(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維集合体からなる芯材と、少なくとも水分を吸着する吸着剤と、前記芯材と前記吸着剤とを被覆する外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧密封された真空断熱材であって、前記外包材の周縁部には封止部が形成されており、前記封止部の少なくとも一部の断面形状は波形状であり、前記波形状の隣り合う山の頂部のピッチ及び谷の底部のピッチが３ｍｍ以下であり、
前記波形状の山の頂部の厚み方向の幅、及び前記波形状の谷の底部の厚み方向の幅は、前記波形状の稜線の厚み方向の幅より小さいことを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
前記波形状の隣り合う稜線の呈する角度が９０°以上１６０°以下であ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】
前記封止部の前記波形状の波の連続する方向に沿った幅が５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記芯材の端部から前記封止部の前記芯材側の端部までの距離が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記波形状の山の頂部の厚み方向の下限が、前記外包材の端部の上面よりも高い位置にあり、且つ、前記波形状の谷の底部の厚み方向の上限が、前記外包材の端部の下面よりも低い位置に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】
繊維集合体からなる芯材と、少なくとも水分を吸着する吸着剤と、２枚のフィルムからなり、前記２枚のフィルムの周縁部同士が熱溶着によって封止されて前記芯材及び前記吸着剤を被覆する外包材と、を備え、前記外包材の内部が減圧密封された真空断熱材を製造する真空断熱材の製造装置であって、
前記２枚のフィルムの周縁部を上下から加熱しつつ押圧して熱溶着させる上側圧着冶具及び下側圧着冶具を備え、
前記上側圧着冶具及び下側圧着冶具の各々の溶着面の断面は波形状からなり、
前記波形状の隣り合う山の頂部のピッチ、及び前記波形状の隣り合う谷の底部のピッチは３ｍｍ以下であり、
熱溶着時における、前記上側圧着冶具の山の頂部と前記下側圧着冶具の山の頂部との間のクリアランス、及び前記上側圧着冶具の谷の底部と前記下側圧着冶具の谷の底部との間のクリアランスは、前記上側圧着冶具の稜線と前記下側圧着冶具の稜線との間のクリアランスよりも小さいことを特徴とする真空断熱材の製造装置。
【請求項７】
前記波形状の隣り合う稜線の呈する角度が９０°以上１６０°以下であることを特徴とする請求項６に記載の真空断熱材の製造装置。
【請求項８】
前記波形状の波の連続方向の幅は５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６又は７に記載の真空断熱材の製造装置。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空断熱材を用いたことを特徴とする断熱箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空断熱材、真空断熱材の製造装置および真空断熱材を用いた断熱箱に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の真空断熱材として、ガラス繊維の集合体からなる芯材を外包材で被覆したものが知られている（特許文献１）。この外包材は、ガスバリア性を有する２つの外被材（フィルム）の周縁部を互いに熱溶着して形成されている。以下、２つの外被材の熱溶着部同士が熱溶着されている部分を封止部と称する。外包材の内部は減圧され、芯材は外包材内部に密封されている。断熱性能を維持するためには、封止部から外包材内部へのガスの侵入を抑制する必要がある。ガスの侵入を抑制するための構成を有する真空断熱材としては、封止部における一方の外被材の熱溶着層と他方の外被材の熱溶着層との間隔が連続的に変化しており、熱溶着層に肉厚部と薄肉部とが存在するものがある（特許文献２）。かかる構成によって、熱溶着層において局所的に外力が集中する部分をなくし、ガスバリア層におけるクラックの発生や封止部の破断を起こり難くして、破断部からのガスの侵入を防止している。また、外被材の溶着部がヒートシールによる溶着部と超音波シールによる溶着部とからなる真空断熱材が知られている（特許文献３）。当該断熱材においては、超音波シールによる溶着部がヒートシールによる溶着部よりも外周側にあり、超音波シールによる溶着部に熱溶着層が薄肉化された部分が形成されている。かかる構成によれば、熱溶着部の一部が薄肉化されて、ガスの侵入を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５８０３１５号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２０１０／０２９７３０
