专利名称：真空绝热材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及真空绝热材料和真空绝热材料中所使用的玻璃纤维层叠体的检查方法，所述真空绝热材料具有芯材和包覆芯材的外包覆材料，外包覆材料的内部被减压、密闭。
背景技术：
通常，作为真空绝热材料中所使用的芯材，热传导率低、产生气体少的无机化合物是适宜的。特别是使用玻璃纤维层叠体作为芯材的真空绝热材料具有优良的绝热性能。作 为构成这样的真空绝热材料的芯材的一个例子，例如已知特公平7-103955号公报(以下简称专利文献I)等中公开的芯材。图8是专利文献I中记载的芯材的截面示意图。如图8所示，玻璃纤维等无机质细径纤维IOla (以下称为纤维101a)，按照使纤维IOla的长度方向与真空绝热材料的传热方向垂直来进行层叠。另外，纤维IOla之间，按照使各自的长度方向相互交错，彼此点接触来无规则地进行层叠。进而，按照与真空绝热材料的传热方向平行来引入贯穿(penetration)纤维IOlc (以下称为纤维101c)。这样构成无机质细径纤维毡101d。进而，通过将多片(N片)无机质细径纤维毡IOld重叠，形成芯材101。芯材101被装填于作为外包覆材料的不锈钢制的外包覆装材料(图中未示出)中，构成真空绝热材料。
发明内容
本发明的真空绝热材料包含芯材和包覆芯材的外包覆材料，外包覆材料的内部被减压，芯材具有玻璃纤维层叠构成的层叠体，玻璃纤维是低脆性且纤维强度得到强化的强化玻璃纤维。通过该结构，可以提供绝热性能改善且材料成本降低的真空绝热材料。本发明的玻璃纤维层叠体的检查方法，是包含具有玻璃纤维层叠体的芯材和包覆该芯材且内部被减压的外包覆材料的真空绝热材料所用的玻璃纤维层叠体的检查方法；该方法具有前处理压缩步骤、第I压缩步骤、第2压缩步骤、以及计算步骤；所述前处理压缩步骤是，对玻璃纤维层叠体施加压缩力直至前处理压缩强度Ptl ;所述第I压缩步骤是，对玻璃纤维层叠体进一步施加第一次的压缩力直至负荷压缩强度P1，在第一次的压缩过程中，检测压缩强度达到基准压缩强度Pa时玻璃纤维层叠体的厚度，将其作为基准厚度T ;所述第2压缩步骤是，对玻璃纤维层叠体进一步施加第二次的压缩力直至负荷压缩强度P1，在第二次的压缩过程中，检测玻璃纤维层叠体的厚度达到基准厚度T时的压缩强度，将其作为测定压缩强度Pm ;所述计算步骤是，利用X=PM/PA计算出玻璃纤维层叠体的反复压缩强度比X。采用该检查方法，可以容易地对绝热性能改善且材料成本降低的真空绝热材料中所用的玻璃纤维层叠体进行检查。
图I是本发明的实施方式I的真空绝热材料的截面图。图2是表示图I所示的真空绝热材料的芯材截面的示意截面图。
图3是表示图I所示的真空绝热材料中所用的玻璃纤维层叠体的检查方法的流程图。图4是本发明的实施方式2的真空绝热材料的截面图。图5是本发明的实施方式3的真空绝热材料的截面图。图6是本发明的实施方式4的真空绝热材料的示意平面图。图7是表示沿图6的7-7线的截面的示意截面图。图8是表不以往的真空绝热材料的芯材截面的不意图。符号说明2，2a，2b，2c 真空绝热材料3, 3a, 3b, 3c 芯材4外包覆材料4a上膜4b下膜5吸附剂21，21a，21b，21c 玻璃纤维22，22a，22b层叠体23玻璃纤维网27熔融粘合部28真空空间
具体实施例方式例如，以往的真空绝热材料中使用的芯材，玻璃纤维等无机质细径纤维相互以点接触的状态接触，因而各无机质细径纤维的接触点的接触热阻大。因此，芯材的厚度方向的
传热量小。但是，仅仅是垂直于真空绝热材料的传热方向配置的无机质细径纤维，不足以耐受加在真空绝热材料传热方向上的大气压，真空绝热材料的耐压缩性降低。因此，真空绝热材料被真空包装后，由于施加的大气压，芯材被压缩，芯材的厚度发生变化。因此，按照与真空绝热材料的传热方向平行，来设置贯穿纤维，可以提高真空绝热材料的传热方向的耐压缩性。但是，由于设置贯穿纤维，真空绝热材料的传热方向的绝热性能下降。因此，通过重叠多片无机质细径纤维毡，真空绝热材料的传热方向的绝热性能得到提高。这样，按照以往的真空绝热材料的构成，由贯穿纤维带来的对于热传导性的贡献很大。因此，即使重叠多片无机质细径纤维毡，热传导性也不能充分降低，热传导的热量较大。
另一方面，玻璃纤维等无机质细径纤维仅在与真空绝热材料的传热方向垂直的方向上层叠而构成的芯材，由于以下所述的原因，存在热传导性缓慢增加的倾向。通常，相当于外包覆材料内外气压差的压力对真空绝热材料发挥着作用。因此，压缩力通过外包覆材料而施加到外包覆材料内部的芯材上。在芯材的内部，玻璃纤维相互缠绕，由大气压在芯材上施加压缩力的话，则玻璃纤维上被施加有拉伸应力和弯曲应力，玻璃纤维发生变形和破裂。玻璃纤维中产生的变形，使玻璃纤维缠绕形成的空隙缩小。因此,如果玻璃纤维产生大的变形，则在没有施加压缩力状态下不接触的纤维之间，有时也会发生接触。玻璃纤维相互接触产生的连接点成为传热的通路。因此，芯材的热传导性增高。另外，在玻璃纤维破裂的情况下，与玻璃纤维变形的情况同样，芯材的空隙部分被挤压。芯材的空隙部分是通过玻璃纤维相互缠绕而形成的。芯材的空隙部分被挤压的话，玻璃纤维相互的接触点数增多。