(57)【要約】【課題】  真空断熱材において、コア材の熱伝導率に左右されることが少なく、断熱性能を良好にする。【解決手段】  真空断熱材２０は、断熱性のコア材２１と、コア材が収納される外梱包材２４とを有し、外梱包材内が真空状態とされている。コア材は外梱包材の一面側から他面側の方向に向かって多層構造を有しており、多層構造の少なくとも一層が一面側から他面側に向う孔部２２が形成された有孔コア材２１ａである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性のコア材と、該コア材が収納される外梱包材とを有し、前記外梱包材内が真空状態とされた真空断熱材において、
前記コア材は、前記外梱包材の一面側から他面側の方向に向って多層構造を有しており、
該多層構造の少なくとも一層が前記一面側から前記他面側に向う孔部が形成された有孔コア部であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記有孔コア部を複数備え、前記有孔コア部間で前記孔部同士が重なり合わないように、前記複数の有孔コア部が配置されてい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】
前記コア材は前記孔部が形成されない無孔コア部を有し、
前記有孔コア部と前記無孔コア部とは交互に配置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】
前記コア材は前記孔部が形成されない無孔コア部を有し、
該無孔コア部間に複数の断熱性コア体を介在させて、前記断熱性コア体間に形成される空間が前記孔部とされ、前記断熱性コア体及び前記空間を前記有孔コア部とするようにしたことを特徴とする請求項１記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記多層構造の層間に、熱伝導及び輻射熱遮断効果を有する断熱フィルムを介在させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の真空断熱材。
【請求項６】
前記外梱包材の表面にエンボイス加工を施したことを特徴とする請求項１記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記多層構造において各層の表面にはエンボイス加工が施されていることを特徴とする請求項１又は６記載の真空断熱材。
【請求項８】
前記外梱包材がブロック形状であることを特徴とする請求項１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、冷凍・冷蔵機器、冷凍庫、冷凍車、冷凍コンテナ、ＬＮＧ等の輸送又は貯蔵、貯蔵容器、パイプカバー、及び住宅断熱パネル等に用いられる真空断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保全のために、オゾン層保護及び地球温暖化防止等の技術として、脱フロン又は省エネルギー技術の確立が求められており、省エネルギー技術の一つである断熱技術分野では、真空断熱材が注目されている。
【０００３】
ここで、図７を参照して、従来の真空断熱材について概説する。真空断熱材１０は、コア材（例えば、連続気泡硬質ポリウレタンフォーム）１１を有しており、このコア材１１は、ガス遮断性の外梱包材１２内に収納され、その内部を減圧（真空状態）した後、外梱包材１２を密封として真空断熱材とされる。
【０００４】
ところで、一般に、コア材１１は、その内部に含まれる水分、ガス、及び低分子有機物等を取り除くため加熱処理（ベーキング処理）がなされているが、この加熱処理を行っても、コア材１１からガスが発生して、真空断熱材の真空度が悪化して、断熱性能を劣化させることがある。このため、図７に示すように真空断熱材１０（つまり、コア材１１）中にゲッター剤１３を配置して、コア材１１から発生するガスを吸着して、真空度の悪化（断熱性能の劣化）を防止するようにしている。そして、上述の真空断熱材は板状のパネル材に成形されて、例えば、住宅、冷凍庫等の内壁に装着されることになる。
【０００５】
一方、真空断熱材のコア材の強度を向上させ、真空断熱材の耐久性及び生産効率を向上させるため、連続気泡硬質ウレタンフォームをコア材とした真空断熱材において、コア材を成型後に加熱してキュアー処理を行って、コア材をベーキング処理後に保温、加熱、又は保温と加熱とを行って真空引き処理を行うようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、信頼性の高い断熱材を得るため、ポリオール成分とイソシアネート成分とをＮＣＯ／ＯＨの当量比で約０．５５〜０．９５となるように含有し、発泡剤として好ましくは水を含有する発泡原料を発泡成形（多段圧縮成形）して、スキン層を残したままの状態で連通度が９９％以上である連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体を製造し、この成形体全体をガス遮断性フィルムよりなる容器で覆い、容器内部を減圧した後、密封して真空断熱材とするようにしたものがある（特許文献２参照）。  
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６５４８９公報（段落（０００９）〜段落（００１９）、第１図〜第３図）
