JP5394474B2 - 真空断熱パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、充填材と、塵のため特に排気口の防塵封止のためのフィルタ材料として作用する通気性シート部材を有する真空気密高バリア性フィルム包装と、からなる真空断熱パネル、及び、そのような真空断熱パネルを製造する方法に関する。

真空断熱パネルは、圧縮荷重に耐えることができて高熱伝導性で開放気孔の多孔性コアと、ガスおよび水蒸気に対して高いバリア効果を有する完全に閉じられたプラスチックフィルム包装と、から成る。前記コアは、０．０１ｍｂａｒと５ｍｂａｒの間のガス圧で排気される。これにより、前記多孔性コア内の残留ガスの熱伝導率が最小限に減らされる。該コアの材料によっては、排気された状態での熱伝導率は、０．００１５Ｗ／ｍＫと０．０１０Ｗ／ｍＫの間になり得る。一般に使用されるコアの材料は、粉体、開放気孔の多孔性発泡体、ガラス繊維、またはエーロゲルである。発泡体、ガラス繊維、或いは、粉体は、通常、板状に成形されて、所望のサイズにカットされ、高バリア性フィルムで包装され、減圧室内においてポンプで排気される。

粉体のコア材料を排気する際には、排気される袋から粉塵が抜け出る出口及び減圧室内へ粉塵が抜け出る出口が無いよう配慮しなければならない。独国特許発明第１００５８５６６号明細書において、例えば、板状にプレス成形された発熱性ケイ酸でできているコアパネルを包装するために、ポリエステル不織布を使用するとこが推奨されている。これにより、排気の間、内側からの粉塵が出口開口部で前記フィルム袋の封止合わせ目（シーリングシーム）を汚染することが防止される。粉の微粒子に伴われる汚染は、排気プロセスの完了後に前記フィルム製袋の開口部に配置された封止合わせ目のバリア効果を実質的に低下させるとともに、真空断熱パネルの気密性を完全に破壊し、空気を入れさせる。この方法の不利な点は、ポリエステル不織布が、パネルのエッジ部分でさえぴったりとコアに合うように、苦労して折られなければならないということである。高バリア性フィルムの封止合わせ目は、好ましくは、コアパネルのエッジ部分の近くで封止され、その側方に不必要に長く突き出すいかなるフラップも生じないようにする。他方、不織布包装が部分的に前記エッジ部分から離れている場合、該布が、前記合わせ目内に一緒にシールされ、通常の状況下で、その関係する位置で前記合わせ目にリークを生じさせるという危険がある。通気性の織布又は不織不は、他の改良製品においても使用され得る。ここで、最初に袋は通気性のシート部材から作られ、粉がその中に供給され、袋が封止される、そして、その構造物は板状にプレス成形される。この板は、それからバリア性フィルムで包まれるかまたは高バリア性フィルムでできているポーチに滑り込ませられる。ここで再び、ぴったり閉じる封止合わせ目の存在下で、不織材料又は織不材料が、該合わせ目に入り込んで、リークを引き起こすという危険がある。

