JP4974861B2

JP4974861B2 - 真空断熱材

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Publication number: JP4974861B2
Application number: JP2007307664A
Authority: JP
Inventors: 俊雄篠木; 憲朗光田; 秀一松本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: JP2009133336A

Description

この発明は、真空断熱材に関するものである。

従来、断熱性能の向上を図るために、伝熱方向へ積層された多数枚のシート状物をパネル内に配設し、内部を高真空として封止した真空断熱材が提案されている。シート状物は、積層方向に直角方向でランダムに配置されたガラス繊維と、積層方向に沿って配置されたペネトレーション繊維とにより構成されている。ガラス繊維及びペネトレーション繊維により、シート状物全体として均一に高密度化が図られている。これにより、パネル内の高真空によるシート状物の圧縮変形が抑制される（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６０−２０８６９６号公報

しかし、ペネトレーション繊維が伝熱方向に沿って配置されているので、熱がペネトレーション繊維を伝わることにより、真空断熱材の断熱性能が低下してしまう。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、断熱性能の向上を図ることができる真空断熱材を得ることを目的とする。

この発明に係る真空断熱材は、積層された複数の断熱層を有し、複数本の繊維を含む多孔質シートが各断熱層にそれぞれ設けられた芯材、及び芯材を覆って密閉し、内部が減圧されている外被材を備え、各断熱層の少なくともいずれかは、断熱層に沿った方向について互いに隣接する高密度部及び低密度部を有し、高密度部における繊維の占有率は、低密度部における繊維の占有率よりも高くなっている。

この発明に係る真空断熱材では、芯材の断熱層が断熱層に沿った方向について互いに隣接する高密度部及び低密度部を有し、高密度部における繊維の占有率が低密度部における繊維の占有率よりも高くなっているので、積層方向に沿って繊維を配置することなく高密度部の強度を向上させることができ、外被材内の減圧による芯材の圧縮変形の抑制を図ることができる。従って、密閉フィルム内が減圧されても断熱層内の空間を維持することができ、繊維の熱伝導による熱の移動を抑制することができる。このことから、真空断熱材全体の断熱性能の向上を図ることができる。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による真空断熱材を示す縦断面図である。図において、真空断熱材１は、高温側から低温側への熱の移動を抑制する。また、真空断熱材１は、高温側及び低温側間を結ぶ方向（伝熱方向）へ積層された複数の断熱層を含む芯材２と、芯材２を覆って密閉する密閉フィルム３とを有している。

密閉フィルム３内は、減圧されており、真空に近い状態とされている。これにより、密閉フィルム３が変形され、芯材２は周囲の大気圧による圧縮力を受けている。

各断熱層には、複数本の繊維により構成された不織布４が設けられている。不織布４は、内部が多孔質とされた多孔質シートである。各断熱層は、断熱層の厚さが縮小する方向へ大気圧による圧縮力を受けている。また、各断熱層は、不織布４が圧縮力を支えることにより保持されている。即ち、各断熱層の厚さは、圧縮力を受ける不織布４により確保されている。なお、不織布４を構成する繊維としては、例えば樹脂系繊維（ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリエステル等）やガラス系繊維等が挙げられる。

図２は、図１の不織布４を示す斜視図である。図において、不織布４は、複数本の繊維が所定の充填密度で配置された複数の低充填部５と、不織布４の表面に沿った方向について低充填部５に隣接し、繊維の充填密度が低充填部５よりも高くなっている複数の高充填部６とを有している。この例では、各低充填部５及び各高充填部６は、不織布４の表面に沿った方向へ交互に並べられている。また、各低充填部５及び各高充填部６は、交互に並べられた方向に垂直な方向へ平行に不織布４の表面に沿って延びている。なお、不織布４における繊維の充填密度とは、不織布４における単位体積当たりの繊維の質量である。

