JPH10196880A - 真空断熱材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 破損しにくく、長期間に亘り安定した断熱性
能が得られるよう変形のない真空断熱材の耳を確保す
る。 【解決手段】 コア材７を挿入したガスバリア容器５
を、所定の真空度に達した時に、真空チャンバー１５内
でシールし、シール完了後、真空チャンバー１５内を大
気圧に戻す時に、ガスバリア容器５の耳３をシール面に
対して直交する動きを制限するよう支持し、耳３の変形
を防ぐ。

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、冷蔵庫等に適す
る真空断熱材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷蔵庫の断熱材として使用され
る真空断熱材としては、例えば、図２４に示す如く上下
２枚のシート状のガスバリア材１０１，１０１の一辺を
残して所定の巾で三辺をシールして耳１０３を形成し、
外周に耳１０３を有する袋状のガスバリア容器１０５を
形成し、シールしていない一方の開口部１０７から乾燥
したコア材１０９を入れた後、真空チャンバー１１１内
で排気し、所定の真空度に達した時点で開口部１０７を
熱融着装置１１３によってシールする。シールした後、
真空チャンバー１１１内を大気圧に戻すことで真空断熱
材が作製される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ガスバリア容器１０５
を形成するガスバリア材１０１は、真空チャンバー内を
大気圧に戻す際に、差圧により四角形に形成されたコア
材１０９の上下、左右、前後６面に沿って急激に密着す
る。この時、所定の巾を有する耳１０３は、コア材１０
９に向かって急速に縮まるようになるが、コーナ部の無
理の密着形状等の影響および自由端によって、例えば、
図２５（ａ）（ｂ）に示す如く折れ曲がりや波打ち等の
変形が発生する。

【０００４】このために、運搬時、あるいは冷蔵庫等へ
の組込み時に、ぶつかり易く、また、引っかけ易くなる
等、損傷を受け易い。場合によっては破損につながる。
特に、冷蔵庫等の外箱と内箱の間の断熱空間への組込み
時には、ガスバリア容器１０５と一緒に発泡ウレタンを
充填するようになるが、その充填時に変形した耳１０３
によって流れが阻害されて、未充填部分が発生したり、
ボイド等の不具合を招く。

【０００５】また、ガスバリア容器１０３の耳の部分の
折れ曲がり領域の発生は、ガスバリア容器１０５のコー
ナ部にクラックが発生し易く、ガスリークにつながる
等、瞬時安定性・信頼性の面で望ましくない欠点があ
る。

【０００６】そこで、この発明は、ガスバリア容器１０
５の耳１０３の部分に折れ曲りや波打ち等を発生するこ
となく、平面性の優れた真空断熱材が得られる真空断熱
材の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、上下２枚のシート状ガスバリア材の間
にコア材を介在して形成される空間を真空排気して周囲
を熱融着する事により前記コア材の周囲に平面状の耳を
形成して真空密閉するガスバリア容器を形成する真空断
熱材において、真空チャンバー内でコア材をガスバリア
材中に密封成形後の真空断熱材は、前記ガスバリア容器
に形成された耳の平面部をその面に対して直交する方向
の動きを規制し、その面に対して水平な面の方向には移
動可能な支持治具で保持したのち、前記真空チャンバー
内の真空を解除する。

【０００８】そして、好ましい実施形態として、コア材
の外周を、コア材本体から平面状の耳へ向けて傾斜する
断面楔形状とする。

【０００９】あるいは、ガスバリア容器の耳の全領域を
２重の積層構造とする。

【００１０】かかる真空断熱材の製造方法によれば、真
空チャンバー内を排気し、大気圧に戻す時にガスバリア
材は、コア材の形状に沿って急激に密着し合うことで作
製される。この時、外周の耳は、シール面に対して直交
する動きが制限された状態で、かつ、水平方向へ移動可
能に支持されるため、耳部分が、概略同一平面上にある
真空断熱材が得られる。

【００１１】この場合、耳の全領域を２重の積層構造と
することで、シール領域の腰が強くなり、より変形の小
さい耳が得られる。

【００１２】また、コア材外周の断面楔状の形状によっ
て、無理な密着箇所がなくなり、ガスバリア材は、コア
材の形状に沿って確実に正しく密着し合い、変形が抑え
られた耳が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図７の図面を参照
しながらこの発明の実施の形態を説明する。図７におい
て、１は真空断熱材を示しており、真空断熱材１は、外
周に所定巾のシール面となる耳３を有するガスバリア容
器５と、ガスバリア容器５内に充填されたコア材７とで
構成されている。

【００１４】図１から図４は真空断熱材１の製造方法を
示したものである。

【００１５】即ち、図４に示す如く最内層に熱融着層を
有する金属箔一プラスチックラミネートフィルタから成
る上下２枚のシート状のガスバリア材９，９の一辺を残
して三辺を熱融着し、所定巾の耳３を備えた袋状のガス
バリア容器５を形成する。

