JP5476615B2

JP5476615B2 - 真空断熱材、並びにこれを備えた冷蔵庫、ジャーポット及び住宅

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Publication number: JP5476615B2
Application number: JP2013163872A
Authority: JP
Inventors: 真弥小島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2029-10-22
Also published as: JP2013231516A

Description

本発明は、繊維集合体からなる芯材を外被材内に減圧密封した真空断熱材に関するものである。

近年、地球環境問題である温暖化の対策として、省エネルギーを推進する動きが活発となっており、温冷熱利用機器に関しては、熱を有効活用するという観点から優れた断熱性能を有する真空断熱材が普及しつつある。

真空断熱材とは、袋状に加工したガスバリア性を有する外被材内へグラスウールのように気相容積比率が高く微細な空隙を構成する芯材を挿入し、芯材を減圧密封したものである。

芯材の空隙径を減圧下における気体分子の平均自由行程よりも小さくすることで、気体熱伝導成分は小さくなり、また、１ｍｍ程度の微細な空隙では対流熱伝達成分の影響は無視できるようになる。さらに、室温付近では輻射成分の影響は軽微であるため、真空断熱材における熱伝導は、芯材の固体熱伝導成分と僅かに残る気体熱伝導成分が支配的であるとされている。

この芯材となるグラスウールは、大気からの圧縮荷重に対して芯材が形成する空隙を保持しなければならないため、減圧密封される前のグラスウールは気相容積比率が高いことから非常に嵩高い。また、剛性が不足しているため、グラスウールを袋状に加工された外被材内に収納することは非常に困難であった。

そこで、上記課題を解決するために、輻射率の小さな金属箔とシリカ系無機質繊維シートとを多数枚交互に積層してなる積層体を真空に対する大気圧に耐圧する密度まで積層方向に圧縮した状態で、熱伝導率の小さな材質よりなる糸で縫合した真空断熱材の芯材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら、上記従来の真空断熱材の芯材を説明する。図１９は、特許文献１に記載された従来の真空断熱材の芯材の構成を示す断面図である。

図１９に示すように、特許文献１に記載された従来の真空断熱材の芯材１は、熱輻射率の小さな金属箔２とシリカ系無機繊維質シート３とを多数枚交互に積層してなる積層体４を真空に対する大気圧に耐圧するまで積層方向に圧縮した状態で、熱伝導率の小さな材質よりなる糸５で縫合したものであり、芯材１のハンドリング性の改善が図れるとされている。

特開平８−１２１６８３号公報

しかしながら上記特許文献１の構成では、一本の糸５で縫製するハンドステッチミシンを用いた縫製方法であるため、糸５と被縫製体である積層体４との交絡力が弱く、縫製後における積層体４の圧縮率が８０％〜９０％となる嵩高い無機繊維を縫製すると、無機繊
維の反発力によって積層体４から糸５が解け、積層体４に十分な剛性が付与されない。

この積層体４を真空断熱材の芯材１として用いると、真空包装前後において芯材１の厚み方向における変形量が大きくなるため、真空包装後の真空断熱材は平面性が十分に確保されず、また真空断熱材の一部もしくは全体を減圧することで真空断熱材の内部真空度を検査する工程においても真空断熱材の平面性を確保することが困難である。

本発明は、上記従来の課題に鑑み、平面性を確保した真空断熱材を提供することを目的とする。

また、本発明の真空断熱材は、少なくとも、繊維集合体からなり対向する２つの伝熱面を有する芯材と、前記芯材を覆う外被材とからなり、前記芯材を前記外被材内に減圧密封した真空断熱材であって、
前記芯材の一方の前記伝熱面に露出する部分と他方の前記伝熱面に露出する部分と前記繊
維集合体内に埋没する部分とを有する糸が、一本の糸で環状になっており、前記糸は、糸の一方の端部と他方の端部とが結ばれて、糸の環が形成され、前記繊維集合体内を貫通し対向する２つの前記伝熱面に露出するように環状に結ばれ、前記糸の張力により前記繊維集合体が厚み方向に圧縮されていることを特徴とするものである。

本発明の真空断熱材は、真空包装前後において繊維集合体の厚み方向に対する変形量が小さいため、真空断熱材の平面性が確保される。また、この真空断熱材の一部または全体を減圧し真空断熱材の内部真空度を検査する工程においても真空断熱材の平面性を確保することができる。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の構成を示す断面図同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図図２のＡ−Ａ線断面図本発明の実施の形態２における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図図４のＢ−Ｂ線断面図本発明の実施の形態３における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図図６のＣ−Ｃ線断面図本発明の実施の形態４における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図図８のＤ−Ｄ線断面図本発明の実施の形態５における真空断熱材の構成を示す断面図同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図図１１のＥ−Ｅ線断面図本発明の実施の形態６における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図図１３のＦ−Ｆ線断面図本発明の実施の形態７における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図図１５のＧ−Ｇ線断面図本発明の実施の形態８における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図図１７のＨ−Ｈ線断面図特許文献１に示される従来の真空断熱材の芯材の構成を示す断面図

