JP2000283643A - 真空断熱パネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空断熱パネルの製造において、包装材と芯
材表面との間に間隙を保持しながら、芯材の内部にある
ガスを芯材の表面からも効率よく排気できるようにする
こと。 【解決手段】 連通する気孔を備えた多孔体である芯材
３の表面に、内部に向かって切り込まれた切断部９を設
ける工程と、芯材３を切断部９を開放した状態に保持し
て包装材２の内部に挿入する工程と、包装材２の内部を
真空に保持する工程と、包装材２を密封する工程とを、
備えた真空断熱パネル１の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は真空断熱パネルに
係り、さらに詳しくは、空気を排気し易くして真空状態
を効率よく得ることができる芯材を具備した、真空断熱
パネルとその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷蔵庫や保冷車などの断熱体は、
その外側部分を鉄板などの金属製薄板、内側部分を樹脂
成形品で形成し、その間隙を断熱性に優れた発泡ウレタ
ンを注入発泡して充填させたものが用いられてきた。し
かし、断熱材である発泡ウレタンの発泡剤は、オゾン層
破壊の原因となる塩素を分子中に含むハイドロクロロフ
ルオロカーボン類（以下、ＨＦＣと称す）である１，１
−ジクロロ−１−フルオロエタンに替えて、温暖化係数
の低いハイドロカーボン類であるシクロペンタンへの代
替えが進んでいる。

【０００３】しかし、シクロペンタンを発泡剤とする発
泡ウレタンを冷蔵庫などに適用した場合の断熱性能は１
７〜２０mw/mK であり、従来のＨＦＣを発泡剤とするも
のに比較して、約１０％以上も劣る。このことは、オゾ
ン層破壊の原因物質を用いず、しかもリサイクルなどに
よって資源を有効に活用でき、併せて消費電力の低減が
求められている冷蔵庫などでは、発泡ウレタンに対する
断熱性能向上が限界にあることを示唆するものと考えら
れる。そこで、図６の比較図で示す如く、発泡ウレタン
の２倍以上の断熱性能が得られる真空断熱パネルを応用
する技術が提案されている。

【０００４】図７はそのような真空断熱パネル２０の内
部構造を示したものであり、包装材２によって外部から
のガスの侵入を抑制して真空が保持された内部に、形状
を維持する役割を備える多孔質物質の芯材３が挿入され
ている。この芯材３は、従来の断熱材である発泡ウレタ
ンなどの発泡樹脂と同様の多孔質物質であるが、気孔内
のガスを無くして真空状態を確保するとともに、経時的
に侵入する外部のガスを吸収するゲッター剤４を備えた
ことによって高度な真空状態を維持できるので、ガスに
よる熱伝達成分が排除され、優れた断熱性能が達成され
る。ここで、更なる断熱性能の向上を達成するために
は、構成する材料に熱が伝達し難い物質を用いること、
材料間の接触面積を少なくすることによって物質内を伝
達する熱量を抑制すること、及び、小さな空隙を備える
ことによって輻射伝熱を抑制することがなどが有効とな
る。

【０００５】この様な条件を満たす物質として、樹脂や
ガラスなどの多孔質物質が好適に用いられ、特に、ガラ
ス繊維のマットや連続気泡を有する樹脂発泡体のボー
ド、樹脂や無機物の微粒子の成型品を適用することが一
般的である。例えば、特開昭６０−７１８８１号公報で
はパーライト粉末、特開昭６０−２４３４７１号公報で
はＰＵＦ粉砕品、を各々、合成樹脂袋に投入してボード
状に真空パックしたものが提案されている。この他に、
特開昭６０−２０５１６４号公報では連通気泡の発泡ウ
レタンを、特開平４−２１８５４０号公報では熱可塑性
ウレタン樹脂の粉体を焼結させた板状成形品を、特開平
７−９６５８０号公報ではガラスの長繊維を無機微粉末
にフィビリル化した樹脂繊維により固化保持したボード
を、各々、真空断熱パネルの芯材として応用することが
提案されている。

【０００６】図８は冷蔵庫の斜視図（ａ）と、そのＡ部
の拡大断面図（ｂ）を示したものである。上記の様な真
空断熱パネル２０は、一般に厚さが１０〜３０mmの板状
で、図８の断面図の如く、冷蔵庫５などの断熱箱体など
の断熱壁に組み込んだ状態で用いられる。つまり、塗装
やプリントフィルム貼付などにより意匠性を備えた金属
の薄板鋼板を折曲げ成形した外箱６に、真空断熱パネル
２０を両面テープなどを用いて貼り付けて固定したの
ち、ＡＢＳ樹脂のシートを真空成形法などによって賦型
して得た内箱７と嵌合させることによって、断熱箱体の
外殻を得る。そして、外箱６、真空断熱パネル２０、及
び内箱７とで形成された外殻の空隙内に、断熱材である
発泡ウレタン８の原料混合液を注入して充填すること
で、冷蔵庫５の断熱箱体における断熱壁が形成される。

