JP2006153077A - Vacuum heat insulating material and heat insulating box using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空断熱材、および真空断熱材を適用した断熱箱体に関するものである。 The present invention relates to a vacuum heat insulating material and a heat insulating box to which the vacuum heat insulating material is applied.
近年、エネルギー問題や環境問題が緊急課題となってきており、エネルギーを有効利用するための施策が種々検討されている。 In recent years, energy problems and environmental problems have become urgent issues, and various measures for effectively using energy have been studied.
その一つとして、民生機器である冷蔵庫等の家電製品の省エネルギー化が注目されている。冷蔵庫の省エネルギー化を達成するには冷熱を有効利用することが必要であり、冷蔵庫筐体を構成する断熱箱体を高断熱化することが効率的である。そのため、近年、断熱箱体には、断熱性能に優れた断熱材として真空断熱材が適用されている。 As one of them, energy saving of household appliances such as refrigerators which are consumer devices is attracting attention. In order to achieve energy saving of the refrigerator, it is necessary to effectively use the cold heat, and it is efficient to increase the heat insulation of the heat insulation box constituting the refrigerator housing. Therefore, in recent years, a vacuum heat insulating material is applied to the heat insulating box as a heat insulating material excellent in heat insulating performance.
真空断熱材の芯材は、芯材自身が微細空隙を有する多孔体であるためその比表面積が大きく吸湿性が高い。さらに、芯材材料が親水性の場合は、より一層吸湿性が高くなる。そのため、ベーキングが実施できない場合、汎用の真空排気装置においては芯材表面に付着した表面吸着水を完全に除去することが容易ではないために、減圧密閉後、表面吸着水の一部が気化することによって真空断熱材の内圧が上昇し、所望の断熱性能が得られないことがあった。 Since the core material of the vacuum heat insulating material is a porous body having a fine void, the specific surface area is large and the hygroscopic property is high. Furthermore, when the core material is hydrophilic, the hygroscopicity is further increased. Therefore, when baking cannot be carried out, it is not easy to completely remove the surface adsorbed water adhering to the core material surface in a general-purpose vacuum exhaust device. As a result, the internal pressure of the vacuum heat insulating material increases, and the desired heat insulating performance may not be obtained.
また、経時的には、徐々に水分やガスが真空断熱材内部に侵入してしまい、これによって真空断熱材の内圧が上昇し、断熱性能が悪化してしまうという課題があった。 In addition, over time, moisture and gas gradually enter the inside of the vacuum heat insulating material, thereby increasing the internal pressure of the vacuum heat insulating material and deteriorating the heat insulating performance.
そこで、芯材表面に付着した表面吸着水の除去による初期断熱性能の確保や真空断熱材中への経時的な水分やガス侵入による断熱性能の悪化を抑制することを目的として、吸着剤を適用することが提案されている。 Therefore, an adsorbent was applied to secure initial heat insulation performance by removing surface adsorbed water adhering to the core material surface and to suppress deterioration of heat insulation performance due to moisture and gas intrusion into the vacuum heat insulating material over time. It has been proposed to do.
従来、吸着剤を適用した真空断熱材としては、水分吸着物質として、シリカゲル、塩化カルシウム、生石灰、五酸化リン、ゼオライト、硫酸カルシウムを適用した真空断熱材がある（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, as a vacuum heat insulating material to which an adsorbent is applied, there is a vacuum heat insulating material to which silica gel, calcium chloride, quicklime, phosphorus pentoxide, zeolite, or calcium sulfate is applied as a moisture adsorbing material (see, for example, Patent Document 1).
図３は、特許文献１に記載された従来の真空断熱材を示すものである。図３に示すように、プラスチックラミネートフィルム容器中１に断熱材２が充填され、真空に保持された真空断熱材３において、断熱材２に水分吸着物質４が添加含有されている。水分吸着物質によって、ラミネートフィルム容器内に徐々に透過侵入した水分が吸着されるために初期の真空度を保持することが可能となり、長期間、初期の優れた断熱性能を維持することができる。
しかしながら、特許文献１に記載のゼオライト、シリカゲルなどの物理吸着剤は、水分吸着速度が速いため、大気中での放置時間が限られることから真空断熱材の製造工程における取り扱い性が低下するだけでなく、高温での賦活処理が必要となり真空断熱材製造時の工数が大幅に増大するなど多くの課題を有していた。
However, the physical adsorbents such as zeolite and silica gel described in
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、真空断熱材の製造工程における水分吸着剤の劣化、さらには真空断熱材の製造時の工数を増大させることなく、高い水分除去性能を有する水分吸着剤を適用することで、断熱性能に優れた真空断熱材と、その真空断熱材を用いた優れた断熱性能を有する断熱箱体を提供するものである。 The present invention solves the above-described conventional problems, and has high moisture removal performance without deteriorating the moisture adsorbent in the manufacturing process of the vacuum heat insulating material and further increasing the man-hours during the manufacturing of the vacuum heat insulating material. By applying the adsorbent, a vacuum heat insulating material excellent in heat insulating performance and a heat insulating box body having excellent heat insulating performance using the vacuum heat insulating material are provided.
