(57)【要約】【課題】  真空断熱パネルの製造過程における外方からの擦れや当たりによる衝撃でフィルム表面が傷つき、バリア容器の耐久性能が大きく悪化することを防止して、破損しにくく経時安定性に優れた真空断熱パネル、およびこのパネルを用いた冷蔵庫を提供する。【解決手段】  コア材２をガスバリア容器３内に収納し、内部を真空排気してパネル体とした真空断熱パネル１において、ガスバリア容器をアルミ蒸着フィルム、あるいはアルミ箔などをラミネートした樹脂フィルムで形成し、このガスバリア容器の外装材の表面に外力に対するバリア樹脂層７を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア材をガスバリア容器内に収納し、内部を真空排気してパネル体とした真空断熱パネルにおいて、ガスバリア容器をアルミ蒸着フィルム、あるいはアルミ箔などをラミネートした樹脂フィルムで形成し、このガスバリア容器の外装材の表面に外力に対するバリア樹脂層を設けたことを特徴とする真空断熱パネル。
【請求項２】
バリア樹脂を、エチレンビニルアルコール共重合体と無機系材料を混成させてなるコート剤で形成したことを特徴とする請求項１記載の真空断熱パネル。
【請求項３】
ガスバリア容器の隅角部をバリア樹脂で被覆したことを特徴とする請求項１記載の真空断熱パネル。
【請求項４】
ガスバリア容器の開口部端縁の折り畳み部をバリア樹脂で被覆したことを特徴とする請求項１記載の真空断熱パネル。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の真空断熱パネルを断熱壁中の外箱あるいは内箱面に貼り付け、残余の空間にポリウレタンフォームを発泡充填して前記真空断熱パネルを埋設したことを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性を改善した真空断熱パネル、およびこの真空断熱パネルを用いた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷蔵庫における断熱キャビネットの断熱材としては、熱伝導率が低く、発泡充填によりキャビネットを構成する外箱や内箱と一体化して剛体となるポリウレタンフォームを使用することが主流であったが、近年、冷蔵庫キャビネットの断熱性能をさらに向上させて熱漏洩を防ぐことで消費電力量を低減させたり、あるいは断熱壁厚を薄くして冷蔵庫としての容積効率の向上をはかるため、断熱材としての真空断熱パネルが一部で実用化されている。
【０００３】
冷蔵庫への採用例として、図５に基本構成を示す真空断熱パネル（51）は、材料コストを抑え、排気や真空度の維持を容易にして長期信頼性を得るため、１〜数１００Ｐａ程度の比較的高い内部圧力で機能させるため、微小空間を形成して大気圧下で形態を保持することができる連通気泡構造の樹脂フォームや無機質の微粉末、繊維をコア材（52）に用いて、このコア材（52）を合成樹脂とアルミニウム箔とのラミネートフィルム製のガスバリア容器（53）で覆い、容器（53）内を真空引きした後、開口をヒートシール（56）して密封した構成である。
【０００４】
また、コア材（52）から発生するアウトガス、およびガスバリア容器（53）のシール面や表面から内部に侵入する透過ガス等による内圧上昇に起因する経時劣化を抑えて真空度を維持するために、チタン、マグネシウム等の金属、バリウム・リチウム等の合金、酸化コバルト、酸化カルシウム、ゼオライト等の酸化物、活性炭等であって、水分、酸素、窒素等の空気成分、水素等のガスを吸着する物質からなるゲッター剤（57）を封入するのが一般的である。
【０００５】
断熱性能については、図６に示すように、パーライト等無機質の微粉末をコア材としたものは、微粉末固体自体の熱伝導が大きく断熱のための空間容積が少ないことから、また、連続気泡の樹脂フォームをコア材としたものは、気泡セルの大きさに強度的限界があるため、真空断熱パネルとしての熱伝導率は、０．００５〜０．００６Ｗ／ｍＫ程度が限界である。そして、それ以下の熱伝導率を得るものとしては、繊維径が数μｍ以下のグラスウールをコア材として小空間を多数形成し、０．００２Ｗ／ｍＫ程度の低い熱伝導率を実現することが可能となっており、例えば、特許文献１には、結合体により平板状に形成した無機繊維集合体をコア材とした真空断熱パネルを、冷蔵庫における機械室と庫内の仕切り部に設けた構成が示されている。