第１の発明は、少なくとも、繊維集合体からなり対向する２つの伝熱面を有する芯材と、前記芯材を覆う外被材とからなり、前記芯材を前記外被材内に減圧密封した真空断熱材であって、
前記芯材の一方の前記伝熱面に露出する部分と他方の前記伝熱面に露出する部分と前記繊維集合体内に埋没する部分とを有する糸が、一本の糸で環状になっており、前記糸は、糸の一方の端部と他方の端部とが結ばれて、糸の環が形成され、前記繊維集合体内を貫通し対向する２つの前記伝熱面に露出するように環状に結ばれ、前記糸の張力により前記繊維集合体が厚み方向に圧縮されているものである。

縫製時に糸が環状部を形成することにより、糸が繊維集合体を圧縮し、環状部形成後も繊維集合体の圧縮状態を保持し続けるため、繊維集合体に剛性が付与される。この繊維集合体は厚み方向に圧縮されていることから、真空包装前後において繊維集合体の厚み方向に対する変形量が小さくなる作用を有する。

そして上記作用により、本発明の真空断熱材は、真空包装前後において繊維集合体の厚み方向に対する変形量が小さいため、真空断熱材の平面性が確保される。また、この真空断熱材の一部または全体を減圧し真空断熱材の内部真空度を検査する工程においても真空断熱材の平面性を確保することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記糸の一方の端部と他方の端部とが結ばれて形成される大径部は、前記繊維集合体の外周近傍に形成されたことを特徴とするものである。

第３の発明は、第１から２の発明において、前記芯材は、複数の繊維断熱体を積層して形成されたことを特徴とするものである。

第４の発明は、第１から３の真空断熱材を備えた冷蔵庫である。

第５の発明は、第１から３の真空断熱材を備えたジャーポットである。

第６の発明は、第１から３の真空断熱材を備えた住宅である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における真空断熱材の構成を示す断面図、図２は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図、図３は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材を図２のＡ−Ａ線の位置で切断し、その断面を矢印の方向から見た場合の断面図である。

図１から図３に示すように、本実施の形態の真空断熱材６は、繊維集合体７からなり対向する二つの伝熱面８を有する芯材９と、水分吸着材１２と、芯材９及び水分吸着材１２を覆う外被材１０とからなり、芯材９が外被材１０内に減圧密封されたものである。また
、芯材９は、一方の伝熱面８に露出する部分と他方の伝熱面８に露出する部分と繊維集合体７内に埋没する部分とを有する糸５を備え、糸５には繊維集合体７内を厚み方向に移動することが困難な大きさの複数の大径部１１が繊維集合体７内に埋没する部分を挟んで伝熱面８に露出している。なお、大径部１１は糸５を結んで形成されている。そして、糸５の張力により、繊維集合体７が厚み方向に圧縮されている。

本実施の形態では、複数（図２では６本）の糸５で、互いに所定間隔離して、芯材９の長手方向に平行に、並縫いしている。そして、伝熱面８に露出する部分毎に糸５の玉結びにより大径部１１を形成している。なお、糸５は、繊維集合体７内を貫通する箇所がほぼ均等に分布し、伝熱面８に露出する部分が、芯材９の長手方向に垂直に並ぶようにしている。

本実施の形態では、繊度が２０５ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレートを糸５として用い、糸５の端部に輪を作り、輪の中に糸５を通すことで大径部１１を形成した。この糸５の他端を目付量２，４００ｇ／ｍ^２のグラスウールからなる繊維集合体７（厚み１５０ｍｍ）を貫通させた後、繊維集合体７の伝熱面８上に糸で輪を作り、その輪の中に糸を通すことで糸５に大径部１１を形成した。この作業を繰り返すことで、図２および図３の形状となる芯材９を手に入れた。

この芯材９の厚みは１５ｍｍであり、また取り扱いは良好であったため、本実施の形態における繊維集合体７の圧縮効果は十分であると判断した。

次に、芯材９を酸化カルシウムからなる水分吸着材１２とともに袋状の外被材１０内へ挿入し、外被材１０内を減圧密封することで真空断熱材６を手に入れた。この真空断熱材６の厚みを測ると９．８ｍｍであり、真空断熱材６の伝熱面に波打ちなどの変形は見られないことから平面性は良好であると判断した。

