JP2000500726A - 低温槽装置内槽への低温用断熱材巻着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 低温槽装置の外槽内に配置される内槽外面に低温用断熱材を巻着する際に、低温用断熱ペーパーをそのロールから繰り出し、このペーパーを内槽外面に連続的に巻着する一方、低温用断熱金属ホイルをそのロールから繰り出して対応するペーパーのラップに重ね巻着するステップから成る公知の方法に改良を加える。即ち、所定の第１幅を有するペーパーと所定の第２幅を有するホイルの交互層から成り、前記第２幅を前記第１幅よりも狭くし、ペーパーの各側縁がホイルと接触しないマージン部分を有するようにペーパーの中央にホイルを位置決めした少なくとも１本の低温用断熱材複合ロールを設け、複合ロールから複合層を繰り出し、この複合層を内槽外面に連続巻着する。

Description

【発明の詳細な説明】 低温槽装置内槽への低温用断熱材巻着方法 本発明は低温槽装置の内槽に低温用断熱材を巻着する方法、この方法に使用さ れる低温用複合断熱材、低温用複合断熱材ロールの製法、及び低温用複合断熱材 ロールの製造装置に関する。 発明の背景 公知のように、低温槽装置においては外槽内に内槽を配置し、両槽間に空間を 形成することにより内外槽間に断熱のための真空を維持できるようにする。外槽 は公知の種々の方法によって断熱すればよいが、内槽には低温用断熱材を巻着し なければならない。 低温用断熱材は２つの素子から成る。第一素子は当業者間で「ペーパー」と呼 称されているが実際には繊維性フェルト状材料から成る。この繊維性フェルト状 材料が「ペーパー」と呼称されるのはその厚さが工業紙と似ており、従来、抄紙 機によって製造されているからである。 低温用断熱材の第２素子は金属ホイルである。このホイルは極めて薄く、種々 の金属から形成できるが、アルミホイルを使用する場合が多い。アルミニウムは 反射面を有し、低温用断熱材における放射バリアとして使用されるからである。 内槽の外面にペーパー及びホイルを巻着する際に従来種々の方法が採用されて いるが、一般的な方法としては、少なくとも一つのロールから低温用断熱ペーパ ーを繰り出し、内槽を包む連続ラップが形成されるようにペーパーを巻着する。 同様に、低温用断熱ホイルを少なくとも一つのロールから繰り出し、前記連続ラ ップに重ねて巻着する。このように重ね合わされた連続ラップから成る多重層が 内槽に巻着される。なお、「連続ラップ」とは低温内槽の外面に施されるラップ が先行のラップとほぼ隣接すると共に後続のラップともほぼ隣接することを意味 する。この点に関して詳しくは後述する。 この巻着作業においては、金属ホイルラップの縁辺が先行の金属ホイルラップ の縁辺または後続のホイルラップの縁辺と接触しないことが必須条件である。同 様に、各層におけるラップの金属ホイルが先行または後続層における金属ホイル と接触しないことも必須条件である。このような接触があると、同じ層における 金属ホイル間または先行または後続層における金属ホイル間で伝導による熱流動 が起こる可能性がある。伝導による熱流動は「ショート」または「ホットスポッ ト」を発生させ、この「ショート」または「ホットスポット」における断熱値を 著しく低下させる。即ち、このような低温槽装置において、金属ホイルは放射バ リアとして作用し、この放射バリアが有効であるためには金属ホイル間の接触を 避けねばならないからである。 公知方法のうち最も広く使用されている方法では、内槽をその長手軸線を中心 に回転させながら、ロールから繰り出されるペーパーを、ロールから繰り出され る金属ホイルをそれぞれ別々に内槽に巻着する。この方法は中心軸周りに回転す るピボットアームを利用して行われる。ピボットアームの両端にそれぞれペーパ ーロールを、各ペーパーロールの近傍にホイルロールを設ける。ピボットアーム を内槽の長手軸とほぼ平行な平面内で回転させ、同時に内槽を前記長手軸を中心 に回転させる。 このように構成することで、ペーパーラップが内槽に巻着され、このペーパー ラップにホイルラップが重なって多重層断熱材の各ラップ層を形成する。ピボッ トアームの各端にペーパーロールとホイルロールが一つずつ存在するから、合計 ２組のホイル／ペーパー複合断熱体が回転中の内槽に同時に巻着されることにな る。この公知方法は言わば軌道方式と呼称すべき方法である。 しかし、この公知方法には決定的な欠点がある。第一に、ピボットアームの各 端に装着できるペーパーロールとホイルロールはそれぞれ１本ずつ、即ち、回転 中の内槽外面に巻着できるペーパー／ホイル複合断熱材は２組だけである。従っ て、比較的低速で、時間のかかる巻着方法であり、生産を著しく低速化するだけ でなく、低温用断熱材の巻着に要するコストを増大させる。 第２に、上記「ショート」や「ホットスポツト」を回避するにはペーパーラッ プへの金属ホイル重ね巻きを注意深く制御しなければならない。即ち、ラップの ホイルが先行ラップまたは後続ラップのホイルと接触したり、先行ラップ層また は後続ラップ層のホイルと接触しないようにしなければならない。そのためには 、巻着装置を注意深くモニターし制御する必要がある。 以上に述べた問題は、いずれも長年に亘つて当業者に周知の問題でありながら 、未解決のままである。即ち、内槽の断熱材巻着を高速化すると同時にショート やホットスポットの発生を防止するような方法は発見されていない。従って、巻 着を例えば２倍にスピードアツプすると共に、ショートやホットスポット発生の 可能性を実質的に解消するような巻着方法が提供されれば極めて有益である。 発明の開示 本発明はいくつかの基本的所見といくつかの副次的所見に基づいている。 第１に、ホイルとペーパーをあらかじめ一体化することでショートやホットス ポットを実質的に解消できるとの所見を得た。予め一体化しておけば、ホイルを 極めて正確にペーパーの中央部に重ねることができる。こうしてショートやホッ トスポットをほぼ完全に防止できる。 