(57)【要約】  【課題】真空断熱材の芯材に用いるガラス繊維の素材強度を高め、大気圧縮による芯材の高密度化及び繊維接触部の増大を抑制し、芯材部における固体成分の熱伝導を低減することで断熱性能を向上させる。  【解決手段】ガラス繊維からなる芯材２がガスバリア性を有する外包材４で減圧密閉された真空断熱材１であって、前記ガラス繊維は、Ｂ2Ｏ3が５乃至１２重量％、Ａｌ2Ｏ3とＣａＯとの合計が９乃至１２．８重量％を含むアルカリホウケイ酸ガラスであり、ガラスのヤング率が７７．８ＧＰａ以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維からなる芯材がガスバリア性を有する外包材で減圧密閉された真空断熱材であって、
前記ガラス繊維は、Ｂ2Ｏ3が５乃至１２重量％、Ａｌ2Ｏ3が０乃至７重量％、ＣａＯが２乃至１１重量％、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏとの合計が８乃至２０重量％を含むアルカリホウケイ酸ガラスであり、
前記ガラスは、ヤング率が７７．８ＧＰａ以上であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記ガラスは、１００Ｐａ・ｓの粘度を示す温度が、９９０乃至１０６５℃であ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】
前記ガラスは、１００Ｐａ・ｓの粘度を示す温度で失透しないことを特徴とする、請求項１記載の真空断熱材。
【請求項４】
減圧密閉された真空断熱材の熱伝導率が、０．００１５乃至０．００１９Ｗ／ｍＫであることを特徴とする、請求項１記載の真空断熱材。
【請求項５】
減圧密閉された真空断熱材における芯材の嵩密度が、２３５乃至２４７ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、請求項１記載の真空断熱材。
【請求項６】
ガラス繊維の平均径が１乃至１０μｍであることを特徴とする、請求項１記載の真空断熱材。
【請求項７】
真空断熱材として、ガスバリア性を有する外包材の中に減圧密閉されるガラス繊維であって、
Ｂ2Ｏ3が５乃至１２重量％、Ａｌ2Ｏ3が０乃至７重量％、ＣａＯが２乃至１１重量％、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏとの合計が８乃至２０重量％を含むアルカリホウケイ酸ガラスであり、
前記ガラスは、ヤング率が７７．８ＧＰａ以上であることを特徴とする真空断熱材用ガラス繊維。
【請求項８】
前記ガラスは、１００Ｐａ・ｓの粘度を示す温度が、９９０乃至１０６５℃であることを特徴とする、請求項７記載のガラス繊維。
【請求項９】
前記ガラスは、１００Ｐａ・ｓの粘度を示す温度で失透しないことを特徴とする、請求項７記載のガラス繊維。
【請求項１０】
真空断熱材として、外包材の中に減圧密閉されたときの熱伝導率が、０．００１５乃至０．００１９Ｗ／ｍＫであることを特徴とする、請求項７記載のガラス繊維。
【請求項１１】
真空断熱材として、外包材の中に減圧密閉されたときの嵩密度が、２３５乃至２４７ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、請求項７記載のガラス繊維。
【請求項１２】
平均径が１乃至１０μｍであることを特徴とする、請求項７記載のガラス繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱材及びガラス繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の防止を目的に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化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内部空間に制限がある場合や、省スペース化や空間の有効利用が必要な場合には、従来の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、多孔体からなる芯材と、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。真空断熱材は、近年、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、断熱材の伝熱は、固体と気体成分の熱伝導、輻射、対流熱伝達により引き起こされる。一方、外包材内部を減圧してなる真空断熱材は、気体成分の熱伝導と対流熱伝達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。
【０００６】
よって、常温以下で使用する保冷機器等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材用の芯材として、種々の繊維材料が報告されている。
【０００７】
例えば、芯材に、ガラス繊維、セラミック繊維、スラグウール繊維、ロックウール繊維等を用い、平均繊維長１ｍｍ以下、平均繊維径０．５乃至３μｍと形状を適正化した無機質繊維が熱伝導の方向に対して垂直方向に配向されている真空断熱材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
本構成により、真空断熱材の芯材部分では、伝熱方向に対して一本の繊維を熱が伝わっていくような固体成分の熱伝導ではなく、各繊維間の接触点を介して次々と隣り合う繊維へと熱が伝わっていくため、伝熱方向に対しては接触している繊維間の熱伝導となる。
【０００９】
よって、繊維間の接触熱抵抗が存在するため、繊維一本がそのまま伝熱方向へ熱を伝えるような芯材と比べて芯材部分の伝熱を抑制している。さらに、繊維径及び繊維長を制御することにより、汎用性のある無機質繊維の適用が可能で、真空断熱材としての熱伝導率が安定的に０．０１Ｗ／ｍＫ以下としたものである。
