【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空断熱材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空断熱材は、ガスバリアー性フィルムからなる袋体にコア材を収納し、減圧密封したものである。このような真空断熱材には長期にわたりその減圧度を維持するため、二酸化炭素、酸素、窒素等のガスや水蒸気を吸収するガス吸着剤が用いられる。
このガス吸着剤は、粉末、顆粒等さまざまであるが、そのままコア材とともにガスバリアー性フィルムからなる袋体に収納し減圧密封すると、図２のように袋体表面に凸凹が発生したり、フィルムを傷をつけたりする恐れがあった。
【０００３】
そこで、ガス吸着剤の粉体をペレット状に成形し容器に収容したもの（例えば特許文献１）や、不織布からなる袋に充填したもの（例えば特許文献２）等の検討がなされてきた。
しかしこのような容器や袋体にガス吸着剤を収納することはコストがかかり、コア材上に容器や袋体を載せ減圧密封した場合は、真空断熱材表面に凸部が発生する。また図３のようにコア材に穴等を開け、ガス吸着剤入りの容器や袋体を挿入するようにしても、真空断熱材はその厚みが製品設計によりさまざまであるのが普通であり、ガス吸着剤の容器や袋体は一定の大きさ（厚み）を持つので、ガス吸着剤を収納している部分が凸になったり、凹になったりと、真空断熱材表面の平滑性に問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特表平９−５１２０８８号公報
【特許文献２】
特開平６−１１２４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、真空断熱材の製造時にガス吸着剤を収納するにあたり上記のような問題点があったことに鑑みなされたもので、表面平滑性に優れ、設計変更に柔軟に対応出来、簡易に作成が可能で、ガスバリアー性フィルムを傷をつけにくく、断熱性能の経時的な低下が防止できる真空断熱材及びその製造方法を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者らは、上記目的を達成するため、コア材に開けた穴（空間）に顆粒状や粉末状のガス吸着剤をそのまま充填し、通気性素材にてフタをすることで、真空断熱材の厚みが製品設計によりさまざまに変化するのに対応することが出来ると考えた。
つまり製品厚みが薄く、それにもかかわらずガス吸着剤の必要量が多い場合でも、穴を大きく（空間を大きく）すれば、ガス吸着剤の必要量を確保出来、さらに通気性素材にてフタをすることで袋体表面に凸凹が発生したり、フィルムを傷をつけたりすることを防ぐことが出来るわけである。
【０００７】
即ち、本発明は下記の真空断熱材及びその製造方法を提供する。
（１）コア材及びガス吸着剤をガスバリアー性フィルムよりなる袋体に収納しその内部を減圧、密封した真空断熱材において、該コア材に穴を開け、該穴に該ガス吸着剤として顆粒状又は粉末状のガス吸着剤をそのまま充填し、通気性素材にて該穴を塞いだことを特徴とする真空断熱材。
（２）該通気性素材が連続気泡ポリウレタンフォームである（１）記載の真空断熱材。
（３）該コア材がシート状に成形された無機繊維である（１）又は（２）記載の真空断熱材。
（４）該コア材が連続気泡ポリウレタンフォームである（１）又は（２）記載の真空断熱材。
（５）（１）〜（４）の真空断熱材を製造する製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の真空断熱パネルは、図１に示すようにコア材１に予め空間を開けておき、そこに粉末状、顆粒状等のガス吸着剤２を収納し、通気性素材からなるフタ３にて封をし、ガスバリアー性フィルムよりなる袋体に収納、減圧密封したものである。
【０００９】
本発明のコア材１には、従来公知の無機繊維マットや無機粉体等を使用することも可能であるが、シート状に成形された無機繊維や連続気泡ポリウレタンフォームが好適に用いられる。
コア材としてシート状に成形された無機繊維を用いる場合は、平均繊維径３〜５μｍの無機繊維に、該繊維に対し０．５〜１．５重量％のバインダーを塗布し、熱プレスして形成した成形体又は該成形体を２枚以上積層したものが好ましく用いられる。
無機繊維としては、ガラス繊維，セラミックファイバー，ロックウール，シリカアルミナウールから選択されるいずれか１又は２種以上を使用することができ、また、バインダーに、フェノール樹脂、ＮＢＲゴム変性ハイオルソフェノール樹脂、ＮＢＲゴム変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ＮＢＲ、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリカアルミナ等から選択されるいずれか１又は２種以上を使用することができる。
【００１０】
連続気泡ポリウレタンフォームを用いる場合は、弊社の出願である特開２０００−３５５６１７に記載されているような、ポリオール成分とイソシアネート成分とをＮＣＯ／ＯＨの当量比で約０．５５〜０．９５となるように含有し、発泡剤として好ましくは水を含有する発泡原料を発泡成形することにより、スキン層を残したままの状態で連通度が９９％以上である連続気泡硬質ポリウレタンフォーム成形体を公知の製造方法で作成したもの、また連続気泡ポリウレタンフォームのスキン層を除いたもの等公知のものを使用することができる。
【００１１】
コア材１に開ける穴（空間）は、貫通していても、貫通していなくても良い（貫通している場合、フタは上面、下面それぞれを塞ぐ様２つ使用することとなる）。穴（空間）はドリル、ポンチ、カッター等公知の方法で、必要量のガス吸着剤が充填される大きさの空間を確保するように作成する。
