JP2004251303A

JP2004251303A - 真空断熱材、並びに真空断熱材を用いた冷凍機器及び冷温機器

Info

Publication number: JP2004251303A
Application number: JP2003039344A
Authority: JP
Inventors: Chie Hirai; 千恵平井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】真空断熱材において、芯材のバインダーとしてフェノール樹脂等の有機バインダーを用いると、環境や人体への影響が懸念されると共に、種々のガスが発生するため真空断熱材の断熱性能が悪化するという問題があった。
【解決手段】真空断熱材１の芯材２のバインダー６として、炭水化物系の天然物バインダーを用いることを特徴とする。これにより、環境や人体への影響が少ないと共に、バインダー６からの発生ガスの大部分が水分、二酸化炭素であるため、一般的なガス吸着剤３で対応可能となり、断熱性能の優れた真空断熱材１を得ることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、断熱を必要とするもの、例えば冷蔵庫、保温保冷容器、自動販売機、電気湯沸かし器、車両、又は住宅等の断熱材として使用可能な真空断熱材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化防止の観点から省エネルギーが強く望まれており、家庭用電化製品についても省エネルギー化は緊急の課題となっている。特に、冷蔵庫、冷凍庫、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。
【０００３】
一般的な断熱材として、グラスウールなどの繊維材やウレタンフォームなどの発泡体が用いられている。しかし、これらの断熱材の断熱性を向上するためには断熱材の厚さを増す必要があり、断熱材を充填できる空間に制限があって省スペースや空間の有効利用が必要な場合には適用することができない。
【０００４】
そこで、高性能な断熱材として真空断熱材が使用されるようになってきた。これは、スペーサの役割を持つ芯材を、ガスバリア性を有する外被材中に挿入し内部を減圧して封止した断熱材である。
【０００５】
真空断熱材の一例としては、プラスチック層と金属層の多重層フィルム袋内にガラス繊維からなる成形体を納入し、内部を真空排気したものがある（例えば、特許文献１参照。）。成形体を構成するガラス繊維の個々の繊維は、フェノール型、シリコーン型等のバインダーにより然るべく合着状態に互いに保持されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６３−１８７０８４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
芯材のバインダーとしてフェノール樹脂を用いると、フェノールとホルマリンを使用するため、環境や人体への影響が懸念されるという問題がある。
【０００８】
更に、真空断熱材として外被材の中で減圧して使用した際、フェノール樹脂に用いられるホルマリンや、尿素水、アンモニア水等の添加剤から種々のガスが発生し、真空断熱材の初期断熱性能及び経時断熱性能が悪化するという問題があった。
【０００９】
また、シリコーン型のバインダーではバインダーを固化させるための焼成温度が高くなり、芯材を製造するためのエネルギーが多量に必要になり、環境負荷が大きくなるという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、芯材と、前記芯材を覆い内部を減圧した外被材とからなり、前記芯材がバインダーを用いて成形されたボード状の成形体で、前記バインダーの主成分が炭水化物系の天然物バインダーであることを特徴とする真空断熱材である。
【００１１】
天然物バインダーを用いているため、例えば芯材にバインダーを噴霧等により塗布する際にバインダーが飛散したとしても、環境および人体への影響度が少なく、安全性が高い。
【００１２】
また、炭水化物系の天然物バインダーから発生するガスの大部分は水分と二酸化炭素である。したがって、バインダーからの発生ガスに対し、一般的なガス吸着剤で対応可能であり、初期断熱性能及び経時断熱性能共に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００１３】
