(57)【要約】  真空断熱材は、面方向に延びている断熱繊維（５）を有する繊維シートが単層で、または複数積層されて構成された芯材（３）と、芯材（３）を収納する外被材（４）と、を備え、曲げることにより少なくとも一部を曲面形状に形成することが可能な真空断熱材であって、繊維シートは、断熱繊維（５）の一部が繊維シートの厚み方向に延びて形成された複数の厚み方向繊維（６）を備え、少なくとも一方の面に複数の繊維孔が形成されているものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面方向に延びている断熱繊維を有する繊維シートが単層で、または複数積層されて構成された芯材と、
前記芯材を収納する外被材と、を備え、
曲げることにより少なくとも一部を曲面形状に形成することが可能な真空断熱材であって、
前記繊維シートは、
前記断熱繊維の一部が前記繊維シートの厚み方向に延びて形成された複数の厚み方向繊維を備え、少なくとも一方の面に複数の繊維孔が形成されている
真空断熱材。
【請求項２】
前記繊維シートの前記一方の面は、
前記真空断熱材が曲面形状に形成された際に内周側となる面である
請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記繊維シートの厚みをｔ、前記厚み方向繊維の間隔をＰｘとしたとき、
ｔ／Ｐｘ≦１の関係を満たす
請求項１または２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記繊維孔は、
前記繊維シートの曲げ方向、及び前記繊維シートの曲げ方向と直交する方向に、それぞれ異なる間隔で形成されており、
前記繊維シートの曲げ方向の前記繊維孔の間隔の方が狭い
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】
前記芯材は、曲げ方向と、該曲げ方向と直交する方向とで、繊維の向く比率が異なっており、
繊維の向く比率が少ない方向が曲げ方向である
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】
半球形状に形成される前記真空断熱材であって、
前記繊維シートは、半球の頂部を中心として放射状、半球の頂部を中心として同心円状、または前記放射状と前記同心円状とを併せ持つ形状に、前記繊維孔が複数形成されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記芯材の、前記真空断熱材が曲面形状に形成された際に内周側となる面と、
前記外被材との間に、
前記芯材と前記外被材との間の摩擦を減少させる滑りフィルムを設けた
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】
前記繊維孔は、
前記繊維シートの曲げ方向の間隔をＰｉ、前記真空断熱材が曲面形状に形成された際の曲率半径をＲａとしたとき、
少なくとも一部が０．００５≦Ｐｉ／Ｒａ≦０．２の関係を満たす
請求項１〜７のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項９】
前記芯材は、前記繊維シートが複数積層されて構成されており、
前記真空断熱材が曲面形状に形成された際、
内周側に位置する前記繊維シートに形成された前記繊維シートの曲げ方向の前記繊維孔の間隔は、外周側に位置する前記繊維シートに形成された前記繊維シートの曲げ方向の前記繊維孔の間隔よりも狭い
請求項１〜８のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項１０】
前記厚み方向繊維、及び前記繊維孔は、前記繊維シートにニードルパンチ製法で用いるニードルが挿入されて形成されたものである
請求項１〜９のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項１１】
前記繊維孔は、前記繊維シートの一方の前記面にのみ形成されている
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項１２】
熱媒体を貯留する円筒形状の保温タンクと、
前記保温タンクの外周を覆う請求項１〜１１のいずれか一項に記載の真空断熱材と、
を備えた保温体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げ加工を容易にした真空断熱材、及びそれを備えた保温体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
給湯システム、暖房システム、及び冷熱機器などに用いられる断熱材としては、たとえばグラスウールなどが用いられるが、省エネ性の観点から真空断熱材が提案されている。【０００３】
真空断熱材は、グラスウールの断熱材と比較すると、熱伝導率を一桁以上小さくすることができるものであり、グラスウールの断熱材よりも断熱性能が高い。ここで、冷熱機器などの真空断熱材を取り付ける対象には、真空断熱材の取付面が平面形状を有するものだけでなく、曲面形状を有するものもある。そのため、真空断熱材を、曲面を有するように加工して使用するニーズが存在しており、曲げ加工を容易にした真空断熱材が各種提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）。【０００４】
特許文献１に記載の技術は、真空断熱材に溝または凹凸を形成することにより、真空断熱材の立体形状の曲げ加工を容易にしたものである。なお、特許文献１に記載の技術では、たとえばコア材を挿入した外包材を真空中で上下から金型にてクランプすることによって、真空断熱材に溝または凹凸を形成している。【０００５】
特許文献２に記載の技術は、真空断熱材に溝を形成することにより、曲げ加工を容易にしたものである。なお、特許文献２に記載の技術は、真空断熱材を圧縮成形することにより、断熱材の厚み方向に直交する側面部に溝を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２０５５３０号公報
【特許文献２】特開２００１−３３６６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的な真空断熱材においては、グラスウールのような繊維のかたまりでできた芯材が外被材に真空密閉されており、真空断熱材の断熱性能を向上させるために、芯材の繊維の向きは真空断熱材の厚さ方向と直交するように、あるいは概ね直交するように配置されている。【０００８】
しかし、特許文献１に記載された真空断熱材においては、芯材（コア材）を外包材（外被材）で真空密閉し、芯材及び外包材を金型でクランプして突起を形成している。この突起を形成する加工により、芯材（コア材）の繊維が、真空断熱材の厚さ方向に向いてしまう場合があった。芯材の繊維が真空断熱材の厚さ方向に向いてしまうと、芯材の繊維を介した熱伝導が増加し、真空断熱材の断熱性能が低下するという課題があった。【０００９】
また、平板形状の真空断熱材を曲げ加工すると、真空断熱材の外周側（外側）と内周側（内側）との間に周長差が生じ、この周長差を吸収するために曲げの内周側の外被材及びこれに隣接する芯材にシワが発生する場合があった。芯材にシワが発生すると、芯材の繊維が真空断熱材の厚さ方向に向いてしまい、芯材の繊維を介した熱伝導が増加し、真空断熱材の断熱性能が低下するという課題があった。【００１０】