上記目的を達成するために、本発明の真空断熱材は、芯材と、水分吸着剤と、前記芯材と前記水分吸着剤を被覆するガスバリア性を有する外被材とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、前記水分吸着剤が、硫黄含有率が０．６ｗｔ％以下の酸化カルシウムである真空断熱材である。 In order to achieve the above object, the vacuum heat insulating material of the present invention comprises a core material, a moisture adsorbent, and a jacket material having a gas barrier property that covers the core material and the moisture adsorbent, and the inside is decompressed. A hermetic vacuum heat insulating material, wherein the moisture adsorbent is calcium oxide having a sulfur content of 0.6 wt% or less.
真空断熱材は、その内部圧力の低下と共に気体分子の平均自由工程が低減するため、内部静止気体の熱伝導率が低下し、断熱性能が改善される。 In the vacuum heat insulating material, the mean free path of gas molecules is reduced as the internal pressure is reduced, so that the thermal conductivity of the internal static gas is reduced and the heat insulating performance is improved.
一方、減圧密閉後、その芯材に残留した表面吸着水が減圧下にさらされることからその一部が気化して真空断熱材内部の水蒸気分圧が増大する場合がある。 On the other hand, since the surface adsorbed water remaining on the core material is exposed to a reduced pressure after sealing under reduced pressure, a part of the water is vaporized, and the water vapor partial pressure inside the vacuum heat insulating material may increase.
しかし、水分吸着剤を適用することで、この水蒸気分圧を低減することが可能となるため、真空断熱材の熱伝導率を改善することができる。 However, since the water vapor partial pressure can be reduced by applying the moisture adsorbent, the thermal conductivity of the vacuum heat insulating material can be improved.
また、水分吸着剤の中でも酸化カルシウムは、一度吸収した水蒸気を再放出しない、賦活処理が必要ないために製造時の工数を増大させない、吸着容量が大きい、潮解性がない、安価であるなど多数のメリットがある。 In addition, among the water adsorbents, calcium oxide does not re-release water vapor that has been absorbed once, does not increase the number of man-hours during production because activation treatment is not necessary, has a large adsorption capacity, has no deliquescence, and is inexpensive. There are benefits.
しかし、酸化カルシウムに硫黄や酸化カルシウム以外の金属酸化物といった不純物が含まれていると水分吸着能力が低下することがある。 However, if the calcium oxide contains impurities such as sulfur and metal oxides other than calcium oxide, the water adsorption ability may decrease.
酸化カルシウムを石灰石の焼成によって得る場合、焼成炉の燃料中の硫黄分によって酸化カルシウムの表面に硫酸カルシウムの被膜が形成されることがあり、この被膜は水分吸着能力を低下させる原因となる。 When calcium oxide is obtained by calcination of limestone, a calcium sulfate film may be formed on the surface of the calcium oxide due to the sulfur content in the fuel of the calcining furnace, and this film causes a decrease in water adsorption ability.
よって、被膜量が少ない、すなわち硫黄含有率が低い酸化カルシウムほど水分吸着能力に優れる。したがって、硫黄含有率を低く限定した酸化カルシウムを使用すれば、より真空断熱材の熱伝導率が改善できる。 Therefore, the smaller the amount of coating, that is, the lower the sulfur content, the better the moisture adsorption capacity of calcium oxide. Therefore, if calcium oxide with a low sulfur content is used, the thermal conductivity of the vacuum heat insulating material can be further improved.
また、原料となる石灰石に酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化鉄といった金属酸化物の不純物が含まれていると、これらの不純物は石灰石の焼成時に、酸化カルシウムの結晶成長と焼結を促進させる作用があるために、比表面積の低下と細孔の閉塞を引き起こし、生成した酸化カルシウムの水分吸着能力を低下させてしまう。 In addition, when the limestone used as a raw material contains impurities of metal oxides such as silicon oxide, aluminum oxide, and iron oxide, these impurities have the effect of promoting the crystal growth and sintering of calcium oxide when the limestone is fired. For this reason, the specific surface area is reduced and the pores are blocked, and the water adsorption ability of the generated calcium oxide is reduced.
よって、これらの含有率が低い酸化カルシウムほど水分吸着能力に優れる。したがって、これらの含有率を低く限定した酸化カルシウムを使用すれば、より真空断熱材の熱伝導率が改善できる。 Therefore, the lower the content of calcium oxide, the better the moisture adsorption ability. Therefore, if the calcium oxide which limited these content rates is used, the heat conductivity of a vacuum heat insulating material can be improved more.
また、石灰石を焼成して得た酸化カルシウムに対し、水酸化カルシウムを焼成して得た酸化カルシウムは、上記水分吸着能力を低下させる物質の含有率が低減する。 Moreover, the calcium oxide obtained by baking calcium hydroxide with respect to the calcium oxide obtained by baking limestone reduces the content rate of the substance which reduces the said water | moisture-content adsorption capacity.
