JPWO2019225592A1 - 真空断熱材および真空断熱材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
真空包装時おける芯材の変形を防止することができ、真空包装前の芯材形状を保持したまま真空包装することのできる芯材および真空断熱材を提供する。真空包装前の芯材１０の少なくとも１つの面は、第１の面１１と、第１の面１１と高さの異なる第２の面１２と、第１の面１１と第２の面１２とを傾斜して結ぶように形成された第３の面１３と、を備えている。これにより、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面１３により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することができる。
Description
本発明は、芯材および真空断熱材に係り、特に、外被材により真空包装されて真空断熱材を形成するための芯材および真空断熱材に関する。
一般に、冷蔵庫や調理機器などの家電製品には、省エネルギ化が求められ、このような省エネルギ化に応えるため、家電製品の内部には、高性能な真空断熱材が使用されている。
このような真空断熱材として、従来、例えば、グラスウールからなる芯材２と、外被体としてのバリア材４とからなり、芯材２の一部を取り除いてこの芯材２に線状の薄肉部１３を形成し、これにより、薄肉部１３を利用して完成した真空断熱材１を容易に折曲げることができるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
このような真空断熱材として、従来、例えば、グラスウールからなる芯材２と、外被体としてのバリア材４とからなり、芯材２の一部を取り除いてこの芯材２に線状の薄肉部１３を形成し、これにより、薄肉部１３を利用して完成した真空断熱材１を容易に折曲げることができるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
このような従来の技術においては、芯材に薄肉部を形成し、真空断熱材を折曲することができるようにしている。
しかしながら、真空断熱材の折曲とは別に、真空断熱材を凹凸形状を有する異形の筐体に配置する際、筐体形状に合わせて真空断熱材の一部に厚みが異なる部位を加工する必要がある場合がある。
しかしながら、真空断熱材の折曲とは別に、真空断熱材を凹凸形状を有する異形の筐体に配置する際、筐体形状に合わせて真空断熱材の一部に厚みが異なる部位を加工する必要がある場合がある。
この場合に、芯材の一部に厚みが異なる部位を形成する際、真空包装前に芯材を形成した後に真空包装を施すが、図８に示すように、真空包装後の真空断熱材１００は大気圧により応力を受けるため、厚みの薄い薄肉部２０１および段差部２０２の芯材１０１が変形してしまい、図８に破線で示す本来の設計形状と、芯材１０１の形状とが異なってしまうおそれがあるという問題がある。
また、真空断熱材１００を形成した後、プレス加工などにより薄肉部２０１を形成しようとすると、プレス加工により圧縮された箇所の芯材密度が、プレス加工を行わない箇所の芯材密度より高くなってしまう。このように芯材密度が均一でないと、密度の高い箇所の熱伝導率が上昇してしまい、真空断熱材１００の断熱効果が低減してしまう。
さらに、真空包装後に圧縮加工をした場合、真空断熱材の体積が小さくなるため、内部圧力が上昇し、真空断熱材１００全体の熱伝導率が上昇してしまう。
さらに、真空包装後に圧縮加工をした場合、真空断熱材の体積が小さくなるため、内部圧力が上昇し、真空断熱材１００全体の熱伝導率が上昇してしまう。
本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、真空包装時おける芯材の変形を防止することができ、真空包装前の芯材形状を保持したまま真空包装することのできる芯材および真空断熱材を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するため、本発明は、真空断熱材用の芯材であって、真空包装前の前記芯材の少なくとも１つの面は、第１の面と、前記第１の面と高さの異なる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを傾斜して結ぶように形成された第３の面と、を備えていることを特徴とする。
これによれば、芯材の少なくとも１つの面に、第１の面と第２の面を傾斜した結ぶ第３の面を形成しているので、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することができる。
なお、この明細書には、２０１８年５月２１日付けで日本国に出願された日本国特許出願・特願２０１８−０９６９４３のすべての内容が含まれる。
なお、この明細書には、２０１８年５月２１日付けで日本国に出願された日本国特許出願・特願２０１８−０９６９４３のすべての内容が含まれる。
本発明によれば、芯材に対して真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。その結果、設計当初の形状を維持した状態の真空断熱材を得ることができる。
第１の発明は、真空断熱材用の芯材であって、真空包装前の前記芯材の少なくとも１つの面は、第１の面と、前記第１の面と高さの異なる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを傾斜して結ぶように形成された第３の面と、を備えている。
これによれば、芯材の少なくとも１つの面に、第１の面と第２の面を傾斜した結ぶ第３の面を形成しているので、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。これにより、設計当初の形状を維持した状態の真空断熱材を得ることができる。
