JP2006090499A - 真空断熱材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空断熱材へ侵入する空気、水分を低減する。
【解決手段】真空断熱材２０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１１とを有し、熱溶着層同士が対向する外被材の間に芯材１１が減圧密封されて成り、外被材の間に芯材１１がある部分を含めて加熱加圧することにより、対向する熱溶着層同士が芯材形状に沿うように熱溶着され、外被材が芯材１１に沿って所定幅の熱溶着部２１が残るように切断されると共に、切断部１０１をガスバリヤー性のコーティング材１０２で覆ったので、真空断熱材２０の経時による熱伝導率の上昇を抑えることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、パソコン等の情報機器や電子機器、保温保冷機器、防寒具等の衣料用品、および住宅部材等に使用できる、複雑な形状や折り曲げが可能な真空断熱材に関するものである。

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。

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。

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。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。

図９は、従来の真空断熱材の製造過程を示す斜視図、図１０は従来の真空断熱材を示す斜視図である。図９、図１０において、真空断熱材２００は、フィルム状の薄体２０１の上にコア材２０２を置き、コア材２０２を包むように薄体２０１を折り返し、この状態で薄体２０１内部を真空引きされ、折り返すことで相互に接合された薄体２０１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２０１の折り返される部位をコア材２０２の一端面に密着させることで、真空断熱材２００の端面２０３には、熱融着による突起２０４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）。

次に、従来の折り曲げ可能な真空断熱材について説明する。図１１は従来の真空断熱材の平面図で、図１２は同従来の真空断熱材を断熱箱体の外箱に設けた状態の断面図である。図１１において、３つの長方形の芯材２１１をガスバリア性のフィルム２１２で覆いフィルム２１２の内部を減圧して成り、３つの芯材２１１は一方向に互いに所定間隔離れて略同一面上に配置されており、３つの芯材２１１のそれぞれが独立した空間内に位置するように隣接する芯材２１１の間に位置するフィルムが熱溶着されており、隣接する芯材２１１の間に位置する熱溶着部２１３を折曲線２１４ａとして折り曲げ可能な真空断熱材２１４があった（例えば、特許文献２参照）。

この真空断熱材２１４は、図１２に示すように、冷蔵庫などの断熱箱体の外箱２１５の内側に設けられるものである。外箱２１５は金属板２１６をコ字状に折り曲げたものであるが、真空断熱材２１４は、コ字状に折り曲げる前の状態の金属板２１６に、金属板２１６の折曲線に真空断熱材２１４の折曲線２１４ａが対応するように接着固定されており、外箱２１５の内面となる面に真空断熱材２１４が接着固定された金属板２１６をコ字状に折り曲げることにより、図１２に示す、内面に真空断熱材２１４を備えた外箱２１５が造られる。
特開平７−２６９７８１号公報 特開平７−９８０９０号公報

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。

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。

また、特許文献２に示される従来の真空断熱材は、複数の長方形の芯材が一方向に互いに所定間隔離れて略同一面上に配置されており、隣接する芯材の間に位置する熱溶着部に形成される各折曲線は、互いに略平行であるため、従来の真空断熱材を適用（接着または貼付）することのできる対象物は、平面と、横断面の形状および大きさが長手方向で変わらない物体の側面（例えば、横断面が三つ以上の角をもつ多角形の多角柱形状の物体の側面、横断面が三つ以上の角をもつ多角形の筒状の物体の内側の側面または外側の側面）に限られており、例えば防寒具の中の羽毛や綿の代わりに、上記従来の真空断熱材を使うことは困難であった。

また、熱溶着部から真空断熱材へ侵入するガス量が多いため、真空断熱材内へのガスの侵入により真空断熱材の熱伝導率が悪くなり、特に芯材の体積が小さい場合にはその影響が大きくなる。これに対しては、芯材の周囲に形成される周縁部の幅を大きくする方法があるが、適用にあたっては前記した様にこの周縁部の折り曲げ処理が必要となる、外被材の材料が多く必要になる等の課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、真空断熱材へ侵入する空気、水分を低減することによる真空断熱材の熱伝導率を上昇を抑えることを目的とする。

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、外被材が芯材に沿って所定幅の熱溶着部が残るように切断されると共に、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆ったものである。

すなわち、外被材の間の芯材を減圧後大気圧下においた形状に圧縮しながら、芯材部分を含めて、外被材を加熱加圧して熱溶着を実施するため、芯材の存在しない外被材部分すべてを溶着でき、芯材形状に沿うように熱溶着部が形成されることにより、真空断熱材の周縁部に外被材が溶着されていない無駄な部分の発生を抑制することができるものである。更に、前記切断部は、ガスバリヤー性のコーティング材で覆われているため、切断部の熱溶着層を通って真空断熱材に侵入するガスの低減を図ることができ、これにより真空断熱材の熱伝導率の変化を小さく抑えることができる。

したがって、形成した真空断熱材は、芯材と熱溶着部との間において、外被材間に芯材を含まない部分が存在していないことから、有効断熱面積を拡大することができると共に、周縁部を芯材形状に合わせることによって容易に任意形状の長期信頼性に優れた真空断熱材が作製できるという作用を有する。

更に、本発明の真空断熱材は、複数の芯材をガスバリア性の外被材で覆い前記外被材の内部を減圧して成り、前記複数の芯材は、隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向以上の折曲線を形成できるように格子状または千鳥状に互いに所定間隔離して配置されているものであり、ガスバリア性の外被材で覆われた複数の芯材は、隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向（例えば、縦方向と横方向の２方向）以上（好ましくは３方向以上）の折曲線を形成できるように格子状または千鳥状に互いに所定間隔離して配置されているので２方向以上の方向に真空断熱材を折り曲げることができ、そのため、従来の真空断熱材よりも適用する対象物の形状に制限が少なくなる。よって、用途の広い真空断熱材を提供できるという作用を有する。

また、本発明の真空断熱材は、複数の芯材をガスバリア性の外被材で覆い前記外被材の内部を減圧して成り、前記複数の芯材は、隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向以上の折曲線を形成できるように格子状または千鳥状に互いに所定間隔離して配置されており、前記複数の芯材のそれぞれが独立した空間内に位置するように前記芯材の周囲に前記外被材の熱溶着部が設けられているものであり、複数の芯材のそれぞれが独立した空間内に位置するように前記芯材の周囲に前記外被材の熱溶着部が設けられているので、特定の芯材が入った空間の真空度が低下することが起きても他の芯材が入った空間の真空度まで低下することはなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることができるという作用を有する。

また、本発明の真空断熱材の製造方法は、切断部をガスバリヤー性のコーティング材に浸漬することにより、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆っものである。

これによって、前記切断部を確実・簡単にガスバリヤー性のコーティング材で覆うことができるという作用を有する。

本発明の真空断熱材は、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、アプリケーションに対する適合性の優れた用途が広い真空断熱材を低コストで提供することができる。

また同時に、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、任意形状に形成してきわめて用途が広い真空断熱材を低コストで提供することができる。

更に、ガスバリア性のフィルムで覆われた複数の芯材が、隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向（例えば、縦方向と横方向の２方向）以上（好ましくは３方向以上）の折曲線を形成できるように互いに所定間隔離して配置されているので、２方向以上の方向に真空断熱材を折り曲げることができ、そのため、従来の真空断熱材よりも適用する対象物の形状に制限が少なくなる。よって、用途の広い真空断熱材を提供することができる。

また、ガスバリア性のフィルムで覆われた複数の芯材が、隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向（例えば、縦方向と横方向の２方向）以上（好ましくは３方向以上）の折曲線を形成できるように格子状または千鳥状に互いに所定間隔離して配置されているので、２方向以上の方向に真空断熱材を折り曲げることができ、そのため、従来の真空断熱材よりも適用する対象物の形状に制限が少なくなる。よって、用途の広い真空断熱材を提供することができる。

また、真空断熱材周縁部、芯材の厚み方向の貫通孔の周縁部にガスバリヤー性のコーティング材で覆ったことにより、真空断熱材へ侵入するガス量を低減することができ、これにより真空断熱材の熱伝導率の変化を小さく抑えることができる。

また、本発明の真空断熱材の製造方法により、上記効果を有する真空断熱材を容易に製造することができる。

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、外被材が芯材に沿って所定幅の熱溶着部が残るように切断されると共に、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆った真空断熱材である。

