JP2017133615A - 断熱材、真空断熱材、断熱材の製造方法、及び断熱材又は真空断熱材を用いた機器 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱材をコンパクトにし、かつ、断熱材の熱伝達率を低くする構造を提供する。【解決手段】少なくとも無機繊維を含む断熱材１であって、無機繊維２を集積した構成を有し、無機繊維の平均繊維径は、０．１〜１０μｍであり、圧縮する際に加熱して、無機繊維の長軸が圧縮面に対して平行に近づくように調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、断熱材、真空断熱材、断熱材の製造方法、及び断熱材又は真空断熱材を用いた機器に関するものである。

近年、地球温暖化防止等の地球環境保護の観点から、例えば、オーブンレンジ、電気ポット、給湯機、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機等の機器の省エネルギー化が進んでいる。省エネルギー化の技術内容としては、モーターのインバータ化等、電気系や制御系の改良に加え、機器の基本性能である断熱性能の改善が行われている。

例えば、オーブンレンジにおいては、特許文献１の従来例に記載されているように、加熱室の最高温度が２００℃以上の高温域で使われることから、加熱室の外側に断熱材として厚さ１０ｍｍ程度のグラスウールが用いられているのが一般的である。しかし、最近の省スペース・大容量化のニーズから、断熱材の配置スペースが狭くなる傾向にあるため、耐熱温度が高く、かつ、薄い断熱材が要求されている。

また、特許文献２には、真空断熱材と面状発熱体とを一体化した構成を有する加熱調理装置が開示されている。

さらに、特許文献３には、バインダー成分による熱伝導を抑制することを目的として、湿式抄紙法により作製したガラス繊維からなる不織布を複数枚積層し、圧縮して形成した真空断熱材用芯材が開示されている。

特開２００７−３２２０８５号公報 特開２００２−２６７１８２号公報 特開２０１０−２３００８２号公報

特許文献１の従来例では、断熱材としてグラスウールが用いられていることが記載されているが、その詳細については説明されていない。

一般的な例では、耐熱性と薄肉化とが要求されることから、ガラス繊維の集合体をニードル加工やペネトレーション繊維等で縫合して厚さを抑えたグラスウールマットが用いられていることが多い。この場合、ニードル加工や縫合部分に貫通穴や繊維が束状になった部分ができるため、この部分で熱伝導が顕著になるため、十分な断熱ができていないと考えられる。

また、一般的な別の例としては、建材用等で使用されているグラスウールボード（フェノール樹脂バインダーでガラス繊維を固めたもの）があるが、２００℃以上の高温雰囲気での使用ではバインダー成分が揮発する可能性があるため、好ましくないと考えられる。

特許文献２の従来例では真空断熱材を採用しているが、薄肉で断熱性能が良い面では真空断熱材の採用効果は十分にあると考えられる。特許文献２には真空断熱材の詳細が記載されていないが、一般に、高温域に置かれた真空断熱材は、通常、内部にガスが発生するため、内部の圧力が上昇して断熱性能が徐々に悪化してしまうという問題がある。

特許文献３においては、バインダー成分の分布に着目したものであり、ガラス繊維の向きについては改善の余地がある。

そこで、本発明は、断熱材をコンパクトにし、かつ、断熱材の熱伝達率を低くすることを目的とする。

本発明の断熱材は、少なくとも無機繊維を含み、無機繊維を集積した構成を有し、無機繊維の平均繊維径は、０．１〜１０μｍであり、圧縮する際に加熱して、無機繊維の長軸が圧縮面に対して平行に近づくように調整したものである。

本発明によれば、断熱材をコンパクトにすることができ、かつ、断熱材の熱伝達率を低くすることができる。

また、本発明によれば、断熱材の成形性を向上することができる。

一実施形態に係る断熱材を示す概略斜視図である。 図１のＡ部における断熱材１の部分拡大図である。 実施例１の断熱材の湿式製法の概略を示すフロー図である。 実施例２の断熱材の乾式製法の概略を示すフロー図である。 実施例３の断熱材の湿式製法の概略を示すフロー図である。 実施例４の断熱材の乾式製法の概略を示すフロー図である。 実施例３の方法で作製した三角柱の成形サンプルを示す斜視図である。 実施例３の方法で作製した立方体の成形サンプルを示す斜視図である。 実施例３の方法で作製した抜き穴を有する板状の成形サンプルを示す斜視図である。 実施例５の断熱材を示す上面図である。 図８Ａの断熱材の断面図である。 実施例６の断熱材を示す断面図である。 本発明の冷蔵庫の一例を示す縦断面図である。 本発明のオーブンレンジの一例を示す縦断面図である。

