JP2002310383A - 真空断熱材、および、真空断熱材の製造方法、ノート型コンピュータ、冷凍機器、電気湯沸かし器、オーブンレンジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、シリカを用いながら強固な固形状
態を有し、かつ粉立ちの非常に少ないシリカ成形体を用
いた真空断熱材および真空断熱材の製造方法、およびそ
れらの適用機器を提供するものである。 【解決手段】 平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカと平
均粒径４２ｎｍのカーボンブラックの混合粉末３Ａに、
平均繊維径０．８μｍのシリカアルミナ繊維４Ａを添加
し混合後、成形型に入れて加圧し、成形体２Ｄを得る。
これを外被材５中に挿入し、内部を減圧にして密封し、
真空断熱材１Ｄを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空断熱材、およ
び、真空断熱材の製造方法、真空断熱材の適用機器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境問題である温暖化を防止
することの重要性から、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の推進が行われ
ている。特に温冷熱利用の機器や住宅に関しては、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】また、冷温熱利用機器以外の機器として
は、ノート型コンピュータにおいて、装置内部で発生し
た熱が装置ケースの表面に伝達され、装置ケース表面の
温度が上昇したとき、装置利用者の身体と前記装置ケー
ス表面とが長時間接触する部分の熱が、装置利用者に不
快感を与えることが問題となっている。ここでも優れた
断熱性を有する断熱材が求められている。

【０００４】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た
めには断熱材の厚さを増す必要があり、断熱材を充填で
きる空間に制限があって省スペースや空間の有効利用が
必要な場合には適用することができない。

【０００５】そこで、高性能な断熱材として、真空断熱
材が提案されている。これは、芯材をガスバリア性に優
れた容器中に挿入して内部を減圧にして封止した断熱材
である。

【０００６】芯材としては一般的に多孔体が用いられ、
大きく分類すると、連通フォーム，繊維系，粉末系に分
類される。

【０００７】これらのうち、粉末系真空断熱材としてシ
リカ粉末がよく用いられる。シリカ粉末を用いた真空断
熱材は初期断熱性能は繊維系にはおよばないが、経時断
熱性能に優れている。

【０００８】しかし、粉末であるため、作業性が悪い、
粉末を内袋に封入して使用するため異形化が困難であ
る。また廃棄時に粉末が飛散し作業環境が悪くなるとい
ったことがあり、それを改善するためにシリカ粉末を成
形体とする試みが行われている。しかし、シリカ粉末を
単独で多孔体に成形することは困難であるため、各種バ
インダーを用いた取り組みがなされている。

【０００９】例えば、特公平４−４６３４８号公報で
は、湿式シリカと繊維強化材を混合し圧縮した成形体を
用いた真空断熱材を提供している。

【００１０】これは、湿式シリカと繊維強化材、および
真空断熱材を使用する壁間の温度差が大きい場合には輻
射防止材を添加・混合し、圧縮成形して成形体を形成す
るものである。

【００１１】また、特公平５−６６３４１号公報では、
乾式シリカ，湿式シリカ，および繊維強化材を混合分散
し圧縮した成形体を用いた真空断熱材を提供している。

【００１２】これは、乾式シリカの長所である低熱伝導
率、および湿式シリカの長所であるプレス作業の容易性
を補完しあい、かつ繊維強化材を混合することによって
成形体を形成するものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】シリカ粉末を単独で成
形することは困難である。

【００１４】また、特公平４−４６３４８号公報のよう
に、湿式シリカを繊維材料と混合撹拌，圧縮成形して成
形体を得た場合でも、その成形体は手に持つと崩れるく
らいもろいものであった。また、粉立ちも激しく、作業
性や取り扱い性が悪いものであった。また、例えば円筒
形にしようとしてももろいためにすぐに崩れてしまい、
可とう性がなかった。したがって、適用箇所に限界があ
った。

【００１５】また、特公平５−６６３４１号公報のよう
に、湿式シリカ，乾式シリカ，繊維材料を混合撹拌，圧
縮成形して成形体を得ようとする場合でも、湿式シリカ
が混入されているため、成形体になりにくく、もろいも
のであった。また、粉立ちも激しく、可とう性もなかっ
た。

【００１６】本発明は上記問題を鑑み、シリカ粉末を用
いながら強固な固形状態を有し、かつ粉立ちの非常に少
ないシリカ成形体を用いた真空断熱材および真空断熱材
の製造方法を提供するものである。

【００１７】また、可とう性を付与することにより、真
空断熱材の用途を拡大するものである。

【００１８】さらに、従来のシリカ成形体を用いた真空
断熱材よりも高性能な真空断熱材を提供するものであ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の真空断熱材は、少なくとも平均一次粒子径
が１００ｎｍ以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μｍ
以下の無機繊維材料とを含む成形体を用いている。

【００２０】一般的なシリカ粉末と繊維材料とでは混合
撹拌して圧縮成形しても成形体とはなりにくいが、今
回、平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと平
均繊維径１０μｍ以下の無機繊維材料と混合・圧縮成形
することにより、強固な成形体を得ることを見出したの
である。

【００２１】この理由は、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、あるいはシリカと無機繊維と
いう親和性のよい組合せであるため相互に付着しやす
い、さらに無機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と結
びつきやすくなる、あるいはそれらの相互作用によるこ
と等が考えられる。

【００２２】したがって、平均一次粒子径１００ｎｍ以
下の乾式シリカと平均繊維径１０μｍ以下の無機繊維材
料を用いて成形体とすることが重要なのである。

【００２３】また、粒子径の非常に小さい乾式シリカを
用いているため、粒子間の空隙間距離が小さく、気体熱
伝導の影響が小さくなり、高断熱性能を有する真空断熱
材を得ることができる。

【００２４】さらに、粒子径の非常に細かい乾式シリカ
と繊維径の小さい無機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を得られることを見出した。

【００２５】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、シリカと無機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。

【００２６】したがって、粒子径の小さな乾式シリカと
繊維径の小さな無機繊維を用いて成形体とすることが重
要なのである。

【００２７】また、上記組合せにより強固な成形体を得
るのであるが、同時に弾性も有しているため可とう性を
も有する成形体を得ることができるのである。

【００２８】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。

【００２９】したがって、繊維径が１０μｍ以下の繊維
を成形体に用いることが重要なのである。

【００３０】また、本発明は乾式シリカに粉末状カーボ
ン材料を混合した成形体を真空断熱材に用いており、従
来のシリカ成形体を用いた真空断熱材よりも断熱性能は
格段に向上する。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】したがって、乾式シリカと粉末状カーボン
材料を含んだ成形体を真空断熱材に用いることが重要な
のである。

【００３４】また、本発明は、乾式シリカと無機繊維材
料を混合するステップと、これを型枠に入れ０．５Ｎ／
ｍｍ²以上の圧力で加圧成形することにより成形体を得
るステップと、前記成形体をガスバリア性を有する外被
材中に挿入し、内部を減圧状態として密封するステップ
とを有することを特徴とする真空断熱材の製造方法であ
る。

【００３５】混合と加圧成形という簡単な手段で成形体
を得ることができるため、生産性にも優れたものを提供
するのである。

【００３６】さらに、０．５Ｎ／ｍｍ²以上の圧力で加
圧成形することにより手で持っても崩れることのない作
業性に優れた成形体を得ることが容易になるのである。

【００３７】また、本発明は、乾式シリカに粉末状カー
ボン材料を均一分散させると同時あるいはその後に、無
機繊維材料を添加，混合するステップと、これを型枠に
入れ０．５Ｎ／ｍｍ²以上の圧力で加圧成形することに
より成形体を得るステップと、前記成形体をガスバリア
性を有する外被材中に挿入し、内部を減圧状態として密
封するステップとを有することを特徴とする真空断熱材
の製造方法である。

【００３８】乾式シリカに粉末状カーボン材料を添加す
ることにより、乾式シリカのみを用いた真空断熱材より
もさらに高性能な真空断熱材を得るのであるが、粉末状
カーボン材料添加という簡単な作業だけで高性能化を図
ることができるのである。

