JP5146743B2 - 真空断熱材及び真空断熱材による断熱性能付与方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば建物の床や壁、冷蔵庫、保冷車などに設けられて、断熱対象物の保冷又は保温の用途に供される真空断熱材及びこの真空断熱材による断熱性能付与方法に関する。

従来、分野を問わず、断熱対象物を保冷又は保温するために種々の断熱材が使用されている。また、この種の断熱材には、いわゆる真空断熱材と称するものがあり、一般に、この真空断熱材は、ガスバリア性を有する袋状の外包材の内部に例えばガラス繊維や発泡プラスチックなどの芯材を封入し、外包材の内部を真空排気（脱気）して構成されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、このように構成した真空断熱材は、外包材の内部を真空排気した際に外包材が芯材によって支持されることでその内部空間（真空部の厚さ）が確保され、外包材の内部の真空度を高くするほどに優れた断熱性能を発揮する。
特開２００８−８４００号公報

ところで、このような真空断熱材においては、表裏の外包材に封入された芯材や表裏の外包材が繋がる外縁部を通じて熱が伝わる熱橋現象が生じる。そして、上記従来の真空断熱材においては、予め芯材を封入した外包材を密閉し、この外包材の内部を真空排気して形成されるため、形成後に芯材の熱伝導特性ひいては真空断熱材の断熱性能を人為的に変える（調節する）ことができないという問題があった。

また、真空断熱材を長期にわたって使用する場合には、外包材がガスバリア性を有していると言えども、時間経過とともにこの外包材を通じて内部に空気が侵入してしまう。このため、真空度が低下して断熱性能が徐々に低下することになるが、従来の真空断熱材においては、芯材を封入した外包材を密閉し、この外包材の内部を真空排気して形成されているため、低下した断熱性能を回復させることが困難であるという問題があった。

さらに、真空断熱材は、限られたスペースに設置して断熱対象物の保冷又は保温（断熱対象物への断熱性能の付与）に使用されることが多いが、従来の真空断熱材のように、予め芯材を封入した外包材を密閉し、この外包材の内部を真空排気して形成されている場合には、その取扱い性が悪く、限られたスペースに設置する際に多大な手間と労力を要するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑み、取扱い性に優れ、芯材の熱伝導特性（真空断熱材の断熱性能）を容易に調節することが可能な真空断熱材及びこの真空断熱材による断熱性能付与方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の真空断熱材は、表裏の外包材の内部に該表裏の外包材を離間した状態で支持するための芯材を備えて形成され、前記外包材の内部を真空状態にすることによって断熱性能を発揮する真空断熱材であって、前記芯材が内部に圧縮空気を封入可能な膜材を用いて形成され、該芯材の内部に封入した前記圧縮空気によって前記表裏の外包材を支持する加圧空気部と、前記芯材及び前記表裏の外包材で区画されて真空状態になる真空部とを備えて形成されていることを特徴とする。

この発明においては、芯材の内部（加圧空気部）に圧縮空気を封入していない状態で、加圧空気部及び真空部が潰れるため、真空断熱材を薄く、フレキシブルにすることが可能になる。これにより、容易に断熱対象物の所定位置に真空断熱材を設置することができる。そして、設置後に芯材の内部に圧縮空気を供給し表裏の外包材を離間して加圧空気部の圧縮空気で支持するとともに、芯材及び表裏の外包材で区画された真空部を真空状態で形成することが可能になり、また、必要に応じて加圧空気部で表裏の外包材を支持させつつ真空部を真空排気（脱気）して所望の真空度にすることで、優れた断熱性能を発揮させることが可能になる。よって、予め芯材を封入した外包材を密閉し、外包材の内部を真空排気して形成した従来の真空断熱材と比較し、その取扱い性を大幅に向上させることが可能になる。さらに、加圧空気部の圧縮空気の圧力を調整することで、真空断熱材の断熱性能を変化させる（調節する）ことが可能になる。

