(57)【要約】【課題】高性能かつ長期信頼性を有する真空断熱材を提供する。【解決手段】真空断熱材１は、気体難透過性素材からなる第一の外被材７で粉末芯材６を覆い、第一の外被材７内部を減圧してなる第一の真空断熱材９と、気体難透過性素材からなる第二の外被材２で繊維状芯材３を覆い、第二の外被材２内部を減圧してなる第二の真空断熱材５とからなり、第二の真空断熱材５が、粉末芯材と６ともに第一の真空断熱材９の第一の外被材７で覆われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体難透過性素材からなる第一の外被材で粉末芯材を覆い前記第一の外被材内部を減圧してなる第一の真空断熱材と、気体難透過性素材からなる第二の外被材で繊維状芯材を覆い、前記第二の外被材内部を減圧してなる第二の真空断熱材とからなり、前記第二の真空断熱材が、前記粉末芯材とともに前記第一の外被材で覆われることを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記第二の外被材が内側となる面に熱融着層を有し、対向する前記第二の外被材の前記熱溶着層同士が前記繊維状芯材に沿って前記繊維状芯材の際まで熱溶着されていることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記粉末芯材が平均一次粒子径１００ｎｍ以下である乾式シリカであることを特徴とする請求項１または２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記粉末芯材は、前記乾式シリカへの含有量が０．５〜４０ｗｔ％となるように前記乾式シリカに平均繊維径が１０μｍ以下のガラス繊維材料を混合して加圧成形したものであることを特徴とする請求項３に記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記乾式シリカにカーボンブラックが１〜３０ｗｔ％混合されていることを特徴とする請求項３または４に記載の真空断熱材。
【請求項６】
前記第二の真空断熱材内に前記第二の真空断熱材内の気体を吸着する気体吸着材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記第一の真空断熱材内に前記第一の真空断熱材内の気体を吸着する気体吸着材を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項８】
前記気体吸着材が銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトであることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の真空断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱・保温を必要とするもの、例えば冷蔵庫、保温保冷外被材、自動販売機、電気湯沸かし器、車両、建材等の断熱材として使用可能な真空断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護が大きく叫ばれるなか、家電製品の省エネルギー化は緊急に取り組むべき重要な課題となってきている。この解決方法の一つとして、無駄な熱の伝熱を防ぐ目的での真空断熱材の適用がある。
【０００３】
真空断熱材は、発泡樹脂や繊維材等を芯材として外被材内に入れた断熱材で、断熱材内部を真空に保つことにより気体の熱伝導率を著しく低下させたものであり、その断熱性能を長期に渡って維持するためには、断熱材内部を真空に保ち続ける必要がある。
【０００４】
空気が介在して熱伝導が行われる場合、断熱性能に影響を及ぼす物性として、気体の平均自由行程がある。気体の平均自由行程とは、空気を構成する分子の一つが別の分子と衝突するまでに進む距離のことであり、平均自由行程よりも形成されている空隙が大きい場合は、空隙内において分子同士が衝突し、気体による熱伝導が生じるため、熱伝導率は大きくなる。
【０００５】
真空断熱体の断熱原理は、熱を伝える空気をできる限り排除し、気体による熱伝導を低減することである。
【０００６】
従って、真空断熱体の性能を長期間維持するためには、初期の内部圧力をより低圧とする必要がある。しかしながら、工業的レベルで高真空にすることは困難であり、実用的に達成可能な真空度は１３Ｐａ程度までである。
【０００７】
ただし、芯材の種類が異なると、空隙距離が変わり、内部圧力が同じでも気体による熱伝導が異なってくる。空隙距離が小さいほど、同じ内部圧力でも気体同士の衝突回数は減少し、それに伴い気体による熱伝導が小さくなる。
【０００８】
つまり、空隙距離が小さい芯材を用いるほど、内部圧力が何らかの影響で上昇しても、気体の熱伝導による熱伝導の上昇は少なく、断熱性能の低下も少ない。
【０００９】
真空断熱材全体の断熱性能は芯材等の固体による熱伝導も加わるため、一概に空隙距離が小さいものほど断熱性能が優れるとは限らないが、目的によって、使い分けをすることが可能である。
【００１０】
このような真空断熱材の内部圧力が上昇する要因として、長期的に見ると、外被材端辺部分にある熱溶着した樹脂層を透過して真空断熱材の内部に、外部から空気や水蒸気などの気体が徐々に侵入することで、真空度が低下し、断熱性能が悪化してしまう課題がある。
【００１１】
そこで、外部からのガスや水分の透過侵入による真空度の低下を抑制するための真空断熱材の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
図６は、特許文献１における従来の真空断熱材の断面図である。図６に示すように、真空断熱材１０１は、芯材１０２を上部包装材１０３ａと、端部において上部包装材１０３ａよりはみ出す大きさの下部包装材１０３ｂとからなる袋状包装材１０３で包装し、袋状包装材１０３の内部を真空状態に保持し、接着層を利用して端辺シール部１０４と折り重ね部１０５で袋状包装材１０３をシールしており、折り重ね部１０５は上部包装材１０３ａからはみ出た下部包装材１０３ｂを折り返してシール層を２層としている。
【００１３】
図７は、特許文献１における従来の真空断熱材の包装材の断面図である。図７に示すように、上部包装材１０３ａと下部包装材１０３ｂは、ガスバリア性を有するアルミ箔層１０６を中心にして上部融着層１０７と下部融着層１０８から構成されている。ここで、上部融着層１０７と下部融着層１０８は高密度ポリエチレンである。
【００１４】
上部包装材１０３ａの下部融着層１０８と上部融着層１０７とが下部包装材１０３ｂにより挟まれた折り重ね部１０５が形成され、折り重ね部１０５をヒートシールして内側シール層１０９と外側シール層１１０が形成されている。
【００１５】
このようにして内側に形成されるシール層を外部に露出しないようにすることにより、包装材内部の真空度低下が抑制され、真空断熱材の断熱性能を維持することができるというものである。
【００１６】
また、特許文献２には、熱溶着層を有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に板状の芯材を配置し、減圧下で、前記外被材の間に前記芯材がある部分を含めて弾性体で構成された熱板で加熱加圧して、対向する前記熱溶着層同士を芯材形状に沿うように熱溶着する真空断熱材の製造方法が開示されている。
【００１７】
この特許文献２に開示された真空断熱材の製造方法によれば、芯材周囲の熱溶着の幅を大きくできるので、外被材内部の真空度低下が抑制され、真空断熱材の断熱性能を維持することができる。
【００１８】
