(57)【要約】【課題】真空断熱材を断熱箱体に使用した場合に、断熱箱体の変形が発生しにくく、真空断熱材による断熱箱体の不良の低減。【解決手段】真空断熱材１を２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んで凹部を確認し、その凹部の剛平板に垂直方向からみた形状が、１つの凹部について面積が２５００ｍｍ２  以下である。また、１つの凹部について、その凹部の内側の任意の点と、該任意の点から前記境界までの最短距離の最大値が２８ｍｍ以下である。さらに、真空断熱材の端面側から見た時の形状が、長さが１００ｍｍ以下であり、剛平板との距離の最大値が１ｍｍ以下である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の芯材と、該芯材を外包する外被材からなり、該外被材の内部を減圧後密閉して作製される板状の真空断熱材であって、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んだ際の表裏のいずれかの面において、前記真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部を、剛平板に垂直方向から見た時、独立した１つの凹部の面積が２５００ｍｍ２  以下であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
板状の芯材と、該芯材を外包する外被材からなり、該外被材の内部を減圧後密閉して作製される板状の真空断熱材であって、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んだ際の表裏のいずれかの面において、前記真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部を、剛平板に垂直方向から見た時、独立した１つの凹部の内側の任意の点と、該任意の点から凹部の境界までの最短距離の最大値が２８ｍｍ以下であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項３】
板状の芯材と、該芯材を外包する外被材からなり、該外被材の内部を減圧後密閉して作製される板状の真空断熱材であって、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んだ際の表裏のいずれかの面において、前記真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部の、独立した１つの体積が２５００ｍｍ３  以下であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項４】
板状の芯材と、該芯材を外包する外被材からなり、該外被材の内部を減圧後密閉して作製される板状の真空断熱材であって、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んだ際の表裏のいずれかの面において、前記真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部を、真空断熱材の端面に向かう方向に見た時、次の全ての条件を満たすことを特徴とする真空断熱材。
（１）凹部の、真空断熱材の端面に沿う方向の１区間の長さが１００ｍｍ以下である。
（２）凹部の、真空断熱材の端部における剛平板との距離の最大値が１ｍｍ以下である。
【請求項５】
前記芯材は、繊維材料の積層体をバインダーによって固定して形成されたものであることをしたこと特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の真空断熱材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の真空断熱材と、箱体とを有する断熱箱体であって、前記真空断熱材は箱体に接着されるものであり、前記箱体は０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの厚みの鋼板を用いることを特徴とする断熱箱体。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の真空断熱材と、箱体とを有する断熱箱体であって、前記真空断熱材は箱体に接着されるものであり、箱体と真空断熱材との間の凹部に、凹部埋合わせ材が充填されていることを特徴とする断熱箱体。
【請求項８】
前記凹部埋合わせ材は、箱体と真空断熱材との接着に用いる接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の断熱箱体。
【請求項９】
箱体は外箱及び内箱を有し、前記外箱と内箱の間には空間が設けられ、真空断熱材は前記空間に位置して、前記外箱の内側又は内箱の外側に接着されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の断熱箱体。
【請求項１０】
板状の真空断熱材を２枚の剛平板の間で所定の圧縮応力を加えて挟み、前記真空断熱材の面と前記剛平板とが接触しない部分である真空断熱材の凹部を確認することを特徴とする真空断熱材凹部確認方法。
【請求項１１】