【０００７】次に、従来の真空断熱パネルの製造方法を
図９に示す工程図を用いて説明する。まず、３方向が予
め熱シールされた包装材を形成し（Ｓ−１）、この袋の
内部に連通気泡を有する発泡ウレタンなどで構成された
芯材を挿入する（Ｓ−２）。さらに、芯材の挿入された
包装材を真空包装機のチャンバー内に固定し、チャンバ
ー内を１×１０^-1〜１×１０^-3Torr程度の任意の真空雰
囲気を確保する「真空引き」を行った（Ｓ−３）後、挿
入口である包装材の開口端辺を熱シールによって融着し
封止する（Ｓ−４）。最後に、シールに供されている熱
可塑性樹脂の融点以下にまで冷却後、真空包装機内部の
真空を解除して常圧に戻し、真空断熱パネルを取り出す
（Ｓ−５）。

【０００８】ここで、包装材は、端辺のシールに供する
内層には熱溶着の可能なポリエチレンなどの熱可塑性樹
脂を、最外層には傷つきなどに耐性のあるナイロンやポ
リエステルなどの樹脂を、その間にある中間層には外気
の侵入を完全に遮断するためのアルミなどの金属箔を用
いて成り、発泡剤や大気中のガスを透過し難い多層シー
トが一般に用いられる。なお、包装材は、予め３方の端
辺を線状に熱融着させて袋状に成形しておく。

【０００９】芯材の包装材への挿入の際における作業性
を上げ、包装材の過剰なシワの発生を抑止するためは、
包装材には適度な裕度を設けることが必要であり、さら
に、その次の「真空引き」工程を効率的に行うえでの配
慮をも要する。「真空引き」工程では、真空包装機に芯
材を挿入した包装材を固定して真空雰囲気を形成し、芯
材の気孔内に残存する空気などのガスを排気する。その
際の真空度は１ｔｏｒｒ以下、好ましくは５×１０^-2t
ｏｒｒを確保する。芯材の気孔内にあるガスの排気に
は、包装材と芯材の間に設けた裕度から得た隙間が形成
されているので、挿入口端部のみならず芯材の表面から
も排気が出来て、真空度への到達が容易に行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法によって真空断熱パネルを成形する際には、芯材に
用いる発泡樹脂が備えるセルの大きさを小さくしたこと
に伴って、芯材内部に残存する空気等のガスを排出する
速度が低減し、所望する真空度に到達する時間が長くな
るという問題がある。しかも、芯材の表面部分には、セ
ルの破壊や発泡に至らずに形成された樹脂の層または過
度に密度が高いスキン層があり、それがこの部分からの
ガスの排出を妨げる構造となっている。

【００１１】本来、挿入された芯材に対して適切な裕度
を設けた包装材には、排気に供する空隙が存在してい
る。しかし、上述した芯材構造に基づく問題の解決に
は、実開昭６２−１５６７９３号公報に開示されたよう
な、積層された芯材の積層方向に延びる切り込みあるい
は小孔を設けることによって、芯材内部に至る排気の促
進と効率化を達成する手段が有効である。また、特開平
６−３３７０９３号公報では、芯材に形成されたスキン
層を排除することによって連通化したセルを露出させ、
この表面からの排気を促進できる形態を得ており、さら
に、特開平１０−８６２５５号公報においては、このス
キン層の上から針状の孔を貫通させることによって、芯
材の表面部分からの排気を促進できるようにしている

【００１２】しかし、冷蔵庫などの断熱壁に配設する真
空断熱パネルは、一般に４０cm以上の幅を有して成るた
め、真空断熱パネルの製造工程である真空雰囲気下での
端辺部分の融着時に、芯材が挿入された包装材が芯材表
面に密着した状態となり、それが排気されたガスの拡散
を妨げ、芯材内部が所望する真空度に到達しにくいとい
う問題が依然ある。

【００１３】この問題の解決には、特開昭５４−１０５
３１４号公報に示されるような、芯材の表面に設けた凹
部である溝部によって包装材との密着を防止し、芯材の
挿入口である端面のみからの排気に委ねることなしに、
芯材の一部表面からの排気を促すようにする案がある。
しかしながら、このような構造においては、内部を真空
に保持した真空断熱パネルの包装材表面に芯材が当接し
ないか、または包装材が過度に伸張された状態を有して
筋状に凹んだ変形を招き易く、場合によっては、包装材
のガスバリヤー性を発現させるアルミなどの金属箔にク
ラックなどの欠陥を生んで、外部の空気などのガスの侵
入を防止することが不可能になる。このような場合に
は、高真空度から発現される低熱伝導率の維持が困難と
なる。

【００１４】そこで、特開昭５９−１１２０９３号公報
では、この筋状に形成した凹部を有する２枚の芯材を、
筋状部分を保持できるように重ね合わせて用いることが
提案されている。この方法によれば、凹凸を有する面が
芯材の内面に保持されるので、包装材が無理な状態で保
持されることの無い平滑な面を備えることになる。しか
し、この場合の凹溝の形成に際しては、溝同志のはまり
込みや溝の変形を招くことの無いように形成されること
が肝要であり、溝の切削に多大なる労力を必要とする。
また、溝部には断熱性能に関わる輻射断熱効果が無くな
り、真空断熱パネルの断熱性能を低下させることに繋が
る。

【００１５】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、包装材と芯材表面との間に間隙を保持
しながら真空引きを行って、芯材の内部にあるガスを芯
材の表面からも効率よく排気できるようにすることを目
的とする。また、包装材に利用した金属箔を過度に伸張
させたりしないようにして欠陥の発生を抑制できるよう
に、包装材を芯材の表面に安定して当接させるととも
に、それらを成すための簡易な表面構造を備えた、真空
断熱パネル及びその製造の方法を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、真空に保持
された包装材の内部にあって連通する気孔を備えた多孔
体である芯材が、その表層部分から内部に向かって切り
込まれた切断部を有し、該切断部の対向する両切断面
が、前記包装材が受ける大気圧によって当接し一体化し
た態様を成しているものである。

【００１７】また、前記切断部が、前記芯材を完全には
分離させることの無い深さの切り込みから構成されるも
のである。

【００１８】この発明は、また、連通する気孔を備えた
多孔体である芯材の表面に、内部に向かって切り込まれ
た切断部を設ける工程と、前記芯材を前記切断部を開放
した状態に保持して包装材の内部に挿入する工程と、前
記包装材内部を真空に保持する工程と、前記包装材を密
封する工程とを、備えたものである。

【００１９】また、前記切断部は、前記芯材を完全には
分離させることの無い深さの切り込みを与えて形成する
ものである。

【００２０】また、前記切断部の長さ方向を、予め定め
た特定の辺から残りの辺の何れかに向かう方向とし、前
記特定の辺が前記包装材の最後に密閉する辺に位置する
ように配置するものである。

【００２１】また、前記切断部の開放は、前記芯材を曲
折させることにより行うものである。

【００２２】また、前記芯材の曲折は、前記芯材を円弧
状に曲げることにより行うものである。

【００２３】また、前記包装材内部を真空に保持する工
程において、前記包装材の上面側を持ち上げた状態に保
持して、前記芯材と前記包装材の間に空隙を設けるもの
である。

【００２４】さらに、前記包装材内部を真空に保持する
工程において、前記包装材の外部を内部よりも高い圧力
にする前に、前記芯材の表面にプレスをするものであ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明の
実施の形態を説明する。図１はこの発明の実施の形態に
よる真空断熱パネルの内部構造を示す断面図である。こ
こで、真空断熱パネル１は、その外殻を構成する包装材
２の内側に、連通する気孔（あるいは気泡又はセルとも
いう）を備えた多孔体である芯材３を有し、その包装材
２の内部が真空に維持されたものである。この為、包装
材２は、最外層に耐傷性が優れたナイロンなどの樹脂フ
ィルム、中間層にガスを透過させないアルミニュームな
どの金属箔、内層に互いの当接部分が融着して封止を行
う高密度ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂を備えた積層
シートから成り、それを対向して重ね合わせた外周部分
を融着して成る袋状成形体が用いられる。

【００２６】また、包装材２内部にある芯材３は、包装
材２内外の圧力差を受けても変形を来すことのない圧縮
強度を有するととも、輻射断熱効果と軽量性に優れる多
孔質物質であって、真空を維持して成るものである。従
って、内部にガス状物質を含んで独立した気孔や低分子
吸着物を備えるなどによって経時的なガスの放出をもた
らさないことが肝要である。このため、芯材には、連通
した気泡を備える発泡ウレタンや発泡ポリスチレンなど
の発泡樹脂を好適に用いるとともに、包装材２の内部に
はガスを吸着して真空度の低下を抑制する作用をもたら
すゲッター剤４が同封される。さらに、芯材３には、そ
の表面に切り込み加工された複数の切断部９が形成され
ており、この切断部９の対向する切断面は、包装材２が
受ける大気圧によって当接し一体化した態様を成してい
る。

【００２７】ここで用いる連通気泡構造体からなる芯材
３は、大きさが５００〜１０００mmの面と１０〜３０mm
の厚さで、複数の切断部９を備えた図３の（ａ）に示す
ようなものである。そして、その切断部９を備える面を
背側にして曲折することによって、閉塞していた切断部
９を開放して芯材３である連通気泡の発泡樹脂の内部を
露出させた状態にするとともに、芯材３が円弧を描くよ
うに変形させる。芯材３をこの状態で包装材２に挿入す
ることによって、図３の（ｂ）に示すように、変形状態
である円弧の内側部分には、包装材２との間に十分に広
い第２の空隙１０をもたらし、円弧の外側部分には、開
放した切断部９が包装材２の挿入口から奥部へ向かって
Ｖ溝状にされた第１の空隙１１を形成させる。

【００２８】また、本発明の特徴を成す芯材３は、この
実施の形態では、ほぼ四角形状を有するものとし、その
表面から内部に向かって複数の切り込みである切断部９
が形成され、その切断部９の長さ方向は、包装材２へ挿
入された時に包装材の開口（挿入口）側に位置すること
になる端辺から、他の端辺の何れかに向かう方向であ
る。この切断部９は、一般には芯材３の加工時に形成す
るものであり、包装材２内部の真空度を促進させる排気
溝として有効に作用することになる。

【００２９】ここで、連通した気泡を備える発泡ウレタ
ンの発泡成形品から得た板状を成す芯材の作製方法を詳
述しておく。まず、発泡ウレタンの原料液には、ポリオ
ールを中心に、触媒、整泡剤、破泡剤、発泡剤などの助
剤が混合されて成るプレミックス液と、イソシアネート
が主成分であるイソシアネート液の２液がある。これら
の２液の規定量をインペラー形のミキサーなどを用いて
混合したものを、数秒後に開始される発泡に間に合うよ
うに、３０℃〜６０℃、好ましくは４０℃〜５０℃に保
温した任意の大きさ、本態様では一辺が３５０mmで深さ
が４０mmのアルミ製の金型内に投入した後、原料の混合
液を投入して完全に硬化するまで静置する。そして、硬
化が完了する５分以上放置した後にボード状の成型品を
得る。さらに、この連通気泡を有する発泡ウレタン発泡
成形品のバルクから板状の芯材を得るため、かつ表層部
分に多く残存する独立した気泡を排除するために、外周
と表面部分を切断して所望の大きさにする。なお、この
実施の態様では、３００×３００×２０ｔ（mm）の加工
品を作製して使用する。

【００３０】また、ここでは、他に、気泡径の小さい発
泡ポリスチレンの芯材を用いた。その連通気泡を有する
発泡ポリスチレンの製造方法については、国際特許ＷＯ
９６／０７９４２（特表平８−５０３７２０、特願平６
−５０９０６２）および国際特許ＷＯ９６／１６８７６
（特表平８−５０５８９５、特願平６−５１７００１）
に記載されている。すなわち、平均分子量が２×１０⁵
のポリスチレンに主発泡剤である炭酸ガスと、例えば、
ＨＦＣ−１３４ａ(1,1,1,2-tetrafluoroetane)やＨＦＣ
−１５２ａ(1,1-difluoroetane)などの補助発泡剤を好
適に用いて、押出し混合、発泡、及びフォームの急冷を
行って、連通気泡の含有率が１００％に近く、しかも気
泡径の小さな発泡ポリスチレンを得ることができる。

【００３１】このようにして得られた連通気泡を有する
発泡ポリスチレンの押出し成型品は、内部が融点以下で
熱変形温度以上の温度で圧縮応力を付加することによっ
て、セルを容易に扁平化することができる。セルの扁平
化に伴って樹脂内に発生した応力を除去し、強度の低下
を抑制する為に、この圧縮された状態を維持しながら熱
変形温度を維持してアニールした後、成型品を熱変形温
度以下、好ましくはガラス転移温度以下に冷却する工程
を付加することが好ましい。このようにして得られたブ
ロック状の成型品からも、前述した連通気泡の発泡ウレ
タンの芯材と同じ大きさと形状を有する加工品が得られ
る。

【００３２】次に、図２の工程図に基づき、真空断熱パ
ネル１の製造方法を図１に示す態様を参照しながら詳述
する。

【００３３】まず、連通した気泡を備える発泡ウレタン
をバルク状発泡体として成形した後、裁断加工によって
板状の芯材３を得る（Ｓ−１１）。そして、この芯材３
の表面部分に、図３の（ａ）の概念図に示すような、芯
材３の表面から内部に向かって切り込んだ切断部９を複
数形成する（Ｓ−１２）。なお、この切断部９の数は適
宜定めてよい。ただし、切断部９の形成に際して鋸刃状
のようなもの利用すると、発泡ポリスチレンなどの熱可
塑性樹脂の場合には、切断に伴う発熱によって切断面が
溶融する場合のあること、及び、切断時に削除した量に
応じて芯材３の表面に凹部ができること、によって芯材
３表面に平滑な面を確保することが困難となる場合があ
る。従って、なるべく鋭利な刃物を使って切断部９を形
成することが好ましい。

【００３４】切断部９は、芯材３の表面からその完全な
断裂に至らない程度の切れ込みを、その厚さ方向に入れ
たものであるが、必ずしも表面に対して鉛直方向とした
り、厚み方向に直線状を成すようにする必要はない。ま
た、切断部９の面方向、すなわち、長さ方向の切断態様
は、包装材内部への配置時に包装材の開口（挿入口）側
に位置することになる端辺から、それに対向する辺に向
かって直線状を成すことが好ましいが、必ずしもそれに
こだわるものではなく、元の平板状体に回復が可能な程
度の柔軟性を備えて、曲折に耐えうる弾性を有する態様
であれば、切断部９が不連続であっても、あるいは曲線
を成す態様であっても支障はない。

【００３５】次に、このような切断部９の切り込みが開
放するように芯材３を曲げて保持する（Ｓ−１３）。こ
こでは、芯材３を、切断部９を有する面を背にして円弧
を描くように曲げ、その状態を保持する。なお、その
際、芯材３の一方向の曲げ角度が１８０度以下、特に９
０度以下を成した状態とする。

【００３６】一方、ガスバリヤー性を有する金属として
柔軟性に優れたアルミ箔を中間層とし、内層部分に融着
が可能な熱可塑性樹脂であるポリエチレンなどのオレフ
ィン系樹脂のフィルムを、外装部分に傷つきを防止する
ポリエチレンテレフタレート及びナイロン樹脂のフィル
ムを備えた多層シートを用いて、３方向を融着して袋状
にした包装材２を形成しておく（Ｓ−１４）。

【００３７】そして、この包装材２に、Ｓ−１３での処
置を施した芯材３を挿入する（Ｓ−１５）。この時、芯
材３は、図３の（ｂ）に示すように、芯材３を円弧状に
折り曲げて切断部９を開放させたＶ溝状にし、芯材３の
上面を利用して包装材２の上面側を持ち上げた状態に保
持しながら包装材２の内部に挿入する。従って、芯材３
の表面には、その上面側に開放した切断部９による第１
の空隙１１が、下面側に包装材２との間に形成した第２
の空隙１０とが形成される。そして、第１の空隙１１の
大きさは、切断部９の深さと曲折角度の大きさに比例
し、第２の空隙１０の大きさは、包装材２の開口部幅に
近似した芯材３の幅と曲折角度の大きさに比例すること
になる。

【００３８】次に、以上の形態が保持された芯材３及び
包装材２を、図４の概念図に示すような内部構造を備え
た真空包装機１３に装着し、真空包装機１３の内部が所
望の真空度になるよう、真空調整用バルブ１５にて調整
しながら真空ポンプ（図示せず）を用いて排気し真空を
確保する（Ｓ-１６）。真空包装機１３内部を排気する
ことによって、連通化したセル内にある発泡剤や空気な
どのガスは、芯材３の表面から、芯材３と包装材２の間
に形成された第１の空隙１１及び第２の空隙１０を通じ
て系外に排出されるので、この真空排気を促進できるよ
うに、切断部９の深さと曲折の角度を適宜調整してして
おくことが肝要である。

【００３９】真空包装機１３内部の真空度は、芯材３の
気泡内部に残存するガスによる熱伝達を抑制して、発泡
体の骨格を成す樹脂部分による熱伝達と輻射による熱伝
達のみとするのに十分な１０⁰torr以下が好ましく、１
０^-2torr以下が特に好ましい。

【００４０】真空包装機１３の内部が所定の真空度に到
達し、適度な時間の放置によるセル内の十分な排気をも
完了したならば、曲折して円弧状態を成している芯材３
を、真空包装機１３内に装着した上下降するプレス板１
６を用いて包装材２上から圧縮整形（プレス）する（Ｓ
−１７）。この圧縮作業により、芯材３の表面にある開
放した切断部９が再び閉塞されて第１の空隙１１が消滅
し、さらに、円弧状を成していた芯材形状が平板状態に
なって、第２の空隙１０も消滅する。これにより、芯材
３表面は平滑な面を再現して、曲折前の平板形状と外観
上の差異をほとんど有さないように整形される。

【００４１】このようにすることで、包装材内部寸法と
芯材外周寸法とを近似させたとしても、Ｓ−１５工程に
おける包装材２内への芯材３の挿入に困難を招くことが
ないうえ、Ｓ−１７工程における圧縮作業を行うことに
よって、芯材３の曲折によって持ち上げられていた包装
材２が芯材３表面に保持されたとき、過剰部分を殆ど生
じさせることがなくなり都合がよい。つまり、包装材２
の過剰部分が実際の使用状態ではシワとなって発現し、
このシワにおいて鋭角に折れ曲がった部分にクラックな
どの欠陥部分が発生し、ここから外気が侵入して真空度
を低下させ、断熱性能の悪化を招いているが、ここでは
それを防止することができる。併せて、芯材３と包装材
２から成る第２の空隙１０などに残存するわずかな空気
などのガスをも排出させることができ、包装後に包装材
２内に取り込まれるガスの量が減少して、真空断熱パネ
ル１内の真空度が向上し、断熱性能が向上する。

【００４２】次に、芯材３の挿入口である包装材２の開
口端辺（図４での手前正面側）を融着することによって
包装材２を封止する（Ｓ−１８）。この端辺の融着は、
真空包装機１３が備えている融着用ヒータ（図示せず）
を用い、包装材２の内層部分にある高密度ポリエチレン
などの熱可塑性樹脂を溶融した状態に維持しながら、シ
ール用加圧装置（図示せず）を用いて加圧し、その後、
冷却することによって封止するものである。この封止作
業が完了した後、真空包装機１３の内部を常圧に戻せ
ば、大気圧によって包装材２が芯材３に密着した安定な
状態を確保できるので、芯材３を圧縮していたプレス板
１６を取り除けば、切断部９の切断対向面が当接して芯
材３の表面が平滑な面を回復し、芯材３と包装材２が滑
ること無しに互いに保持し合うので、平板状を維持して
成る真空断熱パネル１を取り出すことができる（Ｓ−１
９）。

