(57)【要約】  【課題】真空断熱材の生産性向上、および経時的な断熱性能の劣化を改善する。  【解決手段】真空断熱材の芯材となるグラスウールボードは、ガラス繊維集合体４を加熱した状態で加圧し、形状を保持しているものである。４８０℃以上の温度で加熱することで、ガラスの粘度が１０18Ｐ以下になり、ガラス繊維２相互間の接触点のガラス構成材料を一部融合させて形状を保持している。互いに結合しているガラス繊維２相互間の接触点には、ガラス繊維２構成材料からなる結合部３を有し、結合部３の成分比率がガラス繊維２の成分比率と略同一である。この結合部３は、加熱により粘性が低下したガラス繊維２を加圧した際、接点において生じたものである。この接触点部分に生じた結合部３の結着により、プレス解放後にも、加圧時の形状を保持し、繊維相互における結合材がなくても、グラスウールボードを所定形状に保持することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに結合して形状を保持しているガラス繊維の集合体からなり、互いに結合している任意の２つのガラス繊維は、一方のガラス繊維の表面の凹部に他方のガラス繊維の表面の凸部が係合することによるアンカー効果で結合しているグラスウールボード。
【請求項２】
ガラス繊維の集合体からなり、前記ガラス繊維相互間の接触点のガラス構成材料を一部融合させて形状を保持しているグラスウールボード。
【請求項３】
互いに結合して形状を保持しているガラス繊維の集合体からなり、互いに結合している前記ガラス繊維相互間には、前記ガラス繊維構成材料からなる結合部を有し、前記結合部の成分比率が前記ガラス繊維の成分比率と略同一であるグラスウールボード。
【請求項４】
ガラス繊維相互間の結合部の成分比率が、前記ガラス繊維と略同一である請求項１または２に記載のグラスウールボード。
【請求項５】
ガラス繊維の集合体が、グラスウールの積層体である請求項１から４のいずれか一項に記載のグラスウールボード。
【請求項６】
ガラス繊維の集合体が、ガラス繊維の一部が絡みあうことで形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載のグラスウールボード。
【請求項７】
ガラス繊維の集合体が、ガラス繊維相互を結着する結合材を含まない請求項１から６のいずれか一項に記載のグラスウールボード。
【請求項８】
ガラス繊維の集合体が、ガラス繊維相互を結着する結合材を含んでいる請求項１から６のいずれか一項に記載のグラスウールボード。
【請求項９】
ガラス繊維の集合体の嵩密度が、１００ｋｇ／ｍ3から３００ｋｇ／ｍ3である請求項１から８のいずれか一項に記載のグラスウールボード。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のグラスウールボードを断熱材または断熱材の一部として使用した機器。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項に記載のグラスウールボードからなる芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧して密閉された真空断熱材。
【請求項１２】
芯材は、外包材の内部が減圧して密閉された後の密度が、２００ｋｇ／ｍ3から３５０ｋｇ／ｍ3である請求項１１に記載の真空断熱材。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の真空断熱材を断熱材または断熱材の一部として使用した機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はグラスウールボード、真空断熱材、グラスウールボード及び真空断熱材を使用した機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題である温暖化を防止することの重要性から、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ため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、省スペースや空間の有効利用が必要な場合には従来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、バインダーを用いてグラスウールをボード化した省スペース型の断熱ボードや、多孔体からなる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。真空断熱材の芯材としては、一般に、粉体材料、繊維材料、および連通化した発泡体などが使用され、近年では、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、断熱材の伝熱機構は、固体および気体成分の熱伝導、輻射、対流により引き起こされる。一方、外包材内部を減圧にしてなる真空断熱材は、気体成分の熱伝導と対流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。よって、常温以下の冷凍冷蔵庫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用芯材として、種々の繊維材料が報告されている。
