JP4215701B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は断熱を必要とする冷蔵庫の断熱材として使用可能な真空断熱材及びこれを用いた冷蔵庫に関するものである。

近年、地球温暖化防止の観点から省エネルギーが強く望まれており、家庭用電化製品についても省エネルギー化は緊急の課題となっている。特に、冷蔵庫、冷凍庫では熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性能を有する断熱材が求められている。

一般的な断熱材として、グラスウールなどの繊維材やウレタンフォームなどの発泡体が用いられている。しかし、これらの断熱材の断熱性を向上するためには断熱材の厚さを増す必要があり、断熱材を充填できる空間に制限があって、省スペースや空間の有効利用が必要な場合には適用することができない。

そこで、高性能な断熱材として真空断熱材が提案されている。これは、スペーサの役割を持つ芯材を、ガスバリア性を有する外包材中に挿入し、内部を減圧にして封止した断熱材である。真空断熱材としては、例えば特開平９−１３８０５８号公報に開示されているように、芯材として、グラスウール等の繊維質材を有機系バインダーを用いて固め成形したものを用いている。

一方、バインダーを用いてグラスウール等の繊維質材を固めた芯材であると、外包材内にその芯材を収納する時等に芯材の持つバリ等で外包材を損傷する可能性があることよりバインダーを使わないで芯材を作る方式の真空断熱材も提案されている。

これは、グラスウール等の繊維質材を内袋に収納し、その内袋を圧縮し、減圧し開口部を溶着密封して作る真空断熱材である。この例には、特開平４−３３７１９５号がある。

ところで、真空断熱材を冷蔵庫などの断熱箱体に適用する場合は、外箱と内箱によって形成される発泡断熱材を、充填する空間の外箱側か、内箱側か、外箱と内箱との中間位置のいずれかに配置することができるが、実際は、外箱側に配置する。具体的には、外箱内面に真空断熱材を両面テープやホットメルトなどの接着剤を用いて接着することが多い。

真空断熱材を内箱側に配置することが少ない理由は、内箱側に配置すれば、真空断熱材の適用面積を小さくすることができるというメリットはあるが、内箱は外箱に比べて変形しやすく、内箱の外面は外箱の内面に比べて凹凸があるため、真空断熱材を強固に内箱の外面に固定することが困難な上に、発泡断熱材を充填した時に、真空断熱材と内箱との間に空洞が形成されやすく、空洞形成に起因して内箱が変形したり、断熱性能が低下するという問題があるからである。

特開平９−１３８０５８号

特開平４−３３７１９５号

バインダーを利用して作る芯材は有機、無機の繊維積層体を、これ又、有機、無機のバインダーでボード状に固め、これをプレス等により定寸に切断加工して真空断熱材の芯材としているので形状の安定性及び硬化後のハンドリング性は良いが逆に外包材内にその芯材を入れる時或いは外包材内を減圧した時、上記プレス切断時に出来る端面のバリ等により外包材を損傷する他、芯材自体がボード化されている為に、外包材内の減圧時芯材側に変形がなく、端面のバリ等で外包材が損傷することは勿論、外包材と芯材端面との間にテント張り状態の対流空間を作ってしまう問題があった。又、真空断熱材は芯材の製作時に出来た歪み例えば 反り等を持ったままとなるので冷蔵庫外箱への取付時障害となる等の問題があった。

尚この対流空間は芯材の板厚が厚くなればなる程、又外包材の柔軟性がなければない程、出来やすいものであった。

この他バインダー使用の芯材であると例えば１０年後に回収した冷蔵庫等から真空断熱材、特に芯材を取り出し、リサイクルしようとしても芯材として使った繊維積層体にバインダーが含浸している為解体すると上記芯材が粉状となり、且つその粉の粒子が一定せず再利用には向かないと云う問題があった。即ち、繊維積層体とバインダーとを分離して取り出すことが出来ず新たな芯材の形に成形することが難しいと云う課題があった。

これに対し、特開平４−３３７１９５号公報に示されたものはバインダーの代わりに内装を使って繊維状積層体を圧縮した後、減圧し、形を整え、芯材となし、これを外包材内に入れて真空断熱材としたものである。

即ち、上記特開平４−３３７１９５号公報に示された真空断熱材は無機質ファイバマットをプラスチックフィルム製の内袋内に収納し、内袋内を圧縮−減圧−溶着密封したものを内部材（芯材）とし、さらに前記内部材（芯材）を収納部材（外包材）内に収納した後、内袋の密封を破壊し前記収納部材（外包材）内を減圧して溶着密封する真空断熱材である。このものであると真空断熱材用コア材にグラスウールマットを用いることが出来る為、従来コア材として用いられていた発泡パーライト粉末無機質粉末等に比較し、断熱性能を著しく向上させることが出来るとしている。

