JP6343877B2 - 断熱部材および保冷保温用箱体 - Google Patents

Description

本発明は、保冷保温用箱体に用いた場合に、保冷保温用箱体の内部温度を良好に定温維持できる断熱部材、及びそれを用いた保冷保温用箱体に関する。

近年、地球温暖化が深刻な問題となっている。これに伴い、産業機械や、自動車等の車両分野、家電製品等の民生機器、住宅などの建築物、物流分野等の多岐の分野に渡る物品において省エネルギーが推進されている。

いずれの分野においても、保温、保冷等の保冷保温用箱体の内部の温度の定温維持に使用されるエネルギーは、消費されるエネルギー全体の大きな割合を占めている。従って、断熱部材の定温維持性能の向上は、エネルギー消費の観点から、また、コスト削減の観点から重要視されている。

特に、移動を伴う自動車等の車両分野や物流分野においては、断熱部材は、定温維持性能と同時に、断熱部材の軽量化、省スペース化が求められている。このような用途においては、発泡体を用いた断熱部材が知られている。

特許文献１には、少なくとも表面部にアルミフィルム層を有しその下層に所定厚の柔軟な発泡プラスチック層を備えた断熱用シートで方形に成形され外周部に磁性部材をもち、車体部に結合する結合部材を設けた自動車装着用断熱シートが記載されている。

また、特許文献２には、反射断熱性を有する可撓性且つ非伸張性シートが、金属蒸着した合成樹脂フィルム層又は金属箔を接着剤によって貼着した合成樹脂フィルム層の金属面と繊維シートとを接着した積層物である硬質発泡プラスチック断熱材が記載されている。

実開平０２−１０９７１７号公報 実開平０３−０３９５３６号公報

特許文献１、特許文献２は、いずれも発泡体に輻射熱の反射体としてアルミニウム箔、或いはアルミニウム蒸着フィルムを積層したものであり、一定の断熱性能を実現できる。しかしながら、十分な断熱効果を得るためには発泡体よりなる断熱層を充分に厚くする必要があり、特に輸送箱などに用いた場合、輸送に要する体積が増加することにより、輸送に要するエネルギーの増加を招き、また、輸送コストの増加を招く。

一方、発泡体よりなる断熱層を薄くすると、輸送に要する体積は減少するが、断熱効果は十分に得られず内容物の保温が十分に保てなくなり内容物の品質を損ねてしまう。

これは、発泡体自体の熱伝導のため、時間とともに熱及び冷気が積層面から発泡体の方へ移行するとともに、発泡体の熱容量が大きいため、発泡体の中に熱及び冷気が閉じ込められる状況が発生する。つまり発泡体に蓄冷あるいは蓄熱を生じることとなる。発泡体に蓄冷あるいは蓄熱された冷気、及び熱は、いずれ断熱材を伝わって拡散、ついには冷気及び熱を発泡体から系外に放出（放冷または放熱）して逃がしてしまうことにより所定温度に維持する保冷・保温持続時間がその分、短縮化してしまうことを見出した。

以上の状況を鑑み、鋭意研究開発を進め、本発明の請求項１は、少なくとも、伝熱材層、空気層と前記空気層を維持するための構造体を含む空隙層、発泡体よりなる断熱層をこの順番に積層した断熱部材であり、前記伝熱材層は、厚みが５０μｍ以上かつ２００μｍ以下である黒鉛シートから構成され、前記構造体は厚み方向、もしくは、平面方向に連通可能に設けられていることを特徴とする断熱部材である。

加えて本発明の請求項２は、前記空隙層に用いる前記構造体が、段ボール状構造体、ハニカム織り(蜂の巣織り)されてなる繊維のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の断熱部材である。

