JP2018194166A - 複合体断熱材及びその製造方法、断熱部品、並びに断熱箱体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】箱体に配設する際の利便性と断熱性とを高めた、繊維構造体とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体断熱材を提供する。
【解決手段】複合体断熱材１０は、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体１であって、空隙を有する複合体１を作製する工程と、外装材を用いずに、複合体１の空隙の空気に代えて、空気よりも熱伝導率が低いガスである低熱伝導率ガスを封入する工程とを含む製造方法により製造される。
【選択図】図１−１

Description

本発明は、複合体断熱材及びその製造方法、断熱部品、並びに断熱箱体及びその製造方法に関する。

前駆体を形成するエアロゲルを繊維マトリックスに含浸させ、圧力下でエアロゲル前駆体を超臨界乾燥させることにより作製された可撓性エアロゲル超断熱材は、知られている（例えば、特許文献１参照）。

微細なエアロゲル、カーボンブラック等の粒子もしくは繊維、あるいは発泡シート等を密封充填し、好ましくは減圧もしくは真空状態とした断熱包装体を基材上に積層した断熱材も、知られている（例えば、特許文献２参照）。

エアロゲル前駆体に繊維構造物を浸漬して超臨界乾燥によりエアロゲルを生成せしめてなるエアロゲルと繊維構造物との複合体断熱材を、冷蔵庫本体の外箱と内箱との間の空隙及び／又は扉外側材と扉内側材との間の空隙に設置した冷蔵庫も、知られている（例えば、特許文献３参照）。

エアロゲル前駆体に繊維構造物を浸漬して超臨界乾燥によりエアロゲルを生成せしめてなるエアロゲルと繊維構造物との複合体断熱材を、扉内面などの冷蔵庫内の壁面に貼り付け、また、同断熱材を、収納容器、ダクトの壁面、ダンパおよび仕切壁の内部又は表面に取り付け、あるいはまた、同断熱材を、扉周縁部のガスケットの内部に装入した冷蔵庫も、知られている（例えば、特許文献４参照）。

米国特許第６０６８８８２号明細書 特開２００１−２８７２９１号公報 特開２００４−３４０４１５号公報 特開２００４−３４０４２０号公報

ここで、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体断熱材は、外装材を有した場合、箱体に配設する際の利便性が低い。

本発明の目的は、箱体に配設する際の利便性と断熱性とを高めた、繊維構造体とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体断熱材を提供することにある。

かかる目的のもと、本発明は、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体であって、複合体は、ガスを保持するための空隙を有し、ガスは、空気よりも熱伝導率が低いガスである低熱伝導率ガスを含む複合体断熱材を提供する。この場合、空隙は、気体分子の散乱を阻害して熱の拡散を抑制でき、かつ、気体分子が予め定められた温度において空隙外へ移動することを阻害できるように構成された、ものであってよい。

ここで、複合体は、低熱伝導率ガスの常圧時の平均自由工程以下でピークを持つように分布する空隙を有する、ものであってよい。

また、低熱伝導率ガスは、複合体断熱材が箱体に配設される際に充填される発泡樹脂断熱材で使用されるガスを含む、ものであってよい。

更に、繊維構造物は、複合体断熱材が配設される箱体の付属品の立体形状に合致させた形状を有する、ものであってよい。

また、本発明は、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体であって、空隙を有する複合体を作製する工程と、外装材を用いずに、複合体の空隙の空気に代えて、空気よりも熱伝導率が低いガスである低熱伝導率ガスを封入する工程とを含む複合体断熱材の製造方法も提供する。この場合、空隙は、気体分子の散乱を阻害して熱の拡散を抑制でき、かつ、気体分子が予め定められた温度において空隙外へ移動することを阻害できるように構成された、ものであってよい。

更に、本発明は、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体の空隙に、空気よりも熱伝導率が低いガスである低熱伝導率ガスが封入された、外装材を有しない複合体断熱材と、複合体断熱材を外装材がない状態で金型に挿入して溶融樹脂を充填することで成形された樹脂部材とを備えた断熱部品も提供する。

また、本発明は、内部に空間を有する内箱と、内箱の外側に設置された外箱と、内箱と外箱との間に外装材を用いずに配設された、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体断熱材と、内箱と外箱との間に配設された真空断熱材と、内箱と外箱との間に充填された発泡樹脂断熱材とを備えた断熱箱体、又は、内部に空間を有する内箱と、内箱の外側に設置された外箱と、内箱と外箱との間に外装材を用いずに配設された複合体断熱材と、内箱と外箱との間に充填された発泡樹脂断熱材とを備えた断熱箱体も提供する。

