(57)【要約】  真空断熱材は、真空空間を保持する芯材と、水分を吸着する吸着剤と、芯材と吸着剤を被覆する外包材とを備え、外包材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、外包材は、表面保護層とガスバリア層と熱融着層からなり、外包材は、当該外包材の周縁部の熱融着層同士が融着された封止部を有し、熱融着層の厚みが３５μｍ以上７０μｍ以下であり、吸着剤には吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上３２ｗｔ％／ｈ以下の酸化カルシウムを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空空間を保持する芯材と、
水分を吸着する吸着剤と、
前記芯材と前記吸着剤を被覆する外包材とを備え、
前記外包材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、
前記外包材は、表面保護層とガスバリア層と熱融着層からなり、
前記外包材は、当該外包材の周縁部の前記熱融着層同士が融着された封止部を有し、
前記熱融着層の厚みが３５μｍ以上７０μｍ以下であり、
前記吸着剤には吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上３２ｗｔ％／ｈ以下の酸化カルシウムを含む真空断熱材。
【請求項２】
前記吸着剤の吸湿速度が１７ｗｔ％／ｈ以上２２ｗｔ％／ｈ以下である
請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記熱溶着層が、高密度ポリエチレン又は無延伸ポリプロピレンである
請求項１又は２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
表面に２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の凹凸部を有する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記吸着剤の包材は、紙、不織布、プラスチックフィルム、及び網目状の布からなる第１の群より選択される部材、又は前記第１の群より選択される２種類以上の部材を積層した部材である
請求項１〜４のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項６】
前記芯材は繊維集合体である
請求項１〜５のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記芯材はグラスウールである
請求項１〜６のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の真空断熱材を備える断熱箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫などの断熱箱に用いられる真空断熱材、及び、真空断熱材を用いた断熱箱に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫等の断熱材として用いられている従来の真空断熱材としては、真空空間を保持する芯材が、水蒸気を吸着する吸着剤とともに２枚の外包材により被覆され、減圧密封されて形成される真空断熱材が知られている。外包材は、表面保護層と、バリア層と、熱融着層とから構成されるものであり、外包材により内部を真空に維持することで、真空断熱材の熱伝導率を低減している。外包材としては、例えば、特許文献１では、ピンホール発生による破袋不良を防止するため、熱融着層に膜厚が、５０μｍなどの直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いることが提案されている。また、例えば、特許文献２では、内部の真空状態を実現するため、水蒸気を吸着する吸着剤に吸湿速度が、例えば、１３．２ｗｔ％／ｈの酸化カルシウムを用いることも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３８１２２号公報
【特許文献２】特開２０１５−５９６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
真空断熱材においては、水蒸気が内部に侵入する侵入経路は、外包材の表面、及び２枚の外包材が融着されて形成された熱融着層であることが考えられる。特許文献１のように、熱融着層の膜厚を５０μｍなどに増加させると、水蒸気の侵入経路が拡大されることになり、内部に侵入する水蒸気の量が増加することが予想される。これでは、ピンホール発生による破袋不良を抑制できても、融着した熱融着層から侵入できる水蒸気が増量するため、真空断熱材内部の真空状態を長期間にわたって維持して熱伝導率の上昇を抑制することができない。【０００５】
