JP4701882B2 - Vacuum insulation - Google Patents
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Description
本発明は、真空断熱材、真空断熱材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a vacuum heat insulating material and a method for manufacturing a vacuum heat insulating material.
真空断熱材の断熱性能を長期に渡って維持するためには、外被材にガスバリア性に優れたフィルムを使用することによって外部からのガス侵入を防ぎ、真空断熱材内部の真空度を維持する必要がある。このため、従来は、外被材には金属箔を含むフィルムや蒸着フィルムを含むラミネートフィルムが広く使用されて来た。 In order to maintain the heat insulation performance of the vacuum insulation material over a long period of time, the use of a film with excellent gas barrier properties as the jacket material prevents gas from entering from the outside and maintains the degree of vacuum inside the vacuum insulation material. There is a need. For this reason, conventionally, a film including a metal foil or a laminated film including a vapor deposition film has been widely used as the covering material.
しかし、フィルム面のバリア性を強化しても、端面はガス透過度の大きい熱溶着層が露出した状態であるため、端面からのガス侵入に対する対策が必要であった。 However, even if the barrier property of the film surface is strengthened, the end surface is in a state where a heat-welded layer having a high gas permeability is exposed, and thus measures against gas intrusion from the end surface are necessary.
そこで、外被材の封止部分において熱溶着層の一部を薄肉にした薄肉条部を設けた真空断熱材がある(例えば、特許文献1参照)。 Thus, there is a vacuum heat insulating material provided with a thin strip portion in which a part of the heat-welded layer is thinned at a sealing portion of the jacket material (for example, see Patent Document 1).
図9は、特許文献1に記載された従来の真空断熱材の断面図である。図9に示すように、真空断熱材1は、外被材2の封止部分の熱溶着層3の一部が薄肉になっている。この薄肉条部4は外被材2の封止部分を特に強く加圧することにより、形成されたもので、外被材2の全周を取り巻くように形成されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional vacuum heat insulating material described in
従来の構成は、薄肉条部4によってガスの侵入抵抗が増大し、内部へのガス侵入を抑制することで長期に渡って優れた断熱性能を発揮できた。 In the conventional structure, the gas penetration resistance is increased by the thin strip portion 4, and the heat insulation performance can be exhibited over a long period of time by suppressing the gas penetration into the inside.
また、端面を金属膜で覆った真空断熱材がある(例えば、特許文献2参照)。 Further, there is a vacuum heat insulating material whose end face is covered with a metal film (see, for example, Patent Document 2).
図10は、特許文献2に記載された従来の真空断熱材の断面図である。図10に示すように、真空断熱材5は、端面が別の金属膜6で覆われており、真空断熱材5の全周を金属材料で囲んだ構成となっている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional vacuum heat insulating material described in
従来の構成は、端面の金属膜6がガス侵入を抑制することで、長期に渡って真空を維持できた。
In the conventional configuration, the
また、端面を外被材のうち一方のフィルムによって覆った真空断熱材の製造方法がある(例えば、特許文献3参照)。 Moreover, there is a method for manufacturing a vacuum heat insulating material whose end face is covered with one film of the jacket material (see, for example, Patent Document 3).
図11は、特許文献に記載された従来の真空断熱材の断面図である。図11に示すように、真空断熱材7は、端面が一方のフィルム8によって覆われる構成となっている。これは、一方のフィルム8を他方のフィルム9よりはみ出す大きさにし、このはみ出した部分を他方のフィルム9に沿って折り返して他方のフィルム9に折り重ねた後、この折重ね部をシールすることで得られる。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional vacuum heat insulating material described in patent literature. As shown in FIG. 11, the vacuum
従来の構成は、端面の熱溶着層を2層以上とすることで、内側に形成される熱溶着層が外部に露出しないため、内部の真空度の低下が抑制され、断熱性能を維持できた。
しかしながら、上記特許文献1では、薄肉条部4を形成するために、一度溶着した部分に再度非常に強い力をかけながらフィルム(外被材2)を加熱する。このため、熱によるフィルム(外被材2)の劣化が起きてしまうという課題があった。
However, in the said
また、上記特許文献2では、端面を覆うための別の材料(金属膜6)が必要となるため、材料コストがUPしてしまう。また、端部の金属膜6が、熱橋になるために断熱性能が低下してしまうという課題があった。
Moreover, in the said
また、上記特許文献3では、材料コストがUPするとともに折り重ねる工程やシールする工程が必要になるため製造コストもUPしてしまう。また、熱溶着層がフィルムの最外層にある構成であるため、シールバーにくっつき易くなり、製造効率が悪くなってしまうなどの課題があった。
Moreover, in the said
本発明は、上記課題を解決するもので、端面からのガス侵入を抑制し、これによって、真空断熱材の断熱性能を長期に渡って維持することを目的とする。 This invention solves the said subject, and suppresses the gas penetration | invasion from an end surface, and aims at maintaining the heat insulation performance of a vacuum heat insulating material over this by this.
