JP2007057081A - 真空断熱ボード - Google Patents

Abstract

【課題】 真空断熱材が破れることにより真空断熱ボード全体としての断熱性能が低下することを防止でき、また真空断熱材のシール部が熱橋となることを防止でき、また強度が高く厚みの薄い真空断熱ボードを提供する。
【解決手段】 ガスバリア性を有する包装材３と包装材３内に真空状態で封入した芯材４を備えたシート状の真空断熱材２を二枚重ね合わせてなる。各真空断熱材２は、芯材４を内部に備えた真空断熱部５が多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部５が包装材３の各真空断熱部５の外周部をシールするシール部６で一連に接続されたものである。一方の真空断熱材２の真空断熱部５間に形成されたシール部６を底部とする凹部１１に他方の真空断熱材２の真空断熱部５を嵌め込む。他方の真空断熱材２の真空断熱部５間に形成されたシール部６を底部とする凹部１１に一方の真空断熱材２の真空断熱部５を嵌め込む。
【選択図】 図１

Description

本発明はシート状の真空断熱材を二枚重ね合わせて形成される真空断熱ボードに関する。

従来から断熱材として例えば特許文献１に示すような真空断熱材が利用されている。真空断熱材は例えばガスバリア性を有する包装材内に一枚の板状の芯材を真空状態で封入したものであって、芯材により形成された包装材の内部の真空状態となった減圧空間により高い断熱性能を得ており、この高い断熱性能により例えば１０ｍｍ程度の厚みで厚み１００ｍｍのグラスウールや厚み５０ｍｍのポリウレタンフォームの一般の断熱材と同等の断熱性能が得られ、厚みが非常に薄いシート状の断熱材として利用されている。

しかし上記真空断熱材は内部に芯材を充填した断熱部分となる真空断熱部を真空断熱材の略全体に亘って一つだけ有するものであるので、包装材の全面に亘る真空断熱部に対応する部分のうち一箇所でも破れると真空が破壊されて真空断熱材全体の断熱性能が大きく低下してしまう。

また例えば特許文献２には真空断熱材として、上記芯材を内部に備えた真空断熱部を多数並設すると共にこれら多数の真空断熱部を包装材の各真空断熱部の外周部をシールするシール部で一連に接続したものが開示されており、この真空断熱材にあってはシール部により各真空断熱部の外周部をシールすることで各真空断熱部内の芯材を独立した空間内に配置しているので、特定の真空断熱部の外面が破れたとしても他の真空断熱部の真空度は低下せず、真空断熱材全体としての断熱性能の低下を抑えられる。

しかし上記特許文献２に示す真空断熱材のシール部にあっては芯材が充填されていないため断熱性が殆どなく、このシール部が熱橋となったり、結露が生じたりする。

そこで本発明者は本発明に到る過程において多数の独立した真空断熱部５を有するシート状の真空断熱材２を二枚重ね合わせてなる図６や図８に示す真空断熱ボード１を想起した。

図６の真空断熱ボード１は、図７に示す縦長長方形状の真空断熱部５を横方向に多数並設し、これら真空断熱部５間を帯状のシール部６で接続した真空断熱材２を二枚形成し、両真空断熱材２を真空断熱部５が二重に積層されるように横方向にずらして重ね合わせることで、各真空断熱材２のシール部６を他方の真空断熱材２の真空断熱部５の幅方向の中央部で覆い隠しており、これにより断熱性能を高めている。なお図６（ｂ）では便宜上一方の真空断熱材２の真空断熱部５のみにハッチングを付している。

また図８に示す真空断熱ボード１は、真空断熱材２として、正方形状の真空断熱部５を横方向及び縦方向に多数並設し、これら真空断熱部５間を格子状のシール部６で接続した真空断熱材２を二枚備え、この両真空断熱材２を真空断熱部５が二重に積層されるように縦方向及び横方向にずらして重ね合わせることで、各真空断熱材２のシール部６を他方の真空断熱材２の真空断熱部５の一部で覆い隠しており、これにより断熱性能を高めている。

