JPH1181511A - 真空断熱体、冷蔵庫、断熱パネル、及び真空断熱体の製造方法 - Google Patents
真空断熱体、冷蔵庫、断熱パネル、及び真空断熱体の製造方法Info
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- JPH1181511A JPH1181511A JP9248075A JP24807597A JPH1181511A JP H1181511 A JPH1181511 A JP H1181511A JP 9248075 A JP9248075 A JP 9248075A JP 24807597 A JP24807597 A JP 24807597A JP H1181511 A JPH1181511 A JP H1181511A
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Abstract
使用する時、ウレタン樹脂中に多数存在する親水基が、
大気中の水分を容易に取り込むため、外被材中に真空減
圧包装を行った後も、ウレタン粉末の表面吸着水及び、
吸蔵水の離脱により、真空度が悪化し、気体による熱伝
導が増大する課題があった。 【解決手段】 外被材中に粉末材料からなる芯材を充填
し減圧密封した真空断熱体において、前記粉末材料が少
なくとも硬質ウレタンフォーム粉末を有しており、これ
に、ウレタン粉末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着
剤をブレンドすることにより、添加量の低減によるコス
トダウン及び熱伝導率の維持を図るものである。
Description
物の断熱材として使用可能な真空断熱体及び断熱パネル
に関するものである。
用断熱材の発泡剤として使用されているCFC11によ
るオゾン層破壊が、地球的規模で注目されている。この
ような背景から、新規発泡剤を用いた断熱材の研究が行
われており、代替フロンとしては、HCFC141b、
非フロン系では、シクロペンタン等が候補として選ばれ
つつある。
ずれも、CFC11より気体熱伝導率が大きく、冷蔵庫
の断熱性能低下は避けられない状況下にある。一方、将
来のエネルギー規制に対し、冷蔵庫の省エネルギー化は
避けられない問題であり、断熱性能向上は達成すべき大
きな課題である。
機粉末を用いた真空断熱体が考案され、その内容が、特
開昭57−173689号公報に記載されている。その
内容は、フィルム状プラスチック容器に、単粒子が1μ
m以下の粉末を充填し内部を減圧後密封することによ
り、真空断熱体を得ると言うものである。
mmHgの真空度で製造することができ、シリカ粉末が
微粒子であるため、同じ真空度の場合、真空断熱体の断
熱性能がより向上することを見出したものである。
述べられている連続気泡構造の硬質ウレタンフォームを
用いた真空断熱体は、粉末真空断熱体に比べて軽量であ
り、かつ、真空包装工程での取り扱いが良好であるとし
ている。
は、熱を伝える空気を排除することである。しかしなが
ら工業レベルにおいて高真空を得ることは困難であり、
実用的に到達可能な真空度は0.1〜10mmHgであ
る。
性能を得ることが必要である。空気が介在して熱伝導が
行われる場合の断熱性能に影響を及ぼす物性として、平
均自由行程がある。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、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、空気による熱伝
導が生じるため真空断熱体の熱伝導は大きくなる。逆に
平均自由行程よりも空隙が小さい場合は真空断熱体の熱
伝導は小さくなる。これは、空気の衝突による熱伝導が
ほとんどなくなるためである。
公報に記載されている真空断熱体では、シリカ粉末等の
微細な粒径を有する粉末を用いるため、空隙が細かくな
り、空気の衝突による熱伝導がほとんどなくなる。この
結果、真空断熱体の熱伝導率が向上する。
細な粒径を有するため、比表面積に対する自重が軽く飛
散し易い。そのため、作業性が悪化する問題があった。
また、球状の粒子形状であるため、高密度化が避けられ
ず、真空断熱体自体の重量が、重くなる。
述べられている真空断熱体では、連通気泡構造の硬質ウ
