CN101666415B - 真空绝热材料、冰箱及供热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种绝热性能和再循环性高，能降低制造工序的能量的由叠层的纤维聚集体构成的真空绝热材料以及使用了该真空绝热材料的冰箱。在具备由纤维聚集体构成的芯材、和具有阻气性外包覆材料的真空绝热材料中，芯材具有在其中央层配置的树脂纤维聚集体、和在树脂纤维聚集体两侧的表面层配置的纤维聚集体，表面层的纤维聚集体是软化温度比中央层的树脂纤维聚集体的软化温度高的材料。表面层的纤维聚集体是间规构造的聚苯乙烯树脂，中央层的树脂纤维聚集体是无规构造的聚苯乙烯树脂。另外，表面层的纤维聚集体是无机类材料，中央层的树脂纤维聚集体是聚苯乙烯树脂。冰箱具有与泡沫绝热材料一起配置在形成于外箱和内箱之间的空间中的真空绝热材料。

Description

真空绝热材料、冰箱及供热水器

技术领域

本发明涉及真空绝热材料，适用了真空绝热材料的冰箱及适用了真空绝热材料的供热水器以及真空材料的制造方法。 

背景技术

作为针对防止地球温室效应的社会的配合措施，为实现CO₂的排放抑制，在各个领域推进节能化。在近年的电气产品，尤其是与冷热相关的家电产品中，从降低耗电量的观点来看，采用真空绝热材料强化绝热性能已成主要倾向。另外，为了抑制从各种原材料直到产品的制造工序的所有能量消耗量，对原材料推进循环使用，在制造工序中推进抑制燃料费及电费等的节省化。 

现在，作为在市场上流通的节能产品所采用的真空绝热材料的现有例子有专利文献1(日本特开2005-220954号公报)所公开的内容，该真空绝热材料将玻璃纤维即玻璃棉作为芯材，用阻气性的外包覆材料包覆并使内部处于减压状态。为使作为芯材的玻璃棉为一定厚度，在玻璃纤维开始热变形的高温下实施加压压制而成形，由于芯材中未包含粘结剂而能得到绝热性能良好的真空绝热材料。作为该真空绝热材料的应用例子可列举与冰箱等氨基甲酸乙酯(聚氨酯)泡沫绝热材料一起使用的例子。 

另一方面，作为考虑了再循环性的真空绝热材料的现有例子，有专利文献2(日本特开2006-29505号公报)所公开的内容，但该真空绝热材料将含有纤维粗细为1～6旦尼尔的聚酯纤维50重量％以上的片状纤维聚集体作为芯材。通过做成这种纤维直径，在实现了提高现有的连续气泡氨基甲酸乙酯泡沫的绝热性能的同时，使用后的再循环性也非常优良。 

另外，专利文献3(日本特开2006-57213号公报)所公开的真空绝热材料使用了将含有熔点不同的两种聚酯纤维的纤维聚集体加工成片状的芯材。这样，不仅减轻了环境负担，而且也容易加工成片状，实现了达到不逊色于现有的氨基甲酸乙酯泡沫板状芯材水平的绝热性能。 

然而，专利文献1～3的真空绝热材料存在如下问题。即，就专利文献1的真空绝热材料而言，由于将玻璃棉作为芯材，不用说能经受在氨基甲酸乙酯发泡时上升的温度，绝热性能也良好能达到机器的节能，但在直到制造真空绝热材料的工序中，要熔融玻璃进行纤维化而得到的玻璃棉制造工序、和通过在高温下加压压制而得到芯材的制造工序中，由于热能的消耗量非常大，因而，综合来看在性价比及对环境的保护方面存在问题。 

就将聚酯纤维用作芯材的专利文献2的真空绝热材料而言，虽然针对因冰箱等的氨基甲酸乙酯泡沫而上升的温度的耐热性，在芯材制造时的能量消耗量方面与专利文献1的发明相比进行环境保护，但由于要用针穿法进行片状加工，因而，聚酯纤维由于被局部捆束而容易导热，在绝热性能方面与专利文献1等的将玻璃棉作为芯材的真空绝热材料相比大幅度地降低。 

另外，就专利文献3的真空绝热材料而言，由于低熔点纤维起着粘合剂的作用，虽有容易加工成片状的优点，但因低熔点纤维压碎进而纤维彼此的接触增大而易于导热，因而，在绝热性能方面与专利文献1等的将玻璃棉作为芯材的真空绝热材料相比大幅度地降低。如上所述，现已公知的真空绝热材料在制造时的能量消耗量和绝热性能的平衡性不好，具有优缺点。 

如上所述，对于以玻璃棉作为芯材使用的现有的真空绝热材料的场合，绝热性能虽好，但存在制造时的热能较大，对环境的考虑及性价比差欠缺。 

另外，对于现有的将聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(以下称为“PET纤维”)或PET纤维与低熔点纤维混合了的材料作为芯材的真空绝热材料，因PET纤维具有的弹性率的影响，或者因介入了低熔点树脂带来的影响，纤维彼此的接触增多。因此，存在在各纤维进行导热绝热性能降低的问题。 

再有，在芯材中使用了树脂的真空绝热材料的场合，当在温度高的环境中使用时，存在来自树脂的发生气体量增多，绝热性能恶化的问题。 

本发明的目的在于提供一种抑制在真空绝热材料制造时的能量消耗量，减小环境负荷，绝热性能方面也能实现高水平并确保了一定的耐热温度的真空绝热材料。另外，本发明提供一种包含至少在芯材的一部分中含有了将树脂类材料纤维化的真空绝热材料。 

