JP2023105902A - 可変型真空断熱体及びそれを用いたクッションシート - Google Patents

Abstract

【課題】真空断熱性とクッション性とを調節でき、真空度が低下して断熱機能が低下しても真空度を回復して真空断熱機能を再生でき、形状を繰り返し変更して固定でき、低コストで製造できる可変型真空断熱体及びそれを用いたクッションシートを提供する。【解決手段】ガスバリア性を有する変形自在な袋体３と、袋体３に設けられ、袋体３の内部を大気圧よりも減圧するための排気手段が接続され、減圧された袋体３の内部を減圧状態に保持する真空引弁４と、袋体３の内部に収容され、袋体３の内部を減圧する前においては袋体３が自在に変形することを許容し、袋体３を所定の形状として袋体３の内部を減圧したとき袋体３の内部に真空断熱空間となる空洞が形成されて所定形状が保持される充填材５、５ａと、を備えている。【選択図】図３

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り 電子通信回線を用いた発表 掲載年月日 令和３年１０月８日 掲載アドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｉｉｍｏｎｏｌａｂｊｐ．ｃｏｍ／ｐａｇｅｓ／ｚｕｔｔｏｐｏｋａｐｏｋａｓｅａｔ

本発明は、アウトドア用品のクッションシート等に用いられる可変型真空断熱体に係り、特に、断熱性とクッション性とを低コストで調節でき、真空度が低下しても容易に回復することができる可変型真空断熱体及びそれを用いたクッションシートに関する。

真空断熱材として、無機粉末を通気性を有する中袋に充填し、その中袋をプレスして型決めした後、非通気性の外袋に挿入し、外袋の内部を減圧して外袋を密閉したものが知られている（特許文献１）。

また、別の真空断熱材として、無機粉末を内側に繊維が飛び出た不織布製の内袋に収納し、内袋を圧縮成形することで内袋の内側に飛び出した繊維と無機粉末とを絡み合わせて表面が強固な成形体とし、その成形体を非通気性の外被材で覆って外被材の内部を減圧密封したものが知られている（特許文献２）。

特公平２－３３９１８号公報 特開２０１１－１９６５０９号公報

上述した真空断熱材は、冷蔵庫等の断熱壁に用いられるものであり、一旦冷蔵庫等の断熱壁に収容された後はそこから取り出されるものではないため、真空が破れた場合に真空度を回復することが想定されていない。すなわち、上述の真空断熱材は、無機粉末が充填された通気性の中袋（内袋）を、非通気性の外袋（外被材）に挿入して真空密封したものであるが、経年使用によって外袋（外被材）の内部の真空度が低下して断熱機能が低下した場合、真空度を高めて真空断熱機能を回復させることができない。

また、上述した真空断熱材は、冷蔵庫等の断熱壁に用いられるものなので、高い真空断熱性能が要求され、外袋（外被材）の内部の真空度が極めて高く（例えば１０＾－２Torr＝１．３３Ｐａ、特許文献２参照）、その表面が非常に硬くなっている。このため、人間が座るクッションシートとして使用する場合、仮に分厚いクッション材を追加しても座り心地が良いとはいえない。また、高い真空度を得るためにはコストが掛かり、日用品であるクッションシートとして販売する場合、市場価格に見合わない。

また、上述の真空断熱材は、無機粉末が充填された通気性の中袋（内袋）をプレス（圧縮成形）して所定形状に型決め（成形）し、その中袋（内袋）を非通気性の外袋（外被材）に挿入して真空密封したものであり、中袋（内袋）の形状を予め定められた所定形状（冷蔵庫等の断熱壁の形状）に固めることはできるが、一旦固めた形状を変更できない。このため、その中袋（内袋）を外袋（外被材）に挿入して真空密封して得られる真空断熱材は、外殻である外袋（外被材）が中袋（内袋）に密着して所定形状（冷蔵庫等の断熱壁の形状）となるが、その所定形状を変更することはできない。すなわち、一旦形状が固定された外袋（外被材）を後発的に繰り返し変形して形状固定することができない。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、真空断熱性とクッション性とを調節でき、真空度が低下して断熱機能が低下しても真空度を回復して真空断熱機能を再生でき、形状を繰り返し変更して固定でき、低コストで製造できる可変型真空断熱体及びそれを用いたクッションシートを提供することにある。