これによれば、芯材の少なくとも１つの面に、第１の面と第２の面を傾斜した結ぶ第３の面を形成しているので、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。これにより、設計当初の形状を維持した状態の真空断熱材を得ることができる。
第２の発明は、前記芯材の前記第３の面は、平面状に傾斜している。
これによれば、平面状に傾斜した第３の面を形成することにより、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。
これによれば、平面状に傾斜した第３の面を形成することにより、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。
第３の発明は、前記芯材の前記第３の面は、階段状に傾斜して形成されている。
これによれば、階段状に傾斜した第３の面を形成することにより、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。
これによれば、階段状に傾斜した第３の面を形成することにより、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。
第４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の芯材を用いた真空断熱材である。
これによれば、芯材の少なくとも１つの面に、第１の面と第２の面を傾斜した結ぶ第３の面を形成しているので、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。これにより、設計当初の形状を維持した状態の真空断熱材を得ることができる。
これによれば、芯材の少なくとも１つの面に、第１の面と第２の面を傾斜した結ぶ第３の面を形成しているので、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。これにより、設計当初の形状を維持した状態の真空断熱材を得ることができる。
第５の発明は、真空包装後の芯材の少なくとも１つの面は、第１の面と、前記第１の面と高さの異なる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを傾斜して結ぶように形成された第３の面と、を備え、前記第１の面、前記第２の面、前記第３の面における前記芯材の密度が均一である。
これによれば、従来のように、真空断熱材を製造した後、プレス加工を行って薄肉部を形成する場合と比較して、芯材の密度を均一にすることができ、設計通りの熱伝導率を確保することができ、真空断熱材の断熱効果を確保することができる。
これによれば、従来のように、真空断熱材を製造した後、プレス加工を行って薄肉部を形成する場合と比較して、芯材の密度を均一にすることができ、設計通りの熱伝導率を確保することができ、真空断熱材の断熱効果を確保することができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。
図１は、本実施の形態に係る芯材を適用した真空断熱材の概略斜視図である。図２は、芯材の概略斜視図である。
本実施の形態における真空断熱材１は、例えば、冷蔵庫や調理機器などに配設されるほぼ平板状の真空断熱材１である。
図１に示すように、真空断熱材１は、芯材１０と、芯材１０の外側を被覆する外被材２０とを備えている。
図１は、本実施の形態に係る芯材を適用した真空断熱材の概略斜視図である。図２は、芯材の概略斜視図である。
本実施の形態における真空断熱材１は、例えば、冷蔵庫や調理機器などに配設されるほぼ平板状の真空断熱材１である。
図１に示すように、真空断熱材１は、芯材１０と、芯材１０の外側を被覆する外被材２０とを備えている。
芯材１０は、例えば、弾性を有するグラスウールを積層してなる断熱体により構成されている。なお、芯材１０に水分ならびに気体を吸着するデバイスを混入するようにしてもよい。
芯材１０は、一面が平面状に形成されており、他面には、途中段差が形成される形状を有している。すなわち、芯材１０の他面は、第１の面１１と、第１の面１１より高さが低く形成された第２の面１２と、第１の面１１と第２の面１２とを傾斜して結ぶように形成された第３の面１３と、を備えている。
本実施の形態においては、第３の面１３は、平面状に形成されているが、平面状に限定されるものではなく、例えば、曲面状に形成するようにしてもよい。
なお、第３の面１３は、第２の面１２に対して小さい傾斜角で形成されているが、これに限定されるものではなく、９０°以下であれば一定の効果が期待できる。
芯材１０は、一面が平面状に形成されており、他面には、途中段差が形成される形状を有している。すなわち、芯材１０の他面は、第１の面１１と、第１の面１１より高さが低く形成された第２の面１２と、第１の面１１と第２の面１２とを傾斜して結ぶように形成された第３の面１３と、を備えている。
本実施の形態においては、第３の面１３は、平面状に形成されているが、平面状に限定されるものではなく、例えば、曲面状に形成するようにしてもよい。
なお、第３の面１３は、第２の面１２に対して小さい傾斜角で形成されているが、これに限定されるものではなく、９０°以下であれば一定の効果が期待できる。
次に、芯材１０の形成方法について説明する。
図３から図６は、芯材１０を形成する手段を示す説明図である。
第１の芯材形成手段としては、図３に示すように、芯材１０は、直方体形状の第１の芯材１０ａと、第１の芯材１０ａより長さ寸法が短く形成され、一端部に第３の面１３を形成してなる第２の芯材１０ｂとを重ね合わせることで形成することができる。
