JP2011106664A - 真空断熱材、および断熱箱体、断熱体 - Google Patents
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Abstract
【課題】折曲固定したヒレ部のハガレが極めて起きにくい真空断熱材を提供する。
【解決手段】真空断熱材1は、外被材4の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部33を設け、凸凹封止部33が設けられた少なくとも1辺のヒレ部11は、少なくとも凸凹封止部33の表面の最も外周側の凸部35から最も内周側の凸部35までが芯材部2Aと重なるように折り曲げられ、凸凹封止部33が設けられ折り曲げられたヒレ部11が折り曲げられた状態を維持するように、凸凹封止部33が設けられ折り曲げられたヒレ部11における芯材部2Aと重なっている部分の反芯材部側の面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までの全ての凸部と、芯材部2Aにおけるヒレ部11が重なっている方の面のヒレ部11に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材40を有している。
【選択図】図1
【解決手段】真空断熱材1は、外被材4の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部33を設け、凸凹封止部33が設けられた少なくとも1辺のヒレ部11は、少なくとも凸凹封止部33の表面の最も外周側の凸部35から最も内周側の凸部35までが芯材部2Aと重なるように折り曲げられ、凸凹封止部33が設けられ折り曲げられたヒレ部11が折り曲げられた状態を維持するように、凸凹封止部33が設けられ折り曲げられたヒレ部11における芯材部2Aと重なっている部分の反芯材部側の面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までの全ての凸部と、芯材部2Aにおけるヒレ部11が重なっている方の面のヒレ部11に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材40を有している。
【選択図】図1
Description
本発明は、2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、長期にわたって優れた密閉性能を維持する真空断熱材と、その真空断熱材を用いた断熱箱体および断熱体に関するものである。
近年、深刻な地球環境問題である温暖化への対策として、家電製品や設備機器並びに住宅などの建物の省エネルギー化を推進する動きが活発となっており、優れた断熱効果を長期的に有する真空断熱材が、これまで以上に求められている。
真空断熱材は、二枚の外被材を重ね合せて三方の外周を熱溶着して一方が開口部となる外被材の袋をつくり、その開口部からグラスウールやシリカ粉末などの微細空隙を有する芯材を挿入した断熱材であり、外被材の内側を、減圧して開口部を熱溶着により密閉したものであり、外周の四辺にはヒレ部が形成されている。
また、断熱材内部を減圧して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、例えば、冷蔵庫の硬質ポリウレタンフォ−ム等の発泡断熱材内に埋設して使用される。
しかし、発泡断熱材を一体発泡させる際に真空断熱材のヒレ部付近で、発泡断熱材の流動性が悪くなり、ボイドや未充填部を発生させ、結果として冷蔵庫の断熱性能が悪化してしまうという課題がある。
そこで、ヒレ部を折り曲げることにより、断熱性能を劣化させるボイドや未充填部の発生を抑制することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
以下、特許文献1に開示された従来の真空断熱材について、図面を参照しながら説明する。図13は、従来の真空断熱材の断面図である。図14は、従来の真空断熱材を使用した断熱体106の断面図である。
図13に示すように、真空断熱材101は、芯材102と外被材103とから構成されている。外被材103は、二枚の外被材で芯材102を覆って内部を減圧しており、外被材103の外周の四辺のヒレ部104で熱溶着により封止されている。
ヒレ部104は、真空断熱材101の芯材102がある部分で同一面上に密着するように固着部材105で固定されている。
図14に示すように、外箱107に真空断熱材101の固着部材105のない側の面をホットメルト等の接着剤を介して取り付け、外板107と内箱108の間に発泡断熱材109を充填している。
従来の構成は、外被材103のヒレ部104を真空断熱材101の芯材102がある部分で同一面上に密着するように固定部材105で固定することにより、発泡断熱材の流動性を阻害することもなく、断熱性能を劣化させるボイドや発泡断熱材109の未充填部の発生を抑制でき、真空断熱材101を使用した断熱体の断熱性能を維持することができるとされている。
しかしながら、上記従来の構成では、ヒレ部104の詳細な形状については述べられていないものの、特別な加工を施されていないヒレ部104の形状は平面であり、ヒレ部104を折り曲げて真空断熱材101の同一面上に密着させ、固着部材105で固定させても、ヒレ部104の折り曲げに対する反発力により、固着部材105との密着性が弱く、ハガレが発生するという課題を有していた。そのために、断熱体106に、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生が起こり、低品質な断熱体106であった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ヒレ部と真空断熱材の密着において、密着性が高く、ハガレが極めて起きにくい真空断熱材を提供することと、その真空断熱材を用いてボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制する断熱箱体、断熱体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、本発明の真空断熱材は、一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられている。
さらに、前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっている。
さらに、前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げられた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と対向する部分と前記芯材部との間に少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部(もしくは、少なくとも2つの凸部)にかかる接着手段を有するのである。
また、別の本発明の真空断熱材は、一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられている。
さらに、前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被
材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっている。
材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっている。
さらに、前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げられた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と重なっている部分の反芯材部側の面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までの全ての凸部(もしくは、少なくとも2つの凸部)と、前記芯材部における前記ヒレ部が重なっている方の面の前記ヒレ部に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材を有するのである。
