JPH08170789A

JPH08170789A - 真空断熱体

Info

Publication number: JPH08170789A
Application number: JP6314489A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Miyaji; 法幸宮地; Yasuaki Tanimoto; 康明谷本
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1996-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、真空断熱体の長期断熱性能維持を
目的に、熱橋の形成による断熱性能の悪化をもたらすこ
と無く、高いガスバリヤ性を有する外被材を提供するも
のである。【構成】無機充填材添加型ポリエチレン・ビニルアル
コール共重合体を積層した外被材３と芯材２とから構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵庫などの断熱材と
して使用可能な真空断熱体に関としてアルミ蒸着二軸延
伸ポリエチレン・ビニルアルコール共重合体を用いた真
空断熱体が記載されている。

【０００２】その内容は、断熱材料からなる芯材を、ア
ルミ蒸着二軸延伸ポリエチレン・ビニルアルコール共重
合体フィルムとアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート
フィルムを蒸着面で貼り合わせた外被材で被い、内部を
減圧密封することによって真空断熱体を得ようとするも
のである。

【０００３】特に、外被材にアルミ蒸着二軸延伸ポリエ
チレン・ビニルアルコール共重合体を積層しているた
め、高いガスバリヤ性を有し、外部からのガス侵入によ
る内圧の上昇といった問題が解決できることを特徴とし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】真空断熱体の断熱原理
は、外被材の内部で熱を伝える空気を如何に少なく保つ
かである。しかしながら、現在汎用となっている樹脂外
被材料では、存在するガスの分圧差によって必ずガスが
侵入してくる。これは、樹脂の鎖状構造では鎖間を気体
分子が拡散できる空間を有しているため、ガス分圧の大
きな方から小さな方へ移動する。したがって、この移動
速度を如何に遅くするかを考えなくてはならない。

【０００５】この、移動速度を表す指標として、ガス透
過度がある。代表的なものは酸素透過度であり、汎用の
樹脂では２０μｍの厚さで０．５cc／ｍ²・２４ｈ（２
０℃×６５％ＲＨ）以下にすることは非常に困難であっ
た。

【０００６】一方、外被材に金属を用いると、樹脂の重
合と比べ金属結合は分子間の距離が短いため、ガスを透
過しにくい。したがって、ガス透過度は５μｍの厚さで
０．０１cc／ｍ²・２４ｈ（２０℃×６５％ＲＨ）以下
となる。

【０００７】ところが、金属を用いた場合、それ自体の
熱伝導率が非常に大きいため、真空断熱体表面で熱橋を
形成し、断熱性能を悪化させる。

【０００８】上記引用特許では、ガス透過度を小さくす
るためアルミを外被材料に蒸着している。蒸着層の厚み
は、５００×１０-4μｍと薄いものであるが、アルミの
熱伝導率が樹脂に比べて非常に大きく、また真空断熱体
の断熱性能が良いため、割合として大きな断熱性能の悪
化をもたらすこととなる。

【０００９】本発明は、真空断熱体の長期断熱性能維持
を目的に、熱橋の形成による断熱性能の悪化は無視でき
る大きさであり、高いガスバリヤ性を有する外被材を提
供するものである。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】従来の課題を解決する
ため、本発明の真空断熱体は、有機多孔質体あるいは無
機多孔質体からなる芯材をプラスチック多層材料で外被
し、内部を減圧密封してなる真空断熱体において、前記
プラスチック多層材料として無機質充填材添加ポリエチ
レン・ビニルアルコール共重合体を少なくとも一層含む
外被材を用いたことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の真空断熱体は、添加された
無機充填材中に水分吸着剤を含むことを特徴とする。

【００１２】また、本発明の真空断熱体は、プラスチッ
ク多層材料として無機充填材添加ポリエチレン・ビニル
アルコール共重合体を少なくとも一層含むブロー成形容
器を用いたことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の断熱箱体は、前記外被材を
用いた真空断熱体と硬質ウレタン発泡体とを複層化した
ことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明は無機充填材を添加したポリエチレン・
ビニルアルコール共重合体を外被材中に積層することに
より、熱橋の形成による断熱性能の悪化を防ことが可能
な、高いガスバリヤ性を有する外被材が得られることを
特徴とするものである。

【００１５】ポリエチレン・ビニルアルコール共重合体
に添加された無機充填材は、無機化合物であり樹脂の重
合と比較すると緻密な結合をしている。そのため、透過
するガスは、樹脂中に存在する無機充填材中を拡散せ
ず、無機充填材に突き当たったところで迂回する。それ
を繰り返す内に、必然的に拡散する距離が長くなる。そ
のため、樹脂中を透過するガスの拡散速度が遅くなり、
優れたガスバリヤ性を得ることができる。

【００１６】一方、無機充填材は樹脂中で分散されてい
るため、連続していない。また、金属ほど熱伝導率が大
きくないので、外被材の熱橋によって真空断熱体の断熱
性能を悪化する大きさは無視できる。

