(57)【要約】【課題】断熱材に用いる繊維集合体を形成する繊維に用いられるガラスの熱伝導率を低くして断熱性の高い断熱材、及びこの断熱材を用いた真空断熱材、並びにこの真空断熱材を使用した冷凍冷蔵庫及び貯湯式給湯器を提供するものである。【解決手段】繊維集合体からなる断熱材において、繊維集合体が五酸化バナジウム（五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を主体的材料とし、少なくとも五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の１種以上を相補的材料として含むガラスから構成されるようにした。このような組成のガラスを用いて繊維集合体としたので、従来のガラス繊維に比べて断熱性を大きく向上することが可能となるものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維を集合した繊維集合体からなる断熱材において、
前記ガラス繊維が五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を主体的材料とし、少なくとも五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の１種以上を相補的材料として含むガラスからなることを特徴とする断熱材。
【請求項２】
ガラス繊維を集合した繊維集合体からなる断熱材を芯材とし、前記芯材とガス吸着用ゲッター剤とをガスバリア性を有する外包材で包んで減圧した後に前記外包材端部を熱圧着により封止した真空断熱材において、
前記ガラス繊維が五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を主体的材料とし、少なくとも五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の１種以上を相補的材料として含むガラスからなることを特徴とする真空断熱材。
【請求項３】
請求項１に記載の断熱材、或いは請求項２に記載の真空断熱材において、
前記五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）は全体の重量に対してその含有量が５０重量％以上であり、前記五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、前記二酸化テルル（ＴｅＯ２）、前記酸化亜鉛（ＺｎＯ）は残りの重量％の範囲で混合されることを特徴とする断熱材、或いは真空断熱材。
【請求項４】
請求項１に記載の断熱材、或いは請求項２に記載の真空断熱材において、
前記ガラス繊維の平均繊維径は１０.０μｍ以下であることを特徴とする断熱材、或いは真空断熱材。
【請求項５】
真空断熱材として、請求項２乃至請求項４に記載の真空断熱材を使用したことを特徴とする冷凍冷蔵庫、或いは貯湯式給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱の伝達を抑制するのに好適な断熱材、及びこの断熱材を用いた真空断熱材に係り、特に断熱材がガラス繊維よりなる断熱材、及びこの断熱材を用いた真空断熱材、並びにこの真空断熱材を使用した冷凍冷蔵庫及び貯湯式給湯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化を防止する社会の取り組みとして、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出抑制を図るため様々な分野で省エネルギー化が推進されている。近年の電気製品、特に冷熱関連の家電製品である冷蔵庫や産業機器においても、消費電力量を低減する観点から断熱性能を向上したものが主流になってきている。
【０００３】
一般に、様々の機器を断熱する断熱材としては、樹脂フォームからなる断熱材や有機/無機繊維からなる断熱材が用いられているが、断熱性能を向上しようとした場合、断熱材の厚さを厚くする必要がある。断熱材の厚さが厚くなると機器全体の容積が増大する傾向になり、また、容積を増大しない場合には他の部品等を実装できる空間の割合が低くなってしまう等の課題を生じる。
【０００４】
このような課題を解決するために、樹脂フォームや有機/無機繊維に比べて断熱性能が優れた真空断熱材が提案されている。真空断熱材はガスバリア性を有する外包材を袋状にし、内部に繊維集合体からなる芯材およびガス吸着用のゲッター剤を入れ、袋内部を減圧した後に袋の端部を封止して作製されている。従来の樹脂フォームや無機繊維からなる断熱材と比較して、２０倍から４０倍の断熱性能を持つことから、断熱材の厚さを薄くしても十分な断熱を行うことが可能である。更に、より真空断熱材の断熱性能、機能性を高めるための検討が種々行われている。
【０００５】
