CN105102874A - 真空隔热件及具备该真空隔热件的保温容器、保温体、及热泵式热水供给机 - Google Patents

Abstract

在具有作为纤维片的层叠体结构的芯构件和收纳芯构件的外覆构件的真空隔热件中，纤维片具有弯曲短切纤维和弯曲纤维。

Description

真空隔热件及具备该真空隔热件的保温容器、保温体、及热泵式热水供给机

技术领域

本发明涉及真空隔热件及具备该真空隔热件的保温容器、保温体、及热泵式热水供给机。

背景技术

以往，对于用于隔热件输送时等的收纳效率化的压缩，为了改善复原性、提高隔热性能，提出了具备层叠无机纤维和卷曲纤维的结构的隔热件(例如，参照专利文献1)。另外，复原性指的是在压缩隔热件后隔热件是否容易回到原来的形态。

而且，作为真空隔热件，提出具有为了实现隔热性能的提高而通过连续细丝法制造的由玻璃纤维等无机纤维构成的芯构件的真空隔热件(例如，参照专利文献2)。

在专利文献2记载的技术中，所述无机纤维的平均纤维直径在3μm以上15μm以下，抑制了纤维彼此的交缠导致的纤维彼此的接触面积的增大等，抑制了无机纤维之间的热传导。

而且，在专利文献2记载的技术中，除了采用上述的平均纤维直径之外，还使无机纤维的平均纤维长度在3mm以上15mm以下，采用进行分散剂的添加的湿式抄纸法而将无机纤维分散配置。由此，难以将无机纤维彼此平行排列，结果是，无机纤维彼此的接触容易成为点接触，能够抑制无机纤维之间的热传导。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-11374号公报(例如，参照图1和摘要)

专利文献2：日本特开2009-162267号公报(例如，参照权利要求2、段落[0040]、[0046]以及[0052])

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1记载的技术中，为了提高隔热件的复原性，使一部分纤维的轴向朝向纤维的层叠方向(传热方向)以使封入隔热件的纤维发挥弹簧性的作用。由此，在将专利文献1记载的技术应用于真空隔热件的情况下，来自纤维的固体热传导朝向纤维的层叠方向增加。

而且，为了使隔热件发挥弹簧性的作用，纤维被要求具有预先设定的粗细，因此相应地，纤维彼此的接触面积增加，热传导增加。

这样，将专利文献1记载的卷曲纤维结构应用于真空隔热件的芯构件的话，为了“一部分纤维的轴向朝向纤维的层叠方向(传热方向)”并且“纤维被要求具有预先设定的粗细”，存在着热传导增加、真空隔热件的隔热性能降低的课题。

在专利文献2记载的技术中，无机纤维的平均纤维直径在3μm以上15μm以下，相应地无机纤维的直线度(straightness)也提高。这样，越是提高直线度，越是难以形成纤维的层叠结构，因此与提高直线度的量对应地，添加用于使无机纤维彼此之间结合的粘合剂。另外，直线度指的是相对于直线偏离的程度。在此，在添加粘合剂后，无机纤维彼此融合，因此促进了成为层叠结构的纤维接触部分的热传导。

即，在专利文献2记载的技术中，与提高无机纤维的直线度的量相应地，向封入真空隔热件的纤维添加粘合剂，存在着热传导增加、真空隔热件的隔热性能降低的课题。

另外，也考虑在利用粘合剂使无机纤维暂时片材化后利用加热处理除去粘合剂来抑制隔热性能的降低的方法，不过存在着需要额外的设备和能量而导致制造成本上升的课题。

本发明正是为了解决以上那样的课题中的至少一个而完成的，其目的在于提供一种抑制隔热性能的降低的真空隔热件、以及具备该真空隔热件的保温容器、保温体、及热泵式热水供给机。

解决课题的手段

本发明涉及的真空隔热件为具有作为纤维片的层叠体结构的芯构件和收纳芯构件的外覆构件的真空隔热件，其中，纤维片具有弯曲短切纤维和弯曲纤维。

发明效果

根据本发明涉及的真空隔热件，由于具有上述结构，能够抑制隔热性能的降低。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1涉及的真空隔热件的剖视示意图。

图2是本发明的实施方式1涉及的真空隔热件的纤维片的放大剖视示意图。

图3是本发明的实施方式1涉及的真空隔热件的波状纤维的放大剖视示意图。

图4是本发明的实施方式1涉及的真空隔热件的螺旋状纤维的放大剖视示意图。

图5是本发明的实施方式1涉及的真空隔热件的纤维片的放大剖视示意图。

图6是示出本发明的实施方式1涉及的真空隔热件的纤维倾斜角度和热传导率的关系的模型计算结果。

图7是本发明的实施方式3涉及的真空隔热件的纤维片的放大剖视示意图。

图8是本发明的实施方式4涉及的真空隔热件的纤维片的放大剖视示意图。

图9是示出本发明的实施方式5涉及的保温体的剖视示意图。

图10是与图9不同的保温体的剖视示意图。

图11是示出本发明的实施方式6涉及的热泵式热水供给机的***结构图。

图12是示出与图11不同的热泵式热水供给的***结构图。

图13是本发明的实施方式2涉及的真空隔热件的纤维片的放大剖视示意图。

具体实施方式

下面，基于附图说明本发明的实施方式。

实施方式1

图1是示出实施方式1涉及的真空隔热件1的剖视示意图。图2是实施方式1涉及的真空隔热件1的纤维片2的放大剖视示意图。

本实施方式1涉及的真空隔热件1加入了能够提高隔热性能的改良。

真空隔热件1具有：芯构件3，由具有材质为玻璃的纤维的纤维片2层叠构成；以及外覆构件4，利用由例如树脂等构成的外覆片4a将芯构件3密闭。

[芯构件3]

如图1所示，芯构件3是切断成预先设定的尺寸的纤维片2从纸面的下侧到上侧层叠多层而构成的。接着，芯构件3被封入外覆构件4内。另外，纤维片2的层叠数和厚度是假定了例如由大气压与真空的压力差导致的压缩应力而被设定以使真空隔热件1成为预期的厚度。