上記目的を達成すべく創案された本発明によれば、ガスバリア性を有する変形自在な袋体と、袋体に設けられ、袋体の内部を大気圧よりも減圧するための排気手段が接続され、減圧された袋体の内部を減圧状態に保持する真空引弁と、袋体の内部に収容され、袋体の内部を減圧する前においては袋体が自在に変形することを許容し、袋体を所定の形状として袋体の内部を減圧したとき袋体の内部に真空断熱空間となる空洞が形成されて所定形状が保持される充填材と、を備えたことを特徴とする可変型真空断熱体が提供される。

本発明に係る可変型真空断熱体においては、袋体の内部の減圧状態が、７０００Ｐａ以上大気圧以下であってもよい。

本発明に係る可変型真空断熱体においては、充填材が、ロックウール、グラスウール、セルロースファイバー、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、フェノールフォームおよび多孔質粉末の少なくとも何れか一つを備えていてもよい。

本発明に係る可変型真空断熱体においては、袋体の内部に、通気性を有する変形自在な内袋が収容され、内袋の内部に、充填材として多孔質粉末が収容されており、多孔質粉末の外径が、通気性を有する変形自在な内袋の通気路を通過しない径であってもよい。

本発明に係る可変型真空断熱体においては、内袋が不織布からなり、多孔質粉末の材質が、シリカゲル、珪藻土、エアロゲル、二酸化珪素およびパーライトの少なくとも一つから成り、多孔質粉末の外径が、１０～２００μｍであってもよい。

本発明に係る可変型真空断熱体においては、内袋は、扁平形状に形成され、多孔質粉末が収容された状態で、間隔を隔てて内袋の一面と他面とが接合された複数のシール部と、これらシール部同士の間に多孔質粉末が収容された中実部とを有する凹凸内袋であり、凹凸内袋が、複数上下に重ねられ、上段の凹凸内袋のシール部に下段の凹凸内袋の中実部が位置し、下段の凹凸内袋のシール部に上段の凹凸内袋の中実部が位置するように、位相をずらして重ねられていてもよい。

本発明に係る可変型真空断熱体においては、袋体に設けられ、袋体の形状を変更する際に、袋体の内外を連通して袋体の内部の減圧状態を解放する減圧解放機構を備えていてもよい。

本発明に係る可変型真空断熱体においては、真空引弁は、袋体の内部を減圧する際、袋体の内部の空気が外部に排出されることを許容し袋体の外部の空気が内部に流入することを防止する逆止弁であってもよい。

また、本発明によれば、上述した何れかの可変型真空断熱体が、クッション材と重ねられてカバーに収容されていることを特徴とするクッションシートが提供される。

本発明に係る可変型真空断熱体及びそれを用いたクッションシートによれば、次のような効果を発揮できる。
（１）ガスバリア性を有する袋体に設けられた真空引弁に接続される排気手段よって袋体の内部の真空度を適宜変更することで、トレードオフの関係にある真空断熱性とクッション性とを使用目的に応じた最適なポイントに調節できる。
（２）使用中に袋体の内部の真空度が低下して断熱機能が低下した場合、真空引弁に排気手段を接続して袋体の内部を排気することで、真空度を回復して真空断熱機能を再生できる。
（３）真空引弁に接続される排気手段による袋体の内部の真空度を弱めることで袋体の形状を変更でき、その状態で排気手段による袋体の内部の真空度を強めることで、袋体内の充填材に形成される真空断熱空間に生じる負圧によって袋体の形状を固定できる。
（４）袋体の内部の真空度は冷蔵庫の断熱壁に用いられる従来の真空断熱材よりも遙かに弱くて足りるため、低コストで製造できる。

