JP2008089098A - 真空断熱物品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒートブリッジの影響が極めて少なく、高い断熱性能を持ち、寸法精度が高く、かつその性能を長期にわたって維持することが可能な真空断熱物品の製造方法の提供。
【解決手段】少なくとも、〔1〕被断熱物品を第1のガスバリア性フィルムAで覆い、減圧・封止して内袋を形成する工程、〔2〕該内袋の外面全体に芯材を配置する芯材する工程及び〔3〕該芯材を配置した内袋を第2のガスバリア性フィルムで覆い、次いで減圧・封止して外袋を形成する工程によって真空断熱物品を製造する。
【選択図】図1
【解決手段】少なくとも、〔1〕被断熱物品を第1のガスバリア性フィルムAで覆い、減圧・封止して内袋を形成する工程、〔2〕該内袋の外面全体に芯材を配置する芯材する工程及び〔3〕該芯材を配置した内袋を第2のガスバリア性フィルムで覆い、次いで減圧・封止して外袋を形成する工程によって真空断熱物品を製造する。
【選択図】図1
Description
本発明は、断熱を必要とする物品、例えば、容器、貯湯タンク、蓄電器、電気・電子装置等の物品に断熱処理を施してなる真空断熱物品に関する。
従来、物品を外気と遮断して断熱するための方法としては、断熱材を容器形状として断熱容器を形成し、この断熱容器内に物品を収納する方法が一般的である。
このような容器形状を形成するための断熱材として真空断熱材も用いられるが、これまでの真空断熱材は屈曲・湾曲変形が困難であるため、平板状で用いられることが多く、このため、平板状真空断熱材の端部(容器の測辺部及び角部)のヒートブリッジの影響を受けて測辺部及び角部から熱が漏洩してしまうという問題があった。
このような容器形状を形成するための断熱材として真空断熱材も用いられるが、これまでの真空断熱材は屈曲・湾曲変形が困難であるため、平板状で用いられることが多く、このため、平板状真空断熱材の端部(容器の測辺部及び角部)のヒートブリッジの影響を受けて測辺部及び角部から熱が漏洩してしまうという問題があった。
たとえば、特許文献1には、二枚のガスバリア性のフィルムの間に複数の平板状の芯材を該芯材が立体構造の展開図を形成するように配置させて、該フィルムの内部を減圧し、芯材が存在しない部分のフィルムの全面を熱溶着してなる真空断熱材が開示されているが、このような真空断熱材を用いて立体形状の断熱容器を形成すると、芯材が熱溶着部によって細かく分割されているため、芯材1つあたりの端部のヒートリークの影響を受ける割合が増し、その結果、芯材毎平均の熱伝導率が上昇するという問題がある。
特許文献2には、金属又はプラスチック製の内箱と外箱とで構成される箱体内部に断熱材として、シート状無機繊維集合体からなる芯材と該芯材を覆うガスバリア性フィルムからなる真空断熱材をコの字型に折り曲げて配設して真空断熱材の被覆率を高めると共に、樹脂発泡体を注入して一体成型することによって真空断熱材間の隙間を樹脂発泡体によって充填し、ヒートブリッジを防ぐことが記載されている。
しかしながら、コの字型に真空断熱材を曲げるには平板状の真空断熱材の折り曲げ加工工程が必要であり、コの字型としても一辺以上は合わせ目となるためヒートブリッジが生じるばかりか、コの字型に折り曲げるようなストレスをかけるとフィルムにピンホールが生じてガスの進入が多くなり、耐久性が悪くなるという問題がある。また、この方法は樹脂を注入し発泡する工程が必要である。
しかしながら、コの字型に真空断熱材を曲げるには平板状の真空断熱材の折り曲げ加工工程が必要であり、コの字型としても一辺以上は合わせ目となるためヒートブリッジが生じるばかりか、コの字型に折り曲げるようなストレスをかけるとフィルムにピンホールが生じてガスの進入が多くなり、耐久性が悪くなるという問題がある。また、この方法は樹脂を注入し発泡する工程が必要である。
また、このような断熱容器には、物品を出し入れ可能にする必要があるものと、出し入れ可能にする必要がないものとがあり、後者の場合には、断熱容器の開口部から断熱容器内に物品を収納した後、断熱効果を上げるために断熱容器の開口部を気密に封止することが好ましいが、特許文献1には開孔部の気密封止については開示がない。
特許文献3には、断熱容器を外容器と内容器とから構成し、内容器内面の開口部付近に受け部材を設けておき、内容器内に収納物を収納した後、受け部材上に内側蓋板を気密溶接し、内側蓋板上に形成された蓋部空間に充填物を充填し、その後真空断熱容器の開口部を覆う外側蓋板を気密溶接して蓋部空間を密閉し、蓋部空間を真空排気することが記載されている。この真空断熱容器は開口部が気密封止されているが、工程的に複雑である。