为了实现上述发明目的，本发明主要采用如下的构成。 

本发明的真空绝热材料是在具备由纤维聚集体构成的芯材、和具有阻气性的外包覆材料的真空绝热材料中，上述芯材具有在其中央层配置的树脂纤维聚集体和在上述树脂纤维聚集体两侧的表面层配置的纤维聚集体，上述表面层的纤维聚集体是其软化温度比上述中央层的树脂纤维聚集体的软化温度高的材料。 

另外，上述真空绝热材料是上述表面层的纤维聚集体为间规构造的聚苯乙烯树脂、上述中央层的树脂纤维聚集体为无规构造的聚苯乙烯树脂的材料。并且，上述真空绝热材料是上述表面层的纤维聚集体为无机类材料、上述中央层的树脂纤维聚集体为聚苯乙烯树脂的材料。 

另外，上述真空绝热材料中，上述芯材的构造是不含粘合剂成分的平均纤维直径(平均繊維 

)为2～6μm的玻璃纤维聚集体夹住平均纤维直径为1～30μm的聚苯乙烯树脂纤维聚集体的夹层构造，聚苯乙烯树脂纤维聚集体在上述芯材中所占的比例为50～80％。 

本发明的冰箱是上述真空绝热材料与泡沫绝热材料一起设置在由外箱和内箱形成的空间中的冰箱，另外，是上述真空绝热材料与泡沫绝热材料一起设置在与包含压缩机、控制或电源印制电路板、散热管的发热部件相对的空间中的冰箱。 

本发明的真空绝热材料的制造方法包括以下工序：包含以下工序的芯材制造工序，即：熔融树脂材料进行纤维化的纤维化工序、将上述纤维化后的树脂纤维聚集体配置在中央层，以在上述树脂纤维聚集体的两侧的表面层配置作为软化温度比上述中央层的树脂纤维聚集体的软化温度高的材料的已纤维化的纤维聚集体的方式将上述树脂纤维聚集体与上述纤维聚集体叠层的叠层工序、以及将已叠层的材料切断成产品尺寸的切断工序；使附着在上述芯材中或芯材表面的水分或气体成分脱离的芯材干燥工序；将已干燥的芯材投放到袋状的外包覆材料中的装袋工序；使外包覆材料内部处于减压状态进行密封的真空密封工序。 

另外，本发明的供热水器的特征是，将上述真空绝热材料直接设置在贮热水容器的外部。 

另外，本发明的供热水器的特征是，将上述真空绝热材料通过在贮热水容 器的外部设置的聚苯乙烯泡沫(スチロフオ一ム)、氨基甲酸乙酯泡沫或玻璃棉进行设置。 

再有，本发明的供热水器的特征是，将上述真空绝热材料以在上述单侧的表面层配置的纤维聚集体与贮热水容器的外部接触的方式进行设置。 

再有，本发明的供热水器的特征是，将上述真空绝热材料以在上述的单侧表面层配置的纤维聚集体与设于贮热水容器外部的聚苯乙烯泡沫塑料、氨基甲酸乙酯泡沫塑料或玻璃棉接触的方式进行设置。 

本发明的效果如下。 

根据本发明，通过在芯材的一部分中采用树脂纤维材料，从而可以大幅度地削减真空绝热材料及在该材料的制造工序中所消耗的电能、热能。另外，过去，使用了树脂纤维材料的真空绝热材料在绝热性能方面与仅以玻璃棉为芯材的材料相比要差，但根据本发明，能够实现与仅以玻璃棉为芯材的真空绝热材料相同的绝热性能，并能确保一定的耐热温度。 

再有，作为树脂材料，由于能使用从废家电等回收来的再循环树脂，因而，可以提供再循环性高的真空绝热材料、冰箱及供热水器。 

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的真空绝热材料的构成例子的图。 

图2是表示本实施方式的真空绝热材料的使用例子的图。 

图3是应用了本实施方式的真空绝热材料的冰箱的主视图。 

图4是应用了本实施方式的真空绝热材料的冰箱的剖视图，是图3的A-A线剖视图。 

图5是表示本实施方式的真空绝热材料的构成的多个实施例和比较例的对比的图。 

图6是表示实施例5的贮热水容器单元的断面结构图。 

图7是表示实施例6的贮热水容器单元的断面结构图。 

图8是表示本发明的实施例5、6的真空绝热材料的构成例的图。 

图中： 

1-冰箱，2-冷藏室，3a-制冰室，3b-上层冷冻室，4-下层冷冻室， 

5-蔬菜室，6a-冷藏室门，6b-冷藏室门，7a-制冰室门， 

7b-上层冷冻室门，8-下层冷冻室门9-蔬菜室门，10-门用铰链， 

11-密封件，12、14-绝热隔件，13-隔板部件，20-箱体，21-外箱， 

21a-顶板，21b-后板，22-内箱，23-绝热材料，27-送风机， 

28-冷却器，30-压缩机，31-冷凝器，33-泡沫聚苯乙烯，40-凹部， 

41-电气零部件，42-罩，45-箱内灯，45a-壳体，50-真空绝热材料， 

51-芯材，51a、51b-纤维聚集体，52c-树脂纤维聚集体， 

53-外包覆材料，54-内袋，100、200-贮热水容器单元， 

101、201-贮热水容器，102、103、202、203-绝热材料， 

110-真空绝热材料，111-外包覆材料，112-内袋， 

113、114、115-芯材，120-粘结剂。 

具体实施方式

下面，参照附图对本发明实施方式的真空绝热材料的构成例、使用例、应用例及比较例进行详细地说明。图1是表示本发明的实施方式的真空绝热材料的构成例子的图。图2是表示本实施方式的真空绝热材料的使用例子的图。图3是应用了本实施方式的真空绝热材料的冰箱的主视图。图4是应用了本实施方式的真空绝热材料的冰箱的剖视图，是图3的A-A线剖视图。图5是表示本实施方式的真空绝热材料的构成的多个实施例和比较例的对比的图。 

