JP2013036595A - Vacuum heat insulating material - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、冷蔵庫、自動販売機、保冷箱、保冷車、給湯器貯湯タンクなどの断熱材に用いられる真空断熱材に関するものである。 The present invention relates to a vacuum heat insulating material used for heat insulating materials such as a refrigerator, a vending machine, a cold box, a cold car, and a hot water storage tank.
従来、冷蔵庫、自動販売機、保冷箱、保冷車、給湯器貯湯タンクなどには、優れた断熱性を有する真空断熱材が多く使用されている。一般的に、真空断熱材は、ガスバリア性の金属蒸着フィルムなどからなる外被材に芯材を充填し、その内部を減圧して密封した構造となっている。そして、真空断熱材の断熱性、生産性、取り扱い性は、その芯材によって大きく左右される。 Conventionally, many vacuum heat insulating materials having excellent heat insulating properties are used in refrigerators, vending machines, cold storage boxes, cold storage vehicles, hot water storage hot water storage tanks, and the like. Generally, the vacuum heat insulating material has a structure in which a core material is filled in a jacket material made of a gas-barrier metal-deposited film, and the inside thereof is decompressed and sealed. And the heat insulation, productivity, and handleability of a vacuum heat insulating material are greatly influenced by the core material.
第1の従来の真空断熱材では、古紙を積層して矩形平板状に形成された充填体(芯材)を、ガスバリア性フィルムからなる袋状の外殻(外被材)の内部に収納し、外殻の内部の空気を排出した後、外殻を気密に封止して構成されていた(例えば、特許文献1参照)。そして、充填体には、古紙の積層方向に延びて積層体を貫通する略十字形の切り込みが設けられており、外殻の内部の空気を排出する際の排気効率を上げ、外殻内の真空引き時間を短縮していた。 In the first conventional vacuum heat insulating material, a filling body (core material) formed by laminating used papers into a rectangular flat plate shape is stored in a bag-shaped outer shell (outer covering material) made of a gas barrier film. After the air inside the outer shell is discharged, the outer shell is hermetically sealed (see, for example, Patent Document 1). The filler is provided with a substantially cross-shaped cut extending in the direction of the used paper and penetrating through the laminate, increasing the exhaust efficiency when exhausting the air inside the outer shell, The evacuation time was shortened.
しかしながら、近年、真空断熱材への要求が多岐にわたってきており、より高性能な真空断熱材が求められてきた。そこで、古紙に比べて断熱性能に優れるガラス繊維集合体からなる芯材と、芯材の少なくとも一方の面に積層された補強材と、ガスバリア性を有する外被材と、からなる第2の従来の真空断熱材が提案されていた(例えば、特許文献2参照)。
しかし、第2の従来の真空断熱材では、芯材として、ガラス繊維集合体を用いていたので、リサイクル時に、外被材を開封すると、ガラス繊維集合体が飛散し、環境負荷が大きくなるという問題があった。
However, in recent years, demands for vacuum heat insulating materials have been diversified, and higher performance vacuum heat insulating materials have been demanded. Therefore, a second conventional technique comprising: a core material made of a glass fiber aggregate that is superior in heat insulation performance compared to waste paper; a reinforcing material laminated on at least one surface of the core material; and a jacket material having gas barrier properties. The vacuum heat insulating material of this was proposed (for example, refer patent document 2).
However, in the second conventional vacuum heat insulating material, since the glass fiber aggregate is used as the core material, when the outer cover material is opened at the time of recycling, the glass fiber aggregate is scattered and the environmental load increases. There was a problem.
このような状況を鑑み、ポリエステル繊維からなるシート状繊維集合体で構成される芯材と、ガスバリア性を有する外包体と、からなる第3の従来の真空断熱材が提案されていた(例えば、特許文献3参照)。 In view of such a situation, a third conventional vacuum heat insulating material composed of a core material composed of a sheet-like fiber assembly made of polyester fibers and an outer envelope having gas barrier properties has been proposed (for example, (See Patent Document 3).
