JPWO2014122939A1 - 断熱パネル - Google Patents

Abstract

本発明の断熱パネルは、少なくとも真空断熱材（３）と発泡断熱材とを備える断熱パネルであって、真空断熱材（３）は外被材（９）で芯材（８）が覆われて真空密閉されており、真空断熱材（３）の厚みは断熱パネルの厚みの１／２以上であり、真空断熱材（３）は周縁部であるヒレ部（１１）が真空断熱材（３）の中心側に折り返して固定されたヒレ固定部（１２）を有し、ヒレ部（１１）は該ヒレ部（１１）の内側表面に配置されている接着部材（４）で固定されている。

Description

本発明は、表面材と裏面材の間に真空断熱材及び発泡断熱材を備えた断熱パネルに関するものである。

近年、省エネ技術に注目が集まり、真空断熱材を搭載した冷蔵庫又は自動販売機等様々な製品が発売され、好評を得ている。この真空断熱材は、グラスウール等の芯材と吸着剤とをガスバリア性を有する外被材内に減圧密封したものであり、従来のウレタンフォームと比較して、約２０倍の断熱性能を有する。このため、真空断熱材は、外形寸法の割に庫内容積が大きいものといった冷蔵庫の顧客要望を満たしつつ、省エネを図ることができる有力な手段として注目されている。

また、住宅分野においても、従来の壁内にグラスウール、または真空断熱材を用いることが特許文献１により知られている。

また、最近、高い断熱性を生かし、厚みを薄くできるという真空断熱材の特徴を生かし、室内側から真空断熱材とウレタンフォームを複層された内貼り断熱工法が提案されている。この内貼り断熱工法は、厚みの薄い真空断熱材を用いて室内空間を狭くすることなく高い断熱性が得ることができ、更に、一般的な断熱工法に比べて、室内側から工事ができるため、大掛かりな工事を伴わず、コスト、工期とも低減できる。

特開２０１２−１２８６０号公報

ところで、上記内貼り断熱工法では、真空断熱材を表面材に固定した後、ウレタンフォームで周囲を充填させるため、真空断熱材の外被材表面とウレタンフォームが全面接着する必要がある。しかしながら、真空断熱材には、芯材が密封されている部分以外にヒレ部分（真空断熱材の周縁部）が存在し、ヒレ部分はウレタン充填性を阻害するため、通常、芯材（真空断熱材の中心）側に折り返し、材質がＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）のテープで固定する。

このＯＰＰテープは、ウレタンフォームと接着しないため、その部分が剥離し、表層部分に凹み変形が現れ易いという課題があった。

特に、厚みの薄い真空断熱材においては、上記のように真空断熱材とウレタンフォームとが接着しない箇所があると、表層部に変形が現れやすく、製品不良となるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、厚みが薄い内貼り断熱パネルであっても、良好な外観品位を得ることができる。

上記目的を達成するために、本発明の断熱パネルは、少なくとも真空断熱材と発泡断熱材とを備える断熱パネルであって、前記真空断熱材は外被材で芯材が覆われて真空密閉されており、前記真空断熱材の厚みは前記断熱パネルの厚みの１／２以上であり、前記真空断熱材は周縁部であるヒレ部が前記真空断熱材の中心側に折り返して固定されたヒレ固定部を有し、前記ヒレ部は該ヒレ部の内側表面に配置されている接着部材で固定されている。

上記構成によると、発泡断熱材の厚みが１５ｍｍ以下の薄い断熱パネルであっても、接着部材を用いて、ヒレ部を固定することにより、ヒレ固定部に発泡断熱材が接着しにくい部分が生じることを抑制できる。このため、発泡断熱材が剥離する部分が抑制され、表層部分における凹み変形が現れることを抑制することができる。これにより、良好な外観品位を得ることができる。

本発明に係る断熱パネルによれば、真空断熱材から発泡断熱材が剥離することを抑制することができ、良好な外観品位を得ることができる。

図１は、本発明の実施の形態１における断熱パネルの断面図である。 図２は、図１に示す真空断熱材の断面図である。 図３は、図１に示す真空断熱材の正面から見た透視図である。 図４は、本発明の実施の形態１における変形例１の断熱パネルの断面図である。 図５は、本発明の実施の形態２における断熱パネルの断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２における変形例１の断熱パネルの断面図である。

第１の発明は、真空断熱材と発泡断熱材と接着部材とを備え、真空断熱材は外被材で形成された袋に芯材が収納されて、真空密閉されており、真空断熱材の厚みは断熱パネルの厚みの１／２以上であり、真空断熱材の周縁部であるヒレ部は真空断熱材の中心側に折り返され、接着部材はヒレ部の内側表面に配置され、ヒレ部と外被材のヒレ部よりも内方側の第１部分とが接着部材により固定されている。