特許文献２に記載された真空断熱材についても、芯材を外包材で真空密閉し、芯材及び外包材を圧縮成形して溝を形成している。この溝を形成する加工により、芯材（コア材）の繊維が、真空断熱材の厚さ方向に向いてしまい、真空断熱材の断熱性能が低下するという課題があった。【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、曲面状に形成しやすいながらも又は曲げ加工を容易にしつつも、断熱性能の低下を抑制することができる真空断熱材、及びそれを備えた保温体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る真空断熱材は、面方向に延びている断熱繊維を有する繊維シートが単層で、または複数積層されて構成された芯材と、前記芯材を収納する外被材と、を備え、曲げることにより少なくとも一部を曲面形状に形成することが可能な真空断熱材であって、前記繊維シートは、前記断熱繊維の一部が前記繊維シートの厚み方向に延びて形成された複数の厚み方向繊維を備え、少なくとも一方の面に複数の繊維孔が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る真空断熱材によれば、凹型繊維孔が形成されているため曲げ加工が容易である。また、断熱繊維の積層面と交差する厚み方向繊維を有するため、断熱繊維の動きが厚み方向繊維に規制され、断熱繊維の向きが積層面からずれて、断熱繊維が真空断熱材の厚さ方向に向いてしまうことが抑制され、断熱性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る真空断熱材を示す断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る真空断熱材の繊維シートの拡大断面模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る真空断熱材を曲げ加工した拡大断面模式図である。
【図４】比較例３に係る真空断熱材の繊維シートの拡大断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る真空断熱材の芯材を単層の繊維シートで構成した場合の断面模式図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る曲面形状の真空断熱材を示す傾斜模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る真空断熱材の繊維シートの表面模式図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る半球形状の真空断熱材の傾斜模式図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る半球形状の真空断熱材の繊維シートの表面模式図である。
【図１０】図９とは異なる真空断熱材の繊維シートの表面模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態６に係る真空断熱材の繊維シートの拡大断面模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態７に係る保温タンクの断面模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態８に係る真空断熱材の曲げ加工時の曲率半径と放熱量との関係図である。
【図１４】本発明の実施の形態９に係る真空断熱材を曲げ加工した拡大断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る真空断熱材１０を示す断面模式図であり、図２は、本発明の実施の形態１に係る真空断熱材１０の繊維シート１１の拡大断面模式図であり、図３は、本発明の実施の形態１に係る真空断熱材１０を曲げ加工した拡大断面模式図である。
本実施の形態１に係る真空断熱材１０は、図１に示すように材質がガラスである断熱繊維５を有する繊維シート１１を積層体として構成された芯材３と、たとえば樹脂または金属箔などで構成された外被シート４ａによって芯材３を密閉する外被材４と、を有している。また、真空断熱材１０は、曲げ加工する（曲げる）前は平面形状を有している。
【００１７】
繊維シート１１は、図２に示すように面方向（シート状）に延びている断熱繊維５と、断熱繊維５の動きを規制する厚み方向繊維６と、を有している。厚み方向繊維６は、繊維シート１１の厚み方向（図２の上下方向）に延びるように形成され、繊維シート１１の面に分布するように形成されている。なお、厚み方向繊維６は繊維シート１１の厚み方向に延びているものであるため、断熱繊維５と厚み方向繊維６とは直交するように交差しているが、必ずしも直交している必要はなく、直交からずれていてもよい。
【００１８】
厚み方向繊維６は、たとえばニードルパンチ製法で用いるニードルを繊維シート１１に挿入することで形成されたものである。そして、厚み方向繊維６が形成されたことによって、繊維シート１１の厚み方向に凹んだ凹型繊維孔７が形成されている。すなわち、厚み方向繊維６及び凹型繊維孔７は、繊維シート１１にニードルが挿入されることで、断熱繊維５が繊維シート１１の厚み方向に延びるように形成された結果として得られるものである。
【００１９】
そして、繊維シート１１の面のうち、ニードルが侵入する側の面（図２の下側）に配置された断熱繊維５が、ニードルの侵入によって押し込まれた結果として、凹型繊維孔７が形成される。凹型繊維孔７は、繊維シート１１が曲げられたときの内周側（内側）に形成され、その内周側の反対側の外周側（外側）には形成されていない。すなわち、厚み方向繊維６は、内周側が凹型繊維孔７として開口した凸型に形成されている。
【００２０】
なお、凹型繊維孔７は、その直径が、たとえば０．３〜１．０ｍｍ程度となるように形成されるとよい。また、凹型繊維孔７は、形成する過程で繊維シート１１の両面を貫通していても、していなくてもよい。ただし、貫通成形後の繊維シート１１は、ニードルの侵入側の面に凹型繊維孔７が形成されるが、その侵入側とは反対側の面には凸型に湾曲した繊維が形成される。
【００２１】
なお、凹型繊維孔７は、本発明の「繊維孔」に相当する。
【００２２】
芯材３は、図１に示すように、予め所望のサイズに切断された繊維シート１１が、（図１の）下側から上側にかけて複数積層されて構成されたものである。そして、芯材３は、外被材４内に封入（真空密閉）されている。なお、繊維シート１１の積層数及び厚みは、たとえば、大気圧と真空との圧力差による圧縮歪みを想定して、真空断熱材１０が所望の厚みとなるように設定される。なお、所望の真空断熱材の厚みと繊維シート１１の厚みとから、繊維シート１１を積層せずに１枚構成であってもよい。
【００２３】
断熱繊維５及び厚み方向繊維６の材質には、たとえばＥガラスが採用される。断熱繊維５及び厚み方向繊維６は、たとえば連続フィラメント製法を利用して、直径６〜２０μｍ程度のフィラメントを製造する。次にそのフィラメントを、平均長が約３０ｍｍ以上となるように切断したチョップド繊維（ガラス長繊維）を作製する。そしてそのチョップド繊維を開繊させながら平面状に分散させる。これにより、断熱繊維５の軸方向が平面とほぼ平行であるシート状部材を製造することができる。
【００２４】
その後、ニードルパンチ製法を用いて断熱繊維５の一部が厚み方向繊維６となるように形成して断熱繊維５の動きを規制するとともに、シート状部材に凹型繊維孔７を形成する。これらの工程を経ることによって繊維シート１１を製造することができる。製造された繊維シート１１は、たとえばロールに巻き取られる。
【００２５】
なお、繊維シート１１の繊維は、必ずしもチョップド繊維である必要はなく、連続フィラメントを一旦複数に束ね、これを開繊して平面状に広げられた連続繊維でもよいし、これら連続繊維とチョップド繊維とが配合されたものでもよい。また、繊維シート１１はロールに巻き取られなくてもよく、たとえば予め設定されたサイズに切断されてもよい。
