【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、断熱を必要とする冷凍冷蔵庫、保温保冷容器、自動販売機、電気湯沸かし器、車両、および住宅等の断熱材として使用可能な真空断熱材、およびその真空断熱材を使用した機器、およびその真空断熱材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化防止の観点から省エネルギーが必要不可欠となっており、その対策として民生部門の電化製品についても省エネルギー化は緊急の課題となっている。特に、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機等の保温保冷機器では熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性能を有する断熱材が必要となっている。
【０００３】
断熱材は、グラスウールなどの繊維材やウレタンフォームなどの発泡体を使用するのが一般的である。しかし、これら断熱材の断熱性を向上するには断熱材の厚さを増す必要があるが、断熱材を使用する空間に制限がある場合には、断熱材の厚さを増大することはできない。
【０００４】
そこで、高性能な断熱材として真空断熱材が提案されている。これは、スペーサの機能を持つ芯材を、ガスバリア性を有する外被材内に挿入し内部を減圧封止してなる断熱材である。
【０００５】
真空断熱材の一例としては、プラスチックフィルムと金属箔を積層したラミネートフィルム製の外被材内にガラス繊維をボード状に成形した芯材を挿入し、内部を真空排気したものがある。
【０００６】
この芯材の成形にあたり、ガラス繊維の個々を結着するためにバインダーをあらかじめ付着させる必要があり、所定の厚さに積層したガラス繊維のマットにバインダー水溶液を噴霧する。
【０００７】
また、このバインダーの種類としては、フェノール系やシリコーン系バインダー等を用いることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−１８７０８４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のように、所定の厚さを有するガラス繊維のマットにバインダー水溶液を噴霧する方法ではマットの内部までバインダーが行き渡り難く、成形した芯材内部のガラス繊維の結着が不十分となり、芯材の剛性が不足する問題があった。
【００１０】
また、芯材のバインダーとしてフェノール系バインダーを用いた場合は、フェノールとホルマリンを使用することから、環境や人体への影響を抑制するため芯材製造時の環境対策が必要不可欠であった。
【００１１】
更に、その芯材を真空断熱材として使用すると、フェノール樹脂バインダーに含まれるホルマリン、およびその他添加剤成分である尿素水やアンモニア水等の物質から種々の揮発成分が発生するため、真空断熱材の断熱性能が初期および経時的に悪化するという問題があった。
【００１２】
また、シリコーン系バインダーではバインダー成分をバインダーとして機能させるのに必要な焼成温度が高く、芯材を得るための製造エネルギーが多量に必要となることから環境負荷が大きくなるという問題があった。
【００１３】
また、バインダー成分のマイグレーションにより、バインダーが芯材の表面層に偏積し、芯材内部のガラス繊維の結着が不十分となり、芯材の剛性が不足するという問題があった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、繊維化装置による形成直後のガラス繊維にバインダーを付着させるステップと、このバインダーが付着したガラス繊維を積層してマットを形成するステップと、前記マットを１００℃以上の温度で加熱圧縮してボード状の芯材に成形するステップと、前記芯材を外被材で覆い、内部を減圧して封止するステップとからなる真空断熱材の製造方法である。
【００１５】
よって、繊維化装置による形成直後のガラス繊維に、バインダーを直接付着させるため、バインダーは個々の繊維の表面にほぼ均一に拡散して付着する。よって、このバインダーが付着したガラス繊維を加熱圧縮成形した場合、少量のバインダー量でも優れた剛性を持った真空断熱材用の芯材を成形する製造方法が提供できる。
【００１６】
また、繊維化装置による形成直後のガラス繊維は高温であるため、バインダーを希釈拡散させるための溶媒は、塗布後、その殆どが蒸発するため、その後の加熱圧縮成形時の加熱エネルギーや成形時間が削減可能となる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明おいて、バインダーが天然物である真空断熱材の製造方法である。
【００１８】
よって、ガラス繊維にバインダーを付着させる際にバインダーが飛散した場合にも、環境や人体への影響は極めて小さく、安全性が高い製造方法となる。
【００１９】
更に、シリコーン系バインダーに比べ低温での焼成が可能であり、製造工程における省エネルギー化が実現でき、より環境負荷を小さくできる。
【００２０】
また、炭水化物系の天然物バインダーを用いた芯材からの発生ガスの大部分は水分と二酸化炭素である。よって、バインダーからの発生ガスは、汎用的なガス吸着剤で吸着除去が可能となり、初期断熱性能、経時断熱性能共に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明おいて、天然物がデンプンである真空断熱材の製造方法である。
【００２２】
ジャガイモ、トウモロコシ、コメ、および小麦等の食用植物から抽出するデンプンをバインダーとして用いるため、芯材作製中にバインダーが飛散しても安全であり、バインダー漏洩時の環境への影響も極めて少ない製造方法が提供できる。
【００２３】
また、希釈溶媒として、水が利用できるため、製造時の環境負荷をより低減できる。
【００２４】
また、デンプンを構成する元素は基本的に炭素、水素、酸素であり、真空断熱材成形後の芯材からの発生ガスは、その大部分が水分と二酸化炭素である。よって、バインダーからの発生ガスは、汎用的なガス吸着剤で吸着除去可能であり、初期断熱性能、経時断熱性能共に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００２５】
本発明の請求項４は、請求項３に記載の発明において、デンプンがデキストリンである真空断熱材の製造方法である。
【００２６】
デンプンを分解して作製したデキストリンを用いているため、低温の水にも溶けやすく、あるいはのり化しやすい。よって、バインダー水溶液の作製が容易となる。また、デキストリンからなるバインダー水溶液は比較的、低粘度であるため、例えばのり状のデンプンをガラス繊維に付着させる際、均一にスプレー塗布させやすく効率的な製造方法が提供できる。
【００２７】
本発明の請求項５は、請求項１から請求項４に記載の発明において、バインダーが付着したガラス繊維を積層したマットを１００℃以上の温度で加熱圧縮してボード状の芯材に成形するステップの前ステップとして、マットに水分を付着させるステップを含む真空断熱材の製造方法である。
【００２８】
一般に、デンプン等の天然物をバインダーとして利用する場合は、それ自身が一定量以上の水分を含有する場合にバインダーとしての機能を有する。しかし、上記構成では、加熱成形前に水分を付着させるステップを有するため、ガラス繊維に付着した天然物バインダーの含有水分量が低下し、天然物バインダーがバインダーとしての機能を発現しなくなった場合にも、天然物バインダーはバインダーの機能を発現することができる。
【００２９】
よって、バインダーが付着したガラス繊維を長期間保存した後にも、ガラス繊維を１００℃以上の温度で加熱圧縮してボード状の芯材に成形することが可能となる。
【００３０】
