JPH09318238A - 真空断熱材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空断熱材を製作性が良く、かつコスト安価
にして作れる製造方法を提供する。 【解決手段】 断熱材としてのグラスウール２等をガス
遮断性の高いラミネートフィルム３で覆った後、真空炉
１に設けたプレス装置５により、加圧して内部空気を逃
がし、小サイズ化し、この後正式の真空引きを行うこと
により、真空引き能力の小さい設備にて、また真空引き
時間の短縮化等を得て、製作性および作業性の向上並び
にコスト削減を図って、真空断熱材１０を提供可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫や保冷庫等
の断熱壁部に用いられる真空断熱材の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷蔵庫等の断熱壁の構成材として
使用されてきた発泡ウレタン等の断熱材が、オゾン層破
壊の原因となるフロン成分を含む理由や、また貯容容積
の増大を図るために壁薄で断熱性能の高い冷蔵庫の開発
が要求されるようになり、それらに答える一策として、
特開平４−６２３７９号公報に示すように、冷蔵庫等の
断熱壁を、発泡ウレタンフォームにグラスウールを使っ
た真空断熱パックを組み合わせて形成した構造のものが
提案されている。

【０００３】この構造の断熱壁であると、真空断熱パッ
クは非常に優秀な断熱性能を発揮するので、それに組み
合わされてその保持部材ともなる発泡ウレタンフォーム
は厚みを相当に薄くしても良くなり、よって環境問題に
影響を与える発泡ウレタンフォームの使用量を減らしか
つ断熱箱体の壁厚をかなり薄くすることが可能となり、
外形の大きさが同じであっても、薄壁構造で内容積が広
い冷蔵庫が得られるようになる。

【０００４】ところで、ここで使用される真空断熱パッ
クは、たとえば繊維径が１０μｍ以下のグラスウール
を、アルミニウム箔やステンレス、鉄板等の薄性金属
板、あるいはアルミニウムなど金属の蒸着プラスチック
フィルム、及びアルミニウム箔等とプラスチックとのラ
ミネートフィルムなど、ガス遮断性が極めて高い容器材
で覆い、真空引きした後、封止して作製される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、こうして作製さ
れる真空断熱パックであるが、その製造工程で次に述べ
るようなネックがある。

【０００６】すなわち、グラスウールは常温、常圧の原
綿状態では綿状に脹らんでて嵩があるため、これを容器
材に入れたり、覆うのが大変で作業性が悪いということ
である。

【０００７】またグラスウールは真空炉で真空引きして
封止すると、内部の圧力と大気圧の圧力差により圧縮さ
れ、最終的には２５０〜２６０Ｋｇ／ｍ３程度の密度に
なる。その結果、真空引きする前の密度は、１５〜３０
Ｋｇ／ｍ３であるため、厚みも約１／１０になる。よっ
てこうした製品完成前に素材が完成品に比較して著しく
体積が大であるということは、生産を考えた場合、設備
装置の大型化につながり設備費を増大させるという欠点
があった。

【０００８】このような観点に立つと、真空引きの前の
状態で極力最終仕上がり密度に近い密度にアップをさせ
ることが肝要となる。そこで、この密度をアップさせる
ために一般的には有機系のバインダー、例えばアクリル
系バインダーを使ってグラスウールを成形する方法が取
られているが、この固めるために用いた有機系バインダ
ーからは真空断熱材を作成するべく真空引き処理する際
にガスが発生して、このガスにて断熱材内部の真空度を
汚染してしまうという欠点があった。

【０００９】また有機系バインダーの代りに無機系バイ
ンダーを使うという方策もあるが、無機系バインダーを
使った場合は、無機系バインダーが粉末化し、被覆材を
封止する部分に飛散し、封止が不完全となって、真空度
が落ち、断熱性能を高く維持するために必要な完全な密
閉を阻害する危険性が生じるという問題がある。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みて成されたもの
で、真空炉中にプレス機を設け、このプレス機でグラス
ウールを加圧し体積を小さくした上で真空引きを行うこ
とにより、嵩ばらず真空断熱材を作れるという作業性の
改善を得ると共に、安価にかつ小規模の設備で作成でき
るように図った真空断熱材の製造方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、グラスウール等の繊維質材を
金属薄膜を積層して成るガス遮断性の高いフィルムにて
覆い、真空引きした後、封止して作成する真空断熱材の
製造方法において、真空引き装置の真空炉内にプレス装
置を設け、このプレス装置により前記フィルムで覆った
グラスウール原綿を真空炉内で加圧処理を施して、真空
引きを行って封止し作成する真空断熱材の製造方法とし
たものである。

