(57)【要約】【課題】このように従来の真空断熱材は、外被材フィルム間の接着に２液硬化型のウレタン系接着剤を使用しており、使用雰囲気が１００℃以下のときは、長期間に渡って充分に断熱性能を維持することができたが、使用雰囲気が１５０℃程度になるときには、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性があり、長期間に渡って所定の断熱性能を維持することができない可能性がある。【解決手段】外被材フィルム間の接着剤にアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、シリコン系等、１６０℃以上の耐熱性を有する接着剤を使用する。これらの接着剤を使用することにより、１５０℃程度の高温雰囲気においても、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じることなく、長期間、断熱性能を維持することができる。【選択図】図１
2005114014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層は融点２００℃以上の樹脂フィルムからなり、前記ガスバリア層及び前記保護層の樹脂フィルムの融点が、前記熱溶着層の樹脂フィルムの融点よりも高く、前期各樹脂フィルムを積層する接着剤がアクリル系又はポリエステル系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項２】
芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層は融点２００℃以上の樹脂フィルムからなり、前記ガスバリア層及び前記保護層の樹脂フィルムの融点が、前記熱溶着層の樹脂フィルムの融点よりも高く、前期各樹脂フィルムを積層する接着剤がエポキシ系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項３】
芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層は融点２００℃以上の樹脂フィルムからなり、前記ガスバリア層及び前記保護層の樹脂フィルムの融点が、前記熱溶着層の樹脂フィルムの融点よりも高く、前期各樹脂フィルムを積層する接着剤がシリコン系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項４】
外被材の熱溶着層と、ガスバリア層と、保護層とが、少なくともＵＬ９４規格でＶＴＭ−２以上の難燃性フィルムであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項５】
熱溶着層をフッ素系樹脂フィルムとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項６】
熱溶着層をポリクロロ３フッ化エチレンフィルムとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項７】
芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層が融点２００℃未満の樹脂フィルムからなり、前記保護層が融点２００℃以上のフィルムからなるもので、前記芯材を前記外被材で覆って内部を減圧して芯材周囲を熱溶着により封止したときに形成される外被材のヒレ部を、相対する断熱面の低温側に折り曲げるとともに、フィルムを積層する接着剤がアクリル系又はポリエステル系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項８】
芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層が融点２００℃未満の樹脂フィルムからなり、前記保護層が融点２００℃以上のフィルムからなるもので、前記芯材を前記外被材で覆って内部を減圧して芯材周囲を熱溶着により封止したときに形成される外被材のヒレ部を、相対する断熱面の低温側に折り曲げるとともに、フィルムを積層する接着剤がエポキシ系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項９】
芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層が融点２００℃未満の樹脂フィルムからなり、前記保護層が融点２００℃以上のフィルムからなるもので、前記芯材を前記外被材で覆って内部を減圧して芯材周囲を熱溶着により封止したときに形成される外被材のヒレ部を、相対する断熱面の低温側に折り曲げるとともに、フィルムを積層する接着剤がシリコン系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材。
【請求項１０】
熱溶着層を無延伸ポリプロピレンフィルムとしたことを特徴とする請求項７から請求項９のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項１１】
保護層をフッ素系樹脂又はイミド系樹脂のフィルムとしたことを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項１２】
外被材の少なくとも最外側の保護層が難燃性フィルムであり、かつ外被材の端面全体を覆うように難燃性部材を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一項記載の真空断熱材。
【請求項１３】
本体又は本体の内部に１００℃を超える発熱体と、前記発熱体の温度により悪影響を受ける被保護部材と、前記発熱体からの熱影響を遮断する断熱部材とを有し、前記断熱部材が請求項１から請求項１２のうちいずれか一項記載の真空断熱材であることを特徴とする真空断熱材を使用した機器。
