(57)【要約】      （修正有）【課題】内部が減圧された断熱材の外装材内部に溜まる静電気を容易かつ簡単に外方へ放出する断熱材、断熱材モジュールを提供する。【解決手段】断熱材１０は、芯材１２と、前記芯材１２を収納するとともに内部が減圧された袋状の外装材１１とを備え、前記外装材１１は、内部が減圧された断熱材の外装材に溜まる静電気を、容易かつ簡単に外方へ放出することができるように、各断熱材の外装材の外面が互いに導通されている断熱材１０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、
前記芯材を収納するとともに内部が減圧された袋状の外装材とを備え、
前記外装材は、その外面が導電性を示すことを特徴とする断熱材。
【請求項２】
前記外装材は、その外面が１×１０−５Ω−１・ｍ−１〜６×１０７Ω−１・ｍ−１の電気伝導率を示すことを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
【請求項３】
前記外装材は、その外面が０．１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１〜１５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１の熱伝導率を示すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の断熱材。
【請求項４】
前記外装材は、その外面の材料が、導電性ポリマー、導電性金属酸化物、又は金属を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の断熱材。
【請求項５】
前記外装材は、その外面の材料が導電性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の断熱材。
【請求項６】
前記外装材は、その外面の材料が、導電性金属酸化物又は金属を含むとともにポリマーを含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の断熱材。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の断熱材に用いられる外装材であって、前記外装材は、その外面が導電性を示すことを特徴とする断熱材用包装材。
【請求項８】
物品と、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の断熱材とを備え、
前記断熱材の前記外装材は、その外面が電気的に接地されていることを特徴とする物品と断熱材の組合体。
【請求項９】
前記断熱材が前記物品に取り外し可能に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の物品と断熱材の組合体。
【請求項１０】
請求項８に記載の物品と断熱材の組合体で、前記断熱材が前記物品に取り外し可能に設けられており、
少なくともいずれか１つの断熱材の外装材の外面の導電性が低下したときに、その断熱材を取り外して交換することを特徴とする、物品と断熱材の組合体の修理方法。
【請求項１１】
少なくとも二以上の断熱材を備え、
各前記断熱材は、
芯材と、
前記芯材を収納するとともに内部が減圧された袋状の外装材とを備え、
前記外装材は、その外面が導電性を示し、
各前記断熱材は、その外装材の外面が互いに導通されていることを特徴とする断熱材モジュール。
【請求項１２】
少なくとも二以上の前記断熱材どうしが取り外し可能に接合されていることを特徴とする請求項１１記載の断熱材モジュール。
【請求項１３】
物品と、
前記物品に設けられた断熱材モジュールとを備え、
前記断熱材モジュールは、
少なくとも二以上の断熱材を備え、
各前記断熱材は、
芯材と、
前記芯材を収納するとともに内部が減圧された袋状の外装材とを備え、
前記外装材は、その外面が導電性を示し、
各前記断熱材は、その外装材の外面が互いに導通され、その外装材の外面が電気的に接地されていることを特徴とする物品と断熱材の組合体。
【請求項１４】
少なくとも二以上の前記断熱材どうしが取り外し可能に接合されていることを特徴とする請求項１３に記載の物品と断熱材の組合体。
【請求項１５】
前記断熱材モジュール又は前記断熱材が前記物品に取り外し可能に設けられていることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の物品と断熱材の組合体。
【請求項１６】
請求項１３に記載の物品と断熱材の組合せ体で、少なくとも二以上の前記断熱材どうしが取り外し可能に接合されており、
少なくともいずれか１つの断熱材の外装材の外面の導電性が低下したときに、その断熱材を取り外して交換することを特徴とする、物品と断熱材の組合体の修理方法。
