JP6498097B2 - Vacuum heat insulating material, method for manufacturing vacuum heat insulating material, and heat insulation container - Google Patents
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本発明は、貫通孔を設けた真空断熱材、真空断熱材の製造方法、及び真空断熱材を用いた保温容器に関する。 The present invention relates to a vacuum heat insulating material provided with a through hole, a method for manufacturing a vacuum heat insulating material, and a heat insulating container using the vacuum heat insulating material.
真空断熱材は、従来からのグラスウール断熱材などと比べて、熱伝導率が一桁以上小さくできる。そのため真空断熱材は、省エネルギー意識の向上とともに断熱材として広く使われるようになっているが、真空状態を保つために形状的な自由度が制限される。 The vacuum heat insulating material can reduce the thermal conductivity by an order of magnitude or more compared to conventional glass wool heat insulating materials. For this reason, the vacuum heat insulating material is widely used as a heat insulating material with an improvement in energy saving awareness, but the degree of freedom in shape is limited in order to maintain a vacuum state.
配管等の突起物となるものが多い冷熱機器等に使用するため、真空断熱材に貫通孔を設ける技術が提案されている。例えば特許文献1には、熱融着可能な芯材を用い、外被材の熱融着層と芯材とを加熱し、芯材の厚さ方向に連続して一体化した溶着部を形成し、この溶着部及び対面する外被材を貫通するようにして真空断熱材に貫通孔を設ける技術が提案されている。
A technique for providing a through hole in a vacuum heat insulating material has been proposed for use in a cooling / heating apparatus or the like that often has projections such as piping. For example, in
特許文献1に記載の貫通孔は、芯材を融点以上に加熱して、芯材を外被材に溶着させている。そのため、貫通孔周囲の芯材は固体物になる。固体物となった芯材部分は、他の芯材の部分とは異なって厚み方向に熱移動が大きくなるため、断熱性能自体を悪化させるなどの問題があった。
The through-hole described in
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、貫通孔を設けても断熱性能の悪化を抑制できるとともに、貫通孔周囲での良好なガスシール性を維持できて信頼性が高い真空断熱材、その真空断熱材の製造方法、及びその真空断熱材を用いた保温容器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and even if a through hole is provided, it is possible to suppress the deterioration of the heat insulating performance and maintain good gas sealability around the through hole. An object is to provide a highly reliable vacuum heat insulating material, a method for manufacturing the vacuum heat insulating material, and a heat insulating container using the vacuum heat insulating material.
本発明に係る真空断熱材は、繊維の積層体を有する芯材本体と前記芯材本体を貫通する芯材貫通部とを有する芯材と、前記芯材本体を覆う外被材と、前記芯材とともに前記外被材内に設置された仕切りフィルムと、前記芯材貫通部内で、前記仕切りフィルムと前記外被材とを貫通する外装貫通部と、前記芯材貫通部内で前記外被材と前記仕切りフィルムとがシールされた外装シール部とを備え、前記仕切りフィルムは、前記外装貫通部に対向した前記芯材の側面を覆い、その一部が前記外装シール部において前記外被材と融着し、融着していない他の一部が前記芯材貫通部を覆うように配置してある。 A vacuum heat insulating material according to the present invention includes a core material having a core material body having a laminated body of fibers and a core material penetrating portion penetrating the core material body, a jacket material covering the core material body, and the core A partition film installed in the jacket material together with a material, an exterior penetration portion that penetrates the partition film and the jacket material in the core material penetration portion, and the jacket material in the core material penetration portion An exterior seal portion sealed with the partition film, and the partition film covers a side surface of the core material facing the exterior penetration portion, and a part of the partition film melts with the jacket material in the exterior seal portion. The other part which is attached and not fused is arranged so as to cover the core material penetration part.
本発明に係る真空断熱材の製造方法は、繊維集合体で構成された芯材の平面に、前記芯材の芯材本体を貫通する芯材貫通部を設ける工程と、前記芯材貫通部内に前記芯材の側面を覆う仕切りフィルムを配設する工程と、前記芯材貫通部に前記仕切りフィルムを配設した前記芯材を外被材に挿入する工程と、前記外被材と前記仕切りフィルムとを熱融着させる工程と、熱融着させた前記外被材と前記仕切りフィルムとに、前記芯材貫通部を通る外装貫通部を打ち貫く工程と、を備える。 Manufacturing method of the vacuum heat insulating material according to the present invention, the plane of the core material made of a fiber aggregate, a step of providing the core material through portion that penetrates the core body of the core material, the core material through section A step of disposing a partition film covering a side surface of the core material, a step of inserting the core material in which the partition film is disposed in the core material penetrating portion into an outer cover material, and the outer cover material and the partition A step of thermally fusing the film, and a step of punching through the exterior penetration portion passing through the core material penetration portion in the jacket material and the partition film that have been thermally fused.
本発明に係る保温容器は、配管又は配線を有する保温体と、前記保温体を覆う上記の真空断熱材とを備え、前記配管又は前記配線は、前記芯材貫通部と前記外装貫通部とを介して前記真空断熱材を貫通する。 A heat insulating container according to the present invention includes a heat insulating body having a pipe or a wiring, and the vacuum heat insulating material that covers the heat insulating body, and the pipe or the wiring includes the core material penetrating portion and the exterior penetrating portion. Through the vacuum heat insulating material.
