(57)【要約】  本発明に係る真空断熱材は、芯材と、前記芯材を被覆している外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧状態となっている真空断熱材であって、前記外包材は、ガスバリア層を有する積層フィルムであり、前記外包材が前記芯材と対向している範囲に、当該真空断熱材の厚み方向に対向する２つの面を有し、当該２つの面を構成する前記外包材部分を芯材被覆部と定義した場合、前記ガスバリア層は、前記芯材被覆部のみに存在しているものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、前記芯材を被覆している外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧状態となっている真空断熱材であって、
前記外包材は、ガスバリア層を有する積層フィルムであり、
前記外包材が前記芯材と対向している範囲に、当該真空断熱材の厚み方向に対向する２つの面を有し、
当該２つの面を構成する前記外包材部分を芯材被覆部と定義した場合、
前記ガスバリア層は、前記芯材被覆部のみに存在している真空断熱材。
【請求項２】
前記外包材は、
前記ガスバリア層と、基材層と、該基材層の外面側に設けられた表面保護層と、前記基材層の内面側に設けられた熱融着層と、を有する請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記ガスバリア層は、前記表面保護層と前記基材層との間、前記基材層と前記熱融着層との間、及び、前記熱融着層と前記芯材との間のうちの、少なくとも１つの間に設けられている請求項２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記ガスバリア層は、
金属箔層、金属の蒸着層、及び金属酸化物の蒸着層のうちの少なくとも１つである請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記ガスバリア層に用いられる金属は、アルミニウムである請求項４に記載の真空断熱材。
【請求項６】
前記外包材における前記芯材被覆部以外の範囲を芯材非被覆部と定義した場合、
前記芯材非被覆部が、前記芯材の形状に沿って折り曲げられている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記芯材は、繊維集合体である請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項８】
前記芯材は、グラスウールである請求項７に記載の真空断熱材。
【請求項９】
水分を吸着する吸着剤を備え、
前記芯材及び前記吸着剤が、前記外包材によって被覆されている請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項１０】
外箱と、
前記外箱の内部に配置された内箱と、
前記外箱と前記内箱との間に配置された請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の真空断熱材と、
を備えた断熱箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性能の維持を図った真空断熱材、及び該真空断熱材を備えた断熱箱に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫等の断熱材として用いられている従来の真空断熱材は、真空空間を保持する芯材と、該芯材を被覆している外包材とを備え、外包材の内部が減圧状態となっている。そして、外包材により内部を真空に維持することで、真空断熱材を低い熱伝導率に維持する。このため、従来の真空断熱材の外包材は、外包材の外部から外包材の内部に水蒸気及び空気等のガスが侵入することを低減し、長期間にわたって熱伝導率を低く維持するため、全体にわたってガスバリア層が設けられている。このガスバリア層は、金属箔、金属の蒸着層、又は金属酸化物の蒸着層で構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０４７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
真空断熱材を製造する際、まず、外包材を、外周部の一部が開口した袋形状に形成する。詳しくは、真空断熱材の外包材は、一方の面に熱融着層を備えている。そして、熱融着層が内側に配置されるように一枚の外包材を折り曲げて、あるいは、熱融着層が対向するように二枚の外包材を重ね合わせて、外周部の熱融着層をヒートシール等で融着して封止部を形成することにより、外包材を外周部の一部が開口した袋形状に形成する。その後、この外包材に芯材を挿入し、外包材の内部を減圧した後に開口部をヒートシール等で融着して封止部を形成することで、真空断熱材が完成する。【０００５】