本発明の一実施形態に係る可変型真空断熱体を用いたクッションシートの説明図であり、（ａ）はクッションシートを可変型真空断熱体とクッション材とカバーとに分解した斜視図、（ｂ）は可変型真空断熱体の外殻となるガスバリア性の袋体内に収容された通気性の内袋に、充填材として収容された多孔質粉末を、模式的に示す部分断面図である。 本実施形態に係るクッションシートの概要を示す断面図である。 本実施形態に係るクッションシートに用いられる可変型真空断熱体の説明図であり、（ａ）はガスバリア性を有する袋体に、内部に多孔質粉末が収容された通気性を有する内袋を入れる様子を示す斜視図、（ｂ）は袋体に内袋を入れた後、袋体の内部を真空引きする様子を示す斜視図、（ｃ）は真空引きされた後の袋体を示す斜視図である。 袋体に収容される多孔質粉末の材質にシリカゲルを用い、袋体の内部の圧力を大気圧から徐々減圧させるに応じて、断熱性能が高まる様子を示すグラフである。 本発明の変形実施形態の説明図であり、（ａ）は通気性を有する内袋を、上下二段の凹凸内袋から構成した斜視図、（ｂ）は上下二段の凹凸内袋をガスバリア性を有する袋体に収容し、クッション材と重ねてカバーに収納したクッションシートを示す断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。係る実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（可変型真空断熱体１及びクッションシート２の概要）
図１（ａ）に本発明の一実施形態に係る可変型真空断熱体１及びそれを用いたクッションシート２を示す。可変型真空断熱体１は、ガスバリア性を有する変形自在な袋体３と、袋体３に設けられた真空引弁４と、袋体３の内部に収容された充填材５とを備えている。この可変型真空断熱体１がクッション材６と重ねられてカバー７に収容されることでクッションシート２となっている。このクッションシート２は、例えばアウトドア用品（キャンプ用品、スポーツ観戦）等に用いられる。以下、各構成要素について説明する。

（袋体３）
図１（ａ）に示す袋体３は、可変型真空断熱体１の外殻を成すものであり、ガスバリア性（非通気性）を有すると共に変形自在であり、例えば、ナイロンポリ袋、ポリアミド（ＰＡ）袋、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）袋、ポリ塩化ビリニデン（ＰＶＤＣ）袋、ＥＶＯＨ（エチレン－ビニルアルコール共重合体）樹脂袋、アルミ蒸着袋等が用いられる。袋体３の材質をアルミ蒸着袋以外とした場合、例えばナイロンポリ袋とした場合、袋体３は透明であってもよい。

（真空引弁４）
図１（ａ）に示すように、ガスバリア性を有する袋体３には、真空引弁４が設けられている。真空引弁４には、袋体３の内部を大気圧よりも減圧する際（すなわち真空引きする際）、家庭用や携帯用の掃除機等の排気手段（図示せず）が接続される。真空引弁４は、袋体３の内部の空気が外部に排出されることを許容し、袋体３の外部の空気が内部に流入することを防止する逆止弁が用いられ、掃除機等の排気手段によって減圧された袋体３の内部を減圧状態に保持する機能を有する。真空引弁４としての逆止弁には、蓋４ａが開閉自在に設けられており、外力によって弁４内部の逆止弁機構が破損する事態を、蓋４ａを閉じることで防止している。この真空引弁４には、例えば、公知の布団圧縮袋に備えられている吸気バルブ（掃除機が接続されるバルブ）が用いられる。

図１（ａ）に示す真空引弁４に接続される家庭用や携帯用等の一般的な掃除機の排気能力によれば、袋体３の内部の減圧状態を１００００Ｐａ程度まで下げることができる。大気圧が１０１３００Ｐａなので、一般的な掃除機によれば大気圧の１／１０程度まで下げることができる。また、今後登場するであろう高性能な掃除機であれば、袋体３の内部を７０００Ｐａ程度まで減圧できると考えられる。すなわち、将来の高性能のな除機であれば大気圧の７／１００程度まで下げることができると予測できる。よって、袋体３の内部の減圧状態は、現状の掃除機の能力によれば１００００Ｐａ（大気圧の１／１０）以上大気圧以下となり、将来の掃除機の能力を考えると７０００Ｐａ（大気圧の７／１００）以上大気圧以下となる。

（充填材５）
図１（ａ）に示すように、ガスバリア性を有する袋体３の内部には、充填材５が収容されている。充填材５は、袋体３の内部を減圧する前においては袋体３が自在に変形することを許容し、袋体３を所定の形状として袋体３の内部を減圧したとき袋体３の内部に真空断熱空間となる空洞が形成され、真空断熱空間に生じる負圧によって袋体３を所定形状に保持する機能を有する。充填材５には、例えば、ロックウール、グラスウール、セルロースファイバー、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、フェノールフォームおよび多孔質粉末の少なくとも何れか一つが用いられる。