进而,局部产生玻璃纤维线接触的部位。这样一来,玻璃纤维相互接触的面积增大。所以，芯材内部的玻璃纤维的接触热阻降低。另外，芯材的空隙部分被破裂的玻璃纤维填充。于是，不仅芯材的空隙部分变得更�。也Ａ宋嗷サ慕哟サ闶苍黾�。由于以上的原因，芯材传导的热量增大，真空绝热材料的绝热性能降低。同时，由于不能确保芯材的厚度，构成芯材的玻璃纤维的使用量增加。因此，材料成本增大。以上对以往的真空绝热材料进行了说明。与以往的真空绝热材料相比，本发明的真空绝热材料不仅改善了绝热性能，而且降低了材料成本。另外，本发明的玻璃纤维层叠体的检查方法，可以容易地判别构成本发明的真空绝热材料的芯材所使用的玻璃纤维层叠体。因而，能够容易地得到与以往的真空绝热材料相比，不仅改善了绝热性能而且降低了材料成本的真空绝热材料。以下，结合附图对本发明的实施方式进行说明。但本发明并不限于以下的实施方式。实施方式I图I是实施方式I的真空绝热材料的截面图。图2是表示图I所示的真空绝热材料的芯材截面的截面示意图。如图I和图2所示，真空绝热材料2是，由外包覆材料4包覆芯材3和吸附剂5，将外包覆材料4的内部减压而构成。芯材3是，将由玻璃纤维网(web)23 (以下称为网23)层叠构成的层叠体22成形为板状而构成。调整芯材3的厚度、密度等芯材特性，使得真空绝热材料2的厚度为10 (mm)。另外，外包覆材料4构成真空绝热材料2的外包覆装材料。另外，如图2所示，网23由基本上平行于芯材3的截面来配置的玻璃纤维21a和基本上垂直于芯材3的截面来配置的玻璃纤维21b构成。玻璃纤维21a和玻璃纤维21b各自构成玻璃纤维21 (以下称为纤维21)。另外，芯材3按以下所述制作将由网23形成的玻璃棉层叠，直至达到规定厚度，形成纤维21间交织结合的层叠体22。然后，在低于所使用的纤维21的应变点的温度一450(°C)的温度条件下，进行5分钟加热压压制的热成型加工，成型为板状。其中，也可以在加热压制时使用粘合剂(图中未示出)，进而成型为高刚性的板状的芯材3。将芯材3成型为板状的方法，可以考虑所要求的真空绝热材料2的品质和生产率、而决定的。由芯材3制作真空绝热材料2的工序是，首先，将芯材3在140 (°C)的干燥炉中干燥20分钟,然后插入外包覆材料4中。接着,在减压室(decompression chamber)(图中未示出)内将外包覆材料4的内部减压至10 (Pa)以下。进而，通过熔融粘合使内部减压的外包覆材料4的开口部(图中未示出)紧密贴合，密封包装。芯材3中使用的纤维21是脆性低且纤维强度被增强的玻璃纤维。因此，对芯材3反复施加压缩力时，可以将芯材3的基准厚度时的压缩强度的降低抑制为很小。另外，芯材3中使用的纤维21是公知的纤维。优选使用纤维直径细、材料本身的热传导率小的纤维。更优选纤维的抗拉强度值为0. 5 (GPa)以上。另外，希望网23是无规地配置纤维21、使纤维21相互点接触而成型的结构。进而，更优选网23之间通过可以保持层叠体22—体性所必需的最低限度量的纤维21的交织而结合，层叠体22在厚度方形(箭头C方向)上均质地层叠配列的结构。 由于芯材3使用这样的层叠体22,对于在芯材3的厚度方向(箭头C方向)的热传导率来说，与纤维21固有的热传导率相比，纤维21相互间形成的接触点的接触热阻居于支配地位。一个例子是，通用的玻璃纤维在常温下的热传导率为I (W/mK)左右。使用该玻璃纤维作为纤维21构成芯材3而得到的真空绝热材料2，层叠体22的固体成分的表观热传导率为玻璃纤维自身热传导率的百分之一以下。另外，纤维21的直径没有特别限定。不过，使用纤维直径微细的纤维21的真空 绝热材料2，可以得到更优异的绝热性能。从经济性的角度考虑，优选使用平均直径3 5(U m)的纤维作为纤维21。下面，对于使纤维21成为低脆性、高强度的处理方法的一个例子进行说明。通过玻璃组成的优化或制造工艺的优化等，可以将纤维21处理成为低脆性且高强度。例如，通过制造工艺的优化来增大纤维21的机械强度的方法有化学强化法、离子交换法、加热急冷法。化学强化法是用氢氟酸等浸蚀玻璃表面的方法。采用该方法，可以除去玻璃表面存在的格里菲斯微裂纹(Grifith flow)。从而可以改善玻璃纤维的脆性和机械强度。
离子交换法是，用分子径大的钾离子置换玻璃表面的钠离子，在玻璃表面形成高的压应力层的方法。由此，与化学强化法同样，可以改善玻璃纤维的脆性和机械强度。工业上使用最多的方法是加热急冷法。加热急冷法也叫做风冷强化法。加热急冷法是，向被加热的玻璃快速地喷吹低温空气来进行处理的方法。采用这种方法，在玻璃表面形成高的压应力层，提高对拉应力的耐久性。加热急冷法同样能够适用于玻璃纤维。在玻璃材料刚刚被制成纤维后的高温状态下，对玻璃纤维喷吹冷却的空气。由此，玻璃纤维得到强化。由于加热急冷法是与用于将玻璃材料纤维化的加热工序联动进行处理，因此是可以进行高效率处理的玻璃强化方法之