本発明は、少なくとも無機繊維を含む断熱材において、前記断熱材が平均繊維径０．１〜１０μｍに繊維化されたガラス繊維（グラスウール）等の無機系の繊維（無機繊維）を、湿式或いは乾式の抄造法により、シート状やマット状にしたことを特徴とする。無機系の繊維を使用することで、２００℃以上の高温域で使用でき、繊維径を細くすることで繊維の熱伝導を抑制すると共に、繊維同士の間に形成される多数の空隙を小さくできるため、断熱性能が向上するものである。

本発明の実施形態についてまとめると、次のとおりである。

本発明の断熱材は、少なくとも無機繊維を含み、無機繊維を集積した構成を有し、無機繊維の平均繊維径は、０．１〜１０μｍであり、圧縮する際に加熱して、無機繊維の長軸が圧縮面に対して平行に近づくように調整したものである。なお、平均繊維径は、０．１〜６μｍが更に望ましい。

前記断熱材は、さらに、樹脂で構成されたバインダーを含むものであってもよい。

前記断熱材は、外被材で覆われた構成であってもよい。

外被材の材質は、合成樹脂系のシート、フィルム及び不織布、無機系材料からなる不織布、金属製薄板などが望ましい。また、外被材には、ガスバリヤ性フィルムが含まれることが望ましい。

前記断熱材の内部を減圧状態とすれば、真空断熱材とすることができる。

前記断熱材の内部に水分及びガス（酸素、窒素等）のうち少なくともいずれか１つを吸着する吸着剤を封入することが望ましい。真空断熱材の場合は、特に望ましい。

前記断熱材の製造の工程としては、少なくとも、断熱材を圧縮する際に加熱する熱圧縮工程を有し、熱圧縮工程により、無機繊維の長軸が圧縮面に対して平行に近づくように調整する。

熱圧縮工程の前には、湿式又は乾式の抄造工程を設けることが望ましい。

熱圧縮工程により、前記断熱材の密度を１００〜１５０ｋｇ／ｍ^３とすることが望ましい。

前記断熱材又は前記真空断熱材は、機器（例えば、家電製品）に適用することができる。このような断熱材又は真空断熱材を用いることにより、機器のエネルギー効率を向上することができ、かつ、機器のコンパクト化が可能となる。

また、本発明は、前記断熱材が、前記無機繊維を湿式抄造によりシート状やマット状にした後、熱圧縮加工により、密度を１００〜１５０ｋｇ／ｍ^３としたことを特徴としたものである。無機繊維を離解液に投入して繊維が離解してほぼ均一に分散するまで撹拌したものを、和紙を作るように抄造、乾燥することでシートやマットが得られる。ここでは更に熱圧縮加工を施すことで、より薄くでき、板厚のばらつきを抑えたシート状、マット状まで、幅広く作ることができるものである。これにより、ニードル加工や縫合加工をしなくても薄肉の断熱材を得ることができる。

また、本発明は、前記断熱材が無機繊維と有機繊維又は液状樹脂を混合した後に熱圧縮加工を施すことで、シート状、マット状或いは一定の形状に成形することを特徴としたものである。

熱圧縮加工の際、適切な温度で加熱すると、ガラス繊維等の無機系の繊維の１本１本が圧縮面に対して平行になり、冷却しても形状が維持される。これにより、断熱材の厚さが小さくなるにもかかわらず、断熱材の熱伝導率（熱伝達率）が低くなる。この理由は、それぞれの繊維の圧縮面に対する角度が小さくなると、固体である繊維の長軸を介して伝わる熱の経路が長くなり、断熱材全体としての熱伝達率が低くなる。また、成形性が向上する。さらに、樹脂バインダーを用いないで繊維の長軸の向きを適切な方向に調整できるため、高温度領域（２００℃以上）における使用にも耐えられる断熱材が得られる。

前述とは少し異なり、有機繊維又は液状樹脂をバインダーとして無機繊維同士の接触部（交点）を固定する役割を持つことで、シート状、マット状或いは所定の形状を容易に実現できるものである。使用する有機繊維や液状樹脂の種類により耐熱温度は異なるが、一般的に、有機繊維は「バインダー繊維」、液状樹脂は「樹脂バインダー」と呼ばれているものであれば特に限定するものではない。

また、本発明は、前記断熱材を合成樹脂系のシートやフィルム及び不織布、無機系材料からなる不織布、金属製薄板のいずれかからなる外被材で覆ったことを特徴とするものである。これにより、使用対象機器への組込み性や取り扱い時の繊維材料の飛散防止等によるハンドリング性を向上することができる。

