JP2016130563A - 真空断熱材および断熱容器 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材および断熱容器を提供する。
【解決手段】粘土鉱物からなる粉体状構造体１１２と、無機材料または有機材料からなる繊維状構造体１１１と、を伝熱方向に配設させた芯材１１を被包する外被材１２の内部を減圧することにより形成された真空断熱材１０において、無機材料または有機材料からなる繊維状構造体１１１をシート状に形成し、該シート状に形成した繊維状構造体１１１を伝熱方向に複数枚積層して芯材１１とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空断熱材および真空断熱材を備えた断熱容器に関する。

真空断熱材（ＶＩＰ：Vacuum Insulation Panel）は、芯材を外被材で覆い、その内部を減圧して真空封止を行うことで形成されるものである。

このような真空断熱材に使用される芯材には、無機繊維を平板状にしたものや、発泡樹脂、あるいは粘土鉱物を平板状にしたものがある。無機繊維を平板状にした芯材では、グラスファイバー、グラスウール、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、炭化ケイ素繊維などが用いられており、粘土鉱物を平板状にした芯材では、シリカ、パーライト、カーボンブラックなどの無機粉末が用いられており、発泡樹脂はウレタンフォームなどが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

無機繊維を平板状にした芯材の場合、例えば５０℃以上の高温環境下で用いられると、外被材で用いられているフィルムの分解ガスや外被材の熱融着部から内部に進入したガスにより、繊維間の隙間での気体（ガス）分子の運動により熱伝導率が増大して、断熱性能が低下する問題があった。また、粘土鉱物を平板状にした芯材の場合、粘土鉱物が有する吸着機能により高温環境下で用いられても断熱性能が低下しにくい特性を有するが、固体の密度が高くなるために、低温環境下で用いられる場合には、無機繊維を平板状にしたものに比べて熱伝導率が高くなり、断熱性能が劣る傾向がある。従って、上述した真空断熱材では、一方が高温で他方が低温となるような両者の温度差が大きい環境下においては、良好な断熱性能を有することが困難であった。

断熱性能向上と高温での断熱性能低下（劣化）抑制の両立を図るため、真空断熱材の芯材を、粉体状構造体と繊維状構造体とを配設した２層構造としたものがある。

ここで例示する真空断熱材９０は、例えばフィルムからなる外被材９２に平板状にした芯材９１を挿入して被包し（図９（ｂ）参照）、外被材９２の開口部から外被材９２の内部を減圧（例えば、真空ポンプで外被材９２内部の気体（ガス）を除去する）した後、外被材９２開口部を熱融着して真空封止（脱気密封）したものである（図９（ａ）参照）。このように外被材９２開口部を熱融着して真空封止（脱気密封）するため、真空断熱材９０には外縁部にヒレ部分９２１が形成されている。

真空断熱材９０を構成する芯材９１は、繊維状構造体９１１と粉体状構造体９１２とを配設した２層構造となっている。繊維状構造体９１１は、例えばグラスファイバーなどの無機繊維の集合体である。粉体状構造体９１２は、例えばタルク、ゼオライト、カオリナイトなどの粘土鉱物（層状珪酸塩鉱物）のような層状結晶構造を有するものを粉体状にして焼結などにより平板状（ボード化）にしたものである。

そして、真空断熱材９０の芯材９１を、高温側に高温の断熱性能に優れた粉体状構造体９１２を、低温側に低温の断熱性能に優れた繊維状構造体９１１を配設する２層構造とすることで、高温側においては粉体状構造体９１２により熱伝導率を低下させることができる一方、低温側においては繊維状構造体９１１により熱伝導率を低下させることができるようになる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−３６７４９号公報 特開２０１４−２０２３０３号公報

しかしながら、グラスファイバーなどの無機繊維の集合体である繊維状構造体は気体分子の熱移動を抑えるため、高密度化されている。そのため、繊維状構造体の弾性力が強くなり、真空により大気圧に押されて厚さ方向に収縮した時の反発力が大きく、その結果、粉体状構造体の空孔を壊し、真空断熱材の断熱性能が低下する虞があった。

