JP2018115755A

JP2018115755A - 真空断熱材、真空断熱材の製造方法及び冷蔵庫

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Publication number: JP2018115755A
Application number: JP2017008920A
Authority: JP
Inventors: 祐志新井; Yushi Arai; 越後屋　恒; Hisashi Echigoya; 恒越後屋; 久保田　剛; Takeshi Kubota; 剛久保田; 一輝柏原; Kazuteru Kashiwabara
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: CN108332002A; JP6634040B2

Abstract

【課題】寸法精度が高く、復元率が低い真空断熱材及びその製造方法並びにこの真空断熱材を備えた冷蔵庫を提供する。【解決手段】本発明に係る真空断熱材１は、無機繊維の集合体であり、前記集合体の表面に前記無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層２ａが形成されている芯材２と、前記芯材２を内包すると共に、内部が減圧状態に保たれている包装体３と、を有する。本発明に係る真空断熱材の製造方法は、無機繊維の集合体である芯材２を歪点よりも高い温度でプレスし、前記集合体の表面に前記無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層２ａを形成する融着層形成工程と、前記融着層２ａを形成した芯材２を包装体３に内包させ、前記包装体３の内部を減圧状態にしつつ密封する真空密封工程と、を有する。本発明に係る冷蔵庫１０は、真空断熱材１を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、真空断熱材及びその製造方法並びにこの真空断熱材を備えた冷蔵庫に関する。

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（ＣＯ_２）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。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い。多くの場合、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の内部に配置して断熱性能を向上させている。例えば、断熱箱体の外箱又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て冷熱の移動を抑制している。また、例えば、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て冷熱の移動を抑制している。

近年、真空断熱材の断熱性能を向上させることを目的とした研究開発が精力的に進められている。そして、そのような真空断熱材が、例えば、特許文献１に記載されている。

特許文献１には、ガラス繊維を厚み方向に積層したガラス繊維の積層体からなる芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧して密閉された真空断熱材が記載されている。
そして、この真空断熱材の前記芯材は、ガラス繊維の自重で繊維が僅かに変形を始める温度、又はプレス時の上下方向からの加重によりガラス繊維が変形可能となる温度であって、ガラス繊維の断面形状が大きく変化しない程度の温度で加圧成形されてガラス繊維の熱変形により繊維が延伸されている。
また、この真空断熱材は、繊維相互の結着でなく、ガラス繊維の一部が繊維相互間で絡み合って形状を保持している。
特許文献１には、前記した構成とすることにより、真空断熱材の断熱性能が大幅に改善された旨記載されている。

特許第３５８０３１５号公報

特許文献１に記載の真空断熱材に用いられている芯材の原綿はガラス繊維の一部が繊維相互間で絡み合って形状を保持しているに過ぎないため、外包材（包装体）に挿入するにあたってガラス繊維（無機繊維）がつぶれてしまい、寸法精度が悪化するという問題があった。

また、前記したように、特許文献１に記載の真空断熱材は、ガラス繊維の一部が繊維相互間で絡み合って形状を保持しているに過ぎないので、この真空断熱材は、包装体が破れたり、真空包装時に包装体の一部をカットしたりした場合に、厚みや形状が元の寸法に戻る率（復元率）が高いという問題があった。

本発明は前記状況に鑑みてなされたものであり、寸法精度が高く、復元率が低い真空断熱材及びその製造方法並びにこの真空断熱材を備えた冷蔵庫を提供することを課題とする。

前記課題を解決した本発明に係る真空断熱材は、無機繊維の集合体であり、前記集合体の表面に前記無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層が形成されている芯材と、前記芯材を内包すると共に、内部が減圧状態に保たれている包装体と、を有する。

本発明に係る真空断熱材の製造方法は、無機繊維の集合体である芯材を前記無機繊維の歪点よりも高い温度でプレスし、前記集合体の表面に前記無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層を形成する融着層形成工程と、前記融着層を形成した芯材を包装体に内包させ、前記包装体の内部を減圧状態にしつつ密封する真空密封工程と、を有する。

