(57)【要約】【課題】長期における断熱性能が優れ、平面度が高くてヒートブリッジ現象が抑えられ、省エネルギに貢献できる断熱箱体および冷蔵庫を提供する。【解決手段】本発明に関わる断熱箱体は、真空断熱材１および連通孔をもつ被覆材５を組み合わせた断熱パネル７を断熱に用いる断熱箱体１９であって、真空断熱材１は、グラスウールの芯材３と、ゲッター剤４と、芯材３およびゲッター剤４を収納するガスバリア性の外包材２とを有するとともに、外包材２の内部を真空封止し、断熱パネル７は、真空断熱材１および被覆材５を内部に含む外被材６の当該内部を減圧し密封して成る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空断熱材および連通孔をもつ被覆材を組み合わせた断熱パネルを断熱に用いる断熱箱体であって、
前記真空断熱材は、グラスウールの芯材と、ゲッター剤と、前記芯材および前記ゲッター剤を収納するガスバリア性の外包材とを有するとともに、前記外包材の内部を真空封止し、
前記断熱パネルは、前記真空断熱材および前記被覆材を内部に含む外被材の当該内部を減圧し密封して成る
ことを特徴とする断熱箱体。
【請求項２】
請求項１記載の断熱箱体において、
前記断熱パネルに用いる前記連通孔をもつ被覆材の熱伝導率は、減圧下で１０ｍＷ/ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする断熱箱体。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の断熱箱体において、
前記断熱パネルに用いる前記連通孔をもつ被覆材の圧縮強度は、０.１５ＭＰａ以上であることを特徴とする断熱箱体。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちの何れか一項記載の断熱箱体において、
前記断熱パネルに用いる前記被覆材を、連通孔をもつ発泡体により形成して成ることを特徴とする断熱箱体。
【請求項５】
外装を成す外箱と貯蔵物を収容する内箱との間に形成される空間に、真空断熱材および連通孔をもつ被覆材を組み合わせた断熱パネルと、発泡断熱材とを備える冷蔵庫であって、
前記真空断熱材は、グラスウールの芯材と、ゲッター剤と、前記芯材および前記ゲッター剤を収納するガスバリア性の外包材とを有するとともに、前記外包材の内部を真空封止し、
前記断熱パネルは、前記真空断熱材および前記連通孔をもつ被覆材を内部に含む外被材の当該内部を減圧密封して成ることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項６】
請求項５記載の冷蔵庫において、
前記断熱パネルは、前記外箱と前記内箱との間にスペーサ材により挟持して配設されることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載の冷蔵庫において、
冷蔵温度の貯蔵室と冷凍温度の冷凍室との間の仕切断熱壁内に、前記断熱パネルが配設されるとともに前記断熱パネルが水発泡剤を主体とする硬質ウレタン発泡樹脂で埋設される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、真空断熱材と連通孔をもつ被覆材を有する断熱パネルを備えた断熱箱体および冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化に対する観点から、ＣＯ２排出を抑制するために家電品の消費電力量削減の必要性が望まれている。なかでも、冷蔵庫、エアコン等は特に消費電力量の多い製品であり、消費電力量の削減が地球温暖化対策として必要な状況にある。冷蔵庫を例に挙げると、消費電力は、庫内の冷却に費やす電力が殆んどのため、庫内からの熱漏洩量に関係する断熱材の断熱性能によってその大部分が決まることになる。そのため、冷蔵庫の技術開発においては冷却性能に関係する圧縮機の効率とともに断熱性能に関係する断熱材の性能向上が求められる。
【０００３】
断熱材の性能向上に関連して、グラスウールやウレタンフォームに比べ断熱性能が優れる断熱材として、ガスバリア性の外包材中にグラスウールの芯材を入れ、内部を真空状態にすることで作製される真空断熱材が提案されている。しかし、真空断熱材は断熱性能が高いものの強度的に弱いため、真空断熱材のみでは冷蔵庫用の断熱材に使用できず、ウレタンフォームを併用するハイブリッドの断熱材として、冷蔵庫の作製に使用されている。
【０００４】
一方、ウレタンフォームの断熱性能を向上させる方法としては、熱伝導率が優れる発泡剤の探索およびナノフォーム等が検討されている。しかし、未だ実用化に至らず、断熱性能がウレタンフォームに比べ１０倍以上優れる真空断熱材を用いて、断熱空間における被覆率を増大させ冷蔵庫の消費電力を削減しようとする種々の検討がなされ、下記の公報等が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１は、冷却庫（冷蔵庫、冷凍庫、保冷庫）の断熱箱体として、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材を充填して形成する冷却庫の断熱箱体である。具体的には、外箱と内箱との間の空間の一部に外箱に貼り付けられた真空断熱材および内箱に貼り付けられた真空断熱材が間隔を隔て対向する箇所を設け、前記間隔に発泡断熱材を充填した冷却庫の断熱箱体である。特に、真空断熱材を外箱側と内箱側の二重に配置したことで高い断熱性能を得ることができ、外箱側と内箱側の二重に配置された真空断熱材の間隙に発泡断熱材を充填させる。真空断熱材は外箱と内箱に押し付けられ、該真空断熱材と外箱との接触面あるいは内箱との接触面に水分が侵入し凍結することがない冷却庫の断熱箱体が記載されている。
【０００６】
特許文献２は、繊維の重合体からなる芯材と芯材を収納し気体の透過を防ぐガスバリア性を有する外包材の内部を減圧してなる真空断熱材を、発泡断熱材内に備え、真空断熱材を覆う成形断熱材を発泡断熱材内に埋設した冷蔵庫である。特に、真空断熱材を無機繊維からなる芯材と、この芯材を収納して金属箔あるいは金属蒸着膜の金属層を有するラミネートフィルムから構成され、気体の透過を防止する外包材で芯材を収納し外包材内部を減圧して、開口部を溶着密封した真空断熱材を発泡断熱材中に埋設した冷蔵庫である。そして、平面度が低い真空断熱材を平面度の高い成形断熱材に包み真空断熱材を配設することで、断熱性能と信頼性および外観形状が向上する冷蔵庫が記載されている。
【０００７】
特許文献３は、内箱と外箱との間に充填される発泡断熱材と、芯材を外被材で覆って内部が減圧されるとともに内箱と外箱との間に配される真空断熱パネルとを有する断熱箱体を備えた冷蔵庫である。特に、真空断熱パネルを内箱の隣接する二面を覆うように折曲（断面Ｌ字型）した真空断熱パネルで、断熱箱体の周囲に配される真空断熱パネルの枚数が削減できコスト低減が図れる。
【０００８】
また、真空断熱パネルの周囲に形成される発泡断熱材を浸透させる隙間総数が削減でき、真空断熱パネルの被覆率を増加させることで断熱箱体の断熱性が向上する。真空断熱パネルは内箱の側面と背面とを覆う断面Ｌ字型に形成されているため、縦方向に距離の長い断熱箱体の側面と背面の境界に発泡断熱材を浸透させることで隙間を形成する必要がなく、真空断熱パネルの被覆率を増加することができる冷蔵庫が記載されている。
【０００９】
特許文献４は、外箱と内箱の間に硬質ウレタンフォームと真空断熱材とを備え、真空断熱材を冷蔵庫の上部両側面、天面、背面、前面に対し外箱に配設し、底面、下部両側面および機械室を構成する面に内箱に接し真空断熱材を配設した冷蔵庫である。特に、外箱の表面温度が高くなる下部両側面、底面および機械室に配設した真空断熱材が高温にさらされることがなく、真空断熱性能の経時的な劣化を最低限に抑えることができ、真空断熱材の長期信頼性が高まる。また、真空断熱材を下部両側面は内箱に接し真空断熱材を配設しているので、外箱同士の複雑な接合部および配管を避けることで真空断熱材の破損を防止する冷蔵庫が記載されている。
【００１０】
特許文献５は、外箱と内箱の間に硬質ウレタンフォームと真空断熱材を備え、該真空断熱材を両側面、天面、背面、底面および前面に配置し、外箱の表面積に対して真空断熱材の被覆率が５０％を超え８０％以下の冷蔵庫である。この冷蔵庫において、外箱表面温度が外気温度よりも高くなる面に真空断熱材を外箱と内箱の中間に配置して硬質ウレタンフォームで埋設する。特に、外気温度よりも外箱の表面温度が高くなる部分は、真空断熱材を外箱と内箱の中間で硬質ウレタンフォームに埋設するため、真空断熱性能の経時的な断熱性能の劣化を最低限に抑え、真空断熱材を硬質ウレタンに埋設する外箱表面の凹凸や波打ちのない冷蔵庫が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２９８３６０号公報