レタンフォーム製造時の歩留まりが悪く、コストが掛か
りすぎる問題があった。
て、冷蔵庫及び建材等の廃棄によって不要になった硬質
ウレタンフォーム等を含む粉末材料を利用する試みがあ
る。このことにより、安価で軽量な真空断熱体を得るこ
とができるものである。
質ウレタンフォームを有しているため、ウレタン樹脂中
に多数存在する親水基が、大気中の水分を容易に取り込
むため、外被材中に真空減圧包装を行った後も、ウレタ
ン粉末の表面吸着及び、吸蔵水の離脱により、真空度が
悪化し、気体による熱伝導が増大する課題があった。
外被材中に粉末材料からなる芯材を充填し減圧密封した
真空断熱体において、前記粉末材料が少なくとも硬質ウ
レタンフォーム粉末を有しており、これに、ウレタン粉
末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着剤をブレンドし
たことを特徴とするものである。
究を重ねた結果、ウレタン粉末よりも大きい比表面積を
有する吸着剤を適用することにより効果的に水分を除去
できることを見いだした。これは、ウレタン粉末よりも
大きい比表面積を有する水分吸着剤を適用することによ
り、ウレタン粉末に対する付着エネルギーが大きくな
り、少量の添加で均一に吸着剤をウレタン表面上に分散
することができたためと推測される。
末の比表面積よりも5〜20倍大きい比表面積を有する
水分吸着剤を用いることを特徴とするものである。
表面積を有する水分吸着剤の中でも上記範囲の比表面積
を有する水分吸着剤が効果的に水分を除去できるもので
ある。
ネルギーが、吸着剤自身が有する運動エネルギーよりも
大きいことが寄与していると考えられる。
ら250℃の温度で加熱脱水を行った後、もしくは同時
に5〜100kg/cm2の条件下で加圧成形を行うこ
とを特徴とする請求項2記載の真空断熱体である。
被材に挿入するため、粉末の飛散がなくなり、製造時の
作業効率が向上するものである。
内箱と外箱と真空断熱体とによって構成された断熱箱体
であり、この真空断熱体の構成は、粉末からなる芯材を
充填し減圧密封したものであり、この粉末材料が少なく
とも硬質ウレタンフォーム粉末を有しており、これにウ
レタン粉末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着剤をブ
レンドしたものである。
の悪化に起因した熱伝導率の悪化を抑制することがで
き、冷蔵庫に適用した場合、長期に亘って使用しても真
空断熱体の断熱性能を維持することができる。この結
果、真空断熱体の急激な熱伝導率の悪化に起因したコン
プレッサーの過剰運転による冷蔵庫の信頼性が低下する
といった問題が解決される。
脂と面材と真空断熱体を備え、この真空断熱体は、複数
個あり、かつそれぞれの真空断熱体が発泡合成樹脂によ
って覆われている断熱パネルである。また、真空断熱体
の構成は粉末からなる芯材を充填し減圧密封したもので
あり、この粉末材料が少なくとも硬質ウレタンフォーム
粉末を有しており、これにウレタン粉末よりも大きい比
表面積を持つ水分吸着剤をブレンドしたものである。
に優れているため、硬質ウレタンフォーム等の発泡合成
樹脂と併用した場合、断熱パネル全体の断熱性能が硬質
ウレタンフォーム等を単独で使用した場合よりも優れた
ものとなる。
ているため、真空断熱体に直接衝撃が加わることがな
く、破袋等によって真空断熱体の断熱性能が著しく悪化
するといった問題がない。
断する場合等も、複数個の真空断熱体を有するため、破
袋する真空断熱体は一部にすぎず断熱性能を大きく悪化
することがない。特に、真空断熱体には凝集体または成
型体が充填されているため、切断面から粉末が飛び散る
ことがなく、施工現場での作業性を損なうことがない。
は、硬質ウレタンフォーム粉末を有する芯材とウレタン
粉末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着剤をブレンド
して得た請求項3記載の成形体を非通気性の外被材に挿
入し、内部を減圧密封した真空断熱体の製造方法であ
る。
に挿入するため、粉末の飛散がなくなり製造時の作業効
率が向上するものである。
は、外被材中に粉末剤料からなる芯材を充填し減圧密封
した真空断熱体において、前記粉末材料が少なくとも硬
質ウレタンフォーム粉末を有しており、これに、ウレタ