上記構成において、まず、外被材の外周部同士が熱溶着された封止部のうち少なくとも外被材の1辺の封止部は、最も近い外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、最も近い前記外被材の周縁から外被材の内周に向かうにしたがって、2つのガスバリア層の間の熱溶着層の厚みが封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、厚肉部と薄肉部に対応して封止部の外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部を設けていることにより、従来の平面形状のヒレ部の接着面積に比べ、凸凹封止部のヒレ部の接着面積は大きくなり、密着性が向上する。
これにより、ヒレ部と真空断熱材の密着において、ハガレが極めて起きにくい真空断熱材を提供することができる。
また、本発明の断熱箱体は、外箱と内箱との間の空間に、上記本発明の真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填したものであり、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制する断熱箱体を提供することができる。
また、本発明の断熱体は、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に、上記本発明の真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填したものであり、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制する断熱体を提供することができる。
本発明によれば、真空断熱材の外周部にあるヒレ状のヒレ部に、厚肉部と薄肉部に対応して封止部の外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部を設けていることにより、従来の平面形状のヒレ部の接着面積に比べ、凸凹封止部のヒレ部の接着面積は大きくなり、密着性が向上する。これにより、ヒレ部と真空断熱材の密着において、ハガレが極めて起きにくい真空断熱材を提供することができる。また、本発明の真空断熱材を用いることにより、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制する断熱箱体や断熱体を提供することができる。
また、熱溶着層の厚みが封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部を設けていることにより、外被材周縁の端面から侵入する気体および水分量が抑制され、長期にわたって優れた真空性能と断熱性能を維持することができ、本発明の真空断熱材を用いた断熱箱体や
断熱体は、長期にわたって優れた断熱性能を維持することができる。
断熱体は、長期にわたって優れた断熱性能を維持することができる。
以上により、ヒレ部と真空断熱材の密着において、密着性が高く、ハガレが極めて起きにくく、断熱箱体や断熱箱に適用した場合にボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制し、長期にわたって優れた真空性能と断熱性能を維持する真空断熱材を提供することができる。また、本発明の真空断熱材を適用した断熱箱体、断熱体は、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制し、長期にわたって優れた断熱性能を維持することができる。
第1の発明は、一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられた真空断熱材である。
さらに、前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっている。
さらに、前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げられた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と対向する部分と前記芯材部との間に少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部にかかる接着手段を有する真空断熱材である。
これにより、平面形状のヒレ部の接着面積に比べて、凸凹封止部のヒレ部の接着面積は
大きくなり、密着性が向上し、ヒレ部と真空断熱材の密着において、ハガレが極めて起きにくくなり、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱箱体や、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱体における発泡断熱材充填空間の一部に本発明の真空断熱材を適用した場合には、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制することができる。
大きくなり、密着性が向上し、ヒレ部と真空断熱材の密着において、ハガレが極めて起きにくくなり、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱箱体や、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱体における発泡断熱材充填空間の一部に本発明の真空断熱材を適用した場合には、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制することができる。
また、外被材の外周部同士を溶着した封止部のうち少なくとも外被材の1辺の封止部は、最も近い外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、熱溶着層の厚みが局所的に薄い薄肉部を設けていることにより、熱溶着層の薄肉部において、外被材周縁の端面から侵入する気体および水分の透過面積が縮小され、気体および水分の透過抵抗が増大し、気体および水分の透過速度が低減されることから、経時的に透過する気体および水分量が抑制され、長期にわたって優れた真空性能を維持する真空断熱材を提供することができる。
以上により、ヒレ部と真空断熱材の密着において、密着性が高く、ハガレが極めて起きにくく、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱箱体や、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱体における発泡断熱材充填空間の一部に本発明の真空断熱材を適用した場合には、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制し、長期にわたって優れた真空性能と断熱性能を維持する真空断熱材を提供することができる。
加えて、外被材のヒレ部を折り曲げる加工において、封止部に設けられた薄肉部により、折り曲げ加工が容易になる。
さらに加えて、外被材端面からヒレ部の熱溶着層を透過するガス侵入量が抑制されることから、薄肉部形成によるヒレ部の透過抵抗増大分と相殺できる程度まで、外被材の外周部に形成するヒレ部の幅を短くしても真空性能が低下しないことから、同一寸法の芯材を有する真空断熱材に使用する外被材の寸法を小さくすることができ、材料費削減の効果がある。
次に袋体の構成材料について説明する。
外被材を構成する熱溶着層としては、特に指定されるものではないが、低密度ポリエチレンフィルム、直鎖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、中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等の熱可塑性樹脂あるいはそれらの混合フィルム等が使用できる。
充填物は、その種類について特に指定するものではないが、気層比率90%前後の多孔体であり、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などの連続気泡体や、グラスウールやロックウール、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維などの繊維体、パーライトや湿式シリカ、乾式シリカなどの粉体など、従来公知の充填物が使用できる。
吸着剤は、その種類について特に指定するものではないが、充填物や外被材の残留ガス成分や、袋体内へ侵入する水分や気体を吸着するもので、酸化カルシウム、ゼオライト、シリカゲルなどのガス吸着剤や水分吸着剤等のゲッター物質で、袋体の真空度を下げる作用や維持する作用があるものであれば使用できる。
外被材に使用するラミネート接着剤については、特に指定するものではないが、2液硬化型ウレタン接着剤等の従来公知のラミネート用接着剤もしくはエポキシ系樹脂接着剤が使用できる。