ここで、複合体断熱材及び真空断熱材は、内箱又は外箱の表面に、表面の面積に対する被覆率が４０％を超え１００％未満となるように貼り付けられ、発泡樹脂断熱材は、内箱と外箱との間に、表面の面積に対する被覆率が残りの被覆率となるように充填された、ものであってよい。

また、発泡樹脂断熱材は、内箱、外箱又は真空断熱材に複合体断熱材を固定するために充填された、ものであってよい。

その場合、複合体断熱材は、内箱、外箱又真空断熱材に接する面の一部が切り抜かれ、剛性低下を抑制し、かつ、接着強度を高めるための加工が施された、ものであってよい。

また、真空断熱材は、内箱又は外箱の表面に貼り付けられ、複合体断熱材は、内箱又は外箱の表面に真空断熱材の上から貼り付けられた、ものであってよい。

加えて、複合体断熱材は、その空隙に封入されたガスであって、空気よりも熱伝導率が低いガスである低熱伝導率ガスを含む、ものであってよい。

また、複合体断熱材は、シート状をなし、内箱又は外箱の表面に単層で又は積層して貼り付けられた、ものであってよい。

その場合、外箱は、外板を折り曲げることにより形成され、複合体断熱材は、外箱の展開図と同じ形状を有し、外箱の内表面に対応する外板の表面に折り曲げて貼り付けられた、ものであってよい。そして、この場合、複合体断熱材は、外板の折り曲げ部以外に、繊維構造物をエアロゲル又はキセロゲルの前駆体に浸漬させた状態で貼り付けられ、外板の折り曲げ部に、繊維構造物をエアロゲル又はキセロゲルの前駆体に浸漬させない状態で貼り付けられた、ものであってよい。また、この場合、複合体断熱材は、外板の折り曲げ部に、積層してＵ字又はＶ字のカット部が形成された状態で貼り付けられた、ものであってよい。

更に、発泡樹脂断熱材は、内箱又は外箱の表面の立体形状に発泡圧を用いて合致するように形成された、ものであってよい。

更にまた、本発明は、外板の片面に真空断熱材を配設する工程と、外板の片面に、外装材を用いずに、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体断熱材を配設する工程と、外板を片面が内表面となるように折り曲げることにより外箱を形成する工程と、内部に空間を有する内箱の外側に外箱を設置する工程と、内箱と外箱との間に発泡樹脂断熱材を充填する工程とを含む断熱箱体の製造方法も提供する。

本発明によれば、箱体に配設する際の利便性と断熱性とを高めた、繊維構造体とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体断熱材が得られる。

（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態におけるエアロゲル内部の気体を低熱伝導率ガスで置換する方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態において複合体の中の気体を低熱伝導率ガスで置換した複合体断熱材の熱伝導率とその低熱伝導率ガス単体の熱伝導率とを比較した結果を示したグラフである。 本発明の第１の実施の形態におけるエアロゲル内部の気体を低熱伝導率ガスで置換する工程を示したフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態におけるインサート成形により作製された断熱部品の例を示した図である。 本発明の第１の実施の形態におけるインサート成形により断熱部品を作製する工程を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における冷蔵庫の箱体の外表面の展開図に複合体断熱材を配設した状態を示した図である。 本発明の第２の実施の形態における冷蔵庫の箱体の外箱を折り曲げる前の状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における冷蔵庫の箱体の外箱に真空断熱材を貼り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における冷蔵庫の箱体の外箱に複合体断熱材を貼り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における冷蔵庫の箱体の外箱を折り曲げた後の状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における冷蔵庫の断熱箱体の製造工程を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における複合体断熱材を積層させて貼り付けた状態を示した図である。 本発明の第３の実施の形態における建築用壁の一例を示した図である。

［第１の実施の形態］
第１の実施の形態は、外装材を用いることなく、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体の空隙の空気に代えて、空気よりも低い熱伝導率を持つガス（以下、「低熱伝導率ガス」という）を封入した複合体断熱材とその製造方法を提供する。

第１の実施の形態における複合体断熱材は、次のように作製される。

エアロゲル前駆体に繊維構造物を浸漬して超臨界乾燥させることによりエアロゲルと繊維構造物とからなる複合体が完成する。或いは、エアロゲル前駆体に繊維構造物を浸漬して常温常圧で乾燥させることによりキセロゲルと繊維構造物とからなる複合体が完成する。これらの複合体は、エアロゲル又はキセロゲルの空隙が空気の平均自由工程以下であることから、通常２００Ｐａ以上の圧力をかけないと空気が流れないようになっている。即ち、空気に対する対流の熱伝導率を抑制し、断熱性を維持している。

