JP2006037971A - Vacuum heat insulating material and its manufacturing method as well as clothing using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は外被材が芯材形状に沿うように熱溶着された真空断熱材に関するものである。 The present invention relates to a vacuum heat insulating material that is heat-welded so that a jacket material follows a core shape.
多孔体の芯材を、ガスバリア層と熱溶着層とを有するプラスチックラミネートフィルム製の外被材で覆って減圧封止してなる真空断熱材は、その封止技術として、封止時の信頼性、および生産性の観点から、2枚のプラスチックラミネートフィルムの接合面を加熱加圧することで封止する熱溶着法が一般的に使用されている。 Vacuum insulation made by covering the porous core material with a plastic laminate film jacket material having a gas barrier layer and a heat-welded layer, and sealing under reduced pressure is a reliable sealing technology. From the viewpoint of productivity, a heat welding method is generally used in which the bonding surfaces of two plastic laminate films are sealed by heating and pressing.
このようにして形成する真空断熱材は、予め、プラスチックラミネートフィルム製の外被材を芯材より大きめの袋状に成形し、この袋状の外被材に芯材を挿入し、減圧後、開口部を熱溶着により封止するものである。 In this way, the vacuum heat insulating material to be formed in advance, the outer cover material made of plastic laminate film is formed into a bag shape larger than the core material, the core material is inserted into the bag-shaped outer cover material, and after decompression, The opening is sealed by heat welding.
そのため、このような構成の真空断熱材の外周部の四辺端部には、外被材の熱溶着部と、芯材を間に含まず密着しただけの外被材とから構成される周縁部が形成される。 Therefore, at the four sides of the outer peripheral portion of the vacuum heat insulating material having such a configuration, a peripheral portion composed of a heat-welded portion of the outer cover material and an outer cover material that does not include a core material and is in close contact Is formed.
真空断熱材の適用にあたっては、この周縁部をできるだけ小さくするため、従来から種々の取り組みがなされている。 In applying the vacuum heat insulating material, various approaches have been conventionally made in order to make the peripheral portion as small as possible.
図6は従来の真空断熱材を示す斜視図、図7は従来の真空断熱材の製造過程を示す斜視図である。 FIG. 6 is a perspective view showing a conventional vacuum heat insulating material, and FIG. 7 is a perspective view showing a manufacturing process of the conventional vacuum heat insulating material.
図6、図7において、真空断熱材1は、フィルム状の薄体2の上にコア材3を置き、コア材3を包むように薄体2を折り返し、この状態で薄体2の内部を真空引きし、折り返すことで相互に接合された薄体2同志を、周囲三方にて熱溶着により接着して作製される。このとき、薄体2の折り返される部位をコア材3の一端面に密着させることで、真空断熱材1の端面4には、熱融着による突起5が形成されないことが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に示される従来の構成では、真空断熱材の一端面には熱溶着部が形成されないものの、残りの周囲三方には熱溶着部が存在する。また同時に、芯材を入れるため大きめに作製した袋状の外被材は、内部を減圧したときには、芯材と熱溶着部の間に芯材を間に含まない外被材のみから構成された部分が残る。そのため、芯材の周囲に形成される周縁部の幅が大きくなり、適用にあたってはこの周縁部の折り曲げ処理が必要となる等の課題を有していた。
However, in the conventional configuration shown in
また、芯材と熱溶着部の間には、芯材を間に含まない外被材のみから構成された部分が形成されるため、真空断熱材の形状が制限され、任意形状の真空断熱材を作製することが困難であった。 Moreover, since the part comprised only from the jacket material which does not include a core material between the core material and a heat welding part is formed, the shape of a vacuum heat insulating material is restrict | limited and the vacuum heat insulating material of arbitrary shapes It was difficult to produce.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、芯材に沿って熱溶着部を形成し、芯材の周囲に形成される周縁部を熱溶着部のみとすることで、有効断熱面積が大きくとれるとともに複雑な形状にも対応でき、また、複数芯材では芯材を適切に配置することにより折り曲げ自由度を大きくとることができることにより、適用する対象物への適用性が優れた、きわめて用途が広い真空断熱材において、成形性およびシール性を確保することを目的とする。また、本発明の真空断熱材を適用した衣料用品を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and by forming a heat-welded portion along the core material and making the peripheral edge portion formed around the core material only the heat-welded portion, the effective heat insulation area is increased. In addition to being able to handle large shapes, it can handle complex shapes, and in the case of multiple core materials, the flexibility of bending can be increased by appropriately arranging the core material, which makes it extremely adaptable to the target object. The purpose of the vacuum heat insulating material is to ensure the moldability and sealing properties in a wide range of uses. Moreover, it aims at providing the clothing article to which the vacuum heat insulating material of this invention is applied.
