(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維の積層体を有する芯材本体と前記芯材本体を貫通する芯材貫通部とを有する芯材と、
前記芯材本体を覆う外被材と、
前記芯材とともに前記外被材内に設置された仕切りフィルムと、
前記芯材貫通部内で、前記仕切りフィルムと前記外被材とを貫通する外装貫通部と、
前記芯材貫通部内で前記外被材と前記仕切りフィルムとがシールされた外装シール部と
を備え、
前記仕切りフィルムは、
前記外装貫通部に対向した前記芯材の側面を覆い、
その一部が前記外装シール部において前記外被材と融着し、融着していない他の一部が前記芯材貫通部を覆うように配置してあることを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記外被材は、前記仕切りフィルムと同一素材のシール層を有することを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記外被材は、前記仕切りフィルムよりも融点が高いシール層を有することを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記仕切りフィルムは、板状の板状部位と、前記芯材の厚み方向から前記芯材の幅方向へ傾斜する傾斜部位とを備え、
前記外被材と前記芯材本体とが前記傾斜部位を挟むことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記仕切りフィルムは、シュリンクフィルムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空断熱材。
【請求項６】
前記シール層は、波形状に成形してある波形状部位を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記芯材貫通部と前記外装貫通部とは、前記芯材の厚み方向の中央よりも前記厚み方向の一方側にずれた位置に配置してあることを特徴とする請求項２、３、又は６のいずれか１項に記載の真空断熱材。
【請求項８】
前記芯材本体は、厚み方向に段差が有る段差部位を前記芯材貫通部の周囲に備え、
前記段差部位と前記傾斜部位とが接触することを特徴とする請求項４に記載の真空断熱材。
【請求項９】
前記芯材本体は、チョップド繊維を結束してある繊維シートを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の真空断熱材。
【請求項１０】
繊維の積層体を有する芯材本体と前記芯材本体を貫通する芯材貫通部とを有する芯材と、
前記芯材本体を覆う外被材と、
前記芯材とともに前記外被材内に設置された仕切りフィルムと、
前記芯材貫通部内で、前記仕切りフィルムと前記外被材とを貫通する外装貫通部と、
前記芯材貫通部内で前記外被材と前記仕切りフィルムとがシールされた外装シール部と
を備え、
前記仕切りフィルムは、
その一部が前記外装シール部において前記外被材と融着し、融着していない他の一部が前記芯材貫通部を覆うように配置してあり、
板状の板状部位と、前記芯材の厚み方向から前記芯材の幅方向へ傾斜する傾斜部位とを備え、
前記外被材と前記芯材本体とが前記傾斜部位を挟むことを特徴とする真空断熱材。
【請求項１１】
繊維の積層体を有する芯材本体と前記芯材本体を貫通する芯材貫通部とを有する芯材と、
前記芯材本体を覆う外被材と、
前記芯材とともに前記外被材内に設置された仕切りフィルムと、
前記芯材貫通部内で、前記仕切りフィルムと前記外被材とを貫通する外装貫通部と、
前記芯材貫通部内で前記外被材と前記仕切りフィルムとがシールされた外装シール部と
を備え、
前記仕切りフィルムは、
シュリンクフィルムであり、その一部が前記外装シール部において前記外被材と融着し、融着していない他の一部が前記芯材貫通部を覆うように配置してあることを特徴とする真空断熱材。
【請求項１２】
配管又は配線を有する保温体と、
前記保温体を覆う請求項１〜１１のいずれか１項に記載の真空断熱材とを備え、
前記配管又は前記配線は、前記芯材貫通部と前記外装貫通部とを介して前記真空断熱材を貫通することを特徴とする保温容器。
【請求項１３】
繊維集合体で構成された芯材の平面に、前記芯材の芯材本体を貫通する芯材貫通部を設ける工程と、
前記芯材貫通部内に前記芯材の側面を覆う仕切りフィルムを配設する工程と、
前記芯材貫通部に前記仕切りフィルムを配設した前記芯材を外被材に挿入する工程と、
前記外被材と前記仕切りフィルムとを熱融着させる工程と、
