CN104930800A - 真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种使用通气性高的包装件，从而在真空绝热件内部使吸附气体的速度增加，进而提高绝热性能的真空绝热件、绝热箱以及真空绝热件的制造方法。真空绝热件(1)具备由纤维集合体形成的芯材(10)、至少对水分进行吸附的吸附剂(30)、以及包覆芯材(10)和吸附剂(30)的外包件(20)，并对外包件(20)的内部进行了减压密封，吸附剂(30)的包装件(31)以不使用热熔接的方式对吸附剂(30)进行包装。
Description
技术领域
本发明涉及真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法。
背景技术
作为被用作冰箱等的绝热材料的以往的真空绝热件，存在如下这样的真空绝热件，即：利用具有气体阻隔(gas barrier)性的外包件来包覆由无机纤维构成的芯材和对水分进行吸附的吸附剂，并对外包件的内部进行减压来完成封闭(例如，参照专利文献1)。该吸附剂以包装件进行包装，其中，该包装件由日本纸与聚乙烯(polyethylene)的层压膜(film)构成。
另外，作为利用以往的包装件的吸附剂的包装方法，存在将吸附剂填充于玻璃(glass)制的容器内的方法(例如，参照专利文献2)。
另外，作为利用以往的包装件的吸附剂的包装方法，存在使用粘性胶带(tape)或者粘合剂的方法(例如，参照专利文献3)。
专利文献1：日本专利第3507776号公报
专利文献2：日本特开平7-269780号公报
专利文献3：日本特开平11-325386号公报
真空绝热件具备由纤维集合体构成的芯材、至少对水分进行吸附的吸附剂、以及对芯材进行包覆的外包件，并具有对外包件的内部进行了减压密封的结构。吸附剂本身呈粉末或者颗粒的形状，为了使操作性良好，而在由包装件包装的状态下使用。对包装件要求能够使吸附对象的气体在每个单位时间内通过更多，换句话说要求具有较高的通气度。
但是，如专利文献1所记载的那样，通常的包装件需要由层压膜构成，该层压膜包含密封剂(sealant)层，其中，该密封剂层由聚乙烯或者聚丙烯(polypropylene)构成，用于通过热熔接来对吸附剂进行封闭。因此，存在如下问题点，即：不得不使用由通气度较低的层压膜构成的包装件，由此在真空绝热件内部吸附气体的速度降低，因此难以获得绝热性能较高的真空绝热件。
另外，在专利文献2中，吸附剂被填充于玻璃制的容器内，但即便在该情况下，也如该文献的图3所示的那样，对容器的密封部进行了热熔接。
另外，如专利文献3所记载的那样，不对包装件使用热熔接，而是使用粘性胶带或者粘合剂对吸附剂进行封闭，在该情况下存在如下问题点，即：粘性胶带或者粘合剂所包含的低分子量成分在真空绝热件内部气化，从而使真空绝热件内部的真空度降低，进而使真空绝热件的绝热性能降低。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种使用通气性较高的包装件，从而使在真空绝热件内部吸附气体的速度增加，进而提高绝热性能的真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法。
为了解决上述课题以实现目的，本发明所涉及的真空绝热件的特征在于，具备：芯材，该芯材由纤维集合体形成；吸附剂，该吸附剂至少对水分进行吸附；包装件，该包装件由具有通气性的薄片(sheet)状的部件构成，并包装上述吸附剂；以及外包件，该外包件包覆上述芯材和由上述包装件包装的上述吸附剂，且内部被减压密封，上述包装件以不使用热熔接的方式对上述吸附剂进行包装。
上述包装件也可以通过扭结包装或者折叠包装对上述吸附剂进行包封。
上述包装件也可以通过结扎包装对上述吸附剂进行结扎。
上述包装件的通气度也可以为5cm3/cm2/s以上，且为50cm3/cm2/s以下。
上述包装件也可以为纸、无纺布、或者多孔质塑料膜。
上述吸附剂也可以为氧化钙、硅胶、或者沸石。
本发明所涉及的绝热箱的特征在于，具备上述真空绝热件。
本发明所涉及的真空绝热件的制造方法的特征在于，包括：利用包装件以不使用热熔接的方式对吸附剂进行包装的工序，其中，上述包装件由具有通气性的薄片状的部件构成，上述吸附剂至少对水分进行吸附；利用外包件对上述吸附剂和芯材进行包覆的工序，其中，上述吸附剂由上述包装件包装，上述芯材由纤维集合体形成；以及对上述外包件的内部进行减压密封的工序。
根据本发明，能够提供一种使用通气性较高的包装件，从而使在真空绝热件内部吸附气体的速度增加，进而提高绝热性能的真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的真空绝热件的简要结构的剖视图。
图2是表示包装件的扭结包装的简要结构的图。
图3是表示包装件的折叠包装的简要结构的图。
图4是表示包装件的结扎包装的简要结构的图。
图5是表示实施方式2所涉及的绝热箱的简要结构的剖视图。
符号说明
1…真空绝热件；2…绝热箱；10…芯材；20…外包件；30…吸附剂；31…包装件；31a、31c…扭结部；31b…折叠部；32…系紧用具；40…内箱；41…外箱；42…发泡聚氨酯绝热材料。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法进行说明。此外，本发明并不限定于以下所示的实施方式。
实施方式1.