換云すると上記特開平４−３３７１９５号公報に示された芯材はボード化されたものでない為従来の芯材の如く切断時芯材に形成されるバリ等が出来ないので芯材による外包材の損傷がないことは勿論 反り等もなく芯材端面と外包材との間に出来るテント張り状態の対流空間も出来にくいものであるが、この特開平−３３７１９５号公報に於いては対流空間を小さくする点への着目がないことは勿論、外包材の耳部処理で出来る対流空間に付いての開示も示唆もないものである。

又外包材にアルミ箔を使った場合、ガスバリア性には優れているが、アルミニウム自体の熱伝導率が高い為外包材を通しての熱伝導（ヒートブリッジ）によって十分な断熱性能が得られないと云う問題があった。

本発明は上記対流空間をなくし断熱性能に優れ且つ耳折り時の作業性を容易にし生産性に優れた真空断熱材及びこれを用いた冷蔵庫を提供するものである。

また本発明はリサイクル性の良い真空断熱材を得るようにしたものである。

更にはバインダーを使わない芯材とすることにより出来あがった真空断熱材自体の反り或いは平面精度確保と云う点で有利なバインダーレスの真空断熱材を得るようにしたものである。

上記課題を解決するために、本発明は内袋内に柔軟性を有する無機繊維の積層体が収納され減圧状態で端部が丸みをおびて保持されたバインダーを含まない芯材と、この芯材を収納する外包材とを備え、前記内袋は熱溶着可能なポリエチレンフィルムとし、前記外包材は外側に設けられた金属層と内側に設けられ熱溶着可能なポリエチレンフィルムの層とで形成され、その内部を減圧し溶着密封され、前記外包材の溶着部内に前記内袋の溶着部を位置させた４重部が熱溶着され一体化され、該一体化された４重部は前記外包材と前記芯材との間に対流空間を有することなく前記芯材の端部の丸みに沿って折り曲げられたことを特徴とする。

また、無機繊維の積層体としてグラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維を用いたことを特徴とする。

また、前記内袋を熱溶着可能な合成樹脂製とし、その肉厚を２０〜５０μｍとした。

また、外箱と内箱とによって形成される断熱空間に真空断熱材を配設してなる冷蔵庫に、上記のいずれかに記載の真空断熱材を配設したものである。

上記のように、外包材の耳部内に無機繊維積層体を被包する内袋の耳部を位置させたものであるから、耳折りする時内袋の肉厚分必ず折り曲げ径が大きくなるので、耳部に異物等があっても外包材に損傷を与えることがない。また、外包材の耳部において金属層（例えばアルミ箔や金属蒸着層）に熱伝導を通して運ばれる高温側の熱は内袋の耳部によって一部遮断されるのでその熱伝導量は低減される。

また、外包材の開口溶着部には、内袋の耳部が位置し、溶着後の肉厚が他の溶着部に比較して厚肉となるようにしたものであるから、内袋が溶着材となり外包材の溶着を容易にすることは勿論、溶着材の厚さ寸法が大きくなる分、チリやホコリ等の異物を厚さ寸法内で吸収し、確実な溶着密封が出来るものである。

また、無機繊維積層体としてグラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維としたものであるから、無機繊維の積層体は再利用が出来ることは勿論、環境保全に貢献出来る。すなわち、耳部溶着の信頼性が増し、気密性保持も二重袋となるので一段と向上し、無機繊維がガス侵入等により劣化することがなくなり再利用が促進されるものである。

また、内袋はポリエチレンフィルムより構成し、その肉厚を１５〜５０μｍとしたもの
である。内袋は所定のガスバリア性を必要とすることから、ある程度の厚さを必要とし、１５μｍ以上としている。一方で、真空断熱材として外包材内にあるときは芯材よりも熱伝導率が高くなるため、熱伝導層となりうるものであり、５０μｍ以下としている。

例えば、２０μｍの場合は内袋の重なり寸法が４０μｍとなり外包材の厚さ寸法と合わせて、無機繊維積層体中に混入する異物の大きさ４０μｍ位迄は許容出来、異物が外包材を突き破るのを防止できるので生産性の向上が計れる、さらには外包材の耳部は耳折り部に上記内袋を内在するように介在させることにより直角に近い曲げでなく少なくとも内袋の厚みを加えた分の曲げ半径（Ｒ）となるので外包材の傷付きが防止できるものである。
さらに減圧時には無機繊維積層体と内袋との間にテント張りの状態の対流空間を作ることがない。

なお、内袋は芯材を圧縮して内部を脱気するために開口を容着する。よって、安定的な容着のためには２０μｍ〜３０μｍの肉厚を有することが望ましい。

さらには、外箱と内箱とによって形成される断熱空間に上述の真空断熱材を配設したものであるから、従来の対流空間を通しての熱移動を押えることが出来、効率の良い真空断熱材付冷蔵庫が得られる。