加えて、本発明の請求項３は、前記伝熱材層が、面方向の熱伝導率が９０Ｗ・ｍ ^-1 ・Ｋ ^-1 以上かつ１０００Ｗ・ｍ ^-1 ・Ｋ ^-1 以下であり、厚み方向の熱伝導率が０．１Ｗ・ｍ ^-1 ・Ｋ ^-1 以上かつ１０Ｗ・ｍ ^-1 ・Ｋ ^-1 以下の黒鉛シートから構成される請求項１または請求項２に記載の断熱部材である。加えて、本発明の請求項４は、少なくとも、伝熱材層、空気層と前記空気層を維持するための構造体を含む空隙層、発泡体よりなる断熱層をこの順番に積層した断熱部材であり、前記伝熱材層は、厚みが５μｍ以上かつ５０μｍ以下である金属箔、または、厚みが５０μｍ以上かつ２００μｍ以下である黒鉛シートから構成され、前記空隙層に用いる前記構造体が、空気を流通可能なメッシュ状の材料から構成され、前記構造体への空気の流通によって、厚み方向および面方向に連通している断熱部材である。加えて、本発明の請求項５は、少なくとも、伝熱材層、空気層と前記空気層を維持するための構造体を含む空隙層、発泡体よりなる断熱層をこの順番に積層した断熱部材であり、前記伝熱材層は、厚みが５μｍ以上かつ５０μｍ以下である金属箔から構成され、前記構造体は厚み方向のみに連通可能に設けられていることを特徴とする断熱部材である。加えて、本発明の請求項６は、前記空隙層に用いる前記構造体が、段ボール状構造体、ハニカム織り(蜂の巣織り)されてなる繊維のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の断熱部材である。加えて、本発明の請求項７は、前記伝熱材層が、アルミニウムもしくは、アルミニウム合金を含む箔であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の断熱部材である。

加えて、本発明の請求項８は、少なくとも４面以上有する箱体において、請求項１から請求項７のいずれかの記載の断熱部材を用いて形成されており、少なくとも前記断熱層より内側に前記伝熱材層を有して形成されていることを特徴とする保冷保温用箱体である。

本発明に記載の断熱部材を用いることにより、発泡体よりなる断熱層が従来と同じ厚さであっても優れた断熱性能を有し、また、発泡体よりなる断熱層を薄くしても十分な断熱性能を維持できる断熱部材、及び保冷保温用箱体を低コストに実現できる。従って輸送に要する体積を軽減し、輸送に要するエネルギー及びコストを低減する効果を有する。

本発明の断熱部材の一実施例を示す概略断面図である。 本発明の断熱部材に用いられる空隙層の実施形態の第一例示である。（ａ）空隙層の部分概略斜視図である。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面における概略断面図である。また、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面における概略断面図である。 本発明の断熱部材に用いられる空隙層の実施形態の第二例示である。（ａ）空隙層の部分概略斜視図である。（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面における概略断面図である。また、（ｃ）は、（ａ）のＤ−Ｄ断面における概略断面図である。 本発明の断熱部材に用いられる空隙層の実施形態の第三例示である。（ａ）空隙層の部分概略斜視図である。（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面における概略断面図である。また、（ｃ）は、（ａ）のＦ−Ｆ断面における概略断面図である。 本実施例における保冷保温用箱体の一例を示す概略図である。（ａ）は蓋箱を開いた際の概略斜視図である。（ｂ）は蓋箱を閉じた際の（ａ）のＧ−Ｇ断面における概略断面図である。 本実施例における温度測定方法について説明する説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて以下に詳しく説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

［Ａ．断熱部材］
まず、図１に本発明の一実施形態である断熱部材１の概略断面を示す。本実施形態における断熱部材は少なくとも伝熱材層４、空気層５と空気層５を維持するための構造体６を含む空隙層３、発泡体よりなる断熱層２をこの順に積層した断熱部材１である。

本実施形態において断熱部材１は、断熱性を有し、断熱部材１で隔てられた保冷保温用箱体の内部と保冷保温用箱体の外部との間で熱（冷気）が移動することを防止する機能を有する積層体である。また、本発明において「断熱性」とは、熱、冷気の伝導による伝達を抑制する性質をいう。

また、本実施形態においては、断熱層２は、それ自体、断熱性を有する発泡体すなわち独立気泡を有する材料を含む層であり、断熱部材１の一構成要素を示す用語として用いている。

本実施形態の断熱部材１においては、発泡体よりなる断熱層２と内容物の側に向く伝熱材層４との間に、断熱性にきわめてすぐれた空気層５と空気層５を維持するための構造体６を含む空隙層３が存在するため、断熱層２と伝熱材層４との間の熱移動はきわめて少ない。従って、外部からの熱もしくは冷気は、断熱層２を形成する発泡体にて断熱されるとともに発泡体よりも熱伝導性が低い空気層５によって内部に移動することが妨げられる。

また、内部の熱もしくは冷気は、内側の熱容量が小さく、熱伝導性に優れる伝熱材層４により、速やかに均一化され温度ムラを生じない。また、内部の熱もしくは冷気は、熱容量が小さな伝熱材層４に隣接する熱伝導性が低い空気層５によって外部に移動することが妨げられる。従って、従来の発泡体に輻射熱の反射体としてアルミニウム箔、或いはアルミニウム蒸着フィルムを積層した断熱部材１と比較してもきわめて高い断熱性を持つものである。