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも芯材と、最内層に熱溶着層を有するラミネートフィルムからなり前記芯材を被覆する外被材とからなり、前記外被材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外被材の少なくとも三辺の溶着部が、ヒートシールによる溶着部と超音波シールによる溶着部により形成され、前記超音波シールによる溶着部が、前記ヒートシールによる溶着部よりも外周側にあり、前記超音波シールによる溶着部に前記熱溶着層が相対的に薄肉化された部分を有する真空断熱材である。超音波シールを用いると、熱溶着層を効率よく加熱することができるため、ヒートシールに代表される外被材の最外層が最も高温になるような温度勾配を生じる外部加熱方式に比べてフィルムの他の層へのダメージが小さい。また、超音波シールは、ホーンの先端形状を選択することにより、溶着部に凹凸形状を形成することが容易にできるため、他の内部加熱方式に比べて適している。また、超音波シールは、熱可塑性樹脂であれば、ほとんどの樹脂の溶
着が可能であり、他の内部加熱方式に比べ溶着できる樹脂の種類が多いために、熱溶着層の材料の選択範囲が広い。また、超音波シールは、超音波により振動を発生し、フィルム界面の摩擦熱で溶着する方式であるため、この振動によりフィルム界面に付着した芯材などの挟雑物を除去でき、強固に溶着することが可能である。また、超音波シールによる溶着部に熱溶着層が相対的に薄肉化された部分を有するので、ガスの侵入抵抗が増すためにガス侵入を抑制できる。また、熱溶着層を薄肉化しても凹凸形状によりフィルム同士の噛み合わせが強固になるため、シール強度を確保できる。また、超音波シールによる溶着部をヒートシールによる溶着部よりも外周側に設けたので、薄肉化によるフィルムへの負荷を低減できる。また、超音波シールの場合、外側のほうがより振動が伝わりやすいために、溶着が容易であり、挟雑物の除去も容易である。これによって、長期に渡って断熱性能を維持する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises at least a core material and a jacket material comprising a laminate film having a heat-welding layer as an innermost layer and covering the core material, and the inside of the jacket material is decompressed. A sealed vacuum heat insulating material, wherein at least three sides of the outer cover material are formed by a heat seal weld and an ultrasonic seal weld, and the ultrasonic seal weld is the heat seal. It is a vacuum heat insulating material which has the part where the said heat welding layer was relatively thinned in the welding part by the said ultrasonic seal in the outer peripheral side rather than the welding part by. When using an ultrasonic seal, the heat-welded layer can be heated efficiently, so the film is more than the external heating method, which produces a temperature gradient such that the outermost layer of the jacket material typified by heat seal has the highest temperature. Damage to other layers is small. In addition, the ultrasonic seal is more suitable than other internal heating methods because it can easily form a concavo-convex shape in the welded portion by selecting the tip shape of the horn. In addition, ultrasonic seals can be used to dissolve most resins as long as they are thermoplastic resins.
Since there are many types of resins that can be deposited and can be welded compared to other internal heating systems, the range of materials for the thermal welding layer is wide. In addition, the ultrasonic seal generates vibration by ultrasonic waves and is welded by frictional heat at the film interface, so it is possible to remove interstitial materials such as core material adhering to the film interface by this vibration and to weld firmly. Is possible. In addition, since the heat-welded layer has a relatively thinned portion at the welded portion by ultrasonic sealing, the gas penetration resistance can be suppressed because the gas penetration resistance is increased. Moreover, even if the heat-welded layer is thinned, the engagement between the films becomes strong due to the uneven shape, so that the sealing strength can be ensured. Moreover, since the welding part by ultrasonic sealing was provided in the outer peripheral side rather than the welding part by heat sealing, the load to the film by thickness reduction can be reduced. Further, in the case of an ultrasonic seal, vibration is more easily transmitted on the outer side, so that welding is easy and removal of foreign matters is easy. As a result, heat insulation performance is maintained over a long period of time.
