JP4741320B2 - 断熱ボード - Google Patents

Description

本発明は真空断熱材を有する断熱ボードに関する。

従来から知られている断熱ボードとして例えば特許文献１に示すような真空断熱材が利用されている。真空断熱材はガスバリア性を有する包装材内に一枚の板状の芯材を真空状態で封入したものであり、芯材により形成された包装材の内部の真空状態となった減圧空間により高い断熱性能を有し、厚みの薄い断熱ボードとして利用されている。

しかし上記真空断熱材は内部に芯材を充填した断熱部分となる真空断熱部を真空断熱材の略全体に亘って一つだけ有するものであるので、包装材の全面に亘る真空断熱部に対応する部分のうち一箇所でも破れると真空が破壊されて真空断熱材全体の断熱性能が大きく低下してしまう。

また例えば特許文献２には真空断熱材として、上記芯材を内部に備えた真空断熱部を多数並設すると共にこれら多数の真空断熱部を包装材の各真空断熱部の外周部をシールするシール部で一連に接続したものが開示されており、この真空断熱材にあってはシール部により各真空断熱部の外周部をシールすることで各真空断熱部内の芯材を独立した空間内に配置しているので、特定の真空断熱部の外面が破れたとしても他の真空断熱部の真空度は低下せず、真空断熱材全体としての断熱性能の低下を抑えられる。

しかし特許文献２にあっては、真空断熱部では内部に芯材が充填されているので容易に折り曲げることはできないが、真空断熱部間のシール部では内部に芯材が充填されていないので容易に折り曲げることができ、このため真空断熱材の形状を板状に保てず、真空断熱材を対象物に取付けたりする際に非常に面倒である。またシール部には芯材が充填されていないので断熱性が低く、このシール部が熱橋となって断熱ボードの断熱性能が低下するという問題もある。
特開２００５−１１３６１１号公報 特開平７−９６５６６号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、断熱性能が高く厚みが薄い真空断熱材で断熱ができて断熱ボードの厚みを薄くでき、また真空断熱材の外面を保護して真空断熱材が破れることを防止でき、また板状に保形でき、更には特定の真空断熱部の外面が破れたとしても真空断熱材全体としての断熱性能の低下を抑えることができ、尚且つ優れた断熱性能を有する断熱ボードを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る断熱ボードは、ガスバリア性を有する包装材４と包装材４内に真空状態で封入した芯材５を備えて、芯材５を内部に備えた真空断熱部６が多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部６が包装材４の各真空断熱部６の外周部をシールするシール部７で一連に接続されたシート状の真空断熱材２を形成し、真空断熱材２をシール部７を介して隣合う一方の真空断熱部６の端部の表面と他方の真空断熱部６の端部の裏面とが重なり合うようにシール部７で折り曲げ、該真空断熱材２の外面を真空断熱材２とは異なる断熱材である非真空断熱材３で覆って成ることを特徴とするものである。上記構成により断熱性能が高く厚みが薄いシート状の真空断熱材２で断熱ができて断熱ボード１の断熱性を高めると共に厚みを薄くできる。またこの真空断熱材２は外周部がシールされて互いに独立した真空断熱部６を多数備えたものであるので、包装材４の特定の真空断熱部６に対応する部位が破れて外気が侵入したとしても他の真空断熱部６には外気が侵入せず真空断熱材２の断熱性能の低下を防止できる。また真空断熱材２の外面を非真空断熱材３で覆うことで、該非真空断熱材３によりシール部７で折り曲げ易くなった真空断熱材２を備えた断熱ボード１を板状に保形できる。さらには非真空断熱材３で断熱ボード１の断熱性能を更に高めることができ、特にこの場合、シール部７を非真空断熱材３で覆っているので、真空断熱材２の断熱性能の低い部分である芯材５が介在しないシール部７からの伝熱を抑えることができる。また、端部同士を二重に重ねた真空断熱部６で断熱性能を一層高めることができ、特にこの場合、芯材５を介在していないシール部７が熱橋となることを一層防止できて断熱性能が非常に優れた断熱ボード１を提供できる。

