JPH09303945A - 真空断熱体および断熱箱体 - Google Patents
真空断熱体および断熱箱体Info
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- JPH09303945A JPH09303945A JP8114549A JP11454996A JPH09303945A JP H09303945 A JPH09303945 A JP H09303945A JP 8114549 A JP8114549 A JP 8114549A JP 11454996 A JP11454996 A JP 11454996A JP H09303945 A JPH09303945 A JP H09303945A
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Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は冷蔵庫などの断熱材として使用可能
な真空断熱体に関するものであり、初期断熱性能に優れ
かつ信頼性の高い真空断熱体を得ることを目的とするも
のである。 【解決手段】 粒径200μm以下の粒度分布が体積比
率で10%以上30%以下である有機粉末と無機粉末と
からなる芯材1と外装材2とから構成する。
な真空断熱体に関するものであり、初期断熱性能に優れ
かつ信頼性の高い真空断熱体を得ることを目的とするも
のである。 【解決手段】 粒径200μm以下の粒度分布が体積比
率で10%以上30%以下である有機粉末と無機粉末と
からなる芯材1と外装材2とから構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫などの断熱
材として使用可能な真空断熱体に関するものである。
材として使用可能な真空断熱体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、地球環境保護の観点から、冷蔵庫
断熱材の発砲剤として使用されているCFC11による
オゾン層破壊が世界的規模で注目されている。
断熱材の発砲剤として使用されているCFC11による
オゾン層破壊が世界的規模で注目されている。
【0003】この様な背景から新規発砲剤を用いた断熱
剤の研究が行われており、代替フロンとしてはHCFC
141b、非フロン系ではシクロペンタンなどが候補と
して選ばれつつある。
剤の研究が行われており、代替フロンとしてはHCFC
141b、非フロン系ではシクロペンタンなどが候補と
して選ばれつつある。
【0004】しかしながら、これらの新規発砲剤はいづ
れもCFC11より気体熱伝導率が大きく、冷蔵庫の断
熱性能低下は避けられない状況下にある。一方、将来の
エネルギー規制などに対し、冷蔵庫の省エネ化は避けら
れない問題であり断熱性能向上が達成すべき大きな課題
である。以上の様に、フロン対応による断熱性能の低下
と省エネ化達成のための断熱性能向上という相反する課
題を現状の冷蔵庫は抱えている。
れもCFC11より気体熱伝導率が大きく、冷蔵庫の断
熱性能低下は避けられない状況下にある。一方、将来の
エネルギー規制などに対し、冷蔵庫の省エネ化は避けら
れない問題であり断熱性能向上が達成すべき大きな課題
である。以上の様に、フロン対応による断熱性能の低下
と省エネ化達成のための断熱性能向上という相反する課
題を現状の冷蔵庫は抱えている。
【0005】この様な相反する課題を解決する一手段と
して無機粉末を用いた真空断熱体が考案され、その内容
が特開昭57−173689号広報に記載されている。
その内容は、フィルム状プラスチック容器に単粒子径が
1μm以下の粉末を充填し内部を減圧後密閉することに
より真空断熱体を得るというものである。
して無機粉末を用いた真空断熱体が考案され、その内容
が特開昭57−173689号広報に記載されている。
その内容は、フィルム状プラスチック容器に単粒子径が
1μm以下の粉末を充填し内部を減圧後密閉することに
より真空断熱体を得るというものである。
【0006】効果としては工業化が容易な0.1〜1m
mHgの真空度で製造する事ができ、シリカ粒子が微粉
末であるため、同じ真空度の場合、真空断熱体の断熱性
能がより向上する事を見いだしたものである。
mHgの真空度で製造する事ができ、シリカ粒子が微粉
末であるため、同じ真空度の場合、真空断熱体の断熱性
能がより向上する事を見いだしたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】真空断熱体の断熱原理
は、熱を伝える空気を排除することである。しかしなが
ら実用的な真空度は0.1〜10mmHgである。した
がって、この真空度で目的とする断熱性能が得られなけ
ればならない。
は、熱を伝える空気を排除することである。しかしなが
ら実用的な真空度は0.1〜10mmHgである。した
がって、この真空度で目的とする断熱性能が得られなけ
ればならない。
【0008】空気が介在して熱伝導が行われる場合の断
熱性能に影響をおよぼす物性として平均自由行程があ
る。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、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、空気による熱伝導が生じるため
真空断熱体の熱伝導率は大きくなる。逆に平均自由行程
よりも空隙が小さい場合は真空断熱体の熱伝導は小さく
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。
