JP4223724B2

JP4223724B2 - 真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫

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Publication number: JP4223724B2
Application number: JP2002028521A
Authority: JP
Inventors: 邦成荒木; 崇井関; 裕行小林; 憲治寺井; 久男横倉; 伊藤　　豊
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP2003227594A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫に係り、特に廃ウレタンを微粉砕して芯材に用いる真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保護の観点から、冷蔵庫の消費電力量削減及びリサイクル率の向上の必要性が高まっている。
【０００３】
冷蔵庫の消費電力は、庫内を冷却する冷凍サイクルの効率と共に、庫内からの熱漏洩量に関係する断熱材の断熱性能によってその大部分が決まる。そこで、冷蔵庫においては、消費電力量削減のために、断熱材の性能向上を図る努力がなされつつある。
【０００４】
また、冷蔵庫の断熱材としては、一般に、リサイクルが難しいとされる熱硬化性樹脂の発泡ポリウレタンが用いられており、冷蔵庫が使用済みになった後に回収される廃ウレタンの多くは埋立て処分されている。一般的な冷蔵庫では、発泡ポリウレタンが冷蔵庫重量に占める割合は約９％にもなっている。そこで、冷蔵庫においては、リサイクル率を向上するために、廃ウレタンのマテリアルリサイクルに関する要素技術を構築し、現在埋立て処分されている廃ウレタンのリサイクルを図る努力がなされつつある。
【０００５】
これらに関連する従来の真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫としては、特開平１０−３００３３１号公報に示されているように、優れた断熱性能を確保し、取扱性及び強度的にも優れた真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫を得るために、アルミニュームをラミネートしたガスバリア性フィルムによって内部を真空に保持されると共に芯材によって形状を保持されてなる真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫において、廃ウレタンの粉砕品と、熱反射率に優れる板状充填材と、これらを接着するバインダー剤と、を含む混合物から成る多孔体でコア材を構成し、このコア材を前述した芯材として用いるようにしたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、係る従来技術では、熱反射率に優れる板状充填材を用いて輻射による伝熱量を抑制することが示されているが、板状充填材であるために板状充填材間の接触が面接触になって板状充填材を介しての伝熱量が大きくなり、熱伝導率が大きくなってしまうおそれがあるという課題があった。
【０００７】
そこで、この板状充填材の接触を少なくするようにバインダー剤を多量に用いたコア材とすることが考えられるが、その場合には、ウレタン粉砕品の連通化が阻害されて十分な真空度が得られなくなると共に、バインダー剤を介しての伝熱量が大きくなり、これらによって熱伝導率が大きくなってしまうおそれがあり、更にはバインダー剤から徐々に放出されるガスにより熱伝導率が経時劣化するおそれがあるという課題が生ずる。
【０００８】
また、板状充填材を用いることなく少量のバインダー剤を用いたコア材とすることが考えられるが、その場合には、コア材は脆くて強度が弱くなるため、このコア材をガスバリア性フィルム中に収納して真空封止した真空断熱パネルは表面に凹凸状の窪みが発生して外観品質が劣り、また、冷蔵庫箱体中にこの真空断熱パネルを挿入して発泡ポリウレタンを充填した場合にも冷蔵庫箱体の外観ひずみ等が生じ易いという課題が生ずる。
【０００９】
本発明の目的は、使用済の発泡ポリウレタンのリサイクル率向上を図りつつ熱伝導率の向上及び熱伝導率の経時劣化防止が図れると共に外観品質が優れ、しかもコア材の角部によるガスバリア性フィルムの損傷を防止できる真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫を提供することにある。
【００１０】
