JP2006118695A

JP2006118695A - 真空断熱材および真空断熱材を使用した断熱箱体

Info

Publication number: JP2006118695A
Application number: JP2004353901A
Authority: JP
Inventors: Munetaka Yamada; 宗登山田; Kazuo Hashimoto; 一夫橋本; Hiroaki Katsumura; 浩昭勝村; Kiyoshi Kinoshita; 清志木下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】外被材として必要な耐傷付き性や耐突き刺し性を向上した上で、シール部から徐々に浸入するガスを抑制する。
【解決手段】気体の圧力を利用して、芯材１３形状に沿うように外被材１２が熱溶着された真空断熱材１１を作製する。これによって、従来熱溶着していない非シール部も熱溶着されることにより、熱溶着の範囲を広くすることができシール性をより向上させることができる。また、熱溶着層１４には熱溶着に適した材料を用い、表面保護層には表面保護に適した材料を用いることにより、耐傷付性や耐突き刺し性を向上させ、ピンホール等の発生を抑制し、長期信頼性を有する真空断熱材１１を提供でき、さらに、この真空断熱材１１を使用した省エネルギーの断熱箱体を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空断熱材、および真空断熱材を使用した冷蔵庫等の断熱箱体に関するものである。

近年、地球環境保護が大きく叫ばれるなか、家電製品の省エネルギー化は緊急に取り組むべき重要な課題となってきている。この解決方法の一つとして、無駄な熱の伝熱を防ぐ目的での真空断熱材の適用がある。

真空断熱材は、発泡樹脂や繊維材等を芯材として外被材内に入れた断熱材で、断熱材内部を真空に保つことにより気体の熱伝導率を著しく低下させたものであり、その断熱性能を長期に渡って維持するためには、断熱材内部を真空に保ち続ける必要がある。しかし、長期的に見ると、外被材端辺部分にある熱溶着した樹脂層を透過して真空断熱材の内部に、外部から空気や水蒸気などのガスが徐々に侵入し、真空度が低下して断熱性能が悪化してしまうという課題がある。

そこで、外部からのガスや水分の透過侵入による真空度の低下を抑制するための真空断熱材の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、従来の真空断熱材の断面図である。図９に示すように、真空断熱材１は、芯材２を上部包装材３ａと、端部において上部包装材３ａよりはみ出す大きさの下部包装材３ｂとからなる袋状包装材３で包装し、袋状包装材３の内部を真空状態に保持し、接着層を利用して端辺シール部４と折り重ね部５で袋状包装材３をシールしており、折り重ね部５は上部包装材３ａからはみ出た下部包装材３ｂを折り返してシール層を２層としている。

図１０は、従来の真空断熱材の包装材の断面図である。図１０に示すように、上部包装材３ａと下部包装材３ｂは、ガスバリヤー性を有するアルミ箔層６を中心にして上部融着層７と下部融着層８から構成されている。ここで、上部融着層７と下部融着層８は高密度ポリエチレンである。上部包装材３ａの下部融着層８と上部融着層７とが下部包装材３ｂにより挟まれた折り重ね部５が形成され、折り重ね部５をヒートシールして内側シール層９と外側シール層１０が形成されている。

このようにして内側に形成されるシール層を外部に露出しないようにすることにより、包装材内部の真空度低下が抑制され、真空断熱材の断熱性能を維持することができるというものである。

また、特許文献２には、熱溶着層を有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に板状の芯材を配置し、減圧下で、前記外被材の間に前記芯材がある部分を含めて弾性体で構成された熱板で加熱加圧して、対向する前記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方法が開示されている。

この特許文献２に開示された真空断熱材の製造方法によれば、芯材の周囲の熱溶着の幅を大きくできるので、外被材内部の真空度低下が抑制され、真空断熱材の断熱性能を維持することができる。
特開２０００−１０４８８９号公報特開２００４−１９７９３５号公報

しかしながら、上記従来の構成のように、折り重ね部５をヒートシールして内側シール層９と外側シール層１０を形成してシール層を２重に形成することは、ヒートシールが製造上難しくなり、シワの発生やシール不良が発生するという課題を有していた。

また、上部融着層７と下部融着層８が内側シール層９と外側シール層１０でシールするために、上部融着層７と下部融着層８はいずれも熱溶着に適した材料に制約され、表面保護に適した材料に設定できないという課題を有していた。例えば、高密度ポリエチレンは、熱溶着には適した材料であるが、表面保護には強度が弱いために、耐傷付き性や耐突き刺し性が著しく劣り、真空断熱材製造後の取り扱いでピンホールが発生する可能性が非常に高くなる。

