(57)【要約】  本発明は、フィルムで被覆され、粉末が充填された、特にプレート状の真空断熱材（１）の製造方法に係るものであり、この場合、高断熱性フィルム（２）から作られ、一方の側（６）が開放されているバッグ（１）の中に、その開口部（６）から、未成形の緩い粉末（４）を特に振りかけるように充填し、充填されたフィルムバッグ（１）の開口部（６）のエリアに、空気は通すが粉末のダスト（４）は通さないフィルター（８）を該フィルムバッグ（１）の内側に取り付け、該フィルムバッグの内部を、空気は通るが粉末のダストは透過しないように封印し、引き続き、粉末のダストが排出しないよう封印されたフィルムバッグ（１）から空気を抜き、排気した該フィルムバッグを真空状態の中で空気が通らないよう密封するというステップを含む製造方法に係る。
2009509109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムで被覆され、粉末（４）が充填された特にプレート状の真空断熱材の製造方法であって、
ａ）フィルム（２）で作られた、一方の側（６）が開放されているバッグ（１）の中に、その開口部（６）から、未成形の緩い粉末（４）を充填、特に振りかけるように入れるステップと、
ｂ）充填されたフィルムバッグ（１）の開口部（６）内に、空気は通すが粉末（４）のダストは通さないフィルター（８）を、該フィルムバッグの内部の空気を排出できるが粉末のダストは通さないよう封鎖するように、該フィルムバッグ（１）の内側に取り付けるステップと、
ｃ）密封したフィルムバッグ（１）の内部から、粉末のダストが外へ排出しないようにして空気を抜くステップと、
ｄ）排気した該フィルムバッグを真空下で封印するステップと、
を含む前記方法。
【請求項２】
フィルムバッグ（１）は、アルミニウム化合物のフィルム（２）および金属蒸着処理を施した高断熱性フィルム（２）、あるいはアルミニウム化合物のフィルム（２）、または金属蒸着処理を施した高断熱性フィルム（２）から作られていることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
フィルムバッグ（１）は、アルミニウム化合物のフィルム（２）から成る面と、もう一つの、特に前記アルミニウム化合物のフィルムから成る面と向き合う反対側に位置する、アルミニウムフィルムが使用されていない高断熱性フィルム（２）から成る面から構成されており、また該両面の周縁（３）は互いに密封されていることを特徴とする請求項１または２の方法。
【請求項４】
フィルムバッグ（１）の内側には、センサーフリースを備えた金属プレートが取り付けられており、この金属プレートによって、完成した真空断熱材の内部気圧を安全に確認できることを特徴とする請求項１から３の中のいずれか一つの方法。
【請求項５】
粉末（４）には、含有率１００％以下の割合で、溶解によって発生したフッ化珪素酸および沈殿性フッ化珪素酸、あるいは溶解によって発生したフッ化珪素酸、または沈殿性フッ化珪素酸が含まれていることを特徴とする請求項１〜４の中のいずれか一つの方法。
【請求項６】
粉末（４）には、含有率１００％以下の割合で、パーライト粉末、特に粉末の大きさが０．１ｍｍ未満のパーライト粉末が含まれていることを特徴とする請求項１〜５の中のいずれか一つの方法。
【請求項７】
含有量９０％以下のパーライト粉末に、含有量１０〜２０％の溶解によって発生したフッ化珪素酸および沈殿性フッ化珪素酸あるいは溶解によって発生したフッ化珪素酸または沈殿性フッ化珪素酸が混合されていることを特徴とする、請求項６と関係する請求項５の方法。
【請求項８】
粉末（４）には、ゼオライトや酸化カルシウムなどの乾燥剤が一定量含まれていることを特徴とする請求項１〜７の中のいずれか一つの方法。
【請求項９】
粉末（４）には、ゲッター剤が一定量含まれていることを特徴とする請求項１〜８の中のいずれか一つの方法。
【請求項１０】
フィルムバッグ（１）は、その中に粉末（４）を充填すると、後ほど完成する真空断熱材の厚さの何倍にも膨らむことを特徴とする請求項１〜９の中のいずれか一つの方法。
【請求項１１】
フィルター（８）には、平面状の、特に二次元の素材、または体積のある三次元の素材が使用されていることを特徴とする請求項１〜１０の中のいずれか一つの方法。
【請求項１２】
フィルター（８）には、有機素材ないし無機素材から成るフリース、特にポリエステルフリースが使用されていることを特徴とする請求項１〜１１の中のいずれか一つの方法。
【請求項１３】
平面状のフィルター（８）は、細長い帯状の素材を折り込んで作られており、またその場合、該細長い帯状素材の長さはフィルムバッグ（１）の幅に対応していることを特徴とする請求項１〜１２の中のいずれか一つの方法。
【請求項１４】
平面状のフィルター（８）は、その側面が事前に形成されている楕円形ないし直方体になっており、またその場合、直方体および楕円形あるいは直方体または楕円形の長さは、（ほぼ）真空断熱材の幅と対応し、また直方体の幅は、（ほぼ）真空断熱材の厚さに対応していることを特徴とする、真空断熱プレートの製造に関する請求項１〜１３の中のいずれか一つの方法。
【請求項１５】
平面的な楕円形をしたフィルター（８）は、その開口している面と直角の方向が、直方体および楕円形あるいは直方体または楕円形の幅より０．３〜３倍程度、特に０．５〜１．５倍程度大きくなっていることを特徴とする請求項１４の方法。
【請求項１６】
平面状や楕円形、直方体などの形状に事前に成形されたフィルター（８）を、粉末が充填されているフィルムバッグ（１）の開口部（６）に挿入する場合、直方体および楕円形あるいは直方体または楕円形の開口部が、フィルムバッグ（１）の開口部（６）の方向である外側へ向くように挿入することを特徴とする請求項１４または１５の方法。
【請求項１７】