このため、真空断熱材には、芯材の外周側に、芯材を覆っていない封止部が形成される。この外包材の封止部は断熱に寄与しないため、真空断熱材はこの封止部が芯材の形状に沿って折り曲げられて使用される場合がある。【０００６】
例えば、冷蔵庫等の断熱箱に用いられる真空断熱材は、発泡ウレタン断熱材と併用される場合がある。このとき、発泡ウレタン断熱材の充填流路を確保するために、外包材の封止部を芯材の形状に沿って折り曲げて、真空断熱材を使用する場合がある。外包材の封止部が折り曲げられた真空断熱材の端部では、外包材による熱の周り込み、つまり熱橋（ヒートブリッジ）が発生する。このため、真空断熱材全体としての断熱性能を示す実効熱伝導率が増加する。【０００７】
一般に、真空断熱材の端部における熱橋（ヒートブリッジ）を考慮した実効熱伝導率λｅｆｆは、次の式（１）で求めることができる。
λｅｆｆ＝λｃｏｐ＋ψ（ｄ）×ｄ×ｐ÷Ａ  …（１）
なお、λｃｏｐは、真空断熱材を断熱方向である厚み方向に観察した際に、真空断熱材の中央部となる位置の熱伝導率である。換言すると、λｃｏｐは、真空断熱材を断熱方向である厚み方向に観察した際に、芯材の中央部となる位置の熱伝導率である。ψ（ｄ）は、封止部等、芯材を覆っていない外包材部分の熱伝導率である。ｄは、真空断熱材の厚さである。ｐは、真空断熱材を断熱方向である厚み方向に観察した際の、真空断熱材の周長である。Ａは、真空断熱材を断熱方向である厚み方向に観察した際の、真空断熱材の面積である。【０００８】
ここで、特許文献１のように、外包材の全域に金属箔、金属の蒸着層、又は金属酸化物の蒸着層で構成されたガスバリア層を設けた場合、外包材の外部から外包材の内部に水蒸気及び空気等のガスが侵入することを低減でき、真空断熱材の中央部の熱伝導率を長期間にわたって低く維持することができる。しかしながら、特許文献１のように、外包材の全域に金属箔、金属の蒸着層、又は金属酸化物の蒸着層で構成されたガスバリア層を設けた場合、外包材の封止部の熱伝導率が大きくなるため、実効熱伝導率が増加してしまい、断熱性能が低下してしまうという課題があった。【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、外包材の外部から外包材の内部に水蒸気及び空気等のガスが侵入することを低減し、長期間にわたって真空断熱材の中央部の熱伝導率を低く維持しつつ、実効熱伝導率も低く維持すること、つまり、高い断熱性能を長期間にわたって維持することができる真空断熱材を提供することを第１の目的とする。また、当該真空断熱材を備えた断熱箱を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る真空断熱材は、芯材と、前記芯材を被覆している外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧状態となっている真空断熱材であって、前記外包材は、ガスバリア層を有する積層フィルムであり、前記外包材が前記芯材と対向している範囲に、当該真空断熱材の厚み方向に対向する２つの面を有し、当該２つの面を構成する前記外包材部分を芯材被覆部と定義した場合、前記ガスバリア層は、前記芯材被覆部のみに存在しているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る真空断熱材は、外包材の芯材被覆部に、ガスバリア層を有する。このため、本発明に係る真空断熱材は、外包材の外部から外包材の内部に水蒸気及び空気等のガスが侵入することを低減でき、長期間にわたって真空断熱材の中央部の熱伝導率を低く維持することができる。また、本発明に係る真空断熱材は、芯材被覆部以外の範囲にガスバリア層を有していない。このため、本発明に係る真空断熱材は、芯材被覆部以外の範囲の外包材の熱伝導率を小さくでき、実効熱伝導率も低く維持できる。したがって、本発明に係る真空断熱材は、高い断熱性能を長期間にわたって維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る真空断熱材の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る真空断熱材において、芯材非被覆部を折り曲げた状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る断熱箱の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る真空断熱材の概略構成を示す断面図である。この図１に示す真空断熱材１は、紙面の上下方向が、厚み方向すなわち断熱方向となっている。また、図１では、図面が見やすくなるように、外包材４の基材層４２のハッチングを省略している。
以下、図１に基づいて、本実施の形態１に係る真空断熱材１について説明する。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。各構成部材の具体的な寸法等は、以下の説明を参酌した上で判断すべきものである。
