JP2003227594A - 真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空断熱パネルにおいて、使用済の発泡ポリウ
レタンのリサイクル率向上を図りつつ熱伝導率の向上及
び熱伝導率の経時劣化防止を図ると共に外観品質を優れ
たものとする。 【解決手段】廃ウレタン微粉砕物１４に少量のバインダ
ー剤を混練して形成したコア材１５と、超極細のガラス
短繊維材を層状に形成したガラス繊維層６とを積層して
ゲッタ剤４と共にガスバリア性フィルム２中に収納し、
これらを芯材１３としてガスバリア性フィルム２内を真
空封止して真空断熱パネル１１を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空断熱パネル及
びこれを用いた冷蔵庫に係り、特に廃ウレタンを微粉砕
して芯材に用いる真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵
庫に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境保護の観点から、冷蔵庫
の消費電力量削減及びリサイクル率の向上の必要性が高
まっている。

【０００３】冷蔵庫の消費電力は、庫内を冷却する冷凍
サイクルの効率と共に、庫内からの熱漏洩量に関係する
断熱材の断熱性能によってその大部分が決まる。そこ
で、冷蔵庫においては、消費電力量削減のために、断熱
材の性能向上を図る努力がなされつつある。

【０００４】また、冷蔵庫の断熱材としては、一般に、
リサイクルが難しいとされる熱硬化性樹脂の発泡ポリウ
レタンが用いられており、冷蔵庫が使用済みになった後
に回収される廃ウレタンの多くは埋立て処分されてい
る。一般的な冷蔵庫では、発泡ポリウレタンが冷蔵庫重
量に占める割合は約９％にもなっている。そこで、冷蔵
庫においては、リサイクル率を向上するために、廃ウレ
タンのマテリアルリサイクルに関する要素技術を構築
し、現在埋立て処分されている廃ウレタンのリサイクル
を図る努力がなされつつある。

【０００５】これらに関連する従来の真空断熱パネル及
びこれを用いた冷蔵庫としては、特開平１０−３００３
３１号公報に示されているように、優れた断熱性能を確
保し、取扱性及び強度的にも優れた真空断熱パネル及び
これを用いた冷蔵庫を得るために、アルミニュームをラ
ミネートしたガスバリア性フィルムによって内部を真空
に保持されると共に芯材によって形状を保持されてなる
真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫において、廃ウ
レタンの粉砕品と、熱反射率に優れる板状充填材と、こ
れらを接着するバインダー剤と、を含む混合物から成る
多孔体でコア材を構成し、このコア材を前述した芯材と
して用いるようにしたものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、係る従来技術
では、熱反射率に優れる板状充填材を用いて輻射による
伝熱量を抑制することが示されているが、板状充填材で
あるために板状充填材間の接触が面接触になって板状充
填材を介しての伝熱量が大きくなり、熱伝導率が大きく
なってしまうおそれがあるという課題があった。

【０００７】そこで、この板状充填材の接触を少なくす
るようにバインダー剤を多量に用いたコア材とすること
が考えられるが、その場合には、ウレタン粉砕品の連通
化が阻害されて十分な真空度が得られなくなると共に、
バインダー剤を介しての伝熱量が大きくなり、これらに
よって熱伝導率が大きくなってしまうおそれがあり、更
にはバインダー剤から徐々に放出されるガスにより熱伝
導率が経時劣化するおそれがあるという課題が生ずる。

【０００８】また、板状充填材を用いることなく少量の
バインダー剤を用いたコア材とすることが考えられる
が、その場合には、コア材は脆くて強度が弱くなるた
め、このコア材をガスバリア性フィルム中に収納して真
空封止した真空断熱パネルは表面に凹凸状の窪みが発生
して外観品質が劣り、また、冷蔵庫箱体中にこの真空断
熱パネルを挿入して発泡ポリウレタンを充填した場合に
も冷蔵庫箱体の外観ひずみ等が生じ易いという課題が生
ずる。

【０００９】本発明の目的は、使用済の発泡ポリウレタ
ンのリサイクル率向上を図りつつ熱伝導率の向上及び熱
伝導率の経時劣化防止が図れると共に外観品質が優れた
真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫を提供すること
にある。

【００１０】なお、前記以外の目的と有利点は以下の記
述から明らかにされる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の真空断熱パネルは、ガスバリア性フィルム
中に芯材を収納して真空封止した真空断熱パネルにおい
て、前記芯材は、廃ウレタン微粉砕物に少量のバインダ
ー剤を混練して形成したコア材と、超極細のガラス短繊
維材を層状に形成し且つ前記コア材に積層したガラス繊
維層と、ゲッタ剤とを備えた構成としたものである。

【００１２】前記目的を達成するために、本発明の冷蔵
庫は、外箱と内箱との間に真空断熱パネルを配置し、前
記真空断熱パネルが前記外箱に接触するように前記外箱
と前記内箱との間にウレタンを発泡して充填した冷蔵庫
において、前記真空断熱パネルは、ガスバリア性フィル
ム中に芯材を収納し、内部を真空封止して形成し、前記
芯材は、廃ウレタン微粉砕物に少量のバインダー剤を混
練して形成したコア材と、前記ガスバリア性フィルムの
前記外箱に接触する面の内側に接触し且つ前記コア材に
積層したガラス繊維層と、ゲッタ剤とを備え、前記ガラ
ス短繊維層は超極細のガラス短繊維材を層状に形成した
構成としたものである。

