(57)【要約】【課題】  １００〜５００℃の高温領域で使用できるとともに、接合部分の接着を確実にした真空断熱材を提供することにある。【解決手段】  真空断熱材１０は、無機繊維シートとステンレス箔とを積層した充填材３とゲッター材４とを、厚さ０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍのステンレスシート１からなる外装材にて包み込み内部を真空引きした後、接合部分２を接合させて外装材の内部を真空状態としたものである。接合部分２は、対向するステンレスシート１の接合面に厚さ３μｍ以上の電解ニッケルメッキ層６を施し、更に電解ニッケルメッキ層６間に厚さ０．０１〜０．１ｍｍのＡｇ／Ｃｕ系ロウ材５を配置したものである。【選択図】  図２
2008082416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性を有する充填材と、該充填材を覆い密封する外装材と、該外装材の内部を真空空間とした真空断熱材において、該外装材が金属シートからなり、該外装材の接合部分がロウ付け接合されているとともに、該外装材の接合部分がメッキ処理されていることを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記充填材がシリカ系無機繊維からなり、前記外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍのステンレスシートからなるとともに、前記メッキ処理が電解ニッケルメッキ処理であることを特徴とする請求項１記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記充填材がシリカ系無機繊維シートと金属箔とを積層した積層体からなり、前記外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍのステンレスシートからなるとともに、前記メッキ処理が電解ニッケルメッキ処理であることを特徴とする請求項１記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記真空断熱材内にジルコニウム／アルミニウム合金またはジルコニア／バナジウム合金を主成分とする添加剤が添加されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真空断熱材。
【請求項５】
断熱性を有する充填材を外装材にて覆い密封し、該外装材の内部を真空空間とする真空断熱材の製造方法において、前記外装材が金属シートからなるとともに、前記外装材の接合部分をメッキ処理した後ロウ付け接合することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
【請求項６】
前記充填材がシリカ系無機繊維からなり、前記外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍのステンレスシートからなるとともに、前記メッキ処理が電解ニッケルメッキ処理であることを特徴とする請求項５記載の真空断熱材の製造方法。
【請求項７】
前記充填材がシリカ系無機繊維シートと金属箔とを積層した積層体であり、前記外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍのステンレスシートからなるとともに、前記メッキ処理が電解ニッケルメッキ処理であることを特徴とする請求項５記載の真空断熱材の製造方法。
【請求項８】
前記外装材の接合部分を加圧した状態で真空炉内に搬送し、該真空炉内にて使用温度条件よりも高い温度で外装材の接合部分を接合することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の真空断熱材の製造方法。
【請求項９】
前記真空炉の内部を１Ｐａ以下に保持し、該真空炉内の温度を７８０〜８２０℃にして前記外装材の接合部分を接合することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の真空断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に工業炉，焼却炉，発電所等で５００℃迄の高温域で使用される真空断熱材および真空断熱材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
断熱材の断熱性能は熱伝導率によって表され、熱伝導率が低いほど断熱効果は高い。熱伝導率を低下させる手法として、断熱材の内部を真空状態とすることにより、熱伝導率を低下させ高い断熱性能を発揮する「真空断熱材」が知られている。この真空断熱材は、金属箔積層または金属蒸着された樹脂製積層フィルムを外装材として、繊維質または無機粉末を内包、内部を真空排気した真空断熱材が広く知られており、冷蔵庫，保冷庫，保冷容器等で実用化されている（特許文献１）。
また、外装材をステンレススチール製の金属箔とし、金属箔を介する伝熱量を小さくすることを目的とした真空断熱材が特許文献２に記載されている。同様に、被覆材（外装材）を厚さ０．３ｍｍ以下のステンレス箔によって構成し、ステンレスの低い熱伝導率と、厚さ０．３ｍｍ以下としたことによる高い熱抵抗との相乗効果により、外周部を回り込む熱伝導率を抑制させる真空断熱材が特許文献３に記載されている。
