JP2000104889A - 真空断熱材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部からのガスや水分の透過侵入による真空
度の低下が抑制できる真空断熱パネルの製造方法を得
る。 【解決手段】 断熱性を有する芯材４をガスバリヤー性
を有し接着層を備えた包装材２で包装し、包装材２の内
部を真空状態に保持し接着層を利用して包装材２をシー
ルする真空断熱材１の製造方法において、包装材２を芯
材４の上面側を覆う上部包装材２ａと芯材４の下面側を
覆う下部包装材２ｂとから構成し、上部包装材２ａと下
部包装材２ｂとが重なる端辺においてこれらの包装材の
いずれか一方を他方よりはみ出す大きさにし、このはみ
出した部分を他方の包装材に沿って折り返して他方の包
装材に折り重ねた後、この折り重ね部１０をシールして
包装材２のシール層を少なくとも２層とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、冷蔵庫な
どの断熱を要する壁面の金属製薄板や樹脂成型品などで
構成された間隙に断熱材として配設される真空断熱材に
係り、さらに詳しくは、その真空断熱材の製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷蔵庫などに用いる断熱体の壁面
は、外郭を鉄板などの金属製薄板で覆い内面部分を樹脂
成形品で形成して、その間隙に発泡ウレタンを注入発泡
して充填させたものが用いられてきた。この断熱材であ
る発泡ウレタンの発泡剤には、ハイドロクロロフルオロ
カーボン類である１, １−ジクロロ−１−フルオロエタ
ン(HCFC141b)が用いられてきたが、近年、オゾン層破壊
の原因となる塩素を分子中に含まないハイドロフルオロ
カーボン類やハイドロカーボン類を用いることが提案さ
れている。

【０００３】例えば、特開平２−２３５９８２号公報で
は１, １, １, ３, ３−ペンタフルオロプロパン(HFC24
5fa)や１, １, １, ４, ４, ４−ヘキサフルオロブタン
(HFC356mffm)のようなハイドロフルオロカーボン類を、
特開平３−１５２１６０号公報ではシクロペンタンなど
のハイドロカーボンを、発泡剤に適用した発泡ウレタン
の製造方法が開示されている。しかしながら、これらの
発泡ウレタンの断熱性は１９〜２０mw/MK であり、オゾ
ン層破壊物質の仕様規制前に用いていたクロロフルオロ
カーボン類を用いた場合の１６mw/MK の断熱性に比較す
ると明らかに劣る。

【０００４】このため、従来の発泡ウレタンの２倍以上
の断熱性能である５〜10mw/MK が得られる真空断熱パネ
ルを応用する技術が提案されている。内部が真空状態で
ある真空断熱パネルには、大気圧によって変形を来すこ
とが無いように大気圧相当以上の強度を有する芯材が用
いられ、さらに、伝熱を抑制する目的で物質および輻射
による伝熱量が小さい多孔質物質の板を用いることが有
効であり、これには、例えば特開昭６０−２０５１６４
号公報で、連通気泡の発泡ウレタンを用いることが提案
されている。

【０００５】一方、真空断熱パネルの包装材としては、
特開昭５９−１４６９９３号公報で、空気や水蒸気など
の各種ガスの透過を完全に遮断して内部の真空状態を維
持する役割を有するアルミ箔層を内部層にすることが、
また、特開昭５９−１４００４６号公報で、真空雰囲気
中で芯材の挿入口を簡易に接着して塞げる融着層として
高分子量ポリエチレンを真空断熱パネルの内側にある外
部層にすることが開示されており、各々を備えたラミネ
ートフィルムが包装材として用いられている。