本発明に係る冷蔵庫は、無機繊維の集合体であり、前記集合体の表面に前記無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層が形成されている芯材と、前記芯材を内包すると共に、内部が減圧状態に保たれている包装体と、を有する真空断熱材を、外箱と内箱とによって形成される断熱箱体の内部と、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とによって形成される貯蔵室扉の内部と、貯蔵温度帯の異なる部屋を仕切る仕切断熱壁の内部と、のうちの少なくとも一つに備えている。

本発明によれば、寸法精度が高く、復元率が低い真空断熱材、真空断熱材及びその製造方法並びにこの真空断熱材を備えた冷蔵庫を提供することができる。

本実施形態に係る真空断熱材の構成を説明する概略断面図である。無機繊維の一例を示す走査型電子顕微鏡像である。倍率は５００倍であり、図中、中央下方のスケールバーは５０μｍを表している。本実施形態に係る冷蔵庫の構成を説明する正面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。各プレス温度で１０分プレスした場合における芯材の厚みの復元量を示すグラフである。各プレス温度でプレスした無機繊維の走査型電子顕微鏡像である。走査型電子顕微鏡像の倍率は、左欄が２００倍であり、中欄及び右欄が１０００〜２０００倍である。

以下、適宜図面を参照して本発明係る真空断熱材、真空断熱材の製造方法及び冷蔵庫を実施するための形態（実施形態）について詳細に説明する。

［真空断熱材］
図１は、本実施形態に係る真空断熱材の構成を説明する概略断面図である。
図１に示すように、真空断熱材１は、芯材２と、包装体３と、を有する。
（芯材）
芯材２は、無機繊維の集合体であり、この集合体の表面に無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層２ａが形成されている。
無機繊維は、ガラス繊維、セラミック繊維、ロックウールなどを用いることができるが、これらに限定されない。
無機繊維の集合体とは、任意の製造方法で製造された無数の無機繊維が絡み合って一体的に形成された原綿をいう。原綿の形状は、例えば、所定の厚みを有するシート状とするのが好ましいが、これに限定されない。無機繊維の集合体は、製造方法の都合上、前記原綿を一つのみを用いてもよいし、複数個用いてもよい。つまり、前記したようにシート状の原綿である場合は、一層のみとしてもよいし、複数層重ねてもよい。

無機繊維は、例えば、平均繊維径２〜６μｍのものを好適に用いることができるが、この範囲外のものも問題なく用いることができる。このような無機繊維は、例えば、遠心法によって得ることができる。

融着層２ａは、前述したように、集合体の表面に無機繊維の少なくとも一部を融着させたものである。すなわち、融着層２ａは、後述する真空断熱材１の製造方法で説明するように、所定の条件で無機繊維の少なくとも一部を融着させたものであるので、芯材２の表面の硬さを芯材２の内部よりも硬くすることができる。従って、真空断熱材１は、この融着層２ａを有することによってその形状をしっかりと保つことができるので、真空断熱材１を成形する場合などにおいて寸法精度を高くすることができる。また、真空断熱材１は、無機繊維が包装体３から露出した場合などであっても復元率を低くすることができる。
なお、融着層２ａは、寸法精度が高く、復元率が低い真空断熱材１を提供するという所期の効果を奏することができればよく、融着層２ａに該当する領域が全て融着したものである必要はない。

融着層２ａの厚さは２ｍｍ以下であるのが好ましく、１ｍｍ以下であるのがより好ましい。融着層２ａの厚さをこの範囲とすれば、断熱性能に優れ、且つ、寸法精度が高く、復元率が低い真空断熱材１を提供するという所期の効果を確実に奏することができる。なお、前記所期の効果をより確実に奏する観点から、融着層２ａの厚さは０．１ｍｍ以上とするのがより好ましい。融着層２ａの厚さは、無機繊維の種類・厚さと、後述する真空断熱材１の製造方法における融着層形成工程の条件と、を適宜制御することによって任意に調節できる。なお、用いる無機繊維の種類等によって融着層２ａの厚さは変わり得るものであるため、融着層形成工程の条件は事前に試験を行うなどして確認しておくのが好ましい。