熱融着させた前記外被材と前記仕切りフィルムとに、前記芯材貫通部を通る外装貫通部を打ち貫く工程と、
を備えることを特徴とする真空断熱材の製造方法。
【請求項１４】
繊維集合体で構成された芯材の平面に、前記芯材の芯材本体を貫通する芯材貫通部を設ける工程と、
前記芯材貫通部に仕切りフィルムを配設する工程と、
前記芯材貫通部に前記仕切りフィルムを配設した前記芯材を外被材に挿入する工程と、
板状に形成された前記仕切りフィルムの板状部位と、前記仕切りフィルムの前記芯材の厚み方向から前記芯材の幅方向へ傾斜するように形成された傾斜部位と、を前記外被材と前記芯材本体とにより挟んで、前記外被材と前記仕切りフィルムとを熱融着させる工程と、
熱融着させた前記外被材と前記仕切りフィルムとに、前記芯材貫通部を通る外装貫通部を打ち貫く工程と、
を備えることを特徴とする真空断熱材の製造方法。
【請求項１５】
繊維集合体で構成された芯材の平面に、前記芯材の芯材本体を貫通する芯材貫通部を設ける工程と、
前記芯材貫通部にシュリンクフィルムである仕切りフィルムを配設する工程と、
前記芯材貫通部に前記仕切りフィルムを配設した前記芯材を外被材に挿入する工程と、
前記外被材と前記仕切りフィルムとを熱融着させる工程と、
熱融着させた前記外被材と前記仕切りフィルムとに、前記芯材貫通部を通る外装貫通部を打ち貫く工程と、
を備えることを特徴とする真空断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通孔を設けた真空断熱材、真空断熱材の製造方法、及び真空断熱材を用いた保温容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空断熱材は、従来からのグラスウール断熱材などと比べて、熱伝導率が一桁以上小さくできる。そのため真空断熱材は、省エネルギー意識の向上とともに断熱材として広く使われるようになっているが、真空状態を保つために形状的な自由度が制限される。
【０００３】
配管等の突起物となるものが多い冷熱機器等に使用するため、真空断熱材に貫通孔を設ける技術が提案されている。例えば特許文献１には、熱融着可能な芯材を用い、外被材の熱融着層と芯材とを加熱し、芯材の厚さ方向に連続して一体化した溶着部を形成し、この溶着部及び対面する外被材を貫通するようにして真空断熱材に貫通孔を設ける技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６５７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の貫通孔は、芯材を融点以上に加熱して、芯材を外被材に溶着させている。そのため、貫通孔周囲の芯材は固体物になる。固体物となった芯材部分は、他の芯材の部分とは異なって厚み方向に熱移動が大きくなるため、断熱性能自体を悪化させるなどの問題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、貫通孔を設けても断熱性能の悪化を抑制できるとともに、貫通孔周囲での良好なガスシール性を維持できて信頼性が高い真空断熱材、その真空断熱材の製造方法、及びその真空断熱材を用いた保温容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る真空断熱材は、繊維の積層体を有する芯材本体と前記芯材本体を貫通する芯材貫通部とを有する芯材と、前記芯材本体を覆う外被材と、前記芯材とともに前記外被材内に設置された仕切りフィルムと、前記芯材貫通部内で、前記仕切りフィルムと前記外被材とを貫通する外装貫通部と、前記芯材貫通部内で前記外被材と前記仕切りフィルムとがシールされた外装シール部とを備え、前記仕切りフィルムは、前記外装貫通部に対向した前記芯材の側面を覆い、その一部が前記外装シール部において前記外被材と融着し、融着していない他の一部が前記芯材貫通部を覆うように配置してある。
【０００８】
本発明に係る真空断熱材の製造方法は、繊維集合体で構成された芯材の平面に、前記芯材の芯材本体を貫通する芯材貫通部を設ける工程と、前記芯材貫通部内に前記芯材の側面を覆う仕切りフィルムを配設する工程と、前記芯材貫通部に前記仕切りフィルムを配設した前記芯材を外被材に挿入する工程と、前記外被材と前記仕切りフィルムとを熱融着させる工程と、熱融着させた前記外被材と前記仕切りフィルムとに、前記芯材貫通部を通る外装貫通部を打ち貫く工程と、を備える。
【０００９】
