JP2013194885A - 真空断熱材及び真空断熱材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コア材密封空間内のガス発生に起因する断熱性能の低下を抑制すると共に、外包材表面に吸着材による凹凸がない真空断熱材及びこの真空断熱材の製造方法を提供する。
【解決手段】コア材２０と積層フィルム３１Ａ，３１Ｂからなる外包材３０との間に、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなるシート基材に酸化カルシウム等の吸着剤を添着したガス吸着機能を有する吸着シート４０Ａ，４０Ｂを設けた構成の真空断熱材１０とした。この真空断熱材１０の製造は、吸着シート４０Ａ，４０Ｂと積層フィルム３１Ａ，３１Ｂを、コア材２０を挟んで配置して減圧処理した後に、吸着シート４０Ａ，４０Ｂと積層フィルム３１Ａ，３１Ｂの四方をヒートシールして外包材３０でコア材２０を減圧密封する。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空断熱材、及び、この真空断熱材の製造方法に関する。

真空断熱材のコア材として、性能面からグラスウールが一般的に使用されており、グラスウールにバインダーを添加して形状保持することで、製造時のコア材のハンドリング性を向上させている。しかし、バインダーを使用した場合、断熱材の使用環境温度が高いと、バインダーに含まれる成分が揮発して内部の真空度が下がり、真空断熱材の断熱性能が低下する。かかる問題を解消するため、バインダーに代えて、グラスウールに所定の含水率となるよう水を供給してプレス成形することで、グラスウールを形状保持し、このグラスウールをコア材として用いた真空断熱材が、従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３７１２１２９号

しかしながら、特許文献１に記載の従来の真空断熱材でも、減圧処理したとしてもコア材の水分が完全にはなくならず、使用環境温度が高いと残留水分のガス化により断熱性能が低下する。また、コア材を被覆する外包材を止封するためのヒートシール部から発生する接着剤の揮発ガスが断熱材内部に侵入するのを抑制できない。更に、ヒートシール部や外包材表面の継時劣化に起因して外部から断熱材内部にガスが侵入する虞れがある。上述したような断熱材内部のガス成分を吸着させ断熱性能を安定化するため、断熱材内部に吸着剤を入れる場合があるが、吸着剤が粒状であるため、減圧処理で外包材表面に凹凸部分が生じ、断熱材を曲げ加工した場合等に外包材に穴を開ける虞れがあった。

また、従来のこの種の真空断熱材を製造する場合、外包材の３方を止封して一端開口の袋状に形成し、袋状の外包材にコア材を入れ、外包材内部の空気を開口端側から吸引して減圧処理し、その後、開口部をヒートシールすることで、コア材を外包材内部に減圧密封した真空断熱材を製造している。このため、減圧処理時に、開口端と反対側の外包材内部の空気を完全に吸引できず、外包材内部の真空度が均一にならない虞れがあった。また、袋状の外包材にコア材を入れるため、外包材の開口部分の耳代を、コア材の厚みを考慮して他の周囲部分より長くする必要があり、この部分を折り曲げる（耳折り部）等していた。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、コア材減圧密封空間内のガス成分を効果的に吸着でき、しかも、外包材表面に凹凸が生じない真空断熱材及びこの真空断熱材の製造方法を提供する。

このため、本発明に係る真空断熱材は、バインダーレスのコア材と、該コア材を被覆する外包材とを備え、前記外包材の内部を減圧密封して形成した真空断熱材であって、前記コア材と外包材との間に、ガス吸着機能を有する吸着シートを設けて構成したことを特徴とする。

また、本発明の真空断熱材の製造方法は、バインダーレスのコア材と、該コア材を被覆する外包材とを備え、前記外包材の内部を減圧密封して形成した真空断熱材の製造方法であって、ガス吸着機能を有する吸着シートを貼り付けた外包材構成用積層フィルムを、前記コア材の両面に、吸着シートをコア材側にして配置する工程と、外包材構成用積層フィルムの外側から前記コア材を治具で挟持しながらコア材を減圧処理する工程と、外包材構成用積層フィルムの四方をヒートシールしてコア材を減圧密封する工程と、を含んで構成したことを特徴とする。

本発明の真空断熱材によれば、コア材と外包材との間に設けた吸着シートで、断熱材内部のガス成分を効果的に吸着できるので、断熱材内部の真空度の低下を抑制でき、断熱性能を安定に維持できる。また、外包材表面に凹凸部分が生じないので、減圧処理時や曲げ加工時等に、外包材に穴等の損傷を与える虞れがなく、良好な曲げ加工性が得られる。

