(57)【要約】  【課題】真空断熱材の芯材に用いるガラス繊維の素材強度を高め、大気圧縮による芯材の高密度化及び繊維接触部の増大を抑制し、芯材部における固体成分の熱伝導を低減することで断熱性能を向上させる。  【解決手段】真空断熱材１は、ガラス繊維からなる芯材２と水分吸着材３とをガスバリア性を有する外包材４で被覆して外包材４の内部を減圧密閉してなり、ガラス繊維はアルカリケイ酸ガラスであり、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２のうち、少なくともいずれか１成分を含み、かつＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２の合計は重量％で、０．５〜１３％の範囲内で含まれる組成からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維からなる芯材をガスバリア性を有する外包材で被覆し、前記外包材の内部を減圧密閉してなり、前記ガラス繊維はアルカリケイ酸ガラスであり、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２のうち、少なくともいずれか１成分を含み、かつ前記ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２の合計は重量％で、０．５〜１３％の範囲内で含まれる組成からなる真空断熱材。
【請求項２】
ガラス繊維は、重量％で、少なくともＳｉＯ２が５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が０〜７％、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを合わせて８〜２０％、ＭｇＯが０〜６％、ＣａＯが２〜１５％の範囲内で、かつ、それらの成分の重量％の合計が１００％を超えずに含まれる組成からなる請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
ガラス繊維は、重量％で、Ｂ２Ｏ３を０．１〜１２％の範囲で含む請求項１または２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材に使用したガラス組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱材及びガラス組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の防止を目的に省エネルギー化が望まれており、民生用機器に対しても省エネルギー化の推進が行われている。特に、冷凍冷蔵庫に関しては、冷熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性を有する断熱材が求められている。
【０００３】
一般的な断熱材としては、グラスウールなどの繊維体やウレタンフォームなどの発泡体が用いられている。しかし、これらの断熱材の断熱性を向上するには断熱材の厚みを増大して適用する必要がある。よって、断熱材を設置できる空間に制限がある場合や、省スペース化や空間の有効利用が必要な場合には従来の断熱材の適用は望ましくない。
【０００４】
このような課題を解決する一手段として、多孔体からなる芯材と、芯材を外包材によって覆い内部を減圧密閉して構成した真空断熱材がある。真空断熱材は、近年、省エネ競争が激化するなか、より一層、断熱性能の優れた真空断熱材が求められている。
【０００５】
一般に、断熱材の伝熱は、固体と気体成分の熱伝導、輻射、対流熱伝達により引き起こされる。一方、外包材内部を減圧してなる真空断熱材は、気体成分の熱伝導と対流熱伝達に関してはその影響は小さい。また、常温以下の温度領域での使用においては、輻射の寄与もほとんどない。
【０００６】
よって、常温以下で使用する保冷機器等に適用する真空断熱材においては、固体成分の熱伝導を抑制することが重要となる。そこで、断熱性能に優れる真空断熱材用の芯材として、種々の繊維材料が報告されている。
【０００７】
例えば、芯材に、ガラス繊維、セラミック繊維、スラグウール繊維、ロックウール繊維等を用い、平均繊維長１ｍｍ以下、平均繊維径０．５〜３μｍと形状を適正化した無機質繊維が熱伝導の方向に対して垂直方向に配向されている真空断熱材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
本構成により、真空断熱材の芯材部分では、伝熱方向に対して一本の繊維を熱が伝わっていくような固体成分の熱伝導ではなく、各繊維間の接触点を介して次々と隣り合う繊維へと熱が伝わっていくため、伝熱方向に対しては接触している繊維間の熱伝導となる。よって、繊維間の接触熱抵抗が存在するため、繊維一本がそのまま伝熱方向へ熱を伝えるような芯材と比べて芯材部分の伝熱を抑制している。さらに、繊維径及び繊維長を制御することにより、汎用性のある無機質繊維の適用が可能で、真空断熱材としての熱伝導率が安定的に０．０１Ｗ／ｍＫ以下としたものである。
【特許文献１】特開平７−１６７３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の真空断熱材の構成では、汎用性を備え、かつ真空断熱材の芯材部分における固体成分の熱伝導をこれ以上低減することは不可能であった。