しかしながら、このような複合体は、真空断熱材と比較するとまだ熱伝導率が高い。そこで、第１の実施の形態では、複合体におけるエアロゲル又はキセロゲルの空隙に低熱伝導率ガスを圧送することで熱伝導率の高い空気を置換し、低熱伝導率の複合体断熱材として断熱性を高めている。

以下、繊維構造物とエアロゲルとからなる複合体断熱材を例にとって具体的に説明する。

まず、酸性に調整された酢酸水溶液に界面活性剤、尿素、メチルトリメトキシシラン等の金属アルコキシドを溶かし、加水分解反応させたエアロゲル前駆体を作製する。このエアロゲル前駆体に繊維構造物を含浸し、各繊維の周りに液体状のエアロゲル前駆体が染み渡るようにする。そして、含浸した繊維構造物を６０℃以上に加熱することでエアロゲル前駆体に重縮合反応が起こり、その後、超臨界乾燥することによりエアロゲルが形成される。これにより、繊維構造物で補強されたエアロゲルからなる複合体が得られる。

次に、得られた繊維構造物とエアロゲルとからなる複合体に対し、空気を吸引して減圧し、低熱伝導率ガスを２００Ｐａ以上の圧力をかけて送風することにより、エアロゲル内部の気体を低熱伝導率ガスで置換する。

図１−１（ａ），（ｂ）は、このような置換の方法を説明するための図である。尚、エアロゲル内部の気体の低熱伝導率ガスでの置換は、複合体の片面から空気を吸引して減圧し、複合体のもう一方の片面に低熱伝導率ガスを送風することにより行ってもよいが、ここでは、複合体の両面から空気を吸引して減圧し、複合体の両面に低熱伝導率ガスを送風することにより行う場合について説明する。

図１−１（ａ）は、このような置換の方法を上面から見た図である。図示するように、繊維構造物とエアロゲルとからなる複合体１に含まれている空気を低熱伝導率ガスで置換するには、複合体１の板材を搬送する送りローラ１１と、複合体１に含まれる空気を吸引する空気吸引ダクト１２と、低熱伝導率ガスを複合体１中に圧送するガス圧入ダクト１３とが設けられた装置を用いる。即ち、複合体１は、この装置に載せられ、送りローラ１１を用いて、矢印１４で示す方向に搬送される。

図１−１（ｂ）は、このような置換の方法を側面から見た図である。図示するように、複合体１に含まれる空気が、空気吸引ダクト１２により、矢印１５で示す方向に吸引され、複合体１の中は減圧される。そして、加圧された低熱伝導率ガスが、ガス圧入ダクト１３により、矢印１６で示す方向に送り込まれて、エアロゲルの空隙に低熱伝導率ガスの分子が充填される。これにより、複合体断熱材１０が作製される。

この複合体断熱材１０において、エアロゲルの空隙にある低熱伝導率ガスの分子はエアロゲルのシリカ分子の骨格に囲まれるので、複合体断熱材１０の中心部にある低熱伝導率ガスの分子は保持されたままとなる。複合体断熱材１０の表面の低熱伝導率ガスは空気に置換されるが、内部の低熱伝導率ガスはエアロゲルのシリカ分子の骨格に囲まれて移動が困難となる。

より詳細には、エアロゲルの空隙が低熱伝導率ガスの平均自由行程以下の領域において、低熱伝導率ガスは、常圧下で放散されず、エアロゲル内に残留することとなる。エアロゲルの空隙が低熱伝導率ガスの平均自由行程以下の領域が多ければ、外装材を用いて真空引きを行う必要もなくなる。例えば、エアロゲルの空隙の分布が、低熱伝導率ガスの常圧時の平均自由工程以下でピークを持つようなものであればよい。これをより一般化すれば、エアロゲルは、気体分子の散乱を阻害して熱の拡散を抑制する空隙を有し、かつ、その気体分子が予め定められた温度において空隙外へ移動することを阻害する空隙を有するものであればよい、と言うことができる。

複合体断熱材１０の内部の低熱伝導率ガスを種々変更して、熱伝導率を測定した。表１は、その測定の結果を示したものである。

実施例１乃至実施例３は、エアロゲルとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ファイバーとからなる複合体１の中の気体を、それぞれ、二酸化炭素（ＣＯ_２）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）で置換した場合の測定結果を示す。比較例１は、実施例１乃至実施例３と同じ複合体１の中の気体を空気とした場合の測定結果を示す。比較例２は、ウレタンのみを用いてその中の気体をシクロペンタンで発砲置換した場合の測定結果を示す。この測定の結果、実施例１乃至実施例３における熱伝導率は、比較例１における熱伝導率及び比較例２における熱伝導率の何れよりも低いことが分かる。