また、本発明の真空断熱材においては、前記加圧空気部に繋がって該加圧空気部に前記圧縮空気を供給するための圧縮空気供給口と、前記真空部に繋がって該真空部から空気を排気するための真空排気口とがそれぞれ、前記外包材の外部に延出して設けられていることが望ましい。

この発明においては、真空断熱材を長期にわたって使用し、真空部の真空度が低下してその断熱性能が低下した場合においても、圧縮ポンプで圧縮空気供給口から芯材の内部に圧縮空気を供給でき、また、真空ポンプで真空排気口から真空部の空気を排気することが可能になる。これにより、設置した真空断熱材の断熱性能が低下した場合においても、簡便な操作で容易に真空断熱材の断熱性能を回復させることが可能になる。

さらに、本発明の真空断熱材においては、前記芯材を格子状あるいはトラス状に形成することによって、前記加圧空気部が格子状あるいはトラス状に形成されるとともに、複数の前記真空部がそれぞれ平面視で方形状あるいは三角形状で形成されていることがより望ましい。

この発明においては、芯材が構造的に安定な格子状あるいはトラス状に配設され、複数の真空部が平面視で方形状あるいは三角形状で形成されているため、真空断熱材の外部から大気圧が作用する外包材を安定して加圧空気部（芯材）で支持することが可能になる。これにより、長期にわたって確実に真空部を所定の真空度で維持することが可能になる。

また、本発明の真空断熱材においては、前記芯材に、該芯材を挟んで隣り合う前記真空部を連通させる連通孔が形成されていることがさらに望ましい。

この発明においては、全ての真空部が連通孔を介して連通することになるため、これら全ての真空部の真空度を均一にすることができる。例えば一部の真空部を真空排気した場合にも全ての真空部を真空排気して真空度を均一にすることができる。これにより、複数の真空部を区画して真空断熱材を形成した場合においても、容易に全ての真空部に均等な断熱性能を発揮させることが可能になる。

また、本発明の真空断熱材においては、前記表裏の外包材にそれぞれ接する前記加圧空気部の面積が前記表裏の外包材にそれぞれ接する前記真空部の面積の１／２以下となるように形成されていることがさらに望ましい。

この発明においては、外包材に接する加圧空気部の面積を真空部の面積の１／２以下にすることよって、圧縮空気を封入した芯材（加圧空気部）で表裏の外包材を支持するようにした場合でも、芯材を通じて熱が伝わることを抑制でき、熱橋現象によって断熱性能が低下することを抑制できる。

さらに、本発明の真空断熱材においては、前記表裏の外包材と前記芯材とからなる断熱層を複数積層して多層構造で形成してもよい。

この発明においては、表裏の外包材と芯材とからなる複数の断熱層を積層することによって、真空断熱材の断熱性能を確実に向上させることが可能になる。これにより、真空部よりも熱伝導率が高い芯材（加圧空気部）を備えた場合においても、確実に優れた断熱性能を発揮させることが可能になる。

また、本発明の真空断熱材においては、隣り合う一方の断熱層と他方の断熱層の前記加圧空気部と前記真空部を積層方向に重ね合わせて形成されていることが望ましい。

この発明においては、隣り合う断熱層の加圧空気部と真空部とを積層方向に重ね合わせて形成することで、一方の断熱層の芯材（加圧空気部）を通じて内部に伝搬した熱を確実に他方の断熱層の真空部で遮断することが可能になる。これにより、さらに確実に優れた断熱性能を発揮させることが可能になる。

本発明の真空断熱材による断熱性能付与方法は、上記のいずれかの真空断熱材を用いて断熱対象物に断熱性能を付与する方法であって、前記加圧空気部に前記圧縮空気を封入していない状態で前記真空断熱材を所定位置に配設して、前記芯材の内部に前記圧縮空気を供給し前記加圧空気部を膨らますとともに前記真空部を真空状態にして断熱性能を発揮させるようにしたことを特徴とする。

