JP4576196B2

JP4576196B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP4576196B2
Application number: JP2004297085A
Authority: JP
Inventors: 恒越後屋; 邦成荒木; 剛久保田; 隆三関
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: JP2006112439A

Description

本発明は、真空断熱材、及び真空断熱材を用いた冷蔵庫に関する。

真空断熱材、及び真空断熱材を用いた冷蔵庫の従来例としては、特許文献１の図２及び明細書記載のように、ボード状芯材を繊維不織ウエブの積層体から構成し、該芯材の表面に、前記繊維がバインダーにより熱固定された硬化層が形成され、前記ボード状芯材を外被材によりパッケージングした後の真空断熱材としての表面硬度を５０から８０の範囲として、ハンドリング性を向上していた。

また、特許文献２の図２及び明細書記載のように、繊維材料からなる芯材の表面層の繊維材料には無機バインダーがついており、内側の層の繊維材料には無機バインダーがついていないか前記表面層よりも濃度の小さい無機バインダーがついているようにして、芯材の剛性をもたせるとともに、個体熱伝導率を小さくしていた。

また、特許文献３の図１及び明細書記載のように、熱硬化性を有する有機バインダー或いは無機バインダーで結合硬化させた芯材の厚さの減少率を１０％以下として、真空断熱材自身の表面の平滑性や剛性を確保していた。

特開2004-52774号公報特開2004-11707号公報特開2004-11705号公報

近年、使用済みの冷蔵庫等の家電品を対象として、その原材料を再商品化（マテリアルリサイクル）して、循環型社会の構築を目指すために、特定家庭用機器再商品化法（通称；家電リサイクル法）が施行されたが、その再商品化の観点からみると、前述した従来例には、真空断熱材の具体的再商品化の対処方法が提示されてない。

つまり、前述した各特許文献にて示されたように、芯材のハンドリング性を向上させるために、芯材に、ホウ酸やリン酸等のバインダーを塗布或いは、バインダー水溶液に芯材を浸漬して加熱成型することにより、芯材を硬化させていた。しかし、芯材を硬化することによって、次のような問題が生ずることとなる。

まず第一に、使用済み芯材をリサイクル使用して再度商品化する場合に、バインダーによって芯材が硬化されていると、これらのバインダーによる結着を除去することができず、芯材が微細な粉状となってしまう。このように粉状になった芯材原料を再利用して芯材を再形成した場合、空隙率が減少してしまうので、真空排気時の抵抗が大きくなってしまい、真空排気時間が延びてしまうという課題があった。

第二に、バインダー中には、回収が義務づけられている無機物質が使用されている場合が多いが、前述の各特許文献にはその具体的対処方法が提示されてない。

第三に、真空断熱材を冷蔵庫等に組み込む際に、万一、真空断熱材の真空度に不良が発生した場合には、その芯材のみを再利用する必要が生じるが、前述の各特許文献にはその具体的対処方法が提示されてない。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、その目的とするところは、芯材を再利用、再商品化し易くすることと、芯材の再商品化時に、真空排気時間が延びないようにするものである。また、上記目的に加えて、製造工程上のハンドリング時に真空度不良が万一発生したとしても、目視により発見できるようにすることを別の目的とした。

また、芯材を、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維で形成してあるので、排気抵抗が小さくなって、真空排気時間を短く出来るので、製造コスト上有利な真空断熱材を提供できる。

また、芯材を、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維で形成してあるので、バインダー自身から長期間の間に発生するガス成分がないので、高真空度を長期に保持できる真空断熱材を提供できる。

また、芯材を覆う内袋があるので、芯材を内包した内袋ごと持ち運べるので、製造工程上のハンドリング性が向上する真空断熱材を提供できる。

本発明は上記目的を達成するために、外板と内板とを備え、前記外板と前記内板とによって形成される空間の前記外板側に所定の厚さ寸法を有する真空断熱材を配設し、前記真空断熱材以外の前記空間に発泡断熱材を充填した冷蔵庫において、前記真空断熱材は、芯材と、該芯材を被覆する合成樹脂フィルムの内袋と、前記内袋を被覆する外袋を有し、前記芯材はバインダー処理及び加熱成形処理されていない無機繊維の積層体であって、前記真空断熱材の真空度が低減して内部圧力が大気圧程度となった場合、該真空断熱材自身の復元力及び該真空断熱材内に浸入した空気の膨張により、該真空断熱材自身の厚さが前記所定の厚さ寸法よりも前記繊維積層体の積層方向に大きくなり、前記外板が目視又は触感によって該真空断熱材の位置が確認可能に膨らみ、前記外板側に開口を設けて、前記外袋の一辺を破袋した場合に、前記内袋が前記芯材と共に、前記外袋より取り外すことが可能であるので、真空断熱材を冷蔵庫箱体組み込み後、発生した真空度不良等の製造途中での部品不良の場合、あるいは、該冷蔵庫の廃却時に、該部の外板側に開口を設けて、前記外袋の一辺を破袋して開口を作り、該開口より芯材を内包した内袋をとりだして、再利用できるので、材料のリサイクル率が向上する冷蔵庫を提供できる。