上記従来の課題を解決するために、本発明の真空断熱材は、熱溶着層を有するガスバリア性の外被材と、板状の芯材とを有し、前記熱溶着層同士が対向する前記外被材の間に前記芯材が減圧密封されて成り、前記外被材の間に芯材がある部分を含めて加熱加圧することにより、対向する前記熱溶着層同士が芯材形状に沿うように熱溶着された真空断熱材において、前記外被材のガスバリア層の外側に引張伸度が100%以上の保護層を設けるものであり、加熱加圧時において最外層に発生する引張応力に追従することが容易となり、真空断熱材表面への搬の発生を防ぐことができる。 In order to solve the above-described conventional problems, the vacuum heat insulating material of the present invention has a gas barrier outer covering material having a heat welding layer and a plate-like core material, and the heat welding layers face each other. The core material is formed under reduced pressure and sealed between the jacket materials, and the heat-welding layers facing each other follow the core material shape by heating and pressurizing including a portion with the core material between the jacket materials. In the heat insulating vacuum heat insulating material, a protective layer having a tensile elongation of 100% or more is provided on the outer side of the gas barrier layer of the jacket material, and the tensile stress generated in the outermost layer at the time of heating and pressing is applied. It becomes easy to follow, and generation | occurrence | production to the vacuum heat insulating material surface can be prevented.
また、本発明の真空断熱材の製造方法は、弾性体で構成された熱板により大気圧以上で加熱加圧を実施することにより、熱溶着時に弾性体が真空断熱材の表面における芯材と芯材の存在しない外被材部分の凹凸を吸収し、真空断熱材表面に鍛を発生させず、芯材と芯材の存在しない外被材部分の境界部においても、充分なシール強度を有するように熱溶着することができる。 Moreover, the manufacturing method of the vacuum heat insulating material of the present invention includes a core plate on the surface of the vacuum heat insulating material at the time of heat welding by performing heating and pressurization at a pressure higher than atmospheric pressure with a hot plate made of an elastic body. Absorbs the irregularities of the jacket material portion where the core material does not exist, does not cause forging on the surface of the vacuum heat insulating material, and has sufficient sealing strength even at the boundary between the core material and the jacket material portion where the core material does not exist Can be heat-welded.
本発明の真空断熱材は、外被材のガスバリア層の外側に引張伸度が100%以上の保護層を設けるので、真空断熱材表面に鐵が発生せず、成形性およびシール性に優れる。 In the vacuum heat insulating material of the present invention, since a protective layer having a tensile elongation of 100% or more is provided on the outer side of the gas barrier layer of the jacket material, wrinkles are not generated on the surface of the vacuum heat insulating material, and the moldability and sealing properties are excellent.
また、本発明の真空断熱材の製造方法により、上記の真空断熱材を容易に製造することができる。 Moreover, said vacuum heat insulating material can be easily manufactured with the manufacturing method of the vacuum heat insulating material of this invention.
請求項1に記載の真空断熱材の発明は、熱溶着層を有するガスバリア性の外被材と、板状の芯材とを有し、前記熱溶着層同士が対向する前記外被材の間に前記芯材が減圧密封されて成り、前記外被材の間に芯材がある部分を含めて加熱加圧することにより、対向する前記熱溶着層同士が芯材形状に沿うように熱溶着された真空断熱材において、前記外被材のガスバリア層の外側に引張伸度が100%以上の保護層を設けるものであり、加熱加圧時において最外層に発生する引張応力に追従することが容易となり、真空断熱材表面に搬が発生せず、成形性およびシール性に優れた真空断熱材とすることができる。
The invention of the vacuum heat insulating material according to
請求項2に記載の真空断熱材の発明は、請求項1に記載の発明において、保護層をナイロンフィルムとすることにより、請求項1に記載の作用、効果に加えて、ナイロンフィルムは耐衝撃性、耐屈曲性などの機械強度に優れるので、真空断熱材の表面におけるピンホールの発生を抑制でき、真空断熱材の高い断熱性能を長期にわたり維持することを可能とする。
The invention of the vacuum heat insulating material according to
請求項3に記載の真空断熱材の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、真空断熱材の厚みを0.5mm以上5mm以下とするものであり、芯材の存在しない外被材部分は、芯材形状に沿うように熱溶着部を有する真空断熱材とすることができる。
The invention of the vacuum heat insulating material according to
なお、真空断熱材の厚みが5mmを大きく超えるような場合は、芯材の存在しない外被材部分は真空断熱材表面に皺が発生し、成形性およびシール性を確保した真空断熱材が得られない。 If the thickness of the vacuum heat insulating material greatly exceeds 5 mm, wrinkles are generated on the surface of the outer heat insulating material where the core material does not exist, and a vacuum heat insulating material that secures moldability and sealability is obtained. I can't.