なお、凹部とは、封止部のうち少なくとも外被材の1辺の封止部は、最も近い外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、溶着した封止部の外被材のいずれか一方の熱溶着層が少なくとも二つの凹んでいる部分を指し、熱溶着層と熱溶着層の外側に隣接する他の層との境界線(境界面)が熱溶着層側へ少なくとも二つの凸となる部分を指す。
第2の発明は、一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられた真空断熱材である。
さらに、前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっている。
さらに、前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げられた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と対向する部分と前記芯材部との間に少なくとも前記凸凹封止部の表面の少なくとも2つの凸部にかかるよう接着する接着手段を有する真空断熱材である。
これにより、第1の発明の真空断熱材の効果に加え、接着手段の量を少なくでき、低コストで真空断熱材を提供することができる。
第3の発明は、一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられた真空断熱材である。
さらに、前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっている。
さらに、前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げ
られた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と重なっている部分の反芯材部側の面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までの全ての凸部と、前記芯材部における前記ヒレ部が重なっている方の面の前記ヒレ部に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材を有する真空断熱材である。
られた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と重なっている部分の反芯材部側の面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までの全ての凸部と、前記芯材部における前記ヒレ部が重なっている方の面の前記ヒレ部に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材を有する真空断熱材である。
これにより、第1の発明の真空断熱材の効果に加え、容易にヒレ折修正ができる。すなわち、シート状接着部材の接着時における位置ズレ等の接着不良が発生した場合、容易に剥がして、容易に接着し直すことができる。
第4の発明は、一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられた真空断熱材である。
さらに、前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっている。
さらに、前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げられた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と重なっている部分の反芯材部側の面の少なくとも2つの凸部と、前記芯材部における前記ヒレ部が重なっている方の面の前記ヒレ部に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材を有する真空断熱材である。
これにより、第3の発明の真空断熱材の効果に加え、シート状接着部材の量を少なくでき、低コストで真空断熱材を提供することができる。
第5の発明は、特に、第1から第4の発明において、前記凸凹封止部の前記外被材の表面の凸部と凹部の高低差は、一方の前記外被材の面と他方の前記外被材の面とで異なっており、前記外被材の表面の凸部と凹部の高低差が大きい方の面に、前記接着手段または前記シート状接着部材が接着する真空断熱材である。
これにより、外被材の表面の凸部と凹部の高低差が大きい方の面に、前記接着手段または前記シート状接着部材が接着するため、凸凹封止部のヒレ部の接着面積はより大きくなり、密着性がより向上し、ヒレ部と真空断熱材の密着において、よりハガレが極めて起きにくくなり、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生をより抑制する真空断熱材を提供することができる。
第6の発明は、特に、第1から第4の発明において、前記真空断熱材は、前記凸凹封止部を設けた前記ヒレ部が2枚の前記外被材のうちの一方の外被材側に反り返っており、前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、反り返った側の前記芯材部と
重なるように折り曲げられる真空断熱材である。
重なるように折り曲げられる真空断熱材である。
これにより、折り曲げに対する反発力を低減できるため、ヒレ部に大きな負担をかけずに折り曲げができる。凸凹封止部のヒレ部の接着力はより大きくなり、密着性がより向上し、ヒレ部と真空断熱材の密着において、よりハガレが極めて起きにくくなり、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生をより抑制する真空断熱材を提供することができる。
第7の発明は、特に、第6の発明において、2枚の前記外被材のうちの前記凸凹封止部の前記外被材の表面の凸部と凹部の高低差が大きい方の外被材側に反り返っている真空断熱材である。
これにより、第6の発明の真空断熱材の効果に加え、凸凹封止部のヒレ部の接着力はさらに大きくなり、密着性がさらに向上し、ヒレ部と真空断熱材の密着において、さらにハガレが極めて起きにくくなり、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生をさらに抑制する真空断熱材を提供することができる。
第8の発明は、特に、第7の発明において、一方の前記外被材の面と他方の前記外被材の面とで加熱加圧条件を変えて前記凸凹封止部を設けた真空断熱材である。
これにより、一方の前記外被材の面と他方の前記外被材の面で、形状の異なる凸凹封止部を作成することができる。また、ヒレ部が反り返った真空断熱材を提供することができる。さらに、各外被材の面に異なる最適な加熱加圧条件で実施できるため、外被材におけるクラック発生や封止部破断が、起きにくくなる。
第9の発明は、外箱と内箱との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が第1の発明の真空断熱材である断熱箱体である。
これにより、平面形状のヒレ部の接着面積に比べて、凸凹封止部のヒレ部の接着面積は大きくなり、密着性が向上し、ヒレ部と真空断熱材の密着において、ハガレが極めて起きにくい真空断熱材によって、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制する断熱箱体を提供することができる。
また、真空断熱材の外被材の外周部同士を溶着した封止部のうち少なくとも外被材の1辺の封止部は、最も近い外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、熱溶着層の厚みが局所的に薄い薄肉部を設けていることにより、熱溶着層の薄肉部において、外被材周縁の端面から侵入する気体および水分の透過面積が縮小され、気体および水分の透過抵抗が増大し、気体および水分の透過速度が低減されることから、経時的に透過する気体および水分量が抑制され、長期にわたって優れた真空性能と断熱性能を維持する真空断熱材となるため、長期にわたって優れた断熱性能を維持する断熱箱体を提供することができる。
以上により、ヒレ部と真空断熱材の密着において、密着性が高く、ハガレが極めて起きにくい真空断熱材によって、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制し、長期にわたって優れた断熱性能を維持する断熱箱体を提供することができる。
加えて、真空断熱材の外被材のヒレ部を折り曲げる加工において、封止部に設けられた薄肉部により、折り曲げ加工が容易になる。