第２の発明は、真空断熱材と発泡断熱材と接着部材とを備え、真空断熱材は外被材で形成された袋に芯材が収納されて、真空密閉されており、真空断熱材の厚みは断熱パネルの厚みの１／２以上であり、真空断熱材の周縁部であるヒレ部は真空断熱材の中心側に折り返され、接着部材はヒレ部の外側表面と外被材のヒレ部よりも内方側の第２部分とを覆うように配置され、ヒレ部と第２部分とが接着部材により固定されている。

第１又は第２の発明に用いられている真空断熱材は、芯材と共に水分吸着剤を用いて減圧密封してもよい。これにより、芯材に付着している残存水分及び、外部から浸入する水分を吸着して減圧状態を維持することができる。このため、真空断熱材の断熱性の低下を抑制することができる、また、水分吸着剤と気体吸着デバイスを用いると、更に、外部から侵入する空気を吸着するため、より減圧状態を維持できるため、真空断熱材の高い断熱性能を長期に亘って維持することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は、以下の実施の形態に限定されない。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る断熱パネルは、少なくとも真空断熱材と発泡断熱材とを備える断熱パネルであって、真空断熱材は外被材で芯材が覆われて真空密閉されており、真空断熱材の厚みは断熱パネルの厚みの１／２以上であり、真空断熱材は周縁部であるヒレ部が真空断熱材の中心側に折り返して固定されたヒレ固定部を有し、ヒレ部は該ヒレ部の内側表面に配置されている接着部材で固定されている。

また、本発明の実施の形態１に係る断熱パネルでは、接着部材は、ホットメルト接着剤であってもよい。

また、本発明の実施の形態１に係る断熱パネルでは、真空断熱材または発泡断熱材を挟むように配置されている表面材と裏面材をさらに備えてもよい。

［断熱パネル及び真空断熱材の構成］
図１は、本発明の実施の形態１における断熱パネルの断面図である。図２は、図１に示す真空断熱材の断面図である。図３は、図１に示す真空断熱材の正面から見た透視図である。

図１に示すように、本実施の形態１における断熱パネル２０は表面材１および裏面材２との間に真空断熱材３を備え、ウレタンフォーム（発泡断熱材）５を充填して形成されている。

また、図２に示すように、真空断熱材３はガラス等の繊維からなる芯材８と水分吸着剤６および気体吸着剤７を外被材９に封入した後、真空密閉されている。より詳細には、外被材９は、本実施の形態１においては、第１ラミネートフィルム９ａと第２ラミネートフィルム９ｂを有しており、第１ラミネートフィルム９ａと第２ラミネートフィルム９ｂで構成されている袋内に芯材８、水分吸着剤６、及び気体吸着剤７が収納されている。

第１ラミネートフィルム９ａと第２ラミネートフィルム９ｂは最外層がナイロンで構成されており、外側からナイロンフィルム、ＰＥＴフィルムのアルミ蒸着フィルム、ポリエチレンフィルムが積層されている。

また、ＰＥＴフィルムのアルミ蒸着フィルムの代わりに、ナイロンフィルムとアルミ箔で構成することも可能である。

水分吸着剤６としては、例えば、酸化カルシウム、又は酸化マグネシウム等の化学吸着物質、或いは、ゼオライトのような物理吸着物質を用いることができる。気体吸着剤７は収納容器１０に封入されており、真空断熱材３が密閉された後に開封することで、真空断熱材３の密閉度を高め、断熱性能を向上させている。

気体吸着剤７としては、ジルコニウム、バナジウム及びタングステンからなる合金、鉄、マンガン、イットリウム、ランタンと希土類元素の１種の元素を含む合金、Ｂａ−Ｌｉ合金、並びに、金属イオンとイオン交換したゼオライト等が挙げられる。また、収納容器１０の材料としては、アルミニウム、鉄、胴、ステンレス等の金属材料が挙げられる。

また、図１〜図３に示すように、真空断熱材３（外被材９）の周縁部であるヒレ部１１は真空断熱材３の中心側に折り返されている。ヒレ部１１の外被材９と対向する内側表面には、接着部材４が配置されている。そして、ヒレ部１１は、接着部材４により、外被材９のヒレ部１１よりも内方側の第１部分１３に固定されている。なお、第１部分１３は、ヒレ部１１が折り返されて、外被材９におけるヒレ部１１と対向する部分をいう。また、真空断熱材３におけるヒレ部１１が第１部分１３に固定されている部分が、ヒレ固定部１２を構成する。

