(57)【要約】【課題】繊維材料をバインダーを用いて固形化した芯材は形状に対する自由度が無くなるため、芯材を外被材に挿入する場合などでは外被材の開口部に芯材がひっかかり、作業性を悪化させる。更に、芯材の稜線部においてピンホールが発生しやすいという問題を有する。【解決手段】無機繊維を加熱及び加圧成形によりボード化した芯材の稜線部を面取りすることにより、繊維材料からなる固形物であっても、作業性を悪化させることなく製造でき、外被材のピンホール発生を防ぐ真空断熱材を提供しようとするものであり、更には、冷蔵庫へ適用する上での形状及び構成の最適化を図り、省エネルギーの冷蔵庫を提供する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形してボード化したもので、前記芯材のいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされていることを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
芯材と、外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形したボードを複数枚積層して構成され、前記芯材のボード同士の接合面を除くいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされていることを特徴とする真空断熱材。
【請求項３】
芯材を構成する複数のボードのうち、少なくとも一枚のボードの接合面に吸着剤を収納する凹部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の真空断熱材。
【請求項４】
芯材を構成するボードの密度が１５０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項５】
芯材を挿入する外被材が、アルミ箔を有するラミネートフィルムと、蒸着層を有するラミネートフィルムとから構成され、前記蒸着層を有するラミネートフィルムを前記芯材の稜線部が面取りされた伝熱面側に設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項６】
真空断熱材に、貫通孔及び曲げ加工用の溝を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項７】
冷媒配管の形状に合わせて表面に凹部を形成したことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項８】
外箱と内箱とを備え、前記外箱と前記内箱との空間部に、真空断熱材と硬質ウレタンフォームを有し、前記真空断熱材が芯材の稜線部を面取りした側を硬質ウレタンフォーム側になるようにして前記外箱又は前記内箱に接着され、残りの前記空間部を前記硬質ウレタンフォームで充填された、前記真空断熱材が請求項１から請求項７のうちいずれか一項記載のものであることを特徴とする真空断熱材を使用した冷蔵庫。
【請求項９】
真空断熱材に設けた貫通孔にドレンパイプを挿入し、曲げ加工用の溝を芯材の稜線部が面取りされた伝熱面側に設けて、前記伝熱面側を硬質ウレタンフォーム側になるようにして溝部を曲げて外箱側に前記真空断熱材を接着した、前記真空断熱材が請求項６記載のものであることを特徴とする真空断熱材を使用した冷蔵庫。
【請求項１０】
真空断熱材の凹部に冷媒配管を嵌め込んだ、前記真空断熱材が請求項７記載のものであることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の真空断熱材を使用した冷蔵庫。
【請求項１１】
硬質ウレタンフォームの発泡剤に炭化水素を用い、冷媒に可燃性冷媒を用いたことを特徴とする請求項８から請求項１０記載の真空断熱材を使用した冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空断熱材、より詳しくは無機繊維ボードを芯材に用いた真空断熱材と、その真空断熱材を使用した冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保護に対する積極的な取り組みの中で、家電製品に対する省エネルギー化は避けられない重要課題である。その省エネルギー化のための一項目として断熱性能の向上があり、断熱材の高性能化が必要不可欠となっている。
【０００３】
この断熱材の高性能化の一手段として真空断熱材がある。例えば、無機粉末を用いた真空断熱材が特開昭５７−１７３６８９号公報や特開昭６１−１４４４９２号公報で述べられている。その内容は、フィルム状プラスチック容器に単粒子径が１μｍ以下の無機粉末を充填し内部を減圧後密閉することにより、真空断熱材を得るというものである。
【０００４】