第10の発明は、外箱と内箱との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空
断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が第2の発明の真空断熱材である断熱箱体である。
断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が第2の発明の真空断熱材である断熱箱体である。
これにより、第9の発明の断熱箱体の効果に加え、真空断熱材のヒレ部の接着手段の量を少なくでき、低コストで断熱箱体を提供することができる。
第11の発明は、外箱と内箱との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が第3の発明の真空断熱材である断熱箱体である。
これにより、第9の発明の断熱箱体の効果に加え、真空断熱材のヒレ部を、容易にヒレ折修正ができる。すなわち、シート状接着部材の接着時における位置ズレ等の接着不良が発生した場合、容易に剥がして、容易に接着し直すことができる。
第12の発明は、外箱と内箱との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が第4の発明の真空断熱材である断熱箱体である。
これにより、第11の発明の断熱箱体の効果に加え、真空断熱材のヒレ部のシート状接着部材の量を少なくでき、低コストで断熱箱体を提供することができる。
第13の発明は、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が第1から第4のいずれかの発明の真空断熱材である断熱体である。
これにより、第1から第4のいずれかの発明の真空断熱材の効果に加え、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制する断熱体を提供することができる。
以下、本発明の真空断熱材と、それを用いた断熱箱体および断熱体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、先に説明した実施の形態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ものとする。また、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におけるシート状接着部材を有する真空断熱材の断面図であり、図2は、同実施の形態1におけるヒレ折前の真空断熱材の平面図であり、図3は、同実施の形態1におけるヒレ部の薄肉部を含む封止部と加熱圧縮治具を示す断面図であり、図4は、同実施の形態1における図1のA部の拡大断面図であり、図5は、同実施の形態1の変形例における図1のA部の拡大断面図であり、図6は、同実施の形態1の別の変形例における図1のA部の拡大断面図である。
図1は、本発明の実施の形態1におけるシート状接着部材を有する真空断熱材の断面図であり、図2は、同実施の形態1におけるヒレ折前の真空断熱材の平面図であり、図3は、同実施の形態1におけるヒレ部の薄肉部を含む封止部と加熱圧縮治具を示す断面図であり、図4は、同実施の形態1における図1のA部の拡大断面図であり、図5は、同実施の形態1の変形例における図1のA部の拡大断面図であり、図6は、同実施の形態1の別の変形例における図1のA部の拡大断面図である。
図1において、本実施の形態の真空断熱材1は、芯材2と芯材2内に配置された吸着剤3と、2枚の外被材4からなり、2枚の外被材4の間に芯材2と吸着剤3が減圧密封され、芯材2を覆う2枚の外被材4の周縁近傍の外周部同士が熱溶着されている。
ヒレ部11ともう一方のヒレ部11Aは、真空断熱材1の同一面上に密着するように折り曲げられており、シート状接着部材40で固着している。
この時、図4において、シート状接着部材40はヒレ部11の凸凹封止部33の全ての凸部35を覆うように固着し、かつ、真空断熱材1の同一面上に固着している。また、図
1において、シート状接着部材40はもう一方のヒレ部11Aを覆うように固着し、かつ、真空断熱材1の同一面上に固着している。
1において、シート状接着部材40はもう一方のヒレ部11Aを覆うように固着し、かつ、真空断熱材1の同一面上に固着している。
なお、固着方法は、接着体を付与したシート状接着部材の他に、セロハンテープ等でも可能で、特に限定はしない。
図3において、2枚の外被材4は、外層側から、表面保護層5と、ガスバリア層6と、熱溶着層7とが積層されてなる。また、図2において、外被材4の周縁近傍の外周部同士が熱溶着された封止部8の4辺のうち、3辺は薄肉部9と厚肉部32からなる凸凹封止部33を有し、挿入用の開口となる辺34は凹凸封止部33を有していない。
ここで、薄肉部9と厚肉部32からなる凸凹封止部33の形状について説明する。
図3に示すように、凸凹封止部33は、封止部8にあり、薄肉部9と厚肉部32からなる。薄肉部9は凹部36の最深部に位置し、薄肉部9の熱溶着層7は封止部8の凸凹封止部33以外の範囲で熱溶着された熱溶着層7の厚さよりも(相対的に)薄くなっている。また、厚肉部32は薄肉部9の両端に位置し、厚肉部32の熱溶着層7は封止部8の凸凹封止部33以外の範囲で熱溶着された熱溶着層7の厚さよりも(相対的に)厚くなっている。
また、封止部8の幅は20mmとし、薄肉部9の厚みは10μmである。また、凸凹封止部33の凸部35は7個有している。ここで、隣り合う凹部36の最深部同士の間隔は1.5mmである。
また、充填物の芯材2は、ガラス繊維からなっている。
外被材4は、熱溶着層7として厚み50μmの直鎖低密度ポリエチレンフィルムを、ガスバリア層6として厚み6μmのアルミニウム箔を、また表面保護層5として、厚み15μmと25μmのナイロンフィルム2層を積層してなる。吸着剤3は酸化カルシウムからなる。ガスバリア層は、アルミ蒸着フィルムを適用しても良く、また、アルミ蒸着フィルムとアルミニウム箔を組み合わせて適用しても良い。
次に、以上のように構成された本実施の形態の真空断熱材1の製造方法の一例を、図1から図3に基づき説明する。
まず、片面に熱溶着層7を有する2枚の長方形の同じ寸法の外被材4を熱溶着層7同士が対向するように重ねて配置し、外被材4の周囲辺の3辺を熱溶着して袋状とする。
この熱溶着時に、R形状の凸部10を有する金属製の上側加熱圧縮冶具22とシリコンゴム21と下側加熱圧縮冶具23で2枚の外被材4を挟むように加熱圧縮し、図3に示す形状の薄肉部9と厚肉部32からなる凸凹封止部33を含めた封止部8を形成する。
この際、上側加熱圧縮冶具22の温度T1、下側加熱圧縮冶具23の温度T2、熱溶着時間S、熱溶着圧力Pのそれぞれの好ましい条件(値)は、上側加熱圧縮冶具22の温度T1が200〜260℃、下側加熱圧縮冶具23の温度T2が70〜110℃、熱溶着時間Sが1.5〜4.5秒、熱溶着圧力Pが0.2〜0.6MPaである。ただし、外被材4の材質により変化し、好ましい値を選べばよく、特に限定はしない。
ここで、封止部8の熱溶着層7は、ヒレ部11の端部まで熱溶着してもよい。
ここで、シール幅(外被材4同士を熱溶着する幅)は20mmである。ただし、シール幅(外被材4同士を熱溶着する幅)は、密閉性により変化し、好ましい値を選べばよく、特に限定はしない。
また、シール幅(外被材4同士を熱溶着する幅)は20mmとし、薄肉部9の厚みは10μmである。また、凸凹封止部33の凸部35は7個有している。ここで、隣り合う凹部36の最深部同士の間隔は1.5mmである。
ここで、シール幅(外被材4同士を熱溶着する幅)、薄肉部9の厚み、隣り合う凹部36の最深部同士の間隔は、ガス侵入量や設備や品質により変化し好ましい値を選べばよく、特に限定はしない。ただし、凹部36は少なくとも2個以上とする。
ここで、上側加熱圧縮冶具22にはR形状の凸部10が存在するが、シリコンゴム21と下側加熱圧縮冶具23には凸部は存在せず、平面又はほぼ平面である。しかし、封止部8の凸凹封止部33を形成後は、薄肉部9が形成されたために、シリコンゴム21に近い方の外被材4は、緩やかに波うちを有した形状になる。
この後、外被材4の袋の挿入用の開口となる辺34から、袋内にガラス繊維からなり予め内部に吸着剤3を入れた芯材2を挿入し、袋内部を約200Pa以下に減圧しながら、外被材4の袋の挿入用の開口となる辺34を熱溶着させて密封することによりヒレ折前の真空断熱材1Aを得る。
この挿入用の開口となる辺34の熱溶着時は、一定の面積を一定の圧力で加圧し一定の温度で熱溶着している。
