JP2006226298A

JP2006226298A - 真空断熱材およびその製造方法

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Publication number: JP2006226298A
Application number: JP2005037116A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Nakama; 啓人中間
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2025-02-15
Also published as: JP4742605B2

Abstract

【課題】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複数の芯材の周囲を熱溶着する製造方法で造られる真空断熱材において、熱伝導率の経時変化を小さく抑える。
【解決手段】芯材１１に配置された所定形状の吸着剤１４により真空断熱材１０中に侵入する水分、空気等の気体を除去することができ、これにより真空断熱材１０の熱伝導率の経時変化を更に小さく抑えることができる効果が得られると共に、真空断熱材１０の芯材１１への吸着剤１４の設置を効率的に行うことができる効果が得られる。
【選択図】図１

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、芯材を問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１３は従来の真空断熱材の製造過程を示す斜視図、図１４は従来の真空断熱材を示す斜視図である。

図１３、図１４において、真空断熱材３００は、フイルム状の薄体３０１の上にコア材３０２を置き、コア材３０２を包むように薄体３０１を折り返し、この状態で薄体３０１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３０１同士を、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３０１の折り返される部位をコア材３０２の一端面に密着させることで、真空断熱材３００の端面３０３には、熱融着による突起（熱溶着部）３０４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１５は従来の真空断熱材の平面図で、図１６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１５において、３つの長方形の芯材３１１をガスバリア性のフィルム３１２で覆いフィルム３１２の内部を減圧して成り、３つの芯材３１１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３１１のそれぞれが独立した空問内に位置するように隣接する芯材３１１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３１１の間に位置する熱溶着部３１３を折曲線３１４ａとして折り曲げ可能な真空断熱材３１４があった（例えば、特許文献２参照）。

この真空断熱材３１４は、図１６に示すように、冷蔵庫などの断熱箱体の外箱３１５の内側に設けられるものである。外箱３１５は金属板３１６をコ字状に折り曲げたものであるが、真空断熱材３１４は、コ字状に折り曲げる前の状態の金属板３１６に、金属板３１６の折曲線に真空断熱材３１４の折曲線３１４ａが対応するように接着固定されており、外箱３１５の内面となる面に真空断熱材３１４が接着固定された金属板３１６をコ字状に折り曲げることにより、図１６に示す、内面に真空断熱材３１４を備えた外箱３１５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３００の一端面３０３には熱融着による突起（熱溶着部）３０４が形成されないものの、残りの周囲三方には熱融着による突起（熱溶着部）３０４が存在する。

また同時に、芯材３０２を入れるため大きめに作製した袋状の薄体（外被材）３０１は、内部を減圧したときには、芯材３０２と熱融着による突起（熱溶着部）３０４の間に芯材３０２を間に含まない薄体（外被材）３０１のみから構成された部分が残る。

そのため、芯材３０２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３０２と熱溶着部３０４の間には、芯材３０２を間に含まない外被材３０１のみから構成された部分が形成されるため、真空断熱材３００の形状が制限され、任意形状の真空断熱材３００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３１４は、複数の長方形の芯材３１１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３１１の間に位置する熱溶着部３１３に形成される各折曲線３１４ａは、互いに略平行であるため、従来の真空断熱材３１４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３１４を使うことは困難であった。

これらの課題に対しては、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用いて、前記熱溶着層同士が対向する様に設置された外被材の間に前記芯材を配置し、内部を減圧すると共に前記外被材の間に芯材がある部分を含めて加熱加圧を行うことにより解決可能であるが、熱伝導率の経時変化を更に小さく抑える必要があ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、外被材の間に芯材がある部分を含めて加熱加圧を行う真空断熱材の作製において熱伝導率の経時変化を更に小さく抑える真空断熱材を作製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、真空断熱材に用いるすべての芯材もしくは外周部に配置される芯材に吸着剤を設置することにより、真空断熱材中に侵入する水分、空気等の気体を除去することができ、これにより真空断熱材の熱伝導率の経時変化を更に小さく抑えることができる効果が得られる。