【００３９】以上のように、強固な固形状態を有し、粉
立ちが少ない成形体を用いることにより、作業性や取り
扱い性に優れた真空断熱材を得ることができる。

【００４０】また、強固な成形体であるため、薄肉化が
可能であるとともに、大気圧中の厚みと減圧封止後の厚
みとの差が小さく寸法安定性に優れた真空断熱材を得る
ことができる。

【００４１】これらによりノート型パソコン等、容積が
小さく薄型である機器について断熱性能を要求される場
合でも、本発明による真空断熱材を用いることにより断
熱を可能とするのである。

【００４２】例えばノート型パソコンに本発明の真空断
熱材を用いて断熱することにより、省エネ、装置の小型
化に加え、コンピュータ内部の発熱する基板からの装置
ケースへの熱伝達を抑制することが可能となり、装置表
面の温度上昇を抑え利用者に不快感を与えることがない
のである。

【００４３】また、冷凍冷蔵庫，電気湯沸かし器，オー
ブンレンジ等についても、さらなる薄壁化，省エネを可
能とする。

【００４４】特に、地球温暖化問題により、冷凍冷蔵庫
の冷媒として可燃性冷媒を用いることが検討されている
が、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫箱体に、難燃性の高い断
熱材として主材料が乾式シリカと無機繊維材料とからな
る成形体を用いることは、発泡樹脂体だけを用いた断熱
材よりも難燃性は改善され、結果的に冷凍冷蔵庫の難燃
性は向上する。したがって、安全性の高い冷凍冷蔵庫を
得る手段にもなるのである。

【００４５】また、これまで真空断熱材を適用できなか
った薄肉部、あるいは複雑な形状をした箇所、例えば電
気湯沸かし器の蓋部等にも真空断熱材を用いることが可
能となり、様々な用途において真空断熱材による断熱を
可能とするのである。

【００４６】

【発明の実施の形態】本発明は、少なくとも平均一次粒
子径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと、平均繊維経が１
０μｍ以下の無機繊維材料とを含む成形体と、ガスバリ
ア性を有する外被材とからなる真空断熱材である。

【００４７】乾式シリカとは、燃焼法あるいは加熱法に
より製造されたシリカのことである。

【００４８】また、本発明で使用する乾式シリカは、平
均一次粒子径が１００ｎｍ以下である。これは、粒子径
が小さいと強固な成形体を得ることができるばかりでな
く、粒子間距離が小さくなることから気体熱伝導の影響
も小さくなり断熱性能向上にも寄与する。

【００４９】平均繊維経１０μｍ以下の無機繊維材料は
特に指定するものではなく、公知の材料を用いることが
できる。

【００５０】例えば、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，ジルコニア繊維，硫酸カルシウム繊維，
炭化ケイ素繊維，チタン酸カリウム繊維，硫酸マグネシ
ウム繊維等、特に限定するものではなく、公知の材料を
使用することができるが、好ましくはシリカと親和性が
よいと思われるアルミナ繊維，シリカアルミナ繊維，シ
リカ繊維，グラスウール，グラスファイバー等がよい。
またさらに好ましくは、これらの繊維表面にフェノール
処理等をしていないものがよい。

【００５１】これらのバインダーは２種類あるいはそれ
以上の混合物として用いることも可能であり、さらに、
一般的に用いられる可塑剤，熱安定剤，光安定剤，充填
材等を混合して用いることも可能である。

【００５２】繊維添加量は、望ましくは０．５〜４０ｗ
ｔ％がよい。これは、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
うになり経時的な断熱性能が悪化するからである。

【００５３】また、成形体の密度は特に限定するもので
はないが、成形体としての形状を維持できるという観点
から１００ｋｇ／ｍ³以上、また断熱性能という観点か
ら３００ｋｇ／ｍ³以下であることが望ましい。

【００５４】上記のような成形体と、ガスバリア性を有
する外被材を有する真空断熱材である。

【００５５】前記ガスバリア性フィルムとは、内部に気
密部を設けるために芯材を覆うものであり、材料構成と
しては特に限定されるものではないが、表面保護層，ガ
スバリア層，および熱溶着層によって構成されることが
好ましい。表面保護層としては、ポリエチレンテレフタ
レートフィルム，ポリプロピレンフィルムの延伸加工品
などが利用でき、さらに、外側にナイロンフィルムなど
を設ける可とう性が向上し、耐折り曲げ性などが向上す
る。ガスバリア層としては、アルミニウム，ステンレス
等の箔、アルミニウムなどの金属蒸着フィルム、あるい
はシリカ等の無機蒸着フィルムが利用可能であり、ポリ
エチレンテレフタレートフィルム，エチレン・ビニルア
ルコール共重合体樹脂フィルム，ポリエチレンナフタレ
ートフィルムなどへの蒸着が好ましい。また、熱溶着層
としては、ポリエチレンフィルム，ポロプロピレンフィ
ルム，ポリアクリロニトリルフィルム，無延伸ポリエチ
レンテレフタレートフィルム，エチレン−ビニルアルコ
ール共重合体フィルムなどが使用可能である。

【００５６】例えば、最外層にポリエチレンテレフタレ
ート樹脂、中間層にアルミニウム箔、最内層に高密度ポ
リエチレン樹脂からなるプラスチックラミネートフィル
ムと、例えば、最外層にポリエチレンテレフタレート樹
脂、中間層にアルミニウム蒸着層を有するエチレン−ビ
ニルアルコール共重合体樹脂（商品名エバール、クラレ
（株）製）、最内層に高密度ポリエチレン樹脂からなる
プラスチックラミネートフィルムとを袋状にしたものな
どがある。

【００５７】また、中間層にアルミニウム蒸着層を有す
るエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂フィルムを
２層設けたり、アルミニウム蒸着層を有するエチレン−
ビニルアルコール共重合体樹脂フィルムとアルミニウム
蒸着層を有するポリエチレンテレフタレートフィルムを
２層設けたり、あるいはポリエチレンナフタレート等の
ポリエステルフィルムを積層したフィルム等を使用して
もよい。

【００５８】あるいは、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカ
ーボン）蒸着フィルムを用いた外被材を使用することも
可能である。例えば、アルミニウム蒸着層を有するポリ
エチレンテレフタレートあるいはポリエチレンナフタレ
ートあるいはエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂
のアルミニウム側にＤＬＣ蒸着を施したフィルムと、前
記フィルムの樹脂層側に熱溶着層（例えば高密度ポリエ
チレンフィルム）とを積層したフィルム等を使用しても
よい。

【００５９】また、外被材の袋形状も、四方シール袋，
ガゼット袋，ピロー袋，Ｌ字袋等、特に限定するもので
ない。

【００６０】また、ステンレス板，鉄板，アルミニウム
板等の金属容器を用いることも可能である。

【００６１】また、さらに真空断熱体の信頼性を向上さ
せる場合は、ガス吸着剤や水分吸着剤等のゲッター物質
を使用することも可能である。

【００６２】また、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。

【００６３】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剤である。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】粉末状カーボン材料は、望ましくは比表面
積３００ｍ²／ｇ以下であるものがよい。これは、比表
面積が３００ｍ²／ｇより大きいと、経時的なガス発生
量が多くなるからである。

【００６９】粉末状カーボン材料の添加量は、望ましく
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望めないし、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ことが予想されるからである。

【００７０】粉末状カーボン材料と乾式シリカを含んだ
成形体であるが、これらを均一混合して成形体とするこ
とが望ましい。

【００７１】また、無機繊維材料は特に指定するもので
なく、公知の材料を使用することができる。

【００７２】繊維添加量は、乾式シリカと粉末状カーボ
ン材料との合計重量に対して、０．５〜４０ｗｔ％が望
ましい。これは、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
なり経時的な断熱性能が悪化するからである。

