【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空断熱材、より詳しくは無機繊維ボードを芯材に用いた真空断熱材と、その真空断熱材を使用した冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保護に対する積極的な取り組みの中で、家電製品に対する省エネルギー化は避けられない重要課題である。その省エネルギー化のための一項目として断熱性能の向上があり、断熱材の高性能化が必要不可欠となっている。
【０００３】
この断熱材の高性能化の一手段として真空断熱材がある。例えば、無機粉末を用いた真空断熱材が特開昭５７−１７３６８９号公報や特開昭６１−１４４４９２号公報で述べられている。その内容は、フィルム状プラスチック容器に単粒子径が１μｍ以下の無機粉末を充填し内部を減圧後密閉することにより、真空断熱材を得るというものである。
【０００４】
これらの真空断熱材は工業化が容易な１３Ｐａ〜１３３Ｐａの真空度で製造することが可能であり、充填する粉末が微細であるため、断熱性能の圧力依存性が小さく、優れた断熱性能を示すもので、一般に硬質ウレタンフォームの３倍以上の断熱性能を有している。
【０００５】
しかし、前記従来技術では微粉末を使用しているため、粉塵による作業環境の悪化や、製造工程が複雑化するなどの問題がある。
【０００６】
これらの問題を解決しようとする取り組みもなされており、特に繊維系材料を用いた真空断熱材が提案されている。
【０００７】
例えば、特公昭３０−３１３９号公報によれば、２５０μｍ以下の繊維径からなるガラス繊維を芯材とし、内部を０．７５Ｐａ以下の真空度に保持した真空断熱材が提案されている。また、特開昭６０−２０８２２６号公報には、無機の細径繊維を伝熱方向に対し直角方向でランダムに積層し、これと直角方向に縫込み繊維を途中まで縫込んだ繊維を真空断熱材の芯材とすることが記載されている。
【０００８】
しかし、これら従来技術は、繊維が固形化されていないため寸法精度が悪く、真空断熱材を他の部品の間に挟み込む場合や、冷蔵庫の外箱に接着させる場合などにおいて設計上問題があったばかりでなく、真空断熱材を製造する上でも固形物でないことから作業工数がかかり安価で製造できない問題や、検査工程において真空断熱材の真空度を測定する上でも、精度良く測定することが困難であるといった問題があった。
【０００９】
これらを解決する手段として芯材の固形化も考案され、その内容は特開昭６３−１８７０８４号公報や特開平９−１３８０５８号公報に記載されており、グラスウール等の繊維質材を有機系バインダーを用いて固めて成形し、これを真空断熱材の芯材として適用するというものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
繊維材料からなる芯材を固形化することで寸法精度など、前述した課題は解決されるが、その一方で形状に対する自由度が無くなるため、芯材を外被材に挿入する場合などでは外被材の開口部に芯材がひっかかり、作業性を悪化させる問題が出てくる。更に、稜線部においてピンホールが発生しやすくなるという問題を有するものであった。
【００１１】
本発明の目的は、芯材が繊維材料からなる固形物であっても、作業性を悪化させることなく製造でき、ピンホールの発生を防ぐ真空断熱材を提供するものであり、更には、冷蔵庫へ適用する上での形状、構成の最適化を図り、省エネルギーの冷蔵庫を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の真空断熱材は、芯材と、外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形してボード化したもので、前記芯材のいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされていることを特徴とするもので、外被材への芯材の挿入作業が容易となり、作業性改善、生産性向上などが図れるものである。
【００１３】
また、本発明の真空断熱材は、芯材と、外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形したボードを複数枚積層して構成され、前記芯材のボード同士の接合面を除くいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされていることを特徴とするもので、成形によるボードの排気抵抗の問題を解決し、上記面取りによる作用も発揮するものである。
【００１４】
また、本発明の真空断熱材は、芯材を構成する複数のボードのうち、少なくとも一枚のボードの接合面に吸着剤を収納する凹部が形成されていることを特徴とするもので、吸着剤による突起で真空断熱材が破袋することを防ぐものである。
【００１５】
また、本発明の真空断熱材は、芯材を構成するボードの密度が１５０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とするもので、優れた断熱性能を維持しながらボードとしての強度も確保できるものである。 また、本発明の真空断熱材は、外被材がアルミ箔を有するラミネートフィルムと、蒸着層を有するラミネートフィルムから構成され、この蒸着層を有するラミネートフィルムを芯材の稜線部が面取りされた伝熱面側に設けたことを特徴とするもので、ピンホールが比較的発生しやすい蒸着層を有するラミネートフィルムを面取りにより保護することができる。
【００１６】
また、本発明の真空断熱材は、貫通孔と曲げ加工用の溝を設けたもので、形状に合わせて隙間なく接着できるものである。
【００１７】
更に、本発明の真空断熱材は、冷媒配管の形状に合わせて表面に凹部を形成したことを特徴とするもので、配管があるところも問題なく接着できるものである。
【００１８】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、外箱と内箱との空間部に本発明の真空断熱材と硬質ウレタンフォームを有し、本発明の真空断熱材が、芯材の稜線部を面取りした側を硬質ウレタンフォーム側になるようにして、少なくとも外箱又は内箱に接着され、残りの空間部を硬質ウレタンフォームで充填されたことを特徴とするもので、硬質ウレタンフォームの流動性を阻害することがないものである。
【００１９】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、貫通孔と、曲げ加工用の溝とを設けた本発明の真空断熱材を使用し、この真空断熱材の貫通孔にドレンパイプを挿入し、芯材の稜線部を面取りした側を硬質ウレタンフォーム側になるようにして溝を曲げて外箱側に真空断熱材を接着したことを特徴とするもので、真空断熱材を効果的に貼り付けられ、消費電力量を低減できるものである。
【００２０】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、冷媒配管の形状に合わせて表面に凹部を形成した本発明の真空断熱材を使用し、この真空断熱材の凹部に前記冷媒配管を嵌め込んだことを特徴とするもので、冷媒配管が邪魔をすることなく、高被覆率の冷蔵庫を提供できるものである。
【００２１】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫で、硬質ウレタンフォームの発泡剤に炭化水素を用い、冷媒に可燃性冷媒を用いたことを特徴とするもので、完全ノンフロンの冷蔵庫においても性能が低下することなく、かつ断熱材の難燃性を向上させることができるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図である。図２は真空断熱材の芯材の分解斜視図である
図１及び図２において、１は真空断熱材であり、芯材２と外被材３と吸着剤４とから構成されている。
【００２４】
芯材２はガラス繊維を加熱及び加圧成形した２枚のボードから形成され、ボード５は平板であり、ボード６は、ボード５との接合面と相対する断熱面の稜線のうち、対向する２辺に面取り部６ａが形成されている。更に、ボード５にはボード６との接合面のほぼ中央に吸着剤４を収納するための凹部５ａが形成されている。
【００２５】
なお、ボード５及びボード６の厚みの比率は特に規制されないが、得ようとする真空断熱材１の厚みの半分程度でそれぞれ作製するのが望ましい。
【００２６】
次に芯材２を形成するボード５，６の作製方法について説明する。
【００２７】
