JP6742090B2 - 真空断熱材 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば、冷熱機器や輸送機器や建築物に適用可能な真空断熱材に関し、より詳しくは、袋内に芯材が収容されて真空状態で密封されている真空断熱材に関する。

従来、冷蔵庫などの冷熱機器や、輸送機器や、住宅などの建築物に適用可能な真空断熱材として、バリア性を有する袋本体内に、真空断熱用の芯材を収容し、真空状態で密封されている真空断熱材が知られている。

袋本体の形状としては、表面フィルムと裏面フィルムとで形成される、所謂４方シール形状の真空断熱材が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１４−２２８１３５号公報

上記のような真空断熱材は、通常、一定のパネル形状をなしており、所定の面積で使用する際には複数の真空断熱材を並べて配置する必要がある。

しかしながら、特許文献１のような４方シール袋においては、パネル状の真空断熱材の側面側に、延出するシール部が位置することになり、このシール部の存在によって、複数の真空断熱材を平面上に並べて配置した際に、真空断熱材間に隙間が生じて断熱性が低下するという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑み、複数の真空断熱材を並べて配置する際に、隣接する真空断熱材同士に余分な隙間が形成されることを抑制し、収容率を高めて断熱性を向上できる真空断熱材を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を行った結果、真空断熱材同士が隣接する真空断熱材の側面または天面または底面に、シール部に起因する段差が生じない構成にすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は以下のものを提供する。

（１） 表面フィルムと裏面フィルムとで構成される袋本体と、前記袋本体に収容される真空断熱用の芯材と備え、天面と底面と側面とを有する真空断熱材であって、
前記袋本体には、４方の縁部が接合されて縁部シール部が形成され、
４つの前記縁部シール部のうち、対向する一対の第１縁部シール部を含む部分が、前記天面または底面の一側縁である第１位置から第１延出部として形成されており、
前記第１延出部は、前記第１位置を基点として天面側または底面側に折返されて、
前記側面に前記第１延出部が存在しないように、前記天面または底面に固定されている真空断熱材。

（２） 表面フィルムと裏面フィルムとで構成される袋本体と、前記袋本体に収容される真空断熱用の芯材と備え、天面と底面と側面とを有する真空断熱材であって、
前記袋本体には、４方の縁部が接合されて縁部シール部が形成され、
４つの前記縁部シール部のうち、対向する一対の第２縁部シール部を含む部分が、前記天面および底面の対向する一側縁の間の第２位置から第２延出部として形成されており、
前記第２延出部は、前記第２位置を基点として前記側面に沿って折返されて、
前記天面および底面から前記第２延出部が突出しないように、前記側面に固定されている真空断熱材。

（３） 対向する他の一対の第３縁部シール部を含む部分が、前記側面から第３延出部として延出されており、前記第３延出部の両側縁には、内方に向かって折り込まれるガセット折部が形成されている（１）または（２）に記載の真空断熱材。

（４） 前記第３延出部は、前記第３位置を基点として前記側面に沿って折り返されて前記側面に固定されている、（３）に記載の真空断熱材。

（５） 前記第１延出部または前記第２延出部には、第１縁部シール部と前記第１位置との間、または、前記第２縁部シール部と前記第２位置との間に、前記表面フィルムと裏面フィルムとを接合する接合部が形成されている（１）から（４）のいずれかに記載の真空断熱材。

本発明の真空断熱材は、複数の真空断熱材を並べて配置する際に、隣接する真空断熱材同士に余分な隙間が形成されることを抑制することができるため、収容率を高めて断熱性を向上できる。

第１実施形態の真空断熱材の延出部を折返す前の状態の斜視図である。 図１の平面図である。 図１の側面図である。 図１の正面図である。 第１実施形態の真空断熱材の斜視図である。 第１実施形態の真空断熱材を底面側から見た斜視図である。 第１実施形態の真空断熱材の変形例を底面側から見た斜視図である。 図７の側面図である。 第１実施形態の真空断熱材の使用状態を示す断面模式図である。 第１実施形態の真空断熱材の変形例を示す断面模式図である。 第２実施形態の真空断熱材を示す断面模式図である。 第２実施形態の真空断熱材の使用状態を示す断面模式図である。

以下、本発明の真空断熱材について説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されず、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。