本発明によれば、仕切りフィルムによって、外被材と仕切りフィルムとを熱融着させた外装シール部から芯材を分離することができる。そのため、融着する際にも芯材の固体物化を抑制することができ、断熱性能の向上が図れる。また、シール層密着時に繊維由来のスローリークのパス発生が防止できる。さらに仕切りフィルム自体が薄膜で構成されることから、仕切りフィルムを経由した熱移動が抑制でき、断熱性能の更なる向上が図れる。 According to this invention, a core material can be isolate | separated from the exterior seal part which carried out the heat sealing | fusion of the jacket material and the partition film with the partition film. Therefore, the solidification of the core material can be suppressed even when fusing, and the heat insulation performance can be improved. Further, it is possible to prevent the occurrence of a slow leak path derived from the fibers when the seal layer is in close contact. Furthermore, since the partition film itself is composed of a thin film, heat transfer via the partition film can be suppressed, and the heat insulation performance can be further improved.
以下、添付図面を参照して、本願が開示する真空断熱材の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the vacuum heat insulating material disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments.
実施の形態1.
本発明の実施の形態1に係る真空断熱材について説明する。図1は、本実施の形態に係る真空断熱材の構成を示す模式的な断面図である。本実施の形態では、長方形平板形状の真空断熱材1を例示している。図1に示すように、真空断熱材1は、芯材3と、芯材3を覆って真空密閉された外被材4と、吸着剤5とを備える。
The vacuum heat insulating material according to
芯材3は、複数又は単数の繊維シート2の積層体構造となっている。体積比で繊維シート2の約90%は空間であり、残りはガラス繊維で構成されている。繊維シート2の厚み方向における断熱性能を向上させるため、ガラス繊維自体は極力、繊維シート2のシート面(厚み方向と垂直な面)と平行になるように配置されている。すなわち、繊維シート2のそれぞれは、シート面と平行に配向した繊維(本例では、ガラス繊維)が厚み方向に積層された積層体構造を有している。したがって、繊維シート2が積層された芯材3も、繊維が厚み方向に積層された積層体構造を有している。
The
上述したように芯材3は、芯材本体として、繊維の積層体構造を有している。また芯材3は、芯材本体を貫通して打ち貫く芯材貫通部7を有する。
As described above, the
外被材4は、芯材3を積層方向の両側から挟み込んだ2枚の外被材シート4a、4bで構成されて、芯材本体を覆っている。外被材シート4a、4bのそれぞれは、多層構造をなすラミネートフィルムである。外被材シート4a、4bは、それぞれ最内層にシール層4a1、4b1を有している。シール層4a1、4b1は、外被材シート4a、4b同士の接合部となる。
The
真空断熱材1の外周部であって外被材4の外周端と芯材3の外周端との間には、外被材シート4a、4b同士(シール層4a1、4b1同士)が密着、熱融着、または溶着している。ここでは、当該真空断熱材1の厚み方向(芯材3の積層方向)において芯材3が存在していない。
Between the outer peripheral portion of the vacuum
図2は、本実施の形態1に係る真空断熱材1の斜視図である。図3は、図2のA−A’断面を示す模式的な断面図である。図2及び図3に示すように、真空断熱材1は、平板形状のものの中央部に外装貫通部6が設けられている。また、芯材3の芯材貫通部7内には、環状の仕切りフィルム8が設けられている。つまり、芯材3とともに外被材4内に設置された仕切りフィルム8が設けられている。図3に示すように、仕切りフィルム8は芯材3の芯材本体に接触し、芯材本体と外装貫通部6とを分離するように配置される。芯材貫通部7内で外被材4と仕切りフィルム8とがシールされた外装シール部9を形成することによって、外装貫通部6を有する真空断熱材1の内部圧力が真空状態に保持される。つまり、仕切りフィルム8は、その一部が外装シール部9において外被材4と融着し、融着していない他の一部が芯材貫通部7を覆うように配置してある。
FIG. 2 is a perspective view of the vacuum
図4は、外装貫通部6が設けられる前の仕切りフィルムの断面模式図である。仕切りフィルム8は、2枚の素材フィルムを成形して上下反転させたものを接合させた仕切りフィルム密着部8aを備え、中央が芯材貫通部7内に位置し、芯材本体と外被材4とに接触している。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the partition film before the exterior through-hole 6 is provided. The
仕切りフィルム8は、柔軟性のある素材フィルムを用いて形成してある。例えば、CPP(未延伸ポリプロピレン)の高分子フィルムであって厚み100μm以下のものを素材フィルムとして用いて形成してある。当素材は、外被材4で用いた素材と同一素材である。
The
外装貫通部6を有する真空断熱材1内で仕切りフィルム8は、芯材3と外装貫通部6とを分離し、芯材3を外装シール部9から分離している。また、仕切りフィルム8の一部は、外装シール部9にて外被材シート4a(4b)のシール層4a1(4b1)の間に挟まるように配置され、外被材シート4a(4b)のシール層4a1(4b1)と熱融着されている。つまり、外装貫通部6の周縁に位置する外被材4の部分とその外装貫通部6の周縁に位置する仕切りフィルム8の部分とが熱融着されている。そのため、外被材4が芯材3の芯材本体と仕切りフィルム8とに接触又は密着し、芯材本体を真空密閉して覆うように構成してある。
The
次に、本実施の形態1に係る真空断熱材1の製造方法について説明する。図5は、本実施の形態1に係る真空断熱材1の製造方法を示す製造フロー図である。図5では、外装貫通部6、芯材貫通部7、仕切りフィルム8、外装シール部9が示してある。なお、図5に図示された仕切りフィルム8及び外被材4の厚み等は一例であり、図中の厚み及び構成によって本発明が拘束されることはない。