【００１３】なお、本発明のその他の手段は以下の記述
から明らかにされる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の真空断熱パネル及
びこれを用いた冷蔵庫の実施形態を図を用いて説明す
る。

【００１５】まず、本発明の一実施形態の真空断熱パネ
ル及び冷蔵庫の構成及び製造方法を図１から図４を参照
しながら説明する。

【００１６】使用済みの廃冷蔵庫は、マテリアルリサイ
クルするために、リサイクルプラントなどに搬入され
（ステップ２０）、必要な部品などが取外されて分解さ
れる（ステップ２１）。

【００１７】分解された冷蔵庫は、破砕分別システムに
投入され（ステップ２２）、破砕されると共に（ステッ
プ２３）、断熱材中のフロンなどが回収され（ステップ
２４）、且つ金属・プラスチックなどが種類別に回収さ
れる（ステップ２５）。

【００１８】また、この分別で回収された廃ウレタンは
圧縮されて円板状の廃ウレタン圧縮材として形成され、
リサイクルプラントから排出される（ステップ２６）。
この廃ウレタン圧縮材は、具体的には、数ｍｍ〜１０ｍ
ｍ角で一片の重量が重いプラスチック粉や細かく砕かれ
た微量の金属異物が混ざったものを圧縮して固めたもの
で脆く崩れやすい状態である。この廃ウレタン圧縮材に
は、廃発泡ウレタンの破砕物以外に、廃発泡ウレタンと
比重が近くて風力選別で除去されなかったポリプロピレ
ン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル
・ブタジェン・スチレン共重合物（ＡＢＳ）や金属等の
異物が含まれている。

【００１９】このような異物が含まれている廃ウレタン
圧縮材を真空断熱パネル１１のコア材に用いると、異物
がコア材の連通化を阻害して熱伝導率の低減化に支障を
きたすばかりでなく、経時的なガス放出源となる。そこ
で、本実施形態では、真空断熱パネル１１のコア材１５
における熱伝導率の低減及び熱伝導率の経時劣化を改良
するために、後述するように廃ウレタン圧縮材から廃ウ
レタン以外の不純物を高精度に分別除去し、芯材１５に
用いるようにしている。

【００２０】また、廃ウレタン圧縮材は、独立気泡中に
フロンもしくはシクロペンタンの揮発性ガスを含む廃ウ
レタンを破砕・粗粉砕されて形成されるが、粒径が約
０．６〜１．３ｍｍと大きく、独立気泡が全て破砕され
ている状態ではない。このような独立気泡が含まれてい
る廃ウレタン圧縮材を真空断熱パネル１１のコア材１５
に用いると、独立気泡がコア材１５の連通化を阻害して
熱伝導率の低減化に支障をきたすばかりでなく、経時的
なガス放出源となる。そこで、本実施形態では、真空断
熱パネル１１のコア材１５における熱伝導率の低減及び
熱伝導率の経時劣化を改良するために、後述するように
廃ウレタン圧縮材を微粉砕して廃ウレタン微粉砕物と
し、芯材１５に用いるようにしている。

【００２１】廃ウレタン圧縮材の微粉砕化と異物選別の
高純度化処理を説明する。

【００２２】破砕分別システムから排出された廃ウレタ
ン圧縮材は、真空断熱パネル製造プラントに搬送され、
微粉砕・異物選別システムに投入される（ステップ３
０）。微粉砕・異物選別処理システムでは、廃ウレタン
圧縮材はまず粗粉砕され（ステップ３１）、その廃ウレ
タン粗粉砕物からプラスチック粉や鉄系粉末などの金属
異物が選別されて取り除かれる（ステップ３２）。

【００２３】係る廃ウレタン圧縮材の粗粉砕及び異物選
別において、廃ウレタン圧縮材はロータリ型の特殊カッ
タによる一軸せん断式で５ｍｍ程度のチップに破砕さ
れ、その粗粉砕物は選別コンベアで高速搬送されて風力
差で重量の重いプラスチック粉が選別され、取り除かれ
る。残った粗粉砕物からスパイラルマグネットを用いて
鉄系粉末の金属異物が選別されて取り除かれる。

【００２４】そして、金属異物が取り除かれた廃ウレタ
ン粗粉砕物は、さらに細かく微粉砕されると共に（ステ
ップ３３）、廃ウレタン微粉砕物１４として微粉砕・選
別システムから排出される（ステップ３５）。これによ
って、６００μｍ以上の粒径比率のものが５０％を超え
バラツキも大きかった微粉砕処理前の廃ウレタン圧縮材
は、微粉砕処理後に平均粒径が１００μｍ以下となり、
異物選別処理前に６９〜８５％であったウレタン純度の
廃ウレタン圧縮材は、異物選別処理後にウレタン純度が
９５％以上を有するバラツキの少ない安定した廃ウレタ
ン微粉砕物１４となることが判明した。なお、廃ウレタ
ン微粉砕物１４の粒子径は、レーザー回折・散乱法によ
るマイクロトラック粒度分析計を用いて測定した。