また、内面の熱伝導性に優れる伝熱材層４により、速やかに均一化され温度ムラを生じないため、内容物の局所的な温度の変化が長時間に及ぶことによる内容物の局所的な劣化を防ぐことが可能となる。

従って、本実施形態の断熱部材１においては、発泡体よりなる断熱層２と内容物の側に向く伝熱材層４との間に、断熱性にきわめてすぐれた空気層５と空気層５を維持するための構造体６を含む空隙層３を有することにより、優れた断熱性能を実現できると共に、内部の熱もしくは冷気を効率的に利用できる断熱部材１を実現できる。

本実施形態の断熱部材１は、後述するように、各層の保護、もしくは断熱部材１自体の耐久性を向上する目的で、必要に応じて断熱部材１の外面、もしくは、伝熱材層４、空隙層３、断熱層２の層間に保護層を形成することができる。

また、本実施形態の断熱部材１は、後述するように必要に応じて断熱部材１の外面、もしくは、伝熱材層４、空隙層３、断熱層２の層間に輻射熱反射層を形成することができる。輻射熱反射層を設けることにより、熱伝導に加えて、輻射による断熱性の低下防ぐことが可能となり、より一層の断熱性能の向上が可能となる。

（１）伝熱材層
本実施形態における伝熱材層４は、熱伝導性が高い物質により形成される。具体的には熱伝導率が１５Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〜４２０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1である金属、合金が使用可能であり具体的には、銅、銀、金、白金、アルミニウム、鉄やステンレス、真鍮等の金属やその合金などが挙げられる。コスト面での制約を設けなければ、熱伝導率が３０００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〜５５００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1であるカーボンナノチューブ、熱伝導率が１０００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〜２０００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1であるダイヤモンドも使用することが可能である。

なかでも、金属材料としてアルミニウムを用いることが好ましい。本発明の断熱部材を軽量なものとすることができ、加工性を良好なものとすることができるからである。

また、黒鉛シートは、優れた熱伝導性と異方性とを有するものであり、より具体的には、その面方向の熱伝導率が、９０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〜１０００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1程度を示し、その厚さ方向の熱伝導率が、０．１Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1〜１０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1程度を示すものであり、面方向の優れた熱伝導率と厚さ方向に低い熱伝導率は、本実施形態において好適である。

伝熱材層４の厚さとしては、所望の熱伝導性を示すことができれば特に限定されず、断熱部材１の用途等に応じて適宜選択することができる。伝熱材層４の厚さとしては、例えば、黒鉛シートであれば５０μｍ〜２００μｍの範囲内、なかでも８０μｍ〜１５０μｍの範囲内、特に１００μｍ〜１４０μｍの範囲内であることが好ましい。伝熱材層４の厚さが薄すぎると、面方向での熱伝導性が確保できず、速やかな熱の移動により均一化され温度ムラが生じないという伝熱材層４の目的の達成が困難となる可能性があるからであり、伝熱材層４の厚さが厚すぎると、本実施形態における断熱部材の加工性が低下する可能性があるからである。一方、アルミ箔のような金属箔の場合は５μｍ〜５０μｍ、特に５μｍ〜９μｍがコスト的にも熱容量的にも好ましく用いられる。

（２）空隙層
本実施形態における空隙層３は、空気層５と空気層５を維持するための構造体６から成り、また、前記構造体６は厚み方向、もしくは、平面方向に連通可能に設けられている。

空隙層３は、伝熱材層４と断熱層２の両層の間に形成され、空隙層３が空気層５により高い断熱性を得るために設けられている。従って構造体６は、材質としては、熱伝導率が高くない材料が好ましく、構造的には、伝熱材層４と断熱層２と繋ぐ断面積が少ない方が好ましい。さらに、外力によって、空気層５がつぶれるなどして損なわれない強度が要求される。また、断熱部材１を変形可能なものとする際には変形に追随して破損しない構造が求められる。

構造体６を形成する材料としては、断熱部材１の用途により求められる特性に合わせて選択すればよく、金属、合金、無機酸化物、高分子材料、未晒しパルプ等木質または草本系繊維・パルプ材料、等いずれでもよいが、軽量であり、熱伝導性が低く、柔軟である観点から高分子材料が望ましい。