【請求項１７】
請求項１３又は請求項１６に記載の物品と断熱材の組合体で、前記断熱材モジュール又は前記断熱材が前記物品に取り外し可能に設けられており、
少なくともいずれか１つの断熱材の外装材の外面の導電性が低下したときに、その断熱材を取り外して交換することを特徴とする、物品と断熱材の組合体の修理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱材、断熱材モジュール、及び物品と断熱材の組合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止のため温室効果ガスの削減が推進されており、容器、乗り物、建物、設備機器、及び電気製品などの様々な物品に対して省エネルギー化が求められている。そこで、これらの物品の内部の保冷又は保温のために、断熱材が広く用いられている。例えば、省エネルギー化や省スペース大容量化の要請に対して特に有効な断熱材の一つとして、代表的な断熱材であるウレタンフォームと同等の断熱性能をより薄い形状で達成することができる、内部が減圧された断熱材が知られている。
【０００３】
この断熱材の一例は、グラスウールなどの芯材と、その芯材を収納するとともに内部が減圧された袋状の外装材とを備えた構造を有している。その外装材の一例は、アルミニウム箔などのガスバリア層と、ポリエチレンテレフタレートやナイロンなどのプラスチックの基材層とを備えた積層構造を有しており、その外装材を断熱材で用いるときは、プラスチックの基材層をガスバリア層よりも断熱材の外面側に配置することによって、ガスバリア層をプラスチックの基材層で保護する。例えば、特許文献１には、このような構成を有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】国際公開第２０１０／０７３７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した断熱材は、例えば輸送用容器であるコンテナの内壁に設置される場合がある。このとき、コンテナ内部で物体どうしの摩擦やはく離が起こると、断熱材の外装材に静電気が溜まることがある。一般に、内部が減圧された断熱材の外装材はその外面に絶縁性プラスチックの基材層を備えているため、外装材に蓄積された静電気を外方に放出することは難しく、作業者がコンテナ内壁に触れると、作業者に静電気が流れて不快に感じることがある。コンテナを一例として説明したが、上述した静電気の問題はどのような物品であっても同様に生じる。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、内部が減圧された断熱材の外装材に蓄積された静電気を外方へ確実に流すことができる断熱材、断熱材モジュール、及び物品と断熱材の組合体を提供することを目的とする。
【発明を解決するための手段】
【０００７】
本発明の断熱材は、芯材と、前記芯材を収納するとともに内部が減圧された袋状の外装材とを備え、前記外装材は、その外面が導電性を示す。
【０００８】
本発明の断熱材モジュールは、少なくとも二以上の断熱材を備え、各前記断熱材は、芯材と、前記芯材を収納するとともに内部が減圧された袋状の外装材とを備え、前記外装材は、その外面が導電性を示し、各前記断熱材はその外装材の外面が互いに導通されている。
【０００９】
本発明の物品と断熱材の組合体は、物品と、前記物品に設けられた断熱材モジュールとを備え、前記断熱材モジュールは、少なくとも二以上の断熱材を備え、各前記断熱材は、芯材と、前記芯材を収納するとともに内部が減圧された袋状の外装材とを備え、前記外装材は、その外面が導電性を示し、各前記断熱材は、その外装材の外面が互いに導通され、その外装材の外面が電気的に接地されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内部が減圧された断熱材の外装材に溜まる静電気を容易かつ簡単に外方へ放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の実施形態による断熱材を示す側断面図。
【図２】図２は本発明の実施形態による断熱材の外装材を示す側断面図。
【図３】図３は本発明の実施形態による断熱材を示す平面図。
【図４】図４は本発明の実施形態による断熱材モジュールを示す側断面図。
【図５】図５は本発明の実施形態による物品と断熱材の組合体を示す側面図。
【図６】図６は本発明の実施形態によるコンテナの外観を示す図。
【図７】図７は本発明の実施形態による断熱材及び断熱材モジュールの製造方法を示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
下記に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