また上記真空断熱材２を板状の非真空断熱材３に埋設して、真空断熱材２の外面の全部を非真空断熱材３で覆うことも好ましい。この場合、シール部７で折り曲げ易くなった真空断熱材２を備えた断熱ボード１を板状に一層保形でき、また断熱性能を一層高められる。

また上記真空断熱材２のシール部７に真空断熱材２の表裏を連通させる通気用孔１２を形成し、該真空断熱材２の外面を真空断熱材２の包装材４よりも透湿性の高い非真空断熱材３で覆うことも好ましい。真空断熱材２の表裏を通気用孔１２で通気でき、ガスバリア性の高い包装材４の外面側に結露が生じることを防止できる。

本発明では、断熱性能の高い真空断熱材で断熱ができて厚みを薄くでき、また包装材の１部が破れて真空断熱部に外気が侵入したとしても真空断熱材の断熱性能の低下を抑えることができるのは勿論、加えて非真空断熱材によりシール部で折り曲げ易くなった真空断熱材を備えた断熱ボードを板状に保形でき、しかも非真空断熱材で断熱ボードの断熱性能を更に高めることができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。図１に示す本例の断熱ボード１は矩形シート状の真空断熱材２を真空断熱材とは異なる種類の断熱材である非真空断熱材３に埋設してなり、全体として矩形平板状に形成され、例えば建物外壁を構成する柱材間に配設される等して建築物の断熱材として利用される。

真空断熱材２は図２及び図３に示すようにガスバリア性（ガス不透過性）を有する包装材４と、包装材４内に真空状態で封入した芯材５とで構成してあり、芯材５を内部に備えた真空断熱部６が所定間隔を介して多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部６が包装材４の各真空断熱部６の外周部をシールするシール部７で一連に接続されている。各真空断熱部６は角部を面取り形状に形成した矩形板状に形成され、正面視で縦方向に複数並べて設けた真空断熱部６の列が隣合う列の真空断熱部６が縦方向において重複するように横方向に複数列設けられている。隣合う列及び行の真空断熱部６は厚み方向の中間部同士が帯状のシール部７ａ、７ｂで接続されており、シール部７は正面視で格子状に形成されている。

真空断熱材２の芯材５としては熱伝導率が低い材料が用いられ、この材料としてはシリカやパーライト等の無機質紛体、グラスウール等の無機繊維、連続気泡の発泡ウレタン等の連通フォーム等が挙げられる。なお芯材５として粉体を用いる場合は粉体が包装材４内を真空にすると共に吸引されることを防止するために不織布等の袋に充填して使用する。

包装材４は図３のように熱溶着層８、ガスバリア層９、保護層１０を順に積層したガスバリアー性を有する積層フィルム１１をその熱溶着層８同士を対向するように二枚重ね合わせた状態で適宜箇所を熱溶着して袋状に形成したものである。なお包装材４の各層８、９、１０は包装材４の全面に亘って積層される。

熱溶着層８は熱溶着性に優れた材質からなり、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系の樹脂フィルムからなる。

ガスバリア層９は少なくともアルミニウムや銀等の金属層を有してこの金属層によりガスバリア性を有するものであり、金属箔、蒸着した金属層、又は金属蒸着を施した樹脂フィルムからなる。

保護層１０はガスバリア層９を保護してガスバリア層９に傷等がついて包装材４の内部に外気が侵入しないようにするものであり、熱溶着層８よりも融点が高い樹脂フィルムが用いられる。具体的にはポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系フィルムや、ナイロン等のアミド系フィルムの内少なくとも一つを含むものが保護層１０として用いられる。