o以上对于工业上采用的玻璃强化方法进行了举例。但是，增强玻璃纤维的机械强度的方法并不限于上述方法，也可以使用公知的方法。外包覆材料4由具有最外层、中间层和最内层的三层结构的塑料层压薄膜(plastic laminated film)构成。外包覆材料4是通过熔融粘合将塑料层压薄膜的三方熔接，成形为袋状。最外层的材料是厚度为12 (Pm)的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(polyethylene terephthalate film)。中间层的材料是厚度为6 (iim)的招箔(aluminum foil)。最内层的熔融粘合层材料是厚度为50 ( U m)的直链低密度聚乙烯薄膜(straight-chain low-density polyethylene film)。作为水分吸附剂的吸附剂5的材料是氧化钙。另外，构成芯材3的玻璃纤维网23，经过以下的制作工序，拉伸破断强度大的玻璃纤维的比例增大。纤维21使用的是通用的钠I丐玻璃(soda-lime glass)组合物。纤维21通过从高速旋转的纤维化装置喷出玻璃纤维而得以纤维化。纤维21被纤维化后，立即喷吹冷却空气,纤维21表面被急冷而强化。借助大气压向芯材3施加压缩力时，拉伸力作用于内部缠绕的纤维21。机械强度 得到强化的纤维21的抗拉伸破断强度大。由此，即使拉伸力作用于纤维21上，纤维21也不易破断。这样，纤维21周围的空隙24得以维持，保持邻近的纤维21彼此不接触的状态。另外，也抑制了纤维21的破裂。因此，由于破裂部分成为自由端而引起的纤维21之间的接触受到抑制。所以，纤维21的破裂较少的芯材3，由纤维21之间直接接触引起的绝热特性的降低较少。如上制成的真空绝热材料2的热传导率，可以使用英弘精机制造的才一卜A(商品名)等热传导率测定装置进行测定。测定热传导率的结果是，真空绝热材料2的热传导率，在平均温度24 (°C)下为0.0015 (W/mK)，具有优良的绝热性能。此外，芯材3的反复压缩试验中的第I反复压缩强度比X1为0. 93。另外，芯材3的反复压缩试验中的第2反复压缩强度比X2为0. 8。其中，对于反复压缩试验中的第I反复压缩强度比X1和第2反复压缩强度比X2，在后面有详细说明。如上构成的真空绝热材料2，其芯材3使用低脆性且纤维的机械强度得到强化的纤维21。这样，对芯材3反复进行压缩时，芯材3的压缩强度的降低受到抑制。另外，如上所述，由于芯材3的耐压缩性得到改善，芯材3相互之间的空隙率提高，能够实现芯材3的低密度化。结果，真空绝热材料2中使用的芯材3的体积减小。从而可以降低真空绝热材料2的成本。此外，通过使用加热压制进行热成型，层叠体22成型为板状而形成芯材3。这样一来，不需要用于成型的粘合剂，绝热性能随时间的变化小。从而可以得到具有优异绝热性能的真空绝热材料2.下面，利用图3对玻璃纤维层叠体的检查方法进行说明。另外，对于用来得到芯材3的反复压缩试验中的反复压缩强度比(以下称为压缩比)和厚度比的测定方法具体说明如下。首先，准备工序中，为了测定层叠体22或芯材3的反复压缩试验中的压缩比，制备纤维21层叠构成的层叠体22或芯材3的试验样品(以下称为样品)(S21)。对所制备的样品进行压缩试验，测定压缩比和厚度比。随后，在样品的前处理工序中，将样品压缩至前处理压缩强度Ptl (hPa) (S22)。压缩样品达到前处理压缩强度Ptl的目的是，去除层叠体22或芯材3构成真空绝热材料2时真空包装前后的压缩等压缩经历，得到更正确的测定数据。
接着，在第I压缩工序中，作为第一次压缩，样品被压缩至负荷压缩强度P1 (hPa)，快速地释放压缩力(S23)。压缩力被释放的样品的厚度恢复到规定的厚度。第一次压缩的过程中，测定压缩强度达到基准压缩强度Pa (hPa)时的厚度，作为基准厚度T (mm)被检测。接着，在第2压缩工序中，与第一次压缩时相同的位置再次被压缩至负荷压缩强度？(hPa) (S24)。也就是说，在样品上施加第二次压缩力。在第二次压缩过程中，测定样品厚度达到基准厚度T (mm)时的压缩强度，作为测定压缩强度Pm (hPa)被检测。进而，测定施加在样品上的压缩力的压缩强度达到基准压缩强度Pa时的样品的厚度，作为测定厚度Tm被检测。接下来，在计算工序中，算出压缩比和厚度比(S25)。反复压缩强度比X(以下称为压缩比X)是使用压缩比计算式X=PM/PA算出的。厚度比Y是使用厚度比计算式Y=Tm/T算出的。进而，判定工序中，对于进行了压缩试验的样品，使用各自的判定式，判定其是否 适于作为真空绝热材料2中使用的层叠体22或芯材3 (S26)。使用压缩比判定式X彡Xs,基于压缩比进行判定。这里，Xs是压缩比判定值。另外，使用厚度比判定式Y SYs，基于厚度比进行判定。这里，Ys是厚度比判定值。对样品分别进行判定后，检查结束(S27或S28)。在以上说明的玻璃纤维层叠体的检查方法的个工序中，对压缩比和厚度比两者的检测、计算、判定方法进行了说明。不过，不一定必需进行压缩比和厚度比两者的检测、计算、判定。例如，可以是仅使用压缩比的检查方法，也可以是仅使用厚度比的检查方法。所以，是使用压缩比和厚度比中的任一方进行检查，还是使用压缩比和厚度比两者进行检查，可以进行适当判断。例如，按以下所述设定第I检查条件。作为前处理压缩强度Ptl，将第I前处理压缩强度Ptll设定为1500 (hPa)。另外，作为负荷压缩强度P1，将第I负荷压缩强度P11 (以下称为压缩强度P11)设定为2000 (hPa)。