剛平板の間で加える圧縮応力は２．９４ｋＰａ〜５８．８ｋＰａであることを特徴とする請求項１０に記載の真空断熱材凹部確認方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱を必要とする断熱箱体などの断熱材として使用可能な真空断熱材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化防止の観点から省エネルギーが強く望まれており、家庭用電化製品についても省エネルギー化は緊急の課題となっている。特に、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機等の保温保冷機器では熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性能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、グラスウールなどの繊維材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ためには断熱材の厚さを増す必要があり、断熱材を充填できる空間に制限があって、省スペースや空間の有効利用が必要な場合には適用することができない。
【０００４】
そこで、高性能な断熱材として真空断熱材が提案されている。これは、スペーサの役割を持つ芯材を、ガスバリア性を有する外被材中に挿入し、内部を減圧して封止した断熱材である。
具体的な製造方法例として、シリカ等の粉体を内袋に入れたり、繊維材料を積層してバインダー等で固めたりして芯材を作製する。そして、前記芯材を袋状の外被材の中に入れて、外被材の内部を真空近くまで減圧する。さらに、外被材を封止することによって減圧状態を維持する。
【０００５】
また、この出願の発明に関連する先行技術文献情報として次のものがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１３８０５８号公報
【０００７】
特許文献１には、真空断熱材の芯材として、グラスウール等の繊維質材を有機系バインダーを用いて固め成形したものを用いた真空断熱材が、開示されている。
【０００８】
ところで、真空断熱材を冷蔵庫などの断熱箱体に適用する場合は、外箱と内箱によって形成される発泡断熱材を、充填する空間の外箱側か、内箱側か、外箱と内箱との中間位置のいずれかに配置している。
【０００９】
この真空断熱材の配置は、真空断熱材を外箱と内箱との中間位置に配置することが少なく、充填する空間の外箱側か、内箱側かに配置されることが多い。この理由は、外箱と内箱との中間位置に配置すれば、外箱または内箱に近接して発泡断熱材に埋まる冷媒管、配水管、電気配線などの存在物がある面にもその存在物を避けて真空断熱材を適用できるというメリットはあるが、真空断熱材を外箱と内箱との中間位置に固定するために、部品点数が増加し、作業性が悪いからであり、さらに、発泡断熱材を充填した時に、真空断熱材とその固定部材とが発泡断熱材の流動の抵抗となるだけでなく、発泡断熱材の流れを真空断熱材が内箱側と外箱側とに分流させるため、断熱箱体の壁厚の薄肉化が困難で、発泡断熱材の充填密度のバラツキが生じ、空洞が形成されやすく、空洞形成に起因して外箱または内箱が変形したり、断熱性能が低下する可能性があるからである。
【００１０】
さらに、真空断熱材は、断熱箱体の内箱側よりも、外箱側に真空断熱材を配置されることが多い。この理由は、内箱側に配置すれば、真空断熱材の適用面積を小さくすることができるというメリットはあるが、内箱はＡＢＳ等の樹脂により成形されることが多く、その場合、内箱は外箱に比べて変形しやすく、また、内箱の外面は外箱の内面に比べて凹凸があるため、真空断熱材を強固に内箱の外面に固定することが困難であり、さらに、発泡断熱材を充填した時に、真空断熱材と内箱との間に空洞が形成されやすく、空洞形成に起因して内箱が変形したり、断熱性能が低下するという理由があるからである。
【００１１】
また、真空断熱材の断熱箱体への固定は真空断熱材を両面テープやホットメルトなどの接着剤を用いて接着されている。
【００１２】
断熱箱体の外箱の形状は、略直方体形などの主として平面部分を用いた形状が多く用いられている。これは、断熱箱体の設置しやすさや製作のし易さなどがその理由である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した真空断熱材の板面部に凹凸が発生する。これは、以下に示す理由などにより、製造上、完全に表面の凹凸を無くすることは困難であった。
【００１４】
第１に、真空断熱材の芯材は、繊維材料を積層してバインダー等で固めているため、繊維材料を完全に均一な分布状態とすることができない。また、バインダーは噴霧などにより塗布されるが、完全に均一な塗布状態とすることができない。さらに、バインダーを固める際に、場所によって固まる早さが異なることがある。したがって、芯材自体が完全な平面とならず、凹凸が発生してしまう。この凹凸は、真空断熱材の完成した後にも残る。
【００１５】
第２に、芯材を外被材に入れて減圧する際に、内部の気体が排出されるが、その際に、気体の通り道ができることがある。このとき、この気体の通り道に相当する位置の外被材が、他の部分よりも突出してしまう。
【００１６】
また、真空断熱材は大気圧下で使用されるので、常に圧縮力を受けている。したがって、この圧縮力を受けても空隙を保持するように、芯材の硬さは所定の硬さ以上であり、芯材は小さな力では変形しにくい。
【００１７】
そして、上記のように、真空断熱材を断熱箱体に使用する場合には、充填する空間の外箱側に配置する場合が多い。この真空断熱材の板面部に凹凸によって、断熱箱体の組み立てる際やその後に外箱が変形して断熱箱体の表面を変形させる場合がある。かかる場合には断熱箱体の商品価値を落としてしまう。
例えば、この真空断熱材の板面部に接着剤などで固定した場合に、この凹凸部に空気が残った状態で固定されてしまうおそれがある。かかる場合に、周囲の温度変化が起こると、前記空気が膨張や収縮して、外箱を変形させてしまう。
【００１８】
また、この断熱箱体の表面の変形は、真空断熱材を組み込んで製作した後でしかわからない。したがって、断熱箱体全体の不良となってしまい無駄が多かった。
【００１９】