＜第１実施形態＞
＜真空断熱材＞
図１および図５に示すように、図５に示す本実施形態の真空断熱材１は、図１に示す真空断熱材１Ａの延出部を底面側に折返して底面に固定して得られる。このため、まず、折返前の真空断熱材１Ａにつき説明した後に、真空断熱材１につき説明する。以下、延出部を折返す前の状態の真空断熱材１Ａを、単に真空断熱材１Ａと称する。

図１から図４を用いて真空断熱材１Ａにつき説明する。図１は真空断熱材１Ａの斜視図であり、図２は真空断熱材１Ａの平面図であり、図３は真空断熱材１Ａの側面図であり、図４は真空断熱材１Ａの正面図である。

真空断熱材１Ａは、表面フィルム１１と裏面フィルム１２とで構成される袋本体１３と、その内部に収容される芯材１０とで構成され、真空状態で密封されている。芯材１０は、天面と底面と側面とを有する直方体形状である。

［積層体］
袋本体１３を構成する積層体は、少なくとも、基材層とバリア層とシーラント層とを備える積層体である。基材層を構成する材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン等を用いることができる。また、シーラント層を構成する材料としては、ポリプロピレンやポリエチレン等を用いることができる。

基材層とシーラント層との間にはバリア層が配置されており、バリア層としては、アルミニウム箔などの金属箔や、アルミニウムなどの無機物薄膜や、酸化珪素や酸化アルミニウムなどの無機酸化物薄膜、エチレン−ビニルアルコール共重合等のバリア性を有する樹脂層、およびこれらを組み合わせた構成が例示できる。

基材層とバリア層とシーラント層とは、従来公知の接着剤層を介してドライラミネート法により積層されていてもよく、押出しコート法によって積層されていてもよい。

［芯材］
芯材１０は、袋本体１３に収容される断熱性の高い真空断熱用の芯材である。芯材１０としては、熱伝導度の低いものであることが好ましい。たとえば、芯材空隙率が５０％以上、特に９０％以上の多孔質材である芯材を挙げることができる。

芯材を構成する物質としては、たとえば、粉体、発泡体、繊維体等を用いることができる。粉体としては、無機系、有機系のいずれでもよく、たとえば、乾式シリカ、湿式シリカ、凝集シリカ粉末、導電性粉体、炭酸カルシウム粉末、パーライト、クレー、タルク等を用いることができる。中でも乾式シリカと導電性粉体との混合物は、真空断熱材の内圧上昇に伴う断熱性能の劣化が小さいため、内圧上昇が生じる温度範囲で使用する際に有利である。

また、発泡体としては、ウレタンフォーム、スチレンフォーム、フェノールフォーム等があり、これらの中でも連続気泡を形成する発泡体が好ましい。

また、上記繊維体としては、無機繊維でもよく有機繊維でもよいが、断熱性能の観点から無機繊維を用いることが好ましい。このような無機繊維としては、グラスウールやグラスファイバー等のガラス繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、セラミック繊維、ロックウール等を挙げることができる。これらの無機繊維は、熱伝導率が低く、粉体よりも取り扱いが容易である点で使用が好ましい。

なお、芯材１０は、これらを単独で使用してもよく、２種以上の材料を混合した複合材であってもよい。

［真空断熱材１Ａの構成］
袋本体１３は、４方の縁部が接合されて縁部シール部が形成されており、所謂４方シールの密封包装形態である。この実施形態においては、縁部シール部は、対向する一対の第１縁部シール部３４１と、対向する他の一対の第３縁部シール部３４２とからなる。たとえば、縁部シール部は、熱や超音波を利用した溶着によって形成することができる。

袋本体１３内には、直方体状の芯材１０が収容されている。そして、袋本体１３を構成する表面フィルム１１と裏面フィルム１２のうち、表面フィルム１１が芯材１０の天面および側面に沿って追随することで、天面２１と側面２２、２３とが形成されており、裏面フィルム１２の一部で底面２４が形成されている。

具体的には、この実施形態においては、表面フィルム１１における、芯材１０の天面に相当する位置の第１部分１１１が天面２１を構成し、裏面フィルム１２のうちの、芯材１０の底面に相当する位置の第１部分１２１が底面２４を構成する。

４つの側面のうちの第１縁部シール部３４１側の両側面２２は、表面フィルム１１における、芯材１０の両側面に相当する位置である第２部分１１２により構成される。

４つの側面のうちの第３縁部シール部３４２側の両側面２３は、表面フィルム１１における、芯材１０の両側面に相当する位置である第３部分１１３と、裏面フィルム１２における、芯材１０の両側面に相当する位置である第３部分１２３とにより構成される。