また、特許文献３に開示された真空断熱材の製造方法によれば、ガスバリア性を有する外被材を二重にすることで、空気や水蒸気の気体侵入を防止している。
【００１９】
図８（ａ）は、特許文献３における従来の真空断熱材の縦断面図であり、図８（ｂ）は特許文献３における従来の真空断熱材の一部欠載した平面図である。
【００２０】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、真空断熱材１２０は以下のように構成される。
【００２１】
コア材１２１は、パーライト粉末又はシリカ微粉末等の無機微粉末１２２を、紙又は不織布等の通気性を有する袋１２３に充填し、所定の形状に予備成形したものである。
【００２２】
第１外包袋１２４は、コア材１２１を収納するものである。この第１外包袋１２４は、ガスバリア性を有する２枚の矩形のフィルム状材料からなり、その重ね合せた全周縁が熱融着により接合されており、その内部が真空状態に密封されて、主気密空間が形成されている。
【００２３】
第２外包袋１２５は、第１外包袋１２４を収納するものである。この第２外包袋１２５も、第１外包袋と同様に、ガスバリア性を有する２枚の矩形のフィルム状材料からなり、その重ね合せた全周縁が熱融着により接合されており、その内部が真空状態に密封されている。
【００２４】
そして、第１外包袋１２４と第２外包袋１２５との間の空間１２６のほぼ全体に、断熱充填材１２７が充填されたものである。
【００２５】
この断熱充填材１２７は、連続気孔率の高いプラスチックフォームからなり、あらかじめ中空部１２７ａを有するように形成されており、この中空部１２７ａに第１外包袋１２４が収納されている。これにより、断熱充填材１２７は、第１外包袋１２４の全面を取囲んでいる。
【００２６】
そのため、この真空断熱材１２０では、両外包袋１２４、１２５は、別々にヒートシールされている。
【００２７】
この真空断熱材１２０であれば、真空空間１２６の体積を更に大きくすることができるので、外気侵入による空間１２６の圧力上昇が微小となり、より真空度維持性に優れる。
【特許文献１】特開２０００−１０４８８９号公報
【特許文献２】特開２００４−１９７９３５号公報
【特許文献３】特開平８−８２４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、特許文献１の構成のように、折り重ね部１０５をヒートシールして内側シール層１０９と外側シール層１１０を形成してシール層を２重に形成することは、ヒートシールが製造上難しくなり、シワの発生やシール不良が発生するという課題を有していた。
【００２９】
また、上部融着層１０７と下部融着層１０８が内側シール層１０９と外側シール層１１０でシールするために、上部融着層１０７と下部融着層１０８はいずれも熱溶着に適した材料に制約され、表面保護に適した材料に設定できないという課題を有していた。
【００３０】
例えば、高密度ポリエチレンは、熱溶着には適した材料であるが、表面保護には強度が弱いために、耐傷付き性や耐突き刺し性が著しく劣り、真空断熱材製造後の取り扱いでピンホールが発生する可能性が非常に高くなる。
【００３１】
また、特許文献２の構成では、外被材の間に芯材がある部分を含めて弾性体で構成された熱板で加熱加圧することにより、外被材を熱溶着するので、熱板で加熱加圧している時に、外被材の間に芯材のない部分は、外被材の間に芯材のある部分に較べて圧力が掛かりにくく、そのため、使用可能な芯材が圧縮時に数ミリ以下の厚みになる芯材に限られ、比較的厚みのある芯材を使用した場合は、外被材の間に芯材のない部分に加圧不足が生じて熱溶着不良が生じる可能性があり、また、外被材の間に芯材のない部分に加圧不足が生じないように熱板の荷重を大きくすると、芯材の圧縮が大きくなって芯材部分の固体熱伝導が大きくなり、真空断熱材の断熱性能が悪くなる可能性があった。
【００３２】
また、外被材の間に芯材のない部分に掛かる圧力の大きさは、熱板の柔軟性および弾性と芯材の形状や厚みに依存しやすいので、外被材の間に芯材のない部分（熱溶着すべき部分）に掛かる圧力の制御が困難であった。
【００３３】
また、特許文献３の構成では、外被材が二重になっているため第１外包袋１２４内への外気の侵入は大きく低減され、第１外包袋１２４で構成される真空断熱材の性能は維持される。しかし、第２外包袋１２５内への外気の侵入は変らず、第２外包袋１２５と第１外包袋１２３の間の空間１２６には外気が滞留することになる。
【００３４】
このとき、この空間１２６に占める断熱充填材１２７は、連続気孔率の高いプラスチックフォームからなり、空隙間距離が大きいため、内部圧力増加に対し、断熱性能の低下は大きい。そのため、全体の断熱性能の信頼性も高くない。
【００３５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、シワの発生やシール不良を起こさず、断熱性能を有する有効面積を向上させ、高性能、高信頼性を有した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】
【００３６】
上記目的を達成するために、本発明の真空断熱材は、気体難透過性素材からなる第一の外被材で粉末芯材を覆い前記第一の外被材内部を減圧してなる第一の真空断熱材と、気体難透過性素材からなる第二の外被材で繊維状芯材を覆い、前記第二の外被材内部を減圧してなる第二の真空断熱材とからなり、前記第二の真空断熱材が、前記粉末芯材とともに前記第一の外被材で覆われることを特徴とするものである。
【００３７】
本発明の真空断熱材は、粉末芯材を用いた第一の真空断熱材の粉末芯材内に、繊維状芯材を用いた第二の真空断熱材を用いることで、第二の真空断熱材周辺は減圧状態となるため、外気との圧力差がなくなり、第二の真空断熱材内部に侵入する空気は著しく減少する。
【００３８】
これは、真空断熱材内部に空気や水蒸気が侵入する要因として、外気の圧力差に影響するためであり、圧力差がほとんどない状況では外気はほとんど侵入しない。
【００３９】
繊維状芯材を用いた真空断熱材は固体による熱伝導も小さく、高性能であるが、内部圧力上昇による断熱性能低下の割合が大きいが、外気の侵入を大きく抑制することで、長期間、高性能を維持することができる。
【００４０】
また、第一の真空断熱材内には外気と大気圧相当の圧力差が生じており、溶着部分当から空気や水蒸気が侵入するが、芯材として粉末芯材を用いることで、粉末芯材は空隙間距離が小さく、第一の真空断熱材は内部圧力の上昇に対し断熱性能低下の割合が小さいため、長期信頼性を有する。
【００４１】
従って、複合化した真空断熱材としては、高性能、高信頼性を有した真空断熱材として提供することができる。
【発明の効果】
【００４２】
繊維状芯材よりも断熱性能は劣るが、空隙間距離が小さく、内部圧力上昇に対し、断熱性能の低下が小さい粉末芯材用いた第一の真空断熱材内に、高性能だが内部圧力上昇に対し断熱性能の低下が大きい繊維状芯材を用いた第二の真空断熱材を、内包することで、繊維状芯材と粉末芯材の両方の長所を生かした構成とし、高性能、高信頼性を有する真空断熱材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】
【００４３】
本発明の請求項１に記載の真空断熱材の発明は、気体難透過性素材からなる第一の外被材で粉末芯材を覆い前記第一の外被材内部を減圧してなる第一の真空断熱材と、気体難透過性素材からなる第二の外被材で繊維状芯材を覆い、前記第二の外被材内部を減圧してなる第二の真空断熱材とからなり、前記第二の真空断熱材が、前記粉末芯材とともに前記第一の外被材で覆われることを特徴とするものである。
【００４４】
