JP2006077792A

JP2006077792A - 真空断熱材

Info

Publication number: JP2006077792A
Application number: JP2004259194A
Authority: JP
Inventors: Munetaka Yamada; 宗登山田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】真空断熱材の製造時において、芯材をラミネートフィルム上に固定することを可能とし、生産性に優れ、量産に適した真空断熱材を提供することを目的とする。
【解決手段】ラミネートフィルム８の熱溶着層側の所定位置に芯材７を配置し、熱溶着層９と芯材７とを少なくとも芯材７の一表面で固着させたものである。これによって、真空断熱材６の製造時においても芯材７の位置固定がされているので、芯材７の位置ずれが発生せず、所望の真空断熱材を容易に得られ、真空断熱材の生産性を高めることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、製造性、適用性に優れた真空断熱材に関するものである。

近年、地球環境保護の観点より、家電製品および各種産業機器などの省エネルギー化は、緊急に取り組むべき重要課題となっている。この解決方法の一つとして、不要な熱の出入りを防ぐ目的での高性能な断熱材の適用がある。

高性能な断熱材としては、多孔質構造の芯材をアルミ箔ラミネートフィルムで覆って内部を減圧し、封止した真空断熱材がある。真空断熱材は一般的な断熱材であるグラスウールや硬質ウレタンフォームと比較して３倍〜６倍程度の断熱性能を有する（例えば、特許文献１参照）。

また、適用を容易とした真空断熱材には、複数個の芯材により構成されたものがある（例えば、特許文献２参照）。

図７は、特許文献２に記載された従来の真空断熱材を示す平面図である。図７に示すように、３つの長方形の芯材１をガスバリア性のラミネートフィルム２で覆い、ラミネートフィルム２の内部を減圧して成り、３つの芯材１は一方向に互いに所定間隔離れて略同一面状に配置されており、３つの芯材１のそれぞれが独立した空間内に位置するように隣接する芯材１の間に位置するラミネートフィルム２が熱溶着されており、隣接する芯材１の間に位置する熱溶着部３を折曲線４として折り曲げ可能な真空断熱材５がある。
特公平２−５４４７９号公報特開平７−９８０９０号公報

しかしながら、上記従来の真空断熱材の製造方法は、２枚のシート状のラミネートフィルムの３辺を予め熱溶着し、一辺部に開口部を有した状態の袋状に形成し、その内部に複数個の芯材を配置させ、次いでラミネートフィルム内を所定圧力まで排気し、前記開口部を熱溶着により封止すると共に、芯材の各間に位置する部分を熱溶着するが、複数個の芯材は自重のみでラミネートフィルム上に固定されているので真空排気時に、芯材が所定位置から移動してしまい、所望の真空断熱材を得ることは困難である。

本発明は、真空断熱材の製造時において、芯材をラミネートフィルム上に固定することを可能とし、生産性に優れ、量産に適した真空断熱材を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の真空断熱材は、ラミネートフィルムの熱溶着層側の所定位置に芯材を配置し、熱溶着層と芯材とを少なくとも芯材の一表面で固着させたものである。

これによって、真空断熱材の製造時においても芯材の位置固定がされているので、芯材の位置ずれが発生しない。

本発明の真空断熱材は、製造時において芯材をラミネートフィルム上に固定することが可能であり、所望の真空断熱材を容易に得られ、真空断熱材の生産性を高めることができる。