【００１７】本発明では、外被材のガスバリヤ性確保の
手段として、無機充填材をポリエチレン・ビニルアルコ
ール共重合体に分散して添加する方法を用いているの
で、外被材中の金属の連続性による熱橋の形成は殆ど起
こらない。したがって、断熱性能の悪化は無視できる大
きさであり、長期間減圧状態が維持される。

【００１８】また、上記真空断熱体において、無機充填
材中に水分吸着剤を含むことによりポリエチレン・ビニ
ルアルコール共重合体の欠点である水分依存性を小さく
することが可能となり、高湿度雰囲気下での信頼性が確
保される。また、フィルムの保存管理が容易であり、水
発泡ポリウレタン等の水分を含む発泡体中に埋設するこ
とも可能となる。

【００１９】また、上記真空断熱体において、ポリエチ
レン・ビニルアルコール共重合体に添加する無機充填材
の形状を鱗片状に限定することにより、添加量を少量に
しても所望のガスバリヤ性を得ることができ成形性を阻
害することが殆どない。したがって、ブロー成形をする
ことが可能となり、所望の形状の真空断熱体を容易に造
ることができる。

【００２０】また、本発明の断熱箱体は、硬質ウレタン
を真空断熱体配設部分に発泡充填する時、ウレタンの流
動性を阻害することが少なく、ボイドの発生が少ない高
性能な断熱箱体を得ることができ、長期間に亘って断熱
性能を維持することが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２を用い
て説明する。

【００２２】図において１は真空断熱体であり、１５０
℃で１時間乾燥した湿式シリカ粉末２（徳山曹達製トク
シールＰ）を外被材３と不織布４内に充填し、蓋材５で
減圧密封して得たものである。

【００２３】外被材３は、内層がポリプロピレン６、中
層が無機充填材添加ポリエチレン・ビニルアルコール共
重合体７（クラレ社製エバール）、外層がポリエチレン
テレフタレート８で構成されている。不織布４はポリプ
ロピレン系繊維をシート化したものである。蓋材５は、
内層がポリプロピレン９、中層がアルミ箔１０、外層が
ポリエチレンテレフタレート１１である。

【００２４】図３は、図１、図２に示した真空断熱体の
内圧の経時変化を示したものである。比較例として、ポ
リエチレン・ビニルアルコール共重合体に無機充填材を
添加しなかった場合を示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】また、（表１）は、図１、図２に示した構
成を有する真空断熱体の各内圧における熱伝導率を示し
たものである。比較例として、中層がアルミ蒸着二軸延
伸ポリエチレン・ビニルアルコール共重合体の場合を示
した。

【００２７】図３の結果から、無機充填材を添加したも
のの方が経時的な内圧の上昇は小さく、空気の侵入量が
少なかった。また、（表１）の結果から、実施例と比較
例は同じ内圧において約０．０００５ｋｃａｌ／ｍｈ℃
の差があった。熱伝導率は、熱伝導率測定装置（英弘精
機社製Ａｕｔｏ−Λ、ＨＣ−０７２）によって、平均温
度２４℃で測定した。

【００２８】（表１）における実施例と比較例における
相違点は、外被材がアルミ蒸着か無機充填材を充填して
いるかだけである。熱伝導率の悪化は、アルミ蒸着層の
伝熱が原因といえる。

【００２９】したがって、本発明のように外被材として
無機充填材添加ポリエチレン・ビニルアルコール共重合
体を用いることにより、優れたガスバリヤ性を得ること
ができる。また、アルミ蒸着層を設けなくともこのよう
に良好なガスバリヤ性を得ることができるので、熱橋の
形成による断熱性能の悪化は無視できる大きさにするこ
とが可能となる。

【００３０】図４は、無機充填材１０ｗｔ．％に水分吸
着剤を１０ｗｔ．％混合したときの酸素ガス透過度と雰
囲気湿度の関係を示したものである。比較例として水分
吸着剤を含まない無機充填材を添加した場合、無機充填
材を添加してない場合の結果を示した。今回使用した無
機充填材はマイカーであり、水分吸着剤としては、無水
塩化カルシウムを充填した。

【００３１】図４の結果から、水分吸着剤を添加したも
のは、添加していないものと比較して、高湿度雰囲気に
おいて明らかに酸素ガス透過度が小さくなっている。

【００３２】これは、樹脂中を透過してくる水蒸気を水
分吸着剤が一部吸着し、実質上水蒸気の透過が緩和され
ていたためと思われる。

【００３３】なお、無水塩化カルシウムは、無水燐酸で
も無水塩化リチウムでも良い。したがって、無機充填材
中に水分吸着剤を含むポリエチレン・ビニルアルコール
共重合体を用いた外被材は、水蒸気依存性が小さくな
り、フィルムの保存管理が容易となる。

【００３４】図５はブロー成形容器の外観図であり、１
２は鱗片状の無機充填材を添加したポリエチレン・ビニ
ルアルコール共重合体をポリエチレンテレフタレートと
ポリエチレンの間に積層した樹脂のブロー成形容器であ
る。