【００１４】
図１に示すように、真空断熱材１は、内部を真空に維持することで低い熱伝導率を実現する断熱材である。この真空断熱材１は、芯材２と、この芯材２を被覆している外包材４とを備えている。後述のように、外包材４で規定される真空空間は、一部が開口した袋形状の外包材４の内部を減圧した状態で、開口部をヒートシール等により熱融着することにより、形成される。つまり、外包材４の内部が減圧状態となっている。真空断熱材１は、該真空断熱材１の厚み方向である図１の矢印Ｚ方向に観察した際、全体として概略長方形平板状の形状を有している。なお、本実施の形態１においては、真空断熱材１は、外包材４の内部の水分を吸着する吸着剤３も備えている。つまり、本実施の形態１に係る真空断熱材１は、芯材２及び吸着剤３が、外包材４によって被覆されている。
【００１５】
芯材２は、真空空間を保持する目的で使用される。芯材２としては、グラスウール等の繊維集合体を用いることが一般的である。また、芯材２を構成する繊維集合体は、加熱加圧成形をしたものであってもよく、内包材を用いて密封封止したものであってもよく、結合剤により結着したものであってもよい。
【００１６】
吸着剤３は、真空断熱材１の内部の水蒸気を吸着し、真空度を保つことで熱伝導率の上昇を抑制する目的で使用される。吸着剤３としては、酸化カルシウム（ＣａＯ）を用いることが一般的である。また、吸着剤３は、シリカゲル又はゼオライトであってもよい。また、吸着剤３は、酸化カルシウム、シリカゲル及びゼオライトのうちの少なくとも２つを組合せたものであってもよい。
【００１７】
また、吸着剤３は、通気性を有する包材により包装されていてもよい。通気性を有する包材は、紙、不織布、プラスチックフィルム、又は網目状の布から選択した通気性を有する部材からなるものである。吸着剤３を包材で包装することにより、外包材４の内部に吸着剤３を配置する際の作業性の向上が期待できる。包材は、これら通気性を有する部材から選択された２種類以上の部材が積層されたものであってもよい。
【００１８】
外包材４は、複数の層が積層された多層構造をなす積層フィルムである。本実施の形態１に係る外包材４は、表面保護層４１、基材層４２、ガスバリア層４４及び熱融着層４３が順次積層されて構成されている。熱融着層４３同士が対向するように２枚の外包材４で芯材２及び吸着剤３を挟み込むように覆い、芯材２及び吸着剤３の外周側において熱融着層４３同士をヒートシール等で熱融着して封止部４３ａを形成することにより、外包材４は芯材２及び吸着剤３を被覆している。この際、外包材４の内部つまり２枚の外包材４の間の空間が１Ｐａ（パスカル）〜３Ｐａ程度の真空度に減圧された状態となっている。
【００１９】
ここで、本実施の形態１に係る真空断熱材１においては、図１に示すように、外包材４が芯材２と対向している範囲に、断熱方向である真空断熱材１の厚み方向に対向する２つの面を有している。２つの面とは、図１において、上面及び下面となる面である。これら２つの面は、実質的に平行に配置されている。本実施の形態１では、これら２つの面を構成する外包材４部分を芯材被覆部５と定義する。これら２つの面の一方（例えば、図１の上面）は、高温側の熱源又は空間と対向する面となる。また、これら２つの面の他方（例えば、図１の下面）は、低温側の熱源又は空間と対向する面となる。換言すると、外包材４における芯材２と対向する部分のうち、断熱方向である真空断熱材１の厚み方向と直交する面を構成する範囲が、芯材被覆部５となる。また、外包材４のうち、芯材被覆部５以外の範囲を、芯材非被覆部６と定義する。つまり、外包材４における芯材２と対向する部分のうち、芯材被覆部５となる２つの面を接続する面（図１の側面）を構成する範囲が、芯材非被覆部６となる。また、外包材４の封止部４３ａが、芯材非被覆部６となる。このように定義した場合、本実施の形態１に係る真空断熱材１は、芯材被覆部５にのみ、ガスバリア層４４が存在している。ここで、芯材被覆部５となる２つの面が平行に配置されていると上述したが、ここでいう平行とは、厳密な意味での平行ではない。真空断熱材１の作製誤差によって、これら２つの面が若干傾いて対向している場合でも、本実施の形態１では平行と称するものとする。
【００２０】
なお、本実施の形態１では、ガスバリア層４４は、基材層４２と熱融着層４３との間に設けられている。しかしながら、ガスバリア層４４の配置位置は、当該位置に限定されるものではない。例えば、表面保護層４１と基材層４２との間、あるいは、熱融着層４３と芯材２との間に、ガスバリア層４４を設けてもよい。また、ガスバリア層４４を複数層設けてもよい。この場合、表面保護層４１と基材層４２との間、基材層４２と熱融着層４３との間、及び、熱融着層４３と芯材２との間のうちの少なくとも２つの間に、ガスバリア層４４を設けるとよい。すなわち、本実施の形態１に係る真空断熱材１は、表面保護層４１と基材層４２との間、基材層４２と熱融着層４３との間、及び、熱融着層４３と芯材２との間のうちの少なくとも１つの間に、ガスバリア層４４を設けるとよい。