そして、真空断熱材の芯材として、例えば特開２００７−１８２９９１号公報（特許文献１）には、芯材を形成するガラスにアルカリホウケイ酸ガラスを用いて芯材を構成することが提案されている。これによれば、アルカリホウケイ酸ガラスの繊維集合体からなる芯材をガスバリア性を有する外包材で包み、内部を減圧して真空断熱材を作製することが記載されている。この芯材は大気による圧縮圧力に反発して所定の空間形状を維持することから、減圧後は空間中のガス濃度（空気濃度）が減少して空気による熱の伝播が抑制されることから熱伝導率が低下（断熱性が向上）するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８２９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、所定の空間形状を維持する芯材の繊維自体による熱の伝導は必ず残っており、如何に真空度を高めても芯材を形成する繊維に用いるガラスの熱伝導率が高いと断熱材の熱伝導率が高くなってしまうという課題を有している。
【０００８】
また、この他に無機繊維を製造するガラスとしてソーダ灰ガラスを用いることも知られており、このようなソーダ灰ガラスを繊維集合体として断熱材や真空断熱材の芯材として用いても、特許文献１の課題と同様に、ガラス自体の熱伝導率が高いため断熱材の熱伝導率が高くなるという課題を有している。
【０００９】
このように、ガラスを用いた断熱材においては熱伝導率の低いガラス材料とそのガラスの組成の探索が重要なことがわかる。更にはその繊維の繊維径によっても熱伝導率の割合が変動してしまうので、これに関する探索も重要である。
【００１０】
本発明の目的は、断熱材に用いる繊維集合体を形成する繊維に用いられるガラスの熱伝導率を低くして断熱性の高い断熱材、及びこの断熱材を用いた真空断熱材、並びにこの真空断熱材を使用した冷凍冷蔵庫及び貯湯式給湯器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の主たる特徴は、繊維集合体が五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を主体的材料とし、少なくとも五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の１種以上を相補的材料として含むガラスからなる、ところにある。
【００１２】
ここで『主体的材料』とは全体の重量に対してその含有量が５０重量％以上を含む材料であり、『相補的材料』は『主体的材料』に対する残りの重量％を含む材料を意味するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、五酸化バナジウム（五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を主体的材料とし、少なくとも五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の１種以上を相補的材料して含むガラスの繊維を集合して繊維集合体としたので、従来のアルカリホイケイ酸ガラスやソーダ灰ガラスの繊維に比べて断熱性能を大きく向上することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例になる真空断熱材の断面模式図である。
【図２】本発明の真空断熱材を備えた冷凍冷蔵庫の断面模式図である。
【図３】本発明の真空断熱材を備えたヒートポンプ給湯器の断面模式図である。
【図４】本発明の一実施例になるガラス原料の組成と従来のガラス原料の組成、及びその諸特性を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１６】
本発明に用いる芯材は繊維集合体であり、その繊維は五酸化バナジウム（五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を主体的材料とし、少なくとも五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の１種以上を相補的材料に含むバナジウム系ガラスから作製される。ここで上述したように、『主体的材料』とは全体の重量に対してその含有量が５０重量％以上を含む材料であり、『相補的材料』は『主体的材料』に対する残りの重量％を含む材料を意味するものである。尚、より具体的な材料とその組成割合等については後述する実施形態の項でより詳細に説明する。
【００１７】