【特許文献２】特開２０００−３５５６１７公報（段落（００１１）〜段落（００２３）、第１図〜第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図７に示すように、コア材１１を外梱包材１２に封入した際には、コア材１１の外面と外梱包材１２の内面とが接触して、この接触部分から熱が伝導する。つまり、コア材１１を真空中に配置しても、コア材１１と外梱包材１２との接触部分で不可避的に熱が伝導してしまい、真空断熱材１０の断熱性能はコア材１１の熱伝導率に大きく左右される。例えば、真空断熱材１０の断熱性能はコア材１１の熱伝導率に約９０％左右され、コア材１１の体積の９０パーセントが真空状態であっても、残りの体積部分１０％に断熱性能が大きく左右されることになる。つまり、図７に示す真空断熱材では十分な断熱性能が得られないという課題がある。
【０００９】
上述の点は、特許文献１又は２に記載された真空断熱材においても同様であり、特許文献１に記載されたようにすれば、耐久性及び生産効率が向上するとしても、やはり十分な断熱性能が得られないという課題がある。
【００１０】
一方、前述したように、真空断熱材は板状のパネル材に成形されて、被断熱体である住宅、冷凍庫等の内壁に装着されることになるが、従来の真空断熱材は板状であったので、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えば、冷凍庫１４の内壁１４ａに真空断熱材１０を装着しようとすると、冷凍庫１４の隅部に真空断熱材１０を装着することが難しい。つまり、真空断熱材１０を内壁１４ａに装着する際にはビス等が用いられることになるが、ビス止めの際真空断熱材１０が破損してしまうことを考慮すると、真空断熱材１０の寸法を小さくするには限界があり、このため、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、不可避的に真空断熱材の非装着箇所が発生してしまい、良好な断熱を行えないという課題がある。
【００１１】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、コア材の熱伝導率に左右されることが少ない真空断熱材を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の他の目的は、被断熱体への装着が容易でしかも被断熱体に非装着箇所が発生することの少ない真空断熱材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、断熱性のコア材と、該コア材が収納される外梱包材とを有し、前記外梱包材内が真空状態とされた真空断熱材において、前記コア材は前記外梱包材の一面側から他面側の方向に向って多層構造を有しており、該多層構造の少なくとも一層が前記一面側から前記他面側に向う孔部が形成された有孔コア部であることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、前記有孔コア部を複数備え、前記有孔コア部間で前記孔部同士が重なり合わないように、前記複数の有孔コア部が配置されており、前記コア材は前記孔部が形成されない無孔コア部を有して、前記有孔コア部と前記無孔コア部とを交互に配置することが望ましい。なお、無孔コア部間に複数の断熱性コア体を介在させて、断熱性コア体間に形成される空間を前記孔部とし、前記断熱性コア体及び前記空間を前記有孔コア部として用いるようにしてもよい。
【００１５】
本発明では、前記多層構造の層間に、熱伝導及び輻射熱遮断効果を有する断熱フィルムを介在させることが望ましい。さらに、前記外梱包材の表面にエンボイス加工を施すようにしてもよく、前記多層構造において各層の表面にはエンボイス加工を施すようにしてもよい。また、外梱包材がブロック形状とするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の真空断熱材は、コア材が外梱包材の一面側から他面側の方向に向って多層構造を有し、この多層構造の少なくとも一層を一面側から他面側に向う孔部が形成された有孔コア部としたので、この孔部が真空層となって、コア材の熱伝導率に左右されることが少なくなり、断熱性能を向上できるという効果がある。
【００１７】
本発明では、外梱包材をブロック形状としたので、別の真空断熱パネルを用いて被断熱体の壁面を断熱する際に生じる隙間をブロック形状の真空断熱材で埋めることができ、被断熱体を良好に断熱することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００１９】
図１を参照して、図示の真空断熱材２０はコア材２１を有しており、このコア材２１は、例えば、連通ウレタン、グラスファイバー、又はヒュウムドシリカ等で構成されている。図示の例では、コア材２１は第１及び第２のコア部２１ａ及び２１ｂを有しており、第１のコア部２１ａは、図示のように軸方向（図１において左右方向）に沿って所定の間隔で、図中上下方向に貫通する複数の孔部２２が形成されている（以下第１のコア部を有孔コア材と呼ぶことにする）。図２を参照すると、図２は有孔コア材２１ａを上方から示す平面図であり、有孔コア材２１ａは行列状（マトリックス状）に配列された複数の孔部２２を有しており、これら孔部２２は図中紙面の表側から裏側に（つまり、有孔コア材２１ａの表面から裏面に）貫通している。