また、特許文献２に開示されたものは、外被材の間に芯材がある部分を含めて弾性体で構成された熱板で加熱加圧することにより、外被材を熱溶着するので、熱板で加熱加圧している時に、外被材の間に芯材のない部分は、外被材の間に芯材のある部分に較べて圧力が掛かりにくく、そのため、使用可能な芯材が圧縮時に数ミリ以下の厚みになる芯材に限られ、比較的厚みのある芯材を使用した場合は、外被材の間に芯材のない部分に加圧不足が生じて熱溶着不良が生じる可能性があり、また、外被材の間に芯材のない部分に加圧不足が生じないように熱板の荷重を大きくすると、芯材の圧縮が大きくなって芯材部分の固体熱伝導が大きくなり、真空断熱材の断熱性能が悪くなる可能性があった。また、外被材の間に芯材のない部分に掛かる圧力の大きさは、熱板の柔軟性および弾性と芯材の形状や厚みに依存しやすいので、外被材の間に芯材のない部分（熱溶着すべき部分）に掛かる圧力の制御が困難であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、シワの発生やシール不良を低減し、耐傷付き性や耐突き刺し性を向上させ、ピンホール等の発生を抑制する真空断熱材を提供し、更にこの真空断熱材を使用した省エネルギーの冷蔵庫等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、外被材全体を熱溶着層が溶融する温度に加熱し、且つ、前記外被材全体に均等に前記外被材の外側から内側への圧力を加えて、対向する前記熱溶着層同士を熱溶着したのである。

これによって、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の際まで熱溶着によるシールの幅が大きくなり、熱溶着によるシール時には熱溶着層を２重に折り重ねる必要がなく、通常の周知の熱溶着によるシールと変わらず容易にでき、シワの発生やシール不良が発生しない。

本発明の真空断熱材は、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができる。

また、熱溶着層には熱溶着に適した材料を用い、表面保護層には表面保護に適した材料を用いることにより、耐傷付性や耐突き刺し性を向上させ、ピンホール等の発生を抑制し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供でき、さらに、この真空断熱材を使用した省エネルギーの冷蔵庫を提供することができる。

請求項１に記載の真空断熱材の発明は、熱溶着層同士が対向するガスバリア性の外被材で芯材が覆われ、前記外被材全体が前記熱溶着層が溶融する温度に加熱され、且つ、前記外被材全体に均等に前記外被材の外側から内側への圧力が加えられて、対向する前記熱溶着層同士が熱溶着されたものである。

本発明の真空断熱材は、外被材全体が熱溶着層が溶融する温度に加熱され、且つ、前記外被材全体に均等に前記外被材の外側から内側への圧力が加えられて、対向する前記熱溶着層同士が熱溶着されているので、１０ミリを超えるような比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材を必要以上に圧縮することなく、外被材の間に芯材のない部分（熱溶着すべき部分）に所定の圧力が加えられて確実に熱溶着されている。

したがって、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で外被材同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された真空断熱材を得ることができ、芯材の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、対向する熱溶着層同士が熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する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、熱溶着層同士が対向するガスバリア性の外被材の間に芯材が減圧密封されて成り、前記外被材全体が前記熱溶着層が溶融する温度に加熱され、且つ、前記外被材全体に均等に前記外被材の外側から内側への圧力が加えられて、対向する前記熱溶着層同士が熱溶着されているものである。

請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明における前記圧力が、流体により加えられる圧力であるものであり、流体を使うことにより、外被材全体に均等に圧力をかけることが容易に行える。

請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項３記載の発明における前記圧力が、流体により直接的に加えられるものであり、外被材にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制された真空断熱材を提供することができる。

請求項５に記載の真空断熱材の発明は、請求項３又は請求項４記載の発明における前記流体が、気体であるものであり、流体に液体を使用するものに較べて、簡単で、外被材に付着した液体を取り除くなどの後処理がいらず、外被材に悪影響を及ぼす可能性が少ない。

請求項６に記載の真空断熱材の発明は、請求項５記載の発明における圧力を大気圧とするものであり、真空に近い減圧空間内で、芯材を外被材で覆った後、前記減圧空間を常圧に戻すだけで、外被材全体に均等に外被材の外側から内側へ大気圧を加えることができ、また、大気圧は熱溶着に充分な加圧となるので、加圧装置を設ける必要がなく、容易に真空断熱材を提供することができる。