また、特許文献２の吸着剤は、吸湿速度が１３．２ｗｔ％／ｈであるので、熱融着層から侵入した水蒸気と、ガスバリア層に生じる欠損部分から侵入した水蒸気との双方を吸着するためには吸湿速度が不十分である。この場合にも、長期間にわたって真空断熱材の熱伝導率の上昇を抑制することは困難である。【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、芯材の突刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることを抑制し、且つ、長期間にわたって断熱性能を維持できる真空断熱材及び断熱箱を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る真空断熱材は、真空空間を保持する芯材と、水分を吸着する吸着剤と、前記芯材と前記吸着剤を被覆する外包材とを備え、前記外包材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外包材は、表面保護層とガスバリア層と熱融着層からなり、前記外包材は、当該外包材の周縁部の前記熱融着層同士が融着された封止部を有し、前記熱融着層の厚みが３５μｍ以上７０μｍ以下であり、前記吸着剤には吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上３２ｗｔ％／ｈ以下の酸化カルシウムを含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の真空断熱材によれば、上記の構成を採用したことによって、熱融着層の膜厚を増加させることで芯材の突刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることを十分に抑制し、且つ、熱融着層から侵入する水蒸気を吸着剤が素早く吸着する。これにより、真空断熱材の内部の真空度が維持されて熱伝達率の上昇を抑制できるので、真空断熱材の断熱特性が長期間維持できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る真空断熱材の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の真空断熱材の熱伝達率の増加量と吸湿速度の関係を示す散布図である。
【図３】図１の真空断熱材の相対突き刺し強度と熱融着層の膜厚の関係を示す散布図である。
【図４】図１の真空断熱材のピンホール発生による破袋不良枚数と熱融着層の膜厚の関係を示す散布図である。
【図５】図１の真空断熱材の熱伝達率の増加量と熱融着層の膜厚との関係を示す散布図である。
【図６】実施の形態２に係る断熱箱の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る真空断熱材について説明する。図１は、本実施の形態１に係る真空断熱材１の概略構成を示す断面図である。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。各構成材の具体的な寸法等は、以下の説明を参酌した上で判断すべきものである。
【００１１】
図１に示すように、真空断熱材１は、内部を真空にすることで低い熱伝導率を実現する断熱材であり、真空空間を保持する芯材２と、少なくとも水分を吸着する吸着剤３と、芯材２と吸着剤３を被覆する外包材４とを備えるものである。外包材４で規定される真空空間は、開口部が減圧された状態でヒートシール等により融着されることで減圧密封される。真空断熱材１は、全体として概略長方形平板状の形状を有している。
【００１２】
真空断熱材１の表面には、放熱用の銅配管との干渉等を避ける目的で、凹凸の形状が付与されている。凹凸部は必要に応じて設ければよく、凹部の表面と凸部の表面と差、つまり、溝の深さは、銅配管の径が４ｍｍ程度であることから、２ｍｍ以上１０ｍｍ以内であればよい。
【００１３】
芯材２は、真空空間を保持する目的で使用される。芯材２としては、グラスウールなどの繊維集合体を用いることが一般的である。また、芯材２を構成する繊維集合体は、加熱加圧成形をしたものであっても、内包材を用いて密封封止したものであっても、結合剤により結着したものであってもよい。
【００１４】
