(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサとなる芯材と、ガスを吸着する吸着材と、前記芯材及び前記吸着材を内包して内部が真空に維持される袋状の外包材とを備えた真空断熱材において、
前記吸着材は合成ゼオライトを焼成したブロック状に形成され、
前記吸着材は溝または平面視矩形の孔を有し、前記溝または前記孔の周囲の壁面の厚みを８ｍｍ以下にしたことを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記吸着材は、真空に曝される対向した２面間の距離が８ｍｍ以下に形成されることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記吸着材の片面を連続した平面状にしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記片面を前記外包材に面して配置したことを特徴とする請求項３に記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記吸着材を平面視円形にしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の真空断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部が真空に維持される外包材内に芯材及び吸着材を有する真空断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の真空断熱材は特許文献１に開示されている。この真空断熱材はガラス繊維等の芯材を袋状の外包材で内包し、芯材をスペーサとして外包材の内部が真空に維持される。これにより、真空断熱材が断熱効果を有する。真空断熱材は冷蔵庫の断熱壁等の内部に発泡断熱材とともに配されて広く利用されている。
【０００３】
真空断熱材の外包材の内部には吸着材が配される。吸着材は粒状の生石灰から成り、袋状の外包材に覆われている。発泡断熱材には、シクロペンタン及び水を混合発泡剤としてポリオールにイソシアネートを反応させて得られる硬質ポリウレタンフォームが広く用いられる。イソシアネートは水と反応して二酸化炭素を発生するため、吸着材を設けることにより外包材の内部に侵入した水蒸気及び二酸化炭素を吸着することができる。これにより、真空断熱材の真空度を長期間高く維持して断熱効果の低下を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００５−１０６３１２号公報（第４頁−第８頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の真空断熱材によると、吸着材が粒状や粉状に形成されるために容易に変形し、外包材内に吸着材を配置する際の作業効率が悪い問題がある。また、粒状や粉状の吸着材は吸着量に対する体積が大きくなるため単位体積当りの吸着効率が低く、真空断熱材の真空度が悪化して断熱効率が低下する問題もある。
【０００５】
本発明は、作業効率及び吸着効率を向上できる真空断熱材を提供することを目的とする。
【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本発明は、スペーサとなる芯材と、ガスを吸着する吸着材と、前記芯材及び前記吸着材を内包して内部が真空に維持される袋状の外包材とを備えた真空断熱材において、前記吸着材は合成ゼオライトを焼成したブロック状に形成されることを特徴としている。
【０００７】
この構成によると、芯材及び吸着材が外包材で包まれた真空断熱材は芯材により所定の体積を有して内部が真空に維持される。吸着材は合成ゼオライトを焼成したブロック状に形成され、水蒸気や二酸化炭素を吸着する。
【０００８】
また本発明は、上記構成の真空断熱材において、前記吸着材を板厚が８ｍｍ以下の平板状に形成したことを特徴としている。
【０００９】
また本発明は、上記構成の真空断熱材において、前記吸着材は孔または溝を有し、前記孔または前記溝の周囲の壁面の厚みを８ｍｍ以下にしたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記構成の真空断熱材において、前記吸着材は、真空に曝される対向した２面間の距離が８ｍｍ以下に形成されることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の真空断熱材において、前記吸着材の少なくとも片面を連続した平面状にしたことを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の真空断熱材において、前記片面を前記外包材に面して配置したことを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の真空断熱材において、前記吸着材を４００℃以上で焼成したことを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の真空断熱材において、前記吸着材は細孔径が８Å〜１０Åの合成ゼオライトから成ることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の真空断熱材において、前記芯材は前記吸着材が嵌設される凹部を有することを特徴としている。この構成によると、凹部に吸着材を嵌設した芯材が外包材に挿入される。
【００１６】