第２の基本的所見として，このように低温用断熱材をあらかじめ一体化すれば 、別々のロールからペーパーとホイルを繰り出す必要はなく、あらかじめ一体化 された断熱材をそのまま巻着すればよい。断熱材を予め一体化しておけば、例え ば上記軌道方式に従つてペーパー／ホイル複合層をピボットアームの各端から１ 層ずつ繰り出して巻着する必要はない。ピボットアームの各端に少なくとも２組 ずつの予め一体化された複合断熱材を配置し、ピボットアーム各端から２組のペ ーパー／ホイル複合断熱材を巻着することができる。従って、内槽への断熱材巻 着速度は従来の巻着装置を使用した場合の２倍となる。ホイルがペーパーに正し くセンタリングされているから、ピボットアーム及び内槽の回転速度を上げても ショートやホットスポットの心配はなく、巻着速度はさらに増大する。 副次的所見として、予め一体化したペーパーとホイルはほぼ円形ロールの形態 を取ることが好ましい。なお、このように予め一体化した断熱材をここでは簡略 化して「ロール」と呼称するが、必ずしもロール状でなくてもよく、例えば層状 であってもよい。「ロール」という表現にはこのような場合も含まれるものであ る。 第２の基本的所見として、ペーパーとホイルが交互い重なっている低温用複合 断熱材を使用する場合、ペーパーの幅を第１幅、ホイルの幅を第２幅とすれば第 １幅を第２幅よりも広く設定すればよい。このように構成すれば、ペーパーの各 縁辺部ガホイルと接触しないから、隣接ラップ間または隣接ラップ層間で金属ホ イルの縁辺同士が接触するのを避けることができる。 第２の副次的所見として、ペーパーはホイル両側縁から外方へ延出しているか ら、ホイルの縁辺部が損傷から保護される。因みに、ホイルは後述するような理 由から例えば０．０００２５インチと極めて薄いから、その縁辺部に例えば極め て小さい切れ目があっても、ホイル縁辺部に裂け目を生ずる原因となるおそれが ある。ホイルの縁辺部のこのような裂け目は、詳しくは後述するように複合体ロ ールの形成またはこの複合体からの繰り出しに際してホイルが裂ける原因となる おそれがある。ホイルが裂ければ、あらかじめ一体化されたホイル／ペーパー複 合体が破損されることになり、許容できない。 第３の基本的所見として、もしホイルがペーパーに実質的にセンタリングされ ていて既知の幅のペーパー縁辺部が確保されているなら、巻着のスピードアツプ が可能である。そのためにはピボットアーム及び内槽の回転を特定巻着装置の精 度にあわせてスピードアツプすればよい。さらに詳しくは、先行ラップから所定 の位置ずれ公差範囲内で後続ラップを巻着できる精度に合わせてスピードアツプ すればよい。この公差を第１幅と第２幅の差と相関させることによってホットス ポットやショートの発生をほぼ回避できる。 第４の基本的所見として、ペーパー保持シャフトにペーパーロールを、ホイル 保持シャフトにホイルロールをそれぞれ保持させ、同長のペーパーとホイルをそ れぞれ繰り出し、このペーパーの中央にホイルを重ねることによって低温用複合 断熱材ロールを製造することができる。この複合層を、コアシャフトに配置した 着脱自在なコアに取付け、コアを所定の速度で回転させればよい。ペーパーとホ イルに調節自在なテンション制御手段を作用させることにより、例えばコアシャ フトを駆動することで複合層を駆動し、着脱自在なコアにペーパーとホイルを巻 着するのに好適なテンションを加えることができる。但し、ペーパーに対するホ イルのセンタリングを維持するには、ペーパー保持シャフトまたはペーパーとホ イル保持シャフトまたはホイルの少なくとも一方が横方向に調節自在であればよ い。例えば、並進させることでペーパーに対するホイルのセンタリングを調節で きればよい。 このことに関連する副次的所見として、ペーパーに対するホイルのセンタリン グは真の中心から少なくとも約０．１インチ、好ましくは約０．０４インチの公 差範囲内に維持できれば、ホットスポットやショートをほとんど回避できる。 第５の基本的所見として、上記方法を実施する装置を下記の素子で構成できる ことが立証された。即ち、ペーパー保持シャフト、着脱自在なコアを保持するシ ャフト、ペーパー／ホイル複合体をコアに取付ける取付け手段、テンション制御 手段、並進手段などのような横方向調節手段、及び複合体またはコアシャフトを 駆動する手段。 従って、要約すれば本発明は先ず低温槽装置の外槽内に配置される内槽に低温 用断熱材を巻着する方法の改良に関する。公知の方法では、少なくとも１本のロ ールから低温用断熱ペーパーを繰り出して、これを各ラップが順次隣接するよう に内槽に巻着し、少なくとも１本のロールから低温用断熱ホイルを繰り出してこ れを対応の前記各ペーパーラップに、ペーパーラップと同様順次隣接するように 、重ね巻着する。 この方法における本発明の改良は、少なくとも１組の複合断熱体ロールを用意 することにある。この複合体ロールは所定の第１幅を有するペーパーと所定の第 ２幅を有するホイルとを交互に組合わせた層から成る。前記第２幅は前記第１幅 よりも狭く、ペーパーの両側縁にホイルとは接触しない縁辺部が形成されるよう にホイルをペーパーの中央に重ねる。ペーパー／ホイル複合層を複合体ロールか ら繰り出し、これを各ラップが順次隣接するように内槽に巻着する。 本発明は低温複合断熱材ロールにも関する。この複合断熱材ロールは、所定の 第１幅を有する低温用断熱ペーパーと、前記第１幅よりも狭い所定の第２幅を有 する金属ホイルとを交互に重ねた層から成る。ペーパーの各側縁にホイルと接触 しない縁辺部が得られるようにホイルをペーパーの中央に重ねる。 本発明はまた低温用複合断熱材ロールの製法にも関する。この製法においては 、ペーパーロールをペーパー保持シャフトに、ホイルロールをホイル保持シャフ トにそれぞれ配置し、各ロールから同長のペーパー及びホイルを繰り出す。ホイ ルをペーパーの中央に重ねて複合交互層を形成する。コアシャフトに配置した着 脱自在なコアにこの複合層を取付けて、例えば、コアシャフトを駆動することに よって複合層をコアと一緒に任意の速度で駆動できるようにする。