WO2018230343A1 - 断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シート - Google Patents

断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シート Download PDF

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佐藤　千尋
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Definitions

  • the present disclosure relates to a heat insulating sheet used as a heat insulating measure and a laminated heat insulating sheet using the heat insulating sheet.
  • Patent Document 1 is known as prior art document information related to the invention of this application.
  • the above heat-insulating sheet is poor in adhesion and requires a protective sheet because silica xerogel is easily detached. Further, when the shape of the heat insulating sheet is increased, the protective sheet is easily damaged by an external force unless the protective sheet is fixed.
  • the present disclosure is directed to providing a heat insulating sheet that is not easily damaged even when the shape is increased, and a method for manufacturing the same.
  • the present disclosure is a heat insulating sheet using a non-woven fabric and a heat insulating material supporting xerogel in the space inside the non-woven fabric.
  • the heat insulator has a plurality of through holes in an inner region when viewed in plan, and a first protective sheet is provided on one of both surfaces of the heat insulator, and a second protective sheet is provided on the other side. .
  • the first protective sheet and the second protective sheet are configured to be joined around the heat insulator and inside the through hole.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a heat insulating sheet 15 according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a cross-sectional view thereof.
  • the heat insulator 11 is configured by supporting silica xerogel in a non-woven space made of polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) having a space inside.
  • Silica xerogel has a nano-sized void structure that regulates the movement of air molecules, and the thermal conductivity of the heat insulator 11 is 0.018 to 0.024 W / m ⁇ K.
  • This silica xerogel is a broad xerogel in a state where the gel is dried, and it may be obtained not only by ordinary drying but also by methods such as supercritical drying and freeze drying.
  • the thickness of the heat insulator 11 is about 0.5 mm, and the size is about 100 mm square. Further, a plurality of through holes 12 having a diameter of about 2 mm are provided at intervals of about 25 mm in the inner region of the heat insulator 11 when viewed in plan.
  • a first protective sheet 13a made of PET having a thickness of about 0.01 mm is provided on one side of both sides of the heat insulator 11, and a second protective sheet 13a is provided on the other side.
  • the first protective sheet 13a and the second protective sheet 13b have a shape larger than that of the heat insulating body 11, and the first protective sheet 13a and the second protective sheet 13b are joined around the entire heat insulating body 11, and further penetrated. Even inside the hole 12, the first protective sheet 13a and the second protective sheet 13b are joined. By comprising in this way, the heat insulating body 11 is sealed with the 1st protective sheet 13a and the 2nd protective sheet 13b.
  • first protective sheet 13a facing the heat insulator 11 and the surface of the second protective sheet 13b facing the heat insulator 11, and the protective sheets 13 are bonded to each other by these adhesive layers. It is joined.
  • first protective sheet 13a and the second protective sheet 13b may be made of a thermoplastic resin and bonded by thermal fusion.
  • first protective sheet 13a and the second protective sheet 13b are collectively referred to as a protective sheet 13.
  • the heat insulator 11 carries silica xerogel in the internal space of the nonwoven fabric, the heat insulator 11 and the protective sheet 13 (the first protective sheet 13a and the second protective sheet) even if the protective sheet is provided with an adhesive layer. 13b) can hardly be joined. For this reason, the protective sheet floats on the surface of the heat insulator.
  • the size of the heat insulator is small, there is no particular problem. However, when this shape becomes large, the strength of the protective sheet when an external force is applied becomes weak.
  • the protection sheets 13 are joined also inside the several through-hole 12, even if the shape of the heat insulating body 11 becomes large, deterioration of intensity
