(57)【要約】      （修正有）【課題】断熱性能を維持しつつ厚みや重量がさらに軽減されるとともに、リサイクルが容易で環境負荷の軽減が図られる冷蔵庫の真空断熱パネル、および冷蔵庫のリサイクル方法を提供する。【解決手段】真空断熱パネル５０は、内箱および外箱を有する断熱箱と、前記断熱箱の内側に設けられている構成部材と、を備える冷蔵庫に用いられ、内箱と外箱との間に挟み込まれ内箱と外箱との間を断熱する。真空断熱パネルは、コア材５１および外包材５２を備える。コア材は、構成部材と同一の合成樹脂から形成され繊維の外径ｄがｄ＜１μｍであり繊維長が外径ｄの１０００倍以上である樹脂繊維からなる不織布が、複数層に積層されている。外包材は、コア材を収容する袋状に形成され、内部が減圧されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内箱および外箱を有する断熱箱と、前記断熱箱の内側に設けられている構成部材と、を備える冷蔵庫に用いられ、前記内箱と前記外箱との間に挟み込まれ前記内箱と前記外箱との間を断熱する真空断熱パネルであって、
前記構成部材と同一の合成樹脂から形成され繊維の外径ｄがｄ＜１μｍであり繊維長が前記外径ｄの１０００倍以上である樹脂繊維からなる不織布が、複数層に積層されているコア材と、
前記コア材を収容する袋状に形成され、内部が減圧されている外包材と、
を備える冷蔵庫の真空断熱パネル。
【請求項２】
前記不織布を形成する前記樹脂繊維は、電圧を印加したノズル部と前記ノズル部に対向する対極板との間において、溶媒に溶解した樹脂を前記ノズル部から前記対極板に向けて射出するエレクトロスピニング法で形成されている請求項１記載の冷蔵庫の真空断熱パネル。
【請求項３】
請求項１または２記載の真空断熱パネルを備える冷蔵庫のリサイクル方法であって、
回収した前記構成部材で前記不織布を形成する工程を含む冷蔵庫のリサイクル方法。
【請求項４】
前記コア材を構成する前記外包材から前記不織布を分離不織布として分離する工程と、
前記外包材から分離した前記分離不織布を材料として、前記不織布を再び形成する工程を含む請求項３記載の冷蔵庫のリサイクル方法。
【請求項５】
前記構成部材および前記分離不織布は、混合して前記不織布の材料となる請求項４記載の冷蔵庫のリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、冷蔵庫の真空断熱パネル、および冷蔵庫のリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫に用いられる真空断熱パネルは、高い断熱性と厚みや重量のさらなる軽減とが求められている。従来の真空断熱パネルのコア材は、主にガラス繊維で形成されている。しかしながら、これらコア材として用いられるガラス繊維は、比重が大きく、真空断熱パネルの厚みや重量の軽減は困難であるという問題がある。
【０００３】
また、ガラス繊維は、その繊維長が１ｍｍ未満と短く、綿状を呈する。そのため、廃棄時における真空断熱パネルを構成する外包材とコア材となるガラス繊維の分離は困難である。その結果、不要となった真空断熱パネルは、コア材とガラス繊維とを分離することなく廃棄せざるを得ないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５１１５６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本実施形態では、断熱性能を維持しつつ厚みや重量がさらに軽減されるとともに、リサイクルが容易で環境負荷の軽減が図られる冷蔵庫の真空断熱パネル、および冷蔵庫のリサイクル方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態による真空断熱パネルは、内箱および外箱を有する断熱箱と、前記断熱箱の内側に設けられている構成部材と、を備える冷蔵庫に用いられ、前記内箱と前記外箱との間に挟み込まれ前記内箱と前記外箱との間を断熱する。前記真空断熱パネルは、コア材および外包材を備える。コア材は、前記構成部材と同一の合成樹脂から形成され繊維の外径ｄがｄ＜１μｍであり繊維長が前記外径ｄの１０００倍以上である樹脂繊維からなる不織布が、複数層に積層されている。外包材は、前記コア材を収容する袋状に形成され、内部が減圧されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態による真空断熱パネルを示す模式的な断面図
【図２】実施形態による冷蔵庫を示す模式的な断面図
【図３】実施形態による冷蔵庫を示す模式的な斜視図
【図４】実施形態による冷蔵庫の真空断熱パネル組を示す模式的な斜視図
【図５】実施形態による真空断熱パネルのコア材および不織布を示す模式図