图1是表示本实施方式所涉及的真空绝热件1的简要结构的剖视图。此外，在包含图1的以下的附图中，各构成部件的尺寸的关系或者形状等有时与实际的情况不同。各构成部件的具体的尺寸等应在参考以下的说明后进行判断。
如图1所示，真空绝热件1具备：由纤维集合体形成的芯材10、具有气体阻隔性并包覆芯材10的外包件20、插入外包件20的内部并至少对水分进行吸附的吸附剂30、以及包装吸附剂30的包装件31。
外包件20的内部空间以减压为1Pa～3Pa左右的真空度的状态密封开口部，从而被减压密封。真空绝热件1例如作为整体具有大致长方形平板状的形状。
芯材10例如具有将玻璃棉(glass wool)等纤维集合体层叠而成的结构。通常，纤维集合体若为玻璃棉则通过离心法制造，若为树脂纤维则通过纺粘(spunbond)法制造，但对于纤维集合体的种类以及纤维集合体的制造方法并不特别地进行限定。另外，芯材10也可以包含用于使纤维集合体粘合的结合剂。
外包件20例如为现有的真空绝热件所使用的外包件，且为形成多层构造的复合膜(laminated film)。该多层构造例如具有如下结构，即：从内侧(芯材10侧)按顺序层叠有聚乙烯层、铝(aluminum)蒸镀层、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)层、以及向最外层延伸的尼龙(nylon)层。外包件20的结构并不限定于上述结构，也可以包括氧化铝(alumina)蒸镀层、二氧化硅(silica)蒸镀层、乙烯(ethylene)-乙烯醇(vinyl alcohol)层、以及聚丙烯层的任何一个或者任意的组合。另外，外包件20只要具有气体阻隔性即可，而对其结构并不做特别的限定。
吸附剂30为能够至少对水分进行吸附的吸附剂，且呈粉末或者颗粒的形状。吸附剂30例如为氧化钙(calcium)。此外，吸附剂30不限定于氧化钙，也可以由硅胶(silica gel)或者沸石(zeolite)构成。另外，对吸附剂30不做特别的限定，只要是至少具有水分吸附性的吸附剂即可。另外，吸附剂30若含有至少具有水分吸附性的物质，则也可以形成为与组成不同的吸附剂组合的构成。
包装件31由通气度较高的例如纸、无纺布、或者多孔质塑料膜(plastic film)等构成，不使用热熔接，即不通过热熔接而对吸附剂30进行包装。因此，在对吸附剂30进行包装的包装件31未形成有用于包装的热熔接部。包装件31若为具有通气性的物质，则其结构不被特别地限定。包装件31的通气度优选为5cm3/cm2/s以上，且50cm3/cm2/s以下，更优选为10cm3/cm2/s以上，且30cm3/cm2/s以下。
接下来，对本实施方式所涉及的吸附剂30的包装方式进行说明。图2～图4是表示由包装件31对吸附剂30进行包装的方式的图。
图2是表示包装件31的扭结包装的简要结构的图。如图2所示，包装件31通过扭结包装来对吸附剂30进行包封。包装件31通过将构成为袋状的包装件在开口部侧扭结来完成包封。即，包装件31通过扭结包装件31而形成的扭结部31a来对吸附剂30进行包封。扭结包装的方法不限定于如图2所示的对包装件31的单侧进行扭结的方法，也可以使用对包装件31的两侧进行扭结的方法。在后者的情况下，包装件31将薄片状的包装件在两侧进行扭结来实现包封。
图3是表示包装件31的折叠包装的简要结构的图。如图3所示，包装件31通过折叠包装来对吸附剂30进行包封。即，包装件31通过折叠包装件31而形成的折叠部31b来对吸附剂30进行包封。折叠包装的形状不限定于图3所示的形状，只要是包封吸附剂30的形状即可。
图4是表示包装件31的结扎包装的简要结构的图。如图4所示，包装件31通过系紧用具32对吸附剂30进行结扎。即，构成为袋状的包装件31的开口部侧被系紧用具32结扎。这样，包装件31被系紧用具32结扎，从而对吸附剂30进行包封。系紧用具32例如可以是卡钉(staple)、带(band)、或者细绳等捆扎材料，但不被特别地限定，只要能够对包装件31的开口部进行结扎即可。另外，如图示例那样，包装件31在对通过扭结包装件31从而形成的扭转部31c进行扭结包装后，也能够进一步利用系紧用具32对扭结部31c进行结扎。