  • the size of the through hole 12 be sufficiently large.
  • the heat insulating property is deteriorated. Therefore, as shown in FIG. 3, it is desirable that the thickness of the heat insulating body 11 around the through hole 12 is reduced toward the center of the through hole 12.
  • the taper 14 may be provided from both sides, but it is desirable to make one taper 14 larger as shown in FIG.
  • the materials of the first protective sheet 13a and the second protective sheet 13b may be different, for example, the lower first protective sheet 13a is PET and the upper second protective sheet 13b is polyethylene. . Since the polyethylene sheet is excellent in ductility compared to the PET sheet, the protective sheet 13 can be easily joined to each other inside the through-hole 12 by using the protective sheet 13 having excellent ductility on the side with a large taper. .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the laminated heat insulating sheet 16 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the heat insulating property of the heat insulating sheet increases as the thickness increases if the materials are the same. Therefore, in order to further improve the heat insulation, it is necessary to increase the thickness.
  • the thickness of the heat insulator is increased in the case of FIG. 1, a problem arises in sealing performance. Therefore, it is desirable to stack a plurality of such heat insulating sheets 15 to form a laminated heat insulating sheet 16. In one heat insulating sheet 15 as shown in FIG. 1, the heat insulating property in the vicinity of the through hole 12 is likely to deteriorate.
  • an adhesive layer may also be provided on the protective sheet 13 on the outer surface of the heat insulating sheet 15, and the heat insulating sheets 15 may be bonded to each other by this adhesive layer.
  • the heat insulating sheets 15 may be bonded with a double-sided tape.
  • the outermost heat insulating sheet 15 of the laminated heat insulating sheet 16 be laminated so that the large surface of the taper 14 of the heat insulating body 11 around the through hole 12 is on the inner side.
  • a protective sheet 13 is stacked on one surface of a heat insulating sheet 15 provided with a plurality of through holes 12, and a coating film (not shown in FIG. 4) having a thickness of about 10 ⁇ m is formed on the other surface.
  • the through hole 12 is provided with a taper 14 and the surface facing the protective sheet 13 has a reverse taper shape in which the area of the through hole 12 is larger than the surface on the opposite side.
  • a plurality of heat insulating sheets 15 in FIG. 4 may be stacked and bonded together to form a laminated heat insulating sheet 16.
  • a non-woven fabric made of PET having a thickness of about 0.5 mm is prepared.
  • This nonwoven fabric is immersed in a sol solution formed by adding hydrochloric acid to an aqueous solution of sodium silicate, for example, and the inner space of the nonwoven fabric is impregnated with the sol solution.
  • the thermal insulation 11 is obtained by making this sol solution gel, hydrophobizing and drying to fill the space in the nonwoven fabric with silica xerogel.
  • a plurality of through-holes 12 having a diameter of about 2 mm are provided in the inner region of the heat insulator 11 at intervals of about 25 mm by punching a mold.
  • Protective sheets 13 having a shape larger than that of the heat insulating body 11 are stacked on both surfaces of the heat insulating body 11, and the protective sheets 13 are joined around the heat insulating body 11 and inside the through holes 12 to obtain the heat insulating sheet 15.
  • an adhesive layer is provided on at least one surface of the protective sheet 13, and it is desirable to bond the protective sheets 13 together with the adhesive layers.
  • the thickness of the heat insulating body 11 around the through hole 12 is reduced toward the center of the through hole 12.
  • the protective sheets 13 can be easily joined to each other inside the through hole 12.
  • the heat insulator 11 may be obtained by filling the space in the nonwoven fabric with silica xerogel.
  • the heat insulating sheet according to the present invention and the laminated heat insulating sheet using the heat insulating sheet are industrially useful because they can obtain a heat insulating sheet that is not easily damaged even when the shape is large.