また、本発明は、前記断熱材を複数枚重ねたものをガスバリヤ性フィルムで覆って、その内部を減圧して密封したことを特徴とするものであるから、断熱性能が高い真空断熱材として活用することもできる。

本発明によれば、無機繊維をシート状又はマット状にすることで、高温域で使用可能で断熱性能が高い断熱材を提供することができる。また、この断熱材を活用した機器や、真空断熱材及び真空断熱材を活用した機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図１及び２を用いて説明する。

図１は、一実施形態に係る断熱材を示す概略斜視図である。

本図において、断熱材１は、平板状である。断熱材１には、後述するように、湿式製法によりシート状としたものと、乾式製法によりマット状としたものと、がある。

図２は、図１のＡ部における断熱材１の部分拡大図である。

図２において、断熱材１は、無機繊維２を集積し、熱圧縮により固めたものである。断熱材１は、無機繊維２がむき出しの状態である。この断熱材１を真空断熱材の芯材として用いることもできる。

本図に示す無機繊維２は、遠心法により得られた平均繊維径２〜６μｍのグラスウールである。繊維径については、この範囲に限定されるものではないが、例えば火炎法で得られる極細繊維を含め、平均繊維径０．１〜１０μｍの範囲であれば使用可能である。但し、ハンドリング性を考えると、平均繊維径０．１〜６μｍの範囲が好ましい。なお、無機繊維２の製法や材質は、この例に限定されるものではなく、火炎法によるガラス繊維や、その他の製法によるセラミックウールやロックウール等、無機系の繊維であればよい。

つぎに、断熱材の製造方法について図３及び４を用いて説明する。

実施例１及び２の断熱材は、無機繊維のみで構成されているである。すなわち、バインダーを用いないで作製されたものである。

図３は、断熱材の湿式製法について示したものである。

本図に示すように、まず、無機繊維を用意する（Ｓ１０）。これを解繊し（Ｓ１１）、ある程度小さい単位に分け、離解液中に投入し、撹拌することにより、懸濁液を作製する（Ｓ１２）。無機繊維が離解液中に均一に分散していることが、その後の抄造における品質ばらつきの低減につながる。

ここで、離解液は、絡み合った無機繊維を解き易くする役割を持つものであり、酸性の水溶液や樹脂系の水溶液が一般的である。本実施例においては、ｐＨ＝２．０〜４．０に調整した硫酸水溶液を用いた。ただし、離解液は、特にこれに限定されるものではなく、無機繊維を離解するという目的を達成できればよく、ｐＨの異なる溶液或いは市販されている繊維分散剤を使用してもよい。

工程Ｓ１２においては、無機繊維を離解液に投入した後、離解液を撹拌羽根やエアーにより水流を起こし、無機繊維が離解液中にまんべんなく分散するように撹拌する。このとき、なるべく撹拌羽根で無機繊維２が分断されないよう、水流で撹拌することが重要である。無機繊維２が分断されて細かくなってしまうと、抄造後のシートやマットの強度が低下するとともに、ハンドリング性が悪化してしまう。

離解液中に無機繊維がまんべんなく分散した後、抄造工程（Ｓ１３）で離解液中の無機繊維をメッシュコンベア上にすくい取る。メッシュコンベア上に無機繊維が一定量配置されるように、予め無機繊維の投入量とメッシュコンベアの速度とを調整しておく必要がある。メッシュコンベア上に配置された無機繊維は、メッシュコンベアの下からサクション（吸引）による脱水をして離解液を除去する。そして、次の乾燥工程（Ｓ１４）で完全に水分を除去することにより、シート状或いはマット状の断熱材が得られる（Ｓ１５）。このとき、乾燥炉内或いは別の熱圧縮工程（Ｓ１４）で無機繊維に熱及び圧力を加えることにより、厚さをコントロールすることもできる。

熱圧縮を行う場合、加熱温度を４００℃、圧縮時の断熱材の厚さを１０ｍｍとした。完成した断熱材の厚さは、約１３ｍｍであった。これは、圧縮状態から解放された断熱材がその弾性により厚さを回復したためである。なお、圧縮前の断熱材の厚さは、約２０ｍｍであった。言い換えると、熱圧縮の際、元の厚さの約５０％まで圧縮し、その後、圧縮状態から解放した断熱材は、厚さが元の厚さの約６５％まで戻ったといえる。