これらの真空断熱材は工業化が容易な１３Ｐａ〜１３３Ｐａの真空度で製造することが可能であり、充填する粉末が微細であるため、断熱性能の圧力依存性が小さく、優れた断熱性能を示すもので、一般に硬質ウレタンフォームの３倍以上の断熱性能を有している。
【０００５】
しかし、前記従来技術では微粉末を使用しているため、粉塵による作業環境の悪化や、製造工程が複雑化するなどの問題がある。
【０００６】
これらの問題を解決しようとする取り組みもなされており、特に繊維系材料を用いた真空断熱材が提案されている。
【０００７】
例えば、特公昭３０−３１３９号公報によれば、２５０μｍ以下の繊維径からなるガラス繊維を芯材とし、内部を０．７５Ｐａ以下の真空度に保持した真空断熱材が提案されている。また、特開昭６０−２０８２２６号公報には、無機の細径繊維を伝熱方向に対し直角方向でランダムに積層し、これと直角方向に縫込み繊維を途中まで縫込んだ繊維を真空断熱材の芯材とすることが記載されている。
【０００８】
しかし、これら従来技術は、繊維が固形化されていないため寸法精度が悪く、真空断熱材を他の部品の間に挟み込む場合や、冷蔵庫の外箱に接着させる場合などにおいて設計上問題があったばかりでなく、真空断熱材を製造する上でも固形物でないことから作業工数がかかり安価で製造できない問題や、検査工程において真空断熱材の真空度を測定する上でも、精度良く測定することが困難であるといった問題があった。
【０００９】
これらを解決する手段として芯材の固形化も考案され、その内容は特開昭６３−１８７０８４号公報や特開平９−１３８０５８号公報に記載されており、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て成形し、これを真空断熱材の芯材として適用するというものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
繊維材料からなる芯材を固形化することで寸法精度など、前述した課題は解決されるが、その一方で形状に対する自由度が無くなるため、芯材を外被材に挿入する場合などでは外被材の開口部に芯材がひっかかり、作業性を悪化させる問題が出てくる。更に、稜線部においてピンホールが発生しやすくなるという問題を有するものであった。
【００１１】
本発明の目的は、芯材が繊維材料からなる固形物であっても、作業性を悪化させることなく製造でき、ピンホールの発生を防ぐ真空断熱材を提供するものであり、更には、冷蔵庫へ適用する上での形状、構成の最適化を図り、省エネルギーの冷蔵庫を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の真空断熱材は、芯材と、外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形してボード化したもので、前記芯材のいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされていることを特徴とするもので、外被材への芯材の挿入作業が容易となり、作業性改善、生産性向上などが図れるものである。
【００１３】
また、本発明の真空断熱材は、芯材と、外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形したボードを複数枚積層して構成され、前記芯材のボード同士の接合面を除くいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされていることを特徴とするもので、成形によるボードの排気抵抗の問題を解決し、上記面取りによる作用も発揮するものである。
【００１４】
また、本発明の真空断熱材は、芯材を構成する複数のボードのうち、少なくとも一枚のボードの接合面に吸着剤を収納する凹部が形成されていることを特徴とするもので、吸着剤による突起で真空断熱材が破袋することを防ぐものである。
【００１５】
また、本発明の真空断熱材は、芯材を構成するボードの密度が１５０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とするもので、優れた断熱性能を維持しながらボードとしての強度も確保できるものである。　また、本発明の真空断熱材は、外被材がアルミ箔を有するラミネートフィルムと、蒸着層を有するラミネートフィルムから構成され、この蒸着層を有するラミネートフィルムを芯材の稜線部が面取りされた伝熱面側に設けたことを特徴とするもので、ピンホールが比較的発生しやすい蒸着層を有するラミネートフィルムを面取りにより保護することができる。
【００１６】
また、本発明の真空断熱材は、貫通孔と曲げ加工用の溝を設けたもので、形状に合わせて隙間なく接着できるものである。
【００１７】
更に、本発明の真空断熱材は、冷媒配管の形状に合わせて表面に凹部を形成したことを特徴とするもので、配管があるところも問題なく接着できるものである。