进而，作为基准压缩强度Pa，将第I基准压缩强度Pai(以下称为压缩强度Pai)设定为1800 (hPa)。在第I压缩工序的第一次压缩过程中，测定压缩强度为压缩强度PA1=1800 (hPa)时的厚度，作为第I基准厚度T18cici (以下称为基准厚度T1800)被检测。并且，在第2压缩工序的第二次压缩过程中，测定达到基准厚度T18tltl时的压缩强度，作为第I测定压缩强度Pmi (以下称为压缩强度Pmi)被检测。另外，测定对样品施加压缩力的压缩强度达到压缩强度Pai时的样品厚度，作为第I测定厚度Tmi (以下称为厚度Tmi)被检测。如上所述，按照第I检查条件，使用第I压缩比计算式X1=PmiAVPmiZISOO计算出第I反复压缩强度比X1 (以下称为压缩比X1X另外，使用第I厚度比计算式Y1=TmZT18cici计算出第I厚度比Y1 (以下称为厚度比Y1X进而，使用第I压缩比判定式X1彡Xsi=O. 89，基于压缩比进行判定。并且，使用第I厚度比判定式Y1 SYsi=O. 98，基于厚度比进行判定。这里，第I压缩比判定值Xsi和第I厚度比判定值Ysi各自为实验得到的判定基准值。另外，例如，按以下所述设定第2检查条件。作为前处理压缩强度Ptl，将第2前处理压缩强度Ptl2设定为300 (hPa)。作为负荷压缩强度P1，将第2负荷压缩强度P12 (以下称为压缩强度P12)设定为1013 (hPa)。此外，作为基准压缩强度Pa，将第2基准压缩强度Pa2(以下称为压缩强度Pa2)设定为300 (hPa)。在第I压缩工序的第一次压缩过程中，测定压缩强度为压缩强度PA2=300(hPa)时的厚度，作为第2基准厚度T3tltl (以下称为基准厚度T3tltl)被检测。并且，在第2压缩工序的第二次压缩过程中，测定达到基准厚度T3tltl时的压缩强度，作为第2测定压缩强度Pm2 (以下称为压缩强度Pm2)被检测。此外，测定对样品施加压缩力的压缩强度达到压缩强度Pa2时的样品厚度，作为第2测定厚度Tm2 (以下称为厚度Tm2)被检测。如上所述，按照第2检查条件，使用第2压缩比计算式X2=Pm2A3a2=Pm2AOO计算出第2反复压缩强度比X2 (以下称为压缩比X2)。进而，使用第2厚度比计算式Υ2=ΤΜ2/Τ·计算出第2厚度比Y2 (以下称为厚度比Υ2)。进而，使用第2压缩比判定式X2 SXs2=O. 65，基于压缩比进行判定。另外，使用第2厚度比判定式Y2彡Ys2=O. 90，基于厚度比进行判定。这里，第2压缩比判定值Xs2和第2厚度比判定值Ys2各自为实验得到的判定基准值。另外，用于进行以上检查方法的测定的反复压缩试验装置，例如可以使用岛津制作所制造的才一卜9 7 (商品名)等精密材料试验机。作为压缩试验的试验条件的一个 例子，可以采用以下的条件。例如，压缩速度为I (mm/分)或10 (mm/分)，压缩用夹具为上下均为直径100 (mm)的铁制的圆形模具。此外，样品的大小为200 (mm) X 200 (mm),样品的单位面积重量为2500 (g/m2)±15 (%)。另外，在样品的中心部反复施加压缩力，进行压缩强度试验。其中，例如，压缩比X和厚度比Y各自使用n=3的平均值。另外，使用第I检查条件进行检查时，如果是事先没有施加1500 (hPa)以上的压力的样品，则无论有无真空包装都得到几乎相等的测定结果。在使用第I检查条件的检查方法中，反复压缩样品的情况下，可以判别出压缩比X1为O. 89以上的纤维21。然后，可以由具有使用压缩比X1为O. 89以上的纤维21的层叠体22的芯材3构成真空绝热材料2。这样，芯材3的厚度方向(箭头C方向)上传热的传热量降低。结果，可以得到绝热性能得到改善的真空绝热材料2。另外，同样地，在使用第I检查条件的检查方法中，反复压缩样品的情况下，可以判别出厚度比Y1S O. 98以上的纤维21。于是，可以由具有使用厚度比Y1为O. 98以上的纤维21的层叠体22的芯材3构成真空绝热材料2。这样，芯材3的厚度方向(箭头C方向)上的传热量降低。结果，可以得到绝热性能得到改善的真空绝热材料2。另外，在使用第2检查条件的检查方法中，反复压缩样品的情况下，可以判别出压缩比X2为O. 65以上的纤维21。于是，可以由具有使用压缩比X2为O. 65以上的纤维21的层叠体22的芯材3构成真空绝热材料2。这样，芯材3的厚度方向(箭头C方向)上的传热量降低。结果，可以得到绝热性能得到改善的真空绝热材料2。另外，同样地，在使用第2检查条件的检查方法中，反复压缩样品的情况下，可以判别出厚度比Y2为O. 90以上的纤维21。于是，可以由具有使用厚度比Y2为O. 90以上的纤维21的层叠体22的芯材3构成真空绝热材料2。这样，芯材3的厚度方向(箭头C方向)上的传热量降低。结果，可以得到绝热性能得到改善的真空绝热材料2。选择第I检查条件和第2检查条件的哪一个检查条件，可以根据真空绝热材料2的用途、使用条件或材料费用等各种条件进行选择。另外，也可以使用第I检查条件或第2检查条件以外的条件进行检查。此外，通过使用按图3所示的检查方法判别的纤维21，可以容易地得到耐压缩性得到改善的芯材3。耐压缩性得到改善的芯材3，即使空隙率提高，也能够维持绝热性能。