JP2004162914A

JP2004162914A - 真空断熱材及びその製造方法

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Publication number: JP2004162914A
Application number: JP2003362787A
Authority: JP
Inventors: Masahito Hayashi; 聖人林; Hideto Sato; 英人佐藤
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】本発明は、コア材に連続気泡硬質プラスチック発泡体などの合成樹脂材を使用した真空断熱材の優れた性能を有しながら、コア材に無機物のものを使用した真空断熱材の具備する低い熱伝導性で高温環境下での使用に耐えるという優れた性能を併せ持つ真空断熱材で、その厚みも10ｍｍ以上に容易に形成でき、大きさも1000ｍｍ×1500ｍｍ以上を容易に形成することができ、更に構造材としての使用にも耐える真空断熱材とその製造方法を提供すること。
【解決手段】コア材１をガスバリアー性フィルムよりなる袋体３に収納しその内部を減圧して密封した真空断熱材Ａにおいて、前記コア材１を連続気泡硬質プラスチック発泡体1aと無機物1bの積層体で形成したこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、コア材の構成を改良した真空断熱材、及び、その製造方法に関するものである。

真空断熱材は、ガスバリアー性フィルムにより形成した袋体内にコア材（芯材）を収納し、内部を減圧した後、密封してなるものであるが、従来の真空断熱材としては、コア材に無機繊維や無機粉体などの無機物を使用したもの、無機物と有機物との複合体をコア材に使用したもの、或は、コア材に連続気泡硬質プラスチック発泡体などの合成樹脂材を使用したものなどがあり、それらは性能において一長一短があるため、使用箇所や使用環境に応じて使い分けられていた。

コア材に主に無機物を使用した真空断熱材としては、例えば、後掲の特許文献１〜特許文献４などに提案されているものがある。このうち特許文献１に提案されているものは、熱輻射率の小さな金属箔とシリカ系無機繊維シートとを多数交互に積層し、エンボスプレスしてバインダーを使用することなく一体化したものをコア材とし、真空排気後の変形を防止することができるようにしたものである。また、特許文献２に提案されているものは、繊維径が所定範囲の無機繊維材料のシートを結合材などを用いないで複数枚積層したものをコア材とし、真空断熱材の変形に対応できる可撓性を有するようにしたものである。

また、特許文献３に提案されているものは、微粒性金属酸化物と無機又は有機の繊維材料と乳白剤を含み、平均空隙径が300ｎｍ以下の範囲である微孔性材料をコア材として使用し、温度上昇に伴う断熱性能の劣化を防止すると共に、コア材を収納する袋体を形成する被覆材に少なくとも金属蒸着フィルム層と熱可塑性ポリマー層を含む構成とし、金属箔のような連続体と比較してヒートリークを抑制したものである。

更に、特許文献４に提案されているものは、無機繊維成形体中に無機質結合剤をゲル化させたのち加熱乾燥して硬化させ、さらに焼成して、十分な剛性と低い熱伝導率を有するコア材を製造するものである。

上記のように主に無機物のものをコア材に使用した真空断熱材は、コア材に合成樹脂等の有機材料を単独で使用したものと比較して耐熱性に優れ、高温環境下でも使用することができるという優れた性能を有し、また、熱伝導率が低く、ノート型コンピュータやオーブンレンジ、電気湯沸かし器、冷凍・冷蔵機器、冷凍庫、冷凍車両、冷凍コンテナ、クーラーボックスなど、様々な分野で使用されている。

しかし乍ら、上記の真空断熱材は、表面の平滑性を保つために、密度を高くしなければならないという問題があった。また、シート状に形成する場合も、密度が高いため、厚みや寸法を大きくした製品を製造することが困難であった。このため、30ｍｍ，40ｍｍの厚みの真空断熱材を作るためには、シート状に成形したものを何層も重ねなくてはならず、生産性に欠けるものであった。更に、無機繊維或は無機粉体をシート状に固め、強度アップを目的に有機バインダーを使用すると、経時的にコア材からアウトガスが発生するため、アウトガスを吸着するためのガス吸着剤（ゲッター剤）を用いる必要がある。しかしこの場合、無機繊維或は無機粉体をシート状に固めて形成したコア材はその加工が難しく、ガス吸着剤を収納するスペースの形成が難しいので、ガス吸着剤の厚み分、外側に出張ってしまうという問題があった。シート状に固めるのに無機バインダーを使用したとしても、特許文献４に提案されているもののように、プレス焼成するなど、その製造に手間がかかるという問題があった。更に、特許文献２に提案されている真空断熱材のように可撓性を有するとしても、結合剤を用いないため、変形後の外形を保持するのが難しいという問題あった。