【００２６】
外被材４は、２枚の外被シート４ａ内に、厚み方向繊維６が形成された繊維シート１１が複数積層された芯材３を収納しているものである。外被材４は、ラミネート構造体であり、たとえば、外側から内側に向かって、ＯＮ（延伸ナイロン）の層を２５μｍ、ＰＥＴ（ポリエステル）の層を１２μｍ、ＡＬ（アルミ）箔の層を７μｍ、及びＣＰＰ（未延伸ポリプロピレン）の層を３０μｍ有するものである。
【００２７】
次に、芯材３を外被材４に挿入して真空断熱材１０を製造する方法について説明する。
まず、２枚の外被シート４ａで予め製袋化した外被材４を作製しておき、芯材３を乾燥させてから外被材４にガス吸着剤とともに挿入する。その後、これを真空チャンバ内に配置する。そして、真空チャンバ内を減圧にして、予め設定された圧力、たとえば０．１〜３Ｐａ程度の真空圧にする。そして、この状態で外被材４の残りの開口部をヒートシールにより密閉する。最後に、真空チャンバ内を大気圧に戻し、真空チャンバ内から取り出すことにより、真空断熱材１０が得られる。
【００２８】
なお、芯材３を、２枚の外被シート４ａによって挟み込まれる様に真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を減圧した後に、上下の外被シート４ａの周囲をヒートシールにより密閉するようにしてもよい。また、繊維シート１１に含有される水分を除去するために、シート裁断前後などで繊維シート１１を加熱する工程以外に、真空過程で加熱する工程を設けてこの水分を除去してもよい。また、外被材４を事前に加熱処理してもよい。さらに、ガス吸着剤として、たとえば酸化カルシウム（ＣａＯ）を材料とするもの、ゼオライトを材料とするもの、モルキュラーシーブを材料とするもの、鉄粉を材料とするもの、リチウムを材料とするもの、バリウムを材料とするもの、などを単独で、または、吸着させる対象ガス種、吸着速度、などに応じて機能分担させるように、それらを複数組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
［比較例１（繊維シートの積層方法について）］
低い熱伝導率の実現及びシート化の困難性などの知見を得るために、ニードルパンチ製法で製造した繊維シート１１を真空断熱材１０の芯材３として適用した場合において、厚み方向繊維６の間隔をパラメータとした試験を行った。本比較例では、厚み方向繊維６の間隔が（１）約１．５ｍｍ、（２）約３ｍｍ、（３）約４ｍｍとなる三種類の繊維シートを作製した。
【００３０】
なお、本比較例では、繊維シートの面と平行な第１方向と、面と平行かつ第１方向と直交する第２方向とで考えた場合、第１方向に並ぶように厚み方向繊維６を形成するとともに、第２方向にも並ぶように厚み方向繊維６を形成している。そして、第１方向における隣接する厚み方向繊維６の間隔、及び第２方向における隣接する厚み方向繊維６の間隔が、同一となるようにした。
【００３１】
また、本比較例では、断熱繊維５（及び厚み方向繊維６）の繊維径φを６μｍとし、繊維シートの繊維目付量を約２４０ｇ／ｍ２とし、繊維シートの平均厚みを約３ｍｍとしている。ここで、ニードルパンチ処理は、繊維シートの片面側からのみ行った。そして、作製した繊維シートのどちらの面に凹型繊維孔７が形成されているかの区別なく、繊維シートをランダムに１５枚積層し、上述の方法で３種類の真空断熱材を作製し、熱伝導率をそれぞれ測定した。
その結果は、（１）厚み方向繊維６の間隔が約１．５ｍｍの真空断熱材の熱伝導率が０．００３４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、（２）厚み方向繊維６の間隔が約３ｍｍの真空断熱材の熱伝導率が０．００２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、（３）厚み方向繊維６の間隔が約４ｍｍの真空断熱材の熱伝導率が０．００１７Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。
【００３２】
厚み方向繊維６の間隔を広くすると、繊維の積層方向を向くガラス繊維が少なくなることから、固体熱伝導（繊維による熱伝導）が抑制され、断熱性能を向上できると考えられる。しかし、厚み方向繊維６の間隔を４ｍｍより広くすると、繊維同士の結着力が不足したために、シート化（繊維シートの作製）が困難になった。
【００３３】
［比較例２（真空断熱材を曲げ加工したときの熱伝導率について）］
次に、上述した３種類の真空断熱材を曲げ加工した（曲げた）評価を行った。曲率半径が約１９０ｍｍの曲面形状になるように三点曲げロールで形成し、作製した曲面形状の真空断熱材の熱伝導率をそれぞれ測定した。
その結果は、（１）厚み方向繊維６の間隔が約１．５ｍｍの真空断熱材の熱伝導率が０．００４１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、（２）厚み方向繊維６の間隔が約３ｍｍの真空断熱材の熱伝導率が０．００２９Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、（３）厚み方向繊維６の間隔が約４ｍｍの真空断熱材の熱伝導率が０．００２３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、真空断熱材を曲面形状に形成することによって熱伝導率の悪化が確認された。
【００３４】
［本実施の形態１に係る真空断熱材１０の熱伝導率について］
そこで、本実施の形態１に係る真空断熱材１０を上述の３種類作製して、性能評価を行った。まず、ニードルパンチ処理によって凹型繊維孔７が形成された面が同じ向きとなるように繊維シート１１を積層し、これを芯材３とする真空断熱材１０を作製した。そして、図３に示すように、積層した繊維シート１１の凹型繊維孔７が全て内周側に分布するように、比較例２と同様、真空断熱材１０を、曲率半径が約１９０ｍｍの曲面形状になるように形成し、それぞれ熱伝導率を測定した。
【００３５】
その結果は、（１）厚み方向繊維６の間隔が約１．５ｍｍの真空断熱材１０の熱伝導率が０．００３８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、（２）厚み方向繊維６の間隔が約３ｍｍの真空断熱材１０の熱伝導率が０．００２６Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、（３）厚み方向繊維６の間隔が約４ｍｍの真空断熱材１０の熱伝導率が０．００２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。
【００３６】
ここで、凹型繊維孔７が外周側と内周側とでランダムになるように繊維シート１１を積層した比較例２に係る真空断熱材と比較すると、断熱性能を大きく改善することができた。これは、凹型繊維孔７が外周側に分布するように曲げられた繊維シート１１では、厚み方向繊維６に沿って、凹型繊維孔７が開く方向に変形することに関係する。
【００３７】
比較例２において、凹型繊維孔７が外周側となるように積層された繊維シートでは、繊維シート１１が曲げられることで凹型繊維孔７の空間が広がるように作用し、外被材４内に残存するガス分子が積層方向、つまり伝熱方向に移動しやすくなる。これにより、比較例２に係る真空断熱材では、気体熱伝導の作用が大きくなり、熱伝導率が増大したと考えられる。
【００３８】