この際、図示しないが、上側加熱圧縮冶具の温度T1、熱溶着時間S、熱溶着圧力Pのそれぞれの好ましい値(条件)は、上側加熱圧縮冶具の温度T1が120〜200℃、熱溶着時間Sが1.5〜3秒、熱溶着圧力Pが0.2〜0.6MPaである。ただし、外被材4の材質により変化し、好ましい値を選べばよく、特に限定はしない。
ここで、挿入用の開口となる辺34の熱溶着時は、封止部8の熱溶着層7は、ヒレ部11Aの端部まで熱溶着してもよい。
次に、ヒレ折方法についての一例を、図1、図3、図4、図5に基づき説明する。
図4において、ヒレ部11を、真空断熱材1の同一面上に密着するように折り曲げ、シート状接着部材40で固着して、真空断熱材1を作成する。
この時、シート状接着部材40はヒレ部11の凸部35と凹部36の高低差が大きい方の面71の凸凹封止部33の全ての凸部35を覆うように固着し、かつ、真空断熱材1の同一面上に固着している。
また、シート状接着部材40はもう一方のヒレ部11Aを覆うように固着し、かつ、真空断熱材1の同一面上に固着している。
固着方法は、接着体を付与したシート状接着部材の他に、セロハンテープ等でも可能で、特に限定はしない。
なお、図5のように、シート状接着部材40Aはヒレ部11の凸部35と凹部36の高低差が大きい方の面71の凸凹封止部33の少なくとも2つの凸部35を覆うように固着
し、かつ、真空断熱材30の同一面上に固着しているように作成してもかまわない。
し、かつ、真空断熱材30の同一面上に固着しているように作成してもかまわない。
すなわち、図4に示す真空断熱材1と図5に示す真空断熱材30の相違点は、シート状接着部材に固着している凸部35の数が違うだけである。
なお、図6のように、シート状接着部材40Bはヒレ部11の凸部と凹部の高低差が小さい方の面72の凸凹封止部33の少なくとも2つの凸部35Aを覆うように固着し、かつ、真空断熱材70の同一面上に固着しているように作成してもかまわない。
すなわち、図4に示す真空断熱材1と図6に示す真空断熱材70の相違点は、シート状接着部材に固着している凸部の数の違いと、シート状接着部材に固着しているヒレ部11の面の違いだけである。
なお、挿入用の開口となる辺34の熱溶着を、一定の面積を一定の圧力で加圧し一定の温度で熱溶着した理由は、真空包装機内で袋内部を約200Pa以下に減圧しながら実施するため、凸凹封止部33を作成するには大きな設備変更が必要となり、コストが大きくなるからである。従って、全ての辺に対し、凸凹封止部33を作成してもかまわない。
また、挿入用の開口となる辺34のヒレ部11Aの長さは、他のヒレ部11の長さよりも長くしている。これは、芯材2を挿入した際に、芯材2の厚みの分だけ外被材4がふくれ、熱溶着しにくくなるためである。
以上のように、本実施の形態の真空断熱材1は、一方の面に表面保護層5、他方の面に熱溶着層7、表面保護層5と熱溶着層7との間にガスバリア層6をそれぞれ有し熱溶着層7同士が対向するように配置された2枚の外被材4の間に芯材2を減圧密封してなり、2枚の外被材4の間に芯材2がある芯材部2Aの外周側に2枚の外被材4のみからなるヒレ状のヒレ部11を有し、ヒレ部11に芯材2を密封するために2枚の外被材4の外周部同士を溶着した封止部8が設けられている。
さらに、封止部8のうち少なくとも外被材4の1辺の封止部8は、最も近い外被材4の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、最も近い外被材4の周縁から外被材4の内周に向かうにしたがって、2つのガスバリア層6の間の熱溶着層7の厚みが封止部8以外の部分より厚くなっている厚肉部32と封止部8以外の部分より薄くなっている薄肉部9とを交互に複数回繰り返し、厚肉部32と薄肉部9に対応して封止部8の外被材4の表面に凸部35と凹部36とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部33となっている。
さらに、凸凹封止部33が設けられた少なくとも1辺のヒレ部11は、少なくとも凸凹封止部33の表面の最も外周側の凸部35から最も内周側の凸部35までが芯材部2Aと重なるように折り曲げられ、凸凹封止部33が設けられ折り曲げられたヒレ部11が折り曲げられた状態を維持するように、凸凹封止部33が設けられ折り曲げられたヒレ部11における芯材部2Aと重なっている部分の反芯材部側の面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までの全ての凸部と、芯材部2Aにおけるヒレ部11が重なっている方の面のヒレ部11に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材40を有している。
これにより、平面形状のヒレ部の接着面積に比べ、凸凹封止部33のヒレ部11の接着面積は大きくなり、密着性が向上し、ヒレ部11と真空断熱材1の密着において、ハガレが極めて起きにくくなり、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱箱体や、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱体における発泡断
熱材充填空間の一部に本実施の形態の真空断熱材1を適用した場合には、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制することができる。
熱材充填空間の一部に本実施の形態の真空断熱材1を適用した場合には、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制することができる。
また、外被材4の外周部同士を溶着した封止部8のうち少なくとも外被材4の1辺の封止部8は、最も近い外被材4の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、熱溶着層7の厚みが局所的に薄い薄肉部9を設けていることにより、熱溶着層7の薄肉部9において、外被材周縁の端面から侵入する気体および水分の透過面積が縮小され、気体および水分の透過抵抗が増大し、気体および水分の透過速度が低減されることから、経時的に透過する気体および水分量が抑制され、長期にわたって優れた真空性能を維持する真空断熱材1を提供することができる。
以上により、ヒレ部11と真空断熱材1の密着において、密着性が高く、ハガレが極めて起きにくく、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱箱体や、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱体における発泡断熱材充填空間の一部に本実施の形態の真空断熱材1を適用した場合には、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制し、長期にわたって優れた真空性能と断熱性能を維持する真空断熱材1を提供することができる。
また、外被材4のヒレ部11を折り曲げる加工において、封止部8に設けられた薄肉部9により、折り曲げ加工が容易になる。
また、外被材端面からヒレ部11の熱溶着層7を透過するガス侵入量が抑制されることから、薄肉部形成によるヒレ部11の透過抵抗増大分と相殺できる程度まで、外被材4の外周部に形成するヒレ部11の幅を短くしても真空性能が低下しないことから、同一寸法の芯材を有する真空断熱材に使用する外被材4の寸法を小さくすることができ、材料費削減の効果がある。
また、容易にヒレ折修正ができる。すなわち、シート状接着部材40の接着時における位置ズレ等の接着不良が発生した場合、容易に剥がして、容易に接着し直すことができる。
また、外被材の表面の凸部35と凹部36の高低差が大きい方の面71に、シート状接着部材40が接着するため、凸凹封止部33のヒレ部11の接着面積はより大きくなり、密着性がより向上し、ヒレ部11と真空断熱材1の密着において、よりハガレが極めて起きにくくなり、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱箱体や、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱体における発泡断熱材充填空間の一部に本実施の形態の真空断熱材1を適用した場合には、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生をより抑制する真空断熱材1を提供することができる。
また、本実施の形態の真空断熱材30は、少なくとも2つの凸部35と、芯材部2Aにおけるヒレ部11が重なっている方の面のヒレ部11に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材40Aを有している。