そこで、本発明は、真空断熱材による断熱箱体の不良を低減すべく、真空断熱材を断熱箱体に使用した場合における断熱箱体の変形が発生しにくい真空断熱材の提供を課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
そして、上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、板状の芯材と、該芯材を外包する外被材からなり、該外被材の内部を減圧後密閉して作製される板状の真空断熱材であって、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んだ際の表裏のいずれかの面において、前記真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部を、剛平板に垂直方向から見た時、独立した１つの凹部の面積が２５００ｍｍ２  以下であることを特徴とする真空断熱材である。
ここで、真空断熱材の板面部は表裏の２つ面があるが、「前記真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部の、剛平板に垂直方向から見た時」の対象となる面は、前記した２つの面の内、いずれかの一方でもよく、また両面ともこの構成を具備するものでも良い。また、真空断熱材のいずれかの面において、別の部材に貼り付けを行う面が特定されている場合には、かかる面を所定の構成にするようにするのが特に望ましい。
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んで確認された、真空断熱材の独立した１つの凹部の面積が２５００ｍｍ２  以下であるので、断熱箱体の外箱の内側に真空断熱材を用いた場合には、外箱の表面の凹凸の発生が低減する。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、板状の芯材と、該芯材を外包する外被材からなり、該外被材の内部を減圧後密閉して作製される板状の真空断熱材であって、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んだ際の表裏のいずれかの面において、前記真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部を、剛平板に垂直方向から見た時、独立した１つの凹部の内側の任意の点と、該任意の点から凹部の境界までの最短距離の最大値が２８ｍｍ以下であることを特徴とする真空断熱材である。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んで確認された、真空断熱材の独立した１つの凹部の内側の任意の点と、該任意の点から凹部の境界までの最短距離の最大値が２８ｍｍ以下であるので、真空断熱材を断熱箱体の外箱に固定する場合に、凹部に対応する外箱の部分が、真空断熱材側に変形するような力が加わっても、外箱が変形しにくい。すなわち、真空断熱材の凹部に対応する部分である非接触となりやすい部分の最大幅は、前記最大値の２倍、つまり５６ｍｍを超えることがなくなるので、外箱に真空断熱材を取り付けた際に、外箱が変形しにくい。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、板状の芯材と、該芯材を外包する外被材からなり、該外被材の内部を減圧後密閉して作製される板状の真空断熱材であって、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んだ際の表裏のいずれかの面において、前記真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部の、独立した１つの体積が２５００ｍｍ３  以下であることを特徴とする真空断熱材である。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んで確認された、真空断熱材の独立した１つの凹部の体積が２５００ｍｍ３  以下であるので、真空断熱材を断熱箱体の外箱の内側に固定した場合に、外箱と真空断熱材との間に形成される隙間が密閉状態となった後に、温度上昇や温度低下による圧力変化が発生しても、その力が小さくなるので外箱が変形しにくい。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、板状の芯材と、該芯材を外包する外被材からなり、該外被材の内部を減圧後密閉して作製される板状の真空断熱材であって、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んだ際の表裏のいずれかの面において、前記真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部を、真空断熱材の端面に向かう方向に見た時、次の全ての条件を満たすことを特徴とする真空断熱材である。
（１）凹部の、真空断熱材の端面に沿う方向の１区間の長さが１００ｍｍ以下である。
（２）凹部の、真空断熱材の端部における剛平板との距離の最大値が１ｍｍ以下である。
ここで、「真空断熱材の端面に向かう方向」は、言い換えると、板状の真空断熱材の板面に平行な方向であって、真空断熱材に向かう方向である。
また、「凹部の、真空断熱材の端面に沿う方向の１区間の長さ」を詳しく説明すると、真空断熱材の端面において、真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触しない部分である凹部は、真空断熱材の板面部と前記剛平板とが接触する部分同士により挟まれている。したがって各々の凹部は、２つの接触する部分との境界に挟まれており、「凹部の、真空断熱材の端面に沿う方向の１区間の長さ」は、この２つの境界に挟まれた長さのことである。