吸着剤３は、真空断熱材１の内部の水蒸気を吸着し、真空度を保つことで熱伝達率の上昇を抑制するものであり、吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上３２ｗｔ％／ｈ以下の酸化カルシウム（ＣａＯ）が使用される。吸湿速度とは、気温２５℃、相対湿度９０％の雰囲気下に静置したときの重量増加率から算出される値である。
【００１５】
吸着剤３は、通気性を有する包材により包装されていてもよい。通気性を有する包材は、紙、不織布、プラスチックフィルム又は網目状の布から選択した通気性を有する部材からなるものであり、作業性の向上が期待できる。包材は、これら通気性を有する部材から選択された２種類以上の部材が積層されたものであってもよい。
【００１６】
外包材４は、表面保護層４１とガスバリア層４２と熱融着層４３との多層構造をなす２枚のラミネートフィルムからなり、熱融着層４３同士が融着し、封止部４３ａにおいて接合されて芯材２と、吸着剤３とを被覆する。このとき、外包材４は、１から３Ｐａ（パスカル）程度の真空度に減圧された状態で封止部４３ａが融着され、減圧密封される。
【００１７】
表面保護層４１の膜厚は２５μｍなどであり、材料は、融点が１５０℃以上で耐傷付性に優れた熱可塑性樹脂等であるとよい。例えば、延伸ナイロンなどの延伸ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、延伸ポリプロピレン等を用いることができる。延伸ナイロンはＯＮＹと略称され、ポリエチレンテレフタレートはＰＥＴと略称され、延伸ポリプロピレンはＯＰＰと略称されることもある。
【００１８】
ガスバリア層４２は、材料に水蒸気及び空気の遮断性に優れた熱可塑性樹脂又は金属膜が選択され、例えば、膜厚が２４μｍの単層から、又は、膜厚が１２μｍの層が２層積層されて形成される。ガスバリア層４２の材料には、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート、アルミ蒸着エチレンビニルアルコール、アルミ箔、又はこれらの組合せなどを用いればよい。また、熱可塑性樹脂に蒸着される無機材料は、アルミに限定されず、アルミナ、シリカ、又はこれらの組合せでもよい。エチレンビニルアルコールは、ＥＶＯＨと略称されることもある。
【００１９】
熱融着層４３は、熱融着層４３は、膜厚ｔを３５μｍ以上７０μｍ以下とし、熱融着層４３同士が融着して形成される封止部４３ａの膜厚Ｔは、７０μｍ以上１４０μｍ以下であればよい。材料に融点が１５０℃以下の熱可塑性樹脂等などが選択されるが、特に指定されるものではない。熱融着層４３として、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等が用いられる。弾性率が高く、水蒸気の遮断性に優れた高密度ポリエチレン、又は、無延伸ポリプロピレンであれば更に良い。低密度ポリエチレンはＬＤＰＥと略称され、直鎖状低密度ポリエチレンはＬＬＤＰＥと略称され、高密度ポリエチレンはＨＤＰＥと略称され、無延伸ポリプロピレンはＣＰＰと略称されることもある。なお、以下の説明においては、上記の略称は括弧内に記載することとする。
【００２０】
次に、吸着剤３の吸湿速度について図２を参照しながら詳細に説明する。
図２は、図１の真空断熱材１に吸湿速度と熱伝導率の増加量との関係を示す散布図である。図２においては、熱融着層４３として、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた場合を黒丸印で示し、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を用いた場合を黒四角印で示している。図２に示すように、吸着剤３として酸化カルシウム（ＣａＯ）を用いた場合、酸化カルシウム（ＣａＯ）の吸湿速度を変化させると、吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上の範囲では、熱伝導率の増加量が小さい状態が維持されている。これは、吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上であると、真空が長く維持され、熱伝導率の上昇が抑制されるためである。一方吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以下になると、１５ｗｔ％／ｈ付近を境に熱伝導率の増加量が大きく上昇している。吸着剤の吸湿速度が十分ではなく、水蒸気が増量し、熱伝導率が上昇したためである。熱融着層４３に用いる材料を変更した場合にも、材料に依存することなく同様の傾向を示している。
【００２１】