これにより、第1の発明の真空断熱材の効果に加え、シート状接着部材40Aの量を少なくでき、低コストで真空断熱材30を提供することができる。
また、本実施の形態の真空断熱材70は、外被材の表面の凸部35と凹部36の高低差が小さい方の面72に、シート状接着部材40Bが接着するため、外被材の表面の凸部35と凹部36の高低差が大きい方の面71に、シート状接着部材40が接着する場合に比べて、作業性が容易である。
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2における接着手段を有する真空断熱材の断面図であり、図8は、同実施の形態2におけるヒレ折前の真空断熱材の断面図であり、図9は、同実施の形態2における図7のB部の拡大断面図で、図10は、同実施の形態2の変形例における図7のB部の拡大断面図である。
図7は、本発明の実施の形態2における接着手段を有する真空断熱材の断面図であり、図8は、同実施の形態2におけるヒレ折前の真空断熱材の断面図であり、図9は、同実施の形態2における図7のB部の拡大断面図で、図10は、同実施の形態2の変形例における図7のB部の拡大断面図である。
図7に示した実施の形態2の真空断熱材50のB部と、図1に示した実施の形態1の真空断熱材1のA部の相違点は、実施の形態1の真空断熱材1のA部はヒレ部11の凸凹封止部33を外側から覆うようにしてシート状接着部材40で真空断熱材1に固着していたが、実施の形態2のB部はヒレ部51の凸凹封止部33と真空断熱材50の間に接着手段52を設けてヒレ部51と真空断熱材50を固着している。
ここで、薄肉部9と厚肉部32からなる凸凹封止部33の形状は、実施の形態1と同様である。
また、もう一方のヒレ部51Aと真空断熱材50との固着方法についても、同様に、もう一方のヒレ部51Aと真空断熱材50の間に接着手段52を設けてヒレ部51Aと真空断熱材50を固着している
その他において、実施の形態1の真空断熱材1と実施の形態2の真空断熱材50で、差はない。
その他において、実施の形態1の真空断熱材1と実施の形態2の真空断熱材50で、差はない。
次に、以上のように構成された本実施の形態の真空断熱材50の製造方法を、図7から図10に基づき、実施の形態1の真空断熱材1の製造方法と異なる点を中心に説明する。
まず、片面に熱溶着層7を有する2枚の長方形の同じ寸法の外被材4を熱溶着層7同士が対向するように重ねて配置し、外被材4の周囲辺の3辺を熱溶着して袋状とする。
この熱溶着時に、R形状の凸部10を有する金属製の上側加熱圧縮冶具22とシリコンゴム21と下側加熱圧縮冶具23で2枚の外被材4を挟むように加熱圧縮し、図3に示す形状の薄肉部9と厚肉部32からなる凸凹封止部33を含めた封止部8を形成する。
ここで、薄肉部9と厚肉部32からなる凸凹封止部33の形状は、実施の形態1と同様である。
ここで、この熱溶着方法は、実施の形態1と同様な方法で実施する。
ここで、シール幅(外被材4同士を熱溶着する幅)、薄肉部9の厚み、隣り合う凹部36の最深部同士の間隔は、ガス侵入量や設備や品質により変化し好ましい値を選べばよく、特に限定はしない。ただし、凸部36は少なくとも2個以上とする。
ここで、上側加熱圧縮冶具22にはR形状の凸部10が存在するが、シリコンゴム21と下側加熱圧縮冶具23には凸部は存在せず、平面又はほぼ平面である。しかし、封止部8の凸凹封止部33を形成後は、薄肉部9が形成されたために、シリコンゴム21に近い方の外被材4は、緩やかに波うちを有した形状になる。
この後、実施の形態1と同様な方法で、外被材4の袋の挿入用の開口となる辺34から、袋内にガラス繊維からなり予め内部に吸着剤3を入れた芯材2を挿入し、袋内部を約200Pa以下に減圧しながら、外被材4の袋の挿入用の開口となる辺34を熱溶着させて密封することにより、図8に示すヒレ折前の真空断熱材50Aを得る。
この挿入用の開口となる辺34の熱溶着時は、一定の面積を一定の圧力で加圧し一定の温度で熱溶着している。
ここで、この熱溶着方法は、実施の形態1と同様な方法で実施する。
ここで、図8に示すヒレ折前の真空断熱材50Aは、一方の外被材4の面と他方の外被材4の面とで加熱加圧条件を変えて凸凹封止部33を設けたために、ヒレ部51が反り返った形状である。
次に、ヒレ折方法についての一例を、図7から図10に基づき説明する。
図9において、実施の形態2のB部はヒレ部51を、真空断熱材50の同一面上に密着するように折り曲げ、接着手段52で固着して、真空断熱材50を作成する。
この時、接着手段52はヒレ部51の凸部35と凹部36の高低差が大きい方の面71の凸凹封止部33の全ての凸部35を覆うように固着し、かつ、真空断熱材50の同一面上に固着している。
また、もう一方のヒレ部51Aと真空断熱材50との固着方法についても、同様に、もう一方のヒレ部51Aと真空断熱材50の間に接着手段52を設けてもう一方のヒレ部51Aと真空断熱材50を固着している。
ここで、ヒレ折の方向はヒレの反り返った側に実施する。又、もう一方のヒレ部51Aは凸凹封止部33が存在しないため反り返らない。そこで、ヒレ折の方向は、もう一方のヒレ部51Aの反対側の対向する辺の反り返る方向と同じ方向に折り返すこととする。
その他において、実施の形態1の真空断熱材1と実施の形態2の真空断熱材50で、差はない。
なお、接着手段52は、ホットメルト、両面テ−プ等で、特に限定はしない。
なお、図10のように、接着手段52はヒレ部51の凸凹封止部33の少なくとも2つの凸部35にかかるように固着し、かつ、真空断熱材50の同一面上に固着して作成してもかまわない。すなわち、図9に示す真空断熱材50と図10に示す真空断熱材60の相違点は、接着手段52に固着している凸部35の数が違うだけである。
また、実施の形態1と同様に、挿入用の開口となる辺34のヒレ部51Aの長さは、他のヒレ部51の長さよりも長くしている。これは、芯材2を挿入した際に、芯材2の厚みの分だけ外被材4がふくれ、熱溶着しにくくなるためである。
以上のように、本実施の形態の真空断熱材50は、一方の面に表面保護層5、他方の面に熱溶着層7、表面保護層5と熱溶着層7との間にガスバリア層6をそれぞれ有し熱溶着層7同士が対向するように配置された2枚の外被材4の間に芯材2を減圧密封してなり、2枚の外被材4の間に芯材2がある芯材部2Aの外周側に2枚の外被材4のみからなるヒレ状のヒレ部11を有し、ヒレ部11に芯材2を密封するために2枚の外被材4の外周部同士を溶着した封止部8が設けられている。
さらに、封止部8のうち少なくとも外被材4の1辺の封止部8は、最も近い外被材4の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、最も近い外被材4の周縁から外被材
4の内周に向かうにしたがって、2つのガスバリア層6の間の熱溶着層7の厚みが封止部8以外の部分より厚くなっている厚肉部32と封止部8以外の部分より薄くなっている薄肉部9とを交互に複数回繰り返し、厚肉部32と薄肉部9に対応して封止部8の外被材4の表面に凸部35と凹部36とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部33となっている。
4の内周に向かうにしたがって、2つのガスバリア層6の間の熱溶着層7の厚みが封止部8以外の部分より厚くなっている厚肉部32と封止部8以外の部分より薄くなっている薄肉部9とを交互に複数回繰り返し、厚肉部32と薄肉部9に対応して封止部8の外被材4の表面に凸部35と凹部36とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部33となっている。
さらに、凸凹封止部33が設けられた少なくとも1辺のヒレ部11は、少なくとも凸凹封止部33の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部35までが芯材部2Aと重なるように折り曲げられ、凸凹封止部33が設けられ折り曲げられたヒレ部11が折り曲げられた状態を維持するように、凸凹封止部33が設けられ折り曲げられたヒレ部11における芯材部2Aと対向する部分と芯材部2Aとの間に少なくとも凸凹封止部33の表面の最も外周側の凸部35から最も内周側の凸部35にかかる接着手段を有している。
これにより、実施の形態1と同様の効果が得られる。