【０００６】真空断熱パネルの製造は、これらの構成を
備えたラミネートフィルムの３方を予めシールして袋状
にし、その中に芯材を挿入し、その後、これを真空雰囲
気内で残った端辺を１辺の端辺を筋状に加熱して融着シ
ールすることによって製造される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】真空断熱パネルが有す
る伝熱の構成要素としては、気孔を形成する物質である
樹脂を伝わる熱と輻射によって伝わる熱から成り立って
いる。つまり、真空断熱パネルが有する伝熱の構成要素
としては、気孔内のガスを排除したことによって、ガス
を伝わる熱が削除された分の熱伝導率が発泡ウレタンな
どの発泡樹脂に比較して低下し、樹脂を伝わる熱と輻射
によって伝わる熱のみとなることによって、優れた断熱
性能が発現されることとなる。従って、真空断熱パネル
の断熱性能は、ガスによる伝熱を無視できるまでの真空
度を確保することが極めて重要である。

【０００８】真空断熱パネルの製造には、袋状の包装材
の中に芯材を挿入した後、真空雰囲気中で包装材の開口
側端辺に圧力を加えながら熱融着させる封止方法が用い
られている。特開平４−１５１４８７号公報では、この
融着層部分に耐薬品性に優れたアクリロニトリルを用い
ることにより、真空断熱パネルに積層して真空断熱パネ
ルを固定する目的で用いる発泡ウレタンの発泡剤である
ＨＣＦＣ１４１ｂ等のハイドロクロロカーボン類の侵入
に起因する金属箔層との間で生じる剥離現象（デラミ現
象）を防止している。さらに、特開平５−５７１０５号
公報ではアクリロニトリルでは十分に抑制し得なかった
水分の侵入を融着層に高密度ポリエチレンを用いて抑制
することが、また、特開平８−３０３６８５号公報では
外部からのガスや水分の侵入を防止するため融着層の厚
さを５０〜１５０ミクロンとすることが提案されてい
る。

【０００９】しかし、これらの融着層部分は、長さが２
〜５ｍｍ程度の短い距離の中に厚さが５０から２００ミ
クロン程度の高密度ポリエチレンなどの樹脂層が、端面
を露出した状態で真空断熱パネル内部にまで通じてい
る。従って、端面部分にある熱融着した樹脂層を透過し
て真空断熱パネルの内部に侵入する空気や水蒸気などの
ガスによって真空度が低下し、断熱性能の低下を来すと
いう問題があった。

【００１０】そしてこの問題を解決するため、端辺シー
ル部分の構造および融着に用いるプラスチックフィルム
の種類を改善した多くの提案があり、例えば、特開昭６
１−２４００８４号公報では熱融着端面を金属膜でシー
ルして、ガスの侵入経路を遮断する方法を開示してい
る。

【００１１】しかしながら、これらの開示された方法で
は他部品を改めて装着する必要があるなど、製造に多く
の工数を必要とし、生産性の低下を来すという問題が新
たに生じる。

【００１２】また、シールの距離を長くとることも端辺
から外部のガスの侵入を少なくするうえでは有効である
が、シール部が真空断熱パネルの外側に大きく突出する
ことになり、これによって、冷蔵庫などの断熱箱体への
配設や、発泡ウレタンを断熱箱体の外殻内の空隙に充填
する際の障害にもなる。更に、断熱箱体に真空断熱材の
芯材の入っていない断熱性能の劣る面積を増加させるこ
とになり、断熱箱体全体の断熱性能の劣化を招くことに
なる。

【００１３】本発明は、これらの課題を解決するために
なされたものであり、真空断熱パネルを構成する包装材
の袋状への加工、および芯材を挿入した後の開口側端辺
のシールにおいて、内部の真空を維持することのできる
端辺のシールを簡易に行い、しかも、外部からのガスや
水分の透過による侵入に対して真空度の低下が長期的に
抑制できる真空断熱パネルの製造方法を得ることを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、断熱性を有
する芯材をガスバリヤー性を有し接着層を備えた包装材
で包装し、該包装材の内部を真空状態に保持し前記接着
層を利用して前記包装材をシールする真空断熱材の製造
方法において、前記包装材を前記芯材の上面側を覆う上
部包装材と前記芯材の下面側を覆う下部包装材とから構
成し、前記上部包装材と前記下部包装材とが重なる端部
においてこれらの包装材のいずれか一方を他方よりはみ
出す大きさにし、このはみ出した部分を他方の包装材に
沿って折り返して前記他方の包装材に折り重ねた後、こ
の折り重ね部をシールして前記包装材のシール層を少な
くとも２層とするものである。