【００２５】排出された廃ウレタン微粉砕物１４は少量
のバインダー剤と混練されてコア材１５が形成される
（ステップ４０）。少量のバインダー剤を用いることに
よって、廃ウレタン微粉砕物１４の連通化の阻害及びバ
インダー剤からのガス放出を抑制することが可能とな
り、熱伝導率の向上及び熱伝導率の経時劣化防止を図る
ことができる。特に、５〜２０重量％のバインダー剤を
混練することにより、熱伝導率の向上及び熱伝導率の経
時劣化防止が図れることが後述する実施例１〜５で明ら
かになった。なお、バインダー剤としては、フェノール
樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン
樹脂等が使用できる。

【００２６】また、別途、超極細のガラス短繊維材を層
状にしたガラス繊維層６が形成される（ステップ４
１）。ガラス繊維層６は、具体的には、平均径３μｍ以
下で且つ平均長さ１０ｍｍ以下のガラス短繊維材が用い
られ、ウール状、フェルト状またはシート状に形成され
る。ガラス短繊維材の平均長さは５〜１０ｍｍ程が特に
好ましい。

【００２７】更には、別途、ゲッタ剤４が形成される
（ステップ４２）。このゲッタ剤４としては、モレキュ
ラーシーブス、シリカゲル、酸化カルシウム、ゼオライ
ト、活性炭等、炭酸ガスを吸着除去するアルカリ金属と
しては水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチ
ウム等が用いられる。そして、ゲッタ剤は通常平均２０
〜３００μｍ程度の粒径を有し、通気性を有するポリエ
チレン製、ポリプロレン製、ポリエチレンテレフタレー
ト製等の不織布に充填されている。

【００２８】そして、コア材１５とガラス繊維層６とが
積層され、ガスバリア性フィルム２中にゲッタ剤４と共
に収納されて芯材１３が形成される。この芯材１３が収
納された状態でガスバリア性フィルム２が真空封止され
る（ステップ４３）。このガスバリア性フィルム２とし
ては、例えば片面にポリエチレンテレフタレートの表面
保護層、中間層がアルミ箔で熱シール層が高密度ポリエ
チレンからなるラミネートフィルム、もう一方の面に
は、表面保護層がポリエチレンテレフタレート、中間層
がエチレンービニルアルコール共重合樹脂の内層側にア
ルミ蒸着を施したフィルム層、熱シール層が高密度ポリ
エチレンからなるラミネートフィルムが用いられる。

【００２９】コア材１５はガラス繊維層６に積層されて
ガスバリア性フィルム２に収納されるため、コア材１５
の角部などでガスバリア性フィルム２を損傷してしまう
ことを防止でき、確実な真空封止を行なうことができ
る。また、真空封止される際に、コア材１５がガラス繊
維層６で保護され、真空断熱パネル１１の表面に外観ひ
ずみが発生することを防止できる。

【００３０】このようにして図２に示す真空断熱パネル
１１が作製される。この真空断熱パネル１１は薄形直方
体に形成され、図示例では寸法４００ｍｍ×４５０ｍｍ
×１５ｍｍである。真空断熱パネル１１の厚さ方向が伝
熱方向として用いられ、この伝熱方向に交叉する両面の
内側に接触するようにガラス繊維層６が配置されてい
る。換言すれば、このガラス繊維層６の間にコア材１５
が配置され、これらはサンドイッチ状態に形成されてい
る。なお、２層以上の積層構造とは、コア材１５と異な
るガラス繊維層６がサンドイッチされている構成を言
う。

【００３１】上述のようにして作製された真空断熱パネ
ル１１は、冷蔵庫製造プラントに搬入され（ステップ５
０）、冷蔵庫を構成する鉄板製外箱７の平坦面内側に貼
り付けられる（ステップ５１）。次いで、冷蔵庫を構成
するプラスチック製内箱８が外箱７に組み合わされて冷
蔵庫箱体１０が形成され、外箱７と内箱８との間に発泡
ポリウレタン９が充填され（ステップ５１）、図３及び
図４に示す冷蔵庫が完成される。

【００３２】この発泡ポリウレタン９は、ポリオールを
基本原料としてシクロペンタンと水、整泡剤、反応触媒
の存在下でイソシアネートを反応させて得られるもので
ある。係る発泡ポリウレタンを更に具体的に説明する。

【００３３】ポリオールとしては、ｍ−トリレンジアミ
ン（２，４−トリレンジアミン、２，６−トリレンジア
ミン）及びｏ−トリレンジアミン（２，３−トリレンジ
アミン、３，４−トリレンジアミン）から成る開始剤を
プロピレンオキサイドの付加物を主に用いている。他の
開始剤は、２価アルコールのプロピレングリコール，ジ
プロピレングリコール、３価アルコールのグリセリン，
トリメチロールプロパン、多価アルコールのジグリセリ
ン，メチルグルコシド，ソルビトール，シュークロー
ズ，アルキレンポリアミンのエチレンジアミン，ジエチ
レントリアミン、アルカノールアミンのモノエタノール
アミン，ジエタノールアミン，イソプロパノールアミ
ン、その他のジアミノジフェニルメタン，ビスフェノー
ルＡ，ポリメチレンポリフェニルポリアミンを種々のア
ルキレンオキサイドで付加物としたポリオールを用いて
いる。

