JPWO2017029727A1 - 真空断熱材及び断熱箱 - Google Patents

真空断熱材及び断熱箱 Download PDF

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Abstract

真空断熱材は、真空空間を保持する芯材と、水分を吸着する吸着剤と、芯材と吸着剤を被覆する外包材とを備え、外包材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、外包材は、表面保護層とガスバリア層と熱融着層からなり、外包材は、当該外包材の周縁部の熱融着層同士が融着された封止部を有し、熱融着層の厚みが35μm以上70μm以下であり、吸着剤には吸湿速度が15wt%/h以上32wt%/h以下の酸化カルシウムを含む。

Description

本発明は、冷蔵庫などの断熱箱に用いられる真空断熱材、及び、真空断熱材を用いた断熱箱に関するものである。
冷蔵庫等の断熱材として用いられている従来の真空断熱材としては、真空空間を保持する芯材が、水蒸気を吸着する吸着剤とともに2枚の外包材により被覆され、減圧密封されて形成される真空断熱材が知られている。外包材は、表面保護層と、バリア層と、熱融着層とから構成されるものであり、外包材により内部を真空に維持することで、真空断熱材の熱伝導率を低減している。外包材としては、例えば、特許文献1では、ピンホール発生による破袋不良を防止するため、熱融着層に膜厚が、50μmなどの直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いることが提案されている。また、例えば、特許文献2では、内部の真空状態を実現するため、水蒸気を吸着する吸着剤に吸湿速度が、例えば、13.2wt%/hの酸化カルシウムを用いることも提案されている。
特開2006−38122号公報 特開2015−59642号公報
真空断熱材においては、水蒸気が内部に侵入する侵入経路は、外包材の表面、及び2枚の外包材が融着されて形成された熱融着層であることが考えられる。特許文献1のように、熱融着層の膜厚を50μmなどに増加させると、水蒸気の侵入経路が拡大されることになり、内部に侵入する水蒸気の量が増加することが予想される。これでは、ピンホール発生による破袋不良を抑制できても、融着した熱融着層から侵入できる水蒸気が増量するため、真空断熱材内部の真空状態を長期間にわたって維持して熱伝導率の上昇を抑制することができない。
また、特許文献2の吸着剤は、吸湿速度が13.2wt%/hであるので、熱融着層から侵入した水蒸気と、ガスバリア層に生じる欠損部分から侵入した水蒸気との双方を吸着するためには吸湿速度が不十分である。この場合にも、長期間にわたって真空断熱材の熱伝導率の上昇を抑制することは困難である。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、芯材の突刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることを抑制し、且つ、長期間にわたって断熱性能を維持できる真空断熱材及び断熱箱を提供することを目的とする。
本発明に係る真空断熱材は、真空空間を保持する芯材と、水分を吸着する吸着剤と、前記芯材と前記吸着剤を被覆する外包材とを備え、前記外包材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外包材は、表面保護層とガスバリア層と熱融着層からなり、前記外包材は、当該外包材の周縁部の前記熱融着層同士が融着された封止部を有し、前記熱融着層の厚みが35μm以上70μm以下であり、前記吸着剤には吸湿速度が15wt%/h以上32wt%/h以下の酸化カルシウムを含むものである。
本発明の真空断熱材によれば、上記の構成を採用したことによって、熱融着層の膜厚を増加させることで芯材の突刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることを十分に抑制し、且つ、熱融着層から侵入する水蒸気を吸着剤が素早く吸着する。これにより、真空断熱材の内部の真空度が維持されて熱伝達率の上昇を抑制できるので、真空断熱材の断熱特性が長期間維持できる、という効果を奏する。
実施の形態1に係る真空断熱材の概略構成を示す断面図である。 図1の真空断熱材の熱伝達率の増加量と吸湿速度の関係を示す散布図である。 図1の真空断熱材の相対突き刺し強度と熱融着層の膜厚の関係を示す散布図である。 図1の真空断熱材のピンホール発生による破袋不良枚数と熱融着層の膜厚の関係を示す散布図である。 図1の真空断熱材の熱伝達率の増加量と熱融着層の膜厚との関係を示す散布図である。 実施の形態2に係る断熱箱の概略構成を示す断面図である。
実施の形態1.
