JP2015014326A - 断熱部材および保冷保温用箱体 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1に本発明の一実施形態である断熱部材1の概略断面図を示す。本実施形態における断熱部材1は少なくとも伝熱材層4、空気層5と前記空気層5を維持するための構造体6を含む空隙層3、真空断熱材10よりなる断熱層2をこの順に積層した構成である。
本実施形態における伝熱材層4は、熱伝導性が高い物質により形成される。具体的には熱伝導率が15W・m-1・K-1〜420W・m-1・K-1である金属、合金が使用可能であり具体的には、銅、銀、金、白金、アルミニウム、鉄やステンレス、真鍮等の金属やその合金などが挙げられる。コスト面での制約を設けなければ、熱伝導率が3000W・m-1・K-1〜5500W・m-1・K-1であるカーボンナノチューブ、熱伝導率が1000W・m-1・K-1〜2000W・m-1・K-1であるダイヤモンドも使用することが可能である。
本実施形態における空隙層3は、空気層5と前記空気層5を維持するための構造体6から成り、また、前記構造体6は厚み方向、もしくは、平面方向に連通可能に設けられている。
このようなメッシュ状構造体6の代表的な材料としては、例えば旭化成ホームプロダクツ株式会社製 サランネット スクリーン、サランネット ハニカム等が挙げられる。また、同製品群の中でもハニカム織り(蜂の巣織り)であり、3次元的な形状を持つサランネット ハニカムは、柔軟性を持ったまま十分な広さの空隙層3を連通可能に、且つ、堅牢、軽量に形成するのに好適である。
本実施形態において断熱層2は図2に示すように多孔質構造の芯材11を、ガスバリア性を有する外被材12で被覆した後内部を真空状態として、上記外被材12の端部を熱溶着することで形成される真空断熱材10である。真空断熱材10の内部を真空状態とすることにより、気体の熱伝導率が低下して熱移動が遮断されるため、真空断熱材10は高い断熱性能を発揮することができる。
断熱層2の熱伝導率が大きいと、断熱層2が十分な断熱機能を発揮することが困難となるか
らである。
・輻射熱反射層
本実施形態における断熱部材1は、必要に応じて輻射熱反射層を設けることができる。
輻射熱反射層は、輻射による熱を遮断する目的で設けられる赤外線反射特性を有する層である。輻射熱反射層を設けることにより、熱伝導に加えて輻射による熱の移動を緩和することが可能となり、より優れた断熱性能を付与することが可能となる。
本実施形態における断熱部材1は、必要に応じて保護層を設けることができる。保護層は、伝熱材層4や輻射熱反射層に金属箔もしくは金属蒸着フィルム基材を使用した場合の腐食、酸化の防止、断熱部材1自体の強度の向上を目的として設けることにより、断熱部材1の耐久性を向上するものである。
伝熱材層4、空隙層3、及び断熱層2の配置方法としては、例えば、伝熱材層4、空隙層3、及び断熱層2を接着剤等を用いて貼り合わせてもよく、伝熱材層4を接着剤を用いて空隙層3に貼り合わせ、空隙層3の伝熱材層4側とは反対側の表面と断熱層2の表面とを接着剤を用いて貼り合わせてもよい。また、断熱層2で構成される容器の一部に本実施形態の断熱部材1を適用する場合、すなわち容器成形する場合には、伝熱材層4または伝熱材層4、空隙層3および断熱層2の積層シートを金型の中へ装着してから、雌雄の金型を合わせ密閉した後、発泡樹脂を射出成形するいわゆるインサート成形法を用いてもよい。
本実施形態の断熱部材1は、自動車、電化製品、物流関連の保冷庫、保温庫、建築物等の種々の保冷保温用箱体30に用いることができる。
本実施形態によれば、上述した断熱部材1が少なくとも一部に配置されていることから、保冷保温用箱体30の内部の温度をより良好に所望の温度で定温維持できる。本実施形態の保冷保温用箱体30について具体例を挙げて説明する。
本実施形態に用いられる断熱部材1は、保冷保温用箱体30の一部に配置されるものである。断熱部材の配置としては、通常、保冷保温用箱体30の内部側に断熱部材1の伝熱材層4側が向くように配置される。また、断熱部材1は保冷保温用箱体30の一部に配置されていればよく、例えば、保冷保温用箱体30が箱状の場合は、箱状の保冷保温用箱体30の内部の一面に配置されてもよく、複数面に配置されてもよく、全面に配置されてもよい。また、断熱部材1が配置される面積については、本実施形態の保冷保温用箱体30に応じて適宜選択することができる。本実施形態においては、断熱部材1を広範囲に配置することが好ましい。