【特許文献３】特許第４７０１８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、外被材の三辺を熱溶着によってシールして袋状に成形した外包材に芯材を挿入した後、減圧チャンバー内で外包材内部を減圧し、外包材の開口部を熱溶着して芯材を密閉封止することによって真空断熱材を製造している。かかる製造装置においては、減圧時に外包材内部に発生する気流によって芯材のガラス繊維の一部が浮遊し、熱溶着位置に留まる場合があり得る。その場合、熱溶着位置にガラス繊維を挟み込んだ状態で熱溶着することになる。特許文献２及び特許文献３においても、同様に、ガラス繊維が熱溶着位置に挟み込まれた状態で熱溶着する場合が生じ得る。ガラス繊維が熱溶着部に挟み込まれた状態で熱溶着した場合、封止部から外包材内部に至るスルーホールが形成され得る。スルーホールが形成された場合、封止部のガスバリア性が低下して真空断熱材内部の真空度が低下する。それ故、従来の真空断熱材においては長期に亘って高い断熱性能を維持することができなかった。また、特許文献１〜３のいずれにおいても、熱溶着時に封止部に空気が挟み込まれる場合があり得る。この場合にも、スルーホールが形成されて真空断熱材内部の真空度が低下するので、長期に亘って高い断熱性能を維持できる真空断熱材を得ることができなかった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、封止部から外包材内部に至るスルーホールの形成を防止して、長期に亘って高い断熱性能を維持できる真空断熱材、その真空断熱材の製造装置、及びその真空断熱材を用いた断熱箱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】
【０００６】
この発明に係る真空断熱材は、繊維集合体からなる芯材と、少なくとも水分を吸着する吸着剤と、前記芯材と前記吸着剤とを被覆する外包材とを備え、前記外包材の内部が減圧密封された真空断熱材であって、前記外包材の周縁部には封止部が形成されており、前記封止部の少なくとも一部の断面形状は波形状であり、前記波形状の隣り合う山の頂部のピッチ及び谷の底部のピッチが３ｍｍ以下であり、前記波形状の山の頂部の厚み方向の幅、及び前記波形状の谷の底部の厚み方向の幅は、前記波形状の稜線の厚み方向の幅より小さいことを特徴とする。
【０００７】
また、この発明に係る真空断熱材の製造装置は、繊維集合体からなる芯材と、少なくとも水分を吸着する吸着剤と、２枚のフィルムからなり、前記２枚のフィルムの周縁部同士が熱溶着によって封止されて前記芯材及び前記吸着剤を被覆する外包材と、を備え、前記外包材の内部が減圧密封された真空断熱材を製造する真空断熱材の製造装置であって、前記２枚のフィルムの周縁部を上下から加熱しつつ押圧して熱溶着させる上側圧着冶具及び下側圧着冶具を備え、前記上側圧着冶具及び下側圧着冶具の各々の溶着面の断面は波形状からなり、前記波形状の隣り合う山の頂部のピッチ、及び前記波形状の隣り合う谷の底部のピッチは３ｍｍ以下であり、熱溶着時における、前記上側圧着冶具の山の頂部と前記下側圧着冶具の山の頂部との間のクリアランス、及び前記上側圧着冶具の谷の底部と前記下側圧着冶具の谷の底部との間のクリアランスは、前記上側圧着冶具の稜線と前記下側圧着冶具の稜線との間のクリアランスよりも小さいことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係る真空断熱材、又はこの発明に係る真空断熱材の製造装置によって製造された真空断熱材を冷蔵庫などの断熱箱に用いることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の真空断熱材、この発明の真空断熱材の製造装置によって製造された真空断熱材、この発明の真空断熱材を用いた断熱箱は、長期に亘って高い断熱性能を維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る真空断熱材の断面図である。