ボード５，６は、遠心法にて作製した平均繊維径が約３μｍ〜７μｍのガラス繊維を用い、バインダーとして熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を適用し、これをガラス繊維にほぼ均一に付着するよう噴霧した。噴霧量はおおよそ１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％となるよう噴霧した。その後、２００℃〜２５０℃の温度に加熱した、縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚さ１０ｍｍのボードを成形するための金属製の冶具内に先ほどのフェノールバインダーを噴霧したガラス繊維を２００ｇ充填し、吸着剤４を収納する凹部５ａを形成するための凸部を有する金属製の押さえ板を上から置き、厚さが１０ｍｍとなるようプレスにて加圧して約１０分間保持し、ボード５を作製した。尚、ボード６を作製する場合には、金属製の冶具の稜線部に加工を施し、加熱成形後にボード６の稜線が面取りされているようにした。
【００２８】
このようにして得られたボード５、６の密度を測定したところ、いずれも２５０ｋｇ／ｍ３であった。
【００２９】
次に外被材３の構成と形態について説明する。外被材３の構成は、片方がガスバリア層としてアルミ箔を有するラミネートフィルム、もう一方はガスバリア層として蒸着層を有するラミネートフィルムを用い、これら２種類のラミネートフィルムから袋を形成し外被材３を得た。
【００３０】
アルミ箔を有するラミネートフィルムの構成は特に限定されるものではないが、最外層にフィルムの可とう性や滑り性を備えた樹脂を適用し、その内層には耐突き刺し性や耐ピンホール性に優れた樹脂を適用し、中間層にはガスバリア層としてアルミ箔を使用し、最内層に熱溶着性の良い樹脂を適用している。
【００３１】
上記特性を満足すれば特に材料を限定するものではないが、最外層として１６μｍの厚みからなるナイロン樹脂を適用し、その内層に１２μｍの厚みからなるポリエチレンテレフタレート樹脂を適用し、中間層には６μｍの厚みからなるアルミ箔を、最内層には５０μｍの厚みからなる高密度ポリエチレン樹脂を用いている。
【００３２】
また、もう一方の蒸着層を有するラミネートフィルムの構成としては、最外層にフィルムの可とう性や滑り性を備えた樹脂を適用し、その内層には耐突き刺し性や耐ピンホール性に優れた樹脂を適用し、中間層にはガスバリア層としてガスバリア性の優れた樹脂の上に金属薄膜を蒸着したものを使用し、最内層に熱溶着性の良い樹脂を適用している。
【００３３】
上記特性を満足すれば特に材料を限定しないが、最外層として１６μｍの厚みからなるナイロン樹脂を適用し、その内層に１２μｍの厚みからなるポリエチレンテレフタレート樹脂を適用し、中間層には１２μｍの厚みからなるエチレンービニルアルコール共重合体樹脂の表面に５００Åの厚みからなるアルミ蒸着を施したものを適用し、最内層には５０μｍの厚みからなる高密度ポリエチレン樹脂を用いている。
【００３４】
次に吸着剤４について説明する。吸着剤４としては使用環境等に応じて吸着除去すべき気体物質が異なるため、それぞれの状況に応じた選定が必要となるが、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、Ｎ２、Ｏ２を吸着除去させるため、サエスゲッター社製のＣＯＭＢＯ３を用いた。
【００３５】
次に、以上のような構成からなる真空断熱材の作製方法について説明する。
まず、前述の方法で作成されたボード５，６を１５０℃の乾燥炉で約２時間乾燥し、ボード５，６が保持している水分や、バインダーの未反応モノマーおよびバインダー中に含まれる水分等を完全に除去する。
【００３６】
その後、乾燥炉から取り出して、ボード５に形成されている凹部５ａ内に吸着剤４をすばやく収納し、稜線部が面取りされているボード６が外被材３のアルミ箔側にくるように重ねて外被材３内に挿入し、真空チャンバー内で所定の真空度となるよう減圧排気し、その後、真空チャンバー内で外被材３の開口部を熱溶着することで減圧密閉された真空断熱材１を得た。
【００３７】
このようにして得た真空断熱材１の熱伝導率を測定した。測定装置は栄弘精機（株）製Ａｕｔｏ−Λ０７３を用い、平均温度２４℃で測定した。結果は、０．００３０Ｗ／ｍＫであった。
【００３８】
尚、同様のサイズで芯材に平均粒子径が１０μｍの湿式シリカ粉末を用いた従来の粉末真空断熱材の場合では、０．００８０Ｗ／ｍＫであった。また、平均繊維径が０．７μｍのガラス繊維の原綿を用いて真空断熱材を作製したところ、本発明とほぼ同等の熱伝導率であった。
【００３９】
更に、ボード５，６の密度を変えて同様の検討を行ったところ、ボード密度が１５０ｋｇ／ｍ３よりも低くなると固形化度合いが低くなり、面取り形状や吸着剤収納部の凹部４の形状保持性が悪くなってしまい、逆に、ボード密度が３００ｋｇ／ｍ３よりも高くなると、密度の増大によって固体熱伝導が大きくなり、真空断熱材１としての熱伝導率が悪化した。
【００４０】
以上のことから、ボード５およびボード６の密度としては１５０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下が良く、望ましくは２００ｋｇ／ｍ３以上２８０ｋｇ／ｍ３以下であり、２２０ｋｇ／ｍ３以上２５０ｋｇ／ｍ３以下が最も良い。
【００４１】
また、このようにして得た真空断熱材１の外被材３についてピンホール発生を調べたところ、蒸着層を有するラミネートフィルムにはその発生は認められないことに加え、アルミ箔を有するラミネートフィルム側にもピンホールは認められなかった。これは、蒸着層を有するラミネートフィルム側に稜線を面取りしたボード６を配置したためであり、稜線をなくすことで蒸着層に与えるダメージを軽減できた効果である。
【００４２】
尚、比較として稜線の面取りをせずにボードを作製した場合では、蒸着層を有するラミネートフィルムには目視で確認できるピンホールが多数存在していた。
【００４３】
以上が、実施の形態１の一例であるが、ボード密度が本発明の範囲であれば、材料としては他に特に限定されるものでない。
【００４４】
例えば、ボードを作製する上で使用するガラス繊維の平均繊維径では、実施の形態１では３μｍから７μｍの平均繊維径を有するものを使用したが、３μｍよりも細い平均繊維径を用いても性能面では何ら問題ない。例えば０．７μｍの平均繊維径からなるガラス繊維を用いてもほぼ同様の熱伝導率を有する真空断熱材を得ることができる。ただし、ガラス繊維の平均繊維径が小さくなると、ガラス繊維自体の生産性が悪化するためコストアップとなることから、工業的に安価で提供することを考慮すると、汎用的な平均繊維径である３μｍ以上７μｍ以下が好ましい。
【００４５】
繊維材料についてもガラス繊維に限定されるものでは無く、他の繊維材料も適用可能である。ガラス繊維材料として一例をあげると、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維などが使用可能であり、他の無機繊維材料としてはロックウール、ジルコニア繊維、硫酸カルシウム繊維、炭化珪素繊維、チタン酸カリウム繊維、硫酸マグネシウム繊維なども使用できるが、取り扱い性やコストを考慮するとグラスウールやグラスファイバーなどが適している。
【００４６】
また、バインダーとしては実施の形態１ではフェノール樹脂を用いているが、有機バインダーの熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂以外にユリア樹脂やアルキド樹脂、メラミン樹脂やウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが適用可能である。更には、熱可塑性樹脂なども適用可能であり、ポリプロピレン、ポリエチレン、スチレン−ブタジエン−アクリルニトリル共重合体、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイドなどが適用でき、これら２種類またはそれ以上の混合物および変成物も含む。しかし、熱硬化性樹脂の方が高温での加熱乾燥が容易であることから、熱可塑性樹脂よりも適している。
【００４７】
また、無機バインダーの適用も可能であり、ケイ酸ソーダ、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、アルミナゾルやコロイダルシリカなどを適用することができる。
【００４８】
更に、圧縮や加熱等の方法により繊維材を成形してボード化できれば、バインダーの有無についても特に限定するものではない。
【００４９】
一方、外被材の構成についても特に限定されるものではなく、例えば、熱溶着層樹脂として、ポリプロピレン樹脂や結晶化度が高くレトルト仕様として上市されているポリプロピレン樹脂や低密度ポリエチレン樹脂および線形低密度ポリエチレン樹脂などが適用できる他、さらにガスバリア性も付加したものとしてポリアクリルニトリル樹脂やエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂などが適用可能である。
【００５０】