さらに、真空断熱材の断熱性能を向上させるためには、繊維状構造体のさらなる低熱伝導化が求められている。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、粉体状構造体の空孔が壊れることに起因して断熱性能が低下することを防ぎ、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材および断熱容器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る真空断熱材は、粘土鉱物からなる粉体状構造体と、無機材料または有機材料からなる繊維状構造体と、を伝熱方向に配設させた芯材を被包する外被材の内部を減圧することにより形成された真空断熱材において、
前記無機材料または有機材料からなる繊維状構造体をシート状に形成し、該シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層して芯材としたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る真空断熱材は、上述した請求項１において、前記シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを所定の方向に揃えて積層したことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る真空断熱材は、上述した請求項１において、前記シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを概略９０°変えて積層したことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る真空断熱材は、上述した請求項１において、前記シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維を互いに貫入させて積層したことを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る真空断熱材は、上述した請求項１において、前記繊維状構造体は、多孔または中空部が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る真空断熱材は、上述した請求項１において、前記粉体状構造体の粒子もしくはその集合体は、多孔質構造を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る断熱容器は、請求項１乃至請求項６の何れかの項に記載の真空断熱材が適宜配設されることによって構成される断熱容器において、
前記真空断熱材は、前記繊維状構造体が低温側、かつ前記粉体状構造体が高温側となる態様で配設されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、粘土鉱物からなる粉体状構造体と、無機材料または有機材料からなる繊維状構造体と、を伝熱方向に配設させた芯材を被包する外被材の内部を減圧することにより形成された真空断熱材において、前記無機材料または有機材料からなる繊維状構造体をシート状に形成し、該シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層して芯材としたことにより、シート状に形成した繊維状構造体内での密度を高め、伝熱方向（厚さ方向）の密度の増大を抑制することができるので、真空封止後の伝熱方向（厚さ方向）に対する繊維状構造体の反発力が低減することにより、粉体状構造体側への負荷が小さくなって粉体状構造体の空孔を壊すことなく維持することができ、断熱性能に優れた真空断熱材を提供できる。また、シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層したことにより伝熱方向（厚さ方向）への熱経路を抑制することができ、長い伝熱経路をシート状に形成した繊維状構造体内で確保できるので、断熱性能の向上を図ることができる。さらに、シート状に形成することで繊維状構造体の厚さを薄くできることから、真空封止（脱気密封）の際の外被材（フィルム）への芯材の挿入や加圧の負荷が減り、生産性が向上する。これにより、粉体状構造体の空孔が壊れることに起因して断熱性能が低下することを防ぎ、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材を提供することが可能となる。

また、請求項２の発明によれば、前記シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを所定の方向に揃えて積層したことにより、シート状に形成した繊維状構造体間の接触が減り、熱抵抗が増すことで、断熱性能の向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材を提供することが可能となる。

また、請求項３の発明によれば、前記シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを概略９０°変えて積層したことにより、シート状に形成した繊維状構造体間の接触がさらに減り、熱抵抗をさらに増大させることができるので、断熱性能のさらなる向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材を提供することが可能となる。

また、請求項４の発明によれば、前記シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維を互いに貫入させて積層したことにより、シート状に形成した繊維状構造体が伝熱方向（厚さ方向）にさらに圧縮されることで繊維状構造体を構成するグラスファイバー（例示）間の密度が上がり、グラスファイバー間の空間が低減することで、シート状に形成した繊維状構造体の空間が低減して高密度化することにより、繊維状構造体の空間内の気体（ガス）移動を抑制することができ、熱伝導率が低減することで断熱性能の向上を図ることができる。また、繊維状構造体の厚さを薄くできることから、真空封止の際の外被材（フィルム）への芯材の挿入や加圧の負荷が減り、生産性が向上する。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材を提供することが可能となる。