また、他の本発明は、少なくとも芯材と、ラミネートフィルムからなり前記芯材を被覆する外被材とからなり、前記外被材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外被材の少なくとも三辺の溶着部が、ヒートシールによる溶着部と高周波シールによる溶着部により形成され、前記高周波シールによる溶着部が、前記ヒートシールによる溶着部よりも外周側にあり、前記外被材の最外層の樹脂が前記外被材の端面を被覆している真空断熱材である。高周波シールを用いると、所望の樹脂層を効率よく加熱することができるため、ヒートシールに代表される外被材の最外層が最も高温になるような温度勾配を生じる外部加熱方式に比べてフィルムの他の層へのダメージが小さい。また、高周波シールによる溶着部をヒートシールによる溶着部よりも外周側に設けたので、フィルムへの負荷を低減できる。高周波シールにより外被材の最外層の樹脂で外被材の端面を被覆することができるために、端面からのガス侵入が抑制される。これらにより、長期に渡って断熱性能を維持できる。 In another aspect of the present invention , there is provided a vacuum heat insulating material comprising at least a core material and a covering material made of a laminate film and covering the core material, wherein the inside of the covering material is sealed under reduced pressure. The welded part of at least three sides of the material is formed by a welded part by heat sealing and a welded part by high frequency seal, and the welded part by the high frequency seal is on the outer peripheral side than the welded part by the heat seal, and the jacket material The outermost layer resin is a vacuum heat insulating material covering the end face of the jacket material. When using a high-frequency seal, the desired resin layer can be efficiently heated. Therefore, the film is more than the external heating method that produces a temperature gradient such that the outermost layer of the jacket material represented by heat seal has the highest temperature. Damage to other layers is small. Moreover, since the welding part by a high frequency seal was provided in the outer peripheral side rather than the welding part by heat sealing, the load to a film can be reduced. Since the end surface of the outer cover material can be covered with the outermost resin layer of the outer cover material by high-frequency sealing, gas intrusion from the end surface is suppressed. By these, heat insulation performance can be maintained over a long period of time.
本発明の真空断熱材は、端面からのガス侵入が抑制されるために、長期に渡って断熱性能を維持できる。 Since the vacuum heat insulating material of the present invention suppresses gas intrusion from the end face, the heat insulating performance can be maintained over a long period of time.
請求項1に記載の真空断熱材の発明は、少なくとも芯材と、最内層に熱溶着層を有するラミネートフィルムからなり前記芯材を被覆する外被材とからなり、前記外被材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外被材の少なくとも三辺の溶着部が、ヒートシールによる溶着部と超音波シールによる溶着部により形成され、前記超音波シールによる溶着部が、前記ヒートシールによる溶着部よりも外周側にあり、前記超音波シールによる溶着部に前記熱溶着層が相対的に薄肉化された部分を有するものである。
The invention of the vacuum heat insulating material according to
ここで、ヒートシールは、外被材の最外層が最も高温になるような温度勾配を生じる外部加熱方式であり、超音波シールは、外被材の溶着面が最も高温になるような温度勾配を生じる内部加熱方式である。 Here, heat sealing, an external heating method resulting in temperature gradient as the outermost layer is the highest temperature of the enveloping member, ultrasonic sealing, the temperature gradient as the welding surface of the covering material is the highest temperature an internal heating method resulting in.
超音波シールは、超音波を振動に変換し、フィルム界面の摩擦により熱を生じ、この熱により溶着する方式である。 The ultrasonic seal is a system in which ultrasonic waves are converted into vibrations, heat is generated by friction at the film interface, and welding is performed by this heat .
ゆえに、超音波シールを用いると、熱溶着層を効率よく加熱することができるため、ヒートシールに代表される外被材の最外層が最も高温になるような温度勾配を生じる外部加熱方式に比べてフィルムの他の層へのダメージが小さい。超音波シールによって、溶着層を薄肉化して断面積を小さくできるために、端面からのガス侵入が抑制され、長期に渡って断熱性能を維持できる。 Therefore, if an ultrasonic seal is used, the heat-welded layer can be efficiently heated. Therefore, compared to an external heating method that generates a temperature gradient such that the outermost layer of the jacket material typified by heat seal becomes the highest temperature. Damage to other layers of the film is small. Since the weld layer can be thinned and the cross-sectional area can be reduced by ultrasonic sealing , gas intrusion from the end face is suppressed, and heat insulation performance can be maintained over a long period of time.
なお、超音波シールによる溶着部は、ヒートシールの溶着部に隣接していてもしていなくてもよい。隣接させるほうがよりひれ(断熱性能を有しない外被材のみからなる部分)の長さを短くできる。 In addition, the welding part by ultrasonic sealing may or may not be adjacent to the welding part of the heat seal . Ru can shorten the length of the more and more fins to the adjacent (portions consisting only of having no envelope material insulation performance).
内部加熱方式の中でも、超音波シールは、ホーンの先端形状を選択することにより、溶着部に凹凸形状を形成することや、フィルムの溶着部を蛇腹状にすることが容易にできるため、他の方式に比べて適している。 Among the internal heating methods, the ultrasonic seal can easily form a concave-convex shape in the welded part or a bellows-like welded part by selecting the tip shape of the horn. It is more suitable than the method.