ここで図１〜図６は、本発明の実施形態による断熱材、断熱材モジュール、及び物品と断熱材の組合体を示す図である。なお、本明細書では、物品と断熱材の組合体の用語は、物品と断熱材の組合体、及び物品と断熱材モジュールの組合体の両方の意味で用いている。
【００１３】
＜断熱材＞
図１に示すように、本実施形態の断熱材１０は、芯材１２と、芯材１２を収納するとともに内部が減圧された袋状の外装材１１とを備えており、外装材１１はその外面が導電性を示す。
【００１４】
芯材１２は、多孔質体が好ましく、例えば、シリカなどの粉体、ウレタンポリマーなどの発泡体、又はグラスウールなどの繊維体などが挙げられ、断熱性能に優れるグラスウールが好適である。
【００１５】
芯材１２には、外部から浸透する微量の水や酸素などを吸着するため、ガス吸着剤が含まれていることが好ましい。ガス吸着剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、ゼオライト、又は活性炭などが挙げられる。
【００１６】
外装材１１は、その外面が導電性を示す断熱材用の包装材である。外装材１１としては、後述のように、少なくとも、基材層、ガスバリア層、及びヒートシール層が、断熱材の外面側からこの順番で積層された積層体であって、かつその最外層が導電性材料を含む積層体が好適に用いられる。外装材１１は、可とう性があるフィルム又はシートである。
【００１７】
断熱材１０の内部は、芯材１２が収納されており、かつ断熱材内部の気体の対流による伝熱を抑制するために減圧されている。５Ｐａ以下の真空状態まで減圧することが好ましい。断熱材１０の好ましい熱伝導率（２３℃６５％ＲＨ）は１０×１０−３Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下である。
【００１８】
断熱材１０は、芯材１２を減圧して収納するために、芯材１２の外縁部に沿って縁部１３が形成されている。縁部１３では、芯材１２の外周縁をヒートシールすることで対向する２枚の外装材１１を互いに溶着させている。
【００１９】
断熱材を使用する際に、断熱材１０の縁部１３は、断熱材の中央に向かって折り返した状態にしてもよいし、また、図３に示すように、断熱材１０の縁部１３は、隣接する他の断熱材１０の縁部１３と接合することもできる。
【００２０】
外装材１１は、その外面が導電性を示し、その外面が１×１０−５Ω−１・ｍ−１〜６×１０７Ω−１・ｍ−１の電気伝導率（２３℃６５％ＲＨ）を示すことが好ましい。外装材１１の外面が導電性を示すようにするには、外装材１１の外面が導電性材料を含むようにすればよい。例えば、基材層に導電性材料を含む導電層を積層してもよいし、最外の基材層が導電性材料を含んでいてもよい。導電性材料としては、導電性ポリマー、導電性金属酸化物、又は金属などが挙げられる。導電性ポリマーとしては、例えば、ポリアセチレン又はポリチオフェンが挙げられ、導電性金属酸化物としては、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、又はアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）が挙げられ、金属としては、アルミニウム又は銅が挙げられる。
【００２１】
外装材１１は、その外面が０．１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１〜１５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１の熱伝導率（２３℃６５％ＲＨ）を示すことが好ましい。外装材の外面の熱伝導率が高いと、いわゆるヒートブリッジ効果によって外装材の外面で熱が伝わってしまい断熱性が低下するおそれがあるためである。一般に、導電性が良い材料は伝熱性も良い傾向にあるが、本実施形態では、必要な導電性を維持しながら伝熱性をできる限り低くすることが好ましいので、外装材の外面の材料が、導電性ポリマーを含むか、あるいは、導電性金属酸化物、又は金属を含むとともにポリマーも含むようにして調節することが好ましい。ポリマーは伝熱性が低い傾向があるからである。
【００２２】
外装材１１の基材層は、他の層を保持しガスバリア層を保護する機能を有する。基材層は複数あってもよい。特性が異なる基材層を組み合わせて用いることで、保護機能を高めることができる。例えばナイロン（Ｎｙ）とポリエステル（Ｐｅｓ）との基材層どうしの組み合わせが好ましい。基材層の材料としては、取り扱いが容易なのでプラスチックを主成分とすることが好ましく、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、又はセルロースが挙げられる。
【００２３】
外装材１１のガスバリア層は、水、酸素、窒素などのガスの侵入を遮断して、断熱材の減圧状態を保持する機能を有する。ガスバリア層のガスバリア性は、酸素透過率（２３℃６５％ＲＨ）が０．５ｃｃ・ｍ−２・ｄａｙ−１・ａｔｍ−１以下であることが好ましく、また、水蒸気透過率（２３℃６５％ＲＨ）が０．５ｃｃ・ｍ−２・ｄａｙ−１・ａｔｍ−１以下であることが好ましい。ガスバリア層の材料としては、金属や金属酸化物を主成分とすることが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミナ、又はシリカが挙げられ、これらの材料を延伸、蒸着、又は塗布することで、ガスバリア層を形成することができる。
【００２４】
外装材１１のヒートシール層は、対向する外装材どうしを封止する機能を有する。ヒートシール層の材料としては、ガラス転移温度又は熱溶融温度が８０℃〜３００℃のポリマーを主成分とすることが好ましく、例えば、ポリエチレンや未延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）などのポリオレフィン、ウレタン、又はアクリルが好ましい。
【００２５】
なお、外装材１１の各層は、直接接触して積層してもよいし、接着剤を介して積層してもよい。
【００２６】
図２及び図３に示すように、本実施形態の断熱材１０の外装材１１の一例は、外面側から順に配置された、導電層としての導電性ポリマー層１１ａと、基材層としてのＰＥＴ層１１ｂと、ガスバリア層としてのアルミニウム箔層１１ｃと、ヒートシール層としてのＣＰＰ層１１ｄとを含む積層体である（図２（ａ）参照）。なお、図示しないが、ＰＥＴ層１１ｂ、アルミニウム箔層１１ｃ、及びＣＰＰ層１１ｄの各層間には接着剤が存在している。そしてＣＰＰ層１１ｄが互いに向き合うように一対の外装材１１が重ね合わされて、内部に収納された芯材の外周縁全域のＣＰＰ層１１ｄがヒートシールされて縁部１３を形成し、このようにして全辺が封止された袋状の外装材１１が得られる。この場合、縁部１３は、外装材１１の外縁をなすヒートシール部１３ａを有し、ヒートシール部１３ａと芯材１２との間にわずかな空間１４が形成されている（図３参照）。
【００２７】
上述のように、外装材１１はその外面に導電性ポリマー層１１ａを含んでいる。このため、外装材１１の外面は、導電性ポリマー１１ａに含まれる導電性ポリマーより所望の導電性を有することになる。導電性ポリマー層１１ａは、ＰＥＴ層１１ｂに導電性ポリマーを含む組成物を塗布することにより得ることができる。
【００２８】
なお、外装材１１は、導電性ポリマー層１１ａの代わりに、ＩＴＯ層を有してもよい（図２（ｂ）参照）。あるいは、外装材１１は、導電性ポリマー層１１ａの代わりに、アルミニウムを蒸着して得られたアルミニウム蒸着層１１ｆ及びＮｙ層１１ｇを有してもよい（図２（ｃ）参照）。
【００２９】
＜断熱材モジュール＞
次に、上述した内部が減圧された断熱材１０を複数準備して一列に並べて、各断熱材１０の縁部１３どうしを例えば導電性接着剤１５により接合することで、各断熱材１０どうしを接合する。なお、導電性接着剤１５の代わりに用いてあるいは導電性接着剤１５と併用して、縁部１３どうしを直接重ねた状態でテープやステーブルなどの固定具を使って縁部１３どうしを接合してもよい。このようにして互いに縁部１３が接合され一列に並べられた複数の断熱材１０により縦長に延びる断熱材モジュール１０Ａが構成される（図４参照）。
【００３０】
図４に示すように、断熱材モジュール１０Ａの各断熱材１０は、各々の縁部１３の接合により互いに接合される。この場合、外装材１１の外面は上述のように導電層１１ａ、１１ｅ、１１ｆを有し、その導電層１１ａ、１１ｅ、１１ｆは導電性接着剤を介して接合されているため、各断熱材１０の外装材１１は各々の縁部１３においてその外面が互いに導通している。なお、縁部１３の代わりに電線を使って外装材の外面を互いに導通させてもよい。
【００３１】
断熱材モジュール１０Ａでは、各断熱材１０が取り外し可能に接合されていることが好ましい。使用中の劣化に起因して断熱材の外装材の外面の導電性が低下したときに、その断熱材を取り外して容易に交換することができるからである。なお、本明細書では、取り外し可能とは、断熱材の内部の減圧状態を維持したままで取り外すことができることを意味する。
【００３２】
＜物品と断熱材の組合体＞
次に、上述した断熱材モジュール１０Ａが、扉２１ａを有するコンテナ２１の内壁２０に取付けられる（図５及び図６参照）。
【００３３】
この場合、複数の断熱材モジュール１０Ａがコンテナ２１の内壁２０に取付けられ、各断熱材モジュール１０Ａは上下方向に沿って延びている。また、内壁２０に複数の断熱材モジュール１０Ａを取付けることにより、内壁２０に、複数の断熱材１０が上下方向及び左右方向に並んで配置される。この場合、各断熱材１０は、上下方向及び左右方向に隣接する断熱材１０と密接して配置され、内壁２０の断熱機能を高めている。なお、各断熱材１０はコンテナ２１の内壁２０に例えば接着剤２２を介して設けることができる。
【００３４】
このようにコンテナ２１に断熱材モジュール１０Ａを設けることにより、物品と断熱材の組合体２０Ａが構成される。そして、各断熱材モジュール１０Ａの最下部の断熱材１０の外装材の外面は、接地配線２５を介して電気的に接地されている。そのため、断熱材１０の外装材１１に静電気が蓄積されることはない。このためコンテナ２１内で作業をする作業者が断熱材１０に接触しても静電気を受けて不快な感覚をもつことはない。
【００３５】
上記の実施形態において、断熱材モジュール１０Ａを物品に設ける例を示したが、これに限らず、複数の断熱材１０をモジュール化することなく個別に接着剤２２を介して物品に設けてもよい。
【００３６】
物品と断熱材の組合体２０Ａでは、少なくとも二以上断熱材１０どうしが取り外し可能に設けられていることが好ましく、また、断熱材モジュール１０Ａ又は断熱材１０がコンテナ２１に取り外し可能に設けられていることが好ましい。使用中の劣化に起因して、少なくともいずれか１つの断熱材の外装材の外面の導電性が低下したときに、その断熱材を取り外して交換することで、物品と断熱材の組合体を容易に修理できるからである。
【００３７】
なお、コンテナを一例として説明したが、上述した内容は、容器、乗り物、建物、設備機器、及び電気製品などの様々な物品に対して同様に適用可能である。
【００３８】
＜製造方法＞
次に、本発明の実施形態の断熱材の製造方法、断熱材モジュールの製造方法、及び物品と断熱材の組合体の製造方法について説明する。
【００３９】
まず、図７に示すように、本実施形態の断熱材の製造方法は、外装材準備工程Ｓ１と、芯材収納工程Ｓ２と、真空封止工程Ｓ３を含む。
【００４０】
外装材準備工程Ｓ１では、その外面が導電性を示し、少なくとも１辺がヒートシールなどによって封止されて開口が形成された袋状の外装材１１を準備する。外装材１１は、後述する芯材収納工程Ｓ２や真空封止工程Ｓ３での作業性を考慮すれば、３辺を封止した袋状に形成することが好適である。
【００４１】
芯材収納工程Ｓ２では、工程Ｓ１において準備された袋状の外装材１１の内部に芯材１２を収納する。具体的には、芯材１２は袋状の外装材１１の開口から外装材１１の内部に収納される。
【００４２】
真空封止工程Ｓ３では、工程Ｓ２において芯材１２が収納された袋状の外装材１１の内部を減圧するとともに、外装材１１の開口をヒートシールなどによって封止する。この工程によって、減圧されて真空状態の外装材１１の内部に芯材１２が収納される。
【００４３】
このようにして矩形状の全辺が封止された断熱材１０が得られる。
【００４４】
次に、図７に示すように、本実施形態の断熱材モジュールの製造方法の一例は、縁部接合工程Ｓ４を含む。
【００４５】
縁部接合工程Ｓ４では、工程Ｓ１〜Ｓ３で得られた二以上の断熱材１０の各縁部どうしを、例えば導電性接着剤を介して又は直接接触させて接合する。この工程によって、各断熱材の外装材の外面が互いに導通されている断熱材モジュール１０Ａが得られる。
【００４６】
次に、本発明の実施形態の物品と断熱材の組合体の製造方法の一例では、工程Ｓ１〜Ｓ４で得られた断熱材モジュール１０Ａを物品に取り付け、少なくともいずれか一つの断熱材の外装材の外面を電気的に接地する。あるいは、工程Ｓ１〜Ｓ３で得られた断熱材１０を物品に取り付け、断熱材の外装材の外面を電気的に接地する。
【００４７】
＜作用効果＞
上記のように、本実施形態の断熱材、断熱材モジュール、及び物品と断熱材の組合せ体によれば、断熱材の外装材の外面が導電性を示すので、内部が減圧された断熱材の外装材に溜まる静電気を容易かつ簡単に外方へ放出することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  断熱材
１０Ａ  断熱材モジュール
１１  外装材
１１ａ  導電性ポリマー層
１１ｂ  ＰＥＴ層
１１ｃ  アルミニウム箔層
１１ｄ  ＣＰＰ層
１１ｅ  ＩＴＯ層
１１ｆ  アルミニウム蒸着層
１１ｇ  Ｎｙ層
１２  芯材
１３  縁部
１３ａ  ヒートシール部
１４  空間
１５  導電性接着剤
２０  内壁
２１Ａ  物品と断熱材の組合体
２１  コンテナ
２２  接着剤
２５  接地配線
【図１】
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【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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