本発明によれば、断熱性能に優れ且つ耳折り作業を容易にし生産性及びリサイクル性に優れた真空断熱材及びこれを用いた冷蔵庫を提供することができる。

また、バインダーを使わない芯材とすることにより出来あがった真空断熱材自体の反り或いは平面精度確保と云う点で有利なバインダーレスの真空断熱材を得ることができる。

以下本発明の実施の形態について図１から図１２を用いて説明する。

図１は本発明を備えた冷蔵庫の縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面要部拡大図であり、図３は本発明を備えた真空断熱材とこれを説明する為の図で（ａ）は本発明の真空断熱材であり、（ｂ）（ｃ）は従来の一般的真空断熱材の説明図である。図４は本発明の真空断熱材製作工程を示す図で（ａ）が本発明を（ｂ）が一般的真空断熱材の説明図であり、図５は本発明を備えた真空断熱材用芯材の製作工程迄を説明する為の説明図である、図６は図５の芯材を使って本発明の真空断熱材を完成させる迄の製作工程を説明する説明図であり、図７は本発明を備えた真空断熱材の耳部を説明する為の説明図であり、図８は真空断熱材を内箱に配設した図であり、図９及び図１０は外包材と内袋との関係を説明する図である。図１１は図７で示す耳部を折り曲げた状態を示す図であり、（ａ）は本発明を（ｂ）は一般的真空断熱材を示す図であり、図１２は図１１に示す真空断熱材を冷蔵庫等の外箱と内箱が形成する断熱空間に配設した状態を示す図で（ａ）は本発明を（ｂ）は一般的真空断熱材の配設状態を示す図である。

先ず、図１、図２に於いて、冷蔵庫本体１は上から冷蔵室２、野菜室３、第１の冷凍室４ａ、第２の冷凍室４ｂを有しており、上記各室の前面開口部を閉塞する扉５〜８を備えている。５は冷蔵室扉であり、６は野菜室扉であり、７は第１の冷凍室扉であり、８は第２の冷凍室扉である。而して上記扉６〜８は、引き出し式の扉で各々の部屋を構成する容器を扉引き出し時扉と伴に手前側に引き出す方式の冷蔵庫である。また、冷凍サイクルを備え、冷蔵庫本体１の背面底部に圧縮機９と、冷凍室背面側の冷却器１０とを有する。冷却器１０の上方には冷気ファン１１が配設されて、冷気を各室へと送り、庫内を所定温度に冷却している。また、圧縮機９、冷却器１０とともに凝縮器（図示せず）、キャピラリチューブ（図示せず）を伴なって冷凍サイクルを構成している。

上記冷蔵庫本体１の外郭を形成するのは箱体１２である。この箱体１２は外箱１３と内箱１４、断熱壁１５等より構成されている。

而して、上記断熱壁１５は本発明を備えた真空断熱材１６と発泡断熱材１７より構成されている。

上記発泡断熱材１７はそれ自身接着力を有する現場発泡のウレタンフォーム等の発泡断熱材１７である。又真空断熱材１６は先の発泡断熱材１７より高断熱性能を有すよう作られている。

例えば、発泡断熱材１７の熱伝導率を０．０１６Ｗ／ｍＫ程度とすれば、真空断熱材１６の熱伝導率は０．００２Ｗ／ｍＫ程度に設定されている。

従って、断熱壁の熱漏洩量面積を一定と仮定すれば、ウレタン等の発泡断熱材のみで形成した断熱壁厚さ寸法の約１／５から１／９程度の厚さ寸法を有する真空断熱材を使用すれば、該断熱壁からの熱漏洩量を同時に設定できる。しかし、真空断熱材のみで断熱壁を構成した箱体１２にあっては外箱１３と内箱１４とが一体化されない為、箱体強度が設計値を満足しないので、本発明では、それ自身に接着力を有するウレタン等の発泡断熱材１７を用い、前記外箱１３と内箱１４とを接着一体化している。尚上記発泡断熱材１７の壁厚さ寸法は５ｍｍから２０ｍｍ程度つまり、平均厚さ寸法を１５ｍｍ程度とし、局部的な薄いところでもウレタン等の発泡断熱材１７が充填出来る５ｍｍ以上を確保して、箱体１２の強度が低下するのを防止している。

また、上記真空断熱材１６の設置位置は、冷蔵庫の熱漏洩量の大きいところを重点的にカバーできる位置に配置して効果をあげている。そして、この真空断熱材１６が冷蔵庫の断熱空間に示す割合は、６０％以下に設定されている。換云すると、冷蔵庫の据付時の扉体を含む箱体高さ寸法がその幅寸法及び奥行より大きい場合は、該冷蔵庫の高さ方向の両側壁内部と、背面壁内部と扉内部とにそれぞれ設けている。そして真空断熱材の合計体積を前記外箱１３と内箱１４によって形成される断熱空間体積の６０％以下に設定していると云うことである。