以上のように構成された芯材９は、糸５よりも大きな断面積を有する大径部１１が繊維集合体の伝熱面８に留まり、縫製後も繊維集合体７の圧縮状態を保持し続けるため、繊維集合体７に剛性が付与される。これによって、この繊維集合体７を用いた真空断熱材６は厚み方向に圧縮されていることから、真空包装前後において繊維集合体７の厚み方向に対する変形量が小さくなり、真空断熱材６の平面性が確保される。また、この真空断熱材６の一部または全体を減圧し真空断熱材６の内部真空度を検査する工程においても真空断熱材６の平面性を確保することができる。

さらには、上下２本の糸を使ってミシンで本縫い方法に比べて、繊維集合体７内に埋没する糸の数が減少し、熱橋が低減するという付帯効果が生じる。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図、図５は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材を図４のＢ−Ｂ線の位置で切断し、その断面を矢印の方向から見た場合の断面図である。

図４、図５に示すように、本実施の形態の真空断熱材６は、実施の形態１の真空断熱材６と同様に、繊維集合体７からなり対向する二つの伝熱面８を有する芯材９と、水分吸着材１２と、芯材９及び水分吸着材１２を覆う外被材１０とからなり、芯材９が外被材１０内に減圧密封されたものである。また、芯材９は、一方の伝熱面８に露出する部分と他方の伝熱面８に露出する部分と繊維集合体７内に埋没する部分とを有する糸５を備え、糸５の両端には、それぞれ繊維集合体７内を厚み方向に移動することが困難な大きさの大径部１１が繊維集合体７内に埋没する部分を挟んで伝熱面８に露出している。そして、糸５の
張力により、繊維集合体７が厚み方向に圧縮されている。

本実施の形態では、Ｉ型の形状に成型され、直径が０．５ｍｍのナイロン樹脂を糸５として用い、タグガン呼ばれる冶具を用いて糸５の他端が直線となるよう曲げ、目付量２，４００ｇ／ｍ^２のグラスウールからなる繊維集合体７（厚み１５０ｍｍ）を一方の伝熱面８から他方の伝熱面８へ貫通させた。この作業を芯材９の伝熱面８において千鳥状になるように繰り返すことで図４および図５の形状となる芯材９を手に入れた。

この芯材９の厚みは２０ｍｍであり、また取り扱いは良好であったため、本実施の形態における繊維集合体７の圧縮効果は十分であると判断した。

次に、芯材９を酸化カルシウムからなる水分吸着材１２とともに袋状の外被材１０内へ挿入し、外被材１０内を減圧密封することで真空断熱材６を手に入れた。この真空断熱材６の厚みを測ると１０ｍｍであり、真空断熱材６の伝熱面に波打ちなどの変形は見られないことから平面性は良好であると判断した。

（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図、図７は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材を図６のＣ−Ｃ線の位置で切断し、その断面を矢印の方向から見た場合の断面図である。

図６、図７に示すように、本実施の形態の真空断熱材６は、実施の形態１の真空断熱材６と同様に、繊維集合体７からなり対向する二つの伝熱面８を有する芯材９と、水分吸着材１２と、芯材９及び水分吸着材１２を覆う外被材１０とからなり、芯材９が外被材１０内に減圧密封されたものである。また、芯材９は、一方の伝熱面８に露出する部分と他方の伝熱面８に露出する部分と繊維集合体７内に埋没する部分とを有する糸５を備え、糸５の両端近傍には繊維集合体７内を厚み方向に移動することが困難な大きさの大径部１１が繊維集合体７内に埋没する部分を挟んで伝熱面８に露出している。なお、大径部１１は糸５を結んで形成されている。そして、糸５の張力により、繊維集合体７が厚み方向に圧縮されている。

本実施の形態では、複数（図６では６本）の糸５で、互いに所定間隔離して、芯材９の長手方向に平行に、半返し縫いしている。そして、糸５の両端近傍の伝熱面８に露出する部分には糸５の玉結びにより大径部１１を形成している。なお、糸５は、繊維集合体７内を貫通する箇所がほぼ均等に碁盤目状に分布するようにしている。

本実施の形態では、繊度が１１０ｄｔｅｘのナイロンを糸５として用い、糸５の端部に輪を作り、輪の中に糸を通すことで大径部１１を形成した。この糸５の他端を目付量２，４００ｇ／ｍ^２のグラスウールからなる繊維集合体７（厚み１５０ｍｍ）の一方の伝熱面
８から他方の伝熱面８へ貫通させた後、繊維集合体７の伝熱面８上の異なる箇所から対向する伝熱面８へ糸５を貫通させた。この作業を繰り返した後、最後に糸５で輪を作り、輪の中に糸５を通すことで大径部１１を形成し、図６および図７の形状となる芯材９を手に入れた。

この芯材９の厚みは２３ｍｍであり、また取り扱いは良好であったため、本実施の形態における繊維集合体７の圧縮効果は十分であると判断した。

次に、芯材９を酸化カルシウムからなる水分吸着材１２とともに袋状の外被材１０内へ挿入し、外被材１０内を減圧密封することで真空断熱材６を手に入れた。この真空断熱材６の厚みを測ると１１ｍｍであり、真空断熱材６の伝熱面に波打ちなどの変形は見られないことから平面性は良好であると判断した。