【００２１】
表面保護層４１は、真空断熱材１の表面を保護するものであり、基材層４２の外面側に設けられている。表面保護層４１の膜厚は２５μｍ等である。また、表面保護層４１の材料は、融点が１５０℃以上で耐傷付性に優れた熱可塑性樹脂等であるとよい。例えば、表面保護層４１の材料として、延伸ナイロン等の延伸ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、及び延伸ポリプロピレン等を用いることができる。延伸ナイロンはＯＮＹと略称され、ポリエチレンテレフタレートはＰＥＴと略称され、延伸ポリプロピレンはＯＰＰと略称されることもある。
【００２２】
基材層４２は、材料に耐突刺し性に優れた熱可塑性樹脂を用いるとよい。基材層４２は、このような熱可塑性樹脂の単層で、あるいは、このような熱可塑性樹脂を複数層積層して形成される。例えば、基材層４２は、膜厚が例えば２４μｍの単層で形成される。また例えば、基材層４２は、膜厚が例えば１２μｍの層が２層積層されて形成される。基材層４２の材料には、ポリエチレンテレフタレート、エチレンビニルアルコール、又はこれらの組合せ等を用いればよい。エチレンビニルアルコールはＥＶＯＨと略称されることもある。
【００２３】
熱融着層４３は、基材層４２の内面側に設けられている。熱融着層４３の膜厚は３０μｍ等であり、熱融着層４３同士が融着して形成される封止部４３ａの膜厚は、６０μｍ等である。熱融着層４３として、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等が用いられる。弾性率が高く、水蒸気の遮断性に優れた高密度ポリエチレン、又は無延伸ポリプロピレンであれば更によい。低密度ポリエチレンはＬＤＰＥと略称され、直鎖状低密度ポリエチレンはＬＬＤＰＥと略称され、高密度ポリエチレンはＨＤＰＥと略称され、無延伸ポリプロピレンはＣＰＰと略称されることもある。なお、以下の説明においては、上記の略称は括弧内に記載することとする。
【００２４】
ガスバリア層４４は、外包材４の外部から外包材４の内部（つまり２枚の外包材４の間の空間）に水蒸気及び空気等のガスが侵入することを低減するものである。ガスバリア層４４の材料は、水蒸気及び空気の遮断性に優れた金属箔層、金属の蒸着層、及び金属酸化物の蒸着層のうちの少なくとも１つである。このガスバリア層４４に用いられる金属は、例えばアルミニウム等である。例えば、アルミニウム箔層であれば膜厚は６μｍ等であり、アルミニウム蒸着層であれば膜厚は４０ｎｍ等である。蒸着層には、酸化アルミニウム、又は二酸化ケイ素等が用いられてもよい。
【００２５】
次に、本実施の形態１に係る真空断熱材１の製造工程について説明する。
本実施の形態１に係る真空断熱材１の製造工程においては、まず、熱融着層４３が対向するように二枚の外包材４を重ね合わせる。そして、一部を除く外周部の熱融着層４３同士をヒートシール等で融着し、当該位置に封止部４３ａを形成する。これにより、外包材４は、外周部の一部が開口した袋形状となる。
【００２６】
その後、袋形状に形成された外包材４の内部に、芯材２を挿入し、これらを１００℃で２時間加熱処理する。これにより、芯材２及び外包材４から水分が除去される。次に、吸着剤３が芯材２及び外包材４の間に配置される。そして、外包材４の内部を１Ｐａ〜３Ｐａ程度の真空度に減圧し、その減圧状態で開口部をヒートシール等で融着して封止部４３ａを形成し、外包材４の内部を減圧密封する。
なお、熱融着層４３が内側に配置されるように一枚の外包材４を折り曲げて、外包材４を袋形状としてもよい。芯材２及び吸着剤３を減圧密封することができれば、外包材４の枚数は限定されない。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態１に係る真空断熱材において、芯材非被覆部を折り曲げた状態を示す断面図である。この図２は、図１と同様に、紙面の上下方向が真空断熱材１の厚み方向すなわち断熱方向となっている。また、図２では、図面が見やすくなるように、外包材４の基材層４２のハッチングを省略している。
開口部をヒートシール等で融着して封止部４３ａを形成し、外包材４の内部を減圧密封した後、外包材４の芯材非被覆部６を芯材２の形状に沿って折り曲げる。これにより、真空断熱材１が発泡ウレタン断熱材と併用される場合でも、芯材非被覆部６が発泡ウレタン断熱材の充填流路を塞いでしまうことを防止でき、発泡ウレタン断熱材の充填流路を確保できる。
【００２８】
以上の工程を経て得られた真空断熱材１は、外包材４の芯材被覆部５にガスバリア層４４が存在することにより、外包材４の外部から外包材４の内部に水蒸気及び空気等ガスが侵入することを低減でき、長時間にわたって真空断熱材１の中央部の熱伝導率を低く維持することができる。また、真空断熱材１は、芯材非被覆部６に、ガスバリア層４４を有していない。より詳しくは、芯材非被覆部６には、ガスバリア層４４よりも熱伝導率が小さな樹脂のみが存在している。このため、真空断熱材１は、芯材非被覆部６の熱伝導率を小さくでき、実効熱伝導率も低く維持できる。したがって、真空断熱材１は、高い断熱性能を長期間にわたって維持することができる。