また、内袋はウレタン等の発泡断熱材と接着されてないので、該芯材を含む内袋を、冷蔵庫箱体や扉体より簡単に取り出せるので、材料のリサイクル作業効率が向上する冷蔵庫を提供できる。

また、前記芯材は絶対圧力の変化により弾性的に厚さが変化し、第一の真空度条件下の厚さに保持された後、該第一の真空度条件より高圧である第二の真空度条件以上となった時、前記芯材自身の復元力により、真空断熱材自身の厚さが、前記第一の真空度条件下の厚さより１５％以上厚くなるように構成したので、製造工程上のハンドリング時に、発生した真空度不良の場合、該真空断熱材自身の厚さが厚くなるので、高価な検査測定器具等を使用しないでも、目視により、不良品が発見できるので、安価に信頼性向上が図れる。

また、万一真空度不良が発生しても、該真空度不良が発生した部分の冷蔵庫外板側の表面に、目視確認できる膨らみが生じるので、ユーザーまで、不良品（真空度不良）が行かないので、冷蔵庫としての信頼性が向上する。

上述したように本発明は、真空断熱材を、芯材と、該芯材を覆う内袋と、前記芯材を内包した内袋を覆う外袋と、から構成し、前記芯材を、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維で形成し、前記内袋を合成樹脂フィルムで形成したので、前記芯材は、その繊維分が保持されているために、使用済み芯材の再商品化時に、該芯材は微細な粉状とならない、従って、該芯材を再利用した芯材は、真空排気時の抵抗が大きくならないので、真空排気時間が、新原料を使用した芯材とほぼ同等となる真空断熱材を提供できる。

また、真空断熱材の真空度が低減して、該真空断熱材の内部圧力が，大気圧程度となった時、前記真空断熱材自身の復元力及び前記真空断熱材内に浸入した空気の膨張により、前記真空断熱材自身の厚さが、所定の厚さ寸法より大きくなるので、万一真空度不良が発生しても、該真空度不良が発生した部分の冷蔵庫外板側の表面に、目視確認できる膨らみが生じるので、ユーザーまで、不良品（真空度不良）が行かないので、信頼性の向上した冷蔵庫を提供できる。

また、芯材と、該芯材を被覆する内袋と、前記内袋を被覆する外袋とから構成し、冷蔵庫の外板側に開口を設けて、前記外袋の一辺を破袋した場合に、前記内袋が芯材と共に、前記外袋より取り出すことが可能にしたので、万一発生した真空度不良等の製造途中での部品不良の場合、あるいは、該冷蔵庫の廃却時に、該部の外板側に開口を設けて、前記外袋の一辺を破袋して開口を作り、該開口より芯材を内包した内袋をとりだして、再利用できるので、材料のリサイクル率が向上する冷蔵庫を提供できる。

本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施例を示す冷蔵庫の要部の縦断面図であり、図２は本発明の第一の実施例における真空断熱材の断面説明図である。先ず、図１に示すように、冷蔵庫の箱体１２は、この箱体１２の開口を開閉可能に密閉する複数の扉体１３を備えている。前記箱体１２内には、冷蔵室１４a、野菜室１４b、製氷室１５a、冷凍室１５b等が区画形成されている。冷蔵庫の箱体１２の断熱壁１２aは、箱体１２の外板１２eと箱体１２の内板１２fとによって形成される空間の、前記外板１２e側または前記内板１２ｆ側に、後述する真空断熱材２０を配設されている。この真空断熱材２０の周囲の空間に、接着力を有するウレタン等の発泡断熱材１２bを充填することで、真空断熱材２０が固定されて断熱壁１２aが形成されている。

扉体１３の断熱壁１３aは、扉体１３の外板１３eと扉体の内板１３fとによって形成される空間の、外板１３e側または内板１３ｆ側に、後述する真空断熱材２０を配設されている。この真空断熱材２０の周囲の空間に、接着力を有するウレタン等の発泡断熱材１３bを充填することで、真空断熱材２０が固定されて断熱壁１３aが形成されている。真空断熱材２０は、断熱壁１２aや１３a内に設置され、ウレタン等の発泡断熱材１２b・１３bより高い断熱性能を有するものであり、図２に示すように構成されている。

