WO2021241617A1

WO2021241617A1 - 真空断熱体及びそれを用いた断熱容器と断熱壁

Info

Publication number: WO2021241617A1
Application number: PCT/JP2021/019930
Authority: WO
Inventors: 俊明平野; 秀司河原崎; 智章北野; 法幸宮地; 裕一秦
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2021-12-02
Also published as: EP4160075A4; US20230150750A1; EP4160075A1; JP2021188640A; CN115667778A; JP7474921B2

Abstract

冷蔵庫扉（２５）は、樹脂シートからなる外包材（５５）と、外包材（５５）に内包される芯材と、気体吸着デバイスと、を備える。気体吸着デバイスは、各種気体を吸着する気体吸着物質を内包する真空密閉容器と、外部からの物理的な荷重により真空密閉容器を開封する開封ピンと、開封ピンの変位を所定量以下に抑える耐荷重スペーサーと、を有する。

Description

真空断熱体及びそれを用いた断熱容器と断熱壁

　本開示は、真空断熱体及びそれを用いた断熱容器と断熱壁に関する。

　特許文献１は、断熱箱体内を排気して真空化して真空断熱材とする断熱箱体を開示する。特許文献２は、長期間に亘っての断熱性能を確保するために、ガス透過度の低い樹脂材料から成る外包材内に、さらに侵入した水分や空気を吸着する水分吸着剤や気体吸着剤をあらかじめ設置した真空断熱材を開示する。

特開平９－１１９７７１号公報特開２０１２－１０２７５８号公報

　本開示は、気体吸着材を失活させることを回避して気体吸着材の吸着能力を最大限に発揮させることで、高い断熱性能を長期的に維持することを可能とした真空断熱体、並びに当該真空断熱材を用いた断熱容器及び断熱壁を提供する。

　本開示における真空断熱体は、樹脂シートからなる外包材と、外包材に内包される芯材と、気体吸着デバイスを備える。気体吸着デバイスは、気体を吸着する気体吸着物質を内包する真空密閉容器と、外部からの物理的な荷重により真空密閉容器を開封する開封ピンと、開封ピンの変位を所定量以下に抑える耐荷重スペーサーと、を有する。

図１は、実施の形態１における真空断熱体を備えた冷蔵庫の断面図である。図２は、実施の形態１における真空断熱体を適用した冷蔵庫扉の斜視図である。図３Ａは、図２のＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ線に沿った断面図である。図３Ｂは、図３ＡのＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。図４Ａは、実施の形態１における真空断熱体の断面図である。図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ－ＩＶＢ線に沿った断面図である。図４Ｃは、実施の形態１における真空断熱体に内包される気体吸着デバイスが備える真空密閉容器の、断面図及び上面図を示す図である。図４Ｄは、実施の形態１における真空断熱体に内包される気体吸着デバイスの、断面図及び上面図を示す図である。図４Ｅは、実施の形態１における真空断熱体に内包される気体吸着デバイスの開封ピンの構成を示す図である。図５は、実施の形態１における真空断熱体を備えた冷蔵庫扉の製造方法を示すフローチャートである。図６は、実施の形態２における断熱容器の、斜視図及び部品展開斜視図を示す図である。図７Ａは、実施の形態２における断熱容器の断面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線に沿った断面図である。図８は、実施の形態２における断熱容器の製造方法を示すフローチャートである。

　（本開示の基礎となった知見等）
　近年、地球温暖化防止の観点から、省エネルギ性の向上が強く望まれており、家庭用電化製品においても、省エネルギ性の向上は緊急の課題となっている。特に、冷蔵庫、冷凍庫および自動販売機等の保温保冷機器では、熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性能を有する断熱材が求められている。

　一般的な断熱材として、グラスウール等の繊維材、および、ウレタンフォーム等の発泡体から選択されるものが用いられている。これらの断熱材の断熱性能を向上させるためには、断熱材の厚さを増す必要がある。しかしながら、断熱材を充填すべき空間に制限があるような場合、例えば省スペース化が必要な場合または空間の有効利用が必要な場合には、上述の一般的な断熱材を適用することは難しい。