本発明の真空断熱材は、減圧密閉後、残留した表面吸着水に起因する水蒸気分圧をより効率的に低減させることが可能となるため、真空断熱材の内圧が低下することから真空断熱材の熱伝導率を改善できる。 Since the vacuum heat insulating material of the present invention can reduce the water vapor partial pressure caused by the remaining surface adsorbed water more efficiently after sealing under reduced pressure, the internal pressure of the vacuum heat insulating material is reduced. The thermal conductivity of can be improved.
また、酸化カルシウムは、水と反応して酸化物から水酸化物へ変化する化学吸着剤であるため吸収した水分を再放出することなく、経時的にも安定した品質の真空断熱材が得られる。また、使用前の賦活処理の必要がないため取り扱い性にも優れていることから、真空断熱材の生産性を改善することができる。 In addition, since calcium oxide is a chemical adsorbent that reacts with water and changes from an oxide to a hydroxide, a stable vacuum vacuum insulation material can be obtained over time without re-releasing absorbed moisture. . Moreover, since there is no need for the activation process before use, since it is excellent also in handleability, the productivity of a vacuum heat insulating material can be improved.
特に、硫黄や酸化カルシウム以外の金属酸化物のように水分吸着能力を低下させる物質の含有率を低く限定した酸化カルシウムを吸着剤として使用すれば、断熱性能に優れた真空断熱材が得られる。 In particular, if calcium oxide with a low content of a substance that lowers moisture adsorption ability, such as metal oxides other than sulfur and calcium oxide, is used as an adsorbent, a vacuum heat insulating material with excellent heat insulating performance can be obtained.
本発明の請求項１に記載の真空断熱材の発明は、芯材と、水分吸着剤と、前記芯材と前記水分吸着剤を被覆するガスバリア性を有する外被材とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、前記水分吸着剤として、硫黄成分の含有率が０．６ｗｔ％以下の酸化カルシウムを用いるものである。
The invention of a vacuum heat insulating material according to
真空断熱材に水分吸着剤を使用することで、真空断熱材の内圧のうち水蒸気分圧を低減することができる。その結果、真空断熱材の熱伝導率を低減することができる。また、酸化カルシウムは、賦活処理の必要がなく、一度吸収した水分を再放出しない。 By using a moisture adsorbent for the vacuum heat insulating material, the water vapor partial pressure can be reduced among the internal pressure of the vacuum heat insulating material. As a result, the thermal conductivity of the vacuum heat insulating material can be reduced. Calcium oxide does not require activation treatment and does not re-release moisture that has been absorbed.
石灰石を焼成する際、焼成炉の燃料の硫黄分によって、生成する酸化カルシウムの表面に硫酸カルシウムの被膜が形成されることがあり、この被膜が酸化カルシウムの水分吸着能力を低下させる原因となる。 When calcining limestone, a calcium sulfate film may be formed on the surface of the calcium oxide produced due to the sulfur content of the fuel in the calcining furnace, and this film causes a decrease in the water adsorption capacity of calcium oxide.
よって、被膜量が少ない、すなわち硫黄含有率が低い酸化カルシウムほど水分吸着能力に優れる。したがって、この含有率を低く限定した酸化カルシウムを使用すれば、より真空断熱材の熱伝導率が改善できる。 Therefore, the smaller the amount of coating, that is, the lower the sulfur content, the better the moisture adsorption capacity of calcium oxide. Therefore, if the calcium oxide which limited this content rate low is used, the heat conductivity of a vacuum heat insulating material can be improved more.
ここで、酸化カルシウム中の成分は蛍光Ｘ線分析による定量分析によって求めることができる。蛍光Ｘ線の定量分析方法には、検量線法とＦＰ法があり、検量線法とは、分析値が既知である標準試料のＸ線強度と含有率の関係から検量線を作成し、これを元に算出する方法であり、ＦＰ法とは標準試料を使用せずに全元素測定のＸ線強度から理論的に含有率を計算する方法である。 Here, the component in calcium oxide can be calculated | required by the quantitative analysis by a fluorescent X ray analysis. There are two methods for quantitative analysis of fluorescent X-rays: the calibration curve method and the FP method. The calibration curve method creates a calibration curve based on the relationship between the X-ray intensity and content of a standard sample whose analytical value is known. The FP method is a method of theoretically calculating the content rate from the X-ray intensity of all element measurements without using a standard sample.
本発明の酸化カルシウムの成分はＦＰ法によって求めたものであり、硫黄の含有率は、酸化カルシウム中に含まれる全金属元素の重量比の合計が１００ｗｔ％となるようにした場合の硫黄の重量比率から算出した。 The component of the calcium oxide of the present invention is determined by the FP method, and the sulfur content is the weight of sulfur when the total weight ratio of all metal elements contained in the calcium oxide is 100 wt%. Calculated from the ratio.
水分吸着能力を確保するために、硫黄成分の含有率は０．６ｗｔ％以下であることが好ましく、０．３ｗｔ％以下であることがより好ましい。さらには、０．１ｗｔ％以下であることがより好ましい。 In order to ensure moisture adsorption capacity, the content of the sulfur component is preferably 0.6 wt% or less, and more preferably 0.3 wt% or less. Furthermore, it is more preferable that it is 0.1 wt% or less.