【００１０】
本発明は、さらに芯材部分における固体成分の熱伝導を低減する新たな設計方針について、以下に述べる。
【００１１】
無機質繊維を真空断熱材の芯材として適用した場合、減圧封止後に繊維全体としての反発力が大気圧縮応力と釣り合った状態で内部空間が保持される。この芯材を構成する繊維の素材強度を向上すれば、芯材は高反発性とすることができ、より低密度な芯材でも空間を保持することが実現し、伝熱媒体となる芯材固体を低減することができると考えられる。
【００１２】
また、芯材が高反発性となることで、より少ない繊維接触点数でも大気圧縮応力を支えられること、さらには大気圧縮応力による各繊維間の接触部が押し潰されることによる接触面積の増大をも抑制できるのではないかと考えられる。
【００１３】
つまり、材料及び製造面でのコストが安価なガラス繊維を芯材として用いる場合、そのガラス素材の強度を高めることができれば、汎用性を備え、かつ真空断熱材の断熱性能をさらに向上させ得ると考えた。
【００１４】
また、セラミック繊維を用いる場合には、高強度であるために大気圧縮時にも芯材部分の高密度化を抑制し、断熱性能を高めることは可能であるが、材料コストが高いこと、及び繊維化するための製造コストが極めて高いために汎用断熱材に用いる繊維としては好ましくない。
【００１５】
また、スラグウールやロックウールを用いる場合では、汎用ガラス繊維を用いるよりも更に断熱性能が悪化してしまう。これは、汎用のガラス繊維よりも脆く、大気圧縮による芯材部の高密度化、繊維接点数及びの接触面積増大が生じ、真空断熱材の断熱性能を低下させてしまっていると考えられる。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、真空断熱材の芯材として、原料及び製造コストが安価で汎用性の高いガラス繊維において、ガラス素材自体の強度を向上することで、芯材部分の伝熱を抑制し、真空断熱材の断熱性能を飛躍的に向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の真空断熱材は、芯材に用いるガラス繊維が、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２のうち、少なくともいずれか１成分を含み、かつ前記ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２の合計は重量％で、０．５〜１３％の範囲内で含まれる組成からなるアルカリケイ酸ガラスであることを特徴とする。
【００１８】
これにより、汎用ガラスにおける素材自体の強度を高めることができるため、真空断熱材の芯材として適用した場合に、減圧封止後の大気圧縮応力による芯材の変形量を小さくでき、高密度化を抑制することができる。また、芯材の支持部となる各繊維同士の接触部においても、接触点数の減少が図れ、かつガラスの変形が小さいことは繊維間の接触部面積が小さいことを意味しており、各繊維間を伝わっていく熱量を低減できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の真空断熱材は、芯材部分における高密度化を抑え、かつ繊維接触部の増大をも抑制することで、芯材部の繊維間伝熱量を低減できる。これにより、芯材固体成分の熱伝導を低減し、真空断熱材の断熱性能を飛躍的に改善する。よって、繊維長、繊維径や積層状態等、品質状態を変えることなく従来通りの製造で高い断熱効果が得られるため、製造が容易である。
【００２０】
本来、グラスウールにおけるガラス素材の硬さ及び強度は、断熱性能と無関係といえる物性であったにも関わらず、その素材の機械物性に着目し、より硬く強い繊維とすることで真空断熱材の断熱性能の改善効果が得られるということは驚くべき事実である。
【００２１】
さらにはＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、これらの成分は、重量％で０．５〜１３％の添加によりガラス素材の熱伝導率を低減し、芯材部分のガラス固体の熱伝導を抑制する。よって、強度を高めることと熱伝導率の低減により芯材部分の断熱性能を相乗的に改善できる。
【００２２】
また、これらのガラス繊維は、汎用グラスウールよりも高い機械強度を備えるために、取扱いも容易で、一般の建材用グラスウールや、補強材としても有用である。また、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２は全てガラスの耐水性を改善するため、表面積の大きく、侵食されやすいガラス繊維の成分として用いる場合には、特に有効となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の請求項１に記載の真空断熱材の発明は、ガラス繊維からなる芯材をガスバリア性を有する外包材で被覆し、前記外包材の内部を減圧密閉してなり、前記ガラス繊維はアルカリケイ酸ガラスであり、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２のうち、少なくともいずれか１成分を含み、かつ前記ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２の合計は重量％で、０．５〜１３％の範囲内で含まれる組成からなるものである。
【００２４】
