JPH0798524B2 - 真空粉末断熱体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、冷蔵庫等に使用する真空粉末断熱体の製造
方法に関するものである。

「従来の技術」 従来より、プラスチックフォーム製の断熱材とはるかに
凌駕する断熱性能を有するものとして、真空断熱材が提
供されている。この種の従来の真空断熱材の一例を第３
図に示す。この図に示される真空断熱材は、特開昭58−
145678号公報記載のものである。この図において符号１
は真空断熱材、２はパーライト等の無機質発泡粉末（以
下、粉末と略称する）である。この真空断熱材１は、粉
末２を紙袋等の通気性を有する中袋３内に充填し、開口
部端面４をテープ、接着剤５等で接着した後、この中袋
３を金属とプラスチックスのラミネート等のフィルム袋
からなる外袋６内に挿入し、真空脱気の後密封したもの
である。この外袋６内は、1 Torr程度の真空状態に保た
れている。製品の真空断熱材としては、このまま真空度
が劣化しないかぎり断熱性能が保証される訳であるが、
外袋６のプラスチックフィルムを通して極微量なガスの
透過が避けられない。このため対策として通常、保証年
数や環境条件を考慮した計算に基づき、合成ゼオライト
や活性炭などの吸着剤を入れている。

上記の真空断熱材１は第４図ないし第８図に示すように
して製造される。まず、上記粉末２を中袋３に充填して
（第４図）型決めと加熱乾燥を施した（第５図）のち、
外袋６に入れる（第６図）。ついで吸着剤を入れた通気
性材料よりなる小袋3aを第７図に示すように外袋６内に
配置する。ついでこれを第８図に示す真空包装機７のチ
ャンパ８内に固定し、かつ外袋６の開口部端面９を上記
チャンバ８内のヒートシール機10の融着板11にのせ真空
脱気を行なう。チャンバ８内が1 Torrに脱気された後、
ヒートシール機10が作動し、外袋６の開口部端面９はヒ
ートシールされる。

「発明が解決しようとする問題点」 上記のような製造方法では、外袋６内への粉末２や吸着
剤2aの充填を大気圧条件下で行なった後、外袋６をを真
空排気するので、仮に粉末２や吸着剤2aを外袋６内に直
接充填すると、粉末２や吸着剤2aの微粒子が真空排気時
に飛散して外袋６の開口部端面９に付着したり、更には
チャンバー８内での脱気に際し、空気と共に微粉末が同
伴されて、外袋６をヒートシールするに際し密封シール
部に上記微粉末をかみ込み、真空状態を保持できない不
良を生じてしまったり、真空排気ポンプＰの吸引口に粉
末粒子が吸引されて排気不良となる不都合が生じる。し
たがって、上記のような製造方法では、粉末２や吸着剤
2aを予め通気性の中袋３や小袋3aに充填して、その後外
袋につめることによって真空排気時の粉末粒子が吸引さ
れたり飛散するのを防止していた。すなわち、中袋３並
びに小袋3aは、粉体を部品として取扱うための媒体とし
ての役割と、真空脱気の際の粉末のフィルターの役割を
担っていた。

しかし、中袋３並びに小袋3aを使用する真空断熱材には
次のような問題があった。

．中袋３並びに小袋3a自体の材料コストがかかると共
に、包装工程が複雑化するために製造コストも高くな
り、その結果真空断熱材が低廉化できない。

．中袋３並びに小袋3aを外袋６につめた後、脱気する
際に、中袋３並びに小袋3aの通気抵抗によって排気効率
が悪く排気時間を要するばかりでなく、良好な状態の真
空排気が困難であった。

．中袋３を外袋６に挿入するに際し、幅方向に10〜30
mm、長さ方向に吸着剤部も含め70〜130mmのクリアラン
スを必要とするため、製品になった時点で全投影面積に
対する有効断熱部の面積比が50〜70％と小さくなり、断
熱材としての効果が薄れる。

．加熱乾燥処理後の粉末並びに吸着剤の外袋６への挿
入工程において、湿気をはじめとする大気成分の影響を
受け、製品品質にバラツキを生ぜしめる。

この発明は上記のような問題点を解消し、高性能の真空
粉末断熱体を容易に製造できる製造方法を提供すること
を目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」 この発明の真空粉末断熱体の製造方法は、充填材粉末
を、真空サイクロン内に供給して脱気を行ない、ついで
複数の真空ホッパーに順次移送して少なくとも１回以上
の脱気を行ない、ついでこの減圧状態に保たれた粉末を
真空条件下にある真空チャンバ内に供給し、このチャン
バ内でこの粉末をガス非透過性材料で作られた包装内に
充填、密封することを特徴とするものである。