図３から図６は、芯材１０を形成する手段を示す説明図である。
第１の芯材形成手段としては、図３に示すように、芯材１０は、直方体形状の第１の芯材１０ａと、第１の芯材１０ａより長さ寸法が短く形成され、一端部に第３の面１３を形成してなる第２の芯材１０ｂとを重ね合わせることで形成することができる。
第２の芯材形成手段としては、図４に示すように、芯材１０は、直方体形状の第１の芯材１０ｃと、第１の芯材１０ｃより高さ寸法が低く形成された第２の芯材１０ｄと、第１の芯材１０ｃと第２の芯材１０ｄとの間に、上面に第３の面１３が形成された第３の芯材１０ｅとを組み合わせることにより、形成することができる。
また、第３の芯材形成手段としては、図５に示すように、芯材１０は、直方体形状の芯材１０の一部（図中破線部分）を切り取ることで、第１の面１１、第２の面１２および第３の面１３を備えた芯材１０を形成することができる。
第４の芯材形成手段としては、図６に示すように、芯材１０は、薄板状の芯材１０を積層することにより、形成することができる。
なお、これらの芯材形成手段は、単に一例を示したものに過ぎず、他のいずれの手段により芯材１０を形成するようにしてもよい。
なお、これらの芯材形成手段は、単に一例を示したものに過ぎず、他のいずれの手段により芯材１０を形成するようにしてもよい。
芯材１０の外周側には、外被材２０が設けられている。外被材２０としては、ガスバリア性を有し、かつ芯材１０を収納して内部を真空に維持できれば、いずれの材料を用いてもよい。
図７は、真空断熱材１を製造する工程を示す説明図である。
真空断熱材１を製造する場合は、図７（ａ）に示すように、前述のように第１の面１１、第２の面１２および第３の面１３が形成された芯材１０を形成する。そして、図７（ｂ）に示すように、芯材１０の上下面を外被材２０で被覆し、各外被材２０を密着させた状態で、図７（ｃ）に示すように、真空引きをして真空包装することにより、真空断熱材１を、製造することができる。
真空断熱材１を製造する場合は、図７（ａ）に示すように、前述のように第１の面１１、第２の面１２および第３の面１３が形成された芯材１０を形成する。そして、図７（ｂ）に示すように、芯材１０の上下面を外被材２０で被覆し、各外被材２０を密着させた状態で、図７（ｃ）に示すように、真空引きをして真空包装することにより、真空断熱材１を、製造することができる。
次に、本実施の形態の作用について説明する。
芯材１０の表面に外被材２０を被覆して真空引きを行う際に、芯材１０は、大気圧により応力を受ける。芯材１０に段差部分が形成されている場合、大気圧による応力が、芯材１０の段差付近に対して厚み方向すなわち第２の面１２に対して９０°をなす方向に集中的に働くと、芯材１０の下面が大気圧および外被材２０の張力により引っ張られて、芯材１０の形状が変形することがある。
芯材１０の表面に外被材２０を被覆して真空引きを行う際に、芯材１０は、大気圧により応力を受ける。芯材１０に段差部分が形成されている場合、大気圧による応力が、芯材１０の段差付近に対して厚み方向すなわち第２の面１２に対して９０°をなす方向に集中的に働くと、芯材１０の下面が大気圧および外被材２０の張力により引っ張られて、芯材１０の形状が変形することがある。
本実施の形態においては、真空包装前に、芯材１０の一面に、第１の面１１と第２の面１２を結ぶ傾斜した第３の面１３をあらかじめ設けている。
そのため、真空包装を行う際に、大気圧により段差部分に応力が加わった場合、第３の面１３に傾斜を形成することにより、大気圧による応力と、外被材２０による張力が水平方向に向かうように分散されることになり、第２の面１２に対して９０°方向に働く応力を集中しにくくすることができる。
そのため、真空包装を行う際に、大気圧により段差部分に応力が加わった場合、第３の面１３に傾斜を形成することにより、大気圧による応力と、外被材２０による張力が水平方向に向かうように分散されることになり、第２の面１２に対して９０°方向に働く応力を集中しにくくすることができる。
これにより、外被材２０を芯材１０に被覆して真空包装を行う際に、大気圧による応力が、第３の面１３により段差付近に集中せずに、分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。これにより、設計当初の形状を維持した状態の真空断熱材１を得ることができる。
そのため、芯材１０の密度が変化してしまうことがなく、設計通りの熱伝導率を確保することができ、真空断熱材１の断熱効果を確保することができる。
そのため、芯材１０の密度が変化してしまうことがなく、設計通りの熱伝導率を確保することができ、真空断熱材１の断熱効果を確保することができる。
以上説明したように、本実施の形態においては、真空包装前の芯材１０の少なくとも１つの面は、第１の面１１と、第１の面１１と高さの異なる第２の面１２と、第１の面１１と第２の面１２とを傾斜して結ぶように形成された第３の面１３と、を備えている。
これによれば、芯材１０の少なくとも１つの面に、第１の面１１と第２の面１２を傾斜して結ぶ第３の面１３を形成しているので、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面１３により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。これにより、設計当初の形状を維持した状態の真空断熱材１を得ることができる。