熱性能に影響をおよぼす物性として平均自由行程があ
る。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、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、空気による熱伝導が生じるため
真空断熱体の熱伝導率は大きくなる。逆に平均自由行程
よりも空隙が小さい場合は真空断熱体の熱伝導は小さく
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。
【0009】したがって、シリカ粉末などの微細な粒径
を有する粉末を用いれば空隙が細かくなり、空気の衝突
による熱伝導がほとんどなくなる。この結果、真空断熱
体の断熱性能が向上する。しかし、従来の構成ではシリ
カ粉末を使用しているため真空断熱体の重量が重くな
り、かつ、コストが高くなる欠点がある。
を有する粉末を用いれば空隙が細かくなり、空気の衝突
による熱伝導がほとんどなくなる。この結果、真空断熱
体の断熱性能が向上する。しかし、従来の構成ではシリ
カ粉末を使用しているため真空断熱体の重量が重くな
り、かつ、コストが高くなる欠点がある。
【0010】一方、地球環境問題における新たな課題と
して廃棄物問題がある。冷蔵庫などの家電製品において
も廃棄物処理問題は例外でなく、いかにしてリサイクル
するかが大きな課題である。特に冷蔵庫の断熱材に使用
されている硬質ウレタンフォームは、その材料特性から
リサイクルが困難とされていた。
して廃棄物問題がある。冷蔵庫などの家電製品において
も廃棄物処理問題は例外でなく、いかにしてリサイクル
するかが大きな課題である。特に冷蔵庫の断熱材に使用
されている硬質ウレタンフォームは、その材料特性から
リサイクルが困難とされていた。
【0011】本発明は上記内容を鑑み、粉末真空断熱体
の課題であった軽量化と低コスト化および高性能化を図
るとともに、ウレタンフォームのリサイクルを図ろうと
するものである。
の課題であった軽量化と低コスト化および高性能化を図
るとともに、ウレタンフォームのリサイクルを図ろうと
するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の真空断熱体は、外被材に少なくとも有機粉末と
無機粉末からなる芯材を充填した真空断熱体において、
前記有機粉末における粒径200μm以下の粒度分布を
体積比率で10%以上30%以下に限定している。
本発明の真空断熱体は、外被材に少なくとも有機粉末と
無機粉末からなる芯材を充填した真空断熱体において、
前記有機粉末における粒径200μm以下の粒度分布を
体積比率で10%以上30%以下に限定している。
【0013】したがって固体熱伝導率の低減が可能とな
り、断熱性能の優れた真空断熱体を得ることができる。
り、断熱性能の優れた真空断熱体を得ることができる。
【0014】また、本発明の真空断熱体は、粒径200
μm以下における粒度分布を体積比率で10%以上20
%以下にした有機粉末と無機粉末とからなり、前記有機
粉末のアスペクト比を2以上3以下に限定している。し
たがって有機粉末の立体障害効果が高くなり、密度低減
により熱伝導率を低減することができる。
μm以下における粒度分布を体積比率で10%以上20
%以下にした有機粉末と無機粉末とからなり、前記有機
粉末のアスペクト比を2以上3以下に限定している。し
たがって有機粉末の立体障害効果が高くなり、密度低減
により熱伝導率を低減することができる。
【0015】また、本発明の真空断熱体は、有機粉末と
して硬質ウレタンフォームの粉末を用いている。したが
って、冷蔵庫の断熱材として使用されていた硬質ウレタ
ンフォームのリサイクルが可能となり、廃棄物問題を解
決することができる。また、有機粉末が硬質ウレタンフ
ォームであることから有機粉末の樹脂熱伝導率が低く、
真空断熱体に適用した場合において熱伝導率の低減が図
れる。
して硬質ウレタンフォームの粉末を用いている。したが
って、冷蔵庫の断熱材として使用されていた硬質ウレタ
ンフォームのリサイクルが可能となり、廃棄物問題を解
決することができる。また、有機粉末が硬質ウレタンフ
ォームであることから有機粉末の樹脂熱伝導率が低く、
真空断熱体に適用した場合において熱伝導率の低減が図
れる。
【0016】本発明の真空断熱体では、無機粉末材料と
して摩砕処理されたシリカ粉末を適用としている。摩砕
処理によってシリカ粉末の表面凹凸性が向上するため、
有機粉末と混合することによる表面改質作用において、
粉末同士の接触面積を低減することが可能となり、固体
熱伝導率低減が図れる。
して摩砕処理されたシリカ粉末を適用としている。摩砕
処理によってシリカ粉末の表面凹凸性が向上するため、
有機粉末と混合することによる表面改質作用において、
粉末同士の接触面積を低減することが可能となり、固体
熱伝導率低減が図れる。
【0017】また、本発明の断熱箱体は、外箱と内箱と
前記外箱と内箱によって形成される空間に発泡断熱材を
充填した断熱箱体において、前記外箱もしくわ内箱の内
面に、粒径200μm以下の粒度分布が体積比率で10
%以上30%以下である有機粉末と無機粉末とからなる
芯材を外被材に充填した真空断熱体を設けている。
前記外箱と内箱によって形成される空間に発泡断熱材を
充填した断熱箱体において、前記外箱もしくわ内箱の内
面に、粒径200μm以下の粒度分布が体積比率で10
%以上30%以下である有機粉末と無機粉末とからなる
芯材を外被材に充填した真空断熱体を設けている。
【0018】したがって本発明による真空断熱体は粉末
によって形成される空隙間距離が短いことから、真空度
が大気圧に近くなってきた場合においても熱伝導率の変