【００１２】また、請求項２の発明では、断熱材として
使用されるグラスウールはその繊維径が１０μｍ以下で
あって、かつ真空引きの際に断熱材を劣化させるガス等
を発生させる有害成分を含まないものとした真空断熱材
の製造方法である。

【００１３】また、請求項３の発明では、グラスウール
等の繊維質材を金属薄膜を積層して成るガス遮断性の高
いフィルムにて覆い、真空引き装置により真空引きした
後、封止して作成する真空断熱材の製造方法において、
前記ガス遮断性の高いフィルムにて予め所定寸法の大き
さの袋を作成する一方、断熱材として使用するグラスウ
ール原綿を所要の大きさに形を整えて前記袋に圧入し、
このフィルム袋により覆われ成形化されたグラスウール
原綿を真空炉内のプレス装置により加圧処理を施して、
真空引きを行って封止し作成する真空断熱材の製造方法
としたものである。

【００１４】また、請求項４の発明では、グラスウール
等の繊維質材を金属薄膜を積層して成るガス遮断性の高
いフィルムにて覆い、真空引き装置により真空引きした
後、封止して作成する真空断熱材の製造方法において、
通気性のフィルムにて予め所定寸法の大きさの袋を作成
し、該通気性袋に、断熱材として使用するグラスウール
原綿を所要の大きさに形を整えて圧入し、この通気性袋
により覆われ成形化されたグラスウール原綿を、更に予
めガス遮断性の高いフィルムにて所定寸法の大きさに形
成されている袋に圧入して、このグラスウール原綿を真
空炉内でプレス装置による加圧処理を施して、真空引き
を行って封止し作成する真空断熱材の製造方法としたも
のである。

【００１５】更に、請求項５の発明では、断熱材として
使用されるグラスウールは、抄造法で作成されたものを
使用するようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を図面に
基づき説明する。

【００１７】図１は、本発明の真空断熱材を製造する装
置を概念的に示す構成図で、１は真空断熱材を作成すべ
くその構成素材を収容して、真空引きをするための真空
炉であり、この真空炉１の他に、図示しないが真空ポン
プ等が配備されて真空装置を構成している。２は真空断
熱材の構成素材であるグラスウールであり、原綿が使用
される。

【００１８】そして、このグラスウール原綿２はガス遮
断性（ガスバリア性）が充分なフィルム（以降、ガスバ
リアフィルムと記す。）３に入れられる。従ってこのガ
スバリアフィルム３は、グラスウール原綿２の容器材で
あるとともに、真空を維持するための部材としての機能
を持つもつとなっている。

【００１９】さて、グラスウール原綿２はガスバリアフ
ィルム３で覆われた後、真空装置の真空炉１に収容さ
れ、真空引きが行われるが、ここでグラスウール原綿２
がそのままの自然状態であると体積も相当にあり、かさ
ばって取り扱いに苦労するとともに、多量の空気を内部
に含んだ状況にあるので、真空引き圧を大きく必要と
し、真空引き時間も長くかかることが予測されるので、
真空引きする前に、グラスウール原綿２を圧縮し、空気
を多少でも追い出し密度を高め、真空引きをし易くなる
ように図ることにした。

【００２０】そのために、真空炉内４に、このガスバリ
アフィルム３に入れられたグラスウール原綿２を圧縮す
るためのプレス装置５を設けるようにした。プレス装置
５はプレス本体６と、プレス本体６からの動力が伝達さ
れ上下に可動する上下一対のプレス板７、７とを備え、
プレス装置５が駆動すると、上下一対のプレス板７、７
によりその間に入れられたグラスウール原綿２は圧縮さ
れて高密度の状態にされるものである。

【００２１】８はグラスウール原綿２がプレス装置５で
圧縮されながら真空引きを行われ、真空引きが終了した
時点で、ガスバリアフィルム３の一端部すなわちグラス
ウール原綿２の入れ口３ｃを熔着して封止するための熱
シール装置である。

【００２２】従って、真空炉１で袋状のガスバリアフィ
ルム３に入れられたグラスウール原綿２を真空引きする
とき、プレス装置５により圧縮しながら行うので、グラ
スウール内部の空気がある程度外に放出され、プレスを
しない場合に比較して、空気量を少なくさせることがで
きる。これは、ガスバリアフィルム内部のガス分子の数
がグラスウールの容積に比例するためである。

【００２３】このようにプレスを行うことにより、実際
に真空引き装置を稼働して真空引きを行う時に、その真
空引き時間を減少させることができ、また真空引き装置
として、比較的低能力の真空ポンプの使用を可能とさせ
るなどの利点が得られるようになる。

【００２４】ここで、上記方法による具体的事例を次に
記す。

【００２５】グラスウールとしてバインダーを使用しな
い原綿２を使い、このグラスウールの繊維径は７μｍの
ものである。そして、このグラスウール原綿２をバイン
ダーを使用しないで、ある程度に密度アップされたグラ
スウールを作成する。その作成はグラスウール原綿２を
溶液中に入れ、それを抄うようにして紙状に形成して樹
脂不織布に入れ、入れ口の端面部を熱溶着する。次にこ
の物材を１３０℃の乾燥炉に２時間入れて水分を取り除
く乾燥工程を施すという抄造法と称する製造方法を用い
る。

【００２６】こうして作成したグラスウール原綿２をア
ルミ箔及び高密度ポリエチレン及びエチレンテレフタレ
ート及びナイロンで作成されたラミネートフィルム（上
述のガスバリアフィルム）の中に入れ、プレス装置５に
てプレスを加えながら、真空引きを０．０１ｔｏｒｒま
で行った。そうして、この真空引きを終了した後、ラミ
ネートフィルムの熱溶着を熱シール装置８で行い封止し
た。

【００２７】このようにして作成された真空断熱材１０
は、高い断熱性能を持ち、かつ真空ポンプなどは能力の
小さい小型のものが使用可能となり、設備コスト等の低
減が図れたため安価に製造することが可能となった。

【００２８】次に、上記方法を発展した例として、別の
実施例に係る真空断熱材１０の製造方法を示す図２およ
び図３に付いて説明する。

【００２９】上記方法では、真空断熱材１０としてグラ
スウール原綿２をそのまま使ったため、原綿状態のグラ
スウール２は脹らんでて嵩があるので、設備的に真空炉
１の容積が大きいものとなってしまっていた。

【００３０】そこで、図２に示すように、グラスウール
２を入れるバリアーフィルム３Ａ自体を、図１に示すグ
ラスウール原綿の自然なサイズに合わせているバリアフ
ィルム３よりかなり小さいサイズとした所定の寸法に予
め製袋しておく。１１はこのバリアフィルム３による所
定寸法の袋を作る製袋装置を示す。

【００３１】そして、この製袋したバリアフィルム３Ａ
内に、グラスウール原綿２を縦プレス機１２ａと横プレ
ス機１２ｂとからなる整体用のプレス装置１２により縦
横から圧縮して入れやすい形に整え小さくするととも
に、横方向のプレス機１２ｂにてバリアフィルム３Ａの
方へ押し出し、バリアフィルム３Ａ内に圧入し、密度を
高めておく。

【００３２】そして、このバリアフィルム３Ａに圧入し
たグラスウール原綿２を、第１実施例の図１に示す真空
炉１に入れて、プレス装置５によりプレスを行い、次に
真空引きを行って、最後にバリアフィルム３Ａ袋の入れ
口３ｄを熱シール装置８で封止し、真空断熱材１０を作
成する。

【００３３】これによって、真空炉１に入る段階では、
グラスウール２は製袋されたバリアフィルム３Ａで押さ
えられるため、厚みはかなり薄くなる。そのため、第１
実施例の如く原綿では大きくせざるをえなかった設備装
置は、真空炉１の容積が小さくなるなど、設備の小型化
が可能となる。

【００３４】ところで、上記方法で、小さいサイズのバ
リアフィルム３Ａを使用できるようになるが、バリアフ
ィルム３Ａは金属薄膜を３〜６層程度に積層したラミネ
ートフィルムであり、比較的高価な材料である。従っ
て、この最終的に断熱材であるグラスウール２を覆うバ
リアフィルム３Ａのサイズを極力を抑えコストを下げる
ために、更に改良した方法を以下に提案する。