また、真空断熱材の厚みが0.5mmを下回ると、芯材の厚さが不充分であり、優れた断熱性能を確保することが困難になる。 On the other hand, when the thickness of the vacuum heat insulating material is less than 0.5 mm, the thickness of the core material is insufficient, and it becomes difficult to ensure excellent heat insulating performance.
請求項4に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の真空断熱材の製造方法であって、外被材の間に芯材がある部分を含めて加熱加圧する際に、弾性体で構成された熱板を使用するものであり、熱溶着時に弾性体が真空断熱材表面における芯材と芯材の存在しない外被材部分の凹凸を吸収し、真空断熱材表面に皺を発生させないので、成形性に優れた、芯材形状に沿うように熱溶着部を有する真空断熱材を製造することが可能となる。
Invention of the manufacturing method of the vacuum heat insulating material of
請求項5に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、請求項4に記載の発明において、大気圧以上で加圧可能なプレス装置を使用するものであり、請求項4に記載の製造方法の作用、効果に加えて、芯材と芯材の存在しない外被材部分の境界部においても、熱溶着時に大気圧以上に加圧することにより、充分なシール強度を有するように熱溶着することができ、熱溶着部の全面にわたりシール性を確保した真空断熱材を製造することが可能となる。
Invention of the vacuum heat insulating material of
請求項6に記載の衣料用品の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の真空断熱材を適用したものであり、真空断熱材表面に搬のない成形性およびシール性を確保した真空断熱材を適用するので、衣料用品の使用時における折り曲げなどの動きの中でも、真空断熱材表面に皺が存在しないので、破袋する可能性も小さく、長期にわたり真空断熱材の高い断熱性能を維持し、保温および断熱の効果に優れた衣料用品を提供することができる。
The invention of the clothing article according to
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same configurations as those of the conventional example or the embodiments described above, and detailed descriptions thereof will be omitted. The present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における真空断熱材の平面図、図2は図1のA−A線断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a plan view of a vacuum heat insulating material according to
図1において、真空断熱材6は9個の略正八角形に成形された粉体の圧縮成形体からなる厚さ3mmの芯材7をガスバリア性のラミネート構造を有する外被材8で覆い、外被材8の内部を減圧して成り、この9個の芯材7のそれぞれが独立した空間内に位置するように芯材7の周囲に沿うように外被材8の熱溶着部9を設けている。
In FIG. 1, a vacuum
ここで、芯材7に使用する材料は、気相比率が90%前後の多孔体を板状に加工したものであればよく、工業的に利用できるものとして、粉体、発泡体および繊維体等があり、その使用用途や必要特性に応じて公知の材料を利用することができる。
Here, the material used for the
このうち、粉体としては、無機系、有機系、およびこれらの混合物があり、工業的には乾式シリカ、湿式シリカ、パーライト等を主成分とするものが利用できる。 Among these, as the powder, there are inorganic, organic, and mixtures thereof, and industrially, those mainly composed of dry silica, wet silica, pearlite and the like can be used.
発泡体としては、ウレタンフォーム、スチレンフォーム、フェノールフォーム等の連続気泡体が利用できる。 As the foam, open-cell bodies such as urethane foam, styrene foam, and phenol foam can be used.
また、繊維体としては、無機系、有機系、およびこれらの混合物があるが、断熱性能の観点から無機繊維が有利である。無機繊維としては、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール等の公知の材料を利用できる。 Moreover, as a fiber body, although there exist inorganic type, organic type, and these mixtures, an inorganic fiber is advantageous from a viewpoint of heat insulation performance. As the inorganic fiber, known materials such as glass wool, glass fiber, alumina fiber, silica alumina fiber, silica fiber, rock wool and the like can be used.