バナジウム系ガラスは、従来の繊維用ガラスとして用いられてきたソーダ灰ガラス、アルカリホウケイ酸ガラスと比較して低温で溶融することが可能なガラスである。したがって、ガラス繊維の形成方法としては従来のガラスと同様に溶融遠心法、火炎法等を用いることが可能である。更に、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）と、これに追加される五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか一種以上からなるガラスについては、その比率を調整すると５００℃以下での溶融が可能となることから、これまでは用いることのできなかった、スパンボンド法、メルトブローン法などの有機樹脂繊維の紡糸方法を採用することも可能となる。
【００１８】
ガラス繊維の繊維径はマイクロネア繊度または走査型電子顕微鏡等により測定され、繊維径の平均値は人体への影響、工業的な生産性、及び断熱性能を考慮して１０μｍ以下であることが好ましく、更には、平均繊維径で５μｍ以下であることがより望ましい。
【００１９】
このような方法で繊維化されたガラスは吸引機能つきのコンベア上に積層集綿されてガラス繊維マットとなる。このガラス繊維マットは所定の形状に切断され断熱材、及び真空断熱材用芯材となるが、ぞれぞれの用途に用いる前に熱プレスによる成形等の工程を加えて形を整えることも可能である。
【００２０】
図１に真空断熱材１の構成を示しており、真空断熱材１は芯材２を外包材３によって封印して内部にゲッター材４を収納している。ガラス繊維を真空断熱材１の芯材２として用いる場合は、ガスバリア性を有する外包材３を使用する。外包材３は表面保護層、ガスバリア層、および熱溶着層によって構成し、それぞれ１種類以上のフィルムを積層して用いることができる。
【００２１】
表面保護層としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリプロピレンフィルム等の延伸加工品を用いることができる。また、ガスバリア層としては、金属蒸着フィルム、無機質蒸着フィルム、金属箔等を用いることができる。更に、熱溶着層としては、低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、無延伸ポリエチレンレテレフタレートフィルム、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム等を用いることができる。
【００２２】
減圧封止後の残存ガスおよび水分を吸着するゲッター剤４としては、モレキュラーシーブス、シリカゲル、酸化カルシウム、合成ゼオライト、活性炭、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等を用いることができる。
【００２３】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明するが、この実施例によって本発明が限定的に解釈されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
本発明の第１の実施形態として、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）と五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）の混合材料よりなるバナジウム系ガラスを使用してガラス繊維を作製した。より具体的には、ガラス繊維は五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を全体の７３重量％とし、残りの２７重量％を五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）としたガラスを溶融紡糸して作製したものである。
【００２５】
図５の「実施例１」にあるように、このような組成のガラスの熱伝導率は約０.６Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００２６】
ガラスを溶融紡糸する場合は、上記した組成のバナジウム系ガラスを溶融炉で約１０００℃の温度で溶融した後、金属製スピナーを用い遠心法で紡糸を行った。紡糸した繊維は吸引機構を有するコンベア上に目付けが１４００ｇ/m２となるように集めた。目付けとは、単位からわかるように集めた繊維を１m２の大きさにした際の重量を規定したものである。また、紡糸した繊維の太さを調べるため、マイクロネア繊度を測定したところ、図５の「実施例１」にあるように平均繊維径は５.０μｍであった。
【００２７】
このようなガラス繊維を幅５００ｍｍ×長さ１０００ｍｍの大きさに切断して２００℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、目付け１４００g/m２のものを２枚積層し、ゲッター剤（ユニオン昭和製、モレキュラシーブス１３Ｘ）と共に、３方を綴じ袋状にした外包材中に入れ、袋の内部をロータリーポンプで１０分間真空引きして更に拡散ポンプで１０分真空引き後、袋の単部をヒートシールで封止して真空断熱材とした。
【００２８】