融着層２ａは、無機繊維の密度が高い状態であるのが好ましい。このように、融着する無機繊維の密度を高くすると、芯材２の表面の硬さをより高く（硬く）することができる。融着層２ａの無機繊維の密度は、後述する真空断熱材１の製造方法における融着層形成工程において所定の条件（温度・時間）でプレスを行うことによって高めることができる。

ここで、図２は、無機繊維の一例を示す走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）である。
図２に示すように、無機繊維２ｂの表面に針状の結晶２ｃが形成されていることが好ましい。このようにすると、無機繊維２ｂ同士が密着することを抑制できるので、無機繊維２ｂ同士の密着による熱伝導を抑制できる。
無機繊維２ｂの表面に形成させる針状の結晶２ｃの大きさは、無機繊維２ｂの径より小さくして、熱伝導率を低くするのが好ましい。
また、前記した針状の結晶２ｃは、硫黄で形成されている。硫黄の熱伝導率は無機繊維２ｂより低いため、真空断熱材１の熱伝導率を更に低くできる。
針状の結晶２ｃは、湿式抄造方式によって無機繊維２ｂをシート化するときの分散剤として硫酸を用いることで形成することができる。

（包装体）
包装体３は、芯材２を内包すると共に、内部が減圧状態（いわゆる真空状態）に保つものである。つまり、包装体３は、真空断熱材１の外装を成すものである。
包装体３は、ガスバリア性を有し、熱溶着可能なラミネートフィルムを好適に用いることができる。ラミネートフィルムは、表面保護層、第１ガスバリア層、第２ガスバリア層、熱溶着層の４層構造であるものを好適に用いることができる。

表面保護層は、保護材の役割を持ち、吸湿性の低い樹脂フィルムを用いるのが好ましい。
第１ガスバリア層は樹脂フィルムに金属蒸着層を設け、第２ガスバリア層は酸素バリア性の高い樹脂フィルムに金属蒸着層を設け、第１ガスバリア層と第２ガスバリア層は金属蒸着層同士が向かい合うように貼り合わせたものを用いるのが好ましい。
熱溶着層も表面保護層と同様に吸湿性の低い樹脂フィルムを用いるのが好ましい。

具体的には、表面保護層は、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樹脂フィルムを用いるのが好ましい。第１ガスバリア層は、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するのが好ましい。第２ガスバリア層は、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、又はアルミ箔を用いるのが好ましい。熱溶着層は、未延伸タイプのポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂フィルムを用いるのが好ましい。

真空断熱材１は、芯材２の表面に前記した融着層２ａを有しており、形状をしっかりと保つことができるので、ガスバリア性を有する包装体３に芯材２を直接且つ容易に内包させることができる。従って、真空断熱材１は、従来、ガスバリア性を有する外袋に芯材を内包させるために用いられてきた内袋が不要となる。そのため、真空断熱材１は、内袋で芯材を包装する作業及び内袋のコストを削減でき、低コスト化を図ることができる。
なお、本実施形態においては、包装体３の補強や芯材２の取扱いの容易化や保存等の目的で、必要に応じて内袋を用いてもよい。

なお、真空断熱材１は、包装体３の内側や芯材２の中に合成ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、シリカゲルなどのガス吸着剤２ｄが収納されていてもよい。ガス吸着剤２ｄは、包装体３の内側や芯材２の中に局所的に存在していてもよいし、分散して存在していてもよい。

（作用・効果）
以上に説明した本実施形態に係る真空断熱材１は、図１に示すように、無機繊維の集合体である芯材２の表面に前記した融着層２ａを有している。そのため、真空断熱材１は、この融着層２ａを有することによってその形状をしっかりと保つことができるので、真空断熱材１を成形する場合などにおいて寸法精度を高くすることができる。例えば、真空断熱材１によれば、融着層２ａを有しているので、包装体３に内包する前や後記する真空密封工程における真空引き前などにおいて芯材１の端面をカットする場合に、そのカット精度を向上させることができる。また、真空断熱材１は、前記した融着層２ａを有しているので、無機繊維が包装体３から露出した場合などであっても復元率を低くすることができる。

