JP3137946B2 - 断熱パネル及びその製造方法 - Google Patents
断熱パネル及びその製造方法Info
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Description
の製造方法に関し、詳しくは、気密性を有し、且つ可撓
性を有する被覆材で包囲した気密空間内に断熱材を配置
した包被体を設けて、前記密閉空間内を減圧状態に維持
してある断熱パネル及びその製造方法に関する。
部を形成するのに用いられることが多く、クーラボック
スを例として挙げれば、例えば図23に平断面を示すよ
うに、箱形のクーラボックス30の底部、天井部及び各
側部等の壁部31を形成する部位には、断熱パネル1と
して板状の可撓性を有しない、内部を減圧した真空断熱
材パネル1Aを配置し、これらの間の継ぎ目部32(角
を形成する各真空断熱材パネル1Aの突き合わせ部)に
は、硬質ポリウレタンフォーム等の現場発泡断熱材33
を介装してあった。前記真空断熱材パネル1Aは、図2
4に断面を示すように、珪酸カルシウム等の成形体を断
熱材2として被覆材3で包被して包被体6を形成した上
で、その包被空間8内を排気減圧したもの、或いは、前
記包被空間8内に珪酸カルシウム、シリカ等の粉体を断
熱材2として充填した上で、その包被空間8内を真空排
気したもので、可撓性には乏しいものであった。そし
て、前記現場発泡断熱材33は、前記真空断熱材パネル
1Aの継ぎ目に断熱材原料(例えば未重合のポリウレタ
ンを注入して、重合時に発泡させる。)である。従っ
て、当然ながら、これら現場発泡断熱材33は気泡が常
圧以上のものであり、被覆材3の内部は減圧されておら
ず、断熱特性の低いものである。
クス30における断熱パネルの構成においては、真空断
熱材パネル1Aは所要の断熱特性を有してはいるもの
の、継ぎ目部32に配置される現場発泡断熱材33の断
熱特性は、前記真空断熱材パネル1Aのそれには大きく
劣る。従って、前記現場発泡断熱材33はその厚さを必
要とし、そのために、断熱材2の全体に占める容積比が
極めて大きくなるという問題を有している。因みに、内
部を減圧した硬質の断熱材(以下、硬質の真空断熱材と
いう)の熱伝導率が、0.006kcal/mh℃であるに
対して、現場発泡断熱材33のそれは、ほぼ0.012
kcal/mh℃である。従って、上記クーラボックス30
の場合にも、総合的な断熱特性は低下せざるを得ない。
また、上記硬質の真空断熱材からなる真空断熱材パネル
1Aは、極めて可撓性に乏しく、屈曲変形はおろか、湾
曲変形させることも困難である。そこで、例えば図25
に示すように、前記継ぎ目部32に湾曲形成した硬質の
真空断熱材からなる真空断熱材パネル1Aを嵌装するこ
とも考えられるが、このような湾曲した真空断熱材パネ
ル1Aを形成するには、断熱材2を湾曲した形状に成形
し(図26(イ)参照)、これを焼成又は乾燥する成型
工程の後、これを被覆材3で包被し、前記被覆材3の内
部の断熱材2を包被している包被空間を減圧する(同図
(ロ)参照)ことが必要になるが、前記成型工程の際に
変形を招くこともあり、この湾曲した真空断熱材パネル
1Aに寸法精度を求めることは困難で、しかも、このよ
うな湾曲した形状の断熱材2を気密に被覆することも困
難で、湾曲した硬質の真空断熱材2を形成するには無理
があり、継ぎ目部32に隙間なく断熱材2を配置するに
は無理がある。さらに、衝撃等でこの真空断熱材パネル
1Aに曲げ外力が作用すると、折損してしまうことがあ
り、折損すれば著しく断熱性を損なうという問題も有し
ている。
可能な可撓性を有する断熱パネルを提供する点にある。
は、前記包被体の一側面部の内側に複数の溝を並設し、
前記並設された複数の溝により形成される複数の溝間山
部と前記溝間山部に対向する他側面部とを離間状態に維
持形成すると共に、前記隣接する溝間で隣り合う溝側壁