以上より、吸着剤３として吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上の酸化カルシウム（ＣａＯ）を用いることで、真空断熱材１の熱伝導率が長期間に渡り高く維持できると考えることができる。また、酸化カルシウム（ＣａＯ）が理論上吸着することができる水分量は３２ｗｔ％であるため、３２ｗｔ％／ｈが吸着剤３の取り得る吸湿速度の上限値である。更に、吸湿速度が１７ｗｔ％／ｈ以上であると、熱伝達率の増加量が低い状態を安定して維持でき、吸湿速度を２２ｗｔ％／ｈ以下とすると、製造工程において吸湿し、失活することが抑制される。そのため、吸着剤３の吸湿速度を１７ｗｔ％／ｈ以上２２ｗｔ％／ｈ以下とするとより好ましい。
【００２２】
なお、吸湿速度の測定は、次の方法により行われる。まず、酸化カルシウム（ＣａＯ）の重量を電子天秤で測定し、試料とする。そして、試料を気温２５℃、相対湿度９０％の雰囲気の恒温恒湿槽に１時間静置した後、速やかに試料の重量を電子天秤で測定する。恒温恒湿槽に静置した前後の重量変化から、吸湿速度を算出する。酸化カルシウム（ＣａＯ）が使用済みである場合は、気温１０００℃の電気炉で４時間加熱した後、同様の方法により吸湿速度を算出することができる。
【００２３】
次に、熱融着層４３について図３〜５を参照しながら詳細に説明する。
図３は、図１の真空断熱材１の相対突き刺し強度と熱融着層４３の膜厚ｔの関係を示す散布図であり、図４は、図１の真空断熱材１のピンホール発生による破袋不良枚数と熱融着層４３の膜厚ｔの関係を示す散布図である。また、図５は、図１の真空断熱材１の熱伝導率の増加量と熱融着層４３の膜厚ｔとの関係を示す散布図である。図３〜５においても、熱融着層４３として、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた場合を黒丸印で示し、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を用いた場合を黒四角印で示している。相対突き刺し強度とは、直径φ０．４ｍｍの針を３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）に突き刺したときの強度を１００％とした場合の相対的な突き刺し強度を示したものである。また、図４においては、熱融着層４３の膜厚ｔが異なる真空断熱材１を１０００枚ずつ作製し、そのうちピンホールが発生し、破袋不良となった真空断熱材１の枚数をピンホール発生による破袋不良枚数としている。
【００２４】
熱融着層４３の膜厚ｔに着目すると、図３に示すように、いずれの材料を用いた熱融着層４３でも、熱融着層４３の膜厚ｔが３５μｍ以上であると、膜厚ｔが３０μｍのときの相対突き刺し強度と比較して２倍にまで急増する。また、図４に示すように、熱融着層４３の膜厚ｔが３５μｍ以上であると、膜厚ｔが３５μｍのときと比較してピンホール発生による破袋不良枚数が急激に低減している。そして、膜厚ｔが５０μｍ以上になると、相対突き刺し強度が維持され、ピンホール発生による破袋不良枚数が小さい状態が安定して維持される。
【００２５】
一方、熱伝導率の増加量に着目すると、図５に示すように、熱融着層４３の膜厚ｔが２０μｍから８０μｍになるまでは、熱伝導率の増加量は緩やかな上昇を示しているが、膜厚ｔが８０μｍ付近になると急激に上昇している。熱融着層４３の膜厚ｔが８０μｍであるとは、膜厚ｔが２０μｍであるときと比較して熱伝導率の増加量が２倍近くの値を示している。熱融着層４３の膜厚ｔが２０μｍから８０μｍまでの範囲では、吸着剤３が侵入した水蒸気を吸着できるため、低い熱伝導率が維持される。しかし、熱融着層４３の膜厚ｔが増加すると、侵入する水蒸気が封止部４３ａの膜厚Ｔの増加に伴い増量し、吸着剤３の吸湿速度が低下するため、時間とともに内部の真空度が低下して熱伝導率が増加してしまう。
【００２６】
以上より、図２〜図５の説明に基づき、熱融着層４３の膜厚ｔは３５μｍ以上７０μｍ以下とし、熱融着層４３同士が融着した封止部４３ａの膜厚Ｔを７０μｍ以上１４０μｍ以上として決定される。また、吸着剤３の吸湿速度は、１５ｗｔ％／ｈ以上３２ｗｔ％／ｈ以下として決定される。
【００２７】
次に、本実施の形態１に係る真空断熱材１の製造工程について説明する。
本実施の形態１に係る真空断熱材１の製造工程においては、まず、表面保護層４１と、ガスバリア層４２と、熱融着層４３との多層構造から成る外包材４により芯材２が被覆される。このとき、熱融着層４３の膜厚ｔは、３５μｍ以上７０μｍ以下とする。そして、芯材２及び外包材４の乾燥が行われる。外包材４で被覆した芯材２を１００℃で２時間加熱処理を行うことによって、水分が芯材２及び外包材４から除去される。
