JP2021102969A - Heat insulation member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エアロゲルを用いた断熱部材に関する。 The present invention relates to a heat insulating member using airgel.
冷蔵庫をはじめとする様々な箇所で必要とされる断熱部材の開発が盛んに行われ、その中で、エアロゲルは、断熱部材の芯材として期待される新規な材料である。 The development of heat insulating members required in various places such as refrigerators has been actively carried out, and among them, airgel is a new material expected as a core material for heat insulating members.
モノリス状エアロゲルは、多孔質であり比重が軽い。また、モノリス状エアロゲルは、細孔径が数十nmと小さく、気孔率が数十%を超えると、透明で断熱性に優れたものが得られる。現在、このようなモノリス状エアロゲルは、幅十数cm角で厚さ数mmのものが得られている。 Monolithic airgel is porous and has a light specific density. Further, when the pore diameter of the monolith-like airgel is as small as several tens of nm and the porosity exceeds several tens of percent, a transparent monolith-like airgel having excellent heat insulating properties can be obtained. At present, such monolithic aerogels have a width of about 10 cm square and a thickness of several mm.
このモノリス状エアロゲルは、数十cm角の扉などで用いられる場合、複数並べられる必要がある。また、モノリス状エアロゲルは、もろいと言う欠点がある。そこで、特許文献1では、繊維質補強材内に、エアロゲルを組み込んで可撓性複合エアロゲルを作ることを開示している。 When this monolith-shaped airgel is used for a door of several tens of centimeters square, it is necessary to arrange a plurality of them. In addition, monolithic airgel has the drawback of being brittle. Therefore, Patent Document 1 discloses that a flexible composite airgel is produced by incorporating an airgel in a fibrous reinforcing material.
しかしながら、エアロゲルで断熱しても、この繊維質補強材から熱が伝わってしまい、断熱効果が小さくなってしまっていた。また、補強材で囲ってしまっているため、モノリス状エアロゲルの透明度を生かし切れなかった。 However, even if heat is insulated with airgel, heat is transferred from this fibrous reinforcing material, and the heat insulating effect is reduced. In addition, because it was surrounded by a reinforcing material, the transparency of the monolithic airgel could not be fully utilized.
そこで、本発明は、モノリス状エアロゲルの透明度を生かしつつ、並べたモノリス状エアロゲルの大きさより大きい領域で、モノリス状エアロゲルの断熱性と遜色のない断熱性を備える断熱部材を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a heat insulating member having heat insulating properties comparable to those of monolithic airgels in a region larger than the size of the arranged monolithic airgels while making the best use of the transparency of the monolithic airgels. To do.
本発明の断熱部材は、
互いに対向する2つの平板状部材と、
略正方形または略長方形の平面形状を有する平板状の複数のモノリス状エアロゲルと、
を備え、
複数の前記モノリス状エアロゲルは、前記2つの平板状部材に挟持されるとともに、所定の間隔をあけて配置され、
隣接する前記モノリス状エアロゲルの間の被充填領域にエアロゲルを含む材料が充填され、
平面視において、前記モノリス状エアロゲルが存在する少なくとも一部の領域で、一方の前記平板状部材の外面側から他方の前記平板状部材の外面側が視認可能になっていることを特徴とする。
The heat insulating member of the present invention is
Two flat members facing each other,
Multiple flat monolithic airgels with a substantially square or approximately rectangular planar shape,
With
The plurality of monolith-shaped airgels are sandwiched between the two flat plate-shaped members and arranged at predetermined intervals.
The area to be filled between the adjacent monolithic airgels is filled with a material containing the airgels.
In a plan view, the outer surface side of one of the flat plate-shaped members is visible from the outer surface side of the other flat plate-shaped member in at least a part of the region where the monolithic airgel is present.