本発明の真空断熱材は、第一の真空断熱材の芯材として、粉末芯材とともに繊維状芯材を用いた第二の真空断熱材を用い、減圧することで、第二の真空断熱材周辺は減圧状態となるため、第二の真空断熱材内部に侵入する空気は著しく減少する。
【００４５】
これは、真空断熱材の内部圧力が上昇する原因として、熱溶着層や樹脂層、ピンホール等通じて空気成分が侵入するためであるが、これは真空断熱材内部と外気の圧力差に影響するためであり、真空中にある第二の真空断熱材は圧力差がほとんどないため外気はほとんど侵入しない。
【００４６】
繊維状芯材を用いた真空断熱材は固体による熱伝導も小さく、高性能であるが、内部圧力上昇により断熱性能の低下が大きいが、外気の侵入を大きく抑制することで、長期間、高性能を維持することができる。
【００４７】
また、第一の真空断熱材内にはやはり熱溶着層や樹脂層、ピンホール等通じて空気成分が侵入するが、第一の真空断熱材周辺には粉末芯材が存在するため、粉末芯材は空隙間距離が小さく、第二の真空断熱材は内部圧力の上昇に対し断熱性能の劣化が小さいため、長期信頼性を有する。
【００４８】
従って、複合化した真空断熱材は、繊維状芯材と粉末芯材の両方の長所を生かした構成となり、高性能、高信頼性を有した真空断熱材として提供することができる。
【００４９】
また、気体難透過性素材とは、ガス透過度が１０４［ｃｍ３・２０μｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であることが好ましく、より望ましくは１［ｃｍ３・２０μｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下となるものである。
【００５０】
さらに、気体難透過性素材には、金属材料、樹脂材料、ガラス材料等あるが、樹脂フィルムにアルミニウム等の金属箔をラミネートしたラミネートフィルムを用いることが好ましい。金属箔は気体難透過性が非常に高く、信頼性が高い。また、箔ではなく蒸着層でも優れたバリア性を生じる。また、金属ではなくシリカやアルミナ、ダイヤモンドライクカーボン等の無機材料の蒸着でも高い気体難透過性を有する。
【００５１】
また、外被材にラミネートフィルムを用いた場合、熱溶着層にポリエチレンを用いると、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材を提供することができる。
【００５２】
また、外被材にラミネートフィルムを用いた場合、外被材の最外層にポリエチレンテレフタレートの保護層を有すると、最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで本発明の真空断熱材を提供することができる。
【００５３】
また、繊維状芯材は限定するものではないが、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、炭化ケイ素繊維等が好ましく、特にグラスウールは安価で高性能な真空断熱材を形成するため、最も望ましい。
【００５４】
また、粉末芯材も限定するものではないが、無機粉末材料の方が、もともと粉末保持し、減圧時に粉末から発生する気体（アウトガス）が少なく、好ましい。
【００５５】
粉末芯材ではシリカ、パーライト、カーボンブラック等の無機粉末、あるいは合成樹脂粉末等の有機粉末、あるいはそれらの混合物などを、粉末そのままで充填、あるいは通気性のある袋に充填して用いる、あるいは繊維バインダーあるいは無機や有機の液状バインダーにて固形化する等の方法がある。
【００５６】
請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第二の外被材が内側となる面に熱融着層を有し、対向する前記第二の外被材の前記熱溶着層同士が前記繊維状芯材に沿って前記繊維状芯材の際まで熱溶着されていることを特徴とするものである。
【００５７】
第二の外被材が内側となる面に熱融着層を有し、対向する前記第二の外被材の前記熱溶着層同士が前記繊維状芯材に沿って前記繊維状芯材の際まで熱溶着されることで、熱溶着層の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する第一の真空断熱材を提供することができる。
【００５８】
このように繊維状芯材の際まで熱溶着することで、繊維状芯材がない第一の熱溶着層の部分（ヒレ）をカッティングし、小さくすることができる。ヒレ部分を小さくすることで、粉体芯材の充填を行いやすくし、また、ヒレ部分によって、制限されていた高性能な第一の真空断熱材が占める面積比率を大きくすることが可能となり、高性能化を図ることができる。
【００５９】
また、１０ミリを超えるような比較的厚みのある繊維状芯材を使用した場合であっても、繊維状芯材を必要以上に圧縮することなく、外被材の間に繊維状芯材のない部分（熱溶着すべき部分）に所定の圧力が加えられて確実に熱溶着される。
【００６０】
したがって、比較的厚みのある繊維状芯材を使用した場合であっても、繊維状芯材の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で第二の外被材同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された第二の真空断熱材を得ることができる。
【００６１】
請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記粉末芯材が平均一次粒子径１００ｎｍ以下である乾式シリカであることを特徴とするものである。
【００６２】
芯材材料は空隙間距離が短くなる粉体材料の方が、圧力依存性に優れるため、長期信頼性を得るためには繊維系材料よりも優れている。また、固体熱伝導率が低く、粉体芯材としてはシリカ系材料が真空断熱材用芯材として優れている。
【００６３】
また、粒径も平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であることで、内部圧力に対する断熱性能の低下が小さく、優れており、このようなシリカ粉末は乾式法で作られる乾式シリカが該当する。
【００６４】
請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項３に記載の発明において、前記粉末芯材が、前記乾式シリカへの含有量が０．５〜４０ｗｔ％となるように前記乾式シリカに平均繊維径が１０μｍ以下のガラス繊維材料を混合して加圧成形したものであることを特徴とするものである。
【００６５】
乾式シリカは真空断熱材の芯材としては優れた性能を有するが、密度が小さいため、取り扱いにくく、充填するために工数がかかる。そのため、乾式シリカを固形化して、封入することが工程上、望ましい。
【００６６】
固形化手段として、一般的なシリカ粉末とガラス繊維材料を混合撹拌し、加圧成形しても成形体にはならないが、請求項３に記載の平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと、ガラス繊維材料とを混合、加圧成形することで、成形体を形成することができる。
【００６７】
この要因として、粒子径の小さい粉末同士であるため分子間力が働き粉末同士が付着する、あるいは乾式であるため表面官能基が少なく相互反発が少ないため粉末同士が付着しやすいこと等が考えられ、したがって、加圧等の成形方法により成形体を作製するためには、平均一次粒子径１００ｎｍ以下の乾式シリカとガラス繊維材料を用いる必要がある。
【００６８】