また、本発明における熱溶着層は、ヒートシールと超音波シールの両方で溶着可能な樹脂を選択しなければならないが、超音波シールは、熱可塑性樹脂であれば、ほとんどの樹脂の溶着が可能であり、他の内部加熱方式に比べ溶着できる樹脂の種類が多いために、熱溶着層の材料の選択範囲が広い。 In addition, for the heat welding layer in the present invention, it is necessary to select a resin that can be welded by both heat sealing and ultrasonic sealing. However, if the ultrasonic sealing is a thermoplastic resin, most resins can be welded. Since there are many types of resin that can be welded compared to other internal heating methods, the range of materials for the heat-welded layer is wide.
また、超音波シールは、超音波により振動を発生し、フィルム界面の摩擦熱で溶着する方式であるため、この振動によりフィルム界面に付着した芯材などの挟雑物を除去でき、強固に溶着することが可能である。 In addition, the ultrasonic seal generates vibration by ultrasonic waves and is welded by frictional heat at the film interface, so it is possible to remove interstitial materials such as core material adhering to the film interface by this vibration and to weld firmly. Is possible.
超音波シールによる溶着部に熱溶着層が相対的に薄肉化された部分を設けることで、ガスの侵入抵抗が増すためにガス侵入を抑制できる。また、熱溶着層を薄肉化しても凹凸形状によりフィルム同士の噛み合わせが強固になるため、シール強度を確保できる。 By providing a portion where the heat-welded layer is relatively thinned at the welded portion by ultrasonic sealing , the gas intrusion resistance is increased, so that gas intrusion can be suppressed. Moreover, even if the heat-welded layer is thinned, the engagement between the films becomes strong due to the uneven shape, so that the sealing strength can be ensured.
超音波シールによる溶着は、ヒートシールによる溶着に比べ、フィルムへのダメージが少ないものの、薄肉化によるフィルムへの負荷はゼロではない。よって、ヒートシールによる溶着部よりも外側に設けることは、薄肉化によるフィルムへの負荷を低減できる。 Although welding by ultrasonic sealing causes less damage to the film than welding by heat sealing , the load on the film due to thinning is not zero. Therefore, providing on the outer side of the welded part by heat sealing can reduce the load on the film due to thinning.
また、超音波シールの場合、外側のほうがより振動が伝わりやすいために、溶着が容易であり、挟雑物の除去も容易である。 Further, in the case of an ultrasonic seal, vibration is more easily transmitted on the outer side, so that welding is easy and removal of foreign matters is easy.
請求項2に記載の真空断熱材の発明は、少なくとも芯材と、ラミネートフィルムからなり前記芯材を被覆する外被材とからなり、前記外被材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外被材の少なくとも三辺の溶着部が、ヒートシールによる溶着部と高周波シールによる溶着部により形成され、前記高周波シールによる溶着部が、前記ヒートシールによる溶着部よりも外周側にあり、前記外被材の最外層の樹脂が前記外被材の端面を被覆しているものである。
The invention of the vacuum heat insulating material according to
ここで、高周波シールは、所望の樹脂の界面が最も高温になるような温度勾配を生じる内部加熱方式である。また、高周波シールは、高周波電界内に誘電体を入れることで分子が振動して隣接分子同士の摩擦により熱を生じ、この熱により溶着する方式であり、熱溶着層以外の溶着も可能である。Here, the high-frequency seal is an internal heating method in which a temperature gradient is generated such that the interface of a desired resin becomes the highest temperature. In addition, the high frequency seal is a system in which a dielectric is placed in a high frequency electric field and molecules are vibrated to generate heat by friction between adjacent molecules, and this heat is used for welding, and welding other than the heat welding layer is also possible. .
高周波シールを用いると、所望の樹脂層を効率よく加熱することができるため、ヒートシールに代表される外被材の最外層が最も高温になるような温度勾配を生じる外部加熱方式に比べてフィルムの他の層へのダメージが小さい。また、高周波シールによる溶着部をヒートシールによる溶着部よりも外周側に設けたので、フィルムへの負荷を低減できる。高周波シールにより外被材の最外層の樹脂で外被材の端面を被覆することができるために、端面からのガス侵入が抑制され、長期に渡って断熱性能を維持できる。When using a high-frequency seal, the desired resin layer can be efficiently heated. Therefore, the film is more than the external heating method that produces a temperature gradient such that the outermost layer of the jacket material represented by heat seal has the highest temperature. Damage to other layers is small. Moreover, since the welding part by a high frequency seal was provided in the outer peripheral side rather than the welding part by heat sealing, the load to a film can be reduced. Since the end surface of the outer cover material can be covered with the outermost resin of the outer cover material by high-frequency sealing, gas intrusion from the end surface is suppressed, and heat insulation performance can be maintained over a long period of time.