どうしを互いに近接離間自在に構成し、前記一側面部と
前記他側面部との間の前記気密空間内に前記断熱材とし
ての無機質粉体を充填してある点にある。
2特徴構成は、上記第1特徴構成の無機質粉体と被覆材
との間に、繊維材層を介在させてある点にある。
造方法の第1特徴手段は、断熱材を包被空間内に配置す
る前に、無機質粉体を、通気性を有する袋体内に収容
し、少なくとも一方に予め複数の突条を併設してある上
下一対の成形型の間で、前記無機質粉体を収容した袋体
を挟圧して圧粉成形体に成形し、前記成形した圧粉成形
体を、前記断熱材とする点にある。
造方法の第2特徴手段は、上記第1特徴手段において、
圧粉成形体を、袋体と共に前記包被空間内に収容する点
にある。
ば、断熱パネルが可撓性を有するものとなる。つまり、
包被体の一側面部の内側に複数の溝を並設し、前記並設
された複数の溝により形成される複数の溝間山部と前記
溝間山部に対向する他側面部とを離間状態に維持形成す
ると共に、前記隣接する溝間で隣り合う溝側壁どうしを
互いに近接離間自在に構成し、前記一側面部と前記他側
面部との間の前記気密空間内に前記断熱材としての無機
質粉体を充填してあることから、前記複数の溝間山部と
前記溝間山部に対向する他側面部との間の部位では断熱
材である無機質粉体が他の部位に比して薄い層を形成す
ることになり、前記気密空間内で前記無機質粉体の粒子
相互の移動も許容されるから、隣接する溝間で隣り合う
溝側壁どうしを互いに近接離間する折り曲げが可能とな
る。従って、平板状に形成された断熱パネルであって
も、湾曲させることが可能になる。
構成によれば、上記第1特徴構成の作用効果の中で、さ
らに可撓性に富むものにできる。つまり、無機質粉体と
被覆材との間に繊維材層を介在させておけば、前記無機
質粉体からなる断熱材と前記被覆材の相対変形が前記繊
維材層で吸収されるから、包被体の外形を維持しなが
ら、前記無機質粉体の局所的な相互移動を許容するよう
になり、より大きな変形が可能になる。
の第1特徴手段によれば、容易に、且つ、安定して、可
撓性を備える断熱材を形成できる。つまり、上下一対の
成形型の間で包被体を形成するのに、無機質粉体を袋体
に収容し、被覆材の間に介装して成型すれば、そのまま
で複数の溝を有する圧粉成形体を成形でき、その減圧吸
引に伴う無機質粉体の飛散のおそれがなく、前記袋体で
外面が保形されるから、型崩れのおそれもない。例えば
上下の被覆膜を別体にして、全周に亘って開口した包被
体の全周に亘る開口部を、前記圧粉成形体を形成の後、
減圧下で気密に封着することも可能で、前記封着を平面
上で行うことができるから、包被空間を減圧して断熱材
を包被し、且つ、前記複数の突条に対応する溝を有する
断熱パネルを容易に形成できる。また、袋状の被覆材中
に、前記袋体に収容した前記無機質粉体を配置し、一部
の開口した包被体を形成した後に、包被空間内を減圧す
ることもでき、その吸引に際して前記無機質粉体が流気
によって飛散することもなく、型崩れのおそれもない。
従って、前記包被体の形成に多様な手段・工程を選択で
きる。
の第2特徴手段によれば、上記第1特徴手段の作用効果
をさらに高めることができる。つまり、袋状の被覆材中
に、前記袋体に収容した前記無機質粉体を配置し、一部
の開口した包被体を形成した後に、包被空間内を減圧す
る場合であっても、型崩れのおそれがない。そして、被
覆材と圧粉成形体との間に袋体を形成する通気性の層が
形成され、溝部周辺で局所的な無機質粉体の相互移動を
許容するから、袋体に収容されたままの圧粉成形体は可
撓性を有するものとなる。
の実施形態の一例について図面を参照しながら説明す
る。図1は本発明に係る断熱パネルの一例を示す斜視図
であり、図2はその断面形状を説明する要部の断面図で
あり、図3はこれの製造時の状態を示す一部省略断面図
であり、図4はその成形型を説明する斜視図であり、図
5はその成形型の縦断面図であり、図6乃至図9は断熱