また、ラミネートフィルムの最外層に設けているナイロン樹脂についてはコスト面から削除することも可能であり、その場合には内層に設けられているポリエチレンテレフタレート樹脂の厚みを増加させた方が望ましい。
【００５１】
また、ラミネートフィルムの中間層にガスバリア層として、エチレン−ビニルアルコール樹脂にアルミ蒸着を設けているが、このアルミ蒸着は物理蒸着（ＰＶＤ）でも可能であるが、特性をさらに向上させたければ化学蒸着（ＣＶＤ）でも適用可能である。また、ＣＶＤで蒸着を行なう場合においては、アルミ蒸着以外に、シリカ蒸着やダイヤモンドライクカーボン（以下ＤＬＣと称す）などを適用することもできる。尚、ＤＬＣを適用する場合、樹脂に直接コーティングすることも可能であるが、コーティング層の密着性を考慮すればアルミ蒸着層などの金属蒸着層の上にＤＬＣ層をコーティングすることが好ましい。
【００５２】
また、ＤＬＣを適用する場合は、ＤＬＣ自体が突き刺し性や摺動特性や滑り性に優れていることから、ナイロン樹脂とポリエチレン樹脂を削除することも可能であり、ＤＬＣを適用することによるコストアップをラミネート構成の簡素化によって吸収することも可能である。
【００５３】
以上のように、蒸着方法や蒸着材料としては上記に示したものが使用可能であるが、いずれの場合も基材としてはエチレン−ビニルアルコール樹脂が適している。エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂は側差にＯＨ基を有していることから水分との親和性が強いため、真空断熱材に適用した場合、水分が脱離して真空度を悪化させる問題があり、実施の形態１では蒸着層をエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂の内層側に設けているが、コストが許容できるのであれば両面に蒸着層を設けても良い。
【００５４】
次に吸着剤であるが、実施の形態１で使用したもの以外に物理吸着、化学吸着作用を利用したものが適用可能である。
【００５５】
例えば、物理吸着剤としては、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などが適用できる。
【００５６】
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、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、水酸化バリウムなどが効果的に作用する。
【００５７】
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。
【００５８】
更には、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、バナジウム等の物質を単独、或いは合金化したゲッター物質を適用するのも効果的である。また、これらの吸着剤を複数適用することにより、より効果を出すことができる。
【００５９】
（実施の形態２）
次に本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫について説明する。図３は実施の形態２における冷蔵庫の正面図、図４は実施の形態２における冷蔵庫の側断面図、図５は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の要部分解斜視図である。
【００６０】
図３から図５において、７は冷蔵庫で外箱８と内箱９から構成され、その空間部には真空断熱材１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅと、シクロペンタンを発泡剤とした硬質ウレタンフォーム１０が充填されている。また、冷蔵庫７は４つの部屋に区画されており、上段から５℃程度の冷蔵温度に維持される冷蔵室１１、その下段に乾燥を嫌う食品を収納するための野菜室１１ａが２段あり、最下段に−２０℃程度の凍結温度に冷却する冷凍室１１ｂがある。これら各室は、断熱仕切り板１２，１３で区画されている。
【００６１】
真空断熱材は冷蔵庫７の天面１４、背面１５、底面１６、両側面１７，１８、ドア部１９，２０，２１，２２、及び断熱仕切り板１２，１３に適用されており、冷蔵庫７の外箱表面積に対し７０％の被覆率となっている。
【００６２】
尚、冷蔵庫における真空断熱材の適用箇所としては、庫内外の温度差が大きい箇所ほど効果があるが、外箱表面積に対しては５０％以上の被覆率が望ましい。
【００６３】
被覆率が小さい場合、硬質ウレタンフォーム部からの熱漏洩量が真空断熱材を貼り付けている部分よりも多いため、効率的な断熱を行なうことができず、消費電力量の低減効果も小さい。しかし、被覆率が５０％以上となると、硬質ウレタンフォーム部からの熱漏洩量の影響度が小さくなり、真空断熱材適用による断熱効果が支配的となるため効率的な断熱が可能となる。
【００６４】
このように被覆率を５０％以上にすることで効率的な省エネが実現できるが、一方で構造強度の低下などが危惧される。しかし、本発明の真空断熱材ではボード密度の適正化が図られていることから構造強度面でも問題がなく、真空断熱材の被覆率が５０％以上の冷蔵庫を提供することができる。
【００６５】
ドア部１９，２０，２１，２２へは、実施の形態１にて作製した真空断熱材１と同じものを複数枚適用し、天面１４及び背面１５，両側面１７，１８へ適用した真空断熱材１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、天面１４に適用した真空断熱材１Ａのサイズが４００ｍｍ×６００ｍｍ×１５ｍｍ、背面１５に適用した真空断熱材１Ｂのサイズは４００ｍｍ×１１００×１５ｍｍ、両側面１７，１８に適用した真空断熱材１Ｃ，１Ｄのサイズは、４００ｍｍ×１５３０ｍｍ×１５ｍｍで、冷媒配管の形状に沿った凹部２３を形成したものである。また、底面１６に適用する真空断熱材１Ｅのサイズは４００ｍｍ×３００ｍｍ×１５ｍｍであり、ドレンパイプを貫通させるための孔２４を設けている。
【００６６】
真空断熱材１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは芯材のボードの稜線が面取りされていない側を外箱との接着面となるよう貼り付けられており、外箱との空間部にはシクロペンタンを発泡剤とした硬質ウレタンフォーム１０が充填され、冷蔵庫としての構造強度を確保している。
【００６７】
真空断熱材１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを外箱に接着させる場合、ホットメルトをそれぞれの真空断熱材の接着面に塗布し、その後外箱へ押しつけて硬化させているが、ホットメルト以外にも両面テープ等が使用可能である。
【００６８】
真空断熱材１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの冷媒配管形状に沿った凹部２３を形成するには、予めボード６側の冶具に冷媒配管と同様の形状をした突起を作製し、加圧熱成形時に凹部加工する。その後は真空断熱材１と同様の方法で作製する。
【００６９】
このようにして得られた真空断熱材１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの熱伝導率を測定した。測定装置は真空断熱材のサイズが大きいため、実施の形態１で用いた測定装置ではなく、熱流センサーにより熱流を測定し、熱伝導率を求めたところ、０．００２０Ｗ／ｍＫであった。尚、温度としては、２５℃の室温で５５℃の温度に調節したウォータバスに前述の真空断熱材を置いて測定した。
【００７０】
次に、底面１６に適用する真空断熱材１Ｅの作製方法について説明する。
【００７１】
まず、芯材のボード５，６にドレンパイプが貫通するための貫通孔２４と、ボード６には冷蔵庫の底部形状に沿わすための折り曲げ部としての溝２５とを設ける必要がある。貫通孔２４は、冶具にドレンパイプの径よりも大きめに作製したボスを取り付け、溝部は溝２５を形成するための凸部を取り付け、稜線の面取り加工と同時に、加圧及び加熱成形時、貫通孔２４と溝２５を有するボード６を得た。なお、ドレンパイプの貫通孔２４を有する場合、ボード５の吸着剤を収容する凹部５ａの位置を考慮する必要があり、貫通孔２４近傍から少し離れた位置に設けることが望ましい。
【００７２】
このようにして得られたボード５とボード６を用い、その後は実施の形態１と同様の方法で作製し、真空断熱材１Ｅを得た。前述の方法で熱伝導率を測定したところ０．００２０Ｗ／ｍＫであった。
【００７３】
尚、冷媒としては地球環境の観点から可燃性冷媒を用いており、特に指定されるものではないが、イソブタン、ｎ―ブタン、プロパン、アンモニア等が可燃性冷媒として挙げられるが、冷却能力の点からイソブタンが望ましい。
【００７４】