本実施例において構造体６は、図２、図３、図４には記載されていないが、空気層５を支える構造体６と接合する上面、及び下面を形成する平滑なシートや板を含んでいてもよい。このような構成とすることで、断熱部材１を製造する際に構造体６が空気層５を支える構造体６が単独では脆弱であったり、変形し易かったりしても構造を維持しやすくなり、取扱が容易となる。

厚み方向に連通可能に設けられている構造とは、図３に例示されるように、空隙層３と伝熱材層４との界面から空隙層３と断熱層２との界面まで空気が移動可能な十分な大きさの一つの空気層５でつながっている構造を示している。例えば中空の円柱、中空の多角柱によって代表される構造体６である。このような構造では、中空三角柱、中空四角柱、中空六角柱を隙間なく並べた広義のハニカム構造が、伝熱材層４と断熱層２と接する面積が少ないため構造体の熱伝導を低く抑えることができ、また、非常に丈夫であることから適している。特に図３に示すように、中空の六角柱を隙間なく並べたハニカム構造は、ハニカム構造の中でも伝熱材層４と断熱層２と接する面積が最小とすることができで好適である。

平面方向に連通可能に設けられているとは、図２に例示される段ボール状構造体のように、空気が移動可能な十分な大きさの一つの空気層３が平面方向に伸びている構造を示している。このようの構造においては、段ボールで言う中芯を頂点部で接合した上で２枚以上重ねた構造としてもよい。このような材料の代表的に例として、宇部日東化成株式会社製のプラスチック中空構造板 ツインコーンなどがある。また、段ボールの外側を形成するライナー（Ｌｉｎｅｒ）を形成した段ボール構造を２重、３重に積層した構造としてもよい。このような構造は（ｂ）に示したＡ−Ａ断面から見るとハニカム構造を形成しており、軽量であるが丈夫な構造体とすることができる。

また、図４に示したような凹凸形状は、一見すると厚さ方向にも、面方向にも連通しているようには見えないが、構造体６自体が空気を流通可能なメッシュ状の材料から成っていれば、空気は空隙層３を自在に移動可能であり、連通している状態であると言える。
このようなメッシュ状構造体６の代表的な材料としては、例えば旭化成ホームプロダクツ株式会社製 サランネット スクリーン、サランネット ハニカム等が挙げられる。また、同製品群の中でもハニカム織り（蜂の巣織り）であり、３次元的な形状を持つサランネット ハニカムは、柔軟性を持ったまま十分な広さの空隙層３を連通可能に、且つ、堅牢、軽量に形成するのに好適である。

また、空隙層はその内部に空気層を有するため、空気を取り込むことができることから、断熱部材の熱、冷気の伝導をより好適に抑制することができる。また、この場合、断熱材のみを用いた場合に比べて、本発明の断熱部材の厚さ方向の経時的な熱の移動を少ないものとすることができるため、保冷保温用箱体の内部の熱、冷気をより効率よく利用することができる。

空隙層３の厚さとしては、本発明の断熱部材の用途等に応じて適宜選択することができる。空隙層３の厚さとしては、例えば、０．０５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内、なかでも０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内、特に１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。空隙層３の厚さが上述した範囲内であることにより、断熱層２および伝熱材層４を良好に貼り合わせることができ、生産性が良好な断熱部材１とすることができる。

（３）断熱層
本実施形態において断熱層２は独立気泡を有する発泡体よりなるものである。
このような断熱その材料としては、一般的な発泡材料を用いることができる。具体的には、押し出し発泡ポリスチレン、ビーズ法ポリスチレン、ウレタンフォーム、高発泡ポリエチレン、フェノールフォーム等の発泡プラスチック系断熱材等を挙げることができる。

断熱層２を形成する材料の熱伝導率としては、所望の断熱性を示すことができれば特に限定されないが、例えば、１００ｍＷ・ｍ^-1・Ｋ^-1以下、なかでも５０ｍＷ・ｍ^-1・Ｋ^-1以下、特に２５ｍＷ・ｍ^-1・Ｋ^-1以下であることが好ましい。
断熱材の熱伝導率が大きいと、断熱材が十分な断熱機能を発揮することが困難となるか
らである。