一方、コア材に連続気泡硬質プラスチック発泡体などの合成樹脂材を使用した真空断熱材としては、例えば、特許文献５や特許文献６などに提案されているものがある。このうち特許文献５に提案されているものは、コア材に連続気泡硬質ポリウレタンフォームを使用したもので、表面の平滑性に優れ、軽量でかつ断熱性能においても優れている。更に、加工が容易であるため、経時的にコア材から発生するアウトガスを吸着するためのガス吸着剤を収納するスペースをコア材に容易に形成することができるので、ガスバリアー性フィルムからなる袋体内に収納しても、ガス吸着剤を収納したところが外側に出張ることもない。また、特許文献６に提案されているものは、熱可塑性の連続気泡硬質成形体をコア材とし、これをガスバリアー性フィルムよりなる袋体に入れて内部を真空にし、密封して作製した真空断熱剤材を、加熱し軟化させて変形し、冷却硬化することにより、Ｒ曲げ加工ができるようにしたものである。

しかし乍ら、コア材に連続気泡硬質プラスチック発泡体などの合成樹脂材を使用した真空断熱材は、上記のように優れた性能を有するが、耐熱性に問題があり、高温環境下では使用することが困難という問題があった。
特開平８−１２１６８４号公報特開２００２−８１５９６号公報特開２００２−１０６７８４号公報特開平１０−１１５３９６号公報特開２０００−３５５６１７号公報特開２００１−２４８７８２号公報

従って、本発明は、上記のようなコア材に連続気泡硬質プラスチック発泡体などの合成樹脂材を使用した真空断熱材の優れた性能を有しながら、コア材に無機物のものを使用した真空断熱材の具備する低い熱伝導性で高温環境下での使用に耐えるという優れた性能を併せ持つ真空断熱材で、その厚みも10ｍｍ以上に容易に形成でき、大きさも1000ｍｍ×1500ｍｍ以上を容易に形成することができ、更に構造材としての使用にも耐える真空断熱材とその製造方法を提供することをその課題とするものである。

上記課題を解決することを目的としてなされた本発明の真空断熱材の構成は、コア材をガスバリアー性フィルムよりなる袋体に収納しその内部を減圧して密封した真空断熱材において、前記コア材を連続気泡硬質プラスチック発泡体と無機物の積層体で形成したことを特徴とするものである。

また、上記課題を解決することを目的としてなされた本発明の真空断熱材の製造方法の構成は、コア材をガスバリアー性フィルムよりなる袋体に収納しその内部を減圧して密封した真空断熱材において、前記コア材が連続気泡硬質プラスチック発泡体と無機物の積層体であることを特徴とするものであり、更に他の製造方法の構成は、連続気泡硬質プラスチック発泡体と無機物とを積層してなるコア材をガスバリアー性フィルムよりなる袋体内に収納し、その内部を減圧した後、開口部を密封して形成した真空断熱材を、連続気泡硬質プラスチック発泡体側を内側にし、又は、無機物側を内側にして加熱変形させ、冷却硬化することを特徴とするものである。

而して、本発明の発明者らは、鋭意研究した結果、真空断熱材は、例えば、熱の発生源がある高温側と低温側の間に配置されて熱が低温側に伝わらないように遮断するが、そのとき真空断熱材の一面は高温側に、他面は低温側に配されることとなる。従って、真空断熱材としては、高温側に面する側と低温側に面する側を必ずしも同じ素材で形成する必要はなく、高温側に配する側を無機繊維等の無機物により形成し、低温側に配する側を連続気泡硬質プラスチック発泡体等の合成樹脂材により形成すれば、コア材に無機物を単独使用した真空断熱材と、コア材に連続気泡硬質プラスチック発泡体を単独使用した真空断熱材のそれぞれの優れた性能を併せ持つ真空断熱材を製造することができることを知得し、本発明を完成するに至った。