【００４３】上記の工程において、もし、芯材の表面に
切断部と曲折形状の付与がなければ、芯材表面の大半を
包装材が覆い被さって、芯材表面からのセル内にあるガ
スの排出と系外への搬出が困難となる。このため、真空
排気を包装材の開口部にある端辺のみに委ねることにな
って、真空排気が円滑に行えないという不都合を生じ
る。また、芯材を切断部で完全に切り放した状態とする
と、芯材上に当接すること無しに切断部上に浮いた状態
にあった包装材の部分が、包装が完了した後の真空解除
の段階で芯材の接合を来す際に、芯材の切断部上に盛り
上がるか、または切断部内に埋め込まれた態様のシワを
作るという不具合を生じる。

【００４４】これに対し、この実施の形態で行ったよう
に、切断部を設け芯材を円弧状に曲折することで、その
ような問題を解決できる。しかも、セル内にあるガスを
排気した後の真空状態を確保できた段階で、芯材をプレ
スによって平板状態に戻し、切断部を閉塞して平滑な状
態にしているため、真空断熱パネルの外観意匠を悪化さ
せることがないうえ、包装材に過度な寸法上の裕度を設
ける必要も無くなる。これらのことから、この実施の形
態に基づく真空断熱パネルの製造方法を用いれば、シワ
の発生を抑制して、包装材が備えるガスバリヤー層の損
傷による寿命の低下を防止することも可能になる。

【００４５】また、芯材表面に切断部を設けたことによ
り、その切断部を開放させて内部セルを開放した状態に
することができ、さらに、円弧状にした芯材で包装材の
上側面を持ち上げて芯材と包装材との間に空隙を形成す
ることにより、セル内のガスを芯材表面から排気し易く
し、かつ包装材の開口部である端辺部分までのガスの移
動も容易となる。

【００４６】特に、扁平のセルを形成するなどして表皮
を備えて成る芯材の場合には、セル内のガスを芯材の表
面から排気することに非常な困難を伴うのに対し、上記
の方法を採用することにより、連通化したセルが露出す
るので、セル内のガスを容易に排出できる状況を達成す
ることができる。以上の如く、この実施の形態によれ
ば、簡単な構成で芯材中のセル内にあるガスの排気効率
を向上させ、それにより、断熱性能に優れる真空断熱パ
ネルを得ることが可能となった。

【００４７】

【実施例】以下、上述した実施の形態に基づいて製造し
た真空断熱パネルを用い、排気の効率と表面外観の平滑
性に関する効果の確認について説明する。実施例には、
密度が６５kg/m³の発泡ウレタンと１１０kg/m³の密度の
発泡ポリスチレンであって、それぞれ３００×３００×
２０ｔ（mm）の大きさとした芯材を用いた。さらに、こ
れらの芯材に、切断部として、１辺から対向する辺に向
かって直線状で厚さの８０％に相当する１６mmの深さの
切り込みを設けた後、芯材を一方向の曲げ角度を８０度
として円弧状に曲折させたまま包装材の中に挿入し、上
記実施の形態と同様にして得た真空断熱パネルを使用し
た。

【００４８】これに対する比較例には、実施例と同じ大
きさの平板状を成す芯材の表面に、切断部を設けたのみ
で平板状態のままの芯材と、何の加工をも施すことのな
い平板状態のままの芯材を用いて製造した真空断熱パネ
ルを使用した。これらの各芯材（実施例１〜３、比較例
１〜３）の性状については、表１にその詳細を示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】これらの芯材を用いた各真空断熱パネルに
ついて、１０^-2torrの真空度にまで排気するのに要した
時間を測定するとともに、得られた真空断熱パネルの熱
伝導率を栄光精機（株）社製の熱伝導率測定装置で測定
することにより、その性能を評価した。さらに、それら
の真空断熱パネルを常態に１６時間放置した後、図４に
示す状態で真空包装機内に放置した後に装置の真空度を
上昇させ、このときの包装材表面が膨れ始める真空度を
求めることによって、真空断熱パネルの内部真空度を評
価するとともに、真空断熱パネルの熱伝導率についても
測定した。これらの評価結果は表２に示した。

【００５１】

【表２】

【００５２】表２の結果からは、本発明の製造方法に基
づく真空断熱パネルは、発泡ポリスチレンと発泡ウレタ
ンの何れが芯材であっても、任意の真空度を得るために
要する排気時間を、切断部を設けない従来の芯材を用い
た場合に比べて大幅に短縮でき、また、常態に１６時間
の放置後であっても良好な断熱性を維持していることが
わかる。これは、真空包装機にて作製した時の真空排気
の容易性を反映したものであって、セル内のガスを残留
させることの無いよう適切に排出できたことを示唆する
ものである。つまり、本発明に基づく真空断熱パネル
は、真空包装機の内部が１０^-2torrの真空度にまで排気
する際に円滑なガスの排出が促されたのに対し、従来の
タイプの真空断熱パネルでは、真空包装機の真空度が１
０^-2torrを示した状態であっても、セル内にあるガスの
排出量が抑制されて芯材内部にガスが多く残存し、その
後の状態放置の期間中にそれが真空断熱パネル内へ拡散
して、真空度の低下とそれに基づく断熱性の低下をもた
らしたものと推測される。