特許文献4には、液体等を出し入れするための筒状開口部を有する容器のための断熱容器の断熱方法についての記載があり、断熱容器を内袋用筒状体と外袋用筒状体とから構成し、内袋用筒状体の開放状下端から、容器に被せて該下端開放部を溶着密封し、次いで、内袋の外面に断熱材を配設し、最後に下端が開放状態とされた外袋用筒状体を断熱材の外面に被せて外袋用筒状体の開放端を溶着密封することが記載されている。
しかしながら、此の方法は、断熱材としてポリウレタンフォーム等の賦形された芯材を用いており、芯材自体の固体熱伝導率が大きく、高い断熱性能が期待できない。また、この方法は液体等を出し入れするための筒状開口部を有する容器のためのものであり、汎用性がなく、また、工程的に複雑である。
しかしながら、此の方法は、断熱材としてポリウレタンフォーム等の賦形された芯材を用いており、芯材自体の固体熱伝導率が大きく、高い断熱性能が期待できない。また、この方法は液体等を出し入れするための筒状開口部を有する容器のためのものであり、汎用性がなく、また、工程的に複雑である。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ヒートブリッジの影響が極めて少なく、高い断熱性能を持ち、寸法精度が高く、かつその性能を長期にわたって維持することが可能な真空断熱物品の製造方法及びこれによって製造された真空断熱物品を提供することを目的とする。
本発明者等は上記課題を達成するために鋭意研究を進めた結果、被断熱物品(以下、「物品」という)を第1のガスバリア性フィルムAで覆って減圧・封止して内袋を形成し、次いでこの内袋の外側全面に芯材を配置して、これを第2のガスバリア性フィルムBで覆って減圧・封止することによって上記課題が可決できることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下に記載するとおりの真空断熱物品の製造方法及びこれによって得られた真空断熱物品に係るものである。
すなわち、本発明は以下に記載するとおりの真空断熱物品の製造方法及びこれによって得られた真空断熱物品に係るものである。
(1)少なくとも下記の工程〔1〕〜〔3〕を含むことを特徴とする真空断熱物品の製造方法。
工程〔1〕:被断熱物品を第1のガスバリア性フィルムAで覆い、減圧・封止して内袋を形成する工程
工程〔2〕:該内袋の外面全体に芯材を配置する工程
工程〔3〕:該芯材を配置した内袋を第2のガスバリア性フィルムBで覆い、次いで減圧・封止して外袋を形成する工程
(2)前記ガスバリア性フィルムA及びガスバリア性フィルムBを予め3方封止袋の形態としておくことを特徴とする上記(1)記載の真空断熱物品の製造方法。
(3)前記工程〔1〕と工程〔2〕との間に、内袋の全体又は一部を無圧加熱して、被断熱物品とガスバリア性フィルムAとを熱溶着させる工程を含むことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の真空断熱物品の製造方法。
(4)前記工程〔3〕の後に、外袋の全体又は一部を無圧加熱して、外袋の内部減圧により芯材の角部周辺に生じるガスバリア性フィルムの折れ曲がり部、折れ重なり部、角隅部のいずれかが含まれた未溶着部、あるいは芯材とガスバリア性フィルムBとを熱溶着させる工程を含むことを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の真空断熱物品の製造方法。
(5)前記芯材に貫通孔又は切欠を設け、前記ガスバリア性フィルムAの最外層及び前記ガスバリア性フィルムBの最内側をそれぞれ熱溶着性層とし、前記C工程の後に、貫通孔部又は切欠部において接しているガスバリア性フィルムAとガスバリア性フィルムBとを無圧加熱して熱溶着させ、次いで、該熱溶着させた部分において、その外周部の熱溶着部を残すようにして貫通孔又は切欠を設ける工程を含むことを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の真空断熱物品の製造方法。
(6)上記(1)〜(5)に記載の真空断熱物品の製造方法によって製造されたことを特徴とする真空断熱物品。
工程〔1〕:被断熱物品を第1のガスバリア性フィルムAで覆い、減圧・封止して内袋を形成する工程
工程〔2〕:該内袋の外面全体に芯材を配置する工程
工程〔3〕:該芯材を配置した内袋を第2のガスバリア性フィルムBで覆い、次いで減圧・封止して外袋を形成する工程
(2)前記ガスバリア性フィルムA及びガスバリア性フィルムBを予め3方封止袋の形態としておくことを特徴とする上記(1)記載の真空断熱物品の製造方法。