本発明の実施の形態1に係る真空断熱材について説明する。図1は、本実施の形態1に係る真空断熱材1の概略構成を示す断面図である。なお、図1を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。各構成材の具体的な寸法等は、以下の説明を参酌した上で判断すべきものである。
図1に示すように、真空断熱材1は、内部を真空にすることで低い熱伝導率を実現する断熱材であり、真空空間を保持する芯材2と、少なくとも水分を吸着する吸着剤3と、芯材2と吸着剤3を被覆する外包材4とを備えるものである。外包材4で規定される真空空間は、開口部が減圧された状態でヒートシール等により融着されることで減圧密封される。真空断熱材1は、全体として概略長方形平板状の形状を有している。
真空断熱材1の表面には、放熱用の銅配管との干渉等を避ける目的で、凹凸の形状が付与されている。凹凸部は必要に応じて設ければよく、凹部の表面と凸部の表面と差、つまり、溝の深さは、銅配管の径が4mm程度であることから、2mm以上10mm以内であればよい。
芯材2は、真空空間を保持する目的で使用される。芯材2としては、グラスウールなどの繊維集合体を用いることが一般的である。また、芯材2を構成する繊維集合体は、加熱加圧成形をしたものであっても、内包材を用いて密封封止したものであっても、結合剤により結着したものであってもよい。
吸着剤3は、真空断熱材1の内部の水蒸気を吸着し、真空度を保つことで熱伝達率の上昇を抑制するものであり、吸湿速度が15wt%/h以上32wt%/h以下の酸化カルシウム(CaO)が使用される。吸湿速度とは、気温25℃、相対湿度90%の雰囲気下に静置したときの重量増加率から算出される値である。
吸着剤3は、通気性を有する包材により包装されていてもよい。通気性を有する包材は、紙、不織布、プラスチックフィルム又は網目状の布から選択した通気性を有する部材からなるものであり、作業性の向上が期待できる。包材は、これら通気性を有する部材から選択された2種類以上の部材が積層されたものであってもよい。
外包材4は、表面保護層41とガスバリア層42と熱融着層43との多層構造をなす2枚のラミネートフィルムからなり、熱融着層43同士が融着し、封止部43aにおいて接合されて芯材2と、吸着剤3とを被覆する。このとき、外包材4は、1から3Pa(パスカル)程度の真空度に減圧された状態で封止部43aが融着され、減圧密封される。
表面保護層41の膜厚は25μmなどであり、材料は、融点が150℃以上で耐傷付性に優れた熱可塑性樹脂等であるとよい。例えば、延伸ナイロンなどの延伸ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、延伸ポリプロピレン等を用いることができる。延伸ナイロンはONYと略称され、ポリエチレンテレフタレートはPETと略称され、延伸ポリプロピレンはOPPと略称されることもある。
ガスバリア層42は、材料に水蒸気及び空気の遮断性に優れた熱可塑性樹脂又は金属膜が選択され、例えば、膜厚が24μmの単層から、又は、膜厚が12μmの層が2層積層されて形成される。ガスバリア層42の材料には、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート、アルミ蒸着エチレンビニルアルコール、アルミ箔、又はこれらの組合せなどを用いればよい。また、熱可塑性樹脂に蒸着される無機材料は、アルミに限定されず、アルミナ、シリカ、又はこれらの組合せでもよい。エチレンビニルアルコールは、EVOHと略称されることもある。
熱融着層43は、熱融着層43は、膜厚tを35μm以上70μm以下とし、熱融着層43同士が融着して形成される封止部43aの膜厚Tは、70μm以上140μm以下であればよい。材料に融点が150℃以下の熱可塑性樹脂等などが選択されるが、特に指定されるものではない。熱融着層43として、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等が用いられる。弾性率が高く、水蒸気の遮断性に優れた高密度ポリエチレン、又は、無延伸ポリプロピレンであれば更に良い。低密度ポリエチレンはLDPEと略称され、直鎖状低密度ポリエチレンはLLDPEと略称され、高密度ポリエチレンはHDPEと略称され、無延伸ポリプロピレンはCPPと略称されることもある。なお、以下の説明においては、上記の略称は括弧内に記載することとする。