隣接するモノリス状エアロゲルの間の領域を埋めるエアロゲルを含む材料によって、複数のモノリス状エアロゲルで敷き詰めた断熱材と同じ断熱性を維持することができる。したがって、モノリス状エアロゲルの透明度を生かしつつ、並べたモノリス状エアロゲルの大きさより大きい領域で、モノリス状エアロゲルの断熱性と遜色のない断熱性を備える断熱部材を提供できる。 A material containing aerogels that fills the area between adjacent monolithic airgels can maintain the same thermal insulation properties as a thermal insulator laid with multiple monolithic airgels. Therefore, it is possible to provide a heat insulating member having heat insulating properties comparable to those of the monolithic airgels in a region larger than the size of the arranged monolithic airgels while making the best use of the transparency of the monolithic airgels.
また、本発明は、
遮光部により、平面視において、少なくとも一方の前記平板状部材の外面側から前記被充填領域が視認できなくなっていることを特徴とする。
In addition, the present invention
The light-shielding portion makes it impossible to visually recognize the filled region from the outer surface side of at least one of the flat plate-shaped members in a plan view.
隣接するモノリス状エアロゲルの間の領域は、エアロゲルを含む材料により美観に劣る。そこで、遮光部が、第1の平板状部材及び第2の平板状部材の平面視において、エアロゲルを含む材料に重なる領域、すなわち被充填領域を視認できなくする。 The area between adjacent monolithic airgels is less aesthetically pleasing due to the material containing the airgels. Therefore, the light-shielding portion makes the region overlapping the material containing airgel, that is, the region to be filled, invisible in the plan view of the first flat plate-shaped member and the second flat plate-shaped member.
また、本発明は、
複数の前記モノリス状エアロゲルが前記所定の間隔をあけてマトリックス状に配置され、
少なくとも一方の前記平板状部材が、平面視において、前記被充填領域に対応する格子状に形成された遮光部を有することを特徴とする。
In addition, the present invention
A plurality of the monolithic airgels are arranged in a matrix at the predetermined intervals.
At least one of the flat plate-shaped members is characterized by having a light-shielding portion formed in a grid pattern corresponding to the filled region in a plan view.
正方形または長方形のモノリス状エアロゲルがマトリックス状に配置されると、その間の領域は格子状になる。したがって、被充填領域に対応した格子状の遮光部が形成されると、被充填領域が視認できなくなる。 When square or rectangular monolithic airgels are arranged in a matrix, the areas between them become a grid. Therefore, if a grid-like light-shielding portion corresponding to the to-filled area is formed, the to-filled area becomes invisible.
また、本発明は、
前記エアロゲルを含む材料が、充填時において、パウダー状、グラニュール状、スラリー状、ペースト状またはゼリー状であることを特徴とする。
In addition, the present invention
The material containing the airgel is characterized in that it is in the form of powder, granule, slurry, paste or jelly at the time of filling.
エアロゲルを含む材料が、パウダー状、グラニュール状、スラリー状、ペースト状またはゼリー状であることで、隙間なく隣接するモノリス状エアロゲルの間を埋めることができ、そのため断熱性が上がる。また、その間の領域を埋めるエアロゲルを含む材料がスラリー状、ペースト状またはゼリー状であることで、エアロゲルを含む材料に囲われているモノリス状エアロゲルは衝撃に強くなる。 When the material containing the airgel is in the form of powder, granule, slurry, paste or jelly, it is possible to fill the space between adjacent monolithic airgels without gaps, and thus the heat insulating property is improved. Further, since the material containing the airgel that fills the area between them is in the form of a slurry, a paste, or a jelly, the monolith-like airgel surrounded by the material containing the airgel becomes strong against impact.
また、本発明は、
前記エアロゲルを含む材料がエアロゲルを含有させたコーティング剤であることを特徴とする。
In addition, the present invention
The material containing the airgel is a coating agent containing the airgel.
