绝热材料以及使用该绝热材料的设备制造技术

本发明专利技术使用一种绝热材料，其包含二氧化硅干凝胶、和在300℃以上的温度下与大气中的氧反应能够产生二氧化碳的无纺布纤维。该绝热材料使用氧化聚丙烯腈系纤维作为所述无纺布纤维。本发明专利技术使用一种设备，其中，作为保温或保冷结构体的一部分、或者在伴随发热的部件与筐体之间，配置有上述绝热材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绝热材料以及使用该绝热材料的设备
本专利技术涉及绝热材料以及使用该绝热材料的设备。特别涉及阻燃性的绝热材料以及使用该绝热材料的设备。
技术介绍
已知二氧化硅气凝胶这样的绝热材料。二氧化硅气凝胶是将水玻璃(硅酸钠水溶液)、四甲氧基硅烷(TEOS)之类的烷氧基硅烷作为原料，通过溶胶凝胶反应而制造的。二氧化硅气凝胶由几10nm量级的二氧化硅粒子以点接触连接的网络结构构成，因此脆弱容易损坏。因此，为了克服其脆弱性，对于二氧化硅气凝胶进行了通过与纤维、无纺布、还有树脂等的复合化来实现强度提高的研究。例如，已知通过将热导率显示23mW/mK的以烷氧基硅烷为原料的粒状性二氧化硅气凝胶散布于由低熔点纤维和高熔点纤维这两种成分构成的纤维材料中，并将该复合材料在高温下加热压缩从而制造的二氧化硅气凝胶/纤维复合材料(专利文献1)。该方法中，通过将低熔点纤维加热压缩到熔点以上，从而使二氧化硅气凝胶与纤维结合，成功地使气凝胶的脱落比以往有所缓和。另外，报道过一种包含含有二氧化硅气凝胶那样的多孔质粉末的低密度粉末材料和水溶性高分子溶液的绝热用涂料、以及将其涂布于基材的薄绝热材料。例如，将低密度粉末(二氧化硅气凝胶)、与几十重量％的PVA水溶液混合而制备绝热用涂料，将其按照涂料层的厚度成为10μm的方式涂布于复印用纸，在其上重叠另一张复印用纸并使其粘接干燥而制作绝热材料(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4237253号公报专利文献2：日本特开2013-100406号公报
技术实现思路
然而，虽然任一方法中二氧化硅气凝胶的强度性都得到改善，但没有兼具高绝热性和阻燃性。因此，本申请课题在于，提供兼具在狭小空间内也能有效地阻断热流的高绝热性、和能够防止延烧的阻燃性的绝热材料和使用该绝热材料的设备。为了解决上述课题，使用一种绝热材料，其包含二氧化硅干凝胶、和在300℃以上的温度下与大气中的氧反应能够产生二氧化碳的无纺布纤维。另外，使用一种设备，其中，作为保温或保冷结构体的一部分、或者在伴随发热的部件与筐体之间，配置有上述绝热材料。根据本专利技术的绝热材料，由于比以往的绝热材料的热导率低，因此在电子设备、车载设备、产业设备内的狭窄空间内也能充分发挥绝热效果，能够有效地降低从发热部件向筐体的传热。另外本专利技术的绝热材料具有阻燃性，因此在绝热效果的基础上，具有在万一热失控和着火时防止延烧的延烧防止效果。附图说明图1A是实施方式1的绝热材料的截面图。图1B是实施方式1的绝热材料的截面图。图2是实施方式的二氧化硅干凝胶的立体图。图3A是表示实施方式的阻燃性无纺布材料的化学式的图。图3B是表示实施方式的阻燃性无纺布材料的化学式的图。图4是表示实施方式的纤维表面的化学结构的图。图5A是表示实施方式的纤维的物理结构的图。图5B是表示实施方式的纤维的物理结构的图。图6是表示实施方式的阻燃性绝热材料的制造方法的图。图7是表示实施例1中制作的绝热材料接触火焰的样子的图。图8是表示比较例1中制作的绝热材料接触火焰的样子的图。图9是实施例1和比较例2中制作的绝热材料截面的SEM图像的图。图10是表示实施方式的二氧化硅干凝胶填充率与热导率的关系的图。图11是表示实施方式的纤维直径与热导率的关系的图。图12A是实施方式的阻燃性绝热材料的截面图。图12B是实施方式的阻燃性绝热材料的制造方法的图。具体实施方式接着，例举优选的具体实施方式对本实施方式进行说明。(实施方式1)<阻燃性绝热材料的结构的例示>以图1A的截面图示出实施方式的绝热材料103a。绝热材料103a是包含无纺布纤维119和二氧化硅干凝胶104的1层。以图1B的截面图示出实施方式的另一绝热材料103b。所述绝热材料103b是包含如下层的3层结构的绝热材料103b：包含无纺布纤维119和二氧化硅干凝胶104的复合层102、以及在其上面和下面不含无纺布纤维而包含二氧化硅干凝胶104的二氧化硅干凝胶层101。