JP2007085696A - Vacuum heat insulating box body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、断熱を必要とするもの、例えば冷蔵庫、保温保冷容器、自動販売機、電気湯沸かし器、車両住宅等の真空断熱体として使用可能な真空断熱箱体に関するものである。 The present invention relates to a vacuum heat insulation box that can be used as a vacuum heat insulator for a refrigerator, a heat insulation container, a vending machine, an electric water heater, a vehicle house, or the like that requires heat insulation.
近年、地球環境問題である温暖化を防止することの重要性から、省エネルギー化が望まれており、民生用機器に対しても省エネルギーの推進が行われている。冷蔵庫などでは熱の進入を遮断し、冷凍システムの稼働率を下げることで、省エネルギーに寄与し、自動車のエンジンの循環系に組み込まれる保温貯液容器では、昇温冷却水を保温し、有効活用することで、エンジン動作初期からの燃焼効率を確保できる。以上のような観点から、断熱箱体の断熱性能向上が求められている。 In recent years, energy saving is desired because of the importance of preventing global warming, which is a global environmental problem, and energy saving is also promoted for consumer devices. In refrigerators, etc., heat entry is cut off and the operating rate of the refrigeration system is lowered, contributing to energy saving. In the heat-reserving liquid storage container that is built into the circulation system of an automobile engine, the heated and cooled water is kept warm and effectively used. By doing so, the combustion efficiency from the initial stage of engine operation can be secured. From the above viewpoint, the heat insulation performance improvement of the heat insulation box is calculated | required.
空気が介在して熱伝導が行われる場合、断熱性能に影響を及ぼす物性として気体の平均自由行程がある。気体の平均自由行程とは、空気を構成する分子の一つが別の分子と衝突するまでに進む距離のことであり、平均自由行程よりも形成されている空隙が大きい場合は空隙内において分子同士が衝突し、気体による熱伝導が生じるため、熱伝導率は大きくなる。 In the case where heat conduction is performed through the presence of air, there is a mean free path of gas as a physical property affecting the heat insulation performance. The mean free path of a gas is the distance traveled until one of the molecules that make up the air collides with another molecule. If the void formed is larger than the mean free path, the molecules in the gap Collide and heat conduction by gas occurs, so that the thermal conductivity increases.
真空断熱体の断熱原理は、熱を伝える空気をできる限り排除し、気体による熱伝導を低減することである。一方、平均自由行程よりも空隙が小さい場合は、熱伝導率は小さくなる。これは空気の衝突による熱伝導がほとんどなくなるためである。 The heat insulation principle of a vacuum heat insulator is to eliminate as much air as possible to transfer heat and reduce heat conduction by gas. On the other hand, when the void is smaller than the mean free path, the thermal conductivity is small. This is because there is almost no heat conduction due to air collision.
このような課題を解決する一手段として、空間を保持する芯材と、空間と外気を遮断する外被材によって構成される真空断熱体がある。その芯材として、一般に、粉体材料、繊維材料、連通化した発泡体などが用いられているが、近年では、真空断熱体への要求が多岐にわたってきており、一層高性能な真空断熱体が求められている。 As a means for solving such a problem, there is a vacuum heat insulating body constituted by a core material that holds a space and a jacket material that blocks the space and outside air. In general, powder materials, fiber materials, continuous foams, etc. are used as the core material, but in recent years, the demand for vacuum insulators has been diversified, and higher performance vacuum insulators. Is required.
例えば、真空断熱材の一つである真空断熱パネルの製造方法は、連続気泡からなる硬質ウレタンフォームなどのような連通構造のコア材をガスバリア性の金属―プラスチックラミネートフィルム等で覆い、内部を真空排気した後、パックしてパネルとするものである(特許文献1参照)。これを冷蔵庫などの断熱箱体に用いる場合には、箱体容器材料の内面に貼り付け、さらに発泡ウレタン樹脂を注入発泡成形する二重構造で構成されている。 For example, a vacuum insulation panel manufacturing method, which is one of the vacuum insulation materials, covers a core material with a continuous structure such as rigid urethane foam made of open cells with a gas barrier metal-plastic laminate film, etc. After exhausting, it is packed into a panel (see Patent Document 1). When this is used for a heat-insulating box such as a refrigerator, it has a double structure in which it is attached to the inner surface of the box container material and foamed with urethane foam.
また、自動車のエンジンの循環系に組み込まれ、冷却水を保温するリザーバータンクでは、金属製の真空二重容器を断熱構造として用いられ、エンジンの動作に伴い循環されながら昇温していく冷却水を断熱容器本体内に隔壁を通じ導入して、エンジン停止後、容器内に停滞する昇温冷却水を保温し、次のエンジン始動時に、昇温冷却水が供給され、燃焼効率を確保できる(特許文献2参照)。 In addition, a reservoir tank that is built into the circulation system of an automobile engine and keeps cooling water uses a metal vacuum double container as a heat insulating structure, and the cooling water is heated while being circulated as the engine operates. Is introduced into the main body of the heat insulating container through the partition wall, and after the engine stops, the temperature rising cooling water stagnating in the container is kept warm, and at the next engine start, the temperature rising cooling water is supplied to ensure combustion efficiency (patent) Reference 2).
金属製の真空二重容器の断熱構造においては、工業的レベルにおける真空度は10Pa程度であるが、固体伝導はなく、金属製のため外気の侵入はほとんどない。また、100℃以下の低温で使用されるため、輻射の影響もほとんどない。 In the heat insulation structure of the vacuum double container made of metal, the degree of vacuum at the industrial level is about 10 Pa, but there is no solid conduction, and since it is made of metal, there is almost no intrusion of outside air. Further, since it is used at a low temperature of 100 ° C. or less, there is almost no influence of radiation.
また、軽量化のため食器やコップなどの保温に用いられる樹脂製の真空二重容器の断熱構造においては、ガスバリア性を高めるために、内部空間に接する面に電気メッキや無電解メッキ、蒸着により、金属被膜を形成している。また、形状自由度を出すためにブロー成形やインジェクション成形を行い、内箱と外箱を溶着後、メッキを行っている(特許文献3参照)。 In addition, in the heat insulation structure of the resin vacuum double container used for heat insulation such as tableware and cups for weight reduction, in order to improve the gas barrier property, the surface in contact with the internal space is electroplated, electroless plated, or vapor deposited. A metal film is formed. In addition, blow molding or injection molding is performed to obtain a degree of freedom in shape, and plating is performed after welding the inner box and the outer box (see Patent Document 3).
また、低い真空度で断熱性能を確保するために、断熱空間に微粒状シリカなどの断熱材を充填し、また、容器の機械強度を強めるために、内側容器と外側容器の間に支持体を設けた真空断熱容器も提案されている(特許文献4参照)。
特許文献1の真空断熱パネルを用いた構成では、真空断熱パネルで断熱箱体全面を覆えない問題があり、断熱性能に限界がある。また、真空断熱パネルでは形状が限定されてしまう問題がある。真空断熱パネルに成形、加工を行うと、金属箔は樹脂材に比べ延びにくい材質のため、加工により引っ張られることで、金属箔に亀裂や穴が生じ、真空度が低下し、断熱性能が低下する。また芯材によっては、応力が加わることで芯材が外皮材を傷つけピンホールを生じ、真空度が低下するといった現象が起こる。
In the structure using the vacuum heat insulation panel of
さらに、真空断熱パネルを複数枚使用することで、立方体等の形状を作ることはできるが、曲面、凹凸の成形は難しい。また、小さな真空断熱パネルを使用することで、異型性を向上させることは可能だが、工数が多く、複雑になるとともに、真空断熱パネルと真空断熱パネルの間の部分は断熱材がないため断熱性能が劣り、多数枚使用することで、その面積が増加し、断熱性能が低下する。 Furthermore, by using a plurality of vacuum heat insulating panels, it is possible to form a cube or the like, but it is difficult to form curved surfaces and irregularities. In addition, it is possible to improve the atypicality by using a small vacuum insulation panel, but it requires a lot of man-hours and becomes complicated, and there is no insulation between the vacuum insulation panel and the vacuum insulation panel, so that the insulation performance Is inferior, and by using a large number of sheets, the area increases and the heat insulation performance decreases.
また、特許文献2の構成では、金属により構成されているため、金属材を通じた熱リークが大きく、また、重量も重くなる問題がある。また、成形性が樹脂に比べ劣るため、形状自由度が低い。また、重量を軽量化するために、板厚を薄くすると、強度が低下するため、円柱形など強度維持できる形状に限定される問題もある。
Moreover, in the structure of
また、特許文献3の構成では、成形性、重量、ガスバリア性に問題はないが、成形後、蒸着膜を形成するため、工数が増え、生産性が悪くなる。また複雑な形状の場合、蒸着膜を形成できない部位も生じるため形状上の制限がある。
Moreover, in the structure of
電解メッキにおいても、樹脂は電気伝導性がないため、導電性を付与するする必要があり、工数が増え、やはり生産性が悪い。また、無電解メッキにおいては、工程が増えるとともに、還元剤にホルムアルデヒド等の環境負荷物質を用いる問題がある。 Also in electrolytic plating, since resin does not have electrical conductivity, it is necessary to impart conductivity, which increases the number of steps and productivity is also poor. In electroless plating, the number of processes increases and there is a problem of using an environmentally hazardous substance such as formaldehyde as a reducing agent.
さらに電解メッキ法、無電解メッキ法ともに液体中で行うため、メッキ膜作製後、洗浄および乾燥工程が必要になり、乾燥が不十分だと真空度が悪化し、断熱性能も悪化する。さらに、樹脂材は金属材に比べ強度が低く、減圧すると、大気による圧縮力が加わり、樹脂材にクラックや変形が生じる問題がある。 Furthermore, since both the electrolytic plating method and the electroless plating method are performed in a liquid, cleaning and drying processes are required after the plating film is produced. If the drying is insufficient, the degree of vacuum deteriorates and the heat insulation performance deteriorates. Furthermore, the resin material has a lower strength than the metal material, and when the pressure is reduced, there is a problem that a compressive force is applied by the atmosphere, and the resin material is cracked or deformed.