化が小さいため、冷蔵庫に適用した場合、長きに亘って
使用しても真空断熱体の急激な熱伝導率の悪化がない。
によって形成される空隙間距離が短いことから、真空度
が大気圧に近くなってきた場合においても熱伝導率の変
化が小さいため、冷蔵庫に適用した場合、長きに亘って
使用しても真空断熱体の急激な熱伝導率の悪化がない。
【0019】この結果、真空断熱体の急激な熱伝導率悪
化に起因して、コンプレッサーの運転率が過剰となり、
冷蔵庫の信頼性が低下すると言った問題が解決される。
化に起因して、コンプレッサーの運転率が過剰となり、
冷蔵庫の信頼性が低下すると言った問題が解決される。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、外被材に少なくとも有機粉末と無機粉末からなる芯
材を充填した真空断熱体において、前記有機粉末におけ
る粒径200μm以下の粒度分布を体積比率で10%以
上30%以下に限定している。
は、外被材に少なくとも有機粉末と無機粉末からなる芯
材を充填した真空断熱体において、前記有機粉末におけ
る粒径200μm以下の粒度分布を体積比率で10%以
上30%以下に限定している。
【0021】粉末真空断熱体の場合、粉末同士の凝集や
絡み合いによって形成される空隙間距離が小さい。真空
断熱体の作製における真空度が0.1mmHgであるこ
とから、粉末の持つ空隙間距離のほとんどは気体分子の
ま平均自由行程よりも短いため、気体熱伝導率の寄与度
は少ない。したがって、いかにして固体熱伝導率を低減
させるかが重要となる。
絡み合いによって形成される空隙間距離が小さい。真空
断熱体の作製における真空度が0.1mmHgであるこ
とから、粉末の持つ空隙間距離のほとんどは気体分子の
ま平均自由行程よりも短いため、気体熱伝導率の寄与度
は少ない。したがって、いかにして固体熱伝導率を低減
させるかが重要となる。
【0022】本発明では、粉末同士が蜜に接触する原因
として粒径をとりあげ、200μm以下の粒径における
体積比率と熱伝導率の関係を評価した。その結果、熱伝
導率低減を図るためには200μm以下の粒径における
体積比率を10%以上30%以下にすることが必要であ
ることを見い出したものである。
として粒径をとりあげ、200μm以下の粒径における
体積比率と熱伝導率の関係を評価した。その結果、熱伝
導率低減を図るためには200μm以下の粒径における
体積比率を10%以上30%以下にすることが必要であ
ることを見い出したものである。
【0023】本発明の請求項2に記載の発明は、真空断
熱体に使用する有機粉末のアクペスト比を2以上3以下
に限定している。一般に、球体形状をした粉末では細密
充填形態をとるため密度が高くなり、固体熱伝導率の増
大を招いてしまう。したがって、粉末形状を定量的に限
定することが重要となる。
熱体に使用する有機粉末のアクペスト比を2以上3以下
に限定している。一般に、球体形状をした粉末では細密
充填形態をとるため密度が高くなり、固体熱伝導率の増
大を招いてしまう。したがって、粉末形状を定量的に限
定することが重要となる。
【0024】本発明では、定量的な指標としてアクペス
ト比をとりあげ、アスペクト比を2以上3以下にするこ
とにより熱伝導率の低減が可能であることを見いだした
ものである。アクペスト比を2以上3以下にすることに
より粉末の立体障害効果が大きくなり、粉末同士の充填
形態が細密充填から変化するため密度低減が図れ、結果
として熱伝導率低減が図れる。
ト比をとりあげ、アスペクト比を2以上3以下にするこ
とにより熱伝導率の低減が可能であることを見いだした
ものである。アクペスト比を2以上3以下にすることに
より粉末の立体障害効果が大きくなり、粉末同士の充填
形態が細密充填から変化するため密度低減が図れ、結果
として熱伝導率低減が図れる。
【0025】本発明の請求項3に記載の発明は、有機粉
末として硬質ウレタンフォームの粉末を用いている。し
たがって、冷蔵庫の断熱材として使用されていた硬質ウ
レタンフォームのリサイクルが可能となり、廃棄物問題
を解決することができる。また、有機粉末が硬質ウレタ
ンフォームであることから有機粉末の樹脂熱伝導率が低
く、真空断熱体に適用した場合において熱伝導率の低減
が図れる。これは、ウレタン結合が二重結合を有してい
るため熱振動エネルギーが高く、その結果固体熱伝導率
が低減するためである。
末として硬質ウレタンフォームの粉末を用いている。し
たがって、冷蔵庫の断熱材として使用されていた硬質ウ
レタンフォームのリサイクルが可能となり、廃棄物問題
を解決することができる。また、有機粉末が硬質ウレタ
ンフォームであることから有機粉末の樹脂熱伝導率が低
く、真空断熱体に適用した場合において熱伝導率の低減
が図れる。これは、ウレタン結合が二重結合を有してい
るため熱振動エネルギーが高く、その結果固体熱伝導率
が低減するためである。
【0026】また、本発明の請求項4に記載の発明は、
真空断熱体に用いる無機粉末材料として摩砕処理された
シリカ粉末を適用している。シリカ粉末は一般に球状で
あるが、摩砕処理によってシリカ粉末が粉砕されるため
新たな表面が現れその表面は凹凸性が激しいものとな
る。これはボールミルなどの摩砕法を用いているため、
シリカ粉末を粉砕するときの衝突エネルギーが大きいこ
とによるものである。この結果、有機粉末と混合した表
面改質作用において粉末同士の接触面積を低減すること
が可能となり、固体熱伝導率低減が図れる。
真空断熱体に用いる無機粉末材料として摩砕処理された
シリカ粉末を適用している。シリカ粉末は一般に球状で
あるが、摩砕処理によってシリカ粉末が粉砕されるため
