專利名稱：真空絕熱材料以及使用了該真空絕熱材料的冰箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及真空絕熱材料以及使用了該真空絕熱材料的冰箱。
背景技術：
作為本技術領域的背景技術，有日本特開2008-64323號公報(專利文獻I)。專利文獻I中記載如下結構冰箱具備在外箱與內箱之間填充有發(fā)泡絕熱材料的絕熱箱體、配置于外箱的內表面?zhèn)鹊纳峁?、以及真空絕熱板，該真空絕熱板用外覆材料覆蓋芯材使內部減壓并且設有嵌裝散熱管的槽部，其中，真空絕熱板具有凸部，該凸部在形成有槽部的面的背面與槽部對置地形成、并且與槽部相比在長邊方向上垂直的寬度寬。現(xiàn)有技術文獻
專利文獻專利文獻I :日本特開2008-64323號公報

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題然而，在專利文獻I中，在形成真空絕熱材料之后，通過利用金屬模進行沖壓加工，從而在真空絕熱材料上形成槽部。于是，在真空絕熱材料的性能中，切斷加工部的芯材的無機纖維等。由此，絕熱性能惡化。另外，由于外覆材料通過沖壓加工而延伸且破裂、產生阻氣性的降低，從而有絕熱性能惡化的問題。因此，本發(fā)明的目的在于提供如下真空絕熱材料以及具備該真空絕熱材料的冰箱，即，通過減少對芯材和/或外覆材料的載荷，能夠長期地確保絕熱性能。用于解決課題的方案為了解決上述課題，例如采用方案的范圍所記載的構成。本申請發(fā)明包括多個解決上述課題的方案，舉出其中一個例子，真空絕熱材料具備芯材、以及收納該芯材使內部減壓的外覆材料，其特征在于，上述芯材在第一材料設置切口部，使密度比該第一材料低且厚度方向的變形率大的第二材料在上述第一材料上重疊，上述第二材料以形成凹部的方式向上述切口部側彎曲。發(fā)明的效果能夠提供如下的真空絕熱材料以及具備該真空絕熱材料的冰箱通過減少對芯材和/或外覆材料的載荷，能夠長期確保絕熱性能。


圖I是本發(fā)明的實施例的冰箱的主視圖。圖2是圖I的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明所使用的真空絕熱材料的概略剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的實施例I的真空絕熱材料的芯材構成說明圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施例2的真空絕熱材料的芯材構成說明圖。圖6是表示本發(fā)明的實施例3的真空絕熱材料外箱設置說明圖。圖7是表示本發(fā)明的各實施例的芯材材料的評價結果的圖表。
具體實施例方式以下，使用圖I以及圖2，對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖I是表示本實施方式的冰箱的主視圖，圖2表示圖I的A-A剖視圖。如圖2所示，本實施方式的冰箱I在上部具有冷藏室2，在下部具有蔬菜室5。另夕卜，在冷藏室2與蔬菜室5之間，具備下層冷凍室4。在下層冷凍室4與冷藏室2之間，在左右方向上并列地具備制冰室3a與上層冷凍室3b。 如圖I所示，在上述各儲藏室分別設有對前面開口進行開閉的門。在冷藏室2設有以鉸鏈10等為中心進行轉動的旋轉式冷藏室門6a、6b。在制冰室3a、上層冷凍室3b、下層冷凍室4以及蔬菜室5分別配置抽屜式制冰室門7a、上層冷凍室門7b、下層冷凍室門8、蔬菜室門9。若抽出這些抽屜式門，則將收納于各儲藏室的儲藏容器一起抽出。各門具備用于氣密地緊貼于冰箱I主體的密封部件11，該密封部件11安裝于各門的儲藏室側的開口外周邊緣上。