【００１８】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、外箱と内箱との空間部に本発明の真空断熱材と硬質ウレタンフォームを有し、本発明の真空断熱材が、芯材の稜線部を面取りした側を硬質ウレタンフォーム側になるようにして、少なくとも外箱又は内箱に接着され、残りの空間部を硬質ウレタンフォームで充填されたことを特徴とするもので、硬質ウレタンフォームの流動性を阻害することがないものである。
【００１９】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、貫通孔と、曲げ加工用の溝とを設けた本発明の真空断熱材を使用し、この真空断熱材の貫通孔にドレンパイプを挿入し、芯材の稜線部を面取りした側を硬質ウレタンフォーム側になるようにして溝を曲げて外箱側に真空断熱材を接着したことを特徴とするもので、真空断熱材を効果的に貼り付けられ、消費電力量を低減できるものである。
【００２０】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、冷媒配管の形状に合わせて表面に凹部を形成した本発明の真空断熱材を使用し、この真空断熱材の凹部に前記冷媒配管を嵌め込んだことを特徴とするもので、冷媒配管が邪魔をすることなく、高被覆率の冷蔵庫を提供できるものである。
【００２１】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫で、硬質ウレタンフォームの発泡剤に炭化水素を用い、冷媒に可燃性冷媒を用いたことを特徴とするもので、完全ノンフロンの冷蔵庫においても性能が低下することなく、かつ断熱材の難燃性を向上させることができるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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。
【００２３】
（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である。図２は真空断熱材の芯材の分解斜視図である
図１及び図２において、１は真空断熱材であり、芯材２と外被材３と吸着剤４とから構成されている。
【００２４】
芯材２はガラス繊維を加熱及び加圧成形した２枚のボードから形成され、ボード５は平板であり、ボード６は、ボード５との接合面と相対する断熱面の稜線のうち、対向する２辺に面取り部６ａが形成されている。更に、ボード５にはボード６との接合面のほぼ中央に吸着剤４を収納するための凹部５ａが形成されている。
【００２５】
なお、ボード５及びボード６の厚みの比率は特に規制されないが、得ようとする真空断熱材１の厚みの半分程度でそれぞれ作製するのが望ましい。
【００２６】
次に芯材２を形成するボード５，６の作製方法について説明する。
【００２７】
ボード５，６は、遠心法にて作製した平均繊維径が約３μｍ〜７μｍのガラス繊維を用い、バインダーとして熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を適用し、これをガラス繊維にほぼ均一に付着するよう噴霧した。噴霧量はおおよそ１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％となるよう噴霧した。その後、２００℃〜２５０℃の温度に加熱した、縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚さ１０ｍｍのボードを成形するための金属製の冶具内に先ほどのフェノールバインダーを噴霧したガラス繊維を２００ｇ充填し、吸着剤４を収納する凹部５ａを形成するための凸部を有する金属製の押さえ板を上から置き、厚さが１０ｍｍとなるようプレスにて加圧して約１０分間保持し、ボード５を作製した。尚、ボード６を作製する場合には、金属製の冶具の稜線部に加工を施し、加熱成形後にボード６の稜線が面取りされているようにした。
【００２８】
このようにして得られたボード５、６の密度を測定したところ、いずれも２５０ｋｇ／ｍ３であった。
【００２９】
次に外被材３の構成と形態について説明する。外被材３の構成は、片方がガスバリア層としてアルミ箔を有するラミネートフィルム、もう一方はガスバリア層として蒸着層を有するラミネートフィルムを用い、これら２種類のラミネートフィルムから袋を形成し外被材３を得た。
【００３０】
アルミ箔を有するラミネートフィルムの構成は特に限定されるものではないが、最外層にフィルムの可とう性や滑り性を備えた樹脂を適用し、その内層には耐突き刺し性や耐ピンホール性に優れた樹脂を適用し、中間層にはガスバリア層としてアルミ箔を使用し、最内層に熱溶着性の良い樹脂を適用している。
【００３１】