調節自在なテ ンション制御手段を、例えば、ペーパー保持シャフト及びホイル保持シャフトと 連動させてペーパー及びホイルの双方のテンションを制御する。ペーパーまたは その保持シャフト及びホイルまたはその保持シャフトの少なくとも一方を横方向 に調節可能に、例えば、並進可能にすることでペーパーに対するホイルのセンタ リングを調節する。例えば、コアシャフトを所定の回転速度で駆動することによ り、着脱自在なコアに所定の長さの複合層が巻着されて低温断熱材ロールが形成 されるまで複合層を所定の回転速度で駆動する。 本発明は低温複合断熱材ロールの製造装置にも関する。この装置はペーパーロ ール保持シャフトと、ホイル保持シャフトと、着脱自在なコアを保持するコアシ ャフトを含む。ペーパー／ホイル複合体を着脱自在なコアに取付ける取付け手段 をも含む。また、ペーパーのテンション、例えば、ペーパー保持シャフトのテン ションと、ホイルのテンション、例えば、ホイル保持シャフトのテンションを制 御するテンション制御手段をも含む。さらに、ペーパー／ホイル複合体において 、ホイルがペーパーの中央に位置するようにペーパーまたはその保持シャフトと ホイルまたはその保持シャフトの少なくとも一方を横方向に調節する調節手段、 例えば、並進手段をも含む。また、例えばコアシャフトを駆動することによって 複合層を所定の回転速度で駆動し、着脱自在なコアに複合層を巻着する駆動手段 をも含む。 以上に述べた本発明の要約における用語、例えば、ロール、シャフト、コア、 回転速度等の語は、ペーパー、ホイル及び両者の複合層が物理的にロールの形態 を呈することを示唆している。しかし、上述したように、これは本発明の好まし い１実施態様であつて、あくまでも説明を簡略化するための用語である。即ち、 これらの用語が本発明を円形に限定するものではなく、例えば、「扇」形の連続 的なプリンターペーパーなどのような等価の形態をも含む。また、これらの用語 は上記構成各部を搬送したり、組み立てたりするための等価構造をも含む。 図面の簡単な説明 図１は、低温槽装置の内槽に別々のロールから繰り出されるペーパーと金属ホ イルを巻着する公知装置を略示する説明図である。 図２は、本発明のペーパー／ホイル複合体の平面図である。 図３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、図２のペーパー／ホイル複合体を利用できるように改 良された図１の装置を略示する説明図である。 図４は、２つのペーパー／ホイル複合層の平面図である。 図５は、ペーパー／ホイル複合体ロールの側面図である。 図６は、図５のペーパー／ホイル複合体ロールの製造装置を略示する説明図で ある。 図７は、図６に示した装置の一部として適当なテンション装置及びエアチャツ クを示す側面図である。 図８は、着脱自在なコアと取付け手段の側面図である。 好ましい実施の形態 低温用断熱材は、極めて特殊な性能を要求される極めて特殊な断熱材である。 通常の断熱材とは異なり、極めて低い温度、即ち、約-１３０°Ｆ〜-４５０°Ｆ の低温において作用し、しかも所要の機能、特に可撓性を維持しなければならな い。また、上述したように、ショートやホットスポットを避けるためには内槽外 面におけるラッピングの正確さが最も重要である。更にまた、ホイル／ペーパー 複合 体の性能，特に引張り強度も、内槽外面におけるラップの位置を正しく制御して ショートやホットスポットを防止する上で重要である。断熱材は、有効な放射バ リアとしての作用も要求される。このように、低温用断熱材には極めて特殊な条 件が要求されるから、使用できる素材は著しく制限される。 素材に関しては、上述したように低温用断熱材をペーパーとホイルで構成し、 ホイルを放射バリアとして作用させる。ペーパーは、断熱材を形成すると共に、 ホイル間の接触を防ぐ機能をも果たし、これによってホイルは放射バリアとして 作用することができ、ショートやホットスポットの防止が可能になる。 ペーパー構成繊維は、ある程度選択の余地があるものの、内槽に正確に巻着す るにはペーパーが可撓性でなければならない。また、繊維が低温においても断熱 材のフェルト性を維持しなければならない。これらの条件を満たすには、限られ た範囲の繊維材料から繊維を選択せざるを得ない。アスベストのような天然の無 機繊維材料やスパンスラグのような天然の無機繊維材料が従来使用されているが 、いずれも、またその他の無機材料も本発明の目的を十分に満たすものではない 。本発明においても、ペーパーを繊維材料で形成することは公知技術と同様であ る。しかし、この繊維材料とホイルとの複合材は比較的高い巻着速度およびペー パー／ホイル複合ロール形成速度においても断熱材のフェルト状構造を維持でき るものでなければならない。ホイル／ペーパー複合ロールを形成するのに十分な ペーパーの強度を確保し、低温槽装置の内槽に巻着できるだけの可撓性を確保し ，低温において上記の機能を維持するには、ペーパーの厚さが約０．００２５イ ンチ〜約０．００３５インチでなければならない。 従つて、これらの条件を満たすには繊維材料がマイクロファイバーグラスであ ることが好ましく、このマイクロファイバーグラスがホウケイ酸ガラスであるこ とが最も好ましい。ガラスの直径にはある程度選択の余地があるものの，特にマ イクロファイバーガラスがホウケイ酸ガラスである場合、その平均直径は約０． ３〜１０ミクロン、特に約０．５〜４ミクロン、例えば約０．７５〜１．５ミク ロンであることが好ましい。 繊維の長さも、例えば約２ミリメートル、好ましくは１ミリメートル以下、特 に好適には０．１〜１ミリメートルでなければならない。 ある種の有機繊維、例えばポリエステル繊維は低温用として機能しうるが、低 温槽は可燃性液化ガスを収容することが多いから、可燃性有機繊維を使用しない のが普通である。 同様に、低温用断熱材としての金属ホイルには公知のものがいくつかある。銅 、真鍮、ステンレススチールなどが既に提案されているが、本発明では、低温用 断熱材複合ロールを上述のように予めペーパーと組み合わせるから、上記公知の 素材では満足な成果は望めない。