尚、真空断熱材１６の合計体積を前記外箱１３と内箱１４とによって形成される空間体積の６０％以上にすると、ウレタンフォーム等の発泡断熱材１７が均一に充填できなくなり、発泡断熱材１７中にボイドが発生して、その強度及び断熱性能を劣化させてしまう。又前述した冷却器１０の配管や冷気ファン１１の配線（図示せず）が真空断熱材１６に当接して該真空断熱材１６を傷つける恐れが出てくる等の問題がある。

次に図３、図４、図５、図６に於いて本発明を備えた真空断熱材１６に付いて説明する。

先ず図３に於いて、この真空断熱材１６は芯材１８と熱溶着用のプラスチック層を有す金属箔ラミネートフィルム等から成る外包材１９とから成っている。而して、上記芯材１８は無機繊維の積層体２０と内袋２１とから構成されている。そして上記内袋２１は厚さ２０μｍの材質ポリエチレンフィル等から成る内袋２１とから構成されている。

一般に無機繊維の積層体２０にはグラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維或いは本綿等の天然繊維が用いられている。又内袋２１は肉厚２０μｍのポリエチレン等の合成樹脂フィルムが用いられている。肉厚２０μｍのフィルムを選ぶ理由は内袋内の減圧時このフィルムが無機繊維の積層体端との間に対流空間を作ることなく吸着する柔軟性を有すると共に、後述する外包材の開口部の溶着部に混入する異物の大きさを吸収して異物が外包材から露出しないようにする為である。

そして上記芯材１８は後述する図５の（ａ〜ｃ）に示す如く、ロール状で厚さ１００ｍｍ〜１５０ｍｍに予め作られた無機繊維の積層体２０を定寸にカットし、２つ折或いは３つ折りして内袋２１（肉厚２０μｍ前後のポリエチレン製の合成樹脂フィルム）内に図５の（ｂ）に示す如く、収納した後、その無機繊維の積層体をプレス機２２等を使って、圧縮し、次いで内袋２１内を減圧し、次いで熱溶着機２３を使って内袋２１の開口部を熱溶着密封し作られているものである。

こうして作られた芯材は従来のバインダーを使用していないにも係わらず圧縮−減圧−溶着密封工程を経ることにより真空断熱材１６の芯材となるものである。

即ち芯材１８はバインダーを使用していないが作ろうとする真空断熱材１６の厚み形状に形成されており芯材の使命であるスペ−サの役目は十分果たし得るものである。その上この芯材はある程度の柔軟性があり取付部になじんで取り付けが容易なものである。

更に詳説するならば上記無機繊維の積層体２０は圧縮工程、或いは減圧工程前の原綿の状態では例えば２００〜３００ｍｍあったものが圧縮−減圧工程で８〜１５ｍｍと２０〜２５分の１の厚さに圧縮される。
従って原綿はこの圧縮時に当然内袋２１の隙間を埋めるよう外周方向に広がる。

次いで減圧工程で肉厚２０μｍ前後の内袋は無機繊維の積層体２０を外周より該芯材を圧縮する形になる。換言すると内袋２１はテント張り状の空間形成をなくすことが出来る薄さ、つまり柔軟性の良い（収納物の形状に沿って変形し易い）薄さであると言うことである。

ここで従来一般に使用されている真空断熱材の説明を図３の（ｂ）（ｃ）を用いて説明する。２４は従来一般に使用されている真空断熱材、この真空断熱材２４は芯材２５を備えている。この芯材２５はバインダーを使用して厚さ８〜１５ｍｍの板状に成形され、その端面はプレス等を使って切断されている。

この芯材２５を外包材２６（金属箔ラミネートフィルム）内に収納し、外包材２６内を減圧−溶着密封すると図３の（ｂ）或いは図３の（ｃ）の如くなる。即ち図３の（ｂ）は外包材２６の柔軟性の悪さが勝り芯材２６端面に対流空間２７を作った例であり図３の（ｃ）は柔軟性の良さにより減圧の力で外包材２６が芯材端面にピッタリとくっついた状態を示す図である。尚上記外包材２６はプラスチック−金属箔ラミネートフィルムで構成されており、外包材２６の開口部を溶着、密封する際には、このプラスチック部を溶して溶着するものである。

ここに於いて、図３の（ｂ）に示す真空断熱材２４を冷蔵庫の断熱壁として使うと繊維材等より出る水分或いはガス等が長年使用時上記対流空間２７に溜って空間２７内を対流し熱の移動を行なう。このことにより断熱性能は著しく低下してしまうものである。

一方図３の（ｃ）の状態になると、対流空間２７は出来なくとも外包材２６が芯材２５の端面角部Ａ、Ｂに当り外包材２６をバリで損傷させる可能性が出てくる。

換云すると芯材２５をプレス等で切断した時出来たバリ等により外包材がＡ、Ｂ部で損傷してしまう可能性が大であった。

尚図３（ａ）中項番２８は吸着剤を示す。この吸着剤２８には例えば合成ゼオライトであるモレキュラーシーブ１３ｘ等が使われている。そしてこの吸着剤２８は芯材中から出る水分及びガス成分を吸着する。即ち、外包材１９に収納する前に芯材１８（無機繊維２０）は十分乾燥されるものであるが、ガス及び水分を完全に取りきることはコスト等の問題で出来ない。即ち十分な乾燥を行なうには多大な時間を必要とすることから不可能となる。この為に吸着剤２８を入れて置くものであるがこの吸着剤２８の能力にも限度はある。即ち真空断熱材として冷蔵庫に組み込まれた場合には例えば１０年間上記吸着剤２８で保証することは出来ない。この為、上記した如く対流空間がガス及び水分で埋まり対流により熱の移動を開始するようになってしまうものである。