ここで本例の真空断熱材２は、芯材５としてグラスウールを用い、また包装材４の熱溶着層８としてポリエチレンフィルムを用い、ガスバリア層９としてアルミニウム箔を用い、保護層１０として外側のポリエチレンテレフタレートフィルムと内側のナイロンフィルムの２層からなるものを用いている。

真空断熱材２を形成する場合、例えば熱溶着層８、ガスバリア層９、保護層１０からなる積層フィルム１１間に多数の芯材５を所定間隔を介して縦横に並べて配置し、この包装材４内を減圧して真空状態にし、これにより包装材４の内面を多数の芯材５の外面にぴったりと沿わせ、この後、包装材４の各芯材５の外周部（即ち芯材５が存在せず且つ積層フィルム１１の熱溶着層８同士が直接接触した部分の全て）を熱溶着してシールする。

上記により一つの芯材５と包装材４の同芯材５に対応する部分とで形成された真空断熱部６が多数並設され、またこれら多数の真空断熱部６が包装材４の各芯材５の外周部を全周に亘って熱溶着してシールする部分からなるシール部７で一連に接続された真空断熱材２が形成される。なお本例の真空断熱部６の厚みは例えば５〜１０ｍｍとし、またシール部７の幅（即ち芯材５間の距離）は１０〜１５ｍｍとしているが、勿論これに限定されるものではない。

また図２に示すように本例の真空断熱材２のシール部７には真空断熱材２の表側と裏側を連通させる多数の通気用孔１２を貫通して形成してあり、各通気用孔１２は、複数の縦長帯状のシール部７ａとこれら縦長帯状に交差する複数の横長帯状のシール部７ｂとで格子状に形成されたシール部７のうち、縦長帯状のシール部７ａと横長帯状のシール部７ｂの交差部に形成している。

このように形成された真空断熱材２にあっては、包装材４の内部がガスバリア層９を有する包装材４により外気と遮断されて１／１０００気圧程度の真空状態となり、これにより包装材４内部の空気の対流による伝熱が防止される。従って真空断熱材２は対流による伝熱の防止と芯材５が有する断熱性とを備えた高い断熱性能を有するものとなる。具体的には一般のグラスウールからなる断熱材に比べて５〜２０倍、硬質ウレタンフォームからなる断熱材の３〜１０倍の断熱性能を有する。またシール部７により各真空断熱部６内の芯材５を収納した空間が独立した空間となっており、包装材４の特定の真空断熱部６に対応する部位が破れて外気が侵入したとしても他の真空断熱部６の真空度は低下しないようになっている。

上記シート状の真空断熱材２が埋設される非真空断熱材３としては、発泡ウレタンのような発泡系樹脂等からなる樹脂材料や、透湿性を有するグラスウールのような繊維等の断熱材が用いられ、いずれも包装材４のガスバリア層９と比較して透湿性が高い。本例では非真空断熱材３として発泡ウレタンからなる樹脂材料を用いており、型内に真空断熱材２を配した後に非真空断熱材３となる樹脂材料を流し込むことで非真空断熱材３に真空断熱材２を埋設している。

このようにして形成された断熱ボード１は断熱性能が高く厚みの薄いシート状の真空断熱材２を埋設したものであるので高い断熱性を有すると共に厚みが薄くなっている。またこの真空断熱材２は外周部がシールされて互いに独立した真空断熱部６を多数備えたものであるので、仮に包装材４の特定の真空断熱部６に対応する部位が破れて外気が侵入したとしても他の真空断熱部６の真空度は低下しないようになっており、真空断熱材２全体としての断熱性能の低下を防止できる。

また真空断熱材２の外面全体を非真空断熱材３で覆うことで、該非真空断熱材３によりシール部７で折れ曲がり易くなった真空断熱材２を有する断熱ボード１を板状に保形できる。さらには非真空断熱材３で断熱ボード１の断熱性能を更に高めることができ、特にこの場合、シール部７を非真空断熱材３で覆っているので、真空断熱材２の断熱性能の低い部分である芯材５が介在しないシール部７からの伝熱を抑えることができる。