該フィルムバッグの開口部を密閉ないし封印するため、平面状、楕円形、直方体などの形状に事前に成形されたフィルター（８）は、粉末が充填されているフィルムバッグ（１）の開口部（６）の縁から離れた、特にこの開口部（６）の縁から少なくとも２ｃｍ以上離れた位置に挿入されることを特徴とする請求項１〜１６の中のいずれか一つの方法。
【請求項１８】
フィルター（８）は、そのサイズが完成する真空断熱パネルの幅と厚さに対応しているスペーサ（７）の周囲に設置され、該スペーサ（７）と共にフィルムバッグ（１）の開口部（６）の中に挿入されることを特徴とする請求項１〜１７の中のいずれか一つの方法。
【請求項１９】
スペーサ（７）にはロッド状の、特に金属製のスペーサが使用されており、また該スペーサは真空室（１３）内に入れる前に除去されることを特徴とする請求項１８の方法。
【請求項２０】
圧縮率が１０％の場合に２０ｋＰａの耐圧性を有する多孔質の断熱素材製のスペーサ（７）が使われることを特徴とする請求項１８の方法。
【請求項２１】
圧縮したフッ化珪素酸粉末または多孔質の発砲素材製のスペーサ（７）が使用され、また該スペーサは、真空パネル内に留まることを特徴とする請求項２０の方法。
【請求項２２】
該フィルムバッグの開口部（６）の断面と直角な方向の穴、特に直径１ｍｍ〜５ｍｍの穴を備えたスペーサ（７）が使用されることを特徴とする請求項２０または２１のいずれか一つの方法。
【請求項２３】
合口となっているスペーサ（７）を備えたフィルター（８）は、フィルムバッグ（１）の内面にある封印面と、封印装置（１２）によって外側から結合されることを特徴とする請求項１８〜２２の中のいずれか一つの方法。
【請求項２４】
内部にあるフィルター（８）は、封印装置（１２）によって、高断熱性フィルム（２）の、内側にある封印層と２ｍｍ〜１５ｍｍの幅で、特に５ｍｍ〜１０ｍｍの幅で結合している請求項１〜２３の中のいずれか一つの方法。
【請求項２５】
内側にあるフィルター（８）は、フィルムバッグ（１）の内面と接着ないし溶着されていることを特徴とする請求項１〜２４の中のいずれか一つの方法。
【請求項２６】
フィルター（８）、特にポリエステルフリースは、平面状の接着剤（９）、特にポリオレフィン接着フリースが温度の作用によって、フィルムバッグ（１）の、内側にある封印層と結合していることを特徴とする請求項１〜２５の中のいずれか一つの方法。
【請求項２７】
フィルター（８）の、特に折り畳まれている帯状のフィルター材の二面以上は、フィルムバッグ（１）の封印層と一緒に封印されており、またその場合、封印線（複数の封印線）は、折り畳まれた帯状のフィルター材の開放されている側の近傍を通ることを特徴とする請求項１〜２６の中のいずれか一つの方法。
【請求項２８】
フィルムバッグ（１）の、帯状のフィルム（８）によって密封されている側の部分は、粉末（４）が外に排出しないようクランプによって圧縮密閉されていることを特徴とする請求項２７の方法。
【請求項２９】
真空室（１３）でフィルムバック（１）を排気し密封した後、クランプは除去されることを特徴とする請求項２８の方法。
【請求項３０】
内部に接着ないし溶着したフィルター部分（８）は、フィルムバッグ（１）と共に、その内部で粉末（４）を分配できる直方体の内部空間を形成することを特徴とする請求項１〜２９の中のいずれか一つの方法。
【請求項３１】
フィルター（８）を接着し、粉末が外に排出しないように処理した後、振動を与える方法やプレスすることで粉末（４）を希望の形状に成形することを特徴とする請求項１〜３０の中のいずれか一つの方法。
【請求項３２】
真空室（１３）で排気、封印されたフィルムバック（１）は、プレスや振動を与えることにより、希望の形状に成形されることを特徴とする請求項１〜３１の中のいずれか一つの方法。
【請求項３３】
フィルター（８）を接着し粉末が排出しないようにした後と／またはフィルムバック（１）の排気または密封中と／またはその後に、プレス加工や振動を与える方法で粉末（４）を、プレート状と／または直方体などの形状に成形することを特徴とする請求項１〜３２の中のいずれか一つの方法。
【請求項３４】
フィルムバッグ（１）内の（排気された）粉末（４）は圧縮され、密度が１２０〜２５０ｋｇ／ｍ３、特に１８０〜２２０ｋｇ／ｍ３になることを特徴とする請求項１〜３３の中のいずれか一つの方法。
【請求項３５】
粉末（４）を充填したフィルムバッグ（１）は、表面にプレス加工が施される間に構造が定まることを特徴とする請求項１〜３４の中のいずれか一つの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムで被覆され、粉末が充填された真空断熱材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱伝導率は、空気を抜いた断熱材を用いると、空気が充填されている通常の断熱材の５〜２０分の１程度に低下する。そのため、きわめて小型ながら高い断熱性を備えた、温度の影響を受けやすい素材の輸送容器や、建築用の極細断熱材の製造に利用することができる。
【０００３】
排気した断熱プレートのコア材に適し、しかも圧力にも充分耐え得る素材は、加工上の利便性からプレート状になっているのが一般的である。このプレートは通常、粉末を圧縮したものや、プレスした大型プレートから切り出し、それをさらに防塵対策として空気を通すポリエステルフリースで被覆する場合が多い。その結果、真空室内で空気を抜く場合も、封印帯の間にある高さ数ミリメートルのバッグ開口部からダストが排出されず、また封印線だけでなく真空室も汚れることがない。
【０００４】
ほぼ無埃のコアプレートを約１５０℃に加熱した後、真空状態を維持する高断熱性フィルムで包み、真空室に入れて排気する。この場合、高断熱性フィルムが入ったバッグの開口部は、二つの封印帯の間に残っている。真空処理の最後に、該二つの封印帯を上下からプレスし、熱の作用で該フィルムバッグの開口部を封印する。真空室に空気を通すと、排気された断熱プレート上は大気圧になる。