而して上記吸着剤２８は無機繊維積層体２０に設けられた吸着剤収納部２９内に充填されている。内袋２１はこの吸着剤２８が吸着剤収納部２９内より飛び出すのを防止する役目をも果している。従って上記吸着剤２８は内袋の圧縮−減圧−溶着前に吸着剤収納部２９内に入れておくものである。

一方図３（ｂ）（ｃ）中の項番３０は吸着剤。この吸着剤の役目は図３（ａ）と同じである。ただ図３（ｂ）（ｃ）に示すものはバインダーを使って硬化した芯材２５に設けた吸着剤収納部３１に吸着剤３０を入れており、本発明の如く内袋２１を有していないので、吸着剤収納部３１に吸着剤３０を入れており、本発明の如く内袋２１を有していないので、吸着剤３０が収納部３１より飛び出し、芯材２５と外包材２６との間に入って外包材を損傷する可能性がある。この為、このものに於いても当然収納部３１を蓋する手段、例えば蓋体の設置が必要となる。

次に上記真空断熱材１６と従来の真空断熱材２４の製作工程の違いを図４をもって説明する。図中（ａ）は本発明を示し、（ｂ）は従来例を示す。

先ず図４（ａ）に於いて、本発明の真空断熱材１６の製作工程を説明すると、ステップ３２でロール状の原綿が所定寸法に切断される。その後、ステップ３３で原綿は乾燥炉（２３０℃）に入れられ、乾燥された後、その原綿を内袋内に収納させ、ステップ３４で仮圧縮袋詰め、（圧縮−減圧−溶着密封）を行い、芯材を作る。この状態で出来た芯材は一時保管も可能である。

次いでステップ３５で外包材内に芯材を収納する。その後内袋を破り、次いでステップ３６で外包材内を減圧し、その開口部を溶着密封し、真空包装する。

その後ステップ３７で真空断熱材１６の周囲に出来る耳部（後述する）を一面（例えば上面）側に折り曲げその耳部を固定する。

そして出来た真空断熱材１６を熱伝導率チェッカー等を用いて良品、不良品の検査（ステップ３８）を行ない真空断熱材１６を完成させるものである。

次に図４の（ｂ）に付いて、この図４の（ｂ）に示す従来の真空断熱材２４の製作工程で図４の（ａ）と特に異なる点はバインダーを使っている点である。即ち（バインダー含浸、脱水）−（含浸コア切断）−（加熱成形）−（コア材切断）の工程である。

これらの工程は何れもバインダーを使った時に必要となる工程であるが、本発明に於いてはこのバインダーを使わず、内袋でこれを代用させたものである。

ここで上記図４に示す製作工程を図５、図６を用いて説明する。

図５に示すものは原綿を所定寸法 破線より切断し、内袋に納めその内袋開口を溶着し芯材とする迄の図であり、図６に示すものは芯材１８を外包材１９に入れ、真空断熱材１６とする過程を示した図である。

先ず図５に於いて、（ａ）はロール状に巻かれた原綿を乾燥後例えば破線の部分で切断し、所定寸法とする所を示し、図５の（ｂ）は（ａ）で切断された原綿（無機繊維積層体２０）を２つ折りにして３方が溶着され袋状に形成された内袋２１に収納した状態を示す図である。この時図（ｂ）からも判るように原綿２０はバインダー等の硬化剤を含んでいない為に内袋２１形状に沿って自身のもつ柔軟性を利用し、変形し、角部は丸み形状（Ｒ形状）となる。

これを図５の（ｃ）に示す如く厚み方向で例えば２５分の１位迄にプレス機２２をもって圧縮し８〜１５ｍｍの原綿２０とする。勿論この時吸着剤（図示せず）は内袋２１内に入れておくものである。

次いで内袋２１内を減圧し、内袋２１の開口部を溶着機２３をもって溶着密封するものである。この過程に於いても原綿２０は内袋２１一杯にしかも角部はなくなり丸みをもった原綿２０となり内袋２１と共に真空断熱材１６用芯材１８を構成するものである。こうして出来た芯材１８であれば連続工程を組まなくとも、この状態での保管が可能となることより生産調整等には非常に便利な芯材１８となるものである。即ち保管中減圧状態で保持されるものである。