また、ガラス繊維材料を、平均繊維径１０μｍ以下とすることで、ガラス繊維材料の繊維径が小さいため比表面積が大きくなるすなわち表面エネルギーが大きくなり粉末と結びつきやすくなる、また、シリカ粉末はガラス繊維と親和性のよい組合せであるため相互に付着しやすい、あるいはそれらの相互作用によること等が考えられ、したがって、加圧等の成形方法により成形体を作製する際に、平均繊維径１０μｍ以下のガラス繊維材料を用いることで、より強固な成形体を作製することができる。
【００６９】
さらに、粒子径の非常に細かい乾式シリカと繊維径の小さいガラス繊維材料を用いることにより、粉立ちのほとんどない成形体が得られる。この理由は、上記のように粒子径の小さい粉末同士の分子間力、表面官能基が少ないことによる粉末同士の付着、シリカとガラス繊維との良好な親和性、細い繊維材料の大きな表面エネルギー等が考えられる。
【００７０】
また、上記組合せにより強固な成形体を得るとともに、弾性も有しているため可撓性をも有する成形体を得ることができる。
【００７１】
この理由は、平均繊維径が１０μｍ以下の繊維を用いているため曲げ弾性が向上し、可とう性を有することができる等が考えられる。
【００７２】
繊維添加量が０．５〜４０ｗｔ％であるのは、添加量が少なすぎると成形体形状を保てないし、多すぎると断熱性能が繊維に依存するようになり断熱性能が悪化するからである。
【００７３】
請求項５に記載の真空断熱材の発明は、請求項３または４に記載の発明において、前記乾式シリカにカーボンブラックが１〜３０ｗｔ％混合されていることを特徴とするものである。
【００７４】
これにより、従来の乾式シリカ粉末もしくはその成形体を用いた第二の真空断熱材よりも断熱性能は向上する。
【００７５】
断熱性能向上のために乾式シリカに添加する粉末として、例えばカーボンブラックや酸化チタンなどは高温域で輻射防止材として働くことが知られているが、低温域でもカーボンブラック添加により大きな断熱性能向上が見られる。この理由は定かではないが、シリカ粉末とカーボンブラックとの何らかの作用により固体熱伝導が低減されるためと考える。
【００７６】
粉末状カーボン材料の添加量は、１〜３０ｗｔ％がよい。これは、添加量が少なすぎると断熱性能向上の効果がなく、多すぎると断熱性能が粉末状カーボン材料に依存するようになり断熱性能が悪化することや、減圧下でガス発生が多くなり経時的に断熱性能が悪化するからである。
【００７７】
請求項６に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、前記第二の真空断熱材内に前記第二の真空断熱材内の気体を吸着する気体吸着材を備えることを特徴とするものである。
【００７８】
前記第二の真空断熱材内に前記繊維状芯材に前記第二の真空断熱材内の気体を吸着する気体吸着材を備えることで、何らかの要因で第一の真空断熱材の第一の外被材が破袋したとしても、第二の真空断熱材は高性能を維持したままであるが、熱溶着層からの空気侵入量が増加するため、信頼性は低下する。
【００７９】
しかし、前記第二の真空断熱材内の気体を吸着する気体吸着材を備えることで、内部圧力の上昇を抑え、断熱性能の信頼性を維持することができる。
【００８０】
請求項７に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、前記第一の真空断熱材内に前記第一の真空断熱材内の気体を吸着する気体吸着材を備えることを特徴とするものである。
【００８１】
前記第一の真空断熱材内に前記第一の真空断熱材内の気体を吸着する気体吸着材を備えることで、第一の真空断熱材の長期信頼性が向上するとともに、第二の真空断熱材も高性能を維持することが可能となり、真空断熱材全体の断熱性能の信頼性を維持することができる。
【００８２】
請求項８に記載の真空断熱材の発明は、請求項６または７に記載の発明において、前記気体吸着材が、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトであることを特徴とするものである。
【００８３】
銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトは常温における単位重量あたりの空気吸着量が他のゼオライトや、金属系吸着材と比べても高く、少量で大量の空気を吸着でき、効果的で、省スペース化を行える。
【００８４】
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が、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。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。
【００８５】
（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の縦断面図である。
【００８６】
図１において、真空断熱材１は、２枚の気体難透過性材料からなる第二の外被材２で、芯材密度は２４０ｋｇ／ｍ３のガラス短繊維からなる繊維状芯材３を覆い、内部を減圧し、第二の外被材２の対向する第二の熱溶着層４を熱溶着し、真空を維持している構成の第二の真空断熱材５と、粉末芯材６を、２枚の気体難透過性の第一の外被材７で覆ってなり、内部を減圧し、第一の外被材７の対向する第一の熱溶着層８を熱溶着し、真空を維持している第一の真空断熱材９との二重構成である。
【００８７】
また、繊維状芯材３および粉末芯材６に接するように水分吸着材１０を配置する。これは、真空断熱材１を構成する各外被材や芯材に吸着している水分が減圧により徐々に脱離、気化することで内部圧力が上昇し、初期の断熱性能が低下するため、気化した水分を吸着するために水分吸着材１０を設置する。
【００８８】
次に、真空断熱材１の内部圧力が上昇する機構について説明する。
【００８９】
外気からの空気や水蒸気は、第一の熱溶着層８を通じ、第一の真空断熱材９内に侵入する。そして、第一の真空断熱材９内に侵入した空気や水蒸気が、第二の熱溶着層４を通じ、第二の真空断熱材５内に侵入する。なお、水蒸気については水分吸着材１０が吸着する。
【００９０】
ここで、空気や水蒸気の侵入量に影響する因子として、外部と内部との圧力差、外気と内部をつなぐ熱溶着層の長さ・面積、気体の種類が影響する。気体の種類は特殊な条件でない限り、空気、水蒸気が主である。従って、製造工程の不良等により、熱溶着層の長さが短くなったり、面積が大きくなったりしない限り、圧力差の影響が大きくなる。
【００９１】
通常、真空断熱材は内部を減圧するため、ほぼ真空であり、圧力差は１気圧となる。本実施の形態１においては、第一の真空断熱材９の内部と外部の圧力差が１気圧となる。そのため、第一の真空断熱材９内には第一の熱溶着層８を通じ、空気・水蒸気が侵入する。しかし、圧力差が１気圧であっても第一の熱溶着層８を通過し、真空断熱材１内に侵入する空気は微量であり、徐々にしか上昇しない。
【００９２】
例えば、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）であれば、空気の主成分である窒素透過量は２５℃、湿度０％Ｒｈで、およそ３１００［ｃｍ３・２０μｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］であり、第一の熱溶着層８の長さを２ｍ、熱溶着層の厚さを５０μｍ、幅を１ｃｍとすると、真空断熱材１への窒素侵入量は６．２×１０−４［ｃｍ３／ｄａｙ］であり、１年間でも０．２２６ｃｍ３であり、厚さ１０ｍｍの真空断熱材とすると、圧力上昇はおよそ１０Ｐａとなる。
【００９３】
従って、第二の真空断熱材５の内部と外部の圧力差も上記条件では、１０Ｐａ程度あり、第二の真空断熱材５内部にはほとんど、空気成分は侵入せず、第二の真空断熱材５の断熱性能は長期間維持することができる。
