真空絕熱材料及其制造方法
【專利摘要】提供一種質(zhì)量穩(wěn)定性高的真空絕熱材料，其即使避免使用真空下會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)的問(wèn)題的粘合劑，也能夠保持薄片形狀，并可長(zhǎng)期保持初期的絕熱性。本發(fā)明的真空絕熱材料包括無(wú)機(jī)纖維片材(1)的層疊體(10)和真空密封該層疊體形成的外包裝材料(11)，其中，在所述無(wú)機(jī)纖維片材中，包括切割長(zhǎng)度(L)為3-12mm的曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的無(wú)機(jī)纖維絲束隨機(jī)分散，并且所述無(wú)機(jī)纖維絲束的至少一部分彼此接合。
【專利說(shuō)明】真空絕熱材料及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于冰箱、冷藏庫(kù)、保溫箱、熱水器等的真空絕熱材料，更具體而 言，涉及將通過(guò)濕式抄造法制造的無(wú)機(jī)纖維片材的層疊體用外包裝材料真空密封而成的真 空絕熱材料及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為用于冰箱、冷藏庫(kù)、保溫箱、熱水器等的絕熱材料，使用絕熱性優(yōu)異的真空 絕熱材料。作為真空絕熱材料，以往使用如下形成的材料：加壓壓縮玻璃棉，同時(shí)將粘接 制造的玻璃棉板收納于阻氣性優(yōu)異的容器中，將容器內(nèi)抽成真空而密封（例如，特開(kāi)昭 60-14695號(hào)公報(bào)：專利文獻(xiàn)1)。
[0003] -般地，認(rèn)為玻璃棉的纖維長(zhǎng)度的偏差大，特別是用離心法、火焰法等制造的玻璃 棉中含有稱作硬粒（shot)(未纖維化粒狀物）的微粒狀的物質(zhì)，粒徑大的硬粒成為絕熱材 料中產(chǎn)生大的氣孔的原因，此外，若絕熱材料的空隙中存在多個(gè)硬粒，則由于在容器內(nèi)氣體 的對(duì)流傳熱等，成為絕熱性下降的原因。此外，已知為提高絕熱性，將無(wú)機(jī)纖維相對(duì)于熱傳 導(dǎo)方向垂直地定向是有用的。
[0004] 由此，例如，特開(kāi)2005-265038號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)2)提出了下述方案：替代加壓壓 縮玻璃棉得到的玻璃棉板，使用將玻璃纖維進(jìn)行了濕式抄造的無(wú)機(jī)纖維片材的層疊體，此 夕卜，作為原料無(wú)機(jī)纖維，在玻璃棉中含有的硬粒的含有率設(shè)為〇. 1質(zhì)量％以下。
[0005] 但是，在玻璃棉中，含有的纖維長(zhǎng)度的偏差大，還含有纖維長(zhǎng)度比較長(zhǎng)的纖維，這 種纖維有時(shí)折彎、有時(shí)扭曲。因此，使用玻璃棉作為原料時(shí)，即使用濕式抄造，也難以作成 薄的無(wú)機(jī)纖維片材，而且絕熱性能的提高受到限制，例如，專利4713566號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn) 3)、專利4726970號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)4)和專利4772887號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)5)提出了將利 用連續(xù)長(zhǎng)絲（filament)法制造的無(wú)機(jī)纖維切割成特定長(zhǎng)度得到的直線度高的無(wú)機(jī)纖維（短 切絲）作為原料使用的方案。
[0006] 具體地，專利文獻(xiàn)3-5提出了使用將平均纖維直徑為3-15 μ m、平均纖維長(zhǎng)度為 3-15_、直線度高、圓形截面的無(wú)機(jī)纖維經(jīng)濕式抄造的無(wú)紡布作為無(wú)機(jī)纖維片材的方案。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)：
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)昭60-14695號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2005-265038號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)3:專利4713566號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)4:專利4726970號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)5:專利4772887號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明要解決的課題
[0015] 專利文獻(xiàn)3-5中由于作為原料使用的直線度高的短切絲在抄造步驟中難以產(chǎn)生 纖維之間的的纏繞，因此粘合劑是必要的。專利文獻(xiàn)3-5使用聚乙烯醇纖維或聚乙烯醇粒 子等水溶性聚合物作為粘合劑。
[0016] 但是，如上所述的有機(jī)粘合劑若在高真空度下長(zhǎng)時(shí)間暴露，則會(huì)逐漸揮發(fā)，有機(jī)粘 合劑的揮發(fā)成分引起真空度下降，成為真空絕熱材料隨時(shí)間而絕熱性下降的原因。