【特許文献１】特開平７−１６７３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の真空断熱材の構成では、汎用性を備え、かつ真空断熱材の芯材部分における固体成分の熱伝導をこれ以上低減することは不可能であった。
【００１１】
本発明は、さらに芯材部分における固体成分の熱伝導を低減する新たな設計方針について、以下に述べる。
【００１２】
無機質繊維を真空断熱材の芯材として適用した場合、減圧封止後に繊維全体としての反発力が大気圧縮応力と釣り合った状態で内部空間が保持される。この芯材を構成する繊維の素材強度を向上すれば、芯材は高反発性とすることができ、より低い嵩密度の芯材でも内部空間を保持することが実現し、伝熱媒体となる芯材固体を低減することができると考えられる。
【００１３】
また、芯材が高反発性となることで、より少ない繊維接触点数でも大気圧縮応力を支えられること、さらには大気圧縮応力による各繊維間の接触部が押し潰されることによる接触面積の増大をも抑制できるのではないかと考えられる。
【００１４】
つまり、材料及び製造面でのコストが安価なガラス繊維を芯材として用いる場合、そのガラス素材の強度を高めることができれば、汎用性を備え、かつ真空断熱材の断熱性能をさらに向上させ得ると考えた。
【００１５】
また、セラミック繊維を用いる場合には、高強度であるために大気圧縮時にも芯材部分の高密度化を抑制し、断熱性能を高めることは可能であるが、材料コストが高いこと、及び繊維化するための製造コストが極めて高いために汎用断熱材に用いる繊維としては好ましくない。
【００１６】
また、スラグウールやロックウールを用いる場合では、汎用ガラス繊維を用いるよりも更に断熱性能が悪化してしまう。これは、汎用ガラス繊維よりも更に強度が低いために、芯材部の高密度化、繊維接点数及びの接触面積増大が生じ、真空断熱材の断熱性能を低下させてしまっていると考えられる。
【００１７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、芯材部分の伝熱を抑制し、真空断熱材の断熱性能を飛躍的に向上させ、かつ製造コストを低減でき、汎用性が高く、さらには、芯材に適用する無機質繊維の機械強度及び耐久性を向上させ、芯材そのものは常圧下で建材等の断熱材としても有用な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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、Ｂ2Ｏ3が５乃至１２重量％、Ａｌ2Ｏ3が０乃至７重量％、ＣａＯが２乃至１１重量％、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏとの合計が８乃至２０重量％を含むアルカリホウケイ酸ガラスであり、ガラスのヤング率が７７．８ＧＰａ以上であるガラス繊維を、真空断熱材の芯材に用いたのである。
【００１９】
これにより、汎用ガラスにおける素材自体の強度を高めることができるため、真空断熱材の芯材として適用した場合に、減圧封止後の大気圧縮応力による芯材の変形量を小さくでき、高密度化を抑制することができる。また、芯材の支持部となる各繊維同士の接触部においても、接触点数の減少が図れ、かつガラスの変形が小さいことは繊維間の接触部面積が小さいことを意味しており、各繊維間を伝わっていく熱量を低減できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の真空断熱材は、芯材部分における低い嵩密度を維持して、かつ繊維接触部の増大をも抑制することで、芯材部の繊維間伝熱量を低減できる。これにより、芯材固体成分の熱伝導を低減し、真空断熱材の断熱性能を飛躍的に改善する。よって、繊維長、繊維径や積層状態等、品質状態を変えることなく従来通りの製造で高い断熱効果が得られるため、製造が容易である。
【００２１】
本来、グラスウールにおけるガラス素材の硬さ及び強度は、断熱性能と無関係といえる物性であったにも関わらず、その素材の機械物性に着目し、より硬く強い繊維とすることで真空断熱材の断熱性能の改善効果が得られるということは驚くべき事実である。
【００２２】
また、これらのガラス繊維は、汎用グラスウールよりも高い機械強度を備えるために、取扱いも容易で、一般の建材用グラスウールや、補強材としても有用である。また、Ｂ2Ｏ3は溶融剤として機能するため、ガラス繊維製造時の熱エネルギーを抑えることができるだけでなく、従来品でも十分に安全性であるが、Ｂ2Ｏ3を５％以上含むガラス繊維は体内においてより迅速に溶解されるために人体安全性もさらに高まる方向である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
請求項１記載の真空断熱材の発明は、ガラス繊維からなる芯材がガスバリア性を有する外包材で減圧密閉された真空断熱材であって、前記ガラス繊維は、Ｂ2Ｏ3が５乃至１２重量％、Ａｌ2Ｏ3が０乃至７重量％、ＣａＯが２乃至１１重量％、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏとの合計が８乃至２０重量％を含むアルカリホウケイ酸ガラスであり、前記ガラスは、ヤング率が７７．８ＧＰａ以上であるものである。
【００２４】
これにより、ガラス繊維の素材強度を高め、大気圧縮応力による芯材の高密度化を抑制する。さらには、ガラス繊維の変形量を小さくし、各繊維間の接触面積の増大を抑制できる。
【００２５】
以上の作用により、真空断熱材の芯材部分における固体成分の熱伝導を抑制し、断熱性能が向上する。
【００２６】
請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１記載の発明におけるガラスが、１００Ｐａ・ｓの粘度を示す温度が、９９０乃至１０６５℃であるものである。