図１（ａ）に示す袋体に収容する充填材５に、多孔質粉末５ａを用いた場合、袋体３に設けられた真空引弁４に掃除機等の排気手段を接続して袋体３内を真空引きすると、多孔質粉末５ａが袋体３内の空気と共に排出されてしまう。よって、この場合、多孔質粉末５ａを通気性を有する変形自在な内袋８に収容し、その内袋８を袋体３に収納する必要がある。多孔質粉末５ａの外径Ｄは、通気性を有する変形自在な内袋８の通気路を通過しない径となっていることは勿論である。具体的には、内袋８は不織布からなり、多孔質粉末５ａの材質は、シリカゲル、珪藻土、エアロゲル、二酸化珪素およびパーライトの少なくとも一つから成り、多孔質粉末５ａの外径Ｄは、１０～２００μｍとなっている。多孔質粉末５ａの外径Ｄが１０μｍ未満であると、不織布からなる内袋８の通気路を通過する可能性があり、多孔質粉末５ａの外径Ｄが２００μｍを越えると、隣り合う多孔質粉末５ａ同士の隙間が大きくなって後述する真空引後に各多孔質粉末５ａの配置が固まり難くなり形状保持効果が低下する。

図１（ｂ）に示すように、多孔質粉末５ａは、例えば略球状の粉末体からなり、その表面および内部に複数の空洞５ｂが形成されている。空洞５ｂは、袋体３の内部が真空引きされたとき真空断熱空間となり、真空引きされる前においては空気断熱空間となる。袋体３の内部が真空引きされていないとき、多孔質粉末５ａが通気性を有する内袋（例えば不織布）８の内部を移動することで内袋８の形状が変形自在となり、これに伴って内袋８が収容されたガスバリア性を有する袋体（例えばナイロンポリ袋）３の形状も変形自在となる。その後、袋体３の内部が真空引きされると、各多孔質粉末５ａの空洞５ｂが真空断熱空間となると共に、隣り合う多孔質粉末５ａ同士の隙間の空間も真空断熱空間となり、それら真空断熱空間に生じる負圧によって、内袋８および袋３体の形状が真空引き前に変形された所定形状に保持される。

（減圧解放機構９）
図１（ａ）に示すように、ガスバリア性を有する袋体３には、袋体３の形状を変更する際に、袋体３の内外を連通して袋体３の内部の減圧状態を解放する減圧解放機構９が設けられている。減圧解放機構９は、矩形の扁平形状に形成された袋体３の一端に設けられた上下一対のバキュームシール部１０と、バキュームシール部１０に沿って袋体３の幅方向にスライド自在に設けられたスライド片１１とを有する。スライド片１１は、袋体３の幅方向の一方に移動されたとき（図３（ｂ）、図３（ｃ）参照）、一対のバキュームシール部１０を密着させて気密にシールして袋体３の内部を減圧状態に保ち、袋体３の幅方向の他方に移動されたとき（図３（ａ）参照）、一対のバキュームシール部１０を離間させて袋体３の内部の減圧状態を解放する機能を有する。

図３（ａ）に示すように、スライド片１１を袋体３の幅方向の他方に移動させることで一対のバキュームシール部１０が離間し、ガスバリア性の袋体３に開口が形成される。よって、その開口を通じて、多孔質粉末５ａが収容された通気性の内袋８を、ガスバリア性の袋体３に出し入れすることができる。図３（ｂ）に示すように、通気性の内袋８をガスバリア性の袋体３に入れた後、スライド片１１を袋体３の幅方向の他方に移動させ、一対のバキュームシール部１０を密着させて気密にシールする。その後、ガスバリア性の袋体３の真空引弁４に排気手段として掃除機等を接続し、袋体３の内部を真空引きし、袋体３の内部の減圧状態を、例えば１００００Ｐａ以上大気圧以下、または７０００Ｐａ以上大気圧以下とする。これにより、図３（ｃ）に示すように、ガスバリア性の袋体３の容積が減少し、袋体３が薄くなり、袋体３の表面に皺１２が形成される。真空引き後、真空引弁４の蓋４ａは閉じられる。

図３（ｃ）に示すように、ガスバリア性を有する袋体３の内部を真空引きする前に、袋体３の形状を所定形状に変形させておき、その状態で袋体３の内部を真空引きすると、袋体３内に収容された通気性の内袋８内の各多孔質粉末５ａの空洞５ｂ（図１（ｂ）参照）が真空断熱空間となると共に、隣り合う多孔質粉末５ａ同士の隙間の空間も真空断熱空間となる。従って、それら真空断熱空間に生じる負圧によって、所定形状とされた内袋８内にて多孔質粉末５ａの配置が固められ、内袋８および袋体３の形状が真空引き前の所定形状に保持される。各多孔質粉末５ａの空洞５ｂや隣接する多孔質粉末５ａ同士の隙間に形成された真空断熱空間は、空気断熱と比べて高い断熱性能を発揮する。