[0017] 專利文獻(xiàn)3通過(guò)在芯材料真空密封前除去層疊的無(wú)紡布中含有的粘合劑，專利文 獻(xiàn)5通過(guò)使用液體粘合劑作為粘合劑（專利文獻(xiàn)5)，來(lái)抑制粘合劑引起的絕熱性的下降。
[0018] 但是，專利文獻(xiàn)3-5中，在真空度高的狀態(tài)下使用無(wú)機(jī)纖維的情況下，由于與抑制 纖維之間的纏繞有關(guān)，因此若粘合劑過(guò)少，則難以保持無(wú)機(jī)纖維片材的薄片形狀。此外，即 使追加通過(guò)加熱等除去粘合劑的步驟，在無(wú)機(jī)纖維片材重疊的情況下，也難以除去內(nèi)部的 無(wú)機(jī)纖維片材的粘合劑，此外還引起追加粘合劑除去步驟導(dǎo)致的真空絕熱材料的成本增高 的新問(wèn)題。
[0019] 本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，其目的在于提供一種質(zhì)量穩(wěn)定性高的真空絕熱 材料，其即使避免使用真空下會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)問(wèn)題之類的粘合劑，也能夠保持薄片形狀，并能夠 長(zhǎng)期保持初期的絕熱性。
[0020] 解決課題的方法
[0021] 本發(fā)明的真空絕熱材料包括無(wú)機(jī)纖維片材的層疊體和真空密封該層疊體形成的 外包裝材料，其中，在所述無(wú)機(jī)纖維片材中，包含切割長(zhǎng)度（L)為3-12_的曲線狀無(wú)機(jī)纖維 絲線的無(wú)機(jī)纖維絲束隨機(jī)分散，并且所述無(wú)機(jī)纖維絲束的至少一部分彼此接合。
[0022] 所述曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線優(yōu)選將形成由曲線構(gòu)成的波形的絲線以形成所述波形 的1/2-1周期的方式以3mm-12mm的間隔切割而成，所述曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的峰部高度 (振幅的2倍值）優(yōu)選為l-6mm。
[0023] 所述無(wú)機(jī)纖維絲束是將膨松紗以3mm-12mm長(zhǎng)度切割而得到，所述膨松紗含有復(fù) 絲（multifilament)的芯線和在該芯線的表面上形成起圈和/或松弛并纏結(jié)的復(fù)絲的鞘線， 所述曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線優(yōu)選通過(guò)切割構(gòu)成所述鞘線的復(fù)絲而得到，所述曲線狀無(wú)機(jī)纖維 絲線優(yōu)選為具有6mm-25mm長(zhǎng)度的起圈或曲線（curve)的絲線。此外，構(gòu)成所述芯線的復(fù)絲 優(yōu)選為截面異形纖維。
[0024] 所述無(wú)機(jī)纖維絲線的纖維直徑優(yōu)選為0. 5-15 μ m，所述無(wú)機(jī)纖維絲線優(yōu)選為玻璃 纖維。此外，所述曲線狀絲線的含有率優(yōu)選為所述無(wú)機(jī)纖維絲線整體的15%以上。
[0025] 所述無(wú)機(jī)纖維片材優(yōu)選通過(guò)將所述無(wú)機(jī)纖維絲線的分散液濕式抄造得到。
[0026] 本發(fā)明的真空絕熱材料的制造方法，是含有無(wú)機(jī)纖維片材的層疊體和真空密封該 層疊體形成的外包裝材料的真空絕熱材料的制造方法，其特征在于：包括原料液調(diào)制步驟， 攪拌含有無(wú)機(jī)纖維絲束和分散劑的纖維懸濁液而調(diào)制纖維分散液；和造紙步驟，將得到的 所述纖維分散液進(jìn)行濕式抄造而制作無(wú)機(jī)纖維片材，
[0027] 所述無(wú)機(jī)纖維絲束使用將膨松紗以3mm-12mm長(zhǎng)度切割形成的無(wú)機(jī)纖維絲線，所 述膨松紗含有復(fù)絲的芯線和在該芯線的表面上形成起圈和/或松弛并纏結(jié)的復(fù)絲的鞘線， 或使用由曲線構(gòu)成的波形的1/2-1周期波長(zhǎng)且波長(zhǎng)為3mm-12mm的無(wú)機(jī)纖維絲線。
[0028] 發(fā)明的效果
[0029] 本發(fā)明的真空絕熱材料因?yàn)閷?shí)質(zhì)上不含會(huì)使真空度下降的揮發(fā)成分，所以能夠長(zhǎng) 時(shí)間保持高度的真空狀態(tài)，而且還能夠穩(wěn)定地提供優(yōu)異的絕熱性。此外，作為本發(fā)明的真空 絕熱材料的制造方法，本發(fā)明的制造方法便利，生產(chǎn)率優(yōu)異。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明的真空絕熱材料的構(gòu)成的示意圖。
[0031] 圖2是用于說(shuō)明波形賦形線的制造例的示意圖。
[0032] 圖3是用于說(shuō)明波形賦形線的制造例的示意圖。
[0033] 圖4是用于說(shuō)明齒輪的齒距的圖。
[0034] 圖5是用于說(shuō)明來(lái)自波形賦形線的無(wú)機(jī)纖維絲線的結(jié)構(gòu)的圖。
[0035] 圖6是用于說(shuō)明來(lái)自波形賦形線的無(wú)機(jī)纖維絲線的圖。
[0036] 圖7是用于說(shuō)明膨松紗的構(gòu)成的示意圖。
[0037] 圖8是用于說(shuō)明來(lái)自膨松紗的絲線的構(gòu)成的示意圖。
[0038] 圖9是用于說(shuō)明曲線狀絲線接合的示意圖。
[0039] 圖10是用于說(shuō)明來(lái)自膨松紗的無(wú)機(jī)纖維絲束的接合的示意圖。