即ち、複合体１の中の低熱伝導率ガスとしては、従来のシクロペンタンだけでなく、二酸化炭素（ＣＯ_２）を用いてもよい。或いは、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等を用いてもよい。ここで、二酸化炭素（ＣＯ_２）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等は、常温常圧下においてその分子量が空気の分子量２８．８ｇ／ｍｏｌより重いガス種と捉えることができる。分子量が空気の分子量より重いと、分子が振動し難いため熱が伝搬され難い状態となり、有効だからである。但し、複合体１の中の低熱伝導率ガスとしては、常温常圧下においてその分子量が空気の分子量より軽いガス種を用いてもよい。その場合、二酸化炭素（ＣＯ_２）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等は、不燃性のガス種と捉えることができる。

ここで、複合体１の中の気体を低熱伝導率ガスで置換した複合体断熱材１０の熱伝導率と、その低熱伝導率ガス単体の熱伝導率とを比較した結果について説明する。図１−２は、この比較の結果を示したグラフである。

このグラフにおいて、縦軸は、複合体断熱材１０の熱伝導率の測定値を示し、横軸のλｇは、常温における気体の熱伝導率を示す。また、グラフ中、「空気」は、複合体１の中の気体を空気とした場合を示す。このグラフから、太い実線で示すように、複合体１の中の気体を低熱伝導率ガスで置換した複合体断熱材１０の熱伝導率と、その低熱伝導率ガス単体の熱伝導率とは、略比例関係にあることが分かる。

図２は、エアロゲル内部の気体を低熱伝導率ガスで置換する工程を示したフローチャートである。図示するように、まず、空気吸引ダクト１２により、複合体１中の空気を吸引する（ステップ１０１）。次に、送りローラ１１により、複合体１を搬送する（ステップ１０２）。そして最後に、ガス圧入ダクト１３により、複合体１中に、加圧された低熱伝導率ガスを圧入する（ステップ１０３）。

尚、実際には、送りローラ１１により複合体１を搬送しながら、空気吸引ダクト１２により複合体１中の空気を吸引し、ガス圧入ダクト１３により複合体１中に低熱伝導率ガスを圧入する。従って、図２のフローチャートは、送りローラ１１によって空気吸引ダクト１２の位置からガス圧入ダクト１３の位置へ移動する複合体１中の局所部分について示したものと考えることができる。

また、上記では、低熱伝導率ガスを、空気よりも低い熱伝導率を持つガスとしたが、特に、複合体断熱材１０が冷蔵庫等の箱体に配設される際に充填される硬質ウレタンフォーム等の発泡樹脂断熱材で使用されるガスを含むものとしてもよい。

更に、上記では、繊維構造物の形状を特定しなかったが、特に、複合体断熱材１０が配設される冷蔵庫等の箱体の付属品の立体形状に合致させた形状を有するものとしてもよい。

次に、複合体断熱材１０を用いたインサート成形について説明する。

図３は、インサート成形により作製された断熱部品２０の例を示した図である。図示するように、断熱部品２０は、複合体断熱材１０と、樹脂部材２１とを含む。複合体断熱材１０は、上述したように、外装材を用いることなく、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体の空隙の空気に代えて、低熱伝導率ガスを封入した断熱材である。樹脂部材２１は、この複合体断熱材１０を包み込む部材である。

図４は、インサート成形により断熱部品２０を作製する工程を示したフローチャートである。図示するように、まず、図示しない金型空洞内へ複合体断熱材１０を挿入する（ステップ２０１）。尚、複合体断熱材１０は外装材を有していないので、ここでも、外装材を用いずに複合体断熱材１０を挿入する。次に、金型空洞と複合体断熱材１０との間に溶融した樹脂を充填する（ステップ２０２）。これにより、金型空洞と複合体断熱材１０との間に溶融した樹脂が回り込む。そして、樹脂は固化して樹脂部材２１となり、複合体断熱材１０と樹脂部材２１とは一体化して断熱部品２０を形成する。そして最後に、金型空洞内にある断熱部品２０を取り出す（ステップ２０３）。

このように、第１の実施の形態では、複合体断熱材１０が外装材を有していないので、箱体に配設する際の取り扱いが楽になる等、利便性が向上する。

また、複合体断熱材１０の空隙の空気に代えて低熱伝導率ガスが封入されることで、複合体断熱材１０の断熱性が向上する。

更に、低熱伝導率ガスの平均自由工程以下に空隙の分布がある場合、エアロゲル又はキセロゲルの空隙の空気を低熱伝導率ガスに置き換えるには、２００Ｐａ以上の圧力が必要であり、低熱伝導率ガスに置き換えてしまうと、常圧下ではその放散が抑えられる。従って、大気中でも複合体断熱材１０内に多くの低熱伝導率ガスを保持した状態で封止することができ、長期信頼性が確保される。