次に、図２により、本発明の第一の実施例における真空断熱材の一実施例について説明する。芯材２１は、絶対圧力の変化により弾性的に厚さの変わる性質を有する芯材であり、具体的には、例えば、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維｛JISA9504の「人造鉱物繊維保温材」｝を積層した集合体であり、所定寸法の大きさに形成してある。

なお、芯材２１の弾性的に厚さの変わる程度は、例えば、芯材を内包した真空断熱材において、所定の真空度Ｃ条件下の厚さに保持された後、所定の真空度Ｃ条件より高圧である所定の真空度Ｄ条件以上となった時、芯材２１自身の復元力により、真空断熱材自身の厚さが、真空度Ｃ条件下の厚さより１５％以上厚くなるものである。

換言すれば、真空断熱材として利用できる高真空度Ｃ条件下の厚さに保持された後、真空断熱材が何らかの原因で、その高真空度が失われて、真空断熱材中の真空度が低減して、真空断熱材としての断熱性能を発揮できなくなる程度の真空度Ｄ条件以上となったときは、前述の、真空断熱材として利用できる真空度Ｃ条件下の厚さに対して、１５％以上厚くなるように、該真空断熱材中にある芯材に弾性的復元力を持たせてあるものである。

したがって、芯材２１を構成する無機繊維集合体を押圧して圧縮すると、その圧縮力に応じて厚みが減少し、押圧力を解除すると大気圧のみがかかることとなるため、次第に復元することとなる。

図中、符号２２で示したものは、芯材２１の水分およびガス成分を吸着する吸着剤であり、例えば、合成ゼオライトであるモレキュラシーブ１３Ｘを使用している。モレキュラシーブ１３Ｘの吸着原理は物理吸着であり、反応型吸着（化学吸着）によって水分を吸着する生石灰と比較して、次の点が有利である。

まず第一に、生石灰は水分を吸着すると化学反応が起こるため、吸着剤としての性質が変わってしまうということが挙げられる。生石灰の主成分である酸化カルシウムは水分を吸着して水酸化カルシウムとなり、水酸化カルシウムは水分の吸着作用が乏しい。一方、モレキュラシーブ１３Ｘは物理吸着であり、表面層にミクロに形成された凹部（孔）に気体分子を物理的に吸着する性質を有している。具体的には、分子径の小さい気体を吸着することができるため、水分(H₂O)だけではなく、酸素(O₂)、窒素(N₂)、アンモニアガス(NH₃)、炭酸ガス(CO₂)等も吸着可能である。したがって、真空断熱材に使用する吸着剤としては、主として水分だけが吸着される生石灰と比較して非常に有利である。冷蔵庫製造工程においては、水分だけではなく接着剤やポリビニルアルコール等の有機材料からガスが発生する場合があり、真空度を低下させる原因となるガス、水分等が断熱性能の悪化を招くためである。ただし、物理吸着といえども際限なくガスを吸着するわけではなく、上述の凹部が全てふさがれた場合にはそれ以上の吸着はできない。

第二に、リサイクル上も非常に有利である。上述のように、生石灰は水を吸着して水酸化カルシウムとなるが、再使用する場合には上記と逆の反応を行わなければならない。しかし、このときは大きな熱量が発生する。真空断熱材を冷蔵庫に使用する本実施例の場合においては、リサイクル工場で箱体を破砕すると生石灰が発熱し、約６００℃程度まで温度が上昇する。通常、破砕工程においては、粉塵発生防止のために噴水しながら破砕を行うことが多いが、生石灰の発熱によって水が蒸発し、水蒸気が発生してしまい、リサイクル効率が低下してしまう。一方、モレキュラシーブ１３Ｘは物理吸着であるため、小さい発熱量で再生し、しかも瞬間的な発熱に留まるため、再利用を容易にできる。

このように、吸着剤としてモレキュラシーブ１３Ｘを使用することによって、リサイクル性に有利な真空断熱材を得ることができる。

芯材２１と吸着剤２２は内袋２３によって覆われている。吸着剤２２は、芯材２１又は内袋２３によって所定の位置に配置される。なお、内袋２３と一体或いは別体にて形成された吸着剤押え部２３aを用いて、芯材２１の所定位置２１aに埋設した吸着剤２２が、所定位置２１aより移動しないように拘束する構成としてもよい。なお、特段の押え部２３ａを設けなくとも、芯材２１及び内袋２３によって位置を拘束することは可能であり、換言すれば、内袋２３自体が吸着剤２２の押え部材として機能するということができる。