ン粉末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着剤をブレン
ドしたことを特徴とする真空断熱体である。
のウレタン粉末に対する付着エネルギーが大きくなり、
少量の添加で均一に吸着剤をウレタン表面上に分散する
ことができる。よって、吸着剤の添加量を低減すること
が可能となり、コストダウンの効果を生むと同時に、性
能面では、吸着剤自身が有する固体熱伝導を低減するこ
とができるものである。
ウレタン粉末の比表面積よりも5〜20倍大きい比表面
積を有する水分吸着剤を用いることを特徴とする請求項
1記載の真空断熱体である。
表面積を有する水分吸着剤の中でも上記範囲の比表面積
を有する水分吸着剤が効果的に水分を除去できるもので
ある。これは、吸着剤のウレタンに対する付着エネルギ
ーが、吸着剤自身が有する運動エネルギーよりも大きい
ことが寄与していると考えられる。
120℃から250℃の温度で加熱脱水を行った後、も
しくは同時に5〜100kg/cm2の条件下で加圧成
形を行うことを特徴とする請求項2記載の真空断熱体で
ある。
に挿入するため、粉末の飛散がなくなり製造時の作業効
率が向上するものである。
発泡合成樹脂と内箱と外箱と真空断熱体とによって構成
された断熱箱体であり、この真空断熱体の構成が、粉末
からなる芯材を充填し減圧密封したものであり、この粉
末材料が少なくとも硬質ウレタンフォーム粉末を有して
おり、これにウレタン粉末よりも大きい比表面積を持つ
水分吸着剤をブレンドすることを特徴とする断熱箱体で
ある。
に亘って使用しても真空断熱体の断熱性能を維持するこ
とができる。この結果、真空断熱体の急激な熱伝導率の
悪化に起因したコンプレッサーの過剰運転による冷蔵庫
の信頼性が低下するといった問題が解決される。
発泡合成樹脂と面材と真空断熱体を備え、この真空断熱
体は、複数個有し、かつそれぞれの真空断熱体が発泡合
成樹脂によって覆われている断熱パネルであり、この真
空断熱体の構成が粉末からなる芯材を充填し減圧密封し
たものであり、かつ粉末材料が少なくとも硬質ウレタン
フォーム粉末を有しており、これにウレタン粉末よりも
大きい比表面積を持つ水分吸着剤をブレンドすることを
特徴とする断熱パネルである。
に優れているため、硬質ウレタンフォーム等の発泡合成
樹脂と併用した場合、断熱パネル全体の断熱性能が硬質
ウレタンフォーム等を単独で使用した場合よりも優れた
ものとなる。
ているため、真空断熱体に直接衝撃が加わることがな
く、破袋等によって真空断熱体の断熱性能が著しく悪化
するといった問題がない。
断する場合等も、複数個の真空断熱体を有するため、破
袋する真空断熱体は一部にすぎず断熱性能を大きく悪化
することがない。特に、真空断熱体には凝集体または成
型体が充填されているため、切断面から粉末が飛び散る
ことがなく、施工現場での作業性を損なうことがない。
硬質ウレタンフォーム粉末を有する芯材とウレタン粉末
よりも大きい比表面積を持つ水分吸着剤をブレンドして
得た請求項3記載の成形体を非通気性の外被材に挿入
し、内部を減圧密封した真空断熱体の製造方法に関する
ものである。
に挿入するため、粉末の飛散がなくなり製造時の作業効
率が向上するものである。
しながら説明する。
ける真空断熱体の断面図であり、1は真空断熱体、2は
硬質ウレタンフォーム粉末からなる芯材、3は硬質ウレ
タンフォーム粉末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着
剤、4は金属箔または金属蒸着層を有するプラスチック
ラミネートフィルムからなる外被材である。
り、ポリイソシアネートとポリオールに添加剤を充填し
て発泡したものであり、現在工業的に広範囲で使用され
ている硬質ウレタンフォームを粉砕したものである。添
加剤は、発泡剤、整泡剤、アミン系触媒等、発泡の反応
性の調整やフォーム強度を確保するためのものである。
また、粉末は、断熱性を考慮して、粒径が300μm以
下となるように微粉砕を行ったものを使用した。
〜300μmの気泡径を有する発泡体を粉砕しているた
め、気泡骨格と気泡膜の一部を有する複雑な針状構造と
なる。したがって、隣り合う粉末同士が立体障害を持つ
ため、真空断熱体を低密度に保つことができる。
