JP4665478B2 - 真空断熱材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は立体構造を形成する真空断熱材の製造方法に関するものである。

従来、この種の真空断熱材としては、図１１に示すように、３つの長方形の芯材１をガスバリア性のフイルム２で覆い、フィルム２の内部を減圧して成り、３つの芯材１は、一方向に互いに所定間隔離れて略同一面上に配置されており、３つの芯材１のそれぞれが、独立した空間内に位置するように、隣接する芯材１の間に位置するフィルム２が熱溶着されており、隣接する芯材１の間に位置する熱溶着部３上に設けられた折曲線４で、折り曲げることが可能な真空断熱材５がある（例えば、特許文献１参照）
この真空断熱材５は、図１２に示すように、冷蔵庫などの断熱箱体の外箱６の内側に設けられるものである。外箱６は金属板７をコ字状に折り曲げたものであるが、真空断熱材５は、コ字状に折り曲げる前の状態の金属板７に、金属板７の折曲線に真空断熱材５の折曲線４が対応するように接着固定されており、外箱６の内面となる面に真空断熱材５が接着固定された金属板７をコ字状に折り曲げることにより、図１２に示す、内面に真空断熱材５を備えた外箱６が造られる。
特開平７−９８０９０号公報

しかしながら、上記従来の構成では、複数の長方形の芯材１が、一方向に互いに所定間隔離れて略同一面上に配置されており、隣接する芯材１の間に位置する熱溶着部３に形成される各折曲線４は、互いに略平行であるため、従来の真空断熱材５を適用することのできる対象は、側面の形状が長方形である立体構造体の側面だけに限られる。

さらに、熱溶着がされないフィルム部において、フィルム２の間に芯材１を含まない部分が存在するので、その分、有効断熱面積が小さくなっている。

本発明は、適用する対象の立体構造体の形状に制限が少なく、さらに、有効断熱面積が大きく断熱効果の高い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、複数の芯材をガスバリア性の２枚のフィルムで覆い、前記フィルムの内部を減圧してなり端部にヒレ部を有する真空断熱材の製造方法であって、２枚の前記フィルム間に芯材形状の複数の孔を有した前記フィルムの熱溶着層と同一材料のシート部材を設け、前記シート部材の前記孔に前記芯材をはめ込んで前記複数の芯材を立体構造の展開図を形成するように配置させ、前記フィルムにおいて、前記複数の芯材を前記フィルムの間に含まない部分の全面を熱溶着し、前記ヒレ部が短くなるように熱溶着された部分を切り取り、隣接する前記芯材の間に位置する折曲線で折り曲げて前記展開図をもとに立体構造を形成したものである。

これによって、複数の芯材は、芯材の間に位置する部分に１方向以上（例えば、縦方向と横方向の２方向）の折曲線を形成できるように配置されるため、真空断熱材を１方向以上に折り曲げることができる。そのため、様々な立体構造を形成する真空断熱材を作製することができる。

また、フィルムの間に芯材を含まない部分において、熱溶着されない部分が存在しないので、真空断熱材端部のヒレ部を短くでき、真空断熱材表面における芯材の占める面積が相対的に大きくなるので、真空断熱材表面の有効断熱面積を大きくとることが可能となる。また、各芯材をシート部材の孔上に配置させることで、各芯材を所定位置に固定させることが可能となる。また、シート部材がフィルムの熱溶着層と同一材料であるので、熱溶着時においてシート部材とフィルムとの溶着が容易となる。

本発明の真空断熱材の製造方法は、様々な立体構造体に対して適用することを可能とする。また、様々な形状をした真空断熱材においても効果的に有効断熱面積をとることができ、断熱効果の高い真空断熱材を得ることができる。また、各芯材をシート部材の孔上に
配置させることで、各芯材を所定位置に固定させることが可能となる。また、シート部材がフィルムの熱溶着層と同一材料であるので、熱溶着時においてシート部材とフィルムとの溶着が容易となる。

