真空断熱材およびそれを備える機器、ならびにその製造方法
【課題】従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材およびそれを備える機器、ならびにその製造方法を提供する。
【解決手段】真空断熱材１は、外包材２００と、外包材２００に収容される芯材１００とを備えている。外包材２００は、芯材１００の外周を囲むように外包材２００同士が互いに接触して熱溶着される熱溶着部３００を有している。熱溶着部３００の一部は、芯材２００の外周を囲む領域の一部において、外包材２００同士が熱溶着された内側熱溶着部分３８０と、内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において外包材２００同士が熱溶着された外側熱溶着部分３９０とを含む。外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。
【解決手段】真空断熱材１は、外包材２００と、外包材２００に収容される芯材１００とを備えている。外包材２００は、芯材１００の外周を囲むように外包材２００同士が互いに接触して熱溶着される熱溶着部３００を有している。熱溶着部３００の一部は、芯材２００の外周を囲む領域の一部において、外包材２００同士が熱溶着された内側熱溶着部分３８０と、内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において外包材２００同士が熱溶着された外側熱溶着部分３９０とを含む。外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空断熱材およびそれを備える機器、ならびにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種食品を加温、冷却、保温することを目的として使用される冷蔵庫、保冷箱、保温箱等や、被乾燥対象物に温風を吹きつけて被乾燥対象物を乾燥させる乾燥機等には、従来から、種々の構造や性能を有する断熱材が使用されている。断熱材の中でも真空断熱材は断熱性能に優れているため、断熱を必要とする家庭用冷蔵庫等の機器に広く使用されている。真空断熱材は、一般的に、無機材料からなる芯材を外包材に充填した後、外包材を密閉し、外包材の内部を減圧状態に保持することによって得られる。
【０００３】
このような真空断熱材の芯材は、無機材料の中でも、火炎法または遠心法によって製造されたガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成される。
【０００４】
たとえば、特開２００５−２６５０３８号公報（特許文献１）に記載の真空断熱材は、無機繊維としてのガラス繊維からなるグラスウールを湿式抄造した無機繊維シートを複数枚積層したものを芯材として用いて構成され、無機繊維中の粒子径３０μｍ以上のショット含有率が０．１質量％以下であり、無機繊維中の平均繊維径が０．２〜６μｍであり、無機繊維がシート面に対して水平方向に配列されている。
【０００５】
また、特開２００６−１７１６９号公報（特許文献２）に記載の真空断熱材では、無機繊維積層材料としてのガラス繊維からなるグラスウールで構成されている芯材が外被材内に減圧密封されており、真空断熱材中の芯材の密度が２００〜２７０ｋｇ／ｍ3であり、外被材を開包した後の芯材が繊維長１００μｍ以上のガラス繊維を７５％以上含有している。
【０００６】
一方、特開２００４−３６７４９号公報（特許文献３）に記載の真空断熱材では、ピンホールの発生を低減するために、異方性のない材料として、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）のフィルムが熱溶着層として用いられている。
【０００７】
また、特許第３４８２４０８号公報（特許文献４）に記載の真空断熱材では、ピンホールの発生を低減するために、外包材に２層の延伸ナイロンフィルムが用いられている。この真空断熱材においても、熱溶着層には直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）のフィルムが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２６５０３８号公報
【特許文献２】特開２００６−１７１６９号公報
【特許文献３】特開２００４−３６７４９号公報
【特許文献４】特許第３４８２４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１３は、従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の分布状態を模式的に示す平面図である。図１４は従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す平面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）、図１５は同様の分布状態を示す断面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【００１０】
図１３に示すように、グラスウール８００においては、種々の繊維長の多数本のガラス繊維８１０が様々な方向に延びてランダムに分布していることがわかる。また、図１４と図１５に示すように、火炎法または遠心法によって製造されたグラスウールにおいては、主体となる繊維に対して、繊維長が１ｍｍ以下の短い繊維や、繊維径が１μｍ以下の微細な繊維が混入された状態である。このような短い繊維や微細な繊維は、主体となる繊維の間を充填したり、主体となる繊維の間に絡みついたりして、繊維間に熱伝導が発生し、芯材の厚み方向に沿って熱伝導を引き起こすことによって、断熱性能を低下させているものと考えられる。また、このようなグラスウールにおいては、主体となる繊維も、折れ曲がったり、捩れたりした多数の繊維を含むことがわかる。
【００１１】
このようにグラスウールは構成されているので、特開２００５−２６５０３８号公報（特許文献１）に記載されているように、湿式抄造によってシートを形成する際にガラス繊維をシート面に対して水平方向に配列させようとしても、大半のガラス繊維を整列させることは非常に困難である。
【００１２】
また、特開２００６−１７１６９号公報（特許文献２）に記載されているように、繊維長１００μｍ以上のガラス繊維を７５％以上含有する芯材を、芯材の密度が２００〜２７０ｋｇ／ｍ3になるようにグラスウールを押圧しても、大半のガラス繊維を整列させることは非常に困難である。
【００１３】
したがって、上記のいずれの公報に記載の真空断熱材の芯材においても、繊維間の熱伝導の発生による断熱性能の低下を防止することは困難である。このため、得られた真空断熱材の熱伝導率は２ｍＷ／ｍ・Ｋ程度であり、従来の改善手法では真空断熱材の断熱性能の向上には限界があった。
【００１４】
また、特開２００４−３６７４９号公報（特許文献３）に記載の真空断熱材や、特許第３４８２４０８号公報（特許文献４）に記載の真空断熱材のような、外包材のピンホールの発生を抑えるような従来の改善手法では、真空断熱材の断熱性能の向上には限界があった。
【００１５】
そこで、この発明の目的は、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材およびそれを備える機器、ならびにその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に従った真空断熱材は、外包材と、外包材に収容される芯材とを備えている。外包材は、芯材の外周を囲むように外包材同士が互いに接触して熱溶着される熱溶着部を有している。熱溶着部の一部は、内側熱溶着部分と外側熱溶着部分とを含む。内側熱溶着部分は、芯材の外周を囲む領域の一部において、熱溶着される部分が所定の幅を有するように外包材同士が熱溶着された部分である。外側熱溶着部分は、芯材の外周を囲む領域の一部において、熱溶着される部分が他の所定の幅を有するように、内側熱溶着部分よりも芯材から離れた位置において前記外包材同士が熱溶着された部分である。外側熱溶着部分の幅は、内側熱溶着部分の幅よりも大きい。
【００１７】
真空断熱材は、外包材の熱溶着部が熱溶着されて密封されるので、熱溶着時に熱溶着部から発生する炭化水素ガスは、真空断熱材の外部に拡散するだけでなく、真空断熱材の外包材の内部にも拡散する。真空断熱材の外包材の内部に拡散した炭化水素ガスは、外包材の内部に密封される。
【００１８】
外包材の内部に炭化水素ガスが拡散した状態で密封されると、外包材の内部の真空度が低くなる。外包材の内部の真空度が低くなることによって、真空断熱材の断熱性が低下する。
【００１９】
本発明によれば、熱溶着部において、芯材の外周を囲むように外包材同士が互いに接触して熱溶着される。本発明に従った真空断熱材によれば、熱溶着部において外包材同士が熱溶着されることにより、外包材の内部に芯材が収容された状態で外包材が密封される。熱溶着部の一部は、内側熱溶着部分と、外側熱溶着部分とを含んでいる。芯材の外周を囲む熱溶着部の領域の一部においては、所定の幅を有する内側熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着される。本発明によれば、芯材の外周を囲む熱溶着部の領域の一部において、内側熱溶着部分と外側熱溶着部分との二つの熱溶着部分のうちの内側熱溶着部分によって外包材同士を熱溶着することにより、外包材を密封することができる程度の必要最低限の幅によって外包材同士を熱溶着することができる。そのため、熱溶着時の炭化水素ガスの発生を抑制することが可能である。
【００２０】
さらに、芯材の外周を囲む熱溶着部の領域の一部且つ内側熱溶着部分よりも芯材から離れた位置において、他の所定の幅を有する外側熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着される。外側熱溶着部分の幅は、内側熱溶着部分の幅よりも大きい。このように、芯材の外周を囲む熱溶着部の領域の一部において、内側熱溶着部分と外側熱溶着部分との二つの熱溶着部分により、芯材が収容された外包材の内部の圧力の経年変化を防止すること、つまり、外包材の内部の減圧状態を維持することができる。
【００２１】
外側熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着されるときには、内側熱溶着部分を含む熱溶着部によって外包材がすでに密封されているため、外側熱溶着部分の熱溶着時に発生する炭化水素ガスが、芯材が充填された外包材の内部に拡散することが防止されている。そのため、外側熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着されるときに、外包材の内部の真空度の低下を防止することができる。
【００２２】
このようにすることにより、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材を提供することができる。
【００２３】
本発明に従った真空断熱材において、熱溶着部は、直鎖状低密度ポリエチレンによって形成されていることが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、熱溶着部を、熱溶着されるときに炭化水素ガスを発生させにくい材質として、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）によって形成する。これにより、炭化水素ガスによる当該真空断熱材の真空度の低下をより効果的に防ぐことができる。
【００２５】
本発明に従った真空断熱材において、芯材は、好ましくは、複数の不織布を積層することにより構成された真空断熱材用芯材である。不織布は、好ましくは、連続フィラメント法によって製造された、平均繊維径が３μｍ以上１５μｍ以下、平均繊維長が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であって真直度が極めて高く、かつ、ほぼ円形の断面を有している複数の無機繊維を少なくとも含む。
【００２６】
不織布においては、複数の無機繊維層が積層されていることが好ましい。不織布において上層を形成する大半の複数の無機繊維と下層を形成する大半の複数の無機繊維とは、不織布の表面とほぼ平行な方向に延在し、かつ、互いに密着して平行な方向には整列せず、隣り合う繊維の間では点で接触し、不織布の上層と下層を形成するそれぞれの平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列していることが好ましい。
【００２７】
連続フィラメント法によれば、繊維径のばらつきが極めて小さい多数本の繊維を大量生産することができる。また、連続フィラメント法によって製造された無機繊維は、各繊維の真直度が極めて高い。このため、連続フィラメント法によって製造された多数本の無機繊維をほぼ一定の長さに切断することによって、繊維径のばらつきが極めて小さい、ほぼ同じ長さの多数本の無機繊維を、真直度が極めて高い状態で得ることができる。
【００２８】
本発明の芯材を構成する不織布は、連続フィラメント法によって製造された複数の無機繊維を少なくとも含むので、このような複数の無機繊維を用いて、不織布を形成する際に各無機繊維を不織布の表面に対して平行な方向に配列させようとすると、大半の無機繊維が不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するように複数の無機繊維を容易に配列させることができる。このとき、大半の複数の無機繊維は、不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列する。これにより、芯材を構成する複数の無機繊維の間を充填するような無機繊維の存在を極力なくすことができ、また複数の無機繊維の間に絡みつくような無機繊維の存在を極力なくすことができるので、無機繊維間に熱伝導が発生するのを防止することができる。このため、芯材の厚み方向に沿って熱伝導が生じるのを防止することによって、芯材の熱伝導率をより低下させることができる。
【００２９】
本発明に従った真空断熱材において、無機繊維はガラス繊維であることが好ましい。この場合、ガラス繊維は、他の無機繊維、例えば、セラミック繊維よりも熱伝導率が小さいので、素材自体の熱伝導率を低下させることにより、当該真空断熱材の断熱性能をより向上させることができる。
【００３０】
本発明に従った機器は、外箱と、外箱の内側に配置される内箱と、外箱と内箱との間に配置される真空断熱材とを備えていることが好ましい。当該機器が有する真空断熱材は、上記の真空断熱材を含むことが好ましい。
【００３１】
例えば、冷蔵庫は、内箱の内部に収容された食品を効率よく冷却する。また、例えば、洗濯乾燥機は、内箱の内部に収容された衣類等の被乾燥対象物に温風を吹きつけて効率よく乾燥させる。これらの機器では、内箱の内部の温度を外箱の外部よりも低温、あるいは高温の所定の温度に保ったり、内箱の内部を効率よく冷却、または加熱したりするために、内箱の内部を外箱の外部から断熱する必要がある。そのため、外箱と内箱の間に真空断熱材が配置される。外箱と内箱の間に配置される真空断熱材の断熱性能が優れていれば、内箱の内部を外箱の外部よりも低温にしたり、高温にしたりするために必要なエネルギーを低減することができるので、省エネルギーになる。
【００３２】
そこで、外箱と内箱との間に配置される真空断熱材が上記の真空断熱材を含むことにより、断熱性能及び省エネルギーに優れた機器を提供することができる。
【００３３】
本発明に従った真空断熱材の製造方法は、外包材と、外包材に収容される芯材とを備えた真空断熱材の製造方法であって、収容工程と、第１の熱溶着工程と、第２の熱溶着工程と、第３の熱溶着工程とを備えている。収容工程は、外包材の内部に芯材を収容する工程である。
【００３４】
第１の熱溶着工程は、芯材の外周を囲む領域の一部において、外包材同士を熱溶着する工程である。第２の熱溶着工程は、芯材の外周を囲む領域の残余の部分において、熱溶着される部分が所定の幅を有するように外包材同士を熱溶着することによって外包材を密封する工程である。第３の熱溶着工程は、芯材の外周を囲む領域の残余の部分且つ第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも芯材から離れた位置において、熱溶着される部分が他の所定の幅を有するように外包材同士を熱溶着する工程である。本発明に従った真空断熱材の製造方法において、第３の熱溶着工程によって熱溶着される部分の幅は、第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分の幅よりも大きい。
【００３５】
本発明に従った真空断熱材の製造方法によれば、外包材の内部に芯材が収容された後に、芯材の外周を囲む領域の一部において、第１の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着される。芯材の外周を囲む領域の残余の部分においては、熱溶着される部分が所定の幅を有するように、第２の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着されることにより、外包材が密封される。このように、当該製造方法によれば、芯材の外周を囲む領域の残余の部分においては、先ず第２の熱溶着工程によって外包材同士を熱溶着することにより、外包材を密封することができる程度の必要最低限の幅によって外包材同士を熱溶着することができる。そのため、熱溶着時の炭化水素ガスの発生を抑制することが可能である。
【００３６】
さらに、芯材の外周を囲む領域の残余の部分且つ第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも芯材から離れた位置において、第３の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着される。このように、芯材の外周を囲む領域の残余の部分においては、二つの熱溶着部分により、芯材が収容された外包材の内部の圧力の減圧状態を維持することができる。
【００３７】
第３の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着されるときには、第１の熱溶着工程と第２の熱溶着工程とによって外包材が密封されているため、第３の熱溶着工程時に発生する炭化水素ガスが、芯材が収容された外包材の内部に拡散することが防止されている。そのため、第３の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着されるときに、外包材の内部の真空度の低下を防止することができる。
【００３８】
このようにすることにより、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材の製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明によれば、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材およびそれを備える機器、ならびにその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施の形態として、真空断熱材の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一つの実施の形態として、芯材と外包材の配置（Ａ）と、外包材の内部を減圧したときの真空断熱材の内部の様子（Ｂ）を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の分布状態を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す平面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【図５】本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す断面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【図６】本発明の第１実施形態の一例として、真空断熱材の構成を模式的に示す正面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の他の一例として、真空断熱材の構成を模式的に示す正面図である。
【図８】本発明の第２実施形態として、冷蔵庫の全体を示す側断面図（Ａ）と、冷蔵庫の外装を示す正面図（Ｂ）である。
【図９】本発明の第３実施形態として、給湯器の全体を示す側断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態として、炊飯器の全体を示す正面斜視図（Ａ）と、背面斜視図（Ｂ）と、炊飯器の内部に収容される部材を示す図（Ｃ）である。
【図１１】この発明の第５実施形態として、洗濯乾燥機の全体を示す斜視図である。
【図１２】実施例に係る真空断熱材において第１の熱溶着工程の熱溶着が行われたときの状態を示す正面図（Ａ）と、（Ａ）にＢ−Ｂ線で示す方向から見たときの断面図（Ｂ）と、第２の熱溶着工程の熱溶着が行われたときの状態を示す正面図（Ｃ）である。
【図１３】従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の分布状態を模式的に示す平面図である。