なお、真空断熱材の端面側から見た時に、凹部が無い状態は、「凹部の、真空断熱材の端面に沿う方向の１区間の長さ」及び「凹部の、真空断熱材の端部における剛平板との距離の最大値」はいずれも０ｍｍとなり、上記の（１）、（２）の条件を満たすものである。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、２枚の剛平板の間で９．８ｋＰａの圧縮応力を加えて挟んで確認された、真空断熱材の端部の凹部は、長さが１００ｍｍ以下であり、剛平板との距離が１ｍｍ以下であるので、真空断熱材を断熱箱体の外箱に固定した後に、硬質ウレタンフォームなどの樹脂発泡剤を充填する際に、樹脂発泡剤が凹部から流入して、外箱の表面がふくらむことが無く、また、固定されている真空断熱材がはがされることがない。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、前記芯材は、繊維材料の積層体をバインダーによって固定して形成されたものであることをしたこと特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の真空断熱材である。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、前記芯材は、繊維材料の積層体をバインダーによって固定して形成されているので、芯材の空隙率を大きく取ることができ、熱伝導率性能が向上して真空断熱材の断熱性が良くなる。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の真空断熱材と、箱体とを有する断熱箱体であって、前記真空断熱材は箱体に接着されるものであり、前記箱体は０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの厚みの鋼板を用いることを特徴とする断熱箱体である。
【００３１】
請求項６に記載の発明によれば、箱体は、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの厚みの鋼板を用いているので、断熱箱体自体の剛性を確保しつつ、断熱箱体の重さを軽減できる。さらに、鋼板の厚みが０．３ｍｍ以上であり、真空断熱材の凹部が上記したような形状であるので、さらに、箱体の凹凸が発生しにくくなり、特に外箱に真空断熱材を接着した場合には、外観がよくなる。
【００３２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の真空断熱材と、箱体とを有する断熱箱体であって、前記真空断熱材は箱体に接着されるものであり、箱体と真空断熱材との間の凹部に、凹部埋合わせ材が充填されていることを特徴とする断熱箱体である。
【００３３】
請求項７に記載の発明によれば、真空断熱材は箱体に接着剤により接着しているものであり、前記箱体と前記真空断熱材との間の凹部に、凹部埋合わせ材が充填されているので、真空断熱材と外箱の間の隙間を低減することが可能となり、かかる凹部が密閉状態となった後に、温度上昇や温度低下による圧力変化が発生しても、その力が小さいので外箱の変形を起こしにくい。
この、凹部埋合わせ材の充填は、真空断熱材を箱体に接着する前や接着する際に行うことができる。また、凹部埋合わせ材は、当初は流動性を有し、充填して外箱の内側に接着した後には、流動性を失う材料が望ましい。
【００３４】
請求項８に記載の発明は、前記凹部埋合わせ材は、箱体と真空断熱材との接着に用いる接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の断熱箱体である。
【００３５】
請求項８に記載の発明によれば、前記凹部埋合わせ材は、箱体と真空断熱材との接着に用いる接着剤であるので、容易に凹部を埋めることができる。
【００３６】
請求項９に記載の発明は、箱体は外箱及び内箱を有し、前記外箱と内箱の間には空間が設けられ、真空断熱材は前記空間に位置して、前記外箱の内側又は内箱の外側に接着されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の断熱箱体である。
【００３７】
請求項９に記載の発明によれば、箱体は外箱及び内箱を有し、前記外箱と内箱の間には空間が設けられ、真空断熱材は前記空間に位置して、前記外箱の内側又は内箱の外側に接着されているので、真空断熱材を確実に固定でき、断熱箱体の製造が容易である。
【００３８】
請求項１０に記載の発明は、板状の真空断熱材を２枚の剛平板の間で所定の圧縮応力を加えて挟み、前記真空断熱材の面と前記剛平板とが接触しない部分である真空断熱材の凹部を確認することを特徴とする真空断熱材凹部確認方法である。
【００３９】
請求項１１に記載の発明は、剛平板の間で加える圧縮応力は２．９４ｋＰａ〜５８．８ｋＰａであることを特徴とする請求項１０に記載の真空断熱材凹部確認方法である。
【００４０】
請求項１０及び請求項１１に記載の発明によれば、真空断熱材の凹部を一定の基準で確認できるので、その凹部の形状や大きさなどを確認できる。その結果、真空断熱材を外箱に取り付けた際の凹凸の発生を予測することが可能となる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図１は、本発明の実施の形態における真空断熱材の断面図である。図２は本発明の実施の形態における真空断熱材の芯材の断面図である。図３は真空断熱材を剛平板を示した斜視図である。図４は、真空断熱材を剛平板により押しつけた状態で、真空断熱材の剛平板の平面に垂直な方向からみた凹部を表した図である。図５〜図７は、凹部の拡大図である。図８は端部独立凹部を示した斜視図である。図９は本発明の冷凍冷蔵庫の断面図である。
【００４２】