从而，通过提高芯材3的空隙率，可以得到低密度化的芯材3。结果，可以提供维持绝热性能并实现芯材3的低成本化的真空绝热材料2。另外，以往，与纤维21的脆性有关的特性是利用纤维21的拉伸强度来控制的。但实际上，构成层叠体22的纤维21中，各个纤维21的纤维强度分布很广。因此，为了掌握与层叠体22或芯材3的纤维强度有关的特性的整体情况，需要花费很大的劳动力和时间。但是，图3所示的玻璃纤维层叠体的检查方法，是使用层叠体22或芯材3的压缩特性代替与纤维21的纤维强度有关的特性。这样，对于构成层叠体22或芯材3的纤维21的管理和控制相比容易。另外，进一步具体地掌握了层叠体22或芯材3的整体情况，易于控制更接近实体的特性。下面，对于使用通过图3所示的玻璃纤维层叠体检查方法得到的压缩特性来评价构成层叠体22的纤维21的纤维强度分布的关系进行说明。 纤维21缠绕状态的玻璃棉(图中未示出)被压缩时的压缩强度，是表示一根一根的纤维21抗变形的力之和的一个指标。即，压缩强度降低，表示由于压缩应力贡献的纤维21的破断，抗变形的纤维21减少。S卩，新的发现是，利用图3所示的玻璃纤维层叠体的检查方法得到的反复压缩强度比X，与真空绝热材料2的热传导率具有良好的相关关系。另一方面，在第I检查条件中，将压缩强度P11设定为2000 (hPa)。这是设想由于提高真空绝热材料2的表面性等缘故，真空绝热材料2被压缩。这样，真空绝热材料2被压缩时，大气压和压缩力合在一起的很大的压力被施加于纤维21上。因此，将压缩强度P11设定为2000 (hPa)。其中，压缩强度P11与2000 (hPa)相比，也可以多少有一些不同。另外，在第I检查条件中，基准厚度T18tltl是压缩强度PA1=1800 (hPa)时的层叠体22的厚度。这是因为，以1800 (hPa)时的层叠体22的厚度为基准时，可以得到与真空绝热材料2的绝热性能的良好相关关系。另外，通过稳定检测压缩比X1，可以控制与压缩强度？4相应的压缩比X1的测定结果的变化。另外，使用压缩比X1为O. 89以上的纤维21得到的层叠体22，即使在被压缩到约大气压2倍的2000 (hPa)的情况下，释放压缩力状态的厚度下降也很少。此外，在压缩的真空绝热材料2被回收利用时，也能够得到具有优异绝热性能的真空绝热材料2.另外，使用压缩比X1为O. 89以上的纤维21形成的芯材3，与使用压缩比X1小于
O.89的以往的玻璃纤维的芯材相比，热传导率降低O. 0004 (W/mK)。进而，在制作芯材时，对于材料构成相同并米用相同制作方法制作的芯材3同样地测定压缩比X1时，结果是O. 931。这个数值与拆解真空绝热材料2后取出的芯材3的压缩比X1的O. 93几乎相同。两者的差异是一批样品内的偏差。另外，在第2检查条件中，将压缩强度P12设定为1013(hPa)。这样设定的理由是，在芯材3被真空包装的真空绝热材料2上不断有大气压作用。压缩强度P12与1013 (hPa)相比，也可以多少有一些不同。由于施加于真空绝热材料2上的压缩力与大气压相等，可以抑制脆性的下降或纤维的破裂等的发展。因此，为了避免压缩强度P12过大，压缩比X2小于
O.65，希望压缩强度P12为接近大气压的压力1013 (hPa)。另外，在第2检查条件中，基准厚度T3tltl是压缩强度PA2=300 (hPa)时的层叠体22的厚度。这是由于，以压缩强度300 (hPa)时的层叠体22的厚度为基准时，可以得到与真空绝热材料2的绝热性能的良好相关关系。另外，通过稳定检测压缩比X2，可以控制与压缩强度Pa2相应的压缩比X2的测定结果的变化。另外，使用压缩比X2为O. 65以上的纤维21形成的芯材3，与使用压缩比X2小于
O.65的以往的玻璃纤维的芯材相比，热传导率降低O. 0004 (W/mK)。以上，对于使用了以第I检查条件和第2检查条件各自检查的纤维21的层叠体22或芯材3进行了说明。分别使用了压缩比X1为O. 89以上或压缩比X2为O. 65以上的纤维21形成芯材3的真空绝热材料2，与以往的真空绝热材料相比，芯材密度较小。具体来说，为了使真空绝热材料的厚度为10 (mm)，以往的真空绝热材料的芯材密度是250 (kg/m3),而真空绝热材料2的芯材密度是240 (kg/m3)。
据认为，得到这样的结果是因为，与以往产品相比，即使芯材3被大气压压缩，也不易发生纤维21的弯曲或破断，这样，纤维21缠绕形成的空隙24得以保持，以纤维21的接触点数较少的状态保持大气压。由于以上结果，芯材3的厚度方向(箭头C方向)上的传热量减少。因此，真空绝热材料2的绝热性能得到改善。进而，由于芯材3的耐压缩性得到改善，提高了芯材3的空隙率，可以实现芯材3的低密度化。由此，纤维21的使用量减少4 (%)，原材料费用降低。在实施方式I中，构成芯材3的纤维21使用通用的工业材料玻璃棉，采用加热急冷法进行强化，使层叠体22的压缩比X1达到O. 89以上或者压缩比X2达到O. 65以上。但是，可以用于芯材3的纤维21只要是低脆性且高强度的玻璃纤维即可。另外，使用第I检查条件进行检查时，层叠体22中使用的纤维21，优选的是压缩比X1为O. 89以上的纤维21，更优选是压缩比X1为O. 91以上的纤维21，进一步优选的是压缩比X1为O. 93以上的纤维21。