請求項７に記載の真空断熱材の発明は、芯材をガスバリア層と熱溶着層とを有する外被材で覆い、前記外被材の内部を減圧して、前記外被材の外周を熱溶着でシールした真空断熱材において、前記シール部の内周側の前記外被材同士が密着している部分が全て熱溶着されているものである。

これにより、通常の周知の熱溶着によるシールと変わらず容易にでき、シワの発生やシール不良が発生しない上に、従来、外被材が密着しているだけで溶着していなかった部分も熱溶着するので、熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。

請求項８に記載の真空断熱材の発明は、請求項７記載の発明において、前記シール部の内周側の熱溶着されている部分に加熱部材が加圧した跡が残っていないものであり、外被材に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制された真空断熱材を提供することができる。

請求項９に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項記載の発明において、前記熱溶着層がポリエチレンであるものであり、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材を提供することができる。

請求項１０に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から請求項９のいずれか一項記載の発明において、前記外被材が最外層に保護層を有し、前記保護層がポリエチレンテレフタレートであるものであり、最外層には表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで本発明の真空断熱材を提供することができる。

請求項１１に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、芯材をガスバリア層と熱溶着層とを有する外被材で覆い、前記外被材の内部を減圧して、前記外被材の外周を熱溶着してシールした後、前記外被材同士が密着しているだけで熱溶着していない非シール部に熱溶着層が溶融するのに必要な熱を加えて熱溶着するものであり、通常の確立された製造方法に加えて、それで熱溶着されなかった外被材の非シール部まで熱溶着することにより、熱溶着層同士が密着する部分のすべての外被材が熱溶着された真空断熱材を提供することができる。

請求項１２に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、請求項１１記載の発明において、前記熱を、非接触で加えるものであり、芯材の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、外被材に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。

請求項１３に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、請求項１２記載の発明において、前記熱を、加熱装置の輻射熱により加えるものであり、非接触で加熱することができるとともに、減圧空間中でも外被材を加熱することができる。

請求項１４に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、減圧空間で、芯材をガスバリア層と熱溶着層を有する外被材で覆い、前記減圧空間を前記熱溶着層の融点を上回る温度に保持して前記熱溶着層を所定の溶融状態とし、前記外被材の外周を押圧しながら前記減圧空間を常圧に戻して、前記外被材の非押圧部を含めて密着させて熱溶着するものであり、通常の外被材を加熱押圧する熱溶着と、大気圧による外被材の密着を利用した熱溶着とを同時に行うことで、真空断熱材をより短時間で製造することができる。

請求項１５に記載の断熱箱体の発明は、外箱と、内箱と、前記外箱と前記内箱によって形成される空間に充填された発泡断熱材と、前記外箱と前記内箱との間で少なくとも一部が発泡断熱材に埋没するように設けられた真空断熱材とを備えた断熱箱体であって、前記真空断熱材は、請求項１から請求項１０のうちいずれか一項記載の真空断熱材または請求項１１から請求項１４のうちいずれか一項記載の真空断熱材の製造方法により製造された真空断熱材であることを特徴とするものであり、長期信頼性を有する真空断熱材を使用することができるため、長期間保温性能が低下しない。たとえば、この断熱箱体を冷蔵庫に適用すれば、長期間省エネルギーを保つ冷蔵庫を提供することができる。

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。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における真空断熱材の断面図、図２は同実施の形態の真空断熱材の製造装置の概略断面図である。

図１において、真空断熱材１１は、２枚の外被材１２で芯材１３を覆ってなり、外被材１２の内部を真空に保っている。

外被材１２は熱溶着層１４を有し、熱溶着層１４は芯材１３に沿って熱溶着されており、芯材１３の際まで上下の外被材１２の熱溶着層１４が一体化している。なお熱溶着層１４の厚みは一定に保たれている。

真空断熱材１１は図２における製造装置１５で作製される。製造装置１５はチャンバー１６内に上下２枚の熱板１７を有し、上下から真空排気および真空開放が行えるように配管１８ａ，１８ｂが接続された構造となっている。

製造装置１５に外被材１２ａ，１２ｂと芯材１３が配置され、チャンバー１６内は外被材１２ａにより２つの空間１６ａ，１６ｂに区切られる。そして上下の熱板１７により外被材１２を加熱すると共に、配管１８ａ，１８ｂを通じてチャンバー１６内の真空排気を行う。チャンバー１６内が所定の真空度に到達したとき、配管１８ａより真空開放を行う。

