JP2001248782A - 真空断熱材の変形方法、真空断熱材の固定方法、冷凍・冷蔵容器及び断熱箱体 - Google Patents

真空断熱材の変形方法、真空断熱材の固定方法、冷凍・冷蔵容器及び断熱箱体

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 板状真空断熱材を容易に変形すること及び小
型、高効率な断熱箱体を得ること。 【解決手段】 熱可塑性の連続気泡硬質成形体をコア材
としてガスバリアー性フィルムよりなる袋体に入れ内部
を真空に引き、シールして真空断熱材を作製し、真空断
熱材を加熱して軟化させて変形し、冷却硬化する真空断
熱材の変形方法、及びペルチェ素子とからなる冷凍・冷
蔵容器。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続気泡硬質成形
体を構成要素として含む、冷凍・冷蔵機器、冷凍庫、冷
凍車、冷凍コンテナ、ＬＮＧ・ＬＰＣの輸送や貯蔵、貯
蔵容器、パイプカバーおよび住宅パネル等の用途が可能
な真空断熱材及び真空断熱材を用いた断熱箱体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】最近、地球環境保全のために、オゾン層
保護、地球温暖化防止等を目的として、多くの製造分野
に脱フロン、省エネルギーが追求されて材料転換が求め
られている。なかでも、硬質ポリウレタンフォームなど
の断熱材は注目されている。
【０００３】そのため、断熱材製造の分野においては種
々の技術が提案されており、例えば、脱フロンを目的と
した技術として、水を発泡剤とした製造方法が知られて
いる。また、省エネルギーを目的として、ガスバリヤー
性の金属―プラスチックラミネートフィルムからなる袋
に、所定の形状を保持させるための無機粉末や連続気泡
体等のコア材を充填し、減圧密封した真空断熱パネル構
造等が提案されている
【０００４】この様な状況において、連続気泡よりなる
硬質ポリウレタンフォームは軽量でかつ高性能を有する
ものとして、地球温暖化防止にかかわる冷凍・冷蔵機器
等の断熱材として、特に、上記真空断熱パネルのコア材
として注目されている。
【０００５】例えば、特公昭６３−６１５８９号公報、
特閉平６−２１３５６１号公報、日本熱物性研究会セミ
ナー（’８９、６、３０）等では、コア材に水発泡から
なる連続気泡を有する硬質ポリウレタンフォームを用
い、発泡体の気泡を微細化し、さらに気泡の形状を調整
することで高性能の真空断熱材を得ることが提案されて
いる。
【０００６】しかし、従来の真空断熱材は、単純な平パ
ネルとして冷蔵庫、クーラーボックスなどに使用されて
いるが、パイプカバー、魔法瓶、フランジカバー、バル
ブカバー、真空容器などの円筒形、球形などの断熱材と
しても有効であるが、未だ実用化されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】＜イ＞本発明は、連続
気泡硬質成形体をコア材とした真空断熱材を容易に変形
することにある。 ＜ロ＞また、本発明は、真空断熱材を用いた高効率な冷
凍・冷蔵容器及び断熱箱体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱可塑性の連
続気泡硬質成形体をコア材としてガスバリアー性フィル
ムよりなる袋体に入れ内部を真空に引き、シールして真
空断熱材を作製し、真空断熱材を加熱して軟化させて変
形し、冷却硬化することを特徴とする、真空断熱材の変
形方法、または、前記真空断熱材の変形方法において、
真空断熱材を加熱炉に入れて軟化させた後、型枠によっ
て変形した状態で加熱炉に入れ、その後、冷却硬化する
ことを特徴とする、真空断熱材の変形方法、又は、前記
真空断熱材の変形方法において、コア材の表面に切欠部
を形成し、切欠部付近を加熱して変形することを特徴と
する、真空断熱材の変形方法、又は、前記真空断熱材の
変形方法において、連続気泡硬質成形体は、連続気泡硬
質ウレタンフォーム又は連続気泡ポリスチレンフォーム
であることを特徴とする、真空断熱材の変形方法、又
は、前記真空断熱材の変形方法において、連続気泡硬質
成形体が、連続気泡硬質ウレタンフォームであって、Ｎ
ＣＯ／ＯＨ当量比が０．５５〜０．９５であることを特
徴とする、真空断熱材の変形方法、又は、前記真空断熱
材の変形方法において、連続気泡硬質成形体が、連続気
泡硬質ウレタンフォームであって、発泡成形する手段が
下記工程（Ａ）〜（Ｃ）を含むことを特徴とする、真空
断熱材の変形方法、又は、（Ａ）発泡原料成分を混合
し、該発泡原料混合成分を成形すべき空所内に注入し、
自由発泡させる工程、（Ｂ）前記（Ａ）工程の自由発泡
過程の自由発泡物をそのゲルタイムの前に圧縮する第１
の圧縮行程、（Ｃ）前記（Ｂ）工程で得られた圧縮物を
そのライズタイムの前にさらに圧縮する第２の圧縮行
程。前記真空断熱材の変形方法において、真空断熱材を
金属又はプラスチックフィルムでカバーすることを特徴
とする、真空断熱材の変形方法、又は、前記真空断熱材
の変形方法において、真空断熱材を有機ポリマーの溶液
中に浸漬して被覆することを特徴とする、真空断熱材の
変形方法、又は、連続気泡硬質成形体からなるコア材の
表面に切欠部を形成し、ガスバリアー性フィルムよりな
る袋体に入れ内部を真空に引き、シールして真空断熱材
を作製した後に、コア材の切欠部付近を変形させること
を特徴とする、真空断熱材の変形方法、又は、変形され
た真空断熱材を容器の断熱部に配置し、硬質ポリウレタ
ンフォーム原液を断熱部の間隙に入れて発泡し、真空断
熱材を断熱部に固定することを特徴とする、真空断熱材
の固定方法、又は、コア材をガスバリアー性フィルムよ
りなる袋体に入れ内部を真空に引き、シールしてなる真
空断熱材と、ペルチェ素子とからなる冷凍・冷蔵容器、
又は、コア材としてガスバリアー性フィルムよりなる袋
体に入れ内部を真空に引き、シールしてなる真空断熱材
と、一般断熱材と、ペルチェ素子とからなる冷凍・冷蔵
容器、又は、熱可塑性の連続気泡硬質成形体をコア材と
してガスバリアー性フィルムよりなる袋体に入れ内部を
真空に引き、シールしてなる変形された真空断熱材を容
器の断熱部に配置し、断熱部の隙間に硬質ポリウレタン
フォーム等の断熱材を配置し、冷却器としてペルチェ素
子を用いることを特徴とする冷凍・冷蔵容器、又は、貯
蔵室の周囲に断熱材を配置した断熱容器において、該断
熱材としてスキン層まで連続気泡を有する連続気泡硬質
成形体をガスバリアー性フィルムで覆い、内部を真空に
した真空断熱材を使用することを特徴とする断熱容器、
又は、前記断熱容器において、スキン層まで連続気泡を
有する連続気泡硬質成形体は、ポリオール成分とイソシ
アネート成分と発泡剤とを含む発泡原料を発泡形成して
得られる硬質ポリウレタンフォーム成形体であって、ス
キン層を残したままの状態で連通度が９９％以上である
ことを特徴とする断熱容器、又は、前記断熱容器におい
て、スキン層まで連続気泡を有する連続気泡硬質成形体
は、ポリオール成分とイソシアネート成分と発泡剤とを
含む発泡原料の自由発泡のゲルタイムの前に圧縮し、ラ
イズタイムの前に更に圧縮して得られた硬質ポリウレタ
ンフォーム成形体であることを特徴とする断熱容器、又
は、前記断熱容器において、貯蔵室は内装材と外装材で
周囲が形成され、内装材と外装材の間の空間に真空断熱
材が配置され、残余の空間に硬質ウレタンフォームが充
填されていることを特徴とする断熱容器、又は、前記断
熱容器において、真空断熱材は、板状の真空断熱材を貯
蔵室の周囲の形状に合わせて変形して得られた変形真空
断熱材であることを特徴とする断熱容器、又は、貯蔵室
の周囲に断熱材を配置した断熱容器において、該断熱材
として連続気泡硬質成形体をガスバリアー性フィルムで
覆い、内部を真空にした真空断熱材を加熱して軟化させ
て貯蔵室の周囲の形状に合わせて変形し、冷却硬化した
変形真空断熱材を使用することを特徴とする断熱容器、
又は、前記断熱容器において、ガスバリアー性フィルム
は、プラスチックフィルムと、金属もしくはセラミック