【００２９】
次に、本実施の形態１の真空断熱材１を実施例１〜実施例３として作製し、比較例１〜比較例３との比較を行った。以下にその比較結果について説明する。
【００３０】
［実施例１］
実施例１では、真空断熱材１の熱伝導率の増加量とガスバリア層４４との関係について調べた。実施例１に係る真空断熱材１は、以下のような構成とした。芯材２は、グラスウールで構成した。吸着剤３は、５０ｇの酸化カルシウム（ＣａＯ）で構成した。外包材４の表面保護層４１は、膜厚２５μｍの延伸ナイロン（ＯＮＹ）で構成した。外包材４の基材層４２は、膜厚１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と膜厚１２μｍのエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）とで構成した。外包材４の熱融着層４３は、膜厚３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）で構成した。芯材被覆部５のみに存在する外包材４のガスバリア層４４は、膜厚６μｍのアルミニウム箔層として構成した。そして、外包材４により芯材２及び吸着剤３を被覆して、実施例１に係る真空断熱材１を作製した。
【００３１】
真空断熱材１の寸法は、厚さ２０ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ１５００ｍｍとした。なお、真空断熱材１の厚さ２０ｍｍは、外包材４の芯材非被覆部６を芯材２の形状に沿って折り曲げた状態において、芯材非被覆部６を含む真空断熱材１の厚さであり、図２にＴで示す寸法である。また、真空断熱材１の幅５００ｍｍは、外包材４の芯材非被覆部６を芯材２の形状に沿って折り曲げた状態において、芯材非被覆部６を含む真空断熱材１の幅であり、図２にＷで示す寸法である。また、真空断熱材１の長さ１５００ｍｍは、外包材４の芯材非被覆部６を芯材２の形状に沿って折り曲げた状態において、芯材非被覆部６を含む真空断熱材１の長さであり、図２の紙面直交方向における芯材非被覆部６を含む真空断熱材１の寸法である。
【００３２】
そして、作製１日後の実施例１に係る真空断熱材１の中央部の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の実施例１に係る真空断熱材１の中央部の熱伝導率とを測定し、その差を熱伝導率の増加量として算出した。
なお、真空断熱材１の中央部の熱伝導率とは、真空断熱材１を断熱方向である厚み方向に観察した際に、真空断熱材１の中央部となる位置の熱伝導率である。以下の説明においても、真空断熱材の中央部の熱伝導率という場合、真空断熱材を断熱方向である厚み方向に観察した際に、真空断熱材の中央部となる位置の熱伝導率を表すものとする。
【００３３】
比較例１に用いた真空断熱材は、実施例１に係る真空断熱材１に設けられていたガスバリア層４４を有していない。比較例１に係る真空断熱材のその他の構成は、実施例１に係る真空断熱材１と同じである。実施例１に係る真空断熱材１と同様、比較例１に係る真空断熱材においても、作製１日後の真空断熱材の中央部の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の真空断熱材の中央部の熱伝導率とを測定し、その差を熱伝導率の増加量として算出した。
【００３４】
表１は、実施例１に係る真空断熱材１における中央部の熱伝導率と、比較例１に係る真空断熱材における中央部の熱伝導率と、を比較した結果である。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１に示すように、実施例１に係る真空断熱材１は、作製１日後の中央部の熱伝導率が１．８ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、作製３０日後の中央部の熱伝導率の増加量が０．３ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。
これに対し、比較例１に係る真空断熱材は、作製１日後の中央部の熱伝導率が２．０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、作製３０日後の中央部の熱伝導率の増加量が２．４ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。
つまり、実施例１に係る真空断熱材１は、比較例１に係る真空断熱材と比較して、作製１日後の中央部の熱伝導率が０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）低く、作製３０日後の中央部の熱伝導率の増加量が２．１ｍＷ／（ｍ・Ｋ）低かった。