纤维片2具有：弯曲短切纤维5，材质例如为玻璃；以及与该弯曲短切纤维5同样地材质例如为玻璃的微纤维6，纤维片2以弯曲短切纤维5与微纤维6混合的方式构成。

在纤维片2的制造方法中，例如使弯曲短切纤维5和微纤维6分散到中性水或硫酸水溶液中，以自动输送式抄纸机抄纸形成为片状。使该形成为片状的物体干燥，得到厚度0.5mm～5mm左右的纤维片2的原料卷。接着，与所需的真空隔热件1的面积相配地将纤维片2的原料卷裁断，得到纤维片2。

另外，纤维片2抄纸形成为使纤维片2的纤维的方向与纤维片2的厚度方向为垂直方向。

而且，根据需要，也可以向纤维溶液中或者抄纸后的纤维中添加无机类粘合剂或者有机类粘合剂。作为无机类粘合剂，有水玻璃、胶体二氧化硅，作为有机类粘合剂，有聚氨酯(PU)类、聚乙烯醇(PVA)类等。

(弯曲短切纤维5)

弯曲短切纤维5为平均纤维直径比微纤维6的平均纤维直径大的纤维。弯曲短切纤维5例如如下制造。

(1)利用连续细丝制法制造在直径4μm～20μm左右范围内直径比较均匀的细丝(玻璃纤维)。

(2)此后，使在(1)中制造的细丝通过加热至原料软化且比原料的熔点低的温度的两个齿轮啮合处之间。由此，在(1)中制造的细丝热变形，制造出形成为波状的弯曲无机细丝8(参照图3)。

(3)接着，将在(2)中制造的弯曲无机细丝8切断为长度4mm～18mm左右预先设定的尺寸，能够得到弯曲短切纤维5。

在此，在(2)中说明的弯曲无机细丝8的制造方法并不限定于此。例如，也可以是，将挤出的纤维斜卷在圆筒状的芯上，成形为线圈状(参照图4)。

(微纤维6)

仅以单一的弯曲短切纤维5难以实现作为纤维片2的片材化，微纤维6是有助于该片材化的纤维。微纤维6是其平均的纤维直径比弯曲短切纤维5小的纤维。如图2所示，微纤维6与弯曲短切纤维5一起混合在纤维片2中。

一般来说，微纤维6在纤维直径小于某设定值(例如，3μm)的情况下利用火焰法制作，在比该设定值大的情况下利用离心法制作。另外，本实施方式1涉及的真空隔热件1以利用火焰法制作的情况为例进行说明。

在本实施方式1中，说明了弯曲短切纤维5和微纤维6由玻璃纤维构成，不过并不限定于此。例如，也可以使弯曲短切纤维5和微纤维6由陶瓷纤维、氧化硅纤维等构成。

而且，微纤维6也可以是有机纤维。例如，聚酯纤维和聚丙烯纤维等可以通过熔喷制法制作平均直径数μm的纤维。但是，在该情况下，需要使干燥条件和应用真空隔热件1的对象处于有机纤维不会分解、熔融(包括部分软化)的温度区域。

并且，在本实施方式1中，说明了弯曲短切纤维5和微纤维6同样由玻璃纤维构成的情况的例子，不过并不限定于此，也可以是不同的纤维。

[外覆构件4]

外覆构件4是在两枚外覆片4a内收纳芯构件3，所述芯构件3由具有弯曲短切纤维5和微纤维6的纤维片2层叠多层而成。外覆构件4为层积结构体，例如从外侧起由ON(延伸尼龙)25μm/PET(聚酯)12μm/AL(铝)箔7μm/CPP(未延伸聚丙烯)30μm构成。接着，对将芯构件3***外覆构件4来制造真空隔热件1的方法进行说明。

(1)首先，制作用两枚外覆片4a预先制袋化而成的外覆构件4，在使芯构件3干燥后与气体吸附剂一起***外覆构件4。

(2)此后，将在(1)中得到的结构配置在真空腔内。

(3)对真空腔内减压，成为预先设定的压力、例如0.1Pa～3Pa左右的真空压力。接着，在该状态下，将外覆构件4的余下的开口部通过热封密闭。

(4)使真空腔内回到大气压，能够从真空腔内取出得到真空隔热件1。

另外，也可以是，以由两枚外覆片4a夹着芯构件3的方式配置在真空腔内，在真空腔内减压后，将上下的外覆片4a的周围通过热封密闭。

而且，对于纤维片2含有的水分，除了抄纸时的干燥工序之外，还可以在裁断前后等时设置加热纤维片2的工序。而且，也可以设置在真空过程中加热的工序来除去所述水分。并且，作为气体吸附剂，可以将例如由氧化钙(CaO)、沸石、铁粉、锂、钡构成的材料单独或者多个组合使用。

[真空隔热件1的热传导率]

图3是实施方式1涉及的真空隔热件1的波状纤维的放大剖视示意图。图4是实施方式1涉及的真空隔热件1的螺旋状纤维的放大剖视示意图。图5是实施方式1涉及的真空隔热件1的纤维片2的放大剖视示意图。图6是示出实施方式1涉及的真空隔热件1的纤维倾斜角度θ和热传导率的关系的模型计算结果。参照图3～图6，对真空隔热件1的热传导率进行说明。

另外，在图中，W表示弯曲无机细丝8的切断长度，示出了连接弯曲短切纤维5的两端的线段的长度。而且，Yb示出直线偏差幅度。即，Yb为，在设连接弯曲短切纤维5的两端的直线为基准线Y0时，基于在与该基准线Y0平行且离基准线Y0最远的部分处与弯曲短切纤维5相切的切线(与后述的第一切线Y1和第二切线Y2对应)的位置而确定的。例如，在图3的例子中，第一切线Y1与第二切线Y2之间的间隔为Yb。而且，在图4的例子中，切线仅有一条，因此基准线Y0与切线Y3之间的间隔为Yb。这样，Yb与跟弯曲短切纤维5延伸的方向交叉的方向的最大距离对应。θ表示纤维层叠面与纤维的倾斜角，t表示真空封闭后的纤维片2的厚度。