本発明の真空断熱材は、全面に熱がかかる方法で作製された場合においても、芯材に配置された所定形状の吸着剤により真空断熱材中に侵入する水分、空気等の気体を除去することができ、これにより真空断熱材の熱伝導率の経時変化を更に小さく抑えることができる効果が得られると共に、真空断熱材の芯材への吸着剤の設置を効率的に行うことができる効果が得られる。また、吸着剤により芯材に含まれる水分及び残存空気等の気体を除去することができるので、真空断熱材の熱伝導率を低減することができる。

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、複数の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ており、前記芯材に粒状の吸着剤が充填されたものである。

この真空断熱材においては、その中の一つ一つの芯材部に、水分あるいは酸素・窒素等の気体を吸着する吸着剤を有しているため、真空断熱材の表面及び端面より侵入する水分あるいは酸素・窒素等の気体を吸着剤が吸着することができるため、これらの影響による経時的な真空断熱材の熱伝導率の上昇を抑えることができる効果が得られる。また、吸着剤により芯材に含まれる水分及び残存空気等の気体を除去することができるので、真空断熱材の熱伝導率を低減することができる。

請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１記載の発明における前記吸着剤が、円柱または多角柱状に成形されたものである。この真空断熱材は、吸着剤の水分あるいは酸素・窒素等の気体の吸着により請求項１記載の発明の効果が得られると共に、吸着剤が円柱または多角柱状に成形されているため、多くの芯材を有する真空断熱材に対し、形状がバラバラの吸着剤の設置に比較し、吸着剤の形状が円柱または多角柱状に成形されているため非常に簡単に行うことができる。また、吸着剤設置を機械等による自動化を行う場合、吸着剤を自動機により簡単につかむ事ができるため真空断熱材生産の効率が向上する。また、吸着剤は形状が決まっているため袋等に充填せず、そのまま使用可能であるため、使用時の簡便性が図れると共に芯材に袋を収納するための余分なスペースが必要とせず効率的な充填を行える効果が得られる。

請求項３に記載の真空断熱材の発明は、熱溶着層を有するガスバリア性の外被材と、あらかじめ吸着剤を配置した複数の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ているものである。

この真空断熱材は、請求項１記載の発明の効果に加え、吸着剤があらかじめ芯材に配置されているため真空断熱材作製時の生産効率が大幅に向上する。

請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、外周部の芯材にのみ吸着剤を設けたものである。この真空断熱材は、外周部の芯材に、水分あるいは酸素・窒素等の気体を吸着する吸着剤を有しているため、真空断熱材の端面より侵入する水分あるいは酸素・窒素等の気体は、外周部の芯材に設置した吸着剤が、そのほとんどを吸着することができるため、経時的な真空断熱材の熱伝導率の上昇を抑えることができる効果が得られと共に、使用する吸着剤を削減でき、真空断熱材を合理的に作製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４のいずれか一項に記載の発明において、外周部の芯材から内周部の芯材に行くに従い、吸着剤を少なくするものである。内周部に存在する芯材内への真空断熱材端面からの水分あるいは酸素・窒素等の侵入量は、外周部に存在する芯材に比較し少なくなるため、内周部に位置する芯材ほどその芯材に設置する吸着剤を少なくしても真空断熱材としての経時的な熱伝導率の上昇を抑えられると共に、余分な吸着剤を設置する必要がない効果が得られる。

請求項６に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、熱溶着層を有するガスバリア性の外被材と、円または多角形の穴を有する複数の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る真空断熱材の製造方法であって、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し、外被材を少なくとも外周の芯材に沿って所定幅の熱溶着部が残るように切断すると共に、前記芯材を前記外被材の配置した後に前記穴に吸着剤を充填するものである。

この真空断熱材は、請求項１記載の発明の効果に加え、真空断熱材のその中の一つ一つの芯材部に、水分あるいは酸素・窒素等の気体を吸着する吸着剤を有しているため、真空断熱材の表面及び端面より侵入する水分あるいは酸素・窒素等の気体を、吸着剤が吸着することができるため、これらの影響による経時的な真空断熱材の熱伝導率の上昇を抑えることができる効果が得られる。また、芯材にあらかじめ吸着剤を充填するための穴を有しているため、吸着剤の設置が非常に簡単に行うことができ、自動機による大幅な生産効率の向上を図ることができると共に、真空引き直前に芯材に吸着剤を充填するため吸着剤の劣化を防止することができる効果が得られる。