另外，為了對冷藏室2、制冰室3a以及上層冷凍室3b之間進行絕熱劃分，配置有絕熱分隔件12。該絕熱分隔件12是厚度30 50mm左右的絕熱壁，分別單獨使用聚苯乙烯泡沫塑料、發(fā)泡絕熱材料(硬質聚氨酯泡沫)、真空絕熱材料等或者組合多個絕熱材料來設置。另外，同樣，在下層冷凍室4與蔬菜室5之間，設有用于進行劃分絕熱的絕熱分隔件14。制冰室3a以及上層冷凍室3b與下層冷凍室4之間的溫度帶相同，從而不設置進行劃分絕熱的分隔件，而設置形成密封部件11承接面的分隔部件13?；旧?，在冷藏、冷凍等儲藏溫度帶不同的室的分隔件上設有絕熱分隔件。此外，在箱體20內，從上分別劃分形成有冷藏室2、制冰室3a以及上層冷凍室3b、下層冷凍室4、蔬菜室5的儲藏室，但各儲藏室的配置不特別限定。另外，對于冷藏室門6a、6b、制冰室門7a、上層冷凍室門7b、下層冷凍室門8、蔬菜室門9而言，由旋轉引起的開閉、由抽出引起的開閉以及門的分割數(shù)量等也不特別限定。箱體20具備外箱21與內箱22，在由外箱21與內箱22形成的空間設置絕熱部而將箱體20內的各儲藏室與外部絕熱。在該外箱21與內箱22的空間配置真空絕熱材料，并在真空絕熱材料以外的空間填充硬質聚氨酯泡沫等發(fā)泡絕熱材料23。下面，說明真空絕熱材料50。另外，為了將冰箱I的各儲藏室冷卻為規(guī)定的溫度，在制冰室3a、上層冷凍室3b、下層冷凍室4(冷凍溫度帶室)的背側具備冷卻器28。該冷卻器28與壓縮機30、冷凝機31、以及毛細管(未圖示)連接，構成冷凍循環(huán)。在冷卻器28的上方配設有送風機27，該送風機27將由該冷卻器28冷卻后的冷氣在冰箱I內循環(huán)而保持規(guī)定的低溫度。另外，將冰箱I的冷藏室2與制冰室3a及上層冷凍室3b、冷凍室4與蔬菜室5進行劃分的絕熱分隔件12、14具備發(fā)泡聚苯乙烯33與真空絕熱材料50c。絕熱分隔件12、14也可以填充硬質聚氨酯泡沫等發(fā)泡絕熱材料，不特別限定為發(fā)泡聚苯乙烯33與真空絕熱材料50c。另外，在箱體20的頂面后方部形成有用于收納對冰箱I運轉進行控制的基板、電源基板等電氣部件41的凹部40。另外，設有覆蓋電氣部件41的罩42。考慮外觀設計性與確保內容量，罩42的高度配置為與外箱21的頂面21a幾乎相同的高度。不特別限定，但在罩42的高度比外箱21的頂面21a突出的情況下，優(yōu)選在IOmm以內的范圍內。由于凹部40是以在發(fā)泡絕熱材料23側僅凹陷成收納電氣部件41的空間的狀態(tài)配置，所以為了確保絕熱厚度，必然犧牲內容量。若使內容量更大，則凹部40與內箱22之間的發(fā)泡絕熱材料23的厚度變薄。因此，在凹部40的發(fā)泡絕熱材料23中配置真空絕熱材料50a，確保絕熱性能并進行強化。在本實施例中，將真空絕熱材料50a作為以在電氣部件41的下部橫跨的方式成形為大致Z形狀的一張真空絕熱材料50a。此外，考慮耐熱性而將罩42采用鋼板制。 另外，配置于箱體20的背面下部壓縮機30、冷凝機31是發(fā)熱大的部件。因此，為了防止熱侵入箱室內，在向內箱22側投影的投影面配置有真空絕熱材料50d。另外，通過在側面21e、背面21b也配置真空絕熱材料50b等，來提高箱體20的絕熱性。接下來，使用圖3，對本實施方式的真空絕熱材料50的構成進行說明。真空絕熱材料50具有芯材51、用于將該芯材51保持為壓縮狀態(tài)的內包材料52、覆蓋用上述內包材料52保持為壓縮狀態(tài)的芯材51的具有阻氣層的外覆材料53、以及吸附劑(未圖示)。外覆材料53配置于真空絕熱材料50的外側，以從相同的大小的層疊薄膜的棱線通過熱熔敷而貼合一定寬度的部分而成的袋狀構成。此外，在本實施例中，芯材51是不用粘合劑等粘合、粘結的具有柔軟性的無機纖維的層疊體，使用平均纖維直徑4 μ m的玻璃棉。