JPS59140046A - 断熱構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は断熱板、特に真空充填断熱板と発泡ポリウレタ
ンとの複合断熱構造体に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、断熱板としてガラス繊維９石綿、珪酸カルシウム
などの無機材料や、発泡ポリウレタン。

発泡ポリスチレンなどの有機材料が知られている８ガラ
ス繊維や珪酸カルシウムなどの無機利料は耐熱性や機械
的強度は良好であるが、しかし熱伝導率は０．０３〜０
．０５　ｋｃａｌ　／ｍｈ℃で、断熱効果は余り良くな
い。低温用保温断熱材としては硬質発泡ポリウレタンが
一般に使用され、○、Ｃ）　１５　ｋｃａｌ／ｍｈ℃の
熱伝導率が達成されているが、これ以上の断熱性能を向
上することは容易でない状況にある。まだ、液化窒素容
器や冷凍庫などの極低温用保冷材として、二重壁構成の
容器の間隙に発泡パーライト等を充填し、０．０１　Ｔ
ｏｒｒ以下の高真空に排気した粉末真空断熱法が知られ
ているが、高真空に耐える強固な容器を必要とすること
が粉末真空断熱法利用の１つの問題点となっていた。

この対策として、真空容器としてラミネートフィルム容
器を用いることが提案されている。すなわち、ラミネー
トフィルム容器内に断熱材を充填し、真空に排気して後
、熱融着密封を行なってなる真空充填断熱板は０．０１
　ｋｃａｌ／／ｆｎｈ辿以下の熱伝導率金持ち優れた断
熱特性を示す。一般に、このラミネートフィルムは内層
に低密度ポリエチレン（比重０．９１〜０．９２）など
の熱融着層、中間層にボリヒニルアルコール、ポリ塩化
ビニリデン。

アルミ箔などの気体遮断層、外層にポリエチレンテレフ
タレート、ポリアミドなどの機械的保ｍ層などによ−て
構成されるが、このラミ永−トフィルムだけでは長期寿
命保証が十分でなく、徐々に空気が侵入し、ラミネート
フィルム容器内の圧力が上昇する結果、断熱特性は時間
とともに劣化する。捷／こ、ラミネートフィルム容器は
非常に破損ｊ〜やすい欠点がある。これらの欠点を改良
するため、真空充填断熱板の周囲を発泡ポリウレタンで
被覆する方法がある。この場合、発泡ポリウレタンの断
熱特性を良くするために、４０〜６０℃に加熱して発泡
硬化が行なわれるが、このとき硬化発熱が生じ、発熱温
度が１００℃に達する。そのだめ、ラミネートフィルム
容器の熱融着層として一般に用いられている低密度ポリ
エチレン（比重０．９１〜０．９２）が軟化し、熱融着
密封が破れ、′フィルム容器内の圧力が上昇して熱伝導
率が悪化するという欠点がある。さらに、中間層に耐気
体透過性の優れたフィルムを構成したとしても、内層の
熱融着層を通って気体がフィルム容器内に侵入し、圧力
を上昇させる傾向がある。特に低密度ポリエチレンは発
泡ポリウレタンの発泡剤であるフロン−１１ガスの透過
性が大きく、熱融着層を通じてファン−１１ガスが内部
に侵入し、熱伝導率が悪化するという欠点がある。

発明の目的 本発明は上記問題点を改良するものであり、熱融着が可
能なラミネートフィルム容器内に断熱材が充填され、真
空に排気された真空充填断熱板の周囲にポリウレタンを
注入・発泡・硬化し、被覆してなる断熱構造体において
、断熱特性が優れ、真空充填断熱板の断熱特性が劣化し
ない断熱構造体を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、熱融着が可能なラミネートフィルム容器内に
断熱材が充填され、真空に排気された真空充填断熱板の
周囲にポリウレタンを注入・発泡・硬化してなる断熱構
造体において、ラミネートフィルム容器の熱融着密封層
フィルムが高密度ポリエチレンまたはポリプロピレンで
あることを特徴とする断熱構造体である。

本発明によれば、高密度ポリエチレンおよびポリプロピ
レンのフロン−１１ガス透過箪が小さいだめ、発泡ポリ
ウレタン中に含まれているフロン−１１ガスが真空充填
断熱板の内部に侵入することを抑え、断熱特性の劣化を
防ぐことができる。

また、耐熱性が高いため、ポリウレタンの発泡・硬化時
に生じる熱に対して、熱融着部が軟化することなく、真
空漏れによ、る熱伝導率の劣化が生じない。

実施例の説明 以下に本発明を図面を参照しながら説明する。

図は本発明の断熱構造体の一実施例を示す基本構成の断
面図である。

図において、１は熱融着層に高密度ポリエチレンまたは
ポリプロピレンを有するラミネートフィルム容器で、２
は熱融着密封部であり、内部に断熱材３が充填され、断
熱利内の空間とラミネートフィルム容器１の内部は真空
に保持された真空充填断熱板である。４は硬質発泡ポリ
ウレタンであり、真空充填断熱板のラミネートフィルム
容器１の外側にポリウレタンが注入・発泡・硬化されて
完全に被覆されている。

