JP6775585B2 - 真空断熱材及び断熱箱 - Google Patents

Description

本発明は、例えば冷蔵庫の断熱箱に用いられる真空断熱材及び真空断熱材を備えた断熱箱に関するものである。

冷蔵庫等の断熱材として用いられている従来の真空断熱材としては、芯材が水分を吸着する吸着剤とともに外包材により被覆された真空断熱材が提案されている。なお、外包材は、例えば、熱融着層等を含む。外包材の周縁部の熱融着層は融着され、外包材は芯材を収容する空間が密閉されている。そして、この密閉された空間が真空になっているため、真空断熱材は、低熱伝率を実現できるようになっている。

例えば、熱融着層からのガス侵入を低減し、長期間にわたって真空断熱材の熱伝導率を低く維持するために、外包材の周縁部の熱融着層を繰り返し、加熱及び加圧する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の真空断熱材は、外包材の周縁部の熱融着層を繰り返し、加熱及び加圧するため、外包材の周縁部がその分薄くなる。

特開２００６-７７７９０号公報

ガスが真空断熱材内に侵入する経路には、例えば、外包材の周縁部の熱融着層が挙げられる。ここで、外包材の周縁部を繰り返し、加熱加圧し、熱融着層を薄くすると、真空断熱材外から真空断熱材内へ侵入するガス量を低減することができる。しかし、外包材の周縁部の融着をした後に、再び融着をしてしまうと、熱融着層でガスが発生して、真空断熱材内に侵入してしまい、熱伝導率が悪化してしまう場合がある。

なお、外包材の周縁部を繰り返し加熱及び加圧を避ける観点から、当初から熱融着層が薄い外包材を真空断熱材に採用する手段が考えられる。しかし、この手段では、外包材の周縁部から真空断熱材内へ侵入するガス量を抑制することができるが、その一方で、外包材が薄くなる分、外包材の芯材に対する耐突刺性が低下し、外包材にピンホール（穴）が発生してしまう場合がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、外包材の厚みによらず、耐突刺性が低下することを抑制することができる真空断熱材及び断熱箱を提供することを目的としている。

本発明に係る真空断熱材は、繊維集合体から構成される芯材と、少なくとも熱融着層を含む複数層構造を備え、芯材を被覆する外包材と、を備え、芯材は、第１の面部と、第１の面部の反対側に形成された第２の面部と、第１の面部及び第２の面部の周縁に形成された周縁部とを含み、外包材は、第１の面部に対向して設けられた第１の芯材被覆部と、第２の面部に対向して設けられた第２の芯材被覆部と、周縁部に設けられたシール部とを含み、第１の芯材被覆部には、外包材の複数層構造を構成する複数層に加え、複数層のいずれかの層に重ねられた第１の追加層が設けられ、外包材は、ガスバリア層と、ガスバリア層の内側に設けられた熱融着層とを含み、第１の追加層は、熱可塑性樹脂から成り、外包材のガスバリア層と熱融着層との間に設けられ、シール部には設けられておらず、第１の芯材被覆部のみに設けられているものである。
また、本発明に係る真空断熱材は、繊維集合体から構成される芯材と、少なくとも熱融着層を含む複数層構造を備え、芯材を被覆する外包材と、を備え、芯材は、第１の面部と、第１の面部の反対側に形成された第２の面部と、第１の面部及び第２の面部の周縁に形成された周縁部とを含み、外包材は、第１の面部に対向して設けられた第１の芯材被覆部と、第２の面部に対向して設けられた第２の芯材被覆部と、周縁部に設けられたシール部とを含み、第１の芯材被覆部には、外包材の複数層構造を構成する複数層に加え、複数層のいずれかの層に重ねられた第１の追加層が設けられ、外包材は、ガスバリア層と、ガスバリア層の内側に設けられた熱融着層とを含み、第１の追加層は、熱可塑性樹脂から成り、外包材のガスバリア層と熱融着層との間に設けられ、シール部には設けられておらず、第１の芯材被覆部のみに設けられ、第２の芯材被覆部には、外包材の複数層構造を構成する複数層に加え、複数層のいずれかの層に重ねられた第２の追加層が設けられ、第２の追加層は、シール部には設けられておらず、第２の芯材被覆部のみに設けられているものである。

本発明の真空断熱材によれば、外包材の第１の芯材被覆部に第１の追加層を有し、芯材の突刺しによってピンホール発生することを抑制することができ、耐突刺性が向上している。

実施の形態１に係る真空断熱材の概略構成を示す断面図である。 図１に示す真空断熱材の分解図である。 実施の形態２に係る真空断熱材の概略構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る断熱箱の概略構成を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る真空断熱材１の概略構成を示す断面図である。図２は、図１に示す真空断熱材１の分解図である。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。各構成材の具体的な寸法等は、以下の説明を参酌した上で判断すべきものである。