しかし図６や図８に示す真空断熱ボード１にあっては、二枚の真空断熱材２を真空断熱部５が重複するように重ね合わせているので、真空断熱ボード１の厚みが真空断熱部５の二層分の厚みとなり、真空断熱材２を利用したにも関わらず厚みが厚くなるという問題が生じる。また両真空断熱材２の真空断熱部５が重複して二重に断熱される部分と、一方の真空断熱材２の真空断熱部５と他方の真空断熱材２のシール部６とが重複して一層の真空断熱部５のみで断熱される部分とがあり全体として均一に断熱できず、真空断熱材２を２枚重ね合わせた断熱ボード１であるにも関わらずそれ程高い断熱性能が得られなかった。
特開２００１−８８２９号公報 特開平７−９６５６６号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、真空断熱材が破れることにより真空断熱ボード全体としての断熱性能が低下することを防止でき、また真空断熱材のシール部が熱橋となることを防止でき、またボードとしての強度が高く厚みの薄い真空断熱ボードを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る真空断熱ボードは、ガスバリア性を有する包装材３と包装材３内に真空状態で封入した芯材４を備えたシート状の真空断熱材２を二枚重ね合わせてなる真空断熱ボード１であって、各真空断熱材２は、芯材４を内部に備えた真空断熱部５が多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部５が包装材３の各真空断熱部５の外周部をシールするシール部６で一連に接続されたものであって、一方の真空断熱材２の真空断熱部５間に形成されたシール部６を底部とする凹部１１に他方の真空断熱材２の真空断熱部５を嵌め込むと共に、他方の真空断熱材２の真空断熱部５間に形成されたシール部６を底部とする凹部１１に一方の真空断熱材２の真空断熱部５を嵌め込んで成ることを特徴とするものである。

上記のように各真空断熱材２は外周部がシールされて互いに独立した真空断熱部５を多数備えたものであるので、仮に包装材３の特定の真空断熱部５に対応する部位が破れて外気が侵入したとしても他の真空断熱部５の真空度は低下しないようになっており、包装材３の破れによる真空断熱ボード１全体としての断熱性能の低下を抑制できる。また真空断熱材２のシール部６が他方の真空断熱材２の真空断熱部５によって覆われることとなり、シール部６が熱橋となることを防止できる。しかも真空断熱材２の真空断熱部５は他方の真空断熱材２の凹部１１内に嵌め込まれるため、この嵌め込み分だけ真空断熱ボード１の厚みを薄くできる。またこの場合、真空断熱ボード１の略全部が一層の真空断熱部５のみで断熱されることとなり、真空断熱ボード１の略全域に亘って均等に断熱できる。さらには各真空断熱部５を凹部１１に嵌め込むことで、曲げ強度の強い真空断熱部５で他方の真空断熱材２を板状に保形でき、真空断熱ボード１の強度を高められる。

本発明では、真空断熱材が破れることにより真空断熱ボード全体としての断熱性能が低下することを防止でき、また真空断熱材のシール部が熱橋となることを防止でき、またボードとしての強度を高めることができ、また厚みも薄くできる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。なお図１（ｂ）及び図４では便宜上一方の真空断熱材２の真空断熱部５のみにハッチングを付している。

図１に示す本例の真空断熱ボード１は矩形（図では長方形状）のシート状の真空断熱材２を２枚重ね合わせてなるものであって、全体として略矩形平板状に形成され、例えば冷蔵庫や建築物の断熱材として利用される。

真空断熱ボード１を構成する２枚の真空断熱材２としては同じ真空断熱材が利用される。各真空断熱材２は図２及び図３に示すようにガスバリア性（ガス不透過性）を有する包装材３と、包装材３内に真空状態で封入した芯材４とで構成してあり、芯材４を内部に備えた真空断熱部５が所定間隔を介して多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部５が包装材３の各真空断熱部５の外周部をシールするシール部６で一連に接続されている。