【請求項１４】
本体又は本体の内部に１００℃を超えて加熱された被保温部と、前記被保温部の温度状態を保つための断熱部材とを有し、前記断熱部材が請求項１から請求項１２のうちいずれか一項記載の真空断熱材であることを特徴とする真空断熱材を使用した機器。
【請求項１５】
本体は印刷装置で、本体の内部に加熱定着手段を有する定着装置と、前記定着装置により記録紙に溶融定着されるトナーを収容するトナー収容部と、トナーを記録紙に転写するための転写装置と、印刷を制御する制御装置とを備え、少なくとも、前記定着装置、又は前記トナー収容部、又は前記制御装置のいずれかの外周近傍に設けられ、前記定着装置から前記トナー収容部又は前記制御装置への熱影響を遮断する真空断熱材を有することを特徴とする請求項１３記載の真空断熱材を使用した機器。
【請求項１６】
本体は、印刷装置の内部に設けられた、記録紙にトナーを溶融定着するための定着装置で、前記定着装置は、加熱手段により加熱される熱定着ローラーと、前記熱定着ローラーに記録紙を圧接する加圧ローラーと、少なくとも、前記熱定着ローラー又は前記加圧ローラーを囲むように配設された保温用真空断熱材とを有することを特徴とする請求項１４記載の真空断熱材を使用した機器。
【請求項１７】
本体は給湯装置で、本体の内部に貯湯容器と、貯湯容器に近接した湯沸しヒーターと、前記貯湯容器を包むように配設した断熱材とを備え、少なくとも前記湯沸しヒーターに近接する部位に真空断熱材を配設したことを特徴とする請求項１４記載の真空断熱材を使用した機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱材及びその真空断熱材を使用した機器に関するもので、複写機やレーザープリンタ等の印刷装置、更には給湯機器等、特に高温部分を有する機器の断熱及び保温に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空断熱材は、発泡樹脂や粉末、又は繊維材等を芯材として外被材内に入れ、外被材内部を真空にすることにより気体の熱伝導率を著しく低下させた断熱材であり、その断熱性能を長期間に渡って維持するために断熱材内部を真空に保ち続けている。
【０００３】
この真空断熱材を家電製品である電気湯沸し器の貯水容器外周に設けて断熱し、保温電力を非常に少なくしたものがある。これは、真空断熱材を構成する積層フィルム中のガスバリア層において、高温にさらされる側に金属箔を用い、低温側は蒸着層を用いるもので、高温側では１００℃程度の温度において、ガスバリア性が良好で真空状態を保持することができ、断熱性が長期間保たれ、低温側では蒸着層を用いることにより金属箔を伝って流れ込む熱を抑えることができ、真空断熱材全体の断熱性能を向上させたものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
反面、一般的な樹脂フィルムを外被材として構成する従来の真空断熱材は、１００℃をわずかに上回る温度までしか使えず、たとえば複写機等の定着装置においては、断熱耐熱性を有するエンジニアリング樹脂を用いて、定着ローラ、排紙ローラ等の定着部を有する外枠部を設けている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−８８２８号公報
【特許文献２】特開昭５７−１５５５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように従来の真空断熱材が高温で使用できなかった理由の一つとして、外被材フィルム間の接着に２液硬化型のウレタン系接着剤を使用していたことがある。電気湯沸し器のように使用部位の温度が１００℃以下のときは、長期間に渡って充分に断熱性能を維持することができたが、電気湯沸し器でも、貯湯容器の底面のヒーターが配設された部位や、複写機やレーザープリンタに用いられる定着装置のように、使用部位の温度が１５０℃程度になるときには、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性があり、その部分から少しずつ真空度が低下し、長期間に渡って所定の断熱性能を維持することができない可能性がある。
【０００６】
また、従来の真空断熱材は、柔軟性とコスト安価という理由から外被材最外層にナイロンフィルムが使用されており、難燃の性質をもたないが、電子機器等への適用においては他の部品同様、真空断熱材にも難燃性が求められていた。特にノート型パソコン内部のような小スペースに配設する場合には、厚みを抑えた真空断熱材でもパソコン内部の精密部品と近接するため、難燃性が必要であった。
【０００７】
本発明は、外被材フィルム間の接着剤を変化させることにより、１５０℃以上の高温領域においても長期間に渡って断熱性能を維持することができる真空断熱材を提供することを目的とする。
【０００８】
また本発明は、ラミネート構造を有する外被材に難燃性を付与することにより、電子機器等の内部に真空断熱材を使用した時も安全性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層は融点２００℃以上の樹脂フィルムからなり、前記ガスバリア層及び前記保護層の樹脂フィルムの融点が、前記熱溶着層の樹脂フィルムの融点よりも高く、フィルム間の接着剤がアクリル系又はポリエステル系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材である。
【００１０】
アクリル系又はポリエステル系の接着剤は約１６０℃の耐熱性があるため、１５０℃程度の高温雰囲気においても、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性を減少させる。そのため、１５０℃雰囲気においても相当期間、所定の断熱性能を維持することができる。また、フィルム間の接着強度が上昇するため、ラミネートフィルムとしての引張強度や突き刺し強度等の機械強度も上昇し、真空断熱材内部又は外部からの耐衝撃性も向上させることができる。
