JP2004011705A - 真空断熱材と断熱体と断熱箱体と断熱扉と貯蔵庫と冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】無機繊維集合体を芯材に用いた真空断熱材の断熱性能を向上させる。
【解決手段】無機繊維集合体からなる芯材２をガスバリア性の外被材３で被って外被材３の内部を減圧し外被材３の開口部を熱溶着してなる真空断熱材１において、芯材２は、板状に成型し結合剤で硬化させた無機繊維集合体を用い、無機繊維の平均繊維径を０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下とし、無機繊維同士が作り出す空隙径を４０μｍ以下とし、芯材２の空隙率を８０％以上とすることにより、断熱性能が高く、表面性および剛性を優れたものにでき、真空断熱材１の使用条件や生産性、および取り扱い性を著しく向上させることができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状に成型した無機繊維集合体を芯材に用いた真空断熱材、および、その真空断熱材を適用した断熱体と断熱箱体と断熱扉と貯蔵庫と冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、断熱性能の高い断熱材として、芯材をガスバリアー性の外被材で被って外被材の内部を減圧し外被材の開口部を溶着してなる真空断熱材が注目されている。
【０００３】
従来の真空断熱材としては、特開平９−１４５２３９号公報や特開平１０−１１５３９６号公報や特開平８−２８７７６号公報に記載されているような、無機繊維の集合体を結合材で硬化したものを芯材に用いた真空断熱材がある。
【０００４】
この真空断熱材は、結合剤を用いて無機繊維の集合体を硬化しているため、十分な強度を有し、また、表面性も十分なものであり、優れた取り扱い性を有するという特徴がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の真空断熱材は、１．３３Ｐａの真空度において、断熱性能（熱伝導率）が、約０．００７Ｗ／ｍＫで、粉末状充填物を芯材とした真空断熱材と同程度のものであり、断熱性能の向上が求められている。
【０００６】
本発明は、板状に成型した無機繊維集合体を芯材に用いた真空断熱材の断熱性能の向上を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の真空断熱材の発明は、板状に成型し結合剤で硬化させた無機繊維集合体を芯材に用い、前記無機繊維の平均繊維径を０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下とし、前記無機繊維同士が作り出す空隙径を４０μｍ以下とし、前記芯材の空隙率を８０％以上としたのである。
【０００８】
一般に、見かけの熱伝導率λ_ａｐｐは、気体熱伝導率λ_ｇ、固体熱伝導率λ_ｓ、輻射の熱伝導率λ_ｒ、対流の熱伝導率λ_ｃとの和であり（式１）のように表される。
【０００９】
λ_ａｐｐ＝λ_ｇ＋λ_ｓ＋λ_ｒ＋λ_ｃ　　（式１）
しかしながら、対流による熱伝導は、約２０ｋＰａ以下の減圧条件下もしくは空隙径１ｍｍ程度から影響が無視できるようになり、また、輻射による熱伝導は、１００℃以下の使用温度条件下では影響がない。そのため、本発明の真空断熱材の熱伝導は、１００℃以下の使用温度条件下では、固体熱伝導と気体熱伝導とが支配的となる。
【００１０】
固体熱伝導は、芯材を構成する無機繊維集合体の繊維径を小さくすることで、繊維中を通しての熱伝導が低減する効果と、隣接する繊維との接触点を通しての熱伝導を小さくする、つまり接触抵抗が大きくなる効果により、固体熱伝導は低減する。
【００１１】
また、空隙率を大きくすることで、全熱伝導における気体熱伝導の占める割合が大きくなる。無機繊維集合体の作り出す空隙径を小さくすることで、気体分子の移動が制限されて、気体熱伝達成分が減少する効果により、気体熱伝導は低減する。
【００１２】
これらのことから、無機繊維集合体の繊維径を小さくすることで、固体熱伝導が低減し、また、空隙率を大きくすることで気体熱伝導が支配的となり、無機繊維集合体の空隙径を小さくすることで、気体熱伝導が低減することから、真空断熱材として低い熱伝導率が得られる。
【００１３】
真空断熱材の芯材に無機繊維集合体を用いて空隙率を８０％以上、繊維間空隙径を４０μｍ以下にすることで断熱性能は大幅に向上する。
【００１４】
ところで、平均繊維径が０．１μｍ以下のように微細領域においては、無機繊維の生産性が悪化する、複雑に絡み合って伝熱方向に平行な繊維配列になる確率が増加して伝熱量が増加する、などの問題が生じる。また、平均繊維径が微細になると、複雑に絡み合うことで集合体になりやすく、空隙率は増加するが、集合体中および集合体間の空隙が大きくなる。
【００１５】
一方、平均繊維径が１０μｍ以上のように太い領域においては、無機繊維の生産性は向上するが、繊維中を通しての伝熱量が増大し、さらに接触抵抗が低減することで、固体熱伝導が増大する。また、繊維径が増大することで繊維間空隙径が増大するなどの問題点が生じる。
【００１６】
これらのことから、生産性を悪化させずに真空断熱材としての断熱性能を大幅に向上させるには、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下の無機繊維集合体を用いて、空隙率を８０％以上にし、かつ、繊維間空隙径が４０μｍ以下となる芯材を用いると良い。
【００１７】
よって、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下である無機繊維集合体からなる芯材を用いるために、繊維中を通しての熱伝導が低減し、また、固体の接触抵抗が大きくなることから、固体熱伝導が低減する効果により優れた断熱性能を有する。また、結合剤を用いて無機繊維集合体を硬化することで、表面性および剛性を優れたものにでき、真空断熱材の使用条件や生産性、および取り扱い性を著しく向上させることができる。
【００１８】
したがって、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下である無機繊維集合体を用いて、前記無機繊維集合体の空隙率を８０％以上にし、かつ、繊維間空隙径を４０μｍ以下にすることで気体熱伝導が低減し、優れた断熱性能が得られるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項２に記載の真空断熱材の発明は、無機繊維集合体からなる芯材をガスバリア性の外被材で被って前記外被材の内部を減圧し前記外被材の開口部をシールしてなり、前記芯材は、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下の無機繊維の集合体を、前記減圧による前記芯材の厚みの減少率が１０％以下になるように、板状に成型し、結合剤で硬化させたものである。
【００２０】
本発明では、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下である無機繊維集合体からなる芯材を用いるために、繊維中を通しての熱伝導が低減し、また、固体の接触抵抗が大きくなることから、固体熱伝導が低減する効果により優れた断熱性能を有する。
【００２１】
また、結合剤を用いて無機繊維集合体を硬化することで、表面性および剛性を優れたものにでき、真空断熱材の使用条件や生産性、および取り扱い性を著しく向上させることができる。
【００２２】