【０００５】
微孔性フッ化珪素酸の粉末から成るコアプレートは、きわめて多数の微孔構造を有することから、比較的高い気圧にも対応でき、残留気体の熱伝導率による影響を受けることもない。そのため、この微孔性素材の場合１〜１０ｍｂａｒの真空であれば、熱伝導率は０．００４〜０．００５Ｗ／ｍＫほどになる。皮膚のように薄い蒸着アルミニウムコーティング層を有する特殊な高断熱性フィルムから成る被覆材を使用すれば、コア材内の年間気圧上昇を１ｍｂａｒ程度に抑えることが可能である。もっとも、微孔性フッ化珪素酸の上記のような製造工程や粉末プレートのプレス加工にコストがかかるため、コア材のコストも相対的に上昇する。断熱プレートを製造する場合、コアは、プレス加工したコア材の大型プレートから切り出すか切断するのが一般的である。このように切り出しないし切断すると必然的に残留材が発生し、それを廃棄物として処分しなければならず、結果的に製造コストをさらに押し上げる。このような方法で製造される断熱プレートの厚さは、素材のプレートの厚さによって事前に決まるため、影響を与えることはない。従来の方法では、形状をプレート状以外の別な形状にすることはまったく不可能であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明では、従来の技術が抱えていた上記のような問題から出発し、排気した断熱材であってもほぼ自由に形状とサイズ、あるいは形状またはサイズを選択でき、しかもコアを成形する際に廃棄物が生じない製造方法を創出することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、次のようなステップを経て実施する製造方法によってこの課題を解決している。一方が開いている、高断熱性フィルムから作られたバッグの中に、未成形の緩いないし緻密ではない粉末を、該バッグの開口部から特に振りかけるようにして充填する。粉末が充填されたフィルムバッグの開口部の内側に、空気は通すが粉末のダストは透過しないフィルターを、該フィルムバッグから粉末のダストは通さないが空気は外へ排出できるように取り付けて密封する。ダストを排出しないように密封したフィルムバッグの内部空間から空気を排気する。最後に、排気した該フィルムバッグを真空下で空気が入らないように密封する。
【０００８】
高断熱性フィルムから成るバッグに微粉末を直接充填することも考えられるであろう。しかし、その方法では、フィルムバッグを排気する際に、排気中は開いている二つの封印帯の間にある該フィルムバッグの開口部から、微粉末も一緒に吸引され外へ排出される可能性があり、実際には不可能である。かろうじて顆粒など大型の粉末状の素材で、フィルムバッグにあるスリット状の排気口の厚さより大きな顆粒であれば、フィルムバッグの１〜２ｍｍと狭い開口部を通過できず外へ排出されることもなく、したがって高断熱性フィルムのバッグに直接充填し、上記のような方法で排気することは可能であろう。とは言え、このような顆粒状の素材の場合、フィルム下の支持面がきわめて不規則となり鋭利な角や突起が生じ、外側の大気圧と内側の真空間の圧力差とも相まって、フィルムに局部的に過大な負荷がかかるようなことも有りうる。また、顆粒状の素材は多孔質であり、微孔内にある気体の熱伝導率の影響を排除するためには、排気する際の気圧をきわめて低くする必要がある。
【０００９】
本発明の方法では、そうした顆粒状の素材に替えて、微粒子の未成形の緩い粉末を高断熱性フィルムから作られたバッグの中に直接入れ、中に充填した粉末は保持するが空気は外へ排出できるフィルターを開口部に取り付け、該バッグを真空室内で排気し、空気が入らないよう密封する。該バックは対応するサイズに製造できていれば、真空室に空気を入れ換気する前の段階で、真空室内において機械的な方法でプレスし、ほぼ任意の形状とサイズに成形することができる。使用する粉末はきわめて微細であり、粒子の大きさは特に０．１ｍｍ未満、なかでも０．０５ｍｍ未満となっているため、プレス加工によって作られるフィルム用の支持面はきわめて平坦となり、フィルムの状態を損なうこともほとんどない。この微粉末は、排気処理中大量の空気が流れている最中でも、該バッグの開口部に取り付けたフィルターによって該バック内に完全に留まるため、真空室を汚すことはない。したがって高断熱性フィルムバッグの封印線もダストで汚されることもなく、最適な溶着を実現し、真空の気密性も長期に確保することが可能となっている。また、硬質のコアを事前に成形する必要がないことからプレス工程をいくつか省略でき、コアを切断した際に生じる不要な切断屑も大幅に削減できるようになっている。もはや廃棄物は発生しないのである。
【００１０】
三方が閉じられた高断熱性フィルムバッグには、その開いた状態の開口部から事前に算出した一定量の粉末を充填する。粉末の種類によっては空気中の水蒸気を吸収するため、粉末は充填する前に別な方法で乾燥しておく必要がある。加工が容易であるため、粉末の水分浸入をきわめて少量に抑制でき、そのため充填した粉末の排気も短時間に効率よく実施できるようになっている。
【００１１】
フィルムバッグは、アルミニウム化合物フィルムおよび金属蒸着した高断熱性フィルム製、あるいはアルミニウム化合物フィルムまたは金属蒸着した高断熱性フィルム製にすると優れた効果が得られることが判明している。とりわけ、折りたたみ式のバックのように平面を通る封印線が開口部に対して直角になるようにしてバックを製造すると特に優れた効果が得られる。そうすることで、粉末を振りかけるように充填した後のプレス加工による直方体への成形も容易になる。フィルムバッグの製造に関しては、二枚のフィルムを上下に重ね、縁に沿って封印するが、一方の側のみ暫定的に開放しておき、粉末の充填や排気処理が行えるように製造することも可能である。その場合、異種のフィルムを組み合わせてもよく、具体的には一方の面はアルミニウム化合物製のフィルムに、もう一方の面はアルミニウムのフィルムを使用していない高断熱性のフィルムを使用してバッグを製造することも可能である。
