JP3936417B2

JP3936417B2 - 真空断熱パネルの製造方法と装置

Info

Publication number: JP3936417B2
Application number: JP30556896A
Authority: JP
Inventors: 良郎隣
Original assignee: NPC Inc
Current assignee: NPC Inc
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2016-10-30
Also published as: JPH10131333A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、包装袋の内部に断熱材を挿入して減圧下で密封することにより真空断熱パネルを製造する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空断熱パネルは、冷蔵庫などといった家電製品の部品や建造物の資材などにおいて広く利用されている。この真空断熱パネルを製造する一般的な方法としては、例えば次のような方法が知られている。即ち、先ず連通発泡ウレタンなどからなる断熱材を包装袋の中に挿入する。次に、この包装袋をチャンバ内に配置し、該チャンバ内部を例えば０．０００５Ｔｏｒｒ程度の高真空度にまで減圧する。そして、この減圧雰囲気において包装袋の開口部を密封する。かくして、包装袋の内部に断熱材を真空包装した真空断熱パネルが製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように包装袋を利用して真空断熱パネルを製造する場合、チャンバ内を減圧した際に、包装袋内部の空気が開口部からスムーズに出きらずに包装袋内に残ってしまい、その残った空気の圧力で包装袋が膨張する現象が起きる。このように包装袋が膨張した状態で開口部を密封したのでは、包装袋内部に大量の空気分子が残ってしまうことになり、これでは断熱効果の優れた真空断熱パネルは製造できない。
【０００４】
また、このように包装袋が膨張した状態で開口部を密封した場合、その後、チャンバ内部に大気圧を導入することにより、包装袋は収縮して断熱材表面に密着した状態となるが、この収縮の際に包装袋の側面に皺を生じることが多い。このように真空断熱パネルの表面に包装袋の皺ができると、見栄えが悪くなるばかりか、真空断熱パネルを搬送等する際に擦れるなどして皺の部分に穴が開きやすい。このため、真空断熱パネルの耐久性が劣化してしまう。
【０００５】
従って、本発明の目的は包装袋内に残留する空気分子が少なくて断熱性に優れ、かつ、表面に皺がなくて見栄えと耐久性に優れた真空断熱パネルを製造することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明は、断熱材を挿入した包装袋をチャンバ内部に配置し、該チャンバの内部を減圧した状態で包装袋の開口部を密封して真空断熱パネルを製造する方法において、断熱材を挿入した包装袋を載置したパレットを複数枚積み重ね、各パレットの上下面の間で包装袋の側面を押圧することにより包装袋の側面を押圧して、包装袋の膨張を防いだ状態で前記チャンバの内部を減圧した後、包装袋の各開口部を溶着密封することを特徴とする。
【０００７】
また、これらの方法に好適に使用されるものとして、本発明によれば、断熱材を挿入した包装袋をパレット上に位置決めして載置する載置部と、この載置部にて包装袋を載置されたパレットを複数枚積み重ねる段積み部と、この段積み部にて積み重ねられて、各パレットの上下面の間で包装袋の側面を押圧することにより、減圧した際における包装袋の膨張を防いだ状態とされた包装袋の各開口部を、チャンバ内部において減圧状態で密封する密封部と、この密封部にて密封された包装袋をそれぞれ載置させた状態で積み重ねられている複数枚のパレットを一枚ずつ取り出す取出部を備えている真空断熱パネルの製造装置を提供する。この発明において、前記密封部にて開口部を密封された包装袋の開口部を切断することによって包装袋の形状を整えるトリミング部を更に備えていても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面をもとにして説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる製造装置１の平面図、図２は同製造装置１の正面図、図３は同製造装置１の右側面図、図４は同製造装置１の左側面図である。