【００３４】また、イソシアネートとしては、ジフェニ
ルメタンイソシアネート多核体を主に使用している。ジ
フェニルメタンジイソシアネート多核体を用いたイソシ
アネートは、ポリエーテルポリオール溶液と粘度差が小
さいので、ポリエーテルポリオールとの相溶性が向上す
る。ジフェニルメタンジイソシアネート多核体を用いる
ことによって、初期反応は比較的速くなりゲル化や硬化
が遅くなるので、脱形時のフォーム膨れ量を小さくす
る。少量であればトリレンジイソシアネート異性体混合
物、２，４−体１００部、２，４−体／２，６−体＝８
０／２０，６５／３５（重量比）はもちろん、商品名三
井コスモネートＴＲＣ，武田薬品のタケネート４０４０
プレポリマーのウレタン変性トリレンジイソシアネー
ト，アロファネート変性トリレンジイソシアネート，ビ
ウレット性トリレンジイソシアネート，イソシアヌレー
ト変性トリレンジイソシアネート等も使用できる。４，
４′−ジフェニルメタンジイソシアネートとしては、主
成分とする純品の他３核体以上の多核体を含有する商品
名三井コスモネートＭ−２００，武田薬品製のミリオネ
ートＭＲのジフェニルメタンイソシアネート多核体を使
用できる。

【００３５】また、発泡剤としては、炭化水素系発泡剤
のシクロペンタン及び水を用いる。ポリオール混合物１
００重量部に対し、１２〜１８重量部のシクロペンタン
及び１．０〜１．８重量部の水を組み合わせる。一般に
シクロペンタンと水を多く用いれば容易に低密度化でき
るが、水が多いと気泡セル内の炭酸ガスの分圧が増加し
て膨れ量が大きくなり、シクロペンタンが多いと圧縮強
度や寸法安定性が劣ってくる。

【００３６】また、反応触媒としては、テトラメチルヘ
キサメチレンジアミン，ペンタメチルジエチレントリア
ミン、３量化触媒を併用して高速反応化とキュアー性を
高められる。反応触媒の配合量は、ポリオール成分１０
０重量部に対し、２〜５重量部が好ましい。それ以外
に、第３級アミンのトリメチルアミノエチルピペラジ
ン，トリエチレンジアミン，テトラメチルエチレンジア
ミン、３量化触媒のトリス（３−ジメチルアミノプロピ
ル）ヘキサヒドローＳ−トリアジン、遅効性触媒のジプ
ロピレングリコール，酢酸カリジエチレングリコール
等、反応性が合致すれば使用することができる。

【００３７】また、整泡剤としては、低表面張力の方が
気泡セルの大きさがそろうので、フォームは一様に膨
れ、一様な強度を有する。整泡剤の配合量は、ポリオー
ル成分が１００重量部あたり１．５〜４重量部である。
製泡剤としては、例えばゴールドシュミット製のＢ−８
４６１，Ｂ−８４６２，信越化学製のＸ−２０−１６１
４，Ｘ−２０−１６３４，日本ユニカ製のＳＺ−１１２
７，ＳＺ−１６７１を用いる。

【００３８】上記材料を用いて、硬質ポリウレタンフォ
ーム９を発泡する。発泡機は、例えばプロマート社製Ｐ
Ｕ−３０型発泡機が用いられる。発泡条件は、発泡機の
種類によって多少異なるが通常は液温１８〜３０℃、吐
出圧力８０〜１５０ｋｇ／ｃｍ²、吐出量１５〜３０ｋ
ｇ／ｍｉｎ、型箱の温度は３５〜４５℃が好ましい条件
である。

【００３９】このようにして作製された冷蔵庫は冷蔵庫
製造プラントから搬送され（ステップ５３）、一般家庭
などで使用される。

【００４０】本実施形態では、廃ウレタン微粉砕物１４
に少量のバインダー剤を混練して形成したコア材１５
と、超極細のガラス短繊維材を層状に形成したガラス繊
維層６とを積層してゲッタ剤４と共にガスバリア性フィ
ルム２中に収納して芯材としたことにより、発泡ポリウ
レタンのリサイクル率の向上を図りつつ熱伝導率の向上
及び熱伝導率の経時劣化防止が図れると共に外観品質が
優れたものとすることができる。