なお、高周波シールによる溶着部は、ヒートシールの溶着部に隣接していてもしていなくてもよい。隣接させるほうがよりひれ(断熱性能を有しない外被材のみからなる部分)の長さを短くできる。In addition, the weld part by a high frequency seal may or may not be adjacent to the weld part of the heat seal. Adjacent ones can reduce the length of the fins (the portion consisting only of the jacket material having no heat insulating performance).
以下に、さらに本発明の詳細を説明する。 The details of the present invention will be further described below.
本発明の外被材のラミネート構成は、特に指定するものではない。例えば、最内層の熱溶着層には、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン(以下LLと略す)、高密度ポリエチレン、無延伸ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、無延伸ポリエチレンテレフタレート、無延伸ナイロン、無延伸エチレン−ポリビニルアルコール共重合体樹脂などが使用可能であり、特に指定するものではない。また、熱溶着層に吸着剤を含有させてもよい。 The laminate structure of the jacket material of the present invention is not particularly specified. For example, the innermost heat-welding layer includes low-density polyethylene, linear low-density polyethylene (hereinafter abbreviated as LL), high-density polyethylene, unstretched polypropylene, polyacrylonitrile, unstretched polyethylene terephthalate, unstretched nylon, unstretched. An ethylene-polyvinyl alcohol copolymer resin or the like can be used and is not particularly specified. Further, an adsorbent may be contained in the heat welding layer.
また、外部からのガス侵入を抑制するために、金属箔や、蒸着フィルム、コーティングフィルム、蒸着コーティングフィルムなどが使用可能である。金属箔は、アルミニウム、ステンレス、鉄やその混合物など、特に指定するものではない。また、蒸着やコーティングの基材となるプラスチックフィルムの材料は、ポリエチレンテレフタレート(以下PETと略す)、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(以下EVOHと略す)、ポリエチレンナフタレート(以下PENと略す)、ナイロン、延伸ポリプロピレン(以下OPPと略す)、ポリアミド、ポリイミドなど特に指定するものではない。 Moreover, in order to suppress gas intrusion from the outside, a metal foil, a vapor deposition film, a coating film, a vapor deposition coating film, or the like can be used. The metal foil is not particularly specified such as aluminum, stainless steel, iron or a mixture thereof. In addition, the material of the plastic film used as a base material for vapor deposition and coating is polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET), ethylene-vinyl alcohol copolymer resin (hereinafter abbreviated as EVOH), polyethylene naphthalate (hereinafter abbreviated as PEN), Nylon, stretched polypropylene (hereinafter abbreviated as OPP), polyamide, polyimide and the like are not particularly specified.
また、蒸着の材料としては、アルミニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、銀、シリカ、アルミナ、ダイヤモンドライクカーボンやそれらの混合物など、特に指定するものではない。また、コーティングの材料としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸系樹脂やその混合物など特に指定するものではない。また、蒸着コーティングフィルムにおける蒸着とコーティングの積層順序は特に指定するものではない。 Further, the material for vapor deposition is not particularly specified such as aluminum, cobalt, nickel, zinc, copper, silver, silica, alumina, diamond-like carbon, and a mixture thereof. Further, the coating material is not particularly specified such as polyvinyl alcohol, polyacrylic acid resin or a mixture thereof. In addition, the stacking order of vapor deposition and coating in the vapor deposition coating film is not particularly specified.
また、耐ピンホール性や耐摩耗性の向上、難燃性の付与、さらなるバリア性の向上などを目的としてさらに外層や中間層にフィルムを設けることも可能である。 Further, it is possible to further provide a film on the outer layer or the intermediate layer for the purpose of improving pinhole resistance and abrasion resistance, imparting flame retardancy, and further improving barrier properties.
ここで、外層や中間層に設けるフィルムは、ナイロン、エチレン・4フッ化エチレン共重合体樹脂、PET、PEN、OPP、EVOHなど、その種類や積層数は、特に指定するものではない。また、蒸着フィルムやコーティングフィルムであってもよい。 Here, the film provided in the outer layer or the intermediate layer is not particularly specified for the type and the number of laminated layers such as nylon, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer resin, PET, PEN, OPP, EVOH and the like. Moreover, a vapor deposition film and a coating film may be sufficient.
また、外被材の袋形状は、四方シール袋、ガゼット袋、三方シール袋、ピロー袋、センターテープシール袋など、特に指定するものではない。 The bag shape of the jacket material is not particularly specified, such as a four-side sealed bag, a gusset bag, a three-side sealed bag, a pillow bag, or a center tape seal bag.