エアロゲルを含む材料が、エアロゲルを含有させたコーティング剤であることで、エアロゲルを含む材料の接着性を上げ、エアロゲルを含む材料の強度を上げることができる。 When the material containing airgel is a coating agent containing airgel, the adhesiveness of the material containing airgel can be increased and the strength of the material containing airgel can be increased.
本発明により、モノリス状エアロゲルの透明度を生かしつつ、並べたモノリス状エアロゲルの大きさより大きい領域で、モノリス状エアロゲルの断熱性と遜色のない断熱性を備える断熱部材を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a heat insulating member having heat insulating properties comparable to those of monolithic airgels in a region larger than the size of the arranged monolithic airgels while making the best use of the transparency of the monolithic airgels.
以下、本発明を実施するための様々な実施の形態を、図面を参照して説明する。要点の説明または理解の容易性を考慮して、異なる図面で便宜上符号を同一にして示す。 Hereinafter, various embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In consideration of the explanation of the main points or the ease of understanding, different drawings are shown with the same reference numerals for convenience.
(断熱部材を用いた扉の説明)
図1は、本発明の実施の形態に係る断熱部材を用いた扉の一部概観斜視図である。図2は、本発明の実施形態に係る断熱部材の一部分解斜視図である。図1及び図2を参照しながら、本発明の断熱部材を用いた扉を説明する。
(Explanation of doors using heat insulating members)
FIG. 1 is a partial perspective perspective view of a door using a heat insulating member according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the heat insulating member according to the embodiment of the present invention. A door using the heat insulating member of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1に示すように、扉の中に例えばガラスなど互いに対向する透光性を有する2つの平板状部材、第1の平板状部材101及び第2の平板状部材103が配置される。第1の平板状部材101及び第2の平板状部材103の間に第1の平板状部材101及び第2の平板状部材103と平行に複数のモノリス状エアロゲル105が並べて挟持されている。
As shown in FIG. 1, two flat plate-like members having translucency facing each other, such as glass, a first flat plate-
モノリス状エアロゲル105は、略正方形または略長方形の平面形状を有する平板状である。正方形または長方形にすることで、複数のモノリス状エアロゲル105を並べることが容易である。また、モノリス状エアロゲル105は、正方形または長方形の代わりに、正六角形などの多角形、円形、楕円形、星形などにすることができる。このような形状にすることで、扉の装飾性を上げることができる。
The
モノリス状エアロゲル105は、例えば平均細孔が40nm以下で、気孔率が80%を超えるものであると透明なものになる。また、モノリス状エアロゲル105は、1辺約15cm〜20cmの正方形で、5mm程度の厚さであることができる。この大きさは例示であり、モノリス状エアロゲル105は、さらに大きくてもよい。
The
第1の平板状部材101及び第2の平板状部材103は、さらに筐体107に包まれて扉を構成している。筐体107は、プラスチック等の透明材料で作られることが好ましい。
The first flat plate-
図2に示すように、モノリス状エアロゲル105は、例えば冷蔵庫の扉ほど大きくないため、複数のモノリス状エアロゲル105が、一方の第1の平板状部材101に載置される。モノリス状エアロゲル105は、もろいため、隙間なく並べると衝撃に弱い。
As shown in FIG. 2, since the monolith-
そこで、複数のモノリス状エアロゲル105は、領域109を有するように並べられる。図示しないが、隣接するモノリス状エアロゲル105の間の領域109が、エアロゲルを含む材料で充填されることによって、衝撃に強く、並べたモノリス状エアロゲル105の大きさより大きい領域で、モノリス状エアロゲル105の断熱性と遜色のない断熱性を備える断熱部材を提供できる。
Therefore, the plurality of