また本発明は、上記構成の真空断熱材において、前記吸着材の断面形状を円形にするとともに、前記凹部を円形に形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、吸着材は合成ゼオライトを焼成したブロック状に形成されるので、取扱いが容易で外包材内に吸着材を配置する際の作業効率が向上する。また、粒状や粉状の吸着材よりも吸着量を増加することができ、真空度低下を防止して断熱効率を向上することができる。加えて、粒状や粉状の吸着材よりも品質や特性を安定させることができる。
【００１８】
また本発明によると、吸着材は平板状に形成され、板厚を８ｍｍ以下にしたので、外包材を密封する前に吸着した空気を真空引きによって容易に脱着することができる。従って、真空断熱材をより高い真空度に維持して高い断熱効果を得ることができる。
【００１９】
また本発明によると、ブロック状の吸着材に設けた孔または溝の周囲の壁面の厚みを８ｍｍ以下にしたので、外包材を密封する前に吸着した空気を真空引きによって容易に脱着することができる。従って、真空断熱材をより高い真空度に維持して高い断熱効果を得ることができる。
【００２０】
また本発明によると、吸着材は真空に曝される対向した２面間の距離を８ｍｍ以下にしたので、外包材を密封する前に吸着した空気を真空引きによって容易に脱着することができる。従って、真空断熱材をより高い真空度に維持して高い断熱効果を得ることができる。
【００２１】
また本発明によると、吸着材の少なくとも片面を連続した平面状にしたので、吸着材を外包材に接近して設置する際に該片面を外包材に面して配置することにより、外包材の破損を防止することができる。
【００２２】
また本発明によると、吸着材を４００℃以上で焼成したので、吸着材に吸着した水分を高温で脱着して真空断熱材をより高い真空度に維持できるとともに、真空断熱材の吸着能力の低下を防止することができる。
【００２３】
また本発明によると、吸着材の細孔径を８Å〜１０Åにしたので、水蒸気、二酸化炭素及びシクロペンタンを吸着することができる。
【００２４】
また本発明によると、吸着材を嵌設する凹部を芯材に設けたので、芯材の表面に凹凸が形成されず、外包材の破断を防止することができる。
【００２５】
また本発明によると、凹部を円形にしたので容易に凹部を加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１、図２は第１実施形態の真空断熱材を用いた冷蔵庫を示す側面断面図及び上面断面図である。冷蔵庫１は前面を開口する本体部２を有し、本体部２内を上下に仕切って複数の貯蔵室４が設けられている。各貯蔵室４の前面は開閉扉３により開閉される。
【００２７】
本体部２は鉄板から成る外箱５及び樹脂成形品から成る内箱６の間に発泡断熱材７が充填されている。発泡断熱材７には、シクロペンタン及び水を混合発泡剤としてポリオールにイソシアネートを反応させて得られる硬質ポリウレタンフォームが用いられる。本体部２の天井壁２ａ、背壁２ｂ及び側壁２ｃにはそれぞれ外箱５の内面側に固着した真空断熱材１０が設けられる。
【００２８】
図３は真空断熱材１０を示す側面断面図である。真空断熱材１０は袋状の外装材１１内にガラス繊維等の芯材１２を内包する。外包材１１は５〜６分間の真空引きにより芯材１２がスペーサとなって内部が真空に維持され、端部１１ａを密着して密閉されている。芯材１２には凹部１２ａが形成され、凹部１２ａ内には外包材１１内に侵入したガスを吸着する吸着材１３が嵌設されている。凹部１２ａに吸着材１３を嵌設することにより芯材１２の表面に凹凸が形成されず、外包材１１の破断を防止することができる。
【００２９】
また、真空断熱材１０は吸着材１３が貯蔵室４側になるように配置されている。吸着材１３は低温の方が吸着効率が高いため、吸着材１３を貯蔵室４側に配置することによって外包材１１に侵入したガスによる真空断熱材１０の真空度の低下を抑制することができる。尚、真空断熱材１０を内箱６に固着すると、吸着材１３を更に低温に維持することができるのでより望ましい。
【００３０】
吸着材１３は合成ゼオライトをバインダーで固めた後、４００℃〜６００℃で焼成され、平面視が矩形や円形の平板状になっている。吸着材１３の平面視を円形に形成すると、芯材１２の凹部１２ａを円形にすることができる。これにより、ボール盤等によって凹部１２ａを容易に形成することができる。
【００３１】
吸着材１３の板厚ｔ１は８ｍｍ以下になっている。図４は真空引き後に吸着材１３から吐出されるガス（以下、「アウトガス」という）の量を示している。縦軸はアウトガスの量（単位：ｃｍ3）、横軸は吸着材１３の板厚ｔ１（単位：ｍｍ）である。同図によると、吸着材１３の板厚ｔ１が１０ｍｍの時は外包材１１を密封する前に吸着した空気が真空引きで充分脱着されず、外装材１１の密封後に脱着する。このため、アウトガスの量が２．２ｃｍ3になっている。
【００３２】
これに対して、吸着材１３の板厚ｔ１を８ｍｍ以下にすると外包材１１を密封する前に吸着した空気が５〜６分の真空引きによって容易に脱着される。このため、アウトガスの量が０．１ｃｍ3以下になる。従って、吸着材１３の板厚ｔ１を８ｍｍ以下にすることにより真空断熱材１０を高い真空度に維持することができる。尚、板厚ｔ１が２ｍｍよりも薄いと割れやすくなり作業性が低下するため、２ｍｍ以上が望ましい。
【００３３】
また、吸着材１３を４００℃以上で焼成しているので吸着材１３が吸着した水分を高温で脱着することができる。従って、空気及び水分を充分脱着して真空断熱材１０を０．０１Ｔｏｒｒ以下の高い真空度に維持することができる。更に、真空断熱材１３の吸着能力の低下を防止することができる。
【００３４】