なお、前記以外の目的と有利点は以下の記述から明らかにされる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の真空断熱パネルは、ガスバリア性フィルム中に芯材を収納して真空封止した真空断熱パネルにおいて、前記芯材は、廃ウレタン微粉砕物と少量のバインダー剤とが混合され圧縮形成されて角部を有するコア材と、超極細のガラス短繊維材を層状に形成し且つ前記コア材の両側に前記角部と同じ位置に端面を有して積層したガラス繊維層と、ゲッタ剤とを備えた構成としたものである。
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、外箱と内箱との間に真空断熱パネルを配置し、前記真空断熱パネルが前記外箱に接触するように前記外箱と前記内箱との間にウレタンを発泡して充填した冷蔵庫において、前記真空断熱パネルは、ガスバリア性フィルム中に芯材を収納し、内部を真空封止して形成し、前記芯材は、廃ウレタン微粉砕物と少量のバインダー剤とが混合され圧縮形成されて角部を有するコア材と、前記ガスバリア性フィルムの前記外箱に接触する面の内側に接触し且つ前記コア材の両側に前記角部と同じ位置に端面を有して積層したガラス繊維層と、ゲッタ剤とを備えた構成としたものである。
【００１３】
なお、本発明のその他の手段は以下の記述から明らかにされる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫の実施形態を図を用いて説明する。
【００１５】
まず、本発明の一実施形態の真空断熱パネル及び冷蔵庫の構成及び製造方法を図１から図４を参照しながら説明する。
【００１６】
使用済みの廃冷蔵庫は、マテリアルリサイクルするために、リサイクルプラントなどに搬入され（ステップ２０）、必要な部品などが取外されて分解される（ステップ２１）。
【００１７】
分解された冷蔵庫は、破砕分別システムに投入され（ステップ２２）、破砕されると共に（ステップ２３）、断熱材中のフロンなどが回収され（ステップ２４）、且つ金属・プラスチックなどが種類別に回収される（ステップ２５）。
【００１８】
また、この分別で回収された廃ウレタンは圧縮されて円板状の廃ウレタン圧縮材として形成され、リサイクルプラントから排出される（ステップ２６）。この廃ウレタン圧縮材は、具体的には、数ｍｍ〜１０ｍｍ角で一片の重量が重いプラスチック粉や細かく砕かれた微量の金属異物が混ざったものを圧縮して固めたもので脆く崩れやすい状態である。この廃ウレタン圧縮材には、廃発泡ウレタンの破砕物以外に、廃発泡ウレタンと比重が近くて風力選別で除去されなかったポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル・ブタジェン・スチレン共重合物（ＡＢＳ）や金属等の異物が含まれている。
【００１９】
このような異物が含まれている廃ウレタン圧縮材を真空断熱パネル１１のコア材に用いると、異物がコア材の連通化を阻害して熱伝導率の低減化に支障をきたすばかりでなく、経時的なガス放出源となる。そこで、本実施形態では、真空断熱パネル１１のコア材１５における熱伝導率の低減及び熱伝導率の経時劣化を改良するために、後述するように廃ウレタン圧縮材から廃ウレタン以外の不純物を高精度に分別除去し、芯材１５に用いるようにしている。
【００２０】
また、廃ウレタン圧縮材は、独立気泡中にフロンもしくはシクロペンタンの揮発性ガスを含む廃ウレタンを破砕・粗粉砕されて形成されるが、粒径が約０．６〜１．３ｍｍと大きく、独立気泡が全て破砕されている状態ではない。このような独立気泡が含まれている廃ウレタン圧縮材を真空断熱パネル１１のコア材１５に用いると、独立気泡がコア材１５の連通化を阻害して熱伝導率の低減化に支障をきたすばかりでなく、経時的なガス放出源となる。そこで、本実施形態では、真空断熱パネル１１のコア材１５における熱伝導率の低減及び熱伝導率の経時劣化を改良するために、後述するように廃ウレタン圧縮材を微粉砕して廃ウレタン微粉砕物とし、芯材１５に用いるようにしている。
【００２１】
廃ウレタン圧縮材の微粉砕化と異物選別の高純度化処理を説明する。
【００２２】
破砕分別システムから排出された廃ウレタン圧縮材は、真空断熱パネル製造プラントに搬送され、微粉砕・異物選別システムに投入される（ステップ３０）。微粉砕・異物選別処理システムでは、廃ウレタン圧縮材はまず粗粉砕され（ステップ３１）、その廃ウレタン粗粉砕物からプラスチック粉や鉄系粉末などの金属異物が選別されて取り除かれる（ステップ３２）。
【００２３】
係る廃ウレタン圧縮材の粗粉砕及び異物選別において、廃ウレタン圧縮材はロータリ型の特殊カッタによる一軸せん断式で５ｍｍ程度のチップに破砕され、その粗粉砕物は選別コンベアで高速搬送されて風力差で重量の重いプラスチック粉が選別され、取り除かれる。残った粗粉砕物からスパイラルマグネットを用いて鉄系粉末の金属異物が選別されて取り除かれる。