この真空断熱材（厚み：約１２ｍｍ）を用いて断熱特性を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λを用いて１０℃で測定した。図５の「実施例１」にあるように断熱性能を表す断熱指数は１５０であった。断熱性能は断熱指数で示し、高くなるほど断熱性能は良好となるものである。この断熱指数は後で説明する「比較例１」で使用したアルカリホウケイ酸ガラスを断熱指数１００とした場合の値である。この結果より、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を全体の７３重量％とし、残りの２７重量％を五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）としたガラスを用いた真空断熱材は、アルカリホウケイ酸ガラスを用いた真空断熱材に比べて断熱指数で１．５倍の断熱性能を有し、断熱性能に優れた真空断熱材を作製できることが明らかとなった。
【００２９】
更に、同様の方法で種々の大きさの真空断熱材を作製し、これを用いて冷凍冷蔵庫の箱体に充填されたウレタンフォーム内に埋設した。図２に冷凍冷蔵庫の断面模式図を示している。図２において、冷凍冷蔵庫の外箱９、又は冷凍冷蔵庫の内箱７に真空断熱材１を張り付けた後、外箱９と内箱７を組合せて形成された隙間に発泡ウレタン６を注入し冷蔵庫箱体を作製した。また、各貯蔵室の扉についても同様に真空断熱材１を収納して発泡ウレタン６を充填して作製した。作製した冷蔵庫箱体及び扉を組み合わせ、コンプレッサー８や熱交換機等の冷凍サイクル構成部品を用いて冷凍冷蔵庫を作製して消費電力を測定したところ、従来の真空断熱材を用いて作製した場合と比較して消費電力が約５％程度低い結果となった。このことより、本実施例の真空断熱材１を用いることで、冷凍冷蔵庫の消費電力を低く抑えることができることが明らかとなった。
【実施例２】
【００３０】
本発明の第２の実施形態として、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）と五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）の混合材料よりなるバナジウム系ガラスを使用してガラス繊維を作製した。より具体的には、ガラス繊維は五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を全体の７３重量％とし、残りの２７重量％を五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）としたガラスを溶融紡糸して作製したものである。この「実施例２」は「実施例１」と組成は同じであるが平均繊維径を細くした点で異なっている。そして図５の「実施例２」にあるように、このような組成のガラスの熱伝導率は約０.６Ｗ／ｍ・Ｋであり、「実施例１」と同じである。
【００３１】
ガラスを溶融紡糸する場合は、上記した組成のバナジウム系ガラスを溶融炉で約１０００℃の温度で溶融した後、金属製スピナーを用い遠心法で紡糸を行った。繊維径を細くするためにはガラスの溶融温度を変えて粘度を制御するとか、金属製スピナーに設けられた射出オリフィスを小さくして紡糸を行なえば繊維径の制御が可能である。そして、紡糸した繊維は吸引機構を有するコンベア上に目付けが１４００ｇ/m２となるように集めた。また、紡糸した繊維の太さを調べるため、マイクロネア繊度を測定したところ、図５の「実施例１」にあるように平均繊維径は４.５μｍであった。
【００３２】
このようなガラス繊維を幅５００ｍｍ×長さ１０００ｍｍの大きさに切断して２００℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、目付け１４００g/m２のものを２枚積層し、ゲッター剤（ユニオン昭和製、モレキュラシーブス１３Ｘ）と共に、３方を綴じ袋状にした外包材中に入れ、袋の内部をロータリーポンプで１０分間真空引きして更に拡散ポンプで１０分真空引き後、袋の単部をヒートシールで封止して真空断熱材とした。
【００３３】
この真空断熱材（厚み：約１２ｍｍ）を用いて断熱特性を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λを用いて１０℃で測定した。図５の「実施例２」にあるように断熱性能を表す断熱指数は１５５であった。このように「実施例１」と比べて断熱指数が若干大きくなったのはガラス繊維の平均繊維径が細くなったことに起因している。つまり、熱伝導する通路が狭くなった分だけ熱抵抗が大きくなったことを示している。この結果より、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を全体の７３重量％とし、残りの２７重量％を五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）としたガラスを用いた真空断熱材は、アルカリホウケイ酸ガラスを用いた真空断熱材に比べて断熱指数で約１．５倍程度の断熱性能を有し、断熱性能に優れた真空断熱材を作製できることが明らかとなった。