本实施方式1涉及的真空隔热件1如以下说明地，具有弯曲短切纤维5和微纤维6，能够不添加粘合剂而构成纤维片2，从而能够抑制隔热性能的降低。即，虽然也可以如上述所述根据需要添加无机类粘合剂或者有机类粘合剂，然而在本实施方式1中，不添加粘合剂构成纤维片2。

在此，对弯曲短切纤维5和微纤维6的纤维直径、长度以及混合比率等的详细构成进行说明。而且，为了说明真空隔热件1提高了隔热性能，与“比较例1”和“比较例2”的说明一起，一并对“切断长度W”和“纤维倾斜角度θ”进行说明。

(实施方式1涉及的真空隔热件1的详细构成)

制造通过连续细丝制法制作的纤维直径的平均值的直线的无机细丝。接着，使之通过例如被加热至大约600℃的齿轮之间而将无机细丝弯曲加工成波形状来制造弯曲无机细丝8。接着，制造将弯曲无机细丝8切断成切断长度W＝大约6mm的弯曲短切纤维5。此时，直线偏差幅度Yb＝大约0.9mm。

另一方面，利用火焰法制造纤维直径的平均值平均纤维长度为大约1mm左右的微纤维6。

接着，将“‘W＝大约6mm’、‘Yb＝大约0.9mm’的弯曲加工而成的弯曲短切纤维5”与“‘平均纤维长度大约1mm’的微纤维6”以混合比率60/40wt％的方式混合而制造出纤维片2。

另外，在纤维片2的制造中，通过利用上述自动输送式抄纸机的抄纸方法来制造纤维片2，以使抄纸、干燥后的纤维片2的厚度t以达到大约1mm。

在此，也实施弯曲短切纤维5的混合比率小于60wt％的情况的纤维片2的制作，不过在弯曲短切纤维5的混合比率为60wt％的情况下，也能够不使用粘合剂而完成纤维片2的片材化。在此，混合比率指的是占整个纤维重量的比例。即，弯曲短切纤维5的混合比率为60wt％指的是：在弯曲短切纤维5与微纤维6合起来的纤维片2的整体重量中，弯曲短切纤维5占60％。

以后详细叙述，在某些条件下，弯曲短切纤维5的混合比率越高，隔热性能越提高，因此在此处的说明中，对弯曲短切纤维5的混合比率上限为60wt％的情况下的热传导率叙述。

在如此制造的纤维片2中未观察到纤维的大的抱团。使用纤维片2以与后述的比较例1相同的条件制造真空隔热件1，并测定热传导率，结果是得到0.0015W/(m·K)。

(比较例1：直线碎纤维)

在以下的说明中，为了将本实施方式1涉及的真空隔热件1和真空隔热件1具有的各种结构(纤维片2等)与比较例区别开，在标号附加“’”。

为了进行与本实施方式1涉及的真空隔热件1的比较，取代弯曲短切纤维5，使用未实施弯曲加工的直线碎纤维制造了真空隔热件1’。

另外，直线碎纤维与微纤维6’的混合比率与弯曲短切纤维5不同，纤维的交缠变少，相应地片材化变难，直线碎纤维的混合比率的上限为40wt％。即，直线碎纤维的混合比率进一步增加的话，纤维无法结合而无法成为片材。因此，在本比较例1中，直线碎纤维与微纤维6’的混合比率为40/60wt％。

其他条件与真空隔热件1的制造的条件相同。

即，利用连续细丝制法制造直线碎纤维，其和W与弯曲短切纤维5相同。而且，微纤维6’也通过火焰法制造，其和纤维长度与微纤维6相同。而且，也可以不使用粘合剂。并且，在纤维片2’的制造中，通过利用上述自动输送式抄纸机的抄纸方法来制造纤维片2’，以使抄纸、干燥后的纤维片2’的厚度t达到1mm。

采用如此得到的直线碎纤维的真空隔热件1’测定热传导率的结果是0.0018W/(m·K)。

另外，形成真空隔热件1和真空隔热件1’时的片材厚度在抄纸后约为1mm，在真空封闭后因大气压作用而为大约0.65mm。

(比较例2：直线偏差幅度Yb)

作为比较例2，对弯曲短切纤维5的直线偏差幅度Yb进行了研究。在比较例2中，直线偏差幅度Yb以外的条件与真空隔热件1相同。

即，弯曲短切纤维5’与微纤维6’的混合比率为40/60wt％。而且，利用连续细丝制法制造弯曲短切纤维5’，弯曲短切纤维5’的W与弯曲短切纤维5相同。另一方面，Yb为2mm。

而且，微纤维6’也通过火焰法制造，其和纤维长度与微纤维6相同。而且，也可以不使用粘合剂。并且，在纤维片2’的制造中，通过利用上述自动输送式抄纸机的抄纸方法来制造纤维片2’，以使抄纸、干燥后的纤维片2’的厚度t达到1mm。

其结果是，能够得到纤维片2’，而使用该纤维片2’制造真空隔热件1’的结果是，热传导率为0.0025W/(m·k)，认为与真空隔热件1相比隔热性能变差。

(关于纤维倾斜角度θ和热传导率的关系等)

另外，相反地，弯曲无机细丝8的切断长度W短的话，如图5所示，存在着抄纸时纤维相对于层叠面的倾斜角度增大的可能性。于是，对纤维倾斜角度θ和热传导率的关系进行模型计算。其解析结果为图6。

根据图6所示的θ＝15°基准的计算结果可知，相对于纤维倾斜角度θ的增加，热传导率的增加比例增大。因此可知，纤维倾斜角度θ越是尽量接近零则能够使热传导率越小。

在此，真空封闭后的纤维片2的厚度t与弯曲短切纤维5的切断长度W和纤维倾斜角度θ的关系如图5所示，为sinθ＝t/W的关系。为了实现真空隔热件1的热传导率降低，期望将纤维的倾斜角度抑制在15°以下，尽量在10°以下。其理由在后面叙述。