［第１延出部］
本実施形態において、底面２４と側面２２とで形成される一辺が第１位置２２１であり、この第１位置２２１を基点として、第１縁部シール部３４１を含む第１延出部３１１が、真空断熱材１Ａの両側に延出されている。第１延出部３１１は表面フィルム１１の第４部分１１４と、裏面フィルム１２の第４部分１２４とで構成される。これにより、表面フィルム１１は、水平な天面２１から垂直な側面２２を介して水平な第１延出部３１１の第１縁部シール部３４１まで連続して亘るように構成されている。

本実施形態においては、第１位置２２１から第１縁部シール部３４１までは、未シール部であってもよいが、好ましくは、少なくとも一部が接合部によって接合されていることが好ましい（図示せず）。これにより、表面フィルム１１が、芯材１０の側面により密着して沿うことができ、隙間やシワの発生を抑制できる。接合部は、縁部シール部と同様に、熱や超音波を利用した溶着によって形成することができる。

［第３延出部］
本実施形態において、天面２１と側面２３とで形成される一辺を基点として延出される表面フィルム１１の第３部分１１３と、該一辺に対向して底面２４と側面２３とで形成される他の一辺を基点として延出される裏面フィルム１２の第３部分１２３とで、第３縁部シール部３４２を含む第３延出部３１３が両側に延出されている。第３延出部３１３は表面フィルム１１と裏面フィルム１２とで構成される。これにより、表面フィルム１１は、水平な天面２１から第３延出部３１３の第３縁部シール部３４２まで連続して亘るように構成されている。ここで、第３延出部３１３は天面２１と底面２４の対向する一側縁の間から延びるもの、言い換えると天面２１と側面２３とで形成される一辺および底面２４と側面２３とで形成される一辺から延びないものであり、図３に示すように、本実施形態において、第３延出部３１３は天面２１と底面２４の対向する一側縁の間の中間位置Ｐ１から水平方向に延びている。この場合、後述するガセット折部３３を形成するときに、表面フィルム１１と裏面フィルム１２に加える力を同じにしやすくすることができるため、製造適性を向上させることができる。なお、第３延出部３１３は天面２１と底面２４の対向する一側縁の間の中間位置Ｐ１から延びる例に限らず、中間位置Ｐ１の下方または上方から延びていてもよい。

また、第３延出部３１３を折り返す前の真空断熱材１Ａにおいて、基点から第３縁部シール部３４２までの間には、ガセット折部３３を形成するために未シール部が形成されている。なお、未シール部は、第３延出部３１３を折り返した後に接合してもよい。あるいは、ガセット折部３３を形成してから未シール部を接合した後、第３延出部３１３を折り返すようにしてもよい。

本実施形態では、第３延出部３１３の両側縁には、ガセット折部３３が形成されている。このガセット折部３３は、表面フィルムの第３部分１１３の両側縁から内方に向かって折り込まれる折込部と、裏面フィルム１２の平面部分とで形成されているガセット形状である。第３延出部３１３の両側縁にガセット折部３３が形成されていることにより、真空断熱材１を直方体形状に近い形状にすることができる。また、側面２３へのシワの発生を抑制することができる。

＜真空断熱材１＞
次に、上記の真空断熱材１Ａの第１延出部を折返して得られる本実施形態の真空断熱材１について図５、図６を用いて説明する。図５は、図１から第１延出部を折返して得られた本実施形態の真空断熱材１の斜視図であり、図６は、図５の真空断熱材１を底面側から見た斜視図である。

真空断熱材１は、真空断熱材１Ａの第１延出部３１１を底面２４側に第１位置２２１を基点にして折返し、底面２４に固定させることにより製造することができる。このことにより、側面２２に第１縁部シール部３４１を含む第１延出部３１１に起因する段差が生じない構成にすることができる。第１延出部３１１を底面に固定する方法は特に限定されず、たとえば、テープ４０を第１延出部３１１と底面２４とに亘って貼着して固定してもよい（図６参照）。また、これに限らず、両面テープ、接着剤、ホットメルト剤、ヒートシール剤を用いることにより第１延出部３１１を底面２４に固定してもよい（図示せず）。たとえば、図６に示すように、テープ４０を底面２４の一方の側縁から他方の側縁に亘って設けた場合、経時によって真空度が下がることを抑制することができる。