パネルの製作工程の一例を示す工程説明図である。尚、
上記従来の技術に用いた図23乃至図26における要素
と同一の要素乃至同様の機能を果たす要素については、
先の図23乃至図26に付した符号と同一の、或いは関
連する符号を付し、詳細の説明の一部を省略する。
する被覆材3で包囲した気密空間9内に断熱材2を配置
した包被体6を気密に封止して、前記気密空間9内を減
圧状態に維持してある本発明に係る断熱パネル1の一例
(以下、真空断熱材パネル1Aという)を示した。前記
真空断熱材パネル1Aは、前記包被体6を全体として円
筒面に沿う形状に湾曲形成したものでり、前記包被体6
の一側面部6aの外側には、ほぼ平行し、ほぼ等間隔に
形成された複数の溝1aを併設すると共に、前記断熱材
2としてシリカ粉末で例示される無機質粉体Pを、間に
ポリエステル製の袋体5からなる繊維材層4を介在させ
て、前記気密空間9内に充填してある(図2参照)。
の部分平断面であるが、前記包被体6の外皮を形成する
被覆材3は、ポリプロピレンフィルムの間にアルミニウ
ム蒸着膜を介在させたラミネートフィルムであり、前記
円筒状の内側(図示の例においては一側面部6a側)と
外側とから前記断熱材2を挟み付けて、前記気密空間9
内を約0.1torrに減圧し、全周に亘って融着して気密
に封止したものである。前記繊維材層4は、無機質粉体
Pを包み込んでおり、この繊維材層4で包まれた前記無
機質粉体Pは、前記外側には、周部を除きほぼ均一に膨
出した膨出部1cを形成し、前記一側面部6aの外側に
は、周部を除いて前記円筒状の軸方向に畝状に膨出した
突出部1bを形成し、前記一側面部6aで前記突出部1
bの間に、ほぼ平行し、ほぼ等間隔に形成された溝1a
を備えた形状に圧密成形されている。そして、大気圧に
よるほぼ1気圧の外部圧力を加えられて、その形状を維
持している。前記円筒状の真空断熱材パネル1Aは、図
3に示すような平板状の断熱パネル1を前記溝1aの方
向に沿う軸の回りに湾曲成型して形成されたものであ
る。
にして形成される。図4に示すように、一方に予め複数
の溝状の平行する凹部12を設けることで、それら凹部
12の間に平行する複数の突条11を形成してある上下
一対の成形型10を、減圧下の雰囲気中で加圧成型可能
な成型室21(図8参照)を備える加圧成型機20に取
り付けておく(図には、前記成形型10の内の下型10
Aに突条11を形成してある例を示した)。前記成形型
10の他方の上型10Bは、前記下型10Aの凹部12
に対向する位置を全面に亘って凹入さた凹入部13を形
成しておく(図5参照)。一方、ポリエステル繊維を用
いた通気性を有する袋体5に、断熱材2として前記シリ
カ粉末で形成された無機質粉体Pを収容しておき、三方
を気密に融着した長方形のラミネートフィルムからなる
被覆材3により、前記袋体5に収容した断熱材2を包被
自在な包被空間8を形成自在な、一方の開口した包被体
6を形成して、その包被空間8内に、前記袋体5内に収
容した無機質粉体Pを装入しておく(図6及び図7参
照)。そして、前記包被体6を、前記下型10Aの上に
載置し、吸引装置22を作動させて前記成型室21内を
減圧することで、前記包被空間8内を減圧して(図8参
照)、前記圧粉成形体2Aを乾燥した後、前記上型10
Bとの間で前記被覆材3を介して前記無機質粉体Pを収
容した袋体5を挟圧して圧粉成形体2Aに成形する(図
9参照)。そして、前記包被体6を押圧しながら、前記
成形型10に備える、前記被覆材3を封止するための融
着ヒータ23により加熱して、前記包被体6の開口部7
において前記被覆材3同士を気密に封着する。
された気密空間9とし、内部の減圧を維持できる状態に
して前記成型室21内を大気解放する。こうして取り出
された前記包被体6は、図9に示したように、前記成形
した圧粉成形体2Aを、前記袋体5と共に前記断熱材2
として内装した平板状の断熱パネル1を構成している。
