JP3983783B2

JP3983783B2 - 真空断熱材の製造方法

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Publication number: JP3983783B2
Application number: JP2005317898A
Authority: JP
Inventors: 宗登山田; 一夫橋本; 浩昭勝村; 清志木下
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-11-01
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: JP2006118718A

Description

本発明は、真空断熱材の製造方法に関するものである。

近年、地球環境保護が大きく叫ばれるなか、家電製品の省エネルギー化は緊急に取り組むべき重要な課題となってきている。この解決方法の一つとして、無駄な熱の伝熱を防ぐ目的での真空断熱材の適用がある。

真空断熱材は、発泡樹脂や繊維材等を芯材として外被材内に入れた断熱材で、断熱材内部を真空に保つことにより気体の熱伝導率を著しく低下させたものであり、その断熱性能を長期に渡って維持するためには、断熱材内部を真空に保ち続ける必要がある。しかし、長期的に見ると、外被材端辺部分にある熱溶着した樹脂層を透過して真空断熱材の内部に、外部から空気や水蒸気などのガスが徐々に侵入し、真空度が低下して断熱性能が悪化してしまうという課題がある。

そこで、外部からのガスや水分の透過侵入による真空度の低下を抑制するための真空断熱材の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の真空断熱材の断面図である。図５に示すように、真空断熱材１は、芯材２を上部包装材３ａと、端部において上部包装材３ａよりはみ出す大きさの下部包装材３ｂとからなる袋状包装材３で包装し、袋状包装材３の内部を真空状態に保持し、接着層を利用して端辺シール部４と折り重ね部５で袋状包装材３をシールしており、折り重ね部５は上部包装材３ａからはみ出た下部包装材３ｂを折り返してシール層を２層としている。

図６は、従来の真空断熱材の包装材の断面図である。図６に示すように、上部包装材３ａと下部包装材３ｂは、ガスバリヤー性を有するアルミ箔層６を中心にして上部融着層７と下部融着層８から構成されている。ここで、上部融着層７と下部融着層８は高密度ポリエチレンである。上部包装材３ａの下部融着層８と上部融着層７とが下部包装材３ｂにより挟まれた折り重ね部５が形成され、折り重ね部５をヒートシールして内側シール層９と外側シール層１０が形成されている。

このようにして内側に形成されるシール層を外部に露出しないようにすることにより、包装材内部の真空度低下が抑制され、真空断熱材の断熱性能を維持することができるというものである。

また、特許文献２には、熱溶着層を有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に板状の芯材を配置し、減圧下で、前記外被材の間に前記芯材がある部分を含めて弾性体で構成された熱板で加熱加圧して、対向する前記熱溶着層同士を芯材形状に沿うように熱溶着する真空断熱材の製造方法が開示されている。

この特許文献２に開示された真空断熱材の製造方法によれば、芯材の周囲の熱溶着の幅を大きくできるので、外被材内部の真空度低下が抑制され、真空断熱材の断熱性能を維持することができる。
特開２０００−１０４８８９号公報特開２００４−１９７９３５号公報

しかしながら、上記従来の構成のように、折り重ね部５をヒートシールして内側シール層９と外側シール層１０を形成してシール層を２重に形成することは、ヒートシールが製造上難しくなり、シワの発生やシール不良が発生するという課題を有していた。

また、上部融着層７と下部融着層８が内側シール層９と外側シール層１０でシールするために、上部融着層７と下部融着層８はいずれも熱溶着に適した材料に制約され、表面保護に適した材料に設定できないという課題を有していた。例えば、高密度ポリエチレンは、熱溶着には適した材料であるが、表面保護には強度が弱いために、耐傷付き性や耐突き刺し性が著しく劣り、真空断熱材製造後の取り扱いでピンホールが発生する可能性が非常に高くなる。