の箔或はその蒸着膜とで構成されていることを特徴とす
る断熱容器、又は、前記断熱容器において、断熱容器内
にペルチェ素子を配置し、貯蔵室を冷却する冷却用容器
とすることを特徴とする断熱容器、又は、貯蔵室の周囲
に断熱材を配置した断熱容器の製造方法において、ポリ
オール成分とイソシアネート成分と発泡剤とを含む発泡
原料を自由発泡し、ゲルタイムの前に圧縮し、ライズタ
イムの前に更に圧縮し、得られたスキン層を残したまま
の状態で連通度が９９％以上の硬質ポリウレタンフォー
ム成形体を形成し、硬質ポリウレタンフォーム成形体を
ガスバリアー性フィルムで覆い、内部を真空にして真空
断熱材を形成し、真空断熱材を貯蔵室の周囲に配置する
ことを特徴とする断熱容器の製造方法、又は、前記断熱
容器の製造方法において、真空断熱材を加熱軟化させて
変形し、冷却硬化することを特徴とする断熱容器の製造
方法、又は、貯蔵室の周囲に断熱材を配置した断熱容器
の製造方法において、連続気泡硬質成形体をガスバリア
ー性フィルムで覆い、内部を真空にして真空断熱材を形
成し、真空断熱材を加熱して軟化させて貯蔵室の周囲の
形状に合わせて変形し、冷却硬化した変形真空断熱材を
形成し、変形真空断熱材を貯蔵室の周囲に配置すること
を特徴とする断熱容器の製造方法、又は、貯蔵室の周囲
に断熱材を配置した断熱容器の製造方法において、連続
気泡硬質成形体をガスバリアー性フィルムで覆い、内部
を真空にして真空断熱材を形成し、真空断熱材のコア材
に貯蔵室の形状に合わせて切欠部を設け、貯蔵室の周囲
の形状に合わせてコア材の切欠部付近を変形させた変形
真空断熱材を形成し、変形真空断熱材を貯蔵室の周囲に
配置することを特徴とする、断熱容器の製造方法にあ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【００１０】＜イ＞連続気泡硬質成形体 連続気泡硬質成形体は、連続気泡硬質ポリウレタンフォ
ーム成形体や連続気泡ポリスチレンフォーム成形体な
ど、連続気泡を有する硬質の成形体である。例えば、連
続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体は、ポリオール
成分とイソシアネート成分と発泡剤とを含む発泡原料を
発泡成形して得られるものである。
【００１１】本発明に用いる硬質ポリウレタンフォーム
成形体は、ポリオール成分とイソシアネート成分の含有
割合がＮＣＯ／ＯＨの当量比で約０．５５〜０．９５の
範囲とすることが硬質ポリウレタンフォーム成形体が熱
可塑的性質を持つので好ましい。
【００１２】また、本発明に用いる硬質ポリウレタンフ
ォーム成形体の気泡は、例えば、不織布を積層したよう
な「繊維積層状」であることが曲面形状に容易に変形す
ることが出来るので好ましい。このような気泡を有する
硬質ポリウレタンフォーム成形体を製造する方法として
は、硬質ポリウレタンフォーム成形体の発泡中に圧縮を
行う圧縮成形により製造することが好ましい。圧縮成形
により製造することにより、成形体の内側部分からスキ
ン層部分までの全体にわたって押しつぶされた形状とす
ることが出来る。
【００１３】通常硬質ポリウレタンフォーム成形体は発
泡するとスキン層を形成する。このスキン層は連続気泡
となっていないため、取り除く必要がある。本発明では
このような通常の硬質ポリウレタンフォーム成形体を用
いても当然良いが、スキン層を残したままの状態で連続
気泡、好ましくは連通度が99％以上である連続気泡硬質
ポリウレタンフォーム成形体を用いることが製造工程で
廃棄物が発生せず省資源等の点より好ましい。
【００１４】ここで、本明細書に用いる発泡成形体の
「スキン層」とは、発泡成形体における表層部即ち表面
層をいう。
【００１５】また、「連通度」とは連続気泡率のことを
いい、具体的には、ＡＳＴＭ−Ｄ１９４０に基づいて測
定される独立気泡率をＣｒとしたときに１００−Ｃｒの
式で算出することができる。
【００１６】スキン層を残したままの状態で連続気泡を
有する連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体の密度
については、用途に応じて適宜選択されるものであっ
て、特に限定されるものではないが、例えば、真空断熱
材のコア材として用いられる場合には、具体的には、９
０〜１８０ｋｇ／ｍ3程度の範囲の密度が好ましく挙げ
られ、より好ましくは、１００〜１５０ｋｇ／ｍ3程度
の範囲の密度が挙げられる。
【００１７】スキン層を残したままの状態で連続気泡を
有する連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体におけ
る密度分布についても、成形体全体の密度同様特に限定
されるものではないが、成形体の表面から内部に向かつ
て０．５ｍｍまでの部分を構成する表層部の密度を、表
層部を除いた中心部の密度に近づけることが好ましく、
具体的には、表層部の密度を中心部の密度の約０．９〜
１．５倍とすることが好ましく、より好ましくは、表層
部の密度は中心部の密度の１．０〜１．３倍程度であ
る。
【００１８】以下、特に断りのない限り「表層部」と
は、成形体の表面から内部に向かつて０．５ｍｍまでの
部分を構成する表層部のことであり、「中心部」とは、
成形体の表層部を除いた中心部のことである。
【００１９】＜ロ＞連続気泡硬質ポリウレタンフォーム
成形体の製造 以下、スキン層を残したままの状態で連続気泡を有する
連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体の製造方法に
ついて説明する。連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成
形体は、発泡剤とポリオール成分とイソシアネート成分
を混合発泡することにより得ることができるが、具体的
な製造方法として、ポリオール成分とイソシアネート成
分と発泡剤とを含み、ポリオール成分とイソシアネート
成分の含有割合がＮＣＯ／ＯＨの当量比で約０．５５〜
０．９５である発泡原料を発泡成形する。
【００２０】発泡原料中のポリオール成分とイソシアネ
ート成分の含有量比をＮＣＯ／ＯＨの当量比で約０．５
５〜０．９５とすることにより、これらを含む原料成分
を混合発泡成形することのみで、つまり従来法の様に発
泡成形後にスキン層を取り除くことなしに、つまり、ス
キン層を残したままの状態で成形体全体にわたって連通
度が９９％以上である連続気泡硬質ポリウレタンフォー
ム成形体が得られる。これは、ＮＣＯ／ＯＨの当量比を
上記範囲内にすることにより、気泡を形成する骨格樹脂
の伸び−強度のバランスを崩し、発泡成形体の内側部分
からスキン層部分までの全体にわたって十分に破泡させ
ることができるからである。
【００２１】なお、従来の一般的な連続気泡硬質ポリウ
レタンフォームの発泡原料中のポリオール成分とインシ
アネート成分の含有量比は、スキン層を取り除いて得ら
れる連続気泡硬質ポリウレタンフォームの圧縮強度等を
考慮してＮＣＯ／ＯＨの当量比で１〜１．２であり、例
えば、特開平６−２１３５６１号公報に記載されている
ように、発泡剤に水を用いて自由発泡密度２０ｋｇ／ｍ
3の発泡体を製造する場合には、ポリオール成分（Ａ）
とイソシアネート成分（Ｂ）では、Ｂ／Ａ（重量比）が
１．５〜２．０とイソシアネート成分が多量に使用され
るため、キュア性が悪く、全体にフライアビリティーが
増大し耐久性が不足となり、良好な成形体を得ることが
できなかった。
【００２２】しかし、従来に比べて原料中のＮＣＯ／Ｏ
Ｈの当量比を約０．５５〜０．９５と低くすることで、
前記フライアビリティーの問題がクリアーできるととも
に、発泡成形体の内側部分からスキン層部分までの全体
にわたって気泡を十分に破泡させて、スキン層を残した
ままの状態で成形体全体にわたって連通度が９９％以
上、具体的には、表層部と中心部の連通度がともに９９
％以上である連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体
を得ることが可能である。