【００１６】次に、シールされていない一方の開口部１
１から乾燥したコア材７をガスバリア容器５内に挿入す
る。この場合、コア材７としては、無機粉末、ガラス繊
維、連続気泡構造の有機フォーム等で成形した成形品、
あるいは不織布等の袋に入れたいずれのものでもよい。
さらに、コア材７と一緒にゼオライト、活性炭素のガス
吸着剤を入れてもよい。また、コア材７の外周は、図
４，図５に示す如く、コア材７の本体７ａから外側へ向
かって傾斜する断面楔形状のテーパ面１３となってい
て、ガスバリア材９に無理な折れ曲がり等のダメージが
起きない形状となっている。

【００１７】次に、図１に示す如くコア材７を挿入した
ガスバリア容器５を真空チャンバー１５内のステージ１
７にセットする。

【００１８】真空チャンバー１５は、接続口１９を介し
て図外の真空ポンプと連通し、排気することで所定の真
空度が得られ、外気が送り込まれることで大気圧に戻る
ようになる。真空チャンバー１５内には、ガスバリア容
器５の耳３を上下から支持し変形を防ぐ一定面積の支持
面２１を備えた上下動可能な上下一対の支持治具２３
と、開口部１１をシールする熱融着部２５を備えた上下
一対のシール装置２７とを有している。熱融着部２５は
密着し合うことでシールを行ない、離れることでシール
動作解除の状態となる。熱融着部２５のシール解除状態
では、耳３は支持治具２３によりシール面に対して水平
（図面左右）方向へ移動自在に支持されるように設定さ
れている。

【００１９】次に、図２に示す如く、真空チャンバー１
５内の排気完了後、ガスバリア容器５の一方の開口部１
１をシール装置２７によって熱融着しシールする。

【００２０】次に、図３に示す如く、シール完了後、支
持治具２３により耳３を上下から支持した状態で真空チ
ャンバー１５内を大気圧に戻す。

【００２１】この時、ガスバリア材９は差圧によりコア
材７に沿って無理なく正しく密着し合うと共に、耳３は
支持治具２３によって上下から支持されているため、折
れ曲がりや波打ち等は起きない。これにより、図６に示
す如く変形のない平面性に優れた耳３が得られる。

【００２２】図７から図９は真空チャンバー１５内の上
下一対のコの字型支持治具２３とガスバリア容器５の一
辺の耳３をシールするシール装置の熱融着部２５とを一
体に形成したシーラ支持治具２４を用いた製造方法の第
２の実施形態を示したものである。

【００２３】即ち、ガスバリア容器５の一方の開口部１
１側に配置された上下一対のシーラ支持治具２４の支持
面２１側に、熱融着用の熱融着部２５を設け、開口部１
１のシールを行う。

【００２４】熱融着部２５は、真空チャンバー１５内の
排気時において、シールを行う一方、真空チャンバー１
５内を大気圧に戻す時には、シール動作を解除するとと
もに、支持治具２３と同様にシーラ支持治具２４は、ガ
スバリア容器５の耳３を、シール面に対して水平に移動
可能に支持している。

【００２５】なお、ガスバリア容器５及びコア材７は前
記実施形態と同一のため同一符号を付して詳細な説明を
省略する。

【００２６】したがって、この実施形態によれば、図７
に示す如くコア材７を挿入したガスバリア容器５を真空
チャンバー１５内のステージ１７にセットする。

【００２７】次に、図９に示す如く真空チャンバー１５
内の排気完了後、ガスバリア容器５の耳３を上下の支持
治具２３の支持面２１によって支持すると共に、一方の
開口部１１をシーラ支持治具２４の熱融着部２５によっ
てシールする。

【００２８】次に、シール完了後、図９に示す如く真空
チャンバー１５内を大気圧に戻すことで、差圧によりガ
スバリア材９はコア材７に沿って無理なく正しく密着し
合うと共に、耳３は支持治具２３の支持面２１によって
水平方向に移動自在に支持されているため、折り曲がり
や波打ち等は起きず変形のない耳３が得られる。

【００２９】図１０から図１２は、真空チャンバー１５
内の上下の支持治具２３を、ガスバリア容器５をセット
する。ステージとシール装置とを兼ねる一体形状とした
製造方法の第３の実施形態を示したものである。

【００３０】即ち、上下の支持治具２３の内、下方を固
定側支持治具２３，上方を可動側支持治具２３に構成
し、下方の固定側支持治具２３に、ステージ部２９と耳
支持面３１とを有し、耳支持面３１側にガスバリア材９
の全周をシールする熱融着部２５を設ける一方、上方の
可動側支持治具２３に、耳支持面３３と、全周をシール
する熱融着部２５を設ける構造とするものである。