なお、熱圧縮時の温度、圧力及び断熱材の厚さについては、これに限定されるものではない。

図４は、断熱材の乾式製法について示したものである。

本図においては、前述の湿式製法と同様に、無機繊維を用意し（Ｓ２０）、無機繊維をなるべく塊状のものが無いように解繊する（Ｓ２１）。そして、なるべく均質になるように、無機繊維を混合（撹拌）する（Ｓ２２）。その後、集綿用のメッシュコンベア上に供給する（Ｓ２３）。このとき、メッシュコンベアの下方からサクション（吸引）しているため、メッシュコンベア上に解繊した繊維がなるべく均一に分布するように、エアー等で無機繊維の方向を制御しながら供給することが重要である。

その後、乾燥・熱圧縮工程（Ｓ２４）で無機繊維をシート状或いはマット状に固定することにより、断熱材が得られる（Ｓ２５）。ここでは、熱圧縮時の加熱温度を４００℃、圧縮時の断熱材の厚さを１０ｍｍとした。完成した断熱材の厚さは、約１３ｍｍであった。これは、圧縮状態から解放された断熱材がその弾性により厚さを回復したためである。なお、圧縮前の断熱材の厚さは、約２０ｍｍであった。すなわち、熱圧縮の際の厚さの戻りは、実施例の場合と同様であった。

なお、熱圧縮時の温度、圧力及び断熱材の厚さについては、これに限定されるものではない。

実施例１及び２においては、自社で生産している真空断熱材用グラスウールの端材を使用して、図３の湿式製法又は図４の乾式製法により、それぞれ、断熱材を作製した。

湿式製法では、目付量が２００ｇ／ｍ^２のシート状断熱材及び８００ｇ／ｍ^２のマット状断熱材を作製した。一方、乾式製法では、目付量８００ｇ／ｍ^２のマット状断熱材を作製した。湿式及び乾式のいずれの製法による断熱材も、熱伝導率は３０ｍＷ／ｍ・Ｋ前後であることを確認した。これらの断熱材は、無機繊維だけで構成しているため、約３００℃の高温雰囲気でも使用することができる。

実施例１又は２によれば、樹脂バインダーを用いる必要がないため、薄肉で、かつ、高温域における性能劣化が少ない断熱材を提供することができる。

（比較例１）
比較のため、上記の実施例１及び２の製造工程のうち、熱圧縮工程のみについて、加熱しない圧縮工程、すなわち常温（２５℃程度）における圧縮工程とした場合、完成した断熱材の厚さは、およそ１６〜１８ｍｍであった。このことから、上記の実施例における１３ｍｍよりも大きく、断熱材のコンパクト化が十分でないことがわかった。言い換えると、熱圧縮の際、元の厚さの約５０％まで圧縮し、その後、圧縮状態から解放した断熱材は、厚さが元の厚さの８０〜９０％まで戻ったといえる。

実施例１及び２では、無機繊維のみで構成された断熱材について説明したが、本実施例及びその次の実施例４は、無機繊維を樹脂繊維バインダーや樹脂バインダーを使用して、一定の形状に成形したものである。

図５は、本実施例の湿式製法について示したものである。

本図に示すように、無機繊維を用意する（Ｓ３０）。これを解繊し（Ｓ３１）、ある程度小さい単位に分ける。解繊した無機繊維を樹脂繊維バインダーと共に離解液中に投入し（Ｓ３２）、撹拌して混合することにより、懸濁液を作製する（Ｓ３３）。

その後の工程は、実施例１と同様であるが、乾燥温度を樹脂繊維バインダーが溶融可能な温度まで上げる必要がある。ここでは、樹脂繊維バインダーとしてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）１００％のものを用いた。ＰＥＴの融点は約２６０℃であるため、乾燥温度はこの温度まで上げる必要がある。樹脂繊維バインダーについては、特にこれに限定するものではなく、同様な機能を持つものであればよい。抄造（Ｓ３４）の後、乾燥炉内における圧縮工程又は別の熱圧縮工程（Ｓ３５）で樹脂繊維バインダーが溶け、冷却後に周囲の無機繊維を固定することができるため、所望の形状を作りやすいという長所がある。このようにして、断熱材のシート・マットを作製する（Ｓ３６）。

図６は、断熱材の乾式製法について示したものである。

本図においては、前述の実施例２（図４）の乾式製法と同様に、無機繊維を用意し（Ｓ４０）、無機繊維をなるべく塊状のものが無いように解繊する（Ｓ４１）。そして、樹脂繊維バインダーを用意し（Ｓ４２）、無機繊維と樹脂繊維バインダーとを混合する（Ｓ４３）。