また、特許文献２に開示されたものは、外被材の間に芯材がある部分を含めて弾性体で構成された熱板で加熱加圧することにより、外被材を熱溶着するので、熱板で加熱加圧している時に、外被材の間に芯材のない部分は、外被材の間に芯材のある部分に較べて圧力が掛かりにくく、そのため、使用可能な芯材が圧縮時に数ミリ以下の厚みになる芯材に限られ、比較的厚みのある芯材を使用した場合は、外被材の間に芯材のない部分に加圧不足が生じて熱溶着不良が生じる可能性があり、また、外被材の間に芯材のない部分に加圧不足が生じないように熱板の荷重を大きくすると、芯材の圧縮が大きくなって芯材部分の固体熱伝導が大きくなり、真空断熱材の断熱性能が悪くなる可能性があった。また、外被材の間に芯材のない部分に掛かる圧力の大きさは、熱板の柔軟性および弾性と芯材の形状や厚みに依存しやすいので、外被材の間に芯材のない部分（熱溶着すべき部分）に掛かる圧力の制御が困難であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、シワの発生やシール不良を低減し、耐傷付き性や耐突き刺し性を向上させ、ピンホール等の発生を抑制する真空断熱材の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の真空断熱材の製造方法は、一方の面に熱溶着層、他方の面に保護層をそれぞれ有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に芯材を配置して前記外被材の内部を減圧し、対向する前記外被材同士を熱溶着する真空断熱材の製造方法において、対向する前記外被材同士を熱溶着する工程では、上下から真空排気と真空開放が行えるチャンバー内の上下２枚の熱板の間に、大きさの異なる上下２枚の前記外被材と前記芯材とを、上下２枚の前記外被材が前記芯材を覆い、下側の前記外被材より大きい上側の前記外被材の外周端が前記チャンバーによって保持されて上側の前記外被材が前記チャンバー内を上部のチャンバーと下部のチャンバーとに上下２つの空間に区切るように配置して、上下２枚の前記熱板により前記外被材全体を前記熱溶着層が溶融する温度に加熱すると共に、前記上部のチャンバー内と前記下部のチャンバー内が所定の真空度になるように真空排気した後に、前記上部のチャンバー内に外気を導入して前記上部のチャンバー内の圧力を前記下部のチャンバー内の圧力より大きくして、前記上部のチャンバー内の圧力と前記下部のチャンバー内の圧力との差圧により上側の前記外被材が下側の前記外被材に向けて接触していくようにして、上側の前記外被材と下側の前記外被材とを前記芯材に沿って熱溶着させるのである。

また、別の本発明の真空断熱材の製造方法は、一方の面に熱溶着層、他方の面に保護層をそれぞれ有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に芯材を配置して前記外被材の内部を減圧し、対向する前記外被材同士を熱溶着する真空断熱材の製造方法において、対向する前記外被材同士を熱溶着する工程では、所定の真空度になるように真空排気したチャンバー内で、シールヒーターにより前記外被材の外周部の熱溶着層同士を熱溶着して前記外被材の間に前記芯材を減圧密封した後、前記外被材全体が前記熱溶着層の溶融する温度に加熱されている状態で、前記チャンバー内に外気を導入して前記真空断熱材の内外に差圧を発生させて対向する前記熱溶着層同士を前記芯材に沿って熱溶着させるのである。

これによって、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で外被材同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された真空断熱材を得ることができ、熱溶着によるシールの幅が大きくなり、シール性をより向上させることができ、対向する熱溶着層同士が熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。また、熱溶着によるシール時には熱溶着層を２重に折り重ねる必要がなく、通常の周知の熱溶着によるシールと変わらず容易にでき、熱溶着層を２重に折り重ねたことによるシワの発生やシール不良が発生しない。また、外被材の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。また、外被材全体に均等に大気圧を加えて対向する熱溶着層同士を熱溶着するが、大気圧は熱溶着に充分な加圧となるので、加圧装置を設ける必要がなく、外被材にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制され、容易に真空断熱材を提供することができる。

本発明の真空断熱材の製造方法によれば、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で外被材同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された真空断熱材を得ることができ、熱溶着によるシールの幅が広がりシール性をより向上させることができ、対向する熱溶着層同士が熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。また、外被材の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。また、外被材全体に均等に大気圧を加えて対向する熱溶着層同士を熱溶着するが、大気圧は熱溶着に充分な加圧となるので、加圧装置を設ける必要がなく、外被材にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制され、容易に真空断熱材を提供することができる。