本実施形態の真空断熱材１は、第１延出部３１１を底面２４側に第１位置２２１を基点として折返すことにより、第１延出部３１１が側面２２に存在しなくなる構成である。そのため、複数の真空断熱材１を側面２２同士が対向するように配置した場合に、真空断熱材間に隙間が生じることによる断熱性の低下を抑制することができる。

なお、図７、図８に示すように、第３延出部３１３を第３延出部３１３の基部である第３位置２２３で裏面フィルム１２の第３部分１２３と第３延出部３１３が対向するように折り返して、袋本体１３の側面の最外面の大部分が表面フィルム１１で覆われるように固定してもよい。本実施形態においては、第３位置２２３が中間位置Ｐ１と重なる例が示されている。このことにより、正面視および背面視において第３延出部３１３が底面２４から突出せず、かつ、袋本体１２の側面の最外面をほぼ一つの平面で構成することができるため、真空断熱材１をより直方体形状に近い形状にすることができる。このことにより、複数の真空断熱材を並べて配置する際に、さらに収容率を高めることができる。

あるいは、図示しないが、第３延出部３１３を第３延出部３１３の基部である第３位置２２３で表面フィルム１１の第３部分１１３と第３延出部３１３が対向するように折り返して、袋本体１３の側面の最外面が表面フィルム１１のみで構成されるように固定してもよい。この場合、第３縁出部３１３と表面フィルム１１の第３部分１１３の間には第１延出部３１１が存在しないため、第３延出部３１３を折り返しやすくすることができ、製造適性を向上させることができる。

＜真空断熱材の使用方法＞
次に、真空断熱材１の使用例につき図９を用いて説明する。図９は、３つの真空断熱材１を横に並べて配置した際の断面模式図である。図９に示すように、平面的に横に並べた際に、側面２２同士が密接に配置されるので、複数の真空断熱材１を側面２２同士が対向するように並べて配置する際に、隣接する真空断熱材１同士に余分な隙間が形成されることを抑制することができるため、収容率を高めて断熱性を向上できる。

なお、真空断熱材１は、図１０（ａ）に示すように、第１延出部３１１が天面２１と側面２２とで形成される一辺から延びるようにし、天面２１と側面２２とで形成される一辺を基点として天面２１側に折り返した第１延出部３１１を天面２１に固定するようにしてもよい。

＜第１実施形態の変形例＞
図１０は、第１実施形態の変形例を示す断面模式図である。図１０（ｂ）（ｃ）は、図１０（ａ）と比べて、一対の第１延出部の延出基点となる第１位置が両側で異なっている点が上記の真空断熱材１と異なっている。すなわち、たとえば、図１０（ｂ）においては、一方の第１延出部３１１ａは、底面２４から延出されて底面２４側に折返されており、他方の第１延出部３１１ｂは、天面２１から延出されて天面２１側に折返されている。このように、本実施形態においては、第１延出部は天面および底面から延出されていてもよい。

＜第２実施形態＞
図１１は、本発明の第２実施形態を示す断面模式図である。以下の第２実施形態の説明においては、第１実施形態と同様の図番については、第１実施形態における説明を援用して読み替えることとし、その説明を省略する。この実施形態においては、図１１（ａ）の折返前の真空断熱材の第２延出部が、天面２１および底面２４の対向する一側縁の間の第２位置２２２から延出された第２延出部３１２を備える。そして、図１１（ｂ）に示すように、第２延出部３１２を折返すことにより真空断熱材１ｄが形成される。真空断熱材１ｄでは、第２延出部は、第２位置２２２を基点として、一方の第２延出部３１２は、底面２４側に折返されて固定されており、他方の第２延出部３１２は、天面２１側に折返されて固定されている。このように、本実施形態においては、第２延出部は側面２２から延出されていてもよい。

この場合、底面２４側に折り返す第２延出部３１２の延出幅Ｈは、折返した際に、底面２４から第２延出部３１２が突出しない長さである。すなわち、第２延出部３１２は、正面視および背面視において、底面２４から突出しないように側面２２に固定されている。そして、天面２１側に折り返す第２延出部３１２は、側面２２同士を対向させて真空断熱材１ｄを並べて配置させたときに、底面２４側に折り返す第２延出部３１２と干渉しないように構成されている。これにより、図１２に示すように、複数の真空断熱材１ｄを側面２２同士が対向するように並べて配置した場合、隣接する側面２２では、第２延出部３１２同士が互いに重ならずに一平面上に配置される構成となり、隣接する真空断熱材１同士に余分な隙間が形成されることを抑制することができるため、収容率を高めて断熱性を向上できる。好ましくは、第２延出部３１２は、第２延出部３１２を側面２２に沿って折り返したときの長さｈ２が天面２１と底面２４との間隔ｈ１の半分以下となるように構成される。このことにより、真空断熱材１ｄを、天面２１および底面２４に延部シール部を含む第２延出部３１２に起因する段差が生じない構成にすることができる。このため、複数の真空断熱材１ｄを天面２１と底面２４の少なくともいずれかが対向するように並べて配置した場合、隣接する真空断熱材１ｄ同士に余分な隙間が形成されることを抑制することができるため、収容率を高めて断熱性を向上させることができる。この場合、第２延出部３１２は、２つとも天面２１側に折り返してもよいし、２つとも底面２４側に折り返してもよい。