請求項１に記載の発明は、熱溶着層を有するガスバリア性のラミネートフィルムと芯材とで構成され、減圧下で前記芯材が前記ラミネートフィルムにより密封された真空断熱材において、前記ラミネートフィルムの熱溶着層側の所定位置に前記芯材を配置し、熱溶着層と前記芯材とを少なくとも前記芯材の一表面で固着させた真空断熱材であるので、真空断熱材の製造時にわたり芯材の位置固定がされており、芯材の位置ずれがなく容易に真空断熱材を製造することが可能である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の真空断熱材において、芯材表面の一部分がラミネートフィルムの熱溶着層と固着されたものであり、真空断熱材の解体時に容易に芯材とラミネートフィルムを分離することができ、製品としてのリサイクル性を高めることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の真空断熱材において、複数個の芯材により構成されたものであり、芯材間で折り曲げることができ、真空断熱材の適用性が高まる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の真空断熱材において、異なる形状の芯材が共存したものであり、様々な形状の芯材の組み合わせが可能となり、芯材の間に位置する折曲線を自由に設計することができ、適用性の高い真空断熱材を製造することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の真空断熱材において、異なる厚みの芯材が共存したものであり、本発明における真空断熱材を適用する場合において、被適用体の部位により要求される断熱効果や真空断熱材の適用スペースが他の部位と異なる場合、該当部位に対応する芯材を他の部位と異なる厚みとすることが可能である。

例えば、被適用体のある部位において、他の部位よりも大きな断熱効果が要求される場合は、その部位に対応する芯材の厚みを大きくすることができる。

また、被適用体のある部位において、真空断熱材の適用スペースが他の部位よりも小さい場合は、その部位に対応する芯材の厚みを小さくすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の真空断熱材において、異なる材料から構成される芯材が共存したものであり、本発明における真空断熱材を適用する場合において、被適用体の部位により要求される断熱効果や真空断熱材の適用スペース、さらには雰囲気温度が他の部位と異なる場合、該当部位に対応する芯材を他の部位と異なる材料から構成される芯材とすることが可能である。

例えば、被適用体のある部位において、他の部位よりも大きな断熱効果が要求される場合は、その部位に対応する芯材を優れた断熱性能をもつ材料から構成させることができる。

また、被適用体のある部位において、真空断熱材の適用スペースが他の部位よりも小さい場合は、その部位に対応する芯材を優れた断熱性能をもつ材料から構成させることにより、芯材の厚みを小さくしても、所定の断熱効果を得ることを容易とする。

さらに、被適用体のある部位において、雰囲気温度が他の部位と異なる場合は、その部位に対応する芯材を、その温度帯で断熱性能および経時信頼性に優れる材料から構成させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の真空断熱材において、複数個の芯材はそれぞれが独立空間に配置されているものであり、衝撃や摩擦等により一部の芯材の真空度が低下した場合も、他の芯材の真空度は低下することがなく、真空断熱材の全体としての断熱性能の大幅な低下を防ぐことができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の真空断熱材において、芯材の周囲に沿ってラミネートフィルムが熱溶着されたものであり、ラミネートフィルムの間に芯材を含まない部分に、熱溶着されない部分が存在しないので、真空断熱材端部のヒレ部を短くでき、真空断熱材表面における芯材の占める面積が相対的に大きくなるので、真空断熱材表面の有効断熱面積の比率を大きくすることが可能となる。したがって、様々な形状をした真空断熱材においても効果的に有効断熱面積をとることができ、断熱効果の高い真空断熱材を得ることができる。

さらに真空断熱材は略芯材形状となり、任意形状の真空断熱材を容易に形成することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における真空断熱材の平面図、図２は図１のА−А線断面の要部拡大図である。

図１に示すように、真空断熱材６は直角二等辺三角形に成形された粉体の圧縮成形体からなる厚さ３ｍｍの複数の芯材７を、ガスバリア性を有するラミネートフィルム８で覆い、ラミネートフィルム８の内部を減圧している。

ここで、芯材７に使用する材料は、気相比率が９０％前後の多孔体を板状に加工したものであればよく、工業的に利用できるものとして、粉体、発泡体および繊維体等があり、その使用用途や必要特性に応じて公知の材料を利用することができる。