断熱材３は、材質に特に制限はないが、シリカ。

珪藻土、パーライトなどの粉末、ガラス繊維、セラミッ
ク繊維、ポリエステル繊維などの繊維集合体、硅酸カル
シウム板９発泡プラスチック板などの連続気孔成形体９
発泡パーライト、シリカマイクロバルーンなどの中空球
殻状粉末などが使用され、使用する断熱材の種類によっ
て真空充填断熱板の熱伝導率が異なってくる。

硬質発泡ポリウレタン４は、フロン−１１（ＣＦ（Ｊ３
）が発泡剤として含有されている。

断熱材を収納するラミネートフィルム容器１は変形可能
なフィルム状であり、厚い板状のプラスチ・・・り容器
や金属製の容器では真空向上方法が困難である。その点
、フィルム状のラミネートフィルム容器を使用すると熱
融着シール法により容器の完全密封が容易に行なうこと
ができ、まだ容器が真空に排気されたときに、内部に充
填されている断熱材の形状にしたがって容器が充填断熱
材に密着し、真空圧力に耐える利点がある。

本発明の特徴は、このラミネート７４ルム容器の内層の
熱融着層として高密度ポリエチレンｔ−たはポリプロピ
レンを使用することにある。これは高’＆［ポリエチレ
ンおよびポリプロピレンは低密度ポリエチレンと比べて
、フロン−１１ガスの透過性が、Ｊ−さいことを見出し
たことに起因する。フロン−１１ガス透過性が少なくな
ると、被覆されｆｔｃ　発ｒａＪポリウレタン中のフロ
ン−１１が熱融着部を通じて真空充填断熱板の内部に侵
入することが抑えられ、熱伝導率の劣化が小さくなる利
点を有する。さらに、これらの高密度ポリエチレンおよ
びポリプロピレンは低密度ポリエチレンと比べて、一般
に軟化温度が高く、ウレタンの発泡硬化時に生じる発熱
に対１で安定で、熱融着層が軟化せず、断熱特性が劣化
しない利点がある。

高密度ポリエチレンとしては、比重が０．９４より大き
いものが望ましく、一般に１２５℃以上の軟化温度を持
っている。比重が０．９３よりも小さいものは一般に低
密度ポリエチレンと言われ、軟化温度は１２０℃よりも
低い。ポリプロピレンとしては通常のものが使用可能で
、一般に１４０’Ｃ以上の軟化温度を持っている。

ラミネートフィルムの中間層および外層の材質としては
特に制限はないが、中間層としては、ポリビニルアルコ
ール、アルミ箔、ポリ塩化ビニリデンなどのガス透過性
の小さいフィルムが、外層としては、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリアミド、紙などの機械的強度の強いフ
ィルムなどが使用される。

以下に具体的な実施例によってさらに詳しく説明する。

なお本実施例において、熱伝導率の測定はダイナチック
社のに一マチック熱伝導率測定装置を用いて、ＡＳＴＭ
−１５１８に準拠した方法で、１３℃と３５℃との温度
差にお“ける熱伝導率をｄｌり定しだ。

実施例１ 発泡パーライト粉砕粉末（平均粒径３μｍ）をクラフト
紙製袋に充填し、それを熱融着層・高密度ポリエチレン
（比重０，９５．軟化温度１３０’Ｃ。

厚さ６０μｍ）、中間層・・延伸ポリビニールアルコー
ル（厚さ１４μｍ）保護層ポリエチレンテレフタレート
（厚さ２５μｍ）のラミネートフィルム容器に入れ、こ
れを熱融着密封装置を具備した真空用容器内に置いて、
０．６　Ｔｏｒｒの真空度に排気した状態で、フィルム
容器の開放部を加熱融着蜜月を行な−た後、真空用容器
内に外気を導入して大気圧に戻し、厚さ２０ｍｍ、横幅
２５０ｍｍ、縦幅２５Ｏｎ＋ｎ＋の真空充填断熱板を得
だ。得られた真空充填断熱板を４０℃に保った成形金型
内に置き、フロン−１１を含むポリウレタン（旭硝子製
オートフロス）を注入・発泡り硬化を行ない、真空充填
断熱板の全表面が発泡ポリウレタンで被覆された厚さ３
０ｍｍ、横幅３００ｍ［１１，縦幅３００　ｍｍの断熱
構造体を得た。得られた断熱構造体の性能を第１表に示
しだ。

発泡ウレタンの硬化時に発泡ポリウレタンの表面温度は
１００℃に上昇した。得られた断熱構体の熱伝導率はＯ
、ＯＯ８０ｋｃａｌ／ｍｈ”Ｃｆあ−た。また６０日経
過後の熱伝導率はＯ、ＯＯ８２ｋｃａｌ／ｍｈ　’Ｃで
あり、変化量は少ない。