【特許文献２】特開２００７−６４５８４号公報
【特許文献３】特開２００８−２６７６６４号公報
【特許文献４】特開２００４−２０１４８号公報
【特許文献５】特開２００３−１４３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、特許文献１は、外箱と内箱の空間に発泡断熱材を充填して形成される冷却庫の断熱箱体に、真空断熱材を外箱側（鋼板）と内箱側（ＡＢＳ樹脂）の二重に配置する高い断熱性能を有する冷却庫である。真空断熱材を外箱側と内箱側に貼り付けるには、ホットメルト接着剤や両面接着テープを用いて固定する。両面接着テープでは、しわが生じないように貼り付ける必要があり、作業性が悪いうえコスト的にも割高である。また、ホットメルト接着剤では、内箱に塗ると熱で内箱が変形するため、真空断熱材に接着剤を塗り内箱に貼り付ける。
【００１３】
しかし、真空断熱材を内箱側に配置するには、貼り付け易いよう内箱に凹凸をなくした平面を設ける必要があり、内箱と真空断熱材の間に隙間があると発泡後に内箱が変形してしまう。内箱は外箱に比べて樹脂製で変形し易く内箱の外面は外箱の内面に比べ凹凸が多いため、真空断熱材を内箱の外面に強固に固定することが容易ではない。真空断熱材を外箱と内箱の両者に貼る場合は、箱体内に凹凸部があると発泡断熱材を充填した際に真空断熱材との間にエアボイドが形成され、内箱が変形し易くなり真空断熱材を固定させるには平坦な外箱で配設されることが多い。
【００１４】
しかし、断熱箱体の外箱は鋼板であり箱体表面が内部と比較し熱伝導性が高いこと、更に真空断熱材の外包材がアルミ箔やアルミ蒸着膜の金属層を備えたラミネートフィルムであることから、外箱からの熱が真空断熱材の外包材を回り込み真空断熱材の内箱側へと至るヒートブリッジ現象が起こり、断熱材の熱侵入量が増加してしまうことで断熱性能の低下を招く問題がある。
【００１５】
特許文献２では、外面の平面度が低い真空断熱材を外箱に接着すると、両者間に隙間が生じ易く発泡断熱材を流動させると各面に歪みが発生することや冷蔵庫を移動する際に衝撃等で真空断熱材の外包材を破損し易いため、外面の平面度が低い真空断熱材を外面の平面度が高い成形断熱材で覆うことで、これらの問題が解決され、施工性が改良される。しかし、成形断熱材としては発泡スチロフォームまたは発泡ウレタンフォーム材が用いられることで、発泡剤の代替フロンや炭化水素等の溶媒が真空断熱材の外包材に影響を及ぼし真空断熱材の経時劣化が大きくなるおそれがある。また、発泡ウレタンや発泡スチロフォームの成形断熱材を単に使用するのでは、熱伝導率が約２０〜４０ｍＷ/ｍ・Ｋと高いため、断熱材全体の性能が劣り冷蔵庫に対する熱漏洩量を低減するには問題がある。
【００１６】
特許文献３においては、真空断熱パネルが袋状の外被材内にガラス繊維の芯材を内包し、外被材の内部は真空引きにより減圧され外被材の端部を密着して封止される。真空断熱パネルは平板状の芯材によって平板状に形成した後、プレス加工により断面Ｌ字型に折曲して作製する。しかし、真空断熱パネルの外被材は積層されたラミネートフィルムであり、断面Ｌ字型に折曲げるとフィルム部が薄くなり外被材のガスバリア性が大きく劣り、真空断熱材の熱伝導率が約４.８ｍＷ/ｍ・Ｋ程まで高くなってしまうため、冷蔵庫に対する熱漏洩量の低減には問題がある。
【００１７】
特許文献４に記載の冷蔵庫は、外箱と内箱の間に硬質ウレタンフォームと真空断熱材を備える。冷蔵庫の上部両側面、天面、背面、前面に対しては、真空断熱材を外箱に配設し、底面、下部両側面および機械室を構成する面に対しては、真空断熱材を内箱へ接して配設した冷蔵庫である。真空断熱材を内箱側に配置するには、内箱と真空断熱材の間に隙間があると発泡後に内箱が変形してしまう。内箱は樹脂製で剛性が低く外箱に比べて変形し易く、また、内箱の外面は外箱の内面に比べ凹凸が多い。そのため、真空断熱材を強固に内箱の外面に固定することが容易ではない。
【００１８】
真空断熱材を外箱と内箱の両者に貼る場合、外箱、内箱間に位置する断熱箱体(外箱、内箱)に凹凸部を有すると発泡断熱材を充填した際に、真空断熱材との間にエアボイドが形成され易く内箱が変形してしまうため、真空断熱材の固定には平坦な外箱に配設することが多い。しかし、断熱箱体を構成する外箱は鋼板であり、外箱表面が内部と比較して熱伝導性が高いことおよび真空断熱材の外包材がアルミ箔やアルミ蒸着膜の金属層を備えたラミネートフィルムである。
そのため、外箱からの熱が外包材を回り込み真空断熱材の内箱側へと至るヒートブリッジ現象が起こり、断熱材を介しての熱侵入量が増加することで断熱性能の低下を招く問題がある。
【００１９】
特許文献５では、前記冷蔵庫において、真空断熱材を外箱と内箱の中間に配設するのに外箱と真空断熱材の間にスペーサを設け、外箱を構成する背面板にスペーサをホットメルト接着剤で固定すると共に、断熱箱体の底面では内箱にスペーサを両面テープで接着固定する必要がある。このことから、平面度の低い真空断熱材を外箱と内箱の中間に固定させるには、一枚の真空断熱材でスペーサ材がウレタン樹脂の発泡圧により反りが発生するため、数多くのスペーサ材とホットメルト接着剤と両面テープが必要となり、真空断熱材を固定する施工が煩雑になる。また、スペーサ材には熱伝導性の優れる材料を選択（記載なし）する必要があり、数多くのスペーサ材等を断熱箱体中に挿入しなければならないことにより、スペーサ材等を介して熱侵入量が増加して断熱性能の低下を招く問題がある。
【００２０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ガスバリア性を向上させた熱伝導率の経時劣化が少ない断熱パネルを用いて、外箱の歪みや内箱の割れを防止して熱漏洩量の低減が可能な断熱箱体および冷蔵庫の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記の目的を達成するため、第１の本発明の断熱箱体は、真空断熱材および連通孔をもつ被覆材を組み合わせた断熱パネルを断熱に用いる断熱箱体であって、前記真空断熱材は、グラスウールの芯材と、ゲッター剤と、前記芯材および前記ゲッター剤を収納するガスバリア性の外包材とを有するとともに、前記外包材の内部を真空封止し、前記断熱パネルは、前記真空断熱材および前記被覆材を内部に含む外被材の当該内部を減圧し密封して成る。
【００２２】
第２の本発明の冷蔵庫は、外装を成す外箱と貯蔵物を収容する内箱との間に形成される空間に、真空断熱材および連通孔をもつ被覆材を組み合わせた断熱パネルと、発泡断熱材とを備える冷蔵庫であって、前記真空断熱材は、グラスウールの芯材と、ゲッター剤と、前記芯材および前記ゲッター剤を収納するガスバリア性の外包材とを有するとともに、前記外包材の内部を真空封止し、前記断熱パネルは、前記真空断熱材および前記連通孔をもつ被覆材を内部に含む外被材の当該内部を減圧密封して成る。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ガスバリア性を向上させた熱伝導率の経時劣化が少ない断熱パネルを有し、外箱の歪みや内箱の割れを防止して熱漏洩量の低減が可能な断熱箱体および冷蔵庫を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】(ａ)は、実施形態の断熱パネルの斜視図であり、(ｂ)は、(ａ)の断熱パネルのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】実施形態の真空断熱材の断面模式図である。
【図３】実施形態の断熱パネルを配設した冷蔵庫の本体部分(冷蔵庫本体)を手前側から見た縦断面正面図である。
【図４】実施形態の冷蔵庫に用いる内箱と外箱を斜め後方から見た斜視図である。
【図５】実施形態１〜６、比較例１〜４の熱伝導率、圧縮強度等の物性・特性の詳細を示す図である。
【図６】(ａ)は、従来の比較例の真空断熱材を独立気泡の発泡ウレタンで覆った構成の断熱パネルの斜視図であり、(ｂ)は、(ａ)の断熱パネルのＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】従来の比較例の真空断熱材を冷蔵庫に配設した本体部分を手前側から見た縦断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１(ａ)は、実施形態の断熱パネル７の斜視図であり、図１(ｂ)は、図１(ａ)の断熱パネル７のＡ−Ａ線断面図である。図２は、実施形態の真空断熱材１の断面模式図である。なお、図１、図２において、ゲッター剤４を強調して示している。