次に図６に於いて、先ず図６の（ａ）に於いて外包材１９内に収納された芯材１８の内袋２１は次の工程での減圧に備え、例えば図示部（内袋破り）が破られる。このことにより図６の（ｂ）に於いて内袋２１を含む芯材１８内の減圧がスムーズに行なわれる。この時特筆すべきは、内袋２１の耳部２１ａ（Ｌ４部）が外包材１９の耳部１９ａ（Ｌ５部）内に図に示す如く入り込み、外包材１９の耳部１９ａは４重になる点である。もともと外包材１９の内側は熱溶着層（プラスチック層）となっており、例えば低密度ポリエチレンフィルム、鎖状低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム等の合成樹脂材で形成されていることから、内袋２１のポリエチレンフィルムとの相性も良く、４重部の熱溶着は可能となる。そして熱溶着された部分は一体化されるものである。従って若し芯材１８の収納時外包材の開口部にホコリ、チリが落ちたとしてもこの開口部は先にも記述した如く溶着材（内袋）があることよりホコリ、チリの異物を吸収し、外包材の溶着密封を確実に行うものである。

こうして作られた真空断熱材１６は最後に耳部２１ａを含む耳部１９ａが例えば図６の（ｃ）に示す如く耳部の根元を基点として上面側に折り込まれテープ等（図示せず）で固定される。

この時にあって、本発明を備えた真空断熱材１６の耳部２１ａ、１９ａであると芯材１８の端部が丸みをおびていることより、その丸みに沿って折り込まれ、耳部１９ａと外包材１９との間に従来の如く対流空間を作ることなく折り込めるものである。換云すると図３の（ｃ）で示した角部Ｂの破損を心配することなく折り曲げることが出来るものである。何故ならば内袋２１が破損しやすい直角曲げを防止する為である。

このことにより、真空断熱材１６の外包材１９のもつ金属部（バリア層）を通して伝導される熱移動に従来プラスされていた熱の対流空間の形成を最小限に押えることが出来るものである。

すなわち、耳折りする時の内袋の肉厚分必ず折り曲げ径が大きくなるので、耳部に異物等があっても、外包材に損傷を与えることもない。また、外包材の耳部に於いて金属層の熱伝導を通して運ばれる高温側の熱は内袋によって一部遮断されるのでその熱伝導量は低減される。

次に、図７、図８をもって、外包材１９を通しての熱伝導（ヒートブリッジ）によって外箱１３側の熱が内箱１４側に伝導されるメカニズムに付いて説明する。

真空断熱材１６自体は先にも記述した如く発泡断熱材１７の数倍の断熱性能をもっていると云われているが、外包材１９、特にアルミ箔部は断熱効果が小さい。 通常このアルミ箔部を通して熱が伝導されることをヒートブリッジと云っている。

即ち、外包材の表面側アルミ箔は、図７、図８に示す如く外箱１３に接触して配設される。

従って、外箱１３の熱は図７の矢印の如く耳部１９ａを経由して外箱１３側の面１９ｂから内箱１４側の面１９ｃに伝導される。この時本発明に於いては図７に示す如く耳部Ｌ１に対しＬ２部が内袋２１の耳部２１ａで隔離されていることより、Ａ部で外箱１３側面１９ｂの熱が内箱１４側面１９ｃに伝導されない構造となっている。

換云すると外包材１９が形成する耳部Ｌ１に対し、内袋２１が形成する耳部２１ａの長さＬ２を長くすればする程外包材の外箱１３側面１９ｂより外包材１９の内箱１３側面１９ｃに伝導される熱量は大巾に低減することが出来るが製作上の観点よりＬ２／Ｌ１＝０．８以下にしておくのが良い。

尚、外包材１９は通常１９ｂと１９ｃの２枚のシートを熱溶着して袋形態を作っている。そして、この熱溶着部Ｌ３を含む芯材１８迄の重合部Ｌ１を外包材１９の耳部と称し、同様に内袋の熱溶着部を含む重合部Ｌ２を内袋２１の耳部２１ａと称している。

そして外包材１９ｂと１９ｃの熱溶着代Ｌ３中に上記内袋２１の耳部２１ａを延ばしておくと内袋２１の肉厚分６０μｍが溶着材となり、外包材１９ｂと１９ｃ間の溶着を確実にすることが出来るものである。

図８は上記耳部１９ａ、２１ａを内箱１３側面１９ｃに折り曲げ固定した図である。図からも明らかなように上記耳部１９ａは内袋２１の肉厚（６０μｍ）を含めて折り曲げることより従来の耳折り曲げ半径（Ｒ）より大きくなり折り曲げ時に発生する外包材１９の損傷は大巾に低減出来るものである。このことにより耳部１９ａは芯材１８に沿って折り曲げやすくなるものである。

次に上記外包材１９に収納される内袋２１との関係を図９、図１０をもって説明する。

先ず図９は３方が予め熱溶着され、外包材１９内に内袋２１を収納した後、外包材１９の開口部１９ｄを内袋２１の耳部２１ａと外包材１９の耳部１９ａを一緒にして熱溶着したものである。