本発明の請求項６は、請求項１から請求項５に記載の発明において、天然物バインダーの付着量が０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である真空断熱材の製造方法である。
【００３１】
付着量が０．１ｗｔ％より少ないとボード剛性が不足する。また、付着量が１０ｗｔ％を超えると、天然物バインダーからの発生ガスである水と二酸化炭素が急激に増加し、真空断熱材としての断熱性能が極端に悪くなる。また、固体熱伝導率も大きくなり、初期熱伝導率が悪化する。
【００３２】
したがって、付着量は０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが望ましい。
【００３３】
本発明の請求項７は、請求項１から請求項６のいずれか一項記載の真空断熱材の製造方法からなる真空断熱材である。
【００３４】
そのため、成形性、および初期断熱性能と経時断熱性能共に優れた真空断熱材を提供できる。
【００３５】
本発明の請求項８は、外箱と、内箱とを備え、前記外箱と前記内箱によって形成される空間に真空断熱材を配置し、前記真空断熱材が請求項７に記載のものである真空断熱材を用いた断熱箱体であり、断熱性能に優れた断熱箱体を提供できる。
【００３６】
本発明の請求項９は、外箱と、内箱とを備え、前記外箱と前記内箱によって形成される空間に真空断熱材を配置し、前記真空断熱材以外の前記空間に発泡断熱材を充填し、前記真空断熱材が請求項７に記載のものである真空断熱材を用いた保温保冷機器であり、断熱性能に優れた保温保冷機器を提供できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明は、繊維化装置による形成直後のガラス繊維にバインダーを付着させるステップと、このバインダーが付着したガラス繊維を積層してマットを形成するステップと、前記マットを１００℃以上の温度で加熱圧縮してボード状の芯材に成形するステップと、前記芯材を外被材で覆い、内部を減圧して封止するステップとからなる真空断熱材の製造方法、および前記製造方法からなる真空断熱材、更には、前記真空断熱材を使用した機器に関するものである。
【００３８】
まず、真空断熱材の製造方法について説明する。
【００３９】
ガラス繊維の繊維化方法には、一般に遠心法と火焔延伸法とがある。遠心法は綿菓子を作るのと同じ原理で、スピナーより溶融ガラスを遠心力で振り飛ばし、更に高速の気流を当てて繊維化するもので、火焔延伸法はガラスの固形細線に高速の火焔を当てて繊維化するものであるが、本発明は、いずれの方法を用いた繊維化装置においても適用できる。
【００４０】
繊維化装置により形成したガラス繊維へのバインダーの付着方法は、特に指定するものではないが、一つに、バインダー又はその希釈液を噴霧して付着させる方法がある。
【００４１】
具体的には、繊維化装置にて形成した直後の高温高速のガラス繊維に、バインダー水溶液を高圧でスプレー噴霧するもので、バインダーの溶媒である水分の大部分は、一瞬のうちに蒸発し、繊維表面にバインダーが付着する。
【００４２】
その後、バインダーの付着したガラス繊維を積層してマットを形成し、前記マットを加熱圧縮により固形化させてボード状に成形した芯材を得る。 この時、成形した芯材の密度は１００ｋｇ／ｍ３〜４００ｋｇ／ｍ３とすることが望ましく、また厚み方向で密度が異なっていてもよい。密度が１００ｋｇ／ｍ３より小さいと成形体としての形状を保持しにくくなり、４００ｋｇ／ｍ３より大きくなると固体熱伝導率が大きくなり真空断熱材の断熱性能が悪化する。
【００４３】
前記方法により成形した芯材は、外被材で覆い、内部を減圧封止して真空断熱材を成形する。この方法としては、まず袋状の外被材を作製し、その後、外被材内に芯材を挿入し内部を減圧し封止する、あるいは、減圧槽中に芯材とロール状あるいはシート状のラミネートフィルムからなる外被材を配設し、ロール状あるいはシート状の外被材を芯材に沿わした状態にしてから外被材を熱融着することにより真空断熱材を作製する、あるいは、芯材を挿入した外被材内を直接減圧して外被材開口部を封止することにより真空断熱材を製造する、あるいは金属板で成形した容器にボード状の芯材を挿入し、真空ポンプと前記金属容器とを管で結んで容器内を減圧し、その後、管を封止切ることにより真空断熱材とする等の方法により作製できる。
【００４４】
また、芯材は外被材挿入前に水分の乾燥を行ってもよく、また外被材挿入時に吸着剤を一緒に挿入してもよい。
【００４５】
次に、真空断熱材の構成材料について説明する。
【００４６】
ガラス繊維の繊維径は特に指定するものではないが、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍがよい。
【００４７】
バインダーとは、有機バインダー、無機バインダー等、公知のバインダーが利用できる。しかし、天然物をバインダーとすることが、より望ましく、デンプン系、セルロース系、複合多糖類、およびこれらの混合物が使用できる。また、天然物バインダーに、他の有機バインダーや無機バインダーを混合して使用することもできる。 しかし、天然物バインダーのうち、デンプンを適用するのがより望ましく、デンプンについて更に詳細に説明する。
【００４８】
デンプンとは、未加工のデンプン、あるいは加工デンプンとしては、分解や酵素変性によるデキストリン、酸変性デンプン、酸化デンプン、アルファー化デンプン、デンプンエステルであるアセチルデンプン、デンプンエーテルであるメチルデンプン、カルボキシメチルデンプン、ヒドロキシエチルデンプン、陽性デンプンであるアミノアルキルデンプン、また架橋デンプン等のデンプン誘導体等であり、特に指定するものではない。
【００４９】
また、デキストリンとは、白色デキストリン、黄色デキストリン、ブリティッシュガム等であり、これらを混合して使用することも可能である。
【００５０】
また、これらに老化防止剤、防かび剤等を混合することも可能である。
【００５１】
また、デンプンをバインダーとしたとき、ガラス繊維マットの加熱焼成は、２８０℃以下であることが好ましい。デンプンの分解温度は２８０℃前後であり、この温度を越えて焼成するとデンプンが、炭化すると共に、種々の分解ガスを経時的に発生しやすくなる。よって、真空断熱材としたときに芯材からの分解ガスの発生により、経時的な断熱性能を悪化させる要因となる。
【００５２】
デンプンをバインダーに使用しているかどうかの判断は、簡易的には、芯材作製後、あるいは真空断熱材作製後に外被材から芯材を取り出し、その芯材をヨウ素デンプン反応により確認することが可能であるが、特に指定するものではなく、公知の方法を使用できる。
【００５３】
バインダーの付着量は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が望ましいが、少なくとも芯材の任意の一部を切り取ったとき、その部分のバインダー付着量が０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下存在しておれば問題ない。
【００５４】
また、芯材内部でバインダー濃度が異なっていてもよく、その場合、好ましくは内層よりも表層のバインダー濃度が高い方がよいが、特に指定するものではない。
【００５５】