【図６】実施形態による真空断熱パネルの製造装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の冷蔵庫および真空断熱パネルについて図面に基づいて説明する。
図２に基づいて実施形態の冷蔵庫１０を説明する。冷蔵庫１０は、図２に示すように前面が開口した断熱箱体１１を備えている。冷蔵庫１０は、この断熱箱体１１に図示しない冷凍サイクルが取り付けられている。また、冷蔵庫１０は、断熱箱体１１が形成する貯蔵室１２の内側を仕切る仕切板１３、ケース１４、および貯蔵室１２の前面を覆う断熱扉１５などを備えている。また、冷蔵庫１０は、断熱箱体１１が形成する貯蔵室１６を前後へ移動する引き出し扉１７を備えている。
【０００９】
冷蔵庫１０は、断熱扉１５の内側、すなわち貯蔵室１２側にドアポケット部材１８を備えている。また、冷蔵庫１０は、引き出し扉１７の内側に収容ケース１９を備えている。これら、仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９は、断熱箱体１１の内側に設けられている構成部材に相当する。なお、仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９は、いずれも構成部材の例示である。したがって、構成部材は、これら例示した仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などに限らない。
【００１０】
冷蔵庫１０の断熱箱体１１は、図３に示すように外箱２１、内箱２２、およびこれら外箱２１と内箱２２との間に挟み込まれた真空断熱パネル組３０を有している。外箱２１は鋼板で形成され、内箱２２は合成樹脂で形成されている。真空断熱パネル組３０は、冷蔵庫１０の断熱箱体１１の各壁部に対応して分割されている。具体的には、真空断熱パネル組３０は、図４に示すように左壁パネル３１、右壁パネル３２、天井パネル３３、後壁パネル３４および底壁パネル３５に分割されている。これら、左壁パネル３１、右壁パネル３２、天井パネル３３、後壁パネル３４および底壁パネル３５は、いずれも真空断熱パネルで構成されている。左壁パネル３１、右壁パネル３２、天井パネル３３、後壁パネル３４および底壁パネル３５は、真空断熱パネル組３０として組み立てられ、外箱２１と内箱２２との間に挟み込まれる。外箱２１と内箱２２との間において真空断熱パネル組３０を構成する左壁パネル３１、右壁パネル３２、天井パネル３３、後壁パネル３４および底壁パネル３５の相互間に形成される隙間は、図示しない断熱性のシール部材で封止される。シール部材は、例えば発泡性の樹脂などで形成される。
【００１１】
次に、真空断熱パネル組３０を構成する真空断熱パネルについて図１に基づいて詳細に説明する。図１では、真空断熱パネル５０について説明する。この真空断熱パネル５０は、真空断熱パネル組３０となる左壁パネル３１、右壁パネル３２、天井パネル３３、後壁パネル３４および底壁パネル３５をそれぞれ構成する。
真空断熱パネル５０は、コア材５１および外包材５２を備えている。コア材５１は、図５に示すように不織布５３が複数層に積層されている。この不織布５３は、ランダムに絡み合った樹脂繊維５４で形成されている。樹脂繊維５４は、エレクトロスピニング法で形成されている。エレクトロスピニング法で形成された樹脂繊維５４は、外径ｄがｄ＜１μｍであり、長さが外径ｄの１０００倍以上の長繊維である。また、この樹脂繊維５４は、全体的に直線状ではなく、ランダムに湾曲した縮れ状である。そのため、樹脂繊維５４は、互いに絡み合いやすく、容易に複数の層が形成される。エレクトロスピニング法を利用することにより、樹脂繊維５４の紡糸と、不織布５３の形成とを同時に行なうことができる。その結果、コア材５１は、短い工数で容易に形成することができる。
【００１２】
また、不織布５３を構成する樹脂繊維５４は、エレクトロスピニング法を利用することにより、ナノメートルからマイクロメートルの極細い外径が容易に確保される。そのため、不織布５３は１枚あたりの厚さが非常に薄くなり、これを積層したコア材５１の厚さも薄くなる。従来のガラス繊維の場合、繊維長が短く、繊維同士の絡み合いが少ない。
このように、本実施形態の場合、コア材５１は、積層された複数の層からなる不織布５３で形成されている。コア材５１は、例えば数百層から数千層以上の不織布５３が積層される。本実施形態の不織布５３を形成する樹脂繊維５４は、断面がほぼ均一な円形または楕円形に形成されている。
【００１３】