第3の従来の真空断熱材では、芯材がポリエステル繊維からなるシート状繊維集合体で構成されているので、芯材にガラス繊維を用いることによる、ガラス繊維の飛散による作業環境の悪化を抑えることができる。しかし、有機材料を繊維集合体としているので、芯材が破断し難くなった。そこで、例えば当該真空断熱材を搭載した冷蔵庫などを、回転刃をもつ破砕機に投入する方法により、鉄などの金属を取り出してリサイクルする場合、芯材を回転刃で断ち切ることができず、繊維状の有機材料が引き伸ばされ、嵩が増えて綿状化する。そして、綿状化した有機材料がリサイクル回収物である金属に絡みつき、リサイクル品としての品位を低下させ、あるいは破砕された金属を分離するフィルタに有機材料が付着し、目詰まりを生じさせるという新たな問題が生じた。 In the 3rd conventional vacuum heat insulating material, since the core material is comprised with the sheet-like fiber assembly which consists of polyester fiber, the deterioration of the working environment by scattering of glass fiber by using glass fiber for a core material is suppressed. be able to. However, since the organic material is a fiber assembly, the core material is difficult to break. Thus, for example, when a refrigerator or the like equipped with the vacuum heat insulating material is thrown into a crusher having a rotary blade to extract and recycle a metal such as iron, the core material cannot be cut off with the rotary blade, and the fiber The organic material is stretched, increasing in volume and becoming cottony. Then, the organic material that has become cottony gets entangled with the metal that is recycled, and the quality of the recycled product is reduced, or the organic material adheres to the filter that separates the crushed metal, causing clogging. Problems occurred.
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、芯材に有機繊維を用いて、芯材にガラス繊維を用いることに起因する作業環境の悪化を抑え、かつ切り目を芯材に形成して、有機繊維の破断し難さを改善し、有機繊維の綿状化に起因するリサイクル回収物である金属への絡みつきやフィルタの目詰まりを抑制できる真空断熱材を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and uses organic fibers as a core material, suppresses deterioration of the working environment due to the use of glass fibers as a core material, and cuts. To obtain a vacuum heat insulating material that can be formed on the core material to improve the difficulty of breaking the organic fibers, and to prevent entanglement of the metal and the clogging of the filter, which are recycled materials resulting from the cotton formation of the organic fibers With the goal.
この発明による真空断熱材は、有機繊維シートからなる芯材と、ガスバリア性を有し、上記芯材を収納して真空封止される包装材と、を有し、スリットが有機繊維を長さ方向に分断するように上記有機繊維シートに形成され、支持材が上記芯材の厚み方向の少なくとも一方の面に重ねられて上記包装材内に収納されている。 The vacuum heat insulating material according to the present invention has a core material made of an organic fiber sheet, and a packaging material having gas barrier properties and containing the core material and vacuum-sealed, and the slit has a length of the organic fiber. It is formed on the organic fiber sheet so as to be divided in the direction, and a support material is stacked on at least one surface in the thickness direction of the core material and stored in the packaging material.
この発明によれば、芯材が有機繊維シートにより構成されているので、芯材にガラス繊維を用いることによる、ガラス繊維の飛散による作業環境の悪化を抑えることができる。
また、スリットが有機繊維を長さ方向に分断するように有機繊維シートに形成されているので、有機繊維の破断し難さが改善される。そこで、真空断熱材を破砕機に投入しても、有機繊維の綿状化が抑えられ、有機繊維の綿状化に起因するリサイクル回収物である金属への絡みつきやフィルタの目詰まりを抑制でき、リサイクル性が高められる。
さらに、芯材が支持材に支持されて包装材に挿入されるので、スリットが形成されてバラバラになったり、折れ曲がりやすくなった有機繊維シートを、当該支持材がサポートすることによって組立作業性が高められる。
According to this invention, since the core material is composed of the organic fiber sheet, it is possible to suppress the deterioration of the working environment due to the scattering of the glass fiber by using the glass fiber as the core material.
Moreover, since the slit is formed in the organic fiber sheet so as to divide the organic fiber in the length direction, the difficulty of breaking the organic fiber is improved. Therefore, even if vacuum heat insulating material is put into the crusher, organic fiber fluffing can be suppressed, and entanglement of metal, which is a recycled material resulting from organic fiber fluffing, and filter clogging can be suppressed. Recyclability is improved.
Further, since the core material is supported by the support material and inserted into the packaging material, the support material supports the organic fiber sheet that is formed to be separated or easily bent so that assembly workability is improved. Enhanced.