(3)前記工程〔1〕と工程〔2〕との間に、内袋の全体又は一部を無圧加熱して、被断熱物品とガスバリア性フィルムAとを熱溶着させる工程を含むことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の真空断熱物品の製造方法。
(4)前記工程〔3〕の後に、外袋の全体又は一部を無圧加熱して、外袋の内部減圧により芯材の角部周辺に生じるガスバリア性フィルムの折れ曲がり部、折れ重なり部、角隅部のいずれかが含まれた未溶着部、あるいは芯材とガスバリア性フィルムBとを熱溶着させる工程を含むことを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の真空断熱物品の製造方法。
(5)前記芯材に貫通孔又は切欠を設け、前記ガスバリア性フィルムAの最外層及び前記ガスバリア性フィルムBの最内側をそれぞれ熱溶着性層とし、前記C工程の後に、貫通孔部又は切欠部において接しているガスバリア性フィルムAとガスバリア性フィルムBとを無圧加熱して熱溶着させ、次いで、該熱溶着させた部分において、その外周部の熱溶着部を残すようにして貫通孔又は切欠を設ける工程を含むことを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の真空断熱物品の製造方法。
(6)上記(1)〜(5)に記載の真空断熱物品の製造方法によって製造されたことを特徴とする真空断熱物品。
本発明の真空断熱物品の製造方法によって得た真空断熱物品は芯材を分割することなく被断熱物品を断熱しているので、ヒートブリッジの影響が極めて少なく、高い断熱性能を持ち、寸法精度が高く、かつその性能を長期にわたって維持することが可能である。また真空断熱物品の製造過程において3方封止袋を用いた場合は、一般的な真空断熱材の製造技術を応用しているのでコスト面で有利である。
本発明の真空断熱物品の概略を図1に示す。
図1(a)は直方体状物品を真空断熱した真空断熱物品の外観図であり、図1(b)はその縦断面図である。
本発明の真空断熱物品は被断熱物品1と、この物品1を内部に収容するガスバリア性フィルムAからなる内袋2と、該内容器2の外側全面に配置された芯材3と、この芯材の外面を覆うガスバリア性フィルムからなる外袋4とから構成される。なお、袋の周囲にはフィルム端が存在するが、これは図に示すように必要に応じて内袋本体に接着固定した接着テープ6によって固定することができる。
物品としては、容器、貯湯タンク、蓄電器、電気・電子装置等の断熱することが必要とされる物品が挙げられる。
図1(a)は直方体状物品を真空断熱した真空断熱物品の外観図であり、図1(b)はその縦断面図である。
本発明の真空断熱物品は被断熱物品1と、この物品1を内部に収容するガスバリア性フィルムAからなる内袋2と、該内容器2の外側全面に配置された芯材3と、この芯材の外面を覆うガスバリア性フィルムからなる外袋4とから構成される。なお、袋の周囲にはフィルム端が存在するが、これは図に示すように必要に応じて内袋本体に接着固定した接着テープ6によって固定することができる。
物品としては、容器、貯湯タンク、蓄電器、電気・電子装置等の断熱することが必要とされる物品が挙げられる。
内袋を構成するガスバリア性フィルムAは、3層以上で構成し、少なくとも最内層を熱溶着層とし、最外層は表面保護層又は熱溶着層とし、中間層を少なくとも一層のガスバリア層を含む層構成とすることが好ましい。
この場合、内袋の最内層の熱溶着層は物品を収容した後に、減圧・密封する際の熱シール部として作用する。また、断熱材に貫通孔や切欠を設ける必要がある場合には、この貫通孔や切欠の周囲で内袋と外袋とを熱溶着して気密封止するために、ガスバリア性フィルムの最外層を熱溶着層とする必要がある。
この場合、内袋の最内層の熱溶着層は物品を収容した後に、減圧・密封する際の熱シール部として作用する。また、断熱材に貫通孔や切欠を設ける必要がある場合には、この貫通孔や切欠の周囲で内袋と外袋とを熱溶着して気密封止するために、ガスバリア性フィルムの最外層を熱溶着層とする必要がある。
外袋を構成するガスバリア性フィルムBは、3層以上で構成し、最内層を熱溶着層とし、最外層を表面保護層とし、中間層を少なくとも一層のガスバリア層を含む層構成とすることが好ましい。
この場合、外袋の最内層の熱溶着層は芯材を外側に設けた内袋を収容した後に、減圧・密封する際の熱シール部として作用する。
この場合、外袋の最内層の熱溶着層は芯材を外側に設けた内袋を収容した後に、減圧・密封する際の熱シール部として作用する。
ガスバリア層としては金属箔や、金属箔の代わりにプラスチックフィルム上に金属蒸着膜又はセラミック蒸着膜を積層したフィルム(蒸着膜フィルム)等を使用することができる。金属箔としては、アルミニウム箔やステンレス箔等の金属箔を、蒸着膜にはアルミニウム、ステンレス、アルミナ、酸化珪素等を使用したものが好適に利用される。これらは1種を単独で、または2種以上が複数層にて用いられる。