これにより、ガラス繊維の素材強度を高め、大気圧縮応力による芯材の高密度化を抑制でき、かつ大気圧縮によるガラス繊維の変形量を小さくするため、各繊維間の接触面積の増大を抑制できる。
【００２５】
以上の作用により、真空断熱材の芯材部分における固体成分の熱伝導を抑制し、断熱性能が向上する。さらには、ガラス素材の熱伝導率が低減することで、相乗的に断熱性能が改善できる。
【００２６】
また、本発明の請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１に記載の発明におけるガラス繊維が、重量％で、少なくともＳｉＯ２が５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が０〜７％、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを合わせて８〜２０％、ＭｇＯが０〜６％、ＣａＯが２〜１５％の範囲内で、かつ、それらの成分の重量％の合計が１００％を超えずに含まれる組成からなるものである。
【００２７】
これにより、請求項１に記載の作用に加え、板ガラス等の一般的なガラス材料に近いために、市中カレット等を用いることも可能であり、材料が安価で入手も容易である。以上の作用により、製造コストが低減でき、より汎用性が高まる。
【００２８】
また、本発明の請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または２に記載の発明におけるガラス繊維が、重量％で、Ｂ２Ｏ３を０．１〜１２％の範囲で含むものである。
【００２９】
これにより、ガラスはさらに素材強度が高まり、芯材の高密度化、及び繊維間の接触面積増大をより抑えることができる。
【００３０】
以上の作用により、真空断熱材の芯材部分における固体成分の熱伝導を抑制し、断熱性能がより一層向上する。また、Ｂ２Ｏ３を含むことでガラス溶融時の表面張力が低下し、紡糸時の抵抗力が低くなるために生産性が向上する。
【００３１】
また、本発明の請求項４に記載のガラス組成物の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材に使用したガラス組成物である。
【００３２】
よって、これらのガラスは素材の強度が高いために、ガラス成形品としての剛性が増す。
【００３３】
以上の作用により、本発明におけるガラス組成物は、高強度であり、かつ従来の板ガラス組成物よりも熱伝導率が低いために、割れにくく、断熱性の高いガラス製品となる。特にグラスウール用途として従来品よりも機械強度に優れた汎用断熱材として有用である。
【００３４】
また、本発明で使用できるガラスは、ガラス状態になり得るガラス形成酸化物からなる繊維であればよいが、特に汎用性、環境面を混慮すると、ＳｉＯ２を主成分とするケイ酸塩系、ホウケイ酸塩系のガラスが好ましい。
【００３５】
各成分における重量％において、ＺｒＯ２を少量でも含むことでガラス素材強度が大きく増加するが、１２％を超えるとガラスの液相温度が極端に上昇し、ガラスの繊維化時に、ガラスの失透が問題となりガラス繊維の安定製造が困難となる。よって、ＺｒＯ２は０．５〜１２％の範囲が好ましく、１〜１１％がより好ましい。
【００３６】
ＺｎＯは少量でも含むことでガラス素材強度が増加し、さらに溶融性が改善するが、８％を超えると液相温度が上昇するため、０．５〜１０％の範囲がよく、１〜８％の範囲がより好ましい。また、耐水性が大きく向上し、特に繊維としては耐候性の改善効果が大きい。
【００３７】
ＴｉＯ２は少量でも含むことで、ガラス素材強度が大きく増加するが、１０％を超えると結晶核ができ易く、やはり製造時に失透が問題となる。よって、０．５〜１０％の範囲がよく、１〜８％の範囲がより好ましい。また、ＴｉＯ２はガラスの素材熱伝導率の低減効果も大きく、素材強度及び素材熱伝導率両面からの真空断熱材の断熱性改善効果が得られる。
【００３８】
ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２を２成分、または３成分を同時に含む場合でも、同様に素材強度の向上を見込めるが、合計が１０％を超えると液相温度の上昇、及び結晶核ができやすいため、失透の問題から合計で０．５〜１３％、より好ましくは１〜１３％の範囲が良い。
【００３９】
ＳｉＯ２は減少すれば液相温度が上昇し、増大すれば粘性が高くなることで生産性が低下するため、５０〜７０％の範囲が良いが、より好ましくは５２〜６８％の範囲である。
【００４０】
Ａｌ２Ｏ３が増加すると液相温度の上昇を招き、また粘性が高くなってしまい、含まなければ素材強度が低下する。よって、０．１％〜７％の範囲で含む方が良いが、より好ましくは０．５〜５．５％以下の範囲が良い。
【００４１】
Ｂ２Ｏ３は増加することで材料コストの増大を招き、含まない場合には素材強度が低下するため、０．１〜１２％の範囲で含むことが良い。より好ましくは１〜１２％、さらに好ましくは５〜１２％の範囲である。
【００４２】
Ｎａ２ＯとＫ２Ｏは、増加すると素材強度が低下し、低下しすぎると溶融温度の上昇を招くため、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏとを合わせて重量％で８〜２０％の範囲が良い。さらに好ましくは、１０〜１８％の範囲である。また、耐水性の問題からＫ２Ｏは５％以下である方が良いが、０．１％以上含むことで粘性の低減効果が大きく、かつ材料コストの問題から、Ｋ２Ｏは０．１〜３．５％の範囲である方が良い。尚、アルカリ土類金属酸化物は、他のＬｉＯ２等を混合してもよく、その場合には素材強度が更に向上する。