なお、内袋２３は、大気中の水分やガス成分が透過しないガスバリア性を有し、且つ、熱溶着可能な合成樹脂フィルム、例えば、高密度ポリエチレン樹脂等で形成されている。ここでいう内袋２３が有するガスバリア性を、本実施例では短期ガスバリア性と称することとし、数時間、１日〜数日、数週間、又は１ヶ月程度経過しても真空度の低下が小さいものを示す。すなわち、後述する長期ガスバリア性を有する外袋２４とは異なり、金属層を有していないため、徐々にではあるが真空度は低下する。

上記のような短期ガスバリア性を有する内袋２３を使用し、外部からの水分やガス成分が浸入しないように構成されているため、本実施例のような無機繊維集合体からなる芯材２１、及び吸着剤２２を使用した場合であっても製造工程上、性能上、及びリサイクル上、いずれも有利である。

本実施例のような無機繊維集合体からなる芯材２１は、大気中に含まれる水分やガス成分を吸着しやすいものであり、吸着剤２２はさらに周辺から比較的早く且つ強力に、水分やガス成分を吸着できるように構成されているので、内袋２３を用いる効果は以下に示すように顕著である。

芯材２１や吸着剤２２が、製造工程上で必要とされる組み込みのための作業時間や、仕掛品の保管期間中にも、外部の水分やガス成分を吸着しないように、芯材２１や吸着剤２２を短期ガスバリア性を有する内袋２３で覆う構成にしてある。したがって、芯材２１及び吸着剤２２を内袋２３で覆われた状態で保管可能であり、真空断熱材の製造工程を複数に分けて行うことができ、製造効率の大幅な向上が図れる。また、内袋２３で覆われた状態で保管することによって、内袋２３内に微少に残留したガス、水分が、保管中に吸着剤２２によって吸着されるため、真空断熱材としての性能上も有利である。リサイクル上の有利な点については後述する。

内袋２３はさらに外袋２４によって覆われており、この外袋２４は長期ガスバリア性を有するラミネートフィルムで構成されている。長期ガスバリア性を備えるために、ラミネートフィルムで構成された外袋２４は、金属層を有している。また、芯材２１と吸着剤２２とを内部に有する内袋２３は、外袋２４に挿入されているだけであり、特段の接着構造は不要である。したがって、外袋２４を開口して真空度を低下させれば、内袋２３を容易に取り外すことができる。なお、長期的ガスバリア性とは、本実施例では、冷蔵庫の使用平均寿命相当程度の長期間、ガスバリア性を有するという意であり、例えば、約１０年間程度経過しても真空度の低下が小さいものを示すものである。

次に、図３から図４について説明する。図３は本発明の一実施例を示す真空断熱材の製造工程説明図であり、図４は本発明の一実施例を示す芯材と内袋の製造工程説明図である。なお、前述した図１から図２と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

先ず図３において、芯材原綿切断工程５１において、前述したグラスウール積層体等の無機繊維からなる芯材を所定寸法に切断する。芯材原綿凹部形成工程５２は、前記芯材のうち、前述した内袋２３（図２の２３）に接する芯材の所定位置に、吸着剤２２（図２の２３）を収納する凹部や切込み部を形成する工程である。芯材原綿積層工程５３は、前記芯材原料を所定枚数積層する工程である。芯材原綿乾燥工程５４は、例えば、200℃から250℃程度の乾燥炉中で、前記芯材に含まれる水分やガス成分を除去する工程である。５５は「吸着剤装填工程」、５６は「内袋への挿入工程」、５７は「第一圧縮工程」、５８は「内袋密閉工程」である。吸着剤装填工程５５から内袋密閉工程５８までを、図４によりその詳細を後述する。外袋への挿入工程５９は、前記内袋密閉工程で密閉した内袋を外袋に挿入する工程である。内袋の一辺開口工程６０は、前述の外袋へ挿入された内袋の一辺を真空排気可能なるように開口するための工程である。真空排気工程６１は前記内袋および外袋内を所定の真空度になるまで減圧する工程である。この工程では、芯材を圧縮しながら減圧を行っており、この圧縮は第一圧縮工程５７よりも押圧力を大きくすることによって、外袋内を脱気して内部を高い真空状態とするものである。すなわち、「第二圧縮工程」と「減圧工程」とを併せて実施するものである。真空包装工程６２は、前記真空排気した外袋を密閉する工程である。

次に図４について説明する。図４（a）は前述の「吸着剤装填工程」の一例であり、芯材２１の所定位置２１aに、吸着剤２２を自動装填する場合の説明図である。図において、コンベア３３は芯材２１を置載搬送する。コンベア３３上に置載された芯材２１の所定位置２１aに、吸着剤投入装置３１により、吸着剤２２を自動装填するように構成されている。吸着剤２２を投入する吸着剤投入装置３１は、投入制御装置３２で制御される。なお、前記芯材２１は、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維でなる無機繊維積層体２１cと２１bとを積層して形成されており、該無機繊維積層体のうちの外表面を形成する積層体２１bの表面に、穴部或いは凹部により形成された前述の所定位置２１aを有している。