［第２の実施の形態］
繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体断熱材の熱伝導率は、真空断熱材より高いが、硬質ウレタンフォームや発泡スチロールよりは低い。また、この複合体断熱材は、真空断熱材にはなかった可撓性を有しており、更には、外装材がないことから、真空断熱材ではできなかった常温常圧下で箱体に貼り付けられた後でもネジ穴を開けられる特性を有している。そこで、第２の実施の形態は、真空断熱材と複合体断熱材とを用い、それぞれの特性を活かして、断熱材の被覆率を１００％近くにまで高めた断熱箱体とその製造方法を提供する。

図５は、冷蔵庫の箱体の外表面の展開図に複合体断熱材１０を配設した状態を示した図である。展開図には、天面３０と、左側面３１と、右側面３２と、冷蔵室左扉３３と、冷蔵室左扉３４と、冷凍室左扉３５と、冷凍室右扉３６と、背面３７と、機械室上面３８と、機械室前面３９とが示されている。

ここで、複合体断熱材１０は、真空断熱材の中央付近の熱伝導率１〜５ｍＷ／ｍＫより高いが、硬質ウレタンフォームの熱伝導率約２０ｍＷ／ｍＫ、発泡スチロールの熱伝導率３０〜４０ｍＷ／ｍＫ等よりは低い熱伝導率を有している。また、金属材料、樹脂材料等の他の材料と比較すると柔軟性がある。更に、外装材を有していないため、常温常圧下で切削加工、穴加工、折り曲げ加工等が可能である。

従って、第２の実施の形態では、複合体断熱材１０を箱体又は扉体の空隙に埋設し、残りの空隙に硬質ウレタンフォームを発泡充填することとした。これにより、真空断熱材だけでは１００％に近い被覆率で貼り付けることができなかったのに対して、第２の実施の形態では、複合体断熱材１０を箱体の製造工程に有効かつ効果的に組み込むことで、複合体断熱材１０の被覆率を４０％を超えて１００％近くにまで高めて、断熱性の高い断熱箱体を完成させ、省エネを実現するようにした。図５では、このことを、展開図の各面の全体に斜線ハッチングを施すことで示している。

尚、第２の実施の形態における複合体断熱材１０は、第１の実施の形態における複合体断熱材１０のように、複合体１の空隙の空気に代えて低熱伝導率ガスが封入されたものでもよいし、複合体１の空隙の空気をそのまま保持し、低熱伝導率ガスが封入されていないものでもよい。更には、複合体１が繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとを含まないものでもよい。

また、この断熱性を更に高めるには、図５に破線で示すように、例えば、平坦で面積が大きな左側面３１及び右側面３２において、複合体断熱材１０の一部を真空断熱材に置き換えたり、複合体断熱材１０の一部を真空断熱材と併用したりするとよい。

次に、冷蔵庫の断熱箱体の製造工程について説明する。

図６は、冷蔵庫の箱体の外箱を折り曲げる前の状態を示す斜視図である。図示するように、冷蔵庫の箱体の外箱は、折り曲げる前は、鋼板からなる外板４であり、平板状をなしている。この状態で、外板４の長手方向の端部にフランジ４０，４１，４２が形成され、折り曲げ部に予めＶ字カット４３，４４が施される。

図７は、冷蔵庫の箱体の外箱に真空断熱材を貼り付けた状態を示す斜視図である。図示するように、真空断熱材５０，５１，５２が、外板４の内面に貼り付けられる。尚、真空断熱材５０，５１，５２を外板４に貼り付ける際に用いる接着部材は、ゲル状のホットメルトとする。

図８は、冷蔵庫の箱体の外箱に複合体断熱材を貼り付けた状態を示す斜視図である。図示するように、複合体断熱材１０が、外板４の内面の全体に、真空断熱材５０，５１，５２の上から重ねて貼り付けられる。これにより、箱体の剛性と断熱性が強化される。或いは、複合体断熱材１０は、真空断熱材５０，５１，５２が貼られた領域に合わせてカットされ、真空断熱材５０，５１，５２と重ならないように貼り付けられてもよい。

図９は、冷蔵庫の箱体の外箱を折り曲げた後の状態を示す斜視図である。図示するように、外板４が、Ｖ字カット４３，４４を折り曲げ部としてコの字状に折り曲げられ、冷蔵庫の箱体の外箱の天面３０、左側面３１、右側面３２が形成される。尚、外板４を折り曲げる際に用いる冶具は、図示を省略している。