　そこで、高性能な断熱材として、真空断熱材が提案されている。真空断熱材は、スペーサーの役割を持つ芯材を、ガスバリア性を有する外包材中に挿入し、内部を減圧して封止した断熱体である。

　この真空断熱材は、ウレタンフォームと比べると、約２０倍の断熱性能を有しており、厚さを薄くしても十分な断熱性能が得られるという優れた特性を有している。

　したがって、この真空断熱材は、断熱箱体の内容積を大きくしたい顧客要望を満たしつつ、断熱性能の向上による省エネルギ性の向上を図るための有効な手段として注目されている。

　例えば、冷蔵庫では、冷蔵庫本体を構成する断熱箱体において、内箱と外箱との間の断熱用空間にウレタンフォームが発泡充填されている。そして、断熱用空間に真空断熱材が追加で設置されて、その断熱性が高められている。これにより、断熱箱体の内容積を大きくしている。

　一般的に、冷蔵庫等の断熱箱体の断熱用空間は、複雑な形状を呈している。一方、真空断熱材は、複雑な形状に追従するような加工、特に厚み方向の加工を行うことが一般的に困難であることから、平板形状として供される。このため、真空断熱材によって被覆できる面積、言い換えると、断熱箱体の伝熱総面積に対して真空断熱材の面積が占める割合の向上には限界がある。

　そこで、例えば断熱箱体のブロー成形用のエアー送入口から、断熱箱体の断熱用空間に連続気泡ウレタンを充填して発泡させた後、エアー送入口に接続された真空排気装置によって断熱箱体内を排気して真空化することで、断熱箱体自体を真空断熱材とする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　また、本出願人も、特許文献１と同様に、冷蔵庫本体となる断熱箱体の断熱用空間に連続気泡ウレタンを充填して発泡させ、その後に真空引きをして断熱箱体自体を真空断熱材とする技術を提案してきた。

　複雑な形状をした断熱用空間については、以下のようにして、複雑な形状に合わせた真空断熱体を得ることができる。すなわち、内箱、外箱それぞれについて、樹脂をブロー成形や真空成形することによって所望の断熱用空間に合わせて成形された外包材を作成する。そして、断熱用空間そのものを形作る連続気泡ウレタンなどの樹脂を発泡成形した芯材を外包材で覆い、内部を真空封止する。

　このようにして得られた複雑な形状の断熱用空間における断熱体は、従来のように平面形状の真空断熱材及び、真空断熱材と内箱及び外箱との隙間を埋めるための発泡ウレタンを合わせた断熱体よりも、総合的な断熱性能が高い。このため、断熱材の厚みを薄くして内容積を大きくできる効果又は外観を小さくできる効果、及び軽量化などの効果を生むことが可能となる。

　以上述べたように、芯材として連続気泡ウレタン、外包材として樹脂成形材料を用い、真空封止して構成された真空断熱体は、断熱箱体のように外観形状が複雑なものであっても、断熱用空間の全域を真空断熱することができる。よって、このような真空断熱体を、例えば、冷蔵庫に用いることにより、断熱箱体自体の厚みを薄くして、内容積（貯蔵空間）を更に大きくすることができる。

　また、このような真空断熱体は、形状の複雑さはないものの断熱性を強く期待される用途、例えば、液化した天然ガス（ＬＮＧ）等の超低温物質を貯蔵するＬＮＧ貯蔵タンク、または、ＬＮＧ輸送タンカーのタンク等の断熱容器用パネルに適用することができる。これにより、断熱容器の壁厚を薄くしつつ、断熱容器内への熱の侵入を有効に抑制することが可能となる。よって、ＬＮＧタンクであれば、ボイルオフガス（ＢＯＧ）の発生を有効に軽減させることができ、ＬＮＧの自然気化率（ボイルオフレート、ＢＯＲ）を低下させることが可能となる。

　このような真空断熱体においては、長期間に亘っての断熱性能を確保するために、外包材としてガス透過度の低い樹脂材料を用いたり、さらに侵入した水分や空気を吸着する水分吸着剤や気体吸着剤を真空断熱体の中にあらかじめ設置したりしている（例えば、特許文献２参照）。