更に、シリコーン型等のバインダーに比べて焼成温度が低く、環境負荷を小さくすることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、天然物バインダーがデンプンであることを特徴とする真空断熱材である。デンプンは、ジャガイモ、トウモロコシ、コメ、小麦等の食用の植物から抽出することができるものであり、環境的、人体的にもより影響が少ないとともに、安価で容易に入手することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、天然物バインダーが、水溶性であるか、または水に均一分散する、もしくは水中でのり状になることを特徴とする真空断熱材である。
【００１６】
水にバインダーを溶解したもの、あるいは均一に分散させる、あるいは水中でのり状としたものを芯材に塗布し、その後水を蒸発させることにより、ボード表層および内層にバインダーが分散し、ボード剛性が向上し、強度的にも優れた芯材を得ることができる。
【００１７】
更に、溶媒が水であることにより環境に悪影響を及ぼすことがない。
【００１８】
本発明の請求項４は、請求項１から請求項３に記載の発明において、天然物バインダーがデキストリンであることを特徴とする真空断熱材である。デキストリンはデンプンを分解したものであり、デンプンの中でも水に溶けやすい、或いはのり化しやすく、低粘度であるため芯材に浸透しやすく、分散しやすいという効果がある。
【００１９】
すなわち、芯材の内部にまでバインダーが浸透して固化することにより、ボード内層での強度が向上することからボード全体としての剛性が向上し、強度的にもより優れた芯材を得ることができる。
【００２０】
本発明の請求項５は、請求項１から請求項４に記載の発明において、天然物バインダーの含有量が０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする真空断熱材である。
【００２１】
バインダーは固体熱伝導の増大を引き起こすため含有量は少ないほど良いが、含有量が０．１ｗｔ％より少ないと結着力が小さく、ボード剛性が不足する。しかし、含有量が１０ｗｔ％を超えると、天然物バインダーからの発生ガスである水、二酸化炭素等が急激に増加し、真空断熱材としての断熱性能が極端に悪くなる。また、固体熱伝導率も大きくなり、初期熱伝導率も悪化することがある。
【００２２】
したがって、含有量は０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが望ましい。
【００２３】
本発明の請求項６は、請求項１から請求項５に記載の発明において、芯材が繊維材料からなることを特徴とする真空断熱材である。芯材の材料としては、粉末、繊維、及びこれらの混合物等があるが、その中でも繊維材料は成形しやすく、かつ固体熱伝導率が小さいものであり、成形性及び断熱性能に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の請求項７は、外箱と、内箱とを備え、前記外箱と前記内箱によって形成される空間に本発明の真空断熱材を配設し、真空断熱材以外の空間に発泡断熱材を充填したものであり、断熱性能に優れた冷凍機器及び冷温機器を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明は、芯材と、前記芯材を覆い内部を減圧した外被材とからなり、前記芯材がバインダーを用いて成形されたボード状の成形体で、前記バインダーの主成分が炭水化物系の天然物バインダーであることを特徴とする真空断熱材である。
【００２６】
芯材は、有機或いは無機繊維をボード化したもの、粉末を固形化しボード化したものなど、特に限定するものではない。例えば繊維材料をボード化した芯材では、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、炭化ケイ素繊維等の無機繊維、或いは木綿等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、アラミド等の合成繊維等の有機繊維など、公知の材料を使用することができる。
【００２７】
また、繊維径は特に指定するものではないが、０．１μｍ〜１０μｍが好ましい。
【００２８】