ガス吸着剤２としては、酸化カルシウム、活性炭、シリカゲル、モレキュラーシーブ、ゼオライト等が用いられ、これらは単体で、若しくは、２種以上を組合せたものが使用される。なお本発明では粉体状や顆粒状のものを用いる。具体的には、シリカとアルミナの混合物、ケイ酸マグネシウムがある。この中でも取り扱いの点からケイ酸マグネシウムが好ましく用いられる。
穴を塞ぐフタ３としては、通気性素材を用いる。通気性素材は真空断熱材の表面平滑性を得る為に、平滑な表面を持っていることが好ましい。具体的には、連続気泡ポリウレタンフォーム、セラミックフォーム等である。これらの中でも、密度や通気性の面から連続気泡ポリウレタンフォームの使用が特に好ましい。この連続気泡ポリウレタンフォームは上記コア材１に使用するものと同様であり、その作製されたものから公知の方法で適当な大きさに切り出したもの（スラブ品）を使用する。
【００１２】
袋体を構成するガスバリアー性のフィルム４としては金属箔とプラスチックフィルムとの積層フィルム（金属箔フィルム）や、金属箔の代わりに蒸着膜とプラスチックフィルムとを積層したフィルム（蒸着膜フィルム）等を使用することができる。金属箔としては、アルミニウム箔やステンレス箔等の金属箔を、蒸着膜フィルムの蒸着層にはアルミニウム、ステンレス等をそれぞれ使用している。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等が用いられる。
ガスバリアー性フィルム４の一例として、ポリエチレンテレフタレートフィルム／ナイロンフィルム／アルミ箔／ポリエチレンフィルムの４層構造のラミネートフィルム、またポリエチレンテレフタレートフィルム／アルミ箔／高密度ポリエチレンフィルムの３層構造のラミネートフィルムが挙げられる。
これらのフィルムを袋体に形成するときは、ポリエチレンフィルムが袋体の内側になるように構成される。上記のラミネートフィルムのアルミ箔を蒸着膜に代えた蒸着膜フィルムも勿論、使用することができる。さらに、蒸着膜フィルムの表面に金属箔フィルムをホットメルト接着剤で接着した複合フィルムを使用することも可能である。
【００１３】
本発明の断熱パネルは、コア材１に開けられた穴（空間）に顆粒状又は粉末状のガス吸着剤２を入れ通気性素材よりなるフタ３で空間の口を塞ぎ、ガスバリアー性フィルム４よりなる袋体に収納し、その内部を吸引器、減圧容器等の減圧装置で減圧した後、開口部４ａを密封することにより製造される。この場合開口部４ａの密封は、１重もしくは２重のヒートシールが一般的である。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００１５】
実施例１はガラス繊維シート（密度３０ｋｇ／ｍ３、５０×２００×２００ｍｍ）を２枚用意し、その内１枚にポンチで１箇所３５φの穴をあけ、穴を開けたものとそのままのものを合わせてコア材とし、そのコア材の穴の中に顆粒状のガス吸着材（ケイ酸マグネシウム）を２ｇ充填、ＶＩＰパネル（日清紡績（株）製、連続気泡ポリウレタンフォーム、密度１２０ｋｇ／ｍ３、１ｍｍ×３５φ）のフタにて封をし、ポリエチレンテレフタレートフィルム／ナイロンフィルム／アルミ箔／ポリエチレフィルムの４層構造のラミネートフィルムからなるガスバリアー性フィルムの袋体に挿入、減圧密封したものである。なお減圧密封後の真空断熱材の厚みは１２ｍｍとなった。
比較例１は実施例１と同様にコア材を作製し、コア材の穴の中に顆粒状のガス吸着剤を充填、フタをしない状態でガスバリアー性の袋体に入れ、減圧密封したものである。
比較例２は比較例１においてコア材の穴の中に顆粒状のガス吸着剤の代わりに不織布に包まれたガス吸着剤を充填したもの、比較例３は比較例１において、コア材の穴の中に顆粒状のガス吸着剤の代わりに金属ケースに入れたガス吸着剤を充填したものである。
【００１６】
（１） フィルムの傷
○；ほとんどない
△；傷が少しある
×；傷が多い
（２） 表面平滑性
○；平らである。
△；凸凹が少しある。
×；凸凹が目立つ。
【００１７】
表１
【００１８】
【発明の効果】
本発明の真空断熱材は、表面平滑性に優れ、設計変更に柔軟に対応出来、簡易に作成が可能で、ガスバリアー性フィルムに傷をつけにくく、断熱性能の経時的な低下を防止するという効果が得られる。
また、本発明の真空断熱材は、ノート型コンピュータやオーブンレンジ、電気湯沸かし器、冷凍・冷蔵機器、冷凍庫、冷凍車両、冷凍コンテナ、クーラーボックスなどの各種用途に幅広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による真空断熱材の製造方法の一例
ａ）コア材に穴を開けた状態を表す断面図
ｂ）穴の中に顆粒状または粉末状のガス吸着剤を充填し、通気性素材からなるフタをした状態を表す断面図
ｃ）ガスバリアー性フィルム袋体に挿入し減圧密封した状態を表す本発明による真空断熱材の一例（断面図）
【図２】従来技術により作製された真空断熱材の一例（断面図）
【図３】従来技術により作製された真空断熱材の一例（断面図）
【００１９】
【符号の説明】
１ コア材
２ ガス吸着剤（顆粒状又は粉末状）
３ フタ
４ ガスバリアー性フィルム
４ａ ヒートシール部
５ ガス吸着剤（容器に収容又は不織布の袋に充填したもの）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum heat insulating material and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