本発明は、上記構成において、連続気泡硬質プラスチック発泡体の少なくとも無機物と積層しない側の表面を平滑面にすることができる。また、コア材を構成する連続気泡硬質プラスチック発泡体には、連続気泡硬質ポリウレタンフォームや連続気泡ポリスチレンフォームを使用することができ、これらの連続気泡硬質プラスチック発泡体としては、好ましくは圧縮成形されたものが良い。更に、無機物としては、無機繊維や無機粉体を使用することができ、無機繊維と無機粉体を混合したものも使用することができる。これら無機物としては、圧縮成形されたもの、または圧縮成形されていないものが使用でき、好ましくは圧縮成形されたシート状のものが良い。

また、本発明の真空断熱材は、その外形を円弧状又は円筒状若しくは半球状に形成することができ、その場合、弯曲した内側に無機物又は連続気泡硬質プラスチック発泡体のいずれかが位置するようにすることができる。更に、本発明の真空断熱材の袋体を形成するガスバリアー性フィルムには、金属箔とプラスチックフィルムとの積層フィルムの他、金属蒸着フィルムとプラスチックフィルムとの積層フィルムを使用することができる。

次に、コア材の積層体は、無機物の層の両側に連続気泡硬質プラスチック発泡体の層を積層した構造にしてもよく、逆に、連続気泡硬質プラスチック発泡体の層の両側に無機物の層を積層した構造にしてもよい。更に、積層体を連続気泡硬質プラスチック発泡体の複数枚とシート状の無機物の複数枚を積層して形成してもよい。なお、本発明の好ましい製造方法として、無機物を、不織布等の通気性のある袋に入れ0.5〜５ｋｇｆ／ｃｍ²より好ましくは0.5〜２ｋｇｆ／ｃｍ²の力でプレスし、また、このような袋に入れないで有機又は無機のバインダーを使用し若しくはバインダーを使用しないで圧縮成形するのは、ハンドリング性を良くするのと同時に、無機物が飛散するのを防ぐためであり、特に、真空断熱材の内部を減圧した後、密封するとき、無機物が密封部に飛び散り不完全な密封になるのを防止するためである。

本発明の真空断熱材は、コア材の一側を連続気泡硬質プラスチック発泡体にし、他側を無機物にした積層構造であるので、断熱したいところの高温側に無機物層を、低温側に発泡体層を向けて配置すれば、従来にない極めて高い断熱効果が得られる。特に連続気泡硬質プラスチック発泡体に圧縮成形したものを用いれば、その効果が更に高まる。

次に、本発明の実施の形態例を図に拠り説明する。図１は本発明の一例の真空断熱材の断面図、図２は図１の真空断熱材の製造方法の一例を時系列的に示す概念図、図３は図１の真空断熱材の製造方法の他の一例を時系列的に示す概念図、図４は本発明の別例の真空断熱材の製造方法の一例を時系列的に示す概念図である。

図１において、Ａは外形が扁平な真空断熱材、１はこの真空断熱材Ａのコア材（芯材）、1aはこのコア材１を構成する連続気泡硬質プラスチック発泡体層、1bは同じくコア材１を構成する無機物層である。連続気泡硬質プラスチック発泡体層1aと無機物層1bとは、接着剤などを用いずに互いに対向する面同士を重合せて積層されている。なお、連続気泡硬質プラスチック発泡体層と無機物層との積層構造は、無機物層の両側に連続気泡硬質プラスチック発泡体層をそれぞれ積層した構造、連続気泡硬質プラスチック発泡体層の両側に無機物層をそれぞれ積層した構造にしてもよい。また、シート状の連続気泡硬質プラスチック発泡体の複数枚とシート状の無機物の複数枚を交互に、又は、ランダムに積層した構造にすることもできる。

連続気泡硬質プラスチック発泡体層1aの表面側、即ち、無機物層1bと積層しない側は表面が平滑面に形成されている。表面を平滑面に形成したのは、真空断熱材Ａを装着する対象機器等の表面に密接させるためであり、また、外観上の見栄えをよくするためでもある。

1cは連続気泡硬質プラスチック発泡体層1aの表面側に凹設した穴で、この穴1cには、ガス吸着剤２が収納されている。このガス吸着剤２は経時的にコア材から発生するアウトガスを吸収するためのものである。