また、減圧による芯材の厚みの減少率が１０％以下になるように芯材を構成したので、真空断熱材作成前後の寸法変化を抑制する、すなわち寸法安定性が著しく向上するという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または２記載の発明における結合剤を、少なくとも熱硬化性を有する有機バインダーとしたものであり、請求項１または２記載の真空断熱材の発明の作用に加えて、結合剤が硬化する前の無機繊維集合体を金型で容易に任意の形状に圧縮成型でき、金型で圧縮して成型している状態で加熱すると、加熱により結合剤が硬化するため成型した芯材の形状が安定するという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または２記載の発明における結合剤を、少なくとも熱硬化性を有する成分を含んだ無機バインダーとしたものであり、請求項１または２記載の真空断熱材の発明の作用に加えて、結合剤が硬化する前の無機繊維集合体を金型で容易に任意の形状に圧縮成型でき、金型で圧縮して成型している状態で加熱すると、加熱により結合剤が硬化するため成型した芯材の形状が安定するという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項５に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から４のいずれか一項記載の発明における芯材の密度を、１００ｋｇ／ｍ^３以上かつ４００ｋｇ／ｍ^３以下としたものであり、請求項１から４のいずれか一項記載の真空断熱材の発明の作用に加えて、断熱性能を維持しながら芯材の剛性を高くできるため真空断熱材とした際の機械的強度を強くでき、使用時の形状安定性が向上するという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項６に記載の断熱体の発明は、請求項１から５のいずれか一項記載の真空断熱材が、外被材で囲まれる空間内に配置され、前記空間の真空断熱材以外の空間に前記真空断熱材以外の断熱材が配置されたものであり、外被材と真空断熱材以外の断熱材とにより真空断熱材を外力による損傷から保護でき、真空断熱材内部の低圧状態を保てるため真空断熱材の断熱性能を長期に亘って維持、ひいては、断熱体の断熱性能を長期に亘って維持でき、真空断熱材の外被材のヒレ状の溶着部を、隠す、保護する、固定することができるため、取扱いが簡単になり、真空断熱材の適用範囲を拡大できるという作用を有する。また、真空断熱材の断熱性能が高く芯材の機械的強度が強いため、真空断熱材の厚みを薄くでき、ひいては断熱体を薄くできるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項７に記載の断熱体の発明は、請求項６記載の発明における真空断熱材以外の断熱材を、発泡断熱材とするものであり、発泡断熱材の充填時の流動性により外被材と真空断熱材との間の空間を埋めやすく、また、真空断熱材の片面と外被材との間に発泡断熱材を配置させる場合でも、薄い真空断熱材を使用できるため、発泡断熱材の流動性（充填性）を阻害しない程度に、真空断熱材の片面と外被材との間の発泡断熱材を充填する隙間を確保でき、優れた断熱性の断熱板を提供できるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項８に記載の断熱箱体の発明は、請求項６または７に記載の断熱体を箱状に形成したものであり、従来と同じ厚みで断熱箱体を構成すれば従来に較べて断熱箱体としての断熱性に優れ、断熱箱体としての断熱性を従来と同じにする場合は従来に較べて断熱箱体の厚みを薄くできるという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項９に記載の断熱扉の発明は、請求項６または７に記載の断熱体により構成するものであり、従来と同じ厚みで断熱扉を構成すれば従来に較べて断熱扉としての断熱性に優れ、断熱扉としての断熱性を従来と同じにする場合は従来に較べて断熱扉の厚みを薄くできるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項１０に記載の貯蔵庫の発明は、請求項８に記載の断熱箱体と、断熱扉と、前記断熱箱体と前記断熱扉とで囲まれた空間内に形成される貯蔵室とよりなるものであり、断熱箱体を薄肉化して内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能であるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項１１に記載の貯蔵庫の発明は、請求項８に記載の断熱箱体と、請求項９に記載の断熱扉と、前記断熱箱体と前記断熱扉とで囲まれた空間内に形成される貯蔵室とよりなるものであり、断熱箱体と断熱扉とを薄肉化して内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能であるという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項１２に記載の貯蔵庫の発明は、請求項６または７に記載の断熱体を組み合わせて、庫内を断熱する断熱壁を形成するものであり、断熱壁の機械的強度が高く断熱性に優れた貯蔵庫を提供できるという作用を有する。または、断熱壁を薄肉化して内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能な貯蔵庫を提供できるという作用を有する。
【００３３】
本発明の請求項１３に記載の貯蔵庫の発明は、請求項６または７に記載の断熱体を、庫内を温度の異なる複数の室に仕切る断熱仕切板として使用するものであり、断熱仕切板により仕切られた室間の伝熱量を少なくできるという作用を有する。または、断熱仕切板を薄肉化して貯蔵室の内容積の増大や貯蔵庫の外形寸法の縮小化が可能であるという作用を有する。
【００３４】
本発明の請求項１４に記載の冷蔵庫の発明は、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の貯蔵庫と、前記貯蔵庫内の貯蔵室を冷却する冷却装置とよりなるものであり、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の貯蔵庫の発明の作用により、貯蔵室を所定温度に冷却するための冷却装置の運転エネルギーを少なくできるという作用を有する。または、貯蔵室の内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能であるという作用を有する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による真空断熱材の断面図である。本実施の形態の真空断熱材１は、芯材２を、金属箔層と熱可塑性ポリマー層とを有するガスバリア性フィルムからなる外被材３で被って外被材３の内部を減圧し外被材３の開口部を熱溶着（ヒートシール）して作製されたものである。
【００３７】
本実施の形態では、乾式法にて積層された平均繊維径が５μｍである無機繊維集合体を結合剤で硬化した板状のものを芯材２とした。
【００３８】
その芯材２を１４０℃で１時間乾燥後、ガスバリア性フィルムからなる外被材３に挿入し、その内部を圧力１３．３Ｐａまで減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して真空断熱材１を作製した。
【００３９】
このようにして作製した真空断熱材１を英弘精機（株）製のＡｕｔｏ−λにて、平均温度２４℃にて測定した結果、断熱性能（熱伝導率）は０．００３５Ｗ／ｍＫが得られた。また、水銀ポロシティー分析により算出した繊維間の空隙径は４０μｍであった。また、芯材２として結合剤で硬化した板状のものを用いているために、真空断熱材１の表面の平滑性、剛性ともに十分な性能が得られた。
【００４０】
ここで、水銀ポロシティー分析は、水銀の表面張力γ_Ｈｇと接触角θと水銀注入圧力Ｐの各数値を基に、（式２）に示すＷａｓｈｂｕｒｎの式から空隙径ｒ_Ｐを算出するものである。