図１及び図２に示すように、真空断熱材１は、内部を真空に維持することで低い熱伝導率を実現する断熱材である。真空断熱材１は、例えば、長方形平板状の形状を有する。真空断熱材１は、真空空間を保持する芯材２と、少なくとも水分を吸着する吸着剤３と、芯材２及び吸着剤３を被覆する外包材４とを備える。また、真空断熱材１は、外包材４に重ねて設けられた追加層４４も備えている。なお、外包材４が追加層４４を備えていてもよいし、外包材４と追加層４４とは別体であってもよい。外包材４内には、芯材２及び吸着剤３が収容される密閉された空間が形成されている。なお、外包材４の周縁部がヒートシール等により融着（溶着）されることで、外包材４内には、密閉された空間が形成される。例えば、真空引きされた真空容器内において、外包材４内に外包材４の開口部から芯材２及び吸着剤３を収容した後に、外包材４の開口部をヒートシール等により融着する。

（芯材２）
芯材２は、真空空間を保持する目的で使用される。芯材２としては、例えば、グラスウール等の繊維集合体を採用することができる。グラスウールは、熱伝導率が低く、また、加工等の取り扱いが容易である。また、芯材２は、例えば、加熱加圧成形をした繊維集合体を採用することができる。また、芯材２は、例えば、外包材４とは別体の内包材の中に、減圧した状態で収容しておいてもよい。この場合には、芯材２及び内包材を外包材４に収容することになる。また、芯材２には、芯材２を構成する繊維同士を結着させるため、例えば、有機系バインダー等の結合剤が添加されていてもよい。なお、ここで述べた、加熱加圧成形、内包材及び結合材を組み合わせて芯材２を構成してもよい。

芯材２は、第１の面部２Ａと、第１の面部２Ａの反対側に形成された第２の面部２Ｂと、第１の面部２Ａ及び第２の面部２Ｂの周縁に形成された周縁部２Ｃとを含む。
第１の面部２Ａは、後述する外包材４の第１の芯材被覆部４Ａに対向する部分であり、芯材２の表面の一部を構成する。第１の面部２Ａは、芯材２の厚み方向Ｚに直交する面に平行に広がるように形成されている。第２の面部２Ｂは、後述する外包材４の第２の芯材被覆部４Ｂに対向する部分であり、芯材２の表面の一部を構成する。第２の面部２Ｂは、第１の面部２Ａの反対側に配置され、芯材２の厚み方向Ｚに直交する面に平行に広がるように形成されている。周縁部２Ｃは、第１の面部２Ａ及び第２の面部２Ｂの周縁に形成されており、芯材２の表面の一部を構成する。

（吸着剤３）
吸着剤３は、真空断熱材１の内部の水蒸気を吸着し、真空度を保つことで熱伝導率の上昇を抑制する目的で使用される。吸着剤３としては、例えば、酸化カルシウム（ＣａＯ）を採用することができる。また、吸着剤３は、シリカゲル、又はゼオライトであってもよく、これらの組合せであってもよい。

吸着剤３は、通気性を有する包材により包装されていてもよい。通気性を有する包材は、紙、不織布、プラスチックフィルム、又は網目状の布から選択した通気性を有する部材からなるものを採用することができる。通気性を有する包材を採用することで、真空断熱材１を制作するときの作業性が向上する。なお、通気性を有する包材は、２種類以上の包材を積層して構成することもできる。

（外包材４）
外包材４は、少なくとも、熱融着層４３（熱溶着層）を含む。本実施の形態１において、外包材４は、最外層である表面保護層４１と、表面保護層４１の内側に設けられたガスバリア層４２と、ガスバリア層４２の内側に設けられた熱融着層４３とを含むラミネートフィルムで構成されている。つまり、外包材４は、表面保護層４１とガスバリア層４２と熱融着層４３とを含む多層構造を備えている。なお、外包材４には、後述する追加層４４が重なるように設けられている。

外包材４は、表面保護層４１とガスバリア層４２と熱融着層４３とを含む第１のラミネートフィルムＦＬ１と、表面保護層４１とガスバリア層４２と熱融着層４３とを含む第２のラミネートフィルムＦＬ２とが融着され、第１のラミネートフィルムＦＬ１及び第２のラミネートフィルムＦＬ２の内側に、芯材２及び吸着剤３が収容されている。そして、外包材４は、第１のラミネートフィルムＦＬ１の４辺及び第２のラミネートフィルムＦＬ２の４辺を融着して貼り合わせ、芯材２及び吸着剤３を収容している。
なお、本実施の形態１では、芯材２と吸着剤３とを被覆する外包材４を、２枚のラミネートフィルムで構成する態様を一例に説明するが、それに限定されるものではない。例えば、外包材４は、１枚のラミネートフィルムを折りたたんで構成することもできる。外包材４を構成するラミネートフィルムの枚数は、芯材２及び吸着剤３を密閉することができれば、特に、限定されるものではない。

