JP6307799B2 - 真空断熱材 - Google Patents

Description

本発明は、建物などの断熱に用いられる真空断熱材に係り、特にコア材（芯材）を外皮シートで気密に被包し、内部を真空に減圧したパネル状の真空断熱材に関する。

建物などの断熱材として用いられるパネル状の真空断熱材は、コア材（芯材）を外皮シートで気密に被包し、内部を真空に減圧したものである（特許文献１、２）。

特許文献１では、無機質発泡粉末を紙また布等の通気性の中袋に充填し、該中袋の開口部端面をテープ又は接着剤等で封止し、この中袋をプレス等により型決めした後に乾燥を施し、その後非通気性の外袋に挿入した後、この内部を減圧すると共に外袋の開口部端面をシールして真空断熱材を構成している。特許文献１の第１図には、外袋の開口部端面をシールするときに、中袋の封止部が外袋の該開口部端面に挟み込まれないようにするために、封止部を折り返すことが示されている。

特許文献２には、２枚のアルミラミネートフィルムの一方に芯材収容用凹部を設けておき、この芯材収容用凹部に芯材を収容した後、他方の平坦なアルミラミネートフィルムで覆い、減圧雰囲気下で、凹部周囲においてアルミラミネートフィルム同士を接着させて封止し、真空断熱材を製造することが記載されている。

特公平２−３３９１８ 特開２０１１−１６３４１５

特許文献１のように、中袋の封止部を折り返した場合、折り返し縁の両端側に角ばった突角部が生じる。この突角部がアルミラミネートフィルムなどの外袋を突き破ると、真空断熱材の真空がブレークする。本発明は、このような真空ブレークが確実に防止される真空断熱材を提供することを目的とする。

本発明の真空断熱材は、コア材を外皮シートで被包した真空断熱材であって、該コア材は、盤状の本体部と、該本体部から張り出す耳部とを有しており、該外皮シートの周縁部が封着されている真空断熱材において、該耳部の少なくとも一部が該外皮シートの周縁部に挟まれていることを特徴とする。

本発明の一態様では、前記耳部が前記本体部側に折り返されており、該耳部の長手方向の両端部の少なくとも一部が前記外皮シートの周縁部に挟まれている。

本発明の別の一態様では、前記耳部は、前記本体部から折り返されることなく延出している。この場合、前記耳部のうち、少なくとも前記本体部からの延出方向の途中部から先端側の部分は、該先端側ほど該耳部の長手方向の両端部が該長手方向の中間側に接近した形状となっていることが好ましい。例えば、該耳部の長手方向の両端側が斜めにカットされた形状とされてもよい。

本発明の一態様では、外皮シート周縁部の外周側同士が封着されており、前記耳部は、この封着された部分よりも真空断熱材の中央側に位置している。

本発明の一態様では、外皮シートは、コア材の前記本体部を収容したコア材収容部と、該コア材収容部から張り出すフランジ部とを有しており、該フランジ部の基端側に、前記耳部を収容した凹部が設けられている。この場合、コア材の前記本体部がコア材収容部内において一方の側壁部に当接するように偏っても前記耳部は前記凹部内に位置することが望ましい。

本発明の一態様では、外皮シート周縁部の外周側同士が封着されており、前記耳部の外周縁がこの封着部分に入り込んでいる。

本発明の真空断熱材にあっては、コア材の耳部の少なくとも一部は、外皮シートの周縁部に挟まれている。このため、コア材の耳部の角縁が外皮シートに突き当ることがなく、外皮シートが耳部によって突き破られることがない。これにより、真空断熱材の真空のブレークが防止される。

なお、本発明において、外皮シートの周縁部とは、外皮シートのうち、コア材の本体部を被包した部分よりも該本体部の外方に配置された部分をいう。具体的には、後述の第１〜９図の各実施の形態においては、外皮シート６のフランジ部６ｆ及び外皮シート７のうち該フランジ部６ｆに重なった部分が外皮シートの周縁部に相当する。第１０図の実施の形態においては、外皮シート６’，７のうち、真空断熱材５’の外周に近接したコア材３からさらに該真空断熱材５’の外周側へ張り出した部分、及び、隣り合うコア材３，３同士の間に配置された部分が外皮シートの周縁部に相当する。外皮シートの周縁部の外周側とは、この外皮シートの周縁部のうち、コア材の本体部から離隔した領域をいう。なお、第１０図の実施の形態のように共通の外皮シート６’上に複数個のコア材３が配列された場合には、便宜上、外皮シート６’，７のうち、隣り合うコア材３，３同士の間に配置された部分の中間付近も、外皮シートの周縁部の外周側と同様に扱うことができるものとする。