【００２３】また、この様な製造方法は、従来の製造方
法とは異なり、連通度を確保するためにスキン層を取り
除く必要がないので、表面が平滑であり、多様な形状に
も対応できるとともに、製造工程で廃棄物は発生せず、
今後のリサイクル化にも十分対応できる地球に優しいシ
ステムといえる。
【００２４】連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体
の製造方法に用いるポリオール成分としては、通常ポリ
ウレタンフォームの発泡原料成分として用いられるポリ
オール成分であれば特に制限なく用いることが可能であ
り、具体的には、ポリプロピレングリコール、ポリテト
ラメチレングリコールや、例えば、トリレンジアミン系
ポリエーテル、シュクローズ系ポリエーテル、エチレン
ジアミン系ポリエーテル等のこれらの変性体等のポリエ
ーテルポリオール；縮合系ポリエステルポリオール、ラ
クトン系ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポ
リオール等のポリエステルポリオール；ポリブタジエン
ポリオール；アクリルポリオール；部分鹸化エチレンー
酢酸ビニル共重合体；フェノール系ポリオール等を挙げ
ることが可能である。
【００２５】また、イソシアネート成分としては、通常
ポリウレタンフォームの発泡原料成分として用いられる
イソシアネート成分であれば特に制限なく用いることが
可能であり、具体的には、ポリメリック４，４’ジフェ
ニルメタンジイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）、
カルボジイミド変性ＭＤＩ、トリレンジイソシアネート
等が挙げられる。
【００２６】なお、この様な通常ポリウレタンフォーム
の発泡原料成分として用いられるポリオール成分あるい
はイソシアネート成分の多くは、市販もされているので
これを用いることも可能である。
【００２７】発泡剤としては、ＨＦＣ、ＨＣＦＣ、シク
ロペンタン、水等が挙げられ、これらの中から１種ある
いはそれ以上を適宜選択することができるが、環境面を
考慮すると、ＯＤＰ（オゾン破壊係数）＝０、ＧＷＰ
（地球温暖化係数）はほぼ０で且つ爆発、火災等がなく
安全性の高い水を用いることが好ましい。
【００２８】連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体
の発泡原料には上記成分以外に、触媒、鎖延長剤、架橋
剤、整泡剤、連通剤、充填材、可塑剤、難燃剤等の通常
のポリウレタンフォーム製造に用いる種々の原料成分を
適宜加えることができる。
【００２９】触媒としては、有機金属系触媒、３級アミ
ン類やアミン塩等のアミン系触媒等が挙げられる。ま
た、鎖延長剤、架橋剤として具体的には、グリコール類
が挙げられ、整泡剤として、具体的には、各種界面活性
剤、好ましくはシリコーン界面活性剤が挙げられる。さ
らに、上記連通剤として好ましくはステアリン酸バリウ
ム、ステアリン酸カルシウム等が挙げられ、充填材とし
てはマイカや炭酸カルシウム等の無機粉末や金属粉末等
が挙げられる。
【００３０】連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体
の発泡原料には、この様なポリオール成分、インシアネ
ート成分、発泡剤、さらにその他各種成分が含まれる
が、発泡原料中のポリオール成分とイツシアネート成分
の合有量比はＮＣＯ／ＯＨの当量比で約０．５５〜０．
９５の範囲であり、好ましくは概ね０．６０〜０．８０
である。
【００３１】上記ＮＣＯ／ＯＨの当量比が０．５５未満
であると、強度が極端に低下し成形体の収縮を生じ易く
なり、０．９５を越えると気泡が粗くなってスキン層ま
で連続気泡化することが困難となる。
【００３２】また、発泡剤の量としては、通常ポリウレ
タンフォームを製造する際に用いられる発泡剤の量をそ
のまま適用することができる。例えば、発泡剤として水
を用いる場合には、発泡原料におけるポリオール成分の
配合量に対して４〜８重量％程度の配合量を挙げること
ができる。さらに、発泡原料に適宜配合されるその他の
原料成分についても、通常ポリウレタンフォームを製造
する際にその原料成分が用いられる量をそのまま適用す
ることができる。
【００３３】＜ハ＞多段圧縮成形 スキン層を残したままの状態で連続気泡を有する硬質ポ
リウレタンフォーム成形体の製造においては、自由発泡
中の圧縮成形により成形することが出来るが、圧縮成形
として好ましくは、多段圧縮成形を挙げることが出来
る。この様にして多段圧縮成形することにより得られる
本発明の連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体にお
いては、気泡は成形体の内側部分からスキン層部分まで
の全体にわたって押しつぶされた形状となり、樹脂構造
は、例えば、不織布を積層したような「繊維積層状」で
ある。
【００３４】上記多段圧縮成形の方法として、より具体
的には、下記工程（Ａ）〜（Ｃ）を含む成形方法を挙げ
ることが出来る。 （Ａ）発泡原料成分を混合し、該発泡原料混合成分を成
形すべき空所内に注入し、自由発泡させる工程、（Ｂ）
前記（Ａ）工程の自由発泡過程の自由発泡物をそのゲル
タイムの前に圧縮する（以下、「第１の圧縮」というこ
ともある）第１の圧縮行程、（Ｃ）前記（Ｂ）工程で得
られた圧縮物をそのライズタイムの前にさらに圧縮する
（以下、「第２の圧縮」ということもある）第２の圧縮
行程。
【００３５】連続気泡硬質ポリウレタンフォーム形成体
の製造方法において、発泡原料成分混合物中のポリオー
ル成分とイソシアネート成分の含有量比をＮＣＯ／ＯＨ
の当量比で約０．５５〜０．９５とすることにより、つ
まり、これらを含む原料成分を混合発泡成形することの
みで、従来法の様に発泡成形後にスキン層を取り除か
ず、スキン層を残したままの状態で、この様なポリオー
ル成分、イソシアネート成分、発泡剤、さらにその他各
種成分が含まれるが、発泡原料成分混合物中のポリオー
ル成分とイソシアネート成分の含有量比はＮＣＯ／ＯＨ
の当量比で約０．５５〜０．９５の範囲であり、好まし
くは概ね０．６０〜０．８０である。
【００３６】上記ＮＣＯ／ＯＨの当量比が０．５５未満
であると、強度が極端に低下し成形体の収縮を生じ易く
なり、０．９５を越えると気泡が粗くなってスキン層ま
で連続気泡化することが困難となる傾向がある。
【００３７】また、本発明の製造方法に用いる発泡剤の
量としては、通常ポリウレタンフォームを製造する際に
用いられる発泡剤の量をそのまま適用することができ
る。さらに、発泡原料に適宜配合されるその他の原料成
分についても、通常ポリウレタンフォームを製造する際
にその原料成分が用いられる量をそのまま適用すること
ができる。
【００３８】本発明の製造方法においては、上記各原料
成分を通常ポリウレタンフォームを製造する際と同様の
方法により、例えば、高圧発泡機で発泡成形を行う。
【００３９】本発明の製造方法における前記発泡成形の
方法は、圧縮成形であり、具体的には上述の（Ａ）〜
（Ｃ）工程を合む方法である。
【００４０】即ち、（Ａ）工程は発泡原料成分を混合
し、該発泡原料成分混合物を成形すべき空所に注入し、
自由発泡させる工程であり、（Ｂ）工程は前記（Ａ）工
程の自由発泡過程の自由発泡物をそのゲルタイムの前に
圧縮する第１の圧縮する工程であり、（Ｃ）工程は前記
（Ｂ）工程で得られた圧縮物をそのライズタイムの前に
圧縮する第２の圧縮工程である。
【００４１】本発明における「空所」としては、通常の
ポリウレタンフォームの発泡成形に用いられるのと同様
の型等が用いられるが、続く（Ｂ）及び（Ｃ）工程にお
ける圧縮ができる構造の型であるのが好ましく、具体的
には、例えば、上型と下型からなる金型、樹脂型等が挙
げられる。
【００４２】上記（Ｂ）および（Ｃ）工程の圧縮工程に
おける圧縮の度合いとして、具体的には、（Ｂ）工程に
おける第１の圧縮については、これにより得られる圧縮
物の体積が、（Ａ）工程で圧縮せず自由発泡させた場合
の体積の４０〜８０％程度、より好ましくは４０〜６０