【００４１】ガラス繊維層６についてさらに詳細に説明
する。通常の平均繊維径が大きいグラスウール等を芯材
に用いた場合には、熱伝導率が高くなるとともに熱伝導
率の経時劣化が大きくなってしまう。平均繊維径が３μ
ｍ以上になると、繊維が同一方向に配列し易く、繊維の
接触が線接触に近くなって接触熱抵抗が小さくなるた
め、接触した繊維を通しての伝熱量が大きくなって断熱
性能が低下してしまう。また、繊維どうしがサイジング
材やバインダー剤で２重に接着されることになるが、平
均繊維径が大きいほどこれらを介する面積が大きくなっ
て接触熱抵抗が小さくなくなるため、サイジング材やバ
インダー剤を通しての伝熱量が大きくなって断熱性能が
低下してしまう。更には、平均繊維径が大きくなるほど
サイジング材とバインダー剤の有機成分よりガスの放出
量が多くなって熱伝導率の経時劣化が大きくなってしま
う。

【００４２】これに対し、本実施形態のように、平均径
３μｍ以下で且つ平均長さ１０ｍｍ以下のガラス短繊維
材を用いたガラス繊維層６とすることにより、伝熱方向
に不連続で素材間の接触熱抵抗を有効に活用することが
でき、しかも、接触熱抵抗の他に熱流路がジグザグとな
り、それによって熱抵抗が増大して熱伝導率が低くでき
ると共に、サイジング材やバインダー材の接触面積が減
少して熱伝導率が低くでき、ガス放出量が低減して熱伝
導率の経時劣化を防止することができる。

【００４３】本発明の実施例１〜５及び比較例１〜３を
表1を参照しながら詳細に説明する。各実施例及び各比
較例の真空断熱パネル及び冷蔵庫の作製内容は、以下に
述べる各実施例及び各比較例の説明と表１に示す内容の
差異とを除いて、基本的には上述した実施形態と同一で
ある。

【００４４】

【表１】 表1には、真空断熱パネル１１のコア材１５の混合比
率、廃ウレタン微粉砕物１４の粒径（ウレタン粉粒
径）、廃ウレタン微粉砕物１４の純度（ウレタン粉純
度）、ガラス短繊維材の繊維径、コア材１５の層数、コ
ア材１５の成形温度、真空断熱パネル１１の熱伝導率、
冷蔵庫の熱漏洩量低減率、真空断熱パネル１１及び冷蔵
庫の外観品質を示す。 （実施例１）この実施例１の硬質ポリウレタンフォーム
９は、ポリオールとして、平均水酸基価が４５０のｍ−
トリレンジアミンにプロピレンオキサイドを付加したポ
リエーテルポリオールを４０重量部、平均水酸基価が４
７０のｏ−トリレンジアミンにプロピレンオキサイドを
付加したポリエーテルポリオールを３０重量部、平均水
酸基価が３８０のｏ−トリレンジアミンにプロピレンオ
キサイドを付加したポリエーテルポリオールを３０重量
部の混合ポリオール成分１００重量部に、シクロペンタ
ン１５重量部に水１．５部及び反応触媒としてテトラメ
チルヘキサメチレンジアミン１．２重量部とトリメチル
アミノエチルピペラジン２部、整泡剤として有機シリコ
ーン化合物Ｘ−２０−１６１４を２重量部、イソシアネ
ート成分としてミリオネートＭＲのジフェニルメタンイ
ソシアネート多核体を１２５部用いて発泡充填されたも
のである。

【００４５】また、この実施例１では、真空断熱パネル
１１へ廃ウレタンをマテリアルリサイクルすることを実
現するため、粗粉砕・異物選別・微粉砕を行い、廃ウレ
タン微粉砕物１４の作製処理を行ったものである。その
処理工程及び測定評価は、以下の内容で行った。

【００４６】廃ウレタン圧縮材には粉体、スポンジ状発
泡体、プラスチック破砕物が含まれており、まず廃ウレ
タン圧縮材中の任意の３ヶ所から１０ｇを採取して総重
量測定を行った後、プラスチック破砕物の選別を行なっ
た。このプラスチック破砕物から外観色目が異なる３点
（白色片／灰色片／半透明片）をＦＴ−ＩＲ分析した結
果、廃発泡ウレタン以外のＡＢＳ樹脂とＰＰ樹脂が含ま
れていることが判明した。プラスチック破砕物の重量を
測定し、総重量とプラスチック破砕物重量との差を発泡
ポリウレタンの重量とした。

【００４７】廃ウレタン圧縮材全体に対する樹脂部分の
重量比は、強熱残分測定における減量分を樹脂部分とし
た。強熱残分測定は、試料を凍結粉末粉砕法で微粉砕し
真空乾燥（７０℃／３時間）を行い、四分法を用いてサ
ンプル１ｇを採取し均一試料とした。電気炉中で強熱
（８００℃／３時間）し残分の重量を測定した。また、
蛍光Ｘ線分析を用いて強熱残分をポリエステルフィルム
で保持して測定した。強熱残分の重量と金属組成比か
ら、試料全体に対する各金属成分の重量比を計算した。
上記方法で異物選別処理前の廃ウレタン圧縮材には、１
２〜２６％のウレタン以外の樹脂と３〜５％の金属異物
が含まれ、異物選別処理後の廃ウレタン微粉砕物１４に
は、約１．５％のウレタン以外の樹脂と約２％の金属異
物が含まれていることが判った。これより異物選別は、
プラスチック粉選別回収率が約９２％、金属異物選別回
収率が約５１％であった。また、廃ウレタン純度は、異
物選別処理前が６９〜８５％から異物選別処理後が９６
％になることを確認した。