この発明においては、芯材の内部（加圧空気部）に圧縮空気を封入していない状態で、加圧空気部及び真空部が潰れるため、真空断熱材を薄く、フレキシブルにすることが可能になる。これにより、芯材の内部に圧縮空気を封入していない状態の真空断熱材を、容易に断熱対象物の所定位置に設置することができ、設置後に芯材の内部に圧縮空気を封入することで、優れた断熱性能を発揮させることが可能になる。このため、予め芯材を封入した外包材を密閉し、外包材の内部を真空排気して形成した従来の真空断熱材と比較し、その取扱い性を向上させることが可能になる。

また、本発明の真空断熱材による断熱性能付与方法においては、前記芯材の内部に封入する前記圧縮空気の圧力を調整して前記真空断熱材の断熱性能を調節するようにしてもよい。

この発明においては、加圧空気部の圧縮空気の圧力を調整することで、真空断熱材の断熱性能を変化させる（調節する）ことが可能になる。

本発明の真空断熱材及び真空断熱材による断熱性能付与方法によれば、芯材の内部に圧縮空気を供給して封入するとともに、真空部を真空状態にすることによって、優れた断熱性能を発揮させることが可能になる。このため、芯材の内部に封入する圧縮空気の圧力を調整することによって、真空部の真空度を調整することができ、真空断熱材の断熱性能を変化させる（調節する）ことが可能になる。

また、芯材に圧縮空気を封入する前の段階では、真空断熱材が薄く、フレキシブルであるため、容易に設置することができ、設置した真空断熱材に圧縮空気を供給することで断熱性能を発揮させることができる。これにより、取扱い性を向上させることが可能になる。

以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係る真空断熱材及び真空断熱材による断熱性能付与方法について説明する。本実施形態は、例えば建物（断熱対象物）の床や壁、天井などに設置することで、暖房エネルギーの使用量を少なくし効果的に省エネルギー化を図ることが可能な真空断熱材及びこの真空断熱材による断熱性能付与方法に関するものである。

本実施形態の真空断熱材Ａは、図１から図３に示すように、平面視で方形状に形成されるとともに、複数の断熱層１、２、３を積層した多層構造で形成されている。そして、各断熱層１、２、３は、表裏の外包材４、５の内部にこの表裏の外包材４、５を離間した状態で支持するための芯材６を配設して、すなわち表裏の外包材４、５で挟み込むように芯材６を配設して形成されている。

各断熱層１、２、３の芯材６は、膜材を用いてチューブ状に形成され、本実施形態においては、ガスバリア性と弾力性に優れ、数気圧の耐圧性を備えたプラスチックチューブを用いて形成されている。また、芯材６は、外周枠部７と、この外周枠部７の一対の縦枠部７ａにそれぞれ端部を接続し、外周枠部７の一対の横枠部７ｂに平行に且つ間隔をあけて配設された複数の連設部８と、隣り合う連設部８にそれぞれ端部を接続して斜設された複数の斜部９とを備えてトラス状に形成されている。このとき、外周枠部７と複数の連設部８と複数の斜部９は、内部（加圧空気部１０）を連通させて接続されている。

さらに、芯材６は、外周枠部７と連設部８と斜部９を表裏の外包材４、５のそれぞれに接着して配設されている。そして、各断熱層１、２、３は、チューブ状の芯材６の内部が、圧縮空気を封入し、封入した圧縮空気によって表裏の外包材４、５を支持する加圧空気部１０とされ、芯材６と表裏の外包材４、５とによって区画された空間が、真空状態になる平面視で三角形状の複数の真空部１１とされている。

また、このとき、図３に示すように、表裏の外包材４、５にそれぞれ接する加圧空気部１０の面積（Ｒ１＋Ｒ２＋・・・＋Ｒｎ）が表裏の外包材４、５にそれぞれ接する真空部１１の面積（Ｓ１＋Ｓ２＋・・・＋Ｓｎ）の１／２以下となるように、芯材６が表裏の外包材４、５に接着されている。さらに、芯材６には、図１及び図２に示すように、各真空部１１を形成する連設部８と斜部９に、加圧空気部１０と真空部１１を連通させることなく、芯材６を挟んで隣り合う真空部１１を連通させる連通孔１２が形成されている。