接下来，对本实施方式所涉及的真空绝热件的制造方法进行说明。预先使用通用的填充包装机，以不使用热熔接的方式利用包装件31对规定数量(例如10g)的吸附剂30分别进行包装。由包装件31包装的吸附剂30以一个或者多个单位通过铝复合(aluminum laminate)袋封闭保管，以达到防止在使用期前的期间至少对水分进行吸附的目的。此时，以进一步抑制至少对水分进行吸附为目的，也可以对铝复合袋内进行减压密封。此外，对由包装件31包装的吸附剂30进行封闭保管的方法不限定于使用铝复合袋的方法，也可以为将吸附剂保管于桶(pail)罐等具有气密性的容器的方法。另外，也可以在用于将外包件20的内部空间减压为1Pa～3Pa左右的真空度并对开口部进行密封的真空包装机的附近设置上述的填充包装机，在即将对外包件20的内部空间进行减压之前，以不使用热熔接的方式利用包装件31对吸附剂30进行包装，从而使用由包装件31包装的吸附剂30。
接下来，为了从芯材10以及外包件20除去水分而进行干燥。干燥是在能够除去芯材10以及外包件20的水分的条件(例如，100℃加热两小时)下，以由外包件20包覆芯材10的状态进行。此外，干燥的条件不限定于此，只要是能够除去芯材10以及外包件20的水分的条件即可。另外，也可以在分别进行了芯材10与外包件20的干燥之后，由外包件20对芯材10进行包覆。
接下来，在外包件20的内部插入有被包装件31包装的吸附剂30。此外，将由包装件31包装的吸附剂30插入到外包件20的内部的工序不限定于在对芯材10以及外包件20进行干燥之后进行，也可以在干燥之前进行。
接下来，使用上述真空包装机，将外包件20的内部减压为1Pa～3Pa左右的真空度，在该减压状态下在开口部通过热封(heat seal)等形成熔融密封部，从而对外包件20的内部进行减压密封。经由以上的工序，能够获得真空绝热件1。
接下来，对本实施方式的效果进行说明。本实施方式的真空绝热件1具备：由纤维集合体形成的芯材10、至少对水分进行吸附的吸附剂30、由具有通气性的薄片状的部件构成并对吸附剂30进行包装的包装件31、以及对芯材10和由包装件31包装的吸附剂30进行包覆且内部被减压密封的外包件20，包装件31以不使用热熔接的方式对吸附剂30进行包装。由此，能够单独将通气度较高的纸、无纺布、或者多孔质塑料膜等具有通气性的薄片状的部件作为吸附剂30的包装件31使用，从而使真空绝热件1内部的吸附气体的速度增加，进而能够获得绝热性能高的真空绝热件1。
此处，考虑将如下两种情况进行比较，即：作为本实施方式的包装件31而使用了日本纸的情况；以及作为通常的包装件而使用了日本纸与聚乙烯的层压膜的情况。在作为本实施方式的包装件31而使用了日本纸的情况下，日本纸的通气度为28cm3/cm2/s，与此相对，在作为通常的包装件而使用了日本纸与聚乙烯的层压膜的情况下，日本纸与聚乙烯的层压膜的通气度为3cm3/cm2/s，对于作为本实施方式的包装件31而使用了日本纸的情况，能够在每个单位时间内使更多的气体通过，从而能够使吸附剂30的吸附速度增加。在使用了相同的芯材、外包件以及吸附剂的情况下，作为本实施方式的包装件31而使用了日本纸的真空绝热件1的热传导率为1.8mW/(m·K)，与此相对，作为通常的包装件而使用了日本纸与聚乙烯的层压膜的真空绝热件的热传导率成为2.0mW/(m·K)。因此，根据本实施方式的真空绝热件1，能够获得绝热性能高的真空绝热件。
另外，根据本实施方式的真空绝热件1，能够抑制绝热性能随时间推移而劣化。在使用了相同的芯材、外包件以及吸附剂的情况下，将作为本实施方式的包装件31而使用了日本纸的真空绝热件1在气温为25℃且相对湿度为60％的环境下保管30天，该情况下的热传导率的增加为0.1mW/(m·K)，与此相对，将作为通常的包装件而使用了日本纸与聚乙烯的层压膜的真空绝热件在气温为25℃且相对湿度为60％的环境下保管30天。该情况下的热传导率的增加为0.2mW/(m·K)。因此，根据本实施方式的真空绝热件1，能够获得绝热性能长期较高的真空绝热件。
实施方式2.