次に、吸着剤3の吸湿速度について図2を参照しながら詳細に説明する。
図2は、図1の真空断熱材1に吸湿速度と熱伝導率の増加量との関係を示す散布図である。図2においては、熱融着層43として、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を用いた場合を黒丸印で示し、無延伸ポリプロピレン(CPP)を用いた場合を黒四角印で示している。図2に示すように、吸着剤3として酸化カルシウム(CaO)を用いた場合、酸化カルシウム(CaO)の吸湿速度を変化させると、吸湿速度が15wt%/h以上の範囲では、熱伝導率の増加量が小さい状態が維持されている。これは、吸湿速度が15wt%/h以上であると、真空が長く維持され、熱伝導率の上昇が抑制されるためである。一方吸湿速度が15wt%/h以下になると、15wt%/h付近を境に熱伝導率の増加量が大きく上昇している。吸着剤の吸湿速度が十分ではなく、水蒸気が増量し、熱伝導率が上昇したためである。熱融着層43に用いる材料を変更した場合にも、材料に依存することなく同様の傾向を示している。
以上より、吸着剤3として吸湿速度が15wt%/h以上の酸化カルシウム(CaO)を用いることで、真空断熱材1の熱伝導率が長期間に渡り高く維持できると考えることができる。また、酸化カルシウム(CaO)が理論上吸着することができる水分量は32wt%であるため、32wt%/hが吸着剤3の取り得る吸湿速度の上限値である。更に、吸湿速度が17wt%/h以上であると、熱伝達率の増加量が低い状態を安定して維持でき、吸湿速度を22wt%/h以下とすると、製造工程において吸湿し、失活することが抑制される。そのため、吸着剤3の吸湿速度を17wt%/h以上22wt%/h以下とするとより好ましい。
なお、吸湿速度の測定は、次の方法により行われる。まず、酸化カルシウム(CaO)の重量を電子天秤で測定し、試料とする。そして、試料を気温25℃、相対湿度90%の雰囲気の恒温恒湿槽に1時間静置した後、速やかに試料の重量を電子天秤で測定する。恒温恒湿槽に静置した前後の重量変化から、吸湿速度を算出する。酸化カルシウム(CaO)が使用済みである場合は、気温1000℃の電気炉で4時間加熱した後、同様の方法により吸湿速度を算出することができる。
次に、熱融着層43について図3〜5を参照しながら詳細に説明する。
図3は、図1の真空断熱材1の相対突き刺し強度と熱融着層43の膜厚tの関係を示す散布図であり、図4は、図1の真空断熱材1のピンホール発生による破袋不良枚数と熱融着層43の膜厚tの関係を示す散布図である。また、図5は、図1の真空断熱材1の熱伝導率の増加量と熱融着層43の膜厚tとの関係を示す散布図である。図3〜5においても、熱融着層43として、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を用いた場合を黒丸印で示し、無延伸ポリプロピレン(CPP)を用いた場合を黒四角印で示している。相対突き刺し強度とは、直径φ0.4mmの針を30μmの直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)に突き刺したときの強度を100%とした場合の相対的な突き刺し強度を示したものである。また、図4においては、熱融着層43の膜厚tが異なる真空断熱材1を1000枚ずつ作製し、そのうちピンホールが発生し、破袋不良となった真空断熱材1の枚数をピンホール発生による破袋不良枚数としている。
熱融着層43の膜厚tに着目すると、図3に示すように、いずれの材料を用いた熱融着層43でも、熱融着層43の膜厚tが35μm以上であると、膜厚tが30μmのときの相対突き刺し強度と比較して2倍にまで急増する。また、図4に示すように、熱融着層43の膜厚tが35μm以上であると、膜厚tが35μmのときと比較してピンホール発生による破袋不良枚数が急激に低減している。そして、膜厚tが50μm以上になると、相対突き刺し強度が維持され、ピンホール発生による破袋不良枚数が小さい状態が安定して維持される。