Next, the manufacturing method of the vacuum
まず、抄紙法を用いた繊維シート2の形成方法について説明する。始めに、連続フィラメント製法で製造された直径4〜13μmのガラス繊維を長さ2〜15mmに切断したチョップド繊維と火炎法で製造された直径1μm程度の細径繊維とを液体中に分散させる。
First, a method for forming the
チョップド繊維と細径繊維とを分散させた液体を用いて自動送り式抄紙機などで抄紙した後に乾燥させ、厚さ0.5mm程度の繊維シート原反を作製する。必要とする真空断熱材1の面積程度のサイズとなるように、作製した繊維シート原反を裁断し、複数の繊維シート2を形成する。上記の抄紙法を用いて形成された繊維シート2では、繊維の多くが繊維シート2の厚み方向と概ね垂直な方向(シート面と平行な方向)に配向している。
Using a liquid in which chopped fibers and small-diameter fibers are dispersed, paper is made with an automatic feed type paper machine or the like and then dried to produce a fiber sheet original fabric having a thickness of about 0.5 mm. The produced fiber sheet original fabric is cut so that the required size of the vacuum
次に、芯材3を形成する方法について説明する。所定のサイズに裁断された複数の繊維シート2を、大気圧と真空との圧力差による圧力歪を想定して所望の厚さとなるように積層し、芯材3を形成する。形成された芯材3には、厚み方向に繊維が積層された積層体構造が見られる。
Next, a method for forming the
なお、繊維シート原反を切断せずにとぐろ状に巻き込んで積層体にしてもよい。また、繊維シート原反の作製に抄紙法を用いる場合を例に挙げたが、これに限定されることはない。例えば、遠心法を用いた乾式製造方法であってもよい。この場合、積層体構造を有する芯材3は、グラスウールを作製する過程でガラス繊維を積層することによって作製することができる。乾式製造方法を用いて作製した場合、作製された繊維シートはそもそも繊維の積層体になっており、必要な厚みに対して1枚又は数枚で構成される。このため、芯材3は、図1で示したような複数の繊維シート2の積層体構造にはならない場合がある。
In addition, you may make it a laminated body by winding the fiber sheet original fabric in the shape of a trough without cut | disconnecting. Moreover, although the case where the papermaking method was used for preparation of a fiber sheet original fabric was mentioned as an example, it is not limited to this. For example, a dry manufacturing method using a centrifugal method may be used. In this case, the
芯材貫通部7は、図5に示したように、積層体構造となった芯材3に対して例えば型抜きカッターを用いて必要な箇所を所望のサイズで打ち貫いて成形する。成形した芯材貫通部7には、あらかじめ薄い高分子フィルムを成形して作製した仕切りフィルム8を挿入する。なお、この芯材貫通部7の成形は、後述する芯材3を乾燥させた後に実施しても良い。
As shown in FIG. 5, the core
芯材3を外被材4に挿入して真空断熱材1を製造する方法について説明する。まず、2枚の外被材シートの3辺を接合して製袋した外被材4を予め作製しておく。作製した外被材4に、前述の方法などによって形成し乾燥させた芯材3と吸着剤5とを挿入し、真空チャンバ内に配置する。次に、真空チャンバ内を減圧して、所定の圧力、例えば0.1〜3Pa程度の真空圧にする。この状態で、外被材4の残り1辺に形成された開口部をヒートシールにより密閉する。真空チャンバ内を大気圧に戻し、真空チャンバ内から取り出すことによって、真空断熱材1が得られる。このとき、芯材貫通部7では、大気との差圧によって、2枚の外被材シート4aと4bとが接合状態になる。ここで、真空断熱材1は密閉後の大気圧によって圧縮され、芯材3の厚みが外被材4挿入前の厚み比で0.6程度以下になる。仕切りフィルム8は厚みが薄く柔軟性があるため、芯材3の変形および外被材4の変形に合わせて仕切りフィルム8の変形を容易に行うことができる。この接合部を、別途中抜き形状(ドーナッツ型や額縁型など)のヒートシーラでヒートシールを実施し、同時にもしくは後工程で、外被材4の中抜き加工を実施する。これにより、外装貫通部6を有する真空断熱材1が得られる。
A method for manufacturing the vacuum
なお、2枚の外被材シート4a、4bによって芯材3を挟み込むようにして真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を減圧した後に、2枚の外被材シート4a、4bの周囲をヒートシールにより密閉するようにしてもよい。また、ガス吸着材は必要に応じた分量を挿入するが、省略しても良い。
The
上記のようにして製造された真空断熱材1の内部空間は、真空に保持されている。
The internal space of the vacuum
例えば、特許文献1に記載された貫通孔は、熱融着可能な芯材を用い、外被材の熱融着層と芯材とを加熱することによって芯材の厚さ方向に連続して一体化した溶着部を形成したものである。この場合、芯材を融点以上に加熱して芯材を外被材に溶着させることから、貫通孔周囲の芯材が固体物になり、固体物となった部分からの厚み方向熱移動が大きくなり、断熱性能自体を悪化する虞が生じ得る。また、芯材を融点以上に加熱することから、外被材に高温の熱が付与され、外被材の長期信頼性が低下することが危惧される。
For example, the through-hole described in
以上のように、貫通孔を設けた従来の真空断熱材では、断熱性能の悪化リスク及び外被材の信頼性低下リスクが高かった。 As described above, in the conventional vacuum heat insulating material provided with the through holes, the risk of deterioration of the heat insulating performance and the risk of lowering the reliability of the jacket material were high.