また、請求項５の発明によれば、前記繊維状構造体は、多孔または中空部が形成されていることにより、断熱性能の向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材を提供することが可能となる。

また、請求項６の発明によれば、前記粉体状構造体の粒子もしくはその集合体は、多孔質構造を有することにより、断熱性能の向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材を提供することが可能となる。

また、請求項７の発明によれば、前記真空断熱材は、前記繊維状構造体が低温側、かつ前記粉体状構造体が高温側となる態様で配設されたことにより、低温環境下において優れた断熱特性を有する繊維状構造体を低温側にし、かつ高温環境下において優れた断熱特性を有する粉体状構造体を高温側に配置することができ、断熱効果をより向上させることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる断熱容器を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１である真空断熱材の概略構成を示す断面側面図である。 図１に示した真空断熱材の繊維状構造体を説明する図である。 本発明の実施の形態１である真空断熱材が適用された自動販売機を概念的に示す概念図である。 図３に示した自動販売機の自動販売機本体および商品収容室の構成を示す概念図である。 図３に示した自動販売機本体の内部における１つの商品収容庫の内部構造を示す断面側面図である。 図１に示した真空断熱材を断熱仕切板に適用した場合を示す断面図である。 本発明の実施の形態２である真空断熱材の概略構成を示す断面側面図である。 本発明の実施の形態３である真空断熱材の概略構成を示す断面側面図である。 従来の真空断熱材の概略構成を示す断面側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る真空断熱材および断熱容器の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態により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である真空断熱材の概略構成を示す断面側面図であり、図１（ａ）は外被材の内部へ芯材を挿入して真空封止を行った後の状態（真空断熱材の完成状態）を示す図であり、図１（ｂ）は外被材の内部へ芯材を挿入した状態（真空封止を行う前の状態）を示す図である。図２は、芯材の一方を構成する繊維状構造体を説明する図であり、図２（ａ）は真空断熱材を示す断面側面図、図２（ｂ）はシート状に形成した繊維状構造体を示す図、図２（ｃ）はその他のシート状に形成した繊維状構造体を示す図である。

ここで例示する真空断熱材１０は、例えばフィルムからなる外被材１２に平板状にした芯材１１を挿入して被包し（図１（ｂ）参照）、外被材１２の開口部から外被材１２の内部を減圧（例えば、真空ポンプで外被材１２内部の気体（ガス）を除去する）した後、外被材１２開口部を熱融着して真空封止（脱気密封）したものである（図１（ａ）参照）。このように外被材１２開口部を熱融着して真空封止（脱気密封）するため、真空断熱材１０には外縁部にヒレ部分１２１が形成されている。

真空断熱材１０を構成する芯材１１は、繊維状構造体１１１と粉体状構造体１１２とを伝熱方向（厚さ方向）に配設した２層構造となっている。繊維状構造体１１１は、例えばグラスファイバー、グラスウール、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、炭化ケイ素繊維などの無機繊維（無機材料）、または、セルロース繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維などの有機繊維（有機材料）である。粉体状構造体１１２は、例えばタルク、ゼオライト、カオリナイトなどの粘土鉱物（層状珪酸塩鉱物）のような層状結晶構造を有するものを粉体状にして焼結などにより平板状（ボード化）にしたものである。

芯材１１の一方を構成する繊維状構造体１１１は、図２（ｂ）に示しているように、例えばグラスファイバーなどの無機繊維または例えばセルロース繊維などの有機繊維をシート状にして繊維状構造体１１１を形成し、このシート状に形成した繊維状構造体１１１を伝熱方向（厚さ方向）に複数枚積層して芯材を構成するようにしている。または、図２（ｃ）に示しているように、シート状に形成した繊維を折り曲げて形成するようにしてもよい。このように例えばグラスファイバーなどの無機繊維または例えばセルロース繊維などの有機繊維をシート状にして繊維状構造体１１１を形成するには、例えば、電界紡糸法を用いることでシート状の繊維状構造体１１１を形成することができる。