そして、前記下型10Aに面していた側の前記包被体6
の一側面部6aには、前記下型10Aの凹部12に対応
する畝状の突出部1bが形成され、夫々の突出部1bの
間に前記下型10Aの突条11によって圧入された溝1
aが形成されている。また、前記包被体6の他側面部6
bには、前記上型10Bに凹入形成された凹入部13に
対応する膨出部1cが形成されている。
突出部1bと溝1aとによるリブ効果によって、前記溝
1aの方向には強化されており、前記突出部1bを湾曲
させる変形に対しては強く、前記溝1aの底が薄く形成
されているから、前記突出部1bの側部が近接離間する
曲げに対しては許容するように形成されている。従っ
て、前記溝1aに沿う軸周りに折り曲げるように前記断
熱パネル1を変形させることが可能で、図1に示したよ
うな、円筒状に湾曲形成された可撓性の真空断熱材パネ
ル1Aを形成できるのである。言い換えれば、一側面部
6aの内側に複数の溝1dを並設し、隣接する溝1d間
で隣り合う溝側壁1fどうしを互いに近接離間自在に構
成してあるので、断熱パネル1を前記溝1aに沿う軸芯
周りの折り曲げ変形が可能となる。しかも、図2,及び
図3に示すように、前記並設された複数の溝1dにより
形成される複数の溝間山部1eと前記溝間山部1eに対
向する他側面部6bとを離間状態に維持形成してあるの
で、気密空間9内に断熱材2としての無機質粉体Pを充
填すると、前記溝間山部1eと前記溝間山部1eに対向
する他側面部6bとの間には他の部位に比して薄い無機
質粉体P層が形成されることになるため、折り曲げ変形
を可能としながらも断熱機能を有した断熱パネル1を形
成することが可能になる。この真空断熱材パネル1A
は、円筒状断熱容器の周壁部に好適に用いられ、先に従
来の技術の項で説明したクーラボックスの例における継
ぎ目部32(図23参照)に対応する位置に溝1aを形
成しておけば、現場発泡断熱材33や、湾曲した真空断
熱材パネル1A(例えば図26(ロ)参照)を形成する
必要なく、同様のクーラボックス30を構成できる。こ
のようにすれば、本発明に係る可撓性の真空断熱材パネ
ル1Aは厚さを必要としないから、断熱材の容積を大き
くしなくてよく、しかも、断熱パネル1に可撓性を備え
ているから、任意の形状に構成できる。
1Aが、包被体6を全体として円筒面に沿う形状に湾曲
形成したものである例について説明したが、前記包被体
6を円錐面に沿う形状に湾曲させたものであってもよ
く、また、部分的に湾曲させたものであってもよい。
尚、真空断熱材パネル1Aの気密空間9内は、減圧され
ておればよく、通念的な真空程に真空度を上げる必要は
ない。例えば0.1torr以下の気圧であれば、十分な断
熱特性を示し、1torr以下の気圧にすることで、真空断
熱材パネル1Aとして機能させることが可能である。 〈2〉 上記実施の形態においては、包被体6の一側面
部6aに、ほぼ平行し、ほぼ等間隔に形成された複数の
溝1aを併設してある例について説明したが、前記溝1
aは、前記包被体6の両側面部6a,6bに併設してあ
ってもよい。また、例えば図10に示すように、放射状
に溝1aを形成したものであってもよく、こうした形状
であれば、上記〈1〉に記述した円錐面に沿う形状に湾
曲した真空断熱材パネル1Aとすることができる。ま
た、溝1aの間隔は不等間隔であってもよく、部分的に
溝1aを形成してあってもよい。例えば、部分的に複数
の溝1aを併設してあれば、上記〈1〉に記述した部分
的に湾曲させた真空断熱材パネル1A(図21参照)と
することができる。さらに、前記溝1aを交差させて併
設してあってもよく、このようにすれば、側面部6aが
膨出し、或いは凹入した形状に真空断熱材パネル1Aを
馴染ませることが可能である。 〈3〉 上記実施の形態においては、断熱材2としてシ
リカ粉末で形成される無機質粉体Pを気密空間9内に充
填してある例について説明したが、前記無機質粉体P