本実施の形態1に係る真空断熱材1の試作結果について説明する。真空断熱材1の芯材3としては、平均繊維直径が6μmで長さが約12mmのチョップドガラス繊維と火炎法で製造された約0.8μmのマイクロガラスファイバ繊維とを抄紙して作製した厚さ約0.5mmの繊維シート2を30枚積層したものを用いた。芯材3の平面的な寸法は500mm×500mmとした。また、外被材シート4a、4bとしては、アルミラミネートシート[25μm−ONy(延伸ナイロン)/12μm−AL蒸着PET(ポリエチレンテレフタレート)/7μm−AL箔/30μm−CPP(無延伸ポリプロピレン)]を用いた。ここで、CPPフィルムは、最内層のシール層4a1、4b1に該当する。
A prototype result of the vacuum
次に、繊維シート2を積層した芯材3の平面部に直径80mmの芯材貫通部7が形成される様に打ち貫きカッターで芯材3を打ち貫き、例えば図4に示したような、材質CPP、厚み30μmで成形された外径100mmの仕切りフィルム8を組み込んだ。本試作例では、2枚の素材フィルムを成形し、上下反転させたものを芯材貫通部7の寸法より5mm程度小さいサイズでの仕切りフィルム密着部8aで接合したものを用いた。また、真空断熱材1製造前後の芯材3厚み変化に対して、仕切りフィルム8が変形し易い様に、仕切りフィルム8は、外装シール部9から芯材3厚み方向に向かって、芯材3側に傾斜する様にしている。つまり仕切りフィルム8は、芯材3の厚み方向から芯材3の幅方向へ傾斜する傾斜部位を備える。さらに、外被材シート4a、4bの3辺を予め密着させて製袋化した外被材4に、これを挿入して真空密閉した。真空密閉した後の真空断熱材1の厚みは、芯材3がある分は約10mmとなり、一方、芯材貫通部7では、外被材シート4aと4bが接合された状態になった。
Next, the
次に、芯材貫通部7の外被材シート4aと4bが接合されている部分に、外径50mm、内径30mmの円環形状のヒートシーラにて熱融着させた。さらに、その内側部分である直径30mmの外被材シート4aと4bを打ち貫き、外装貫通部6を形成させた。つまり仕切りフィルム8は芯材貫通部7に配置してあり、外装貫通部6は芯材貫通部7を通って仕切りフィルム8と外被材と4を貫通することになり、芯材貫通部7と外装貫通部6とが重なるように構成される。
Next, the core
仕切りフィルム8の素材として熱収縮性の高いシュリンクフィルム(熱収縮フィルム)を適用した場合、ヒートシーラによる熱融着時に伝わる熱によって仕切りフィルム8が収縮し、芯材3の圧縮変形に対して、より滑らかな仕切りフィルムの変形が実現できる。シュリンクフィルムとしては、例えばPP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)などが使用できる。
When a shrink film (heat-shrinkable film) having a high heat shrinkage is applied as the material of the
作製した真空断熱材1は、65℃の連続加熱試験(200日間)ならびに65℃と0℃の熱サイクル試験(8000回)を実施した。一方で、貫通部を全く設けていない構成以外は同一となるように同様の製作方法で対比用真空断熱材を製作し、本試作例真空断熱材と対比用真空断熱材とにおける熱伝導率の経時変化を比較したところ、両者に顕著な経時的な差異は認められなかった。
The manufactured vacuum
本実施の形態1に係る真空断熱材1では、仕切りフィルム8の外装シール部9の熱融着層をより厚くできる。そのため、芯材3の外周においてシールされた芯材シール部と比べ、外被材4の変形によってしわが発生しやすい外装シール部9においてもシール強度の向上が図れ、上記のような差異が認められない結果を得ることが出来たと考えられる。したがって本実施の形態1に係る真空断熱材1では、打ち貫き孔を設けているにもかかわず、外装シール部9からの真空封止の悪化は認められず、高い断熱性能を実現できる。
In the vacuum
実施の形態2.