【００１１】
また、真空断熱材が使用できる周囲温度を熱溶着層のフィルムの融点に対して５０Ｋ低い温度とすると、融点２００℃以上のフィルムであれば１５０℃程度の高温雰囲気においてもガスバリア性の低下を少なく抑えることができ、長期間真空断熱材の断熱性能を維持することができるとともに、ガスバリア層や保護層に熱溶着層のフィルムよりも融点が高いフィルムを使用しているため、外被材を熱溶着するときにも問題なく真空断熱材を作製することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アクリル系又はポリエステル系の接着剤は約１６０℃の耐熱性があるため、１５０℃程度の高温雰囲気においても、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性を減少させる。そのため、ガス侵入による断熱性能の低下を減らし、１５０℃雰囲気においても相当期間、所定の断熱性能を維持することができる。また、フィルム間の接着強度が上昇するため、ラミネートフィルムとしての引張強度や突き刺し強度等の機械強度も上昇し、真空断熱材内部又は外部からの耐衝撃性も向上させることができる。また、融点２００℃以上のフィルムからなるため１５０℃程度の高温雰囲気においてもガスバリア性の低下を少なく抑えることができ、長期間真空断熱材の断熱性能を維持することができるとともに、ガスバリア層や保護層に熱溶着層のフィルムよりも融点が高いフィルムを使用しているため、外被材を熱溶着するときにも問題なく真空断熱材を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層は融点２００℃以上の樹脂フィルムからなり、前記ガスバリア層及び前記保護層の樹脂フィルムの融点が、前記熱溶着層の樹脂フィルムの融点よりも高く、フィルム間の接着剤がアクリル系又はポリエステル系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材である。
【００１４】
アクリル系又はポリエステル系の接着剤は約１６０℃の耐熱性があるため、１５０℃程度の高温雰囲気においても、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性を減少させる。そのため、ガス侵入による断熱性能の低下を減らし、１５０℃雰囲気においても相当期間、所定の断熱性能を維持することができる。また、フィルム間の接着強度が上昇するため、ラミネートフィルムとしての引張強度や突き刺し強度等の機械強度も上昇し、真空断熱材内部又は外部からの耐衝撃性も向上させることができる。
【００１５】
また、真空断熱材が使用できる周囲温度を熱溶着層のフィルムの融点に対して５０Ｋ低い温度とすると、融点２００℃以上のフィルムであれば１５０℃程度の高温雰囲気においてもガスバリア性の低下を少なく抑えることができ、長期間真空断熱材の断熱性能を維持することができるとともに、ガスバリア層や保護層に熱溶着層のフィルムよりも融点が高いフィルムを使用しているため、外被材を熱溶着するときにも問題なく真空断熱材を作製することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層は融点２００℃以上の樹脂フィルムからなり、前記ガスバリア層及び前記保護層の樹脂フィルムの融点が、前記熱溶着層の樹脂フィルムの融点よりも高く、フィルム間の接着剤がエポキシ系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材である。
【００１７】
エポキシ系の接着剤は約２００℃の耐熱性があるため、１５０℃程度の高温雰囲気においても、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性を請求項１の場合より更に減少させる。そのため、ガス侵入による断熱性能の低下を減らし、１５０℃雰囲気においてもより長い期間、所定の断熱性能を維持することができる。また、フィルム間の接着強度が上昇するため、ラミネートフィルムとしての引張強度や突き刺し強度等の機械強度も上昇し、真空断熱材内部又は外部からの耐衝撃性も請求項１の場合より更に向上させることができる。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層は融点２００℃以上の樹脂フィルムからなり、前記ガスバリア層及び前記保護層の樹脂フィルムの融点が、前記熱溶着層の樹脂フィルムの融点よりも高く、フィルム間の接着剤がシリコン系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材である。
【００１９】
シリコン系の接着剤は約２５０℃の耐熱性があるため、１５０℃程度の高温雰囲気においても、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性を請求項１及び請求項２の場合より更に減少させる。そのため、ガス侵入による断熱性能の低下を減らし、１５０℃雰囲気においても約１０年間は所定の断熱性能を維持することができる。また、フィルム間の接着強度が上昇するため、ラミネートフィルムとしての引張強度や突き刺し強度等の機械強度も上昇し、真空断熱材内部又は外部からの耐衝撃性も請求項１又は請求項２の場合より更に向上させることができる。
【００２０】