[0040] 圖11是用于說(shuō)明使用含有無(wú)機(jī)粘合劑情況下的絲線束的無(wú)機(jī)纖維片材的示意 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041] 如圖1所示，本發(fā)明的真空絕熱材料是含有無(wú)機(jī)纖維片材1，1…層疊形成的層疊 體10和真空密封該層疊體10形成的外包裝材料11的真空絕熱材料。
[0042] 并且，在所述無(wú)機(jī)纖維片材1中，含有切割長(zhǎng)度（L)3-12mm的曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲 線的無(wú)機(jī)纖維絲束在隨機(jī)分散，并且所述無(wú)機(jī)纖維絲束的至少一部分彼此接合而形成薄片 狀。
[0043] 所述曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線可以通過(guò)以特定長(zhǎng)度切割波形曲線（二維曲線）的長(zhǎng)絲 得到，還可以通過(guò)以特定長(zhǎng)度切割螺旋樣的三維曲線的長(zhǎng)絲得到，還可以通過(guò)以特定長(zhǎng)度 切割隨機(jī)地具有起圈或曲線的曲線狀絲線得到。代表性的可列舉：將被賦形為由曲線構(gòu)成 的波形的長(zhǎng)絲（波形賦形線）以形成所述波形的1/2-1周期的方式以3mm-12mm的間隔切割 的絲線（來(lái)自波形賦形線的絲線），和將含有復(fù)絲的芯線和在該芯線的表面上形成起圈和/ 或松弛并纏結(jié)的復(fù)絲的鞘線的膨松紗以長(zhǎng)度3-12mm切割的絲線（來(lái)自膨松紗的絲線）。 [0044] 構(gòu)成薄片的無(wú)機(jī)纖維絲束中，所述曲線狀絲線可僅僅以薄片形成所必要的量被含 有。曲線狀絲線的含有率根據(jù)曲線狀絲線的種類（尺寸、形狀等）為無(wú)機(jī)纖維絲線整體的 15%以上，優(yōu)選為50%以上，更優(yōu)選為70%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為全部是曲線狀絲線。
[0045] 構(gòu)成絲線的無(wú)機(jī)纖維可用玻璃纖維、玄武巖纖維、二氧化硅纖維、氧化鋁纖維等陶 瓷纖維等，優(yōu)選玻璃纖維。也可組合使用多種類型的無(wú)機(jī)纖維。此外，在同種類的無(wú)機(jī)纖維 的情況下，例如玻璃纖維中，可組合組成不同的多種類型的玻璃纖維。
[0046] 無(wú)機(jī)纖維絲線的平均纖維直徑優(yōu)選為0. 5-15 μ m。若超過(guò)15 μ m，則無(wú)機(jī)纖維的剛 性高，容易促進(jìn)無(wú)機(jī)纖維片材間的熱傳導(dǎo)。另一方面，若不到〇. 5 μ m，則剛性過(guò)低，存在難以 通過(guò)纖維的接合發(fā)揮固定器作用的傾向。為0. 5-3 μ m時(shí)雖然絕熱性稍微劣化，但趁著低剛 性向彎曲部位等的安裝變?nèi)菀?，?-15 μ m時(shí)能夠進(jìn)一步提高絕熱性能。
[0047] 此外，含有多種類型的無(wú)機(jī)纖維絲線的情況下，優(yōu)選各自在上述范圍內(nèi)。
[0048] 以下就代表性的無(wú)機(jī)纖維絲線（來(lái)自波形賦形線的絲線及來(lái)自膨松紗的絲線）進(jìn) 行說(shuō)明。
[0049] <來(lái)自波形賦形線的無(wú)機(jī)纖維絲束>
[0050] (1)波形賦形線及其制造方法
[0051] 波形賦形線是在直線狀的長(zhǎng)絲上形成曲線構(gòu)成的波形的絲線。
[0052] 這里曲線構(gòu)成的波形是指不包括直線構(gòu)成的矩形波、三角波等。此外，所謂以二維 曲線（平面狀曲線）形成的波形，是指不包括通過(guò)螺旋的1/2-1旋轉(zhuǎn)部分得到的這類三維 的曲線。波形的形狀沒(méi)有特別限定，不限定于正弦波，采用通過(guò)將sin、cos、漸開(kāi)線曲線等 進(jìn)行各種組合描繪的波形的全部為對(duì)象。
[0053] 構(gòu)成波形賦形線的長(zhǎng)絲優(yōu)選使用復(fù)絲。玻璃纖維的復(fù)絲是使從熔融爐流出的纖維 熔融液通過(guò)開(kāi)設(shè)有形成復(fù)絲的多個(gè)孔的噴嘴而得到。
[0054] 在直線狀長(zhǎng)絲上形成波形的方法沒(méi)有特別限定，在無(wú)機(jī)纖維是玻璃纖維的情況 下，可通過(guò)使長(zhǎng)纖維的長(zhǎng)絲通過(guò)2個(gè)齒輪之間進(jìn)行。具體地，可列舉：如圖2所示，加熱直線 狀長(zhǎng)絲2使其通過(guò)齒輪3、3之間的方法；如圖3所示，將從噴嘴4進(jìn)行熔融紡絲的直線狀長(zhǎng) 絲2'在冷卻固化前通過(guò)齒輪3'、3'之間，之后冷卻的方法；加熱長(zhǎng)纖維的長(zhǎng)絲，使其通過(guò)齒 輪間的方法等。任何一種方法均可通過(guò)使直線狀長(zhǎng)絲2、2'在加熱至玻璃纖維的熔融溫度 附近的狀態(tài)下通過(guò)齒輪之間，而形成具有波形的長(zhǎng)絲（波形賦形線）5。
[0055] 波形賦形中使用的齒輪的形狀沒(méi)有特別限定，目的為得到曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線即 可。不僅是通過(guò)調(diào)節(jié)齒輪的形狀，通過(guò)調(diào)節(jié)圖2、圖3中2個(gè)齒輪間（3-3間、3' -3'間）的 距離或長(zhǎng)絲的送出速度等，也能夠改變波形曲線的振幅、波形。