一方、熱伝導率の増加量に着目すると、図5に示すように、熱融着層43の膜厚tが20μmから80μmになるまでは、熱伝導率の増加量は緩やかな上昇を示しているが、膜厚tが80μm付近になると急激に上昇している。熱融着層43の膜厚tが80μmであるとは、膜厚tが20μmであるときと比較して熱伝導率の増加量が2倍近くの値を示している。熱融着層43の膜厚tが20μmから80μmまでの範囲では、吸着剤3が侵入した水蒸気を吸着できるため、低い熱伝導率が維持される。しかし、熱融着層43の膜厚tが増加すると、侵入する水蒸気が封止部43aの膜厚Tの増加に伴い増量し、吸着剤3の吸湿速度が低下するため、時間とともに内部の真空度が低下して熱伝導率が増加してしまう。
以上より、図2〜図5の説明に基づき、熱融着層43の膜厚tは35μm以上70μm以下とし、熱融着層43同士が融着した封止部43aの膜厚Tを70μm以上140μm以上として決定される。また、吸着剤3の吸湿速度は、15wt%/h以上32wt%/h以下として決定される。
次に、本実施の形態1に係る真空断熱材1の製造工程について説明する。
本実施の形態1に係る真空断熱材1の製造工程においては、まず、表面保護層41と、ガスバリア層42と、熱融着層43との多層構造から成る外包材4により芯材2が被覆される。このとき、熱融着層43の膜厚tは、35μm以上70μm以下とする。そして、芯材2及び外包材4の乾燥が行われる。外包材4で被覆した芯材2を100℃で2時間加熱処理を行うことによって、水分が芯材2及び外包材4から除去される。
次に、吸着剤3が芯材2及び外包材4の間に配置される。吸着剤3は、吸湿速度が15wt%/h以上32wt%/h以下である。そして、外包材4の内部を1から3Pa程度の真空度に減圧し、その減圧状態で開口部をヒートシール等で融着し、外包材4の内部を減圧密封する。このとき、外包材4が減圧密封されることで、熱融着層43に芯材2の突き刺しが発生するが、熱融着層43の膜厚tを35μm以上70μm以下としているため、突き刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることが抑制される。
以上の工程を経て得られた真空断熱材1は、融着された熱融着層43同士が形成する封止部43aの厚みにより、水蒸気が侵入しやすいが、吸湿速度が15wt%/h以上32wt%/h以下の吸着剤3により侵入した水蒸気が素早く吸着される。そのため、真空断熱材1の内部の真空度が維持され、熱伝導率の増加量が抑制された状態を長期間に渡り維持することができる。特に、吸着剤3の吸湿速度が17wt%/h以上22wt%/h以下であると、熱伝達率の上昇が安定して低減され、且つ、製造工程の途中で吸湿能力が低下することが回避される。
なお、真空断熱材1は、放熱用の銅配管との干渉等を避ける目的で、凹凸の形状を付与するために、プレス加工が施される場合もある。この場合、プレス加工によって形成される凹凸の差は2mm以上10mm以内などでよい。
また、外包材4は、それぞれの熱融着層43が異なる厚みであってもよく、膜厚tが35μm以上70μm以下の熱融着層43同士が融着されて形成する封止部43aの膜厚Tが70μm以上140μm以下であればよい。更に、芯材2と吸着剤3とを被覆する外包材4は、2枚の外包材4を用いてもよく、1枚の外包材4を折りたたんで用いることもできる。芯材2と吸着剤3とを減圧密封することができれば、外包材4の枚数は限定されない。
次に、本実施の形態1の真空断熱材1を作製し、実施例1〜3について比較例1〜3との比較を行った。以下にその比較結果について説明する。
<実施例1>
実施例1では、ピンホールの発生による破袋不良枚数と熱融着層43の膜厚tとの関係について調べた。真空断熱材1は、芯材2をグラスウールで構成した。外包材4は、表面保護層41を膜厚25μmの延伸ナイロン(ONY)、ガスバリア層42を膜厚12μmのアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート(PET)と膜厚12μmのアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)とした。そして、表面保護層41と、ガスバリア層42と、熱融着層43とが積層されたラミネートフィルムを外包材4として構成した。そして、外包材4により芯材2を被覆して真空断熱材1を作製した。
実施例1の試料には、膜厚tが35μmの熱融着層43と、膜厚tが50μmの熱融着層43とを有する真空断熱材1を用いた。熱融着層43の材料は、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)と、それよりも弾性率が高い無延伸ポリプロピレン(CPP)とであった。そして、それぞれ膜厚及び材料から成る試料を1000枚ずつ用意した。