在图中，各标号分别表示如下：1是冰箱，2是冷藏室，3a是制冰室，3b是上层冷冻室，4是下层冷冻室，5是蔬菜室，6a是冷藏室门，6b是冷藏室门，7a是制冰室门，7b是上层冷冻室门，8是下层冷冻室门，9是蔬菜室门，10是门用铰链，11是密封件，12、14是绝热隔件，13是隔板部件，20是箱体，21是外箱，21a是顶板，21b是后板，22是内箱，23是绝热材料，27是送风机，28是冷却器，30是压缩机，31是冷凝器，33是泡沫聚苯乙烯，40是凹部，41是电气零部件，42是罩，45是箱内灯，45a是壳体，50是真空绝热材料，51是芯材，51a、51b是纤维聚集体，52c是树脂线聚集体，53是外包覆材料，54是内袋。 

实施例1 

图1所示的表示真空绝热材料50的构成的实施例1由外包覆材料53、内袋54、芯材51和吸附剂(未图示)构成。包覆材料53只要具有阻气性(ガ スバリヤ性)，不做特别限定，但在实施例1中做成由表面层、防潮层、阻气层和热熔敷层(熱溶着 

)的四层构成的叠层膜。 

具体地，作为防潮层在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上设置铝蒸镀层，阻气层是在乙烯-乙烯醇共聚物膜上设置铝蒸镀层，将作为表面层的吸湿性低的聚丙烯膜与防潮层的铝蒸镀层相对地粘贴。虽然热熔敷层使用了通用性好的直链状低密度聚乙烯膜，但不做特别限定，也可以是高密度聚乙烯或聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等的可热熔的膜也可以。在这里，表面层也可以使用耐刺的强度高的聚酰胺膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等。 

另外，对于外包覆材料53的叠层结构，只要具有上述特性并不特别限定于四层结构，也可以是5层、3层。各层虽借助于二液硬化型氨基甲酸乙酯粘结剂采用干式叠层法粘贴，但对粘结剂和粘贴方法并没有特别限定于这些。 

对于内袋54，实施例1中虽使用可热熔的聚乙烯膜，对于未图示的吸附剂虽使用了物理吸附型的合成沸石，但哪个材料都不受此限定。对于内袋54，只要是聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯膜等吸湿性低并能热熔、排气少的膜均可，对于未图示的吸附剂，只要是吸附水分和气体，能够使用细孔直径不同的合成沸石或硅胶等物理吸附型，或者氧化钙、氯化钙、氧化锶等化学反应吸附型等。 

对于芯材51，可以将使间规构造的聚苯乙烯树脂纤维化了的纤维聚集体51a，作为无机纤维聚集体的不含粘合剂的玻璃棉51b，使无规构造的聚苯乙烯树脂纤维化了的纤维聚集体51c适当组合使用。具体地，在实施例1中，如图5所示，使用间规聚苯乙烯树脂的纤维聚集体51a和无规聚苯乙烯树脂的纤维聚集体51c。 

在此，所谓间规构造是指立体化学构造具有相对于由碳-碳键形成的主链作为侧链的苯基交替地位于相反方向的立体构造，作为软化温度为110℃左右，熔点为270℃左右。另外，所谓无规构造是指通常一般被称为聚苯乙烯的这种构造，立体化学构造具有相对于由碳-碳键形成的主链作为侧链的苯基位于不规则(随机)位置的立体构造，软化温度一般为80℃左右。此外，这里所说的软化温度表示载荷弯曲温度。 

纤维聚集体51a是将间规构造的聚苯乙烯树脂在290℃下熔融并以熔吹法 (メルトブロ一ン法)进行纤维化成平均直径为10μm的纤维聚集体。对于聚苯乙烯树脂当然可以使用未用(バ一ジン)材料，但对于无规构造的聚苯乙烯树脂，也可以使用从废家电及其它已用过的产品回收来的再循环材料。 

对于再循环材料，最好使用将粗粉碎后经筛选、洗净的材料再细粉碎成颗粒状或5mm以下程度的材料，但对此并无特别限定。关于间规构造的聚苯乙烯树脂并不限于此，也可以使用等规构造的聚苯乙烯。此外，对玻璃棉51b使用了平均纤维直径为4μm的材料。在实施例1中，如图1(a)的构造，用纤维聚集体51a夹住纤维聚集体51c使用，其使用比例为4∶6(参照图5所示的实施例)。 

用这些材料的构成，在70～90℃对芯材51进行充分的干燥并用内袋54包覆后，一端进行压缩做成密封状态并***外包覆材料53后，解除内袋的密封，组装在真空包装机上。然后，一口气从大气压减压到真空度2.2Pa，在真空度2.2Pa以下保持一定时间后，密封外包覆材料53。另外，内袋的密封解除方法可以用刀具或夹具等进行，并无特别的指定。用英弘精机社制造的热导率测定仪自动∧HC-074型测定这样得到的真空绝热材料的热导率时，得到初始值为1.9～2.1(mW/m·K)的良好的值。对其验证了在70℃环境气氛下相当于经过10年后的热导率的结果，得到10～11(mW/m·K)的值。得到在经过了相当于10年后绝热性能也比玻璃棉及硬质氨基甲酸乙酯泡沫等好的结果。 

另外，假定用于冰箱，在图2所示的钢板制外箱21上粘贴真空绝热材料50，在与冰箱的内箱22之间填充硬质氨基甲酸乙酯泡沫23并验证了真空绝热材料50的绝热性能影响。由于硬质氨基甲酸乙酯泡沫23因在填充时自身的反应热以70～100℃的范围温度上升，因而存在导致超过了通用的聚苯乙烯树脂的耐热温度的情况。因此，认为在硬质氨基甲酸乙酯泡沫23填充时真空绝热材料50产生变形，绝热性能因纤维彼此的熔融等的发生而恶化。 

