JP2009287791A - Vacuum heat insulating housing - Google Patents

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章浩 野末
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum heat insulating housing having high performance and long-term reliability, and superior in stability in dimension. <P>SOLUTION: This vacuum heat insulating housing 1 has a vacuum double wall structure constituted by disposing a vacuum heat insulating material 4 formed by decompressing and sealing a fibrous core material, a gas adsorbing material 8 and a moisture adsorbing material 7 by a shell material composed of a gas poorly-permeating material, a powder core material 5, the gas adsorbing material 8 and the moisture adsorbing material 7 in a space 6 composed of an outer box 2 and an inner box 3 composed of the gas poorly-permeating material, and decompressing and sealing the space 6, respectively, the fibrous core material of the vacuum heat insulating material 4 has an orienting property, and the vacuum heat insulating material 4 is disposed so that the orienting direction of the fibrous core material is roughly perpendicular to the heat transferring direction of the vacuum heat insulating housing 1. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、断熱・保温を必要とするもの、例えば冷蔵庫・保温保冷外被材、自動販売機、電気湯沸かし器、車両等の断熱材として使用可能な真空断熱箱体に関するものである。   The present invention relates to a vacuum heat insulating box that can be used as a heat insulating material such as a refrigerator, a heat insulating cold jacket material, a vending machine, an electric water heater, a vehicle, etc.

近年、地球環境問題である温暖化を防止することの重要性から、省エネルギー化が望まれており、民生用機器に対しても省エネルギーの推進が行われている。   In recent years, energy saving is desired because of the importance of preventing global warming, which is a global environmental problem, and energy saving is also promoted for consumer devices.

例えば、自動車のエンジンの循環系に組み込まれる保温貯液容器では、昇温冷却水を保温し、有効活用することで、エンジン動作初期からの燃焼効率を確保できる。また、ジャーポット等の保温容器においては、保温性能をあげることで、省エネルギーに貢献する。冷蔵庫や自動販売機などの保冷用途では熱の進入を遮断し、冷凍システムの稼働率を下げることで、省エネルギーに寄与する。以上のような観点から、高性能な断熱材が求められている。   For example, in a heat-reserving liquid storage container incorporated in the circulation system of an automobile engine, combustion efficiency from the initial stage of engine operation can be secured by keeping warm and effective use of heated and cooled water. In addition, in a heat retaining container such as a jar pot, it contributes to energy saving by increasing the heat retaining performance. In cold storage applications such as refrigerators and vending machines, it will contribute to energy conservation by blocking heat entry and lowering the operating rate of the refrigeration system. From the above viewpoint, a high-performance heat insulating material is required.

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能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。   As general heat insulating materials, fiber materials such as glass wool and foams such as urethane foam are used. However, in order to improve the heat insulation performance of these heat insulating materials, it is necessary to increase the thickness of the heat insulating material, and there is a limit to the space that can be filled with the heat insulating material, so when space saving and effective use of the space are necessary It cannot be applied.

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。   Therefore, vacuum heat insulating materials have been proposed as high performance heat insulating materials.

真空断熱材は、発泡樹脂や繊維材、無機粉末等を芯材として外被材内に入れた断熱材で、断熱材内部を真空に保つことにより気体の熱伝導率を著しく低下させたものであり、その断熱性能を長期に渡って維持するためには、断熱材内部を真空に保ち続ける必要がある。   A vacuum heat insulating material is a heat insulating material in which a foamed resin, fiber material, inorganic powder, etc. is used as a core material and is put in a jacket material, and the heat conductivity of gas is remarkably lowered by keeping the inside of the heat insulating material in a vacuum. In order to maintain the heat insulation performance over a long period of time, it is necessary to keep the inside of the heat insulating material in a vacuum.

空気が介在して熱伝導が行われる場合、断熱性能に影響を及ぼす物性として、気体の平均自由行程がある。気体の平均自由行程とは、空気を構成する分子の一つが別の分子と衝突するまでに進む距離のことであり、平均自由行程よりも形成されている空隙が大きい場合は、空隙内において分子同士が衝突し、気体による熱伝導が生じるため、熱伝導率は大きくなる。   In the case where heat conduction is performed through the presence of air, there is a mean free path of gas as a physical property that affects the heat insulation performance. The mean free path of a gas is the distance traveled until one of the molecules that make up the air collides with another molecule. If the void formed is larger than the mean free path, the molecules in the gap Since they collide with each other and heat conduction by gas occurs, the heat conductivity increases.

真空断熱材の断熱原理は、熱を伝える空気をできる限り排除し、気体による熱伝導を低減することである。   The heat insulation principle of the vacuum heat insulating material is to eliminate heat conducting air as much as possible and reduce heat conduction by gas.

従って、真空断熱体の性能を長期間維持するためには、初期の内部圧力をより低圧とする必要がある。しかしながら、工業的レベルで高真空にすることは困難であり、実用的に達成可能な真空度は１３Ｐａ程度までである。   Therefore, in order to maintain the performance of the vacuum insulator for a long period of time, the initial internal pressure needs to be lower. However, it is difficult to achieve a high vacuum at an industrial level, and the degree of vacuum that can be achieved practically is up to about 13 Pa.

一方で、芯材の種類が異なると、空隙間距離が変わり、内部圧力が同じでも気体同士の衝突回数が変わり、熱伝導が異なってくる。空隙距離が小さいほど、同じ内部圧力でも気体同士の衝突回数は減少し、それに伴い気体による熱伝導が小さくなる。つまり、空隙間距離が小さい芯材を用いるほど、内部圧力が何らかの影響で上昇しても、気体の熱伝導による熱伝導率の上昇は少なく、断熱性能の低下も少ない。   On the other hand, when the type of the core material is different, the air gap distance is changed, and even when the internal pressure is the same, the number of collisions between the gases is changed and the heat conduction is different. The smaller the gap distance, the smaller the number of collisions between the gases even at the same internal pressure, and the smaller the heat conduction by the gas. That is, as the core material having a smaller air gap distance is used, even if the internal pressure increases due to some influence, the increase in thermal conductivity due to the heat conduction of the gas is less and the heat insulation performance is less decreased.

真空断熱材全体の断熱性能は芯材等の固体による熱伝導も加わるため、一概に空隙距離が小さいものほど断熱性能が優れるとは限らないが、目的によって、使い分けをすることが可能である。   Since the heat insulation performance of the whole vacuum heat insulating material is also due to heat conduction by a solid such as a core material, the heat insulation performance is not necessarily superior as the gap distance is generally small, but can be properly used depending on the purpose.

真空断熱箱体も原理、構成は真空断熱材と同じであるが、一般的に真空断熱材が芯材を気体難透過性の外被材中に挿入し内部を減圧して封止するため、外被材は大気圧縮により、スペーサーの役割を持つ芯材の形状に沿った形で密着する。芯材の形状が凹凸や曲げ部などで複雑な場合、外被材中に芯材を挿入することが困難になり、挿入できても、外被材は成形追従性がなく、凹凸や曲げに追従して、減圧封止することは困難である。   The principle and configuration of the vacuum heat insulating box is the same as the vacuum heat insulating material, but in general, the vacuum heat insulating material inserts the core material into the gas permeable outer covering material and seals it by reducing the inside. The outer jacket material is brought into close contact with the shape of the core member serving as a spacer by atmospheric compression. If the shape of the core material is complicated due to unevenness or bending, it becomes difficult to insert the core material into the outer cover material. It is difficult to follow and seal under reduced pressure.

成形追従しなければ、芯材に形状を付与する意味がなく、外被材にシワが寄り、芯材と密着せず浮いてしまい、局所的に外被材に応力がかかりやすく、また、芯材と密着していない部分は、わずかな外力により破損しやすくなる。そのため、一般的な真空断熱材は平板状になっている。   If molding does not follow, there is no point in giving shape to the core material, wrinkles on the outer cover material, floating without adhering to the core material, local stress is easily applied to the outer cover material, and the core The portion not in close contact with the material is easily damaged by a slight external force. Therefore, a general vacuum heat insulating material has a flat plate shape.

ただし、緩やかな凹凸や曲げに対して追従性はあり、また、平板状に作成後、曲げたり、変形を加えたりも可能であるが、やはり、大きな変形を加えると、外被材に破損が生じる。   However, it has followability to gentle unevenness and bending, and it can be bent or deformed after it is made into a flat plate shape. Arise.

そのため、外被材をあらかじめ必要とする凹凸や曲げ、形状に成形し、大気圧縮により大きな変形をしない強度を有した気体難透過性を有する箱体に芯材を挿入し、減圧封止したものを真空断熱材と区別し、真空断熱箱体とする。この手法であれば、真空断熱材よりも複雑な凹凸や曲げ、箱体形状を有した真空断熱材（真空断熱箱体）を作製することができる。   Therefore, the jacket material is molded into the required irregularities, bends and shapes in advance, the core material is inserted into a gas-permeable low-permeability box with strength that does not cause significant deformation by atmospheric compression, and sealed under reduced pressure Is distinguished from a vacuum heat insulating material to form a vacuum heat insulating box. If it is this method, the vacuum heat insulating material (vacuum heat insulation box) which has the unevenness | corrugation and bending more complex than a vacuum heat insulating material, and a box shape can be produced.

また、真空断熱箱体と称しているが、必ずしも箱体形状である必要はなく、外被材が大気圧縮により大きな変形をしない強度を有し、中空二重壁構造を有していることを特徴とすればよく、大きさや形状を問わない。例えば、パイプ形状、平面板に凹凸を有する形状、ボトル形状、球状のようなものも含む。   In addition, it is called a vacuum heat insulation box, but it is not necessarily a box shape, the jacket material has a strength that does not greatly deform due to atmospheric compression, and has a hollow double wall structure. What is necessary is just a characteristic, and a magnitude | size and a shape are not ask | required. For example, a pipe shape, a shape having irregularities on a flat plate, a bottle shape, and a spherical shape are also included.

真空断熱箱体内部の真空度を上げることにより、高性能な断熱性能を得ることができるが、真空断熱箱体内部に存在する気体には大きく分けて次の３つがある。一つは、真空断熱箱体作製時、排気できずに残存する気体、他の一つは、減圧封止後、芯材や外被材から発生する気体（芯材や外被材に吸着している気体や、芯材の未反応成分が反応することによって発生する反応ガス等）、残りの一つは、外被材を通過して外部から侵入してくる気体である。   By increasing the degree of vacuum inside the vacuum heat insulation box, high performance heat insulation performance can be obtained, but the gas existing inside the vacuum heat insulation box is roughly divided into the following three types. One is the gas that cannot be evacuated when the vacuum heat insulation box is manufactured, and the other is the gas generated from the core material and the jacket material after being vacuum-sealed (adsorbed to the core material and the jacket material). The remaining gas is a gas that enters from the outside through the jacket material, and the other one is a reaction gas generated by the reaction of unreacted components of the core material.

真空断熱箱体の内部圧力が上昇する要因として、一つには長期的に見ると、樹脂材料で箱体が構成される場合、箱体部分及び熱溶着した樹脂層を透過して真空断熱箱体の内部に、外部から空気や水蒸気などの気体が徐々に侵入することで、真空度が低下し、断熱性能が悪化してしまう課題がある。金属性筐体の場合は、溶接不良やピンホールから空気成分が侵入し、断熱性能が悪化する恐れがある。   As a factor that increases the internal pressure of the vacuum heat insulation box, in the long run, when the box is made of resin material, the vacuum heat insulation box is transmitted through the box part and the thermally welded resin layer. When a gas such as air or water vapor gradually enters the body from the outside, there is a problem that the degree of vacuum decreases and the heat insulation performance deteriorates. In the case of a metal casing, there is a risk that the heat insulation performance deteriorates due to poor welding or air components from pinholes.

また、真空断熱箱体は立体形状をしているため、一般的に固体熱伝導率が低く断熱性能が高い繊維状の芯材を中空二重壁内に、完全に充填することは難しく、部分的な充填になる。また、繊維状の芯材よりも断熱性能が若干劣る粉末状の芯材を用いる場合、充填は可能であるが、粉末芯材を必要な密度に充填することが容易ではなく、さらに充填後、排気抵抗が高く、真空排気をするために長時間必要になり、十分な減圧ができない問題がある。   In addition, since the vacuum heat insulation box has a three-dimensional shape, it is generally difficult to completely fill the hollow double wall with a fibrous core material having low solid thermal conductivity and high heat insulation performance. Filling. In addition, when using a powdery core material whose heat insulation performance is slightly inferior to the fibrous core material, filling is possible, but it is not easy to fill the powder core material to the required density, and after filling, There is a problem that exhaust resistance is high, and it is necessary for a long time to evacuate, and sufficient decompression cannot be performed.

真空断熱箱体の真空度を維持する手法として、例えば特許文献１がある。特許文献１においては、冷蔵庫等の外箱と内箱の間に発泡断熱材を充填して成る真空断熱箱体において、前記発泡断熱材に連続気泡硬質ポリウレタンフォームを用い、前記外箱に断熱壁内部と連通した真空インジケータと開閉バルブを設け、前記開閉バルブを介して真空脱気して構成している。   As a technique for maintaining the vacuum degree of the vacuum heat insulating box, for example, there is Patent Document 1. In patent document 1, in a vacuum heat insulation box formed by filling a foam heat insulating material between an outer box and an inner box of a refrigerator or the like, an open cell rigid polyurethane foam is used for the foam heat insulating material, and a heat insulating wall is used for the outer box. A vacuum indicator and an open / close valve communicating with the inside are provided, and vacuum degassing is performed via the open / close valve.