[0056] 作為使用的齒輪，例如在如圖4所示的齒輪中，優(yōu)先采用1-3模、齒距3-12_。通 過(guò)此方式，可形成波長(zhǎng)1/2-1周期部分的波長(zhǎng)為3-12mm的波形的形狀。
[0057] (2)曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線
[0058] 曲線狀的無(wú)機(jī)纖維絲線為以3mm-12mm的間隔、優(yōu)選4-9mm的間隔，優(yōu)選以形成所 述波形的1/2-1周期的方式，切割如上的波形賦形線而得到。
[0059] 例如，在圖5中示出的箭頭A、B的位置切割的情況下，圖5中A-A之間（1/2周期）、 B-B之間（1周期）為切割長(zhǎng)度L，相當(dāng)于該曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的波長(zhǎng)。
[0060] 此外，切割位置不限定于波形的峰部、谷部的峰位置，可以以峰部、谷部的任意的 位置為起點(diǎn)，以每1/2-1周期波長(zhǎng)進(jìn)行切割。如圖6所示，在波長(zhǎng)為1/2周期的情況下，可以 是從波形的谷部的峰到峰部的峰的波形（參照?qǐng)D6(a))，也可以只是波形的谷部或峰部的 波形（參照?qǐng)D6 (b))。此外，在波長(zhǎng)為1周期的情況時(shí)，可以是含有峰部和谷部的波形（參照 圖6(c))，也可以是在谷部或峰部的兩腋處谷部或峰部的半峰高的波連接形成的波形（參 照?qǐng)D6(d))。此外，在圖6中，實(shí)線表示的波形是絲線部分，虛線是用于描繪波形的參考部 分。
[0061] 雖然可為任意的情況（波形），但絕大多數(shù)是波形的曲線狀絲線，其波長(zhǎng)在1/2-1 周期且為3mm_12謹(jǐn)。
[0062] 若切割長(zhǎng)度（波長(zhǎng)）L過(guò)短，則難以通過(guò)抄造制作無(wú)機(jī)纖維片材。另一方面，若切 割長(zhǎng)度（波長(zhǎng)）L變長(zhǎng)，則存在由于無(wú)機(jī)纖維絲線過(guò)長(zhǎng)，彈性下降，難以保持曲線狀的傾向， 所以不優(yōu)選。
[0063] 曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的峰部高度Η依賴于選擇連續(xù)的波形的1/2-1周期的位置， 為1倍振幅到2倍振幅的范圍的大小。本發(fā)明使用的曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線優(yōu)選具有振幅為 0. 5-3mm的波形，更優(yōu)選0. 5-2mm。因此，由于曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的峰部高度Η具有波形 的1/2-1周期部分的波長(zhǎng)，所以根據(jù)波形的相應(yīng)位置，優(yōu)選l-6mm的范圍，更優(yōu)選l-4mm。
[0064] 通常將10-100根波形賦形線扎起來(lái)，利用閘刀式剪切機(jī)等通過(guò)切斷成特定的長(zhǎng) 度進(jìn)行波形賦形線的切割。
[0065] 通過(guò)以特定間隔切割復(fù)絲的波形賦形線得到的通常是多根無(wú)機(jī)纖維絲線形成束 的絲束。由于這種絲束是可以1根1根獨(dú)立分散的狀態(tài)的絲束，所以在提供給無(wú)機(jī)纖維片 材的制造之前或在無(wú)機(jī)纖維片材的制造的適當(dāng)步驟中，優(yōu)選以能夠分離成單個(gè)無(wú)機(jī)纖維絲 線的方式進(jìn)行解離而使用。
[0066] 此外，無(wú)機(jī)纖維片材的材料在使用來(lái)自波形賦形線的曲線狀絲線的情況下，不限 于波形、波長(zhǎng)、峰部高度全部相等的1種曲線狀絲線的集合體。也可使用通過(guò)改變波形賦形 線的種類、切割位置，將具有不同的波形、波長(zhǎng)、峰部高度的多種類型的曲線狀絲線組合而 成的無(wú)機(jī)纖維絲束。
[0067] <來(lái)自膨松紗的無(wú)機(jī)纖維絲束>
[0068] 因?yàn)閬?lái)自膨松紗的無(wú)機(jī)纖維絲束是將含有復(fù)絲的芯線和在該芯線的表面上纏結(jié) 的復(fù)絲的鞘線的膨松紗切割而得到，所以通常為直線狀的絲線和曲線狀的絲線組合的集合 體。
[0069] 這里，直線狀的絲線除了完全的直線絲線，還指具有與曲線狀絲線可區(qū)別程度高 的平直性的絲線。
[0070] (1)膨松紗及其制造方法
[0071] 對(duì)于膨松紗，例如，如圖7所示，采用復(fù)絲線為芯線6,復(fù)絲的鞘線7在該芯線6的 周圍形成起圈或松弛，并且纏結(jié)。此外，也可是構(gòu)成芯線的復(fù)絲和構(gòu)成鞘線的復(fù)絲形成起圈 或松弛，并且纏結(jié)（未進(jìn)行圖示）。
[0072] 作為這樣的膨松紗，例如，已知使用在復(fù)絲線條上實(shí)施了流體亂流處理的被稱作 所謂的TASLAN變形紗或膨體紗的膨松紗，用雙包覆紗機(jī)等，在芯線上將裝飾用線包覆旋轉(zhuǎn) 所制造的花式紗等。
[0073] 這種膨松紗例如，可用如下方法制造。
[0074] S卩，使從熔融爐流出的纖維熔融液通過(guò)開(kāi)設(shè)有構(gòu)成復(fù)絲的數(shù)目的孔的噴嘴，擠出 成為芯線的復(fù)絲線條、對(duì)齊。從在構(gòu)成芯線的噴嘴的周圍設(shè)置的其他噴嘴擠出形成鞘線的 長(zhǎng)絲。通過(guò)在形成鞘線的復(fù)絲上噴射流體（通常為空氣），形成起圈或松弛，并且纏結(jié)在形 成芯線的復(fù)絲線條上。從形成多個(gè)極小起圈、松弛的觀點(diǎn)來(lái)看，噴嘴優(yōu)選地使用流體亂流噴 嘴、或所謂的TASLAN噴嘴。