在本实施例1的真空绝热材料中50中，真空绝热材料50的表面温度因硬质氨基甲酸乙酯泡沫23的填充而暂时上升到约98℃，但构成芯材51的纤维聚集体51a、51c并无变形。另外，在发泡后取出真空绝热材料50测定热导率时，由于显示出与初始性能相同的值，因而确认了没有发泡热的影响。 

另外，以上的说明虽基于图1(a)所示的构造进行了说明，但作为真空 绝热材料50的构造如图1(b)所示，也可以作成在树脂纤维聚集体51c的单侧，即在氨基甲酸乙酯泡沫23的表面层配置纤维聚集体51a或51b的构成例子。通过将该真空绝热材料50做成与图2所示的使用例子相同，从而树脂纤维聚集体51c不必介于纤维聚集体51a而通过外包覆材料53安装在钢板外箱21上。 

实施例2 

在图1所示的表示真空绝热材料50的构成的实施例2中，除了将实施例1的芯材51的纤维聚集体51a做成不含粘合剂的采用平均纤维直径为4μm的玻璃棉的纤维聚集体51b以外，全部与实施例1相同，如图1(a)的结构，用纤维聚集体51b夹住纤维聚集体51c使用，将其使用比例定为5∶5(参照图5的实施例2)。 

用这些材料的构成，在70～90℃对芯材51中的纤维聚集体51c进行充分的干燥，并在180～230℃对纤维聚集体51b进行了充分的干燥。这些纤维聚集体51b、51c进行叠层并用内袋54包覆后，一端压缩成为密封状态并将其***外包覆材料53后，解除内袋54的密封，组装在真空包装机上。解除内袋54密封的理由是为了对内袋54内部进行减压。 

然后，一口气从大气压减压到真空度2.2Pa，在真空度2.2Pa以下保持一定时间后密封了外包覆材料53。另外，内袋54的密封解除方法可以用刀具或夹具等进行，并无特别指定。用英弘精机社制造的热导率测定仪自动∧HC-074型测定这样得到的真空绝热材料的热导率时，得到初始值为1.8～2.0(mW/m·K)的良好的值。对其验证了在70℃环境气氛下经过相当于10年后的热导率的结果，得到9～10(mW/m·K)的值。得到了在经过了相当于10年后绝热性能也比玻璃棉及硬质氨基甲酸乙酯泡沫等好的结果。 

另外，假定用于冰箱，在如图2所示的钢板制外箱21上粘贴真空绝热材料50，在与冰箱的内箱22之间填充硬质氨基甲酸乙酯泡沫23并与实施例1同样地验证了真空绝热材料50的绝热性能影响。在本实施例2的真空绝热材料50中，真空绝热材料50的表面温度因硬质氨基甲酸乙酯泡沫23的填充暂时上升到约97℃，但构成芯材51的纤维聚集体51b、51c并无变形。另外，在发泡后取出真空绝热材料50测定热导率时，由于显示出与初始性能相同的 值，因而确认了没有发泡热的影响。 

实施例3 

在表示真空绝热材料50的构成的实施例3中，除了将实施例2中的纤维聚集体51b和纤维聚集体51c的使用比例做成3∶7外，其余均相同(参照图5所示的实施例3)。 

用英弘精机社制造的热导率测定仪自动∧HC-074型测定了实施例3得到的真空绝热材料的热导率时，得到初始值为1.9～2.2(mW/m·K)的良好的值。对其验证了在70℃环境气氛下经过相当于10年后的热导率的结果，得到11～12(mW/m·K)的值。得到了在经过了相当于10年后绝热性能还比玻璃棉及硬质氨基甲酸乙酯泡沫等好的结果。 

另外，假定用于冰箱，在如图2所示的钢板制外箱21上粘贴真空绝热材料50，在与冰箱的内箱22之间填充硬质氨基甲酸乙酯泡沫23并与实施例1同样地验证了真空绝热材料50的绝热性能影响。在本实施例3的真空绝热材料50中，真空绝热材料50的表面温度因硬质氨基甲酸乙酯泡沫23的填充而暂时上升到约97℃，但构成芯材51的纤维聚集体51b、51c并无变形。另外，在发泡后取出真空绝热材料50测定热导率时，由于显示出与初始性能相同的值，因而确认了没有发泡热的影响。 

实施例4 

在实施例4中，除了将实施例2中的纤维聚集体51b和纤维聚集体51c的使用比例做成2∶8外，其余均相同(参照图5所示的实施例4)。 

用英弘精机社制造的热导率测定仪自动∧HC-074型测定实施例4得到的真空绝热材料的热导率时，得到其初始值为2.0～2.4(mW/m·K)的良好的值。对其验证了在70℃环境气氛下经过相当于10年后的热导率的结果，得到12～13(mW/m·K)的值。得到了在经过了相当于10年后绝热性能还比玻璃棉及硬质氨基甲酸乙酯泡沫等好的结果。 

另外，假定用于冰箱，在如图2所示的钢板制外箱21上粘贴真空绝热材料50，在与冰箱的内箱22之间填充硬质氨基甲酸乙酯泡沫23并与实施例1同样地验证了真空绝热材料50的绝热性能影响。在本实施例4的真空绝热材料50中，真空绝热材料50的表面温度因硬质氨基甲酸乙酯泡沫23的填充暂 时上升到约97℃，但构成芯材51的纤维聚集体51b、51c并无变形。另外，在发泡后取出真空绝热材料50测定热导率时，由于显示出与初始性能相同的值，因而确认了没有发泡热的影响。 