【００９４】
また、第一の真空断熱材９の断熱性能への影響であるが、第一の真空断熱材９は粉末芯材６を用いている。粉末芯材６は繊維状芯材３に比べ、空隙間距離が小さく、圧力上昇に対する断熱性能の低下が小さい。芯材材料にもよるが、およそ数百Ｐａでも断熱性能の低下が見られず、高い信頼性を有する。
【００９５】
真空断熱材１の第二の真空断熱材５と第一の真空断熱材９の占める割合は特に限定するものではないが、第二の真空断熱材５の割合が多く（繊維状芯材３の割合が多く）、第一の真空断熱材９の割合が少ない（粉末芯材６の割合が少ない）と、断熱性能は向上するが、長期信頼性が低下する。
【００９６】
また、反対に、第二の真空断熱材５の割合が少なく（繊維状芯材３の割合が少なく）、第一の真空断熱材９の割合が多い（粉末芯材６の割合が多い）と、断熱性能は低下するが、長期信頼性は向上する。
【００９７】
用途や使用条件、真空断熱材の大きさ等により必要な性能、長期信頼性が異なってくるため、一概に最適な仕様は限定できないが、第二の真空断熱材５と第一の真空断熱材９のそれぞれの特長を生かすため、１：９〜９：１の範囲で用いることが望ましい。
【００９８】
また、水分吸着材１０は、必須のものではないが、各構成材料に吸着した水分を除去するために備えることが望ましい。
【００９９】
また、第二の真空断熱材５は粉末芯材６に覆われていてもよいし、覆われていなくてもその効果は変らない。覆われていない状態とは例えば、第一の外被材７と接している状態や、粉末芯材６を通気性の不織布にいれ、不織布に入った粉末芯材６と第二の真空断熱材５を第一の外被材７で覆い、減圧し、封止しても構わない。
【０１００】
また、水分吸着材１０の種類を特に限定するものではないが、物理吸着材としては、具体的には、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、金属錯体等が望ましく、化学吸着剤としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物や、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物等が利用でき、特に、酸化リチウム，水酸化リチウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化バリウム、水酸化バリウムが効果的に作用する。
【０１０１】
なお、第二の熱溶着層４または第一の熱溶着層８にポリエチレンを用いると、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材１を提供することができる。
【０１０２】
また、第二の外被材２あるいは第一の外被材７の最外層にポリエチレンテレフタレートからなる保護層を設けてもよい。
【０１０３】
このように第二の外被材２あるいは第一の外被材７の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材１を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで真空断熱材１を提供することができる。
【０１０４】
また、繊維状芯材３としては、汎用的な工業材料としては、ガラス短繊維が好適である。より望ましくは、ガラス短繊維のウェブの積層体からなり、前記ウェブ間は積層体の一体性が保持できる必要最低限の繊維の交絡により結合され、厚み方向に均質に積層配列された繊維集合体が好適である。
【０１０５】
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は、より優れた断熱性能が得られる。しかし、経済性の観点からは、平均繊維径が３〜５μｍのものを使用するのが望ましい。
【０１０６】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における真空断熱材の縦断面図であり、図３は本発明の実施の形態２における第二の真空断熱材の製造装置の概略断面図である。なお、実施の形態１と同じ名称・作用のものは同一符号を付して説明を省略する。
【０１０７】
図２において、第二の真空断熱材１１は、第二の熱溶着層１２は繊維状芯材３に沿って熱溶着し、繊維状芯材３の際まで上下の第二の熱溶着層１２が一体化している。なお、第二の熱溶着層１２の厚さは一定に保たれている。
【０１０８】
第二の真空断熱材１１は図３における製造装置１３で作製される。製造装置１３はチャンバー１４内に上下２枚の熱板１５を有し、上下から真空排気および真空開放が行えるように配管１６ａ，１６ｂが接続された構造となっている。
【０１０９】
製造装置１３に第二の外被材２ａ，２ｂと繊維状芯材３が配置され、チャンバー１４内は第二の外被材２ａにより２つの空間１４ａ，１４ｂに区切られる。そして上下の熱板１５により第二の外被材２を加熱すると共に、配管１６ａ，１６ｂを通じてチャンバー１４内の真空排気を行う。チャンバー１４内が所定の真空度に到達したとき、配管１６ａより真空開放を行う。
【０１１０】
このとき、上部のチャンバー１４ａ内の圧力が下部のチャンバー１４ｂ内の圧力より大きくなり、上部のチャンバー１４ａ内の圧力と下部のチャンバー１４ｂ内の圧力の差圧により、第二の外被材２ａが第二の外被材２ｂへ向けて接触していき、繊維状芯材３に沿って熱溶着がされる。
【０１１１】
なお、第二の外被材２ａは第二の外被材２ｂより大きく、第二の外被材２ａの外周端は、チャンバー１４によって保持されることにより、第二の外被材２ｂと熱溶着できないため、熱溶着後に、第二の外被材２ａと第二の外被材２ｂとが熱溶着されていない外周端部（ヒレ部分）は、切除する。
【０１１２】
以上のように、第二の真空断熱材１１はチャンバー１４内の差圧に起因する気体の圧力を利用して対向する第二の熱溶着層１２同士が繊維状芯材３形状に沿うように繊維状芯材３の際まで熱溶着されるものであり、第二の外被材２の全面にわたり均等に加圧されることになり、シワの発生やシール不良が発生せずに繊維状芯材３形状に沿った熱溶着が可能となるので、繊維状芯材３の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、さらに、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。
【０１１３】
また、第二の熱溶着層１２が繊維状芯材３の際まで溶着されているため、際近くまで外周端部を切除することができる。第二の真空断熱材１１は第一の真空断熱材９に内包されているため、際近くまで外周端部を切除し、第二の熱溶着層１２から空気成分が第二の真空断熱材１１の内部に侵入しやすくなっても、十分な信頼性を有する。
【０１１４】
また、際近くまで外周端部を切除することで、かさばりが減り、粉末芯材６が充填しやすくなり、また、外周端部によって、高性能な第二の真空断熱材１１が占める面積比率を大きくすることが可能となり、高性能化を図ることができる。
【０１１５】
また、１０ミリを超えるような比較的厚みのある繊維状芯材３を使用した場合であっても、繊維状芯材３を必要以上に圧縮することなく、第二の外被材２の間に繊維状芯材３のない部分（熱溶着すべき部分）に所定の圧力が加えられて確実に熱溶着されている。
【０１１６】