このようにして得られた冷蔵庫７の消費電力量を測定したところ、真空断熱材１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを適用しないものに比べ約４０％低下しており、加速試験でも性能低下のないことを確認した。
【００７５】
実施の形態２では、外被材の片側に蒸着層を有するラミネートフィルムを適用しているが、真空断熱材１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのようにサイズが大きい場合では金属箔による熱リークの影響度が低減することからアルミ箔を有するラミネートフィルムを外被材として用いても問題ない。この場合、ラミネートフィルムの構成が一種類となることから、外被材の形態についても１枚から構成する様々なものが適用できる。
【００７６】
図６から図８に外被材のその他の形態を示す。これらは１枚のラミネートフィルムを折り曲げることにより得られるものである。すなわち、二つ折りにして３辺を熱溶着部２６ａとしたＬ型外被材を用いた真空断熱材２６や、その変形タイプの外被材を用いた真空断熱材２７，及び２辺を折り曲げたピロー型外被材を用いた真空断熱材２８などを適用することができる。
【００７７】
ピロー型外被材を用いて真空断熱材２８を作製する場合には、外被材の熱溶着層としてはメルトフローの大きいものが好ましく、高密度ポリエチレン樹脂や低密度ポリエチレン樹脂、線形ポリエチレン樹脂などが好ましい。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の真空断熱材は、芯材と外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形してボード化したもので、前記芯材のいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされているもので、片側伝熱面の稜線が面取りされていることから外被材への挿入作業が容易となり、作業性改善によって生産性向上や人員削減が可能となることから工業的に安価で真空断熱材を提供することができる。
【００７９】
また、本発明の真空断熱材は、芯材と外被材とからなり、前記芯材が無機繊維を成形したボードを複数枚積層して構成され、前記芯材のボード同士の接合面を除くいずれか一方の伝熱面の稜線部の少なくとも一辺が面取りされているもので、ボードを加熱及び加圧成形することでボードの排気抵抗が大きくなる問題を解決する。即ち、ボードを積層することにより、ボード同士の接合面におけるボード表面近傍では気体分子の流れに対する抵抗が大きく、接合面における微小空間部の気体分子流よりも遅くなる。このため、気体は渦を生じた流れを生み出すことから粘性力が生じ、ボード内部の気体を強制的に取り出すため排気抵抗が低減され生産性改善の効果がある。
【００８０】
また、本発明の真空断熱材は、芯材を構成する複数のボードのうち、少なくとも一枚のボードの接合面に吸着剤を収納する凹部を形成したもので、外被材に吸着剤による突起がなく、この突起部への衝撃などによって真空断熱材が破袋するといった問題が解決される。よって、輸送時などでの破袋発生が減少することから梱包仕様や輸送形態についても選択肢が広がり、安価で提供することが可能となる。
【００８１】
また、本発明の真空断熱材は、芯材を構成するボードの密度が１５０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下としたもので、芯材密度の適正化を図ることにより、優れた断熱性能を維持しながらボードとしての強度も確保できる。
【００８２】
また、本発明の真空断熱材は、外被材がアルミ箔を有するラミネートフィルムと、蒸着層を有するラミネートフィルムとから構成されるものであって、芯材の稜線部が面取りされている伝熱面に蒸着層を有するラミネートフィルムが設けられているため、耐ピンホール性が危惧されるアルミ箔へのダメージが軽減されることから、ピンホールによる断熱性能の悪化といった問題が解決される。
【００８３】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、芯材の稜線部を面取りした側が硬質ウレタンフォーム側となるように外箱又は内箱に本発明の真空断熱材を接着したものである。これにより、外箱又は内箱と真空断熱材との接着面の隙間が生じにくく、併せて硬質ウレタンフォームが充填される空間部に存在する真空断熱材の伝熱面稜線部が面取りされていることから、硬質ウレタンフォームの流動性を阻害することが少ない。このため、硬質ウレタンフォームの未充填部が原因で消費電力量が増大するといった問題が解決される。
【００８４】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、本発明の真空断熱材の一部に貫通孔と、曲げ加工ができるように溝を設け、この貫通孔にドレンパイプを挿入し、溝部を曲げて外箱側に真空断熱材を接着したものである。このため、折り曲げのある冷凍室底面へ隙間なく接着することが可能となることから、外気温との温度差が大きい部分を効率よく断熱できるため消費電力量をさらに低減することができる。また、曲げ加工が容易に行なえるよう、真空断熱材に溝部を形成していることから、冷凍室底面部の傾斜形状などにも容易に沿わすことができる。よって、折り曲げて真空断熱材を貼り付けた後に、真空断熱材が浮き上がってしまうといった問題が解決される。
【００８５】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、冷媒配管の形状に合わせて本発明の真空断熱材の表面に凹部を形成し、この真空断熱材の凹部に前記冷媒配管を嵌め込んでいるため、真空断熱時を貼り付ける際、冷媒配管が邪魔をすることがなく、高被覆率の冷蔵庫を提供することができる。
【００８６】
また、本発明の真空断熱材を使用した冷蔵庫は、硬質ウレタンフォームの発泡剤に炭化水素を用い、冷媒に可燃性冷媒を用いていることから、オゾン層への影響がなく地球環境に優しい冷蔵庫を提供することが可能であり、本発明の無機繊維材料を用いた真空断熱材を適用することにより、性能が低下することなく、また、冷蔵庫外部からの類焼に対する断熱材の難燃化を向上させ、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における芯材の分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の正面図
【図４】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側断面図
【図５】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の要部分解斜視図
【図６】本発明のその他の実施例における真空断熱材の平面図
【図７】本発明のその他の実施例における真空断熱材の平面図
【図８】本発明のその他の実施例における真空断熱材の平面図
【符号の説明】
１ 真空断熱材
１Ａ 真空断熱材
１Ｂ 真空断熱材
１Ｃ 真空断熱材
１Ｄ 真空断熱材
１Ｅ 真空断熱材
２ 芯材
３ 外被材
４ 吸着剤
５ ボード
５ａ 凹部
６ ボード
６ａ 面取り
７ 冷蔵庫
８ 外箱
９ 内箱
１０ 硬質ウレタンフォーム
２３ 凹部
２４ 貫通孔
２５ 溝
２６ 真空断熱材
２７ 真空断熱材
２８ 真空断熱材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum heat insulating material, and more particularly to a vacuum heat insulating material using an inorganic fiber board as a core material and a refrigerator using the vacuum heat insulating material.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, energy conservation for home electric appliances has been an inevitable important issue in aggressive efforts for global environmental protection. One of the items for energy saving is to improve the heat insulation performance, and it is essential to improve the performance of the heat insulating material.