その後の工程は、実施例２と同様である。すなわち、集綿工程（Ｓ４５）及び乾燥・熱圧縮工程（Ｓ４６）を行い、シート状又はマット状の断熱材を得る（Ｓ４７）。

本実施例は、樹脂繊維バインダーの作用により、所定の形状を作りやすいという長所がある。また、樹脂繊維バインダーを使用した場合、乾燥温度を低く設定できる。

さらに、図６に示すように、樹脂繊維バインダーの代わりに液状樹脂バインダーを使用してもよい。この場合には、集綿工程（Ｓ４５）において無機繊維をコンベア上に供給する際に、液状樹脂バインダーを噴霧し（Ｓ４４）、無機繊維の全体に含ませる。その後の工程は、樹脂繊維バインダー（Ｓ４２）のときと同じである。

実施例３においては、自社で生産している真空断熱材用グラスウールの端材とＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）１００％の樹脂バインダー繊維とを、８０：２０の質量比で混合して、湿式製法で２００ｇ／ｍ^２のシート状断熱材を作製した。そして、熱伝導率が約３０ｍＷ／ｍ・Ｋであることを確認した。

図７Ａには、実施例３の方法により作製した三角柱の成形サンプル３１を示している。

図７Ｂには、実施例３の方法により作製した立方体の成形サンプル３２を示している。

図７Ｃには、実施例３の方法により作製した抜き穴３４を有する板状の成形サンプル３３を示している。

また、実施例４の乾式製法においても、自社生産している真空断熱材用グラスウールの端材と液状樹脂バインダーとを混合し、図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃに示すような三角柱、立方体、及び抜き穴加工した板状の断熱材サンプルを作製した。ここでは、液状バインダーとしてアクリル系樹脂を用い、５％水溶液として使用した。樹脂の種類は、特にアクリル系樹脂に限定されるものではなく、別の樹脂系バインダーを使用してもよい。作製した各形状の断熱材は、成形した形状が崩れることなく維持していた。

図８Ａは、実施例５の断熱材を示す上面図である。図８Ｂは、図８Ａの断面図である。

図８Ａに示すように、本実施例の断熱材４０は、実施例１〜４のいずれかの方法により得られた板状の断熱材を外被材で覆ったものである。断熱材４０は、熱溶着部４２を有する。

図８Ｂに内部構造を示すように、断熱材４０は、板状の芯材４３（断熱材）を外被材４１で覆ったものである。熱溶着部４２は、外被材４１の端部に熱を加え、溶着することにより、密封した部分である。

バインダーを使用していない実施例１又は２の断熱材については、熱圧縮加工時に無機繊維が細かくなり、粉状になって脱落する等、ハンドリング性に問題がある場合がある。湿式製法の場合は、離解液に脱落するため、断熱材からの脱落は少ないものの、乾式製法の場合は、粉状の無機繊維の脱落が多めである。したがって、適用する機器によっては、機器の使用中に粉落ちすると問題が生じる場合がある。

そこで、本実施例では、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂製の不織布を外被材４１として用いた。

なお、外被材４１の材質は、これに限定されるものではなく、使用目的によって自由に選定することができる。例えば、無機繊維製の不織布、高融点樹脂のフィルム、シート及び不織布、金属薄板等を選定することができる。金属板を用いる場合は、熱溶着に代えて、溶接、接着等を施すものとする。また、実施例１〜４のいずれの製法によらず、芯材４３に外被材４１を適用することができる。

外被材４１の内部は大気圧でよいが、断熱材４０の形状を芯材４３の形状に忠実な形状とすることを目的として、減圧して密封してもよい。また、金属板以外の樹脂系外被材の場合は、芯材４３を外被材４１で覆った後、全体を加熱することにより、接触した外被材４１同士を熱溶着してもよい。

以上、実施例１〜５は、熱圧縮により作製した断熱材に関するものである。実施例１〜５の断熱材は、真空処理を施したものではなく、内部に空気を含んでいる。この断熱材を芯材として真空断熱材を作製してもよい。

以下、真空断熱材の実施例について説明する。

図９は、実施例６の断熱材を示したものである。

本図に示す真空断熱材５０は、実施例１の湿式製法により作製した断熱材を複数枚重ねて芯材５３とし、各断熱材間の一部に水分吸着剤５４を挟み込み、外袋５１で覆い、その内部を１０Ｐａ以下の圧力となるよう真空引きして外袋５１を密封することにより作製したものである。外袋５１の端部５２は、熱溶着してある。水分吸着剤５４としては、酸化カルシウムや合成ゼオライトが望ましい。