【００２８】
次に、吸着剤３が芯材２及び外包材４の間に配置される。吸着剤３は、吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上３２ｗｔ％／ｈ以下である。そして、外包材４の内部を１から３Ｐａ程度の真空度に減圧し、その減圧状態で開口部をヒートシール等で融着し、外包材４の内部を減圧密封する。このとき、外包材４が減圧密封されることで、熱融着層４３に芯材２の突き刺しが発生するが、熱融着層４３の膜厚ｔを３５μｍ以上７０μｍ以下としているため、突き刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることが抑制される。
【００２９】
以上の工程を経て得られた真空断熱材１は、融着された熱融着層４３同士が形成する封止部４３ａの厚みにより、水蒸気が侵入しやすいが、吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上３２ｗｔ％／ｈ以下の吸着剤３により侵入した水蒸気が素早く吸着される。そのため、真空断熱材１の内部の真空度が維持され、熱伝導率の増加量が抑制された状態を長期間に渡り維持することができる。特に、吸着剤３の吸湿速度が１７ｗｔ％／ｈ以上２２ｗｔ％／ｈ以下であると、熱伝達率の上昇が安定して低減され、且つ、製造工程の途中で吸湿能力が低下することが回避される。
【００３０】
なお、真空断熱材１は、放熱用の銅配管との干渉等を避ける目的で、凹凸の形状を付与するために、プレス加工が施される場合もある。この場合、プレス加工によって形成される凹凸の差は２ｍｍ以上１０ｍｍ以内などでよい。
【００３１】
また、外包材４は、それぞれの熱融着層４３が異なる厚みであってもよく、膜厚ｔが３５μｍ以上７０μｍ以下の熱融着層４３同士が融着されて形成する封止部４３ａの膜厚Ｔが７０μｍ以上１４０μｍ以下であればよい。更に、芯材２と吸着剤３とを被覆する外包材４は、２枚の外包材４を用いてもよく、１枚の外包材４を折りたたんで用いることもできる。芯材２と吸着剤３とを減圧密封することができれば、外包材４の枚数は限定されない。
【００３２】
次に、本実施の形態１の真空断熱材１を作製し、実施例１〜３について比較例１〜３との比較を行った。以下にその比較結果について説明する。
【００３３】
＜実施例１＞
実施例１では、ピンホールの発生による破袋不良枚数と熱融着層４３の膜厚ｔとの関係について調べた。真空断熱材１は、芯材２をグラスウールで構成した。外包材４は、表面保護層４１を膜厚２５μｍの延伸ナイロン（ＯＮＹ）、ガスバリア層４２を膜厚１２μｍのアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と膜厚１２μｍのアルミ蒸着エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）とした。そして、表面保護層４１と、ガスバリア層４２と、熱融着層４３とが積層されたラミネートフィルムを外包材４として構成した。そして、外包材４により芯材２を被覆して真空断熱材１を作製した。
実施例１の試料には、膜厚ｔが３５μｍの熱融着層４３と、膜厚ｔが５０μｍの熱融着層４３とを有する真空断熱材１を用いた。熱融着層４３の材料は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）と、それよりも弾性率が高い無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）とであった。そして、それぞれ膜厚及び材料から成る試料を１０００枚ずつ用意した。
【００３４】
比較例１に用いた試料は、真空断熱材の外包材４の熱融着層４３を膜厚３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）であり、そのほかの構成を実施例１の試料と同様の構成としたものであった。実施例１の試料と同様、比較例１の試料についても１０００枚用意した。
【００３５】
表１は、実施例１及び比較例１の試料におけるピンホール発生による破袋不良枚数を比較した結果である。
【表１】
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【００３６】
表１に示すように、比較例１において、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の熱融着層４３の膜厚ｔを３０μｍとした場合、ピンホール発生による破袋不良枚数が４２枚であり、発生頻度は４．２％であった。