比较例1 

在用于与本实施方式的真空绝热材料的实施例进行对比的比较例1(参照图5的比较例1)中，将实施例1中的纤维聚集体51a和纤维聚集体51c的使用比例做成0∶10。即，除了只做成无规聚苯乙烯树脂即纤维聚集体51c之外，其余全部与实施例1相同(是不使用实施例1的间规聚苯乙烯的纤维聚集体51a的例子)。 

用英弘精机社制造的热导率测定仪自动∧HC-074型测定比较例1得到的真空绝热材料50的热导率时，得到初始值为2.0～2.4(mW/m·K)的良好的值。对其验证了在70℃环境气氛下经过相当于10年后的热导率的结果，得到12～13(mW/m·K)的值。得到了在经过了相当于10年后绝热性能还比玻璃棉及硬质氨基甲酸乙酯泡沫等好的结果。 

另外，假定用于冰箱，在如图2所示的钢板制外箱21上粘贴真空绝热材料50，在与冰箱的内箱22之间填充硬质氨基甲酸乙酯泡沫23并与实施例1同样地验证了真空绝热材料50的绝热性能影响。 

在本比较例1的真空绝热材料50中，真空绝热材料50的表面温度因硬质氨基甲酸乙酯泡沫23的填充暂时上升到约97℃，但构成芯材51的纤维聚集体51c软化发生翘曲。在取出真空绝热材料50测定热导率时，确认了相对于初始性能恶化了约30％。另外，在未对真空绝热材料50加热的情况下，维持了良好的绝热性能。 

比较例2 

在比较例2中，将实施例2中的和纤维聚集体51c的使用比例做成10∶0(参照图5的比较例2)。除了这里使用的纤维聚集体51b做成在450～500℃对玻璃棉进行加热加压成形为一定厚度的材料之外，全部与实施例2相同。 

用英弘精机社制造的热导率测定仪自动∧HC-074型测定比较例2得到的真空绝热材料50的热导率时，得到初始值为1.6～1.9(mW/m·K)的良好的值。对其验证可在70℃环境气氛下经过相当于10年后的热导率的结果，得到7～ 10(mW/m·K)的值。 

另外，假定用于冰箱，在如图2所示的钢板制外箱21上粘贴真空绝热材料50，在与冰箱的内箱22之间填充硬质氨基甲酸乙酯泡沫23并与实施例1同样地验证了真空绝热材料50的绝热性能影响。 

在本比较例2的真空绝热材料50中，真空绝热材料50的表面温度因硬质氨基甲酸乙酯泡沫23的填充暂时上升到约98℃，构成芯材51的纤维聚集体51b并无变形。另外，在发泡后取出真空绝热材料50测定热导率时，由于显示与初始性能相同的值，因而确认了没有发泡热影响。但是，是一种对纤维聚集体51b进行加热加压及在玻璃棉制造阶段的热能消耗量大的构造。 

图5中，对于以上说明的实施例1～4和比较例1、2，表示了芯材的使用比例，真空绝热材料的热导率，氨基甲酸乙酯发泡时的变形，制造时能量消耗量的数值或性质。这些数值或性质已如上述，图5中将上述的内容予以汇总记载说明。 

应用例 

下面，对将本发明的实施方式的真空绝热材料应用于冰箱的应用例进行说明。图3是应用了上述的本实施例的冰箱的主视图，图4表示图3的A-A线剖视图。 

图3所示的冰箱1如图4所示，从上向下具有冷藏室2、贮冰室3(和转换室)、冷冻室4、蔬菜室5。图3中的符号是封闭上述各室的前面开口部的门，自上配置以饺链10等为中心转动的冷藏室门6a、6b、制冰室门7a和上层冷冻室门7b，下层冷冻室门8，蔬菜室门9，其中，除冷藏室门6a、6b以外全部是抽屉式门。这些抽屉式门6～9在拉出门时，则构成各室的容器与门一起被拉出来。各门6～9具有用于密闭与冰箱主体1的密封件11，且安装在各门6～9的室内侧外周边缘上。 

另外，为了将冷藏室2与制冰室3a和上层冷冻室3b之间隔开绝热配置有绝热隔壁12。该绝热隔壁12是厚度为30～50mm程度的绝热壁，是分别将泡沫聚苯乙烯、泡沫绝热材料(氨基甲酸乙酯泡沫)、真空绝热材料等单独使用或将多种绝热材料组合而成的。制冰室3a和上层冷冻室3b与下层冷冻室4之间由于温度带相同而不是隔开绝热的绝热隔壁，设有形成密封件11支撑面的 隔板部件13。在下层冷冻室4与蔬菜室5之间设有用于进行隔开绝热的绝热隔壁14，与绝热隔壁12同样是30～50mm左右的绝热壁，这些也由泡沫聚苯乙烯、或者泡沫绝热材料(氨基甲酸乙酯泡沫)、真空绝热材料等制成。基本上在冷藏、冷冻等的贮藏温度带不同的隔室的隔壁设置绝热隔壁。另外，在箱体20内从上向下分别划分形成有冷藏室2，制冰室3a及上层冷冻室3b，下层冷冻室4，蔬菜室5的贮藏室，但对于各贮藏室的配置并不特别限定于此。另外，关于冷藏室门6a、6b，制冰室门7a，上层冷冻室门7b，下层冷冻室门8，蔬菜室门9，对于通过旋转进行的开闭、通过推拉进行开闭以及门的个数等不做特别限定。 

箱体20具有外箱21和内箱22，在由外箱21和内箱22形成的空间中设置绝热部，对箱体20内的各贮藏室与外部进行绝热。在该外箱21侧或上述内箱22侧的任何一侧配置真空绝热材料50，在真空绝热材料50以外的空间中填充硬质氨基甲酸乙酯泡沫等泡沫绝热材料23。 