また、内部にXe等の不活性低熱伝導ガスを封入する手法もあるが、真空に比し、気体熱伝導率が上昇し、断熱性能は劣る。また、樹脂材の厚さを厚くすることで、強度を向上させることはできるが、厚さが増すため、ヒートリーク量が増えるとともに、材料コストも高く、さらに、壁材のスペースが増えるため、容積効率が悪くなる。 There is also a method of enclosing an inert low thermal conductive gas such as Xe inside, but the thermal conductivity of the gas is increased and the heat insulation performance is inferior compared to vacuum. Also, by increasing the thickness of the resin material, the strength can be improved, but since the thickness increases, the amount of heat leak increases, the material cost is high, and the space of the wall material increases, Volumetric efficiency becomes worse.
また、特許文献4の構成では、支持体により強度は補強されているが、支持体部分は断熱性がなく、支持体が多いほど支持体を通じて、ヒートリークが増え、断熱性能が低下する。また、支持体の数が少ないと、支持体のない部分の強度が低下し、ひずみが生じるとともに、長期間その状態が続けば、最悪の場合は亀裂、破損が生じる。一方、外皮材を厚くすると、厚さが増すため、ヒートリーク量が増えるとともに、材料コストも高く、さらに、壁材のスペースが増えるため、容積効率が悪くなる。
Moreover, in the structure of
本発明の目的は、高い断熱性能を有する真空断熱箱体であって、十分なガスバリア性を有し、異型性が高く、大気圧縮に対して、ガスバリア性・強度・断熱性能の信頼性が高く、かつ、軽量で、容積効率の優れた真空断熱箱体を提供することである。 An object of the present invention is a vacuum heat insulation box having high heat insulation performance, having sufficient gas barrier properties, high atypical properties, and high reliability in gas barrier properties, strength, and heat insulation performance against atmospheric compression. And it is providing the vacuum heat insulation box which was lightweight and excellent in volumetric efficiency.
上記目的を達成するために、本発明の真空断熱箱体は、少なくともガスバリア性材料からなる外箱及び内箱と、前記外箱と前記内箱とにより構成される空間に減圧密封される芯材とからなる真空断熱構造を有する真空断熱箱体であって、前記芯材の減圧前後の体積変化率が50%以内であることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the vacuum heat insulating box of the present invention is a core material that is vacuum-sealed in a space constituted by at least an outer box and an inner box made of a gas barrier material, and the outer box and the inner box. A vacuum heat insulation box having a vacuum heat insulation structure comprising: a volume change rate of the core material before and after decompression is 50% or less.
芯材の体積変化率とは、例えばラミネートフィルムの袋等のガスバリア性が高い袋に芯材を封入し、減圧することにより大気圧縮され減少した芯材体積が、減圧する前の芯材体積に対して減少した芯材体積の変化率のことである。 The volume change rate of the core material is, for example, that the core material volume reduced by compressing to the atmosphere by enclosing the core material in a bag having high gas barrier properties such as a laminated film bag and reducing the pressure to the core material volume before the pressure reduction It is the rate of change of the core material volume that is reduced.
芯材の体積変化率が50%以内であることにより、減圧による大気圧縮によって箱体が圧縮されても、芯材の体積変化が小さいため、箱体の変形も抑制でき、変形およびクラックの抑制といった信頼性を向上させることができる。特に、箱体を構成する材料が薄く、強度が弱いものであれば、その効果は高く、また、箱体材料を薄くできるので、容積効率も向上する。 Since the volume change rate of the core material is within 50%, even if the box is compressed by atmospheric compression due to reduced pressure, the volume change of the core material is small, so that deformation of the box can also be suppressed, and deformation and cracks can be suppressed. Such reliability can be improved. In particular, if the material constituting the box is thin and the strength is weak, the effect is high, and the box material can be made thin, so that the volumetric efficiency is also improved.
一方、芯材の体積変化率が50%より大きいと、箱体の変形も大きくなり、外観が著しく損なわれるとともに、外箱、内箱にクラック、へこみ、ゆがみ等が生じ、外気が流入することで、断熱効果は失われる。クラック等の劣化は減圧時に生じるものだけではなく、長期間応力が加わることで、変形、クラックを生じる現象も含む。 On the other hand, if the volume change rate of the core material is larger than 50%, the deformation of the box body also increases, the appearance is remarkably impaired, and cracks, dents, distortion, etc. occur in the outer box and inner box, and the outside air flows in. And the heat insulation effect is lost. Deterioration of cracks and the like is not limited to those occurring at the time of decompression, but also includes the phenomenon that deformation and cracks occur due to stress applied for a long period of time.
また、本発明の真空断熱箱体は、前記芯材が前記空間の形状に成形した三次元形状であることを特徴とするものである。例えば粉体材料など空間に注入するような場合、複雑な形状を有する空間であれば、未充填部や充填密度にムラが生じ、断熱性能や体積変化率にバラツキが生じる恐れがある。しかし、芯材が三次元形状をしていることにより、未充填部や充填密度のムラをなくし、さらに寸法精度よく芯材を充填することができ、均一な断熱性能および体積変化率を有することができる。 The vacuum heat insulating box of the present invention is characterized in that the core material has a three-dimensional shape formed into the shape of the space. For example, in the case of pouring into a space such as a powder material, if the space has a complicated shape, unevenness in the unfilled portion and the filling density may occur, and the heat insulation performance and the volume change rate may vary. However, since the core material has a three-dimensional shape, the non-filled portion and filling density unevenness can be eliminated, and the core material can be filled with high dimensional accuracy, and has uniform heat insulation performance and volume change rate. Can do.
また、無機繊維材の様に、箱体成形後、充填が困難な芯材においても、三次元形状にすることで、芯材を外箱と内箱で挟むことが可能となり、工法の簡便化を図ることができる。 In addition, even for core materials that are difficult to fill after box molding, such as inorganic fiber materials, it is possible to sandwich the core material between the outer box and the inner box by simplifying the construction method. Can be achieved.
また、本発明の真空断熱箱体は前記ガスバリア性材料が樹脂材と金属箔を複層化したものであることを特徴とするものである。 The vacuum heat insulating box of the present invention is characterized in that the gas barrier material is a multilayered resin material and metal foil.
これにより、樹脂材のガスバリア性を格段に高めることができるとともに、蒸着法やメッキ法のように、設備、工程の負荷を大きくすることなく、インサート成型やインモールド成形のような簡便な手法で複層化が可能である。また樹脂材のみでは温度が高くなるほどガスバリア性が低下するものがあり、一方、金属材料のみではヒートリークが大きくなり断熱性能が低下することから、金属箔と樹脂材の複合化により、幅広い温度領域でガスバリア性を向上させるとともに、ヒートリークも減少でき適用できる。 As a result, the gas barrier property of the resin material can be remarkably enhanced, and it is possible to use a simple method such as insert molding or in-mold molding without increasing the load on facilities and processes, such as vapor deposition and plating. Multi-layering is possible. In addition, the resin barrier alone may cause the gas barrier properties to decrease as the temperature increases.On the other hand, the heat leak increases and the heat insulation performance decreases with the metal material alone. In addition to improving gas barrier properties, heat leak can also be reduced and applied.
本発明の真空断熱箱体は、外箱と内箱とにより構成される空間に減圧密封される芯材の減圧前後の体積変化率が50%以内であることにより、減圧による大気圧縮によって箱体が圧縮されても、芯材の体積変化が小さいため、箱体の変形も抑制でき、変形およびクラックの抑制といった信頼性を向上させることができる。特に、箱体を構成する材料が薄く、強度が弱いものであれば、その効果は高く、また、箱体材料を薄くできるので、容積効率も向上する。 The vacuum heat insulation box of the present invention has a volume change rate before and after decompression of the core material sealed under reduced pressure in a space constituted by the outer box and the inner box within 50%. Even if is compressed, since the volume change of the core material is small, deformation of the box can be suppressed, and reliability such as deformation and crack suppression can be improved. In particular, if the material constituting the box is thin and the strength is weak, the effect is high, and the box material can be made thin, so that the volumetric efficiency is also improved.
また、本発明の真空断熱箱体は、芯材が三次元形状をしていることにより、未充填部や充填密度のムラをなくし、さらに寸法精度よく芯材を充填することができ、均一な断熱性能および体積変化率を有することができる。 In addition, the vacuum heat insulating box of the present invention eliminates unevenness of the unfilled portion and filling density because the core material has a three-dimensional shape, and can further fill the core material with high dimensional accuracy. It can have thermal insulation performance and volume change rate.
また、本発明の真空断熱箱体は、前記ガスバリア性材料が樹脂材と金属箔を複層化したものであることを特徴とするものであって、樹脂材のガスバリア性を格段に高めることができるとともに、蒸着法やメッキ法のように、設備、工程の負荷を大きくすることなく、インサート成型やインモールド成形のような簡便な手法で複層化が可能である。 Further, the vacuum heat insulating box of the present invention is characterized in that the gas barrier material is a multilayered resin material and metal foil, and can significantly improve the gas barrier property of the resin material. In addition, it is possible to form a multilayer by a simple technique such as insert molding or in-mold molding without increasing the load of facilities and processes as in the vapor deposition method and the plating method.
また樹脂材のみでは温度が高くなるほどガスバリア性が低下するものがあり、一方、金属材料のみではヒートリークが大きくなり断熱性能が低下することから、金属箔と樹脂材の複合化により、幅広い温度領域でガスバリア性を向上させるとともに、ヒートリークも減少でき適用できる。 In addition, the resin barrier alone may cause the gas barrier properties to decrease as the temperature increases.On the other hand, the heat leak increases and the heat insulation performance decreases with the metal material alone. In addition to improving gas barrier properties, heat leak can also be reduced and applied.
本発明の請求項1に記載の真空断熱箱体の発明は、少なくともガスバリア性材料からなる外箱及び内箱と、前記外箱と前記内箱とにより構成される空間に減圧密封される芯材とからなる真空断熱構造を有する真空断熱箱体であって、前記芯材の減圧前後の体積変化率が50%以内であることを特徴とするものである。
The invention of the vacuum heat insulation box according to
芯材の体積変化率とは、例えばラミネートフィルムの袋等のガスバリア性が高い袋に芯材を封入し、減圧することにより大気圧縮され減少した芯材体積が、減圧する前の芯材体積に対して減少した芯材体積の変化率のことである。 The volume change rate of the core material is, for example, that the core material volume reduced by compressing to the atmosphere by enclosing the core material in a bag having high gas barrier properties such as a laminated film bag and reducing the pressure to the core material volume before the pressure reduction It is the rate of change of the core material volume that is reduced.