図１は本発明の一実施例における真空断熱材の断面図である。１は真空断熱材であり、ボード状芯材２を外被材３中に挿入し、内部を減圧として密封し、真空断熱材１としている。
【００４３】
ボード状芯材２は、繊維材料であるグラスウール４とバインダー５を用いて作製される。
【００４４】
ボード状芯材２の製造方法について説明する。まず平均繊維径５μｍのグラスウール４を所定密度になるまで積層する。バインダー５は、水ガラス１０重量部を水９０重量部に溶解し、水ガラス水溶液１００重量部としたものを使用した。そして、グラスウール４の１００重量部に対し、バインダー５を１００重量部の割合で使用する。バインダー５である水ガラス水溶液を、所定の噴霧装置にて、積層したグラスウール４の両表面に噴霧し、その後４００℃以上の熱風循環炉の中で２０〜３０分間プレスし、ボード状芯材２を得た。なお、ボード状芯材２の断面は、図２に示されている。ボード状芯材２の熱伝導率は０．３５Ｗ／ｍＫであった。
【００４５】
外被材３は、長方形の２枚のラミネートフィルムを用いて作製される。そして、前記ラミネートフィルムの三方をシールにて製袋する。前記２枚のラミネートフィルムのうち、１枚は熱融着層として直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（以下、ＬＬＤＰＥと称す）が５０μｍ、ガスバリア層として厚み１５μｍのエチレンービニルアルコール共重合体フィルム（以下、ＥＶＯＨと称す）に膜厚４５０オングストロームのアルミ蒸着を形成したフィルムと、厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴと称す）に４５０オングストロームのアルミ蒸着を形成したフィルムをアルミ蒸着面同士貼り合わせたフィルムからなり、熱融着層のＬＬＤＰＥとガスバリア層のＥＶＯＨをドライラミネートしている。また、他の１枚は、熱融着層は厚み５０μｍのＬＬＤＰＥ、その上にガスバリア層として厚み６μｍのアルミ箔、さらに保護層として厚み１２μｍのナイロン，最外層として厚み１２μｍのナイロンにより構成されている。
【００４６】
前記ボード状芯材２をおよそ１５０℃の乾燥炉で１時間乾燥し、外被材３中に挿入し、内部を３Ｐａまで減圧し、前記ラミネートフィルムの残る一方をシールして封止した。
【００４７】
以上のようにして作製した真空断熱材１の熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００２２Ｗ／ｍＫであり、その表面硬度は７０であった。
【００４８】
次に、以下に示す真空断熱材凹部確認方法により、真空断熱材１の凹部を確認する。これは、真空断熱材１を剛平板５０同士に挟んで、真空断熱材１と剛平板５０との凹部を確認し、この凹部がどのような状態であるかを確認するものである。具体的には、真空断熱材１の両側の板面部４３と剛平板５０が接触するように挟む。なお、真空断熱材１には、図１に示されるような外被材重ね部２ａを有するものであるが、図３、図４、図８においては省略する。
【００４９】
そして、図３に示されるようにして真空断熱材１を挟む。このときの圧縮応力は９．８ｋＰａであり、いいかえると、真空断熱材１の面積に前記圧縮応力を乗じた力で押しつけている。なお、剛平板５０は、上記した力を加えても変形しにくいものである。また、後述するように剛平板５０を押しつけた状態で凹部５２を確認するので、剛平板５０は透明な板で剛性の高い板であることが望ましく、例えば、アクリル板やガラス板などを用いることができる。さらに、剛平板５０と真空断熱材１との間に感圧紙などを挟んで凹部５２を確認することもできる。
【００５０】
図４は、真空断熱材１を剛平板５０同士に挟んだ状態で、真空断熱材１の板面方向から見た図であり、真空断熱材１の剛平板５０との隙間である凹部５２が示されている。この状態では、真空断熱材１の板面部４３は、真空断熱材１と剛平板５０とが接触する部分である接触部４８、又は、真空断熱材１と剛平板５０とが接触しない部分である非接触部４９のいずれかとなる。なお、図４〜図８では、接触部４８に模様を付している。
そして、非接触部４９が、接触部４８と非接触部４９との境界５６により仕切られて、凹部５２となっている。凹部５２は、真空断熱材１の非接触部４９と剛平板５０との間に位置する。
また、凹部５２には、真空断熱材１の端部１ａが境界の一部となっている端部独立凹部５３と、真空断熱材１の端部１ａが境界とならない内部独立凹部５５を有している。
【００５１】
本発明の真空断熱材１は、凹部５２に特徴を有している。図５〜図７は、図４に示される凹部５２を拡大したものある。
図５に示されるように、各凹部５２の剛平板５０に垂直方向から見た面積Ｓは、２５００ｍｍ２  以下である。したがって、後述するように、断熱箱体７の外箱８に固定する際に外箱８と真空断熱材１との隙間が小さくなり、外箱８の凹凸が低減する。
【００５２】
また、図６に示されるように、各凹部５２の剛平板５０に垂直方向から見た形状において、各凹部５２の内側の任意の点と、該任意の点から境界５６までの最短距離の最大値Ｄが２８ｍｍ以下である。この最大値Ｄは、凹部５２の最大半径の内接円Ｅの半径と、同じ長さである。
したがって、断熱箱体７の外箱８に固定する際、凹部５２に対応する外箱８の部分が、真空断熱材１側に変形するような力が加わっても、外箱８が変形しにくい。すなわち、外箱８のいずれの部分においても、外箱８と真空断熱材１との非接触部４９の最大幅は、前記最大値Ｄの２倍、つまり５６ｍｍを超えることがなく外箱８が変形しにくい。
なお、図７に示されるように、接触部４８が凹部５２の内側にある場合には、外側の境界５６が同じ大きさ、形状でも、最大値Ｄはより小さくなる。また、凹部５２が細長い形状で、長尺状の場合には、最大値Ｄは長手方向の長さには影響せず、幅方向の長さの半分に近い長さとなる。