本発明に係る保温容器は、配管又は配線を有する保温体と、前記保温体を覆う上記の真空断熱材とを備え、前記配管又は前記配線は、前記芯材貫通部と前記外装貫通部とを介して前記真空断熱材を貫通する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、仕切りフィルムによって、外被材と仕切りフィルムとを熱融着させた外装シール部から芯材を分離することができる。そのため、融着する際にも芯材の固体物化を抑制することができ、断熱性能の向上が図れる。また、シール層密着時に繊維由来のスローリークのパス発生が防止できる。さらに仕切りフィルム自体が薄膜で構成されることから、仕切りフィルムを経由した熱移動が抑制でき、断熱性能の更なる向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る真空断熱材に適用される基本構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る真空断熱材の構成を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係わる仕切りフィルムの断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る真空断熱材の製造フロー図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る真空断熱材の局所的な断面模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る真空断熱材の芯材の積層構想を示す局部的な模式図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る真空断熱材の局所的な断面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る真空断熱材の別の構造の局所的な断面模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る真空断熱材の局所的な断面模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態６に係る貯湯タンクを示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本願が開示する真空断熱材の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る真空断熱材について説明する。図１は、本実施の形態に係る真空断熱材の構成を示す模式的な断面図である。本実施の形態では、長方形平板形状の真空断熱材１を例示している。図１に示すように、真空断熱材１は、芯材３と、芯材３を覆って真空密閉された外被材４と、吸着剤５とを備える。
【００１４】
芯材３は、複数又は単数の繊維シート２の積層体構造となっている。体積比で繊維シート２の約９０％は空間であり、残りはガラス繊維で構成されている。繊維シート２の厚み方向における断熱性能を向上させるため、ガラス繊維自体は極力、繊維シート２のシート面（厚み方向と垂直な面）と平行になるように配置されている。すなわち、繊維シート２のそれぞれは、シート面と平行に配向した繊維（本例では、ガラス繊維）が厚み方向に積層された積層体構造を有している。したがって、繊維シート２が積層された芯材３も、繊維が厚み方向に積層された積層体構造を有している。
【００１５】
上述したように芯材３は、芯材本体として、繊維の積層体構造を有している。また芯材３は、芯材本体を貫通して打ち貫く芯材貫通部７を有する。
【００１６】
外被材４は、芯材３を積層方向の両側から挟み込んだ２枚の外被材シート４ａ、４ｂで構成されて、芯材本体を覆っている。外被材シート４ａ、４ｂのそれぞれは、多層構造をなすラミネートフィルムである。外被材シート４ａ、４ｂは、それぞれ最内層にシール層４ａ１、４ｂ１を有している。シール層４ａ１、４ｂ１は、外被材シート４ａ、４ｂ同士の接合部となる。
【００１７】
真空断熱材１の外周部であって外被材４の外周端と芯材３の外周端との間には、外被材シート４ａ、４ｂ同士（シール層４ａ１、４ｂ１同士）が密着、熱融着、または溶着している。ここでは、当該真空断熱材１の厚み方向（芯材３の積層方向）において芯材３が存在していない。
【００１８】