【００７３】また、本発明は、少なくとも平均一次粒子
径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと、平均繊維径１μｍ
以下の無機繊維材料とを含む成形体と、ガスバリア性を
有する外被材とからなる真空断熱材である。

【００７４】無機繊維材料は平均繊維径が１μｍ以下の
公知の材料を使用することができる。また、繊維長は５
ｍｍ以下であることが望ましい。これは、繊維径が細
く、また繊維長が短いほど、繊維が伝える熱が少なくな
り、真空断熱材としての熱伝導率が減少するからであ
る。

【００７５】また、本発明は、乾式シリカと無機繊維材
料を混合するステップと、これを型枠に入れ０．５Ｎ／
ｍｍ²以上の圧力で加圧成形することにより成形体を得
るステップと、前記成形体をガスバリア性を有する外被
材中に挿入し、内部を減圧状態として密封するステップ
とを有することを特徴とする真空断熱材の製造方法であ
る。

【００７６】無機繊維材料は特に指定するものではな
く、公知に材料を用いることができる。また、無機繊維
材料は２種類あるいはそれ以上の混合物として用いるこ
とも可能であり、さらに、一般的に用いられる可塑剤，
熱安定剤，光安定剤，充填材等を混合して用いることも
可能である。

【００７７】乾式シリカおよび無機繊維材料等を混合
し、型枠に入れ、加圧成型を行う。

【００７８】このときの圧力は０．５Ｎ／ｍｍ²以上で
あるが、０．５Ｎ／ｍｍ²以上での加圧成形の方が強固
な成形体を得やすいからである。

【００７９】また、さらに固形化度を向上するために、
成形体の表面に水，酸性水溶液、あるいは公知の液状バ
インダーを吸着、あるいは塗布、あるいは噴霧させても
よい。さらにこれらの水，酸性水溶液、あるいは液状バ
インダーを乾燥除去してもよい。

【００８０】また、成形体表面に不織布等のシートを貼
付し、粉立ちを完全に抑制することも可能である。

【００８１】以上のような成形体を外被材中に挿入し、
内部を減圧状態、望ましくは１０Ｐａ以上１０００Ｐａ
以下にし、密封することにより、真空断熱材を作製す
る。

【００８２】外被材挿入前に、芯材の脱水，脱ガスを目
的として、成形体に加熱処理を施すことも可能である。
このときの加熱温度は、最低限脱水が可能であるという
ことから、１００℃以上であることが望ましい。

【００８３】また、本発明は、乾式シリカに粉末状カー
ボン材料を均一分散させると同時あるいはその後に、無
機繊維材料を添加，混合するステップと、これを型枠に
入れ０．５Ｎ／ｍｍ²以上の圧力で加圧成形することに
より成形体を得るステップと、前記成形体をガスバリア
性を有する外被材中に挿入し、内部を減圧状態として密
封するステップとを有することを特徴とする真空断熱材
の製造方法である。

【００８４】乾式シリカとカーボン材料を混合後、繊維
材料を添加・混合しても、乾式シリカとカーボン材料と
繊維材料とを同時に混合してもよいが、好ましくは前者
の方がよい。これは、前者の方が乾式シリカとカーボン
材料とが均一に分散しやすいためである。

【００８５】乾式シリカと粉末状カーボンの混合方法と
しては、攪拌羽根を有する混合容器を用いることが望ま
しく、さらに、混合容器が自ら回転する、あるいは、底
部にローターを有することにより、粉末を回転混合する
ことが望ましい。

【００８６】これは攪拌羽根を有する混合容器を使用す
ることにより、原料中に存在するシリカの二次、あるい
は、三次凝集体を解砕できるためである。その結果、シ
リカと粉末状カーボン材料は、均一に分散されるため、
部分的な分散度の低下による断熱性能の悪化を抑制でき
るのである。

【００８７】また、本発明は、少なくとも平均一次粒子
径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μ
ｍ以下の無機繊維材料とを含む成形体と、ガスバリア性
を有する外被材とからなる真空断熱材を具備したノート
型コンピュータである。

【００８８】前記真空断熱材は、ノート型コンピュータ
の、ハードディスクのメインボード上の発熱部と装置ケ
ースとの断熱、ＰＣカードとコンピュータ本体との断
熱、液晶ディスプレイとその裏の基板との断熱等に使用
できるが、断熱を望む場所であれば特に指定するもので
はない。

【００８９】また、前記真空断熱材の外被材として、少
なくとも片面に金属蒸着フィルム層やＤＬＣ蒸着層を有
するフィルムを使用することにより、さらに効果的に熱
伝達を抑制することができる。

【００９０】また、少なくとも平均一次粒子径が１００
ｎｍ以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μｍ以下の無
機繊維材料を含むことにより、非常に強固で断熱性能が
良好な成形体を得ることができる。したがって、薄型で
寸法安定性に優れ、かつ表面平滑性にも優れた真空断熱
材を得られることから、ノート型コンピュータに真空断
熱材を適用できるのである。

【００９１】また、少なくとも乾式シリカと粉末状カー
ボン材料と繊維材料を含む成形体を用いることにより、
断熱効果は大きく向上し、例えば装置内部の基板から装
置ケースへの熱伝達をさらに効果的に抑制し、利用者に
不快感を与えることはない。

【００９２】また、ノート型コンピュータは、動作温度
帯である常温から８０℃付近までの範囲で断熱を必要と
する機器の代表として記したものであり、特にこれに限
ったものではない。

【００９３】また、本発明は、少なくとも平均一次粒子
径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μ
ｍ以下の無機繊維材料とを含む成形体と、ガスバリア性
を有する外被材とからなる真空断熱材を具備した冷凍機
器である。

【００９４】例えば冷凍機器として代表的な冷蔵庫に適
応した場合、冷蔵庫の外箱と内箱の間の空間の外箱側ま
たは内箱側に真空断熱材を貼付しその他の空間に樹脂発
泡体を充填する、あるいは真空断熱体と発泡樹脂体とを
一体発泡した断熱体を冷蔵庫の外箱と内箱の間の空間に
配設する、あるいはドア部に同様に使用する、あるいは
仕切り板に使用する等特に指定するものではないが、機
械室と内箱との間、あるいは冷凍室の周囲に前記真空断
熱材を用いることは、特に断熱効率に優れ、低電力量で
冷蔵庫を運転できるのである。

【００９５】また、樹脂発泡体とは、例えば硬質ウレタ
ンフォーム，フェノールフォームやスチレンフォームな
どを使用することができるが、特に指定するものではな
い。

【００９６】また、例えば硬質ウレタンフォームを発泡
する際に用いる発泡剤としては、特に指定するものでは
ないが、オゾン層保護，地球温暖化防止の観点から、シ
クロペンタン，イソペンタン，ｎ−ペンタン，イソブタ
ン，ｎ−ブタン，水（炭酸ガス発泡），アゾ化合物，ア
ルゴン等が望ましく、特に断熱性能の点からシクロペン
タンが特に望ましい。

【００９７】また、内材と外材とで構成される構造体内
部に少なくとも乾式シリカと無機繊維材料とを含んだ成
形体を有し、前記構成体内部を減圧とし封止して使用す
ることも可能である。このときの内材と外材は、強度が
あり熱伝導の小さいものが好ましく、例えば、薄い鉄
板，ステンレス板，アルミニウム板等を用いることがで
きる。

【００９８】また、少なくとも乾式シリカと粉末状カー
ボン材料と無機繊維材料を含む成形体を用いることによ
り、断熱効果は大きく向上する。

【００９９】また、本発明の冷凍機器は、冷媒として可
燃性冷媒を用いている。

【０１００】可燃性冷媒とは、特に指定するものではな
く、イソブタン，ｎ−ブタン，プロパン，アンモニア等
であるが、冷却能力の点からイソブタンが特に望まし
い。

【０１０１】可燃性冷媒を使用する際、冷蔵庫の断熱材
として主材料が難燃性の乾式シリカと無機繊維材料を用
いた真空断熱材を使用することにより、冷蔵庫外部から
の類焼に対する断熱材の難燃化を向上させ、安全性を高
めることができる。この場合、冷蔵庫外側面に難燃性の
真空断熱材を配置することにより、さらに外部からの類
焼に対する安全性を高めることができる。