また、粉末をボード化した芯材ではシリカ、パーライト、カーボンブラック等の無機粉末、或いは合成樹脂粉末等の有機粉末などを、繊維バインダー或いは無機や有機の液状バインダーにて固形化する等、公知の材料を使用することができる。また、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、スチレンフォーム等の発泡樹脂の粉砕物等、公知の材料を使用することができる。
【００２９】
芯材の密度は１００ｋｇ／ｍ^３〜４００ｋｇ／ｍ^３となるように成形することが望ましい。これは、密度が１００ｋｇ／ｍ^３より小さいと成形体としての形状を保持しにくくなり、４００ｋｇ／ｍ^３より大きくなると固体熱伝導率が大きくなり真空断熱材の断熱性能が悪化するからである。なお、内部で密度が異なっていてもよい。
【００３０】
バインダーにおいて炭水化物系の天然物バインダーとは、デンプン系、セルロース系、複合多糖類等であり、これらを混合して使用してもよく、また、これらを水或いは公知の有機溶媒で希釈して使用することも可能である。
【００３１】
また、天然物バインダーに、他の有機バインダーを少量混合したり、また無機バインダーを混合したりして、芯材の強度向上を図ることも可能である。芯材のバインダーに用いるデンプンとは、未加工のデンプン、あるいは加工デンプンとして分解、酵素変性等のデキストリン、酸変性デンプン、酸化デンプン、アルファー化デンプン、或いはデンプンエステルであるアセチルデンプン等、デンプンエーテルであるメチルデンプン、カルボキシメチルデンプン、ヒドロキシエチルデンプン等、陽性デンプンであるアミノアルキルデンプン、また架橋デンプン等のデンプン誘導体、等であり、特に指定するものではない。また、これらを２種類、あるいは３種類以上混合して使用することも可能である。
【００３２】
更に、デンプンを分解してできるデキストリンとは、白色デキストリン、黄色デキストリン、ブリティッシュガム等であり、これらを混合して使用することも可能である。
【００３３】
また、これらに老化防止剤、防腐剤、或いは防かび剤等を混合することも可能である。
【００３４】
なお、デンプンを使用した芯材がヨウ素デンプン反応に反応することは周知と考えられるが、デンプンの使用については他にも公知の方法で容易に確認することができる。
【００３５】
芯材におけるバインダーの含有量が０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下とは、少なくとも芯材の任意の一部を厚さを通して切り取ったとき、その部分のバインダー含有量が０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを示す。
【００３６】
また、芯材内部でバインダー濃度が異なっていてもよく、その場合、内層よりも表層の方のバインダー濃度が高い方が剛性の面で好ましいが、特に指定するものではない。
【００３７】
芯材を覆う外被材は、少なくともガスバリア層及び熱融着層を有するものである。ガスバリア層としては、金属箔が最も好ましいが、金属、無機酸化物或いはダイヤモンドライクカーボンを蒸着したプラスチックフィルム等も用いることができ、気体透過を低減する目的で用いるものであれば、特に指定するものではない。上記金属箔は、アルミニウム、ステンレス、鉄等の箔を用いることができるが、特に指定するものではない。金属等の蒸着では、基材となるプラスチックフィルムの材料は特に指定するものではないが、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂、ポリエチレンナフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリイミドなどへの蒸着が好ましい。金属蒸着の材料は、アルミニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、銀、或いはそれらの混合物等があり、また、無機酸化物蒸着の材料は、シリカ、アルミナ等があるが、特に指定するものではない。熱溶着層としては、低密度ポリエチレンフィルム、鎖状低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、或いはそれらの混合体等を用いることができるが、特に指定するものではない。更に、必要に応じてガスバリア層の外面に表面保護層を設けることも可能である。表面保護層としては、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルムの延伸加工品などが利用でき、更に外側にナイロンフィルムなどを設けると可とう性が向上し、耐折り曲げ性などが向上する。以上のようなフィルムをラミネートして用いる。