本発明に係わる実施形態は、図２に示す真空断熱材１を、連通孔の気泡をもつ連通体の被覆材６で覆った断熱パネル７(図１参照)とし、該断熱パネル７を備えた断熱箱体(冷蔵庫本体１９)および冷蔵庫２１(図３参照)である。
【００２６】
図２に示す真空断熱材１は、グラスウールの芯材３とグラスウール等の水、ガスを吸着するゲッター剤４とを外包材２に挿入し真空封止する真空断熱材である。真空断熱材１の芯材３は、形状を保持する機能を有するものであり、減圧時の圧縮応力でも高空隙を形成するグラスウールが芯材３として好ましい。
図１に示すように、真空断熱材１および真空断熱材１を覆う連通孔をもつ被覆材５を外被材６で包み、外被材６の内部を、更に減圧密封することにより断熱パネル７としている。
断熱パネル７は、断熱する物質の間において、ハイバリア性が達成され、長期でも高断熱性能および高強度が得られる断熱パネルである。
【００２７】
真空断熱材１は、熱伝導率が約１．５ｍ(ミリ)Ｗ/ｍ・Ｋと優れた真空断熱材である。この真空断熱材１に比べ、ウレタン発泡体は熱伝導率が約２０ｍＷ/ｍ・Ｋと高く、約１３倍以上断熱性能が劣る。従って、真空断熱材１を覆って保護、補強する発泡断熱材(図１(ｂ)の被覆材５)に熱伝導率が優れるものを使用できれば、真空断熱材１を含む断熱パネル７全体としての断熱性能を大幅に向上することが期待される。
一般に、真空断熱材は、初期の熱伝導率が非常に優れるが芯材を包む外包材の溶着部やラミネートフィルムからのガス侵入および真空断熱材の内部に付着する水分等により、時間経過に従って真空度が徐々に低下して熱伝導率が高くなる。
【００２８】
実施形態の断熱箱体(冷蔵庫本体１９)および冷蔵庫２１(図３参照)では、熱漏洩量の低減を目的に真空断熱材１を断熱箱体中に数多く配置している。冷蔵庫２１の断熱材としては、経時劣化の抑制が断熱性能を維持するのに重要であるため、真空断熱材１を有する断熱パネル７において、高温環境下(６０℃の雰囲気下)における長期の性能を評価した。また、断熱パネル７は、断熱パネル７の真空断熱材１を外部からの運搬、保管、施工までの間に損傷させないように、長期間において高強度かつ平面度の高いパネルであることが好ましい。
【００２９】
従来、真空断熱材の保護・補強材としては、従来の断熱パネル１０９を表した図６に示すように、断熱性能の点から独立気泡のウレタン発泡体(熱伝導率：２０ｍＷ/ｍ・Ｋ)１０８を使用し、独立気泡の発泡ウレタン１０８で真空断熱材１０１を覆う断熱パネル１０９であった。しかしながら、独立気泡の発泡体(発泡ウレタン１０８)において、熱伝導率の低い発泡ガスを気泡内にトラップするとウレタンとの親和性が良くガス透過が大きいため、発泡ガスが気泡内部と大気中のガス分圧の差で気泡膜を通し外部へ透過排出され、気泡内部が減圧して、フォームが収縮し易い。独立気泡内の発泡ガスは時間経過と共に空気中へ放散すると同時に、空気がフォーム内部に侵入して断熱パネル１０９の熱伝導率が劣化してしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態では、この従来の問題を考慮して、図１(ｂ)に示すように、真空断熱材１を覆う被覆材５に、連通孔を有し外部の空気と内部のガスとが置換しても収縮しにくい圧縮強度が高い発泡体を選定した。しかし、連通孔を有する発泡体は、独立気泡の発泡体に比較し熱伝導率が低い発泡ガスをトラップしないことから断熱性能が劣る。そのため、真空断熱材１と被覆材５を外被材６の内部で減圧封止してなる断熱パネル７とした。
【００３１】
この断熱パネル７を断熱箱体(冷蔵庫本体１９)および冷蔵庫２１に用いて、断熱性能向上の目的を達成した。
すなわち、この断熱パネル７は、グラスウールの芯材３を備えた高性能な真空断熱材１を連通からなる被覆材５と組み合わせ、更に外被材６で減圧密封する構成としたことで、平面度が高く熱伝導率の経時劣化が少ない高性能な断熱パネル７を配設した断熱箱体(冷蔵庫本体１９)および冷蔵庫２１が実現できる。
なお、断熱性能に大きな問題が発生しない限り、真空断熱材１を収納する断熱パネル７と単体の真空断熱材１を併用して、断熱箱体および冷蔵庫に使用することが可能である。
【００３２】
具体的には、真空断熱材１の芯材３に平均繊維径が約３〜６μｍのグラスウールを２５０℃で１時間のエージング処理により吸着水分を除去したものが好ましい。芯材３としてのグラスウールの繊維径は、大きいと繊維の接触が線に近くなり接触熱抵抗が低減し熱伝導率が高い一方、繊維径が極細になると取扱いが不便で原料が高価になる。
芯材３としてのグラスウールの平均繊維径は走査式電子顕微鏡を用い、約１０本の繊維を含む視野での繊維直径を測定した。また、芯材３には、バインダの結合剤を含まないものが好ましい。何故なら、バインダからのアウトガスの発生により熱伝導率が高くなるのを避けるためである。
【００３３】
被覆材５の連通孔の気泡をもつ連通体としては、ウレタン発泡樹脂やイソシアヌレート発泡樹脂やスチレン発泡樹脂を利用できる。例えば、ウレタンフォームの場合、ウレタン結合やウレア結合とイソシアヌレート結合を有するものである。イソシアヌレート結合は、イソシアネート基を触媒により三量化して生成させ、機械的強度や耐熱性を向上したものである。気泡の連続体としては、例えばグリセリンにプロピレンオキシドを付加させた長鎖ポリエーテルポリオールの配合、ステアリン酸カルシウムやミスチリン酸カルシウムのようなモノカルボン酸の金属塩を配合して気泡の連続化を促す方法とする。
【００３４】
ウレタンフォームを作製するには、ポリオール液とイソシアネート液を均一に混合可能であれば種々の装置が使用でき、例えば小型ミキサ、注入発泡用の低圧発泡機や高圧発泡機、スラブ発泡用の低圧発泡機や高圧発泡機、連続ライン用の低圧発泡機や高圧発泡機、吹き付け用のスプレ発泡機がある。
すなわち、ポリウレタンの連通フォームは、ポリオール混合物とポリイソシアネートを触媒、発泡剤、整泡剤、連通化剤の存在下において反応させ、被覆材５のパネルが得られる。被覆材５の密度は、約２５〜３５ｋｇ/ｍ3程で、発泡剤は水を主体に用いイソシアネートと水との反応で発生する炭酸ガスの発泡断熱材であり、地球温暖化やＣＯ2発生量の削減といった環境保護を考慮したものである。
【００３５】
また、ハイバリア性を有する外被材６(図１参照)としては、芯材３や被覆材５を覆うもので減圧封止により芯材３の形状を反映する材質が好ましい。真空断熱材１の外包材２および被覆材５を覆う外被材６に用いるラミネートフィルムは、それぞれ最内層を熱溶着層として中間層にガスバリア層のアルミニウム箔またはアルミニウム蒸着層を有し、最外層に表面保護層を設けたラミネートフィルムである。
【００３６】
アルミニウム箔やアルミニウム蒸着層はそれ自身が熱の良伝導物質であるため、ヒートブリッジによる断熱性能の低下を抑制するのに、熱容量を低下させることを目的に厚さを１０μｍ以下とする。例えば、最外層をポリアミドフィルムとして耐突き刺し性を向上させ、中間層にアルミニウム蒸着層を有するエチレンービニルアルコール共重合体フィルムを設け、最内層には高密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンや高密度ポリプロピレン等のプラスチックラミネートフィルムとする。
また、真空断熱材１の外包材２および被覆材５を覆う外被材６のガスバリア性を大きく向上するには、ステンレス箔とポリイミド溶着剤の金属箔を使用するのが好ましい。
【００３７】
更に、真空断熱材１および被覆材５の信頼性を向上させるのにゲッター剤４を用いる。ゲッター剤４としては、二酸化炭素、酸素、窒素等のガス、水蒸気を吸収するものであればよく、ドーソナイト、ハイドロタルサイト、金属水酸化物のゲッター剤４またはモレキュラーシーブス、シリカゲル、酸化カルシウム、ゼオライト、疎水性ゼオライト、活性炭、水酸化リチウム等の吸収剤が利用できる。特に、酸化カルシウムやゼオライトが好ましい。
【００３８】
以下、本発明に係わる実施形態１〜６について説明する。なお、以下の実施形態１〜６によって発明が限定されるものではない。
＜＜実施形態１＞＞
図１に示す実施形態１の断熱パネル７は、真空断熱材１および連通孔をもつ連通体の被覆材５を組み合わせたものである。
真空断熱材１は、グラスウールからなる芯材３を有するとともに、真空断熱材１を覆う被覆材５は、連通孔をもつウレタン発泡樹脂若しくはスチレン発泡樹脂等で形成される。真空断熱材１が連通孔をもつ被覆材５の内部に覆われる断熱パネル７を冷蔵庫２１(図３参照)に配設したものである。
【００３９】