【図１４】従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す平面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【図１５】従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す断面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
発明者らは、従来の真空断熱材の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、外包材を密封する場合に、最終的に熱溶着される部分の面積を従来よりも小さくすることにより、熱溶着時に炭化水素ガスの発生を抑制させることを思いついた。さらに、芯材が封入された外包材内部の圧力の経年劣化を考慮して、外包材の内部を密閉した後に、相対的に面積の小さい熱溶着部分の外側に、他の熱溶着部分によって外包材同士を熱溶着することを考えた。本発明は、以上のような知見に基づいてなされたものである。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４３】
（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施の形態として、真空断熱材の構成を模式的に示す断面図である。図１の（Ａ）は、外包材の内部を減圧する前の状態、図１の（Ｂ）は、外包材の内部が減圧されている場合の状態を示す図である。
【００４４】
図１に示すように、真空断熱材１においては、直方体形状の袋状に形成されたガスバリヤ性の外包材２００の内部に芯材１００が収容されている。芯材１００を外包材２００に充填する前に、外包材２００は、４辺のうち３辺において熱溶着されている。残りの１辺の熱溶着部３００は、後述するように芯材１００の充填後に減圧状態で熱溶着される。
【００４５】
図１の（Ａ）に示すように、芯材１００は、複数の不織布１１０が積層されて構成されている。それぞれの不織布１１０は、無機繊維の一例であるガラス繊維と、少量の有機バインダーを用いて、抄紙法によって作製されている。バインダーについては無機バインダーを使用することも可能であるが、無機バインダーを用いると、繊維集合体、すなわち、不織布１１０の折り曲げの柔軟性が劣ること、また製品として使用する場合のコストが有機バインダーを用いる場合に比べ高価となるため、有機バインダーを使用することが好ましい。また、バインダーの量は、極力、多くならないように抑える。
【００４６】
具体的な外包材２００の構成の例としては、最外層２１０をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂とし、中間層２２０にはアルミニウム蒸着層を有するエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂を用い、最内層２３０に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）を用いるガスバリヤフィルムや、最外層２１０にナイロンを用い、中間層２２０にアルミニウム蒸着ＰＥＴ樹脂とアルミニウム箔の２層を用い、最内層２３０に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）を用いるガスバリヤフィルム等が挙げられる。熱溶着部３００は、最内層２３０の一部に形成される。
【００４７】
直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）は、熱溶着時に炭化水素ガスを発生させにくい材質の一例である。
【００４８】
なお、外包材２００としては、最外層２１０にナイロンを用い、中間層２２０にアルミニウム蒸着ＰＥＴ樹脂とアルミニウム箔の２層を用い、最内層２３０に２種類のポリエチレン樹脂を用いたものであってもよい。最内層２３０に用いられるポリエチレン樹脂は、ポリプロピレン樹脂であってもよく、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であってもよい。
【００４９】
また、真空断熱材１の初期断熱性能及び経時断熱性能を保持するために、真空断熱材１内に、ガス吸着材、水分吸着材等の吸着材４００を使用することが好ましい。吸着材４００は、減圧状態にされてから熱溶着される熱溶着部３００（後述する内側熱溶着部分３８０）の近傍に配置されている。ただし、吸着材４００が配置される位置は限定されない。吸着材４００は、外包材２００の内部の他の位置に配置されてもよい。
【００５０】
芯材１００を外包材２００内に充填した後、真空チャンバー内に収容する。外包材２００の内部が所定の真空度まで減圧されると、熱溶着部３００において外包材２００どうしを熱溶着する。熱溶着の温度は、シール強度を保持するための熱溶着温度として、１７０〜２２０℃であることが好ましい。熱溶着の方法としては、真鍮や銅製の熱板の中に埋め込まれたニクロム線により熱板を発熱伝導させて熱溶着部３００を過熱溶着させてシールを行なう熱板シール方式や、発熱体であるニクロム線（リボンヒーター）によって直接、熱溶着部３００を加熱溶着させてシールを行なうインパルス溶着方式がある。熱溶着部３００は、どちらの方法によって溶着されてもよい。また、他の方法によって溶着されてもよい。熱溶着部３００が熱溶着されると、外包材２００が密封される。
【００５１】
図１の（Ｂ）に示すように、外包材２００の内部が減圧されると、外包材２００の外部の大気圧によって芯材１００が圧縮されて、芯材１００を構成する不織布１１０同士が押し付けられるように接触する。外包材２００の内部を減圧した状態での芯材１００の密度は、１００〜４００ｋｇ／ｍ3の範囲内に含まれる。
【００５２】
以上のように不織布１１０を構成し、不織布１１０を積層して芯材１００を構成し、芯材１００を外包材２００の内部に配置して減圧して密封して、真空断熱材１を構成する。
【００５３】
図２は、この発明の一つの実施の形態として、芯材と外包材の配置（Ａ）と、外包材の内部を減圧したときの真空断熱材の内部の様子（Ｂ）を模式的に示す斜視図である。各不織布、芯材、外包材は、それぞれ、一部のみが示されている。
【００５４】
図２の（Ａ）に示すように、不織布１１０を複数枚積層して、芯材１００を形成する。芯材１００は、外包材２００に覆われている。外包材２００はガスバリヤ性で、袋状に形成されており、芯材１００の全体を覆う。
【００５５】
図２の（Ｂ）に示すように、袋状の外包材２００の内部を減圧すると、芯材１００が圧縮される。芯材１００が圧縮されると、不織布１１０同士が互いに押し付けられるようにして接触する。
【００５６】
芯材１００の不織布１１０としては、連続フィラメント法によって製造されたガラス繊維によって形成されるものや、グラスウールによって形成されるものを用いることができる。図１に示すように、不織布１１０は、連続フィラメント法によって製造された複数の無機繊維を少なくとも含むように構成される。
【００５７】
無機繊維としてはガラス繊維、セラミック繊維、ロックウール繊維等が挙げられるが、本発明の芯材を構成するために必要な細径の繊維が大量生産により比較的低価格で流通している点、素材自体の熱伝導率が小さい点から、無機繊維としてガラス繊維を使用するのが好ましい。
【００５８】
本発明の一つの実施の形態では、一定の長さに切断したガラス繊維を用いて、湿式抄紙法によって製造した不織布を真空断熱材の芯材として使用する。ここで、一定の長さに切断したガラス繊維とは、連続フィラメント法によって溶融ガラスを多数のノズルから引き出すことによって成形された、太さが均一な糸状の連続フィラメントであるガラス繊維を数百〜数千本束ねて巻き取ってストランドとし、このストランドをギロチンカッター等により所定の長さに定寸切断したものをいう。このようにしてガラス繊維のストランドを定寸切断したものを、ガラスチョップドストランドという。
【００５９】
このようにして得られたガラス繊維は、連続フィラメントを一定の寸法で切断して所定の長さにしたものであるので、真直度が極めて高く、剛性が高い繊維であって、ほぼ均一な繊維径を有し、ほぼ円形の断面を有する。すなわち、連続フィラメント法によれば、繊維径のばらつきが極めて小さい多数本の繊維を大量生産することができる。また、連続フィラメント法によって製造された無機繊維は、各繊維の真直度が極めて高い。このため、連続フィラメント法によって製造された多数本の無機繊維をほぼ一定の長さに切断することによって、繊維径のばらつきが極めて小さい、ほぼ同じ長さの多数本の無機繊維を、真直度が極めて高い状態で得ることができる。
【００６０】
このため、このガラス繊維を用いて湿式抄紙法によって不織布を製造した場合、繊維が不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するが、不織布の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列された不織布を得ることができる。
【００６１】
図３は、本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の分布状態を模式的に示す平面図である。図３では、２層のガラス繊維層からなる不織布が示されている。図４は本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す平面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）、図５は同様の分布状態を示す断面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【００６２】
図３に示すように、上層を形成する複数のガラス繊維１１１と下層を形成するガラス繊維１１２は、不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布１１０の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列している。また、図４と図５に示すように、各繊維の真直度が極めて高いことがわかる。また、大半の繊維が不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するが、不織布の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列していることがわかる。
【００６３】
このように本発明の芯材を構成する不織布１１０は、連続フィラメント法によって製造された複数の無機繊維の一例であるガラス繊維を少なくとも含むので、このような複数のガラス繊維を用いて、不織布１１０を形成する際に各ガラス繊維を不織布１１０の表面に対して平行な方向に配列させようとすると、大半のガラス繊維１１１、１１２が不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するように複数のガラス繊維を容易に配列させることができる。このとき、大半の複数のガラス繊維１１１、１１２は、不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布１１０の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列する。これにより、芯材を構成する複数のガラス繊維の間を充填するようなガラス繊維の存在を極力なくすことができ、また複数のガラス繊維の間に絡みつくようなガラス繊維の存在を極力なくすことができるので、ガラス繊維間に熱伝導が発生するのを防止することができる。このため、芯材の厚み方向に沿って熱伝導が生じるのを防止することによって、芯材の熱伝導率を低下させることができ、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能となり、優れた断熱性能を有する真空断熱材の芯材とその芯材を備えた真空断熱材を得ることができる。
【００６４】
ガラス繊維の組成としては特に限定せず、Ｃガラス、Ｄガラス、Ｅガラス等が使用できるが、入手の容易さからＥガラス（アルミノホウケイ酸ガラス）を採用するのが好ましい。
【００６５】
上述したように、この実施形態の芯材として不織布１１０を形成する無機繊維は、連続フィラメントを定寸切断して所定の長さとしたガラス繊維であり、真直度が極めて高く、かつ、ほぼ円形の断面を有している。このため、ランダムな方向を向いて分散した複数のガラス繊維が平行に整列して並ばない限り、ガラス繊維同士は点で接触するので、ガラス繊維間の熱伝導が著しく抑制される。
【００６６】
ガラス繊維の代わりに他の素材を用いることも考えられるが、一般に、アルミナ繊維を使用したアルミナチョップドストランド等の無機繊維材は、ガラス繊維よりも高価であり、かつ熱伝導率が高いために好ましくない。
【００６７】
また、有機材料は、一般に無機材料よりも熱伝導率は低いが、剛性を有しない。このため、有機繊維材は、繊維が交差する箇所で外圧によって繊維が変形し、繊維同士の面接触や真空空間比率の減少を引き起こす。その結果、有機繊維を芯材に用いた真空断熱材は、熱伝導率が高くなるので、好ましくない。
【００６８】
芯材１００の製造方法としては、まず、連続フィラメント法によって製造された複数の無機繊維の一例であるガラス繊維を少なくとも用いて、湿式抄紙法によって不織布１１０を製造する。これにより、製造された不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に、複数のガラス繊維のうち大半のガラス繊維１１１、１１２を延在させる。さらに、複数の不織布１１０を積層する。
【００６９】
また、本発明の真空断熱材１の製造方法の一つの実施の形態では、まず、連続フィラメント法によって製造された複数のガラス繊維を少なくとも用いて、湿式抄紙法によって不織布１１０を製造する。これにより、製造された不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に、複数のガラス繊維のうち大半のガラス繊維１１１、１１２を延在させる。さらに、複数の不織布１１０を積層する。その後、積層された複数の不織布１１０を外包材２００の内部に収容し、外包材２００の内部を減圧状態に保つ。
【００７０】
真空断熱材１の製造方法の一つの実施の形態では、連続フィラメント法によって製造された複数のガラス繊維を少なくとも用いる。このような複数のガラス繊維を用いて、湿式抄紙法によって不織布１１０を製造する際に各ガラス繊維を不織布１１０の表面に対して平行な方向に配列させようとすると、大半のガラス繊維１１１、１１２が不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するように複数のガラス繊維を容易に配列させることができる。このとき、大半の複数のガラス繊維１１１、１１２は、不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布１１０の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列する。これにより、芯材１００を構成するために複数の不織布１１０を積層しても、複数のガラス繊維の間を充填するようなガラス繊維の存在を極力なくすことができ、また複数のガラス繊維の間に絡みつくようなガラス繊維の存在を極力なくすことができるので、ガラス繊維間に熱伝導が発生するのを防止することができる。そして、積層された複数の不織布１１０を外包材２００の内部に収容し、外包材２００の内部を減圧状態に保つことにより、真空断熱材１を製造することができる。このようにして、芯材１００の厚み方向に沿って熱伝導が生じるのを防止することによって、芯材１００の熱伝導率を低下させることができ、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能となり、優れた断熱性能を有する芯材１００とその芯材１００を備えた真空断熱材１を得ることができる。
【００７１】
本発明に用いられるガラス繊維からなる不織布１１０は、湿式抄紙法によって製造される。湿式抄紙法では、適切な分散剤を添加することによって、ガラス繊維を一定の長さに切断したガラスチョップドストランドがモノフィラメント化して層状に分散配置され、結束の非常に少ないガラス繊維からなる不織布１１０を得ることができる。このため、平行して並んだガラス繊維の数が非常に少なく、大半のガラス繊維１１１、１１２は隣り合う繊維の間では点で接触する。このようにして、厚み方向において、高い圧縮強度を有しながら熱伝導率が極めて低い不織布１１０を製造することができるので、このような不織布１１０は真空断熱材１の芯材１００として好適である。
【００７２】
本発明の製造方法で採用される湿式抄紙法による不織布１１０の抄造は、長網抄紙機、短網抄紙機、傾斜ワイヤー型抄紙機等、既知の抄紙機を用いることによって可能である。
【００７３】
通常、ガラス繊維からなる不織布は、耐熱性を有する断熱材、耐火性を有する断熱材、または、電気絶縁体として用いられる。このため、不織布には引き裂きや突き破りなどに耐える布強度が求められ、繊維同士の絡み合いが必要とされることが多い。このような用途に使用されるガラス繊維からなる不織布は、長網抄紙機、短網抄紙機を使用した抄紙法によって製造されることが多い。
【００７４】
これに対して、本発明に用いられるガラス繊維からなる不織布１１０は、芯材１００として外包材２００内に収容されるので、布としての強度はさほど要求されない。また、繊維方向が揃いやすい抄紙法は、繊維同士の接触面積を増加させるので、本発明に用いられるガラス繊維からなる不織布１１０を製造するには好ましくない。一方、厚み方向の断熱性能を高めるためには、繊維同士の絡み合いは少ない方が望ましい。
【００７５】
そのため、本発明に用いられるガラス繊維からなる不織布１１０を抄造する抄紙機としては、低いインレット濃度で抄紙することができる傾斜ワイヤー型抄紙機が適しているが、これに限定されるものではない。
【００７６】
本発明に用いられる無機繊維の一例であるガラスチョップドストランドは、繊維径３〜１５μｍ、繊維長３〜１５ｍｍのガラス繊維の構成比率が９９％以上であることが好ましい。
【００７７】
繊維径が３μｍ未満または繊維長が３ｍｍ未満のガラスチョップドストランドは、以下に述べるように、本発明の芯材１００を構成する不織布１１０に使用するのには適さないと予測される。
【００７８】
繊維径が３μｍ未満のガラス繊維は、繊維の剛性が低いため、湿式抄紙法によって不織布を製造する際に、繊維が湾曲して、繊維同士の絡み合いが発生し、繊維同士の接触面積が増加する。これにより、熱伝導が大きくなり、芯材の断熱性能を劣化させることから、繊維径が３μｍ未満のガラス繊維は好ましくない。
【００７９】
繊維長が３ｍｍ未満のガラス繊維は、湿式抄紙法によって不織布を製造する際に、既に分散している下層に位置する繊維の上に上層に位置する繊維を分散させたとき、上層の繊維が下層の繊維を橋渡しすることができず、上層の繊維が下層の繊維の上で一点で支持される可能性が高くなり、たとえば、上層の繊維の一端が下層に垂下して、他方が厚み方向に突出するような形態で位置づけられることが予想される。このように、ある繊維が複数の繊維の間で厚み方向に橋渡しをするような形態になった場合、繊維の長さ方向への熱伝導が発生し、繊維同士の接触面積が増加する。これにより、熱伝導が大きくなり、芯材の断熱性能を劣化させることから、繊維長が３ｍｍ未満のガラス繊維は好ましくない。
【００８０】
繊維径が１５μｍ以上のガラス繊維を用いて、不織布を構成し、複数の不織布を積層して芯材を形成すると、芯材の厚み方向の繊維層の数が減少し、厚み方向の熱伝達経路が短くなり、かつ、不織布の形成時に空孔径が大きくなる。これにより、気体の熱伝導率による影響を受け、芯材の断熱性能を低下させることから、繊維径が１５μｍ以上のガラス繊維は好ましくない。
【００８１】
繊維長が１５ｍｍ以上のガラス繊維を用いると、繊維径に対して繊維長が大きくなることから、繊維の剛性が低下して撓みやすくなり、繊維同士の絡み合いが発生し、繊維同士の接触面積が増加する。これにより、熱伝導が大きくなり、芯材の断熱性能を劣化させることから、繊維長が１５ｍｍ以上のガラス繊維は好ましくない。
【００８２】
本発明の真空断熱材の芯材として用いられるガラス繊維からなる不織布には、繊維同士の結合力が存在しない。このため、不織布の製造工程におけるガラス繊維の脱落を防止するとともに、後工程の加工工程における型くずれを防止するために、抄紙工程において有機バインダーを使用する必要がある。しかし、不織布は最終的に真空断熱材の芯材として外包材に内包されるため、有機バインダーの使用量は最低限にとどめる必要がある。ガラス繊維からなる不織布におけるバインダー含有量は１５質量％以下であるのが好ましい。
【００８３】
有機バインダーとしては、樹脂エマルジョン、樹脂水溶液等の液状バインダーをスプレーなどにより噴霧し、ガラス繊維に添加することが一般的である。
【００８４】
本発明の真空断熱材の芯材として用いられるガラス繊維からなる不織布の米坪は３０〜６００ｇ／ｍ2であることが好ましい。不織布の米坪が３０ｇ／ｍ2未満では、不織布内に存在する空隙の径が大きくなることによって気体の熱伝導率の影響が大きくなる。これにより、芯材の断熱性能が低下し、また、芯材の強度が弱くなるため、不織布の米坪が３０ｇ／ｍ2未満では好ましくない。一方、不織布の米坪が６００ｇ／ｍ2を超えると、ガラス繊維から不織布を製造する際の乾燥効率が低下し、生産性が低下するので、好ましくない。
【００８５】
ここで、米坪とは、一般に、紙の厚みの計量単位であって、平方メートルあたりの紙の質量を表し、メートル坪量ともいう。ここでは、湿式抄紙法で製造したガラス繊維からなる不織布の厚みを計量する単位として米坪を使用している。
【００８６】