また、外被材は、少なくともガスバリア層および熱融着層を有するものである。 ガスバリア層としては、アルミニウム、ステンレス、鉄等の金属箔を用いることができる。あるいは、金属、無機酸化物、及び炭素等を蒸着したプラスチックフィルム等を用いることができるが、気体透過を抑制する目的で用いるものであれば、特に指定するものではない。 また、前記金属等の蒸着基材となるプラスチックフィルムは特に指定するものではないが、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂、ポリエチレンナフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリイミドなどがより好ましい。 前記プラスチックフィルム上への金属材料としての蒸着素材は、アルミニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、銀、あるいはそれらの混合物等特に指定するものではない。 また、前記プラスチックフィルム上への無機酸化物材料としての蒸着素材は、シリカ、アルミナ等、特に指定するものではない。 また、熱溶着層としては、低密度ポリエチレンフィルム、鎖状低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、あるいはそれらの混合体等を用いることができるが、特に指定するものではない。
【００５６】
また、必要に応じてガスバリア層の外面に表面保護層を設けることも可能である。 表面保護層としては、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルムの延伸加工品などが利用でき、更に外側にナイロンフィルムなどを設けると可とう性が向上し、耐折り曲げ性などが向上する。
【００５７】
以上のようなフィルムをラミネートして用いることが望ましい。
【００５８】
外被材として適用するラミネートフィルムからなる袋形状は、四方シール袋、三方シール袋、ガゼット袋、ピロー袋、センターテープシール袋等、特に限定するものでない。
【００５９】
また、外被材として鉄板、ステンレス板、亜鉛板等の金属板を用いた金属容器を使用してもよい。
【００６０】
また、真空断熱体の信頼性を向上させる場合は、ガス吸着剤や水分吸着剤等のゲッター物質を使用することも可能である。
【００６１】
また、本発明は、外箱と、内箱とを備え、前記外箱と前記内箱によって形成される空間に本発明の真空断熱材を配置してなる断熱箱体、および、その上に前記真空断熱材以外の前記空間に発泡断熱材を充填してなる保温保冷機器である。
【００６２】
例えば冷蔵庫に適用した場合、冷蔵庫の外箱と内箱により形成される空間の外箱側又は内箱側に真空断熱材を貼付しその他の空間に樹脂発泡体を充填する、あるいは真空断熱体と発泡樹脂体とを一体発泡した断熱体を冷蔵庫の外箱と内箱の間の空間に配設する、あるいはドア部に同様に使用する、あるいは仕切板に使用する等、特に指定するものではないが、機械室と内箱との間、あるいは冷凍室の周囲に前記真空断熱材を用いることは、特に断熱効率に優れて効果が大きく、低電力量で冷蔵庫を運転できる。
【００６３】
また、樹脂発泡体とは、例えば硬質ウレタンフォーム、フェノールフォームやスチレンフォームなどを使用できるが、特に指定するものではない。
【００６４】
また、例えば硬質ウレタンフォームを発泡する際に用いる発泡剤としては、特に指定するものではないが、オゾン層保護、地球温暖化防止の観点から、シクロペンタン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、イソブタン、ｎ−ブタン、水（炭酸ガス発泡）、アゾ化合物、アルゴン等が望ましく、特に断熱性能や生産性の観点からシクロペンタンが望ましい。
【００６５】
また、冷凍機器に使用する冷媒は、フロン１３４ａ、イソブタン、ｎ−ブタン、プロパン、アンモニア、二酸化炭素、水等、特に指定するものではない。
【００６６】
また、冷蔵庫は、動作温度帯である−３０℃から常温で断熱を必要とする機器の代表として示したものであり、例えば保冷車や電子冷却を利用した冷蔵庫等にも使用できる。また、自動販売機、ガス機器あるいはクーラーボックス等、より高温までの範囲で温冷熱を利用した冷温機器にも使用できる。
【００６７】
更には、パソコン、ジャーポット、炊飯器等にも使用することが可能である。
【００６８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００６９】
図１は本発明の実施の形態１から３における真空断熱材の製造フローチャートの一例を示している。また、図２は図１の製造フローチャートに基づいて成形した真空断熱材の断面図を示している。
【００７０】
（実施の形態１）
真空断熱材１の製造方法について、図１の真空断熱材の製造フローチャートにしたがって説明する。
【００７１】
はじめに、遠心法による繊維化装置にて形成した直後のガラス短繊維に、バインダー水溶液を高圧でスプレー噴霧した。この時、ガラス短繊維の平均繊維径は３．５μｍであった。また、バインダー水溶液は、水１００重量部に対し、エーテル架橋アルファー化デンプン３重量部を加熱溶解して作製した。エーテル架橋アルファー化デンプンは、ガラス短繊維１００重量部に対し、２重量部が付着するようにスプレー噴霧を調整した（ステップ１）。
【００７２】
その後、バインダーの付着したガラス短繊維を積層してマットを形成した（ステップ２）。
【００７３】
このマットを２００℃にて加熱圧縮成形し、厚さが１５ｍｍ、密度が２００ｋｇ／ｍ３の芯材を成形した（ステップ３）。
【００７４】
この芯材を１１０℃の乾燥炉で１５分間乾燥した後、水分吸着剤である酸化カルシウムと共に外被材内に挿入し、内部を１０Ｐａまで減圧して封止し、真空断熱材を作製した（ステップ４）。
【００７５】
このように、バインダーとしてデンプンを適用した製造方法であるため、バインダー噴霧時、ガラス繊維の加熱圧縮成形時、および芯材の減圧封止時等のいずれにおいても、作業環境は優れたものであった。
【００７６】
また、図２において、真空断熱材１は、芯材２と、外被材３と、吸着剤４で構成している。
【００７７】
外被材２は、２枚のラミネートフィルムを袋状に成形して適用している。前記２枚のラミネートフィルムのうち、１枚は熱融着層として厚み５０μｍの直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（以下ＬＬＤＰＥと称す）と、ガスバリア層として厚み１５μｍのエチレンポリビニルアルコール共重合体フィルム（以下ＥＶＯＨと称す）に膜厚５００Åのアルミを蒸着したフィルムと厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴと称す）に５００Åのアルミを蒸着したフィルムをアルミ蒸着面同士貼り合わせたフィルムとからなり、熱融着層のＬＬＤＰＥとガスバリア層のＥＶＯＨをドライラミネートしている。また、他の１枚は、熱融着層は厚み５０μｍのＬＬＤＰＥ、その上にガスバリア層として厚み６μｍのアルミ箔、更に保護層として厚み１２μｍのナイロン、最外層として厚み１２μｍのナイロンにより構成している。
【００７８】
以上のように作製した真空断熱材１の熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００２８Ｗ／ｍＫであった。
【００７９】
また、経時的な断熱性能を確認するため加速試験による断熱材の劣化を評価したが、１０年間使用相当条件での熱伝導率は平均温度２４℃にて０．００９Ｗ／ｍＫであった。
【００８０】
（実施の形態２）
実施の形態１に対して、バインダーをデキストリンの１種であるブリティッシュガムに変更した。その他の形態は実施の形態１と同様である。
【００８１】
バインダー水溶液は、水１００重量部に対し、ブリティッシュガム３重量部を２０℃の水に溶解して作製した。この時、バインダーをブリティッシュガムとしたため、加熱することなくバインダー水溶液を作製できた。
【００８２】
以上のように作製した真空断熱材の熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００２８Ｗ／ｍＫであった。
【００８３】
また、経時的な断熱性能を確認するため加速試験による断熱材の劣化を評価したが、１０年間使用相当条件での熱伝導率は平均温度２４℃にて０．００９Ｗ／ｍＫであった。
（実施の形態３）