このとき、上部のチャンバー１６ａ内の圧力が下部のチャンバー１６ｂ内の圧力より大きくなり、上部のチャンバー１６ａ内の圧力と下部のチャンバー１６ｂ内の圧力の差圧により、外被材１２ａが外被材１２ｂへ向けて接触していき、芯材１３に沿って熱溶着がされる。

なお、外被材１２ａは外被材１２ｂより大きく、外被材１２ａの外周端は、チャンバー１６によって保持されることにより、外被材１２ｂと熱溶着できないため、熱溶着後に、外被材１２ａと外被材１２ｂとが熱溶着されていない外周端部は、切除する。

以上のように、真空断熱材１１はチャンバー１６内の差圧に起因する気体の圧力を利用して対向する熱溶着層１４同士が芯材１３形状に沿うように熱溶着されるものであり、外被材１２の全面にわたり均等に加圧されることになり、シワの発生やシール不良が発生せずに芯材１３形状に沿った熱溶着が可能となるので、熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。

また、上記工程が１つのチャンバー内で完了するために効率良く真空断熱材を作製することが可能となる。

また、本実施の形態の真空断熱材１１は、対向する熱溶着層１４同士が熱溶着された熱溶着部の外被材１２の熱溶着層１４の厚みが一様であり、真空断熱材１１のシール性を一定に保つことができる。また表面も平滑にすることができ、外観をきれいに保つことができる。

本実施の形態の真空断熱材１１は、熱溶着層１４同士が対向するガスバリア性の外被材１２で芯材１３が覆われ、外被材１２全体が熱溶着層１４が溶融する温度に加熱され、且つ、外被材１２全体に均等に外被材１２の外側から内側への圧力が加えられて、対向する熱溶着層１４同士が熱溶着されたものである。

また、本実施の形態の真空断熱材１１は、熱溶着層１４同士が対向するガスバリア性の外被材１２の間に芯材１３が減圧密封されて成り、外被材１２全体が熱溶着層１４が溶融する温度に加熱され、且つ、外被材１２全体に均等に外被材１２の外側から内側への圧力が加えられて、対向する熱溶着層１４同士が熱溶着されているものである。

上記のように構成された本実施の形態の真空断熱材１１は、外被材１２全体が熱溶着層１４が溶融する温度に加熱され、且つ、外被材１２全体に均等に外被材１２の外側から内側への圧力が加えられて、対向する熱溶着層１４同士が熱溶着されているので、１０ミリを超えるような比較的厚みのある芯材１３を使用した場合であっても、芯材１３を必要以上に圧縮することなく、外被材１２の間に芯材１３のない部分（熱溶着すべき部分）に所定の圧力が加えられて確実に熱溶着されている。

したがって、比較的厚みのある芯材１３を使用した場合であっても、芯材１３の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で外被材１２同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された真空断熱材１１を得ることができ、芯材１３の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、対向する熱溶着層１４同士が熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する真空断熱材１１を提供することができる。

また、本実施の形態では、熱溶着時の圧力を、流体により加えられる圧力としており、流体を使うことにより、外被材１２全体に均等に圧力をかけることが容易に行える。

また、本実施の形態では、熱溶着時の圧力が、流体により直接的に加えられるものであり、外被材１２にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制された真空断熱材１１を提供することができる。

また、本実施の形態では、流体に気体を使用している。そのため、流体に液体を使用するものに較べて、簡単で、外被材１２に付着した液体を取り除くなどの後処理がいらず、外被材１２に悪影響を及ぼす可能性が少ない。

また、本実施の形態では、気体により加えられる圧力を大気圧としている。そのため、真空に近い減圧空間内で、芯材１３を外被材１２で覆った後、減圧空間を常圧に戻すだけで、外被材１２全体に均等に外被材１２の外側から内側へ大気圧を加えることができ、また、大気圧は熱溶着に充分な加圧となるので、加圧装置を設ける必要がなく、容易に真空断熱材１１を提供することができる。

なお、熱溶着層１４にポリエチレンを用いると、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材１１を提供することができる。

また、外被材１２の最外層にポリエチレンテレフタレートからなる保護層を設けてもよい。このように外被材１２の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材１１を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで真空断熱材１１を提供することができる。

また、熱溶着時の加熱を、非接触で外被材１２に加える場合は、芯材１３の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、外被材１２に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。