図３は、断熱パネル７を配設した冷蔵庫２１の本体部分(冷蔵庫本体１９)を手前側から見た縦断面正面図であり、図４は、冷蔵庫２１に用いる内箱１０と外箱１１を斜め後方から見た斜視図である。
冷蔵庫２１は、図３に示すように、箱状に形成された冷蔵庫本体１９と、冷蔵庫本体１９の前面側の開口を開閉する扉(図示せず)とを備えて構成されている。
【００４０】
冷蔵庫本体１９は、図４に示すように、ＡＢＳ(Acrylonitrile butadiene styrene)樹脂等の合成樹脂製の内箱１０と内箱１０を覆う鋼板製の外箱１１とを有し構成されている。
内箱１０は、冷蔵庫２１(図３参照)に貯蔵する貯蔵物を収容する容器を形成する。内箱１０は、両側面壁１０ｂ、１０ｂ、上面壁１０ｃ、背面壁１０ｄ、底面壁１０ａを有し、背面壁１０ｄに対向する前面部は貯蔵物を出し入れするための開口部(図示せず)が形成されている。側面壁１０ｂには、複数の凹段部１０ｅ２が形成されている。
外箱１１は、冷蔵庫本体１９の外観を形成する外装を成す部材であり、その内部に位置する内箱１０を覆って、両側部の側面壁１１ｂ、１１ｂ、上面壁１１ｃ、背面壁１１ｄ、底面壁１１ａを有している。
【００４１】
図３に示す冷蔵庫本体１９は、内箱１０と内箱１０を覆う外箱１１との間に構成される空間内に、断熱パネル７を配設すると共にウレタン発泡樹脂(硬質ウレタンフォーム１２)を充填することにより形成した断熱壁１９ｄを有する。
断熱壁１９ｄは、冷蔵庫本体１９の底部に形成される底壁１９ｄ１、冷蔵庫本体１９の両側部に形成される両側壁１９ｄ２、１９ｄ２、冷蔵庫本体１９の上部に形成される上壁１９ｄ３、および冷蔵庫本体１９の背部に形成される背壁１９ｄ４を有し構成されている。
断熱壁１９ｄを構成する両側壁１９ｄ２、１９ｄ２は、それぞれ薄い部分で３０ｍｍ程の厚さを有し、厚い部分で５０ｍｍ程の厚さを有している。
【００４２】
冷蔵庫本体１９は、冷却温度が異なる複数の貯蔵室が形成され、各貯蔵室間には仕切断熱壁１４、１４が設けられている。冷凍室１６は、温度の低い貯蔵室である約−１５℃〜−３０℃程度の急冷凍室や製氷室であり、複数の貯蔵室における中間部に配置されている。野菜室１７は、温度が低い冷凍室１６より温度が高い貯蔵室（約１℃程度の貯蔵温度）であり、複数の貯蔵室における最下部に配置されている。冷蔵室１５は、温度が低い冷凍室１６より温度が高い冷蔵室（凍結する寸前の温度まで冷却する約０℃程度のチルド室を有する１０℃以下程度の貯蔵温度）であり、複数の貯蔵室における最上部に配置されている。
【００４３】
これらの複数の貯蔵室は、冷媒を圧縮し高温・高圧のガス冷媒にする圧縮機、高温・高圧のガス冷媒から熱を放出して常温・高圧の液状冷媒にする凝縮器、常温・高圧の液状冷媒を低温・低圧の液状冷媒にする減圧装置や低温・低圧の液状冷媒が熱を吸収することで冷蔵庫２１の内部を冷却する冷却器等からなる冷凍サイクルおよび冷却風を送る冷却ファン等を用いて、冷却される。
【００４４】
図３に示す内箱１０は、冷蔵室１５、冷凍室１６、野菜室１７の各貯蔵室を形成する壁面を構成するもので、図４に示すように、底面壁１０ａ、両側面壁１０ｂ、１０ｂ、上面壁１０ｃおよび背面壁１０ｄを有している。そして、内箱１０は、温度が低い冷凍室１６の両側の側面壁１０ｂ、１０ｂが他の貯蔵室の冷蔵室１５、野菜室１７の両側の側面壁１０ｂ、１０ｂより厚く形成されている。なお、図３においては、内箱１０の両側の側面壁１０ｂ、１０ｂの厚さを均一なものとして示している。
図４に示すように、内箱１０の底面の左右両側の内箱コーナ部から上方に延びる範囲(側面壁１０ｂ)に平坦部１０ｅ１が形成され、それより上方に延びる範囲に凹段部１０ｅ２が形成されている。
【００４５】
図１に示す断熱パネル７は、以下のように作製した。真空断熱材１としては、繊維径が４．５μｍのグラスウールの芯材３を２５０℃１時間のエージング処理後、熱溶着層に高密度ポリエチレンとアルミ箔（約６μｍ）とナイロンとポリエチレンテレフタレートからなる外包材２の内部に芯材３とガス吸着のゲッター剤４を入れ、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、真空チャンバ内の内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材２の端部をヒートシールによって溶着して真空封止した。真空断熱材１の大きさは、４５０ｍｍ×４００ｍｍ×１０ｍｍで英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにより１０℃で熱伝導率を測定したところ、１．５ｍＷ/ｍ・Ｋであった。
【００４６】
また、真空断熱材１を覆う被覆材５として、ウレタン発泡体はイソシアネートと水との反応で発生する炭酸ガスを発泡剤とした発泡体とし、ポリオール、水、触媒、整泡、連通化剤を混合したプレミックス成分とイソシアネートを高圧発泡機で混合撹拌して、成形金型に充填注入させて発泡した連通孔をもつ連通パネルとし、スキン層部を除去して形成している。
【００４７】
発泡ウレタンとしては、例えばポリオールがｍ−トリレンジアミン系にプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを３０重量部、トリエタノールアミン系にプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを２０重量部、Ｏ−トリレンジアミン系にプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを３０重量部、蔗糖系にプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを２０重量部の混合ポリオール成分１００重量部に、水１８重量部および反応触媒にテトラメチルヘキサメチレンジアミン１．２重量部とトリメチルアミノエチルピペラジン２重量部、整泡剤として有機シリコーン化合物Ｘ−２０−１６１４を２重量部、連通化剤のステアリン酸カルシウムを１０重量部、イソシアネートとしてミリオネートＭＲのジフェニルメタンイソシアネート多核体を１２５重量部用いたものである。
【００４８】
単体の被覆材５のパネルの大きさは、５００ｍｍ×４５０ｍｍ×２５ｍｍであり、真空断熱材１と同様に外包材に入れ、真空包装機で内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材の端部をヒートシールで封止した。この被覆材５のパネルの熱伝導率および圧縮強度を調べたところ、それぞれ５.５ｍＷ/ｍ・Ｋと０.１８ＭＰａ(図５参照)と優れるものであった。
図５に、実施形態１〜６、比較例１〜４の熱伝導率、圧縮強度等の物性・特性の詳細を示す。
【００４９】
なお、図５の各物性・特性は下記のようにして調べた。真空断熱材１と、被覆材５と、真空断熱材１と被覆材５を組み合わせた断熱パネル７の熱伝導率は、英弘精機社製ＨＣ-０７１型（熱流計法、平均温度１０℃）を用い評価した。また、低温や高温での寸法変化率および収縮については、１５０ｍｍ×３００ｍｍ×(厚さ)２５ｍｍに切断したフォームを−２０℃で４８時間放置、７０℃で４８時間放置した時の厚さを寸法変化率、収縮を評価した。更に、圧縮強度は５０ｍｍ×５０ｍｍ×(厚さ)２５ｍｍに切断した各々のフォームを送り速度４ｍｍ/分で負荷を加え、１０％変形時の荷重を元の受圧面積で除した値を圧縮強度として評価したものである。
【００５０】
更に、図３に示す冷蔵庫２１の断熱箱体の冷蔵庫本体１９に断熱パネル７を配設するため、真空断熱材１を中に入れた連通ウレタンの被覆材５のパネルを外被材６の内部に入れ、真空包装機のロータリーポンプで８分、拡散ポンプで８分、真空チャンバ内の内部圧力が１．０Ｐａになるまで排気後、外被材６の終端縁部をヒートシールで減圧封止した。この断熱パネル７(図１参照)の初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、４.０ｍＷ/ｍ・Ｋであり、断熱パネル７を６０℃の恒温槽中に約６０日間放置後の熱伝導率を再測定したところ、７．２ｍＷ/ｍ・Ｋと劣化が小さいものであった。
【００５１】
本実施形態１では、前記の如く形成した真空断熱材１を被覆材５で覆った平面度の高い断熱パネル７を、図３に示す断熱箱体である冷蔵庫本体１９の外箱１１と内箱１０の中間にフォーム片からなるスペーサ材１３で挟持し固定させ、水発泡剤を主体とする高流動性の硬質ウレタンフォーム１２を充填して冷蔵庫２１用の断熱箱体(冷蔵庫本体１９(図３参照))を作製したものである。
【００５２】
実施形態１の冷蔵庫２１によれば、断熱パネル７を、高断熱性能を確保し真空断熱材１の外包材２を保護しながらもヒートブリッジを抑えた構造とすることで、外部空間から冷蔵庫２１の内部への吸熱負荷量を効果的に抑え熱漏洩量の低減が可能である。そのため、冷蔵庫２１の消費電力量を削減することができる。