上記構成では、断熱壁内部と連通した真空インジケータにより内部の真空度がモニターできるため、外部から侵入した気体や内部に残留したガスにより真空度が劣化した場合でも、開閉バルブを介して真空脱気することにより、初期の断熱性能を回復することができる。   In the above configuration, the degree of vacuum inside can be monitored by a vacuum indicator that communicates with the inside of the heat insulation wall, so even if the degree of vacuum deteriorates due to gas that has entered from the outside or gas that has remained inside, the vacuum deaeration is performed via the open / close valve. By doing so, the initial heat insulation performance can be recovered.

また、中空二重壁箱体の二重壁間に粉末を封入する方法として、例えば特許文献２がある。特許文献２においては、微粒子を空気とともに強制的に導入し、充填する。同時に圧入する空気により容器が変形せず、かつ、圧入しやすいように、封入口とは異なる入り口から、内部を減圧している。また、減圧口には金網や不織布等で粉末が漏れでないようにしている。また、封入圧力は２〜８ｋｇ／ｃｍ２Ｇとしている。特許文献２では真空断熱箱体化は行っていないが、粉末封入手法としては、真空断熱箱体でも適用でき、封入後、減圧し、封止すれば、真空断熱箱体となる。
特開平７−１４８７５２号公報 特開平２−２６９６８１号公報 Moreover, there exists patent document 2 as a method of enclosing powder between the double walls of a hollow double wall box, for example. In Patent Document 2, fine particles are forcibly introduced and filled together with air. At the same time, the inside of the container is depressurized from an inlet different from the sealing inlet so that the container is not deformed by the press-fitted air and is easily pressed. In addition, the pressure reducing port is made of metal mesh or non-woven fabric so that the powder does not leak. The sealing pressure is 2 to 8 kg / cm 2 G. In Patent Document 2, the vacuum heat insulation box is not formed, but as a powder enclosing method, a vacuum heat insulating box can also be applied.
JP-A-7-148752 Japanese Patent Laid-Open No. 2-269681

しかしながら、特許文献１に記載の上記従来の構成では、真空断熱箱体において、外部から侵入したガスや内部から発生したガスを、バルブを通じ再減圧しているが、開閉バルブから箱体内部を減圧するには、排気抵抗が大きく、減圧するために非常に時間がかかる。   However, in the conventional configuration described in Patent Document 1, in the vacuum heat insulating box, the gas entering from the outside and the gas generated from the inside are reduced again through the valve, but the inside of the box is reduced from the opening / closing valve. For this purpose, the exhaust resistance is large and it takes a very long time to reduce the pressure.

また、特許文献１では連続気泡硬質ポリウレタンフォームを芯材に用いているが、連続気泡硬質ポリウレタンフォームでは、芯材としては芯材自体から発生する気体も多く、また、粉末としては空隙間距離が大きいため、繊維状芯材などと比べて、比較的、断熱性能は優れておらず、さらに、空隙間距離が小さい、より微細な粒径を持つ例えばシリカ粉末のような粉体であれば、排気抵抗はさらに高くなり、容易には減圧できず、減圧工程に相当の時間が必要になる。さらに、長期信頼性を得るために、内部圧力が増加し、断熱性能が低下するたびに、真空ポンプによる減圧を行うことは、一般家庭では困難であり、コスト的にも増加する。   Further, in Patent Document 1, open-celled rigid polyurethane foam is used as a core material. However, in open-celled rigid polyurethane foam, a large amount of gas is generated from the core material itself as the core material, and there is an air gap distance as the powder. Because of its large size, it is relatively inferior in heat insulation performance compared to a fibrous core, etc., and furthermore, if it is a powder such as silica powder having a finer particle size with a small gap distance, The exhaust resistance is further increased, and the pressure cannot be easily reduced, and a considerable time is required for the pressure reduction process. Furthermore, in order to obtain long-term reliability, it is difficult for ordinary households to reduce the pressure by a vacuum pump every time the internal pressure increases and the heat insulation performance deteriorates, and the cost also increases.

また、特許文献２に記載の上記従来の構成では、空隙間距離が小さく、平均自由工程が小さい比較的断熱性能に優れる微粉末では、空気とともに圧入しても、排気抵抗が大きいため排気口から空気が容易には抜けず、減圧による大気圧縮に耐えるだけの密度を封入に時間が掛かるだけでなく、容器が変形する恐れがある。また、残存する空気を脱気するにしても、排気抵抗が大きく、時間がかかる問題がある。封入量が少量であったり、真空断熱箱体が小型であったりすれば、粉末芯材の封入にかかる時間も少なくなり、大きな影響にならないこともあるが、冷蔵庫のような大型の真空断熱箱体では、非常に生産工程に時間がかかる問題がある。   Further, in the above-described conventional configuration described in Patent Document 2, a fine powder having a small air gap distance and a small mean free path and a relatively excellent heat insulation performance has a large exhaust resistance even when pressed together with air, so that the exhaust resistance is large. The air does not escape easily, and it takes a long time to fill with a density sufficient to withstand atmospheric compression by decompression, and the container may be deformed. Further, even if the remaining air is deaerated, there is a problem that exhaust resistance is large and time is required. If the amount enclosed is small or the vacuum heat insulation box is small, the time taken to enclose the powder core material will be reduced, which may not be a big influence, but it is a large vacuum heat insulation box like a refrigerator. In the body, there is a problem that the production process takes a very long time.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、高性能かつ長期信頼性を有し、さらに生産性も向上し、寸法安定性に優れた真空断熱箱体を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a vacuum heat insulating box having high performance and long-term reliability, further improving productivity, and excellent in dimensional stability.

上記目的を達成するために、本発明の真空断熱箱体は、それぞれ気体難透過性素材からなる外箱と内箱とにより構成される空間内に、気体難透過性素材の外被材で繊維状芯材を減圧密封してなる真空断熱材と粉末芯材とを配置して、前記空間を減圧密封した真空二重壁構造を有するものであり、真空断熱箱体の芯材として繊維状芯材を用いた真空断熱材と、真空断熱材以外の空間に粉末芯材を用いた構成である。   In order to achieve the above object, the vacuum heat insulation box of the present invention is a fiber with a jacket material made of a gas-impermeable material in a space constituted by an outer box and an inner box each made of a gas-impermeable material. A vacuum core formed by vacuum-sealing the core material and a powder core material, and having a vacuum double wall structure in which the space is sealed under reduced pressure, and a fiber core as a core material of the vacuum heat insulation box It is the structure which used the powder core material in the space other than the vacuum heat insulating material which used the material, and the vacuum heat insulating material.

本発明の真空断熱箱体の内箱と外箱の間の空間に空気や水蒸気などが侵入してくる理由は、外気と空間との間に大気圧による圧力差があるため、真空断熱箱体が樹脂材料で構成される場合、箱体部分及び熱溶着した樹脂層を透過し、金属性筐体の場合は、溶接不良やピンホールから、非常にゆっくりとではあるが空気成分が侵入する。   The reason why air or water vapor enters the space between the inner box and the outer box of the vacuum heat insulation box of the present invention is because there is a pressure difference due to atmospheric pressure between the outside air and the space. Is made of a resin material, it passes through the box part and the heat-welded resin layer, and in the case of a metallic casing, the air component penetrates very slowly due to poor welding or pinholes.

しかし、真空断熱箱体の空間部分には粉末芯材が存在し、粉末芯材は空隙間距離が小さく、内部圧力の上昇に対し断熱性能の劣化が小さいため、微小な圧力上昇に対して、ほとんど影響せず、長期信頼性を有する。   However, there is a powder core material in the space part of the vacuum heat insulation box, and the powder core material has a small air gap distance, and the deterioration of the heat insulation performance is small with respect to the increase in internal pressure. Has almost no effect and has long-term reliability.

そして、空間内に設置された繊維状芯材を用いた真空断熱材は、ラミネートフィルムで密閉した構成ならば熱溶着層から、樹脂での溶着ならば樹脂層から、金属材料の溶接ならば溶接不良やピンホール等から通過して、空気や水蒸気等が真空断熱材内部に侵入する。   And the vacuum heat insulating material using the fibrous core material installed in the space is welded from the heat-welded layer if it is sealed with a laminate film, from the resin layer if it is welded with resin, and if it is welding of a metal material Air, water vapor, etc. enter the vacuum heat insulating material through defects or pinholes.

しかし、空間と真空断熱材との圧力差は微小であるため、空気や水蒸気はほとんど侵入しない。繊維状芯材を用いた真空断熱材は固体による熱伝導が小さく、高性能であるが、空隙間距離が大きいため、内部圧力上昇に対し、断熱性能が低下する割合が大きいため、長期信頼性は粉末芯材を用いた真空断熱材に劣るが、空気成分がほとんど侵入しない状況であれば、長期間、高性能を維持することができる。   However, since the pressure difference between the space and the vacuum heat insulating material is very small, air and water vapor hardly penetrate. Vacuum insulation material using a fibrous core material has low thermal conductivity due to solids and high performance, but since the air gap distance is large, the rate of heat insulation performance decreases with increasing internal pressure, so long-term reliability Is inferior to a vacuum heat insulating material using a powder core material, but can maintain high performance for a long period of time as long as air components hardly penetrate.

従って、複合化した真空断熱箱体としては、高性能、高信頼性を有した真空断熱箱体として提供することができる。   Therefore, the combined vacuum insulation box can be provided as a vacuum insulation box having high performance and high reliability.

また、繊維状芯材を用いた真空断熱材を、真空断熱箱体の空間内に芯材として挿入するため、粉末芯材の封入量が空間全体に封入するよりも、大幅に少なくすることが可能となり、粉末芯材封入や減圧にかかる時間も短くて済み、生産性を向上することができる。   Moreover, since the vacuum heat insulating material using the fibrous core material is inserted as the core material in the space of the vacuum heat insulating box body, the amount of the powder core material can be significantly reduced as compared to the entire space. This makes it possible to shorten the time required for encapsulating the powder core and reducing the pressure, thereby improving productivity.

また、事前に大気圧縮されている真空断熱材を芯材に用いることで、真空断熱箱体内部を減圧しても、真空断熱材はほとんど変形しないため、大気圧縮による箱体の変形が抑制され、寸法安定性に優れた真空断熱箱体を提供することができる。   In addition, by using vacuum heat insulating material that has been compressed in the air in advance as the core material, even if the inside of the vacuum heat insulating box is depressurized, the vacuum heat insulating material is hardly deformed, so that deformation of the box due to atmospheric compression is suppressed. The vacuum heat insulation box body excellent in dimensional stability can be provided.

高性能だが内部圧力上昇に対し断熱性能の低下が大きい繊維状芯材を用いた真空断熱材を、繊維状芯材よりも断熱性能は劣るが、空隙間距離が小さく、内部圧力上昇に対し、断熱性能の低下が小さい粉末芯材とともに真空断熱箱体の芯材として用いることで、繊維状芯材と粉末芯材の両方の長所を生かした構成となり、高性能、高信頼性、高寸法安定性を有し、生産性を向上した真空断熱箱体を提供することができる。   High-performance vacuum insulation using a fibrous core material that has a large decrease in heat insulation performance against an increase in internal pressure, but the heat insulation performance is inferior to that of the fiber core material, but the air gap distance is small, and the internal pressure increase By using it as a core material of a vacuum heat insulation box together with a powder core material that has a small decrease in heat insulation performance, it has a configuration that takes advantage of both the fibrous core material and the powder core material, and has high performance, high reliability, and high dimensional stability. Therefore, it is possible to provide a vacuum heat insulating box body having improved properties and productivity.

本発明の請求項１に記載の真空断熱箱体の発明は、それぞれ気体難透過性素材からなる外箱と内箱とにより構成される空間内に、気体難透過性素材の外被材で繊維状芯材を減圧密封してなる真空断熱材と粉末芯材とを配置して、前記空間を減圧密封した真空二重壁構造を有することを特徴とするものである。   The invention of the vacuum heat insulation box according to claim 1 of the present invention is that a fiber made of a gas permeable material covering material in a space constituted by an outer box and an inner box each made of a gas permeable material. It is characterized by having a vacuum double-wall structure in which a vacuum heat insulating material and a powder core material obtained by sealing a core material under reduced pressure are disposed and the space is sealed under reduced pressure.

本発明の真空断熱箱体の内箱と外箱の間の空間に空気や水蒸気などが侵入してくる理由は、外気と空間との間に大気圧による圧力差があるため、真空断熱箱体が樹脂材料で構成される場合、箱体部分及び熱溶着した樹脂層を透過し、金属性筐体の場合は、溶接不良やピンホールから、非常にゆっくりとではあるが空気成分が侵入する。   The reason why air or water vapor enters the space between the inner box and the outer box of the vacuum heat insulation box of the present invention is because there is a pressure difference due to atmospheric pressure between the outside air and the space. Is made of a resin material, it passes through the box part and the heat-welded resin layer, and in the case of a metallic casing, the air component penetrates very slowly due to poor welding or pinholes.