この真空断熱材は、所定の厚さに加圧圧縮された状態で芯材の存在しない外被材部分すべてを溶着して芯材形状に沿うように熱溶着部が形成されることにより、加圧を取り除いても大気圧縮による圧縮が発生しないため外被材の余分が出ることなく、外被材が溶着されない無駄な部分である非熱溶着部の発生を抑制して有効断熱面積を大きくすることができる。また、切欠き等を含めた複雑な形状に形成して、広い用途に適用することができる。また、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆ったことにより、真空断熱材へ侵入するガス量を低減することができ、これにより真空断熱材の熱伝導率の変化を小さく抑えることができる効果が得られる。

これにより、外被材間に芯材がある部分を含めて、外被材の全面を加熱加圧して熱溶着を実施するため、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が形成され、外被材の非熱溶着部の発生を抑制して有効断熱面積が大きく、熱伝導率の変化が小さい真空断熱材を提供することができる。また、切欠き等を含めた複雑な形状に形成して、きわめて用途が広い真空断熱材を提供することができる。

請求項２に記載の真空断熱材の発明は、複数の芯材をガスバリア性の外被材で覆い前記外被材の内部を減圧密封して成り、前記複数の芯材は、隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向以上の折曲線を形成できるように格子状または千鳥状に互いに所定間隔離して配置されており、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、前記芯材の周囲に前記外被材の熱溶着部が設けられ前記複数の芯材のそれぞれが独立した空間内に位置しており、外被材が芯材に沿って所定幅の熱溶着部が残るように切断されると共に、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆った真空断熱材である。

上記構成において、ガスバリア性の外被材で覆われた複数の芯材は、隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向（例えば、縦方向と横方向の２方向）以上（好ましくは３方向以上）の折曲線を形成できるように所定間隔離して配置されているので、２方向以上の方向に真空断熱材を折り曲げることができ、そのため、従来の真空断熱材よりも適用する対象物の形状に制限が少なくなる。よって、用途の広い真空断熱材を提供できる。また、複数の芯材のそれぞれが独立した空間内に位置するように前記芯材の周囲に前記外被材の熱溶着部が設けられているので、特定の芯材が入った空間の真空度が低下することが起きても、他の芯材が入った空間の真空度まで低下することはなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることができる。また、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆ったことにより、真空断熱材へ侵入するガス量を低減することができ、これにより真空断熱材の熱伝導率の変化を小さく抑えることができる効果が得られる。

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記載の発明において、芯材の厚み方向に貫通孔を有し、前記貫通孔部分においても、外被材の間に前記芯材がある部分を含めて加熱加圧することにより、対向する熱溶着層同士を、間に芯材がある部分を除いて、前記芯材の前記貫通孔の形状に沿うように熱溶着した真空断熱材であり、芯材の厚み方向の貫通孔においても、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。また、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆ったことにより、真空断熱材へ侵入するガス量を低減することができ、これにより真空断熱材の熱伝導率の変化を小さく抑えることができる効果が得られる。

請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項３記載の発明において、前記貫通孔の形状に沿う熱溶着部をガスバリヤー性のコーティング材で覆った真空断熱材であり、貫通孔の形状に沿う熱溶着部をガスバリヤー性のコーティング材で覆ったことにより、真空断熱材へ侵入するガス量を低減することができ、これにより真空断熱材の熱伝導率の変化を小さく抑えることができる効果が得られる。

請求項５に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から請求項５のうちいずれか一項記載の発明において、前記ガスバリヤー性のコーティング材が、ポリビニルアルコール系、エチレン−ポリビニルアルコールの共重合体系、アクリル酸系、ポリ塩化ビニリデン系のいずれかである真空断熱材であり、これらのコーティング材を適用することにより切断部からのガス侵入を抑えることができることにより、大幅なガスバリヤー性の向上を図ることができる効果が得られる。

請求項６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５のうちいずれか一項記載の真空断熱材の製造方法であって、切断部をガスバリヤー性のコーティング材に浸漬することにより、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆った真空断熱材の製造方法であり、真空断熱材の切断部をガスバリヤー性のコーティング材に浸漬して前記コーティング材により切断部を覆うことにより、切断部へのコーティング時間が大幅に短縮できる効果が得られる。