実施の形態１に対して、バインダーを付着させたガラス短繊維を２週間保存後に使用した。この時、芯材に付着しているエーテル架橋アルファー化デンプンの水分はほぼ完全に乾燥していたため、加熱圧縮成形前にガラス短繊維を高温高圧のスチームで約１分間さらし、芯材を作製した。その他の形態は実施の形態１と同様である。
【００８４】
その結果、エーテル架橋アルファー化デンプンは適度な水分を含有してバインダー機能を発現し、剛性のある良好な芯材が作製できた。
【００８５】
以上のように作製した真空断熱材の熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００２８Ｗ／ｍＫであった。
【００８６】
また、経時的な断熱性能を確認するため加速試験による断熱材の劣化を評価したが、１０年間使用相当条件での熱伝導率は平均温度２４℃にて０．００９Ｗ／ｍＫであった。
【００８７】
（実施の形態４）
図３は本発明の実施の形態４における冷蔵庫の側断面図である。
【００８８】
冷蔵庫５は、断熱箱体６にドア７を取り付けて、冷凍サイクルを備えている。断熱箱体６の内部は、仕切板８にて上下に区切られており、上部が冷蔵室９、下部が冷凍室１０となっている。仕切板８にはダンパ１１が取り付けられて、冷蔵庫内の温度を調節する。
【００８９】
断熱箱体６は、鉄板をプレス成形した外箱１２とＡＢＳ樹脂を真空成形した内箱１３とがフランジを介して構成され、外箱１２の内側面にあらかじめ真空断熱材１を配設し、真空断熱材１以外の空間部に、硬質ウレタンフォーム１４を発泡充填したものである。真空断熱材１は実施の形態１に示したものと同様の構成であり、硬質ウレタンフォーム１４は発泡剤としてシクロペンタンを使用している。
【００９０】
ドア７及び仕切板８においても同様に、内部に真空断熱材１が配設され、真空断熱材１以外の空間部は硬質ウレタンフォーム１４にて発泡充填されている。
【００９１】
冷蔵庫内には蒸発器１５が配置され、圧縮機１６と、凝縮器１７と、キャピラリチューブ１８とを順次環状に接続し、冷凍サイクルを形成する。冷凍サイクル内には冷媒としてイソブタンを封入している。
【００９２】
蒸発器１５は冷蔵室１２および冷凍室１３の２カ所に設け、それらを直列、あるいは並列につないで冷凍サイクルを形成しても良い。
【００９３】
このように構成した冷蔵庫の消費電力量を測定したところ、真空断熱材を適用しない冷蔵庫よりも、消費電力量は２５％低下しており、真空断熱材による断熱効果を確認した。
【００９４】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、繊維化装置により形成したガラス繊維にバインダーを付着させるステップと、このバインダーが付着したガラス繊維を積層してマットを形成するステップと、前記マットを１００℃以上の温度で加熱圧縮してボード状の芯材に成形するステップと、前記芯材を外被材で覆い、内部を減圧して封止するステップとからなる真空断熱材の製造方法である。
【００９５】
よって、繊維化装置による形成直後のガラス繊維に、バインダーを直接付着させるため、バインダーは個々の繊維の表面に均一に拡散して付着する。よって、このバインダーが付着したガラス繊維を加熱圧縮成形した場合、少量のバインダー量でも優れた剛性を持った、真空断熱材用の芯材を成形する製造方法が提供できる。
【００９６】
また、繊維化装置による形成直後のガラス繊維は高温であるため、バインダーを希釈拡散させるための溶媒は、塗布後、その殆どが蒸発するため、その後の加熱圧縮成形時の加熱エネルギーや成形時間が削減可能となる。
【００９７】
また、上記構成において、バインダーが天然物である真空断熱材の製造方法である。
【００９８】
よって、ガラス繊維にバインダーを付着させる際にバインダーが飛散したとしても、環境や人体への影響は極めて小さく、安全性が高い製造方法が提供できる。
【００９９】
また、上記構成において、天然物がデンプンである真空断熱材の製造方法である。
【０１００】
ジャガイモ、トウモロコシ、コメ、および小麦等の食用植物から抽出するデンプンをバインダーとして用いているため、芯材作製中にバインダーが飛散しても安全であり、バインダー漏洩時の環境への影響も少ない製造方法が提供できる。
【０１０１】
また、デンプンを構成する元素は基本的に炭素、水素、酸素であり、真空断熱材成形後の芯材からの発生ガスは、その大部分は水分と二酸化炭素である。よって、バインダーからの発生ガスは、汎用的なガス吸着剤で吸着除去可能であり、初期断熱性能、経時断熱性能共に優れた真空断熱材を得ることができる。
【０１０２】
また、上記構成において、デンプンがデキストリンである真空断熱材の製造方法である。
【０１０３】
デンプンを分解して作製したデキストリンを用いているため、低温の水にも溶けやすく、あるいはのり化しやすい。よって、バインダー水溶液の作製が容易となる。また、デキストリンからなるバインダー水溶液は比較的、低粘度であるため、例えばのり状のデンプンをガラス繊維に付着させる際、均一にスプレー塗布させやすく、効率的な製造方法となる。
【０１０４】
また、バインダーが付着したガラス繊維を積層したマットを１００℃以上の温度で加熱圧縮してボード状の芯材に成形するステップの前に、ガラス繊維マットに水分を付着させるステップを含む真空断熱材の製造方法である。
【０１０５】
よって、ガラス繊維についた天然物バインダーの含有水分量が低下し、天然物バインダーがバインダーとしての機能を発現しない場合にも、天然物バインダーはバインダーの機能を発現することができ、バインダーが付着したガラス繊維を長期間保存した後にも、ガラス繊維を１００℃以上の温度で加熱圧縮してボード状に成形する製造方法を提供できる。
【０１０６】
また、天然物バインダーの付着量が０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である真空断熱材の製造方法である。
【０１０７】
これにより、充分な剛性を持ち、優れた断熱性能を有する真空断熱材を提供することができる。
【０１０８】
また、上記構成のいずれかからなる真空断熱材の製造方法からなる真空断熱材は、成形性、および初期断熱性能と経時断熱性能共に優れた真空断熱材を提供できる。
【０１０９】
更に、本発明による真空断熱材を用いることにより、断熱性能に優れた断熱箱体および保温保冷機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１から３における真空断熱材の製造フローチャート
【図２】図１の製造フローチャートに基づいて成形した真空断熱材の断面図
【図３】本発明の実施の形態４における冷蔵庫の側断面図
【符号の説明】
１ 真空断熱材
２ 芯材
３ 外被材
５ 冷蔵庫
６ 断熱箱体
１２ 外箱
１３ 内箱
１４ 硬質ウレタンフォーム[0001]
[Field of the Invention]
The present invention is a refrigerator which requires heat insulation, a heat insulation and cooling container, a vending machine, an electric water heater, a vehicle, and a vacuum heat insulating material that can be used as a heat insulating material for houses and the like, and equipment using the vacuum heat insulating material, and The present invention relates to a method for manufacturing the vacuum heat insulating material.