更なる改良製品（それは、独国特許出願公開第１０２００５０４５７２６号明細書から公知である。）において、袋は、最初に、適切なカットおよび溶接によって高バリア性フィルムから形成され、そして、コアに成形される粉が、直接、高バリア製フィルムで予め形成された前記袋に入れられる。トラフ形のフィルターフェルトが、この予め形成された袋の開口部に接着される。これは、減圧室の排気の間、粉を袋内に保持して、フィルムの合わせ目および減圧室が汚染されるのを防止する。他のオプションは、２つの両側壁で閉じられ、袋を満たす前に底の第３の側がフィルターフェルトで封止された袋を採用することである。充填は残りの第４の側の開口部を通して行われ、充填完了後、他の封止合わせ目で封止される。排気は、前記フィルターフェルトで封止された側を通じて実行される。しかしながら、あらゆる部位において粉が漏れないことを確実にする方法で袋の内部にポリエステルフェルトを適用することは、両方のバージョンにおいて、比較的複雑な作業である。フィルターフェルトが挿入される前に袋の形状はすでに決まっているため、袋の最後の残りの開口部に隣接する高バリア性フィルムの封止合わせ目はすでに作られており、そして、フィルターフェルトは、不注意でこれらの合わせ目に入り込ませることはできず、入り込んで封止されたフィルターフェルトは与えられた封止合わせ目の密閉性を著しく破壊するため、システムを漏れ止めにすることができない。袋の既存の形状のために、ハイエッジのトラフ形の構造がフィルターフェルトとして使用されなければならず、それは、まず第一に、製造することが複雑で、袋内部に提供される封止層によって、高バリア性袋の平面および側部に接着されなければならない。ポリエステルフェルトを袋の内側封止層に接着することは、通常、熱融着によってなされる。しかしながら、これは、袋が封止される時のように外側からアクセスされることができるいかなる封止合わせ目も生じさせず、本発明の意味での合わせ目として意味し得ない内側の溶接だけを生じさせる。それは、それらが高バリア性フィルム領域の２つの内側に配置されたシール面を、直接互いに接合させないで、トラフ形の予め形成されたフィルターフェルトに、高バリア性フィルムの一つの領域を各々接合させるからである。最後の封止合わせ目によって袋の開口部の未だ通気性の領域を最終的に封止する間でさえ、フィルターフェルトの部分はバリア性袋の封止合わせ目に入ってはならない。その理由は、袋は直ちにその漏れ止めを失うからである。この種類の生産は、このように不合格品の増加する数を避けるために高い支出および過度の配慮を必要とする。

独国特許発明第１００５８５６６号明細書 独国特許出願公開第１０２００５０４５７２６号明細書

上述の従来技術の不利な点から来る本発明の課題は、排気中に偶発的に伴出される粉または塵粒子によるシール面の汚染が最小の支出によって確実に予防できるように、上述した種の真空断熱パネルを改良することにある。

上記課題は、前記シート部材が、前記真空断熱パネルを包装している前記高バリア性フィルムの前記封止層と同じ材料で形成されるとともに、前記高バリア性フィルムの前記封止合わせ目、特に各々の封止合わせ目によって互いに直に封止されるであろう２枚の高バリア性フィルム領域、即ち、完成した真空絶縁パネルにおいて、それらの全長に亘って外側からアクセス可能であり、従って、該真空断熱パネルの内側の真空を封止するとともに、いかなる環境下でも破壊してはいけない封止合わせ目の、特に端から端まで、２つ、複数、または全て通過するという事実によって解決される。

このような構成は、前記シート部材を固定する手の込んだ工程を大幅に簡略化することができる。なぜなら、そのような場合、前記シート部材は、もはや、全周をシールされるトラフ形である必要はないからである。もし前記シート部材が２つの縁または境界線に沿って固定されれば、他の２つの縁ではそれらの位置を通過する封止合わせ目によって封止されれば十分である。このシート部材は、多くても一度だけ折られる必要があるか、全く折られる必要がない。

驚くことに、封止層の材料は、適度の機械的強度を持つ通気性のシート部材を作るために用いることもできる。該シート部材の１以上の層が、前記封止合わせ目内に突出するか又は通過し、気密性を備えることなく、そこに接着され得る。そのようなシート部材は、封止後に包装のバリア効果を損なわずに前記封止合わせ目を端から端まで通過する。加熱・加圧封止工程の結果として、前記シート部材は、他の不織布材とは異なり、前記封止層の材料と完全に融合し、均等で不浸透な部材を形成する。空気泡や他の有害な構造は形成されない。それらが形成されるのは、異なる材料で形成された不織布が封止合わせ目内に一緒にシールされることによってリークを生じさせる時である。