【００４８】更に、廃ウレタン微粉砕物１４の粒子径
は、レーザー回折・散乱法によるマイクロトラック粒度
分析計を用いて測定した。微粉砕処理前の廃ウレタン圧
縮材は、０．６ｍｍ以上の粒径比率が５０％を超えバラ
ツキも大きいものであった。しかし、微粉砕後の廃ウレ
タン微粉砕物１４は、平均粒径が６０μｍであり、１０
０μｍ以下の粒径比率も９５％以上でバラツキも少なく
安定した粒径のものであった。

【００４９】また、真空断熱パネル１１のコア材１５
は、微粉砕化した廃ウレタン微粉砕物１４にフェノール
樹脂粉末のバインダー剤を５重量部配合して、Ｖ字型混
合機を用いて混合したものである。芯材１３の熱伝導率
を低減するには、粒径が小さく純度が高い方が好ましい
ため、微粉砕化した廃ウレタン微粉砕物１４は平均粒径
が６０μｍ、純度９６％の廃物を使用した。係る混合物
を金型内に必要量を投入し、１８０℃の温度で２０分
間、４９ｋＰａの圧縮力で成形しコア材１５を作製し
た。コア材１５に含まれる脱ガス及び水が熱伝導率に影
響するため、１１０℃で１時間のエージング処理を行っ
た。

【００５０】その後、コア材１５を１．０μｍ径のガラ
ス短繊維層６でサンドイッチし、その層数を３層として
芯材１３とし、この芯材１３をガスバリア性フィルム２
に収納し、更にガスを吸着するゲッタ剤４（モレキュラ
ーシーブス１３Ｘ／活性炭）をガスバリア性フィルム２
に収納する。この状態で、真空包装機のロータリーポン
プで１０分、拡散ポンプで１０分、ガスバリア性フィル
ム２の内部圧力が１．３Ｐａになるまで排気した後、ガ
スバリア性フィルム２の端部をヒートシールで封止して
真空断熱パネル１１を作製した。

【００５１】このようにして得られた真空断熱パネル１
１の熱伝導率を、英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて
測定した。その結果を表１に示す。熱伝導率は、初期で
５．５ｍＷ／ｍ・Ｋ、１ヶ月後には６．２ｍＷ／ｍ・Ｋ
となった。また、作製した真空断熱パネル１１の３枚を
冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、後述する比較例
１に対して熱漏洩量の低減率が３．５％であり、外観ひ
ずみも発生せず良好であった。 （実施例２）この実施例２は、実施例１と比較して、以
下の点が相違する。廃ウレタン微粉砕物１４には平均粒
径が７０μｍ、純度９９％のものを用いた。また、ガラ
ス短繊維材６には１．５μｍ径のものを用いた。

【００５２】この実施例２の真空断熱パネル１１の熱伝
導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結
果を表１に示す。熱伝導率は、初期で５．８ｍＷ／ｍ・
Ｋ、１ヶ月後には６．５ｍＷ／ｍ・Ｋとなった。また、
作製した真空断熱パネル１１の３枚を冷蔵庫箱体１０中
に挿入した冷蔵庫は、比較例１に対して熱漏洩量の低減
率が３．２％であり、外観ひずみも発生せず良好であっ
た。 （実施例３）この実施例３は、実施例１と比較して、以
下の点が相違する。廃ウレタン微粉砕物１４には平均粒
径が８０μｍ、純度９５％のものを用いた。そして、真
空断熱パネル１１のコア材１５として、廃ウレタン微粉
砕物１４の９０重量部にフェノール樹脂粉末のバインダ
ー剤を１０重量部配合し、Ｖ字型混合機を用いて混合
し、この混合物を金型内に必要量を投入し、１７０℃の
温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形した。さら
には、ガラス短繊維材６には２．０μｍ径のものを用
い、芯材１３の層数は５層としたものである。

【００５３】この実施例３の真空断熱パネル１１の熱伝
導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結
果を表１に示す。熱伝導率は、初期で６．０ｍＷ／ｍ・
Ｋ、１ヶ月後には６．８ｍＷ／ｍ・Ｋとなった。また、
作製した真空断熱パネル１１の３枚を冷蔵庫箱体１０中
に挿入した冷蔵庫は、比較例１に対して熱漏洩量の低減
率が３．０％であり、外観ひずみも発生せず良好であっ
た。 （実施例４）この実施例４は、実施例1と比較して、以
下の点が相違する。廃ウレタン微粉砕物１４には平均粒
径が９０μｍ、純度９７％のものを用いた。そして、真
空断熱パネル用１１のコア材１５として、廃ウレタン微
粉砕物１４の８５重量部にフェノール樹脂粉末のバイン
ダー剤を１５重量部配合して、Ｖ字型混合機を用いて混
合し、その混合物を金型内に必要量を投入し、１６０℃
の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形した。ガ
ラス短繊維材６には２．５μｍ径のものを用いた。