【０１０２】また、冷凍機器は、動作温度帯である−３
０℃から常温で断熱を必要とする機器の代表として示し
たものであり、例えば冷凍冷蔵庫，クーラーボックス等
にも使用できる。また自動販売機などの、より高温まで
の範囲で温冷熱を利用した機器を指す。またガス機器、
あるいは動力を必要としない機器も含むものである。

【０１０３】また、本発明は、少なくとも平均一次粒子
径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μ
ｍ以下の無機繊維材料とを含む成形体と、ガスバリア性
を有する外被材とからなる真空断熱材を具備した電気湯
沸かし器である。

【０１０４】前記真空断熱材は、例えば電気湯沸かし器
の外容器と貯湯容器の間、あるいは蓋部等に用いること
により、効果的に断熱ができる。

【０１０５】薄型が可能なため、外容器を小さくでき
る、あるいは優れた省エネルギー効果を示す。

【０１０６】また、異形化が可能なため、蓋部にも利用
できるのである。

【０１０７】また、少なくとも乾式シリカと粉末状カー
ボン材料と繊維材料を含む成形体を用いることにより、
断熱効果は大きく向上する。

【０１０８】また、本発明の電気湯沸かし器は、動作温
度帯である常温から１００℃付近までの範囲で断熱を必
要とする機器の代表として記したものであり、例えば、
炊飯器，食器乾燥機，生ゴミ処理機などにも同様に利用
できるものである。また、電気機器に限ったものではな
く、ガス機器なども含むものである。

【０１０９】また、少なくとも平均一次粒子径が１００
ｎｍ以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μｍ以下の無
機繊維材料とを含む成形体と、ガスバリア性を有する外
被材とからなる真空断熱材を具備したオーブンレンジで
ある。

【０１１０】オーブンレンジのオーブン壁と外壁とを断
熱することにより、優れた省エネ効果を示すとともに、
オーブンレンジの小型化を図ることができる。

【０１１１】また、少なくとも乾式シリカと粉末状カー
ボン材料と繊維材料を含む成形体を用いることにより、
断熱効果は大きく向上する。また、本発明のオーブンレ
ンジは、動作温度帯である常温から２５０℃付近までの
範囲で断熱を必要とする機器の代表として記したもので
あり、例えば、トースター，ホームベーカリーなどにも
同様に利用できるものである。また、電気機器に限った
ものではなく、ガス機器なども含むものである。

【０１１２】また、さらに高温域である燃料電池等にも
使用することが可能である。

【０１１３】以下、本発明の実施の形態について図を参
照しながら説明する。

【０１１４】（実施の形態１）図１は本発明の一実施の
形態における真空断熱材の断面図である。

【０１１５】１は真空断熱材、２は成形体であり、粉末
３、および繊維材料４を混合して成形体としたものであ
る。

【０１１６】また、成形体２を外被材５中に挿入し、内
部を減圧として密封し、真空断熱材１としている。

【０１１７】成形体２は、平均一次粒子径７ｎｍの乾式
シリカ９０ｗｔ％と、平均繊維径７μｍのグラスウール
１０ｗｔ％をカッターミルにて均一混合し、成形型に入
れ、プレス圧１．２Ｎ／ｍｍ²にて加圧し成型した。こ
のときの成形体２の成形密度は大気圧下で１９０ｋｇ／
ｍ³であり、大気圧下での熱伝導率は、０．０２６Ｗ／
ｍＫであった。また、成形体２の曲げ強度を測定した結
果、０．２１Ｎ／ｍｍ ²であった。

【０１１８】このようにして作製した成形体２を１１０
℃の乾燥炉で１時間乾燥し、外被材５中に挿入し、内部
を２０Ｐａまで減圧し封止した。

【０１１９】外被材５の構成は、両面とも、表面保護層
がポリエチレンテレフタレート（１２μｍ）、中間部が
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物（１５
μｍ）の内側にアルミニウム蒸着を施したフィルム層，
熱シール層が高密度ポリエチレン（５０μｍ）である。

【０１２０】外被材５は４方シールで作製しており、周
辺部にはひれ部６が発生した。

【０１２１】以上のような真空断熱材１の熱伝導率は、
平均温度２４℃にて０．００６２Ｗ／ｍＫであった。

【０１２２】また、寸法安定性を確認するため、外被材
挿入前の成形体の厚みＤ１と、真空断熱材作製後の厚み
Ｄ２を測定し、厚み変化率ΔＴ＝（Ｄ２−Ｄ１）×１０
０／Ｄ１を求めた。結果、ΔＴ＝２％であった。

【０１２３】これらの結果を表１に示す。

【０１２４】（実施の形態２）図１は本発明の一実施の
形態における真空断熱材の断面図である。

【０１２５】１Ａは真空断熱材、２Ａは成形体であり、
平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカ８５．５ｗｔ％と、
平均粒子径４２ｎｍのカーボンブラック４．５ｗｔ％を
混合した粉末３Ａ、および繊維材料４として平均繊維径
７μｍのグラスウール１０ｗｔ％とを混合して成形した
ものである。

【０１２６】粉末３Ａをカッターミルで混合した後、さ
らに繊維材料４を加えて混合し、成形型に入れ、プレス
圧１．２Ｎ／ｍｍ²にて加圧し成型した。このときの成
形体２Ａの成形密度は大気圧下で１９０ｋｇ／ｍ³であ
り、大気圧下での熱伝導率は、０．０２２Ｗ／ｍＫであ
った。これは静止電気に勝る熱伝導率であり、この成形
体を真空断熱材とせず、常圧下でそのまま用いても断熱
効果がある。

【０１２７】また、成形体２Ａの曲げ強度を測定した結
果、０．２１Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１２８】このようにして作製した成形体２Ａを１１
０℃の乾燥炉で１時間乾燥し、外被材５中に挿入し、内
部を２０Ｐａまで減圧し封止した。外被材５は、実施の
形態１と同じ仕様のものを使用した。

【０１２９】以上のような真空断熱材１Ａの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００５Ｗ／ｍＫであった。

【０１３０】また、寸法安定性を確認するため、外被材
挿入前の成形体の厚みＤ１と、真空断熱材作製後の厚み
Ｄ２を測定し、厚み変化率ΔＴ＝（Ｄ２−Ｄ１）×１０
０／Ｄ１を求めた。結果、ΔＴ＝２％であった。

【０１３１】この評価結果を表１に示す。

【０１３２】実施の形態１記載の真空断熱材１と比較し
て、カーボンブラックを添加したことにより、熱伝導率
が大幅に低減された。

【０１３３】（実施の形態３）図１は本発明の一実施の
形態における真空断熱材の断面図である。

【０１３４】１Ｂは真空断熱材、２Ｂは成形体であり、
平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカ８５．５ｗｔ％と、
平均粒子径６０ｎｍの酸化チタン４．５ｗｔ％を混合し
た粉末３Ｂ、および繊維材料４として平均繊維径７μｍ
のグラスウール１０ｗｔ％とを混合して成形体としたも
のである。

【０１３５】粉末３Ｂをカッターミルで混合した後、さ
らに繊維材料４を加えて混合し、成形型に入れ、プレス
圧１．２Ｎ／ｍｍ²にて加圧し成型した。このときの成
形体２Ｂの成形密度は大気圧下で１８０ｋｇ／ｍ³であ
り、大気圧下での熱伝導率は、０．０２５Ｗ／ｍＫであ
った。

【０１３６】また、成形体２Ｂの曲げ強度を測定した結
果、０．２Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１３７】このようにして作製した成形体２Ｂを１１
０℃の乾燥炉で１時間乾燥し、外被材５中に挿入し、内
部を２０Ｐａまで減圧し封止した。外被材５は、実施の
形態１と同じ仕様のものを使用した。