体積変化率が50%以内であることにより、減圧による大気圧縮によって箱体が圧縮されても、芯材の体積変化が小さいため、箱体の変形も抑制でき、変形およびクラックの抑制といった信頼性を向上させることができる。特に、箱体を構成する材料が薄く、強度が弱いものであれば、その効果は高く、また、箱体材料を薄くできるので、容積効率も向上する。 Since the volume change rate is within 50%, even if the box is compressed by atmospheric compression due to reduced pressure, the volume change of the core material is small, so that deformation of the box can be suppressed, and reliability such as suppression of deformation and cracks can be suppressed. Can be improved. In particular, if the material constituting the box is thin and the strength is weak, the effect is high, and the box material can be made thin, so that the volumetric efficiency is also improved.
また、体積変形率は小さいほど、外箱および内箱の厚さを薄くしたり、伸び性や強度が劣る材料でも使用することができ、省スペース、材料削減の効果が得られる。また、より長期の信頼性を維持するためには、体積変化率は望ましくは20%以内がよい。 In addition, the smaller the volume deformation rate, the thinner the outer box and inner box can be made, and even materials with inferior extensibility and strength can be used, resulting in space saving and material reduction effects. In order to maintain long-term reliability, the volume change rate is preferably within 20%.
また、表面変形をほぼ完全に防ぎ、外観をより美しくするためには、体積変化率は5%以内にすることがより好ましい。 In order to prevent surface deformation almost completely and make the appearance more beautiful, the volume change rate is more preferably 5% or less.
一方、体積変化率が50%より大きく、箱体の変形が大きくなると、外観が著しく損なわれるとともに、外箱、内箱にクラック、へこみ、ゆがみ等が生じ、外気が流入することで、断熱効果は失われる。クラック等の劣化は減圧時に生じるものだけではなく、長期間応力が加わることで、変形、クラックを生じる現象も含む。 On the other hand, when the volume change rate is greater than 50% and the deformation of the box increases, the appearance is remarkably impaired, and cracks, dents, distortion, etc. occur in the outer box and the inner box, and the outside air flows in, thereby providing a heat insulation effect. Is lost. Deterioration of cracks and the like is not limited to those occurring at the time of decompression, but also includes the phenomenon that deformation and cracks occur due to stress applied for a long period of time.
前記芯材は材料系を特に限定するものではなく、有機あるいは無機繊維、粉末を固形化したもの、発泡樹脂など、特に限定するものではない。 The core material is not particularly limited as to the material system, and is not particularly limited to organic or inorganic fibers, powdered solids, foamed resins, and the like.
例えば繊維を用いた芯材では、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、炭化ケイ素繊維等の無機繊維、あるいは木綿等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン等の合成繊維等の有機繊維など、公知の材料を使用することができる。 For example, in the case of a core material using fibers, inorganic fibers such as glass wool, glass fibers, alumina fibers, silica alumina fibers, silica fibers, rock wool, silicon carbide fibers, natural fibers such as cotton, synthetic fibers such as polyester and nylon, etc. Known materials such as organic fibers can be used.
また、繊維状の芯材で、より高性能な断熱性能を出すためには、芯材が平均繊維径0.1μm以上10μm以下の無機繊維からなり、かつ芯材の密度が100kg/m3以上400kg/m3以下であることが望ましい。さらに、無機繊維はグラスウールであることが望ましい。 Further, in order to achieve higher performance heat insulation performance with a fibrous core material, the core material is made of inorganic fibers having an average fiber diameter of 0.1 μm or more and 10 μm or less, and the density of the core material is 100 kg / m 3 or more. It is desirable that it is 400 kg / m 3 or less. Further, the inorganic fiber is preferably glass wool.
芯材は繊維状にすることで、芯材同士が点接触し、接触面積が減少することで、芯材を伝わる固体熱伝導率が減少する。また、芯材は、十分乾燥させて、水分等の吸着ガスを除去し、使用することが望ましいが、有機繊維は、無機繊維よりも水分等の吸着ガスが発生しやすく、また、材料や温度によっては分解ガスも発生するため、断熱性能が低下するため、無機繊維が望ましい。 By making the core material into a fibrous shape, the core materials are in point contact with each other, and the contact area is reduced, so that the solid thermal conductivity transmitted through the core material is reduced. In addition, it is desirable to dry the core material sufficiently to remove the adsorbed gas such as moisture, but the organic fiber is more likely to generate adsorbed gas such as moisture than the inorganic fiber. In some cases, decomposition gas is also generated, so that the heat insulation performance is lowered.
また、芯材繊維の平均繊維径が0.1μm未満であれば工業的生産は困難であり実用上不向きである。さらに、10μmより大きいと繊維間の空隙が大きくなり、初期性能に優れた真空断熱箱体を得ることができない。 Moreover, if the average fiber diameter of the core fiber is less than 0.1 μm, industrial production is difficult and practically unsuitable. Furthermore, if it is larger than 10 μm, the gap between the fibers becomes large, and a vacuum heat insulating box with excellent initial performance cannot be obtained.
また、密度を100kg/m3以上400kg/m3以下にすることにより繊維間の空隙径を減少させ、上記繊維径に対し初期性能、信頼性の面から最適な空隙径を保持した芯材を得ることができ、断熱性能に優れ、長期信頼性を確保した真空断熱箱体を作製することができる。 Further, by reducing the gap diameter between fibers by setting the density to 100 kg / m 3 or more and 400 kg / m 3 or less, a core material that retains the optimum gap diameter from the viewpoint of initial performance and reliability with respect to the fiber diameter. It is possible to obtain a vacuum heat insulation box that is excellent in heat insulation performance and ensures long-term reliability.
一方、粉末を用いた芯材ではシリカ、パーライト、カーボンブラック等の無機粉末、あるいは合成樹脂粉末等の有機粉末などを、繊維バインダーあるいは無機や有機の液状バインダーにて固形化する等、公知の材料を使用することができる。 On the other hand, in the core material using powder, known materials such as inorganic powder such as silica, pearlite, carbon black, or organic powder such as synthetic resin powder are solidified with a fiber binder or an inorganic or organic liquid binder. Can be used.
また、発泡樹脂ではウレタンフォーム、フェノールフォーム、スチレンフォーム等、公知の材料を使用することができる。 Moreover, well-known materials, such as a urethane foam, a phenol foam, a styrene foam, can be used for foamed resin.
また、粉末状の芯材で、より高性能な断熱性能を出すためには、平均一次粒子径が100μm以下の乾式シリカと、平均繊維径10μm以下の無機繊維材料5〜20wt%とを混合、加圧成形してなる密度が100kg/m3以上400kg/m3以下であることを特徴とするものである。 Moreover, in order to give a higher performance heat insulation performance with a powdery core material, a dry silica having an average primary particle diameter of 100 μm or less and an inorganic fiber material having an average fiber diameter of 10 μm or less are mixed with 5 to 20 wt%. The density formed by pressure molding is 100 kg / m 3 or more and 400 kg / m 3 or less.
平均一次粒子径100nm以下の乾式シリカと平均繊維径10μm以下の無機繊維材料を用いて成形体とすることで、乾式シリカの固形化を図れ、さらに真空断熱特性に優れ、気相率高く、体積変化率が大きい乾式シリカの体積変化率を減少させるとともに、乾式シリカの粒子径が100nm以下と非常に小さいため、粒子間の空隙間距離が小さく、気体熱伝導の影響が小さくなり、高断熱性能を有する真空断熱材を得ることができる。 By using a dry silica having an average primary particle diameter of 100 nm or less and an inorganic fiber material having an average fiber diameter of 10 μm or less, it is possible to solidify the dry silica, and further have excellent vacuum heat insulating properties, a high gas phase rate, and a volume. The volume change rate of dry silica with a large change rate is reduced, and the particle size of dry silica is as small as 100 nm or less, so the gap distance between particles is small, the influence of gas heat conduction is small, and high heat insulation performance The vacuum heat insulating material which has can be obtained.
固形化する要因としては、粒子径の小さい粉末同士であるため分子間力が働き粉末同士が付着する、あるいは乾式であるため表面官能基が少なく相互反発が少ないため粉末同士が付着しやすい、あるいはシリカと無機繊維という親和性のよい組合せであるため相互に付着しやすい、さらに無機繊維の繊維径が小さいため比表面積が大きくなるすなわち表面エネルギーが大きくなり粉末と結びつきやすくなる、あるいはそれらの相互作用によること等が考えられる。 Factors for solidification are powders with small particle diameters, so intermolecular force works and the powders adhere to each other, or because they are dry, the surface functional groups are few and the mutual repulsion is less, so the powders are easy to adhere, or Silica and inorganic fibers have a good affinity, so they easily adhere to each other, and since the inorganic fiber has a small fiber diameter, the specific surface area increases, that is, the surface energy increases, making it easier to bind to the powder, or their interaction. It is conceivable that
さらに、粒子径の非常に細かい乾式シリカと繊維径の小さい無機繊維材料を用いることにより、粉立ちのほとんどない成形体を得られる。 Further, by using dry silica having a very fine particle diameter and an inorganic fiber material having a small fiber diameter, a molded body having almost no dust can be obtained.
この要因は、上記のように粒子径の小さい粉末同士の分子間力、表面官能基が少ないことによる粉末同士の付着、シリカと無機繊維との良好な親和性、細い繊維材料の大きな表面エネルギー等が考えられる。 This is because, as described above, the intermolecular force between powders with small particle diameters, adhesion between powders due to a small number of surface functional groups, good affinity between silica and inorganic fibers, large surface energy of fine fiber materials, etc. Can be considered.
また、上記組合せにより強固な成形体とともに、弾性も有しているため可撓性をも有する成形体を得ることができる。 Moreover, since it has elasticity with a strong molded object by the said combination, the molded object which also has flexibility can be obtained.
この理由は、平均繊維径が10μm以下の繊維を用いているため曲げ弾性が向上し、可とう性を有することができる等が考えられる。 The reason for this is considered to be that, since fibers having an average fiber diameter of 10 μm or less are used, flexural elasticity is improved and flexibility can be obtained.
また、密度を50kg/m3以上400kg/m3以下にすることにより粒子間の空隙径を減少させ、初期性能、信頼性の面から最適な空隙径を保持した芯材を得ることができ、断熱性能に優れ、長期信頼性を確保した真空断熱箱体を作製することができる。 In addition, the density between 50 kg / m 3 and 400 kg / m 3 can be used to reduce the void diameter between particles, and to obtain a core material that retains the optimum void diameter from the viewpoint of initial performance and reliability, A vacuum heat insulating box body having excellent heat insulating performance and ensuring long-term reliability can be produced.