芯材51通過使用無機系纖維材料的層疊體，使排氣變少，從而有利于絕熱性能，但不特別限定于此，例如也可以是陶瓷纖維、石棉、或玻璃棉以外的玻璃纖維等無機纖維等。根據芯材51的種類，也有不需要內包材料52的情況。另外，除了無機系纖維材料，芯材51能夠使用有機系樹脂纖維材料。有機系樹脂纖維的情況下，若滿足耐熱溫度等，則使用時不特別限制。具體而言，一般使用熔噴法、紡粘法等將聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等進行纖維化，以使之成為I 30 μ m左右的纖維直徑，但若是能夠纖維化的有機系樹脂、纖維化方法即可，沒有特別要求。對于外覆材料53的層疊構成而言，若具有阻氣性、且能夠熱熔敷即可，沒有特別限定，但本實施方式中，是由表面保護層、多層的阻氣層、熱熔敷層的三層結構構成的層疊薄膜。表面保護層是具有保護材料作用的樹脂薄膜。阻氣層具有在樹脂薄膜上設有金屬蒸鍍層的層、以及在阻氧性高的樹脂薄膜上設有金屬蒸鍍層的層，彼此的金屬蒸鍍層相對地貼合。熱熔敷層與表面層相同地使用吸濕性低的薄膜。具體而言，作為表面保護層，使用雙軸延伸型聚丙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯等各薄膜。作為阻氣層，使用帶鋁蒸鍍的雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、帶鋁蒸鍍的雙軸延伸乙烯-乙烯醇共聚物樹脂薄膜、帶鋁蒸鍍的雙軸延伸聚乙烯醇樹脂薄膜、或者鋁箔。作為熱熔敷層，使用未延伸型的聚乙烯、聚丙烯等各薄膜。
該三層結構的層疊薄膜的層構成、材料不特別限定于此。例如作為阻氣層，可以在金屬箔、或者樹脂系的薄膜上設有無機層狀化合物、聚丙烯酸等的樹脂系阻氣涂層材料、DLC (類金剛石碳)等的阻氣膜，或者也可以在熱熔敷層上使用阻氧性高的聚對苯二甲酸丁
二醇酯薄膜等。表面保護層是阻氣層的保護材料，但還為了使真空絕熱材料50的制造工序的真空排氣效率良好，優(yōu)選配置吸濕性低的樹脂。另外，阻氣層所使用的金屬箔以外的樹脂系薄膜，由于阻氣性因吸濕而顯著惡化，因而對于熱熔敷層來說，也配置吸濕性低的樹脂。由此，抑制阻氣性的惡化，并且，抑制層疊薄膜整體的吸濕量。另外，在真空絕熱材料50的真空排氣工序中，由于能夠使外覆材料53攜入的水分量變小，因而能夠大幅度提高真空排氣效率，且與絕熱性能的高性能化相關。此外，各薄膜的層疊(貼合)一般是利用二液硬化型聚氨酯粘接劑并使用干式層疊 法進行貼合，但粘接劑的種類、貼合方法不特別限定于此，也可以使用濕式層疊法、熱式層疊法等其它方法。另外，內包材料52使用能夠熱熔敷的聚乙烯薄膜，吸附劑使用物理吸附型的合成沸石。但是，均不限定于這些材料，內包材料52如果是聚丙烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚對苯二甲酸丁二醇酯薄膜等吸濕性低且能夠熱熔敷、排氣少的材料即可，吸附劑吸附水分、氣體，可以是物理吸附、化學反應型吸附中任一種。(實施例I)接下來，參照圖4對本發(fā)明的實施例I進行說明。圖4是表示實施例I的真空絕熱材料的芯材構成說明圖。真空絕熱材料50的芯材在第一材料51b上設有切口部51c。另外，將密度比第一材料51b低且厚度方向的變形率大的第二材料51a在第一材料51b上重疊,并且第二材料51a是以形成凹部54的方式向切口部51c側彎曲的結構。第二材料51a是在厚度方向上變形大的低密度材料，是無機纖維的玻璃棉纖維集合體。第一材料51b是厚度方向上變形小的高密度材料，使用有機纖維的聚苯乙烯纖維集合體。通過將第一材料5Ib與第二材料5Ia合在一起，并用內包材料52以及外覆材料53進行真空包裝，從而內部成為負壓，芯材51從外部均勻地受到壓力。