另外，使用第2检查条件进行检查时，层叠体22中使用的纤维21，优选的是压缩比X2为O. 65以上的纤维21，更优选的是压缩比X2为O. 70以上的纤维21，进一步优选的是压缩比X2为O. 75以上的纤维21。其中，根据使用第I检查条件的检查结果，压缩比X1以O. 89为界限，超过O. 89则热传导率大大下降。但是，压缩比X1超过O. 94时，则不能够确认热传导率进一步下降。压缩比X1在O. 89到O. 94的范围内，观察到随着压缩比X1增大、热传导率下降的相关关系。另外，根据使用第2检查条件的检查结果，压缩比X2以O. 65为界限，高于O. 65时，热传导率大大下降。但是，压缩比X2超过O. 75时，则不能够确认热传导率的进一步下降。压缩比X1在O. 65到O. 75的范围内，可以观察到随着压缩比X2增大、热传导率下降的相关关系。另外，通常，玻璃组合物的破坏在低温至常温是典型的脆性破坏，在临界应力附近急剧地发生破坏。这样的脆性固体的破坏，是由于拉伸应力使原子间的键断裂，导致原子分离而引起的。但是，实际上，玻璃的表面或玻璃的内部存在很多大大小小的被称为格里菲斯微裂纹的损伤。因此，这些格里菲斯微裂纹成为应力集中源，比理论值低得多的负荷应力就可以导致玻璃破坏。这成为玻璃脆性的原因之一。所以，对于玻璃纤维，通过强化纤维21且使玻璃本身脆性降低，使得纤维21不容易因压缩等负荷应力的作用而发生破裂。即使受到大气压压缩也不破裂的纤维21多的话，纤维21周围的空隙24得以维持，周围的纤维21相互不易接触。进而，由于纤维21的破裂部成为自由端而与周围的纤维21接触而发生的热传导的增大也受到抑制。所以，玻璃的固体成分的热传导的增大得到抑制，可以得到固体成分的热传导降低的真空绝热材料2.实施例以下，利用具体的实施例和相比例，对于各种由玻璃纤维21制作的层叠体22或芯材3的反复压缩试验的特性测定结果进行具体说明 。表I所示的是，使纤维21的玻璃强化方法和玻璃组成发生各种变化时，使用第I检查条件的反复压缩试验的反复压缩强度比X1和厚度比Y1的关系。另外，表I还显示了真空绝热材料2的热传导率与密度的关系。这里，表I显示了本发明的实施例I 7和根据以往例子而来的相比例1、2。表I
I实施例...I 相比例
_i|2|3|4|5|6|7 1.|2
玻璃组成A _ A 一A A ~ A ~ B A — A C
谈镇媒女本急冷急冷急冷氛氣fe 六i泉 ψ- 急冷爷 I
OTC) (XfC) (IOtC)处理无(10
^___________
负荷压
压1BW I8UU 1800 ISUU 1800 1800 IHUU 1800 I8UU
f (hPa)__________
反 测定压^ 度缩强度
及比 I1638 K 74 1692 Ii J2 1694 1688 1638 1584 14J4
压 YFmi
% Xl (hPa)__________
Il _ Pmi/18QQ 0.91 0.93 0.94 0.94 0.941 0.938 0.91 0.88 0.83
:度 Τι_ H i7 8 21 8.35 8,01 7.96 8.11 8.51 7.81 7.11
^ 厚 (mm)__________
录度 测定厚
比度 Tmi 8^2 S IU 8.26 791 7 S7 8.01 8 3( 7.61 ( (9
YI (mm)
O 97
一 TWT 誦 0.982 0.986 0.989 0.988 0.989 0.988 0.982 5 0-941
臺~ 执#■导車n no η on
%ΤΓΓ 0.0016 0.0015 0.0015 0.0014 0.0014 0.0014 0.0017'
绝 (W/mK)19 2
M----------
# Z 材气度 245 240 240 240 240 235 2乃 250 280
物 (kg/m)
-生丨_^^^_I_I_^^_I_I_另外，纤维21所使用的玻璃组成，使用的是玻璃组成A、B、C三种组成。玻璃组成A是钠钙玻璃(一般称为C玻璃)。玻璃组成B是无碱玻璃(一般称为E玻璃)。玻璃组成C是在按照使碱含量为2倍来处理的钠钙玻璃中添加5 (mol%)氧化钡。其中，玻璃组成C的与碱和氧化钡的增加量相当的氧化硅量减少。进而，实施例中使用的玻璃组成A的钠钙玻璃，通过加热急冷法(表中记载为急冷)或使用氢氟酸的化学强化法(也称为氢氟酸处理)、离子交换法(也称为离子交换处理)而得到强化。反复压缩强度比和厚度比是基于图3所示的检查方法测定的。各自进行n=3的测定，平均值示于表I中。在在压缩强度比一栏中记载了压缩比X1，厚度比一栏中记载了厚度比I。另外，热传导率记载的是使用英弘精机制造的才一卜A (商品名)、在平均温度24(°C)下测定的结果。其中，芯材3的压缩比X1和厚度比Y1的测定，是将真空绝热材料2拆解，使用从真空绝热材料2中取出的芯材3作为样品。由此，可以防止由于压缩试验引起的对芯材3的不良影响而可能产生的真空绝热材料2的热传导率的恶化。实施例I