【０００６】
例えば、繊維性材料全体にわたって低溶融ガラス組成物やホウ酸のような熱可塑性の性質を有する無機バインダー材料を分散させた芯材を用いた真空断熱材が提案されている。これは、図５のように、２本の隣接したガラス繊維１０２とガラス繊維１０４が無機バインダー材料により、接触点１１０で結合部１０８を形成することを特徴としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
これにより、繊維集合物の個々の繊維を一体化させることが可能である。このような製品の一例としては、絶縁材料のブランケット、マット、および断熱材がある。
【０００８】
さらに、汎用的な樹脂バインダーのように、外包材中の真空条件下においてバインダーから発生するガス成分が殆どなく、経時的な断熱性能の劣化が小さいことが提案されている。
【０００９】
また、平均繊維径２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下の無機質繊維に酸性水溶液処理、および圧縮脱水処理を施し、無機質繊維の溶出成分を無機質繊維の接触点に集め、結合材として作用させ、無機繊維に一体性を持たせたものを芯材とする真空断熱材が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
本構成の効果としては、繊維同士を結着させる結合材を含まないため、外包材中の真空条件下で結合材から発生するガス成分が少なく、経時的な断熱性能の劣化がないため、断熱性能に優れていることが報告されている。
【００１１】
また、平均繊維径２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下の無機質繊維を酸性抄造して得られたガラスペーパーを酸性雰囲気下で複数枚積層した後、圧縮処理を施し、無機質繊維同士をそれら繊維より溶出した成分により各接触点で結着した芯材を用いた真空断熱材が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１２】
本構成では、経時的な断熱性能の劣化が小さいことに加え、繊維の方向が伝熱方向に垂直に配向していることから、固体成分の熱伝導が低減し、優れた断熱性能を有する真空断熱材を提供できることが提案されている。
【特許文献１】特表平１１−５０６７０８号公報
【特許文献２】特開平７−１６７３７６号公報
【特許文献３】特開平７−１３９６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では、真空断熱材の芯材において、無機質繊維体の結合材として用いるバインダーを添加する工程が必須であることに加え、通常、バインダーを水溶液として塗布するため、成形時に水分を蒸発させるための膨大な熱エネルギーが必要となり、生産性の低下を招くという大きな課題を有していた。
【００１４】
また、芯材成形後もバインダーからのガス発生により、内圧が増加することで経時的な断熱性能の劣化を招く。さらに、バインダーを用いた無機質繊維体を単体でグラスウールボードとして用いる場合には、異臭やガス発生による問題だけでなく、バインダーの種類に応じて適用雰囲気温度の範囲も制限されていた。
【００１５】
また、バインダーを添加することなく、無機質繊維体の溶出成分を結合材として用いる場合にも、酸処理等による特殊工程が必要となるために、この方法においても生産性の低下を招くという課題を有していた。
【００１６】
一方、バインダーや溶出成分による結着部位のない従来構成の無機質繊維体は、嵩高い綿状であり、そのまま真空断熱材の芯材として用いることは非常に取り扱いが困難である上に、大気圧縮により真空断熱材の外観表面性が損なわれる等の課題を有していた。
【００１７】
また、バインダーや溶出成分による結着部位のない従来構成の無機質繊維体は、繊維の種類により使用広い温度範囲における適用が可能であるために、単体で断熱熱ボードとして用いることができるものの、嵩高い綿状であり、非常に取り扱いが困難である上に、設置するためのスペースを大きく確保する必要があることや、筐体自体の十分な強度を要するという課題を有していた。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、成形時にバインダー成分を添加する必要がないだけでなく、繊維からの溶出成分を抽出するような酸処理等の特殊加工を行わなくてもグラスウールを所定形状に保持することができて、工数削減が可能となり効率的な成形が可能となる真空断熱材の芯材に適したグラスウールボードを提供するものである。