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Abstract

形状が大きくなっても破損しにくい断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シートを提供することを目的とする。不織布とこの不織布の内部の空間にキセロゲルを担持した断熱体を用いた断熱シートであって、断熱体は平面視したときの内部領域に複数個の貫通孔を有し、断熱体の両面には保護シートが設けられ、断熱体の周囲および貫通孔の内側で、保護シート同士が接合されているように構成したものである。

Description

断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シート
　本開示は、断熱対策として用いられる断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シートに関するものである。
　近年省エネルギー化が大きくさけばれているが、その実現方法として機器の保温によりエネルギー効率を向上させるものもある。この保温を実現するために、断熱効果に優れた断熱シートが求められている。そのため、不織布にシリカキセロゲルを担持させることにより空気よりも熱伝導率を低くした断熱シートを用いることがある。
　なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２０１１－１３６８５９号公報
　しかしながら上記断熱シートは、接着性に乏しく、またシリカキセロゲルが離脱しやすいため保護シートが必要となる。また断熱シートの形状が大型化してくると、この保護シートが固定されていないと外力に対して破損しやすくなる。
　本開示はこの課題に対して、形状が大きくなっても破損しにくい断熱シートおよびその製造方法を提供することを目的とする。
　本開示は上記課題を解決するために、不織布とこの不織布の内部の空間にキセロゲルを担持した断熱体を用いた断熱シートである。断熱体は平面視したときの内部領域に複数個の貫通孔を有し、断熱体の両面の一方には第１の保護シートが設けられ、他方には第２の保護シートが設けられている。断熱体の周囲および貫通孔の内側で、第１の保護シートと第２の保護シートが接合されているように構成している。
　上記のように構成することにより、断熱体の周囲および貫通孔の内側で保護シート同士が接合されているため、形状が大きくなっても破損しにくい断熱シートを得ることができる。
本開示の一実施の形態における断熱シートの分解斜視図 本開示の一実施の形態における断熱シートの断面図 本開示の一実施の形態における別の断熱シートの断面図 本開示の一実施の形態におけるさらに別の断熱シートの断面図 本開示の一実施の形態における積層断熱シートの断面図 本開示の一実施の形態における別の積層断熱シートの断面図
　以下、本開示の一実施の形態における断熱シートについて、図面を参照しながら説明する。
　図１は本開示の一実施の形態における断熱シート１５の分解斜視図、図２は同断面図である。
　断熱体１１は、内部に空間を有するポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す）からなる不織布の空間にシリカキセロゲルを担持させることにより構成されている。シリカキセロゲルは、空気分子の運動を規制するナノサイズの空隙構造を有しており、この断熱体１１の熱伝導率は、０．０１８～０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋとなっている。なおこのシリカキセロゲルは、ゲルが乾燥した状態の広義のキセロゲルであり、通常の乾燥だけでなく、超臨界乾燥、凍結乾燥等の方法によって得られたものでもかまわない。
　ここで断熱体１１の厚さは約０．５ｍｍ、大きさは約１００ｍｍ角となっている。さらにこの断熱体１１の平面視したときの内部領域には直径約２ｍｍの貫通孔１２が約２５ｍｍ間隔で複数個設けられている。
　この断熱体１１の両面の一方には厚さ約０．０１ｍｍのＰＥＴからなる第１の保護シート１３ａが設けられ、他方には第２の保護シート１３ａが設けられている。第１の保護シート１３ａおよび第２の保護シート１３ｂは断熱体１１よりも大きな形状で、断熱体１１の全周囲で第１の保護シート１３ａと第２の保護シート１３ｂとが接合され、さらに貫通孔１２の内側でも第１の保護シート１３ａと第２の保護シート１３ｂとが接合されている。このように構成することにより断熱体１１は第１の保護シート１３ａと第２の保護シート１３ｂとにより封止されている。第１の保護シート１３ａの断熱体１１と対向する面および第２の保護シート１３ｂの断熱体１１と対向する面のそれぞれにアクリル系の粘着層を設け、これらの粘着層により保護シート１３同士を接合している。なお、第１の保護シート１３ａおよび第２の保護シート１３ｂを熱可塑性樹脂で構成し、熱融着により接合してもかまわない。
　以下、第１の保護シート１３ａおよび第２の保護シート１３ｂを総称して保護シート１３とよぶ。
　断熱体１１は不織布の内部空間にシリカキセロゲルを担持させているため、保護シートに粘着層が設けられていても、断熱体１１と保護シート１３（第１の保護シート１３ａおよび第２の保護シート１３ｂ）とはほとんど接合できない。そのため断熱体の表面に保護シートが浮いた状態となる。断熱体の大きさが小さい場合は特に問題にならないが、この形状が大きくなってくると、外力が加わった場合の保護シートの強度が弱くなってしまう。これに対し本実施の形態では、複数個の貫通孔１２の内側でも保護シート１３同士が接合されているため、断熱体１１の形状が大きくなっても強度の劣化を防止することができる。