次に、真空断熱材の構成材料について詳細に説明する。

芯材に使用する材料は、気相比率９０％前後の多孔体をシート状または板状に加工したものであり、工業的に利用できるものとして、発泡体、粉体、および繊維体等がある。これらは、その使用用途や必要特性に応じて公知の材料を使用することができる。

このうち、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。また、粉体としては、無機系、有機系、およびこれらの混合物を利用できるが、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使用できる。

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利用できるが、コストと断熱性能の観点から無機繊維が有利である。無機繊維の一例としては、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、公知の材料を使用することができる。

また、これら、発泡体、粉体、および繊維体等の混合物も適用することができる。

外被材に使用するラミネートフィルムは、最内層を熱溶着層とし、中間層にはガスバリア層として、金属箔、或いは金属蒸着層を有し、最外層には表面保護層を設けたラミネートフィルムが適用できる。また、ラミネートフィルムは、金属箔を有するラミネートフィルムと金属蒸着層を有するラミネートフィルムの２種類のラミネートフィルムを組み合わせて適用しても良い。

なお、熱溶着層としては、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、或いはそれらの混合体等を用いることができる。

表面保護層としては、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルムの延伸加工品など、公知の材料が利用できる。

以下、本発明による実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における多芯真空断熱材の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。

本実施の形態の真空断熱材１０は、１６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１１をガスバリア性のラミネートフィルムからなる外被材１２で覆い外被材１２の内部を減圧して成り、この１６個の芯材１１は、格子状に、縦（横）方向に隣接する芯材１１と横（縦）の辺が対向するように、かつ、互いに、略八角形の芯材１１の一辺の長さに芯材１１を覆う外被材１２の厚みの４倍の大きさを加えた大きさより若干大きい所定間隔で隔離して配置しており、この１６個の芯材１１のそれぞれが独立した空間内に位置するように芯材１１の周囲に外被材１２の熱溶着部１３が設けられているものである。熱溶着部１３は、略八角形の芯材１１の周囲に沿うように外被材１２に形成されている。

なお、この時、外被材１２のガスバリア層にはアルミ蒸着フィルムを積層したものを使用した。

本実施の形態では、真空断熱材１０の外被材１２は、隣接する芯材１１の間に位置する部分の外被材１２がすべて熱溶着されているので、芯材１１と熱溶着部１３の間に芯材を間に含まない外被材の非熱溶着部が存在しておらず、熱溶着部１３は芯材形状に沿うように真空断熱材１０が形成されている。

次に、この真空断熱材１０の製造方法の一例について説明する。

図３は本発明の実施の形態１における真空断熱材の製造方法で使用する真空包装機の概略断面図である。

図３において、気密室を構成できる真空包装機１４の内部には、長方形にカットされたガスバリア性の外被材１２ａが、熱溶着層側を上側にして真空包装機１４の供試台１５に設置されている。この供試台１５にはコンベア(図示せず)が設置されており、外被材１２ａを図中右から左へ移動させることができる。

外被材１２ａの上には芯材１１が配置され、その上に外被材１２ｂがその熱溶着層側が芯材１１側を向くように、かつ上下の外被材１２ａ，１２ｂの各端面がほぼ一致するように配置される。

真空包装機１４において、加熱加圧により熱溶着するための熱板１６は供試台１５の中央付近の上下部位に位置しており、外被材１２ａ，１２ｂを図３の手前側から奥行き側の方向に渡り熱溶着することができる位置に配置されている。

また、芯材１１はそれぞれが所定間隔をおいて配置されている。真空包装機１４の蓋１７を閉じて真空ポンプ１８の運転を開始すると、真空包装機１４の内部は排気され１０Ｐａ以下に減圧した後、コンベアが動いて外被材１２ａ，１２ｂを熱板１６の幅以下で所定距離移動させた後停止し、熱板１６が加熱加圧することにより外被材１２ａ，１２ｂに熱溶着部１３が形成される。

この操作を減圧中で繰り返すことにより、すべての芯材１１がそれぞれが独立した空間内に位置し、かつ、芯材１１の周囲に沿うように熱溶着部１３が形成された真空断熱材１０を製造することができる。

