JP2005256849A - 真空断熱材 - Google Patents

Abstract

【課題】 真空断熱材において、グラスウールをコア材に採用した場合、グラスウールはガラスであり、それ自身は硬い物質である。このため、ガスバリヤ袋にピンホール等の破損が発生し易くなってしまう。このため、ガスバリアフィルムも通常のガスバリヤフィルムに比べて厚い層を複数層追加しなければならなかった。
【解決手段】 本発明は、バインダーにより結着されたガラス材料からなるコア材(1)を、ガスバリア性を備えるガスバリア袋(3)に入れ真空引きを行った後にこのガスバリア袋(3)の開口部を密閉した真空断熱材において、合成樹脂フィルムから成る非密封の包み(2)に前記コア材(1)を入れ、この包み(2)と前記コア材(1)を前記ガスバリア袋(3)に入れて前記真空引きを行うことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、真空断熱材に関するものである。

真空断熱材のコア材としては、連通ウレタン（連続気泡硬質ポリウレタン）が従来から提案されている（特許文献１、２参照）。

しかし、この連通ウレタンでは、密閉後にもこの連通ウレタンからガスが少しづつ発生し、真空度が低くなってしまう。このため、真空断熱材中に吸着剤（ゲッター剤）を入れているが、十分ではなかった。

また、コア材として粉末を採用した真空断熱材も知られている（特許文献３、４参照）。この真空断熱材では、コア材である粉末を不織布の袋に入れ、これをガスバリヤ袋に入れて、真空引きし、密閉している。しかし、もともと粉末を利用するため、取り扱いが厄介であった。

コア材としてグラスウールを利用した真空断熱材も知られている（特許文献５、６参照）。この真空断熱材では、コア材であるグラスウールをバインダーで結着しており、このコア材をガスバリヤ袋に入れて、真空引きし、密閉している。なお、吸着剤は必須ではないが、コア材の乾燥が十分でない真空断熱材の場合には、内部に吸水剤（吸着剤）を入れている。このグラスウールを採用した場合は、密閉後のガスの発生も小さく、取り扱いも容易である。

このグラスウールを採用した場合、グラスウールはガラスであり、それ自身は硬い物質である。このためグラスウールをコア材に採用した場合、ガスバリヤ袋にピンホール等の破損が発生し易くなってしまう。

このため特許文献５に記載のごとく、ガスバリヤフィルムを更に積層することが提案されている。
特開平７−２９３７８４号公報 特開平７−２９３７８５号公報 特開平１１−１０１３９１号公報 特開２０００−２９１８８１号公報 特開２００３−２６２２９６号公報 特開２００４−５２７７４号公報

しかし、ガスバリヤフィルムにおいて、更に一層追加しても、グラスウールの突き刺しによるピンホール等の破れを減少させるには不十分であった。このため、グラスウールのコア材を採用した場合には、ガスバリアフィルムも通常のガスバリヤフィルムに比べて厚い層を複数層追加しなければならなかった。

本発明者は、このピンホール等の破れの多発が、グラスウールを採用すれば必ず発生するもの、ではないことに気づいた。

つまり、考慮すべき問題は、このコア材の運搬時にコア材が破損したり、ささくれ立ったりすることが問題であり、また、コア材のガスバリヤ袋の挿入時に、コア材が破損したり、ささくれ立ったり、破損したグラスウールの破片がガスバリヤ袋の内部に飛散して付着することが、考慮すべき問題であると気づいた。

本発明は、バインダーにより結着されたガラス材料からなるコア材(1)を、ガスバリア性を備えるガスバリア袋(3)に入れ真空引きを行った後にこのガスバリア袋(3)の開口部(3a)を密閉した真空断熱材において、合成樹脂フィルムから成る非密封の包み(2)に前記コア材(1)を入れ、この包み(2)と前記コア材(1)を前記ガスバリア袋(3)に入れて前記真空引きを行うことを特徴とする。

また、本発明は、前記ガラス材料はグラスウールであることを特徴とする。また、本発明は、前記合成樹脂フィルムはアウトガスが出ない合成樹脂材料から成ることを特徴とする。また、本発明は、前記合成樹脂フィルムは、熱シュリンクする合成樹脂材料で作成されることを特徴とする。

また、本発明は、前記合成樹脂フィルムは、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン・テレフタレート又はポリエチレンから成ることを特徴とする。

また、本発明は、前記コア材は、抄造法にて作製したことを特徴とする。

また、本発明は、前記抄造法とは、グラスウールと無機質のバインダーと溶媒とを混合し、この混合液をコンベアを回転させながら濾布から成るコンベアベルト上に抽出し、前記濾布の下方で移動させながら吸引装置により吸引して前記溶媒を除去して作製したことを特徴とする。