また、前記乾式シリカに対して、カーボンブラック4.5〜16wt%を混合することで、さらに断熱性能が向上する。このような乾式シリカに粉末状カーボン材料を混合した芯材を真空断熱箱体に用いることで、断熱性能が格段に向上する。 Moreover, heat insulation performance improves further by mixing carbon black 4.5-16 wt% with respect to the said dry-type silica. By using such a core material obtained by mixing a powdery carbon material in dry silica for a vacuum heat insulation box, the heat insulation performance is remarkably improved.
断熱性能向上のためにシリカに添加する粉末として、例えばカーボンブラックや酸化チタンなどは高温域で輻射防止材として働くことが知られているが、低温域でもカーボンブラック添加により大きな断熱性能向上が見られる。 For example, carbon black and titanium oxide, which are added to silica to improve heat insulation performance, are known to work as radiation inhibitors at high temperatures. It is done.
この理由は定かではないが、シリカ粉末とカーボンブラックとの何らかの作用により固体熱伝導が低減されるためと考える。 Although this reason is not certain, it is considered that solid heat conduction is reduced by some action of silica powder and carbon black.
請求項2に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項1に記載の発明における前記芯材が三次元形状であることを特徴とするものである。
The invention of the vacuum heat insulation box according to
例えば粉体材料など空間に注入するような場合、複雑な形状を有する空間であれば、未充填部や充填密度にムラが生じ、性能や体積変化率にムラが生じ、断熱性能や体積変化率にバラツキが生じる恐れがある。しかし、芯材が三次元形状をしていることにより、未充填部や充填密度のムラをなくし、さらに寸法精度よく芯材を充填することができ、均一な断熱性能および体積変化率を有することができる。 For example, when injecting into a space such as a powder material, if the space has a complicated shape, unevenness occurs in the unfilled portion and packing density, resulting in uneven performance and volume change rate, and heat insulation performance and volume change rate. There is a risk of variation. However, since the core material has a three-dimensional shape, the non-filled portion and filling density unevenness can be eliminated, and the core material can be filled with high dimensional accuracy, and has uniform heat insulation performance and volume change rate. Can do.
また、無機繊維材の様に、箱体成形後、充填が困難な芯材においても、三次元形状にすることで、芯材を外箱と内箱で挟むことが可能となり、工法の簡便化を図ることができる。 In addition, even for core materials that are difficult to fill after box molding, such as inorganic fiber materials, it is possible to sandwich the core material between the outer box and the inner box by simplifying the construction method. Can be achieved.
請求項3に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項2に記載の発明における前記三次元形状をした芯材が、少なくとも2つに分割されていることを特徴とするものである。
The invention of the vacuum heat insulation box according to
三次元形状の芯材を2つ以上に分割することで、複雑な形状を有し、一度の成形では困難な形状なものであっても、簡便に作製することができる。 By dividing the three-dimensional core material into two or more, even if it has a complicated shape and is difficult to form once, it can be easily produced.
また、繊維材の様に、熱伝導率に異方性がある材料においては、断熱性能が向上する方向に、芯材方向を揃えることが重要である。 Further, in a material having thermal conductivity anisotropy such as a fiber material, it is important to align the core material direction in a direction in which the heat insulation performance is improved.
請求項4に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発明における前記ガスバリア性材料が、樹脂材と金属箔を複層化したものであることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the gas barrier material according to any one of the first to third aspects is obtained by multilayering a resin material and a metal foil. It is characterized by this.
金属箔は、高ガスバリア性を有する樹脂材料よりもガスバリア性が高く、樹脂材のガスバリア性を格段に高めることができるとともに、蒸着法やメッキ法のように、設備、工程の負荷を大きくすることなく、インサート成型のように成型時に簡便に複層化が可能である。さらに、箔を用いることで、外箱、内箱の回りこみによる熱リークを最小限に抑制することができる。 Metal foil has a higher gas barrier property than a resin material having a high gas barrier property, and can greatly increase the gas barrier property of the resin material, as well as increase the load on equipment and processes, such as vapor deposition and plating. However, it is possible to easily form multiple layers at the time of molding like insert molding. Furthermore, by using the foil, it is possible to minimize heat leakage due to the wraparound of the outer box and the inner box.
また、ガスバリア性は金属箔との複層化している面積が大きいほど良好になる。また、金属箔は、温度や湿度への依存性が小さく、環境変化に対しより良好なガスバリア性を有することができる。また、金属箔は金属単体である必要はなく、密着性や取り扱い性を向上させるために、例えばラミネートフィルムの様な樹脂材との複層フィルムを用いてもかまわない。また、樹脂材に金属を蒸着させた蒸着フィルムであっても、同様の効果が得られるため、問題はない。 In addition, the gas barrier property becomes better as the area of the multilayer with the metal foil increases. Further, the metal foil is less dependent on temperature and humidity, and can have better gas barrier properties against environmental changes. Further, the metal foil does not need to be a single metal, and a multilayer film with a resin material such as a laminate film may be used in order to improve adhesion and handling. Moreover, even if it is the vapor deposition film which vapor-deposited the metal on the resin material, since the same effect is acquired, there is no problem.
また、複層フィルムとして、金属箔、金属蒸着膜の表面にピンホール等の防止のための表面保護層を設けてもかまわない。表面保護層としては、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、さらに外側にナイロンフィルムなどを設けると可撓性が向上する。 Moreover, you may provide the surface protective layer for prevention of a pinhole etc. on the surface of metal foil and a metal vapor deposition film as a multilayer film. As the surface protective layer, a polyethylene terephthalate film, a stretched product of polypropylene film or the like can be used, and if a nylon film or the like is further provided on the outer side, flexibility is improved.
また、金属は厚くなりすぎると、金属箔を通じて、熱リークするため、1mm以下が望ましい。また、薄すぎると成型時に破れる恐れがあり、また、ピンホールも形成しやすいため1μm以上が望ましい。 In addition, if the metal becomes too thick, heat leaks through the metal foil, so 1 mm or less is desirable. Further, if it is too thin, it may be broken at the time of molding, and pinholes are also easily formed.
また、金属箔はアルミニウム、ステンレス、鉄、銅等材質は問わないが、加工性、コストの面からアルミニウム箔が最も望ましい。 The metal foil may be made of any material such as aluminum, stainless steel, iron and copper, but aluminum foil is most desirable from the viewpoint of workability and cost.
また、金属箔は全面被覆することが好ましいが、例えば金属箔にしわが寄り、破損しやすいコーナー部分などは被覆しないようにし、必要な部分だけ複層化することで、成形性や外観を向上させる。そのため、ガスバリア性材料と複層化することで、金属箔が被覆できない部分のガスバリア性を補強し、真空断熱箱体の断熱性を長期間維持できる。 In addition, it is preferable to cover the entire surface of the metal foil. For example, the metal foil is not wrinkled and is not easily damaged, and a corner portion or the like is not covered. . Therefore, by forming a multilayer with the gas barrier material, it is possible to reinforce the gas barrier property of the portion that cannot be covered with the metal foil and maintain the heat insulating property of the vacuum heat insulating box for a long period of time.
また、金属箔は通常、成型の型側に設置し、インサート成型やインモールド成型を行うが、体積減少率が小さい材料を用いた三次元形状芯材を用いれば、芯材側に金属箔を設置することが可能となり、樹脂材料の成型自由度が著しく向上する。さらに、芯材の体積減少率が50%以内と小さいため、大気圧縮により箱体および芯材が変形しても、金属箔が破損する部分は著しく少なく、ガスバリア性を確保することができる。 In addition, metal foil is usually placed on the mold side and insert molding or in-mold molding is performed. If a three-dimensional core material using a material with a small volume reduction rate is used, the metal foil is attached to the core material side. It becomes possible to install, and the degree of freedom of molding of the resin material is remarkably improved. Furthermore, since the volume reduction rate of the core material is as small as 50% or less, even if the box and the core material are deformed by atmospheric compression, the portion where the metal foil is damaged is remarkably small, and the gas barrier property can be secured.
また、樹脂材に金属材料を蒸着したフィルムであれば、金属箔と異なり結晶化度が少ないため、伸びやすく、より良好な複層材料を形成することができる。また、樹脂材料にシリカ、アルミナ等の無機酸化物の蒸着膜を形成しガスバリア性を高めてもかまわない。 In addition, a film obtained by vapor-depositing a metal material on a resin material has a low degree of crystallinity unlike metal foil, and thus can be easily stretched and a better multilayer material can be formed. Further, a gas barrier property may be improved by forming a vapor deposition film of an inorganic oxide such as silica or alumina on the resin material.
請求項5に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項4に記載の発明における前記樹脂材が、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、エチレン―テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンフルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドからなる群のうち少なくとも一つを用いることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, the resin material in the fourth aspect of the invention is an ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyacrylonitrile,
上記ガスバリア性材料は、特にガスバリア性が高く、より信頼性が高い、真空断熱箱体を形成することができる。 The gas barrier material can form a vacuum heat insulating box having particularly high gas barrier properties and higher reliability.
さらに、金属箔との複層化部分を減らすことが可能となり、例えば金属箔を複層化しにくい複雑な形状の真空断熱箱体であっても、同等のガスバリア性を保持することが可能となり、自由性形成を向上させることができる。 Furthermore, it becomes possible to reduce the multilayered portion with the metal foil, for example, it is possible to maintain an equivalent gas barrier property even in a vacuum heat insulating box with a complicated shape that is difficult to multilayer the metal foil, Freedom formation can be improved.
また、樹脂材の厚さを薄くしても同等のガスバリア性を有することが可能であり、省スペース化を図ることができる。 Further, even if the thickness of the resin material is reduced, it is possible to have the same gas barrier property, and space saving can be achieved.
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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における真空断熱箱体の外観斜視図であり、図2は実施の形態1における真空断熱箱体の分解斜視図である。図3は実施の形態1における真空断熱箱体の縦断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an external perspective view of the vacuum heat insulation box according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the vacuum heat insulation box according to the first embodiment. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the vacuum heat insulation box in the first embodiment.