請求項１に記載の発明は、複数の芯材をガスバリア性の２枚のフィルムで覆い、前記フィルムの内部を減圧してなり端部にヒレ部を有する真空断熱材の製造方法であって、２枚の前記フィルム間に芯材形状の複数の孔を有した前記フィルムの熱溶着層と同一材料のシート部材を設け、前記シート部材の前記孔に前記芯材をはめ込んで前記複数の芯材を立体構造の展開図を形成するように配置させ、前記フィルムにおいて、前記複数の芯材を前記フィルムの間に含まない部分の全面を熱溶着し、前記ヒレ部が短くなるように熱溶着された部分を切り取り、隣接する前記芯材の間に位置する折曲線で折り曲げて前記展開図をもとに立体構造を形成したことを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、芯材の間に位置する折曲線で折り曲げることにより、立体構造を形成した真空断熱材を作製することができる。

また、フィルムにおいて、フィルムの間に芯材を含まない部分において、熱溶着されない部分が存在しないので、真空断熱材端部のヒレ部を短くでき、真空断熱材表面における芯材の占める面積が相対的に大きくなるので、真空断熱材表面の有効断熱面積を大きくとることが可能となる。したがって、様々な形状をした真空断熱材においても効果的に有効断熱面積をとることができ、断熱効果の高い真空断熱材を得ることができる。また、各芯材をシート部材の孔上に配置させることで、各芯材を所定位置に固定させることが可能となる。また、シート部材がフィルムの熱溶着層と同一材料であるので、熱溶着時においてシート部材とフィルムとの溶着が容易となる。

さらに、複数の芯材がそれぞれ独立した空間内に位置することになるので、特定の芯材が入った空間の真空度が低下することが起きても、他の芯材が入った空間の真空度まで低下することがなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、各芯材間の間隔が芯材の厚み以下であることを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、芯材厚みに対する芯材間の間隔を相対的に短くしているので有効断熱面積を大きくすることが可能となる。なお、芯材間の間隔を芯材の厚み以下としているが、折り曲げて使用する際は適切な間隔があることは云うまでもない。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、芯材の形状が３つ以上の線分で形成される多角形であることを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、芯材の間に位置する折曲線を多方向に形成することができ、様々な立体構造を形成する真空断熱材を作製することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、異なる形状の芯材が共存することを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、様々な形状の芯材の組み合わせが可能となり、芯材の間に位置する折曲線を自由に設計することができ、所望の立体構造を形成する真空断熱材を作製することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、異なる厚みの芯材が共存することを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、本発明の製造方法で製造された真空断熱材を立体構造体に適用する場合において、立体構造体の部位により要求される断熱効果や真空断熱材の適用スペースが他の部位と異なる場合、該当部位に対応する芯材を他の部位と異なる厚みとすることが可能である。

例えば、真空断熱材を適用する立体構造体のある部位において、他の部位よりも大きな断熱効果が要求される場合は、その部位に対応する芯材の厚みを大きくすることができる。

また、真空断熱材を適用する立体構造体のある部位において、真空断熱材の適用スペースが他の部位よりも小さい場合は、その部位に対応する芯材の厚みを小さくすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、異なる材料から構成される芯材が共存することを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、本発明の製造方法で製造された真空断熱材を立体構造体に適用する場合において、立体構造体の部位により要求される断熱効果や真空断熱材の適用スペース、さらには雰囲気温度が他の部位と異なる場合、該当部位に対応する芯材を他の部位と異なる材料から構成される芯材とすることが可能である。

例えば、真空断熱材を適用する立体構造体のある部位において、他の部位よりも大きな断熱効果が要求される場合は、その部位に対応する芯材を優れた断熱性能をもつ材料から構成させることができる。

また、真空断熱材を適用する立体構造体のある部位において、真空断熱材の適用スペースが他の部位よりも小さい場合は、その部位に対応する芯材を優れた断熱性能をもつ材料から構成させることにより、芯材の厚みを小さくしても、所定の断熱効果を得ることを容易とする。