接着部材４は、本実施の形態１においては、ホットメルト接着剤を使用している。ホットメルト接着剤としては、例えば、オレフィン系のホットメルト材で、株式会社ＭＯＲＥＳＣＯ製「モレスコメルトＲＡＣ―１８Ｚ」を使用してもよい。ヒレ部１１への接着部材４の塗布量は、例えば、０．５グラム／ｍ〜１．５グラム／ｍであってもよい。また、接着部材４は、ヒレ部１１にボード状に塗布してもよく、ビード状に塗布してもよい。

［断熱パネル及び真空断熱材の製造方法］
次に、本実施の形態１に係る断熱パネル２０の製造方法を説明する。

まず、矩形状の第１ラミネートフィルム９ａと矩形状の第２ラミネートフィルム９ｂを作製し、第１ラミネートフィルム９ａと第２ラミネートフィルム９ｂが互いに対向するように配置して、積層体を作製する。

次に、第１ラミネートフィルム９ａ及び第２ラミネートフィルム９ｂの周縁部の３辺を加熱しながら押圧して、熱溶着させて、袋状のラミネートフィルムを作製する。この際、最も内側に位置するポリエチレンフィルム同士が接している部分が熱溶着することで密閉される。次に、袋状のラミネートフィルムの開口部から芯材８、水分吸着剤６及び気体吸着剤７を収納している収納容器１０を挿入し、真空包装機を用いて、袋状のラミネートフィルム内部を真空引きしながら、開口部を熱溶着することで、真空断熱材３が得られる。

次に、裏面材２と真空断熱材３を両面テープで固定した後、表面材１および裏面材２との間にウレタンフォーム５を発泡、塗布させる。そして、一定の厚みとなるように表面材１で押さえることにより、断熱パネル２０が得られる。

［実施例１］
ここで、上記製造方法により製造した断熱パネル２０の一例（実施例１）について説明する。実施例１の断熱パネル２０においては、断熱パネル２０の内寸における厚みｔ２が１５ｍｍであるのに対して、真空断熱材３の厚みｔ１は８ｍｍであった。すなわち、真空断熱材３の厚みｔ１が断熱パネル２０の厚みｔ２の１／２以上となっていた。

また、真空断熱材３から断熱パネル２０の裏面材２までの距離Δｔ＝ｔ２−ｔ１が１５ｍｍ−８ｍｍ＝７ｍｍとなり、Δｔが１０ｍｍ以下の非常に薄いウレタンフォームの層であったが、凹部等が発生せず、外観変形を防ぐことができた。

なお、上記実施例１の断熱パネル２０では、Δｔが１０ｍｍ以下のものであったが、実験を行ったところ、Δｔが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものであっても、断熱パネル２０の表面に凹凸が発生せず、外観変形を防ぐことができた。

［断熱パネルの作用効果］
上述したように、従来のようにウレタンフォームと接着性の悪いテープ等でヒレ部１１を固定した場合には、テープの表面が真空断熱材３に露出する。このため、テープ表面上では、ウレタンが密着せず、ウレタンフォームの密度が薄く、又はウレタンフォームが乖離して、凹部を形成し、外観変形が発生するおそれがある。

しかしながら、本実施の形態１のように、ヒレ部１１と外被材９との間に接着部材（ホットメルト接着剤）４を配置して、ホットメルト接着剤により、ヒレ部１１を固定しているので、ウレタンフォームと接着性の悪いテープの表面が露出することがない。このため、ヒレ固定部１２においても、外被材９とウレタンフォーム５とが直接密着することで、外観変形を防ぐことができる。

このように、本実施の形態１に係る断熱パネル２０では、ヒレ固定部１２にウレタンフォーム５が接着しにくい部分が生じることを抑制できる。このため、ウレタンフォーム５が剥離する部分が生じることが抑制され、表層部分における凹み変形が現れることを抑制することができる。これにより、本実施の形態１に係る断熱パネル２０では、良好な外観品位を得ることができる。

なお、本実施の形態１においては、外被材９として、第１ラミネートフィルム９ａ及び第２ラミネートフィルム９ｂを用い、これらの４辺を溶着させて、真空断熱材３を得る形態を採用したが、これに限定されない。例えば、１枚の矩形状の外被材９を２つ折りにして、折り返した部分以外の３辺を溶着させて、真空断熱材３を得る形態を採用してもよい。