外包材４には、封止部４３ａが形成されている。封止部４３ａは、第１のラミネートフィルムＦＬ１の熱融着層４３及び第２のラミネートフィルムＦＬ２の熱融着層４３が加圧及び加熱されて融着することで形成される。外包材４内は、１〜３Ｐａ（パスカル）程度の真空度に減圧された状態で、封止部４３ａが形成され、密閉される。

表面保護層４１は、真空断熱材１の最外層であり、真空断熱材１の表面を保護する機能を備える。表面保護層４１の膜厚は、例えば、２５μｍである。表面保護層４１の材料は、融点が１５０℃以上で耐傷付性に優れた熱可塑性樹脂等であるとよい。表面保護層４１は、例えば、延伸ナイロン等の延伸ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、延伸ポリプロピレン等を採用することができる。なお、延伸ナイロンはＯＮＹと略称され、ポリエチレンテレフタレートはＰＥＴと略称され、延伸ポリプロピレンはＯＰＰと略称されることもある。

ガスバリア層４２は、表面保護層４１と熱融着層４３との間に配置され、ガスバリア機能を備える。ガスバリア層４２は、材料に水蒸気及び空気の遮断性に優れた熱可塑性樹脂、又は金属膜が選択され、ガスバリア層４２は、例えば、膜厚が２４μｍの単層、又は膜厚が１２μｍの層が２層積層されて形成される。ガスバリア層４２の材料には、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート、アルミ蒸着エチレンビニルアルコール、アルミ箔、又はこれらの組合せ等を採用することができる。また、熱可塑性樹脂に蒸着される無機材料は、アルミに限定されず、アルミナ、シリカ、又はこれらの組合せでもよい。エチレンビニルアルコールはＥＶＯＨと略称されることもある。

熱融着層４３は、第１のラミネートフィルムＦＬ１と第２のラミネートフィルムＦＬ２とを融着する機能を備える、熱融着層４３の膜厚ｔは、例えば３０μｍ程度であり、薄くなっている。このため、封止部４３ａの膜厚Ｔは、膜厚ｔの２倍程度となる。すなわち、封止部４３ａの膜厚Ｔは、例えば、６０μｍである。
なお、熱融着層４３の膜厚ｔは、例えば、２０μｍ以上であって５０μｍ以下であるとよい。つまり、封止部４３ａの膜厚Ｔは、４０μｍ以上であって１００μｍ以下であるとよい。膜厚Ｔの範囲を満たす場合には、真空断熱材１の封止部４３ａが薄い分、封止部４３ａにおけるシール性が向上し、真空断熱材１外から真空断熱材１内へ侵入するガス量を低減することができる。熱融着層４３の材料は、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等を採用することができる。また、熱融着層４３の材料は、高密度ポリエチレン、無延伸ポリプロピレンを採用することがより好ましい。高密度ポリエチレン及び無延伸ポリプロピレンは、弾性率が高いため、加熱及び加圧の加工を行いやすく、また、水蒸気の遮断性に優れているためである。なお、低密度ポリエチレンはＬＤＰＥと略称され、直鎖状低密度ポリエチレンはＬＬＤＰＥと略称され、高密度ポリエチレンはＨＤＰＥと略称され、無延伸ポリプロピレンはＣＰＰと略称されることもある。なお、以下の説明においては、上記の略称は括弧内に記載することとする。

外包材４は、外包材４が融着された状態において、次の構成部分を備える。外包材４は、第１の面部２Ａに対向して設けられた第１の芯材被覆部４Ａと、第２の面部２Ｂに対向して設けられた第２の芯材被覆部４Ｂと、周縁部２Ｃに設けられたシール部４Ｃとを含む。そして、第１の芯材被覆部４Ａには、外包材４の複数層構造を構成する複数層に加え、複数層のいずれかの層に重ねられた第１の追加層４４Ａが設けられている。また、第２の芯材被覆部４Ｂには、外包材４の複数層構造を構成する複数層に加え、複数層のいずれかの層に重ねられた第２の追加層４４Ｂが設けられている。追加層４４は、第１の追加層４４Ａ及び第２の追加層４４Ｂから構成されている。なお、本実施の形態１では、第１の追加層４４Ａ及び第２の追加層４４Ｂの両方が設けられた態様を説明しているが、それに限定されるものではなく、第１の追加層４４Ａ及び第２の追加層４４Ｂのうちの片方が設けられた態様であってもよい。