上記特性を満足すれば特に材料を限定するものではないが、最外層として１６μｍの厚みからなるナイロン樹脂を適用し、その内層に１２μｍの厚みからなるポリエチレンテレフタレート樹脂を適用し、中間層には６μｍの厚みからなるアルミ箔を、最内層には５０μｍの厚みからなる高密度ポリエチレン樹脂を用いている。
【００３２】
また、もう一方の蒸着層を有するラミネートフィルムの構成としては、最外層にフィルムの可とう性や滑り性を備えた樹脂を適用し、その内層には耐突き刺し性や耐ピンホール性に優れた樹脂を適用し、中間層にはガスバリア層としてガスバリア性の優れた樹脂の上に金属薄膜を蒸着したものを使用し、最内層に熱溶着性の良い樹脂を適用している。
【００３３】
上記特性を満足すれば特に材料を限定しないが、最外層として１６μｍの厚みからなるナイロン樹脂を適用し、その内層に１２μｍの厚みからなるポリエチレンテレフタレート樹脂を適用し、中間層には１２μｍの厚みからなるエチレンービニルアルコール共重合体樹脂の表面に５００Åの厚みからなるアルミ蒸着を施したものを適用し、最内層には５０μｍの厚みからなる高密度ポリエチレン樹脂を用いている。
【００３４】
次に吸着剤４について説明する。吸着剤４としては使用環境等に応じて吸着除去すべき気体物質が異なるため、それぞれの状況に応じた選定が必要となるが、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、Ｎ２、Ｏ２を吸着除去させるため、サエスゲッター社製のＣＯＭＢＯ３を用いた。
【００３５】
次に、以上のような構成からなる真空断熱材の作製方法について説明する。
まず、前述の方法で作成されたボード５，６を１５０℃の乾燥炉で約２時間乾燥し、ボード５，６が保持している水分や、バインダーの未反応モノマーおよびバインダー中に含まれる水分等を完全に除去する。
【００３６】
その後、乾燥炉から取り出して、ボード５に形成されている凹部５ａ内に吸着剤４をすばやく収納し、稜線部が面取りされているボード６が外被材３のアルミ箔側にくるように重ねて外被材３内に挿入し、真空チャンバー内で所定の真空度となるよう減圧排気し、その後、真空チャンバー内で外被材３の開口部を熱溶着することで減圧密閉された真空断熱材１を得た。
【００３７】
このようにして得た真空断熱材１の熱伝導率を測定した。測定装置は栄弘精機（株）製Ａｕｔｏ−Λ０７３を用い、平均温度２４℃で測定した。結果は、０．００３０Ｗ／ｍＫであった。
【００３８】
尚、同様のサイズで芯材に平均粒子径が１０μｍの湿式シリカ粉末を用いた従来の粉末真空断熱材の場合では、０．００８０Ｗ／ｍＫであった。また、平均繊維径が０．７μｍのガラス繊維の原綿を用いて真空断熱材を作製したところ、本発明とほぼ同等の熱伝導率であった。
【００３９】
更に、ボード５，６の密度を変えて同様の検討を行ったところ、ボード密度が１５０ｋｇ／ｍ３よりも低くなると固形化度合いが低くなり、面取り形状や吸着剤収納部の凹部４の形状保持性が悪くなってしまい、逆に、ボード密度が３００ｋｇ／ｍ３よりも高くなると、密度の増大によって固体熱伝導が大きくなり、真空断熱材１としての熱伝導率が悪化した。
【００４０】
以上のことから、ボード５およびボード６の密度としては１５０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下が良く、望ましくは２００ｋｇ／ｍ３以上２８０ｋｇ／ｍ３以下であり、２２０ｋｇ／ｍ３以上２５０ｋｇ／ｍ３以下が最も良い。
【００４１】
また、このようにして得た真空断熱材１の外被材３についてピンホール発生を調べたところ、蒸着層を有するラミネートフィルムにはその発生は認められないことに加え、アルミ箔を有するラミネートフィルム側にもピンホールは認められなかった。これは、蒸着層を有するラミネートフィルム側に稜線を面取りしたボード６を配置したためであり、稜線をなくすことで蒸着層に与えるダメージを軽減できた効果である。
【００４２】
尚、比較として稜線の面取りをせずにボードを作製した場合では、蒸着層を有するラミネートフィルムには目視で確認できるピンホールが多数存在していた。
【００４３】
以上が、実施の形態１の一例であるが、ボード密度が本発明の範囲であれば、材料としては他に特に限定されるものでない。
【００４４】
例えば、ボードを作製する上で使用するガラス繊維の平均繊維径では、実施の形態１では３μｍから７μｍの平均繊維径を有するものを使用したが、３μｍよりも細い平均繊維径を用いても性能面では何ら問題ない。例えば０．７μｍの平均繊維径からなるガラス繊維を用いてもほぼ同様の熱伝導率を有する真空断熱材を得ることができる。ただし、ガラス繊維の平均繊維径が小さくなると、ガラス繊維自体の生産性が悪化するためコストアップとなることから、工業的に安価で提供することを考慮すると、汎用的な平均繊維径である３μｍ以上７μｍ以下が好ましい。
【００４５】