［変形例１］
次に、本実施の形態１における変形例１の断熱パネルについて、説明する。

図４は、本発明の実施の形態１における変形例１の断熱パネルの断面図である。

図４に示すように、本実施の形態１における変形例１の断熱パネル２０は、実施の形態１に係る断熱パネル２０と基本的構成は同じであるが、真空断熱材３が発泡フェノールフォーム１５で覆われて形成されている点と、接着部材４として、両面テープが使用されている点と、表面材１及び裏面材２が配置されていない点と、表面材１および裏面材２を用いることなく断熱パネルを形成している点とが異なる。

具体的には、接着部材４は、ヒレ部１１の内側表面と外被材９の第１部分１３とを張り付けるように、配置されている。なお、両面テープとしては、例えば、基材にアクリル系粘着剤を塗布した両面テープを用いてもよい。

また、本変形例１においては、発泡断熱材として、発泡フェノールフォーム１５を用いている。なお、発泡断熱材としては、例えば、発泡ポリプロピレン等を用いてもよい。

このように構成された、本変形例１の断熱パネル２０であっても、実施の形態１に係る断熱パネル２０と同様の作用効果を奏する。

なお、本発明者等は、上記本変形例１の断熱パネル２０の構成をとる断熱パネルを製造した結果、断熱パネル２０の一方の主面と真空断熱材３におけるヒレ部１１の外側表面との間の距離Δｔが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものであっても、断熱パネルの表面に凹凸が発生せず、外観変形を防ぐことができることを確認している。

また、本発明者等は、ヒレ部１１を通常のアルミテープを用いて、外被材９のヒレ部１１よりも内方側の部分に固定した断熱パネルでは、Δｔが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものであっても、表面に変形が生じたことを観察している。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る断熱パネルは、少なくとも真空断熱材と発泡断熱材とを備える断熱パネルであって、真空断熱材は外被材で芯材が覆われて真空密閉されており、真空断熱材の厚みが断熱パネルの厚みの１／２以上であり、真空断熱材は周縁部であるヒレ部が真空断熱材の中心側に折り返して固定されたヒレ固定部を有し、ヒレ部は該ヒレ部の外側表面から接着部材で固定され、接着部材の表面は発泡断熱材との密着性が良い密着部を有する。

本願発明における密着部の密着性が良いということは、従来技術で説明したようなＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）のテープとウレタンフォームとの接着、または外被材の外表面の素材であるナイロンとウレタンフォームとの接着、よりも接着力が強いものを指す。

また、本発明の実施の形態２に係る断熱パネルでは、接着部材はテープであり、テープの外面側に密着部が設けられていてもよい。

さらに、本発明の実施の形態２に係る断熱パネルでは、密着部は凹凸を有する形状で構成されていてもよい。

［断熱パネルの構成］
図５は、本発明の実施の形態２における断熱パネルの断面図である。

図５に示すように、本実施の形態２に係る断熱パネル２０は、実施の形態１に係る断熱パネル２０と基本的構成は同じであるが、接着部材４として、テープを用いている点と、ヒレ部１１が該ヒレ部１１の外側表面から接着部材４で固定されている点と、が異なる。

具体的には、接着部材４がヒレ部１１の外側表面と外被材９のヒレ部１１よりも内方側の第２部分１４とを覆うように配置され、ヒレ部１１と第２部分１４とが接着部材４により固定されている。なお、第２部分１４は、第１部分１３よりも、真空断熱材３の中心側に位置する部分である。

また、本実施の形態２においては、接着部材４として使用するテープの表面４ａには、ウレタンフォーム５と高める処理がされている密着部を有している。密着部としては、例えば、凹凸を有する形状で構成されていてもよい。凹凸の形状については、布テープのような網目状の凹凸の形状であってもよいし、紙表面のような微細な凹凸の形状であってもよい。

また、密着部の別の例として、テープの表面１４ａのコーティング剤を工夫することで発泡断熱材の密着性をあげることもできる。一般的にテープの表面１４ａは離型剤を有しているが、本実施の形態２では、発泡断熱材であるウレタンとの密着性が低いシリコンおよびフッ素を含まないコーティング剤を用いることで、テープの表面１４ａに密着部を形成することができる。

［実施例１］
ここで、上記のように構成された本実施の形態２に係る断熱パネル２０の一例（実施例１）について、説明する。実施例１の断熱パネル２０では、接着部材４として、布テープを用いている。

実施例１の断熱パネル２０においては、断熱パネル２０の内寸における厚みｔ２が１５ｍｍであるのに対して、真空断熱材３の厚みｔ１は８ｍｍであった。すなわち、真空断熱材３の厚みｔ１が断熱パネル２０の厚みｔ２の１／２以上となっていた。