此時，第一材料51b具備切口部51c，密度比第一材料51b低的第二材料51a被按壓，從而成為進入切口部51c的形狀。此外，通過使第一材料51b為比第二材料51a小的形狀,從而第二材料51a的一端側或者兩端側彎曲，也能夠構成凹部。另外，使切口部的最大深度與第一材料51b的壓縮變形后的厚度幾乎相同。該情況下，第二材料51a的以形成凹部54的方式彎曲的部分成為與第一材料51b的一側面幾乎相同的面，從而能夠抑制向凹部54的相反的一側突出所需以上的量。接下來，圖7表示本實施例的第一材料51b以及第二材料51a、即高密度材料與低密度材料的研究結果。圖7中，No. I中，高密度材料是密度1050kg/m3的ABS樹脂板，低密度材料是密度11. 5kg/m3的玻璃棉纖維集合體。No. 2中，高密度材料是密度88kg/m3的聚苯乙烯纖維集合體，低密度材料是密度11. 5kg/m3的玻璃棉纖維集合體。No. 3中，高密度材料是密度44kg/m3的聚苯乙烯纖維集合體，低密度材料是密度11. 5kg/m3的玻璃棉纖維集合體。No.4中，高密度材料是密度25kg/m3的連通的發(fā)泡聚氨酯，低密度材料是密度11. 5kg/m3的玻璃棉纖維集合體。No. 5中，高密度材料是密度44kg/m3的聚苯乙烯纖維集合體，低密度材料是密度23kg/m3的沖壓壓縮后的玻璃棉纖維集合體。No. 6中，高密度材料是密度16kg/m3的聚苯乙烯纖維集合體，低密度材料是密度
11.5kg/m3的玻璃棉纖維集合體。No. 7中，高密度材料以及低密度材料是密度11. 5kg/m3的玻璃棉纖維集合體。這些研究的結果，如No. I所示，低密度材料相對于高密度材料的密度比即使是I %，能夠形成凹部形狀。但是，在高密度材料的密度高的情況下，成為真空絕熱材料時的熱的傳導高，從而導熱率惡化。另一方面，如No. 7所示，若低密度材料相對于高密度材料的密度比是100%，則無法穩(wěn)定地形成凹部形狀。由此，在低密度材料相對于高密度材料的密度比是13 72%的情況(No. 2 No. 6)下，凹部形狀的成形性良好，且能得到導熱率良好的值。另外，優(yōu)選低密度材料相對于高密度材料的密度比是26 52%(No. 3 No. 5)，從而能夠得到成形性更好、導熱率良好的真空絕熱材料。此外，作為本實施例的高密度材料，使用聚苯乙烯纖維集合體,但也能夠使用聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚乙烯醇纖維集合體、或發(fā)泡聚氨酯、聚苯乙烯等。另外，作為低密度材料，即使是與纖維集合體相同種類的纖維集合體、通過使用粘合劑、玻璃棉板等密度不同的材料，也能形成凹形狀。(實施例2)接下來，參照圖5對實施例2進行說明。圖5中，使第一材料51b (聚苯乙烯纖維集合體)的一部分的層比第二材料51a (玻璃棉纖維集合體)的大小小。即，是在與第二材料51a重疊的第一材料51b的層設有規(guī)定間隔的間隙的結構?；蛘咦龀稍谂c第二材料51a重疊的第一材料51b的層設有與第一材料51b的壓縮變形后的厚度幾乎相同的切口部。第二材料51a的凹部54的大小由第一材料51b的厚度來決定，因而通過減少第一材料51b的層的厚度，從而能夠容易地改變凹部54的大小。由此，在第二材料51a的層中，也能夠成形在沖壓加工等中因回彈而成形困難的小的凹部54。(實施例3)接下來，參照圖6對實施例3進行說明。圖6是在冰箱的外箱21與內箱22之間設有真空絕熱材料50時的剖視圖。在外箱21與內箱22之間具備真空絕熱材料50。再有，使制冷劑散熱的散熱管60以與鋼板制的外箱21接觸的方式配置于外箱21與真空絕熱材料50之間。由此,來自散熱管60的熱傳導至鋼板制的外箱21而向外部散熱,從而能夠抑制以使熱影響不波及箱室內。另外，散熱管60設于凹部54。由此，在平面狀的外箱21配置散熱管60，能夠以覆蓋該散熱管60的方式設置真空絕熱材料50。另外，不對外箱21實施槽加工等，而能夠從散熱管60上設置真空絕熱材料