[0003]
As one means for improving the performance of this heat insulating material, there is a vacuum heat insulating material. For example, a vacuum heat insulating material using inorganic powder is described in JP-A-57-173689 and JP-A-61-144492. The content is that a film-shaped plastic container is filled with an inorganic powder having a single particle diameter of 1 μm or less, and the inside thereof is depressurized and sealed to obtain a vacuum heat insulating material.
[0004]
These vacuum insulation materials can be manufactured at a degree of vacuum of 13 Pa to 133 Pa, which is easy to industrialize, and since the powder to be filled is fine, the pressure dependency of the insulation performance is small, and those exhibiting excellent insulation performance. In general, it has heat insulation performance three times or more that of rigid urethane foam.
[0005]
However, in the above-mentioned prior art, since fine powder is used, there are problems such as a deterioration of a working environment due to dust and a complicated manufacturing process.
[0006]
Efforts have been made to solve these problems, and in particular, a vacuum heat insulating material using a fiber material has been proposed.
[0007]
For example, Japanese Patent Publication No. 30-3139 proposes a vacuum heat insulating material in which a glass fiber having a fiber diameter of 250 μm or less is used as a core material and the inside is kept at a degree of vacuum of 0.75 Pa or less. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-208226 discloses that inorganic fine fibers are randomly laminated in a direction perpendicular to the heat transfer direction, and the sewn fibers are sewn halfway in the direction perpendicular to the heat transfer direction. It is described as a core material of the material.
[0008]
However, these prior arts have poor dimensional accuracy because the fibers are not solidified, and have only had a design problem when the vacuum insulation material is sandwiched between other parts or when it is adhered to the outer box of a refrigerator. Not only is it difficult to manufacture vacuum insulation at low cost because it is not a solid material, so it takes a lot of man-hours to manufacture it, and it is difficult to measure the degree of vacuum of vacuum insulation in the inspection process. There was a problem.
[0009]
As means for solving these problems, solidification of a core material has been devised, and the contents thereof are described in JP-A-63-187084 and JP-A-9-138058, and a fibrous material such as glass wool is used as an organic binder. Then, it is hardened and formed using a material, and this is applied as a core material of a vacuum heat insulating material.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The aforementioned problems, such as dimensional accuracy, can be solved by solidifying the core material made of fiber material, but on the other hand, since the degree of freedom in shape is lost, the outer material is not used when the core material is inserted into the outer material. The core material is caught in the opening of the material, which causes a problem of deteriorating workability. Further, there is a problem that a pinhole is easily generated in the ridge portion.
[0011]
An object of the present invention is to provide a vacuum heat insulating material that can be manufactured without deteriorating workability and prevent pinholes even when the core material is a solid material made of a fiber material. It is intended to provide an energy-saving refrigerator by optimizing a shape and a configuration in applying to a refrigerator.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the vacuum heat insulating material of the present invention comprises a core material and a jacket material, wherein the core material is formed by molding inorganic fibers into a board, and one of the core materials is provided. At least one side of the ridge portion of the heat transfer surface is chamfered, so that the work of inserting the core material into the jacket material is facilitated, thereby improving workability and productivity.
[0013]
Further, the vacuum heat insulating material of the present invention is composed of a core material and a jacket material, the core material is formed by laminating a plurality of boards in which inorganic fibers are formed, and a bonding surface of the core material boards is formed. At least one side of the ridge line portion of any one of the heat transfer surfaces is chamfered, which solves the problem of exhaust resistance of the board due to molding and also exerts the effect of the chamfer.
[0014]
Further, the vacuum heat insulating material of the present invention is characterized in that, among a plurality of boards constituting a core material, a concave portion for accommodating an adsorbent is formed on a joint surface of at least one of the boards. This prevents the vacuum insulation material from being broken by the protrusions caused by the agent.
[0015]
Further, in the vacuum heat insulating material of the present invention, the density of the board constituting the core material is 150 kg / m. 3 More than 300kg / m 3 It is characterized by the following, and can secure the strength as a board while maintaining excellent heat insulating performance. Further, the vacuum heat insulating material of the present invention is composed of a laminated film having an aluminum foil as an outer covering material and a laminated film having a vapor-deposited layer. This is characterized in that it is provided on the hot surface side, and it is possible to protect a laminated film having a vapor deposited layer in which pinholes are relatively easily generated by chamfering.
[0016]
Further, the vacuum heat insulating material of the present invention is provided with a through hole and a groove for bending, and can be adhered without any gap according to the shape.
[0017]
Further, the vacuum heat insulating material of the present invention is characterized in that a concave portion is formed on the surface in conformity with the shape of the refrigerant pipe, and the pipe can be bonded without any problem even where the pipe is present.
[0018]
Further, the refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention has the vacuum heat insulating material of the present invention and the hard urethane foam in the space between the outer box and the inner box, and the vacuum heat insulating material of the present invention is a ridgeline of the core material. The side with the chamfered part is the rigid urethane foam side, it is adhered to at least the outer box or the inner box, and the remaining space is characterized by being filled with the rigid urethane foam. It does not impair the fluidity.
[0019]
Further, a refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention uses the vacuum heat insulating material of the present invention provided with a through hole and a groove for bending, and inserts a drain pipe into the through hole of the vacuum heat insulating material. It is characterized by the fact that the ridge of the core material is chamfered to the hard urethane foam side and the groove is bent, and the vacuum insulation material is adhered to the outer box side. The power consumption can be reduced.
[0020]
Further, the refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention uses the vacuum heat insulating material of the present invention having a concave portion formed on the surface in accordance with the shape of the refrigerant pipe, and fits the refrigerant pipe into the concave portion of the vacuum heat insulating material. It is possible to provide a refrigerator having a high covering rate without obstructing a refrigerant pipe.
[0021]
Further, the refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention is a refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention, wherein a hydrocarbon is used as a foaming agent for the rigid urethane foam, and a flammable refrigerant is used as a refrigerant. Therefore, even in a completely non-fluorocarbon refrigerator, the flame retardancy of the heat insulating material can be improved without lowering the performance.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view of a vacuum heat insulating material according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the core material of the vacuum heat insulating material.
1 and 2, reference numeral 1 denotes a vacuum heat insulating material, which is composed of a core material 2, a jacket material 3, and an adsorbent 4.
[0024]
The core material 2 is formed from two boards formed by heating and pressing glass fibers, the board 5 is a flat plate, and the board 6 is opposed to the ridge line of the heat insulating surface facing the joining surface with the board 5. Chamfers 6a are formed on two sides. Further, the board 5 is provided with a recess 5a for accommodating the adsorbent 4 substantially at the center of the joint surface with the board 6.
[0025]
The ratio of the thickness of the board 5 and the thickness of the board 6 is not particularly limited, but it is preferable that each of the boards is manufactured to have a thickness of about half the thickness of the vacuum heat insulator 1 to be obtained.
[0026]
Next, a method for manufacturing the boards 5 and 6 for forming the core 2 will be described.
[0027]
The boards 5 and 6 are made of glass fibers having an average fiber diameter of about 3 μm to 7 μm produced by a centrifugal method, and a phenol resin, which is a thermosetting resin, is applied as a binder and adheres the glass fibers almost uniformly. Sprayed. Spraying was performed so that the spray amount was approximately 10 wt% to 20 wt%. Then, 200 g of glass fiber sprayed with the phenol binder was filled in a metal jig heated to a temperature of 200 ° C. to 250 ° C. for forming a board of 200 mm long × 200 mm wide × 10 mm thick, and adsorbed. A metal press plate having a convex portion for forming the concave portion 5a for accommodating the agent 4 was placed from above, pressed by a press so as to have a thickness of 10 mm, and held for about 10 minutes to produce a board 5. . When manufacturing the board 6, the ridge of the metal jig was processed, and the ridge of the board 6 was chamfered after the heat molding.