熱溶着層としては低密度ポリエチレン(比重0.90以上0.94未満)、高密度ポリエチレン(比重0.94以上0.96未満)、ポリプロピレン、ポリカーボネート等のプラスチック製フィルムが用いられる。これらは真空断熱物品の用途により適宜選択されるものである。熱融着の容易さからいえば低密度ポリエチレンが優位であるが、融着強度は15N/15mm以上あれば実用的に充分であり、本発明の真空断熱物品の多岐にわたる用途を考えると、断熱雰囲気の温度への適応力、耐候性、ヒートシール部のガスバリア性から高密度ポリエチレン、ポリプロピレンの使用が好ましい。
表面保護層としてはポリエチレンテレフタレート、ナイロン等の耐候性、耐衝撃性に優れたプラスチック製フィルムが用いられる。これらは1種を単独で、または2種以上が複数層にて用いられる。
本発明の芯材3には、従来公知の連続気泡硬質ポリウレタンフォーム、無機繊維、有機繊維、無機粉体等を使用することも可能であるが、ハンドリング、断熱性、断熱性能の低下を最小限にする要望からシート状に成形された無機繊維シートが好適に用いられる。無機繊維シートを用いる場合は、無機繊維をニードルパンチにより圧縮成形した無機繊維シート又はそのシートを2層以上積層したもの、あるいは水を用いて集綿し、加熱圧縮成形した無機繊維シート又はそのシートを2層以上積層したもの、または無機繊維に対し0.5〜1.5質量%の有機バインダーを塗布し、熱プレスして形成した成形体又はその成形体を2層以上積層したものが好ましく使用される。
無機繊維としては、ガラス繊維,セラミックファイバー,ロックウール,シリカアルミナウールから選択されるいずれか1種を単独で、または2種以上を使用することができるが、断熱性能面、コスト面から平均繊維径1〜5μm程度のガラス繊維が好ましい。
バインダーを使用する場合は、フェノール樹脂、NBRゴム変性ハイオルソフェノール樹脂、NBRゴム変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、NBR、ニトリルゴム、アクリルゴム等から選択されるいずれか1種を単独で、または2種以上を使用することができ、フェノール樹脂を単独で用いたものが製造コスト面、減圧の容易さから好ましい。
バインダーを使用する場合は、フェノール樹脂、NBRゴム変性ハイオルソフェノール樹脂、NBRゴム変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、NBR、ニトリルゴム、アクリルゴム等から選択されるいずれか1種を単独で、または2種以上を使用することができ、フェノール樹脂を単独で用いたものが製造コスト面、減圧の容易さから好ましい。
芯材と一緒に、公知のガス吸着剤を使用しても良い。ガス吸着剤はガスバリア性フィルムAもしくはBの熱融着層上に固着するか、もしくは芯材に埋め込んで使用する。これにより芯材から発生するガスを吸着し、より長期間にわたって断熱性能を維持することが可能になる。
断熱を必要とする物品には、容器、貯湯タンク、蓄電器、電気・電子装置等を挙げたが、物品は内袋にて減圧・熱溶着封止されるため、外部からかかる圧力(大気圧)に耐えられる強度を持っていることが望ましい。また、容器、タンクを物品として使用する場合は、内部空間内にスペーサーとして水などの液体を満たし密封することで、圧力に耐えうることを可能とする方法もある。
外袋の内部減圧により芯材の角部周辺に生じるガスバリア性フィルムの折れ曲がり部とは、芯材の減圧収縮によりガスバリア性フィルムに余りが発生するため、外袋を構成する上下ガスバリア性フィルムの積層部分が折れ曲がり、山谷状を呈することを示す。一方、折れ重なり部については、同様の原因で芯材の角部に折れ重なった皺が発生することを示す。最後に角隅部とは、芯材角部に出来るガスバリア性フィルムによる稜線形状のことである。
これらの箇所は、上下ガスバリア性フィルム同士が密着しているだけで、3方シール袋を作る際に熱溶着された部分、あるいは減圧密封する際に熱溶着された部分を除き、熱溶着されていない未溶着部分が存在する。
そのため、袋の余り部分を折り込む時に微小な孔や亀裂が生じたりすると、そこから徐々に外気が進入し、内部の真空度が低下して断熱性能が悪化し易いと言う問題がある。
さらに、皺の発生などで尖鋭な部分が形成されるため、その尖鋭部をぶつけてしまう結果、亀裂などが生じて同様に断熱性能の悪化が起こる可能性がある。
そこで、工程〔3〕の後に外袋の全体又は一部を無圧加熱(機械等の圧力を加える事なく加熱)することで、未溶着部を熱溶着させ、亀裂等が発生した場合でも外気の進入を抑えることができる。