その後、コの字上に折り曲げられた冷蔵庫の箱体の外箱に、内箱や付属品（図示せず）が組み付けられる。そして、このように内箱や付属品（図示せず）が組み付けられることで形成された空間内に硬質ウレタンフォーム等の発泡樹脂断熱材（図示せず）を発泡充填することで、断熱箱体が完成する。その際、自己接着性のある発泡樹脂断熱材は、外箱、内箱又は真空断熱材に複合体断熱材を固定するためにも用いられる。

図１０は、冷蔵庫の断熱箱体の製造工程を示したフローチャートである。

図示するように、この製造工程においては、まず、プレス工程が行われる（ステップ４０１）。このプレス工程は、図６を参照して説明したフランジ４０，４１，４２を形成してＶ字カット４３，４４を施す工程に相当する。

次に、真空断熱材貼り付け工程が行われる（ステップ４０２）。この真空断熱材貼り付け工程は、図７を参照して説明した真空断熱材５０，５１，５２を外板４の内面に貼り付ける工程に相当する。尚、断熱性が十分であれば、この真空断熱材貼り付け工程は行わなくてもよい。

次に、複合体断熱材貼り付け工程が行われる（ステップ４０３）。この複合体断熱材貼り付け工程は、図８を参照して説明した複合体断熱材１０を外板４の内面の全体に貼り付ける工程に相当する。

次に、折り曲げ工程が行われる（ステップ４０４）。この折り曲げ工程は、図９を参照して説明した外板４をコの字状に折り曲げて冷蔵庫の箱体の外箱の天面３０、左側面３１、右側面３２を形成する工程に相当する。

次に、内箱等組み付け工程が行われる（ステップ４０５）。この内箱等組み付け工程は、その後に説明した冷蔵庫の箱体の外箱に内箱等を組み付ける工程に相当する。

そして最後に、ウレタン発泡工程が行われる（ステップ４０６）。このウレタン発泡工程は、冷蔵庫の箱体の外箱に内箱等を組み付けることで形成された空間内に硬質ウレタンフォームを発泡充填する工程に相当する。

ここで、第２の実施の形態で用いる複合体断熱材１０は外装材を有していない。従って、ステップ４０１〜４０６で、穴開け加工、スリットの貫通加工、Ｖ字やＵ字の溝カット加工、ネジ取り付け穴の加工等が行えることから、複合体断熱材１０は、外箱の内面全体に貼ることが可能となる。

尚、上記では、真空断熱材５０，５１，５２を貼り付けた後に外板４を折り曲げたが、外板４を折り曲げた後に、真空断熱材５０，５１，５２を貼り付け、複合体断熱材１０をその上から貼り付けるようにしてもよい。こうすることで、折り曲げ時の衝撃により真空断熱材５０，５１，５２が剥がれる問題も生じ難くなる。

また、複合体断熱材１０は、薄いシート状をなすものであってよく、これを積層させることで、外板４のビード形状に合わせるように貼り付けてもよい。或いは、単層で貼り付けてもよい。

更に、外板４を折り曲げる箇所であるＶ字カット４３，４４においても、複合体断熱材１０を積層させて貼り付けるとよい。これにより、外箱の折れ曲がりに応じた複合体断熱材１０の折り曲げによる材料の重なり（膨れ）を防止し、硬質ウレタンフォームを発泡充填して外板４の膨らみを抑えることでデザイン性の高い外観を提供することも可能となる。

図１１は、このように複合体断熱材１０を積層させて貼り付けた状態を示した図である。ここでは、Ｖ字カット４３において複合体断熱材１０を積層させた状態を示している。薄い複合体断熱材１０をずらさずに積層した後、Ｖ字カット４３に合わせてカットすることで図示する断面を形成してもよいし、薄い複合体断熱材１０をずらして積層することで図示する断面を形成してもよい。或いは、Ｖ字カットではなく、Ｕ字カットの断面を形成ししてもよい。

また、上記では、複合体断熱材１０を作製するに先立ち、繊維構造物をエアロゲル又はキセロゲルの前駆体に浸漬させることにより複合体１を作製した。しかしながら、複合体断熱材１０のうち、外板４の折り曲げ部に貼り付ける部分だけについては、繊維構造物をエアロゲル又はキセロゲルの前駆体に浸漬しないことによりゲル合成を行わずに複合体１を作製するようにしてもよい。これにより、繊維構造物の柔軟性が保たれ、複合体断熱材１０を箱体の形状に合わせて貼り付け易くなる。