【００４３】
ＭｇＯを含むことで、液相温度を低げ、増加すると素材強度を向上させるが、６％を超えると逆に液相温度が上昇するため、０〜６％の範囲が良く、より好ましくは２〜５％の範囲である。
【００４４】
ＣａＯは２％以上含むことでＭｇＯと同様にガラス素材の強度を高め、１５％を超えると液相温度が上昇するので、２〜１５％の範囲、より好ましくは４〜１１％の範囲である。
【００４５】
その他の成分としては、重量％で合計３％未満であれば、ガラス全体への影響はほとんどなく、原料としては不純物を含む天然原料を用いることが可能である。
【００４６】
尚、Ｐ２Ｏ５を添加することで人体安全性が高まることは公知であり、その他３％以内の範囲で含んでも良い。その場合、ヤング率が低下してしまうことなく、粘性が低下し、生産性が増す。
【００４７】
また、Ｆｅ２Ｏ３を含む場合、着色する傾向にあるが、輻射熱を吸収することが可能となるため、可視光領域の透明度が問題にならない場合には重量％で０．３〜５％の範囲で含むことで断熱性が向上する。また、失透性の面では４％以下であることがより好ましく、０．５〜４％の範囲がさらに良い。
【００４８】
また、ガラスの製造時には、清澄剤を用いると泡切れを良好にし、生産性を向上させるために好ましく、Ｓｂ２Ｏ３等の公知のものが適用できる。
【００４９】
また、本発明の真空断熱材には水分吸着剤が使用できる。水分吸着材は特に限定するものではなく、真空断熱材の内部に存在する水蒸気を吸着し、内部雰囲気中の水蒸気量を減少されるものであればよい。
【００５０】
一例としては、合成ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ドーソナイト、ハイドロタルサイトなどの物理吸着剤、アルカリ金属やアルカリ土類金属単体やその酸化物および水酸化物などの化学吸着剤などが適用可能である。さらに、空気成分が吸着できるゲッター材等を併用することで内部の気体成分の熱伝導を低減して、断熱性能を向上させることも可能である。
【００５１】
また、本発明の外包材は、プラスチックラミネートフィルムが使用できるが、より高いガスバリア性を付与するためには金属箔や蒸着層が適用できる。なお、金属箔、および蒸着層は公知のもが利用でき、特に指定するものではない。
【００５２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００５３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図を示す。
【００５４】
図１において、真空断熱材１は、芯材２と水分吸着材３とを外包材４に挿入し、内部を減圧して構成している。
【００５５】
真空断熱材１の作製は、芯材２を１４０℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、ラミネートフィルムの三方を熱溶着によりシールして袋状に成形した外包材４に挿入し、減圧チャンバー内で、外包材４内部が１０Ｐａ以下になるように減圧し、開口部を熱溶着により密閉封止している。
【００５６】
この時、外包材４は、表面保護層としてポリエチレンテレフタレートフィルム（１２μｍ）、中間層にはアルミ箔（６μｍ）、熱溶着層として直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（５０μｍ）からなるラミネートフィルムにより構成している。
【００５７】
また、水分吸着剤３は、酸化カルシウムを適用している。水分吸着材３がない場合にも特に問題はないが、水分吸着材３を備えることで、内部の残存水蒸気を吸着し、端面からの水蒸気侵入による内圧上昇を長期に渡って抑制できる。さらに、ガス吸着材を併用することでより内圧を低減し、断熱性能を高めることも可能である。
【００５８】
一方、芯材２は、平均繊維径３．５μｍのガラス繊維集合体を加圧した状態で加熱し、密度が２００ｋｇ／ｍ３程度の形状を維持しているボード状のものを用いている。平均繊維径は１μｍ〜１０μｍの範囲のものが品質、生産性の面で好ましい。
【００５９】
また、断熱性能及び取扱い性の面で密封後の芯材部嵩密度は２００ｋｇ／ｍ３〜２８０ｋｇ／ｍ３の範囲がより好ましく、この範囲となるように作製した。芯材２部嵩密度は、芯材２のみの重量と密封後のサイズから算出している。
【００６０】
ここではバインダーを用いることなく芯材２成形を行っているが、バインダーを用いてより低温で芯材２を成形しても良い。また、表面性が問題とならない場合には、ガラス繊維の集合体をそのまま密閉封止しても構わない。その場合には、製造工数が削減するために、生産性が向上する。
【００６１】
また、用いたガラス組成の具体的な内容については、実施例の中で詳しく説明するが、本発明におけるガラスを繊維化後にグラスウールとして積層し、芯材２として作製した後に内部を減圧した外包材４で封止し、真空断熱材１を得た。
【００６２】
以上のようにして形成した真空断熱材１の熱伝導率を英弘精機製のオートラムダにて測定した。結果、熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００１４Ｗ／ｍＫ〜０．００１９Ｗ／ｍＫであり、汎用的な硬質ウレタンフォームの１０倍以上、従来の真空断熱材と比較しても大幅に優れた断熱性能を有していた。