請求項１に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、一方の面に熱溶着層、他方の面に保護層をそれぞれ有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に芯材を配置して前記外被材の内部を減圧し、対向する前記外被材同士を熱溶着する真空断熱材の製造方法において、対向する前記外被材同士を熱溶着する工程では、上下から真空排気と真空開放が行えるチャンバー内の上下２枚の熱板の間に、大きさの異なる上下２枚の前記外被材と前記芯材とを、上下２枚の前記外被材が前記芯材を覆い、下側の前記外被材より大きい上側の前記外被材の外周端が前記チャンバーによって保持されて上側の前記外被材が前記チャンバー内を上部のチャンバーと下部のチャンバーとに上下２つの空間に区切るように配置して、上下２枚の前記熱板により前記外被材全体を前記熱溶着層が溶融する温度に加熱すると共に、前記上部のチャンバー内と前記下部のチャンバー内が所定の真空度になるように真空排気した後に、前記上部のチャンバー内に外気を導入して前記上部のチャンバー内の圧力を前記下部のチャンバー内の圧力より大きくして、前記上部のチャンバー内の圧力と前記下部のチャンバー内の圧力との差圧により上側の前記外被材が下側の前記外被材に向けて接触していくようにして、上側の前記外被材と下側の前記外被材とを前記芯材に沿って熱溶着させるのである。

本発明の真空断熱材の製造方法によれば、対向する外被材同士を熱溶着する工程では、上下から真空排気と真空開放が行えるチャンバー内の上下２枚の熱板の間に、大きさの異なる上下２枚の外被材と芯材とを、上下２枚の外被材が芯材を覆い、下側の外被材より大きい上側の外被材の外周端がチャンバーによって保持されて上側の外被材がチャンバー内を上部のチャンバーと下部のチャンバーとに上下２つの空間に区切るように配置して、上下２枚の熱板により外被材全体を熱溶着層が溶融する温度に加熱すると共に、上部のチャンバー内と下部のチャンバー内が所定の真空度になるように真空排気した後に、上部のチャンバー内に外気を導入して上部のチャンバー内の圧力を下部のチャンバー内の圧力より大きくして、上部のチャンバー内の圧力と下部のチャンバー内の圧力との差圧により上側の外被材が下側の外被材に向けて接触していくようにして、上側の外被材と下側の外被材とを芯材に沿って熱溶着させるので、１０ミリを超えるような比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材を必要以上に圧縮することなく、外被材の間に芯材のない部分（熱溶着すべき部分）に所定の圧力が加えられて確実に熱溶着されている。

したがって、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で外被材同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された真空断熱材を得ることができ、熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、対向する熱溶着層同士が熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。また、外被材の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。また、上部のチャンバー内と下部のチャンバー内が所定の真空度になるように真空排気した後に、上部のチャンバー内に外気を導入して上部のチャンバー内を常圧に戻すだけで、対向する熱溶着層同士を熱溶着するときに外被材全体に均等に大気圧を加えることができ、また、大気圧は熱溶着に充分な加圧となるので、加圧装置を設ける必要がなく、外被材にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制され、容易に真空断熱材を提供することができる。

請求項２に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、一方の面に熱溶着層、他方の面に保護層をそれぞれ有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に芯材を配置して前記外被材の内部を減圧し、対向する前記外被材同士を熱溶着する真空断熱材の製造方法において、対向する前記外被材同士を熱溶着する工程では、所定の真空度になるように真空排気したチャンバー内で、シールヒーターにより前記外被材の外周部の熱溶着層同士を熱溶着して前記外被材の間に前記芯材を減圧密封した後、前記外被材全体が前記熱溶着層の溶融する温度に加熱されている状態で、前記チャンバー内に外気を導入して前記真空断熱材の内外に差圧を発生させて対向する前記熱溶着層同士を前記芯材に沿って熱溶着させるのである。

本発明の真空断熱材の製造方法によれば、対向する外被材同士を熱溶着する工程では、所定の真空度になるように真空排気したチャンバー内で、シールヒーターにより前記外被材の外周部の熱溶着層同士を熱溶着して前記外被材の間に前記芯材を減圧密封した後、前記外被材全体が前記熱溶着層の溶融する温度に加熱されている状態で、前記チャンバー内に外気を導入して前記真空断熱材の内外に差圧を発生させて対向する前記熱溶着層同士を前記芯材に沿って熱溶着させるので、１０ミリを超えるような比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材を必要以上に圧縮することなく、外被材の間に芯材のない部分（熱溶着すべき部分）に所定の圧力が加えられて確実に熱溶着されている。