また、上記では、低熱伝導率ガスを、空気よりも低い熱伝導率を持つガスとしたが、特に、複合体断熱材１０が冷蔵庫等の箱体に配設される際に充填される硬質ウレタンフォーム等の発泡樹脂断熱材で使用されるガスを含むものとしてもよい。そして、複合体断熱材１０を冷蔵庫等の箱体に配設して、硬質ウレタンフォーム等の発泡樹脂断熱材を発泡充填してもよい。

更に、上記では、繊維構造物の形状を特定しなかったが、特に、複合体断熱材１０が配設される冷蔵庫等の箱体の付属品の立体形状に合致させた形状を有するものとしてもよい。そして、複合体断熱材１０を対象となる付属品に貼り付け、箱体構造としてもよい。

また、上記では、冷蔵庫等の箱体の外箱の内表面に複合体断熱材１０を貼り付けることとしたが、箱体の内箱の外表面に複合体断熱材１０を貼り付けることとしてもよい。そして、これは、より一般化して、内箱と外箱との間に複合体断熱材１０を配設するものとしてもよい。

更に、複合体断熱材１０が箱体に配設される際に充填される硬質ウレタンフォーム等の発泡樹脂断熱材は、内箱又は外箱の曲げＲ部分や角Ｒ部分の立体形状に発泡圧を用いて合致するように形成されてもよい。

更にまた、複合体断熱材は、内箱、外箱又は真空断熱材に接する面の一部が穴等を掘ることにより切り抜かれてもよい。そして、掘られた穴等に対し、剛性低下を抑制し、かつ、接着強度を高めるための加工を施してもよい。

このように、第２の実施の形態では、外装材を有していない複合体断熱材１０に特有の製造方法を採用し、更には真空断熱材５０，５１，５２を配設するようにしたことにより、箱体形状に沿った断熱材の配設を行うことが可能となるので、断熱材の被覆率を１００％近くにまで高めることが可能となり、その結果、高い断熱性能を得ることができる断熱箱体を提供することができる。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、複合体断熱材１０を用いた建築用壁を提供する。

図１２は、このような建築用壁６０の一例を示した図である。図示するように、建築用壁６０は、外箱と内箱とで構成される箱体構造でなく、外箱６１に複合体断熱材１０を配設して内箱なしで折り曲げた構造を有する。そして、建築用壁６０は、この外箱６１に側板６２，６３と下板６４とを取り付け、空隙に発泡樹脂であるウレタンを充填することで形成される。

１…複合体、１０…複合体断熱材、１１…送りローラ、１２…空気吸引ダクト、１３…ガス圧入ダクト、２０…断熱部品、２１…樹脂部材、４…外板、４０，４１，４２…フランジ、４３，４４…Ｖ字カット、５０，５１，５２…真空断熱材、６０…建築用壁、６１…外箱、６２，６３…側板、６４…下板

Claims (24)