【００３７】
これに対し、実施例１の試料において、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の熱融着層４３の膜厚ｔを３５μｍとした場合、ピンホール発生による破袋不良枚数は１９枚であり、発生頻度が１．９％であった。つまり、実施例１の試料では、ピンホールの発生頻度が比較例１と比較して２．３％も減少していた。また、熱融着層４３の膜厚ｔを５０μｍとした場合には、ピンホール発生による破袋不良枚数は、１４枚にまで低減したものの、膜厚ｔが３５μｍとした場合と比較すると、５枚減少したに過ぎなかった。
【００３８】
熱融着層４３の膜厚ｔを３０μｍから３５μｍに増加させると、ピンホール発生による破袋不良枚数が大幅に減少し、膜厚ｔを３５μｍから５０μｍに増加させると、ピンホール発生による破袋不良枚数に大きな変化はみられないことがわかった。
【００３９】
なお、熱融着層４３の膜厚ｔを３５μｍとした無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を採用した実施例１の試料においても、ピンホール発生による破袋不良枚数が７枚にまで減少した。熱融着層４３を弾性率の高い材料から形成することでピンホールの発生が更に抑制された。また、膜厚ｔを５０μｍとした場合のピンホール発生による破袋不良枚数は、膜厚ｔを３５μｍとした場合５枚であり、わずかに２枚減少しただけであった。熱融着層４３の材料に無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を採用した場合でも、膜厚ｔを３５μｍとした場合と、膜厚ｔを５０μｍとした場合とでは、ピンホール発生による破袋不良枚数に大きな変化はみられなかった。
【００４０】
＜実施例２＞
実施例２では、真空断熱材１の熱伝導率の増加量と吸着剤３の吸湿速度との関係について調べた。実施例２で使用した試料は、以下で説明する構成以外は、実施例１と同様の構成とした。吸湿速度は、気温２５℃、相対湿度９０％の雰囲気下に静置したときの重量増加率から算出される値とした。また、熱伝導率の増加量については、製造直後の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の熱伝導率とを調べ、その差を増加量として算出した。
【００４１】
実施例２の真空断熱材１及び比較例２の真空断熱材を製造した直後において、いずれの試料においても、熱伝導率が１．８ｍＷ／（ｍ・Ｋ）の同値であり、吸着剤３の吸湿速度による熱伝達率の相違はみられなかった。
【００４２】
実施例２では、試料として、芯材２とともに、吸着剤３が外包材４により被覆された真空断熱材１を作製した。吸着剤３は、吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ、１８ｗｔ％／ｈ、及び３２ｗｔ％／ｈであった。また、実施例１と同様、それぞれの試料の熱融着層４３の材料には、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）と、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）とを採用した。なお、熱融着層４３の膜厚ｔは、５０μｍの一定値としたため、封止部４３ａの膜厚Ｔは１００μｍであった。
【００４３】
比較例２においては、吸着剤３が吸湿速度１４ｗｔ％／ｈである酸化カルシウムを用い、他の構成は、比較例１の真空断熱材１と同様とした。また、比較例２でも、実施例２と同様、熱融着層４３の膜厚ｔは、５０μｍの一定値であり、封止部４３ａの膜厚Ｔは１００μｍであった。
【００４４】
表２は、実施例２及び比較例２の試料における真空断熱材１の熱伝導率の増加量を比較した結果である。
【表２】
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【００４５】
表２に示すように、比較例２の真空断熱材では、熱伝導率の増加量が０．４ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。これに対し、実施例２の真空断熱材１では、吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上である全ての吸着剤３で熱伝導率の増加量が０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）を示していた。熱融着層４３に無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を採用した試料では、熱伝導率の増加量が更に低く、０．１ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。