【００２７】
これにより、請求項１記載の作用・効果に加えて、一般的な遠心法による製造が可能である。したがって、製造コストが低減でき、より汎用性が高まる。
【００２８】
請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１記載の発明におけるガラスが、１００Ｐａ・ｓの粘度を示す温度で失透しないものである。
【００２９】
これにより、短繊維のガラス繊維を遠心法等で製造するときに、ガラスの失透が抑制されるので、ガラス繊維を安定的に生産することができる。
【００３０】
請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項１記載の発明における減圧密閉された真空断熱材の熱伝導率が、０．００１５乃至０．００１９Ｗ／ｍＫであるものである。
【００３１】
請求項５に記載の真空断熱材の発明は、請求項１記載の発明における減圧密閉された真空断熱材における芯材の嵩密度が、２３５乃至２４７ｋｇ／ｍ３であるものである。
【００３２】
請求項６に記載の真空断熱材の発明は、請求項１記載の発明におけるガラス繊維の平均径が１乃至１０μｍであるものである。
【００３３】
ガラス繊維の平均径を１０μｍ以下とすることで、素材の強度を高めた場合において、プラスチックラミネートフィルム等の汎用性の高い外包材を適用しても、繊維による突き刺しピンホールの問題発生を抑制できる。また、ガラス繊維の平均径が１μｍ未満であれば製造時の熱エネルギーが極端に増大し、汎用性が大きく低下する。
【００３４】
以上の作用により、真空断熱材の品質を向上し、生産性を高める。
【００３５】
よって、本願の真空断熱材は、安価な材料を用いて構成され、ガラス素材強度が高く、かつ溶融性がよい。また、構造上安定であるために、耐久性が高い。
【００３６】
以上の作用により、本願発明に係る真空断熱材は、ガラス単体で用いても極めて安定で、高強度である上に安価で得られるため、従来のグラスウールよりも長期に渡って劣化が小さく、機械強度に優れた汎用断熱材として有用である。
【００３７】
また、本発明で使用できるガラスは、ガラス状態になり得るガラス形成酸化物からなる繊維であればよいが、特に汎用性、環境面を混慮すると、ＳｉＯ2を主成分とするケイ酸塩系、ホウケイ酸塩系のガラスが好ましい。
【００３８】
各成分における重量％において、ＳｉＯ2は減少すれば液相温度が上昇し、ガラスの繊維化時に、ガラスの失透が問題となりガラス繊維の安定的製造が困難となる。また、ＳｉＯ2の量が増大すれば粘性が高くなることで生産性が低下するため、５０乃至７０％の範囲が良いが、より好ましくは５３．５乃至６８％の範囲である。
【００３９】
Ａｌ2Ｏ3が増加すると液相温度の上昇を招き、また粘性が高くなってしまうために、７％以下、より好ましくは６％以下が良い。また、Ａｌ2Ｏ3を含むことで素材強度が向上するために、０．１％以上、より好ましくは０．５％以上含むことが良く、Ａｌ2Ｏ3は０乃至７％、好ましくは０．１乃至７％、より好ましくは０．５乃至６％の範囲である。
【００４０】
Ｂ2Ｏ3は５％以上とすることで素材強度を高めることができるが、逆に１２％を超えると、素材強度が低下するため５乃至１２％の範囲がよく、より好ましくはＢ2Ｏ3が５．２％乃至１２％以上、さらに好ましくは５．５乃至１０％の範囲である。
【００４１】
Ｎａ2ＯとＫ2Ｏとの合計は、２０％を超えると素材強度が低下するために２０％以下であることが好ましいが、８％未満では溶融温度の上昇により生産性が低下するため、８乃至２０％の範囲が良く、より好ましくは１０乃至１８％の範囲である。
【００４２】
また、耐水性の問題からＫ2Ｏは５％以下である方が良いが、０．１％以上含むことで粘性の低減効果が大きく、かつ材料コストの問題から、Ｋ2Ｏは０．１乃至３．５％の範囲である方がより好ましい。
【００４３】
尚、アルカリ土類金属酸化物は、他のＬｉＯ2等を混合してもよく、その場合には素材強度の向上が得られるが、材料コストが増大するため、汎用面でＮａ2ＯとＫ2Ｏのみであることが望ましい。
【００４４】
ＭｇＯは、２％以上含むことで素材の強度を向上させ、また、６％を超えると液相温度の上昇を招くため、２乃至６％の範囲が良く、より好ましくは２乃至４．５％の範囲である。
【００４５】
ＣａＯは２％以上含むことでＭｇＯと同様にガラス素材の強度を高め、１１％を超えると液相温度が上昇するので、２乃至１１％の範囲、より好ましくは４乃至１１％の範囲である。
【００４６】
その他の成分としては、重量％で合計３％未満であれば、ガラス全体への影響はほとんどなく、原料としては不純物を含む天然原料を用いることが可能である。
【００４７】
尚、Ｐ2Ｏ5を添加することで人体安全性が高まることは公知であり、その他３％以内の範囲で含んでも良い。その場合、ヤング率が低下してしまうことなく、粘性が低下し、生産性が増す。
【００４８】
また、ガラスの製造時には、清澄剤を用いると泡切れを良好にし、生産性を向上させるために好ましく、Ｓｂ2Ｏ3等の公知のものが適用できる。
【００４９】
また、本発明の真空断熱材においては水分吸着剤を使用することができる。使用される水分吸着剤は特に限定されるものではなく、真空断熱材の内部に存在する水蒸気を吸着し、内部雰囲気中の水蒸気量を減少されるものであればよい。
【００５０】
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などが適用可能である。さらに、空気成分が吸着できるゲッター材等を併用することで内部の気体成分の熱伝導を低減して、断熱性能を向上させることも可能である。
【００５１】
また、本発明の外包材は、プラスチックラミネートフィルムが使用できるが、より高いガスバリア性を付与するためには金属箔や蒸着層が適用できる。なお、金属箔、および蒸着層は公知のもが利用でき、特に指定するものではない。
【００５２】