【００３８】
外被材の袋形状は、四方シール袋、ガゼット袋、Ｌ字袋、ピロー袋、センターテープシール袋等、特に限定するものでない。なお、外被材としては、鉄板、ステンレス板、亜鉛板等の金属板を成形した金属容器を使用することも可能である。真空断熱材の製造方法は、まず外被材を作製し、その外被材中に芯材を挿入し内部を減圧して封止してもよく、或いは、減圧槽中に芯材とロール状或いはシート状のラミネートフィルムからなる外被材を設置し、ロール状或いはシート状の外被材を芯材に沿わせた状態にしてから外被材を熱融着することにより真空断熱材を作製してもよい。他にも、芯材を挿入した外被材内を直接減圧して外被材開口部を封止することにより真空断熱材を製造する、或いは金属板で成形した容器にボード状の芯材を挿入し、真空ポンプと前記金属容器とを管で結んで容器内を減圧し、その後管を封止して切断することにより真空断熱材とする等の方法があるが、特に指定するものではない。
【００３９】
また、芯材は外被材挿入前に水分乾燥を行ってもよく、真空断熱材の信頼性をより向上させる場合は、ガス吸着剤や水分吸着剤等のゲッター物質を一緒に挿入してもよい。
【００４０】
天然物バインダーは、水に溶かしたり、水に均一分散させたり、もしくは水中でのり状にしたりするが、これは加温して行ってもよい。
【００４１】
芯材材料へのバインダー付着方法としては、特に指定するものではないが、バインダー又はその希釈液を塗布又は噴霧したり、芯材材料をバインダーに浸漬したりして付着させる。
【００４２】
具体的には、芯材材料をある程度成形した後にバインダーを噴霧すればよいが、繊維材料であれば、原綿を積層しながらバインダーを噴霧してもよいし、積層、成形後に噴霧する場合は、噴霧後、一旦常温でプレスするとバインダーの内部への拡散を促進できる。更に、原綿の製造における繊維化時にバインダーやその希釈液を噴霧しておき、その原綿繊維を利用することも可能である。バインダー付着後、水分を蒸発させてボード化するために、１００℃以上の温度で加熱圧縮するが、ボード化方法を特に指定するものではない。
【００４３】
デンプンをバインダーとしたとき、芯材にデンプンを塗布した後焼成する温度は２８０℃以下とすることが望ましい。デンプンの分解温度は約２８０℃であり、それを超えた温度で焼成するとデンプンが種々の分解ガスを経時的に発生しやすくなり、真空断熱材としたときに芯材からの分解ガスの発生により、経時的な断熱性能が悪化することが考えられる。
【００４４】
本発明による真空断熱材を、例えば冷蔵庫に適用した場合、冷蔵庫の外箱と内箱とによって形成される空間の外箱側又は内箱側に真空断熱材を貼付し、その他の空間に樹脂発泡体を充填する、或いは真空断熱体と発泡樹脂体とを一体発泡した断熱体を冷蔵庫の外箱と内箱とによって形成される空間に配設する、或いはドア部に同様に使用する、或いは仕切板に使用する、等特に指定するものではないが、機械室と冷蔵庫内とを仕切る壁面、或いは冷凍室の周囲に前記真空断熱材を用いることは特に断熱効果が大きく、より低電力量で冷蔵庫を運転できる。また、樹脂発泡体とは、例えば硬質ウレタンフォーム、フェノールフォームやスチレンフォームなどを使用することができるが、特に指定するものではない。また、例えば硬質ウレタンフォームを発泡する際に用いる発泡剤としては、特に指定するものではないが、オゾン層保護、地球温暖化防止の観点から、シクロペンタン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、イソブタン、ｎ−ブタン、水（炭酸ガス発泡）、アゾ化合物、アルゴン等が望ましく、特に断熱性能の点からシクロペンタンが特に望ましい。また、冷凍機器及び冷温機器に使用する冷媒は、フロン１３４ａ、イソブタン、ｎ−ブタン、プロパン、アンモニア、二酸化炭素、水等、特に指定するものではない。なお、冷凍機器は、動作温度帯である−３０℃から常温で断熱を必要とする機器の代表として示したものであり、例えば保冷車や電子冷却を利用した冷凍冷蔵庫等にも使用できる。また、冷温機器とは、自動販売機、ジャーポット、炊飯器などの、より高温までの範囲で温冷熱を利用した機器を指す。その他、ガス機器、クーラーボックス、或いは住宅建材等、電力を必要としない機器も含むものである。更には、真空断熱材単品で、パソコン、車体等にも使用可能であり、断熱を必要とする機器に広範囲に適用することができる。