以下、本発明の真空断熱材の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the vacuum heat insulating material of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る真空断熱材を示す断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る真空断熱材における芯材と支持材の構成を説明する分解斜視図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a vacuum heat insulating material according to
図1および図2において、真空断熱材1は、樹脂繊維をシート化したものにスリット加工を施した有機繊維シート3を所定枚積層して構成される芯材2と、芯材2の厚み方向の少なくとも一方の面に重ねて配設される支持材5と、芯材2と支持材5との積層体を内包し、内部の空気を排出した後、気密に封止される包装材6と、を備えている。ここで、芯材2の厚み方向とは有機繊維シート3の厚み方向である。
1 and 2, a vacuum
ここで、有機繊維シート3には、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂材料を繊維化した有機繊維をシート化したものが用いられ、剪断性を改善するためにスリット加工が施される。また、紡糸・シート化の方法としては、スパンボンド法、ケミカルボンド法、ニードルパンチ法などが用いられる。
Here, the
有機繊維シート3の熱伝導率に影響する因子には、繊維同士の接触に起因する固体熱伝導率と、繊維間の空隙に起因する気体熱伝導率とがある。そして、有機繊維の繊維径が9μm未満であると、繊維同士の接触面積が小さくなるものの、繊維強度が小さく、真空封止した際に、繊維の撓みが生じて空隙率が低下するために熱伝導率が増大する。一方、有機繊維の繊維径が25μmより大きくなると、繊維強度は増すものの、繊維断面積が増加するために、繊維自体の固体熱伝導量が増大する。これらのことから、繊維同士の接触面積を低減して固体熱伝導率を低減し、かつ繊維間の空隙を微細化して気体熱伝導率を低減して優れた断熱性能を得るには、繊維径の分布のピークが9μm以上、25μm以下の樹脂繊維を用いることが好ましい。
Factors affecting the thermal conductivity of the
支持材5は、スリット加工を施して強度低下した有機繊維シート3を支持できる引っ張り強度を有していれば、特に材料は限定されないが、厚みが薄く、表面性がよく、熱伝導率が小さく、安価で、安定性がよく、破砕性がよいものがよい。支持材5には、例えば、無機繊維シートが用いられる。無機繊維シートの材料としては、ガラス繊維、セラミックスファイバー、ロックウールなどが利用可能である。ガラス繊維シートには、ガラス繊維を湿式法によって抄造してシート化したガラス繊維シート、バインダを使用して乾式法で作製したガラス繊維シートなどがある。
The
支持材5として無機繊維シートを用いる場合、包装材6の内部の空気を排出して封止した状態での空隙率を80%以上、97%以下、好ましくは85%以上、97%以下にすることがよい。このように、支持材5が封止後に高い空隙率を維持することで、支持材5自体の熱伝導率が小さくなり、真空断熱材1の厚み当たりの断熱性能の低下を抑えることができる。このとき、支持材5の熱伝導率を有機繊維シート3の熱伝導率以下とすると、支持材5の挿入前の真空断熱材1と同等の断熱性能を得るために、当該真空断熱材1の厚みが厚くなることがない。
When an inorganic fiber sheet is used as the
支持材5の引っ張り強度が1N/25mm未満であると、スリット加工された有機繊維シート3の積層体である芯材2に重ねて包装材6に挿入する際に、支持材5が有機繊維シート3を支持しきれず、有機繊維シート3がバラバラになり、真空断熱材1の組立作業性が低下する。そこで、支持材5の引っ張り強度は、1N/25mm以上(好ましくは、2N/25mm以上)がよい。
When the tensile strength of the
なお、支持材5から幅25mm、長さ120mm以上の試験片を切り出し、当該試験片を100mmのチャック間隔でテンシロン引張試験機に把持させ、100mm/minの速度で引っ張り、最大荷重値を測定し、測定された最大荷重値を支持材5の引っ張り強度とした。
A test piece having a width of 25 mm and a length of 120 mm or more was cut out from the
包装材6は、ガスバリア性を有し、内部を減圧状態に維持できるものであれば、特に材料は限定されないが、ヒートシール可能なものが好ましい。包装材6には、例えば、最外層から保護層、ガスバリア層、ガスバリア層、熱融着層の順に重ねた4層構造のラミネート材を用いることができる。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、ナイロンフィルムなどが用いられる。ガスバリア層としては、ステンレスやアルミニウムなどの金属箔、金属蒸着フィルムなどが用いられる。金属蒸着フィルムとしては、アルミニウムなどの金属を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、ポリエチレンナフタレートフィルムなどの樹脂フィルムに蒸着したものが用いられる。熱融着層としては、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、無延伸ポリプロピレンフィルムなどが用いられる。
The
つぎに、スリット加工された有機繊維シート3の製造方法について図3を参照しつつ説明する。