また、熱溶着時の加熱を、熱板１７の輻射熱により加える場合は、非接触で加熱することができるとともに、減圧空間中でも外被材１２を加熱することができる。

なお、本実施の形態の真空断熱材１１は、吸着剤を備えていないが、吸着剤を備えても良い。

（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断面図、図４は同実施の形態の真空断熱材の製造装置の概略断面図である。

図３において、真空断熱材１９は、２枚の外被材１２で芯材１３を覆ってなり、外被材１２の内部を真空に保っている。

外被材１２は熱溶着層１４ａ，１４ｂを有し、熱溶着層１４ａは芯材１３に沿って熱溶着されており、上下の外被材１２の熱溶着層１４ａ，１４ｂが一体化している。なお熱溶着層１４ａと熱溶着層１４ｂの厚みは異なる厚みとなっており、熱溶着層１４ｂにより外被材１２の外周部がシールされている。

真空断熱材１９は図４における製造装置２０で作製される。製造装置２０はチャンバー１６内に上下２枚の熱板１７と外被材１２の外周部を熱溶着するための枠シールヒーター２１を有し、上下から真空排気および真空開放が行えるように配管１８ａ，１８ｂが接続された構造となっている。

製造装置２０に外被材１２ａ，１２ｂと芯材１３が配置され、チャンバー１６内は外被材１２ａにより２つの空間１６ａ，１６ｂに区切られる。そして上下の熱板１７により外被材１２を加熱すると共に、配管１８ａ，１８ｂを通じてチャンバー１６内の真空排気を行う。チャンバー１６内が所定の真空度に到達したとき、まず、枠シールヒーター２１により外被材１２の外周部がシールされ、配管１８ａより真空開放を行う。このとき真空断熱材１９の内外で差圧が発生し、外被材１２ａと外被材１２ｂが互いに接触していき、芯材１３に沿って熱溶着がされる。

以上のように、真空断熱材１９は外被材１２の外周とその内周側とで表面の状態が異なり、気体の圧力が真空断熱材１９の内外に発生する差圧によるものであり、外圧は大気圧であり加圧装置を設ける必要がなく、容易に真空断熱材１９を提供することができる。

本実施の形態の真空断熱材１９は、熱溶着層１４ａ，１４ｂ同士が対向するガスバリア性の外被材１２で芯材１３が覆われ、外被材１２全体が熱溶着層１４ａ，１４ｂが溶融する温度に加熱され、且つ、枠シールヒーター２１により外被材１２の外周部の熱溶着層１４ｂ同士が熱溶着され、さらに、外被材１２全体に均等に外被材１２の外側から内側への圧力が加えられて、対向する熱溶着層１４ａ同士が熱溶着されたものである。

また、本実施の形態の真空断熱材１９は、熱溶着層１４ａ，１４ｂ同士が対向するガスバリア性の外被材１２の間に芯材１３が減圧密封されて成り、外被材１２全体が熱溶着層１４ａ，１４ｂが溶融する温度に加熱され、且つ、枠シールヒーター２１により外被材１２の外周部の熱溶着層１４ｂ同士が熱溶着され、さらに、外被材１２全体に均等に外被材１２の外側から内側への圧力が加えられて、対向する熱溶着層１４ａ同士が熱溶着されているものである。

上記のように構成された本実施の形態の真空断熱材１９は、外被材１２全体が熱溶着層１４ａ，１４ｂが溶融する温度に加熱され、且つ、枠シールヒーター２１により外被材１２の外周部の熱溶着層１４ｂ同士が熱溶着され、さらに、外被材１２全体に均等に外被材１２の外側から内側への圧力が加えられて、対向する熱溶着層１４ａ同士が熱溶着されているので、１０ミリを超えるような比較的厚みのある芯材１３を使用した場合であっても、芯材１３を必要以上に圧縮することなく、外被材１２の間に芯材１３のない部分（熱溶着すべき部分）に所定の圧力が加えられて確実に熱溶着されている。

したがって、比較的厚みのある芯材１３を使用した場合であっても、芯材１３の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で外被材１２同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された真空断熱材１９を得ることができ、芯材１３の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、対向する熱溶着層１４ａ同士が熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する真空断熱材１９を提供することができる。

また、本実施の形態では、熱溶着層１４ａの熱溶着時の圧力を、流体により加えられる圧力としており、流体を使うことにより、外被材１２全体に均等に圧力をかけることが容易に行える。