【００１５】また、前記折り重ね部を構成する辺であっ
てかつ真空断熱材の外縁を構成する各辺をシールして、
この折り重ね部の外側周辺を２層のシール層で囲む。

【００１６】また、前記上部包装材と前記下部包装材と
が重なる全端部においてそのシール層を少なくとも２層
以上とする。

【００１７】さらに、断熱性を有する芯材をガスバリヤ
ー性を有し接着層を備えた包装材で包装し、該包装材の
内部を真空状態に保持し前記接着層を利用して前記包装
材の開口端辺をシールする真空断熱材の製造方法におい
て、前記開口端辺のシール部を前記芯材の端面から遠ざ
かる方向に向けて延びる波形形状にするものである。

【００１８】また、前記波形形状を、前記包装材のシー
ル時に前記端辺を屈曲形状を備えた加圧装置に挟み込ん
で形成する。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
第１の態様を示す真空断熱材の製造工程図である。図に
おいて、１は製造しようとする真空断熱材、２は上部包
装材２ａと下部包装材２ｂとを熱融着などによりシール
して袋状に形成した袋状包装材、３はその袋状包装材２
の端辺シール部である。また、４は袋状包装材２の内部
に挿入された芯材であって、真空状態となったときに外
側の大気圧による変形を起こさない強度を有し、かつ熱
伝導率が低い、例えば発泡ウレタン材などで形成され
る。ここで、芯材４の上面側を覆う上部包装材２ａおよ
び芯材４の下面側を覆う下部包装材２ｂは、例えば図２
に示すように、ガスバリヤー性を有するアルミ箔層５を
中心にしてその上下面を接着層である厚さ５０〜２００
ミクロン程度の高密度ポリエチレン融着層６，７で挟ん
だラミネートフィルムである。なお、以後、便宜上、こ
れらの高密度ポリエチレン融着層６，７を、それぞれ上
部融着層６、下部融着層７として表示する。また、下部
包装材２ｂは、少なくとも芯材４を挿入する開口端辺に
おいて、上部包装材２ａと重ねた際に上部包装材２ａの
外側にはみ出す大きさを有するものとする。

【００２０】次に、この真空断熱材１の製造方法を図１
に基づき説明する。まず、長方形もしくは正方形の上部
包装材２ａと下部包装材２ｂの３辺の融着層を熱融着な
どによりシールして形成した袋状包装材２に、芯材４を
挿入する（図１−ａ）。続いて、真空状態にて芯材４を
挿入した袋状包装材２の開口端辺において、下部包装材
２ｂの外側にはみだした部分を上部包装材２ａの端辺に
沿って折り返し、上部包装材２ａに重ねる（図１−
ｂ）。これによって、上部包装材２ａの下部融着層７と
上部融着層６とが下部包装材２ｂにより挟まれた折り重
ね部１０が形成され、これらの下部融着層７と上部融着
層６とを利用して、折り重ね部１０をヒートシールする
と、上部包装材２ａの下部融着層７が下部包装材２ｂと
接着して内側シール層８を形成し、上部包装材２ａの上
部融着層６が折り返された下部包装材２ｂと接着して外
側シール層９を形成する（図１−ｃ）。

【００２１】これによれば、真空断熱材１は上部包装材
２ａと下部包装材２ｂの間に二層のシール層を有するこ
ととなり、内側シール層８の端面が外側シール層９によ
り外部の空気、水蒸気との直接接触から保護されるた
め、真空断熱材内部の真空度の低下を長期間に渡り防止
することができる。従って、真空断熱材の断熱性能を長
期間維持することが可能となる。

【００２２】なお、ここでは、上部包装材２ａと下部包
装材２ｂの構造を図２を例にして説明したが、これらは
その構造に限定されることなく、ガスバリヤー性を有す
る金属膜などを全面に有し、互いに対向することとなる
面に融着層などの接着層を備える構造であればよい。ま
た、包装材の折り重ねを多重にして、包装材のシール層
を２層より多くしてもよい。