であるため比表面積が50〜100m3/g大きく、表
面吸着水を有している。我々は、加熱乾燥によってかな
りこれを除去することができたが、十分ではなく、経時
的な熱伝導率の悪化が問題となった。
レタン粉末の持つ比表面積の5倍〜20倍の比表面積を
有するものが、水分吸着能力に優れていた。具体的に水
分吸着剤としては、粒子形状が均一であることからゼオ
ライトを使用することが望ましいと考えるが、活性アル
ミナ、シリカゲル、五酸化燐、無水塩化カルシウム等で
も、上記の比表面積を有するものであれば、特に問題な
かった。
タン粉末に比べ吸着剤の比表面積が5〜20倍にあるも
のは、ウレタン粉末に対する付着エネルギーが吸着剤自
身の持つ運動エネルギーより大きくなったことが主たる
要因であると推測される。
面積が20倍以上になると吸着効果が低減した。これ
は、比表面積を必要以上に大きくすることにより、吸着
剤同士の付着エネルギーが向上し、吸着剤の凝集が進行
した結果、見かけ上比表面積が低減したためと推測され
る。
ると、吸着効果が低減した。これは、ウレタン粉末に対
する付着エネルギーが低減した結果、吸着剤をウレタン
表面上に分散することができなかったためと推測され
る。
分吸着剤をブレンドしたものを通気性の袋に挿入し、1
40℃、2時間乾燥を行い、予め、ウレタン表面に付着
した水分の除去を行った後、もしくは同時に、真空パッ
ク後の真空断熱体に5kg/m2〜100kg/m2のプ
レス圧を加えることにより、大きな密度の増加がなく、
安定な成形体を得ることができた。
おける冷蔵庫の断面図であり、5は冷蔵庫であり、1は
真空断熱体、6は発泡合成樹脂、7はコンプレッサーで
ある。
に1枚、背面に1枚、合計4枚埋設している。適用枚数
については特に指定はなく、箱体吸熱量を低減するのに
効果がでるよう設計し枚数を決定するのが好ましい。真
空断熱体1に用いた芯材は、実施例1記載と同様の真空
断熱体である。
た場合においても、真空断熱体の急激な熱伝導率悪化に
起因したコンプレッサーの過剰運転による信頼性低下等
といった問題が解決される。
リエチレンテレフタレート(12μm)、中間層がアル
ミ箔(6μm)、熱溶着層が高密度ポリエチレン(50
μm)、もう片面に、表面保護層がポリエチレンテレフ
タレート(12μm)、中間層がアルミ蒸着ポリエチレ
ン・ビニルアルコール共重合体(15μm)、熱溶着層
が高密度ポリエチレン(50μm)をラミネートした積
層フィルムを用いている。
中間層に有しているため、外被材から侵入してくるガス
量を小さくし、真空断熱体1の経時的断熱性能の悪化を
抑制している。
層を形成したバリヤフィルムであるため、アルミを伝わ
る熱が小さく外被材を伝わる熱による断熱性能の悪化を
もたらすことがない。
は、突き刺し強度、曲げ強度等に優れた二軸延伸ナイロ
ン等も適用可能である。また、熱溶着層には、熱溶着性
に優れたポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、低密
度ポリエチレン等も適用可能である。
を発泡剤とする硬質ウレタンフォームであり、冷蔵庫の
断熱壁の中に真空断熱体1を覆うように充填され一体に
発泡されている。コンプレッサー7は、冷蔵庫の分割さ
れた各部屋の温度をそれぞれ一定に保つのに必要な運転
率で運転するよう制御されている。
の断熱壁に使用すれば、真空断熱体の断熱性能が優れて
いるため、コンプレッサーの運転率を低減することがで
き、電力消費量を低減することができる。
おける断熱パネルの断面図であり、8は断熱パネルであ
り、1は真空断熱体、5は硬質ウレタンフォームからな
る発泡合成樹脂、9は石膏ボードからなる面材である。
は、発泡合成樹脂6と真空断熱体1を併用しているた
め、従来の硬質ウレタンフォームからなる断熱パネルに
比べ優れた断熱性能を有する。
施工性が著しく改善できる。また、真空断熱体1が発泡
合成樹脂6によって覆われているため、外的衝撃が真空
断熱体1に直接加わることがない。この結果、施工時等
の衝撃において真空断熱体が破袋し、断熱パネルの性能
を悪化することが原因で、結露が生じるといった問題が
解決される。さらに、真空断熱体には凝集体または成型
体が充填されているため、切断面から粉末が飛び散るこ
とがなく、施工現場での作業性を損なうことがない。
おける真空断熱体の減圧密封前の断面図である。図にお