【００５３】
また、各凹部５２の体積は、２５００ｍｍ３  以下である。したがって、断熱箱体７の外箱８に固定し、外箱８と真空断熱材１との間に形成される凹部５２による隙間が密閉状態となった後に、温度上昇や温度低下による圧力変化が発生しても、その力は小さく、外箱８の変形を起こしにくい。
【００５４】
そして、図８に示されるように、端部独立凹部５３は、真空断熱材１の端部１ａ付近であり、板面部４３と側面部４４との境界付近に位置している。そして、各端部独立凹部５３の長さＬが１００ｍｍ以下であり、また、各端部独立凹部５３の、真空断熱材１の端部１ａにおける剛平板５０との距離の最大値Ｈが１ｍｍ以下である。
したがって、後述するように、硬質ウレタンフォーム１０の充填の際に、端部独立凹部５３へと流入して、外箱８の表面がふくらむことが無く、また、接着した真空断熱材１がはがされることがない。
【００５５】
真空断熱材１は、上記のように構成されているので、後述するように、断熱箱体７に使用した場合に、断熱箱体７の外箱８を変形させにくい。
【００５６】
また、上記した真空断熱材１の凹部５２を確認する方法では、剛平板５０間の圧縮応力を９．８ｋＰａとするものであったが、この圧縮応力はこれに限られるものでなく、所定の圧縮応力で有れば確認することが可能である。特に好ましい圧縮応力としては、２．９４ｋＰａ〜５８．８ｋＰａであり、さらに好ましくは９．８ｋＰａ〜３９．２ｋＰａであり、かかる圧縮応力の範囲では、凹部５２の確認がしやすい。
【００５７】
次に、上記の真空断熱材１を用いた実施形態である断熱箱体７について説明する。断熱箱体７は、冷凍冷蔵庫６に用いるものである。そして、断熱箱体７は真空断熱材１を用いて製作されている。
断熱箱体７は、箱体である外箱８と内箱９を有している。そして、真空断熱材１は外箱８と内箱９とにより形成される空間に配置されている。また、外箱８と内箱９とにより形成される空間の、真空断熱材１以外の部分と硬質ウレタンフォーム１０が設けられている。真空断熱材１は後述するように、外箱８と内箱９との間の空間に、外箱８の内面に対向するように配置している。また、外箱８は、略直方体であり、平面状の部分を多く持つ形状である。
【００５８】
また、本実施例では、真空断熱材１を、熱可塑性のゲル状のホットメルト型接着剤で外箱８に固定する。その接着剤の層の厚みは、約１００μｍとしているが、７０〜１３０μｍの範囲であることが好ましい。接着剤はローラーなどを用いて真空断熱材１における外箱８に接着させる面に均一に過不足なく塗布しておく。接着剤は、接着後流動性を失うものと失わないものがあるが、特に指定されるものでなく、いずれの接着剤も用いることができる。
また、真空断熱材１の凹部５２に対応する凹部状の表面には、当該凹部が埋まるように充填しながら、接着剤を塗布しておく。このとき、凹部５２に充填されている接着剤は、凹部埋合わせ材として機能するものである。なお、この凹部埋合わせ材は、接着剤以外の材料を用いてもよい。
【００５９】
断熱箱体７は、鉄板をプレス成型した外箱８とＡＢＳ樹脂を真空成型した内箱９とがフランジを介して構成される箱体内部にあらかじめ真空断熱材１を配設し、前記真空断熱材１以外の空間部を、硬質ウレタンフォーム１０にて発泡充填したものである。硬質ウレタンフォーム１０は、発泡剤としてシクロペンタンを使用している。外箱８は、具体的には、厚みが０．３ｍｍ〜０．６ｍｍである鋼板である。
【００６０】
上記したように、真空断熱材１の各端部独立凹部５３は、真空断熱材１の端部１ａに沿う方向の長さＬが１００ｍｍ以下であり、端部１ａにおける剛平板５０との距離の最大値Ｈが１ｍｍ以下である。したがって、硬質ウレタンフォーム１０の充填の際に、端部独立凹部５３へと流入して、外箱８の表面がふくらむことが無く、また、接着した真空断熱材１がはがされることがない。
【００６１】
断熱箱体７は、仕切り板１２にて区切られており、上部が冷蔵室１３、下部が冷凍室１４となっている。仕切り板１２にはダンパ１５が取り付けられている。
【００６２】
１６は冷蔵庫内に配置された蒸発器であり、圧縮機１８、凝縮器１９、キャピラリチューブ２０とを順次環状に接続し、冷凍サイクルを形成する。冷凍サイクル内には冷媒であるイソブタンが封入されている。
【００６３】
蒸発器１９は冷蔵室１３および冷凍室１４の２カ所に設け、それらを直列にまた並列に繋ぎ冷凍サイクルを形成してもよい。
【００６４】
また、冷蔵庫６にはドア体１１が取り付けられており、ドア体１１の内部に真空断熱材１が配設され、真空断熱材以外の空間部は硬質ウレタンフォーム１０にて発泡充填されている。
【００６５】
前記グラスウール４の代わりに、他の繊維材料を用いることができる。例えば、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、炭化ケイ素繊維等の無機繊維、或いは木綿等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、アラミド等の合成繊維等の有機繊維など、公知の材料を使用することができる。圧縮加熱の際の耐熱性の点から、好ましくは無機繊維がよい。
【００６６】
また、その繊維径は特に指定するものではないが、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍがよい。
【００６７】
また、バインダー５として、上記のバインダーに代えて、他の無機或いは有機バインダー等が使用可能である。具体的には、コロイダルシリカ、アルミナゾル、セッコウ、ホウ酸系化合物、リン酸系化合物、ケイ酸ナトリウム、アルキルシリケート等の無機バインダー、或いはフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、或いは酢酸ビニル、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂、或いは天然物接着剤等の有機バインダーであり、これらを混合して使用したり、或いはこれらを水或いは公知の有機溶媒で希釈して使用することも可能である。
