JPS6033479A - 真空断熱材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は断熱材、特に真空容器内に断熱材が充填密封さ
れた真空断熱材で、保温保冷用高性能断熱材に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 従来、断熱材としてガラス繊維２石綿、珪酸カルシウム
などの無機材料や、発泡ポリウレタン。

発泡ポリスチレンなどの有機材料が知られているがこれ
らの熱伝導率は０．ｏｏ１４〜０．０６ＫＣａ２／ｆｎ
ｈ℃であり、これ以−にの断熱性能を向上することは容
易でない状況にある。また液化窒素容器や冷凍庫などの
極低温用保冷拐として、二重壁構成の容器の間隙に発泡
パーライト中空粉末を充填し、０．ｏ１Ｔｏｒｒ以下の
圧力に排気した真空断熱法が知られているが、室温付近
における熱伝導率が０．０１Ｋａａｊ２／ｍｈ℃以下の
断熱性能を得ることは容易でない状況にある。

発明の目的 本発明は上記真空断熱法において、熱伝導率が小さく、
また工業的に容易な断熱材を得ることを目的とする０ ３　− 発明の構成 本発明の真空断熱材は、真空に保持された容器内にパー
ライト粉末が充填された真空断熱材において、平均粒径
が１００μｍ以下の粉末状カーボンが均一に分散して含
有されていることを特徴とする。

パーライト粉末に粉末状カーボンが添加され、均一に混
合分散されていることによりパーライト粉末単独使用の
場合と比べて、より優れた断熱性能を有する真空断熱材
を得ることができる。

粉末状カーボンとしては、カーボンブラック粉末および
粉末状活性炭が望ましい。

実施例の説明 以下に本発明を図面を参照しながら説明する０図は本発
明の真空断熱材の一実施例を示す基本構成の断面図であ
る。

図において、１は真空容器で、その内部にパーライト粉
末２と粉末状カーボン３が均一に混合分散されて充填さ
れ、真空容器１の内部は真空に排気保持されている。

真空容器１として、ステンレススチール、アルミニウム
、鉄、などの金属薄板、これらの金属薄板とポリエステ
ル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデンなどのプラスチ
ックフィルムとのラミネート材、あるいはアルミニウム
や鉛などが蒸着されたプラスチックフィルム、これらの
金属蒸着フィルムと他のプラスチックフィルムとのラミ
ネート材が使用され、ガス遮断性を重視した容器材が使
用される。

パーライト粉末２としては、発泡パーライト中空粉末や
発泡パーライト粉砕粉末の種々の粒径の粉末が使用され
、その種類によって断熱性能が異なる。パーライト粉末
が充填された容器の内部は真空に排気さ扛るが、一般に
圧力が小さくなるにしたがって、熱伝導率が小さくなる
。室温における熱伝導率が０．０１　ＫＣａ１７髄ｈ℃
以下の熱伝導率を得るためには、発泡パーライト中空粉
末の場合には、００１　Ｔｏｒｒ以下の圧力まで排気す
る必要があり、発泡パーライト粉砕粉末の場合には平均
粒径６　べ　５丁 が１００μｍ以下の粉末を使用することにより、Ｉ　Ｔ
ｏｒｒ程度の排気で優れた断熱性能を得ることができる
。

粉末状カーボン３としては、カーボンブラックまたは粉
末状活性炭が望ましく、粉末状カーボンをパーライト粉
末と均一に混合分散することによって熱伝導率が５〜２
０％小さくなり、断熱性能が向上する利点を有する〇 これらの粉末状カーボンの添加含有量は、バーライト粉
末１００重量部に対して、６０重量部以下（ただし０を
含まない）が望ましく、粉末状カーボン含有量が５０重
量部よりも多い場合には断熱性能が悪化する傾向がある
。また粉末状カーボンの平均粒径は１００μｍ以下が望
捷しく、平均粒径が１００μｍよりも大きくなると熱伝
導率を小さくする効果が少ない。

カーボンブラックとしては、ランプブラック。

コンタクトブラック、フ１−ネスブラック、サーマルブ
ラック、アセチレンブラックなど通常の黒色粉末が使用
可能である。粉末状活性炭としては、やし殻、のこくず
、パルプ、石炭２石油残査、コークス、石油ピッチ、プ
ラスチ・ンク、繊維などを原料として薬品賦活または水
蒸気賦活によって製造された通常の活性炭が使用可能で
ある。

活性炭を均一分散添加することによって熱伝導率が小さ
くなり断熱性能が向上する理由は明らかでないが、輻射
による熱伝導を少なくしているものと考えられる０ 以下に具体的な実施例によって、さらに詳しく説明する
。なお、本実施例において、熱伝導率の測定はダイナチ
ック社のにマチック熱伝導率測定装置を用いて、ＡＳＴ
Ｍ−Ｃｒｓｌｓに準拠した方法で、１３℃と３６℃との
温度差における熱伝導率を測定した。