また、本発明は、前記無機質のバインダーとは、シリカであることを特徴とする。また、前記溶媒とは、水であることを特徴とする。

また、本発明は、前記包み(2)は、筒形状であることを特徴とする。また、本発明は、前記ガスバリア袋(3)の開口部(3a)と、前記包み(2)の開口部(2b)とが、同じ位置になるように前記コア材(1)を前記ガスバリヤ袋(3)に入れることを特徴とする。

また、本発明は、前記包みは、袋状であることを特徴とする。また、本発明は、前記ガスバリア袋の開口部と、前記包みの開口部とが、同じ位置になるように前記袋状の包みが被されたコア材を前記ガスバリヤ袋に入れることを特徴とする。

本発明によれば、コア材１は、非密閉の包み２により覆われているので、コア材１の破損、ささくれ立ち、破損した部分の飛散等を防止できるので、ガスバリヤ袋のピンホール等による破損を少なくすることができる。

本発明の実施例を説明する。

先ず、断熱材として使用される真空断熱材のコア材の製造方法について、一例を説明する。真空断熱材の製造後にアウトガスが発生するコア材では、真空引きして密閉した後に真空度を破壊するので断熱効果が薄れる。本実施例のコア材は、アウトガスが発生しないグラスウールを採用している。また、バインダーとしてもシリカを採用している。

このコア材は、紙を製造する方法と同じ方法（抄造法）にて製造される。これは、初めに、ファイバライザーにより、例えば遠心法によってガラスを綿飴状にして、グラスウールを紡出させる。この例では、ファイバライザーにより、ガラス素材を溶融させて、短く（１ミリメートル程度）且つ短径（直径１〜３ミクロン）のグラスウールを作製している。ただし、製造時のばらつきにより、径の太いグラスウールも混じってしまう。

そして、このグラスウールを解繊して、常温下でこのグラスウールとバインダー溶液に入れる。このバインダー溶液は、シリカ等の無機質のバインダーと溶媒（水）とを混合したものである。

この混合液中の下部にコンベアを配置する。このコンベアのベルトは濾布から成っている。そして、このグラスウールを沈殿させながら、このコンベアを所定速度で回転させることにより、コンベアベルト上にグラスウールの積層物を抽出する。

そして、前記濾布の下方で移動させながら吸引装置により吸水して徐々に水分を除去する。更に、このコンベアと巻取り装置との間の工程で、乾燥装置により乾燥させる。この実施例では、厚さ１０ｍｍで密度が１００ｋｇ／ｍ³〜１６０ｋｇ／ｍ³となるコア材料を製造している。

このように作製された一定幅（例えば、５００ｍｍ）を有する帯状のコア材料を、一定幅（例えば、４６０ｍｍ）で、一定長さ（例えば、１２００ｍｍ）に裁断する。

そして、図１に示すように、このコア材１は、ＰＰ（ポリプロピレン）で形成されたフィルムを筒状にした包み２に入れられる。このＰＰの厚みは４０ミクロンのものを採用した。なお、この包み２の素材は、密閉後にアウトガスの発生しない合成樹脂材料で作成されていれば良い。例えば、ＰＰ以外に、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）、ポリエチレン等の合成樹脂材料がある。

この後、包み２に包まれたコア材１は、コア材製造工場から、真空断熱材製造工場に搬送される。

そして、コア材１を乾燥炉で１００〜１２０℃の温度下で、例えば６０分程度、乾燥させる。この乾燥で、コア材１中の水分を除去する。このコア材１中に水分が残存していると、コア材１をガスバリア袋に収納し密閉した後に、この残存する水分がアウトガスとなるからである。ここで十分に乾燥させることにより、吸着剤が不要となる。

この乾燥炉での加熱により、包み２が熱シュリンクして、包み２はコア材１に密着する。この縮みが大きくなるように延伸ＰＰを用いている。また、延伸方向も一軸（一方向）とし、挿入方向とは交差する方向としている。

そして、このコア材１を図２に示すように３方を既にシールされたガスバリヤ袋３に挿入し、図３に示すように真空引き装置４内で残りの一方を熱シールして、真空断熱材を製造する。

このガスバリヤ袋３としては、ガスバリア性（ガス遮断性の高い）を有し、ヒートシール可能で、前記コア材１を収納して内部を真空に維持できるものであれば、どのようなものでも用いることができるが、例えばナイロン、アルミ蒸着ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）、アルミ箔及び高密度ポリエチレンのラミネート４層構造からなるガスバリアフィルムを用いた袋が好ましく用いられる。