真空断熱材２の芯材４としては熱伝導率が低い材料が用いられ、この材料としてはシリカやパーライト等の無機質紛体、グラスウール等の無機繊維、連続気泡の発泡ウレタン等の連通フォーム等が挙げられる。なお芯材４として粉体を用いる場合は粉体が包装材３内を真空にすると共に吸引されることを防止するために不織布等の袋に充填して使用する。

包装材３は図３のように熱溶着層７、ガスバリア層８、保護層９を順に積層したガスバリアー性を有する積層フィルム１０をその熱溶着層７同士を対向するように二枚重ね合わせた状態で適宜箇所を熱溶着して袋状に形成したものである。なお包装材３の各層７、８、９は包装材３の全面に亘って積層される。

熱溶着層７は熱溶着性に優れた材質からなり、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系の樹脂フィルムからなる。

ガスバリア層８は少なくともアルミニウムや銀等の金属層を有してこの金属層によりガスバリア性を有するものであり、金属箔、蒸着した金属層、又は金属蒸着を施した樹脂フィルムからなる。

保護層９はガスバリア層８を保護してガスバリア層８に傷等がついて包装材３の内部に外気が侵入しないようにするものであり、熱溶着層７よりも融点が高い樹脂フィルムが用いられる。具体的にはポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系フィルムや、ナイロン等のアミド系フィルムの内少なくとも一つを含むものが保護層９として用いられる。

ここで本例の真空断熱材２は、芯材４としてグラスウールを用い、また包装材３の熱溶着層７としてポリエチレンフィルムを用い、ガスバリア層８としてアルミニウム箔を用い、保護層９として外側のポリエチレンテレフタレートフィルムと内側のナイロンフィルムの２層からなるものを用いている。

真空断熱材２を形成する場合、例えば熱溶着層７、ガスバリア層８、保護層９からなる積層フィルム１０間に多数の芯材４を所定間隔を介して並べて配置し、この包装材３内を減圧して真空状態にし、これにより包装材３の内面を多数の芯材４の外面にぴったりと沿わせ、この後、包装材３の各芯材４の外周部（即ち芯材４が存在せず且つ積層フィルム１０の熱溶着層７同士が直接接触した部分の全て）を熱溶着してシールする。

上記により一つの芯材４と包装材３の同芯材４に対応する部分とで形成された真空断熱部５が多数並設され、またこれら多数の真空断熱部５が包装材３の各芯材４の外周部を全周に亘って熱溶着してシールする部分からなるシール部６で一連に接続された真空断熱材２が形成される。なお本例の真空断熱部５の厚みは例えば５〜１０ｍｍとするが、勿論これに限定されるものではない。

このように形成された真空断熱材２にあっては、包装材３の内部がガスバリア層８を有する包装材３により外気と遮断されて１／１０００気圧程度の真空状態となり、これにより包装材３内部の空気の対流による伝熱が防止される。従って真空断熱材２は対流による伝熱の防止と芯材４が有する断熱性とを備えた高い断熱性能を有するものとなる。具体的には一般のグラスウールからなる断熱材に比べて５〜２０倍、硬質ウレタンフォームからなる断熱材の３〜１０倍の断熱性能を有するものとなる。またシール部６により各真空断熱部５内の芯材４を収納した空間が独立した空間となっており、包装材３の特定の真空断熱部５に対応する部位が破れて外気が侵入したとしても他の真空断熱部５の真空度は低下しないようになっている。

ここで図２に示す真空断熱材２にあっては各々が同大同形の矩形板状（図では長方形板状）である真空断熱部５を横方向（短手方向）に多数（図示例では５つ）並設してあり、隣合う真空断熱部５をこの間のシール部６で接続している。このシール部６における隣合う真空断熱部５間を接続する帯状の部分（以下接続部分６ａという）は真空断熱材２の厚み方向から見て隣接する真空断熱部５と同大同形の矩形状（図では長方形状）となっている。つまり本例では全ての真空断熱部５が同大同形であるのでシール部６の全ての接続部分６ａは同大同形となっている。またシール部６の各接続部分６ａは隣合う真空断熱部５の厚み方向の中間部同士を接続しており、これにより全ての隣合う真空断熱部５間にはシール部６の各接続部分６ａを底部とする矩形状（長方形状）の凹部１１が真空断熱材２の厚み方向の両側に形成される。