一方、表裏の外包材４、５はそれぞれ、ガスバリア性があり、且つ高強度で伸び（ヤング率）の小さい材料を用いて形成されており、図４に示すように、例えばガスバリア性に優れた２枚のポリエチレンフィルム１３、１４の間に芳香族ポリアミド（アラミド）繊維や炭素繊維などの繊維シート１５を介装して形成されている。また、各外包材４、５のポリエチレンフィルム１３、１４には、アルミ蒸着が施され、あるいはアルミテープが貼り付けられている。そして、表裏の外包材４、５は、互いの外縁部側同士を溶着して袋状に形成され、その内部に配設された芯材６を密封（封入）するように形成されている。

そして、本実施形態の真空断熱材Ａは、図２及び図３に示すように、このような断熱層１、２、３を３層で積層して形成されている。また、隣り合う断熱層（１と２、２と３）は、互いの芯材６の位置をずらして形成されており、隣り合う一方の断熱層１、３と他方の断熱層２の加圧空気部１０と真空部１１を積層方向Ｔに重ね合わせて形成されている。

さらに、各断熱層１、２、３には、図１に示すように、加圧空気部１０に繋がってこの加圧空気部１０に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給口１６と、加圧空気部１０から圧縮空気を排出するための圧縮空気排出口１７と、真空部１１に繋がってこの真空部１１から空気を排気（真空排気、脱気）するための真空排気口１８とがそれぞれ、外包材４、５の外部に延出して設けられている。なお、これら圧縮空気供給口１６と圧縮空気排出口１７と真空排気口１８はそれぞれ、加圧空気部１０と真空部１１をそれぞれ密閉可能に形成されている。

ついで、上記のように構成した本実施形態の真空断熱材Ａを例えば建物（断熱対象物）の床や壁、天井などに設置して断熱性能を付与する方法について説明するとともに、本実施形態の真空断熱材Ａ及びこの真空断熱材Ａによる断熱性能付与方法の作用及び効果について説明する。

建物の床や壁、天井などに真空断熱材Ａを設置する際には、各断熱層１、２、３の芯材６の内部（加圧空気部１０）に圧縮空気が封入されていない状態で真空断熱材Ａを現場に搬入し、この状態の真空断熱材Ａを限られたスペースの所定位置に設置する。このとき、真空断熱材Ａは、加圧空気部１０及び真空部１１が潰れてその厚さが薄く且つフレキシブルな状態であり、予め芯材を封入した外包材を密閉し、外包材の内部を真空排気して形成した従来の真空断熱材と比較して、その取扱いが容易である。このため、狭い設置スペースであっても真空断熱材Ａの設置が容易に行える。また、このように真空断熱材Ａが加圧空気部１０及び真空部１１を潰して厚さが薄く、フレキシブルであることにより、従来の真空断熱材と比較し、現場への運搬を容易に行えるとともに、保管等に要するスペースの省スペース化を図ることも可能になる。

ついで、真空断熱材Ａを所定位置に設置した段階で、圧縮空気供給口１６に小型の圧縮ポンプを繋ぎ、加圧空気部１０（芯材６の内部）に圧縮空気を供給して芯材６を膨らます（図３に示した状態）。このとき、外周枠部７、連設部８、斜部９が連通しているため、圧縮空気供給口１６から供給した圧縮空気が芯材６全体に流通して芯材６全体が膨らんでゆく。そして、加圧空気部１０に供給した圧縮空気の圧力が数気圧から５気圧程度になった段階で、圧縮空気供給口１６を閉じ圧縮空気を封入する。