【００４１】
ｒ_Ｐ＝２γ_Ｈｇ　ｃｏｓθ／Ｐ　　　（式２）
（式２）を基に、各加圧圧力下で注入される水銀量から、その圧力に対応する空隙径が得られた。なお、空隙径の決定は、０．１μｍから４０μｍの範囲での空隙径分布から算出した。
【００４２】
本実施の形態の真空断熱材１は、芯材２の無機繊維集合体の繊維径が５μｍ、芯材２の厚みが１５ｍｍ、断熱性能（熱伝達率）が０．００３５Ｗ／ｍＫ、芯材２の空隙径が４０μｍ、芯材２の空隙率が９４％、減圧による芯材２の厚みの減少率が２０％、芯材密度（嵩密度）が１５０ｋｇ／ｍ^３、真空断熱材１の内部の圧力が１３．３Ｐａであった。
【００４３】
また、本実施の形態の真空断熱材１には、合成ゼオライトや活性炭、活性アルミナ、シリカゲルなどの物理吸着剤、およびアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物および水酸化物などの化学吸着剤のような、水分吸着剤やガス吸着剤を封入しても良い。また、真空包装工程前に芯材の乾燥工程を加えなくても良い。
【００４４】
本実施の形態の真空断熱材１の芯材２の繊維材料は、グラスウール、セラミックファイバー、ロックウールなど、無機材料を繊維化したもので、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下であるものが利用できるが、生産性を考慮すると、０．８μｍ以上かつ１０μｍ以下が望ましい。
【００４５】
また、繊維長は、特に指定するものではないが、０．５ｍ以下、さらには０．２ｍ以下のものが望ましい。
【００４６】
本実施の形態の真空断熱材１の外被材３は、芯材２と外気とを遮断することが可能なものが利用できる。例えば、ステンレススチール、アルミニウム、鉄などの金属箔や、金属箔とプラスチックフィルムとのラミネート材などである。
【００４７】
ラミネート材は、少なくとも表面保護層、ガスバリア層、熱溶着層によって構成される。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と可とう性が向上し、折り曲げなどに対する耐久性が向上する。
【００４８】
ガスバリア層としては、アルミなどの金属箔フィルムや金属蒸着フィルムが利用可能であるが、よりヒートリークを抑制し、優れた断熱性能を発揮するには金属蒸着フィルムが望ましい。
【００４９】
蒸着に関しては、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望ましい。また、熱溶着層としては、低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムなどが利用可能である。
【００５０】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２による真空断熱材の断面図である。本実施の形態の真空断熱材１は、芯材４を、金属箔層と熱可塑性ポリマー層とを有するガスバリア性フィルムからなる外被材３で被って外被材３の内部を減圧し外被材３の開口部を熱溶着（ヒートシール）して作製されたものである。
【００５１】
本実施の形態では、乾式法にて積層された平均繊維径が７μｍである無機繊維集合体を、１０Ｗｔ％の結合剤の固形成分を塗布することで硬化した板状のものを芯材４とした。
【００５２】
その芯材４を１４０℃で１時間乾燥後、ガスバリア性フィルムからなる外被材３に挿入し、その内部を圧力１３．３Ｐａまで減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して真空断熱材１を作製した。本実施の形態では、繊維材料、外被材は実施の形態１と同じ構成である。
【００５３】
このようにして作製した真空断熱材を英弘精機（株）製のＡｕｔｏ−λにて、平均温度２４℃にて測定した結果、断熱性能（熱伝導率）は０．００４１Ｗ／ｍＫが得られた。また、結合剤の添加量が１０Ｗｔ％であることから十分に硬化し、減圧による芯材２の厚みの減少率が６％以下であるため、真空断熱材１とした際の大気圧縮が小さく、寸法安定性が著しく向上した。
【００５４】
本実施の形態の真空断熱材１は、芯材４の無機繊維集合体の繊維径が７μｍ、芯材４の厚みが１５ｍｍ、断熱性能（熱伝達率）が０．００４１Ｗ／ｍＫ、芯材４の空隙径が４０μｍ、芯材４の空隙率が９２％、減圧による芯材４の厚みの減少率が６％、芯材密度（嵩密度）が２００ｋｇ／ｍ^３、真空断熱材１の内部の圧力が１３．３Ｐａであった。
【００５５】
また、本実施の形態の真空断熱材１には、合成ゼオライトや活性炭、活性アルミナ、シリカゲルなどの物理吸着剤、およびアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物および水酸化物などの化学吸着剤のような、水分吸着剤やガス吸着剤を封入しても良い。また、真空包装工程前に芯材の乾燥工程を加えなくても良い。
【００５６】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３による真空断熱材の断面図である。本実施の形態の真空断熱材１は、芯材５を金属箔層と熱可塑性ポリマー層とを有するガスバリア性フィルムからなる外被材３に挿入し、その内部を減圧した後、開口部を熱溶着（ヒートシール）して作製されたものである。
【００５７】
本実施の形態では、乾式法にて積層された平均繊維径が０．８μｍである無機繊維集合体を、１０Ｗｔ％のフェノール樹脂の固形成分を塗布することで硬化した板状のものを芯材５とした。
【００５８】
その芯材５を１４０℃で１時間乾燥後、ガスバリア性フィルムからなる外被材３に挿入し、その内部を圧力１３．３Ｐａまで減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して真空断熱材１を作製した。本実施の形態では、繊維材料、外被材は実施の形態１と同じ構成である。
【００５９】
このようにして作製した真空断熱材を英弘精機（株）製のＡｕｔｏ−λにて、平均温度２４℃にて測定した結果、断熱性能（熱伝導率）は０．００２４Ｗ／ｍＫが得られた。また、芯材５としてフェノール樹脂で硬化した板状のものを用いているために、真空断熱材１の表面の平滑性、剛性ともに十分な性能が得られた。また、フェノール樹脂の添加量が１０Ｗｔ％であることから十分に硬化し、減圧による芯材２の厚みの減少率が５％であるため、真空断熱材１とした際の大気圧縮が小さく、寸法安定性が著しく向上した。
【００６０】
本実施の形態の真空断熱材１は、芯材５の無機繊維集合体の繊維径が０．８μｍ、芯材５の厚みが１５ｍｍ、断熱性能（熱伝達率）が０．００２４Ｗ／ｍＫ、芯材５の空隙径が９μｍ、芯材５の空隙率が９２％、減圧による芯材５の厚みの減少率が５％、芯材密度（嵩密度）が２００ｋｇ／ｍ^３、真空断熱材１の内部の圧力が１３．３Ｐａであった。
【００６１】
また、本実施の形態の真空断熱材１には、合成ゼオライトや活性炭、活性アルミナ、シリカゲルなどの物理吸着剤、およびアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物および水酸化物などの化学吸着剤のような、水分吸着剤やガス吸着剤を封入しても良い。また、真空包装工程前に芯材の乾燥工程を加えなくても良い。
【００６２】
本実施の形態の結合剤は、少なくとも熱硬化性を有する有機バインダーであって、フェノール樹脂、脂肪酸変性アルキド樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、石油樹脂、尿素樹脂などが利用できる。また、本実施の形態の結合剤の添加量は、芯材重量に対して８〜２０Ｗｔ％が適当であり、好ましくは１０Ｗｔ％である。