コア材の耳部の長手方向とは、この耳部が連なる本体部の外面に沿う該耳部の延在方向（あるいは、耳部の本体部からの延出方向及び厚み方向の双方と直交する方向）をいう。

コア材の耳部を本体部側に折り返すように構成した場合には、耳部の両端部に角ばった突角部が生じるが、耳部の両端部を外皮シートの周縁部に挟むことにより、この突角部も外皮シートに挟まれるため、この突角部が外皮シートを突き破ることが防止される。

コア材の耳部を、本体部から折り返されることなく延出した構成とした場合には、本体部側に折り返されていないため、コア材に角ばった折り返し角部は存在せず、この折り返し角部によって外皮シートが突き破られることはない。このため、真空断熱材の真空がブレークすることが防止される。

仮に、耳部の長手方向の両端部の先端側の角部が鋭角ないし直角の尖角状となっている場合、この角部が外皮シートに接触したときに、外皮シートが破れやすくなるおそれがあるが、耳部のうち、少なくともコア材本体部からの延出方向の途中部から先端側の部分を、該先端側ほど耳部の長手方向の両端部が該長手方向の中間側に接近した形状とすること、例えば耳部の長手方向の両端部を斜めにカットされた形状とすることにより、耳部の長手方向の両端部の先端側の角部が鈍角状などの外皮シートに負荷を掛けにくい形状となるため、この角部の接触により外皮シートが破れることをより確実に防止することができる。

本発明の一態様では、耳部を封着部で全く挟まれないようにコア材収容部側に位置させる。これにより、外皮シートの周縁部同士を直に密着させてしっかりと気密に融着させることができる。

本発明の一態様では、コア材収容部に隣接して、耳部を収容するための凹部を設け、耳部を該凹部に配置する。この態様によると、該凹部よりも外周側において外皮シート同士を直に重ね合わせてヒートシールすることが容易となる。

このようにコア材収容部に隣接して耳部収容用の凹部を設けた態様においては、本体部がコア材収容部内においての側壁部に当接するように一方に偏っても、耳部が凹部よりも外周側のフランジ部に乗り上げることがないように構成することが好ましい。このように構成することにより、耳部は凹部からはみ出すことがなく、耳部が封着部に食い込むことが防止される。

外皮シートには、コア材収容部を、平坦なシート状素材に熱プレス加工を施すことにより形成することが好ましい。

熱プレス加工によってコア材収容部を形成した外皮シートにあっては、コア材収容部の隣接する側壁部同士が交わるコーナー部は、丸みを帯びている。耳部が本体部から折り返されることなく延出している場合、耳部のうち、少なくともコア材本体部からの延出方向の途中部から先端側の部分を、該先端側ほど耳部の長手方向の両端側が該長手方向の中間側に接近した形状とすること、例えば耳部の長手方向の両端部を斜めにカットされた形状とすることにより、耳部が、丸みを帯びたコーナー部に乗り上げることが防止され、本体部をコア材収容部に深く収容することが容易となる。

本発明では、耳部の先端側が封着部に少しだけ入り込んでもよい。

実施の形態に係る真空断熱材に用いられるコア材の構成図である。 実施の形態に係る真空断熱材の断面図である。 実施の形態に係る真空断熱材の製造方法を示す断面図である。 実施の形態に係る真空断熱材の製造方法を示す断面図である。 実施の形態に係る真空断熱材の製造方法を示す断面図である。 実施の形態に係る真空断熱材の製造方法を示す断面図である。 実施の形態に係る真空断熱材の製造方法を示す斜視図と平面図である。 実施の形態に係る真空断熱材の製造方法を示す断面図である。 別の実施の形態に係る真空断熱材の製造方法を示す斜視図と平面図である。 さらに別の実施の形態に係る真空断熱材の断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

図１は実施の形態に係る真空断熱材に用いられるコア材の製造方法を示すものである。なお、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。

まず、（ａ）図のように、１枚の不織布、紙など通気性を有した素材よりなる素材シート１を筒状に巻き、巻き方向の両端を重ね合わせ、この合わせ部１ａを接着剤やヒートシールなどによって接合して筒状体とする。次に、この筒状体の一方の開口部を接着剤やヒートシールで封じ、袋状とした後、粉状、繊維状などの充填物２を充填し、他方の開口部を接着剤やヒートシールによって封止し、次いで必要に応じてプレス及び乾燥して、（ｂ）図に示す方形盤状のコア材３とする。