新たな表面が現れその表面は凹凸性が激しいものとな
る。これはボールミルなどの摩砕法を用いているため、
シリカ粉末を粉砕するときの衝突エネルギーが大きいこ
とによるものである。この結果、有機粉末と混合した表
面改質作用において粉末同士の接触面積を低減すること
が可能となり、固体熱伝導率低減が図れる。
【0027】一方、本発明の請求項5に記載の断熱箱体
は、外箱と内箱と前記外箱と内箱によって形成される空
間に発泡断熱材を充填した断熱箱体において、前記外箱
もしくは内箱の内面に、粒径200μm以下の粒度分布
が体積比率で10%以上30%以下である有機粉末と無
機粉末とからなる芯材を有する真空断熱体を設けてい
る。
は、外箱と内箱と前記外箱と内箱によって形成される空
間に発泡断熱材を充填した断熱箱体において、前記外箱
もしくは内箱の内面に、粒径200μm以下の粒度分布
が体積比率で10%以上30%以下である有機粉末と無
機粉末とからなる芯材を有する真空断熱体を設けてい
る。
【0028】したがって真空断熱体の有する空隙間距離
が短いことから、真空度が大気圧に近くなってきた場合
においても熱伝導率の変化が小さいため、冷蔵庫に適用
した場合、長きに亘って使用しても真空断熱体の急激な
熱伝導率の悪化がない。
が短いことから、真空度が大気圧に近くなってきた場合
においても熱伝導率の変化が小さいため、冷蔵庫に適用
した場合、長きに亘って使用しても真空断熱体の急激な
熱伝導率の悪化がない。
【0029】この結果、真空断熱体の急激な熱伝導率悪
化に起因して、コンプレッサーの運転率が過剰となり、
冷蔵庫の信頼性が低下するといった問題が解決される。
化に起因して、コンプレッサーの運転率が過剰となり、
冷蔵庫の信頼性が低下するといった問題が解決される。
【0030】以下、本発明の実施形態について、図1、
図2を用いて説明する。 (実施の形態1)図において1は真空断熱体であり、粒
径200μm以下の体積比率が10%以上30%以下の
粒度分布を有する有機粉末と湿式シリカ粉末(平均粒径
5μm)を混合して得た芯材2を、金属ープラスチック
ラミネートフィルムからなる外被材3に充填後、内部が
0.1mmHgになるように減圧排気して得たものであ
る。
図2を用いて説明する。 (実施の形態1)図において1は真空断熱体であり、粒
径200μm以下の体積比率が10%以上30%以下の
粒度分布を有する有機粉末と湿式シリカ粉末(平均粒径
5μm)を混合して得た芯材2を、金属ープラスチック
ラミネートフィルムからなる外被材3に充填後、内部が
0.1mmHgになるように減圧排気して得たものであ
る。
【0031】粉末真空断熱体の場合、粉末同士の凝集や
絡み合いによって形成される空隙間距離が小さい。真空
断熱体の制作における真空度が0.1mmHgであるこ
とから、粉末の持つ空隙間距離のほとんどは気体分子の
平均自由行程よりも短いため、気体熱伝導率の寄与度は
少ない、したがって、いかにして固体熱伝導率を低減さ
せるかが重要となる。
絡み合いによって形成される空隙間距離が小さい。真空
断熱体の制作における真空度が0.1mmHgであるこ
とから、粉末の持つ空隙間距離のほとんどは気体分子の
平均自由行程よりも短いため、気体熱伝導率の寄与度は
少ない、したがって、いかにして固体熱伝導率を低減さ
せるかが重要となる。
【0032】本発明では、粉末同士が密に接触する原因
として粒径をとりあげ、200μm以下の粒径における
体積比率と熱伝導率の関係を評価した。その結果、熱伝
導率低減を図るためには200μm以下の粒径における
体積比率を10%以上30%以下にすることが必要であ
ることを見い出したものである。
として粒径をとりあげ、200μm以下の粒径における
体積比率と熱伝導率の関係を評価した。その結果、熱伝
導率低減を図るためには200μm以下の粒径における
体積比率を10%以上30%以下にすることが必要であ
ることを見い出したものである。
【0033】このようにして得られた真空断熱体は、粒
径200μm以下の体積比率が10%以上30%以下で
あるため粉末同士の接触面積が低減し、その結果、固体
熱伝導率の低減が可能となり高性能化が図れる。
径200μm以下の体積比率が10%以上30%以下で
あるため粉末同士の接触面積が低減し、その結果、固体
熱伝導率の低減が可能となり高性能化が図れる。
【0034】(実施の形態2)芯材2に用いる有機粉末
のアスペクト比を2以上3以下に限定している。一般
に、球体形状をした粉末では細微充填形態をとるため密
度が高くなり、固体熱伝導率の増大を招いてしまう。し
たがって、粉末形状を定量的に限定することが重要とな
る。
のアスペクト比を2以上3以下に限定している。一般
に、球体形状をした粉末では細微充填形態をとるため密
度が高くなり、固体熱伝導率の増大を招いてしまう。し
たがって、粉末形状を定量的に限定することが重要とな
る。
【0035】本発明では、定量的な指標としてアスペク
ト比をとりあげ、アスペクト比を2以上3以下にするこ
とにより熱伝導率の低減が可能であることを見いだした
ものである。
ト比をとりあげ、アスペクト比を2以上3以下にするこ
とにより熱伝導率の低減が可能であることを見いだした
ものである。
【0036】アスペクト比を2以上3以下にすることに
より粉末の立体障害効果が大きくなり、粉末同士の充填
形態が細微充填から変化するため密度低減が図れ、結果
として熱伝導率体低減が図れる。
より粉末の立体障害効果が大きくなり、粉末同士の充填
形態が細微充填から変化するため密度低減が図れ、結果
として熱伝導率体低減が図れる。
【0037】(実施の形態3)芯材2に用いる有機粉末
として硬質ウレタンフォームの粉末を用いている。した