【００５４】この実施例４の真空断熱パネル１１の熱伝
導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結
果を表１に示す。熱伝導率は、初期で６．３ｍＷ／ｍ・
Ｋ、１ヶ月後には７．０ｍＷ／ｍ・Ｋとなった。また、
作製した真空断熱パネル１１の３枚を冷蔵庫箱体１０中
に挿入した冷蔵庫は、比較例１に対して熱漏洩量の低減
率が２．８％であり、外観ひずみも発生せず良好であっ
た。 （実施例５）この実施例５は、実施例１と比較して、以
下の点が相違する。廃ウレタン微粉砕物１４には平均粒
径が１００μｍ、純度９７％のものを使用した。そし
て、真空断熱パネル１１のコア材１５として、廃ウレタ
ン微粉砕物１４の８０重量部にフェノール樹脂粉末のバ
インダー剤を２０重量部配合して、Ｖ字型混合機を用い
て混合し、その混合物を金型内に必要量を投入し、１７
０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形し
た。また、ガスバリア性フィルム２にコア材１５を３．
０μｍ径のガラス短繊維材６でサンドイッチし、芯材１
３の層数を２層とし、更にガスを吸着するゲッタ剤４
（モレキュラーシーブス１３Ｘ／活性炭）を詰めたもの
である。

【００５５】この実施例５の真空断熱パネル１１の熱伝
導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結
果を表１に示す。熱伝導率は、初期で６．５ｍＷ／ｍ・
Ｋ、１ヶ月後には７．３ｍＷ／ｍ・Ｋとなった。また、
作製した真空断熱パネル１１の３枚を冷蔵庫箱体１０中
に挿入した冷蔵庫は、比較例１に対して熱漏洩量の低減
率が２．５％であり、外観ひずみも発生せず良好であっ
た。 （比較例１）比較例１の真空断熱パネルのコア材には、
微粉砕化及び異物選別を遂行していない廃ウレタン粉砕
物（平均粒径１５０μｍ、純度８０％の廃物）を用い
た。廃ウレタン粉砕物にフェノール樹脂粉末のバインダ
ー剤を５重量部配合して、Ｖ字型混合機を用いて混合し
た。その後、混合物を金型内に必要量を投入し、１６０
℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形しコア
材１５を作製した。更にガスを吸着するゲッタ剤４（モ
レキュラーシーブス１３Ｘ／活性炭）を詰め、真空包装
機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、
真空断熱パネルの内部圧力が１．３Ｐａになるまで排気
した後、端部をヒートシールで封止して真空断熱パネル
を作製した。ガラス短繊維材は使用せず芯材は１層とし
た。

【００５６】このようにして得られた比較例１の真空断
熱パネルの熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λ
にて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期が２
０．５ｍＷ／ｍ・Ｋと高く、１ヶ月後には３２．５ｍＷ
／ｍ・Ｋと更に高くなった。また、この真空断熱パネル
を３枚冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、熱漏洩量
の低減の基準としており、外観ひずみが発生した。 （比較例２）比較例２の真空断熱パネルのコア材には、
微粉砕化及び異物選別を遂行していない廃ウレタン粉砕
物（平均粒径５００μｍ、純度８５％の廃物）を用い
た。廃ウレタン粉砕物にフェノール樹脂粉末のバインダ
ー剤を５０重量部配合して、Ｖ字型混合機を用いて混合
した。その後、混合物を金型内に必要量を投入し、１８
０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形しコ
ア材を作製した。更に、ガスバリア性フィルムにコア材
を平均繊維径が４．０μｍのガラス短繊維材６でサンド
イッチし、芯材の層数を３層とし、更にガスを吸着する
ゲッタ剤４（モレキュラーシーブス１３Ｘ/活性炭）を
詰め、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポ
ンプで１０分、真空断熱パネルの内部圧力が１．３Ｐａ
になるまで排気した後、端部をヒートシールで封止して
真空断熱パネルを作製した。

【００５７】このようにして得られた比較例２の真空断
熱パネルの熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λ
にて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期が１
６．５ｍＷ／ｍ・Ｋと高く、１ヶ月後には２８．５ｍＷ
／ｍ・Ｋと更に高くなった。また、この真空断熱パネル
を３枚冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、比較例１
に対して熱漏洩量の低減が見られなかった。 （比較例３）比較例３の真空断熱パネルのコア材には、
微粉砕化及び異物選別を遂行していない廃ウレタン粉砕
物５（平均粒径３００μｍ、純度８８％の廃物）を用い
た。廃ウレタン粉砕物５にフェノール樹脂粉末のバイン
ダー剤を３０重量部に配合して、Ｖ字型混合機を用いて
混合した。その後、混合物を金型内に必要量を投入し、
１７０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形
しコア材を作製した。更に、ガスバリア性フィルムにコ
ア材を平均繊維径が６．０μｍのガラス短繊維層でサン
ドイッチし、芯材の層数を５層とし、更にガスを吸着す
るゲッタ剤４（モレキュラーシーブス１３Ｘ／活性炭）
を詰め、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散
ポンプで１０分、真空断熱パネルの内部圧力が１．３Ｐ
ａになるまで排気した後、端部をヒートシールで封止し
て真空断熱パネルを作製した。