つまり、繊維シート１１をランダムに積層した比較例２に係る真空断熱材は、凹型繊維孔７が外周側に分布する繊維シート１１が（多く）含まれていたため、熱伝導率が大きくなったと推察される。一方、凹型繊維孔７が形成されている面が繊維シート１１の内周側となるようにした本実施の形態１に係る真空断熱材１０は、曲げ加工時に生じる内外周差によって凹型繊維孔７が塞がる方向に作用し、気体熱伝導を抑制できたために性能改善が図れたと考えられる。
【００３９】
［比較例３（凹型繊維孔７の形成面について）］
図４は、比較例３に係る真空断熱材の繊維シート１１ａの拡大断面模式図である。
次に、比較例３について図４を用いて説明する。
図４に示した比較例３は、繊維シート１１ａの一方の面に凹型繊維孔７が形成され、他方の面に第２凹型繊維孔７ａが形成されている。それに対応して、繊維シート１１ａには、一方の面側から他方の面側に凹んだ厚み方向繊維６と、他方の面側から一方の面側に凹んだ第２厚み方向繊維６ａが、それぞれ形成されている。すなわち、本比較例では、繊維シート１１ａの両面にニードルパンチ処理を行った。本比較例３では、比較例１の（２）に準じた仕様の繊維シート１１ａを作製した。具体的には、両面側からニードルパンチ処理を行ったので、片面側の厚み方向繊維６間隔を約６ｍｍにしたもので、片側のみにニードルパンチ処理をして、厚み方向繊維６間隔を約３ｍｍにしたものと概ね同じ仕様とした。
【００４０】
その結果、平板形状の真空断熱材１０の熱伝導率は、０．００２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）となり、実施の形態１で試作した結果とほぼ同一であった。しかし、曲面形状に形成したところ、真空断熱材１０の熱伝導率は０．００２８Ｗ／（ｍ・Ｋ）となり、比較例２で述べたように、繊維シートをランダムに積層した結果に近く、真空断熱材の熱伝導率に係る断熱性能の低下が見られた。これは、前述したように、凹型繊維孔７が外周側にある場合、曲げ加工したときに気体が移動しやすい空間を作り、気体熱伝導が大きくなって断熱性能を低下させたものと推察される。
【００４１】
なお、平板形状の真空断熱材の熱伝導率は、英弘精機株式会社製の熱伝導率計を用いた。また、曲面形状の真空断熱材の熱伝導率については、前記熱伝導率計と測定原理は同じで、真空断熱材を曲面形状の熱流束センサで狭持して、その一方に加熱部、他方に冷却部を設けた装置を製作し、定常法にて熱移動量と厚みとの関係から求めた。
【００４２】
［比較例４（繊維シートの目付量について）］
繊維シートの結束力は、平面方向の引張力に代表されると仮定すると、厚みが大きいと引張力は大きくなると推定される。そこで、厚み方向繊維６の間隔は（２）の条件と同じ３ｍｍになるように設定し、目付量を変化させて、厚みが約８ｍｍ及び約１１ｍｍの繊維シートをそれぞれ作製し、これを積層して芯材３とした真空断熱材の熱伝導率を測定した。
【００４３】
その結果、平板形状の状態において、繊維シートの厚みが約８ｍｍの真空断熱材は熱伝導率が０．００２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）となり、繊維シートの厚みが約１１ｍｍの真空断熱材は熱伝導率が０．００３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）となった。これは、繊維シートの厚みが厚いと、繊維シートを構成する断熱繊維５が積層方向（厚み方向）に傾斜し易くなり、断熱繊維５からの固体熱伝導が増加したためであると考えられる。
【００４４】
次に、繊維シートの厚みが約８ｍｍとなるようにして、厚み方向繊維６の間隔が８ｍｍとなる繊維シートの作製を試みた。比較例１で述べたように、繊維シートの厚みが３ｍｍであって凹型繊維孔７の間隔が８ｍｍの場合にはシート化が困難であったが、繊維シートの厚みが約８ｍｍで厚み方向繊維６の間隔が８ｍｍの場合にはシート化を実現することができた。この繊維シートを用いて真空断熱材を試作して熱伝導率を測定した結果、平板形状で、熱伝導率０．００２３Ｗ／（ｍ・Ｋ）の真空断熱材が得られた。これは、繊維シートの厚みを大きくしたことで、繊維を結束させる厚み方向繊維６の間隔を広くできたためと考えられる。
【００４５】
そこで、これらの結果より、繊維シート１１の厚みｔと、厚み方向繊維６の間隔Ｐｘと、熱伝導率と、の関係を整理し、また、熱伝導率０．００２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下を性能基準とした場合、ｔ／Ｐｘ≦１にすることで高性能化が図れることが認められた。
【００４６】
以上のことにより、本実施の形態１に係る真空断熱材１０によれば、平板形状で低い熱伝導率が実現できるのみならず、曲面形状に形成しても熱伝導率の悪化を抑制することができる。したがって、たとえば給湯システム、暖房システムなどに用いられる曲面形状の貯湯タンクの胴回りなどからの放熱を抑制でき、高効率なシステムが実現できる。
【００４７】
［本実施の形態１に係る真空断熱材１０の有する効果］
本実施の形態１に係る真空断熱材１０によれば、凹型繊維孔７が形成されているため曲げ加工が容易である。また、断熱繊維５の積層面と交差する厚み方向繊維６によって断熱繊維５の動きが規制され、断熱繊維５の向きが積層面からずれて、厚さ方向を向いてしまうことが抑制され、断熱性能の低下を抑制することができる。さらには、繊維シート１１の凹型繊維孔７が分布する面が、真空断熱材１０の内周側になるように形成されているので、真空断熱材１０の曲げ加工時に凹型繊維孔７が小さくなるように作用して、気体熱伝導による断熱性能の低下を抑制することができる。
【００４８】
また、本実施の形態１に係る真空断熱材１０によれば、繊維シート１１の厚みｔと厚み方向繊維６の間隔Ｐｘとの関係が、ｔ／Ｐｘ≦１を満たすように構成されているため、より断熱性能が向上したものとなっている。
【００４９】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。また、実施の形態１と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態２に係る真空断熱材２０の芯材３を単層の繊維シート２１で構成した場合の断面模式図である。
本実施の形態２に係る真空断熱材２０の芯材３は、図５に示すように厚み方向繊維６が形成された単層の繊維シート２１で構成されている。
【００５１】
［本実施の形態２に係る真空断熱材２０の有する効果］
本実施の形態２に係る真空断熱材２０は、実施の形態１に係る真空断熱材１０と同様の効果を奏することに加えて次の効果を有する。
本実施の形態２に係る真空断熱材２０によれば、繊維シート２１を所望の厚みで作製し、単層の繊維シート２１で芯材３を構成するので、繊維シート２１の積層工程が不要となる。また、繊維シート２１の厚みが大きい分、断熱繊維５が伝熱方向（厚み方向）に傾斜する可能性があるものの、より低コストで曲面形状の真空断熱材２０を製造することができる。
【００５２】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３について、実施の形態１および２との相違点を中心に説明する。また、実施の形態１および２と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１および２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００５３】