かかる構成を有する真空断熱材１０では、芯材１１を繊維状構造体１１１と粉体状構造体１１２との２層構造としているので、低温環境下においては繊維状構造体１１１により熱伝導率を低下させることが可能である一方、高温環境下においては粉体状構造体１１２により熱伝導率を低下させることが可能である。

そして、真空断熱材１０が用いられる温度環境下に応じて繊維状構造体１１１および粉体状構造体１１２の厚みを変化させることが望ましい。すなわち、高温環境下で用いられる場合には、粉体状構造体１１２の厚みを繊維状構造体１１１に対して相対的に増大させる一方、低温環境下で用いられる場合には、繊維状構造体１１１の積層枚数を増やして粉体状構造体１１２に対して相対的に厚みを増大させることが望ましい。

このように、粘土鉱物からなる粉体状構造体１１２と、無機材料または有機材料からなる繊維状構造体１１１と、を伝熱方向に配設させた芯材１１を被包する外被材１２の内部を減圧することにより形成された真空断熱材１０において、無機材料または有機材料からなる繊維状構造体１１１をシート状に形成し、該シート状に形成した繊維状構造体１１１を伝熱方向（厚さ方向）に複数枚積層して芯材１１としたことにより、シート状に形成した繊維状構造体１１１内での密度を高め、伝熱方向（厚さ方向）の密度の増大を抑制することができるので、真空封止後の伝熱方向（厚さ方向）に対する繊維状構造体１１１の反発力が低減することにより、粉体状構造体１１２側への負荷が小さくなって粉体状構造体１１２の空孔を壊すことなく維持することができ、断熱性能に優れた真空断熱材１０を提供できる。また、シート状に形成した繊維状構造体１１１を伝熱方向に複数枚積層したことにより伝熱方向（厚さ方向）への熱経路を抑制することができ、長い伝熱経路をシート状に形成した繊維状構造体１１１内で確保できるので、断熱性能の向上を図ることができる。さらに、シート状に形成することで繊維状構造体１１１の厚さを薄くできることから、真空封止（脱気密封）の際の外被材（フィルム）１２への芯材１１の挿入や加圧の負荷が減り、生産性が向上する。これにより、粉体状構造体１１２の空孔が壊れることに起因して断熱性能が低下することを防ぎ、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材１０を提供することが可能となる。

図３は、本発明の実施の形態１である真空断熱材が適用された自動販売機を概念的に示す概念図である。ここで例示する自動販売機は、例えば缶入り飲料やペットボトル入り飲料などの商品を冷却、若しくは加熱した状態で販売するもので、自動販売機本体４０、外扉６０および内扉７０を備えている。

自動販売機本体４０は、図４に示すように、複数の金属板を適宜組み合わせることによって構成された自動販売機本体４０であり、前面が開口した箱状に構成されている。より具体的には、上壁４１、一対の側壁４２、底壁４３、背壁４４が接合されることによって自動販売機本体４０が構成されている。一対の側壁４２は、それぞれ底壁４３よりも下方に延在しており、互いの間に台座壁４５が接合されている。

自動販売機本体４０には、その内部に断熱構造の商品収容室５０が設けられている。本実施の形態では、図４に示すように、上壁４１、一対の側壁４２、底壁４３、背壁４４の内壁面にそれぞれ予め板状に成形した断熱ボード５１が配設されることにより、これら断熱ボード５１によって囲まれる空間に商品収容室５０が構成されている。そして、商品収容室５０に対して前方側より例えば２つの断熱仕切板５２が挿入されることで、自動販売機本体４０の内部に３つの独立した商品収容庫５３が左右に並んだ態様で設けられている。

図５は、図３に示した自動販売機本体の内部における１つの商品収容庫の内部構造を示す断面側面図である。この図５では、最も左側にある商品収容庫（以下、左庫ともいう）５３の内部構造について示すが、中央の商品収容庫（以下、中庫ともいう）５３および右側の商品収容庫（以下、右庫ともいう）５３の内部構造も左庫５３と略同じような構成を有している。尚、本明細書における左側とは、自動販売機を正面側から見た場合の左方を示し、右側とは、自動販売機を正面側から見た場合の右方を示す。

