JP2010531963A - 真空絶縁パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多様な絶縁支持体を使用する柔軟性があり、優秀な絶縁効率をもち、種々の寸法の製品の製造が単純であり且つ安価である、真空絶縁パネルを提供すること。
【解決手段】絶縁支持体（パネル核部）１１を気密な封筒体２０の中に有し、そして、その気密な封筒体は少なくとも二つの構成部材２１，２２から成り、それらの構成部材は離間されて配置されている密封継目舌状部２５ａ，２５ｂによって結合されており、上記密封継目舌状部２５ａ，２５ｂが、特に真空絶縁パネル１０の上面に配置されている真空絶縁パネルとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空絶縁パネル及びその製造方法に関するものである。

真空絶縁パネルは、冷蔵庫や輸送コンテナー、その他で使われている。真空絶縁パネルの他の用途は、ビルディング部門であり、使われる絶縁材料の肉厚を薄くし、且つより良好な熱絶縁効率が要求される全ての部門である。真空絶縁パネルは、普通、板状の圧力に耐える核材料からなり、その核となる絶縁素材は高度に気密な膜シートの中に包み込まれ、内圧が約５ミリバールの真空にされる。核材料は、使用或いは使用現場の個別の要求に応じて、切断されてからパッキングされる。大きな面積の幾つかの絶縁パネルを絶縁化するためには、複数のパネルが平坦に並べられる。

真空絶縁パネルの慣用の製造方法では、パネル核部は予め製造されている袋の中に挿入され、引き続いて密封され、袋の開口部から真空化される。その袋は、製造方法に起因して三つの密封端を持つ。この製造方法の場合、完成されたパネルの密封継目部が、約９０度の角度で面から突出し、包み込み作業と真空化作業の後、それらを手作業で折り曲げ、最終的には接着テープ等で固定しなければならない。

密封継目部がいくつかの面に存在するので、熱絶縁の観点から見ると、真空絶縁パネルを平坦に配置することが困難である。さらに、その接続部で熱的に橋絡され、真空絶縁パネルの絶縁効率を顕著に悪化させる。熱橋絡部を作らないように、パネルの端部で面接触を実現するためには、舌状部と密封部でできた継目を、パネルにできるだけ多くの平らな表面が形成されるように配置しなければならない。

特許文献１（ＤＥ １００ ５８ ５６６号公報）には、膜シートで被覆された絶縁本体を有する真空絶縁パネルが開示されている。この絶縁本体は、一枚の平らな膜シートで包み込まれている。絶縁本体の包み込み方向に対して横方向に継目部が延在するように、膜シートの端から端までの間で接合部分が融着される。そのようにして形成された密封継目部は、パネル核部に向かって折り曲げられている。残る開口端においても、膜シートは折り曲げられ融着されている。

ＤＥ １００ ５８ ５６６号公報

絶縁本体のこの形式の包み込み方式の一つの欠点は、膜シートをピーンと引っ張ることが微小な孔を持つ繊細な絶縁本体に悪影響を及ぼし、それらの絶縁本体の端部をしばしば破損し、例えば複数の真空絶縁パネルを組み立てたものの中で、完成された真空絶縁パネルがピッタリと合わなくなることである。包み込みに膜シートを使用すると、絶縁本体の寸法の変更毎に装置は追加的に調整されなければならない。これは非生産的な段取り時間である。更に、寸法の異なるたくさんの膜シートを在庫しておく必要があり、高度な在庫管理が必要となる。

本発明の目的は、上に述べた欠点を克服した真空絶縁パネルを提供することである。そして、多様な挿入材を使用する柔軟性があり、優秀な絶縁効率をもち、種々の寸法の製品の製造が単純であり且つ安価である、真空絶縁パネルを提供することである。

上記課題は、請求項１に記載の特徴を有する真空絶縁パネルと、請求項６に記載の特徴を有する真空絶縁パネルの製造方法によって解決された。さらに好ましい実施の形態は、従属請求項に記載されている。

本発明に係る真空絶縁パネルは、絶縁支持体（パネル核部）を気密な封筒体の中に有し、そして、その気密な封筒体は少なくとも二つの構成部材から成り、それらの構成部材は離間されて配置されている密封継目舌状体によって接続されていることを特徴とする。その密封継目舌状体は、真空絶縁パネルの主面、すなわち上面に配置される。その両構成部材は高度に気密の膜シートであって、付加的な、例えば真空絶縁パネルの絶縁特性を改善するために金属層の被覆も有している。