【０１３８】以上のような真空断熱材１Ｂの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００６２Ｗ／ｍＫであっ
た。

【０１３９】また、寸法安定性を確認するため、外被材
挿入前の成形体の厚みＤ１と、真空断熱材作製後の厚み
Ｄ２を測定し、厚み変化率ΔＴ＝（Ｄ２−Ｄ１）×１０
０／Ｄ１を求めた。結果、ΔＴ＝２％であった。

【０１４０】この評価結果を表１に示す。

【０１４１】実施の形態１記載の真空断熱材１と比較し
て、酸化チタン添加により固形化強度に差はないが、熱
伝導率低減効果はほとんどない。

【０１４２】（実施の形態４）図１は本発明の一実施の
形態における真空断熱材の断面図である。

【０１４３】１Ｃは真空断熱材、２Ｃは成形体であり、
粉末３として平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカ９０ｗ
ｔ％、繊維材料４Ａとして平均繊維径０．８μｍのグラ
スウール１０ｗｔ％を混合して成形したものである。

【０１４４】成形体２Ｃは、実施の形態１にて示した方
法と同じ製造方法で作製した。このときの成形体２Ｃの
成形密度は大気圧下で１８０ｋｇ／ｍ³であり、大気圧
下での熱伝導率は、０．０２５Ｗ／ｍＫであった。

【０１４５】また、成形体２Ｃの曲げ強度を測定した結
果、０．２４Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１４６】また、真空断熱材１Ｃは、成形体２Ｃを用
いて実施の形態１にて示した方法と同じ製造方法で作製
した。外被材５も同じ仕様のものを使用した。

【０１４７】以上のような真空断熱材１Ｃの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００５７Ｗ／ｍＫであっ
た。また、厚み変化率は１％であった。

【０１４８】この評価結果を表１に示す。

【０１４９】実施の形態１記載の真空断熱材１と比較し
て、繊維材料の繊維径を微細にしたことにより熱伝導
率，曲げ強度，厚み変化率ともに向上した。

【０１５０】（実施の形態５）図１は本発明の一実施の
形態における真空断熱材の断面図である。

【０１５１】１Ｄは真空断熱材、２Ｄは成形体であり、
平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカ８５．５ｗｔ％と、
平均粒子径４２ｎｍのカーボンブラック４．５ｗｔ％を
混合した粉末３Ａ、および平均繊維径０．８μｍのグラ
スウール４Ａ １０ｗｔ％とを混合して成形したもので
ある。

【０１５２】成形体２Ｄは、実施の形態２にて示した方
法と同じ製造方法で作製した。このときの成形体２Ｄの
成形密度は大気圧下で１８０ｋｇ／ｍ³であり、大気圧
下での熱伝導率は、０．０２Ｗ／ｍＫであった。

【０１５３】また、成形体２Ｄの曲げ強度を測定した結
果、０．２５Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１５４】また、真空断熱材１Ｄは、成形体２Ｄを用
いて実施の形態２にて示した方法と同じ製造方法で作製
した。外被材５も同じ仕様のものを使用した。

【０１５５】以上のような真空断熱材１Ｄの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００４４Ｗ／ｍＫであっ
た。また、厚み変化率は１％であった。

【０１５６】この評価結果を表１に示す。

【０１５７】実施の形態１記載の真空断熱材１と比較し
て、カーボンブラックを添加し、さらに繊維材料の繊維
径を微細にしたことにより、熱伝導率，曲げ強度，厚み
変化率ともに大幅に向上した。

【０１５８】（実施の形態６）図１は本発明の一実施の
形態における真空断熱材の断面図である。

【０１５９】１Ｅは真空断熱材、２Ｅは成形体であり、
平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカ８５．５ｗｔ％と、
平均粒子径４２ｎｍのカーボンブラック４．５ｗｔ％を
混合した粉末３Ａ、および繊維材料４Ａとして平均繊維
径０．８μｍのグラスウール１０ｗｔ％とを混合して成
形したものである。

【０１６０】成形体２Ｅは、プレス圧を０．４Ｎ／ｍｍ
²とした以外は実施の形態２にて示した方法と同じ製造
方法で作製した。このときの成形体２Ｅの成形密度は大
気圧下で１４０ｋｇ／ｍ³であり、大気圧下での熱伝導
率は、０．０２Ｗ／ｍＫであった。

【０１６１】また、成形体２Ｅの曲げ強度を測定した結
果、０．１４Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１６２】また、真空断熱材１Ｅは、成形体２Ｅを用
いて実施の形態２にて示した方法と同じ製造方法で作製
した。外被材５も同じ仕様のものを使用した。

【０１６３】以上のような真空断熱材１Ｅの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００４２Ｗ／ｍＫであっ
た。また、厚み変化率は３％であった。

【０１６４】この評価結果を表１に示す。

【０１６５】実施の形態５記載の真空断熱材１Ｄと比較
して、プレス圧を低下させることにより、熱伝導率は改
善されるが、曲げ強度は低下した。

【０１６６】（実施の形態７）図２は本発明の一実施の
形態における真空断熱材の断面図である。

【０１６７】１Ｆは真空断熱材、２Ｆは成形体であり、
平均一次粒子径５６ｎｍの乾式シリカ８５．５ｗｔ％と
平均粒子径４２ｎｍのカーボンブラック９．５ｗｔ％を
混合した粉末３Ｃ、および平均繊維径７μｍのグラスウ
ールからなる繊維材料４を５ｗｔ％とを混合して成形し
たものである。

【０１６８】乾式シリカとカーボンブラックとグラスウ
ールをカッターミルで同時に混合し、成形型に入れ、プ
レス圧１．２Ｎ／ｍｍ²にて加圧し成型した。

【０１６９】このときの成形体２Ｆの成形密度は大気圧
下で１８０ｋｇ／ｍ³であり、大気圧下での熱伝導率
は、０．０２１Ｗ／ｍＫであった。

【０１７０】また、成形体２Ｆの曲げ強度を測定した結
果、０．２１Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１７１】このようにして作製した成形体２Ｆを１１
０℃の乾燥炉で１時間乾燥し、吸着剤７とともに外被材
５Ａ中に挿入し、内部を２０Ｐａまで減圧し封止した。

【０１７２】外被材５Ａの構成は、片面は、最外層にナ
イロンフィルム（１５μｍ）、表面保護層としてポリエ
チレンテレフタレート（１２μｍ）、中間部にはアルミ
ニウム箔（６μｍ）、熱シール層が高密度ポリエチレン
（５０μｍ）からなるラミネートフィルム、もう一方の
面は、最外層にナイロンフィルム（１５μｍ）、表面保
護層がポリエチレンテレフタレート（１２μｍ）、中間
部がエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物
（１５μｍ）の内側にアルミニウム蒸着を施したフィル
ム層、熱シール層が高密度ポリエチレン（５０μｍ）か
らなるラミネートフィルムである。

【０１７３】吸着剤７は粒状酸化カルシウムからなる水
分吸着剤を透湿性のある袋に入れたものである。

【０１７４】以上のような真空断熱材１Ｆの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００４９Ｗ／ｍＫであっ
た。また、厚み変化率は１％であった。

【０１７５】この評価結果を表１に示す。

【０１７６】実施の形態２記載の真空断熱材１Ａと比較
して、粒径増大により粉末の熱伝導率悪化するも、繊維
材料の添加量減少により真空断熱材１Ａと同等の熱伝導
率をもつ。

【０１７７】また、吸着剤７を添加することにより経時
的な信頼性が向上した。

【０１７８】（実施の形態８）図１は本発明の一実施の
形態における真空断熱材の断面図である。

【０１７９】１Ｇは真空断熱材、２Ｇは成形体であり、
平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカ６４ｗｔ％と、平均
粒子径３０ｎｍのカーボンブラック１６ｗｔ％を混合し
た粉末３Ｄ、および平均繊維径１．１μｍのシリカアル
ミナ繊維１０ｗｔ％と平均繊維径８μｍのグラスウール
１０ｗｔ％とを混合した繊維材料４Ｂを混合して成形し
たものである。