がって、冷蔵庫の断熱材として使用されていた硬質ウレ
タンフォームのリサイクルが可能となり、廃棄物問題を
解決することができる。
として硬質ウレタンフォームの粉末を用いている。した
がって、冷蔵庫の断熱材として使用されていた硬質ウレ
タンフォームのリサイクルが可能となり、廃棄物問題を
解決することができる。
【0038】また、有機粉末が硬質ウレタンフォームで
あることから有機粉末の樹脂熱伝導率が低く、真空断熱
体に適用した場合において熱伝導率の低減が図れる。こ
れは、ウレタン結合が二重結合を有しているため熱振動
エネルギーが高く、その結果固体熱伝導率が低減するた
めである。
あることから有機粉末の樹脂熱伝導率が低く、真空断熱
体に適用した場合において熱伝導率の低減が図れる。こ
れは、ウレタン結合が二重結合を有しているため熱振動
エネルギーが高く、その結果固体熱伝導率が低減するた
めである。
【0039】(実施の形態4)芯材2に用いる無機粉末
として摩砕処理されたシリカ粉末を適用している。シリ
カ粉末は一般に球状であるが、摩砕処理によってシリカ
粉末が粉砕されるため新たな表面が現れその表面は凹凸
性が激しいものとなる。
として摩砕処理されたシリカ粉末を適用している。シリ
カ粉末は一般に球状であるが、摩砕処理によってシリカ
粉末が粉砕されるため新たな表面が現れその表面は凹凸
性が激しいものとなる。
【0040】これはボールミルなどの摩砕法を用いてい
るため、シリカ粉末を粉砕するときの衝突エネルギーが
大きいことによるものである。
るため、シリカ粉末を粉砕するときの衝突エネルギーが
大きいことによるものである。
【0041】この結果、有機粉末と混合することによる
表面改質作用において粉末同士の接触面積を低減するこ
とが可能となり、固体熱伝導率低減が図れる。
表面改質作用において粉末同士の接触面積を低減するこ
とが可能となり、固体熱伝導率低減が図れる。
【0042】(実施の形態5)図において4は、真空断
熱材1と硬質発泡ウレタンフォームからなる発泡断熱材
5と外箱6と内箱7によって構成される断熱箱体であ
る。真空断熱材1は外箱6の内面に取り付けられている
が、内箱7の内面であっても良い。また、真空断熱体1
のサイズは0.5m×0.5m×0.02mである。
熱材1と硬質発泡ウレタンフォームからなる発泡断熱材
5と外箱6と内箱7によって構成される断熱箱体であ
る。真空断熱材1は外箱6の内面に取り付けられている
が、内箱7の内面であっても良い。また、真空断熱体1
のサイズは0.5m×0.5m×0.02mである。
【0043】以上のような構成からなる断熱箱体は、粉
末によって形成される空隙間距離が短いことから、真空
度が大気圧に近くなってきた場合においても熱伝導率の
変化が小さいため、冷蔵庫に適用した場合、長きに亘っ
て使用しても真空断熱体の急激な熱伝導率の悪化がな
い。この結果、真空断熱体の急激な熱伝導率悪化に起因
して、コンプレッサーの運転率が過剰となり、冷蔵庫の
信頼性が低下すると言った問題が解決される。
末によって形成される空隙間距離が短いことから、真空
度が大気圧に近くなってきた場合においても熱伝導率の
変化が小さいため、冷蔵庫に適用した場合、長きに亘っ
て使用しても真空断熱体の急激な熱伝導率の悪化がな
い。この結果、真空断熱体の急激な熱伝導率悪化に起因
して、コンプレッサーの運転率が過剰となり、冷蔵庫の
信頼性が低下すると言った問題が解決される。
【0044】
(実施例1)図3は、有機粉末としてウレタン粉末を用
い、粒径200μm以下の体積比率と熱伝導率との関係
を示したものである。なお、その他の条件を同一にする
ため無機粉末は湿式シリカ粉末(粒径5μm)を用い、
添加量は5重量%とした。
い、粒径200μm以下の体積比率と熱伝導率との関係
を示したものである。なお、その他の条件を同一にする
ため無機粉末は湿式シリカ粉末(粒径5μm)を用い、
添加量は5重量%とした。
【0045】
【図3】(図3)から、粒径200μm以下の体積比率
と真空断熱体の熱伝導率と間には相関が認められ、体積
比率20%を極小点として熱伝導率が変化しているのが
判る。これは、真空断熱体の熱伝導率が明らかに粒径2
00μm以下の体積比率の影響を受けていることを示し
ており、本発明における妥当性を裏づけるものである。
と真空断熱体の熱伝導率と間には相関が認められ、体積
比率20%を極小点として熱伝導率が変化しているのが
判る。これは、真空断熱体の熱伝導率が明らかに粒径2
00μm以下の体積比率の影響を受けていることを示し
ており、本発明における妥当性を裏づけるものである。
【0046】一般に、断熱材である硬質ウレタンフォー
ムと真空断熱体とを複層して使用する場合、硬質ウレタ
ンフォームの熱伝導率が大きいことから、真空断熱体の
熱伝導率は0.0050kcal/mh℃以下のものが
必要とされている。このような状況を鑑みれば、粒径2
00μm以下の体積比率を10%以上30%以下にする
ことが必要になる。
ムと真空断熱体とを複層して使用する場合、硬質ウレタ
ンフォームの熱伝導率が大きいことから、真空断熱体の
熱伝導率は0.0050kcal/mh℃以下のものが
必要とされている。このような状況を鑑みれば、粒径2
00μm以下の体積比率を10%以上30%以下にする
ことが必要になる。
【0047】粒径200μm以下の体積比率が20%以
下になると真空断熱体の熱伝導率は大きくなる。これ
は、小径粒子の比率が減少することにより粗大粒子の相
対比率が高くなり、その結果、0.1mmHgの真空度
における空気の平均自由行程よりも長い空隙が多くな
り、気体熱伝導率の増大によって熱伝導率が悪化する。