ホイルとして最も好ましいのはアルミホイルで あることが判明した。アルミホイルの厚さが約０．０００２５インチ〜約０．０ ０１５インチなら、本発明の複合ロールを形成し、この複合ロールから繰り出し て低温槽装置の内槽に巻着するのに十分な強度と可撓性が確保される。即ち、巻 着を妨げたり、破断したり、裂けたり、皺寄ったりすることなく低温において機 能を果たす。これはアルミホイルが「０」テンパーの場合特に確実である。 ホイルは、放射バリアとしても作用するから、内槽の表面全体をほぼ隙間なく カバーしなければならない。従つて、内槽は内槽表面をカバーする平滑な曲面を 形成することになる。ホイルに皺ができると、このような平滑曲面は得られない 。しかし、ホイルが破断すると、更に深刻な問題を生ずる。複合ロール形成の作 業も巻着作業も停止しなければならなくなる。上述したように、ホイル／ペーパ ーの引張り強度は内槽への正確な巻着にとつて重要である。ところが、これも上 述したように、ペーパーの厚さは０．００２５インチと極めて薄い。従つて、ペ ーパーの引張り強度は比較的低く、ホイル／ペーパー複合体のうち、ホイルが、 複合ロールの形成及び複合ロールからの繰り出しと内槽への巻着に際して生ずる 引張り負荷の大部分を支持しなければならない。もし上記作業中にホイルが破断 すれば、ホイル／ペーパー複合体も破断し、上記作業を中断させることになる。 既に説明したように、ペーパーとホイルを別々に内槽に巻着する従来の方法では 、ホイルの操作または巻着中にホイルの縁端に傷があるとホイル破断の原因とな る。縁端の傷はたとえ極く小さいものでもホイルに裂け目を発生させ、巻着中の ホイルが破断する原因となり得る。本発明は、ペーパーの両縁端をホイルの両縁 端よりも延出させてこのような延端損傷からホイルを保護することで上記問題を 本質的に解消する。 以上の説明から明らかなように、本発明の目的を達成する上で、低温用断熱材 のペーパーとホイルは比較的重要な要因であり、詳しくは後述する本発明の条件 を満たすには素材の選択に細心の注意が必要である。 図１は、低温槽装置内槽の外面に巻着する公知のいわゆる軌道方式の基本工程 を略示する説明図である。図示のように、極程温槽装置の内槽１は、その長手軸 線を中心に矢印２の方向に回転し、内槽１はモーター６によって駆動される継ぎ 手４及びシャフト５から吊り下げられるのが普通である。 内槽１がその長手軸線３を中心に回転すると、ピボットアーム１２の各端１０ 、１１に配置されたペーパーロール８とホイルロール９からペーパー１３とホイ ル１４が繰り出され、内槽１の外面１６の位置１５において巻着される。ピボッ トアーム１２と内槽１の同時回転に伴い、内槽１の外面１６に順次ラップ１７が 形成される。図１から明らかなように、軌道方式によるラップは一般に「極」か ら「極」へのラップ、即ち、内槽の一方のドームから他方のドームへのラップで あり、他の公知方法が採用しているほぼ円周方向の順次ラップとは異なる。勿論 、ドームに巻着するにもこの方法が必要であるが、特に正確な巻着が困難になる 。 図１から明らかなように、上述したショートやホットスポットの発生を防ぐた め接点１５においてホイル１４がペーパー１３の中央に重なるように注意しなけ ればならない。 これに関連して、図２は本発明に従つてホイル２１を重ねたペーパー２０を示 す部分平面図である。ペーパー２０の中心線２２はペーパー２０の幅２３及びホ イルの幅２４を共にほぼ２等分する。ホイル２１の幅２４はペーパー２０の幅２ ３よりも狭い。従つて、ペーパー２０の中央にホイル２１を配置すれば、ペーパ ー２０の両縁端２６にホイル２１とは接触しないマージン部分２５が残る。 マージン部分のサイズはある程度選択の余地があるが、ショートやホットスポ ットが発生しないように連続ラッビングし、ホイルの縁端を損傷から保護するた めには、各マージン部分２５の幅２７はペーパー２０の幅２３の３％〜２５％で なければならない。 本発明の意図するところは、本発明の複合ロールを既存の巻着装置と併用でき るようにすることにあるから、マージン部分の幅は既存装置の巻着精度に合わせ る必要がある。従つて、極めて高精度の装置ならマージン部分２５の幅２７はペ ーパー２０の幅の僅か３％であってもよい。逆に、精度の低い装置なら、ホット スポットやショートを未然に防ぐためにマージン部分２５の幅２７を２５％にま で広げねばならない。 ペーパーとホイルを複合ロールとして構成すれば、図１に示したペーパーロー ル８とホイルロール９を図３Aに示すような複合ロールの形に一括することがで きる。即ち、図１のロール８、９の代わりに図３Aに示すように４本の複合ロー ル３０を使用することになる。その結果、内槽１の回転速度またはピボットアー ム１２の回転速度を高めなくても、内槽１への巻着速度を２倍に高めることがで きる。但し、ホイル２１（図２参照）は、所定のマージン部分２５を余してペー パー２０の中央に正確に配置されているから、ショートやホットスポットの発生 はほぼ解消される。従つて、内槽１の回転速度もピボットアーム１２の回転速度 も高めることができ、従来装置のペーパーロール８及びホイルロール９（図１参 照）の代わりに複合ロール３０（図３A参照）を取付けるだけで巻着速度を２倍 以上に高めることができる。但し、複合ロールではペーパー中央に正確にホイル が位置ぎめされているから、４本以上の、例えば６本の複合ロール３０（図３A 参照）を使用できる。複合ロールが６本に増えると各ラップを順次隣接させる整 列上の問題も厳しくなるが、その制御は既に当業者に公知である。 ロール３０は複合ロールであり、各ロール３０から内槽１外面へのラップ３２ は先行ラップ３２に隣接位置に来ることになるから、図１におけるラップ１７と は異なる様態でラップ３２を配置しなければならない（図３A参照）。図１の場 合には、ロール９からのホイル１４がロール８からのペーパー１３に重ね巻着さ れるのに対して、図３Aの場合には各ラップが先行ラップに隣接するように配置 されるからである。