（実施の形態４）
図８は本発明の実施の形態４における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図、図９は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材を図８のＤ−Ｄ線の位置で切断し、その断面を矢印の方向から見た場合の断面図である。

図８、図９に示すように、本実施の形態の真空断熱材６は、実施の形態１の真空断熱材６と同様に、繊維集合体７からなり対向する二つの伝熱面８を有する芯材９と、水分吸着材１２と、芯材９及び水分吸着材１２を覆う外被材１０とからなり、芯材９が外被材１０内に減圧密封されたものである。また、芯材９は、一方の伝熱面８に露出する部分と他方の伝熱面８に露出する部分と繊維集合体７内に埋没する部分とを有する糸５を備え、糸５の両端近傍には繊維集合体７内を厚み方向に移動することが困難な大きさの大径部１１が繊維集合体７内に埋没する部分を挟んで伝熱面８に露出している。なお、大径部１１は糸５を結んで形成されている。そして、糸５の張力により、繊維集合体７が厚み方向に圧縮されている。

本実施の形態では、繊度が１３５ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレートを糸５として単環縫いミシンにセットし、係留部材としてのポリエチレンテレフタレートからなる不織布シート１３を縫製して空環を形成した。次に、不織布シート１３と糸５が連続した状態のまま目付量２，４００ｇ／ｍ^２のグラスウールからなる繊維集合体７（厚み１５０ｍｍ）を縫製し、最後に糸のみを絡ませて空環を形成した。この作業を繰り返すことで、図８および図９の形状となる芯材９を手に入れた。

この芯材の厚みは１８ｍｍであり、また取り扱いは良好であったため、本実施の形態における繊維集合体７の圧縮効果は十分であると判断した。

次に、芯材９を酸化カルシウムからなる水分吸着材１２とともに袋状の外被材１０内へ
挿入し、外被材１０内を減圧密封することで真空断熱材６を手に入れた。この真空断熱材６の厚みを測ると１０．４ｍｍであり、真空断熱材６の伝熱面に波打ちなどの変形は見られないことから平面性は良好であると判断した。

（実施の形態５）
図１０は本発明の実施の形態５における真空断熱材の構成を示す断面図、図１１は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図、図１２は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材を図１１のＥ−Ｅ線の位置で切断し、その断面を矢印の方向から見た場合の断面図である。

図１０から図１２に示すように、本実施の形態の真空断熱材６は、繊維集合体７からなり対向する二つの伝熱面８を有する芯材９と、水分吸着材１２と、芯材９及び水分吸着材１２を覆う外被材１０とからなり、芯材９が外被材１０内に減圧密封されたものである。また、芯材９は、一方の伝熱面８に露出する部分と他方の伝熱面８に露出する部分と繊維集合体７内に埋没する部分とを有する糸５を備え、繊維集合体７内を貫通し対向する２つの伝熱面８に露出するように環状に結ばれて、糸５の張力により繊維集合体７が厚み方向に圧縮されている。

本実施の形態では、１本の糸５で、芯材９の長手方向に平行になる部分が大半となるように蛇行し、最後に芯材９の長手方向に垂直に出発点に戻るようなコースで並縫いしている。そして、糸５の端部同士を結んで環状にしている。

本実施の形態では、繊度が１２０ｄｔｅｘの低密度ポリエチレンを糸５としてハンドステッチミシンにセットし、目付量２，４００ｇ／ｍ^２のグラスウールからなる繊維集合体７（厚み１５０ｍｍ）を図１１に示すように、繊維集合体７内を貫通する箇所がほぼ均等に分布するように蛇行させて縫製し、最後に糸５の両端を結束することで図１２の形状となる芯材９を手に入れた。

この芯材９の厚みは２５ｍｍであり、また取り扱いは良好であったため、本実施の形態における繊維集合体７の圧縮効果は十分であると判断した。

以上のように構成された芯材９は、糸５が環状に結ばれる際に糸５が繊維集合体７を圧縮し、糸５が環状に結ばれた後も繊維集合体７の圧縮状態を保持し続けるため、繊維集合体７に剛性が付与される。この繊維集合体７は厚み方向に圧縮されていることから、真空
包装後において繊維集合体７の厚み方向に対する変形量が小さくなるため、真空断熱材６の平面性が確保される。また、この真空断熱材６の一部または全体を減圧し真空断熱材６の内部真空度を検査する工程においても真空断熱材６の平面性を確保することができる。

（実施の形態６）
図１３は本発明の実施の形態６における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図、図１４は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材を図１３のＦ−Ｆ線の位置で切断し、その断面を矢印の方向から見た場合の断面図である。