繊維材料についてもガラス繊維に限定されるものでは無く、他の繊維材料も適用可能である。ガラス繊維材料として一例をあげると、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維などが使用可能であり、他の無機繊維材料としてはロックウール、ジルコニア繊維、硫酸カルシウム繊維、炭化珪素繊維、チタン酸カリウム繊維、硫酸マグネシウム繊維なども使用できるが、取り扱い性やコストを考慮するとグラスウールやグラスファイバーなどが適している。
【００４６】
また、バインダーとしては実施の形態１ではフェノール樹脂を用いているが、有機バインダーの熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂以外にユリア樹脂やアルキド樹脂、メラミン樹脂やウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが適用可能である。更には、熱可塑性樹脂なども適用可能であり、ポリプロピレン、ポリエチレン、スチレン−ブタジエン−アクリルニトリル共重合体、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイドなどが適用でき、これら２種類またはそれ以上の混合物および変成物も含む。しかし、熱硬化性樹脂の方が高温での加熱乾燥が容易であることから、熱可塑性樹脂よりも適している。
【００４７】
また、無機バインダーの適用も可能であり、ケイ酸ソーダ、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、アルミナゾルやコロイダルシリカなどを適用することができる。
【００４８】
更に、圧縮や加熱等の方法により繊維材を成形してボード化できれば、バインダーの有無についても特に限定するものではない。
【００４９】
一方、外被材の構成についても特に限定されるものではなく、例えば、熱溶着層樹脂として、ポリプロピレン樹脂や結晶化度が高くレトルト仕様として上市されているポリプロピレン樹脂や低密度ポリエチレン樹脂および線形低密度ポリエチレン樹脂などが適用できる他、さらにガスバリア性も付加したものとしてポリアクリルニトリル樹脂やエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂などが適用可能である。
【００５０】
また、ラミネートフィルムの最外層に設けているナイロン樹脂についてはコスト面から削除することも可能であり、その場合には内層に設けられているポリエチレンテレフタレート樹脂の厚みを増加させた方が望ましい。
【００５１】
また、ラミネートフィルムの中間層にガスバリア層として、エチレン−ビニルアルコール樹脂にアルミ蒸着を設けているが、このアルミ蒸着は物理蒸着（ＰＶＤ）でも可能であるが、特性をさらに向上させたければ化学蒸着（ＣＶＤ）でも適用可能である。また、ＣＶＤで蒸着を行なう場合においては、アルミ蒸着以外に、シリカ蒸着やダイヤモンドライクカーボン（以下ＤＬＣと称す）などを適用することもできる。尚、ＤＬＣを適用する場合、樹脂に直接コーティングすることも可能であるが、コーティング層の密着性を考慮すればアルミ蒸着層などの金属蒸着層の上にＤＬＣ層をコーティングすることが好ましい。
【００５２】
また、ＤＬＣを適用する場合は、ＤＬＣ自体が突き刺し性や摺動特性や滑り性に優れていることから、ナイロン樹脂とポリエチレン樹脂を削除することも可能であり、ＤＬＣを適用することによるコストアップをラミネート構成の簡素化によって吸収することも可能である。
【００５３】
以上のように、蒸着方法や蒸着材料としては上記に示したものが使用可能であるが、いずれの場合も基材としてはエチレン−ビニルアルコール樹脂が適している。エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂は側差にＯＨ基を有していることから水分との親和性が強いため、真空断熱材に適用した場合、水分が脱離して真空度を悪化させる問題があり、実施の形態１では蒸着層をエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂の内層側に設けているが、コストが許容できるのであれば両面に蒸着層を設けても良い。
【００５４】
次に吸着剤であるが、実施の形態１で使用したもの以外に物理吸着、化学吸着作用を利用したものが適用可能である。
【００５５】
例えば、物理吸着剤としては、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が適用できる。
【００５６】
化学吸着剤としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物や、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物等が利用でき、特に、酸化リチウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化バリウム、水酸化バリウムなどが効果的に作用する。