另外，为了将冰箱的冷藏室2，冷冻室3a、4，蔬菜室5等各室冷却到规定的温度而在冷冻室3a、4的背面侧具有冷却器28，该冷却器28和压缩机30及冷凝器30a、未图示的毛细管连接而构成冷冻循环。在冷却器28的上方配置有将用该冷却器28冷却的冷气在冰箱内循环而保持规定的低温温度的送风机27。 

另外，作为隔开冰箱的冷藏室2与制冰室3a和上层冷冻室3b，冷冻室4与蔬菜室5的绝热材料，分别配置有绝热隔件12、14，并由泡沫聚苯乙烯33和真空绝热材料50构成。对于该绝热隔件12、14，可以填充硬质氨基甲酸乙酯泡沫等的泡沫绝热材料23，但并不特别限定于泡沫聚苯乙烯33和真空绝热材料50。 

另外，在内箱22顶面的一部分上配置具有向绝热材料23一侧突出的壳体45a的箱内灯45，照亮打开冰箱的门时的冰箱内部易于观察。关于箱内灯45，可使用灯泡、荧光灯、氙灯等而无特别限定。由于通过配置箱内灯45，壳体45a与外箱21之间的绝热材料23的厚度变薄，因而配置真空绝热材料50确保绝热性能。对于该箱内灯45并未特定配置在图示的位置。 

再有，虽然图4中未图示，但散热管安装在位于箱体20的顶面一侧的外 箱21下面。这样一来，考虑到由上述的箱内灯壳体45a所占有的空间和由配置在顶面一侧外箱21下面的散热管所占有的空间以及散热影响，在壳体45a和外箱21顶面一侧之间配置真空绝热材料，确保绝热性能。 

另外，在箱体20的顶面后方部形成用于容纳控制冰箱1运转用的基板及电源基板等的电气零部件41的凹部40，设有覆盖电气零部件41的罩42。罩42的高度考虑到外观设计的美观性和确保内部容积，以与外箱21的顶面的高度基本相同的方式配置。虽无特别限定，但在罩42的高度突出于外箱的顶面的场合，最好在10mm以内的范围。与之相伴，由于凹部40以绝热材料23一侧凹入容纳电气零部件41的状态配置，因而为确保绝热厚度必然牺牲内部容积。当使内部容积更大时，则导致凹部40和内箱22之间的绝热材料23的厚度变薄。由此，在凹部40的绝热材料23一侧的面配置真空绝热材料50，确保、强化绝热性能。 

在图4所示的应用例子中，将真空绝热材料50做成以横跨上述箱内灯45的壳体45a与电气零部件41的方式成形为大致Z字形的一块真空绝热材料50。另外，考虑到来自外部的延烧或因任何原因而着火的情况等罩42用钢板制成。 

由于配置在冰箱20的背面下部的压缩机30和冷凝器31是发热量大的零部件，为了防止向冰箱内的热侵入，将真空绝热材料50配置在向内箱22一侧的投影面内。 

本应用例的真空绝热材料50使用了先前叙述的实施例2的真空绝热材料50。在本应用例中，在配置了上述未图示的散热管和电气零部件41的凹部等的高温部一侧和氨基甲酸乙酯绝热材料一侧配置纤维聚集体51b，不会受到热影响。 

对配置部位没有特别的限定，为了抑制从压缩机30和冷凝器31产生的热侵入到冰箱内，也可在压缩机30和冷凝器31向内箱22一侧的投影面内配置真空绝热材料50。为了加大真空绝热材料50的覆盖面积，也可以做成从内箱21的底面到压缩机30和冷却器28之间一体成形的立体形状。此外，对于位于压缩机30和冷却器28之间真空绝热材料50的形状，做成设有避让未图示的排水管用的缺口的形状。对于缺口的有无或其形状没有特别的限定。 

本应用例的真空绝热材料50使用了芯材51的厚度为10mm，将组合了纤 维聚集体51b和51c的芯材51的密度设定为约250(kg/m³)的材料。通过顶面部的真空绝热材料50的配置，可以降低由电气零部件41及散热管产生的向冰箱内的热侵入，进而可以提高散热管的散热特性，另外，通过底面的真空绝热材料50的配置，由于可以抑制从压缩机30和冷凝器31产生的热向箱内的侵入，因而不必增加壁厚便能够改善绝热性能。 

若对本发明的概要进行汇总则是，过去，使用了通过粘合剂或加热加压将玻璃棉等无机纤维成形了的芯材的真空绝热材料虽然在绝热性能方面优良，对机器的节能作出贡献，但存在在真空绝热材料及构成真空绝热材料的材料的制造工序中所消耗的能量增大，在制造方面对环境保护考虑不足的问题。另一方面，在将芯材聚酯纤维化的真空绝热材料中，上述问题虽能得到某种程度的解决，但在绝热性能方面又大幅度地劣化，兼具有绝热性能和保护环境的真空绝热材料的研发成为问题。 

为了解决这个问题，本发明为改善绝热性能，通过采用将弯曲弹性模量大的聚苯乙烯树脂纤维化了的芯材从而能提供一种抑制了制造时的能量消耗量且绝热性能良好的真空绝热材料。另外，由于聚苯乙烯树脂耐热温度低，因而，为了不受氨基甲酸乙酯发泡时的热影响通过组合软化温度不同的(高的)纤维材料，从而能做成兼具有绝热性能和保护环境的真空绝热材料。 

因此，本发明的实施方式的真空绝热材料的特征是具有如下的具体结构并发挥了功能和作用。即，在由至少纤维聚集体构成的芯材和具有阻气性的外包覆材料构成的真空绝热材料中，特征为，在上述芯材的单侧或两侧的表面层配置的纤维聚集体的软化温度比在表面层以外的部分配置的树脂纤维聚集体的软化温度高。通过在芯材的一部分使用树脂纤维聚集体，从而与过去的对玻璃棉进行加热加压成形的材料相比，总的来说能降低制造时消耗的能量。另外，特征是，上述纤维聚集体是间规构造的聚苯乙烯树脂，上述树脂纤维聚集体是无规构造的聚苯乙烯树脂。 