図１３、図１４に示すように、本実施の形態の真空断熱材６は、繊維集合体７からなり対向する二つの伝熱面８を有する芯材９と、水分吸着材１２と、芯材９及び水分吸着材１２を覆う外被材１０とからなり、芯材９が外被材１０内に減圧密封されたものである。また、芯材９は、一方の伝熱面８に露出する部分と他方の伝熱面８に露出する部分と繊維集合体７内に埋没する部分とを有する複数の糸５を備え、それぞれの糸５は、一方の伝熱面８から繊維集合体７内を貫通して他方の伝熱面８に露出した後、他方の伝熱面８から繊維集合体７内を貫通して一方の伝熱面８に露出し、繊維集合体７内を貫通せずに一方の伝熱面８に残っていた糸５の一方の端部と、繊維集合体７内を二度貫通して一方の伝熱面８に露出した糸５の他方の端部とが結ばれて糸５の環が形成され、糸５の張力により繊維集合体７が厚み方向に圧縮されている。

なお、伝熱面８に露出した糸５が、芯材９の長手方向に平行な複数本（図１３では５本）の破線を形成し、糸５繊維集合体７内を貫通する箇所がほぼ均等に碁盤目状に分布し、伝熱面８に露出する部分が、芯材９の長手方向に垂直に並ぶようにしている。糸５を結んで形成される大径部１１が一方の伝熱面８にのみ露出するようにしている。

本実施の形態では、繊度が１１０ｄｔｅｘのナイロンを糸５として用い、この糸５を目付量２，４００ｇ／ｍ^２のグラスウールからなる繊維断熱体７（厚み１５０ｍｍ）の一方の伝熱面８から他方の伝熱面８へ貫通させた後、他方の伝熱面８上の異なる箇所から一方の伝熱面８へ貫通させ、糸５の両端を図１３の形状となるよう結束することで、図１４の形状となる芯材９を手に入れた。

この芯材の厚みは２２ｍｍであり、また取り扱いは良好であったため、本実施の形態における繊維集合体７の圧縮効果は十分であると判断した。

次に、芯材９を酸化カルシウムからなる水分吸着材１２とともに袋状の外被材１０内へ挿入し、外被材１０内を減圧密封することで真空断熱材６を手に入れた。この真空断熱材６の厚みを測ると９．７ｍｍであり、真空断熱材６の伝熱面に波打ちなどの変形は見られないことから平面性は良好であると判断した。

以上のように構成された芯材９は、糸５が環状に結ばれる際に糸５が繊維集合体７を圧縮し、糸５が環状に結ばれた後も繊維集合体７の圧縮状態を保持し続けるため、繊維集合体７に剛性が付与される。この繊維集合体７は厚み方向に圧縮されていることから、真空包装後において繊維集合体７の厚み方向に対する変形量が小さくなるため、真空断熱材６の平面性が確保される。また、この真空断熱材６の一部または全体を減圧し真空断熱材６の内部真空度を検査する工程においても真空断熱材６の平面性を確保することができる。

さらには、上下２本の糸を使ってミシンで本縫い方法に比べて、繊維集合体７内に埋没
する糸の数が減少し、熱橋が低減するという付帯効果が生じる。

（実施の形態７）
図１５は本発明の実施の形態７における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図、図１６は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材を図１５のＧ−Ｇ線の位置で切断し、その断面を矢印の方向から見た場合の断面図である。

図１５、図１６に示すように、本実施の形態の真空断熱材６は、繊維集合体７からなり対向する二つの伝熱面８を有する芯材９と、水分吸着材１２と、芯材９及び水分吸着材１２を覆う外被材１０とからなり、芯材９が外被材１０内に減圧密封されたものである。また、芯材９は、一方の伝熱面８に露出する部分と他方の伝熱面８に露出する部分と繊維集合体７内に埋没する部分とを有する複数の糸５を備え、それぞれの糸５は、一方の伝熱面８から繊維集合体７内を貫通して他方の伝熱面８に露出した後、他方の伝熱面８から繊維集合体７内を貫通して一方の伝熱面８に露出し、繊維集合体７内を貫通せずに一方の伝熱面８に残っていた糸５の一方の端部と、繊維集合体７内を二度貫通して一方の伝熱面８に露出した糸５の他方の端部とが結ばれて糸５の環が形成され、糸５の張力により繊維集合体７が厚み方向に圧縮されている。

なお、伝熱面８に露出した糸５が、芯材９の長手方向に平行な複数本（図１３では５本）の破線を形成し、糸５繊維集合体７内を貫通する箇所がほぼ均等に千鳥状に分布し、伝熱面８に露出する部分が、千鳥状に芯材９の伝熱面８にのみ露出し、また、糸５を結んで形成される大径部１１が一方の伝熱面８にのみ露出するようにしている。