【００５７】
また、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、塩化カルシウム、炭酸リチウム、不飽和脂肪酸、鉄化合物等も効果的に作用する。
【００５８】
更には、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム等の物質を単独、或いは合金化したゲッター物質を適用するのも効果的である。また、これらの吸着剤を複数適用することにより、より効果を出すことができる。
【００５９】
（実施の形態２）
次に本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫について説明する。図３は実施の形態２における冷蔵庫の正面図、図４は実施の形態２における冷蔵庫の側断面図、図５は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の要部分解斜視図である。
【００６０】
図３から図５において、７は冷蔵庫で外箱８と内箱９から構成され、その空間部には真空断熱材１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅと、シクロペンタンを発泡剤とした硬質ウレタンフォーム１０が充填されている。また、冷蔵庫７は４つの部屋に区画されており、上段から５℃程度の冷蔵温度に維持される冷蔵室１１、その下段に乾燥を嫌う食品を収納するための野菜室１１ａが２段あり、最下段に−２０℃程度の凍結温度に冷却する冷凍室１１ｂがある。これら各室は、断熱仕切り板１２，１３で区画されている。
【００６１】
真空断熱材は冷蔵庫７の天面１４、背面１５、底面１６、両側面１７，１８、ドア部１９，２０，２１，２２、及び断熱仕切り板１２，１３に適用されており、冷蔵庫７の外箱表面積に対し７０％の被覆率となっている。
【００６２】
尚、冷蔵庫における真空断熱材の適用箇所としては、庫内外の温度差が大きい箇所ほど効果があるが、外箱表面積に対しては５０％以上の被覆率が望ましい。
【００６３】
被覆率が小さい場合、硬質ウレタンフォーム部からの熱漏洩量が真空断熱材を貼り付けている部分よりも多いため、効率的な断熱を行なうことができず、消費電力量の低減効果も小さい。しかし、被覆率が５０％以上となると、硬質ウレタンフォーム部からの熱漏洩量の影響度が小さくなり、真空断熱材適用による断熱効果が支配的となるため効率的な断熱が可能となる。
【００６４】
このように被覆率を５０％以上にすることで効率的な省エネが実現できるが、一方で構造強度の低下などが危惧される。しかし、本発明の真空断熱材ではボード密度の適正化が図られていることから構造強度面でも問題がなく、真空断熱材の被覆率が５０％以上の冷蔵庫を提供することができる。
【００６５】
ドア部１９，２０，２１，２２へは、実施の形態１にて作製した真空断熱材１と同じものを複数枚適用し、天面１４及び背面１５，両側面１７，１８へ適用した真空断熱材１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、天面１４に適用した真空断熱材１Ａのサイズが４００ｍｍ×６００ｍｍ×１５ｍｍ、背面１５に適用した真空断熱材１Ｂのサイズは４００ｍｍ×１１００×１５ｍｍ、両側面１７，１８に適用した真空断熱材１Ｃ，１Ｄのサイズは、４００ｍｍ×１５３０ｍｍ×１５ｍｍで、冷媒配管の形状に沿った凹部２３を形成したものである。また、底面１６に適用する真空断熱材１Ｅのサイズは４００ｍｍ×３００ｍｍ×１５ｍｍであり、ドレンパイプを貫通させるための孔２４を設けている。
【００６６】
真空断熱材１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは芯材のボードの稜線が面取りされていない側を外箱との接着面となるよう貼り付けられており、外箱との空間部にはシクロペンタンを発泡剤とした硬質ウレタンフォーム１０が充填され、冷蔵庫としての構造強度を確保している。
【００６７】
真空断熱材１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを外箱に接着させる場合、ホットメルトをそれぞれの真空断熱材の接着面に塗布し、その後外箱へ押しつけて硬化させているが、ホットメルト以外にも両面テープ等が使用可能である。
【００６８】
真空断熱材１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの冷媒配管形状に沿った凹部２３を形成するには、予めボード６側の冶具に冷媒配管と同様の形状をした突起を作製し、加圧熱成形時に凹部加工する。その後は真空断熱材１と同様の方法で作製する。