The vacuum heat insulating material is obtained by housing a core material in a bag body made of a gas barrier film and sealing it under reduced pressure. For such a vacuum heat insulating material, a gas adsorbent that absorbs gas such as carbon dioxide, oxygen, nitrogen and water vapor is used in order to maintain the degree of pressure reduction over a long period of time.
These gas adsorbents are various, such as powder, granules, etc. If they are housed in a bag made of a gas barrier film together with the core material and sealed under reduced pressure, irregularities occur on the bag surface as shown in FIG. There was a risk of scratching.
[0003]
Therefore, studies have been made on a gas adsorbent powder formed into a pellet and accommodated in a container (for example, Patent Document 1), or a bag filled with a nonwoven fabric (for example, Patent Document 2).
However, it is expensive to store the gas adsorbent in such a container or bag, and when the container or bag is placed on the core material and sealed under reduced pressure, a convex portion is generated on the surface of the vacuum heat insulating material. Moreover, even if a hole or the like is made in the core material as shown in FIG. 3 and a container or bag containing a gas adsorbent is inserted, the thickness of the vacuum heat insulating material is usually varied depending on the product design. Since the gas adsorbent container and bag have a certain size (thickness), the portion that contains the gas adsorbent becomes convex or concave, which causes problems with the smoothness of the vacuum heat insulating material surface. was there.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese National Patent Publication No. 9-512088 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-11247
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems in housing the gas adsorbent during the manufacture of the vacuum heat insulating material, and has excellent surface smoothness, can flexibly cope with design changes, and is simple. It is an object of the present invention to provide a vacuum heat insulating material that can be produced, hardly damages a gas barrier film, and can prevent deterioration of heat insulating performance over time, and a manufacturing method thereof.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the inventors of the present invention can directly fill a hole (space) formed in the core material with a granular or powdered gas adsorbent, and cover with a breathable material. We thought that the thickness of the vacuum heat insulating material can cope with various changes depending on the product design.