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。
【００５３】
（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１の断面図を示している。
【００５４】
図１において、真空断熱材１は、芯材２と水分吸着剤３とを外包材４に挿入し、内部を減圧して構成している。
【００５５】
真空断熱材１の作製は、芯材２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４に挿入し、減圧チャンバー内で、外包材４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。
【００５６】
この時、外包材４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。
【００５７】
また、水分吸着剤３は、酸化カルシウムを適用している。水分吸着剤３がない場合にも特に問題はないが、水分吸着剤３を備えることで、内部の残存水蒸気を吸着し、端面からの水蒸気侵入による内圧上昇を長期に渡って抑制できる。さらに、ガス吸着剤を併用することでより内圧を低減し、断熱性能を高めることも可能である。
【００５８】
一方、芯材２は、ガラス繊維の平均径が３．５μｍであるガラス繊維集合体を加圧した状態で加熱し、密度が２００ｋｇ／ｍ3程度の形状を維持しているボード状のものを用いている。平均繊維径は１μｍ乃至１０μｍの範囲のものが品質、生産性の面で好ましい。
【００５９】
また、断熱性能及び取扱い性の面で密封後の芯材部嵩密度は２１０乃至２８０ｋｇ／ｍ3であることがより好ましく、この範囲となるように作製した。芯材部嵩密度は、芯材２のみの重量と密封後のサイズから算出している。
【００６０】
ここではバインダーを用いることなく芯材成形を行っているが、バインダーを用いてより低温で芯材２を成形しても良い。また、表面性が問題とならない場合には、ガラス繊維の集合体をそのまま密閉封止しても構わない。その場合には、製造工数が削減するために、生産性が向上する。
【００６１】
また、用いたガラス組成の具体的な内容については、実施例の中で詳しく説明するが、本発明におけるガラスを繊維化後にグラスウールとして積層し、芯材２として作製した後に内部を減圧した外包材４で封止し、真空断熱材１を得た。
【００６２】
以上のようにして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０．００１５Ｗ／ｍＫ乃至０．００１９Ｗ／ｍＫであり、汎用的な硬質ウレタンフォームの１０倍以上、従来の真空断熱材と比較しても著しく優れた断熱性能を有していた。
【００６３】
このように、本構成により作製した真空断熱材１は、優れた断熱性能を有している。断熱性能の向上は、芯材２に用いたガラス繊維集合体において、ガラス自体の素材強度が高まるにつれてその効果が大きくなることが確認できる。
【００６４】
よって、従来、真空断熱材の伝熱要素の大部分を占めていた芯材部における固体成分の熱伝導をガラス素材の強度向上により抑制でき、真空断熱材１の断熱性能が大幅に改善するものである。
【００６５】
このことは、ガラス素材強度としてのヤング率の評価結果、及び真空断熱材１の芯材部嵩密度と熱伝導率の関係を確認することからも素材強度と断熱性能の関連は明白である。
【００６６】
つまり、ガラスの素材強度向上により、芯材部の嵩密度を小さくして伝熱媒体を低減すること、繊維間の接触点が少なくても減圧圧縮後に内部空間を保持し得ること、芯材を構成する繊維同士間の接触点の変形防止により接触熱抵抗が増大すること、これらの要因により芯材部における固体成分の伝熱量を低減したと考えられる。
【００６７】
ガラス素材の強度については、超音波測定法による常温でのヤング率を指標として用いた。すなわち、バルクガラスから３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの試験片を加工し、ガラス試料片中の常温（１５乃至３０℃）超音波伝播速度と、アルキメデス法による密度とを測定し、常温におけるヤング率を算出した。
【００６８】
尚、Ｆｅ2Ｏ3は不純物として混入し易いが、特にこれにより問題となることはなく、輻射熱を吸収する効果があるために、輻射の寄与が大きい５０℃以上の温度領域での適用には有用である。
【００６９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるグラスウールからなる真空断熱材について説明する。各ガラス組成物は繊維状態に成形を行った。
【００７０】
本発明のガラス組成物からなる溶融物を平均繊維径が３．５μｍ程度になるように繊維化した。ガラス繊維の平均径は、１乃至１０μｍの範囲が良い。１μｍ未満では繊維化のコストが極端に増大し、１０μｍを超える場合は取扱い時に剛性のある繊維による不快感を伴う恐れがある。
【００７１】
繊維化工程については、長繊維として連続紡糸、または短繊維として火炎法、遠心法等どのようにして行ってもよいが、生産性を考慮して遠心法によりグラスウールを作製した。チョップストランドマットや、ロービングクロス等のように長繊維を作製した後に加工して断熱材として用いることもできる。
【００７２】
このようにして作製したグラスウールを厚み方向に圧縮し、嵩密度が２５０ｋｇ／ｍ3となる時の圧縮強度測定を行った。
【００７３】
結果、本発明によるガラス組成物からなるグラスウールの圧縮強度は１０２０ｈＰａ以上であり、従来の汎用的なグラスウールよりも高い圧縮強度を示していた。これは、Ｂ2Ｏ3が５乃至１２重量％、Ａｌ2Ｏ3とＣａＯとの合計が９乃至１２．８重量％含むことで、ガラス素材自体の強度が高まり、グラスウール全体として強度が高まったためである。
【００７４】