【００５８】このようにして得られた比較例３の真空断
熱パネルの熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λ
にて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期が１
１．２ｍＷ／ｍ・Ｋと高く、１ヶ月後には１６．５ｍＷ
／ｍ・Ｋと更に高くなった。また、この真空断熱パネル
を３枚冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫では、比較例
１に対して熱漏洩量の低減はほとんど見られなかった。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、使用済の発泡ポリウレ
タンのリサイクル率向上を図りつつ熱伝導率の向上及び
熱伝導率の経時劣化防止が図れると共に外観品質が優れ
た真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の真空断熱パネル及びこれ
を用いた冷蔵庫の製造工程を示すフローチャート図であ
る。

【図２】図１で製造された真空断熱パネルの断面模式図
である。

【図３】図２の真空断熱パネルを挿入した冷蔵庫断熱箱
体の斜視模式図である。

【図４】図３の真空断熱パネル挿入部の断面拡大模式図
である。

【符号の説明】 ２…ガスバリア性フィルム、４…ゲッタ剤、６…ガラス
繊維層、７…外箱、８…内箱、９…発泡ポリウレタン、
１０…冷蔵庫箱体、１１…真空断熱パネル、１３…芯
材、１４…廃ウレタン微粉砕物、１５…コア材。

フロントページの続き (72)発明者 小林 裕行 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 寺井 憲治 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 横倉 久男 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 伊藤 豊 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 3H036 AA08 AB12 AB13 AB18 AB23 AB24 AB25 AB28 AB29 AC01 3L102 MA03 MB23 MB25

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスバリア性フィルム中に芯材を収納して
   真空封止した真空断熱パネルにおいて、 前記芯材は、廃ウレタン微粉砕物に少量のバインダー剤
   を混練して形成したコア材と、超極細のガラス短繊維材
   を層状に形成し且つ前記コア材に積層したガラス繊維層
   と、ゲッタ剤とを備えたことを特徴とする真空断熱パネ
   ル。
2. 【請求項２】請求項１において、前記バインダー剤はコ
   ア材混合比率で５〜２０重量％の範囲内としたことを特
   徴とする真空断熱パネル。
3. 【請求項３】請求項１において、前記ガラス繊維層は平
   均径が３μｍ以下で且つ平均長が１０ｍｍ以下の前記ガ
   ラス短繊維材を用いてウール状、フェルト状またはシー
   ト状に形成したことを特徴とする真空断熱パネル。
4. 【請求項４】請求項１において、前記廃ウレタン微粉砕
   物は平均粒径が１００μｍ以下で９５％以上のウレタン
   純度を有する廃ウレタンを用いたことを特徴とする真空
   断熱パネル。
5. 【請求項５】請求項１において、前記ガラス短繊維層
   は、前記コア材を挟持するように複数層で形成すると共
   に、少なくとも一つの層が前記ガスバリア性フィルムの
   一面に接触するように配置したことを特徴とする真空断
   熱パネル。
6. 【請求項６】請求項１において、前記バインダー剤はコ
   ア材混合比率で５〜２０重量％の範囲内とし、前記ガラ
   ス繊維層は平均長が５〜１０ｍｍの前記ガラス短繊維を
   用いてウール状、フェルト状またはシート状に形成し、
   前記廃ウレタン微粉砕物は平均粒径が１００μｍ以下で
   ９５％以上のウレタン純度を有する廃ウレタンを用いた
   ことを特徴とする真空断熱パネル。
7. 【請求項７】廃冷蔵庫などから回収された廃ウレタンを
   微粉砕し、この微粉砕された廃ウレタン微粉砕物に少量
   のバインダー剤を混錬してコア材を形成し、超極細のガ
   ラス短繊維材を層状にしたガラス繊維層を形成し、前記
   コア材と前記ガラス繊維層とを積層してゲッタ剤と共に
   ガスバリア性フィルム中に芯材として収納し、前記ガス
   バリア性フィルムを真空封止したことを特徴とする真空
   断熱パネルの製造方法。
8. 【請求項８】外箱と内箱との間に真空断熱パネルを配置
   し、前記真空断熱パネルが前記外箱に接触するように前
   記外箱と前記内箱との間にウレタンを発泡して充填した
   冷蔵庫において、 前記真空断熱パネルは、ガスバリア性フィルム中に芯材
   を収納し、内部を真空封止して形成し、 前記芯材は、廃ウレタン微粉砕物に少量のバインダー剤
   を混練して形成したコア材と、前記ガスバリア性フィル
   ムの前記外箱に接触する面の内側に接触し且つ前記コア
   材に積層したガラス繊維層と、ゲッタ剤とを備え、 前記ガラス短繊維層は平均径が３μｍ以下から成る超極
   細のガラス短繊維材を層状に形成したことを特徴とする
   冷蔵庫。
9. 【請求項９】請求項８において、前記バインダー剤は５
   〜２０重量％のコア材混合比率とし、前記廃ウレタン微
   粉砕物は平均粒径が１００μｍ以下で９５％以上のウレ
   タン純度を有する廃発泡ウレタンを用いたことを特徴と
   する冷蔵庫。