【００１９】
また、取り扱い性や省スペース化に優れ、ガラス繊維の集合体単体で耐熱性に優れた断熱材として利用することも可能なグラスウールボードを提供するものである。
【００２０】
さらに、結合材から生じるガス成分による内圧増加による断熱性能の劣化を招くことがないために、従来の硬質ウレタンフォームの１０倍以上の優れた断熱性能を長期に渡って維持することが可能な真空断熱材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記従来の課題を解決するために、本発明のグラスウールボードは、互いに結合して形状を保持しているガラス繊維の集合体からなり、互いに結合している任意の２つのガラス繊維は、一方のガラス繊維の表面の凹部に他方のガラス繊維の表面の凸部が係合することによるアンカー効果で結合しているグラスウールボードである。
【００２２】
また、ガラス繊維の集合体からなり、前記ガラス繊維相互間の接触点のガラス構成材料を一部融合させて形状を保持しているグラスウールボードである。
【００２３】
また、互いに結合して形状を保持しているガラス繊維の集合体からなり、互いに結合している前記ガラス繊維相互間には、前記ガラス繊維構成材料からなる結合部を有し、前記結合部の成分比率が前記ガラス繊維の成分比率と略同一であるグラスウールボードである。
【００２４】
また、本発明の真空断熱材は、上記本発明のグラスウールボードからなる芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧して密閉された真空断熱材である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明におけるグラスウールボードは、ガラス繊維相互間に、バインダー成分や繊維からの溶出成分による結合材を用いることなくボード形状を形成している。
【００２６】
その結果、ボード成形における工数削減が可能となり、効率的なボード成形が可能となることに加え、異臭やガス発生による問題がなく、バインダーによる異臭やガス発生問題により適用が困難であった高温領域への適用範囲も拡大し、ガラス繊維の耐熱温度である約４００℃前後まで使用が可能であることに加えて、形状もバインダーを用いたもの同様のボード形状を保持しているために、取り扱い性や省スペース化に優れ、ガラス繊維の集合体単体で耐熱性に優れた断熱材として利用することも可能である。
【００２７】
本発明における真空断熱材は、芯材として用いるガラス繊維の集合体において、ガラス繊維相互間におけるバインダー成分や繊維からの溶出成分による結合材を用いずに芯材を形成している。
【００２８】
その結果、芯材成形時にバインダー成分を添加する必要がないだけでなく、繊維からの溶出成分を抽出するような酸処理等の特殊加工を行わなくてもグラスウールを所定形状に保持することができるために、芯材成形における工数削減が可能となり、効率的な芯材成形が可能となり、効率的な真空断熱材の製造が可能となる。
【００２９】
また、バインダー成分からの発生ガスも問題にならず、結合材から生じるガス成分による内圧増加による断熱性能の劣化を招くことがないために、従来の硬質ウレタンフォームの１０倍以上の優れた断熱性能を長期に渡って維持することが可能な真空断熱材を提供することができる。
【００３０】
また、本発明におけるグラスウールボード及び真空断熱材は、従来の断熱材よりも優れた断熱性能を有するため、これらを断熱材として使用することにより、省エネルギーに貢献できる機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の請求項１に記載のグラスウールボードの発明は、互いに結合して形状を保持しているガラス繊維の集合体からなり、互いに結合している任意の２つのガラス繊維は、一方のガラス繊維の表面の凹部に他方のガラス繊維の表面の凸部が係合することによるアンカー効果で結合しているものである。
【００３２】
よって、ボード成形時にバインダー成分や繊維からの溶出成分を結合材として用いなくてもグラスウールボードを所定形状に保持することができる。
【００３３】
以上の作用により、本発明のグラスウールボードは工数削減が可能となり効率的なボード成形が可能となる。
【００３４】
また、バインダーによる異臭やガス発生問題により適用が困難であった高温領域への適用範囲も拡大する。
【００３５】
本発明の請求項２に記載のグラスウールボードの発明は、ガラス繊維の集合体からなり、前記ガラス繊維相互間の接触点のガラス構成材料を一部融合させて形状を保持しているものである。
【００３６】