[0002]
[Prior art]
In recent years, energy saving has become indispensable from the viewpoint of prevention of global warming, and energy saving has become an urgent issue for appliances in the consumer sector as a countermeasure. In particular, a heat insulating material such as a refrigerator, a freezer, and a vending machine requires a heat insulating material having excellent heat insulating performance from the viewpoint of efficiently using heat.
[0003]
As the heat insulating material, a fiber material such as glass wool or a foam such as urethane foam is generally used. However, it is necessary to increase the thickness of the heat insulating material in order to improve the heat insulating properties of these heat insulating materials, but when the space where the heat insulating material is used is limited, the thickness of the heat insulating material cannot be increased. .
[0004]
Therefore, a vacuum heat insulating material has been proposed as a high-performance heat insulating material. This is a heat insulating material in which a core material having the function of a spacer is inserted into a jacket material having gas barrier properties, and the inside is sealed under reduced pressure.
[0005]
As an example of the vacuum heat insulating material, there is a material in which a core material formed of glass fiber in a board shape is inserted into an outer cover material made of a laminated film in which a plastic film and a metal foil are laminated, and the inside is evacuated.
[0006]
In forming the core material, it is necessary to attach a binder in advance in order to bind the individual glass fibers, and a binder aqueous solution is sprayed on a glass fiber mat laminated to a predetermined thickness.
[0007]
It is disclosed that a phenol-based or silicone-based binder is used as the type of the binder (for example, see Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-63-187084
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of spraying a binder aqueous solution onto a glass fiber mat having a predetermined thickness as in the conventional method, it is difficult for the binder to spread to the inside of the mat, and the binding of the glass fiber inside the molded core material becomes insufficient. However, there is a problem that the rigidity of the core material is insufficient.
[0010]
Further, when a phenolic binder is used as the binder of the core material, since phenol and formalin are used, environmental measures at the time of manufacturing the core material are indispensable to suppress the influence on the environment and the human body.
[0011]
Furthermore, when the core material is used as a vacuum heat insulating material, various volatile components are generated from formalin contained in the phenolic resin binder and other additive components such as urea water and ammonia water. There has been a problem that the heat insulation performance deteriorates over time and over time.
[0012]
In addition, the silicone-based binder has a problem that the firing temperature required to make the binder component function as a binder is high, and a large amount of production energy is required to obtain a core material, so that the environmental load is increased.
[0013]
In addition, the migration of the binder component causes the binder to be unevenly deposited on the surface layer of the core material, resulting in insufficient binding of the glass fibers inside the core material, resulting in insufficient rigidity of the core material.
[0014]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the present invention comprises a step of attaching a binder to glass fibers immediately after formation by a fiberizing apparatus, and the step of attaching the binder to the glass fibers. Laminating glass fibers to form a mat; heating and compressing the mat at a temperature of 100 ° C. or higher to form a board-shaped core material; covering the core material with a jacket material; And sealing.
[0015]
Therefore, since the binder is directly attached to the glass fiber immediately after formation by the fiberizing device, the binder is almost uniformly diffused and attached to the surface of each fiber. Therefore, when the glass fiber to which the binder is attached is subjected to heat compression molding, it is possible to provide a manufacturing method of molding a core material for a vacuum heat insulating material having excellent rigidity even with a small amount of the binder.
[0016]
In addition, since the glass fiber immediately after formation by the fiberizing device is at a high temperature, most of the solvent for diluting and diffusing the binder evaporates after application, so that the heating energy and the molding time during the subsequent heat compression molding are increased. It can be reduced.
[0017]
The invention according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein the binder is a natural product and the vacuum heat insulating material is manufactured.
[0018]
Therefore, even when the binder is scattered when the binder is attached to the glass fiber, the effect on the environment and the human body is extremely small, and the manufacturing method is highly safe.
[0019]
Furthermore, firing at a lower temperature is possible as compared with a silicone-based binder, energy saving in the manufacturing process can be realized, and the environmental load can be further reduced.
[0020]
Most of the gas generated from the core material using a carbohydrate-based natural binder is water and carbon dioxide. Therefore, the gas generated from the binder can be adsorbed and removed by a general-purpose gas adsorbent, and a vacuum heat insulating material having excellent initial heat insulating performance and temporal heat insulating performance can be obtained.
[0021]
The invention according to claim 3 is the method according to claim 2, wherein the natural product is starch.
[0022]
Potato, corn, rice, and using starch extracted from edible plants such as wheat as a binder, it is safe even if the binder is scattered during the production of the core material, the production method with very little impact on the environment at the time of binder leakage Can be provided.
[0023]
Further, since water can be used as the diluting solvent, the environmental load at the time of production can be further reduced.
[0024]
Elements constituting starch are basically carbon, hydrogen and oxygen, and most of the gas generated from the core material after forming the vacuum heat insulating material is moisture and carbon dioxide. Therefore, the gas generated from the binder can be adsorbed and removed by a general-purpose gas adsorbent, and a vacuum heat insulating material excellent in both initial heat insulating performance and temporal heat insulating performance can be obtained.
[0025]
A fourth aspect of the present invention is the method for producing a vacuum heat insulating material according to the third aspect, wherein the starch is dextrin.
[0026]
Since dextrin produced by decomposing starch is used, it is easily dissolved in low-temperature water or easily glued. Therefore, the preparation of the binder aqueous solution becomes easy. In addition, since the aqueous binder solution composed of dextrin has a relatively low viscosity, when glue-like starch is adhered to glass fibers, for example, it is easy to spray-coat uniformly and an efficient production method can be provided.
[0027]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, a mat formed by laminating glass fibers to which a binder is attached is heated and compressed at a temperature of 100 ° C. or more to form a board-shaped core material. This is a method for manufacturing a vacuum heat insulating material including a step of attaching moisture to a mat as a step before the step.
[0028]
Generally, when a natural product such as starch is used as a binder, it functions as a binder when it contains a certain amount or more of water. However, in the above configuration, since it has a step of adhering moisture before heat molding, when the water content of the natural product binder attached to the glass fiber is reduced, and the natural product binder no longer functions as a binder, Also, a natural product binder can exhibit the function of the binder.
[0029]
Therefore, even after the glass fiber to which the binder has been attached is stored for a long period of time, the glass fiber can be heated and compressed at a temperature of 100 ° C. or more to be formed into a board-shaped core material.
[0030]
A sixth aspect of the present invention is the method for producing a vacuum heat insulating material according to any one of the first to fifth aspects, wherein the natural substance binder has an attached amount of 0.1 wt% or more and 10 wt% or less.
[0031]
If the adhesion amount is less than 0.1 wt%, the board rigidity is insufficient. Further, when the adhesion amount exceeds 10 wt%, water and carbon dioxide, which are gases generated from the natural product binder, increase rapidly, and the heat insulating performance as a vacuum heat insulating material is extremely deteriorated. Further, the solid thermal conductivity also increases, and the initial thermal conductivity deteriorates.