【００６９】
このようにして得られた真空断熱材１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの熱伝導率を測定した。測定装置は真空断熱材のサイズが大きいため、実施の形態１で用いた測定装置ではなく、熱流センサーにより熱流を測定し、熱伝導率を求めたところ、０．００２０Ｗ／ｍＫであった。尚、温度としては、２５℃の室温で５５℃の温度に調節したウォータバスに前述の真空断熱材を置いて測定した。
【００７０】
次に、底面１６に適用する真空断熱材１Ｅの作製方法について説明する。
【００７１】
まず、芯材のボード５，６にドレンパイプが貫通するための貫通孔２４と、ボード６には冷蔵庫の底部形状に沿わすための折り曲げ部としての溝２５とを設ける必要がある。貫通孔２４は、冶具にドレンパイプの径よりも大きめに作製したボスを取り付け、溝部は溝２５を形成するための凸部を取り付け、稜線の面取り加工と同時に、加圧及び加熱成形時、貫通孔２４と溝２５を有するボード６を得た。なお、ドレンパイプの貫通孔２４を有する場合、ボード５の吸着剤を収容する凹部５ａの位置を考慮する必要があり、貫通孔２４近傍から少し離れた位置に設けることが望ましい。
【００７２】
このようにして得られたボード５とボード６を用い、その後は実施の形態１と同様の方法で作製し、真空断熱材１Ｅを得た。前述の方法で熱伝導率を測定したところ０．００２０Ｗ／ｍＫであった。
【００７３】
尚、冷媒としては地球環境の観点から可燃性冷媒を用いており、特に指定されるものではないが、イソブタン、ｎ―ブタン、プロパン、アンモニア等が可燃性冷媒として挙げられるが、冷却能力の点からイソブタンが望ましい。
【００７４】
このようにして得られた冷蔵庫７の消費電力量を測定したところ、真空断熱材１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを適用しないものに比べ約４０％低下しており、加速試験でも性能低下のないことを確認した。
【００７５】
実施の形態２では、外被材の片側に蒸着層を有するラミネートフィルムを適用しているが、真空断熱材１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのようにサイズが大きい場合では金属箔による熱リークの影響度が低減することからアルミ箔を有するラミネートフィルムを外被材として用いても問題ない。この場合、ラミネートフィルムの構成が一種類となることから、外被材の形態についても１枚から構成する様々なものが適用できる。
【００７６】
図６から図８に外被材のその他の形態を示す。これらは１枚のラミネートフィルムを折り曲げることにより得られるものである。すなわち、二つ折りにして３辺を熱溶着部２６ａとしたＬ型外被材を用いた真空断熱材２６や、その変形タイプの外被材を用いた真空断熱材２７，及び２辺を折り曲げたピロー型外被材を用いた真空断熱材２８などを適用することができる。
【００７７】
ピロー型外被材を用いて真空断熱材２８を作製する場合には、外被材の熱溶着層としてはメルトフローの大きいものが好ましく、高密度ポリエチレン樹脂や低密度ポリエチレン樹脂、線形ポリエチレン樹脂などが好ましい。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の真空断熱材は、芯材と外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形してボード化したもので、前記芯材のいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされているもので、片側伝熱面の稜線が面取りされていることから外被材への挿入作業が容易となり、作業性改善によって生産性向上や人員削減が可能となることから工業的に安価で真空断熱材を提供することができる。
【００７９】
また、本発明の真空断熱材は、芯材と外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形したボードを複数枚積層して構成され、前記芯材のボード同士の接合面を除くいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされているもので、ボードを加熱及び加圧成形することでボードの排気抵抗が大きくなる問題を解決する。即ち、ボードを積層することにより、ボード同士の接合面におけるボード表面近傍では気体分子の流れに対する抵抗が大きく、接合面における微小空間部の気体分子流よりも遅くなる。このため、気体は渦を生じた流れを生み出すことから粘性力が生じ、ボード内部の気体を強制的に取り出すため排気抵抗が低減され生産性改善の効果がある。
【００８０】