このように熱溶着することにより、外被材１２ａ，１２ｂ間に芯材１１がある部分の全てが加熱加圧されているため、真空包装後の大気開放時においても、大気圧による芯材１１の圧縮変形の影響を最小限とすることができる。特に、加熱加圧時の加圧力を１ｋｇ／ｃｍ²以上とすることで、大気開放時の大気圧縮による芯材１１の圧縮変形が完全に抑制できるため、圧縮変形の大きい芯材材料を適用した場合にも、芯材端部は芯材形状に沿うように熱溶着部１３を有する真空断熱材１０とすることができる。

また同時に、外被材１２ａ，１２ｂ間に芯材１１がある部分の全てが加熱加圧されているため、外被材１２ａ，１２ｂの間に芯材１１を挟んでいる部分の熱溶着層が加熱加圧時に溶融して芯材１１の表面部分と結着するため、外被材１２と芯材１１とのサンドイッチ構造がより強固なものとなり、剛性の高い真空断熱材１０とすることができる。

なお、本実施の形態では、外被材１２間に芯材１１がある部分を含めて所定回数加熱加圧することにより、対向する外被材１２の熱溶着層同士を芯材形状に沿うように熱溶着する真空断熱材の製造法を示したが、熱板１６をガスバリア性の外被材１２ａ，１２ｂの寸法より大きくすると、熱板１６を一回だけ加熱加圧することで熱溶着部１３を形成する製造方法とすることができる。

また、本実施の形態では、一度に複数の芯材１１を真空包装する方法を示したが、真空包装時の芯材数量は形状等に応じて１個から任意に製造することができる。

また、本実施の形態による真空断熱材１０の芯材１１の形状は略八角形であるが、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が選定できる。

本実施の形態において、芯材１１との間に所定幅の熱溶着部１３が残るように熱溶着部１３を切断した場合は、切断部をガスバリヤー性のコーティング材により覆うものとする。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における真空断熱材について説明するが、実施の形態１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。

図４、図５、および図６は、本発明の実施の形態２における真空断熱材の平面図である。

本実施の形態の真空断熱材２０，２２，２５は、実施の形態１における真空断熱材１０の熱溶着部１３において、芯材１１との間に所定幅の熱溶着部が残るように切断すると共に切断部１０１をガスバリヤー性のコーティング材１０２により覆った真空断熱材である。

このうち、図４に示す真空断熱材２０は、芯材１１との間に所定幅の熱溶着部２１が残るように略芯材形状に切断して形成し、切断部１０１をガスバリヤー性のコーティング材１０２により覆った真空断熱材である。

図５に示す真空断熱材２２は、芯材１１との間に所定幅の熱溶着部２３が残るように略芯材形状に切断し、かつその熱溶着部２３のコーナー部２４を円形に切り落すと共に、切断部１０１をガスバリヤー性のコーティング材１０２により覆った真空断熱材である。

図６に示す真空断熱材２５は、芯材形状よりも一回り大きい円形の熱溶着部２６となるように形成すると共に、切断部１０１をガスバリヤー性のコーティング材１０２により覆った真空断熱材である。

このように本実施の形態では、真空断熱材２０，２２，２５の切断部１０１において非熱溶着部が存在しておらず、芯材形状に沿うように熱溶着部２１，２３，２６が形成されているため有効断熱面積が大きく、かつ任意形状の真空断熱材２０，２２，２５が成形できる。また、熱溶着部２１，２３，２６は芯材１１との間に所定幅が残るように切断されているため適用するアプリケーションに適した形状の真空断熱材とすることが可能となり、その適合性が飛躍的に改善される。更に、切断部１０１をガスバリヤー性のコーティング材１０２により覆っているため、切断部１０１のガスバリヤー性は飛躍的に向上する。

なお、真空断熱材２０の熱溶着部２１は、幅が５ｍｍとなるように切断している。この熱溶着部２１の幅は断熱性能の経時性能に影響する因子であり、この幅が大きいほど経時断熱性能は良好であるが、真空断熱材２０の適用環境や必要とする耐久年数に応じて任意に設定することができる。しかし、有効断熱面積を大きくするという観点から、通常は熱溶着部２１の幅は３ｍｍ〜５ｍｍ程度に設定することが望ましいが、切断部１０１をガスバリヤー性のコーティング材１０２で覆っているため熱溶着部２１の幅は更に小さくすることができる効果が得られる。