比較例1に用いた試料は、真空断熱材の外包材4の熱融着層43を膜厚30μmの直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)であり、そのほかの構成を実施例1の試料と同様の構成としたものであった。実施例1の試料と同様、比較例1の試料についても1000枚用意した。
表1は、実施例1及び比較例1の試料におけるピンホール発生による破袋不良枚数を比較した結果である。
Figure 2017029727
表1に示すように、比較例1において、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)の熱融着層43の膜厚tを30μmとした場合、ピンホール発生による破袋不良枚数が42枚であり、発生頻度は4.2%であった。
これに対し、実施例1の試料において、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)の熱融着層43の膜厚tを35μmとした場合、ピンホール発生による破袋不良枚数は19枚であり、発生頻度が1.9%であった。つまり、実施例1の試料では、ピンホールの発生頻度が比較例1と比較して2.3%も減少していた。また、熱融着層43の膜厚tを50μmとした場合には、ピンホール発生による破袋不良枚数は、14枚にまで低減したものの、膜厚tが35μmとした場合と比較すると、5枚減少したに過ぎなかった。
熱融着層43の膜厚tを30μmから35μmに増加させると、ピンホール発生による破袋不良枚数が大幅に減少し、膜厚tを35μmから50μmに増加させると、ピンホール発生による破袋不良枚数に大きな変化はみられないことがわかった。
なお、熱融着層43の膜厚tを35μmとした無延伸ポリプロピレン(CPP)を採用した実施例1の試料においても、ピンホール発生による破袋不良枚数が7枚にまで減少した。熱融着層43を弾性率の高い材料から形成することでピンホールの発生が更に抑制された。また、膜厚tを50μmとした場合のピンホール発生による破袋不良枚数は、膜厚tを35μmとした場合5枚であり、わずかに2枚減少しただけであった。熱融着層43の材料に無延伸ポリプロピレン(CPP)を採用した場合でも、膜厚tを35μmとした場合と、膜厚tを50μmとした場合とでは、ピンホール発生による破袋不良枚数に大きな変化はみられなかった。
<実施例2>
実施例2では、真空断熱材1の熱伝導率の増加量と吸着剤3の吸湿速度との関係について調べた。実施例2で使用した試料は、以下で説明する構成以外は、実施例1と同様の構成とした。吸湿速度は、気温25℃、相対湿度90%の雰囲気下に静置したときの重量増加率から算出される値とした。また、熱伝導率の増加量については、製造直後の熱伝導率と、気温25℃、相対湿度60%の雰囲気下で30日間保管した後の熱伝導率とを調べ、その差を増加量として算出した。
実施例2の真空断熱材1及び比較例2の真空断熱材を製造した直後において、いずれの試料においても、熱伝導率が1.8mW/(m・K)の同値であり、吸着剤3の吸湿速度による熱伝達率の相違はみられなかった。
実施例2では、試料として、芯材2とともに、吸着剤3が外包材4により被覆された真空断熱材1を作製した。吸着剤3は、吸湿速度が15wt%/h、18wt%/h、及び32wt%/hであった。また、実施例1と同様、それぞれの試料の熱融着層43の材料には、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)と、無延伸ポリプロピレン(CPP)とを採用した。なお、熱融着層43の膜厚tは、50μmの一定値としたため、封止部43aの膜厚Tは100μmであった。
比較例2においては、吸着剤3が吸湿速度14wt%/hである酸化カルシウムを用い、他の構成は、比較例1の真空断熱材1と同様とした。また、比較例2でも、実施例2と同様、熱融着層43の膜厚tは、50μmの一定値であり、封止部43aの膜厚Tは100μmであった。
表2は、実施例2及び比較例2の試料における真空断熱材1の熱伝導率の増加量を比較した結果である。
Figure 2017029727