【００１２】
フィルムバッグの内面には、内部の気圧を測定するセンサーフリースを備えた金属プレートを設置することも可能である。このようなセンサープレートは、粉末を充填する前に、内側から接着テープで高断熱性フィルムに取り付ける。センサープレートを設置すれば、真空断熱プレート製造時の気圧が、使用する粉末の粒度に応じて２ｍｂａｒ〜０．１ｍｂａｒ未満になっていたのかを後で確認できる。こうした気圧の管理は、対応する品質を確保するうえで、真空断熱プレートの製造時には必ず実施しなければならない。製造プロセスの管理、特に気圧の管理方法については、ドイツ特許１０２１５２１３に詳述されている。
【００１３】
充填する粉末に適しているのは、多孔性フッ化珪素酸の粉末、パーライト粉末、粉砕できる開泡性有機発泡素材の粉末、振りかけることができる短繊維のグラスファイバーなどである。このうちパーライト粉末は特にコスト面で優れている。パーライトの価格は多孔性フッ化珪素酸の１／５〜１／１０程度である。パーライトでも比較的大型の顆粒のものは、排気しないまま敷き砂利として大型建造物などの分野で従来型の断熱材として使用されている。しかし、粒子の大きさが１ｍｍ以上のパーライト顆粒は、孔の直径も大きくなり、孔の直径が大きくなるとフィルムではもはやごく短時間しか必要な低い気圧に維持できなくなるため、圧力がかかるフィルムで被覆した真空断熱プレートに使用するには適さない。パーライトの顆粒は、多孔性フッ化珪素酸の粉末の場合とは異なり、接着剤を使用しなければプレートに成形することはできない。
【００１４】
これに対し本発明の方法を用いれば、粒子の細かいパーライト粉末でも充分な性能を有する真空断熱プレートに加工できることが明らかになっている。真空断熱プレートに入っているパーライト微粉末の気圧は、その熱伝導率が、完全に排気した状態（＜０．１ｍｂａｒ）の熱伝導率値を明らかに超える前の段階で２ｍｂａｒ以下になっている。
【００１５】
パーライト粉末に溶解によって発生したフッ化珪素酸および沈殿性フッ化珪素酸あるいは溶解によって発生したフッ化珪素酸または沈殿性フッ化珪素酸を、重量比４０％以下の割合、特に多孔性フッ化珪素酸を重量比１０〜３０％、なかでも５〜２０％の割合で混合すると、熱力学上の最大許容気圧を２ｍｂａｒに上げることができる。その場合、多孔質の粉末が、その緩い多孔質構造でパーライト顆粒の中間空間を埋めてしまうため、最大許容気圧を決定する孔の直径の平均値はさらに減少する。そのため、試用期間末期における許容気圧を３〜１０ｍｂａｒまで高めることができ、結果的に純粋なパーライト粉末のみの場合より使用期間を延すことが可能となる。
【００１６】
本発明では、粉末にゼオライトや酸化カルシウムなどの乾燥剤を混ぜることを推奨している。水蒸気があると真空状態を損ねてしまうため、粉末を充填する前後（ただし、フィルターを密封する前）でバッグに乾燥剤を入れ水蒸気を吸収する。同様の理由により粉末にゲッター剤を混合することも可能である。
【００１７】
フィルムバッグは、粉末を充填すると、後ほど完成する真空断熱プレートの厚さの何倍もの厚さに膨張する。この場合、該フィルムバッグは、予定されている最終的な厚さの数倍の状態に維持しておく。そのため充填物の高さは、後ほど完成する真空パネルの高さより大幅に低くなる。
【００１８】
本発明では、フィルムバッグの開口部の近くにフィルターを取り付ける。この取り付け方法には各種のバリエーションが存在する。ある実施例では、挿入する前にフィルターを折り曲げて楕円形に成形するか、あらかじめ楕円形にしておく、もしくはその両方を行う。楕円形の場合、その長さは、完成する真空パネルの幅と、また厚さは真空パネルの予定している厚さと対応させ、接着したフィルターがフィルムバッグと共に形成する内部空間が直方体となり、その直方体の内部空間に粉末を分散させることができるようになっている。
【００１９】
このようなあらかじめ楕円形に成形したフィルターは、その開口部が、フィルムバッグの開口部の方向に向くように挿入する。特にこの種のフィルターは、粉末を充填した後に、フィルムバッグの開口部の縁から５ｃｍの距離を置くなど２ｃｍ以上離して設置する。その場合、フィルムバッグの開口部の互いに向き合う封印層を後ほど密封できるようにしておく必要がある。
【００２０】
フィルターに関しても、粉末を充填する前にすでにフィルムバッグの内面に一方の側を取り付けておき、粉末を充填したフィルムバッグを容易に取り扱えるようにしておくことも可能である。
【００２１】
フィルターは、フィルムバッグのポリエチレン封印層と共に熱の作用によって溶着できるポリエステルフリースから作られている。他の、特に平面的なフィルターを用いることも可能である。その場合、表面には、フィルムバッグの封印層と結合し、熱に反応する接着用の表面保護剤を使用すると良い。また、内部にフリースが充填されているフィルムバッグを封印装置にセットし、高断熱性フィルムバッグの封印層がフリースと結合するように封印する。楕円形のフリースは該バッグの二つの内面と封印される。この封印プロセスは、バッグの二方向で外側から封印用のアームを接近させ、バッグの封印層がポリエステルフリースまたはフリースの接着保護剤と接着させる。ただし、この場合、後ほど、真空パネルを四角形に成形できるよう、楕円形ポリエステル容器の内側は接着しない。そうすることで高断熱性フィルムバッグは、粉末の排出に関しては完全に密封された状態になるが、空気に関しては透過できる状態になる。また、接着層も１００℃ほどの温度ですでにフィルムバッグの封印層を接着でき、結果的にフィルムバッグには熱による負荷がほとんどかからない点もメリットとなっている。