また、このように芯材６を膨らますとともに、表裏の外包材４、５が離間することによってその内部が真空状態になった真空部１１が形成される。このとき、加圧空気部１０に封入する圧縮空気の圧力に応じて表裏の外包材４、５の離間距離（厚さ）が決まるため、加圧空気部１０の圧力を調整することで真空部１１の真空度が調整可能とされる。また、複数の真空部１１が芯材６に形成された連通孔１２を通じて連通しているため、各真空部１１の真空度が均一になる。さらに、必要に応じて、真空排気口１８に小型の真空ポンプを接続し、この真空排気口１８が繋がる真空部１１の空気を排出して真空部１１の真空度を高める操作を行う。この場合においても、複数の真空部１１が芯材６に形成された連通孔１２を通じて連通されているため、真空排気口１８で一部の真空部１１の内部空気を吸引するとともに全ての真空部１１の内部空気が吸引されて、全ての真空部１１の真空度が均一になる。

ここで、真空断熱材Ａの外包材４、５には、図３に示すように、外部から大気圧（１気圧）Ｐが作用する。このため、芯材６に圧縮空気を供給して膨らますとともに、各真空部１１を形成している外包材４、５に張力が発生し、外包材４、５が緊張した状態で真空部１１が形成される。また、真空ポンプで真空部１１を所定の真空度に調整することにより、外包材４、５はさらに大きな張力が発生して緊張する。そして、このように発生した張力によって外包材４、５が伸びてしまうと、真空部１１の真空度が低下することになるが、本実施形態においては、外包材４、５が高強度で伸び（ヤング率）の小さい材料（繊維シート１５）を備えて形成されているため、外包材４、５が伸びて各真空部１１の真空度が低下するようなことはない。また、芯材６が繊維シート１５を２枚のポリエチレンフィルム１３、１４の間に介装して形成されているため、ポリエチレンフィルム１３、１４のガスバリア性によって真空部１１が長期にわたって確実に高気密状態で維持される。

また、芯材６は、大気圧Ｐよりも大きな圧力の封入した加圧空気部１０の圧縮空気で、大気圧Ｐが作用した外包材４、５を確実に支持する。このとき、本実施形態においては、構造材として機能する芯材６がトラス状に形成され、各真空部１１が芯材６（外周枠部７、連設部８、斜部９）と表裏の外包材４、５とによって平面視三角形状で形成されている。このため、力学的に安定しやすい三角形状に配置した芯材６で真空部１１を形成する表裏の外包材４、５が支持されることになり、確実に真空部１１が所定の真空度で保持される。

そして、このように、建物の床や壁、天井などに真空断熱材Ａを設置し、加圧空気部１０に圧縮空気を供給し、加圧空気部１０で表裏の外包材４、５を支持しつつ所定の真空度（真空状態）の真空部１１を形成することによって、真空断熱材Ａが断熱性能を発揮することになる。このとき、複数の真空部１１の真空度が均一になっているため、全ての真空部１１が均等な断熱性能を発揮する。

ここで、表裏の外包材４、５を圧縮空気で支持する加圧空気部１０は、圧力が高いため熱伝導性が高くなり、また、この加圧空気部１０を形成する芯材６の膜材が表裏の外包材４、５に接触しているため、空気よりも熱伝導性が大きい芯材６を通じて熱が伝搬するおそれがある。しかしながら、熱伝導率は、気体の分子量や温度に依存する傾向があり、１気圧から１０気圧程度の圧力増加に伴う熱伝導率の上昇が１．１倍以内であるため、圧力の影響は小さいのであって、加圧空気部１０を備え、圧縮空気で表裏の外包材４、５を支持するように構成した場合においても、真空断熱材Ａの断熱性能が熱橋現象で大きく変化することはない。

また、本実施形態の真空断熱材Ａにおいては、表裏の外包材４、５にそれぞれ接する加圧空気部１０の面積（Ｒ１＋Ｒ２＋・・・＋Ｒｎ）が表裏の外包材４、５にそれぞれ接する真空部１１の面積（Ｓ１＋Ｓ２＋・・・＋Ｓｎ）の１／２以下となるように、芯材６が表裏の外包材４、５に接着されているため、圧縮空気を封入した芯材６で表裏の外包材４、５を支持するようにした場合であっても、芯材６を通じて熱が伝わることが抑制され、熱橋現象によって断熱性能が低下することが抑制されている。