表2に示すように、比較例2の真空断熱材では、熱伝導率の増加量が0.4mW/(m・K)であった。これに対し、実施例2の真空断熱材1では、吸湿速度が15wt%/h以上である全ての吸着剤3で熱伝導率の増加量が0.2mW/(m・K)を示していた。熱融着層43に無延伸ポリプロピレン(CPP)を採用した試料では、熱伝導率の増加量が更に低く、0.1mW/(m・K)であった。
このように、吸着剤3の吸湿速度が15wt%/h以上であることで、熱伝達率の増加量が低い値が長期間に渡り維持された。また、熱融着層43に無延伸ポリプロピレン(CPP)を採用することで、更に低い熱伝導率の変化量が得られた。
<実施例3>
実施例3では、真空断熱材1のピンホール発生による破袋不良枚数と吸湿速度との関係について調べた。なお、実施例3及び比較例3において使用した試料については、以下で説明する構成以外は、実施例1で説明した構成と同様とした。
実施例3は、熱融着層43の膜厚tを50μmとした。また、比較例3では、熱融着層43の膜厚tを熱融着層43の下限値以下の30μm及び熱融着層43の上限値以上の80μmとした。いずれの試料においても、熱融着層43の材料には、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)が用いられ、吸着剤3の吸着速度は、18wt%/hの一定値とした。
表3は、実施例3及び比較例3の試料におけるピンホールの発生による破袋不良枚数及び真空断熱時の熱伝導率の増加量を比較した結果である。
Figure 2017029727
表3に示すように、比較例3のうち、熱融着層43の膜厚tを下限値以下の30μmとした試料では、ピンホール発生による破袋不良枚数が42枚であった。また、熱伝導率の増加量が0.2mW/(m・K)であり、ピンホール発生による破袋不良枚数が抑制できなかった。
熱融着層43の膜厚tを上限値以上の80μmとした試料では、ピンホール発生による破袋不良枚数が15枚であり、熱伝導率の増加量が0.3mW/(m・K)であったので、熱伝導率の増加量が抑制できなかった。
これに対し、実施例3では、ピンホール発生による破袋不良枚数が14枚であり、熱伝導率の変化量は、0.2mW/(m・K)であり、ピンホールによる破袋不良発生を抑制するとともに、熱伝達率の増加量も抑制されていた。
以上より、熱融着層43の膜厚tを、35μm以上70μm以下とし、吸着剤3の吸湿速度を、15wt%/h以上32wt%/h以下とすることで、ピンホールによる破袋不良発生を抑制し、且つ、内部に侵入した水蒸気を吸着できる真空断熱材1が得られることがわかった。
以上説明した本実施の形態1の真空断熱材1においては、熱融着層43が、膜厚tを35μm以上70μm以下としている。そのため、芯材2の突刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることを十分抑制できる厚さを有する。また、吸着剤3は、吸湿速度が15wt%/h以上32wt%/h以下であるため、熱融着層43同士が融着され、膜厚Tが70μm以上140μm以上である封止部43aから侵入した水蒸気を十分吸着できる吸湿速度を有する。これにより、真空空間の真空度が維持されて熱伝導率の上昇が抑制され、断熱特性を長期間維持できる。
特に、吸着剤3の吸湿速度が17wt%/h以上22wt%/h以下とすることで、熱弾性率の上昇を安定して低減できるとともに、製造工程における吸湿能力の低下を抑制することができる。
また、熱溶着層を、高い弾性率を有し、水蒸気の遮断性に優れた高密度ポリエチレン、又は、無延伸ポリプロピレンにより形成することで、芯材2の突き刺しによりピンホールが発生し破袋不良となることが更に抑制され、水蒸気の侵入量を低減することができる。
また、真空断熱材1の表面に、凹部の表面と凸部の表面との差が2mm以上10mm以下の凹凸部を設けることで、真空断熱材1と放熱用の銅配管との間の熱交換を促進することができる。
また、吸着剤3を、紙、不織布、プラスチックフィルム、又は網目状の布のいずれかから形成された包材により覆うと、吸着剤3の通気性を確保しながら作業性を向上させることができる。包材は、紙、不織布、プラスチックフィルム、又は網目状の布から成る層を複数積層させて形成してもよい。
芯材2は、熱伝導率が低く、取り扱いが容易な繊維集合体、特にグラスウールなどであるとよい。
実施の形態2.