[0032]
Therefore, it is desirable that the adhesion amount is 0.1 wt% or more and 10 wt% or less.
[0033]
A seventh aspect of the present invention is a vacuum heat insulating material comprising the method for manufacturing a vacuum heat insulating material according to any one of the first to sixth aspects.
[0034]
Therefore, it is possible to provide a vacuum heat insulating material which is excellent in both moldability and initial heat insulating performance and temporal heat insulating performance.
[0035]
Claim 8 of the present invention comprises an outer box and an inner box, wherein a vacuum heat insulating material is disposed in a space formed by the outer box and the inner box, and the vacuum heat insulating material is the one according to claim 7. The present invention provides a heat-insulating box using the vacuum heat-insulating material, which is excellent in heat-insulating performance.
[0036]
The ninth aspect of the present invention includes an outer box and an inner box, wherein a vacuum heat insulator is disposed in a space formed by the outer box and the inner box, and a foam heat insulator is provided in the space other than the vacuum heat insulator. And the vacuum heat insulating material is a heat insulating and cooling device using the vacuum heat insulating material according to claim 7, and can provide a heat insulating and cooling device having excellent heat insulating performance.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention includes a step of attaching a binder to glass fibers immediately after formation by a fiberizing apparatus, a step of forming a mat by laminating glass fibers to which the binder is attached, and a step of heating and compressing the mat at a temperature of 100 ° C. or more. And forming the core material into a board-shaped core material, and covering the core material with a jacket material, and depressurizing and sealing the inside, and a vacuum heat insulating material comprising the manufacturing method. The present invention relates to a material, and further to a device using the vacuum heat insulating material.
[0038]
First, a method for manufacturing a vacuum heat insulating material will be described.
[0039]
Generally, there are a centrifugal method and a flame drawing method as a method of fiberizing glass fibers. The centrifugal method is based on the same principle as making cotton candy, and the molten glass is shaken off by a centrifugal force from a spinner, and is further applied to a high-speed air stream to form a fiber.The flame drawing method applies a high-speed flame The fiber is applied to the fiber, and the present invention can be applied to a fiberizing apparatus using any method.
[0040]
The method of attaching the binder to the glass fibers formed by the fiberizing device is not particularly specified, but one method is to attach the binder by spraying the binder or a diluent thereof.
[0041]
Specifically, a high-temperature, high-speed glass fiber immediately after being formed by a fiberizing device is sprayed with a binder aqueous solution at a high pressure, and most of the water, which is the solvent of the binder, evaporates in an instant, The binder adheres to the fiber surface.
[0042]
Thereafter, a glass fiber to which a binder is attached is laminated to form a mat, and the mat is solidified by heating and compression to obtain a core material molded into a board. At this time, the density of the molded core material was 100 kg / m. 3 ~ 400kg / m 3 And the density may be different in the thickness direction. Density is 100kg / m 3 If it is smaller, it is difficult to maintain the shape as a molded body, and 400 kg / m 3 If it becomes larger, the thermal conductivity of the solid increases, and the heat insulating performance of the vacuum heat insulating material deteriorates.
[0043]
The core material formed by the above method is covered with a jacket material, and the inside thereof is sealed under reduced pressure to form a vacuum heat insulating material. As this method, first, a bag-shaped outer cover material is prepared, and thereafter, a core material is inserted into the outer cover material and the inside is decompressed and sealed, or a roll material or a sheet shape is formed with the core material in a decompression tank. A vacuum insulation material is prepared by disposing a jacket material made of a laminated film of the above, and heat-sealing the jacket material after the roll or sheet-shaped jacket material is aligned with the core material, or To produce a vacuum heat insulating material by directly depressurizing the inside of the jacket material in which the core material has been inserted and sealing the jacket material opening, or inserting a board-shaped core material into a container formed of a metal plate, The vacuum pump and the metal container are connected by a tube, the inside of the container is depressurized, and then the tube is sealed and cut to provide a vacuum heat insulating material.
[0044]
Further, the core material may be subjected to drying of moisture before inserting the jacket material, or an adsorbent may be inserted together when the jacket material is inserted.
[0045]
Next, the constituent materials of the vacuum heat insulating material will be described.
[0046]
The fiber diameter of the glass fiber is not particularly specified, but is preferably 0.1 μm to 10 μm.
[0047]
As the binder, a known binder such as an organic binder and an inorganic binder can be used. However, it is more desirable to use a natural product as a binder, and starch-based, cellulosic, complex polysaccharides, and mixtures thereof can be used. In addition, other organic binders and inorganic binders can be mixed with a natural product binder and used. However, among the natural binders, it is more preferable to use starch, and starch will be described in more detail.
[0048]
Starch is raw starch or modified starch such as dextrin, acid-modified starch, oxidized starch, pregelatinized starch, acetyl starch which is a starch ester, methyl starch which is a starch ether, carboxymethyl starch. , Hydroxyethyl starch, aminoalkyl starch which is a positive starch, and starch derivatives such as cross-linked starch, etc., and are not particularly specified.
[0049]
The dextrin is white dextrin, yellow dextrin, British gum, or the like, and these can be used as a mixture.
[0050]
It is also possible to mix these with an antioxidant, a fungicide and the like.
[0051]
When starch is used as a binder, the heating and firing of the glass fiber mat is preferably 280 ° C. or lower. The decomposition temperature of starch is around 280 ° C., and if it is calcined beyond this temperature, the starch will be carbonized and various decomposition gases will easily be generated over time. Therefore, when a vacuum heat insulating material is used, generation of decomposition gas from the core material causes deterioration of heat insulating performance over time.
[0052]
To determine whether or not starch is used in the binder, simply, after manufacturing the core material or after manufacturing the vacuum heat insulating material, take out the core material from the jacket material and confirm the core material by the iodine starch reaction. Although it is possible, it is not particularly specified and a known method can be used.
[0053]
It is desirable that the amount of the binder adhered is 0.1 wt% or more and 10 wt% or less. However, when at least an arbitrary part of the core material is cut out, the amount of the binder adhering to that part should be 0.1 wt% or more and 10 wt% or less. No problem.
[0054]
Further, the binder concentration may be different inside the core material. In this case, the binder concentration in the surface layer is preferably higher than that in the inner layer, but is not particularly specified.
[0055]
Further, the jacket material has at least a gas barrier layer and a heat fusion layer. As the gas barrier layer, metal foil such as aluminum, stainless steel, and iron can be used. Alternatively, a plastic film on which a metal, an inorganic oxide, carbon, or the like is vapor-deposited can be used, but is not particularly specified as long as it is used for the purpose of suppressing gas permeation. The plastic film serving as the base material for depositing the metal or the like is not particularly specified, but polyethylene terephthalate, ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, polyethylene naphthalate, nylon, polyamide, polyimide and the like are more preferable. The vapor deposition material as the metal material on the plastic film is not particularly specified, such as aluminum, cobalt, nickel, zinc, copper, silver, or a mixture thereof. Further, the material to be deposited as an inorganic oxide material on the plastic film is not particularly specified, such as silica and alumina. Further, as the heat welding layer, a low-density polyethylene film, a chain low-density polyethylene film, a high-density polyethylene film, a polypropylene film, a polyacrylonitrile film, a non-oriented polyethylene terephthalate film, an ethylene-vinyl alcohol copolymer film, or a film thereof. A mixture or the like can be used, but is not particularly specified.