この熱溶着部幅Ｗ１は他の３方の熱溶着部幅Ｗ２より幅広に溶着されている。換云すると、外包材１９の耳部１９ａの６０〜７０％部に内袋２１の耳部２１ａがＷ１の如く入り込んでいる。

このことにより、この部分を通しての熱伝導は他の３ヶ所（Ｗ２部）より大巾に小さくなるものである。

次に図１０に於いて、図１０は図９の外包材１９の熱溶着部Ｗ２を内袋２１収納後Ｗ２より幅広のＷ３としたものである。
即ち、図１０に示すものは内袋２１の耳部２１ａを含めて熱溶着し、Ｗ３を得るようにしたものである。このものは、外包材１９単体で一旦熱溶着（図９のＷ２部）した時、内袋２１のサンドイッチ部Ｗ３を再度熱溶着する形になるので、作業工程はふえるが内袋を熱溶着時の溶着材とすることが出来るので溶着の信頼性は一段と向上するものである。

尚外包材１９の内袋２１収納用開口部１９ｄの熱溶着は図９と同じである為に説明は省略する。

次に上記対流空間に付いて図１１、図１２を用いて説明する。

図１１、図１２何れも本発明を備えた真空断熱材１６と従来の真空断熱材２４との比較を示したものであり、図１１は真空断熱材２４の単体の比較であり図１２は冷蔵庫の断熱材とした使用した時の比較を示したものである。

先ず図１１に於いて、図１１の（ａ）は本発明を備えた真空断熱材１６である為、内袋２１と無機繊維の積層体２０との間には端部であっても対流空間は発生していない。又、このものは耳部１９ａを破線の如く耳折りしても、耳部１９ａは外包材に沿って隙間なく図９（ａ）の破線の如く折り曲げられる為対流空間は形成されない。
所が従来の真空断熱材２４であると、芯材２５がバインダーにより硬化され、ボード化されていることより端面は図に示すような切断面となる。

従がって外包材２６内を減圧しても、上記芯材２５の端部に対流空間２７ａが発生しやすい。この対流空間２７（ａ）の熱伝導率は、真空度が高い間は無視出来るものであるが、長年の使用でこの空間が水分或いは芯材より出るガスが充満すると、この対流空間２７（ａ）を通して伝えられる熱は断熱許容値をオーバーしてしまう。又、この真空断熱材２４の耳部４０を図に示すように耳折りすると、外包材２６が芯材２５の端部Ｂに当り切断時にできるバリ等で損傷するのを避ける為にあまり張力をかけることなく破線の如く折り曲げてしまう。（図１１（ａ）の如く、芯材１８に沿って折り曲げられず）この結果耳折り部にも対流空間２７ｂが出来てしまう。

この対流空間２７ｂは当初より減圧されていないものであるから、当然最初から熱を対流により運ぶ空間となり、全体として断熱性能の良い真空断熱材２４と云うことは出来なかった。

図１２に示すものは上記図１１で説明した本発明と従来真空断熱材を冷蔵庫の断熱材中に組み込んだ状態を示す図である。

何れも外箱１３にホットメルト或いは２面テープ４１等を利用して真空断熱材を張り付けた後、発泡断熱材１７を充填したものである。

これらは何れも耳部１９ａ、４０が内箱１４側に向けて折り込まれている。

本発明の真空断熱材１６にあっては対流空間２７ａ、２７ｂが形成されていないことより、この対流空間２７ａ、２７ｂを通しての熱移動はない為、外包材の金属部を通しての熱移動ですむが従来の真空断熱材２４にあっては、外包材２６の金属部を通しての熱移動の他に対流空間２７ａ、２７ｂを通し、外箱１３側の熱が内箱１４側に入るのを防止しなければならなかった。従来はこの為の手段として発泡断熱材１７の壁厚を厚くする等で対策していたものである。

本発明は以上説明した如く、内袋内に無機繊維の積層体を納め、内袋を一時的に圧縮−減圧−溶着密封して内袋に隙間なく無機繊維の積層体を自身の持つ柔軟性を利用して配設して作った芯材を金属箔ラミネートフィルム等から成る外包材内に収納し、内袋の密封を破り外包材内を減圧し、溶着密封して作った真空断熱材に於いて、外包材の耳部内に無機繊維積層体を被包する内袋の耳部を位置させたものであるから、耳折りする時内袋の肉厚分必ず折り曲げ径が大きくなるので、耳部に異物等があっても外包材に損傷を与えることがないことは勿論、外包材の耳部に於いて金属箔例えばアルミ箔の熱伝導を通して運ばれる高温側の熱は内袋によって一部遮断されるのでその熱伝導量は低減されるものである。

又、外包材の開口溶着部には、内袋の耳部が位置し、溶着後の肉厚が他の溶着部に比較して厚肉となるようにしたものであるから、内袋が溶着材となり外包材の溶着を容易にすることは勿論、溶着材が厚くなる分、チリやホコリ等の異物を吸収し、確実な溶着密封が出来るものである。