また、真空断熱材１を予め被覆材５(図１(ｂ)参照)で覆い冷蔵庫２１の箱体(冷蔵庫本体１９(図３参照))内に組み込むようにしているので、外観の外箱１１の表面の凹凸や波打ちを抑え、冷蔵庫２１の箱体強度の低下が抑制される。また、製造時においても外包材２の損傷を防ぎ、真空断熱材１の歩留まり向上にも寄与する効果を奏する。
【００５３】
＜＜実施形態２＞＞
実施形態２で用いた断熱パネル７としては、以下のように作製した。
まず、実施形態２の真空断熱材１は、平均繊維径が５．６μｍのグラスウールからなる芯材３を、３００℃１時間のエージング処理後に実施形態１と同様にラミネートフィルムを用いて作製した。真空断熱材１の１０℃の熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、１．６ｍＷ/ｍ・Ｋであった。また、真空断熱材１を覆う被覆材５(図１(ｂ)参照)としては、ウレタン発泡体がイソシアネートと水との反応で発生する炭酸ガスを発泡剤とした発泡体であり、ポリオールと、水と、触媒と、整泡剤と、連通化剤とを混合したプレミックス成分とイソシアネートを高圧発泡機で混合撹拌して、成形金型に充填注入させて発泡した連通孔をもつ連通体の連通パネルであり、スキン層部を除去したものである。
【００５４】
例えば、発泡ウレタンとしては実施形態１の発泡樹脂を充填したものである。この被覆材５のパネルを外包材に入れ、前記の真空断熱材１と同様に、真空包装機で内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材の端部をヒートシールで封止した。この被覆材５のパネルの熱伝導率および圧縮強度を調べたところ、それぞれ４.８ｍＷ/ｍ・Ｋと０．１９ＭＰａと優れるものであった。
【００５５】
そして、冷蔵庫２１の断熱箱体の冷蔵庫本体１９に断熱パネル７を配設するため、図１に示すように、連通ウレタンの被覆材５のパネル中に真空断熱材１とゲッター剤の酸化カルシウムを入れたものを外被材６の内部に入れ、真空包装機のロータリーポンプで８分、拡散ポンプで８分、真空チャンバ内の内部圧力が１．０Ｐａまで排気後、外被材６の最終端部をヒートシールで減圧封止した。断熱パネル７の初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、４．２ｍＷ/ｍ・Ｋであった。その後、断熱パネル７を６０℃の恒温槽中に約６０日間放置後の熱伝導率を再測定したところ、８．４ｍＷ/ｍ・Ｋと劣化が小さいものであった。
【００５６】
本実施形態２では、前記の如く形成した真空断熱材１を被覆材５で覆った平面度の高い断熱パネル７を、図３に示す断熱箱体の冷蔵庫本体１９の外箱１１と内箱１０の中間にフォーム片からなるスペーサ材１３で挟持し固定させ、水発泡剤を主体とする高流動性の硬質ウレタンフォーム１２を充填し冷蔵庫２１用の断熱箱体(冷蔵庫本体１９)を作製したものである。
【００５７】
実施形態２の冷蔵庫２１によれば、断熱パネル７を、高断熱性能を確保し真空断熱材１の外包材２を保護しながらもヒートブリッジを抑えた構造とすることで、外部空間から冷蔵庫２１の内部への吸熱負荷量を効果的に抑え熱漏洩量の低減が可能である。そのため、冷蔵庫２１の消費電力量を削減することができる。
また、真空断熱材１を予め被覆材５で覆い冷蔵庫２１の箱体(冷蔵庫本体１９(図３参照))内に組み込むようにしているので、外観の外箱１１の表面の凹凸や波打ちを抑え箱体(冷蔵庫本体１９)強度の低下が抑制される。また、製造時においても外包材２の損傷を防ぎ、真空断熱材１の歩留まり向上にも寄与する効果を奏する。
【００５８】
＜＜実施形態３＞＞
実施形態３で用いた断熱パネル７としては、以下のように作製した。
まず、図２に示す真空断熱材１として、平均繊維径が３．０μｍのグラスウールからなる芯材３を２５０℃で１時間のエージング処理後に、実施形態１と同様に、ラミネートフィルムを用い真空断熱材１を作製した。この真空断熱材１の１０℃の初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、１．３ｍＷ/ｍ・Ｋであった。
【００５９】
また、真空断熱材１を覆う被覆材５(図１(ｂ)参照)としては、イソシアヌレート発泡体がイソシアネートと水との反応で発生する炭酸ガスを発泡剤とした発泡体であり、ポリオールと、水と、触媒と、整泡剤と、連通化剤とを混合したプレミックス成分とイソシアネートを高圧発泡機で混合撹拌して、成形金型に充填注入させて発泡した連通パネルでスキン層部を除去したものである。
【００６０】
例えば、発泡イソシアヌレートとしては、グリセリン系のポリオールにプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを３０重量部、プロピレングリコール系にプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを３０重量部、ペンタエリスリトール系にプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを２０重量部、ソルビトール系にプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを２０重量部の混合ポリオール成分１００重量部に、水１８重量部および反応触媒として三量化のテトラメチルヘキサメチレンジアミン１．０重量部とペンタメチルジエチレントリアミン２重量部、整泡剤として有機シリコーン化合物Ｘ−２０−１６１４を２重量部、連通化剤のミスチリン酸カルシウムを１０重量部、イソシアネートとしてポリメチレンポリフェニルイソシアネートを１２５重量部用い発泡充填したものである。
【００６１】
この被覆材５のパネルを上記の真空断熱材１と同様に外包材に入れて、真空包装機で内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材の端部をヒートシールで封止して、熱伝導率および圧縮強度を調べたところ、図５に示すように、５．１ｍＷ/ｍ・Ｋと０.２３ＭＰａと優れるものであった。
そして、冷蔵庫２１の断熱箱体の冷蔵庫本体１９に断熱パネル７を配設するため、図１に示すように、連通ウレタンの被覆材５のパネル中に真空断熱材１を入れたものを外被材６の内部に入れ、真空包装機のロータリーポンプで８分、拡散ポンプで８分、真空チャンバ内の内部圧力が１．０Ｐａになるまで排気後、外被材６の最終端縁部をヒートシールで減圧封止した。
【００６２】
この断熱パネル７の初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、４．１ｍＷ/ｍ・Ｋであった。その後、断熱パネル７を６０℃の恒温槽中に約６０日間放置後の熱伝導率を再測定したところ、７．５ｍＷ/ｍ・Ｋと劣化が小さいものであった。
本実施形態３では、前記の如く形成した真空断熱材１を被覆材５で覆った平面度の高い断熱パネル７(図１参照)を、図３に示す断熱箱体である冷蔵庫本体１９の外箱１１と内箱１０の中間にフォーム片からなるスペーサ材１３で挟持して固定させ、水発泡剤を主体とする高流動性の硬質ウレタンフォーム１２を充填し冷蔵庫２１用の断熱箱体(冷蔵庫本体１９)を作製したものである。
【００６３】
実施形態３の冷蔵庫２１によれば、断熱パネル７を、高断熱性能を確保し真空断熱材１の外包材２を保護しながらもヒートブリッジを抑えた構造とすることで、外部空間から冷蔵庫２１の内部への吸熱負荷量を効果的に抑え熱漏洩量の低減が可能である。そのため、冷蔵庫２１の消費電力量を削減することができる。
また、真空断熱材１を予め被覆材５で覆い冷蔵庫２１の箱体(冷蔵庫本体１９(図３参照))内に組み込むようにしているので、外観の外箱１１の外面の凹凸や波打ちを抑え箱体(冷蔵庫本体１９)強度の低下が抑制される。また、製造時においても、外包材２の損傷を防ぎ、真空断熱材１の歩留まり向上にも寄与する効果を奏する。
【００６４】
＜＜実施形態４＞＞
実施形態４で用いた断熱パネル７としては、以下のように作製した。
まず、図２に示す真空断熱材１の芯材３として、平均繊維径が６．０μｍのグラスウールからなる芯材３を、２５０℃で１時間のエージング処理後に実施形態１と同様にラミネートフィルムを用い真空断熱材１を作製した。この真空断熱材１の１０℃の初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、１．６ｍＷ/ｍ・Ｋであった。
【００６５】