【０００９】
図示の例では、包装袋Ａを供給するためのロボット２が製造装置１の後方に配置されており、このロボット２によって製造装置１の供給部３に包装袋Ａが一枚ずつ供給されるようになっている。なお、こうして製造装置１の供給部３に供給される包装袋Ａの内部には、予め板形状の断熱材ａが挿入された状態になっている。包装袋Ａは、例えばアルミフィルムの表裏面に適宜の樹脂層等を積層したフィルム材などで袋形状に構成されており、包装袋Ａの内面には、加熱によって溶着するシーラント層が形成されている。断熱材ａは、乾燥させた連通発泡ウレタンフォームなどからなる。
【００１０】
供給部３の右側には、包装袋ＡをパレットＰ上に載置するための載置部４が配置されている。図５に示すように、この実施の形態で示すパレットＰは方形状の板で構成されており、その上面の四隅には円錐形状の突起５がそれぞれ設けられている。図６に示すように、これら突起５の真下の位置には穴６が形成されている。後述するように、パレットＰを複数枚積み重ねる際には、下側のパレットＰの突起５を上側のパレットＰの穴６に嵌入させることによって、パレットＰ同士の位置決めが行われる構成になっている。そして、このパレットＰが載置部４の所定の位置に予め用意されており、前述の供給部３に供給された包装袋Ａは、図示しない搬送手段等の稼働によって一枚ずつ載置部４に搬送され、載置部４にてパレットＰ上に位置決めして載置される構成になっている。こうして、載置部４にてパレットＰ上に包装袋Ａが位置決めして載置されることによって、図５に示すように、包装袋Ａの開口部Ａ’がパレットＰの手前側にはみ出た姿勢にされるようになっている。但し、断熱材ａは開口部Ａ’よりも包装袋Ａ内部の位置に挿入された状態になっている。
【００１１】
載置部４の手前側には、載置部４にて包装袋Ａを載置されたパレットＰを複数枚積み重ねる段積み部７が配置されている。これら載置部４と段積み部７の上方にはレール８が架設されており、このレール８の下側に装着されたチャック９がレール８に懸吊された状態で走行して載置部４と段積み部７の間を移動する構成になっている。図７に示すように、チャック９は支軸１０を介してレール８の下側に装着されており、この支軸１０内部に設けられている図示しない昇降機構と回転機構の稼働により、チャック９を上下動および回転させることができる構成になっている。また、チャック９の下部には図示しない開閉機構の稼働によって開閉される一対の爪１１、１１が設けられており、これら爪１１、１１によってパレットＰを下側から抱え持つことができるようになっている。
【００１２】
そして、前述のように包装袋Ａが載置部４にて開口部Ａ’を手前側にはみ出させた姿勢でパレットＰ上に位置決めして載置されると、チャック９は先ず載置部４の上方に移動して下降し、爪１１、１１によってパレットＰを下側から抱え持つ。その後、チャック９は上昇してパレットＰを持ち上げ、レール８に沿って走行することにより、そのパレットＰを段積み部７の上方に搬送する。その後、チャック９は下降して包装袋Ａを載置させているパレットＰを段積み部７に降ろし、爪１１、１１を開く。これにより、パレットＰは包装袋Ａの開口部Ａ’を手前側にはみ出させた姿勢のまま段積み部７に載置される。
【００１３】
また、同様にして次の包装袋Ａが載置部４にて開口部Ａ’を手前側にはみ出させた姿勢でパレットＰ上に位置決めして載置されると、チャック９は先ず載置部４の上方に移動して下降し、爪１１、１１によってパレットＰを下側から抱え持つ。その後、チャック９は上昇してパレットＰを持ち上げ、レール８に沿って走行することにより、そのパレットＰを段積み部７の上方に搬送する。そして、チャック９は１８０゜回転し、パレットＰ上に載置されている包装袋Ａの開口部Ａ’を後方にはみ出させた姿勢にする。その後、チャック９は下降して包装袋Ａを載置させているパレットＰを段積み部７に降ろし、爪１１、１１を開く。これにより、パレットＰは、先に段積み部７に載置されたパレットＰの上に、包装袋Ａの開口部Ａ’を後方にはみ出させた姿勢で重ねて載置されることになる。
【００１４】
これらの工程を繰り返して行うことにより、段積み部７においてパレットＰを順次積み重ねていくように構成されている。また、このように段積み部７においてパレットＰを積み重ねる際に、途中で一回おきにチャック９を１８０゜回転させているので、積み重ねられたパレットＰからは、包装袋Ａの開口部Ａ’が手前側と後方に交互にはみ出た姿勢になっている。
【００１５】