【特許文献１】特開２００３−３１４９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら真空断熱パネルの配設構造は、前述したように、平板状の真空パネル（51）と注入発泡させたウレタンフォームとの複合構造であり、冷蔵庫本体の外箱内面における側面や背面、天井面や扉等の平面部分への配設は比較的容易であるが、その他の部分、例えば、機械室を形成している底板部等は凹凸が大きく形状が複雑であり、真空断熱パネルを折り曲げたり曲面に沿わせて変形させる必要があるため、パネルへの機械的ダメージが大きく、リークの原因になっていた。
【０００７】
また、真空パネルの製造過程においては、真空引き後の後加工や冷蔵庫本体への組み込みのための搬送で擦れや当接などの外的ダメージを受けることが多く、ガスバリア容器（53）にクラックが発生した際には、傷がガスバリア容器の内外層を貫通してリークし、冷蔵庫としての断熱性能が極端に劣化する不具合があり、パネルの破損によるリークを防ぐために、配設面の形状に合わせてパネルを小分割して用いると、小形化したパネル端面からのヒートブリッジによる熱リークの影響が大きくなり、冷蔵庫全体としての断熱効果が目減りしてしまう問題があった。
【０００８】
本発明は上記点を考慮してなされたものであり、真空断熱パネルの製造過程における外方からの擦れや当たりによる衝撃でフィルム表面が傷つき、バリア容器の耐久性能が大きく劣化することを防止して、破損しにくく経時安定性に優れた真空断熱パネル、およびこの真空断熱パネルを用いた冷蔵庫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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の真空断熱パネルは、コア材をガスバリア容器内に収納し、内部を真空排気してパネル体とするとともに、ガスバリア容器をアルミ蒸着フィルム、あるいはアルミ箔などをラミネートした樹脂フィルムで形成し、このガスバリア容器の外装材の表面に外力に対するバリア樹脂層を設けたことを特徴とするものであり、また前記真空断熱パネルを断熱壁中の外箱あるいは内箱面に貼り付け、残余の空間にポリウレタンフォームを発泡充填して前記真空断熱パネルを埋設した冷蔵庫を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、真空断熱パネルの製造過程や冷蔵庫本体への組み込み時に、擦れや当接などの外的ダメージを受けてガスバリア容器にクラックが発生した際にも、塗布された樹脂層によって破損しにくく、傷がガスバリア容器の内外層を貫通することを防止でき、リークによる極端な性能劣化を防いで耐久性を向上し、真空断熱パネル製造工程における不良率を大幅に改善して、製造コストを低減できる。
【００１１】
さらに、冷蔵庫としての生産性向上とともに断熱性能と経時安定性を長期に亙って保持し、信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図３は本発明に係る冷蔵庫の概略断面図であり、本体の外形を形成する薄鋼板からなる外箱（９）と貯蔵室を形成する内箱（10）との間に断熱空間を設けて冷蔵庫本体（８）を構成している。
【００１３】
前記断熱空間を形成する外箱（９）の両側面、背面および天井面の内面には、断熱体として詳細を後述する真空断熱パネル（１）を貼り付けており、残余の内箱（10）との間隙には、ポリウレタンフォームからなる発泡断熱材（11）の原液を注入し、発泡充填して前記内外箱（９）（10）と真空断熱パネル（１）とを一体に接着固化することで剛性のある断熱キャビネットを形成している。
【００１４】