【実施例３】
【００３４】
本発明の第３の実施形態として、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）と五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）及び二酸化テルル（ＴｅＯ２）の混合材料よりなるバナジウム系ガラスを使用してガラス繊維を作製した。より具体的には、ガラス繊維は五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を全体の６６重量％とし、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）を２４重量％、及び二酸化テルル（ＴｅＯ２）を１０重量％としたガラスを溶融紡糸して作製したものである。
【００３５】
この「実施例３」は「実施例１」と比べて五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の量が減り、代わりに二酸化テルル（ＴｅＯ２）が追加されていることと、平均繊維径を太くした点で異なっている。そして図５の「実施例３」にあるように、このような組成のガラスの熱伝導率は約０.６２Ｗ／ｍ・Ｋであり、「実施例１」に比べて若干大きくなっている。この理由は五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の量が減り、代わりに二酸化テルル（ＴｅＯ２）が追加されているからである。しかしながら、「比較例１」にあるアルカリホウケイ酸ガラスに比べると熱伝導率はかなり小さいものである。
【００３６】
ガラスを溶融紡糸する場合は、上記した組成のバナジウム系ガラスを溶融炉で約１０００℃の温度で溶融した後、金属製スピナーを用い遠心法で紡糸を行った。そして、紡糸した繊維は吸引機構を有するコンベア上に目付けが１４００ｇ/m２となるように集めた。また、紡糸した繊維の太さを調べるため、マイクロネア繊度を測定したところ、図５の「実施例１」にあるように平均繊維径は９.５μｍであった。
【００３７】
このようなガラス繊維を幅５００ｍｍ×長さ１０００ｍｍの大きさに切断して２００℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、目付け１４００g/m２のものを２枚積層し、ゲッター剤（ユニオン昭和製、モレキュラシーブス１３Ｘ）と共に、３方を綴じ袋状にした外包材中に入れ、袋の内部をロータリーポンプで１０分間真空引きして更に拡散ポンプで１０分真空引き後、袋の単部をヒートシールで封止して真空断熱材とした。
【００３８】
この真空断熱材（厚み：約１２ｍｍ）を用いて断熱特性を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λを用いて１０℃で測定した。図５の「実施例３」にあるように断熱性能を表す断熱指数は１１５であった。このように「実施例１」と比べて断熱指数が小さくなったのは主にガラス繊維の平均繊維径が太くなったことに起因している。つまり、ガラスの熱伝導率が若干大きくなっているがこれはあまり影響していなく、平均繊維径が太くなったことで熱伝導する通路が広くなり、広くなった分だけ熱抵抗が小さくなったことを示している。したがって、平均繊維径が太くなりすぎると「比較例１」に示したアルカリホウケイ酸ガラスと断熱指数が近くなるので、平均繊維径は少なくとも１０.０μｍであることが望ましい。
【００３９】
ただ、この「実施例３」においても、アルカリホウケイ酸ガラスを用いた真空断熱材に比べて約１．１５倍の断熱性能を有し、断熱性能に優れた真空断熱材を作製できることが明らかとなった。
【実施例４】
【００４０】
本発明の第４の実施形態として、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）と五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）の混合材料よりなるバナジウム系ガラスを使用してガラス繊維を作製した。より具体的には、ガラス繊維は五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を全体の６２重量％とし、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）を２３重量％、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）を１５重量％としたガラスを溶融紡糸して作製したものである。