【０１８０】成形体２Ｇは、プレス圧を１．５Ｎ／ｍｍ
²とした以外は実施の形態２にて示した方法と同じ製造
方法で作製した。このときの成形体２Ｇの成形密度は大
気圧下で２００ｋｇ／ｍ³であり、大気圧下での熱伝導
率は、０．０２２Ｗ／ｍＫであった。

【０１８１】また、成形体２Ｇの曲げ強度を測定した結
果、０．２３Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１８２】このようにして作製した成形体２Ｇを１１
０℃の乾燥炉で１時間乾燥し、外被材５Ｂ中に挿入し、
内部を２０Ｐａまで減圧し封止した。

【０１８３】ただし、外被材５Ｂは、片面が最外層にナ
イロン（１２μｍ）、中間部がポリエチレンナフタレー
ト（１２μｍ）の内側にアルミニウム蒸着を施したフィ
ルム層、およびその内側にエチレン−ビニルアルコール
共重合体樹脂フィルム（１２μｍ）の外側にアルミニウ
ム蒸着を施したフィルム層、熱シール層がポリプロピレ
ン（５０μｍ）であり、もう片方が最外層にナイロン
（１２μｍ）、表面保護層がポリエチレンテレフタレー
ト（１２μｍ）、中間部がアルミニウム箔（６μｍ）、
熱シール層がポリプロピレン（５０μｍ）で構成されて
いる。

【０１８４】以上のような真空断熱材１Ｇの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００５０Ｗ／ｍＫであっ
た。また、厚み変化率は１％であった。

【０１８５】この評価結果を（表１）に示す。

【０１８６】

【表１】

【０１８７】実施の形態２記載の真空断熱材１Ａと比較
して、繊維径微細化による熱伝導率低減および繊維径増
大によるコスト削減のバランスを考慮して繊維をブレン
ドして用い、またプレス圧を増大することにより、熱伝
導率は同等であるが、曲げ強度，厚み変化率ともに優れ
た真空断熱材となっている。

【０１８８】（実施の形態９）図３は本発明の一実施の
形態におけるノート型コンピュータの断面図である。

【０１８９】ノート型コンピュータ８は、装置内部のメ
インボード９上の発熱部１０と装置ケース１１底部との
間を遮断する、真空断熱材１Ｄと、放熱板１２とを具備
することを特徴とする。

【０１９０】真空断熱材１Ｄの材料，作製方法は実施の
形態５と同様である。

【０１９１】真空断熱材１Ｄ中の成形体のサイズは６０
×６０×１ｍｍである。

【０１９２】真空断熱材１Ｄの周辺に発生する外被材５
のひれ部６は折り曲げ、折り曲げたひれ部を有する面を
放熱板１２の方に設けている。

【０１９３】真空断熱材１Ｄを図３のようにノート型コ
ンピュータに充填し、底面の温度を測定したところ、真
空断熱材を装着しないノート型コンピュータよりも５℃
低下しており、断熱効果を確認した。また、加速試験に
よる断熱材の劣化を評価したが、１０年経過条件での断
熱性能の劣化は確認できなかった。

【０１９４】（実施の形態１０）図４は本発明の一実施
の形態における冷凍冷蔵庫の断面図である。

【０１９５】冷蔵庫１３は、ＡＢＳ樹脂からなる内箱１
４と、鋼板からなる外箱１５とで構成される箱体内部に
真空断熱材１Ｆを配設し、真空断熱材１Ｆ以外の空間部
を硬質ウレタンフォーム１６で発泡充填している。

【０１９６】また、１７は機械室で、１８は圧縮機であ
る。冷媒はフロン１３４ａを使用している。また、機械
室１７と庫内との間にも真空断熱材１Ｆを配設してい
る。

【０１９７】真空断熱材１Ｆは実施の形態７に示したも
のと同様の構成である。

【０１９８】真空断熱材１Ｆの周辺に発生する外被材５
Ａのひれ部６Ａはアルミニウム箔の方に折り曲げ、蒸着
面が外箱１５側となるように、両面テープにて貼付して
いる。

【０１９９】このように構成された冷蔵庫の消費電力量
を測定したところ、真空断熱材を装着しない冷蔵庫より
も１０％低下しており、断熱効果を確認した。また、加
速試験による断熱材の劣化を評価したが、１０年経過条
件での断熱性能の劣化は確認できなかった。

【０２００】（実施の形態１１）図４は本発明の一実施
の形態における冷凍機器の代表例である冷凍冷蔵庫の断
面図である。

【０２０１】冷蔵庫１３Ａは、ＡＢＳ樹脂からなる内箱
１４と、鋼板からなる外箱１５とで構成される箱体内部
に真空断熱材１Ｆを配設し、真空断熱材１Ｆ以外の空間
部を硬質ウレタンフォーム１６で発泡充填している。

【０２０２】また、１７は機械室で、１８は圧縮機であ
る。機械室１７と庫内との間にも真空断熱材１Ｆを配設
している。

【０２０３】また、冷媒はイソブタンを使用している。

【０２０４】真空断熱材１Ｆは実施の形態７に示したも
のと同様の構成である。

【０２０５】真空断熱材１Ｆの周辺に発生する外被材５
Ａのひれ部６Ａはアルミニウム箔の方に折り曲げ、蒸着
面が外箱１５側となるように、両面テープにて貼付して
いる。

【０２０６】このような構成の冷蔵庫１３Ａは、無機材
料を用いた真空断熱材を使用していることから、発泡樹
脂体だけを用いた断熱材よりも結果的に難燃性は改善さ
れている。

【０２０７】また、このような構成により、発泡樹脂体
の使用量を低減でき、また断熱性能が改善されるため断
熱箱体の薄壁化も可能となるので、結果的に使用されて
いる発泡樹脂体の総量をさらに低減することができる。

【０２０８】したがって、万一断熱材に外部から類焼し
た場合でも、使用される発泡樹脂体の量が減少すること
から有機ガスの発生量が少なくなり、より安全性の高い
冷蔵庫１３Ａを得ることができた。

【０２０９】（実施の形態１２）図５は本発明の一実施
の形態における電気湯沸かし器の断面図である。

【０２１０】電気湯沸かし器１９は、外容器２０と、貯
湯容器２１と、蓋体２２と、加熱器２３と、貯湯容器周
囲および蓋体部の真空断熱材１Ｇとから構成される。

【０２１１】真空断熱材１Ｇは、実施の形態８で使用し
たものと同様の構成である。

【０２１２】真空断熱材に用いる成形体を固形化し、異
形化を可能としたことから、蓋体にも真空断熱材を使用
できるのである。

【０２１３】また、貯湯容器２２周囲に配設した真空断
熱材１Ｇは、アルミニウム蒸着を施した面を貯湯容器側
とし、真空断熱材１Ｇの上下のひれ部は貯湯容器と逆側
に折り曲げてテープで固定している。

【０２１４】以上のように構成された電気湯沸かし器の
消費電力量を測定したところ、真空断熱材を装着しない
電気湯沸かし器よりも４０％低下しており、断熱効果を
確認した。また、加速試験による断熱材の劣化を評価し
たが、１０年経過条件での断熱性能の劣化は確認できな
かった。

【０２１５】（実施の形態１３）図６は本発明の一実施
の形態におけるオーブンレンジの断面図である。

【０２１６】オーブンレンジ２４は、外壁２５，オーブ
ン壁２６，誘電加熱手段２７，電力変換器２８，高周波
磁界発生手段２９，グラスウール断熱材３０，および、
真空断熱材１Ｄを具備している。

【０２１７】真空断熱材１Ｄは、実施の形態４で使用し
たものと同様の構成である。

【０２１８】以上のような構成のオーブンレンジの消費
電力量を測定したところ、真空断熱材を装着しないオー
ブンレンジよりも４０％低下しており、断熱効果を確認
した。また、加速試験による断熱材の劣化を評価した
が、１０年経過条件での断熱性能の劣化は確認できなか
った。