左庫５３の内部には、搬出シュータ５４が設けられており、この搬出シュータ５４よりも下方となる領域（以下、「熱交換領域」ともいう）に温度調節ユニット５５が配設されている一方、搬出シュータ５４よりも上方となる領域（以下、「商品収納領域」ともいう）に商品収納ラック５８が配設されている。

搬出シュータ５４は、商品収納ラック５８から払い出された商品を内扉７０（下部内扉７０ａ）の商品搬出口７３に案内するためのプレート状部材であり、前方側に向けて漸次下方に傾斜する態様で配設されている。この搬出シュータ５４には、熱交換領域と商品収納領域との間を連通させる通気孔が多数穿設してある。

温度調節ユニット５５は、左庫５３の内部雰囲気を所望の温度状態に維持するためのもので、蒸発器５５ａ、電熱ヒータ５５ｂおよび庫内送風ファン５５ｃを備えて構成されている。

蒸発器５５ａは、圧縮機５６１、凝縮器５６２および膨張弁５６３と冷媒配管５７にて接続されて冷凍サイクルを構成するものであり、自身の流路を通過する冷媒が蒸発することで周囲空気を冷却するものである。ここで、圧縮機５６１、凝縮器５６２および膨張弁５６３は、自動販売機本体４０の内部であって商品収容室５０の下方に区画された機械室４６に配設されている。

電熱ヒータ５５ｂは、蒸発器５５ａの前方域に配設されており、通電状態となることにより自身の周囲空気を加熱する加熱源である。庫内送風ファン５５ｃは、左庫（商品収容庫）５３の内部空気を循環させるための送風手段である。

このような温度調節ユニット５５においては、例えば冷凍サイクルを運転した状態で庫内送風ファン５５ｃを駆動すると、蒸発器５５ａにおいて冷却された空気が搬出シュータ５４の通気孔を通じて上方に送給されるため、商品収納ラック（商品収納領域）５８を低温状態に維持することができる。一方、電熱ヒータ５５ｂに通電した状態で庫内送風ファン５５ｃを駆動すると、電熱ヒータ５５ｂによって加熱された空気が搬出シュータ５４の通気孔を通じて上方に送給されるため、商品収納ラック（商品収納領域）５８を高温状態に維持することができる。

外扉６０は、自動販売機本体４０の前面開口を覆うためのもので、自動販売機本体４０の左側縁部に開閉移動可能に配設されている。外扉６０の前面には、商品を販売する際に必要となる商品見本表示部、商品選択ボタン、紙幣挿通口、硬貨投入口、返却レバー、金額表示器、硬貨返却口が設けられているとともに（いずれも図示せず）、商品取出口６１が設けられている。

また、この外扉６０には商品取出部６２が設けられている。商品取出部６２は、商品収容庫５３における商品収納ラック５８から払い出されて内扉７０の後述する商品搬出口７３を通過した商品を収容し、かつ商品取出口６１を通じて該商品を取出可能にするものである。

内扉７０は、商品収容庫５３（商品収容室５０）の前面を覆うための断熱扉で、外扉６０よりも内方となる位置において自動販売機本体４０の一側縁部に開閉可能に配設されている。この内扉７０は、上下に分割された構造を有しており、商品収容庫５３（商品収容室５０）の前面開口の下部側を覆う下部内扉７０ａと、商品収容庫５３（商品収容室５０）の前面開口の上部側を覆う上部内扉７０ｂとから構成されている。

下部内扉７０ａは、図３および図５に示すように、各商品収容庫５３に対応した部位に商品搬出扉７４を備えた商品搬出口７３が形成されており、商品収納ラック５８から商品が搬出シュータ５４に払い出された場合に、商品搬出口７３を通じて商品を商品取出部６２に搬出することが可能である。

