JP2016080063A - 真空断熱材の製造方法及びこの真空断熱材を使用した冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】真空断熱材の芯材を構成する無機繊維が粉状になるのを抑制すると共に、加熱、圧縮した形状を維持する形状維持機能が高い真空断熱材の製造方法及びこの真空断熱材を使用した冷蔵庫を提供することにある。
【解決手段】繊維径が３〜１０μｍの無機繊維の集合体を３５０℃〜５００℃の温度に維持しながら３０分〜６０分に亘り熱プレスして形状維持機能を付与したものである。これによれば、無機繊維の集合体を３５０℃〜５００℃の温度に維持しながら３０分〜６０分に亘り熱プレスすることによって、無機繊維が粉状になるのを抑制することができ、しかも圧縮した状態を維持する形状維持機能を高めることができるものである。
【選択図】図４

Description

本発明は真空断熱材の製造方法及びこの真空断熱材を使用した冷蔵庫に関するものである。

地球温暖化を防止する社会の取り組みとして、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出抑制を図るため様々な分野で省エネルギー化が推進されている。近年の電気製品、特に冷熱関連の家電製品である冷蔵庫においても、消費電力量を低減する観点から断熱性能を向上したものが主流になってきている。そのためには、断熱性が高く冷蔵庫内部の冷熱が冷蔵庫の外部に逃げない構造が不可欠である。

一般的には、冷蔵庫は冷蔵庫本体である断熱箱体と、その断熱箱体に設けられる貯蔵室の前面開口部を開閉する貯蔵室扉とで構成されている。そして、冷蔵庫内部の冷熱が冷蔵庫の外部に逃げないようにするためには、断熱箱体と貯蔵室扉の断熱性能を向上させればよく、一般的には真空断熱材と硬質ウレタンフォームを断熱箱体や貯蔵室扉に内装して断熱性能を向上するようにしている。具体的には、断熱箱体の外箱、或いは内箱の内部表面に平板状の真空断熱材を貼り付け、外箱と内箱の間に硬質ウレタンフォームを充填したり、貯蔵室扉の外板内側に平板状の真空断熱材を貼り付け、外板と内板の間に硬質ウレタンフォームを充填したりして冷熱の移動を抑制するようにしている。

ところで、真空断熱材に使用される芯材に用いる材料は繊維状のものと粉末状のものに分けられる。繊維状の芯材としては無機材料から構成された無機繊維、例えばガラス繊維のグラスウールが知られており、また、粉末の芯材としてはシリカ粉末等が知られている。そして、繊維状の芯材であるガラス繊維のグラスウールが断熱性能や取り扱い性が良いことから、多くの産業分野で用いられることが多い。ただ、ガラス繊維の芯材においては嵩密度が低く、芯材を封止するガスバリヤ機能を有する袋状の外包材へ挿入するには、そのままの形状では挿入しにくく、形状維持機能を有するように芯材を加工する必要がある。

この形状維持機能を有する芯材の加工方法として、例えば、特開２００４-３５３４号公報（特許文献１）にあるように、ガラス繊維にバインダを添加してプレスをすることで嵩を低く（薄く）することが行われている。これはガラス繊維に塗布したバインダ成分が、繊維と繊維の間を接着することで、繊維を固定して任意の形状を維持するように加工することができる。

しかしながら、バインダ成分を用いると繊維と繊維の間をバインダが接着してしまっていることから、真空断熱材としてみたときに真空断熱材の高温側から低温側まで繊維と繊維が繋がっていることで熱の伝熱が大きくなってしまう課題がある。また、真空包装をするときにバインダ成分は溶液に溶かして繊維に添加され、真空包装前に溶液を十分に乾燥させてバインダ成分のみを繊維に残存させている。このため、バインダの溶液が乾燥しきれていない場合には充分に真空が引けず、断熱性能が安定しないという恐れもあった。したがって、最近の冷蔵庫の真空断熱材ではバインダを使用しない芯材が使用される傾向にある。

そして、バインダを使用しない芯材の加工方法として、バインダを使用しない芯材を内包材（内袋）に収納した後に外包材に挿入して真空引きする方法が行われている。これによれば確かに内包材を外包材に挿入しやすくなるが、この方法も内包材に芯材を挿入する必要があることから外包材に挿入する場合と同様の課題を有している。更には作業工程が多くなり生産コストが増加する課題がある。