【００２３】実施の形態２．図３は、この発明の第２の
態様に係る方法を説明する製造途中の真空断熱材の斜視
図である。実施の形態１においては、芯材４を挿入した
袋状包装材２の開口端辺において、その端辺と平行に一
直線状の２層のシール層を形成するようにしたのに対し
て、ここでは、下部包装材２ｂと上部包装材２ａにより
形成された略長方形の折り重ね部１０を構成する辺であ
って、かつ真空断熱材の外縁を構成する各辺１０ａ，１
０ｂ，１０ｃを熱融着によりシールする。これによっ
て、芯材４を挿入した開口端辺の外周が２層のシール層
を有することとなり、真空断熱材の断熱性能を実施の形
態１と同等以上にすることが可能となる。

【００２４】実施の形態３．図４は、この発明の第３の
態様に係る方法を説明する袋状包装材の製造工程図であ
る。ここでは、長方形もしくは正方形の上部包装材２ａ
と、この上部包装材２ａの各辺よりそれぞれ長い辺を有
する下部包装材２ｂとを用い、まず、上部包装材２ａを
下部包装材２ｂに重ね（図３−ａ）、次に、上部包装材
２ａからはみ出した下部包装材２ｂの３端辺を上部包装
材２ａの対応する各端辺に沿って折り返し（図３−
ｂ）、下部包装材２ｂを上部包装材２ａに折り重ねて上
部包装材２ａを挟み込んだ状態とし（図３−ｃ）、この
折り重なった３辺を熱融着などによりシールして袋状包
装材２に形成する。この後、この袋状包装材２に芯材４
を挿入し、たとえば、実施の形態１で説明したような方
法で開口端辺をシールすれば、包装材２の端辺全部が２
層のシール層を有する真空断熱材１が得られる。これに
より、特に厳格に真空度の低下を抑制することができ、
長期間に渡りより優れた断熱性能を確保することができ
る。

【００２５】実施の形態４．図５は、この発明の第４の
態様に係る方法を説明する真空断熱材の製造工程図であ
る。ここでは、例えば、実施の形態３で説明したように
して形成された袋状包装材２を用いるものとする。袋状
包装材２に芯材４を挿入し（図４−ａ）、上部包装材２
ａと下部包装材２ｂが重なった端辺１１において、加圧
部に屈曲形状を備えた加圧装置１２で端辺１１を挟み込
み、波形形状に成形しながら融着層を利用してヒートシ
ールする（図４−ｂ）。これにより、芯材４の端面から
包装材２の終端までの間隔を通常と同じ１０〜２０ｍｍ
程度に収めながら、その間の実際の距離が通常より幅５
〜１０ｍｍも広い、例えば１０〜３０ｍｍ程度の距離を
有する端辺シール部１１’を得ることが可能となる。

【００２６】このように端辺シール部１１’の距離を通
常より大きくしたことにより、真空断熱材の性能劣化の
要因となるシール部（または接着部）からの空気や水蒸
気の侵入に対し、高密度ポリエチレンなどで形成された
シール層が従来よりも長い範囲を有することになって、
空気、水蒸気の侵入が妨げられるので、従来品に比べて
真空断熱材の真空度の劣化が生じにくくなる。また、芯
材４の端面から包装材２の終端までの間隔は通常と同じ
１０〜２０ｍｍ程度に収めたので、冷蔵庫などの断熱箱
体への配設時に、芯材４の入っていない断熱性能の劣る
真空断熱材１が占める面積を増加させることもない。従
って、この方法によれば、断熱性能及び構造の点から優
れた真空断熱体を得ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
包装材を構成する上部包装材と下部包装材とのいずれか
一方を他方よりはみ出す大きさにし、このはみ出した部
分を他方の包装材に沿って折り返して他方の包装材に折
り重ねた後、この折り重ね部をシールして包装材のシー
ル層を少なくとも２層とすることで、内側に形成される
シール層を外部に露出しないようできる。これにより、
包装材外部の空気や水蒸気は内側シール層に直接接触し
なくなるため、包装材内部の真空度の低下が抑制され
て、真空断熱材の優れた断熱性能を維持することが可能
となる。