実施例１ 第１表に示すように平均粒径２４μｍの発泡ノ（−ライ
ト粉砕粉末と、種々の平均粒径の活性炭を所定の割合で
均一に混合分散してポリエステル不織布製袋に充填し、
それをポリプロピレン（６０μｍ厚）と５００人アルミ
蒸着延伸ポリビニルアルコール（１５／１ｍ厚）と６０
０人アルミ蒸着ポリエステル（１２μｍ厚）とポリアミ
ド（１５μｍ厚）とよりなるラミネートフィルム容器に
入れ、これを熱融着装置を具備した真空用容器内に置い
て、所定の真空度に排気した状態でラミネートフィルム
容器の開放部を加熱融着密封を行なって、厚さ２　Ｃｍ
　ｒ横幅３０　Ｃｍ　ｒ縦幅３０ｃＷＬのそれぞれの真
空断熱材を得た。

得られたそれぞれの真空断熱材の熱伝導率を測定した結
果を第１表に示した。

（以下余白） ９こ二′ 第１表から明らかなように、パーライト粉末単独充填断
熱材の熱伝導率は０．００５９　ＫｃａＩｌ、／ｒｎｈ
℃であるが、平均粒径が１００μｍ以下の活性炭粉末を
添加し、均一に分散した場合には熱伝導率がｏ、ｏｏｓ
９ｘｃａｉＡｎｈ℃以下になり、断熱性能が向上してい
ることは明らかである。しかし、活性炭の平均粒径が１
００μｍ以上の場合には断熱性能が悪くなる傾向がある
。

また、パーライト粉末１００重量部と平均粒径７μｍの
活性炭１０重量部とを均一に分散しないで、これらを準
線に袋に充填して得た真空断熱材の熱伝導率を測定した
結果、０．００５９　ＫｃａＩｌ、／ｍｈｔｌ：であり
、断熱性能の向上は認められなかった。

実施例２ 平均粒径８μｍの発泡パーライト粉砕粉末と、平均粒径
１６μｍの水蒸気賦活活性炭を、種々の割合で均一に分
散混合し、ポリプロピレン不織布製袋に充填し、それを
直鎖状低密度ポリエチレン（６０μｍ厚）とアルミニウ
ム箔（１２μｍ厚）とアルミ蒸着ポリエステル（１２μ
ｍ厚）とより１ｏ　−・ なるラミネートフィルム容器に入れ、実施例１と同じ方
法で真空密封を行なって得た真空断熱材の熱伝導率を第
２表に示した。

（以下余白） 第２表から明らかのように、活性炭粉末を含有しない場
合の熱伝導率は０．００５　ｅ　Ｋｃａｎ／ｍｈ　℃で
あるが、活性炭粉末を添加分散することにより熱伝導率
が小さくなり断熱性能が向上することがわかる。しかし
、活性炭粉末含有量が６０重量部以上のときには熱伝導
率は大きくなる傾向がある。

実施例３ 発泡パーライト粉砕粉末（平均粒径４５μｍ）１００重
量部と薬品賦活活性炭粉末（平均粒径４４μｍ）１０重
量部とを均一に分散混合した組成と、発泡パーライト粉
砕粉末だけの場合について、実施例１と同じ方法で、真
空度が７６０Ｔｏｔｔ、１００Ｔｏｒｒ　、　１０　Ｔ
ｏｒｒ　、　Ｉ　Ｔｏｒｒ　、０．１Ｔｏｒｒ　、０．
０１　Ｔｏｒｒの真空断熱材を得た０得られた真空断熱
材の熱伝導率を第３表に示したＯ （以下余白） ３ ｚＣｌ　１　昌　邑 あ −Ｏ目　１　厄　日 。　−〜　−国 Ｏ−Ｏ○ ｅ＋１．− 一　目　１　δ　≦ 凶　＋　Ｏ ｌ　−〜　−退 へ　？　−目 −目　１　−　閂 へ　ｖ−Ｏ ＝　０　０　口　。

Ｏ＋　Ｐ　ｑ へ　、　Ｏ ｏＥＢ 観　〜　藁　１−！５ へ　＋−Ｏ ｏ　−目　？　目　国 綜　ま ■　呂　１　、０ ゜　。　。　η ’−０＋−史　８ ＋　−ト　ｄ −ＱＣ：＋　、　（ｌ　藁 −−、ｐ ｌ−Ｌ　Ａ 〒　＝　β　週 ″−′″′　Ｉ 択Ｆ 板ビ日 爬；　水；　１ − ；；！ｇ！（！）１ ４ 第３表から明らかなように、活性炭粉末が含有分散した
場合と、含有しない場合との熱伝導率を比べると、大気
圧７６０　Ｔｏｒｒにおいては殆んど差が認められない
が、気圧が低く々るにしたがって活性炭粉末が含有分散
された断熱材の方が熱伝導率が小さくなり、断熱性能が
より向上することが明らかである６ 実施例４ 平均粒径６μｍの発泡・く−ライト粉砕粉末と平均型粒
子径０．１μｍのカーボンブラックとを所定の割合で均
一に混合分散し、ポリエステル不織布製袋に充填し、そ
れをポリエチレン（６０μｍ厚）とアルミニウム箔（１
６μｍ厚）とアルミニウム蒸着ポリエステル（１２μｍ
厚）とポリアミド（１５μｍ厚）とよりなるラミネート
フィルム容器に入扛、これを熱融着装置を具備した真空
用容器内に置いて、所定の真空度に排気した状態でラミ
ネートフィルム容器の開放部を加熱融着密封を行なって
、厚さ２Ｃｍ、横幅３０　ｃｍ　＋縦幅３０Ｃｍの真空
断熱材を得た。