特開２００４-３５３４号公報

ところで、上述した方法による芯材の加工方法の問題点を対策する方法として、バインダを使用しない芯材を熱プレス加工機によって加熱、圧縮して芯材を形成し、これを外包材に収納した後に真空引きする方法が提案されている。これによれば、芯材が形状維持機能を備えているため、芯材を圧縮したままの厚さで、外包材に芯材を挿入し易くすることができる。

しかしながら、実際に芯材を加熱、圧縮した後に、芯材の物性を調査したところ以下のような現象が発現した。つまり、加熱、圧縮する時間が長いと芯材を構成する繊維が粉状になって断熱性能が劣化するという課題が生じた。一方で加熱、圧縮する時間が短いと芯材を構成する繊維と繊維の接合が充分でなく、元の形状に復帰しやすくなる。このため、形状維持機能が乏しく外包材に挿入しづらくなって作業性が悪くなる、真空引きの時間が長くかかる、真空引きした時に外包材によって外力がかかり繊維が変形して損傷するといった課題が生じた。

本発明の目的は、真空断熱材の芯材を構成する無機繊維が粉状になるのを抑制すると共に、加熱、圧縮した形状を維持する形状維持機能が高い真空断熱材の製造方法及びこの真空断熱材を使用した冷蔵庫を提供することにある。

本発明の特徴は、繊維径が３〜１０μｍの無機繊維の集合体を３５０℃〜５００℃の温度に維持しながら３０分〜６０分に亘り熱プレスして芯材に形状維持機能を付与した、ところにある。

本発明によれば、無機繊維の集合体を３５０℃〜５００℃の温度に維持しながら３０分〜６０分に亘り熱プレスすることによって、無機繊維が粉状になるのを抑制することができ、しかも圧縮した状態を維持する形状維持機能を高めることができるものである。

本発明が適用される冷蔵庫の正面図である。 図１に示す冷蔵庫のＡ−Ａ断面を示す冷蔵庫の縦断面図である。 真空断熱材に使用される芯材を製造する製造方法を説明するもので、熱プレスする前の説明図である。 真空断熱材に使用される芯材を製造する製造方法を説明するもので、熱プレスした後の説明図である。 図３Ａ、図３Ｂに示す製造方法によって作られた芯材の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

まず、本発明の実施形態を説明する前に本発明が適用される冷蔵庫の具体的な構成について説明する。

図１及び図２において、冷蔵庫１０は上から冷蔵室１１、貯氷室１２a、上段冷凍室１２ｂ、冷凍室１３、野菜室１４等の貯蔵室を有している。図１にあるように各貯蔵室の前面開口部は扉によって開閉可能に構成されており、上からヒンジ１５等を中心に回動する冷蔵室扉１６ａ、１６ｂ、貯氷室扉１７ａと上段冷凍室扉１７ｂ、下段冷凍室扉１８、野菜室扉１９が配置されている。尚、冷蔵室扉１６ａ、１６ｂ以外は全て引き出し式の扉であり、これらの引き出し式の扉１７乃至扉１９は扉を引き出すと、各貯蔵室を構成する容器が扉と共に引き出されてくる構成である。

各扉１７乃至扉１９の貯蔵室側の面には冷蔵庫本体１０を密閉するため、内部に永久磁石を埋設したパッキン２０を備え、このパッキン２０は各扉１７乃至扉１９の貯蔵室側の外周縁付近に取り付けられている。

また、冷蔵室１１と製氷室１２ａ及び上段冷凍室１２ｂとの間を区画、断熱するために仕切断熱壁２１を配置している。この仕切断熱壁２１は厚さ３０〜５０mm程度の断熱壁で、スチロフォーム、発泡断熱材(硬質ウレタンフォーム)、真空断熱材２７ｃ等をそれぞれ単独使用又は複数の断熱材を組み合わせて作られている。

製氷室１２ａ及び上段冷凍室１２ｂと下段冷凍室１３の間は、制御温度帯が同じであるため区画、断熱する仕切り断熱壁ではなく、パッキン２０の受面を形成した仕切り部材２２を設けている。

下段冷凍室１３と野菜室１４の間には区画、断熱するための仕切断熱壁２３を設けており、仕切断熱壁２１と同様に３０〜５０mm程度の断熱壁で、スチロフォーム、或いは発泡断熱材(硬質ウレタンフォーム)、真空断熱材２７ｃ等で作られている。