[0028]
When the densities of the boards 5 and 6 obtained as described above were measured, both were 250 kg / m. 3 Met.
[0029]
Next, the configuration and form of the jacket 3 will be described. The structure of the outer cover material 3 is such that a laminate film having an aluminum foil as a gas barrier layer and a laminate film having a vapor-deposited layer as a gas barrier layer are used on one side, and a bag is formed from these two types of laminate films. Got.
[0030]
The configuration of the laminated film having aluminum foil is not particularly limited, but a resin having flexibility and slipperiness of the film is applied to the outermost layer, and the inner layer is provided with piercing resistance and pinhole resistance. An excellent resin is applied, an aluminum foil is used as a gas barrier layer for the intermediate layer, and a resin having good heat welding property is applied to the innermost layer.
[0031]
The material is not particularly limited as long as the above properties are satisfied, but a nylon resin having a thickness of 16 μm is applied as the outermost layer, and a polyethylene terephthalate resin having a thickness of 12 μm is applied to the inner layer, and 6 μm is applied to the intermediate layer. And a high-density polyethylene resin having a thickness of 50 μm for the innermost layer.
[0032]
Also, as the configuration of the laminated film having the other vapor-deposited layer, a resin having flexibility and slipperiness of the film is applied to the outermost layer, and the inner layer has excellent piercing resistance and pinhole resistance. A resin is used. As the intermediate layer, a gas barrier layer formed by depositing a metal thin film on a resin having excellent gas barrier properties is used, and a resin having good heat welding properties is applied to the innermost layer.
[0033]
The material is not particularly limited as long as the above properties are satisfied, but a nylon resin having a thickness of 16 μm is applied as the outermost layer, a polyethylene terephthalate resin having a thickness of 12 μm is applied to the inner layer, and a 12 μm thickness is applied to the intermediate layer. A 500-mm-thick aluminum vapor-deposited surface is applied to the surface of an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, and a high-density polyethylene resin having a thickness of 50 μm is used for the innermost layer.
[0034]
Next, the adsorbent 4 will be described. As the adsorbent 4, the gaseous substance to be adsorbed and removed differs depending on the use environment and the like. 2 O, CO 2 , N 2 , O 2 In order to adsorb and remove, COMBO3 manufactured by SAES Getter Co., Ltd. was used.
[0035]
Next, a method for manufacturing the vacuum heat insulating material having the above configuration will be described.
First, the boards 5 and 6 prepared by the above-described method are dried in a drying oven at 150 ° C. for about 2 hours, and the moisture retained in the boards 5 and 6, the unreacted monomer of the binder, and the moisture contained in the binder Etc. are completely removed.
[0036]
After that, the adsorbent 4 is taken out of the drying furnace, and the adsorbent 4 is quickly stored in the recess 5a formed in the board 5, and the board 6 with the chamfered ridge is overlapped on the aluminum foil side of the jacket material 3. Vacuum evacuation so as to obtain a predetermined degree of vacuum in the vacuum chamber, and then heat-welding the opening of the jacket material 3 in the vacuum chamber to provide a vacuum-sealed vacuum insulation. Material 1 was obtained.
[0037]
The thermal conductivity of the vacuum heat insulating material 1 thus obtained was measured. The measurement was performed at an average temperature of 24 ° C. using an Auto- # 073 manufactured by Eihiro Seiki Co., Ltd. The result was 0.0030 W / mK.
[0038]
In the case of a conventional powder vacuum heat insulating material using a wet silica powder having the same size and a core material having an average particle diameter of 10 μm, the value was 0.0080 W / mK. Further, when a vacuum heat insulating material was prepared using glass fiber raw cotton having an average fiber diameter of 0.7 μm, the thermal conductivity was almost the same as that of the present invention.
[0039]
Further, when the same examination was performed by changing the density of the boards 5 and 6, the board density was 150 kg / m. 3 If it is lower than this, the solidification degree will be low, and the chamfered shape and the shape retention of the concave portion 4 of the adsorbent storage portion will be deteriorated, and conversely, the board density will be 300 kg / m 3 When the temperature is higher than the above, the solid thermal conductivity increases due to the increase in the density, and the thermal conductivity as the vacuum heat insulating material 1 deteriorates.
[0040]
From the above, the density of the board 5 and the board 6 is 150 kg / m 3 More than 300kg / m 3 The following is good, preferably 200 kg / m 3 More than 280kg / m 3 Below, 220 kg / m 3 More than 250kg / m 3 The following are the best.
[0041]
Further, when pinhole generation was examined for the outer covering material 3 of the vacuum heat insulating material 1 thus obtained, no occurrence was observed in the laminated film having a vapor deposition layer. No pinholes were found on either side. This is because the board 6 having a chamfered ridge line is arranged on the side of the laminate film having the vapor deposition layer, and by eliminating the ridge line, the damage to the vapor deposition layer can be reduced.
[0042]
In addition, as a comparison, when the board was produced without chamfering the ridge line, the laminated film having the vapor deposition layer had many pinholes which could be visually confirmed.
[0043]
The above is an example of the first embodiment, but the material is not particularly limited as long as the board density is within the range of the present invention.
[0044]
For example, with regard to the average fiber diameter of the glass fibers used for manufacturing the board, the glass fiber having an average fiber diameter of 3 μm to 7 μm is used in the first embodiment, but the performance is improved even if an average fiber diameter smaller than 3 μm is used. There is no problem in terms of aspect. For example, even if glass fibers having an average fiber diameter of 0.7 μm are used, a vacuum heat insulating material having substantially the same thermal conductivity can be obtained. However, if the average fiber diameter of the glass fiber becomes small, the productivity of the glass fiber itself deteriorates and the cost increases. Therefore, considering that the glass fiber is provided at a low cost industrially, the average fiber diameter of 3 μm is a general-purpose average fiber diameter. It is preferably at least 7 μm.
[0045]
The fiber material is not limited to glass fiber, and other fiber materials are also applicable. As an example of the glass fiber material, glass wool, glass fiber, alumina fiber, silica-alumina fiber, silica fiber, etc. can be used, and as other inorganic fiber materials, rock wool, zirconia fiber, calcium sulfate fiber, silicon carbide fiber Although potassium titanate fiber, magnesium sulfate fiber and the like can be used, glass wool and glass fiber are suitable in consideration of handleability and cost.
[0046]
In the first embodiment, a phenol resin is used as the binder. However, as the thermosetting resin of the organic binder, a urea resin, an alkyd resin, a melamine resin, a urethane resin, an epoxy resin, or the like can be used in addition to the phenol resin. It is. Further, thermoplastic resins and the like are also applicable, and polypropylene, polyethylene, styrene-butadiene-acrylonitrile copolymer, polyamide, polycarbonate, polyacetal, polyethylene terephthalate, polyphenylene oxide, polysulfone, polyphenylene sulfide and the like can be applied. It also includes one or more mixtures and modifications. However, thermosetting resins are more suitable than thermoplastic resins because they are easier to heat and dry at high temperatures.
[0047]
In addition, an inorganic binder can be used, and sodium silicate, lithium silicate, potassium silicate, alumina sol, colloidal silica, or the like can be used.
[0048]
Furthermore, the presence or absence of the binder is not particularly limited as long as the fiber material can be formed into a board by a method such as compression or heating.