さらに、３層の断熱層１、２、３が、隣り合う一方の断熱層１、３の加圧空気部１０と他方の断熱層２の真空部１１とを重ね合わせて形成されているため、一方の断熱層１、３の芯材６を通じて内部に伝搬した熱が他方の断熱層２の真空部１１で遮断される。これにより、真空部１１よりも熱伝導率が高い芯材６を備えた場合においても、断熱性能が確保されることになる。

そして、このように構成した本実施形態の真空断熱材Ａにおいては、一般住宅（建物）の断熱材として多用されている発泡プラスチック系断熱材の約１０倍程度の優れた断熱性能を発揮する。また、芯材６（加圧空気部１０）を小さくするほどに真空断熱材Ａの断熱性能が向上する。

一方、真空断熱材Ａを長期にわたって使用する場合には、外包材４、５がガスバリア性を有していると言えども、時間経過とともにこの外包材４、５を通じて内部に空気が侵入してしまう。これに対し、本実施形態の真空断熱材Ａにおいては、真空部１１に外部から空気が侵入して断熱性能が低下した際に、圧縮空気供給口１６から小型の圧縮ポンプで再度芯材６の内部に圧縮空気を供給したり、真空排気口１８から小型の真空ポンプで真空部１１の脱気を行う。これにより、簡便な操作で容易に低下した断熱性能が初期の断熱性能に回復する。

したがって、本実施形態の真空断熱材Ａ及びこの真空断熱材Ａによる断熱性能付与方法においては、チューブ状の芯材６の内部に圧縮空気を封入していない状態で加圧空気部１０及び真空部１１が潰れているため、真空断熱材Ａを薄く、フレキシブルにすることが可能になる。これにより、容易に建物（断熱対象物）の所定位置に真空断熱材Ａを設置することが可能になる。そして、設置後に芯材６の内部に圧縮空気を供給し表裏の外包材４、５を加圧空気部１０で支持するとともに、真空部１１を真空状態で形成することが可能になり、また、必要に応じて真空部１１を真空排気（脱気）して真空度を高めることで、優れた断熱性能を発揮させることが可能になる。よって、予め芯材を封入した外包材を密閉し、外包材の内部を真空排気して形成した従来の真空断熱材と比較し、その取扱い性を向上させることが可能になる。また、加圧空気部１０の圧縮空気の圧力を調整することで真空断熱材Ａの断熱性能を変化させる（調節する）ことが可能になる。

さらに、加圧空気部１０に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給口１６と、真空部１１から空気を排気するための真空排気口１８とが設けられていることにより、真空断熱材Ａを長期にわたって使用し、断熱性能が低下した場合においても、小型の圧縮ポンプで圧縮空気供給口１６から芯材６の内部に圧縮空気を供給でき、小型の真空ポンプで真空排気口１８から真空部１１の空気を排気することが可能になる。これにより、簡便な操作で容易に真空断熱材Ａの断熱性能を回復させることが可能になる。

さらに、芯材６をトラス状に形成して、加圧空気部１０をトラス状に、複数の真空部１１をそれぞれ平面視三角形状で形成することによって、真空断熱材Ａの外部から大気圧Ｐが作用する外包材４、５を安定した状態で支持することが可能になる。これにより、長期にわたって確実に真空部１１を所定の真空度で維持することが可能になる。

また、芯材６に真空部１１を連通させる連通孔１２が形成されていることによって、全ての真空部１１が連通孔１２を介して連通することになり、これら全ての真空部１１の真空度を均一にすることができる。これにより、複数の真空部１１を区画して真空断熱材Ａを形成した場合においても、全ての真空部１１に均等な断熱性能を発揮させることが可能になる。