請求項７に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、請求項６記載の発明における前記穴は、芯材を貫通していないものである。この真空断熱材は、請求項６記載の発明の効果に加え、芯材は貫通穴でないため吸着剤の設置時において吸着剤が芯材よりずり落ちることを防止する効果が得られる。

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、中問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、エチレンー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における真空断熱材の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、同実施の形態における真空断熱材の芯材の断面図である。

本実施の形態の真空断熱材１０は、９個の四角形に成形された繊維体からなる厚さ２〜１０ｍｍ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９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、所定間隔で隔離して配置しており、この９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、四角形の芯材１１の周囲に沿うように外被材１２に形成されている。吸着剤１４は、円柱または多角柱状に成形された真空断熱材１０中に侵入する水分、空気等の気体を除去することができるものであり、芯材１１にあらかじめ配置されている。

芯材１１への吸着剤１４の配置は、芯材１１に吸着剤１４の横断面形状の円または多角形状でかつ芯材１１を貫通しない穴１５をあけ、この中に吸着剤１４を配置する。

この時、吸着剤１４の高さは、大気圧縮等による芯材１１の収縮を考慮し前記穴１５の深さよりも低くし、穴１５へ吸着剤１４を入れることにより芯材１１へ吸着剤１４を配置する。

１６は配置された芯材１１のコーナー部により囲まれる芯材１１を含まない部分を示し、１６’は芯材１１の２つ辺により囲まれる芯材１１を含まない部分を示している。

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。

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４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４において、気密室を構成できる真空包装機１７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１７の供試台１８に設置されている。この供試台１８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の上には吸着剤１４を有する芯材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１７において、加熱加圧により熱溶着するための熱板１９は供試台１８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１７の蓋２０を閉じて真空ポンプ２１の運転を開始すると、真空包装機１７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１９の幅以下で所定距離移動させた後停止し、熱板１９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。

この時、すべての芯材１１には吸着剤１４が含まれているため、外被材１２ａ，１２ｂの面及び端面より侵入する水分、空気等の気体を除去することができる吸着剤１４を有しているため、これらの影響による経時的な真空断熱材１０の熱伝導率の上昇を抑えることができるとともに芯材１１に含まれている水分や残存空気等の気体を除去できるため熱伝導率を更に低減できる効果が得られる。

また、吸着剤１４は円柱または多角柱状に成形されているため、多くの芯材１１を有する真空断熱材１０に対し、形状がバラバラの吸着剤の適用に比較し、吸着剤１４の形状が円柱または多角柱状に成形されているため非常に簡単に行うことができる。

また、吸着剤１４の設置を機械等により自動化で行う場合、吸着剤１４を自動機により簡単につかむ事ができるため真空断熱材１０の生産の効率が向上する。

また、吸着剤１４は形状が決まっているため袋等に充填せずそのまま使用可能であるため、使用の簡便性が図れると共に芯材１１に袋を収納するための余分なスペースが必要とせず効率的な設置を行える効果が得られる。

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１９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１９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の形状は四角形であるが、三角形、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、芯材の配置についても任意に決定できる。

また、吸着剤１４には吸湿等を抑えるために袋に入れるのではなく防湿フィルム等を使用し穴１５に設置できるように吸着剤１４全体を覆ったものを適用しても良い。

また、吸着剤１４は限定するものではなく、一３０℃から１００℃の問で、水分、空気を吸着できる吸着剤であればよい。

（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５は、本発明の実施の形態２における真空断熱材の平面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図、図７は芯材の断面図である。

本実施の形態の真空断熱材３０は、９個の四角形に成形された繊維体からなる厚さ２〜１０ｍｍの芯材３１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９個の芯材３１は、格子状に、縦（横）方向に隣接する芯材３１と横（縦）の辺が対向するように、所定間隔で隔離して配置しており、この９個の芯材３１のそれぞれが独立した空間内に位置するように芯材３１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。