本発明の真空断熱材の製造方法によれば、コア材の四方から減圧するので、外包材で減圧密封した後に高い真空度を得ることができる。また、減圧処理後に外包材構成用積層フィルムの四方をヒートシールするので、外包材構成用積層フィルムで構成される外包材の周囲の耳代を均一にでき、耳折り部をなくすことができ、外包材等の無駄をなくすことができる。

本発明に係る真空断熱材の一実施形態を示す上面図である。 図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 図２のＡ部の拡大断面図である。 本発明の真空断熱材の製造方法におけるコア材、吸着シート、積層フィルタの配置関係を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る真空断熱材の一実施形態の上面図を示し、図２は、図1のＸ-Ｘ線矢視断面図を示す。

図１及び図２において、本実施形態の真空断熱材１０は、シート状のコア材（芯材）２０と、外包材３０と、吸着シート４０Ａ，４０Ｂとを備え、図２に示すように、コア材２０と外包材３０との間に吸着シート４０Ａ，４０Ｂが位置するようにして、コア材２０を外包材３０で被覆し、外包材３０の内部を減圧密封したものである。

前記コア材２０は、水による形状保持処理をせずバインダーを添加していないバインダーレスのグラスウールを用いている。

吸着シート４０Ａ，４０Ｂは、水分やガスの吸着機能により真空断熱材１００の断熱性能を向上させるためのもので、本実施形態では、例えば、熱可塑性樹脂製の通気性を有する不織布をシート基材とし、このシート基材の両面又はどちらかの面（好ましくはコア材２０被覆時にコア材側となる面）に、粉体（例えば、直径が約１００μｍ程度）の吸着剤、例えば、酸化カルシウムをシート基材全体に添着して形成される。シート基材となる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等がある。また、添着する吸着剤としては、酸化カルシウムの他に、酸化バリウム、ゼオライト、シリカゲル、活性炭等がある。シート基材に熱可塑性樹脂を用いることで、図２に示す円で囲まれたＡ部のヒートシール部において、吸着シート４０Ａ，４０Ｂを、後述する積層フィルム３１Ａ，３１Ｂを熱融着（ヒートシール）するためのヒートシール層として兼用する。

外包材３０は、積層フィルム３１Ａ，３１Ｂで構成され、これら外包材構成用の積層フィルム３１Ａ，３１Ｂは、図３に示すように、ガスバリア層３１１ａ，３１１ｂ、ガスバリア層３１１ａ，３１１ｂを保護するための第１保護層３１２ａ，３１２ｂ及び第２保護層３１３ａ，３１３ｂからなる３層構造である。そして、ガスバリア層３１１ａ，３１１ｂ上に、第１保護層３１２ａ，３１２ｂと第２保護層３１３ａ，３１３ｂとを、順次接着剤で貼り合わせて積層して形成される。尚、積層フィルム３１０Ａ，３１０Ｂは、保護層を１層としてしてもよい。

ガスバリア層３１１ａ，３１１ｂは、金属箔層であり、例えば、純アルミニウム又はアルミニウム合金を用いたアルミニウム箔層である。

第１保護層３１２ａ，３１２ｂは、樹脂層（樹脂フィルム層）であり、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等から選択した共通の樹脂材料によって形成される。

第２保護層３１３ａ，３１３ｂも、樹脂層（樹脂フィルム層）であり、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等から選択した共通の樹脂材料によって形成される。

次に、本発明の真空断熱材の製造方法について説明する。
真空断熱材の製造方法は、水による形成保持処理を行わずバインダーを添加していないバインダーレスのコア材２０と、コア材２０より一回り大きいガス吸着機能を有する、例えばポリプロピレン（ＰＰ）等の不織布のシート基材に、粉体の酸化カルシウム等の吸着剤をシート全体に塗すようにして添着した吸着シート４０Ａ，４０Ｂを、この吸着シート４０Ａ，４０Ｂと同じ大きさの外包材構成用の積層フィルム３１Ａ，３１Ｂの一方の面に接着剤で貼り合わせて一体化したものを準備する。その後、チャンバー内で、これらを、図４に示すように、コア材２０の両面に、吸着シート４０Ａ，４０Ｂがコア材２０側になるようにして積層フィルム３１Ａ，３１Ｂを配置し（配置工程）、積層フィルム３１Ａ，３１Ｂを治具で挟んでコア材２０を挟持しながら、チャンバー内部を減圧する（減圧処理工程）。そして、一定時間後（十分に減圧し得る時間）、吸着シート４０Ａ，４０Ｂをヒートシール層として積層フィルム３１Ａ，３１Ｂの四方をヒートシールしてコア材２０を減圧密封する（減圧密封工程）。これにより、吸着シート４０Ａ，４０Ｂのシート基材の熱可塑性樹脂が溶けて融着することにより、図１及び図２に示すような、外包材３０とコア材２０との間に吸着シート４０Ａ，４０Ｂを設けた真空断熱材１０を得る。