【０２１９】（比較例１）図７は本発明の一実施の形態
における真空断熱材の断面図である。

【０２２０】１ａは真空断熱材、２ａは成形体であり、
粉末３ａおよび繊維材料４とを混合して成形体としたも
のである。

【０２２１】また、成形体２ａを外被材５中に挿入し、
内部を減圧として密封し、真空断熱材１ａとしている。

【０２２２】成形体２ａは、粉末３ａとして平均二次粒
子径１５０ｎｍの乾式シリカ９０ｗｔ％、および繊維材
料４として平均繊維径７μｍのグラスウール１０ｗｔ％
とをカッターミルにて均一混合し、成形型に入れ、プレ
ス圧１．２Ｎ／ｍｍ²にて加圧し成型したものである。

【０２２３】このようにして作製した成形体であるが、
非常にもろく、手に持つと一部崩れ、粉立ちも激しかっ
た。

【０２２４】この成形体２ａの成形密度は大気圧下で２
５０ｋｇ／ｍ³であり、大気圧下での熱伝導率は、０．
０３２Ｗ／ｍＫであった。また、成形体２ａの曲げ強度
を測定した結果、０．０３Ｎ／ｍｍ²であった。

【０２２５】以上のような成形体２ａを１１０℃の乾燥
炉で１時間乾燥し、プラスチック板の上にのせて外被材
５中に慎重に挿入し、プラスチック板を取り出して内部
を２０Ｐａまで減圧し封止した。外被材５は、実施の形
態１と同じ仕様のものを使用した。

【０２２６】以上のような真空断熱材１ａの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００６８Ｗ／ｍＫであっ
た。

【０２２７】また、厚み変化率は７％であり、表面性も
悪かった。

【０２２８】したがって、パソコンなど薄型の真空断熱
材を必要とする機器には適用できなかった。

【０２２９】この真空断熱材の評価結果を表２に示す。

【０２３０】実施の形態１記載の真空断熱材と比較し
て、粒子径の大きな粉末を用いているため、成形体とな
りにくく、曲げ強度も小さかった。

【０２３１】（比較例２）図７は本発明の一実施の形態
における真空断熱材の断面図である。

【０２３２】１ｂは真空断熱材、２ｂは成形体であり、
平均一次粒子径１２０ｎｍの湿式シリカ８５．５ｗｔ％
と、平均粒子径４２ｎｍのカーボンブラック４．５ｗｔ
％を混合した粉末３ｂ、および繊維材料４として平均繊
維径７μｍのグラスウール１０ｗｔ％とを混合して成形
したものである。

【０２３３】粉末３ｂをカッターミルで混合した後、さ
らに繊維材料４を加えて混合し、成形型に入れ、プレス
圧１．２Ｎ／ｍｍ²にて加圧し成型した。

【０２３４】このようにして作製した成形体であるが、
非常にもろく、手に持つと一部崩れ、粉立ちも激しかっ
た。

【０２３５】この成形体２ｂの成形密度は大気圧下で２
５０ｋｇ／ｍ³であり、大気圧下での熱伝導率は、０．
０２８Ｗ／ｍＫであった。また、成形体２ｂの曲げ強度
を測定した結果、０．０３Ｎ／ｍｍ²であった。

【０２３６】以上のような成形体２ｂを１１０℃の乾燥
炉で１時間乾燥し、プラスチック板の上にのせて外被材
５中に慎重に挿入し、プラスチック板を取り出して内部
を２０Ｐａまで減圧し封止した。外被材５は、実施の形
態１と同じ仕様のものを使用した。

【０２３７】以上のような真空断熱材１ｂの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００５３Ｗ／ｍＫであっ
た。

【０２３８】また、厚み変化率は７％であり、表面性も
悪かった。

【０２３９】この評価結果を表２に示す。

【０２４０】実施の形態２記載の真空断熱材１Ａと比較
して、粒子径の大きな粉末を用いているため、成形体と
なりにくく、曲げ強度も小さかった。

【０２４１】（比較例３）図７は本発明の一実施の形態
における真空断熱材の断面図である。

【０２４２】１ｃは真空断熱材、２ｃは成形体であり、
平均一次粒子径７ｎｍの乾式シリカ４５ｗｔ％と平均一
次粒子径１３０ｎｍの湿式シリカ４５ｗｔ％を混合した
粉末３ｃ、および繊維材料４として平均繊維径７μｍの
グラスウール１０ｗｔ％とを混合して成形したものであ
る。

【０２４３】粉末３ｃをカッターミルで混合した後、さ
らに繊維材料４を加えて混合し、成形型に入れ、プレス
圧１Ｎ／ｍｍ²にて加圧し成型した。

【０２４４】このようにして作製した成形体であるが、
非常にもろく、手に持つと一部崩れ、粉立ちも激しかっ
た。

【０２４５】この成形体２ｃの成形密度は大気圧下で２
３０ｋｇ／ｍ³であり、大気圧下での熱伝導率は、０．
０２８Ｗ／ｍＫであった。また、成形体２ｃの曲げ強度
を測定した結果、０．０５Ｎ／ｍｍ²であった。

【０２４６】以上のような成形体２ｃを１１０℃の乾燥
炉で１時間乾燥し、プラスチック板の上にのせて外被材
５中に慎重に挿入し、プラスチック板を取り出して内部
を２０Ｐａまで減圧し封止した。外被材５は、実施の形
態１と同じ仕様のものを使用した。

【０２４７】以上のような真空断熱材１ｃの熱伝導率
は、平均温度２４℃にて０．００６４Ｗ／ｍＫであっ
た。また、厚み変化率は６％であり、表面性も悪かっ
た。

【０２４８】この評価結果を（表２）に示す。

【０２４９】

【表２】

【０２５０】実施の形態１記載の真空断熱材１と比較し
て、粒子径の大きな湿式シリカをブレンドしているた
め、成形体となりにくく、曲げ強度も小さかった。

【０２５１】

【発明の効果】以上のように、本発明の真空断熱材は、
少なくとも平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の乾式シリ
カと、平均繊維径１０μｍ以下の無機繊維材料とを含む
成形体を用いている。

【０２５２】一般的なシリカ粉末と繊維材料とでは混合
撹拌して圧縮成形しても成形体とはなりにくいが、今
回、平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと平
均繊維径１０μｍ以下の無機繊維材料と混合・圧縮成形
することにより、強固な成形体を得ることを見出したの
である。さらに、粉立ちも少なく、可とう性も有するこ
とをも見出したのである。

【０２５３】また、粒子径の非常に小さい乾式シリカを
用いているため、粒子間の空隙間距離が小さく、気体熱
伝導の影響が小さくなり、高断熱性能を有する真空断熱
材を得ることができる。

【０２５４】また、本発明は乾式シリカに粉末状カーボ
ン材料を混合した成形体を真空断熱材に用いており、従
来のシリカ成形体を用いた真空断熱材よりも断熱性能は
格段に向上する。

【０２５５】また、本発明は、少なくとも平均一次粒子
径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと、粉末状カーボン材
料と、平均繊維径１μｍ以下の無機繊維材料とを含む成
形体を用いている。

【０２５６】このような成形体を用いることにより、強
固な成形体でありながら非常に断熱性能に優れた真空断
熱材を得ることができるのである。

【０２５７】また、本発明は、乾式シリカと無機繊維材
料を混合するステップと、これを型枠に入れ０．５Ｎ／
ｍｍ²以上の圧力で加圧成形することにより成形体を得
るステップと、前記成形体をガスバリア性を有する外被
材中に挿入し、内部を減圧状態として密封するステップ
とを有することを特徴とする真空断熱材の製造方法であ
る。