このうち、粉体としては、無機系、有機系、およびこれらの混合物があり、工業的には乾式シリカ、湿式シリカ、パーライト等を主成分とするものが利用できる。

発泡体としては、ウレタンフォーム、スチレンフォーム、フェノールフォーム等の連続気泡体が利用できる。

また、繊維体としては、無機系、有機系、およびこれらの混合物があるが、断熱性能の観点から無機繊維が有利である。無機繊維としては、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール等の公知の材料を利用できる。

また、これらの発泡体、粉体、および繊維体等の混合物も利用することができる。

本実施の形態における真空断熱材６の芯材７の形状は直角二等辺三角形であるが、特に直角二等辺三角形である必要はなく、四角形、多角形、円形、Ｌ型、およびこれらの組み合わせからなる任意形状を選定できる。

図２に示すように、芯材７はラミネートフィルム８で覆われている。ラミネートフィルム８は熱溶着層９、ガスバリア層１０、保護層１１で構成されている。

ここで、熱溶着層９は、加熱加圧されることでラミネートフィルム８の内部を減圧封止するものであり、低密度ポリエチレンフィルム、鎖状低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム等、およびこれらの混合物を使用できる。

ガスバリア層１０は、ラミネートフィルム８の表面を通じての芯材７への空気の侵入を防ぐものであり、金属箔または金属蒸着層を有するラミネートフィルムを使用できる。

保護層１１は、ラミネートフィルム８の表面における埃や塵等による傷つきや、摩擦、折り曲げ、さらには芯材７の突き刺し等によるピンホールの発生を防ぐものであり、ナイロンフィルムやポリエチレンテレフタラートフィルム等が使用できる。

なお、本実施の形態ではラミネートフィルム８は熱溶着層９、ガスバリア層１０、保護層１１の構成としたが、三層以上の構成としてもよい。

ここでラミネートフィルム８の熱溶着層９は芯材７の側にくるよう配置されている。芯材７は一表面で、ラミネートフィルム８の上に固着されており、固着部１２を有する。固着部１２は、芯材７の表面の一部分にだけ形成されている。ただし、芯材７をラミネートフィルム８の上に固定するのに最低限の固着部の面積や強度は必要である。

なお、固着部１２は芯材７の全面にわたり形成されていてもよい。

本実施の形態における真空断熱材６は、芯材７をラミネートフィルム８の上に加熱加圧等の手段で固着させた後、ラミネートフィルム８で三辺シールの袋を形成し、袋の内部を減圧すべく真空排気を行い、所定圧力に到達した時、袋の開口部をシールすることで得ることができる
以上のように、本実施の形態における真空断熱材６は、芯材７がラミネートフィルム８の上に固着されているので、真空断熱材の製造時にわたり芯材の位置固定がされており、芯材の位置ずれがなく容易に真空断熱材を製造することが可能である。

また、本実施の形態における真空断熱材６は固着部１２が、芯材７の表面の一部分にだけ形成されているので、解体時に容易に芯材７とラミネートフィルム８を分離することができ、製品としてのリサイクル性を高めることができる。

また、本実施の形態における真空断熱材６は複数個の芯材７により構成されるので、芯材間で折り曲げることができ、適用性が高まっている。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における真空断熱材の平面図である。図４は本発明の実施の形態２における真空断熱材の立体図である。

図３に示すように、真空断熱材１３は五角形の芯材１４と六角形の芯材１５とで立体構造の展開図を形成するように配置させており、各芯材間には立体構造を形成するための折曲線１６がある。

図４の真空断熱材１３は、図３に示す真空断熱材１３を折曲線１６で折り曲げて形成したものである。

なお、本実施の形態において芯材１４が五角形で、芯材１５が六角形としたが、芯材の形状の組み合わせは任意であり、様々な形状の芯材の組み合わせが可能であるので、芯材の間に位置する折曲線を自由に設計することができ、所望の立体構造を形成する真空断熱材を作製することができる。

（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における真空断熱材の断面図である。

図５に示すように、本実施の形態における真空断熱材１７の芯材１８は厚み４ｍｍでシリカ粉末を主成分とする材料から構成され、芯材１９は厚み１ｍｍでグラスウールを主成分とする材料から構成されている。