先述したように、真空断熱材１の封止部４３ａ（熱融着層４３）の膜厚Ｔは薄くなっているが、真空断熱材１には、追加層４４が設けられている。したがって、熱融着層４３が薄くなって芯材２に対する耐突刺性が低下した分を、追加層４４で賄うことができる。つまり、真空断熱材１には追加層４４が設けられているので、外包材４の芯材２に対する耐突刺性が低下し、外包材４にピンホール（穴）が発生してしまうことを抑制することができる。

追加層４４の膜厚は、例えば、３０μｍであり、材料は熱可塑性樹脂等であるとよい。
追加層４４は、追加層４４の弾性率が、外包材４の熱融着層４３の弾性率よりも、大きくなるように構成するとよい。弾性率を大きくすることで、追加層４４にピンホールが発生してしまうことをより抑制することができ、その結果、外包材４にピンホールが発生してしまうことを抑制することができるためである。
追加層４４の材料は、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等を採用することができる。

また、追加層４４は、高い弾性率を有する、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を採用することがより好ましい。これらの材料を採用することにより、芯材２の突刺しによって、外包材４にピンホールが発生してしまうことを抑制することができる。
また、追加層４４は、延伸ナイロン（ＯＮＹ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）を採用することがより好ましい。

更に、追加層４４は、ガスバリア機能を備えていてもよい。つまり、追加層４４は、ガスバリア性を有する、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アルミ蒸着エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、又はこれらの組合せを採用することもできる。これにより、真空断熱材１の経時的な熱伝導率の上昇を更に抑制することができる。

次に、本実施の形態１に係る真空断熱材の製造工程について説明する。
まず、表面保護層４１と、ガスバリア層４２と、熱融着層４３と、追加層４４との多層構造からなる外包材４により芯材２を被覆する。そして、芯材２及び外包材４の乾燥を行う。外包材４で被覆した芯材２を１００℃で２時間加熱処理することによって、芯材２及び外包材４から水分が除去される。

次に、吸着剤３を芯材２及び外包材４の間に配置する。そして、外包材４の内部を１〜３Ｐａ程度の真空度に減圧し、その減圧状態で開口部をヒートシール等で融着し、外包材４を密封する。このとき、外包材４内を減圧した状態で外包材４が密封されることで、外包材４と芯材２とがより強く接触する。本実施の形態１に係る真空断熱材１は、追加層４４を備えているため、外包材４にピンホールが発生してしまうことを抑制することができる。

以上の工程を経て得られた真空断熱材１は、融着された熱融着層４３同士が形成する封止部４３ａの厚みが薄いため、熱融着層４３から外包材４の内部に侵入するガス量が低減され、経時的な熱伝導率の増加を低減することができる。また、熱融着層４３を薄くする目的で真空断熱材１の外周部を再度加熱加圧する必要がないため、真空断熱材１を作製後の熱伝導率が増加することがない。

次に、本実施の形態１の真空断熱材１を作製し、実施例１〜４について比較例１〜４との比較を行った。以下にその比較結果について説明する。

＜実施例１＞
実施例１では、ピンホール発生による不良発生枚数と追加層４４との関係について調べた。真空断熱材１は、芯材２をグラスウールで構成した。外包材４は、表面保護層４１を膜厚２３μｍの延伸ナイロン（ＯＮＹ）、ガスバリア層４２を膜厚１２μｍのアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と膜厚１２μｍのアルミ蒸着エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）とした。そして、表面保護層４１と、ガスバリア層４２と熱融着層と、追加層４４とが積層されたラミネートフィルムを外包材４として構成した。そして、外包材４により芯材２を被覆して真空断熱材１を作製した。

実施例１の試料には、膜厚ｔが３０μｍの熱融着層４３と、膜厚が３０μｍ、又は５０μｍの追加層４４とを有する真空断熱材を用いた。熱融着層４３の材料は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた。追加層４４の材料には、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）と、それよりも弾性率が高い無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を用いた。そして、真空断熱材１を１０００枚作製し、試料とし、ピンホール発生による不良率を算出した。

比較例１に用いた試料は、真空断熱材１の外包材４の熱融着層４３が膜厚３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）であり、追加層４４は無く、その他の構成を実施例１の試料と同様の構成としたものであった。実施例１の試料と同様、比較例１の試料についても１０００枚用意し、ピンホール発生による不良率を算出した。