また本例では真空断熱材２のシール部７に真空断熱材２の表裏を連通させる通気用孔１２を形成しているので、例えば断熱ボード１を建物外壁内に配設した場合等において、仮に湿気を含んだ空気が真空断熱材２のガスバリア層９を有する包装材４と比較して透湿性の高い非真空断熱材３を通して真空断熱材２側に流れ込んだとしても、この空気を通気用孔１２から反対側に通過させることができ、これによりガスバリア性を有するガスバリア層９を備えた包装材４の外面側に結露が生じることを確実に防止できる。また本例のように真空断熱材２を入れた型内に非真空断熱材３を構成する樹脂材料を流し込むことで非真空断熱材３に真空断熱材２を一体に埋設するものにあっては、真空断熱材２の表裏の非真空断熱材３が通気用孔１２を介して連続一体化することとなり、これにより断熱ボード１を板状に一層保形できてボードとしての強度を高めることができ、また断熱ボード１の反りを防止できる。

次に上記とは異なる例を図４に示す。なお図１の例と同一の構成については同一の番号を付与してあり、重複する説明は省略する。

本例では図４のように上記真空断熱材２をシール部７を介して隣合う一方の真空断熱部６の端部の表面と他方の真空断熱部６の端部の裏面とが重なり合うようにシール部７で折り曲げて蛇腹状に折り畳み、この真空断熱材２の外面全体を非真空断熱材３で覆って断熱ボード１を形成している。ここで真空断熱材２を蛇腹状に折畳むにあたっては、図４のように縦長帯状のシール部７ａと横長帯状のシール部７ｂのうち、いずれか一方の帯状シール部７ａ（７ｂ）のみを折り曲げて、真空断熱材２を縦方向又は横方向のみに折り曲げてあり、これにより格子状のシール部７の交差部に形成した通気用孔１２が真空断熱部６で塞がれないようにしている。即ち本例でも図１の例と同様に真空断熱材２の表裏両側が通気用孔１２で連通するようにしている。

このように真空断熱材２をシール部７を介して隣合う一方の真空断熱部６の端部の表面と他方の真空断熱部６の端部の裏面とが重なり合うようにシール部７で折り曲げることで、端部同士を二重に重ねた真空断熱部６で断熱性能を一層高めることができ、特にこの場合、芯材５を介在していないシール部７が熱橋となることを一層防止できて断熱性能が非常に優れた断熱ボード１を提供できる。

本発明の実施の形態の一例を示す断熱ボードであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 同上の真空断熱材の正面図である。 同上の真空断熱材の要部断面図である。 他例の断熱ボードを示す側面図である。

符号の説明

１ 断熱ボード
２ 真空断熱材
３ 非真空断熱材
４ 包装材
５ 芯材
６ 真空断熱部
７ シール部
１２ 通気用孔

Claims (3)

1. ガスバリア性を有する包装材と包装材内に真空状態で封入した芯材を備えて、芯材を内部に備えた真空断熱部が多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部が包装材の各真空断熱部の外周部をシールするシール部で一連に接続されたシート状の真空断熱材を形成し、真空断熱材をシール部を介して隣合う一方の真空断熱部の端部の表面と他方の真空断熱部の端部の裏面とが重なり合うようにシール部で折り曲げ、該真空断熱材の外面を真空断熱材とは異なる断熱材である非真空断熱材で覆って成ることを特徴とする断熱ボード。
2. 上記真空断熱材を板状の非真空断熱材に埋設して、真空断熱材の外面の全部を非真空断熱材で覆って成ることを特徴とする請求項１に記載の断熱ボード。
3. 上記真空断熱材のシール部に真空断熱材の表裏を連通させる通気用孔を形成し、該真空断熱材の外面を真空断熱材の包装材よりも透湿性の高い非真空断熱材で覆って成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の断熱ボード。

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