封筒体の第１の構成部材は、ほぼ平行六面体のパネル核部の回りを包む。その平行六面体のパネル核部は、微小な孔を有する材料をプレスして、或いは他の方法で作ったものである。微小な孔を有する材料とは、蒸着したシリカ、噴霧化したシリカ、気泡を作ったポリウレタン、気泡を作ったポリスチレン、気泡を作ったポリイソシアネート、或いは繊維材からなる。ほぼ線状の形状の穴部が自由空間として残る。封筒体の第２の構成部材が、この残っている穴部に挿入される。この第２の構成部材は、パネル核部の完全な包み込みを実現するため、パネル核部の寸法に依存するとともに、及び／又は、第１の構成部材の寸法にも依存する。このようにして、例えば製造過程の公差によって起り得るパネル核部の寸法のズレがあっても、封筒体をピッタリとパネル核部に合わせることができる。また種々の寸法のパネル核部に柔軟に対応できる。それらの複数の構成部材は、構成部材間に付けておいた密封（接着）剤を用いたり、及び／又は、融着によって互いに結合できる。

構成部材の突出部は、真空絶縁パネルの面に向かって内側に折り曲げることが好ましい。その内側に折り曲げられた部分は、次の工程で、一つの開口を残して密封される。それから、真空絶縁パネルは、この開口を通して真空化される。この真空化の後、最終的にこの開口は密封される。

本発明の好ましい実施の形態では、それらの構成部材は、その密封継目の領域にさらに「機能性の」被覆を備える。この機能性の被覆は、追加的にそれらの構成部材間の結合を改善し、継目をさらに密封する。その機能性の被覆は、例えば、上記継目或いは構成部材の上に作られるＯＲＭＯＣＥＲ（登録商標）層であり、壊れ易い継目密封において追加的な漏れ防止層を作る。他の被覆を、完成した真空絶縁パネルの外側から継目領域に付けることもできる。例えば、真空絶縁パネルの外側から、接着用粘着剤を散布することができる。

種々の材料で、及び／又は、種々の材料厚さで、上記構成部材を作ることができる。特に、第２の狭い方の構成部材は、これは第１の構成部材で覆われていない領域を被覆する物であるが、断面コ字状に、或いは、組み立てにおいて相手となる部材を受ける収容部を備えるものとしても形成される。真空絶縁パネルは、この断面コ字状部材、及び／又は、収容部材を用いて、極めて単純に、そして迅速に組み立て可能である。広い面積の熱絶縁のために、この真空絶縁パネルは極めて簡単に接続することができる。上記第２の構成部材は、第１の構成部材と接続及び／又は融着される材料で作られ、或いは、密封継目の領域に、適切な継目や粘着継目、及び／又は融着継目を形成できる融着点を備える。

パネル核部材と封筒体とから成る真空絶縁パネルの本発明に係る製造方法は、多数のステップからなる。その封筒体は、具体的には、少なくとも二つの構成部材を有する膜状のケース、つまり膜部分である。第１の工程は、パネル核部材を気密の封筒体で包むことである。先ず、第１の構成部材でパネル核部材を包み、パネル核部材の主面（上面）より狭い領域で穴部を形成する。次の工程で、少なくとも一枚の第２の構成部材が、その穴部に挿入される。

製造においてより好ましくは、最初に上記第２の狭い構成部材をパネル核部材に付け、次に、第１の大きい構成部材を上記第２の構成部材に合わせて折り曲げる。上記両構成部材の重なっている部分は、次に、上面では密封継目を形成し、側面では横方向密封継目を形成するように、それぞれ接続される。それぞれの横方向密封継目を真空絶縁パネルに向けて折り込んだ後、その気密封筒体を真空化する。真空化のステップによって、気密封筒体はパネル核部材に密着する。これによって、本発明の真空絶縁パネルが完成する。

この方法では、パネル核部材を封筒体に直接に入れることによって、三辺が閉じた袋や管体にパネル核部材を挿入するという膜取り付け作業を除くことができ、また製作時の公差を平均化できる。パネル核部材に封筒体がピッタリと密着していることにより、真空絶縁パネルの隙間に熱が伝播する熱橋絡部が殆どできないように、真空絶縁パネルを密着させた集合体とすることができる。これは、密封継目の位置が適切であるので、真空絶縁パネル間の当接面が平面であることにより実現できたのである。パネル核部材のピーンと張った封筒体は、真空化に伴うシワの形成を最小限度にする。本発明に係る方法は、三次元袋体の膜を取り付け体を最小限にするので、従来に比して正確に寸法決めした真空絶縁パネルを提供できる。