請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１に記載の発明における酸化カルシウムとして、酸化カルシウム以外の金属酸化物含有量が、５ｗｔ％以下の酸化カルシウムを用いるものである。
The invention of the vacuum heat insulating material according to
石灰石に、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化鉄などの金属酸化物が含まれていると、石灰石の焼成時に、これらが酸化カルシウムの結晶成長や焼結を促進し、比表面積の低下と細孔の閉塞を引き起こし、酸化カルシウムの水分吸着能力を低下させる。 When limestone contains metal oxides such as silicon oxide, aluminum oxide, and iron oxide, when limestone is fired, these promote crystal growth and sintering of calcium oxide, reducing the specific surface area and reducing pore size. Causes obstruction and reduces the water adsorption capacity of calcium oxide.
よって、これらの不純物の含有率が低い酸化カルシウムほど、水分吸着能力に優れる。したがって、これらの含有率を低く限定した酸化カルシウムを使用すれば、より真空断熱材の熱伝導率が改善できる。 Therefore, the lower the content of these impurities, the better the moisture adsorption capacity of calcium oxide. Therefore, if the calcium oxide which limited these content rates is used, the heat conductivity of a vacuum heat insulating material can be improved more.
本発明の酸化カルシウム中の成分は、蛍光Ｘ線のＦＰ法によって求めたものであり、上記金属酸化物の含有率は、酸化カルシウム中に含まれる全金属元素がすべて酸化物であると仮定したときの重量比の合計が１００ｗｔ％となるようにした場合の重量比率から算出した。 The components in the calcium oxide of the present invention were determined by the fluorescent X-ray FP method, and the content of the metal oxide was assumed that all the metal elements contained in the calcium oxide were all oxides. It was calculated from the weight ratio when the total weight ratio was 100 wt%.
水分吸着能力を確保するために、これら不純物の含有率は５ｗｔ％以下であることが好ましく、３ｗｔ％以下であることがより好ましい。さらには、１ｗｔ％以下であることがより好ましい。 In order to ensure moisture adsorption capacity, the content of these impurities is preferably 5 wt% or less, and more preferably 3 wt% or less. Furthermore, it is more preferable that it is 1 wt% or less.
請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または２に記載の発明における酸化カルシウムが、水酸化カルシウムを焼成することによって得られた酸化カルシウムである。 According to a third aspect of the present invention, the calcium oxide according to the first or second aspect of the invention is calcium oxide obtained by firing calcium hydroxide.
酸化カルシウムの水和工程で、被膜の破壊や不純物の低減ができる。 In the hydration process of calcium oxide, the coating can be destroyed and impurities can be reduced.
さらに、石灰石を焼成して得た酸化カルシウムに対し、水酸化カルシウムを焼成して得た酸化カルシウムは、比表面積、細孔容積ともに増大する。 Furthermore, the calcium oxide obtained by calcining calcium hydroxide increases both the specific surface area and the pore volume with respect to calcium oxide obtained by calcining limestone.
これは、酸化カルシウムより水酸化カルシウムのほうが比表面積や細孔容積が大きく、また、この焼成は６００℃以下の温度で行うため、水酸化カルシウムの大きな比表面積と細孔容積を比較的維持することができることによる。 This is because calcium hydroxide has a larger specific surface area and pore volume than calcium oxide, and since this firing is performed at a temperature of 600 ° C. or lower, the large specific surface area and pore volume of calcium hydroxide are relatively maintained. By being able to.
比表面積や細孔容積が増大することで、平衡水蒸気圧を低減できるために、真空断熱材の熱伝導率が改善できる。比表面積は１５ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、２０ｍ2／ｇ以上であることがより好ましい。また、細孔容積は、０．０５ｍｌ／ｇ以上であることが好ましい。 Since the equilibrium water vapor pressure can be reduced by increasing the specific surface area and the pore volume, the thermal conductivity of the vacuum heat insulating material can be improved. The specific surface area is preferably 15 m 2 / g or more, and more preferably 20 m 2 / g or more. The pore volume is preferably 0.05 ml / g or more.
請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明における芯材が、ガラス短繊維のウェブの積層体からなるものである。
The invention of the vacuum heat insulating material according to
繊維系芯材は、高い接触抵抗を有するために、他の材料を使用した場合に比べて固体熱伝導率を低減できる。 Since the fiber-based core material has a high contact resistance, the solid thermal conductivity can be reduced as compared with the case where other materials are used.
しかし、ガラス繊維からなる芯材を使用した場合、ガラス材料が親水性であることや非晶質のシリカ粉体等と比較してガラス材料の表面エネルギーが小さいことから、表面吸着水の気化により内部の水蒸気分圧が高くなることがあった。また、繊維系芯材は圧力依存性が大きいためにわずかな圧力変化が熱伝導率に大きな影響を与えてしまう。 However, when a glass fiber core material is used, the glass material is hydrophilic and the surface energy of the glass material is small compared to amorphous silica powder, etc. The internal water vapor partial pressure sometimes increased. In addition, since the fiber-based core material has a large pressure dependency, a slight change in pressure greatly affects the thermal conductivity.