【００２４】
そして、金属異物が取り除かれた廃ウレタン粗粉砕物は、さらに細かく微粉砕されると共に（ステップ３３）、廃ウレタン微粉砕物１４として微粉砕・選別システムから排出される（ステップ３５）。これによって、６００μｍ以上の粒径比率のものが５０％を超えバラツキも大きかった微粉砕処理前の廃ウレタン圧縮材は、微粉砕処理後に平均粒径が１００μｍ以下となり、異物選別処理前に６９〜８５％であったウレタン純度の廃ウレタン圧縮材は、異物選別処理後にウレタン純度が９５％以上を有するバラツキの少ない安定した廃ウレタン微粉砕物１４となることが判明した。なお、廃ウレタン微粉砕物１４の粒子径は、レーザー回折・散乱法によるマイクロトラック粒度分析計を用いて測定した。
【００２５】
排出された廃ウレタン微粉砕物１４は少量のバインダー剤と混練されてコア材１５が形成される（ステップ４０）。少量のバインダー剤を用いることによって、廃ウレタン微粉砕物１４の連通化の阻害及びバインダー剤からのガス放出を抑制することが可能となり、熱伝導率の向上及び熱伝導率の経時劣化防止を図ることができる。特に、５〜２０重量％のバインダー剤を混練することにより、熱伝導率の向上及び熱伝導率の経時劣化防止が図れることが後述する実施例１〜５で明らかになった。なお、バインダー剤としては、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が使用できる。
【００２６】
また、別途、超極細のガラス短繊維材を層状にしたガラス繊維層６が形成される（ステップ４１）。ガラス繊維層６は、具体的には、平均径３μｍ以下で且つ平均長さ１０ｍｍ以下のガラス短繊維材が用いられ、ウール状、フェルト状またはシート状に形成される。ガラス短繊維材の平均長さは５〜１０ｍｍ程が特に好ましい。
【００２７】
更には、別途、ゲッタ剤４が形成される（ステップ４２）。このゲッタ剤４としては、モレキュラーシーブス、シリカゲル、酸化カルシウム、ゼオライト、活性炭等、炭酸ガスを吸着除去するアルカリ金属としては水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等が用いられる。そして、ゲッタ剤は通常平均２０〜３００μｍ程度の粒径を有し、通気性を有するポリエチレン製、ポリプロレン製、ポリエチレンテレフタレート製等の不織布に充填されている。
【００２８】
そして、コア材１５とガラス繊維層６とが積層され、ガスバリア性フィルム２中にゲッタ剤４と共に収納されて芯材１３が形成される。この芯材１３が収納された状態でガスバリア性フィルム２が真空封止される（ステップ４３）。このガスバリア性フィルム２としては、例えば片面にポリエチレンテレフタレートの表面保護層、中間層がアルミ箔で熱シール層が高密度ポリエチレンからなるラミネートフィルム、もう一方の面には、表面保護層がポリエチレンテレフタレート、中間層がエチレンービニルアルコール共重合樹脂の内層側にアルミ蒸着を施したフィルム層、熱シール層が高密度ポリエチレンからなるラミネートフィルムが用いられる。
【００２９】
コア材１５はガラス繊維層６に積層されてガスバリア性フィルム２に収納されるため、コア材１５の角部などでガスバリア性フィルム２を損傷してしまうことを防止でき、確実な真空封止を行なうことができる。また、真空封止される際に、コア材１５がガラス繊維層６で保護され、真空断熱パネル１１の表面に外観ひずみが発生することを防止できる。
【００３０】
このようにして図２に示す真空断熱パネル１１が作製される。この真空断熱パネル１１は薄形直方体に形成され、図示例では寸法４００ｍｍ×４５０ｍｍ×１５ｍｍである。真空断熱パネル１１の厚さ方向が伝熱方向として用いられ、この伝熱方向に交叉する両面の内側に接触するようにガラス繊維層６が配置されている。換言すれば、このガラス繊維層６の間にコア材１５が配置され、これらはサンドイッチ状態に形成されている。なお、２層以上の積層構造とは、コア材１５と異なるガラス繊維層６がサンドイッチされている構成を言う。
【００３１】
上述のようにして作製された真空断熱パネル１１は、冷蔵庫製造プラントに搬入され（ステップ５０）、冷蔵庫を構成する鉄板製外箱７の平坦面内側に貼り付けられる（ステップ５１）。次いで、冷蔵庫を構成するプラスチック製内箱８が外箱７に組み合わされて冷蔵庫箱体１０が形成され、外箱７と内箱８との間に発泡ポリウレタン９が充填され（ステップ５１）、図３及び図４に示す冷蔵庫が完成される。
【００３２】
この発泡ポリウレタン９は、ポリオールを基本原料としてシクロペンタンと水、整泡剤、反応触媒の存在下でイソシアネートを反応させて得られるものである。係る発泡ポリウレタンを更に具体的に説明する。