【００６３】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４による真空断熱材の断面図である。本実施の形態の真空断熱材１は、芯材６を金属箔層と熱可塑性ポリマー層とを有するガスバリア性フィルムからなる外被材３に挿入し、その内部を減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して作製されてたものである。
【００６４】
本実施の形態では、乾式法にて積層された平均繊維径が３．５μｍである無機繊維集合体を、１０Ｗｔ％の水ガラスの固形成分を塗布することで硬化した板状のものを芯材６とした。
【００６５】
その芯材６を１４０℃で１時間乾燥後、ガスバリア性フィルムからなる外被材３に挿入し、その内部を圧力１３．３Ｐａまで減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して真空断熱材１を作製した。本実施の形態では、繊維材料、外被材は実施の形態１と同じ構成である。
【００６６】
このようにして作製した真空断熱材１を英弘精機（株）製のＡｕｔｏ−λにて、平均温度２４℃にて測定した結果、断熱性能（熱伝導率）は０．００２９Ｗ／ｍＫが得られた。また、芯材６として水ガラスで硬化した板状のものを用いているために、真空断熱材１の表面の平滑性、剛性ともに十分な性能が得られた。また、水ガラスの添加量が１０Ｗｔ％であることから十分に硬化し、減圧による芯材６の厚みの減少率が１０％であるため、真空断熱材１とした際の大気圧縮が小さく、寸法安定性が著しく向上した。
【００６７】
本実施の形態の真空断熱材１は、芯材６の無機繊維集合体の繊維径が３．５μｍ、芯材６の厚みが１５ｍｍ、断熱性能（熱伝達率）が０．００２９Ｗ／ｍＫ、芯材６の空隙径が３０μｍ、芯材６の空隙率が９０％、減圧による芯材６の厚みの減少率が１０％、芯材密度（嵩密度）が２５０ｋｇ／ｍ^３、真空断熱材１の内部の圧力が１３．３Ｐａであった。
【００６８】
また、本実施の形態の真空断熱材１には、合成ゼオライトや活性炭、活性アルミナ、シリカゲルなどの物理吸着剤、およびアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物および水酸化物などの化学吸着剤のような、水分吸着剤やガス吸着剤を封入しても良い。また、真空包装工程前に芯材の乾燥工程を加えなくても良い。
【００６９】
本実施の形態の結合剤は、少なくとも熱硬化性を有する成分を含んだ無機バインダーであって、水ガラス、アルミナゾル、コロイダルシリカ、オルガノシリカゾル、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、シリカ酸化マグネシウムなどが利用できる。また、本実施の形態の結合剤の添加量は、芯材重量に対して８〜２０Ｗｔ％が適当であり、好ましくは１０Ｗｔ％である。
【００７０】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５による真空断熱材の断面図である。本実施の形態の真空断熱材１は、芯材７を金属箔層と熱可塑性ポリマー層とを有するガスバリア性フィルムからなる外被材３に挿入し、その内部を減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して作製されたものである。
【００７１】
本実施の形態では、乾式法にて積層された平均繊維径が０．８μｍである無機繊維集合体を、１０Ｗｔ％の結合剤の固形成分を塗布することで硬化した板状のものであり、その芯材密度（嵩密度）が２５０ｋｇ／ｍ^３のものを芯材７とした。
【００７２】
その芯材７を１４０℃で１時間乾燥後、ガスバリア性フィルムからなる外被材３に挿入し、その内部を圧力１３．３Ｐａまで減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して真空断熱材１を作製した。本実施の形態では、繊維材料、外被材は実施の形態１と同じ構成である。
【００７３】
このようにして作製した真空断熱材１を英弘精機（株）製のＡｕｔｏ−λにて、平均温度２４℃にて測定した結果、断熱性能（熱伝導率）は０．００２３Ｗ／ｍＫが得られた。
【００７４】
また、芯材として結合剤で硬化した板状のものを用いているために、真空断熱材１の表面の平滑性、剛性ともに十分な性能が得られた。また、結合剤の添加量が１０Ｗｔ％であることから十分に硬化し、減圧による芯材７の厚みの減少率が２％であるため、真空断熱材１とした際の大気圧縮が小さく、寸法安定性が著しく向上した。また、芯材密度（嵩密度）が２５０ｋｇ／ｍ^３であることから、芯材の剛性がさらに増し、真空断熱材１とした際の形状安定性が向上した。
【００７５】
本実施の形態の真空断熱材１は、芯材７の無機繊維集合体の繊維径が０．８μｍ、芯材７の厚みが１５ｍｍ、断熱性能（熱伝達率）が０．００２３Ｗ／ｍＫ、芯材７の空隙径が８μｍ、芯材７の空隙率が９０％、減圧による芯材７の厚みの減少率が２％、芯材密度（嵩密度）が２５０ｋｇ／ｍ^３、真空断熱材１の内部の圧力が１３．３Ｐａであった。
【００７６】
なお、本実施の形態の真空断熱材１には、合成ゼオライトや活性炭、活性アルミナ、シリカゲルなどの物理吸着剤、およびアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物および水酸化物などの化学吸着剤のような、水分吸着剤やガス吸着剤を封入しても良い。また、真空包装工程前に芯材の乾燥工程を加えなくても良い。
【００７７】
また、本実施の形態の芯材７の芯材密度（嵩密度）は、１００〜４００ｋｇ／ｍ^３が適当であり、好ましくは１５０〜２５０ｋｇ／ｍ^３である。
【００７８】
（比較例１）
真空断熱材の芯材には、乾式法にて積層された平均繊維径が４．５μｍである無機繊維集合体を用いた。この無機繊維集合体を１４０℃で１時間乾燥後、ガスバリア性フィルムからなる外被材に挿入し、その内部を圧力１３．３Ｐａまで減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して真空断熱材を作製した。
【００７９】
このようにして作製した真空断熱材を英弘精機（株）製のＡｕｔｏ−λにて、平均温度２４℃にて測定した結果、熱伝導率は０．００２２Ｗ／ｍＫが得られた。
【００８０】
しかし、無機繊維集合体を結合剤で硬化していないため、真空断熱材の表面が波打つなど、表面平滑性、剛性ともに十分な性能が得られず、また、減圧による芯材７の厚みの減少率が８０％と大きく、真空断熱材の寸法安定性に劣り、使用に耐えないものであった。
【００８１】
比較例１の真空断熱材は、芯材の無機繊維集合体の繊維径が４．５μｍ、芯材の厚みが１５ｍｍ、断熱性能（熱伝達率）が０．００２２Ｗ／ｍＫ、芯材の空隙径が３５μｍ、芯材の空隙率が９３％、減圧による芯材の厚みの減少率が８０％、芯材密度（嵩密度）が１８０ｋｇ／ｍ^３、真空断熱材の内部の圧力が１３．３Ｐａであった。
【００８２】
（比較例２）
真空断熱材の芯材には、乾燥法にて積層した平均繊維径が０．８μｍである無機繊維集合体を、水に浸漬した後に乾燥、圧縮したものを用いた。この無機繊維集合体を１４０℃で１時間乾燥後、ガスバリア性フィルムからなる外被材に挿入し、その内部を圧力１３．３Ｐａまで減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して真空断熱材を作製した。
【００８３】
このようにして作製した真空断熱材を英弘精機（株）製のＡｕｔｏ−λにて、平均温度２４℃にて測定した結果、熱伝導率は０．００２８Ｗ／ｍＫが得られた。
【００８４】
しかし、無機繊維集合体を結合剤で硬化していないため、真空断熱材の表面平滑性、剛性ともに十分な性能が得られず、また、減圧による芯材の厚みの減少率が４０％と大きく、真空断熱材の寸法安定性に劣る。
【００８５】