したがって、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で外被材同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された真空断熱材を得ることができ、熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、対向する熱溶着層同士が熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。また、外被材の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。また、真空に近い減圧空間内で、外被材の外周部の熱溶着層同士を熱溶着して外被材の間に芯材を減圧密封した後、減圧空間を常圧に戻すだけで、外被材全体に均等に真空断熱材の外側から内側へ大気圧を加えることができ、また、大気圧は熱溶着に充分な加圧となるので、加圧装置を設ける必要がなく、外被材にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制され、容易に真空断熱材を提供することができる。

熱溶着層にポリエチレンを用いた場合は、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材を提供することができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における真空断熱材の製造方法により得られた真空断熱材の断面図、図２は同実施の形態の真空断熱材の製造装置の概略断面図である。

図１において、真空断熱材１１は、２枚の外被材１２で芯材１３を覆ってなり、外被材１２の内部を真空に保っている。

外被材１２は熱溶着層１４を有し、熱溶着層１４は芯材１３に沿って熱溶着されており、芯材１３の際まで上下の外被材１２の熱溶着層１４が一体化している。なお熱溶着層１４の厚みは一定に保たれている。

真空断熱材１１は図２における製造装置１５で作製される。製造装置１５はチャンバー１６内に上下２枚の熱板１７を有し、上下から真空排気および真空開放が行えるように配管１８ａ，１８ｂが接続された構造となっている。

製造装置１５に外被材１２ａ，１２ｂと芯材１３が配置され、チャンバー１６内は外被材１２ａにより２つの空間１６ａ，１６ｂに区切られる。そして上下の熱板１７により外被材１２を加熱すると共に、配管１８ａ，１８ｂを通じてチャンバー１６内の真空排気を行う。チャンバー１６内が所定の真空度に到達したとき、配管１８ａより真空開放を行う。

このとき、上部のチャンバー１６ａ内の圧力が下部のチャンバー１６ｂ内の圧力より大きくなり、上部のチャンバー１６ａ内の圧力と下部のチャンバー１６ｂ内の圧力の差圧により、外被材１２ａが外被材１２ｂへ向けて接触していき、芯材１３に沿って熱溶着がされる。

なお、外被材１２ａは外被材１２ｂより大きく、外被材１２ａの外周端は、チャンバー１６によって保持されることにより、外被材１２ｂと熱溶着できないため、熱溶着後に、外被材１２ａと外被材１２ｂとが熱溶着されていない外周端部は、切除する。

以上のように、真空断熱材１１はチャンバー１６内の差圧に起因する気体の圧力を利用して対向する熱溶着層１４同士が芯材１３形状に沿うように芯材１３の際まで熱溶着されるものであり、外被材１２の全面にわたり均等に加圧されることになり、シワの発生やシール不良が発生せずに芯材１３形状に沿った熱溶着が可能となるので、芯材１３の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、長期信頼性を有する真空断熱材を提供することができる。

また、上記工程が１つのチャンバー内で完了するために効率良く真空断熱材を作製することが可能となる。

また、本実施の形態の真空断熱材１１は、対向する熱溶着層１４同士が熱溶着された熱溶着部の外被材１２の熱溶着層１４の厚みが一様であり、真空断熱材１１のシール性を一定に保つことができる。また表面も平滑にすることができ、外観をきれいに保つことができる。

本実施の形態の真空断熱材１１の製造方法は、一方の面に熱溶着層１４、他方の面に保護層をそれぞれ有するガスバリア性の外被材１２の熱溶着層１４同士を対向させた間に芯材１３を配置して外被材１２の内部を減圧し、対向する外被材１２同士を熱溶着する真空断熱材１１の製造方法において、対向する外被材１２同士を熱溶着する工程では、上下から真空排気と真空開放が行えるチャンバー１６内の上下２枚の熱板１７の間に、大きさの異なる上下２枚の外被材１２ａ，１２ｂと芯材１３とを、上下２枚の外被材１２ａ，１２ｂが芯材１３を覆い、下側の外被材１２ｂより大きい上側の外被材１２ａの外周端がチャンバー１６によって保持されて上側の外被材１２ａがチャンバー１６内を上部のチャンバー１６ａと下部のチャンバー１６ｂとに上下２つの空間に区切るように配置して、上下２枚の熱板１７により外被材１２全体を熱溶着層１４が溶融する温度に加熱すると共に、上部のチャンバー１６ａ内と下部のチャンバー１６ｂ内が所定の真空度になるように真空排気した後に、上部のチャンバー１６ａ内に外気を導入して上部のチャンバー１６ａ内の圧力を下部のチャンバー１６ｂ内の圧力より大きくして、上部のチャンバー１６ａ内の圧力と下部のチャンバー１６ｂ内の圧力との差圧により上側の外被材１２ａが下側の外被材１２ｂに向けて接触していくようにして、上側の外被材１２ａと下側の外被材１２ｂとを芯材１３に沿って熱溶着させるのである。