本実施の形態では、繊度が１１０ｄｔｅｘのナイロンを糸５として用い、この糸５を目付量２，４００ｇ／ｍ^２のグラスウールからなる繊維断熱体７（厚み１５０ｍｍ）の一方の伝熱面８から他方の伝熱面８へ貫通させた後、他方の伝熱面８上の異なる箇所から一方の伝熱面８へ貫通させ、糸５の両端を図１５の形状となるよう結束することで図１６の形状となる芯材９を手に入れた。

この芯材９の厚みは１８ｍｍであり、また取り扱いは良好であったため、本実施の形態における繊維集合体７の圧縮効果は十分であると判断した。

次に、芯材９を酸化カルシウムからなる水分吸着材１２とともに袋状の外被材１０内へ挿入し、外被材１０内を減圧密封することで真空断熱材６を手に入れた。この真空断熱材６の厚みを測ると１０．１ｍｍであり、真空断熱材の伝熱面に波打ちなどの変形は見られないことから平面性は良好であると判断した。

（実施の形態８）
図１７は本発明の実施の形態８における真空断熱材に用いた芯材の伝熱面を示す平面図、図１８は同実施の形態の真空断熱材に用いた芯材を図１７のＨ−Ｈ線の位置で切断し、
その断面を矢印の方向から見た場合の断面図である。

図１７、図１８に示すように、本実施の形態の真空断熱材６は、繊維集合体７からなり対向する二つの伝熱面８を有する芯材９と、水分吸着材１２と、芯材９及び水分吸着材１２を覆う外被材１０とからなり、芯材９が外被材１０内に減圧密封されたものである。また、芯材９は、一方の伝熱面８に露出する部分と他方の伝熱面８に露出する部分と繊維集合体７内に埋没する部分とを有する複数（図１７では７本）の糸５を備え、複数（図１７では７本）の糸５で、互いに所定間隔離して、芯材９の長手方向に平行に、並縫いしており、芯材９の長手方向の端部で、隣接する糸５の端部同士を結んで環状にし、糸５の環を複数設けている。そして、糸５の張力により繊維集合体７が厚み方向に圧縮されている。

本実施の形態では、繊度が２０５ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレートからなる糸と、目付量２，４００ｇ／ｍ^２のグラスウール（厚み１５０ｍｍ）からなる繊維集合体７をハンドステッチミシンにセットした。次に、糸が直線状になるよう縫製するとともに、繊維集合体７の同一辺に位置する複数の糸を図１７および図１８に示すように連結することで糸５が環状に結束された芯材９を手に入れた。この芯材９の厚みは２１ｍｍであり、また取り扱いは良好であったため、本実施の形態における繊維集合体７の圧縮効果は十分であると判断した。

次に、芯材９を酸化カルシウムからなる水分吸着材１２とともに袋状の外被材１０内へ挿入し、外被材１０内を減圧密封することで真空断熱材６を手に入れた。この真空断熱材６の厚みを測ると１０．４ｍｍであり、真空断熱材６の伝熱面に波打ちなどの変形は見られないことから平面性は良好であると判断した。

（比較例）
繊度が１３５ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレートを糸としてハンドステッチミシンにセットし、目付量２，４００ｇ／ｍ^２のグラスウールからなる繊維集合体（厚み１５０ｍｍ）を縫製し、芯材を手に入れた。しかし、縫製直後に糸が解れたため、この芯材の厚みは８５ｍｍまで復元し、取り扱いが困難であったため、本比較例では繊維集合体の圧縮効果が不十分であると判断した。

次に、芯材を酸化カルシウムからなる水分吸着材とともに袋状の外被材内へ挿入し、外被材内を減圧密封することで真空断熱材を手に入れた。この真空断熱材の厚みを測ると９．５ｍｍであったが、真空断熱材の伝熱面に波打ちが見られることから平面性の確保は十分でないと判断した。

なお、前述の実施の形態以外に、以下の実施の形態が考えられる。

真空断熱材は、少なくとも、繊維集合体からなり対向する２つの伝熱面を有する芯材と、前記芯材を覆う外被材とからなり、前記芯材を前記外被材内に減圧密封した真空断熱材
であって、一方の前記伝熱面に露出する部分と他方の前記伝熱面に露出する部分と前記繊維集合体内に埋没する部分とを有し前記繊維集合体内を厚み方向に移動することが困難な大きさの複数の大径部が少なくとも一つの前記繊維集合体内に埋没する部分を間に挟んで前記伝熱面に露出する部分に設けられた糸を少なくとも１本備え、前記糸の張力により前記繊維集合体が厚み方向に圧縮されていることを特徴とするものである。