以下、この発明を図面を参照して詳しく説明する。第１
図はこの発明を実施するに好適な装置の一例を示す図で
ある。この装置では、まず大気圧下に開口したホッパー
12内に、150℃以上ので加熱乾燥処理された粉末２を連
続的に供給する。このホッパー12の送出側に設けられた
２個のバルブ13、14を交互に切換えることにより、この
ホッパー12内の粉末２を真空サイクロン15内に供給す
る。この真空サイクロン15は、ポンプ（水封ポンプ）16
で排気が行なわれており、真空サイクロン15内に供給さ
れた粉末２は脱気されながら真空サイクロン15の内壁を
移動し、この移動の間にポンプ（水封ポンプ）16の排気
により短時間で所定の真空度まで効率良く脱気されて、
この真空サイクロン15とほぼ同じ真空度にある第１の真
空ホッパー17内に落下させる。粉末２に含まれていた空
気の大部分および水分は真空サイクロン15内で粉末２と
分離され、真空サイクロン15の上部からポンプ（水封ポ
ンプ）16で排気される。第１の真空ホッパー17内に落下
した粉末２は、この真空ホッパー17内の下部に蓄積され
る。第１の真空ホッパー17内に蓄積された粉末２は、ロ
ータリーバルブ18を経て、これよりも高度に真空排気さ
れた第２の真空ホッパー19内に移送され、その下部に蓄
積される。この第２の真空ホッパー19内は、ポンプ（水
封ポンプおよびメカニカルブースターポンプ）21によっ
て排気されており、第２の真空ホッパー19内の下部に蓄
積された粉末２は、所定の真空度まで脱気される。この
とき、第１の真空ホッパー17と第２の真空ホッパー19と
は、第１の真空ホッパー17内に蓄積された粉末２の通気
抵抗とロータリーバルブ18内部のインペラーとケージン
グとの間の通気抵抗とにより圧力差を保持することがで
きる。第２の真空ホッパー19内に蓄積された粉末２は、
ロータリーバルブ22を経て、これよりも高度に真空排気
された真空チャンバ23内に送給される。この真空チャン
バ23内には図示していないが、真空粉末断熱体の包袋
と、この包袋内に上記の粉末２および複数の吸着剤を充
填する充填機と、包袋の密封を行なう密封シール機と、
真空粉末断熱体を平板状に成形する成形装置とが配設さ
れている。また真空チャンバ23には、真空粉末断熱体内
に粉末２と共に充填され、真空粉末断熱体内のガスを吸
着して高い真空度を保つことを目的として活性炭、モレ
キュラーシーブ等のガス吸着剤を供給するための真空ホ
ッパー24、25が接続されている。これらの吸着剤は、各
々の真空ホッパー24、25の送出側に配設された２個ずつ
のバルブ26、27、28、29を切換え使用することにより、
真空チャンバ23内の充填機に送給できるようになってい
る。これら吸着剤供給用の真空ホッパー24、25は、容量
が小さいため、バッチ式に十分真空排気がなされてい
る。真空チャンバ23内は、真空粉末断熱体内の所定の真
空度と同様の真空度になるように、ポンプ（メカニカル
ブースターポンプポンプ）30、31とポンプ（油回転ポン
プ）32、33とで真空排気されている。第２の真空ホッパ
ー19と真空チャンバ23とは、第２の真空ホッパー19内に
蓄積された粉末２の通気抵抗とロータリーバルブ22内部
のインペラーとケージングとの間の通気抵抗とにより圧
力差を保持することができる。真空チャンバ23内に供給
された粉末２は、計量充填機で計量充填されるまでの間
に所定の真空度に脱気された後、上記吸着剤と共に真空
粉末断熱体の包袋内に充填され、ついでこの包袋の開口
部が密封シールされる。

なお、真空チャンバ23に、大気圧条件下からの包袋資材
の供給、および製品の真空粉末断熱体を大気圧条件下に
取り出す機能を持った包装資材供給機構および製品取り
出し機構を取り付けることにより、真空粉末断熱体を連
続生産することができる。