不織布５３を形成する樹脂繊維５４は、ガラスよりも密度すなわち比重の小さな有機系のポリマーで形成されている。すなわち、樹脂繊維５４は、合成樹脂で形成されている。樹脂繊維５４は、例えばポリスチレンやポリアミドイミドなど、溶媒に溶解し紡糸可能であれば任意の樹脂を用いることができる。樹脂繊維５４をガラスよりも密度の小さなポリマーで形成することにより、樹脂繊維５４の軽量化を図ることができる。不織布５３は、原料となる合成樹脂が異なる２種類以上の樹脂繊維５４を混紡してもよい。不織布５３は、絡み合った樹脂繊維５４の相互間に形成される空隙の体積が小さくなると、これに反してその空隙の数が増加する。樹脂繊維５４の相互間の空隙の数は、多くなるほど断熱性の向上に寄与する。そこで、不織布５３は、これを構成する樹脂繊維５４の外径ｄをｄ＜１μｍとナノメートルオーダーに小径化することが好ましい。このように樹脂繊維５４の外径ｄを小径化することにより、樹脂繊維５４の相互間に形成される空隙の体積が小さくなりつつ数が増加する。このように小径化することにより、絡み合った樹脂繊維５４の相互間に形成される空隙の体積がより小さくなりその数がより増加し、不織布５３の断熱性の向上が図られる。樹脂繊維５４は、例えばケイ素酸化物、金属の水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩など各種の無機フィラーを添加してもよい。
【００１４】
図１に示すように外包材５２は、不織布５３で形成されたコア材５１を収容する。外包材５２は、例えば１層または２層以上の樹脂フィルムに金属または金属酸化物などを蒸着させることにより、気体の透過性を無くした気密性のシートである。コア材５１を収容した外包材５２は、コア材５１とともに内部を真空に近い圧力まで減圧した後、密封される。これにより、コア材５１およびこれを収容した外包材５２は、真空断熱パネル５０として形成される。この場合、真空断熱パネル５０は、形成した真空断熱パネル５０の潰れを低減するために、外包材５２の内側に骨格となる骨格部材を収容してもよい。
【００１５】
次に、上記のコア材５１を構成する不織布５３を形成するための製造装置および製造方法を説明する。
図６は、製造装置６０の一例を示す模式図である。製造装置６０は、運搬部６１、ノズル部６２、対極板６３、分離部６４および巻き取り部６５を備えている。運搬部６１は、一対のローラ６６およびローラ６７を有している。このローラ６６とローラ６７との間には、循環するベルト６８が設けられている。一対のローラ６６またはローラ６７の少なくとも一方は、図示しない駆動部によって回転駆動される。これにより、ローラ６６とローラ６７との間にわたされているベルト６８は、ローラ６６またはローラ６７の回転によって循環する。
【００１６】
ノズル部６２は、この運搬部６１の上方に設けられている。ノズル部６２は、ベルト６８の進行方向へ沿って複数配置されている。また、ノズル部６２は、ベルト６８の進行方向と垂直な方向すなわち図６の奥行き方向にも複数配置されている。このように、ノズル部６２は、運搬部６１の上方にマトリクス状に複数配置されている。対極板６３は、このノズル部６２と対向して設けられている。ノズル部６２と対極板６３との間には、ベルト６８が挟み込まれている。そして、このノズル部６２と対極板６３との間には、数ｋＶ以上の高電圧が印加されている。すなわち、ノズル部６２と対極板６３との間には、印加された高電圧によって電場が形成されている。
【００１７】
分離部６４は、ベルト６８の進行方向において下流側に設けられている。分離部６４は、ベルト６８のノズル部６２側に形成された不織布５３をベルト６８から分離する。巻き取り部６５は、分離部６４に隣り合って設けられている。巻き取り部６５は、分離部６４でベルト６８から分離された不織布５３を巻き取る。
【００１８】
不織布５３を形成する樹脂繊維５４となる原料の樹脂は、溶媒に溶解した状態でノズル部６２へ供給される。すなわち、樹脂繊維５４の原料となる樹脂は、溶液としてノズル部６２へ供給される。ノズル部６２へ供給された樹脂の溶液は、高圧でノズル部６２からベルト６８に向けて噴射される。このとき、上述のようにノズル部６２と対極板６３との間には、高電圧による電場が形成されている。ノズル部６２から噴射された樹脂の溶液は、高電圧の印加によって微細化し、また電荷を帯びていることから、ゆらぎを含みながらランダムにノズル部６２から対極板６３へ静電的な作用よって引き付けられる。また、高圧で噴射された樹脂の溶液は、ノズル部６２から噴射されると、溶媒が気化する。そのため、ノズル部６２から噴射された樹脂の溶液は、対極板６３に到達するまでの間に溶媒が気化し、微細な繊維状となってランダムな形状でベルト６８に付着する。その結果、ベルト６８のノズル部６２側の面には、微細な繊維がランダムに絡み合った不織布５３が形成される。このとき、不織布５３は、複数のノズル部６２から噴射された樹脂繊維５４が数層に絡み合った状態となる。
【００１９】