各断熱層は、不織布４の低充填部５が存在する低密度部と、不織布４の高充填部６が存在する高密度部とを有している。断熱層の低密度部及び高密度部は、断熱層に沿った方向について互いに隣接している。即ち、各断熱層では、低充填部５及び高充填部６が断熱層に沿って並ぶように不織布４が設けられている。これにより、各高密度部における繊維の占有率は、各低密度部における繊維の占有率よりも高くなっている。即ち、不織布４における繊維の充填密度が断熱層の低密度部よりも高密度部で高くされることにより、断熱層の高密度部における繊維の占有率が低密度部における繊維の占有率よりも高くされている。

なお、この例では、各低充填部５及び各高充填部６が交互に配置され、かつ不織布４の表面に沿って平行に延びているので、断熱層の各低密度部及び各高密度部は、交互に配置され、かつ断熱層に沿って平行に延びている。

次に、真空断熱材１の製造方法について説明する。まず、低充填部５及び高充填部６が形成されている不織布４を複数枚重ねて芯材２を作製する。この後、芯材２を加熱する等の手段を用いて含有水分を除去する。このとき、吸気しながら９０℃程度に加熱すると水分除去がより効果的に行なえる。この後、芯材２を密閉フィルム３で覆い、密閉フィルム３で覆った芯材２を真空チャンバ内に入れる。この後、真空チャンバ内を減圧することにより、密閉フィルム３内を減圧して密閉フィルム３内の状態を真空状態にする。この後、密閉フィルム３内が真空になっている状態で密閉フィルム３を密閉した後、真空チャンバ内の圧力を大気圧状態にまで戻す。これにより、真空断熱材１が完成する。完成した真空断熱材１内の状態は真空状態に保持され、密閉フィルム３及び芯材２は外部との圧力差による圧縮力を受けている。

ここで、熱が移動する態様としては、対流熱伝達、熱伝導及び輻射熱伝達の３つの態様がある。従って、この３つの態様による熱の移動を抑制することにより、断熱性能の向上を図ることができる。

真空断熱材１では、密閉フィルム３内の減圧によって、対流熱伝達による熱の移動が抑制されている。また、熱伝導による熱の移動を抑制するためには、芯材２における不織布４の繊維の占有率を小さくすればよいが、密閉フィルム３内に不織布４が少なくなりすぎると、輻射熱伝達及び気体熱伝導により真空断熱材１の断熱性能が逆に低下する。従って、芯材２における不織布４の繊維の占有率を所定の範囲に保つ必要がある。実験では、不織布４が樹脂系繊維やガラス系繊維により構成されている場合、芯材２における不織布４の繊維の占有率が５〜２０％の範囲にあるときに真空断熱材１の断熱性能が向上することが確認されている。

芯材２における不織布４の繊維の占有率は、密閉フィルム３内の減圧による芯材２の圧縮変形により増大する。芯材２における不織布４の繊維の占有率が増大すると、熱伝導による熱の移動が多くなり、断熱性能が低下することとなる。従って、芯材２が圧縮変形を抑制することにより、真空断熱材１の断熱性能の低下を抑制することができる。

このような真空断熱材１では、芯材２の断熱層が断熱層に沿った方向について互いに隣接する高密度部及び低密度部を有し、高密度部における繊維の占有率が低密度部における繊維の占有率よりも高くなっているので、積層方向に沿って繊維を配置することなく高密度部の強度を向上させることができ、密閉フィルム３内の減圧による芯材２の圧縮変形の抑制を図ることができる。従って、密閉フィルム３内が減圧されても断熱層内の空間を維持することができ、繊維の熱伝導による熱の移動を抑制することができる。このことから、真空断熱材１全体の断熱性能の向上を図ることができる。

また、不織布４における繊維の充填密度が断熱層の低密度部よりも高密度部で高くされているので、複数の不織布４を重ねるだけで、高密度部における繊維の占有率を低密度部における繊維の占有率よりも高くすることができる。従って、芯材２を容易に作製することができる。

また、多孔質シートとして不織布４が用いられているので、多孔質シートを容易に入手することができ、真空断熱材１のコストの低減化を図ることができる。

本実施の形態による真空断熱材１の断熱性能が向上されることを確認するために、実施の形態１による真空断熱材１（実施例Ａ）と、実施例Ａと比較される真空断熱材（比較例）とについて、熱伝導率の計測を行った。