また、表裏の外包材４、５にそれぞれ接する加圧空気部１０の面積（Ｒ１＋Ｒ２＋・・・＋Ｒｎ）が表裏の外包材４、５にそれぞれ接する真空部１１の面積（Ｓ１＋Ｓ２＋・・・＋Ｓｎ）の１／２以下となるように形成されていることによって、圧縮空気を封入した芯材６で表裏の外包材４、５を支持するようにした場合であっても、芯材６を通じて熱が伝わることを抑制でき、熱橋現象によって断熱性能が低下することを抑制できる。

さらに、表裏の外包材４、５と芯材６とからなる断熱層１、２、３を複数積層して多層構造で形成することによって、真空断熱材Ａの断熱性能を確実に向上させることが可能になる。これにより、真空部１１よりも熱伝導率が高い芯材６（加圧空気部１０）を備えた場合においても、確実に優れた断熱性能を発揮させることが可能になる。

また、このとき、隣り合う一方の断熱層１、３と他方の断熱層２の加圧空気部１０と真空部１１を積層方向Ｔに重ね合わせて形成することで、一方の断熱層１、３の芯材６（加圧空気部１０）を通じて内部に伝搬した熱を確実に他方の断熱層２の真空部１１で遮断することが可能になる。これにより、さらに確実に優れた断熱性能を発揮させることが可能になる。

以上、本発明に係る真空断熱材及び真空断熱材による断熱性能付与方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、真空断熱材Ａが３層の断熱層１、２、３を積層して多層構造で形成されているものとしたが、本発明の真空断熱材は、１層あるいは２層以上の断熱層で形成されてもよい。また、本実施形態では、各断熱層１、２、３がそれぞれ表裏の外包材４、５を備えて形成されているものとしたが、本実施形態のように複数の断熱層１、２、３を積層して真空断熱材Ａを形成する場合には、隣り合う断熱層１、２、３の外包材４、５を兼用して真空断熱材Ａを形成してもよい。

また、芯材６が外周枠部７と連設部８と斜部９とを備えてトラス状に形成されているものとしたが、例えば図５に示すように、構造的に安定な格子状に形成してもよい。この場合には、加圧空気部１０が格子状に形成されるとともに、複数の真空部１１がそれぞれ平面視方形状で形成される。そして、本実施形態と同様に、真空断熱材Ａの外部から大気圧Ｐが作用する外包材４、５を安定して加圧空気部１０（芯材６）で支持することが可能であり、長期にわたって確実に真空部１１の真空度で維持することが可能である。また、例えば図６に示すように、芯材６を渦巻状に形成してもよく、本発明の真空断熱材の芯材の形状（配置）は、確実に外包材４、５を支持して真空部１１の真空度を維持することが可能であれば、限定を必要としない。さらに、芯材６がプラスチックチューブで形成されているとしたが、特にその材質等についても限定を必要としない。

また、本実施形態では、芯材６が表裏の外包材４、５に接着されているものとしたが、必ずしも芯材６と外包材４、５を一体に形成しなくてもよく、さらに接着する場合においても一方の外包材４（５）にのみ接着して芯材６を外包材４、５の内部に配設するようにしてもよい。また、芯材６をチューブ状に形成することに限定する必要はなく、例えば図７に示すように、芯材６の膜材と表裏の外包材４、５とで加圧空気部１０を形成するようにしてもよい。この場合においても本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

さらに、本実施形態では、外包材４、５が２枚のポリエチレンフィルム１３、１４の間に繊維シート１５を介装して形成されているものとしたが、本発明に係る外包材は、ガスバリア性があり、且つ高強度で伸び（ヤング率）の小さい材料であれば、特にその構成、材質を限定する必要はない。

また、本実施形態では、真空断熱材Ａを建物（断熱対象物）の床や壁、天井などに設置するものとして説明を行ったが、本発明の真空断熱材は、冷蔵庫、保冷車など保冷又は保温（断熱）を要するものであれば、あらゆるものに適用可能である。

例えばテントのテントシートを本発明の真空断熱材で形成したり、本発明の真空断熱材を組み込んでテントシートを形成してもよく、この場合には、持ち運びが容易で、断熱性能に優れたテントにすることができる。このため、本発明の真空断熱材は、災害時の仮設建物や非常用の避難テントに有効である。

