JP2006029456A - 真空断熱材、真空断熱材を具備する保温保冷機器、および冷蔵庫 - Google Patents
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Abstract
【課題】真空断熱材に深い溝部を形成し溝部で折り曲げた場合においても、溝部からのガス侵入の増加を減少させ、経時的な断熱性能を向上させた真空断熱材を提供する。
【解決手段】真空断熱材に少なくとも一本以上の溝部１０を形成し、溝部１０に隣接する周囲のヒレ部１３を折り曲げず、溝部１０で折り曲げることにより、溝部端部１１、つまり溝部１０と周囲のヒレ部１３との境界において生じるラミネートフィルムへのストレスを減らすことができるため、溝部端部１１のラミネートフィルムに生じる微小なクラックの面積を最小限に抑えることができ、真空断熱材折り曲げ時の経時的な断熱性能を向上させることができる。
【選択図】図３
【解決手段】真空断熱材に少なくとも一本以上の溝部１０を形成し、溝部１０に隣接する周囲のヒレ部１３を折り曲げず、溝部１０で折り曲げることにより、溝部端部１１、つまり溝部１０と周囲のヒレ部１３との境界において生じるラミネートフィルムへのストレスを減らすことができるため、溝部端部１１のラミネートフィルムに生じる微小なクラックの面積を最小限に抑えることができ、真空断熱材折り曲げ時の経時的な断熱性能を向上させることができる。
【選択図】図３
Description
本発明は、家電製品、住宅、及び車輛等の断熱材として使用可能な真空断熱材、また、前記真空断熱材を適用した保温保冷機器、冷蔵庫、給湯器、自動販売機、車輛、住宅等に関するものである。
真空断熱材は、外被材であるフィルムの内部が減圧され、外被材には大気圧がかかっているため非常に硬直であり、成形しようとするとフィルムに損傷を与えやすいため、ほとんどの適用例において平板のまま使用される。よって、適用箇所の形状によっては分割して複数枚使用されている。
そこで、真空断熱材の継ぎ目部分からの熱漏洩を抑制するため、真空断熱材に折り曲げ性を付与する方法が、開示されている（例えば特許文献１参照）。
その内容は、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し、密封した真空断熱材において、圧縮成形により、前記真空断熱材の厚み方向に垂直な側面部に少なくとも一本以上の溝部を形成し、前記ガスバリア性フィルムが金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムと蒸着が施されたプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムとからなり、前記蒸着が施されたプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルム面が外面になるように前記溝部で折り曲げを行うというものである。
特許第３４７８７８０号公報
しかしながら、真空断熱材に折り曲げ性を付与するため、溝部に隣接する周囲のヒレ部を折り曲げた状態で、少なくとも一本以上の溝部を形成し、溝部で真空断熱材を折り曲げた場合、溝部の端部、つまり溝部と周囲のヒレ部との境界において、金属箔や蒸着が施されたプラスチックフィルムに微小なクラックが発生し、その部分からガス侵入の増加が起こるため、経時的な断熱性能を向上させる必要がある。
また、少なくとも一本以上の深い溝部を金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルム面に形成し、その面が内面になるように前記溝部で折り曲げると、溝部全域において、金属箔に微小なクラックが発生し、その部分からガス侵入が起こるため、経時的な特性をより向上させる必要がある。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、真空断熱材に深い溝部を形成し溝部で折り曲げた場合においても、溝部からのガス侵入の増加を減少させ、経時的な断熱性能を向上させた真空断熱材を提供することを目的とする。
また、その真空断熱材を適用し、経時的な消費電力を削減した保温保冷機器、冷蔵庫を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の真空断熱材は、真空断熱材を折り曲げるための溝部を前記真空断熱材に形成し、前記真空断熱材の周囲のヒレ部のうち前記溝部端部に隣接するヒレ部を折り曲げないで、前記溝部で前記真空断熱材を折り曲げているのである。