穴３２は芯材３１に設けられた吸着剤１４を設置する穴であり、その形状は吸着剤１４の横断面である円または多角形状である。また、その穴３２は芯材３１を貫通しない深さである。この時、穴３２に配置する吸着剤１４の高さは、大気圧縮等による芯材３１の収縮を考慮し前記穴３２の深さよりも低くする。

次に、この真空断熱材３０の製造方法の一例について説明する。

図８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で使用する真空包装機の概略断面図である。

図８において、気密室を構成できる真空包装機１７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１７の供試台１８に設置されている。この供試台１８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の上には穴３２を有する芯材３１が配置され、その上に外被材１２ｂがその熱溶着層側が芯材３１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１７において、加熱加圧により熱溶着するための熱板１９は供試台１８の中央付近の上下部位に位置しており、外被材１２ａ，１２ｂを図７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３１はそれぞれが所定問隔をおいて配置されている。この時に、芯材３１の穴３２に対し、吸着剤１４を配置する。その後、真空包装機１７の蓋２０を閉じて真空ポンプ２１の運転を開始すると、真空包装機１７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１９の幅以下で所定距離移動させた後停止し、熱板１９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３１がそれぞれが独立した空間内に位置し、かつ、芯材３１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３０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３１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３０とすることができる。

これにより、実施の形態１の効果に加え、芯材３１への吸着剤１４の設置は真空引き前に行われるため、吸着剤１４の水分等の吸湿による劣化を抑えることができるとともに芯材３１に含まれている水分や残存空気等の気体を除去できるため熱伝導率を更に低減できる効果が得られる。

なお、本実施の形態では、外被材１２間に芯材３１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１９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１９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３１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３０の芯材３１の形状は四角形であるが、三角形、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、芯材の配置についても任意に決定できる。

また、吸着剤１４には吸湿等を抑えるために袋に入れるのではなく防湿フィルム等を使用し穴３２に設置できるように吸着剤全体を覆ったものを適用しても良い。

また、吸着剤１４は限定するものではなく、一３０℃から１００℃の間で、水分、空気を吸着できる吸着剤であればよい。

（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９は、本発明の実施の形態３における真空断熱材の平面図、図１０は図９のＣ−Ｃ線断面図、図１１は芯材の断面図である。

本実施の形態の真空断熱材４０は、９個の四角形に成形された繊維体からなる厚さ２〜１０ｍｍの芯材４１，４２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９個の芯材４１，４２は、格子状に、縦（横）方向に隣接する芯材４１，４２と横（縦）の辺が対向するように、所定問隔で隔離して配置しており、この９個の芯材４１，４２のそれぞれが独立した空間内に位置するように芯材４１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。

穴４３は芯材４１に設けられた吸着剤１４を設置する穴であり、その形状は吸着剤１４の横断面である円または多角形状である。

また、その穴４３は芯材４１を貫通しない深さである。中央に配置される芯材４２は穴４３を有していない。

この時、穴４３に配置する吸着剤１４の高さは、大気圧縮等による芯材４１の収縮を考慮し前記穴４３の深さよりも低くする。また、吸着剤１４は真空断熱材４０の外周に配置されている８つの芯材４１に対しては吸着剤１４が配置されているが真中の芯材４２は吸着剤１４を有していない。

次に、この真空断熱材４０の製造方法の一例について説明する。

図１２は本発明の実施の形態３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１２において、気密室を構成できる真空包装機１７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１７の供試台１８に設置されている。この供試台１８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の上には穴４３を有する芯材４１と穴４３がない芯材４２が配置され、その上に外被材１２ｂがその熱溶着層側が芯材４１，４２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１７において、加熱加圧により熱溶着するための熱板１９は供試台１８の中央付近の上下部位に位置しており、外被材１２ａ，１２ｂを図１２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４１，４２はそれぞれが所定間隔をおいて配置されている。この時に、芯材４１の穴４３に対し、吸着剤１４を配置する。その後、真空包装機１７の蓋２０を閉じて真空ポンプ２１の運転を開始すると、真空包装機１７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１９の幅以下で所定距離移動させた後停止し、熱板１９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４１，４２がそれぞれが独立した空間内に位置し、かつ、芯材４１，４２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４０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４１，４２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４１，４２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４１，４２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４０とすることができる。