【００３１】熱融着部２５は、真空チャンバー１５内の
排気時において、シールを行う一方、密着時において真
空チャンバー１５内を大気圧に戻す時にシールを解除
し、ガスバリア容器５周辺の耳３は水平方向に移動自在
に保持されるように設定されている。

【００３２】なお、ガスバリア容器５及びコア材７は前
記実施形態と同一のため同一符号を付して詳細な説明を
省略する。

【００３３】したがって、この実施形態によれば、図１
０に示す如く、ステージ部２９に上下２枚の内、下位側
のガスバリア材９とコア材７をセットし、その上に、上
位側のガスバリア材９を載せる。

【００３４】次に、図１１に示す如く、真空チャンバー
１５内の排気完了後、上方の可動側支持治具２３を下降
させてガスバリア材９の全周を熱融着部２５によりシー
ルする。

【００３５】次にシール完了後、図１２に示す如く真空
チャンバー１５内を大気圧に戻すことで、差圧によりガ
スバリア材９はコア材７に沿って無理なく正しく密着し
合うと共に、耳３は、上下の支持治具２３の耳支持面３
１，３３によって水平方向に移動自在に支持されている
ため、折り曲がりや波打ち等は起きず、変形のない耳３
が得られる。

【００３６】図１３から図１４は流れ作業で作業する真
空断熱材の製造方法の第４の実施形態を示したものであ
る。

【００３７】即ち、図１３に示す如く、真空チャンバー
１５内を開け閉め可能な入口ゲート３４，第１の移動ゲ
ート部３５，第２の移動ゲート部３７および出口ゲート
３８により独立した第１チャンバー室３９，第２チャン
バー室４１，第３チャンバー室４３を形成する。

【００３８】第１チャンバー室３９は、入口ゲート３４
を開きガスバリア容器５をセットし、入口ゲート３４お
よび第１の移動ゲート３５を閉じて予備排気する部屋と
なっている。第２チャンバー室４１はガスバリア容器５
の一方の開口部１１を熱融着する熱融着部２５を備えた
上下一対のシール装置２７を有し、本排気して所定の真
空度が得られる部屋となっている。第３チャンバー室４
３は、ガスバリア容器５と耳３を上下から支持する支持
面４５，４５を備えた固定支持治具４７と可動支持治具
４９を有し、大気圧に戻す部屋となっている。

【００３９】なお、ガスバリア容器５及びコア材７は前
記実施形態と同一のため同一符号を付して詳細な説明を
省略する。

【００４０】したがって、この実施形態によれば、図１
３に示す如く、まず、第２，第３チャンバー室４１，４
３内を排気した状態で、第１チャンバー室３９にコア材
７を挿入したガスバリア容器５をステージ１７にセット
し、第１チャンバー室３９内を排気する。

【００４１】次に、一定時間経過後、第１ゲート部３５
を開き、ガスバリア容器５を第２チャンバー室４１内へ
移動し第１の移動ゲート部３５を閉じる。

【００４２】次に、第２チャンバー室４１内が所定の真
空度に達した時点で、図１４に示す如くガスバリア容器
５の一方の開口部１１をシール装置２３，２３によりシ
ールした後、第２の移動ゲート部３７を開け、図１５に
示す如く、シールしたガスバリア容器５を真空引きされ
た第３チャンバー室４３に移動し、固定支持治具４９に
セットする。セット完了後、第２の移動ゲート部３７を
閉めると共に、第３チャンバー室４３を大気圧に戻す。
そして出口ゲート３８より真空断熱材を取り出した後、
再び第３チャンバー室４３は真空排気される。以後この
動作を順次繰返す。

【００４３】これにより、ガスバリア材９は、差圧によ
りコア材７に沿って無理なく正しく密着し合うと共に、
耳３は固定支持治具４９と、可動支持治具４７によって
支持されているため折れ曲がりや波打ち等は起きず、変
形のない耳３が得られる。また、作業性が向上する。

【００４４】図１６から図１８は真空断熱材の製造方法
の第５の実施形態を示したものである。

【００４５】即ち、図１６に示す如く、コア材７を挿入
したガスバリア容器５を真空チャンバー１５内のステー
ジ１７にセットし、すでにシールされている三辺の耳３
を合成樹脂製の支持具５１（図面では一箇所のみ）で変
形が起きないよう挟みつけておく。

【００４６】次に、図１７に示す如く、真空チャンバー
１５内を排気し、所定の真空度に達した時点で、シール
装置２７により一方の開口部１１をシールする。次に、
図１８に示す如くシール完了後、シール装置２７がシー
ル動作を解除してシール装置２７も耳３を水平方向に移
動可能に保持して真空チャンバー１５内を大気圧に戻
す。