【００２０】
第２のコア部２１ｂには、図２で説明したような孔部２２は形成されておらず、以下の説明では、第２のコア部２１ｂを無孔コア材２１ｂと呼ぶことにする。図１に示すように、有孔コア材２１ａの表面及び裏面には、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレートフィルム）にアルミニウムを蒸着した断熱フィルム材２３がそれぞれ有孔コア材２１ａを覆うようにして配設され、これら断熱フィルム材２３上にそれぞれ無孔コア材２１ｂが配設されている。この断熱フィルム材２３は、熱伝導及び輻射熱遮断効果を有しており、この断熱フィルム２３によって、多層構造における熱伝導及び輻射熱遮断効果が向上する。
【００２１】
つまり、有孔コア材２１ａは断熱フィルム材２３を介して無孔コア材２１ｂでサンドイッチされており、コア材２１は有孔コア材２１ａ、断熱フィルム材２３、及び無孔コア材２１ｂの多層構造を有していることになる。
【００２２】
上述のコア材は断熱性且つガス遮断性の外梱包材２４内に収納され、ロータリーポンプ（図示せず）によって外梱包材２４内が排気されて、真空状態とされる。そして、外梱包材２４を密封して真空断熱材２０とする。なお、図１において下側に位置する無孔コア材２１ｂ中にはゲッター剤（例えば、活性炭）２５が配置され、有孔コア材２１ａ及び無孔コア材２１ｂから発生するガスを吸着して、真空度の悪化を防止するようにしている。この真空断熱材２０は、例えば、パネル状であり、被断熱体である住宅、冷凍庫等の壁面に装着されることになる。
【００２３】
上述の真空断熱材２０は多層構造を有し、しかも内側には有孔コア材２１ａが位置しているから、外梱包材２４を排気してその内部を真空状態とした際、有孔コア材２１ａの孔部２２が真空層となって、有孔コア材２１ａの伝熱体積が小さくなって、断熱性能が向上する。さらに、有孔コア材２１ａは複数の孔部２２を有しているから、その分重量が軽くなる。さらに、有孔コア材２１ａと無孔コア材２１ｂとの間には断熱シート材２３が介在しているから、断熱シート材２３によってさらに断熱性能が向上することになる。
【００２４】
なお、図１に示す例では、有孔コア材２１ａを無孔コア材２１ｂでサンドイッチした３層のコア材２１について説明したが、無孔コア材２１ｂの外側にさらに有孔コア材２１ａを配置するようにしてもよい。さらに、有孔コア材２１ａのみを用いて、各有孔コア材２１ａの孔部２２が重なり合わないようにして、多層構造を形成するようにしてもよい。そして、このような多層構造は真空状態とした後、有孔コア材２１ａの真空層が互いに重なり合わないから、熱伝導を大幅に低減することができる。いずれにしても、コア材２１が少なくとも一層の有孔コア材２１ａを有して、コア材２１を多層構造とすれば、有孔コア材２１ａ中に真空層が形成される結果、断熱性能を向上させることができる。
【００２５】
例えば、５層構造からなるコア材を用いて、その内の二層を有孔コア材とし、有孔コア材と無孔コア材とを交互に配列すると、各層の厚さが５ｍｍの場合には、各層間の熱伝導が１／２となり、最終的に熱伝導が１／４となる。また、アルミニウムからなる断熱シート材を有孔コア材２１ａ及び無孔コア材２１ｂの間に介在させることによって、輻射熱が遮られ、例えば、Ｎ枚の断熱シート材を用いると、１／（Ｎ＋１）輻射量が減り、４枚の断熱シート部材を用いると、輻射量は１／（４＋１）で８０％低減する。
【００２６】
ところで、図２に示す有孔コア材２１ａを用いる代わりに、例えば、図３（ａ）に示す角棒状の断熱性コア体２１ｃ、円柱状の断熱コア体２１ｃ、又は立方体状の断熱コア体２１ｃを用いて、有孔コア材２１ａを規定するようにしてもよい。例えば、図３（ｂ）に示すように、無孔コア材２１ｂ間に所定の間隔で角棒状の断熱コア体２１ｃを配列する（つまり、角棒状の断熱コア体２１ｃを二枚の無孔コア材２１ｂで挟む）。このようにすれば、断熱コア体２１ｃ間の空間２１ｄが、あたかも図２に示す孔部２２として機能する。つまり、図３（ｂ）に示す例では、断熱コア体２１ｃ及び空間２１ｄが有孔コア材２１ａとして機能することになる。また、図３（ｃ）に示すように、円柱状の断熱コア体２１ｃ及び立方体状の断熱コア体２１ｃを無孔コア材２１ｂ間に配置して空間２１ｄを形成するようにしてもよい。いずれにしても、無孔コア部２１ｂ間に複数の断熱コア体２１ｃを介在させて、断熱性コア体２１ｃ間に形成される空間２１ｄを、あたかも孔部２２として用いて、断熱コア体２１ｃ及び空間２１ｄを有孔コア材２１ａとするようにしてもよい。
【００２７】
次に、図４を参照して、図４（ａ）に示す真空断熱材３０は複数のブロック体３１を有し、これらブロック体３１は板状の連結部材３２で互いに連結されている。各ブロック体３１内にはコア材が配置され、ブロック体３１内は排気されて真空状態となっている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、所定の間隔で凹部を有する第１及び第２の外梱包材３３及び３４を準備して、凹部に、グラスファイバー等のコア材３５を充填して、第１及び第２の外梱包材３３及び３４を凹部が互いに重なり合うように対向させて当接し、コア材３５が充填されたブロック体３１を形成する。その後、各ブロック体３１内を排気して真空状態として、第１及び第２の外梱包材３３及び３４を密封して、真空断熱材３０とする。この際には、第１及び第２の外梱包剤３３及び３４がブロック体３１を相互に連結することになる。なお、図４（ｂ）に示す例では、ゲッター剤は示されていない。