【００４５】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１から実施の形態３における真空断熱材の断面図である。（実施の形態１）図１において、真空断熱材１は、芯材２とガス吸着剤３を外被材４中に挿入し、内部を減圧して密封したものである。
【００４６】
芯材２は、まず、平均繊維径５μｍの所定量のグラスウール５を積層したグラスウール積層体を形成する。
【００４７】
バインダー６は、グラスウール１００重量部に対し、エーテル架橋アルファー化デンプン１．５重量部を水７５重量部に溶解し、デンプン水溶液７６．５重量部としたものを使用する。
【００４８】
このデンプン水溶液を噴霧装置にて、グラスウール積層体のうらおもて両面に噴霧し、それを分散、浸透させるために、一旦常温でプレスする。その後２００℃の加熱圧縮装置にて厚さ１５ｍｍまで圧縮して１５分間プレスする。
【００４９】
こうして得られた芯材２は、厚さが２３ｍｍまで復元し、密度が１２５ｋｇ／ｍ^３となったが、芯材２の中心層はバインダー６がほとんどなく、表面層に近いほど多量のバインダー６が硬化しているのが確認できた。
【００５０】
外被材４は、２枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂからなり、いずれも内面側より、熱融着層、ガスバリア層、表面保護層を有している。この２枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂを重ね合わせて、芯材２が挿入できるように３辺を熱融着にて製袋しておく。
【００５１】
ラミネートフィルム４ａは、熱融着層として直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（以下ＬＬＤＰＥと称す）が５０μｍ、ガスバリア層として厚さ１５μｍのエチレン−ポリビニルアルコール共重合体フィルム（以下ＥＶＯＨと称す）に膜厚５００Åのアルミ蒸着を形成したフィルムと、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴと称す）に５００Åのアルミ蒸着を形成したフィルムをアルミ蒸着面同士貼り合わせたフィルムからなり、熱融着層のＬＬＤＰＥとガスバリア層のＥＶＯＨをドライラミネートしている。ここでは、ＰＥＴが表面保護層の機能を有している。
【００５２】
また、ラミネートフィルム４ｂは、熱融着層は厚さ５０μｍのＬＬＤＰＥで、その上にガスバリア層として厚さ６μｍのアルミ箔、更に表面保護層として厚さ１２μｍのナイロンを２層ラミネートして構成している。
【００５３】
真空断熱材１の作製は、芯材２を１４０℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、水分吸着剤である酸化カルシウムと共に袋状の外被材４中に挿入し、内部を３Ｐａまで減圧して開口部を熱融着にて封止した。以上のような真空断熱材１の熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００２８Ｗ／ｍＫであった。真空断熱材の厚さは大気圧縮されて１２ｍｍとなり、芯材密度は２４０ｋｇ／ｍ^３となった。
【００５４】
また、経時信頼性を確認するため加速試験による断熱材の劣化を評価したが、１０年経過条件での熱伝導率は平均温度２４℃にて０．００９Ｗ／ｍＫであった。
【００５５】
なお、芯材の密度については、真空断熱材の状態での芯材の各寸法を測定した後、真空断熱材を解体して芯材重量を測定し、その結果から密度を計算してもよい。
【００５６】
（実施の形態２）
実施の形態１に対して、芯材２のバインダー６を変更した。その他の形態は実施の形態１と同様である。
【００５７】
バインダー６は、グラスウール１００重量部に対し、ブリティッシュガム１．５重量部を水７５重量部に溶解し、ブリティッシュガム水溶液７６．５重量部としたものを使用する。
【００５８】
実施の形態１と同様に成形し、厚さが１６ｍｍ、密度が１８０ｋｇ／ｍ^３の芯材２を得た。芯材２は中心層も少量であるがバインダー６により結着しており、表面層に向けてバインダー量が増大していることが目視でも確認できた。