この真空断熱材５０の芯材５３の中心部の熱伝導率を英弘精機製熱伝導率測定装置（オートΛ）で測定したところ、２．０ｍＷ／ｍ・Ｋであった。

なお、水分吸着剤５４は、シート状の断熱材のそれぞれの間に配置してもよいし、本図に示すように、芯材５３を構成する断熱材のうち中央部に位置するものの間にまとめて配置してもよい。

以下、外袋５１について詳しく説明する。

外袋５１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、特に限定されるものではないが、本実施例６においては、表面保護層、第１のガスバリヤ層、第２のガスバリヤ層及び熱溶着層の４層構成からなるラミネートフィルムを用いた。表面保護層は、ガスバリヤ層を保護する役割を持ち、吸湿性が低い樹脂フィルムで構成されている。第１のガスバリヤ層は、樹脂フィルムに金属蒸着層を設けたものである。第２のガスバリヤ層は、酸素バリヤ性の高い樹脂フィルムに金属蒸着層を設けたものである。第１のガスバリヤ層及び第２のガスバリヤ層の金属蒸着層同士は、向かい合うように貼り合わされている。熱溶着層については、表面保護層と同様に、吸湿性の低いフィルムを用いた。

具体的には、表面保護層の例としては、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が挙げられる。

第１のガスバリヤ層の例としては、アルミニウム蒸着膜を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが挙げられる。

第２のガスバリヤ層の例としては、アルミニウム蒸着膜を有する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膜を有する二軸延伸ポリビニルアルコール樹脂フィルム、或いはアルミ箔が挙げられる。

熱溶着層の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の各フィルムが挙げられる。

このような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、特にこれらに限定されるものではない。例えば、第１のガスバリヤ層及び第２の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や、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よい。

表面保護層については、第１の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高めるためにも、吸湿性の低い樹脂を配置することが望ましい。

また、通常、第２の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著しく低下してしまうため、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、ガスバリヤ性の低下を抑制すると共に、ラミネートフィルム全体の吸湿量を抑制するものである。なお、各フィルムのラミネート（貼り合わせ）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は、特にこれに限定されるものではなく、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。

また、水分吸着剤５４については、実施例６においては化学吸着剤である酸化カルシウムを用いたが、物理吸着タイプの粒状（ビーズ状）の合成ゼオライトや、その他水分やガスを吸着するものであれば、物理吸着、化学反応型吸着タイプのどちらでもよい。

ここで、実施例６の真空断熱材５０の仕様をまとめて説明する。

芯材５３は、無機繊維の目付量１２０ｇ／ｍ^２のシート状芯材を３５枚積層したものである。吸着剤５４は、不織布入りの酸化カルシウムである。外袋５１のラミネートの構成は、表面保護層を二軸延伸ポリプロピレンとし、第１のガスバリヤ層をアルミニウム蒸着膜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の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とし、熱溶着層を直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとした。

実施例１〜５の断熱材は、オーブンレンジや給湯機器等、比較的高温で使用される分野での活用が期待できる。また、実施例６の真空断熱材は、冷蔵庫や給湯機器等の分野において広く活用が期待できる。

（比較例２）
比較のため、実施例６の真空断熱材の作製の際に用いる実施例１の湿式製法によるシート状の断熱材の製造工程のうち、熱圧縮工程のみについて、加熱しない圧縮工程、すなわち常温（２５℃程度）における圧縮工程とした場合について、完成した真空断熱材の芯材の中心部の熱伝導率を英弘精機製熱伝導率測定装置（オートΛ）で測定した。その結果、熱伝導率は２．２〜２．３ｍＷ／ｍ・Ｋであった。このことから、実施例６のように熱圧縮工程を施すことにより、真空断熱材の熱伝導率が１０〜１５％程度低下することがわかった。言い換えると、実施例６の場合、断熱性能が１０〜１５％程度向上する。