なお、実施例Ａでは、不織布４の繊維として、直径１０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維が用いられている。また、低充填部５での繊維の目付量が２０ｇ／ｍ^２、高充填部６での繊維の目付量が４０ｇ／ｍ^２、不織布４の厚さが１５０μｍとされている。さらに、芯材２は、３０枚の不織布４を重ねることにより作製されている。さらにまた、密閉フィルム３は、アルミニウム及びポリエチレンを主成分とする厚さ１００μｍのアルミラミネートフィルムとされている。また、密閉フィルム３内は、３Ｐａにまで減圧されている。

比較例では、不織布の繊維の目付量のみが実施例Ａと異なっている。ここでは、不織布の繊維の目付量が不織布全体について均一に２０ｇ／ｍ^２とされている。即ち、不織布の繊維の充填密度が比較例では均一とされているのに対し、実施例Ａでは低充填部と高充填部とで異なっている。比較例の他の構成は実施例Ａと同様である。

計測の結果、比較例の熱伝導率が約０．００６Ｗ／ｍＫとなったのに対し、実施例Ａの熱伝導率が約０．００２５Ｗ／ｍＫとなった。これにより、実施例Ａの真空断熱材１の断熱性能が向上されていることが確認された。なお、このとき、比較例では、不織布の減圧前の厚さから減圧後の厚さへの減少率が約５０％であり、断熱層における減圧後の繊維の占有率が約２７％であった。また、実施例Ａでは、不織布４の減圧前の厚さから減圧後の厚さへの減少率が約３０％であり、断熱層における減圧後の繊維の占有率が約２０％であった。

なお、上記の例では、不織布４の各高充填部６が平行にされて互いに交差しないようになっているが、図３に示すように、各高充填部６を交差させて高充填部６の形状を格子状としてもよい。即ち、上記の例では、芯材２の強度を高くするために、断熱層の積層方向に高充填部６の位置を合わせて不織布４を重ねることが望ましいが、高充填部６の位置を合わせるのに手間がかかってしまう。共通の断熱層において各高充填部６を交差させて配置しておけば、不織布４を重ねるときに高充填部６の位置を正確に調整することなく、各高充填部６の少なくとも一部を積層方向について合わせることができる。従って、このようにすれば、芯材２の強度の確保を容易にすることができるとともに、芯材２の作製も容易にすることができる。なお、この場合、低充填部５は、高充填部６の格子に囲まれて配置される。

また、各高充填部６を交差させて格子状とすることに限定することはなく、例えば低充填部５を囲む高充填部６の外形を円状、三角形状あるいはハニカム形状等にしてもよい。

また、上記の例では、高密度部及び低密度部が各断熱層に設けられているが、すべての断熱層に高密度部及び低密度部を設ける必要はなく、各断熱層の少なくともいずれかに高密度部及び低密度部を設けてもよい。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による真空断熱材の不織布４を示す斜視図である。図において、不織布４における繊維の充填密度は、不織布４の全体で均一になっている。各断熱層では、不織布４が折り返されることにより不織布４の一部が互いに重ねられている。

この例では、不織布４の一方の面が内側になるように不織布４が折り返された（即ち、谷折りが行われた）後、一方の面が外側になるように不織布４が折り返される（即ち、山折りが行われる）ことにより、不織布４の一部が互いに重ねられている。従って、谷折り及び山折りにより互いに重ねられた不織布４の部分は、不織布４が３層に重ねられている。また、谷折り及び山折りにより互いに重ねられた不織布４の部分は、断熱層に沿った方向へ間隔を置いて複数設けられている。即ち、共通の断熱層では、不織布４の一部が折り返しにより重ねられて３層となっている部分と、不織布４の折り返しによる重なりが回避されて単層となっている部分とが、断熱層に沿った方向へ交互に並べられている。