図２は、本実施の形態１に係る真空断熱材１の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面を示す模式的な断面図である。図２及び図３に示すように、真空断熱材１は、平板形状のものの中央部に外装貫通部６が設けられている。また、芯材３の芯材貫通部７内には、環状の仕切りフィルム８が設けられている。つまり、芯材３とともに外被材４内に設置された仕切りフィルム８が設けられている。図３に示すように、仕切りフィルム８は芯材３の芯材本体に接触し、芯材本体と外装貫通部６とを分離するように配置される。芯材貫通部７内で外被材４と仕切りフィルム８とがシールされた外装シール部９を形成することによって、外装貫通部６を有する真空断熱材１の内部圧力が真空状態に保持される。つまり、仕切りフィルム８は、その一部が外装シール部９において外被材４と融着し、融着していない他の一部が芯材貫通部７を覆うように配置してある。
【００１９】
図４は、外装貫通部６が設けられる前の仕切りフィルムの断面模式図である。仕切りフィルム８は、２枚の素材フィルムを成形して上下反転させたものを接合させた仕切りフィルム密着部８ａを備え、中央が芯材貫通部７内に位置し、芯材本体と外被材４とに接触している。
【００２０】
仕切りフィルム８は、柔軟性のある素材フィルムを用いて形成してある。例えば、ＣＰＰ（未延伸ポリプロピレン）の高分子フィルムであって厚み１００μｍ以下のものを素材フィルムとして用いて形成してある。当素材は、外被材４で用いた素材と同一素材である。
【００２１】
外装貫通部６を有する真空断熱材１内で仕切りフィルム８は、芯材３と外装貫通部６とを分離し、芯材３を外装シール部９から分離している。また、仕切りフィルム８の一部は、外装シール部９にて外被材シート４ａ（４ｂ）のシール層４ａ１（４ｂ１）の間に挟まるように配置され、外被材シート４ａ（４ｂ）のシール層４ａ１（４ｂ１）と熱融着されている。つまり、外装貫通部６の周縁に位置する外被材４の部分とその外装貫通部６の周縁に位置する仕切りフィルム８の部分とが熱融着されている。そのため、外被材４が芯材３の芯材本体と仕切りフィルム８とに接触又は密着し、芯材本体を真空密閉して覆うように構成してある。
【００２２】
次に、本実施の形態１に係る真空断熱材１の製造方法について説明する。図５は、本実施の形態１に係る真空断熱材１の製造方法を示す製造フロー図である。図５では、外装貫通部６、芯材貫通部７、仕切りフィルム８、外装シール部９が示してある。なお、図５に図示された仕切りフィルム８及び外被材４の厚み等は一例であり、図中の厚み及び構成によって本発明が拘束されることはない。
【００２３】
まず、抄紙法を用いた繊維シート２の形成方法について説明する。始めに、連続フィラメント製法で製造された直径４〜１３μｍのガラス繊維を長さ２〜１５ｍｍに切断したチョップド繊維と火炎法で製造された直径１μｍ程度の細径繊維とを液体中に分散させる。
【００２４】
チョップド繊維と細径繊維とを分散させた液体を用いて自動送り式抄紙機などで抄紙した後に乾燥させ、厚さ０．５ｍｍ程度の繊維シート原反を作製する。必要とする真空断熱材１の面積程度のサイズとなるように、作製した繊維シート原反を裁断し、複数の繊維シート２を形成する。上記の抄紙法を用いて形成された繊維シート２では、繊維の多くが繊維シート２の厚み方向と概ね垂直な方向（シート面と平行な方向）に配向している。
【００２５】
次に、芯材３を形成する方法について説明する。所定のサイズに裁断された複数の繊維シート２を、大気圧と真空との圧力差による圧力歪を想定して所望の厚さとなるように積層し、芯材３を形成する。形成された芯材３には、厚み方向に繊維が積層された積層体構造が見られる。
【００２６】
なお、繊維シート原反を切断せずにとぐろ状に巻き込んで積層体にしてもよい。また、繊維シート原反の作製に抄紙法を用いる場合を例に挙げたが、これに限定されることはない。例えば、遠心法を用いた乾式製造方法であってもよい。この場合、積層体構造を有する芯材３は、グラスウールを作製する過程でガラス繊維を積層することによって作製することができる。乾式製造方法を用いて作製した場合、作製された繊維シートはそもそも繊維の積層体になっており、必要な厚みに対して１枚又は数枚で構成される。このため、芯材３は、図１で示したような複数の繊維シート２の積層体構造にはならない場合がある。
【００２７】
芯材貫通部７は、図５に示したように、積層体構造となった芯材３に対して例えば型抜きカッターを用いて必要な箇所を所望のサイズで打ち貫いて成形する。成形した芯材貫通部７には、あらかじめ薄い高分子フィルムを成形して作製した仕切りフィルム８を挿入する。なお、この芯材貫通部７の成形は、後述する芯材３を乾燥させた後に実施しても良い。