これによって、溝部端部、つまり溝部と周囲のヒレ部との境界において生じるラミネートフィルムへのストレスを減らすことができるため、溝部端部に生じる金属箔や蒸着が施されたプラスチックフィルムの微小なクラックの面積を最小限に抑えることができる。
また、本発明の真空断熱材は、外被材の蒸着が施されたラミネートフィルム面に溝部が形成され、蒸着が施されたプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルム面が内面になるように溝部で折り曲げているものである。
これによって、折り曲げることにより最もフィルムにストレスのかかる部分である折り曲げ部の蒸着が施されたラミネートフィルムが、粒子を蒸着したフィルムで柔軟性があるため、金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムに深い溝部を形成し折り曲げた場合に金属箔に生じるクラックの大きさよりも、クラックの大きさを小さくすることができ、真空断熱材内部へのガス侵入の増加を減少させることができる。
本発明の真空断熱材は、溝部端部、つまり溝部と周囲のヒレ部との境界において生じる金属箔や蒸着が施されたプラスチックフィルムの微小なクラックの面積を最小限に抑えることができ、真空断熱材を折り曲げた場合においても経時的な断熱性能を向上させることができる。
また、本発明の真空断熱材は、真空断熱材に深い溝部を形成し溝部で折り曲げた場合においても、溝部からのガス侵入の増加を減少させ、経時的な断熱性能を向上させることができる。
また、本発明は折り曲げ性が付与されることにより適用範囲が広がった真空断熱材を使用し、経時的な消費電力を削減した保温保冷機器、冷蔵庫を提供することができる。
本発明の請求項１に記載の真空断熱材の発明は、ガラス繊維の集合体からなる芯材と、前記芯材を外被材で覆い内部を減圧し密閉した真空断熱材において、前記真空断熱材を折り曲げるための溝部を前記真空断熱材に形成し、前記真空断熱材の周囲のヒレ部のうち前記溝部端部に隣接するヒレ部を折り曲げないで、前記溝部で前記真空断熱材を折り曲げているものであり、溝部端部、つまり溝部と周囲のヒレ部との境界において生じるラミネートフィルムへのストレスを減らすことができるため、溝部端部に生じる金属箔や蒸着が施されたプラスチックフィルムの微小なクラックの面積を最小限に抑えることができ、真空断熱材を折り曲げた場合においても経時的な断熱性能を向上させることができる。また、折り曲げ性が付与されることにより適用範囲が広がり、経時的な断熱性能に優れた真空断熱材を提供することができる。
請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１に記載の発明において、折り曲げ時に溝部外側の芯材が干渉しないように溝部の幅を設定し、一本の溝部を中心に折り曲げているものであり、溝部端部、つまり溝部と周囲のヒレ部との境界において生じる稜線の個数を最小限にすることができるため、稜線が存在することによってフィルムに急激なストレスがかかり生じる、ラミネートフィルムの微小なクラックの面積を最小限に抑えることができ、経時的な断熱性能を向上させることができる。
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に記載の発明における外被材が、金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムと蒸着が施されたプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムとからなり、前記外被材の蒸着が施されたラミネートフィルム面に溝部が形成され、溝部が形成された面が内面になるように溝部で折り曲げているものであり、折り曲げることにより最もフィルムにストレスのかかる部分である折り曲げ部の蒸着が施されたラミネートフィルムが、粒子を蒸着したフィルムで柔軟性があるため、金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムに深い溝部を形成し折り曲げた場合に金属箔に生じるクラックの大きさよりも、クラックの大きさを小さくすることができ、真空断熱材内部へのガス侵入の増加を減少させ、経時的な断熱性能をより向上させることができる。
請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明における芯材の曲げ強度が０．０２〜０．０５ＭＰａであるものであり、真空断熱材作製時の芯材の取り扱い性を維持しつつ、なおかつ真空断熱材を折り曲げる時に必要な曲げ強度を少なくすることができるため、作業者の作業効率を向上させることができ、量産時の人件費を削減することができる。なお、曲げ強度の測定は島津製作所製のオートグラフ ＡＧＳ−Ｈ ５ＫＮで行い、その時のサンプルサイズは１２０×２５ｍｍであった。