は、珪酸カルシウム粉体、アルミナ粉体、その他の無機
質材料の粉体、或いはこれらを混合したもの、及びシリ
カ粉末を加えたもの、又は、シリカ粉末に珪酸カルシウ
ム粉体、アルミナ粉体、その他の無機質材料の粉体のう
ちの何れかを混合したもの等、吸湿しにくく、且つ、断
熱性のよい無機質の粉体を充填することができる。ま
た、粉体の粒径は任意であり、2mm程度の粒径のもの
であっても断面形状を上記のように形成することで可撓
性を備える断熱パネルを形成できる。 〈4〉 上記実施の形態においては、断熱材2として無
機質粉体Pを、間にポリエステルからなる繊維材層4を
介在させて、気密空間9内に充填してある断熱パネル1
の例について説明したが、前記繊維材層4を介在させる
ことなく形成してあっても断熱パネル1の可撓性を損な
うことはない。尚、前記繊維材層4を介在させる場合
に、ポリエステル繊維以外も使用可能で、例えば、アク
リル繊維、ポリビニル繊維、ポリアセテート繊維等の合
成繊維や、綿糸、麻糸、絹糸等の天然繊維も使用可能で
あり、これら繊維を単糸で使用してもよく、撚糸で使用
してもよい。何れの繊維を用いた繊維材層4であって
も、断熱材2表面における無機質粉体Pの粒子が相互に
移動することを許容し、可撓性増大に寄与する。 〈5〉 上記実施の形態においては、包被体6の外皮を
形成する被覆材3がポリプロピレンフィルムにアルミニ
ウム蒸着相を介在させたラミネートフィルムである例に
ついて説明したが、開口部7を気密に融着可能な可撓性
のフィルムであれば材料を問うものではない。また、ア
ルミニウムを蒸着したのは輻射伝熱を抑制するためであ
り、他の光輝金属膜を蒸着したものであってもよい。さ
らに、蒸着に代えて、光輝金属箔を被覆材3の内側又は
外側に配置してあってもよい。 〈6〉 上記実施の形態においては、上下一対の成形型
10の一方の下型10Aに予め複数の溝状の平行する凹
部12を設けることで、それら凹部12の間に平行する
複数の突条11を形成してある例について説明したが、
前記突条11は上型10Bに形成してあってもよく、前
記上下両方の成形型10に形成してあってもよい。さら
に、前記複数の凹部12(換言すれば突条11)は、平
行していなくてもよい。前記突条11が放射状に形成さ
れてあれば、上記〈2〉に示した放射状に溝1aを形成
した断熱パネル1(図10参照)を形成でき、その断熱
パネル1を円錐面に沿う形状に湾曲したものとすること
ができる。また、例えば図11に下型10Aの例として
示すように、交差する突条11を成形型10に形成して
おけば、上記〈2〉に示した交差させて併設した溝1a
を備える包被体6を形成でき、このようにすれば、側面
部6aが膨出し、或いは凹入した形状に真空断熱材パネ
ル1Aを馴染ませることが可能である。 〈7〉 上記実施の形態においては、上下一対の成形型
10を減圧下の雰囲気中で加圧成型可能な成型室21を
備える加圧成型機20に取り付け、三方を気密に融着し
た長方形の被覆材3で包被空間8を有する包被体6を形
成して、その包被空間8内に、無機質粉体Pを充填した
袋体5を収容し、前記両成形型10の間で挟圧して圧粉
成形体2Aに成形する例について説明したが、前記包被
空間8は二枚の被覆材3の間に形成してあってもよく、
換言すれば、前記無機質粉体Pを収容した袋体5を、前
記二枚の被覆材3の間に挟んだ状態で減圧雰囲気下で成
形してもよく、その挟圧状態で前記被覆材3の周囲を、
両成形型10の凹部12の全てを囲む周囲(又は凹入部
13の周囲)を全周に亘って連続して設けてある融着ヒ
ータ23により融着するようにしてもよい(図12参
照)。このようにすれば、前記融着の際に、前記被覆材
3の一部が塑性変形して、融着部に皺等の不具合を有す
る外形を残さないようにできる。尚、前記被覆材3とし
て一枚のものを用いて、折り畳んで前記袋体5を挟み付
けて、その周縁部を融着して密封するようにしてもよ