また、このとき、樹脂繊維５４は、ランダムかつ乱雑、つまり不規則な状態でノズル部６２から噴射される。そのため、樹脂繊維５４は、ノズル部６２から噴射され対極板６３側のベルト６８へ到達するまでに、不規則に転回し、全体的にストレート状でないランダムな縮れ状に形成される。その結果、対極板６３側のベルト６８に到達した樹脂繊維５４は、互いに不規則かつ強固に絡み合って不織布５３を構成する。また、樹脂繊維５４は、ノズル部６２から噴射された際に渦巻き形状を呈する場合がある。この渦巻き形状の樹脂繊維５４は、他の樹脂繊維５４とより強固に絡み合い、不織布５３の強度の向上に寄与する。さらに、樹脂繊維５４は、ノズル部６２から連続して噴射される。そのため、形成される樹脂繊維５４は、ノズル部６２からの噴射が終了するまでほぼ連続した一本の繊維となる。その結果、樹脂繊維５４は、繊維の外径ｄに対する繊維長が１０００倍以上の非常に長い長繊維となる。比較のために、例えば従来の火炎法を用いて形成したガラス繊維は、その外径が３〜４μｍであるのに対し、繊維長が２００μｍ程度である。繊維の外径に対して繊維長が短いガラス繊維の場合、短い繊維同士の絡み合いとなるため、形成された不織布は、綿状を呈してばらばらにほぐれやすく、形状の安定を保ちにくい。一方、本実施形態のようにエレクトロスピニング法で樹脂繊維５４を形成すると、繊維が途切れることなく連続した十分な長さを有する。そのため、エレクトロスピニング法による樹脂繊維５４は、その長さおよび形成時の転回による不規則な形状によって、他の繊維との絡み合いだけでなく、自身が連続して絡み合う。その結果、エレクトロスピニング法による樹脂繊維５４は、一本の繊維自身の強固な絡み合いによっても不織布５３を形成する。これにより、本実施形態の樹脂繊維５４は、ガラス繊維に比較してより安定した形状の不織布５３を形成する。また、不織布５３の形状が安定することによって、コア材５１を形成するとき、不織布５３の積層が容易であるという利点も得られる。
【００２０】
形成された不織布５３は、ベルト６８の移動に沿って図６の左方へ移動し、分離部６４によってベルト６８から分離される。この不織布５３は、ノズル部６２から原料となる樹脂を吹き付けている間、連続するシート状に形成される。そのため、ベルト６８から分離された不織布５３は、巻き取り部６５においてシート状のまま巻き取られる。巻き取られた不織布５３は、適当な寸法に切り出された後、例えば１００枚以上積層され、コア材５１として形成される。
【００２１】
図６に示す製造装置６０の場合、不織布５３を形成する樹脂繊維５４の外径ｄや長さは、ノズル部６２に供給する樹脂の溶液の濃度、噴射の圧力、ノズル部６２と対極板６３との間に印加する電圧、ノズル部６２と対極板６３との距離、ベルト６８の移動速度などによって変化する。これらの供給する樹脂の溶液の濃度、噴射の圧力、印加する電圧、ノズル部６２と対極板６３との価格、ベルト６８の移動速度などは、所望する樹脂繊維５４の外径ｄや長さに応じて任意に調整することができる。
【００２２】
次に、上記の実施形態による冷蔵庫１０のリサイクル方法について説明する。
冷蔵庫１０は、上述のように仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などの構成部材を備えている。これら構成部材を構成する仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９は、いずれも真空断熱パネル５０のコア材５１を構成する樹脂繊維５４と同一の合成樹脂を用いている。すなわち、仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９を形成する合成樹脂と、コア材５１を構成する不織布５３の樹脂繊維５４とは、同一の合成樹脂である。例えば、樹脂繊維５４の材料としてポリスチレンを用いる場合、仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などの構成部材もポリスチレンで形成されている。
【００２３】
このように冷蔵庫１０を構成する構成部材と不織布５３の樹脂繊維５４とを同一の合成樹脂で形成することにより、回収した仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などの構成部材は、真空断熱パネル５０のコア材５１として再利用される。具体的には、仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などの構成部材は、例えば検品の際に、損傷や規格への不適合によって冷蔵庫１０に用いることができない製品が発生する。これら規格外となった仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などの構成部材は、例えば粉砕後に溶媒へ溶解することにより、不織布５３を形成する樹脂繊維５４の原料となる。
【００２４】