％程度となるような圧縮度合いが挙げられる。ここで述
べる「（Ａ）工程で圧縮せずに自由発泡させた場合の体
積」とは、例えば、発泡原料成分混合物を上面が開放し
た容器に入れて自由発泡させた場合に、上面を開放した
まま、つまり上面を拘束しない状態で、前記発泡原料成
分混合物をライズタイムまで自由発泡させた後、硬化し
て得られる発泡体の体積を意味する。
【００４３】また、（Ｃ）工程における第２の圧縮の度
合いとして、これにより得られる圧縮物、つまり本発明
における連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体の体
積が、具体的には、（Ａ）工程で圧縮せずに自由発泡さ
せた場合の体積の１０〜３０％程度となるような圧縮度
合いが好ましく、さらに好ましくは２０〜３０％程度と
なるような圧縮度合いてある。上記（Ｃ）工程における
第２の圧縮は、ライズタイム前であれば良いが、特にガ
ス抜け直後に行われることが、連通度が良好となること
からより好ましい。
【００４４】（Ｂ）工程における第１の圧縮工程におけ
る圧縮は、（Ａ）工程で圧縮せず自由発泡させた場合の
体積の４０〜８０％程度とすることをいう。例えば、ゲ
ルタイムの前に、発泡によって膨張した自由発泡物を
（Ａ）工程で圧縮せず自由発泡させた場合の体積の４０
〜８０％程度となるように押し込むなどして行われる圧
縮する方法や、予め設定した位置て金型等を固定してお
き、自由発泡物が発泡により膨張するのを抑えて、
（Ａ）工程で圧縮せず自由発泡させた場合の体積の４０
〜８０％程度とするように拘束する方法が挙げられる。
本発明においては、第１の圧縮工程における圧縮は、自
由発泡物の膨張を拘束することによって行われることが
好ましい。
【００４５】また、上記（Ｂ）工程における第１の圧縮
および（Ｃ）工程における第２の圧縮は、それぞれ１回
の圧縮操作により完全に行うことも、あるいは、数回の
圧縮操作に分けて行うことも可能である。また、第２の
圧縮は、第１の圧縮と同一方向に行われることが、気泡
を「繊維積層状」とし易い点て好ましい。
【００４６】この様にして製造することにより得られる
本発明の連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体にお
いては、気泡は成形体の内側部分からスキン層部分まで
の全体にわたって押しつぶされた形状となり、樹脂構造
は、例えば、不織布を積層したような「繊維積層状」で
ある。
【００４７】（Ｃ）工程の第２の圧縮は、ゲル化が進行
し、樹脂強度も発現し、また、圧縮により表層部から内
部まで密度の均一化が図られている状態で、ガス抜け直
後に行われるため、この際のクラッシング効果によりス
キン層まで気泡を完全に破泡させ、連通化することがで
きる。すなわち、上記タイミングて多段で圧縮成形する
ことによりスキン層を含んだ状態で連通度が９９％以上
の成形物を得ることができるのである。
【００４８】なお、本明細書に用いる、「ゲルタイ
ム」、「ガス抜け」、「ライズタイム」の用語は、それ
それ以下の様に定義される。即ち、発泡中のフォームに
ガラス棒等を突き刺し引き上げたときに糸を引き始める
時間を「ゲルタイム」、発泡中のフォーム表面からガス
が吐出する現象を「ガス抜け」、発泡が終了する時間、
つまりフォームの膨張が停止する時間を「ライズタイ
ム」という。また、発泡成形において発泡原料を混合し
た後、液状の混合物が発泡を始める時間を「クリームタ
イム」とという。
【００４９】上記工程（Ａ）〜（Ｃ）を含む成形方法を
図１（１）〜（３）に示す工程図に基づいて、図３
（１）、（２）に示す自由発泡体の製造工程図と比較し
ながら、より詳細に説明する。
【００５０】図１（１）および図１（２）は上記工程
（Ａ）を示す図であり、図１（１）は金型の上型２と下
型３で形成された空所内に上記で説明した各原料成分を
十分混合することで得られる発泡原料成分混合物４が注
入された状態を、図１（２）は（１）で注入された発泡
原料成分混合物４が自由発泡し上型２と下型３で形成さ
れた空所内に自由発泡物５が形成されている状態を示
す。また、図１（１）の上型２は、上記工程（Ｂ）にお
ける第１の圧縮が、自由発泡物の膨張を拘束することに
よって行われるために、予め所定の位置に固定した状態
を表している。ここで用いる金型の材質や形状は適宜選
択される。また、金型は必要に応じて加温されてもよ
い。
【００５１】これと比較して、自由発泡体の製造工程を
示す図３では、図３（１）において、金型として下型３
のみを用い、その下型３に上記同様の発泡原料成分混合
物４が上記図１（１）の場合と同量注入されている。ま
た、図３（２）は、図３（１）で注入された発泡原料成
分混合物が何の拘束も受けずにライズタイムまで自由に
発泡し、さらにそのまま下型３内で硬化した状態を示す
ものであり、Ｘはこれにより得られた発泡体を示す。
【００５２】図１（３）は、上記工程（Ｂ）を示す図て
あり、自由発泡物が発泡によつて膨張する前に上型２を
所定の位置に固定しておくことにより、自由発泡物の膨
張を拘束（第１の圧縮）して、圧縮物６が得られた状態
を示す。自由発泡物の膨張を拘束するには、上型２を所
定の位置に固定することによって行われ、得られる圧縮
物６の体積が、図３（２）に示される圧縮せずに自由発
泡させた発泡体Ｘの体積の４０〜８０％となるように行
われることが好ましい。自由発泡物の膨張が上型等によ
って拘束される時期は、（Ａ）工程で得られた自由発泡
物のゲルタイムの前である。ゲルタイムの約５〜１０秒
前が好ましく挙げられる。なお、ゲルタイム及び得られ
る自然発泡物の体積は発泡原料の種類や金型温度等によ
り異なるので、製造条件と同様の条件で予備試験を行う
等により予め測定しておくとよい。
【００５３】また、図１（４）は、上記工程（Ｃ）を示
す図であり、プレス１でさらに上型２を押し込み、圧縮
物６を圧縮（第２の圧縮）して、連続気泡硬質ポリウレ
タンフォーム７が得られた状態を示す。（Ｃ）工程にお
ける第２の圧縮は、得られる圧縮物の体積が、図３
（２）に示される自由発泡させた発泡体Ｘの体積の１０
〜３０％となるように行われることが好ましい。プレス
１で前記第２の圧縮を行う時期は、ライズタイムの前で
あれば、特に制限されないが、好ましい時期として、ガ
ス抜け直後か挙げられる。ガス抜けの時間およびライズ
タイムについても、上記ゲルタイムと同様、予備試験等
により予め測定しておくとよい。
【００５４】上記（Ｂ）工程における第１の圧縮が、ゲ
ルタイムの前に、発泡によって膨張した自由発泡物を
（Ａ）工程で圧縮せず自由発泡させた場合の体積の４０
〜８０％程度となるように押し込むなどして行われる圧
縮することにより行われる場合の発泡成形は、図２に示
すが、具体的には以下の通りである。
【００５５】図２（１）および図２（２）は、上記工程
（Ａ）を示す図であり、図２（１）は、金型の上型２と
下型３で形成された空所内に、上記で説明した各原料成
分を十分混合することで得られる発泡原料成分混合物４
が注入された状態を、図２（２）は、（１）で注入され
た発泡原料成分混合物が自由発泡し、上型２と下型３で
形成された空所内に自由発泡物５が充填された状態をそ
れぞれ示す。ここで、用いる金型の材質や形状は適宜選
択される。また、金型は必要に応して加温されてもよ
い。
【００５６】図２（３）は、上記工程（Ｂ）を示す図で
あり、膨張した自由発泡物を、（Ａ）工程で圧縮せず自
由発泡させた場合の体積の好ましくは４０〜８０％程度
となるようにプレス１で上型２を徐々に押し込み、上記
自由発泡物５を圧縮（第１の圧縮）して圧縮物６が得ら
れた状態を示す。上記プレス１を用いた第１の圧縮は、
（Ａ）工程で得られた自由発泡物のゲルタイムの前に行
われるものである。第１の圧縮を行う時期については、
前記自由発泡物のゲルタイム以前であれば、特に制限さ
れないが、好ましい時期として、ゲルタイムの約５〜１
０秒前が挙けられる。図２（４）は、上記図１（４）と
同様である。
【００５７】図４は、本発明の製造方法で得られる連続