また、断熱層２を形成する材料の比熱としては、所望の断熱性を示すことができれば特に限定されないが、例えば、０．５ｋＪ・ｇ^-1・Ｋ^-1〜２．０ｋＪ・ｇ^-1・Ｋ^-1程度であり、なかでも０．８ｋＪ・ｇ^-1・Ｋ^-1〜１．５ｋＪ・ｇ^-1・Ｋ^-1の範囲内、特に１．０ｋＪ・ｇ^-1・Ｋ^-1〜１．４ｋＪ・ｇ^-1・Ｋ^-1の範囲内であることが好ましい。

断熱層２の厚さとしては、所望の断熱性を有することができれば特に限定されず、本実施形態の断熱部材１の用途等に応じて適宜選択することができるが、例えば、１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内、なかでも５ｍｍ〜８０ｍｍの範囲内、特に８ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

断熱層２の厚さが厚すぎる場合は、本実施形態の断熱部材１が重くなり、保冷保温用箱体に配置することが困難となる可能性があるからである。一方、断熱層２の厚さが薄すぎると十分な断熱性を発揮することが困難となる場合や、断熱層２が破損等し易くなる可能性があるからである。また、本実施形態においては、上述した数値範囲内において、断熱層２の厚さは薄いことがより好ましい。本発明の断熱部材１においては、熱伝導が極めて低い空気層５を含む空隙層３を有することにより、保冷保温用箱体の内部から外部への熱、冷気の伝導を抑制することができるため、断熱材の厚さを薄くした場合も、良好な断熱性を示すことができるからである。また、この場合、本発明の断熱部材を軽量なものとすることができ、加工性を良好なものとすることができる。

（４）その他の構成
・輻射熱反射層
本実施形態における断熱部材１は、必要に応じて輻射熱反射層を設けることができる。
輻射熱反射層は、輻射による熱を遮断する目的で設けられる赤外線反射特性を有する層である。輻射熱反射層を設けることにより、熱伝導に加えて輻射による熱の移動を緩和することが可能となり、より優れた断熱性能を付与することが可能となる。

このような輻射熱反射層の材料としては、例えば、金属層、樹脂フィルム基材、金属蒸着膜が形成された樹脂フィルム基材（金属蒸着フィルム基材）などを挙げることができる。

金属層に用いられる金属材料としては、例えば、鉄、銅、金、白金、アルミニウム等を挙げることができる。本実施形態においては、なかでも、金属材料としてアルミニウムを用いることが好ましい。本発明の断熱部材を軽量なものとすることができ、加工性を良好なものとすることができるからである。

また、樹脂フィルム基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材等の一般的な樹脂フィルム基材を用いることができるため、ここでの説明は省略する。また、金属蒸着フィルム基材に用いられる金属材料、樹脂フィルム基材については上述したものを用いることができる。また、金属蒸着フィルム基材としては、アルミニウム蒸着フィルム基材であることが好ましい。

・保護層
本実施形態における断熱部材１は、必要に応じて保護層を設けることができる。保護層は、伝熱材層４や輻射熱反射層に金属箔もしくは金属蒸着フィルム基材を使用した場合の腐食、酸化の防止、断熱部材１自体の強度の向上を目的として設けることにより、断熱部材１の耐久性を向上するものである。

保護層の材料としては、断熱部材１の用途により求められる耐久性と特性に従って適宜選択することができる。無機材料、高分子材料もしくはその混合物のいずれも使用することができる。また、その形成方法は、蒸着、塗布、貼り合わせのいずれの方法を用いることもできる。

求められる耐久性と特性は用途によって適宜選択できるとは、例えば輸送用の保冷保温箱の場合は耐水性、住宅やビルなど住空間建築物の場合には所定の通気性を満たすことである。

また、保護層の厚さとしては、伝熱材層４上に設ける場合には保護できる強度と伝熱材層が金属の場合、酸化／腐食に対する耐性を示すことができれば特に限定されないが、例えば、２μｍ〜５０ｍｍの範囲内、中でも１０μｍ〜３ｍｍの範囲内、特に２０μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。保護層の厚さが厚すぎる場合、伝熱材層４まで熱や冷気が伝わりにくくなるため、伝熱材層４が機能を発現しにくくなる場合があるからである。また、本発明の断熱部材１の加工性が低下する可能性があるからである。また、保護層の厚さが薄すぎる場合は、強度を十分なものとすることが困難となる可能性があるからである。例えば所定の通気性のみが重要となる場合には保護層は薄いほうが好ましく、０．５μｍ〜５．０μｍの厚みでも良い。