本発明に係る方法は、予め作られた膜管体や膜袋体を使う方法とは異なり、殆どどのような寸法の真空絶縁パネルをも生産することができる。これ故、個々に要求される寸法と形状に合わせた真空絶縁パネルが可能である。例えば、封筒体の第１の構成部材の幅を、真空絶縁パネルの最終的寸法とは独立に一定値とすることができる。第２の構成部材の幅は可変であり、先ず、第１の構成部材によって作られた穴部に合わせて第２の構成部材の幅が切り取られ、それから、第２の構成部材を穴部に挿入することによって封筒体は完成される。

このように、製造時間と費用とは、第２の構成部材の幅、封筒体の面積、素材の変更に合わせる作業に取り込まれる。さらに付加的な効果として、予め作ってある袋を使うときの壊れやすい保護膜を肩部から引き剥がすことが不要になる。予め作ってある袋を使うときは、バリア膜が傷つき、熱の通過率特性が増大する可能性があった。

追加的な過程で、封筒体の突出部をパネル核部材の面に向かって折り曲げることが好ましい。この折り曲げ技術により、特に密封継目の位置と組み合わせることにより、真空絶縁パネルは平らな合わせ面を持ち、短辺の面にだけ折り込み部を持たせることができる。このようにして、幾つかの真空絶縁パネルの協同する端部を合わせても、殆ど熱的橋絡部が形成されない。

継目の舌状部は折り曲げ、パネル核部材の主面（上面）に平らに固定することが好ましい。その固定は、例えば、密封継目舌状部の真空絶縁パネルの主面への別の融着工程、或いは粘着工程により行える。その複数の密封継目舌状部を互いに向かうように折り曲げることもできる。このようにして、真空絶縁パネルの中央領域に補強された線状部が得られ、その部分は、例えば粘着テープを付けるのに使うことができる。

本発明に係る方法のさらに好ましい実施の形態では、封筒体の素材は種々の材料で作り、種々の素材厚で形成されたものを使うことができる。上記第２の構成部材は、例えば断面コ字状部材、或いは線条状部材として形成することができる。そして、それらの部材を、真空絶縁パネルの主面（上面）の上に延在させ、非常に簡単な方法で真空絶縁パネルに装着させることができる。この予め作られた第２の構成部材は、最初は未だ完成していない真空絶縁パネルに残っている穴部に挿入される。そして、上記第１の構成部材の重ね合わせ部に融着・接着・密封される。真空絶縁パネルの真空化を完了した後、封筒体及びその予め形成された第２の構成部材はパネル核部材にピッタリと密着する。

パネル核部材を封筒体により包むために、少なくとも上記第１の構成部材を融着横材でクランプ固定することが特に好ましい。部分的に封筒化するために、上記融着横材は封筒の第１の構成部材を、第２の構成部材のために予め定められた位置まで、パネル核部材の周囲で案内する。この予め定められた位置は、第１の構成部材の寸法によって定まる。第２の構成部材の挿入の後、上記融着横材の上記構成部材との重なり合い部分で融着や密封をし、密封継目、言い換えると密封継目舌状部を形成する。後段の工程での密封継目舌状部を折り曲げ固定することは、この融着横材で行われる。

本発明のさらに好ましい実施の形態では、次の工程で、封筒体の第２の構成部材が成形シュートの上で伸ばされ、対応するプレスパンチを用いてパネル核部材に合わせて変形される。そのプレスパンチを、その第２の構成部材の密封の戻り防止として機能させることもできる。その成形シュートは、寸法が可変で、第１の構成部材が被覆しないことにより残った穴部に第２の構成部材を挿入することを容易にする構造になっている。このようにして、この実施の形態では、種々の寸法、真空絶縁パネルの種々の形状が可能になっている。上記成形シュートの対応する設計により、例えば自由に配置を決められる形状を持つ（隅が）丸い封筒体或いは構成部材、及びそれに対応する真空絶縁パネルを提供することもできる。

本発明のさらなる利点と特徴は、添付の図面を参照する以下の説明により明らかにされる。なお、それらの図面は、本発明の技術的範囲を特定するものではない、

この図は密封する前の、本発明に係る真空絶縁パネルの好ましい実施の形態の斜視図である。 この図は合成樹脂でできた断面コ字状部材を有し、その断面コ字状部材が穴部に挿入された、本発明に係る真空絶縁パネルの好ましい実施の形態の断面図である。