また、芯材は、繊維、粉末、発泡樹脂、多孔質体、薄膜積層体など、高い空隙率を有するものであれば特に指定するものではない。例えば繊維系では、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、炭化ケイ素繊維などが使用可能であり、粉末系ではシリカ、パーライト、カーボンブラック、発泡樹脂ではウレタンフォーム、フェノールフォーム、スチレンフォームなどが使用可能である。また、これらの混合体や成形体を使用することも可能である。 The core material is not particularly specified as long as it has a high porosity such as fiber, powder, foamed resin, porous body, and thin film laminate. For example, glass wool, glass fiber, alumina fiber, silica alumina fiber, silica fiber, rock wool, silicon carbide fiber, etc. can be used in the fiber system, silica, perlite, carbon black in the powder system, urethane foam, phenol in the foamed resin Foam, styrene foam, etc. can be used. Moreover, it is also possible to use these mixtures and a molded object.
初期断熱性能を要求する場合は、繊維を伝熱方向に対して垂直に積層した繊維またはその成形体を、経時断熱性能を要求する場合は粉末や粉末の成形体を使用するとよい。 When the initial heat insulating performance is required, it is preferable to use a fiber in which fibers are laminated perpendicularly to the heat transfer direction or a molded body thereof, and when the time-insulating thermal performance is required, a powder or a powder molded body may be used.
また、真空断熱材の初期断熱性能や経時断熱性能をより一層向上させるために、水分吸着剤やガス吸着剤を使用することも可能である。使用する吸着剤の種類は、特に指定するものでなく、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、ゼオライト、シリカゲル、ハイドロタルサイトなどが使用可能であり、これらを単独で使用しても、2種類以上組み合わせて使用してもよい。また、取り扱い性を向上するために、これらの吸着剤は通気性を有する袋に入れて使用してもよい。 In order to further improve the initial heat insulation performance and the temporal heat insulation performance of the vacuum heat insulating material, it is possible to use a moisture adsorbent or a gas adsorbent. The type of adsorbent to be used is not particularly specified, and calcium oxide, magnesium oxide, barium oxide, zeolite, silica gel, hydrotalcite, etc. can be used. You may use it in combination. In order to improve the handleability, these adsorbents may be used in a bag having air permeability.
真空断熱材の作製方法も、特に指定するものではなく、ラミネートフィルムから外被材を製袋してから、外被材中に芯材を挿入し、内部を減圧し封止して得てもよく、また、真空チャンバー内に芯材と外被材を設置し、外被材を芯材に沿わした状態で、芯材を含有する部分ごと熱溶着して得てもよい。 The manufacturing method of the vacuum heat insulating material is not particularly specified, and it may be obtained by making a bag from the laminate film and then inserting the core into the jacket material and reducing the pressure inside to seal it. Alternatively, the core material and the jacket material may be installed in the vacuum chamber, and the portion containing the core material may be heat-welded in a state where the jacket material is along the core material.
ここで、後者の作製方法の場合は、外被材全面に熱がかかることによるフィルムの劣化が考えられるため、熱溶着層に使用する樹脂の融点に対して、熱溶着層以外に使用する樹脂の融点を40℃以上高いものに設定することが望ましい。 Here, in the case of the latter production method, since deterioration of the film due to heat applied to the entire surface of the outer cover material is considered, the resin used other than the heat welding layer with respect to the melting point of the resin used for the heat welding layer It is desirable to set the melting point of the material to be higher by 40 ° C.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
(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断面図である。図1において、真空断熱材10は、外被材11と芯材12と吸着剤13とから構成されており、外被材の四辺の溶着部は、外部加熱方式による熱溶着部14と内部加熱方式による熱溶着部15とからなっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum heat insulating material according to
まず、真空断熱材10の製造方法を説明する。
First, the manufacturing method of the vacuum
まず、同じ大きさの長方形に切った2枚のラミネートフィルムの熱溶着同士を向かい合わせて三辺をヒートシールし、袋状の外被材11を作製する。
First, the two sides of the laminate film cut into the same size rectangle are faced to each other and the three sides are heat-sealed to produce the bag-shaped
次に、外被材11の開口部から140℃の乾燥炉にて1時間程度乾燥させた芯材12と吸着剤13を挿入する。これをチャンバー内に設置し、内部を10Pa以下まで減圧した後、開口部をヒートシールする。さらに常圧下で、ヒートシールした溶着部の外側に隣接するように四辺とも超音波シールすることで真空断熱材10を得る。
Next, the
なお、超音波シールによる溶着部は凹凸形状を有しており、ヒートシールによる溶着部の幅、超音波シールによる溶着部の幅はそれぞれ10mmである。 The welded part by ultrasonic sealing has an uneven shape, and the width of the welded part by heat sealing and the width of the welded part by ultrasonic sealing are 10 mm, respectively.