したがって、比較的厚みのある繊維状芯材３を使用した場合であっても、繊維状芯材３の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で第二の外被材２同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された第二の真空断熱材１１を得ることができ、繊維状芯材３の際まで第二の熱溶着層１２の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、対向する第二の熱溶着層１２同士が熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する第二の真空断熱材１１を提供することができる。
【０１１７】
また、第一の真空断熱材９に対しても同様の製造装置を用いて、第一の熱溶着層８を粉末芯材６の際まで熱溶着しても良く、熱溶着の範囲が広がり、シール性をより向上させることができ、真空断熱材１の信頼性はさらに向上する。
【０１１８】
ただし、粉末芯材６の場合、製造装置１３を用いると、粉末が飛散し、真空断熱材化できないため、粉末芯材６を不織布等の通気性を有する材料で封止しておく必要がある。第一の真空断熱材は不織布等の材料内に粉末芯材６とともに封止しても、封止しなくても構わない。
【０１１９】
また、上記工程が１つのチャンバー内で完了するために効率良く真空断熱材を作製することが可能となる。
【０１２０】
また、本実施の形態２の第二の真空断熱材１１は、対向する第二の熱溶着層１２同士が熱溶着された熱溶着部の第二の外被材２の第二の熱溶着層１２の厚みが一様であり、第二の真空断熱材１１のシール性を一定に保つことができる。また表面も平滑にすることができ、外観をきれいに保つことができる。
【０１２１】
また、本実施の形態２は、熱溶着時の圧力を、流体により加えられる圧力としており、流体を使うことにより、第二の外被材２全体に均等に圧力をかけることが容易に行える。
【０１２２】
また、本実施の形態２は、熱溶着時の圧力が、流体により直接的に加えられるものであり、第二の外被材２にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制された第二の真空断熱材１１を提供することができる。
【０１２３】
また、本実施の形態２は、流体に気体を使用している。そのため、流体に液体を使用するものに較べて、簡単で、第二の外被材２に付着した液体を取り除くなどの後処理がいらず、第二の外被材２に悪影響を及ぼす可能性が少ない。
【０１２４】
また、本実施の形態２は、気体により加えられる圧力を大気圧としている。そのため、真空に近い減圧空間内で、繊維状芯材３を第二の外被材２で覆った後、減圧空間を常圧に戻すだけで、第二の外被材２全体に均等に第二の外被材２の外側から内側へ大気圧を加えることができ、また、大気圧は熱溶着に充分な加圧となるので、加圧装置を設ける必要がなく、容易に第二の真空断熱材１１を提供することができる。
【０１２５】
なお、第二の熱溶着層１２にポリエチレンを用いると、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで第二の真空断熱材１１を提供することができる。
【０１２６】
また、第二の外被材２の最外層にポリエチレンテレフタレートからなる保護層を設けてもよい。このように第二の外被材２の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する第二の真空断熱材１１を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで第二の真空断熱材１１を提供することができる。
【０１２７】
また、熱溶着時の加熱を、非接触で第二の外被材２に加える場合は、繊維状芯材３の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、第二の外被材２に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。
【０１２８】
また、熱溶着時の加熱を、熱板１５の輻射熱により加える場合は、非接触で加熱することができるとともに、減圧空間中でも第二の外被材２を加熱することができる。
【０１２９】
また、繊維状芯材３の際まで熱溶着する手法として、実施の形態１と同様に作製した第二の真空断熱材５を、第二の熱溶着層４が軟化する温度の恒温炉に設置することで、滝による流体圧縮がなされ、同様の効果が得られる。
【０１３０】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における真空断熱材の縦断面図である。なお、実施の形態１、実施の形態２と同じ名称・作用のものは同一符号を付して説明を省略する。
【０１３１】
固形化した粉末芯材１７は、平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の乾式シリカ９５ｗｔ％とカーボンブラック５ｗｔ％とを混合攪拌した粉体に、混合攪拌した粉体の１０ｗｔ％に相当する平均繊維径１０μｍ以下のガラス繊維を混合し、さらに、攪拌したものを、芯材密度が１３０ｋｇ／ｍ３となるように１ＭＰａ加圧して、成形する。成形は第二の真空断熱材１１と粉末芯材１７を所定の型の中に入れ、同時に加圧成形し一体化する。
【０１３２】
一体化した粉末芯材１７を、２枚の気体難透過性の第一の外被材７で覆ってなり、内部を減圧し、第一の外被材７の対向する第一の熱溶着層８を熱溶着し、真空を維持している第一の真空断熱材９との二重構成とし、真空断熱材１を作製する。
【０１３３】
粉末芯材１７は、粉立ちが多く、飛散しやすく、密度が小さいため、取扱が難しく、充填するために工数がかかり、ロスも多く、また、精密機器への影響が懸念される。従って、粉末芯材１７を固形化し、封入することは工程上、安全上、また、生産性の観点からも有利であり、望ましい。
【０１３４】
特に良好な粉末芯材１７は平均一次粒子径１００ｎｍ以下である乾式シリカである。これは、平均一次粒子径１００ｎｍ以下である乾式シリカは平均自由工程が小さく、第一の真空断熱材９の内部圧力が上昇しても、それに伴う断熱性能の低下が小さいため、長期信頼性に優れる。さらに、乾式シリカはガラス短繊維と混合・加圧することで固形化する。同様の組成でも湿式法で作製した、湿式シリカでは固形化しない。
【０１３５】
この要因として、粒子径の小さい粉末同士であるため分子間力が働き粉末同士が付着する、あるいは乾式であるため表面官能基が少なく相互反発が少ないため粉末同士が付着しやすいこと等が考えられ、したがって、加圧等の成形方法により成形体を作製するためには、平均一次粒子径１００ｎｍ以下の乾式シリカを用いる必要がある。
【０１３６】
繊維材料は凝集した乾式シリカの強度を保持するために必要であり、繊維材料がないと凝集はするが、非常にもろい状態となるため、繊維材料は必要である。
【０１３７】
また、ガラス繊維を、平均繊維径１０μｍ以下とすることで、ガラス繊維の繊維径が小さいため比表面積が大きくなるすなわち表面エネルギーが大きくなり、粉末芯材１７と親和性が増すことが考えられ、したがって、加圧等の成形方法により成形体を作製する際に、平均繊維径１０μｍ以下のガラス繊維を用いることで、より強固な成形体を作製することができる。
【０１３８】
また、上記組合せにより強固な成形体を得るとともに、弾性も有しているため可撓性をも有する成形体を得ることができる。この理由は、ガラス繊維の平均繊維径が１０μｍ以下の繊維を用いているため曲げ弾性が向上し、可撓性を有することができる等が考えられる。
【０１３９】
また、ガラス繊維添加量が０．５〜４０ｗｔ％であるのは、添加量が少なすぎると成形体形状を保てないし、多すぎると断熱性能が繊維に依存するようになり断熱性能が悪化するからである。
【０１４０】
さらに、芯材にカーボンブラック１〜３０ｗｔ％を混合すると断熱性能がさらに向上する。これにより、従来のシリカ粉末成形体を用いた真空断熱材よりも断熱性能は向上する。
