JP2005514243A - 筒状断熱真空パネルを製造するための方法及びそれにより得られる断熱真空パネル - Google Patents

Abstract

平坦なパネルから開始して断熱筒状真空パネルを製造するための方法が開示されている。この方法は、平坦なパネル（１）にカレンダ加工作業を受けさせ、それを少なくとも二つのローラ（２，３）及び第３の要素（４）に通すことを含む。

Description

本発明は、筒状断熱真空パネルを製造するための方法及びそれにより得られる断熱真空パネルに関する。

真空パネル、特にプラスチック材料で作られたものは、約１００℃より低い温度での断熱が要求されるあらゆる分野において使用されるようになってきている。用途の例としては、家庭用及び産業用冷蔵庫の壁、飲料自動販売機の壁（主として、約７０℃の温かい飲み物の部分を冷たい飲み物の部分から分離するために断熱が要求される）、例えば薬剤や冷蔵又は冷凍食品の恒温輸送用容器の壁が挙げられる。これらパネルの用途は、建築分野や自動車産業においても検討されている。

公知となっているように、真空パネルは、充填材料を内部に有した外衣材から形成されている。

外衣材は、用途によって要求される断熱レベルに見合った状態に真空度合いを維持するために、パネルの内部への大気ガスの進入を防止する（若しくは出きる限り減少させる）機能を有している。このために、外衣材は、可能な限り低い透過率であることを特徴とした概略１００μｍ以下の厚さのいわゆる「バリア」シートで作られる。このようなシートは、単一の構成要素からも形成され得るが、多くの場合は、異なる構成要素の多層体である。多層体の場合、バリア効果は、構成要素の層のうちの一つの層（通常は金属製、一般的にはアルミニウムからなる）によって与えられ、他の層は一般に機械的な支持及びバリア層の保護の機能を有している。

充填材料は、パネル内に真空を生じさせたときに外衣材の二つの対向する面を離間させる機能を有する。この充填材料は、シリカ粉末、ガラス繊維、エーロゲル、珪藻土等のような無機物とすることもできれば、ポリウレタン又はポリスチレンの硬質フォーム（硬質発泡体）であって板状又は粉末状の両形態のもののような有機物とすることもできる。より一般的に使用される材料は、連続気泡型ポリウレタンフォーム（連続気泡であることは機械的なポンプ作用により脱気を可能とさせるために必要である）であり、約１５０℃より高い温度に耐えなくてはならないパネルの場合には、シリカ粉末（一般にサブミクロンの寸法のもの）である。充填材料は、孔隙や隙間をなくすために、とにかく多孔性又は不連続的なものとせざるを得ない。ごく僅かの大気ガスがパネル内に浸透することは実際上不可避であることから、これらパネルは、多くの場合、パネル内の圧力を所望の値に維持するためにこのようなガスを吸収することができる単数又は複数の材料（一般にゲッタ材料と呼称される）も含んでいる。

一般に、真空パネルは平坦な形態を有しており、よって、平坦な表面を有した概略平行六面体を断熱するために使用され得るが、例えば風呂釜や極寒地帯において石油の輸送に使用される配管のような概略円筒形状の壁を有した物体には適さない。

非平坦な表面を有する物体の断熱を行うためにこれまで使用されてきた方法の一つは、帯形状の幾つかの平坦なパネルを、例えばその縁部同士を接着することにより、互いに接続し、こうして、断熱しなくてはならない物体の形状に適合させるために接合線に沿って曲げられ得る複合構造を得ることから構成されている。しかしながら、この種の構造では、接合部で熱伝達が起こり、したがって、これらの領域における断熱性は不十分なものとなる。さらに、複数の平坦部分から構成される構造は、湾曲した表面を近似することしかできず、よって、パネルと断熱すべき物体との間の接触が少ない領域に空気チャンバが形成され、断熱効率を減少させる。

英国の会社ＩＣＩ名義の特許文献１は、非平坦な形状を有した硬質真空パネルと、その製造方法とを記載しており、その製造方法は、所望の方向に配置され且つ適した幅及び深さを有した溝を充填材料に形成することから構成されている。その後、充填材料を外衣材内に挿入し、組立体に脱気ステップを受けさせる。最後に、脱気したパネルを密封する。こうして製造されたパネルは、大気に最初に晒されたときに、充填材料に形成された溝に沿って自発的に曲がる。