次に図４(b)について説明する。図４(b)は前述の「内袋への挿入工程」の一例であり、芯材２１を、内袋２３ｂ内に挿入する場合の説明図である。図において、芯材２１は、前述の吸着剤２２を設置したバインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維である。芯材２１を、図示しない装置で製作された開口２３eを有する内袋２３b内に挿入するようにコンベア３４が形成されている。

次に図４(c)について説明する。図４(c)は前述の「第一圧縮工程」であり、内袋２３ｂ内を脱気しながら芯材２１と吸着剤２２を所定の寸法に圧縮する場合の説明図である。図において、圧縮装置は、下プレート３５と上プレート３６とを備えている。この下プレート３５上に置載された内袋２３bに覆われた芯材２１は、上プレート３６により所定の厚さｔ2寸法に圧縮された状態で、図４(d)に示す「内袋密閉工程」に送られる。

なお、前記所定の厚さｔ2寸法とは、この内袋を前述の外袋２４（図２の２４）内に挿入しやすい寸法であり、例えば、図２に示すｔ3寸法の１．５倍から３倍程度の寸法である。換言すれば、前述の図４(b)で示した芯材の原料厚さ寸法ｔ1が、そのままの寸法では、前述の外袋２４（図２の２４）内に挿入し難い場合、該寸法ｔ1より小さい寸法ｔ2に圧縮して形成するように構成してある。

なお、前記第一圧縮時の芯材厚さｔ2寸法は、該芯材をリサイクルするときにも、該芯材の骨材となる繊維部分の破壊しない程度の厚さを保持するように設定してある。

次に図４(d)について説明する。図４(d)は前述の「内袋密閉工程」であり、前記所定の厚さｔ2寸法に形成された内袋の開口２３eを密封する場合の説明図である。図において、袋とじ装置は、下プレート３７と上プレート３８とを備える。下プレート３７上に置載された前述の内袋２３bは、その開口部２３eを下プレート３７の熱溶着プレート３７a、上プレート３８の熱溶着プレート３８aにより熱溶着されて密封される。この密封により、内袋２３ｂ内に設置された芯材２１と吸着剤２２は外気より完全に遮断される構成にしてある。

以上のように構成されているので、本発明は、真空断熱材を、芯材と、該芯材を覆う内袋と、前記芯材を内包した内袋を覆う外袋と、から構成し、前記芯材を、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維で形成し、前記内袋を合成樹脂フィルムで形成したので、前記芯材は、その繊維分が保持されているために、使用済み芯材の再商品化時に、該芯材は微細な粉状とならない、従って、該芯材を再利用した芯材は、真空排気時の抵抗が大きくならないので、真空排気時間が、新原料を使用した芯材とほぼ同等となる真空断熱材を提供できる。

また、絶対圧力の変化により、弾性的に厚さの変わる芯材を内包した真空断熱材において、所定の真空度Ｃ条件下の厚さに保持された後、前記所定の真空度Ｃ条件より高圧である所定の真空度Ｄ条件以上となった時、前記芯材自身の復元力により、真空断熱材自身の厚さが、前記所定の真空度Ｃ条件下の厚さより１５％以上厚くなるように構成したので、製造工程上のハンドリング時に、発生した真空度不良の場合、該真空断熱材自身の厚さが厚くなるので、高価な検査測定器具等を使用しないでも、目視により、不良品が発見できるので、安価に信頼性向上が図れる真空断熱材を提供できる。

次に、真空断熱材の不良発見及びリサイクル性について図５を用いて説明する。

先ず図５（a）について説明する。図５（a）は本実施例の冷蔵庫断熱壁の要部の断面説明図である。冷蔵庫箱体の断熱壁（又は扉体の断熱壁）７０は、鋼板製の外板７１と樹脂製との間に断熱材が配設されて構成されている。本実施例においては、断熱材として外板７１と内板との間にウレタン等の発泡断熱材７２を充填して断熱壁を構成している。また、断熱壁の外板７１側には、所定の厚さ寸法Ｔ１を有する真空断熱材８０が配設されている。

この真空断熱材は８０は外板７１に接着剤で貼り付けられており、真空断熱材８０が貼り付けられた状態で、外板７１と内板との間にウレタンを注入して発泡して断熱壁が形成される。すなわち、真空断熱材８０以外の断熱壁内にウレタン等の発泡断熱材７２が充填される構成であり、発泡断熱材７２が有する接着力によって、後述する真空断熱材８０の外袋８３を、断熱壁の所定位置に固定している。