また、真空断熱材１を覆う被覆材５(図１(ｂ)参照)としては、イソシアヌレート発泡体がイソシアネートと水との反応で発生する炭酸ガスを発泡剤とした発泡体であり、ポリオールと、水と、触媒と、整泡剤と、連通化剤とを混合したプレミックス成分とイソシアネートを高圧発泡機で混合撹拌して、成形金型に充填注入させて発泡した連通パネルであり、スキン層部を除去したものである。
【００６６】
例えば、発泡イソシアヌレートとしては、実施形態３の発泡樹脂を充填したものである。この被覆材５のパネルを前記の真空断熱材１と同様に外包材に入れて、真空包装機で内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材の端部をヒートシールで封止して熱伝導率および圧縮強度を調べたところ、４.６ｍＷ/ｍ・Ｋと０.２５ＭＰａ(図５参照)と優れるものであった。
【００６７】
そして、冷蔵庫２１の断熱箱体の冷蔵庫本体１９に断熱パネル７を配設するため、連通イソシアヌレートの被覆材５のパネル中に真空断熱材１とゲッター剤の酸化カルシウムを入れたものを外被材６の内部に入れ、真空包装機のロータリーポンプで８分、拡散ポンプで８分、真空チャンバ内の内部圧力が１．０Ｐａまで排気後、外被材６の最終端縁部をヒートシールで減圧封止した。
断熱パネル７の初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、３.９ｍＷ/ｍ・Ｋであった。その後、断熱パネル７を６０℃の恒温槽中に約６０日間放置後の熱伝導率を再測定したところ、７．３ｍＷ/ｍ・Ｋと劣化が小さいものであった。
【００６８】
本実施形態４では、前記の真空断熱材１を被覆材５(図１(ｂ)参照)で覆った平面度の高い断熱パネル７を、図３に示す断熱箱体の冷蔵庫本体１９の外箱１１と内箱１０の中間にフォーム片からなるスペーサ材１３で挟持して固定させ、水発泡剤を主体とする高流動性の硬質ウレタンフォーム１２を充填し冷蔵庫２１用の断熱箱体の冷蔵庫本体１９を作製したものである。
【００６９】
実施形態４の冷蔵庫２１によれば、断熱パネル７を、高断熱性能を確保し真空断熱材１の外包材２(図２参照)を保護しながらもヒートブリッジを抑えた構造とすることで、外部空間から冷蔵庫２１の内部への吸熱負荷量を効果的に抑え熱漏洩量の低減が可能である。そのため、冷蔵庫２１の消費電力量を削減することができる。
また、真空断熱材１を予め被覆材５で覆い冷蔵庫２１の箱体内(冷蔵庫本体１９)に組み込むようにしているので、外観の外箱１１の表面の凹凸や波打ちを抑え箱体強度の低下を防ぐことができる。また、製造時においても外包材２の損傷を防ぎ、真空断熱材１の歩留まり向上にも寄与する効果を奏する。
【００７０】
＜＜実施形態５＞＞
実施形態５で用いた断熱パネル７は、以下のように作製した。
まず、図２に示す真空断熱材１は、平均繊維径が５．２μｍのグラスウールからなる芯材３を、３００℃１時間のエージング処理後に実施形態１と同様に、ラミネートフィルムを用い作製した。測定温度条件１０℃で、この真空断熱材１の熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、１．７ｍＷ/ｍ・Ｋであった。
【００７１】
また、図１(ｂ)に示す被覆材５としては、スチレン発泡体が炭酸ガスと水を発泡剤とする連通孔をもつ連通体のパネルである。発泡スチレンフォームは、ポリスチレン樹脂１００重量部に対し、滑剤としてステアリン酸バリウム０.５重量部を約２００℃に加熱して溶融混練し、発泡剤として水２重量部と炭酸ガス２重量部を樹脂中に圧入した。その後、押し出し機、冷却機で混練しながら冷却し、スリットダイにより発泡樹脂温度を約１１０〜１４０℃にて大気中へ発泡させた後、スリットダイに密着させて設置した成形金型と成型ロールにより、押出し発泡充填した連通孔をもつパネルでスキン層部を除去した連通パネルとしている。
【００７２】
この被覆材５のパネルを、前記の真空断熱材１と同様に外包材に入れ、真空包装機で内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材の端部をヒートシールで封止して熱伝導率および圧縮強度を調べたところ、それぞれ４.３ｍＷ/ｍ・Ｋと０.１７ＭＰａ(図５参照)と優れるものであった。
【００７３】
そして、冷蔵庫２１の断熱箱体の冷蔵庫本体１９に断熱パネル７を配設するため、連通孔をもつスチレンの被覆材５のパネル中に真空断熱材１を入れたものを外被材６(図１参照)の内部に入れ、真空包装機のロータリーポンプで８分、拡散ポンプで８分、真空チャンバ内の内部圧力が１．０Ｐａになるまで排気後、外被材６の最終端縁部をヒートシールで減圧封止した。
【００７４】
断熱パネル７の初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、４．２ｍＷ/ｍ・Ｋであった。その後、断熱パネル７を６０℃の恒温槽中に約６０日間放置後、熱伝導率を再測定したところ、８．２ｍＷ/ｍ・Ｋと劣化が小さいものであった。
本実施形態５では、前記の如く形成した真空断熱材１を被覆材５で覆った平面度の高い断熱パネル７を、図３に示す断熱箱体の冷蔵庫本体１９の外箱１１と内箱１０の中間にフォーム片からなるスペーサ材１３で挟持して固定させ、水発泡剤を主体とする高流動性の硬質ウレタンフォーム１２を充填し冷蔵庫２１用の断熱箱体の冷蔵庫本体１９を作製したものである。
【００７５】
実施形態５の冷蔵庫２１によれば、断熱パネル７を、高断熱性能を確保し真空断熱材１の外包材２を保護しながらもヒートブリッジを抑えた構造とすることで、外部空間から冷蔵庫２１の内部への吸熱負荷量を効果的に抑え、熱漏洩量の低減が可能である。そのため、冷蔵庫２１の消費電力量を削減することができる。
【００７６】
また、真空断熱材１を予め被覆材５(図１(ｂ)参照)で覆い冷蔵庫２１の箱体(冷蔵庫本体１９)内に組み込むようにしているので、外観の外箱１１の表面の凹凸や波打ちを抑え箱体強度の低下を防ぐことができる。また、製造時においても外包材２の損傷を防ぎ、真空断熱材１の歩留まり向上にも寄与する効果を奏する。
【００７７】
＜＜実施形態６＞＞
本実施形態６で用いた断熱パネル７は、以下のように作製した。
まず、図２に示す真空断熱材１は、平均繊維径が４．８μｍのグラスウールからなる芯材３を、３００℃１時間のエージング処理後に実施形態１と同様にラミネートフィルムを用い、作製した。測定温度条件１０℃で、この真空断熱材１の熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、１．５ｍＷ/ｍ・Ｋであった。
【００７８】
また、真空断熱材１を覆う被覆材５としては、スチレン発泡体が炭酸ガスと水を発泡剤とする連通孔をもつ連通体のパネルである。発泡スチレンフォームは、実施形態５と同様な押出し発泡で充填したスキン層部を除去した連通孔をもつパネルである。
この被覆材５のパネルを上記の真空断熱材１と同様に外包材に入れ、真空包装機で内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材の端部をヒートシールにより封止して熱伝導率および圧縮強度を調べたところ、それぞれ３.９ｍＷ/ｍ・Ｋと０.１６ＭＰａ(図５参照)と優れるものであった。
【００７９】
そして、冷蔵庫２１の断熱箱体の冷蔵庫本体１９に断熱パネル７を配設するため、連通スチレンフォームの被覆材５のパネル中に真空断熱材１とゲッター剤の酸化カルシウムを入れたものを外被材６の内部に入れ、真空包装機のロータリーポンプで８分、拡散ポンプで８分、真空チャンバ内の内部圧力が１．０Ｐａになるまで排気後、外包材６の最終端縁部をヒートシールで減圧封止した。断熱パネル７の初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、３.８ｍＷ/ｍ・Ｋであった。その後、断熱パネル７を６０℃の恒温槽中に約６０日間放置後の熱伝導率を再測定したところ、７.３ｍＷ/ｍ・Ｋと劣化が小さいものであった。
【００８０】
本実施形態６の冷蔵庫２１は、図３に示すように、冷蔵庫本体１９の冷蔵室１５と冷凍室１６との間が仕切断熱壁１４によって区画され、冷凍室１６と野菜室１７との間は仕切断熱壁１４によって区画されている。仕切断熱壁１４は、前記の如く形成した真空断熱材１を被覆材５で覆った平面度の高い断熱パネル７(図１参照)を、フォーム片からなるスペーサ材１３で挟持し仕切断熱壁１４の内部に固定させ、水発泡剤を主体とする高流動性の硬質ウレタンフォーム１２を充填している。
【００８１】
実施形態６の冷蔵庫２１によれば、断熱パネル７を、高断熱性能を確保し真空断熱材１の外包材２を保護しながらもヒートブリッジを抑えた構造とすることで、冷蔵室１５から冷凍室１６への吸熱負荷量および野菜室１７から冷凍室１６への吸熱負荷量を効果的に抑え、熱漏洩量の低減が可能である。そのため、冷蔵庫２１の消費電力量を削減することができる。