２枚の高バリア性フィルム間のシート部材を備える本発明による手段は、前記高バリア性フィルム包装が、該シート部材を用いて通気性だが防塵性の開口部を有する袋を形成するような仕様で、該シート部材を前記高バリア性フィルム包装にその縁で接着し、そして、該袋を断熱コアとして作用する粉体で満たし、前記シート部材が、真空気密包装フィルムの連続する周囲の封止合わせ目を通過し、該高バリア性フィルム包装の封止材料に融合されるように、構成されることによってさらに改良される。

前記高バリア性フィルムの封止層と前記シート部材の双方がポリエチレンの不織布又は織布からなることが有利であることが判明した。

前記高バリア性フィルムの封止層と前記シート部材の双方がポリプロピレンの不織布又は織布からなることは本発明の範囲内である。

本発明による、真空断熱パネルの製造方法は、帯状の、好ましくは、中心軸線に沿って折られた前記シート部材を、２枚の封止フィルム間に配置するステップと、前記シート部材を前記封止フィルムの内側に配置された封止層に、前記２枚の封止フィルム間に接続部が形成されるように、熱的に接着接合するステップと、次いで、直交する側の各々で各々の合わせ目によって前記２枚の封止フィルムを互いにシールし、前記合わせ目内に前記帯状のシート部材を共にシールするステップと、によって特徴づけられる。

本発明に基づく更なる特徴、詳細、及び効果は、以下において、本発明の好ましい実施形態の詳細な説明および図面を参照することで明らかになるだろう。

図３のＩ−Ｉ線に概ね対応し、未充填状態の高バリア性フィルム包装を示す断面図である。 粉を送り込む直前の状態を示す高バリア性フィルム包装の図１に対応する図である。 図１および図２の高バリア性フィルム包装を示す側面図である。 図３の矢印ＩＶの方向から視た端面の平面図である。

図は、高バリア性の好ましくはメタライズドフィルムの２枚のブランク２から形成された真空断熱パネル１の特定の実施形態を表す。これらの２枚の高バリア性フィルム２がそれらの端部に沿って気密に互いに溶接され得るように、各々は、他方の側に面する側に、ポリエチレンの封止層が提供される。排気処理の間、本発明による真空断熱パネル１は、通気性シート部材３によって端部を防塵とされる。このシート部材３は、高バリア性フィルム２の封止層と同じ材料で製作され、この例ではポリエチレンである。これは、不織布、織布、または平坦な形状を有して、通気性で、同時に、十分に機械的に安定である他のいかなる織物構造とすることもできる。

帯状のシート部材３は、それが、防塵封止されるべき開口部、すなわち高バリア性フィルム、特に２枚のシート２から形成される袋の開口部より僅かに長いというような方法で、この種の材料から切られる。

図１が示すように、帯状にカットされたシート部材３は、好ましくは中央に、その縦軸とほぼ平行して延びる線に沿って折られ、それから、折られた状態で、好ましくはその折れ線を高バリア性フィルムブランク２の端部近傍の方へ向けて、２枚の高バリア性フィルム２の封止層の間に配置される。

そして、前記帯状のシート部材の半分の両方は、好ましくは熱的に、即ち上昇する温度の効果の下で、それぞれの領域の一部を、特に２枚の高バリア性フィルム２が引き離される際に図２に示すように粉末密封が形成されるような方法で、それぞれの隣接した封止層に固定される。帯状のシート部材３の各々の半分への、連続する線状の接着性結合４が効果的であると判明した。

図３において示された次に続くステップにおいて、２つのフィルムセクション２が、帯状のシート部材３の長手軸又は折れ線に対して垂直に延びる２本の縁部に沿って、封止ツールによって熱的に溶接され、それぞれの封止合わせ目５、６を形成する。封止合わせ目５，６は、シート部材３が両方の封止合わせ目５、６を通過して、そられの封止合わせ目が作られる際にそれらに一緒に封止されるというような方法で、両方のフィルム２に固定された帯状のシート部材３の長さより小さい所定距離だけ離れている。このように、防塵シート部材３と２本の隣接した封止合わせ目５、６との間には、全く隙間が残らないので、３側方を少なくとも防塵封止される２つのフィルムセクション２から作られた袋になる。