真空断熱材８０は、内部に無機繊維｛JISA9504の「人造鉱物繊維保温材」｝を積層した集合体を芯材８１として使用し、この芯材８１は所定の寸法の大きさに形成してある。本実施例の芯材８１は、絶対圧力の変化により弾性的に厚さの変わる芯材であり、例えば、バインダー処理や加熱成形処理を施さない無機繊維｛JISA9504の「人造鉱物繊維保温材」｝としている。グラスウール等のガラス繊維材料を積層した芯材は、押圧されると厚みが減少し、押圧が解除されると大気圧のみによって押圧されることになるため、次第に復元されることとなる。いわば、繊維積層方向にほぼ弾性的に厚さが変わるということができる。

なお、芯材８１の弾性的に厚さの変わる程度は、例えば、芯材を内包した高真空度を有する真空断熱材８０において、所定の断熱壁内における厚さをＴ1寸法とすると、断熱壁内において何らかの事故等により、真空度が低減して、前記真空断熱材の内部圧力が，大気圧程度となった時、芯材８１自身の復元力及び前記真空断熱材内に浸入した空気の膨張により、真空断熱材８０自身の厚さが、所定の厚さ寸法Ｔ1より大きくなるように設定してある。

芯材８１は内袋８２によって覆われており、この内袋８２は大気中の水分やガス成分が透過しない短期ガスバリア性を有し、且つ、熱溶着可能な合成樹脂フィルム、例えば、高密度ポリエチレン樹脂等で形成されている。この内袋８２はさらに外袋８３によって覆われており、内袋８２と外袋８３との間は、特段の接着構造を設ける必要はなく、真空引き後は大気圧を周囲から受けて接触している。すなわち、内袋８２と外袋８３とは真空度が低減すると容易に接触が離れるということである。

外袋８３は前述したように、ウレタン等の発泡断熱材７２との間が接着されて、断熱壁７０の所定位置に固定されている。なお、上述のように発泡断熱材７２の充填前に真空断熱材８０の位置決めを行うために、外板７１と真空断熱材８０との間は接着剤によって貼り付けられている。内袋８２内には、芯材８１とともに吸着剤８４を有しており、真空断熱材８０中の水分やガス成分を吸着する。

芯材８１は、無機繊維が積層されて構成されているが、この繊維状積層体８１a、８１b、８１cは、それぞれが絶対圧力の変化により弾性的に厚さの変わるように構成してある。

次に、図５（b）について説明する。図５（b）は真空断熱材８０が何らかの故障或いは事故により、その真空度が低減して、真空断熱材８０の内部圧力が、ほぼ大気圧程度となった状態を説明するための断面図であり、前述した図５（a）部相当の断面図である。

このように真空度が低減する要因としては、外袋８３に何らかの傷が生ずることが挙げられるが、その原因として、真空断熱材８０を外板７１に貼付ける際に他の部品等と接触して表面に傷が生じた場合、外袋８３の溶着不良による場合、等が考えられる。外袋８３は複数層からなるラミネートフィルムから構成されており、ガスバリア性のための金属層、内部を密封するための熱溶着層、その他の層を備えている。真空断熱材８０を外板７１に貼り付けるにあたって、他の部品と接触したり、作業環境上の他の要因によって衝撃を受けたりすることによって裂傷が生じ、例えば４層のラミネートフィルムのうちの３層に裂傷が至る場合や、溶着不良の場合は、「スローリーク」という現象が生じ得る。このスローリークとは、真空度がゆっくりと低下していく現象のことを示す。

したがって、製造前に行う性能試験では高い断熱性能を示した真空断熱材であっても、製造、箱詰、出荷と至る間に徐々に真空度が低減するということが起こり得る。

例えば、図３に示す工程５９から工程６２までを終えて、さらに冷蔵庫の外板７１に真空断熱材８０を貼り付け、さらに発泡断熱材７２を充填発泡し、冷蔵庫の完成に至る各工程を全て終える段階、あるいは箱詰段階において、断熱性能が低下していると、冷蔵庫全体としての性能の低下を招くこととなってしまう。また、従来のように芯材として無機繊維集合体をバインダーで結着した場合には、真空度の低減が一見して把握できないという問題もあった。

本実施例では、内部の真空度の変化によって厚さに変化を生ずる真空断熱材を使用しているため、真空度の低減の発見が従来の芯材と比較して容易になっている。

図において、Ｔ2は、真空断熱材の内部圧力が前述したように、ほぼ大気圧程度となった状態での真空断熱材の厚さ寸法であり、Ｔ2寸法は前述の所定の厚さ寸法Ｔ1より大きくなっている。換言すれば、前述した芯材８１自身の復元力及び真空断熱材内に浸入した空気の膨張により、前記所定の厚さ寸法Ｔ1より大きくなるように設定してある。

