隔热薄片、使用其的隔热体及其制造方法与流程

本发明涉及作为隔热对策来使用的隔热薄片、使用其的隔热体及其制造方法。

背景技术：

近年来，为了各种设备的能量效率，要求隔热对策的情况不断变多起来。因此，使用了各种隔热件。作为其代表，列举了在玻璃棉、聚氨酯泡沫、或者无纺布中担载二氧化硅干凝胶而得的隔热薄片等。

例如，专利文献1公开了一种以往的隔热薄片。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-136859号公报

技术实现要素：

隔热薄片具备在内部具有空间的纤维薄片、和在纤维薄片的空间中担载的二氧化硅干凝胶。隔热薄片具有厚区域、和比厚区域薄的低压缩区域。当对低压缩区域施加了0.7mpa的压力时的低压缩区域的压缩率是5％以下。

该隔热薄片的绝缘性、隔热性优异，即使从两侧施加压力，也能够确保给定的距离，并能够使设备的可靠性提高。

附图说明

图1是实施方式中的隔热薄片的剖视图。

图2是实施方式中的隔热薄片的俯视图。

图3是实施方式中的隔热薄片的二氧化硅干凝胶的示意图。

图4是实施方式中的隔热体的剖视图。

图5是使用了实施方式中的隔热体的设备的剖视图。

图6是实施方式中的另一个隔热薄片的剖视图。

图7a是实施方式中的另外又一个隔热薄片的俯视图。

图7b是实施方式中的另外又一个隔热薄片的俯视图。

图7c是实施方式中的另外又一个隔热薄片的俯视图。

图7d是实施方式中的另外又一个隔热薄片的俯视图。

具体实施方式

图1和图2分别是实施方式中的隔热薄片11的剖视图和俯视图。图1表示图2中示出的隔热薄片11的线1-1处的剖面。

隔热薄片11包括在内部具有空间12a的纤维薄片12、和在纤维薄片12的空间12a担载的二氧化硅干凝胶21。纤维薄片12包括平均纤维粗细度约10μm的玻璃纤维，在纤维薄片12的体积中空间12a的体积所占的比例是约90％。在纤维薄片12的内部的空间12a中填充有二氧化硅干凝胶21。二氧化硅干凝胶21在内部具有具有若干纳米直径的纳米尺寸的空间21a，因此，若隔热薄片11的热传导率是0.018～0.024w/m·k，则小于空气的热传导率。二氧化硅干凝胶是凝胶干燥了的状态的广义的干凝胶，不仅通过通常的干燥，还可以通过超临界干燥、冷冻干燥等方法而得到。即，在隔热薄片11中含有的二氧化硅干凝胶21是干燥了的干燥二氧化硅干凝胶。

隔热薄片11具有厚区域22、和与厚区域22连通的低压缩区域13。低压缩区域13位于隔热薄片11的中央部，厚度约2mm。关于低压缩区域13，当施加了0.7mpa的压力时的低压缩区域13的压缩率是5％以下。

厚区域22的厚度是约3mm。低压缩区域13比厚区域22薄。

在对厚度t0的薄片施加了压力p之后，在除去了该压力的状态下，具有厚度t1。该情况下，在该薄片的压力p下的压缩率pr利用以下式子而得到。在实施方式中，压力p是0.7mpa。

pr＝(t0-t1)/t0

在实施方式中，将压缩率pr的值利用百分比来表示。

隔热薄片11是在纤维薄片12的内部的空间12a使具有纳米尺寸的多孔质构造的二氧化硅干凝胶21担载而得的。图3是二氧化硅干凝胶21的示意图。如图3所示那样，二氧化硅干凝胶21是具有1nm左右的直径的二氧化硅一次粒子121集合而形成的具有10nm左右的直径的二氧化硅二次粒子122具有持有10～60nm程度的粒子间距离的空隙122a的网格构造的集合体。通过使该粒子间距离为空气的平均自由程以下，能够得到隔热性优异的隔热薄片11。在二氧化硅二次粒子122间实现的空隙122a包含微细的空隙522a、以及比空隙522a大的比较大空隙522b。在二氧化硅一次粒子121间设置微细的空隙121a。在二氧化硅一次粒子121间设置的微细的空隙121a以及在二氧化硅二次粒子122间实现的微细的空隙522a，即使对隔热薄片11施加压力也基本上不会破坏，然而，若对隔热薄片11施加大的压力，则在二氧化硅二次粒子122间实现的比较大的空隙522b被毁坏并被压缩，隔热薄片11发生塑性变形而变薄。隔热薄片11的隔热性主要通过微细的空隙122a、522a来显现，因此，即使比较大的空隙522b被毁坏，热传导率也基本上不变化。这样，在二氧化硅干凝胶21中分散的图1所示的空隙21a由空隙122a、522a、522b构成，然而，主要由微细的空隙122a、522a构成。

在实施方式中的隔热薄片11中，通过局部地施加压力而使其塑性变形，局部地形成了薄的低压缩区域13。隔热薄片11具有由低压缩区域13形成的凹部13c。

施加压力而使其发生了塑性变形的隔热薄片11的低压缩区域13，在施加的压力以下的压力下，不会在此以上地发生塑形变形。因此，针对隔热薄片11的一部分，能够将给定的压力下的压缩率设为某一值以下。