ラップ３２のこのような配置を達成するため、図３Aに示す ようにピボットアーム１２の両端１０、１１を段違いに配置することによって、 各ロール３０が互いに段違いになるようにピボットアーム１２及び／またはロー ルを構成する。この段違い配置を図３Aでは段違いエツジ３４で示した。端部１ １に関しては、図３Bに具体的に示した構成によって段違い配置となる。端部１ ０は反対方 向に、または（図示しないが）異なる深さで段違いに配置する。或いは図３Cに 示すように、ここでも互いに逆方向にまたは異なる深さで段違いに配置してもよ い。 図３Bの場合も図３Cの場合も、２本のロール３０が互いに段違いのいちを占め 、ロール保持シャフト３０Aによって支持されている。図３Bの場合、ロール保持 シャフト３０Aはほぼ等長であり、段違いはアーム１２の端部１１の位置の差に よって達成される。図３Cの場合、アーム１２の位置の差によってではなくロー ル保持シャフト３０Aの長さの差によって段違い構成を達成する。但し、いずれ の場合にも前縁３０Cと後縁３０Dの間にオーバーラップ３０Bがある。但し、図 ３Cでは判り易いようにこのオーバーラップを誇張して示してある。このオーバ ーラップの目的及びその範囲については図４との関連で後述する。 上述したように、本願明細書中に使用する語「ロール」は本発明のペーパー／ ホイル複合体を簡略化して表現したものであるが、この複合体は層状の形態を呈 することも可能である。例えば、コンピューターペーパーのように「扇」形のペ ーパー／ホイル層として構成し、シャフトからではなく、ボックスから供給され るようにする。同様に、複合「ロール」を形成するためにペーパーとホイルを供 給するのに円形ロール以外の形態を使用してもよい。従つて、用語「ロール」は このように理解されるべきであるが、扱い易さの点では円形ロールの形態である 方が好ましい。 複合ロール３０から複合層３１（図３A参照）が繰り出されると、内槽１がそ の長手軸線３を中心に回転するのに伴ってこの複合層３１が内槽１に順次隣接す るラップ３２を形成しながら巻着される。但し、このように順次隣接するように 巻着させる場合、内槽１のサイズ及び形状と、内槽１への巻着に使用される複合 ロール３０（図３A参照）の本数に合わせてペーパー２０の幅２３（図２参照） を選択しなければならない。内槽１のサイズ及び使用する複合ロールの本数にも よるが、経験に照らして、ペーパーの幅は約１インチ〜約１２インチ、好ましく は約３インチ〜約９インチ、さらに好ましくは約６インチであることが好ましい 。勿論、極めて大きい内槽なら、複合ロールの幅を最大２００インチ、例えば１ ０５インチとしてもよい。また、このような幅広のロールを製造した後、公知の 様態で縦分割してホイルの適当な縁端部分を切除することにより、幅の狭い上記 複合 ロールを製造することもできる。 図４は、シリアルラップを略示する説明図である。特にドーム形の頂部及び底 部を有する円筒槽に巻着する場合、図４に示すようにラップが平坦ではない。但 し、図４では説明の便宜上平坦に図示した。 図４では、全体を参照番号４０で示し、縁端４１で示す一連のシリアルラップ が順次隣接している。各ラップは断熱ペーパーとその中央に、具体的には真の中 心線から少なくとも約０．１インチの公差で配置された金属ホイル４３から成る 。各マージン部分４４は、実質的に隣接ラップのマージン部分と衝合していれば よい。縁端４１を互いに正確に衝合させるには、高精度でラップを配置する必要 があり、既存装置のうちにはこのような精度を期待できないものもある。従つて 、隣接ラップの縁端４１をややオーバーラップさせることが多く、實際にはそう することが好ましい。図示例では縁端４１Aがオーバーラップ３０Bを含む場合も 示してある（図３B及び３C参照）。このようにオーバーラップさせれば、隣接ラ ップ間に隙間を生ずるおそれがなく、所期の断熱効果以下の領域が発生するのを 防止できるから好ましい実施形態と言える。マージン部分４４がオーバーラップ するとしても、ホイル４３の縁端４５が互いに接触する程オーバーラップしては ならない。オーバーラップは最小限マージン部分４４の約１０％から最大限９０ ％まで可能であるが、約２０％〜６０％が好ましい。 全体を参照番号４０で示す連続ラップは、低温内槽上に１層のラップを構成す る。さらに多数の追加層ラップ、例えば２〜１５０層以上、一般的には４６層を 重ねることができ、この場合にはペーパー４２の縁端４１及び／または４１Aの 構成が同じであり、ホイル４３はペーパー４２の中央に位置決めされ、ペーパー は同じマージン部分４４を有し、ホイル４３の縁端４５は他のホイル４３の縁端 ４５と接触しない。必要条件ではないが、２層４０、４６（または２層以上の層 ）におけるラップの中心線４７は互いにずれていることが好ましく、最大限ペー パー４２の幅の約１／２ずれていることがさらに好ましい。このようなラップの 製造技術は公知であるから、ここでは詳述しない。 図５は、好ましい円形ロール形態を呈する低温用断熱材複合ロールを略示する 。この複合ロールは、図２に示したような所定の第１幅を有する低温用断熱ペー パ ーと図２に示したような所定の第２幅を有する金属ホイル５２との交互層５０で あり、所定第２幅は所定第１幅よりも狭い。ペーパーの各側縁２６からホイルと 接触しないマージン部分２５が延出するように、ホイルがペーパーの中央に位置 決めされることは図２に示す通りである。 このような文字通りのロール状を呈する場合、ペーパー及びホイルの層は相互 の摩擦によって十分保持され、一方の層が他方の層に対してずれることはない。 ロール状でなく例えば「扇」状を利用する場合、複合体の形状、金属ホイル及び ペーパーの種類によっては、例えば間欠塗布した粘着剤で両層を接合する必要が ある。 上述したように、文字通りのロールではペーパーが繊維材から成り、好ましく は約０．００２５インチ〜約０．００３５インチの厚さを有する。ここでも、繊 維材は上記直径を有する特にホウケイ酸グラスから成るマイクロファイバーガラ スであることが好ましい。