気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体の一例を示す図で
あり、図４（ａ）は外観斜視図、図４（ｂ）は断面図で
ある。図４に示される連続気泡硬質ポリレレタンフォー
ム成形体７は、表層部の密度が中心部の密度の約０．９
〜１．５倍である本発明の連続気泡硬質ポリウレタンフ
ォーム成形体である。図４（ｂ）に示される連続気泡硬
質ポリウレタンフォーム成形体７の表面から内部に向か
って０．５ｍｍまでの部分を構成する表層部７ａと中心
部７ｂはともに連通度が９９％以上であり、表層部７ａ
の密度は、中心部７ｂの密度の約０．９〜１．５倍であ
る。
【００５８】本発明の製造方法においては、さらに上記
発泡成形により得られる発泡成形物に遠赤外線照射等に
よるベーキング処理を施す工程を含むことが好ましい。
【００５９】上記本発明の製造方法により得られる連続
気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体は、例えば、断熱
材として用いることが可能である。具体的には、断熱特
性を要する機器の壁内、例えば冷凍冷蔵機器等の外箱、
内箱で形成された壁内に直接収納する等して用いられう
る。
【００６０】本発明の製造方法により得られる連続気泡
硬質ポリウレタンフォーム成形体は、強度に優れるとと
もに表面が平滑になるため、これを用いた断熱材も強度
に優れ、表面が平滑であるため外観が向上する等、高品
質化が可能となる。
【００６１】本発明の真空断熱材の製造方法として、上
記製造方法で得られる連続気泡硬質ポリウレタンフォー
ム成形体をガスバリアー性フィルムよりなる容器内に成
形体全体が覆われるように押入し、前記容器内部を減圧
した後、密封して真空断熱材とすることを特徴とする。
【００６２】真空断熱材の製造方法に用いる容器の形状
は、特に制限されないが、様々な構造を有するガスバリ
アー性フィルムの真空成形時における耐性を考慮すると
袋状が好ましい。また、上記容器内部を減圧する条件と
して、１３３×１０-1〜１３３×１０-3Ｐａ（１×１０
-1〜１×１０-3ｔｏｒｒ）程度が好ましく挙げられる。
ここで、「容器内部を減圧する」とは、具体的には、容
器内に押入された上記連続気泡硬質ポリウレタンフオー
ム成形体内部の空隙部分および容器と前記成形体の間の
空隙部分の全てが減圧される様な減圧処理を行うことを
いう。
【００６３】また、本発明に用いる容器を構成するガス
バリアー性フィルムとしては、真空断熱材用に通常用い
られるガスバリアー性フィルムと同様のものが特に制限
なく挙げられ、具体的には、金属−プラスチックラミネ
ートフィルムが挙げられる。より具体的には、ポリエチ
レンテレフタレートフィルム／アルミ箔／高密度ポリエ
チレンフィルムの３層構造のラミネートフィルムが挙げ
られる。この様な３層構造のラミネートフィルムを本発
明に用いる場合には、容器の内側が高密度ポリエチレン
フィルムとなるように構成される。
【００６４】この様なフィルムには、アルミ箔の代替と
してステンレス箔を用いたものもあるが、これらは熱伝
導率が小さいのでヒートブリッジを避けるためにも有効
であり、ステンレス箔の薄膜化の生産技術が確立されれ
ば、さらに高性能の断熱性が期待できる。さらに、ポリ
エチレンテレフタレートフィルムや高密度ポリエチレン
フィルムの替わりにアクリロニトリルフィルムや、酢酸
ビニル共重合体フィルム等を用いることも可能である。
【００６５】また、真空断熱材の製造方法において、減
圧後の容器の密封は、ガスバリアー性フィルムをヒート
シールする等の方法で行われるが、密封がヒートシール
で行われる場合にはヒートシール部分は高密度ポリエチ
レンフィルムで構成されることが好ましい。これは、高
密度ポリエチレンフィルムがアクリロニトリルフィルム
等より熱融着性に優れているので、密封後のガスバリヤ
ーに対する信頼性が高いことによる。
【００６６】上記製造方法により得られる連続気泡硬質
ポリウレタンフォーム成形体を用いた真空断熱材は、コ
ア材として用いる連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成
形体がスキン層を取り除くことなく作製されたものであ
るためコア材表面が平滑であることから、得られる製品
の外観がよくなる。また、前記コア材の作製時に用いる
金型にシボ模様等の加工を行えば、後加工なして製品の
デザイン性を向上させることができる。さらに、必要に
応じて遠赤外繊照射によるベーキング処理を施した上記
本発明の連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体を用
いることにより、強度的に優れる等、高品質化が可能と
なり、冷凍冷蔵機器分野ばかりでなく、例えば、冷凍庫
用、貯蔵容器用、パイプカバー用、住宅用等の用途に広
く適用可能である。
【００６７】また、前記形成体から発生する吸着ガス
や、外部から浸入するガスに対してさらに安全性を高め
る等の目的でゲッター剤を使用しても良い。
【００６８】連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体
の場合、その製造に用いられる発泡原料のＮＣＯ／ＯＨ
当量比が約０．５５〜０．９５であるので熱変形温度が
低く、また、上述の通り樹脂構造が繊維積層状であるの
で曲げヤング率が小さく、変形に対しても追随性がよ
い。加熱温度は、加熱時間との関係で決まるが、所望の
形状に加工出来る程度にコア材が充分軟化する温度にす
ることが好ましく、８０〜１７０℃、好ましくは１００
〜１４０℃が好ましい。例えば、成形体を用いた板状の
真空断熱材を数分間熱処理した後、板状、又は円筒状等
の曲率のある形状等、様々な形状の真空断熱体に成形加
工することもできる。また、コア材が連続気泡硬質ポリ
スチレンフォーム成形体の場合、連続気泡硬質ポリウレ
タンフォーム成形体より軟化点が低いため、９０℃〜１
２０℃程度が好ましい。
【００６９】＜ニ＞真空断熱材の変形 真空断熱材、例えば板状真空断熱材を熱処理して容易に
変形して曲面を有する真空断熱材を得ることができる。
この変形された真空断熱材は、円筒状や箱型など各種の
形状に作製できるので、高断熱性を有する種々の用途に
適用出来る。パネルの接合を容易にするためコア材両端
を斜めにカットし、台形状にしておくことが好ましい。
また、この変形された真空断熱材は、表面保護、ガスバ
リア性能アップなどのために、金属或はプラスチックフ
ィルムで内層や外層をカバーしたり、有機ポリマーが溶
解した溶液中に真空断熱材を浸漬することでポリマー膜
を生成させることで、更に付加価値の高い真空断熱材を
得ることができる。また、加工工程の向上や低コスト化
も可能となる。
【００７０】以下に、本発明の連続気泡硬質ポリウレタ
ンフォーム成形体の製法例を説明する。
【００７１】＜イ＞製法例 図１に示す製造工程に従っ
て、本実施例の連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形
体を製造した。また、比較のために図３（１）、（２）
に示す製造工程に従って、圧縮を全く行わずに自由に発
泡させた硬質ポリウレタン自由発泡体を製造した。
【００７２】図１（１）中に示される発泡原料成分混合
物４は、ポリオール成分として３００ｍｇＫＯＨ／ｇの
トリレンジアミン系ポリエーテルと４５０ｍｇＫＯＨ／
ｇのシュクロ―ズ系ポリエーテルと５００ｍｇＫＯＨ／
ｇのエチレンジアミン系ポリエーテルを５：３：２の割
合で混合したものを１００質量部、発泡剤の水を６質量
部、整泡剤（日本ユニカー製の商品名「ＳＺ−１９１
９」）を１．０質量部、触媒として花王製の商品名「カ
オーライザーＮｏ．３１」を０．５質量部、連通剤とし
てステアリン酸バリウムを４質量部、及びイソシアネー
ト成分として住友バイエル社製の商品名「Ｃ―ＭＤＩ、
４４Ｖ−２０」を１３２質量部（ＮＣＯ／ＯＨ当量比
０．７の割合で高圧発泡機を用いて混合、吐出したもの
である。
【００７３】まず、図３に示すように、アルミ製金型の
上型２（図には示されていない）を充分引き上げた状態