（５）断熱部材の形成方法
伝熱材層４、空隙層３、及び断熱層２の配置方法としては、例えば、伝熱材層４、空隙層３、及び断熱層２を接着剤等を用いて貼り合わせてもよく、伝熱材層４を接着剤を用いて空隙層３に貼り合わせ、空隙層３の伝熱材層４側とは反対側の表面と断熱層２の表面とを接着剤を用いて貼り合わせてもよい。また、断熱層２で構成される容器の一部に本発明の断熱部材１を適用する場合、すなわち容器成形する場合には、伝熱材層４または伝熱材層４および空隙層３の積層シートを金型の中へ装着してから、雌雄の金型を合わせ密閉した後、発泡樹脂を射出成形するいわゆるインサート成形法を用いてもよい。

接着剤としては、公知のものを用いることができ、例えば、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂、ウレタン系樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂を主成分とする共重合体を使用することもできる。なお、これら接着剤は１種単独で又は２種以上を混合して使用することができる。また、イソシアネートまたはポリイソシアネートあるいはエポキシアクリレート等を硬化剤とする二液硬化型ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂またはエポキシ系樹脂も適用し得る。

（６）用途
本実施形態の断熱部材１は、自動車、電化製品、物流関連の保冷庫、保温庫、建築物等の種々の保冷保温用箱体に用いることができる。

［Ｂ．保冷保温用箱体］
本実施形態によれば、上述した断熱部材１が少なくとも一部に配置されていることから、保冷保温用箱体３０の内部の温度をより良好に所望の温度で定温維持できる。本実施形態の保冷保温用箱体３０について具体例を挙げて説明する。

図５（ａ）は、本実施形態の保冷保温用箱体の一例を示す分解斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＧ−Ｇ断面での断面図である。図５（ａ）、（ｂ）に示す保冷保温用箱体３０は、身箱３１と蓋箱３２とを有する保冷保温用箱体３０と、身箱３１の内部の５つの面、及び蓋箱３２の内部の１つの面に配置された断熱部材１とを有するものである。また、断熱部材１はその伝熱材層４の側が身箱３１の内部側に向き、断熱層２側が身箱３１の外部側を向くように配置されている。

図５（ａ）、（ｂ）に示す保冷保温用箱体３０は、上述した断熱部材１を有することにより、例えば、保冷剤４４を入れた場合に、身箱３１及び蓋箱３２の内部に位置する伝熱材層４の面方向に保冷剤４４の冷気を良好に伝導させることができるため、保冷保温用箱体３０の側面の内部を短時間で所望の温度に均一に変化させることができ、また、保冷保温用箱体３０の内部から断熱部材１の厚さ方向に冷気が逃げることを防止することができるため、保冷剤４４による冷却効果を長時間維持することができる。また、保冷剤４４の代わりに保温剤を用いた場合も、同様に保温剤による加熱効果を長時間維持することができる。

また、図示はしないが、保冷保温用箱体３０が自動車、電化製品、建築物等の場合、これらの保冷保温用箱体は、通常、冷暖房や加熱冷却機構等の電気エネルギーを供給することにより加熱冷却効果を発揮する加熱冷却手段とともに用いられる。

このような保冷保温用箱体に上述した断熱部材を配置した場合は、加熱冷却手段から発生した熱、冷気を保冷保温用箱体に配置された断熱部材１の伝熱材層４面方向に伝導させることができ、また、上述した熱、冷気が断熱部材の厚さ方向に逃げることを防止することができるため、加熱冷却手段の駆動時間、駆動出力を小さくすることができるため、その電気エネルギーを少ないものとすることができる。よって、省エネルギー化に対応した物とすることができ
る。

以下、本実施形態の保冷保温用箱体３０について説明する。

１．断熱部材
本実施形態に用いられる断熱部材１は、保冷保温用箱体３０の一部に配置されるものである。断熱部材の配置としては、通常、保冷保温用箱体３０の内部側に断熱部材１の伝熱材層４側が向くように配置される。また、断熱部材１は保冷保温用箱体３０の一部に配置されていればよく、例えば、保冷保温用箱体３０が箱状の場合は、箱状の保冷保温用箱体３０の内部の一面に配置されてもよく、複数面に配置されてもよく、全面に配置されてもよい。また、断熱部材１が配置される面積については、本実施形態の保冷保温用箱体３０に応じて適宜選択することができる。本実施形態においては、断熱部材１を広範囲に配置することが好ましい。