【００４６】
このように、吸着剤３の吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上であることで、熱伝達率の増加量が低い値が長期間に渡り維持された。また、熱融着層４３に無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を採用することで、更に低い熱伝導率の変化量が得られた。
【００４７】
＜実施例３＞
実施例３では、真空断熱材１のピンホール発生による破袋不良枚数と吸湿速度との関係について調べた。なお、実施例３及び比較例３において使用した試料については、以下で説明する構成以外は、実施例１で説明した構成と同様とした。
【００４８】
実施例３は、熱融着層４３の膜厚ｔを５０μｍとした。また、比較例３では、熱融着層４３の膜厚ｔを熱融着層４３の下限値以下の３０μｍ及び熱融着層４３の上限値以上の８０μｍとした。いずれの試料においても、熱融着層４３の材料には、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が用いられ、吸着剤３の吸着速度は、１８ｗｔ％／ｈの一定値とした。
【００４９】
表３は、実施例３及び比較例３の試料におけるピンホールの発生による破袋不良枚数及び真空断熱時の熱伝導率の増加量を比較した結果である。
【表３】
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【００５０】
表３に示すように、比較例３のうち、熱融着層４３の膜厚ｔを下限値以下の３０μｍとした試料では、ピンホール発生による破袋不良枚数が４２枚であった。また、熱伝導率の増加量が０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、ピンホール発生による破袋不良枚数が抑制できなかった。
【００５１】
熱融着層４３の膜厚ｔを上限値以上の８０μｍとした試料では、ピンホール発生による破袋不良枚数が１５枚であり、熱伝導率の増加量が０．３ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であったので、熱伝導率の増加量が抑制できなかった。
【００５２】
これに対し、実施例３では、ピンホール発生による破袋不良枚数が１４枚であり、熱伝導率の変化量は、０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、ピンホールによる破袋不良発生を抑制するとともに、熱伝達率の増加量も抑制されていた。
【００５３】
以上より、熱融着層４３の膜厚ｔを、３５μｍ以上７０μｍ以下とし、吸着剤３の吸湿速度を、１５ｗｔ％／ｈ以上３２ｗｔ％／ｈ以下とすることで、ピンホールによる破袋不良発生を抑制し、且つ、内部に侵入した水蒸気を吸着できる真空断熱材１が得られることがわかった。
【００５４】
以上説明した本実施の形態１の真空断熱材１においては、熱融着層４３が、膜厚ｔを３５μｍ以上７０μｍ以下としている。そのため、芯材２の突刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることを十分抑制できる厚さを有する。また、吸着剤３は、吸湿速度が１５ｗｔ％／ｈ以上３２ｗｔ％／ｈ以下であるため、熱融着層４３同士が融着され、膜厚Ｔが７０μｍ以上１４０μｍ以上である封止部４３ａから侵入した水蒸気を十分吸着できる吸湿速度を有する。これにより、真空空間の真空度が維持されて熱伝導率の上昇が抑制され、断熱特性を長期間維持できる。
【００５５】
特に、吸着剤３の吸湿速度が１７ｗｔ％／ｈ以上２２ｗｔ％／ｈ以下とすることで、熱弾性率の上昇を安定して低減できるとともに、製造工程における吸湿能力の低下を抑制することができる。
【００５６】
また、熱溶着層を、高い弾性率を有し、水蒸気の遮断性に優れた高密度ポリエチレン、又は、無延伸ポリプロピレンにより形成することで、芯材２の突き刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることが更に抑制され、水蒸気の侵入量を低減することができる。
【００５７】
また、真空断熱材１の表面に、凹部の表面と凸部の表面との差が２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の凹凸部を設けることで、真空断熱材１と放熱用の銅配管との間の熱交換を促進することができる。
