JP2016173142A - Heat insulator, core material, refrigerator, and heat insulator manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、断熱材、この断熱材を構成するコア材、この断熱材を備える冷蔵庫、並びに、この断熱材の製造方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a heat insulating material, a core material constituting the heat insulating material, a refrigerator including the heat insulating material, and a method for manufacturing the heat insulating material.
従来より、断熱機能を有するコア材を外包材内に収容することで構成される断熱材が考えられている(例えば、特許文献1参照)。そして、この種の断熱材に係る技術分野において、近年では、繊維により不織布を形成し、多数の不織布を積層することにより断熱材のコア材を構成することが考えられている。しかし、多数の不織布を積層する作業は、手間がかかる。また、1枚1枚の不織布がシート状であることから、その取扱いが困難である。そのため、多数の不織布を積層することによりコア材を構成する断熱材では、その生産性の向上が求められる。また、シート状の不織布では剛性が不足する。そのため、例えばコア材を外包材内に収容して真空化することで真空断熱材を形成する際には、不織布が圧縮されて繊維同士の接触面積が増加し、断熱性能の低下を招いてしまう。 Conventionally, the heat insulating material comprised by accommodating the core material which has a heat insulation function in an outer packaging material is considered (for example, refer patent document 1). In the technical field related to this type of heat insulating material, in recent years, it has been considered to form a core material of a heat insulating material by forming a non-woven fabric with fibers and laminating a large number of non-woven fabrics. However, the work of laminating a large number of nonwoven fabrics takes time. Moreover, since each nonwoven fabric is sheet-like, its handling is difficult. Therefore, in the heat insulating material which comprises a core material by laminating many nonwoven fabrics, the improvement of the productivity is calculated | required. Moreover, a sheet-like nonwoven fabric lacks rigidity. Therefore, for example, when forming the vacuum heat insulating material by accommodating the core material in the outer packaging material and evacuating it, the nonwoven fabric is compressed, the contact area between the fibers increases, and the heat insulating performance decreases. .
本実施形態は、生産性の向上を図ることができ、且つ、断熱性能の低下を抑えることができる断熱材、この断熱材を構成するコア材、この断熱材を備える冷蔵庫、並びに、この断熱材の製造方法を提供する。 This embodiment can improve productivity, and can suppress the fall of heat insulation performance, the core material which comprises this heat insulating material, the refrigerator provided with this heat insulating material, and this heat insulating material A manufacturing method is provided.
本実施形態に係る断熱材は、帯状に連続する不織布を連続した状態で捲回することにより構成されたコア材を備える。前記不織布は、樹脂繊維により構成されている。
本実施形態に係る断熱材の製造方法は、コア材を備える断熱材を製造する方法であって、樹脂繊維により、帯状に連続する不織布を形成し、この不織布を、連続した状態で捲回することにより前記コア材を形成する。
The heat insulating material which concerns on this embodiment is provided with the core material comprised by winding the nonwoven fabric continuous in strip shape in the continuous state. The said nonwoven fabric is comprised with the resin fiber.
The method for manufacturing a heat insulating material according to the present embodiment is a method for manufacturing a heat insulating material including a core material, and a non-woven fabric that is continuous in a strip shape is formed from resin fibers, and this non-woven fabric is wound in a continuous state. Thus, the core material is formed.
以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に例示する断熱材10は、その主体部を構成するコア材11を外包材12内に収容した構成である。図2に例示するように、コア材11は、帯状に連続する長尺な不織布13を捲回することにより構成されている。外包材12は、断熱材10の表面部を構成する。外包材12は、例えば1層または2層以上の樹脂フィルムに金属または金属酸化物を蒸着させたいわゆるラミネート材であり、気体の透過性を無くした気密性を有する。この場合、外包材12は、コア材11を収容可能な袋状に構成されている。コア材11を収容した外包材12は、内部が真空に近い圧力まで減圧された後、密封される。これにより、コア材11を収容した外包材12は、真空断熱材10として形成される。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. A
図3に例示するように、不織布13は、第1不織布層13aおよび第2不織布層13bを積層した構成である。第1不織布層13aは、例えばフェルトなどといった比較的硬質の繊維からなるシート状の不織布層である。第2不織布層13bは、樹脂繊維からなるシート状の不織布層である。この場合、不織布13は、1枚の第1不織布層13aを2枚の第2不織布層13bにより挟んだ構成となっている。第1不織布層13aは、第2不織布層13bよりも硬く、剛性を有している。不織布13は、第1不織布層13aを主体とし、その第1不織布層13aに第2不織布層13bを付加した構成となっている。
As illustrated in FIG. 3, the
第2不織布層13bは、ランダムに絡み合った樹脂繊維で形成されている。この場合、第2不織布層13bは、エレクトロスピニング法で成形されている。エレクトロスピニング法で生成された樹脂繊維は、その繊維径が0.1nm〜10μm程度となる細い繊維となり、且つ、長さが外径の例えば1000倍以上となる長い繊維となる。また、エレクトロスピニング法で生成された樹脂繊維は、全体的に直線状ではなく、ランダムに湾曲した縮れ形状をなす。そのため、樹脂繊維は、繊維同士の絡み合いが多くなる。