また、これらの発泡体、粉体、および繊維体等の混合物も利用することができる。 Moreover, mixtures of these foams, powders, fiber bodies and the like can also be used.
本実施の形態における真空断熱材6の芯材7の形状は略八角形であるが、特に略八角形である必要はなく、三角形、四角形、多角形、円形、L型、およびこれらの組み合わせからなる任意形状を選定できる。
Although the shape of the
また、真空断熱材6は熱溶着部9において、芯材7との間に所定幅の熱溶着部9が残るように略芯材形状に切断して形成することも可能である。
Further, the vacuum
図2において、外被材8は芯材7側から順番に、熱溶着層10、ガスバリア層11、そして保護層12で構成されるラミネートフィルムである。ここで保護層12としては、ナイロンフィルムを使用している。ここでナイロンフィルムは、縦と横の引張伸度がそれぞれ120%、110%であり、収縮異方性が少ない二軸延伸ナイロンフィルムである。なお、引張伸度は、日本工業規格(JIS)のK7127の測定法に従うものとする。
In FIG. 2, the
熱溶着層10は、加熱溶着されることで外被材の内部を減圧封止するものであり、低密度ポリエチレンフィルム、鎖状低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、エチレンビニルアルコール共重合体フィルム等、およびこれらの混合物を使用できる。
The heat-welded
ガスバリア層11は外被材8の表面を通じての芯材7への空気の侵入を防ぐものであり、金属箔または金属蒸着層を有するラミネートフィルムを使用できる。
The
保護層7は外被材8の表面における埃や塵等による傷つきや、摩擦、折り曲げ、さらには芯材の突き刺し等によるピンホールの発生を防ぐものであり、本実施の形態で使用しているナイロンフィルムの他にも引張伸度が100%以上で強度特性に優れる、公知の材料を使用できる。
The
以上のように、本実施の形態においては、外被材8のガスバリア層11の外側に引張伸度が100%以上の保護層12を設けたことにより、加熱加圧時において最外層に発生する引張応力に追従することが容易となり、表面に皺が発生しない、成形性およびシール性に優れる真空断熱材6とすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、保護層12を耐衝撃性、耐屈曲性などの機械強度に優れるナイロンフィルムとしたことにより、真空断熱材6の表面におけるピンホールの発生を抑制でき、真空断熱材6の高い断熱性能を長期にわたり維持することを可能とする。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、芯材7の厚みが3mmであり、真空断熱材6としての厚みが0.5mm以上5mm以下となっており、芯材7の存在しない外被材8の部分は、芯材7の形状に沿うように熱溶着部9を有する真空断熱材6とすることができる。
Moreover, in this Embodiment, the thickness of the
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における真空断熱材の製造方法を示す概念図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a method for manufacturing a vacuum heat insulating material in
図3において、真空断熱材6は、チャンバー13、真空ポンプ14、熱板15、プレス装置16から構成された装置を使用した方法にて製造される。
In FIG. 3, the vacuum
以上のように構成された装置を使用した真空断熱材6の製造方法を説明する。
The manufacturing method of the vacuum
まず、チャンバー13の内部に芯材7と外被材8を設置する。そして、チャンバー13の内部の空気は、連結された真空ポンプ14により排気し、所定内圧に到達した後、チャンバー13の内部に配置された熱板15により、外被材8の全面にわたって熱溶着されることで、真空断熱材6が得られる。
First, the
ここで、熱板15は弾性体であるシリコンゴムで構成されている。また、連結されたプレス装置16からの加重により大気圧以上である約0.2MPaの圧力で、外被材8を全面にわたり熱溶着する。
Here, the
以上のように、本発明の実施の形態においては、弾性体であるシリコンゴムで構成された熱板15を使用したことにより、熱溶着時に弾性体が真空断熱材6の表面における芯材7と芯材7の存在しない外被材8の部分の凹凸を吸収し、表面に搬を発生させないので、成形性に優れた、芯材形状に沿うように熱溶着部9を有する真空断熱材6を製造することが可能となる。
As described above, in the embodiment of the present invention, by using the
また、本発明の実施の形態では、大気圧以上で加圧可能なプレス装置16を使用したことにより、芯材7と芯材7の存在しない外被材8の部分の境界部においても、熱溶着時に大気圧以上に加圧することにより、充分なシール強度を有するように熱溶着することができ、熱溶着部9の全面にわたりシール性を確保した真空断熱材6を製造することが可能となる。
Further, in the embodiment of the present invention, since the
(実施の形態3)
図4は、本発明の実施の形態3における真空断熱材を適用した衣料用品の正面図、図5は、本発明の実施の形態3における真空断熱材を適用した衣料用品の背面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a front view of a clothing article to which the vacuum heat insulating material according to