各断熱層は、不織布４が折り返しにより重ねられた３層の部分が存在する高密度部と、不織布４が単層となっている部分が存在する低密度部とを有している。不織布４が折り返しにより重ねられた３層の部分では、不織布４の単層の部分に比べて、繊維の量が３倍となっている。これにより、高密度部における繊維の占有率は、低密度部における繊維の占有率よりも高くなっている。即ち、不織布４が折り返しにより重ねられる数が低密度部よりも高密度部で多くされることにより、高密度部における繊維の占有率が低密度部における繊維の占有率よりも高くなっている。他の構成は実施の形態１と同様である。

このような真空断熱材では、不織布４が折り返されることにより不織布４の一部が互いに重ねられており、不織布４が折り返しにより重ねられる数が低密度部よりも高密度部で多くされることにより、高密度部における繊維の占有率が低密度部における繊維の占有率よりも高くなっているので、積層方向に沿って繊維を配置することなく高密度部の強度を向上させることができ、密閉フィルム３内の減圧による芯材２の圧縮変形の抑制を図ることができる。これにより、真空断熱材１全体の断熱性能の向上を図ることができる。また、繊維の充填密度が部分的に異なる特殊な不織布を用いることなく、繊維の充填密度が均一とされた不織布４を折り返すだけで、断熱層に高密度部及び低密度部を設けることができる。従って、芯材２を容易に作製することができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。

なお、上記の例では、断熱層の低密度部に配置された不織布４の部分が単層とされているが、不織布４が重ねられた数が低密度部よりも高密度部で多くなっていれば、高密度部における繊維の占有率を低密度部における繊維の占有率よりも高くすることができるので、断熱層の低密度部で不織布４が互いに重ねられていてもよい。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３による真空断熱材の不織布４を示す斜視図である。また、図６は、図５の不織布４が重ねられた状態を示す斜視図である。図において、不織布４における繊維の充填密度は、不織布４の全体で均一になっている。各断熱層では、不織布４が折り返されることにより不織布４の一部が互いに重ねられている。

この例では、谷折りが行われた後に山折りが行われることにより互いに重ねられた不織布４の部分（正方向折り返し積層部）４ａと、山折りが行われた後に谷折りが行われることにより互いに重ねられた不織布４の部分（逆方向折り返し積層部）４ｂとが共通の断熱層に設けられている。正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂは、平行に配置されている。また、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂは、不織布４の折り返しによる重なりが回避されて単層となっている部分を介して、断熱層の沿った方向へ交互に配置されている。

各断熱層は、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂのいずれかが存在する高密度部と、不織布４が単層となっている部分が存在する低密度部とを有している。これにより、高密度部における繊維の占有率は、低密度部における繊維の占有率よりも高くなっている。

各不織布４は、図６に示すように、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂのそれぞれに沿った方向が同一になるように、重ねられている。また、各不織布４は、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂのそれぞれの位置を合わせて重ねられている。他の構成は実施の形態２と同様である。

このような真空断熱材であっても、実施の形態２と同様に、真空断熱材１全体の断熱性能の向上を図ることができる。また、芯材２を容易に作製することができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。

なお、上記の例では、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂに沿った方向がすべての断熱層で同一の方向になるように各不織布４が重ねられているが、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂに沿った方向が、互いに隣り合う断熱層で互いに異なるように、各不織布４を重ねてもよい。

例えば、図７に示すように、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂに沿った方向が所定の方向になるように配置された第１の不織布４と、断熱層の積層方向に沿った軸線を中心として第１の不織布４を９０度回転させた第２の不織布４とを交互に重ねるようにしてもよい。このようにすれば、断熱層の積層方向について見たときに、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂが第１の不織布４と第２の不織布４とで交差するようになり、不織布４を重ねるときに正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂの各位置を正確に調整することなく、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂの少なくとも一部を重ねることができる。従って、芯材２の強度の確保を容易にすることができるとともに、芯材２の作製も容易にすることができる。

実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４による真空断熱材の不織布が重ねられた状態を示す斜視図である。図において、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂが設けられた不織布４と、折り返されていない平面状の不織布１１とが交互に重ねられている。即ち、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂが設けられた各不織布４間には、平面状の不織布１１が挟まれている。