更に、熱溶着部の形状は特に指定されるものではなく、真空断熱材２２，２５のように、使用環境やアプリケーションに対する適合性に応じて任意の形状が選定できる。

次に、この真空断熱材２０，２２，２５の製造方法の一例について説明する。

まず、実施の形態１と同様の方法で、多芯真空断熱材１０を作製する。多芯真空断熱材１０において、外被材の熱溶着部分を、芯材１１との間に所定幅の熱溶着部が残存するようにトムソンやカッター等を用いて切断し、その後、ガスバリヤー性コーティング材１０２により真空断熱材２０，２２，２５の切断部１０１を覆うことにより、所定の真空断熱材２０，２２，２５が作製できる。

ガスバリヤー性のコーティング材１０２は、ポリビニルアルコール系、エチレン−ポリビニルアルコールの共重合体系、アクリル酸系、ポリ塩化ビニリデン系であり、ポリビニルアルコール系、エチレン−ポリビニルアルコールの共重合体系、ポリ塩化ビニリデン系のフィルムはガスバリヤー性フィルム・ガスバリヤー性コーティング材として、アクリル酸系のものはガスバリヤー用のフィルムへのコーティング材として使用されているため、そのガスバリヤー性と使い勝手は良好である。

よって、真空断熱材２０，２２，２５の芯材外周部の熱溶着部１３により構成される周縁部は小さくなり、かつ任意の形状を有し、ガスバリヤー性が良好となるため熱伝導率の変化が小さくできる。また、このように略同一平面上に複数の芯材を互いに離間して配置する多芯真空断熱材１０を製造し、その後、多芯真空断熱材１０から所定の真空断熱材を順次切り離すことで、一回の減圧操作で、多数の真空断熱材、或いは大きさや形の異なる複数の真空断熱材を効率的に作製することができる。

更に、真空断熱材２０，２２，２５の熱溶着に使用されているフィルムはガスバリヤー性が劣るため、前記フィルムが５０μｍの厚みがあった場合には熱溶着後約１００μｍの厚みの面より真空断熱材２０，２２，２５にガスが侵入する。また、真空断熱材２０，２２，２５の熱伝導率は内部の真空度に依存し、一般的には真空断熱材２０，２２，２５の体積が小さいほどその経時における熱伝導率の増加は大きくなる。

これに対し、真空断熱材２０，２２，２５の熱溶着部２１，２２，２６の切断部１０１をガスバリヤー性コーティング材で覆うことにより、真空断熱材２０，２２，２５の内部へガスが侵入することを低減するため真空断熱材２０，２２，２５の経時による熱伝導率の変化を小さく抑えることができる効果が得られる。

更に、真空断熱材２０，２２，２５の熱溶着部２１，２２，２６の幅は更に小さくできることができる効果が得られる。また、ガスバリヤー性コーティング材１０２を用いて、真空断熱材２０，２２，２５の熱溶着部２１，２２，２６の切断部１０１より真空断熱材の内部へガスが侵入することを低減するためには熱溶着部２１，２２，２６が所定幅の熱溶着の部分を残す必要がある（真空断熱材の外周に未熱溶着部が存在すると、熱溶着部の断面にガスバリヤー性コーティング材料を塗布することは困難である）が、この製造方法では必ず所定幅の熱溶部２１，２２，２６が存在するために、真空断熱材の熱溶着部２１，２２，２６のガスバリヤー性コーティング材１０２は所定幅の熱溶着部２１，２２，２６が存在するためその切断部１０１に塗布しやすくなる。

つまり、三方シールした袋状の外被材では真空引き時におけるシール時及び三方シールした袋状の外被材の製袋時に外被材の外周に非熱溶着部を作らないようにすることは困難であったが、本製造方法では非常に外被材の外周に熱溶着部を容易に作ることができる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における真空断熱材について説明するが、実施の形態１または実施の形態２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。