比較例２の真空断熱材は、芯材の無機繊維集合体の繊維径が０．８μｍ、芯材の厚みが１５ｍｍ、断熱性能（熱伝達率）が０．００２８Ｗ／ｍＫ、芯材の空隙径が１０μｍ、芯材の空隙率が９２％、減圧による芯材の厚みの減少率が４０％、芯材密度（嵩密度）が２００ｋｇ／ｍ^３、真空断熱材の内部の圧力が１３．３Ｐａであった。
【００８６】
（比較例３）
真空断熱材の芯材には、乾式法にて積層された平均繊維径が０．８μｍである無機繊維集合体を結合剤で硬化した板状であり、その芯材密度（嵩密度）が６５ｋｇ／ｍ^３のものを用いた。この無機繊維集合体を１４０℃で１時間乾燥後、ガスバリア性フィルムからなる外被材に挿入し、その内部を圧力１３．３Ｐａまで減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して真空断熱材を作製した。
【００８７】
このようにして作製した真空断熱材を英弘精機（株）製のＡｕｔｏ−λにて、平均温度２４℃にて測定した結果、熱伝導率は０．００４１Ｗ／ｍＫが得られた。
【００８８】
しかし、無機繊維集合体からなる芯材の密度が６５ｋｇ／ｍ^３であるため、芯材に十分な剛性がなく、真空断熱材の形状安定性に劣る。また、芯材の密度が６５ｋｇ／ｍ^３であるために、減圧による芯材の厚みの減少率が６６％と大きくなり、真空断熱材の寸法安定性に劣る。
【００８９】
比較例３の真空断熱材は、芯材の無機繊維集合体の繊維径が０．８μｍ、芯材の厚みが１５ｍｍ、断熱性能（熱伝達率）が０．００４１Ｗ／ｍＫ、芯材の空隙径が２０μｍ、芯材の空隙率が９７％、減圧による芯材の厚みの減少率が６６％、芯材密度（嵩密度）が６５ｋｇ／ｍ^３、真空断熱材の内部の圧力が１３．３Ｐａであった。
【００９０】
（比較例４）
真空断熱材の芯材には、乾式法にて積層された平均繊維径が４．５μｍである無機繊維集合体を結合剤で硬化した板状であり、その芯材密度（嵩密度）が７００ｋｇ／ｍ^３のものを用いた。この無機繊維集合体を１４０℃で１時間乾燥後、ガスバリア性フィルムからなる外被材に挿入し、その内部を圧力１３．３Ｐａまで減圧した後、開口部をヒートシールにより接着して真空断熱材を作製した。
【００９１】
このようにして作製した真空断熱材を英弘精機（株）製のＡｕｔｏ−λにて、平均温度２４℃にて測定した結果、熱伝導率は０．００５８Ｗ／ｍＫが得られた。
【００９２】
しかし、無機繊維集合体からなる芯材の密度が７００ｋｇ／ｍ^３であるため、芯材が不必要に硬く、減圧による芯材の厚みの減少率は１％となって寸法安定性は向上したが、加工性が著しく悪化した。
【００９３】
また、芯材密度（嵩密度）が７００ｋｇ／ｍ^３であるため、芯材の剛性がさらに増し、真空断熱材とした際の形状安定性が向上したが、固体点接触が増加するため、固体熱伝導が大きくなり、結合剤を含まない芯材と比較して、断熱性能が大幅に悪化した。
【００９４】
比較例４の真空断熱材は、芯材の無機繊維集合体の繊維径が４．５μｍ、芯材の厚みが１５ｍｍ、断熱性能（熱伝達率）が０．００５８Ｗ／ｍＫ、芯材の空隙径が３５μｍ、芯材の空隙率が７２％、減圧による芯材の厚みの減少率が１％、芯材密度（嵩密度）が７００ｋｇ／ｍ^３、真空断熱材の内部の圧力が１３．３Ｐａであった。
【００９５】
（実施の形態１〜５と比較例１〜４の整理）
以上、実施の形態１〜５と比較例１〜４の結果を整理すると、真空断熱材の芯材に使用する無機繊維集合体としては、板状に成型し結合剤で硬化させたものがよく、無機繊維の平均繊維径を０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下とし、無機繊維同士が作り出す空隙径を４０μｍ以下とし、芯材の空隙率を８０％以上としたものが良いことが分かる。
【００９６】
芯材を構成する無機繊維集合体の繊維径を小さくすることで、繊維中を通しての熱伝導が低減する効果と、隣接する繊維との接触点を通しての熱伝導を小さくする、つまり接触抵抗が大きくなる効果により、固体熱伝導は低減する。
【００９７】
また、空隙率を大きくすることで、全熱伝導における気体熱伝導の占める割合が大きくなる。無機繊維集合体の作り出す空隙径を小さくすることで、気体分子の移動が制限されて、気体熱伝達成分が減少する効果により、気体熱伝導は低減する。
【００９８】
これらのことから、無機繊維集合体の繊維径を小さくすることで、固体熱伝導が低減し、また、空隙率を大きくすることで気体熱伝導が支配的となり、無機繊維集合体の空隙径を小さくすることで、気体熱伝導が低減することから、真空断熱材として低い熱伝導率が得られる。
【００９９】
ところで、平均繊維径が０．１μｍ以下のように微細領域においては、無機繊維の生産性が悪化する、複雑に絡み合って伝熱方向に平行な繊維配列になる確率が増加して伝熱量が増加する、などの問題が生じる。また、平均繊維径が微細になると、複雑に絡み合うことで集合体になりやすく、空隙率は増加するが、集合体中および集合体間の空隙が大きくなる。
【０１００】
一方、平均繊維径が１０μｍ以上のように太い領域においては、無機繊維の生産性は向上するが、繊維中を通しての伝熱量が増大し、さらに接触抵抗が低減することで、固体熱伝導が増大する。また、繊維径が増大することで繊維間空隙径が増大するなどの問題点が生じる。
【０１０１】
これらのことから、生産性を悪化させずに真空断熱材としての断熱性能を大幅に向上させるには、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下の無機繊維集合体を用いて、空隙率を８０％以上にし、かつ、繊維間空隙径が４０μｍ以下となる芯材を用いると良い。
【０１０２】
よって、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下である無機繊維集合体からなる芯材を用いるために、繊維中を通しての熱伝導が低減し、また、固体の接触抵抗が大きくなることから、固体熱伝導が低減する効果により優れた断熱性能を有する。また、結合剤を用いて無機繊維集合体を硬化することで、表面性および剛性を優れたものにでき、真空断熱材の使用条件や生産性、および取り扱い性を著しく向上させることができる。
【０１０３】
したがって、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下である無機繊維集合体を用いて、無機繊維集合体の空隙率を８０％以上にし、かつ、繊維間空隙径を４０μｍ以下にすることで気体熱伝導が低減し、優れた断熱性能が得られる。
【０１０４】
また、実施の形態１〜５と比較例１〜４の結果を整理すると、真空断熱材の芯材に使用する無機繊維集合体としては、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下の無機繊維の集合体を、減圧による芯材の厚みの減少率が１０％以下になるように、板状に成型し、結合剤で硬化させたものが良いことが分かる。
【０１０５】
平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下である無機繊維集合体からなる芯材を用いるために、繊維中を通しての熱伝導が低減し、また、固体の接触抵抗が大きくなることから、固体熱伝導が低減する効果により優れた断熱性能を有する。
【０１０６】
また、結合剤を用いて無機繊維集合体を硬化することで、表面性および剛性を優れたものにでき、真空断熱材の使用条件や生産性、および取り扱い性を著しく向上させることができる。
【０１０７】
また、減圧による芯材の厚みの減少率が１０％以下になるように芯材を構成したので、真空断熱材作成前後の寸法変化を抑制する、すなわち寸法安定性が著しく向上する。
【０１０８】
また、無機繊維集合体を成型した形に固定するための結合剤として、少なくとも熱硬化性を有する有機バインダー、もしくは、少なくとも熱硬化性を有する成分を含んだ無機バインダーが好ましい。
【０１０９】
熱硬化性の結合剤を使用すると、結合剤が硬化する前の無機繊維集合体を金型で容易に任意の形状に圧縮成型でき、金型で圧縮して成型している状態で加熱すると、加熱により結合剤が硬化するため成型した芯材の形状が安定する。