【００３７】
このように、外包材４の芯材被覆部５にガスバリア層４４を有することで、長時間にわたって真空断熱材１の中央部の熱伝導率を低く維持することができた。
【００３８】
［実施例２］
実施例２では、芯材非被覆部６の熱伝導率と実効熱伝導率との関係について調査した。実施例２に係る真空断熱材１は、芯材被覆部５のみに存在する外包材４のガスバリア層４４を、膜厚４０ｎｍのアルミニウム蒸着層として構成した。実施例２に係る真空断熱材１のその他の構成は、実施例１に係る真空断熱材１と同じである。
そして、実施例２に係る真空断熱材１において、中央部の熱伝導率と、外包材４の芯材非被覆部６の熱伝導率とを測定し、実効熱伝導率を算出した。なお、芯材非被覆部６の熱伝導率は、外包材４の封止部４３ａで測定した。
【００３９】
比較例２に係る真空断熱材は、芯材非被覆部にもガスバリア層を設けた。つまり、比較例２に係る真空断熱材は、外包材の全体にわたってガスバリア層が設けられている。比較例２に係る真空断熱材のその他の構成は、実施例２に係る真空断熱材１と同じである。なお、比較例２に係る真空断熱材は、２種類用意した。１つ目の比較例２に係る真空断熱材は、外包材の全体にわたって設けられたガスバリア層を、膜厚６μｍのアルミニウム箔層として構成した。２つ目の比較例２に係る真空断熱材は、外包材の全体にわたって設けられたガスバリア層を、膜厚４０ｎｍのアルミニウム蒸着層として構成した。
そして、比較例２に係る真空断熱材のそれぞれにおいて、中央部の熱伝導率と、外包材の芯材非被覆部の熱伝導率とを測定し、実効熱伝導率を算出した。なお、芯材非被覆部の熱伝導率は、外包材の封止部で測定した。
【００４０】
表２は、実施例２に係る真空断熱材１の実効熱伝導率と、比較例２に係る真空断熱材のそれぞれの実効熱伝導率と、を比較した結果である。
なお、表２に示す真空断熱材の周長は、次式（２）で求めた。
真空断熱材の周長＝（真空断熱材の幅＋真空断熱材の長さ）×２  …（２）
また、表２に示す真空断熱材の面積は、次式（３）で求めた。
真空断熱材の面積＝真空断熱材の幅×真空断熱材の長さ  …（３）
また、表２に示す真空断熱材の実効熱伝導率は、上述の式（１）で求めた。
【００４１】
【表２】
2018042612.tif 000004
【００４２】
表２に示すように、実施例２に係る真空断熱材１及び比較例２に係る真空断熱材のそれぞれは、作製１日後の中央部の熱伝導率が１．８ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、同値であった。
また、実施例２に係る真空断熱材１は、外包材４の芯材非被覆部６の熱伝導率が１．０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、実効熱伝導率が１．９ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。
これに対して、アルミニウム箔層のガスバリア層を有する比較例２に係る真空断熱材は、外包材の芯材非被覆部の熱伝導率が１７．０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、実効熱伝導率が３．６ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。また、アルミニウム蒸着層のガスバリア層を有する比較例２に係る真空断熱材は、外包材の芯材非被覆部の熱伝導率が７．０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、実効熱伝導率が２．５ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。
【００４３】
つまり、芯材被覆部５のみにガスバリア層４４が存在する実施例２に係る真空断熱材１は、外包材の全体にわたってガスバリア層が設けられた比較例２に係る真空断熱材と比較して、実効熱伝導率を０．６ｍＷ／（ｍ・Ｋ）〜１．７ｍＷ／（ｍ・Ｋ）低くすることができた。
【００４４】
［実施例３］
実施例３に係る真空断熱材１は、実施例２に係る真空断熱材１を、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管したものである。実施例３に係る真空断熱材１において、中央部の熱伝導率と、外包材４の芯材非被覆部６の熱伝導率とを測定し、実効熱伝導率を算出した。
また、比較例３に係る真空断熱材は、比較例２に係る真空断熱材のそれぞれを、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管したものである。比較例３に係る真空断熱材のそれぞれにおいて、中央部の熱伝導率と、外包材の芯材非被覆部の熱伝導率とを測定し、実効熱伝導率を算出した。
【００４５】
表３は、実施例３に係る真空断熱材１の実効熱伝導率と、比較例３に係る真空断熱材のそれぞれの実効熱伝導率と、を比較した結果である。換言すると、表３は、作製３０日後の実施例２に係る真空断熱材１の実効熱伝導率と、作製３０日後の比較例２に係る真空断熱材のそれぞれの実効熱伝導率と、を比較した結果である。