实施例I中的纤维21，使用以玻璃组成A的通用的碎玻璃(glass cullet)为主成份的钠钙玻璃。进而，由于通过加热急冷法使机械强度得到强化，纤维21具有高强度、低脆性的机械特性。其中，急冷时的空气温度为30 (°C)的条件。在实施例I中，压缩比X1S O. 91，同样地，厚度比Y1S O. 982。另外，真空绝热材料2的热传导率为0.0016 (W/mK)，与以往产品相比，改善了
O.0003 (W/mK)。另外，同样地，真空绝热材料2的芯材密度为245 (kg/m3)，与以往产品的芯材密度250 (kg/m3)相比，减低了 2 (%)。其中，在实施例I中，芯材3的制作数量是真空绝热材料2的制作数量的2倍，其中的一半进行真空包装、另一半不进行真空包装来进行反复压缩试验。不进行真空包装而进行反复压缩试验的结果是，压缩比X1为O. 91，厚度比Y1为O. 981。取决于有无真空包装，厚度比Y1略有不同，据认为这样的差异是样品的批料内的偏差。这样，无论有无真空包装，在反复压缩试验中都可以得到几乎相同的值。据认为，这是由于在检查方法的前处理工序中统一进行了压缩经历。另外，据认为，得到这样的结果是由于，在受到大气压压缩的情况下，与以往产品相比，纤维21不易产生应变或破断，由纤维21缠绕形成的空隙24得以保持。这样一来，能够以纤维21的接触点数相比少的状态保持大气压。结果，芯材3的厚度方向(箭头C方向)上的传热量减少，因此真空绝热材料2的绝热性能得到改善。进而，由于芯材3的耐压缩性得到改善，因此提高了芯材3的空隙率，可以实现芯材3的低密度化。实施例2在实施例2中使用的纤维21，其材料和强化方法与实施例I相同。另外，急冷时的空气温度与实施例I相同，也是30 (0C)0在实施例2中，压缩比X1为O. 93，同样地，厚度比Y1为O. 986。另外，真空绝热材料2的热传导率为0.0015 (W/mK)，与以往产品相比，改善了
O.0004 (W/mK)。此外，同样地，真空绝热材料2的芯材密度为240 (kg/m3)，与以往产品的芯材密度250 (kg/m3)相比，减低了 4 (%)。据认为，以上的结果是由于与实施例I同样的作用和效果而得到了改善。实施例3实施例3中使用的纤维21，其材料和强化方法与实施例1、2相同。其中，急冷时的空气温度为10 (°C)，在比实施例1、2低20 (0C)的温度条件下制作纤维21。在实施例3中，压缩比X1为O. 94，同样地，厚度比Y1为O. 989。这样，与实施例1、2相比，压缩比X1和厚度KY1增大。据认为，增大是由于急冷时的空气温度设定由30 (°C)降低到10 (°C)所致。这样，对纤维21表面发挥作用的淬火效果更加显著。另外，真空绝热材料2的热传导率为0.0015 (W/mK)，与以往产品相比，改善了
O.0004 (W/mK)。此外，同样地，真空绝热材料2的芯材密度为240 (kg/m3)，与以往产品的芯材密度250 (kg/m3)相比，减低了 4 (%)。据认为，以上的结果是由于与实施例1、2同样的作用和效果而得到了改善。实施例4实施例4中使用的纤维21，其材料与实施例1、2、3相同。此外，使用氢氟酸，采用化学强化法使机械强度得到强化，因此纤维21具有高强度且低脆性的机械特性。在实施例4中，压缩比X1S O. 94，同样地，厚度比Y1S O. 988。这些值与实施例3中所示的、加热急冷法中空气温度10 (0C)的条件下得到的纤维21的结果几乎相同。另外，真空绝热材料2的热传导率为0.0014 (W/mK)，与以往产品相比，改善了
O.0005 (W/mK)。另外，同样地，真空绝热材料2的芯材密度为240 (kg/m3)，与以往产品的芯材密度250 (kg/m3)相比，减低了 4 (%)。据认为，以上的结果是由于与实施例I 3同样的作用和效果而得到了改善。实施例5实施例5中使用的纤维21，其材料与实施例I 4相同。此外，采用离子交换法使机械强度得到强化，因此纤维21具有高强度且低脆性的机械特性。在实施例5中，压缩比X1为O. 941，同样地，厚度比Y1为0.989。这些结果与使用加热急冷法的情况相比有所增大。据认为，这是由于离子交换法比加热急冷法更加有效。另外，真空绝热材料2的热传导率为0.0014 (W/mK)，与以往的产品相比，改善了
O.0005 (W/mK)。另外，同样地，真空绝热材料2的芯材密度为240 (kg/m3)，与以往产品的芯材密度250 (kg/m3)相比，减低了 4 (%)。据认为，以上的结果是由于与实施例I 4同样的作用和效果而得到了改善。实施例6实施例6中使用的纤维21，采用玻璃组成B的无碱玻璃的E玻璃。E玻璃的玻璃组合物本身的杨氏模量比钠钙玻璃大10%左右。结果，纤维21的拉伸强度增大。在实施例6中，压缩比X1为O. 938，同样地，厚度比Y1为O. 988。另外，真空绝热材料2的热传导率为0.0014 (W/mK)，与以往产品相比，改善了
O.0005 (W/mK)。另外，同样地，真空绝热材料2的芯材密度为235 (kg/m3)，与以往产品的芯材密度250 (kg/m3)相比，减低了 6 (%)。据认为，得到这样的结果是由于，在受到气压压缩的情况下，与以往的产品相比，纤维21不易发生应变或破断，由纤维21缠绕形成的空隙24得以保持。这样，能够以纤维21的接触点数相比少的状态保持大气压。