図６は、本発明の実施の形態３に係る曲面形状の真空断熱材３０を示す傾斜模式図であり、図７は、本発明の実施の形態３に係る真空断熱材３０の繊維シート３１の表面模式図である。なお、図６において、曲面形状の真空断熱材３０が曲げられる方向（真空断熱材３０の曲げ方向）をＨ方向、Ｈ方向と直交する方向（円筒の軸方向）をＶ方向とし、外被材４を破線で示している。また、図７では、繊維シート３１の表面に凹型繊維孔７が分布している様子を示しており、凹型繊維孔７は、互いに直交する二方向のうち、一方の方向に間隔Ｐで複数形成されており、もう一方の方向に間隔Ｒで複数形成されており、Ｒ＜Ｐとなっている。
【００５４】
本実施の形態３では、実施の形態１と同じ条件である、ガラス繊維径φ６μｍ、目付量約２４０ｇ／ｍ２、平均厚み３ｍｍの繊維シート３１に、ニードルパンチ処理を、間隔Ｐ＝約６ｍｍ、間隔Ｒ＝約３ｍｍで、繊維シート３１の片面側からのみ行うサンプル試作を試みた。ここで、間隔Ｒで凹型繊維孔７が形成されている方向を、ニードルパンチ処理を行うときのコンベヤ及びロール巻取り装置などを利用した、繊維シート３１の送り方向とした場合は、シート化が可能であった。
【００５５】
一方、間隔Ｐで凹型繊維孔７が形成されている方向を、繊維シート３１の送り方向とした場合は、繊維結束が不足したために、シート化ができなかった。そこで、このシート化できた繊維シート３１を、凹型繊維孔７が形成された面が同じ向きとなるように積層して芯材３とし、真空断熱材３０を作製した。
【００５６】
次に、凹型繊維孔７が曲面形状の真空断熱材３０の内周側になるように、真空断熱材３０を曲率半径１９０ｍｍで曲げ加工した。さらに、このとき（１）間隔Ｒで凹型繊維孔７が形成されている方向がＨ方向であり、間隔Ｐで凹型繊維孔７が形成されている方向がＶ方向である真空断熱材３０、及び、（２）間隔Ｒで凹型繊維孔７が形成されている方向がＶ方向であり、間隔Ｐで凹型繊維孔７が形成されている方向がＨ方向である真空断熱材３０の、二種類のサンプルを作製し、それぞれの熱伝導率を測定した。このとき、繊維シート３１の単位面積当たりの凹型繊維孔７の個数は一定である。
【００５７】
その結果、（１）の真空断熱材３０の熱伝導率が０．００１８Ｗ／（ｍ・Ｋ）で、（２）の真空断熱材３０の熱伝導率が０．００２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。したがって、凹型繊維孔７は、繊維シート３１の曲げ方向（Ｈ方向）と曲げ方向と直交する方向（Ｖ方向）とで異なる間隔で配置され、芯材３は、凹型繊維孔７の間隔のうちの狭い方が繊維シート３１の曲げ方向（Ｈ方向）となるように、真空断熱材３０を曲面形状に形成するとよいことがわかる。
【００５８】
すなわち、Ｒ＜Ｐとなるように凹型繊維孔７を形成し、間隔Ｐで凹型繊維孔７が形成されている方向をＶ方向と一致させ、間隔Ｒで凹型繊維孔７が形成されている方向をＨ方向と一致させることで、より高い断熱性能が得ることができる。
【００５９】
これは、本実施の形態３に係る真空断熱材３０が、実施の形態１に係る厚み方向繊維６の間隔が約３ｍｍの真空断熱材１０と比べて、繊維シート３１の単位面積当たりの厚み方向繊維６の本数が少なくなったことによる、固体熱伝導が抑制されたためであると考えられる。さらには、真空断熱材３０を曲面形状に形成時に、厚み方向繊維６が基点となって曲げ加工されたことで、内周側に形成される深いシワが抑制され、芯材３を構成する繊維シート３１の断熱繊維５が伝熱方向（厚み方向または積層方向）に傾斜する割合が少なくなり、固体熱伝導が抑制されたためだと考えられる。したがって、本実施の形態３に係る真空断熱材３０は、曲面形状に形成しても、熱伝導率が低下しにくく、高性能なものである。
【００６０】
さらに、Ｒ＜Ｐとなる繊維シート３１を適用した真空断熱材３０を、曲率半径８５ｍｍの曲面形状に形成する加工を実施したところ、内周面に非常にシワの少ない曲面形状の真空断熱材３０が実現できた。この結果、大曲率の曲面形状の真空断熱材３０を作製しても、高い断熱性能を確保することができる。
【００６１】
［本実施の形態３に係る真空断熱材３０の有する効果］
本実施の形態３に係る真空断熱材３０は、実施の形態１に係る真空断熱材１０と同様の効果を奏することに加えて次の効果を有する。
本実施の形態３に係る真空断熱材３０によれば、凹型繊維孔７を、繊維シート３１の表面において、真空断熱材３０の曲げ方向であるＨ方向と直交するＶ方向に（間隔Ｒよりも広い）間隔Ｐで複数形成する。そうすることで、繊維シート３１の単位面積当たりの厚み方向繊維６の本数が少なくなり、固体熱伝導による断熱性能の低下を抑制することができる。
【００６２】
また、真空断熱材３０を曲面形状に形成するときに、厚み方向繊維６が基点となって曲げ加工されるため、内周側に形成される深いシワが抑制され、芯材３を構成する繊維シート３１の断熱繊維５が伝熱方向に傾斜する割合が少なくなり、熱伝達効率の低下を抑制することができる。さらには、真空断熱材３０は、厚み方向繊維６が基点となって曲げ加工されるため、たとえば曲率半径８５ｍｍといったような、大曲率の曲面形状に形成することができる。
【００６３】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４について、実施の形態１〜３との相違点を中心に説明する。また、実施の形態１〜３と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１〜３と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００６４】
本実施の形態４では、繊維シートを作製するに当たり、フィラメント束を開繊し、平面状の積層構造に繊維を広げる際に、断熱繊維５の向く方向が、繊維シートの面と平行な第比率方向と、繊維シートの面と平行かつ第１比率方向と直交する第２比率方向とで、繊維の向く比率が異なるようにしたものである。そして、芯材３は、各繊維シート間において第１比率方向及び第２比率方向がそれぞれ揃うように繊維シートが積層されて構成されている。
【００６５】
本実施の形態４では、実施の形態３と同様の方法で真空断熱材を作製し、真空断熱材を曲率半径１９０ｍｍとなるように曲面形状に形成した。ここで、繊維の向く比率が少ない方向が、曲がりやすい方向となる。したがって、真空断熱材は、図６に示したＨ方向が繊維の向く比率が少ない方向であり、Ｖ方向が繊維の向く比率が多い方向である。この曲面形状の真空断熱材の熱伝導率を測定した結果、０．００１７Ｗ／（ｍ・Ｋ）が得られた。
【００６６】
［本実施の形態４に係る真空断熱材の有する効果］
本実施の形態４に係る真空断熱材は、実施の形態１に係る真空断熱材１０と同様の効果を奏することに加えて次の効果を有する。
本実施の形態４に係る真空断熱材によれば、芯材３は、各繊維シート間において第１比率方向及び第２比率方向がそれぞれ揃うように繊維シートが積層されて構成されており、繊維の向く比率が少ない方向をＨ方向、繊維の向く比率が多い方向をＶ方向とした。
そうすることで、真空断熱材が曲面形状に形成された場合にも、断熱繊維５自体に負荷がかかりにくい曲げ加工となることから、断熱繊維５が伝熱方向に傾斜することが少なくなり、より固体熱伝導が抑制され、断熱性能の低下を抑制することができる。
【００６７】
実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５について、実施の形態１〜４との相違点を中心に説明する。また、実施の形態１〜４と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１〜４と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００６８】