前記真空断熱パネル（１）は、図１およびパネルの真空引き装置（４）を示す図２に示すように、細いガラス繊維の綿状物であるグラスウールをコア材（２）とし、これをマット状に形成するとともに、このコア材（２）を、詳細を後述するガスバリア容器（３）に挿入したものであり、コア材の挿入後に、容器（３）をベース（５ａ）上に配置した真空チャンバー（５）内に設けたステージ（５ｂ）上に設置し、真空ポンプ（５ｃ）によって０．０３〜３０Ｐａ程度で真空排気した後、容器の開口を２０〜５０ｍｍの綴じ代を設けて閉塞し、綴じ代の１０ｍｍ幅に亙ってヒートシール（６）することで、容器（３）内部を真空減圧状態に保持したパネル状に形成する。
【００１５】
その後真空チャンバー（５）内を大気圧に開放することによる気圧差によってコア材（２）はさらに２分の１程度に圧縮され、最終的に厚みを１０〜１２ｍｍにした真空断熱パネル（１）が形成されるものであり、真空断熱パネル（１）は、ヒンジ部（５ｄ）を支軸としてチャンバー外套（５ｅ）を上方の矢印方向に回動させ、同様に上下するヒートシールバー（５ｆ）の開放させた開口から摺動して取り出される。
【００１６】
グラスウールのコア材（２）は、繊維径については、一般に真空断熱パネルとしての断熱性能が良好とされる１０μｍ以下のものを選択するが、本実施例では２〜６μｍ径のものを採用し、繊維長については、５０ｍｍ以上の長い繊維体も混入したが、１０ｍｍ程度の短繊維を主体としてさらにニードリング加工を施している。
【００１７】
そして、前記繊維径と繊維長により、グラスウール繊維のランダム配向は維持され、ニードリング加工により繊維が厚み方向で絡まり合うことで、厚み方向の熱伝導率が低くなって断熱効果が大きくなり、原綿状態で５０ｍｍの厚みのものが１０〜２０ｍｍ程度の厚みに圧縮されて表面も平滑になり、さらにマットとして弾力や粘りのある、いわゆる腰の強いマット状コア材（２）を得ることができる。
【００１８】
上記のように形成したマット状コア材（２）は、所定の大きさに切断され、あるいは最終的に必要な厚みになるよう適宜マットを重ねた上で、前記ガスバリア容器（３）に挿入されるものである。
【００１９】
次に、マット状コア材（２）を収納するガスバリア容器（３）について説明する。図４に示すように、ガスバリア容器（３）は、例えば、２５μｍ厚のナイロン樹脂（３ａ）と１２μｍ厚のＰＥＴ（ポリエチレン‐テレフタラート）樹脂上にアルミニウムを蒸着させたもの、あるいはアルミ箔をラミネートした樹脂フィルム（３ｂ）からなり、外箱（９）の内面側に貼り付けるように、所定の幅や長さ、厚み寸法からなる平板の袋状に形成されており、長さ方向の少なくとも一端を開口させて前記マット状コア材（２）を挿入し収納するようにしている。
【００２０】
バリア容器（３）の開口は真空排気後閉塞され、ヒートシール（６）することで真空断熱パネル（１）が形成されるが、前記ヒートシール部は、ガスバリア容器（３）の開口の閉塞部を重ね合わせた状態でヒートシールし、さらにパネル（１）の端面側に折り畳んで固定するようにしてもよい。
【００２１】
しかして、本発明では、パネル形成後の製造過程における前記真空断熱パネル（１）のガスバリア容器（３）の擦れや当接などの外的ダメージを受けやすい部分、例えば、平板状の容器（３）のコーナー部にＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）と無機系材料とを混成させたコート剤をスプレーなどの方法で所定の厚み、例えば５０μｍ厚に塗布してバリア樹脂層（７）を形成している。
【００２２】
このバリア樹脂層（７）は、少なくとも前記コーナー部に塗布させる必要があるが、後工程の形態により、コーナー部のみでなく前記ヒートシール（６）部分や前述の折り畳み加工部、および容器の稜線などの比較的リークし易い部分も含んで塗布するようにしてもよく、さらには浸漬コーティングなどによりガスバリア容器（３）の全外表面に塗布するようにしてもよい。
【００２３】
また、バリア樹脂層（７）は、前記のように、ヒートシール後に形成するだけでなく、真空引き前の段階であらかじめ塗布するようにしてもよい。
【００２４】