したがって、外板の膨らみ部７１aの出っ張り寸法δ1は零より大きくなるので、真空度不良となった真空断熱材の位置が目視により確認できる。外板７１には、通常は鋼板を使用しているが、厚みが非常に薄いため、このような膨らみ部７１ａを目視によって、あるいは触感によって確認することができる。

次に、図５（c）について説明する。図５（c）は前述した真空度不良となった真空断熱材を取り出すときの説明図であり、前述した図５（b）相当の断面説明図である。真空断熱材８０を取り出すにあたっては、外板の膨らみ部の相当位置に開口７１ｂを設け、同じく前記相当位置に真空断熱材８０の外袋８３の一辺を破袋した開口８３ｂを設ける。開口８３b部より後述する芯材を内包した内袋８２が取り出しできる大きさを有している。前述のように、内袋８２と外袋８３との間は特段の接着がなされていないため、容易に内袋を取り出すことができる。すなわち、芯材８１を有する内袋８２は、外袋８３から取り外すことが可能になるように構成されていることを特徴とするものである。

また、内袋８２内の芯材８１は、バインダーによる結着等がなされておらず、内袋８２内に無機繊維の積層体が入っている構造であるため柔軟性を有するものであり、大きなサイズの真空断熱材８０を小さな開口７１ｂ、８３ｂから取り出すにあたっても、板状であった従来の真空断熱材よりも取り出しが容易となる。また、取り出した芯材８１はそのまま再利用が可能であり、リサイクル性に寄与する効果は非常に大きいものである。

以上のように構成されているので、本実施例では、芯材と、該芯材を被覆する内袋と、前記内袋を被覆する外袋とから構成し、前記外板側または前記内板側に開口を設けて、前記外袋の一辺を破袋した場合に、前記内袋が芯材と共に、前記外袋より取り外すことが可能にしたので、真空断熱材を冷蔵庫箱体組み込み後、発生した真空度不良等の製造途中での部品不良の場合、あるいは、該冷蔵庫の廃却時に、該部の外板側に開口を設けて、前記外袋の一辺を破袋して開口を作り、該開口より芯材を内包した内袋をとりだして、再利用できるので、材料のリサイクル率が向上する冷蔵庫を提供できる。

図６は芯材と内袋の製造工程説明図であり、図３に示した内袋への挿入工程５６、第１圧縮工程５７、及び内袋密閉工程５８の各工程を併せて行うこととした例である。

真空断熱材の芯材となる無機繊維集合体２１’はコンベア３３’によって上下を挟まれて搬送される。上下のコンベアの間は、上流側が下流側よりも大きく距離が取られているため、無機繊維集合体２１’は、コンベア３３’によって搬送される間に上下方向に圧縮されることとなる。図６(a)の矢印方向に搬送された無機繊維集合体２１’が所定位置まで達すると内袋へと挿入される。

この内袋への挿入について図６(a)及び図６(b)を用いて説明する。本実施例では、無機繊維集合体２１’の搬送経路を遮るように上下に延びた内袋用フィルム２３’に向かって、無機繊維集合体２１’が搬送されることによって内袋に挿入されるものである。

上下の上流側コンベア３３’よりも上方に位置し、ロール状に巻かれた内袋用フィルム２３’は、下方に位置する内袋用フィルム２３’と熱溶着された状態で、かつ、この熱溶着部が無機繊維集合体２１’の搬送経路上に位置した状態が図６(a)に示されている。この図６(a)に示された状態は、挿入待機状態である。

また、上流側コンベア３３’の上下のコンベア間は、最上流側の方が下流側よりも距離を大きく取っており、搬送経路上に位置する内袋用フィルム２３’と当接する前において、無機繊維集合体２１’を圧縮しながら搬送する。なお、下流側コンベア３４’の上下のコンベア間の距離は、上流側コンベア３３’の中の下流側に位置するコンベア間の距離とほぼ同程度としている。

挿入待機状態から、図中の矢印方向に向かって無機繊維集合体２３’が上下のコンベア３３’によって圧縮されながら搬送され、搬送経路を遮るように配置された内袋用フィルム２３’と当接する。当接後もさらにコンベア３３’によって無機繊維集合体２１’が下流側へと送られ、この無機繊維集合体２１’とともに内袋用フィルム２３’が下流側コンベア３４’によって搬送されるため、無機繊維集合体２１’が内袋用フィルム２３’に挿入される。本実施例では、挿入待機状態で、熱溶着部が無機繊維集合体２１’の搬送経路上に位置しているため、この熱溶着部が上下の下流側コンベア３４’との接触によって溶着が外れることが防止される。