表１は、実施例１及び比較例１の試料におけるピンホール発生による不良枚数を比較した結果である。

表１に示すように、比較例１において、追加層４４がない場合、ピンホール発生による不良枚数が４２枚であり、発生頻度は４．２％であった。

これに対し、実施例１において、追加層４４に膜厚３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた場合、ピンホール発生による不良枚数が１９枚であり、発生頻度は１．９％であった。つまり、実施例１の試料では、ピンホール発生による不良率が、比較例１と比較して、２．３％減少していた。また、追加層４４に膜厚５０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた場合、ピンホール発生による不良枚数が１１枚であり、発生頻度は１．１％であった。つまり、実施例１の試料では、ピンホール発生による不良率が、比較例１と比較して、３．１％減少していた。また、追加層４４に膜厚３０μｍの無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を用いた場合、ピンホール発生による不良発生枚数が７枚であり、発生頻度は０．７％であった。つまり、ピンホール発生による不良率が、比較例１と比較して３．５％減少していた。また、追加層４４に膜厚５０μｍの無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を用いた場合、ピンホール発生による不良発生枚数が５枚であり、発生頻度は０．５％であった。つまり、ピンホール発生による不良率が、比較例１と比較して３．７％減少していた。

このように、追加層４４を有することで、ピンホール発生による不良は抑制された。また、追加層４４の膜厚を増加させることで、ピンホール発生による不良は更に抑制された。また、追加層４４に弾性率の高い無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を採用することで、ピンホール発生による不良はさらに抑制された。

＜実施例２＞
実施例２では、真空断熱材１の熱伝導率の増加量と追加層４４との関係について調べた。実施例２で使用した試料は、以下で説明する構成以外は、実施例１と同様の構成とした。実施例２の試料には、膜厚ｔが３０μｍの熱融着層４３と、膜厚が３０μｍの追加層４４とを有する真空断熱材１を用いた。熱融着層４３の材料は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた。追加層４４の材料には、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた。そして、真空断熱材１を作製し、作製１日後の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の熱伝導率とを調べ、その差を増加量として算出した。

比較例２に用いた試料は、真空断熱材１の外包材４の熱融着層４３が膜厚６０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン(ＬＬＤＰＥ)であり、追加層４４は無く、その他の構成を実施例２の試料と同様の構成とした。実施例２の試料と同様、比較例２の試料を作製し、作製１日後の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の熱伝導率とを調べ、その差を増加量として算出した。

表２は、実施例１及び比較例１の試料における熱伝導率の増加量を比較した結果である。

表２に示すように、実施例２と比較例２の真空断熱材では、作製１日後の熱伝導率は、１．８ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、同じ値であった。
比較例２において、熱融着層４３の膜厚が６０μｍである場合、熱伝導率の増加量は、０．４ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。
これに対し、実施例２において、熱融着層４３が３０μｍで、追加層４４が３０μｍである場合、熱伝導率の増加量は、０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。つまり、実施例２の試料では、熱伝導率の増加量が、比較例２と比較して、０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）減少していた。
このように、熱融着層４３の膜厚を薄くすることで、経時的な熱伝導率の上昇を抑制することができた。

＜実施例３＞
実施例３では、真空断熱材１の初期的熱伝導率と経時的熱伝導率と追加層４４との関係について調べた。実施例３で使用した試料は、以下で説明する構成以外は、実施例１と同様の構成とした。実施例３の試料には、膜厚ｔが３０μｍの熱融着層４３と、膜厚が３０μｍの追加層４４とを有する真空断熱材１を用いた。熱融着層４３の材料は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）と、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を用いた。追加層４４の材料には、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を用いた。そして、真空断熱材１を作製し、作製１日後の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日保管した後の熱伝導率とを調べた。

比較例３に用いた試料は、真空断熱材１の外包材４の熱融着層４３が膜厚６０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）と、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）であり、追加層４４は無く、その他の構成を実施例１、及び２の試料と同様の構成とした。比較例３の試料は減圧密封後に、外周部を加熱加圧し、熱融着層４３の膜厚が３０μｍとなるように作製した。実施例３の試料と同様、作製１日後の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の熱伝導率とを調べた。

表３は、実施例１及び比較例１の試料における初期的熱伝導率と経時的熱伝導率を比較した結果である。

表３に示すように、比較例３において、熱融着層４３が膜厚６０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）である場合、作製１日後の熱伝導率は、２．０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、作製３０日後の熱伝導率は、２．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。また、熱融着層４３が膜厚６０μｍの無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）である場合、作製１日後の熱伝導率は、２．０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、作製３０日後の熱伝導率は、２．１ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。

これに対して、実施例３において、熱融着層４３が膜厚３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）であり、追加層４４が膜厚３０μｍの無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）である場合、作製１日後の熱伝導率は、１．８ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、作製３０日後の熱伝導率は、２．０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。つまり、比較例３と比較して、作製１日後の熱伝導率が０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）、作製３０日後の熱伝導率が０．１〜０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）減少していた。