３は真空断熱材Ａの外皮となる袋体で、ガスバリアー性のフィルムにより形成されている。ガスバリアー性フィルムは、ここでは金属箔とプラスチックフィルムとの積層フィルムを使用しているが、金属箔の代わりに金属蒸着フィルムを使用しプラスチックフィルムと積層したフィルムを使用することもできる。金属箔にはアルミニウム箔を、金属蒸着フィルムの蒸着金属にはアルミニウムをそれぞれ使用しているが、ステンレス箔などの他の金属箔も使用することができる。また、蒸着金属もアルミニウム以外のものを使用することができる。

ガスバリアー性フィルムの一例として、ポリエチレンテレフタレートフィルム／ナイロンフィルム／アルミ箔／ポリエチレンフィルムの４層構造のラミネートフィルムが挙げられるが、これ以外に、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もあり、これらのフィルムを袋体３に形成するときは、ポリエチレンフィルムが袋体３の内側になるように構成される。上記のラミネートフィルムのアルミ箔をアルミ蒸着フィルムに代えたものも勿論、使用することができる。因みに、金属箔を使用した場合は、金属蒸着フィルムを使用した場合よりガスバリアー性は高いが、金属蒸着フィルムを使用した場合と比較してヒートリークが若干起こり易い面はある。しかし、真空断熱材Ａの断熱性能としては支障のない範囲であり、いずれも使用することができる。

次に、上記のコア材１を構成する連続気泡硬質プラスチック発泡体層1aは、連続気泡硬質ポリウレタンフォーム、又は、連続気泡ポリスチレンフォームの成形体を使用することができ、これらは連続気泡を有する硬質の成形体である。ここでは連続気泡硬質ポリウレタンフォームの成形体を使用しているが、連続気泡硬質ポリウレタンフォームの成形体としては、上述した特許文献５や特許文献６に開示されているものを使用することができる。

具体的には、連続気泡硬質ポリウレタンフォームの成形体は、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、本発明に用いる連続気泡硬質ポリウレタンフォームの成形体は、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。

上記の連続気泡硬質ポリウレタンフォームの成形体の製造に係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−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。

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。

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。

また、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。

次に、本発明に用いる硬質ポリウレタンフォームの成形体の気泡は、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できるので好ましい。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できる。

本発明に用いる硬質ポリウレタンフォームには上記の通り圧縮成形されたものが選択される。このような圧縮成形された硬質ポリウレタンフォームの製造方法は、特許文献５，特許文献６に開示されているが、具体的には、ポリオール成分とイソシアネート成分とをNCO/OHの当量比で約0.55〜0.95となるように含有し、発泡剤として好ましくは水を含有する発泡原料を発泡成形、好ましくは多段圧縮成形することにより、スキン層を残したままの状態で連通度が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製造することができる。

上記の製造方法における発泡成形の方法として、従来のバッチ方式やダブルコンベアーによる連続方式等の自由発泡中の圧縮成形が挙げられ、圧縮成形として好ましくは、多段圧縮成形が挙げられる。この様にして多段圧縮成形すること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においては、上述したように、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。

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)を含む成形方法が挙げられる。

(A)発泡原料成分を混合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の圧縮工程、(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の圧縮工程。

上記(B)及び(C)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)工程で圧縮せず自由発泡させた場合の体積とは、(A)工程において、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に発泡させた後、硬化して得られる発泡体の体積を意味する。

また、(C)工程における第２の圧縮については、これにより得られる圧縮物、つまり、連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体の体積が、(A)工程で圧縮せず自由発泡させた場合の体積の好ましくは20〜30％程度となるような圧縮度合いが挙げられる。さらに、上記(C)工程における第２の圧縮は、ライズタイム直前に行われることが好ましい。

また、上記(B)工程における第１の圧縮及び(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」とし易い点で好ましい。

第２の圧縮工程は、ゲル化が進行し、樹脂強度も発現し、また、第１の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、ライズタイム前に行われるため、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、上記タイミングで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。

なお、上記の「ゲルタイム」、「ライズタイム」の用語は、それぞれ以下の様に定義される。すなわち、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いうが、発泡中のフォーム中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」、発泡が終了する時間を「ライズタイム」という。

通常、硬質ポリウレタンフォームの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ることができるが、上記の製造方法により多段圧縮成形することにより得られた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と、製造工程で廃棄物が発生せず省資源等の点では好ましい。ここで、「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。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。