よって、このように従来のものよりも高い素材強度を有するガラス組成のグラスウールとすることで、グラスウールの圧縮強度は高まり、建材用断熱材や補強材として有用で取扱い性及び施工性の良好なグラスウール（断熱材）を提供できる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例、および比較例を用いて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は本実施例のみに限定されるものではない。
【００７６】
（実施例１）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が６５．０％、Ｂ2Ｏ3が５．０％、Ｎａ2Ｏが１４．３％、Ｋ2Ｏが０．９％、ＭｇＯが３．７％、ＣａＯが９．７％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が１．４％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７８．１ＧＰａであった。比較例１１よりもヤング率が向上した要因は、Ｂ2Ｏ3の増加に伴うものである。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１０４０℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【００７７】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０５５ｈＰａであった。
【００７８】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２４６ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００１９Ｗ／ｍＫであった。
【００７９】
（実施例２）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が６４．０％、Ａｌ2Ｏ3が０．１％、Ｂ2Ｏ3が５．２％、Ｎａ2Ｏが１４．５％、Ｋ2Ｏが０．１％、ＭｇＯが３．６％、ＣａＯが９．５％、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が３．０％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７９．２ＧＰａであった。実施例１と比較して、Ａｌ2Ｏ3をわずか０．１％加えただけでヤング率の向上を確認できた。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１０３０℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【００８０】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０９５ｈＰａであった。
【００８１】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２４３ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００１８Ｗ／ｍＫであった。
【００８２】
（実施例３）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が５６．５％、Ａｌ2Ｏ3が７．０％、Ｂ2Ｏ3が１０．５％、Ｎａ2Ｏが１３．８％、Ｋ2Ｏが３．５％、ＭｇＯが６．０％、ＣａＯが４．０％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が０．７％からなるガラスを作成し、その素材ヤング率は８３．７ＧＰａであった。比較例１４と比べ、ＣａＯを２％以上含む場合にヤング率の向上を確認した。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１０４０℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【００８３】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１２３０ｈＰａであった。
【００８４】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２３８ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００１６Ｗ／ｍＫであった。
【００８５】
尚、Ａｌ2Ｏ3が７％を超えると液相温度が極端に増大し、繊維化が不可能であった。
【００８６】
（実施例４）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が６２．４％、Ａｌ2Ｏ3が６．０％、Ｂ2Ｏ3が１２．０％、Ｎａ2Ｏが７．９％、Ｋ2Ｏが２．１％、ＭｇＯが２．０％、ＣａＯが６．８％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が０．８％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８２．０ＧＰａであった。実施例７と比べ、ＭｇＯを２％以上含むことでヤング率の向上を確認した。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１０６０℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【００８７】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１１６０ｈＰａであった。
【００８８】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２４０ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００１７Ｗ／ｍＫであった。
【００８９】