また、熱融着層４３が膜厚３０μｍの無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）であり、追加層４４が膜厚３０μｍの無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）である場合、作製１日後の熱伝導率は、１．８ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、作製３０日後の熱伝導率は、１．９ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。つまり、比較例３と比較して、作製１日後の熱伝導率が０．２ｍＷ／（ｍ・Ｋ）、作製３０日後の熱伝導率が０．１ｍＷ／（ｍ・Ｋ）減少していた。

このように、真空断熱材１の減圧密封後に、外周部の加熱加圧を行わないことによって、初期的にも経時的にも熱伝導率の上昇を抑制することができた。

＜実施例４＞
実施例４では、熱伝導率の増加量と追加層４４との関係について調べた。実施例４で使用した試料は、以下で説明する構成以外は、実施例１と同様の構成とした。実施例４の試料には、膜厚ｔが３０μｍの熱融着層４３と、膜厚が１５μｍの追加層４４とを有する真空断熱材１を用いた。熱融着層４３の材料には、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた。追加層４４の材料には、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。そして真空断熱材１を作製し、作製１日後の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の熱伝導率とを調べ、その差を増加量として算出した。

比較例４に用いた試料は、真空断熱材１の外包材４の熱融着層４３が膜厚３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン(ＬＬＤＰＥ)であり、追加層４４は無く、その他の構成を実施例４の試料と同様の構成とした。実施例４の試料と同様、比較例４の試料を作製し、作製１日後の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の熱伝導率とを調べ、その差を増加量として算出した。

表４は、実施例４及び比較例４の試料における熱伝導率の増加量を比較した結果である。

表４に示すように、比較例４において、熱融着層４３が膜厚３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン(ＬＬＤＰＥ)である場合、熱伝導率の増加量は０．４ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。

これに対して、実施例４において、熱融着層４３が膜厚３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン(ＬＬＤＰＥ)であり、追加層４４が膜厚１５μｍのアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である場合、熱伝導率の増加量は、０．１ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。
つまり、実施例４の試料では、熱伝導率の増加量が、比較例４と比較して０．３ｍＷ／（ｍ・Ｋ）減少していた。

このように、追加層４４にガスバリア性を有する材料を選択することで、経時的な熱伝導率の上昇を更に抑制することができた。

本実施の形態１の真空断熱材１は、芯材被覆部（第１の芯材被覆部及び第２の芯材被覆部）における外包材４を構成する層の数の方が、芯材非被覆部（周縁部）における外包材４を構成する層の数よりも、多くなるように、追加層４４が設けられている。
このため、熱融着層４３を薄くしても、芯材２の突刺しによって外包材４にピンホールが発生してしまうことを抑制することができる。
また、従来のように、真空断熱材１を作製後に真空断熱材１の周縁部を再度、加熱及び加圧する必要がない分、真空断熱材１を作製後に、真空断熱材１の熱伝導が増加してしまうことを回避することができる。
更に、外包材４の熱融着層４３が薄くなっているので、周縁部２Ｃでのシール性が向上しており、真空断熱材１の真空度が維持しやすい。このため、真空断熱材１は、熱伝導率の上昇を抑制することができる。
このように、本実施の形態１に係る真空断熱材１は、断熱性能を初期的にも経時的にも維持できる構造となっている。

実施の形態２．
本実施の形態２に係る真空断熱材について説明する。図３は、本実施の形態２に係る真空断熱材１の概略構成を示す断面図である。なお、本実施の形態２に係る真空断熱材の構成及び製造工程は、以下で説明する以外は、実施の形態１に係る真空断熱材の構成及び製造工程と同様である。

図３に示すように、追加層４４は、ガスバリア層４２と熱融着層４３の境界間に存在している。すなわち、追加層４４は、外包材４のガスバリア層４２と熱融着層４３との間に設けられている。

次に、本実施の形態２の真空断熱材１を作製し、実施例５について比較例５との比較を行った。以下にその比較結果について説明する。
＜実施例５＞
実施例１では、ピンホール発生による不良発生枚数と熱伝導率の増加量と追加層４４との関係について調べた。実施例５で使用した試料は、以下で説明する構成以外は、実施例１の構成と同様とした。実施例５の試料には、膜厚ｔが３０μｍの熱融着層４３と、膜厚が１５μｍの追加層４４とを有する真空断熱材１を用いた。熱融着層４３の材料には、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた。追加層４４の材料には、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。そして、真空断熱材１を１０００枚作製し、試料とし、ピンホール発生による不良率を算出した。そして、作製１日後の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の熱伝導率とを調べ、その差を増加量として算出した。