【００２８】
芯材３を外被材４に挿入して真空断熱材１を製造する方法について説明する。まず、２枚の外被材シートの３辺を接合して製袋した外被材４を予め作製しておく。作製した外被材４に、前述の方法などによって形成し乾燥させた芯材３と吸着剤５とを挿入し、真空チャンバ内に配置する。次に、真空チャンバ内を減圧して、所定の圧力、例えば０．１〜３Ｐａ程度の真空圧にする。この状態で、外被材４の残り１辺に形成された開口部をヒートシールにより密閉する。真空チャンバ内を大気圧に戻し、真空チャンバ内から取り出すことによって、真空断熱材１が得られる。このとき、芯材貫通部７では、大気との差圧によって、２枚の外被材シート４ａと４ｂとが接合状態になる。ここで、真空断熱材１は密閉後の大気圧によって圧縮され、芯材３の厚みが外被材４挿入前の厚み比で０．６程度以下になる。仕切りフィルム８は厚みが薄く柔軟性があるため、芯材３の変形および外被材４の変形に合わせて仕切りフィルム８の変形を容易に行うことができる。この接合部を、別途中抜き形状（ドーナッツ型や額縁型など）のヒートシーラでヒートシールを実施し、同時にもしくは後工程で、外被材４の中抜き加工を実施する。これにより、外装貫通部６を有する真空断熱材１が得られる。
【００２９】
なお、２枚の外被材シート４ａ、４ｂによって芯材３を挟み込むようにして真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を減圧した後に、２枚の外被材シート４ａ、４ｂの周囲をヒートシールにより密閉するようにしてもよい。また、ガス吸着材は必要に応じた分量を挿入するが、省略しても良い。
【００３０】
上記のようにして製造された真空断熱材１の内部空間は、真空に保持されている。
【００３１】
例えば、特許文献１に記載された貫通孔は、熱融着可能な芯材を用い、外被材の熱融着層と芯材とを加熱することによって芯材の厚さ方向に連続して一体化した溶着部を形成したものである。この場合、芯材を融点以上に加熱して芯材を外被材に溶着させることから、貫通孔周囲の芯材が固体物になり、固体物となった部分からの厚み方向熱移動が大きくなり、断熱性能自体を悪化する虞が生じ得る。また、芯材を融点以上に加熱することから、外被材に高温の熱が付与され、外被材の長期信頼性が低下することが危惧される。
【００３２】
以上のように、貫通孔を設けた従来の真空断熱材では、断熱性能の悪化リスク及び外被材の信頼性低下リスクが高かった。
【００３３】
本実施の形態１に係る真空断熱材１の試作結果について説明する。真空断熱材１の芯材３としては、平均繊維直径が６μｍで長さが約１２ｍｍのチョップドガラス繊維と火炎法で製造された約０．８μｍのマイクロガラスファイバ繊維とを抄紙して作製した厚さ約０．５ｍｍの繊維シート２を３０枚積層したものを用いた。芯材３の平面的な寸法は５００ｍｍ×５００ｍｍとした。また、外被材シート４ａ、４ｂとしては、アルミラミネートシート［２５μｍ−ＯＮｙ（延伸ナイロン）／１２μｍ−ＡＬ蒸着ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）／７μｍ−ＡＬ箔／３０μｍ−ＣＰＰ（無延伸ポリプロピレン）］を用いた。ここで、ＣＰＰフィルムは、最内層のシール層４ａ１、４ｂ１に該当する。
【００３４】
次に、繊維シート２を積層した芯材３の平面部に直径８０ｍｍの芯材貫通部７が形成される様に打ち貫きカッターで芯材３を打ち貫き、例えば図４に示したような、材質ＣＰＰ、厚み３０μｍで成形された外径１００ｍｍの仕切りフィルム８を組み込んだ。本試作例では、２枚の素材フィルムを成形し、上下反転させたものを芯材貫通部７の寸法より５ｍｍ程度小さいサイズでの仕切りフィルム密着部８ａで接合したものを用いた。また、真空断熱材１製造前後の芯材３厚み変化に対して、仕切りフィルム８が変形し易い様に、仕切りフィルム８は、外装シール部９から芯材３厚み方向に向かって、芯材３側に傾斜する様にしている。つまり仕切りフィルム８は、芯材３の厚み方向から芯材３の幅方向へ傾斜する傾斜部位を備える。さらに、外被材シート４ａ、４ｂの３辺を予め密着させて製袋化した外被材４に、これを挿入して真空密閉した。真空密閉した後の真空断熱材１の厚みは、芯材３がある分は約１０ｍｍとなり、一方、芯材貫通部７では、外被材シート４ａと４ｂが接合された状態になった。
【００３５】