図８は、本発明の実施の形態５に係る半球形状の真空断熱材５０の傾斜模式図であり、図９は、本発明の実施の形態５に係る半球形状の真空断熱材５０の繊維シート５１の表面模式図であり、図１０は、図９とは異なる真空断熱材５０ａの繊維シート５１ａの表面模式図である。
本実施の形態５に係る真空断熱材５０は、図８に示すように熱媒体を貯留する被保温体１６の鏡板部を被覆するように、半球形状（半球殻形状）に形成されて設置されている。すなわち、真空断熱材５０、５０ａの芯材３は、半球形状に形成されている。また、被保温体１６と真空断熱材５０とで保温体を構成している。
【００６９】
繊維シート５１、５１ａの表面には、それが曲げられたときの内周側に、図９に示すように凹型繊維孔７が中心から放射状に、または図１０に示すように凹型繊維孔７が中心から同心円状に分布している。なお、繊維シート５１、５１ａの凹型繊維孔７は、半球の頂部を中心として放射状、または同心円状に分布している。これらを用いて、まず凹型繊維孔７の積層方向が同じ向きになるように積層し、平板形状の真空断熱材５０を試作した。次に、凹型繊維孔７が内周側になるように半球形状にプレス加工を実施した。
【００７０】
このときの半球の半径は、約１９０ｍｍとした。従来の一般的な真空断熱材、たとえば、ガラス短繊維を抄紙させて作製した湿式ガラス繊維シート、溶融ガラスをスピナによる遠心法でガラス繊維を作製した乾式ガラス繊維シートなどでは、滑らかな鏡板形状にすることができなかった。しかし、本実施の形態５では、どちらのサンプルとも、曲面に沿った半球形状に形成することができた。
【００７１】
また、参考として、凹型繊維孔７が外周側となるように半球形状に形成してみたが、凹型繊維孔７が内周側となるようにした場合と比べて、真空断熱材５０、５０ａの内周側のシワが深くなった。これは、凹型繊維孔７の有する空間が、曲げ加工時における真空断熱材５０、５０ａの内外周差を吸収する効果があったためであると考えられる。
また、実施の形態１で示したように、凹型繊維孔７を内周側に成形した方が、真空断熱材５０、５０ａの内部に残存する気体の移動を抑制することができることから、断熱性能上も好ましいと考えられる。
【００７２】
［本実施の形態５に係る真空断熱材５０、５０ａの有する効果］
本実施の形態５に係る真空断熱材５０、５０ａは、実施の形態１に係る真空断熱材１０と同様の効果を奏することに加えて次の効果を有する。
本実施の形態５に係る真空断熱材５０、５０ａによれば、半球形状に形成され、繊維シート５１、５１ａの凹型繊維孔７は、半球の頂部を中心として放射状、または同心円状に分布している。このような形状であっても、真空断熱材５０、５０ａの断熱性能の低下を抑制することができる。これにより、真空断熱材５０、５０ａを、温度が高くなりやすい被保温体１６の天井部位になる鏡板部に取り付けることができ、被保温体１６の効果的な放熱抑制を図ることができる。このため、被保温体１６がたとえば給湯システムの一部を構成している場合には、給湯システムの高効率化が図れる。
【００７３】
なお、本実施の形態５では、繊維シート５１、５１ａの表面の凹型繊維孔７を放射形状、または同心円形状としたが、これらを合わせた、つまり繊維シート５１、５１ａの表面の凹型繊維孔７を放射形状と同心円形状とを併せ持つ形状としてもよい。そして、そうすることによっても、繊維シート５１、５１ａの表面の凹型繊維孔７を放射形状、または同心円形状とした場合と同等の効果が得られるとともに、高い柔軟性が実現できる。
【００７４】
実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６について、実施の形態１〜５との相違点を中心に説明する。また、実施の形態１〜５と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１〜５と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００７５】
図１１は、本発明の実施の形態６に係る真空断熱材６０の繊維シート６１の拡大断面模式図である。
本実施の形態６に係る真空断熱材６０は、図１１に示すように芯材３の内周面と外被シート４ａとの間に、摩擦を減少させる滑りフィルム１２が挿入されている。なお、その他の構成については実施の形態１に係る真空断熱材１０と同様である。
【００７６】
滑りフィルム１２は、芯材３の内周面（内周側の繊維シート１１）と外被材４との間に設けられていることで、曲げ加工において、空隙率が高く伸縮性のある積層された繊維シート１１と、伸縮性のほとんどない外被材４とが、互いに拘束されにくくするものである。この滑りフィルム１２が設けられていることにより、真空断熱材６０のように大曲率に曲げ加工しても、繊維シート６１の局部的な屈曲が発生することを抑制することができる。
【００７７】
滑りフィルム１２は、ＰＥＴフィルムなどの小摩擦係数のフィルム単膜を１枚、または複数枚積層したもので構成されており、滑りフィルム１２の厚さは１００μｍ以下などであればよい。なお、滑りフィルム１２を複数枚積層した場合は、フィルム単膜同士が滑ることにより、曲げ加工時に繊維シート６１と外被材４との間で発生する摩擦（応力）を緩和することができる。また、真空断熱材６０を曲げ加工して発生したシワの折れ目で繊維シート６１の繊維が立ち上がる場合があるが、繊維シート６１と外被材４との間に滑りフィルム１２を配置することにより、繊維シート６１の繊維の立ち上がりを抑制することができる。
【００７８】
このようにして作製した本実施の形態６に係る真空断熱材６０の断熱性能を、実施の形態１と同様に評価した。繊維シート６１の、凹型繊維孔７が形成された曲げ加工時に内周側となる面に、繊維シート１１と同一平面サイズで、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムを１枚挿入した真空断熱材６０を作製した。曲率半径５０ｍｍとなるまで曲げ加工したところ、滑りフィルム１２なしの真空断熱材は、曲げ加工時の内周面に芯材３が半径方向全体に屈曲が発生したのに対し、滑りフィルム１２が挿入されている真空断熱材６０は、これが見られなかった。
【００７９】
［本実施の形態６に係る真空断熱材６０の有する効果］
本実施の形態６に係る真空断熱材６０は、実施の形態１に係る真空断熱材１０と同様の効果を有することに加えて次の効果を有する。
本実施の形態６に係る真空断熱材６０によれば、芯材３の内周面と外被材４との間に小摩擦係数の滑りフィルム１２を設けたので、真空断熱材６０を大曲率に曲げ加工する場合にも、芯材３と外被材４との間の摩擦が減少し、滑り易くなるため、大きな屈曲部分が形成されてしまうことを抑制することができる。なお、曲率半径の小さい部位にも真空断熱材６０を用いて同様の効果を得ることができる。
【００８０】
実施の形態７．
以下、本発明の実施の形態７について、実施の形態１〜６との相違点を中心に説明する。また、実施の形態１〜６と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１〜６と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００８１】
図１２は、本発明の実施の形態７に係る保温タンク１３の断面模式図である。
本実施の形態７では、図１２に示すように熱媒体を貯留する円筒形状の保温タンク１３のタンク胴部分１４ａの外周には、ほぼ全周に渡って円筒形状の真空断熱材７０ａが巻き付けられている。また、タンク上部鏡板部１４ｂは、曲面形状の真空断熱材７０ｂで被覆されており、タンク下部鏡板部１４ｃは、曲面形状の非真空断熱材１５で被覆されている。そして、保温タンク１３と真空断熱材７０ａ、７０ｂ（及び非真空断熱材１５）とで保温体を構成している。