請求項５に記載の真空断熱材の発明は、請求項３に記載の発明におけるラミネートフィルムに、エチレンビニルアルコール共重合体からなるフィルムの層を含んでいるものであり、溝部を形成した時や、溝部を形成し折り曲げた時に、金属箔や蒸着が施されたプラスチックフィルムにストレスがかかりクラックが発生した場合においても、ガスバリア性に優れたエチレンビニルアルコール共重合体からなるフィルムの層をラミネート構成に含んでいるため、ガス侵入による経時的な断熱性能の低下を最小限に抑え、経時的な断熱性能を更に向上させることができる。
請求項６に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明における芯材の表面硬度が４０〜８０であるものであり、真空断熱材作製時の芯材の取り扱い性を維持し、真空断熱材の表面硬度を最小限に設定しているため、プレス成形により溝部を形成する際のプレス圧を少なくすることができ、真空断熱材内部の繊維芯材が内部から突き刺すことによる外袋へのダメージを最小限に抑え、経時的な断熱性能を向上させることができる。
請求項７に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明における芯材がバインダーを含んでいないものであり、真空断熱材にプレスすることにより、溝部を形成したり、真空断熱材に溝部を形成し、溝部で折り曲げた時に、溝部において芯材が粉砕されることにより生じるガス発生で、断熱性能が低下する可能性を最小限に抑えることができ、断熱性能を向上させることができる。
請求項８に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明における外被材の引張強度が７０〜２２０Ｎであるものであり、コストを抑え、なおかつプレス成形により溝部を形成し折り曲げても、外袋へのダメージを抑え、経時的な断熱性能を向上させることができる。
請求項９に記載の保温保冷機器の発明は、外箱と、内箱と、前記外箱と内箱とにより形成された空間に配設された真空断熱材とを備え、前記真空断熱材に請求項１から８のいずれか一項に記載の真空断熱材を用いたものであり、折り曲げ部が存在する部分においても、従来のように角部を避けて複数枚の真空断熱材を使用する必要が無くなり、２枚使用していた場合の、その継ぎ目から発生していた熱損失を防止することが可能となり、保温保冷機器の断熱性能を向上させることができる。
請求項１０に記載の冷蔵庫の発明は、冷凍室に請求項１から８のいずれか一項に記載の真空断熱材を貼りつけたものであり、折り曲げ箇所が多い冷凍室において、従来のように折り曲げ箇所を避けて複数枚の真空断熱材を使用する必要が無くなり、その継ぎ目から発生していた熱損失を大幅に防止することができ、冷蔵庫の消費電力を削減することができる。また、従来は複数枚、真空断熱材を作製する必要があり、製造コストが余分にかかっていた場合においても、１枚の真空断熱材を作製すれば良くなるため、製造コストを削減することができる。
請求項１１に記載の冷蔵庫の発明は、内箱に請求項１から８のいずれか一項に記載の真空断熱材を貼りつけたものであり、ガスバリア性が金属箔であるラミネートフィルムよりもガスバリア性に劣る蒸着が施されたラミネートフィルム面側を、真空断熱材に加工を施した後に、低温側の内箱に貼りつけることができるため、経時的な断熱性能を向上させることができると同時に、従来継ぎ目から発生していた熱損失を防止することができ、冷蔵庫の消費電力を更に削減することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図、図２は同実施の形態の真空断熱材の外被材を示す要部断面図、図３は同実施の形態の真空断熱材の平面図、図４は同実施の形態の真空断熱材の模式図である。
図１は本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図、図２は同実施の形態の真空断熱材の外被材を示す要部断面図、図３は同実施の形態の真空断熱材の平面図、図４は同実施の形態の真空断熱材の模式図である。
図１に示すように、真空断熱材１は、外被材２で芯材３を覆い内部を減圧し密閉したものである。