よって、ガラス繊維の集合体からなるグラスウールボードは、グラスウールボードを所定形状に保持することができると共に、繊維同士を融合させることにより、ボードの剛性が向上する。
【００３７】
以上の作用により、本発明のグラスウールボードは取り扱い性が向上する。
【００３８】
本発明の請求項３に記載のグラスウールボードの発明は、互いに結合して形状を保持しているガラス繊維の集合体からなり、互いに結合している前記ガラス繊維相互間には、前記ガラス繊維構成材料からなる結合部を有し、前記結合部の成分比率が前記ガラス繊維の成分比率と略同一であるものである。
【００３９】
よって、バインダー成分や溶出成分がなくても、繊維相互間の接触点においてガラス構成材料によるネ結合部を形成することにより、ガラス繊維集合体としての強度がより大きくなる。
【００４０】
以上の作用により、本発明のグラスウールボードは取り扱い性が改善する。
【００４１】
本発明の請求項４に記載のグラスウールボードの発明は、請求項１または２に記載の発明において、ガラス繊維相互間の結合部の成分比率が、前記ガラス繊維と略同一であるものである。
【００４２】
よって、バインダー成分や溶出成分がなくても、繊維相互間の接触点においてガラス構成材料によるネックを形成することにより、ガラス繊維集合体としての強度がより大きくなる。また、請求項１または２に記載の発明との相乗効果で、比較的容易に強度の高いグラスウールボードを提供できる。
【００４３】
以上の作用により、本発明のグラスウールボードは取り扱い性が改善でき、かつ高い生産性を確保できる。
【００４４】
本発明の請求項５に記載のグラスウールボードの発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、ガラス繊維の集合体が、グラスウールの積層体であるものである。
【００４５】
よって、グラスウールが厚み方向に均一に積層されていることから、成形後のグラスウールボードを構成するガラス繊維は厚み方向と垂直の方向に均一に配列されるため、繊維相互の熱抵抗が一層増大する。
【００４６】
以上の作用により、本発明のグラスウールボードは断熱性能が一層改善する。
【００４７】
本発明の請求項６に記載のグラスウールボードの発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、ガラス繊維の集合体が、ガラス繊維の一部が絡みあうことで形成されているものである。
【００４８】
よって、ガラス繊維の一部が繊維相互間で絡み合うことで、繊維集合体としてのアンカー効果的な機械的作用からグラスウールボードの剛性が増大し、厚み方向における拘束性と一体性が強化される。
【００４９】
以上の作用により、本発明のグラスウールボードは取り扱い性が改善される。更には、グラスウールボードの低密度化も容易になる。
【００５０】
本発明の請求項７に記載のグラスウールボードの発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、ガラス繊維の集合体が、ガラス繊維相互を結着する結合材を含まないものである。
【００５１】
よって、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明の作用により、ガラス繊維の集合体からなるグラスウールボードは、ボードを所定形状に保持することができることに加えて、ガラス繊維相互を結着する結合材を含んでいない。その結果、従来、伝熱要素として作用していた繊維表面の付着物質が存在しないことから、伝熱量が低下する。
【００５２】
以上の作用により、本発明のグラスウールボードは断熱性能が一層改善する。
【００５３】
本発明の請求項８に記載のグラスウールボードの発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、ガラス繊維の集合体が、ガラス繊維相互を結着する結合材を含んでいるものである。
【００５４】
よって、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明の作用により、ガラス繊維の集合体からなるグラスウールボードは、グラスウールボードを所定形状に保持することができることに加えて、ガラス繊維相互を結着する結合材を含んでいる。その結果、結合材を含まないものと比較して、芯材の剛性が大幅に増大する。
【００５５】
以上の作用により、本発明のグラスウールボードはより強い芯材剛性を必要とする場合において優れた効果が得られる。
【００５６】
本発明の請求項９に記載のグラスウールボードの発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の発明において、ガラス繊維の集合体の嵩密度が、１００ｋｇ／ｍ3から３００ｋｇ／ｍ3である