【００６８】
ホウ酸系化合物としては、ホウ酸、メタホウ酸、酸化ホウ素、四ホウ酸ナトリウムの各水和物或いは無水物等のホウ酸ナトリウム類、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸リチウム類、ホウ酸マグネシウム類、ホウ酸カルシウム類、ホウ酸アルミニウム類、ホウ酸亜鉛類、過ホウ酸塩類、アルキルホウ酸、ポロキシン誘導体等がある。
【００６９】
リン酸系化合物としては、リン酸、五酸化ニリン等の酸化リン、或いはリン酸塩として第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩、メタリン酸塩等であり、それらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩等がある。
【００７０】
これらのうち、好ましくはガラス形成物、或いは水溶性物質であり、例えばホウ酸、メタホウ酸、酸化ホウ素、ホウ砂、或いはリン酸、第一リン酸アルミニウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム等である。
【００７１】
以上のようなものを１種、或いは２種以上混合、或いはその他のバインダー５を混合、或いはそれらを希釈して成形体のバインダー５として用い、芯材を作製する。
【００７２】
繊維材料へバインダー５を付着させる方法としては、特に指定するものではないが、バインダー５又はその希釈液を塗布又は噴霧したりして付着させる。
【００７３】
また、繊維材料をある程度成形した後にバインダー５を噴霧し、その後加熱圧縮することにより、ボード状成形体の厚み方向に対してバインダー５の濃度の異なる成形体を得ることもできる。
【００７４】
また、繊維材料の繊維化時など、繊維材料の積層する前にバインダー５やその希釈液を噴霧してもよい。そして、繊維材料のバインダー５の付着の度合いを変えたものを積層して、ボード状芯材２におけるバインダー５の濃度分布を変えることができる。このようにボード状芯材２を製作することにより、成形体の厚み方向に対しバインダー濃度の異なるボードを得ることも可能である。
【００７５】
また、バインダー濃度の大きいボード状芯材２とバインダー濃度の小さいボード状芯材２を２枚以上組み合わせることにより、厚み方向に濃度の異なる芯材を得ることも可能である。
【００７６】
また、前記外被材３は少なくともガスバリア層及び熱融着層を有するものであり、必要に応じて表面保護層等を設けてもよい。
【００７７】
前記ガスバリア層としては、金属箔、或いは金属、或いは無機酸化物、或いはダイヤモンドライクカーボン蒸着をしたプラスチックフィルム等を用いることができるが、気体透過を低減する目的で用いるものであれば、特に指定するものではない。
【００７８】
上記金属箔としては、アルミニウム、ステンレス、鉄等の箔を用いることができるが、特に指定するものではない。
【００７９】
また、前記金属等の蒸着を行う基材となるプラスチックフィルムの材料は特に指定するものではないが、ポリエチレンテレフタレート、エチレンービニルアルコール共重合体樹脂、ポリエチレンナフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリイミドなどへの蒸着が好ましい。
【００８０】
前記プラスチックフィルム上への金属蒸着の材料は、アルミニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、銀、或いはそれらの混合物等特に指定するものではないまた、前記プラスチックフィルム上への無機酸化物蒸着の材料は、シリカ、アルミナ等特に指定するものではない。
【００８１】
また、熱溶着層としては、低密度ポリエチレンフィルム、鎖状低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、エチレンービニルアルコール共重合体フィルム、或いはそれらの混合体等を用いることができるが、特に指定するものではない。
【００８２】
また、ガスバリア層の外面に表面保護層を設けることも可能である。
【００８３】
表面保護層としては、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルムの延伸加工品などが利用でき、更に外側にナイロンフィルムなどを設けると可とう性が向上し、耐折り曲げ性などが向上する。
【００８４】
以上のようなフィルムをラミネートして用いることができる。
【００８５】
また、外被材３の袋形状は、四方シール袋、ガゼット袋、Ｌ字袋、ピロー袋、センターテープシール袋等、特に限定するものでない。
【００８６】
また、更に真空断熱体１の信頼性を向上させる場合は、ガス吸着剤や水分吸着剤等のゲツター物質を外被材３の中に入れて使用することも可能である。
【００８７】
また、前記真空断熱材１の製造方法として、以下の方法を用いることができる。
第１の方法は、最初に、外被材３を作製し、その後外被材３中にボード状芯材２を挿入し内部を減圧し封止する方法である。第２の方法として、減圧槽中にボード状芯材２とロール状或いはシート状のラミネートフィルムからなる外被材３を設置し、ロール状或いはシート状の外被材を芯材に沿わした状態にしてから外被材３を熱融着することにより真空断熱材１を作製する方法である。第３の方法として、ボード状芯材２を挿入した外被材３内を直接減圧にして外被材３の開口部を封止することにより真空断熱材１を製造する方法である。また、これらの以外の方法も用いることができる。
【００８８】