更に、真空断熱材１によれば、融着層２ａを有しているので、芯材２の厚さを薄く保つことができる。そのため、真空断熱材１は、包装体３の寸法を小さくすることができ、低コスト化を図ることができる。

［真空断熱材の製造方法］
次に、本実施形態に係る真空断熱材の製造方法について説明する。
なお、本実施形態に係る真空断熱材の製造方法の説明において、前記した本実施形態に係る真空断熱材１と共通する構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る真空断熱材の製造方法は、融着層形成工程と、真空密封工程と、を有し、これらの工程をこの順で行う。

（融着層形成工程）
融着層形成工程は、無機繊維の集合体である芯材２を無機繊維の歪点よりも高い温度でプレスし、前記集合体（芯材２）の表面に前記融着層２ａを形成する工程である。なお、「歪点」とは、それ以上になると、無機繊維が歪み始める温度をいう。換言すると、それよりも低いと、無機繊維の歪みが生じない温度をいう。つまり、歪点とは、無機繊維の粘性流動が事実上起こり得ない温度をいう。融着層形成工程において、無機繊維の歪点よりも高い温度でプレスすることにより、無機繊維の少なくとも一部が融解し、無機繊維同士を融着させることができる。従って、この融着層形成工程を経た芯材２は、前述したように、その形状をしっかりと保つことができるようになる。

融着層形成工程では、無機繊維の歪点よりも高い温度でプレスするので、芯材２の表面を芯材２の内部に向けて圧縮しつつ融着することになる。そのため、融着層２ａは、無機繊維の密度が高い状態となることが多い。このように、無機繊維の密度が高い状態で融着しているため、芯材２の表面の硬さをより高くすることができる。

融着層形成工程は、所定の型を有し、加熱することのできる金型（図示せず）を用いることによって行うことができる。
金型の加熱温度は、融着層２ａを形成する無機繊維の歪点に合わせて適宜設定するとよい。なお、本実施形態においては、無機繊維の歪点よりも高い温度が５００℃以上であるのが好ましいため、金型の加熱温度はそれ以上に設定するのが好ましい。但し、無機繊維の歪点が５００℃よりも低い場合もあるため、そのような無機繊維を用いる場合は、無機繊維の歪点に応じて適宜金型の加熱温度を変更することができる。例えば、金型の加熱温度は、５００〜６００℃の範囲で設定することができる。なお、加熱温度が高いほど、繊維先端の溶着部が大きくなることから、５００〜５５０℃の範囲とすることが、より好ましい。
金型による加熱時間は、例えば、１０分から２０分とすることができるが、融着層２ａを形成できればよく、この範囲に限定されない。金型の成形荷重は、例えば、０．０５〜０．５ＭＰａとすることができるが、この範囲に限定されない。

なお、前記した歪点は、例えば、ＪＩＳＲ３１０３−２：２００１の本文に規定される方法（繊維引き伸ばし法によるガラスの除冷点及びひずみ点の測定方法）や、同規格の附属書１に規定される方法（ビーム曲げ法による除冷点及びひずみ点の測定方法）で測定できる。

（真空密封工程）
真空密封工程は、融着層２ａを形成した芯材２を包装体３に内包させ、包装体３の内部を減圧状態にしつつ密封する工程である。なお、芯材２を包装体３に内包させるにあたり、必要に応じて芯材２の端面をカットすることができる。このとき、前記したように、芯材２は融着層２ａを有しているので、カット精度を向上させることができる。

真空密封工程は、包装体３を熱溶着することのできる真空チャンバ（図示せず）を用いることによって行うことができる。すなわち、芯材２を包装体３で包装し、包装体３の所定の箇所を開口させた状態で真空チャンバ内に配置する。そして、真空チャンバ内を１．０Ｐａ以下の真空度となるように減圧し、排気する。次いで、そのまま真空チャンバ内で包装体３の所定の開口している箇所を熱溶着により密封する。その後、真空チャンバ内を大気圧に戻し、真空チャンバから真空断熱材１を取り出す。このようにして、本実施形態に係る真空断熱材１が完成される。