基本的に冷蔵、冷凍等の貯蔵温度帯の異なる部屋の仕切りには仕切断熱壁２１、２３を設置している。尚、冷蔵庫１０の本体を構成する断熱箱体２４内には上から冷蔵室１１、製氷室１２ａ及び上段冷凍室１２ｂ、下段冷凍室１３、野菜室１４の貯蔵室をそれぞれ区画形成しているが、各貯蔵室の配置については特にこれに限定するものではない。また、冷蔵室扉１６ａ、１６ｂ、製氷室扉１７ａ、上段冷凍室扉１７ｂ、下段冷凍室扉１８、野菜室扉１９に関しても回転による開閉、引き出しによる開閉及び扉の分割数等、特に限定するものではない。

冷蔵庫本体１０を構成する断熱箱体２４は外箱２５と内箱２６とを備え、外箱２５と内箱２６とによって形成される空間に断熱部を設けて断熱箱体２４内の各貯蔵室と外部とを断熱している。具体的には外箱２５と内箱２６の間の空間に真空断熱材２７ａ、２７ｂ、２７ｄを配置し、真空断熱材２７ａ、２７ｂ、２７ｄを囲むように真空断熱材２７ａ、２７ｂ、２７ｄ以外の空間には硬質ウレタンフォーム等の発泡断熱材２４ａを充填してある。真空断熱材２７ａは断熱箱体２４の天面側に配置され、真空断熱材２７ｂは断熱箱体２４の背面側に配置され、真空断熱材２７ｄは断熱箱体２４の底面側に配置されている。

また、冷蔵庫の冷蔵室１１、冷凍室１２a、１２ｂ、下段冷凍室１３、野菜室１４等の各室を所定の温度に冷却するために下段冷凍室１３の背側には冷却器２８が備えられており、この冷却器２８は圧縮機２９と凝縮機３０、図示しないキャピラリーチューブとが接続されて冷凍サイクルを構成している。

冷却器２８の上方にはこの冷却器２８にて冷却された冷気を冷蔵庫内に循環して所定の低温温度を保持する送風機３１が配設されている。

また、冷蔵庫の冷蔵室１１と製氷室１２ａ及び上段冷凍室１２ｂ、及び冷凍室１３と野菜室１４を区画する断熱材として夫々仕切断熱壁２１、２２が配置されている。仕切断熱壁２１、２２は発泡ポリスチレン３２と真空断熱材２７Ｃで構成されており、この仕切断熱壁２１、２２については硬質ウレタンフォーム等の発泡断熱材を充填しても良く、特に発泡ポリスチレンと真空断熱材に限定するものではない。

また、断熱箱体２４の天面後方部には冷蔵庫１０の運転を制御するための基板や電源基板等の電気部品３３を収納するための収納凹部３４が形成されており、これに電気部品３３を覆うカバー３５が設けられている。

カバー３５の高さは外観意匠性と内容積確保を考慮して、外箱２５の天面とほぼ同じ高さになるように配置している。特に限定するものではないが、カバー３５の高さが外箱の天面よりも突き出る場合は１０ｍｍ以内の範囲に収めることが望ましい。

これに伴って、収納凹部３４は断熱材２４ａ側に電気部品３３を収納する空間だけ窪んだ状態で配置されるので断熱厚さを確保するため必然的に内容積が犠牲になってしまう。逆に内容積をより大きくとると収納凹部３４と内箱２６間の断熱材２４ａの厚さが薄くなってしまうので、収納凹部３４の断熱材２４ａ中に真空断熱材２７ａを配置して断熱性能を確保、強化している。

本実施例では、真空断熱材２７ａを前述の庫内灯のケースと電気部品３３に跨るように略Ｚ形状に成形した１枚の真空断熱材２７ａとしている。尚、カバー３５は耐熱性を考慮し鋼板製としている。また、断熱箱体２４の背面下部に配置された圧縮機２９や凝縮機３０は発熱量の大きい部品であるため、庫内への熱侵入を防止するため、内箱２６側への投影面に真空断熱材２７ｄを配置している。