（クッション材６）
上述した可変型真空断熱体１は、図１（ａ）に示すように、クッション材６と重ねられてカバー７に収容され、クッションシート２となっている。クッション材６の材質には、可変型真空断熱体１のみでは得られない座り心地を得るため、真空引きされた可変型真空断熱体１よりも軟らかい材質（例えば、ウレタンフォーム、綿等）が用いられる。クッション材６は、可変型真空断熱体１の真空引弁４が設けられた側の面に重ねて配置される。よって、真空引弁４の出っ張り形状がクッション材６の変形によって吸収され、使用者が座ったとき真空引弁４の出っ張り形状が気にならない。クッション材６は、本実施形態では２枚であるが、１枚でも３枚以上でもよい。

（カバー７）
図１（ａ）に示すように、可変型真空断熱体１およびクッション材６は、カバー７に収容される。カバー７は、矩形に形成された上面カバー７ａと下面カバー７ｂの一辺同士が接合され、他の三辺にチャック７ｃが設けられている。スライダー７ｄでチャック７ｃを開くことで可変型真空断熱体１およびクッション材６をカバー７に出し入れでき、スライダー７ｄでチャック７ｃを閉じることで可変型真空断熱体１およびクッション材６をカバー７内に収容できる。

カバー７は、織物、メリヤス、レース、フェルト、不織布等からなり、これらを構成する繊維の材質には、綿、ポリエステル、ウール、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、羽毛、塩化ビニル等が用いられる。カバー７は、例えばクッションシート２をアウトドア用品に用いる場合、防水性を有することが好ましい。例えば、カバー７に、透湿防水素材であるブリザテック（登録商標）を用いてもよい。

（作用・効果）
本実施形態によれば次のような効果を発揮できる。

図２に示すように、本実施形態に係る可変型真空断熱体１及びそれを用いたクッションシート２によれば、クッションシート２に座った使用者の体温が可変型真空断熱体１によって断熱されて上方に反射（矢印Ａ参照）され、地面等の下からの冷気が可変型真空断熱体１によって断熱されて下方に反射（矢印参照Ｂ）される。よって、ヒーター等の電源を用いることなく、冬期のアウトドアやスポーツ観戦等において、使用者自身から放熱される体温を利用して暖かく快適な座り心地を確保できる。

なお、ガスバリア性を有する袋体３にアルミ蒸着袋等の銀色のものを用いた場合、銀色の熱反射率が他の色と比較して高いため、体温の上方への反射、冷気の下方への反射の効率が高まる。また、ガスバリア性を有する袋体３に透明なナイロンポリ袋等を用いた場合、その内部に収容された内袋（不織布）８の色が白であり、白色の熱反射率も他の色よりも比較的高いため、同様に体温の上方への反射、冷気の下方への反射の効率が高まる。

図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、ガスバリア性を有する袋体３に設けられた真空引弁４に接続される排気手段（掃除機等）よって袋体３の内部の真空度を適宜変更することで、トレードオフの関係にある真空断熱性とクッション性とを使用目的に応じた最適なポイントに調節できる。すなわち、袋体３内の真空度を強めると、真空断熱性は向上するが、袋体３が硬くなってしまい、図１（ａ）のようにクッション材６を重ねたとしても座り心地（クッション性）が悪化する。他方、袋体３内の真空度を弱めると、袋体３が軟らかくなって座り心地は向上するが、真空断熱性は低下する。

よって、袋体３内を減圧する際、真空引弁４に接続された掃除機等の排気手段の作動時間を調節したり、減圧解放機構９のスライド片１１を適宜開方向に移動させてバキュームシール部１０のシールを弱めることで、袋体３内の真空度を通常の掃除機の吸引限界である１００００Ｐａ以上大気圧以下（または高性能な掃除機の吸引限界である７０００Ｐａ以上大気圧以下）の範囲で適宜変更し、真空断熱性とクッション性との中庸を図ることで、使用目的に応じた最適な真空断熱性とクッション性を得ることができる。