次に、真空断熱材10の構成を説明する。
Next, the configuration of the vacuum
外被材11は、二枚の異なる構成のラミネートフィルムにより作製した。外被材11の1枚が、熱溶着層がLL、その外側にアルミ箔、その外側にPET、最外層にナイロンを設けた構成である。また、もう1枚は熱溶着層がLLその外側に蒸着層を有するEVOH、その外側に蒸着層を有するPET、最外層にナイロンを設けた構成であり、蒸着層同士が向き合うようにラミネートされている。また、芯材12は、ガラス繊維から構成される成形体であり、吸着剤13は酸化カルシウムである。
The
ヒートシールで溶着した溶着部14の外側を、超音波シールにより溶着することによって、端面の熱溶着層を薄くできるために、端面の断面積が低下し、ガス侵入抵抗が増大することによって、ガス侵入を抑制し、真空断熱材10の断熱性能を維持できた。
The outer surface of the welded
このため、芯材12が圧力依存性に優れない繊維系芯材でも断熱性能を維持することができる。さらに、超音波シールを常圧下で行ったため、設備投資コストも低減できた。
For this reason, even if the
なお、本実施の形態では最後に四辺を超音波シールしたが、三辺をヒートシールして袋を作製したときに三辺を超音波シールしておいてから真空断熱材10を作製してもよい。
In this embodiment, the four sides are finally ultrasonically sealed. However, even when the vacuum
また、本実施の形態では、ヒートシールによる溶着部14と超音波シールによる溶着部15が隣接しているが、隣接していなくてもよい。
Moreover, in this Embodiment, although the
また、本実施の形態では超音波シールによる溶着部15に凹凸形状を設けたが、図2、図3のように凹凸形状を設けず一部を薄肉化した構成であってもよい。
Further, in the present embodiment, the concave and convex shape is provided in the welded
また、本実施の形態では、外部加熱方式としてヒートシール、内部加熱方式として超音波シールを行ったが、その他の外部加熱方式、および内部加熱方式の組み合わせでも同様の効果が得られる。 In the present embodiment, heat sealing is performed as the external heating method and ultrasonic sealing is performed as the internal heating method. However, the same effect can be obtained by combining other external heating methods and internal heating methods.
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2における真空断熱材の断面図である。図4において、真空断熱材16は外被材17と芯材18と吸着剤19とから構成されており、外被材の四辺の溶着部は、外部加熱方式による熱溶着部20と内部加熱方式による熱溶着部21とからなっている。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view of the vacuum heat insulating material in
まず、真空断熱材16の製造方法を説明する。
First, the manufacturing method of the vacuum
まず、同じ大きさの長方形に切った2枚のラミネートフィルムの熱溶着同士を向かい合わせて三辺をヒートシールし、袋状の外被材17を作製する。
First, two sheets of laminate film cut into a rectangle of the same size are faced to each other and the three sides are heat-sealed to produce a bag-shaped
次に、外被材17の開口部から140℃の乾燥炉にて1時間程度乾燥させた芯材18と吸着剤19を挿入する。これをチャンバー内に設置し、内部を10Pa以下まで減圧した後、開口部をヒートシールする。
Next, the
さらに常圧下で、ヒートシールした溶着部の外側に隣接するように四辺とも超音波シールすることで真空断熱材16を得る。なお、超音波シールによる溶着部21は蛇腹状になっており、ヒートシールによる溶着部20の幅、超音波シールによる溶着部21の幅はそれぞれ10mmである。
Furthermore, under normal pressure, the vacuum
次に、真空断熱材10の構成を説明する。外被材17の構成、芯材18、吸着剤19は実施の形態1と同様である。
Next, the configuration of the vacuum
ヒートシールで溶着した溶着部20の外側を、超音波シールにより蛇腹状に溶着することによって、ガス侵入経路を長くできるためにガス侵入を抑制し、真空断熱材16の断熱性能が維持できる。このため、芯材18が圧力依存性に優れない繊維系芯材でも断熱性能を維持することができる。さらに、超音波シールを常圧下で行ったため、設備投資コストも低減できた。
By welding the outside of the welded
なお、本実施の形態では最後に四辺を超音波シールしたが、三辺をヒートシールして袋を作製したときに三辺を超音波シールしておいてから真空断熱材16を作製してもよい。
In this embodiment, the four sides are finally ultrasonically sealed. However, even when the vacuum
また、本実施の形態ではヒートシールによる溶着部20と超音波シールによる溶着部21が隣接しているが、隣接していなくてもよい。
Further, in the present embodiment, the welded
また、本実施の形態では、外部加熱方式としてヒートシール、内部加熱方式として超音波シールを行ったが、その他の外部加熱方式、および内部加熱方式の組み合わせでも同様の効果が得られる。 In the present embodiment, heat sealing is performed as the external heating method and ultrasonic sealing is performed as the internal heating method. However, the same effect can be obtained by combining other external heating methods and internal heating methods.