【０２５８】混合と加圧成形という簡単な手段で成形体
を得ることができるため、生産性にも優れたものを提供
するのである。

【０２５９】さらに、０．５Ｎ／ｍｍ²以上の圧力で加
圧成形することにより手で持っても崩れることのない作
業性に優れた成形体を得ることが容易になるのである。

【０２６０】また、本発明は、乾式シリカに粉末状カー
ボン材料を均一分散させると同時あるいはその後に、無
機繊維材料を添加，混合するステップと、これを型枠に
入れ０．５Ｎ／ｍｍ²以上の圧力で加圧成形することに
より成形体を得るステップと、前記成形体をガスバリア
性を有する外被材中に挿入し、内部を減圧状態として密
封するステップとを有することを特徴とする真空断熱材
の製造方法である。

【０２６１】乾式シリカに粉末状カーボン材料を添加す
ることにより、乾式シリカのみを用いた真空断熱材より
もさらに高性能な真空断熱材を得るのであるが、粉末状
カーボン材料添加という簡単な作業だけで高性能化を図
ることができるのである。

【０２６２】以上のように、強固な固形状態を有し、粉
立ちが少ない成形体を用いることにより、作業性や取り
扱い性に優れた真空断熱材を得ることができる。

【０２６３】また、強固な成形体であるため、薄肉化が
可能であるとともに、大気圧中の厚みと減圧封止後の厚
みとの差が小さく寸法安定性に優れた真空断熱材を得る
ことができる。

【０２６４】これらによりノート型パソコン等、容積が
小さく薄型である機器について断熱性能を要求される場
合でも、本発明による真空断熱材を用いることにより断
熱を可能とするのである。

【０２６５】例えばノート型パソコンに本発明の真空断
熱材を用いて断熱することにより、省エネ、装置の小型
化に加え、コンピュータ内部の発熱する基板からの装置
ケースへの熱伝達を抑制することが可能となり、装置表
面の温度上昇を抑え利用者に不快感を与えることがない
のである。

【０２６６】また、冷凍機器，電気湯沸かし器，オーブ
ンレンジ等についても、さらなる薄壁化，省エネを可能
とする。

【０２６７】特に、地球温暖化問題により、冷凍冷蔵庫
の冷媒として可燃性冷媒を用いることが検討されている
が、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫箱体に、難燃性の高い断
熱材として主材料が乾式シリカと無機繊維材料とからな
る成形体を用いることは、発泡樹脂体だけを用いた断熱
材よりも難燃性は改善され、結果的に冷凍冷蔵庫の難燃
性は向上する。したがって、安全性の高い冷凍冷蔵庫を
得る手段にもなるのである。

【０２６８】また、これまで真空断熱材を適用できなか
った薄肉部、あるいは複雑な形状をした箇所、例えば電
気湯沸かし器の蓋部等にも真空断熱材を用いることが可
能となり、様々な用途において真空断熱材による断熱を
可能とするのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における真空断熱材の断
面図

【図２】本発明の一実施の形態における真空断熱材の断
面図

【図３】本発明の一実施の形態におけるノート型コンピ
ュータの断面図

【図４】本発明の一実施の形態における冷蔵庫の断面図

【図５】本発明の一実施の形態における電気湯沸かし器
の断面図

【図６】本発明の一実施の形態におけるオーブンレンジ
の断面図

【図７】本発明の一比較例における真空断熱材の断面図

【符号の説明】

１ 真空断熱材 ２ 成形体 ３ 粉末 ４ 繊維材料 ５ 外被材 ６ ひれ部 ７ 吸着剤 ８ ノート型コンピュータ ９ メインボード １０ 発熱部 １１ 装置ケース １２ 放熱板 １３ 冷蔵庫 １４ 内箱 １５ 外箱 １６ 硬質ウレタンフォーム １７ 機械室 １８ 圧縮機 １９ 電気湯沸かし器 ２０ 外容器 ２１ 貯湯容器 ２２ 蓋体 ２３ 加熱器 ２４ オーブンレンジ ２５ 外壁 ２６ オーブン壁 ２７ 誘電加熱手段 ２８ 電力変換器 ２９ 高周波磁界発生手段 ３０ グラスウール断熱材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｄ 23/06 Ｆ２５Ｄ 23/06 Ｖ Ｇ０６Ｆ 1/20 Ｇ０６Ｆ 1/00 ３６０Ｃ ３６０Ｂ Ｆターム(参考） 3H036 AA08 AA09 AB12 AB15 AB23 AB24 AB28 AC01 3L086 AA02 BA01 DA27 3L102 JA01 MB15 MB23 MB24 4B002 AA12 AA21 BA22 CA32 4B055 AA35 BA27 CB17 FB02 FB04 FB05 FB34 FC11

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎｍ
   以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μｍ以下の無機繊
   維材料とを含む成形体と、この成形体を覆い内部を減圧
   したガスバリア性を有する外被材とからなる真空断熱
   材。
2. 【請求項２】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎｍ
   以下の乾式シリカと、粉末状カーボン材料と、平均繊維
   径１０μｍ以下の無機繊維材料とを含む成形体と、この
   成形体を覆い内部を減圧したガスバリア性を有する外被
   材とからなる真空断熱材。
3. 【請求項３】 乾式シリカと無機繊維材料を混合するス
   テップと、これを型枠に入れ０．５Ｎ／ｍｍ以上の圧力
   で加圧成形することにより成形体を得るステップと、前
   記成形体をガスバリア性を有する外被材中に挿入し、内
   部を減圧状態として密封するステップとを有することを
   特徴とする真空断熱材の製造方法。
4. 【請求項４】 乾式シリカに粉末状カーボン材料を均一
   分散させると同時あるいはその後に、無機繊維材料を添
   加，混合するステップと、これを型枠に入れ０．５Ｎ／
   ｍｍ²以上の圧力で加圧成形することにより成形体を得
   るステップと、前記成形体をガスバリア性を有する外被
   材中に挿入し、内部を減圧状態として密封するステップ
   とを有することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
5. 【請求項５】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎｍ
   以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μｍ以下の繊維材
   料とを含む成形体と、ガスバリア性を有する外被材とか
   らなる真空断熱材を具備したノート型コンピュータ。
6. 【請求項６】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎｍ
   以下の乾式シリカと、粉末状カーボン材料と、平均繊維
   径１０μｍ以下の無機繊維材料とを含む成形体と、ガス
   バリア性を有する外被材とからなる真空断熱材を具備し
   たノート型コンピュータ。
7. 【請求項７】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎｍ
   以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μｍ以下の無機繊
   維材料とを含む成形体と、ガスバリア性を有する外被材
   とからなる真空断熱材を具備した冷凍機器。
8. 【請求項８】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎｍ
   以下の乾式シリカと、粉末状カーボン材料と、平均繊維
   径１０μｍ以下の無機繊維材料とを含む成形体と、ガス
   バリア性を有する外被材とからなる真空断熱材を具備し
   た冷凍機器。
9. 【請求項９】 冷媒として可燃性冷媒を使用しているこ
   とを特徴とする請求項７あるいは請求項８に記載の冷凍
   機器。
10. 【請求項１０】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎ
    ｍ以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μｍ以下の無機
    繊維材料とを含む成形体と、ガスバリア性を有する外被
    材とからなる真空断熱材を具備した電気湯沸かし器。
11. 【請求項１１】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎ
    ｍ以下の乾式シリカと、粉末状カーボン材料と、平均繊
    維径１０μｍ以下の無機繊維材料とを含む成形体と、ガ
    スバリア性を有する外被材とからなる真空断熱材を具備
    した電気湯沸かし器。
12. 【請求項１２】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎ
    ｍ以下の乾式シリカと、平均繊維径１０μｍ以下の無機
    繊維材料とを含む成形体と、ガスバリア性を有する外被
    材とからなる真空断熱材を具備したオーブンレンジ。
13. 【請求項１３】 少なくとも平均一次粒子径が１００ｎ
    ｍ以下の乾式シリカと、粉末状カーボン材料と、平均繊
    維径１０μｍ以下の無機繊維材料とを含む成形体と、ガ
    スバリア性を有する外被材とからなる真空断熱材を具備
    したオーブンレンジ。