比較例５に用いた試料は、真空断熱材１の外包材４の熱融着層４３膜厚３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン(ＬＬＤＰＥ)であり、追加層４４は無く、その他の構成を実施例５の試料と同様の構成とした。実施例５の試料と同様、比較例５の試料についても１０００枚用意し、ピンホール発生による不良率を算出した。そして、作製１日後の熱伝導率と、気温２５℃、相対湿度６０％の雰囲気下で３０日間保管した後の熱伝導率とを調べ、その差を増加量として算出した。
表５は、実施例５及び比較例５の試料におけるピンホール発生による不良枚数と熱伝導率の増加量を比較した結果である。

表５に示すように、比較例５において、追加層４４がない場合、ピンホール発生による不良枚数が４２枚であり、発生頻度は４．２％であり、熱伝導率の増加量は０．４ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。

これに対して、実施例５において、追加層４４が膜厚１５μｍのアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である場合、ピンホール発生による不良枚数が２４枚であり、発生頻度は２．４％であり、熱伝導率の増加量は、０．１ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であった。つまり、実施例５試料では、比較例５の試料と比較して、ピンホール発生による破袋 不良率が１．８％減少し、熱伝導率の増加量が、０．３ｍＷ／（ｍ・Ｋ）減少していた。
このように、ガスバリア性を有する追加層４４をガスバリア層４２と熱融着層４３の境界間に存在させることで、ピンホール不良は抑制され、且つ、経時的な熱伝導率の上昇を更に抑制することができた。

実施の形態３．
図４は、本実施の形態３に係る断熱箱１００の概略構成を示す断面図である。断熱箱１００は、長期間にわたる断熱性能が求められる。例えば、冷蔵庫等である。

図４に示すように、断熱箱１００は、内箱１１０と外箱１２０とを有する。そして、内箱１１０と外箱１２０との間の空間には実施の形態１及び実施の形態２において説明した真空断熱材１が配置されており、内箱１１０と外箱１２０の間で断熱を行う。真空断熱材１が配置される位置は、例えば内箱１１０と外壁面に密着した位置等であり、内箱１１０と外箱１２０との間で断熱できる位置に配置される。

このように断熱箱１００は、熱伝導率の低い真空断熱材１が設けられている。これにより、内箱１１０と外箱１２０との間の熱伝導率が低い状態に維持されるため、断熱箱１００の断熱性能を長期間にわたり高く維持することができる。断熱箱１００を備えた冷蔵庫等においては、消費電力の削減につながる。

真空断熱材１は、発泡ウレタン断熱材１３０等と比較して高い断熱性能を有するため、断熱箱１００は、発泡ウレタン断熱材のみを用いた断熱箱よりも高い断熱性能を得られる。しかし、内箱１１０と外箱１２０との間の空間のうち、真空断熱材１以外の部分には発泡ウレタン断熱材１３０が充填されていてもよい。

真空断熱材１は、発泡ウレタン断熱材１３０の充填流路を確保するために、外包材４の芯材非被覆部を折り曲げる場合がある。このとき、外包材４の芯材非被覆部（シール部４Ｃ）は、芯材被覆部（第１の芯材被覆部４Ａ及び第２の芯材被覆部４Ｂ）と比較し積層数が少ないため、折り曲げを容易に行うことができる。

また、上記の説明では、断熱箱１００の真空断熱材１が内箱１１０の外壁面に密着しているが、真空断熱材１は外箱１２０の内壁面に密着していてもよい。真空断熱材１は、スペーサ等を用いることにより、内箱１１０と外箱１２０との間の空間に、内箱１１０、及び、外箱１２０のいずれにも密着しないように配置されていてもよい。

なお、上記の説明において、一般的な冷蔵庫等に用いられている断熱箱と同等である部分については、図示及び説明を省略している。

なお、本発明に係る真空断熱材１は、上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能であり、上述の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。

例えば、上記では、製造工程において芯材２及び外包材４の乾燥は１００℃で２時間の加熱処理により行われていることを例示しているが、加熱処理の温度及び時間は、芯材２及び外包材４の水分が除去できる温度及び時間であればこれに限定されない。また、芯材２及び外包材４の乾燥は芯材２を外包材４で被覆した状態で行っているが、芯材２と外包材４の乾燥を別々に行った後に、芯材２を外包材４で被覆してもよい。

また、上述の実施の形態１、及び、実施の形態２に係る真空断熱材１の製造工程においては、芯材２及び外包材４を乾燥した後に吸着剤３を芯材２と外包材４との間に配置しているが、芯材２及び外包材４を乾燥する前に吸着剤３を配置してもよい。