【０１１０】
また、実施の形態１〜５と比較例１〜４の結果を整理すると、芯材の密度は、１００ｋｇ／ｍ^３以上かつ４００ｋｇ／ｍ^３以下とすると、断熱性能を維持しながら芯材の剛性を高くできるため真空断熱材とした際の機械的強度を強くでき、使用時の形状安定性が向上する。
【０１１１】
（実施の形態６）
図６は本発明の実施の形態６による断熱体の断面図である。
【０１１２】
本実施の形態の断熱体８は、実施の形態１から５のいずれかの真空断熱材１が、外被材としての第１板体９ａと、外被材としての第２板体９ｂと、第１、第２板体９ａ，９ｂの外周部を連結する枠体９ｃとで囲まれる空間内に、板状の真空断熱材１の一方の平面が第１板体９ａに密着するように配置され、この空間の真空断熱材１以外の空間に真空断熱材以外の断熱材として硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１０を充填（配置）したものであり、板状の形状を有している。
【０１１３】
第１板体９ａ、第２板体９ａ、枠体９ｃの材料としては、金属や硬質の樹脂が適用可能であり、全部を同じ材料で構成しても、第１板体９ａと第２板体９ａのどちらか一方を金属で、他を樹脂で構成しても構わない。なお、枠体９ｃは、第１板体９ａまたは第２板体９ｂと一体に構成しても構わない。
【０１１４】
本実施の形態では、板状の真空断熱材１の一方の平面のみを第１板体９ａに密着させているが、板状の真空断熱材１の他方の平面も第２板体９ｂに密着させても構わない。第１板体９ａまたは第２板体９ｂにおける板状の真空断熱材１の平面に密着させる面は、平面性が高いことが望ましい。
【０１１５】
本実施の形態では、真空断熱材以外の断熱材として、硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１０の代わりに発泡スチロールを使っても構わない。
【０１１６】
本実施の形態では、外被材としての第１板体９ａ、第２板体９ａ、枠体９ｃと、硬質ウレタンフォーム１０とにより真空断熱材１を外力による損傷から保護でき、真空断熱材１内部の低圧状態を保てるため真空断熱材１の断熱性能を長期に亘って維持、ひいては、断熱体８の断熱性能を長期に亘って維持でき、真空断熱材１の外被材３のヒレ状の溶着部３ａを、隠す、保護する、固定することができるため、取扱いが簡単になり、真空断熱材１の適用範囲を拡大できる。また、真空断熱材１の断熱性能が高く芯材の機械的強度が強いため、真空断熱材１の厚みを薄くでき、ひいては断熱体８を薄くできる。
【０１１７】
また、本実施の形態では、第１板体９ａと第２板体９ｂと枠体９ｃとで囲まれる空間の真空断熱材１以外の空間に硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１０を充填したので、発泡断熱材１０の充填時の流動性により外被材（第１板体９ａと第２板体９ｂと枠体９ｃ）と真空断熱材１との間の空間を埋めやすく、また、真空断熱材１の片面と外被材（第１板体９ａと第２板体９ｂと枠体９ｃ）との間に発泡断熱材１０を配置させる場合でも、薄い真空断熱材１を使用できるため、発泡断熱材１０の流動性（充填性）を阻害しない程度に、真空断熱材１の片面と第１板体９ａとの間の発泡断熱材１０を充填する隙間を確保でき、優れた断熱性の断熱板８を提供できる。
【０１１８】
（実施の形態７）
図７は、本発明の実施の形態７による貯蔵庫の断面図である。
【０１１９】
本実施の形態７の貯蔵庫は、貯蔵庫本体の外殻を構成する金属製の外箱１１と、外箱１１の内部を上部の貯蔵室と下部の機械室とに区画する金属製の区画板１２と、外箱１１の内面と区画板１２の上面から所定間隔離して配置され貯蔵室の内壁面を構成する金属製の内箱１３と、外箱１１と内箱１３との間と、区画板１２と内箱１３との間に配置される断熱板としての断熱体８と、貯蔵室を温度の異なる２つの室に仕切る断熱仕切板としての断熱体８とからなる。なお、断熱体８は、実施の形態６の断熱体８と同一構成である。
【０１２０】
区画板１２と内箱１３との間に配置される断熱板としての断熱体８の外被材は、外箱１１、区画板１２、内箱１３で保護されるため、比較的機械的強度が弱いものでも構わないが、断熱仕切板としての断熱体８の外被材は、表面を保護する保護部材を設ける必要がないように、比較的機械的強度の強い金属製にすることが好ましい。
【０１２１】
本実施の形態の貯蔵庫は、実施の形態６の断熱体８を組み合わせて、庫内を断熱する断熱壁を形成したので、断熱壁の機械的強度が高く断熱性に優れた貯蔵庫を提供できる。または、断熱壁を薄肉化して内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能な貯蔵庫を提供できる。
【０１２２】
本実施の形態の貯蔵庫は、実施の形態６の断熱体８を、庫内を温度の異なる複数の室に仕切る断熱仕切板としたので、断熱仕切板（断熱体８）により仕切られた室間の伝熱量を少なくできる。または、断熱仕切板（断熱体８）を薄肉化して貯蔵室の内容積の増大や貯蔵庫の外形寸法の縮小化が可能である。
【０１２３】
本実施の形態の貯蔵庫は、自動販売機や冷蔵ショーケースにも適用可能である。
【０１２４】
（実施の形態８）
図８は、本発明の実施の形態８による断熱箱体、断熱扉、貯蔵庫、冷蔵庫の断面図である。
【０１２５】
本実施の形態の断熱箱体１４は、実施の形態１から５のいずれかの真空断熱材１が、外被材としての金属製の外箱１５と、外被材としての合成樹脂製の内箱１６と、外箱１５と内箱１６とで囲まれた空間内に、板状の真空断熱材１の一方の平面が外箱１５と断熱仕切壁１４ａの底面を構成する内箱１６に密着するように配置され、この空間の真空断熱材１以外の空間に真空断熱材以外の断熱材として硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１７を充填（配置）したものであり、真空断熱材１と硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１７の複層構造となっており、箱状の形状を有している。
【０１２６】
断熱箱体１４の製造にあたっては、真空断熱材１をあらかじめ外箱１５と断熱仕切壁１４ａの底面を構成する内箱１６とに接着固定し、硬質ウレタンフォーム１７の原料を注入して一体発泡を行う。
【０１２７】
真空断熱材１は、断熱箱体１４の両側面、天面、背面、底面の各面に万遍なく配置され、外箱１５の表面積の８０％を占めて配設されている。
【０１２８】
本実施の形態の断熱箱体１４は、では、外被材としての金属製の外箱１５と、外被材としての合成樹脂製の内箱１６と、硬質ウレタンフォーム１０とにより真空断熱材１を外力による損傷から保護でき、真空断熱材１内部の低圧状態を保てるため真空断熱材１の断熱性能を長期に亘って維持、ひいては、断熱箱体１４の断熱性能を長期に亘って維持できる。また、真空断熱材１の断熱性能が高く芯材の機械的強度が強いため、真空断熱材１の厚みを薄くでき、ひいては断熱箱体１４を薄くできる。
【０１２９】
また、本実施の形態の断熱箱体１４では、外箱１５と内箱１６とで囲まれる空間の真空断熱材１以外の空間に硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１７を充填したので、発泡断熱材１７の充填時の流動性により外被材（外箱１５と内箱１６）と真空断熱材１との間の空間を埋めやすく、また、真空断熱材１の片面と外被材（外箱１５と断熱仕切壁１４ａの底面を構成する内箱１６）との間に発泡断熱材１７を配置させる場合でも、薄い真空断熱材１を使用できるため、発泡断熱材１７の流動性（充填性）を阻害しない程度に、真空断熱材１の片面と、外箱１５、断熱仕切壁１４ａの底面を構成する内箱１６との間の発泡断熱材１７を充填する隙間を確保でき、優れた断熱性の断熱箱体１４を提供できる。
