(57)【要約】【課題】外被体へのダメージが少なく、長期間信頼性を確保できる断熱材を提供する。【解決手段】芯材２を外被体としての外包材４で包んで構成され、直線状の凹部５を形成してなる真空断熱材１であって、この凹部５はローラー６を直線方向に回転しながら形成している。ここでの真空断熱材１は、直線方向に向かってローラー６を回転することで、直線状の凹部５を徐々に形成しているため、外包材４へのダメージが少なく、真空断熱材１として長期間の信頼性を確保できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材を外被体で包んで構成され、直線状の凹部を形成してなる断熱材であって、
前記凹部はローラーを前記直線方向に回転しながら形成したものであることを特徴とする断熱材。
【請求項２】
前記凹部の深さは、前記芯材の厚さの１／３以上であることを特徴とする請求項１記載の断熱材。
【請求項３】
前記凹部は、所定方向から見て凸部が順次高くなるように多段に備えた前記ローラーを、前記直線方向に回転しながら形成したものであることを特徴とする請求項１または２記載の断熱材。
【請求項４】
前記凹部の直線方向に所定部側が沿うように、吸着剤を配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の断熱材。
【請求項５】
芯材と吸着剤とを外被体で包んで構成される断熱材であって、
少なくとも３個以上の前記吸着剤を、前記芯材の長手方向中心より左右に分散して配置したことを特徴とする断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性に優れた断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の断熱材に凹部を形成する方法として、プレス成形により断熱材を圧縮するものや（例えば特許文献１）、ローラーを回転して断熱材を圧縮するもの（例えば特許文献２）が知られている。
【０００３】
また、特許文献３や特許文献４には、水分を吸収するために、吸着剤を配置した断熱材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７９３１１３号公報明細書
【特許文献２】特開２００７−２０５５３０号公報
【特許文献３】特許第３４６５７１３号公報明細書
【特許文献４】特開２００７−１５５０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、圧縮により凹部を成形することから、外被体にダメージを与えることになる。
【０００６】
また、吸着剤が水分を吸着する性能が劣り、断熱性能が劣化する問題を有していた。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、外被体へのダメージが少なく、長期間信頼性を確保できる断熱材を提供することをその第１の目的とする。
【０００８】
また本発明の第２の目的は、水分吸着性能を向上し、長期間信頼性を確保できる断熱材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の断熱材では、直線方向に向かってローラーを回転することで、直線状の凹部を徐々に形成するため、従来のようなプレス成形やローラー加工により凹部を形成するものに比べて、外被体へのダメージが少なく、断熱材として長期間の信頼性を確保できる。
【００１０】
請求項２の断熱材では、凹部が徐々に形成されるため、凹部の深さを芯材の厚さの１／３以上に形成しても、外被体に対するダメージは少なく、従来のように凹部を深く形成するほど外被体に対するダメージが大きくなる不具合を解消できる。
【００１１】
請求項３の断熱材では、凹部を形成する際に、所望の深さに形成するのではなく、多段のローラーに断熱材を通して順次所望の深さに形成する。こうすることで、外被体へのダメージをさらに少なくできる。
【００１２】
請求項４の断熱材では、直線状に形成される凹部と干渉しない位置に吸着剤を配置することで、凹部の形成時に吸着剤が邪魔にならないようにすることができる。
【００１３】
請求項５の断熱材では、吸着剤を芯材の一箇所に集中して配置するのではなく、芯材の長手方向中心より左右に分散して、少なくとも３個以上配置することで、外被体の水分を均一的に吸着することが可能になる。そのため、吸着剤による水分吸着性能が向上し、断熱性能を向上させ、断熱材として長期間の信頼性を確保できる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の構成によれば、外被体へのダメージが少なく、長期間信頼性を確保できる断熱材を提供できる。
【００１５】