【図２】図１の真空断熱材の部分拡大断面図である。
【図３】図１の真空断熱材の封止部断面の模式図である。
【図４】図１の真空断熱材の平面図である。
【図５】図１の真空断熱材の封止部の山の頂部同士及び谷の底部同士の間隔（ピッチ）と熱伝導率変化量との関係を示すグラフである。
【図６】図１の真空断熱材の封止部の隣接する稜線の呈する角度と熱伝導率変化量との関係を示すグラフである。
【図７】図１の真空断熱材の外包材の封止部の幅と熱伝導率変化量との関係を示すグラフである。
【図８】図１の真空断熱材を製造する装置（以下、シール装置と称する）の概略断面図である。
【図９】図８のシール装置の圧着冶具の熱溶着待機時における断面図である。
【図１０】図８のシール装置の圧着冶具の熱溶着時における断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る断熱箱の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、図１〜図４を参照しつつ、この発明の実施の形態１に係る真空断熱材１について説明する。図１は、真空断熱材１を示す断面図である。図２は、真空断熱材１の部分拡大断面図である。図３は、真空断熱材１の封止部５の断面の模式図である。図４は真空断熱材１の平面図である。
【００１２】
真空断熱材１は、芯材２と、芯材２を被覆するガスバリア性の外包材３と、外包材３の内部の水分を吸着する水分吸着剤４と、を備えている。外包材３の周縁部には、ヒートシール等の封止方法によって封止部５が形成されている。外包材３の内部を１〜３Ｐａ（パスカル）の真空度に減圧した状態で封止部５を形成することによって外包材３が密封される。
【００１３】
芯材２としては、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、炭化ケイ素繊維、不織布などの繊維集合体を用いることができる。なお、図４では芯材２を透視して図示している。
【００１４】
外包材３は、上側フィルム３０と下側フィルム３１とからなり、これらの周縁部が互いに熱溶着されて封止部５が形成される。外包材３は封止部５によって密封され、芯材２は外包材３によって密閉被覆されている。上側フィルム３０は、少なくとも熱溶着層３０ａ及びガスバリア層３０ｂを有する。下側フィルム３１は、少なくとも熱溶着層３１ａ及びガスバリア層３１ｂを有する。封止部５においては、上側フィルム３０の熱溶着層３０ａと下側フィルム３１の熱溶着層３１ａとが互いに熱溶着されている。以下、熱溶着層３０ａと熱溶着層３１ａをまとめて熱溶着層３ａと表記する。また、ガスバリア層３０ｂとガスバリア層３１ｂとをまとめてガスバリア層３ｂと表記する。
【００１５】
熱溶着層３ａとしては、例えば、無延伸ポリプロピレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム等を用いることができる。熱溶着層３０ａ及び熱溶着層３１ａの各々の厚さは、減圧封止工程における封止品質の安定性、熱溶着層３ａの端部からのガス侵入の抑制、及び、ガスバリア層３ｂとして金属箔を使用した場合における熱伝導による表面からのヒートリークを考慮すると、２５μｍ〜６０μｍが適している。
【００１６】
ガスバリア層３ｂとしては、例えば、金属、金属酸化物、若しくはダイヤモンドライクカーボンを蒸着したプラスチックフィルム、又は金属箔を用いることができる。外包材３は、ガス透過を低減する目的で用いるものであればこれらに限られない。また、プラスチックフィルム上への金属酸化物蒸着材料としては、例えば、シリカ、アルミナを用いることができる。
【００１７】
ガスバリア層３ｂの外側に第１の表面保護層３ｃを設けることも可能である。第１の表面保護層３ｃとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルムの延伸加工品などが利用できる。第１の表面保護層３ｃの外側にナイロンフィルムなど第２の表面保護層３ｄを設けることもできる。第１の表面保護層３ｃ及び第２の表面保護層３ｄを設けることにより、耐折り曲げ性、耐突き刺し性などが向上する。また、外包材３の袋形状は、例えば、四方シール袋、ガゼット袋、三方シール袋、ピロー袋、センターテープシール袋である。
【００１８】