これらの箇所は、上下ガスバリア性フィルム同士が密着しているだけで、3方シール袋を作る際に熱溶着された部分、あるいは減圧密封する際に熱溶着された部分を除き、熱溶着されていない未溶着部分が存在する。
そのため、袋の余り部分を折り込む時に微小な孔や亀裂が生じたりすると、そこから徐々に外気が進入し、内部の真空度が低下して断熱性能が悪化し易いと言う問題がある。
さらに、皺の発生などで尖鋭な部分が形成されるため、その尖鋭部をぶつけてしまう結果、亀裂などが生じて同様に断熱性能の悪化が起こる可能性がある。
そこで、工程〔3〕の後に外袋の全体又は一部を無圧加熱(機械等の圧力を加える事なく加熱)することで、未溶着部を熱溶着させ、亀裂等が発生した場合でも外気の進入を抑えることができる。
本発明の真空断熱物品の製造方法を直方体形状の物品を断熱する場合を例として、図2に基づいて以下説明する。
内袋及び外袋は予めガスバリア性フィルムで作った3方封止袋の形状としておく方が生産効率が上がるため、以下では3方封止袋を用いる場合について説明する。
内袋及び外袋は予めガスバリア性フィルムで作った3方封止袋の形状としておく方が生産効率が上がるため、以下では3方封止袋を用いる場合について説明する。
本発明の真空断熱物品の製造方法は少なくとも以下の工程〔1〕〜〔3〕を含む。
<工程〔1〕>
物品1を内袋(3方封止袋)2内に収容し、減圧下で内袋の開口部2'を溶着封止する。
図2(a)は内袋2に物品を収納する状態を示す図であり、図2(b)は物品を収納して減圧・熱溶着封止した内袋を示す図である。また、フィルムの端部5は必要に応じて接着テープ6等で内袋本体に固定する(図2(c)参照)。
<工程〔1〕>
物品1を内袋(3方封止袋)2内に収容し、減圧下で内袋の開口部2'を溶着封止する。
図2(a)は内袋2に物品を収納する状態を示す図であり、図2(b)は物品を収納して減圧・熱溶着封止した内袋を示す図である。また、フィルムの端部5は必要に応じて接着テープ6等で内袋本体に固定する(図2(c)参照)。
<工程〔2〕>
物品1を収容した内袋2の外面(6面)に芯材3を配置する。このとき、芯材間に隙間ができないように、芯材端面と芯材端部側面とを突き合わせるように配置する。
このとき、芯材の位置ずれが起こらないように、芯材を内袋に両面テープ等で固定することが好ましい。
図3(a)は内袋2の側面部を芯材3で覆う過程を示した図であり、図3(b)は内袋の側面を芯材で覆った状態を示す図である。
図4(a)は内袋の上面及び底面を芯材3で覆う過程を示した図であり、図4(b)は内袋の全面を芯材で覆った状態を示す図である。
物品1を収容した内袋2の外面(6面)に芯材3を配置する。このとき、芯材間に隙間ができないように、芯材端面と芯材端部側面とを突き合わせるように配置する。
このとき、芯材の位置ずれが起こらないように、芯材を内袋に両面テープ等で固定することが好ましい。
図3(a)は内袋2の側面部を芯材3で覆う過程を示した図であり、図3(b)は内袋の側面を芯材で覆った状態を示す図である。
図4(a)は内袋の上面及び底面を芯材3で覆う過程を示した図であり、図4(b)は内袋の全面を芯材で覆った状態を示す図である。
<工程〔3〕>
図5(a)は芯材3を全面に配置した内袋を示し、図5(b)はガスバリア性フィルムBで作製した外袋(3方封止袋)4を示す。
芯材3を全面に配置した内袋を外袋4内に収容し、減圧下で外袋4の開口部4'を封止して、図5(c)に示すような外袋封止体を得る。この後、ガスバリア性フィルム端部5’を必要に応じて接着テープ6等で内袋本体に固定して、図5(d)に示す本発明の真空断熱物品を得る。
図5(a)は芯材3を全面に配置した内袋を示し、図5(b)はガスバリア性フィルムBで作製した外袋(3方封止袋)4を示す。
芯材3を全面に配置した内袋を外袋4内に収容し、減圧下で外袋4の開口部4'を封止して、図5(c)に示すような外袋封止体を得る。この後、ガスバリア性フィルム端部5’を必要に応じて接着テープ6等で内袋本体に固定して、図5(d)に示す本発明の真空断熱物品を得る。
次に、断熱材が貫通孔を必要とする場合を例にとって説明する。
貫通孔を必要とするものとしては、物品が貯湯タンクであり、このタンクに温水を給配水するための給水管及び配水管を設ける場合や、蓄電池等の外部と配線で接続する必要がある場合等が挙げられる。
貫通孔を必要とするものとしては、物品が貯湯タンクであり、このタンクに温水を給配水するための給水管及び配水管を設ける場合や、蓄電池等の外部と配線で接続する必要がある場合等が挙げられる。