このコア材３は、充填物２が充填された、所定厚みを有した盤状の本体部３ｂと、該本体部３ｂの両辺から耳状に張り出した耳部３ａを有する。この耳部３ａは、本体部３ｂの辺に沿って延在する細長い長方形状となっている。耳部３ａの全体を接着剤やヒートシールによって封じてもよく、耳部３ａのうち本体部３ｂに沿う部分のみを接着剤やヒートシールによって封じてもよい。

上記の充填物２としては、シリカ粉などのセラミック粒子や、繊維集合体、発泡樹脂など各種のものを用いることができる。

図１（ｂ）のように、耳部３ａは平たく延在しているのに対し、本体部３ｂは充填物が充填されて膨らんでいるため、耳部３ａの長手方向の長さは、充填物２が充填された本体部３ｂの該方向の長さよりも若干大きい。そのため、耳部３ａの長手方向の両端は本体部３ｂから少しだけ耳部３ａの長手方向に張り出している。

図２（ａ）は、このコア材３を用いた真空断熱材５の断面図、図２（ｂ）は真空断熱材５の端部の拡大断面図、図３は真空断熱材５の製造方法を示す断面図である。なお、この実施の形態では、コア材３の耳部３ａは、折り返されることなく、本体部３ｂから側方に延出している。

この真空断熱材５は、方形の浅い凹所形状のコア材収容部６ａ及び該コア材収容部６ａから張り出すフランジ部６ｆを有した外皮シート６と、平たいシート状の外皮シート７とによって減圧雰囲気下でコア材３を被包したものである。真空断熱材５を製造するには、外皮シート６のコア材収容部６ａにコア材３を収容し、耳部３ａをフランジ部６ｆに乗せた後、上側外皮シート７を重ね、減圧雰囲気下で外皮シート６，７の合わせ部をヒートシール（融着）、溶接、圧着、接着など（この実施の形態ではヒートシール機８によるヒートシール）によって封止することにより製造されたものである。

外皮シート６，７としては、樹脂シート、金属ラミネート樹脂シート、アルミなどの金属シートなど各種の非通気性のものを用いることができるが、この実施の形態では、ヒートシール可能な熱可塑性樹脂シート、又は金属ラミネート熱可塑性樹脂シート（好ましくはアルミラミネートフィルム）が用いられている。

この実施の形態では、図３のように外皮シート６，７の周縁部をヒートシール機８によって挟んで封止するに際し、耳部３ａをヒートシール機８と重ならないようにコア材収容部６ａ側に位置させて外皮シート６，７をヒートシールしている。図２（ｂ）の符号５ａは、このヒートシールによって封着された封着部を示している。

このように構成された真空断熱材５にあっては、コア材３の耳部３ａは、本体部３ｂから折り返されることなく側方に延出し、外皮シート６，７の周縁部に挟まれている。そのため、コア材３に角ばった折り返し角部は存在せず、この折り返し角部によって外皮シート６，７が突き破られることはない。このため、真空断熱材５の真空がブレークすることが防止される。

この実施の形態では、耳部３ａをヒートシール機８で全く挟まれないようにコア材収容部６ａ側に位置させているため、外皮シート６，７のヒートシール機で挟まれた部分同士を直に密着させてしっかりと気密に融着させることができる。

ただし、本発明では、図４のように、耳部３ａの先端側がヒートシール機８の挟み付け領域に少しだけ入り込んでもよい。

なお、特に本発明を限定するものではないが、コア材３の耳部３ａの延出方向の幅Ｗ（図１（ｃ））は、真空断熱材の厚みの１／２以上の寸法、特に真空断熱材の厚みの１／２の寸法〜真空断熱材の厚みと同寸法であることが好ましい。

本発明では、図５，６の下側外皮シート６Ａ，６Ｂのように、耳部を収容するための凹部６ｂ，６ｃをフランジ部６ｆの基端側（コア材収容部６ａ側）に設けてもよい。図５の外皮シート６Ａでは、凹部６ｂは耳部３ａの厚さと略等しい均一深さのものとなっている。図６の外皮シート６Ｂでは、凹部６ｃはコア材収容部６ａ側ほど深くなるように傾斜している。耳部３ａをかかる凹部６ｂ，６ｃに配置しておくことにより、凹部６ｂ，６ｃよりも外周側において外皮シート６Ａ又は６Ｂのフランジ部６ｆと外皮シート７とを直に重ね合わせてヒートシールすることが容易となる。