In other words, even if the product thickness is thin and the required amount of gas adsorbent is large, the required amount of gas adsorbent can be secured if the hole is made larger (the space is made larger), and the lid is covered with a breathable material. By doing so, it is possible to prevent unevenness on the bag surface and scratching the film.
[0007]
That is, this invention provides the following vacuum heat insulating material and its manufacturing method.
(1) In a vacuum heat insulating material in which a core material and a gas adsorbent are housed in a bag made of a gas barrier film and the inside thereof is decompressed and sealed, a hole is made in the core material, and granules are formed in the hole as the gas adsorbent. A vacuum heat insulating material, which is filled with a gas adsorbent in the form of a powder or powder and is closed with a breathable material.
(2) The vacuum heat insulating material according to (1), wherein the breathable material is open cell polyurethane foam.
(3) The vacuum heat insulating material according to (1) or (2), wherein the core material is an inorganic fiber formed into a sheet shape.
(4) The vacuum heat insulating material according to (1) or (2), wherein the core material is an open-cell polyurethane foam.
(5) The manufacturing method which manufactures the vacuum heat insulating material of (1)-(4).
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
As shown in FIG. 1, the vacuum heat insulation panel of the present invention has a space in the core material 1 in advance, and stores a gas adsorbent 2 such as powder or granules in the lid 3 made of a breathable material. And sealed in a bag made of a gas barrier film and sealed under reduced pressure.
[0009]
As the core material 1 of the present invention, a conventionally known inorganic fiber mat, inorganic powder, or the like can be used, but inorganic fibers or open-cell polyurethane foam formed into a sheet shape are preferably used.
When using an inorganic fiber formed into a sheet shape as a core material, 0.5 to 1.5% by weight of a binder is applied to an inorganic fiber having an average fiber diameter of 3 to 5 μm and hot pressed. A formed molded body or a laminate of two or more of the molded bodies is preferably used.
As the inorganic fiber, any one or more selected from glass fiber, ceramic fiber, rock wool, silica alumina wool can be used, and the binder is phenol resin, NBR rubber-modified high-orthophenol resin. Any one or more selected from NBR rubber-modified phenol resin, melamine resin, epoxy resin, NBR, nitrile rubber, acrylic rubber, silica alumina, and the like can be used.
[0010]
When using open-cell polyurethane foam, the polyol component and the isocyanate component, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-355617, have an NCO / OH equivalent ratio of about 0.55 to 0.95. An open-celled rigid polyurethane foam molded article having a degree of communication of 99% or more with the skin layer remaining is obtained by foam-molding a foam raw material that preferably contains water as a foaming agent. Known products such as those prepared by the above production method and those obtained by removing the skin layer of open-cell polyurethane foam can be used.
[0011]
The hole (space) opened in the core material 1 may or may not be penetrated (in the case of penetration, two lids are used so as to block the upper surface and the lower surface). The hole (space) is created by a known method such as a drill, a punch, or a cutter so as to ensure a space of a size filled with a necessary amount of the gas adsorbent.
As the gas adsorbent 2, calcium oxide, activated carbon, silica gel, molecular sieve, zeolite or the like is used, and these are used alone or in combination of two or more. In the present invention, powder or granule is used. Specifically, there is a mixture of silica and alumina, magnesium silicate. Among these, magnesium silicate is preferably used from the viewpoint of handling.
A breathable material is used as the lid 3 for closing the hole. The breathable material preferably has a smooth surface in order to obtain the surface smoothness of the vacuum heat insulating material. Specifically, open cell polyurethane foam, ceramic foam and the like. Among these, the use of open-cell polyurethane foam is particularly preferable from the viewpoint of density and air permeability. This open-cell polyurethane foam is the same as that used for the core material 1, and a product (slab product) cut out to an appropriate size by a known method is used.