上記のように製造された本実施の形態の真空断熱材１１は、対向する外被材１２同士を熱溶着する工程では、上下から真空排気と真空開放が行えるチャンバー１６内の上下２枚の熱板１７の間に、大きさの異なる上下２枚の外被材１２ａ，１２ｂと芯材１３とを、上下２枚の外被材１２ａ，１２ｂが芯材１３を覆い、下側の外被材１２ｂより大きい上側の外被材１２ａの外周端がチャンバー１６によって保持されて上側の外被材１２ａがチャンバー１６内を上部のチャンバー１６ａと下部のチャンバー１６ｂとに上下２つの空間に区切るように配置して、上下２枚の熱板１７により外被材１２全体を熱溶着層１４が溶融する温度に加熱すると共に、上部のチャンバー１６ａ内と下部のチャンバー１６ｂ内が所定の真空度になるように真空排気した後に、上部のチャンバー１６ａ内に外気を導入して上部のチャンバー１６ａ内の圧力を下部のチャンバー１６ｂ内の圧力より大きくして、上部のチャンバー１６ａ内の圧力と下部のチャンバー１６ｂ内の圧力との差圧により上側の外被材１２ａが下側の外被材１２ｂに向けて接触していくようにして、上側の外被材１２ａと下側の外被材１２ｂとを芯材１３に沿って熱溶着させるので、１０ミリを超えるような比較的厚みのある芯材１３を使用した場合であっても、芯材１３を必要以上に圧縮することなく、外被材１２の間に芯材１３のない部分（熱溶着すべき部分）に所定の圧力が加えられて確実に熱溶着されている。

したがって、比較的厚みのある芯材１３を使用した場合であっても、芯材１３の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で外被材１２同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された真空断熱材１１を得ることができ、芯材１３の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、対向する熱溶着層１４同士が熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する真空断熱材１１を提供することができる。

また、本実施の形態では、上部のチャンバー１６ａ内と下部のチャンバー１６ｂ内が所定の真空度になるように真空排気した後に、上部のチャンバー１６ａ内に外気を導入して上部のチャンバー１６ａ内を常圧に戻すだけで、対向する熱溶着層１４同士を熱溶着するときに外被材１２全体に均等に大気圧を加えることができ、また、大気圧は熱溶着に充分な加圧となるので、加圧装置を設ける必要がなく、外被材にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制され、容易に真空断熱材１１を提供することができる。

なお、熱溶着層１４にポリエチレンを用いると、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材１１を提供することができる。

また、外被材１２の最外層にポリエチレンテレフタレートからなる保護層を設ける。このように外被材１２の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材１１を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで真空断熱材１１を提供することができる。

また、熱溶着時の加熱を、非接触で外被材１２に加える場合は、芯材１３の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、外被材１２に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。

また、熱溶着時の加熱を、熱板１７の輻射熱により加える場合は、非接触で加熱することができるとともに、減圧空間中でも外被材１２を加熱することができる。

なお、本実施の形態の真空断熱材１１は、吸着剤を備えていないが、吸着剤を備えても良い。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における真空断熱材の製造方法により得られた真空断熱材の断面図、図４は同実施の形態の真空断熱材の製造装置の概略断面図である。