　貫通孔１２の内側で保護シート１３同士を確実に接合させるためには、貫通孔１２の大きさを十分に大きくすることが望ましい。但し貫通孔１２を大きくすると断熱性が劣化してしまう。そのため、図３のように、貫通孔１２周辺の断熱体１１の厚さが、貫通孔１２の中心に向かって薄くなるように構成することが望ましい。このように貫通孔１２周辺の断熱体にテーパ１４をつけることにより、貫通孔１２の内側で保護シート１３同士を接合しやすくなる。このテーパ１４は、両面側から設けてもよいが、図３のように一方のテーパ１４をより大きくすることが望ましい。このとき例えば下側の第１の保護シート１３ａをＰＥＴ、上側の第２の保護シート１３ｂをポリエチレンのように、第１の保護シート１３ａと第２の保護シート１３ｂの材料を異ならせても良い。ポリエチレンのシートはＰＥＴのシートに比べて延性に優れるため、テーパの大きい側に延性に優れる保護シート１３を用いることにより、さらに貫通孔１２の内側で保護シート１３同士を接合しやすくすることができる。
　図５は本開示の一実施の形態における積層断熱シート１６の断面図である。断熱シートの断熱性は材料が同じであれば厚さが厚くなるほど大きくなる。そのため断熱性をさらに向上させるためには厚くすることが必要となる。ところが図１のもので断熱体の厚さを厚くすると封止性に問題が出てくる。そこでこのような断熱シート１５を複数枚重ねて積層断熱シート１６とすることが望ましい。図１のような１枚の断熱シート１５では、貫通孔１２付近の断熱性が劣化しやすい。そのため複数枚重ねる場合、隣り合う断熱シート１５の貫通孔１２の位置を互いに異ならせることが望ましい。またこのときに、断熱シート１５の外側になる面の保護シート１３にも粘着層を設けておき、この粘着層により断熱シート１５同士を貼り合せてもよい。あるいは断熱シート１５同士を両面テープで貼り合せてもよい。このようにすることにより、断熱シート１５同士がずれることなく、断熱性の劣化を防ぐことができる。さらに積層断熱シート１６の最も外側の断熱シート１５は、貫通孔１２周辺の断熱体１１のテーパ１４の大きな面が内側になるように積層することが望ましい。このようにすることにより、貫通孔１２の領域で、内部に空気が閉じ込められる状態となるので、より断熱性を向上させることができる。
　なお図４のように、複数個の貫通孔１２を設けた断熱シート１５の一方の面に保護シート１３を重ね、他方の面に厚さ約１０μｍのコーティング膜（図４において図示せず）を形成することにより、断熱体１１全体を覆ってもよい。このとき貫通孔１２にテーパ１４を設け、保護シート１３に対向する面の方が反対側の面よりも貫通孔１２の面積が広くなる逆テーパ状にすることがより望ましい。このようにすることにより、保護シート１３とコーティング膜が接する面積を大きくすることができ、接合強度を高めることができる。
　さらに図６のように図４の断熱シート１５を複数枚重ねて貼り合せて積層断熱シート１６としてもよい。このとき貫通孔１２の中心付近のコーティング膜１７に凹部１８を設けることが望ましい。この凹部１８を設けた面同士を対向させて両面テープ１９で貼り合せることが望ましい。このようにすることにより凹部１８に空気が閉じ込められる状態となるので、より断熱性を向上させることができる。
　次に、本開示の一実施の形態における断熱シートの製造方法について説明する。
　まず厚さ約０．５ｍｍのＰＥＴからなる不織布を準備する。
　この不織布を例えばケイ酸ナトリウム水溶液に塩酸を添加してなるゾル溶液に浸漬し、不織布の内部空間の中にゾル溶液を含浸させる。このゾル溶液をゲル化させ、疎水化、乾燥することにより、不織布内の空間にシリカキセロゲルを充填させることにより断熱体１１が得られる。この断熱体１１の内部領域に、金型の打ち抜きにより、直径約２ｍｍの貫通孔１２を約２５ｍｍ間隔で複数個設ける。この断熱体１１の両面に断熱体１１よりも形状の大きな保護シート１３を重ね、断熱体１１の周囲および貫通孔１２の内側で保護シート１３同士を接合させ、断熱シート１５を得る。このとき保護シート１３の少なくとも一面には粘着層が設けられ、この粘着層同士で保護シート１３同士を接合することが望ましい。
　この場合、貫通孔１２周辺の断熱体１１の厚さが、貫通孔１２の中心に向かって薄くなるように構成することが望ましい。このように貫通孔１２周辺の断熱体１１にテーパ１４をつけることにより、貫通孔１２の内側で保護シート１３同士を接合しやすくなる。金型で打ち抜くときにこの金型の形状を、貫通孔を形成する部分の周辺にテーパをつけたものにしておくことにより、打ち抜きと同時にテーパ１４の形成も行うことができ、製造工程の合理化を図ることができる。
　なお、不織布の状態で金型を用いて打ち抜くことにより、貫通孔１２とテーパ１４を形成した後、不織布内の空間にシリカキセロゲルを充填させることによって、断熱体１１を得てもかまわない。
　本発明に係る断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シートは、形状が大きくなっても破損しにくい断熱シートを得ることができ、産業上有用である。
　１１　断熱体
　１２　貫通孔
　１３　保護シート
　１３ａ　第１の保護シート
　１３ｂ　第２の保護シート
　１４　テーパ
　１５　断熱シート
　１６　積層断熱シート
　１７　コーティング膜
　１８　凹部
　１９　両面テープ