で、下型３内に上記製法例で用いるのと同様の発泡原料
成分混合物４を注入し、自由発泡させ、ゲルタイムタイ
ム、ガス抜けの時間、およびライズタイムを測定すると
共に、完全に硬化させて、硬質ポリウレタン自由発泡体
Ｘを得た（図３（２）参照）。なお、得られた自由発泡
体Ｘの密度は、製法例の発泡原料成分混合物を用いた場
合も２５ｋｇ／ｍ3であった。
【００７４】図１（１）において、アルミ製金型の上型
２と下型３で形成された空所内に上記発泡原料成分混合
物４を注入する。このとき上型２は、体積が上記図３
（２）に示されるように、圧縮せずに自由発泡させた発
泡体Ｘの体積の６０％であるように固定されている。
【００７５】図１（２）において、図１（１）で注入さ
れた発泡原料成分混合物を上型２と下型３で形成された
空所内で自由発泡させた、ゲルタイムの前の自由発泡物
５を示す。自由発泡物５は自由発泡させると上型２に接
触するが、さらに発泡を続けると図１（３）に示すよう
に自由発泡物５は発泡を抑制され（（Ｂ）工程）、発泡
体Ｘの体積の６０％である圧縮物６が得られる。自由発
泡物５が上型２に接触する時間つまり自由発泡物５が上
型２により拘束される時間は、ゲルタイムの５〜１０秒
前になるようにしておく。その後ガス抜け直後に、図１
（４）に示すように、プレス１でさらに上型２を押し込
み圧縮物６を圧縮（（Ｃ）工程）して、体積が上記図３
（２）に示される圧縮せずに自由発泡させた発泡体Ｘの
体積の２５％である連続気泡硬質ポリウレタンフォーム
７を得た。なお、図１（１）、図１（２）の段階では型
温を５０〜５５℃に調整した。
【００７６】図４は脱型後の連続気泡硬質ポリウレタン
フォーム成形体７を示す図であり、図４（ａ）は外観斜
視図、図４（ｂ）は断面図である。図４（ｂ）に示され
る連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体７の表面か
ら内部に向かって０．５ｍｍまでの部分を構成する表層
部７ａと中心部７ｂについて連続気泡率および密度の測
定を行った。結果を表１に示す。また、参考として上記
製法例において、拘束後に圧縮物６を脱型し、その表面
から内部に向かって０．５ｍｍまでの部分を構成する表
層部とそれ以外の中心部について連続気泡率の測定を行
った結果を併せて表１に示す。
【００７７】なお、連続気泡率は、前述のようにＡＳＴ
Ｍ−Ｄ１９４０に基づいて独立気泡率（Ｃｒ）を測定
し、この値を１００から減じることにより算出され、次
の判定基準により評価されたものである。
【００７８】判定基準は、◎：連続気泡率９９％以上、
○：連続気泡率９０％以上９９％未満、×：連続気泡率
９０％未満
【００７９】
【表１】
【００８０】＜ロ＞真空包装の方法 成形品をガスバリアー性フィルムからなる袋で覆い、そ
の内部を１．３３Ｐａ（０．０１ｔｏｒｒ）まで減圧
し、密封して図５に示す真空断熟材９を得た。なお、ゲ
ッター剤を入れる場合には、成形品を袋で覆う際に成形
品との袋の間に、ゲッター剤を１０ｇ挿入した後に、上
記同様に減圧、密封してゲッター剤入り真空断熱材を得
た。
【００８１】図５において、袋８は、外側からポリエチ
レンテレフタレートフィルム、アルミ箔、高密度ポリエ
チレンフィルムの順にラミネート構成されている。袋の
代わりに真空成形からなる容器を用いることも可能であ
るが、容器の場合、真空成形時にアルミ箔が折れてガス
バリアー性が欠落する恐れがあるので、袋が好ましい。
【００８２】この様に、断熱材や真空断熱材に本発明の
製造方法で得られる連続気泡ポリウレタンフォーム成形
体を用いると廃棄物の発生がなく、地球環境保全に有効
である。また、上記製法例の様に発泡剤として水を用い
れば、脱フロンを達成することができ、オゾン層保護、
地球温暖化防止等に貢献できる。
【００８３】この様な真空断熱材を連続一貫生産方式に
より生産することにより、高品質、低コストが図られる
ことにより、省エネルキーでオゾン層保護、地球温暖化
防止等に有効な断熱材を安価に提供することが可能とな
り、社会に貢献することができるようになる。
【００８４】＜ハ＞真空断熱材の変形方法 板状真空断熱材を円筒状に変形する方法を図６に示す。
板状真空断熱材１１は、連続気泡硬質ポリウレタンフォ
ーム成形体をコア材１２とし、ガスバリヤー性フィルム
１３からなる袋で覆い、ゲッター剤１４を入れてある。
両端の接合を容易にするために台形状にしてある。この
板状真空断熱材１１を１００〜１４０℃で１０分〜２０
分間加熱炉に入れて熱処理する。次に、軟化した板状真
空断熱材１１を円筒状の内型２１と外型２２の型の間に
入れて強制的に変形し、クランプ２３で固定する。固定
した状態で再度、１００〜１４０℃で１０分〜２０分間
加熱炉に入れて熱処理する。その後、５〜１０℃で３０
分〜６０分間冷却し、脱型する。これにより、円筒状の
変形した円筒状真空断熱材３１を作製することができ
る。
【００８５】板状真空断熱材を箱型に変形する方法を図
７に示す。板状真空断熱材１１を１００〜１４０℃で１
０分〜２０分間加熱炉に入れて熱処理する。次に、軟化
した板状真空断熱材１１を角形の筒状の内型２１と外型
２２の型の間に入れて強制的に変形し、クランプ２３で
固定する。固定した状態で再度、１００〜１４０℃で１
０分〜２０分間加熱炉に入れて熱処理する。その後、５
〜１０℃で３０分〜６０分間冷却し、脱型する。これに
より、箱型に変形した箱型真空断熱材３２を作製するこ
とができる。
【００８６】切欠き部１５を有する板状真空断熱材１１
を箱型に変形する方法を図８に示す。この板状真空断熱
材１１の全体を１００〜１４０℃で１０分〜２０分間加
熱炉に入れて熱処理する。又は、板状真空断熱材１１の
切欠き部１５付近をプレートヒーターなど局部的に加熱
する装置で加熱処理してから、曲げ加工する部分のみ軟
化された後、所定の形状に拘束し、その後、５〜１０℃
で３０分〜６０分間冷却する。これにより、内型や外型
の型を用いることなく、箱型に変形した箱型真空断熱材
３２を作製することができる。また、型を用いれば、形
状をより正確に固定することができる。ここで、切欠き
部１５を板状真空断熱材１１に設けることにより、厚さ
を局部的に薄くし、軟化曲げに必要な熱量を少なくする
ことができる。
【００８７】例えば、板状真空断熱材１１の曲げ加工す
る部分に設けた切欠部を局部的に薄くし、及び／又は２
箇所以上設けることにより、常温においても箱形に組み
付けられる形状に変形することが出来る。
【００８８】変形された真空断熱材１１に硬質ポリウレ
タンフォームをバックアップ材として一体発泡すること
により、変形された真空断熱材を一層強固にでき、断熱
性を高めることができる。例えば、クーラーボックスの
内箱と外箱の間の断熱空間に変形した真空断熱材を配置
し、それらの間隙にポリウレタンフォームの原液を入
れ、発泡することにより、真空断熱材を断熱空間内に固
定すると共に、クーラーボックスの断熱性を高めること
ができる。
【００８９】以下に、真空断熱材を使用した断熱特性の
優れた冷凍・冷蔵容器、断熱容器について説明する。
【００９０】＜イ＞ペルチェ素子と真空断熱材（ＶＩ
Ｐ）の組合せの必要性 オゾン層破壊を契機にフロンを使用した種々の冷却シス
テムが見直されており、ペルチェ素子を用いた冷却シス
テムが今後必要用途によって、展開が十分に可能であ
る。すなわち熱電変換素子であるペルチェ素子は、素子
の持つ吸熱反応により所謂フロンを冷媒に用いてコンプ
レッサー等による冷却方式を用いず、冷蔵庫等に応用可
能となる。なお、冷凍・冷蔵容器は、冷凍又は冷蔵の機
能を有する容器である。
【００９１】これを用いることで、騒音が少ないフ
ロンが不要小型化微妙な温度管理ができる等の特徴
があるが、まだまだその素子のＣＯＰ（成績係数）が小
さく、冷却温度帯が冷凍温度への移行が極めて困難であ
った。そこで、本発明の意図は、従来の硬質ポリウレタ
ンフォームの断熱特性から真空断熱パネルとの組合せに
より、大幅な設計変更をしなくて、冷凍温度帯にまで可
能性を広げることである。低コストで且つしかも現状の