次に、芯材貫通部７の外被材シート４ａと４ｂが接合されている部分に、外径５０ｍｍ、内径３０ｍｍの円環形状のヒートシーラにて熱融着させた。さらに、その内側部分である直径３０ｍｍの外被材シート４ａと４ｂを打ち貫き、外装貫通部６を形成させた。つまり仕切りフィルム８は芯材貫通部７に配置してあり、外装貫通部６は芯材貫通部７を通って仕切りフィルム８と外被材と４を貫通することになり、芯材貫通部７と外装貫通部６とが重なるように構成される。
【００３６】
仕切りフィルム８の素材として熱収縮性の高いシュリンクフィルム（熱収縮フィルム）を適用した場合、ヒートシーラによる熱融着時に伝わる熱によって仕切りフィルム８が収縮し、芯材３の圧縮変形に対して、より滑らかな仕切りフィルムの変形が実現できる。シュリンクフィルムとしては、例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）などが使用できる。
【００３７】
作製した真空断熱材１は、６５℃の連続加熱試験（２００日間）ならびに６５℃と０℃の熱サイクル試験（８０００回）を実施した。一方で、貫通部を全く設けていない構成以外は同一となるように同様の製作方法で対比用真空断熱材を製作し、本試作例真空断熱材と対比用真空断熱材とにおける熱伝導率の経時変化を比較したところ、両者に顕著な経時的な差異は認められなかった。
【００３８】
本実施の形態１に係る真空断熱材１では、仕切りフィルム８の外装シール部９の熱融着層をより厚くできる。そのため、芯材３の外周においてシールされた芯材シール部と比べ、外被材４の変形によってしわが発生しやすい外装シール部９においてもシール強度の向上が図れ、上記のような差異が認められない結果を得ることが出来たと考えられる。したがって本実施の形態１に係る真空断熱材１では、打ち貫き孔を設けているにもかかわず、外装シール部９からの真空封止の悪化は認められず、高い断熱性能を実現できる。
【００３９】
実施の形態２．
複合断熱材について、本発明の実施の形態２に係る真空断熱材１を説明する。図６は、本実施の形態２に係る真空断熱材１の局所断面模式図である。図７は、芯材３の局所断面模式図である。芯材貫通部７は、積層方向で径が異なっている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４０】
芯材貫通部７の周囲では、芯材３が存在する部分と芯材３が存在せずに外被材シート４ａ（４ｂ）が密着する部分とで外被材シート４ａ（４ｂ）自体に三次元的な拘束が生じることから、芯材貫通部７内で芯材本体と外被材シート４ａ（４ｂ）との間に隙間（空間）が生じる虞がある。またこのとき、外被シート４ａ（４ｂ）には、芯材３による支持力が作用しないことから、大きなテンションが印加され得る。真空断熱材１の厚みが大きい程、この印加されたテンションの影響は顕著となる。芯材３の支持がない空間は、長期的に外被材シート４ａ（４ｂ）のクリープ変形の加速要因にもなり、シール面を引裂く力として作用することから、外被材４の信頼性低下の要因になる。真空断熱材１を、特に温度が高い環境で使用する場合については、対策が必要になると考えられる。そこで、本実施の形態２では、図６に示したように、芯材貫通部７において、芯材３の平面方向と垂直な方向で径が異なるようにテーパ形状にしたものである。テーパ形状には、図７に示すように、径が異なる打ち貫き孔を設けた繊維シートを階段状に段差形状に積層することで実現させた。つまり、厚み方向に段差が有る段差部位を芯材３の芯材本体が芯材貫通部の周囲に備え、芯材３の段差部位と仕切りフィルム８の傾斜部位とが接触するように構成してある。なお、芯材最外層からのテーパ角度は約４５°とした。
【００４１】
本実施の形態２に係る真空断熱材１では、実施の形態１で示した芯材貫通部７に見られた隙間を大幅に減少させることができることから、外被材４への負荷が軽減され、より長期信頼性の高い貫通部のある真空断熱材１が実現できる。
【００４２】
実施の形態３．
複合断熱材について、本発明の実施の形態３に係る真空断熱材１を説明する。図８は、本実施の形態３に係る真空断熱材１の局所断面模式図である。芯材３は、ニードルパンチ繊維シート１１の積層体構造で構成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４３】