【０１４１】
断熱性能向上のためにシリカに添加する粉末として、例えばカーボンブラックや酸化チタンなどは高温域で輻射防止材として働くことが知られているが、低温域でもカーボンブラック添加により大きな断熱性能向上が見られる。この理由は定かではないが、シリカ粉末とカーボンブラックとの何らかの作用により固体熱伝導が低減されるためと考える。
【０１４２】
粉末状カーボン材料の添加量は、１〜３０ｗｔ％がよい。これは、添加量が少なすぎると断熱性能向上の効果がなく、多すぎると断熱性能が粉末状カーボン材料に依存するようになり断熱性能が悪化することや、減圧下でガス発生が多くなり経時的に断熱性能が悪化するからである。
【０１４３】
また、加圧成形により、成形体の密度を調整することが可能となる。成形体の密度は小さすぎると成形体としての形状を維持できず、解体時に崩れやすく、粉末の一部が飛散してしまうため１００ｋｇ／ｍ３以上、また密度が大きすぎると、空隙率が減少し、固体熱伝導率が上昇してしまい断熱性能が低下するという観点から３００ｋｇ／ｍ３以下がよい。
【０１４４】
また、芯材を成形するために、加圧成形を行う必要があるため、芯材を封入後、加圧成形する。封入圧は解体後、手に持っても崩れない必要があるためには、０．５Ｎ／ｍｍ２以上の加圧力が望ましい。
【０１４５】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４における真空断熱材の縦断面図である。なお、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３と同じ名称・作用のものは同一符号を付して説明を省略する。
【０１４６】
銅イオン交換したＺＳＭ−５型ゼオライトからなる気体吸着材１８を第二の真空断熱材１１内に繊維状芯材３に接するように設置し、さらに、銅イオン交換したＺＳＭ−５型ゼオライトからなる気体吸着材１８を第一の真空断熱材９内に、粉末芯材６に接するように設置する。これにより、第一の熱溶着層８から侵入してくる空気成分を気体吸着材１８が吸着するため、真空断熱材１の断熱性能はさらに長期信頼性を有することができる。
【０１４７】
また、何らかの要因で第一の真空断熱材９の第一の外被材７が破袋したとしても、第二の熱溶着層１２から直ちに、第二の真空断熱材１１内に空気が侵入するわけではなく、高性能を維持しているが、第一の真空断熱材９内は大気圧になるため、第二の熱溶着層１２からの空気侵入量が増加するため、信頼性は低下する。しかし、気体吸着材１８を、第二の真空断熱材１１内に繊維状芯材３に接するように気体吸着材１８を設置することで、内部圧力の上昇を抑え、断熱性能の信頼性を維持することができる。
【０１４８】
また、第一の真空断熱材９内に粉末芯材６に接するように気体吸着材を備えることで、第一の真空断熱材９の長期信頼性が向上するとともに、第二の真空断熱材１１も高性能を維持することが可能となり、真空断熱材１全体の断熱性能の信頼性を維持することができる。
【０１４９】
また、気体吸着材１８として、その吸着機構は、物理吸着、化学吸着、および吸蔵、収着等のいずれでもよいが、非蒸発型ゲッターとして作用する物質が良好である。
【０１５０】
具体的には、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等の物理吸着材である。
【０１５１】
化学吸着材としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物や、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物等が利用でき、特に、酸化リチウム，水酸化リチウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化バリウム、水酸化バリウムが効果的に作用する。
【０１５２】
また、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、塩化カルシウム、炭酸リチウム、不飽和脂肪酸、鉄化合物等も効果的に作用する。
【０１５３】
また、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム等の物質を単独、もしくは合金化したゲッター物質を適用するのがより効果的である。
【０１５４】
さらには、このような前記ゲッター物質を少なくとも窒素、酸素、水分、二酸化炭素を吸着除去するため、種々混合して適用することも可能である。
【０１５５】
しかし、特に銅イオン交換したＺＳＭ−５型ゼオライトは、常温における単位重量あたりの気体吸着量が他のゼオライトや、金属系吸着材と比べても高く、少量の気体吸着材で大量の空気を吸着でき、効果的で、省スペース化を行える。
【実施例】
【０１５６】
（実施例１）
本実施の形態１の真空断熱材について、性能及び断熱性能の経時変化を評価した。
【０１５７】
第二の真空断熱材の気体難透過性の外被材として、厚さ１５μｍのナイロン、厚さ２５μｍのナイロン、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたラミネートフィルムを用い、低密度ポリエチレンフィルムが熱溶着層となるようにラミネートフィルムを対向させ、三辺を熱溶着し、袋状とした。
【０１５８】
繊維状芯材として、ガラス短繊維を２４０ｋｇ／ｍ３の密度に加圧・加熱し成形したものを用い、水分吸着材として酸化カルシウムを不織布に封入したものを用い、繊維状芯材と水分吸着材を袋状にしたラミネートフィルムの中に挿入し、内部を減圧したのち、封止した。
【０１５９】
次に、粉末芯材として、平均一次粒径が１００ｎｍ以下の乾式シリカ９５ｗｔ％とカーボンブラック５ｗｔ％を混合したものを用い、内面に熱溶着層を有する不織布で作られた袋に、１３０ｋｇ／ｍ３の密度となるように粉末芯材の量を調整し、酸化カルシウムと第二の真空断熱材とともに封入し、封止する。
【０１６０】
そして、平滑化を施した後、第二の真空断熱材の外被材と同様、第一の真空断熱材の気体難透過性の外被材として、厚さ１５μｍのナイロン、厚さ２５μｍのナイロン、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたラミネートフィルムを用い、低密度ポリエチレンフィルムが熱溶着層となるようにラミネートフィルムを対向させ、三辺を熱溶着し、袋状とした。
【０１６１】
その中に、不織布内に封じ、ハイブリッド化した芯材を入れ、減圧後、残る一辺を封止し、真空断熱材を作製した。
【０１６２】
このようにして作製した真空断熱材は、初期の断熱性能は０．００３１Ｗ／ｍ・Ｋであり、比較例１の芯材をガラス短繊維のみで作製した真空断熱材（０．００２０Ｗ／ｍ・Ｋ）と、比較例２の芯材を粉末芯材（０．００４０Ｗ／ｍ・Ｋ）のみで作製した真空断熱材の中間の性能を示した。
【０１６３】
また、このようにして作製した真空断熱材を、１００℃の恒温炉にいれ、２週間放置したが、断熱性能に変化は見られなかった。
【０１６４】
（実施例２）
本実施の形態２の真空断熱材について、性能及び断熱性能の経時変化を評価した。
【０１６５】
第二の真空断熱材の気体難透過性の外被材として、厚さ１５μｍのナイロン、厚さ２５μｍのナイロン、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたラミネートフィルムを用い、低密度ポリエチレンフィルムが熱溶着層となるようにラミネートフィルムを対向させ、第二の外被材の間に繊維状芯材としてガラス短繊維を２４０ｋｇ／ｍ３の密度に加圧・加熱し成形した芯材と、水分吸着材として酸化カルシウムを不織布に封入したものを設置し、図３に示す製造装置で第二の真空断熱材を作製した。こうすることにより、繊維状芯材の際まで、熱溶着される。