また、モノリス状エアロゲル105の透明度を生かし、平面視において、モノリス状エアロゲル105が存在する少なくとも一部の領域で、一方の平板状部材の外面側から他方の平板状部材の外面側が視認可能になっている。
Further, by utilizing the transparency of the monolith-shaped
エアロゲルを含む材料が、直接、モノリス状エアロゲル105に接触することができることで、複数のモノリス状エアロゲル105で敷き詰めた断熱材と同じ断熱性を維持することができる。また、これにより、モノリス状エアロゲル105の透明度を生かしつつ、並べたモノリス状エアロゲル105の大きさより大きい領域で、モノリス状エアロゲル105の断熱性と遜色のない断熱性を備える断熱部材を提供できる。
Since the material containing the airgel can directly contact the monolith-
また、扉の構成部品が、透明材料で作られることにより、モノリス状エアロゲル105が存在する少なくとも一部の領域で、一方の扉の外面側から他方の扉の外面側が視認可能にできる。
Further, since the component parts of the door are made of a transparent material, the outer surface side of one door can be visually recognized from the outer surface side of the other door in at least a part of the region where the
(化粧板を用いた断熱部材の説明)
図3は、本発明の実施形態に係る断熱部材の一部分解斜視図である。図3を参照しながら、本発明の断熱部材を用いた好ましい実施形態を説明する。
(Explanation of heat insulating member using decorative board)
FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the heat insulating member according to the embodiment of the present invention. A preferred embodiment using the heat insulating member of the present invention will be described with reference to FIG.
図3に示すように、モノリス状エアロゲル105が化粧板111に配置され、これが第1の平板状部材101に配置されることが好ましい。本発明のモノリス状エアロゲル105の間の領域109は、エアロゲルを含む材料により美観に劣る。そこで、化粧板111からなる遮光部が第1の平板状部材101に配置されることで、少なくとも一方の、ここでは第1の平板状部材101の外面側からエアロゲルを含む材料の被充填領域は、視認できなくなる。
As shown in FIG. 3, it is preferable that the monolith-shaped
図3に示すように、複数の正方形または長方形のモノリス状エアロゲル105が、所定の間隔を空けてマトリックス状に配置されたとき、被充填領域は格子状になる。したがって、格子状の化粧板111からなる遮光部が、エアロゲルを含む材料と重ねて配置されることで、被充填領域は視認できなくなる。
As shown in FIG. 3, when a plurality of square or rectangular
ここで化粧板111は装飾されることが好ましい。装飾された化粧板111が用いられると、第1の平板状部材101側から見たとき、化粧板111が表に出るため全体の美観を増す。
Here, the
(その他の被充填領域を隠す形態)
図4は、本発明の実施形態に係る化粧板で挟んだ断熱部材の断面図である。図4に示すように、モノリス状エアロゲル105は、化粧板111に挟まれてもよい。化粧板111は格子状であるため、その窓112からモノリス状エアロゲル105が出ている。断熱部材は、この状態で筐体107に収められてもよいし、さらに第1の平板状部材101と、第2の平板状部材103に挟まれて筐体107に収められてもよい。
(A form that hides other areas to be filled)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a heat insulating member sandwiched between decorative boards according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the
また、透光性を有する第1の平板状部材101と第2の平板状部材103の両方または一方が、例えば着色されるなど、化粧板111以外の遮光部を有していてもよい。
Further, both or one of the light-transmitting first flat plate-shaped
(エアロゲルを含む材料の説明)
エアロゲルを含む材料は、シリカエアロゲル、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲル、ジルコニアエアロゲル、セリアエアロゲル、チタニアエアロゲルなどを用いることができる。
(Explanation of materials containing airgel)
As the material containing aerogel, silica aerogel, carbon aerogel, alumina aerogel, zirconia aerogel, ceria aerogel, titania aerogel and the like can be used.