さらに、１００℃〜５００℃における断熱又は保温を目的とした真空構造体が特許文献４に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５１４０５号公報
【特許文献２】特開平０７  −０９８０９１号公報
【特許文献３】特開平０８  −１５９３７６号公報
【特許文献４】特開２００６−０８１６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１〜４には、以下のような問題点を有している。
（１）特許文献１においては、前述の金属箔積層または金属蒸着された樹脂製積層フィルムを外装材として使用した真空断熱材では、樹脂製接着剤による封止であるため、１００℃以上の高温域での使用ができない問題点がある。
（２）特許文献２においては、外郭部材の接合を金属箔どうしの溶接または低融点金属或いは低融点セラミックスによる接合では、溶接部の破損或いは低融点金属による接合不良が生じ易い問題点がある。
（３）特許文献３においては、被覆材（外装材）として使用するステンレス箔の厚さを「０．３ｍｍ以下、０．１ｍｍが好適」とし（同明細書［００１７］）、「シーム溶接によって封止する」となっているが（同明細書［００１８］）、シーム溶接による封止には接合部材の厚さを少なくとも０．５〜０．８ｍｍ必要とするので、上記０．３ｍｍ以下のステンレス箔のシーム溶接は困難である。特に、接合部材の厚さが０．１ｍｍ以下である場合、シーム溶接時において外装材が溶解してしまう可能性が高く、シーム溶接は困難である。
（４）特許文献４においては、内側部材と外側部材からなる真空二重容器をステンレス鋼製とし内部に多層断熱材を設けた構造としているが、接合方法に関する記載はない。一般にステンレスの接合は、表面に不働態膜を形成しているため１０００℃以下でのロウ付けが困難であり、ロウ付け接合を行う場合には、１０００℃以上で不働態膜を還元して接合するか、又は還元性の高いフラックスを使用してロウ付け接合する方法が知られている。但し、１０００℃以上の雰囲気下でロウ付け接合を行うと、内部に充填される断熱材に影響を与え、断熱材の持つ熱伝導率等の物性が変化してしまう可能性が高い。また、還元性の高いフラックスを用いた接合では、内部に充填される断熱材にフラックス成分が残留し、真空断熱材内部の真空度が低下するという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような課題を解決して、１００〜５００℃の高温領域において外装材の接合部の接着を確実するとともに、低熱伝導率性を備えた断熱性の高い真空断熱材を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、第１の発明は、断熱性を有する充填材と、充填材を覆い密封する外装材と、外装材の内部を真空空間とした真空断熱材において、外装材が金属シートからなりロウ付け接合されているとともに、外装材の接合部分がメッキ処理されていることを特徴とするものである。
第２の発明は、充填材がシリカ系無機繊維からなり、外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍ（好ましくは０．０３〜０．０４ｍｍ）のステンレスシートからなるとともに、メッキ処理が電解ニッケルメッキ処理であることを特徴とするものである。
第３の発明は、充填材がシリカ系無機繊維シートと金属箔とを積層した積層体からなり、外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍ（好ましくは０．０３〜０．０４ｍｍ）のステンレスシートからなるとともに、メッキ処理が電解ニッケルメッキ処理であることを特徴とするものである。
第４の発明は、真空断熱材内にジルコニウム／アルミニウム合金またはジルコニア／バナジウム合金を主成分とする添加剤が添加されていることを特徴とするものである。
第５の発明は、断熱性を有する充填材を外装材にて覆い密封し、外装材の内部を真空空間とする真空断熱材の製造方法において、外装材が金属シートからなるとともに、外装材の接合部分をメッキ処理した後ロウ付け接合することを特徴とするものである。
第６の発明は、充填材がシリカ系無機繊維からなり、外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍ（好ましくは０．０３〜０．０４ｍｍ）のステンレスシートからなるとともに、メッキ処理が電解ニッケルメッキ処理であることを特徴とするものである。
第７の発明は、充填材がシリカ系無機繊維シートと金属箔とを積層した積層体であり、外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍ（好ましくは０．０３〜０．０４ｍｍ）のステンレスシートからなるとともに、メッキ処理が電解ニッケルメッキ処理であることを特徴とするものである。
第８の発明は、外装材の接合部分を加圧した状態で真空炉内に搬送し、真空炉内にて使用温度条件よりも高い温度で外装材の接合部分を接合することを特徴とするものである。
第９の発明は、真空炉の内部を１Ｐａ以下に保持し、真空炉内の温度を７８０〜８２０℃にして外装材の接合部分を接合することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によれば、以下のような効果を有する。
（１） ステンレスシートからなる外装材の接合部分をメッキ処理することにより、不導
態膜を還元する温度（約１０００℃）以上に加熱することなく、７８０〜８２０℃でのロウ付け接合を可能としている。