次に、高バリア性フィルム２から作られたこの袋は、その４番目のまだ完全に開いた側から、塵状または自由流動性の粉体７で満たされ得る。

これが終わると、高バリア性フィルム２の袋は、好ましくは封止装置によって、特に、好ましくは２本の反対の位置に配置された封止合わせ目５、６を横切って前記袋の前記４番目の側の領域のいかなる隙間も閉じるもう一つの封止合わせ目を形成することによって、前記４番目の側も気密に封止される。

次のステップにおいて、コアを形成するのに十分な粉体７で満たされた高バリア性フィルム２の袋は、任意にはプレス手段によって、所望の形状、好ましくは平板形状にされる。

高バリア性フィルム２の封止された袋は、減圧室内に配置される。この減圧室が排気されるにつれて、防塵性であるが通気性のシート部材３によって封止された開口部に沿って、空気は袋から逃げることが可能である。予め定められた真空度に達すると、シート部材３の前記領域にある当初は通気性の開口部が、好ましくは封止ツールによって、特に、帯状のシート部材３の長手軸とほぼ平行して延びるもう一つの封止合わせ目によって、気密に封止される。この最終的な封止合わせ目は、好ましくは、シート部材３の一方側、特にシート部材３の外側に位置するが、ある条件下では、実際には、前記シート部材に隣接するかそれを越えて延びることができる。その理由は、もしシート部材３が（これまでに使用された不織布に対して）密封されれば、これは真空断熱パネル１の気密性は損なわれないだろうからである。

こうして完成した真空断熱パネル１は、減圧室から取り出された後も、永続的に真空気密性を保つ。ガス圧の増加に関する研究は、このような方法で生産された真空断熱パネル１が、シート部材３が幾つかの場所で封止合わせ目５、６と重なっているにもかかわらず、従来製造された真空断熱パネルとほぼ同じ真空気密性であることを示している。その上、真空断熱パネル１に対する生産費用は、本発明によってかなり減少する。

好ましい実施形態において、完成した真空断熱パネル１は、好ましくは、真空断熱パネル１の端面全てに沿って延び、コーナー部分で互いに交差する４本の封止合わせ目５、６を有する。

真空気密封止としての高バリア性フィルム２はまた、好ましくは、柔らかくて可撓性のある不定形の材料からなる。そうすると、押圧手段等によってなされる成形工程の前に、大きい開口部を有する不定形の袋を作ることが可能となり、充填工程が非常に容易になる。特に、（２枚の）高バリア性フィルム２は、ストレスや力をかけなくても完全に平らにされ得るシート部材から成る。

更なる特殊性は、シート部材３とそれぞれの高バリア性フィルム２の封止層との間の線状の接合部４の各々が、一般的に言って、高バリア性フィルムの２枚のシート２を互いに直に接合する２本の隣接した封止合わせ目５、６のそれぞれの一つと、特に４５度以上の角度で、特にほぼ直角に交差するということである。

粉末状の材料を入れ込むことによってコアを作る代わりに、封止層と同じ材料から形成されて、この場合帯状である必要がないが、その代わりにより扁平な形状を有することができるシート部材３の高バリア性フィルムの内側表面に、粉末状のコアを使用してそれを包囲することも、本発明の範囲内で可能である。この場合、シート部材３がコアに常にぴったりと適合することを確実にするいかなる予防措置も必要ないであろう。その理由は、最悪のケースにおいて、シート部材は、単に何れかの溶接合わせ目に共に密封されるだけであって、それらに漏れを生じさせないからである。

１ 真空断熱パネル
２ バリア性フィルム
３ シート部材
４ 接着性コーティング
５ 封止合わせ目
６ 封止合わせ目
７ 粉体

Claims (10)