いて、10は真空包装機で、11は真空チャンバー12
内に設けたヒートシール機で、外被材4の開口部端面1
3をはさんで熱溶着するものである。14はヒートシー
ル機11の溶着板であり、15は真空包装機10の真空
ポンプである。
フォームを粒径分布として平均約300μmまで微粉砕
したウレタン粉末2(比表面積50〜100m3/g)
とこのウレタン粉末よりも5〜20倍の比表面積を有す
る水分吸着剤3とをブレンドしたものについて、120
℃〜250℃の温度で加熱脱水を行った後、もしくは同
時に、5〜100kg/cm2の条件下で加圧成形し板
状にしたものを、三辺に隣接する端面を熱溶着により袋
状にした外被材4に挿入する。
ー12内に入れ、かつ、外被材4の開口部端面13をヒ
ートシール機11の上下の溶着板14間に設置する。次
に、真空チャンバー12内が10-2torrに減圧され
た状態で5分間維持した後、ヒートシール機11が作動
し、外被材4の開口部端面13は密封される。
に挿入するため、粉末の飛散がなくなり製造時の作業効
率が向上するものである。また、同時に、芯材を通気性
の不織布に充填する必要がなくなり、材料コストの低減
にもつながるものである。
外被材中に粉末材料からなる芯材を充填し減圧密封した
真空断熱体において、前記粉末材料が少なくとも硬質ウ
レタンフォーム粉末を有しており、これに、ウレタン粉
末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着剤をブレンドす
ることを特徴としている。
のウレタン粉末に対する付着エネルギーが大きくなり、
少量の添加で均一に吸着剤をウレタン表面上に分散する
ことができる。よって、吸着剤の添加量を低減すること
が可能となり、コストダウンの効果を生むと同時に、性
能面では、吸着剤自身が有する固体熱伝導を低減するこ
とができる。
末の比表面積よりも5〜20倍大きい比表面積を有する
水分吸着剤を用いることを特徴とする請求項1の真空断
熱体である。
表面積を有する水分吸着剤の中でも上記範囲の比表面積
を有する水分吸着剤が効果的に水分を除去できるもので
ある。
ネルギーが、吸着剤自身が有する運動エネルギーよりも
大きいことが寄与していると考えられる。
ら250℃の温度で加熱脱水を行った後、5〜100k
g/cm2の条件下で加圧成形を行うことを特徴とする
請求項2記載の真空断熱体である。
被材に挿入するため、粉末の飛散がなくなり、製造時の
作業効率が向上するものである。
と内箱と外箱と真空断熱体とによって構成された断熱箱
体であり、この真空断熱体の構成が、粉末からなる芯材
を充填し減圧密封したものであり、この粉末材料が少な
くとも硬質ウレタンフォーム粉末を有しており、これに
ウレタン粉末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着剤を
ブレンドすることを特徴としている。
に亘って使用しても真空断熱体の断熱性能を維持するこ
とができる。この結果、真空断熱体の急激な熱伝導率の
悪化に起因したコンプレッサーの過剰運転による冷蔵庫
の信頼性が低下するといった問題が解決される。
脂と面材と真空断熱体を備え、この真空断熱体は、複数
個有し、かつそれぞれの真空断熱体が発泡合成樹脂によ
って覆われている断熱パネルであり、この真空断熱体の
構成が粉末からなる芯材を充填し減圧密封したものであ
り、かつ粉末材料が少なくとも硬質ウレタンフォーム粉
末を有しており、これにウレタン粉末よりも大きい比表
面積を持つ水分吸着剤をブレンドすることを特徴として
いる。
に優れているため、硬質ウレタンフォーム等の発泡合成
樹脂と併用した場合、断熱パネル全体の断熱性能が硬質
ウレタンフォーム等を単独で使用した場合よりも優れた
ものとなる。
ているため、真空断熱体に直接衝撃が加わることがな
く、破袋等によって真空断熱体の断熱性能が著しく悪化
するといった問題がない。
断する場合等も、複数個の真空断熱体を有するため、破
袋する真空断熱体は一部にすぎず断熱性能を大きく悪化
することがない。特に、真空断熱体には凝集体または成
型体が充填されているため、切断面から粉末が飛び散る
ことがなく、施工現場での作業性を損なうことがない。
は、硬質ウレタンフォーム粉末を有する芯材とウレタン