【００６３】
このように、本構成により作製した真空断熱材１は、優れた断熱性能を有している。断熱性能の向上は、芯材２に用いたガラス繊維集合体において、ガラス自体の素材強度が高まるにつれてその効果が大きくなることが確認できる。よって、従来、真空断熱材の伝熱要素の大部分を占めていた芯材部における固体成分の熱伝導をガラス素材の強度向上により抑制でき、真空断熱材の断熱性能が大幅に改善するものである。
【００６４】
このことは、ガラス素材強度としてのヤング率の評価結果、及び真空断熱材の芯材部嵩密度と真空断熱材熱伝導率の関係を確認することからも素材強度と断熱性能の関連は明白である。つまり、ガラスの素材強度向上により、芯材部嵩密度を小さくして伝熱媒体を低減すること、繊維間の接触点が少なくても大気圧縮後に空間を保持し得ること、芯材繊維間の接触点の変形防止により接触熱抵抗が増大すること、これらの要因により芯材部における固体成分の伝熱量を低減したと考えられる。
【００６５】
ガラス素材自体の熱伝導率も低減しているが、真空断熱材の熱伝導率の低減幅から考えると、その影響度は素材強度向上の方がはるかに高いといえる。
【００６６】
ガラス素材の強度については、厚さ１ｍｍ程度の平板に加工したガラスを共振法によりヤング率測定し、評価を行った。また、同様にヤング率を求める場合にはパルス伝搬法等の他の方法で測定しても良く、他の強度指標を用いてもよい。
【００６７】
ガラス素材の熱伝導率は、５０×７００×１５ｔｍｍの板ガラスを用い、非定常熱線法（昭和電工製  ＳｈｏｔｈｅｒｍＱＴＭ）にて測定を行った。その他、レーザーフラッシュ法等で測定を行っても良い。
【００６８】
尚、Ｆｅ２Ｏ３は不純物として混入し易いが、特にこれにより問題となることはなく、輻射熱を吸収する効果があるために、輻射の寄与が大きい５０℃以上の温度領域での適用には有用である。
【００６９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるガラス組成物について説明する。各ガラス組成物は繊維状態に成形を行った。
【００７０】
本発明のガラス組成物からなる溶融物を平均繊維径が３．５μｍ程度になるように繊維化した。平均繊維径は、１〜１０μｍの範囲が良い。１μｍ未満では繊維化のコストが極端に増大し、１０μｍを超える場合は取扱い時に剛性のある繊維による不快感を伴う恐れがある。繊維化工程については、長繊維として連続紡糸、または短繊維として火炎法、遠心法等どのようにして行ってもよいが、生産性を考慮して遠心法によりグラスウールを作製した。チョップストランドマットや、ロービングクロス等のように長繊維を作製した後に加工して断熱材として用いることもできる。
【００７１】
このようにして作製したグラスウールを２００×２００ｍｍサイズにトリミングし、厚み方向に圧縮し、密度が２５０ｋｇ／ｍ３となる厚みまで圧縮時の圧縮強度測定を行った。
【００７２】
結果、本発明によるガラス組成物からなるグラスウールの圧縮強度は１０２０ｈＰａ以上であり、従来の汎用的なグラスウールよりも高い圧縮強度を示していた。これは、ガラス成分におけるＢ２Ｏ３量を５〜１２％含むことで、ガラス素材自体の強度が高まり、グラスウール全体として強度が高まったためである。
【００７３】
よって、このように従来のものよりも高い素材強度を有するガラス組成とすることで、グラスウールの圧縮強度は高まり、建材用断熱材や補強材として有用で取扱い性及び施工性の良好なグラスウールを提供できる。
【００７４】
また、本発明のガラス組成物は、一般的な板ガラスと比較しても、高強度、かつ低熱伝導率であるため、断熱板ガラスとしても有用である。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例、および比較例を用いて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は本実施例のみに限定されるものではない。
【００７６】
（実施例１）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が６８．０％、Ａｌ２Ｏ３が２．９％、Ｂ２Ｏ３が４．１％、Ｎａ２Ｏが１４．３％、Ｋ２Ｏが０．９％、ＭｇＯが２．０％、ＣａＯが６．８％、ＺｒＯ２が０．５％、Ｆｅ２Ｏ３が０．１％、その他複数成分合計が０．４％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７７．２ＧＰａであった。比較例１よりもヤング率が向上した要因は、ＺｒＯ３の添加に伴うものである。また、このガラスの素材熱伝導率は１．０８Ｗ／ｍＫであった。
【００７７】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０４５ｈＰａであった。
【００７８】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２４５ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１９Ｗ／ｍＫであった。
【００７９】