しかし、真空断熱箱体の空間部分には粉末芯材が存在し、粉末芯材は空隙間距離が小さく、内部圧力の上昇に対し断熱性能の劣化が小さいため、微小な圧力上昇に対して、ほとんど影響せず、長期信頼性を有する。   However, there is a powder core material in the space part of the vacuum heat insulation box, and the powder core material has a small air gap distance, and the deterioration of the heat insulation performance is small with respect to the increase in internal pressure. Has almost no effect and has long-term reliability.

そして、空間内に設置された繊維状芯材を用いた真空断熱材は、ラミネートフィルムで密閉した構成ならば熱溶着層から、樹脂での溶着ならば樹脂層から、金属材料の溶接ならば溶接不良やピンホール等から通過して、空気や水蒸気等が真空断熱材内部に侵入する。   And the vacuum heat insulating material using the fibrous core material installed in the space is welded from the heat-welded layer if it is sealed with a laminate film, from the resin layer if it is welded with resin, and if it is welding of a metal material Air, water vapor, etc. enter the vacuum heat insulating material through defects or pinholes.

しかし、空間と真空断熱材との圧力差は微小であるため、空気や水蒸気はほとんど侵入しない。繊維状芯材を用いた真空断熱材は固体による熱伝導が小さく、高性能であるが、空隙間距離が大きいため、内部圧力上昇に対し、断熱性能が低下する割合が大きいため、長期信頼性は粉末芯材を用いた真空断熱材に劣るが、空気成分がほとんど侵入しない状況であれば、長期間、高性能を維持することができる。   However, since the pressure difference between the space and the vacuum heat insulating material is very small, air and water vapor hardly penetrate. Vacuum insulation material using a fibrous core material has low thermal conductivity due to solids and high performance, but since the air gap distance is large, the rate of heat insulation performance decreases with increasing internal pressure, so long-term reliability Is inferior to a vacuum heat insulating material using a powder core material, but can maintain high performance for a long period of time as long as air components hardly penetrate.

従って、複合化した真空断熱箱体としては、高性能、高信頼性を有した真空断熱箱体として提供することができる。   Therefore, the combined vacuum insulation box can be provided as a vacuum insulation box having high performance and high reliability.

また、繊維状芯材を用いた真空断熱材を、真空断熱箱体の空間内に芯材として挿入するため、粉末芯材の封入量が空間全体に封入するよりも、大幅に少なくすることが可能となり、粉末芯材封入や減圧にかかる時間も短くて済み、生産性を向上することができる。   Moreover, since the vacuum heat insulating material using the fibrous core material is inserted as the core material in the space of the vacuum heat insulating box body, the amount of the powder core material can be significantly reduced as compared to the entire space. This makes it possible to shorten the time required for encapsulating the powder core and reducing the pressure, thereby improving productivity.

また、事前に大気圧縮されている真空断熱材を芯材に用いることで、真空断熱箱体内部を減圧しても、真空断熱材はほとんど変形しないため、大気圧縮による箱体の変形が抑制され、寸法安定性に優れた真空断熱箱体を提供することができる。   In addition, by using vacuum heat insulating material that has been compressed in the air in advance as the core material, even if the inside of the vacuum heat insulating box is depressurized, the vacuum heat insulating material is hardly deformed, so that deformation of the box due to atmospheric compression is suppressed. The vacuum heat insulation box body excellent in dimensional stability can be provided.

また、気体難透過性素材とは、ガス透過度が１０４［ｃｍ３・２０μｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であることが好ましく、より望ましくは１［ｃｍ３・２０μｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下となるものである。 Further, the gas permeable material preferably has a gas permeability of 10 4 [cm 3 · 20 μm / m 2 · day · atm] or less, and more desirably 1 [cm 3 · 20 μm / m 2 · day. · Atm] or less.

さらに、真空断熱箱体の気体難透過性素材には、ステンレスや鉄などの金属材料、ガラス材料、また、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ＭＸナイロン、ポリビニルアルコール、結晶性ポリエチレンテレフタレート、結晶性シンジオタクチックポリスチレン等の気体難透過性樹脂などが好ましい。   Further, the gas-impermeable material of the vacuum heat insulation box includes metal materials such as stainless steel and iron, glass materials, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, MX nylon, polyvinyl alcohol, crystals A gas-impermeable resin such as crystalline polyethylene terephthalate and crystalline syndiotactic polystyrene is preferred.

また、樹脂材料に、金属、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜を形成することで、さらなる気体難透過性を付与し、信頼性を向上させることができる。 Further, by forming a film made of metal, SiO 2 , Al 2 O 3 , and diamond-like carbon on the resin material, it is possible to impart further gas permeability and improve reliability.

また、樹脂材料にＡＬ箔ラミネートフィルム、ＡＬ蒸着ラミネートフィルム等の金属箔ラミネートフィルムをインサート成形したものでも、信頼性を向上させることができる。   In addition, the resin material can be improved in reliability by insert molding a metal foil laminate film such as an AL foil laminate film or an AL vapor deposition laminate film.

さらに、真空断熱材の気体難透過性素材には樹脂フィルムにアルミニウム等の金属箔をラミネートしたラミネートフィルムを用いることが好ましい。金属箔は気体難透過性が非常に高く、信頼性が高い。また、箔ではなく蒸着層でも優れたバリア性を生じる。また、金属ではなくシリカやアルミナ、ダイヤモンドライクカーボン等の無機材料の蒸着でも高い気体難透過性を有する。   Furthermore, it is preferable to use a laminate film obtained by laminating a metal foil such as aluminum on a resin film as the gas permeable material of the vacuum heat insulating material. Metal foil has very high gas permeability and high reliability. Moreover, the barrier property which was excellent also in the vapor deposition layer instead of foil is produced. Moreover, it has a high gas permeability even when an inorganic material such as silica, alumina or diamond-like carbon is deposited instead of metal.

また、真空断熱箱体の気体難透過性素材同様、ステンレスや鉄などの金属材料や、また、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ＭＸナイロン、ポリビニルアルコール、結晶性ポリエチレンテレフタレート、結晶性シンジオタクチックポリスチレン等の気体難透過性樹脂を用いても良い。   Also, as with the gas-impermeable material of vacuum insulation box, metal materials such as stainless steel and iron, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, MX nylon, polyvinyl alcohol, crystalline polyethylene terephthalate Alternatively, a gas permeable resin such as crystalline syndiotactic polystyrene may be used.

また、樹脂材料に、金属、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜を形成することで、さらなる気体難透過性を付与し、信頼性を向上させることができる。 Further, by forming a film made of metal, SiO 2 , Al 2 O 3 , and diamond-like carbon on the resin material, it is possible to impart further gas permeability and improve reliability.

また、真空断熱材の気体難透過性素材にラミネートフィルムを用いた場合、熱溶着層にポリエチレンを用いると、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱箱体を提供することができる。   In addition, when a laminate film is used as a gas-impermeable material for vacuum insulation, if polyethylene is used for the heat-welded layer, polyethylene can be welded at a relatively low temperature, making it easier to weld by additional heating and lower cost. A vacuum insulation box can be provided.

また、ラミネートフィルムの最外層に保護層を有する場合は、最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで本発明の真空断熱箱体を提供することができる。   In addition, when the outermost layer of the laminate film has a protective layer, by providing a material for surface protection in the outermost layer, more reliable scratch resistance and piercing resistance can be exhibited, and pinholes and the like can be exhibited. The vacuum heat insulating material which has the effect | action which suppresses generation | occurrence | production and has long-term reliability can be provided. Among them, polyethylene terephthalate is an inexpensive material, and the vacuum heat insulating box of the present invention can be provided at a lower cost.

また、繊維状芯材は限定するものではないが、ガラス繊維、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、炭化ケイ素繊維等が好ましく、特にガラス繊維は安価で高性能な真空断熱材を形成するため、最も望ましい。   The fibrous core material is not limited, but glass fiber, glass fiber, alumina fiber, silica alumina fiber, silica fiber, rock wool, silicon carbide fiber, etc. are preferable. Most desirable for forming insulation.

ガラス繊維は１μｍ〜２０μｍの範囲のものが好ましく、２μｍ〜１０μｍのものが芯材としての剛性を備え、かつ生産性と熱伝導率の面でより好ましい。   The glass fiber is preferably in the range of 1 μm to 20 μm, more preferably 2 μm to 10 μm with rigidity as a core material, and more preferable in terms of productivity and thermal conductivity.

また、粉末芯材も限定するものではないが、無機粉末材料の方が、もともと粉末保持し、減圧時に粉末から発生する気体（アウトガス）が少なく、好ましい。   Further, although the powder core material is not limited, the inorganic powder material is preferable because it originally retains the powder and generates less gas (outgas) from the powder during decompression.

請求項２に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項１に記載の発明において、前記外被材が内側となる面に熱融着層を有し、対向する前記外被材の前記熱溶着層同士が前記繊維状芯材に沿って前記繊維状芯材の際まで熱溶着されていることを特徴とするものである。   The invention of the vacuum heat insulation box according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the outer cover material has a heat-sealing layer on the inner surface, and the heat of the outer cover material facing the outer cover material. The welding layers are heat-welded to the fibrous core material along the fibrous core material.

対向する前記外被材の前記熱溶着層同士が前記繊維状芯材に沿って前記繊維状芯材の際まで熱溶着されているのでシール性が向上し、外被材の間に繊維状芯材のない部分（ヒレ部分）を前記繊維状芯材の際まで、切断することが可能となり、真空断熱材の占める面積が向上でき、真空断熱箱体の性能を向上することができる。また、ヒレ部分が小さくなることで粉体芯材の充填を行いやすくすることができる。   Since the heat-welding layers of the facing jacket materials facing each other are thermally welded to the fibrous core material along the fibrous core material, the sealing performance is improved, and the fibrous core is between the jacket materials. It is possible to cut the portion without the material (fin portion) up to the fibrous core material, the area occupied by the vacuum heat insulating material can be improved, and the performance of the vacuum heat insulating box can be improved. In addition, the powder core can be easily filled by reducing the fin portion.

請求項３に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記真空断熱材の前記繊維状芯材が配向性を有し、前記真空断熱箱体の伝熱方向に対し、前記繊維状芯材の前記配向方向が略垂直になるように前記真空断熱材を配置することを特徴とするものである。   Invention of the vacuum heat insulation box of Claim 3 WHEREIN: The invention of Claim 1 or 2 WHEREIN: The said fibrous core material of the said vacuum heat insulation has orientation, The heat transfer of the said vacuum heat insulation box The vacuum heat insulating material is arranged such that the orientation direction of the fibrous core material is substantially perpendicular to the direction.

繊維状芯材は、ランダムな方向に向いていた繊維が一方向加圧すると加圧方向と垂直な方向に配向する。通常は、密度を調整するために、バインダーを加えたり、加熱したりしながら加圧することで成形体となる。   The fibrous core material is oriented in a direction perpendicular to the pressurizing direction when the fiber oriented in a random direction is pressed in one direction. Usually, in order to adjust the density, a compact is formed by applying pressure while adding a binder or heating.

繊維状芯材は繊維方向に固体熱伝導が起こるため、加圧等による配向方向と平行な向きに、固体熱伝導が伝わりやすい。反対に配向方向とは垂直な方向では繊維と繊維は点接触となり、固体熱伝導は大きく減少する。従って、断熱性能は配向方向と垂直な方向の方が高い。従って、真空断熱箱体の伝熱方向に対し、繊維状芯材の配向方向と略垂直な方向に真空断熱材を設置することで、効果的な断熱性能を発現することができる。   Since the fibrous core material undergoes solid heat conduction in the fiber direction, the solid heat conduction is easily transmitted in a direction parallel to the orientation direction by pressurization or the like. On the other hand, in the direction perpendicular to the orientation direction, the fibers are in point contact and the solid heat conduction is greatly reduced. Therefore, the heat insulation performance is higher in the direction perpendicular to the orientation direction. Therefore, effective heat insulation performance can be expressed by installing the vacuum heat insulating material in a direction substantially perpendicular to the orientation direction of the fibrous core material with respect to the heat transfer direction of the vacuum heat insulating box.

実際には、繊維状芯材の配向方向を真空断熱箱体の伝熱方向に対し完全な垂直にすることは、伝熱方向が一様でないこと、繊維状芯材が完全に配向しているわけではないこと等から困難なため、略垂直方向とし、略垂直方向とは、主となる伝熱方向に対し、７０〜１１０度の角度内にあればよい。   Actually, making the orientation direction of the fibrous core material completely perpendicular to the heat transfer direction of the vacuum heat insulation box means that the heat transfer direction is not uniform and the fibrous core material is perfectly oriented. Since it is difficult because it is not, for example, the direction is substantially vertical, and the substantially vertical direction may be within an angle of 70 to 110 degrees with respect to the main heat transfer direction.

請求項４に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記粉末芯材が平均一次粒子径１００ｎｍ以下である乾式シリカであることを特徴とするものである。   The invention of the vacuum heat insulation box according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the powder core is dry silica having an average primary particle diameter of 100 nm or less. It is what.

芯材材料は空隙間距離が短くなる粉体材料の方が、圧力依存性に優れるため、長期信頼性を得るためには繊維系材料よりも優れている。また、固体熱伝導率が低く、粉体芯材としてはシリカ系材料が真空断熱材用芯材として優れている。また、粒径も平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であることで、内部圧力に対する断熱性能の低下が小さく、優れており、このようなシリカ粉末は乾式法で作られる乾式シリカが該当する。   As the core material, the powder material in which the air gap distance is shorter is more excellent in pressure dependency, and therefore is superior to the fiber material in order to obtain long-term reliability. In addition, the solid thermal conductivity is low, and a silica-based material is excellent as a core material for a vacuum heat insulating material as a powder core material. Moreover, since the average primary particle diameter is 100 nm or less, the particle size is excellent in that the heat insulation performance with respect to the internal pressure is small, and such silica powder corresponds to dry silica produced by a dry method.