図6は、本実施の形態2に係る断熱箱100の概略構成を示す断面図である。断熱箱100は、長期間にわたる断熱性能が求められる、例えば、冷蔵庫などである。
図6に示すように、断熱箱100は、内箱110と外箱120とを有する。そして、内箱110と外箱120との間の空間には、実施の形態1において説明した真空断熱材1が配置されており、内箱110と外箱120との間で断熱を行う。真空断熱材1が配置される位置は、例えば内箱110の外壁面に密着した位置などであり、内箱110と、外箱120との間で断熱できる位置に配置される。
このように、断熱箱100は、熱伝導率の低い真空断熱材1が設けられている。これにより、内箱110と外箱120との間の熱伝導率が低い状態が維持されるため、断熱箱100の断熱性能を長期間にわたり高く維持することができる。断熱箱100を備えた冷蔵庫などにおいては、消費電力の削減につながる。
真空断熱材1は、発泡ウレタン断熱材130等と比較して高い断熱性能を有するため、断熱箱100は、発泡ウレタン断熱材130のみを用いた断熱箱100よりも高い断熱性能を得られる。しかし、内箱110と外箱120との間の空間のうち、真空断熱材1以外の部分には発泡ウレタン断熱材130が充填されていてもよい。
また、上記の説明では、断熱箱100の真空断熱材1が内箱110の外壁面に密着しているが、真空断熱材1は外箱120の内壁面に密着していてもよい。真空断熱材1は、スペーサなどを用いることにより、内箱110と外箱120との間の空間に、内箱110及び外箱120のいずれにも密着しないように配置されていてもよい。
なお、上記の説明において、一般的な冷蔵庫などに用いられる断熱箱と同等である部分については、図示及び説明を省略している。
なお、本発明に係る真空断熱材1は、上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能であり、上述の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
例えば、上記では、製造工程において芯材2及び外包材4の乾燥は100℃で2時間の加熱処理により行われていることを例示しているが、加熱処理の温度及び時間は、芯材2及び外包材4の水分が除去できる温度及び時間であればこれに限定されない。また、芯材2及び外包材4の乾燥は芯材2を外包材4で被覆した状態で行っているが、芯材2と外包材4の乾燥を別々に行った後に、芯材2を外包材4で被覆してもよい。
また、上述の実施の形態1に係る真空断熱材1の製造工程においては、芯材2及び外包材4を乾燥した後に吸着剤3を芯材2と外包材4との間に配置しているが、芯材2及び外包材4を乾燥する前に吸着剤3を配置してもよい。
また、上述の実施の形態2では、冷熱源を備える冷蔵庫の断熱箱100に真空断熱材1が用いられた構成を例に挙げたが、本発明はこれに限られない。真空断熱材1は、温熱源を備える保温庫の断熱箱や、冷熱源及び温熱源を備えない断熱箱、例えば、クーラーボックス等に用いることもできる。また、真空断熱材1は、断熱箱100だけでなく、空調機、車両用空調機、給湯機などの冷熱機器又は温熱機器の断熱部材として用いてもよく、その形状も、所定の形状ではなく、変形自在な外袋及び内袋を備えた断熱袋や、断熱容器などに用いてもよい。
1 真空断熱材、2 芯材、3 吸着剤、4 外包材、41 表面保護層、42 ガスバリア層、43 熱融着層、43a 封止部、100 断熱箱、110 内箱、120 外箱、130 発泡ウレタン断熱材、T 封止部の膜厚。

Claims (8)

  1. 真空空間を保持する芯材と、
    水分を吸着する吸着剤と、
    前記芯材と前記吸着剤を被覆する外包材とを備え、
    前記外包材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、
    前記外包材は、表面保護層とガスバリア層と熱融着層からなり、
    前記外包材は、当該外包材の周縁部の前記熱融着層同士が融着された封止部を有し、
    前記熱融着層の厚みが35μm以上70μm以下であり、
    前記吸着剤には吸湿速度が15wt%/h以上32wt%/h以下の酸化カルシウムを含む真空断熱材。
  2. 前記吸着剤の吸湿速度が17wt%/h以上22wt%/h以下である
    請求項1に記載の真空断熱材。
  3. 前記熱溶着層が、高密度ポリエチレン又は無延伸ポリプロピレンである
    請求項1又は2に記載の真空断熱材。
  4. 表面に2mm以上10mm以下の凹凸部を有する
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の真空断熱材。
  5. 前記吸着剤の包材は、紙、不織布、プラスチックフィルム、及び網目状の布からなる第1の群より選択される部材、又は前記第1の群より選択される2種類以上の部材を積層した部材である
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の真空断熱材。
  6. 前記芯材は繊維集合体である
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の真空断熱材。
  7. 前記芯材はグラスウールである
    請求項1〜6のいずれか一項に記載の真空断熱材。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の真空断熱材を備える断熱箱。
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