図6(a)は真空断熱物品の1つの面にガスバリア性フィルム貫通孔9、9'を設けた場合を示す図であり、図6(b)は芯材貫通孔7、7’を開けた芯材の平面図、図6(c)は貫通孔9、9'を開けた真空断熱物品の平面図である。
この場合、前記の面を断熱する芯材3には予め芯材貫通孔7、7’を二つ設けておき、また、内袋としては最外層に熱溶着層を有するものを用いる。
そして、芯材3を外面に配置した内袋を外袋に収容すると、芯材貫通孔7、7’を挟んで内袋の熱溶着層部が外袋の熱溶着層部と向かい合うので、この部分を無圧加熱して円形の溶着面を形成する。次いで、この溶着面を所定の幅を残して適宜の大きさにカットして貫通孔を形成する。図6(c)にカットの位置を示すが、芯材貫通孔7、7’が外袋上に段差として表れるので、所定の面積の熱溶着部8、8’を残し、ガスバリア性フィルム貫通孔9、9’を内袋と外袋を熱溶着した部分のカットで形成する。
真空断熱物品の角部に貫通孔(切欠)を設ける場合も前記の貫通孔を設ける場合と同様にして行うことができる。
この場合、前記の面を断熱する芯材3には予め芯材貫通孔7、7’を二つ設けておき、また、内袋としては最外層に熱溶着層を有するものを用いる。
そして、芯材3を外面に配置した内袋を外袋に収容すると、芯材貫通孔7、7’を挟んで内袋の熱溶着層部が外袋の熱溶着層部と向かい合うので、この部分を無圧加熱して円形の溶着面を形成する。次いで、この溶着面を所定の幅を残して適宜の大きさにカットして貫通孔を形成する。図6(c)にカットの位置を示すが、芯材貫通孔7、7’が外袋上に段差として表れるので、所定の面積の熱溶着部8、8’を残し、ガスバリア性フィルム貫通孔9、9’を内袋と外袋を熱溶着した部分のカットで形成する。
真空断熱物品の角部に貫通孔(切欠)を設ける場合も前記の貫通孔を設ける場合と同様にして行うことができる。
上記の例では3方封止袋を用いた場合について説明したが、予め3方封止袋を用意することに代えて、6面立方体形状に製袋したガスバリア性フィルムを用いたり、さらに溶着封止装置及び減圧装置を備えた設備内で2枚のガスバリア性フィルムを用いて、減圧工程と溶着工程を適宜組み合わせたりすることによって、物品の内袋への収容・封止工程及び外面全体に芯材を配置した内袋の外袋への収容・封止工程を行ってもよい。
本発明では、上記のようにして作製した真空断熱物品を熱風乾燥炉等により全体加熱、又はヒートガン、特殊治具等により一部分、好ましくは芯材部の外周部や芯材部を、袋体の熱溶着層を構成するプラスチックフィルムの融点より少なくとも高い温度で10秒〜10分加温、より好ましくは5〜35℃高い温度で30秒〜5分加温してもよい。これより温度が低く、時間が短いと熱溶着強度が充分でなくなり、また温度が高く、時間が長いとガスバリア性フィルムに悪影響を与える。
まず、実施例及び比較例で用いた材料について述べる。
(被断熱物品)
貯湯ケース(外寸30mm×200mm×220mm、アクリル樹脂板(5mm厚)で製作)
(ガスバリア性フィルム)
ガスバリア性フィルム(1):4層ラミネート品(高密度ポリエチレンフィルム−無延伸ナイロンフィルム−アルミ箔−高密度ポリエチレンフィルム)
ガスバリア性フィルム(2):4層ラミネート品(ポリエステルフィルム−無延伸ナイロンフィルム−アルミ箔−高密度ポリエチレンフィルム)
ガスバリア性フィルム(3):4層ラミネート品(無延伸ナイロンフィルム−アルミ蒸着ポリエステルフィルム−アルミ蒸着エバールフィルム−高密度ポリエチレンフィルム)
(被断熱物品)
貯湯ケース(外寸30mm×200mm×220mm、アクリル樹脂板(5mm厚)で製作)
(ガスバリア性フィルム)
ガスバリア性フィルム(1):4層ラミネート品(高密度ポリエチレンフィルム−無延伸ナイロンフィルム−アルミ箔−高密度ポリエチレンフィルム)
ガスバリア性フィルム(2):4層ラミネート品(ポリエステルフィルム−無延伸ナイロンフィルム−アルミ箔−高密度ポリエチレンフィルム)
ガスバリア性フィルム(3):4層ラミネート品(無延伸ナイロンフィルム−アルミ蒸着ポリエステルフィルム−アルミ蒸着エバールフィルム−高密度ポリエチレンフィルム)
(3方封止袋の作製(3方封止袋(1)))
270mm×375mmのガスバリア性フィルム(1)を2枚重ねて端部から5mmの位置で3方をインパルスシーラーを用いて熱溶着して封止し、260mm×370mmの内袋を得た。
(3方封止袋の製作(3方封止袋(2)))
370mm×535mmのガスバリア性フィルム(2)を2枚重ねて端部から5mmの位置で3方をインパルスシーラーを用いて熱溶着して封止し、360mm×530mmの外袋を得た。
(3方封止袋の作製(3方封止袋(3)))
340mm×565mmのガスバリア性フィルム(2)と(3)を重ねて端部から5mmの位置で3方をインパルスシーラーを用いて熱溶着して封止し、330mm×560mmの袋を得た。