図３において、真空断熱材１９は、２枚の外被材１２で芯材１３を覆ってなり、外被材１２の内部を真空に保っている。

外被材１２は熱溶着層１４ａ，１４ｂを有し、熱溶着層１４ａは芯材１３に沿って熱溶着されており、上下の外被材１２の熱溶着層１４ａ，１４ｂが一体化している。なお熱溶着層１４ａと熱溶着層１４ｂの厚みは異なる厚みとなっており、熱溶着層１４ｂにより外被材１２の外周部がシールされている。

真空断熱材１９は図４における製造装置２０で作製される。製造装置２０はチャンバー１６内に上下２枚の熱板１７と外被材１２の外周部を熱溶着するための枠シールヒーター２１を有し、上下から真空排気および真空開放が行えるように配管１８ａ，１８ｂが接続された構造となっている。

製造装置２０に外被材１２ａ，１２ｂと芯材１３が配置され、チャンバー１６内は外被材１２ａにより２つの空間１６ａ，１６ｂに区切られる。そして上下の熱板１７により外被材１２を加熱すると共に、配管１８ａ，１８ｂを通じてチャンバー１６内の真空排気を行う。チャンバー１６内が所定の真空度に到達したとき、まず、枠シールヒーター２１により外被材１２の外周部がシールされ、配管１８ａより真空開放を行う。このとき真空断熱材１９の内外で差圧が発生し、外被材１２ａと外被材１２ｂが互いに接触していき、芯材１３に沿って熱溶着がされる。

以上のように、真空断熱材１９は外被材１２の外周とその内周側とで表面の状態が異なり、気体の圧力が真空断熱材１９の内外に発生する差圧によるものであり、外圧は大気圧であり加圧装置を設ける必要がなく、容易に真空断熱材１９を提供することができる。

本実施の形態の真空断熱材１９の製造方法は、一方の面に熱溶着層１４ａ，１４ｂ、他方の面に保護層をそれぞれ有するガスバリア性の外被材１２の熱溶着層１４ａ，１４ｂ同士を対向させた間に芯材１３を配置して外被材１２の内部を減圧し、対向する外被材１２同士を熱溶着する真空断熱材１９の製造方法において、対向する外被材１２ａ，１２ｂ同士を熱溶着する工程では、所定の真空度になるように真空排気したチャンバー１６内で、枠シールヒーター２１により外被材１２ａ，１２ｂの外周部の熱溶着層１４ｂ同士を熱溶着して外被材１２ａ，１２ｂの間に芯材１３を減圧密封した後、外被材１２ａ，１２ｂ全体が熱溶着層１４ａ，１４ｂの溶融する温度に加熱されている状態で、チャンバー１６内に外気を導入して真空断熱材１９の内外に差圧を発生させて対向する熱溶着層１４ａ同士を芯材１３に沿って熱溶着させるのである。

本実施の形態の真空断熱材の製造方法によれば、対向する外被材１２ａ，１２ｂ同士を熱溶着する工程では、所定の真空度になるように真空排気したチャンバー１６内で、枠シールヒーター２１により外被材１２ａ，１２ｂの外周部の熱溶着層１４ｂ同士を熱溶着して外被材１２ａ，１２ｂの間に芯材１３を減圧密封した後、外被材１２ａ，１２ｂ全体が熱溶着層１４ａ，１４ｂの溶融する温度に加熱されている状態で、チャンバー１６内に外気を導入して真空断熱材１９の内外に差圧を発生させて対向する熱溶着層１４ａ同士を芯材１３に沿って熱溶着させるので、１０ミリを超えるような比較的厚みのある芯材１３を使用した場合であっても、芯材１３を必要以上に圧縮することなく、外被材１２の間に芯材１３のない部分（熱溶着すべき部分）に所定の圧力が加えられて確実に熱溶着されている。

したがって、比較的厚みのある芯材１３を使用した場合であっても、芯材１３の近傍において、シワの発生を抑えて、大気圧で外被材１２同士が密着する部分の全てが確実に熱溶着された真空断熱材１９を得ることができ、芯材１３の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、対向する熱溶着層１４ａ同士が芯材１３に沿って芯材１３の際まで熱溶着された熱溶着部の品質、信頼性を均一にすることができ、長期信頼性を有する真空断熱材１９を提供することができる。