水分吸着剤４としては、例えば、通気性の良い袋に挿入された酸化カルシウム（ＣａＯ）を用いることができる。水分吸着剤４は、これに限定されず、ゼオライトなど、水分吸着性を有するものを用いることができる。なお、図４では、水分吸着剤４を透視して図示している。
【００１９】
熱溶着によって外包材３の周縁部に設けられた複数の封止部５のうちの少なくとも１つの断面は波形状である。封止部５の断面においては、波の連続方向５７に沿って山と谷とが交互に形成されている。山は厚み方向５８における凸部に相当し、谷は厚み方向５８における凹部に相当する。かかる構成によれば、熱溶着によって封止部５となる部分の上側フィルム３０及び下側フィルム３１との間にガラス繊維が挟み込まれた状態で熱溶着された場合においても、山の頂部５ａの高さと谷の底部５ｂの高さとの高低差によってガラス繊維を分断することができる。それ故、封止部５の端部３ｅから外包材３の内部に至るスルーホールの形成を防止することができ、長期に亘って断熱性能を維持することができる。
【００２０】
上側フィルム３０の山の頂部５０ａから、当該山の頂部５０ａに熱溶着されている下側フィルム３１の山の頂部５１ａまでの幅５２ａ（すなわち、山の頂部の厚み方向５８の幅であり、以下、頂部幅５２ａと称する）、及び上側フィルム３０の谷の底部５０ｂから、当該谷の底部５０ｂに熱溶着されている下側フィルム３１の谷の底部５１ｂまでの幅５２ｂ（すなわち、谷の底部の厚み方向５８の幅であり、以下、底部幅５２ｂと称する）は、上側フィルム３０の稜線５０ｃから、当該稜線５０ｃに熱溶着されている下側フィルム３１の稜線５１ｃまでの厚み方向の幅５２ｃ（すなわち、稜線の厚み方向の幅。以下、稜線幅５２ｃと称する）よりも小さい。以下、山の頂部５０ａと山の頂部５１ａをまとめて山の頂部５ａと表記する。また、谷の底部５０ｂと谷の底部５１ｂとをまとめて５ｂと表記する。かかる構成によれば、山の頂部５ａと、谷の底部５ｂとにおいて、ガラス繊維を分断し易くなる。また、封止部５となる部分の上側フィルム３０と下側フィルム３１との間に空気が挟み込まれた状態で熱溶着された場合においても、挟み込まれた空気の層が山の頂部５ａと、谷の底部５ｂとで分断される。これによって、空気が稜線５０ｃと稜線５１ｃとの間に滞留し、封止部５の端部３ｅから外包材３の内部に至るスルーホールの形成を防止することができる。
【００２１】
また、山の頂部５ａが、熱溶着されていない部分の上側フィルム３０の上面３ｇすなわち外包材３の端部３ｅの上面３ｇよりも高い位置にあり、且つ、谷の底部５ｂが、熱溶着されていない部分の下側フィルム３１の下面３ｈすなわち外包材３の端部３ｅの下面３ｈよりも低い位置にあることが望ましい。かかる構成によれば、山の頂部５ａの高さと谷の底部５ｂの高さとの差が更に大きくなるので、熱溶着時に封止部５となる部分の上側フィルム３０及び下側フィルム３１との間に挟まれたガラス繊維をより確実に分断することができる。
【００２２】
図５に真空断熱材１の封止部５の山の頂部のピッチ５３ａ及び谷の頂部のピッチ５３ｂと熱伝導率変化量との関係を示す。真空断熱材１の熱伝導率を定常法により熱伝導率計で測定した。測定温度条件は、高温側３７．７℃、低温側１０℃、平均温度２３．８５℃である。真空断熱材１の作製直後の熱伝導率測定値を初期熱伝導率（λａ）、一定温湿度に固定した恒温恒湿槽で一定期間経過した後の熱伝導率を経時劣化後熱伝導率（λｂ）とし、その差である熱伝導率変化量（λｂ−λａ）を評価した。ピッチ５３ａ及び５３ｂが３ｍｍ以下である場合には、熱伝導率変化量が０．５ｍＷ／ｍ・Ｋ以下であったが、３ｍｍより大きくなるにつれて熱伝導率変化量が増加した。３．５ｍｍの場合には、熱伝導率変化量が３ｍｍの場合の約２倍となった。よって、熱伝導率の経時的悪化を抑制するためには、封止部５に形成されている隣り合う山の頂部５ａのピッチ５３ａ及び隣り合う谷の底部５ｂのピッチ５３ｂは３ｍｍ以下であることが望ましい。
【００２３】