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、90〜180ｋｇ／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。

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って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。

次に、コア材１を構成する無機物層1bには、無機繊維や無機粉体を使用することができ、また、無機繊維と無機粉体を混合したものを使用することもできる。無機繊維としては、ガラスウール，セラミックファイバー，ロックウール，シリカアルミナウールなどを用いることができる。また、無機粉体としては、非結晶珪素，シリカなどを用いることができる。なお、無機物層1bには圧縮成形された無機繊維材料や無機粉体材料、または圧縮成形されていない無機繊維材料や無機粉体材料が使用できるが、好ましくは圧縮成形されたシート状の物が良く、これら複数枚積層したものでもよい。

上記の真空断熱材Ａは、連続気泡硬質プラスチック発泡体層1aの厚みを変えることでその厚みを大きく調整することができ、10ｍｍ以上のものを容易に製造することができる。また、大きなサイズ（500×1000ｍｍ以上）の真空断熱材を容易に製造することができる。これはコア材を柔構造の連続気泡硬質プラスチック発泡体層1aと剛構造の無機物層1bという異なる性能の部材を積層したため、軽量でありながら強度を大きくでき、かつ、可撓性も具備しているからである。

また、真空断熱材Ａは、コア部材を上記部材による積層構造にしたために、真空断熱材Ａの一面側から他面側への熱の伝導率を、連続気泡硬質ポリウレタンフォームのみをコア材に使用した真空断熱材より低くすることができる。

次に、図２により、本発明真空断熱材の製造方法の一例について説明する。まず、コア材１を構成する無機物層1bには、無機繊維のガラスウールを使用し、このガラスウールを不織布等の通気性のある袋４に収納した後、0.5〜５ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力でプレスし、プレス前に200ｍｍ程度であった厚みを、10ｍｍ程度まで扁平に圧縮する。これを予めガス吸着剤２を収納するための穴1cが形成されている連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体である発泡体層1aの裏面側に積層し、コア材１を製造する。次にこのコア材１をガスバリアー性フィルムよりなる袋体３に収納しその内部を減圧した後、開口部を密封して真空断熱材Ａを製造する。なお、3aは、袋体３の内部を真空に近い状態まで吸引した後、ヒートシールした密封部である。

次に、図３により、本発明真空断熱材の製造方法の他の一例について説明する。この他の一例では、図２に示したものと同様にコア材１を構成する無機物層1bに、無機繊維のガラスウールを使用するが、図２に示したものとは異なり袋４には入れないで、このガラスウールに有機バインダーを少量塗布した後、圧縮前に400ｍｍ程度であった厚みを、50ｍｍ程度までに圧縮しシート状に成形する。これを予めガス吸着剤２を収納するための穴1cが形成されている連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体である発泡体層1aの裏面側に積層し、コア材１を製造する。次にこのコア材１をガスバリアー性フィルムよりなる袋体３に収納しその内部を減圧した後、開口部を密封して真空断熱材Ａ′を製造する。なお、3aは、袋体３の内部を真空に近い状態まで吸引した後、ヒートシールした密封部である。また、50ｍｍ程度にまでに圧縮成形されたガラスウールは、真空包装工程により、さらに10ｍｍまで圧縮される。なお、バインダーには無機バインダーを使用する場合もあり、また、バインダーを使用しないで無機物層1bをそのまま圧縮成形する場合もある。有機バインダーとしては、フェノール樹脂，アクリル樹脂，エポキシ樹脂などが使用でき、無機バインダーとしては、ケイ酸ソーダ，ケイ酸リチウム，ケイ酸カリウム，コロイダルシリカ，アルミナゾル，ジルコニアゾルなどが使用できる。

また、図４により、本発明の別例の真空断熱材Ｂの製造方法について説明する。
この真空断熱材Ｂは、図１に示したような扁平な板状の真空断熱材Ａをコア材１の無機物層1bを内側にして中央部を弯曲させた形に製造したものである。具体的には、板状の真空断熱材Ａの全体を100〜140℃で10〜20分間程度、加熱炉内に入れて加熱する。次に、内側に凹んだ弯曲部を有する雌型K1と外側に突出した弯曲部を有する雄型K2との間に、前記断熱材Ａの無機物層1bが雄型K2に対向するように入れて強制的に変形させ、その状態を保持したまま、常温まで冷却した後、雌型K1から雄型K2を外して中央部が略90度変曲した真空断熱材Ｂを製造する。なお、連続気泡硬質プラスチック発泡体層1aを内側にして弯曲させてもよい。また、真空断熱材Ｂは、上記のようなＲ曲げ手法により、その外形を円弧状，円筒状や半球状，波状に形成することもできる。