【０１６６】
このようにして作製した第二の真空断熱材を用いて、実施例１と同様に第一の真空断熱材を作製し、ハイブリッド化した真空断熱材を作製したところ、初期性能は、０．００３１Ｗ／ｍ・Ｋであり、１００℃の恒温炉にいれ、２週間放置したが、断熱性能に変化は見られなかった。
【０１６７】
（実施例３）
本実施の形態３の真空断熱材について、性能及び断熱性能の経時変化を評価した。
【０１６８】
第二の真空断熱材については実施例１と同じ構成のため詳細の記載は省略する。
【０１６９】
次に、粉末芯材として、平均一次粒径が１００ｎｍ以下の乾式シリカ９５ｗｔ％とカーボンブラック５ｗｔ％を混合したものを用い、さらに、粉末芯材の重量に対して１０ｗｔ％のガラス短繊維を混入し、ミキサーで攪拌する。
【０１７０】
このように調整した粉末芯材を、酸化カルシウムと第二の真空断熱材とともに型枠に入れ、粉末芯材の密度が１３０ｋｇ／ｍ３となるように、プレス機で加圧成形すると第二の真空断熱材が内包された固形化した粉末芯材が作製できる。
【０１７１】
このようにして一体成形化した粉末芯材を、第二の真空断熱材の外被材と同様、第一の真空断熱材の気体難透過性の外被材として、厚さ１５μｍのナイロン、厚さ２５μｍのナイロン、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたラミネートフィルムを用い、低密度ポリエチレンフィルムが熱溶着層となるようにラミネートフィルムを対向させ、三辺を熱溶着し、袋状とした第一の外被材の中に挿入し、減圧後、残る一辺を封止し、真空断熱材を作製した。
【０１７２】
このようにして作製した真空断熱材は、初期の断熱性能は０．００３２Ｗ／ｍ・Ｋであり、また、このようにして作製した真空断熱材を、１００℃の恒温炉にいれ、２週間放置胃下が、断熱性能に変化は見られなかった。
【０１７３】
（実施例４）
本実施の形態４の真空断熱材について、性能及び断熱性能の経時変化を評価した。
【０１７４】
繊維状芯材および粉末芯材の中に、ラミネートフィルムに封止された気体吸着材である銅イオン交換したＺＳＭ−５型ゼオライトを設置した。他の製造方法は実施例１と同様である。気体吸着材は、大気圧縮でラミネートフィルムに穴が開くように、デバイスを設置しており、真空包装後に、その機能を発揮する。
【０１７５】
このようにして作製した真空断熱材は、初期の断熱性能は０．００３０Ｗ／ｍ・Ｋであり、また、このようにして作製した真空断熱材を、１００℃の恒温炉にいれ、６週間放置胃下が、断熱性能に変化は見られなかった。
【０１７６】
（比較例１）
芯材を複合化せず繊維状芯材のみでの性能及び、性能変化を評価した。気体難透過性の外被材として、厚さ１５μｍのナイロン、厚さ２５μｍのナイロン、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたラミネートフィルムを用い、低密度ポリエチレンフィルムが熱溶着層となるようにラミネートフィルムを対向させ、三辺を熱溶着し、袋状とした。
【０１７７】
繊維状芯材として、ガラス短繊維を２４０ｋｇ／ｍ３の密度に加圧・加熱し成形したものを用い、水分吸着材として酸化カルシウムを不織布に封入したものを用い、繊維状芯材と水分吸着材を袋状にしたラミネートフィルムの中に挿入し、内部を減圧したのち、封止した。
【０１７８】
このようにして作製した真空断熱材の初期性能は、初期の断熱性能は０．００２０Ｗ／ｍ・Ｋであり、また、このようにして作製した真空断熱材を、１００℃の恒温炉にいれ、２週間放置したところ、断熱性能は０．００６０Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【０１７９】
（比較例２）
芯材を複合化せず粉末のみでの性能及び、性能変化を評価した。
【０１８０】
粉末芯材として、平均一次粒径が１００ｎｍ以下の乾式シリカ９５ｗｔ％とカーボンブラック５ｗｔ％を混合したものを用い、内面に熱溶着層を有する不織布で作られた袋に、１３０ｋｇ／ｍ３の密度となるように粉末芯材の量を調整し、酸化カルシウムとともに封入し、封止する。
【０１８１】
そして、平滑化を施した後、気体難透過性の外被材として、厚さ１５μｍのナイロン、厚さ２５μｍのナイロン、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたラミネートフィルムを用い、低密度ポリエチレンフィルムが熱溶着層となるようにラミネートフィルムを対向させ、三辺を熱溶着し、袋状とした。その中に、不織布内に封じた粉末芯材を入れ、減圧後、残る一辺を封止し、真空断熱材を作製した。
【０１８２】
このようにして作製した真空断熱材の初期性能は、初期の断熱性能は０．００４１Ｗ／ｍ・Ｋであり、また、このようにして作製した真空断熱材を、１００℃の恒温炉にいれ、２週間放置したところ、断熱性能は０．００４２Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本発明にかかる真空断熱材は、長期に渡って断熱性能を維持できる。このため、冷蔵庫のような保冷機器や、電気湯沸かし器、炊飯器、保温調理器、給湯器等の保温機器に使用すれば長期に渡って優れた省エネ効果を示す。また、省スペースで高い断熱性能が要求されるようなノート型コンピューター、コピー機、プリンター、プロジェクター等の事務機器への適用も可能である。また、また、コンテナボックスやクーラーボックス等の保冷が必要な用途への適用も可能である。
【０１８４】
また、１００℃前後の比較的高温で、ラミネートフィルムを用いる真空断熱材では信頼性が低くなる温度帯でも、高い信頼性を有するため適用が可能である。
【０１８５】
また、非常に長い期間、断熱性能が要求される建物への使用も可能である。また、建物以外にも電車、自動車等の乗り物等、断熱を必要とする空間を形成する壁面等への適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明の実施の形態１における真空断熱材の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態２における真空断熱材の縦断面図
【図３】本発明の実施の形態２における第二の真空断熱材の製造装置の概略断面図
【図４】本発明の実施の形態３における真空断熱材の縦断面図
【図５】本発明の実施の形態４における真空断熱材の縦断面図
【図６】従来の真空断熱材の断面図
【図７】従来の真空断熱材の包装材の断面図
【図８】（ａ）従来の真空断熱材の縦断面図（ｂ）従来の真空断熱材の一部欠載した平面図
【符号の説明】
【０１８７】
１    真空断熱材
２    第二の外被材
３    繊維状芯材
４    第二の熱溶着層
５    第二の真空断熱材
６    粉末芯材
７    第一の外被材
８    第一の熱溶着層
９    第一の真空断熱材
１１  第二の真空断熱材
１２  第二の熱溶着層
１７  固形化した粉末芯材
１８  気体吸着材
【図８】
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【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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【図７】
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