そして図１のように上記２枚の同一形状の真空断熱材２を一方の真空断熱材２に対して他方の真空断熱材２を一つの真空断熱部５の短手方向の寸法分だけずらして重ね合わせ、これにより一方の真空断熱材２の真空断熱部５間に形成された凹部１１に他方の真空断熱材２の対応する真空断熱部５を嵌め込むと共に、他方の真空断熱材２の真空断熱部５間に形成された凹部１１に一方の真空断熱材２の対応する真空断熱部５を嵌め込むことで真空断熱ボード１が形成される。なお両真空断熱材２は真空断熱部５の凹部１１への嵌め込みのみで取付けてあっても良いし、該嵌め込みと接着剤等のその他の取付け手段による取付けとで取付けても良い。

このように形成された真空断熱ボード１にあっては、真空断熱材２のシール部６の全ての接続部分６ａが他方の真空断熱材２の真空断熱部５の全部によって完全に覆われることとなり、シール部６が熱橋となることを防止できる。

また本発明の真空断熱ボード１にあっては、真空断熱材２の真空断熱部５は他方の真空断熱材２の凹部１１内に嵌め込まれるため、この嵌め込み分だけ真空断熱ボード１の厚みを薄くできる。即ち図示例の真空断熱ボード１にあっては各真空断熱材２の隣合う真空断熱部５間の厚み方向の中間部同士をシール部６で接続しており、各真空断熱部５の厚み方向の略半分を対応する凹部１１に嵌め込むので、真空断熱ボード１の厚みを真空断熱材２の厚み（即ち一つの真空断熱部５の厚み）の１．５倍程度にできる。また真空断熱ボード１の外周端部（各真空断熱材２の外周部のシール部６で形成された部分）を除いた全部が一層の真空断熱部５のみで断熱されることとなり、真空断熱ボード１の略全域に亘って均等に断熱できる。また各真空断熱部５は両側面を凹部１１の両内側面（即ち凹部１１を形成する真空断熱部５の側面）に当接した状態で凹部１１内にぴったりと嵌め込まれるため、曲げ強度の強い真空断熱部５で他方の真空断熱材２を板状に保形でき、真空断熱ボード１のボードとしての強度を高められる。

また本例ではシール部６の各接続部分６ａは隣合う真空断熱部５の厚み方向の中間部同士を接続して、真空断熱材２の両側に凹部１１を形成しているので、同一の厚みを有する真空断熱ボード１を形成するにあたって、両真空断熱材２を重ね合わせる際に表裏を気にする必要がない。なお本例ではシール部６の各接続部分６ａで隣合う真空断熱部５の厚み方向の中間部同士を接続して、真空断熱材２の両側に凹部１１を形成したが、シール部６の各接続部分６ａで隣合う真空断熱部５の厚み方向の端部同士を接続し、片側のみに凹部１１を形成しても良い。

次に他例の真空断熱ボード１を図４に示す。なお図１の例と同一の構成については同一の番号を付与してあり、重複する説明は省略する。

本例の各真空断熱材２は各々が同大同形の略矩形板状（図示例では正方形板状）であり、縦方向に所定間隔を介して並ぶ真空断熱部５の列を隣合う列の真空断熱部５が交互に位置するように横方向に複数列設けている。つまり縦方向に並ぶ各列の真空断熱部５は隣の列に並ぶ真空断熱部５間を接続する略矩形状（図示例では正方形状）のシール部６と縦方向において重複する位置に設けてあり、真空断熱部５及びシール部６は市松模様状に配設されている。

シール部６において隣合う真空断熱部５間を接続する略正方形状の部分（以下接続部分６ａという）は真空断熱材２の厚み方向から見て隣接する真空断熱部５と略同大同形の正方形状となっている。つまり本例では全ての真空断熱部５が同大同形であるのでシール部６の全ての接続部分６ａは同大同形となっている。