また、真空断熱材１を予め被覆材５で覆い冷蔵庫２１の箱体(冷蔵庫本体１９)内に組み込むようにしているので、製造時においても外包材２の損傷を防ぎ、真空断熱材１の歩留まり向上にも寄与する効果を奏する。
【００８２】
＜実施形態１〜６の効果＞
実施形態１〜６によれば、平面度が低い真空断熱材１を平面度が高い連通孔をもつ発泡樹脂で形成する被覆材５で覆った断熱パネル７とした。しかも、真空断熱材１と連通孔をもつ被覆材５を外被材６の内部で減圧封止する構成にすることで、ウレタン発泡樹脂の熱伝導率が２０ｍＷ/ｍ・Ｋ以上と高いのに比べて、被覆材５の熱伝導率が１０ｍＷ/ｍ・Ｋ以下と低くなり、断熱パネル７のガスバリア性を向上させると共に熱伝導率の経時劣化が少ない断熱パネル７となる。
【００８３】
従来、外箱と内箱の両者に真空断熱材を搭載して被覆率を増加する冷蔵庫がある。しかし、真空断熱材のみで強度が弱くなり、特に外箱と内箱の中間に配設するとウレタン樹脂の発泡圧により真空断熱材に反りが発生する。
【００８４】
そこで、本実施形態では、真空断熱材１を高強度の被覆材５で覆い外箱１１と内箱１０の中間にフォームのスペーサ材１３で挟持させ固定することで、外箱１１の鋼板および外被材６からの熱が回り込むヒートブリッジ現象が抑えられる。また、水発泡剤を主体とした高流動性のウレタン発泡樹脂(硬質ウレタンフォーム１２)を用い、外箱１１の歪みや内箱１０の割れを防止して熱漏洩量の低減が可能な断熱箱体(冷蔵庫本体１９)および冷蔵庫２１を実現できる。
【００８５】
本発明の第１の態様で、より好ましい具体的構成例は次の通りである。
断熱パネル７に用いる連通孔をもつ被覆材５の熱伝導率が減圧下で１０ｍＷ/ｍ・Ｋ以下であること。この断熱パネル７によれば、連通孔をもつ被覆材５の熱伝導率がウレタン発泡樹脂に比べ大きく低減することで、高断熱性能の断熱パネル７を配設した断熱箱体(冷蔵庫本体１９)ができるようになる。
【００８６】
断熱パネル７に用いる連通孔をもつ被覆材５の圧縮強度が０.１５ＭＰａ以上であること。この断熱パネル７によれば、平面度の低い真空断熱材１を連通孔をもつ被覆材５で覆うことにより、平面度の高いパネルで真空断熱材１を保護・補強する断熱箱体(冷蔵庫本体１９)ができるようになる。
【００８７】
断熱パネル７に用いる被覆材５が連通孔をもつ発泡体により形成してなること。この断熱パネル７によれば、被覆材５が連通孔をもつ発泡体であり、空気侵入や水分吸着および寸法変化や収縮が発生せず熱伝導率の劣化が防止される断熱箱体(冷蔵庫本体１９)ができるようになる。
【００８８】
本発明の第２の態様では、外箱１１と内箱１０とで形成される空間に真空断熱材１および連通孔をもつ被覆材５を組み合わせた断熱パネル７と発泡断熱材(硬質ウレタンフォーム１２)を用いた冷蔵庫２１において、真空断熱材１がグラスウールの芯材３と、ゲッター剤４と、芯材３およびゲッター剤４を収納するガスバリア性の外包材２を備え、外包材２の内部を真空封止した真空断熱材２および連通孔をもつ被覆材５を含む内部を、更に外被材６の内部で減圧密封してなる断熱パネル７を用いている。この断熱パネル７を用いた冷蔵庫２１によれば、断熱性能が優れることから熱漏洩量を低減することができる。
【００８９】
本発明の第２の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
断熱パネル７が外箱１１と内箱１０との中間にフォームからなるスペーサ材１３により挟持して配設されること。この断熱パネル７を用いた冷蔵庫２１によれば、熱が回り込むヒートブリッジ現象が抑えられ熱漏洩量を低減することができる。
【００９０】
冷蔵庫２１の冷蔵室１５、野菜室１７等と冷凍室１６等との間の仕切断熱壁１４内に断熱パネル７が配設され、断熱パネル７が水発泡剤を主体とする硬質ウレタン発泡樹脂で埋設したこと。この断熱パネル７を仕切断熱壁１４内に用いた冷蔵庫２１によれば、断熱パネル７を高流動性のウレタン発泡樹脂で埋設させることにより熱漏洩量を低減することができる。
【００９１】
以下、比較例１〜４について説明する。
比較例１〜４は、実施形態の真空断熱材１を覆う連通孔をもつ外被材５を従来の独立気泡の外被材(図６の独立気泡の発泡ウレタン１０８)としたものである。
【００９２】
図６(ａ)は、従来の比較例の真空断熱材１０１を独立気泡の発泡ウレタン１０８で覆った構成の断熱パネル１０９の斜視図であり、図６(ｂ)は、従来の図６(ａ)の断熱パネル１０９のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図６において、ゲッター剤１０４を強調して示している。図７は、従来の比較例の真空断熱材１０１を冷蔵庫１２１に配設した本体部分を手前側から見た縦断面正面図である。
なお、図６、図７において、比較例１〜４の構成要素のうち実施形態１〜６の構成要素と同様な構成要素は、実施形態１〜６の構成要素の符号を１００番台の符号として示している。
【００９３】
＜＜比較例１＞＞
比較例１では、図６(ｂ)に示すように、繊維径が５．５μｍのグラスウールからなる芯材１０３とガス、水分等を吸着するゲッター剤１０４を、ラミネートフィルムからなる外包材１０２の内部に挿入し、真空チャンバ内に入れ、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、真空チャンバの内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材１０２の端部をヒートシールし真空封止して真空断熱材１０１を作製した。真空断熱材１０１を１０℃で熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、１．７ｍＷ/ｍ・Ｋであった。
【００９４】
また、真空断熱材１０１を覆う独立気泡の発泡ウレタン１０８は、ポリオールにシクロペンタン発泡剤と、触媒と、整泡剤とをプレミックス成分とイソシアネートを高圧発泡機で混合撹拌して、成形金型内に充填注入した独立気泡の発泡パネルで熱伝導率と圧縮強度を測定したところ、それぞれ２０．５ｍＷ/ｍ・Ｋ、０．１２ＭＰａ(図５参照)と劣り、寸法変化率や収縮（−２０℃および７０℃に４８ｈ(時間)放置した時の厚さ変化(率)）も発生し不良であった。
【００９５】
その後、真空断熱材１０１を型内にセットして、発泡ウレタン１０８を充填注入し冷蔵庫１２１(図７参照)用の断熱パネル１０９を作製後、１０℃で初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、８．２ｍＷ/ｍ・Ｋと高く、更に６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率を再測定したところ、１８．２ｍＷ/ｍ・Ｋまで劣化した。
実施形態１〜６の断熱パネル７の初期熱伝導率３．８〜４．２ｍＷ/ｍ・Ｋおよび６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率７．２〜８．４ｍＷ/ｍ・Ｋに比較し、比較例１の断熱パネル１０９の初期熱伝導率８．２ｍＷ/ｍ・Ｋ、６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率１８．２ｍＷ/ｍ・Ｋは大きく劣るものであった。
【００９６】
比較例１の断熱パネル１０９(図６参照)を図７に示す断熱箱体の冷蔵庫本体１１９の外箱１１１側と内箱１１０側にホットメルト接着剤１２０や両面テープを用い貼りつけ固定後、断熱箱体(冷蔵庫本体１１９)中にシクロペンタン発泡剤を主体とした発泡ウレタンフォーム１１２を用い、冷蔵庫１２１を作製した。
比較例１の断熱パネル１０９は、実施形態１〜６の断熱パネル７に比較し、長期間での断熱性能が大きく劣り、寸法変化率・収縮およびヒートブリッジが大きく、冷蔵庫１２１の熱漏洩量を低減することは困難であった。
【００９７】
＜＜比較例２＞＞
比較例２は、図６(ｂ)に示すように、繊維径が７．２μｍのグラスウールからなる芯材１０３とガス、水分等を吸着するゲッター剤１０４を、ラミネートフィルムからなる外包材１０２の内部に挿入し、真空チャンバ内に入れ、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、真空チャンバの内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材１０２の端部をヒートシールし真空封止して真空断熱材１０１を作製した。この真空断熱材１０１を１０℃で熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、２．６ｍＷ/ｍ・Ｋであった。
【００９８】