しかし、本発明の酸化カルシウムは水分吸着能力に優れるために、ガラス繊維からなる芯材を使用しても水蒸気分圧が高くなることなく、優れた断熱性能を有する真空断熱材となる。 However, since the calcium oxide of the present invention is excellent in moisture adsorption capability, even if a core material made of glass fiber is used, the water vapor partial pressure does not increase and a vacuum heat insulating material having excellent heat insulating performance is obtained.
請求項５に記載の断熱箱体の発明は、外箱と内箱とで形成される空間に請求項１から４のいずれか一項に記載の真空断熱材を適用したものである。
The invention of the heat insulation box according to
請求項１から４に記載の真空断熱材は断熱性能に優れているために、断熱箱体に適用した場合も優れた断熱性能を発現する。
Since the vacuum heat insulating material according to
中でも、冷蔵庫の断熱壁に使用した場合、冷蔵庫庫内環境のような低温度下においては、常温と比べて水と酸化カルシウムとの反応速度は低下するが、本発明の酸化カルシウムは反応が大きく低下することなく優れた水分除去性能が得られる。 Among them, when used for a heat insulating wall of a refrigerator, the reaction rate between water and calcium oxide is reduced at a low temperature such as the environment inside the refrigerator cabinet, but the reaction of the calcium oxide of the present invention is large. Excellent water removal performance can be obtained without lowering.
その結果、真空断熱材は、初期、及び経時的にも優れた断熱性能を保持することが可能となり、長期に渡って消費電力量の低い冷蔵庫が提供できる。 As a result, the vacuum heat insulating material can maintain excellent heat insulating performance at the initial stage and over time, and a refrigerator with low power consumption over a long period of time can be provided.
以下に本発明について、より詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
本発明の真空断熱材用の水分吸着剤は、包装材料に包まず使用することで、真空中での水分吸着速度が速くなるが、取り扱い性を改善するため通気性を有する包装材料で包装した包装体として適用することができる。 The moisture adsorbent for a vacuum heat insulating material of the present invention is packaged with a packaging material having air permeability in order to improve the handleability although the moisture adsorption rate in vacuum is increased by using it without being wrapped in a packaging material. It can be applied as a package.
また、本発明で使用する芯材は、繊維系、粉末系、発泡体系など高い空隙率を有する材料であれば特に指定するものではないが、断熱性能の観点からガラス繊維の使用が望ましい。 Further, the core material used in the present invention is not particularly specified as long as it is a material having a high porosity such as a fiber system, a powder system, and a foam system, but it is desirable to use glass fibers from the viewpoint of heat insulation performance.
また、ガラス短繊維は、繊維化できるガラス組成物であれば特に問題なく使用できる。より望ましくは、ガラス短繊維の集合体がガラス短繊維のウェブの積層体からなり、前記ウェブ間は集合体の一体性が保持できる必要最低限の交絡により結合され、厚み方向に均質に積層配列されたものが好適である。 The short glass fiber can be used without any problem as long as it is a glass composition that can be made into a fiber. More preferably, the aggregate of short glass fibers comprises a laminate of short glass fiber webs, and the webs are joined by a minimum amount of entanglement capable of maintaining the integrity of the aggregate, and are uniformly laminated in the thickness direction. What has been achieved is preferred.
更には、外被材のピンホール発生を抑制するためガラスショット等の異物混入のないガラス短繊維がより望ましい。このような条件を満たす汎用工業製品としては、グラスウールが安価、かつ取り扱い性の観点からより望ましい。 Furthermore, in order to suppress the occurrence of pinholes in the jacket material, glass short fibers that are free from contamination such as glass shots are more desirable. As a general-purpose industrial product that satisfies such conditions, glass wool is more desirable from the viewpoint of low cost and handling.
また、その繊維径は、特に指定するものではないが、繊維径が微細なものはより優れた断熱性能が得られる。しかし、経済性の観点からは平均繊維径が３〜５μｍのものを使用するのが望ましい。 Further, the fiber diameter is not particularly specified, but finer fiber diameter can provide better heat insulation performance. However, it is desirable to use one having an average fiber diameter of 3 to 5 μm from the viewpoint of economy.
本発明の外被材のラミネート構成は特に指定するものではない。 The laminate structure of the jacket material of the present invention is not particularly specified.
例えば、最内層の熱溶着層には低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンフィルム、無延伸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樹脂フィルムなどが使用可能であり、特に指定するものではない。 For example, the innermost heat-welding layer is a low density polyethylene, a linear low density polyethylene, a high density polyethylene film, an unstretched polypropylene film, a polyacrylonitrile film, an unstretched polyethylene terephthalate film, an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin film. Can be used, and is not particularly specified.