本実施形態の保冷保温用箱体30は、上述した断熱部材1がその一部に配置されているものである。
伝熱材層4として厚み12μmのアルミ箔(熱伝導率 200W・m-1・K-1)を用いた。また、空隙層3を形成する構造体6として塩化ビニリデン系合成樹脂の太さ600デニールの繊維を縦40本/2.54cm、横35本/2.54cmにてハニカム織り(蜂の巣織り)したメッシュ(旭化成ホームプロダクツ株式会社製 サランネット ハニカム 9600−6)で積層前の開口率45.5%のものを用いた。伝熱材層4と空隙層3を形成する構造体6とは接着剤で貼り合わせた。接着剤は、酢酸ビニル系エマルジョン(コニシ製、木工用ボンド即乾)を用いて含浸8g/m2(乾燥後の重量)となるように塗布した。
第1保護層として、両面に易接着処理が施された膜厚25μmのポリアミドフィルム(ユニチカ株式会社製 製品名:ONM)の易接着面に、上述の配合比で調製した層間接着剤を塗布量3.5g/m2となるようにダイコーターを用いて塗布し乾燥させた。その後、第2保護層として両面を易接着処理された膜厚12μmのPETフィルム(ユニチカ株式会社製 製品名:PET)を、層間接着剤が塗布された第1保護層の表面に積層した。
伝熱材層4として厚み12μmのアルミ箔(熱伝導率200W・m-1・K-1)を用いた。また、空隙層3を形成する構造体6として塩化ビニリデン系合成樹脂の太さ1000デニールの繊維を縦20本/2.54cm、横20本/2.54cmにて平織りしたメッシュ(旭化成ホームプロダクツ株式会社製 サランネット N−20)で積層前の開口率60.0%のものを用いた。伝熱材層4と空隙層3を形成する構造体6は、接着剤で貼り合わせた。接着剤は、水性アクリル系エマルジョン(トーヨーポリマー(株)製、ルビロンエコパワー)を用いて含浸30g/m2(乾燥後の重量)となるように塗布した。
比較例1として内寸が240mm×155mm、内部の高さPが150mm、側面部分の厚さ20mm、底面部分の厚さ20mm、蓋部分の厚さ20mmである輸送用の真空断熱材の身蓋箱を用意した。
内寸が240mm×155mm、内部の高さPが150mm、側面部分の厚さ20mm、底面部分の厚さ20mm、蓋部分の厚さ20mmである輸送用の真空断熱材の身蓋箱の6つの面の内部表面と、厚み12μmのアルミ箔(熱伝導率 200W・m-1・K-1)とを接着剤で貼り合わせた。接着剤は、ホットメルト接着剤(PPET2110、東亜合成)を熱溶融させて貼り合わせた。以上により比較例2に係る箱体を得た。
図7に示すように、断熱部材付箱体40の底面に−18℃の1.0kgの保冷剤44を(底面からの高さq=50mm)を静置し、40分後に取り出した後、断熱部材付箱体の蓋箱42の内部側表面および断熱部材付箱体の蓋箱42の内部側表面からの距離r=50mmの位置に設置された温度計45を用いて内部温度を測定した。
2 :断熱層
3 :空隙層
4 :伝熱材層
5 :空気層
6 :構造体
10:真空断熱材
11:芯材
12:外被材
13:熱接着部
30:保冷保温用箱体
31:(保冷保温用箱体の)身箱
32:(保冷保温用箱体の)蓋箱
40:断熱部材付箱体
41:(断熱部材付箱体の)身箱
42:(断熱部材付箱体の)蓋箱
44:保冷剤
45:温度計
Claims (4)
- 少なくとも、伝熱材層、空気層と前記空気層を維持するための構造体を含む空隙層、真空断熱材よりなる断熱層をこの順番に積層した断熱部材であり、前記構造体は厚み方向、もしくは、平面方向に連通可能に設けられていることを特徴とする断熱部材。
- 前記空隙層に用いる前記構造体が、段ボール状構造体、ハニカム織り(蜂の巣織り)されてなる繊維のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の断熱部材。
- 前記伝熱材層が、アルミニウムもしくは、アルミニウム合金を含む箔であることを特徴とする請求項1、もしくは請求項2に記載の断熱部材。
- 少なくとも4面以上有する箱体において、
請求項1から請求項3のいずれかに記載の断熱部材を用いて形成されており、少なくとも前記断熱層より内側に前記伝熱材層を有して形成されていることを特徴とする保冷保温用箱体。
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