さらに、真空断熱材を適用する立体構造体のある部位において、雰囲気温度が他の部位と異なる場合は、その部位に対応する芯材を、その温度帯で断熱性能および経時信頼性に優れる材料から構成させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、端部にテープを貼ることで立体構造を形成したことを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、真空断熱材の立体構造を強力にそして長期にわたり保持することを可能とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、テープとして難燃性テープを用いたことを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、本発明の製造方法で製造された真空断熱材を高温環境下で使用することを容易とする。

また、真空断熱材の端面には燃えやすい熱溶着材料が露出するが、端面は難燃性テープで覆われるので、真空断熱材の難燃性レベルの向上を図ることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、端部をシール剤で固定することで立体構造を形成したことを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、真空断熱材の立体構造を強力にそして長期にわたり保持することを可能とする。

また、シール剤はフレキシブルであり、真空断熱材がどのような形状であっても効率的かつ効果的に立体構造を形成することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、シール剤として難燃性のシール剤を用いたことを特徴とした真空断熱材の製造方法であり、本発明の製造方法で製造された真空断熱材を高温環境下で使用することを容易とする。

また、真空断熱材の端面には燃えやすい熱溶着材料が露出するが、端面は難燃性のシール剤で覆われるので、真空断熱材の難燃性レベルの向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって、この発明が限定されるものではない。

（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で製造された真空断熱材の平面図、図２は同実施の形態の真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の製造過程における平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は実施の形態１における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材のシート部材の平面図、図５は同実施の形態の真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の立体図を示すものである。

図１において、真空断熱材８は、芯材９ａ，９ｂを六面体の展開図を形成するように配置させており、各芯材９ａ，９ｂ間の間隔は５ｍｍとしている。六面体の底面に対応する芯材９ａは厚み５ｍｍで、グラスウールを主成分とする材料から構成され、六面体の側面に対応する芯材９ｂは厚み５ｍｍで、シリカ粉末を主成分とする材料から構成されている。

フィルム１０としては、少なくともガスバリア層及び熱溶着層を有するものを使用でき、本実施の形態におけるフィルム１０は、ガスバリア層としてアルミニウム、熱溶着層としてポリプロピレンフィルムで構成されている。なお、各芯材９ａ，９ｂ間には立体構造を形成するための折曲線１１がある。

図１に示す真空断熱材８は、図２に示す真空断熱材８を切取線１２で切り取ることで得られるものである。真空断熱材８は、芯材９ａ，９ｂをガスバリア性のフィルム１０で覆い、フィルム１０の内部を減圧し、所定の真空度に到達したときフィルム１０を熱溶着してなる。

熱溶着は、面状のシリコンゴムヒーターでフィルム１０の全面を上下から加熱することで行っており、フィルム１０は芯材９ａ，９ｂの存在しない箇所が全て熱溶着されている。

真空断熱材８には、図３に示すように２枚のフィルム１０の間にフィルム１０の熱溶着層と同一材料のポリプロピレンフィルムからなるシート部材１３を設けている。シート部材１３には、図４に示すように芯材９ａ，９ｂと同一形状の孔１４を設けており、孔１４に芯材９ａ，９ｂをはめ込んでいる。

図５に示す真空断熱材８は、図１に示す真空断熱材８を折曲線１１で折り曲げて形成したものであり、端面は難燃性アクリル系の材料からなるテープ１５を貼り付けている。

以上のように、本実施の形態では、芯材９ａ，９ｂを六面体の展開図を形成するように配置させ、フィルム１０は、芯材９ａ，９ｂの存在しない箇所が全て熱溶着されているので、芯材９ａ，９ｂの間に位置する折曲線１１で、真空断熱材８を折り曲げることにより、立体構造を形成することができ、また、真空断熱材表面における芯材以外の面積部を小さくすることができ、有効断熱面積を大きくすることが可能となる。

さらに、複数の芯材９ａ，９ｂがそれぞれ独立した空間内に位置することになるので、特定の芯材が入った空間の真空度が低下することが起きても、他の芯材が入った空間の真空度まで低下することがなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることが可能となる。