次に、真空断熱材のおおよその構成について図４に基づき説明する。この図４においては本発明になる芯材の製造方法によって形成した芯材を採用している。

さて、図２に示してある真空断熱材２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄについて説明するが、以下これらを代表して真空断熱材４０と表記して説明する。図４において、真空断熱材４０は、芯材４１とこの芯材４１を被覆するガスバリヤ層を有する外包材４２から構成してある。尚、芯材４１の内部には合成ゼオライト等のガス吸着材４３が収納されている。従来では芯材４１を更に内包材に収納していたが、本実施例では芯材４１の形状維持機能が高いので、ここでは内包材は使用されていない。

外包材４２は真空断熱材４０の両面を形成するように同じ大きさのラミネートフィルムの稜線から一定の幅の部分を熱溶着により貼り合わせた袋状に形成されている。本実施例において、芯材４１についてはバインダ等で接着や結着していない無機繊維集合体の積層体として平均繊維径４μｍのグラスウールを用いている。

芯材４１については、無機系繊維材料の積層体を使用することによりアウトガスの発生を少なくできて断熱性能的に有利である。ただ、特にこれに限定するものではなく、例えばセラミック繊維やロックウール、グラスウール以外のガラス繊維等の無機繊維集合体でもよい。

芯材４１の両側には高繊維密度領域４１Ｈが形成され、その間には低繊維密度領域４１Ｌが形成されている。この理由は後述するが、芯材４１の低繊維密度領域４１Ｌは繊維同士がそれほど強く接合していないため、真空断熱材４０の形状を成型するために曲げ加工をしても、真空断熱材内で繊維が移動しやすくなり、曲げ加工での応力も少なく容易に任意の形状を成型することが可能である。

外包材４２のラミネート構成についてはガスバリヤ性を有し、熱溶着可能であれば特に限定するものではないが、本実施形態においては、表面保護層、第１ガスバリヤ層、第２ガスバリヤ層、熱溶着層の４層構成からなるラミネートフィルムとしている。

表面層は保護材の役割を持つ樹脂フィルムとし、第１ガスバリヤ層は樹脂フィルムに金属蒸着層を設け、第２ガスバリヤ層は酸素バリヤ性の高い樹脂フィルムに金属蒸着層を設け、第１ガスバリヤ層と第２ガスバリヤ層は金属蒸着層同士が向かい合うように貼り合わせている。

熱溶着層については表面層と同様に吸湿性の低いフィルムを用いた。具体的には、表面層を二軸延伸タイプのポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等の各フィルムとし、第１ガスバリヤ層をアルミニウム蒸着付きの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムとし、第２ガスバリヤ層をアルミニウム蒸着付きの二軸延伸エチレンビニルアルコール共重合体樹脂フィルム又はアルミニウム蒸着付きの二軸延伸ポリビニルアルコール樹脂フィルム、或いはアルミ箔とし、熱溶着層を未延伸タイプのポリエチレン、ポリプロピレン等の各フィルムとした。

これらの４層構成のラミネートフィルムの層構成や材料については特にこれらに限定するものではない。例えば第１、第２ガスバリヤ層として、金属箔、或いは樹脂系のフィルムに無機層状化合物、ポリアクリル酸等の樹脂系ガスバリヤコート材、ＤＬＣ(ダイヤモンドライクカーボン)等によるガスバリヤ膜を設けたものを用いても良い。

また、熱溶着層には例えば酸素バリヤ性の高いポリブチレンテレフタレートフィルム等を用いても良い。更に、表面層については第１ガスバリヤ層の保護材であるが、真空断熱材の製造工程における真空排気効率を良くするためにも、好ましくは吸湿性の低い樹脂を配置するのが良い。

また、第２ガスバリヤ層に使用する金属箔以外の樹脂系フィルムは、吸湿することによってガスバリヤ性が悪化してしまうため、熱溶着層についても吸湿性の低い樹脂を配置することで、ガスバリヤ性の悪化を抑制すると共に、ラミネートフィルム全体の吸湿量を抑制できるようになる。これにより、先に述べた真空断熱材４０の真空排気工程においても、外包材４２が持ち込む水分量を少なくできるため、真空排気効率が大幅に向上して断熱性能の高性能化につながっている。

尚、各フィルムのラミネート(貼り合せ)は、二液硬化型ウレタン接着剤を介してドライラミネート法によって貼り合わせるのが一般的であるが、接着剤の種類や貼り合わせ方法には特にこれに限定するものではなく、ウェットラミネート法、サーマルラミネート法等の他の方法によるものでも何ら構わないものである。