図５に示した下側外皮シート６Ａのコア材収容部６ａにコア材３の本体部３ｂを収容し、耳部３ａを凹部６ｂに収容した状態を図７に示す。図７の通り、本体部３ｂとコア材収容部６ａの対向する側壁部６ｗとの間に隙間ａ，ｂがあく。また、耳部３ａの先端と凹部６ｂの外周縁６ｅとの間には隙間ｃ，ｄがあく。この隙間ａが隙間ｃよりも小さく、隙間ｂが隙間ｄよりも小さいように本体部３ｂ、耳部３ａ、コア材収容部６ａ及び凹部６ｂの寸法を設定することにより、本体部３ｂがコア材収容部６ａ内において一方の側壁部６ｗに当接するように偏っても、耳部３ａが凹部６ｂよりも外周側のフランジ部６ｆに乗り上げることがない。これにより耳部３ａがヒートシール部に食い込むことが防止される。

上記の下側外皮シート６，６Ａ，６Ｂのコア材収容部６ａや凹部６ｂ，６ｃは、平坦なシート状素材に熱プレス加工を施すことにより形成されることが好ましい。

熱プレス加工によってコア材収容部６ａを形成した外皮シート６にあっては、コア材収容部６ａの隣接する側壁部６ｗ同士が交わるコーナー部６ｒは、図８のように丸みを帯びている。また、前述の図１（ｂ）のように、耳部３ａは平たく延在しているのに対し、本体部３ｂは充填物が充填されて膨らんでいるため、耳部３ａの長手方向の長さは、充填物２が充填された本体部３ｂの該方向の長さよりも若干大きい。そのため、耳部３ａの長手方向の両端は本体部３ｂから少しだけ耳部３ａの長手方向に張り出している。

このため、耳部３ａが図１（ｂ）に示される細長い長方形状のままであると、耳部３ａの長手方向の両端側にあっては、耳部３ａの基端側（本体部３ｂの直近部分）まで外皮シート６のコーナー部６ｒ付近に乗り上げることになる。

この場合、耳部３ａのうち、少なくとも本体部３ｂからの延出方向の途中部から先端側の部分は、該先端側ほど耳部３ａの長手方向の両端部が該長手方向の中間側に接近した形状となっていることが好ましい。例えば、図８のように、耳部３ａの長手方向の両端部を斜めにカットしてカット部３ｃを形成してもよい。このカット部３ｃを設けたことにより、耳部３ａが、丸みを帯びたコーナー部６ｒに乗り上げることが防止され、本体部３ｂをコア材収容部６ａに深く収容することが容易となる。

また、仮に耳部３ａの長手方向の両端部の先端側の角部が鋭角ないし直角の尖角状となっている場合、この角部が外皮シート６，７に接触したときに、外皮シート６，７が破れやすくなるおそれがあるが、耳部３ａのうち、少なくとも本体部３ｂからの延出方向の途中部から先端側の部分を、該先端側ほど耳部３ａの長手方向の両端部が該長手方向の中間側に接近した形状とすること、例えば耳部３ａの長手方向の両端部を斜めにカットされた形状とすることにより、耳部３ａの長手方向の両端部の先端側の角部が鈍角状などの外皮シート６，７に負荷を掛けにくい形状となるため、この角部の接触により外皮シート６，７が破れることをより確実に防止することができる。

なお、図８では、耳部３ａの長手方向の両端部は、本体部３ｂの直近部分から斜めにカットされているが、それよりも先端側の部分から斜めにカットされてもよい。また、図８では、耳部３ａの長手方向の両端部は直線状にカットされているが、円弧状等の曲線状にカットされてもよい。

図８の実施の形態では、耳部３ａは本体部３ｂから折り返されることなく側方に延出しているが、本発明では、図９（ａ），（ｂ）のように、耳部３ａを本体部３ｂに重ねるように折り返してもよい。この場合、耳部３ａの長手方向両端側には、硬くて角張った突角状部Ｅが生じる。図９では、この耳部３ａの長手方向両端側を、湾曲したコーナー部６ｒに乗せる。この状態で、上側外皮シート７（図９では図示略）を被せ、外皮シート６，７をヒートシールし、真空断熱材を製造する。このようにして製造された真空断熱材にあっては、耳部３ａを折り返すことにより形成されたコア材３の硬い突角状部Ｅが外皮シート６，７に挟まれているので、この硬い突角状部Ｅが外皮シート６，７を突き破ることがない。