【００４７】これにより、ガスバリア材９は差圧により
コア材７に沿って無理なく正しく密着し合うと共に、折
れ曲がりや波打ち等の起きない耳３が得られる。

【００４８】図１９は真空断熱材１の変形例を示したも
のである。

【００４９】即ち、製造方法は、第１の実施形態と同一
であるが、ガスバリア容器５の耳３の全領域に新たにガ
スバリア材５３を設けて２重積層構造とするものであ
る。

【００５０】これにより、２重積層構造によって耳３の
腰が強くなり、より変形が少ない耳３が得られるように
なる。これら一連の実施形態において、各実施形態の熱
伝導率と破損率を図２０に示す。

【００５１】図２０は、振とう試験装置において１０時
間、上下、左右に振動を加え、破損した割合で評価し
た。なお、破損とは、完全にパンクしたものは当然とし
て、真空断熱材１の内部圧力を測定し、内部圧力が０．
２ｔｏｒｒより大きいものは破損とみなした。

【００５２】この図からも明らかなように、従来例に比
べ、破損しにくく、長期間にわたり断熱性能の変化の少
ないことが立証された。

【００５３】また、真空断熱材１を冷蔵庫内に設けて得
られた消費電力の結果を図２１，図２２に示す。

【００５４】本発明のものは、従来のものに比べてバラ
ツキが少なく、平均値で従来例の６８．９ｋｗｈ／月に
対し、６６．８ｋｗｈ／月であった。

【００５５】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明の真空
断熱材によれば、変形のない耳が得られると共に、破損
がしにくく、長期間に亘り安定した断熱性能が得られ
る。また、冷蔵庫等に組込んだ場合に、バラツキが少な
い安定した消費電力が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コア材を挿入したガスバリア容器を真空チャン
バー内にセットした動作説明図。

【図２】真空チャンバー内にセットされたガスバリア容
器の一方の開口部をシールした動作説明図。

【図３】ガスバリア容器の耳を支持治具により支持した
状態で真空チャンバー内を大気圧に戻した状態の動作説
明図。

【図４】ガスバリア容器の一方の開口部からコア材を挿
入する説明図。

【図５】コア材の平面図。

【図６】図３によって得られた真空断熱材の切断面図。

【図７】支持治具とシール装置の熱融着部が一体となっ
た図１と同様の動作説明図。

【図８】図８の支持治具によりガスバリア容器の一方の
開口部をシールした動作説明図。

【図９】図９によりシール完了した真空チャンバー内を
大気圧とした動作説明図。

【図１０】ステージとシール装置が支持治具と一体とな
った図１と同様の動作説明図。

【図１１】図１１の支持治具によりガスバリア容器の全
周をシールする動作説明図。

【図１２】図１２によりシール完了し真空チャンバー内
を大気圧とした動作説明図。

【図１３】第１，第２，第３チャンバー室へ移動させな
がら真空断熱材を製造する図１と同様の動作説明図。

【図１４】第２チャンバー室へ移動した動作説明図。

【図１５】第３チャンバー室へ移動した動作説明図。

【図１６】ガスバリア容器の三辺の耳を支持具で変形が
起きないよう真空チャンバー内にセットした図１と同様
の動作説明図。

【図１７】ガスバリア容器の一方の開口部をシールした
動作説明図。

【図１８】シール完了後、真空チャンバー内を大気圧に
戻した動作説明図。

【図１９】ガスバリア容器の耳を２重の積層構造とした
説明図。

【図２０】熱伝導率と破損率を従来例と比較した説明
図。

【図２１】本発明を冷蔵庫に実施した消費電力量を従来
例と比較した説明図。

【図２２】消費電力量を従来例と比較した月平均値を示
した説明図。

【図２３】従来の真空断熱材の製造方法の説明図。

【図２４】従来の完成後の耳を示した説明図。

【符号の説明】

３ 耳 ５ ガスバリア容器 ７ コア材 １５ 真空チャンバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下２枚のシート状ガスバリア材の間に
   コア材を介在して形成される空間を真空排気して周囲を
   熱融着する事により前記コア材の周囲に平面状の耳を形
   成して真空密閉するガスバリア容器を形成する真空断熱
   材において、真空チャンバー内でコア材をガスバリア材
   中に密封成形後の真空断熱材は、前記ガスバリア容器に
   形成された耳の平面部をその面に対して直交する方向の
   動きを規制し、その面に対して水平な面の方向には移動
   可能な支持治具で保持したのち、前記真空チャンバー内
   の真空を解除する事を特徴とする真空断熱材の製造方
   法。
2. 【請求項２】 コア材の外周を、コア材本体から平面状
   の耳へ向けて傾斜する断面楔形状としたことを特徴とす
   る請求項１記載の真空断熱材の製造方法。
3. 【請求項３】 ガスバリア容器の耳の全領域を２重の積
   層構造とすることを特徴とすることを請求項１記載の真
   空断熱材の製造方法。