また、上述の実施の形態３では、冷熱源を備える冷蔵庫の断熱箱１００に真空断熱材１が用いられた構成を例に挙げたが、本発明はこれに限られない。真空断熱材１は、温熱源を備える保温庫の断熱箱や、冷熱源及び温熱源を備えない断熱箱、例えば、クーラーボックス等に用いることもできる。また、真空断熱材１は、断熱箱１００だけでなく、空調機、車両用空調機、給湯機等の冷熱機器又は温熱機器の断熱部材として用いてもよく、その形状も、所定の形状ではなく、変形自在な外袋及び内袋を備えた断熱袋や、断熱容器等に用いてもよい。

１ 真空断熱材、２ 芯材、２Ａ 第１の面部、２Ｂ 第２の面部、２Ｃ 周縁部、３ 吸着剤、４ 外包材、４Ａ 第１の芯材被覆部、４Ｂ 第２の芯材被覆部、４Ｃ シール部、４１ 表面保護層、４２ ガスバリア層、４３ 熱融着層、４３ａ 封止部、４４ 追加層、４４Ａ 第１の追加層、４４Ｂ 第２の追加層、１００ 断熱箱、１１０ 内箱、１２０ 外箱、１３０ 発泡ウレタン断熱材、ＦＬ１ 第１のラミネートフィルム、ＦＬ２ 第２のラミネートフィルム、Ｔ 膜厚、Ｚ 厚み方向、ｔ 膜厚。

Claims (7)

1. 繊維集合体から構成される芯材と、
   少なくとも熱融着層を含む複数層構造を備え、前記芯材を被覆する外包材と、
   を備え、
   前記芯材は、
   第１の面部と、
   前記第１の面部の反対側に形成された第２の面部と、
   前記第１の面部及び前記第２の面部の周縁に形成された周縁部とを含み、
   前記外包材は、
   前記第１の面部に対向して設けられた第１の芯材被覆部と、
   前記第２の面部に対向して設けられた第２の芯材被覆部と、
   前記周縁部に設けられたシール部とを含み、
   前記第１の芯材被覆部には、
   前記外包材の前記複数層構造を構成する複数層に加え、前記複数層のいずれかの層に重ねられた第１の追加層が設けられ、
   前記外包材は、
   ガスバリア層と、前記ガスバリア層の内側に設けられた前記熱融着層とを含み、
   前記第１の追加層は、
   熱可塑性樹脂から成り、前記外包材の前記ガスバリア層と前記熱融着層との間に設けられ、前記シール部には設けられておらず、前記第１の芯材被覆部のみに設けられている
   真空断熱材。
2. 繊維集合体から構成される芯材と、
   少なくとも熱融着層を含む複数層構造を備え、前記芯材を被覆する外包材と、
   を備え、
   前記芯材は、
   第１の面部と、
   前記第１の面部の反対側に形成された第２の面部と、
   前記第１の面部及び前記第２の面部の周縁に形成された周縁部とを含み、
   前記外包材は、
   前記第１の面部に対向して設けられた第１の芯材被覆部と、
   前記第２の面部に対向して設けられた第２の芯材被覆部と、
   前記周縁部に設けられたシール部とを含み、
   前記第１の芯材被覆部には、
   前記外包材の前記複数層構造を構成する複数層に加え、前記複数層のいずれかの層に重ねられた第１の追加層が設けられ、
   前記外包材は、
   ガスバリア層と、前記ガスバリア層の内側に設けられた前記熱融着層とを含み、
   前記第１の追加層は、
   熱可塑性樹脂から成り、前記外包材の前記ガスバリア層と前記熱融着層との間に設けられ、前記シール部には設けられておらず、前記第１の芯材被覆部のみに設けられ、
   前記第２の芯材被覆部には、
   前記外包材の前記複数層構造を構成する前記複数層に加え、前記複数層のいずれかの層に重ねられた第２の追加層が設けられ、
   前記第２の追加層は、
   前記シール部には設けられておらず、前記第２の芯材被覆部のみに設けられている
   真空断熱材。
3. 前記外包材は、
   表面保護層と、前記表面保護層の内側に設けられた前記ガスバリア層と、前記ガスバリア層の内側に設けられた前記熱融着層とを含むラミネートフィルムで構成されている
   請求項１又は２に記載の真空断熱材。
4. 前記第１の追加層は、
   弾性率が、前記外包材の前記熱融着層の弾性率よりも大きくなるように構成されている
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
5. 前記第１の追加層は、
   ガスバリア性を有する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の真空断熱材。
6. 前記芯材は、
   グラスウールである
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の真空断熱材。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の真空断熱材を備えた
   断熱箱。

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