また、芯材９ａ，９ｂは、共に厚み５ｍｍで、芯材９ａ，９ｂ間の間隔を５ｍｍとしているので、芯材９ａ，９ｂ厚みに対する芯材９ａ，９ｂ間の間隔を相対的に短くしているので有効断熱面積を大きくすることが可能となる。さらに、芯材９ａ，９ｂ間の間隔は芯材９ａ，９ｂの厚みと同等であるので、折り曲げることもできる。

また、芯材９ａの主成分はグラスウールで、芯材９ｂの主成分はシリカ粉末であり、異なる材料から構成される芯材９ａ，９ｂが共存しているので、本発明における真空断熱材８を立体構造体に適用する場合において、グラスウールの芯材９ａは主に常温で、シリカ粉末の芯材９ｂは主に高温で優れた断熱性能を示すので、芯材９ａに対応する面は常温雰囲気下で、芯材９ｂに対応する面は高温雰囲気下で適用することが可能となる。

また、芯材９ａ，９ｂ間が熱溶着されているので、複数の芯材９ａ，９ｂがそれぞれ独立した空間内に位置し、特定の芯材９ａ，９ｂが入った空間の真空度が低下することが起きても、他の芯材９ａ，９ｂが入った空間の真空度まで低下することがなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることが可能となる。

また、２つのフィルム１０間には芯材９ａ，９ｂ形状の孔１４を有するシート部材１３が設けられ、芯材９は孔１４にはめ込まれているので、芯材９ａ，９ｂのフィルム１０上への位置決めができ、かつ真空排気時においても芯材９ａ，９ｂを固定しやすくなり、真空断熱材８の製造が容易となる。

なお、シート部材１３は、フィルム１０の熱溶着層と同一材料であるので、フィルム１０とシート部材１３の熱溶着によっても充分なシール強度が確保できる。

また、真空断熱材８は六面体構造を形成しているので、六面構造体に対して適用することを可能とする。

また、真空断熱材８は端部にテープ１５を貼ることで立体構造を形成しており、真空断熱材８の立体構造を強力にそして長期にわたり保持することを可能とする。

また、テープ１５は難燃性を有するので、真空断熱材８を高温環境下で使用することを容易とする。

（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２の真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の断面図である。

図６において、真空断熱材８は、実施の形態１と芯材９ａ，芯材９ｂの厚み以外は同じ構成となっている。本実施の形態における芯材９ａは厚み５ｍｍで、芯材９ｂは厚み１ｍｍとなっている。

以上のように、本実施の形態では、異なる厚みの芯材９ａ，９ｂが共存しているので、本発明における真空断熱材８を立体構造体に適用する場合において、芯材９ｂに対応する面は、芯材９ａに対応する面より省スペースな空間に真空断熱材８を適用することが可能となる。

（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３の真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の平面図、図８は同実施の形態の真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の立体図である。

図７において、真空断熱材８は、五角形の芯材９ｃで立体構造の展開図を形成するように配置させている。各芯材９ｃ間には立体構造を形成するための折曲線１１がある。

図８に示す真空断熱材８は、図７に示す真空断熱材８を折曲線１１で折り曲げて形成したものであり、端部を難燃性の材料からなるシール剤１６で固定している。

以上のように、本実施の形態では、芯材９ｃは五角形であるので、芯材９ｃの間に位置する折曲線１１を５方向に形成することができる。

なお、本実施の形態において芯材９ｃの形状は五角形としたが、その他の多角形としてもよい。芯材９ｃの形状を多角形とすることで、芯材９ｃの間に位置する折曲線１１を多方向に形成することができ、様々な立体構造を形成する真空断熱材８を作製することができる。

また、真空断熱材８は、端部をシール剤１６で固定することで、立体構造を形成しており、真空断熱材８の立体構造を強力に、そして長期にわたり保持することを可能とする。

また、シール剤１６は難燃性を有するので、真空断熱材８を高温環境下で使用することを容易とする。

（実施の形態４）
図９は本発明の実施の形態４の真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の平面図、図１０は同実施の形態の真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の立体図である。