【００４１】
この「実施例４」は「実施例１」と比べて五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の量が減り、代わりに酸化亜鉛（ＺｎＯ）が追加されている点で異なっている。そして図５の「実施例４」にあるように、このような組成のガラスの熱伝導率は約０.６５Ｗ／ｍ・Ｋであり、「実施例１」に比べて若干大きくなっている。この理由は五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）の量が減り、代わりに酸化亜鉛（ＺＮＯ）が追加されているからである。しかしながら、「比較例１」にあるアルカリホウケイ酸ガラスに比べると熱伝導率はかなり小さいものである。
【００４２】
ガラスを溶融紡糸する場合は、上記した組成のバナジウム系ガラスを溶融炉で約１０００℃の温度で溶融した後、金属製スピナーを用い遠心法で紡糸を行った。そして、紡糸した繊維は吸引機構を有するコンベア上に目付けが１４００ｇ/m２となるように集めた。また、紡糸した繊維の太さを調べるため、マイクロネア繊度を測定したところ、図５の「実施例４」にあるように平均繊維径は５.５５μｍであった。
【００４３】
このようなガラス繊維を幅５００ｍｍ×長さ１０００ｍｍの大きさに切断して２００℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、目付け１４００g/m２のものを２枚積層し、ゲッター剤（ユニオン昭和製、モレキュラシーブス１３Ｘ）と共に、３方を綴じ袋状にした外包材中に入れ、袋の内部をロータリーポンプで１０分間真空引きして更に拡散ポンプで１０分真空引き後、袋の単部をヒートシールで封止して真空断熱材とした。
【００４４】
この真空断熱材（厚み：約１２ｍｍ）を用いて断熱特性を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λを用いて１０℃で測定した。図５の「実施例４」にあるように断熱性能を表す断熱指数は１４８あった。この結果より、「実施例４」にあるガラスを用いた真空断熱材は、アルカリホウケイ酸ガラスを用いた「比較例１」の真空断熱材に比べて断熱指数で約１．５倍程度の断熱性能を有し、断熱性に優れた真空断熱材を作製できることが明らかとなった。
【００４５】
更に同様の方法で大きさ８００ｍｍ×１２００ｍｍ、厚さ１５ｍｍの真空断熱材を作製し、ヒートポンプを使用した貯湯式給湯器の貯湯タンクの断熱材として適用した。図３にその断面模式図を示している。図３において、貯湯タンク１０には逃がし弁１１、漏電遮断器１２、逃がし弁操作バルブ１３、排水操作バルブ１４、元栓１６、給水管１７、止水バルブ１８、給湯配管１９が設けられている。また、貯湯タンク１０にはヒートポンプユニット２０が接続されており、これには排水管１５が設けられている。このようなヒートポンプを使用した貯湯式給湯器はすでに良く知られているのでこれ以上の説明は省略する。
【００４６】
そして、ヒートポンプを使用した貯湯式給湯器の貯湯タンク１０にはヒートポンプユニット２０で暖められたお湯が貯められており、お湯を使用しない場合にタンク内の湯温が低下すると沸かし直しを行う必要があるため、給湯器の成績係数（ＣＯＰ：Coefficient of Performance）が低下してしまう。本発明の真空断熱材を適用した場合と、従来の真空断熱材を用いた場合のＣＯＰを比較したところ、ＣＯＰが約１０％程度向上するという改善効果が確認された。このことから、ヒートポンプ給湯器の消費電力を低く抑えられることが明らかとなった。
≪比較例１≫
本発明の各実施例と比較するために特許文献１にあるアルカリホウケイ酸ガラスをよりなるガラス繊維を作製した。このアルカリホウケイ酸ガラスの熱伝導率は約１.０Ｗ／ｍ・Ｋであった。この熱伝導率は本発明の「実施例１」乃至「実施例４」と比べてかなり大きいことがわかる。
【００４７】
そして、このアルカリホウケイ酸ガラスを溶融炉で約１３００℃の温度で溶融した後、金属製スピナーを用い遠心法で紡糸を行った。紡糸した繊維は吸引機構を有するコンベア上に目付けが１４００ｇ/m２となるように集めた。また、紡糸した繊維の太さを調べるため、マイクロネアで測定したところ、平均繊維径は５.５μｍであった。
【００４８】
このようにして作製したガラス繊維を幅５００ｍｍ×長さ１０００ｍｍの大きさに切断して２００℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、目付け１４００g/m２のものを２枚積層し、ゲッター剤（ユニオン昭和製、モレキュラシーブス１３Ｘ）とともに、３方を綴じ袋状にした外包材中に入れ、袋の内部をロータリーポンプで１０分間真空引きして更に拡散ポンプで１０分真空引き後、袋の単部をヒートシールで封止した。