比較例１ これに対し、低密度ポリエチレン（比重０，９１゜軟化
温度１０５℃）、延伸ポリビニルアルコール。

ポリエチレンテレフタレートの多層ラミネートフィルム
を使用して実施例１と同じ方法で得だ断熱構造体の熱伝
導率は０．０１９　ｋｃａｌ／／ｍｈ’ｌ：であり、発
泡ポリウレタン単体の熱伝導率である０、０１５ｋ　ｃ
ａ　ｌ／ｉｎｈ　℃より劣り、内部の真空充填断熱板の
熱伝導率が悪化していることが明らかであった。

比較例２ 金型温度を１６℃に保って、比較例１と同じ方法で断熱
構造体を作成した。この場合、発泡ポリウレタンの被覆
時における発熱温度は９５℃であった。初期の熱伝導率
はＯ、ＯＯ８８’ｋｃａｌＡｒＬｈ℃であるが、６０日
経過後にはｏ　、ｏ　ｏ　ｃｐｓ　９　ｋｃａｌ／ｍｈ
　℃に変化し、かなりの劣化が認められた。

実施例２ ガラス繊維板を熱融着層・ポリプロピレン（軟化温度１
５０℃、厚さ６０μｍ　）　＋中間層・アルミ箔（厚さ
９μｍ　）　＋保護層・ポリアミド（厚さ２５μｍ）よ
りなるラミネート容器に入れ、実施例１と同じ方法で真
空密封および発泡ポリウレタン被覆を行ない、厚さ３０
ｍｍ、横幅３００ｍｍ　、縦幅３００ｍｍの断熱構造体
を得だ。

得られた断熱構造体の初期の熱伝導率はｏｐ○８４ｋ　
ｃａ　１／ｉｍｈ　℃であり、まだ、６０日経過後の熱
伝導率は０，００８４　ｋｃａし雀ｈ℃であり、全く変
化が認められなかった。

実施例３ ンリカ微粉末をクラフト紙袋に充填し、それを熱融着層
・高密度ポリエチレン（比重０．９６．軟化温度１’４
０℃、厚さ６０μｍ　）　＋中間層・アルミ蒸着延伸ポ
リビニルアルコール（厚さ２３μｍ）。

保護層・ポリエチレンテレフタレート（厚さ１５μｍ）
よりなるラミネートフィルム容器に入れ、実施例１と同
じ方法で真空密封および発泡ポリウレタン被覆を行ない
、厚さ３０ｍｍ、横幅３００ｍｍ、縦幅３００ｍｍの断
熱構造体を得た。

得られた断熱構造体の初期の熱伝導率はｏｐｏγ１ｋ　
ｃａ　ｌ／ｍｈ　℃であった。まだ、６０日経過後の熱
伝導率は０．００７２　ｋｃａｌ／ｍｈ℃であり、変化
量は非常に小さ、い。

参考例 低密度ポリエチレン（比重０，９１．厚さ６０μｍ）高
密度ポリエチレン（比重０．９８．厚さ６０μｍ）およ
びポリプロピレン（厚さ６０μｍ）のそれぞれのフィル
ムのフロン−１１ガス透過率をムＳＴＭ−Ｄ１４３４に
準拠した方法で測定した結果、低密度ポリエチレンは４
５０　ｃｃ／ｆｎｔ、　ｚ４ｈ　、ａｈｎ　、　　高密
度ポリエチレンは４５　ｃｃ／ｍ”、　２４　ｈ　、　
ａｔｍ　、　　ポリプロピレンはｓ　００７ｍ”、　２
４ｈ　、　ａｔｍであり、高密度ポリエチレンおよヒポ
リプロピレンのフロン−１１ガス透過率は、低密度ポリ
エチレンと比べて、小さい値を示した。

発明の効果 以上のように本発明は、ラミネートフィルム容器内に断
熱材が充填され、真空に排気された真空充填断熱板の周
囲にポリウレタンが注入・発泡・硬化され、被覆されて
なる断熱構造体において、内層の熱融着密封層が高密度
ポリエチレンまたはポリプロピレンであるラミネートフ
ィルム容器であることを特徴とする断熱構造体であり、
ポリウレタンの発泡・硬化時に発熱する温度に対して、
真空充填断熱板の熱融着部が安定で、真空漏れによる熱
伝導率の劣化が生じることなく、さらに、熱融着部を通
じて、発泡ポリウレタン中のフロン−１１ガスが真空充
填断熱板の内部に侵入することを抑え、断熱特性の劣化
を防ぐことができるなど、その実用的価値は極めて太き
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の断熱構造体の基本構成を示す断面図であ
る。 １・・・・・・ラミネートフィルム容器、２・・・・・
・熱融着密封部、３・・・・・・断熱材、４・・・・・
・硬蛮発泡ポリウレタン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱融着密封が可能なラミネートフィルム容器内に
   断熱材が充填され、真空に排気された真空充填断熱板の
   周囲にポリウレタンを注入・発泡・硬化し、かつ前記熱
   融着密封層フィルムが高密度ポリエチレンまだはポリプ
   ロピレンを含有するラミネートフィルム容器である断熱
   構造体。
2. （２）高密度ポリエチレンの密度が０．９４ｇ／ｃｃ以
   上である特許請求の範囲第１項記載の断熱構造体。