これによれば、芯材１０の少なくとも１つの面に、第１の面１１と第２の面１２を傾斜して結ぶ第３の面１３を形成しているので、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面１３により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。これにより、設計当初の形状を維持した状態の真空断熱材１を得ることができる。
また、本実施の形態においては、芯材１０の第３の面１３は、平面状で傾斜している。
これによれば、平面状に傾斜した第３の面１３を形成することにより、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面１３により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。
これによれば、平面状に傾斜した第３の面１３を形成することにより、真空包装を行う際における大気圧による応力が、第３の面１３により分散されることになり、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することが可能となる。
また、本実施の形態においては、真空包装後の芯材１０の少なくとも１つの面は、第１の面１１と、第１の面１１と高さの異なる第２の面１２と、第１の面１１と第２の面１２とを傾斜して結ぶように形成された第３の面１３と、を備え、第１の面１１、第２の面１２、第３の面１３における芯材１０の密度が均一である。
これによれば、従来のように、真空断熱材１を製造した後、プレス加工を行って薄肉部を形成する場合と比較して、芯材の密度を均一にすることができ、設計通りの熱伝導率を確保することができ、真空断熱材１の断熱効果を確保することができる。
これによれば、従来のように、真空断熱材１を製造した後、プレス加工を行って薄肉部を形成する場合と比較して、芯材の密度を均一にすることができ、設計通りの熱伝導率を確保することができ、真空断熱材１の断熱効果を確保することができる。
なお、本実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は前記実施の形態に限定されない。
例えば、本実施の形態では、第３の面１３が、平面状の傾斜面である場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第３の面１３は、階段状に傾斜して形成するようにしてもよい。
また、前記実施の形態においては、芯材１０の一面に１つの第３の面１３を形成した場合の例について説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、芯材１０の一面に複数の第３の面１３を形成するようにしてもよいし、芯材１０の両面に１つまたは複数の第３の面１３を形成するようにしてもよい。
例えば、本実施の形態では、第３の面１３が、平面状の傾斜面である場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第３の面１３は、階段状に傾斜して形成するようにしてもよい。
また、前記実施の形態においては、芯材１０の一面に１つの第３の面１３を形成した場合の例について説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、芯材１０の一面に複数の第３の面１３を形成するようにしてもよいし、芯材１０の両面に１つまたは複数の第３の面１３を形成するようにしてもよい。
以上のように、本発明に係る芯材は、真空包装を行う際における大気圧による応力を第３の面により分散することができ、応力が厚み方向に集中的に働くことによる変形を防止することができる芯材として好適に利用可能である。
１ 真空断熱材
１０ 芯材
１１ 第１の面
１２ 第２の面
１３ 第３の面
２０ 外被材
１０ 芯材
１１ 第１の面
１２ 第２の面
１３ 第３の面
２０ 外被材
前記目的を達成するため、本発明は、真空包装後の芯材における１つの面は、第１の面と、前記第１の面と高さの異なる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを傾斜して結ぶように形成された第３の面と、を備え、前記芯材における前記第１の面かつ前記第２の面と反対側の面は１つの平面からなり、前記第１の面、前記第２の面および前記第３の面における前記芯材の密度が均一であることを特徴とする。
Claims (5)
- 真空断熱材用の芯材であって、
真空包装前の前記芯材の少なくとも１つの面は、第１の面と、前記第１の面と高さの異なる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを傾斜して結ぶように形成された第３の面と、を備えていることを特徴とする芯材。 - 前記芯材の前記第３の面は、平面状で傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の芯材。
- 前記芯材の前記第３の面は、階段状に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の芯材。
- 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の芯材を用いたことを特徴とする真空断熱材。
- 真空包装後の芯材の少なくとも１つの面は、第１の面と、前記第１の面と高さの異なる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを傾斜して結ぶように形成された第３の面と、を備え、前記第１の面、前記第２の面、前記第３の面における前記芯材の密度が均一であることを特徴とする真空断熱材。
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