い。この方法に対しては、図13に示すように、下型1
0Aの凹部12の全体を囲む周縁部に連続する融着ヒー
タ23を備えさせておけばよく、上型10Bにも前記下
型10Aの融着ヒータ23に対向する位置に、連続する
融着ヒータ23を備えさせておけばよい。 〈8〉 上記実施の形態においては、複数の突条11を
形成してある上下一対の成形型10を減圧下の雰囲気中
で加圧成型可能な成型室21を備える加圧成型機20に
取り付け、被覆材3により包被空間8を有する包被体6
を形成して、その包被空間8内に無機質粉体Pを収容し
た袋体5を収容して、減圧雰囲気下で前記包被体6を、
前記両成形型10の間で挟圧して圧粉成形体2Aに成形
する例について説明したが、減圧していない状態で前記
包被体6内に前記無機質粉体Pを装入し(図14参
照)、前記包被体6の開口部7を一部を残して封止する
状態で前記無機質粉体Pを前記包被体6と共に成形し
(図15参照)、その後、残した開口部7を封止する前
に前記包被空間8内を減圧する(図16参照)ようにし
てもよい。減圧後に開口部7を完全に封止すればよい。 〈9〉 以上に代えて、無機質粉体Pを袋体5に収容し
て(図17参照)、前記袋体5と共に前記無機質粉体P
を成形型10の間に介装して乾燥し、前記成形型10で
成型して圧粉成形体2Aを形成した後(図8参照)、袋
状の包被体6に形成した被覆材3に納めて(図19参
照)、包被空間8内を減圧して開口部7を密封する(図
20参照)ようにしてもよい。 〈10〉以上に説明した真空断熱材パネル1Aの突出部
1bは台形断面のものを図示して説明したが、前記突出
部1b及び溝1aの形状はこれに限るものではなく、前
記溝1aを円弧状断面の凹溝に形成してあってもよく、
また、前記突出部1bの断面形状を三角形状に突出した
ものに形成してあってもよく、また、断面形状が円弧状
の山形に形成してあってもよく、前記溝1aと前記突出
部1bとが連続する波状の断面(図22参照)に形成し
てあってもよい。
す要部断面図
程を説明する素材の斜視図
斜視図
図
面図
図
を説明する縦断面図
の斜視図
を説明する金型断面図
図
図
るクーラボックスの平断面図
ボックスの平断面図
を説明する斜視図
Claims (4)
- 【請求項1】 気密性を有し、且つ可撓性を有する被覆
材で包囲した気密空間内に断熱材を配置した包被体を設
けて、前記密閉空間内を減圧状態に維持してある断熱パ
ネルであって、 前記包被体の一側面部の内側に複数の溝を並設し、前記
並設された複数の溝により形成される複数の溝間山部と
前記溝間山部に対向する他側面部とを離間状態に維持形
成すると共に、前記隣接する溝間で隣り合う溝側壁どう
しを互いに近接離間自在に構成し、前記一側面部と前記
他側面部との間の前記気密空間内に前記断熱材としての
無機質粉体を充填してある断熱パネル。 - 【請求項2】 前記無機質粉体と前記被覆材との間に、
繊維材層を介在させてある請求項1記載の断熱パネル。 - 【請求項3】 気密性を有し、且つ可撓性を有する被覆
材により、断熱材を包被自在な包被空間を形成し、且
つ、少なくとも一部を開口した包被体を形成して、前記
包被空間内に前記断熱材を配置した後、前記包被空間内
を減圧して、前記包被体の開口部において前記被覆材同
士を気密に封着する断熱パネルの製造方法であって、 前記断熱材を前記包被空間内に配置する前に、 無機質粉体を、通気性を有する袋体内に収容し、少なく
とも一方に予め複数の突条を併設してある上下一対の成
形型の間で、前記無機質粉体を収容した袋体を挟圧して
圧粉成形体に成形し、前記成形した圧粉成形体を、前記
断熱材とする断熱パネルの製造方法。 - 【請求項4】 前記圧粉成形体を、前記袋体と共に前記
包被空間内に収容する請求項3記載の断熱パネルの製造
方法。
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