绝热材料103a和绝热材料103b中，二氧化硅干凝胶104、无纺布纤维119是相同种类的物质。另外，绝热材料103a与复合层102是同等的物质。绝热材料103b中，提高复合层102中的二氧化硅干凝胶104的填充率，能够确保绝热性。然而，即使在没有复合层102的上面、下面的二氧化硅干凝胶层101的某一者或两者的情况下，后述的热导率在所期望的范围内即可。无纺布纤维119的热导率为0.030～0.060W/mK。二氧化硅干凝胶104的热导率为0.010～0.015W/mK。结果，绝热材料103b、103a的热导率为0.014～0.024W/mK。<二氧化硅干凝胶104>图2中示出实施方式的二氧化硅干凝胶104的微细结构111。二氧化硅干凝胶104是二氧化硅一次粒子108凝聚而生成的二氧化硅二次粒子109以点接触连接、具有几十nm量级的细孔110的多孔质结构体。二氧化硅干凝胶104的微细结构111在复合层102、或其上面和下面的二氧化硅干凝胶层101、无机粘合剂层105中存在。<绝热材料的厚度>绝热材料103a、103b的厚度在0.03mm～3.0mm的范围内，优选在0.05mm～1.0mm的范围内。绝热材料103b、103a的厚度比0.03mm薄的情况下，绝热材料103b的厚度方向的绝热效果降低。绝热材料103b的厚度为0.05mm以上厚的情况下，能够确保绝热材料103b的厚度方向的绝热效果。另一方面，若绝热材料103a、103b的厚度比1.0mm厚，则向近年来薄型化、小型化进展的设备内的组装变难。<绝热材料中的二氧化硅干凝胶104的含有率>二氧化硅干凝胶104的重量在绝热材料103a、103b的总重量中所占的比例，根据无纺布纤维119的单位面积重量、堆积密度、厚度而最佳的范围不同。因此，不能一概而论，但至少为30重量％以上即可。二氧化硅干凝胶104的重量的比例低于30重量％的情况下，低热导率化变难。另外，二氧化硅干凝胶104的重量的比例为70重量％以下即可。二氧化硅干凝胶104的重量的比例高于70重量％的情况下，虽然绝热材料103b的热导率下降，但绝热材料103b的柔软性、强度不足，通过绝热材料103b的反复使用，有可能发生二氧化硅干凝胶104从绝热材料103b的脱落。<无纺布纤维119的单位面积重量>作为无纺布纤维119的单位面积重量，采用5g/m2以上且350g/m2以下。关于数值，在以下的实施例中也进行说明。需要说明的是，单位面积重量是指每单位面积的重量。<无纺布纤维119的堆积密度>从提高绝热材料103b中的二氧化硅干凝胶104的含有率、进一步降低热导率的观点出发，无纺布纤维119的堆积密度优选100kg/m3以上且500kg/m3以下的范围。为了以连续体的形式形成伴随机械强度的无纺布，无纺布的堆积密度至少需要为100kg/m3。另外，无纺布的堆积密度大于500kg/m3的情况下，无纺布中的空间体积变少，因此能够填充的二氧化硅干凝胶104相对地减少，热导率变高。关于数值，在以下的实施例中也进行说明。<无纺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝热材料，其包含：二氧化硅干凝胶、和在300℃以上的温度下与大气中的氧反应能够产生二氧化碳的无纺布纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.01 JP 2016-1311801.一种绝热材料，其包含：二氧化硅干凝胶、和在300℃以上的温度下与大气中的氧反应能够产生二氧化碳的无纺布纤维。2.根据权利要求1所述的绝热材料，其中，所述无纺布纤维是氧化聚丙烯腈系纤维。3.根据权利要求1所述的绝热材料，其中，所述无纺布纤维是碳纤维或石墨纤维。4.根据权利要求1所述的绝热材料，其包含30～80重量％的所述二氧化硅干凝胶。5.根据权利要求1所述的绝热材料，其中，所述无纺布纤维包含直径1～30μm的纤维。6.根据权利要求1所述的绝热材料，其中，所述无纺布纤维的表面被羧基改性。7.根据权利要求1所述的绝热...

【专利技术属性】
技术研发人员：及川一摩，丰田庆，冈田伸二，酒谷茂昭，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP