WO2021059929A1 - 断熱部材の製造方法 - Google Patents

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WO2021059929A1
WO2021059929A1 PCT/JP2020/033636 JP2020033636W WO2021059929A1 WO 2021059929 A1 WO2021059929 A1 WO 2021059929A1 JP 2020033636 W JP2020033636 W JP 2020033636W WO 2021059929 A1 WO2021059929 A1 WO 2021059929A1
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WO
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heat insulating
support board
insulating member
curved surface
mold
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PCT/JP2020/033636
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田中　信幸
孝夫 土居
準一 齋藤
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Ａｇｃ株式会社
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    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/14—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor using multilayered preforms or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C65/54—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the way of applying the adhesive between pre-assembled parts
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065—Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum

Definitions

  • This disclosure relates to a method for manufacturing a heat insulating member.
  • the heat insulating member includes a core material and an outer packaging material that vacuum-seals the core material.
  • a core material a material obtained by compression-molding an aggregate of glass fibers is generally used.
  • the outer packaging material a bag or the like obtained by heat welding the peripheral edges of the first sheet and the second sheet is used.
  • Patent Document 1 before the core material is sandwiched between the first sheet material and the second sheet material and vacuum-sealed, the core material, the first sheet material, and the second sheet material are separately bent and molded by a press machine.
  • the technology to do is disclosed.
  • As the core material an aggregate of fibers bonded by a resin binder is compression-molded.
  • Patent Document 1 before the core material is vacuum-sealed, the core material, the first sheet material, and the second sheet material are separately bent and molded by a press machine. Therefore, the number of steps in the manufacturing process of the heat insulating member is large.
  • One aspect of the present disclosure provides a technique that can simplify the manufacturing process of the heat insulating member.
  • the method for manufacturing a heat insulating member is as follows.
  • the manufacturing process of the heat insulating member can be simplified.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a heat insulating member according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing an example of S1 of FIG.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view showing an example of S1 of FIG. 1, following FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a cross-sectional view showing an example of S2 of FIG.
  • FIG. 2D is a cross-sectional view showing an example of S3 and S4 of FIG.
  • FIG. 2E is a cross-sectional view showing an example of the heat insulating member obtained by the manufacturing method of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the vacuum heat insulating material of FIG. 2B.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a heat insulating member according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing an example of S1 of FIG.
  • FIG. 2B is a
  • FIG. 4 is a perspective view showing the vacuum heat insulating material of FIG. 2E.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a method of manufacturing a heat insulating member according to a modified example.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing an example of S5 of FIG.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing an example of S2 of FIG.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view showing an example of S3 and S4 of FIG.
  • FIG. 6D is a cross-sectional view showing an example of the heat insulating member obtained by the manufacturing method of FIG.
  • the method for manufacturing a heat insulating member includes, for example, vacuum sealing (S1), heating (S2), bending molding (S3), cooling and solidification (S4).
  • the manufacturing method does not have to include all the steps of FIG. 1, and may include at least vacuum sealing (S1) and bending molding (S3). Further, the order of the steps is not limited to the order shown in FIG. Hereinafter, each step will be described.
  • the plate-shaped core material 1 is vacuum-sealed with the outer packaging material 2, and the vacuum heat insulating material 3 including the core material 1 and the outer packaging material 2 is included.
  • the atmospheric pressure inside the outer packaging material 2 is, for example, 1000 Pa or less, preferably 500 Pa or less, and more preferably 100 Pa or less.
  • the atmospheric pressure inside the outer packaging material 2 is, for example, 1 Pa or more, preferably 3 Pa or more.
  • the shape of the vacuum heat insulating material 3 is not particularly limited, but is, for example, a flat plate shape and a rectangular shape in a plan view. Further, an opening (for example, a window portion or an interior light installation portion) (not shown) may be provided in the surface of the vacuum heat insulating material 3. The opening penetrates the vacuum heat insulating material 3 in the thickness direction.
  • the core material 1 is an aggregate of inorganic particles.
  • the core material 1 is obtained by compression molding a powder containing inorganic particles as a main component.
  • the core material 1 is usually formed into a flat plate.
  • the content of the inorganic particles in the core material 1 is, for example, 50% by mass to 100% by mass, preferably 70% by mass to 99% by mass, and more preferably 80% by mass to 98% by mass.
  • Inorganic particles include, for example, fumed silica.
  • Fumed silica is a fine particle of amorphous silica, which is composed of spherical and dense primary particles. Fumed silica is produced, for example, by combustion hydrolysis of silicon tetrachloride.
  • the specific surface area of fumed silica is usually used as an index for expressing the grain size.
  • the specific surface area of fumed silica is, for example, 50 m 2 / g to 400 m 2 / g, preferably 100 m 2 / g to 350 m 2 / g, and more preferably 200 m 2 / g to 300 m 2 / g.
  • the specific surface area is measured by the nitrogen adsorption method (BET method).
  • fumed silica examples include Aerosil 200 (specific surface area 200 m 2 / g, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), Aerosil 300 (specific surface area 300 m 2 / g, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), CAB-O-SIL M-5. (Specific surface area 200 m 2 / g, manufactured by Cabot Japan), CAB-O-SIL H-300 (specific surface area 300 m 2 / g, manufactured by Cabot Japan), or Leolosil QS30 (specific surface area 300 m 2 / g, manufactured by Tokuyama). ) Can be exemplified.
  • the type of fumed silica may be one or plural.
  • Inorganic particles include only fumed silica in the present embodiment, but the technique of the present disclosure is not limited to this.
  • the inorganic particles may contain porous silica in place of or in addition to fumed silica.
  • the specific surface area of the porous silica is, for example, 100 m 2 / g to 800 m 2 / g, preferably 200 m 2 / g to 750 m 2 / g, and more preferably 300 m 2 / g to 700 m 2 / g.
  • the porosity of the porous silica is, for example, 60% to 90%, preferably 65% to 85%, and more preferably 70% to 80%. Porosity is measured by the nitrogen adsorption method (BET method).
  • the inorganic particles may contain a radiation inhibitor in addition to silica.
  • the radiation suppressor reflects infrared light or absorbs infrared light once and re-radiates it isotropically. As a result, the total amount of infrared light penetrating the core material 1 in the thickness direction can be reduced, and radiant heat transfer can be suppressed.
  • the radiation suppressing material is uniformly dispersed in the core material 1.
  • the radiation inhibitor include metal particles (aluminum particles, silver particles, gold particles, etc.) and inorganic particles (graphite, carbon black, silicon carbide, titanium oxide, tin oxide, potassium titanate, etc.).
  • the type of the radiation suppressing material may be one or a plurality.
  • the core material 1 further contains inorganic fibers in addition to the inorganic particles.
  • the inorganic fiber improves the shape retention of the core material 1.
  • the content of the inorganic fiber in the core material 1 is, for example, 2% by mass to 30% by mass, preferably 4% by mass to 20% by mass.
  • the inorganic fibers include alumina fibers, mullite fibers, silica fibers, glass wool, glass fibers, rock wool, slag wool, silicon carbide fibers, carbon fibers, silica-alumina fibers, silica-alumina-magnesia fibers, and silica-alumina fibers.
  • Examples include zirconia fiber and silica magnesia calcia fiber. Among these, glass fiber, rock wool, or silica-magnesia-calcia fiber is preferable from the viewpoint of price, safety, and the like.
  • the average fiber length of the inorganic fiber is preferably 1 mm to 10 mm.
  • the average fiber length means the fiber length D50, that is, the fiber length at the point where the cumulative number is 50% in the cumulative number distribution curve in which the total number of fiber length distributions obtained on the basis of the number is 100%. To do.
  • the average fiber length is equal to or higher than the lower limit, the strength of the vacuum heat insulating material can be increased.
  • the average fiber length is not more than the upper limit value, the mixing property with the inorganic particles is improved, and a uniform core material composition can be obtained.
  • the average fiber length is more preferably 2 mm to 5 mm.
  • the fiber length D30 of the inorganic fiber is, for example, 100 ⁇ m or more, preferably 200 ⁇ m or more, and more preferably 500 ⁇ m or more.
  • the “fiber length D30” means the fiber length at a point where the cumulative number is 30% in the cumulative number distribution curve in which the total number of fiber length distributions obtained on the basis of the number is 100%.
  • the fiber length distribution is determined by a frequency distribution and a cumulative number distribution curve obtained by randomly measuring the length of 50 or more fibers in a photograph observed with an optical microscope.
  • the fiber length D90 of the inorganic fiber is, for example, 20 mm or less, preferably 10 mm or less, and more preferably 5 mm or less.
  • the “fiber length D90” means the fiber length at a point where the cumulative number is 90% in the cumulative number distribution curve in which the total number of fiber length distributions obtained on the basis of the number is 100%.
  • the fiber diameter (diameter) of the inorganic fiber is, for example, 20 ⁇ m or less, preferably 15 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the fiber diameter of the inorganic fiber is, for example, 1 ⁇ m or more, preferably 3 ⁇ m or more.
  • the core material 1 contains only inorganic particles and inorganic fibers in the present embodiment, but the technique of the present disclosure is not limited to this.
  • the core material 1 may contain an inorganic binder instead of the inorganic fiber or in addition to the inorganic fiber.
  • the inorganic binder include sodium silicate, aluminum phosphate, magnesium sulfate, and magnesium chloride. Of these, sodium silicate is particularly preferable because it has excellent heat insulating properties.
  • the type of the inorganic binder may be one or a plurality.
  • the core material 1 may contain an organic substance, but it is preferable that the core material 1 does not contain at least a thermosetting resin or a thermoplastic resin that generates a low-molecular-weight gas.
  • Thermosetting resins are polymers that polymerize when heated, but also contain a small amount of unreacted small molecules. This is because the small molecules release gas over time, deteriorating the degree of vacuum inside the outer packaging material 2, and lowering the heat insulating property.
  • the constituent material of the core material 1 of the present embodiment does not contain organic substances.
  • the outer packaging material 2 is obtained by heat welding the peripheral edges of the first sheet 21 and the second sheet 22 to each other.
  • first sheet 21 will be described with reference to FIG. Since the second sheet 22 is configured in the same manner as the first sheet 21, the description of the second sheet 22 will be omitted.
  • the first sheet 21 has a heat welding layer 23, a gas barrier layer 24, and a protective layer 25 in this order from the inside to the outside of the outer packaging material 2.
  • the first sheet 21 may have the core material 1 vacuum-sealed with the outer packaging material 2, and may have at least a gas barrier layer 24.
  • the number of layers of the first sheet 21 is not limited to three, and may be one, two, or four or more.
  • the heat welding layer 23 is formed of, for example, a thermoplastic resin, and is pressed against the second sheet 22 in a state of being melted by heat and adhered.
  • the material of the heat welding layer 23 is, for example, low density polyethylene, chain low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, unstretched polyethylene terephthalate, ethylene-vinyl alcohol copolymer, or ethylene-tetrafluoroethylene copolymer. It is coalescence etc.
  • the gas barrier layer 24 is formed of, for example, a metal or a metal oxide to prevent the passage of gas.
  • Aluminum is exemplified as the metal, and alumina or silica is exemplified as the metal oxide.
  • the gas barrier layer 24 may be pressure-bonded to the protective layer 25 in the form of a foil, or may be formed on the surface of the protective layer 25 by thin film deposition.
  • the protective layer 25 prevents damage to the gas barrier layer 24 and suppresses deterioration of the degree of vacuum inside the outer packaging material 2.
  • the protective layer 25 is made of a thermoplastic resin, which will be described in detail later.
  • the springback of the vacuum heat insulating material 3 includes both the springback of the core material 1 and the springback of the outer packaging material 2.
  • the material of the protective layer 25 is a material having a higher glass transition temperature than the material of the heat welding layer 23, and is, for example, polyamide (nylon 6, nylon 6,6, a copolymer of nylon 6,6 and nylon 6), etc. Alternatively, it is polyester (polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.).
  • the core material 1 and the outer packaging material 2 are prepared. Three of the four sides of the outer packaging material 2 are heat-welded in advance.
  • the core material 1 is inserted into the outer packaging material 2 from the remaining one side of the outer packaging material 2.
  • the core material 1 and the outer packaging material 2 are installed inside a vacuum container (not shown). While depressurizing the inside of the vacuum vessel, as shown in FIG. 2B, the remaining one side of the outer packaging material 2 is heat-welded with a pair of heat sealers 71 and 72, and the core material 1 is vacuum-sealed with the outer packaging material 2. Obtain the vacuum heat insulating material 3.
  • the thickness T1 of the vacuum heat insulating material 3 is, for example, 2 mm to 5 mm, preferably 2 mm to 4 mm. Since the core material 1 of the vacuum heat insulating material 3 is mainly composed of inorganic particles, the thickness variation is small and the thickness can be easily reduced as compared with the case where the core material 1 is mainly composed of glass fibers. Since the thickness of the vacuum heat insulating material 3 is thin, bending molding of the vacuum heat insulating material 3 is easy, and for example, abrupt bending molding having a radius of curvature of about 10 mm can be achieved without vacuum leakage.
  • thermoplastic resin layer of the outer packaging material 2 is heated as shown in FIG. 2C in order to suppress the springback of the vacuum heat insulating material 3.
  • the thermoplastic resin layer to be heated is mainly the protective layer 25, but may be both the protective layer 25 and the heat welding layer 23. If the thermoplastic resin layer such as the protective layer 25 is subjected to bending molding (S3) at a high temperature without returning to room temperature, the thermoplastic resin layer can be plastically deformed. Therefore, even when the vacuum heat insulating material 3 including the gas barrier layer 24 made of metal or metal oxide is bent and molded, the outer packaging material 2 does not break and the gas barrier function can be maintained. As a result, for example, abrupt bending molding having a radius of curvature of about 10 mm can be partially achieved without vacuum leakage.
  • the vacuum heat insulating material 3 is arranged horizontally between the pair of upper and lower heating sources 81 and 82, for example, as shown in FIG. 2C.
  • the upper and lower pair of heating sources 81 and 82 include, for example, a far-infrared heater, respectively.
  • a plurality of far-infrared heaters have a rod shape parallel to the X-axis direction and are arranged at intervals in the Y-axis direction.
  • the X-axis direction dimensions of the heating sources 81 and 82 are preferably equal to or larger than the X-axis direction dimensions of the core material 1. Further, the dimensions of the heating sources 81 and 82 in the Y-axis direction are preferably equal to or larger than the dimensions of the core material 1 in the Y-axis direction.
  • the vacuum heat insulating material 3 is heated from the outside. Since the outermost layer of the vacuum heat insulating material 3 is the protective layer 25, the temperature of the protective layer 25 is the highest.
  • the heating temperature of the protective layer 25 is, for example, 50 ° C. or higher, preferably 65 ° C. or higher. If the heating temperature of the protective layer 25 is 50 ° C. or higher, the protective layer 25 can be plastically deformed.
  • the heating temperature of the protective layer 25 is, for example, 100 ° C. or lower, preferably 85 ° C. or lower. When the heating temperature of the protective layer 25 is 100 ° C. or lower, the heat welding layer 23 can be prevented from melting, and the degree of vacuum inside the outer packaging material 2 can be prevented from deteriorating.
  • Table 1 shows the glass transition temperature Tg of the thermoplastic resin and the melting point.
  • the vacuum heat insulating material 3 is arranged between the first mold 91 and the second mold 92, and the first curved surface 93 and the second mold of the first mold 91 are arranged.
  • the core material 1 and the outer packaging material 2 are bent and molded along the second curved surface 94 of 92.
  • the first curved surface 93 and the second curved surface 94 may be developable surfaces, but in the present embodiment, they are not developable surfaces but three-dimensional curved surfaces.
  • the first curved surface 93 and the second curved surface 94 may have shapes suitable for the intended use of the heat insulating member which is a product.
  • the use of the heat insulating member is not particularly limited, but is, for example, an interior material of a vehicle.
  • the first mold 91 and the second mold 92 may be any of a resin mold, a mold, and a wooden mold.
  • the first type 91 is arranged above the second type 92.
  • the first type 91 is mounted on the lower surface of the first mounting board 95 with the first curved surface 93 facing downward.
  • the second type 92 is mounted on the upper surface of the second mounting board 96 with the second curved surface 94 facing upward.
  • the first mounting board 95 is a movable board
  • the second mounting board 96 is a fixed board.
  • the first mounting board 95 moves up and down above the second mounting board 96.
  • the first mounting board 95 and the second mounting board 96 constitute a press machine 97.
  • the press 97 lowers the first mounting plate 95, lowers the first mold 91, and presses the vacuum heat insulating material 3 against the second mold 92.
  • the core material 1 and the outer packaging material 2 are bent and molded at the same time, the number of bending moldings can be reduced as compared with the conventional case, and the manufacturing process of the heat insulating member can be simplified. Further, since the core material 1 is mainly composed of inorganic particles, the inorganic particles slide so as to absorb bending stress. Therefore, the springback of the core material 1 can be suppressed after the bending molding (S3). Furthermore, since the inorganic particles are small, it is possible to bend and form a complicated three-dimensional curved surface. These effects are obtained regardless of the presence or absence of heating (S2) in FIG.
  • the heat-softened protective layer 25 is plastically deformed along the first curved surface 93 and the second curved surface 94. Since the protective layer 25 is plastically deformed, almost no elastic restoring force is generated in the protective layer 25.
  • the protective layer 25 is cooled and solidified while the vacuum heat insulating material 3 is held by the first curved surface 93 and the second curved surface 94.
  • the surface shape of the protective layer 25 can be fixed to the shapes of the first curved surface 93 and the second curved surface 94 while the elastic restoring force of the protective layer 25 is zero. Since the solidified protective layer 25 presses the springback of the core material 1, the springback of the core material 1 is small.
  • the press 97 raises the first mounting plate 95 and raises the first mold 91.
  • the curved vacuum heat insulating material 3 shown in FIGS. 2E and 4 is taken out from between the first type 91 and the second type 92 as the heat insulating member which is a product.
  • heating (S2) is performed before bending molding (S3).
  • Heating (S2) may be performed during bending (S3), but in that case, the protective layer 25 is heated via the first mold 91 and the second mold 92, so that the first mold 91 and the second mold 91 and the second mold 92 are heated.
  • the mold 92 will also be heated.
  • first type 91 and the second type 92 may have a flow path of the temperature control medium inside in order to maintain the temperature constant.
  • the vacuum heat insulating material 3 is heated from the outside as shown in FIG. 2C.
  • the heat from the outside moves from the outside to the inside of the vacuum heat insulating material 3. Therefore, if the protective layer 25, which is the outermost layer of the vacuum heat insulating material 3, is a thermoplastic resin layer, the thermoplastic resin layer can be heated to a high temperature in a short time.
  • heating (S2) is performed before bending molding (S3), but heating (S2) may be performed after bending molding (S3).
  • the vacuum heat insulating material 3 is taken out from between the first mold 91 and the second mold 92 and heated.
  • the residual stress of the protective layer 25 is relaxed by heating.
  • the protective layer 25 is cooled and solidified.
  • the springback of the vacuum heat insulating material 3 can be suppressed after cooling and solidification (S4).
  • the manufacturing method of this modified example includes vacuum sealing (S1), heating (S2), bending molding (S3), cooling and solidification (S4), and adhesion (S5). ) Is further included.
  • S1 vacuum sealing
  • S2 heating
  • S3 bending molding
  • S4 cooling and solidification
  • S5 adhesion
  • S5 adhesion
  • Adhesion (S5) in FIG. 5 is performed after vacuum sealing (S1) and before bending molding (S3).
  • the vacuum heat insulating material 3 and the support board 5 made of a thermoplastic resin are adhered with an adhesive 6.
  • the support board 5 supports the vacuum heat insulating material 3 and suppresses the springback of the vacuum heat insulating material 3 after bending molding (S3).
  • the support board 5 is preferably a porous foam board from the viewpoint of light weight and heat insulating property.
  • the density of the foam board is, for example, 0.02 g / cm 3 to 1.0 g / cm 3 .
  • Density is more preferably 0.03g / cm 3 ⁇ 0.9g / cm 3, 0.04g / cm 3 ⁇ 0.8g / cm 3 is particularly preferred.
  • the material of the support board 5 is a thermoplastic resin having a higher glass transition temperature than the material of the heat welding layer 23, for example, polyvinyl chloride.
  • the thermoplastic resin of the support board 5 may be any of polyvinyl chloride, polystyrene, polypropylene, polyethylene and the like. Any of these thermoplastic resins can form a foam.
  • the material of the support board 5 is selected according to the intended use of the product, more specifically, the temperature of the environment in which the product is used. If the temperature of the product operating environment is not always 80 ° C. or higher, that is, if the temperature of the product operating environment is usually less than 80 ° C., polyvinyl chloride or polystyrene is selected. Further, when the temperature of the product usage environment is always around 100 ° C., polypropylene or polyethylene is selected.
  • the thickness T2 of the support board 5 is, for example, 1 mm to 5 mm, preferably 2 mm to 3 mm.
  • the thickness T2 of the support board 5 is 1 mm or more, the rigidity of the support board 5 is high, and the springback of the vacuum heat insulating material 3 is small after bending molding (S3). Further, if the thickness T2 of the support board 5 is 5 mm or less, the product can be thinned.
  • the size of the main surface 51 of the support board 5 is larger than the size of the main surface 11 of the core material 1.
  • the support board 5 supports the entire main surface 11 of the core material 1. After bending molding (S3), the springback of the core material 1 is small over the entire main surface 11 of the core material 1.
  • the adhesive 6 is, for example, an elastic adhesive.
  • the elastic adhesive is an adhesive in which the cured product after curing is a rubber-like elastic body.
  • the elastic adhesive has excellent resistance to bending and impact, and also has excellent adhesiveness to both the vacuum heat insulating material 3 and the support board 5.
  • the elastic adhesive is preferable because it can be used at a temperature of ⁇ 30 ° C. to 80 ° C. and can be used as an interior material for the ceiling of a vehicle.
  • the material of the elastic adhesive is not particularly limited, and for example, any of urethane resin-based, elastic epoxy resin-based, vinyl acetate resin-based, rubber-based, vinyl resin-based, modified silicone resin-based, silylated urethane resin-based, and the like. It may be.
  • At least one of the adhesive surface of the vacuum heat insulating material 3 and the adhesive surface of the support board 5 may be subjected to plasma treatment in advance in order to improve the adhesiveness. Further, instead of the plasma treatment, a primer treatment may be applied. The primer may be mixed with the adhesive 6 and used.
  • the support board 5 is also heated in addition to the thermoplastic resin layer of the outer packaging material 2. If the support board 5 is subjected to bending molding (S3) at a high temperature without returning to room temperature, the support board 5 can be plastically deformed.
  • the support board 5 is horizontally arranged between the pair of upper and lower heating sources 81 and 82 together with the vacuum heat insulating material 3, for example, as shown in FIG. 6B.
  • the X-axis direction dimensions of the heating sources 81 and 82 are preferably equal to or larger than the X-axis direction dimensions of the support board 5. Further, the dimensions of the heating sources 81 and 82 in the Y-axis direction are preferably equal to or larger than the dimensions of the support board 5 in the Y-axis direction.
  • the support board 5 is heated from the outside together with the vacuum heat insulating material 3.
  • the heating temperature of the support board 5 is, for example, 50 ° C. or higher, preferably 65 ° C. or higher. If the heating temperature of the support board 5 is 50 ° C. or higher, the support board 5 can be plastically deformed.
  • the heating temperature of the support board 5 is, for example, 100 ° C. or lower, preferably 85 ° C. or lower. When the heating temperature of the support board 5 is 100 ° C. or lower, the heat welding layer 23 can be prevented from melting, and the degree of vacuum inside the outer packaging material 2 can be prevented from deteriorating.
  • the support board 5 is arranged between the first mold 91 and the second mold 92 together with the vacuum heat insulating material 3, and the first curved surface 93 of the first mold 91. And the support board 5 is bent and molded together with the vacuum heat insulating material 3 along the second curved surface 94 of the second mold 92. According to this modification, since the support board 5 and the vacuum heat insulating material 3 are bent and molded at the same time, the number of bending moldings can be reduced and the manufacturing process of the heat insulating member can be simplified.
  • the support board 5 is arranged below the vacuum heat insulating material 3 as shown in FIG. 6C, but the arrangement of the support board 5 and the vacuum heat insulating material 3 may be reversed. That is, the support board 5 may be arranged above the vacuum heat insulating material 3.
  • the heat-softened support board 5 is plastically deformed along the first curved surface 93 and the second curved surface 94. Since the support board 5 is plastically deformed, almost no elastic restoring force is generated on the support board 5. Therefore, the springback of the support board 5 is small after the load of the press 97 is released.
  • the support board 5 is cooled and solidified while the support board 5 is held by the first curved surface 93 and the second curved surface 94.
  • the surface shape of the support board 5 can be fixed to the shapes of the first curved surface 93 and the second curved surface 94 while the elastic restoring force of the support board 5 is zero. Since the solidified support board 5 presses the springback of the vacuum heat insulating material 3, the springback of the vacuum heat insulating material 3 can be made smaller than that of the above embodiment.
  • the press 97 raises the first mounting plate 95 and raises the first mold 91. After that, the laminated body of the curved support board 5 and the vacuum heat insulating material 3 shown in FIG. 6D is taken out from between the first type 91 and the second type 92 as a heat insulating member which is a product.
  • the use of the heat insulating member is, for example, the interior material of a vehicle. Since the laminate of the support board 5 and the vacuum heat insulating material 3 is assembled in advance, the vehicle manufacturer can reduce the man-hours for assembling the vehicle and is easy to handle.
  • the support board 5 When the heat insulating member is used as an interior material of a vehicle, the support board 5 may be arranged outside the vehicle than the vacuum heat insulating material 3, but in this modification, it is arranged inside the vehicle. According to this modification, since the vacuum heat insulating material 3 is arranged on the outside of the vehicle (high temperature side) of the adhesive 6, the temperature rise of the adhesive 6 can be suppressed, and the required performance of the heat resistance of the adhesive 6 is relaxed. it can.
  • the support board 5 forms, for example, the ceiling surface of the vehicle interior. At this time, a skin material (decorative member) may be further arranged inside the vehicle of the support board 5.
  • heating (S2) is performed before bending molding (S3).
  • Heating (S2) may be performed during bending (S3), but in that case, since the support board 5 is heated via the first mold 91 and the second mold 92, the first mold 91 and the second mold 91 and the second mold 92 are heated. The mold 92 will also be heated.
  • each of the first type 91 and the second type 92 may have a flow path of the temperature control medium inside in order to maintain the temperature constant.

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Abstract

無機粒子の集合体である板状の芯材を外包材で真空封止し、前記芯材と前記外包材を含む真空断熱材を得る工程と、前記真空断熱材を第１型と第２型の間に配置し、前記第１型の第１曲面と前記第２型の第２曲面に沿って前記芯材及び前記外包材を曲げ成形する工程とを含む、断熱部材の製造方法。

Description

断熱部材の製造方法
　本開示は、断熱部材の製造方法に関する。
　従来、車両の室内の温度を一定に保つべく、車両の天井などに断熱部材が設置されている。断熱部材は、芯材と、芯材を真空封止する外包材とを含む。芯材として、一般的に、ガラス繊維の集合体を、圧縮成形したものが用いられる。外包材としては、第１シートと第２シートの周縁同士を熱溶着して得られる袋等が用いられる。
　特許文献１には、芯材を第１シート材と第２シート材とで挟んで真空封止する前に、芯材と第１シート材と第２シート材とを別々にプレス機で曲げ成形する技術が開示されている。芯材は、樹脂バインダにより結合した繊維の集合体を、圧縮成形したものが用いられる。
日本国特許第５５３３２８７号公報
　特許文献１によれば、芯材を真空封止する前に、芯材と第１シート材と第２シート材とを別々にプレス機で曲げ成形する。それゆえ、断熱部材の製造工程の工程数が多かった。
　本開示の一態様は、断熱部材の製造工程を簡素化できる、技術を提供する。
　本開示の一態様に係る断熱部材の製造方法は、
　無機粒子の集合体である板状の芯材を外包材で真空封止し、前記芯材と前記外包材を含む真空断熱材を得る工程と、
　前記真空断熱材を第１型と第２型の間に配置し、前記第１型の第１曲面と前記第２型の第２曲面に沿って前記芯材及び前記外包材を曲げ成形する工程とを含む。
　本開示の一態様によれば、断熱部材の製造工程を簡素化できる。
図１は、一実施形態に係る断熱部材の製造方法を示すフローチャートである。 図２Ａは、図１のＳ１の一例を示す断面図である。 図２Ｂは、図２Ａに続き、図１のＳ１の一例を示す断面図である。 図２Ｃは、図１のＳ２の一例を示す断面図である。 図２Ｄは、図１のＳ３、Ｓ４の一例を示す断面図である。 図２Ｅは、図１の製造方法で得られる断熱部材の一例を示す断面図である。 図３は、図２Ｂの真空断熱材の一部を拡大して示す断面図である。 図４は、図２Ｅの真空断熱材を示す斜視図である。 図５は、変形例に係る断熱部材の製造方法を示すフローチャートである。 図６Ａは、図５のＳ５の一例を示す断面図である。 図６Ｂは、図５のＳ２の一例を示す断面図である。 図６Ｃは、図５のＳ３、Ｓ４の一例を示す断面図である。 図６Ｄは、図５の製造方法で得られる断熱部材の一例を示す断面図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。また、各図面において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに垂直な方向であって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
　図１に示すように、断熱部材の製造方法は、例えば、真空封止（Ｓ１）と、加熱（Ｓ２）と、曲げ成形（Ｓ３）と、冷却及び固化（Ｓ４）とを含む。なお、製造方法は、図１の全ての工程を含まなくてもよく、少なくとも真空封止（Ｓ１）と曲げ成形（Ｓ３）とを含めばよい。また、工程の順番は、図１の順番に限定されない。以下、各工程について説明する。
　図１の真空封止（Ｓ１）では、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、板状の芯材１を外包材２で真空封止し、芯材１と外包材２を含む真空断熱材３を得る。外包材２の内部の気圧は、例えば１０００Ｐａ以下、好ましくは５００Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ以下である。また、外包材２の内部の気圧は、例えば１Ｐａ以上、好ましくは３Ｐａ以上である。
　真空断熱材３の形状は、特に限定されないが、例えば平板状であって、平面視矩形状である。また、真空断熱材３の面内に、不図示の開口部（例えば、窓部や室内灯設置部）が設けられていてもよい。開口部は、真空断熱材３を厚さ方向に貫通する。
　芯材１は、無機粒子の集合体である。芯材１は、無機粒子を主成分とする粉体を、圧縮成形したものである。芯材１は、通常、平板状に成形される。芯材１に占める無機粒子の含有率は、例えば５０質量％～１００質量％、好ましくは７０質量％～９９質量％、より好ましくは８０質量％～９８質量％である。無機粒子は、例えばヒュームドシリカを含む。ヒュームドシリカは、アモルファスシリカの微粒子であり、球状で緻密な一次粒子からなる。ヒュームドシリカは、例えば、四塩化ケイ素の燃焼加水分解によって製造される。
　ヒュームドシリカは極めて微細な粉末であるため、粒の大きさを表す指標としては通常比表面積が用いられる。ヒュームドシリカの比表面積は、例えば５０ｍ２／ｇ～４００ｍ２／ｇ、好ましくは１００ｍ２／ｇ～３５０ｍ２／ｇ、より好ましくは２００ｍ２／ｇ～３００ｍ２／ｇである。比表面積は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定される。
　ヒュームドシリカの具体例として、例えば、アエロジル２００（比表面積２００ｍ２／ｇ、日本アエロジル社製）、アエロジル３００（比表面積３００ｍ２／ｇ、日本アエロジル社製）、ＣＡＢ－Ｏ－ＳＩＬ  Ｍ－５（比表面積２００ｍ２／ｇ、キャボットジャパン社製）、ＣＡＢ－Ｏ－ＳＩＬ  Ｈ－３００（比表面積３００ｍ２／ｇ、キャボットジャパン社製）、又はレオロシールＱＳ３０（比表面積３００ｍ２／ｇ、トクヤマ社製）を例示できる。ヒュームドシリカの種類は、１つでもよいし、複数でもよい。
　無機粒子は本実施形態ではヒュームドシリカのみを含むが、本開示の技術はこれに限定されない。
　例えば、無機粒子は、ヒュームドシリカに代えて、又はヒュームドシリカに加えて、多孔質シリカを含んでもよい。多孔質シリカの比表面積は、例えば１００ｍ２／ｇ～８００ｍ２／ｇ、好ましくは２００ｍ２／ｇ～７５０ｍ２／ｇ、より好ましくは３００ｍ２／ｇ～７００ｍ２／ｇである。多孔質シリカの気孔率は、例えば６０％～９０％、好ましくは６５％～８５％、より好ましくは７０％～８０％である。気孔率は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定される。
　また、無機粒子は、シリカに加えて、輻射抑制材を含んでもよい。輻射抑制材は、赤外光を反射するか、又は赤外光を一旦吸収し、等方的に再放射する。これにより、芯材１を厚さ方向に貫通する赤外光の総量を減少でき、輻射伝熱を抑制できる。輻射抑制材は、芯材１中に均一に分散される。輻射抑制材としては、例えば、金属粒子（アルミニウム粒子、銀粒子、金粒子等）、無機粒子（グラファイト、カーボンブラック、炭化ケイ素、酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム等）を例示できる。輻射抑制材の種類は、１つもでよいし、複数でもよい。
　芯材１は、無機粒子に加えて、更に無機繊維を含む。無機繊維は、芯材１の保形性を向上する。芯材１に占める無機繊維の含有率は、例えば２質量％～３０質量％、好ましくは４質量％～２０質量％である。無機繊維としては、例えば、アルミナ繊維、ムライト繊維、シリカ繊維、グラスウール、グラスファイバー、ロックウール、スラグウール、炭化ケイ素繊維、カーボン繊維、シリカ・アルミナ繊維、シリカ・アルミナ・マグネシア繊維、シリカ・アルミナ・ジルコニア繊維、シリカ・マグネシア・カルシア繊維が挙げられる。これらの中でも、価格や安全性等の点から、グラスファイバー、ロックウール、又はシリカ・マグネシア・カルシア繊維が好ましい。
　無機繊維の平均繊維長は、１ｍｍ～１０ｍｍが好ましい。ここで、平均繊維長とは、繊維長Ｄ５０、すなわち、個数基準で求めた繊維長分布の全個数を１００％とした累積個数分布曲線において、累積個数が５０％となる点の繊維長を意味する。平均繊維長が下限値以上であることで、真空断熱材の強度を高められる。一方、平均繊維長が上限値以下であることで、無機粒子との混合性が向上し、均一な芯材組成にできる。平均繊維長は、より好ましくは２ｍｍ～５ｍｍである。
　無機繊維の繊維長Ｄ３０は、例えば１００μｍ以上、好ましくは２００μｍ以上、より好ましくは５００μｍ以上である。「繊維長Ｄ３０」とは、個数基準で求めた繊維長分布の全個数を１００％とした累積個数分布曲線において、累積個数が３０％となる点の繊維長を意味する。繊維長分布は、光学顕微鏡で観察した写真において無作為に５０本以上の繊維の長さを測定して得られる頻度分布及び累積個数分布曲線で求められる。
　無機繊維の繊維長Ｄ９０は、例えば２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下である。「繊維長Ｄ９０」とは、個数基準で求めた繊維長分布の全個数を１００％とした累積個数分布曲線において、累積個数が９０％となる点の繊維長を意味する。
　無機繊維の繊維径（直径）は、例えば２０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下である。無機繊維の繊維径は、例えば１μｍ以上、好ましくは３μｍ以上である。
　芯材１は本実施形態では無機粒子と無機繊維のみを含むが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、芯材１は、無機繊維に代えて、又は無機繊維に加えて、無機バインダを含んでもよい。無機バインダとしては、例えば、ケイ酸ナトリウム、リン酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウムを例示できる。これらの中でも、断熱性に優れる点から、ケイ酸ナトリウムが特に好ましい。無機バインダの種類は、１つでもよいし、複数でもよい。
　芯材１は、有機物を含んでもよいが、少なくとも熱硬化性樹脂あるいは低分子のガスを発生する熱可塑性樹脂を含まないことが好ましい。熱硬化性樹脂は、加熱により重合する高分子であるが、未反応の低分子をも僅かに含む。低分子は、経時的にガスを放出し、外包材２の内部の真空度を悪化させてしまい、断熱性を低下させてしまうためである。なお、本実施形態の芯材１の構成材料は、有機物を含まない。
　外包材２は、第１シート２１と第２シート２２の周縁同士を熱溶着して得られる。以下、図３を参照して、第１シート２１の構成について説明する。第２シート２２は第１シート２１と同様に構成されるので、第２シート２２の説明は省略する。
　第１シート２１は、外包材２の内側から外側に向けて、熱溶着層２３と、ガスバリヤ層２４と、保護層２５とをこの順で有する。なお、第１シート２１は、芯材１を外包材２で真空封止できればよく、少なくともガスバリヤ層２４を有していればよい。第１シート２１の層の数は、３つには限定されず、１つ、２つ、又は４つ以上でもよい。
　熱溶着層２３は、例えば熱可塑性樹脂で形成され、熱で溶融した状態で第２シート２２に押し付け、接着する。熱溶着層２３の材料は、例えば、低密度ポリエチレン、鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、無延伸ポリエチレンテレフタレート、エチレン－ビニルアルコール共重合体、又はエチレン－テトラフルオロエチレン共重合体等である。
　ガスバリヤ層２４は、例えば金属又は金属酸化物で形成され、ガスの通過を防止する。金属としてはアルミニウムが例示され、金属酸化物としてはアルミナ又はシリカが例示される。ガスバリヤ層２４は、箔の形態で保護層２５に圧着してもよいし、保護層２５の表面に蒸着によって形成されてもよい。
　保護層２５は、ガスバリヤ層２４の損傷を防止し、外包材２の内部の真空度の悪化を抑制する。保護層２５は、詳しくは後述するが、熱可塑性樹脂で形成される。真空断熱材３のスプリングバックは、芯材１のスプリングバックと、外包材２のスプリングバックとを両方含む。
　保護層２５の材料は、熱溶着層２３の材料よりもガラス転移温度の高い材料であり、例えば、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，６とナイロン６の共重合体等）、又はポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）である。
　先ず、図２Ａに示すように、芯材１と外包材２を準備する。外包材２の４辺のうち３辺は、予め熱溶着される。芯材１は、外包材２の残りの１辺から外包材２の内部に挿入される。その後、芯材１と外包材２は、不図示の真空容器の内部に設置される。真空容器の内部を減圧しながら、図２Ｂに示すように、一対のヒートシーラー７１、７２で外包材２の残りの１辺を熱溶着し、芯材１を外包材２で真空封止し、真空断熱材３を得る。
　真空断熱材３の厚みＴ１は、例えば２ｍｍ～５ｍｍ、好ましくは２ｍｍ～４ｍｍである。真空断熱材３の芯材１は、主に無機粒子で構成されるので、主にガラス繊維で構成される場合と比較して、厚みのばらつきが小さく、厚みの薄化が容易である。真空断熱材３の厚みが薄いので、真空断熱材３の曲げ成形が容易であり、例えば部分的に曲率半径１０ｍｍ程度の急激な曲げ成形も真空リークなく達成可能である。
　図１の加熱（Ｓ２）では、真空断熱材３のスプリングバックを抑制すべく、図２Ｃに示すように、外包材２の熱可塑性樹脂層を加熱する。加熱対象の熱可塑性樹脂層は、主に保護層２５であるが、保護層２５と熱溶着層２３の両方であってもよい。保護層２５等の熱可塑性樹脂層を室温に戻すことなく高温のまま曲げ成形（Ｓ３）に供すれば、熱可塑性樹脂層を塑性変形できる。それゆえ、金属や金属酸化物からなるガスバリヤ層２４を含む真空断熱材３を曲げ成形した場合でも外包材２が破断せず、ガスバリヤ機能を保持できる。その結果、例えば部分的に曲率半径１０ｍｍ程度の急激な曲げ成形も真空リークなく達成可能となる。
　真空断熱材３は、例えば、図２Ｃに示すように、上下一対の加熱源８１、８２の間に水平に配置される。上下一対の加熱源８１、８２は、それぞれ、例えば、遠赤外線ヒータを含む。遠赤外線ヒータは、Ｘ軸方向に平行な棒状であって、Ｙ軸方向に間隔をおいて複数本配置される。加熱源８１、８２のＸ軸方向寸法は、好ましくは芯材１のＸ軸方向寸法以上である。また、加熱源８１、８２のＹ軸方向寸法は、好ましくは芯材１のＹ軸方向寸法以上である。
　真空断熱材３は、外部から加熱される。真空断熱材３の最外層は保護層２５であるので、保護層２５の温度が最も高い。保護層２５の加熱温度は、例えば５０℃以上、好ましくは６５℃以上である。保護層２５の加熱温度が５０℃以上であれば、保護層２５を塑性変形できる。また、保護層２５の加熱温度は、例えば１００℃以下、好ましくは８５℃以下である。保護層２５の加熱温度が１００℃以下であれば、熱溶着層２３の溶融を防止でき、外包材２の内部の真空度の悪化を防止できる。
　表１に、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇと、融点を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１において、「ＮＹ」はナイロンを、「ＰＥＴ」はポリエチレンテレフタレートを、「ＰＰ」はポリプロピレンを、「ＰＥ」はポリエチレンを意味する。
　図１の曲げ成形（Ｓ３）では、図２Ｄに示すように、真空断熱材３を第１型９１と第２型９２の間に配置し、第１型９１の第１曲面９３と第２型９２の第２曲面９４に沿って芯材１及び外包材２を曲げ成形する。第１曲面９３及び第２曲面９４は、可展面（developable surface）であってもよいが、本実施形態では可展面ではなく、三次元曲面である。第１曲面９３及び第２曲面９４は、製品である断熱部材の用途に応じた形状であればよい。断熱部材の用途は、特に限定されないが、例えば車両の内装材である。
　第１型９１及び第２型９２は、樹脂型、金型、及び木型のいずれでもよい。第１型９１は、第２型９２の上方に配置される。第１型９１は、第１曲面９３を下に向けて、第１取付盤９５の下面に取り付けられる。一方、第２型９２は、第２曲面９４を上に向けて、第２取付盤９６の上面に取り付けられる。第１取付盤９５は可動盤であり、第２取付盤９６は固定盤である。第１取付盤９５は、第２取付盤９６の上方にて昇降する。第１取付盤９５と、第２取付盤９６とは、プレス機９７を構成する。プレス機９７は、第１取付盤９５を下降し、第１型９１を下降させ、真空断熱材３を第２型９２に押し付ける。
　本実施形態によれば、芯材１及び外包材２を同時に曲げ成形するので、曲げ成形の回数を従来よりも低減でき、断熱部材の製造工程を簡素化できる。また、芯材１は主に無機粒子で構成されるので、無機粒子同士が曲げ応力を吸収するように滑る。それゆえ、曲げ成形（Ｓ３）後に、芯材１のスプリングバックを抑制できる。更に、無機粒子は小さいので、複雑な三次元曲面の曲げ成形が可能である。これらの効果は、図１の加熱（Ｓ２）の有無に関係なく得られる。
　また、図１の曲げ成形（Ｓ３）では、熱で軟化した保護層２５を、第１曲面９３及び第２曲面９４に沿って塑性変形する。保護層２５が塑性変形するので、保護層２５の弾性復元力がほとんど生じない。
　図１の冷却及び固化（Ｓ４）では、図２Ｄに示すように、第１曲面９３及び第２曲面９４で真空断熱材３を押さえた状態で、保護層２５を冷却し、固化する。保護層２５の弾性復元力がゼロの状態で、保護層２５の表面形状を第１曲面９３及び第２曲面９４の形状に固定できる。固化した保護層２５が芯材１のスプリングバックを押さえるので、芯材１のスプリングバックが小さい。
　保護層２５の固化後、プレス機９７は、第１取付盤９５を上昇し、第１型９１を上昇させる。その後、第１型９１と第２型９２の間から、図２Ｅ及び図４に示す曲面形状の真空断熱材３が、製品である断熱部材として、取り出される。
　ところで、本実施形態によれば、図１に示すように、曲げ成形（Ｓ３）の前に、加熱（Ｓ２）を実施する。曲げ成形（Ｓ３）の間に加熱（Ｓ２）を実施してもよいが、その場合、第１型９１及び第２型９２を介して保護層２５を加熱するので、第１型９１及び第２型９２も加熱することになる。
　曲げ成形（Ｓ３）の前に加熱（Ｓ２）を実施すれば、保護層２５を加熱するのに第１型９１及び第２型９２を加熱せずに済む。保護層２５の熱は第１型９１及び第２型９２に速やかに吸収され、Ｓ４で保護層２５が速やかに固化される。保護層２５を短時間で冷却でき、製品の製造サイクルを短縮できる。第１型９１と第２型９２は、それぞれ、温度を一定に維持すべく、温調媒体の流路を内部に有してもよい。
　曲げ成形（Ｓ３）の前に加熱（Ｓ２）を実施する場合、図２Ｃに示すように、真空断熱材３を外部から加熱する。外部からの熱は、真空断熱材３の外側から内側に移動する。それゆえ、真空断熱材３の最外層である保護層２５が熱可塑性樹脂層であると、熱可塑性樹脂層を短時間で高温に加熱できる。
　なお、本実施形態では曲げ成形（Ｓ３）の前に加熱（Ｓ２）を実施するが、曲げ成形（Ｓ３）の後で加熱（Ｓ２）を実施してもよい。後者の場合、曲げ成形（Ｓ３）の後で、第１型９１と第２型９２の間から真空断熱材３を取り出し、加熱する。加熱によって保護層２５の残留応力を緩和する。続いて、保護層２５を冷却し、固化する。後者の場合、冷却及び固化（Ｓ４）後に、真空断熱材３のスプリングバックを抑制できる。
　次に、図５等を参照して、変形例の製造方法を説明する。図５に示すように、本変形例の製造方法は、真空封止（Ｓ１）と、加熱（Ｓ２）と、曲げ成形（Ｓ３）と、冷却及び固化（Ｓ４）とに加えて、接着（Ｓ５）を更に含む。以下、本変形例の製造方法と、上記実施形態の製造方法との相違点について主に説明する。
　図５の接着（Ｓ５）は、真空封止（Ｓ１）の後、曲げ成形（Ｓ３）の前に行われる。図４の接着（Ｓ５）では、図６Ａに示すように、真空断熱材３と、熱可塑性樹脂製の支持ボード５とを接着剤６で接着する。支持ボード５は、真空断熱材３を支持し、曲げ成形（Ｓ３）後に、真空断熱材３のスプリングバックを抑制する。
　支持ボード５は、軽量性及び断熱性の観点から、好ましくは多孔質な発泡ボードである。発泡ボードの密度は、例えば０．０２ｇ／ｃｍ３～１．０ｇ／ｃｍ３である。発泡ボードの密度が０．０２ｇ／ｃｍ３～１．０ｇ／ｃｍ３であると、軽量性及び断熱性と、耐荷重性とを両立できる。密度は０．０３ｇ／ｃｍ３～０．９ｇ／ｃｍ３がより好ましく、０．０４ｇ／ｃｍ３～０．８ｇ／ｃｍ３が特に好ましい。
　支持ボード５の材料は、熱溶着層２３の材料よりも、ガラス転移温度の高い熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリ塩化ビニルである。なお、支持ボード５の熱可塑性樹脂は、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン及びポリエチレン等のいずれでもよい。これらの熱可塑性樹脂は、いずれも、発泡体を形成できる。
　支持ボード５の材料は、製品の用途、より詳細には、製品の使用環境の温度に応じて選択される。製品の使用環境の温度が常時８０℃以上にならない場合、つまり、製品の使用環境の温度が通常８０℃未満である場合、ポリ塩化ビニル、又はポリスチレンが選定される。また、製品の使用環境の温度が常時１００℃前後である場合、ポリプロピレン、又はポリエチレンが選定される。
　支持ボード５の厚みＴ２は、例えば１ｍｍ～５ｍｍ、好ましくは２ｍｍ～３ｍｍである。支持ボード５の厚みＴ２が１ｍｍ以上であれば、支持ボード５の剛性が高く、曲げ成形（Ｓ３）後に、真空断熱材３のスプリングバックが小さい。また、支持ボード５の厚みＴ２が５ｍｍ以下であれば、製品の薄化が可能である。
　支持ボード５の主面５１の大きさは、芯材１の主面１１の大きさ以上である。支持ボード５は、芯材１の主面１１の全体を支持する。曲げ成形（Ｓ３）後に、芯材１の主面１１の全体に亘って、芯材１のスプリングバックが小さい。
　接着剤６は、例えば弾性接着剤である。弾性接着剤とは、硬化した後の硬化物がゴム状の弾性体である接着剤のことである。弾性接着剤は、曲げ及び衝撃に対する耐性に優れ、且つ、真空断熱材３と支持ボード５の両方に対する接着性にも優れる。弾性接着剤は、－３０℃～８０℃の温度で使用でき、車両の天井の内装材に使用できる点で好ましい。
　なお、弾性接着剤の材質は特に限定されず、例えば、ウレタン樹脂系、弾力性エポキシ樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、ゴム系、ビニル樹脂系、変性シリコーン樹脂系及びシリル化ウレタン樹脂系等のいずれでもよい。
　真空断熱材３の接着面、及び支持ボード５の接着面の少なくとも１つは、接着性を向上すべく、予めプラズマ処理が施されてもよい。また、プラズマ処理の代わりに、プライマー処理が施されてもよい。プライマーは、接着剤６に混ぜて用いられてもよい。
　図５の加熱（Ｓ２）では、真空断熱材３のスプリングバックを抑制すべく、図６Ｂに示すように、外包材２の熱可塑性樹脂層の他に、支持ボード５も加熱する。支持ボード５を室温に戻すことなく高温のまま曲げ成形（Ｓ３）に供すれば、支持ボード５を塑性変形できる。
　支持ボード５は、例えば、図６Ｂに示すように、真空断熱材３と共に、上下一対の加熱源８１、８２の間に水平に配置される。加熱源８１、８２のＸ軸方向寸法は、好ましくは支持ボード５のＸ軸方向寸法以上である。また、加熱源８１、８２のＹ軸方向寸法は、好ましくは支持ボード５のＹ軸方向寸法以上である。
　支持ボード５は、真空断熱材３と共に、外部から加熱される。支持ボード５の加熱温度は、例えば５０℃以上、好ましくは６５℃以上である。支持ボード５の加熱温度が５０℃以上であれば、支持ボード５を塑性変形できる。また、支持ボード５の加熱温度は、例えば１００℃以下、好ましくは８５℃以下である。支持ボード５の加熱温度が１００℃以下であれば、熱溶着層２３の溶融を防止でき、外包材２の内部の真空度の悪化を防止できる。
　図５の曲げ成形（Ｓ３）では、図６Ｃに示すように、支持ボード５を真空断熱材３と共に第１型９１と第２型９２の間に配置し、第１型９１の第１曲面９３と第２型９２の第２曲面９４に沿って支持ボード５を真空断熱材３と共に曲げ成形する。本変形例によれば、支持ボード５と真空断熱材３を同時に曲げ成形するので、曲げ成形の回数を低減でき、断熱部材の製造工程を簡素化できる。
　なお、本変形例では図６Ｃに示すように支持ボード５が真空断熱材３の下方に配置されるが、支持ボード５と真空断熱材３の配置は逆でもよい。つまり、支持ボード５が真空断熱材３の上方に配置されてもよい。
　また、図５の曲げ成形（Ｓ３）では、熱で軟化した支持ボード５を、第１曲面９３及び第２曲面９４に沿って塑性変形する。支持ボード５が塑性変形するので、支持ボード５の弾性復元力がほとんど生じない。それゆえ、プレス機９７の荷重解放後に、支持ボード５のスプリングバックが小さい。
　図５の冷却及び固化（Ｓ４）では、図６Ｃに示すように、第１曲面９３及び第２曲面９４で支持ボード５を押さえた状態で、支持ボード５を冷却し、固化する。支持ボード５の弾性復元力がゼロの状態で、支持ボード５の表面形状を第１曲面９３及び第２曲面９４の形状に固定できる。固化した支持ボード５が真空断熱材３のスプリングバックを押さえるので、真空断熱材３のスプリングバックを上記実施形態より小さくできる。
　支持ボード５の固化後、プレス機９７は、第１取付盤９５を上昇し、第１型９１を上昇させる。その後、第１型９１と第２型９２の間から、図６Ｄに示す曲面形状の支持ボード５と真空断熱材３の積層体が、製品である断熱部材として、取り出される。
　断熱部材の用途は、例えば車両の内装材である。支持ボード５と真空断熱材３との積層体が、予め組み立てられるので、車両の製造メーカにて、車両の組み立て工数を低減でき、取扱い性が良い。
　断熱部材の用途が車両の内装材である場合、支持ボード５は真空断熱材３よりも車外側に配置されてもよいが、本変形例では車内側に配置される。本変形例によれば、真空断熱材３が接着剤６よりも車外側（高温側）に配置されるので、接着剤６の温度上昇を抑制でき、接着剤６の耐熱性の要求性能を緩和できる。支持ボード５は、例えば車室の天井面を形成する。このとき、支持ボード５の車内側に、さらに表皮材（加飾部材）が配置されてもよい。
　ところで、本変形例によれば、図５に示すように、曲げ成形（Ｓ３）の前に、加熱（Ｓ２）を実施する。曲げ成形（Ｓ３）の間に加熱（Ｓ２）を実施してもよいが、その場合、第１型９１及び第２型９２を介して支持ボード５を加熱するので、第１型９１及び第２型９２も加熱することになる。
　曲げ成形（Ｓ３）の前に加熱（Ｓ２）を実施すれば、支持ボード５を加熱するのに第１型９１及び第２型９２を加熱せずに済む。支持ボード５の熱は第１型９１及び第２型９２に速やかに吸収され、Ｓ４で支持ボード５が速やかに固化される。支持ボード５を短時間で冷却でき、製品の製造サイクルを短縮できる。第１型９１と第２型９２は、それぞれ、温度を一定に維持すべく、温調媒体の流路を内部に有してもよい。
　なお、支持ボード５は真空断熱材３のスプリングバックを押さえることができる程度に剛性の高いものであるので、常温での支持ボード５の曲げ成形（Ｓ３）は困難である。従って、本変形例では、上記実施形態とは異なり、曲げ成形（Ｓ３）の後で加熱（Ｓ２）を実施することはない。
　以上、本開示に係る断熱部材の製造方法について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
　本出願は、２０１９年９月２６日に日本国特許庁に出願された特願２０１９－１７６０７５号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１９－１７６０７５号の全内容を本出願に援用する。
１　芯材
２　外包材
２３　熱溶着層（熱可塑性樹脂層）
２４　ガスバリヤ層
２５　保護層（熱可塑性樹脂層）
３　真空断熱材
５　支持ボード
６　接着剤
９１　第１型
９２　第２型
９３　第１曲面
９４　第２曲面

Claims (12)

  1. 　無機粒子の集合体である板状の芯材を外包材で真空封止し、前記芯材と前記外包材を含む真空断熱材を得る工程と、
    　前記真空断熱材を第１型と第２型の間に配置し、前記第１型の第１曲面と前記第２型の第２曲面に沿って前記芯材及び前記外包材を曲げ成形する工程とを含む、断熱部材の製造方法。
  2. 　前記無機粒子は、ヒュームドシリカを含む、請求項１に記載の断熱部材の製造方法。
  3. 　前記芯材に占める前記無機粒子の含有率が、５０質量％～１００質量％である、請求項１又は２に記載の断熱部材の製造方法。
  4. 　前記真空断熱材の厚みが、２ｍｍ～５ｍｍである、請求項１～３のいずれか１項に記載の断熱部材の製造方法。
  5. 　前記外包材は、熱可塑性樹脂層を有し、
    　熱で軟化した前記熱可塑性樹脂層を、前記第１曲面及び前記第２曲面に沿って塑性変形し、前記第１曲面及び前記第２曲面で前記真空断熱材を押さえた状態で、前記熱可塑性樹脂層を冷却し、固化する、請求項１～４のいずれか１項に記載の断熱部材の製造方法。
  6. 　前記真空断熱材を前記第１型と前記第２型の間に配置する前に、前記真空断熱材を外部から加熱する、請求項５に記載の断熱部材の製造方法。
  7. 　前記真空断熱材の最外層が、前記熱可塑性樹脂層である、請求項６に記載の断熱部材の製造方法。
  8. 　前記真空封止の後、前記曲げ成形の前に、前記真空断熱材と、熱可塑性樹脂製の支持ボードとを接着剤で接着する工程を更に含み、
    　熱で軟化した前記支持ボードを前記第１曲面及び前記第２曲面に沿って塑性変形し、前記第１曲面及び前記第２曲面で前記支持ボードを押さえた状態で、前記支持ボードを冷却し、固化する、請求項５～７のいずれか１項に記載の断熱部材の製造方法。
  9. 　前記支持ボードは、多孔質な発泡ボードである、請求項８に記載の断熱部材の製造方法。
  10. 　前記支持ボードの厚みが、１ｍｍ～５ｍｍである、請求項８又は９に記載の断熱部材の製造方法。
  11. 　前記支持ボードの主面の大きさは、前記芯材の主面の大きさ以上であり、
    　前記支持ボードは、前記芯材の主面の全体を支持する、請求項８～１０のいずれか１項に記載の断熱部材の製造方法。
  12. 　車両の内装材用である、請求項１～１１のいずれか１項に記載の断熱部材の製造方法。
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