1. 充填材と、塵のため特に排気開口部の防塵のためにフィルタ材料として機能する通気性シート部材（３）を有する真空気密高バリア性フィルム包装（２）と、を備える真空断熱パネル（１）であって、
   前記シート部材（３）は、
   （ａ）前記真空断熱パネル（１）を包装している高バリア性フィルム（２）の溶接封止層と同じ材料で形成されるとともに、
   （ｂ）前記高バリア性フィルム（２）の、２つの、複数の、または全ての溶接封止合わせ目（５，６）を通過することを特徴とする、前記真空断熱パネル。
2. 前記シート部材（３）は、前記真空断熱パネル（１）を封止するために該真空断熱パネル（１）の縁部に沿って伸びる前記真空気密性フィルム（２）の少なくとも２本の溶接封止合わせ目（５、６）を通過し、且つ、前記高バリア性フィルム包装（２）の封止材料と共に融合されることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱パネル。
3. 前記シート部材（３）が、前記真空断熱パネル（１）を封止するために該真空断熱パネル（１）の縁部に沿って伸びる前記真空気密性フィルム（２）の少なくとも２本の溶接封止合わせ目（５、６）を通過し、且つ、前記高バリア性フィルム包装（２）の封止材料と共に融合され、
   反対の位置に配置されて好ましくは前記真空断熱パネル（１）の相互に平行な接合縁部又は端面に沿って、前記溶接封止合わせ目（５、６）が延びる、請求項２に記載の真空断熱パネル。
4. 少なくとも一つの高バリア性フィルム包装（２）が前記シート部材（３）と共に通気性だが防塵性の開口部を有する袋を形成するように、前記シート部材（３）が、その縁部の２以上に沿って、好ましくは線状の接合部（４）に沿って、前記高バリア性フィルム包装に接着又は接合されていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の、２枚の高バリア性フィルム（２）間にシート部材（３）を有する真空断熱パネル。
5. 前記シート部材（３）は、互いにほぼ平行に延びる少なくとも２つの線状の接合部（４）に沿って、前記高バリア性フィルム包装（２）に接合されることを特徴とする請求項４に記載の真空断熱パネル。
6. 前記シート部材（３）と各高バリア性フィルム（２）の溶接封止層と間の前記線状の接合部（４）の其々が、高バリア性フィルム（２）の２枚のシートまたは基体を互いに直接接合する２本の隣り合う前記溶接封止合わせ目（５，６）のそれぞれと、特にそれぞれ４５度以上の角度で、特にほぼ直角の角度で、交差することを特徴とする請求項５に記載の真空断熱パネル。
7. 前記高バリア性フィルム（２）と前記シート部材（３）で形成された袋が、断熱コアとして機能する粉体（７）で満たされることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の真空断熱パネル。
8. 前記高バリア性フィルム（２）の溶接封止層と前記シート部材（３）の双方が、ポリエチレンの不織布または織布から成ることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の真空断熱パネル。
9. 前記高バリア性フィルム（２）の溶接封止層と前記シート部材（３）との双方が、ポリプロピレンの不織布または織布から成ることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の真空断熱パネル。
10. 請求項１〜９の何れかに記載のシート部材を有する真空断熱パネル（１）の製造方法であって、
    好ましくは中央の長手軸に沿って折られた、防塵だが通気性の材料で形成された帯状のシート部材（３）が、互いに密封可能な２枚の高バリア性フィルム（２）の間に配置され、互いに密封可能な前記高バリア性フィルム（２）の間に前記シート部材（３）による接続部が形成されるように、互いに密封可能な高バリア性フィルム（２）の内側に配置された溶接封止層に、熱的に接合され、特に接着（接合線４）され、最終的に、前記２枚の密封可能な高バリア性フィルム（２）が、前記帯状のシート部材（３）の長手軸にほぼ垂直に延びる、該高バリア性フィルムの接合縁部又は接合側辺の各々に沿う溶接封止合わせ目（５，６）の各々により、互いに封止され、前記帯状のシート部材（３）が前記溶接封止合わせ目（５，６）と共に封止されることを特徴とする、前記方法。
    

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