また、本発明の真空断熱材は、芯材を構成する複数のボードのうち、少なくとも一枚のボードの接合面に吸着剤を収納する凹部を形成したもので、外被材に吸着剤による突起がなく、この突起部への衝撃などによって真空断熱材が破袋するといった問題が解決される。よって、輸送時などでの破袋発生が減少することから梱包仕様や輸送形態についても選択肢が広がり、安価で提供することが可能となる。
【００８１】
また、本発明の真空断熱材は、芯材を構成するボードの密度が１５０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下としたもので、芯材密度の適正化を図ることにより、優れた断熱性能を維持しながらボードとしての強度も確保できる。
【００８２】
また、本発明の真空断熱材は、外被材がアルミ箔を有するラミネートフィルムと、蒸着層を有するラミネートフィルムとから構成されるものであって、芯材の稜線部が面取りされている伝熱面に蒸着層を有するラミネートフィルムが設けられているため、耐ピンホール性が危惧されるアルミ箔へのダメージが軽減されることから、ピンホールによる断熱性能の悪化といった問題が解決される。
【００８３】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、芯材の稜線部を面取りした側が硬質ウレタンフォーム側となるように外箱又は内箱に本発明の真空断熱材を接着したものである。これにより、外箱又は内箱と真空断熱材との接着面の隙間が生じにくく、併せて硬質ウレタンフォームが充填される空間部に存在する真空断熱材の伝熱面稜線部が面取りされていることから、硬質ウレタンフォームの流動性を阻害することが少ない。このため、硬質ウレタンフォームの未充填部が原因で消費電力量が増大するといった問題が解決される。
【００８４】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、本発明の真空断熱材の一部に貫通孔と、曲げ加工ができるように溝を設け、この貫通孔にドレンパイプを挿入し、溝部を曲げて外箱側に真空断熱材を接着したものである。このため、折り曲げのある冷凍室底面へ隙間なく接着することが可能となることから、外気温との温度差が大きい部分を効率よく断熱できるため消費電力量をさらに低減することができる。また、曲げ加工が容易に行なえるよう、真空断熱材に溝部を形成していることから、冷凍室底面部の傾斜形状などにも容易に沿わすことができる。よって、折り曲げて真空断熱材を貼り付けた後に、真空断熱材が浮き上がってしまうといった問題が解決される。
【００８５】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、冷媒配管の形状に合わせて本発明の真空断熱材の表面に凹部を形成し、この真空断熱材の凹部に前記冷媒配管を嵌め込んでいるため、真空断熱時を貼り付ける際、冷媒配管が邪魔をすることがなく、高被覆率の冷蔵庫を提供することができる。
【００８６】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、硬質ウレタンフォームの発泡剤に炭化水素を用い、冷媒に可燃性冷媒を用いていることから、オゾン層への影響がなく地球環境に優しい冷蔵庫を提供することが可能であり、本発明の無機繊維材料を用いた真空断熱材を適用することにより、性能が低下することなく、また、冷蔵庫外部からの類焼に対する断熱材の難燃化を向上させ、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における芯材の分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の正面図
【図４】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側断面図
【図５】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の要部分解斜視図
【図６】本発明のその他の実施例における真空断熱材の平面図
【図７】本発明のその他の実施例における真空断熱材の平面図
【図８】本発明のその他の実施例における真空断熱材の平面図
【符号の説明】
１　真空断熱材
１Ａ　真空断熱材
１Ｂ　真空断熱材
１Ｃ　真空断熱材
１Ｄ　真空断熱材
１Ｅ　真空断熱材
２　芯材
３　外被材
４　吸着剤
５　ボード
５ａ　凹部
６　ボード
６ａ　面取り
７　冷蔵庫
８　外箱
９　内箱
１０　硬質ウレタンフォーム
２３　凹部
２４　貫通孔
２５　溝
２６　真空断熱材
２７　真空断熱材
２８　真空断熱材
【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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【図８】
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