（作用・効果）
以上に説明した本実施形態に係る真空断熱材の製造方法によれば、融着層形成工程と、真空密封工程と、を有している。そのため、無機繊維の集合体であり、集合体の表面に無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層２ａが形成されている芯材２と、芯材２を内包すると共に、内部が減圧状態に保たれている包装体３と、を有する真空断熱材１を製造することができる。このようにして製造された真空断熱材１は、前記した融着層２ａを有しているので、その形状をしっかりと保つことができる。そのため、真空断熱材１は、真空断熱材１を成形する場合などにおいて寸法精度を高くすることができる。また、真空断熱材１は、前記した融着層２ａを有しているので、無機繊維が包装体３から露出した場合などであっても復元率を低くすることができる。更に、真空断熱材１の復元率が低いことから、真空密封工程における真空引き時（大気開放時）の寸法変化を少なくすることができる。従って、これによっても真空断熱材１の寸法精度を高くすることに寄与するものである。

［冷蔵庫］
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る冷蔵庫について説明する。
図３は、本実施形態に係る冷蔵庫の構成を説明する概略断面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。
なお、本実施形態に係る冷蔵庫の説明において、前記した本実施形態に係る真空断熱材及びその製造方法と共通する構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図４に示すように、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３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。なお、冷蔵室扉１６ａ、１６ｂ以外は全て引き出し式の扉であり、貯氷室扉１７ａ、上段冷凍室扉１７ｂ、下段冷凍室扉１８、野菜室扉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。

貯氷室扉１７ａ、上段冷凍室扉１７ｂ、下段冷凍室扉１８、野菜室扉１９の貯蔵室側の面には冷蔵庫１０の本体と密閉するため、内部に永久磁石を埋設したパッキン２０を備えている。このパッキン２０は、貯氷室扉１７ａ、上段冷凍室扉１７ｂ、下段冷凍室扉１８、野菜室扉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程度の断熱壁であり、スチロフォーム、発泡断熱材(硬質ウレタンフォーム)などの断熱材３２と共に、本実施形態に係る真空断熱材１（１ａ）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との間は、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との間を区画、断熱するために仕切断熱壁２３を配置している。この仕切断熱壁２３は、仕切断熱壁２１と同様に厚さ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)などの断熱材３２と共に、本実施形態に係る真空断熱材１（１ｂ）を組み合わせて作られている。

つまり、冷蔵庫１０は、基本的に冷蔵、冷凍等の貯蔵温度帯の異なる部屋（貯蔵室）を仕切る仕切断熱壁の内部に真空断熱材１（１ａ、１ｂ）を備えている。
また、冷蔵庫１０は、真空断熱材１（１ｃ、１ｄ、１ｅ）が、外箱２５と内箱２６とによって形成される断熱箱体２４の内部２４ｂに備えられている。
更に、冷蔵庫１０は、真空断熱材１（１ｆ）が、断熱箱体２４に形成された貯蔵室を開閉する外板１０ａと内板１０ｂとによって形成される貯蔵室扉（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）の内部１０ｃに備えられている。
なお、冷蔵庫１０は、真空断熱材１（１ａ〜１ｆ）を前記した態様で示したうちの少なくとも一つを備えていることによって優れた断熱性を得ることができるが、より優れた断熱性を得る観点から全てを備えていることが好ましい。
冷蔵庫１０は、前記した態様とすることで、断熱箱体２４内の各貯蔵室と外部とを任意に断熱できる。

具体的には、外箱２５と内箱２６との間の空間（断熱箱体２４の内部２４ｂ）には、真空断熱材１（１ｃ、１ｄ、１ｅ）を配置し、真空断熱材１ｃ、１ｄ、１ｅをそれぞれ囲むようにして硬質ウレタンフォーム等の断熱材２４ａを充填している。真空断熱材１ｃは断熱箱体２４の天面側に配置され、真空断熱材１ｄは断熱箱体２４の背面側に配置され、真空断熱材１ｅは断熱箱体２４の底面側に配置されている。
また、断熱箱体２４に形成された各貯蔵室を開閉する外板１０ａと内板１０ｂとによって形成される貯蔵室扉の内部１０ｃにはそれぞれ真空断熱材１ｆが配置され、外部と断熱している。