かかる構成の真空断熱材１０によれば、使用環境の温度が高い場合でも、コア材２０から発生する水分の揮発量が非常に少なく、また、コア材２０と外包材３０との間に吸着シート４０Ａ，４０Ｂを設けたので、コア材２０やヒートシール部からガス成分が発生したり、外包材表面の経時劣化等により外部からガス成分が侵入したりしたとしても、吸着シート４０Ａ，４０Ｂでガス成分を効果的に吸着できる。従って、真空断熱材１０の真空度の低下を抑制でき、断熱性能を安定に維持できる。また、粉体の吸着剤を添着した吸着シート４０Ａ，４０Ｂとしたので、従来のような粒状の吸着材を用いた場合と比較して、外包材表面に凹凸部分が生じることがなく、減圧処理時や曲げ加工時等に、外包材に穴等の損傷を与える虞れがなく、良好な曲げ加工性が得られる。

また、本実施形態の製造方法によれば、コア材２０の四方から減圧するので、従来のような袋状の外包材にコア材を挿入してから減圧処理する場合に比べて、密封後に高い真空度を得ることができるので、断熱性能を高めることができる。また、従来、コア材の厚みを考慮して外包材の開口部分の耳代を、他の３辺に比べて長くする必要があったが、減圧処理後に積層フィルム３１Ａ，３１Ｂの四方をヒートシール処理することで、密封処理後の外包材３０周囲の耳代を短く均一にできる。このため、不要な耳折り部をなくすことができ、外包材の無駄を少なくできる。更に、吸着シートのシート基材が外包材３０のガスバリア層３１１ａ，３１１ｂのアルミニウム箔と融着してヒートシールするので、シートシール部の接着剤の量を低減でき、真空断熱材における排出ガス量を低減できる。

尚、上記実施形態では、吸着シートのシート基材を通気性のある不織布としたが、通気性のないシート基材としてもよい。ただし、通気性のないシート基材を用いた場合は、吸着シートの吸着剤添着面が、少なくともコア材側にあるようにして吸着シートを設ける。

１０ 真空断熱材
２０ コア材
３０ 外包材
３１Ａ，３１Ｂ 積層フィルム
３１１ａ，３１１ｂ ガスバリア層
３１２ａ，３１２ｂ 第１保護層
３１３ａ，３１３ｂ 第２保護層
４０Ａ，４０Ｂ 吸着シート

Claims (6)

1. バインダーレスのコア材と、該コア材を被覆する外包材とを備え、前記外包材の内部を減圧密封して形成した真空断熱材であって、
   前記コア材と外包材との間に、ガス吸着機能を有する吸着シートを設けて構成したことを特徴とする真空断熱材。
2. 前記吸着シートは、シート基材のコア材側シート面と外包材側シート面の少なくとも一方のシート面に、紛体の吸着剤を添着して形成した請求項１に記載の真空断熱材。
3. 前記シート基材を、熱可塑性樹脂で形成した請求項２に記載の真空断熱材。
4. 前記シート基材を、不織布で形成した請求項２又は３に記載の真空断熱材。
5. バインダーレスのコア材と、該コア材を被覆する外包材とを備え、前記外包材の内部を減圧密封して形成した真空断熱材の製造方法であって、
   ガス吸着機能を有する吸着シートを貼り付けた外包材構成用積層フィルムを、前記コア材の両面に、吸着シートをコア材側にして配置する工程と、
   外包材構成用積層フィルムの外側から前記コア材を治具で挟持しながらコア材を減圧処理する工程と、
   外包材構成用積層フィルムの四方をヒートシールしてコア材を減圧密封する工程と、
   を含んで構成したことを特徴とする真空断熱材の製造方法。
6. 前記吸着シートが、熱可塑性樹脂のシート基材のコア材側シート面と外包材側シート面の少なくとも一方のシート面に、吸着剤を添着して形成した請求項５に記載の真空断熱材の製造方法。