上部内扉７０ｂは、外扉６０の内方となる位置において自動販売機本体４０の一側縁部に開閉可能に配設されており、支持部材８０を介して外扉６０の裏面に取り付け支持されている。この上部内扉７０ｂは、外扉６０とともに開閉移動するものである。

上記自動販売機本体４０における各断熱ボード５１、断熱仕切板５２および内扉７０により断熱容器が形成されており、断熱仕切板５２は、本発明の実施の形態１である真空断熱材１０により構成されている。より詳細には、右庫５３が商品を冷却する冷却庫として用いられ、かつ左庫５３および中庫５３が商品を加熱する加熱庫として用いられる場合、中庫５３と右庫５３とを区画する断熱仕切板５２に上記真空断熱材１０が用いられている。この場合、真空断熱材１０は、図６に示すように、繊維状構造体１１１が右庫５３側、かつ粉体状構造体１１２が中庫５３側となる態様で、すなわち繊維状構造体１１１が低温側、かつ粉体状構造体１１２が高温側となる態様で配設されている。

このように真空断熱材１０が、繊維状構造体１１１が低温側、かつ粉体状構造体１１２が高温側となる態様で配設されることにより、低温環境下において優れた断熱特性を有する繊維状構造体１１１を低温側にし、かつ高温環境下において優れた断熱特性を有する粉体状構造体１１２を高温側に配置することができ、断熱効果をより向上させることができる。
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２である真空断熱材の概略構成を示す断面側面図であり、図７（ａ）は真空断熱材を示す断面側面図、図７（ｂ）は隣り合うシートの繊維の向きを所定の方向に揃えて積層した繊維状構造体を示す図、図７（ｃ）は隣り合うシートの繊維の向きを概略９０°変えて積層した繊維状構造体を示す図である。ここで例示する真空断熱材２０は、平板状にした芯材２１を例えばフィルムからなる外被材２２にて被包して真空封止（脱気密封）したものである。かかる真空断熱材２０には外縁部にヒレ部分２２１が形成されている。

真空断熱材２０を構成する芯材２１は、繊維状構造体２１１と粉体状構造体２１２とを配設した２層構造となっている。繊維状構造体２１１は、例えばグラスファイバー、グラスウール、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、炭化ケイ素繊維などの無機繊維（無機材料）、または、セルロース繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維などの有機繊維（有機材料）である。粉体状構造体２１２は、例えばタルク、ゼオライト、カオリナイトなどの粘土鉱物（層状珪酸塩鉱物）のような層状結晶構造を有するものを粉体状にして焼結などにより平板状（ボード化）にしたものである。

芯材２１の一方を構成する繊維状構造体２１１は、図７（ｂ）に示しているように、例えばグラスファイバーなどの無機繊維または例えばセルロース繊維などの有機繊維をシート状にして繊維状構造体２１１を形成し、このシート状に形成した繊維状構造体２１１を伝熱方向（厚さ方向）に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを所定の方向に揃えて芯材２１を構成するようにしている。または、図７（ｃ）に示しているように、このシート状に形成した繊維状構造体２１１を伝熱方向（厚さ方向）に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを概略９０°変えて芯材２１を構成するようにしてもよい。このように例えばグラスファイバーなどの無機繊維または例えばセルロース繊維などの有機繊維をシート状にして繊維状構造体２１１を形成するには、例えば、電界紡糸法を用いることで形成することができる。

このように、シート状に形成した繊維状構造体２１１を伝熱方向（厚さ方向）に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを所定の方向に揃えて積層したことにより、シート状に形成した繊維状構造体２１１間の接触が減り、熱抵抗が増すことで、断熱性能の向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材２０を提供することが可能となる。

また、シート状に形成した繊維状構造体２１１を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを概略９０°変えて積層したことにより、シート状に形成した繊維状構造体２１１間の接触がさらに減り、熱抵抗をさらに増大させることができるので、断熱性能のさらなる向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材２０を提供することが可能となる。
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３である真空断熱材の概略構成を示す断面側面図である。ここで例示する真空断熱材３０は、平板状にした芯材３１を例えばフィルムからなる外被材３２にて被包して脱気密封した矩形状のものである。かかる真空断熱材３０に外縁部にヒレ部分３２１が形成されている。