[0012]
As the gas barrier film 4 constituting the bag body, a laminated film of metal foil and plastic film (metal foil film), a film in which a vapor deposited film and a plastic film are laminated instead of the metal foil (vapor deposited film), etc. Can be used. As the metal foil, a metal foil such as an aluminum foil or a stainless steel foil is used, and aluminum, stainless steel or the like is used for the vapor deposition layer of the vapor deposition film. As the plastic film, polyethylene terephthalate, nylon, low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene or the like is used.
Examples of the gas barrier film 4 include a laminate film having a four-layer structure of polyethylene terephthalate film / nylon film / aluminum foil / polyethylene film and a laminate film having a three-layer structure of polyethylene terephthalate film / aluminum foil / high-density polyethylene film. It is done.
When these films are formed in a bag body, the polyethylene film is configured to be inside the bag body. Of course, a vapor deposition film obtained by replacing the aluminum foil of the laminate film with a vapor deposition film can also be used. Furthermore, it is also possible to use a composite film in which a metal foil film is bonded to the surface of the vapor deposition film with a hot melt adhesive.
[0013]
In the heat insulating panel of the present invention, a gas adsorbent 2 in the form of granules or powder is inserted into a hole (space) opened in the core material 1 and the mouth of the space is closed with a lid 3 made of a breathable material. It is manufactured by sealing the opening 4a after being housed in a bag body and the inside thereof being decompressed by a decompression device such as an aspirator or decompression container. In this case, the sealing of the opening 4a is generally a single or double heat seal.
[0014]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.
[0015]
In Example 1, two glass fiber sheets (density 30 kg / m 3, 50 × 200 × 200 mm) are prepared, one of which is punched with a hole of 35 φ in one place, and the one with a hole is left as it is. Combined into a core material, 2 g of a granular gas adsorbent (magnesium silicate) is filled in the hole of the core material, VIP panel (Nisshinbo Co., Ltd., open cell polyurethane foam, density 120 kg / m3, 1 mm × 35φ) is sealed with a lid of a gas barrier film composed of a laminate film of a four-layer structure of polyethylene terephthalate film / nylon film / aluminum foil / polyethylene film and sealed under reduced pressure. The thickness of the vacuum heat insulating material after vacuum sealing was 12 mm.
In Comparative Example 1, a core material was prepared in the same manner as in Example 1. The core material was filled with a granular gas adsorbent, placed in a gas barrier bag without a lid, and sealed under reduced pressure. It is.
In Comparative Example 2, the hole of the core material in Comparative Example 1 is filled with a gas adsorbent wrapped in a non-woven fabric instead of the granular gas adsorbent. In Comparative Example 3, the hole of the core material is compared with Comparative Example 1. Is filled with a gas adsorbent in a metal case instead of a granular gas adsorbent.
[0016]
(1) Scratches on film ○: Almost no Δ; Slightly scratched ×: Many scratches (2) Surface smoothness ○: Flat.
Δ: There are some irregularities.
X: Unevenness is conspicuous.
[0017]
Table 1
[0018]
【The invention's effect】
The vacuum heat insulating material of the present invention is excellent in surface smoothness, can respond flexibly to design changes, can be easily created, hardly damages the gas barrier film, and prevents deterioration of heat insulating performance over time. An effect is obtained.
The vacuum heat insulating material of the present invention can be widely used in various applications such as notebook computers, microwave ovens, electric water heaters, refrigeration / refrigeration equipment, freezers, refrigerated vehicles, refrigerated containers, and cooler boxes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a method for producing a vacuum heat insulating material according to the present invention. A) A cross-sectional view showing a state in which a core material is perforated. B) A gas adsorbent in the form of granules or powder is filled in the hole, and air permeability Cross-sectional view showing the state of a lid made of a material c) Example of a vacuum heat insulating material according to the present invention showing a state of being inserted into a gas barrier film bag and sealed under reduced pressure (cross-sectional view)
FIG. 2 shows an example (cross-sectional view) of a vacuum heat insulating material manufactured by a conventional technique.
FIG. 3 shows an example (cross-sectional view) of a vacuum heat insulating material manufactured by a conventional technique.
[0019]
[Explanation of symbols]
1 Core material 2 Gas adsorbent (granular or powder)
3 Lid 4 Gas barrier film 4a Heat seal part 5 Gas adsorbent (contained in a container or filled in a non-woven bag)