なお、この実施の形態では、これらの工程を繰り返すことによって、図８に示すように、段積み部７において四枚のパレットＰを積み重ねる構成になっている。これにより、段積み部７において一番下のパレットＰと下から三番目のパレットＰ上には包装袋Ａが開口部Ａ’を手前側にはみ出させた姿勢で載置され、下から二番目のパレットＰと一番上のパレットＰ上には包装袋Ａが開口部Ａ’を後方にはみ出させた姿勢で載置された状態となるようになっている。そして、このように段積み部７においてパレットＰを積み重ねる際には、先に説明した下側のパレットＰの突起５が上側のパレットＰの穴６に嵌入することによって、パレットＰ同士の位置決めが行われる。
【００１６】
段積み部７の左方には、段積み部７にて積み重ねられた四枚のパレットＰ上にそれぞれ載置された包装袋Ａの開口部Ａ’を減圧状態で密封する密封部１５が配置されている。図９に示すように、密封部１５の上方にはヒンジ部１６を介して開閉自在に構成されたチャンバ蓋１７が配置されている。このチャンバ蓋１７の下面内部がチャンバ１８に形成されており、前述の段積み部７にて積み重ねられた四枚のパレットＰをこの密封部１５に搬入した状態で、チャンバ蓋１７をヒンジ部１６を中心に下方に回動させることにより、それら四枚のパレットＰをチャンバ１８の内部に密閉した状態で収納できるようになっている。チャンバ蓋１７の上面には、排気口１９と吸気口２０が設けられている。チャンバ１８の内部に四枚のパレットＰを密閉収納し、排気口１９を介してチャンバ１８内を高真空状態に減圧できるように構成されている。また、このように減圧されたチャンバ１８内に吸気口２０を介して大気を導入できるように構成されている。なお、図示しない搬送機構等によって四枚のパレットＰを段積み部７から密封部１５に搬入する際には、チャンバ蓋１７はヒンジ部１６を中心に上方に回動された状態にされている。
【００１７】
また、密封部１５には、包装袋Ａの開口部Ａ’を加熱して密封するためのヒータ２２、２３が前後に配置されている。前述のように包装袋Ａ内面に形成したシーラント層をこれらヒータ２２、２３によって加熱して溶着させるようになっている。図１０に示すように、手前側に配置されたヒータ２２は上ヒータ部２４と中央ヒータ部２５と下ヒータ部２６で構成されている。これらの内、上ヒータ部２４と下ヒータ部２６は昇降し、中央ヒータ部２５は固定されている。同様に、後方に配置されたヒータ２３は上ヒータ部２７と中央ヒータ部２８と下ヒータ部２９で構成され、上ヒータ部２７と下ヒータ部２９は昇降し、中央ヒータ部２８は固定されている。そして、図示のように手前側のヒータ２２においては、上ヒータ部２４が下降することにより、下から三番目のパレットＰ上に載置された包装袋Ａの開口部Ａ’を上ヒータ部２４下面と中央ヒータ部２５上面の間で挟んで加熱密封し、また、下ヒータ部２６が上昇することにより、一番下のパレットＰ上に載置された包装袋Ａの開口部Ａ’を中央ヒータ部２５下面と下ヒータ部２６上面の間で挟んで加熱密封するように構成されている。同様に、後方のヒータ２３においては、上ヒータ部２７が下降することにより、一番上のパレットＰ上に載置された包装袋Ａの開口部Ａ’を上ヒータ部２７下面と中央ヒータ部２８上面の間で挟んで加熱密封し、また、下ヒータ部２９が上昇することにより、下から二番目のパレットＰ上に載置された包装袋Ａの開口部Ａ’を中央ヒータ部２８下面と下ヒータ部２９上面の間で挟んで加熱密封するように構成されている。なお、前述のように段積み部７において一番下のパレットＰと下から三番目のパレットＰには包装袋Ａが開口部Ａ’を手前側にはみ出させた姿勢で載置され、下から二番目のパレットＰと一番上のパレットＰには包装袋Ａが開口部Ａ’を後方にはみ出させた姿勢で載置されているので、図示しない搬送手段等によって段積み部７から四枚のパレットＰをこの密封部１５に搬入した際には、パレットＰ上から前後にはみ出ているそれら各開口部Ａ’が、中央ヒータ部２５下面と下ヒータ部２６上面の間、中央ヒータ部２８下面と下ヒータ部２９上面の間、上ヒータ部２４下面と中央ヒータ部２５上面の間、および上ヒータ部２７下面と中央ヒータ部２８上面の間にそれぞれ嵌入する構成になっている。
【００１８】