以下、本発明の断熱材を適用した機器について説明する。

図１０は、本発明の冷蔵庫の一例を示す縦断面図である。

本図において、冷蔵庫１００は、上から冷蔵室１１１、貯氷室１１２ａ、上段冷凍室１１２ｂ、冷凍室１１３、野菜室１１４等の貯蔵室を有している。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１１５等を中心に回動する冷蔵室扉１１６ａ、１１６ｂ、貯氷室扉１１７ａと上段冷凍室扉１１７ｂ、下段冷凍室扉１１８、野菜室扉１１９が配置されている。なお、冷蔵室扉１１６ａ、１１６ｂ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１１７ａ、１１７ｂ、１１８、１１９は、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１１７ａ、１１７ｂ、１１８、１１９の貯蔵室側の面には、冷蔵庫１００の本体を密閉するため、内部に永久磁石を埋設したパッキン１２０を備え、このパッキン１２０は各扉１１７ａ、１１７ｂ、１１８、１１９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１１１と製氷室１１２ａ及び上段冷凍室１１２ｂとの間には、これらの間を区画し断熱するための仕切断熱壁１２１が配置されている。この仕切断熱壁１２１は、厚さ３０〜５０ｍｍ程度の断熱壁であり、スチロフォーム、発泡断熱材（硬質ウレタンフォーム）、真空断熱材等をそれぞれ単独使用し、又は複数の断熱材を組み合わせて作られている。本図においては、仕切断熱壁１２１の内部には、真空断熱材１２７ｃが配置され、その周りはスチロフォーム１３２で埋められている。

製氷室１１２ａ、上段冷凍室１１２ｂ及び下段冷凍室１１３は、制御温度帯が同じであるため、仕切り断熱壁ではなく、パッキン１２０の受面を形成した仕切り部材１２２により区画されている。

下段冷凍室１１３と野菜室１１４との間には、これらの間を区画し断熱するための仕切断熱壁１２３が設けられている。仕切断熱壁１２３は、仕切断熱壁１２１と同様に、３０〜５０ｍｍ程度の断熱壁であり、スチロフォーム、発泡断熱材（硬質ウレタンフォーム）、真空断熱材等をそれぞれ単独使用し、又は複数の断熱材を組み合わせて作られている。本図においては、仕切断熱壁１２３の内部には、真空断熱材１２７ｃが配置され、その周りはスチロフォーム１３２で埋められている。

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１２１、１２３が設置されている。

なお、冷蔵庫１００の本体を構成する箱体１２４内には、上から冷蔵室１１１、製氷室１１２ａ及び上段冷凍室１１２ｂ、下段冷凍室１１３、野菜室１１４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１１６ａ、１１６ｂ、製氷室扉１１７ａ、上段冷凍室扉１１７ｂ、下段冷凍室扉１１８、野菜室扉１１９に関しても、回転による開閉、引き出しによる開閉、扉の分割数等について特に限定するものではない。

冷蔵庫１００の本体を構成する箱体１２４は、外箱１２５と内箱１２６とを備え、外箱１２５と内箱１２６とによって形成される空間に断熱部を設けて箱体１２４内の各貯蔵室と外部とを断熱している。具体的には、外箱１２５と内箱１２６との間の空間に真空断熱材１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｄを配置し、真空断熱材１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｄ以外の空間には硬質ウレタンフォーム等の発泡断熱材１２４ａを充填している。

また、冷蔵庫１００の冷蔵室１１１、冷凍室１１２ａ、１１２ｂ、下段冷凍室１１３、野菜室１１４等の各室を所定の温度に冷却するために、下段冷凍室１１３の背側には冷却器１２８が備えられている。この冷却器１２８には、圧縮機１２９と、凝縮機１３０と、図示しないキャピラリーチューブと、が接続され、これにより冷凍サイクルが構成されている。

冷却器１２８の上方には、この冷却器１２８にて冷却された冷気を冷蔵庫１００内に循環して所定の低温温度を保持する送風機１３１が配設されている。

また、箱体１２４の天面後方部には、冷蔵庫１００の運転を制御するための基板や電源基板等の電気部品１３３を収納するための収納凹部１３４が形成されており、これに電気部品１３３を覆うカバー１３５が設けられている。

カバー１３５の高さは、外観の意匠性と内容積の確保とを考慮して、外箱１２５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１３５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。

この場合に、収納凹部１３４は、断熱材１２４ａ側に電気部品１３３を収納する空間を窪みとして設けられる。よって、断熱厚さを確保するためには、必然的に内容積を犠牲にする必要が生じる。内容積を確保するためには、収納凹部１３４と内箱１２６との間の断熱材１２４ａの厚さを薄くする必要がある。このため、収納凹部１３４の断熱材１２４ａ中に真空断熱材１２７ａを配置することにより、断熱性能を確保している。

また、箱体１２４の背面下部に配置された圧縮機１２９や凝縮機１３０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１２６側への投影面に真空断熱材１２７ｄを配置している。