文字通りロール状を呈するホイルは、ここでも厚さ約 ０．００２５インチ〜約０．００１５インチ、しかも「０」テンパー（未テンパ リング処理）のアルミホイルであることが好ましい。同様に、図２に示したよう に、各マージン部分２５の幅はペーパー幅の３％〜１５％である。 複合ロールの製法を図６に略示した。この方法は、ペーパー保持シャフト６１ にペーパーロール６０を取付け；ホイル保持シャフト６３にホイルロール６２を 取付け；ペーパー６４及びホイル６５を繰り出すステツプから成る。図２に関連 して上述したように、ホイル６５をペーパー６４の中央に位置決めしてペーパー ／ホイル複合層を形成する。 複合層を、例えばばねクリツプのような機械的固定手段によって、または単に 公知の接着テープで接着するだけで着脱自在なコア６６に取付ける。着脱自在な コア６６を、（図６には図示しないが）公知のモーターにより所定の速度で駆動 できるコアシャフト６７に取付ける。ペーパー保持シャフト６１及びホイル保持 シャフト６３に（図７を参照して後述する）調節自在なテンション制御手段を咬 合させる。 （図８を参照して後述するように）ペーパー保持シャフト６１及びホイル保持 シャフト６３の少なくとも一方を横方向調節自在に、例えば並進自在にすること によって、図２に示したようにペーパーに対するホイルのセンタリングを調整す る。着脱自在なコア６６に所定長さの複合層（図５の５０参照）が巻着されて図 ５に示したような低温用断熱材ロールが形成されるまで、（図６には図示しない が）モーターによってコアシャフト６７を所定速度で駆動する。 必要な条件ではないが、第２ペーパーロールシャフト６９に第２ペーパーロー ル６８を取付け、第１ペーパーロール６０からのペーパー６４と第２ペーパーロ ール６８からのペーパー７０の間にホイル６５をサンドイツチするようにしても よい。 上記調節自在なテンション制御手段として、例えば摩擦ブレーキ、流体ブレー キ、ディスクブレーキ、キャリパーブレーキ、ドラムブレーキなどのような適当 な制御系を利用すればよいが、図７には簡単な制御手段を示した。図示のように 、少なくともペーパー保持シャフト６１及びホイル保持シャフト６３の背面にも ブレーキドラム（スチール）７２を配置する。（スチールブレーキドラムと同じ 曲率半径で）湾曲したブレーキパツド７３を、パイプ７６を介して圧窄空気を供 給されすエアモーター７５によって矢印７４の方向に駆動してソラム７２と咬合 させたり、咬合を解いたりする。圧窄空気の圧力、従ってドラム７２に対するパ ッド７３の咬合圧は調圧弁７７によって制御される。これらのエアブレーキは市 販されており、その種類は多様である。例えば、ホートン（Horton）社製のモデ ルJ及びKダイアフラムブレーキは満足すべき性能を有する。 同じく図７に示すように、シャフト６１／６３／６７は機枠部材７８によって 支持されているが、詳しくはブラケツト８０に固定した軸受けジャーナル７９を 介して支持されている。ブラケツト８０は（図示しないが）適当な取付け手段、 例えばボルト、溶接、ねじ等を介して機枠部材７８に固定されている。 シャフト６１／６３／６７の他端８１には、公知のエアチャツク８２が取付け られ、このチャツクは各端が軸受けカラー８４及び８５にそれぞれ固定された膜 ８３を有する。圧縮空気はパイプ８６を通つて（図示しないが）内部袋に流入し て膜８３を膨張させ、ロールまたはコア６０／６２／６６／６８を固定する（図 ６参照）。 エアチャツク８２は、軸受けカラー８５及びこれと接触するシャフト６１／６ ３／６７を貫通する止めねじ８７を介してシャフト６１／６３／６７の長手中心 線に沿って手動で調節できる。前記シャフトに沿つた位置は止めねじ８７を手動 で緩め、エアチャツクをスライドさせ、再び止めねじを締めることによって調節 できる。或いは他の公知調節装置、例えばウオームねじ、摩擦位置決めシャフト 、スライドテーブルなどを利用することもできる。これらはいずれも電気的に、 または電子的に，例えば、EE、赤外線またはテレビジョンカメラ、摩擦センサー などで制御できるが、上記の簡単な装置で十分である。 図６に示すように、公知の回転線形カウンターでもよい線形カウンターにより 、着脱自在なコアに巻着される複合層の長さをカウントすることができる。着脱 自在なコアに巻着される長さを正確にカウントすることが好ましいから、各複合 ロールの複合層量がほぼ同じになるように、着脱自在なコアに巻着される長さを 正確にカウントすることが好ましい。このようにすれば、内槽への巻着を複数の 複合ロールからの複合層によって行なうことができる。例えば、摩擦ホイールカ ウンターやパルスカウンターのような公知のカウンターを使用することもできる 。 図６、７及び８には低温用断熱材複合ロールの製造装置をも略示した。図示の ように、この装置はペーパーロール６０を保持するペーパー保持シャフト６１と 、ホイルロール６２を保持するホイル保持シャフト６３と、着脱自在なコア６６ を保持するコアシャフト６７を含む。ペーパーの一端またはホイルの一端または ペーパー／ホイル複合体をシャフト６１、６３またはコア６７にそれぞれ取付け るための取付け手段９０を図８に示した（図８にはコア６７を示した）。この取 付け手段は公知のばねクリツプでもよいが、ペーパー、ホイルまたはペーパー／ ホイル複合体を前記シャフト及び／または着脱自在なコア６７に固定するテープ であつてもよい。 装置の駆動手段として公知の電動機９１を図７に示した。この駆動手段は所定 の回転速度でコアシャフト６７を駆動することによって着脱自在なコア６７に複 合層を巻着する。駆動手段をシャフト６１、６３と、或いは場合によっては、図 ６に示すようにシャフト６９と連動させることもできるが、連動させなくてもよ い。 以上、シャフト、その駆動手段、並進手段、テンション制御手段を簡単な実施 例に基づいて説明したが、他にも多様な実施態様が可能である。シャフトを駆動 する代わりにロール自体の１本または２本以上を駆動してもよい。