請求項５に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項４に記載の発明において、前記粉末芯材は、前記粉末芯材への含有量が０．５〜４０ｗｔ％となるように前記乾式シリカに平均繊維径が１０μｍ以下のガラス繊維材料を混合して加圧成形したものであることを特徴とするものである。   Invention of the vacuum heat insulation box of Claim 5 WHEREIN: The invention of Claim 4 WHEREIN: The said powder core material is the said dry-type so that content to the said powder core material may be 0.5-40 wt%. A glass fiber material having an average fiber diameter of 10 μm or less is mixed with silica and subjected to pressure molding.

乾式シリカは真空断熱箱体の芯材としては優れた性能を有するが、密度が小さいため、取り扱いにくく、充填するために工数がかかる。そのため、乾式シリカを固形化して、封入することが工程上、優れる。   Although dry silica has excellent performance as a core material for a vacuum heat insulating box, it is difficult to handle because of its low density, and man-hours are required for filling. Therefore, solidifying and encapsulating dry silica is excellent in the process.

固形化手段として、一般的なシリカ粉末と繊維材料を混合撹拌し、加圧成形しても成形体にはならないが、請求項４に記載の発明の平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の乾式シリカと、繊維材料とを混合、加圧成形することで、成形体を形成することができる。   As a solidifying means, a general silica powder and a fiber material are mixed and stirred, and even if pressure-molded, it does not become a molded body. However, the dry silica having an average primary particle diameter of 100 nm or less according to the invention of claim 4 and A molded body can be formed by mixing and pressing with a fiber material.

この要因として、粒子径の小さい粉末同士であるため分子間力が働き粉末同士が付着する、あるいは乾式であるため表面官能基が少なく相互反発が少ないため粉末同士が付着しやすいこと等が考えられ、したがって、加圧等の成形方法により成形体を作製するためには、平均一次粒子径１００ｎｍ以下の乾式シリカと繊維材料を用いる必要がある。   This may be due to the fact that powders with small particle diameters cause intermolecular forces to act and the powders adhere to each other, or because they are dry, the surface functional groups are few and the mutual repulsion is so small that the powders are likely to adhere to each other. Therefore, in order to produce a molded body by a molding method such as pressurization, it is necessary to use dry silica having an average primary particle diameter of 100 nm or less and a fiber material.

また、ガラス繊維材料を、平均繊維径１０μｍ以下とすることで、ガラス繊維の繊維径が小さいため比表面積が大きくなるすなわち表面エネルギーが大きくなり粉末と結びつきやすくなる、また、シリカ粉末はガラス繊維と親和性のよい組合せであるため相互に付着しやすい、あるいはそれらの相互作用によること等が考えられ、したがって、加圧等の成形方法により成形体を作製する際に、平均繊維径１０μｍ以下のガラス繊維材料を用いることで、より強固な成形体を作製することができる。   Further, by making the glass fiber material have an average fiber diameter of 10 μm or less, the specific surface area is increased because the fiber diameter of the glass fiber is small, that is, the surface energy is increased, and the glass powder is easily combined with the powder. Since it is a combination with good affinity, it is considered that it is easy to adhere to each other or due to their interaction. Therefore, when producing a molded body by a molding method such as pressure, a glass having an average fiber diameter of 10 μm or less By using a fiber material, a stronger molded body can be produced.

さらに、粒子径の非常に細かい乾式シリカと繊維径の小さいガラス繊維材料を用いることにより、粉立ちのほとんどない成形体が得られる。この理由は、上記のように粒子径の小さい粉末同士の分子間力、表面官能基が少ないことによる粉末同士の付着、シリカとガラス繊維との良好な親和性、細い繊維材料の大きな表面エネルギー等が考えられる。   Further, by using dry silica having a very fine particle diameter and a glass fiber material having a small fiber diameter, a molded body having almost no dusting can be obtained. This is because, as described above, the intermolecular force between powders having a small particle diameter, adhesion between powders due to a small number of surface functional groups, good affinity between silica and glass fibers, large surface energy of thin fiber materials, etc. Can be considered.

また、上記組合せにより強固な成形体を得るとともに、弾性も有しているため可撓性をも有する成形体を得ることができる。   In addition, a strong molded body can be obtained by the above combination, and a molded body having flexibility can be obtained because it has elasticity.

この理由は、平均繊維径が１０μｍ以下の繊維を用いているため曲げ弾性が向上し、可とう性を有することができる等が考えられる。   The reason for this is considered to be that, since fibers having an average fiber diameter of 10 μm or less are used, flexural elasticity is improved and flexibility can be obtained.

繊維添加量が０．５〜４０ｗｔ％であるのは、添加量が少なすぎると成形体形状を保てず、多すぎると断熱性能が繊維に依存するようになり断熱性能が悪化するからである。   The fiber addition amount is 0.5 to 40 wt% because if the addition amount is too small, the shape of the molded body cannot be maintained, and if it is too much, the heat insulation performance becomes dependent on the fiber and the heat insulation performance is deteriorated. .

請求項６に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項４または５に記載の発明において、前記乾式シリカにカーボンブラックが１〜３０ｗｔ％混合されていることを特徴とするものである。   The invention of the vacuum heat insulation box according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to claim 4 or 5, carbon black is mixed with 1 to 30 wt% of the dry silica.

これにより、従来の乾式シリカ粉末もしくはその成形体を用いた真空断熱箱体よりも断熱性能は向上する。   Thereby, heat insulation performance improves rather than the vacuum heat insulation box using the conventional dry-type silica powder or its molded object.

断熱性能向上のために乾式シリカに添加する粉末として、例えばカーボンブラックや酸化チタンなどは高温域で輻射防止材として働くことが知られているが、低温域でもカーボンブラック添加により大きな断熱性能向上が見られる。この理由は定かではないが、シリカ粉末とカーボンブラックとの何らかの作用により固体熱伝導が低減されるためと考える。   As powders added to dry silica to improve heat insulation performance, for example, carbon black and titanium oxide are known to work as radiation prevention materials at high temperatures, but the addition of carbon black greatly improves heat insulation performance at low temperatures. It can be seen. Although this reason is not certain, it is considered that solid heat conduction is reduced by some action of silica powder and carbon black.

粉末状カーボン材料の添加量は、１〜３０ｗｔ％がよい。これは、添加量が少なすぎると断熱性能向上の効果がなく、多すぎると断熱性能が粉末状カーボン材料に依存するようになり断熱性能が悪化することや、減圧下でガス発生が多くなり経時的に断熱性能が悪化するからである。   The addition amount of the powdery carbon material is preferably 1 to 30 wt%. This is because if the addition amount is too small, there is no effect of improving the heat insulation performance, and if it is too large, the heat insulation performance becomes dependent on the powdered carbon material and the heat insulation performance deteriorates, or gas generation increases under reduced pressure. This is because the heat insulation performance deteriorates.

請求項７に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、前記真空断熱材内に前記真空断熱材内の気体を吸着するための気体吸着材を備えることを特徴とするものである。   The invention of a vacuum heat insulation box according to claim 7 is the gas adsorption for adsorbing the gas in the vacuum heat insulating material in the vacuum heat insulating material in the invention according to any one of claims 1 to 6. A material is provided.

前記真空断熱材内に前記真空断熱材内の気体を吸着するための気体吸着材を備えることで、何らかの要因で真空断熱箱体の箱体が破袋したとしても、前記真空断熱材は高性能を維持したままであるが、熱溶着層からの空気侵入量が増加するため、信頼性は低下する。しかし、気体吸着材を、前記真空断熱材内の繊維状芯材に接するように設置することで、内部圧力の上昇を抑え、断熱性能の信頼性を維持することができる。   By providing a gas adsorbing material for adsorbing the gas in the vacuum heat insulating material in the vacuum heat insulating material, even if the box of the vacuum heat insulating box breaks for some reason, the vacuum heat insulating material has high performance. However, since the air penetration | invasion amount from a heat welding layer increases, reliability falls. However, by installing the gas adsorbing material in contact with the fibrous core material in the vacuum heat insulating material, it is possible to suppress an increase in internal pressure and maintain the reliability of the heat insulating performance.

気体吸着材は特に限定するものではないが、その吸着機構は、物理吸着、化学吸着、および吸蔵、収着等のいずれでもよいが、非蒸発型ゲッターとして作用する物質が良好である。   The gas adsorbent is not particularly limited, and the adsorption mechanism may be any of physical adsorption, chemical adsorption, occlusion, and sorption, but a substance that acts as a non-evaporable getter is good.

具体的には、合成ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ドーソナイト、ハイドロタルサイト等の物理吸着材である。   Specifically, it is a physical adsorbent such as synthetic zeolite, activated carbon, activated alumina, silica gel, dosonite, hydrotalcite.

化学吸着材としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物や、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物等が利用でき、特に、酸化リチウム，水酸化リチウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化バリウム、水酸化バリウムが効果的に作用する。   As the chemical adsorbent, oxides of alkali metals and alkaline earth metals, hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals, etc. can be used. In particular, lithium oxide, lithium hydroxide, calcium oxide, calcium hydroxide, Magnesium oxide, magnesium hydroxide, barium oxide, and barium hydroxide are effective.

また、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、塩化カルシウム、炭酸リチウム、不飽和脂肪酸、鉄化合物等も効果的に作用する。   In addition, calcium sulfate, magnesium sulfate, sodium sulfate, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium chloride, lithium carbonate, unsaturated fatty acid, iron compound and the like also act effectively.

また、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、リチウム等の物質を単独、もしくは合金化したゲッター物質を適用するのがより効果的である。   In addition, it is more effective to apply a getter material obtained by singly or alloying materials such as barium, magnesium, calcium, strontium, titanium, zirconium, vanadium, and lithium.

さらには、このような前記ゲッター物質を少なくとも窒素、酸素、水分、二酸化炭素を吸着除去するため、種々混合して適用することも可能である。   Furthermore, in order to adsorb and remove at least nitrogen, oxygen, moisture, and carbon dioxide, the getter material can be applied in various mixtures.

請求項８に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明において、前記真空断熱材内に前記真空断熱材内の気体を吸着するための気体吸着材を備えることを特徴とするものである。   The invention of the vacuum heat insulation box according to claim 8 is the gas adsorption for adsorbing the gas in the vacuum heat insulating material in the vacuum heat insulating material in the invention according to any one of claims 1 to 7. A material is provided.

前記真空断熱材内に前記真空断熱材内の気体を吸着するための気体吸着材を備えることで、真空断熱箱体の長期信頼性が向上するとともに、真空断熱材も高性能を維持することが可能となり、真空断熱箱体全体の信頼性を維持することができる。   By providing a gas adsorbing material for adsorbing the gas in the vacuum heat insulating material in the vacuum heat insulating material, the long-term reliability of the vacuum heat insulating box can be improved, and the vacuum heat insulating material can also maintain high performance. It becomes possible, and the reliability of the whole vacuum heat insulation box can be maintained.

請求項９に記載の真空断熱箱体の発明は、請求項７または８に記載の発明において、前記気体吸着材が、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトであることを特徴とするものである。   The invention of a vacuum heat insulation box according to claim 9 is the invention according to claim 7 or 8, characterized in that the gas adsorbent is ZSM-5 type zeolite subjected to copper ion exchange. is there.

銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトは常温における単位重量あたりの空気吸着量が他のゼオライトや、金属系吸着材と比べても高く、少量で大量の空気を吸着でき、効果的で、省スペース化を行える。   Copper ion exchanged ZSM-5 type zeolite has higher air adsorption per unit weight at room temperature than other zeolites and metal adsorbents, and can absorb a large amount of air in a small amount. Space can be made.

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が、先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。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. However, the same components as those of the above-described embodiments will be denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. 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における真空断熱箱体の断面図であり、図２は本発明の実施の形態１における真空断熱箱体の空間内に設置する真空断熱材の断面図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum heat insulation box according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a vacuum heat insulating material installed in the space of the vacuum heat insulation box according to Embodiment 1 of the present invention. .

図１において、真空断熱箱体１は、気体難透過性材料からなる外箱２と内箱３と真空断熱材４と粉末芯材５とからなり、それぞれ気体難透過性素材からなる外箱２と内箱３とにより構成される空間６内に、真空断熱材４と粉末芯材５と水分吸着材７と気体吸着材８とを配置して、外箱２と内箱３を接合することで空間６を密閉し、外箱２に設置し空間６と外気を連通する排気口９から、空間６の空気を排気し、減圧後、排気口９を封止することで、真空断熱箱体１を構成する。また、内箱３には内部にお湯や冷水等を出し入れするための開口部１０がある。   In FIG. 1, a vacuum heat insulating box 1 includes an outer box 2, an inner box 3, a vacuum heat insulating material 4, and a powder core material 5 made of a gas poorly permeable material, each of an outer box 2 made of a gas hardly permeable material. And placing the vacuum heat insulating material 4, the powder core material 5, the moisture adsorbing material 7 and the gas adsorbing material 8 in the space 6 constituted by the inner box 3 and joining the outer box 2 and the inner box 3. The space 6 is hermetically sealed, and the air in the space 6 is exhausted from an exhaust port 9 that is installed in the outer box 2 and communicates the space 6 with the outside air. 1 is constructed. The inner box 3 has an opening 10 for taking in and out hot water and cold water.