The second
この場合、樹脂繊維は、ガラスよりも密度の小さな有機系のポリマーで形成されている。樹脂繊維をガラスよりも密度の小さなポリマーで形成することにより樹脂繊維の軽量化を図ることができる。樹脂繊維は、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリオキシメチレン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリサルファン、ポリエーテルサルファン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、変性ポリフェニレンエーテル、シンジオタクチックポリスチレン、液晶ポリマー、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、ポリフェノール、メラミン樹脂、エポキシ樹脂やこれらを含む共重合体などから選択される1種類、または2種類以上のポリマーの混紡によって形成することができる。 In this case, the resin fiber is formed of an organic polymer having a density lower than that of glass. The resin fibers can be made lighter by forming the resin fibers with a polymer having a density lower than that of glass. Resin fibers are polystyrene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyamide, polyoxymethylene, polyamideimide, polyimide, polysulfane, polyethersulfane, polyetherimide, polyether 1 type or 2 types selected from ether ketone, polyphenylene sulfide, modified polyphenylene ether, syndiotactic polystyrene, liquid crystal polymer, urea resin, unsaturated polyester, polyphenol, melamine resin, epoxy resin and copolymers containing these It can be formed by blending the above polymers.
樹脂繊維をエレクトロスピニング法で形成する場合、上記ポリマーを溶液化する。溶媒としては、例えば、イソプロパノール、エチレングリコール、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、アセトン、酢酸エチル、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ヘキサン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ピリジンなどの揮発性の有機溶剤や水を用いることができる。また、溶媒としては上記溶媒より選ばれる一種でもよく、また、複数種類が混在してもよい。なお、本実施形態に適用可能な溶媒は、上記溶媒に限定されるものではない。上記溶媒は、あくまでも例示である。 When the resin fiber is formed by an electrospinning method, the polymer is made into a solution. Examples of the solvent include isopropanol, ethylene glycol, cyclohexanone, dimethylformamide, acetone, ethyl acetate, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, hexane, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, butyl acetate, tetrahydrofuran, dioxane, A volatile organic solvent such as pyridine or water can be used. Further, the solvent may be one kind selected from the above solvents, or a plurality of kinds may be mixed. In addition, the solvent applicable to this embodiment is not limited to the said solvent. The said solvent is an illustration to the last.
樹脂繊維をエレクトロスピニング法で形成する場合、繊維同士の絡み合いを多くすることができるから、紡糸すると同時に、不織布状の繊維シート、即ち第2不織布層13bを形成することが可能である。また、樹脂繊維をエレクトロスピニング法で形成することによりマイクロオーダからナノオーダの繊維径を得ることができるから、1枚あたりの第2不織布層13bの厚みを非常に薄くすることが可能である。断熱材10は、このようなシート状の第2不織布層13bが捲回された構造をコア材11内に有している。
When the resin fibers are formed by the electrospinning method, the entanglement between the fibers can be increased, so that the non-woven fiber sheet, that is, the second non-woven
なお、絡み合った繊維の間の空隙の体積を小さくすることで空隙の数が増加し断熱性がより良くなる。そのため、樹脂繊維の繊維径は約5μm以下とすることが好ましく、さらに好ましくは1μm以下、つまりナノオーダの繊維径とすることが好ましい。そして、第2不織布層13bの空隙率を、少なくとも60〜90パーセントに維持することが好ましい。これにより、断熱性を維持しつつ強度の向上を図ることができる。また、樹脂繊維で形成される断熱パネルの熱伝導率は、2.2mW/mK以下、より好ましくは、1.1mW/mK以下とすることが好ましい。
In addition, by decreasing the volume of the gap between the entangled fibers, the number of the gaps is increased, and the heat insulation is improved. Therefore, the fiber diameter of the resin fiber is preferably about 5 μm or less, more preferably 1 μm or less, that is, a nano-order fiber diameter. And it is preferable to maintain the porosity of the 2nd
また、樹脂繊維は、例えばケイ素酸化物、金属の水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩など各種の無機フィラーを添加してもよい。樹脂繊維に無機フィラーを添加することにより、断熱性を維持しつつ強度の向上を図ることができる。添加する無機フィラーとしては、例えば、ウォラスナイト、チタン酸カリウム、ゾノトライト、石膏繊維、アルミニウムポレート、MOS(塩基性硫酸マグネシウム)、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、タルク、マイカ、ガラスフレークなどが考えられる。 In addition, various inorganic fillers such as silicon oxide, metal hydroxide, carbonate, sulfate, and silicate may be added to the resin fiber. By adding an inorganic filler to the resin fiber, strength can be improved while maintaining heat insulation. Examples of the inorganic filler to be added include wollastonite, potassium titanate, zonotlite, gypsum fiber, aluminum porate, MOS (basic magnesium sulfate), aramid fiber, carbon fiber, glass fiber, talc, mica, glass flake, etc. It is done.