１６ 上記の方法で、パーライト粉末とカーボンブラック粉末
との種々の混合割合で、０．１ＴＯｒｒの真空度に排気
して得たそれぞれの真空断熱材の熱伝導率を第４表に示
した。

（以下余白） ７ 第４表から明らかなように、パーライト粉末単独充填断
熱材の熱伝導率は０．００５５　Ｋｃａｆｉ／／ｒｒ１
ｈ　℃であるが、カーボンブラック粉末を添加し、均一
に分散した場合にはカーボンブラック１０重量部の添加
のとき熱伝導率が０．００４８　Ｋｃａｌ／ｍｂ　℃に
なるなどの断熱性能が向上することが明らかである。

しかし、カーボンブラック含有量が５０重量部以上のと
きには、熱伝導率は大きくなる傾向がある。

これに対し、パーライト粉末１００重量部とカーボンブ
ラック１ｏ重量部とを均一に分散混合しないで、これら
を単純に袋に充填して得た真空断熱材の熱伝導率は０．
００５５　Ｋｃａｉｔ／ｌｎｈ℃テあり、断熱性能の向
上は認められ々かった。

また、発泡パーライト粉砕粉末１ｏＯ重量部とカーボン
ブラック１０重量部とを均一に分散混合した組成と、発
泡パーライト粉砕粉末だけの組成のそれぞれの場合につ
いて、真空度を７６０Ｔｏｒｒ、１００　Ｔｏｒｒ　、
　１０Ｔｏｒｒ、　Ｉ　Ｔｏｒｒ、　０．Ｉ　Ｔｏｒｒ
。

０．０１　ＴＯＩＫに排気して得た真空断熱材の熱伝導
率を第６表に示した。

８ ト　ロ　ロ　−　舅 寸０　−　Ｃａｌ　ｑ ＯＯ 鑓 り８１　δ　日 寸　＋−００ の　＝　＝　８　晶 寸−。

；　？　１　蔵　目 哨　呂　？　−目 寸　−。

−氾 寸　？　１　日 −６゜。　あ 、ｔ？　−−ξ ロ　φ 州と　０　８　１　−　９ ゞ　−Ｏ ｈ　呂　？　呂　固 哨　＋　−。

佃Ｒ 〜　？　Ｉ　蒼　囮 、　。　。　。　旧 約　Ｏｌ−−ｏ　昌 旧 、、、−Ｉ　罫　条 目　跪　′　ｐ Ｈｌ＠Ｉ［Ｉ［ｉｌＯ 芸 費ｆ！！−一 芒５ 日 へ　ζ 恨旺　へ−郵 −ｐ目 一晶Ｉｆ　ゆ １　＾ ｌ煉　ギ　ば １９ 第５表から明らかのように、カーボンブラックが含有分
散した場合と、含有しない場合との熱伝導率を比べると
、大気圧７６０　Ｔｏｒｒにおいては殆んど差が認めら
れないが、気圧が低くなるにしたがって、カーボンブラ
ックが含有分散された断熱材の方が熱伝導率が小さくな
り、断熱性能がより向上することが明らかである〇 発明の効果 以上のように本発明は、真空に保持された容器内にパー
ライト粉末が充填された真空断熱材において、平均粒径
１００μｍ以下の粉末状カーボンが均一に分散混合して
含有されていることを特徴とする真空断熱材であり、粉
末状カーボンが均一に添加分散することにより、パーラ
イト粉末単独使用の場合と比べて熱伝導率が小さくなり
、より優れた断熱性能’ｋＷする真空断熱材を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の真空断熱材の基本構成を示す断面特開昭Ｇ
ｏ−３３４７９（６） １・・・・・・真空容器、２・・・・・・パーライト粉
末、３・・・・・・粉末状カーボン。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名−４
（ＩＦ＋− ＝２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空に保持された容器内にパーライト粉末が充填
   されており、かつこのパーライト粉末に平均粒径が１０
   ０μｍ以下の粉末状カーボンが均一に分散して含有され
   てなることを特徴とする真空断熱材。
2. （２）パーライト粉末１００重量部と粉末状カーボン５
   ｏ重量部以下（０を含まない）とが均一に分散されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空断
   熱材。
3. （３）粉末状カーボンが活性炭粉末であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の真空断熱材０（４）粉
   末状カーボンがカーボンブラックであるとと全特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の真空り 断熱材。