【００３３】
ポリオールとしては、ｍ−トリレンジアミン（２，４−トリレンジアミン、２，６−トリレンジアミン）及びｏ−トリレンジアミン（２，３−トリレンジアミン、３，４−トリレンジアミン）から成る開始剤をプロピレンオキサイドの付加物を主に用いている。他の開始剤は、２価アルコールのプロピレングリコール，ジプロピレングリコール、３価アルコールのグリセリン，トリメチロールプロパン、多価アルコールのジグリセリン，メチルグルコシド，ソルビトール，シュークローズ，アルキレンポリアミンのエチレンジアミン，ジエチレントリアミン、アルカノールアミンのモノエタノールアミン，ジエタノールアミン，イソプロパノールアミン、その他のジアミノジフェニルメタン，ビスフェノールＡ，ポリメチレンポリフェニルポリアミンを種々のアルキレンオキサイドで付加物としたポリオールを用いている。
【００３４】
また、イソシアネートとしては、ジフェニルメタンイソシアネート多核体を主に使用している。ジフェニルメタンジイソシアネート多核体を用いたイソシアネートは、ポリエーテルポリオール溶液と粘度差が小さいので、ポリエーテルポリオールとの相溶性が向上する。ジフェニルメタンジイソシアネート多核体を用いることによって、初期反応は比較的速くなりゲル化や硬化が遅くなるので、脱形時のフォーム膨れ量を小さくする。少量であればトリレンジイソシアネート異性体混合物、２，４−体１００部、２，４−体／２，６−体＝８０／２０，６５／３５（重量比）はもちろん、商品名三井コスモネートＴＲＣ，武田薬品のタケネート４０４０プレポリマーのウレタン変性トリレンジイソシアネート，アロファネート変性トリレンジイソシアネート，ビウレット性トリレンジイソシアネート，イソシアヌレート変性トリレンジイソシアネート等も使用できる。４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートとしては、主成分とする純品の他３核体以上の多核体を含有する商品名三井コスモネートＭ−２００，武田薬品製のミリオネートＭＲのジフェニルメタンイソシアネート多核体を使用できる。
【００３５】
また、発泡剤としては、炭化水素系発泡剤のシクロペンタン及び水を用いる。ポリオール混合物１００重量部に対し、１２〜１８重量部のシクロペンタン及び１．０〜１．８重量部の水を組み合わせる。一般にシクロペンタンと水を多く用いれば容易に低密度化できるが、水が多いと気泡セル内の炭酸ガスの分圧が増加して膨れ量が大きくなり、シクロペンタンが多いと圧縮強度や寸法安定性が劣ってくる。
【００３６】
また、反応触媒としては、テトラメチルヘキサメチレンジアミン，ペンタメチルジエチレントリアミン、３量化触媒を併用して高速反応化とキュアー性を高められる。反応触媒の配合量は、ポリオール成分１００重量部に対し、２〜５重量部が好ましい。それ以外に、第３級アミンのトリメチルアミノエチルピペラジン，トリエチレンジアミン，テトラメチルエチレンジアミン、３量化触媒のトリス（３−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドローＳ−トリアジン、遅効性触媒のジプロピレングリコール，酢酸カリジエチレングリコール等、反応性が合致すれば使用することができる。
【００３７】
また、整泡剤としては、低表面張力の方が気泡セルの大きさがそろうので、フォームは一様に膨れ、一様な強度を有する。整泡剤の配合量は、ポリオール成分が１００重量部あたり１．５〜４重量部である。製泡剤としては、例えばゴールドシュミット製のＢ−８４６１，Ｂ−８４６２，信越化学製のＸ−２０−１６１４，Ｘ−２０−１６３４，日本ユニカ製のＳＺ−１１２７，ＳＺ−１６７１を用いる。
【００３８】
上記材料を用いて、硬質ポリウレタンフォーム９を発泡する。発泡機は、例えばプロマート社製ＰＵ−３０型発泡機が用いられる。発泡条件は、発泡機の種類によって多少異なるが通常は液温１８〜３０℃、吐出圧力８０〜１５０ｋｇ／ｃｍ²、吐出量１５〜３０ｋｇ／ｍｉｎ、型箱の温度は３５〜４５℃が好ましい条件である。
【００３９】
このようにして作製された冷蔵庫は冷蔵庫製造プラントから搬送され（ステップ５３）、一般家庭などで使用される。
【００４０】
本実施形態では、廃ウレタン微粉砕物１４に少量のバインダー剤を混練して形成したコア材１５と、超極細のガラス短繊維材を層状に形成したガラス繊維層６とを積層してゲッタ剤４と共にガスバリア性フィルム２中に収納して芯材としたことにより、発泡ポリウレタンのリサイクル率の向上を図りつつ熱伝導率の向上及び熱伝導率の経時劣化防止が図れると共に外観品質が優れたものとすることができる。
【００４１】