また、本実施の形態では、熱溶着層１４ａの熱溶着時の圧力が、流体により直接的に加えられるものであり、外被材１２にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制された真空断熱材１９を提供することができる。

なお、熱溶着層１４ａ，１４ｂにポリエチレンを用いると、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材１９を提供することができる。

また、外被材１２の最外層にポリエチレンテレフタレートからなる保護層を設けてもよい。このように外被材１２の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材１９を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで真空断熱材１９を提供することができる。

また、熱溶着層１４ａの熱溶着時の加熱を、非接触で外被材１２に加える場合は、芯材１３の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、外被材１２に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。

また、熱溶着層１４ａの熱溶着時の加熱を、熱板１７の輻射熱により加える場合は、非接触で加熱することができるとともに、減圧空間中でも外被材１２を加熱することができる。

なお、本実施の形態の真空断熱材１９は、吸着剤を備えていないが、吸着剤を備えても良い。

（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における真空断熱材の断面図、図６は同実施の形態の真空断熱材の要部断面図である。

図５において、真空断熱材２２は、２枚の外被材２３で芯材２４を覆ってなり、外被材２３の内部を真空に保っている。

真空断熱材２２の外周ヒレ部２５は、外被材２３が通常に熱溶着されたシール部２６と、あとからの加熱で熱溶着された密着シール部２７とからなる。

図６において、外被材２３は外側から第１の保護層２８と、第２の保護層２９と、ガスバリア層３０と、熱溶着層３１とを有するラミネートフィルムであり、２枚のラミネートフィルムを向かい合わせている。第１の保護層２８はポリエチレンテレフタレートフィルム、第２の保護層２９はナイロンフィルム、ガスバリア層３０はアルミニウム箔、熱溶着層３１は超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）フィルムを用いて、その厚さは、ポリエチレンテレフタレートフィルムは１２μｍ、ナイロンフィルムは１５μｍ、アルミニウム箔は６μｍ、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）フィルムは５０μｍである。

次に、真空断熱材２２の製造方法を図５と図６に基づき説明する。

芯材２４は、密度２７５ｋｇ／ｍ³のグラスウールボードで、１４０℃の乾燥炉で１時間乾燥させる。外被材２３は、予め３方をシールして袋状にしておく。次に真空近く（例えば１０Ｐａ）まで減圧した空間内で芯材２４を袋状の外被材２３に挿入し、外被材２３の開口部を加熱板で押さえて溶着し、シール部２６を形成したのち減圧空間から取り出して通常の真空断熱材２２を得る。このとき、外周ヒレ部２５は大気圧で密着し、シール部２６とまだ溶着されていない密着シール部２７とよりなる。

次に、真空断熱材２２の追加加熱として、上下にヒーターが設置された間を密着シール部２７の熱溶着層が溶融する温度になるように通過させる。このとき外被材２３は、ヒーターの輻射熱と周囲の温度によって加熱される。そして、大気圧下のまま直ちに冷却して密着シール部２７を含めて外被材すべてを熱溶着した真空断熱材２２を作製する。

以上のように、真空断熱材２２は、外被材全体を加熱して外被材２３の外周ヒレ部２５のシール部２６を熱溶着した後、シール部２６とは別の密着シール部２７も熱溶着したことにより、シール幅が拡大してシール性が向上するとともに、シワの発生やシール不良が発生せず、外部からのガスバリア性が向上し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。

追加の加熱における温度や時間は、真空断熱材の使用材料や形状や加熱装置の仕様によって最適条件を任意に決定すればよい。また、大気圧がかかっているため問題はないが、初めに熱溶着したシール部２６を保護するために適度に押圧しておくことは望ましい。

本実施の形態の真空断熱材２２は、芯材２４をガスバリア層３０と熱溶着層３１とを有する外被材２３で覆い、外被材２３の内部を減圧して、外被材２３の外周を熱溶着でシールしシール部２６を形成した真空断熱材２２において、シール部２６の内周側の外被材２３同士が密着している部分が全て熱溶着されているものである。

これにより、通常の周知の熱溶着によるシールと変わらず容易にでき、シワの発生やシール不良が発生しない上に、従来、外被材２３が密着しているだけで溶着していなかった部分（密着シール部２７）も熱溶着するので、熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、長期信頼性を有する真空断熱材２２を提供することができる。

また、シール部２６の内周側の熱溶着されている部分（密着シール部２７）に加熱部材が加圧した跡が残っていない。そのため、外被材２３に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制された真空断熱材２２を提供することができる。