[0056]
Further, a surface protective layer can be provided on the outer surface of the gas barrier layer as needed. As the surface protective layer, a stretched product of a nylon film, a polyethylene terephthalate film, a polypropylene film or the like can be used. If a nylon film or the like is further provided on the outside, the flexibility is improved, and the bending resistance and the like are improved.
[0057]
It is desirable to laminate such films as described above.
[0058]
The shape of the bag made of the laminated film used as the outer cover material is not particularly limited, such as a four-side seal bag, a three-side seal bag, a gusset bag, a pillow bag, a center tape seal bag, and the like.
[0059]
Further, a metal container using a metal plate such as an iron plate, a stainless steel plate, and a zinc plate may be used as the jacket material.
[0060]
To improve the reliability of the vacuum insulator, a getter substance such as a gas adsorbent or a moisture adsorbent can be used.
[0061]
In addition, the present invention includes an outer box and an inner box, and a heat insulating box body in which the vacuum heat insulating material of the present invention is disposed in a space formed by the outer box and the inner box, and This is a warming / cooling device in which the space other than the vacuum heat insulating material is filled with a foam heat insulating material.
[0062]
For example, when applied to a refrigerator, a vacuum insulation material is attached to the outer box side or the inner box side of the space formed by the outer box and the inner box of the refrigerator, and the other space is filled with a resin foam, or a vacuum insulator. There is no special designation, such as disposing a heat insulator integrally foamed with a foamed resin body in the space between the outer box and the inner box of the refrigerator, or similarly using the door part, or using the partition plate. However, the use of the vacuum heat insulating material between the machine room and the inner box or around the freezer room is particularly excellent in heat insulation efficiency, is highly effective, and can operate the refrigerator with a low power amount.
[0063]
The resin foam may be, for example, a rigid urethane foam, a phenol foam or a styrene foam, but is not particularly specified.
[0064]
Further, for example, as a foaming agent used for foaming the rigid urethane foam, although not particularly specified, from the viewpoint of protection of the ozone layer and prevention of global warming, cyclopentane, isopentane, n-pentane, isobutane, n- Butane, water (foamed with carbon dioxide), azo compounds, argon and the like are desirable, and cyclopentane is particularly desirable from the viewpoint of heat insulation performance and productivity.
[0065]
The refrigerant used for the refrigeration equipment is not particularly specified, such as Freon 134a, isobutane, n-butane, propane, ammonia, carbon dioxide, and water.
[0066]
The refrigerator is a typical example of a device that requires heat insulation at an operating temperature range of −30 ° C. to normal temperature, and can be used in, for example, a refrigerator car or a refrigerator using electronic cooling. Further, it can be used for cold / hot appliances utilizing hot / cold heat in a higher temperature range such as vending machines, gas appliances or cooler boxes.
[0067]
Furthermore, it can be used for personal computers, jar pots, rice cookers, and the like.
[0068]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0069]
FIG. 1 shows an example of a manufacturing flowchart of the vacuum heat insulating material according to the first to third embodiments of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a vacuum heat insulating material formed based on the manufacturing flowchart of FIG.
[0070]
(Embodiment 1)
A method of manufacturing the vacuum heat insulating material 1 will be described with reference to the manufacturing flowchart of the vacuum heat insulating material shown in FIG.
[0071]
First, an aqueous binder solution was sprayed at high pressure onto the glass short fibers immediately after being formed by a fiberizing device using a centrifugal method. At this time, the average fiber diameter of the short glass fibers was 3.5 μm. The aqueous binder solution was prepared by heating and dissolving 3 parts by weight of an ether-crosslinked pregelatinized starch in 100 parts by weight of water. The spray of the ether-crosslinked pregelatinized starch was adjusted such that 2 parts by weight adhered to 100 parts by weight of the short glass fiber (step 1).
[0072]
Thereafter, the glass short fibers to which the binder was attached were laminated to form a mat (step 2).
[0073]
This mat is subjected to heat compression molding at 200 ° C., and has a thickness of 15 mm and a density of 200 kg / m. 3 Was formed (step 3).
[0074]
After drying the core material in a drying oven at 110 ° C. for 15 minutes, it was inserted into a jacket material together with calcium oxide as a moisture adsorbent, and the inside was reduced to 10 Pa and sealed to produce a vacuum heat insulating material ( Step 4).
[0075]
As described above, since the manufacturing method uses starch as a binder, the working environment is excellent in any of spraying the binder, heating and compressing the glass fiber, and sealing the core under reduced pressure. Was.
[0076]
In FIG. 2, the vacuum heat insulating material 1 includes a core material 2, a jacket material 3, and an adsorbent 4.
[0077]
The jacket material 2 is formed by molding two laminated films into a bag shape. One of the two laminated films is a linear low-density polyethylene film (hereinafter referred to as LLDPE) having a thickness of 50 μm as a heat-sealing layer, and an ethylene-polyvinyl alcohol copolymer film (hereinafter referred to as LLDPE) having a thickness of 15 μm as a gas barrier layer. EVOH) and a film in which a 500 μm thick aluminum film is deposited on a 12 μm-thick polyethylene terephthalate film (hereinafter referred to as PET). The LLDPE of the deposition layer and the EVOH of the gas barrier layer are dry-laminated. The other one is composed of a 50 μm-thick LLDPE heat-sealing layer, a 6 μm-thick aluminum foil as a gas barrier layer, a 12 μm-thick nylon as a protective layer, and a 12 μm-thick nylon as an outermost layer. I have.
[0078]
The thermal conductivity of the vacuum heat insulating material 1 manufactured as described above was 0.0028 W / mK at an average temperature of 24 ° C.
[0079]
In addition, the deterioration of the heat insulating material was evaluated by an accelerated test in order to confirm the heat insulating performance over time, but the thermal conductivity under conditions equivalent to use for 10 years was 0.009 W / mK at an average temperature of 24 ° C.
[0080]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the binder was changed to British gum which is a kind of dextrin. Other aspects are the same as in the first embodiment.
[0081]
The aqueous binder solution was prepared by dissolving 3 parts by weight of British gum in water at 20 ° C. per 100 parts by weight of water. At this time, since the binder was British gum, an aqueous binder solution could be prepared without heating.
[0082]
The thermal conductivity of the vacuum heat insulating material produced as described above was 0.0028 W / mK at an average temperature of 24 ° C.
[0083]
In addition, the deterioration of the heat insulating material was evaluated by an accelerated test in order to confirm the heat insulating performance over time, but the thermal conductivity under conditions equivalent to use for 10 years was 0.009 W / mK at an average temperature of 24 ° C.