　気体吸着剤は、真空排気前に大気圧の状態で晒すと吸着速度が非常に高いことからすぐに失活してしまい、真空排気後にはそれ以上ほとんど気体を吸着できない状態になる。このため、従来から、気体吸着剤はあらかじめ真空密閉容器に封入され、真空排気後に周囲に残留ガスがほとんどない状態にした後で、外部から何らかの方法で気体吸着剤の容器が開封されるように構成されている。これにより、気体吸着剤は本来の吸着能力を発揮する。

　つまり、気体吸着剤の容器を開封しようとするときにすでに開封されていたり、容器を開封したいときに開封できないことがあってはならない。前者の場合は、気体吸着剤の容器を開封したいときにはすでに気体吸着剤が失活していることが考えられ、後者の場合は、気体吸着材の性能が全く発揮できないことになる。いずれの場合も初期性能はともかく、長期間に亘る真空度の維持ができなくなり、真空断熱材の断熱性能を維持できないという問題がある。

　発明者らは、以上のような問題があることを見出し、その問題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。

　本開示は、気体吸着剤の吸着能力を最大限発揮させ、長期間に亘って高い断熱性能を維持できる真空断熱体、並びに当該真空断熱材を用いた断熱容器及び断熱壁を提供する。

　以下図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明を省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

　なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

　（実施の形態１）
　以下、図１～図５を用いて実施の形態１を説明する。図１は、実施の形態１における真空断熱体６０を備えた冷蔵庫１の断面図である。図２は、真空断熱体６０を適用した冷蔵庫扉２５の斜視図である。図３Ａは、図２のＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ線に沿った断面図である。図３Ｂは、図３ＡのＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。図４Ａは、真空断熱体６０の断面図である。図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ－ＩＶＢ線に沿った断面図である。図４Ｃは、真空断熱体６０に内包される気体吸着デバイス５６が備える真空密閉容器３４の断面図及び上面図を示す。図４Ｄは、気体吸着デバイス５６の断面図及び上面図を示す。図４Ｅは、気体吸着デバイス５６の開封ピンの構成を示す図である。図５は、真空断熱体６０を備えた冷蔵庫扉１の製造方法を示すフローチャートである。

　［１－１．構成］
　［１－１－１．冷蔵庫扉への適用例］
　以下、本実施の形態における真空断熱体６０について、冷蔵庫扉２５に適用した例を用いて説明する。

　図１において、冷蔵庫１は冷蔵庫扉２５を備える。冷蔵庫１の外箱２と内箱３との間に発泡断熱材（図示せず）が充填されて断熱箱体７が形成されている。断熱箱体７の内部には、仕切体８により仕切られた冷凍室９及び冷蔵室１０が配置されている。

　断熱箱体７の上部の機械室２２には圧縮機１１が配置されており、下部機械室２３には蒸発皿１３が配置されている。冷凍室９の背面に形成された冷却室２４には蒸発器１２が配置されている。

　冷凍室９と冷却室２４とは、冷却室壁体２１で仕切られている。冷凍室９及び冷蔵室１０に対応する断熱箱体７の前面開口部７ａにはそれぞれ冷蔵庫扉２５が配置されている。

　図３Ａ及び図３Ｂに示すように、冷蔵庫扉２５は、外板２７と、庫外外観部品１４と、内板２６と、庫内外観部品１５と、を有する。外板２７の内部には酸素等に対するガスバリア層３１が形成されている。庫外外観部品１４は外板２７の表面に配置され、ガラス板又は金属板等からなる。内板２６の内部には酸素等に対するガスバリア層３１が形成されている。庫内外観部品１５は内板２６の表面に配置され、ＡＢＳ樹脂等からなる。冷蔵庫扉２５は、外板２７と内板２６との間の断熱用空間に充填された連続気泡ウレタンフォーム５（真空断熱体の芯材）を有する。ここで、外板２７及び内板２６が外包材５５に相当する。