また、本発明の真空断熱材は、船や飛行機などに積み込まれる救命胴衣に適用してもよく、この場合、通常時は加圧空気部１０に圧縮空気を封入していない状態にすることで、救命胴衣を薄くコンパクトにすることができるとともに適度な熱伝導特性を確保できる。そして、非常時に装着者の操作などによって加圧空気部１０に圧縮空気を封入し、優れた断熱性能を発揮させることで、救命に大きく貢献することが可能になる。また、断熱性能に優れた衣服を形成するために、本発明の真空断熱材を適用してもよい。

本発明の一実施形態に係る真空断熱材を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る真空断熱材を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る真空断熱材の加圧空気部に圧縮空気を封入して断熱性能を発揮させた状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る真空断熱材の外包材の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る真空断熱材の変形例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る真空断熱材の変形例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る真空断熱材の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１ 断熱層
２ 断熱層
３ 断熱層
４ 外包材
５ 外包材
６ 芯材
７ 外周枠部
８ 連設部
９ 斜部
１０ 加圧空気部
１１ 真空部
１２ 連通孔
１５ 繊維シート
１６ 圧縮空気供給口
１８ 真空排気口
Ａ 真空断熱材
Ｐ 大気圧
Ｔ 積層方向

Claims (9)

1. 表裏の外包材の内部に該表裏の外包材を離間した状態で支持するための芯材を備えて形成され、前記外包材の内部を真空状態にすることによって断熱性能を発揮する真空断熱材であって、
   前記芯材が内部に圧縮空気を封入可能な膜材を用いて形成され、
   該芯材の内部に封入した前記圧縮空気によって前記表裏の外包材を支持する加圧空気部と、前記芯材及び前記表裏の外包材で区画されて真空状態になる真空部とを備えて形成されていることを特徴とする真空断熱材。
2. 請求項１記載の真空断熱材において、
   前記加圧空気部に繋がって該加圧空気部に前記圧縮空気を供給するための圧縮空気供給口と、前記真空部に繋がって該真空部から空気を排気するための真空排気口とがそれぞれ、前記外包材の外部に延出して設けられていることを特徴とする真空断熱材。
3. 請求項１または請求項２に記載の真空断熱材において、
   前記芯材を格子状あるいはトラス状に形成することによって、前記加圧空気部が格子状あるいはトラス状に形成されるとともに、複数の前記真空部がそれぞれ平面視で方形状あるいは三角形状で形成されていることを特徴とする真空断熱材。
4. 請求項３記載の真空断熱材において、
   前記芯材に、該芯材を挟んで隣り合う前記真空部を連通させる連通孔が形成されていることを特徴とする真空断熱材。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の真空断熱材において、
   前記表裏の外包材にそれぞれ接する前記加圧空気部の面積が前記表裏の外包材にそれぞれ接する前記真空部の面積の１／２以下となるように形成されていることを特徴とする真空断熱材。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の真空断熱材において、
   前記表裏の外包材と前記芯材とからなる断熱層を複数積層して多層構造で形成されていることを特徴とする真空断熱材。
7. 請求項６記載の真空断熱材において、
   隣り合う一方の断熱層と他方の断熱層の前記加圧空気部と前記真空部を積層方向に重ね合わせて形成されていることを特徴とする真空断熱材。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の真空断熱材を用いて断熱対象物に断熱性能を付与する方法であって、
   前記加圧空気部に前記圧縮空気を封入していない状態で前記真空断熱材を所定位置に配設して、前記芯材の内部に前記圧縮空気を供給し前記加圧空気部を膨らますとともに前記真空部を真空状態にして断熱性能を発揮させるようにしたことを特徴とする真空断熱材による断熱性能付与方法。
9. 請求項８記載の真空断熱材による断熱性能付与方法において、
   前記芯材の内部に封入する前記圧縮空気の圧力を調整して前記真空断熱材の断熱性能を調節するようにしたことを特徴とする真空断熱材による断熱性能付与方法。

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