【００２８】また、前記折り重ね部を構成する辺であっ
てかつ真空断熱材の外縁を構成する各辺をシールするこ
とで、包装材外部の空気や水蒸気は真空度を維持する内
側シール部に直接接触しなくなる。従って、長期間にわ
たり信頼性に優れたシール状態を維持でき、内部の真空
度の低下を抑え、優れた断熱性能を維持することが可能
となる。

【００２９】また、包装材の開口端辺のシール部を芯材
の端面から遠ざかる方向に向けて延びる波形形状にする
ことで、外側方向に延びる端辺の幅を従来と同じにした
ままシール距離を長きできるので、真空断熱材の断熱箱
体への配設や、真空断熱材の配設後に残った空隙へ発泡
ウレタンを充填する際にも支障を来すことがない。ま
た、断熱箱体内において、芯材の入らない真空断熱材の
面積を増加させることもなくなり、従って、優れた断熱
性能を有する断熱箱体を形成できる。なお、この波形形
状は、シール時に端辺を屈曲形状を備えた加圧装置に挟
み込んで加熱して形成することで、簡単に所望の形状を
得ることができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１の態様に係る方法を説明する
真空断熱材の製造工程図である。

【図２】 この発明に用いる上部包装材の一例を示す断
面図である。

【図３】 この発明の第２の態様に係る方法を説明する
製造途中の真空断熱材の斜視図である。

【図４】 この発明の第３の態様に係る方法を説明する
袋状包装材の製造工程図である。

【図５】 この発明の第４の態様に係る方法を説明する
真空断熱材の製造工程図である。

【符号の説明】

１ 真空断熱材、２ 袋状包装材、２ａ 上部包装材、
２ｂ 下部包装材、４芯材、５ アルミ箔層、６ 上部
融着層、７ 下部融着層、８ 内側シール層、９ 外側
シール層、１０ 折り重ね部、１１ 包装材の端辺、１
１’ 端辺シール部、１２ 加圧装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 修一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 原川 信義 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H036 AA08 AB18 AB25 AB28 AC01 AE02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断熱性を有する芯材をガスバリヤー性を
   有し接着層を備えた包装材で包装し、該包装材の内部を
   真空状態に保持し前記接着層を利用して前記包装材をシ
   ールする真空断熱材の製造方法において、 前記包装材を前記芯材の上面側を覆う上部包装材と前記
   芯材の下面側を覆う下部包装材とから構成し、前記上部
   包装材と前記下部包装材とが重なる端辺においてこれら
   の包装材のいずれか一方を他方よりはみ出す大きさに
   し、このはみ出した部分を他方の包装材に沿って折り返
   して前記他方の包装材に折り重ねた後、この折り重ね部
   をシールして前記包装材のシール層を少なくとも２層と
   することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
2. 【請求項２】 前記折り重ね部を構成する辺であってか
   つ真空断熱材の外縁を構成する各辺をシールすることを
   特徴とする請求項１に記載の真空断熱材の製造方法。
3. 【請求項３】 前記上部包装材と前記下部包装材とが重
   なる全端辺において該包装材のシール層を少なくとも２
   層とすることを特徴とする請求項１または２に記載の真
   空断熱材の製造方法。
4. 【請求項４】 断熱性を有する芯材をガスバリヤー性を
   有し接着層を備えた包装材で包装し、該包装材の内部を
   真空状態に保持し前記接着層を利用して前記包装材の開
   口端辺をシールする真空断熱材の製造方法において、 前記開口端辺のシール部を前記芯材の端面から遠ざかる
   方向に向けて延びる波形形状にすることを特徴とする真
   空断熱材の製造方法。
5. 【請求項５】 前記波形形状を、前記包装材のシール時
   に前記端辺を屈曲形状を備えた加圧装置に挟み込んで形
   成することを特徴とする請求項４に記載の真空断熱材の
   製造方法。