図２に示すように、外被材２は金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムと蒸着が施されたプラスチックフィルムから構成されており、金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムは外側からナイロンフィルム４、ナイロンフィルム５、アルミニウム箔フィルム６、低密度ポリエチレンフィルム７から構成されており、蒸着が施されたプラスチックフィルムは外側からナイロンフィルム４、蒸着が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム８、蒸着が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム９、低密度ポリエチレンフィルム７から構成されている。２枚のラミネートフィルムは三方シールにて製袋している。
芯材３は、ガラス繊維の集合体からなるもので、１４０℃の乾燥炉で１時間乾燥したものを使用した。
この芯材３を外被材２中に挿入し、内部を１０Ｐａまで減圧し、開口部を熱溶着により封止した。
図３において、厚み１１ｍｍの真空断熱材１は幅５ｍｍ、深さ４．５ｍｍの溝部１０、溝部端部１１、上下のヒレ部１２、溝部に隣接するヒレ部１３が存在する。又、上下のヒレ部１２のみヒレ折りをしていて、溝部に隣接するヒレ部１３はヒレ折りをしていない。また、図４に示すように、真空断熱材１は溝部１０の部分で６０度折り曲げられている。
以上のように構成された真空断熱材１について、以下その動作、作用を説明する。
まず、溝部端部１１、つまり溝部１０と周囲のヒレ部１３との境界において生じるラミネートフィルムへのストレスを減らすことができるため、溝部端部１１に生じるアルミニウム箔フィルムや蒸着が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムの微小なクラックの面積を最小限に抑えることができ、真空断熱材１を折り曲げた場合においても経時的な断熱性能を向上させることができる。また、折り曲げ性が付与されることにより適用範囲が広がり、経時的な断熱性能に優れた真空断熱材１を提供することができる。
従って上記のように折り曲げ加工された真空断熱材１を１００℃のエージング炉で３０日間加速試験を行うと、加工を施していない平板真空断熱材の１．２倍しか熱伝導率の劣化が無かった。
一方、溝部１０に隣接するヒレ部１３を折り曲げて、溝部１０で真空断熱材１を折り曲げると溝部１０と溝部１０と隣接するヒレ部１３との境界において生じる稜線の個数が増加し、ラミネートフィルムへのストレスが増加、溝部端部１１に生じるアルミニウム箔や蒸着が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムの微小なクラックの面積が増えるため、平板真空断熱材の１．５倍熱伝導率の劣化が確認された。
なお、芯材３に使用する無機繊維としては、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、炭化ケイ素繊維等特に指定するものではない。また、ボード状に加熱加圧成形する時には、取り扱い性向上のためバインダーを使用しても良い。
ラミネート構成の外被材２のナイロンとしては、耐衝撃性、耐屈曲性や引張強度など様々な機械的特性に優れているナイロンフィルムが使用され、その種類としては、ナイロン−６、ナイロン−６．６、ＭＸＤナイロン等があり、特に指定するものではないが、芳香族系ナイロンを使用するとガスバリア性をより向上させることができる。
また、ナイロンフィルムの形態としては、単層ナイロンフィルム、異種のナイロンを共押出し加工した多層ナイロンフィルムなどがあるが、特に指定するものではない。
ナイロンフィルムの他にも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、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いると水蒸気バリア性を向上させることができる。
ラミネート構成の外被材２の金属箔や蒸着粒子は、アルミニウム、ステンレス、鉄等を用いることができるが、特に指定するものではない。
外被材２の熱溶着層は、外被材２を構成するフィルムの中で最もガス透過度が大きい部分であり、熱溶着層の性質は真空断熱材１の経時断熱性能に大きく影響する。熱溶着層の厚さは、減圧封止工程における封止品質の安定性や、熱溶着部端面からのガス侵入の抑制や、蒸着が施されたラミネートフィルムとして金属箔を使用した場合における熱伝導による表面からのヒートリークを考慮すると、２５μｍ〜６０μｍが適している。