隔热薄片11的低压缩区域13以外的区域即厚区域22的、当施加了0.7mpa的压力时的厚区域22的压缩率是70～90％。通过这样构成隔热薄片11，能够得到轻的、隔热性优异的隔热薄片11。还可以在形成低压缩区域13之前，包含厚区域22地对隔热薄片11整体施加压力，并将厚区域22的压缩率限制在上述范围内。

图4是实施方式中的隔热体14的剖视图。隔热体14具有隔热薄片11、与隔热薄片11抵接的隔板17。隔板17具有基板部17a、和从基板部17a突出的突出部18。突出部18被设置于与隔热薄片11的低压缩区域13对应的位置，由此，突出部18位于凹部13c内。当将隔热薄片11和隔板17组合时，隔热体14的两面成为大致平面。通过将隔热体14配置于因热而膨胀的这样的部件之间，即使这些部件发生膨胀，也能够利用低压缩区域13和隔板17的突出部18来支持，能够防止隔热体14整体被压缩，并能够保持这些部件间的隔热性和绝缘性。

图5是使用了实施方式中的隔热体14的设备23的剖视图。

设备23具有隔热体14、壳体15和发热设备16。发热设备16例如是马达。在壳体15中配置有发热设备16。通过发热设备16进行动作，来进行发热并且进行膨胀。在壳体15和发热设备16之间配置有隔热体14。

在实施方式中，隔板17包括聚对苯二甲酸丁二醇酯。在突出部18的厚度是约2mm，突出部18以外的区域即基板部17a的厚度是约1mm。因此，将隔热薄片11和隔板17组合而得的隔热体14具有具有均平坦的两面的厚度约4mm的板形状。

发热设备16设为，在动作状态下发热设备16的中央部最大地膨胀。与该要发生膨胀的部分抵接的低压缩区域13以及突出部18针对要膨胀的压力而言，基本上不会被压缩，因此，能够在发热设备16和壳体15之间确保给定的间隔，并且能够确保绝缘性。

低压缩区域13和厚区域22的热传导率基本上相同，然而，低压缩区域13更薄，隔热性相应地变小薄的份量。因此，优选地，在隔热薄片11中，低压缩区域13所占的比例小。但是，若该比例变得过小，则变得难以耐受发热设备16的膨胀。因此，期望将低压缩区域13的在隔热薄片11中所占的比例设为5％以上、30％以下。

接着，说明实施方式中的隔热薄片11、使用其的隔热体14和设备23的制造方法。

首先，准备由厚度约3mm的玻璃纤维构成的纤维薄片12。接着，将该纤维薄片12浸渍到例如在硅酸钠水溶液中添加盐酸而构成的溶胶溶液，使溶胶溶液浸渗到纤维薄片12的内部空间12a中。通过使进入纤维薄片12的内部空间12a的溶胶溶液凝胶化、疏水化、并干燥，使二氧化硅干凝胶21填充到纤维薄片12的内部空间12a，由此，得到隔热薄片11。

接着，在隔热薄片11的一部分，使用模具对一部分施加压力来形成低压缩区域13。此时，在隔热薄片11的未施加压力的区域形成厚区域22。这样，能够得到具有厚区域22、和比厚区域22薄且当施加了0.7mpa的压力时的压缩率为0.5％以下的低压缩区域13的隔热薄片11。使用模具对隔热薄片11施加的压力大于0.7mpa，例如是1mpa。这样，通过对隔热薄片11施加大于0.7mpa的压力，能够使当施加了0.7mpa的压力时的隔热薄片11即低压缩区域13的压缩率小于5％。

接着，通过树脂成形来形成在与低压缩区域13对应的部分设置了突出部18的隔板17，由此，形成隔热体14。通过将隔热体14配置在发热设备16和壳体15之间，来形成设备23。

根据具备隔热件的设备的种类，来对隔热件施加压力。若对隔热件施加压力而压缩，则有时隔热性能会劣化。因此，要求一种即使施加压力也确保给定的间隔并且隔热性能难以劣化的隔热薄片。

实施方式中的隔热薄片11如前述那样，即使施加压力也确保给定的间隔并且隔热性能难以劣化。

图6是实施方式中的另一个隔热薄片111的剖视图。在图6中，针对与图2中示出的隔热薄片11相同的部分，附带相同的参考编号。图2中示出的隔热薄片11可以原样保持其状态来使用。图6中示出的隔热薄片111进一步具备在纤维薄片12的两面形成的保护层25。保护层25防止二氧化硅干凝胶21从隔热薄片11脱离。期望，在形成了低压缩区域13之后形成保护层25。

此外，图2中示出的隔热薄片11仅在其中央部分设置有低压缩区域13，然而还可以设置于其他位置。图7a至图7d分别是实施方式中的其他隔热薄片11a～11d的俯视图。在图7a至图7d中，针对与图1和图2中示出的隔热薄片11相同的部分，附带相同的参考编号。在图7a所示的隔热薄片11a中，在中央部分以及周边部分设置有低压缩区域13。在图7b所示的隔热薄片11b中，低压缩区域13具有环形状来包围厚区域22。在图7c所示的隔热薄片11c中，低压缩区域13具有十字形状。在图7d所示的隔热薄片11d中，设置有相互分离的多个低压缩区域13。

-符号说明-

11隔热薄片

12纤维薄片

13低压缩区域

14隔热体

15壳体

16发热设备

17隔板

18突出部

21二氧化硅干凝胶

22厚区域。