さらに、実施の形態1に比較し、ヒレ折時の作業性が向上する。すなわち、ヒレ部51にあらかじめ両面テ−プを貼っておけば、ヒレ部51を真空断熱材50の外被材4に一定の圧力で押さえるだけで固着することができる。実施の形態1におけるヒレ折は、ヒレ部を真空断熱材の外被材4に動かないように押さえながら、かつ、セロハンテ−プで固着する必要があり、ヒレ折時の作業性が悪く、工数もかかっていた。
以上により、ヒレ部と真空断熱材の密着において、密着性が高く、ハガレが極めて起きにくく、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱箱体や、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱体における発泡断熱材充填空間の一部に本実施の形態の真空断熱材1を適用した場合には、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生を抑制し、長期にわたって優れた真空性能と断熱性能を維持する真空断熱材1を提供することができる。加えて、ヒレ折時の作業性が向上した高品位な真空断熱材50を提供することができる。
また、ヒレ部51が2枚の外被材4のうちの一方の外被材側に反り返っている。言い換えると、ヒレ部51が2枚の外被材4の表面の凸部35と凹部36の高低差が大きい方の面71に、反り返っている。
このため、凸凹封止部33が設けられた少なくとも1辺のヒレ部51は、反り返った側の芯材部2Aと重なるように折り曲げられているために、折り曲げに対する反発力を低減できるため、ヒレ部51に大きな負担をかけずに折り曲げができる。
さらに、凸凹封止部33のヒレ部51の接着力はより大きくなり、密着性がより向上し、ヒレ部51と真空断熱材50の密着において、よりハガレが極めて起きにくくなり、ボイドや発泡断熱材未充填部の発生をより抑制できる真空断熱材50を提供することができる。
また、一方の外被材4の面と他方の外被材4の面とで加熱加圧条件を変えて凸凹封止部33を設けたことにより、一方の外被材4の面と他方の外被材4の面で、形状の異なる凸凹封止部33を作成することができる。また、ヒレ部51が反り返った真空断熱材50を提供することができる。さらに、各外被材の面に異なる最適な加熱加圧条件で実施できるため、外被材4におけるクラック発生や封止部破断が、起きにくくなる。
また、本実施の形態の真空断熱材60は、ヒレ部51における芯材部2Aと対向する部分と芯材部2Aとの間に少なくとも凸凹封止部33の表面の少なくとも2つの凸部35に
かかるよう接着する接着手段52を有している。
かかるよう接着する接着手段52を有している。
これにより、実施の形態2の真空断熱材50の効果に加え、接着手段の量を少なくでき、低コストで真空断熱材を提供することができる。
(実施の形態3)
図11は、本発明の実施の形態3における断熱箱体の断面図である。
図11は、本発明の実施の形態3における断熱箱体の断面図である。
図11に示すように、本実施の形態の断熱箱体81は、外箱82と内箱83との間の空間の外箱82の内面に、実施の形態1と同様の構成の真空断熱材80を、ヒレ折りしたヒレ部11が反外箱側(内箱側)になるように配置すると共に、真空断熱材80部分を除いた残りの空間に発泡断熱材84を充填したものである。
真空断熱材80は、ヒレ部11を真空断熱材80の貼り付ける面(外箱82の内面)と反対側に向けて、他方の面に貼り付けて配設してある。図11では、ヒレ部11を内箱83側に向けて、外箱82に配設してある。
発泡断熱材84は、外箱82と内箱83との間の空間の真空断熱材80部分を除いた空間部分に充填されている。
また、断熱箱体81で形成された収納部の開口部を開閉可能に断熱扉85が配設されてある。
外箱82には、鉄鋼板、ステンレス鋼板といった金属鋼板が望ましく、内箱83にはABS、PP、PETといった樹脂が望ましい。
ここで、真空断熱材80については、実施の形態1と同様の構成であり、説明を省略する。
発泡断熱材84は、発泡ポリウレタンが望ましく、その製造方法について説明する。
発泡ポリウレタンを構成する原料は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分である。ポリオール成分には、予めシクロペンタン、シリコン系整泡剤、アミン触媒および水が含まれている。そして、ポリオール成分には、スタティックミキサーによって二酸化炭素が混合される。
なお、ここでは、二酸化炭素は、ポリオール成分に混合しているが、二酸化炭素を溶質として、ポリオール成分とポリイソシアネート成分との溶解性の高い側に混合することが好ましい。
通常、ポリオール成分とポリイソシアネート成分は、ミキシングヘッドを経由して、高圧循環回路を形成している。高圧循環回路内で、ポリオール成分およびポリイソシアネート成分は、高圧状態で流動し、注入時にはミキシングヘッドで互いに混合され、略大気圧雰囲気へ吐出される。
吐出された発泡断熱材84は、外箱82と内箱83との間の空間の真空断熱材80部分を除く空間部分に充填される。
本実施の形態では、真空断熱材80のヒレ部11と、真空断熱材80における外被材4の間に芯材2がある芯材部との密着性が向上し、ヒレ部11の芯材部からのハガレが極め
て起きにくくなっているため、充填された発泡断熱材84は、発泡充填により流れ込む障害がなく、ボイドや断熱材未充填部の発生が抑制される。
て起きにくくなっているため、充填された発泡断熱材84は、発泡充填により流れ込む障害がなく、ボイドや断熱材未充填部の発生が抑制される。
以上により、平面形状のヒレ部の接着面積に比べて、凸凹封止部33のヒレ部11の接着面積は大きくなり、真空断熱材80のヒレ部11と、真空断熱材80における外被材4の間に芯材2がある芯材部との密着性が向上し、ヒレ部11と、真空断熱材80の芯材部との密着において、ヒレ部11の真空断熱材80の芯材部からのハガレが極めて起きにくい真空断熱材80によって、ボイドや断熱材未充填部の発生を抑制する断熱箱体81を提供することができる。
(実施の形態4)
図12は、本発明の実施の形態4における断熱体の断面図である。
図12は、本発明の実施の形態4における断熱体の断面図である。
図12において、本実施の形態の断熱箱体91は、第1の表面材92と第2の表面材93との間の空間の第2の表面材93の内面に、実施の形態1と同様の構成の真空断熱材90を、ヒレ折りしたヒレ部11が反第2の表面材93側(第1の表面材92側)になるように配置すると共に、真空断熱材90部分を除いた残りの空間に発泡断熱材94を充填したものである。
真空断熱材90は、ヒレ部11を真空断熱材90の貼り付ける面(第2の表面材93の内面)と反対側(第1の表面材92側)に向けて、他方の面に貼り付けて配設してある。図12では、ヒレ部11を第1の表面材92側に向けて、第2の表面材93に配設してある。発泡断熱材94は、第1の表面材92と2の表面材93との間の空間の真空断熱材90部分を除いた空間部分に充填されている。
第1の表面材92、第2の表面材93には、鉄鋼板、ステンレス鋼板といった金属鋼板、またはABS、PP、PETといった樹脂が望ましい。
ここで、真空断熱材90については、実施の形態1と同様の構成であり、発泡断熱材94は、実施の形態3と同様の構成であるため、説明を省略する。
以上により、平面形状のヒレ部の接着面積に比べて、凸凹封止部33のヒレ部11の接着面積は大きくなり、真空断熱材90のヒレ部11と、真空断熱材90における外被材4の間に芯材2がある芯材部との密着性が向上し、ヒレ部11と、真空断熱材90の芯材部との密着において、ヒレ部11の真空断熱材90の芯材部からのハガレが極めて起きにくい真空断熱材90によって、ボイドや断熱材未充填部の発生を抑制する断熱体91を提供することができる。
本発明にかかる真空断熱材は、外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部を設けていることにより、凸凹封止部の接着面積は大きくなり、ヒレ部と真空断熱材の芯材部との密着性が向上するため、外箱と内箱との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱箱体や、第1の表面材と第2の表面材との間の空間に発泡断熱材を充填する断熱体に適しており、その断熱箱体や断熱材を用いた冷蔵庫や自動販売機、給湯容器、建造物用断熱材、自動車用断熱材、保冷・保温ボックス等のような用途にも適用できる。
1,30,50,60,70,80,90 真空断熱材
1A,50A ヒレ折前の真空断熱材
2 芯材
2A 芯材部
4 外被材
5 表面保護層
6 ガスバリア層
7 熱溶着層
8 封止部
9 薄肉部
11,51 ヒレ部
32 厚肉部
33 凸凹封止部
35 凸部
36 凹部