【００３５】その第３の製造方法が図３に示すものであ
る。図２に示す方法では、原綿２を入れ易くするために
バリアフィルム３Ａは多少袋サイズを大きくとってい
た。

【００３６】そこで、本実施例ではこのバリアフィルム
３Ａのサイズを小さくし、かつ真空引きする前にグラス
ウール原綿２をバリアフィルム３Ａに入れるという準備
作業を容易にするための工夫として、図３に示す設備
で、バリアフィルム３Ａに原綿２を入れる前に、グラス
ウール原綿２を通気性があり真空中でガスの発生のな
い、すなわち断熱材内部の真空度を汚染してしまうよう
なガスを発生する成分を含んでいない通気性フィルムか
らなる袋１５に入れるようにする。

【００３７】そのために、通気性フィルム１５を予め所
定のサイズの袋に形成する製袋装置１６と、グラスウー
ル原綿２を縦横から圧縮して、成形する縦プレス機１７
Ａと横プレス機１７Ｂとからなる図２のものと似たプレ
ス装置１７とを有した設備装置を使用する。

【００３８】そしてこの設備装置のプレス装置１７によ
りグラスウール原綿２を縦横から圧縮して固め、形を小
さく整えた後、横プレス機１７Ｂにより通気性フィルム
の袋１５の方へ押し出して通気性フィルムの袋１５内に
圧入する。圧入後、ヒートシール装置１８で、通気性フ
ィルムの袋１５の入れ口１５ｄを熱溶着して封止する。

【００３９】この後、通気性フィルムの袋１５で覆った
グラスウール原綿２を、図２に示す設備のプレス装置１
２に移して、上記第２の製造方法と同様にしてバリアフ
ィルム３Ａに圧入し被覆する工程を施し、さらに図１の
設備のプレス装置５にて、グラスウール原綿２を圧縮し
ながら真空引きをして、真空引き後、熱シール装置８で
封止して、真空断熱材１０を作成する。

【００４０】このように、予め所定サイズに製袋した通
気性フィルム１５にグラスウール原綿２を圧入するよう
にすれば、原綿２中の空気が通気性フィルム１５を介し
て放出され、空気量が減り、密度がアップして原綿２が
小さいサイズに固形化し、真空引き前にバリアフィルム
３Ａに入れる際など作業が容易になり取り扱い易くな
る。

【００４１】また、グラスウール２は真空引きの前行程
において、水分を飛ばすことを目的として乾燥させる
が、この乾燥工程においても本実施例のように通気性の
袋１５に入れてあった場合、何ら支障無く水分を放散し
放出できるので、取扱いは大きく向上する。

【００４２】そして、この方法により、バリアフィルム
３Ａに入れる前にグラスウール原綿２のサイズを小さく
できるので、グラスウール原綿２を直接入れてた場合に
入れ易くするために、高価なバリアフィルム（ラミネー
トフィルム）３Ａのサイズを大きめにとる必要性がなく
なるため、サイズの小さいバリアフィルムでも良くな
り、よって安価に作成できるようになる。

【００４３】また、この通気性袋１５のメッシュサイズ
を細かくしてやることにより、グラスウール２からの粉
末飛散も抑えられ、粉末飛散の封止部への侵入を防止で
きるので、真空炉中の封止行程の確実性が向上する。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ガス遮断
性の高いフィルムにより、断熱材としてのグラスウール
を覆い、真空引きして真空断熱材を作成する場合に、フ
ィルムで覆ったグラスウールを真空炉内に設けたプレス
装置で加圧して、空気の追い出しを図った後で、真空引
きを行うようにしたので、真空引き時に必要な真空引き
能力を低減でき、かつ真空引き時間も短縮化できるよう
になる。よって、真空引き装置など製造設備が大型化せ
ず、設備費が抑えられ、コスト安価でかつ断熱性能の優
れた真空断熱材を容易に量産することができるようにな
る。

【００４５】請求項２記載の本発明によれば、断熱材と
して、真空引きに時にその断熱材を劣化させるガスが発
生しないようなグラスウールを使用するので、高い断熱
性能が維持された良品の真空断熱材を提供できる。

【００４６】請求項３記載の本発明によれば、グラスウ
ールを、予め所定サイズに作ったガス遮断性フィルムの
袋に押し込み、小さいサイズとした上で、請求項１の発
明によるプレス工程を加えた真空引きを行うようにした
ので、グラスウールが自然な形にある場合に較べて相当
に小体積化し、取扱い易くなって真空引き作業などの作
業能率が向上する。よって、更に製作性が向上すると共
に、設備の小型化、コストダウンを達成できるようにな
る。