封止部５の幅（以下、封止部幅と称する）５４と角度５５とを固定した場合に、ピッチ５３ａ及び５３ｂを小さくすると、山の頂部５ａの位置が低くなり、谷の底部５ｂの位置が高くなる。それ故、熱溶着層３０ａと熱溶着層３１ａとの熱溶着長さ（以下、実効溶着長さと称する）が短くなる。逆に、ピッチ５３ａ及び５３ｂを大きくすると、山の頂部５ａの位置が高くなり、谷の底部５ｂの位置が低くなる。それ故、実効溶着長さが大きくなる。実効溶着長さが大きくなると、外包材５の端部３ｅから侵入するガスの透過抵抗が増大してガスの透過速度が低くなることから、経時的に外包材３内に透過するガスの量が減る。その一方で、封止部幅５４に対する実効溶着長さの割合すなわち封止部５の歪みが大きくなるので、ガスバリア層３ｂの蒸着部分や金属箔にクラックが発生し、外包材５の表面からのガス透過速度が増大する。ピッチ５３ａ及び５３ｂが３ｍｍを超えると、実効溶着長さが長くなることによる熱溶着層３ａの端部３ｅからのガス透過速度の低減よりも、封止部５の歪みの影響の方が大きくなる。それによって、ガスバリア層３ｂにクラックが発生し、外包材３の表面からのガス透過速度の増大の影響が大きくなると考えられる。よって、真空断熱材１の経時的断熱性能を悪化させないためには、ピッチ５３ａ及び５３ｂを３ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００２４】
図６に真空断熱材１の封止部５の隣り合う稜線５０ｃが呈する角度５５と熱伝導率変化量との関係を示す。測定温度条件及び熱伝導率変化量の定義は図５で説明したものと同様である。角度５５が９０〜１６０°の範囲においては、熱伝導率変化量が０．５ｍＷ／ｍ・Ｋ以下であったが、当該範囲を外れた場合には熱伝導率変化量が２倍以上に増加した。よって、熱伝導率の経時的悪化を抑制するためには、角度５５が９０〜１６０°の範囲内にあることが望ましい。熱溶着部５ａに挟み込まれたガラス繊維を分断するためには、角度５５は１６０°以下である必要がある。角度５５が１６０°を超えるとガラス繊維の弾性変形領域範囲内になるため、ガラス繊維を分断することができない。一方、角度７が９０°未満になると、ガスバリア層の蒸着や金属箔にクラックが発生し、封止部５の表面からのガス透過速度が増大すると考えられる。よって、真空断熱材１の経時的断熱性能を悪化させないためには、隣り合う稜線５０ｃが呈する角度５５は９０°以上１６０°以下であることが望ましい。
【００２５】
図７に真空断熱材１の外包材３の封止部幅５４と熱伝導率変化量の関係を示す。測定温度条件及び熱伝導率変化量の定義は図５で説明したものと同様である。封止部幅５４が５〜５０ｍｍの範囲においては、熱伝導率変化量が０．５ｍＷ／ｍ・Ｋ以下であったが、当該範囲を外れた場合には熱伝導率変化量が２倍以上に増加した。よって、真空断熱材１の経時的断熱性能を悪化させないためには、封止部幅５４は５〜５０ｍｍの範囲内にあることが望ましい。
【００２６】
また、真空断熱材１の封止部５近傍の外包材３の強度を維持する観点からは、芯材２の端部２ａから封止部５の芯材２側の端部５ｄまでの距離は１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下が好ましい。
【００２７】
外包材３の周縁部に封止部５を形成するための熱溶着方法としては、外部加熱方式であるヒートシール法、インパルスシール法を用いることができる。これらのうち、他の方式と比較して短時間で溶着させることができるヒートシール法を用いることが好ましい。ヒートシール法としては、例えば熱板シール、回転ロールシール、ベルトシールがあるが、熱板シール方式又は回転ロールシール方式が好ましい。熱板シール方式によれば短時間でヒートシールできる。
【００２８】
図８は、熱板シール方式による熱溶着を行って真空断熱材１を製造するシール装置９の概略断面図である。シール装置９による熱溶着は、内部にヒータを備えた金属製の上側圧着冶具１０と下側圧着冶具１１とで、上側フィルム３０の周縁部の熱溶着部３０ｂ（図２）と下側フィルム３ｂの周縁部の熱溶着部３１ｂ（図２）とを加熱しつつ押圧することによってなされる。当該熱溶着に先立って、上側押さえ冶具１３及び下側押さえ冶具１４が、上側フィルム３０及び下側フィルム３１を介して上下から芯材２を圧縮固定しても良い。以下、熱溶着前の待機時を熱溶着待機時と称し、熱溶着を行っている時を熱溶着時と称する。熱溶着によって、外包材５の周縁部に封止部５が形成される。上側圧着冶具１０及び下側圧着冶具１１の各々の溶着面の断面形状は複数の波形状であり、山と谷とが交互に形成された形状となっているが、図８ではこの形状を省略して図示している。当該形状については図９及び図１０に示す。なお、上側圧着冶具１０及び下側圧着冶具１１のうち少なくとも一方が内部にヒータを備えていれば良い。シール圧力が不均一にならないようにするために、上側圧着冶具１０及び下側圧着冶具１１のうちの一方を、内部にヒータを備え、表面にシリコンゴムシートを備えた圧着冶具とすることもできる。
【００２９】