而且，由于在比较例2中实施的真空隔热件1’的Yb为较大的2mm，因此，在纤维的弯曲朝向图5中上方向地配置纤维的情况下，弯曲短切纤维5’的实质上的倾斜角度(与图5的θ对应)增大，促进了向上方的热移动。考虑到该弯曲短切纤维5’的倾斜角度和弯曲程度，期望Yb/W在0.2以下。

而且，期望Yb为比纤维片2的厚度t小的值。其原因是，弯曲短切纤维5弯曲成大致圆弧状的情况较多，不过在包括该圆弧的平面在纤维片2的厚度方向对齐的情况下，在Yb在t以上的情况下(在上述例子中相对于t＝1mm，Yb＝2mm)，以一根弯曲短切纤维5连接纤维片2的上下面，热移动增大。而且，真空封闭时容易发生纤维的滑动、移动、倾斜角的变化、纤维自身的弯折以及变形等。

在Yb小于t(在上述例子中t＝1mm，Yb＝0.9mm)时，以一根弯曲短切纤维5连接纤维片2的上下面的可能性降低，抑制了热移动增大，也抑制了真空封闭时纤维的滑动、移动、倾斜角的变化、纤维自身的弯折以及变形等。

对于构成真空隔热件1的芯构件3的玻璃纤维，观察纤维的层叠剖面，对于长径、短径和剖面倾斜角，根据共计100个样本数据算出纤维倾斜角，样本的值为20°～30°的范围。求它们的平均值的话，为大约27°。

因此，在设与微纤维6相当的不规则地倾斜分布的纤维的平均倾斜角度为45°，与余下的弯曲短切纤维5相当的纤维的倾斜角为X°，以前者40％、后者60％混合的情况下，以其平均角度为27°的方式求X的话，得到X＝15°。

因此，为了进一步实现真空隔热件1的隔热性能的高性能化，期望弯曲短切纤维5的倾斜角度在15°以下。

即，切断长度W为W≥t/sin15°，优选为W≥t/sin10°是有效的。作为一例，考虑t＝0.65、θ＝10°的纤维片2，可知优选W≥3.74mm，切断长度在大约3.7mm以上。

接着，在弯曲短切纤维5的切断长度W处于3.7mm≤W≤20mm的范围，除Yb以外为与上述比较例2相同的条件，调查Yb的下限值时，若Yb/W小于0.1的话，制作的纤维片2的拉伸强度变弱，难以实现成卷等操作。

因此，对于弯曲短切纤维5，优选W在3.7mm以上，Yb/W在0.1以上0.2以下。由此，纤维片材化容易，并且能够提高以该纤维片2为芯构件的真空隔热件1的隔热性能。

(关于弯曲短切纤维5的纤维直径与热传导率的关系)

并且，为了调查弯曲短切纤维5的纤维直径的适当范围，实施了以弯曲短切纤维5与微纤维6的混合比率为60/40wt％的纤维作为芯构件3的真空隔热件1的模型解析计算。

调查弯曲短切纤维5的纤维直径与热传导率的关系，弯曲短切纤维5的轴向容易与纤维片2的层叠面平行，相应地，纤维倾斜角度θ小。这样，与纤维倾斜角度θ小相应地，弯曲短切纤维5的热传导率降低，而弯曲短切纤维5的纤维直径越大，则热传导率越是上升。

另一方面，以微纤维6为100％的纤维片2为芯构件3的真空隔热件1，由于纤维轴向随机分布，因此平均的θ较大，与弯曲短切纤维5跟微纤维6混合的情况相比，热传导率更高。

在此，弯曲短切纤维5的纤维直径为大约20μm的真空隔热件1与微纤维6为100％的真空隔热件1相比可知，热传导率是一致的。

因此，弯曲短切纤维5的纤维直径优选纤维直径在20μm以下，纤维直径越小越是能够得到能够降低热传导率的效果。

在本实施方式涉及的真空隔热件1中，设定为弯曲短切纤维5的纤维直径的平均值因此能够得到该效果。

[本实施方式1涉及的真空隔热件1的效果]

对于本实施方式1涉及的真空隔热件1，对能够抑制热传导率的理由进行叙述。

通过使弯曲无机细丝8弯曲成形，提高了弯曲短切纤维5与微纤维6的交缠，能够制造微纤维6的混合比率低的纤维片2。

即，认为：弯曲短切纤维5不向层叠方向立体地倾斜而向接近与层叠面平行的方向分布，另一方面，减少了纤维轴向容易朝向层叠方向的微纤维6，从而能够得到抑制来自纤维的固体热传导的效果。

而且，真空隔热件1不使用粘合剂，因此没有因粘合剂自身的气化导致的真空度降低的问题，确保了长期的可靠性，也没有由粘合剂引起的纤维接触部的热阻抗降低所导致的热传导率增加的问题。

这样，本实施方式1涉及的真空隔热件1能够在抑制制造成本上升的同时，抑制隔热性能的降低。

本实施方式1涉及的真空隔热件1是以将通过连续细丝制法制作的直线的细丝弯曲切断而成的弯曲短切纤维5为基材，通过将纤维直径细且传热少的微纤维6与其纤维彼此交缠而片材化而成的。

由此，与直线碎纤维相比，弯曲短切纤维5能够提高与微纤维6混合的混合比率，因此能够整体上减小纤维片2的层叠面与纤维轴向的倾斜角度。

而且相反地，弯曲短切纤维5容易与微纤维6交缠，从而能够不必添加粘合剂而制造纤维片2。

因此，能够得到在抑制制造成本上升的同时抑制隔热性能的降低的真空隔热件1。

实施方式2

在本实施方式2中，对与实施方式1相同的部分采用相同标号，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。在本实施方式2中，对热传导率根据“直线碎纤维或弯曲短切纤维5”与“微纤维6”的混合比率而不同进行说明。

(实施方式2涉及的真空隔热件1的详细构成)

对本实施方式2涉及的真空隔热件1的构成进行说明。

本实施方式2的真空隔热件1为将实施方式1中说明的弯曲短切纤维5与微纤维6的混合比率为80/20wt％的纤维抄纸而成的。即，在实施方式2中，与实施方式1相比，弯曲短切纤维5的混合比率增大。