さらに無機繊維集合体２１’と内袋用フィルム２３’とが下流側へと搬送されると、内袋用フィルム切断器によって内袋用フィルム２３’が切断され、また、この切断されたフィルム２３’の切断部がヒートシール器によって熱溶着される。本実施例では、この切断器及びヒートシール器の機能を併せた切断シール器３７ａ’、３８ａ’を、上流側コンベア３３’と下流側コンベア３４’との間であって、挿入待機状態における内袋用フィルムの待機位置（図６(a)参照）よりも上流側の位置に配設している。

図６(c)は、切断シール器の構成を示す図である。搬送経路上に位置する２枚の内袋用フィルム２３’の上下を挟むように、上側にカット部３８ａ１及びヒートシール部３８ａ２を有している。このカット部３８ａ１は熱溶断を行う部分であり、カット部３８ａ１を搬送方向の両側から挟むように、図中左右にヒートシール部３８ａ２が配置される。ヒールシール部３８ａ２は、例えば加熱バーであり、加熱することによって２枚の内袋用フィルム２３’を熱溶着する。

また、カット部３８ａ１は搬送方向両側に配置されるヒートシール部３８ａ２よりも下に突出して形成されており、切断シール器３８ａ’（図６(ｂ)参照）を下方に移動させることによって、内袋用フィルム２３’を切断し、かつ、切断部の両側を熱溶着する。また、切断シール器３８ａ’と対向する切断シール器３７ａ’は、ヒートシール部３８ａ２の受け部３７ａ１であり、カット部３８ａ１の突出に合わせて凹部が形成されている。この凹部寸法は、カット部３８ａ１のヒートシール部３８ａ２からの突出寸法よりも大きくし、ヒートシール部３８ａ２と受け部３７ａ１との接触を確保して確実な熱溶着を図ることとしている。

切断部よりも上流側を熱溶着することによって、無機繊維集合体２１’が挿入された内袋となり、また、上下のコンベアによって圧縮されながら搬送されているため、圧縮脱気が可能である。また、切断部よりも下流側を熱溶着することによって、図６(ａ)に示す挿入待機状態となり、次に搬送されてくる無機繊維集合体２１’に対しても同様の工程を繰り返す。したがって、内袋内に挿入し、内袋の内部を脱気し、内袋を密閉する工程を連続的に行うことが可能とし、生産工程の効率化が図れる。

本発明の一実施例を示す冷蔵庫の要部の縦断面図本発明の第一の実施例における真空断熱材の断面説明図本発明の一実施例を示す真空断熱材の製造工程説明図本発明の一実施例を示す芯材と内袋の製造工程説明図本実施例の冷蔵庫断熱壁の要部の断面説明図芯材と内袋の製造工程説明図

符号の説明

１２a 冷蔵庫箱体の断熱壁
１２e 箱体の外板
１２f 箱体の内板
１３a 冷蔵庫扉体の断熱壁
１３e 扉体の外板
１３f 扉体の内板
２０真空断熱材
２１芯材
２２吸着剤
２３内袋
２４外袋

Claims

外板と内板とを備え、前記外板と前記内板とによって形成される空間の前記外板側に所定の厚さ寸法を有する真空断熱材を配設し、前記真空断熱材以外の前記空間に発泡断熱材を充填した冷蔵庫において、
前記真空断熱材は、芯材と、該芯材を覆う合成樹脂フィルムの内袋と、該内袋を覆う外袋と、を有し、前記芯材はバインダー処理及び加熱成形処理されていない無機繊維の積層体であって、
前記真空断熱材の真空度が低減して内部圧力が大気圧程度となった場合、該真空断熱材自身の復元力及び該真空断熱材内に浸入した空気の膨張により、該真空断熱材自身の厚さが前記所定の厚さ寸法よりも前記繊維積層体の積層方向に大きくなり、前記外板が目視又は触感によって該真空断熱材の位置が確認可能に膨らみ、
前記外板側に開口を設けて、前記外袋の一辺を破袋した場合に、前記内袋が前記芯材と共に、前記外袋より取り外すことが可能であることを特徴とする冷蔵庫。
請求項１において、前記芯材は絶対圧力の変化により弾性的に厚さが変化し、第一の真空度条件下の厚さに保持された後、該第一の真空度条件より高圧である第二の真空度条件以上となった時、前記芯材自身の復元力により、真空断熱材自身の厚さが、前記第一の真空度条件下の厚さより１５％以上厚くなることを特徴とする冷蔵庫。