[0049]
On the other hand, the configuration of the jacket material is not particularly limited. For example, a polypropylene resin, a polypropylene resin having a high crystallinity, a low-density polyethylene resin and a linear In addition to a polyethylene resin having a high density, a polyacrylonitrile resin, an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, or the like having a gas barrier property can be applied.
[0050]
Further, the nylon resin provided in the outermost layer of the laminate film can be omitted from the viewpoint of cost. In this case, it is desirable to increase the thickness of the polyethylene terephthalate resin provided in the inner layer.
[0051]
In addition, aluminum vapor is provided on an ethylene-vinyl alcohol resin as a gas barrier layer in the intermediate layer of the laminate film. This aluminum vapor deposition can be performed by physical vapor deposition (PVD). (CVD) is also applicable. In the case of performing vapor deposition by CVD, silica vapor deposition, diamond-like carbon (hereinafter, referred to as DLC), or the like can be applied in addition to aluminum vapor deposition. When DLC is applied, it is possible to directly coat the resin, but it is preferable to coat the DLC layer on a metal evaporation layer such as an aluminum evaporation layer in consideration of the adhesion of the coating layer.
[0052]
In addition, when DLC is applied, nylon resin and polyethylene resin can be omitted because DLC itself is excellent in piercing properties, sliding characteristics, and sliding properties, and cost increases by applying DLC. Can be absorbed by simplifying the laminate configuration.
[0053]
As described above, the above-described materials can be used as the vapor deposition method and the vapor deposition material, but in any case, the ethylene-vinyl alcohol resin is suitable as the base material. Since ethylene-vinyl alcohol copolymer resin has an OH group on the side difference, it has a strong affinity for water, so when applied to a vacuum heat insulating material, there is a problem that water is desorbed and the degree of vacuum is deteriorated. Although the vapor deposition layer is provided on the inner layer side of the ethylene-vinyl alcohol copolymer resin in the first embodiment, vapor deposition layers may be provided on both surfaces if cost is acceptable.
[0054]
Next, as the adsorbent, those using physical adsorption and chemical adsorption other than those used in the first embodiment can be applied.
[0055]
For example, as a physical adsorbent, synthetic zeolite, activated carbon, activated alumina, silica gel, dawsonite, hydrotalcite, and the like can be applied.
[0056]
As the chemical adsorbent, an oxide of an alkali metal or an alkaline earth metal, a hydroxide of an alkali metal or an alkaline earth metal, or the like can be used. In particular, lithium oxide, calcium oxide, calcium hydroxide, magnesium oxide, water Magnesium oxide, barium oxide, barium hydroxide, etc. work effectively.
[0057]
In addition, calcium sulfate, magnesium sulfate, sodium sulfate, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium chloride, lithium carbonate, unsaturated fatty acids, iron compounds and the like also act effectively.
[0058]
Further, it is also effective to use a getter material which is made of a material such as barium, magnesium, calcium, strontium, titanium, zirconium, vanadium, etc. alone or alloyed. Further, by applying a plurality of these adsorbents, more effects can be obtained.
[0059]
(Embodiment 2)
Next, a refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention will be described. FIG. 3 is a front view of the refrigerator in the second embodiment, FIG. 4 is a side sectional view of the refrigerator in the second embodiment, and FIG. 5 is an exploded perspective view of a main part of the refrigerator in the second embodiment of the present invention.
[0060]
3 to 5, reference numeral 7 denotes a refrigerator, which comprises an outer box 8 and an inner box 9, and has a space in which vacuum insulating materials 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E and cyclopentane are used as a foaming agent. Rigid urethane foam 10 is filled. The refrigerator 7 is divided into four rooms, and there are a refrigerator room 11 in which the refrigerator is maintained at a refrigerator temperature of about 5 ° C. from the upper stage, and a vegetable room 11a for storing foods which do not like to be dried in the lower stage. At the bottom, there is a freezing room 11b for cooling to a freezing temperature of about -20 ° C. These chambers are partitioned by heat insulating partition plates 12 and 13.
[0061]
The vacuum heat insulating material is applied to the top surface 14, the back surface 15, the bottom surface 16, both side surfaces 17, 18, the door portions 19, 20, 21, 22, and the heat insulating partition plates 12, 13 of the refrigerator 7, and the outside of the refrigerator 7 The coverage is 70% of the box surface area.
[0062]
In addition, as a place where the vacuum heat insulating material is applied in the refrigerator, a place where the temperature difference between the inside and outside of the refrigerator is large is more effective, but a coverage of 50% or more with respect to the outer box surface area is desirable.
[0063]
When the coverage is small, the amount of heat leakage from the rigid urethane foam portion is larger than that of the portion to which the vacuum heat insulating material is attached, so that efficient heat insulation cannot be performed, and the effect of reducing power consumption is small. However, when the covering ratio is 50% or more, the degree of influence of the amount of heat leakage from the rigid urethane foam portion decreases, and the heat insulating effect by applying a vacuum heat insulating material becomes dominant, so that efficient heat insulating is possible.
[0064]
By setting the coverage to 50% or more in this way, efficient energy saving can be realized, but on the other hand, there is a concern that structural strength may be reduced. However, since the vacuum heat insulating material of the present invention achieves an appropriate board density, there is no problem in terms of structural strength, and a refrigerator having a vacuum heat insulating material coverage of 50% or more can be provided.
[0065]
A plurality of the same vacuum insulation materials 1 as those manufactured in the first embodiment are applied to the door portions 19, 20, 21, and 22, and the vacuum insulation is applied to the top surface 14 and the back surface 15 and the both side surfaces 17, 18. The materials 1A, 1B, 1C and 1D have a size of the vacuum heat insulating material 1A applied to the top surface 14 of 400 mm × 600 mm × 15 mm, a size of the vacuum heat insulating material 1B applied to the back surface 15 of 400 mm × 1100 × 15 mm, and both side surfaces 17. , 18 have a size of 400 mm × 1530 mm × 15 mm, and have a recess 23 formed along the shape of the refrigerant pipe. Further, the size of the vacuum heat insulating material 1E applied to the bottom surface 16 is 400 mm × 300 mm × 15 mm, and a hole 24 for penetrating the drain pipe is provided.
[0066]
The vacuum heat insulating materials 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E are attached so that the side of the core material where the ridgeline of the board is not chamfered serves as an adhesive surface with the outer box. Is filled with a rigid urethane foam 10 using cyclopentane as a foaming agent to secure structural strength as a refrigerator.
[0067]
When the vacuum heat insulating materials 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E are bonded to the outer box, a hot melt is applied to the bonding surface of each vacuum heat insulating material, and then pressed against the outer box to be cured. In addition to the melt, a double-sided tape or the like can be used.
[0068]
In order to form the concave portion 23 along the refrigerant pipe shape of the vacuum heat insulating materials 1A, 1B, 1C, 1D, a protrusion having the same shape as the refrigerant pipe is prepared in advance in the jig on the board 6 side, and the pressurized thermoforming is performed. Process the recess. Thereafter, it is manufactured in the same manner as the vacuum heat insulating material 1.
[0069]
The thermal conductivity of the vacuum heat insulating materials 1A, 1B, 1C, 1D thus obtained was measured. Since the size of the vacuum heat insulating material of the measurement device was large, a heat flow was measured by a heat flow sensor instead of the measurement device used in Embodiment 1, and the thermal conductivity was 0.0020 W / mK. The temperature was measured by placing the above-mentioned vacuum heat insulating material in a water bath adjusted to a temperature of 55 ° C. at a room temperature of 25 ° C.
[0070]
Next, a method of manufacturing the vacuum heat insulating material 1E applied to the bottom surface 16 will be described.