这考虑到了只要是在预先设定的范围内，弯曲短切纤维5的混合比率越大则越是能够抑制热传导率。然而，使弯曲短切纤维5的混合比率增加的话，易发生难以形成纤维片2的情况。因此，在本实施方式2中，添加大约0.5％的粘合剂而使弯曲短切纤维5和微纤维6成为纤维片2。

这样，本实施方式2涉及的真空隔热件1，使弯曲短切纤维5与微纤维6的混合比率为80/20wt％，抑制了热传导率，并且添加了用于促进纤维彼此的结合的粘合剂。并且，测定热传导率的结果是0.0014W/(m·K)。

平均纤维直径8μm以下的微纤维6一般由于制法上的特征而成为打卷了的短纤维。短纤维在形成于纤维片2时纤维自身容易在纤维片2内向层叠方向倾斜，来自纤维自身的固体热传导增大。

而且，纤维的打卷也是不规则的三维结构，因此纤维自身向层叠方向倾斜的趋势增强。

另一方面，弯曲短切纤维5的直线度比较高，因此如果是适当的纤维片2的厚度范围的话，层叠方向与纤维轴向接近大致直角。

因此，如果是适当的纤维直径、弯曲程度和纤维长度，弯曲短切纤维5的含有量越多则越能够抑制无机纤维的固体热传导。

这样，本实施方式2涉及的真空隔热件1使弯曲短切纤维5的比率比实施方式1大，且虽然添加了粘合剂，但是能够抑制其添加量，从而能够抑制真空隔热件1的隔热性能降低。

(实施方式2涉及的真空隔热件1的变型例的详细构成)

图13是示出实施方式2涉及的另一实施例的真空隔热件1的详细构成图。如图13所示，在变型例中，纤维片2具有第一弯曲短切纤维5b和第二弯曲短切纤维5a。即，在实施方式1中，纤维片2具有弯曲短切纤维5和作为弯曲纤维的微纤维6，而在实施方式2涉及的变型例中，纤维片2具有第一弯曲短切纤维5b和作为弯曲纤维的第二弯曲短切纤维5a。

第一弯曲短切纤维5b与实施方式1同样地通过连续细丝制法制作出来。另外，在实施方式1中，以利用将纤维直径的平均值的细丝弯曲加工而成的弯曲无机细丝8的情况为例进行了说明，而在本变型例中，将纤维直径的平均值的细丝弯曲加工而制成弯曲无机细丝8。即，本变型例涉及的第一弯曲短切纤维5b是通过将的弯曲无机细丝8切断成切断长度为大约6mm而得到的，

第二弯曲短切纤维5a也通过与第一弯曲短切纤维5b相同的制法(连续细丝制法)制作出来。另外，第二弯曲短切纤维5a是通过将纤维直径的平均值的细丝弯曲加工而成的弯曲无机细丝8切断成切断长度为大约6mm而得到的。即，第二弯曲短切纤维5a的切断长度W(纤维长度)与第一弯曲短切纤维5b相同，与Yb相关的弯曲程度也相同，而纤维直径的平均值不同，

在本变型例中，以第一弯曲短切纤维5b与第二弯曲短切纤维5a的比率为80/20wt％的方式混合，制作纤维片2。制作真空隔热件1的步骤与实施方式1所示的相同。然而，在该情况下，纤维片2的制作需要粘合剂。即，通过在抄纸时添加玻璃纤维重量比为1wt％的聚氨酯类粘合剂并加热，从而使玻璃纤维熔接，能够实现稳定的纤维片材化。接着，与实施方式1同样地层叠纤维片2，制作以其为芯构件的真空隔热件1并测定热传导率，结果是0.0015W/(m·K)。

即，本实施方式涉及的真空隔热件1是通过在第一弯曲短切纤维5b中混合纤维直径的平均值不同的第二弯曲短切纤维5a，实现了粘合剂的减少，从而能够实现成本降低。而且，由粘合剂减少使得热移动被抑制，因此能够实现隔热性能的提高。

另外，在本变型例中，作为第二弯曲短切纤维5a，以纤维直径的平均值与第一弯曲短切纤维5b不同的纤维为例进行了说明，不过并不限定于此。例如，也可以是切断长度W(纤维长度)或者弯曲程度不同。并且，还可以是，纤维直径的平均值切断长度W和弯曲程度中的多个条件不同。另外，作为指示弯曲程度的指标，例如可以采用Yb/W。

另外，在本实施方式2涉及的变型例中，对纤维片2具备第二弯曲短切纤维5a以取代微纤维6的情况进行了说明，不过实施方式1中说明的各种关系同样成立。

具体来说，在实施方式1中说明了，(1)优选直线偏差率与切断长度的关系即Yb/W在0.1以上0.2以下；(2)纤维片2的厚度t、弯曲短切纤维5的切断长度W以及纤维倾斜角度θ的关系为sinθ＝t/W，θ优选在15°以下，尽量在10°以下。这些在取代微纤维6而采用第二弯曲短切纤维5a的情况下也是成立的。即，对于第一弯曲短切纤维5b和第二弯曲短切纤维5a双方，通过具有上述(1)、(2)的关系性，能够得到与实施方式1同样的效果。

(比较例3)

作为比较例3，制作了直线碎纤维(平均直径)为100％的玻璃纤维片。

如在实施方式1中说明的，难以得到弯曲短切纤维5为100％的纤维片2’，因此在抄纸时附着聚氨酯类粘合剂，通过加热使玻璃纤维熔接。

其结果是，通过添加大约2wt％以上的粘合剂量，能够实现纤维的片材化。将该粘合剂量为大约2wt％的纤维片2’与实施方式1同样地层叠，制作以其为芯构件3’的真空隔热件1’。

测定热传导率的结果是0.0017W/(m·K)。

(比较例4)

而且，作为比较例4，制造弯曲短切纤维5’为100％的纤维片2’。此时的粘合剂量与比较例3同样为大约2％。接着，测定热传导率的结果是0.0017W/(m·K)，与比较例3的直线碎纤维的相同。