【００５３】なお、芯材を曲折する際の曲げ角度が１８
０度を超えたものについては、実施の形態で示したＳ−
１６工程にて、芯材を平板状に戻すことができず、従っ
て、真空断熱パネルを作成することが不可能な状態に至
った。

【００５４】この結果、本発明に係る実施の形態による
真空断熱パネルの製造方法によれば、芯材表面に切断部
を形成して、その切断部を背にして円弧状に曲折した状
態に保持した芯材を包装材に挿入して、切断部の開放部
分と曲折した円弧内側部分とに空隙を形成したまま真空
引きを行うことで、芯材の表面から排出されたガスを系
外に効率よく排出でき、所望の真空度を短時間で得るこ
とができると共に、包装材内が、真空包装機での作製時
の真空度を反映した真空度を維持することができるとい
うことが確認できた。

【００５５】なお、上記実施の形態では、切断部９の配
置構成を、最も容易に形成できる図５の（ａ）に示す如
くの連続した線状の態様によって行ったが、同様の効果
が得られるものであれば、これにこだわるものではな
い。例えば、円弧状に曲折した芯材３の形状が、その後
のプレス板１６による圧縮によって平板状に戻る弾性を
備えるものであれば、芯材３の形状や大きさに応じて、
図５の（ｂ）に示す如くの不連続な点線状に分散する態
様を適用しても良い。また、包装材２との間に形成され
る空隙の量を調整して排気に適切に寄与することが可能
であれば、芯材３の形状や大きさに応じて、好適な排気
を得るための任意のパターンを形成して良い。すなわ
ち、切断部９を直線上に限定せずに、図５の（ｃ）に示
すような態様の如く曲線で構成して、切断部９の曲折に
よる円弧の曲げ角度が包装材２に挿入した前部と奥部で
異なるようにしても良く、あるいは、図５の（ｄ）に示
すような態様の如く、上下に切断部９を設けて波状に曲
折した状態で包装材に挿入しても良い。

【００５６】以上、上記実施の形態では、芯材の形状に
特長を有する真空断熱パネルおよびその成型方法につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、冷蔵庫や保温保冷用の各種断熱箱体などの
三次元構造体の一部、車や建築物などの保温保冷に用い
る大形断熱板やパイプなどの円筒状の断熱体、あるいは
構造体を兼ねた断熱体などに広く適用することができ、
その要旨を脱し得ない範囲で種々変形して実施すること
ができる。

【００５７】

【発明の効果】以上のような構成をとるこの発明は、以
下のような効果を奏する。

【００５８】第１の発明に係る真空断熱パネルによれ
ば、真空に保持された包装材の内部にあって連通する気
孔を備えた多孔体である芯材が、その表層部分から内部
に向かって切り込まれた切断部を有し、該切断部の対向
する両切断面が、包装材が受ける大気圧によって当接し
一体化した態様を成すようにしたので、製造の際にはそ
の切断部を排気溝として作用させることができる。そし
て、真空断熱パネルとして完成した際には、切断部の切
断面が当接し一体化するので切断部を形成する前と同様
の平滑な芯材形状となる。このため、芯材と包装材との
間が密着して滑ることもなく、包装材の過度の伸張やシ
ワの発生がなくなって、安定した形状及び断熱性能を得
ることが可能となる。

【００５９】第２の発明に係る真空断熱パネルによれ
ば、芯材が元来の形状を成す位置に収まるので、安定し
て平滑な面を得ることができ、包装材が過度に伸張する
ことやシワを発生させることがなくなり、安定した形状
及び断熱性能を得ることが可能となる。

【００６０】第３の発明に係る真空断熱パネルの製造方
法によれば、連通する気孔を備えた多孔体である芯材の
表面に、内部に向かって切り込まれた切断部を設ける工
程と、芯材を切断部を開放した状態に保持して包装材の
内部に挿入する工程と、包装材の内部を真空に保持する
工程と、包装材を密封する工程とを備えたので、芯材の
気孔内にあるガスが系外に排出する際に通過する排気溝
が形成されて、包装材の内部に残存するガスの量を短時
間に排出でき、しかも、良好な断熱性が確保できる。

【００６１】第４の発明に係る真空断熱パネルの製造方
法によれば、芯材が元来の形状を成す位置に収まるの
で、安定して平滑な面を得ることができ、包装材が過度
に伸張することやシワを発生させることがなくり、安定
した形状及び断熱性能を得ることが可能となる。また、
芯材が一体化した状態にあるため、その後の作業効率も
低下させることがない。

【００６２】第５の発明に係る真空断熱パネルの製造方
法によれば、切断部の長さ方向を予め定めた特定の辺か
ら残りの辺の何れかに向かう方向とし、その特定の辺が
包装材の最後に密閉する辺に位置するように配置したの
で、包装材の奥部の気孔内のガスであってもその切断部
を介して排出可能となり、どの位置に残存するガスも効
率よく排出できて良好な断熱性を確保できる。

【００６３】第６の発明に係る真空断熱パネルの製造方
法によれば、芯材を曲折させてその切断部を開放するこ
とで、芯材の内部にある気孔を露出させた排気溝を簡単
に形成でき、気孔内のガスを残存させること無しに効率
よく排出できる。