（実施例５）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が６８．０％、Ａｌ2Ｏ3が１．７％、Ｂ2Ｏ3が６．１％、Ｎａ2Ｏが７．７％、Ｋ2Ｏが０．３％、ＭｇＯが４．５％、ＣａＯが１１．０％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が０．７％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８４．８ＧＰａであった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１０６５℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【００９０】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１２７５ｈＰａであった。
【００９１】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２３５ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００１５Ｗ／ｍＫであった。
【００９２】
尚、本実施例ではであるアルカリ金属酸化物（Ｎａ2ＯとＫ2Ｏの合計）が８％として他の実施例同様に問題なく繊維が得られたが、アルカリ金属酸化物を８％未満とした場合は、粘性が極端に増大し、溶融温度の上昇のため、大幅に生産性が低下した。
【００９３】
（実施例６）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が５８．３％、Ａｌ2Ｏ3が０．５％、Ｂ2Ｏ3が５．５％、Ｎａ2Ｏが１９．６％、Ｋ2Ｏが０．４％、ＭｇＯが５．０％、ＣａＯが９．５％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が１．２％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７８．５ＧＰａであった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、９９０℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【００９４】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０７０ｈＰａであった。
【００９５】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２４４ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００１８Ｗ／ｍＫであった。
【００９６】
（実施例７）
本実施例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が７０．０％、Ａｌ2Ｏ3が５．２％、Ｂ2Ｏ3が９．８％、Ｎａ2Ｏが８．３％、Ｋ2Ｏが２．０％、ＣａＯが４．０％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が０．７％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７７．８ＧＰａであった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１１１５℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【００９７】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０５０ｈＰａであった。
【００９８】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２４７ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００１９Ｗ／ｍＫであった。
【００９９】
（比較例１１）
本比較例は一般的なグラスウールであり、ガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が６３．６％、Ａｌ2Ｏ3が１．７％、Ｂ2Ｏ3が４．０％、Ｎａ2Ｏが１４．５％、Ｋ2Ｏが０．８％、ＭｇＯが３．８％、ＣａＯが１０．０％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が１．６％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７５．０ＧＰａであった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１０４０℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【０１００】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０１０ｈＰａであった。
【０１０１】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２５０ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００２２Ｗ／ｍＫであった。
【０１０２】
（比較例１２）
本比較例は、ガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が５５．９％、Ａｌ2Ｏ3が０．１％、Ｂ2Ｏ3が１４．２％、Ｎａ2Ｏが１８．５％、Ｋ2Ｏが０．７％、ＭｇＯが３．５％、ＣａＯが６．３％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が０．８％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７４．９ＧＰａであった。Ｂ2Ｏ3が１２％を超えたことでヤング率は一般的なグラスウールと同等であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、９３０℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【０１０３】