図４は、ガスバリア性を有する袋体３内の通気性を有する内袋８に収容される多孔質粉末５ａの材質にシリカゲル（多孔質シリカゲル粉末）を用い、袋体３の内部の圧力を大気圧から徐々減圧させるに応じて、可変型真空断熱体１の断熱性能が高まる様子を示すグラフである。袋体３内が大気圧（１０１３００Ｐａ）の場合、熱伝導率は０．０２８（Ｗ／ｍＫ）であるが、一般的な家庭用の掃除機を用いて真空引きした場合、袋体３内が１００００Ｐａ程度に減圧され、熱伝導率が０．０１２（Ｗ／ｍＫ）と４３％程度まで低減される。また、より高性能な掃除機を用いて真空引きした場合、袋体３内が７０００Ｐａ程度に減圧され、熱伝導率が０．０１０（Ｗ／ｍＫ）と３５％程度まで減圧される。

袋体３内を７０００Ｐａより低く減圧しても熱伝導率は略変わらずサチュレートしている。また、袋体３内を７０００Ｐａより低く減圧すると袋体３が硬くなり座り心地が悪化する。よって、袋体３の内部の減圧状態は、高性能な掃除機の吸引限界である７０００Ｐａ（大気圧の７／１００）以上大気圧以下が好ましく、現在市販されている家庭用または携帯用の掃除機の吸引性能を鑑みると１００００Ｐａ（大気圧の１／１０）以上大気圧以下でもよい。

図２に示すクッションシート２の使用中に、可変型真空断熱体１の減圧解放機構９のバキュームシール部１０の噛み合い状態の不調等によって袋体３の内部の真空度が弱くなって真空断熱機能が低下した場合、図１（ａ）に示すように、カバー７から可変型真空断熱体１を取り出し、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、バキュームシール部１０のスライド片１１を適宜スライド往復させてバキュームシール部１０の噛み合い状態をリセットし（正し）、真空引弁４に掃除機等の排気手段を接続して袋体３の内部を再び排気することで真空度を回復でき、真空断熱機能を繰り返し再生できる。

図３（ｂ）に示す状態において、真空引弁４に接続された掃除機等の排気手段による袋体３の内部の真空度を弱める、または、図３（ａ）に示すように、減圧解放機構９のスライド片１１を開方向に移動させてバキュームシール部１０を開いて袋体３内を大気圧とすることで、袋体３の真空形状保持機能がクリアされるので、袋体３の形状を所定形状に変更できる。その変形後の形状でスライド片１１を閉方向に移動させてバキュームシール部１０を閉じ、真空引弁４に接続された排気手段によって袋体３の内部の真空度を強めることで、袋体３内の充填材５（内袋８内の多孔質粉末５ａ）に形成される真空断熱空間（図１（ｂ）に示す各多孔質粉末５ａの空洞５ｂ、隣り合う多孔質粉末５ａ同士の隙間の空間）に生じる負圧によって、袋体３の形状を所定形状に固定できる。

例えば、図１（ａ）に示すように、可変型真空断熱体１をカバー７から取り出して袋体３のバキュームシール部１０を開き、その袋体３に使用者が座って袋体３の形状を使用者のお尻の形状に合わせて変形させ、袋体３をその形状としたままバキュームシール部１０を閉じ、真空引弁４に掃除機等の排気手段を接続して袋体３内を真空引きすることで、真空引きによって固められた袋体３の形状を使用者のお尻の形状にフィットさせた形状とすることもできる。その後、この可変型真空断熱体１は、図１（ａ）に示すように、クッション材６と共にカバー７内に収容され、その使用者のお尻の形に合ったオーダーメイドのクッションシート２となる。

本実施形態に係る可変型真空断熱体１においては、袋体３の内部の真空度が冷蔵庫の断熱壁に用いられる従来の真空断熱材よりも遙かに弱くて足りるため（１００００Ｐａ以上大気圧以下または７０００Ｐａ以上大気圧以下）、低コストで製造できる。すなわち、袋体３内を真空引きする排気手段は一般的な家庭用または携帯用の掃除機で足り、ガスバリア性を有する袋体３は公知の布団圧縮袋に用いられているナイロンポリ袋を用いることができ、真空引弁４は公知の布団圧縮袋に用いられている吸気バルブでよく、内袋８は不織布でよく、多孔質粉末５ａには多孔質シリカゲル粉末を用いることができる。このため、冷蔵庫の断熱壁に用いられる従来の真空断熱材よりも遙かに低コストで製造でき、日用品であるクッションシート２として販売する場合、市場価格に見合った価格にできる。