次に、上述した断熱材10の製造方法の一例について説明する。即ち、図4に例示するように、第1不織布層13aおよび第2不織布層13bを備える帯状の長尺な不織布13を形成する。そして、この不織布13を端部から捲回すことによりコア材11を形成する。このとき、不織布13は、少なくとも100回以上、より好ましくは、数百回以上、あるいは数千回以上捲回することが好ましい。これにより、不織布13が少なくとも100層以上の層を形成したコア材11を得ることができ、断熱性能の向上を図ることができる。
Next, an example of the manufacturing method of the
そして、不織布13を捲回することにより得られたコア材11を外包材12内に収容する。このとき、不織布13は、その主体部を、ある程度の剛性を有する第1不織布層13aにより構成している。そのため、捲回された不織布13は、ある程度のばね性、即ち円筒状に戻ろうとする性質を有している。従って、捲回された不織布13は、その自重では平坦に潰れず、中央部に空洞が形成された状態を維持する。
And the
そして、コア材11を収容した外包材12内を真空化する。これにより、コア材11が圧縮され、平坦な断熱材10が得られる。このとき、上述した通り、コア材11を構成する不織布13は、ある程度のばね性を有する。そのため、外包材12内の真空化は、不織布13のばね性に抗して進められる。従って、不織布13が圧縮され過ぎてしまうこと、ひいては、第2不織布層13bが圧縮され過ぎて空隙率が低下してしまうことを回避することができる。
And the inside of the
本実施形態に係る断熱材10によれば、帯状に連続する長尺な不織布13を、切断することなく連続したままの状態で捲回することによりコア材を構成している。そして、このように捲回される不織布13は、樹脂繊維を含んでいる。即ち、断熱材10によれば、不織布13を捲回することでコア材11を構成する。そのため、多数の不織布を積層する構成とは異なり、生産性の向上を図ることができる。また、不織布13を捲回することで構成したコア材11は、ある程度のばね性を有している。そのため、不織布13の過圧縮による断熱性能の低下を抑えることができる。
According to the
また、断熱材10によれば、不織布13を100回以上捲回すことで、換言すれば100層以上の層を形成してコア材11を構成することで、断熱性能のさらなる向上を図ることができる。また、断熱材10によれば、不織布13を構成する樹脂繊維は、エレクトロスピニング法により成形されている。従って、極めて断熱性能の高い不織布13を実現することができ、ひいては、断熱材10の断熱性能のさらなる向上を図ることができる。
Moreover, according to the
また、断熱材10によれば、不織布13を構成する樹脂繊維で形成される断熱パネルであり、熱伝導率が2.2mW/mK以下とすることで、断熱性能のさらなる向上を図ることができる。
Moreover, according to the
次に、上記の断熱材10を用いた冷蔵庫について図5および図6に基づいて説明する。
冷蔵庫は、図5に示すように前面が開口した断熱箱体41を備えている。冷蔵庫は、この断熱箱体41に図示しない冷凍サイクルが取り付けられている。また、冷蔵庫は、断熱箱体41を複数の貯蔵室に仕切る図示しない仕切板、貯蔵室の前面を覆う図示しない断熱扉、および貯蔵室の内部を前後へ移動する図示しない引き出しなどを備えている。冷蔵庫の断熱箱体41は、外箱42、内箱43、およびこれら外箱42と内箱43との間に挟まれた真空断熱パネル組50を有している。外箱42は鋼板で形成され、内箱43は合成樹脂で形成されている。
Next, a refrigerator using the
As shown in FIG. 5, the refrigerator includes a
真空断熱パネル組50は、冷蔵庫の断熱箱体41の各壁部に対応して分割されている。具体的には、真空断熱パネル組50は、図6に示すように左壁パネル51、右壁パネル52、天井パネル53、後壁パネル54および底壁パネル55に分割されている。これら左壁パネル51、右壁パネル52、天井パネル53、後壁パネル54および底壁パネル55は、いずれも上述の断熱材10で構成されている。左壁パネル51、右壁パネル52、天井パネル53、後壁パネル54および底壁パネル55は、真空断熱パネル組50として組み立てられ、外箱42と内箱43との間に挟み込まれる。外箱42と内箱43との間において真空断熱パネル組50を構成する左壁パネル51、右壁パネル52、天井パネル53、後壁パネル54および底壁パネル55の相互間に形成される隙間は、図示しない断熱性のシール部材で封止される。シール部材は、例えば発泡性の樹脂などで形成される。
The vacuum heat insulation panel set 50 is divided | segmented corresponding to each wall part of the
このように、冷蔵庫は、断熱箱体41を構成する真空断熱パネル組50を有している。真空断熱パネル組50は、上述の断熱材10で構成されている。したがって、厚みや重量をさらに軽減しつつ、高い断熱性能を確保することができる。
Thus, the refrigerator has the vacuum heat insulation panel set 50 which comprises the