ニードルパンチ繊維シート１１は、繊維シートの製造工程で、連続フィラメント繊維を切断したチョップドストランド繊維を開繊させて、シート状にした状態で、複数のニードルを抜き差しすることによって、もともと平面方向を向いていた繊維の一部を平面方向と直角な方向にし、繊維同士をバインドさせて、繊維シート化させたものである。そのため、平面方向に垂直な繊維がない部分は結束力が弱くなる。したがって、例えば四角形の真空断熱芯材を用いた場合、端部（周囲部）が広がり易いという特性を有する。そこで、芯材３としてこのニードルパンチ繊維シート１１を適用している。この構成によって、貫通部周囲のニードルパンチ繊維シート１１が広がりを見せ、実施の形態２で示したようなテーパ形状加工を予め行うことなく、自然に外被材４に沿って変形できる。そのため、隙間を減少させることができる。したがって、特に繊維シートに新たに加工を施すことなく、芯材貫通部７に見られた隙間を大場に減少させることができ、外被材４への負荷が軽減され、より長期信頼性の高い貫通部のある真空断熱材１が実現できる。
【００４４】
図９は、実施の形態３の変形例を示す真空断熱材１の局所断面模式図である。外装シール部９が波構造にされたものである。変形例におけるその他の構成は、実施の形態３と同様である。
【００４５】
今回、外装シール部９の幅を約１２ｍｍとし、振幅を約１ｍｍ、周期を約４ｍｍとした波形状の加工をした。つまり、波形状に成形してある波形状部位を外被材４のシール層４ａ１、４ｂ１が備えるように加工した。加工法は、円環状の加熱シール板を予め波形状に加工して芯材積層方向上下で凸部と凹部が互いに一致する様にしたものである。
【００４６】
万が一外装シール部９に例えば繊維等が孔の半径方向に噛みこんだとしても、シール形成時に凸同士の部分で局部的に圧力が上昇し、繊維が切断される。その結果、繊維が連続体としてシール幅全域に噛み込むことを防止できる。したがって、外装シール部９のガス封止性について、信頼性が高い真空断熱材１が実現できる。
【００４７】
なお、図中、ニードルパンチ繊維シート１１単層の様に記載したが、薄いシートを複数枚積層して所望の厚みになるようにしてもよい。
【００４８】
実施の形態４．
複合断熱材について、本発明の実施の形態４に係る真空断熱材１を説明する。図１０は、本実施の形態に係る真空断熱材１の局所断面模式図である。外装シール部９は、芯材３積層方向に対して、芯材３厚みの半分より片側に偏るようにしたものである（図では、紙面上側）。つまり、芯材３の芯材貫通部と仕切りフィルム８及び外被材４の外被貫通部とが、芯材３の厚み方向の中央よりも厚み方向の一方側にずれるように配置してある。その他の構成は、実施の形態３と同様である。
【００４９】
一般に高分子フィルムは、環境温度が高い程、ガス透過性が上昇する傾向がある。真空断熱材１を表面温度が高い被断熱部に適用する場合、外装シール部９が低温側となるように配置することで、より信頼性の高い真空断熱材１が実現できる。この結果、例えば、表面温度が９０℃の被断熱体を断熱する場合、外装シール部９の温度を低温化できることから、シール部からのガス侵入量を低減でき、経時的な真空度悪化を抑制することができる。
【００５０】
なお、本形状は、真空断熱材１の製造工程において、芯材全体を真空封止する時点で、芯材貫通部７を上下から高さの異なる冶具で押さえて、成形することで実現できる。
【００５１】
実施の形態５．
複合断熱材について、本発明の実施の形態５に係る真空断熱材１を説明する。仕切りフィルム８として、厚さ１００μｍ以下のＬＬＤＰＥ（リニア低密度ポリエチレン）を用いている。その他の構成は、実施の形態１〜３と同様である。
【００５２】
仕切りフィルム８は、ＬＬＤＰＥで構成されているので、柔軟性がある。また、この構成では、外被材４のシール層がＬＬＤＰＥより融点の高いＣＰＰで構成されている。つまり、外被材４は仕切りフィルム８よりも融点が高いシール層を有する。そのため、外被材４のシール層よりも仕切りフィルム８の融点の方が低くなる。
【００５３】
本実施の形態５では、外装シール部９の厚み方向中心部に配置される仕切りフィルム８の融点が低いことから、材料を熱融着させるシール加熱時間の短縮が図れる。したがって、打ち貫き構造を有する真空断熱材１の生産効率の向上が図れる。
【００５４】
実施の形態６．
図１１は、本発明に係る保温容器として、本発明の実施の形態６に係る貯湯タンクを示す縦断面図である。本実施の形態６に係る貯湯タンク５０は、加熱された水を貯留するタンク１０３と、該タンク１０３の外周部を覆い、タンク１０３と周辺空気との間を断熱する断熱材とを備えている。
【００５５】
タンク１０３は、例えば略円柱形状をしており、複数の配管が接続されている。詳しくは、タンク１０３の上部には、上部配管１００及び給湯配管１０１が接続されている。また、タンク１０３の下部には、底部配管１０５及び水供給配管１０４が接続されている。上部配管１００及び底部配管１０５は、例えばヒートポンプユニット等の加熱装置（不図示）に接続される。