Claims (7)

  1. 　不織布と前記不織布の内部の空間にキセロゲルを担持した断熱体を用いた断熱シートであって、
    　前記断熱体は平面視したときの内部領域に複数個の貫通孔を有し、
    　前記断熱体の両面のうち一方の面には第１の保護シートが設けられ、他方の面には第２の保護シートが設けられ、
    　前記断熱体の周囲および前記貫通孔の内側で、前記第１の保護シートと前記第２の保護シートとが接合されていることを特徴とする断熱シート。
  2. 　前記第１の保護シートと前記第２の保護シートとは異なる材料を用いていることを特徴とする請求項１記載の断熱シート。
  3. 　前記貫通孔周辺の前記断熱体の厚さが、前記貫通孔の中心に向かって薄くなるように構成した請求項１記載の断熱シート。
  4. 　不織布と前記不織布の内部の空間にキセロゲルを担持した断熱体を用いた断熱シートであって、
    　前記断熱体は平面視したときの内部領域に複数個の貫通孔を有し、
    　前記断熱体の一方の面には保護シートが設けられ、
    　前記断熱体の他方の面にはコーティング層が設けられ、
    　前記断熱体の周囲および前記貫通孔の内側で、前記保護シートと前記コーティング層とが接合されていることを特徴とする断熱シート。
  5. 　前記貫通孔の断面は、前記保護シートに対向する面の方が、前記コーティング層を設けた面よりも前記貫通孔の面積が広くなるテーパ状の形状を有し、前記貫通孔の中心付近の前記コーティング層に凹部を設けた請求項４記載の断熱シート。
  6. 　請求項１または請求項４の断熱シートを複数枚重ねた積層断熱シートであって、隣り合う前記断熱シートの前記貫通孔の位置を互いに異ならせたことを特徴とする積層断熱シート。
  7. 　前記断熱シート同士が粘着材により貼り合せられていることを特徴とする請求項６記載の積層断熱シート。
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