よって、請求項１から８のいずれか一項に記載の作用によりガラス繊維の集合体からなるグラスウールボードは、グラスウールボードを所定形状に保持することができることに加えて、嵩密度１００ｋｇ／ｍ3以上とすることで取り扱い上十分な剛性を備える。また、３００ｋｇ／ｍ3以下であることにより、密度の増加による繊維自体の伝熱成分が増大することを抑制できる。
【００５７】
以上の作用により、本発明のグラスウールボードは取り扱い上十分な剛性を備え、かつ優れた断熱性能が確保できる。
【００５８】
本発明の請求項１０に記載の機器の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載のグラスウールボードを断熱材または断熱材の一部として使用したものである。
【００５９】
よって、断熱材に用いるグラスウールボードがガラス繊維の成形体であり、かつ結合材を含まないため、ガラス繊維の耐熱温度である約４００℃前後まで使用が可能であり、さらに異臭やガス成分の発生といった問題が生じない。
【００６０】
以上の作用から、本発明のグラスウールボードを断熱材として使用した機器は高温使用時の耐熱性に優れた効果が得られる。
【００６１】
さらに、結合材を用いていなくてもボード形状を維持していることから、取り付け性の向上や断熱材設置部の省スペース化だけでなく、機器自体の補強材としての効果も得られる。
【００６２】
本発明の請求項１１に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載のグラスウールボードからなる芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧して密閉されたものである。
【００６３】
よって、芯材成形時にバインダー成分を使用する必要がないため、工数削減が可能となり効率的な芯材成形が可能となる。
【００６４】
また、芯材であるガラス繊維の集合体が、ガラス繊維相互間に結合材を用いずに芯材を形成しているため、芯材部からの発生ガスが問題にならない。
【００６５】
以上の作用により、本発明の真空断熱材は芯材成形における工数削減が可能となり効率的な真空断熱材の供給が可能となる。
【００６６】
また、経時的に劣化が小さい真空断熱材を提供することができ、比較的高温領域での使用においても内圧上昇による劣化を抑制するという効果が得られる。
【００６７】
本発明の請求項１２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１１に記載の発明において、芯材は、外包材の内部が減圧して密閉された後の密度が、２００ｋｇ／ｍ3から３５０ｋｇ／ｍ3であるものである。
【００６８】
よって、本発明における真空断熱材は、芯材成形時にバインダー成分を使用する必要がないため、工数削減が可能となり効率的な芯材成形が可能となることに加え、真空包装後の芯材部密度が２００ｋｇ／ｍ3以上とすることで大気圧縮時にも真空断熱材の表面性が良好なものを得ることができる。
【００６９】
さらに、本発明の真空断熱材を得るために、芯材嵩密度が１００ｋｇ／ｍ3以上のものが使用可能であるため、真空断熱材作製時の芯材取り扱い上十分な剛性を備える。また、３５０ｋｇ／ｍ3以下であることにより、真空断熱材の芯材部密度の増加による内部繊維自体の伝熱成分が増大することを抑制できる。
【００７０】
以上の作用により、本発明の真空断熱材は表面性が良好となり、かつ優れた断熱性能が確保できる。
【００７１】
本発明の請求項１３に記載の機器の発明は、請求項１１または１２に記載の真空断熱材を断熱材または断熱材の一部として使用したものである。
【００７２】
よって、高温、長期間の使用においてもの優れた断熱性能を有する断熱材を使用しているために、長期に渡って高断熱化が達成され、省エネルギーに貢献できる。
【００７３】
また、本発明による真空断熱材は表面性が良好であるため、その表面形状がそのまま筐体の外観に反映されるような機器、例えば冷蔵庫のようなものに適用する場合にも筐体の表面平滑性が良好なものが製造できる。
【００７４】
なお、本発明で使用できるガラス繊維は特に限定するものではなく、ガラス状態になり得るガラス形成酸化物が望ましい。更には、厚み方向に積層配列されたものが好適であり、汎用的な工業製品としてはグラスウールが安価、かつ取り扱い性の観点からもより望ましいが、ガラス化が可能なものでであればよく、フッ化物ガラスやカルコゲン化合物等も適用可能である。
【００７５】
また、繊維径は、特に指定するものではないが、繊維径が微細なものがより優れた断熱性能が得られることは既に公知である。しかしながら、無機繊維の接触点で結着部位を有する従来真空断熱材の芯材においては、２μｍ以下の微細繊維径のものでしか得られなかった断熱性能が、本構成においては３μｍ以上の繊維径のガラス繊維にて実現可能であることから、グラスウールの汎用品を使用した場合にも優れた断熱性能が確保できる。