[0075] 或者也可將多根復(fù)絲線同時(shí)進(jìn)行流體攪亂處理，之后，通過(guò)延伸而形成。通過(guò)改變 待供給至流體攪亂處理的2根復(fù)絲線之間的供給量、或改變流體攪亂處理中使用的氣壓， 可改變起圈或松弛的程度。
[0076] 構(gòu)成芯線的無(wú)機(jī)纖維和構(gòu)成鞘線的無(wú)機(jī)纖維可以是同種類的無(wú)機(jī)纖維，也可以是 不同種類的無(wú)機(jī)纖維。
[0077] 此外，構(gòu)成芯線的無(wú)機(jī)纖維的平均纖維直徑（dl)和構(gòu)成鞘線的無(wú)機(jī)纖維的平均 纖維直徑（d2)可以相同也可以不同。優(yōu)選地，構(gòu)成鞘線的第2無(wú)機(jī)纖維的平均纖維直徑 (d2)為構(gòu)成芯線的第1無(wú)機(jī)纖維的平均纖維直徑（dl)以下（即，d2彡dl)。
[0078] 此外，芯線中使用的長(zhǎng)絲不限于截面圓形，也可以是截面三角形、截面星型、截面Y 型、截面C型等異形長(zhǎng)絲。通過(guò)采用異形截面，可提高無(wú)機(jī)纖維之間的纏繞，使得可不需要 粘合劑。此外，使用異形截面長(zhǎng)絲時(shí)存在絕熱性優(yōu)異的傾向。
[0079] 構(gòu)成芯線、鞘線的無(wú)機(jī)纖維的平均纖維直徑優(yōu)選各自為0.5-15 μ m。若超過(guò) 15 μ m，則無(wú)機(jī)纖維的剛性高，容易促進(jìn)無(wú)機(jī)纖維片材間的熱傳導(dǎo)。另一方面，若不到0. 5 μ m 則剛性過(guò)低，存在難以通過(guò)纖維的纏繞發(fā)揮固定器作用的傾向。雖然在0. 5-3 μ m時(shí)絕熱性 略有劣化，但是趁著低剛性而向彎曲等部位的安裝變得容易，3-15 μ m時(shí)能夠進(jìn)一步提高絕 熱性能。
[0080] ⑵來(lái)自膨松紗的無(wú)機(jī)纖維絲線
[0081] 將以上所述的膨松紗切割至3mm-12mm，優(yōu)選4-9mm，得到無(wú)機(jī)纖維絲束。圖7及 圖8中，L是切割長(zhǎng)度。因此，由芯線得到的絲線的長(zhǎng)度與切割長(zhǎng)度L幾乎相等，但由鞘線 得到的曲線狀絲線的長(zhǎng)度比切割長(zhǎng)度L更長(zhǎng)。具體地，雖然取決于膨松紗的種類，但在以 3mm-12mm的長(zhǎng)度切割膨松紗的情況下，通常形成長(zhǎng)度為3mm-12mm的直線狀絲線和纖維長(zhǎng) 度為6mm-25mm的具有起圈或曲線的曲線狀絲線的組合。
[0082] 具體地，如圖8所示，除鞘線7纏繞在芯線6上的那些（圖8(a))以外，還混有鞘線 7的起圈7a殘存（圖8(b))的那些、末端上鞘線7的起圈的一部分解開(kāi)而剩余的那些（圖 8(c))等。因此，若切割長(zhǎng)度L過(guò)短，則難以得到適于接合的曲線狀絲線，難以通過(guò)抄造制作 無(wú)機(jī)纖維片材。另一方面，由于芯線中使用的長(zhǎng)絲的平直性高，若切割長(zhǎng)度L變長(zhǎng)，則相對(duì) 于面方向有角度地存在的直線狀絲線以要戳破多個(gè)無(wú)機(jī)纖維片材面的狀態(tài)存在，在多個(gè)片 材間容易發(fā)生熱傳導(dǎo)，所以不優(yōu)選。
[0083] <無(wú)機(jī)纖維片材的制造方法>
[0084] 無(wú)機(jī)纖維片材是通過(guò)攪拌、離解含有無(wú)機(jī)纖維絲束及分散劑的纖維懸濁液，將得 到的纖維分散液（原料液）濕式抄造而制備的。
[0085] 作為無(wú)機(jī)纖維絲束，可使用另外制造的含有曲線狀絲線的絲束，但使用所述來(lái)自 波形賦形線的絲束或來(lái)自膨松紗的絲束在制造上是便利的。此外，與使用獨(dú)立存在的絲線 的集合體的情況相比，存在接合的絲線的存在比例更高的傾向，因而作為片材的強(qiáng)度、穩(wěn)定 性提1?。
[0086] (1)原料液的調(diào)制
[0087] 原料液（纖維分散液）可通過(guò)將無(wú)機(jī)纖維絲束及分散劑添加到作為分散介質(zhì)的水 中，攪拌、離解來(lái)制備。在由復(fù)絲得到的絲束的情況下，在該攪拌的階段優(yōu)選離解成獨(dú)立的 無(wú)機(jī)纖維絲線。攪拌、離解相當(dāng)于造紙的打漿步驟，可利用精制機(jī)（refiner)等進(jìn)行，優(yōu)選設(shè) 定成將復(fù)絲離解成獨(dú)立的纖維的程度的處理?xiàng)l件（溫度、轉(zhuǎn)速、壓力等），以使玻璃纖維不 折損。
[0088] 所述分散劑以可以使后述的攪拌步驟中由復(fù)絲構(gòu)成的所述纖維絲束容易離解成 獨(dú)立的纖維，進(jìn)一步在水中穩(wěn)定地分散的方式配入。作為分散劑可使用例如聚亞烷基二醇 脂肪酸酯型的非離子性表面活性劑等。
[0089] 分散劑沒(méi)有特別限定，通常優(yōu)選相對(duì)于纖維絲線100質(zhì)量份配合0. 5-2質(zhì)量份。
[0090] 在使用來(lái)自波形賦形線的無(wú)機(jī)纖維絲束的情況下，因?yàn)閹缀跛械慕z線都是曲線 狀絲線，所以原料液中形成多個(gè)曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線隨機(jī)分散，并且至少一部分曲線狀無(wú) 機(jī)纖維絲線與其他的曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線接合的狀態(tài)。