熱溶着部５ａに無延伸ポリプロピレンフィルムを用いた場合、熱溶着時のヒータ温度は１７０〜２１０℃が好ましい。熱溶着処理後、水分除去のための乾燥工程を経て、水分吸着剤４が外包材３内に挿入される。その後、外包材３の内部が１〜３Ｐａ（パスカル）の真空度に減圧された状態で開口部がヒートシール等により密封されることにより、真空断熱材１が得られる。当該開口部は、上側フィルム３０及び下側フィルム３１の四辺のうちの未溶着の一辺に存在している。なお、乾燥工程における乾燥条件は、芯材２の水分と、芯材２を被覆する外包材３の水分とを除去できる条件であり、例えば１００℃で２時間の加熱を行えば良い。なお、芯材２の水分と、芯材２を被覆する外包材３の水分とを除去できる条件であれば、この条件に限られない。また、水分吸着剤４は、乾燥工程を経た後に挿入されても良いし、乾燥工程の前や、シール装置９による熱溶着工程の前に挿入されても良い。
【００３０】
以下、図９を参照しつつ、熱溶着待機時におけるシール装置９の上側圧着冶具１０及び下側圧着冶具１１について説明する。上側圧着冶具１０の圧着面１０ｄの断面形状、及び下側圧着冶具１１の圧着面１１ｄの断面形状は、それぞれ、波形状すなわち山と谷とが交互に形成された形状である。図９には、上側圧着冶具１０の山の頂部１０ａ、谷の底部１０ｂ、及び山の頂部１０ａから谷の底部１０ｂに至る稜線１０ｃが示されている。また、下側圧着冶具１１の山の頂部１１ａ、谷の底部１１ｂ、及び山の頂部１１ａから谷の底部１１ｂに至る稜線１１ｃが示されている。これらの山と谷は波の連続する方向１７に沿って連続して形成されている。山は波形状の波高方向１８の凸部に相当し、谷は波高方向１８の凹部に相当する。図９には、図示していないが、上側圧着冶具１０の圧着面１０ｄと側圧着冶具１１の圧着面１１ｄとの間には、芯材２と、芯材２を上下から挟み込む上側フィルム３０及び下側フィルム３１とが存在する。熱溶着待機時には、上側圧着冶具１０の圧着面１０ｄと下側圧着冶具１１の圧着面１１ｄとは互いに近接しておらず、上側フィルム３０及び下側フィルム３１とは接していない。
【００３１】
以下、図１０を参照しつつ、熱溶着時におけるシール装置９の上側圧着冶具１０及び下側圧着冶具１１について説明する。熱溶着時には、上側圧着冶具１０の圧着面１０ｄと下側圧着冶具１１の圧着面１１ｄとは互いに近接し、芯材２を上下から挟み込む上側フィルム３０及び下側フィルム３１（図１０には図示せず。図２参照）を加熱しつつ押圧している。かかる動作によって、上側フィルム３０の周縁部の熱溶着層３０ａと下側フィルム３１の周縁部の熱溶着層３１ａとが熱溶着される。上側圧着冶具１０の隣り合う山の頂部１０ａのピッチ２３ａ、隣り合う谷の底部１０ｂのピッチ２３ｂ、下側圧着冶具１１の隣り合う山の頂部１１ａのピッチ２３ａ、及び、隣り合う谷の底部１１ｂのピッチ２３ｂはそれぞれ３ｍｍ以下である。また、隣り合う稜線１０ｃが呈する角度２４、及び隣り合う稜線１１ｃが呈する角度２４をそれぞれ９０°以上１６０°以下とすることが望ましい。また、上側圧着冶具１０及び下側圧着冶具１１の波の連続方向１７に沿った幅２５は５〜５０ｍｍの範囲内であることが望ましい。
【００３２】
上側圧着冶具１０の山の頂部１０ａと下側圧着冶具１１の山の頂部１１ａとの間のクリアランス（以下、頂部クリアランスと称する）２２ａ、及び上側圧着冶具１０の谷の底部１０ｂと下側圧着冶具１１の谷の底部１１ｂとの間のクリアランス（以下、底部クリアランスと称する）２２ｂは、上側圧着冶具１０の山谷間の稜線１０ｃと下側圧着冶具１１の山谷間の稜線１１ｃとの間のクリアランス（以下、稜線クリアランスと称する）２２ｃよりも小さくなっている。また、頂部クリアランス２２ａ及び底部クリアランス２２ｂは、上側フィルム３０の上面から下側フィルム３１の下面までの幅３５（以下、フィルム幅３５と称する。図３参照）よりも小さくなっている。これにより、真空断熱材１の封止部５の厚さは、封止部５の山の頂部５ａ及び谷の底部５ｂにおいて最も薄くなる。この部分を薄肉部５５と称する。封止部５は外包材３の中で最もガス透過度が大きく、真空断熱材１の経時的断熱性能に大きく影響する部分である。封止部５に薄肉部５５を設けることによって外包材３の端部から侵入するガスの透過抵抗が大きくなり、ガスの透過速度が低くなる。それによって、外包材３内に経時的に透過するガス量が減り、長期に渡って優れた断熱性能を発揮できる。
【００３３】