【００７６】
また、本発明における結合部とは、図２に示すようなガラス繊維間の架橋となる部分を指し、繊維同士が単に点接触しているだけではなく、視覚的に明らかに繊維同士がある範囲を持った部分においてと繋がった個所を指している。また、この結合部は全ての繊維間の接触点において生じる必要はなく、繊維集合体の中の一部に形成されることで加圧時の形状が保持できているものであればよい。
【００７７】
さらに、この結合部はガラス構成材料であることから、Ｘ線的に見た原子配列が不規則構造となっているものであり、結合部以外のガラス繊維部分と同じ構造かつ、成分比率が略同一であるものを指す。
【００７８】
この結合部と結合部以外の繊維部分とに電子線を照射し、光電効果を起こした時の発生電子の差を分析することにより結合部と結合部以外の繊維の成分比率が同等であることが確かめることも可能である。
【００７９】
また、本発明における結合材とは、ガラス繊維以外の添加物、またはガラス繊維からの溶出成分等のガラス繊維を結合させているものを示しており、ガラス繊維自体は結合材として含まない。
【００８０】
また、本発明における真空断熱材の外包材は、ガスバリア性を有するものが利用できるが、表面保護層、ガスバリア層、および熱溶着層によって構成されるラミネートフィルムであることが好ましい。
【００８１】
また、本発明の真空断熱材には、各種ガス吸着剤が適用できる。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、あるいは空気成分が吸着できるゲッター剤等がある。
【００８２】
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。
【００８３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるグラスウールボードの斜視図を示す。
【００８４】
図１において、グラスウールボード１は、ガラス繊維集合体を加熱した状態で加圧し、形状を保持しているものである。
【００８５】
グラスウールボード１の作製は、ガラス繊維の集合体として平均繊維径３．５μｍのグラスウールを所定密度になるまで積層し、嵩１００ｍｍ程度にしたものを用いる。これを、中心部分のガラス繊維の品温が４５０℃になる温度条件にて５分間、面間隔約１５ｍｍ程度でプレスすることにより成形している。
【００８６】
また、この時のガラスの粘度は１０20Ｐから１０3Ｐとすることで成形が可能であるが、好ましくは１０18Ｐから１０5Ｐの範囲である。
【００８７】
この場合のグラスウールボード１は、互いに結合して形状を保持しているガラス繊維の集合体からなり、互いに結合している任意の２つのガラス繊維は、一方のガラス繊維の表面の凹部に他方のガラス繊維の表面の凸部が係合することによるアンカー効果で結合しているものである。なお、ガラス繊維相互間の結合部の成分比率は、ガラス繊維と略同一である。
【００８８】
さらに、４８０℃以上の温度で加熱することでガラス繊維を融合させて成形しても良い。この場合はガラスの粘度を１０18Ｐ以下にすることが可能である。
【００８９】
この場合のグラスウールボード１は、ガラス繊維の集合体からなり、ガラス繊維相互間の接触点のガラス構成材料を一部融合させて形状を保持している。
【００９０】
また、この場合のグラスウールボード１は、互いに結合して形状を保持しているガラス繊維の集合体からなり、互いに結合しているガラス繊維相互間には、ガラス繊維構成材料からなる結合部を有し、結合部の成分比率がガラス繊維の成分比率と略同一である。
【００９１】
また、図２は、本発明の実施の形態１におけるガラス繊維の集合体の拡大図である。
【００９２】
図２において、ガラス繊維２は繊維相互間の接触点においてガラス構成材料による結合部３を形成していることが確認できる。
【００９３】
この結合部３は、加熱により粘性が低下したガラス繊維を加圧した際、接点において生じたものである。この接触点部分に生じた結合部３の結着により、プレス解放後にも、加圧時の形状を保持し、初期には嵩１００ｍｍ程度あったガラス繊維の集合体から厚さ１４ｍｍ程度のグラスウールボードが得られる。
【００９４】
よって、ガラス繊維の集合体４からなるグラスウールボード１は、繊維相互における結合材がなくても、グラスウールボード１を所定形状に保持することができる。
【００９５】
このように、本構成により作製したグラスウールボード１は、ボード成形時にバインダー成分を使用する必要がないため、工数削減が可能となり効率的なボード成形が可能となる。
【００９６】
また、バインダーからの異臭やガス発生問題により適用が困難であった高温領域への適用範囲も拡大する。
【００９７】