図２において、真空断熱材４は２枚の気体難透過性材料からなる外被材１１で、ガラス短繊維を加圧成型してなる繊維状芯材１２を覆い、繊維状芯材１２に接するように水分吸着材７と気体吸着材８を設置し、そして内部を減圧し、外被材１１の対向する熱溶着層１３同士を熱溶着して真空を維持している。   In FIG. 2, a vacuum heat insulating material 4 is an outer cover material 11 made of two gas-impermeable materials, covers a fibrous core material 12 formed by press-molding short glass fibers, and is in contact with the fibrous core material 12. Thus, the moisture adsorbing material 7 and the gas adsorbing material 8 are installed, the inside is decompressed, and the heat welding layers 13 of the outer covering material 11 facing each other are thermally welded to maintain a vacuum.

次に、真空断熱箱体１の製造方法について説明する。内箱２及び外箱３は結晶性シンジオタクチックポリスチレンを用い、射出成型により成形した。内箱２と外箱３は開口部１０がある方向を上部として、それぞれ、上面だけ異なる金型を用いて、射出成形する。   Next, the manufacturing method of the vacuum heat insulation box 1 is demonstrated. The inner box 2 and the outer box 3 were formed by injection molding using crystalline syndiotactic polystyrene. The inner box 2 and the outer box 3 are injection-molded using molds that differ only in the upper surface, with the direction in which the opening 10 is located at the top.

開口部１０は内箱２の上面部に射出成型により形成される。成形後、各部品に無電解メッキを施し、気体難透過性を向上させる。無電解メッキはＣｕ３μｍ／Ｎｉ５μｍとし、溶着部分にはマスキングテープでメッキがつかないようにする。   The opening 10 is formed on the upper surface of the inner box 2 by injection molding. After molding, each part is subjected to electroless plating to improve gas permeability. The electroless plating is Cu 3 μm / Ni 5 μm, and the welded portion is prevented from being plated with a masking tape.

次に、内箱２の上面部と本体とを熱溶着し、内箱２を形成する。次に、真空断熱材４を内箱２の表面にエポキシ樹脂で貼り付ける。このとき、内箱２の開口部１０にてつながっている空間にお湯等の保温もしくは、氷水等の保冷物質が入ることから、内箱２を熱源とみなし、繊維状芯材１２の配向性が熱源からの伝熱方向に対し、ほぼ垂直になるように貼り付ける。   Next, the upper surface portion of the inner box 2 and the main body are heat-welded to form the inner box 2. Next, the vacuum heat insulating material 4 is bonded to the surface of the inner box 2 with an epoxy resin. At this time, since heat insulation such as hot water or a cold insulation material such as ice water enters the space connected by the opening 10 of the inner box 2, the inner box 2 is regarded as a heat source, and the orientation of the fibrous core material 12 is Affix it so that it is almost perpendicular to the heat transfer direction from the heat source.

次に、真空断熱材４を貼り付けた内箱２を外箱３の本体内に設置し、同時に水分吸着材７と気体吸着材８も隙間部分に設置する。水分吸着材７には酸化カルシウムを用い、気体吸着材８にはＣｕ置換したＺＳＭ−５型ゼオライトを用いた。水分吸着材７は不織布に入れ、気体吸着材８は密封し、加熱により軟化して開封する仕組みのデバイス化をしている。   Next, the inner box 2 with the vacuum heat insulating material 4 attached is installed in the main body of the outer box 3, and at the same time, the moisture adsorbing material 7 and the gas adsorbing material 8 are also installed in the gap portion. Calcium oxide was used for the moisture adsorbing material 7 and Cu-substituted ZSM-5 type zeolite was used for the gas adsorbing material 8. The moisture adsorbing material 7 is put in a non-woven fabric, the gas adsorbing material 8 is sealed, and the device is structured to be softened by heating and opened.

そして、外箱３の上面部を合わせ、熱溶着する。溶着部は外周及び排気口９と開口部１０の周囲部分である。このとき、排気口９の一つに不織布を貼っておくことで、粉末芯材５を封入する際、粉末芯材５がもれないようにする。   And the upper surface part of the outer case 3 is match | combined and heat welding is carried out. The welded portion is the outer periphery and the peripheral portion of the exhaust port 9 and the opening 10. At this time, a non-woven fabric is stuck on one of the exhaust ports 9 so that the powder core material 5 does not come off when the powder core material 5 is sealed.

そして、不織布を貼っていない排気口９から粉末芯材５を空気とともに圧入する。このとき、不織布を貼った排気口９からは真空ポンプで減圧を行い、粉末芯材５が封入しやすいようにする。粉末芯材５には平均一次粒径が１００ｎｍ以下の乾式シリカ９５ｗｔ％とカーボンブラック５ｗｔ％を混合したものを用いる。   And the powder core material 5 is press-fitted with air from the exhaust port 9 where the nonwoven fabric is not pasted. At this time, the pressure is reduced by a vacuum pump from the exhaust port 9 on which the nonwoven fabric is pasted so that the powder core material 5 is easily sealed. As the powder core material 5, a mixture of 95 wt% dry silica having an average primary particle size of 100 nm or less and 5 wt% carbon black is used.

粉末芯材はピストンで０．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で圧入する。真空断熱材４は空間６内を全て占めているわけではなく、いわゆるコーナー部分は空洞になっているため、その空洞を通り、圧入される。粉末芯材は１３０ｋｇ／ｍ３の密度になるように封入する。 The powder core is press-fitted with a piston at a pressure of 0.5 kg / cm 2 . The vacuum heat insulating material 4 does not occupy the entire space 6, and so-called corner portions are cavities, so that they are press-fitted through the cavities. The powder core material is sealed so as to have a density of 130 kg / m 3 .

芯材封入後、排気口９から空間６を減圧し、１３Ｐａ以下になるまで減圧し、減圧したまま、排気口９をピンチして封止することで、真空断熱箱体１が完成する。完成後、真空断熱箱体１を１００℃で加熱することで気体吸着材８が開封し、気体吸着能を発現し、信頼性を維持する。   After filling the core material, the space 6 is decompressed from the exhaust port 9 and decompressed to 13 Pa or less, and the exhaust port 9 is pinched and sealed while being decompressed, whereby the vacuum heat insulation box 1 is completed. After completion, by heating the vacuum heat insulation box 1 at 100 ° C., the gas adsorbing material 8 is opened, gas adsorbing ability is expressed, and reliability is maintained.

次に真空断熱材４の作製方法について説明する。繊維状芯材１２にはガラス繊維を用い、平均繊維径３．５μｍのガラス繊維集合体を加圧した状態で加熱し、密度が２００ｋｇ／ｍ３程度の形状を維持しているボード状のものを用いる。平均繊維径はＮ＝５０を顕微鏡で測定した平均値で評価しているが、１μｍ〜２０μｍの範囲のものが好ましく、２μｍ〜１０μｍのものが芯材としての剛性を備え、かつ生産性と熱伝導率の面でより好ましい。 Next, the manufacturing method of the vacuum heat insulating material 4 is demonstrated. Glass fiber is used for the fibrous core material 12, and a glass fiber assembly having an average fiber diameter of 3.5 μm is heated in a pressurized state to maintain a density of about 200 kg / m 3. Is used. The average fiber diameter is evaluated by an average value obtained by measuring N = 50 with a microscope, but is preferably in the range of 1 μm to 20 μm, and 2 μm to 10 μm has rigidity as a core material, and productivity and heat More preferable in terms of conductivity.

そして、繊維状芯材１２を１４０℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、ラミネートフィルムの三方を熱溶着層１３を熱溶着にてシールして袋状に成形した外被材１１に、水分吸着材７である不織布に封止した酸化カルシウムと、気体吸着材８であるラミネートフィルムに真空封止したＣｕ置換したＺＳＭ−５型ゼオライトを挿入し、減圧チャンバー内で、外被材１１内部が１０Ｐａ以下になるように減圧し、開口部を熱溶着層１３を熱溶着することにより密閉封止している。   Then, after drying the fibrous core material 12 in a drying furnace at 140 ° C. for 30 minutes, the three sides of the laminate film are sealed with the heat-welding layer 13 by heat-welding and formed into a bag shape, and moisture is adsorbed on the jacket material 11. Calcium oxide sealed in a nonwoven fabric as material 7 and ZSM-5 type zeolite substituted with Cu in a vacuum seal in a laminate film as gas adsorbent 8 are inserted, and the inside of the jacket material 11 is 10 Pa in a vacuum chamber. The opening is hermetically sealed by reducing the pressure so as to become the following, and heat-welding the heat-welding layer 13.

このとき、密閉封止されたとき、真空断熱材４は大気圧縮されるが、この大気圧縮の力を用い、気体吸着材８の入ったラミネートフィルムを針状のもので突き刺し、開封される構成にし、密閉封止後に気体吸着能が発現するようにする。   At this time, when hermetically sealed, the vacuum heat insulating material 4 is compressed to the atmosphere, and using this atmospheric compression force, the laminate film containing the gas adsorbent 8 is pierced with a needle-like material and opened. The gas adsorbing ability is developed after hermetic sealing.

このとき、外被材１１は、表面保護層としてポリエチレンテレフタレートフィルム（１２μｍ）、中間層には気体難透過性を持つアルミ箔（６μｍ）、熱溶着層１３として直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（５０μｍ）からなるラミネートフィルムにより構成している。密封後、大気圧縮により、繊維状芯材１２の密度は若干増加する。   At this time, the covering material 11 is a polyethylene terephthalate film (12 μm) as a surface protective layer, an aluminum foil (6 μm) having poor gas permeability as an intermediate layer, and a linear low density polyethylene film (50 μm) as a heat welding layer 13. ). After sealing, the density of the fibrous core material 12 slightly increases due to atmospheric compression.

断熱性能及び取扱い性の面で密封後のガラス繊維からなる繊維状芯材１２の密度は２１０〜２８０ｋｇ／ｍ３の範囲がより好ましく、２４０ｋｇ／ｍ３となるように作製した。ここではバインダーを用いることなく芯材成形を行っているが、バインダーを用いてより低温で芯材を成形しても良い。 Density of the fibrous core material 12 made of glass fibers after sealing in terms of thermal insulation performance and handling properties is more preferably in the range of 210~280kg / m 3, was made as a 240 kg / m 3. Here, the core material is formed without using the binder, but the core material may be formed at a lower temperature using the binder.

また、表面性が問題とならない場合には、ガラス繊維の集合体をそのまま密閉封止しても構わない。その場合には、製造工数が削減するために、生産性が向上する。   If the surface property does not matter, the glass fiber aggregate may be hermetically sealed as it is. In that case, since the number of manufacturing steps is reduced, productivity is improved.

このようにして形成した真空断熱材４の熱伝導率を英弘精機製のオートラムダにて測定した。結果、熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００１１〜０．００１７Ｗ／ｍＫであり、汎用的な硬質ウレタンフォームの１０倍以上の断熱性能を有していた。   The thermal conductivity of the vacuum heat insulating material 4 thus formed was measured with an auto lambda manufactured by Eihiro Seiki. As a result, the thermal conductivity was 0.0011 to 0.0017 W / mK at an average temperature of 24 ° C., and had a heat insulation performance 10 times or more that of a general-purpose hard urethane foam.

以上のようにして作製した真空断熱箱体１の開口部１０から９５℃のお湯をいれ、開口部１０を塞ぎ、２４ｈ放置したところ、湯温は７５℃であり、良好な保温特性を有する。また、同様の評価を３０回繰り返しても保温特性に差は見られなかった。   When hot water of 95 ° C. is poured from the opening 10 of the vacuum heat insulating box 1 produced as described above, the opening 10 is closed and left for 24 hours, the hot water temperature is 75 ° C. and has good heat retention characteristics. Moreover, even if the same evaluation was repeated 30 times, no difference was observed in the heat retention characteristics.

次に、真空断熱箱体１の内部圧力が上昇する機構について説明する。   Next, a mechanism for increasing the internal pressure of the vacuum heat insulating box 1 will be described.

外気からの空気や水蒸気は、外箱２もしくは内箱３の材料もしくは溶接・溶着箇所を通じ、真空断熱箱体１内に侵入する。そして、空間６内に侵入した空気や水蒸気が、熱溶着層１３を通じ、真空断熱材４内に侵入する。   Air or water vapor from outside air enters the vacuum heat insulating box 1 through the material of the outer box 2 or the inner box 3 or the welding / welding location. Then, air or water vapor that has entered the space 6 enters the vacuum heat insulating material 4 through the heat welding layer 13.

ここで、空気や水蒸気の侵入量に影響する因子として、外部と内部との圧力差、外気と内部をつなぐ熱溶着層の長さ・面積、気体の種類、温度、湿度等が影響するが、製造工程が同一であれば、外部と内部との圧力差による影響が大きい。   Here, factors affecting the amount of air and water vapor intrusion affect the pressure difference between the outside and inside, the length and area of the heat-welded layer connecting the outside and inside, the type of gas, temperature, humidity, etc. If the manufacturing process is the same, the influence by the pressure difference between the outside and the inside is great.