このように、厚みが１０ｍｍで、包み２により包まれたコア材１を、三方をヒートシールした平面視矩形のガスバリヤ袋３の中に開口部３ａから入れる。そして、これを真空引き装置４内に入れて真空引きし、真空度を１３．３Ｐａ〜１．３３Ｐａ（０．１〜０．０１Ｔｏｒｒ）とし、ガスバリヤ袋３の開口されている残りの開口部３ａをヒートシール装置５ａ、５ｂで封止することにより密封する。この後大気圧中に移されると、真空断熱材は、大気圧により押され、厚さが、８ミリメートル程度、密度が２００ｋｇ／ｍ³程度の真空断熱材となる。

なお、前述した様に、本実施例のコア材１は、抄造法にて製造し、その後、強力なプレス加工等（通常にプレス加工する、及び真空引き時にプレスする）を行っていない。このため、このコア材の抄造時のコンベアの前記濾布面側よりも表面側の方が凹凸が大きいので、この真空断熱材も一方の面（表面側に相当）の凹凸が大きくなっている。そこで、プレス加工を施す、又は、凸凹の小さな面を製品組み込み時の貼付する面とする等の工夫を行っても良い。ただし、プレス加工した場合は、平坦になる代わりに厚みは薄くなり断熱性能は多少劣化する。

本実施例では、包み２は筒状であるが、これは、袋状であってもよい。

また、本実施例では、図２、図３から判るように、ガスバリア袋３の開口部３ａと、前記包み２の開口部２ａ、２ｂのどちらか一方が、同じ位置になるようにコア材１をガスバリヤ袋３に入れている。これは、異なる様に入れても良い。しかし、異なる様に入れると、真空引きの性能が劣化してしまうことがわかった。事前の予想では、コア材１を入れる方向がどのようになろうとも、真空引きの性能が異なるとは、思えなかったが、実施には真空度の低下が惹起された。これは、包み２を袋状とした場合も同様である。

本実施例によれば、コア材１は、非密閉の包み２により覆われているので、コア材１の破損、ささくれ立ち、破損した部分の飛散等を防止できるので、ガスバリヤ袋のピンホール等による破損を少なくすることができる。

また、コア材１が、包み２にて覆われているので、取り扱いが更に容易となり、スムーズにコア材１をガスバリア袋３に挿入することができる。

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々
の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々
の代替例、修正又は変形を包含するものである。

本発明の第１実施例のコア材と包みを示す図である。 第１実施例において、ガスバリア袋にコア材を収納する工程を説明する図である。 第１実施例において、真空引き及び密閉シール工程を説明するための図である。

符号の説明

１ コア材、
２ 包み（筒状）、
２ａ 開口部、
２ｂ 開口部（請求項１１の開口部）、
３ ガスバリア袋、
３ａ 開口部。

Claims (13)

1. バインダーにより結着されたガラス材料からなるコア材(1)を、ガスバリア性を備えるガスバリア袋(3)に入れ真空引きを行った後にこのガスバリア袋(3)の開口部(3a)を密閉した真空断熱材において、
   合成樹脂フィルムから成る非密封の包み(2)に前記コア材(1)を入れ、この包み(2)と前記コア材(1)を前記ガスバリア袋(3)に入れて前記真空引きを行うことを特徴とする真空断熱材。
2. 前記ガラス材料はグラスウールであることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
3. 前記合成樹脂フィルムはアウトガスが出ない合成樹脂材料から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空断熱材。
4. 前記合成樹脂フィルムは、熱シュリンクする合成樹脂材料で作成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空断熱材。
5. 前記合成樹脂フィルムは、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン・テレフタレート又はポリエチレンから成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空断熱材。
6. 前記コア材は、抄造法にて作製したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の真空断熱材。
7. 前記抄造法とは、グラスウールと無機質のバインダーと溶媒とを混合し、この混合液をコンベアを回転させながら濾布から成るコンベアベルト上に抽出し、前記濾布の下方で移動させながら吸引装置により吸引して前記溶媒を除去して作製したことを特徴とする請求項６に記載の真空断熱材。
8. 前記無機質のバインダーとは、シリカであることを特徴とする請求項７に記載の真空断熱材。
9. 前記溶媒とは、水であることを特徴とする請求項７に記載の真空断熱材。
10. 前記包み(2)は、筒形状であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の真空断熱材。
11. 前記ガスバリア袋(3)の開口部(3a)と、前記包み(2)の開口部(2b)とが、同じ位置になるように前記コア材(1)を前記ガスバリヤ袋(3)に入れることを特徴とする請求項１０に記載の真空断熱材。
12. 前記包みは、袋状であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の真空断熱材。
13. 前記ガスバリア袋の開口部と、前記包みの開口部とが、同じ位置になるように前記コア材を前記ガスバリヤ袋に入れることを特徴とする請求項１２に記載の真空断熱材。
    

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