(Embodiment 3)
In contrast to the first embodiment, the glass short fibers with the binder attached were used after storage for 2 weeks. At this time, since the moisture of the ether-crosslinked pregelatinized starch adhering to the core material was almost completely dried, short glass fibers were exposed to high-temperature and high-pressure steam for about 1 minute before heating and compression molding to prepare a core material. . Other aspects are the same as in the first embodiment.
[0084]
As a result, the ether-crosslinked pregelatinized starch contained an appropriate amount of water, exhibited a binder function, and was able to produce a rigid and good core material.
[0085]
The thermal conductivity of the vacuum heat insulating material produced as described above was 0.0028 W / mK at an average temperature of 24 ° C.
[0086]
In addition, the deterioration of the heat insulating material was evaluated by an accelerated test in order to confirm the heat insulating performance over time, but the thermal conductivity under conditions equivalent to use for 10 years was 0.009 W / mK at an average temperature of 24 ° C.
[0087]
(Embodiment 4)
FIG. 3 is a side sectional view of a refrigerator according to Embodiment 4 of the present invention.
[0088]
The refrigerator 5 is provided with a refrigeration cycle by attaching a door 7 to a heat insulating box 6. The inside of the heat-insulating box 6 is vertically divided by a partition plate 8, and the upper part is a refrigerator compartment 9 and the lower part is a freezer compartment 10. A damper 11 is attached to the partition plate 8 to adjust the temperature in the refrigerator.
[0089]
The heat-insulating box 6 includes an outer box 12 formed by press-forming an iron plate and an inner box 13 formed by vacuum-forming ABS resin via a flange. The vacuum heat-insulating material 1 is disposed on the inner surface of the outer box 12 in advance. The hard urethane foam 14 is foam-filled in a space other than the vacuum heat insulating material 1. The vacuum heat insulating material 1 has the same configuration as that shown in the first embodiment, and the rigid urethane foam 14 uses cyclopentane as a foaming agent.
[0090]
Similarly, in the door 7 and the partition plate 8, the vacuum heat insulating material 1 is provided inside, and the space other than the vacuum heat insulating material 1 is foam-filled with the hard urethane foam 14.
[0091]
An evaporator 15 is disposed in the refrigerator, and a compressor 16, a condenser 17, and a capillary tube 18 are sequentially connected in a ring shape to form a refrigeration cycle. Isobutane is sealed as a refrigerant in the refrigeration cycle.
[0092]
The evaporator 15 may be provided at two places of the refrigerating room 12 and the freezing room 13 and connect them in series or in parallel to form a refrigerating cycle.
[0093]
When the power consumption of the refrigerator configured as described above was measured, the power consumption was 25% lower than that of the refrigerator to which the vacuum heat insulating material was not applied, and the heat insulating effect of the vacuum heat insulating material was confirmed.
[0094]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a step of attaching a binder to glass fibers formed by a fiberizing apparatus, a step of forming a mat by laminating glass fibers to which the binder is attached, and a step of forming the mat at 100 ° C. or higher. A method for manufacturing a vacuum heat insulating material, comprising: a step of heating and compressing at a temperature to form a board-shaped core material; and a step of covering the core material with a jacket material, and depressurizing and sealing the inside.
[0095]
Therefore, since the binder is directly attached to the glass fiber immediately after formation by the fiberizing device, the binder is uniformly diffused and attached to the surface of each fiber. Therefore, when the glass fiber to which the binder is attached is subjected to heat compression molding, it is possible to provide a production method for molding a core material for a vacuum heat insulating material having excellent rigidity even with a small amount of the binder.
[0096]
In addition, since the glass fiber immediately after formation by the fiberizing device is at a high temperature, most of the solvent for diluting and diffusing the binder evaporates after application, so that the heating energy and the molding time during the subsequent heat compression molding are increased. It can be reduced.
[0097]
Further, in the above structure, the method is a method for manufacturing a vacuum heat insulating material in which a binder is a natural product.
[0098]
Therefore, even when the binder is scattered when the binder is attached to the glass fiber, the effect on the environment and the human body is extremely small, and a highly safe manufacturing method can be provided.
[0099]
Further, in the above structure, a method for producing a vacuum heat insulating material, wherein the natural product is starch.
[0100]
Since starch extracted from edible plants such as potatoes, corns, rice, and wheat is used as a binder, it is safe even if the binder is scattered during the production of the core material, and there is little impact on the environment when the binder leaks A method can be provided.
[0101]
Elements constituting starch are basically carbon, hydrogen, and oxygen, and most of the gas generated from the core material after forming the vacuum heat insulating material is moisture and carbon dioxide. Therefore, the gas generated from the binder can be adsorbed and removed by a general-purpose gas adsorbent, and a vacuum heat insulating material excellent in both initial heat insulating performance and temporal heat insulating performance can be obtained.
[0102]
Further, in the above structure, the method for producing a vacuum heat insulating material, wherein the starch is dextrin.
[0103]
Since dextrin produced by decomposing starch is used, it is easily dissolved in low-temperature water or easily glued. Therefore, the preparation of the binder aqueous solution becomes easy. In addition, since the aqueous binder solution composed of dextrin has a relatively low viscosity, when glue-like starch is attached to glass fiber, for example, it is easy to spray-coat uniformly, and this is an efficient production method.
[0104]
A vacuum heat insulating material including a step of adhering moisture to the glass fiber mat before the step of heating and compressing the mat on which the glass fibers with the binder adhered are laminated at a temperature of 100 ° C. or more to form a board-shaped core material; Is a manufacturing method.
[0105]
Therefore, the water content of the natural substance binder attached to the glass fiber is reduced, and even when the natural substance binder does not exhibit the function as the binder, the natural substance binder can exhibit the function of the binder, and the binder is attached. Even after the glass fibers are stored for a long period of time, it is possible to provide a production method in which the glass fibers are heated and compressed at a temperature of 100 ° C. or more and formed into a board shape.
[0106]
Further, the present invention relates to a method for producing a vacuum heat insulating material in which a natural substance binder has an adhesion amount of 0.1 wt% or more and 10 wt% or less.
[0107]
Thereby, a vacuum heat insulating material having sufficient rigidity and excellent heat insulating performance can be provided.
[0108]
Further, the vacuum heat insulating material produced by the method for producing a vacuum heat insulating material having any one of the above constitutions can provide a vacuum heat insulating material excellent in both moldability and initial heat insulating performance and temporal heat insulating performance.
[0109]
Furthermore, by using the vacuum heat insulating material according to the present invention, it is possible to provide a heat insulating box and a heat and cool device having excellent heat insulating performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a manufacturing flowchart of a vacuum heat insulating material according to Embodiments 1 to 3 of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a vacuum heat insulating material formed based on the manufacturing flowchart of FIG.
FIG. 3 is a side sectional view of a refrigerator according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 vacuum insulation
2 core material
3 Jacket material
5 refrigerator
6 Insulated box
12 outer box
13 inner box
14 rigid urethane foam