【００５８】
また、吸着剤３を、紙、不織布、プラスチックフィルム、又は網目状の布のいずれかから形成された包材により覆うと、吸着剤３の通気性を確保しながら作業性を向上させることができる。包材は、紙、不織布、プラスチックフィルム、又は網目状の布から成る層を複数積層させて形成してもよい。
【００５９】
芯材２は、熱伝導率が低く、取り扱いが容易な繊維集合体、特にグラスウールなどであるとよい。
【００６０】
実施の形態２．
図６は、本実施の形態２に係る断熱箱１００の概略構成を示す断面図である。断熱箱１００は、長期間にわたる断熱性能が求められる、例えば、冷蔵庫などである。
【００６１】
図６に示すように、断熱箱１００は、内箱１１０と外箱１２０とを有する。そして、内箱１１０と外箱１２０との間の空間には、実施の形態１において説明した真空断熱材１が配置されており、内箱１１０と外箱１２０との間で断熱を行う。真空断熱材１が配置される位置は、例えば内箱１１０の外壁面に密着した位置などであり、内箱１１０と、外箱１２０との間で断熱できる位置に配置される。
【００６２】
このように、断熱箱１００は、熱伝導率の低い真空断熱材１が設けられている。これにより、内箱１１０と外箱１２０との間の熱伝導率が低い状態が維持されるため、断熱箱１００の断熱性能を長期間にわたり高く維持することができる。断熱箱１００を備えた冷蔵庫などにおいては、消費電力の削減につながる。
【００６３】
真空断熱材１は、発泡ウレタン断熱材１３０等と比較して高い断熱性能を有するため、断熱箱１００は、発泡ウレタン断熱材１３０のみを用いた断熱箱１００よりも高い断熱性能を得られる。しかし、内箱１１０と外箱１２０との間の空間のうち、真空断熱材１以外の部分には発泡ウレタン断熱材１３０が充填されていてもよい。
【００６４】
また、上記の説明では、断熱箱１００の真空断熱材１が内箱１１０の外壁面に密着しているが、真空断熱材１は外箱１２０の内壁面に密着していてもよい。真空断熱材１は、スペーサなどを用いることにより、内箱１１０と外箱１２０との間の空間に、内箱１１０及び外箱１２０のいずれにも密着しないように配置されていてもよい。
なお、上記の説明において、一般的な冷蔵庫などに用いられる断熱箱と同等である部分については、図示及び説明を省略している。
【００６５】
なお、本発明に係る真空断熱材１は、上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能であり、上述の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
【００６６】
例えば、上記では、製造工程において芯材２及び外包材４の乾燥は１００℃で２時間の加熱処理により行われていることを例示しているが、加熱処理の温度及び時間は、芯材２及び外包材４の水分が除去できる温度及び時間であればこれに限定されない。また、芯材２及び外包材４の乾燥は芯材２を外包材４で被覆した状態で行っているが、芯材２と外包材４の乾燥を別々に行った後に、芯材２を外包材４で被覆してもよい。
【００６７】
また、上述の実施の形態１に係る真空断熱材１の製造工程においては、芯材２及び外包材４を乾燥した後に吸着剤３を芯材２と外包材４との間に配置しているが、芯材２及び外包材４を乾燥する前に吸着剤３を配置してもよい。
【００６８】
また、上述の実施の形態２では、冷熱源を備える冷蔵庫の断熱箱１００に真空断熱材１が用いられた構成を例に挙げたが、本発明はこれに限られない。真空断熱材１は、温熱源を備える保温庫の断熱箱や、冷熱源及び温熱源を備えない断熱箱、例えば、クーラーボックス等に用いることもできる。また、真空断熱材１は、断熱箱１００だけでなく、空調機、車両用空調機、給湯機などの冷熱機器又は温熱機器の断熱部材として用いてもよく、その形状も、所定の形状ではなく、変形自在な外袋及び内袋を備えた断熱袋や、断熱容器などに用いてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１  真空断熱材、２  芯材、３  吸着剤、４  外包材、４１  表面保護層、４２  ガスバリア層、４３  熱融着層、４３ａ  封止部、１００  断熱箱、１１０  内箱、１２０  外箱、１３０  発泡ウレタン断熱材、Ｔ  封止部の膜厚。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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