另外，特征是，作为上述纤维聚集体是无机类材料，并使上述树脂纤维聚集体为聚苯乙烯树脂。作为无机类材料虽有玻璃纤维、陶瓷纤维、玻璃棉、石棉等，但不特别限定于这些，从绝热性能方面考虑最好使用不含粘合剂的玻璃棉。对于作为树脂纤维聚集体的聚苯乙烯树脂，只要是能纤维化的材料即可， 并无特别限定，也可以使用从废家电等回收来的再循环材料。 

另外，在由外箱和内箱形成的空间中配置泡沫绝热材料和真空绝热材料，在具有压缩机、控制基板及散热管等发热部件的冰箱中，特征是上述真空绝热材料用具有阻气性的外包覆材料包覆将至少软化温度不同的纤维聚集体叠层而成的材料，并在对其内部进行减压后密封而成，上述芯材以将软化温度高的一方在与泡沫绝热材料接触一侧或者发热零部件一侧的方式配置。作为软化温度不同的纤维聚集体，采用相同种类构造不同的树脂纤维聚集体的组合、或者无机纤维聚集体与树脂纤维聚集体的组合等，但对材料并无特别限定，从绝热性能方面考虑，最好采用玻璃棉与聚苯乙烯纤维聚集体的组合。 

另外，当综合本发明的实施例2、3、4时，特征是真空绝热材料的芯材是用不含粘合剂成分的平均纤维直径为2～6μm的玻璃纤维聚集体，将平均纤维直径为1～30μm的聚苯乙烯树脂纤维聚集体做成层状构造，聚苯乙烯纤维占芯材的比例为50～80％。考虑绝热性能方面时，以玻璃纤维的使用比例较大为宜，但从抑制制造中的能耗的观点出发，以聚苯乙烯纤维的使用比例较大为宜，最好根据用途和使用部位对使用比例进行调整。 

另外，本发明的真空绝热材料的制造方法的特征是具有以下工序：包含下述工序的芯材制造工序；即、至少熔融树脂材料进行纤维化的纤维化工序、将已纤维化的材料进行叠层的叠层工序(作为中央层形成图1所示的树脂纤维聚集体51c，作为表面层在其两侧形成纤维聚集体51b、51a的叠层工序)、以及将已叠层的材料切断成产品尺寸的切断工序；使附着在上述芯材中或表面的水分或气体成分脱离的芯材干燥工序；将已干燥的芯材放入袋状的外包覆材料中的装袋工序；以及使外包覆材料内部处于减压状态进行密封的真空包装工序。 

下面，参照附图对将本发明的真空绝热材料应用于供热水器的实施例进行说明。图6、图7是本发明的实施方式的供热水器的贮热水容器的剖视图。图8是表示图6、图7的真空绝热材料的构成例子图。 

在图中，标记100、200是供热水器的贮热水容器单元。101、201是贮热水容器。102、103、202、203是绝热材料。110是真空绝热材料。111是外包覆材料。112是内袋。113、114和115是芯材。120是粘结剂。 

实施例5 

贮热水容器单元100的构成的实施例5如图6所示，将贮热水容器101用真空绝热材料110、并以绝热材料102、103围绕外周地构成。真空绝热材料110沿着绝热材料102、103的在贮热水容器101一侧设置的曲面弯曲，并用热熔粘结剂120粘合。绝热材料102、103做成在B部配合的形状。B部做成在绝热材料102、103配合时，真空绝热材料110与贮热水容器101的曲面紧密贴合(密着)的尺寸。实施例5所使用的真空绝热材料110的构成包括外包覆材料111，内袋112，芯材114、115和未图示的吸附剂。外包覆材料111做成由表面层、防潮层、阻气层和热熔胶合层的四层构成的叠片膜。 

具体的是，表面层为吸湿性低的聚丙烯膜，防潮层为在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上设有铝蒸镀层，阻气层为铝箔并与防潮层的铝蒸镀层贴合。热熔敷层考虑到耐热温度使用聚丙烯膜，但并无特别限定，根据供热水器的使用温度，只要是高密度聚乙烯或直链状低密度聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等的可热熔敷的膜都能使用。在这里，表面层可以使用耐扎强度优良的聚酰胺膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等。 

另外，有关外包覆材料111的分层构造，只要具有上述特性便不特别限于四层构造。各层通过二液硬化型氨基甲酸乙酯粘结剂用干式叠层法粘贴，但对粘结剂和粘贴方法并不限于此。 

有关内袋112，在实施例5中使用可热敷的聚乙烯膜，对于未图示的吸附剂使用了物理吸附型的合成沸石，任一材料均不限定于此。对于内袋112，根据需要也可以使用聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯膜等的吸湿性低能热熔敷而排气少的材料，根据情况的不同，内袋112也可以不使用。另外，对于未图示的吸附剂，只要是吸附水分和气体的材料即可，可以使用细孔直径不同的合成沸石或硅胶等物理吸附型，或者氧化钙、氯化钙、氧化锶等化学反应式吸附型等。 

如图8(a)所示，真空绝热材料110的作为绝热材料102、103一侧的芯材114使用了聚苯乙烯纤维。另外，作为贮热水容器101一侧的芯材115做成了由平均纤维直径为4μm的玻璃纤维构成的玻璃棉。此外，对于这些，只要是无机类纤维没有特别限定。芯材114的聚苯乙烯纤维使用了将从用家电再循环工厂设备等进行再循环处理的家电产品等回收来的废聚苯乙烯作为原料并 进行纤维化为1～30μm直径的材料。并没有特别限定于废聚苯乙烯，也可以是未用材料或混合废聚苯乙烯与未用材料的材料。在实施例5中，使芯材114与115的使用比例为1∶1。 