また、外部からの気体の透過を抑制するために金属箔や、金属蒸着、無機蒸着、ダイヤモンドライクカーボンなどを蒸着したプラスチックフィルムなどが使用可能である。金属箔は、アルミニウム、ステンレス、鉄など、特に指定するものではない。 Moreover, in order to suppress the permeation | transmission of the gas from the outside, the plastic film etc. which vapor-deposited metal foil, metal vapor deposition, inorganic vapor deposition, diamond-like carbon, etc. can be used. The metal foil is not particularly specified such as aluminum, stainless steel, and iron.
また、蒸着の基材となるプラスチックフィルムの材料は、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、ポリイミドなど特に指定するものではない。 Moreover, the material of the plastic film used as the base material for vapor deposition is not particularly specified, such as polyethylene terephthalate, ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, polyethylene naphthalate, nylon, polyamide, and polyimide.
さらに、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、銀など、また、無機蒸着の材料は、シリカ、アルミナなど、あるいはそれらの混合物など、特に指定するものではない。 Further, the material for metal vapor deposition is not particularly specified, such as aluminum, cobalt, nickel, zinc, copper, silver, and the like, and the material for inorganic vapor deposition is not particularly specified such as silica, alumina, or a mixture thereof.
さらに、必要に応じて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使用可能であり、特に指定するものではない。 Furthermore, it is also possible to provide a surface protective layer as required. As the surface protective layer, a nylon film, a polyethylene terephthalate film, a stretched product of a polypropylene film, or the like can be used and is not particularly specified.
また、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など、特に指定するものではない。 The bag shape of the jacket material is not particularly specified, such as a four-side sealed bag, a gusset bag, an L-shaped bag, a pillow bag, a center tape seal bag, and the like.
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。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図である。図１において、真空断熱材５は、芯材６と吸着剤７と外被材８とから構成されている
まず、真空断熱材５の作製方法を説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum heat insulating material according to
同じ大きさの長方形に切った二枚のラミネートフィルムの熱溶着層同士を向かい合わせて三辺を熱溶着し、袋状とする。次に、袋状とした外被材８の開口部から芯材６および吸着剤７を挿入する。これを減圧チャンバー内に設置し、内部を１０Ｐａ以下まで減圧した後、開口部を熱溶着により密閉封止する。
The two sides of the laminate film cut into rectangles of the same size are faced to each other and the three sides are heat welded to form a bag. Next, the
次に、真空断熱材５の構成を説明する。
Next, the configuration of the vacuum
芯材６は、ガラス短繊維からなるウェブ間が物理的交絡により結合されたガラス繊維の積層体であり、平均繊維径３．５μｍのグラスウールを所定密度になるまで積層したものを使用し、ガラス繊維の品温がガラスの歪点よりも低い４５０℃で５分間加熱プレスすることでボード状に成形している。
The
水分吸着剤７は、水酸化カルシウムの焼成によって得られた酸化カルシウムであり、蛍光Ｘ線による定量分析では、硫黄含有率が０．０６ｗｔ％、酸化カルシウム以外の金属酸化物の含有率が０．３ｗｔ％であった。また、この酸化カルシウムは通気性を有する包装材料によって包装されている。
The
外被材８は、異なる構成の二枚のラミネートフィルムからなり、一枚は外側からナイロンフィルム、ナイロンフィルム、アルミ箔、直鎖状低密度ポリエチレンフィルムの構成であり、もう一枚は外側からナイロンフィルム、蒸着層を有するポリエチレンテレフタレート、蒸着層を有するエチレン−ポリビニルアルコール共重合体樹脂、直鎖状低密度ポリエチレンであり、蒸着層が向き合うようにラミネートされた構成である。
The
この真空断熱材の熱伝導率を作製後２４時間経過後に測定した結果、熱伝導率は、０．００１７Ｗ／ｍＫであり、吸着剤を適用していないものに比べ０．００１３Ｗ／ｍＫ低減された。また、複数作製してもばらつきの上限は０．００１９Ｗ／ｍＫであった。 As a result of measuring the thermal conductivity of the vacuum heat insulating material after 24 hours from the production, the thermal conductivity was 0.0017 W / mK, which was reduced by 0.0013 W / mK compared to the case where no adsorbent was applied. . Moreover, the upper limit of the variation was 0.0019 W / mK even when a plurality of devices were produced.
よって、硫黄含有率や酸化カルシウム以外の金属酸化物の含有率が少ない酸化カルシウムを水分吸着剤として適用することで、真空断熱材内部の水蒸気分圧が低減されたために真空断熱材の熱伝導率が改善できた。 Therefore, the heat conductivity of the vacuum heat insulating material is reduced because the water vapor partial pressure inside the vacuum heat insulating material is reduced by applying calcium oxide with a low content of metal oxides other than sulfur content and calcium oxide as a moisture adsorbent. Improved.