【００８２】
真空断熱材７０ａ、７０ｂは、実施の形態３および５で示したものと同じ仕様であり、また製法は、実施の形態１で示した手順で行った。非真空断熱材１５は、ＥＰＳ（ビーズ法発泡ポリスチレン）断熱材で、保温タンク１３の下の部分のタンク下部鏡板部１４ｃの形状に合わせて形成されている。
【００８３】
保温タンク１３の内部には水が満たされており、加熱源（図示せず）により沸き上げられたものである。加熱源としては、保温タンク１３の内部に設けられた電気ヒータから直接加熱する手法、また、他の加熱源である、たとえば燃料電池発電システムなどの排熱回収系統からの循環水による間接加熱などの手法がある。
【００８４】
実際、胴径６００ｍｍで容量３７０Ｌの保温タンク１３を用いて、電気ヒータにて保温タンク１３の内部を９０℃の温水で満たし、外気を４℃に設定した環境にて放熱評価を実施した。まず、保温タンク１３の断熱材として、厚み８ｍｍの真空断熱材７０ａ、７０ｂと、厚み５０ｍｍの非真空断熱材１５とを用いて、８時間経過した前後で保温タンク１３の放熱量を測定した。次に、タンク上部鏡板部１４ｂを非真空断熱材１５に変えて（他は変えない）、８時間経過した前後で保温タンク１３の放熱量を測定し、両者の放熱量を比較した。その結果、タンク上部鏡板部１４ｂの断熱材を、真空断熱材７０ｂとした場合の方が、非真空断熱材１５とした場合に比べ、全放熱量が約１０％低減されることが確認された。
【００８５】
これにより、本実施の形態７に係る保温タンク１３は、タンク上部鏡板部１４ｂへ真空断熱材７０ｂが適用可能になり、放熱量低減によって、外気との高い断熱性を有する円筒形状の保温タンク１３が実現できる。
【００８６】
なお、断熱材の配置はこれに限定されるものではなく、断熱材同士の繋ぎ目となる隙間からの熱漏洩を防止するために、必要な部位に別途断熱材を配置しておく方が望ましい。
また、非真空断熱材１５は何もこれに限定されるものではなく、たとえばグラスウールなどの断熱材であってもよい。
【００８７】
なお、上述した実施の形態１〜６においても、繊維シートの繊維がガラス繊維である例を説明したが、繊維シートの繊維は必ずしもガラス繊維である必要はなく、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの高分子材料の繊維であってもよい。繊維シートの繊維がこれらのような高分子材料である場合は、たとえばスパンボンド製法を用い、樹脂ペレットを溶融させノズルから押出した後、冷却しながらエジェクタなどを利用して延伸させて紡糸すればよい。紡糸された繊維は、ベルトコンベアに集積して低目付シート（薄肉シート）にする。その後、ニードルパンチ製法によって繊維シート化してシートロールを形成する。このように、繊維シートの繊維が高分子材料であっても、同様に作製することができる。
【００８８】
［本実施の形態７に係る保温タンク１３の有する効果］
本実施の形態７に係る真空断熱材７０ａ、７０ｂで覆われた保温タンク１３（保温体）によれば、実施の形態１〜６と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
実施の形態８．
以下、本発明の実施の形態８について、実施の形態１〜７との相違点を中心に説明する。また、実施の形態１〜７と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１〜７と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００９０】
図１３は、本発明の実施の形態８に係る真空断熱材の曲げ加工時の曲率半径と放熱量との関係図である。なお、図１３は、真空断熱材の曲げ方向（Ｈ方向）の凹型繊維孔７の間隔Ｐｉと真空断熱材を曲げ加工した場合の曲率半径Ｒａとの比に対する放熱量の関係を予測したものである。ここでは、凹型繊維孔７のＶ方向の凹型繊維孔７の間隔は一定とした。つまり、真空断熱材の曲げ加工時において、繊維シート１１の単位面積当たりの凹型繊維孔７の数量は一定ではない。
【００９１】
たとえば、真空断熱材を図６に示すように曲げ加工して曲面形状に形成した場合、Ｐｉ／Ｒａが概ね０．０３より大きい領域においては、曲率半径が小さい場合には、凹型繊維孔７の間隔を狭くしなければ放熱量が増加してしまい、断熱性能が低下する傾向があることが分かる。これは、真空断熱材を曲率半径が小さい曲げ加工をした場合、曲率半径が大きい曲げ加工をした場合に比べ、凹型繊維孔７の間隔が広いと、多角形の形状に折れ曲がることから、被断熱体との間に隙間ができて熱移動が進むことが主要因であると考えられる。ならびに、多角形状の折れ部に近い部分は、繊維が真空断熱材を取り付ける対象の半径方向（真空断熱材の厚み方向）に傾斜することから、真空断熱材の内部の繊維を経由した固体熱伝導が大きくなることが主要因と考えられる。
【００９２】
また、さらにＰｉ／Ｒａが０．２を超えると、これらの影響がより大きく作用し、放熱量が増大する。一方、Ｐｉ／Ｒａが小さい領域でも放熱量が増大しており、特にＰｉ／Ｒａが０．００５より小さい領域では急激に増大している。これは、単位面積当たりの凹型繊維孔７が増加することによって、真空断熱材の厚み方向繊維６からの固体熱伝導が増加するためである。したがって、Ｐｉ／Ｒａを、０．００５以上０．２以下とすることで、放熱量を抑制し、高い断熱性能を有する曲げ形状の真空断熱材が実現できる。そして、さらに高い断熱性能得るには、マージンをとり、Ｐｉ／Ｒａを、０．００７以上０．１５以下とすることが好ましい。
【００９３】
なお、繊維シート１１の作製には、前述したようにシート厚みおよび繊維長さによって、凹型繊維孔７の間隔に結束可能な制約条件ができる。つまり、ここで示したＰｉ／Ｒａの範囲は、繊維シート１１が製造可能な範囲を示しているものではない。
【００９４】
［本実施の形態８に係る真空断熱材の有する効果］
本実施の形態８に係る真空断熱材によれば、Ｐｉ／Ｒａを、０．００５以上０．２以下とすることで、放熱量を抑制し、曲げの曲率半径に応じた高い断熱性能を実現できる。
【００９５】
実施の形態９．
以下、本発明の実施の形態９について、実施の形態１〜８との相違点を中心に説明する。また、実施の形態１〜８と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１〜８と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００９６】
図１４は、本発明の実施の形態９に係る真空断熱材９０を曲げ加工した拡大断面模式図である。
本実施の形態９では、芯材３は、繊維シート９１が複数積層されて構成されており、また、曲げ方向の凹型繊維孔７の間隔は、外周側に位置する繊維シート９１が内周側に位置する繊維シート１１より広くなっている。
【００９７】
芯材３が積層体構造（繊維シート９１が複数積層されて構成された構造）の場合、曲げ加工時に内周側となる繊維シート１１と外周側となる繊維シート１１とで、曲率半径が異なる。そこで、本実施の形態９では、曲げ加工時に外周側となる繊維シート９１における曲げ方向の凹型繊維孔７の間隔が、曲げ加工時に内周側となる繊維シート９１における曲げ方向の凹型繊維孔７の間隔よりも、広くなるようにした。
【００９８】
［本実施の形態９に係る真空断熱材９０の有する効果］
本実施の形態９に係る真空断熱材９０によれば、曲げ加工時に外周側となる繊維シート９１における曲げ方向の凹型繊維孔７の間隔が、曲げ加工時に内周側となる繊維シート９１における曲げ方向の凹型繊維孔７の間隔よりも、広くなるようにした。そのため、真空断熱材９０を曲げ加工した時に、曲げ方向の隣り合う凹型繊維孔同士がつくる角度が、積層構造となっている周長差の異なる全ての繊維シート１１で同じ角度に近づけることが可能となることから、曲げ加工が容易である。また、曲げ加工時に内周側となる繊維シート９１の厚み方向繊維６の数を減らせることができるので、断熱性能の向上が図れる。