商品価格帯をみるとコストパフォーマンスが重要であ
り、これらがきちんとカバーしないと実用化は困難であ
るが、本発明は低コストで高性能真空断熱パネルの採用
により、これらが実現したものである。
【００９２】＜ロ＞ペルチェ素子を用いた実施例と比較
例 有効内容積（１８ｌ）クラスの冷蔵ボックスに於いて、
冷却方式はペルチェ方式でその仕様としてペルチェ素子
（フリジスター製Ｆ−４４−ＨＰ、１２Ｖ−５Ａ−６０
Ｗ）１個、放熱フィンにアルミスカイブフィン１個、フ
ァンにプロペラファンを使用した。さらに内面にアルミ
容器を用い熱伝導による熱交換方式とした。これらの外
観図及び断面構造図を図９、図１０に示す。尚、電源は
ＡＣ１００Ｖコンバータを用いた。図９の容器は、外面
・内面ともポリプロピレン製（２ｍｍ）で、内寸法が３
００×３００×２００（ｍｍ）で断熱厚さ３０ｍｍのキ
ャビネットである。
【００９３】真空断熱材を用いた断熱部はフタ部を除い
た箱体部分とし、断熱部は真空断熱材と一般断熱材とし
て硬質ポリウレタン部分とを組合せた複合パネルとし、
その平均熱伝導率を変化させた。ペルチェ素子を１個用
い、且つ１００Ｗ以下の電力で、新たに設計変更しなく
ても既存の設計仕様でどこまで可能かを検討した。ここ
で、一般断熱材とは、真空断熱パネルを除いた断熱材で
あり、グラスウールやウレタンフォームなどの断熱材で
ある。
【００９４】性能評価には以下の目標を設定した。即ち
５時間以内に−５℃に到達すること。これらは氷が解け
ない温度帯とするためである。真空断熱材はコストが高
く、いかに安いコストでこれらの効果を得るためにコス
トパフォーマンスが重要と考え断熱仕様を設定した。
【００９５】複合断熱パネルとしては従来の断熱パネル
厚み（ウレタン厚み３０ｍｍ）をベースにし、ウレタン
厚み１５ｍｍと真空断熱パネル１５ｍｍを用い、真空断
熱パネルの配設は、フタ部を除いた箱体部分の底面、ペ
ルチェ前後面、左右面に対して図１１のように底面のみ
（仕様１）、図１２のように底面とペルチェ前後面（仕
様２）、図１３のように底面とペルチェ前後面と左右サ
イド面（仕様３）、図１４のように底面・ペルチェ前後
面一体成形真空断熱材と左右サイド面（仕様４）に貼付
けの４仕様とし、いずれも外面側に貼りつけた。この際
のウレタンフォームは硬質ポリウレタンフォーム（密度
３０ｋｇ／ｍ3、λ０．０１６ｋｃａｌ／ｍｈ℃）、真
空断熱材はコア材：連続気泡硬質ウレタンフォームとア
ルミラミネート包材で構成されており、密度は１２０ｋ
ｇ／ｍ3、λ０．００３５ｋｃａｌ／ｍｈ℃のパネルを
用いた。従って４仕様の平均熱伝導率は、計算上、概略
仕様１の０．０１４ｋｃａｌ／ｍｈ℃、仕様２の０．０
１１ｋｃａｌ／ｍｈ℃、仕様３の０．００６ｋｃａｌ／
ｍｈ℃、仕様４の０．００６ｋｃａｌ／ｍｈ℃であっ
た。尚、標準としては硬質ポリウレタンフォームのみを
断熱材としたものを用いた。
【００９６】尚、各真空断熱部の配設面積はそれぞれの
外面積に対し、７０％のカバー率とした。
【００９７】図１５には、これらの仕様１〜仕様４の容
器の冷却性能特性（試験環境３０℃×６５％ＲＨ）を示
す。このように周囲温度３０℃の環境下で５時間以内に
−５℃に到達できるのは仕様３及び仕様４レベルであ
り、少なくとも平均熱伝導率として０．００６ｋｃａｌ
／ｍｈ℃以下が必要であることが分かった。
【００９８】仕様４は底面・ペルチェ前後面を一体成形
した真空断熱パネルを用いているので、ヒートブリッジ
による熱漏洩が無く冷却性能が向上する。
【００９９】ペルチェ素子１個を用いた場合、ウレタン
フォームを始めとする一般的な断熱材の性能では到底到
達できないレベルであることが分かる。ペルチェ素子を
複数個や成績係数の高い製品を使用することで達成可能
であるが、コスト高や消費電力が１００Ｗ以上となり、
例えば一般乗用車等でのバッテリの容量不足が予想さ
れ、実用化は困難である。従って、従来のウレタンフォ
ームを用い且つ設計変更をしないで真空断熱パネルと複
合することで、平均熱伝導率が０．００６ｋｃａｌ／ｍ
ｈ℃以下となり氷の解けない冷凍冷蔵ボックスが可能と
なった。
【０１００】これらの結果をもとにして箱体の熱漏洩量
を計算して見ると以下の式１から少なくとも３．５Ｗ以
下にしないとペルチェ素子１個（４ｃｍ×４ｃｍモジュ
ール）で熱伝導方式による熱交換冷却システムでは、５
時間以内で−５℃を達成することができない。今後箱体
の設計にはこれらをベースにしてさらに冷却温度を下げ
るには、ペルチェ素子を直列ではなく並列の複数個にし
て消費電力を少なくしたり、またペルチェ素子の設置ス
ペースを工夫することが考えられるが、いずれも軽量
化、コンパクト、低騒音等といったペルチェ素子のメリ
ットを損なわない範囲で展開すべきである。
【０１０１】
【数１】
【０１０２】尚、平均熱伝導率が０．００６ｋｃａｌ／
ｍｈ℃以上であれば真空断熱材を厚くして配設数を少な
くすることも可能である。
【０１０３】また、この効果は蓄冷剤との併用により電
源をＯＦＦにした場合でも、更に保冷効果が発揮され少
なくとも４−５時間の保冷が期待できる。更にペルチェ
素子は保冷の他に、極性の切替えで保温も可能であり、
この場合も同様の効果が期待できる。
【０１０４】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。 ＜イ＞本発明は、板状真空断熱材を曲面を有する形状に
容易に変形することができる。 ＜ロ＞また、本発明は、板状真空断熱材を曲面を有する
断熱特性の優れた断熱容器を得ることができる。 ＜ハ＞また、本発明は、ペルチェ素子と真空断熱材を使
用した優れた冷凍・冷蔵容器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続気泡硬質成形体の製造方法における製造工
程の一例を示す図である。
【図２】連続気泡硬質成形体の製造方法における製造工
程の他の一例を示す図である。
【図３】連続気泡硬質成形体の発泡原料を用いて圧縮工
程なしに自由発泡体を造する工程を示す図である。
【図４】連続気泡硬質成形体の一例を示す図である。
（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図５】真空断熱材の一例の断面図を示す図である。
【図６】円筒状真空断熱材の変形工程の一例を示す図で
ある。
【図７】箱型真空断熱材の変形工程の一例を示す図であ
る。
【図８】箱型真空断熱材の変形工程の他の例を示す図で
ある。
【図９】キャビネットの図である。
【図１０】ペルチェ素子を配置した冷凍・冷蔵容器の図
である。
【図１１】真空断熱パネルを底面のみに配置した冷凍・
冷蔵容器の図である。
【図１２】真空断熱パネルを底面とペルチェ前後面に配
置した冷凍・冷蔵容器の図である。
【図１３】真空断熱パネルを底面とペルチェ前後面と左
右サイド面に配置した冷凍・冷蔵容器の図である。
【図１４】真空断熱パネルを底面・ペルチェ前後面一体
成形真空断熱パネルと左右サイドに配置した冷凍・冷蔵
容器の図である。
【図１５】ウレタンフォームと仕様１〜４の冷却性能特
性を示す図である。
【符号の説明】
１・・・プレス ２・・・上型 ３・・・下型 ４・・・発泡原料 ５・・・自由発泡物 ６・・・圧縮物 ７・・・連続気泡硬質ポリウレタンフォーム ７ａ・・表層部（０．５ｍｍ厚） ７ｂ・・中心部 ８・・・ガスバリヤー性フィルム製の袋 ９・・・真空断熱材（真空断熱パネル） Ｘ・・・圧縮せずに自由発泡させて得られた発泡体 １１・・板状真空断熱材 １２・・コア材 １３・・ガスバリアー性フィルム １４・・ゲッター材 １５・・切欠き部 ２１・・内型 ２２・・外型 ２３・・クランプ ３１・・円筒状真空断熱材 ３２・・箱型真空断熱材 ４１・・ふた ４２・・入れ物 ５１・・断熱部 ５２・・アルミ容器 ５３・・ペルチェ素子 ５４・・ファン ５５・・放熱フィン ５６・・コ状真空断熱材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年２月２２日（２０００．２．２
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７９】