図１１は、本発明の電気式オーブンレンジを示す縦断面図である。

電気式のオーブンレンジ２００は、本体２０１（箱体）と、加熱調理する食品等である被調理物２０４を収容する加熱室２０２と、この加熱室２０２の底面２０２ｃに設けられた被調理物２０４を載置する回転しないテーブル２０３と、加熱室２０２に熱風を循環させる熱風供給手段である熱風ユニット２０５と、レンジ調理の加熱源であるマグネトロン２０６と、マイクロ波を導く導波管２０７と、加熱室２０２にマイクロ波を照射する回転アンテナ２０８と、アンテナモータ２０９と、本体２０１の前面に設けた被調理物２０４を出し入れするための開閉自在なドア２３６と、を含む構成である。

マグネトロン２０６、導波管２０７、回転アンテナ２０８、アンテナモータ２０９等については公知であるため、詳細な説明は省略するが、これらの構成部品は図示されているように加熱室２０２と本体２０１底面との間に形成された空間（機械室）に配置されている。

オーブン調理に使われる熱風ユニット２０５は、熱風供給手段を構成するものであり、ダクト２０５ａと、このダクト２０５ａ内のほぼ中央に回転自在に設けられたファン等の送風手段２１０、この送風手段２１０の下方で空気流の流出側に設けられたヒータ等の加熱手段２１２、ダクト２０５ａに取り付けられたファンモータ２１１等で構成され、加熱室２０２の背面壁後方に配置されている。

また、熱風ユニット２０５の背面側となるダクト２０５ａの外側であって送風手段２１０の上方には、蒸気発生手段２１３が設けられている。蒸気発生手段２１３には、水タンク２１４の水が水ポンプ２１５により供給されるようになっている。供給された水は、蒸気発生手段２１３に設けられたヒータにより加熱されて水蒸気２１９となり、吹出口２１８から噴出する。

加熱室２０２の背面壁には、多数のパンチング孔よりなる吸込孔２０２ａ及び吹出孔２０２ｂが設けられている。吸込孔２０２ａは、送風手段２１０の略中心部に対向した位置に設けられている。一方、吹出孔２０２ｂは、送風手段２１０の上方及び下方に対応する位置に設けられている。加熱室２０２の空気が気流２１６となり、吸込孔２０２ａから熱風ユニット２０５に流入する。水蒸気２１９は、送風手段２１０により発生する気流に乗って、吹出孔２０２ｂから気流２２０とともに加熱室２０２に送られる。

加熱室２０２の上面と本体２０１との間には、断熱材２５０が配置されている。断熱材２５０は、本発明の断熱材又は真空断熱材を用いている。これにより、加熱室２０２の断熱性を向上するとともに、加熱室２０２の内壁面における結露を低減することができる。なお、加熱室２０２の側面と本体２０１との間にも、本発明の断熱材又は真空断熱材を配置することが望ましい。

以上のように、本発明に係る断熱材や真空断熱材及びそれを用いた機器については、安定した断熱性能が得られると共に、温度帯の高い分野でも断熱性能を発揮できることから、断熱を必要とする機器の断熱性能の改善のための断熱材として提供することができる。

１、４０：断熱材、２：無機繊維、３１、３２、３３：成形サンプル、３４：抜き穴、４１：外被材、４２：熱溶着部、４３：芯材、５０：真空断熱材、５１：外袋、５２：端部、５３：芯材、５４：水分吸着剤、１００：冷蔵庫１２１、１２３：仕切断熱壁、１２７ｃ：真空断熱材、１３２：スチロフォーム、２００：オーブンレンジ、２０１：本体、２０２：加熱室、２５０：断熱材。

Claims (6)

1. 少なくとも無機繊維を含み、
   前記無機繊維を集積した構成を有し、
   前記無機繊維の平均繊維径は、０．１〜１０μｍであり、
   圧縮する際に加熱して、前記無機繊維の長軸が圧縮面に対して平行に近づくように調整したものである、断熱材。
2. さらに、樹脂で構成されたバインダーを含む、請求項１記載の断熱材。
3. 外被材で覆われた構成を有する、請求項１又は２に記載の断熱材。
4. 請求項３記載の断熱材の内部を減圧状態とした、真空断熱材。
5. 少なくとも無機繊維を含み、前記無機繊維を集積した構成を有し、前記無機繊維の平均繊維径は、０．１〜１０μｍである、断熱材を製造する方法であって、
   前記断熱材を圧縮する際に加熱する熱圧縮工程を有し、
   前記熱圧縮工程により、前記無機繊維の長軸が圧縮面に対して平行に近づくように調整する、断熱材の製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の断熱材又は請求項４記載の真空断熱材を備えた、機器。

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