ところで、たとえば、特開２００６−１７１６９号公報（特許文献２）には、真空断熱材の芯材を構成するグラスウール等の無機繊維の平均径は１〜５μｍであることが好ましいと記載されている。そして、その無機繊維の平均径が５μｍを超えると、最終的に得られる真空断熱材自体の断熱性能が低下すると記載されている。確かに真空断熱材の断熱性能は、芯材を構成する無機繊維の径が小さい方が高まる。一方、細い無機繊維は、価格が高く、また、湿式抄紙法によって不織布を製造する際には脱水効率を低下させ、生産性を低下させるという欠点を有する。これに対して、無機繊維の繊維径、繊維長などの繊維パラメータおよび繊維間の接着状況について、断熱性能を向上させるための最適条件を選定することによって、無機繊維の一例として、比較的繊維径の大きいガラスチョップドストランドを使用しても、従来の真空断熱材よりもはるかに高い断熱性能が得られる真空断熱材を実現することができる。
【００８７】
また、繊維径が６μｍより細いガラスチョップドストランドを使用しても、最終的に得られる真空断熱材の断熱性能の向上幅は、繊維径が１０μｍのガラスチョップドストランドを使用した場合に比べて、ほとんど無視可能な程度である。従って、生産性・価格・性能の面を考慮するならば、好適なガラスチョップドストランドの繊維径は６〜１５μｍである。この範囲のガラス繊維を使用した場合には、従来の真空断熱材よりも高い断熱性能を有する真空断熱材を、適切な製造コストで得ることができる。
【００８８】
本発明の真空断熱材は、上述した特徴を備えた芯材を用いて、既知の方法にて製造することができる。代表的な方法として、図１に示される真空断熱材１の構成において、袋状に形成されたガスバリヤ性の外包材２００の内部に芯材１００を収容する。芯材１００を減圧状態で格納する外包材２００としては、高いガスバリヤ性を有するとともに、熱融着層、キズ等に対する保護層を有し、長期にわたり外包材２００内を減圧状態に保つことが可能なものを使用する。また、このような特性を持つフィルムを複数枚積層して、外包材２００としてもよい。
【００８９】
上記の真空密封前に芯材の有機バインダーを除去または低減することにより、さらに断熱性能を向上させることができる。バインダーにアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂バインダーを使用した場合は、熱分解による方法を用いることによってバインダーを除去することができる。
【００９０】
すなわち、芯材を外包材に封入する前に、バインダーの熱分解温度より高く、かつガラス繊維の融点より低い温度で処理することにより、バインダーのみを熱分解により除去することができる。また、バインダーにＰＶＡ等の水溶性樹脂バインダーを用いた場合は、上記の方法のほかに、温水等で洗浄することによりバインダーを除去または低減することができる。
【００９１】
続いて、真空断熱材１の外包材２００の熱溶着部３００の熱溶着の方法について、図６を用いて説明する。
【００９２】
真空断熱材１の作製方法としては、ガスバリヤ性の外包材２００の内部に芯材１００と吸着材４００とが収容された後に、減圧状態で熱溶着部３００によって外包材２００同士が熱溶着されることにより、外包材２００が密封される。まず、外包材２００の内部に芯材１００と吸着材４００とが収容された外包材２００の３辺を、熱溶着部３００において熱溶着する。
【００９３】
芯材１００と吸着材４００とが収容された外包材２００を、真空チャンバー（図示せず）内において減圧状態下で熱溶着する。まず、外包材２００の３辺として、熱溶着部３００のうち、上端部の熱溶着部分３３３と、左端部の熱溶着部分３３４と、下端部の熱溶着部分３３５とにおいて、外包材２００同士が熱溶着される。熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５とは、第１の熱溶着工程によって熱溶着される部分の一例である。熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５とは、連続している。熱溶着部３００のうちの熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５とにより、芯材１００の外周を囲む領域の一部が形成される。外包材２００の上端部と左端部と下端部とは、芯材１００の外周を囲む領域の一部の一例である。
【００９４】
真空断熱材１の上下左右等の方向は、例えば、使用者が真空断熱材１を手に取るときまたは、図示しない真空チャンバーに配置されるときに、真空断熱材１が取る姿勢に応じて変化する。そのため、図６の下方が真空断熱材１の上方であったり、図６の上方が真空断熱材１の下方であったりする。あるいは、図６の下方が真空断熱材１の左方であったり、図６の上方が真空断熱材１の右方であったりする。同様に、真空断熱材１が取る姿勢に応じて、外包材２００の上端２０２が真空断熱材１の左端であったり、下端２０３が真空断熱材１の右端であったりする。
【００９５】
外包材２００の右端部２０１において熱溶着される部分には、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０とが含まれる。つまり、熱溶着部３００の一部は、芯材１００の外周を囲む領域の一部において、外包材２００同士が熱溶着された内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０とを含む。内側熱溶着部分３８０は、第２の熱溶着工程によって熱溶着される部分の一例である。外側熱溶着部分３９０は、第３の熱溶着工程によって熱溶着される部分の一例である。
【００９６】
熱溶着部３００のうち、幅Ｗ38を有する内側熱溶着部分３８０により、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分が形成される。内側熱溶着部分３８０は、芯材１００の外周を囲む領域のうち、熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５とによって形成される領域を除く部分において、外包材２００同士が熱溶着された部分である。熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５と内側熱溶着部分３８０とは、連続している。外側熱溶着部分３９０は、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分且つ内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において外包材２００同士が熱溶着された部分である。外包材２００の右端部２０１は、芯材１００の外周を囲む領域の一部の一例、または、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分の一例である。
【００９７】
ここでいう内側と外側とは、外包材２００において芯材１００が封入されている側が内側であり、芯材１００が封入されている側に対して右端部２０１が位置する側が外側である。図６に示すように、内側熱溶着部分３８０は、外側熱溶着部分３９０よりも、相対的に図の左側つまり内側に配置されている。外側熱溶着部分３９０は、内側熱溶着部分３８０よりも、相対的に図の右側つまり外側に配置されている。図６に示すように、右端部２０１は、図６の右側に配置されている。図６に示す真空断熱材１の右側半部分において、右端側は外側である。一方、図６に示す真空断熱材１の左側半部分において、左端側は外側である。
【００９８】
このように、図６に示す真空断熱材１の長手方向の両端から真空断熱材１の中央部に向かう方向が内側方であり、真空断熱材１の中央部から真空断熱材１の長手方向のいずれか一方の端に向かう方向が外側方である。また、図６に示す真空断熱材１の上下方向の両端から真空断熱材１の中央部に向かう方向が内側方であり、真空断熱材１の中央部から真空断熱材１の上下方向のいずれか一方の端に向かう方向が外側方である。なお、真空断熱材１の外側は、大気圧側と言い換えることができる。真空断熱材１の内側は、芯材側と言い換えることができる。
【００９９】
内側熱溶着部分３８０は、外包材２００の右端部２０１において上端２０２から下端２０３まで熱溶着された部分である。このようにすることにより、熱溶着部分３３３、熱溶着部分３３４、熱溶着部分３３５、および、内側熱溶着部分３８０により、芯材１００の外周全体が囲まれる。熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５と内側熱溶着部分３８０とによって外包材２００が密封されるため、芯材１００と吸着材４００とが略真空状態の外包材２００の内部に収容される。
【０１００】
ただし、上端部の熱溶着部分３３３の幅Ｗaと、下端部の熱溶着部分３３５の幅Ｗbとに対応して、内側熱溶着部分３８０は、右端部２０１において、熱溶着部分３３３の内側端３３１から熱溶着部分３３５の内側端３３２まで熱溶着された部分のことであってもよい。あるいは、内側熱溶着部分３８０は、右端部２０１において、熱溶着部分３３３の内側端３３１と上端２０２との間の位置から熱溶着部分３３５の内側端３３２と下端２０３との間の位置まで熱溶着された部分のことであってもよい。
【０１０１】
右端部２０１において内側熱溶着部分３８０によって外包材２００同士が熱溶着された後に、外側熱溶着部分３９０によって、さらに外包材２００同士が熱溶着される。外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。外側熱溶着部分３９０は、内側熱溶着部分３８０よりも外側において上端２０２から下端２０３まで熱溶着された部分である。ただし、上端部の熱溶着部分３３３の幅Ｗaと、下端部の熱溶着部分３３５の幅Ｗbとに対応して、外側熱溶着部分３９０は、右端部２０１において、熱溶着部分３３３の内側端３３１から熱溶着部分３３５の内側端３３２まで熱溶着された部分のことであってもよい。あるいは、外側熱溶着部分３９０は、右端部２０１において、熱溶着部分３３３の内側端３３１と上端２０２との間の位置から熱溶着部分３３５の内側端３３２と下端２０３との間の位置まで熱溶着された部分のことであってもよい。
【０１０２】
このようにして、真空断熱材１が製造される。すなわち、真空断熱材１の製造方法は、外包材２００の内部に芯材１００を収容する収容工程と、芯材１００の外周を囲む領域の一部において、外包材２００同士を熱溶着する第１の熱溶着工程と、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分において、熱溶着される部分が幅Ｗ38を有するように外包材２００同士を熱溶着することによって外包材２００を密封する第２の熱溶着工程と、芯材の外周２００を囲む領域の残余の部分且つ第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも芯材１００から離れた位置において、熱溶着される部分が幅Ｗ39を有するように外包材２００同士を熱溶着する第３の熱溶着工程とを備えている。
【０１０３】
第３の熱溶着工程において熱溶着される外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、第２の熱溶着工程において熱溶着された内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。また、外側熱溶着部分３９０と、内側熱溶着部分３８０とは、互いに略平行な方向に延びている。
【０１０４】
図６に示すように、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との間には、真空断熱材１の長手方向に沿って所定の距離が隔てられている。
【０１０５】
ただし、図７に示すように、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との間には、真空断熱材１の長手方向に沿って所定の距離が隔てられていなくてもよい。図７に示すように、内側熱溶着部分３８０の外側端３８１と、外側熱溶着部分３９０の内側端３９１とは、互いに一致していてもよい。あるいは、図示は省略するが、内側熱溶着部分３８０の外側の一部と外側熱溶着部分３９０の内側の一部とが、互いに重なっていてもよい。
【０１０６】
内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との間に真空断熱材１の長手方向に沿って所定の距離が隔てられていない場合は、第３の熱溶着工程において熱溶着される外側熱溶着部分３９０の幅と、第２の熱溶着工程において熱溶着される内側熱溶着部分３８０の幅との大小関係は限定されない。図７に示す例によれば、熱溶着部３００において、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との二つの熱溶着部分のうち、内側熱溶着部分３８０のみによって外包材２００同士を最終的に熱溶着することにより、外包材２００を密封することができる程度の必要最低限の熱溶着面積によって外包材２００同士を熱溶着することができる。内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との二つの熱溶着部分によれば、芯材１００が封入された外包材２００の内部の減圧状態を維持することができる。
【０１０７】
以上のように、真空断熱材１は、外包材２００と、外包材２００に収容される芯材１００とを備えている。外包材２００は、芯材１００の外周を囲むように外包材２００同士が互いに接触して熱溶着される熱溶着部３００を有している。熱溶着部３００の一部は、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０とを含む。内側熱溶着部分３８０は、芯材２００の外周を囲む領域の一部として外包材２００の右端部２０１において、熱溶着される部分が幅Ｗ38を有するように外包材２００同士が熱溶着された部分である。外側熱溶着部分３９０は、外包材２００の右端部２０１において、熱溶着される部分が幅Ｗ39を有するように、内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において外包材２００同士が熱溶着された部分である。外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。
【０１０８】
真空断熱材１によれば、熱溶着部３００において、芯材１００の外周を囲むように外包材２００同士が互いに接触して熱溶着される。真空断熱材１によれば、熱溶着部３００において外包材２００同士が熱溶着されることにより、外包材２００の内部に芯材１００が収容された状態で外包材２００が密封される。熱溶着部３００の一部は、内側熱溶着部分３８０と、外側熱溶着部分３９０とを含んでいる。芯材１００の外周を囲む熱溶着部３００の領域の一部として外包材２００の右端部２０１においては、幅Ｗ38を有する内側熱溶着部分３８０によって外包材２００同士が熱溶着される。真空断熱材１によれば、右端部２０１において、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との二つの熱溶着部分のうちの内側熱溶着部分３８０によって外包材２００同士を熱溶着することにより、外包材２００を密封することができる程度の必要最低限の幅によって外包材２００同士を熱溶着することができる。そのため、熱溶着時の炭化水素ガスの発生を抑制することが可能である。
【０１０９】
さらに、外包材２００の右端部２０１且つ内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において、幅Ｗ39を有する外側熱溶着部分３９０によって外包材２００同士が熱溶着される。外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。このように、芯材１００の外周を囲む熱溶着部３００の領域の一部として外包材２００の右端部２０１において、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との二つの熱溶着部分により、芯材１００が収容された外包材２００の内部の圧力の経年変化を防止すること、つまり、外包材２００の内部の減圧状態を維持することができる。
【０１１０】
外側熱溶着部分３９０によって外包材２００同士が熱溶着されるときには、内側熱溶着部分３８０を含む熱溶着部３００によって外包材２００がすでに密封されているため、外側熱溶着部分３９０の熱溶着時に発生する炭化水素ガスが、芯材１００が充填された外包材２００の内部に拡散することが防止されている。そのため、外側熱溶着部分３９０によって外包材２００同士が熱溶着されるときに、外包材２００の内部の真空度の低下を防止することができる。
【０１１１】
このようにすることにより、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材を提供することができる。
【０１１２】
真空断熱材１において、熱溶着部３００は、直鎖状低密度ポリエチレンによって形成されている。
【０１１３】
この構成によれば、熱溶着部３００を、熱溶着されるときに炭化水素ガスを発生させにくい材質として、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）によって形成する。これにより、炭化水素ガスによる真空断熱材１の真空度の低下をより効果的に防ぐことができる。
【０１１４】
真空断熱材１において、芯材１００は、複数の不織布１１０を積層することにより構成された真空断熱材用芯材である。不織布１１０は、連続フィラメント法によって製造された、平均繊維径が３μｍ以上１５μｍ以下、平均繊維長が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であって真直度が極めて高く、かつ、ほぼ円形の断面を有している複数のガラス繊維１１１，１１２を含んでいる。
【０１１５】
芯材１００を構成する不織布１１０は、連続フィラメント法によって製造された複数のガラス繊維１１１，１１２を少なくとも含むので、このような複数のガラス繊維１１１，１１２を用いて、不織布１１０を形成する際に各ガラス繊維１１１，１１２を不織布１１０の表面に対して平行な方向に配列させようとすると、大半のガラス繊維１１１，１１２が不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するように複数のガラス繊維１１１，１１２を容易に配列させることができる。このとき、大半の複数のガラス繊維１１１，１１２は、不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布１１０の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列する。これにより、芯材１００を構成する複数のガラス繊維１１１，１１２の間を充填するようなガラス繊維１１１，１１２の存在を極力なくすことができ、また複数のガラス繊維１１１，１１２の間に絡みつくようなガラス繊維１１１，１１２の存在を極力なくすことができるので、ガラス繊維１１１，１１２間に熱伝導が発生するのを防止することができる。このため、芯材１００の厚み方向に沿って熱伝導が生じるのを防止することによって、芯材１００の熱伝導率をより低下させることができる。
【０１１６】
真空断熱材１において、無機繊維はガラス繊維１１１，１１２である。この場合、ガラス繊維１１１，１１２は、他の無機繊維、例えば、セラミック繊維よりも熱伝導率が小さいので、素材自体の熱伝導率を低下させることにより、真空断熱材１の断熱性能をより向上させることができる。
【０１１７】
真空断熱材１の製造方法は、外包材２００と、外包材２００に収容される芯材１００とを備えた真空断熱材の製造方法であって、収容工程と、第１の熱溶着工程と、第２の熱溶着工程と、第３の熱溶着工程とを備えている。収容工程は、外包材２００の内部に芯材１００を収容する工程である。
【０１１８】
第１の熱溶着工程は、芯材１００の外周を囲む領域の一部として、外包材２００の上端部と左端部と下端部とにおいて、外包材２００同士を熱溶着する工程である。第２の熱溶着工程は、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分として右端部２０１において、熱溶着される部分が幅Ｗ38を有するように外包材２００同士を熱溶着することによって外包材２００を密封する工程である。第３の熱溶着工程は、右端部２０１且つ内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において、熱溶着される部分が幅Ｗ39を有するように外包材２００同士を熱溶着する工程である。真空断熱材１の製造方法において、第３の熱溶着工程によって熱溶着される部分の幅Ｗ39は、第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分の幅Ｗ38よりも大きい。
【０１１９】
真空断熱材１の製造方法によれば、外包材２００の内部に芯材１００が収容された後に、外包材２００の上端部と左端部と下端部において、第１の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着される。外包材２００の右端部２０１においては、熱溶着される部分が幅Ｗ38を有するように、第２の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着されることにより、外包材２００が密封される。このように、当該製造方法によれば、外包材２００の右端部２０１においては、先ず第２の熱溶着工程によって外包材２００同士を熱溶着することにより、外包材２００を密封することができる程度の必要最低限の幅によって外包材２００同士を熱溶着することができる。そのため、熱溶着時の炭化水素ガスの発生を抑制することが可能である。