また、保冷保温用箱体３０自体が断熱層２と同一の材料で構成されている場合は、保冷保温用箱体３０の一部が本発明における断熱部材１と一体に形成されていてもよい。

２．保冷保温用箱体
本発明の保冷保温用箱体３０は、上述した断熱部材１がその一部に配置されているものである。

このような保冷保温用箱体３０としては、例えば、建築物、自動車、電車、船舶、飛行機、電化製品、物流関連の保温保冷手段、あるいはコンテナ、保温保冷庫、保温保冷性のある輸送箱等が挙げられるがこれに限定されない。

保冷保温用箱体が建築物である場合、上記断熱部材１は、例えば、壁材、屋根材等に用いることができる。保冷保温用箱体が自動車、電車、船舶、飛行機等である場合は、上記断熱部材１は、例えば、窓部分以外の本体部分に用いることができる。また、保冷保温用箱体３０が電化製品である場合は、上記断熱材は、例えば、冷蔵庫の本体部分に用いることができる。また、保冷保温用箱体が物流関連の保温保冷手段である場合は、例えば、箱状、バッグ状、シート状の種々の保温保冷手段に用いることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本態様の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。

［実施例１］
伝熱材層４として厚み１２μｍのアルミ箔（熱伝導率 ２００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1）を用いた。また、空隙層３を形成する構造体６として塩化ビニリデン系合成樹脂の太さ６００デニールの繊維を縦４０本／２．５４ｃｍ、横３５本／２．５４ｃｍにてハニカム織り（蜂の巣織り）したメッシュ（旭化成ホームプロダクツ株式会社製 サランネット ハニカム ９６００−６）で積層前の開口率４５．５％のものを用いた。伝熱材層４と空隙層３を形成する構造体６とは接着剤で貼り合わせた。接着剤は、酢酸ビニル系エマルジョン（コニシ製、木工用ボンド即乾）を用いて含浸８ｇ／ｍ²（乾燥後の重量）となるように塗布した。

内寸が２４０ｍｍ×１５５ｍｍ、内部の高さＰが１５０ｍｍ、側面部分の厚さ２０ｍｍ、底面部分の厚さ２０ｍｍ、蓋部分の厚さ２０ｍｍである輸送用発泡ウレタン製の身蓋箱の６つの面の内部表面と、上述した伝熱材層４と空隙層３の積層体とを、上記内部表面と空隙層３が対向するように上述した接着剤を用いて貼り合わせた。以上により保冷保温用箱体３０として実施例１に係る断熱部材付箱体４０を得た。

［実施例２］
伝熱材層４として厚み１２μｍのアルミ箔（熱伝導率２００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1）を用いた。また、空隙層３を形成する構造体６として塩化ビニリデン系合成樹脂の太さ１０００デニールの繊維を縦２０本／２．５４ｃｍ、横２０本／２．５４ｃｍにて平織りしたメッシュ（旭化成ホームプロダクツ株式会社製 サランネット Ｎ−２０）で積層前の開口率６０．０％のものを用いた。伝熱材層４と空隙層３を形成する構造体６は、接着剤で貼り合わせた。接着剤は、水性アクリル系エマルジョン（トーヨーポリマー（株）製、ルビロンエコパワー）を用いて含浸３０ｇ／ｍ²（乾燥後の重量）となるように塗布した。

内寸が２４０ｍｍ×１５５ｍｍ、内部の高さＰが１５０ｍｍ、側面部分の厚さ２０ｍｍ、底面部分の厚さ２０ｍｍ、蓋部分の厚さ２０ｍｍである輸送用の発泡スチロールの身蓋箱の６つの面の内部表面と、厚み１２μｍのアルミ箔（熱伝導率 ２００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1）とを接着剤で貼り合わせた。接着剤は、水性アクリル系エマルジョン（トーヨーポリマー（株）製、ルビロンエコパワー）を用いて含浸３０ｇ／ｍ²（乾燥後の重量）となるように塗布した。以上により保冷保温用箱体３０として実施例２に係る断熱部材付箱体４０を得た。

［比較例１］
比較例１として内寸が２４０ｍｍ×１５５ｍｍ、内部の高さＰが１５０ｍｍ、側面部分の厚さ２０ｍｍ、底面部分の厚さ２０ｍｍ、蓋部分の厚さ２０ｍｍである輸送用の発泡スチロールの身蓋箱を用意した。