上記実施の形態では１枚の下側外皮シート６に１個のコア材収容部６ａが設けられているが、図１０に示す真空断熱材５’のように、１枚の下側外皮シート６’に複数個のコア材収容部６ａが設けられてもよい。

図示の実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。外皮シート６，７は別体であってもよく、一連であってもよい。

上記実施の形態では、コア材３は、１枚の素材シート１を筒状に巻き、巻き方向の両端の合わせ部１ａを接合して筒状体とし、次いでこの筒状体の一方の開口部を封止して袋状とした後、充填物２を充填し、他方の開口部を封止したものであり、該巻き方向と直交する方向の両端側にそれぞれ耳部３ａが形成されたものとなっているが、素材シート１による充填物２の被包構造はこれに限定されない。例えば、１枚の素材シート１を二つ折りしてその間に充填物２を配置し、該素材シート１の折り目以外の３辺の合わせ部を接合するようにしてもよい。この場合、該素材シート１の３辺に沿って耳部３ａが形成される。複数枚の素材シート１で充填物２を被包するようにしてもよい。具体的には、例えば外皮シート６，７と同様に、２枚の素材シート１，１の間に充填物２を配置し、この素材シート１，１の４辺の合わせ部を接合するようにしてもよい。この場合、該素材シート１，１の４辺に沿って耳部３ａが形成される。なお、３枚以上の素材シート１で充填物２を被包するようにしてもよい。素材シート１は、初めから筒状又は袋状に成形されたものであってもよい。

１ 素材シート
１ａ 合わせ部
２ 充填物
３ コア材
３ａ 耳部
３ｂ 本体部
５，５’ 真空断熱材
５ａ 封着部
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６’ 下側外皮シート
６ａ コア材収容部
６ｂ，６ｃ 凹部
７ 上側外皮シート
８ ヒートシール機

Claims (7)

1. コア材を外皮シートで被包した真空断熱材であって、
   該コア材は、盤状の本体部と、該本体部から張り出す耳部とを有しており、
   該外皮シートの周縁部が封着されている真空断熱材において、
   該コア部材は、充填材が素材シートによって被覆されたコア材であって、
   該素材シートの合わせ部によって前記耳部が構成されており、
   前記耳部が前記本体部側に折り返されており、該耳部の長手方向の両端部の少なくとも一部が、折り返されることなく延出した前記外皮シートの周縁部に挟まれていることを特徴とする真空断熱材。
2. コア材を外皮シートで被包した真空断熱材であって、
   該コア材は、四角形盤状の本体部と、該本体部から張り出す耳部とを有しており、
   該外皮シートの周縁部が封着されている真空断熱材において、
   該コア部材は、充填材が素材シートによって被覆されたコア材であって、
   該素材シートの合わせ部によって前記耳部が構成されており、
   該耳部の少なくとも一部が該外皮シートの周縁部に挟まれており、
   前記耳部は、前記本体部から折り返されることなく延出しており、
   前記耳部のうち、少なくとも前記本体部からの延出方向の途中部から先端側の部分は、該先端側ほど該耳部の長手方向の両端部が該長手方向の中間側に接近した形状となっていることを特徴とする真空断熱材。
3. 請求項２において、前記耳部の長手方向の両端側が斜めにカットされた形状となっていることを特徴とする真空断熱材。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、前記外皮シート周縁部の外周側同士が封着されており、前記耳部は、この封着された部分よりも真空断熱材の中央側に位置していることを特徴とする真空断熱材。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、前記外皮シートは、コア材の前記本体部を収容したコア材収容部と、該コア材収容部から張り出すフランジ部とを有しており、該フランジ部の基端側に、前記耳部を収容した凹部が設けられていることを特徴とする真空断熱材。
6. 請求項５において、コア材の前記本体部が前記コア材収容部内において一方の側壁部に当接するように偏っても前記耳部は前記凹部内に位置するように前記本体部、該耳部、コア材収容部及び凹部の大きさが設定されていることを特徴とする真空断熱材。
7. 請求項１ないし４のいずれか１項において、前記外皮シートの周縁部の外周側同士が封着されており、前記耳部の外周縁がこの封着部分の一部に入り込んでいることを特徴とする真空断熱材。

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