ガラス繊維層６についてさらに詳細に説明する。通常の平均繊維径が大きいグラスウール等を芯材に用いた場合には、熱伝導率が高くなるとともに熱伝導率の経時劣化が大きくなってしまう。平均繊維径が３μｍ以上になると、繊維が同一方向に配列し易く、繊維の接触が線接触に近くなって接触熱抵抗が小さくなるため、接触した繊維を通しての伝熱量が大きくなって断熱性能が低下してしまう。また、繊維どうしがサイジング材やバインダー剤で２重に接着されることになるが、平均繊維径が大きいほどこれらを介する面積が大きくなって接触熱抵抗が小さくなくなるため、サイジング材やバインダー剤を通しての伝熱量が大きくなって断熱性能が低下してしまう。更には、平均繊維径が大きくなるほどサイジング材とバインダー剤の有機成分よりガスの放出量が多くなって熱伝導率の経時劣化が大きくなってしまう。
【００４２】
これに対し、本実施形態のように、平均径３μｍ以下で且つ平均長さ１０ｍｍ以下のガラス短繊維材を用いたガラス繊維層６とすることにより、伝熱方向に不連続で素材間の接触熱抵抗を有効に活用することができ、しかも、接触熱抵抗の他に熱流路がジグザグとなり、それによって熱抵抗が増大して熱伝導率が低くできると共に、サイジング材やバインダー材の接触面積が減少して熱伝導率が低くでき、ガス放出量が低減して熱伝導率の経時劣化を防止することができる。
【００４３】
本発明の実施例１〜５及び比較例１〜３を表1を参照しながら詳細に説明する。各実施例及び各比較例の真空断熱パネル及び冷蔵庫の作製内容は、以下に述べる各実施例及び各比較例の説明と表１に示す内容の差異とを除いて、基本的には上述した実施形態と同一である。
【００４４】
【表１】

表1には、真空断熱パネル１１のコア材１５の混合比率、廃ウレタン微粉砕物１４の粒径（ウレタン粉粒径）、廃ウレタン微粉砕物１４の純度（ウレタン粉純度）、ガラス短繊維材の繊維径、コア材１５の層数、コア材１５の成形温度、真空断熱パネル１１の熱伝導率、冷蔵庫の熱漏洩量低減率、真空断熱パネル１１及び冷蔵庫の外観品質を示す。
（実施例１）
この実施例１の硬質ポリウレタンフォーム９は、ポリオールとして、平均水酸基価が４５０のｍ−トリレンジアミンにプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを４０重量部、平均水酸基価が４７０のｏ−トリレンジアミンにプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを３０重量部、平均水酸基価が３８０のｏ−トリレンジアミンにプロピレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを３０重量部の混合ポリオール成分１００重量部に、シクロペンタン１５重量部に水１．５部及び反応触媒としてテトラメチルヘキサメチレンジアミン１．２重量部とトリメチルアミノエチルピペラジン２部、整泡剤として有機シリコーン化合物Ｘ−２０−１６１４を２重量部、イソシアネート成分としてミリオネートＭＲのジフェニルメタンイソシアネート多核体を１２５部用いて発泡充填されたものである。
【００４５】
また、この実施例１では、真空断熱パネル１１へ廃ウレタンをマテリアルリサイクルすることを実現するため、粗粉砕・異物選別・微粉砕を行い、廃ウレタン微粉砕物１４の作製処理を行ったものである。その処理工程及び測定評価は、以下の内容で行った。
【００４６】
廃ウレタン圧縮材には粉体、スポンジ状発泡体、プラスチック破砕物が含まれており、まず廃ウレタン圧縮材中の任意の３ヶ所から１０ｇを採取して総重量測定を行った後、プラスチック破砕物の選別を行なった。このプラスチック破砕物から外観色目が異なる３点（白色片／灰色片／半透明片）をＦＴ−ＩＲ分析した結果、廃発泡ウレタン以外のＡＢＳ樹脂とＰＰ樹脂が含まれていることが判明した。プラスチック破砕物の重量を測定し、総重量とプラスチック破砕物重量との差を発泡ポリウレタンの重量とした。
【００４７】
廃ウレタン圧縮材全体に対する樹脂部分の重量比は、強熱残分測定における減量分を樹脂部分とした。強熱残分測定は、試料を凍結粉末粉砕法で微粉砕し真空乾燥（７０℃／３時間）を行い、四分法を用いてサンプル１ｇを採取し均一試料とした。電気炉中で強熱（８００℃／３時間）し残分の重量を測定した。また、蛍光Ｘ線分析を用いて強熱残分をポリエステルフィルムで保持して測定した。強熱残分の重量と金属組成比から、試料全体に対する各金属成分の重量比を計算した。上記方法で異物選別処理前の廃ウレタン圧縮材には、１２〜２６％のウレタン以外の樹脂と３〜５％の金属異物が含まれ、異物選別処理後の廃ウレタン微粉砕物１４には、約１．５％のウレタン以外の樹脂と約２％の金属異物が含まれていることが判った。これより異物選別は、プラスチック粉選別回収率が約９２％、金属異物選別回収率が約５１％であった。また、廃ウレタン純度は、異物選別処理前が６９〜８５％から異物選別処理後が９６％になることを確認した。