複合断熱材について、本発明の実施の形態2に係る真空断熱材1を説明する。図6は、本実施の形態2に係る真空断熱材1の局所断面模式図である。図7は、芯材3の局所断面模式図である。芯材貫通部7は、積層方向で径が異なっている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
The vacuum
芯材貫通部7の周囲では、芯材3が存在する部分と芯材3が存在せずに外被材シート4a(4b)が密着する部分とで外被材シート4a(4b)自体に三次元的な拘束が生じることから、芯材貫通部7内で芯材本体と外被材シート4a(4b)との間に隙間(空間)が生じる虞がある。またこのとき、外被シート4a(4b)には、芯材3による支持力が作用しないことから、大きなテンションが印加され得る。真空断熱材1の厚みが大きい程、この印加されたテンションの影響は顕著となる。芯材3の支持がない空間は、長期的に外被材シート4a(4b)のクリープ変形の加速要因にもなり、シール面を引裂く力として作用することから、外被材4の信頼性低下の要因になる。真空断熱材1を、特に温度が高い環境で使用する場合については、対策が必要になると考えられる。そこで、本実施の形態2では、図6に示したように、芯材貫通部7において、芯材3の平面方向と垂直な方向で径が異なるようにテーパ形状にしたものである。テーパ形状には、図7に示すように、径が異なる打ち貫き孔を設けた繊維シートを階段状に段差形状に積層することで実現させた。つまり、厚み方向に段差が有る段差部位を芯材3の芯材本体が芯材貫通部の周囲に備え、芯材3の段差部位と仕切りフィルム8の傾斜部位とが接触するように構成してある。なお、芯材最外層からのテーパ角度は約45°とした。
In the periphery of the core
本実施の形態2に係る真空断熱材1では、実施の形態1で示した芯材貫通部7に見られた隙間を大幅に減少させることができることから、外被材4への負荷が軽減され、より長期信頼性の高い貫通部のある真空断熱材1が実現できる。
In the vacuum
実施の形態3.
複合断熱材について、本発明の実施の形態3に係る真空断熱材1を説明する。図8は、本実施の形態3に係る真空断熱材1の局所断面模式図である。芯材3は、ニードルパンチ繊維シート11の積層体構造で構成されている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
The vacuum
ニードルパンチ繊維シート11は、繊維シートの製造工程で、連続フィラメント繊維を切断したチョップドストランド繊維を開繊させて、シート状にした状態で、複数のニードルを抜き差しすることによって、もともと平面方向を向いていた繊維の一部を平面方向と直角な方向にし、繊維同士をバインドさせて、繊維シート化させたものである。そのため、平面方向に垂直な繊維がない部分は結束力が弱くなる。したがって、例えば四角形の真空断熱芯材を用いた場合、端部(周囲部)が広がり易いという特性を有する。そこで、芯材3としてこのニードルパンチ繊維シート11を適用している。この構成によって、貫通部周囲のニードルパンチ繊維シート11が広がりを見せ、実施の形態2で示したようなテーパ形状加工を予め行うことなく、自然に外被材4に沿って変形できる。そのため、隙間を減少させることができる。したがって、特に繊維シートに新たに加工を施すことなく、芯材貫通部7に見られた隙間を大場に減少させることができ、外被材4への負荷が軽減され、より長期信頼性の高い貫通部のある真空断熱材1が実現できる。
In the fiber sheet manufacturing process, the needle punched fiber sheet 11 is originally oriented in the plane direction by opening and closing the chopped strand fiber obtained by cutting the continuous filament fiber into a sheet and inserting and removing a plurality of needles. A part of the fibers that are left in the direction perpendicular to the plane direction are bound to each other to form a fiber sheet. For this reason, the binding force is weak in a portion where there is no fiber perpendicular to the planar direction. Therefore, for example, when a square vacuum heat insulating core material is used, the end portion (peripheral portion) has a characteristic of easily spreading. Therefore, this needle punch fiber sheet 11 is applied as the
図9は、実施の形態3の変形例を示す真空断熱材1の局所断面模式図である。外装シール部9が波構造にされたものである。変形例におけるその他の構成は、実施の形態3と同様である。
FIG. 9 is a local cross-sectional schematic view of the vacuum
今回、外装シール部9の幅を約12mmとし、振幅を約1mm、周期を約4mmとした波形状の加工をした。つまり、波形状に成形してある波形状部位を外被材4のシール層4a1、4b1が備えるように加工した。加工法は、円環状の加熱シール板を予め波形状に加工して芯材積層方向上下で凸部と凹部が互いに一致する様にしたものである。
This time, the wave-shaped processing was performed with the width of the exterior seal portion 9 being about 12 mm, the amplitude being about 1 mm, and the period being about 4 mm. That is, it processed so that the corrugated site | part shape | molded by the corrugated shape might be provided in the sealing layers 4a1 and 4b1 of the
万が一外装シール部9に例えば繊維等が孔の半径方向に噛みこんだとしても、シール形成時に凸同士の部分で局部的に圧力が上昇し、繊維が切断される。その結果、繊維が連続体としてシール幅全域に噛み込むことを防止できる。したがって、外装シール部9のガス封止性について、信頼性が高い真空断熱材1が実現できる。
Even if, for example, fibers or the like are caught in the outer seal portion 9 in the radial direction of the hole, the pressure rises locally at the convex portions when the seal is formed, and the fibers are cut. As a result, it is possible to prevent the fibers from biting into the entire seal width as a continuous body. Therefore, the vacuum
なお、図中、ニードルパンチ繊維シート11単層の様に記載したが、薄いシートを複数枚積層して所望の厚みになるようにしてもよい。 In the figure, the needle punch fiber sheet 11 is described as a single layer, but a plurality of thin sheets may be laminated to have a desired thickness.