本実施形態に係る断熱材は、帯状に連続する不織布を連続した状態で捲回することにより構成されたコア材を備える。そして、前記不織布は、樹脂繊維により構成されている。本実施形態によれば、多数の不織布を積層する構成に比べ、生産性の向上を図ることができ、且つ、断熱性能の低下を抑えることができる。 The heat insulating material which concerns on this embodiment is provided with the core material comprised by winding the nonwoven fabric continuous in strip shape in the continuous state. And the said nonwoven fabric is comprised with the resin fiber. According to this embodiment, compared with the structure which laminates many nonwoven fabrics, productivity can be improved and the fall of heat insulation performance can be suppressed.
本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 This embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
例えば、断熱材は、複数のコア材を備える構成としてもよい。図7に例示する断熱材20は、1つの外袋材22内に、同じ形状および大きさの4つのコア材21a〜21dを備える構成である。これらコア材21a〜21dは、何れも、上述したコア材11と同様の構成である。このように、1つの外袋材22内に偶数個のコア材を備えることにより、全体としては矩形状の1つのまとまった断熱材20を得ることができる。
For example, the heat insulating material may include a plurality of core materials. The
また、図7に例示する断熱材30は、1つの外袋材32内に、同じ形状および大きさの3つのコア材31a〜31cを備える構成である。これらコア材31a〜31dは、何れも、上述したコア材11と同様の構成である。このように、1つの外袋材32内に奇数個のコア材を備えることにより、断熱材30全体としての形状を矩形状以外の形状とすることができる。そのため、例えば断熱材の取付対象部位の形状に合わせて、断熱材全体の形状を適宜変更することができる。
Moreover, the
また、図7に例示する断熱材40は、1つの外袋材42内に、異なる形状および大きさの複数のコア材41a〜41cを備える構成である。これらコア材41a〜41cは、何れも、上述したコア材11と同様の構成である。ここで、本実施形態に係るコア材は、上述した通りばね性を有するものであるが、そのばね性の強さは、コア材が大きいほど小さく、コア材が小さいほど大きい傾向が見られる。即ち、大きいコア材ほど潰れやすく、小さいコア材ほど潰れにくい傾向がある。そのため、断熱材40によれば、各コア材41a〜41cが配置されている部位によって、潰れにくさあるいは潰れやすさが異なり、従って、真空化の際の各部位における圧縮率を異ならせることができる。そのため、断熱材40の厚さを、部位によって異ならせることができる。
Moreover, the
また、本実施形態に係る断熱材は、冷蔵庫以外にも適用可能である。また、不織布を構成する繊維は、樹脂繊維ではなく、ガラス繊維であってもよい。また、断熱材は、真空化していないものであってもよい。 Moreover, the heat insulating material which concerns on this embodiment is applicable besides a refrigerator. Moreover, the fiber which comprises a nonwoven fabric may be glass fiber instead of a resin fiber. Further, the heat insulating material may not be evacuated.
図面中、10,20,30,40は断熱材、13は不織布、11,21a〜21b,31a〜31c,41a〜41cはコア材、100は冷蔵庫を示す。 In the drawings, 10, 20, 30, and 40 are heat insulating materials, 13 is a nonwoven fabric, 11, 21a to 21b, 31a to 31c, and 41a to 41c are core materials, and 100 is a refrigerator.
Claims (10)
前記不織布は、樹脂繊維により構成されている断熱材。 A core material configured by winding a continuous nonwoven fabric in a strip shape in a continuous state,
The said nonwoven fabric is the heat insulating material comprised by the resin fiber.
樹脂繊維により、帯状に連続する不織布を形成し、
前記不織布を、連続した状態で捲回することにより前記コア材を形成する断熱材の製造方法。 A method of manufacturing a heat insulating material including a core material,
A non-woven fabric that is continuous in a strip shape is formed from resin fibers,
The manufacturing method of the heat insulating material which forms the said core material by winding the said nonwoven fabric in the continuous state.
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