40 シ−ト状接着部材
52 接着手段
71 凸部と凹部の高低差が大きい方の面
72 凸部と凹部の高低差が小さい方の面
81 断熱箱体
82 外箱
83 内箱
84,94 発泡断熱材
91 断熱体
92 第1の表面材
93 第2の表面材
1A,50A ヒレ折前の真空断熱材
2 芯材
2A 芯材部
4 外被材
5 表面保護層
6 ガスバリア層
7 熱溶着層
8 封止部
9 薄肉部
11,51 ヒレ部
32 厚肉部
33 凸凹封止部
35 凸部
36 凹部
40 シ−ト状接着部材
52 接着手段
71 凸部と凹部の高低差が大きい方の面
72 凸部と凹部の高低差が小さい方の面
81 断熱箱体
82 外箱
83 内箱
84,94 発泡断熱材
91 断熱体
92 第1の表面材
93 第2の表面材
Claims (13)
- 一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられた真空断熱材であって、
前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっており、
前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、
前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げられた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と対向する部分と前記芯材部との間に少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部にかかる接着手段を有する真空断熱材。 - 一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられた真空断熱材であって、
前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっており、
前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、
前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げられた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と対向する部分と前記芯材部との間に少なくとも前記凸凹封止部の表面の少なくとも2つの凸部にかかるよう接着する接着手段を有する真空断熱材。 - 一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられた真空断熱材であって、
前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっており、
前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、
前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げられた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と重なっている部分の反芯材部側の面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までの全ての凸部と、前記芯材部における前記ヒレ部が重なっている方の面の前記ヒレ部に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材を有する真空断熱材。 - 一方の面に表面保護層、他方の面に熱溶着層、前記表面保護層と前記熱溶着層との間にガスバリア層をそれぞれ有し前記熱溶着層同士が対向するように配置された2枚の外被材の間に芯材を減圧密封してなり、2枚の前記外被材の間に前記芯材がある芯材部の外周側に2枚の前記外被材のみからなるヒレ状のヒレ部を有し、前記ヒレ部に前記芯材を密封するために2枚の前記外被材の外周部同士を溶着した封止部が設けられた真空断熱材であって、
前記封止部のうち少なくとも前記外被材の1辺の封止部は、最も近い前記外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時に、前記最も近い前記外被材の周縁から前記外被材の内周に向かうにしたがって、2つの前記ガスバリア層の間の前記熱溶着層の厚みが前記封止部以外の部分より厚くなっている厚肉部と前記封止部以外の部分より薄くなっている薄肉部とを交互に複数回繰り返し、前記厚肉部と前記薄肉部に対応して前記封止部の前記外被材の表面に凸部と凹部とを交互に複数回繰り返す波形の凸凹が形成された凸凹封止部となっており、
前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、少なくとも前記凸凹封止部の表面の最も外周側の凸部から最も内周側の凸部までが前記芯材部と重なるように折り曲げられ、
前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部が前記折り曲げられた状態を維持するように、前記凸凹封止部が設けられ折り曲げられた前記ヒレ部における前記芯材部と重なっている部分の反芯材部側の面の少なくとも2つの凸部と、前記芯材部における前記ヒレ部が重なっている方の面の前記ヒレ部に覆われていない部分との両方に接着するシート状接着部材を有する真空断熱材。 - 前記凸凹封止部の前記外被材の表面の凸部と凹部の高低差は、一方の前記外被材の面と他方の前記外被材の面とで異なっており、前記外被材の表面の凸部と凹部の高低差が大きい方の面に、前記接着手段または前記シート状接着部材が接着する請求項1から4のいずれか1項に記載の真空断熱材。
- 前記真空断熱材は、前記凸凹封止部を設けた前記ヒレ部が2枚の前記外被材のうちの一方の外被材側に反り返っており、前記凸凹封止部が設けられた少なくとも1辺の前記ヒレ部は、反り返った側の前記芯材部と重なるように折り曲げられる請求項1から4のいずれか1項に記載の真空断熱材。
- 2枚の前記外被材のうちの前記凸凹封止部の前記外被材の表面の凸部と凹部の高低差が大きい方の外被材側に反り返っている請求項6に記載の真空断熱材。
- 一方の前記外被材の面と他方の前記外被材の面とで加熱加圧条件を変えて前記凸凹封止部を設けた請求項7に記載の真空断熱材。
- 外箱と内箱との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が請求項1に記載の真空断熱材である断熱箱体。
- 外箱と内箱との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が請求項2に記載の真空断熱材である断熱箱体。
- 外箱と内箱との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が請求項3に記載の真空断熱材である断熱箱体。
- 外箱と内箱との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が請求項4に記載の真空断熱材である断熱箱体。
- 第1の表面材と第2の表面材との間の空間に、真空断熱材を配置すると共に、前記真空断熱材部分を除いた残りの前記空間に発泡断熱材を充填してなり、前記真空断熱材が請求項1から4のいずれか1項に記載の真空断熱材である断熱体。
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Cited By (3)
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WO2014122939A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | パナソニック株式会社 | 断熱パネル |
EP2789951A4 (en) * | 2011-12-06 | 2015-08-12 | Toshiba Inc Kk | insulated cabinet |
JP2016014447A (ja) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 三菱電機株式会社 | 複合断熱材及びそれを備えた保温タンク |
-
2010
- 2010-07-23 JP JP2010165653A patent/JP2011106664A/ja active Pending
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