（２）外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍのステンレスシートであり、内部に充填される充填材がシリカ系無機繊維であるため、１００〜５００℃の温度領域での使用が可能であり、また被断熱体の形状にあわせて施工することが可能となる。また、外装材の接合時の温度が７８０〜８２０℃であるため、充填材の断熱特性も損なうことはない。
（３）内部に充填される充填材は、厚さが０．５〜２．０ｍｍのシリカ系無機繊維シートと厚さが０．０３〜０．０４ｍｍの金属箔とを積層した積層構造体であり、外装材が厚さ０．０２〜０．０５ｍｍのステンレスシートであるため、厚さが２０ｍｍ以下であっても０．００５〜０．０１５Ｗ／（ｍ・ｋ）の低熱伝導率化を実現させた真空断熱材を提供できる。
（４）真空断熱材の内部に充填材とともに、ジルコニウム／アルミニウム合金またはジルコニア／バナジウム合金を主成分とする添加剤を添加することにより、真空断熱材の内部に発生する水分、酸素及び窒素等のガス成分を吸着させて真空度の低下を抑制し、長期に置ける使用を可能としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る真空断熱材を示す断面図である。真空断熱材１０は、厚さ０．５〜２．０ｍｍの無機繊維シートと厚さ０．０３〜０．０４ｍｍのステンレス箔とを積層した充填材３とゲッター材４とを、厚さ０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍのステンレスシート１からなる外装材にて包み込み内部を真空引きした後、接合部分２を接合させて外装材の内部を真空状態としたものである。真空断熱材の厚さは約２０ｍｍである。ゲッター材４を添加する目的は、真空断熱材１０が高温に晒されて内部に充填された充填材３から発生する水分、酸素及び窒素等のガス成分と反応して、真空断熱材１０内部の真空度を維持し熱伝導率の上昇を防止するためのものである。ゲッター材４の材質及び添加量は充填材のサイズ、充填材の種類等により決定される。
【０００９】
図２は、ステンレスシート１の接合部分２の詳細を示すものである。対向するステンレスシート１の接合面に厚さ３μｍ以上の電解ニッケルメッキ層６を施し、さらに電解ニッケルメッキ層６間に厚さ０．０１〜０．１ｍｍのＡｇ／Ｃｕ系ロウ材５を配置したものである。電解ニッケルメッキ層６間にロウ材５を介在させることで、接合部分２のメッキ処理をしても厚さ０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍのステンレスシート１を破損することなく、確実に接合させることができる。
【００１０】
図３は、ロウ材の配置を示す説明図である。ステンレスシート１の接合部分２となる端部に約１０ｍｍ幅の電解ニッケルメッキ層６を施し（図示省略）、この電解ニッケルメッキ層６に沿って前記ロウ材５が配置されるとともに、ステンレスシート１により形成された内部空間を真空引きする引き口にさらに厚さ０．０５ｍｍのロウ材７を配置したものである。すなわち、ロウ材７を配置することで、電解ニッケルメッキ層６とロウ材５の間に間隙を生じ、真空断熱材１０を真空引きする引き口となり真空断熱材１０を真空引きした後、真空炉内を加熱して真空断熱材１０の接合を効率良く確実に行える。
【００１１】
図４は、充填材３をステンレスシート１で挟み込み、更にステンレスシート１の接合部分２（ステンレスシート１端部，電解ニッケルメッキ層６，ロウ材５及びロウ材７）を押さえ込む加圧治具８，８を示す。図５は、加圧治具８，８を上下２枚のステンレス板９，９で押さえ、更にステンレス板９，９を締め込んだ状態（加圧状態）を示している。このとき接合部分２に加わる加圧力は１０〜２０Ｎ／ｃｍ2とすることが好ましい。
【００１２】
図５に示されたように、ステンレスシート１の接合部分２を加圧治具８及びステンレス板９で押え付けた状態（加圧状態）で真空炉内に搬送し、真空炉内を１Ｐａ以下に真空引きした後常温にて約９０分間保持した。その後、真空炉内を常温から５９０℃まで２４０分かけて昇温させて約６０分間保持した。更に、８００℃まで約２０分間で昇温させて６０分間保持し、その後５００℃まで冷却した後、窒素雰囲気中で室温まで冷却させた。
【００１３】
このようにしてつくられた真空断熱材１０の接合部分２は、接着不良が無く確実に接着されるとともに、内部に充填される充填材３の性質を損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】真空断熱材の構造を示す断面図。
【図２】外装材であるステンレスシート端部の接合方法を示す説明図。
【図３】ステンレスシート端部へのロウ材配置図。
【図４】真空断熱材の製造方法を示す説明図（その１）。
【図５】真空断熱材の製造方法を示す説明図（その２）。
【符号の説明】
【００１５】
１  ステンレスシート
２  ステンレスシート接合部分
３  充填材
４  ゲッター材
５  ロウ材
６  電解ニッケルメッキ層
７  ロウ材
８  加圧治具
９  ステンレス板
１０  真空断熱材
【図１】
2008082416.tif 000003
【図２】
2008082416.tif 000004
【図３】
2008082416.tif 000005
【図４】
2008082416.tif 000006
【図５】
2008082416.tif 000007