また、本実施の形態では熱溶着層３１はポリエチレンからなる。ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材２２を提供することができる。

また、本実施の形態では、外被材２３が最外層にポリエチレンテレフタレートからなる第１の保護層２８を有する。最外層には表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材２２を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで本実施の形態の真空断熱材２２を提供することができる。

本実施の形態の真空断熱材２２の製造方法は、芯材２４をガスバリア層３０と熱溶着層３１とを有する外被材２３で覆い、外被材２３の内部を減圧して、外被材２３の外周を熱溶着してシールした後、外被材２３同士が密着しているだけで熱溶着していない非シール部に熱溶着層３１が溶融するのに必要な熱を加えて熱溶着するものであり、通常の確立された製造方法に加えて、それで熱溶着されなかった外被材２３の非シール部まで熱溶着することにより、熱溶着層３１同士が密着する部分のすべての外被材２３が熱溶着された真空断熱材２２を提供することができる。

本実施の形態の真空断熱材２２の製造方法は、密着シール部２７の熱溶着時の熱を、非接触で加えるものであり、芯材２４の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、外被材２３に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４における製造方法を図７に基づいて説明する。真空断熱材２２の材料は、実施の形態３に示したものと同一である。

図７は、実施の形態４における真空断熱材の製造装置の概略断面図である。真空断熱材２２は図５に示した実施の形態３のものと同一である。

減圧空間３２内で芯材２４の上下を外被材２３で覆い、上下の外被材２３がずれないように周囲を仮固定しておく。外被材２３の更に上下には面状ヒーター３３を備えている。減圧状態を保ちながら、面状ヒーター３３を加熱して、外被材２３の表面を１４０℃〜１７０℃で３０秒〜１０秒間保持して外被材２３の熱溶着層を溶融する。このとき外被材２３は、面状ヒーター３３の輻射熱によって加熱される。

続いて、外周全体を押圧板３４で押さえて密着させてシール部２６を形成したのち、減圧空間を常温常圧に戻す。これによって、真空断熱材２２の密着シール部２７は大気圧により押圧されると同時に溶着され、外周ヒレ部２５全体が熱溶着される。すなわち、外周ヒレ部２５は全てが熱溶着され、熱溶着されていない外被材の密着部分は存在しないことになる。

以上のように、実施の形態４においては、真空断熱材２２は、外被材全体を加熱して外被材２３の外周ヒレ部２５のシール部２６を熱溶着した後、またはほぼ同時にシール部２６とは別の密着シール部２７も熱溶着したことにより、シワの発生やシール不良が発生せず、シール性が向上し、外部からのガスバリア性が向上し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。また、一つの空間内でこれらのシール部をほぼ同時に熱溶着することで、真空断熱材２２の製造時間を短縮することができる。

なお、熱溶着層３１に使用する材料を超低密度ポリエチレンにすることにより、低温で熱溶着できるため工数を小さくできる。また、熱溶着層３１に使用する材料を高密度ポリエチレンにすることにより、真空断熱材２２の適用温度範囲をさらに高くでき、また、ガスバリア性をさらに向上させることができる。

本実施の形態の真空断熱材２２の製造方法は、減圧空間３２で、芯材２４をガスバリア層３０と熱溶着層３１を有する外被材２３で覆い、減圧空間３２を熱溶着層３１の融点を上回る温度に保持して熱溶着層３１を所定の溶融状態とし、外被材２３の外周を押圧しながら減圧空間３２を常圧に戻して、外被材２３の非押圧部を含めて密着させて熱溶着するものであり、通常の外被材２３を加熱押圧する熱溶着と、大気圧による外被材２３の密着を利用した熱溶着とを同時に行うことで、真空断熱材２２をより短時間で製造することができる。

（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５における冷蔵庫本体の概略断面図である。

冷蔵庫本体（断熱箱体）３５は、鋼板からなる外箱３６と、ＡＢＳ樹脂からなる内箱３７とで構成される空間の片面に真空断熱材２２を配設し、真空断熱材２２以外の空間を硬質ウレタンフォームの発泡断熱材３８で発泡充填している。冷蔵庫本体３５の庫内は冷蔵室３９と冷凍室４０からなり、圧縮機４１は機械室４２に設置されている。

本実施の形態によって、ガスバリア性を向上させ、耐傷付性や耐突き刺し性を向上させ、ピンホール等の発生を抑制し、長期信頼性を有する真空断熱材２２を装着することができるため、長期間省エネルギーを保つ冷蔵庫を提供することができる。従って、冷蔵庫の消費電力量を測定したところ、真空断熱材２２を装着しない冷蔵庫よりもおよそ２０％消費電力の削減を維持できた。