従来技術においては、上下フィルム間にガラス繊維を挟んだ状態で熱溶着層同士が熱溶着された場合には、封止部にスルーホールが形成されていた。特に、外包材の内外を貫通するスルーホールが形成された場合、外包材の端部からスルーホールを介して経時的に外包材内部に侵入するガスの量が増加し、真空断熱材の経時的断熱性能が悪化していた。また、従来技術においては、上下フィルム間に空気が挟み込まれた状態で熱溶着された場合にも同様にスルーホールが形成され、真空断熱材の経時的断熱性能が悪化していた。
【００３４】
翻って、本実施形態の真空断熱材１によれば、封止部５の端部３ｅから外包材３の内部に至るスルーホールの形成を防止することができる。真空断熱材１においては、熱溶着によって外包材３の周縁部に形成された封止部５の断面は波形状すなわち山と谷が連続する形状である。かかる構成によれば、熱溶着によって封止部５となる部分の上側フィルム３０及び下側フィルム３１との間にガラス繊維が挟み込まれた状態で熱溶着された場合においても、山の頂部５ａの高さと谷の底部５ｂの高さとの高低差によってガラス繊維を分断することができる。それ故、封止部５の端部３ｅから外包材３の内部に至るスルーホールの形成を防止することができ、真空断熱材１の断熱性能を長期に亘って維持することができる。
【００３５】
また、真空断熱材１においては、封止部５に形成されている隣り合う山の頂部５ａのピッチ５３ａ及び隣り合う谷の底部５ｂのピッチ５３ｂを３ｍｍ以下とすることができる。かかる構成によれば、ガスバリア層３ｂの蒸着部分や金属箔にクラックが発生することを防止しつつ、ガスの透過抵抗を増加させることができ、真空断熱材１の熱伝導率の経時的悪化を抑制することができる。
【００３６】
また、真空断熱材１においては、封止部５に形成されている隣り合う稜線１０ｃが呈する角度２４、及び隣り合う稜線１１ｃが呈する角度２４をそれぞれ９０°以上１６０°以下とすることができる。かかる構成によれば、ガスバリア層３ｂの蒸着部分や金属箔にクラックが発生することを防止しつつ、熱溶着時に上側フィルム３０と下側フィルム３１との間に挟まれたガラス繊維を分断することができ、熱伝導率の経時的悪化を抑制することができる。
【００３７】
また、真空断熱材１においては、封止部幅５４を５〜５０ｍｍの範囲内とすることができる。かかる構成によれば、真空断熱材１の熱伝導率の経時的悪化の抑制効果を高めることができる。
【００３８】
また、真空断熱材１においては、芯材２の端部２ａから封止部５の芯材２側の端部５ｆまでの距離を１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすることができる。かかる構成によれば、真空断熱材１の封止部５近傍の外包材３の強度を維持しつつ、熱溶着時に上側フィルム３０と下側フィルム３１との間に挟まれたガラス繊維を分断することができ、熱伝導率の経時的悪化を抑制することができる。
【００３９】
また、真空断熱材１においては、頂部クリアランス５２ａ及び底部クリアランス５２ｂを稜線クリアランス５２ｃよりも小さくすることができる。かかる構成によれば、山の頂部５ａと、谷の底部５ｂとにおいて、ガラス繊維を分断し易くなる。また、上側フィルム３０と下側フィルム３１との間に空気が挟み込まれた状態で熱溶着された場合においても、挟み込まれた空気の層が山の頂部５ａと谷の底部５ｂとで分断される。これによって、空気が稜線クリアランス５２ｃに滞留し、封止部５の端部３ｅから外包材３の内部に至るスルーホールの形成を防止することができる。
【００４０】
また、真空断熱材１においては、封止部５の山の頂部５ａを、熱溶着されていない部分の上側フィルム３０の上面３ｇすなわち外包材３の端部３ｅの上面３ｇよりも高い位置とし、且つ、封止部５の谷の底部５ｂを、熱溶着されていない部分の下側フィルム３１の下面３ｈすなわち外包材３の端部３ｅの下面３ｈよりも低い位置とすることができる。かかる構成によれば、山の頂部５ａの高さと谷の底部５ｂの高さとの差が更に大きくなるので、熱溶着時に封止部５となる部分の上側フィルム３０及び下側フィルム３１との間に挟まれたガラス繊維を更により確実に分断することができる。
【００４１】
本実施例におけるシール装置９によれば、長期間に亘って熱伝導率を維持できる真空断熱材１を製造することができる。シール装置９においては、上側圧着冶具１０及び下側圧着冶具１１の断面は波形状が連続した形状すなわち山と谷が連続する形状である。かかる構成によれば、封止部５となる部分の上側フィルム３０と下側フィルム３１との間にガラス繊維が挟み込まれた状態で熱溶着された場合であっても、封止部５の山の頂部５ａの高さと谷の底部５ｂの高さとの高低差によってガラス繊維を分断することができる。それ故、シール装置９によれば、封止部５の端部３ｅから外包材３の内部に至るスルーホールが形成されておらず、長期に亘って断熱性能を維持することができる真空断熱材１を製造することができる。