次に、本発明真空断熱材の実施例とその比較例について説明する。

本発明真空断熱材の２つの実施例を、図３に示した製造方法で製造し、それらと、コア材に無機粉末である非結晶珪素単独使用した真空断熱材、コア材に無機繊維であるガラスウール単独使用した真空断熱材、コア材に連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体（圧縮成形しないものと圧縮成形したもの）を単独使用した真空断熱材との間で、断熱性能（熱伝導率）を比較した。
本発明真空断熱材の一つは、コア材に10ｍｍ厚の無機粉末である非結晶珪素と圧縮成形した10ｍｍ厚の連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体を積層したものを使用したものであり、他の一つは、コア材に10ｍｍ厚の無機繊維であるガラスウールと圧縮成形した10ｍｍ厚の連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体を積層したものを使用したものである。
比較は、すべて真空断熱材（ＶＩＰ）のサイズ200×300ｍｍにし、袋体の上下面ともに金属箔とプラスチックフィルムの積層フィルムであるガスバリアー性フィルムを使用し、ガス吸着剤を１個使用した状態で行った。なお、断熱性能は、JISA01412-2(HEM法)により測定した。
断熱性能（熱伝導率）を比較した結果は下記の表１に示す通りであり、圧縮成形しない一般的な連続気泡硬質ポリウレタンフォームをコア材に使用した真空断熱材よりも、圧縮成形した連続気泡硬質ポリウレタンフォームによる真空断熱材の方が断熱性能が良いことが判る。

次に、本発明の一例であるコア材に10ｍｍ厚の無機繊維であるガラスウールと圧縮成形した10ｍｍ厚の連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体を積層したものを使用した真空断熱材と、コア材に圧縮成形した連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体を単独使用した真空断熱材と、コア材に無機繊維であるガラスウール単独使用した真空断熱材を、それらの熱伝導率が、80℃の鉄板上に載せておく加熱テストにより、時間の経過（１ヶ月）によってどの程度維持されるかの試験を行った。
試験は、ともに真空断熱材（ＶＩＰ）のサイズ20×200×300ｍｍにし、袋体の上下面ともに金属箔とプラスチック複合フィルムの積層フィルムであるガスバリアー性フィルムを使用し、ガス吸着剤を１個使用した状態で行った。なお、本発明真空断熱材は、無機繊維側の層を高温側に配して加熱テストを行った。
試験結果は下記の表２に示す通りであり、この試験結果により、本発明の真空断熱材はコア材に圧縮成形した連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体を単独使用した真空断熱材と比較し極めて高い温度においてもその低い熱伝導率を長期間維持できることが判る。

本発明は以上の通りであって、本発明の真空断熱材は、コア材の一側を連続気泡硬質プラスチック発泡体、他側を無機物の積層構造にしたので、断熱したいところの高温側に無機物層側が、低温側に発泡体層側が向くように配置すれば、コア材に例えば連続気泡硬質ポリウレタンフォームを単独使用したものと比較し、従来アウトガスのために困難であった高温環境下での使用に十分耐えるという効果が得られる。特に連続気泡硬質プラスチック発泡体に圧縮成形したものを使用すれば、更に高い効果が得られる。また、連続気泡硬質プラスチック発泡体はその表面を平滑面にすることが容易にできるので、断熱したい装置などの平坦な面に密接して取付けることができる。更に、連続気泡硬質プラスチック発泡体はその加工が容易であるので、ガス吸着剤を収納するスペースを形成することができ、コア材に無機繊維など単独使用したものと比較し、ガス吸着剤を収納したところが出張ることがない。

また、本発明の真空断熱材は、コア材の連続気泡硬質プラスチック発泡体側の厚みを調整することにより、全体として10ｍｍ以上の厚みのもの、例えば10〜100ｍｍのものを容易に製造することができるので、従来使用することができなかった間隔のところに装着して使用することができる。更に、コア材が積層構造であるため強度が大きく、また連続気泡硬質プラスチック発泡体を使用しているため全体の密度を小さくすることができて軽量化することができ、サイズも1000×1500ｍｍ以上のものを容易に製造することができる。従って、本発明の真空断熱材は、それのみでソフトボックス等の断熱構造材として使用することができる。