对本实施方式所涉及的绝热箱进行说明。在上述的实施方式1中，对真空绝热件及其制造方法进行了说明，将上述实施方式1所涉及的真空绝热件1用于绝热箱，能够获得绝热性能较高的绝热箱。
图5是表示本实施方式所涉及的绝热箱2的简要结构的剖视图。在本实施方式中，列举冰箱的绝热箱为例进行说明。
如图5所示，绝热箱2具有内箱40与外箱41。在内箱40与外箱41之间的空间配置有真空绝热件1。真空绝热件1例如配置为与内箱40的外壁面紧贴。在内箱40与外箱41之间的空间中，在真空绝热件1以外的部分填充有发泡聚氨酯(urethane)绝热材料42。绝热箱2的其他部分与通常的冰箱的绝热箱相同，因此省略图示以及说明。
在本实施方式中，使用在实施方式1中进行了说明的绝热性能高的真空绝热件1，因此能够获得绝热性能高的绝热箱2。另外，在本实施方式中，与发泡聚氨酯绝热材料42等进行比较，由于使用绝热性能高的真空绝热件1，因此与作为绝热材料而仅使用发泡聚氨酯绝热材料的绝热箱的情况相比，能够获得绝热性能高的绝热箱2。因此，能够在具备了绝热箱2的冰箱内减少功率消耗。
此外，在本实施方式的绝热箱2中，真空绝热件1紧贴于内箱40的外壁面，但真空绝热件1也可以紧贴于外箱41的内壁面。另外，真空绝热件1也可以使用间隔部件(spacer)等，从而在内箱40与外箱41之间的空间以不与内箱40以及外箱41中的任何一个紧贴的方式配置。
本发明不限定于上述实施方式，而是能够进行各种变形。例如，在上述实施方式2中，虽然列举了在具备冷源的冰箱的绝热箱2中使用了真空绝热件1的结构为例，但本发明并不限定于此。真空绝热件1例如也能够用于具备热源的保温箱的绝热箱或者不具备冷源以及热源的绝热箱(例如，冷却箱(cool box)等)。
另外，真空绝热件1不仅能够用于绝热箱，也能够用作空调机、车辆用空调机、供给热水器等冷设备或者热设备的绝热部件。另外，真空绝热件1不仅能够用于如绝热箱那样具备规定的形状的箱体，也能够用于具备变形自如的外袋以及内袋的绝热袋或者其他的绝热容器。
另外，上述各实施方式以及变形例能够相互组合来加以实施。
工业上的利用可能性
本发明作为真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法有用。
Claims (8)
1.一种真空绝热件，其特征在于，具备：
芯材，该芯材由纤维集合体形成；
吸附剂，该吸附剂至少对水分进行吸附；
包装件，该包装件由具有通气性的薄片状的部件构成，并包装所述吸附剂；以及
外包件，该外包件对所述吸附剂和所述芯材进行包覆，且内部被减压密封，其中，所述吸附剂由所述包装件包装，
所述包装件以不使用热熔接的方式对所述吸附剂进行包装。
2.根据权利要求1所述的真空绝热件，其特征在于，
所述包装件通过扭结包装或者折叠包装对所述吸附剂进行包封。
3.根据权利要求1所述的真空绝热件，其特征在于，
所述包装件通过结扎包装对所述吸附剂进行结扎。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的真空绝热件，其特征在于，
所述包装件的通气度为5cm3/cm2/s以上，且为50cm3/cm2/s以下。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的真空绝热件，其特征在于，
所述包装件为纸、无纺布、或者多孔质塑料膜。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的真空绝热件，其特征在于，
所述吸附剂为氧化钙、硅胶、或者沸石。
7.一种绝热箱，其特征在于，
所述绝热箱具备权利要求1～3中任一项所述的真空绝热件。
8.一种真空绝热件的制造方法，其特征在于，包括：
利用包装件以不使用热熔接的方式对吸附剂进行包装的工序，其中，所述包装件由具有通气性的薄片状的部件构成，所述吸附剂至少对水分进行吸附；
利用外包件对所述吸附剂和芯材进行包覆的工序，其中，所述吸附剂由所述包装件包装，所述芯材由纤维集合体形成；以及
对所述外包件的内部进行减压密封的工序。
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