平面状の不織布１１における繊維の充填密度は、不織布１１の全体に均一になっている。従って、平面状の不織布１１が設けられた断熱層では、繊維の占有率が断熱層全体について均一になっており、高密度部及び低密度部は設けられていない。各不織布４は、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂのそれぞれに沿った方向が同一になるように、重ねられている。他の構成は実施の形態３と同様である。

このような真空断熱材では、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂが設けられた各不織布４間に平面状の不織布１１が挟まれているので、断熱層が受ける圧縮力を平面状の不織布１１で分散することができる。これにより、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂが各不織布４間でずれている場合であっても、平面状の不織布１１により分散された圧縮力の一部を正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂにより支持することができる。従って、不織布４を重ねるときに正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂの各位置を正確に調整することなく、芯材２の強度を確保することができる。

なお、上記の例では、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂに沿った方向が同一になるように、各不織布４が重ねられているが、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂに沿った方向が、平面状の不織布１１を挟む２つの不織布４で互いに異なるように、各不織布４，１１を重ねてもよい。

例えば、図９に示すように、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂに沿った方向が所定の方向になるように配置された第１の不織布４と、断熱層の積層方向に沿った軸線を中心として第１の不織布４を９０度回転させた第２の不織布４とを、平面状の不織布１１と介在させながら、交互に重ねるようにしてもよい。このようにすれば、平面状の不織布１１で圧縮力を分散することができるとともに、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂの少なくとも一部を重ねることができる。従って、芯材２の強度の確保をさらに容易にすることができる。

実施の形態５．
図１０は、この発明の実施の形態５による真空断熱材の不織布が重ねられた状態を示す斜視図である。図において、不織布４の山折り及び谷折りのそれぞれが行われている部分（折り返し部）には、繊維を切断する複数の繊維切断口１５が設けられている。これにより、不織布４の折り返し部を横切って連続する繊維は、繊維切断口１５により不連続にされている。繊維切断口１５は、不織布４の折り返し部の稜線に沿って設けられている。また、共通の折り返し部に設けられた各繊維切断口１５は、折り返し部の稜線に沿った方向へ間隔を置いて配置されている。

正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂに沿った方向は、平面状の不織布１１を挟む２つの不織布４で互いに異なっている。他の構成は実施の形態４と同様である。

このような真空断熱材では、繊維を切断する繊維切断口１５が不織布４の折り返し部に設けられているので、繊維による熱伝導を抑制することができる。これにより、真空断熱材の断熱性能の向上をさらに図ることができる。また、繊維切断口１５に沿って不織布４を折り返しやすくすることができる。従って、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方向折り返し積層部４ｂを容易に形成することができる。

また、各断熱層には、不織布４が単層となっている部分を介して正方向折り返し積層部４ａと逆方法折り返し積層部４ｂとが断熱層に沿って交互に設けられ、正方向折り返し積層部４ａ及び逆方法折り返し積層部４ｂのそれぞれの折り返し部に繊維切断口１５が設けられているので、共通の断熱層において、不織布４が単層となっている部分を高温側及び低温側のそれぞれに分けて配置することができ、高温側及び低温側に配置された各単層部分間における繊維の熱伝導を繊維切断口１５により抑制することができる。従って、真空断熱材の断熱性能の向上をさらに図ることができる。

なお、上記の例では、不織布４の山折り及び谷折りが行われた折り返し部のそれぞれに繊維切断口１５が設けられているが、山折り及び谷折りうち、いずれかの折り返し部のみに繊維切断口１５を設けてもよい。

実施の形態６．
図１１は、この発明の実施の形態６による真空断熱材の不織布が重ねられた状態を示す斜視図である。また、図１２は、図１１の不織布を示す断面図である。図において、複数の凹部２１が設けられた不織布４と、平面状の不織布１１とが交互に重ねられている。平面状の不織布１１における繊維の充填密度は、不織布１１の全体に均一になっている。

各凹部２１は、各繊維を押し分けることにより不織布４に形成されている。従って、不織布４の各凹部２１に隣接する部分における繊維の充填密度は、不織布４の各凹部２１が形成された部分における繊維の充填密度よりも高くなっている。各凹部２１は、複数の突起が設けられた押し付け部材を不織布４に押し付けることにより形成される。