Next, a method for producing the slit-processed
スリット加工された有機繊維シート3の製造ラインは、有機繊維の材料となる樹脂ペレット7が投入されるタンク8と、タンク8にて加熱・溶融された樹脂ペレット7の溶融物が押し出されるノズル9と、ノズル9から押し出された有機繊維を冷却するためのブロア10と、冷却された有機繊維を所望の繊維径に延伸するエジェクター11と、エジェクター11によって延伸された有機繊維を集積して、所望の厚みとなるように速度をコントロールされた集積コンベアー12と、集積コンベアー12によって集積された有機繊維を加熱・溶着してシート化する圧着ロール13と、圧着ロール13によってシート化された有機繊維シート3にスリット加工を施すスリットロール14と、を備えている。
The production line of the slit-processed
まず、樹脂ペレット7がタンク8に供給され、加熱・溶融される。そして、樹脂ペレット7の溶融物をギアポンプ(図示せず)によってノズル9から押し出し紡糸する。ノズル9から押し出された有機繊維はブロア10により冷却された後、エジェクター11内に吸引され、繊維径分布のピークが9μm以上、25μm以下となるように延伸される。延伸された有機繊維は、集積コンベアー12上で所定の厚みとなるように集積される。集積された有機繊維は、圧着ロール13により加熱溶着、圧縮され、有機繊維シート3に成形される。成形された有機繊維シート3は、スリットロール14によりスリット加工が施される。スリット加工が施された有機繊維シート3は所定の厚みとなるように複数枚積層され、所定のサイズにカットされ、芯材2となる。
First, the
このように作製された芯材2は乾燥後、芯材2の厚み方向の一面に重ねられた支持材5に支持されて、支持材5とともに袋状に形成された包装材6に挿入される。その後、包装材6の内部の空気が排気され、包装材6の開口部がヒートシールされて、真空断熱材1が作製される。
The
ここで、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂を繊維化した有機繊維をシート化して作製した有機繊維シートの静摩擦係数を測定したところ、0.9だった。そこで、静摩擦係数を0.9未満とする支持材を用いると、支持材を芯材に重ねて包装体に挿入する作業性は、芯材単体を包装体に挿入する作業性より高められる。また、静摩擦係数を0.1以下とする支持体を用いると、支持材を芯材に重ねて包装体に挿入する際に、芯材が支持材から滑り落ち易くなり、支持材を芯材に重ねて包装体に挿入する作業性は、芯材単体を包装体に挿入する作業性より低下することがわかった。このように、支持材を芯材に重ねて包装体に挿入する作業性を高める観点から、支持材の静摩擦係数を有機繊維シートの静摩擦係数より小さく、かつ0.1より大きくすることが好ましい。 Here, for example, when the coefficient of static friction of an organic fiber sheet produced by forming a sheet of organic fiber obtained by forming a fiber of polyethylene terephthalate resin was measured, it was 0.9. Therefore, when a support material having a static friction coefficient of less than 0.9 is used, the workability of inserting the support material over the core material and inserting it into the package is improved over the workability of inserting the core material alone into the package. In addition, when a support having a static friction coefficient of 0.1 or less is used, the core material is easily slid off from the support material when the support material is inserted into the package by overlapping the support material, and the support material is used as the core material. It turned out that the workability | operativity which inserts in a package in piles falls rather than the workability | operativity which inserts a core material single-piece into a package. Thus, it is preferable to make the static friction coefficient of a support material smaller than the static friction coefficient of an organic fiber sheet, and larger than 0.1 from a viewpoint of improving the workability | operativity which inserts a support material on a core material in a package.