図4において、衣料用品17はジャケットであり、ジャケットの中に芯材の数と大きさと外被材の形状をジャケット用に調整した、実施の形態1で説明の表面に皺がない、成形性およびシール性に優れる真空断熱材18を適用したものである。
In FIG. 4, the
真空断熱材18は、所定の大きさの長方形の真空断熱材を製造した後に、ジャケットに合わせて切断したものでも構わない。その場合、切断されて役に立たない部分の芯材を最初からフィルム内に配置しないようにして真空断熱材を製造しても構わない。
The vacuum
ここで、真空断熱材18は、4方向に折り曲げ可能であるため、芯材の大きさを適切に選択することにより、動きやすい防寒具用に適した柔軟性を確保できるので、真空断熱材の高い断熱性能を活かした薄くて断熱性能の高いジャケットを提供できる。
Here, since the vacuum
なお、真空断熱材18が、ジャケットに形成された袋部に挿入されるようにすると、真空断熱材18を見えないようにでき、ジャケットに形成された袋部に真空断熱材18を挿入するだけで、真空断熱材18に損傷を与える心配なく、ジャケットと真空断熱材18を容易に一体化でき、真空断熱材18の取り外し、取り替えが比較的簡単にできる。
In addition, if the vacuum
また、真空断熱材18が、マジックテープ(登録商標)、ファスナー、ボタン、フォックその他の係止具により、ジャケットに着脱可能に取り付けられるようにすると、温暖な気候になって高い断熱性が不要な時や、クリーニング時に、ジャケットから真空断熱材18を取り外せて便利である。
Further, if the vacuum
本実施の形態におけるジャケットは、通気性が必要であれば真空断熱材18の表面に孔を設けてもよい。孔を設けた真空断熱材18を用いた場合は、孔から汗の蒸気を外部に放出することができ、ジャケットの内側が蒸れず快適である。
The jacket in the present embodiment may be provided with holes on the surface of the vacuum
なお、本実施の形態では、衣料用品17としてジャケットで説明したが、他の衣類にも適用可能である。
In the present embodiment, the jacket is described as the
さらには、省エネルギーを必要とする保温保冷機器の筐体断熱や、情報機器、電子機器等の省スペースを必要とする機器の熱害対策の用途にも適用できる。 Furthermore, it can also be applied to heat insulation measures for equipment that requires space saving, such as heat insulation and cold insulation equipment that requires energy saving, and information equipment and electronic equipment.
以上のように、本実施の形態においては、衣料用品17の使用時における折り曲げなどの動きの中でも、真空断熱材18の表面に皺が存在しないので破袋する可能性が小さく、長期にわたり真空断熱材18の高い断熱性能を維持し、保温および断熱の効果に優れた衣料用品17を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, there is little possibility of breaking the bag because there is no wrinkle on the surface of the vacuum
以上のように、本発明にかかる真空断熱材は表面に皺がなく、成形性およびシール性に優れており、使用時に柔軟性を要求される衣料用品においても破袋する可能性が小さく、保温および断熱の効果を発現でき、ジャケットのほか、ズボンや帽子、手袋、または寝具のふとんや座布団等にも適用できる。 As described above, the vacuum heat insulating material according to the present invention has no wrinkles on the surface, is excellent in moldability and sealability, and is less likely to break even in clothing articles that require flexibility during use. In addition to a jacket, it can be applied to pants, hats, gloves, bedding futons and cushions.
また、省エネルギーを必要とする保温保冷機器や、情報機器、電子機器等の省スペースを必要とする機器にも適用できる。 In addition, the present invention can also be applied to a device that requires space saving, such as a heat insulation and cold storage device that requires energy saving, an information device, and an electronic device.
6,18 真空断熱材
7 芯材
8 外被材
10 熱溶着層
11 ガスバリア層
12 保護層
15 熱板
16 プレス装置
17 衣料用品
6, 18 Vacuum
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