エアロゲルを含む材料は、充填時において、パウダー状、グラニュール状、スラリー状、ペースト状またはゼリー状であることが好ましい。充填時にこのような形態であることで、隙間なくモノリス状エアロゲル105の間が埋められ、断熱性が上がる。
The material containing airgel is preferably in the form of powder, granule, slurry, paste or jelly at the time of filling. With such a form at the time of filling, the space between the monolith-
また、エアロゲルを含む材料のエアロゲルも、衝撃に弱くもろいという性質を有する。そこで、エアロゲルが、ゲルまたはジェルなどのゼリー状の固体に含有される、または粘度のある液体に含有されてスラリー状、ペースト状にされることで、衝撃に強くすることができる。 In addition, airgel, which is a material containing airgel, also has the property of being vulnerable to impact and brittle. Therefore, the airgel can be made strong against impact by being contained in a jelly-like solid such as gel or gel, or by being contained in a viscous liquid to form a slurry or paste.
このようなゲルまたはジェル、または粘度のある液体が、領域109に充填され、モノリス状エアロゲル105を囲うことで、モノリス状エアロゲル105の耐衝撃性を上げることができる。特に断熱部材が、開閉される扉など衝撃が加わるものに用いられるとき効果がある。
By filling the
また、エアロゲルを含む材料は、エアロゲルをアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、またはポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンコポリマー、ポリフルオロアルコキシポリテトラフルオロエチレンなどのフルオロプラスチックなどでコーティングしたものにできる。エアロゲルがコーティングされることで、エアロゲルの強度を上げることができる。 As for the material containing aerogel, the aerogel is acrylic resin, silicone resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, polyurethane resin, polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene copolymer, polyfluoroalkoxypolytetrafluoroethylene, etc. It can be coated with fluoroplastic or the like. By coating the airgel, the strength of the airgel can be increased.
特に、アクリル樹脂でコーティングすると、エアロゲルを含む材料の接着力を上げ、エアロゲルを含む材料の強度を増加できるので好ましい。 In particular, coating with an acrylic resin is preferable because it can increase the adhesive strength of the material containing airgel and increase the strength of the material containing airgel.
(本発明の断熱部材を用いた冷蔵庫の説明)
図5は、本発明の実施形態に係る断熱部材を用いた冷蔵庫の概略正面図である。図5を参照しながら、本発明の実施形態に係る断熱部材を用いた冷蔵庫を説明する。
(Explanation of Refrigerator Using Insulation Member of the Present Invention)
FIG. 5 is a schematic front view of a refrigerator using the heat insulating member according to the embodiment of the present invention. A refrigerator using the heat insulating member according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図5に示すように、本発明の断熱部材は、冷蔵庫113の扉115に用いられる。複数のモノリス状エアロゲル105が領域109を空けて並べられる。エアロゲルを含む材料が、その領域109に充填される。モノリス状エアロゲル105の間の領域109は、化粧板111で装飾されてもよい。
As shown in FIG. 5, the heat insulating member of the present invention is used for the
このようにすることで、冷蔵庫113の扉115の断熱性を維持しつつ、冷蔵庫113の扉115を透明で衝撃に強くすることができる。
By doing so, the
モノリス状エアロゲル105は、冷蔵庫113の側面に配置されてもよい。複数のモノリス状エアロゲル105が、扉115と同様に内箱117と外箱119の間に隙間を空けて配置されることで、透明な冷蔵庫113が提供される。
The
また、隣接するモノリス状エアロゲル105の間の領域109は、エアロゲルを含む材料で充填される。このエアロゲルを含む材料で充填された領域は、化粧板111により遮光される。
Further, the
本発明により、機械室121や、蒸発器など冷蔵庫の一部は透明にすることはできないが、正面または側面から見たときに透明な部分を有する美観を増した冷蔵庫113を提供することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is not possible to make a part of the refrigerator such as the
以上のように、本発明により、モノリス状エアロゲル105の透明度を生かしつつ、並べたモノリス状エアロゲル105の大きさより大きい領域で、モノリス状エアロゲル105の断熱性と遜色のない断熱性を備える断熱部材を提供できる。
As described above, according to the present invention, a heat insulating member having heat insulating properties comparable to those of the