そして、図４にある通り、真空断熱材４０は芯材４１を形成する無機繊維集合体のグラスウール繊維と、芯材４１の中間に配置されたガス吸着剤４３と、これらを包む気密性の外包材４２から成っている。このような真空断熱材４０を真空包装機によって芯材４１を真空引きした状態のままで、外包材４２をヒートシールすることで真空断熱材４０を製作することができる。

次に、真空断熱材の芯材４１の製造方法について、図３Ａ、３Ｂを参照しながら説明する。

芯材４１は、遠心法にて製造した平均繊維径が約４μｍ〜６μｍのグラスウールの原綿を、所定の大きさに切断して所定量だけ集綿して積層している。ここで、グラスウールの平均繊維径は約３μｍ〜１０μｍの範囲であれば良いものである。この理由は次の通りである。平均繊維径が３μｍ以下になると遠心法では製造することが困難となり、火炎法での製造によらねばならなくなる。火炎法によればエネルギー消費量が増えて省エネルギー化に貢献することができなくなると共に、生産コストも上昇する。よって、工業的に安価で環境に優しい芯材を提供することを考慮すると、無機繊維の繊維径は遠心法で製造できる平均繊維径である３μｍ以上あるのが好ましい。一方、無機繊維の平均繊維径が太くなるほど繊維化したときの熱伝導率が高くなって断熱性能が悪くなる、また、外包材４２に突き刺しやピンホールの発生といった問題が発生しやすくなるといったことから１０μｍ以下が好ましいものである。

また、芯材４１は無機繊維集合体から成っていることから、熱プレスする前の芯材の嵩高は高く（厚く）なっている。このため、真空断熱材４０の外装となるバリアフィルム機能を備える外包材４２で包み込んで真空断熱材４０を製作するためには、芯材４１の寸法を外包材４２の幅、長さ寸法に加えて厚み方向の寸法も考慮して決めなければならない。芯材４１の嵩寸法が高いと外包材４２に挿入することが困難となり、芯材４１の嵩寸法を小さくすることが求められる。例えば、本実施例に用いる熱プレス前の芯材４１の寸法は、幅寸法が２５０ｍｍ、長さ寸法が２５０ｍｍ、嵩高寸法が１００ｍｍの平板状のものである。したがって、芯材４１は綿状で嵩高寸法が高く密度が低いことから柔らかい形状をしており、芯材４１の取り扱い性が悪く真空断熱材４０の外包材４２に挿入するのは困難で、作業性が悪いものであった。

そこで、本実施例では図３Ａ及び図３Ｂに示すような熱プレス加工機を用いて熱プレス加工を行うことで、芯材４１の高さ寸法を所定寸法に形成し、更に、取り扱い性を改善するために、芯材４１の少なくとも一部の外周縁に高繊維密度領域を形成する構成としている。本実施例では芯材４１は矩形であり、４辺、或いは対向する２辺の外周囲１０ｍｍの領域に高繊維密度領域４１Ｈを形成している。また、これ以外の領域は低繊維密度領域４１Ｌとなる。

図３Ａは真空断熱材４０に使用される芯材４１を熱プレスする前の状態を示しており、熱プレス加工機は上側プレス治具５０Ｕと下側プレス治具５０Ｂとより構成されている。図３Ｂにあるように、上側プレス治具５０Ｕと下側プレス治具５０Ｂの所定位置には所定幅Ｈの高繊維密度領域４１Ｈを形成するための高密度形成凸部５０Ｐを備えている。したがって高密度形成凸部５０Ｐ以外の領域は低密度形成凹部５０Ｇを備えることになる。この上側プレス治具５０Ｕと下側プレス治具５０Ｂの間に上述した仕様の芯材４１を載置して挟み込み熱プレスを実施する。

図３Ｂは、熱プレス加工機によって熱プレスを行った状態を示しており、上側プレス治具５０Ｕと下側プレス治具５０Ｂの高密度形成凸部５０Ｐによって高繊維密度領域４１Ｈが形成され、上側プレス治具５０Ｕと下側プレス治具５０Ｂの低密度形成凹部５０Ｇによって所定幅Ｌの低繊維密度領域４１Ｌが形成されるものである。