１、１ｂ、１ｃ、１ｄ 真空断熱材
１Ａ 折返前の真空断熱材
１０ 芯材
１１ 表面フィルム
１１１ 表面フィルムの第１部分
１１２ 表面フィルムの第２部分
１１３ 表面フィルムの第３部分
１１４ 表面フィルムの第４部分
１２ 裏面フィルム
１２１ 裏面フィルムの第１部分
１２３ 裏面フィルムの第３部分
１２４ 裏面フィルムの第４部分
１３ 袋本体
２１ 天面
２２ 側面
２２１ 第１位置
２２２ 第２位置
２２３ 第３位置
２３ 側面
２４ 底面
３１１ 第１延出部
３１２ 第２延出部
３１３ 第３延出部
３３ ガセット折部
３４１ 第１縁部シール部
３４２ 第３縁部シール部
４０ テープ
Ｐ１ 中間位置

Claims (6)

1. 複数の真空断熱材で構成される真空断熱材集合体であって、
   それぞれの前記真空断熱材は、
   表面フィルムと裏面フィルムとで構成される袋本体と、前記袋本体に収容される真空断熱用の芯材と備え、天面と底面と側面とを有し、
   前記袋本体には、４方の縁部が接合されて縁部シール部が形成され、
   ４つの前記縁部シール部のうち、対向する一対の第１縁部シール部を含む部分が、前記天面または底面の一側縁である第１位置から第１延出部として形成されており、
   前記第１延出部は、前記第１位置を基点として天面側または底面側に折返されて、
   前記側面に前記第１延出部が存在しないように、前記天面または底面に固定されており、
   前記真空断熱材集合体は、前記真空断熱材の前記第１位置を一側縁とし、前記第１延出部が存在しない前記側面同士が接して対向するように、平面的に並べて配置されている、真空断熱材集合体。
2. 複数の真空断熱材で構成される真空断熱材集合体であって、
   それぞれの前記真空断熱材は、
   表面フィルムと裏面フィルムとで構成される袋本体と、前記袋本体に収容される真空断熱用の芯材と備え、天面と底面と側面とを有し、
   前記袋本体には、４方の縁部が接合されて縁部シール部が形成され、
   ４つの前記縁部シール部のうち、対向する一対の第２縁部シール部を含む部分が、前記天面および底面の対向する一側縁の間の第２位置から第２延出部として形成されており、
   前記第２延出部は、前記第２位置を基点として前記側面に沿って折返されて、
   前記天面および底面から前記第２延出部が突出しないように、前記側面に固定されており、
   前記真空断熱材集合体は、前記真空断熱材の前記第２延出部が固定されている前記側面同士が接して対向し、対向する前記第２延出部同士が異なる方向に折り返されて互いに重ならないように、平面的に並べて配置されている、真空断熱材集合体。
3. 冷熱機器、輸送機器、及び建築物からなる群より選択される一つ以上に用いられる、請求項１又は２に記載の真空断熱材集合体。
4. 対向する他の一対の第３縁部シール部を含む部分が、前記側面から第３延出部として延出されており、前記第３延出部の両側縁には、内方に向かって折り込まれるガセット折部が形成されている請求項１から３のいずれかに記載の真空断熱材集合体。
5. 前記第３延出部は、前記第３延出部の基部である第３位置を基点として前記側面に沿って折り返されて前記側面に固定されている、請求項４に記載の真空断熱材集合体。
6. 前記第１延出部または前記第２延出部には、第１縁部シール部と前記第１位置との間、または、前記第２縁部シール部と前記第２位置との間に、前記表面フィルムと裏面フィルムとを接合する接合部が形成されている請求項１から５のいずれかに記載の真空断熱材集合体。

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