熱溶着層の材料としては、無延伸ポリプロピレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム等を用いることができ、特に指定するものではない。
また、外被材２の袋形状は、四方シール袋、ガゼット袋、三方シール袋、ピロー袋、センターテープシール袋等があるが、特に指定するものではない。
また、真空断熱材１の初期断熱性能および経時断熱性能をより一層向上させる場合は、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。
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。
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。
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。
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。
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。
さらには、このような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。
真空断熱材１の製造方法は、まず外被材２を作製し、その後外被材２中に芯材３を挿入し内部を減圧し封止してもよく、あるいは、減圧槽中に芯材３とロール状あるいはシート状のラミネートフィルムからなる外被材２を設置し、ロール状あるいはシート状の外被材２を芯材３に沿わせた状態にしてから外被材２を熱溶着することにより、真空断熱材１を作製してもよく、特に指定するものではない。
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における真空断熱材の模式図である。
図５は、本発明の実施の形態２における真空断熱材の模式図である。
図５において、厚み１１ｍｍの真空断熱材は幅１２ｍｍ、深さ４．５ｍｍの溝部１４で６０度折り曲げられており、溝部外側の芯材１５は接していないため互いに干渉していない。
以上のように構成された真空断熱材について、以下その動作、作用を説明する。
まず、溝部１４を１本としているため、溝部端部、つまり溝部１４と周囲のヒレ部との境界において生じる稜線の個数を最小限にすることができるため、稜線が存在することによってフィルムに急激なストレスがかかり生じる、蒸着が施されたラミネートフィルムの微小なクラックの面積を最小限に抑えることができ、経時的な断熱性能を向上させることができる。
また、折り曲げ時に溝部外側の芯材１５、つまり溝部１４に隣接する芯材が干渉しないように溝部１４の幅を設定しているため、芯材が干渉することにより生じる余分な稜線を無くすことができるため、稜線が存在することによってフィルムに急激なストレスがかかり生じる、蒸着が施されたラミネートフィルムの微小なクラックの面積を最小限に抑えることができ、経時的な断熱性能を向上させることができる。
従って上記のように折り曲げ加工された真空断熱材を１００℃のエージング炉で３０日間加速試験を行うと、加工を施していない平板真空断熱材の１．１倍しか熱伝導率の劣化が無かった。一方、溝部１４の幅を５ｍｍにして、溝部で真空断熱材を折り曲げると溝部１４と溝部１４と隣接するヒレ部との境界において生じる稜線の個数が増加し、ラミネートフィルムへのストレスが増加、溝部端部に生じるラミネートフィルムの微小なクラックの面積が増えるため、平板真空断熱材の１．２倍熱伝導率の劣化が確認された。
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における真空断熱材の模式図である。
図６は、本発明の実施の形態３における真空断熱材の模式図である。
図６において、厚み１１ｍｍの真空断熱材は幅１２ｍｍ、深さ６．５ｍｍの溝部１６で９０度折り曲げられており、溝部外側の芯材１７は接していないため互いに干渉していない。また、溝部１６は蒸着が施されたラミネートフィルム面側に存在し、その部分を内側にして折り曲げている。
以上のように構成された真空断熱材について、以下その動作、作用を説明する。
まず、折り曲げることにより最もフィルムにストレスのかかる部分である折り曲げ部の蒸着が施されたラミネートフィルムが、粒子を蒸着したフィルムで柔軟性があるため、金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムに深い溝部を形成し折り曲げた場合に金属箔に生じるクラックの大きさよりも、クラックの大きさを小さくすることができ、真空断熱材内部へのガス侵入の増加を減少させ、経時的な断熱性能をより向上させることができる。