50。因此，由于能夠將真空絕熱材料50以沿著外箱21的大的外徑尺寸來配置，從而能夠提供增大真空絕熱材料50的覆蓋率，熱泄露少的絕熱性能高的冰箱I。如上所述，根據本發(fā)明的實施方式，其特征在于，芯材在第一材料設置切口部，并使與該第一材料相比密度低且厚度方向的變形率大的第二材料在第一材料上重疊，第二材料以形成凹部的方式向切口部側彎曲。即，在真空包裝后，利用來自外部空氣的壓力，在厚度方向上變形大的第二材料成為沿著第一材料的切口部的形狀，從而能夠設置凹部。由此，在成為真空絕熱材料后，不需要進行沖壓加工。因而，能夠防止芯材的無機 纖維被切斷、外覆材料因沖壓加工而延伸、破裂、阻氣性降低等絕熱性能的降低要因。另外，通過在設于冰箱的外箱的散熱管部也使用長期維持絕熱性能的真空絕熱材料，從而能夠提高冰箱的節(jié)能性。符號說明I-冰箱，20-箱體，21-外箱，22-內箱，23-發(fā)泡絕熱材料，40、54-凹部，50、50a、50b、50c、50d-真空絕熱材料，51-芯材，51a-第二材料(玻璃棉纖維集合體)，5Ib-第一材料(聚苯乙烯纖維集合體)，51c-切口部，52-內包材料，53-外覆材料，60-散熱管，61-鋁帶，62-發(fā)泡聚氨酯。
權利要求
1.一種真空絕熱材料，具備芯材、以及收納該芯材使內部減壓的外覆材料，其特征在于， 上述芯材在第一材料設置切口部，使密度比該第一材料低且厚度方向的變形率大的第二材料在上述第一材料上重疊，上述第二材料以形成凹部的方式向上述切口部側彎曲。
2.根據權利要求I所述的真空絕熱材料，其特征在于， 作為上述第二材料，使用玻璃棉或者樹脂纖維集合體。
3.根據權利要求I所述的真空絕熱材料，其特征在于， 作為上述第一材料，使用樹脂纖維集合體或者發(fā)泡聚氨酯。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的真空絕熱材料，其特征在于， 上述第二材料相對于上述第一材料的密度比是13 72%。
5.根據權利要求I 3中任一項所述的真空絕熱材料，其特征在于， 上述切口部的最大深度與上述第一材料的壓縮變形后的厚度幾乎相同。
6.一種冰箱，在外箱與內箱之間具備真空絕熱材料，并在外箱與真空絕熱材料之間配置使制冷劑散熱的散熱管，該冰箱的特征在于， 上述真空絕熱材料具備芯材、以及收納該芯材使內部減壓的外覆材料， 上述芯材在第一材料設置切口部，使密度比該第一材料低且厚度方向的變形率大的第二材料在上述第一材料上重疊，上述第二材料以形成凹部的方式向上述切口部側彎曲，上述散熱管位于上述凹部。
全文摘要
本發(fā)明提供通過減少對芯材和/或外覆材料的載荷、能夠長期地確保絕熱性能的真空絕熱材料以及具備該真空絕熱材料的冰箱。在具備芯材、以及收納該芯材使內部減壓的外覆材料的真空絕熱材料中，上述芯材在第一材料設置切口部，使密度比該第一材料低且厚度方向的變形率大的第二材料在上述第一材料上重疊，上述第二材料以形成凹部的方式向上述切口部側彎曲。
文檔編號F25D23/06GK102971571SQ20108006785
公開日2013年3月13日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權日2010年7月6日
發(fā)明者新井佑志, 荒木邦成, 越后屋恒, 井關崇, 寺內康人, 山崎裕之 申請人:日立空調·家用電器株式會社