这样，在直线碎纤维为100％的真空隔热件1’和弯曲短切纤维5’为100％的真空隔热件1中，看不到热传导率的差异。

在比较例4中，采用的是直径6μm的大致单一粗细的纤维，因此需要粘合剂量比较多。另一方面，在变型例中，通过将粗的弯曲短切纤维(第一弯曲短切纤维5b)与细的弯曲短切纤维(第二弯曲短切纤维5a)混合，细的弯曲短切纤维进入粗的弯曲短切纤维的间隙，作为固定粗的弯曲短切纤维彼此的介质发挥作用，从而即使是少量的粘合剂也能够固定。

(比较例5)

并且，作为比较例5，对直线碎纤维与微纤维6’的混合比率为80/20wt％的纤维抄纸后，以大约1％的粘合剂添加而得到纤维片2’。

制造以该得到的纤维片2’作为芯构件3的真空隔热件1’并测定热传导率，结果是0.0016W/(m·K)。

这样，可知本实施方式2涉及的真空隔热件1具有比比较例3～5的真空隔热件1’高的隔热性能。

[本实施方式2涉及的真空隔热件1的效果]

本实施方式2涉及的真空隔热件1除了本实施方式1涉及的真空隔热件1具有的效果之外，还具有下述效果。

在本实施方式2涉及的真空隔热件1中，弯曲短切纤维5与作为弯曲纤维的微纤维6的混合比率为80/20wt％。而且，在变型例中，第一弯曲短切纤维5b与作为弯曲纤维的第二弯曲短切纤维5a的混合比率为80/20wt％。即，在实施方式2涉及的真空隔热件1及其变型例中，与实施方式1相比，弯曲短切纤维5的混合比率增大。由此，抑制了纤维片2的纤维轴向向纤维片2的层叠方向倾斜，能够降低真空隔热件1的热传导率。

另外，在变型例中，以采用第二弯曲短切纤维5a作为弯曲纤维的情况为例进行了说明，不过并不限定于此。例如，作为弯曲纤维，也可以采用第二弯曲短切纤维5a与微纤维6组合而成的纤维，例如，使第一弯曲短切纤维5b为80wt％，第二弯曲短切纤维5a为10wt％，微纤维6为10wt％等等。由此，也能够得到与本实施方式2涉及的真空隔热件1的变型例同样的效果。

在本实施方式2涉及的真空隔热件1中，与实施方式1相比，弯曲短切纤维5的混合比率增大，因此添加了粘合剂。添加粘合剂的话，相应地发生纤维彼此的熔接，热传导率上升，但是使弯曲短切纤维5的混合比率增大所带来的热传导率的降低的效果更明显，结果是能够抑制真空隔热件1的热传导率增大。

而且，纤维质基本(90％以上等)都是弯曲纤维的话，也可以混有少量(例如10％以下)的直线碎纤维。而且，在该情况下，只要是碎纤维中弯曲的弯曲短切纤维5占多数而直线碎纤维占少数即可。这样，即使混有少量直线碎纤维，也能够得到与本实施方式2涉及的真空隔热件1及其变型例同样的效果。

并且，弯曲短切纤维5由弯曲程度主要在0.1≤Yb/W≤0.2的纤维构成的话，也可以含有少量Yb/W小于0.1、或者Yb/W大于0.2的纤维。在该方式下，也能够得到与本实施方式2涉及的真空隔热件1及其变型例同样的效果。

实施方式3

在本实施方式3中，对与实施方式1、2相同的部分采用相同标号，以与实施方式1、2的不同点为中心进行说明。在实施方式1、2中，使用了利用火焰法制作的微纤维6，而在本实施方式3中，使用的是利用离心法制作的微纤维7，这一点是不同的。

(实施方式3涉及的真空隔热件1的详细构成)

图7是实施方式3涉及的真空隔热件1的纤维片2的放大剖视示意图。在图7中，纤维片2由弯曲短切纤维5和微纤维7构成。

微纤维7是以离心法制作的直径大约纤维长度大约10mm左右的打卷纤维。利用离心法制作的纤维比利用火焰法制作的纤维的纤维直径长很多，因此在空间中随机打卷。而且，纤维直径大，纤维不易交缠。

在以弯曲短切纤维5与微纤维7的混合比率为80/20wt％制造纤维片2时，粘合剂的添加量为大约1wt％。另外，弯曲短切纤维5是与实施方式1、2的纤维相同的纤维。

并且，以与实施方式1、2相同的步骤制造真空隔热件1，测定热传导率，得到0.0016W/mK。这是与实施方式2中的比较例5同等的数值。

即，本实施方式3涉及的真空隔热件1与实施方式2的真空隔热件1相比，增加了大约0.5％左右的粘合剂的添加量。然而，对于利用离心法制造的微纤维7来说，能够将热传导率抑制到0.0016W/mK左右，而且离心法与火焰法相比生产率高，因此与比微纤维6低成本地制造微纤维7相应地，能够抑制真空隔热件1的制造成本。

(比较例6)

作为比较例6，制造了如下构成的纤维片2’，与实施方式1相同的弯曲短切纤维5和利用离心法制作的平均直径为大约且纤维长度为大约10mm左右的微纤维7’的混合比率为80/20wt％。此时粘合剂添加量为少于大约2wt％，比实施方式2的比较例3的直线碎纤维的情况稍少。对该比较例6的真空隔热件1’测定热传导率的话，为0.0017W/mk，与比较例3的真空隔热件1’是同等的。

这样，在比较例6中，虽然粘合剂的添加量比比较例3减少了，但是热传导率仍然是同等的，因此给出了与微纤维7’的平均直径增大相应地热移动增多的启示。

微纤维6***则刚性提高，弯曲短切纤维5的排列受随机弯曲的微纤维6的影响较大，因此可认为弯曲短切纤维5的纤维倾斜角度θ的平均值增大、以及粗的微纤维自身在纤维层叠方向成为传热介质而容易传递热量，从而特性变差。因此，期望微纤维6的粗细比弯曲短切纤维5细。并且，期望弯曲短切纤维5以与片材面大致平行的方式排列、在其间存在细且柔软的微纤维6的状态。