【表１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１１】
【図１４】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
フロントページの続き (72)発明者 林 聖人 東京都足立区西新井栄町１−18−１ 日清 紡績株式会社東京工場内 (72)発明者 保坂淳一 東京都足立区西新井栄町１−18−１ 日清 紡績株式会社東京工場内 (72)発明者 中 礼司 東京都足立区西新井栄町１−18−１ 日清 紡績株式会社東京工場内 Ｆターム(参考） 3H036 AA08 AA09 AB18 AB25 AB28 AC06 AD09 AE02 3L045 AA04 AA08 DA04 EA02 KA07 PA04 3L102 JA00 MA01 MB30

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱可塑性の連続気泡硬質成形体をコア材と
    してガスバリアー性フィルムよりなる袋体に入れ内部を
    真空に引き、シールして真空断熱材を作製し、真空断熱
    材を加熱して軟化させて変形し、冷却硬化することを特
    徴とする、真空断熱材の変形方法。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の真空断熱材の変形方法に
    おいて、 真空断熱材を加熱炉に入れて軟化させた後、型枠によっ
    て変形した状態で加熱炉に入れ、その後、冷却硬化する
    ことを特徴とする、真空断熱材の変形方法。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の真空断熱材の変形方法に
    おいて、 コア材の表面に切欠部を形成し、切欠部付近を加熱して
    変形することを特徴とする、真空断熱材の変形方法。
  4. 【請求項４】請求項１に記載の真空断熱材の変形方法に
    おいて、 連続気泡硬質成形体は、連続気泡硬質ウレタンフォーム
    又は連続気泡ポリスチレンフォームであることを特徴と
    する、真空断熱材の変形方法。
  5. 【請求項５】請求項１に記載の真空断熱材の変形方法に
    おいて、 連続気泡硬質成形体が、連続気泡硬質ウレタンフォーム
    であって、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が０．５５〜０．９５で
    あることを特徴とする、真空断熱材の変形方法。
  6. 【請求項６】請求項１又は５に記載の真空断熱材の変形
    方法において、 連続気泡硬質成形体が、連続気泡硬質ウレタンフォーム
    であって、発泡成形する手段が下記工程（Ａ）〜（Ｃ）
    を含むことを特徴とする、真空断熱材の変形方法。 （Ａ）発泡原料成分を混合し、該発泡原料混合成分を成
    形すべき空所内に注入し、自由発泡させる工程、 （Ｂ）前記（Ａ）工程の自由発泡過程の自由発泡物をそ
    のゲルタイムの前に圧縮する第１の圧縮行程、 （Ｃ）前記（Ｂ）工程で得られた圧縮物をそのライズタ
    イムの前にさらに圧縮する第２の圧縮行程。
  7. 【請求項７】請求項１に記載の真空断熱材の変形方法に
    おいて、 真空断熱材を金属又はプラスチックフィルムでカバーす
    ることを特徴とする、真空断熱材の変形方法。
  8. 【請求項８】請求項１に記載の真空断熱材の変形方法に
    おいて、 真空断熱材を有機ポリマーの溶液中に浸漬して被覆する
    ことを特徴とする、真空断熱材の変形方法。
  9. 【請求項９】連続気泡硬質成形体からなるコア材の表面
    に切欠部を形成し、ガスバリアー性フィルムよりなる袋
    体に入れ内部を真空に引き、シールして真空断熱材を作
    製した後に、コア材の切欠部付近を変形させることを特
    徴とする、真空断熱材の変形方法。
  10. 【請求項１０】変形された真空断熱材を容器の断熱部に
    配置し、硬質ポリウレタンフォーム原液を断熱部の間隙
    に入れて発泡し、真空断熱材を断熱部に固定することを
    特徴とする、真空断熱材の固定方法。
  11. 【請求項１１】コア材をガスバリアー性フィルムよりな
    る袋体に入れ内部を真空に引き、シールしてなる真空断
    熱材と、ペルチェ素子とからなる冷凍・冷蔵容器。
  12. 【請求項１２】コア材としてガスバリアー性フィルムよ
    りなる袋体に入れ内部を真空に引き、シールしてなる真
    空断熱材と、一般断熱材と、ペルチェ素子とからなる、
    冷凍・冷蔵容器。
  13. 【請求項１３】熱可塑性の連続気泡硬質成形体をコア材
    としてガスバリアー性フィルムよりなる袋体に入れ内部
    を真空に引き、シールしてなる変形された真空断熱材を
    容器の断熱部に配置し、 断熱部の隙間に硬質ポリウレタンフォーム等の断熱材を
    配置し、 冷却器としてペルチェ素子を用いることを特徴とする、
    冷凍・冷蔵容器。
  14. 【請求項１４】貯蔵室の周囲に断熱材を配置した断熱容
    器において、 該断熱材としてスキン層まで連続気泡を有する連続気泡
    硬質成形体をガスバリアー性フィルムで覆い、内部を真
    空にした真空断熱材を使用することを特徴とする、断熱
    容器。
  15. 【請求項１５】請求項１４に記載の断熱容器において、 真空断熱材は、板状の真空断熱材を貯蔵室の周囲の形状
    に合わせて変形して得られた変形真空断熱材であること
    を特徴とする、断熱容器。
  16. 【請求項１６】貯蔵室の周囲に断熱材を配置した断熱容
    器において、 該断熱材として連続気泡硬質成形体をガスバリアー性フ
    ィルムで覆い、内部を真空にした真空断熱材を加熱して
    軟化させて貯蔵室の周囲の形状に合わせて変形し、冷却
    硬化した変形真空断熱材を使用することを特徴とする、
    断熱容器。
  17. 【請求項１７】請求項１４〜１６のいずれかに記載の断
    熱容器において、 断熱容器内にペルチェ素子を配置し、貯蔵室を冷却する
    冷却用容器とすることを特徴とする、断熱容器。
  18. 【請求項１８】貯蔵室の周囲に断熱材を配置した断熱容
    器の製造方法において、 ポリオール成分とイソシアネート成分と発泡剤とを含む
    発泡原料を自由発泡し、ゲルタイムの前に圧縮し、ライ
    ズタイムの前に更に圧縮し、得られたスキン層を残した
    ままの状態で連通度が９９％以上の硬質ポリウレタンフ
    ォーム成形体を形成し、 硬質ポリウレタンフォーム成形体をガスバリアー性フィ
    ルムで覆い、内部を真空にして真空断熱材を形成し、 加熱軟化させて変形し、冷却硬化させた真空断熱材を貯
    蔵室の周囲に配置することを特徴とする、断熱容器の製
    造方法。
  19. 【請求項１９】貯蔵室の周囲に断熱材を配置した断熱容
    器の製造方法において、 連続気泡硬質成形体をガスバリアー性フィルムで覆い、
    内部を真空にして真空断熱材を形成し、 真空断熱材を加熱して軟化させて貯蔵室の周囲の形状に
    合わせて変形し、冷却硬化した変形真空断熱材を形成
    し、 変形真空断熱材を貯蔵室の周囲に配置することを特徴と
    する、断熱容器の製造方法。
  20. 【請求項２０】貯蔵室の周囲に断熱材を配置した断熱容
    器の製造方法において、 連続気泡硬質成形体をガスバリアー性フィルムで覆い、
    内部を真空にして真空断熱材を形成し、 真空断熱材のコア材に貯蔵室の形状に合わせて切欠部を
    設け、 貯蔵室の周囲の形状に合わせてコア材の切欠部付近を変
    形させた変形真空断熱材を形成し、 変形真空断熱材を貯蔵室の周囲に配置することを特徴と
    する、断熱容器の製造方法。
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