真空断熱材３０を構成する芯材３１は、繊維状構造体３１１と粉体状構造体３１２とを配設した２層構造となっている。繊維状構造体３１１は、例えばグラスファイバー、グラスウール、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、炭化ケイ素繊維などの無機繊維（無機材料）、または、セルロース繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維などの有機繊維（有機材料）である。粉体状構造体３１２は、例えばタルク、ゼオライト、カオリナイトなどの粘土鉱物（層状珪酸塩鉱物）のような層状結晶構造を有するものを粉体状にして焼結などにより平板状（ボード化）にしたものである。

芯材３１の一方を構成する繊維状構造体３１１は、図に示しているように、例えばグラスファイバーなどの無機繊維または例えばセルロース繊維などの有機繊維をシート状にして繊維状構造体３１１を形成し、このシート状に形成した繊維状構造体３１１を伝熱方向（厚さ方向）に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維を互いに貫入させて積層して芯材３１を構成するようにしている。このように例えばグラスファイバーなどの無機繊維または例えばセルロース繊維などの有機繊維をシート状にして繊維状構造体３１１を形成するには、例えば、電界紡糸法を用いることで形成することができる。

繊維状構造体（繊維）３１１には、中空部３１４が形成されている。ここで、繊維３１１に形成される中空部３１４は、図に示しているように、繊維３１１の中心部分を貫通するように形成されたものであっても良いし、繊維３１１の長手方向に複数形成されたものであっても良い。

このように、シート状に形成した繊維状構造体３１１を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維を互いに貫入させて積層したことにより、シート状に形成した繊維状構造体３１１が伝熱方向（厚さ方向）にさらに圧縮されることで繊維状構造体３１１を構成するグラスファイバー（例示）間の密度が上がり、グラスファイバー間の空間が低減することで、シート状に形成した繊維状構造体３１１の空間が低減して高密度化することにより、繊維状構造体３１１の空間内の気体（ガス）移動を抑制することができ、熱伝導率が低減することで断熱性能の向上を図ることができる。また、繊維状構造体３１１の厚さを薄くできることから、真空封止の際の外被材（フィルム）３２への芯材３１の挿入や加圧の負荷が減り、生産性が向上する。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材３０を提供することが可能となる。

また、繊維状構造体３１１は、多孔３１４または中空部３１４が形成されていることにより、断熱性能の向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材３０を提供することが可能となる。

以上説明したように本発明によれば、粘土鉱物からなる粉体状構造体１１２と、無機材料または有機材料からなる繊維状構造体１１１と、を伝熱方向に配設させた芯材１１を被包する外被材１２の内部を減圧することにより形成された真空断熱材１０において、無機材料または有機材料からなる繊維状構造体１１１をシート状に形成し、該シート状に形成した繊維状構造体１１１を伝熱方向（厚さ方向）に複数枚積層して芯材１１としたことにより、シート状に形成した繊維状構造体１１１内での密度を高め、伝熱方向（厚さ方向）の密度の増大を抑制することができるので、真空封止後の伝熱方向（厚さ方向）に対する繊維状構造体１１１の反発力が低減することにより、粉体状構造体１１２側への負荷が小さくなって粉体状構造体１１２の空孔を壊すことなく維持することができ、断熱性能に優れた真空断熱材１０を提供できる。また、シート状に形成した繊維状構造体１１１を伝熱方向に複数枚積層したことにより伝熱方向（厚さ方向）への熱経路を抑制することができ、長い伝熱経路をシート状に形成した繊維状構造体１１１内で確保できるので、断熱性能の向上を図ることができる。さらに、シート状に形成することで繊維状構造体１１１の厚さを薄くできることから、真空封止（脱気密封）の際の外被材（フィルム）１２への芯材１１の挿入や加圧の負荷が減り、生産性が向上する。これにより、粉体状構造体１１２の空孔が壊れることに起因して断熱性能が低下することを防ぎ、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材１０を提供することが可能となる。