【００２２】
封印する場合には、後ほど完成する真空パネルと同じ幅と厚さのスペーサを内部に挿入すると良いことが経験上明らかになっている。その後、密封用のアームが高断熱性フィルムおよびフィルターの上から、金属などから作られたスペーサに圧力を加えると、該スペーサは抗力プレートとして機能する。そのため真空断熱プレートの角部分の封印状態が向上し優れた仕上がりになる。角の部分および前面は、抗力プレートを用いて別々に封印する。封印後、補助用スペーサを再び除去する。
【００２３】
別な可能性として、あらかじめフィルターを楕円形に成形する替わりに、フィルターを（多重もしくは二重に）折り畳んで挿入する方法もある。この場合には、完成する真空パネルの厚さの少なくとも半分の距離にあるフィルターの折曲がり点の上部が、高断熱性フィルムバッグの封印層と結合する。封印用のアームにより平坦なバッグに封印線が施される。この場合、外側および前面に、粉末を密閉する密閉材に小さな隙間が生じる。この隙間は外側からクランプを取り付けて封印することができる。ただし、真空室でフィルムバッグを排気および封印した後に、適切な方法で該クランプを除去する必要がある。
【００２４】
スペーサには、フッ化珪素酸をプレスしたものなどのように耐圧性に優れた開孔質の断熱素材製のロッドなどが適している。このロッドの全面をフィルター材で被覆する。該ロッドの長さは、後ほど完成する真空パネルの幅と同じにし、また厚さも該真空パネルとほぼ同様にする。断熱材で作られているこのスペーサはバッグ内に残され、断熱性に優れた真空断熱プレートの一部となる。例としてポリエステルフリースで被覆したロッドを、粉末が充填されている高断熱性フィルムバッグの開口部から、該ロッドが、後の真空パネルの角部分になる位置まで挿入する。その後、ポリエステルフリースを、該バッグの両側で該バッグの内側と封印装置で接合する。該二つの小さな角面ないし前面は一緒に封印することができるが、封印しないままの状態にしておくことも可能である。挿入したロッドに側面から反作用の圧力がかかると、後ほど真空室内で排気する際に、装置によって側面から封印されていない角部分に圧力がかかり、その部分の密封性を損ねる可能性があるからである。その限りでは、この種のスペーサを、楕円形ではなく、特にフィルター材を帯状に折り畳んだものと連結しておくと良い。
【００２５】
後に排気する際に、高断熱性フィルムと挿入したスペーサの間に隙間ができるよう、フィルターにはさらに、該バッグの内部空間の縦方向に小さな折り目を設けても良い。該スペーサないしロッドの端部ではこの折り目を熱で溶着すれば固定性が一層向上する。一方、該ロッドおよびスペーサあるいは該ロッドまたはスペーサの中間部分では、該フィルターは、接着されている高断熱性フィルムと一緒に該ロッドおよびスペーサあるいは該ロッドまたはスペーサの表面から浮き上がり、空気を通すチャンネルを形成することができる。またこの方法では、挿入した断熱素材性のロッドにより、該フィルムバッグの磨耗する側に充分な角が形成される点もメリットとなっている。
【００２６】
スペーサのホールが開口部の断面に対して直角になるように使用すると、排気する場合もフィルムバッグの内側からより多くの空気を排出でき、しかもダストが外へ排出されることはない。こうした対策を施すことにより、粉末を充填する際も該バッグは完全に密封されているが、排気処理中は空気が透過するようになる。
【００２７】
ポリエステルフリースとフィルムバッグの封印線を熱で溶着する際の接着効果を高めるため、接着フリース、特にポリオレフィン接着フリースを使用することも可能である。それにより接着／封印温度を大幅に下げることができ、フィルムバッグにかかる負荷も軽減される。
【００２８】
粉末が排出しないようにフィルターを接着した後でも、高断熱性フィルムバッグ内の該粉末は、特に振動を与える方法やプレスなどの方法によって、希望の形状に成形することができる。その際に余分な空気は除去される。その場合、プレス圧力は最大でも１ｍｂａｒ未満に抑えることで密度も極力低く抑え、ひいては熱伝導率もきわめて低い値になるようにする必要がある。この点でパーライト粉末は、フィルムバッグ内の粉末を圧縮しても密度は１４０〜２５０ｋｇ／ｍ３、特に１５０〜２００ｋｇ／ｍ３になることが実証されている。もっとも、微孔性フッ化珪素酸の場合には、上記のような方法で事前に圧縮できる範囲はきわめてわずかしかない事が判明している。成形は、特に真空室で排気し封印した後に、プレス機で行っている。
【００２９】
粉末を充填したバッグを成形して排気する場合と、成形しないで排気する場合のいずれでも本発明の考え方に対応している。また、粉末を充填した高断熱性フィルムバッグを真空室に入れるのは通常と変わらず、またその場合、二つの封印帯間の開口部が閉じられる。真空室は中に入っているフィルムバッグと一緒に排気され、該フィルムバッグの開いていた開口部は封印される。パーライトの微粉末の場合、当初は気圧０．１ｍｂａｒまで排気することができる。この場合、本発明ではフィルムバッグに挿入したフィルターが真空状態を効果的に維持すると同時に粉末の排出も阻止する。
【００３０】
真空室に空気を送り込む前の段階では、粉末を充填し密封したフィルムバッグをすでに成形していた場合でも、改めて（もう一度）希望する形状に成形することができる。本発明では、フィルムバッグの成形が外部の空気圧だけで行えるため、真空室の外で事前にプレス加工した場合と同様、プレートの形状が歪になることも多い。排気したバッグの側面に適切なフレームを設け、また上から、もしくは下から該フィルムバッグの面にプレス機をかけると、すでに排気され封印されている該バッグを、直方体などの形状に成形することができる。その場合、振動装置を使用すると効果的であり、緩い状態でフィルムバッグ内に入っていた粉末を、機械的にプレスする前の段階で一様に配分することができる。また、プレス機の表面の型を真空パネルに刻印することも可能である。具体的には、複数の平行な溝を設け、後ほど真空室に空気を入れた後に、排気した断熱パネルを前記の溝に対して直角に曲げるようなことも可能となる。