また、隣接するモノリス状エアロゲル105の間の領域109は、エアロゲルを含む材料により美観に劣る。そこで、遮光部により、第1の平板状部材101及び第2の平板状部材103の平面視において、エアロゲルを含む材料に重なる領域、すなわち被充填領域を視認できなくする。
Further, the
また、正方形または長方形のモノリス状エアロゲル105がマトリックス状に配置されると、その間の領域109は格子状になる。したがって、被充填領域に対応した格子状の遮光部が形成されると、被充填領域は視認できなくなる。
Further, when the square or rectangular
また、エアロゲルを含む材料が、パウダー状、グラニュール状、スラリー状、ペースト状またはゼリー状であることで、隙間なく隣接するモノリス状エアロゲル105の間の領域109を埋めることができ、そのため断熱性を上げることができる。また、エアロゲルを含む材料がスラリー状、ペースト状またはゼリー状であることで、エアロゲルを含む材料に囲われているモノリス状エアロゲル105を、衝撃に強くすることができる。
Further, since the material containing the airgel is in the form of powder, granule, slurry, paste or jelly, it is possible to fill the
また、エアロゲルを含む材料が、エアロゲルを含有させたコーティング剤であることで、エアロゲルを含む材料の接着性を上げ、エアロゲルを含む材料の強度を上げることができる。 Further, when the material containing airgel is a coating agent containing airgel, the adhesiveness of the material containing airgel can be increased and the strength of the material containing airgel can be increased.
また、本発明の断熱部材を用いた冷蔵庫113は、衝撃に強く、断熱性がよい。また、本発明の冷蔵庫113は、一部が透明で、一部に化粧板111が表示されることにより美観を増す。
Further, the
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。 The description of the embodiments described above is exemplary in all respects and is not restrictive. Modifications and changes can be made as appropriate for those skilled in the art. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims. Further, the scope of the present invention includes modifications from the embodiment within the scope of the claims and within the scope of the claims.
本発明は、断熱性が必要な扉に用いることができる。特に、断熱性及び耐衝撃性が必要な冷蔵庫の扉に用いることができる。 The present invention can be used for doors that require heat insulation. In particular, it can be used for refrigerator doors that require heat insulation and impact resistance.
101 第1の平板状部材
103 第2の平板状部材
105 モノリス状エアロゲル
107 筐体
109 領域
111 化粧板
112 窓
113 冷蔵庫
115 扉
117 内箱
119 外箱
121 機械室
101 First
Claims (5)
略正方形または略長方形の平面形状を有する平板状の複数のモノリス状エアロゲルと、
を備え、
複数の前記モノリス状エアロゲルは、前記2つの平板状部材に挟持されるとともに、所定の間隔をあけて配置され、
隣接する前記モノリス状エアロゲルの間の被充填領域にエアロゲルを含む材料が充填され、
平面視において、前記モノリス状エアロゲルが存在する少なくとも一部の領域で、一方の前記平板状部材の外面側から他方の前記平板状部材の外面側が視認可能になっている、断熱部材。 Two flat members facing each other,
Multiple flat monolithic airgels with a substantially square or approximately rectangular planar shape,
With
The plurality of monolith-shaped airgels are sandwiched between the two flat plate-shaped members and arranged at predetermined intervals.
The area to be filled between the adjacent monolithic airgels is filled with a material containing the airgels.
A heat insulating member in which, in a plan view, the outer surface side of one of the flat plate-shaped members is visible from the outer surface side of the other flat plate-shaped member in at least a part of the region where the monolithic airgel is present.
少なくとも一方の前記平板状部材が、平面視において、前記被充填領域に対応する格子状に形成された遮光部を有する、請求項2に記載の断熱部材。 A plurality of the monolithic airgels are arranged in a matrix at the predetermined intervals.
The heat insulating member according to claim 2, wherein at least one of the flat plate-shaped members has a light-shielding portion formed in a grid pattern corresponding to the filled region in a plan view.
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