またシール部６の各接続部分６ａは隣合う真空断熱部５の厚み方向の中間部同士を接続しており、これにより全ての隣合う真空断熱部５間にはシール部６の各接続部分６ａを底部とする略正方形状の凹部１１が真空断熱材２の厚み方向の両側に形成される。また各真空断熱部５の四隅部は面取り状に形成されており、この対向する隅部間のシール部６を介して斜め方向に隣合う真空断熱部５は、一方の真空断熱部５の縦と横の辺の夫々の延長線上に他方の真空断熱部５の縦と横の辺の夫々が位置しており、これにより各真空断熱部５は四辺を凹部１１の内周側面に当接した状態で凹部１１内にぴったりと嵌め込めるようにしてあり、また同時に各真空断熱部５の内部を独立した空間としつつ真空断熱材２において真空断熱部５の面積が占める割合を大きくしている。

また本例では上記のように真空断熱部５及びシール部６を市松模様状に配設するにあたって、縦方向に並ぶ真空断熱部５の列又は横方向に並ぶ真空断熱部５の行の少なくともいずれか一方を偶数列（又は偶数行）設けてあり、一方の真空断熱材２に対して他方の真空断熱材２を反転して両真空断熱材２をはみ出すことなく完全に重複するように重ね合わせた場合、全ての真空断熱部５が凹部１１内に嵌め込めるようにしている。なお図では縦方向に並ぶ真空断熱部５の列を奇数列（図示例では９列）設けると共に、横方向に並ぶ真空断熱部５の行を偶数行（図示例では６行）設けている。

そして図４のように上記２枚の同一形状の真空断熱材２を一方の真空断熱材２に対して他方の真空断熱材２を反転して両真空断熱材２をはみ出すことなく重複させて重ね合わせ、これにより一方の真空断熱材２の真空断熱部５間に形成された凹部１１に他方の真空断熱材２の対応する真空断熱部５を嵌め込むと共に、他方の真空断熱材２の真空断熱部５間に形成された凹部１１に一方の真空断熱材２の対応する真空断熱部５を嵌め込むことで真空断熱ボード１が形成される。

このように形成された真空断熱ボード１にあっては、真空断熱材２のシール部６の全ての接続部分６ａが他方の真空断熱材２の真空断熱部５の全部によって略完全に覆われることとなり、シール部６が熱橋となることを防止できる。また真空断熱ボード１の外周部（各真空断熱材２の外周部のシール部６で形成された部分）と斜め方向に隣合う真空断熱部５の対向する隅部間のシール部６を除いた全部が一層の真空断熱部５のみで断熱されることとなり、真空断熱ボード１の略全域に亘って均等に断熱できる。また各真空断熱部５は四辺を凹部１１の内周側面に当接した状態で凹部１１内にぴったりと嵌め込めるので図１の例と比較して両真空断熱材２を強固に取付けられる。

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 同上の真空断熱材の平面図である。 同上の真空断熱材の要部拡大断面図である。 他例の真空断熱ボードの平面図である。 同上の真空断熱材の平面図である。 本発明に到る前に想起した真空断熱ボードの一例であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 同上の真空断熱材の平面図である。 本発明に到る前に想起した真空断熱ボードの他例であり、平面図である。

符号の説明

１ 真空断熱ボード
２ 真空断熱材
３ 包装材
４ 芯材
５ 真空断熱部
６ シール部
１１ 凹部

Claims (1)

1. ガスバリア性を有する包装材と包装材内に真空状態で封入した芯材を備えたシート状の真空断熱材を二枚重ね合わせてなる真空断熱ボードであって、各真空断熱材は、芯材を内部に備えた真空断熱部が多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部が包装材の各真空断熱部の外周部をシールするシール部で一連に接続されたものであって、一方の真空断熱材の真空断熱部間に形成されたシール部を底部とする凹部に他方の真空断熱材の真空断熱部を嵌め込むと共に、他方の真空断熱材の真空断熱部間に形成されたシール部を底部とする凹部に一方の真空断熱材の真空断熱部を嵌め込んで成ることを特徴とする真空断熱ボード。

Images