【００３１】
粉末を充填したフィルムバッグを真空室内で成形し、その後、該真空室に空気を入れると、該真空パネルには大気圧が作用し、該真空室から取り出せるようになる。大気圧により該真空パネルは堅固な形状になり容易に取り扱えるようになる。真空室内で取り付けた封印線は、真空室から取り出した後でも引き続きさらに別の封印線を補足することができ、その場合、補足する封印線は、真空パネルに一層接近するため、縁部分の形状を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明のその他の特徴、特性、長所および効果については、以下に提示した本発明の好適実施例の詳細な説明および添付した図面から明らかとなる。
【００３３】
同一面積のアルミニウムフィルム２を二枚結合したものから成り、一方の側が開放され、複数ある周縁３は互いに溶着されている大きさ４５０ｍｍ×４７０ｍｍのフィルムバッグ１の中に、粉末の大きさが０．０５ｍｍ以下の比較的緩い投入可能な９００ｇのパーライト粉末４を、特に振りかけるようにして充填する。その場合、じょうご５や同種のものを使用することも可能である。
【００３４】
その後、フィルムバッグ１の開口部６に、大きさ４００ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの金属などから作られたスペーサ７を用いて楕円形のポリエステルフリースを挿入する。このスペーサ７には、楕円形のフィルター８、特にポリエステルフリースが載せられており、またその場合、該ポリエステルフリースは、該フィルムバッグの内側へ向かう部分に設けられた接着面に接着フィルムで溶着され、約１００℃の比較的低温で封印できるようになっている。スペーサ７は、フィルムバッグ１の開口部６が上に来るようにセットした場合、そのアッパーエッジ１０が該開口部から下へ約６５ｍｍ離れた点に達するまで挿入する。スペーサ７は、そのアッパーエッジ１０から外側へ突起したロッド１１で保持されている。
【００３５】
実施例によって異なるが、内側に位置するロッド７と平行な封印線が、ハンド溶接機のアームのチーク１２を有する両側によって、フィルター８をフィルムバッグ１に溶着するため、できる封印線はスペーサ７とほぼ同じ高さになる。その結果、ポリエステルフリース８は、ロッド７の部分が高断熱性フィルムバッグ１の封印層と結合する。側面の封印チークも同様に溶接する。
【００３６】
この状態のままフィルムバッグ１を真空室１３に入れ排気する。
【００３７】
次の段階ではフィルムバッグ１の開口部６を、真空室１３内に設置した溶接装置１４で完全に溶着する。
【００３８】
排気されたフィルムバッグ１は、真空になっている真空室１３内で、該真空室内に設置されたプレス機１５によってプレスされ、大きさが４００ｍｍ×４００ｍｍ×３０ｍｍの一枚のプレートに成形される。該真空室の真空状態が維持されている間、フィルムバッグ１はいつでも成形することができる。場合によっては振動装置を用いてこの成形プロセスをサポートすることも可能であり、その場合、プレス機１５の両チークを振動装置上に置き、該振動装置で振動を加える。
【００３９】
真空室１３に空気を入れ換気すると、完成したプレート状ないし直方体の真空パネルに外気の大気圧が作用するため、粉末４はプレス機１５によって成形された形状を維持する。側面の縁３から突出している溶接用の継ぎ目材はパネルの前面に取り込まれ、これで真空パネルが完成する。
【００４０】
製造プロセスを終了する場合、完成した真空パネル内の気圧を検査し、真空断熱プレートの製造に必要な気圧値０．１ｍｂａｒ〜０．０５ｍｂａｒに達しているかを確認する。この確認作業は、真空断熱プレート１５枚製造毎に必ず一回実施し、対応する品質が確保されているか確認しなければならない。
【００４１】
このようにして製造した真空断熱プレートの熱伝導率は、パーライトの微粉末４を充填し真空化した状態で密度２００ｋｇ／ｍ３の場合に０．００６〜０．００７Ｗ／ｍＫほどになる。２ｍｂａｒの気圧では、熱伝導率は０．０１０Ｗ／ｍＫに上昇する。この２気圧という値は、使用期限の最終段階における最大許容気圧と考えることができる。
【００４２】
水蒸気が存在すると真空状態を損ねる可能性があるが、そうした水蒸気を除去するため、粉末４をフィルムバッグ１に充填する前後（ただし、楕円形のフィルター８を密封する前の段階）で該粉末を加熱し、そこへさらにゼオライトや酸化カルシウムなどの乾燥剤を加える。
【００４３】
アルミニウム化合物のフィルムから成るフィルムバッグの気体透過率は、０．６ｍｂａｒ・リットル／（ｍ２・年）ほどになる。水の透過率はきわめて低い。パーライト粉末を充填した真空断熱材の厚さが３０ｍｍの場合、年間の気圧上昇は０．０２ｍｂａｒ程度しかない。１ｍｂａｒという最大気圧でもほぼ５０年間はその気圧を持続できる。そのため、パーライトの微粉末をアルミニウムフィルムで被覆した真空断熱プレートは、建築分野で使用することもできる。ただし、真空断熱プレートの縁の部分ではアルミニウムフィルムによるヒートブリッジが発生するため、この点については考慮しておく必要がある。０．５ｍ２以上の大型の真空断熱プレートを使用し、また第一層の継ぎ目を第二層が上から覆う二重構造にすると、一部ではあるがヒートブリッジを防止することは可能である。
【００４４】