実施の形態4.
複合断熱材について、本発明の実施の形態4に係る真空断熱材1を説明する。図10は、本実施の形態に係る真空断熱材1の局所断面模式図である。外装シール部9は、芯材3積層方向に対して、芯材3厚みの半分より片側に偏るようにしたものである(図では、紙面上側)。つまり、芯材3の芯材貫通部と仕切りフィルム8及び外被材4の外被貫通部とが、芯材3の厚み方向の中央よりも厚み方向の一方側にずれるように配置してある。その他の構成は、実施の形態3と同様である。
The vacuum
一般に高分子フィルムは、環境温度が高い程、ガス透過性が上昇する傾向がある。真空断熱材1を表面温度が高い被断熱部に適用する場合、外装シール部9が低温側となるように配置することで、より信頼性の高い真空断熱材1が実現できる。この結果、例えば、表面温度が90℃の被断熱体を断熱する場合、外装シール部9の温度を低温化できることから、シール部からのガス侵入量を低減でき、経時的な真空度悪化を抑制することができる。
In general, the polymer film tends to increase in gas permeability as the environmental temperature increases. When the vacuum
なお、本形状は、真空断熱材1の製造工程において、芯材全体を真空封止する時点で、芯材貫通部7を上下から高さの異なる冶具で押さえて、成形することで実現できる。
Note that this shape can be realized by pressing the core
実施の形態5.
複合断熱材について、本発明の実施の形態5に係る真空断熱材1を説明する。仕切りフィルム8として、厚さ100μm以下のLLDPE(リニア低密度ポリエチレン)を用いている。その他の構成は、実施の形態1〜3と同様である。
Embodiment 5. FIG.
The vacuum
仕切りフィルム8は、LLDPEで構成されているので、柔軟性がある。また、この構成では、外被材4のシール層がLLDPEより融点の高いCPPで構成されている。つまり、外被材4は仕切りフィルム8よりも融点が高いシール層を有する。そのため、外被材4のシール層よりも仕切りフィルム8の融点の方が低くなる。
Since the
本実施の形態5では、外装シール部9の厚み方向中心部に配置される仕切りフィルム8の融点が低いことから、材料を熱融着させるシール加熱時間の短縮が図れる。したがって、打ち貫き構造を有する真空断熱材1の生産効率の向上が図れる。
In the fifth embodiment, since the melting point of the
実施の形態6.
図11は、本発明に係る保温容器として、本発明の実施の形態6に係る貯湯タンクを示す縦断面図である。本実施の形態6に係る貯湯タンク50は、加熱された水を貯留するタンク103と、該タンク103の外周部を覆い、タンク103と周辺空気との間を断熱する断熱材とを備えている。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 11: is a longitudinal cross-sectional view which shows the hot water storage tank which concerns on Embodiment 6 of this invention as a heat retention container which concerns on this invention. The hot
タンク103は、例えば略円柱形状をしており、複数の配管が接続されている。詳しくは、タンク103の上部には、上部配管100及び給湯配管101が接続されている。また、タンク103の下部には、底部配管105及び水供給配管104が接続されている。上部配管100及び底部配管105は、例えばヒートポンプユニット等の加熱装置(不図示)に接続される。
The
このように構成されたタンク103は、次のように加熱された水を内部に貯留する構成となっている。タンク103内に貯留されている水は、底部配管105を通って図示せぬ加熱装置に送られ、加熱される。加熱された水は、上部配管100を通って、タンク103内の上部に戻される。外部からタンク103に水(例えば市水)を供給する場合、水供給配管104からタンク103の下部に水を供給する。また、タンク103に水を供給することにより、タンク103内に貯められている湯(加熱された水)が押し上げられる。そして、この動作により、タンク103の上部に接続される給湯配管101から外部に湯が供給される。このとき、タンク103内には、湯と水の温度差に起因して高温部と低温部が分離された温度成層が形成される。
The
このタンク103は、以下のような断熱部材で外周部が覆われ、周辺空気と断熱されている。タンク103の上部表面は、発泡樹脂(例えばビーズ法発泡ポリスチレン)で成形された第一の発泡断熱材102aで覆われている。この第一の発泡断熱材102aには、上部配管100及び給湯配管101が貫通できる貫通部が形成されている。また、第一の発泡断熱材102aの上面部には凹部が形成されている。
The
また、該凹部には、実施の形態1〜実施の形態4のいずれかで示した真空断熱材1が設けられている。ここで、真空断熱材1の設置範囲には、2本の配管(上部配管100、給湯配管101)が設けられている。このため、真空断熱材1には、これらの配管と真空断熱材1との干渉を防止するため、第一の外装貫通部6a及び第二の外装貫通部6bが形成されており、給湯配管101及び上部配管100がそれぞれ貫通している。
Moreover, the vacuum
なお、タンク103には加熱された水が貯留されているため、タンク103と周辺空気とを比較した場合、タンク103の方が高温となる。このため、真空断熱材1における、外装シール部は、真空断熱材1厚みの1/2よりも低温側に配置されている。本配置構成により、信頼性の高い真空断熱材1の配置構成が可能となる。
In addition, since the heated water is stored in the
タンク103の側面は、発泡樹脂(例えば発泡ポリスチレン)で成形された第二の発泡断熱材102bで覆われている。また、タンク103の下部表面は、発泡樹脂(例えば発泡ポリスチレン)で成形された第三の発泡断熱材102cで覆われている。この第三の発泡断熱材102cには、底部配管105及び水供給配管104が貫通する貫通部が形成されている。
The side surface of the
なお、本実施の形態6では、タンク103の側面部及び下部を発泡断熱材のみで断熱したが、タンク103の側面部及び下部に真空断熱材1を設けてもよい。
In the sixth embodiment, the side surface portion and the lower portion of the
この結果、真空断熱材1の設置範囲に配管や計測線等の干渉物があるタンク(被断熱体)についても、実施の形態1〜実施の形態4で示した真空断熱材1を用いることによって、高い断熱性能を有する真空断熱材1が、高信頼性をもって適用され、機器の放熱低減を図ることができる。
As a result, by using the vacuum
なお、本実施の形態6では、タンク103で説明したが、何もこれに限定されるものではなく、冷熱機器等の高温または低温の被断熱体であってもよい。
In the sixth embodiment, the