【０１２０】
さらに、外包材２００の右端部２０１且つ第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも芯材１００から離れた位置において、第３の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着される。このように、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分として、外包材２００の右端部２０１においては、二つの熱溶着部分により、芯材１００が収容された外包材２００の内部の圧力の減圧状態を維持することができる。
【０１２１】
第３の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着されるときには、第１の熱溶着工程と第２の熱溶着工程とによって外包材２００が密封されているため、第３の熱溶着工程時に発生する炭化水素ガスが、芯材１００が収容された外包材２００の内部に拡散することが防止されている。そのため、第３の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着されるときに、外包材２００の内部の真空度の低下を防止することができる。
【０１２２】
このようにすることにより、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材の製造方法を提供することができる。
【０１２３】
（第２実施形態）
図８は、この発明の第２実施形態として、冷蔵庫の全体を示す側断面図（Ａ）と、冷蔵庫の外装を示す正面図（Ｂ）である。
【０１２４】
図８の（Ａ）に示すように、冷蔵庫３は、外箱３０１と、内箱３０２と、扉３０３と、仕切板３０４と、圧縮機３０５が配置される機械室３０６と、冷却部３０７と、真空断熱材３２０を備える。外箱３０１と内箱３０２は、冷蔵庫３の外装３０８を形成する。外装３０８は、一面が開口した略直方体形状に形成されている。外装３０８の開口部は、扉３０３によって開閉される。外装３０８の内部は、仕切板３０４によって複数の室に区切られる。この実施形態においては、外装３０８の内部は、例えば、冷蔵室３１１、製氷室３１２、貯氷室３１３、冷凍室３１４、野菜室３１５に区切られている。
【０１２５】
外箱３０１と内箱３０２との間には、真空断熱材３２０が配置される。また、扉３０３の内部にも、真空断熱材３２０が配置されている。図８に示す真空断熱材３２０のうちの少なくとも一部は、第１実施形態の真空断熱材によって形成されている。
【０１２６】
従来の冷蔵庫では、断熱材として硬質発泡ウレタンが用いられているものがある。このような従来の冷蔵庫では、内箱と外箱により形成された空間に発泡ウレタンの材料を注入し、化学反応によって発泡させることにより断熱材を充填している。
【０１２７】
従来の冷蔵庫において、断熱材として硬質発泡ウレタンが用いられていた部分の少なくとも一部を、断熱性能のよい第１実施形態の真空断熱材に置き換えることによって、断熱効果に比例して、断熱材の厚みを薄くすることができる。断熱材の厚みを薄くすることができれば、冷蔵庫を大きくすることなく、内容積を拡大することができる。また、省エネルギーを図ることができる。さらに、硬質発泡ウレタンの使用量を少なくすることができるので、冷蔵庫の廃棄時のリサイクルも容易になる。
【０１２８】
図８に示す真空断熱材３２０の配置位置は一例である。真空断熱材３２０は、他の位置に配置されてもよい。
【０１２９】
以上のように、この発明に従った冷蔵庫３は、外箱３０１と、外箱３０１の内側に配置される内箱３０２と、外箱３０１と内箱３０２との間に配置される真空断熱材３２０とを備え、真空断熱材３２０は、第１実施形態の真空断熱材を含む。
【０１３０】
冷蔵庫３では、内箱３０２の内部に収容された食品を冷却する。そのため、冷蔵庫３では、内箱３０２の内部の温度を外箱３０１の外部よりも低温に保ったり、内箱３０２の内部を効率よく冷却したりする必要がある。そのため、外箱３０１と内箱３０２の間に真空断熱材３２０が配置される。外箱３０１と内箱３０２の間に配置される真空断熱材３２０の断熱性能が優れていれば、内箱３０２の内部を外箱３０１の外部よりも低温にしたり、高温にしたりするために必要なエネルギーを低減することができるので、省エネルギーになる。
【０１３１】
そこで、外箱３０１と内箱３０２との間に配置される真空断熱材３２０が第１実施形態の真空断熱材を含むことにより、断熱性能及び省エネルギーに優れた冷蔵庫３を提供することができる。
【０１３２】
（第３実施形態）
図９は、この発明の第３実施形態として、給湯器の全体を示す側断面図である。
【０１３３】
図９に示すように、給湯器（ポット）４の蓋体４１０の内部と、貯湯容器４２２と外容器４２１との間に真空断熱材４３０が配置されている。真空断熱材４３０は、第１実施形態の真空断熱材である。蓋体４１０の上面４１１を形成する部材と外容器４２１は外箱の一例であり、蓋体４１０の下面４１２を形成する部材と貯湯容器４２２は内箱の一例である。また、真空断熱材４３０の配置位置は一例である。真空断熱材４３０は、他の位置に配置されてもよい。
【０１３４】
この給湯器４では、貯湯容器４２２の内部に水が貯められ、この水が抵抗発熱式ヒータ４４０等で温められる。また、貯湯容器４２２の内部に貯められた水を保温することができる。
【０１３５】
このように、抵抗発熱式ヒータ４４０などで水を温めるための貯湯容器４２２の外側に第１実施形態の真空断熱材を使用することにより、断熱材の厚みを従来よりも薄くすることができるので、給湯器４の内容積の拡大を可能にしつつ、省スペースになる。また、給湯器４の保温性能を向上させつつ、省エネルギーを図ることができる。また、例えば断熱材として発泡ウレタンを用いる場合と比較して、断熱材のリサイクルが容易になる。
【０１３６】
（実施形態４）
図１０は、この発明の第４実施形態として、炊飯器の全体を示す正面斜視図（Ａ）と、背面斜視図（Ｂ）と、炊飯器の内部に収容される部材を示す図（Ｃ）である。
【０１３７】
図１０に示すように、炊飯器５は、筐体５０１と、筐体５０１の上部の開口部を開閉するための上蓋５０２とから構成されている。筐体５０１の内部には、図１０の（Ｃ）に示すように、内釜５０４と、内釜５０４の底部に配置されるヒータ５０５と、内釜５０４とヒータ５０５を覆う外釜５０３とが配置される。炊飯器５の上蓋５０２の内部と、外釜５０３と筐体５０１の間に真空断熱材５１０が配置されている。真空断熱材５１０は、外釜５０３の外周面を覆うように、外釜５０３の外周面に巻かれるようにして配置されている。真空断熱材５１０は、第１実施形態の真空断熱材である。
【０１３８】
筐体５０１は外箱の一例であり、外釜５０３は内箱の一例である。また、上蓋５０２の上面は外箱の一例であり、上蓋５０２の下面は内箱の一例である。また、真空断熱材５１０の配置位置は一例である。真空断熱材５１０は、他の位置に配置されてもよい。
【０１３９】
米の炊飯部である内釜５０４を収納する外釜５０３の外周に真空断熱材５１０を配置することにより、従来の断熱材と同等の断熱性能を得ながら、従来の断熱材よりも断熱材の厚みを薄くすることができる。このようにして、省スペース、省エネルギーを達成することが可能であって、大容量の炊飯器５を得ることができる。
【０１４０】
また、外釜５０３の外周に真空断熱材５１０を配置することにより、内釜５０４の温度は、ヒータ５０５の配置されている底部から高さ方向に沿って等温分布になるので、内釜５０４内において均等に対流を発生させることができる。
【０１４１】
（第５実施形態）
図１１は、この発明の第５実施形態として、洗濯乾燥機の全体を示す斜視図である。
【０１４２】
図１１に示すように、洗濯乾燥機６は、外装６０１と、外装６０１の開口部を開閉するための蓋６０２と、外装６０１の内部に収容される洗濯乾燥槽収納部６０３と、洗濯乾燥槽収納部６０３の内部に収容される洗濯乾燥槽（図示しない）とを備える。外装６０１と洗濯乾燥槽収納部６０３との間には真空断熱材６１０が配置されている。真空断熱材６１０は、第１実施形態の真空断熱材である。洗濯乾燥機６は、乾燥機能付き洗濯機である。真空断熱材６１０の配置位置は一例である。真空断熱材６１０は、他の位置に配置されてもよい。
【０１４３】
洗濯乾燥槽は、洗濯乾燥槽収納部６０３の内部において、回転可能であるように支持されている。使用者は、洗濯乾燥槽の内部に衣類などの対象物を入れて、蓋６０２上に配置される操作部を操作することによって、対象物の洗濯や乾燥を行う。被洗浄対象物の洗濯時には、洗濯乾燥槽の内部に水が貯められ、洗剤が投入されて、洗濯乾燥槽が回転されることによって被洗浄対象物が洗浄される。被乾燥対象物の乾燥時には、洗濯乾燥槽の内部に温風を循環供給することによって、被乾燥対象物を乾燥させる。
【０１４４】
洗濯乾燥槽収納部６０３の外周面に真空断熱材６１０を巻きつけることによって、洗濯乾燥槽内に循環させる温風の温度を下がりにくくすることができるので、効率よく乾燥することができる。
【実施例】
【０１４５】
本発明の真空断熱材の効果の一つとして、優れた断熱性能を得られるという効果がある。この効果を検証するために、最終的な熱溶着の方法を変えて作製した各真空断熱材の熱伝導率をそれぞれ測定し、断熱性能を比較した。
【０１４６】
（実施例）
図１２（Ａ）〜（Ｃ）に、実施例に係る真空断熱材９を示す。真空断熱材９は、ガスバリヤ性の外包材９２０の内部に芯材９１０と吸着材９４とが収容され、減圧状態で例えば上端部の熱溶着部分９３３、左端部の熱溶着部分９３４、および、下端部の熱溶着部分９３５の順に、外包材９２０同士を熱溶着させる。続いて、内側熱溶着部分９３１と外側熱溶着部分９３２との順に外包材９２０同士をさらに熱溶着させることにより、作製される。
【０１４７】
真空断熱材９の外包材９２０としては、最外層９２１にナイロンを用い、中間層９２２にアルミニウム蒸着ＰＥＴ樹脂とアルミニウム箔の２層を用い、最内層９２３に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いた。
【０１４８】
芯材９１０は、複数の不織布９１１が積層されて構成されている。それぞれの不織布９１１は、無機繊維の一例であるガラス繊維と、少量の有機バインダーを用いて、抄紙法によって作製されている。具体的には、芯材９１０は、次のようにして作製された。
【０１４９】
平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１０ｍｍであるガラスチョップドストランド（オーウェンス・コーニング社（Ｏｗｅｎｓ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製）をその濃度が０．５質量％となるように水中に投入し、分散剤としてエマノーン（登録商標）３１９９（花王株式会社製）をガラスチョップドストランド１００質量部に対して１質量部となるように添加して、攪拌することにより、ガラスチョップドストランドスラリーを作製した。
【０１５０】
得られたガラスチョップドストランドスラリーを用いて湿式抄紙法にて抄造し、ウエブを作製した。得られたウエブに対して、アクリルエマルジョン（大日本インキ化学工業株式会社製 ＧＭ−４）をその固形分濃度が３．０質量％となるように水で希釈した液を含浸させ、ウエブ水分質量がガラス繊維質量に対して０．７質量％となるように水分を吸引して調整した。その後、ウエブを乾燥させることによって、芯材９１０に用いられる不織布９１１を作製した。得られた芯材９１０に用いられる不織布９１１は、米坪が１００ｇ／ｍ2であった。不織布９１１を複数枚積層して、芯材９１０を形成した。芯材９１０の大きさは、長辺が４３５ｍｍ、短辺が４００ｍｍ、厚みが９ｍｍであった。
【０１５１】
外包材９２０の内部は、次のようにして密閉された。第１の熱溶着工程として、外包材９２０の３辺つまり外包材９２０の上端部と左端部と下端部とを熱溶着した。熱溶着部９３０のうち、上端部の熱溶着部分９３３と、左端部の熱溶着部分９３４と、下端部の熱溶着部分９３５とにより、外包材９２０の３辺の熱溶着が形成された。
【０１５２】
次に、第２の熱溶着工程として、右端部９２４の外包材９２０同士を、減圧状態下において内側熱溶着部分９３１によって熱溶着した。外包材９２０の右端部９２４は、芯材９１０の外周を囲む領域の残余の部分であった。熱溶着部９３０のうち、熱溶着部分９３３と、熱溶着部分９３４と、熱溶着部分９３５と、内側熱溶着部分９３１とにより、芯材９１０の外周を囲む領域が形成された。内側熱溶着部分９３１の幅Ｗ1は、２．０ｍｍであった。内側熱溶着部分９３１の長さＬは、５００ｍｍであった。長さＬは、外包材９２０の上下方向の寸法であった。
【０１５３】
なお、真空断熱材９の上下左右等の方向は、図１２（Ａ）と（Ｃ）とに示された真空断熱材９を正面から見た方向であった。真空断熱材９の上下左右等の方向は、例えば、使用者が真空断熱材１を手に取るとき、または、真空チャンバー（図示せず）に配置されるときに、真空断熱材１が取る姿勢に応じて変化する。そのため、真空断熱材９が取る姿勢に応じて、外包材９２０の右端部９２４は、真空断熱材９の右端部ではなく真空断熱材９の上端部または左端部等に変化する。
【０１５４】
このようにして、第１の熱溶着工程と第２の熱溶着工程とにより、熱溶着部分９３３、熱溶着部分９３４、熱溶着部分９３５、および、内側熱溶着部分９３１の最内層９２３同士が熱溶着されるため、芯材９１０と吸着材９４とが略真空状態の外包材９２０の内部に収容された。
【０１５５】
次に、図１２（Ｃ）に示すように、第３の熱溶着工程として、芯材９１０の外周を囲む領域の残余の部分且つ内側熱溶着部分９３１よりも芯材９１０から離れた位置において、外側熱溶着部分９３２によって外包材９２０同士を、減圧状態下において熱溶着した。なお、熱溶着部分９３２は、減圧状態下において熱溶着されることが好ましい。ただし、熱溶着部分９３２は、大気圧下において熱溶着されてもよい。
【０１５６】
真空断熱材９の長手方向に沿った内側熱溶着部分９３１と外側熱溶着部分９３２との間の距離Ｄは１ｍｍであった。外側熱溶着部分９３２の幅Ｗ2は、１０．０ｍｍであった。外側熱溶着部分９３２の長さは、内側熱溶着部分９３１の長さＬと同様に５００ｍｍであった。このようにして、第３の熱溶着工程により、外側熱溶着部分９３２の最内層９２３同士を最終的に熱溶着した。このように作製された真空断熱材９の熱伝導率を測定した。
【０１５７】
真空断熱材９の熱伝導率は、熱伝導率測定装置（英弘精機株式会社製 ＨＣ−０７４／６００）を用いて測定した。真空断熱材９の測定時の平均温度は２４℃であった。真空断熱材９の熱伝導率の測定値は、１．３ｍＷ／ｍ・Ｋであった。
【０１５８】
なお、実施例に係る真空断熱材９と異なり、芯材として、ガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成された芯材を、外包材９２０の内部に収容した真空断熱材についても、熱伝導率を測定した。ガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成された芯材が、外包材９２０の内部に収容された真空断熱材のうち、芯材を除く他の構成は、真空断熱材９と同様である。この真空断熱材の熱溶着の方法は、真空断熱材９のものと同様である。また、この真空断熱材の熱伝導率の測定方法は、真空断熱材９のものと同様である。この真空断熱材の熱伝導率の測定値は、２．１ｍＷ／ｍ・Ｋであった。
【０１５９】
（比較例）
比較例に用いられた真空断熱材（図示せず）は、真空断熱材９と異なり、芯材の外周を囲む領域の残余の部分において、一つの熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着された。比較例の真空断熱材のその他の構成は、実施例に用いられた真空断熱材９と同様であった。比較例に係る真空断熱材の外包材の内部は、以下のようにして密閉された。
【０１６０】
まず、外包材の内部に芯材と吸着材とを収容した後に、外包材の上端部と左端部と下端部とを熱溶着した。熱溶着部のうち、上端部の熱溶着部分と、左端部の熱溶着部分と、下端部の熱溶着部分とにより、芯材の外周を囲む領域の一部が形成された。次に、芯材の外周を囲む領域の残余の部分としての外包材の右端部において、外包材の最内層同士を一つの熱溶着部分によって最終的に熱溶着した。比較例に係る真空断熱材においては、熱溶着部上端部の熱溶着部分、左端部の熱溶着部分、下端部の熱溶着部分、および、右端部の熱溶着部分により、芯材の外周を囲む熱溶着部の領域が形成された。
【０１６１】
比較例に係る真空断熱材の右端部の熱溶着部分の幅は、１０ｍｍであった。比較例の熱溶着部分の長さは、実施例に係る真空断熱材９の内側熱溶着部分９３１および外側熱溶着部分９３２と同様に５００ｍｍであった。比較例に係る真空断熱材の熱溶着部は、実施例に係る真空断熱材９と同様に熱溶着された。
【０１６２】
比較例に係る真空断熱材の熱伝導率は、実施例に係る真空断熱材９と同様に測定した。比較例に係る真空断熱材の測定時の平均温度は２４℃であった。比較例に係る真空断熱材の熱伝導率の測定値は、１．５ｍＷ／ｍ・Ｋであった。
【０１６３】
なお、比較例に係る真空断熱材と異なり、芯材として、ガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成された芯材を、外包材の内部に収容した真空断熱材についても、熱伝導率を測定した。ガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成された芯材が、外包材の内部に収容された真空断熱材のうち、芯材を除く他の構成は、比較例に係る真空断熱材と同様である。この真空断熱材の熱溶着の方法は、比較例に係る真空断熱材のものと同様である。また、この真空断熱材の熱伝導率の測定方法は、真空断熱材９のものと同様である。この真空断熱材の熱伝導率の測定値は、２．３ｍＷ／ｍ・Ｋであった。
【０１６４】
このように、内側熱溶着部分９３１と外側熱溶着部分９３２との二つの熱溶着部分によって最終的に最内層９２３同士が熱溶着された真空断熱材９は、従来のように一つの熱溶着部分によって外包材が最終的に密閉された真空断熱材に比べて小さい熱伝導率を示し、従来の断熱性能の改善限界を超える優れた断熱性能を有することがわかる。
【０１６５】
したがって、本発明に従った真空断熱材を使用することによって、断熱性能及び省エネルギーに優れた冷蔵庫等の機器を提供することが可能である。
【０１６６】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【符号の説明】
【０１６７】
１：真空断熱材、１００：芯材、１１０：不織布、２００：外包材、２０２：上端、２０３：下端、３００：熱溶着部、３８０：内側熱溶着部分、３９０：外側熱溶着部分
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空断熱材およびそれを備える機器、ならびにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種食品を加温、冷却、保温することを目的として使用される冷蔵庫、保冷箱、保温箱等や、被乾燥対象物に温風を吹きつけて被乾燥対象物を乾燥させる乾燥機等には、従来から、種々の構造や性能を有する断熱材が使用されている。断熱材の中でも真空断熱材は断熱性能に優れているため、断熱を必要とする家庭用冷蔵庫等の機器に広く使用されている。真空断熱材は、一般的に、無機材料からなる芯材を外包材に充填した後、外包材を密閉し、外包材の内部を減圧状態に保持することによって得られる。
【０００３】
このような真空断熱材の芯材は、無機材料の中でも、火炎法または遠心法によって製造されたガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成される。
【０００４】
たとえば、特開２００５−２６５０３８号公報（特許文献１）に記載の真空断熱材は、無機繊維としてのガラス繊維からなるグラスウールを湿式抄造した無機繊維シートを複数枚積層したものを芯材として用いて構成され、無機繊維中の粒子径３０μｍ以上のショット含有率が０．１質量％以下であり、無機繊維中の平均繊維径が０．２〜６μｍであり、無機繊維がシート面に対して水平方向に配列されている。
【０００５】
また、特開２００６−１７１６９号公報（特許文献２）に記載の真空断熱材では、無機繊維積層材料としてのガラス繊維からなるグラスウールで構成されている芯材が外被材内に減圧密封されており、真空断熱材中の芯材の密度が２００〜２７０ｋｇ／ｍ3であり、外被材を開包した後の芯材が繊維長１００μｍ以上のガラス繊維を７５％以上含有している。
【０００６】
一方、特開２００４−３６７４９号公報（特許文献３）に記載の真空断熱材では、ピンホールの発生を低減するために、異方性のない材料として、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）のフィルムが熱溶着層として用いられている。
【０００７】
また、特許第３４８２４０８号公報（特許文献４）に記載の真空断熱材では、ピンホールの発生を低減するために、外包材に２層の延伸ナイロンフィルムが用いられている。この真空断熱材においても、熱溶着層には直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）のフィルムが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２６５０３８号公報
【特許文献２】特開２００６−１７１６９号公報