(実施例1)
実施の形態1において、超音波シールをヒートシールによる溶着部14の内側と外側の両方に隣接するように行った(図5参照)。ヒートシールによる溶着部14の幅は10mm、超音波シールによる溶着部15の幅は内側、外側ともに5mmである。
(Example 1)
In
(実施例2)
実施の形態1において、超音波シールをヒートシールによる溶着部14の内周側に隣接するように行った(図6参照)。ヒートシールによる溶着部14の幅は10mm、超音波シールによる溶着部15の幅は10mmである。
(Example 2)
In
(実施例3)
実施の形態1において、超音波シールの代わりに高周波シールを行い、最外層のナイロン層を溶着した(図7参照)。
(Example 3)
In
実施例1から3のいずれにおいても、外部加熱方式による溶着のみの場合に比べ、ガス侵入が抑制されたために、経時断熱性能が向上した。 In any of Examples 1 to 3, since the gas intrusion was suppressed as compared with the case of only welding by the external heating method, the heat insulation performance with time was improved.
実施の形態1と実施例1、実施例2を比較すると、トータルの溶着部の面積は同じであるにもかかわらず、実施の形態1が最も経時断熱性能に優れており、続いて実施例1、実施例2の順であった。実施の形態1がヒートシールによる溶着部14の外側のみに超音波シールを行ったのに対し、実施例1では両側に、実施例2では内周側のみに行っている。ゆえに、外部加熱方式による溶着部の内周側に内部加熱方式でのシールを行うと、ごくわずかながらも薄肉化によるフィルムに負荷がかかり、ガスバリア性に影響を与えたことが考えられる。
Comparing the first embodiment with the first and second embodiments, the first embodiment has the best thermal insulation performance even though the total weld area is the same. This was the order of Example 2. While the first embodiment performs ultrasonic sealing only on the outer side of the welded
実施例3は、高周波シールで最外層のナイロンを溶着し、端部をナイロンによって覆った構成とすることにより端面からのガス侵入を抑制した。これと同様の構成を狙って外部加熱方式によって最外層のナイロンを溶着する場合、外被材11に250℃以上の熱がかかるため、他のフィルムの劣化が避けられない。しかし、高周波シールではナイロン層を効率的に加熱できるため、他のフィルムへの影響を極力低減できる。
In Example 3, the outermost layer of nylon was welded with a high frequency seal, and the end portion was covered with nylon, thereby suppressing gas intrusion from the end face. When the outermost nylon is welded by the external heating method aiming at the same structure as this, since heat of 250 ° C. or more is applied to the
(比較例1)
実施の形態1において、超音波シールの代わりにヒートシールを2回行った(図8参照)。2回目のヒートシールは、1回目のヒートシールと同じ部分に行った。2回目のシールは熱溶着層の薄肉化のため1回目に比べて温度、圧力ともに上げた。なお、2回のヒートシールによる溶着部14の幅は合計で20mmである。
(Comparative Example 1)
In
ヒートシールを繰り返したことによって、高熱と高圧によるフィルムの劣化が生じたために、熱溶着層の薄肉化による改善効果は得られなかった。 Since the film was deteriorated due to high heat and high pressure due to repeated heat sealing, the improvement effect due to thinning of the heat-welded layer could not be obtained.
以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、外被材のガスバリア性が優れているため、長期に渡って断熱性能を維持できる。このため、冷蔵庫のような保冷機器や電気湯沸かし器、炊飯器、保温調理器、給湯器などの保温機器に使用すれば長期に渡り優れた省エネ効果を示す。また、保温保冷機器に限らず、ノート型コンピューターやコピー機、プリンター、プロジェクターのような事務機器への適用や、コンテナボックスやクーラーボックスなどの保冷が必要な用途への適用も可能である。また、さらに、建築材料としての使用や、防寒具や寝具など用途への適用も可能である。 As mentioned above, since the vacuum heat insulating material concerning this invention is excellent in the gas barrier property of a jacket material, it can maintain heat insulation performance over a long period of time. For this reason, if it uses it for cold insulation apparatuses, such as a refrigerator, and thermal insulation apparatuses, such as an electric water heater, a rice cooker, a thermal insulation cooker, and a hot water heater, it will show the energy-saving effect excellent over the long term. Further, the present invention is not limited to heat insulation and cold equipment, but can also be applied to office equipment such as notebook computers, copiers, printers, projectors, and applications that require cold preservation such as container boxes and cooler boxes. Furthermore, it can be used as a building material, and can be applied to uses such as cold protection equipment and bedding.
10 真空断熱材
11 外被材
12 芯材
14 外部加熱方式による熱溶着部
15 内部加熱方式による熱溶着部
16 真空断熱材
17 外被材
18 芯材
20 外部加熱方式による熱溶着部
21 内部加熱方式による熱溶着部
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