図1に示すように、内部にお湯や水を溜められる貯湯容器構造をした真空断熱箱体1は、上部に内部へ水等を貯蔵するための注入口2を有し、外側の外箱3はガスバリア性材料からなり、断熱空間を減圧にするための排気口4がある。
As shown in FIG. 1, a vacuum
図2に示すように、注入口2を有するガスバリア性材料からなる内箱5と三次元形状をし、分割された芯材6と、さらに外側を分割した外箱3と外箱3に断熱空間を排気する排気口4から構成されている。
As shown in FIG. 2, the
ガスバリア性材料は、空気透過速度が100[cm3・10μm/m2・day・atm]以下であり、好ましくは0.5[cm3・10μm/m2・day・atm]以下であることが望ましい。 The gas barrier material has an air permeation rate of 100 [cm 3 · 10 μm / m 2 · day · atm] or less, and preferably 0.5 [cm 3 · 10 μm / m 2 · day · atm] or less. desirable.
空気透過速度が100[cm3・10μm/m2・day・atm]より大きくなると、外部からの空気浸入量が増大し、長期信頼性が劣る。また、吸着材による空気吸着で対応しても、吸着材の必要量が増大し、吸着材の固体熱伝導率が増加し、断熱性能が低下する。 When the air permeation speed is greater than 100 [cm 3 · 10 μm / m 2 · day · atm], the amount of air permeation from the outside increases and the long-term reliability is poor. Moreover, even if it respond | corresponds with the air adsorption | suction by an adsorbent, the required amount of an adsorbent increases, the solid thermal conductivity of an adsorbent increases, and heat insulation performance falls.
また、成型方法も限定するものではないが、ブロー成形、射出成型、真空成型、圧空成型が最も成型しやすく、いずれの成型方法でも構わない。また、これらの成型方法を組み合わせても構わない。 Also, the molding method is not limited, but blow molding, injection molding, vacuum molding, and pressure molding are most easily molded, and any molding method may be used. Moreover, you may combine these shaping | molding methods.
そして、外箱3は一体で成型する場合は半分に切断し、分割して成型する場合はそのままで使用する。内箱5と外箱3の間の空間と同じ三次元形状に固形化し、さらに分割した芯材6と内箱5とを内部に挿入し、外箱3と内箱5の注入口2の首部分をそれぞれ溶着させる。その後、半分に切断した外箱3を切断部分で溶着し、密閉した後、排気口4から減圧し、真空断熱箱体を作製する。
The
芯材6は内箱5に挿入するためには2つ以上に分割した方が挿入しやすい。また、複雑な形状になるほど、分割して挿入するほうが箱体形成が行いやすい。芯材と芯材の接合部は、密着していれば、断熱性能や箱体の強度に大きく影響は及ぼさない。
In order to insert the
外箱3の溶着は端面同士を溶着しても構わないが、事前にフランジ部分を形成しておけば、容易に溶着ができる。
The
また、溶着方法は特に限定するものではないが、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着、IRAM、DSI、溶接、ホットメルト、電磁誘導、熱風溶着、インパルス溶着、熱風溶着、近赤溶着、拡散結合等が用いられる。また、これらの複合しても構わない。 The welding method is not particularly limited, but vibration welding, ultrasonic welding, laser welding, IRAM, DSI, welding, hot melt, electromagnetic induction, hot air welding, impulse welding, hot air welding, near red welding, diffusion bonding Etc. are used. These may be combined.
図3に示すように、真空断熱箱体1は上部に外箱3と内箱5とからなり、外箱3と内箱5の間には断熱空間7が存在する。断熱空間の内部は芯材6で満たされており、気体吸着材8と水分吸着材9を有している。
As shown in FIG. 3, the vacuum
断熱空間7は排気口4から排気され、減圧空間となり、その後、排気口4を封止することで密封する。
The
気体吸着材は、箱体を構成する材料から浸入してくる気体や内部に残留していた吸着ガス等を吸着し、長期信頼性を確保することができる。 The gas adsorbing material adsorbs the gas entering from the material constituting the box, the adsorbing gas remaining inside, etc., and can ensure long-term reliability.
また、気体吸着材は酸素、窒素、水、二酸化炭素、水素の吸着材を単独または複合化して使用できる。 As the gas adsorbent, oxygen, nitrogen, water, carbon dioxide, and hydrogen adsorbents can be used alone or in combination.
芯材6は減圧前の体積が減圧下の大気圧縮により減少した体積の割合を示す体積減少率が50%以下であり、真空断熱箱体1は断熱空間7を減圧しても、芯材の体積減少以上には変形しないため、内箱および外箱材料へ負荷が小さくなるため、大気圧縮による割れやひび、変形が起こりにくく、また、箱体強度が強く信頼性が高い真空断熱箱体を構成できる。
The
特に、内箱および外箱材料が大気圧縮よりも剛性が低い場合や、材料厚が薄い場合、その効果は大きい。また、長期的に応力が掛かることで疲労破壊したり、また、外環境により内箱および外箱材料が劣化し剛性が低下することで、割れやひびが起こるが、芯材の体積減少率が50%以下であれば、芯材の体積減少以上には変形しないため、やはり信頼性向上の効果がある。 In particular, when the inner box and outer box materials have lower rigidity than atmospheric compression, or when the material thickness is thin, the effect is great. In addition, fatigue failure occurs due to stress applied over the long term, and the inner box and outer box materials deteriorate due to the external environment and the rigidity decreases, causing cracks and cracks. If it is 50% or less, it will not be deformed more than the volume reduction of the core material.
また、体積減少率は小さいほどその効果は高く、寸法精度や外観の美観は向上するため、望ましくは10%以下がよく、より正確な寸法精度をだすためには3%以下が望ましい。 Further, the smaller the volume reduction rate, the higher the effect and the better the dimensional accuracy and the appearance of the appearance. Therefore, it is preferably 10% or less, and 3% or less is desirable in order to obtain more accurate dimensional accuracy.
体積減少率が50%より大きいと、外観や寸法精度も大きく低下する。また、内箱および外箱材料へ大気圧縮の負荷や変形率が大きくなり、内箱および外箱材料が短期もしくは長期的に割れやひびがおこりやすくなる。また、内箱および外箱材料を厚くして強度を増し、対応することは可能だが、容積効率が減少し、また、コストも高くなる。さらに、内箱および外箱材料の断面積が大きくなることで、内箱および外箱材料から回り込む熱量が増加し、断熱性能も低下する。 If the volume reduction rate is greater than 50%, the appearance and dimensional accuracy are also greatly reduced. Further, the load and deformation rate of atmospheric compression on the inner box and outer box materials are increased, and the inner box and outer box materials are easily cracked or cracked in the short or long term. It is possible to increase the strength by increasing the thickness of the inner box and outer box materials, but the volume efficiency is reduced and the cost is increased. Furthermore, since the cross-sectional areas of the inner box and outer box materials increase, the amount of heat that flows from the inner box and outer box materials increases, and the heat insulation performance also decreases.
(実施例1)
内箱は厚さ1mmのポリプロピレンと厚さ100μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)からなる多層材料で、ポリプロピレンが内側となり、成形はブロー成形で行う。また、ポリプロピレンとEVOHは接合材(10μm)で接合されている。
Example 1
The inner box is a multilayer material made of polypropylene having a thickness of 1 mm and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH) having a thickness of 100 μm. The polypropylene is on the inside, and molding is performed by blow molding. Polypropylene and EVOH are bonded with a bonding material (10 μm).
外箱は厚さ1mmの高密度ポリエチレンと厚さ100μmのEVOHとからなる多層材料で、高密度ポリエチレンが外側になり、内箱同様、ブロー成形によって作製し、高密度ポリエチレンとEVOHは接合材(10μm)で接合されている。 The outer box is a multi-layer material consisting of high density polyethylene with a thickness of 1 mm and EVOH with a thickness of 100 μm. The high density polyethylene is on the outside. Like the inner box, the outer box is made by blow molding. 10 μm).
ブロー成形によって成形した外箱を半分に切断し、内箱と外箱の間の空間と同じ三次元形状に固形化した芯材を挿入する。芯材は平均繊維径5μmのガラス繊維を500℃で加圧成型し、250kg/m3の密度に調整して作製し、2分割して挿入する。 The outer box formed by blow molding is cut in half, and a core material solidified into the same three-dimensional shape as the space between the inner box and the outer box is inserted. The core material is prepared by press-molding glass fibers having an average fiber diameter of 5 μm at 500 ° C., adjusting the density to 250 kg / m 3 , and dividing the glass fiber into two parts.
そして、内箱を内部に挿入し、さらに気体吸着材と水分吸着材を挿入する。気体吸着材はゼオライトを、水分吸着材は酸化カルシウムを用いた。外箱と内箱は注入口の首部分で溶着させ、半分に切断した外箱を切断部分で溶着し、密閉した後、排気口から減圧し、真空断熱箱体を作製する。 Then, the inner box is inserted inside, and further a gas adsorbent and a moisture adsorbent are inserted. Zeolite was used as the gas adsorbent, and calcium oxide was used as the water adsorbent. The outer box and the inner box are welded at the neck portion of the injection port, and the outer box cut in half is welded at the cut portion, sealed, and then depressurized from the exhaust port to produce a vacuum heat insulation box.
挿入した芯材と同条件で作製した芯材の体積を測定し、その後、ラミネートフィルムに入れ、減圧後の体積を測定した結果、体積減少率は3.3%であった。作製した真空断熱箱体は、目だった外観の変化もなく、比較例1に比べ良好であった。また、熱伝導率は0.0035W/mKであり、比較例1に比べ、高断熱性能を有する。 As a result of measuring the volume of the core material produced under the same conditions as the inserted core material, and then measuring the volume after depressurization, the volume reduction rate was 3.3%. The produced vacuum heat insulation box body was better than Comparative Example 1 without any noticeable change in appearance. Further, the thermal conductivity is 0.0035 W / mK, which is higher than that of Comparative Example 1 and has high heat insulation performance.
また、40℃で3ヶ月放置したが、やはり比較例1に比べ、外観、性能の変化は見られなかった。 Moreover, although it was left to stand at 40 degreeC for three months, the change of an external appearance and a performance was not seen compared with the comparative example 1 too.
(実施例2)
内箱は厚さ0.3mmのABS樹脂と厚さ100μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)からなる多層材料で、ポリプロピレンが内側となり、成形はブロー成形で行う。また、ABS樹脂とEVOHは接合材(10μm)で接合されている。
(Example 2)
The inner box is a multilayer material composed of an ABS resin having a thickness of 0.3 mm and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH) having a thickness of 100 μm, with polypropylene on the inside, and molding is performed by blow molding. Further, the ABS resin and EVOH are bonded with a bonding material (10 μm).