另外，关于作为绝热材料的102和103，在实施例5中使用泡沫聚苯乙烯，绝热材料的102和103做成用B部结合的形状。 

在实施例5中，由于贮热水容器101的表面温度为85～90℃，因而配置了耐热温度高的芯材115。由此，由于芯材115承受80～90℃的热，因而，对于芯材114不会温度上升直至达到软化温度，构成芯材114的聚苯乙烯纤维部分不会产生变形。 

与未使用真空绝热材料110的贮热水容器单元比较后确认了，通过配置真空绝热材料110，能够将来自贮热水容器101的热泄漏量降低约11％。 

另外，如图8(b)所示，在芯材115的内周面和外周面配置了芯材114、所谓的层状结构(芯材114和芯材115的使用比例为1∶1)的场合，确认了也能得到同样的结果。 

在实施例5中，与配置了现有的以玻璃棉为芯材的真空绝热材料的场合比较，关于真空绝热材料制造时的热能，能够大幅度地降低。 

实施例6 

实施例6的贮热水容器单元200如图7所示，是在贮热水容器201的外周配置绝热材料202、203，在其外周配置了真空绝热材料110的结构。在实施例6中，芯材115使用了将间规构造的聚苯乙烯纤维化为纤维直径1～30μm的材料。真空绝热材料110的其它构造与实施例5相同。对于芯材115，也可以与实施例5同样地使用玻璃棉，对此无特别限定。 

通过配置绝热材料202、203，由于可以将施加在真空绝热材料110的温度抑制为60～70℃左右，因而，芯材114、115不会因受热而变形。 

另外，与未使用真空绝热材料110的贮热水容器单元比较后确认，配置了真空绝热材料110的场合，可将来自贮热水容器201的热泄漏量降低约9％。 

此外，如图8(b)所示，确认了在将真空绝热材料110做成所谓的夹层(サンドイツチ)构造(芯材114和芯材115的使用比例为1∶1)的场合，也能得到同样的结果。 

这样，对于本发明实施方式的真空绝热材料，通过将过去耐热温度成为问题且很难向冰箱等的氨基甲酸乙酯泡沫绝热材料内或者向成为高温的部分、供热水器的热水贮藏箱等的高温部分的配置的聚苯乙烯树脂进行纤维化，并与软化温度高的材料组合，从而可制成即使在超过了聚苯乙烯树脂的软化温度的温度带也能使用的真空绝热材料，并且，能够提供抑制了制造工序中的能量消耗量的环境保护型真空绝热材料。另外，对于本发明实施方式所使用的聚苯乙烯树脂，由于也可以使用再循环材料，因而，不仅在原材料制造工序中能实现节能，而且还对节省资源作出较大的贡献，能大幅度地减轻环境负荷。 

对于本发明实施方式的真空绝热材料，除了冰箱及供热水器以外，还可以广泛地推广应用到高温槽、恒温槽等普遍的冷热设备中，此外，还可应用于能期待制冷供暖效率提高的住宅及建筑物、汽车及电车等车辆领域中。另外，对于应用了本发明实施方式的真空绝热材料的冰箱，不仅实现了产品的产品寿命的节能，而且通过使用了从产品的制造阶段能节能的真空绝热材料，从而能实现环境负荷的减轻。 

Claims (9)

1.一种真空绝热材料，具备由纤维聚集体构成的芯材和具有阻气性的外包覆材料，

上述芯材具有在其中央层配置的树脂纤维聚集体、和在上述树脂纤维聚集体两侧的表面层配置的纤维聚集体，

上述表面层的纤维聚集体是其软化温度比上述中央层的树脂纤维聚集体的软化温度高的材料，上述真空绝热材料的特征在于，

上述表面层的纤维聚集体是间规构造的聚苯乙烯树脂，上述中央层的树脂纤维聚集体是无规构造的聚苯乙烯树脂。

2.根据权利要求1所述的真空绝热材料，其特征在于，

代替在上述树脂纤维聚集体两侧的表面层配置的纤维聚集体，是在上述树脂纤维聚集体单侧的表面层配置的纤维聚集体。

3.一种冰箱，其特征在于，

权利要求1记载的真空绝热材料与泡沫绝热材料一起设置在由外箱和内箱形成的空间中。

4.一种冰箱，其特征在于，

权利要求1记载的真空绝热材料与泡沫绝热材料一起设置在与包含压缩机、控制或电源印制电路板、散热管的发热部件相对的空间中。

5.一种冰箱，其特征在于，

权利要求2记载的真空绝热材料与泡沫绝热材料一起设置在由外箱和内箱形成的空间中，在上述的单侧表面层配置的纤维聚集体设置成与上述泡沫绝热材料抵接。

6.一种供热水器，其特征在于，将权利要求1记载的真空绝热材料直接设置在贮热水容器的外部。

7.一种供热水器，其特征在于，将权利要求1记载的真空绝热材料通过在贮热水容器的外部设置的聚苯乙烯泡沫、氨基甲酸乙酯泡沫或玻璃棉进行设置。

8.一种供热水器，其特征在于，将权利要求2记载的真空绝热材料以在上述单侧的表面层配置的纤维聚集体与贮热水容器的外部接触的方式进行设置。

9.一种供热水器，其特征在于，将权利要求2记载的真空绝热材料以在上述单侧的表面层配置的纤维聚集体与设于贮热水容器外部的聚苯乙烯泡沫、氨基甲酸乙酯泡沫或玻璃棉接触的方式进行设置。

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