国際特許出願公開第ＷＯ９６／３２６０５号パンフレット

しかしながら、この製造方法は幾つかの欠点を有している。先ず第一に、脱気の過程で、外衣材が充填材料に付着して少なくとも一部が溝に挿入された状態になり、脱気が完了したときにパネルの厚さが全ての部分で均一にならなくなり、折り曲げ線において同じパネルの平坦部分に対して薄くなることが観察されている。したがって、断熱特性も均一でなくなり、それら折り曲げ線に沿って減少する。さらに、他の欠点は、溝の内部に押し入れられた外衣材に亀裂が形成され、よって、大気ガスがパネルの内部に向かって通過することを可能にさせて、パネル自体の断熱特性を永久的に悪化させる危険性である。最後に、これらパネルの折れ曲がりは空気に最初に晒された際に自発的に起こるので、パネルは製造後すぐに大きな体積を占有することになり、貯蔵及び輸送を経済的に非常にやっかいなものにさせる。上述の特許文献１の方法の他の不都合な点は、充填材料が例えば板状の高分子フォームであるときにだけ使用することができ、粉末又は繊維のような不連続的な材料の場合には使用することができないことである。

よって、本発明の目的は、筒状断熱真空パネルを製造するための方法を提供すると共に、従来技術の欠点のないパネルを結果として提供することにある。

上記目的は、本発明によって達成される。本発明は、第１の態様において、断熱筒状真空パネルを製造するための方法に関し、
任意の公知の手順に従って平坦な真空パネルを製造するステップと、
カレンダ加工により前記平坦な真空パネルを湾曲させるステップと、
を含む。

カレンダ加工の作業は周知であり、金属プレート、すなわち塑性変形性を有した材料からなるプレート、を湾曲させるための機械分野に適用されている。しかしながら、発明者は、この作業が真空パネルの場合にも上手く適用できることを見出した。この可能性は、パネルの充填材料が不連続的なものであり、機械的特性（特に、機械的応力作用下での変形挙動）を予め評価することをできなくするという特徴のため、予見不可能であった。さらに、高分子フォームを充填されたパネルの場合には、これらが壊れやすく、行ったとしても板状フォームの破壊が予測され得ていた。

本発明において使用されている用語「筒」及びその派生用語は、幅広い意味を有している。すなわち、それらは一定の湾曲半径を有した基底（すなわち、用語のより一般的用途に従った円形の基底）を有した筒状表面を指すこともあれば、可変の湾曲半径が変化する（例えば、楕円形又は不規則な形状の）基底を有した筒状表面を指すこともある。

以下、図面を参照して、本発明を説明する。
カレンダ加工を受けるパネルは、任意の公知のタイプのものとすることができ、ゲッタ材料を用いて又は用いずに、任意の種類の外衣材と充填材料を組み合わせることにより得られるものである。平坦な真空パネルの製造は公知のものである。このようなパネル及びその製造方法の記載については、広い範囲で利用可能な文献、特に例えば米国特許第４，７２６，９７４号明細書、米国特許第５，９４３，８７６号明細書、国際特許出願公開第ＷＯ９６／３２６０５号パンフレット、欧州特許出願公開第ＥＰ−Ａ−４３７９３０号公報、特開平７−１９５３８５号公報を参照されたい。

使用される平坦なパネルの横寸法はどんなものでもよい一方、厚さは充填材料によって決まるほぼ最大値を有する。カレンダ加工作業を行うことを可能にするために要求される厚さに下限がないことは明らかであるが、パネルの厚さは優れた断熱特性を保証するようなものでなければならず、このことは相対的に大きい厚さ値の使用を要求する。実際に使用される厚さ値は、これら二つの反する必要性の間の妥協点から導出される。例えば、板状のポリウレタンフォームの場合には、その厚さは一般に２０μｍ以下、好ましくは、８ｍｍから１５ｍｍの間から構成される。シリカ粉末を充填されたパネルの場合には、厚さは約５ｍｍから２０ｍｍの間で変わり得る。

カレンダ加工作業は、機械分野で公知の手順に従って、少なくとも二つのローラとそれらローラと少なくとも等しい長さであり且つ最初の二つのローラの間の「ニップ」と平行に配置された第３の要素との間に平坦な真空パネルを通過させることによって、行われる。この第３の要素は、一般に、第３のローラである。既に公知となっているように、第３の要素の位置、特に二つのローラの間のニップに対する第３のローラの距離と、湾曲させる物体のまだ平坦な部分を含む幾何学的平面からの第３のローラの高さと、を適正に調整することによって、最終製品の湾曲半径を決定することができる。