外箱は厚さ1mmの高密度ポリエチレンと厚さ100μmのEVOHとからなる多層材料で、高密度ポリエチレンが外側になり、二重射出成形によって作製し、高密度ポリエチレンにはEVOHとの接合材が混入されている。射出成形によって成型する際、半分にして成型し、内箱と外箱の間の空間と同じ三次元形状に固形化した芯材を挿入する。また、接合しやすいようにフランジ部を設ける。 The outer box is a multilayer material consisting of high density polyethylene with a thickness of 1 mm and EVOH with a thickness of 100 μm. The high density polyethylene is on the outside and is produced by double injection molding. The high density polyethylene has a bonding material with EVOH. It is mixed. When molding by injection molding, the core material is molded in half and solidified into the same three-dimensional shape as the space between the inner box and the outer box. In addition, a flange portion is provided to facilitate the joining.
芯材は、平均一次粒子径が80μmの乾式シリカと乾式シリカに対して、10wt%のカーボンブラックと、10wt%の平均繊維径5μmのガラス繊維とを混合し、空間形状に加圧成型し、密度が260kg/m3に固形化した。また、挿入できるようにあらかじめ半分づつ成型し、挿入する。 For the core material, 10 wt% carbon black and 10 wt% glass fiber with an average fiber diameter of 5 μm are mixed with dry silica and dry silica with an average primary particle diameter of 80 μm, and press-molded into a space shape, The density was solidified to 260 kg / m 3 . Also, it is molded in half and inserted in advance so that it can be inserted.
そして、内箱を内部に挿入し、さらに気体吸着材と水分吸着材を挿入する。気体吸着材はゼオライトを、水分吸着材は酸化カルシウムを用いた。外箱と内箱は注入口の首部分で溶着させ、半分に切断した外箱を切断部分で溶着し、密閉した後、排気口から減圧し、真空断熱箱体を作製する。 Then, the inner box is inserted inside, and further a gas adsorbent and a moisture adsorbent are inserted. Zeolite was used as the gas adsorbent, and calcium oxide was used as the water adsorbent. The outer box and the inner box are welded at the neck portion of the injection port, and the outer box cut in half is welded at the cut portion, sealed, and then depressurized from the exhaust port to produce a vacuum heat insulation box.
挿入した芯材と同条件で作製した芯材の体積を測定し、その後、ラミネートフィルムに入れ、減圧後の体積を測定した結果、体積減少率は8.5%であった。作製した真空断熱箱体は、目だった外観の変化もなく、比較例1に比べ良好であった。また、熱伝導率は0.0055W/mKであり、比較例1に比べ高断熱性能を有する。 As a result of measuring the volume of the core material produced under the same conditions as the inserted core material, and then measuring the volume after depressurization, the volume reduction rate was 8.5%. The produced vacuum heat insulation box body was better than Comparative Example 1 without any noticeable change in appearance. In addition, the thermal conductivity is 0.0055 W / mK, which is higher than that of Comparative Example 1.
また、40℃で3ヶ月放置したが、やはり比較例1に比べ外観、性能の変化は見られなかった。 Moreover, although it was left to stand at 40 degreeC for 3 months, the change of an external appearance and a performance was not seen compared with the comparative example 1 too.
(実施例3)
内箱は厚さ0.3mmのABS樹脂と厚さ100μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)からなる多層材料で、ABS樹脂が内側となり、成形はブロー成形で行う。また、ABS樹脂とEVOHは接合材(10μm)で接合されている。
(Example 3)
The inner box is a multilayer material composed of an ABS resin having a thickness of 0.3 mm and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH) having a thickness of 100 μm. The ABS resin is on the inside, and molding is performed by blow molding. Further, the ABS resin and EVOH are bonded with a bonding material (10 μm).
外箱は厚さ1mmの高密度ポリエチレンと厚さ100μmのEVOHとからなる多層材料で、高密度ポリエチレンが外側になり、二重射出成形によって作製し、高密度ポリエチレンにはEVOHとの接合材が混入されている。射出成形によって成型する際、半分にして成型し、内箱を挿入する。また、接合しやすいようにフランジ部を設ける。 The outer box is a multilayer material consisting of high density polyethylene with a thickness of 1 mm and EVOH with a thickness of 100 μm. The high density polyethylene is on the outside and is produced by double injection molding. The high density polyethylene has a bonding material with EVOH. It is mixed. When molding by injection molding, mold in half and insert the inner box. In addition, a flange portion is provided to facilitate the joining.
そして、内箱を内部に挿入し、さらに気体吸着材と水分吸着材を挿入する。気体吸着材はゼオライトを、水分吸着材は酸化カルシウムを用いた。外箱と内箱は注入口の首部分で溶着させ、半分に切断した外箱を切断部分で溶着し、密閉する。その後、排気口から粉末状芯材を封入する。 Then, the inner box is inserted inside, and further a gas adsorbent and a moisture adsorbent are inserted. Zeolite was used as the gas adsorbent, and calcium oxide was used as the water adsorbent. The outer box and inner box are welded at the neck portion of the inlet, and the outer box cut in half is welded at the cut portion and sealed. Thereafter, a powdery core material is sealed from the exhaust port.
芯材は、平均一次粒子径が80μmの乾式シリカと乾式シリカに対して、10wt%のカーボンブラックとを混合したものを用いた。空間容積と封入量から、密度は90kg/m3となった。その後、排気口から減圧し、真空断熱箱体を作製する。 The core material used was a mixture of dry silica having an average primary particle size of 80 μm and dry silica and 10 wt% carbon black. From the space volume and the amount enclosed, the density was 90 kg / m 3 . Thereafter, the pressure is reduced from the exhaust port to produce a vacuum heat insulation box.
挿入した芯材を、ラミネートフィルムに入れ、減圧後の体積を測定し、また、封入密度から減圧前の体積を求め、計算した結果、体積減少率は24.5%であった。これは、気相率が高い粉末を細口から封入したため、芯材が十分に封入し切れなかったためと考えられる。作製した真空断熱箱体は、若干のへこみが見られたが比較例1に比べ良好であった。また、熱伝導率は0.0065W/mKであり、比較例1に比べ高断熱性能を有する。 The inserted core material was put into a laminate film, the volume after decompression was measured, and the volume before decompression was determined from the encapsulated density and calculated. As a result, the volume reduction rate was 24.5%. This is presumably because the core material was not fully encapsulated because the powder having a high gas phase rate was encapsulated from the narrow mouth. The produced vacuum heat insulation box was better than Comparative Example 1 although some dents were observed. In addition, the thermal conductivity is 0.0065 W / mK, which is higher than that of Comparative Example 1.
また、40℃で3ヶ月放置したが、変形が拡大したり、性能の変化は見られず、比較例1に比べ良好であった。 Moreover, although it was left to stand at 40 degreeC for 3 months, a deformation | transformation expanded and the change of performance was not seen, but it was favorable compared with the comparative example 1.
(実施例4)
内箱は厚さ1mmのポリプロピレンと厚さ100μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)からなる多層材料で、ポリプロピレンが内側となり、成形はブロー成形で行う。また、ポリプロピレンとEVOHは接合材(10μm)で接合されている。
Example 4
The inner box is a multilayer material made of polypropylene having a thickness of 1 mm and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH) having a thickness of 100 μm. The polypropylene is on the inside, and molding is performed by blow molding. Polypropylene and EVOH are bonded with a bonding material (10 μm).
外箱は厚さ1mmの高密度ポリエチレンと厚さ100μmのEVOHとからなる多層材料で、高密度ポリエチレンが外側になり、内箱同様、ブロー成形によって作製し、高密度ポリエチレンとEVOHは接合材(10μm)で接合されている。ブロー成形によって成形した外箱を半分に切断し、内箱と外箱の間の空間と同じ三次元形状に固形化した芯材を挿入する。 The outer box is a multi-layer material consisting of high density polyethylene with a thickness of 1 mm and EVOH with a thickness of 100 μm. The high density polyethylene is on the outside. Like the inner box, the outer box is made by blow molding. 10 μm). The outer box formed by blow molding is cut in half, and a core material solidified into the same three-dimensional shape as the space between the inner box and the outer box is inserted.
芯材は平均繊維径5μmのガラス繊維に、バインダーとして水ガラス水溶液を塗布し、乾燥、500℃で加圧成型し、270kg/m3の密度に調整して作製した。水ガラスは重量比3wt%である。また、挿入しやすいように2分割して成型した。 The core material was prepared by applying a water glass aqueous solution as a binder to glass fibers having an average fiber diameter of 5 μm, drying, press molding at 500 ° C., and adjusting the density to 270 kg / m 3 . Water glass is 3 wt% by weight. Moreover, it divided into two and shape | molded so that it might be easy to insert.
そして、内箱を内部に挿入し、さらに気体吸着材と水分吸着材を挿入する。気体吸着材はゼオライトを、水分吸着材は酸化カルシウムを用いた。外箱と内箱は注入口の首部分で溶着させ、半分に切断した外箱を切断部分で溶着し、密閉した後、排気口から減圧し、真空断熱箱体を作製する。 Then, the inner box is inserted inside, and further a gas adsorbent and a moisture adsorbent are inserted. Zeolite was used as the gas adsorbent, and calcium oxide was used as the water adsorbent. The outer box and the inner box are welded at the neck portion of the injection port, and the outer box cut in half is welded at the cut portion, sealed, and then depressurized from the exhaust port to produce a vacuum heat insulation box.
挿入した芯材と同条件で作製した芯材の体積を測定し、その後、ラミネートフィルムに入れ、減圧後の体積を測定した結果、体積減少率は1.3%であった。作製した真空断熱箱体は、目だった外観の変化もなく、比較例1に比べ良好であった。また、熱伝導率は0.0045W/mKであり、比較例1に比べ高断熱性能を有する。 As a result of measuring the volume of the core material produced under the same conditions as the inserted core material, and then measuring the volume after depressurization, the volume reduction rate was 1.3%. The produced vacuum heat insulation box body was better than Comparative Example 1 without any noticeable change in appearance. In addition, the thermal conductivity is 0.0045 W / mK, which is higher than that of Comparative Example 1.
また、40℃で3ヶ月放置したが、やはり外観、性能の変化は見られず、比較例1に比べ良好であった。 Moreover, although it was left to stand at 40 degreeC for 3 months, the change of an external appearance and a performance was not seen, but it was favorable compared with the comparative example 1.