【００４８】
更に、廃ウレタン微粉砕物１４の粒子径は、レーザー回折・散乱法によるマイクロトラック粒度分析計を用いて測定した。微粉砕処理前の廃ウレタン圧縮材は、０．６ｍｍ以上の粒径比率が５０％を超えバラツキも大きいものであった。しかし、微粉砕後の廃ウレタン微粉砕物１４は、平均粒径が６０μｍであり、１００μｍ以下の粒径比率も９５％以上でバラツキも少なく安定した粒径のものであった。
【００４９】
また、真空断熱パネル１１のコア材１５は、微粉砕化した廃ウレタン微粉砕物１４にフェノール樹脂粉末のバインダー剤を５重量部配合して、Ｖ字型混合機を用いて混合したものである。芯材１３の熱伝導率を低減するには、粒径が小さく純度が高い方が好ましいため、微粉砕化した廃ウレタン微粉砕物１４は平均粒径が６０μｍ、純度９６％の廃物を使用した。係る混合物を金型内に必要量を投入し、１８０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形しコア材１５を作製した。コア材１５に含まれる脱ガス及び水が熱伝導率に影響するため、１１０℃で１時間のエージング処理を行った。
【００５０】
その後、コア材１５を１．０μｍ径のガラス短繊維層６でサンドイッチし、その層数を３層として芯材１３とし、この芯材１３をガスバリア性フィルム２に収納し、更にガスを吸着するゲッタ剤４（モレキュラーシーブス１３Ｘ／活性炭）をガスバリア性フィルム２に収納する。この状態で、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、ガスバリア性フィルム２の内部圧力が１．３Ｐａになるまで排気した後、ガスバリア性フィルム２の端部をヒートシールで封止して真空断熱パネル１１を作製した。
【００５１】
このようにして得られた真空断熱パネル１１の熱伝導率を、英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した。その結果を表１に示す。熱伝導率は、初期で５．５ｍＷ／ｍ・Ｋ、１ヶ月後には６．２ｍＷ／ｍ・Ｋとなった。また、作製した真空断熱パネル１１の３枚を冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、後述する比較例１に対して熱漏洩量の低減率が３．５％であり、外観ひずみも発生せず良好であった。
（実施例２）
この実施例２は、実施例１と比較して、以下の点が相違する。廃ウレタン微粉砕物１４には平均粒径が７０μｍ、純度９９％のものを用いた。また、ガラス短繊維材６には１．５μｍ径のものを用いた。
【００５２】
この実施例２の真空断熱パネル１１の熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期で５．８ｍＷ／ｍ・Ｋ、１ヶ月後には６．５ｍＷ／ｍ・Ｋとなった。また、作製した真空断熱パネル１１の３枚を冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、比較例１に対して熱漏洩量の低減率が３．２％であり、外観ひずみも発生せず良好であった。
（実施例３）
この実施例３は、実施例１と比較して、以下の点が相違する。廃ウレタン微粉砕物１４には平均粒径が８０μｍ、純度９５％のものを用いた。そして、真空断熱パネル１１のコア材１５として、廃ウレタン微粉砕物１４の９０重量部にフェノール樹脂粉末のバインダー剤を１０重量部配合し、Ｖ字型混合機を用いて混合し、この混合物を金型内に必要量を投入し、１７０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形した。さらには、ガラス短繊維材６には２．０μｍ径のものを用い、芯材１３の層数は５層としたものである。
【００５３】
この実施例３の真空断熱パネル１１の熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期で６．０ｍＷ／ｍ・Ｋ、１ヶ月後には６．８ｍＷ／ｍ・Ｋとなった。また、作製した真空断熱パネル１１の３枚を冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、比較例１に対して熱漏洩量の低減率が３．０％であり、外観ひずみも発生せず良好であった。
（実施例４）
この実施例４は、実施例1と比較して、以下の点が相違する。廃ウレタン微粉砕物１４には平均粒径が９０μｍ、純度９７％のものを用いた。そして、真空断熱パネル用１１のコア材１５として、廃ウレタン微粉砕物１４の８５重量部にフェノール樹脂粉末のバインダー剤を１５重量部配合して、Ｖ字型混合機を用いて混合し、その混合物を金型内に必要量を投入し、１６０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形した。ガラス短繊維材６には２．５μｍ径のものを用いた。