【００２８】
このような真空断熱材３０は、図１で説明した真空断熱材２０の補助として用いられる。例えば、図１で説明した真空断熱材２０を被断熱体の壁面に装着した際には、不可避的に真空断熱材２０が装着できない箇所（真空断熱材２０間の隙間）が発生する。そこで、図４（ａ）及び（ｂ）で説明した真空断熱部材３０のブロック体３１を隙間に埋め込むように配置する。例えば、被断熱体が、図５に示す保冷庫４０である際、その内壁面に真空断熱材２０を装着すると、その隅部分には真空断熱材２０を装着できない。そこで、図４（ａ）及び（ｂ）で説明したブロック体３１を真空断熱材２０の隙間に埋め込むようにして真空断熱材３０を配置する。これによって、図５に示すように、保冷庫４０の内壁面をほぼ真空断熱材２０及び３０で覆うことができる。
【００２９】
図４（ｃ）に示す例では、各ブロック体３１を結ぶ連結部材３２にその表面から垂直方向に突起する突起部３６を有しており、ブロック体３１を真空断熱材２０の隙間に装着する際には、突起部３６を用いて真空断熱材３０を真空断熱材２０に固定することになる。
【００３０】
さらに、真空断熱材として、図６に示す形状のものを用いるようにしてもよい。図示の真空断熱材５０は、図６（ａ）に示すように、第１の部材５１ａと第１の部材５１ａと平行に延びる第２の部材５１ｂとを有しており、これら第１及び第２の部材５１ａ及び５１ｂは段差５１ｃを持って一体化されている。従って、図６（ｂ）に示すように、複数の真空断熱部材５０を連結して真空断熱体５２を構成すれば、大型の真空断熱体５２を容易に構成することができ、しかも真空断熱体５２の一面（表面）から他面（裏面）までの距離を長くすることができ、結果的に熱伝導距離を長くできる。
【００３１】
なお、図４及び図６に示す真空断熱材ともにコア材を、図１で説明したように多層構造とするようにしてもよい。また、シリカ、ウレタン、スチレン、又はグラスウール等の使用済み材料を低温粉砕して、真空断熱材のコア材として用いるようにしてもよい。加えて、外梱包材の表面にエンボイス加工を施して接触面積を減らして、断熱性能を向上させるようにしてもよく、コア材の多層構造において、各コア材の表面にエンボイス加工を施して各コア材間の接触面積を減らして断熱性能を高めるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
コア材が外梱包材の一面側から他面側の方向に向って多層構造を有し、この多層構造の少なくとも一層を一面側から他面側に向う孔部が形成された有孔コア材としたので、この孔部が真空層となって、コア材の熱伝導率に左右されることが少なくなり、断熱性能を向上できる結果、各種被断熱体の断熱材として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による真空断熱材の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す真空断熱材で用いられる有孔コア材の一例を示す斜視図である。
【図３】図１に示す真空断熱材で用いられる有孔コア材を構成する他の例を示す図であり、（ａ）は断熱コア体の例を示す斜視図、（ｂ）は無孔コア材間に断熱コア体を介在させて有孔コア材として機能させる一例を示す図、（ｂ）は無孔コア材間に断熱コア体を介在させて有孔コア材として機能させる他の例を示す図である。
【図４】本発明による真空断熱材の形状の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は他の例の断面図である。
【図５】図４に示す真空断熱材を用いて保冷庫の内壁を覆った際の例を示す図であり、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。
【図６】本発明による真空断熱材の形状の他の例を説明するための図であり、（ａ）は真空断熱材の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す真空断熱材を組み合わせた真空断熱体を示す側面図である。
【図７】従来の真空断熱材を示す断面図である。
【図８】図７に示す真空断熱材を用いて保冷庫の内壁を覆った際の例を示す図であり、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２０  真空断熱材
２１  コア材
２１ａ  有孔コア材
２１ｂ  無孔コア材
２２  孔部
２３  断熱フィルム材
２４  外梱包材
【図１】
2005214341.tif 000003
【図２】
2005214341.tif 000004
【図３】
2005214341.tif 000005
【図４】
2005214341.tif 000006
【図５】
2005214341.tif 000007
【図６】
2005214341.tif 000008
【図７】
2005214341.tif 000009
【図８】
2005214341.tif 000010