静摩擦係数を有機繊維シートの静摩擦係数より小さく、かつ0.1より大きい静摩擦係数を有する支持材は、有機繊維シートの静摩擦係数より小さく、かつ0.1より大きい静摩擦係数を有する離形剤を支持材に塗布すればよい。また、支持材を、1N/25mm以上の引っ張り強度を有する芯材支持層と、有機繊維シートの静摩擦係数より小さく、かつ0.1より大きい静摩擦係数を有する低摩擦層との2層構造としてもよい。この場合、支持材は、芯材支持層を芯材に向けて芯材に重ねられる。 A support material having a static friction coefficient smaller than that of an organic fiber sheet and having a static friction coefficient greater than 0.1 supports a release agent having a static friction coefficient smaller than that of an organic fiber sheet and greater than 0.1. What is necessary is just to apply | coat to a material. Further, the support material has a two-layer structure of a core material support layer having a tensile strength of 1 N / 25 mm or more and a low friction layer having a static friction coefficient smaller than that of the organic fiber sheet and greater than 0.1. Good. In this case, the support material is stacked on the core material with the core material support layer facing the core material.
つぎに、スリット加工による有機繊維シートに形成されるスリット配列について図4を参照しつつ説明する。図4中、矢印Aは有機繊維シート3の巻き取り方向を示している。
スリット4は、スリット長さ方向を矢印Aの方向と直交する方向とし、それぞれ所定の長さlを有し、矢印Aの方向と直交する方向に所定の間隔dで、かつ矢印Aの方向に所定のピッチpで、有機繊維シート3を厚み方向に貫通するように複数形成される。有機繊維シート3は、有機繊維の長さ方向がランダムであるので、このスリット加工により、有機繊維が長さ方向に分断される。
Next, the slit arrangement formed in the organic fiber sheet by slit processing will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the arrow A indicates the winding direction of the
The slit 4 has a slit length direction orthogonal to the direction of arrow A, each having a predetermined length l, a predetermined interval d in the direction orthogonal to the direction of arrow A, and in the direction of arrow A. A plurality of
スリット4の形状、個数、配列などは、特に限定されないが、スリット加工された有機繊維シート3の完全破断時の伸び率が200%以下(好ましくは、100%以下)となるようにスリット4を形成することが重要である。つまり、スリット加工された有機繊維シート3の完全破断時の伸び率が200%を超えると、回転刃で破砕したときに、有機繊維が引き伸ばされて綿状化し、リサイクル回収物である金属に絡みつき、リサイクル品としての品位を低下させ、あるいは破砕された金属を分離するフィルタに有機繊維が付着し、目詰まりを生じさせるという問題が生じる。例えば、スリット長さlを3mm以上、500mm以下(好ましくは、3mm以上、150mm以下)、スリット間隔dを0.2mm以上、100mm以下(好ましくは、0.2mm以上、50mm以下)、スリットピッチpを3mm以上、200mm以下(好ましくは、3mm以上、50mm以下)とすることがよい。また、スリットを矢印Aの方向にも形成して、十字型にしてもよい。
The shape, number, and arrangement of the slits 4 are not particularly limited, but the slits 4 are formed so that the elongation rate at the time of complete breakage of the slit
なお、有機繊維シート3から幅25mm、長さ120mm以上の試験片を切り出し、当該試験片を100mmのチャック間隔でテンシロン引張試験機に把持させ、100mm/minの速度で引っ張り、荷重のかかり初めから破断時までの試験片の伸び率を測定し、測定された試験片の伸び率を有機繊維シート3の完全破断時の伸び率とした。
A test piece having a width of 25 mm and a length of 120 mm or more was cut out from the
この実施の形態1によれば、有機繊維シート3を積層して芯材2としているので、芯材にガラス繊維を用いることによる、ガラス繊維の飛散による作業環境の悪化を抑えることができる。
According to this
また、有機繊維シート3にスリット加工を施しているので、有機繊維が長さ方向に分断され、有機繊維の破断し難さが改善される。そこで、真空断熱材を破砕機に投入しても、有機繊維の綿状化が抑えられ、有機繊維の綿状化に起因するリサイクル回収物である金属への絡みつきやフィルタの目詰まりを抑制でき、リサイクル性が高められる。
さらに、芯材2がその厚み方向の一面に重ねられた支持材5に支持されて包装材6に挿入されるので、スリット加工されて剛性の低下した有機繊維シート3がバラバラになったり、折れ曲がったりすることがなくなり、組立作業性が高められる。
Moreover, since the slit process is given to the
Further, since the
なお、上記実施の形態1では、包装材内に有機繊維シートを積層した芯材のみを入れて、断熱性に優れた真空断熱材を得ているが、経時的な大気からのガス侵入による真空度の低下による熱伝導率の上昇を抑制するために、合成ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、シリカゲルなどの物理吸着剤や、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物および水酸化物などの化学吸着剤を封入し、外部からの侵入ガスを吸着するようにしてもよい。
In
また、上記実施の形態1では、包装材の封止工程に先立って、芯材の乾燥工程を入れているが、芯材の乾燥工程は省略してもよい。
また、上記実施の形態1では、支持材を芯材の厚み方向の一面に重ねるものとしているが、支持材は芯材の厚み方向の両面に重ねてもよい。
また、上記実施の形態1では、芯材が有機繊維シートを積層して構成されているものとしているが、有機繊維シートが所定の厚みに成形できれば、1枚の有機繊維シートで芯材を構成してもよい。
In the first embodiment, the core material drying step is included prior to the packaging material sealing step, but the core material drying step may be omitted.