また、シート状に形成した繊維状構造体２１１を伝熱方向（厚さ方向）に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを所定の方向に揃えて積層したことにより、シート状に形成した繊維状構造体２１１間の接触が減り、熱抵抗が増すことで、断熱性能の向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材２０を提供することが可能となる。

また、シート状に形成した繊維状構造体２１１を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを概略９０°変えて積層したことにより、シート状に形成した繊維状構造体２１１間の接触がさらに減り、熱抵抗をさらに増大させることができるので、断熱性能のさらなる向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材２０を提供することが可能となる。

また、シート状に形成した繊維状構造体３１１を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維を互いに貫入させて積層したことにより、シート状に形成した繊維状構造体３１１が伝熱方向（厚さ方向）にさらに圧縮されることで繊維状構造体３１１を構成するグラスファイバー（例示）間の密度が上がり、グラスファイバー間の空間が低減することで、シート状に形成した繊維状構造体３１１の空間が低減して高密度化することにより、繊維状構造体３１１の空間内の気体（ガス）移動を抑制することができ、熱伝導率が低減することで断熱性能の向上を図ることができる。また、繊維状構造体３１１の厚さを薄くできることから、真空封止の際の外被材（フィルム）３２への芯材３１の挿入や加圧の負荷が減り、生産性が向上する。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材３０を提供することが可能となる。

また、繊維状構造体１１１、２１１、３１１は、多孔または中空部が形成されていることにより、断熱性能の向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材１０、２０、３０を提供することが可能となる。

また、粉体状構造体１１２、２１２、３１２の粒子もしくはその集合体は、多孔質構造を有することにより、断熱性能の向上を図ることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる真空断熱材１０、２０、３０を提供することが可能となる。

また、真空断熱材１０、２０、３０は、繊維状構造体１１１、２１１、３１１が低温側、かつ粉体状構造体１１２、２１２、３１２が高温側となる態様で配設されたことにより、低温環境下において優れた断熱特性を有する繊維状構造体１１１、２１１、３１１を低温側にし、かつ高温環境下において優れた断熱特性を有する粉体状構造体１１２、２１２、３１２を高温側に配置することができ、断熱効果をより向上させることができる。これにより、様々な温度環境下において断熱性能を良好なものとすることができる断熱容器を提供することが可能となる。

１０ 真空断熱材
１１ 芯材
１１１ 繊維状構造体
１１２ 粉体状構造体
１２ 外被材
２０ 真空断熱材
２１ 芯材
２１１ 繊維状構造体
２１２ 粉体状構造体
２２ 外被材
３０ 真空断熱材
３１ 芯材
３１１ 繊維状構造体
３１２ 粉体状構造体
３１４ 中空部
３２ 外被材

Claims (7)

1. 粘土鉱物からなる粉体状構造体と、無機材料または有機材料からなる繊維状構造体と、を伝熱方向に配設させた芯材を被包する外被材の内部を減圧することにより形成された真空断熱材において、
   前記無機材料または有機材料からなる繊維状構造体をシート状に形成し、該シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層して芯材としたことを特徴とする真空断熱材。
2. 前記シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを所定の方向に揃えて積層したことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
3. 前記シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維の向きを概略９０°変えて積層したことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
4. 前記シート状に形成した繊維状構造体を伝熱方向に複数枚積層した該シートの隣り合うシートの繊維を互いに貫入させて積層したことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
5. 前記繊維状構造体は、多孔または中空部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
6. 前記粉体状構造体の粒子もしくはその集合体は、多孔質構造を有することを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかの項に記載の真空断熱材が適宜配設されることによって構成される断熱容器において、
   前記真空断熱材は、前記繊維状構造体が低温側、かつ前記粉体状構造体が高温側となる態様で配設されたことを特徴とする断熱容器。

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