各断熱層は、不織布４の凹部２１が存在する低密度部と、不織布４の凹部２１に隣接した部分が存在する高密度部とを有している。これにより、高密度部における繊維の占有率は、低密度部における繊維の占有率よりも高くなっている。即ち、各凹部２１が形成されて繊維が低密度部から高密度部へ移動されていることにより、断熱層の高密度部における繊維の占有率が断熱層の低密度部における繊維の占有率よりも高くなっている。他の構成は実施の形態４と同様である。

このような真空断熱材であっても、繊維を押し分けて形成された凹部２１が不織布４に設けられているので、断熱層に低密度部及び高密度部を設けることができ、伝熱方向に沿って繊維を配置することなく高密度部の強度を向上させることができる。従って、密閉フィルム３内の減圧による芯材２の圧縮変形の抑制を図ることができ、真空断熱材１全体の断熱性能の向上を図ることができる。

本実施の形態による真空断熱材の断熱性能が向上されることを確認するために、実施の形態６による真空断熱材（実施例Ｂ）について熱伝導率の計測を行った。

なお、実施例Ｂでは、不織布４の繊維として、直径１０μｍのＰＥＴ繊維が用いられている。また、不織布４での繊維の目付量が２０ｇ／ｍ^２、不織布４の厚さが１５０μｍとされている。さらに、不織布４に設けられた各凹部２１は、直径１ｍｍの円筒形凹部とされている。さらにまた、不織布４全面に対する各凹部２１の占める割合は、約５５％とされている。また、芯材２は、３０枚の不織布４を重ねることにより作製されている。さらに、密閉フィルム３は、アルミニウム及びポリエチレンを主成分とする厚さ１００μｍのアルミラミネートフィルムとされている。また、密閉フィルム３内は、３Ｐａにまで減圧されている。

計測の結果、実施例Ｂの熱伝導率が約０．００２５Ｗ／ｍＫとなった。これにより、上記の比較例に比べて、実施例Ｂの真空断熱材１の断熱性能が向上されていることが確認された。なお、このとき、実施例Ｂの断熱層における減圧後の繊維の占有率は、約２０％であった。

なお、上記の例では、繊維を押し分けることにより凹部２１が不織布４に形成されているが、凹部２１である必要はなく、繊維を押し分けて貫通穴を不織布４に形成してもよい。このようにしても、高密度部及び低密度部を断熱層に設けることができ、真空断熱材の断熱性能の向上を図ることができる。

また、上記の例では、繊維を押し分けて低密度部から高密度部へ繊維を移動させることにより、高密度部における繊維の占有率が低密度部における繊維の占有率よりも高くされているが、貫通により繊維が除去された空間部分を低密度部とし、除去されない部分を高密度部とするようにしてもよい。この場合、低密度部は繊維の占有率がほぼゼロなっている。例えば、不織布４の一部をポンチやプレスなどで打ち抜いて形成された貫通穴からなる低密度部を設けることにより、貫通穴以外の高密度部における繊維の占有率を低密度部における繊維の占有率よりも高くするようにしてもよい。

実施の形態７．
図１３は、この発明の実施の形態７による真空断熱材の不織布を示す断面図である。図において、各不織布４では、各凹部２１の形成により押し分けられた繊維同士が熱融着されている。従って、繊維同士が熱融着されている部分（熱融着部）２５は、各凹部２１の内面に隣接する部分となる。各凹部２１の形成と繊維同士の熱融着とは、複数の突起が設けられた押し付け部材を加熱し、加熱した押し付け部材を不織布４に押し付けることにより、同時に行われる。なお、この例では、各凹部２１の内面が湾曲している。また、各凹部２１の幅は、各凹部２１の深さ方向について凹部２１の底部に近づくに従って小さくなっている。他の構成は実施の形態６と同様である。

このような真空断熱材では、凹部２１の形成により押し分けられた繊維同士が熱融着されているので、繊維同士が熱融着された熱融着部２５の強度をさらに向上させることができる。従って、密閉フィルム３内の減圧による芯材２の圧縮変形の抑制をさらに図ることができ、真空断熱材１全体の断熱性能の向上をさらに図ることができる。