従って、真空断熱箱体１の空間６内と、外気との圧力差は１気圧あり、外箱２、内箱３の気体透過性に応じ、空気成分は空間６内に侵入してくるが、その量は非常に微量であり、空間容積、気体透過性、温度等の条件により増減するが、１年間経過しても数十Ｐａ程度の内圧上昇であり、真空断熱材４の周辺圧力は低く、それにより、熱溶着層１３を通じ、真空断熱材４内に侵入する空気成分はさらに微小であり、真空断熱材４の断熱性能はほとんど低下せず、長期信頼性を有する。   Therefore, the pressure difference between the space 6 of the vacuum heat insulation box 1 and the outside air is 1 atm. Depending on the gas permeability of the outer box 2 and the inner box 3, air components enter the space 6. The amount is very small, and varies depending on conditions such as space volume, gas permeability, temperature, etc., but the internal pressure rises about several tens Pa even after one year, and the pressure around the vacuum heat insulating material 4 is low. Thereby, the air component which penetrates into the vacuum heat insulating material 4 through the heat welding layer 13 is further minute, and the heat insulating performance of the vacuum heat insulating material 4 hardly deteriorates and has long-term reliability.

また、空間６の内部圧力上昇による真空断熱箱体１の断熱性能への影響で上記のように真空断熱材４の断熱性能はほとんど低下しない。真空断熱材４以外の箇所は、粉末芯材５を用いている。粉末芯材５は繊維状芯材１２に比べ、同じ真空度であれば、断熱性能は劣るが、空隙間距離が小さく、圧力上昇に対する断熱性能の低下が小さい。そのため、芯材材料にもよるが、数百〜千Ｐａ程度、圧力が上昇しても断熱性能の低下が見られず、高い信頼性を有する。従って、繊維状芯材１２がもつ高い断熱性能と、粉末芯材５がもつ高い信頼性の双方の特徴を有する真空断熱箱体１を形成することができる。   Moreover, the heat insulation performance of the vacuum heat insulating material 4 hardly deteriorates as described above due to the influence on the heat insulation performance of the vacuum heat insulation box 1 due to the internal pressure increase in the space 6. The powder core material 5 is used in places other than the vacuum heat insulating material 4. If the powder core material 5 has the same degree of vacuum as the fiber core material 12, the heat insulation performance is inferior, but the air gap distance is small and the decrease in heat insulation performance with respect to the pressure rise is small. Therefore, although depending on the core material, even if the pressure is increased by several hundred to 1,000 Pa, the heat insulation performance is not lowered and high reliability is obtained. Therefore, it is possible to form the vacuum heat insulation box 1 having both the high heat insulation performance of the fibrous core material 12 and the high reliability of the powder core material 5.

真空断熱箱体１の真空断熱材４と粉末芯材５の占める割合は特に限定するものではないが、真空断熱材４の割合が多く、粉末芯材５の割合が少ないと、断熱性能は向上するが、長期信頼性が低下する。また、反対に、真空断熱材４の割合が少なく、粉末芯材５の割合が多いと、断熱性能は低下するが、長期信頼性は向上する。   The ratio of the vacuum heat insulating material 4 and the powder core material 5 in the vacuum heat insulating box 1 is not particularly limited, but if the ratio of the vacuum heat insulating material 4 is large and the ratio of the powder core material 5 is small, the heat insulating performance is improved. However, long-term reliability decreases. On the contrary, if the proportion of the vacuum heat insulating material 4 is small and the proportion of the powder core material 5 is large, the heat insulating performance is lowered, but the long-term reliability is improved.

用途や使用条件、真空断熱材の大きさ等により必要な性能、長期信頼性が異なってくるため、一概に最適な仕様は限定できないが、真空断熱材４と粉末芯材５のそれぞれの特徴を生かすため、１：９〜９：１の範囲で用いることが望ましい。   The required performance and long-term reliability differ depending on the application and usage conditions, the size of the vacuum heat insulating material, etc., so the optimum specifications cannot be generally limited, but the characteristics of the vacuum heat insulating material 4 and the powder core material 5 are different. In order to save, it is desirable to use in the range of 1: 9 to 9: 1.

また、通常、真空断熱箱体１は空間６を排気口９から減圧することで、大気圧により外箱２と内箱３が圧縮される。外箱２と内箱３に大気圧に耐えうる強度がなかったり、空間６に大気圧に耐えられる圧縮強度を持つ芯材がなかったりすれば、外箱２あるいは内箱３は変形する。変形の程度にもよるが、断熱層の厚さが減少することで断熱性能が低下したり、クラック等が生じ、空間６へ外気が侵入したりする恐れがある。   Moreover, the vacuum heat insulation box 1 normally depressurizes the space 6 from the exhaust port 9 so that the outer box 2 and the inner box 3 are compressed by the atmospheric pressure. If the outer box 2 and the inner box 3 do not have enough strength to withstand atmospheric pressure, or if the space 6 does not have a core material having compressive strength that can withstand atmospheric pressure, the outer box 2 or inner box 3 is deformed. Although it depends on the degree of deformation, there is a risk that the heat insulation performance may be reduced due to a decrease in the thickness of the heat insulation layer, cracks or the like may occur, and outside air may enter the space 6.

しかし、真空断熱材４は、最初から大気圧縮されており、空間６を減圧しても、初期の厚さから変形することはなく、真空断熱材４を空間６に設置することでスペーサーとしての効果も発揮する。金属や樹脂をスペーサーとして用いると、それがヒートリークを起こすが、真空断熱材４は断熱性能も優れており、ヒートリークの問題もない。   However, the vacuum heat insulating material 4 is compressed to the atmosphere from the beginning, and even if the space 6 is depressurized, the vacuum heat insulating material 4 is not deformed from the initial thickness, and the vacuum heat insulating material 4 is installed in the space 6 as a spacer. Also effective. When a metal or resin is used as a spacer, it causes heat leak, but the vacuum heat insulating material 4 has excellent heat insulating performance, and there is no problem of heat leak.

また、真空断熱材４は空間６の厚さと同程度の方が、変形も少なく、断熱性能にも優れ、好ましい。   Further, it is preferable that the vacuum heat insulating material 4 has the same thickness as the space 6 because the deformation is small and the heat insulating performance is excellent.

また、実際には、繊維状芯材１２の配向方向を真空断熱箱体１の伝熱方向に対し完全な垂直にすることは、伝熱方向が一様でないこと、繊維状芯材１２が完全に配向しているわけではないこと等から困難なため、略垂直方向とし、略垂直方向とは、主となる伝熱方向に対し、７０〜１１０度の角度内にあればよい。   In practice, the orientation direction of the fibrous core material 12 is completely perpendicular to the heat transfer direction of the vacuum heat insulation box 1 because the heat transfer direction is not uniform and the fibrous core material 12 is completely Therefore, the vertical direction may be within a range of 70 to 110 degrees with respect to the main heat transfer direction.

また、粉末芯材５は、空隙間距離が短くなるため、圧力依存性に優れ、長期信頼性を得るためには繊維系材料よりも優れている。また、固体熱伝導率が低く、粉体芯材としてはシリカ系材料が真空断熱材用芯材として優れている。   Further, the powder core material 5 is excellent in pressure dependency because the air gap distance is short, and is superior to the fiber-based material in order to obtain long-term reliability. In addition, the solid thermal conductivity is low, and a silica-based material is excellent as a core material for a vacuum heat insulating material as a powder core material.

また、真空断熱材４を、真空断熱箱体１の空間６内に芯材として挿入するため、粉末芯材５の封入量が空間全体に封入するよりも、大幅に少なくなり、粉末芯材５封入や減圧にかかる時間も少なくて済み、生産性を向上することができる。   Moreover, since the vacuum heat insulating material 4 is inserted into the space 6 of the vacuum heat insulating box 1 as a core material, the amount of the powder core material 5 enclosed is significantly smaller than that of the entire space, and the powder core material 5 Less time is required for encapsulation and decompression, and productivity can be improved.

粉末芯材５の種類は特に限定するものではないが、シリカ、パーライト、カーボンブラック等の無機粉末、あるいは合成樹脂粉末等の有機粉末、あるいはそれらの混合物などを、粉末そのままで充填、あるいは通気性のある袋に充填して用いる、あるいは繊維バインダーあるいは無機や有機の液状バインダーにて固形化する等の方法がある。   The type of the powder core material 5 is not particularly limited, but is filled with an inorganic powder such as silica, pearlite, and carbon black, an organic powder such as a synthetic resin powder, or a mixture of the powder as it is, or air permeability. There are methods such as filling a certain bag and using it, or solidifying with a fiber binder or an inorganic or organic liquid binder.

特に、粒径も平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であることで、内部圧力に対する断熱性能の低下が小さく、優れており、このようなシリカ粉末は乾式法で作られる乾式シリカが該当し、最も好ましい。   In particular, since the average primary particle size is 100 nm or less, the particle size is excellent in that the decrease in the heat insulation performance against the internal pressure is small, and such silica powder corresponds to dry silica produced by a dry method, and is most preferable. .

また、水分吸着材７は、各構成材料に吸着した水分を除去するため、さらには外気から侵入する水蒸気の吸着を行うことで、内部圧力の上昇を抑制することができ、備えることが望ましい。   Further, it is desirable that the moisture adsorbing material 7 is provided with the ability to suppress an increase in internal pressure by removing moisture adsorbed on each constituent material and further by adsorbing water vapor entering from outside air.

また、設置場所は、真空断熱材４および粉末芯材５のそれぞれに接するように設置することで、最も効果を発揮するため好ましく、また、繊維状芯材１２および粉末芯材５のどちらか一方でも効果を発揮する。   Also, the installation location is preferable because it is most effective by being placed in contact with each of the vacuum heat insulating material 4 and the powder core material 5, and either the fibrous core material 12 or the powder core material 5 is preferable. But it is effective.

繊維状芯材１２にのみ水分吸着材７を設置すると、外箱２あるいは内箱３が破損する等、何らかの要因で空間６内に、水蒸気が侵入しても、熱溶着層１３を通じ、真空断熱材４内に侵入する水蒸気を吸着するため、真空断熱材４の断熱性能は維持することができ、信頼性を維持できる。また、粉末芯材５にのみ接するように水分吸着材７を設置すると、空間６内に侵入する水蒸気を吸着することで空間６内の内部圧力上昇を抑え、信頼性を維持することができる。   If the moisture adsorbing material 7 is installed only on the fibrous core material 12, even if water vapor enters the space 6 for some reason, such as the outer box 2 or the inner box 3 being damaged, the heat insulating layer 13 is used for vacuum insulation. Since the water vapor entering the material 4 is adsorbed, the heat insulating performance of the vacuum heat insulating material 4 can be maintained, and the reliability can be maintained. Further, if the moisture adsorbing material 7 is disposed so as to be in contact with only the powder core material 5, it is possible to suppress an increase in internal pressure in the space 6 by adsorbing water vapor entering the space 6 and maintain reliability.

また、水分吸着材７の種類を特に限定するものではないが、物理吸着材としては、具体的には、合成ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ドーソナイト、ハイドロタルサイト、金属錯体等が望ましく、化学吸着剤としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物や、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物等が利用でき、特に、酸化リチウム，水酸化リチウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化バリウム、水酸化バリウムが効果的に作用する。また、塩化カルシウム、五酸化リンも効果的である。   Further, although the type of the moisture adsorbent 7 is not particularly limited, specifically, as the physical adsorbent, synthetic zeolite, activated carbon, activated alumina, silica gel, dosonite, hydrotalcite, metal complex, etc. are desirable, As chemical adsorbents, oxides of alkali metals and alkaline earth metals, hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals, etc. can be used, especially lithium oxide, lithium hydroxide, calcium oxide, calcium hydroxide, Magnesium oxide, magnesium hydroxide, barium oxide, and barium hydroxide are effective. Calcium chloride and phosphorus pentoxide are also effective.

また、気体吸着材８は、減圧しきれずに残存した空気成分や、さらには外気から侵入する空気成分の吸着を行うことで、内部圧力の上昇を抑制することができ、長期信頼性が向上する。   Moreover, the gas adsorbent 8 can suppress an increase in internal pressure by adsorbing an air component remaining without being fully decompressed or an air component entering from the outside air, thereby improving long-term reliability. .

また、気体吸着材８の設置場所は、真空断熱材４および粉末芯材５のそれぞれに接するように設置することで、最も効果を発揮するため好ましく、また、繊維状芯材１２および粉末芯材５のどちらか一方でも効果を発揮する。繊維状芯材１２にのみ気体吸着材８を設置すると、外箱２あるいは内箱３が破損する等、何らかの要因で空間６内に、空気成分が侵入しても、熱溶着層１３を通じ、真空断熱材４内に侵入する空気成分を吸着するため、真空断熱材４の断熱性能は維持することができ、信頼性を維持できる。また、粉末芯材５にのみ接するように気体吸着材８を設置すると、空間６内に侵入する空気成分を吸着することで空間６内の内部圧力上昇を抑え、信頼性を維持することができる。   Further, the gas adsorbent 8 is preferably installed in contact with each of the vacuum heat insulating material 4 and the powder core material 5 because it is most effective, and the fibrous core material 12 and the powder core material are preferable. Either one of 5 will be effective. If the gas adsorbent 8 is installed only on the fibrous core 12, even if an air component enters the space 6 for some reason, such as the outer box 2 or the inner box 3 being damaged, a vacuum is passed through the heat-welded layer 13. Since the air component which penetrates into the heat insulating material 4 is adsorbed, the heat insulating performance of the vacuum heat insulating material 4 can be maintained, and the reliability can be maintained. Further, when the gas adsorbent 8 is installed so as to be in contact with only the powder core material 5, an increase in internal pressure in the space 6 can be suppressed by adsorbing air components that enter the space 6, and reliability can be maintained. .