【００３５】図６は鱗片状の微粉末マイカーを１０ｗ
ｔ．％充填したポリエチレン・ビニルアルコール共重合
体の溶融粘度曲線を示したものである。比較例として無
機充填材を添加していないポリエチレン・ビニルアルコ
ール共重合体の溶融粘度曲線を示す。

【００３６】図６の結果から、無機充填材添加ポリエチ
レン・ビニルアルコール共重合体は、無機充填材の形状
を鱗片状に限定することにより、溶融粘度が無機充填材
を充填していないものとほぼ同等となることが判る。ま
た、同様に、粉体形状が球状のタルクを１０ｗｔ．％添
加したもの、アルミ粉末を１０ｗｔ．％添加したもの
は、ガスバリヤ性の向上が僅かしか見られなかった。

【００３７】これは、無機充填材が鱗片状をしているた
め、添加量が少量でもガス拡散方向の障害物となり、ガ
スバリヤ性を向上することができたことによる。また、
添加量が１０ｗｔ．％以上になると、樹脂の粘度を低下
させることとなり、成形性を阻害する。

【００３８】したがって、鱗片状の無機充填材を１０ｗ
ｔ．％以下の割合で添加することにより、これまでの高
ガスバリヤ性樹脂では困難と考えられていたブロー成形
が可能となった。

【００３９】次に、図７は本発明における真空断熱体を
冷蔵庫の断熱壁に埋設したときの断面図である。１３は
断熱箱体であり、外箱１４と内箱１５によって形成され
る空間部に硬質ウレタン発泡体１６と真空断熱体１が複
層化されている。

【００４０】このような断熱箱体は、無機充填材添加ポ
リエチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂を用いたブ
ロー成形容器を用いているので、ウレタン発泡時にウレ
タンの流動性を阻害することが少ない。よって、ボイド
の発生が少ない高性能の断熱箱体を得ることができる。
また、硬質ウレタン発泡体と複層化することによりガス
との接触を減らし、所望の期間初期の断熱性能を維持す
ることが可能となる。

【００４１】なお、真空断熱体の両面に硬質ウレタン発
泡体を配し、複層化しても同様の効果が得られる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明の真空断熱体は、
有機多孔質体あるいは無機多孔質体からなる芯材を外被
するプラスチック多層材料として、無機質充填材添加ポ
リエチレン・ビニルアルコール共重合体を少なくとも１
層含む外被材を用いているので、熱橋による断熱性能の
悪化を起こさず、優れたガスバリヤ性により長期間に亘
って断熱性能を維持することができる。

【００４３】また、本発明の真空断熱体は、無機質充填
材添加ポリエチレン・ビニルアルコール共重合体に添加
した無機充填材中に水分吸着剤を混合しているので、湿
度依存性が小さくなり、フィルムの保存管理が容易とな
る。

【００４４】また、本発明の真空断熱体は、鱗片状に限
定した無機充填材を添加したポリエチレン・ビニルアル
コール共重合体を少なくとも１層含むブロー成形容器を
用いているので、所望の形状に成形することが可能とな
る。

【００４５】また、本発明の断熱箱体は、無機充填材添
加ポリエチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂を用い
たブロー成形容器を用いているので、ウレタン発泡時に
ウレタンの流動性を阻害することが少ない。よって、ボ
イドの発生が少ない高性能の断熱箱体を得ることができ
るのである。また、ウレタン発泡体と複層化することに
よりガスとの接触を減らし、所望の期間初期の断熱性能
を維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における真空断熱体の断面図

【図２】本発明の一実施例における真空断熱体の拡大断
面図

【図３】本発明の一実施例における経時変化と内圧の関
係を示す特性図

【図４】本発明の一実施例における湿度と酸素透過度の
関係を示す特性図

【図５】本発明の一実施例におけるブロー成形容器の外
観図

【図６】本発明の一実施例における溶融粘度曲線を示す
図

【図７】本発明の一実施例における断熱箱体の断面図

【符号の説明】

１真空断熱体２芯材３外被材４不織布５蓋材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機多孔質体あるいは無機多孔質体から
なる芯材をプラスチック多層材料で外被し、内部を減圧
密封してなる真空断熱体において、前記プラスチック多
層材料として無機質充填材添加ポリエチレン・ビニルア
ルコール共重合体を少なくとも一層含む外被材を用いた
真空断熱体。
【請求項２】無機充填材中に水分吸着剤を含むことを
特徴とする請求項１記載の真空断熱体。
【請求項３】プラスチック多層材料として、鱗片状の
無機充填材添加ポリエチレン・ビニルアルコール共重合
体を少なくとも一層含むブロー成形容器を用いたことを
特徴とする請求項１記載の真空断熱体。
【請求項４】有機多孔質体あるいは無機多孔質体から
なる芯材をプラスチック多層材料で外被し、内部を減圧
密封してなる真空断熱体において、前記プラスチック多
層材料として無機質充填材添加ポリエチレン・ビニルア
ルコール共重合体を少なくとも一層含む外被材を用いた
真空断熱体を埋設した断熱箱体。