【特許文献３】特開２００４−３６７４９号公報
【特許文献４】特許第３４８２４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１３は、従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の分布状態を模式的に示す平面図である。図１４は従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す平面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）、図１５は同様の分布状態を示す断面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【００１０】
図１３に示すように、グラスウール８００においては、種々の繊維長の多数本のガラス繊維８１０が様々な方向に延びてランダムに分布していることがわかる。また、図１４と図１５に示すように、火炎法または遠心法によって製造されたグラスウールにおいては、主体となる繊維に対して、繊維長が１ｍｍ以下の短い繊維や、繊維径が１μｍ以下の微細な繊維が混入された状態である。このような短い繊維や微細な繊維は、主体となる繊維の間を充填したり、主体となる繊維の間に絡みついたりして、繊維間に熱伝導が発生し、芯材の厚み方向に沿って熱伝導を引き起こすことによって、断熱性能を低下させているものと考えられる。また、このようなグラスウールにおいては、主体となる繊維も、折れ曲がったり、捩れたりした多数の繊維を含むことがわかる。
【００１１】
このようにグラスウールは構成されているので、特開２００５−２６５０３８号公報（特許文献１）に記載されているように、湿式抄造によってシートを形成する際にガラス繊維をシート面に対して水平方向に配列させようとしても、大半のガラス繊維を整列させることは非常に困難である。
【００１２】
また、特開２００６−１７１６９号公報（特許文献２）に記載されているように、繊維長１００μｍ以上のガラス繊維を７５％以上含有する芯材を、芯材の密度が２００〜２７０ｋｇ／ｍ3になるようにグラスウールを押圧しても、大半のガラス繊維を整列させることは非常に困難である。
【００１３】
したがって、上記のいずれの公報に記載の真空断熱材の芯材においても、繊維間の熱伝導の発生による断熱性能の低下を防止することは困難である。このため、得られた真空断熱材の熱伝導率は２ｍＷ／ｍ・Ｋ程度であり、従来の改善手法では真空断熱材の断熱性能の向上には限界があった。
【００１４】
また、特開２００４−３６７４９号公報（特許文献３）に記載の真空断熱材や、特許第３４８２４０８号公報（特許文献４）に記載の真空断熱材のような、外包材のピンホールの発生を抑えるような従来の改善手法では、真空断熱材の断熱性能の向上には限界があった。
【００１５】
そこで、この発明の目的は、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材およびそれを備える機器、ならびにその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に従った真空断熱材は、外包材と、外包材に収容される芯材とを備えている。外包材は、芯材の外周を囲むように外包材同士が互いに接触して熱溶着される熱溶着部を有している。熱溶着部の一部は、内側熱溶着部分と外側熱溶着部分とを含む。内側熱溶着部分は、芯材の外周を囲む領域の一部において、熱溶着される部分が所定の幅を有するように外包材同士が熱溶着された部分である。外側熱溶着部分は、芯材の外周を囲む領域の一部において、熱溶着される部分が他の所定の幅を有するように、内側熱溶着部分よりも芯材から離れた位置において前記外包材同士が熱溶着された部分である。外側熱溶着部分の幅は、内側熱溶着部分の幅よりも大きい。
【００１７】
真空断熱材は、外包材の熱溶着部が熱溶着されて密封されるので、熱溶着時に熱溶着部から発生する炭化水素ガスは、真空断熱材の外部に拡散するだけでなく、真空断熱材の外包材の内部にも拡散する。真空断熱材の外包材の内部に拡散した炭化水素ガスは、外包材の内部に密封される。
【００１８】
外包材の内部に炭化水素ガスが拡散した状態で密封されると、外包材の内部の真空度が低くなる。外包材の内部の真空度が低くなることによって、真空断熱材の断熱性が低下する。
【００１９】
本発明によれば、熱溶着部において、芯材の外周を囲むように外包材同士が互いに接触して熱溶着される。本発明に従った真空断熱材によれば、熱溶着部において外包材同士が熱溶着されることにより、外包材の内部に芯材が収容された状態で外包材が密封される。熱溶着部の一部は、内側熱溶着部分と、外側熱溶着部分とを含んでいる。芯材の外周を囲む熱溶着部の領域の一部においては、所定の幅を有する内側熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着される。本発明によれば、芯材の外周を囲む熱溶着部の領域の一部において、内側熱溶着部分と外側熱溶着部分との二つの熱溶着部分のうちの内側熱溶着部分によって外包材同士を熱溶着することにより、外包材を密封することができる程度の必要最低限の幅によって外包材同士を熱溶着することができる。そのため、熱溶着時の炭化水素ガスの発生を抑制することが可能である。
【００２０】
さらに、芯材の外周を囲む熱溶着部の領域の一部且つ内側熱溶着部分よりも芯材から離れた位置において、他の所定の幅を有する外側熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着される。外側熱溶着部分の幅は、内側熱溶着部分の幅よりも大きい。このように、芯材の外周を囲む熱溶着部の領域の一部において、内側熱溶着部分と外側熱溶着部分との二つの熱溶着部分により、芯材が収容された外包材の内部の圧力の経年変化を防止すること、つまり、外包材の内部の減圧状態を維持することができる。
【００２１】
外側熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着されるときには、内側熱溶着部分を含む熱溶着部によって外包材がすでに密封されているため、外側熱溶着部分の熱溶着時に発生する炭化水素ガスが、芯材が充填された外包材の内部に拡散することが防止されている。そのため、外側熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着されるときに、外包材の内部の真空度の低下を防止することができる。
【００２２】
このようにすることにより、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材を提供することができる。
【００２３】
本発明に従った真空断熱材において、熱溶着部は、直鎖状低密度ポリエチレンによって形成されていることが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、熱溶着部を、熱溶着されるときに炭化水素ガスを発生させにくい材質として、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）によって形成する。これにより、炭化水素ガスによる当該真空断熱材の真空度の低下をより効果的に防ぐことができる。
【００２５】
本発明に従った真空断熱材において、芯材は、好ましくは、複数の不織布を積層することにより構成された真空断熱材用芯材である。不織布は、好ましくは、連続フィラメント法によって製造された、平均繊維径が３μｍ以上１５μｍ以下、平均繊維長が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であって真直度が極めて高く、かつ、ほぼ円形の断面を有している複数の無機繊維を少なくとも含む。
【００２６】
不織布においては、複数の無機繊維層が積層されていることが好ましい。不織布において上層を形成する大半の複数の無機繊維と下層を形成する大半の複数の無機繊維とは、不織布の表面とほぼ平行な方向に延在し、かつ、互いに密着して平行な方向には整列せず、隣り合う繊維の間では点で接触し、不織布の上層と下層を形成するそれぞれの平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列していることが好ましい。
【００２７】
連続フィラメント法によれば、繊維径のばらつきが極めて小さい多数本の繊維を大量生産することができる。また、連続フィラメント法によって製造された無機繊維は、各繊維の真直度が極めて高い。このため、連続フィラメント法によって製造された多数本の無機繊維をほぼ一定の長さに切断することによって、繊維径のばらつきが極めて小さい、ほぼ同じ長さの多数本の無機繊維を、真直度が極めて高い状態で得ることができる。
【００２８】
本発明の芯材を構成する不織布は、連続フィラメント法によって製造された複数の無機繊維を少なくとも含むので、このような複数の無機繊維を用いて、不織布を形成する際に各無機繊維を不織布の表面に対して平行な方向に配列させようとすると、大半の無機繊維が不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するように複数の無機繊維を容易に配列させることができる。このとき、大半の複数の無機繊維は、不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列する。これにより、芯材を構成する複数の無機繊維の間を充填するような無機繊維の存在を極力なくすことができ、また複数の無機繊維の間に絡みつくような無機繊維の存在を極力なくすことができるので、無機繊維間に熱伝導が発生するのを防止することができる。このため、芯材の厚み方向に沿って熱伝導が生じるのを防止することによって、芯材の熱伝導率をより低下させることができる。
【００２９】
本発明に従った真空断熱材において、無機繊維はガラス繊維であることが好ましい。この場合、ガラス繊維は、他の無機繊維、例えば、セラミック繊維よりも熱伝導率が小さいので、素材自体の熱伝導率を低下させることにより、当該真空断熱材の断熱性能をより向上させることができる。
【００３０】
本発明に従った機器は、外箱と、外箱の内側に配置される内箱と、外箱と内箱との間に配置される真空断熱材とを備えていることが好ましい。当該機器が有する真空断熱材は、上記の真空断熱材を含むことが好ましい。
【００３１】
例えば、冷蔵庫は、内箱の内部に収容された食品を効率よく冷却する。また、例えば、洗濯乾燥機は、内箱の内部に収容された衣類等の被乾燥対象物に温風を吹きつけて効率よく乾燥させる。これらの機器では、内箱の内部の温度を外箱の外部よりも低温、あるいは高温の所定の温度に保ったり、内箱の内部を効率よく冷却、または加熱したりするために、内箱の内部を外箱の外部から断熱する必要がある。そのため、外箱と内箱の間に真空断熱材が配置される。外箱と内箱の間に配置される真空断熱材の断熱性能が優れていれば、内箱の内部を外箱の外部よりも低温にしたり、高温にしたりするために必要なエネルギーを低減することができるので、省エネルギーになる。
【００３２】
そこで、外箱と内箱との間に配置される真空断熱材が上記の真空断熱材を含むことにより、断熱性能及び省エネルギーに優れた機器を提供することができる。
【００３３】
本発明に従った真空断熱材の製造方法は、外包材と、外包材に収容される芯材とを備えた真空断熱材の製造方法であって、収容工程と、第１の熱溶着工程と、第２の熱溶着工程と、第３の熱溶着工程とを備えている。収容工程は、外包材の内部に芯材を収容する工程である。
【００３４】
第１の熱溶着工程は、芯材の外周を囲む領域の一部において、外包材同士を熱溶着する工程である。第２の熱溶着工程は、芯材の外周を囲む領域の残余の部分において、熱溶着される部分が所定の幅を有するように外包材同士を熱溶着することによって外包材を密封する工程である。第３の熱溶着工程は、芯材の外周を囲む領域の残余の部分且つ第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも芯材から離れた位置において、熱溶着される部分が他の所定の幅を有するように外包材同士を熱溶着する工程である。本発明に従った真空断熱材の製造方法において、第３の熱溶着工程によって熱溶着される部分の幅は、第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分の幅よりも大きい。
【００３５】
本発明に従った真空断熱材の製造方法によれば、外包材の内部に芯材が収容された後に、芯材の外周を囲む領域の一部において、第１の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着される。芯材の外周を囲む領域の残余の部分においては、熱溶着される部分が所定の幅を有するように、第２の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着されることにより、外包材が密封される。このように、当該製造方法によれば、芯材の外周を囲む領域の残余の部分においては、先ず第２の熱溶着工程によって外包材同士を熱溶着することにより、外包材を密封することができる程度の必要最低限の幅によって外包材同士を熱溶着することができる。そのため、熱溶着時の炭化水素ガスの発生を抑制することが可能である。
【００３６】
さらに、芯材の外周を囲む領域の残余の部分且つ第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも芯材から離れた位置において、第３の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着される。このように、芯材の外周を囲む領域の残余の部分においては、二つの熱溶着部分により、芯材が収容された外包材の内部の圧力の減圧状態を維持することができる。
【００３７】
第３の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着されるときには、第１の熱溶着工程と第２の熱溶着工程とによって外包材が密封されているため、第３の熱溶着工程時に発生する炭化水素ガスが、芯材が収容された外包材の内部に拡散することが防止されている。そのため、第３の熱溶着工程によって外包材同士が熱溶着されるときに、外包材の内部の真空度の低下を防止することができる。
【００３８】
このようにすることにより、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材の製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明によれば、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材およびそれを備える機器、ならびにその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施の形態として、真空断熱材の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一つの実施の形態として、芯材と外包材の配置（Ａ）と、外包材の内部を減圧したときの真空断熱材の内部の様子（Ｂ）を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の分布状態を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す平面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【図５】本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す断面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【図６】本発明の第１実施形態の一例として、真空断熱材の構成を模式的に示す正面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の他の一例として、真空断熱材の構成を模式的に示す正面図である。
【図８】本発明の第２実施形態として、冷蔵庫の全体を示す側断面図（Ａ）と、冷蔵庫の外装を示す正面図（Ｂ）である。
【図９】本発明の第３実施形態として、給湯器の全体を示す側断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態として、炊飯器の全体を示す正面斜視図（Ａ）と、背面斜視図（Ｂ）と、炊飯器の内部に収容される部材を示す図（Ｃ）である。
【図１１】この発明の第５実施形態として、洗濯乾燥機の全体を示す斜視図である。
【図１２】実施例に係る真空断熱材において第１の熱溶着工程の熱溶着が行われたときの状態を示す正面図（Ａ）と、（Ａ）にＢ−Ｂ線で示す方向から見たときの断面図（Ｂ）と、第２の熱溶着工程の熱溶着が行われたときの状態を示す正面図（Ｃ）である。
【図１３】従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の分布状態を模式的に示す平面図である。
【図１４】従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す平面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【図１５】従来から真空断熱材の芯材として用いられてきたグラスウールにおけるガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す断面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
発明者らは、従来の真空断熱材の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、外包材を密封する場合に、最終的に熱溶着される部分の面積を従来よりも小さくすることにより、熱溶着時に炭化水素ガスの発生を抑制させることを思いついた。さらに、芯材が封入された外包材内部の圧力の経年劣化を考慮して、外包材の内部を密閉した後に、相対的に面積の小さい熱溶着部分の外側に、他の熱溶着部分によって外包材同士を熱溶着することを考えた。本発明は、以上のような知見に基づいてなされたものである。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４３】
（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施の形態として、真空断熱材の構成を模式的に示す断面図である。図１の（Ａ）は、外包材の内部を減圧する前の状態、図１の（Ｂ）は、外包材の内部が減圧されている場合の状態を示す図である。
【００４４】
図１に示すように、真空断熱材１においては、直方体形状の袋状に形成されたガスバリヤ性の外包材２００の内部に芯材１００が収容されている。芯材１００を外包材２００に充填する前に、外包材２００は、４辺のうち３辺において熱溶着されている。残りの１辺の熱溶着部３００は、後述するように芯材１００の充填後に減圧状態で熱溶着される。
【００４５】
図１の（Ａ）に示すように、芯材１００は、複数の不織布１１０が積層されて構成されている。それぞれの不織布１１０は、無機繊維の一例であるガラス繊維と、少量の有機バインダーを用いて、抄紙法によって作製されている。バインダーについては無機バインダーを使用することも可能であるが、無機バインダーを用いると、繊維集合体、すなわち、不織布１１０の折り曲げの柔軟性が劣ること、また製品として使用する場合のコストが有機バインダーを用いる場合に比べ高価となるため、有機バインダーを使用することが好ましい。また、バインダーの量は、極力、多くならないように抑える。
【００４６】
具体的な外包材２００の構成の例としては、最外層２１０をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂とし、中間層２２０にはアルミニウム蒸着層を有するエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂を用い、最内層２３０に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）を用いるガスバリヤフィルムや、最外層２１０にナイロンを用い、中間層２２０にアルミニウム蒸着ＰＥＴ樹脂とアルミニウム箔の２層を用い、最内層２３０に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）を用いるガスバリヤフィルム等が挙げられる。熱溶着部３００は、最内層２３０の一部に形成される。
【００４７】
直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）は、熱溶着時に炭化水素ガスを発生させにくい材質の一例である。
【００４８】
なお、外包材２００としては、最外層２１０にナイロンを用い、中間層２２０にアルミニウム蒸着ＰＥＴ樹脂とアルミニウム箔の２層を用い、最内層２３０に２種類のポリエチレン樹脂を用いたものであってもよい。最内層２３０に用いられるポリエチレン樹脂は、ポリプロピレン樹脂であってもよく、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であってもよい。
【００４９】
また、真空断熱材１の初期断熱性能及び経時断熱性能を保持するために、真空断熱材１内に、ガス吸着材、水分吸着材等の吸着材４００を使用することが好ましい。吸着材４００は、減圧状態にされてから熱溶着される熱溶着部３００（後述する内側熱溶着部分３８０）の近傍に配置されている。ただし、吸着材４００が配置される位置は限定されない。吸着材４００は、外包材２００の内部の他の位置に配置されてもよい。