これにより、実施の形態１の効果に加え、芯材４１への吸着剤１４の設置は真空引き前に行われるため、吸着剤１４の水分等の吸湿による劣化を抑えることができる効果が得られるとともに芯材４１に含まれている水分や残存空気等の気体を除去できるため熱伝導率を更に低減できる効果が得られる。

また、中央に配置された芯材４２は吸着剤を有していないが、その周囲の芯材４１には吸着剤１４が設置されており、かつ芯材４２は外被材１２の端面より遠いため、水分あるいは酸素・窒素等の気体が芯材４２には到達しにくいため、芯材４２の熱伝導率の変化は小さくなるため、外周部に用いているような吸着剤１４の使用は不要となり、吸着剤４１及びその設置工数が低減できるため合理的に真空断熱材４０を作製することができる。

また、芯材が５行×５列で計２５個有している場合には、最外側の１６個の芯材よりも内側に存在する８個の芯材、また前記８個の芯材よりも内側に存在する芯材が形成する真空断熱材に対しては真空断熱材端面からのガス侵入量は順に少なくなるため内側に行くほど吸着剤量を少なくできる。これにより、余分な吸着剤を使用することなくより合理的に真空断熱材を作製することができる効果が得られる。

なお、本実施の形態では、外被材１２間に芯材４１，４２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１９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１９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４１，４２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４０の芯材４１，４２の形状は四角形であるが、三角形、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、芯材の配置についても任意に決定できる。

また、吸着剤１４には吸湿等を抑えるために袋に入れるのではなく防湿フィルム等を使用し穴４３に設置できるように吸着剤１４全体を覆ったものを適用しても良い。

また、吸着剤１４は限定するものではなく、−３０℃から１００℃の間で、水分、空気を吸着できる吸着剤であればよい。

以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、全面に熱がかかる方法で作製された場合において、芯材に配置された所定形状の吸着剤により真空断熱材中に侵入する水分、空気等の気体を除去することができ、これにより真空断熱材の熱伝導率の経時変化を更に小さく抑えることができる効果が得られると共に、真空断熱材の芯材への吸着剤の設置を効率的に行うことができる効果が得られる。

この面シール方法により作製された真空断熱材は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、省スベ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における真空断熱材の平面図図１のＡ−Ａ線断面図本発明の実施の形態１における真空断熱材の芯材の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図５のＢ−Ｂ線断面図本発明の実施の形態２における真空断熱材の芯材の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３における真空断熱材の平面図図９のＣ−Ｃ線断面図本発明の実施の形態３における真空断熱材の芯材の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

１０真空断熱材
１１芯材
１２外被材
１２ａ，１２ｂ外被材
１３熱溶着部
１４吸着剤
１５穴
３０真空断熱材
３１芯材
３２穴
４０真空断熱材
４１芯材
４２芯材
４３穴

Claims

熱溶着層を有するガスバリア性の外被材と、複数の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ており、前記芯材に粒状の吸着剤が充填されたことを特徴とする真空断熱材。
前記吸着剤が、円柱または多角柱状に成形されたことを特徴とする請求項１記載の真空断熱材。
熱溶着層を有するガスバリア性の外被材と、あらかじめ吸着剤を配置した複数の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ていることを特徴とする真空断熱材。
外周部の芯材にのみ吸着剤を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
外周部の芯材から内周部の芯材に行くに従い、吸着剤を少なくすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の真空断熱材。
熱溶着層を有するガスバリア性の外被材と、円または多角形の穴を有する複数の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る真空断熱材の製造方法であって、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し、外被材を少なくとも外周の芯材に沿って所定幅の熱溶着部が残るように切断すると共に、前記芯材を前記外被材の配置した後に前記穴に吸着剤を充填することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
前記穴は芯材を貫通していない請求項６記載の真空断熱材の製造方法。