高性能真空隔熱板及其制造方法技術

本發明專利技術公開一種改善熱傳遞性能同時改善芯材的耐用性的真空隔熱板以及其制造方法。該真空隔熱板包括覆蓋芯材的隔氣外殼材料。外殼材料的內部被減壓使得外殼材料被氣密地密封。芯材由纖維的團形成，該纖維具有形成在其中的中空部。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術的實施例涉及可用于冰箱或建筑物的真空隔熱板及其制造方法。
技術介紹
通常，真空隔熱板包括內部多孔芯材(core material )，保持隔熱板的形狀；夕卜部隔氣(gas-interception)保護膜(外殼材料)，圍繞內部芯材以保持真空；以及氣體吸附劑或吸氣劑，用于長時間保持真空。具有上述結構的袋(外殼材料)的內部被減壓成真空狀態，從而實現聞隔熱。內部芯材由玻璃纖維或二氧化硅芯形成。玻璃纖維的初始性能表現優良；然而，各根纖維之間的孔隙較大。因此，與納米結構的氣相二氧化娃(fumed silica)芯材相比,會需要高真空處理。此外，內部芯材的耐用性低。·
技術實現思路
因此，本專利技術的一個方面是提供一種改善熱傳遞性能同時改善芯材(S卩，玻璃纖維)的耐用性的真空隔熱板及其制造方法。本專利技術的另一方面是提供一種真空隔熱板及其制造方法，其中在制造具有相同導熱性的真空隔熱板時，根據本專利技術的真空隔熱板的芯材被減壓至比其中芯材由傳統的玻璃纖維形成時的情形低的真空。本專利技術的額外方面將在以下的描述中部分地闡述，并將部分地通過該描述而變得顯然，或者可以通過本專利技術的實踐而獲知。根據本專利技術的一個方面，一種真空隔熱板包括覆蓋芯材的隔氣外殼材料，外殼材料的內部被減壓使得外殼材料被氣密地密封，其中芯材由一團纖維形成，該纖維中形成有中空部。芯材可以由玻璃纖維和/或玻璃棉(glass wool)形成。中空部可以沿纖維的縱向方向延伸。玻璃纖維可以具有I至10 μ m的外徑，中空部可以具有幾nm至5 μ m的內徑。芯材可以在其表面提供有多個孔。孔可以具有不同的尺寸。孔可以連通到中空部。根據本專利技術的另一方面，一種真空隔熱板的制造方法包括制備形成為袋形的隔氣外殼材料；在玻璃纖維中形成中空部；將玻璃纖維的團加熱至預定溫度的同時按壓玻璃纖維的團，以形成芯材；將芯材插入外殼材料中；減壓外殼材料的內部；以及密封外殼材料。玻璃纖維可以在玻璃纖維的截面形狀不被改變的溫度被按壓。多片玻璃纖維可以耦接到彼此，而不用額外的粘結劑。芯材可以使用選自熱壓法、針刺法、以及使用混合狀態的水和粘合劑的濕法中的至少一種來制造。中空部可以沿玻璃纖維的縱向方向延伸。玻璃纖維可以在其外圓周提供有具有不同尺寸的多個孔。孔可以與中空部連通。根據本專利技術的另一方面，一種冰箱包括主體，由頂壁、底壁、側壁和后壁定義，使得主體形成為盒形；儲藏室，提供在主體中；以及隔熱單元，提供在后壁與儲藏室之間用于隔熱，其中隔熱單元包括真空隔熱板，該真空隔熱板包括由其中形成有中空部的玻璃纖維的團形成的芯材以及覆蓋芯材的外殼材料，該外殼材料通過減壓外殼材料的內部而被氣密地密封。 玻璃纖維可以在其外圓周提供有具有不同尺寸的多個孔。附圖說明從以下結合附圖對實施例的描述，本專利技術的這些和/或其它的方面將變得明顯且更易于理解，附圖中圖I是示出根據本專利技術實施例的真空隔熱板的截面圖；圖2和圖3是示出根據本專利技術實施例的芯材(玻璃棉)的透視圖；圖4是示出根據本專利技術實施例的芯材(玻璃纖維)的透視圖；圖5a至圖6是示意地示出根據本專利技術實施例的制造真空隔熱板的工藝的視圖；圖7是示出根據本專利技術另一實施例的芯材(玻璃棉)的透視圖；圖8是示出根據本專利技術另一實施例的芯材(玻璃纖維)的透視圖；以及圖9是示意地示出其中安裝有根據本專利技術實施例的真空隔熱板的冰箱的視圖。具體實施例方式現在將詳細參照本專利技術的實施例，其示例在附圖中示出，其中相同的附圖標記始終表示相同的元件。圖I是不出根據本專利技術實施例的真空隔熱板的截面圖，圖2和圖3是不出根據本專利技術實施例的芯材(玻璃棉)的透視圖，圖4是示出根據本專利技術實施例的芯材(玻璃纖維)的透視圖，圖5a至圖6是示意地示出根據本專利技術實施例的制造真空隔熱板的工藝的視圖，圖7是示出根據本專利技術另一實施例的芯材(玻璃棉)的透視圖，圖8是示出根據本專利技術另一實施例的芯材(玻璃纖維)的透視圖，圖9是示意地示出其中安裝有根據本專利技術實施例的真空隔熱板的冰箱的視圖。