【００５０】
芯材１００を外包材２００内に充填した後、真空チャンバー内に収容する。外包材２００の内部が所定の真空度まで減圧されると、熱溶着部３００において外包材２００どうしを熱溶着する。熱溶着の温度は、シール強度を保持するための熱溶着温度として、１７０〜２２０℃であることが好ましい。熱溶着の方法としては、真鍮や銅製の熱板の中に埋め込まれたニクロム線により熱板を発熱伝導させて熱溶着部３００を過熱溶着させてシールを行なう熱板シール方式や、発熱体であるニクロム線（リボンヒーター）によって直接、熱溶着部３００を加熱溶着させてシールを行なうインパルス溶着方式がある。熱溶着部３００は、どちらの方法によって溶着されてもよい。また、他の方法によって溶着されてもよい。熱溶着部３００が熱溶着されると、外包材２００が密封される。
【００５１】
図１の（Ｂ）に示すように、外包材２００の内部が減圧されると、外包材２００の外部の大気圧によって芯材１００が圧縮されて、芯材１００を構成する不織布１１０同士が押し付けられるように接触する。外包材２００の内部を減圧した状態での芯材１００の密度は、１００〜４００ｋｇ／ｍ3の範囲内に含まれる。
【００５２】
以上のように不織布１１０を構成し、不織布１１０を積層して芯材１００を構成し、芯材１００を外包材２００の内部に配置して減圧して密封して、真空断熱材１を構成する。
【００５３】
図２は、この発明の一つの実施の形態として、芯材と外包材の配置（Ａ）と、外包材の内部を減圧したときの真空断熱材の内部の様子（Ｂ）を模式的に示す斜視図である。各不織布、芯材、外包材は、それぞれ、一部のみが示されている。
【００５４】
図２の（Ａ）に示すように、不織布１１０を複数枚積層して、芯材１００を形成する。芯材１００は、外包材２００に覆われている。外包材２００はガスバリヤ性で、袋状に形成されており、芯材１００の全体を覆う。
【００５５】
図２の（Ｂ）に示すように、袋状の外包材２００の内部を減圧すると、芯材１００が圧縮される。芯材１００が圧縮されると、不織布１１０同士が互いに押し付けられるようにして接触する。
【００５６】
芯材１００の不織布１１０としては、連続フィラメント法によって製造されたガラス繊維によって形成されるものや、グラスウールによって形成されるものを用いることができる。図１に示すように、不織布１１０は、連続フィラメント法によって製造された複数の無機繊維を少なくとも含むように構成される。
【００５７】
無機繊維としてはガラス繊維、セラミック繊維、ロックウール繊維等が挙げられるが、本発明の芯材を構成するために必要な細径の繊維が大量生産により比較的低価格で流通している点、素材自体の熱伝導率が小さい点から、無機繊維としてガラス繊維を使用するのが好ましい。
【００５８】
本発明の一つの実施の形態では、一定の長さに切断したガラス繊維を用いて、湿式抄紙法によって製造した不織布を真空断熱材の芯材として使用する。ここで、一定の長さに切断したガラス繊維とは、連続フィラメント法によって溶融ガラスを多数のノズルから引き出すことによって成形された、太さが均一な糸状の連続フィラメントであるガラス繊維を数百〜数千本束ねて巻き取ってストランドとし、このストランドをギロチンカッター等により所定の長さに定寸切断したものをいう。このようにしてガラス繊維のストランドを定寸切断したものを、ガラスチョップドストランドという。
【００５９】
このようにして得られたガラス繊維は、連続フィラメントを一定の寸法で切断して所定の長さにしたものであるので、真直度が極めて高く、剛性が高い繊維であって、ほぼ均一な繊維径を有し、ほぼ円形の断面を有する。すなわち、連続フィラメント法によれば、繊維径のばらつきが極めて小さい多数本の繊維を大量生産することができる。また、連続フィラメント法によって製造された無機繊維は、各繊維の真直度が極めて高い。このため、連続フィラメント法によって製造された多数本の無機繊維をほぼ一定の長さに切断することによって、繊維径のばらつきが極めて小さい、ほぼ同じ長さの多数本の無機繊維を、真直度が極めて高い状態で得ることができる。
【００６０】
このため、このガラス繊維を用いて湿式抄紙法によって不織布を製造した場合、繊維が不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するが、不織布の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列された不織布を得ることができる。
【００６１】
図３は、本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の分布状態を模式的に示す平面図である。図３では、２層のガラス繊維層からなる不織布が示されている。図４は本発明の一つの実施の形態として真空断熱材の芯材に用いられる不織布を構成するガラス繊維の圧縮される前の分布状態を示す平面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）、図５は同様の分布状態を示す断面の電子顕微鏡写真（倍率１００倍）である。
【００６２】
図３に示すように、上層を形成する複数のガラス繊維１１１と下層を形成するガラス繊維１１２は、不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布１１０の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列している。また、図４と図５に示すように、各繊維の真直度が極めて高いことがわかる。また、大半の繊維が不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するが、不織布の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列していることがわかる。
【００６３】
このように本発明の芯材を構成する不織布１１０は、連続フィラメント法によって製造された複数の無機繊維の一例であるガラス繊維を少なくとも含むので、このような複数のガラス繊維を用いて、不織布１１０を形成する際に各ガラス繊維を不織布１１０の表面に対して平行な方向に配列させようとすると、大半のガラス繊維１１１、１１２が不織布の表面とほぼ平行な方向に延在するように複数のガラス繊維を容易に配列させることができる。このとき、大半の複数のガラス繊維１１１、１１２は、不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布１１０の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列する。これにより、芯材を構成する複数のガラス繊維の間を充填するようなガラス繊維の存在を極力なくすことができ、また複数のガラス繊維の間に絡みつくようなガラス繊維の存在を極力なくすことができるので、ガラス繊維間に熱伝導が発生するのを防止することができる。このため、芯材の厚み方向に沿って熱伝導が生じるのを防止することによって、芯材の熱伝導率を低下させることができ、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能となり、優れた断熱性能を有する真空断熱材の芯材とその芯材を備えた真空断熱材を得ることができる。
【００６４】
ガラス繊維の組成としては特に限定せず、Ｃガラス、Ｄガラス、Ｅガラス等が使用できるが、入手の容易さからＥガラス（アルミノホウケイ酸ガラス）を採用するのが好ましい。
【００６５】
上述したように、この実施形態の芯材として不織布１１０を形成する無機繊維は、連続フィラメントを定寸切断して所定の長さとしたガラス繊維であり、真直度が極めて高く、かつ、ほぼ円形の断面を有している。このため、ランダムな方向を向いて分散した複数のガラス繊維が平行に整列して並ばない限り、ガラス繊維同士は点で接触するので、ガラス繊維間の熱伝導が著しく抑制される。
【００６６】
ガラス繊維の代わりに他の素材を用いることも考えられるが、一般に、アルミナ繊維を使用したアルミナチョップドストランド等の無機繊維材は、ガラス繊維よりも高価であり、かつ熱伝導率が高いために好ましくない。
【００６７】
また、有機材料は、一般に無機材料よりも熱伝導率は低いが、剛性を有しない。このため、有機繊維材は、繊維が交差する箇所で外圧によって繊維が変形し、繊維同士の面接触や真空空間比率の減少を引き起こす。その結果、有機繊維を芯材に用いた真空断熱材は、熱伝導率が高くなるので、好ましくない。
【００６８】
芯材１００の製造方法としては、まず、連続フィラメント法によって製造された複数の無機繊維の一例であるガラス繊維を少なくとも用いて、湿式抄紙法によって不織布１１０を製造する。これにより、製造された不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に、複数のガラス繊維のうち大半のガラス繊維１１１、１１２を延在させる。さらに、複数の不織布１１０を積層する。
【００６９】
また、本発明の真空断熱材１の製造方法の一つの実施の形態では、まず、連続フィラメント法によって製造された複数のガラス繊維を少なくとも用いて、湿式抄紙法によって不織布１１０を製造する。これにより、製造された不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に、複数のガラス繊維のうち大半のガラス繊維１１１、１１２を延在させる。さらに、複数の不織布１１０を積層する。その後、積層された複数の不織布１１０を外包材２００の内部に収容し、外包材２００の内部を減圧状態に保つ。
【００７０】
真空断熱材１の製造方法の一つの実施の形態では、連続フィラメント法によって製造された複数のガラス繊維を少なくとも用いる。このような複数のガラス繊維を用いて、湿式抄紙法によって不織布１１０を製造する際に各ガラス繊維を不織布１１０の表面に対して平行な方向に配列させようとすると、大半のガラス繊維１１１、１１２が不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するように複数のガラス繊維を容易に配列させることができる。このとき、大半の複数のガラス繊維１１１、１１２は、不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布１１０の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列する。これにより、芯材１００を構成するために複数の不織布１１０を積層しても、複数のガラス繊維の間を充填するようなガラス繊維の存在を極力なくすことができ、また複数のガラス繊維の間に絡みつくようなガラス繊維の存在を極力なくすことができるので、ガラス繊維間に熱伝導が発生するのを防止することができる。そして、積層された複数の不織布１１０を外包材２００の内部に収容し、外包材２００の内部を減圧状態に保つことにより、真空断熱材１を製造することができる。このようにして、芯材１００の厚み方向に沿って熱伝導が生じるのを防止することによって、芯材１００の熱伝導率を低下させることができ、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能となり、優れた断熱性能を有する芯材１００とその芯材１００を備えた真空断熱材１を得ることができる。
【００７１】
本発明に用いられるガラス繊維からなる不織布１１０は、湿式抄紙法によって製造される。湿式抄紙法では、適切な分散剤を添加することによって、ガラス繊維を一定の長さに切断したガラスチョップドストランドがモノフィラメント化して層状に分散配置され、結束の非常に少ないガラス繊維からなる不織布１１０を得ることができる。このため、平行して並んだガラス繊維の数が非常に少なく、大半のガラス繊維１１１、１１２は隣り合う繊維の間では点で接触する。このようにして、厚み方向において、高い圧縮強度を有しながら熱伝導率が極めて低い不織布１１０を製造することができるので、このような不織布１１０は真空断熱材１の芯材１００として好適である。
【００７２】
本発明の製造方法で採用される湿式抄紙法による不織布１１０の抄造は、長網抄紙機、短網抄紙機、傾斜ワイヤー型抄紙機等、既知の抄紙機を用いることによって可能である。
【００７３】
通常、ガラス繊維からなる不織布は、耐熱性を有する断熱材、耐火性を有する断熱材、または、電気絶縁体として用いられる。このため、不織布には引き裂きや突き破りなどに耐える布強度が求められ、繊維同士の絡み合いが必要とされることが多い。このような用途に使用されるガラス繊維からなる不織布は、長網抄紙機、短網抄紙機を使用した抄紙法によって製造されることが多い。
【００７４】
これに対して、本発明に用いられるガラス繊維からなる不織布１１０は、芯材１００として外包材２００内に収容されるので、布としての強度はさほど要求されない。また、繊維方向が揃いやすい抄紙法は、繊維同士の接触面積を増加させるので、本発明に用いられるガラス繊維からなる不織布１１０を製造するには好ましくない。一方、厚み方向の断熱性能を高めるためには、繊維同士の絡み合いは少ない方が望ましい。
【００７５】
そのため、本発明に用いられるガラス繊維からなる不織布１１０を抄造する抄紙機としては、低いインレット濃度で抄紙することができる傾斜ワイヤー型抄紙機が適しているが、これに限定されるものではない。
【００７６】
本発明に用いられる無機繊維の一例であるガラスチョップドストランドは、繊維径３〜１５μｍ、繊維長３〜１５ｍｍのガラス繊維の構成比率が９９％以上であることが好ましい。
【００７７】
繊維径が３μｍ未満または繊維長が３ｍｍ未満のガラスチョップドストランドは、以下に述べるように、本発明の芯材１００を構成する不織布１１０に使用するのには適さないと予測される。
【００７８】
繊維径が３μｍ未満のガラス繊維は、繊維の剛性が低いため、湿式抄紙法によって不織布を製造する際に、繊維が湾曲して、繊維同士の絡み合いが発生し、繊維同士の接触面積が増加する。これにより、熱伝導が大きくなり、芯材の断熱性能を劣化させることから、繊維径が３μｍ未満のガラス繊維は好ましくない。
【００７９】
繊維長が３ｍｍ未満のガラス繊維は、湿式抄紙法によって不織布を製造する際に、既に分散している下層に位置する繊維の上に上層に位置する繊維を分散させたとき、上層の繊維が下層の繊維を橋渡しすることができず、上層の繊維が下層の繊維の上で一点で支持される可能性が高くなり、たとえば、上層の繊維の一端が下層に垂下して、他方が厚み方向に突出するような形態で位置づけられることが予想される。このように、ある繊維が複数の繊維の間で厚み方向に橋渡しをするような形態になった場合、繊維の長さ方向への熱伝導が発生し、繊維同士の接触面積が増加する。これにより、熱伝導が大きくなり、芯材の断熱性能を劣化させることから、繊維長が３ｍｍ未満のガラス繊維は好ましくない。
【００８０】
繊維径が１５μｍ以上のガラス繊維を用いて、不織布を構成し、複数の不織布を積層して芯材を形成すると、芯材の厚み方向の繊維層の数が減少し、厚み方向の熱伝達経路が短くなり、かつ、不織布の形成時に空孔径が大きくなる。これにより、気体の熱伝導率による影響を受け、芯材の断熱性能を低下させることから、繊維径が１５μｍ以上のガラス繊維は好ましくない。
【００８１】
繊維長が１５ｍｍ以上のガラス繊維を用いると、繊維径に対して繊維長が大きくなることから、繊維の剛性が低下して撓みやすくなり、繊維同士の絡み合いが発生し、繊維同士の接触面積が増加する。これにより、熱伝導が大きくなり、芯材の断熱性能を劣化させることから、繊維長が１５ｍｍ以上のガラス繊維は好ましくない。
【００８２】
本発明の真空断熱材の芯材として用いられるガラス繊維からなる不織布には、繊維同士の結合力が存在しない。このため、不織布の製造工程におけるガラス繊維の脱落を防止するとともに、後工程の加工工程における型くずれを防止するために、抄紙工程において有機バインダーを使用する必要がある。しかし、不織布は最終的に真空断熱材の芯材として外包材に内包されるため、有機バインダーの使用量は最低限にとどめる必要がある。ガラス繊維からなる不織布におけるバインダー含有量は１５質量％以下であるのが好ましい。
【００８３】
有機バインダーとしては、樹脂エマルジョン、樹脂水溶液等の液状バインダーをスプレーなどにより噴霧し、ガラス繊維に添加することが一般的である。
【００８４】
本発明の真空断熱材の芯材として用いられるガラス繊維からなる不織布の米坪は３０〜６００ｇ／ｍ2であることが好ましい。不織布の米坪が３０ｇ／ｍ2未満では、不織布内に存在する空隙の径が大きくなることによって気体の熱伝導率の影響が大きくなる。これにより、芯材の断熱性能が低下し、また、芯材の強度が弱くなるため、不織布の米坪が３０ｇ／ｍ2未満では好ましくない。一方、不織布の米坪が６００ｇ／ｍ2を超えると、ガラス繊維から不織布を製造する際の乾燥効率が低下し、生産性が低下するので、好ましくない。
【００８５】
ここで、米坪とは、一般に、紙の厚みの計量単位であって、平方メートルあたりの紙の質量を表し、メートル坪量ともいう。ここでは、湿式抄紙法で製造したガラス繊維からなる不織布の厚みを計量する単位として米坪を使用している。
【００８６】
ところで、たとえば、特開２００６−１７１６９号公報（特許文献２）には、真空断熱材の芯材を構成するグラスウール等の無機繊維の平均径は１〜５μｍであることが好ましいと記載されている。そして、その無機繊維の平均径が５μｍを超えると、最終的に得られる真空断熱材自体の断熱性能が低下すると記載されている。確かに真空断熱材の断熱性能は、芯材を構成する無機繊維の径が小さい方が高まる。一方、細い無機繊維は、価格が高く、また、湿式抄紙法によって不織布を製造する際には脱水効率を低下させ、生産性を低下させるという欠点を有する。これに対して、無機繊維の繊維径、繊維長などの繊維パラメータおよび繊維間の接着状況について、断熱性能を向上させるための最適条件を選定することによって、無機繊維の一例として、比較的繊維径の大きいガラスチョップドストランドを使用しても、従来の真空断熱材よりもはるかに高い断熱性能が得られる真空断熱材を実現することができる。
【００８７】
また、繊維径が６μｍより細いガラスチョップドストランドを使用しても、最終的に得られる真空断熱材の断熱性能の向上幅は、繊維径が１０μｍのガラスチョップドストランドを使用した場合に比べて、ほとんど無視可能な程度である。従って、生産性・価格・性能の面を考慮するならば、好適なガラスチョップドストランドの繊維径は６〜１５μｍである。この範囲のガラス繊維を使用した場合には、従来の真空断熱材よりも高い断熱性能を有する真空断熱材を、適切な製造コストで得ることができる。
【００８８】
本発明の真空断熱材は、上述した特徴を備えた芯材を用いて、既知の方法にて製造することができる。代表的な方法として、図１に示される真空断熱材１の構成において、袋状に形成されたガスバリヤ性の外包材２００の内部に芯材１００を収容する。芯材１００を減圧状態で格納する外包材２００としては、高いガスバリヤ性を有するとともに、熱融着層、キズ等に対する保護層を有し、長期にわたり外包材２００内を減圧状態に保つことが可能なものを使用する。また、このような特性を持つフィルムを複数枚積層して、外包材２００としてもよい。
【００８９】
上記の真空密封前に芯材の有機バインダーを除去または低減することにより、さらに断熱性能を向上させることができる。バインダーにアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂バインダーを使用した場合は、熱分解による方法を用いることによってバインダーを除去することができる。
【００９０】
すなわち、芯材を外包材に封入する前に、バインダーの熱分解温度より高く、かつガラス繊維の融点より低い温度で処理することにより、バインダーのみを熱分解により除去することができる。また、バインダーにＰＶＡ等の水溶性樹脂バインダーを用いた場合は、上記の方法のほかに、温水等で洗浄することによりバインダーを除去または低減することができる。
【００９１】
続いて、真空断熱材１の外包材２００の熱溶着部３００の熱溶着の方法について、図６を用いて説明する。
【００９２】
真空断熱材１の作製方法としては、ガスバリヤ性の外包材２００の内部に芯材１００と吸着材４００とが収容された後に、減圧状態で熱溶着部３００によって外包材２００同士が熱溶着されることにより、外包材２００が密封される。まず、外包材２００の内部に芯材１００と吸着材４００とが収容された外包材２００の３辺を、熱溶着部３００において熱溶着する。
【００９３】
芯材１００と吸着材４００とが収容された外包材２００を、真空チャンバー（図示せず）内において減圧状態下で熱溶着する。まず、外包材２００の３辺として、熱溶着部３００のうち、上端部の熱溶着部分３３３と、左端部の熱溶着部分３３４と、下端部の熱溶着部分３３５とにおいて、外包材２００同士が熱溶着される。熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５とは、第１の熱溶着工程によって熱溶着される部分の一例である。熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５とは、連続している。熱溶着部３００のうちの熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５とにより、芯材１００の外周を囲む領域の一部が形成される。外包材２００の上端部と左端部と下端部とは、芯材１００の外周を囲む領域の一部の一例である。
【００９４】