(芯材)
ガラス繊維シート(平均繊維径1μmのガラス繊維を、水を用いて集綿し、加熱圧縮成形したシートを複数枚積層、真空包装後の厚さは10mm)を使用した。
270mm×375mmのガスバリア性フィルム(1)を2枚重ねて端部から5mmの位置で3方をインパルスシーラーを用いて熱溶着して封止し、260mm×370mmの内袋を得た。
(3方封止袋の製作(3方封止袋(2)))
370mm×535mmのガスバリア性フィルム(2)を2枚重ねて端部から5mmの位置で3方をインパルスシーラーを用いて熱溶着して封止し、360mm×530mmの外袋を得た。
(3方封止袋の作製(3方封止袋(3)))
340mm×565mmのガスバリア性フィルム(2)と(3)を重ねて端部から5mmの位置で3方をインパルスシーラーを用いて熱溶着して封止し、330mm×560mmの袋を得た。
(芯材)
ガラス繊維シート(平均繊維径1μmのガラス繊維を、水を用いて集綿し、加熱圧縮成形したシートを複数枚積層、真空包装後の厚さは10mm)を使用した。
次に断熱試験の試験方法について述べる。
(断熱試験方法)
(1)真空断熱物品内の貯湯ケースの中に、650mLの70℃以上(約75℃)に温調
されたお湯を入れる。
(2)真空断熱物品を10℃に空調された部屋に静置する。
(3)湯温が70℃に達してから50℃に至るまでにかかった時間を確認する。
(断熱試験方法)
(1)真空断熱物品内の貯湯ケースの中に、650mLの70℃以上(約75℃)に温調
されたお湯を入れる。
(2)真空断熱物品を10℃に空調された部屋に静置する。
(3)湯温が70℃に達してから50℃に至るまでにかかった時間を確認する。
[実施例]
被断熱物品である貯湯ケースを内袋(3方封止袋(1))に収容して、減圧室に入れ、10torrに減圧した後、開口端をインパルスシーラーで熱溶着封止して内袋を得た。
次いで、この内袋の外面に芯材を両面テープで貼り付け、これを外袋(3方封止袋(2))に収容した後、減圧室に収容し、0.02torrに減圧した後、開口端をインパルスシーラーで熱溶着封止して真空断熱物品を得た。
なお、貯湯ケースには貫通孔(20φ)が2つあるため、真空断熱物品の一面を構成する芯材に45φの貫通孔を設け、貫通孔部のフィルムを無圧加熱してガスバリア性フィルム(1)とガスバリア性フィルム(2)とを熱溶着させ、20φの孔を切り欠いた。
被断熱物品である貯湯ケースを内袋(3方封止袋(1))に収容して、減圧室に入れ、10torrに減圧した後、開口端をインパルスシーラーで熱溶着封止して内袋を得た。
次いで、この内袋の外面に芯材を両面テープで貼り付け、これを外袋(3方封止袋(2))に収容した後、減圧室に収容し、0.02torrに減圧した後、開口端をインパルスシーラーで熱溶着封止して真空断熱物品を得た。
なお、貯湯ケースには貫通孔(20φ)が2つあるため、真空断熱物品の一面を構成する芯材に45φの貫通孔を設け、貫通孔部のフィルムを無圧加熱してガスバリア性フィルム(1)とガスバリア性フィルム(2)とを熱溶着させ、20φの孔を切り欠いた。
[比較例]
芯材を被断熱物品である貯湯ケースを包むような展開図状に開いた形状とし、包装袋(3方封止袋(3))に収容して、減圧室に入れ、0.02torrに減圧した後、開口部をインパルスシーラーで熱溶着封止して真空断熱材を得た。
その真空断熱材を貯湯ケースに沿うように折り込みながら貯湯ケースを包み込み、貯湯ケースの外面を真空断熱材で断熱した真空断熱物品を得た。
芯材を被断熱物品である貯湯ケースを包むような展開図状に開いた形状とし、包装袋(3方封止袋(3))に収容して、減圧室に入れ、0.02torrに減圧した後、開口部をインパルスシーラーで熱溶着封止して真空断熱材を得た。
その真空断熱材を貯湯ケースに沿うように折り込みながら貯湯ケースを包み込み、貯湯ケースの外面を真空断熱材で断熱した真空断熱物品を得た。
上記の断熱試験方法に従い、実施例、比較例の湯温変化を比較したところ、下表のような結果となった。
表1に示す通り、本発明の継ぎ目のない真空断熱物品を使用すると、これまでの断熱方法(展開図状で折り込む)よりも約28%高い断熱性能を発揮できることが分かる。
なお比較例は包装袋の片面にヒートブリッジを低減する働きのある蒸着層を含むガスバリア性フィルムを使用していたのに対し、実施例においては内袋も外袋もヒートブリッジの原因となるアルミ箔を含むガスバリア性フィルムを用いている。それにもかかわらず湯の温度保持時間が長いことからも本発明の効果を理解することができる。
表1に示す通り、本発明の継ぎ目のない真空断熱物品を使用すると、これまでの断熱方法(展開図状で折り込む)よりも約28%高い断熱性能を発揮できることが分かる。