[0091] 此外，在使用來(lái)自膨松紗的無(wú)機(jī)纖維絲線作為無(wú)機(jī)纖維絲線的情況下，在原料液 的調(diào)制步驟中，纖維絲線的鞘線從芯線上解開(kāi)，并且，構(gòu)成鞘線、芯線的復(fù)絲離解成獨(dú)立的 纖維。因此，原料液中，形成來(lái)自芯線的纖維長(zhǎng)度為3-12mm的平直性相對(duì)高的無(wú)機(jī)纖維絲 線和來(lái)自鞘線的曲線狀的無(wú)機(jī)纖維絲線混合的狀態(tài)，該曲線狀的無(wú)機(jī)纖維絲線是纖維長(zhǎng)度 為6-25mm左右、殘存起圈形狀或?qū)Σㄐ螤畹葘?shí)施所謂的卷曲加工而成的狀態(tài)。而且，可 認(rèn)為，來(lái)自鞘線的曲線狀絲線的曲線形成固定器，來(lái)自芯線的直線狀的絲線和來(lái)自鞘線的 曲線狀的絲線以纏繞、物理地系住的狀態(tài)分散。即，形成以直線狀絲線和曲線狀絲線微絲 (fibril)化（分枝化）的狀態(tài)分散的狀態(tài)。
[0092] 代替來(lái)自膨松紗的纖維絲束，例如，可考慮使用分別準(zhǔn)備長(zhǎng)度為3mm-12mm的直線 狀絲線和長(zhǎng)度為6mm-25mm的具有起圈或曲線的曲線狀絲線，配合、調(diào)制而成的原料液。但 是，一般地，得到這種經(jīng)卷曲加工的6-25mm左右長(zhǎng)度的曲線狀絲線在制造上不容易，此外， 通過(guò)在玻璃纖維不折損的條件下攪拌而使獨(dú)立存在的曲線狀絲線和直線狀絲線以形成分 枝狀的方式纏繞實(shí)質(zhì)上是困難的。從這樣的理由出發(fā)，使用來(lái)自膨松紗的絲束有意義。 [0093] 如上所述調(diào)制的原料液中，曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線混合有各自獨(dú)立分散的那些和絲 線彼此之間接合的那些。
[0094] 在來(lái)自波形賦形線的無(wú)機(jī)纖維絲束的情況下，可如圖9(a) (b)的方式纏繞。圖 9 (a)示出波長(zhǎng)為1周期部分的無(wú)機(jī)纖維絲線之間纏繞的情況，圖9 (b)示出波長(zhǎng)為1/2周期 部分的無(wú)機(jī)纖維絲線之間纏繞的情況。
[0095] 如來(lái)自膨松紗的無(wú)機(jī)纖維絲線那樣，在直線狀無(wú)機(jī)纖維絲線和曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲 線的混合物的情況下，如圖10所示，通過(guò)直線狀無(wú)機(jī)纖維絲線8接合到曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲 線9上，直線狀絲線也可作為絲束的一部分進(jìn)行接合。在這點(diǎn)上，通過(guò)使用來(lái)自芯線的絲線 或來(lái)自鞘線的絲線纏繞的膨松紗的短切絲，容易得到還含有直線狀絲線、纏繞成分枝狀的 無(wú)機(jī)纖維絲束的分散液。通過(guò)這樣的纏繞，即使沒(méi)有粘合劑，也可制作整體在面方向上定向 的薄層無(wú)機(jī)纖維片材。
[0096] 如上所述，由于分散液中曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線之間或曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線和直線 狀無(wú)機(jī)纖維絲線纏繞，因此即使不用粘合劑也可形成薄片狀，但根據(jù)需要，也可添加配合無(wú) 機(jī)粘合劑。
[0097] 所述無(wú)機(jī)粘合劑是膠體二氧化硅、氧化鋁溶膠等具有粘著性的物質(zhì)，并且二氧化 硅或氧化鋁優(yōu)選使用構(gòu)成鏈狀、念珠狀、針狀的穩(wěn)定的二次粒子的二氧化硅或氧化鋁。具體 地，原料液中含有二次粒子的長(zhǎng)徑為0. 01 μ m-2 μ m左右的二氧化硅或氧化鋁作為在水中 分散的膠體溶膠。這種無(wú)機(jī)粘合劑能夠穩(wěn)定地附著在纖維表面，能夠防止抽真空時(shí)的飛散、 在真空絕熱材料的容器內(nèi)的飛散。這樣，本發(fā)明中使用的無(wú)機(jī)粘合劑在不易從無(wú)機(jī)纖維片 材處散落或飛散的方面與在玻璃棉中混入短纖維、硬粒不同。
[0098] 此外，所述無(wú)機(jī)粘合劑粒子的含量相對(duì)于100質(zhì)量份無(wú)機(jī)纖維絲線，優(yōu)選為2質(zhì)量 份以下，更優(yōu)選為1質(zhì)量份以下，進(jìn)一步優(yōu)選為〇. 5質(zhì)量份以下。
[0099] (2)濕式抄造
[0100] 將按上述調(diào)制的原料液進(jìn)行濕式抄造，薄片化。濕式抄造的方法（抄紙步驟）沒(méi) 有特別限定，例如，按以下的方法進(jìn)行。
[0101] 抄造通常用網(wǎng)部（Wire part)和干燥部組合的系統(tǒng)進(jìn)行。
[0102] 具體地，不作為限定，將調(diào)制的原料液從進(jìn)漿口向網(wǎng)部噴出，在網(wǎng)上移動(dòng)，同時(shí)水 向網(wǎng)下流出、脫水，進(jìn)一步抽吸、脫水，形成含水網(wǎng)絡(luò)。接下來(lái)，在壓制部在壓制輥和氈毯之 間壓榨、脫水，在干燥部進(jìn)一步蒸發(fā)干燥水分，得到無(wú)機(jī)纖維片材。在網(wǎng)部可使用長(zhǎng)網(wǎng)抄紙 機(jī)、短網(wǎng)抄紙機(jī)、傾斜網(wǎng)型抄紙機(jī)等公知的抄紙機(jī)。