【００６４】第７の発明に係る真空断熱パネルの製造方
法によれば、芯材の曲折は芯材を円弧状に曲げることに
より行うようにしたので、芯材及び包装材内のガス排出
後には、プレス板の圧縮などを用いて、この芯材を元の
平板状に容易に戻すことが可能となる。

【００６５】第８の発明に係る真空断熱パネルの製造方
法によれば、芯材と包装材の間に設けた空隙を利用し
て、包装材の内部から確実に排気ができ、従って、優れ
た断熱性の真空断熱パネルを短時間で得ることができ
る。

【００６６】第９の発明に係る真空断熱パネルの製造方
法によれば、包装材内部を真空に保持する工程におい
て、包装材の外部を内部よりも高い圧力にする前に、円
弧状に形成された芯材の表面にプレスをするので、平滑
な表面を有した真空断熱パネルを得ることが可能になる
とともに、プレスによって包装材と芯材の間の空隙にあ
るガスが強制的に排出されるため、真空包装機内と近似
した真空度を確保した優れた断熱性能を有する真空断熱
パネルが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態による真空断熱パネルの
内部構造を示す断面図。

【図２】 本発明の実施の形態による真空断熱パネルの
製造方法を示す工程図。

【図３】 本発明の実施の形態による芯材と、その芯材
を包装材の内部に挿入する際の芯材と包装材の関係を示
す説明図。

【図４】 本発明の実施の形態による真空断熱パネルの
真空包装機内での状態説明図。

【図５】 本発明の実施の形態による切断部の各種態様
を示す芯材の斜視概略図。

【図６】 各種断熱材の断熱性能を比較した比較図。

【図７】 従来の真空断熱パネルの内部構造を示す断面
図。

【図８】 真空断熱パネルを冷蔵庫の壁に組み込んだ冷
蔵庫の斜視図と、そのＡ部拡大断面図。

【図９】 従来の真空断熱パネルの製造方法を示す工程
図。

【符号の説明】 １ 本発明の実施の形態に係る真空断熱パネル、２ 包
装材、３ 芯材、４ゲッター剤、９ 切断部、１０ 第
２の空隙、１１ 第１の空隙、１３ 真空包装機、１６
プレス板、 ２０ 従来の真空断熱パネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E067 AA11 AB99 BA12A BB12A BB14A BB15A BB25A CA04 CA24 EA06 GA13 GA14 3H036 AB18 AB25 AB29 AC03 AD01 AE13 3L102 JA01 MB23 MB26 4F100 AK12A AK51A AT00B BA02 DC13A DD32 DJ01A EC033 EH132 EH312 EJ24A EJ242 EJ423 GB90 JJ02 JL03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空に保持された包装材の内部にあって
   連通する気孔を備えた多孔体である芯材が、その表層部
   分から内部に向かって切り込まれた切断部を有し、該切
   断部の対向する両切断面が、前記包装材が受ける大気圧
   によって当接し一体化した態様を成していることを特徴
   とする真空断熱パネル。
2. 【請求項２】 前記切断部が、前記芯材を完全には分離
   させることの無い深さの切り込みから構成されることを
   特徴とする請求項１に記載の真空断熱パネル。
3. 【請求項３】 連通する気孔を備えた多孔体である芯材
   の表面に、内部に向かって切り込まれた切断部を設ける
   工程と、 前記芯材を前記切断部を開放した状態に保持して包装材
   の内部に挿入する工程と、 前記包装材の内部を真空に保持する工程と、 前記包装材を密封する工程とを、備えて成ることを特徴
   とする真空断熱パネルの製造方法。
4. 【請求項４】 前記切断部は、前記芯材を完全には分離
   させることの無い深さの切り込みを与えて形成すること
   を特徴とする請求項３に記載の真空断熱パネルの製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記切断部の長さ方向を予め定めた特定
   の辺から残りの辺の何れかに向かう方向とし、前記特定
   の辺が前記包装材の最後に密閉する辺に位置するように
   配置することを特徴とする請求項３または４に記載の真
   空断熱パネルの製造方法。
6. 【請求項６】 前記切断部の開放は前記芯材を曲折させ
   ることにより行うことを特徴とする請求項３から５のい
   ずれかに記載の真空断熱パネルの製造方法。
7. 【請求項７】 前記芯材の曲折は前記芯材を円弧状に曲
   げることにより行うことを特徴とする請求項６に記載の
   真空断熱パネルの製造方法。
8. 【請求項８】 前記包装材内部を真空に保持する工程に
   おいて、前記包装材の上面側を持ち上げた状態に保持し
   て、前記芯材と前記包装材の間に空隙を設けることを特
   徴とする請求項３から７のいずれかに記載の真空断熱パ
   ネルの製造方法。
9. 【請求項９】 前記包装材内部を真空に保持する工程に
   おいて、前記包装材の外部を内部よりも高い圧力にする
   前に、前記芯材の表面にプレスをすることを特徴とする
   請求項３から８のいずれかに記載の真空断熱パネルの製
   造方法。