　なお、この外包材５５とは、連続気泡ウレタンフォーム５（真空断熱体の芯材）の外面を包みこむものである。

　本実施の形態における真空断熱体６０は、具体的には、スペーサーの役割を持つ芯材（連続気泡ウレタンフォーム５）と、ガスバリア性を有する外包材５５とからなる。真空断熱体６０は、外包材５５中に芯材が挿入され、内板２６の一部に設けられた排気口１６を通して内部が減圧され、封止材１７を用いて封止されて構成されている。外板２７及び内板２６のそれぞれの外周は、熱溶着層３２で接着されて封止されている。

　また、図３Ａ及び３Ｂに示すように、本実施の形態に係る真空断熱体６０に対して、庫外外観部品１４及び庫内外観部品１５が接着剤等で貼り合わされて、冷蔵庫扉２５が完成される。

　なお、図４Ａ及び図４Ｂは、冷蔵庫扉２５の庫外外観部品１４及び庫内外観部品１５が貼り合わされる前の状態、すなわち本実施の形態における真空断熱体６０を示している。

　［１－１－２．製造方法］
　次に、実施の形態１に係る真空断熱体６０を備えた冷蔵庫扉２５の製造方法について説明する。

　図５において、外板２７及び内板２６は、酸素ガスバリア性や水蒸気ガスバリア性の高い樹脂シートで構成されている。外板２７及び内板２６は、主に、空気と水蒸気の透過を抑制するように構成されている必要がある。

　例えば、酸素透過度の低い材料であるエチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂（ＥＶＯＨ）を、成形性を上げるために、水蒸気透過度の低い材料であるポリプロピレン又はポリエチレン等で挟んだ多層シートを押出し成形機等で作成する（ステップ１）。そして、ステップ１で作成した多層シートを、真空成形、圧空成形またはブロー成形などによって、断熱が必要な箇所の形状に沿う形に成形する（ステップ２）。

　なお、ＥＶＯＨの代わりにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いても同様の効果が得られる。内板２６には排気口１６が設けられ、溶着機構（図示せず）が接続されると共に、内板２６は少なくとも酸素ガスバリア性の高い金属箔を有する封止材１７によって封止される。

　外板２７は、完全な平面の場合は、アルミニウムやステンレス・スチールなどの金属層を含む樹脂ラミネートフィルムが用いられる場合が多い。その理由としては、フィルムを用いることで、厚みを０．１ｍｍ以下とすることができ、後述の熱溶着をする際に均一な加熱が容易となり、信頼性の高い真空断熱体６０を得ることが可能だからである。但し、意匠性等の観点から外板２７が平面でない場合は、内板２６と同様に厚み０．２ｍｍ以上の樹脂シートが用いられる。

　連続気泡ウレタンフォーム５は、外板２７と内板２６との間の断熱用空間の形状を有する金属金型（図示せず）にウレタン液を注入し、発泡及び離型して成形される（ステップ３、ステップ４）。

　図５を用いて、引き続き、冷蔵庫扉２５の製造方法について説明する。

　次に、種々のガスを吸着するガス吸着剤及び気体吸着デバイス５６（後述）が、連続気泡ウレタンフォーム５と共に箱状の内板２６内に設置される。

　そして、連続気泡ウレタンフォーム５の成形品が、内板２６に収められ、外板２７がかぶせられる（ステップ５）。内板２６と外板２７とが接触する外周部に熱及び圧力が加えられて、内板２６と外板２７とが熱溶着される（ステップ６）。

　このとき、図３Ａ又は図４Ａに示すように、外板２７と内板２６との接着層（熱溶着層３２）がポリプロピレン層である場合は、ポリプロピレン樹脂同士で熱溶着される。

　ガス吸着剤としては、空気を選択的に吸着する気体吸着剤１９、あるいは、水分を吸着する水分吸着剤１８が知られている。このガス吸着剤により、真空排気で排気しきれずに残存するガスや、長期間のうちにガスバリア性の高い内板２６又は外板２７を透過して侵入した微量なガスを吸着することで、長期間に亘って真空度を維持することが可能となる。

　図４Ｃ、図４Ｄ及び図４Ｅに示すように、気体吸着デバイス５６は、真空密閉容器３４と、開封ピン３５と、耐荷重スペーサー３９と、で構成されている。真空密閉容器３４には、各種気体を吸着するゼオライトなどから成る気体吸着物質３３が内包されている。開封ピン３５は、外部からの物理的な荷重により真空密閉容器３４を開封する。耐荷重スペーサー３９は、開封ピン３５の変位を所定量以下に抑える。