[0103] 無(wú)機(jī)纖維片材的基重優(yōu)選采用30-600g/m2。不到30g/m2時(shí)，因?yàn)闊o(wú)機(jī)纖維片材內(nèi) 中存在的空隙的直徑變大，對(duì)氣體的熱傳導(dǎo)率的影響變大，所以存在作為真空絕熱材料絕 熱性能下降的傾向。另一方面，若超過(guò)600g/m 2,則由玻璃纖維制造無(wú)紡布時(shí)的干燥效率下 降，生產(chǎn)率下降，所以不優(yōu)選。
[0104] 如上所述制作的無(wú)機(jī)纖維片材，例如，在使用來(lái)自膨松紗的無(wú)機(jī)纖維絲束的情況 下，如圖11所示，來(lái)自芯線的直線狀的無(wú)機(jī)纖維絲線8和來(lái)自鞘線的曲線狀的無(wú)機(jī)纖維絲 線9纏繞，此外在含有無(wú)機(jī)粘合劑的情況下，無(wú)機(jī)粘合劑20以附著在直線狀無(wú)機(jī)纖維絲線 8和/或曲線狀的無(wú)機(jī)纖維9的表面上的方式，形成薄片狀。
[0105] 在如上所述制作的無(wú)機(jī)纖維片材中，構(gòu)成片材的曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的大部分隨 機(jī)分散形成平面。但是，一部分的曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線以在所述平面內(nèi)或在層疊的平面之 間交聯(lián)的方式纏繞存在。從和曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的波長(zhǎng)的關(guān)系來(lái)看，在不交聯(lián)多個(gè)層時(shí)， 由于這種纏繞存在比例少，所以起因于由纏繞引起的熱傳導(dǎo)等的絕熱性的下降小。而且能 夠通過(guò)纏繞減少所需的粘合劑量。此外，一部分的無(wú)機(jī)纖維絲線可以以從平面突出的方式 存在，但從和曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的峰部高度Η的關(guān)系來(lái)看，即使在絲線的一部分從無(wú)機(jī) 纖維片材表面突出的情況下，突出部分也幾乎不會(huì)戳破層疊的多個(gè)無(wú)機(jī)纖維片材。因此，結(jié) 果為：在作為本發(fā)明的真空絕熱材料的構(gòu)成要素的無(wú)機(jī)纖維片材中，纏繞的無(wú)機(jī)纖維絲線 的存在、從平面突出的曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的存在，與絲線的纏繞、突出等引起的絕熱性的 下降相比，導(dǎo)致減少所需的粘合劑量的效果更大，因而能夠?qū)崿F(xiàn)絕熱性的提高。
[0106] 在來(lái)自膨松紗的無(wú)機(jī)纖維絲線的情況下，不僅含有曲線狀絲線，還含有直線狀絲 線。但是，由于直線狀絲線與曲線狀絲線的接合，存在抑制以與面方向垂直的角度定向的傾 向。而且由于曲線狀絲線將會(huì)卷曲，故難以以與面方向垂直的角度定向，而是以纖維的長(zhǎng)度 方向沿著厚度方向的方式定向。因此，即使在直線狀絲線或曲線狀絲線要從無(wú)機(jī)纖維片材 表面突出的情況下，也幾乎不會(huì)戳破層疊的多個(gè)無(wú)機(jī)纖維片材，和使用來(lái)自波形賦形線的 無(wú)機(jī)纖維絲束的情況同樣地，結(jié)果是與絲線的纏繞、突出等引起絕熱性的下降相比，導(dǎo)致減 少所需的粘合劑量的效果更大，因而能夠?qū)崿F(xiàn)絕熱性的提高。
[0107] <真空絕熱材料的制造>
[0108] (1)層疊體的制造
[0109] 將多片如上所述制作的無(wú)機(jī)纖維片材1層疊，形成層疊體10。層疊體的制備僅層 疊、壓縮無(wú)機(jī)纖維片材即可。從無(wú)機(jī)纖維片材的面突出的來(lái)自鞘線的第2無(wú)機(jī)纖維的起圈 或松弛的一部分相對(duì)于層疊的無(wú)機(jī)纖維片材，可作為固定器起作用。
[0110] 可作為固定器使用的纖維使層疊的無(wú)機(jī)纖維片材之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)，但一般地，由 與層疊的無(wú)機(jī)纖維片材的接觸或在層疊的無(wú)機(jī)纖維片材的纖維間間隙中作為固定器的嵌 入程度引起的熱傳導(dǎo)、絕熱性的下降不成為問(wèn)題。
[0111] (2)外包裝材料
[0112] 外包裝材料11是將阻氣性優(yōu)異的膜作成袋狀的材料。作為阻氣性優(yōu)異的膜，通 常，將阻氣性優(yōu)異的乙烯-乙烯醇共聚物樹(shù)脂膜、鋁等金屬蒸鍍膜或鋁等金屬箔作為中間 層使用，其兩個(gè)表面上使用層疊了高密度聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺膜等熱塑性樹(shù)脂膜的層疊 膜。
[0113] 在封閉所述層疊膜的三邊的袋內(nèi)，容納如上所述制作的層疊體10,抽真空后，通過(guò) 將空的邊熱熔接，進(jìn)行封閉，從而真空密封。
[0114] 為保持真空絕熱材料的初期絕熱性能及隨時(shí)間的絕熱性能，外包裝內(nèi)，除了層疊 體以外還可封入氣體吸附劑、水分吸附劑等吸氣劑。
[0115] 具有如上的構(gòu)成的真空絕熱材料不存在即使真空度高也會(huì)揮發(fā)的有機(jī)粘合劑、飛 散的微粒子、短纖維，因而能夠長(zhǎng)時(shí)間保持初期的絕熱特性。