1. 繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体であって、前記複合体は、ガスを保持するための空隙を有し、当該ガスは、空気よりも熱伝導率が低いガスである低熱伝導率ガスを含むことを特徴とする複合体断熱材。
2. 前記空隙は、気体分子の散乱を阻害して熱の拡散を抑制でき、かつ、当該気体分子が予め定められた温度において空隙外へ移動することを阻害できるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の複合体断熱材。
3. 前記複合体は、前記低熱伝導率ガスの常圧時の平均自由工程以下でピークを持つように分布する前記空隙を有することを特徴とする請求項１に記載の複合体断熱材。
4. 前記低熱伝導率ガスは、前記複合体断熱材が箱体に配設される際に充填される発泡樹脂断熱材で使用されるガスを含むことを特徴とする請求項１に記載の複合体断熱材。
5. 前記繊維構造物は、前記複合体断熱材が配設される箱体の付属品の立体形状に合致させた形状を有することを特徴とする請求項１に記載の複合体断熱材。
6. 繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体であって、空隙を有する複合体を作製する工程と、
   外装材を用いずに、前記複合体の前記空隙の空気に代えて、空気よりも熱伝導率が低いガスである低熱伝導率ガスを封入する工程と
   を含むことを特徴とする複合体断熱材の製造方法。
7. 前記空隙は、気体分子の散乱を阻害して熱の拡散を抑制でき、かつ、当該気体分子が予め定められた温度において空隙外へ移動することを阻害できるように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の複合体断熱材の製造方法。
8. 繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体の空隙に、空気よりも熱伝導率が低いガスである低熱伝導率ガスが封入された、外装材を有しない複合体断熱材と、
   前記複合体断熱材を外装材がない状態で金型に挿入して溶融樹脂を充填することで成形された樹脂部材と
   を備えたことを特徴とする断熱部品。
9. 内部に空間を有する内箱と、
   前記内箱の外側に設置された外箱と、
   前記内箱と前記外箱との間に外装材を用いずに配設された、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体断熱材と、
   前記内箱と前記外箱との間に配設された真空断熱材と、
   前記内箱と前記外箱との間に充填された発泡樹脂断熱材と
   を備えたことを特徴とする断熱箱体。
10. 前記複合体断熱材及び前記真空断熱材は、前記内箱又は前記外箱の表面に、当該表面の面積に対する被覆率が４０％を超え１００％未満となるように貼り付けられ、
    前記発泡樹脂断熱材は、前記内箱と前記外箱との間に、前記表面の面積に対する被覆率が残りの被覆率となるように充填されたことを特徴とする請求項９に記載の断熱箱体。
11. 前記発泡樹脂断熱材は、前記内箱、前記外箱又は前記真空断熱材に前記複合体断熱材を固定するために充填されたことを特徴とする請求項９に記載の断熱箱体。
12. 前記複合体断熱材は、前記内箱、前記外箱又は前記真空断熱材に接する面の一部が切り抜かれ、剛性低下を抑制し、かつ、接着強度を高めるための加工が施されたことを特徴とする請求項１１に記載の断熱箱体。
13. 前記真空断熱材は、前記内箱又は前記外箱の表面に貼り付けられ、
    前記複合体断熱材は、前記内箱又は前記外箱の表面に前記真空断熱材の上から貼り付けられたことを特徴とする請求項１１に記載の断熱箱体。
14. 内部に空間を有する内箱と、
    前記内箱の外側に設置された外箱と、
    前記内箱と前記外箱との間に外装材を用いずに配設された複合体断熱材と、
    前記内箱と前記外箱との間に充填された発泡樹脂断熱材と
    を備えたことを特徴とする断熱箱体。
15. 前記複合体断熱材は、前記内箱又は前記外箱の表面に、当該表面の面積に対する被覆率が４０％を超え１００％未満となるように貼り付けられ、
    前記発泡樹脂断熱材は、前記内箱と前記外箱との間に、前記表面の面積に対する被覆率が残りの被覆率となるように充填されたことを特徴とする請求項１４に記載の断熱箱体。
16. 前記発泡樹脂断熱材は、前記内箱又は前記外箱に前記複合体断熱材を固定するために充填されたことを特徴とする請求項１４に記載の断熱箱体。
17. 前記複合体断熱材は、前記内箱又は前記外箱に接する面の一部が切り抜かれ、剛性低下を抑制し、かつ、接着強度を高めるための加工が施されたことを特徴とする請求項１６に記載の断熱箱体。
18. 前記複合体断熱材は、その空隙に封入されたガスであって、空気よりも熱伝導率が低いガスである低熱伝導率ガスを含むことを特徴とする請求項９又は請求項１４に記載の断熱箱体。
19. 前記複合体断熱材は、シート状をなし、前記内箱又は前記外箱の表面に単層で又は積層して貼り付けられたことを特徴とする請求項９又は請求項１４に記載の断熱箱体。
20. 前記外箱は、外板を折り曲げることにより形成され、
    前記複合体断熱材は、前記外箱の展開図と同じ形状を有し、当該外箱の内表面に対応する前記外板の表面に折り曲げて貼り付けられたことを特徴とする請求項１９に記載の断熱箱体。
21. 前記複合体断熱材は、前記外板の折り曲げ部以外に、前記繊維構造物を前記エアロゲル又は前記キセロゲルの前駆体に浸漬させた状態で貼り付けられ、前記外板の折り曲げ部に、前記繊維構造物を前記エアロゲル又は前記キセロゲルの前駆体に浸漬させない状態で貼り付けられたことを特徴とする請求項２０に記載の断熱箱体。
22. 前記複合体断熱材は、前記外板の折り曲げ部に、積層してＵ字又はＶ字のカット部が形成された状態で貼り付けられたことを特徴とする請求項２０に記載の断熱箱体。
23. 前記発泡樹脂断熱材は、前記内箱又は前記外箱の表面の立体形状に発泡圧を用いて合致するように形成されたことを特徴とする請求項９又は請求項１４に記載の断熱箱体。
24. 外板の片面に真空断熱材を配設する工程と、
    前記外板の前記片面に、外装材を用いずに、繊維構造物とエアロゲル又はキセロゲルとからなる複合体断熱材を配設する工程と、
    前記外板を前記片面が内表面となるように折り曲げることにより外箱を形成する工程と、
    内部に空間を有する内箱の外側に前記外箱を設置する工程と、
    前記内箱と前記外箱との間に発泡樹脂断熱材を充填する工程と
    を含むことを特徴とする断熱箱体の製造方法。

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