なお、上記の例では、各凹部２１の深さが不織布４の厚さの範囲内になっているが、図１４に示すように、凹部２１の深さを不織布４の厚さよりも大きくして、不織布４における凹部２１の反対側の面が突出していてもよい。また、繊維を押し分けて貫通穴が不織布４に形成され、貫通穴の形成により押し分けられた繊維同士が熱融着されていてもよい。

実施の形態８．
図１５は、この発明の実施の形態８による真空断熱材の芯材を示す斜視図である。図において、芯材２では、複数の貫通穴３１が設けられた不織布４と、平面状の不織布１１とが交互に重ねられている。また、芯材２は、帯状の芯材用不織布（芯材用多孔質体）３２が折り重ねられることにより形成されている。各断熱層には、芯材用不織布３２の一部が不織布４，１１として設けられている。即ち、不織布４と不織布１１とは、芯材２の両側部（即ち、断熱層に沿った方向についての両端部）のいずれかで互いに連続している。

不織布４の各貫通穴３１は、繊維が押し分けられることにより形成されている。不織布４は、貫通穴３１が存在する低密度部と、断熱層に沿って低密度部に隣接する高密度部とを有している。高密度部における繊維の占有率は、貫通穴３１が形成されて繊維が押し分けられることにより、低密度部における繊維の占有率よりも高くなっている。

芯材用不織布３２の折り返し部には、繊維を切断する複数の繊維切断口３３が設けられている。繊維切断口３３は、芯材用不織布３２の折り返し部の稜線に沿って設けられている。また、芯材用不織布３２の共通の折り返し部に設けられた各繊維切断口３３は、折り返し部の稜線に沿った方向へ間隔を置いて配置されている。他の構成は実施の形態６と同様である。

このような真空断熱材では、帯状の芯材用不織布３２が折り重ねられることにより、芯材用不織布３２の一部が不織布４，１１として各断熱層に設けられているので、芯材用不織布３２を折り重ねるだけで芯材２を形成することができ、真空断熱材を容易に作製することができる。

本実施の形態による真空断熱材の断熱性能が向上されることを確認するために、実施の形態８による真空断熱材（実施例Ｃ）について熱伝導率の計測を行った。

なお、実施例Ｃでは、芯材用不織布３２の繊維として、直径１０μｍのＰＥＴ繊維が用いられている。また、芯材用不織布３２での繊維の目付量が２０ｇ／ｍ^２、芯材用不織布３２の厚さが１５０μｍとされている。さらに、不織布４に設けられた各貫通穴３１は、直径１ｍｍの円筒形貫通穴とされている。さらにまた、不織布４全面に対する各貫通穴３１の占める割合は、約５５％とされている。また、共通の折り返し部の稜線には、２つの繊維切断口３３が設けられている。さらに、芯材用不織布３２の幅が３００ｍｍとされ、繊維切断口３３の１つ当たりの長さが１４４ｍｍとされている。密閉フィルム３は、アルミニウム及びポリエチレンを主成分とする厚さ１００μｍのアルミラミネートフィルムとされている。また、密閉フィルム３内は、３Ｐａにまで減圧されている。

計測の結果、実施例Ｃの熱伝導率が約０．００２５Ｗ／ｍＫとなった。これにより、上記の比較例に比べて、実施例Ｃの真空断熱材の断熱性能が向上されていることが確認された。なお、このとき、実施例Ｃの断熱層における減圧後の繊維の占有率は、約２０％であった。

なお、上記の例では、貫通穴３１が不織布４に設けられているが、不織布４に凹部を設けてもよい。

また、上記の例では、芯材用不織布３２が折り重ねられる構成が実施の形態６に適用されているが、芯材用不織布３２が折り重ねられる構成を実施の形態１〜５及び７に適用してもよい。

また、各上記実施の形態における不織布の繊維の断面形状はどのような形状であってもよい。例えば、繊維の断面形状が、円形、三角形や六角形等の多角形あるいは星形等であってもよい。繊維の断面形状の選択によっては、繊維自体の強度の向上を図ることもできる。

