JPS6316027B2 - - Google Patents

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、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0.0014〜0.05Kcal／mh℃
であり、これ以上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材として、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
0.01Torr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
0.01Kcal／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。 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、カーボンブラツク粉
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。
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、ポリプロビレン、ポリ塩
化ビニリデンなどのプラスチツクフイルムとのラ
ミネート材、あるいはアルミニウムや鉛などが蒸
着されたプラスチツクフフイルム、これらの金属
蒸着フイルムと他のプラスチツクフイルムとのラ
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、その種類によつて断熱性能が異
なる。パーライト粉末が充填された容器の内部は
真空に排気されるが、一般に圧力が小さくなるに
したがつて、熱伝導率が小さくなる。室温におけ
る熱伝導率0.01Kcal／mh℃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、0.01Torr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
が100μm以下の粉末を使用することにより、
1Torr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、カーボンブラツク
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
つて熱伝導率が５〜20％小さくなり、断熱性能が
向上する利点を有する。 これらの粉末状カーボンの添加含有量は、パー
ライト粉末100重量部に対して、50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以下が望ましく、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。 カーボンブラツクとしては、ランプブラツク、
コンタクトブラツク、フアーネスブラツク、サー
マルブラツク、アセチレンブラツクなど通常の黒
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、石油残
査、コークス、石油ピツチ、プラスチツク、繊維
などを原料として薬品賦活または水蒸気賦活によ
つ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つて熱伝導
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。 以下に具体的な実施例によつて、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
測定はダイナテツク社のＫマチツク熱伝導率測定
装置を用いて、ASTM―C518に準拠した方法で、
13℃と35℃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の発泡パー
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500Åアルミ蒸着延伸ポリビニルアルコー
ル（15μm厚）と500Å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
ラミネートフイルム容器に入れ、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イルム容器の開
放部を加熱融着密封を行なつて、厚さ２cm、横幅
30cm、縦幅30cm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。

【表】

【表】 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0.0059Kcal／mh℃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
0.0059Kcal／mh℃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100μm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、
これらを単独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、0.0059Kcal／mh℃であ
り、断熱性能の向上は認められなかつた。 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（12μm厚）とよりなるラミ
ネートフイルム容器に入れ、実施例１と同じ方法
で真空密封を行なつて得た真空断熱材の熱伝導率
を第２表に示した。

【表】 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0.0056Kcal／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が向上することがわか
る。しかし、活性炭粉末含有量が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。 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760Torr、100Torr、
10Torr、1Torr、0.1Torr、0.01Torrの真空断熱
材を得た。得られた真空断熱材の熱伝導率を第３
表に示した。

【表】 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760Torr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つて活
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。 実施例 ４ 平均粒径5μmの発泡パーライト粉砕粉末と平均
単粒子径0.1μmカーボンブラツクとを所定の割合
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
ムミニウム箔（15μm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イルム容器に入れ、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状態でラミネートフイルム容
器の開放部を加熱融着密封を行なつて、厚さ２
cm、横幅30cm、縦幅30cmの真空断熱材を得た。 上記の方法で、パーライト粉末とカーボンブラ
ツ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。

【表】

【表】 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0.0055Kcal／mh℃で
あるが、カーボンブラツク粉末を添加し、均一に
分散した場合にはカーボンブラツク10重量部の添
加のとき熱伝導率が0.0048Kcal／mh℃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、カーボンブラツク含有量が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
ブラツク10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0.0055Kcal／mh℃であり、断熱性能の
向上は認められなかつた。 また、発泡パーライト粉砕粉末100重量部とカ
ーボンブラツク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、
100Torr、10Torr、1Torr、0.1Torr、0.01Torr
に排気して得た真空断熱材の熱伝導率を第５表に
示した。

【表】 第５表から明らかのように、カーボンブラツク
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760Torr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
つて、カーボンブラツ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。 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
断熱性能を有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
図である。 １……真空容器、２……パーライト粉末、３…
…粉末状カーボン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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100μm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 パーライト粉末100重量部と粉末状カーボン
   50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 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。 ４ 粉末状カーボンがカーボンブラツクであるこ
   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。