また、グラスウールとした時の圧縮強度は１０１５ｈＰａであり、特に強度の向上効果は得られなかった。
【０１０４】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２５０ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００２２Ｗ／ｍＫと一般的なグラスウールを適用した場
合の比較例１１と同等であった。
【０１０５】
（比較例１３）
本比較例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が６６．８％、Ａｌ2Ｏ3が０．９％、Ｂ2Ｏ3が６．１％、Ｎａ2Ｏが１９．８％、Ｋ2Ｏが１．２％、ＣａＯが４．１％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が１．１％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７３．６ＧＰａであった。Ｎａ2ＯとＫ2Ｏの合計が２０％を超えたことで、ヤング率は低下した。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１０３５℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【０１０６】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は９６０ｈＰａであった。
【０１０７】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２６４ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００２５Ｗ／ｍＫであった。
【０１０８】
（比較例１４）
本比較例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が６８．１％、Ａｌ2Ｏ3が５．１％、Ｂ2Ｏ3が５．６％、Ｎａ2Ｏが１７．０％、Ｋ2Ｏが０．７％、ＭｇＯが１．２％、ＣａＯが１．５％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が０．８％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は７４．５ＧＰａであった。ＣａＯが２％未満であることでヤング率が低下した。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１０８５℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスの失透は無かった。
【０１０９】
このガラスを繊維化後に積層し、グラスウールとしたときの圧縮強度は１０１０ｈＰａであった。
【０１１０】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したときの芯材部嵩密度は２５６ｋｇ／ｍ3、熱伝導率は０．００２４Ｗ／ｍＫであった。
【０１１１】
（比較例１５）
本比較例はガラス組成の重量％において、ＳｉＯ2が５８．０％、Ａｌ2Ｏ3が１．２％、Ｂ2Ｏ3が４．５％、Ｎａ2Ｏが１５．０％、Ｋ2Ｏが０．６％、ＭｇＯが６．２％、ＣａＯが１４．０％、Ｆｅ2Ｏ3等のその他複数成分合計が０．５％からなるガラスを作製し、その素材ヤング率は８５．７ＧＰａであった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度は、１０１０℃であった。また、ガラス粘度が１００Ｐａ・ｓ（１０３ポアズ）となるときの温度での失透の有無を調べたところ、ガラスが失透していた。そのため、ガラス繊維を安定的に生産することができなかった。
【０１１２】
なお、実施例１乃至７、および比較例１１乃至１５の結果について、表１及び表２にそれぞれまとめた。
【０１１３】
【表１】
2007182991.tif 000003
【０１１４】
【表２】
2007182991.tif 000004
【０１１５】
（比較例１６）
本比較例はガラス組成を実施例１と同様とし、平均繊維径を１１μｍとなるようにガラスを繊維化後に積層した。これをグラスウールとした時の圧縮強度は１２３０ｈＰａであったが、このグラスウールは繊維が太く、取扱い時には手に不快感を感じたため、汎用断熱材としては不適当であった。
【０１１６】
また、このグラスウールを芯材として、真空断熱材を作製したが、実施の形態に記載の構成のラミネートフィルムでは繊維突き刺しピンホールの発生があり、内部減圧状態の品質を確保することが困難であった。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
以上のように、本発明にかかる真空断熱材及びガラス繊維は、ガラスの素材強度を向上し、従来よりも優れた断熱性能を有するものである。その結果、真空断熱材は、さらなる高性能化により用途が広まるだけでなく、ガラス組成物単体としても、建材や車等、強度が要求される部材として適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【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
【符号の説明】
【０１１９】
１  真空断熱材
２  芯材
４  外包材
【図１】
2007182991.tif 000005