以上の方法で形成したグラスウールボード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、嵩密度が１００ｋｇ／ｍ3から３００ｋｇ／ｍ3の範囲において、平均温度２４℃にて０．０３２から０．０３３Ｗ／ｍＫであり、結合材を用いたガラス繊維の集合体によるグラスウールボードが同様の測定において０．０３５から０．０３７Ｗ／ｍＫであったことと比較して、良好な断熱性能を有していた。
【００９８】
このように、本構成により作製したグラスウールボード１は、優れた断熱性能を有している。これは、ガラス繊維の集合体において、バインダー成分や繊維からの溶出成分による結合材が存在しない。よって、従来、伝熱要素として作用していた繊維表面の付着物質が存在しないことから、ガラス繊維２表面の熱伝導が低減し、断熱性能が改善したと考えられる。
【００９９】
更には、加熱プレス時におけるガラス繊維の集合体４の熱変形により、繊維が延伸する効果も期待できるため、ガラス繊維の積層配列がより一層改善されることで、繊維相互の熱抵抗が増大し、断熱性能が改善することも要因と考える。
【０１００】
（表１）に、ガラス繊維の集合体４に含まれる結合材の有無、及び得られた本発明の実施の形態１におけるグラスウールボード１の密度を変化させた場合のグラスウールボード物性を示す。
【０１０１】
【表１】
2005351438.tif 000003
その結果、結合材を用いていない本発明の構成におけるグラスウールボード１の熱伝導率は、ボード嵩密度が１００ｋｇ／ｍ3から３００ｋｇ／ｍ3の範囲において、平均温度２４℃にて０．０３２から０．０３５Ｗ／ｍＫであった。これは比較例として評価した結合材を含むガラス繊維の集合体と比較して、良好な断熱性能を示していた。
【０１０２】
また、ボード嵩密度が１００ｋｇ／ｍ3から３００ｋｇ／ｍ3の範囲において、取り扱い性についても全く問題がなく、結合材がないグラスウールボードでも十分に形状を保持している。
【０１０３】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における真空断熱材の断面図を示す。
【０１０４】
図３において、真空断熱材５は、芯材６と吸着剤８とを外包材７に挿入し、内部を減圧して構成している
真空断熱材５の作製は、芯材６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７に挿入し、減圧チャンバー内で、外包材内部が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。
【０１０５】
この時、外包材７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。
【０１０６】
また、吸着剤８は、水分吸着剤として酸化カルシウムを適用している。
【０１０７】
一方、芯材６は、本発明における実施の形態１におけるグラスウールボード１を用いた。
【０１０８】
このように、本構成により作製した真空断熱材５は、芯材６成形時にバインダー成分を使用する必要がないため、工数削減が可能となり効率的な真空断熱材の作製が可能となる。
【０１０９】
以上の方法で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０．００１８から０．００２０Ｗ／ｍＫであり、汎用的な硬質ウレタンフォームの１０倍以上の断熱性能を有していた。
【０１１０】
このように、本構成により作製した真空断熱材は、優れた断熱性能を有している。これは、芯材に用いたガラス繊維集合体において、バインダー成分や繊維からの溶出成分による結合材が存在しない。よって、従来、伝熱要素として作用していた繊維表面の付着物質が存在しないことから、ガラス繊維表面の伝熱量が低下する。そのため、芯材６厚み方向の熱伝導が低減し、断熱性能が改善するものである。
【０１１１】
更には、芯材成形の加熱プレス時におけるガラス繊維集合体の熱変形により、繊維が延伸する効果も期待できるため、ガラス繊維の積層配列がより一層改善されることで、繊維相互の熱抵抗が増大し、断熱性能が改善することも要因と考える。
【０１１２】
加えて、バインダー成分を使用していないため、バインダー成分からの発生ガスも問題にならず、経時的に断熱性能の劣化が小さい真空断熱材５を提供することができる。
【０１１３】
（表２）に、ガラス繊維の集合体に含まれる結合材の有無、及び芯材密度を変化させた場合の芯材物性と真空断熱材物性を示す。
【０１１４】
【表２】
2005351438.tif 000004
その結果、結合材を用いていない本発明の構成における真空断熱材の熱伝導率は、芯材嵩密度が１００ｋｇ／ｍ3から３００ｋｇ／ｍ3の範囲のものを用いた場合において、平均温度２４℃にて０．００１８から０．００２０Ｗ／ｍＫであった。これは汎用的な硬質ウレタンフォームの１０倍以上の断熱性能を有していた。