如圖I所示，真空隔熱板I包括芯材10、吸附劑11和外殼材料12。真空隔熱板I通過將芯材10和吸附劑11插入到外殼材料12中并使外殼材料12的內部減壓而制備。吸附劑11用于長時間保持真空。吸附劑11包括氣體吸附劑和/或吸氣劑。用于吸收濕氣的鈣氧化物(CaO)被應用于吸附劑11。外殼材料12是表現出高的氣體屏蔽特性的表面保護層。一般地，外殼材料12由包括聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、鋁箔和聚乙烯膜的層疊膜形成。外殼材料12在其三側被密封，使得芯材10和吸附劑11能夠被插入到外殼材料12中。因此，外殼材料12形成為近似袋形。如圖2至圖4所示，芯材10由包括玻璃棉(圖3)和/或玻璃纖維(圖4)的纖維(在下文，玻璃纖維20)的團(lump)形成。玻璃纖維20具有形成在其中的中空部21。中空部21沿玻璃纖維20的縱向方向形成。在下文，將參照圖5a至圖6描述使用玻璃纖維20制造芯材10的工藝。玻璃纖維20的團被制備為使得某些根玻璃纖維20相互纏繞或相互交叉，其中每根纖維中形成有中空部21。玻璃纖維20的團可以使用選自熱壓法、針刺法和使用混合狀態的水和粘合劑的濕法中的至少一種方法來制造。 當使用熱壓法時，玻璃纖維20的團可以如下制造。在玻璃纖維20的團被加熱至一溫度的狀態下，按壓(P)玻璃纖維20的團，玻璃纖維20在該溫度軟化至玻璃纖維20的截面形狀不被改變的程度(即，玻璃纖維20通過重力而開始稍微變形的溫度或者玻璃纖維20通過上下施加力到玻璃纖維20的按壓而變形的溫度)。隨后，通過按壓而熱變形的玻璃纖維20的團通過冷卻工藝冷卻。結果，玻璃纖維20的團失去加壓之前的彈性，即被塑性變形，以形成具有通過按壓形成的形狀(即，板形)的芯材10。由玻璃纖維20的團形成的芯材10保持呈板形，而不用在各根纖維之間的額外粘合劑。此外，玻璃纖維20的熱傳導通過形成在玻璃纖維20中的中空部21最小化，從而改善導熱性。如上所述形成的芯材10被插入到袋形的外殼材料12中，如圖6所示。隨后，外殼材料12的內部在減壓室中的真空下減壓，使得外殼材料12具有IX 10_1torr或更低的內部壓力，外殼材料12的開口 12a通過熱焊接被氣密地密封,從而形成高性能真空隔熱板I。這樣，與當采用傳統的非中空玻璃纖維制造真空隔熱板時相比，低真空處理在IXlO-Horr或更低的壓力進行，從而減少制造時間并由此提高生產率。如圖7所示，根據本專利技術另一實施例的玻璃纖維30可以具有中空部31以及形成在其外圓周處從而與中空部31連通的孔(pore) 32。玻璃纖維30的多個孔32可以不規則地形成并可以具有不同的尺寸32a、32b和32c。使用具有孔32和中空部31的玻璃纖維30制造芯材10的方法以及使用芯材10制造真空隔熱板I的方法與之前描述的使用具有中空部21的玻璃纖維制造芯材10的方法以及之前描述的使用芯材10制造真空隔熱板I的方法相同，因此，將省略其詳細描述。此外，玻璃纖維30的表面由于形成在玻璃纖維30中的孔32而不平坦，玻璃纖維30的孔32與中空部31 —起最小化通過玻璃纖維30的傳導而引起的熱傳遞，從而最佳化熱傳遞效率。在下文，將參照圖9描述其中安裝有根據本專利技術實施例的真空隔熱板I的冰箱100。冰箱100包括定義冰箱100的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種真空隔熱板，包括：覆蓋芯材的隔氣外殼材料，所述外殼材料的內部被減壓使得所述外殼材料被氣密地密封，其中所述芯材由纖維的團形成，并且所述纖維中形成有中空部。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：丁永聲，金炯成，樸鐘成，權載盛，尹景美，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：