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2における真空断熱箱体の縦断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the vacuum heat insulation box in the second embodiment of the present invention.
図4に示すように、真空断熱箱体10は外箱11と内箱12とからなり、外箱11と内箱12の間には断熱空間7が存在する。また外箱11の内側と内箱12の外側に金属箔13がインサート成型されている。断熱空間7の内部は芯材14で満たされており、気体吸着材8と水分吸着9を有している。断熱空間7は排気口4から排気され、減圧空間となり、その後、排気口4を封止することで密閉空間とする。
As shown in FIG. 4, the vacuum
(実施例5)
内箱は厚さ0.5mmのポリプロピレン2枚で厚さ100μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)を挟んだ構造からなる多層材料で、成形はブロー成形で行う。また、ポリプロピレンとEVOHは接合材(10μm)で接合されている。
(Example 5)
The inner box is a multilayer material having a structure in which two polypropylenes having a thickness of 0.5 mm and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH) having a thickness of 100 μm are sandwiched, and the molding is performed by blow molding. Polypropylene and EVOH are bonded with a bonding material (10 μm).
そしてナイロン(10μm)とアルミニウム箔(20μm)とポリプロピレン(7μm)の複層材からなる金属箔を、ブロー成形時に金型内面の平面部に設置しておき、成型と同時に内箱に一体化するインサート成型を行う。金属箔のナイロンとアルミニウム、アルミニウムとポリプロピレンはそれぞれ接合材(5μm)で接合されている。また、金属箔はポリプロピレン側を内箱と接合させる。 A metal foil made of a multilayer material of nylon (10 μm), aluminum foil (20 μm) and polypropylene (7 μm) is placed on the flat surface of the inner surface of the mold at the time of blow molding and integrated into the inner box at the same time as molding. Perform insert molding. The metal foils nylon and aluminum, and aluminum and polypropylene are joined together by a joining material (5 μm). In addition, the metal foil joins the polypropylene side to the inner box.
外箱は厚さ1mmの高密度ポリエチレンと厚さ100μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)からなる多層材料で、二重射出成型で分割して作製する。ポリエチレンには接合材を配合し、EVOHとの密着性を上げる。 The outer box is a multilayer material made of high-density polyethylene having a thickness of 1 mm and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH) having a thickness of 100 μm, and is manufactured by dividing by double injection molding. Polyethylene is mixed with a bonding material to improve adhesion with EVOH.
金属箔はナイロン(10μm)とアルミニウム箔(20μm)とポリエチレン(7μm)の複層材を用い、射出成型時に金型平面部に設置し、インサート成型する。金属箔のナイロンとアルミニウム、アルミニウムとポリエチレンはそれぞれ接合材(5μm)で接合されている。また、金属箔はポリエチレン側を外箱と接合させる。 The metal foil is a multilayer material of nylon (10 μm), aluminum foil (20 μm), and polyethylene (7 μm), and is placed on the mold flat part at the time of injection molding and insert molded. The metal foils nylon and aluminum, and aluminum and polyethylene are joined together by a joining material (5 μm). Further, the metal foil joins the polyethylene side to the outer box.
外箱はあらかじめ、中に内箱、芯材を挿入し、接合できるように、二つに分割して成型し、さらに接合部にフランジを設ける。 The outer box is preliminarily molded into two parts so that the inner box and the core material can be inserted and joined, and a flange is provided at the joint.
また、金属箔による被覆率は全表面積の80%であった。 Moreover, the coverage with the metal foil was 80% of the total surface area.
そして、内箱と外箱の間の空間と同じ三次元形状に固形化した芯材を挿入する。芯材は平均繊維径7μmのガラス繊維を450℃で加圧成型し、270kg/m3の密度に調整して作製し、2分割して挿入する。そして、内箱を内部に挿入し、さらに気体吸着材と水分吸着材を挿入する。気体吸着材はゼオライトを、水分吸着材は酸化カルシウムを用いた。外箱と内箱は注入口の首部分で溶着させ、外箱をフランジで溶着し、密閉した後、排気口から減圧し、真空断熱箱体を作製する。 And the core material solidified in the same three-dimensional shape as the space between an inner box and an outer box is inserted. The core material is prepared by press-molding glass fibers having an average fiber diameter of 7 μm at 450 ° C., adjusting the density to 270 kg / m 3 , and dividing the glass fiber into two parts. Then, the inner box is inserted inside, and further a gas adsorbent and a moisture adsorbent are inserted. Zeolite was used as the gas adsorbent, and calcium oxide was used as the water adsorbent. The outer box and inner box are welded at the neck of the inlet, the outer box is welded with a flange, sealed, and then depressurized from the exhaust port to produce a vacuum heat insulating box.
挿入した芯材と同条件で作製した芯材の体積を測定し、その後、ラミネートフィルムに入れ、減圧後の体積を測定した結果、体積減少率は2.7%であった。作製した真空断熱箱体は、目だった外観の変化もなく、比較例1に比べ良好であった。また、熱伝導率は0.0035W/mKであり、比較例1に比べ高断熱性能を有する。 As a result of measuring the volume of the core material produced under the same conditions as the inserted core material, and then measuring the volume after decompression, the volume reduction rate was 2.7%. The produced vacuum heat insulation box body was better than Comparative Example 1 without any noticeable change in appearance. Further, the thermal conductivity is 0.0035 W / mK, and it has higher heat insulation performance than Comparative Example 1.
また、40℃で3ヶ月放置したが、外観、性能の変化は見られなかった。さらに、90℃で3ヶ月放置したが、金属箔をインサートしていない実施例1の断熱箱体では性能の低下が見られたが、本実施例5の真空断熱箱体は性能変化もなく良好であった。これは、EVOHが90℃においてガスバリア性が低下するためである。 Moreover, although it was left to stand at 40 degreeC for 3 months, the change of an external appearance and performance was not seen. Furthermore, although it was left to stand at 90 ° C. for 3 months, the performance of the heat insulation box of Example 1 in which the metal foil was not inserted was deteriorated, but the vacuum heat insulation box of Example 5 was good without any change in performance. Met. This is because the gas barrier properties are lowered when EVOH is 90 ° C.
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3における真空断熱箱体の縦断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the vacuum heat insulation box according to the third embodiment of the present invention.
図5に示すように、真空断熱箱体15は外箱16と内箱17とからなり、外箱16と内箱17の間には断熱空間7が存在する。また外箱16の内側と内箱17の外側に金属蒸着膜18を有した樹脂シートが挿入されている。
As shown in FIG. 5, the vacuum
断熱空間7の内部は芯材19で満たされており、気体吸着材8と水分吸着9を有している。断熱空間7は排気口4から排気され、減圧空間となり、その後、排気口4を封止することで密閉空間とする。
The inside of the
(実施例6)
内箱は厚さ1.0mmのポリプロピレンと厚さ1μmのアルミニウム蒸着膜を有する厚さ100μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)からなる多層材料で、成形はブロー成形で行う。また、ポリプロピレンとEVOHは接合材(10μm)で接合されている。
(Example 6)
The inner box is a multi-layer material made of a 100 μm thick ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH) having a 1.0 mm thick polypropylene and a 1 μm thick aluminum deposited film, and molding is performed by blow molding. . Polypropylene and EVOH are bonded with a bonding material (10 μm).
外箱は厚さ1mmの高密度ポリエチレンと厚さ1μmのアルミニウム蒸着膜を有する厚さ100μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)からなる多層材料で、二重射出成型で半分に分割して作製する。ポリエチレンには接合材を配合し、EVOHとの密着性を上げる。そして、射出成型時に金型平面部にアルミニウム蒸着を有するEVOHを設置し、インサート成型する。EVOHはEVOH側を高密度ポリエチレンと接合させる。 The outer box is a multi-layer material consisting of a 100 μm thick ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH) having a high density polyethylene of 1 mm thickness and an aluminum deposited film of 1 μm thickness. It is divided into two. Polyethylene is mixed with a bonding material to improve adhesion with EVOH. And EVOH which has aluminum vapor deposition is installed in a metal mold | die flat part at the time of injection molding, and insert molding is carried out. EVOH joins the EVOH side with high density polyethylene.
外箱はあらかじめ、中に内箱、芯材を挿入し、接合できるように、二つに分割して成型し、さらに接合部にフランジを設ける。 The outer box is preliminarily molded into two parts so that the inner box and the core material can be inserted and joined, and a flange is provided at the joint.
また、アルミニウム蒸着膜による被覆率は全表面積の80%であった。 Moreover, the coverage with the aluminum vapor deposition film was 80% of the total surface area.
そして、内箱と外箱の間の空間と同じ三次元形状に固形化した芯材を挿入する。芯材は平均繊維径5μmのガラス繊維を500℃で加圧成型し、250kg/m3の密度に調整して作製し、2分割して挿入する。 And the core material solidified in the same three-dimensional shape as the space between an inner box and an outer box is inserted. The core material is prepared by press-molding glass fibers having an average fiber diameter of 5 μm at 500 ° C., adjusting the density to 250 kg / m 3 , and dividing the glass fiber into two parts.
そして、内箱を内部に挿入し、さらに気体吸着材と水分吸着材を挿入する。気体吸着材はゼオライトを、水分吸着材は酸化カルシウムを用いた。外箱と内箱は注入口の首部分で溶着させ、外箱をフランジで溶着し、密閉した後、排気口から減圧し、真空断熱箱体を作製する。 Then, the inner box is inserted inside, and further a gas adsorbent and a moisture adsorbent are inserted. Zeolite was used as the gas adsorbent, and calcium oxide was used as the water adsorbent. The outer box and inner box are welded at the neck portion of the inlet, the outer box is welded with a flange, sealed, and then depressurized from the exhaust port to produce a vacuum heat insulating box.
挿入した芯材と同条件で作製した芯材の体積を測定し、その後、ラミネートフィルムに入れ、減圧後の体積を測定した結果、体積減少率は3.4%であった。作製した真空断熱箱体は、目だった外観の変化もなく、比較例1に比べ良好であった。また、熱伝導率は0.0039W/mKであり、高断熱性能を有する。 As a result of measuring the volume of the core material produced under the same conditions as the inserted core material, and then measuring the volume after depressurization, the volume reduction rate was 3.4%. The produced vacuum heat insulation box body was better than Comparative Example 1 without any noticeable change in appearance. Further, the thermal conductivity is 0.0039 W / mK, and it has high heat insulation performance.