真空断熱材１の上下左右等の方向は、例えば、使用者が真空断熱材１を手に取るときまたは、図示しない真空チャンバーに配置されるときに、真空断熱材１が取る姿勢に応じて変化する。そのため、図６の下方が真空断熱材１の上方であったり、図６の上方が真空断熱材１の下方であったりする。あるいは、図６の下方が真空断熱材１の左方であったり、図６の上方が真空断熱材１の右方であったりする。同様に、真空断熱材１が取る姿勢に応じて、外包材２００の上端２０２が真空断熱材１の左端であったり、下端２０３が真空断熱材１の右端であったりする。
【００９５】
外包材２００の右端部２０１において熱溶着される部分には、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０とが含まれる。つまり、熱溶着部３００の一部は、芯材１００の外周を囲む領域の一部において、外包材２００同士が熱溶着された内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０とを含む。内側熱溶着部分３８０は、第２の熱溶着工程によって熱溶着される部分の一例である。外側熱溶着部分３９０は、第３の熱溶着工程によって熱溶着される部分の一例である。
【００９６】
熱溶着部３００のうち、幅Ｗ38を有する内側熱溶着部分３８０により、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分が形成される。内側熱溶着部分３８０は、芯材１００の外周を囲む領域のうち、熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５とによって形成される領域を除く部分において、外包材２００同士が熱溶着された部分である。熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５と内側熱溶着部分３８０とは、連続している。外側熱溶着部分３９０は、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分且つ内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において外包材２００同士が熱溶着された部分である。外包材２００の右端部２０１は、芯材１００の外周を囲む領域の一部の一例、または、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分の一例である。
【００９７】
ここでいう内側と外側とは、外包材２００において芯材１００が封入されている側が内側であり、芯材１００が封入されている側に対して右端部２０１が位置する側が外側である。図６に示すように、内側熱溶着部分３８０は、外側熱溶着部分３９０よりも、相対的に図の左側つまり内側に配置されている。外側熱溶着部分３９０は、内側熱溶着部分３８０よりも、相対的に図の右側つまり外側に配置されている。図６に示すように、右端部２０１は、図６の右側に配置されている。図６に示す真空断熱材１の右側半部分において、右端側は外側である。一方、図６に示す真空断熱材１の左側半部分において、左端側は外側である。
【００９８】
このように、図６に示す真空断熱材１の長手方向の両端から真空断熱材１の中央部に向かう方向が内側方であり、真空断熱材１の中央部から真空断熱材１の長手方向のいずれか一方の端に向かう方向が外側方である。また、図６に示す真空断熱材１の上下方向の両端から真空断熱材１の中央部に向かう方向が内側方であり、真空断熱材１の中央部から真空断熱材１の上下方向のいずれか一方の端に向かう方向が外側方である。なお、真空断熱材１の外側は、大気圧側と言い換えることができる。真空断熱材１の内側は、芯材側と言い換えることができる。
【００９９】
内側熱溶着部分３８０は、外包材２００の右端部２０１において上端２０２から下端２０３まで熱溶着された部分である。このようにすることにより、熱溶着部分３３３、熱溶着部分３３４、熱溶着部分３３５、および、内側熱溶着部分３８０により、芯材１００の外周全体が囲まれる。熱溶着部分３３３と熱溶着部分３３４と熱溶着部分３３５と内側熱溶着部分３８０とによって外包材２００が密封されるため、芯材１００と吸着材４００とが略真空状態の外包材２００の内部に収容される。
【０１００】
ただし、上端部の熱溶着部分３３３の幅Ｗaと、下端部の熱溶着部分３３５の幅Ｗbとに対応して、内側熱溶着部分３８０は、右端部２０１において、熱溶着部分３３３の内側端３３１から熱溶着部分３３５の内側端３３２まで熱溶着された部分のことであってもよい。あるいは、内側熱溶着部分３８０は、右端部２０１において、熱溶着部分３３３の内側端３３１と上端２０２との間の位置から熱溶着部分３３５の内側端３３２と下端２０３との間の位置まで熱溶着された部分のことであってもよい。
【０１０１】
右端部２０１において内側熱溶着部分３８０によって外包材２００同士が熱溶着された後に、外側熱溶着部分３９０によって、さらに外包材２００同士が熱溶着される。外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。外側熱溶着部分３９０は、内側熱溶着部分３８０よりも外側において上端２０２から下端２０３まで熱溶着された部分である。ただし、上端部の熱溶着部分３３３の幅Ｗaと、下端部の熱溶着部分３３５の幅Ｗbとに対応して、外側熱溶着部分３９０は、右端部２０１において、熱溶着部分３３３の内側端３３１から熱溶着部分３３５の内側端３３２まで熱溶着された部分のことであってもよい。あるいは、外側熱溶着部分３９０は、右端部２０１において、熱溶着部分３３３の内側端３３１と上端２０２との間の位置から熱溶着部分３３５の内側端３３２と下端２０３との間の位置まで熱溶着された部分のことであってもよい。
【０１０２】
このようにして、真空断熱材１が製造される。すなわち、真空断熱材１の製造方法は、外包材２００の内部に芯材１００を収容する収容工程と、芯材１００の外周を囲む領域の一部において、外包材２００同士を熱溶着する第１の熱溶着工程と、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分において、熱溶着される部分が幅Ｗ38を有するように外包材２００同士を熱溶着することによって外包材２００を密封する第２の熱溶着工程と、芯材の外周２００を囲む領域の残余の部分且つ第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも芯材１００から離れた位置において、熱溶着される部分が幅Ｗ39を有するように外包材２００同士を熱溶着する第３の熱溶着工程とを備えている。
【０１０３】
第３の熱溶着工程において熱溶着される外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、第２の熱溶着工程において熱溶着された内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。また、外側熱溶着部分３９０と、内側熱溶着部分３８０とは、互いに略平行な方向に延びている。
【０１０４】
図６に示すように、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との間には、真空断熱材１の長手方向に沿って所定の距離が隔てられている。
【０１０５】
ただし、図７に示すように、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との間には、真空断熱材１の長手方向に沿って所定の距離が隔てられていなくてもよい。図７に示すように、内側熱溶着部分３８０の外側端３８１と、外側熱溶着部分３９０の内側端３９１とは、互いに一致していてもよい。あるいは、図示は省略するが、内側熱溶着部分３８０の外側の一部と外側熱溶着部分３９０の内側の一部とが、互いに重なっていてもよい。
【０１０６】
内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との間に真空断熱材１の長手方向に沿って所定の距離が隔てられていない場合は、第３の熱溶着工程において熱溶着される外側熱溶着部分３９０の幅と、第２の熱溶着工程において熱溶着される内側熱溶着部分３８０の幅との大小関係は限定されない。図７に示す例によれば、熱溶着部３００において、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との二つの熱溶着部分のうち、内側熱溶着部分３８０のみによって外包材２００同士を最終的に熱溶着することにより、外包材２００を密封することができる程度の必要最低限の熱溶着面積によって外包材２００同士を熱溶着することができる。内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との二つの熱溶着部分によれば、芯材１００が封入された外包材２００の内部の減圧状態を維持することができる。
【０１０７】
以上のように、真空断熱材１は、外包材２００と、外包材２００に収容される芯材１００とを備えている。外包材２００は、芯材１００の外周を囲むように外包材２００同士が互いに接触して熱溶着される熱溶着部３００を有している。熱溶着部３００の一部は、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０とを含む。内側熱溶着部分３８０は、芯材２００の外周を囲む領域の一部として外包材２００の右端部２０１において、熱溶着される部分が幅Ｗ38を有するように外包材２００同士が熱溶着された部分である。外側熱溶着部分３９０は、外包材２００の右端部２０１において、熱溶着される部分が幅Ｗ39を有するように、内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において外包材２００同士が熱溶着された部分である。外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。
【０１０８】
真空断熱材１によれば、熱溶着部３００において、芯材１００の外周を囲むように外包材２００同士が互いに接触して熱溶着される。真空断熱材１によれば、熱溶着部３００において外包材２００同士が熱溶着されることにより、外包材２００の内部に芯材１００が収容された状態で外包材２００が密封される。熱溶着部３００の一部は、内側熱溶着部分３８０と、外側熱溶着部分３９０とを含んでいる。芯材１００の外周を囲む熱溶着部３００の領域の一部として外包材２００の右端部２０１においては、幅Ｗ38を有する内側熱溶着部分３８０によって外包材２００同士が熱溶着される。真空断熱材１によれば、右端部２０１において、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との二つの熱溶着部分のうちの内側熱溶着部分３８０によって外包材２００同士を熱溶着することにより、外包材２００を密封することができる程度の必要最低限の幅によって外包材２００同士を熱溶着することができる。そのため、熱溶着時の炭化水素ガスの発生を抑制することが可能である。
【０１０９】
さらに、外包材２００の右端部２０１且つ内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において、幅Ｗ39を有する外側熱溶着部分３９０によって外包材２００同士が熱溶着される。外側熱溶着部分３９０の幅Ｗ39は、内側熱溶着部分３８０の幅Ｗ38よりも大きい。このように、芯材１００の外周を囲む熱溶着部３００の領域の一部として外包材２００の右端部２０１において、内側熱溶着部分３８０と外側熱溶着部分３９０との二つの熱溶着部分により、芯材１００が収容された外包材２００の内部の圧力の経年変化を防止すること、つまり、外包材２００の内部の減圧状態を維持することができる。
【０１１０】
外側熱溶着部分３９０によって外包材２００同士が熱溶着されるときには、内側熱溶着部分３８０を含む熱溶着部３００によって外包材２００がすでに密封されているため、外側熱溶着部分３９０の熱溶着時に発生する炭化水素ガスが、芯材１００が充填された外包材２００の内部に拡散することが防止されている。そのため、外側熱溶着部分３９０によって外包材２００同士が熱溶着されるときに、外包材２００の内部の真空度の低下を防止することができる。
【０１１１】
このようにすることにより、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材を提供することができる。
【０１１２】
真空断熱材１において、熱溶着部３００は、直鎖状低密度ポリエチレンによって形成されている。
【０１１３】
この構成によれば、熱溶着部３００を、熱溶着されるときに炭化水素ガスを発生させにくい材質として、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）によって形成する。これにより、炭化水素ガスによる真空断熱材１の真空度の低下をより効果的に防ぐことができる。
【０１１４】
真空断熱材１において、芯材１００は、複数の不織布１１０を積層することにより構成された真空断熱材用芯材である。不織布１１０は、連続フィラメント法によって製造された、平均繊維径が３μｍ以上１５μｍ以下、平均繊維長が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であって真直度が極めて高く、かつ、ほぼ円形の断面を有している複数のガラス繊維１１１，１１２を含んでいる。
【０１１５】
芯材１００を構成する不織布１１０は、連続フィラメント法によって製造された複数のガラス繊維１１１，１１２を少なくとも含むので、このような複数のガラス繊維１１１，１１２を用いて、不織布１１０を形成する際に各ガラス繊維１１１，１１２を不織布１１０の表面に対して平行な方向に配列させようとすると、大半のガラス繊維１１１，１１２が不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するように複数のガラス繊維１１１，１１２を容易に配列させることができる。このとき、大半の複数のガラス繊維１１１，１１２は、不織布１１０の表面とほぼ平行な方向に延在するが、互いに密着して平行な方向には整列せず、不織布１１０の表面を形成する平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列する。これにより、芯材１００を構成する複数のガラス繊維１１１，１１２の間を充填するようなガラス繊維１１１，１１２の存在を極力なくすことができ、また複数のガラス繊維１１１，１１２の間に絡みつくようなガラス繊維１１１，１１２の存在を極力なくすことができるので、ガラス繊維１１１，１１２間に熱伝導が発生するのを防止することができる。このため、芯材１００の厚み方向に沿って熱伝導が生じるのを防止することによって、芯材１００の熱伝導率をより低下させることができる。
【０１１６】
真空断熱材１において、無機繊維はガラス繊維１１１，１１２である。この場合、ガラス繊維１１１，１１２は、他の無機繊維、例えば、セラミック繊維よりも熱伝導率が小さいので、素材自体の熱伝導率を低下させることにより、真空断熱材１の断熱性能をより向上させることができる。
【０１１７】
真空断熱材１の製造方法は、外包材２００と、外包材２００に収容される芯材１００とを備えた真空断熱材の製造方法であって、収容工程と、第１の熱溶着工程と、第２の熱溶着工程と、第３の熱溶着工程とを備えている。収容工程は、外包材２００の内部に芯材１００を収容する工程である。
【０１１８】
第１の熱溶着工程は、芯材１００の外周を囲む領域の一部として、外包材２００の上端部と左端部と下端部とにおいて、外包材２００同士を熱溶着する工程である。第２の熱溶着工程は、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分として右端部２０１において、熱溶着される部分が幅Ｗ38を有するように外包材２００同士を熱溶着することによって外包材２００を密封する工程である。第３の熱溶着工程は、右端部２０１且つ内側熱溶着部分３８０よりも芯材１００から離れた位置において、熱溶着される部分が幅Ｗ39を有するように外包材２００同士を熱溶着する工程である。真空断熱材１の製造方法において、第３の熱溶着工程によって熱溶着される部分の幅Ｗ39は、第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分の幅Ｗ38よりも大きい。
【０１１９】
真空断熱材１の製造方法によれば、外包材２００の内部に芯材１００が収容された後に、外包材２００の上端部と左端部と下端部において、第１の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着される。外包材２００の右端部２０１においては、熱溶着される部分が幅Ｗ38を有するように、第２の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着されることにより、外包材２００が密封される。このように、当該製造方法によれば、外包材２００の右端部２０１においては、先ず第２の熱溶着工程によって外包材２００同士を熱溶着することにより、外包材２００を密封することができる程度の必要最低限の幅によって外包材２００同士を熱溶着することができる。そのため、熱溶着時の炭化水素ガスの発生を抑制することが可能である。
【０１２０】
さらに、外包材２００の右端部２０１且つ第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも芯材１００から離れた位置において、第３の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着される。このように、芯材１００の外周を囲む領域の残余の部分として、外包材２００の右端部２０１においては、二つの熱溶着部分により、芯材１００が収容された外包材２００の内部の圧力の減圧状態を維持することができる。
【０１２１】
第３の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着されるときには、第１の熱溶着工程と第２の熱溶着工程とによって外包材２００が密封されているため、第３の熱溶着工程時に発生する炭化水素ガスが、芯材１００が収容された外包材２００の内部に拡散することが防止されている。そのため、第３の熱溶着工程によって外包材２００同士が熱溶着されるときに、外包材２００の内部の真空度の低下を防止することができる。
【０１２２】
このようにすることにより、従来の断熱性能の改善限界を超えることが可能で、優れた断熱性能を有する真空断熱材の製造方法を提供することができる。
【０１２３】
（第２実施形態）
図８は、この発明の第２実施形態として、冷蔵庫の全体を示す側断面図（Ａ）と、冷蔵庫の外装を示す正面図（Ｂ）である。
【０１２４】
図８の（Ａ）に示すように、冷蔵庫３は、外箱３０１と、内箱３０２と、扉３０３と、仕切板３０４と、圧縮機３０５が配置される機械室３０６と、冷却部３０７と、真空断熱材３２０を備える。外箱３０１と内箱３０２は、冷蔵庫３の外装３０８を形成する。外装３０８は、一面が開口した略直方体形状に形成されている。外装３０８の開口部は、扉３０３によって開閉される。外装３０８の内部は、仕切板３０４によって複数の室に区切られる。この実施形態においては、外装３０８の内部は、例えば、冷蔵室３１１、製氷室３１２、貯氷室３１３、冷凍室３１４、野菜室３１５に区切られている。
【０１２５】
外箱３０１と内箱３０２との間には、真空断熱材３２０が配置される。また、扉３０３の内部にも、真空断熱材３２０が配置されている。図８に示す真空断熱材３２０のうちの少なくとも一部は、第１実施形態の真空断熱材によって形成されている。
【０１２６】
従来の冷蔵庫では、断熱材として硬質発泡ウレタンが用いられているものがある。このような従来の冷蔵庫では、内箱と外箱により形成された空間に発泡ウレタンの材料を注入し、化学反応によって発泡させることにより断熱材を充填している。
【０１２７】
従来の冷蔵庫において、断熱材として硬質発泡ウレタンが用いられていた部分の少なくとも一部を、断熱性能のよい第１実施形態の真空断熱材に置き換えることによって、断熱効果に比例して、断熱材の厚みを薄くすることができる。断熱材の厚みを薄くすることができれば、冷蔵庫を大きくすることなく、内容積を拡大することができる。また、省エネルギーを図ることができる。さらに、硬質発泡ウレタンの使用量を少なくすることができるので、冷蔵庫の廃棄時のリサイクルも容易になる。
【０１２８】
図８に示す真空断熱材３２０の配置位置は一例である。真空断熱材３２０は、他の位置に配置されてもよい。
【０１２９】
以上のように、この発明に従った冷蔵庫３は、外箱３０１と、外箱３０１の内側に配置される内箱３０２と、外箱３０１と内箱３０２との間に配置される真空断熱材３２０とを備え、真空断熱材３２０は、第１実施形態の真空断熱材を含む。
【０１３０】
冷蔵庫３では、内箱３０２の内部に収容された食品を冷却する。そのため、冷蔵庫３では、内箱３０２の内部の温度を外箱３０１の外部よりも低温に保ったり、内箱３０２の内部を効率よく冷却したりする必要がある。そのため、外箱３０１と内箱３０２の間に真空断熱材３２０が配置される。外箱３０１と内箱３０２の間に配置される真空断熱材３２０の断熱性能が優れていれば、内箱３０２の内部を外箱３０１の外部よりも低温にしたり、高温にしたりするために必要なエネルギーを低減することができるので、省エネルギーになる。
【０１３１】
そこで、外箱３０１と内箱３０２との間に配置される真空断熱材３２０が第１実施形態の真空断熱材を含むことにより、断熱性能及び省エネルギーに優れた冷蔵庫３を提供することができる。
【０１３２】
（第３実施形態）
図９は、この発明の第３実施形態として、給湯器の全体を示す側断面図である。
【０１３３】