　開封ピン３５は、例えば、図４Ｅに示すように、真空密閉容器３４を開封するピン部３８と、ピン部３８を外方に付勢するバネ部３６と、ピン支持部３７と、で構成されている。ピン支持部３７は、ピン部３８を支持すると共に、ピン部３８とバネ部３６とを連結する連結部としての機能を有する。

　図５に戻り、次に、熱溶着された内板２６及び外板２７の外形が所定の形状にカットされる（ステップ７）。

　熱溶着された内板２６及び外板２７で構成された真空断熱体６０に対して、真空排気装置（図示せず）により排気口１６を通して所定時間排気が行われる（ステップ８）。そして、封止材１７を用いて超音波溶着などで排気口１６が溶着封止される（ステップ９）。これにより、真空断熱体６０を得ることができる。

　排気時間を短縮して生産性を向上させるためには、連続気泡ウレタンフォーム５（芯材）の通気孔（図示せず）が排気口１６につながっていることが望ましい。なお、封止材１７は、排気口１６から近いほうから順に、図示しない接着層、金属箔及び耐熱保護層で構成されている。

　接着層は、金属箔の内側に配置される。接着層の融点は、１８０℃以下である。耐熱保護層は金属箔の外側に配置される。耐熱保護層は、融点が２００℃以上の耐熱層である。

　なお、本実施の形態では、排気口１６は略円形であり、排気口１６の穴径は１ｍｍ以上としている。

　真空断熱体６０は、排気口１６の封止後に２０～４０℃程度で数時間から数日間エージングされる（ステップ１０）。これにより、真空断熱体６０中の残留水分が水分吸着剤１８によって吸着される。その後に図４Ｃ、図４Ｄ及び図４Ｅに示すように、気体吸着物質３３が封入された真空密閉容器３４と開封ピン３５とで構成された気体吸着デバイス５６を、外板２７越しに物理的に荷重をかけて押すことにより、開封ピン３５で真空密閉容器３４が開封される（ステップ１１）。これにより、気体吸着物質３３が真空断熱体６０の密閉空間に晒されることになり、水分を除く残留ガス、及び、その後の長期間に亘って外板２７又は内板２６を通して外部から侵入するガスを吸着することが可能となる。ステップ１１の後、得られた真空断熱体６０に庫内外観部品１５および庫外外観部品１４がそれぞれ接着されて（ステップ１２、ステップ１３）、冷蔵庫扉２５が完成する。

　［１－２．動作］
　以上のように構成された本実施の形態における真空断熱体６０の気体吸着デバイス５６は、開封ピン３５のピン部３８を支持するピン支持部３７と気体吸着物質３３を内包する真空密閉容器３４との間に耐荷重スペーサー３９が設けられている。これにより、ステップ８に示す真空断熱体６０の真空排気工程以降において、外板２７にかかる大気圧による圧縮応力によって、外板２７が気体吸着デバイス５６の開封ピン３５を押して真空密閉容器３４を開封してしまうのを防ぐことができる。

　この耐荷重スペーサー３９は、ピン部３８が気体吸着物質３３の封入された真空密閉容器３４にある距離以下に接近することを防ぐ目的で設けられている。このため、耐荷重スペーサー３９は真空密閉容器３４とピン部３８との間にある必要はなく、真空密閉容器３４とピン支持部３７との間にあればよい。耐荷重スペーサー３９に用いられる材料は、大気圧による圧縮応力に耐える目的で選定されている連続気泡ウレタンフォーム５と同じ材料であっても良い。

　ステップ１１に示す真空密閉容器３４の開封工程においては、開封ピン３５の直上部に、大気圧縮よりも強い荷重、例えば５００ＫＰａ程度の荷重をゆっくりかける。これにより、耐荷重スペーサー３９も圧縮されていき、やがてピン部３８によって気体吸着物質３３の封入された真空密閉容器３４が開封される。

　［１－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態において、真空断熱体６０は、外包材５５と、連続気泡ウレタンフォーム５（芯材）と、気体吸着デバイス５６と、を備える。外包材５５は、樹脂シート（図示せず）からなる。連続気泡ウレタンフォーム５は、外包材５５に内包される。