In the first embodiment, the support material is stacked on one surface in the thickness direction of the core material. However, the support material may be stacked on both surfaces in the thickness direction of the core material.
In the first embodiment, the core material is configured by stacking organic fiber sheets. However, if the organic fiber sheet can be formed to a predetermined thickness, the core material is configured by one organic fiber sheet. May be.
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2に係る真空断熱材を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a vacuum heat insulating material according to
図5において、真空断熱材1Aは、スリット加工を施した有機繊維シート3を所定枚積層して構成される芯材2と、芯材2の厚み方向の両面に覆うように芯材2に巻き付けられた支持材5Aと、支持材5Aが巻き付けられた芯材2を内包し、内部の空気を排出した後、気密に封止される包装材6と、を備えている。
なお、実施の形態2は、支持材5Aが芯材2の厚み方向の両面に覆うように芯材2に巻き付けられている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
In FIG. 5, the vacuum
The second embodiment is configured in the same manner as in the first embodiment except that the
この実施の形態2においても、支持材5Aは、スリット加工を施して強度低下した有機繊維シート3を支持できる引っ張り強度、すなわち1N/25mm以上の引っ張り強度を有し、厚みが薄く、表面性がよく、熱伝導率が小さく、安価で、安定性がよく、破砕性がよいものがよい。この実施の形態2では、支持材5Aが芯材2の厚み方向の両面に覆うように芯材2に巻き付けられることから、支持材5Aには、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの樹脂フィルムなどが用いられる。
Also in the second embodiment, the
この実施の形態2においても、有機繊維シート3にスリット加工を施しているので、真空断熱材1Aを破砕機に投入しても、有機繊維の綿状化が抑えられる。また、支持材5Aが芯材2の厚み方向の両面に覆うように芯材2に巻き付けられているので、芯材2を包装材6に挿入する際に、有機繊維シート3がバラバラになったり、折れ曲がったりすることがない。
Also in this
ここで、有機繊維シートの伸び率および支持材の引っ張り強度を変えて真空断熱材を作製し、リサイクル性および組立作業性を評価した結果を図6に示す。なお、リサイクル性は、真空断熱材1を破砕機に投入後、有機繊維が綿状化したか否か評価した。組立作業性は、有機繊維シートの積層体である芯材に支持材を重ねて包装材に挿入する際に、芯材がバラバラになるか否か、あるいは芯材が折れ曲がったか否かを評価した。
Here, FIG. 6 shows the results of producing a vacuum heat insulating material by changing the elongation rate of the organic fiber sheet and the tensile strength of the support material, and evaluating recyclability and assembly workability. In addition, recyclability evaluated whether the organic fiber became cotton-like after throwing the vacuum
実施例1.
有機繊維シートは、ポリエチレンテレフタレート樹脂を材料として、上述のスパンボンド法によって、繊維径の分布のピークが14μmである有機繊維を集積し、集積された有機繊維を加熱溶融、圧縮して、厚さ0.1mmとなるようにシート化して作製した。そして、有機繊維シートを200枚積層し、500mm×1500mmのサイズにカットした。カットされた有機繊維シートの積層体に、スリット長さlが4mm、スリット間隔dが0.5mm、スリットピッチpが6mmとするスリット(ミシン目)をスリット長さ方向が有機繊維シートの巻き取り方向と直交するように形成し、芯材とした。この有機繊維シートの完全破断時の伸び率は100%であった。
Example 1.