パーライト微粉末を充填した真空断熱プレートは、冷蔵用の断熱材としても利用できる。その場合、真空被覆材には、冷蔵庫の冷却面に面した平面に金属を蒸着させたフィルムを、また該平面とは反対側の平面にアルミニウム化合物のフィルムを使用する組み合わせも可能である。−２０〜−３０℃の温度では金属化合物のフィルムを透過して分散する気体や水蒸気はきわめて少なく、そのため真空断熱プレートの耐久性も１０〜２０年程度は充分実現できるようになっている。ヒートブリッジは、金属で被覆した高断熱性フィルムを透過して伝わる熱伝導率が非常に低いため、両面がアルミニウム化合物のフィルムから成る実施例の場合と比べはるかに少なくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、投入可能な粉末をフィルムバッグに充填している場面の透視図である。
【図２】図２は、粉末を充填したフィルムバッグの開口部からフィルターを挿入している場面の透視図である。
【図３】図３は、図２の平面図である。
【図４】図４は、粉末を充填したフィルムバッグに空気が入らないよう密閉する場面の図である。
【図５】図５は、粉末を充填したフィルムバッグを真空室で圧縮している場面の図である。
【図１】
2009509109.tif 000003
【図２】
2009509109.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年7月6日(2007.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムで被覆され、粉末（４）が充填された、プレート状の真空断熱材の製造方法であって、
真空状態を密封するフィルム（２）から作られ、一方の側（６）が開放されたバッグ（１）に未成形の緩い粉末（４）を充填し、
空気は通すが粉末（４）のダストは通さないフィルター（８）を、前記粉末が充填されているフィルムバッグ（１）の開口部（６）のエリアの該フィルムバッグ（１）の内側に取り付け、該バッグの内部から空気は排出できるが粉末のダストは外に排出しないように封鎖して、前記開口部（６）を通じてバッグ（１）から空気を抜き、
最後に、空気を抜いた前記フィルムバッグを真空下で封印することを特徴とする前記方法。
【請求項２】
フィルムバッグ（１）は、アルミニウム化合物のフィルム（２）および金属蒸着処理を施した高断熱性フィルム（２）、あるいはアルミニウム化合物のフィルム（２）、または金属蒸着処理を施した高断熱性フィルム（２）から作られていることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
フィルムバッグ（１）は、アルミニウム化合物のフィルム（２）から成る面と、もう一つの、特に前記アルミニウム化合物のフィルムから成る面と向き合う反対側に位置する、アルミニウムフィルムが使用されていない高断熱性フィルム（２）から成る面から構成されており、また該両面の周縁（３）は互いに密封されていることを特徴とする請求項１または２の方法。
【請求項４】
フィルムバッグ（１）の内側には、センサーフリースを備えた金属プレートが取り付けられており、この金属プレートによって、完成した真空断熱材の内部気圧を安全に確認できることを特徴とする請求項１から３の中のいずれか一つの方法。
【請求項５】
粉末（４）には、含有率１００％以下の割合で、溶解によって発生したフッ化珪素酸および沈殿性フッ化珪素酸、あるいは溶解によって発生したフッ化珪素酸、または沈殿性フッ化珪素酸が含まれていることを特徴とする請求項１〜４の中のいずれか一つの方法。
【請求項６】
粉末（４）には、含有率１００％以下の割合で、パーライト粉末、特に粉末の大きさが０．１ｍｍ未満のパーライト粉末が含まれていることを特徴とする請求項１〜５の中のいずれか一つの方法。
【請求項７】
含有量９０％以下のパーライト粉末に、含有量１０〜２０％の溶解によって発生したフッ化珪素酸および沈殿性フッ化珪素酸あるいは溶解によって発生したフッ化珪素酸または沈殿性フッ化珪素酸が混合されていることを特徴とする、請求項６と関係する請求項５の方法。
【請求項８】
粉末（４）には、ゼオライトや酸化カルシウムなどの乾燥剤が一定量含まれていることを特徴とする請求項１〜７の中のいずれか一つの方法。
【請求項９】
粉末（４）には、ゲッター剤が一定量含まれていることを特徴とする請求項１〜８の中のいずれか一つの方法。
【請求項１０】
フィルムバッグ（１）は、その中に粉末（４）を充填すると、後ほど完成する真空断熱材の厚さの何倍にも膨らむことを特徴とする請求項１〜９の中のいずれか一つの方法。
【請求項１１】
フィルター（８）には、平面状の、特に二次元の素材、または体積のある三次元の素材が使用されていることを特徴とする請求項１〜１０の中のいずれか一つの方法。
【請求項１２】
フィルター（８）には、有機素材ないし無機素材から成るフリース、特にポリエステルフリースが使用されていることを特徴とする請求項１〜１１の中のいずれか一つの方法。
【請求項１３】
平面状のフィルター（８）は、細長い帯状の素材を折り込んで作られており、またその場合、該細長い帯状素材の長さはフィルムバッグ（１）の幅に対応していることを特徴とする請求項１〜１２の中のいずれか一つの方法。
【請求項１４】
平面状のフィルター（８）は、その側面が事前に形成されている楕円形ないし直方体になっており、またその場合、直方体および楕円形あるいは直方体または楕円形の長さは、（ほぼ）真空断熱材の幅と対応し、また直方体の幅は、（ほぼ）真空断熱材の厚さに対応していることを特徴とする、真空断熱プレートの製造に関する請求項１〜１３の中のいずれか一つの方法。
【請求項１５】
平面的な楕円形をしたフィルター（８）は、その開口している面と直角の方向が、直方体および楕円形あるいは直方体または楕円形の幅より０．３〜３倍程度、特に０．５〜１．５倍程度大きくなっていることを特徴とする請求項１４の方法。
【請求項１６】