[0071]
First, it is necessary to provide a through hole 24 through which drain pipes pass through the core boards 5 and 6, and a groove 25 as a bent portion along the bottom of the refrigerator. For the through hole 24, a boss made larger than the diameter of the drain pipe is attached to the jig, and the groove portion is attached with a convex portion for forming the groove 25. The board 6 having the holes 24 and the grooves 25 was obtained. In the case where the through hole 24 of the drain pipe is provided, it is necessary to consider the position of the concave portion 5 a for accommodating the adsorbent of the board 5, and it is desirable to provide the position slightly away from the vicinity of the through hole 24.
[0072]
Using the board 5 and the board 6 obtained in this way, the subsequent steps were performed in the same manner as in the first embodiment to obtain a vacuum heat insulating material 1E. The thermal conductivity measured by the method described above was 0.0020 W / mK.
[0073]
As the refrigerant, a flammable refrigerant is used from the viewpoint of the global environment, and although not particularly specified, isobutane, n-butane, propane, ammonia and the like are enumerated as flammable refrigerants, but in terms of cooling capacity. To isobutane.
[0074]
When the power consumption of the refrigerator 7 thus obtained was measured, it was found to be about 40% lower than that in which the vacuum insulation materials 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E were not applied. It was confirmed that there was no decrease.
[0075]
In the second embodiment, a laminated film having a vapor-deposited layer on one side of a jacket material is applied. However, when the size is large as in the case of the vacuum heat insulating materials 1A, 1B, 1C, and 1D, the influence of the heat leak due to the metal foil is large. Since the degree of reduction is reduced, there is no problem even if a laminate film having an aluminum foil is used as the covering material. In this case, since the structure of the laminated film is one type, various forms composed of one sheet can also be applied to the form of the covering material.
[0076]
6 to 8 show other forms of the covering material. These are obtained by folding one laminated film. That is, a vacuum heat insulating material 26 using an L-shaped outer cover material having three sides and a heat welded portion 26a on three sides, a vacuum heat insulating material 27 using a deformable type outer cover material, and two sides are bent. A vacuum heat insulating material 28 using a pillow type jacket material or the like can be applied.
[0077]
When the vacuum heat insulating material 28 is manufactured using a pillow-type jacket material, a material having a large melt flow is preferably used as the heat-sealing layer of the jacket material, such as a high-density polyethylene resin, a low-density polyethylene resin, and a linear polyethylene resin. Is preferred.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, the vacuum heat insulating material of the present invention is composed of a core material and a jacket material, and the core material is formed by molding inorganic fibers into a board, and the heat transfer surface of one of the core materials is provided. At least one side of the ridge line is chamfered, and the ridge line on one side of the heat transfer surface is chamfered, making it easier to insert into the jacket material, improving productivity and reducing manpower by improving workability. Therefore, a vacuum heat insulating material can be provided industrially at low cost.
[0079]
Further, the vacuum heat insulating material of the present invention is composed of a core material and a jacket material, wherein the core material is formed by laminating a plurality of boards formed by molding inorganic fibers, and excluding a joint surface between the boards of the core material. At least one side of the ridge portion of one of the heat transfer surfaces is chamfered, and the problem of increasing the exhaust resistance of the board by heating and pressing the board is solved. That is, by laminating the boards, the resistance to the flow of gas molecules in the vicinity of the board surface at the joint surface between the boards is large, and is slower than the gas molecule flow in the minute space at the joint surface. For this reason, the gas generates a flow in which a vortex is generated, so that a viscous force is generated. Since the gas inside the board is forcibly taken out, the exhaust resistance is reduced and the effect of improving the productivity is obtained.
[0080]
Further, the vacuum heat insulating material of the present invention is formed by forming a concave portion for accommodating the adsorbent on a joining surface of at least one of a plurality of boards constituting a core material, and forming a protrusion by the adsorbent on a jacket material. Thus, the problem that the vacuum heat insulating material breaks due to an impact on the protrusions is solved. Therefore, since the occurrence of bag breakage during transportation or the like is reduced, the options for packaging specifications and transportation modes are expanded, and it is possible to provide the package at low cost.
[0081]
Further, in the vacuum heat insulating material of the present invention, the density of the board constituting the core material is 150 kg / m. 3 More than 300kg / m 3 By setting the core material density appropriately, the strength as a board can be secured while maintaining excellent heat insulating performance.
[0082]
Further, the vacuum heat insulating material of the present invention is a heat transfer material in which a jacket material is composed of a laminated film having an aluminum foil and a laminated film having a vapor-deposited layer, and a ridge portion of a core material is chamfered. Since the laminate film having the vapor-deposited layer on the surface is provided, damage to the aluminum foil, which is concerned about pinhole resistance, is reduced, and the problem of deterioration in heat insulation performance due to pinholes is solved.
[0083]
In a refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention, the vacuum heat insulating material of the present invention is bonded to an outer box or an inner box such that a side obtained by chamfering the ridge of the core is a hard urethane foam side. As a result, a gap between the bonding surface of the outer box or the inner box and the vacuum heat insulating material is less likely to occur, and the heat transfer surface ridge of the vacuum heat insulating material existing in the space filled with the hard urethane foam is chamfered. Therefore, the flowability of the rigid urethane foam is hardly hindered. This solves the problem that the power consumption increases due to the unfilled portion of the rigid urethane foam.
[0084]
Further, a refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention has a through hole in a part of the vacuum heat insulating material of the present invention, a groove provided for bending, a drain pipe is inserted into the through hole, and a groove is formed. It is bent and a vacuum heat insulating material is adhered to the outer box side. For this reason, since it is possible to adhere to the bent bottom surface of the freezing chamber without any gaps, it is possible to efficiently insulate a portion having a large temperature difference from the outside air temperature, thereby further reducing power consumption. In addition, since the groove is formed in the vacuum heat insulating material so that the bending can be easily performed, it is possible to easily conform to the inclined shape of the bottom portion of the freezing compartment. Therefore, the problem that the vacuum heat insulating material rises after bending and pasting the vacuum heat insulating material is solved.
[0085]
In the refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention, a concave portion is formed on the surface of the vacuum heat insulating material of the present invention according to the shape of the refrigerant pipe, and the refrigerant pipe is fitted into the concave portion of the vacuum heat insulating material. Therefore, a refrigerator having a high covering rate can be provided without the refrigerant pipes obstructing when the vacuum insulation is applied.
[0086]
Further, the refrigerator using the vacuum heat insulating material of the present invention uses a hydrocarbon as a foaming agent for the rigid urethane foam and uses a flammable refrigerant as a refrigerant, so that the refrigerator is environmentally friendly without affecting the ozone layer. By applying the vacuum heat insulating material using the inorganic fiber material of the present invention, the performance is not deteriorated, and the flame retardancy of the heat insulating material against the spread of fire from the outside of the refrigerator is improved. And increase safety.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a vacuum heat insulating material according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a core material according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view of a refrigerator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view of a refrigerator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a main part of the refrigerator according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of a vacuum heat insulating material according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a vacuum heat insulating material according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view of a vacuum heat insulating material according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 vacuum insulation
1A vacuum insulation
1B Vacuum insulation
1C vacuum insulation
1D vacuum insulation
1E Vacuum insulation
2 core material
3 Jacket material
4 Adsorbent
5 Board
5a recess
6 Board
6a chamfer
7 refrigerator
8 Outer box
9 Inner box
10 rigid urethane foam
23 recess
24 Through hole
25 grooves
26 Vacuum insulation
27 Vacuum insulation
28 Vacuum insulation