塗布材料としての前記ＥＶＯＨは、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）に比べてガスバリア性が良好であり、この溶剤をバリア樹脂として使用することは好適であるが、このＥＶＯＨに天然モンモリナイトや天然あるいは合成マイカ、合成ヘクトライト、合成サポナイトなどの無機質の材料を溶かしてハイブリッド塗料にしたものは、ガスバリア性や製造性に優れているとともに、ＥＶＯＨの難点である高湿度時の耐久性能を向上させることができバリア樹脂としてさらに有効である。
【００２５】
なお、バリア樹脂材料としては、前記ＥＶＯＨと無機系材料との混成体に限らず、ＥＶＯＨを溶剤で溶かしたもの、ウレタン系の塗料やウレタン系エマルジョン塗料、あるいはアクリル系の一般的塗料などでもよい。
【００２６】
例えば、ウレタン系エマルジョン塗料は、無溶剤であり、エアブローで乾燥できるなど取り扱いが非常に容易であって、製造性が良好な特性を有しており、完成した樹脂層はゴム状であって、対衝撃性、摩耗性に優れているものであり、それぞれ要求される特性や柔軟性、製造ラインの特性や耐久性に応じて選択することができる。また、一般的なウレタン系やアクリル系塗料は、入手が容易であるが、溶剤入りのものはやや製造性に劣る。
【００２７】
以上のようにして製造された真空断熱パネル（１）は、冷蔵庫の組立製造ラインに運搬され、図３に示すように、冷蔵庫本体（１）の外箱（９）の両側壁内面や天井面、さらには必要に応じて背面等の所定位置に、ホットメルト接着剤や両面テープで貼り付けるものである。
【００２８】
しかしながら、パネル搬送時や冷蔵庫本体（８）への組み込み時に、真空断熱パネルが、万一工程設備物などと接触して擦れたり、突出部への当接により外力を受けても、前記ガスバリア容器（３）の外表面に設けたバリア樹脂層（７）の存在により、外力による破損などのダメージを軽減することができるばかりでなく、クラックが発生しても層内外が貫通することはなく、外部空気のパネル内への侵入を阻止することができる。
【００２９】
そして、取り付け後の真空断熱パネル（１）と内箱（10）との空間には、現場発泡方式によりポリウレタンフォーム断熱材（11）の原液を注入発泡し、充填固化することで真空断熱パネル（１）と内箱（10）、外箱（９）とを一体化するものであり、ポリウレタンフォーム中への埋設によって外力からはさらに保護されることから、冷蔵庫としての良好な断熱性能と経時安定性を長期に亙って保持し、耐久性を向上して信頼性を高めるとともに、貯蔵室内の冷却効率を向上させて消費電力の低減に貢献できることができる効果を奏するものである。
【００３０】
なお、冷蔵庫は家庭用に限定されるものではなく、業務用やショーケース、自動販売機等の断熱キャビネット構成に対しても同様に適用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、良好な断熱性能を有し耐久性の高い真空断熱パネル、およびこの真空断熱パネルを用いた消費電力量が少ない冷蔵庫に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の１実施形態を示す真空断熱パネルの断面詳細図である。
【図２】図１の真空断熱パネルの真空引き装置を示す概略図である。
【図３】図１の真空断熱パネルを貼り付けた冷蔵庫の概略断面図である。
【図４】図１の真空断熱パネルのガスバリア容器の詳細を示す部分断面図である。
【図５】真空断熱パネルの基本構造を示す断面図である。
【図６】コア材による真空度と熱伝導率との差を示す比較グラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１  真空断熱パネル        ２  マット状コア材        ３  ガスバリア容器
４  真空引き装置          ５  真空チャンバー        ６  ヒートシール
７  バリア樹脂層          ８  冷蔵庫本体            ９  外箱
10  内箱                  11  ウレタンフォーム
【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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