[0116] 工業(yè)上的可利用性
[0117] 本發(fā)明的真空絕熱材料，在構(gòu)成絕熱材料主體的層疊體中不含有會(huì)揮發(fā)、對(duì)流的 有機(jī)粘合劑、微粒，因而絕熱性隨時(shí)間的劣化變少。因此，可用作需要長(zhǎng)時(shí)間、高度的絕熱性 的機(jī)器的絕熱材料。本發(fā)明的制造方法可用作本發(fā)明的真空絕熱材料的制造方法。
[0118] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0119] 1無(wú)機(jī)纖維片材
[0120] 7粘合劑
[0121] 2, 2'直線狀長(zhǎng)絲
[0122] 3, 3' 齒輪
[0123] 5波形賦形長(zhǎng)絲
[0124] 6 芯線
[0125] 7 鞘線
[0126] 8來(lái)自芯線的絲線
[0127] 9來(lái)自鞘線的絲線
[0128] 10層疊體
[0129] 11外包裝材料
[0130] 20粘合劑
【權(quán)利要求】
1. 真空絕熱材料，包括無(wú)機(jī)纖維片材的層疊體和真空密封該層疊體形成的外包裝材 料，其中， 在所述無(wú)機(jī)纖維片材中，含有切割長(zhǎng)度（L) 3-12mm的曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的無(wú)機(jī)纖維 絲束隨機(jī)分散，并且所述無(wú)機(jī)纖維絲束的至少一部分彼此接合。
2. 權(quán)利要求1所述的真空絕熱材料，其中所述曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線是將被賦予了由曲 線構(gòu)成的波形形狀的長(zhǎng)絲以成為所述波形的1/2-1周期的方式以3mm-12mm的間隔切割而 成。
3. 權(quán)利要求2所述的真空絕熱材料，其中所述曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線的峰部高度（振幅 的2倍值）是l_6mm。
4. 權(quán)利要求1所述的真空絕熱材料，其中所述無(wú)機(jī)纖維絲束是將膨松紗以3mm-12mm的 長(zhǎng)度切割而得到，所述膨松紗含有復(fù)絲的芯線和在該芯線的表面上形成起圈和/或松弛并 纏結(jié)的復(fù)絲的鞘線， 所述曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線通過(guò)切割構(gòu)成所述鞘線的復(fù)絲而得到。
5. 權(quán)利要求4所述的真空絕熱材料，其中所述曲線狀無(wú)機(jī)纖維絲線是具有長(zhǎng)度為 6mm-25mm的起圈或曲線的絲線。
6. 權(quán)利要求4或5所述的真空絕熱材料，其中構(gòu)成所述芯線的復(fù)絲是截面異形纖維。
7. 權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的真空絕熱材料，其中所述無(wú)機(jī)纖維絲線的纖維直徑是 0· 5-15 μ m〇
8. 權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的真空絕熱材料，所述無(wú)機(jī)纖維絲線是玻璃纖維。
9. 權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的真空絕熱材料，所述無(wú)機(jī)纖維片材是通過(guò)將所述無(wú)機(jī) 纖維絲線的分散液濕式抄造得到。
10. 權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的真空絕熱材料，所述曲線狀絲線的含有率為所述無(wú) 機(jī)纖維絲線整體的15%以上。
11. 真空絕熱材料的制造方法，所述真空絕熱材料包括無(wú)機(jī)纖維片材的層疊體和真空 密封該層疊體形成的外包裝材料，所述制造方法的特征在于， 包括： 原料液調(diào)制步驟，攪拌含有無(wú)機(jī)纖維絲束和分散劑的纖維懸濁液而調(diào)制纖維分散液； 和 抄紙步驟，濕式抄造得到的所述纖維分散液而制作無(wú)機(jī)纖維片材， 作為所述無(wú)機(jī)纖維絲束，使用將膨松紗以3mm-12mm的長(zhǎng)度切割形成的無(wú)機(jī)纖維絲線， 所述膨松紗含有復(fù)絲的芯線和在該芯線的表面上形成起圈和/或松弛并纏結(jié)的復(fù)絲的鞘 線。
12. 無(wú)機(jī)纖維片材的制造方法，所述無(wú)機(jī)纖維片材用于含有所述無(wú)機(jī)纖維片材的層 疊體和真空密封該層疊體形成的外包裝材料的真空絕熱材料，所述制造方法特征在于，包 括： 原料液調(diào)制步驟，攪拌含有無(wú)機(jī)纖維絲束和分散劑的纖維懸濁液而調(diào)制纖維分散液； 和 抄紙步驟，濕式抄造得到的所述纖維分散液而制作無(wú)機(jī)纖維片材， 并且包括濕式抄造所述無(wú)機(jī)纖維絲束的分散液的步驟， 所述無(wú)機(jī)纖維絲束是處于由曲線構(gòu)成的波形的1/2-1周期且波長(zhǎng)為3mm-12mm的無(wú)機(jī) 纖維絲線。
【文檔編號(hào)】D04H1/4209GK104105917SQ201380008960
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月14日
【發(fā)明者】井前憲司 申請(qǐng)人:井前工業(yè)株式會(huì)社