　気体吸着デバイス５６は、真空密閉容器３４と、開封ピン３５と、耐荷重スペーサー３９と、から構成されている。真空密閉容器３４は、各種気体を吸着する気体吸着物質３３を内包する。開封ピン３５は、外部からの物理的な荷重により真空密閉容器３４を開封する。耐荷重スペーサー３９は、開封ピン３５の変位を所定量以下に抑える。

　大気圧による圧縮応力で開封ピン３５が気体吸着デバイス５６を構成する真空密閉容器３４にある距離以下には接近しないように耐荷重スペーサー３９を設けることで、真空排気中及び真空封止前に、真空密閉容器３４が開封されるのを回避することができる。従って、真空排気中及び真空封止前に気体吸着物質３３が大量の残留ガスを吸着してその後の吸着能力が損なわれることを回避できるため、真空断熱体６０の性能を維持することが可能となる。

　また、真空封止後に水分吸着剤１８により残留水分を全て吸着させた後で、気体吸着デバイス５６の真空密閉容器３４を開封ピン３５によって確実に開封することで、冷蔵庫扉２５の真空度及び断熱性能を長期間に亘り維持することができる。従って、信頼性の高い冷蔵庫扉２５を提供することができる。

　なお、開封ピン３５は、真空密閉容器３４を開封するピン部３８と、バネ部３６と、ピン部３８とバネ部３６とを連結するピン支持部３７（連結部）と、を備える。耐荷重スペーサー３９で開封ピン３５のピン支持部３７を支えるようにしたことにより、真空断熱体６０の真空排気工程以降において、外板２７にかかる大気圧による圧縮応力で、外板２７が気体吸着デバイス５６の開封ピン３５を押して真空密閉容器３４を開封してしまうのを防ぐことができる。さらに、外包材５５の表面から外包材５５を押さえつけることで、気体吸着デバイス５６の真空密閉容器３４を開封ピン３５にて開封する際に、外包材５５の表面から押さえつけられた力がピン支持部３７で受け止められる。このため、ピン部３８によって確実に真空密閉容器３４を開封することができる。

　なお、耐荷重スペーサー３９は、ピン部３８が気体吸着デバイス５６の真空密閉容器３４に対してある距離以下に接近することを防ぐ目的で設けられる。従って、耐荷重スペーサー３９は、真空密閉容器３４とピン部３８との間にある必要はなく、真空密閉容器３４とピン支持部３７との間にあればよい。こうすることで、真空密閉容器３４を開封したいときにはピン部３８が耐荷重スペーサー３９に邪魔されることがなく開封することができる。従って、冷蔵庫扉２５の真空度及び断熱性能を長期間に亘り維持することができるので、信頼性の高い真空断熱体６０を提供することができる。

　なお、耐荷重スペーサー３９は大気圧縮に耐えることが必要である。従って、耐荷重スペーサー３９は１０％歪みで２００ｋＰａ以上の圧縮強度を有することが望ましい。

　なお、耐荷重スペーサー３９自身も長期間に亘って真空空間に晒される。従って、耐荷重スペーサー３９はガス放出の少ない材料であることが望ましい。耐荷重スペーサー３９の材料として、例えば真空断熱体６０の芯材として用いている連続気泡ウレタンフォーム５を用いれば、芯材と同様に真空排気によって排気されるとともに、残留ガスは気体吸着物質３３に吸着される。

　なお、本実施の形態における真空断熱体６０を、冷蔵機器（図示せず）又は冷凍機（図示せず）などにおける内壁又は外壁に使用される断熱壁（図示せず）に用いることで、安価で、かつ長期間に亘って断熱性能を維持できる断熱壁を提供することができる。また、機器の省エネルギ性を高めることができる。

　（実施の形態２）
　以下図６～図８を用いて実施の形態２を説明する。図６は、実施の形態２における断熱容器４０の、斜視図及び部品展開斜視図を示す。図７Ａは、断熱容器４０の断面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線に沿った断面図である。図８は、断熱容器４０の製造方法を示すフローチャートである。