【００４６】
【表３】
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【００４７】
表３に示すように、実施例３に係る真空断熱材１は、比較例３に係る真空断熱材と比較して、作製３０日後の中央部の熱伝導率が０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）〜０．３ｍＷ／（ｍ・Ｋ）高かった。しかし、実施例３に係る真空断熱材１は、比較例３に係る真空断熱材と比較して、作製３０日後の実効熱伝導率を０．４ｍＷ／（ｍ・Ｋ）〜１．４ｍＷ／（ｍ・Ｋ）低くすることができた。
【００４８】
以上、本実施の形態１に係る真空断熱材１は、芯材２と、芯材２を被覆している外包材４とを備え、外包材４の内部が減圧状態となっている。そして、外包材４はガスバリア層４４を有する積層フィルムであり、ガスバリア層４４は芯材被覆部５のみに存在している。本実施の形態１に係る真空断熱材１は、芯材被覆部５にガスバリア層４４を有するため、外包材４の外部から外包材４の内部に水蒸気及び空気等のガスが侵入することを低減でき、長期間にわたって真空断熱材１の中央部の熱伝導率を低く維持することができる。また、本実施の形態１に係る真空断熱材１は、芯材被覆部５以外の範囲にガスバリア層４４を有していない。このため、本実施の形態１に係る真空断熱材１は、芯材非被覆部６の熱伝導率を小さくでき、実効熱伝導率も低く維持できる。したがって、本実施の形態１に係る真空断熱材１は、高い断熱性能を長期間にわたって維持することができる。
【００４９】
なお、本発明に係る真空断熱材１は、本実施の形態１で示した構成に限定されるものではなく種々の変形が可能であり、本実施の形態１で示した構成及び変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
【００５０】
例えば、本実施の形態１では、製造工程において芯材２及び外包材４の乾燥は１００℃で２時間の加熱処理により行われていることを例示しているが、加熱処理の温度及び時間は、芯材２及び外包材４の水分が除去できる温度及び時間であればこれに限定されない。また、芯材２及び外包材４の乾燥は芯材２を外包材４で被覆した状態で行っているが、芯材２と外包材４の乾燥を別々に行った後に、芯材２を外包材４で被覆してもよい。また、本実施の形態１に係る真空断熱材１の製造工程においては、芯材２及び外包材４を乾燥した後に吸着剤３を芯材２と外包材４との間に配置しているが、芯材２及び外包材４を乾燥する前に吸着剤３を配置してもよい。
【００５１】
実施の形態２．
本実施の形態２では、実施の形態１に係る真空断熱材１を備えた断熱箱の一例について説明する。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００５２】
図３は、本発明の実施の形態２に係る断熱箱の概略構成を示す断面図である。断熱箱１００は、例えば、高い断熱性能が求められる冷蔵庫等に用いられる。
図３に示すように、断熱箱１００は、外箱１２０と、該外箱１２０の内部に配置された内箱１１０とを備える。そして、内箱１１０と外箱１２０との間には、実施の形態１において説明した真空断熱材１が配置されており、内箱１１０と外箱１２０の間で断熱を行う。
【００５３】
真空断熱材１が配置される位置は、内箱１１０と外箱１２０との間で断熱できる位置であれば、特に限定されない。例えば、内箱１１０における外箱１２０と対向する面に接するように、真空断熱材１を配置してもよい。また例えば、外箱１２０における内箱１１０と対向する面に接するように、真空断熱材１を配置してもよい。また例えば、内箱１１０又は外箱１２０と真空断熱材１との間にスペーサ等を設け、内箱１１０及び外箱１２０と真空断熱材１とが接触しないように、内箱１１０と外箱１２０との間の空間に真空断熱材を配置してもよい。
【００５４】
ここで、真空断熱材１は、発泡ウレタン断熱材１３０等と比較して高い断熱性能を有する。このため、真空断熱材１を備えた断熱箱１００は、発泡ウレタン断熱材のみを用いた断熱箱よりも高い断熱性能を得られる。しかし、内箱１１０と外箱１２０との間の空間のうち、真空断熱材１以外の部分には発泡ウレタン断熱材１３０が充填されていてもよい。
【００５５】
なお、上記の説明において、一般的な冷蔵庫等に用いられている断熱箱と同等である部分については、図示及び説明を省略している。
【００５６】