【００４７】請求項４記載の本発明によれば、グラスウ
ールを、ガス遮断性フィルムの袋に押し込む前に、通気
性フィルムで所定サイズに作った袋に押し込むことによ
り、グラスウールより空気を事前に放出させ密度アップ
させて、真空引き操作の能率アップに寄与できるように
したので、請求項１、２の発明と同様の効果を奏すると
共に、グラスウールを小さいサイズに固形化できるの
で、ガス遮断性フィルム袋への挿入が容易となり、また
挿入性確保のために高価なフィルム袋自体を大きめサイ
ズとする必要性も無くなり、小さいサイズでよくなりコ
ストを下げられるようになる。

【００４８】このため、発泡ウレタンと組み合わされて
冷蔵庫等の断熱壁となる真空断熱材がコア材として充分
な堅牢性を持ち、かつ規格サイズ通りの製品化への対応
が的確にでき、そして容易に確実に生産できるものとな
る。

【００４９】更に、請求項５記載の本発明によれば、グ
ラスウールを抄造法により作成することにより、有機、
無機のバインダーを使用しないで密度アップしたグラス
ウールを簡単に作れるようになり、発生するガスで断熱
材が劣化する危惧などは無くなり、高い断熱性能の真空
断熱材を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の製造方法による真空断熱材の作成
を説明する製造方法の説明図。

【図２】第２の発明の製造方法による真空断熱材の作成
を説明する製造方法の説明図。

【図３】第３の発明の製造方法による真空断熱材の作成
を説明する製造方法の説明図。

【符号の説明】

１ 真空炉 ２ グラスウール ３、３Ａ ガスバリアフィルム ５ プレス装置 １０ 真空断熱材 １２ 整体用のプレス装置 １５ 通気性の袋

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グラスウール等の繊維質材を金属薄膜を
   積層して成るガス遮断性の高いフィルムにて覆い、真空
   引きした後、封止して作成する真空断熱材の製造方法に
   おいて、真空引き装置の真空炉内にプレス装置を設け、
   このプレス装置により前記フィルムで覆ったグラスウー
   ル原綿を真空炉内で加圧処理を施して、真空引きを行っ
   て封止し作成することを特徴とする真空断熱材の製造方
   法。
2. 【請求項２】 断熱材として使用されるグラスウールは
   その繊維径が１０μｍ以下であって、かつ真空引きの際
   に断熱材を劣化させるガス等を発生させる有害成分を含
   まないものであることを特徴とする前記請求項１に記載
   の真空断熱材の製造方法。
3. 【請求項３】 グラスウール等の繊維質材を金属薄膜を
   積層して成るガス遮断性の高いフィルムにて覆い、真空
   引き装置により真空引きした後、封止して作成する真空
   断熱材の製造方法において、前記ガス遮断性の高いフィ
   ルムにて予め所定寸法の大きさの袋を作成する一方、断
   熱材として使用するグラスウール原綿を所要の大きさに
   形を整えて前記袋に圧入し、このフィルム袋により覆わ
   れ成形化されたグラスウール原綿を真空炉内のプレス装
   置により加圧処理を施して、真空引きを行って封止し作
   成することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
4. 【請求項４】 グラスウール等の繊維質材を金属薄膜を
   積層して成るガス遮断性の高いフィルムにて覆い、真空
   引き装置により真空引きした後、封止して作成する真空
   断熱材の製造方法において、 通気性のフィルムにて予め所定寸法の大きさの袋を作成
   し、該通気性袋に、断熱材として使用するグラスウール
   原綿を所要の大きさに形を整えて圧入し、この通気性袋
   により覆われ成形化されたグラスウール原綿を、更に予
   めガス遮断性の高いフィルムにて所定寸法の大きさに形
   成されている袋に圧入して、このグラスウール原綿を真
   空炉内でプレス装置による加圧処理を施して、真空引き
   を行って封止し作成することを特徴とする真空断熱材の
   製造方法。
5. 【請求項５】 断熱材として使用されるグラスウール
   は、抄造法で作成されたものであることを特徴とする請
   求項１および請求項３並びに請求項４に記載の真空断熱
   材の製造方法。