由此，使微纤维7的平均纤维直径比弯曲短切纤维5的平均直径小，则能够抑制真空隔热件1的热传导率增大。

对此，对于实施方式1、2涉及的真空隔热件1也可以这么说。

即，使微纤维6的平均纤维直径比弯曲短切纤维5的平均纤维直径小，则能够抑制真空隔热件1的热传导率增大。

[本实施方式3涉及的真空隔热件1的效果]

本实施方式3涉及的真空隔热件1使用弯曲短切纤维5和利用生产率比火焰法高的离心法得到的微纤维7来形成纤维片2，因此能够在抑制制造成本上升的同时抑制隔热性能的降低。

实施方式4

在本实施方式4中，对与实施方式1～3相同的部分采用相同标号，以与实施方式1～3的不同点为中心进行说明。在实施方式1～3中，使用了利用火焰法制造的微纤维6或者利用离心法制造的微纤维7，而在本实施方式3中，使用的是微纤维6和微纤维7双方，这一点是不同的。

图8是实施方式4涉及的真空隔热件1的纤维片2的放大剖视示意图。在图8中，纤维片2具有“与实施方式1～3相同的弯曲短切纤维5”和“实施方式1、2的利用火焰法得到的微纤维6以及实施方式3的利用离心法得到的微纤维7”。

[本实施方式4涉及的真空隔热件1的效果]

本实施方式4涉及的真空隔热件1具有该纤维片2，因此能够实现实施方式1和实施方式2涉及的真空隔热件1与实施方式3涉及的真空隔热件1的中间的功能。

即，本实施方式4涉及的真空隔热件1的制造成本和隔热性能的效果在实施方式1、2和实施方式3的中间，因此考虑到应用真空隔热件1的目标的成本性能而恰当地选择的话，能够进一步实现成本和隔热性能的兼顾。

实施方式5

图9是示出本发明的实施方式5涉及的保温体(保温容器22)的剖视示意图。

在图9中，在保温容器22的周围的至少一部分设有真空隔热件1。即，在圆筒形状的保温容器22的主体部24a的大约2/3处卷绕有圆筒形状的真空隔热件1。而且，主体部24a的余下大约1/3和上下的端封板部24b由非真空隔热件23覆盖。

真空隔热件1与实施方式1所示的真空隔热件是相同的规格，而且制作是按照实施方式1所示的步骤进行的。并且，真空隔热件1以与保温容器22的圆筒状对应的方式被弯曲加工成圆筒形状。

非真空隔热件23为EPS(珠粒法发泡聚乙烯)隔热件，保温容器22的上下的部分与端封板部24b的形状配合地成形。

在容器内部充满水，并由加热源(未图示)烧好。作为加热源，存在由设于容器内部的电加热器直接加热的情况，或者由来自作为其他加热源的例如燃料电池发电***等的排热回收回路的循环水进行间接加热等方法。

使用主体直径为600mm、容量为370L的保温容器22，利用电加热器使容器内部由90℃的热水充满，在外部气体设定为2℃的环境下实施散热评价。

首先，使用厚度8mm的真空隔热件1和厚度50mm的非真空隔热件23，在经过8小时左右测定散热量。

接着，与使用比较例1所示的真空隔热件1’的容器相比较，确认了应用实施方式1的真空隔热件1的保温容器22能够减少大约4％的散热量。由此，通过应用实施方式1涉及的真空隔热件1，能够实现相对于外部气体具有高隔热性的圆筒状保温容器。

而且，在本实施方式5中，以加热源为例进行了说明，其也可以是冷却源。

例如，将由冷冻机等冷却了的水或者水冰等直接或间接地对保温容器22内部除热，维持保温容器22内部比周围温度低。这样，即使是冷却源，也能够实现通过应用真空隔热件1提高了隔热性的保温容器22。

[实施方式5的变型例]

图10是与图9不同的保温体200的剖视示意图。

在图10中，保温体200具有外箱201、配置在外箱201的内部的内箱202、以及配置在外箱201与内箱202的间隙的真空隔热件1。

而且，保温体200在由内箱202和外箱201形成的空间中未配置有真空隔热件1的空间内填充由聚氨酯构成的隔热件203。通过在保温体200应用实施方式1～4涉及的真空隔热件1，能够得到隔热性能高且具有长期可靠性的保温体200。

实施方式6

图11是示出本发明的实施方式6涉及的热泵式热水供给机500的***结构图。

该热泵式热水供给机500具有实施方式5涉及的保温容器22。

在图11中，热泵单元31由供循环介质循环的制冷剂循环回路36和供其流通的多个设备构成。即，热泵单元31具有收受来自大气的热并赋予循环制冷剂的空气热交换器35、对循环介质加压的压缩机25、从循环制冷剂除去热的热交换器29、以及使循环介质体积膨胀的膨胀阀26。在制冷剂循环回路36中，作为第一热交换器的热交换器29作为冷凝器发挥作用，作为第二热交换器的空气热交换器35作为蒸发器发挥作用。

由热交换器29加热的其他介质经由三通阀28与保温容器22的上部连接。而且，在保温容器22的下部和热交换器29之间设有水泵34a。这样，介质循环回路37具有热交换器29、三通阀28、保温容器22和水泵34a等。

而且，在保温容器22的上部，设有取出热水并与自来水32在混合阀27a混合而用于热水供给的热水供给回路38、以及在混合阀27b与自来水32混合并供给到浴缸33的回路。

并且，设有从浴缸33连接到水泵34b和洗澡热交换器30的回路。而且，自来水32与保温容器22的下部连接。

接着，对加热保温容器22的内部的水的动作进行说明。

热泵单元31例如使用CO₂作为制冷剂，在制冷剂循环回路36中循环。首先，CO₂制冷剂在空气热交换器35中吸收大气中的热。接着，由压缩机25压缩，温度上升至一百几十℃。接下来，在热交换器29与在介质循环回路37流通的例如水进行热交换。