なお比較例は包装袋の片面にヒートブリッジを低減する働きのある蒸着層を含むガスバリア性フィルムを使用していたのに対し、実施例においては内袋も外袋もヒートブリッジの原因となるアルミ箔を含むガスバリア性フィルムを用いている。それにもかかわらず湯の温度保持時間が長いことからも本発明の効果を理解することができる。
A 真空断熱物品
1 被断熱物品
2 内袋
2' 内袋の開口部
3 芯材
4 外袋
4' 外袋の開口部
5 内袋のガスバリア性フィルム端部
5’ 外袋のガスバリア性フィルム端部
6 接着テープ
7、7' 芯材貫通孔
8、8' 熱溶着部
9、9' ガスバリア性フィルム貫通孔
1 被断熱物品
2 内袋
2' 内袋の開口部
3 芯材
4 外袋
4' 外袋の開口部
5 内袋のガスバリア性フィルム端部
5’ 外袋のガスバリア性フィルム端部
6 接着テープ
7、7' 芯材貫通孔
8、8' 熱溶着部
9、9' ガスバリア性フィルム貫通孔
Claims (6)
- 少なくとも下記の工程〔1〕〜〔3〕を含むことを特徴とする真空断熱物品の製造方法。
工程〔1〕:被断熱物品を第1のガスバリア性フィルムAで覆い、減圧・封止して内袋を形成する工程
工程〔2〕:該内袋の外面全体に芯材を配置する工程
工程〔3〕:該芯材を配置した内袋を第2のガスバリア性フィルムBで覆い、次いで減圧・封止して外袋を形成する工程 - 前記ガスバリア性フィルムA及びガスバリア性フィルムBを予め3方封止袋の形態としておくことを特徴とする請求項1記載の真空断熱物品の製造方法。
- 前記工程〔1〕と工程〔2〕との間に、内袋の全体又は一部を無圧加熱して、被断熱物品とガスバリア性フィルムAとを熱溶着させる工程を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の真空断熱物品の製造方法。
- 前記工程〔3〕の後に、外袋の全体又は一部を無圧加熱して、外袋の内部減圧により芯材の角部周辺に生じるガスバリア性フィルムの折れ曲がり部、折れ重なり部、角隅部のいずれかが含まれた未溶着部、あるいは芯材とガスバリア性フィルムBとを熱溶着させる工程を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の真空断熱物品の製造方法。
- 前記芯材に貫通孔又は切欠を設け、前記ガスバリア性フィルムAの最外層及び前記ガスバリア性フィルムBの最内側をそれぞれ熱溶着性層とし、前記工程〔3〕の後に、貫通孔部又は切欠部において接しているガスバリア性フィルムAとガスバリア性フィルムBとを無圧加熱して熱溶着させ、次いで、該熱溶着させた部分において、その外周部の熱溶着部を残すようにして貫通孔又は切欠を設ける工程を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の真空断熱物品の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の真空断熱物品の製造方法によって製造されたことを特徴とする真空断熱物品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006271429A JP2008089098A (ja) | 2006-10-03 | 2006-10-03 | 真空断熱物品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006271429A JP2008089098A (ja) | 2006-10-03 | 2006-10-03 | 真空断熱物品及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008089098A true JP2008089098A (ja) | 2008-04-17 |
Family
ID=39373452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006271429A Withdrawn JP2008089098A (ja) | 2006-10-03 | 2006-10-03 | 真空断熱物品及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008089098A (ja) |
-
2006
- 2006-10-03 JP JP2006271429A patent/JP2008089098A/ja not_active Withdrawn
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