また、図１に示す減圧解放機構９のスライド片１１を開方向に移動させてバキュームシール部１０を開き、ガスバリア性を有する袋体３内のを大気圧状態とした場合であっても、図１（ｂ）に示す多孔質粉末５ａの空洞５ｂが空気断熱空間となるため、真空引きされたときよりは劣るものの、一定の断熱性能を発揮できる。また、図１において、ガスバリア性を有する袋体３から通気性を有する内袋８を取り出し、通気性を有する不織布等の内袋８（内部に多孔質粉末５ａとして多孔質シリカゲル粉末が収容されている）のみをクッション材６と重ねてカバー７に収容することで、多孔質シリカゲル粉末５ａの吸湿作用によって梅雨期や夏期に吸湿機能を有するクッションシート２としても使用することができる。なお、ガスバリア性を有する袋体３は、基本的にはカバー７内から取り除かれるが、紛失しないようにカバー７内に内袋８と重ねて収容してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る可変型真空断熱体１およびそれを用いたクッションシート２によれば、真空断熱性とクッション性とを調節でき、真空度が低下して断熱機能が低下しても真空度を回復して真空断熱機能を再生でき、形状を繰り返し変更して固定でき、低コストで製造できる。また、梅雨期や夏期に吸湿機能を有するクッションシート２としても使用できる。

（変形実施形態）
図５（ａ）、図５（ｂ）に本発明の変形実施形態に係る可変型真空断熱体１ｘ及びそれを用いたクッションシート２ｘを示す。この変形実施形態は、通気性を有する内袋８を上下二段の凹凸内袋８ｘ、８ｙとした点のみが前実施形態と異なり、その他は前実施形態と同様の構成となっている。よって、前実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、相違点である上下二段の凹凸内袋８ｘ、８ｙについて説明する。

図５（ａ）に示すように、この変形実施形態に係る可変型真空断熱体１ｘにおいては、通気性を有する内袋（例えば不織布）８は、扁平形状に形成され、多孔質粉末（例えば多孔質シリカゲル粉末）５ｂが収容された状態で、幅方向に間隔を隔てて内袋８の一面と他面とが直線的に接合された複数の接着シール部（以下、シール部という）１３と、これらシール部１３同士の間に多孔質粉末５ａが収容された中実部１４とを有する凹凸内袋８ｘ、８ｙとなっている。なお、凹凸内袋８ｘ、８ｙの外周縁１５も全周に亘ってシールされている。

図５（ｂ）に示すように、凹凸内袋８ｘ、８ｙは上下二段に重ねられ、上段の凹凸内袋８ｘのシール部１３に下段の凹凸内袋８ｙの中実部１４が位置し、下段の凹凸内袋８ｙのシール部１３に上段の凹凸内袋８ｘの中実部１４が位置するように、位相をずらして重ねられている。なお、同様にして凹凸内袋を上下三段以上に重ねてもよい。このように重ねられた凹凸内袋８ｘ、８ｙは、ガスバリア性を有する袋体（例えばナイロンポリ袋）３に収容されている。袋体３は、クッション材６が重ねられてカバー７に収納され、クッションシート２ｘとなっている。

この変形実施形態に係る可変型真空断熱体１ｘおよびそれを用いたクッションシート２ｘによれば、下段の凹凸内袋８ｙのシール部１３が上段の凹凸内袋８ｘの中実部１４で補完され上段の凹凸内袋８ｘのシール部１３が下段の凹凸内袋８ｙの中実部１４で補完されているので使用者がクッションシート２ｘに座った際の真空断熱機能を確保しつつ、上下段の凹凸内袋８ｘ、８ｙの夫々を、シール部１３を関節のように機能させて屈曲させることで、容易に変形できる。よって、可変型真空断熱体１ｘやクッションシート２ｘを、折り曲げられた形状から平らな形状にするための時間、平らな形状から折り曲げた形状にするための時間を短縮できる。この時間短縮の効果は、袋体３が真空引きされていない状態のときは勿論、弱く真空引きされている状態でも同様に発揮される。変形実施形態のその他の基本的な作用効果は、前実施形態と同様であるので、説明を省略する。

また、図５（ａ）、図５（ｂ）の変形実施形態においては、凹凸内袋８ｘ、８ｙのシール部１３および中実部１４が直線的に形成されたものを示したが、シール部１３および中実部１４を例えば菱形の凹凸状に形成して、上段の凹凸内袋８ｘの菱形平面状のシール部１３に下段の凹凸内袋８ｙの菱形凸状の中実部１４が嵌まり、下段の凹凸内袋８ｙの菱形平面状のシール部１３に上段の凹凸内袋８ｘの菱形凸状の中実部１４が嵌まるように、位相をずらして重ねてもよい。この構成によっても同様の作用効果を発揮できる。なお、シール部１３および中実部１４の形状は、菱形に限られず、正六角形、正方形、長方形、三角形および逆三角形等であってもよい。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