その作業が、図１に、断面で簡略的に示されている。ローラ２及びローラ３の調和した運動（その回転方向が矢印によって示されている）によって真空パネル１を右から左に前進させ、第３のローラ４上を摺動させ、これにより、真空パネル１を上方に湾曲させ、半径Ｒの湾曲を付与する。湾曲半径は、第３のローラ４を右に向かって移動させる（第３のローラ４をローラ２とローラ３との間のニップに近づける）又は図中上方に移動させると、減少し、逆に、反対方向への移動により、増加する。よって、カレンダ加工作業の際に上述したように第３のローラ４の位置を連続的に変更することによって、非円形基底を有した筒状パネルを得ることができる。

カレンダ作業は、平坦なパネル上と、例えばパネルの一方の面（又は両方の面）上に設けられた接着性高分子フォームの層のような他の要素上とで同時に行うことさえも可能である。この場合、パネルをそれを収容することを目的とする内部空間の壁に固定するのに有効な接着材料の層を外面又は内面（又はその両方）上に既に有した筒状パネルが得られる。内部空間は、例えば、石油の恒温輸送のための同心二重チューブ配管のものとすることができ、配管を妨げる寒冷地域で石油の重油成分が凝縮することを防ぐ。また、例えば家庭用の給湯器のボイラの内部空間とすることができ、省エネ目的で熱の散逸を減少させる。パネルを内部空間の壁に固定するのを助けるために、パネルは、内部空間の壁の一つと僅かに異なる湾曲半径、特に壁に接触させる筒状パネルの表面が内側である場合には僅かに大きい湾曲半径、外側である場合には僅かに小さい湾曲半径を有することが好ましい。

本発明の方法は、特に、最終利用地でパネルを固定する直前に簡単且つ安価な装置でパネルを曲げることができるという利点を有している。よって、製造者又は最終利用者の倉庫において大きな体積の製品の輸送又は貯蔵を要求することはない。

図２は、ここまで説明してきた方法により曲げられた真空パネル５を示している。これは、特に、内側表面上に溝を有しておらず、よって、より均一な断熱特性を有している点で、国際特許出願第ＷＯ９６／３２６０５号パンフレットのパネルと異なっている。

元々平坦なパネルのカレンダ加工作業の断面図を示している。 最終的に得られる筒状のパネルを示している。

Claims (11)

1. 筒状の真空パネルを製造するための方法であって、
   任意の公知の手順に従って平坦な真空パネルを製造するステップと、
   カレンダ加工により前記平坦な真空パネルを湾曲させるステップと、
   を含む方法。
2. カレンダ加工作業は、少なくとも二つのローラ（２，３）と該少なくとも二つのローラと少なくとも等しい長さを有し且つ該少なくとも二つのローラと平行に配置された第３の要素との間に前記平坦な真空パネルを通過させることによって行われる、請求項１に記載の方法。
3. 前記第３の要素が第３のローラ（４）である、請求項２に記載の方法。
4. 前記平坦な真空パネルは、充填材料として、硬質ポリウレタンフォームを含み、２０ｍｍ以下の厚さである、請求項１に記載の方法。
5. 前記平坦な真空パネルは８ｍｍから１５ｍｍの間の厚さである、請求項４に記載の方法。
6. 前記平坦な真空パネルは、充填材料として、シリカ粉末を含み、約５ｍｍから約２０ｍｍの間の厚さである、請求項１に記載の方法。
7. 前記第３の要素の位置がカレンダ作業の際に連続的に変更される、請求項２に記載の方法。
8. 前記カレンダ加工作業は、前記平坦な真空パネルと少なくとも該平坦な真空パネルの少なくとも一方の表面に配置された接着性高分子フォームの層とに対して同時に行われる、請求項１に記載の方法。
9. 請求項１に記載の方法により得られる筒状真空パネル（５）。
10. 請求項８に記載の方法により得られる、パネルの少なくとも一方の表面に付着された接着性高分子フォームの層を少なくとも備えた筒状真空パネル。
11. 請求項７に記載の方法により得られた非円形の湾曲基底を有した筒状真空パネル。

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