【００４９】
そして、この真空断熱材（厚み：約１２ｍｍ）について断熱特性を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λを用いて１０℃で測定した。この時の断熱性能値を比較のための基準断熱指数１００として設定した。この結果からわかるように実施例１乃至実施例４と比較して断熱性能が低くなるということが明らかとなった。
≪比較例２≫
更に、本発明の各実施例と比較するためにソーダ灰ガラスよりなるガラス繊維を作製した。このソーダ灰ガラスの熱伝導率は約１.０５Ｗ／ｍ・Ｋであり、「比較例１」のアルカリホウケイ酸ガラスより熱伝達係数が若干大きいことがわかる。更に、この熱伝導率は本発明の「実施例１」乃至「実施例４」と比べてかなり大きいことがわかる。
【００５０】
そして、このソーダ灰ガラスを溶融炉で約１４００℃の温度で溶融した後、金属製スピナーを用い遠心法で紡糸を行った。紡糸した繊維は吸引機構を有するコンベア上に目付けが１４００ｇ/m２となるように集めた。また、紡糸した繊維の太さを調べるため、マイクロネアで測定したところ、平均繊維径は５.０μｍであった。
【００５１】
このようにして作製したガラス繊維を幅５００ｍｍ×長さ１０００ｍｍの大きさに切断して２００℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、目付け１４００g/m２のものを２枚積層し、ゲッター剤（ユニオン昭和製、モレキュラシーブス１３Ｘ）とともに、３方を綴じ袋状にした外包材中に入れ、袋の内部をロータリーポンプで１０分間真空引きして更に拡散ポンプで１０分真空引き後、袋の単部をヒートシールで封止した。
【００５２】
そして、この真空断熱材（厚み：約１２ｍｍ）を用いて断熱特性を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λを用いて１０℃で測定した。図５の「比較例２」にあるように断熱性能を表す断熱指数は９５であった。この結果からわかるように「実施例１」乃至「実施例４」と比較して断熱特性が大きく低くなるということが明らかとなった。
【００５３】
尚、「実施例１」乃至「実施例４」においては熱伝達率が０.６０Ｗ／ｍ・Ｋ〜０.６５Ｗ／ｍ・Ｋであり、それほど大きな差はないが、特に、平均繊維径が「実施例１」、「実施例２」、「実施例４」では約５.０μｍ、断熱指数が約１５０程度であるのに対して、「実施例３」で９.５μｍとした時では断熱指数は１１５であり、平均繊維径を５.０μｍ以下にすることがより望ましいことが理解できる。
【００５４】
以上に述べた各実施例及び比較例から明らかなように、断熱性能を表す断熱指数を大きくするためには、ガラスの熱伝導率を低くすることと、平均繊維径を小さくすることが有効であることがわかる。このためガラス材料とガラスの組成を種々探索し、その結果として、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を主体的材料とし、少なくとも五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の１種以上を相補的材料に含むガラスを用いて繊維集合体を形成すれば断熱性能を大きく向上できることを見い出したものである。また、このようなガラス材料を用いて形成した繊維集合体の平均繊維径を１０.０μｍ以下にすれば更に断熱性能を向上できることを見い出したものである。
【００５５】
このように、本発明では繊維集合体からなる断熱材において、繊維集合体が五酸化バナジウム（五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を主体的材料とし、少なくとも五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の１種以上を相補的材料に含むガラスとすることによって大きく断熱性能を向上できるようになった。
【００５６】
最後に、本発明による断熱材、或いは真空断熱材は断熱が必要な種々の機器、或いは、建築部材、特に壁材等への適用も可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…真空断熱材、２…芯材（ガラス繊維繊維集合体）、３…外包材、４…ゲッター剤、５…冷凍冷蔵庫、６…発泡ウレタン、７…冷蔵庫の内箱、８…コンプレッサー、９…冷蔵庫の外箱、１０…貯湯タンク、１１…逃し弁、１２…漏電遮断器、１３…逃し弁操作バルブ、１４…排水操作バルブ、１５…排水管、１６…元栓、１７…給水管、１８…止水バルブ、１９…給湯配管、２０…ヒートポンプユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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