【０１３０】
従来と同じ厚みで断熱箱体１４を構成すれば従来に較べて断熱箱体１４としての断熱性に優れ、断熱箱体１４としての断熱性を従来と同じにする場合は従来に較べて断熱箱体１４の厚みを薄くできる。
【０１３１】
なお、本実施の形態の断熱箱体１４は、断熱仕切壁１４ａと一体に構成されているが、断熱仕切壁１４ａを別体で実施の形態６の断熱体のように板状に構成して、断熱箱体１４に組み込むようにしても構わない。
【０１３２】
本実施の形態の断熱扉１８は、実施の形態１から５のいずれかの真空断熱材１が、外被材としての金属製の外面板１９と、外被材としての合成樹脂製の内面板２０と、外面板１９と内面板２０とで囲まれた空間内に、板状の真空断熱材１の一方の平面が外面板１９に密着するように配置され、この空間の真空断熱材１以外の空間に真空断熱材以外の断熱材として硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１７を充填（配置）したものであり、真空断熱材１と硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１７の複層構造となっており、板状の形状を有し、断熱箱体１４の前面開口部を開閉可能に塞いでいる。
【０１３３】
断熱扉１８の製造にあたっては、真空断熱材１をあらかじめ外面板１９に接着固定し、硬質ウレタンフォーム１７の原料を注入して一体発泡を行う。
【０１３４】
本実施の形態の断熱扉１８は、では、外被材としての外面板１９と、外被材としての内面板２０と、硬質ウレタンフォーム１７とにより真空断熱材１を外力による損傷から保護でき、真空断熱材１内部の低圧状態を保てるため真空断熱材１の断熱性能を長期に亘って維持、ひいては、断熱扉１８の断熱性能を長期に亘って維持できる。また、真空断熱材１の断熱性能が高く芯材の機械的強度が強いため、真空断熱材１の厚みを薄くでき、ひいては断熱扉１８を薄くできる。
【０１３５】
また、本実施の形態の断熱扉１８では、外面板１９と内面板２０とで囲まれる空間の真空断熱材１以外の空間に硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１７を充填したので、発泡断熱材１７の充填時の流動性により外被材（外面板１９と内面板２０）と真空断熱材１との間の空間を埋めやすく、また、真空断熱材１の片面と外被材（外面板１９）との間に発泡断熱材１７を配置させる場合でも、薄い真空断熱材１を使用できるため、発泡断熱材１７の流動性（充填性）を阻害しない程度に、真空断熱材１の片面と、外面板１９との間の発泡断熱材１７を充填する隙間を確保でき、優れた断熱性の断熱扉１８を提供できる。
【０１３６】
また、従来と同じ厚みで断熱扉１８を構成すれば従来に較べて断熱扉１８としての断熱性に優れ、断熱扉１８としての断熱性を従来と同じにする場合は従来に較べて断熱扉１８の厚みを薄くできる。
【０１３７】
本実施の形態の貯蔵庫は、断熱箱体１４と、断熱扉１８と、断熱箱体１４と断熱扉１８とで囲まれた空間内に形成される貯蔵室とよりなるものであり、断熱箱体１４と断熱扉１８の両方に真空断熱材１を使用して、断熱箱体１４と断熱扉１８の断熱性を高めたので、断熱箱体１４と断熱扉１８とを薄肉化して貯蔵庫の内容積（貯蔵室の容積）の増大や外形寸法の縮小化が可能である。
【０１３８】
本実施の形態の冷蔵庫は、断熱箱体１４、断熱扉１８、断熱箱体１４と断熱扉１８とで囲まれた空間内に形成される貯蔵室（下段の−１５℃〜−２５℃の冷凍室２１、上段の０℃〜１０℃の冷蔵室２２、中段の０℃〜１０℃の野菜室２３）からなる貯蔵庫と、貯蔵庫内の貯蔵室（冷凍室２１、冷蔵室２２、野菜室２３）を冷却する冷却装置（断熱箱体１４の底部に形成された機械室の背面側に配置された圧縮機２４、機械室における冷凍室２１の下方部に位置する凝縮器２５、冷凍室２１の奥面に配置された冷凍室用冷却器２６、冷蔵室２２の奥面に配置された冷蔵室用冷却器２７）とよりなるものであり、貯蔵温度が異なる冷凍室２１と冷蔵室２２との間には断熱仕切壁１４ａがあり、貯蔵室（冷凍室２１、冷蔵室２２、野菜室２３）を所定温度に冷却するための圧縮機２４、凝縮器２５、冷凍室用冷却器２６、冷蔵室用冷却器２７よりなる冷却装置の運転エネルギーを少なくできる。または、貯蔵室（冷凍室２１、冷蔵室２２、野菜室２３）の内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能である。
【０１３９】
本実施の形態の冷蔵庫は、芯材の平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下である無機繊維集合体を用いることで固体熱伝導が低減する効果と、無機繊維集合体の空隙率を８０％以上にし、かつ、繊維間空隙径を４０μｍ以下にすることで気体熱伝導が低減する効果により、従来の硬質ウレタンフォームよりも大幅に優れた断熱性能を有するために高断熱化が得られ、庫外からの熱の浸入に対して庫内冷却のための圧縮機２４の運転時間が大幅に減少することで、省エネルギー化に貢献できるものである。
【０１４０】
真空断熱材１と硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）１７の複層構造の断熱箱体１４と断熱扉１８は、実施の形態１から５のいずれかの真空断熱材１の効果に加えて、断熱箱体１４中の発泡断熱材１７と組み合わせることで箱体の強度が増し、発泡断熱材１７を充填する外箱１５内箱１６間、外面板１９内面板２０間に真空断熱材１を配置しても、断熱箱体の外箱１５、内箱１６、断熱扉１８の外面板１９に歪み凹みは生じず、断熱性能の優れた断熱箱体と断熱扉を提供できる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の真空断熱材の発明は、板状に成型し結合剤で硬化させた無機繊維集合体を芯材に用い、前記無機繊維の平均繊維径を０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下とし、前記無機繊維同士が作り出す空隙径を４０μｍ以下とし、前記芯材の空隙率を８０％以上としたので、断熱性能が高く、表面性および剛性を優れたものにでき、真空断熱材の使用条件や生産性、および取り扱い性を著しく向上させることができる。
【０１４２】
また、請求項２に記載の真空断熱材の発明は、無機繊維集合体からなる芯材をガスバリア性の外被材で被って前記外被材の内部を減圧し前記外被材の開口部をシールしてなり、前記芯材は、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下の無機繊維の集合体を、前記減圧による前記芯材の厚みの減少率が１０％以下になるように、板状に成型し、結合剤で硬化させたので、断熱性能が高く、表面性および剛性を優れたものにでき、真空断熱材の使用条件や生産性、および取り扱い性を著しく向上させることができる。また、寸法安定性が著しく向上する。
【０１４３】
また、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記載の発明における結合剤を、少なくとも熱硬化性を有する有機バインダーとしたので、結合剤が硬化する前の無機繊維集合体を金型で容易に任意の形状に圧縮成型でき、金型で圧縮して成型している状態で加熱して、芯材の形状を安定させることができる。
【０１４４】
また、請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または２記載の発明における結合剤を、少なくとも熱硬化性を有する成分を含んだ無機バインダーとしたので、結合剤が硬化する前の無機繊維集合体を金型で容易に任意の形状に圧縮成型でき、金型で圧縮して成型している状態で加熱して、芯材の形状を安定させることができる。
【０１４５】