また、気体吸着材８として、その吸着機構は、物理吸着、化学吸着、および吸蔵、収着等のいずれでもよいが、非蒸発型ゲッターとして作用する物質が良好である。   Further, as the gas adsorbent 8, the adsorption mechanism may be any of physical adsorption, chemical adsorption, occlusion, and sorption, but a substance that acts as a non-evaporable getter is good.

具体的には、合成ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ドーソナイト、ハイドロタルサイト等の物理吸着材である。   Specifically, it is a physical adsorbent such as synthetic zeolite, activated carbon, activated alumina, silica gel, dosonite, hydrotalcite.

化学吸着材としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物や、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物等が利用でき、特に、酸化リチウム，水酸化リチウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化バリウム、水酸化バリウムが効果的に作用する。   As the chemical adsorbent, oxides of alkali metals and alkaline earth metals, hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals, etc. can be used. In particular, lithium oxide, lithium hydroxide, calcium oxide, calcium hydroxide, Magnesium oxide, magnesium hydroxide, barium oxide, and barium hydroxide are effective.

また、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、塩化カルシウム、炭酸リチウム、不飽和脂肪酸、鉄化合物等も効果的に作用する。   In addition, calcium sulfate, magnesium sulfate, sodium sulfate, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium chloride, lithium carbonate, unsaturated fatty acid, iron compound and the like also act effectively.

また、二酸化炭素を吸着するためであれば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ性化合物が好ましい。   In addition, an alkaline compound such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is preferable for adsorbing carbon dioxide.

また、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、リチウム等の物質を単独、もしくは合金化したゲッター物質を適用するのもより効果的である。   In addition, it is more effective to apply a getter material obtained by singly or alloying materials such as barium, magnesium, calcium, strontium, titanium, zirconium, vanadium, and lithium.

さらには、このような前記ゲッター物質を少なくとも窒素、酸素、水分、二酸化炭素を吸着除去するため、種々混合して適用することも可能である。   Furthermore, in order to adsorb and remove at least nitrogen, oxygen, moisture, and carbon dioxide, the getter material can be applied in various mixtures.

しかし、特に銅イオン交換したＺＳＭ−５型ゼオライトは、常温における単位重量あたりの気体吸着量が他のゼオライトや、金属系吸着材と比べても高く、少量の気体吸着材で大量の空気を吸着でき、真空断熱材として断熱性能を発揮する１０Ｐａ程度の低真空でも、その吸着能を発揮し、さらには、約９４０ｋＪ／ｍｏｌという大きい結合エネルギーを有する非極性分子で、吸着困難な窒素をも吸着可能であり、高性能かつ効果的で、省スペース化も行え、最も好ましい気体吸着材８である。   However, ZSM-5 type zeolite with exchanged copper ions has a higher gas adsorption amount per unit weight at room temperature than other zeolites and metal adsorbents, and adsorbs a large amount of air with a small amount of gas adsorbents. Even a low vacuum of about 10 Pa, which exhibits heat insulation performance as a vacuum heat insulating material, exhibits its adsorption ability, and also adsorbs nitrogen that is difficult to adsorb with nonpolar molecules having a large binding energy of about 940 kJ / mol. The gas adsorbent 8 is the most preferable because it is possible, has high performance and is effective, and can save space.

また、気体吸着材８には空気成分だけでなく、水蒸気も吸着する材料も少なくなく、好ましくは、気体吸着材８を水分吸着材７で包み込む構造や、水分吸着材７を通過して気体吸着材８へ空気成分および水蒸気が到達する構造をとることが、気体吸着材８の吸着能力を長期間維持でき、より好ましい。   In addition, the gas adsorbing material 8 includes not only air components but also water vapor adsorbing materials. Preferably, the gas adsorbing material 8 is encased in the water adsorbing material 7 or the water adsorbing material 7 is used to adsorb the gas. It is more preferable that an air component and water vapor reach the material 8 because the adsorption capacity of the gas adsorbing material 8 can be maintained for a long time.

外被材１１はＡＬ箔ラミネートフィルム、ＡＬ蒸着ラミネートフィルムが気体難透過性に優れ好ましく、またＡＬ以外の金属箔であっても効果は変らない。また、シリカ、ダイヤモンドライクカーボン、アルミナ等の無機材料を蒸着・コーティングしたフィルム材でも構わない。   As the covering material 11, an AL foil laminated film and an AL vapor-deposited laminated film are preferable because they have excellent gas permeability, and even if a metal foil other than AL is used, the effect does not change. Further, a film material on which an inorganic material such as silica, diamond-like carbon, or alumina is deposited and coated may be used.

また、金属箔や無機材料コーティングよりも気体難透過性は劣るが、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ＭＸナイロン、ポリビニルアルコール等の気体難透過性樹脂でも構わず、さらに、シリカ、ダイヤモンドライクカーボン、アルミナ等の無機材料を蒸着・コーティングし、気体難透過性を向上させるとさらに好ましい。   Moreover, although the gas permeability is inferior to that of metal foil or inorganic material coating, it may be a gas permeability resin such as ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, MX nylon, polyvinyl alcohol, More preferably, an inorganic material such as silica, diamond-like carbon, or alumina is vapor deposited and coated to improve gas permeability.

また、ステンレス等の金属材料を外被材に用い、溶接しても構わない。   Further, a metal material such as stainless steel may be used for the jacket material and welded.

また、熱溶着層１３にポリエチレンを用いると、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材４を提供することができる。   Moreover, when polyethylene is used for the heat welding layer 13, since polyethylene can be welded at a relatively low temperature, welding by additional heating is easy, and the vacuum heat insulating material 4 can be provided at a lower cost.

また、外被材１１の最外層にポリエチレンテレフタレートからなる保護層を設けてもよい。このように外被材１１の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材４を提供することができ、さらには長期信頼性を有する真空断熱箱体１を提供することができる。また。ポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで真空断熱材４を提供することができる。   Further, a protective layer made of polyethylene terephthalate may be provided on the outermost layer of the jacket material 11. By disposing a material for the purpose of surface protection in the outermost layer of the jacket material 11 in this way, it has a function of suppressing the occurrence of pinholes by exhibiting more reliable scratch resistance and puncture resistance. And the vacuum heat insulating material 4 which has long-term reliability can be provided, and also the vacuum heat insulation box 1 which has long-term reliability can be provided. Also. Polyethylene terephthalate is an inexpensive material and can provide the vacuum heat insulating material 4 at a lower cost.

また、繊維状芯材１２としては、汎用的な工業材料としては、ガラス短繊維が好適である。より望ましくは、ガラス短繊維のウェブの積層体からなり、前記ウェブ間は積層体の一体性が保持できる必要最低限の繊維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繊維集合体が好適である。   As the fibrous core material 12, short glass fibers are suitable as a general-purpose industrial material. More preferably, the fiber assembly is composed of a laminate of short glass fiber webs, and the webs are joined by a minimum amount of fiber entanglement capable of maintaining the integrity of the laminate, and are uniformly laminated in the thickness direction. Is preferred.

また、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。   The fiber diameter is not particularly specified, but finer fiber diameter can provide better heat insulation performance. However, from the viewpoint of economy, it is desirable to use one having an average fiber diameter of 3 to 5 μm.

また、外箱２、内箱３を構成する気体難透過性材料としては、ステンレスや鉄などの金属材料、ガラス材料が好ましい。ガラス材料は割れやすいため、金属材料がより好ましい。   Moreover, as a gas poorly permeable material which comprises the outer box 2 and the inner box 3, metal materials, such as stainless steel and iron, and glass material are preferable. Since a glass material is easily broken, a metal material is more preferable.

また、固体熱伝導率が金属よりも小さく断熱性能の向上を図れ、比重も小さく軽量化が可能な樹脂材料を用いる場合は、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ＭＸナイロン、ポリビニルアルコール、結晶性ポリエチレンテレフタレート、結晶性シンジオタクチックポリスチレン等の気体難透過性樹脂を用いることが好ましい。   In addition, when using a resin material whose solid thermal conductivity is smaller than that of metal and can improve heat insulation performance, and which has a small specific gravity and can be reduced in weight, an ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, MX nylon It is preferable to use a gas permeable resin such as polyvinyl alcohol, crystalline polyethylene terephthalate, or crystalline syndiotactic polystyrene.

さらに、気体難透過性を向上させるために、ＡＬ箔ラミネートフィルム、ＡＬ蒸着ラミネートフィルムのインサート成形を行った樹脂や、表面にシリカ、ダイヤモンドライクカーボン、アルミナ等の無機材料を蒸着・コーティングを施すことが、信頼性を向上させるために、より好ましい。   Furthermore, in order to improve the low gas permeability, vapor deposition / coating of resin with insert molding of AL foil laminate film and AL vapor deposition laminate film, and inorganic materials such as silica, diamond-like carbon and alumina on the surface Is more preferable in order to improve reliability.

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における真空断熱箱体の空間内に設置する真空断熱材の断面図である。なお、実施の形態１と同じ名称・作用のものは同一符号を付して説明を省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view of the vacuum heat insulating material installed in the space of the vacuum heat insulating box according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the thing of the same name and effect | action as Embodiment 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.

図３において、真空断熱材４は、外被材１１が内側となる面に熱融着層１４を有し、対向する外被材１１の熱溶着層１４同士が繊維状芯材１２に沿って繊維状芯材１２の際まで熱溶着されて上下の熱溶着層１４が一体化している。なお、熱溶着層１４の厚さは一定に保たれている。   In FIG. 3, the vacuum heat insulating material 4 has a heat-sealing layer 14 on the surface on which the outer jacket material 11 is located, and the thermal welding layers 14 of the outer jacket material 11 facing each other along the fibrous core material 12. The upper and lower heat welding layers 14 are integrated by heat welding up to the fibrous core material 12. In addition, the thickness of the heat welding layer 14 is kept constant.

次に、繊維状芯材１２に沿って熱溶着をする製造方法について説明する。実施の形態１と同様に作製した真空断熱材４を熱溶着層１４が溶着する温度より高温の１３０℃の恒温炉に約１０分放置すると、大気圧縮により真空断熱材４全体が加圧されているため、真空断熱材４全体が熱溶着され、繊維状芯材１２の際まで熱溶着される。   Next, a manufacturing method for performing heat welding along the fibrous core material 12 will be described. When the vacuum heat insulating material 4 produced in the same manner as in the first embodiment is left in a constant temperature furnace at 130 ° C., which is higher than the temperature at which the heat welding layer 14 is welded, for about 10 minutes, the entire vacuum heat insulating material 4 is pressurized by atmospheric compression. Therefore, the entire vacuum heat insulating material 4 is heat-welded and heat-welded up to the fibrous core material 12.

熱溶着層１４が繊維状芯材１２の際まで溶着されているため、熱溶着層１２の範囲が広がりシール性をより向上させることができるとともに、際近くまで外周端部を切除することができ、かさばりが減り、粉末芯材５が充填しやすくなり、また、外周端部が減少することで空間６に高性能な真空断熱材４が占める面積比率を大きくすることが可能となり、高性能化を図ることができる。   Since the heat-welded layer 14 is welded up to the fibrous core material 12, the range of the heat-welded layer 12 can be widened to improve the sealing performance, and the outer peripheral edge can be cut to the nearest. The bulkiness is reduced, the powder core material 5 is easily filled, and the outer peripheral end portion is reduced, so that the area ratio occupied by the high-performance vacuum heat insulating material 4 in the space 6 can be increased, thereby improving the performance. Can be achieved.

また、真空断熱材４は空間６内に内包されているため、際近くまで外周端部を切除し、熱溶着層１４の幅が狭くなり、空気成分が真空断熱材４の内部に侵入しやすい条件になっても、空間６が減圧空間のため十分な信頼性を有する。   In addition, since the vacuum heat insulating material 4 is included in the space 6, the outer peripheral edge is cut out to the near end, the width of the heat-welded layer 14 becomes narrow, and air components easily enter the inside of the vacuum heat insulating material 4. Even if it becomes conditions, since the space 6 is a decompression space, it has sufficient reliability.

（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における真空断熱箱体の縦断面図である。なお、実施の形態１、実施の形態２と同じ名称・作用のものは説明を省略する。 (Embodiment 3)
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the vacuum heat insulation box according to the third embodiment of the present invention. In addition, description of the same name and action as in the first and second embodiments is omitted.

次に、固形化した粉末芯材１５と真空断熱材４の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the solidified powder core material 15 and the vacuum heat insulating material 4 is demonstrated.

固形化した粉末芯材１５は、平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の乾式シリカ９５ｗｔ％とカーボンブラック５ｗｔ％とを混合攪拌した粉体に、混合攪拌した粉体の１０ｗｔ％に相当する平均繊維径１０μｍ以下のガラス繊維を混合し、さらに、攪拌したものを、芯材密度が１３０ｋｇ／ｍ３となるように１ＭＰａ加圧して、成形する。 The solidified powder core 15 has an average fiber diameter of 10 μm corresponding to 10 wt% of the powder obtained by mixing and stirring 95 wt% of dry silica having an average primary particle diameter of 100 nm or less and 5 wt% of carbon black. The following glass fibers are mixed and further stirred, and molded by pressing 1 MPa so that the core material density becomes 130 kg / m 3 .