　［２－１．構成］
　図６、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、本実施の形態における断熱容器４０は、外箱２７ｂと、内箱２６ｂと、外箱２７ｂと内箱２６ｂとの間の断熱用空間に充填された連続気泡ウレタンフォーム５ｂ（芯材）と、を有する。外箱２７ｂ及び内箱２６ｂの内部には酸素等のガスバリア層３１ｂが形成されている。ここで、外箱２７ｂ及び内箱２６ｂが外包材５５に相当する。

　実施の形態１で述べた構成と同様に、本実施の形態においても真空断熱体となる断熱容器４０において、排気口１６ｂを通して外包材５５の内部が減圧されるとともに、封止材１７ｂを用いて排気口１６ｂが封止されている。外箱２７ｂと内箱２６ｂとは、外箱２７ｂ及び内箱２６ｂの外周において熱溶着層３２ｂで接着されて封止されている。

　外箱２７ｂと内箱２６ｂとの間の断熱用空間に連続気泡ウレタンフォーム５ｂが充填される際に、空気を選択的に吸着する空気吸着剤４２ｂと、水分を吸着する水分吸着剤４１ｂと、上記実施の形態１で述べた気体吸着デバイス５６が断熱用空間に入れられる。実施の形態１で述べた効果と同様の効果が得られる様に、本実施の形態における断熱容器４０の真空断熱体としての基本的な構成は、実施の形態１と同様な構成としている。

　［２－２．製造方法］
　図８は、本実施の形態２における断熱容器４０の製造方法を示すフローチャートである。基本的な製造フローは実施の形態１のステップ１～１１までと同様である。

　断熱容器４０の場合は、外箱２７ｂ及び内箱２６ｂのいずれも平面形状ではない。このため、外箱２７ｂ及び内箱２６ｂのいずれについても厚み０．２ｍｍ以上の樹脂シートが用いられる。

　図７Ａ及び図７Ｂにおいて、気体吸着デバイス５６の開封工程では、実施の形態１よりも厚いシート越しに開封ピン３５（図４Ｄ参照）を押す必要がある。従って、実施の形態１の場合よりも大きな荷重、例えば１ＭＰａ以上の荷重をゆっくりかける。これにより、耐荷重スペーサー３９も圧縮されていき、やがてピン部３８（図４Ｅ参照）によって気体吸着デバイス５６の真空密閉容器３４（図４Ｄ参照）が開封される。

　［２－３．動作、効果等］
　本実施の形態では、実施の形態１における内板２６が内箱２６ｂに該当し、外板２７が外箱２７ｂに該当する。内箱２６ｂ及び外箱２７ｂをそれぞれ箱状に形成することで、安価で、かつ長期間に亘って高い断熱性能を維持できる断熱容器４０を提供することができる。

　なお、上記実施の形態１及び実施の形態２における真空断熱体においては、真空断熱材の断熱性能を長期間に亘って信頼性高く保つ目的で、気体吸着デバイス５６を用いている。

　気体吸着デバイス５６は、所定の時間真空排気が行われた後で真空封止された真空断熱材に対して、窒素、及び酸素に代表される残留ガス及び封止後に所定の侵入量で外部から入ってきた窒素、及び酸素に代表されるガスを所定の吸着速度で吸着して、真空断熱材をある決まった平衡圧力に保つ目的で設置されている。

　気体吸着剤１９の吸着能力が下がる主な要因として、真空排気する前、あるいは真空排気中にすでに気体吸着剤１９が、気体吸着剤１９の周囲のガスを吸着してしまうことが挙げられる。この場合、気体吸着剤１９による吸着量は本来吸着すべき量に達しない。

　なお、残留ガスや外部からの侵入ガスの含まれる水分については、本来は、安価な水分吸着剤１８が同一空間内に設置されて、当該水分吸着剤１８によって全て吸着し、残りの窒素、及び酸素ガス等を気体吸着剤１９が吸着すべきである。しかしながら、気体吸着剤１９が水分を吸着してしまうことで、その分、気体吸着剤１９が本来吸着すべきガスを吸着できない場合が発生する。