また、40℃で3ヶ月放置したが、外観、性能の変化は見られなかった。さらに、90℃で3ヶ月放置したが、金属箔をインサートしていない実施例1の断熱箱体では性能の低下が見られたが、本実施例6の真空断熱箱体は性能変化もなく良好であった。これは、EVOHが90℃においてガスバリア性が低下するためである。 Moreover, although it was left to stand at 40 degreeC for 3 months, the change of an external appearance and performance was not seen. Furthermore, although it was left to stand at 90 ° C. for 3 months, the performance of the heat insulation box of Example 1 in which the metal foil was not inserted was deteriorated, but the vacuum heat insulation box of Example 6 was good without any change in performance. Met. This is because the gas barrier properties are lowered when EVOH is 90 ° C.
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4による真空断熱箱体を適用した自動車の蓄熱式暖気装置を示す。
(Embodiment 4)
FIG. 6 shows a regenerative warming device for an automobile to which a vacuum heat insulation box according to
図6に示すように、蓄熱式暖気装置20は、冷却水回路21を通じて、エンジン22で温められた冷却水がラジエーター23で冷却され、再びエンジン22に戻る循環経路である。また、エンジン始動時の冷却水が温まってない場合は、サーモスタット24が全閉されており、冷却水は放熱作用のあるラジエーター23を介さず、バイパス流路25を通り循環し冷却水の昇温を早める。
As shown in FIG. 6, the
また、自動車連続走行中、冷却水回路21の温まっている冷却水を、流量制御弁26を切り替え入口パイプ27からリザーバータンクと称する真空断熱容器29に流入させ保温しておく。その後エンジン始動時に流動制御弁26を切り替え出口パイプ28から、冷却水回路に流出させ、冷却水に混合し冷却水の昇温を早める。従ってエンジン始動時の車の燃費を向上させることができる。
Further, during continuous running of the automobile, the cooling water warmed in the
リザーバータンクはいわゆる魔法瓶のように、金属性の内側容器と外側容器との間に真空の断熱空間を設けた構造で、強度の面から形状に制約があり、円筒形状等の単純な形状が一般的である。しかし、本発明の真空断熱容器であれば、成型自由度が高く、複雑な形状のリザーバータンクを形成できるとともに、ヒートリークが小さく、断熱性能に優れ、長期信頼性を有し、保温効率が向上する。 The reservoir tank has a vacuum heat insulation space between the metallic inner container and outer container like a so-called thermos, and there are restrictions on the shape in terms of strength, and a simple shape such as a cylindrical shape is generally used. Is. However, the vacuum heat insulation container of the present invention has a high degree of freedom in molding, can form a reservoir tank with a complicated shape, has low heat leak, excellent heat insulation performance, long-term reliability, and improved heat retention efficiency To do.
また、蓄熱式暖気装置に用いられる真空断熱箱体の内箱の内面が耐水性樹脂であることが望ましい。前記内箱の内面が耐水性樹脂で覆うことによって、タンク内に冷却水を保温しても、水分が浸透することを抑制できるとともに、耐久性も向上させることができる。 Moreover, it is desirable that the inner surface of the inner box of the vacuum heat insulating box used for the heat storage type warming device is a water resistant resin. By covering the inner surface of the inner box with a water-resistant resin, it is possible to prevent moisture from penetrating even when the cooling water is kept warm in the tank, and to improve durability.
また、耐水性樹脂は耐水性があれば、限定するものではないが、ポリプロピレン、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂であれば、に耐水性に優れるとともに、汎用樹脂であるため、安価でもある。 Further, the water-resistant resin is not limited as long as it has water resistance, but if it is polypropylene, polyester resin, or fluorine resin, it is excellent in water resistance and is a general-purpose resin, so it is inexpensive.
(実施の形態5)
図7は本発明の実施の形態5による真空断熱箱体を適用した冷蔵庫の縦断面図である。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a refrigerator to which a vacuum heat insulating box according to
冷蔵庫30は真空断熱箱体構造を有しており冷蔵庫内を構成する内箱31と外壁構成する外箱32とからなり、内箱31と外箱32の間には断熱層33が存在する。また外箱32はPCM鋼板で構成され、内箱31はアルミニウム箔をインサート成形したABS樹脂とからなり、断熱層側にアルミニウム箔がある。断熱層33の内部は芯材34が充填され、気体吸着材35と水分吸着材36を有している。また、冷蔵庫30は、背面に排気口37、背面下部に機械室38を有し、機械室38には圧縮機39が搭載されている。冷媒はイソブタンを使用している。
The
(実施例7)
芯材は平均繊維径5μmのガラス繊維を用い、バインダーとしてケイ酸ナトリウム3wt%溶液を塗布し、断熱層の形状に450℃加圧成型しながら溶媒を乾燥させ、固形化したものからなる。
(Example 7)
The core material is made of glass fibers having an average fiber diameter of 5 μm, coated with a 3 wt% sodium silicate solution as a binder, dried in a solvent while pressing at 450 ° C. into the shape of the heat insulating layer, and solidified.
内箱は厚さ3mmのABS樹脂と厚さ20μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)にアルミニウム箔(10μm)をインサート成形した多層材料で、ABS樹脂が庫内側となり、成形は真空圧空成形で行う。 The inner box is a multilayer material in which aluminum foil (10 μm) is insert-molded into 3 mm thick ABS resin and 20 μm thick ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH). Is performed by vacuum / pressure forming.
外箱は厚さ1mmのPCM鋼板で、プレス成型にて成型する。外箱と内箱とで芯材を挟みこむ形で挿入し、外箱と内箱を接触部分で接合する。 The outer box is a 1 mm thick PCM steel plate and is formed by press molding. The core material is inserted between the outer box and the inner box, and the outer box and the inner box are joined at the contact portion.
断熱層は、冷蔵庫外の真空ポンプで排気口から減圧し、真空度が30Pa程度になったところで排気口部分を封止する。 The heat insulating layer is depressurized from the exhaust port by a vacuum pump outside the refrigerator, and seals the exhaust port portion when the degree of vacuum reaches about 30 Pa.
また、芯材の体積変化率は1%と小さいため、へこみ、ゆがみもなく高い信頼性を有した真空断熱箱体冷蔵庫を形成する。 Further, since the volume change rate of the core material is as small as 1%, a vacuum insulated box refrigerator having high reliability without dents and distortions is formed.
次に本発明の吸着材に対する比較例を示す。 Next, a comparative example for the adsorbent of the present invention is shown.
(比較例1)
内箱は厚さ1mmのポリプロピレンと厚さ100μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと称す)からなる多層材料で、ポリプロピレンが内側となり、成形はブロー成形で行う。また、ポリプロピレンとEVOHは接合材(10μm)で接合されている。
(Comparative Example 1)
The inner box is a multilayer material made of polypropylene having a thickness of 1 mm and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as EVOH) having a thickness of 100 μm. The polypropylene is on the inside, and molding is performed by blow molding. Polypropylene and EVOH are bonded with a bonding material (10 μm).
外箱は厚さ1mmの高密度ポリエチレンと厚さ100μmのEVOHとからなる多層材料で、高密度ポリエチレンが外側になり、内箱同様、ブロー成形によって作製し、高密度ポリエチレンとEVOHは接合材(10μm)で接合されている。ブロー成形によって成形した外箱を半分に切断し、内箱と外箱の間に芯材を挿入する。 The outer box is a multi-layer material consisting of high density polyethylene with a thickness of 1 mm and EVOH with a thickness of 100 μm. The high density polyethylene is on the outside. Like the inner box, the outer box is made by blow molding. 10 μm). The outer box formed by blow molding is cut in half, and a core material is inserted between the inner box and the outer box.
芯材は平均繊維径5μmのガラス繊維を挿入する。そして、内箱を内部に挿入し、さらに気体吸着材と水分吸着材を挿入する。気体吸着材はゼオライトを、水分吸着材は酸化カルシウムを用いた。外箱と内箱は注入口の首部分で溶着させ、半分に切断した外箱を切断部分で溶着し、密閉した後、排気口から減圧し、真空断熱箱体を作製する。 As the core material, glass fibers having an average fiber diameter of 5 μm are inserted. Then, the inner box is inserted inside, and further a gas adsorbent and a moisture adsorbent are inserted. Zeolite was used as the gas adsorbent, and calcium oxide was used as the water adsorbent. The outer box and the inner box are welded at the neck portion of the injection port, and the outer box cut in half is welded at the cut portion, sealed, and then depressurized from the exhaust port to produce a vacuum heat insulation box.
挿入した芯材と同条件で作製した芯材の体積を測定し、その後、ラミネートフィルムに入れ、減圧後の体積を測定した結果、体積減少率は56%であった。作製した真空断熱箱体は、大きく変形し、また、熱伝導率は0.0125W/mKであった。 As a result of measuring the volume of the core material produced under the same conditions as the inserted core material, and then putting it in a laminate film and measuring the volume after decompression, the volume reduction rate was 56%. The produced vacuum heat insulation box was greatly deformed, and the thermal conductivity was 0.0125 W / mK.
また、40℃で1ヶ月放置した時点で、クッラクが生じた。 In addition, cracks occurred when left at 40 ° C. for 1 month.
以上のように、本発明にかかる真空断熱箱体は、減圧により箱体にかかる負荷を低減し、長期信頼性、外観に優れた真空断熱箱体を構成でき、優れた断熱性能を発現可能なものであり、自動車用の蓄熱式暖気装置や冷凍冷蔵庫および冷凍機器をはじめとした温冷熱機器や、熱や寒さから保護したい物象などのあらゆる断熱用途に適用できる。 As described above, the vacuum heat insulation box according to the present invention can reduce the load applied to the box by decompression, can constitute a vacuum heat insulation box excellent in long-term reliability and appearance, and can exhibit excellent heat insulation performance. It can be applied to various heat insulation applications such as thermal storage devices for automobiles, heating / cooling devices such as refrigerator-freezers and refrigeration devices, and objects to be protected from heat and cold.
1 真空断熱箱体
3 外箱
5 内箱
6 芯材
7 断熱空間
10 真空断熱箱体
11 外箱
12 内箱
13 金属箔
14 芯材
15 真空断熱箱体
16 外箱
17 内箱
19 芯材
29 真空断熱容器
30 冷蔵庫
31 内箱
32 外箱
33 断熱層
34 芯材
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