また、実施例１の断熱パネル２０では、真空断熱材３から断熱パネル２０の裏面材２までの距離Δｔ＝ｔ２−ｔ１が１５ｍｍ−８ｍｍ＝７ｍｍとなり、Δｔが１０ｍｍ以下の非常に薄いウレタンフォームの層であったが、凹部等が発生せず、外観変形を防ぐことができた。

なお、上記実施例１の断熱パネル２０では、Δｔが１０ｍｍ以下のものであったが、実験を行ったところ、Δｔが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものであっても、断熱パネル２０の表面に凹凸が発生せず、外観変形を防ぐことができた。一方、接着部材４として、通常のアルミテープを用いた場合には、Δｔが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものであっても、表面に変形が生じた。

［断熱パネルの作用効果］
このように構成された、本実施の形態２に係る断熱パネル２０では、真空断熱材３に接着部材４の表面４ａが露出している場合であっても、テープの表面４ａに密着部が形成されているので、表面４ａとウレタンフォームとが直接密着することができ、外観変形を防ぐことができる。

［変形例１］
次に、本実施の形態２における変形例１の断熱パネルについて、説明する。

図６は、本発明の実施の形態２における変形例１の断熱パネルの断面図である。

図６に示すように、本実施の形態２における変形例１の断熱パネル２０は、実施の形態２に係る断熱パネル２０と基本的構成は同じであるが、真空断熱材３が発泡フェノールフォーム１５で覆われて形成されている点と、表面材１及び裏面材２が配置されていない点と、表面材１および裏面材２を用いることなく断熱パネルを形成している点とが異なる。

具体的には、本変形例１においては、発泡断熱材として、発泡フェノールフォーム１５を用いている。なお、発泡断熱材としては、例えば、発泡ポリプロピレン等を用いてもよい。

このように構成された、本変形例１の断熱パネル２０であっても、実施の形態２に係る断熱パネル２０と同様の作用効果を奏する。

なお、本発明者等は、上記本変形例１の断熱パネル２０の構成をとる断熱パネルを製造した結果、断熱パネル２０の一方の主面と真空断熱材３におけるヒレ部１１の外側表面との間の距離Δｔが２０ｍｍ以下のものであっても、断熱パネルの表面に凹凸が発生せず、外観変形を防ぐことができることを確認している。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の要旨を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。

本発明の断熱パネルは、断熱性能を長期に亘って維持でき、総厚みを薄くすることができるため、住宅等の建築用の建材パネルとして利用できることに加え、冷蔵庫や自動販売機、給湯容器、自動車用断熱材、保冷・保温ボックス等のような用途にも適用できる。

１ 表面材
２ 裏面材
３ 真空断熱材
４ 接着部材
４ａ 表面
５ ウレタンフォーム
６ 水分吸着剤
７ 気体吸着剤
８ 芯材
９ 外被材
９ａ 第１ラミネートフィルム
９ｂ 第２ラミネートフィルム
１０ 収納容器
１１ ヒレ部
１２ ヒレ固定部
１３ 第１部分
１４ 第２部分
１５ 発泡フェノールフォーム
２０ 断熱パネル

Claims (7)

1. 少なくとも真空断熱材と発泡断熱材とを備える断熱パネルであって、
   前記真空断熱材は外被材で芯材が覆われて真空密閉されており、
   前記真空断熱材の厚みは前記断熱パネルの厚みの１／２以上であり、
   前記真空断熱材は周縁部であるヒレ部が前記真空断熱材の中心側に折り返して固定されたヒレ固定部を有し、
   前記ヒレ部は該ヒレ部の内側表面に配置されている接着部材で固定されている、断熱パネル。
2. 少なくとも真空断熱材と発泡断熱材とを備える断熱パネルであって、
   前記真空断熱材は外被材で芯材が覆われて真空密閉されており、
   前記真空断熱材の厚みが断熱パネルの厚みの１／２以上であり、
   前記真空断熱材は周縁部であるヒレ部が前記真空断熱材の中心側に折り返して固定されたヒレ固定部を有し、
   前記ヒレ部は該ヒレ部の外側表面から接着部材で固定され、
   前記接着部材の表面は前記発泡断熱材との密着性の良い密着部を有する、断熱パネル。
3. 前記接着部材は、ホットメルト接着剤である、請求項１に記載の断熱パネル。
4. 前記接着部材は、両面テープである、請求項１に記載の断熱パネル。
5. 前記接着部材は、テープであり、前記テープの外面側に密着部が設けられている、請求項２に記載の断熱パネル。
6. 前記密着部は凹凸を有する形状で構成されている、請求項５に記載の断熱パネル。
7. 前記真空断熱材または前記発泡断熱材を挟むように配置されている表面材と裏面材をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の断熱パネル。
   

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