下になると真空断熱体の熱伝導率は大きくなる。これ
は、小径粒子の比率が減少することにより粗大粒子の相
対比率が高くなり、その結果、0.1mmHgの真空度
における空気の平均自由行程よりも長い空隙が多くな
り、気体熱伝導率の増大によって熱伝導率が悪化する。
【0048】一方、粒径200μm以下の体積比率が2
0%以上になると、小径粒子の増大によって粉末同士の
接点数が増加し、その結果固体熱伝導率が増えることに
より熱伝導率が悪化する。したがって、粒径200μm
以下の体積比率を限定することは重要であり、本発明の
ように粒径200μm以下の体積比率を10%以上30
%以下にすることによって所望する熱伝導率の真空断熱
体を得ることができる。
0%以上になると、小径粒子の増大によって粉末同士の
接点数が増加し、その結果固体熱伝導率が増えることに
より熱伝導率が悪化する。したがって、粒径200μm
以下の体積比率を限定することは重要であり、本発明の
ように粒径200μm以下の体積比率を10%以上30
%以下にすることによって所望する熱伝導率の真空断熱
体を得ることができる。
【0049】(実施例2)図4は、有機粉末としてウレ
タン粉末を用い、アスペクト比と熱伝導率との関係を示
したものである。なお、その他の条件を同一にするため
無機粉末は湿式シリカ粉末(粒径5μm)を用い、添加
量は5重量%とした。
タン粉末を用い、アスペクト比と熱伝導率との関係を示
したものである。なお、その他の条件を同一にするため
無機粉末は湿式シリカ粉末(粒径5μm)を用い、添加
量は5重量%とした。
【0050】
【図4】図4から粒径200μm以下の体積比率と真空
断熱体の熱伝導率との間には相関が認められ、アスペク
ト比2.5を極小点として熱伝導率が変化しているのが
判る。これは、真空断熱体の熱伝導率が明らかにアスペ
クト比の影響を受けていることを示しており、本発明に
おける妥当性を裏付けるものである。
断熱体の熱伝導率との間には相関が認められ、アスペク
ト比2.5を極小点として熱伝導率が変化しているのが
判る。これは、真空断熱体の熱伝導率が明らかにアスペ
クト比の影響を受けていることを示しており、本発明に
おける妥当性を裏付けるものである。
【0051】アスペクト比が2.5以下になると真空断
熱体の熱伝導体が悪化する。これはアスペクト比が小さ
くなることによって粉末がより球状に近くなり、細密充
填形態をとる。
熱体の熱伝導体が悪化する。これはアスペクト比が小さ
くなることによって粉末がより球状に近くなり、細密充
填形態をとる。
【0052】その結果粉末充填密度が高くなり、粉末同
士の接触によ固体熱伝導率が増加するためである。一
方、アスペクト比が2.5以上になると粉末の形状が非
球状になるため、立体障害によって粉末は細密充填形態
をとることができない。
士の接触によ固体熱伝導率が増加するためである。一
方、アスペクト比が2.5以上になると粉末の形状が非
球状になるため、立体障害によって粉末は細密充填形態
をとることができない。
【0053】したがって粉末同士は粗な凝集形態をと
り、その結果、凝集によって形成される空隙も大きくな
るため、空気の平均自由行程よりも長い空隙間距離が多
くなる。
り、その結果、凝集によって形成される空隙も大きくな
るため、空気の平均自由行程よりも長い空隙間距離が多
くなる。
【0054】よって、気体分子同士の衝突による気体熱
伝導率が増大するため、真空断熱体の熱伝導率が悪化す
る。
伝導率が増大するため、真空断熱体の熱伝導率が悪化す
る。
【0055】以上のことからアスペクト比を限定するこ
とは重要であり、本発明では、真空断熱体の熱伝導率を
0.0050kcal/mh℃以下にするため、アスペ
クト比を2以上3以下にしている。この結果、ウレタン
フォームと複層した場合においても十分な効果が得られ
る。
とは重要であり、本発明では、真空断熱体の熱伝導率を
0.0050kcal/mh℃以下にするため、アスペ
クト比を2以上3以下にしている。この結果、ウレタン
フォームと複層した場合においても十分な効果が得られ
る。
【0056】(実施例3)表1は芯材1に用いる有機粉
末の種類と真空断熱体の熱伝導率との関係を示したもの
である。芯材に用いる有機粉末以外の影響をなくすた
め、有機粉末の平均粒径は300μmに統一し、混合す
る無機粉末は湿式シリカ粉末(粒径5μm)を用い、添
加量は5重量%とした。
末の種類と真空断熱体の熱伝導率との関係を示したもの
である。芯材に用いる有機粉末以外の影響をなくすた
め、有機粉末の平均粒径は300μmに統一し、混合す
る無機粉末は湿式シリカ粉末(粒径5μm)を用い、添
加量は5重量%とした。
【0057】
【表1】
【0058】(表1)の結果から、本発明の実施例であ
るウレタン粉末を用いたものが最も低い熱伝導率を示し
ているのが判る。ウレタン結合は2重結合を有し熱振動
エネルギーが高い。その結果、固体熱伝導率の低減が図
れるため真空断熱体の熱伝導率が低くなるのである。
るウレタン粉末を用いたものが最も低い熱伝導率を示し
ているのが判る。ウレタン結合は2重結合を有し熱振動
エネルギーが高い。その結果、固体熱伝導率の低減が図
れるため真空断熱体の熱伝導率が低くなるのである。
【0059】したがって、芯材に用いる有機粉末は無作
為に選定できるものではなく、特定の材料に限定する必
要がある。本発明では上記実施内容を鑑み、有機粉末を
ウレタン粉末に限定しているので、特に低い熱伝導率を
有する真空断熱体を得ることができる。
為に選定できるものではなく、特定の材料に限定する必
要がある。本発明では上記実施内容を鑑み、有機粉末を
ウレタン粉末に限定しているので、特に低い熱伝導率を
有する真空断熱体を得ることができる。