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における真空断熱材を適用した冷蔵庫の断面図であり、本発明の断熱箱体の一例として示している。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a cross-sectional view of a refrigerator to which the vacuum heat insulating material in
図２は冷蔵庫９であり、冷蔵庫の筐体を形成する断熱箱体１０と冷凍サイクルとからなる。断熱箱体１０は、鉄板をプレス成形した外箱１１と、ＡＢＳ樹脂等を成形した内箱１２とが、フランジ（図示せず）を介して構成している。
FIG. 2 shows a
断熱箱体１０の内部には、予め真空断熱材５を配設し、真空断熱材５以外の空間部を硬質ウレタンフォーム１３にて発泡充填したものである。硬質ウレタンフォーム１３は、発泡剤としてシクロペンタンを使用している。
Inside the heat insulation box 10, a vacuum
断熱箱体１０は仕切り板１４にて区切られており、上部が冷蔵室１５、下部が冷凍室１６となっている。仕切り板１４には電動ダンパー１７が、冷凍室１６の内箱１２には冷却用のファンモーター１８とデフロストヒーター１９が取付けられている。
The heat insulating box 10 is partitioned by a partition plate 14, and the upper part is a refrigerator compartment 15 and the lower part is a
一方、冷凍サイクルは、蒸発器２０、圧縮機２１、凝縮器２２、キャピラリーチューブ２３を順次環状に接続しこれを形成している。なお、蒸発器２０は冷蔵室１５と冷凍室１６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。
On the other hand, in the refrigeration cycle, the
また、冷蔵庫９にはドア体２４が取付けられており、ドア体２４の内部には真空断熱材５が配設され、真空断熱材５以外の空間部は硬質ウレタンフォーム１３にて発泡充填されている。
Further, a door body 24 is attached to the
なお、真空断熱材５は実施の形態１に示したものと同様の構成のものを用いている。
In addition, the thing of the structure similar to what was shown in
一般に、冷蔵庫庫内環境のような低温度下においては、常温と比較して水と酸化カルシウムの反応速度は低下する。しかし、本発明の酸化カルシウムは、水分の吸着が効率的に起こるために吸収反応が大きく低下することなく優れた水分除去性能が得られる。 In general, the reaction rate between water and calcium oxide is reduced at a low temperature such as in a refrigerator cabinet as compared with normal temperature. However, since the calcium oxide of the present invention efficiently adsorbs moisture, an excellent water removal performance can be obtained without greatly reducing the absorption reaction.
その結果、真空断熱材は、初期、及び経時的にも優れた断熱性能を保持することが可能となり、長期に渡って消費電力量の低い冷蔵庫が提供できる。 As a result, the vacuum heat insulating material can maintain excellent heat insulating performance at the initial stage and over time, and a refrigerator with low power consumption over a long period of time can be provided.
以下、実施例および比較例を用いて、本発明の真空断熱材についてより具体的に説明するが、本発明は本実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, although the vacuum heat insulating material of this invention is demonstrated more concretely using an Example and a comparative example, this invention is not limited only to a present Example.
ここで、真空断熱材の作製方法および吸着剤以外の構成は実施の形態１と同様であり、吸着剤のみを変更した。 Here, the manufacturing method of the vacuum heat insulating material and the configuration other than the adsorbent were the same as those in the first embodiment, and only the adsorbent was changed.
（実施例１）
吸着剤として、水酸化カルシウムの焼成によって得られた酸化カルシウムを使用した。この酸化カルシウムの蛍光Ｘ線による定量分析では、硫黄含有率が０．０９ｗｔ％、酸化カルシウム以外の金属酸化物の含有率が０．６ｗｔ％であった。
Example 1
As the adsorbent, calcium oxide obtained by firing calcium hydroxide was used. In the quantitative analysis of this calcium oxide by fluorescent X-ray, the sulfur content was 0.09 wt%, and the content of metal oxides other than calcium oxide was 0.6 wt%.
この真空断熱材の熱伝導率は、０．００１８Ｗ／ｍＫであり、複数作製しても、そのばらつきの上限は０．００２１Ｗ／ｍＫであった。 The heat conductivity of this vacuum heat insulating material was 0.0018 W / mK, and even when a plurality of vacuum heat insulating materials were produced, the upper limit of the variation was 0.0021 W / mK.
（実施例２）
吸着剤として、石灰石の焼成によって得られた酸化カルシウムを使用した。この酸化カルシウムの蛍光Ｘ線による定量分析では、硫黄含有率が０．３ｗｔ％、酸化カルシウム以外の金属酸化物の含有率が１ｗｔ％であった。
(Example 2)
As the adsorbent, calcium oxide obtained by calcination of limestone was used. In the quantitative analysis of this calcium oxide by fluorescent X-ray, the sulfur content was 0.3 wt%, and the content of metal oxides other than calcium oxide was 1 wt%.
この真空断熱材の熱伝導率は、０．００１９Ｗ／ｍＫであり、複数作製しても、そのばらつきの上限は０．００２２Ｗ／ｍＫであった。 The heat conductivity of this vacuum heat insulating material was 0.0019 W / mK, and even when a plurality of vacuum heat insulating materials were produced, the upper limit of the variation was 0.0022 W / mK.
（実施例３）
吸着剤として、石灰石の焼成によって得られた酸化カルシウムを使用した。この酸化カルシウムの蛍光Ｘ線による定量分析では、硫黄含有率が０．６ｗｔ％、酸化カルシウム以外の金属酸化物の含有率が３ｗｔ％であった。
(Example 3)
As the adsorbent, calcium oxide obtained by calcination of limestone was used. In this quantitative analysis of calcium oxide by fluorescent X-ray, the sulfur content was 0.6 wt%, and the content of metal oxides other than calcium oxide was 3 wt%.