【００５６】
このように構成されたタンク１０３は、次のように加熱された水を内部に貯留する構成となっている。タンク１０３内に貯留されている水は、底部配管１０５を通って図示せぬ加熱装置に送られ、加熱される。加熱された水は、上部配管１００を通って、タンク１０３内の上部に戻される。外部からタンク１０３に水（例えば市水）を供給する場合、水供給配管１０４からタンク１０３の下部に水を供給する。また、タンク１０３に水を供給することにより、タンク１０３内に貯められている湯（加熱された水）が押し上げられる。そして、この動作により、タンク１０３の上部に接続される給湯配管１０１から外部に湯が供給される。このとき、タンク１０３内には、湯と水の温度差に起因して高温部と低温部が分離された温度成層が形成される。
【００５７】
このタンク１０３は、以下のような断熱部材で外周部が覆われ、周辺空気と断熱されている。タンク１０３の上部表面は、発泡樹脂（例えばビーズ法発泡ポリスチレン）で成形された第一の発泡断熱材１０２ａで覆われている。この第一の発泡断熱材１０２ａには、上部配管１００及び給湯配管１０１が貫通できる貫通部が形成されている。また、第一の発泡断熱材１０２ａの上面部には凹部が形成されている。
【００５８】
また、該凹部には、実施の形態１〜実施の形態４のいずれかで示した真空断熱材１が設けられている。ここで、真空断熱材１の設置範囲には、２本の配管（上部配管１００、給湯配管１０１）が設けられている。このため、真空断熱材１には、これらの配管と真空断熱材１との干渉を防止するため、第一の外装貫通部６ａ及び第二の外装貫通部６ｂが形成されており、給湯配管１０１及び上部配管１００がそれぞれ貫通している。
【００５９】
なお、タンク１０３には加熱された水が貯留されているため、タンク１０３と周辺空気とを比較した場合、タンク１０３の方が高温となる。このため、真空断熱材１における、外装シール部は、真空断熱材１厚みの１／２よりも低温側に配置されている。本配置構成により、信頼性の高い真空断熱材１の配置構成が可能となる。
【００６０】
タンク１０３の側面は、発泡樹脂（例えば発泡ポリスチレン）で成形された第二の発泡断熱材１０２ｂで覆われている。また、タンク１０３の下部表面は、発泡樹脂（例えば発泡ポリスチレン）で成形された第三の発泡断熱材１０２ｃで覆われている。この第三の発泡断熱材１０２ｃには、底部配管１０５及び水供給配管１０４が貫通する貫通部が形成されている。
【００６１】
なお、本実施の形態６では、タンク１０３の側面部及び下部を発泡断熱材のみで断熱したが、タンク１０３の側面部及び下部に真空断熱材１を設けてもよい。
【００６２】
この結果、真空断熱材１の設置範囲に配管や計測線等の干渉物があるタンク（被断熱体）についても、実施の形態１〜実施の形態４で示した真空断熱材１を用いることによって、高い断熱性能を有する真空断熱材１が、高信頼性をもって適用され、機器の放熱低減を図ることができる。
【００６３】
なお、本実施の形態６では、タンク１０３で説明したが、何もこれに限定されるものではなく、冷熱機器等の高温または低温の被断熱体であってもよい。
【００６４】
本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細内容及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことができる更なる変形例及び効果も本発明に含まれる。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  真空断熱材、２  繊維シート、３  芯材、４  外被材、４ａ、４ｂ  外被材シート、４ａ１、４ｂ１  シール層、５  吸着剤、６  外装貫通部、６ａ  第一の外装貫通部、６ｂ  第二の外装貫通部、７  芯材貫通部、８  仕切りフィルム、８ａ  仕切りフィルム密着部、９  外装シール部、１０  段差芯材、１１  ニードルパンチ繊維シート、１２  波形状打ち貫きシール、１００  上部配管、１０１  給湯配管、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ  断熱材、１０３  タンク、１０４  水供給配管、１０５  底部配管。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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