また、請求項５に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から４のいずれか一項記載の発明における芯材の密度を、１００ｋｇ／ｍ^３以上かつ４００ｋｇ／ｍ^３以下としたので、芯材の剛性が増し、真空断熱材とした際の機械的強度を強くでき、使用時の形状安定性が向上する。
【０１４６】
また、請求項６に記載の断熱体の発明は、請求項１から５のいずれか一項記載の真空断熱材を、外被材で囲まれる空間内に配置し、前記空間の真空断熱材以外の空間に前記真空断熱材以外の断熱材を配置したので、外被材と真空断熱材以外の断熱材とにより真空断熱材を外力による損傷から保護でき、真空断熱材内部の低圧状態を保てるため真空断熱材の断熱性能を長期に亘って維持、ひいては、断熱体の断熱性能を長期に亘って維持でき、真空断熱材の外被材のヒレ状の溶着部を、隠す、保護する、固定することができるため、取扱いが簡単になり、真空断熱材の適用範囲を拡大できる。また、真空断熱材の断熱性能が高く芯材の機械的強度が強いため、真空断熱材の厚みを薄くでき、ひいては断熱体を薄くできる。
【０１４７】
また、請求項７に記載の断熱体の発明は、請求項６記載の発明における真空断熱材以外の断熱材を、発泡断熱材としたので、発泡断熱材の充填時の流動性により外被材と真空断熱材との間の空間を埋めやすく、また、真空断熱材の片面と外被材との間に発泡断熱材を配置させる場合でも、薄い真空断熱材を使用できるため、発泡断熱材の流動性（充填性）を阻害しない程度に、真空断熱材の片面と外被材との間の発泡断熱材を充填する隙間を確保でき、優れた断熱性の断熱板を提供できる。
【０１４８】
また、請求項８に記載の断熱箱体の発明は、請求項６または７に記載の断熱体を箱状に形成したので、従来と同じ厚みで断熱箱体を構成すれば従来に較べて断熱箱体としての断熱性に優れ、断熱箱体としての断熱性を従来と同じにする場合は従来に較べて断熱箱体の厚みを薄くできる。
【０１４９】
また、請求項９に記載の断熱扉の発明は、請求項６または７に記載の断熱体により構成したので、従来と同じ厚みで断熱扉を構成すれば従来に較べて断熱扉としての断熱性に優れ、断熱扉としての断熱性を従来と同じにする場合は従来に較べて断熱扉の厚みを薄くできる。
【０１５０】
また、請求項１０に記載の貯蔵庫の発明は、請求項８に記載の断熱箱体と、断熱扉と、前記断熱箱体と前記断熱扉とで囲まれた空間内に形成される貯蔵室とより構成したので、断熱箱体を薄肉化して内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能である。
【０１５１】
また、請求項１１に記載の貯蔵庫の発明は、請求項８に記載の断熱箱体と、請求項９に記載の断熱扉と、前記断熱箱体と前記断熱扉とで囲まれた空間内に形成される貯蔵室とより構成したので、断熱箱体と断熱扉とを薄肉化して内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能である。
【０１５２】
また、請求項１２に記載の貯蔵庫の発明は、請求項６または７に記載の断熱体を組み合わせて、庫内を断熱する断熱壁を形成したので、断熱壁の機械的強度が高く断熱性に優れた貯蔵庫を提供できる。または、断熱壁を薄肉化して内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能な貯蔵庫を提供できる。
【０１５３】
また、請求項１３に記載の貯蔵庫の発明は、請求項６または７に記載の断熱体を、庫内を温度の異なる複数の室に仕切る断熱仕切板として使用したので、断熱仕切板により仕切られた室間の伝熱量を少なくできる。または、断熱仕切板を薄肉化して貯蔵室の内容積の増大や貯蔵庫の外形寸法の縮小化が可能である。
【０１５４】
また、請求項１４に記載の冷蔵庫の発明は、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の貯蔵庫と、前記貯蔵庫内の貯蔵室を冷却する冷却装置とより構成したので、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の貯蔵庫の発明の効果により、貯蔵室を所定温度に冷却するための冷却装置の運転エネルギーを少なくできる。または、貯蔵室の内容積の増大や外形寸法の縮小化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による真空断熱材の断面図
【図２】本発明の実施の形態２による真空断熱材の断面図
【図３】本発明の実施の形態３による真空断熱材の断面図
【図４】本発明の実施の形態４による真空断熱材の断面図
【図５】本発明の実施の形態５による真空断熱材の断面図
【図６】本発明の実施の形態６による断熱体の断面図
【図７】本発明の実施の形態７における貯蔵庫の断面図
【図８】本発明の実施の形態８における冷蔵庫の断面図
【符号の説明】
１　　真空断熱材
２　　芯材
３　　外被材
４　　芯材
５　　芯材
６　　芯材
７　　芯材
８　　断熱体
９ａ　第１板体
９ｂ　第２板体
９ｃ　枠体
１０　硬質ウレタンフォーム
１１　外箱
１３　内箱
１４　断熱箱体
１４ａ　断熱仕切壁
１５　外箱
１６　内箱
１７　硬質ウレタンフォーム（発泡断熱材）
１８　断熱扉
１９　外面板
２０　内面板
２１　冷凍室
２２　冷蔵室
２３　野菜室
２４　圧縮機
２５　凝縮器
２６　冷凍室用冷却器
２７　冷蔵室用冷却器

Claims (14)

1. 無機繊維集合体を芯材に用いた真空断熱材において、前記無機繊維集合体は板状に成型され結合剤で硬化させており、前記無機繊維の平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下で、前記無機繊維同士が作り出す空隙径が４０μｍ以下で、前記芯材の空隙率が８０％以上であることを特徴とした真空断熱材。
2. 無機繊維集合体からなる芯材をガスバリア性の外被材で被って前記外被材の内部を減圧し前記外被材の開口部をシールしてなり、前記芯材は、平均繊維径が０．１μｍ以上かつ１０μｍ以下の無機繊維の集合体を、前記減圧による前記芯材の厚みの減少率が１０％以下になるように、板状に成型し、結合剤で硬化させたものであることを特徴とした真空断熱材。
3. 結合剤が、少なくとも熱硬化性を有する有機バインダーであることを特徴とした請求項１または２記載の真空断熱材。
4. 結合剤が、少なくとも熱硬化性を有する成分を含んだ無機バインダーであることを特徴とした請求項１または２記載の真空断熱材。
5. 芯材密度が、１００ｋｇ／ｍ^３以上かつ４００ｋｇ／ｍ^３以下であることを特徴とした請求項１から４のいずれか一項記載の真空断熱材。
6. 請求項１から５のいずれか一項記載の真空断熱材が、外被材で囲まれる空間内に配置され、前記空間の真空断熱材以外の空間に前記真空断熱材以外の断熱材が配置された断熱体。
7. 真空断熱材以外の断熱材は、発泡断熱材である請求項６に記載の断熱体。
8. 請求項６または７に記載の断熱体を箱状に形成した断熱箱体。
9. 請求項６または７に記載の断熱体よりなる断熱扉。
10. 請求項８に記載の断熱箱体と、断熱扉と、前記断熱箱体と前記断熱扉とで囲まれた空間内に形成される貯蔵室とよりなる貯蔵庫。
11. 請求項８に記載の断熱箱体と、請求項９に記載の断熱扉と、前記断熱箱体と前記断熱扉とで囲まれた空間内に形成される貯蔵室とよりなる貯蔵庫。
12. 請求項６または７に記載の断熱体を組み合わせて、庫内を断熱する断熱壁を形成した貯蔵庫。
13. 請求項６または７に記載の断熱体を、庫内を温度の異なる複数の室に仕切る断熱仕切板として使用した貯蔵庫。
14. 請求項１０から１３のいずれか一項に記載の貯蔵庫と、前記貯蔵庫内の貯蔵室を冷却する冷却装置とよりなる冷蔵庫。

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