図７と図８は、本発明の実施の形態３における真空断熱材の平面図である。

本実施の形態の真空断熱材３０と真空断熱材３５は、粉体の圧縮成形体からなる厚さ２ｍｍの板状の芯材を所定のトムソンを用いて切り抜いた四角形と円形の組み合わせからなる所定形状を有し、１乃至２箇所の貫通孔３３，３６を有する芯材３１ａ，３１ｂを、それぞれガスバリア性の外被材１２ａ，１２ｂで覆い外被材１２ａ，１２ｂの内部を減圧して成り、芯材３１ａ，３１ｂの周囲に沿うように熱溶着部３２ａを形成したものである。この時、熱溶着部３２ａは芯材の周縁部に３ｍｍの幅で残るように切断し、真空断熱材３０および真空断熱材３５を形成している。

ここで、図７に示す真空断熱材３０には、貫通孔３３が形成されているが、この貫通孔３３の内周部においても芯材形状に沿うように熱溶着部３２ａが設けられている。この時、熱溶着部３２ａは外周と同様に芯材３１ａとの間に幅３ｍｍが残るように切断され、貫通孔３３を有する真空断熱材３０を形成している。また、熱溶着部３２ａの切断部１０４は、ガスバリヤー性コーティング材１０３で覆っている。貫通孔３３の切断部１０６は、ガスバリヤー性コーティング材１０５で覆っている。

一方、図８に示す真空断熱材３５には、芯材３１ｂに円形の貫通孔３６を２個有するが、この貫通孔３６に位置する外被材１２ｂには孔が設けられておらず、熱溶着層同士が熱溶着した外被材がそのまま残っている。また、熱溶着部３２ｂの断面部１０８は、ガスバリヤー性コーティング材１０７で覆っている。

これらの結果、真空断熱材３０と真空断熱材３５は、芯材３１ａ，３１ｂが四角形と円形の組み合わせからなり、適用するアプリケーションの形状に適合した複雑な形状であるが、芯材形状に沿うように熱溶着部３２ａ，３２ｂが形成されるため、略芯材形状の真空断熱材が容易に作製できる。

また、図７に示す真空断熱材３０は貫通孔３３を有するため、断熱を必要とする部位にリブやその他部品等の突起部が存在する場合にも、貫通孔３３にてそれをさけることで効率良く真空断熱材３０を適用することができる。

また、切断部１０４，１０６は、ガスバリヤー性のコーティング材１０３，１０５で覆われているため、熱溶着部３２ａ，３２ｂの切断部１０４，１０６より真空断熱材３０へのガス侵入量を大幅に低減できるため真空断熱材３０の経時による熱伝導率の変化を小さく抑えることができる効果が得られる。更に、３２ａ，３２ｂの幅は更に小さくできることができる効果が得られる。

図８に示す真空断熱材３５は、芯材３１ｂの貫通孔３６の部分において、外被材１２ｂの間に芯材３１ｂを含まず、かつ、熱溶着層同士が熱溶着した外被材１２ｂを有するため、この部位をビス等で固定することができ、真空断熱材３５を容易に固定配設することができ、優れた取付け性を有するものになる。

また、熱溶着部３２ａの切断部１０８はガスバリヤー性のコーティング材１０７で覆われているため、熱溶着部３２ａの断面より真空断熱材３５へのガス侵入量を大幅に低減できるため真空断熱材３５の経時による熱伝導率の変化を小さく抑えることができる効果が得られる。更に、３２ａの幅は更に小さくできることができる効果が得られる。

真空断熱材３０，３５の熱溶着部３２ａ，３２ｂへのガスバリヤー性コーティング材１０３，１０５，１０７のコート方法は、真空断熱材３０，３５の熱溶着部３２ａ，３２ｂのみをガスバリヤー性コーティング材の溶液に浸漬後、コーティング材１０３，１０５，１０７を乾燥することにより非常に簡単に行うことができる。

このように、断熱を必要とする機器の形状に応じて任意形状を有する真空断熱材を成形することができるため、アプリケーションに対する適合性が飛躍的に拡大する。

なお、本実施の形態では厚さ２ｍｍの板状の芯材を適用しており、真空断熱材の厚さは２．１ｍｍを超えない程度であるが、真空断熱材の厚さが５ｍｍを超えるような場合、芯材の存在しない周縁部はしわなどの不具合が発生しやすくなり、厚さが１０ｍｍを超えると芯材形状に沿うように熱溶着部を形成できず、芯材と熱溶着部の間に芯材を含まない非溶着部が形成されるようになる。