The organic fiber sheet is made of polyethylene terephthalate resin as a material, and the organic fiber having a fiber diameter distribution peak of 14 μm is accumulated by the above-mentioned spunbond method, and the accumulated organic fiber is heated and melted and compressed to obtain a thickness. It was made into a sheet so as to be 0.1 mm. Then, 200 organic fiber sheets were laminated and cut into a size of 500 mm × 1500 mm. A slit (perforation) having a slit length l of 4 mm, a slit interval d of 0.5 mm, and a slit pitch p of 6 mm is wound on the cut organic fiber sheet laminate. The core material was formed so as to be orthogonal to the direction. The elongation at the time of complete breakage of this organic fiber sheet was 100%.
支持材は、湿式法によって抄造してシート化したガラス繊維シートを用いた。ガラス繊維シートは、有機繊維シートと同じサイズにカットされ、繊維径の分布が4μmにピークがあり、厚さが1mm、引っ張り強度が3N/25mmであった。
包装材は、最外層からナイロン(保護層)、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート(ガスバリア層)、アルミ箔(ガスバリア層)、低密度ポリエチレン(熱融着層)の順に4層に重ねたラミネート材をヒートシールして袋状に形成して作製した。
そして、支持材を芯材の厚み方向の一面に重ねて包装材内に挿入し、90℃で数時間乾燥した後、包装材の内圧が1〜10Pa程度の真空度となるように排気し、包装材の開口部をヒートシールして封止して、真空断熱材を作製した。
As the support material, a glass fiber sheet which was made into a sheet by a wet method was used. The glass fiber sheet was cut into the same size as the organic fiber sheet, the fiber diameter distribution had a peak at 4 μm, the thickness was 1 mm, and the tensile strength was 3 N / 25 mm.
The packaging material is heat-sealed with four layers of nylon (protective layer), aluminum-deposited polyethylene terephthalate (gas barrier layer), aluminum foil (gas barrier layer), and low-density polyethylene (thermal fusion layer) in this order from the outermost layer. And formed into a bag shape.
And after inserting the support material on one side in the thickness direction of the core material and inserting it into the packaging material and drying it at 90 ° C. for several hours, it is exhausted so that the internal pressure of the packaging material becomes a vacuum degree of about 1 to 10 Pa, The opening of the packaging material was heat sealed and sealed to produce a vacuum heat insulating material.
実施例2.
スリット長さlが4mm、スリット間隔dが1.5mm、スリットピッチpが6mmとするスロットをスリット長さ方向が有機繊維シートの巻き取り方向と直交するように形成した有機繊維シートを200枚積層し、芯材とした。この有機繊維シートの完全破断時の伸び率は200%であった。なお、他の材料は実施例1と同じものを用いた。
Example 2
200 organic fiber sheets, each having a slit length l of 4 mm, a slit interval d of 1.5 mm, and a slit pitch p of 6 mm formed so that the slit length direction is perpendicular to the winding direction of the organic fiber sheet, are laminated. And it was set as the core material. The elongation at the time of complete breakage of this organic fiber sheet was 200%. The other materials were the same as in Example 1.
実施例3.
支持材は、繊維径の分布が4μmにピークがあり、厚さが0.3mm、引っ張り強度が1N/25mmとしたガラス繊維シートを用いた。なお、他の材料は実施例1と同じものを用いた。
Example 3
As the support material, a glass fiber sheet having a fiber diameter distribution with a peak at 4 μm, a thickness of 0.3 mm, and a tensile strength of 1 N / 25 mm was used. The other materials were the same as in Example 1.
実施例4.
支持材は、厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。支持材の引っ張り強度は70N/25mmであった。そして、支持材を芯材の厚み方向の両面を覆うように芯材に巻き付け、包装材に挿入した。なお、他の材料は実施例1と同じものを用いた。
Example 4
As the support material, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm was used. The tensile strength of the support material was 70 N / 25 mm. And the support material was wound around the core material so that both surfaces of the thickness direction of a core material might be covered, and it inserted in the packaging material. The other materials were the same as in Example 1.
比較例1.
スリット長さlが4mm、スリット間隔dが2mm、スリットピッチpが6mmとするスリットをスリット長さ方向が有機繊維シートの巻き取り方向と直交するように形成した有機繊維シートを200枚積層して、芯材とした。この有機繊維シートの完全破断時の伸び率は250%であった。なお、他の材料は実施例1と同じものと用いた。
Comparative Example 1
200 organic fiber sheets, each having a slit length l of 4 mm, a slit interval d of 2 mm, and a slit pitch p of 6 mm, formed so that the slit length direction is perpendicular to the winding direction of the organic fiber sheet, are laminated. The core material was used. The elongation at the time of complete breakage of this organic fiber sheet was 250%. The other materials were the same as in Example 1.
