JPH08291965A - 真空断熱材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】偏平状の気泡を形成した水発泡連続気泡ウレタ
ンフォームから成るコア材４を、ステンレス箔−熱溶着
性プラスチックフィルム外包容器２で包装し、空孔径の
大きな合成ゼオライトおよび活性炭を組合せたゲッタ剤
５として共存させ、ホース７で真空引きし、減圧し、ホ
ースの溶着部８より密閉する。 【効果】量産可能な減圧度で高性能，軽量な真空断熱材
が安価に得られ、冷蔵庫の薄壁化，省電力が容易にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷蔵庫の断熱材として用
いる高性能な真空断熱材に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫等の断熱材として用いられる真空
断熱材は、一般に、ガスバリヤ性を保持させた金属−プ
ラスチックラミネートフィルムから成る容器に補強材と
してコア材を充填し、その内部を減圧して密封したもの
が使用される。このような真空断熱材の断熱性能は、容
器の材質およびコア材の種類によって大きく左右される
が、容器の材質は、アルミ箔と熱溶着性プラスチックの
ラミネートフィルムが比較的安価であり良く用いられ
る。また、コア材は、無機質微粉末やガラス繊維、連続
気泡発泡体などが優れた断熱性能を得られ、中でも、連
続気泡ウレタンフォームをコア材としたものが軽量で生
産性が良く冷蔵庫等の断熱材として注目されている。な
お、この種の真空断熱材として代表的なものに特公平４
−６３９９２号公報が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コア材に連続気泡ウレ
タンフォームを用いた従来技術では、得られる熱伝導率
は減圧度０．１Ｔｏｒｒで０．００５〜０．００６Ｋｃ
ａｌ／ｍ・ｈ・℃程度である。また、連続気泡ウレタン
フォーム中には少量の未反応物や触媒が残留するため、
減圧密閉後にこれらの成分がガス化して真空度を劣化さ
せ、初期の断熱性能を長時間維持できないという欠点が
あった。さらにアルミニウムは熱伝導率が大きく、これ
を用いた真空断熱材は周囲からの熱の回り込みであるヒ
ートブリッジが大きいという問題があった。また連続気
泡硬質ウレタンフォームの発泡剤としてＣＦＣ−１１を
使用しているため、フロン規制に対応できないという問
題もあった。

【０００４】本発明の目的は、量産可能な減圧度０．１
Ｔｏｒｒで熱伝導率をさらに低減させた、軽量で高性
能、かつ、ノンフロンの真空断熱材を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を構成するた
め、本発明は偏平状の気泡を形成した連続気泡硬質ウレ
タンフォームを片面がステンレススチール箔−熱溶着性
プラスチックラミネートフィルムで、残りの面がアルミ
ニウム箔−熱溶着性プラスチックラミネートフィルムか
ら成る容器の一部に真空引き用のプラスチックパイプを
接着した容器で被い、その中に合成ゼオライト、活性炭
を共存させ、内部を減圧して密封した平板状真空断熱材
とする。連続気泡硬質ウレタンフォームは気泡径０．１
〜１．０ｍｍ程度のもので良く、気泡の厚みが０．０１
〜０．１ｍｍの偏平状に形成されていることが重要であ
る。このような偏平状気泡はいかなる方法で形成しても
良いが、例えば、連続気泡硬質ウレタンフォームを発泡
直後の反応硬化が完了以前に、高圧プレス等で圧縮して
気泡が偏平状に押しつぶされた状態で硬化させた後、所
定の寸法にカットしてコア材として使用する。また、フ
ロン規制に対応するため、連続気泡硬質ウレタンはノン
フロンで発泡したものが好ましく、例えば、発泡剤の全
てに水を使用した水発泡硬質ウレタンフォームを用いる
ことが好ましい。ステンレススチール箔の厚さは２０μ
ｍ以下であればヒートブリッジの影響を少なくおさえら
れるが、好ましくは１０μｍ以下であり、アルミニウム
箔の厚さは７μｍ〜１０μｍがガスバリヤ性および作業
性から好ましい。また連続気泡ウレタンフォーム中の少
量の未反応物や触媒の残留物や吸着水分、吸着空気を脱
着するためには温度を高くして、真空引きホースから真
空引きし、その状態で封止するのが望ましい。また熱溶
着性プラスチックは、熱溶着が可能であればどの種類で
も良いが、特にガス透過性の小さなポリアクリロニトリ
ルなどが好適である。合成ゼオライトは水分の吸着を目
的とした空孔径４Å〜５Åの一般的なグレードよりも空
孔径の大きい８Å〜１３Åのものが好ましく、他のゲッ
タ剤、例えば、活性炭，酸化カルシウム等と併用して用
いても良い。