請求項２の構成によれば、凹部を深く形成するほど外被体に対するダメージが大きくなる不具合を解消できる。
【００１６】
請求項３の構成によれば、外被体へのダメージをさらに少なくできる。
【００１７】
請求項４の構成によれば、凹部の形成時に吸着剤が邪魔にならないようにすることができる。
【００１８】
請求項５の構成によれば、水分吸着性能が向上し、長期間信頼性を確保できる断熱材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例を示す完成状態の断熱材の全体斜視図である。
【図２】同上、完成状態の断熱材の断面図である。
【図３】同上、断熱材の製造工程を示す芯材の斜視図である。
【図４】同上、芯材に水分吸着剤を挿入した状態の断面図である。
【図５】同上、凹部を形成する前の真空断熱材の斜視図である。
【図６】同上、真空断熱材に凹部を形成する際の製造工程を示す概略説明図である。
【図７】同上、真空断熱材に凹部を形成する際の別な製造工程を示す概略説明図である。
【図８】本発明の別な実施例を示す完成状態の断熱材の全体断面図である。
【図９】同上、断熱材の製造工程を示す芯材の斜視図である。
【図１０】同上、圧縮前の芯材の周囲をインナーパックで覆った状態を示す斜視図である。
【図１１】同上、芯材を圧縮しながら耳部を重ね合わせた状態の縦断面図である。
【図１２】同上、芯材を圧縮した後の状態を示す整形体の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明における断熱材の好ましい実施例を説明する。図１および図２は、完成状態の断熱材すなわち真空断熱材１を示しており、これらの各図において、平板状をなす真空断熱材１は、芯材２と水分吸着剤３とを外被体としての外包材４により真空状態で包装して構成される。芯材２は、繊維状のグラスウールを積層した断熱体からなり、また吸着剤に相当する水分吸着剤３は、積層シート状のフィルムで袋状に封止されたもので、その内部には酸化カルシウム，シリカゲル，ゼオライトなどの水分吸着機能を有する無機物が設けられる。
【００２１】
本実施例で使用する芯材２は、従来のような無機バインダーや有機バインダーを含まず、グラスウール単体で形成される。また、真空封止前の外包材４は、その一辺のみを開口した袋状に形成され、この開口部から前記芯材２と水分吸着剤３が挿入され、真空封止される。外包材４はガスバリア性を有し、且つ芯材２および水分吸着剤３を収納して内部を真空に維持できれば、どのような材料であっても構わず、例えばアルミニウムなどの金属を表面に蒸着したプラスチックフィルムなどの積層袋が用いられる。
【００２２】
５は平板状の真空断熱材１の表面に、ローラー６を直線方向Ｓに向かって回転しながら形成した凹部である。凹部５は、ローラー６の回転する方向に沿って直線状に形成され、その底面は、どの部位においても凹凸のない平坦状に形成される。またここでは、真空断熱材１の一端から他端にかけて、連続する２つの平行な凹部５，５が、真空断熱材１の一側表面において、この真空断熱材１の長手方向に沿って形成される。
【００２３】
図１に示すように、水分吸着剤３は芯材２の凹部５を形成していない平坦部に設けられる。この水分吸着剤３は矩形状をなし、直線方向に形成された凹部５に対して、その長辺側を沿わせるようして配置される。また図２に示すように、芯材２の凹部５を形成していない平坦部の厚さをＴとしたときに、芯材２の凹部５の深さＴ’は、Ｔ×１／３以上であることが好ましい。
【００２４】
凹部５を形成するためのローラー６は、円筒状のローラー本体７と、このローラー本体７の外周に形成した凸部８とを一体的に有して構成され、真空断熱材１の短手方向に沿った軸９を中心に回動するようになっている。凸部８は、前記凹部５の深さＴ’に対応して、ローラー本体７の外周のどの部位においても同じ高さを有している。また、前記２つの平行な凹部５，５に対応して、ローラー本体７には２つの凸部８，８が形成される。
【００２５】
次に、上記真空断熱材１の製造方法について、図３〜図６を参照しながら説明する。図３は単独の芯材２を示しているが、これは図示しない型を使用して、所定寸法の芯材２を得ている。その際、凹部５を形成する部分を逃げた位置に予め切刃を入れておき、水分吸着剤３が挿入可能な凹状の挿入部２Ａを形成する。
【００２６】
その後、芯材２の乾燥工程を得た後、図４に示すように、切刃を入れた箇所の挿入部２Ａにおいて、芯材２を取り除いて薄肉化し、挿入部２Ａに水分吸着剤３を挿入する。前記切刃を入れた際に取り除いた芯材２の小片２Ｂを適量剥ぎ、これを水分吸着剤３の上に被せるように戻して、水分吸着剤３が外包材４に直接当らないようにする。
【００２７】