従って上記のように折り曲げ加工された真空断熱材を１００℃のエージング炉で３０日間加速試験を行うと、溝部１６の深さを６．５ｍｍにして、折り曲げ角度を９０度にしても、加工を施していない平板真空断熱材の１．２倍しか熱伝導率の劣化が無かった。
一方、同様の溝部１６を金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルム面側に成形し、溝部１６を内側にして折り曲げると、金属箔フィルムの柔軟性が蒸着フィルムより劣るために、金属箔に生じる微小なクラックの面積が、蒸着フィルムに生じる微笑なクラックの面積より増えるために、平板真空断熱材の１．３倍熱伝導率の劣化が確認された。
（実施の形態４）
本実施の形態の外被材構成は実施の形態１の蒸着が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム８の代わりに蒸着が施されたエチレンービニルアルコール共重合体フィルムを使用したものである。
本実施の形態の外被材構成は実施の形態１の蒸着が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム８の代わりに蒸着が施されたエチレンービニルアルコール共重合体フィルムを使用したものである。
本実施の形態は以上のような外被材構成を持つ、厚み１１ｍｍの真空断熱材に、幅１２ｍｍ、深さ７．０ｍｍの溝部を蒸着が施されたラミネートフィルム面側に形成し、溝部で９０度折り曲げたものである。
以上のように構成された真空断熱材について、以下その動作、作用を説明する。
まず、蒸着が施されたラミネートフィルム面にエチレン−ビニルアルコール共重合体からなるフィルムの層を含んでいるため、溝部を形成した時や、溝部を形成し折り曲げた時に、蒸着が施されたラミネートフィルム面にストレスがかかり、蒸着面の蒸着粒子間が通常より大きくなった場合においても、ガスバリア性に優れたエチレン−ビニルアルコール共重合体からなるフィルムの層をラミネート構成に含んでいるため、ガス侵入による経時的な断熱性能の低下を最小限に抑え、経時的な断熱性能を更に向上させることができる。
従って上記のように折り曲げ加工された真空断熱材を１００℃のエージング炉で３０日間加速試験を行うと、溝部の深さを７．０ｍｍにして、折り曲げ角度を９０度にしても、加工を施していない平板真空断熱材の１．１倍しか熱伝導率の劣化が無かった。
（実施の形態５）
本実施の形態は、芯材の表面硬度を４０〜８０としたものである。真空断熱材作製時の芯材の取り扱い性を維持し、真空断熱材の表面硬度を最小限に設定しているため、プレス成形により溝部を形成する際のプレス圧を少なくすることができ、真空断熱材内部の繊維芯材が内部から突き刺すことによる外袋へのダメージを最小限に抑え、経時的な断熱性能を向上させることができる。
本実施の形態は、芯材の表面硬度を４０〜８０としたものである。真空断熱材作製時の芯材の取り扱い性を維持し、真空断熱材の表面硬度を最小限に設定しているため、プレス成形により溝部を形成する際のプレス圧を少なくすることができ、真空断熱材内部の繊維芯材が内部から突き刺すことによる外袋へのダメージを最小限に抑え、経時的な断熱性能を向上させることができる。
従って実施の形態３に示すような折り曲げ加工を、真空断熱材１００枚について行っても、全ての真空断熱材において初期熱伝導率２５×１０-4Ｗ／ｍＫ以下を維持することができた。
一方、表面硬度が８０〜１００の真空断熱材を作製し、実施の形態３に示すような折り曲げ加工をすると、２枚の真空断熱材において初期熱伝導率１００×-4Ｗ／ｍＫ以上を示した。
また、表面硬度が４０より小さくすると、真空断熱材作製時の芯材取り扱い性が劣るため、真空断熱材作製時の作業効率が悪くなった。
なお、表面硬度はクロック製 テクロック・デュロメータ（ゴム・プラスチック硬度計）ＧＳ−７２１Ｎ ｔｙｐｅＥにより測定した。
（実施の形態６）
本実施の形態は、芯材がバインダーを含んでいない真空断熱材である。芯材がバインダーを含んでいないため、真空断熱材にプレスすることにより、溝部を形成したり、真空断熱材に溝部を形成し、溝部で折り曲げた時に、溝部において芯材が粉砕されることにより生じるガス発生で、断熱性能が低下する可能性を最小限に抑えることができ、断熱性能を向上させることができる。