本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細内容及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことができる更なる変形例及び効果も本発明に含まれる。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 The invention is not limited to the specific details and exemplary embodiments described and described above. Further variations and effects that can be easily derived by those skilled in the art are also included in the present invention. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 真空断熱材、2 繊維シート、3 芯材、4 外被材、4a、4b 外被材シート、4a1、4b1 シール層、5 吸着剤、6 外装貫通部、6a 第一の外装貫通部、6b 第二の外装貫通部、7 芯材貫通部、8 仕切りフィルム、8a 仕切りフィルム密着部、9 外装シール部、10 段差芯材、11 ニードルパンチ繊維シート、12 波形状打ち貫きシール、100 上部配管、101 給湯配管、102a、102b、102c 断熱材、103 タンク、104 水供給配管、105 底部配管。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記芯材本体を覆う外被材と、
前記芯材とともに前記外被材内に設置された仕切りフィルムと、
前記芯材貫通部内で、前記仕切りフィルムと前記外被材とを貫通する外装貫通部と、
前記芯材貫通部内で前記外被材と前記仕切りフィルムとがシールされた外装シール部と
を備え、
前記仕切りフィルムは、
前記外装貫通部に対向した前記芯材の側面を覆い、
その一部が前記外装シール部において前記外被材と融着し、融着していない他の一部が前記芯材貫通部を覆うように配置してあることを特徴とする真空断熱材。 A core material having a core material body having a laminate of fibers and a core material penetrating portion penetrating the core material body; and
A jacket covering the core body;
A partition film installed in the jacket material together with the core material;
In the core material penetration part, an exterior penetration part that penetrates the partition film and the jacket material,
An outer seal part in which the outer cover material and the partition film are sealed in the core material penetrating part,
The partition film is
Cover the side surface of the core material facing the exterior through-hole,
A vacuum heat insulating material, characterized in that a part thereof is fused to the outer cover material in the exterior seal portion, and the other portion not fused covers the core material penetration portion.
前記外被材と前記芯材本体とが前記傾斜部位を挟むことを特徴とする請求項1に記載の真空断熱材。 The partition film includes a plate-like plate-shaped portion and an inclined portion that is inclined in the width direction of the core material from the thickness direction of the core material,
The vacuum heat insulating material according to claim 1, wherein the outer cover material and the core material main body sandwich the inclined portion.
前記段差部位と前記傾斜部位とが接触することを特徴とする請求項4に記載の真空断熱材。 The core material body includes a step portion having a step in the thickness direction around the core material penetrating portion,
The vacuum heat insulating material according to claim 4, wherein the stepped portion and the inclined portion are in contact with each other.
前記芯材本体を覆う外被材と、
前記芯材とともに前記外被材内に設置された仕切りフィルムと、
前記芯材貫通部内で、前記仕切りフィルムと前記外被材とを貫通する外装貫通部と、
前記芯材貫通部内で前記外被材と前記仕切りフィルムとがシールされた外装シール部と
を備え、
前記仕切りフィルムは、
その一部が前記外装シール部において前記外被材と融着し、融着していない他の一部が前記芯材貫通部を覆うように配置してあり、
板状の板状部位と、前記芯材の厚み方向から前記芯材の幅方向へ傾斜する傾斜部位とを備え、
前記外被材と前記芯材本体とが前記傾斜部位を挟むことを特徴とする真空断熱材。 A core material having a core material body having a laminate of fibers and a core material penetrating portion penetrating the core material body; and
A jacket covering the core body;
A partition film installed in the jacket material together with the core material;
In the core material penetration part, an exterior penetration part that penetrates the partition film and the jacket material,
An outer seal part in which the outer cover material and the partition film are sealed in the core material penetrating part,
The partition film is
It said outer and covering material and fused at a portion of the outer seal portion, Ri tear another part which is not fused is placed over the core through portion,
A plate-shaped plate-shaped portion, and an inclined portion inclined from the thickness direction of the core material to the width direction of the core material,
A vacuum heat insulating material , wherein the jacket material and the core main body sandwich the inclined portion .