【0060】また、具備する効果として、冷蔵庫などに
断熱材として使用しているウレタンフォームの利用が可
能になることから、冷蔵庫におけるリサイクル問題の解
決にも役立つ。
断熱材として使用しているウレタンフォームの利用が可
能になることから、冷蔵庫におけるリサイクル問題の解
決にも役立つ。
【0061】(実施例4)表2は芯材1に用いる無機粉
末の種類と真空断熱体の熱伝導率との関係を示したもの
である。芯材に用いる無機粉末の種類以外の影響をなく
すため、無機粉末の平均粒径は5μmとし、添加量は5
重量%にした。また、使用する有機粉末は平均粒径30
0μmのウレタン粉末に統一した。
末の種類と真空断熱体の熱伝導率との関係を示したもの
である。芯材に用いる無機粉末の種類以外の影響をなく
すため、無機粉末の平均粒径は5μmとし、添加量は5
重量%にした。また、使用する有機粉末は平均粒径30
0μmのウレタン粉末に統一した。
【0062】
【表2】
【0063】(表2)の結果から、同じシリカ粉末であ
っても本発明の実施例である摩砕処理されたシリカ粉末
が最も低い熱伝導率を示している。シリカ粉末は一般に
球状であるが、摩砕処理によってシリカ粉末が粉砕され
るため新たな表面が現れその表面は凹凸性が激しいもの
となる。これはボールミルなどの摩砕法を用いているた
め、シリカ粉末を粉砕するときの衝突エネルギーが大き
いことによるものである。
っても本発明の実施例である摩砕処理されたシリカ粉末
が最も低い熱伝導率を示している。シリカ粉末は一般に
球状であるが、摩砕処理によってシリカ粉末が粉砕され
るため新たな表面が現れその表面は凹凸性が激しいもの
となる。これはボールミルなどの摩砕法を用いているた
め、シリカ粉末を粉砕するときの衝突エネルギーが大き
いことによるものである。
【0064】この結果、有機粉末と混合することによる
表面改質作用において粉末同士の接触面積を低減するこ
とが可能となり、固体熱伝導率低減によって熱伝導率の
低い真空断熱体を得ることができる。なお、摩砕方法と
してはボールミルに限定されるものではなく、ハンマー
ミルなどの一般的な摩砕方法であれば同様の効果が得ら
れる。
表面改質作用において粉末同士の接触面積を低減するこ
とが可能となり、固体熱伝導率低減によって熱伝導率の
低い真空断熱体を得ることができる。なお、摩砕方法と
してはボールミルに限定されるものではなく、ハンマー
ミルなどの一般的な摩砕方法であれば同様の効果が得ら
れる。
【0065】(実施例5)次に断熱箱体であるが、適用
する真空断熱体1は、粉末によって形成される空隙間距
離が短いことから真空度が大気圧に近くなってきた場合
においても熱伝導率の変化が小さい。したがって冷蔵庫
に適用した場合、長きに亘って使用しても真空断熱体の
急激な熱伝導率の悪化がない。この結果、真空断熱体の
急激な熱伝導率悪化に起因して、コンプレッサーの運転
率が過剰となり、冷蔵庫の信頼性が低下すると言った問
題が解決される。
する真空断熱体1は、粉末によって形成される空隙間距
離が短いことから真空度が大気圧に近くなってきた場合
においても熱伝導率の変化が小さい。したがって冷蔵庫
に適用した場合、長きに亘って使用しても真空断熱体の
急激な熱伝導率の悪化がない。この結果、真空断熱体の
急激な熱伝導率悪化に起因して、コンプレッサーの運転
率が過剰となり、冷蔵庫の信頼性が低下すると言った問
題が解決される。
【0066】
【発明の効果】以上のように、本発明の真空断熱体は、
外被材に少なくとも有機粉末と無機粉末からなる芯材を
充填した真空断熱体において、前記有機粉末における粒
径200μm以下の粒度分布を体積比率で10%以上3
0%以下に限定している。したがって固体熱伝導率の低
減が可能となり、断熱性能の優れた真空断熱体を得るこ
とができる。
外被材に少なくとも有機粉末と無機粉末からなる芯材を
充填した真空断熱体において、前記有機粉末における粒
径200μm以下の粒度分布を体積比率で10%以上3
0%以下に限定している。したがって固体熱伝導率の低
減が可能となり、断熱性能の優れた真空断熱体を得るこ
とができる。
【0067】また、本発明の真空断熱体は、粒径200
μm以下における粒度分布を体積比率で10%以上20
%以上にした有機粉末と無機粉末とからなり、前記有機
粉末のアスペクト比を2以上に限定している。したがっ
て有機粉末の立体障害効果が高くなり、密度低減により
熱伝導率を低減することができる。
μm以下における粒度分布を体積比率で10%以上20
%以上にした有機粉末と無機粉末とからなり、前記有機
粉末のアスペクト比を2以上に限定している。したがっ
て有機粉末の立体障害効果が高くなり、密度低減により
熱伝導率を低減することができる。
【0068】また、本発明の真空断熱体は、有機粉末と
して硬質ウレタンフォームの粉末を用いている。したが
って、冷蔵庫の断熱材として使用されていた硬質ウレタ
ンフォームのリサイクルが可能となり、廃棄物問題を解
決することができる。また、有機粉末が硬質ウレタンフ
ォームであることから有機粉末の樹脂熱伝導率が低く、
真空断熱体に適用した場合において熱伝導率の低減が図
れる。
して硬質ウレタンフォームの粉末を用いている。したが
って、冷蔵庫の断熱材として使用されていた硬質ウレタ
ンフォームのリサイクルが可能となり、廃棄物問題を解
決することができる。また、有機粉末が硬質ウレタンフ
ォームであることから有機粉末の樹脂熱伝導率が低く、
真空断熱体に適用した場合において熱伝導率の低減が図
れる。
【0069】本発明の真空断熱体では、無機粉末材料と
して摩砕処理されたシリカ粉末を適用としている。摩砕