また、ボード状芯材２は外被材３に挿入する前に水分乾燥を行ってもよく、また外被材３に挿入する時に吸着剤を一緒に挿入して乾燥を行ってもよい。
【００８９】
また、上記の実施形態では、断熱箱体７を冷凍冷蔵庫６に用いているが、外部と内部との間に温度差があり、断熱を必要とする他の装置等に用いることができる。例えば保冷車、冷蔵倉庫、自動販売機などに用いることができ、更に、パソコン、ジャーポット、炊飯器等にも使用することも可能であり、断熱箱体７の温度が、外部と比べて低温又は高温となる機器に用いることができる。
断熱箱体７の冷却、加熱等は、ガス機器或いはクーラーボックス等、動力を必要としないものでもよい。
【００９０】
上記の実施形態のように、断熱箱体７を外箱８と内箱９の間の空間に設ける場合には、断熱箱体７の製作方法は、以下の方法を用いることができる。第１の方法として、外箱８側又は内箱９側に真空断熱材１を貼付し、その他の空間に樹脂発泡体である硬質ウレタンフォーム１０を充填する方法である。第２の方法として、真空断熱体１と発泡樹脂体である硬質ウレタンフォーム１０とを一体発泡した断熱体を冷蔵庫の外箱８と内箱９の間の空間に配設する方法である。
【００９１】
また、硬質ウレタンフォーム１０に代えて、他の樹脂発泡体を用いることができ、例えば、フェノールフォームやスチレンフォームなどを使用することができる。
【００９２】
また、硬質ウレタンフォーム１０などの樹脂発泡体に用いる発泡剤としては、特に指定するものではないが、オゾン層保護、地球温暖化防止の観点から、シクロペンタン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、イソブタン、ｎ−ブタン、水（炭酸ガス発泡）、アゾ化合物、アルゴン等が望ましく、特に断熱性能の点からシクロペンタンが特に望ましい。
【００９３】
また、冷凍機器及び冷温機器に使用する冷媒は、フロン１３４ａ、イソブタン、ｎ−ブタン、プロパン、アンモニア、二酸化炭素、水等、特に指定するものではない。
【００９４】
【実施例】
以下に示すように、真空断熱材１の製作条件を変更して複数の断熱箱体７を試作して、外観を評価した。なお、真空断熱材１以外の部材は同じものを用いており、また、外箱７に使用される鋼板の厚みは０．３ｍｍのものを用いた。
【００９５】
まず、複数の真空断熱材１を９種類試作して、上記に示した真空断熱材凹部確認方法により、真空断熱材１の凹部を確認し、各凹部５２の面積を測定した。この凹部５２の剛平板５０に垂直方向から見た形状は、円状に近い形状であり、また、図７のように接触部４８が内側に無い。
本実施例に用いた真空断熱材１の各凹部５２の面積Ｓは、０ｍｍ２  、１０００ｍｍ２  、１５００ｍｍ２  、２０００ｍｍ２  、２５００ｍｍ２  、３０００ｍｍ２  、３５００ｍｍ２  、４０００ｍｍ２  、４５００ｍｍ２  であった。また、真空断熱材１の最大値Ｄを、上記の面積Ｓを示した順に示すと、０ｍｍ、１８ｍｍ、２１ｍｍ、２５ｍｍ、２８ｍｍ、３１ｍｍ、３３ｍｍ、３６ｍｍ、３８ｍｍであった。
【００９６】
そして、上記の真空断熱材１を用いて、断熱箱体７を作製した。真空断熱材１は、外箱８に接着しており、他の作製方法や条件は上記した内容と同様である。なお、この接着の際には凹部５２に、凹部埋め合わせ材は用いていない。
【００９７】
作製された断熱箱体７の外箱８の表面を複数の評価者が、凹部５２に相当する位置の凹凸の有無を目視及び手触りにより調べ、凹凸の不具合が有るかどうかを確認した。そして、不具合と判断した者の割合を、各凹部５２の面積Ｓと比較し、また、前記した最大値Ｄと比較した。この結果を表１、表２に示す。
【００９８】
【表１】
2004286050.tif 000003
【００９９】
【表２】
2004286050.tif 000004
【０１００】
表１からも明らかなように、各凹部５２の面積Ｓが２５００ｍｍ２  以下の場合には、不具合と判断されることがなかった。
また、表２からも明らかなように、最大値Ｄが２８ｍｍ以下の場合には、不具合と判断されることがなかった。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、真空断熱材を断熱箱体に使用した場合における断熱箱体の変形が発生しにくくなり、真空断熱材による断熱箱体の不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における真空断熱材の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における真空断熱材の芯材の断面図である。
【図３】真空断熱材を剛平板を示した斜視図である。
【図４】真空断熱材を剛平板により押しつけた状態で、真空断熱材１の剛平板の平面に垂直な方向からみた凹部を表した図である。
【図５】凹部の拡大図である。
【図６】凹部の拡大図である。
【図７】凹部の拡大図である。
【図８】端部独立凹部を示した斜視図である。
【図９】本発明の冷凍冷蔵庫の断面図である。
【符号の説明】
１    真空断熱材
１ａ  端部
２    ボード状芯材
３    外被材
４    グラスウール
５    バインダー
７    断熱箱体
８    外箱
５０  剛平板
５２  凹部
【図１】
2004286050.tif 000005
【図２】
2004286050.tif 000006
【図３】
2004286050.tif 000007
【図４】
2004286050.tif 000008
【図５】
2004286050.tif 000009
【図６】
2004286050.tif 000010
【図７】
2004286050.tif 000011
【図８】
2004286050.tif 000012
【図９】
2004286050.tif 000013