なお、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。

また、冷蔵庫１０の冷蔵室１１、製氷室１２ａ、上段冷凍室１２ｂ、下段冷凍室１３、野菜室１４など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が備えられている。この冷却器２８は、圧縮機２９及び凝縮機３０と、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で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、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高くなる場合は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い、断熱性能が低下してしまうので、図４に示すように収納凹部３４の断熱材２４ａ中に真空断熱材１ｃを配置して断熱性能を確保、強化するのが好ましい。

本実施形態においては、真空断熱材１ｃは、内箱２６の上部（天井部分）に設けられた庫内灯のケース（図示せず）と電気部品３３に跨るように略Ｚ形状に成形している。なお、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１ｅを配置している。

（作用・効果）
以上に説明した本実施形態に係る冷蔵庫１０は、外箱２５と内箱２６とによって形成される断熱箱体２４の内部２４ｂと、断熱箱体２４に形成された貯蔵室を開閉する外板１０ａと内板１０ｂとによって形成される貯蔵室扉の内部１０ｃと、貯蔵温度帯の異なる部屋（貯蔵室）を仕切る仕切断熱壁の内部とのうちの少なくとも一つに前記した本実施形態に係る真空断熱材１を備えている。この真空断熱材１は、融着層２ａを有しているので、寸法精度が高く、復元率が低いだけでなく、芯材２の厚さを薄く保つことができる。そのため、真空断熱材１を包装する包装体３の寸法を小さくすることができ、また、内袋も不要であるから、これを備える冷蔵庫１０の低コスト化を図ることができる。また、冷蔵庫１０は、包装体３が破れるなどして真空断熱材１が露出した場合であっても、無機繊維の復元率が低いので、内箱２６が変形するなどの現象が生じ難く、また、無機繊維の取扱い・処理・保管などを容易にすることができる。

次に、実施例により真空断熱材の効果を確認したので、以下に説明する。
幅３００ｍｍ×長さ５７０ｍｍ×高さ約１５０ｍｍ（目付量４２００ｇ／ｍ^２）の無機繊維（Ｂ_２Ｏ₃が５％未満、歪点４９８℃）を用意した。なお、高さは目標値であり、試験に用いた無機繊維の実際の高さは、表１の「初期厚み」に示したとおりである。
そして、表１、図５に示すように、４００〜６００℃の温度でそれぞれ１０分間プレス（成形荷重０．１ＭＰａ）を行った。なお、図５は、各プレス温度で１０分プレスした場合における芯材の厚みの復元量を示すグラフである。

それぞれの無機繊維について、プレス前の厚み（初期厚み）、プレス直後の厚み、プレスしてから３日後の厚みを測定した。なお、これらはそれぞれ表１、図５において順に「初期厚み」、「プレス直後」及び「３日後」と表記している。なお、復元率は、下記式（１）により、プレス直後の厚みから３日後の厚みへの増加量から算出できる。
復元率（％）＝｛（３日後の厚み／プレス直後の厚み）−１｝×１００ …式（１）

表１及び図５に示すように、４００℃や４８０℃で１０分間プレスすることで、プレス直後の厚みは低減できているが、放置する（３日後）と芯材の厚みは大きく復元してしまうことが確認された。
５００℃以上×１０分間以上プレスすることで、芯材の厚みを低減でき、復元量（復元率）が小さいことが確認された。特に、プレス温度を５２０℃以上にすると、復元量（復元率）がより小さくなることが確認された。

表１に示したものの中から、４００℃×１０分、４８０℃×１０分、５００℃×１０分、６００℃×１０分で処理したものの走査型電子顕微鏡像を撮像した。また、４８０℃×５分（特許文献１の実施例相当品）で処理したものの走査型電子顕微鏡像を撮像した。その画像を図６に示す。