（実施例２）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が５０．０％、Ｂ２Ｏ３が４．９％、Ｎａ２Ｏが１５．５％、Ｋ２Ｏが０．１％、ＭｇＯが３．７％、ＣａＯが９．５％、ＺｒＯ２が１１．０％、Ｆｅ２Ｏ３が５．０％、その他複数成分合計が０．３％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８３．２ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９５Ｗ／ｍＫであった。
【００８０】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１１９５ｈＰａであった。
【００８１】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２３３ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１４Ｗ／ｍＫであった。さらに、平均５０℃でも同じ真空断熱材は熱伝導率であり、輻射の影響を受ける高温側でも、Ｆｅ２Ｏ３を５％含むことで輻射を抑制していると考えられる。
【００８２】
（実施例３）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が５５．４％、Ａｌ２Ｏ３が０．１％、Ｂ２Ｏ３が１．０％、Ｎａ２Ｏが１６．４％、Ｋ２Ｏが３．５％、ＭｇＯが３．０％、ＣａＯが８．０％、ＺｒＯ２が１２％、Ｆｅ２Ｏ３が０．３、その他複数成分合計が０．３％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８３．７ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９４Ｗ／ｍＫであった。
【００８３】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１２３０ｈＰａであった。
【００８４】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２３１ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１４Ｗ／ｍＫであった。
【００８５】
（実施例４）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が６４．６％、Ａｌ２Ｏ３が６．０％、Ｂ２Ｏ３が０．１％、Ｎａ２Ｏが１９．６％、Ｋ２Ｏが０．４％、ＭｇＯが６．０％、ＣａＯが２．０％、ＺｎＯが０．５％、その他複数成分合計が０．８％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７７．０ＧＰａ、素材熱伝導率は１．０８Ｗ／ｍＫであった。
【００８６】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０４０ｈＰａであった。
【００８７】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２４５ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１９Ｗ／ｍＫであった。
【００８８】
（実施例５）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が５７．３％、Ａｌ２Ｏ３が１．７％、Ｂ２Ｏ３が５．０％、Ｎａ２Ｏが７．７％、Ｋ２Ｏが０．３％、ＭｇＯが４．５％、ＣａＯが１５．０％、ＺｎＯが８％、その他複数成分合計が０．５％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７９．３ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９９Ｗ／ｍＫであった。
【００８９】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０７５ｈＰａであった。
【００９０】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２４０ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１７Ｗ／ｍＫであった。
【００９１】
尚、本実施例ではＮａ２ＯとＫ２Ｏのアルカリ金属酸化物が８％として他の実施例同様に問題なく繊維が得られたが、アルカリ金属酸化物を８％未満とした場合は、溶融時の粘性が極端に増大し、溶融温度の上昇のため、大幅に生産性が低下した。
【００９２】
（実施例６）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が５６．８％、Ａｌ２Ｏ３が０．５％、Ｂ２Ｏ３が４．０％、Ｎａ２Ｏが７．９％、Ｋ２Ｏが２．１％、ＭｇＯが５．０％、ＣａＯが９．５％、ＺｎＯが１０．０％、Ｆｅ２Ｏ３が４．０％、その他複数成分合計が０．２％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７９．８ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９６Ｗ／ｍＫであった。
【００９３】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０９０ｈＰａであった。