【０１１５】
また、本発明における真空断熱材５の仕上がり時の芯材６部密度において、３５０ｋｇ／ｍ3以下の範囲において良好な断熱性能が得られることから、真空包装後の芯材部の仕上がり密度はこの範囲が好ましい。
【０１１６】
また、仕上がり時の芯材６部密度が２００ｋｇ／ｍ3以下の範囲のものは真空断熱材の表面性が悪く、芯材嵩密度の小さいものを用いる必要があるため、芯材の取り扱い性が困難となることで真空断熱材の作製も困難となる。
【０１１７】
よって、本発明における真空断熱材の芯材６部密度は２００ｋｇ／ｍ3から３５０ｋｇ／ｍ3が好ましい。尚、真空断熱材の芯材部の密度とは、真空包装後に真空断熱材の芯材部分のサイズと、厚みを４点以上測定したものから芯材部の平均厚みを求め、開封後に芯材重量を測定して芯材部の密度を求めている。
【０１１８】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における冷凍冷蔵庫の断面図であり、本発明におけるグラスウールボード、または真空断熱材を断熱材として使用した機器の一例として示すものである。
【０１１９】
図４は冷蔵庫４１であり、冷蔵庫の筐体を形成する断熱箱体４２と冷凍サイクルとからなる。断熱箱体４２は、鉄板をプレス成形した外箱４３と、ＡＢＳ樹脂等を成形した内箱４４とが、フランジ（図示せず）を介して構成している。前記断熱箱体４２の内部には、予め真空断熱材５を配設し、真空断熱材５以外の空間部を、硬質ウレタンフォーム４５にて発泡充填したものである。硬質ウレタンフォーム４５は、発泡剤としてシクロペンタンを使用している。
【０１２０】
断熱箱体４２は仕切り板４６にて区切られており、上部が冷蔵室４７、下部が冷凍室４８となっている。仕切り板４６には電動ダンパー４９が、冷凍室４８の内箱４４には冷却用のファンモーター５０とデフヒーター５１が取付けられている。
【０１２１】
一方、冷凍サイクルは、蒸発器５２、圧縮機５３、凝縮器５４、キャピラリチューブ５５とを順次環状に接続しこれを形成している。なお、蒸発器５２は冷蔵室４７と冷凍室４８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。
【０１２２】
また、冷蔵庫４１にはドア体５６が取付けられており、ドア体５６の内部には真空断熱材１が配設され、真空断熱材５以外の空間部は硬質ウレタンフォーム４５にて発泡充填されている。
【０１２３】
なお、真空断熱材５は実施の形態２に示したものと同様の構成のものを用いている。
【０１２４】
このように構成された冷凍冷蔵庫は、従来の硬質ウレタンフォームの１０倍以上の優れた断熱性能を有するために、高断熱化が達成され、省エネルギーに貢献できるものである。
【０１２５】
また、真空断熱材の芯材は、そのガラス繊維に結合材を用いていないため、結合材から生じるガス成分による内圧増加により、断熱性能の劣化を招くことない。その結果、経時的に断熱性能が劣化することがなく、継続して省エネルギーに貢献することが可能である。
【０１２６】
なお、本発明におけるグラスウールボードまたは真空断熱材を使用した機器は、冷凍冷蔵庫、冷凍機器、野菜保冷庫、および米保冷庫等の作動温度帯である−３０℃から常温、更には自動販売機、給湯タンク等のより高温までの範囲で温冷熱を利用した電気、ガス機器や一般住宅等の建材など、断熱を要する部分を含むものを指す。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上のように、本発明にかかるグラスウールボード及び真空断熱材は、ガラス繊維の集合体の固体熱伝導を著しく低減し、従来の断熱材よりも優れた断熱性能を有するものである。
【０１２８】
その結果、冷凍冷蔵庫および冷凍機器をはじめとする断熱を要する機器に利用することが可能となり、建材等の熱や冷熱から保護すべき物象などのあらゆる断熱、遮熱用途や、熱害対策用途等に適用することで省エネルギー化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるグラスウールボードの斜視図
【図２】本発明の実施の形態２におけるガラス繊維の集合体の拡大図
【図３】本発明の実施の形態３における真空断熱材の断面図
【図４】本発明の実施の形態４における機器の断面図
【図５】特許文献１における芯材の接触点の概略図
【符号の説明】
【０１３０】
１    グラスウールボード
２    ガラス繊維
３    結合部
４    ガラス繊維の集合体
５    真空断熱材
６    芯材
７    外包材
４１  冷蔵庫（機器）
【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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