更に、本発明の真空断熱材は、Ｒ曲げができるので、例えば、中央部を略直角に曲げて容器のコーナ部などに使用することができる。また、半円弧状に弯曲させたものを２つ合せてパイプ等に装着したり、魔法瓶等の断熱材としても使用することができる。

本発明の一例の真空断熱材の断面図。図１の真空断熱材の製造方法の一例を時系列的に示す概念図。図１の真空断熱材の製造方法の他の一例を時系列的に示す概念図。本発明の別例の真空断熱材の製造方法の一例を時系列的に示す概念図。

符号の説明

１コア材
1a 連続気泡硬質プラスチック発泡体層
1b 無機物層
２ガス吸着剤
３袋体
４袋
Ａ，Ｂ真空断熱材

Claims

コア材をガスバリアー性フィルムよりなる袋体に収納しその内部を減圧して密封した真空断熱材において、前記コア材を連続気泡硬質プラスチック発泡体と無機物の積層体で形成したことを特徴とする真空断熱材。
連続気泡硬質プラスチック発泡体は、少なくとも無機物と積層しない側の表面が平滑面である請求項１の真空断熱材。
連続気泡硬質プラスチック発泡体は、連続気泡硬質ポリ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請求項１又は２の真空断熱材。
連続気泡硬質プラスチック発泡体は、圧縮成形されたものである請求項１〜３のいずれかの真空断熱材。
無機物は、無機繊維、又は、無機粉体、若しくは、無機繊維及び無機粉体である請求項１〜４のいずれかの真空断熱材。
無機物は、不織布等の通気性のある袋に入れて0.5〜５ｋｇｆ／ｃｍ²の力でシート状に圧縮成形され、或は、袋に入れないで有機又は無機のバインダーを使用し若しくはバインダーを使用しないでシート状に圧縮成形されたものである請求項１〜５のいずれかの真空断熱材。
外形が円弧状又は円筒状若しくは半球状に形成された真空断熱材であって、弯曲した内側に無機物、又は、連続気泡硬質プラスチック発泡体が位置する請求項１〜６のいずれかの真空断熱材。
ガスバリアー性フィルムは、金属箔とプラスチックフィルムとの積層フィルム、又は、金属蒸着フィルムとプラスチックフィルムとの積層フィルムである請求項１〜７のいずれかの真空断熱材。
積層体は、無機物の層の両面に連続気泡硬質プラスチック発泡体の層を積層してなる請求項１〜８のいずれかの真空断熱材。
積層体は、連続気泡硬質プラスチック発泡体の層の両面に無機物の層を積層してなる請求項１〜８のいずれかの真空断熱材。
積層体は、連続気泡硬質プラスチック発泡体の複数枚とシート状の無機物の複数枚を積層したものである請求項１〜10のいずれかの真空断熱材。
連続気泡硬質プラスチック発泡体と無機物とを積層してなるコア材をガスバリアー性フィルムよりなる袋体内に収納し、その内部を減圧した後、開口部を密封することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
連続気泡硬質プラスチック発泡体と無機物とを積層してなるコア材をガスバリアー性フィルムよりなる袋体内に収納し、その内部を減圧した後、開口部を密封して形成した真空断熱材を、連続気泡硬質プラスチック発泡体側を内側にし、又は、無機物側を内側にして加熱変形させ、冷却硬化することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
連続気泡硬質プラスチック発泡体は、少なくとも無機物と積層しない側の表面が平滑面である請求項12又は13の真空断熱材の製造方法。
無機物は、不織布等の通気性のある袋に入れ0.5〜５ｋｇｆ／ｃｍ²の力でシート状に圧縮成形し、或は、袋に入れないで有機又は無機のバインダーを使用し若しくはバインダーを使用しないでシート状に圧縮成形した後、連続気泡硬質プラスチック発泡体と積層する請求項12〜14のいずれかの真空断熱材の製造方法。
連続気泡硬質プラスチック発泡体は、圧縮成形されたものである請求項12〜15のいずれかの真空断熱材の製造方法。