　本開示は上記の二つの問題のいずれも解決する。具体的には、真空断熱材が真空排気後に真空封止されるまでは、気体吸着物質３３であるゼオライトが真空密閉容器３４内に密閉されている。その後所定の時間又は温度条件等により、残留水分を水分吸着剤１８にて完全に吸着させる。その後で、外部から物理的に加えた力によって、気体吸着物質３３の真空密閉容器３４に一体化されている開封ピン３５などで真空密閉容器３４を開封する。これにより、周囲の水分以外のガスを吸着することが可能となる。

　このようにして、圧力が長期間に亘って一定に保たれることで、真空断熱材の断熱性能を長期間に亘って信頼性高く保つことが可能となる。

　本開示における真空断熱体は、気体吸着物質を失活させることを回避して気体吸着物質の吸着能力を最大限に発揮させることで、高い断熱性能を長期的に維持することが可能である。従って、安価で断熱性能の高い高品質な真空断熱体を提供することができ、冷蔵庫や電気給湯器等の民生用機器から自動販売機用、自動車用、住宅用の断熱体及びこれを用いた断熱容器、断熱壁として幅広く適用することができる。また、貯蔵室内の食品を収容するケースなどの断熱容器として適用することもできる。

　１　冷蔵庫
　２，２７ｂ　外箱
　３，２６ｂ　内箱
　５，５ｂ　連続気泡ウレタンフォーム（芯材）
　７　断熱箱体
　７ａ　前面開口部
　８　仕切体
　９　冷凍室
　１０　冷蔵室
　１１　圧縮機
　１２　蒸発器
　１３　蒸発皿
　１４　庫外外観部品
　１５　庫内外観部品
　１６，１６ｂ　排気口
　１７，１７ｂ　封止材
　１８，４１ｂ　水分吸着剤
　１９　気体吸着剤
　２１　冷却室壁体
　２２　機械室
　２３　下部機械室
　２４　冷却室
　２５　冷蔵庫扉
　２６　内板
　２７　外板
　３１，３１ｂ　ガスバリア層
　３２，３２ｂ　熱溶着層
　３３　気体吸着物質
　３４　真空密閉容器
　３５　開封ピン
　３６　バネ部
　３７　ピン支持部（連結部）
　３８　ピン部
　３９　耐荷重スペーサー
　４０　断熱容器
　４２ｂ　空気吸着剤
　５５　外包材
　５６　気体吸着デバイス
　６０　真空断熱体

Claims

　樹脂シートからなる外包材と、
　前記外包材に内包される、芯材及び気体吸着デバイスと、
を備えた真空断熱体であって、
前記気体吸着デバイスは、
　気体を吸着する気体吸着物質と、
　前記気体吸着物質を内包する真空密閉容器と、
　前記真空密閉容器の外部からの物理的な荷重により前記真空密閉容器を開封する開封ピンと、
　前記開封ピンの変位を所定量以下に抑える耐荷重スペーサーと、を有する、
真空断熱体。
　前記開封ピンは、
　　前記真空密閉容器を開封するピン部と、
　　前記ピン部を外方に付勢するバネ部と、
　　前記ピン部と前記バネ部を連結する連結部と、を備え、
　前記開封ピンの前記連結部は、前記耐荷重スペーサーで支えられている、
請求項１に記載の真空断熱体。
　前記耐荷重スペーサーは、前記真空密閉容器と前記連結部との間に配置されている、
請求項２に記載の真空断熱体。
　前記耐荷重スペーサーの圧縮強度は、１０％歪み時で２００ｋＰａ以上である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の真空断熱体。
　前記耐荷重スペーサーは、長期にわたってガスの放出が少ない材料からなる、
請求項１～４のいずれか１項に記載の真空断熱体。
　前記耐荷重スペーサーの材料と前記芯材の材料とが同一である、
請求項１～５のいずれか１項に記載の真空断熱体。
　前記耐荷重スペーサーの材料に、連続気泡ウレタンが用いられている、
請求項１～６のいずれか１項に記載の真空断熱体。
　請求項１～７のいずれか１項に記載の真空断熱体を用いた断熱容器。
　請求項１～７のいずれか１項に記載の真空断熱体を用いた断熱壁。