図９において、真空断熱材８は五角形の芯材９ｃと六角形の芯材９ｄとで立体構造の展開図を形成するように配置させており、各芯材９ｃ，９ｄ間には立体構造を形成するための折曲線１１がある。

図１０に示す真空断熱材８は、図９に示す真空断熱材８を折曲線１１で折り曲げて形成したものである。

以上のように、本実施の形態では、芯材９ｃが五角形で、芯材９ｄが六角形であるので、曲面構造を形成することができる。

なお、本実施の形態において、芯材９ｃが五角形で、芯材９ｄが六角形としたが、芯材の形状の組み合わせは任意であり、様々な形状の芯材の組み合わせが可能であるので、芯材の間に位置する折曲線を自由に設計することができ、所望の立体構造を形成する真空断熱材を作製することができる。

以上のように、本発明の製造方法で製造された真空断熱材は、様々な立体構造を形成することが可能となるので、適用する対象の立体構造体の形状に制限が少なく用途が広い。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の平面図 本発明の実施の形態１における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の製造過程における平面図 図２のＡ−Ａ線断面図 本発明の実施の形態１における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材のシート部材の平面図 本発明の実施の形態１における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材を立体的に折り曲げた状態の斜視図 本発明の実施の形態２における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の断面図 本発明の実施の形態３における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の平面図 本発明の実施の形態３における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材を立体的に折り曲げた状態の斜視図 本発明の実施の形態４における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材の平面図 本発明の実施の形態４における真空断熱材の製造方法で製造された真空断熱材を立体的に折り曲げた状態の斜視図 従来の真空断熱材の平面図 従来の真空断熱材を断熱箱体の外箱に設けた状態の断面図

符号の説明

８ 真空断熱材
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ 芯材
１０ フイルム
１３ シート部材
１４ 孔
１５ テープ
１６ シール剤

Claims (10)

1. 複数の芯材をガスバリア性の２枚のフィルムで覆い、前記フィルムの内部を減圧してなり端部にヒレ部を有する真空断熱材の製造方法であって、２枚の前記フィルム間に芯材形状の複数の孔を有した前記フィルムの熱溶着層と同一材料のシート部材を設け、前記シート部材の前記孔に前記芯材をはめ込んで前記複数の芯材を立体構造の展開図を形成するように配置させ、前記フィルムにおいて、前記複数の芯材を前記フィルムの間に含まない部分の全面を熱溶着し、前記ヒレ部が短くなるように熱溶着された部分を切り取り、隣接する前記芯材の間に位置する折曲線で折り曲げて前記展開図をもとに立体構造を形成したことを特徴とした真空断熱材の製造方法。
2. 各芯材間の間隔が、芯材の厚み以下であることを特徴とした請求項１に記載の真空断熱材の製造方法。
3. 芯材の形状が、３つ以上の線分で形成される多角形であることを特徴とした請求項１または２に記載の真空断熱材の製造方法。
4. 異なる形状の芯材が共存することを特徴とした請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材の製造方法。
5. 異なる厚みの芯材が共存することを特徴とした請求項１から４のいずれか一項に記載の真空断熱材の製造方法。
6. 異なる材料から構成される芯材が共存することを特徴とした請求項１から５のいずれか一項に記載の真空断熱材の製造方法。
7. 端部にテープを貼ることで立体構造を形成したことを特徴とした請求項１から６のいずれか一項に記載の真空断熱材の製造方法。
8. テープとして難燃性テープを用いたことを特徴とした請求項７に記載の真空断熱材の製造方法。
9. 端部をシール剤で固定することで立体構造を形成したことを特徴とした請求項１から６のいずれか一項に記載の真空断熱材の製造方法。
10. シーラーとして難燃性のシール剤を用いたことを特徴とした請求項９に記載の真空断熱材の製造方法。

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