以上、本実施の形態２に係る断熱箱１００は、実効熱伝導率の低い真空断熱材１が設けられている。これにより、内箱１１０と外箱１２０との間の熱伝導率が低い状態に維持されるため、断熱箱１００の断熱性能を高く維持することができる。例えば、断熱箱１００を備えた冷蔵庫等においては、消費電力を削減することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態２では、冷熱源を備える冷蔵庫の断熱箱１００に真空断熱材１が用いられた構成を例に挙げたが、本発明はこれに限られない。例えば、真空断熱材１は、温熱源を備える保温庫の断熱箱に用いることもできる。また例えば、真空断熱材１は、冷熱源及び温熱源を備えない断熱箱、例えば、クーラーボックス等に用いることもできる。また、真空断熱材１は、断熱箱だけでなく、空調機、車両用空調機及び給湯機等の冷熱機器又は温熱機器の断熱部材として用いてもよい。また、断熱容器等に真空断熱材１を用いてもよい。また、真空断熱材１の形状も上記の平板形状に限定されるものではない。例えば、図１において上側又は下側に凸となるような曲面形状に、真空断熱材１を形成してもよい。また例えば、変形自在な外袋及び内袋を備えた断熱袋に真空断熱材１を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  真空断熱材、２  芯材、３  吸着剤、４  外包材、４１  表面保護層、４２  基材層、４３  熱融着層、４３ａ  封止部、４４  ガスバリア層、５  芯材被覆部、６  芯材非被覆部、１００  断熱箱、１１０  内箱、１２０  外箱、１３０  発泡ウレタン断熱材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月13日(2018.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る真空断熱材は、芯材と、前記芯材を被覆している外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧状態となっている真空断熱材であって、前記外包材は、ガスバリア層を有する積層フィルムであり、前記外包材が前記芯材と対向している範囲に、当該真空断熱材の厚み方向に対向する２つの面を有し、当該２つの面を構成する前記外包材部分を芯材被覆部と定義した場合、前記ガスバリア層は、前記芯材被覆部のみに存在しており、前記外包材における前記芯材被覆部以外の範囲を芯材非被覆部と定義した場合、前記芯材非被覆部が、前記芯材の形状に沿って折り曲げられているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、前記芯材を被覆している外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧状態となっている真空断熱材であって、
前記外包材は、ガスバリア層を有する積層フィルムであり、
前記外包材が前記芯材と対向している範囲に、当該真空断熱材の厚み方向に対向する２つの面を有し、
当該２つの面を構成する前記外包材部分を芯材被覆部と定義した場合、
前記ガスバリア層は、前記芯材被覆部のみに存在しており、
前記外包材における前記芯材被覆部以外の範囲を芯材非被覆部と定義した場合、
前記芯材非被覆部が、前記芯材の形状に沿って折り曲げられている真空断熱材。
【請求項２】
前記外包材は、
前記ガスバリア層と、基材層と、該基材層の外面側に設けられた表面保護層と、前記基材層の内面側に設けられた熱融着層と、を有する請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記ガスバリア層は、前記表面保護層と前記基材層との間、前記基材層と前記熱融着層との間、及び、前記熱融着層と前記芯材との間のうちの、少なくとも１つの間に設けられている請求項２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記ガスバリア層は、
金属箔層、金属の蒸着層、及び金属酸化物の蒸着層のうちの少なくとも１つである請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記ガスバリア層に用いられる金属は、アルミニウムである請求項４に記載の真空断熱材。
【請求項６】
前記芯材は、繊維集合体である請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記芯材は、グラスウールである請求項６に記載の真空断熱材。
【請求項８】
水分を吸着する吸着剤を備え、
前記芯材及び前記吸着剤が、前記外包材によって被覆されている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項９】
外箱と、
前記外箱の内部に配置された内箱と、
前記外箱と前記内箱との間に配置された請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の真空断熱材と、
を備えた断熱箱。
【国際調査報告】
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2018042612.tif 000010
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