また、真空断熱パネル５０の場合、コア材５１と外包材５２とを分離することにより、分離したコア材５１を構成する不織布５３の樹脂繊維５４は、再び溶媒へ溶解して不織布５３を形成する樹脂繊維５４の原料として用いられる。この真空断熱パネル５０の外包材５２から分離したコア材５１を構成する不織布５３は、特許請求の範囲における分離不織布に相当する。上述のように実施形態の真空断熱パネル５０を構成する不織布５３の樹脂繊維５４は、外径ｄに対して１０００倍以上の繊維長を有する長繊維である。そのため、不織布５３を構成する樹脂繊維５４は、互いに強固に絡み合っている。これにより、実施形態の不織布５３は、互いにばらばらになりにくく、外包材５２との分離が容易である。すなわち、実施形態の不織布５３は、外包材５２から分離する際にも、ほぐれてばらばらになりにくい。これに対し、例えば数百μｍ程度の繊維長でしかないガラス繊維は、短繊維で綿状を呈することととなり、飛散しやすく、外包材からの分離が困難である。このように、本実施形態の不織布５３を構成する樹脂繊維５４は、外包材５２から分離する際に、ほぐれることなく一体の形状を保持しやすい。その結果、不織布５３からなるコア材５１は、真空断熱パネル５０の外包材５２から容易に分離される。分離された不織布５３は、仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などの構成部材と同様に、溶媒に溶解した後、再び不織布５３を形成する樹脂繊維５４の原料となる。この場合、回収した仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などの構成部材と、真空断熱パネル５０から分離した不織布５３とは、混合して再生する不織布５３の原料とすることができる。
【００２５】
以上説明した実施形態の場合、真空断熱パネル５０は、コア材５１を構成する不織布５３の樹脂繊維５４が、仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などの冷蔵庫１０の構成部材と同一の合成樹脂である。そのため、回収した仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９などの構成部材と、真空断熱パネル５０から回収したコア材５１を構成する不織布５３とは、真空断熱パネル５０のコア材５１を構成する不織布５３の樹脂繊維５４の材料としてリサイクルされる。したがって、リサイクルを容易にすることができ、環境負荷を軽減することができる。
【００２６】
また、実施形態では、エレクトロスピニング法により樹脂繊維５４を形成している。リサイクルのために回収した仕切板１３、ケース１４、ドアポケット部材１８および収容ケース１９や不織布５３は、溶媒に溶解される。そのため、回収した構成部材や不織布５３を溶媒に溶解するという簡単な処理により、エレクトロスピニング法によって樹脂繊維５４は容易に不織布として再生される。したがって、リサイクルを容易にすることができ、環境負荷を軽減することができる。
【００２７】
さらに、実施形態では、エレクトロスピニング法を用いることにより、外径ｄがｄ＜５μｍと細く、繊維長が外径ｄの１０００倍以上となる樹脂繊維５４が形成される。樹脂繊維５４は、合成樹脂で形成されるので、ガラス繊維と比較して比重が小さく軽量化される。また、微細な外径ｄの樹脂繊維５４を用いることにより、樹脂繊維５４の相互間の空隙が小さくかつ数が増加する。したがって、断熱性能を維持しつつ厚みや重量を軽減することができる。
【００２８】
実施形態では、真空断熱パネル５０のコア材５１を構成する不織布５３の樹脂繊維５４は、外径ｄの１０００倍以上の長さを有する長繊維である。これにより、不織布５３は、これを構成する樹脂繊維５４によって強固に絡み合っている。そのため、不織布５３は、ほぐれにくく、形態が安定する。その結果、真空断熱パネル５０のコア材５１となる不織布５３は、外包材５２から容易に分離される。したがって、リサイクル時における真空断熱パネル５０からの不織布５３の分離が容易となり、リサイクルを促進することができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
図面中、１０は冷蔵庫、１１は断熱箱体、１３は仕切板（構成部材）、１４はケース（構成部材）、１８はドアポケット部材（構成部材）、１９は収容ケース（構成部材）、２１は外箱、２２は内箱、５０は真空断熱パネル、５１はコア材、５２は外包材、５３は不織布、５４は樹脂繊維、６２はノズル部、６３は対極板を示す。
【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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【図６】
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