【００４２】
また、シール装置９においては、上側圧着冶具１０の隣り合う山の頂部１０ａのピッチ２３ａ、隣り合う谷の底部１０ｂのピッチ２３ｂ、下側圧着冶具１１の隣り合う山の頂部１１ａのピッチ２３ａ、及び、隣り合う谷の底部１１ｂのピッチ２３ｂをそれぞれ３ｍｍ以下とすることができる。かかる構成によれば、ガスバリア層３ｂの蒸着部分や金属箔にクラックが発生しておらず、且つ封止部５におけるガスの透過抵抗が高く、熱伝導率を長期間に亘って維持できる真空断熱材１を製造することができる。
【００４３】
また、シール装置９においては、隣り合う稜線１０ｃが呈する角度２４、及び隣り合う稜線１１ｃが呈する角度２４をそれぞれ９０°以上１６０°以下とすることができる。かかる構成によれば、ガスバリア層３ｂの蒸着部分や金属箔にクラックが発生しておらず、且つ封止部５から芯材２に至るスルーホールの形成されておらず、長期に亘って断熱性能を維持することができる真空断熱材１を製造することができる。
【００４４】
また、シール装置９においては、上側圧着冶具１０及び下側圧着冶具１１の波の連続方向１７に沿った幅２５を５〜５０ｍｍの範囲内とすることができる。かかる構成によれば、熱伝導率を長期間に亘って維持できる真空断熱材１を製造することができる。
【００４５】
また、シール装置９においては、上側圧着冶具１０及び下側圧着冶具１１の呈する頂部クリアランス５２ａ及び底部クリアランス５２ｂを稜線クリアランス５２ｃよりも小さくすることができる。かかる構成によれば、山の頂部１０ａ及び１１ａと、谷の底部１０ｂ及び１１ｂとにおいて、真空断熱材１の上側フィルム３０と下側フィルム３１との間に挟み込まれたガラス繊維を分断し易くなる。また、上側フィルム３０と下側フィルム３１との間に空気が挟み込まれた状態で熱溶着した場合においても、挟み込まれた空気の層が山の頂部１０ａ及び１１ａと、谷の底部１０ｂ及び１１ｂとにおいて分断される。これによって、空気が稜線クリアランス５２ｃに滞留し、封止部５の端部３ｅから外包材３の内部に至るスルーホールが形成されておらず、長期に亘って断熱性能を維持することができる真空断熱材１を製造することができる。
【００４６】
なお、図４の外包材３の四辺のうちの少なくとも一辺に設けられている封止部５の断面が波形状であれば、真空断熱材１の断熱性能を維持する効果が得られる。四辺に設けられた全ての封止部５の断面を波形状することにより、断熱性能維持の効果を最大化できる。
【００４８】
実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２に係る断熱箱４０の断面図である。断熱箱４０は例えば冷蔵庫である。断熱箱４０においては、ＡＢＳ樹脂からなる内箱４１と鋼板からなる外箱４２とで構成される閉空間内の一部に真空断熱材１を配設し、真空断熱材１が配設されている空間以外の空間には発泡ウレタン断熱材４３が発泡充填されている。なお、本実施形態の真空断熱材１は、実施の形態１の真空断熱材１である。真空断熱材１は、実施の形態１の製造方法によって製造できる。断熱箱４０が冷蔵庫である場合、図６に示される部分以外の部分は、一般的な冷蔵庫に用いられている構成と同様であるので、図示及び説明を省略する。本実施の形態の断熱箱４０によれば、長期に亘って優れた断熱性能を維持することができ、ひいては、消費電力を小さくすることができるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００４９】
１  真空断熱材
２  芯材
３  外包材
３０  上側フィルム
３１  下側フィルム
３ａ、３０ａ、３１ａ  熱溶着層
３ｂ、３０ｂ、３１ｂ  ガスバリア層
３０ｃ、３１ｃ  第１の表面保護層
３０ｄ、３１ｄ  第２の表面保護層
３５  フィルム幅
４  水分吸着剤
５  封止部
５０ａ、５１ａ  山の頂部
５０ｂ、５１ｂ  谷の底部
５０ｃ、５１ｃ  稜線
９  シール装置
１０  上側圧着冶具
１１  下側圧着冶具
１２  減圧空間
１３  上側押さえ冶具
１４  下側押さえ冶具
４０  断熱箱
４１  内箱
４２  外箱
４３  発泡ウレタン断熱材
【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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