この真空断熱材の熱伝導率は、０．００２１Ｗ／ｍＫであり、複数作製しても、そのばらつきの上限は０．００２５Ｗ／ｍＫであった。 The heat conductivity of this vacuum heat insulating material was 0.0021 W / mK, and even when a plurality of vacuum heat insulating materials were produced, the upper limit of the variation was 0.0025 W / mK.
（実施例４）
吸着剤として、石灰石の焼成によって得られた酸化カルシウムを使用した。この酸化カルシウムの蛍光Ｘ線による定量分析では、硫黄含有率が０．６ｗｔ％、酸化カルシウム以外の金属酸化物の含有率が５ｗｔ％であった。
Example 4
As the adsorbent, calcium oxide obtained by calcination of limestone was used. In the quantitative analysis of this calcium oxide by fluorescent X-ray, the sulfur content was 0.6 wt%, and the content of metal oxides other than calcium oxide was 5 wt%.
この真空断熱材の熱伝導率は、０．００２３Ｗ／ｍＫであり、複数作製しても、そのばらつきの上限は０．００２８Ｗ／ｍＫであった。 The heat conductivity of this vacuum heat insulating material was 0.0023 W / mK, and even when a plurality of vacuum heat insulating materials were produced, the upper limit of the variation was 0.0028 W / mK.
（比較例１）
吸着剤を適用せずに真空断熱材を作製した。この真空断熱材の熱伝導率は、初期値が０．００３０Ｗ／ｍＫであった。
(Comparative Example 1)
A vacuum heat insulating material was produced without applying an adsorbent. The initial value of the thermal conductivity of this vacuum heat insulating material was 0.0030 W / mK.
（比較例２）
吸着剤として、石灰石の焼成によって得られた酸化カルシウムを使用した。この酸化カルシウムの蛍光Ｘ線による定量分析では、硫黄含有率が０．７ｗｔ％、酸化カルシウム以外の金属酸化物の含有率が６ｗｔ％であった。
(Comparative Example 2)
As the adsorbent, calcium oxide obtained by calcination of limestone was used. In the quantitative analysis of calcium oxide by fluorescent X-ray, the sulfur content was 0.7 wt%, and the content of metal oxides other than calcium oxide was 6 wt%.
この真空断熱材の熱伝導率は、０．００２５Ｗ／ｍＫであり、複数作製したとき、そのばらつきの上限は吸着剤を使用していないものと同等の０．００３０Ｗ／ｍＫとなってしまった。 The heat conductivity of this vacuum heat insulating material was 0.0025 W / mK, and when a plurality of the vacuum heat insulating materials were produced, the upper limit of the variation was 0.0030 W / mK, equivalent to that using no adsorbent.
以上から、水分吸着剤の適用が断熱性能の向上に効果的であり、中でも、硫黄含有率や酸化カルシウム以外の金属酸化物の含有率が低いほど熱伝導率が改善し、なおかつ、ばらつきが小さくなることがわかった。また、水酸化カルシウムを焼成して得た酸化カルシウムのほうがよりそれらの含有率が低減する。 From the above, the application of moisture adsorbent is effective in improving the heat insulation performance, and among them, the lower the sulfur content and the content of metal oxides other than calcium oxide, the better the thermal conductivity, and the smaller the variation. I found out that Further, the content of calcium oxide obtained by firing calcium hydroxide is more reduced.
以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、硫黄含有率や酸化カルシウム以外の金属酸化物の含有率が低い酸化カルシウムを水分吸着剤として適用しているので、真空断熱材内部の水蒸気分圧を一層低減できることから、優れた断熱性能を有する真空断熱材が提供できる。 As described above, the vacuum heat insulating material according to the present invention uses calcium oxide having a low content of metal oxides other than sulfur content and calcium oxide as a moisture adsorbent. Since the pressure can be further reduced, a vacuum heat insulating material having excellent heat insulating performance can be provided.
よって、本発明の真空断熱材は、冷凍冷蔵庫、冷凍機器、及び米や野菜保冷庫等をはじめとして、冷却システムを有しないクーラーボックスやコンテナボックス等、保冷を必要とするあらゆる機器や設備等に適用することが可能である。また、併せて、保温、遮熱を必要とする機器にも効率的に使用することが可能であり、その結果、大幅な省エネルギー化や省スペース化に貢献できる。 Therefore, the vacuum heat insulating material of the present invention can be used for all devices and facilities that require cold storage, such as refrigerators, refrigerators, and rice and vegetable coolers, as well as cooler boxes and container boxes that do not have a cooling system. It is possible to apply. In addition, it can be efficiently used for equipment that requires heat insulation and heat insulation, and as a result, it can contribute to significant energy saving and space saving.
５ 真空断熱材
６ 芯材
７ 水分吸着剤
８ 外被材
１０ 断熱箱体
１１ 外箱
１２ 内箱
5 Vacuum
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