図５は、芯材２に水分吸着剤３を装着した状態で、これらを袋状に形成した外包材４の内部に入れて図示しない真空装置内にセットし、その内部を減圧して真空封止することで得た平板状の真空断熱材１’である。ここでは説明の都合上、凹部５を形成する前の真空断熱材を符号１’で示し、完成状態の真空断熱材を符号１で示す。前述したように、挿入部２Ａに挿入した水分吸着剤３の上部は予め小片２Ｂで覆われているため、これらを外包材４の内部に入れたときに、水分吸着剤３が外包材４に直接当らないようになっている。
【００２８】
図６は、真空断熱材１’の表面に凹部５を形成する状態の製造工程を示したものである。ここでは凹部５を形成するための加工装置として、前述したローラー６の他に、ローラー６に対向して所定の隙間を有して配置された案内ローラー１１と、対をなすローラー６と案内ローラー１１から離れて、真空断熱材１’の搬送方向Ｌに沿って配設した一対の送りローラー１２，１３とをそれぞれ備えている。送りローラー１２，１３は、真空断熱材１’をローラー６と案内ローラー１１との間に向けて搬送するためのもので、何れも図示しない加工装置本体に回動可能に支持される。同様に、他のローラー６や案内ローラー１１も、加工装置本体に回動可能に支持される。なお、真空断熱材１’の搬送方向Ｌに対して、送りローラー１２，１３はローラー６の前側だけでなく、ローラー６の後側に設けてもよい。案内ローラー１１や送りローラー１２，１３、ローラー６と同様に、真空断熱材１’の短手方向に沿った軸を中心に回動するようになっている。
【００２９】
この凹部５を形成する製造工程では、先ず送りローラー１２，１３の間に平板状の真空断熱材１’を挟持した状態で、これらの送りローラー１２，１３を図６に示す矢印の方向に回転させ、ローラー６と案内ローラー１１との間に真空断熱材１’が通過するように、このローラー６に向けて真空断熱材１’を搬送する。ここでローラー６および案内ローラー１１を、図６に示す矢印の方向に回転させると、ローラー６の凸部８が真空断熱材１'の表面を搬送方向Ｌに沿って直線状に押圧し、その押圧した部分が塑性変形して、真空断熱材１’の一端から徐々に凹部５が形成されてゆく。その結果、図１に示すような底面に凹凸のない直線状の凹部５が形成された真空断熱材１を得ることができる。
【００３０】
図６に示す凹部５の製造工程では、平板状の真空断熱材１’に対して一度に凹部５を形成するのではなく、真空断熱材１’の搬送方向Ｌに対応した直線方向に向けてローラー６を回転させながら、この真空断熱材１’の搬送位置に応じて徐々に凹部５を形成するため、外包材４へのダメージを少なくすることができる。
【００３１】
なお、別な真空断熱材１’の製造方法として、芯材２に水分吸着剤３を装着したものを別部材、例えばポリプロピレンシートなどのシート材で包んで圧縮し、その圧縮した状態でシート材の周囲をヒートシールして密封した成形体にし、この成形体を前記袋状の外包材４に挿入したものを真空装置内にセットし、減圧前にシート材の一端を開いてから外包材４の内部を減圧して真空封止してもよい。その例は、後ほど説明する。
【００３２】
このように本実施例では、芯材２を外被体としての外包材４で包んで構成され、直線状の凹部５を形成してなる断熱材としての真空断熱材１であって、この凹部５はローラー６を前記直線方向に回転しながら形成している。
【００３３】
つまり、ここでの真空断熱材１は、直線方向に向かってローラー６を回転することで、直線状の凹部５を徐々に形成しているため、従来のようなプレス成形やローラー加工により一度に凹部５を形成するものに比べて、外包材４へのダメージが少なく、真空断熱材１として長期間の信頼性を確保できる。
【００３４】
また、真空断熱材１に形成した凹部５の深さＴ’は、芯材２の厚さＴの１／３以上であることが好ましい。本実施例では、凹部５が一度にではなく徐々に形成されるため、凹部５の深さＴ’を芯材２の厚さＴの１／３以上に形成しても、外包材４に対するダメージは少なく、従来のように凹部５を深く形成するほど外包材４に対するダメージが大きくなる不具合を解消できる。
【００３５】
さらに、凹部５の直線方向に所定部側である長辺側が沿うように、吸着剤としての水分吸着剤３を配置するのが好ましい。こうすると、直線状に形成される凹部５と干渉しない位置に水分吸着剤３を配置することで、凹部５の形成時に水分吸着剤３が邪魔にならないようにすることができる。
【００３６】
次に、別な実施例を図７にて説明する。ここでは、真空断熱材１’の搬送方向Ｌに沿って、ローラー６，１６を多段に並設して構成すると共に、ローラー６，１６に対向して案内ローラー１１，２１をそれぞれ設けた点が、上記図６とは異なる。
【００３７】