［比較例２］
内寸が２４０ｍｍ×１５５ｍｍ、内部の高さＰが１５０ｍｍ、側面部分の厚さ２０ｍｍ、底面部分の厚さ２０ｍｍ、蓋部分の厚さ２０ｍｍである輸送用の発泡スチロールの身蓋箱の６つの面の内部表面と、厚み１２μｍのアルミ箔（熱伝導率 ２００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1）とを接着剤で貼り合わせた。接着剤は、酢酸ビニル系エマルジョン（コニシ製、木工用ボンド即乾）を用いて含浸８ｇ／ｍ²（乾燥後の重量）となるように塗布した。以上により比較例２に係る箱体を得た。

（４）評価方法
図６に示すように、断熱部材付箱体４０の底面に−１８℃の０．５ｋｇの保冷剤４４を（底面からの高さｑ＝５０ｍｍ）を静置し、４０分後に取り出した後、断熱部材付箱体の蓋箱４２の内部側表面および断熱部材付箱体の蓋箱４２の内部側表面からの距離ｒ＝５０ｍｍの位置に設置された温度計４５を用いて内部温度を測定した。

なお、図６は実施例における温度測定方法について説明する説明図である。また図６では、実施例１の断熱部材付箱体４０を例に説明している。また、図６において説明していない符号については、図５等で説明した符号と同様であるため、ここでの説明は省略する。

また、実施例２及び比較例１〜２で作製された身蓋箱についても同様の測定を行った。結果を表１に示す。表１中、維持時間（時間）とは、断熱部材付箱体の内部の温度が１３℃以下で維持された時間を指し、維持時間延長度は、比較例１の身蓋箱における維持時間を１．０とした場合の、実施例１〜２の断熱部材付箱体及び比較例１〜２の箱体における維持時間の比率を表わしたものである。

断熱部材１に空隙層３を設けることにより、定温維持機能についての向上が確認できた。

１ ：断熱部材
２ ：断熱層
３ ：空隙層
４ ：伝熱材層
５ ：空気層
６ ：構造体
３０：保冷保温用箱体
３１：（保冷保温用箱体の）身箱
３２：（保冷保温用箱体の）蓋箱
４０：断熱部材付箱体
４１：（断熱部材付箱体の）身箱
４２：（断熱部材付箱体の）蓋箱
４４：保冷剤
４５：温度計

Claims (8)

1. 少なくとも、伝熱材層、空気層と前記空気層を維持するための構造体を含む空隙層、発泡体よりなる断熱層をこの順番に積層した断熱部材であり、
   前記伝熱材層は、厚みが５０μｍ以上かつ２００μｍ以下である黒鉛シートから構成され、
   前記構造体は厚み方向、もしくは、平面方向に連通可能に設けられていることを特徴とする断熱部材。
2. 前記空隙層に用いる前記構造体が、段ボール状構造体、ハニカム織り(蜂の巣織り)されてなる繊維のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の断熱部材。
3. 前記伝熱材層が、面方向の熱伝導率が９０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1以上かつ１０００Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1以下であり、厚み方向の熱伝導率が０．１Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1以上かつ１０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1以下の黒鉛シートから構成される請求項１または請求項２に記載の断熱部材。
4. 少なくとも、伝熱材層、空気層と前記空気層を維持するための構造体を含む空隙層、発泡体よりなる断熱層をこの順番に積層した断熱部材であり、
   前記伝熱材層は、厚みが５μｍ以上かつ５０μｍ以下である金属箔、または、厚みが５０μｍ以上かつ２００μｍ以下である黒鉛シートから構成され、
   前記空隙層に用いる前記構造体が、空気を流通可能なメッシュ状の材料から構成され、
   前記構造体への空気の流通によって、厚み方向および面方向に連通している断熱部材。
5. 少なくとも、伝熱材層、空気層と前記空気層を維持するための構造体を含む空隙層、発泡体よりなる断熱層をこの順番に積層した断熱部材であり、
   前記伝熱材層は、厚みが５μｍ以上かつ５０μｍ以下である金属箔から構成され、
   前記構造体は厚み方向のみに連通可能に設けられていることを特徴とする断熱部材。
6. 前記空隙層に用いる前記構造体が、段ボール状構造体、ハニカム織り(蜂の巣織り)されてなる繊維のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の断熱部材。
7. 前記伝熱材層が、アルミニウムもしくは、アルミニウム合金を含む箔であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の断熱部材。
8. 少なくとも４面以上有する箱体において、
   請求項１から請求項７のいずれかの記載の断熱部材を用いて形成されており、少なくとも前記断熱層より内側に前記伝熱材層を有して形成されていることを特徴とする保冷保温用箱体。

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