本実施の形態は、芯材がバインダーを含んでいない真空断熱材である。芯材がバインダーを含んでいないため、真空断熱材にプレスすることにより、溝部を形成したり、真空断熱材に溝部を形成し、溝部で折り曲げた時に、溝部において芯材が粉砕されることにより生じるガス発生で、断熱性能が低下する可能性を最小限に抑えることができ、断熱性能を向上させることができる。
従って実施の形態５に示すような折り曲げ加工を、真空断熱材１０枚について行っても、全ての真空断熱材において加工前の初期熱伝導率２５×１０-4Ｗ／ｍＫを維持することができた。
一方、バインダーを含んでいる芯材について実施の形態３に示すような、折り曲げ加工を、真空断熱材１０枚について行うと、１０枚のうち２枚の真空断熱材において初期熱伝導率が２６×１０-4Ｗ／ｍＫを示した。
（実施の形態７）
本実施の形態は、外被材の引張強度が７０〜２２０Ｎである真空断熱材である。外被材の引張強度が７０Ｎより大きくしているため、プレス成形により溝部を形成し折り曲げても、外袋へのダメージを最小限に抑え、経時的な断熱性能を向上させることができる。また、引張強度が２２０Ｎあればプレス時の芯材肉厚が０になるまで、プレスしても外袋へのダメージを少なく抑えられることができるため、それ以上引張強度を大きくすることはコスト高となる。
本実施の形態は、外被材の引張強度が７０〜２２０Ｎである真空断熱材である。外被材の引張強度が７０Ｎより大きくしているため、プレス成形により溝部を形成し折り曲げても、外袋へのダメージを最小限に抑え、経時的な断熱性能を向上させることができる。また、引張強度が２２０Ｎあればプレス時の芯材肉厚が０になるまで、プレスしても外袋へのダメージを少なく抑えられることができるため、それ以上引張強度を大きくすることはコスト高となる。
なお、引張強度は島津製作所製のオートグラフ ＡＧＳ−Ｈ ５ＫＮを使用して、測サイズ１００×１５ｍｍのサンプルを２００ｍｍ/ｍｉｎで引っ張った際の破断時の力とした。
（実施の形態８）
図７は、本発明の実施の形態８における冷凍冷蔵庫の断面図であり、保温保冷機器の一例として示すものである。
図７は、本発明の実施の形態８における冷凍冷蔵庫の断面図であり、保温保冷機器の一例として示すものである。
図７において、冷蔵庫本体１８ａは、鋼板からなる外箱１９ａと、ＡＢＳ樹脂からなる内箱２０ａとで構成される空間の片面に平板の真空断熱材１ｂと折り曲げた真空断熱材１ｃを配設し、真空断熱材１以外の空間を硬質ウレタンフォーム２１ａで発泡充填している。また、冷蔵室２２ａ、冷凍室２３ａ、機械室２４ａ、圧縮機２５ａを有する。
以上のように構成された真空断熱材について、以下その動作、作用を説明する。
まず、真空断熱材１ｃは、外箱内壁形状に合わせて、予め、折り曲げ加工を施し適用している。よって真空断熱材を折り曲げて使用しても、経時的な断熱性能の低下を最小限に抑えることができる。
また、本実施の形態では、冷蔵庫は、本来なら2枚平板の真空真空断熱材を適用する箇所に、折り曲げた１枚の真空断熱材を適用しているため、継ぎ目部からの熱漏洩が大幅に低減できる。
また、本実施の形態では、機械室部からの冷蔵庫庫内への熱漏洩が大幅に低減され、冷蔵庫の消費電力量を大きく低減することができ、省エネルギーとコストパフォーマンスに優れた冷蔵庫を提供することができる。
また、本実施の形態では、真空断熱材の芯材を無機繊維とすることにより、芯材は不燃性であるため、冷蔵庫安全性の面からも優れている。
（実施の形態９）
図８は、本発明の実施の形態９おける冷凍冷蔵庫の断面図である。
図８は、本発明の実施の形態９おける冷凍冷蔵庫の断面図である。
図８において、冷蔵庫本体１８ｂは、鋼板からなる外箱１９ｂと、ＡＢＳ樹脂からなる内箱２０ｂとで構成される空間の片面に平板の真空断熱材１ｄと折り曲げた真空断熱材１ｅを配設し、真空断熱材１以外の空間を硬質ウレタンフォーム２１ｂで発泡充填している。
また、冷蔵室２２ｂ、冷凍室２３ｂ、機械室２４ｂ、圧縮機２５ｂを有する。
以上のように構成された真空断熱材について、以下その動作、作用を説明する。
まず、真空断熱材１ｅは、複雑な形状の冷凍機２３ｂの部分に外箱内壁形状に合わせて、予め、折り曲げ加工を施し適用している。よって真空断熱材を折り曲げて使用しても、経時的な断熱性能の低下を最小限に抑えることができる。
また、本実施の形態では、冷蔵庫は、本来なら複数枚平板の真空真空断熱材を適用する箇所に、折り曲げた１枚の真空断熱材を適用しているため、継ぎ目部からの熱漏洩が大幅に低減できる。
また、従来が複数枚の真空断熱材を作製する必要があるため、作業時間がかかったが、１枚の真空断熱材を作製すれば良いため、製造コストを削減することができる。