密封部１５の左方には、段積み状態となっているこれら四枚のパレットＰを一枚ずつ取り出す取出部３０が配置されている。また、この取出部３０の後方には、包装袋Ａの開口部Ａ’を切断することによって包装袋Ａの形状を整えるトリミング部３１が配置されている。図１および図４に示されるように、これら取出部３０とトリミング部３１の上方にはレール３２が架設されており、このレール３２の下側には、先に図７において説明したチャック９と同様の構成を備えるチャック３３が装着されている。チャック３３の具体的な構成はチャック９と同様であるため、詳細な説明は省略するが、このチャック３３がレール３２に懸吊された状態で走行し、取出部３０に段積み状態で載置された四枚のパレットＰを上から一枚ずつ取り出して、トリミング部３１に順次搬送する構成になっている。なお、取出部３０からトリミング部３１にパレットＰを搬送する際にチャック３３が適宜回転することによって、トリミング部３１にパレットＰを置いた際には、包装袋Ａの開口部Ａ’が常にパレットＰ上から手前側にはみ出た姿勢にされている。
【００１９】
トリミング部３１の手前側には、包装袋Ａの開口部Ａ’を切断するためのカッタ３５が配置されている。前述の密封部１５にて密封された包装袋Ａの開口部Ａ’をこのカッタ３５によって所望の寸法に切断することにより、トリミング部３１において包装袋Ａの形状を整える構成になっている。なお図示はしないが、その他、このトリミング部３１から包装袋Ａを搬出するための図示しないロボットが、例えば製造装置１の左方に配置されている。
【００２０】
次に、以上のように構成された本発明の実施の形態にかかる製造装置１の動作を説明する。
【００２１】
先ず、ロボット２によって製造装置１の供給部３に包装袋Ａが一枚ずつ供給される。包装袋Ａの内部には、予め板形状の断熱材ａが挿入された状態になっている。そして、こうして供給部３に供給された包装袋Ａは、順次、載置部４に搬送され、パレットＰ上に載置される。また、この載置部４への搬送の際に包装袋Ａの位置決めが行われ、包装袋Ａの開口部Ａ’がパレットＰの手前側にはみ出た姿勢となる。
【００２２】
次に、こうして載置部４にて包装袋Ａを載置されたパレットＰは、チャック９によって載置部４から取り出され、順次、一枚ずつ段積み部７に搬送されていく。そして、段積み部７において四枚のパレットＰが位置決めされながら積み重ねられる。なお、パレットＰ同士の位置決めは、先に説明したように、下側のパレットＰの突起５を上側のパレットＰの穴６に嵌入させることによって行われる。また、この載置部４から段積み部７への搬送の途中で一回おきにチャック９が１８０゜回転することによって、段積み部７にて積み重ねられた四枚のパレットＰの内、一番下のパレットＰと下から三番目のパレットＰ上には包装袋Ａが開口部Ａ’を手前側にはみ出させた姿勢で載置され、下から二番目のパレットＰと一番上のパレットＰ上には包装袋Ａが開口部Ａ’を後方にはみ出させた姿勢で載置された状態となる。そして、こうして段積みされた四枚のパレットＰは、そのまま次の密封部１５へと搬送されていく。
【００２３】
なお、この搬入の際には、チャンバ蓋１７はヒンジ部１６を中心に上方に回動された状態になっているので、搬入の妨げとならない。また、この搬入に伴って、パレットＰ上から前後にはみ出ている包装袋Ａの各開口部Ａ’が、中央ヒータ部２５下面と下ヒータ部２６上面の間、中央ヒータ部２８下面と下ヒータ部２９上面の間、上ヒータ部２４下面と中央ヒータ部２５上面の間、および上ヒータ部２７下面と中央ヒータ部２８上面の間にそれぞれ嵌入することとなる。
【００２４】
次に、こうして四枚のパレットＰが密封部１５に搬入されると、チャンバ蓋１７がヒンジ部１６を中心にして下方に回動し、それら四枚のパレットＰはチャンバ１８の内部に密閉状態で収納される。そして、排気口１９を介してチャンバ１８内は高真空状態に減圧される。なお、包装袋ＡはパレットＡ上にて四段に積み重ねられているので、各包装袋ＡはパレットＰの上下面の間で上下両側面から押圧された状態となって、このようにチャンバ１８内を減圧した際にも包装袋Ａは膨張することがなく、包装袋Ａ内部の空気が開口部Ａ’からスムーズに出るようになる。
【００２５】
そして、チャンバ１８の内部を例えば０．０００５Ｔｏｒｒ程度の高真空度になるまで十分に減圧した後、密封部１５の前後に配置したヒータ２２、２３によって包装袋Ａの各開口部Ａ’を狭圧すると同時に加熱して装袋Ａ内面のシーラント層を溶融させ、各開口部Ａ’を溶着密封する。こうして、包装袋Ａ内部に挿入されている断熱材ａが密封包装された状態となる。その後、チャンバ１８内には吸気口２０を介して大気が導入され、大気圧となった後、チャンバ蓋１７がヒンジ部１６を中心に上方に回動されることにより、開放状態となる。
【００２６】