【０００６】このような真空断熱材の代表的な用途は冷
蔵庫等の断熱材であるが、その他、例えば保冷庫，プレ
ハブパネル等の断熱材として広く適用出来る。

【０００７】

【作用】本発明は、コア材の連続気泡ウレタンフォーム
が偏平状の気泡を形成しているため、膜間の空隙距離が
気泡径より数倍小さくなり、気体の運動論における平均
自由行程が短くなり有効熱伝導率が小さくなる。さら
に、ステンレススチールの熱伝導率はアルミニウムに比
べて約１／８であるため、外包容器をステンレススチー
ル箔−熱溶着プラスチックフィルムで形成することによ
りヒートブリッジが小さくなる。また連続気泡硬質ウレ
タンフォーム内に残留する未反応物や触媒が発生するガ
スや吸着水分および吸着空気分子成分は、真空容器全体
を加温し真空引きし、脱ガス処理し、その状態で真空密
封するため、脱ガス処理後空気にふれることなく封入出
来るので、長期にわたり初期の真空度を維持することが
出来る。また容器ヒートシール部を透過してくる水分や
空気の成分は、空孔径の大きい合成ゼオライトや活性炭
に吸着保持されるため、長期にわたり初期の真空度を維
持することが出来る。このような構成で、その内部を減
圧して密封することにより、減圧度０．１Ｔｏｒｒで熱
伝導率０．０３ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃の高性能で、か
つ、長期信頼性を保持した真空断熱材が得られる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の実施例１である真空断熱材の斜視
図、図２は図１のII−II線断面図である。真空断熱材１
は、水発泡連続気泡ウレタンフォームから成るコア材４
と合成ゼオライトおよび活性炭から成るゲッタ剤６をス
テンレススチール箔−熱溶着性プラスチックフィルム２
外包容器の一部に熱可塑性プラスチック製の真空引きホ
ース７を接合した外包容器でヒートシールし（ヒートシ
ール部６）、真空引きホース７から、容器全体を６０℃
〜１３０℃に加熱しながら、減圧度０．１Ｔｏｒｒに達
するまで内部の空気を排し、ホース７の一部を密封した
ものである（ホース密封部８）。コア材４の水発泡連続
気泡硬質ウレタンフォームは、発泡剤として蒸留水を、
連通化剤としてステアリン酸バリウムを使用し、型温６
０℃に調製した金型の空間部に注入発泡したものを、そ
の直後に約１／３の厚さになるように高圧プレスで圧縮
したものである。これにより、偏平状の気泡を形成さ
せ、所定の寸法にカットしたものである。ゲッタ剤５の
合成ゼオライトは、空孔径が約９Åのユニオン昭和製モ
レキュラシーブス１３Ｘを３００℃で２時間加熱乾燥し
たものと、活性炭は粒状白鷺Ｓ₂×４／６を１５０℃で
２時間加熱乾燥したものである。また外装面は厚さ１０
μｍのステンレススチール箔（ＳＵＳ４３０）に厚さ５
０μｍのポリアクリロニトリルをラミネートフィルムで
あり、その一部に孔を開け、予めポリエチレンで射出成
形した真空引き用ホースを熱溶着したものを、所定の寸
法にカットし、内面がポリアクリロニトリルになるよう
に間に、連続気泡ウレタンフォームとゲッタ剤を挿入
し、周囲１０ｍｍ巾でヒートシールし構成したものであ
る。この構成のものを加温機に入れ１００℃に加熱し、
ホース部にロータリ式真空ポンプを接続し、真空度０．
０１Ｔｏｒｒで約１時間減圧脱気した後、ホースの容器
の近くを熱溶着し、溶着部から約５ｍｍ真空ポンプ部側
を同時に切断し構成した。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば量産可能な減圧度０．１
Ｔｏｒｒで熱伝導率０．０３Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下
の高性能の経時劣化が少なく軽量，ノンフロンの真空断
熱材が安価に提供出来る。

【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材の斜視
図。

【図２】図１のII−II線断面図。

【符号の説明】

２…外包容器、４…コア材、５…ゲッタ剤、６…ヒート
シール面、７…真空引きホース、８…溶着部、９…ヒー
トシール面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北畠 正一 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 尾高 憲二 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスバリヤ性を有する容器中に、コア材と
   気体を吸収するゲッタ剤が充填され、真空に保持される
   真空断熱材において、上記ガスバリヤ性容器の一部に、
   真空引き用のパイプを設け、真空引き後、そのパイプを
   密封したことを特徴とする真空断熱材。