【００９９】
なお、本発明の説明に用いた図２、図３、図４、図５、図１１、図１４は、厚み方向の繊維分布を分かりやすくするために一部分を拡大したものであり、特に縦横の比率はこれに限定されるものではない。また、図７、図９ならびに図１０における凹型繊維孔の間隔についても、寸法上の制約を受けるものではない。
【符号の説明】
【０１００】
３  芯材、４  外被材、４ａ  外被シート、５  断熱繊維、６  厚み方向繊維、６ａ  第２厚み方向繊維、７  凹型繊維孔、７ａ  第２凹型繊維孔、１０  真空断熱材、１１  繊維シート、１１ａ  繊維シート、１２  滑りフィルム、１３  保温タンク、１４ａ  タンク胴部分、１４ｂ  タンク上部鏡板部、１４ｃ  タンク下部鏡板部、１５  非真空断熱材、１６  被保温体、２０  真空断熱材、２１  繊維シート、３０  真空断熱材、３１  繊維シート、５０  真空断熱材、５０ａ  真空断熱材、５１  繊維シート、５１ａ  繊維シート、６０  真空断熱材、６１  繊維シート、７０ａ  真空断熱材、７０ｂ  真空断熱材、９０  真空断熱材、９１  繊維シート。
【図１】
2015159646.tif 000003
【図２】
2015159646.tif 000004
【図３】
2015159646.tif 000005
【図４】
2015159646.tif 000006
【図５】
2015159646.tif 000007
【図６】
2015159646.tif 000008
【図７】
2015159646.tif 000009
【図８】
2015159646.tif 000010
【図９】
2015159646.tif 000011
【図１０】
2015159646.tif 000012
【図１１】
2015159646.tif 000013
【図１２】
2015159646.tif 000014
【図１３】
2015159646.tif 000015
【図１４】
2015159646.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月24日(2016.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る真空断熱材は、面上の第１方向に延びている複数の断熱繊維を有する繊維シートを含む芯材を外被材で収納しており、曲面形状に形成することが可能な真空断熱材であって、前記断熱繊維の一部は、前記繊維シートの厚み方向に延びて形成された複数の厚み方向繊維と複数の前記厚み方向繊維に対応しており前記厚み方向に開口する複数の凹型繊維孔とを備え、複数の前記厚み方向繊維および複数の前記凹型繊維孔はそれぞれ、前記第１方向に第１距離を隔てて３つ以上が配置してあるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
本実施の形態４では、繊維シートを作製するに当たり、フィラメント束を開繊し、平面状の積層構造に繊維を広げる際に、断熱繊維５の向く方向が、繊維シートの面と平行な第１比率方向と、繊維シートの面と平行かつ第１比率方向と直交する第２比率方向とで、繊維の向く比率が異なるようにしたものである。そして、芯材３は、各繊維シート間において第１比率方向及び第２比率方向がそれぞれ揃うように繊維シートが積層されて構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面上の第１方向に延びている複数の断熱繊維を有する繊維シートを含む芯材を外被材で収納しており、曲面形状に形成することが可能な真空断熱材であって、
前記断熱繊維の一部は、前記繊維シートの厚み方向に延びて形成された複数の厚み方向繊維と複数の前記厚み方向繊維に対応しており前記厚み方向に開口する複数の凹型繊維孔とを備え、
複数の前記厚み方向繊維および複数の前記凹型繊維孔はそれぞれ、前記第１方向に第１距離を隔てて３つ以上が配置してある
真空断熱材。
【請求項２】
複数の前記厚み方向繊維および複数の前記凹型繊維孔はそれぞれ、前記面上で前記第１方向に直交する第２方向に第２距離を隔てて３つ以上が配置してある
請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
複数の前記凹型繊維孔は、前記曲面形状とした場合に前記繊維シートの内周側となる面に配置してある
請求項１または２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
複数の前記厚み方向繊維の凸側は、前記曲面形状とした場合に前記繊維シートの外周側となる面に配置してある
請求項３に記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記繊維シートの厚みをｔ、前記第１距離をＰｘとしたとき、
ｔ／Ｐｘ≦１の関係を満たす
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】
前記第１距離は前記第２距離よりも短い
請求項２に記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記芯材は、前記第１方向と、前記第２方向とで、繊維の向く比率が異なっており、
繊維の向く比率が少ない方向が前記曲面形状の円弧方向である
請求項２または請求項２に従属する請求項３〜６のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項８】
曲面形状であり、前記曲面形状の第１周方向に沿って延びている複数の断熱繊維を有する繊維シートを含む芯材を外被材で収納してある真空断熱材であって、
複数の前記断熱繊維の一部は、前記曲面形状の径方向に延びて形成された複数の径方向繊維と複数の前記径方向繊維に対応しており前記径方向に開口する複数の凹型繊維孔とを備え、
複数の前記径方向繊維および複数の前記凹型繊維孔はそれぞれ、前記第１周方向に第１距離を隔てて３つ以上が配置してある
真空断熱材。
【請求項９】
前記第１距離をＰｉ、前記曲面形状の曲率半径をＲａとしたとき、
０．００５≦Ｐｉ／Ｒａ≦０．２の関係を満たす
請求項８に記載の真空断熱材。
【請求項１０】
前記繊維シートが複数積層してあり、積層された複数の前記繊維シートのうち、前記曲面形状の内周側に位置する内周側繊維シートにおける前記第１距離は、前記曲面形状の外周側に位置する外周側繊維シートにおける前記第１距離よりも狭い
請求項８または９に記載の真空断熱材。
【請求項１１】
複数の前記径方向繊維は、前記繊維シートにおける一方の面に形成してあり、複数の前記凹型繊維孔は、前記繊維シートにおける他方の面に形成してある
請求項８〜１０のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項１２】
前記芯材の、前記真空断熱材が曲面形状に形成された際に内周側となる面と、
前記外被材との間に、
前記芯材と前記外被材との間の摩擦を減少させる滑りフィルムを設けた
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項１３】
熱媒体を貯留する円筒形状の保温タンクと、
前記保温タンクの外周を覆う請求項８〜１２のいずれか一項に記載の真空断熱材と、
を備えた保温体。
【国際調査報告】
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