これは、真空断熱材の芯材厚さが大きくなるほど、熱溶着時に弾性体からなる熱板が芯材形状に追従しなくなったり、厚みに起因する外被材の余り分をきれいに処理できなくなったりするためである。

一方、真空断熱材の厚さが０．５ｍｍを下回る場合は、内部の芯材厚さが充分に確保できず、優れた断熱性能が確保することが困難になる。ただし、スペースが極薄い中で、必要な断熱性能が小さいのであれば適用することは不可能ではない。

以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、芯材の周囲に形成される芯材を含まない外被材の周縁部において、非熱溶着部がなく熱溶着部断面からのガス侵入量も小さくできるため熱溶着部だけで小さな幅に抑制できるため、真空断熱材の断熱有効面積が拡大すると共に、周縁部を処理する必要性も小さくなり、また、複雑な形状の形成も可能であり、真空断熱材を容易にかつ広範囲に適用することが可能となる。

よって、省エネを必要とする保温保冷機器に留まらず、情報機器や電子機器等、省スペースを必要とする機器の熱害対策用断熱材等の用途にも適用できる。

また、複数の芯材の大きさを適切に選択して柔軟性を確保することにより、より用途が広い真空断熱材とすることができ、防寒具としてのジャケットのほか、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。

本発明の実施の形態１における多芯真空断熱材の平面図 図１のＡ−Ａ線断面図 同実施の形態の真空断熱材の製造に使用する真空包装機の概略断面図 本発明の実施の形態２における真空断熱材の平面図 実施の形態２の変形例の真空断熱材の平面図 実施の形態２の別の変形例の真空断熱材の平面図 本発明の実施の形態３における真空断熱材の平面図 実施の形態３の変形例の真空断熱材の平面図 特許文献１に示される従来の真空断熱材の製造過程を示す斜視図 同従来の真空断熱材を示す斜視図 特許文献２に示される従来の真空断熱材の平面図 同従来の真空断熱材を断熱箱体の外箱に設けた状態の断面図

符号の説明

１１ 芯材
１２ 外被材
１３ 熱溶着部
２０ 真空断熱材
２１ 熱溶着部
２２ 真空断熱材
２３ 熱溶着部
２５ 真空断熱材
３０ 真空断熱材
３１ａ 芯材
３１ｂ 芯材
３２ａ 熱溶着部
３２ｂ 熱溶着部
３３ 貫通孔
３５ 真空断熱材
３６ 貫通孔
１０１ 切断部
１０２ コーティング材
１０３ コーティング材
１０４ 切断部
１０５ コーティング材
１０６ 切断部
１０７ コーティング材
１０８ 切断部

Claims (6)

1. 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、外被材が芯材に沿って所定幅の熱溶着部が残るように切断されると共に、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆ったことを特徴とする真空断熱材。
2. 複数の芯材をガスバリア性の外被材で覆い前記外被材の内部を減圧密封して成り、前記複数の芯材は、隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向以上の折曲線を形成できるように格子状または千鳥状に互いに所定間隔離して配置されており、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、前記芯材の周囲に前記外被材の熱溶着部が設けられ前記複数の芯材のそれぞれが独立した空間内に位置しており、外被材が芯材に沿って所定幅の熱溶着部が残るように切断されると共に、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆ったことを特徴とする真空断熱材。
3. 芯材の厚み方向に貫通孔を有し、前記貫通孔部分においても、外被材の間に前記芯材がある部分を含めて加熱加圧することにより、対向する熱溶着層同士を、間に芯材がある部分を除いて、前記芯材の前記貫通孔の形状に沿うように熱溶着したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空断熱材。
4. 前記貫通孔の形状に沿う熱溶着部をガスバリヤー性のコーティング材で覆ったことを特徴とする請求項３記載の真空断熱材。
5. 前記ガスバリヤー性のコーティング材が、ポリビニルアルコール系、エチレン−ポリビニルアルコールの共重合体系、アクリル酸系、ポリ塩化ビニリデン系のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか一項記載の真空断熱材の製造方法であって、切断部をガスバリヤー性のコーティング材に浸漬することにより、前記切断部をガスバリヤー性のコーティング材で覆ったことを特徴とする真空断熱材の製造方法。

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