（実施の形態１０）
図９は、本発明の実施の形態１０における冷凍冷蔵庫の断面図である。
図９は、本発明の実施の形態１０における冷凍冷蔵庫の断面図である。
図９において、冷蔵庫本体１８ｃは、鋼板からなる外箱１９ｃと、ＡＢＳ樹脂からなる内箱２０ｃとで構成される空間の片面に平板の真空断熱材１ｆと折り曲げた真空断熱材１ｇを配設し、真空断熱材１以外の空間を硬質ウレタンフォーム２１ｃで発泡充填している。また、冷蔵室２２ｃ、冷凍室２３ｃ、機械室２４ｃ、圧縮機２５ｃを有する。
以上のように構成された真空断熱材について、以下その動作、作用を説明する。
まず、真空断熱材１ｇは、表面溝凸がある内箱外壁形状に合わせて、予め、折り曲げ加工を施し適用している。よって真空断熱材を折り曲げて使用しても、経時的な断熱性能の低下を最小限に抑えることができる。
また、本実施の形態では、冷蔵庫は、本来なら表面溝凸があり真空断熱材を適用し難い内箱外面に、表面に柔軟性のある蒸着フィルムを含むラミネート構成面を貼り付け面とすることにより、内箱に直接貼りつけて折り曲げて適用しているため冷蔵庫内部への熱漏洩を大幅に低減できる。
本発明にかかる真空断熱材は、折り曲げて使用しても、経時的な断熱性能の低下を最小限に抑えることができるため、真空断熱材の適用範囲が広がり、保温保冷機器、冷蔵庫、給湯器、自動販売機、車輛、住宅等に適用することができる。
１ 真空断熱材
２ 外被材
３ 芯材
１０ 溝部
１４ 溝部
１５ 溝部外側の芯材
１６ 溝部
１７ 溝部外側の芯材
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 冷蔵庫本体
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ 外箱
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 内箱
２３ｂ 冷凍室
２ 外被材
３ 芯材
１０ 溝部
１４ 溝部
１５ 溝部外側の芯材
１６ 溝部
１７ 溝部外側の芯材
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 冷蔵庫本体
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ 外箱
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 内箱
２３ｂ 冷凍室
Claims (11)
- ガラス繊維の集合体からなる芯材と、前記芯材を外被材で覆い内部を減圧し密閉した真空断熱材において、前記真空断熱材を折り曲げるための溝部を前記真空断熱材に形成し、前記真空断熱材の周囲のヒレ部のうち前記溝部端部に隣接するヒレ部を折り曲げないで、前記溝部で前記真空断熱材を折り曲げている真空断熱材。
- 折り曲げ時に溝部外側の芯材が干渉しないように溝部の幅を設定し、一本の溝部を中心に折り曲げている請求項１に記載の真空断熱材。
- 外被材が金属箔とプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムと蒸着が施されたプラスチックフィルムが積層されたラミネートフィルムとからなり、前記外被材の蒸着が施されたラミネートフィルム面に溝部が形成され、溝部が形成された面が内面になるように溝部で折り曲げている請求項１または２に記載の真空断熱材。
- 芯材の曲げ強度が０．０２〜０．０５ＭＰａである請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
- ラミネートフィルムにエチレンビニルアルコール共重合体からなるフィルムの層を含んでいる請求項３に記載の真空断熱材。
- 芯材の表面硬度が４０〜８０である請求項１から５のいずれか一項に記載の真空断熱材。
- 芯材がバインダーを含んでいない請求項１から６のいずれか一項に記載の真空断熱材。
- 外被材の引張強度が７０〜２２０Ｎである請求項１から７のいずれか一項に記載の真空断熱材。
- 外箱と、内箱と、前記外箱と内箱とにより形成された空間に配設された真空断熱材とを備え、前記真空断熱材に請求項１から８のいずれか一項に記載の真空断熱材を用いた保温保冷機器。
- 冷凍室に請求項１から８のいずれか一項に記載の真空断熱材を貼りつけた冷蔵庫。
- 内箱に請求項１から８のいずれか一項に記載の真空断熱材を貼りつけた請求項１０に記載の冷蔵庫。
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