図１は、本発明に係る真空絶縁パネル１０の一つの実施の形態を示す。絶縁支持体、言い換えればパネル核部材１１は、封筒体２０の中に完全に囲まれている。封筒体２０は、二つの部分、言い換えれば二つの構成部材２１，２２から成る。第１の構成部材２１は、面積が大きく、例えばパネル核部材１１を水平な底から上面１２の一部まで包み込むことにより、パネル核部材１１にピッタリと密着して位置決めされている。この上面１２は、この真空絶縁パネル１０の一つの主面である。このように、第１の構成部材２１は、パネル核部材１１の上面１２の一部を残して覆い、中間部に封筒体２０の細長い穴部１４を形成している。言い換えれば、そこは自由空間となっている。この穴部１４の中に、封筒体２０の第２の構成部材２２が挿入される。第２の構成部材２２が挿入された後、重なり合い領域２３は垂直に上方向に引っ張り上げられる（もし既に引っ張り上げられた状態になっているなら、この工程は不要である）。そして、両構成部材２１，２２の内側２４が密封される。

封筒体２０の第１の構成部材２１は、可動の融着横材３１（図２参照）の中でクランプ固定され、パネル核部材１１の周りで案内される。しかしながら、膜状の構成部材２１で包み込むことは、垂直方向及び水平方向に可動の折り込み手段を用いて行うこともできる。第２の構成部材２２の形成は、成形シュート（図示せず）を用いて、第２の構成部材２２の素材を引き伸ばして行う。図１の実施の形態では、気密性の高保護膜が、図示しないプレスパンチを用いて押圧され、パネル核部材１１に沿うようにされる。その成形シュートは、上記穴部１４の寸法を有し、その中に第２の構成部材の素材を挿入して第２の構成部材２２を作る。この実施の形態では、パネル核部材１１は多孔質材料からプレスで作られる。それ故、パネル核部材１１は、封筒体２０の支持効果が無ければ機械的ストレスに弱い。構成部材２１，２２は、パネル核部材１１の完全な包み込みの後、密封或いは融着される。ここにおいて、プレスパンチは、プレスラムとしても、融着横材３１の対抗顎状部材（もし必要なら、一体化して）としても機能させることができる。

上記構成部材２１，２２は、密封継目舌状部２５ａ，２５ｂの領域に被覆を含む。これは、一方では容易に密封できるよう改善するためであるが、他方では密封継目舌状部２５ａ，２５ｂのバリア特性を改善する。構成部材２１，２２の重なり合い部分での融着の結果として、密封継目舌状部２５ａ，２５ｂは、最初はパネル核部材１１から垂直方向に突出している。次の工程で、これらの密封継目舌状部２５ａ，２５ｂは、完成した真空絶縁パネル１０の上面１２に平らになるように折り曲げられ、そして接着剤を用いて或いは融着で、封筒体２０に固定される。パネル核部材１１の側面１６の近くの封筒体の突出部１５は、次の工程で、パネル核部材１１の側面１６の方向に折り曲げられる。密封継目舌状部２５ａ，２５ｂの位置が適切であるので、完成した真空絶縁パネル１０の主面の一つだけに、即ち側面１６にだけ折り込み部を持ち、もう一方の側面である縦側面１７と底面１８は、完全に平らな面となっている。こうして、多数の真空絶縁パネル１０を縦側面１７と底面１８に沿って積み上げるとき、熱的橋絡部が形成されることは殆ど不可能である。

図２は、本発明に係る真空絶縁パネル１０の断面図である。第１の構成部材２１と同様の材質や強度の膜部分に代えて、合成樹脂でできた断面コ字状部材２６からなる第２の構成部材が、パネル核部材１１の上面１２の穴部１４の中に挿入される。その断面コ字状部材２６は、側端部２７ａ，２７ｂを有し、その側端部２７ａ，２７ｂは、封筒体の第１の構成部材２１に向けられており、簡単に密封する機能を持つ機能性被覆２８を有している。パネル核部材１１の周りに第１の構成部材２１を取り付けた後、上記側端部２７ａ，２７ｂの近傍の第１の構成部材２１の部分は、上記断面コ字状部材２６に密封される。完成された真空絶縁パネル１０の絶縁特性を保持するために、上記断面コ字状部材２６は、上記パネル核部材１１に接触する表面２９に拡散防止被覆を備える。