比較例2.
支持材は、繊維径の分布が4μmにピークがあり、厚さが0.16mm、引っ張り強度が0.5N/25mmとしたガラス繊維シートを用いた。なお、他の材料は実施例1と同じものと用いた。
Comparative Example 2
As the support material, a glass fiber sheet having a fiber diameter distribution with a peak at 4 μm, a thickness of 0.16 mm, and a tensile strength of 0.5 N / 25 mm was used. The other materials were the same as in Example 1.
実施例1〜4、および比較例1は、組立作業性が良好だった。すなわち、有機繊維シートの積層体に支持材を重ねて、あるいは巻き付けて包装材に挿入する際に、有機繊維シートの積層体がバラバラになったり、折れ曲がったりすることはなかった。
しかし、比較例2は、有機繊維シートの積層体に支持材を重ねて包装材に挿入する際に、有機繊維シートの積層体と支持材がバラバラになり、包装材に挿入する作業性が悪化した。
In Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the assembly workability was good. That is, when a support material is stacked on a laminate of organic fiber sheets or wound and inserted into a packaging material, the laminate of organic fiber sheets does not fall apart or bend.
However, in Comparative Example 2, when the support material is stacked on the laminate of the organic fiber sheet and inserted into the packaging material, the laminate of the organic fiber sheet and the support material are separated, and workability to be inserted into the packaging material is deteriorated. did.
実施例1〜4、および比較例2は、リサイクル性が良好だった。すなわち、真空断熱材を破砕機に投入したところ、有機繊維シートの綿状化は確認されなかった。
しかし、比較例1の真空断熱材を破砕機に投入したところ、有機繊維シートの綿状化が確認された。
Examples 1-4 and Comparative Example 2 had good recyclability. That is, when the vacuum heat insulating material was put into the crusher, the organic fiber sheet was not confirmed to be cottony.
However, when the vacuum heat insulating material of Comparative Example 1 was put into a crusher, it was confirmed that the organic fiber sheet was made cottony.
このように、図6から、支持材の引っ張り強度が1N/25mm以上であれば、支持材がスリット加工された有機繊維シートの積層体を確実に支持できること、すなわち包装材に挿入する際に、有機繊維シートの積層体がバラバラになることに起因する組立作業性の低下を抑えられることが確認された。
また、スリット加工された有機繊維シートの完全破断時の伸び率が200%以下であれば、回転刃で破砕したときに、有機繊維の綿状化が抑えられること、すなわちリサイクル回収物である金属への有機繊維の絡みつき、やフィルタの目詰まりの発生を抑えられることが確認された。
Thus, from FIG. 6, if the tensile strength of the support material is 1 N / 25 mm or more, the support material can reliably support the laminated body of the organic fiber sheet slitted, that is, when inserted into the packaging material, It was confirmed that the deterioration of the assembly workability caused by the laminated body of the organic fiber sheets being separated can be suppressed.
Moreover, if the elongation rate at the time of complete breakage of the slit-processed organic fiber sheet is 200% or less, it is possible to suppress the fluffing of the organic fiber when it is crushed with a rotary blade, that is, a metal that is a recycled recovered material. It was confirmed that entanglement of organic fibers and filter clogging can be suppressed.
1,1A 真空断熱材、2 芯材、3 有機繊維シート、4 スリット、5,5A 支持材、6 包装材。 1, 1A vacuum heat insulating material, 2 core material, 3 organic fiber sheet, 4 slit, 5, 5A support material, 6 packaging material.
Claims (6)
スリットが有機繊維を長さ方向に分断するように上記有機繊維シートに形成され、
支持材が上記芯材の厚み方向の少なくとも一方の面に重ねられて上記包装材内に収納されていることを特徴とする真空断熱材。 In a vacuum heat insulating material having a core material made of an organic fiber sheet and a packaging material having a gas barrier property and containing the core material and vacuum-sealed,
The slit is formed in the organic fiber sheet so that the organic fiber is divided in the length direction,
A vacuum heat insulating material characterized in that a support material is stacked on at least one surface in the thickness direction of the core material and stored in the packaging material.
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