図４に示す真空断熱材４０が熱プレスによって形成された本実施例になる芯材４１を使用した真空断熱材４０であり、芯材４１の外周囲に高繊維密度領域４１Ｈが形成され、その内側に低繊維密度領域４１Ｌが形成されることになる。熱プレスされる前の芯材４１は同じ嵩高であったが、熱プレスされることで、高繊維密度領域４１Ｈの嵩高は低繊維密度領域４１Ｌの嵩高より短く（薄く）なっている。

このように、低繊維密度領域４１Ｌにおいては、繊維同士の結合が比較的弱く真空断熱材４０の形状を成型するために曲げ加工をしても、真空断熱材内で繊維が移動しやすくなり、曲げ加工での応力も少なく容易に任意の形状を成型することが可能である。もちろん、繊維と繊維の接触部分が強く融着していないので、熱の伝熱を抑制することが可能となり、また、真空引きした時に繊維が折れる割合が少なくなるので断熱性能の低下を抑制することが可能となる。尚、この状態で圧縮された状態を維持する機能を備えているものである。

一方、高繊維密度領域４１Ｈは剛性が大きくなることから形状維持機能が更に高くなり、容易に曲がったり、変形したりしないようになる。したがって、本実施例では芯材４１の外周囲にこの高繊維密度領域４１Ｈを形成しているため、あたかも板状の芯材４１として取り扱いができるものである。したがって、芯材４１を外包材４２に挿入するときも容易に挿入することができ、作業効率を向上することができるようになる。また、高繊維密度領域４１Ｈは密度が高いので、端面形状も正確に形成しやすく、従来のように芯材４１の外周に波うちを生じないので取扱い性が向上するようになる。

ここで本実施例においては、熱プレス加工機の上側プレス治具５０Ｕと下側プレス治具プレス５０Ｂによる芯材４１の加熱温度は４５０℃に設定している。ただ、熱プレス加工機による加熱温度が高すぎる場合においては、成形性は良くなるが芯材４１の繊維同士が融着してしまい、真空断熱材４０として作成したとき、熱が融着部から伝わり真空断熱材４０としての断熱性能が低下してしまうことから好ましくない、更には無機繊維が脆弱化して損壊しやすいといった現象を生じる。一方、加熱温度が３５０℃以下では繊維同士の接合に多くの時間を要すると共に、その接合が不完全であるという課題がある。したがって、熱プレス加工機における加熱温度は３５０℃〜５００℃の範囲が好ましい。

そして、図３Ｂに示す状態において、加熱温度４５０℃で４５分に亘って芯材４１を加熱した状態で圧縮しており、圧縮終了した時の芯材４１の低繊維密度領域４１Ｌの嵩高は２０ｍｍとしている。これは、所定の目付量の芯材４１を熱プレス加工機にセットした状態で、上側プレス治具５０Ｕと下側プレス治具５０Ｂの間の距離を２０ｍｍに設定することで最終的に必要な嵩高の芯材４１を得ることができる。このようにして作られた芯材４１は、無機繊維が粉状になることなく、しかも圧縮した状態を維持できるものであった。

次に、このようにして得られた芯材４１は外包材４２内に挿入された後に真空チャンバ内に載置され、真空チャンバ内を１．０Ｐａ以下の真空度となるように減圧、排気したのち、そのまま真空チャンバ内で外包材４２の開口を熱溶着により密閉する。その後、真空チャンバから取り出して真空断熱材４０が完成されるものである。

そして、本発明者等はこの加熱、圧縮する時間について、無機繊維が粉状になって断熱性能が劣化する時間、及び無機繊維の接合が充分でなく、元の形状に復帰する状態となる時間について調査し、芯材４１を構成する無機繊維が粉状になるのを抑制すると共に、加熱、圧縮した形状を維持する形状維持機能が高くなる時間を探索した。

その結果、加熱、圧縮時間が３０分より短いと、芯材４１を構成する繊維と繊維の接合が充分でなく、元の形状に復帰しやすくなることが判明した。このため、形状維持機能が乏しく外包材に挿入しづらくなって作業性が悪くなる、真空引きの時間が長くかかる、真空引きした時に外包材によって外力がかかり繊維が損傷するといった課題が生じることになる。一方、加熱、圧縮時間が６０分より長くなると、熱量が多くなって芯材を構成する繊維が粉状になりやすいことが判明した。このため、断熱性能が劣化するという課題が生じることになる。このように、加熱、圧縮時間は３０分〜６０分の間に亘って設定することが好ましいものである。