より具体的に説明すると、ローラー１６は前述したローラー６と同様に、円筒状のローラー本体１７と、このローラー本体１７の外周に形成した凸部１８とを一体的に有して構成され、真空断熱材１の短手方向に沿った軸１９を中心に回動するようになっている。但し、ローラー本体７，１７は同一形状を有しているが、ローラー６の凸部８とローラー１６の凸部１８とは、その高さが異なっており、ローラー６の凸部８よりもローラー１６の凸部１８のほうが高く形成される。つまり、真空断熱材１’の搬送方向Ｌに向かって、凸部８，１８の高さが順次高くなるように、複数個のローラー６，１６がそれぞれ配置される。それ以外の加工装置としての構成は、図６に示したものと共通しているが、変形例として例えばローラー６，１６は３個以上配設してもよい。
【００３８】
この凹部５を形成する製造工程では、先ず送りローラー１２，１３の間に平板状の真空断熱材１’を挟持した状態で、これらの送りローラー１２，１３を図７に示す矢印の方向に回転させ、ローラー６と案内ローラー１１との間と、別なローラー１６と案内ローラー２１との間に真空断熱材１’が順に通過するように、これらのローラー６，１６に向けて真空断熱材１’を搬送する。ここでローラー６および案内ローラー１１と、ローラー１６および案内ローラー２１を、何れも図７に示す矢印の方向に回転させると、先ず搬送方向Ｌの手前側にあるローラー６の凸部８が真空断熱材１'の表面を搬送方向Ｌに沿って直線状に押圧し、凸部８の高さに対応した深さでその押圧した部分が塑性変形し、次いで半双方向Ｌの後側ローラー１６の凸部１８が、凸部８により塑性変形した部分を搬送方向Ｌに沿ってさらに直線状に押圧し、最終的に凸部１８の高さに対応した深さＴ’で、真空断熱材１’の一端から徐々に凹部５が形成されてゆく。その結果、図１に示すような底面に凹凸のない直線状の凹部５が形成された真空断熱材１を得ることができる。
【００３９】
図７に示す凹部５の製造工程では、平板状の真空断熱材１’に対して一度に凹部５を形成するのではなく、真空断熱材１’の搬送方向Ｌに対応した直線方向に向けてローラー６，１６を回転させながら、この真空断熱材１’の搬送位置に応じて徐々に凹部５を形成するため、外包材４へのダメージを少なくすることができる。またとりわけ本例では、凹部５を単独のローラー６で一度に所望の深さに形成するのではなく、複数のローラー６，１６を通して段階的に所望の深さに形成してゆくので、外包材４へのダメージを一層少なくすることができる。またこれは、予め所定の位置に配置された複数のローラー６，１６に、真空断熱材１’を一度搬送するだけで実現するので、コストを安くすることができる。
【００４０】
以上のように、ここでの凹部５は、真空断熱材１’の搬送方向Ｌである所定の送り方向から見て、凸部８，１８が順次高くなるように多段に備えた前記ローラー６，１６を、直線方向に回転しながら形成したものであるから、凹部５を形成する際に、一度に所望の深さに形成するのではなく、多段のローラー６，１６に真空断熱材１’を通して順次所望の深さに形成することができる。したがって、外包材４へのダメージはさらに少なくなり、また複数のローラー６，１６に真空断熱材１’を１回通過させるだけでよいため、加工に際してのコストを安くできる。
【００４１】
次に、真空断熱材１の別な実施例について、図８以降を参照して詳しく説明する。なお、上記実施例と共通する部分には共通する符号を付し、共通する箇所の説明は重複を避けるため極力省略する。
【００４２】
図８は、本実施例における真空断熱材の完成状態を示しており、ここでは前述したグラスウール単体からなる芯材２と、芯材２を収納するシート材としてのインナーパック２１と、これらの芯材２およびインナーパック３を真空状態で包装する外被体としてのバリア材２２とにより構成される。バリア材２２は前記外包材４に相当するもので、真空封止前のバリア材２２は、その一辺のみを開口した袋状に形成され、この開口部から前記インナーパック２１に芯材２を圧縮状態で収納した整形体２３が挿入され、真空封止される。バリア材２２はガスバリア性を有し、且つインナーパック２１に芯材２を収納して内部を真空に維持できれば、どのような材料であっても構わず、例えばアルミニウムなどの金属を表面に蒸着したプラスチックフィルムなどの積層袋が用いられる。さらにここでは、芯材２と共に水分吸着剤３がインナーパック２１に収納される。
【００４３】
次に、図８に示す真空断熱材１の製造工程について、図９〜図１２の各図を参照しながら説明する。図９は単独の芯材２を示しており、これは図示しない型を使用して、所定寸法の芯材２を得ている。その際、凹部５を形成する部分を逃げた位置に予め切刃を入れておき、水分吸着剤３が挿入可能な凹状の挿入部２Ａを複数形成する。
【００４４】