なお、実施の形態１における真空断熱材１１や実施の形態２における真空断熱材１９を配設しても同様の効果が得られる。

以上のように本発明にかかる真空断熱材は、ガスバリア性を向上させ、耐傷付き性や耐突き刺し性を向上させ、ピンホール等の発生を抑制することができるために、真空断熱材に深い溝を付けたり、真空断熱材に外部から衝撃が加わる環境下においても使用することができ、冷蔵庫などの冷温機器に適用できる。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図同実施の形態の真空断熱材の製造装置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断面図同実施の形態の真空断熱材の製造装置の概略断面図本発明の実施の形態３における真空断熱材の断面図同実施の形態の真空断熱材の端部を示す要部拡大断面図本発明の実施の形態４における真空断熱材の製造装置の概略断面図本発明の実施の形態５における冷蔵庫本体の概略断面図従来の真空断熱材の断面図従来の真空断熱材の包装材の拡大断面図

符号の説明

１１，１９，２２真空断熱材
１２，１２ａ，１２ｂ，２３外被材
１３，２４芯材
２６シール部
２８第１の保護層
３０ガスバリア層
３１熱溶着層
３２減圧空間
３５冷蔵庫本体（断熱箱体）
３６外箱
３７内箱
３８発泡断熱材

Claims

熱溶着層同士が対向するガスバリア性の外被材で芯材が覆われ、前記外被材全体が前記熱溶着層が溶融する温度に加熱され、且つ、前記外被材全体に均等に前記外被材の外側から内側への圧力が加えられて、対向する前記熱溶着層同士が熱溶着された真空断熱材。
熱溶着層同士が対向するガスバリア性の外被材の間に芯材が減圧密封されて成り、前記外被材全体が前記熱溶着層が溶融する温度に加熱され、且つ、前記外被材全体に均等に前記外被材の外側から内側への圧力が加えられて、対向する前記熱溶着層同士が熱溶着されている真空断熱材。
前記圧力は、流体により加えられる圧力である請求項１又は請求項２記載の真空断熱材。
前記圧力は、流体により直接的に加えられる請求項３記載の真空断熱材。
前記流体は、気体である請求項３又は請求項４記載の真空断熱材。
前記圧力は、大気圧である請求項５記載の真空断熱材。
芯材をガスバリア層と熱溶着層とを有する外被材で覆い、前記外被材の内部を減圧して、前記外被材の外周を熱溶着でシールした真空断熱材において、前記シール部の内周側の前記外被材同士が密着している部分が全て熱溶着されていることを特徴とする真空断熱材。
前記シール部の内周側の熱溶着されている部分に加熱部材が加圧した跡が残っていないことを特徴とする請求項７記載の真空断熱材。
前記熱溶着層がポリエチレンであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項記載の真空断熱材。
前記外被材が最外層に保護層を有し、前記保護層がポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項記載の真空断熱材。
芯材をガスバリア層と熱溶着層とを有する外被材で覆い、前記外被材の内部を減圧して、前記外被材の外周を熱溶着してシールした後、前記外被材同士が密着しているだけで熱溶着していない非シール部に熱溶着層が溶融するのに必要な熱を加えて熱溶着することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
前記熱を、非接触で加えることを特徴とする請求項１１記載の真空断熱材の製造方法。
前記熱を、加熱装置の輻射熱により加えることを特徴とする請求項１２記載の真空断熱材の製造方法。
減圧空間で、芯材をガスバリア層と熱溶着層を有する外被材で覆い、前記減圧空間を前記熱溶着層の融点を上回る温度に保持して前記熱溶着層を所定の溶融状態とし、前記外被材の外周を押圧しながら前記減圧空間を常圧に戻して、前記外被材の非押圧部を含めて密着させて熱溶着することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
外箱と、内箱と、前記外箱と前記内箱によって形成される空間に充填された発泡断熱材と、前記外箱と前記内箱との間で少なくとも一部が発泡断熱材に埋没するように設けられた真空断熱材とを備えた断熱箱体であって、前記真空断熱材は、請求項１から請求項１０のうちいずれか一項記載の真空断熱材または請求項１１から請求項１４のうちいずれか一項記載の真空断熱材の製造方法により製造された真空断熱材であることを特徴とする断熱箱体。