次に、こうして密封包装された包装袋Ａは、段積み状態となっている四枚のパレットＰに載置されたまま、次の取出部３０に搬送される。そして、取出部３０とトリミング部３１の上方に架設されているレール３２に沿って走行するチャック３３が、取出部３０に段積み状態で載置された四枚のパレットＰを上から一枚ずつ取り出して、トリミング部３１に順次搬送していく。なお、この搬送の際にチャック３３が適宜回転することによって、トリミング部３１にパレットＰを置いた際には、包装袋Ａの開口部Ａ’が常にパレットＰ上から手前側にはみ出た姿勢となる。
【００２７】
そして、トリミング部３１では、包装袋Ａの開口部Ａ’がカッタ３５によって切断されて、包装袋Ａの形状が整えられることになる。こうして密封包装の終了した包装袋Ａは、図示しないロボットによって製造装置１から搬出され、適宜、次の工程へと搬送される。かくして、以後同様の工程によって密封包装を行うことにより、包装袋Ａ内に残留する空気分子が少なくて断熱性に優れ、かつ、見栄えと耐久性にも優れた真空断熱パネルを連続的に製造することが可能となる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、図示の製造装置１に限らず、適宜変更することも可能である。例えば、チャンバ１８内部を減圧する際に、段積み状態にされたパレットＰの一番上に載置されている包装袋Ａの膨張を防ぐために、チャンバ１８内上面に包装袋Ａの押さえ具などを設けても良い。この場合、押さえ具に代えて、一番上の包装袋Ａの上に更に空のパレットＰを載せておくことによって、パレットＰの重さで包装袋Ａの膨張を防ぐようにしても良い。
【００２９】
また、載置部４、段積み部７、密封部１５、取出部３０、トリミング部３１などの配置および配列は如何様に変更しても良い。図１１に示す製造装置４０は、これら載置部４、段積み部７、密封部１５、取出部３０、およびトリミング部３１を直列に配置した実施の形態を示している。このように、各部を直線状に配置することも自由である。また、載置部４の右方に供給部３を配置したのと同様に、トリミング部３１の左方にも排出部４１を配置しても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、複数枚の包装袋を重ねた姿勢としているので、減圧時における包装袋の膨張を防ぐことができる。従って、本発明によれば、包装袋内に残留する空気分子が少なくなり、包装体の収縮に伴う皺も発生しなくなるので、断熱性、見栄えおよび耐久性の何れにも優れた真空断熱パネルを製造できるようになる。また、複数枚の包装袋を同時に密封できるので、量産性が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる製造装置の平面図である。
【図２】同製造装置の正面図である。
【図３】同製造装置の右側面図である。
【図４】同製造装置の左側面図である。
【図５】包装袋をパレット上に載置した状態の斜視図である。
【図６】パレット隅角部に設けられた突起の拡大断面図である。
【図７】チャックの動作説明図である。
【図８】四段に段積みされたパレットの斜視図である。
【図９】密封部の側面図である。
【図１０】包装袋の開口部を加熱密封するためのヒータの説明図である。
【図１１】載置部、段積み部、密封部、取出部、およびトリミング部を直列に配置した実施の形態にかかる製造装置の平面図である。
【符号の説明】
Ａ包装袋
Ａ’ 開口部
ａ断熱材
Ｐパレット
１製造装置
４載置部
７段積み部
１５密封部
３０取出部
３１トリミング部

Claims

断熱材を挿入した包装袋をチャンバ内部に配置し、該チャンバの内部を減圧した状態で包装袋の開口部を密封して真空断熱パネルを製造する方法において、
断熱材を挿入した包装袋を載置したパレットを複数枚積み重ね、各パレットの上下面の間で包装袋の側面を押圧することにより包装袋の側面を押圧して、包装袋の膨張を防いだ状態で前記チャンバの内部を減圧した後、包装袋の各開口部を溶着密封することを特徴とする真空断熱パネルの製造方法。
断熱材を挿入した包装袋をパレット上に位置決めして載置する載置部と、この載置部にて包装袋を載置されたパレットを複数枚積み重ねる段積み部と、この段積み部にて積み重ねられて、各パレットの上下面の間で包装袋の側面を押圧することにより、減圧した際における包装袋の膨張を防いだ状態とされた包装袋の各開口部を、チャンバ内部において減圧状態で密封する密封部と、この密封部にて密封された包装袋をそれぞれ載置させた状態で積み重ねられている複数枚のパレットを一枚ずつ取り出す取出部を備えている真空断熱パネルの製造装置。
前記密封部にて開口部を密封された包装袋の開口部を切断することによって包装袋の形状を整えるトリミング部を更に備えている請求項２に記載の真空断熱パネルの製造装置。