その後、芯材２の乾燥工程を得た後、前述の図４で示したように、切刃を入れた箇所の挿入部２Ａにおいて、芯材２を取り除いて薄肉化し、挿入部２Ａに水分吸着剤３を挿入する。前記切刃を入れた際に取り除いた芯材２の小片２Ｂを適量剥ぎ、これを水分吸着剤３の上に被せるように戻して、水分吸着剤３がインナーパック２１やバリア材２２に直接当らないようにする。
【００４５】
図１０は、圧縮前の芯材２をインナーパック２１で包んだ状態を示している。芯材２を覆うインナーパック２１は、後述する整形体２３をバリア材２２に挿入するまでの各製造工程で、シール性，耐熱性および耐久性（切れにくさ）を維持できる材料が選定される。具体的には、インナーパック２１の材料として、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂が好ましい。また、インナーパック２１の厚さは、その後インナーパック２１を袋状にする際の作業性や、インナーパック２１の袋状内部をバキューム減圧またはプレス状態にし、若しくはバキューム減圧とプレス状態を併用した後、インナーパック２１の開口部をシールする際の作業性を考慮して、0.05ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００４６】
ここで、インナーパック２１で芯材２を覆う工程を説明すると、所定寸法に裁断されたシート状のインナーパック２１の一側部２１Ａに、水分吸着剤３を搭載した芯材２を載せ、図１０に示すようにその中間部２１Ｂを折り返して、芯材２を挟んでインナーパック２１の一側部２１Ａと他側部２１Ｃとを対向させる。次に水分吸着剤３を搭載した芯材２をプレス機などで圧縮しながら、インナーパック２１の一側部２１Ａと他側部２１Ｃの左右両側にある耳部２１Ｄを重ね合わせた後（図１１を参照）、インナーパック２１の一側部２１Ａと他側部２１Ｃに形成される耳部２１Ｄどうしを、ヒートシールにより封止すればよい。その際、耳部３Ｄのどちらか一辺をバキューム減圧するために開放しておき、減圧後すぐに耳部２１Ｄどうしをヒートシールすれば、図１２に示すように、圧縮状態を保持した芯材２をインナーパック２１に収納してなる整形体２３を得ることができる。
【００４７】
整形体２３は、真空断熱材１の製造工程において、ガスバリア性を有する袋状に形成されたバリア材２２の内部に開放端部から挿入された後、図示しない真空装置に入れられて真空引きされ、バリア材２２の開口端部をヒートシールして封止することにより、図９に示す真空断熱材１が形成される。なお、前記インナーパック２１は、予め一端のみを開放した袋状のものを用いてもよい。
【００４８】
前記乾燥剤としての水分吸着剤３は、自重の約３０％の水分吸着量を有するが、水分吸着剤３に水分が接することでその水分を吸着するため、離れた箇所に存在する水分を吸着するのは時間がかかる。そこで図９に示すように、４個の水分吸着剤３を、前記芯材２の長手方向中心Ｃより左右に分散して均等に配置し、それにより芯材２の残留水分やバリア材２２を通過してきた水分を効率よく吸着できるようにする。なお、水分吸着剤３の個数は少なくとも３個以上あれば何個あってもよく、その際真空断熱材１のどの部位にあっても効率よく水分を吸着できるように、芯材２の長手方向中心Ｃより左右に分散して水分吸着剤３を配置する。
【００４９】
以上のように本実施例では、芯材２と水分吸着剤３とを外被体であるバリア材２２で包んで構成される真空断熱材１であって、少なくとも３個以上の水分吸着剤３を、芯材２の長手方向中心Ｃより左右に分散して配置している。すなわち、水分吸着剤３を芯材２の一箇所に集中して配置するのではなく、芯材２の長手方向中心Ｃより左右に分散して、少なくとも３個以上配置することで、バリア材２２の内部全体で水分を均一的に吸着することが可能になる。そのため、水分吸着剤３による水分吸着のスピードを上げて、断熱性能を向上させ、真空断熱材１として長期間の信頼性を確保できる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば図９以降の実施例において、真空断熱材１’に凹部５を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  真空断熱材（断熱材）
２  芯材
３  水分吸着剤（吸着剤）
４  外包材（外被体）
５  凹部
６，１６  ローラー
８，１８  凸部
２２  バリア材（外被体）
【図１】
2010276089.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010276089.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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