また、各上記実施の形態では、多孔質シートとして繊維による不織布を例に説明したが、これに限定されるものではなく、繊維編物や織物ならびにフィブリル構造等の多孔質シートでもよい。

この発明の実施の形態１による真空断熱材を示す縦断面図である。図１の不織布を示す斜視図である。この発明の実施の形態１による真空断熱材の不織布の他の例を示す斜視図である。この発明の実施の形態２による真空断熱材の不織布４を示す斜視図である。この発明の実施の形態３による真空断熱材の不織布４を示す斜視図である。図５の不織布が重ねられた状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態３による真空断熱材の不織布が重ねられた状態の他の例を示す斜視図である。この発明の実施の形態４による真空断熱材の不織布が重ねられた状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態４による真空断熱材の不織布が重ねられた状態の他の例を示す斜視図である。この発明の実施の形態５による真空断熱材の不織布が重ねられた状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態６による真空断熱材の不織布が重ねられた状態を示す斜視図である。図１１の不織布を示す断面図である。この発明の実施の形態７による真空断熱材の不織布を示す断面図である。この発明の実施の形態７による真空断熱材の不織布の他の例を示す断面図である。この発明の実施の形態８による真空断熱材の芯材を示す斜視図である。

符号の説明

１真空断熱材、２芯材、３密閉フィルム（外被材）、４不織布（多孔質シート）、５低充填部、６高充填部、１５，３３繊維切断口、２１凹部、３１貫通穴、３２芯材用不織布（芯材用多孔質体）。

Claims

積層された複数の断熱層を有し、繊維を含む多孔質シートが各上記断熱層にそれぞれ設けられた芯材、及び
上記芯材を覆って密閉し、内部が減圧されている外被材
を備え、
各上記断熱層の少なくともいずれかは、上記断熱層に沿った方向について互いに隣接する高密度部及び低密度部を有し、
上記高密度部における上記繊維の占有率は、上記低密度部における上記繊維の占有率よりも高くなっており、
複数の上記断熱層に含まれる上記高密度部の少なくとも一部は、上記断熱層の積層方向に重なっていることを特徴とする真空断熱材。
上記多孔質シートにおける上記繊維の充填密度が上記低密度部よりも上記高密度部で高くされることにより、上記高密度部における上記繊維の占有率が上記低密度部における上記繊維の占有率よりも高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
上記多孔質シートには、上記繊維を押し分けて形成された凹部及び貫通穴のいずれかが設けられ、
上記凹部及び上記貫通穴のいずれかが形成されて上記繊維が上記低密度部から上記高密度部へ移動されていることにより、上記高密度部における上記繊維の占有率が上記低密度部における上記繊維の占有率よりも高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
上記凹部及び上記貫通穴のいずれかの形成により押し分けられた上記繊維同士が熱融着されていることを特徴とする請求項３に記載の真空断熱材。
積層された複数の断熱層を有し、繊維を含む多孔質シートが各上記断熱層にそれぞれ設けられた芯材、及び
上記芯材を覆って密閉し、内部が減圧されている外被材
を備え、
各上記断熱層の少なくともいずれかは、上記断熱層に沿った方向について互いに隣接する高密度部及び低密度部を有し、
上記多孔質シートが折り返されることにより上記多孔質シートの一部が互いに重ねられており、
上記多孔質シートが重ねられる数が上記低密度部よりも上記高密度部で多くされることにより、上記高密度部における上記繊維の占有率が上記低密度部における上記繊維の占有率よりも高くなっていることを特徴とする真空断熱材。
上記多孔質シートの折り返し部には、上記繊維を切断する繊維切断口が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の真空断熱材。
上記多孔質シートは、上記繊維により構成された不織布であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の真空断熱材。
帯状の芯材用多孔質体が折り重ねられることにより、上記芯材用多孔質体の一部が上記多孔質シートとして各上記断熱層に設けられており、
各上記多孔質シートは、互いに連続していることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の真空断熱材。