【００９４】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２３９ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１７Ｗ／ｍＫであった。
【００９５】
（実施例７）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が７０．０％、Ａｌ２Ｏ３が３．２％、Ｂ２Ｏ３が３．０％、Ｎａ２Ｏが１６．１％、Ｋ２Ｏが２．０％、ＣａＯが４．０％、ＴｉＯ２が０．５％、Ｆｅ２Ｏ３が０．５％、その他複数成分合計が０．７％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７７．０ＧＰａ、素材熱伝導率は１．０７Ｗ／ｍＫであった。
【００９６】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０４０ｈＰａであった。
【００９７】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２４６ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１９Ｗ／ｍＫであった。
【００９８】
（実施例８）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が５２．０％、Ａｌ２Ｏ３が１．３％、Ｂ２Ｏ３が４．８％、Ｎａ２Ｏが１０．０％、Ｋ２Ｏが５．０％、ＭｇＯが４．０％、ＣａＯが９．９％、ＴｉＯ２が８．０％、Ｆｅ２Ｏ３が３．０％、その他複数成分合計が２．０％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８２．１ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９４Ｗ／ｍＫであった。
【００９９】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１１６０ｈＰａであった。
【０１００】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２３６ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１５Ｗ／ｍＫであった。
【０１０１】
（実施例９）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が５３．９％、Ｂ２Ｏ３が４．０％、Ｎａ２Ｏが１６．２％、ＭｇＯが４．０％、ＣａＯが７．４％、ＴｉＯ２が１０．０％、Ｆｅ２Ｏ３が１．５％、その他複数成分合計が３．０％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８２．５ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９１Ｗ／ｍＫであった。
【０１０２】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１１６５ｈＰａであった。
【０１０３】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２３５ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１５Ｗ／ｍＫであった。
【０１０４】
（実施例１０）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が５４．５％、Ａｌ２Ｏ３が７．０％、Ｂ２Ｏ３が１２．０％、Ｎａ２Ｏが１５．０％、Ｋ２Ｏが０．８％、ＭｇＯが３．０％、ＣａＯが６．０％、ＺｒＯ２が０．５％、ＴｉＯ２が０．５％、Ｆｅ２Ｏ３が０．２％、その他複数成分合計が０．５％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８１．７ＧＰａ、素材熱伝導率は１．０６Ｗ／ｍＫであった。
【０１０５】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１１２０ｈＰａであった。
【０１０６】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２３８ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１６Ｗ／ｍＫであった。
【０１０７】
（実施例１１）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が６１．１％、Ａｌ２Ｏ３が１．０％、Ｎａ２Ｏが１２．０％、Ｋ２Ｏが０．９％、ＭｇＯが３．３％、ＣａＯが６．９％、ＺｒＯ２が５．０％、ＺｎＯが３．０％、ＴｉＯ２が５．０％、Ｆｅ２Ｏ３が１．０％、その他複数成分合計が０．８％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８２．６ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９０Ｗ／ｍＫであった。
【０１０８】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１１８０ｈＰａであった。