【００５９】
この芯材２を用いて作製した真空断熱材１の熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００２８Ｗ／ｍＫであり、厚さは大気圧縮されて１２ｍｍとなり、密度は２４０ｋｇ／ｍ^３となった。
【００６０】
また、経時信頼性を確認するため加速試験による断熱材の劣化を評価したが、１０年経過条件での熱伝導率は平均温度２４℃にて０．００９Ｗ／ｍＫであった。
【００６１】
実施の形態１記載の真空断熱材と比較して、バインダーをブリティッシュガムとしたときの浸透性の高さを確認すると共に、芯材内部にもバインダーが拡散しているため芯材内部の剛性が向上して芯材全体の強度が向上した。
【００６２】
（実施の形態３）
実施の形態１に対して、芯材２のバインダー量を変更した。その他の形態は実施の形態１と同様である。
【００６３】
バインダー６は、グラスウール１００重量部に対し、エーテル化架橋アルファー化デンプン１０重量部を水７５重量部に溶解し、デンプン水溶液８５重量部としたものを使用する。
【００６４】
実施の形態１と同様に成形し、密度が２１０ｋｇ／ｍ^３の芯材２を得た。
【００６５】
この芯材２を用いて作製した真空断熱材１の熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００３６Ｗ／ｍＫであった。
【００６６】
また、経時信頼性を確認するため加速試験による断熱材の劣化を評価したが、１０年経過条件での熱伝導率は平均温度２４℃にて０．０１０Ｗ／ｍＫであった。
【００６７】
実施の形態１と比較して、バインダー量を増加したことにより、初期性能が若干低下すると共に、排気時間も比較的長時間必要になった。
【００６８】
（実施の形態４）
図２は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫の側断面図である。
【００６９】
冷蔵庫７は、断熱箱体８にドア９を取り付けて、冷凍サイクルを備えている。断熱箱体５の内部は、仕切板１０にて上下に区切られており、上部が冷蔵室１１、下部が冷凍室１２となっている。仕切板１０にはダンパ１３が取り付けられて、冷蔵庫内の温度を調節する。
【００７０】
断熱箱体８は、鉄板をプレス成形した外箱１４とＡＢＳ樹脂を真空成形した内箱１５とがフランジを介して構成され、外箱１４の内側面にあらかじめ真空断熱材１を配設し、真空断熱材１以外の空間部に、硬質ウレタンフォーム１６を発泡充填したものである。真空断熱材１は実施の形態２に示したものと同様の構成であり、硬質ウレタンフォーム１６は発泡剤としてシクロペンタンを使用している。
【００７１】
ドア９及び仕切板１０においても同様に、内部に真空断熱材１が配設され、真空断熱材１以外の空間部は硬質ウレタンフォーム１６にて発泡充填されている。
【００７２】
冷蔵庫内には蒸発器１７が配置され、圧縮機１８、凝縮器１９、キャピラリチューブ２０とを順次環状に接続し、冷凍サイクルを形成する。冷凍サイクル内には冷媒としてイソブタンが封入されている。蒸発器１７は冷蔵室１１及び冷凍室１２の２カ所に設け、それらを直列にまた並列に繋ぎ冷凍サイクルを形成してもよい。
【００７３】
このように構成された冷蔵庫の消費電力量を測定したところ、真空断熱材を装着しない冷蔵庫よりも２５％低下しており、断熱効果を確認した。
【００７４】
（比較例１）
比較例１として、実施の形態３に対してバインダー６をフェノール樹脂とした場合について説明する。
【００７５】
図３は、本発明の比較例１における真空断熱材の断面図である。
【００７６】
真空断熱材２１は、芯材２２とガス吸着剤２３を外被材２４に挿入し、内部を減圧して密封したものである。
【００７７】
芯材２２となるグラスウール積層体及び外被材２４の材料構成は、実施の形態１にて使用したものと同様である。
【００７８】
バインダーは、グラスウール１００重量部に対し、フェノール樹脂１０重量部を水７５重量部に加え、水溶液８５重量部としたものを使用する。
【００７９】
この水溶液を噴霧装置にて、グラスウール積層体のうらおもて両面に噴霧し、それを分散、浸透させるために、一旦常温でプレスする。その後２００℃の加熱圧縮装置にて１５分間プレスし、密度が１８０ｋｇ／ｍ^３の芯材２２を得た。
【００８０】