以上のように、本実施の形態における真空断熱材１７では、異なる厚みの芯材が共存しているので、本発明における真空断熱材１７を適用する場合において、芯材１９に対応する部分は、芯材１８に対応する部分より省スペースな空間に真空断熱材１７を適用することが可能となる。

（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４における真空断熱材の平面図である。図６において、真空断熱材２０は実施の形態１における真空断熱材６と材料構成は同じとなっている。

本実施の形態における真空断熱材２０は、芯材７をラミネートフィルム８の上に加熱加圧等の手段で固着させた後、芯材７をガスバリア性のラミネートフィルム８で覆ったものをチャンバー内に設置、チャンバー内部を減圧し、所定の真空度に到達したときラミネートフィルム８を熱溶着してなる。

熱溶着は面状のシリコンゴムヒーターでラミネートフィルム８の全面を上下から加熱することで行っており、ラミネートフィルム８は芯材７の存在しない箇所が全て熱溶着され、芯材７は各個が独立した空間内に配置されている。

以上のように、本実施の形態では、複数の芯材７がそれぞれ独立した空間内に位置することになるので、特定の芯材が入った空間の真空度が低下することが起きても、他の芯材が入った空間の真空度まで低下することがなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることが可能となる。

また、本実施の形態では、ラミネートフィルム８は芯材７の存在しない箇所が全て熱溶着されているので、真空断熱材端部のヒレ部を短くでき、真空断熱材表面における芯材部が占める面積部を大きくすることができ、有効断熱面積を大きくすることが可能である。

さらに芯材７の周縁部で切り取ることにより、真空断熱材を略芯材形状とすることができ、任意形状の真空断熱材を容易に形成することができる。

以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、芯材がラミネートフィルム上に固着されるので、製造時においても芯材を所定位置に固定でき、所望の真空断熱材を容易に得ることができる。

特に、本発明にかかる真空断熱材は複数個の芯材で構成されるものに好適であり、複数個の芯材で構成される真空断熱材は折り曲げることも可能で、その適用性が高く、柔軟性を必要とするジャケット、コート等の防寒着のほか、ズボンや帽子、手袋、または寝具のふとんや座布団、カーテン等にも適用できる。

更に、本発明にかかる真空断熱材は、省エネルギーを必要とする保温保冷機器や、省スペースを必要とする情報機器、電子機器等にも適用できる。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の平面図図１のА−А線断面図本発明の実施の形態２における真空断熱材の平面図本発明の実施の形態２における真空断熱材の立体図本発明の実施の形態３における真空断熱材の断面図本発明の実施の形態４における真空断熱材の平面図従来の真空断熱材を示す平面図

符号の説明

６，１３，１７，２０真空断熱材
７，１４，１５，１８，１９芯材
８ラミネートフィルム
９熱溶着層
１２固着部

Claims

熱溶着層を有するガスバリア性のラミネートフィルムと芯材とで構成され、減圧下で前記芯材が前記ラミネートフィルムにより密封された真空断熱材において、前記ラミネートフィルムの熱溶着層側の所定位置に前記芯材を配置し、熱溶着層と前記芯材とを少なくとも前記芯材の一表面で固着させた真空断熱材。
芯材表面の一部分がラミネートフィルムの熱溶着層と固着された請求項１に記載の真空断熱材。
複数個の芯材により構成された請求項１または請求項２に記載の真空断熱材。
異なる形状の芯材が共存した請求項３に記載の真空断熱材。
異なる厚みの芯材が共存した請求項３または請求項４に記載の真空断熱材。
異なる材料から構成される芯材が共存した請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の真空断熱材。
複数個の芯材はそれぞれが独立空間に配置されている請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の真空断熱材。
芯材の周囲に沿ってラミネートフィルムが熱溶着された請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の真空断熱材。