糸よりも大きな断面積を有する大径部を繊維集合体の伝熱面に設けたことで、大径部が縫製後も繊維集合体の圧縮状態を保持し続けるため、繊維集合体に剛性が付与される。この繊維集合体は芯材の厚み方向に圧縮されていることから、真空包装前後において繊維集合体の厚み方向に対する変形量が小さくなる作用を有する。

そして上記作用により、真空包装前後において繊維集合体の厚み方向に対する変形量が小さいため、真空断熱材の平面性が確保される。また、この真空断熱材の一部または全体を減圧し真空断熱材の内部真空度を検査する工程においても真空断熱材の平面性を確保することができる。

なお、繊維の種類に関して特に指定するものではないが、グラスウールやロックウール、アルミナ繊維、金属繊維など無機繊維や、ポリエチレンテレフタレート繊維など従来公知の材料が利用できる。なお、金属繊維を用いる場合は、金属の中でも比較的熱伝導性に優れた金属からなる金属繊維は、好ましくない。

その中でも繊維自体の弾性が高く、また繊維自体の熱伝導率が低く、なおかつ工業的に安価なグラスウールを用いることが望ましい。さらに、繊維の繊維径は小さいほど真空断熱材の熱伝導率が低下する傾向にあるため、より小さい繊維径の繊維を用いることが望ましいが、汎用的でないため繊維のコストアップが予想される。したがって、真空断熱材用の繊維として一般的に使用されている比較的安価な平均繊維径が３μｍ〜６μｍ程度の集合体からなるグラスウールがより望ましい。

ここで、伝熱面とは、繊維の集合体を繊維断熱体として用いた際に、最も広い面積となる面とその対向する面を指す。また、断熱のため真空断熱材を、比較的高温の面または比較的低温の面に配置した場合に、真空断熱材を配設した比較的高温の面または比較的低温の面と対向する真空断熱材の面とその対向する面を指す。また、複数の繊維断熱体を積層して使用する場合は、積層方向に対して垂直な各真空断熱材の面とその対向する面を指す。

ここで、外被材とは、真空断熱材の真空度を維持する役割を果たすものであり、最内層の熱溶着フィルムと、中間層としてのガスバリアフィルムとして金属箔や金属原子を蒸着した樹脂フィルムと、最外層として表面保護フィルムを、それぞれラミネートしたものである。

なお、熱溶着フィルムとしては特に指定するものではないが、低密度ポリエチレンフィルム、直鎖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、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム等の熱可塑性樹脂、或いはそれらの混合体が使用できる。

また、ガスバリアフィルムとしては、アルミニウム箔や銅箔などの金属箔や、ポリエチレンテレフタレートフィルムやエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等の基材に、アルミニウムや銅等の金属やアルミナやシリカ等の金属酸化物を蒸着したフィルム等が使用できる。

また、表面保護フィルムとしては、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム等従来公知の材料が使用できる。

なお、ガスや水蒸気の侵入による気体熱伝導成分の増加を抑制するために、ゼオライトや酸化カルシウム等のように、真空断熱材に侵入するガスや水蒸気を補足する吸着剤を芯材とともに減圧密封することが望ましい。

また、真空断熱材の製造方法に関しては、特に指定するものではないが、一枚の外被材を折り返し、対向する外被材の端部に位置する熱溶着フィルム同士を熱溶着することで得た袋状の外被材内へ芯材を挿入し、減圧下にて袋状外被材の開口部に位置する熱溶着フィルム同士を熱溶着する方法や、熱溶着フィルム同士が対向するよう二枚の外被材を配置し、各外被材の端部に位置する熱溶着フィルム同士を熱溶着することで得た袋状の外被材内に芯材を挿入し、減圧下にて袋状外被材の開口部付近に位置する熱溶着フィルム同士を熱溶着する方法が利用できる。

ここで、糸とは、繊維の集合体を圧縮するための役割を果たすものである。なお、糸の材質を特に指定するものではないが、繊維集合体を構成する材質や、繊維集合体を所定の嵩密度まで圧縮する度合いに応じて、綿や絹などの天然繊維や、ポリエチレンテレフタレートやナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成糸や、ガラス長繊維や金属長繊維などの無機糸が使用できる。

しかし、断熱材の断熱効果を確保する目的や、減圧下において発生する有機ガスを抑制する目的や、より高い剛性を有する断熱材を提供する目的から、ポリエチレンテレフタレートやナイロンなどの合成樹脂からなる有機繊維を用いることがより望ましい。

さらに、糸の形態を特に指定するものではないが、一本の糸で構成されたモノフィラメントや、複数の糸で構成される撚り糸や、撚り糸に嵩高加工を施したウーリー糸や、伸縮性を有するゴム状の糸や、加熱により収縮する糸や、合成樹脂をＩ型に成型した商品タグを取り付ける部材などが利用できる。