図６のＢ〜Ｅに示すように、今回用いた無機繊維では、温度４８０℃以下でプレスすると、紡糸時の熱で互いに付着した無機繊維がそのままの状態であることが確認できた。つまり、これらの場合、プレス温度が低く、無機繊維の歪点に達していなかったため、紡糸時の熱で互いに付着した無機繊維が剥がれなかったことが確認できた。また、このようにプレス温度が歪点よりも低かったため、無機繊維同士が融着せず、融着層を形成できなかった。そのため、前述したように、プレス直後の厚みは低減できているが、放置する（３日後）と芯材の厚みが大きく復元してしまったものと考えられる。

これに対し、図６のＦ、Ｇに示すように、温度５００℃以上でプレスすると、紡糸時の熱で互いに付着した繊維が剥がれていることが確認できた。つまり、これらの場合、プレス温度が高く、無機繊維の歪点に達していたため、紡糸時の熱で互いに付着した無機繊維が剥がれたことが確認できた。なお、紡糸時の熱で互いに付着した無機繊維が剥がれるとそこには空間ができるため、無機繊維同士の密着による熱伝導を抑制できる。また、このようにプレス温度が歪点以上であったため、無機繊維の少なくとも一部が融着し（図６のＨ参照）、融着層を形成できた。これらの無機繊維は、融着層が形成されており、その形状がしっかりと保たれていることが確認できた。そのため、真空断熱材を成形する場合などにおいて寸法精度を高くすることができると考えられる。また、この無機繊維（芯材）を用いた真空断熱材は、無機繊維が包装体から露出した場合などであっても復元率を低くすることができることが確認できた。
なお、表１に示すように、いずれの例も無機繊維の厚さ方向のほぼ中間位置の温度（プレス後の中心温度）が歪点よりも低かったので、芯材の内部までは融着していなかった。このように、芯材の内部までは融着していない態様とすると、空隙率が高いので、より高い断熱性を得ることができる。

これらの結果から、無機繊維の歪点以上で無機繊維の集合体をプレスすることにより、表面に融着層が形成された芯材を得ることができ、また、これを包装体に内包すると共に、内部を減圧状態（真空状態）に保つことで、真空断熱材が得られることが分かった。更に、この真空断熱材を公知の真空断熱材と同様、冷蔵庫に適用できることも分かった。

以上、本発明に係る真空断熱材、真空断熱材の製造方法及び冷蔵庫について実施形態により詳細に説明したが、本発明は前記した実施形態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、前記した実施形態は本発明を分かり易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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、それぞれの実施形態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。

１真空断熱材
２芯材
２ａ融着層
２ｂ無機繊維
２ｃ針状の結晶
３包装体
１０冷蔵庫
２４断熱箱体
２５外箱
２６内箱
１０ａ外板
１０ｂ内板

Claims

無機繊維の集合体であり、前記集合体の表面に前記無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層が形成されている芯材と、
前記芯材を内包すると共に、内部が減圧状態に保たれている包装体と、を有する
ことを特徴とする真空断熱材。
請求項１において、
前記融着層の厚さが２ｍｍ以下であることを特徴とする真空断熱材。
請求項１又は請求項２において、
前記無機繊維の表面に針状の結晶が形成されていることを特徴とする真空断熱材。
請求項３において、
前記針状の結晶が硫黄を含むことを特徴とする真空断熱材。
無機繊維の集合体である芯材を前記無機繊維の歪点よりも高い温度でプレスし、前記集合体の表面に前記無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層を形成する融着層形成工程と、
前記融着層を形成した芯材を包装体に内包させ、前記包装体の内部を減圧状態にしつつ密封する真空密封工程と、を有する
ことを特徴とする真空断熱材の製造方法。
請求項５において、
前記融着層形成工程における前記無機繊維の歪点よりも高い温度が５００℃以上であることを特徴とする真空断熱材の製造方法。
無機繊維の集合体であり、前記集合体の表面に前記無機繊維の少なくとも一部を融着させた融着層が形成されている芯材と、前記芯材を内包すると共に、内部が減圧状態に保たれている包装体と、を有する真空断熱材を、外箱と内箱とによって形成される断熱箱体の内部と、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とによって形成される貯蔵室扉の内部と、貯蔵温度帯の異なる部屋を仕切る仕切断熱壁の内部と、のうちの少なくとも一つに備えていることを特徴とする冷蔵庫。