ペーパーに対 するホイルのセンタリングを調整するための並進はシャフトを並進させなくても 、ペーパー及び／またはホイル自体を並進させることによっても可能である。 本発明を１実施例に基づいて以下に説明するが、本発明はこの特定実施例に制 限されるものではなく、上記開示内容及び後記する請求の範囲に記述する主旨及 び範囲に及ぶ。 実施例 この例では、図６、７及び８に示す装置を、ただしシャフト６９及びロール６ ８を省いた状態で使用した。使用したアルミホイルは９９．４５％のアルミニウ ムと０．５５％のシリコン及び鉄から成るアルミニウム１１４５合金である。ホ イルの厚さは０．００１インチであり、ホイルは「０」テンパー、即ち、ソフト なホイルであつた。 ペーパーは、１００％ホウケイ酸マイクロファイバーガラス、その厚さは０． ００３インチであつた。ペーパーは商標「CRYOTHERM」で市販されているリーダ ル・マニンング・ノンウオーブン（Lydall Manning Nonwoves）社の製品を使用 した。マイクロファイバーガラスの平均直径は約０．７５〜１．５ミクロンであ った。 ペーパー６４とホイル６５を手作業でまとめ、シャフト６７に配置した着脱自 在なコア６６の中央に位置決めした。ホイルとパーパーの層をテープで着脱自在 なコアに固定した。図７に示す機構を利用してシャフト６３を手作業で並進させ ながらペーパーに対するホイルのセンタリングを慎重に調節した。次いで、電動 機９１を作動させてシャフト６７を駆動し、カウンター７８を咬合させて着脱自 在なコアに巻着される複合層の量を測定した。巻着作業が始まり、順調に進行し ている間、周期的にペーパーに対するホイルのセンタリングをチェツクしてセン タリングが狂わないようにする。 着脱自在なコア６６に約１，０００フィートの複合層を巻着したところで巻着 を止めた。 １０^-5〜１０^-6の真空レベルにおける熱特性を試験した結果、熱流束は０．５ 〜０．１０ワツト／M²であつた。試験は４〜８０°Kで実施した。 同様の製品を製造し、４本の低温用複合断熱層ロールを使用する図３Aの装置 で公知の低温槽装置内槽に巻着した。熱短絡（ショート）及びホットスポットに 関して内槽を検査したところ、そのような異常は見られなかつた。複合ロールに よる巻着速度は、図１に示したアルミホイルロールとペーパーロールとを別々に 巻着する従来の方法による速度の２倍であつた。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年３月３１日（１９９８．３．３１） 【補正内容】 請求の範囲第２１項及び第２５項を補正したので、請求の範囲の第３〜５ペー ジを添付書面と差し替える。 １６． マイクロファイバーガラスの平均直径が０．３〜１０ミクロン である請求の範囲第１５項に記載の低温用断熱材。 １７． ホイルがアルミホイルである請求の範囲第１２項に記載の低温 用断熱材。 １８． アルミホイルの厚さが約０．０００２５〜約０．００１５イン チである請求の範囲第１７項に記載の低温用断熱材。 １９． ホイルが０テンパーである請求の範囲第１８項に記載の低温用 断熱材。 ２０． ペーパーの各側縁がペーパーの幅の３％〜２５％に相当するマ ージン部分を有する請求の範囲第１２項に記載の低温用断熱材。 ２１． 所定の第１幅を有する低温用断熱ペーパーと、前記第１幅より も狭い所定の第２幅を有する金属ホイルの交互層から成る 低温用断熱材複合ロー ルの下記ステップから成る製造方法： （１）ペーパー保持シャフトに、所定の第１幅を有するペーパー ロールを配置し； （２）ホイル保持シャフトに、所定の第２幅を有するホイルロー ルを配置し； （３）ペーパー及びホイルを繰り出し； （４）ペーパーの中央にホイルを配置することによって複合交互 層を形成し； （５）着脱自在なコアに複合層を固定し； （６）ペーパー及びホイルのための調節自在なテンション制御手 段を咬合させ； （７）ペーパー及びホイルの少なくとも一方を横方向に調整する ことによってペーパーに対するホイルのセンタリングを調整して、ペーパーの各 側縁がホイルと接触しないマージン部分を有するようにペーパーの中央に前記ホ イルを重ねて ； （８）着脱自在なコアに所要長さの複合層が巻着されて低温用断 熱材ロールが形成されるまで所定の回転速度で複合層を駆動する。 ２２． ペーパーに対するホイルのセンタリングを、真の中心から少な くとも約０．１インチの公差範囲内に維持する請求の範囲第２１項に記載の製法 。 ２３． 長さ測定カウンターが着脱自在コアに巻着される層の長さを測 定する請求の範囲第２１項に記載の製法。 ２４． ペーパーの各側縁におけるマージン部分がペーパーの幅の３％ 〜２５％に相当する幅を有する請求の範囲第２１項に記載の製法。 ２５． 所定の第１幅を有する低温用断熱ペーパーと、前記第１幅より も狭い所定の第２幅を有する金属ホイルの交互層から成る 低温用断熱材複合ロー ルの下記手段から構成される製造装置： （１）所定の第１幅を有するペーパーロールを保持するペーパー 保持シャフトと； （２）所定の第２幅を有するホイルロールを保持するホイル保持 シャフトと； （３）着脱自在なコアと； （４）ペーパー／ホイル複合層を着脱自在なコアに取付ける取付 け手段と； （５）ペーパー及びホイルのテンションを制御するテンション制 御手段と； （６）ペーパー／ホイル複合層においてホイルがペーパーの中央 に位置決めされるように、ペーパーとホイルの少なくとも一方を横方向に調整し て、ペーパーの各側縁がホイルと接触しないマージン部分を有するようにペーパ ーの中央に前記ホイルを重ねる 調整手段と； （７）複合層を所定回転速度で駆動し、複合層を着脱自在なコア に巻着するための駆動手段。 ２６． ペーパーの各側縁がペーパーの幅の３％〜２５％に相当する幅 のマージン部分を有するように、調整手段がペーパーに対してホイルをセンタリ ングできる請求の範囲第２５項に記載の装置。 ２７． 調整手段が真の中心から約０．１インチの公差範囲内にペーパ ーに対するホイルのセンタリングを維持できる請求の範囲際２６項に記載の装置 。 ２８． テンション制御手段がブレーキである請求の範囲第２７項に記 載の装置。 ２９． ペーパー保持シャフトにおけるペーパーの幅が約１〜約１２イ ンチである請求の範囲第２５項に記載の装置。 ３０． 長さ測定カウンターが着脱自在なコアに巻着される複合層の長 さを測定する請求の範囲第２５項に記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも１本のロールから低温用断熱ペーパーを繰り出し、こ のペーパーを内槽外面に連続巻着すると共に、少なくとも１本のロールから低温 用断熱金属ホイルを繰り出し、このホイルを各連続ペーパーラップに重ねて連続 巻着するステップから成る、低温槽装置の外槽内に配置される内槽外面への低温 用断熱材の巻着方法において、 （１）所定の第１幅を有するペーパーと所定の第２幅を有するホイルの 交互層から成り、前記第２幅を前記第１幅よりも狭くし、ペーパーの各側縁にホ イルと接触しないマージン部分を有するようにペーパーの中央にホイルを位置決 めした少なくとも１本の低温用断熱複合ロールを設け、 （２）この複合ロールから複合層を繰り出し、 （３）その複合層を内槽外面に連続巻着する方法。 ２． ペーパーが繊維材から成り、その厚さが約０．００２５〜約０． ００３５インチである請求の範囲第１項に記載の方法。 ３． 繊維材がマイクロファイバーガラスである請求の範囲第２項に記 載の方法。 ４． マイクロファイバーガラスがホウケイ酸ガラスである請求の範囲 第３項に記載の方法。 ５． マイクロファイバーガラスの平均直径が０．３〜１０ミクロンで ある請求の範囲第４項に記載の方法。 ６． ホイルがアルミホイルである請求の範囲第１項に記載の方法。 ７． アルミホイルの厚さが約０．０００２５〜約０。００１５インチ である請求の範囲第７項に記載の方法。 ８． ホイルが０テンパーである請求の範囲第７項に記載の方法。 ９． ペーパーの各側縁がペーパーの幅の３％〜２５％に相当するマー ジン部分を有する請求の範囲第１項に記載の方法。 １０． ペーパーの幅が約１〜約１２インチである請求の範囲第９項に 記載の方法。 １１． 内槽をその長手軸線を中心に回転させながら複合層を巻着する 請求の範囲第１項に記載の方法。 １２． 所定の第１幅を有する低温用断熱ペーパーと前記第１幅よりも 狭い所定の第２幅を有する金属ホイルの交互層から成り、ペーパーの各側縁がホ イルと接触しないマージン部分を有するようにペーパーの中央に前記ホイルを重 ねてある低温用断熱材複合ロール。 １３． ペーパーが繊維材から成り、その厚さが約０．００２５〜約０ ．００３５インチである請求の範囲第１２項に記載の低温用断熱材。 １４． 繊維材がマイクロファイバーガラスである請求の範囲第１３項 に記載の低温用断熱材。 １５． マイクロファイバーガラスがホウケイ酸ガラスである請求の範 囲１４項に記載の低温用断熱材。 １６． マイクロファイバーガラスの平均直径が０．３〜１０ミクロン である請求の範囲第１５項に記載の低温用断熱材。 １７． ホイルがアルミホイルである請求の範囲第１２項に記載の低温 用断熱材。 １８． アルミホイルの厚さが約０．０００２５〜約０．００１５イン チである請求の範囲第１７項に記載の低温用断熱材。 １９． ホイルが０テンパーである請求の範囲第１８項に記載の低温用 断熱材。 ２０． ペーパーの各側縁がペーパーの幅の３％〜２５％に相当するマ ージン部分を有する請求の範囲第１２項に記載の低温用断熱材。 ２１． 下記ステップから成る請求の範囲第１２項に記載の低温用断熱 材複合ロールの製造方法： （１）ペーパー保持シャフトにペーパーロールを配置し； （２）ホイル保持シャフトにホイルロールを配置し； （３）ペーパー及びホイルを繰り出し； （４）ペーパーの中央にホイルを配置することによって複合交互 層を形成し； （５）着脱自在なコアに複合層を固定し； （６）ペーパー及びホイルのための調節自在なテンション制御手 段を咬合させ； （７）ペーパー及びホイルの少なくとも一方を横方向に調整する ことによってペーパーに対するホイルのセンタリングを調整し； （８）着脱自在なコアに所要長さの複合層が巻着されて低温用断 熱材ロールが形成されるまで所定の回転速度で複合層を駆動する。 ２２． ペーパーに対するホイルのセンタリングを、真の中心から少な くとも約０．１インチの公差範囲内に維持する請求の範囲第２１項に記載の製法 。 ２３． 長さ測定カウンターが着脱自在コアに巻着される層の長さを測 定する請求の範囲第２１項に記載の製法。 ２４． ペーパーの各側縁におけるマージン部分がペーパーの幅の３％ 〜２５％に相当する幅を有する請求の範囲第２１項に記載の製法。 ２５． 下記手段から構成される請求の範囲第１２項に記載の低温用断 熱材の製造装置： （１）ペーパーロールを保持するペーパー保持シャフトと； （２）ホイルロールを保持するホイル保持シャフトと； （３）着脱自在なコアと； （４）ペーパー／ホイル複合層を着脱自在なコアに取付ける取付 け手段と； （５）ペーパー及びホイルのテンションを制御するテンション制 御手段と； （６）ペーパー／ホイル複合層においてホイルがペーパーの中央 に位置決めされるように、ペーパーとホイルの少なくとも一方を横方向に調整す る調整手段と； （７）複合層を所定回転速度で駆動し、複合層を着脱自在なコア に巻着するための駆動手段。 ２６． ペーパーの各側縁がペーパーの幅の３％〜２５％に相当する幅 のマージン部分を有するように、調整手段がペーパーに対してホイルをセンタリ ングできる請求の範囲第２５項に記載の装置。 ２７． 調整手段が真の中心から約０．１インチの公差範囲内にペーパ ーに対するホイルのセンタリングを維持できる請求の範囲際２６項に記載の装置 。 ２８． テンション制御手段がブレーキである請求の範囲第２７項に記 載の装置。 ２９． ペーパー保持シャフトにおけるペーパーの幅が約１〜約１２イ ンチである請求の範囲第２５項に記載の装置。 ３０． 長さ測定カウンターが着脱自在なコアに巻着される複合層の長 さを測定する請求の範囲第２５項に記載の装置。