その後、芯材２２を１４０℃の乾燥炉で３０分間乾燥し、水分吸着剤である酸化カルシウムと共に外被材２３中に挿入し、内部を３Ｐａまで減圧して封止した。
【００８１】
以上のような真空断熱材２１の熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００４５Ｗ／ｍＫであった。
【００８２】
また、経時信頼性を確認するため加速試験による断熱材の劣化を評価したが、１０年経過条件での熱伝導率は平均温度２４℃にて０．０１５Ｗ／ｍＫであった。
【００８３】
実施の形態３と比較して、バインダーとしてフェノール樹脂を用いたことにより、バインダー噴霧時等にホルマリンが飛散しないよう、細心の注意が必要である。また、真空断熱材中でも種々のガスが発生するため、初期熱伝導率及び経時熱伝導率が悪化した。
【００８４】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、芯材と、前記芯材を覆い内部を減圧した外被材とからなり、前記芯材がバインダーを用いて成形されたボード状の成形体で、前記バインダーの主成分が炭水化物系の天然物バインダーであることを特徴とする真空断熱材である。
【００８５】
天然物バインダーを用いているため、例えば芯材にバインダーを噴霧等により塗布する際にバインダーが飛散したとしても、環境および人体への影響度が少なく、安全性が高い。
【００８６】
また、炭水化物系の天然物バインダーであれば、真空断熱材の芯材からの発生ガスの大部分が水分と二酸化炭素であり、バインダーからの発生ガスに対しても一般的なガス吸着剤で対応可能で、初期断熱性能及び経時断熱性能共に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００８７】
また、天然物バインダーが、デンプンであれば、ジャガイモ、トウモロコシ、コメ、小麦等の食用の植物から抽出できるため、さらに環境的、人体的にも影響が少ないと共に、安価で容易に入手することができる。
【００８８】
更に、バインダーにデンプンを分解して作製したデキストリンを用いれば、通常のデンプンよりも水に溶けやすい、或いはのり化しやすく、低粘度であるため、芯材内部に分散しやすい、或いは浸透しやすいという効果があり、芯材内部でもバインダーが固化すれば、ボード全体としての剛性が向上し、強度的にも優れた芯材を得ることができる。
【００８９】
また、外箱と内箱とからなる空間に、本発明の断熱性能に優れた真空断熱材を配設し、それ以外の空間に発泡断熱材を充填することにより、断熱性能に優れた冷凍機器及び冷温機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１から実施の形態３における真空断熱材の断面図
【図２】本発明の実施の形態４における冷蔵庫の側断面図
【図３】本発明の比較例１における真空断熱材の断面図
【符号の説明】
１真空断熱材
２芯材
４外被材
５グラスウール
６バインダー
７冷蔵庫
１４外箱
１５内箱
１６硬質ウレタンフォーム

Claims

芯材と、前記芯材を覆い内部を減圧した外被材とからなり、前記芯材がバインダーを用いて成形されたボード状の成形体で、前記バインダーの主成分が炭水化物系の天然物バインダーであることを特徴とする真空断熱材。
天然物バインダーがデンプンであることを特徴とする請求項１記載の真空断熱材。
天然物バインダーが、水溶性であるか、または水に均一分散する、もしくは水中でのり状になることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空断熱材。
天然物バインダーがデキストリンであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
天然物バインダーの含有量が０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
芯材が繊維材料からなることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
外箱と、内箱とを備え、前記外箱と前記内箱とによって形成される空間に真空断熱材を配設し、前記真空断熱材以外の前記空間に発泡断熱材を充填し、前記真空断熱材が請求項１から請求項６のうちいずれか一項記載のものであることを特徴とする真空断熱材を用いた冷凍機器及び冷温機器。