平面状や楕円形、直方体などの形状に事前に成形されたフィルター（８）を、粉末が充填されているフィルムバッグ（１）の開口部（６）に挿入する場合、直方体および楕円形あるいは直方体または楕円形の開口部が、フィルムバッグ（１）の開口部（６）の方向である外側へ向くように挿入することを特徴とする請求項１４または１５の方法。
【請求項１７】
該フィルムバッグの開口部を密閉ないし封印するため、平面状、楕円形、直方体などの形状に事前に成形されたフィルター（８）は、粉末が充填されているフィルムバッグ（１）の開口部（６）の縁から離れた、特にこの開口部（６）の縁から少なくとも２ｃｍ以上離れた位置に挿入されることを特徴とする請求項１〜１６の中のいずれか一つの方法。
【請求項１８】
フィルター（８）は、そのサイズが完成する真空断熱パネルの幅と厚さに対応しているスペーサ（７）の周囲に設置され、該スペーサ（７）と共にフィルムバッグ（１）の開口部（６）の中に挿入されることを特徴とする請求項１〜１７の中のいずれか一つの方法。
【請求項１９】
スペーサ（７）にはロッド状の、特に金属製のスペーサが使用されており、また該スペーサは真空室（１３）内に入れる前に除去されることを特徴とする請求項１８の方法。
【請求項２０】
圧縮率が１０％の場合に２０ｋＰａの耐圧性を有する多孔質の断熱素材製のスペーサ（７）が使われることを特徴とする請求項１８の方法。
【請求項２１】
圧縮したフッ化珪素酸粉末または多孔質の発砲素材製のスペーサ（７）が使用され、また該スペーサは、真空パネル内に留まることを特徴とする請求項２０の方法。
【請求項２２】
該フィルムバッグの開口部（６）の断面と直角な方向の穴、特に直径１ｍｍ〜５ｍｍの穴を備えたスペーサ（７）が使用されることを特徴とする請求項２０または２１のいずれか一つの方法。
【請求項２３】
合口となっているスペーサ（７）を備えたフィルター（８）は、フィルムバッグ（１）の内面にある封印面と、封印装置（１２）によって外側から結合されることを特徴とする請求項１８〜２２の中のいずれか一つの方法。
【請求項２４】
内部にあるフィルター（８）は、封印装置（１２）によって、高断熱性フィルム（２）の、内側にある封印層と２ｍｍ〜１５ｍｍの幅で、特に５ｍｍ〜１０ｍｍの幅で結合している請求項１〜２３の中のいずれか一つの方法。
【請求項２５】
内側にあるフィルター（８）は、フィルムバッグ（１）の内面と接着ないし溶着されていることを特徴とする請求項１〜２４の中のいずれか一つの方法。
【請求項２６】
フィルター（８）、特にポリエステルフリースは、平面状の接着剤（９）、特にポリオレフィン接着フリースが温度の作用によって、フィルムバッグ（１）の、内側にある封印層と結合していることを特徴とする請求項１〜２５の中のいずれか一つの方法。
【請求項２７】
フィルター（８）の、特に折り畳まれている帯状のフィルター材の二面以上は、フィルムバッグ（１）の封印層と一緒に封印されており、またその場合、封印線（複数の封印線）は、折り畳まれた帯状のフィルター材の開放されている側の近傍を通ることを特徴とする請求項１〜２６の中のいずれか一つの方法。
【請求項２８】
フィルムバッグ（１）の、帯状のフィルム（８）によって密封されている側の部分は、粉末（４）が外に排出しないようクランプによって圧縮密閉されていることを特徴とする請求項２７の方法。
【請求項２９】
真空室（１３）でフィルムバック（１）を排気し密封した後、クランプは除去されることを特徴とする請求項２８の方法。
【請求項３０】
内部に接着ないし溶着したフィルター部分（８）は、フィルムバッグ（１）と共に、その内部で粉末（４）を分配できる直方体の内部空間を形成することを特徴とする請求項１〜２９の中のいずれか一つの方法。
【請求項３１】
フィルター（８）を接着し、粉末が外に排出しないように処理した後、振動を与える方法やプレスすることで粉末（４）を希望の形状に成形することを特徴とする請求項１〜３０の中のいずれか一つの方法。
【請求項３２】
真空室（１３）で排気、封印されたフィルムバック（１）は、プレスや振動を与えることにより、希望の形状に成形されることを特徴とする請求項１〜３１の中のいずれか一つの方法。
【請求項３３】
フィルター（８）を接着し粉末が排出しないようにした後と／またはフィルムバック（１）の排気または密封中と／またはその後に、プレス加工や振動を与える方法で粉末（４）を、プレート状と／または直方体などの形状に成形することを特徴とする請求項１〜３２の中のいずれか一つの方法。
【請求項３４】
フィルムバッグ（１）内の（排気された）粉末（４）は圧縮され、密度が１２０〜２５０ｋｇ／ｍ３、特に１８０〜２２０ｋｇ／ｍ３になることを特徴とする請求項１〜３３の中のいずれか一つの方法。
【請求項３５】
粉末（４）を充填したフィルムバッグ（１）は、表面にプレス加工が施される間に構造が定まることを特徴とする請求項１〜３４の中のいずれか一つの方法。
【請求項３６】
フィルムで被覆され、粉末（４）が充填され、プレート状の、排気処理が施され、かつ、被覆材は真空状態を維持できるフィルム（２）から作られたバッグ（１）から製造されており、該バッグ（１）の封印した排気口の近くの、該バッグの内側に、フィルムバッグ（１）と共にパーライト（４）を保持する内部空間を形成するフィルター（８）が取り付けられていることを特徴とする真空断熱材。
【請求項３７】
フィルター（８）は、その長さが真空断熱材の幅とほぼ同じ帯状または楕円形になっていることを特徴とする請求項３６の真空断熱材。
【請求項３８】
内側のフィルター（８）は、フィルムバッグ（１）の内側と接着ないし溶着されていることを特徴とする請求項３６または３７の真空断熱材。
【国際調査報告】
2009509109.tif 000008
2009509109.tif 000009
2009509109.tif 000010
2009509109.tif 000011