断面コ字状部材２６の固定を改善するために、パネル核部材１１は凹部１９を有する。その凹部１９の中に、断面コ字状部材２６の上記パネル核部材に面する表面２９にある延長部３０が挿入される。断面コ字状部材２６の挿入の後、融着横材３１が、第１の構成部材２１と断面コ字状部材２６の重なり合い領域に添設され、上記第１の構成部材２１と上記断面コ字状部材２６の間を密封する。断面コ字状部材２６は、第１の構成部材２１に面する接触領域に機能性被覆ＯＲＭＯＣＥＲ（登録商標）を備える。これは、特に壊れやすいこの密封領域に、追加的な拡散防止部を作るためのものである。封筒体の突出部１５をパネル核部材１１の側面１６の方向に折り曲げた後、真空化をし、真空絶縁パネル１０が完成する。真空絶縁パネル１０を機械的損傷から保護するために、完成した後に、自動機械でラミネートしたり、直接に発泡プラントに送ったりすることも可能である。

１０ 真空絶縁パネル
１１ 絶縁支持体（パネル核部材）
１２ 上面
１４ 穴部
１５ 突出部
１６ 側面
１７ 縦側面
１８ 底面
１９ 凹部
２０ 封筒体
２１ 第１の構成部材
２２ 第２の構成部材
２３ 重なり合い領域
２４ 二つの構成部材が当接する内側
２５ａ，２５ｂ 密封継目舌状部
２６ 断面コ字状部材
２７ａ，２７ｂ 側端部
２８ 機能性被覆
２９ パネル核部材に接触する表面
３０ 延長部
３１ 融着横材

Claims (11)

1. 気密の封筒体２０の中に絶縁支持体１１を有する真空絶縁パネル１０において、上記気密の封筒体２０は少なくとも二つの構成部材２１，２２から成り、それらの構成部材は互いに離間されて配置された密封継目舌状部２５ａ，２５ｂで結合されており、上記密封継目舌状部２５ａ，２５ｂが、特に真空絶縁パネル１０の上面に配置されていることを特徴とする、真空絶縁パネル。
2. 上記構成部材２１，２２が、特に上記密封継目舌状部２５ａ，２５ｂの領域に、機能性被覆２８を有することを特徴とする、請求項１記載の真空絶縁パネル。
3. 上記構成部材２１，２２が、異なる材料及び／又は種々の素材厚みで構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の真空絶縁パネル。
4. 上記構成部材２１，２２の一方が、予め断面コ字状部材に製作されたものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の真空絶縁パネル。
5. 上記気密の封筒体２０が、絶縁支持体１１の側面１６に折り込まれていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の真空絶縁パネル。
6. 絶縁支持体１１と気密の封筒体２０を有し、上記気密の封筒体２０は少なくとも２つの構成部材２１，２２から成る、真空絶縁パネル１０の製造方法であって、
   ・絶縁支持体１１を気密の封筒体２０の第１の構成部材２１で包み込み、絶縁支持体１１の上面１２に少なくとも一つの穴部１４を形成する工程、
   ・上記気密の封筒体２０の第２の構成部材２２を上記穴部１４に挿入する工程、
   ・上記構成部材２１，２２を結合し、密封継目舌状部２５ａ，２５ｂを形成する工程、
   ・上記気密の封筒体２０を真空化する工程、
   ・上記気密の封筒体２０を密封する工程、
   とを備えることを特徴とする、真空絶縁パネルの製造方法。
7. 上記絶縁支持体１１の少なくとも一つの面に向けて上記封筒体２０の突起部１５が折り曲げられることを特徴とする、請求項６に記載の真空絶縁パネルの製造方法。
8. 上記密封継目舌状部２５ａ，２５ｂが、絶縁支持体１１の上面１２に向けて折り込まれることを特徴とする、請求項６又は７に記載の真空絶縁パネルの製造方法。
9. 上記第２の構成部材２２が、異なる素材から作られ、及び／又は、第１の構成部材２１とは異なる素材厚さで作られ、及び／又は、予め断面コ字状部材２６として作られていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の真空絶縁パネルの製造方法。
10. 少なくとも上記第１の構成部材２１は、融着横材３１の中でクランプ固定されることを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記載の真空絶縁パネルの製造方法。
11. 上記構成部材２１，２２の少なくとも一方は、成形シュートの上で引き伸ばされ、そして、プレスパンチによって変形することにより絶縁支持体１１に向けて折り曲げられることを特徴とする、請求項６〜１０のいずれかに記載の真空絶縁パネルの製造方法。

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