【０１０９】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２３５ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００１４Ｗ／ｍＫであった。
【０１１０】
（比較例１）
本比較例は一般的なグラスウールであり、ガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が６４．６％、Ａｌ２Ｏ３が１．７％、Ｂ２Ｏ３が４．０％、Ｎａ２Ｏが１４．５％、Ｋ２Ｏが０．８％、ＭｇＯが３．８％、ＣａＯが１０．０％、ＴｉＯ２が０．１％、Ｆｅ２Ｏ３が０．１％、その他複数成分合計が０．４％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７５．０ＧＰａ、素材熱伝導率は１．０８Ｗ／ｍＫであった。
【０１１１】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０１０ｈＰａであった。
【０１１２】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２５０ｋｇ／ｍ３、熱伝導率は０．００２２Ｗ／ｍＫであった。
【０１１３】
（比較例２）
本比較例は、ガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が５７．８％、Ａｌ２Ｏ３が０．１％、Ｂ２Ｏ３が４．２％、Ｎａ２Ｏが１３．５％、Ｋ２Ｏが０．７％、ＭｇＯが３．５％、ＣａＯが６．３％、ＺｒＯ２が１４％、Ｆｅ２Ｏ３が０．１％、その他複数成分合計が０．８％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８８．５ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９２Ｗ／ｍＫであった。
【０１１４】
また、このガラスはＺｒＯ２を１４％含むために、液相温度が極端に上昇し、繊維化時に失透してしまうために繊維化できなかった。
【０１１５】
（比較例３）
本比較例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が６０．５％、Ａｌ２Ｏ３が０．９％、Ｂ２Ｏ３が４．８％、Ｎａ２Ｏが１６．２％、Ｋ２Ｏが０．２％、ＭｇＯが２．０％、ＣａＯが４．１％、ＺｎＯが１４％、Ｆｅ２Ｏ３が０．２％、その他複数成分合計が０．１％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８０．５ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９５Ｗ／ｍＫであった。
【０１１６】
また、このガラスはＺｎＯを１４％含むために、液相温度が上昇し、繊維化時に失透してしまうために繊維化できなかった。
【０１１７】
（比較例４）
本比較例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が６０．１％、Ａｌ２Ｏ３が２．１％、Ｂ２Ｏ３が３．６％、Ｎａ２Ｏが１５．３％、Ｋ２Ｏが０．７％、ＭｇＯが１．２％、ＣａＯが５．０％、ＴｉＯ２が１４％、Ｆｅ２Ｏ３が０．２％、その他複数成分合計が０．８％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８７．０ＧＰａ、素材熱伝導率は０．９０Ｗ／ｍＫであった。
【０１１８】
また、このガラスはＴｉＯ２を１４％含むために、液相温度が上昇し、繊維化時に失透してしまうために繊維化できなかった。
【０１１９】
（比較例５）
本比較例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ２が５６．６％、Ａｌ２Ｏ３が２．０％、Ｂ２Ｏ３が４．１％、Ｎａ２Ｏが１６．０％、Ｋ２Ｏが０．７％、ＭｇＯが１．２％、ＣａＯが３．５％、ＺｒＯ２が５％、ＺｎＯが５％、ＴｉＯ２が５％、Ｆｅ２Ｏ３が０．１％、その他複数成分合計が０．８％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８９．２ＧＰａ、素材熱伝導率は０．８９Ｗ／ｍＫであった。
【０１２０】
また、このガラスはＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２を合計で１５％含むために、液相温度が上昇し、繊維化時に失透してしまうために繊維化できなかった。
【０１２１】
なお、実施例１から１１、および比較例１から５の結果について（表１）にまとめた。
【０１２２】
【表１】
2008057745.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
以上のように、本発明にかかる真空断熱材及びガラス組成物は、ガラスの素材強度を向上し、従来よりも優れた断熱性能を有するものである。
【０１２４】
その結果、真空断熱材としては、さらなる高性能化により用途が広まるだけでなく、ガラス組成物単体としても、建材や車等、強度が要求される部材として適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図
【符号の説明】
【０１２６】
１  真空断熱材
２  芯材
４  外包材
【図１】
2008057745.tif 000004