また、本実施の形態では、真空に近いチャンバー１６（減圧空間）内で、外被材１２ａ，１２ｂの外周部の熱溶着層１４ｂ同士を熱溶着して外被材１２ａ，１２ｂの間に芯材１３を減圧密封した後、チャンバー１６（減圧空間）を常圧に戻すだけで、外被材１２全体に均等に真空断熱材１９の外側から内側へ大気圧を加えることができ、また、大気圧は熱溶着に充分な加圧となるので、加圧装置を設ける必要がなく、外被材にストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制され、容易に真空断熱材１１を提供することができる。

なお、熱溶着層１４ａ，１４ｂにポリエチレンを用いると、ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材１９を提供することができる。

また、外被材１２の最外層にポリエチレンテレフタレートからなる保護層を設ける。このように外被材１２の最外層に表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材１９を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで真空断熱材１９を提供することができる。

また、熱溶着層１４ａの熱溶着時の加熱を、非接触で外被材１２に加える場合は、芯材１３の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、外被材１２に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。

また、熱溶着層１４ａの熱溶着時の加熱を、熱板１７の輻射熱により加える場合は、非接触で加熱することができるとともに、減圧空間中でも外被材１２を加熱することができる。

なお、本実施の形態の真空断熱材１９は、吸着剤を備えていないが、吸着剤を備えても良い。

以上のように本発明にかかる真空断熱材の製造方法により製造された真空断熱材は、ガスバリア性を向上させ、耐傷付き性や耐突き刺し性を向上させ、ピンホール等の発生を抑制することができるために、真空断熱材に深い溝を付けたり、真空断熱材に外部から衝撃が加わる環境下においても使用することができ、冷蔵庫などの冷温機器に適用できる。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の製造方法により得られた真空断熱材の断面図同実施の形態の真空断熱材の製造装置の概略断面図本発明の実施の形態２における真空断熱材の製造方法により得られた真空断熱材の断面図同実施の形態の真空断熱材の製造装置の概略断面図従来の真空断熱材の断面図従来の真空断熱材の包装材の拡大断面図

符号の説明

１１，１９真空断熱材
１２，１２ａ，１２ｂ外被材
１３芯材
１４，１４ａ，１４ｂ熱溶着層
１６チャンバー
１６ａ上部のチャンバー
１６ｂ下部のチャンバー
１７熱板
２１シールヒーター

Claims

一方の面に熱溶着層、他方の面に保護層をそれぞれ有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に芯材を配置して前記外被材の内部を減圧し、対向する前記外被材同士を熱溶着する真空断熱材の製造方法において、対向する前記外被材同士を熱溶着する工程では、上下から真空排気と真空開放が行えるチャンバー内の上下２枚の熱板の間に、大きさの異なる上下２枚の前記外被材と前記芯材とを、上下２枚の前記外被材が前記芯材を覆い、下側の前記外被材より大きい上側の前記外被材の外周端が前記チャンバーによって保持されて上側の前記外被材が前記チャンバー内を上部のチャンバーと下部のチャンバーとに上下２つの空間に区切るように配置して、上下２枚の前記熱板により前記外被材全体を前記熱溶着層が溶融する温度に加熱すると共に、前記上部のチャンバー内と前記下部のチャンバー内が所定の真空度になるように真空排気した後に、前記上部のチャンバー内に外気を導入して前記上部のチャンバー内の圧力を前記下部のチャンバー内の圧力より大きくして、前記上部のチャンバー内の圧力と前記下部のチャンバー内の圧力との差圧により上側の前記外被材が下側の前記外被材に向けて接触していくようにして、上側の前記外被材と下側の前記外被材とを前記芯材に沿って熱溶着させることを特徴とする真空断熱材の製造方法。
一方の面に熱溶着層、他方の面に保護層をそれぞれ有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に芯材を配置して前記外被材の内部を減圧し、対向する前記外被材同士を熱溶着する真空断熱材の製造方法において、対向する前記外被材同士を熱溶着する工程では、所定の真空度になるように真空排気したチャンバー内で、シールヒーターにより前記外被材の外周部の熱溶着層同士を熱溶着して前記外被材の間に前記芯材を減圧密封した後、前記外被材全体が前記熱溶着層の溶融する温度に加熱されている状態で、前記チャンバー内に外気を導入して前記真空断熱材の内外に差圧を発生させて対向する前記熱溶着層同士を前記芯材に沿って熱溶着させることを特徴とする真空断熱材の製造方法。