粉末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着剤をブレンド
して得た請求項3記載の成形体を非通気性の外被材に挿
入し、内部を減圧密封した真空断熱体の製造方法に関す
るものである。
に挿入するため粉末の飛散がなくなり、製造時の作業効
率が向上するものである。
面図
封前の断面図
Claims (6)
- 【請求項1】 外被材中に粉末材料からなる芯材を充填
し減圧密封した真空断熱体において、前記粉末材料が少
なくとも硬質ウレタンフォーム粉末を有しており、これ
に、ウレタン粉末よりも大きい比表面積を持つ水分吸着
剤をブレンドしたことを特徴とする真空断熱体。 - 【請求項2】 ウレタン粉末の比表面積よりも5〜20
倍大きい比表面積を有する水分吸着剤を用いることを特
徴とする真空断熱体。 - 【請求項3】 120℃から250℃の温度で加熱脱水
を行った後、もしくは加熱脱水と同時に5〜100kg
/cm2の条件下で加圧成形を行うことを特徴とする請
求項2記載の真空断熱体。 - 【請求項4】 発泡合成樹脂と内箱と外箱と真空断熱体
とによって構成された断熱箱体を用いた冷蔵庫におい
て、前記真空断熱体が請求項2記載の真空断熱体である
ことを特徴とする冷蔵庫。 - 【請求項5】 発泡合成樹脂と面材と真空断熱体を備
え、前記真空断熱体が複数個あり、かつ、それぞれの真
空断熱体が発泡合成樹脂によって覆われている断熱パネ
ルにおいて、前記真空断熱体が請求項3記載の真空断熱
体であることを特徴とする断熱パネル。 - 【請求項6】 少なくとも、硬質ウレタンフォーム粉末
を有する芯材とウレタン粉末よりも大きい比表面積を持
つ水分吸着剤をブレンドして得た請求項3記載の成形体
を非通気性の外被材に挿入し、内部を減圧密封した真空
断熱体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24807597A JP4017713B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | 真空断熱体、冷蔵庫、断熱パネル、及び真空断熱体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24807597A JP4017713B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | 真空断熱体、冷蔵庫、断熱パネル、及び真空断熱体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1181511A true JPH1181511A (ja) | 1999-03-26 |
JP4017713B2 JP4017713B2 (ja) | 2007-12-05 |
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ID=17172844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24807597A Expired - Fee Related JP4017713B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | 真空断熱体、冷蔵庫、断熱パネル、及び真空断熱体の製造方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP4017713B2 (ja) |
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CN111516120A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-11 | 江苏德业节能科技发展有限公司 | 一种alc蒸压加气混凝土板及其制备方法 |
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- 1997-09-12 JP JP24807597A patent/JP4017713B2/ja not_active Expired - Fee Related
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