また、一般的な縫製糸は、縫製時の糸滑りを良くする目的や撚糸工程の糸切れを防止する目的で糸の表面に油剤がコーティングされている。この油剤がコーティングされた糸を繊維断熱体へ適用すると、減圧下にて有機ガスの発生原因となるため、油剤は可能な限り少ない事が好ましい。なお、前述のモノフィラメントは、撚糸工程が無いため油剤の付着量が０．１％〜０．３％重量比と撚り糸に比べて少ない。よって、モノフィラメントを本発明に適用することがより望ましいと考える。

さらに、一般的な縫製糸には、意匠性を鑑みて着色剤が付与されている。この着色剤が付与された糸を繊維断熱体へ適用すると前述の油剤と同様に、減圧下にて有機ガスの発生原因となるため着色剤が付与されていない生成の糸がより望ましい。

ここで、大径部とは、糸に備えられたものであり、かつ、繊維集合体に埋没した糸よりも大きな断面積を有する部分を指す。なお、大径部の種類や形状を特に指定するものではないが、縫い終わり箇所に縫製針を当て、針に糸を巻きつけた後に針を抜いて引き締めたものや、糸を絡ませて節を形成したものや、糸を他の部材に係留したものや、糸を他の部材と絡ませたものが考えられる。

また、大径部が、糸のみにより形成されたことを特徴とする真空断熱材であり、第１の発明の作用効果に加えて、大径部の形成に別部材を必要としないことから大径部の大きさを必要最小限に抑えることができる作用を有する。

また、大径部が、糸の空環により形成されたことを特徴とする真空断熱材であり、大径部となる空環は糸の結び目が複数連なっているため、何らかの原因で大径部の一部が繊維集合体内へ埋没した場合であっても他の大径部が繊維集合体の圧縮状態を保持し続けるため、繊維集合体に剛性が付与される作用を有する。

ここで、空環とは、繊維集合体を介さずに形成された糸の縫い目を指す。なお、空環は、繊維集合体を本縫いや単環縫いや二重環縫いによって形成されるものである。

また、大径部と伝熱面との間に、前記糸が貫通または交絡する係留部材を設けたことを特徴とする真空断熱材であり、繊維集合体に対して係留部材が楔の役割を果たすため、繊維集合体に付与された剛性がより強固になるという作用を有する。

ここで、係留部材とは、糸を固定する役割を果たすものである。なお、糸の固定方法を特に指定するものではないが、係留部材に糸を絡ませる方法や、係留部材を貫通するように糸を配置し、係留部材上に係留部材の貫通孔よりも大きな大径部を糸で形成する方法が考えられる。

また、係留部材の形状を特に指定するものではないが、針金のような棒状や、フィルムや不織布のようなシート状や、孔を有するボタン状など様々な形状が考えられる。しかし、真空断熱材の平面性を確保する目的や外被材の損傷を抑える目的から、係留部材の厚みは１ｍｍ以内が望ましい。

また、不織布を係留部材として用いると、糸が不織布に絡まり易くなるため、大径部の大きさを小さくすることができる。なお、フィルムやシートを伝熱面全体に設けると、繊維集合体を全体的に圧縮する作用が得られるため、真空断熱材の平面性が確保し易くなる効果が得られる。

本発明の真空断熱材は、真空包装前後において繊維集合体の厚み方向に対する変形量が小さいため、真空断熱材の平面性が確保される。また、この真空断熱材の一部または全体を減圧し真空断熱材の内部真空度を検査する工程においても真空断熱材の平面性を確保することができる。そのため、本発明の真空断熱材は、冷蔵庫やジャーポット、炊飯器、自動販売機、住宅など真空断熱材が適用可能なあらゆる用途にて利用可能である。

５糸
６真空断熱材
７繊維集合体
８伝熱面
９芯材
１０外被材
１１大径部
１３不織布シート（係留部材）

Claims

少なくとも、繊維集合体からなり対向する２つの伝熱面を有する芯材と、前記芯材を覆う外被材とからなり、前記芯材を前記外被材内に減圧密封した真空断熱材であって、
前記芯材の一方の前記伝熱面に露出する部分と他方の前記伝熱面に露出する部分と前記繊維集合体内に埋没する部分とを有する糸が、一本の糸で環状になっており、前記糸は、糸の一方の端部と他方の端部とが結ばれて、糸の環が形成され、前記繊維集合体内を貫通し対向する２つの前記伝熱面に露出するように環状に結ばれ、前記糸の張力により前記繊維集合体が厚み方向に圧縮されていることを特徴とする真空断熱材。
前記糸の一方の端部と他方の端部とが結ばれて形成される大径部は、前記繊維集合体の外周近傍に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
前記芯材は、複数の繊維断熱体を積層して形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の真空断熱材。
請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材を備えた冷蔵庫。
請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材を備えたジャーポット。
請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材を備えた住宅。