処理によってシリカ粉末の表面凹凸性が向上するため、
有機粉末と混合することによる表面改質作用において、
粉末同士の接触面積を低減することが可能となり、固体
熱伝導率低減が図れる。
して摩砕処理されたシリカ粉末を適用としている。摩砕
処理によってシリカ粉末の表面凹凸性が向上するため、
有機粉末と混合することによる表面改質作用において、
粉末同士の接触面積を低減することが可能となり、固体
熱伝導率低減が図れる。
【0070】また、本発明の断熱箱体は、外箱と内箱と
前記外箱と内箱によって形成される空間に発泡断熱材を
充填した断熱歯箱体において、前記外箱もしくは内箱の
内面に、粒径200μm以下の粒度分布が体積比率で1
0%以上30%以下である有機粉末と無機粉末とからな
る芯材を外被材に充填した真空断熱体を設けている。
前記外箱と内箱によって形成される空間に発泡断熱材を
充填した断熱歯箱体において、前記外箱もしくは内箱の
内面に、粒径200μm以下の粒度分布が体積比率で1
0%以上30%以下である有機粉末と無機粉末とからな
る芯材を外被材に充填した真空断熱体を設けている。
【0071】したがって真空断熱体の有する空隙間距離
が短いことから、真空度が大気圧に近くなってきた場合
においても熱伝導率の変化が小さいため、冷蔵庫に適用
した場合、長に亘って使用しても真空断熱体の急激な熱
伝導率の悪化がない。
が短いことから、真空度が大気圧に近くなってきた場合
においても熱伝導率の変化が小さいため、冷蔵庫に適用
した場合、長に亘って使用しても真空断熱体の急激な熱
伝導率の悪化がない。
【0072】この結果、真空断熱体の急激な熱伝導率悪
化に起因して、コンプレッサーの運転率が過剰となり、
冷蔵庫の信頼性が低下すると言った問題が解決される。
化に起因して、コンプレッサーの運転率が過剰となり、
冷蔵庫の信頼性が低下すると言った問題が解決される。
【図1】本発明の一実形態による真空断熱体の断面図
【図2】本発明の一実施形態による断熱箱体の断面図
【図3】本発明の一実施例における粒径200μm以下
の有機粉末の体積比率と熱伝導率との関係を示す特性図
の有機粉末の体積比率と熱伝導率との関係を示す特性図
【図4】本発明の一実施例における有機粉末のアスペク
ト比と熱伝導率との関係を示す特性図
ト比と熱伝導率との関係を示す特性図
1 真空断熱体 2 芯材 3 外被材
Claims (5)
- 【請求項1】 外被材に少なくとも有機粉末と無機粉末
からなる芯材を充填した真空断熱体において、前記有機
粉末における粒径200μm以下の粒度分布が体積比率
10%以上30%以下である真空断熱体。 - 【請求項2】 有機粉末のアクペスト比が2以上3以下
である請求項1記載の真空断熱体。 - 【請求項3】 有機粉末が硬質ウレタンフォームの粉末
である請求項1記載の真空断熱体。 - 【請求項4】 無機粉末が摩砕処理されたシリカ粉末で
ある請求項1記載の真空断熱体。 - 【請求項5】 外箱と内箱と前記外箱と内箱によって形
成される空間に発泡断熱材を充填し、かつ、前記外箱も
しくは内箱の内面に真空断熱体を設けた断熱箱体におい
て、前記真空断熱体が、外被材に少なくとも有機粉末と
無機粉末からなる芯材を充填したものであり、前記有機
粉末における粒径200μm以下の粒度分布が体積比率
で10%以上30%以下である断熱箱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114549A JPH09303945A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 真空断熱体および断熱箱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114549A JPH09303945A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 真空断熱体および断熱箱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09303945A true JPH09303945A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14640577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8114549A Pending JPH09303945A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 真空断熱体および断熱箱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09303945A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011196509A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Achilles Corp | 真空断熱材 |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP8114549A patent/JPH09303945A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011196509A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Achilles Corp | 真空断熱材 |
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