また、上述した製造方法によって得られた芯材４１の水分量は０．０７％であった。この加熱、圧縮後の水分量は、熱プレス加工機による加熱、圧縮する前の芯材４１が含有する水分量に依存し、少なくとも上述した仕様の製造方法で加熱、圧縮した後の水分量が０．２％以下になるように、加熱、圧縮する前の芯材４１が含有する水分量を決めておけば良いものである。これによって、わずかな量のガス吸着剤４３で芯材４１中に残った微量の水分を除去できるようになる。したがって、水分によって生じる熱伝導率の増加を抑制でき、しかもガス吸着剤４３が少なくて済むので芯材４１の製品コストを低減できるようになる。

また、上述した製造方法によって得られた芯材４１は、熱プレス加工機で圧縮を繰り返すことで無機繊維の向きが伝熱方向に対して垂直に配向され、断熱性能が向上されると共に、積層方向に対して裂けにくくなり、信頼性が高い芯材４１を得ることができる
以上述べた通り、本発明によれば、繊維径が３〜１０μｍの無機繊維の集合体を熱プレスによって３５０℃〜５００℃の温度に維持しながら、３０分〜６０分に亘り圧縮して形状維持機能を付与したものである。これによれば、無機繊維の集合体を３５０℃〜５００℃の温度に維持しながら３０分〜６０分に亘り熱プレスすることによって、無機繊維が粉状になるのを抑制することができ、しかも圧縮した状態を維持する形状維持機能を高めることができるものである。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０…冷蔵庫、１１…冷蔵室、１２ａ…製氷室、１２ｂ…上段冷凍室、１３…下段冷凍室、１４…野菜室、１５…扉用ヒンジ、１６ａ…冷蔵室扉、１６ｂ…冷蔵室扉、１７ａ…製氷室扉、１７ｂ…上段冷凍室扉、１８…下段冷凍室扉、１９…野菜室扉、２０…パッキン、２１、２３…仕切断熱壁、２２…仕切り部材、２４…箱体、２４ａ…断熱材、２５…外箱、２６…内箱、２８…冷却器、２９…圧縮機、３０…凝縮機、３１…送風機、４０…真空断熱材、４１…芯材、４１Ｈ…高繊維密度領域(剛性が高い領域)、４１Ｌ…低繊維密度領域(断熱性が高い領域)、４２…外包材、５０Ｕ…上側プレス治具、５０Ｂ…下側プレス治具、５０Ｇ…低密度形成凹部、５０Ｐ…高密度形成凸部。

Claims (5)

1. 無機繊維の集合体からなる芯材をガスバリヤ機能を備える外包材に収納した真空断熱材において、
   平均繊維径が３〜１０μｍの前記無機繊維の集合体を、熱プレスによって３５０℃〜５００℃の温度に維持しながら３０分〜６０分に亘って圧縮して前記芯材に形状維持機能を付与したことを特徴とする真空断熱材の製造方法。
2. 請求項１に記載の真空断熱材の製造方法において、
   前記無機繊維の集合体には、加熱、圧縮した後の水分量が０．２％以下になるように予め所定量の水分が含有されており、前記無機繊維の集合体を前記熱プレスによって加熱、圧縮することで、水分量が０．２％以下の前記芯材を形成することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
3. 請求項２に記載の真空断熱材において、
   前記無機繊維の集合体にはガス吸着剤が収納されており、前記ガス吸着剤と前記無機繊維の集合体が共に熱プレスされることを特徴とする真空断熱材の製造方法。
4. 外箱と内箱とによって形成される断熱箱体と、前記断熱箱体に形成された貯蔵室を開閉する外板と内板によって形成される貯蔵室扉を備えた冷蔵庫において、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の製造方法によって製造された真空断熱材が前記断熱箱体或いは前記貯蔵室扉に配置され、前記真空断熱材を囲むように発泡断熱材が充填されていることを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項４に記載の冷蔵庫において、
   前記芯材の外周の少なくとも一部の領域には繊維密度を大きくした高繊維密度領域が形成されていると共に、他の領域には繊維密度を小さくした低繊維密度領域が形成されていることを特徴とする冷蔵庫。

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