前記芯材本体を覆う外被材と、
前記芯材とともに前記外被材内に設置された仕切りフィルムと、
前記芯材貫通部内で、前記仕切りフィルムと前記外被材とを貫通する外装貫通部と、
前記芯材貫通部内で前記外被材と前記仕切りフィルムとがシールされた外装シール部と
を備え、
前記仕切りフィルムは、
シュリンクフィルムであり、その一部が前記外装シール部において前記外被材と融着し、融着していない他の一部が前記芯材貫通部を覆うように配置してあることを特徴とする真空断熱材。 A core material having a core material body having a laminate of fibers and a core material penetrating portion penetrating the core material body; and
A jacket covering the core body;
A partition film installed in the jacket material together with the core material;
In the core material penetration part, an exterior penetration part that penetrates the partition film and the jacket material,
An outer seal part in which the outer cover material and the partition film are sealed in the core material penetrating part,
The partition film is
It is a shrink film, a part of which is arranged so as to be fused with the jacket material in the exterior seal part, and another part that is not fused is arranged to cover the core material penetrating part. Vacuum insulation.
前記保温体を覆う請求項1〜11のいずれか1項に記載の真空断熱材とを備え、
前記配管又は前記配線は、前記芯材貫通部と前記外装貫通部とを介して前記真空断熱材を貫通することを特徴とする保温容器。 A heat insulator with piping or wiring;
The vacuum heat insulating material according to any one of claims 1 to 11 , which covers the heat retaining body,
The heat insulating container, wherein the pipe or the wiring penetrates the vacuum heat insulating material through the core material penetration part and the exterior penetration part.
前記芯材貫通部内に前記芯材の側面を覆う仕切りフィルムを配設する工程と、
前記芯材貫通部に前記仕切りフィルムを配設した前記芯材を外被材に挿入する工程と、
前記外被材と前記仕切りフィルムとを熱融着させる工程と、
熱融着させた前記外被材と前記仕切りフィルムとに、前記芯材貫通部を通る外装貫通部を打ち貫く工程と、
を備えることを特徴とする真空断熱材の製造方法。 A step of providing a core material penetrating portion that penetrates the core material body of the core material on the plane of the core material composed of a fiber assembly;
A step of disposing a partition film covering a side surface of the core material to the core through section,
Inserting the core material in which the partition film is disposed in the core material penetrating portion into a jacket material;
Heat-sealing the jacket material and the partition film;
A step of punching through the exterior penetration portion passing through the core material penetration portion to the outer cover material and the partition film that are heat-sealed;
The manufacturing method of the vacuum heat insulating material characterized by comprising.
前記芯材貫通部に仕切りフィルムを配設する工程と、
前記芯材貫通部に前記仕切りフィルムを配設した前記芯材を外被材に挿入する工程と、
板状に形成された前記仕切りフィルムの板状部位と、前記仕切りフィルムの前記芯材の厚み方向から前記芯材の幅方向へ傾斜するように形成された傾斜部位と、を前記外被材と前記芯材本体とにより挟んで、前記外被材と前記仕切りフィルムとを熱融着させる工程と、
熱融着させた前記外被材と前記仕切りフィルムとに、前記芯材貫通部を通る外装貫通部を打ち貫く工程と、
を備えることを特徴とする真空断熱材の製造方法。 A step of providing a core material penetrating portion that penetrates the core material body of the core material on the plane of the core material composed of a fiber assembly;
A step of disposing a partition film in the core material penetrating portion;
Inserting the core material in which the partition film is disposed in the core material penetrating portion into a jacket material;
A plate-shaped portion of the partition film formed in a plate shape, and an inclined portion formed so as to be inclined from the thickness direction of the core material of the partition film in the width direction of the core material; Sandwiching between the core material body and heat-sealing the jacket material and the partition film;
A step of punching through the exterior penetration portion passing through the core material penetration portion to the outer cover material and the partition film that are heat-sealed;
The manufacturing method of the vacuum heat insulating material characterized by comprising.
前記芯材貫通部にシュリンクフィルムである仕切りフィルムを配設する工程と、
前記芯材貫通部に前記仕切りフィルムを配設した前記芯材を外被材に挿入する工程と、
前記外被材と前記仕切りフィルムとを熱融着させる工程と、
熱融着させた前記外被材と前記仕切りフィルムとに、前記芯材貫通部を通る外装貫通部を打ち貫く工程と、
を備えることを特徴とする真空断熱材の製造方法。 A step of providing a core material penetrating portion that penetrates the core material body of the core material on the plane of the core material composed of a fiber assembly;
A step of disposing a partition film which is a shrink film in the core material penetrating portion;
Inserting the core material in which the partition film is disposed in the core material penetrating portion into a jacket material;
Heat-sealing the jacket material and the partition film;
A step of punching through the exterior penetration portion passing through the core material penetration portion to the outer cover material and the partition film that are heat-sealed;
The manufacturing method of the vacuum heat insulating material characterized by comprising.
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