【００５４】
この実施例４の真空断熱パネル１１の熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期で６．３ｍＷ／ｍ・Ｋ、１ヶ月後には７．０ｍＷ／ｍ・Ｋとなった。また、作製した真空断熱パネル１１の３枚を冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、比較例１に対して熱漏洩量の低減率が２．８％であり、外観ひずみも発生せず良好であった。
（実施例５）
この実施例５は、実施例１と比較して、以下の点が相違する。廃ウレタン微粉砕物１４には平均粒径が１００μｍ、純度９７％のものを使用した。そして、真空断熱パネル１１のコア材１５として、廃ウレタン微粉砕物１４の８０重量部にフェノール樹脂粉末のバインダー剤を２０重量部配合して、Ｖ字型混合機を用いて混合し、その混合物を金型内に必要量を投入し、１７０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形した。また、ガスバリア性フィルム２にコア材１５を３．０μｍ径のガラス短繊維材６でサンドイッチし、芯材１３の層数を２層とし、更にガスを吸着するゲッタ剤４（モレキュラーシーブス１３Ｘ／活性炭）を詰めたものである。
【００５５】
この実施例５の真空断熱パネル１１の熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期で６．５ｍＷ／ｍ・Ｋ、１ヶ月後には７．３ｍＷ／ｍ・Ｋとなった。また、作製した真空断熱パネル１１の３枚を冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、比較例１に対して熱漏洩量の低減率が２．５％であり、外観ひずみも発生せず良好であった。
（比較例１）
比較例１の真空断熱パネルのコア材には、微粉砕化及び異物選別を遂行していない廃ウレタン粉砕物（平均粒径１５０μｍ、純度８０％の廃物）を用いた。廃ウレタン粉砕物にフェノール樹脂粉末のバインダー剤を５重量部配合して、Ｖ字型混合機を用いて混合した。その後、混合物を金型内に必要量を投入し、１６０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形しコア材１５を作製した。更にガスを吸着するゲッタ剤４（モレキュラーシーブス１３Ｘ／活性炭）を詰め、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、真空断熱パネルの内部圧力が１．３Ｐａになるまで排気した後、端部をヒートシールで封止して真空断熱パネルを作製した。ガラス短繊維材は使用せず芯材は１層とした。
【００５６】
このようにして得られた比較例１の真空断熱パネルの熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期が２０．５ｍＷ／ｍ・Ｋと高く、１ヶ月後には３２．５ｍＷ／ｍ・Ｋと更に高くなった。また、この真空断熱パネルを３枚冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、熱漏洩量の低減の基準としており、外観ひずみが発生した。
（比較例２）
比較例２の真空断熱パネルのコア材には、微粉砕化及び異物選別を遂行していない廃ウレタン粉砕物（平均粒径５００μｍ、純度８５％の廃物）を用いた。廃ウレタン粉砕物にフェノール樹脂粉末のバインダー剤を５０重量部配合して、Ｖ字型混合機を用いて混合した。その後、混合物を金型内に必要量を投入し、１８０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形しコア材を作製した。更に、ガスバリア性フィルムにコア材を平均繊維径が４．０μｍのガラス短繊維材６でサンドイッチし、芯材の層数を３層とし、更にガスを吸着するゲッタ剤４（モレキュラーシーブス１３Ｘ/活性炭）を詰め、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、真空断熱パネルの内部圧力が１．３Ｐａになるまで排気した後、端部をヒートシールで封止して真空断熱パネルを作製した。
【００５７】
このようにして得られた比較例２の真空断熱パネルの熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期が１６．５ｍＷ／ｍ・Ｋと高く、１ヶ月後には２８．５ｍＷ／ｍ・Ｋと更に高くなった。また、この真空断熱パネルを３枚冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫は、比較例１に対して熱漏洩量の低減が見られなかった。