また、真空断熱材１０１を覆う独立気泡の発泡ウレタン１０８(図６参照)としては、ポリオールにシクロペンタン発泡剤と、触媒と、整泡剤をプレミックス成分とイソシアネートとを高圧発泡機で混合撹拌して、成形金型内に充填注入した独立気泡の発泡パネルで熱伝導率と圧縮強度を測定したところ、図５に示すように、それぞれ２４．２ｍＷ/ｍ・Ｋ、０．１１ＭＰａと劣り、寸法変化率や収縮（−２０℃および７０℃に４８ｈ(時間)放置した時の厚さ変化(率)）も発生して不良であった。
【００９９】
その後、真空断熱材１０１を型内にセットして、前記の発泡ウレタン１０８を充填注入して冷蔵庫用の断熱パネル１０９(図６参照)を作製し１０℃で初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、７．６ｍＷ/ｍ・Ｋと高く、更に６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率を再測定したところ、１７．８ｍＷ/ｍ・Ｋまで劣化した。
実施形態１〜６の断熱パネル７の初期熱伝導率３．８〜４．２ｍＷ/ｍ・Ｋおよび６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率７．２〜８．４ｍＷ/ｍ・Ｋに比較し、比較例１の断熱パネル１０９の初期熱伝導率７．６ｍＷ/ｍ・Ｋ、６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率１７．８ｍＷ/ｍ・Ｋは大きく劣るものであった。
【０１００】
比較例２の断熱パネル１０９を図７に示す断熱箱体(冷蔵庫本体１１９)の外箱１１１側にホットメルト接着剤１２０や両面テープを用い貼りつけ固定後、断熱箱体(冷蔵庫本体１１９)中にシクロペンタン発泡剤を主体とした発泡ウレタンフォーム１１２を、比較例１と同様に流動充填させて冷蔵庫１２１を作製した。
比較例２の断熱パネル１０９は、実施形態１〜６の断熱パネル７に比較し、長期間での断熱性能が大きく劣り、寸法変化率・収縮およびヒートブリッジの大きい断熱パネルであり、冷蔵庫１２１の熱漏洩量を低減することが困難であった。
【０１０１】
＜＜比較例３＞＞
比較例３は、図６(ｂ)に示すように、繊維径が６．１μｍのグラスウールからなる芯材１０３とガス、水分等を吸着するゲッター剤１０４を、ラミネートフィルムからなる外包材１０２の内部に挿入し、真空チャンバ内に入れ、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、真空チャンバの内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材１０２の端部をヒートシールし真空封止して真空断熱材１０１を作製した。この真空断熱材１０１を１０℃で熱伝導率を測定したところ、２．３ｍＷ/ｍ・Ｋであった。
【０１０２】
また、真空断熱材１０１を覆う独立気泡のスチレン発泡体１０８ａとしては、スチレン単量体を分散剤により水中に分散させ重合開始剤を加え、懸濁重合したスチレン樹脂にイソブタン発泡剤を含侵させた粒子（粒径０.５〜１.０ｍｍ程）を成形金型内に入れ、粒子を蒸気等により予備発泡後に加熱した独立気泡のパネルの熱伝導率と圧縮強度を測定したところ、図５に示すように、それぞれ２６．５ｍＷ/ｍ・Ｋ、０．１０ＭＰａと劣り、寸法変化率や収縮（−２０℃および７０℃に４８ｈ(時間)放置した時の厚さ変化(率)）も発生して不良であった。
【０１０３】
その後、真空断熱材１０１を型内にセットして、前記のスチレン発泡体１０８ａで充填注入して冷蔵庫用の断熱パネル１０９を作製し、１０℃で初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、８．５ｍＷ/ｍ・Ｋと高く、更に６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率を再測定したところ、１８．５ｍＷ/ｍ・Ｋまで劣化した。
実施形態１〜６の断熱パネル７の初期熱伝導率３．８〜４．２ｍＷ/ｍ・Ｋおよび６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率７．２〜８．４ｍＷ/ｍ・Ｋに比較し、比較例１の断熱パネル１０９の初期熱伝導率８．５ｍＷ/ｍ・Ｋ、６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率１８．５ｍＷ/ｍ・Ｋは大きく劣るものであった。
【０１０４】
比較例３の断熱パネル１０９を図７に示す断熱箱体(冷蔵庫本体１１９)の内箱１１０側にホットメルト接着剤１２０や両面テープを用いて貼りつけ固定後、断熱箱体(冷蔵庫本体１１９)中にシクロペンタン発泡剤を主体とした発泡ウレタンフォーム１１２を、比較例１と同様に流動充填させて冷蔵庫１２１を作製した。
比較例３の断熱パネル１０９は、実施形態１〜６の断熱パネル７に比較し、長期間での断熱性能が大きく劣り寸法変化率・収縮およびヒートブリッジの大きい断熱パネルであり、冷蔵庫１２１の熱漏洩量を低減することが困難であった。
【０１０５】
＜＜比較例４＞＞
比較例４は、図６(ｂ)に示すように、繊維径が２．９μｍのグラスウールからなる芯材１０３とガス、水分等を吸着するゲッター剤１０４を、ラミネートフィルムからなる外包材１０２の内部に挿入し、真空チャンバ内に入れ、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、真空チャンバの内部圧力が１．５Ｐａになるまで排気後、外包材１０２の端部をヒートシールし真空封止して真空断熱材１０１を作製した。この真空断熱材１０１を１０℃で熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、１．５ｍＷ/ｍ・Ｋであった。
【０１０６】
また、真空断熱材１０１を覆う独立気泡のスチレン発泡体１０８ａとしては、スチレン単量体を分散剤により水中に分散させ重合開始剤を加え、懸濁重合したスチレン樹脂にイソブタン発泡剤を含侵させた粒子（粒径０.５〜１.０ｍｍ程）を成形金型内に入れ、粒子を蒸気等により予備発泡後に加熱した独立気泡のパネルの熱伝導率と圧縮強度を測定したところ、図５に示すように、それぞれ２９．５ｍＷ/ｍ・Ｋと、０．０８ＭＰａと劣り、寸法変化率や収縮（−２０℃および７０℃に４８ｈ(時間)放置した時の厚さ変化(率)）も発生して不良であった。
【０１０７】
その後、真空断熱材１０１を型内にセットして、前記のスチレン発泡体１０８ａで充填注入して冷蔵庫用の断熱パネル１０９(図６参照)を作製し、１０℃で初期熱伝導率を測定したところ、図５に示すように、９．２ｍＷ/ｍ・Ｋと高く、更に６０℃の恒温槽中に９０日間放置後の熱伝導率を再測定したところ、１９．８ｍＷ/ｍ・Ｋまで劣化した。
実施形態１〜６の断熱パネル７の初期熱伝導率３．８〜４．２ｍＷ/ｍ・Ｋおよび６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率７．２〜８．４ｍＷ/ｍ・Ｋに比較し、比較例１の断熱パネル１０９の初期熱伝導率９．２ｍＷ/ｍ・Ｋ、６０℃の恒温槽中に６０日間放置後の熱伝導率１９．８ｍＷ/ｍ・Ｋは大きく劣るものであった。
【０１０８】
比較例４の断熱パネル１０９を図７に示す断熱箱体(冷蔵庫本体１１９)の外箱１１１側と内箱１１０側の両者にホットメルト接着剤１２０や両面テープを用いて貼りつけ固定後、断熱箱体(冷蔵庫本体１１９)中にシクロペンタン発泡剤を主体とした発泡ウレタンフォーム１１２を、比較例１と同様に流動充填させて冷蔵庫１２１を作製した。
比較例４の断熱パネル１０９は、実施形態１〜６の断熱パネル７に比較し、長期間での断熱性能が大きく劣り寸法変化率・収縮およびヒートブリッジの大きい断熱パネルであり、冷蔵庫１２１の熱漏洩量を低減することが困難であった。
【符号の説明】
【０１０９】
１      真空断熱材
２      外包材
３      芯材
４      ゲッター剤
５      被覆材
６      外被材
７      断熱パネル
１０    内箱
１１    外箱
１２    硬質ウレタンフォーム(発泡断熱材、硬質ウレタン発泡樹脂)
１３    スペーサ材
１４    仕切断熱壁
１５    冷蔵室(貯蔵室)
１６    冷凍室
１７    野菜室(貯蔵室)
１９    冷蔵庫本体(断熱箱体)
２１    冷蔵庫
【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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【図７】
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