例えば、図１（ａ）において、充填材５に多孔質粉末５ａ以外のロックウール、グラスウール、セルロースファイバー、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、フェノールフォームを用いる場合、真空引き時に多孔質粉末５ａが真空引弁４から排出される問題が生じないので、通気性を有する内袋３は不要であり、ガスバリア性の袋体３内に充填材５として直接ロックウールやグラスウール等が収納される。

また、図３（ａ）図３（ｂ）図３（ｃ）に示す如き本発明に係る可変型真空断熱体１は、図１（ａ）に示すクッションシート２としての使用に限られるものではなく、例えば、衣類（ジャケット、ベスト、コート等）、寝袋、手袋、スリッパや靴のインソール、靴下、膝掛け、ブランケット、保冷バッグ等に使用することもでき、クッションシート２として使用した場合と同様の作用効果を発揮できる。

本発明は、断熱性とクッション性とを低コストで調節でき、真空度が低下しても容易に回復することができ、アウトドア用品に用いるのに好適な可変型真空断熱体及びそれを用いたクッションシートに利用できる。

１ 可変型真空断熱体
２ クッションシート
３ ガスバリア性を有する袋体（ナイロンポリ袋等）
４ 真空引弁（逆止弁）
５ 充填材
５ａ 充填材としての多孔質粉末
６ クッション材
７ カバー
８ 通気性を有する内袋（不織布等）
８ｘ 凹凸内袋
８ｙ 凹凸内袋
９ 減圧解放機構
１０ バキュームシール部
１１ スライド片
１３ シール部（接着シール部）
１４ 中実部

Claims (9)

1. ガスバリア性を有する変形自在な袋体と、
   該袋体に設けられ、前記袋体の内部を大気圧よりも減圧するための排気手段が接続され、減圧された前記袋体の内部を減圧状態に保持する真空引弁と、
   前記袋体の内部に収容され、前記袋体の内部を減圧する前においては前記袋体が自在に変形することを許容し、前記袋体を所定の形状として前記袋体の内部を減圧したとき前記袋体の内部に真空断熱空間となる空洞が形成されて前記所定形状が保持される充填材と、を備えたことを特徴とする可変型真空断熱体。
2. 前記袋体の内部の減圧状態が、７０００Ｐａ以上大気圧以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の可変型真空断熱体。
3. 前記充填材が、ロックウール、グラスウール、セルロースファイバー、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、フェノールフォームおよび多孔質粉末の少なくとも何れか一つを備えている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変型真空断熱体。
4. 前記袋体の内部に、通気性を有する変形自在な内袋が収容され、
   該内袋の内部に、前記充填材として多孔質粉末が収容されており、
   該多孔質粉末の外径が、前記通気性を有する変形自在な内袋の通気路を通過しない径である、ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の可変型真空断熱体。
5. 前記内袋が不織布からなり、
   前記多孔質粉末の材質が、シリカゲル、珪藻土、エアロゲル、二酸化珪素およびパーライトの少なくとも一つから成り、
   前記多孔質粉末の外径が、１０～２００μｍである、ことを特徴とする請求項４に記載の可変型真空断熱体。
6. 前内袋は、扁平形状に形成され、前記多孔質粉末が収容された状態で、間隔を隔てて前記内袋の一面と他面とが接合された複数のシール部と、これらシール部同士の間に前記多孔質粉末が収容された中実部とを有する凹凸内袋であり、
   該凹凸内袋が、複数上下に重ねられ、上段の凹凸内袋のシール部に下段の凹凸内袋の中実部が位置し、下段の凹凸内袋のシール部に上段の凹凸内袋の中実部が位置するように、位相をずらして重ねられている、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の可変型真空断熱体。
7. 前記袋体に設けられ、前記袋体の形状を変更する際に、前記袋体の内外を連通して前記袋体の内部の減圧状態を解放する減圧解放機構を備えている、ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の可変型真空断熱体。
8. 前記真空引弁は、前記袋体の内部を減圧する際、前記袋体の内部の空気が外部に排出されることを許容し前記袋体の外部の空気が内部に流入することを防止する逆止弁である、ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の可変型真空断熱体。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載された可変型真空断熱体が、クッション材と重ねられてカバーに収容されていることを特徴とするクッションシート。

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