、
结果，芯材3的厚度方向上的传热量减少，因此真空绝热材料2的绝热性能得到改善。进而，由于芯材3的耐压缩性得到改善，提高了芯材3的空隙率，可以实现芯材3的低密度化。另外，由以上结果判断，即使改变玻璃组成也可以改善绝热性能。实施例7使用与实施例3同样方法制作的纤维21。进而，在层叠体22上涂布酚醛树脂(phenolic resin)作为粘合剂，制作芯材3。在实施例7中，压缩比X1为O. 91，同样地，厚度比Y1为O. 982。另外，真空绝热材料2的热传导率为0.0017 (W/mK)，与以往的产品相比，改善了
O.0002 (W/mK)。另外，同样地，真空绝热材料2的芯材密度为225 (kg/m3)，与以往产品的芯材密度250 (kg/m3)相比，减低了 10 (%)。据认为，以上的结果是由于酚醛树脂的作用而使纤维21的相对位置固定，芯材3整体的刚性提高所致。 相比例I使用一般的钠钙玻璃作为芯材中使用的玻璃纤维。并且，不对玻璃纤维进行特别的处理。因此，使用的是具有通用的材料物性的以往的玻璃纤维。在相比例I中，压缩比X1S O. 88，同样地，厚度比Y1S O. 975。另外，真空绝热材料的热传导率为0.0019 (W/mK)，真空绝热材料的芯材密度为250 (kg/m3)。相比例2使用玻璃组成C作为芯材中使用的玻璃纤维。并且，不对玻璃纤维进行特别的处理，采用通常方法进行纤维化。在相比例2中，压缩比X1为O. 83，同样地，厚度比Y1为O. 941。另外，真空绝热材料2的热传导率为0.0022 (W/mK)，与以往的产品相比，恶化了
O.0003 (W/mK)。此外，同样地，真空绝热材料2的芯材密度为280 (kg/m3)，与以往产品的芯材密度250 (kg/m3)相比，结果是增大了。以上对于表I进行了说明。另外，如表I所示可以判断，随着压缩比X1的增大，热传导率降低，压缩比X1不依赖于层叠体22或芯材3中使用的纤维21的制作方法。接着，表2所示的是，使纤维21的玻璃强化方法和玻璃组成发生各种改变时，使用第2检查条件的反复压缩试验的压缩强度比X2和厚度比Y2的关系。另外，与表I同样，表2示出了真空绝热材料2的热传导率与密度的关系。这里，表2示出了本发明的实施例8 13和根据以往例子而来的相比例3、4。表权利要求
1.一种真空绝热材料，其为使用外包覆材料包覆将由玻璃纤维网构成的层叠体成形为板状而得到的芯材，并对所述外包覆材料内部进行减压而形成的真空绝热材料，将玻璃纤维用于所述芯材，所述玻璃纤维进行纤维化之后，立即通过喷吹冷却空气来进行急冷并强化，由此，在将芯材压缩至2000hPa后、迅速反复进行释放压缩的操作的情况下，将第一次压缩时压缩强度达到1800hPa时的芯材的厚度作为基准厚度，第2次压缩时的所述基准厚度下的压缩强度与1800hPa之比为0. 89以上。
2.根据权利要求I所述的真空绝热材料，其中 ，在将芯材压缩至2000hPa后、迅速反复进行释放压缩的操作的情况下，将第一次压缩时压缩强度达到ISOOhPa时的芯材的厚度作为基准厚度，第2次压缩时压缩强度达到1800hPa时的层叠体的厚度与所述基准厚度之比为0. 98以上。
3.根据权利要求I或2所述的真空绝热材料，其中，芯材通过热成形而被成形为板状。
4.根据权利要求I或2所述的真空绝热材料，其中，芯材通过粘合剂而被成形为板状。
5.一种真空绝热材料，其为使用外包覆材料包覆不将由玻璃纤维网构成的层叠体制成板状而制作的芯材，并对所述外包覆材料内部进行减压而形成的真空绝热材料，将玻璃纤维用于所述芯材，所述玻璃纤维进行纤维化之后，通过喷吹冷却空气来进行急冷并强化，由此，在将芯材压缩至2000hPa后、迅速反复进行释放压缩的操作的情况下，将第一次压缩时压缩强度达到ISOOhPa时的芯材的厚度作为基准厚度，第2次压缩时的所述基准厚度下的压缩强度与1800hPa之比为0. 89以上。
6.根据权利要求5所述的真空绝热材料，其中，在将芯材压缩至2000hPa后、迅速反复进行释放压缩的操作的情况下，将第一次压缩时压缩强度达到ISOOhPa时的芯材的厚度作为基准厚度，第2次压缩时压缩强度达到1800hPa时的层叠体的厚度与所述基准厚度之比为0. 98以上。
全文摘要
本发明提供一种真空绝热材料，其为使用外包覆材料包覆将由玻璃纤维网构成的层叠体成形为板状而得到的芯材，并对所述外包覆材料内部进行减压而形成的真空绝热材料，将玻璃纤维用于所述芯材，所述玻璃纤维进行纤维化之后，立即通过喷吹冷却空气来进行急冷并强化，由此，在将芯材压缩至2000hPa后、迅速反复进行释放压缩的操作的情况下，将第一次压缩时压缩强度达到1800hPa时的芯材的厚度作为基准厚度，第2次压缩时的所述基准厚度下的压缩强度与1800hPa之比为0.89以上。
文档编号G01M99/00GK102734601SQ20121022789
公开日2012年10月17日 申请日期2006年5月19日 优先权日2005年5月23日
发明者天良智尚, 桥田昌道 申请人:松下电器产业株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