この製造装置によって製造される真空粉末断熱体は、第
２図に示すような構成のものとなる。この図に示される
真空粉末断熱体34は、金属とプラスチックスとのラミネ
ートフィルム等のガス非透過性材料で作られた包袋35内
に直接粉末２および活性炭、モレキュラーシーブ等の吸
着剤からなる充填材36を充填、密封したものであり、第
３図に示す従来の真空断熱材１に使用されていた中袋３
を省いた構成になっている。

この発明の真空粉末断熱体の製造方法は、充填材粉末の
一部あるいは全部を脱気した後、真空条件下にある真空
チャンバ内で包袋内に充填し、これを密封することによ
り、中袋を使用しない構成でも真空粉末断熱体の正常な
真空保持を可能にすることができ、また、この粉末の脱
気処理を真空サイクロンおよび複数の真空ホッパーに順
次移送する間に段階的に脱気処理するので、この脱気処
理を効率良く行なうことができる。

すなわち、所定の真空度に保たれた真空チャンバ内に脱
気処理された粉末を送供し、これを包袋内に充填すると
き、この真空チャンバ内は粉末の微粒子の飛散が起こり
難い真空度（ほぼ1 Torr程度）であるために、粉末充填
の際に粉末の微粒子が飛散し、包袋の密封シール部にか
み込んで包袋内の真空保持ができない不良を生じること
がない。したがって、ガス非透過性材料で作られた包袋
に粉末を直接充填し、これを密封シールすることが可能
となり、従来の真空断熱材に必要であった中袋を省くこ
とができ、これによって中袋の使用により生じるコスト
の上昇、脱気効率の低下等の問題を解決することができ
る。

また、真空粉末断熱体に充填される粉末２は、真空サイ
クロンおよび複数の真空ホッパーにより、大気圧条件下
から10^-1〜^-2程度の真空度まで段階的に脱気処理される
ので、高度な真空排気を要する部分にはメカニカルブー
スターポンプとロータリーポンプとを組み合わせて使用
し、第１回の脱気には水封ポンプを使用するなど、適宜
なポンプを使用することにより経済的にしかも能率的に
粉末の脱気を行なうことができる。

次に、この発明の実施例を示す。

「実施例」 第１図に示したこの発明の実施に好適な装置において、
以下の操作条件に従って運転した。

充填材…シリカ微粉末 吸着材…活性炭、モレキュラーシーブ 包袋材料…アルミニウム蒸着ラミネートフィルム 製品包袋内真空度…10^-1 Torr 第１の真空ホッパー内真空度…50 Torr 第２の真空ホッパー内真空度…3 Torr 真空チャンバ内真空度…0.1 Torr この結果、第２図に示す構成の真空粉末断熱体を連続的
に製造することができた。

このとき使用した各真空ポンプを以下の表に示す。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の真空粉末断熱体の製造
方法は、真空条件下にある真空チャンバ内で、包袋内に
脱気済みの充填材粉末を充填、密封する構成なので、中
袋を使用しなくても正常な密封を行なうことができる。
したがって、中袋自体の材料コストを省き、包袋工程を
簡略化して製造コストを低くすることができ、その結
果、真空粉末断熱体の低廉化が可能となる。

また、充填材粉末の脱気が包袋内に充填する以前に行な
われるために、粉末の脱気を良好に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施に好適な装置の一例を示す構成
図、第２図は第１図の装置で製造される真空粉末断熱体
の側断面図、第３図は従来の真空断熱材を示す側断面
図、第４図ないし第７図は従来の真空断熱材の製造工程
を工程順に示す概略斜視図、第８図は従来の真空断熱材
の製造装置を示す側断面図である。 15……真空サイクロン 17、19……真空ホッパー 23……真空チャンバ 34……真空粉末断熱体 35……包袋 36……充填材粉末

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】充填材粉末の一部あるいは全部を、真空サ
   イクロン内に供給して脱気を行ない、ついで複数の真空
   ホッパーに順次移送して少なくとも１回以上の脱気を行
   ない、ついでこの減圧状態に保たれた粉末を真空条件下
   にある真空チャンバ内に供給し、このチャンパ内でこの
   粉末をガス非透過性材料で作られた包装内に充填、密封
   することを特徴とする真空粉末断熱体の製造方法。