（比較例３）
比較例３の真空断熱パネルのコア材には、微粉砕化及び異物選別を遂行していない廃ウレタン粉砕物５（平均粒径３００μｍ、純度８８％の廃物）を用いた。廃ウレタン粉砕物５にフェノール樹脂粉末のバインダー剤を３０重量部に配合して、Ｖ字型混合機を用いて混合した。その後、混合物を金型内に必要量を投入し、１７０℃の温度で２０分間、４９ｋＰａの圧縮力で成形しコア材を作製した。更に、ガスバリア性フィルムにコア材を平均繊維径が６．０μｍのガラス短繊維層でサンドイッチし、芯材の層数を５層とし、更にガスを吸着するゲッタ剤４（モレキュラーシーブス１３Ｘ／活性炭）を詰め、真空包装機のロータリーポンプで１０分、拡散ポンプで１０分、真空断熱パネルの内部圧力が１．３Ｐａになるまで排気した後、端部をヒートシールで封止して真空断熱パネルを作製した。
【００５８】
このようにして得られた比較例３の真空断熱パネルの熱伝導率を英弘精機（株）製のＡＵＴＯ−Λにて測定した結果を表１に示す。熱伝導率は、初期が１１．２ｍＷ／ｍ・Ｋと高く、１ヶ月後には１６．５ｍＷ／ｍ・Ｋと更に高くなった。また、この真空断熱パネルを３枚冷蔵庫箱体１０中に挿入した冷蔵庫では、比較例１に対して熱漏洩量の低減はほとんど見られなかった。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、使用済の発泡ポリウレタンのリサイクル率向上を図りつつ熱伝導率の向上及び熱伝導率の経時劣化防止が図れると共に外観品質が優れ、しかもコア材の角部によるガスバリア性フィルムの損傷を防止できる真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の真空断熱パネル及びこれを用いた冷蔵庫の製造工程を示すフローチャート図である。
【図２】図１で製造された真空断熱パネルの断面模式図である。
【図３】図２の真空断熱パネルを挿入した冷蔵庫断熱箱体の斜視模式図である。
【図４】図３の真空断熱パネル挿入部の断面拡大模式図である。
【符号の説明】
２…ガスバリア性フィルム、４…ゲッタ剤、６…ガラス繊維層、７…外箱、８…内箱、９…発泡ポリウレタン、１０…冷蔵庫箱体、１１…真空断熱パネル、１３…芯材、１４…廃ウレタン微粉砕物、１５…コア材。

Claims

ガスバリア性フィルム中に芯材を収納して真空封止した真空断熱パネルにおいて、
前記芯材は、廃ウレタン微粉砕物と少量のバインダー剤とが混合され圧縮形成されて角部を有するコア材と、超極細のガラス短繊維材を層状に形成し且つ前記コア材の両側に前記角部と同じ位置に端面を有して積層したガラス繊維層と、ゲッタ剤とを備えた
ことを特徴とする真空断熱パネル。
請求項１において、
前記バインダー剤はコア材混合比率で５〜２０重量％の範囲内とし、
前記ガラス繊維層は平均径が３μｍ以下で且つ平均長が１０ｍｍ以下の前記ガラス短繊維材を用いてウール状、フェルト状またはシート状に形成し、
前記廃ウレタン微粉砕物は平均粒径が１００μｍ以下で９５％以上のウレタン純度を有する廃ウレタンを用いた
ことを特徴とする真空断熱パネル。
廃冷蔵庫などから回収された廃ウレタンを微粉砕し、
この微粉砕された廃ウレタン微粉砕物と少量のバインダー剤とを混合して圧縮成形して角部を有するコア材を形成し、
超極細のガラス短繊維材を層状にしたガラス繊維層を形成し、
前記コア材の両側に前記角部と同じ位置に端面を有して前記ガラス繊維層を積層して当該コア材及び当該ガラス繊維層をゲッタ剤と共にガスバリア性フィルム中に芯材として収納し、
前記ガスバリア性フィルムを真空封止する
ことを特徴とする真空断熱パネルの製造方法。
外箱と内箱との間に真空断熱パネルを配置し、前記真空断熱パネルが前記外箱に接触するように前記外箱と前記内箱との間にウレタンを発泡して充填した冷蔵庫において、
前記真空断熱パネルは、ガスバリア性フィルム中に芯材を収納し、内部を真空封止して形成し、
前記芯材は、廃ウレタン微粉砕物と少量のバインダー剤とが混合され圧縮形成されて角部を有するコア材と、前記ガスバリア性フィルムの前記外箱に接触する面の内側に接触し且つ前記コア材の両側に前記角部と同じ位置に端面を有して積層したガラス繊維層と、ゲッタ剤とを備えた
ことを特徴とする冷蔵庫。
請求項４において、
前記ガラス短繊維層は平均径が３μｍ以下から成る超極細のガラス短繊維材を層状に形成し、
前記バインダー剤は５〜２０重量％のコア材混合比率とし、
前記廃ウレタン微粉砕物は平均粒径が１００μｍ以下で９５％以上のウレタン純度を有する廃発泡ウレタンを用いた
ことを特徴とする冷蔵庫。