夺取热的CO₂制冷剂在膨胀阀26中温度进一步降低，并再次被供给到空气热交换器35循环。由热交换器29加热的水被加热到例如90℃以上，并供给到保温容器22的上部。而且，从保温容器22的下部取出温度低的冷水，由水泵34a将该冷水供给到热交换器29。

这样，将热泵单元31作为加热源使用，对保温容器22内部的水加热。

被加热的热水根据用途来使用，例如，从保温容器22的上部取出的热水(通过向保温容器22的下部供给自来水32而以水压上顶)在混合阀27a与自来水32混合并调整成恰当的温度后，作为热水供给用向热水供给回路38供给。

而且，在混合阀27b与自来水32混合了的热水被供给到浴缸33。

另一方面，在浴缸33的进一步加热时，在洗澡热交换器30，使浴缸33内的热水与保温容器22内的热水热交换来进行利用。

在实施方式5所示的保温容器22应用真空隔热件1，评价家庭用热水供给机***的性能。基于JISC9220，对热水供给机***的效率评价的结果是，确认了年度热水供给效率提高了大约0.5％。

由此，使用了应用了实施方式1～4的真空隔热件1的保温容器22的热水供给机***能够提供节能性更优良的热水供给机***。

[实施方式6的变型例]

图12是示出与图11不同的热泵式热水供给机501的***结构图。

在图12中，介质循环回路37设有通过三通阀28b在保温容器22循环的回路以及从该回路分支并与散热器39连接的回路。而且，在保温容器22流通的循环回路与保温容器22内部的水是在几何学上分离的。制冷剂循环回路36的制冷剂采用R410A。其它的结构与图11相同。

由构成热泵单元31的热交换器29加热并在介质循环回路37中循环的低于大约70℃的热水通常被供给到散热器39，用于房间的制热。在散热器39向大气散热而温度降低了的水通过水泵34a回到热交换器29，从而形成介质循环回路37。另一方面，通过三通阀28b的切换，停止热水向散热器39的供给，通过使其通过设于保温容器22的螺旋形状的管，对充满保温容器22的水加热，将其作为热水储存起来。保温容器22的储存的热水被用于淋浴等的热水供给。

图12所示的结构是以制热为主要目的的热水供给***，因此需要在制热负载小的时间范围在保温容器22储存热水并保温。热泵式热水供给机501，由于保温容器22具有真空隔热件1，减少了从保温容器22的散热，能够提供节能性更优秀的热水供给机***。

另外，上面示出了保温容器22的加热方法、浴缸33的进一步加热和热水供给的一例，不过均并非限定于此，也可以是利用热泵的原理直接加热容器内部的水、或者将在介质循环回路37流通的介质与容器内部的水在几何学上分离而间接加热的结构。

而且，对于在制冷剂循环回路36循环的制冷剂，示出了利用CO₂制冷剂、R401A制冷剂的例子，然而并不限定于此，例如，根据使用条件等不同，也可以是异丁烷等。

标号说明

1：真空隔热件；2：纤维片；3：芯构件；4：外覆构件；4a：外覆片；5：弯曲短切纤维；5a：第二弯曲短切纤维；5b：第一弯曲短切纤维；6、7：微纤维；8：弯曲无机细丝；22：保温容器；23：非真空隔热件；24a：主体部；24b：端封板部；25：压缩机；26：膨胀阀；27a、27b：混合阀；28、28b：三通阀；29：热交换器；30：洗澡热交换器；31：热泵单元；32：自来水；33：浴缸；34a、34b：水泵；35：空气热交换器；36：制冷剂循环回路；37：介质循环回路；38：热水供给回路；39：散热器；200：保温体；201：外箱；202：内箱；203：隔热件；500：热泵式热水供给机；501：热泵式热水供给机。

Claims (12)

1.一种真空隔热件，为具有作为纤维片的层叠体结构的芯构件和收纳所述芯构件的外覆构件的真空隔热件，其特征在于，

所述纤维片具有第一弯曲短切纤维和弯曲纤维。

2.根据权利要求1所述的真空隔热件，其特征在于，

所述弯曲纤维具有至少弯曲程度、纤维长度和平均纤维直径的任意一种不同的第二弯曲短切纤维。

3.根据权利要求1或2所述的真空隔热件，其特征在于，

所述弯曲纤维的平均纤维直径比所述第一弯曲短切纤维小。

4.根据权利要求1～3的任意一项所述的真空隔热件，其特征在于，

所述弯曲纤维具有微纤维。

5.根据权利要求1～4的任意一项所述的真空隔热件，其特征在于，

所述第一弯曲短切纤维的切断长度W与直线偏差幅度Yb的关系为0.1≤Yb/W≤0.2。

6.根据权利要求1～5的任意一项所述的真空隔热件，其特征在于，

在设将所述纤维片收纳于所述外覆构件内并将所述外覆构件封闭的状态下所述纤维片的厚度为t时，满足t/sin15°≤W。

7.根据权利要求1～6的任意一项所述的真空隔热件，其特征在于，

所述纤维片添加了使所述第一弯曲短切纤维与所述弯曲纤维结合的1wt％以下的无机或有机粘合剂。

8.根据权利要求4所述的真空隔热件，其特征在于，

所述微纤维具有通过火焰法制造的无机纤维。

9.根据权利要求4所述的真空隔热件，其特征在于，

所述微纤维具有通过离心法制造的无机纤维。

10.一种保温容器，为储存由加热源加热或者由冷却源除热的介质的保温容器，其特征在于，

在所述保温容器的周围的至少一部分设有根据权利要求1～9的任意一项所述的真空隔热件。

11.一种热泵式热水供给机，其特征在于，

具有：制冷剂循环回路，具有压缩机、作为冷凝器发挥作用的第一热交换器、减压构件以及作为蒸发器发挥作用的第二热交换器；以及介质循环回路，具有所述第一热交换器和权利要求10所述的保温容器，用于在所述第一热交换器与在所述制冷剂循环回路流动的制冷剂进行热交换的介质在所述介质循环回路中流动。

12.一种保温体，其特征在于，

具有：外箱；设于所述外箱的内侧的内箱；以及设于所述外箱和所述内箱之间的权利要求1～9的任意一项所述的真空隔热件。