図９に示すように、給湯器（ポット）４の蓋体４１０の内部と、貯湯容器４２２と外容器４２１との間に真空断熱材４３０が配置されている。真空断熱材４３０は、第１実施形態の真空断熱材である。蓋体４１０の上面４１１を形成する部材と外容器４２１は外箱の一例であり、蓋体４１０の下面４１２を形成する部材と貯湯容器４２２は内箱の一例である。また、真空断熱材４３０の配置位置は一例である。真空断熱材４３０は、他の位置に配置されてもよい。
【０１３４】
この給湯器４では、貯湯容器４２２の内部に水が貯められ、この水が抵抗発熱式ヒータ４４０等で温められる。また、貯湯容器４２２の内部に貯められた水を保温することができる。
【０１３５】
このように、抵抗発熱式ヒータ４４０などで水を温めるための貯湯容器４２２の外側に第１実施形態の真空断熱材を使用することにより、断熱材の厚みを従来よりも薄くすることができるので、給湯器４の内容積の拡大を可能にしつつ、省スペースになる。また、給湯器４の保温性能を向上させつつ、省エネルギーを図ることができる。また、例えば断熱材として発泡ウレタンを用いる場合と比較して、断熱材のリサイクルが容易になる。
【０１３６】
（実施形態４）
図１０は、この発明の第４実施形態として、炊飯器の全体を示す正面斜視図（Ａ）と、背面斜視図（Ｂ）と、炊飯器の内部に収容される部材を示す図（Ｃ）である。
【０１３７】
図１０に示すように、炊飯器５は、筐体５０１と、筐体５０１の上部の開口部を開閉するための上蓋５０２とから構成されている。筐体５０１の内部には、図１０の（Ｃ）に示すように、内釜５０４と、内釜５０４の底部に配置されるヒータ５０５と、内釜５０４とヒータ５０５を覆う外釜５０３とが配置される。炊飯器５の上蓋５０２の内部と、外釜５０３と筐体５０１の間に真空断熱材５１０が配置されている。真空断熱材５１０は、外釜５０３の外周面を覆うように、外釜５０３の外周面に巻かれるようにして配置されている。真空断熱材５１０は、第１実施形態の真空断熱材である。
【０１３８】
筐体５０１は外箱の一例であり、外釜５０３は内箱の一例である。また、上蓋５０２の上面は外箱の一例であり、上蓋５０２の下面は内箱の一例である。また、真空断熱材５１０の配置位置は一例である。真空断熱材５１０は、他の位置に配置されてもよい。
【０１３９】
米の炊飯部である内釜５０４を収納する外釜５０３の外周に真空断熱材５１０を配置することにより、従来の断熱材と同等の断熱性能を得ながら、従来の断熱材よりも断熱材の厚みを薄くすることができる。このようにして、省スペース、省エネルギーを達成することが可能であって、大容量の炊飯器５を得ることができる。
【０１４０】
また、外釜５０３の外周に真空断熱材５１０を配置することにより、内釜５０４の温度は、ヒータ５０５の配置されている底部から高さ方向に沿って等温分布になるので、内釜５０４内において均等に対流を発生させることができる。
【０１４１】
（第５実施形態）
図１１は、この発明の第５実施形態として、洗濯乾燥機の全体を示す斜視図である。
【０１４２】
図１１に示すように、洗濯乾燥機６は、外装６０１と、外装６０１の開口部を開閉するための蓋６０２と、外装６０１の内部に収容される洗濯乾燥槽収納部６０３と、洗濯乾燥槽収納部６０３の内部に収容される洗濯乾燥槽（図示しない）とを備える。外装６０１と洗濯乾燥槽収納部６０３との間には真空断熱材６１０が配置されている。真空断熱材６１０は、第１実施形態の真空断熱材である。洗濯乾燥機６は、乾燥機能付き洗濯機である。真空断熱材６１０の配置位置は一例である。真空断熱材６１０は、他の位置に配置されてもよい。
【０１４３】
洗濯乾燥槽は、洗濯乾燥槽収納部６０３の内部において、回転可能であるように支持されている。使用者は、洗濯乾燥槽の内部に衣類などの対象物を入れて、蓋６０２上に配置される操作部を操作することによって、対象物の洗濯や乾燥を行う。被洗浄対象物の洗濯時には、洗濯乾燥槽の内部に水が貯められ、洗剤が投入されて、洗濯乾燥槽が回転されることによって被洗浄対象物が洗浄される。被乾燥対象物の乾燥時には、洗濯乾燥槽の内部に温風を循環供給することによって、被乾燥対象物を乾燥させる。
【０１４４】
洗濯乾燥槽収納部６０３の外周面に真空断熱材６１０を巻きつけることによって、洗濯乾燥槽内に循環させる温風の温度を下がりにくくすることができるので、効率よく乾燥することができる。
【実施例】
【０１４５】
本発明の真空断熱材の効果の一つとして、優れた断熱性能を得られるという効果がある。この効果を検証するために、最終的な熱溶着の方法を変えて作製した各真空断熱材の熱伝導率をそれぞれ測定し、断熱性能を比較した。
【０１４６】
（実施例）
図１２（Ａ）〜（Ｃ）に、実施例に係る真空断熱材９を示す。真空断熱材９は、ガスバリヤ性の外包材９２０の内部に芯材９１０と吸着材９４とが収容され、減圧状態で例えば上端部の熱溶着部分９３３、左端部の熱溶着部分９３４、および、下端部の熱溶着部分９３５の順に、外包材９２０同士を熱溶着させる。続いて、内側熱溶着部分９３１と外側熱溶着部分９３２との順に外包材９２０同士をさらに熱溶着させることにより、作製される。
【０１４７】
真空断熱材９の外包材９２０としては、最外層９２１にナイロンを用い、中間層９２２にアルミニウム蒸着ＰＥＴ樹脂とアルミニウム箔の２層を用い、最内層９２３に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いた。
【０１４８】
芯材９１０は、複数の不織布９１１が積層されて構成されている。それぞれの不織布９１１は、無機繊維の一例であるガラス繊維と、少量の有機バインダーを用いて、抄紙法によって作製されている。具体的には、芯材９１０は、次のようにして作製された。
【０１４９】
平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１０ｍｍであるガラスチョップドストランド（オーウェンス・コーニング社（Ｏｗｅｎｓ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製）をその濃度が０．５質量％となるように水中に投入し、分散剤としてエマノーン（登録商標）３１９９（花王株式会社製）をガラスチョップドストランド１００質量部に対して１質量部となるように添加して、攪拌することにより、ガラスチョップドストランドスラリーを作製した。
【０１５０】
得られたガラスチョップドストランドスラリーを用いて湿式抄紙法にて抄造し、ウエブを作製した。得られたウエブに対して、アクリルエマルジョン（大日本インキ化学工業株式会社製 ＧＭ−４）をその固形分濃度が３．０質量％となるように水で希釈した液を含浸させ、ウエブ水分質量がガラス繊維質量に対して０．７質量％となるように水分を吸引して調整した。その後、ウエブを乾燥させることによって、芯材９１０に用いられる不織布９１１を作製した。得られた芯材９１０に用いられる不織布９１１は、米坪が１００ｇ／ｍ2であった。不織布９１１を複数枚積層して、芯材９１０を形成した。芯材９１０の大きさは、長辺が４３５ｍｍ、短辺が４００ｍｍ、厚みが９ｍｍであった。
【０１５１】
外包材９２０の内部は、次のようにして密閉された。第１の熱溶着工程として、外包材９２０の３辺つまり外包材９２０の上端部と左端部と下端部とを熱溶着した。熱溶着部９３０のうち、上端部の熱溶着部分９３３と、左端部の熱溶着部分９３４と、下端部の熱溶着部分９３５とにより、外包材９２０の３辺の熱溶着が形成された。
【０１５２】
次に、第２の熱溶着工程として、右端部９２４の外包材９２０同士を、減圧状態下において内側熱溶着部分９３１によって熱溶着した。外包材９２０の右端部９２４は、芯材９１０の外周を囲む領域の残余の部分であった。熱溶着部９３０のうち、熱溶着部分９３３と、熱溶着部分９３４と、熱溶着部分９３５と、内側熱溶着部分９３１とにより、芯材９１０の外周を囲む領域が形成された。内側熱溶着部分９３１の幅Ｗ1は、２．０ｍｍであった。内側熱溶着部分９３１の長さＬは、５００ｍｍであった。長さＬは、外包材９２０の上下方向の寸法であった。
【０１５３】
なお、真空断熱材９の上下左右等の方向は、図１２（Ａ）と（Ｃ）とに示された真空断熱材９を正面から見た方向であった。真空断熱材９の上下左右等の方向は、例えば、使用者が真空断熱材１を手に取るとき、または、真空チャンバー（図示せず）に配置されるときに、真空断熱材１が取る姿勢に応じて変化する。そのため、真空断熱材９が取る姿勢に応じて、外包材９２０の右端部９２４は、真空断熱材９の右端部ではなく真空断熱材９の上端部または左端部等に変化する。
【０１５４】
このようにして、第１の熱溶着工程と第２の熱溶着工程とにより、熱溶着部分９３３、熱溶着部分９３４、熱溶着部分９３５、および、内側熱溶着部分９３１の最内層９２３同士が熱溶着されるため、芯材９１０と吸着材９４とが略真空状態の外包材９２０の内部に収容された。
【０１５５】
次に、図１２（Ｃ）に示すように、第３の熱溶着工程として、芯材９１０の外周を囲む領域の残余の部分且つ内側熱溶着部分９３１よりも芯材９１０から離れた位置において、外側熱溶着部分９３２によって外包材９２０同士を、減圧状態下において熱溶着した。なお、熱溶着部分９３２は、減圧状態下において熱溶着されることが好ましい。ただし、熱溶着部分９３２は、大気圧下において熱溶着されてもよい。
【０１５６】
真空断熱材９の長手方向に沿った内側熱溶着部分９３１と外側熱溶着部分９３２との間の距離Ｄは１ｍｍであった。外側熱溶着部分９３２の幅Ｗ2は、１０．０ｍｍであった。外側熱溶着部分９３２の長さは、内側熱溶着部分９３１の長さＬと同様に５００ｍｍであった。このようにして、第３の熱溶着工程により、外側熱溶着部分９３２の最内層９２３同士を最終的に熱溶着した。このように作製された真空断熱材９の熱伝導率を測定した。
【０１５７】
真空断熱材９の熱伝導率は、熱伝導率測定装置（英弘精機株式会社製 ＨＣ−０７４／６００）を用いて測定した。真空断熱材９の測定時の平均温度は２４℃であった。真空断熱材９の熱伝導率の測定値は、１．３ｍＷ／ｍ・Ｋであった。
【０１５８】
なお、実施例に係る真空断熱材９と異なり、芯材として、ガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成された芯材を、外包材９２０の内部に収容した真空断熱材についても、熱伝導率を測定した。ガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成された芯材が、外包材９２０の内部に収容された真空断熱材のうち、芯材を除く他の構成は、真空断熱材９と同様である。この真空断熱材の熱溶着の方法は、真空断熱材９のものと同様である。また、この真空断熱材の熱伝導率の測定方法は、真空断熱材９のものと同様である。この真空断熱材の熱伝導率の測定値は、２．１ｍＷ／ｍ・Ｋであった。
【０１５９】
（比較例）
比較例に用いられた真空断熱材（図示せず）は、真空断熱材９と異なり、芯材の外周を囲む領域の残余の部分において、一つの熱溶着部分によって外包材同士が熱溶着された。比較例の真空断熱材のその他の構成は、実施例に用いられた真空断熱材９と同様であった。比較例に係る真空断熱材の外包材の内部は、以下のようにして密閉された。
【０１６０】
まず、外包材の内部に芯材と吸着材とを収容した後に、外包材の上端部と左端部と下端部とを熱溶着した。熱溶着部のうち、上端部の熱溶着部分と、左端部の熱溶着部分と、下端部の熱溶着部分とにより、芯材の外周を囲む領域の一部が形成された。次に、芯材の外周を囲む領域の残余の部分としての外包材の右端部において、外包材の最内層同士を一つの熱溶着部分によって最終的に熱溶着した。比較例に係る真空断熱材においては、熱溶着部上端部の熱溶着部分、左端部の熱溶着部分、下端部の熱溶着部分、および、右端部の熱溶着部分により、芯材の外周を囲む熱溶着部の領域が形成された。
【０１６１】
比較例に係る真空断熱材の右端部の熱溶着部分の幅は、１０ｍｍであった。比較例の熱溶着部分の長さは、実施例に係る真空断熱材９の内側熱溶着部分９３１および外側熱溶着部分９３２と同様に５００ｍｍであった。比較例に係る真空断熱材の熱溶着部は、実施例に係る真空断熱材９と同様に熱溶着された。
【０１６２】
比較例に係る真空断熱材の熱伝導率は、実施例に係る真空断熱材９と同様に測定した。比較例に係る真空断熱材の測定時の平均温度は２４℃であった。比較例に係る真空断熱材の熱伝導率の測定値は、１．５ｍＷ／ｍ・Ｋであった。
【０１６３】
なお、比較例に係る真空断熱材と異なり、芯材として、ガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成された芯材を、外包材の内部に収容した真空断熱材についても、熱伝導率を測定した。ガラス繊維からなるグラスウールを用いて形成された芯材が、外包材の内部に収容された真空断熱材のうち、芯材を除く他の構成は、比較例に係る真空断熱材と同様である。この真空断熱材の熱溶着の方法は、比較例に係る真空断熱材のものと同様である。また、この真空断熱材の熱伝導率の測定方法は、真空断熱材９のものと同様である。この真空断熱材の熱伝導率の測定値は、２．３ｍＷ／ｍ・Ｋであった。
【０１６４】
このように、内側熱溶着部分９３１と外側熱溶着部分９３２との二つの熱溶着部分によって最終的に最内層９２３同士が熱溶着された真空断熱材９は、従来のように一つの熱溶着部分によって外包材が最終的に密閉された真空断熱材に比べて小さい熱伝導率を示し、従来の断熱性能の改善限界を超える優れた断熱性能を有することがわかる。
【０１６５】
したがって、本発明に従った真空断熱材を使用することによって、断熱性能及び省エネルギーに優れた冷蔵庫等の機器を提供することが可能である。
【０１６６】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【符号の説明】
【０１６７】
１：真空断熱材、１００：芯材、１１０：不織布、２００：外包材、２０２：上端、２０３：下端、３００：熱溶着部、３８０：内側熱溶着部分、３９０：外側熱溶着部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外包材と、
前記外包材に収容される芯材とを備え、
前記外包材は、前記芯材の外周を囲むように外包材同士が互いに接触して熱溶着される熱溶着部を有し、
前記熱溶着部の一部は、前記芯材の外周を囲む領域の一部において、熱溶着される部分が所定の幅を有するように前記外包材同士が熱溶着された内側熱溶着部分と、熱溶着される部分が他の所定の幅を有するように前記内側熱溶着部分よりも前記芯材から離れた位置において前記外包材同士が熱溶着された外側熱溶着部分とを含み、
前記外側熱溶着部分の幅は、前記内側熱溶着部分の幅よりも大きい、真空断熱材。
【請求項２】
前記熱溶着部は、直鎖状低密度ポリエチレンによって形成されている、
請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記芯材は、複数の不織布を積層することによって構成された真空断熱材用芯材であって、
前記不織布は、連続フィラメント法によって製造された、平均繊維径が３μｍ以上１５μｍ以下、平均繊維長が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であって真直度が極めて高く、かつ、ほぼ円形の断面を有している複数の無機繊維を少なくとも含み、
前記不織布においては、複数の無機繊維層が積層され、
前記不織布において上層を形成する大半の複数の無機繊維と下層を形成する大半の複数の無機繊維とが、前記不織布の表面とほぼ平行な方向に延在し、かつ、互いに密着して平行な方向には整列せず、隣り合う繊維の間では点で接触し、不織布の上層と下層を形成するそれぞれの平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列している、
請求項２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記無機繊維はガラス繊維である、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の真空断熱材。
【請求項５】
外箱と、
前記外箱の内側に配置される内箱と、
前記外箱と前記内箱との間に配置される真空断熱材とを備え、
前記真空断熱材は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の真空断熱材を含む、機器。
【請求項６】
外包材と、前記外包材に収容される芯材とを備えた真空断熱材の製造方法であって、
前記外包材の内部に前記芯材を収容する収容工程と、
前記芯材の外周を囲む領域の一部において、前記外包材同士を熱溶着する第１の熱溶着工程と、
前記芯材の外周を囲む領域の残余の部分において、熱溶着される部分が所定の幅を有するように前記外包材同士を熱溶着することによって前記外包材を密封する第２の熱溶着工程と、
前記芯材の外周を囲む領域の残余の部分且つ前記第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも前記芯材から離れた位置において、熱溶着される部分が他の所定の幅を有するように前記外包材同士を熱溶着する第３の熱溶着工程とを備え、
前記第３の熱溶着工程によって熱溶着される部分の幅は、前記第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分の幅よりも大きい、真空断熱材の製造方法。
【請求項１】
外包材と、
前記外包材に収容される芯材とを備え、
前記外包材は、前記芯材の外周を囲むように外包材同士が互いに接触して熱溶着される熱溶着部を有し、
前記熱溶着部の一部は、前記芯材の外周を囲む領域の一部において、熱溶着される部分が所定の幅を有するように前記外包材同士が熱溶着された内側熱溶着部分と、熱溶着される部分が他の所定の幅を有するように前記内側熱溶着部分よりも前記芯材から離れた位置において前記外包材同士が熱溶着された外側熱溶着部分とを含み、
前記外側熱溶着部分の幅は、前記内側熱溶着部分の幅よりも大きい、真空断熱材。
【請求項２】
前記熱溶着部は、直鎖状低密度ポリエチレンによって形成されている、
請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記芯材は、複数の不織布を積層することによって構成された真空断熱材用芯材であって、
前記不織布は、連続フィラメント法によって製造された、平均繊維径が３μｍ以上１５μｍ以下、平均繊維長が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であって真直度が極めて高く、かつ、ほぼ円形の断面を有している複数の無機繊維を少なくとも含み、
前記不織布においては、複数の無機繊維層が積層され、
前記不織布において上層を形成する大半の複数の無機繊維と下層を形成する大半の複数の無機繊維とが、前記不織布の表面とほぼ平行な方向に延在し、かつ、互いに密着して平行な方向には整列せず、隣り合う繊維の間では点で接触し、不織布の上層と下層を形成するそれぞれの平面内でランダムな方向を向いて分散するように配列している、
請求項２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記無機繊維はガラス繊維である、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の真空断熱材。
【請求項５】
外箱と、
前記外箱の内側に配置される内箱と、
前記外箱と前記内箱との間に配置される真空断熱材とを備え、
前記真空断熱材は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の真空断熱材を含む、機器。
【請求項６】
外包材と、前記外包材に収容される芯材とを備えた真空断熱材の製造方法であって、
前記外包材の内部に前記芯材を収容する収容工程と、
前記芯材の外周を囲む領域の一部において、前記外包材同士を熱溶着する第１の熱溶着工程と、
前記芯材の外周を囲む領域の残余の部分において、熱溶着される部分が所定の幅を有するように前記外包材同士を熱溶着することによって前記外包材を密封する第２の熱溶着工程と、
前記芯材の外周を囲む領域の残余の部分且つ前記第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分よりも前記芯材から離れた位置において、熱溶着される部分が他の所定の幅を有するように前記外包材同士を熱溶着する第３の熱溶着工程とを備え、
前記第３の熱溶着工程によって熱溶着される部分の幅は、前記第２の熱溶着工程によって熱溶着された部分の幅よりも大きい、真空断熱材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図４】
【図５】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図６】
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【図１０】
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【図１３】
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【図５】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１０４５１５（Ｐ２０１３−１０４５１５Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０２５０（Ｐ２０１１−２５０２５０）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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