成形は真空断熱材４と粉末芯材５を所定の型の中に入れ、同時に加圧成形し一体化する。固形化した粉末芯材１５を、空間６に設置し、排気口９から空間６内部を減圧し、密封し、真空断熱箱体１を作製する。   For forming, the vacuum heat insulating material 4 and the powder core material 5 are placed in a predetermined mold, and simultaneously pressure-molded and integrated. The solidified powder core 15 is placed in the space 6, the inside of the space 6 is decompressed and sealed from the exhaust port 9, and the vacuum heat insulating box 1 is manufactured.

粉末芯材５は、粉立ちが多く、飛散しやすく、密度が小さいため、取扱が難しく、充填するために工数がかかり、ロスも多い。従って、固形化した粉末芯材１５を封入することは工程上、安全上、また、生産性の観点からも有利であり、望ましい。   Since the powder core material 5 is much powdered, easily scattered, and has a small density, it is difficult to handle, takes a lot of man-hours for filling, and has a lot of loss. Therefore, it is desirable to encapsulate the solidified powder core material 15 because it is advantageous in terms of process, safety, and productivity.

平均一次粒子径１００ｎｍ以下である乾式シリカは、ガラス短繊維と混合・加圧することで固形化する。同様の組成でも湿式法で作製した、湿式シリカでは固形化しない。   Dry silica having an average primary particle size of 100 nm or less is solidified by mixing and pressing with short glass fibers. Even with the same composition, it is not solidified by wet silica produced by a wet method.

この要因として、粒子径の小さい粉末同士であるため分子間力が働き粉末同士が付着する、あるいは乾式であるため表面官能基が少なく相互反発が少ないため粉末同士が付着しやすいこと等が考えられ、したがって、加圧等の成形方法により固形化した粉末芯材１５を作製するためには、平均一次粒子径１００ｎｍ以下の乾式シリカを用いる必要がある。   This may be due to the fact that powders with small particle diameters cause intermolecular forces to act and the powders adhere to each other, or because they are dry, the surface functional groups are few and the mutual repulsion is so small that the powders are likely to adhere to each other. Therefore, in order to produce the powder core material 15 solidified by a molding method such as pressurization, it is necessary to use dry silica having an average primary particle diameter of 100 nm or less.

繊維材料は凝集した乾式シリカの強度を保持するために必要であり、繊維材料がないと凝集はするが、非常にもろい状態となるため、繊維材料は必要である。   The fiber material is necessary for maintaining the strength of the agglomerated dry silica. The fiber material is necessary because it aggregates without the fiber material, but becomes very brittle.

また、ガラス繊維を、平均繊維径１０μｍ以下とすることで、ガラス繊維の繊維径が小さいため比表面積が大きくなるすなわち表面エネルギーが大きくなり、粉末芯材５と親和性が増すことが考えられ、したがって、加圧等の成形方法により固形化した粉末芯材１５を作製する際に、平均繊維径１０μｍ以下のガラス繊維を用いることで、より強固な成形体を作製することができる。   Further, it is considered that the glass fiber has an average fiber diameter of 10 μm or less, so that the specific surface area increases because the fiber diameter of the glass fiber is small, that is, the surface energy increases, and the affinity with the powder core material 5 increases. Therefore, when the powder core material 15 solidified by a molding method such as pressurization is produced, a stronger molded body can be produced by using glass fibers having an average fiber diameter of 10 μm or less.

また、上記組合せにより強固な成形体を得るとともに、弾性も有しているため可撓性をも有する成形体を得ることができる。この理由は、ガラス繊維の平均繊維径が１０μｍ以下の繊維を用いているため曲げ弾性が向上し、可撓性を有することができる等が考えられる。   In addition, a strong molded body can be obtained by the above combination, and a molded body having flexibility can be obtained because it has elasticity. This is because the glass fiber has an average fiber diameter of 10 μm or less, so that the bending elasticity is improved and the glass fiber can have flexibility.

また、ガラス繊維添加量が０．５〜４０ｗｔ％であるのは、添加量が少なすぎると成形体形状を保てないし、多すぎると断熱性能が繊維に依存するようになり断熱性能が悪化するからである。   Further, the glass fiber addition amount is 0.5 to 40 wt% because if the addition amount is too small, the shape of the molded body cannot be maintained, and if it is too large, the heat insulation performance becomes dependent on the fiber and the heat insulation performance is deteriorated. Because.

さらに、乾式シリカにカーボンブラック１〜３０ｗｔ％を混合すると断熱性能がさらに向上する。これにより、従来のシリカ粉末成形体を用いた真空断熱材よりも断熱性能は向上する。   Further, when 1 to 30 wt% of carbon black is mixed with dry silica, the heat insulation performance is further improved. Thereby, heat insulation performance improves rather than the vacuum heat insulating material using the conventional silica powder molded object.

断熱性能向上のためにシリカに添加する粉末として、例えばカーボンブラックや酸化チタンなどは高温域で輻射防止材として働くことが知られているが、低温域でもカーボンブラック添加により大きな断熱性能向上が見られる。この理由は定かではないが、シリカ粉末とカーボンブラックとの何らかの作用により固体熱伝導が低減されるためと考える。   For example, carbon black and titanium oxide are known to work as radiation inhibitors at high temperatures as powders added to silica to improve thermal insulation performance. It is done. Although this reason is not certain, it is considered that solid heat conduction is reduced by some action of silica powder and carbon black.

粉末状カーボン材料の添加量は、１〜３０ｗｔ％がよい。これは、添加量が少なすぎると断熱性能向上の効果がなく、多すぎると断熱性能が粉末状カーボン材料に依存するようになり断熱性能が悪化することや、減圧下でガス発生が多くなり経時的に断熱性能が悪化するからである。   The addition amount of the powdery carbon material is preferably 1 to 30 wt%. This is because if the addition amount is too small, there is no effect of improving the heat insulation performance, and if it is too large, the heat insulation performance becomes dependent on the powdered carbon material and the heat insulation performance deteriorates, or gas generation increases under reduced pressure. This is because the heat insulation performance deteriorates.

また、加圧成形により、固形化した粉末芯材１５の密度を調整することが可能となる。固形化した粉末芯材１５の密度は小さすぎると成形体としての形状を維持できず、解体時に崩れやすく、粉末の一部が飛散してしまうため１００ｋｇ／ｍ３以上、また密度が大きすぎると、空隙率が減少し、固体熱伝導率が上昇してしまい断熱性能が低下するという観点から３００ｋｇ／ｍ３以下がよい。 In addition, the density of the solidified powder core material 15 can be adjusted by pressure molding. If the density of the solidified powder core 15 is too small, the shape as a molded body cannot be maintained, and it is easy to collapse at the time of dismantling, and part of the powder is scattered, so that the density is 100 kg / m 3 or more. From the viewpoint of decreasing the porosity, increasing the solid thermal conductivity, and reducing the heat insulation performance, 300 kg / m 3 or less is preferable.

また、固形化した粉末芯材１５を成形するために、加圧成形を行う必要があるため、芯材を封入後、加圧成形する。封入圧は解体後、手に持っても崩れない必要があるためには、０．５Ｎ／ｍｍ２以上の加圧力が望ましい。 Moreover, since it is necessary to perform pressure molding in order to mold the solidified powder core material 15, the core material is sealed and then pressure molded. In order for the sealed pressure to remain constant even if it is held in the hand after dismantling, a pressure of 0.5 N / mm 2 or more is desirable.

本発明にかかる真空断熱箱体は、長期に渡って断熱性能を維持できる。このため、冷蔵庫のような保冷機器や、電気湯沸かし器、炊飯器、保温調理器、給湯器等の保温機器に使用すれば長期に渡って優れた省エネ効果を示す。また、コンテナボックスやクーラーボックス等の保冷が必要な用途への適用も可能である。   The vacuum heat insulation box concerning this invention can maintain heat insulation performance over a long period of time. For this reason, if it uses it for cold storage apparatuses, such as a refrigerator, and thermal insulation apparatuses, such as an electric water heater, a rice cooker, a thermal insulation cooker, and a hot water heater, it will show the energy-saving effect excellent over the long term. Also, it can be applied to uses such as container boxes and cooler boxes that require cold storage.

また、自動車用の蓄熱式暖気装置の効率向上や同様の技術を用いることでヒートポンプ用保温タンク等の温熱機器や、熱や寒さから保護したい物象などのあらゆる断熱用途に適用できる   Also, it can be applied to any heat insulation applications such as thermal equipment such as heat pump thermal insulation tanks and physical objects to be protected from heat and cold by using the same technology to improve the efficiency of heat storage warming devices for automobiles.

本発明の実施の形態１における真空断熱箱体の断面図Sectional drawing of the vacuum heat insulation box in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１における真空断熱箱体の空間内に設置する真空断熱材の断面図Sectional drawing of the vacuum heat insulating material installed in the space of the vacuum heat insulation box in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態２における真空断熱箱体の空間内に設置する真空断熱材の断面図Sectional drawing of the vacuum heat insulating material installed in the space of the vacuum heat insulation box in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態３における真空断熱箱体の縦断面図The longitudinal cross-sectional view of the vacuum heat insulation box in Embodiment 3 of this invention

符号の説明Explanation of symbols

１ 真空断熱箱体
２ 外箱
３ 内箱
４ 真空断熱材
５ 粉末芯材
６ 空間
８ 気体吸着材
１１ 外被材
１２ 繊維状芯材
１３ 熱溶着層
１４ 熱溶着層
１５ 固形化した粉末芯材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum heat insulation box 2 Outer box 3 Inner box 4 Vacuum heat insulating material 5 Powder core material 6 Space 8 Gas adsorbent material 11 Cover material 12 Fibrous core material 13 Thermal welding layer 14 Thermal welding layer 15 Solidified powder core material

Claims (9)

それぞれ気体難透過性素材からなる外箱と内箱とにより構成される空間内に、気体難透過性素材の外被材で繊維状芯材を減圧密封してなる真空断熱材と粉末芯材とを配置して、前記空間を減圧密封した真空二重壁構造を有する真空断熱箱体。 A vacuum heat insulating material and a powder core material, each of which is formed by vacuum-sealing a fibrous core material with a jacket material made of a gas permeable material, in a space constituted by an outer box and an inner box each made of a gas permeable material. A vacuum heat insulating box having a vacuum double wall structure in which the space is sealed under reduced pressure. 前記外被材が内側となる面に熱融着層を有し、対向する前記外被材の前記熱溶着層同士が前記繊維状芯材に沿って前記繊維状芯材の際まで熱溶着されていることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱箱体。 The outer cover material has a heat-sealing layer on the inner surface, and the heat-welding layers of the outer cover materials facing each other are heat-welded to the fibrous core material along the fibrous core material. The vacuum heat insulation box according to claim 1, wherein 前記真空断熱材の前記繊維状芯材が配向性を有し、前記真空断熱箱体の伝熱方向に対し、前記繊維状芯材の前記配向方向が略垂直になるように前記真空断熱材を配置することを特徴とする請求項１または２に記載の真空断熱箱体。 The vacuum heat insulating material is oriented so that the fibrous core material of the vacuum heat insulating material has orientation, and the orientation direction of the fibrous core material is substantially perpendicular to the heat transfer direction of the vacuum heat insulating box. It arrange | positions, The vacuum heat insulation box of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記粉末芯材が平均一次粒子径１００ｎｍ以下である乾式シリカであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱箱体。 The vacuum heat insulating box according to any one of claims 1 to 3, wherein the powder core material is dry silica having an average primary particle diameter of 100 nm or less. 前記粉末芯材は、前記粉末芯材への含有量が０．５〜４０ｗｔ％となるように前記乾式シリカに平均繊維径が１０μｍ以下のガラス繊維材料を混合して加圧成形したものであることを特徴とする請求項４に記載の真空断熱箱体。 The powder core material is pressure-molded by mixing a glass fiber material having an average fiber diameter of 10 μm or less with the dry silica so that the content in the powder core material is 0.5 to 40 wt%. The vacuum heat insulating box according to claim 4. 前記乾式シリカにカーボンブラックが１〜３０ｗｔ％混合されていることを特徴とする請求項４または５に記載の真空断熱箱体。 The vacuum heat insulating box according to claim 4 or 5, wherein 1 to 30 wt% of carbon black is mixed with the dry silica. 前記真空断熱材内に前記真空断熱材内の気体を吸着するための気体吸着材を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の真空断熱箱体。 The vacuum heat insulating box according to any one of claims 1 to 6, further comprising a gas adsorbing material for adsorbing a gas in the vacuum heat insulating material in the vacuum heat insulating material. 前記空間内に前記空間内の気体を吸着するための気体吸着材を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の真空断熱箱体。 The vacuum heat insulating box according to claim 1, further comprising a gas adsorbent for adsorbing the gas in the space in the space. 前記気体吸着材が、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトである請求項７または８に記載の真空断熱箱体。 The vacuum heat insulating box according to claim 7 or 8, wherein the gas adsorbent is ZSM-5 type zeolite subjected to copper ion exchange.
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