又、無機繊維積層体としてグラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維等としたものであるから、無機繊維の積層体は再利用が出来ることは勿論、環境保全に貢献出来るものである。即ち耳部溶着の信頼性が増し、気密性保持が一段と向上し、無機繊維がガス侵入等により劣化することがなくなり再利用が促進されるものである。

又、内袋は熱溶着可能な合成樹脂製となし、その肉厚は２０〜５０μｍとしたものであるから、肉厚が２０μｍの場合は無機繊維積層体中に混入する異物の大きさ４０μｍ迄、肉厚５０μｍの場合は１００μｍ迄は許容出来、生産性の向上が計れるばかりでなく減圧時には無機繊維積層体と内袋との間にテント張りの状態の対流空間を作ることがないものである。

更には、外箱と内箱とによって形成される断熱空間に真空断熱材を配設してなる冷蔵庫にあって、前記真空断熱材が請求項１〜４のいずれかに記載の真空断熱材である冷蔵庫としたものであるから、従来の対流空間を通しての熱移動を押えることが出来、効率の良い真空断熱材付冷蔵庫が得られるものである。

本実施例の冷蔵庫の縦断面図である。 図１の要部Ａ−Ａ断面拡大図である。 本実施例の真空断熱材と従来の真空断熱材との比較説明図である。 本実施例の真空断熱材と従来の真空断熱材の製作工程の説明図である。 芯材の製作工程説明図である。 真空断熱材の製作工程説明図である。 真空断熱材の耳部の説明図である。 真空断熱材を内箱に配設した図である。 外包材と内袋との関係を説明する図である。 図９とは異なる例を説明する図である。 耳部折り曲げ状態の比較説明図である。 真空断熱材の冷蔵庫配設状態を示す比較説明図である。

符号の説明

１…冷蔵庫本体 ２…冷蔵室 ３…野菜室 ４ａ…第１の冷凍室 ４ｂ…第２の冷凍室 ５…冷蔵室扉 ６…野菜室扉 ７…第１冷凍室の扉 ８…第２冷凍室の扉 ９…圧縮機 １０…冷却器 １１…冷気ファン １２…箱体 １３…外箱 １４…内箱 １５…断熱壁 １６…真空断熱材 １７…発泡断熱材 １８…芯材 １９…外包材 １９ａ…耳部 ２０…無機繊維の積層体 ２１…内袋 ２１ａ…耳部 ２２…プレス機 ２３…熱溶着機 ２４…従来の真空断熱材 ２５…芯材 ２６…外包材 ２７…対流空間（ａ）（ｂ） ２８…吸着剤 ２９…吸着剤収納部 ３０…吸着剤（図３（ｂ）（ｃ）） ３１…吸着剤収納部 ３２…ステップ３２ ３３…ステップ３３ ３４…ステップ３４ ３５…ステップ３５ ３６…ステップ３６ ３７…ステップ３７ ３８…ステップ３８ ３９…ステップ３９ ４０…従来真空断熱材の耳部 ４１…ホットメルト或いは２面テープ

Claims (4)

1. 内袋内に柔軟性を有する無機繊維の積層体が収納され減圧状態で端部が丸みをおびて保持されたバインダーを含まない芯材と、この芯材を収納する外包材とを備え、
   前記内袋は熱溶着可能なポリエチレンフィルムとし、
   前記外包材は外側に設けられた金属層と内側に設けられ熱溶着可能なポリエチレンフィルムの層とで形成され、その内部を減圧し溶着密封され、
   前記外包材の溶着部内に前記内袋の溶着部を位置させた４重部が熱溶着され一体化され、該一体化された４重部は前記外包材と前記芯材との間に対流空間を有することなく前記芯材の端部の丸みに沿って折り曲げられたことを特徴とする真空断熱材。
2. 前記無機繊維の積層体としてグラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維とした請求項１記載の真空断熱材。
3. 前記内袋の肉厚を１５〜５０μｍとした請求項１又は２に記載の真空断熱材。
4. 外箱と内箱とによって形成される断熱空間に真空断熱材を配置してなる冷蔵庫において、
   前記真空断熱材は、内袋内に柔軟性を有する無機繊維の積層体が収納され減圧状態で端部が丸みをおびて保持されたバインダーを含まない芯材と、この芯材を収納する外包材とを備え、
   前記内袋は熱溶着可能なポリエチレンフィルムとし、
   前記外包材は外側に設けられた金属層と内側に設けられ熱溶着可能なポリエチレンフィルムの層とで形成され、その内部を減圧し溶着密封され、
   前記外包材の溶着部内に前記内袋の溶着部を位置させた４重部が熱溶着され一体化され、該一体化された４重部は前記外包材と前記芯材との間に対流空間を有することなく前記芯材の端部の丸みに沿って折り曲げられたことを特徴とする冷蔵庫。

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