また、吸着材１３の細孔径は８Å〜１０Åになっている。発泡断熱材７に含まれるイソシアネートと水とは反応して二酸化炭素を発生する。このため、細孔径が８Å〜１０Åの吸着材１３により外包材１１の内部に侵入した水蒸気（Ｈ2Ｏ）及び二酸化炭素（ＣＯ2）に加えて、シクロペンタン（Ｃ5Ｈ10）も吸着することができる。従って、真空断熱材１０の真空度をより高く維持することができる。
【００３５】
本実施形態によると、吸着材１３は合成ゼオライトを焼成した平板状に形成されるので、取扱いが容易で外包材内に吸着材を配置する際の作業効率が向上する。また、粒状や粉状の吸着材よりも吸着量を増加することができ、真空度低下を防止して断熱効率を向上することができる。加えて、粒状や粉状の吸着材よりも品質や特性を安定させることができる。尚、吸着材１３は平板状でなくてもよい。即ち、合成ゼオライトを焼成して焼き固め、粒状や粉状のように袋に入れる必要のないブロック状であればよい。また、複数のブロック状の吸着材１３を設けてもよい。
【００３６】
また本実施形態によると、吸着材１３は板厚ｔ１が８ｍｍ以下の平板状に形成されるので、真空引きの際に空気を容易に脱着して真空断熱材１０をより高い真空度に維持することができ、高い断熱効果を得ることができる。
【００３７】
尚、吸着材１３の板厚ｔ１を８ｍｍ以下にすることに限らず、外部に面して真空引きの際に真空に曝される対向した二面間の距離が８ｍｍ以下であればよい。これにより、該二面の内部に吸着された空気を表面から容易に脱着することができる。加えて、後述する第２、第３実施形態のように、孔１３ａ（図５参照）や溝１３ｄ（図６参照）を設けることにより、吸着材１３はブロック状の表面の面積が増加して表面から更に容易に空気を脱着することができる。従って、吸着材１３は真空に曝される対向した２面間の距離が８ｍｍ以下に形成されることによって、真空断熱材１０をより高い真空度に維持することができる。
【００３８】
図５は第２実施形態の真空断熱材の吸着材を示す平面図である。説明の便宜上、前述の図１〜図３に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は吸着材１３に複数の孔１３ａが形成されている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００３９】
孔１３ａを設けることにより、吸着材１３はブロック状の表面の面積が増加して表面から容易に空気を脱着することができる。また、孔１３ａの周囲の壁面１３ｂ、１３ｃの厚みｔ２、ｔ３はそれぞれ８ｍｍ以下に形成されている。このため、吸着材１３は真空引きの際に真空に曝される表面及び孔１３ａの内面から空気を更に容易に脱着することができる。また、従って、第１実施形態と同様に、真空断熱材１０をより高い真空度に維持することができる。
【００４０】
図６は第３実施形態の真空断熱材の吸着材を示す側面図である。説明の便宜上、前述の図１〜図３に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は吸着材１３に複数の平行な溝１３ｄが形成されている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００４１】
溝１３ｄを設けることにより、吸着材１３はブロック状の表面の面積が増加して表面から更に容易に空気を脱着することができる。また、溝１３ｄ間の壁面１３ｅ及び溝１３ｄの底壁１３ｆの厚みｔ４、ｔ５はそれぞれ８ｍｍ以下に形成されている。このため、吸着材１３は真空引きの際に真空に曝される表面及び溝１３ｄの内面から空気を更に容易に脱着することができる。従って、第１実施形態と同様に、真空断熱材１０をより高い真空度に維持することができる。
【００４２】
また、溝１３ｄが形成されない底面１３ｇは連続した平面状に形成され、底面１３ｇが外包材１１（図３参照）に面して配置されている。これにより、溝１３ｄのエッジと外包材１１との接触による外包材１１の破損を防止することができる。従って、吸着材１３の少なくとも片面を平面状に形成することにより、吸着材１３を外包材１１に接近して設置する際に該片面を外包材１１に面して配置することにより外包材１１の破損を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、内部が真空に維持される外包材内に芯材及び吸着材を有する真空断熱材を用いた冷蔵庫、冷凍庫等の貯蔵庫等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態の真空断熱材を備えた冷蔵庫を示す側面断面図
【図２】本発明の第１実施形態の真空断熱材を備えた冷蔵庫を示す上面断面図
【図３】本発明の第１実施形態の真空断熱材を示す側面断面図
【図４】本発明の第１実施形態の真空断熱材の吸着剤のアウトガスを示す図
【図５】本発明の第２実施形態の真空断熱材の吸着材を示す平面図
【図６】本発明の第３実施形態の真空断熱材の吸着材を示す側面図
【符号の説明】
【００４５】
１    冷蔵庫
２    本体部
３    開閉扉
４    貯蔵室
５    外箱
６    内箱
７    発泡断熱材
１０    真空断熱材
１１    外包材
１２    芯材
１２ａ  凹部
１３    吸着材
１３ａ  孔
１３ｄ  溝
【図１】
0004703346.tif 000002
【図２】
0004703346.tif 000003
【図３】
0004703346.tif 000004
【図４】
0004703346.tif 000005
【図５】
0004703346.tif 000006
【図６】
0004703346.tif 000007