本発明の請求項４に記載の発明は、外被材の熱溶着層と、ガスバリア層と、保護層とが少なくともＵＬ９４規格でＶＴＭ−２以上の難燃性フィルムであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項記載の発明において、ラミネート構造を有する外被材を難燃性とし、更には真空断熱材としても難燃性を付与することができる。従って、真空断熱材使用時の安全性を向上することができる。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のうちいずれか一項記載の発明において、熱溶着層をフッ素系樹脂フィルムとしたもので、これらのフィルムは融点がかなり高く、難燃性も有している。
【００２２】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のうちいずれか一項記載の発明において、熱溶着層をポリクロロ３フッ化エチレンフィルムとしたもので、フッ素系樹脂フィルムの中でも融点が低いため使いやすく経済的である。
【００２３】
本発明の請求項７に記載の発明は、芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層が融点２００℃未満の樹脂フィルムからなり、前記保護層が融点２００℃以上のフィルムからなるもので、前記芯材を前記外被材で覆って内部を減圧して芯材周囲を熱溶着により封止したときに形成される外被材のヒレ部を、相対する断熱面の低温側に折り曲げた真空断熱材で、フィルム間の接着剤がアクリル系又はポリエステル系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材である。
【００２４】
アクリル系又はポリエステル系の接着剤は約１６０℃の耐熱性があるため、１５０℃程度の高温雰囲気においても、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性を減少させる。そのため、ガス侵入による断熱性能の低下を減らし、１５０℃雰囲気においても相当期間、所定の断熱性能を維持することができる。また、フィルム間の接着強度が上昇するため、ラミネートフィルムとしての引張強度や突き刺し強度等の機械強度も上昇し、真空断熱材内部又は外部からの耐衝撃性も向上させることができる。
【００２５】
また、外被材のヒレ部を、相対する断熱面の低温側、換言すれば発熱部とは反対側に折り曲げているため、熱溶着部を高温から保護することができる。例えば、真空断熱材の高温部側面が１５０℃になっても、低温側断熱面に位置する熱溶着部は1００℃以下に維持することができる。従って、熱溶着層には融点２００℃以上のフィルムを用いなくても良く、安価な材料で真空断熱材を構成することができる。
【００２６】
本発明の請求項８に記載の発明は、芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層が融点２００℃未満の樹脂フィルムからなり、前記保護層が融点２００℃以上のフィルムからなるもので、前記芯材を前記外被材で覆って内部を減圧して芯材周囲を熱溶着により封止したときに形成される外被材のヒレ部を、相対する断熱面の低温側に折り曲げた真空断熱材で、フィルム間の接着剤がエポキシ系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材である。
【００２７】
エポキシ系の接着剤は約２００℃の耐熱性があるため、１５０℃程度の高温雰囲気においても、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性を本発明の請求項７の場合より更に減少させる。そのため、ガス侵入による断熱性能の低下を減らし、１５０℃雰囲気においてもより長い期間、所定の断熱性能を維持することができる。また、フィルム間の接着強度が上昇するため、ラミネートフィルムとしての引張強度や突き刺し強度等の機械強度も上昇し、真空断熱材内部又は外部からの耐衝撃性も本発明の請求項７の場合より更に向上させることができる。
【００２８】
また、外被材のヒレ部を、相対する断熱面の低温側、換言すれば発熱部とは反対側に折り曲げているため、熱溶着部を高温から保護することができる。例えば、真空断熱材の高温部側面が１５０℃になっても、低温側断熱面に位置する熱溶着部は1００℃以下に維持することができる。従って、熱溶着層には融点２００℃以上のフィルムを用いなくても良く、安価な材料で真空断熱材を構成することができる。
【００２９】
本発明の請求項９に記載の発明は、芯材と、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造の外被材とを備え、前記熱溶着層が融点２００℃未満の樹脂フィルムからなり、前記保護層が融点２００℃以上のフィルムからなるもので、前記芯材を前記外被材で覆って内部を減圧して芯材周囲を熱溶着により封止したときに形成される外被材のヒレ部を、相対する断熱面の低温側に折り曲げた真空断熱材で、フィルム間の接着剤がシリコン系の接着剤であることを特徴とする真空断熱材である。
【００３０】
シリコン系の接着剤は約２５０℃の耐熱性があるため、１５０℃程度の高温雰囲気においても、外被材フィルム間に剥離やデラミが生じる可能性を本発明の請求項７及び請求項８の場合より更に減少させる。そのため、ガス侵入による断熱性能の低下を減らし、１５０℃雰囲気においても約１０年間は所定の断熱性能を維持することができる。また、フィルム間の接着強度が上昇するため、ラミネートフィルムとしての引張強度や突き刺し強度等の機械強度も上昇し、真空断熱材内部又は外部からの耐衝撃性も本発明の請求項７及び請求項８の場合より更に向上させることができる。
【００３１】
また、外被材のヒレ部を、相対する断熱面の低温側、換言すれば発熱部とは反対側に折り曲げているため、熱溶着部を高温から保護することができる。例えば、真空断熱材の高温部側面が１５０℃になっても、低温側断熱面に位置する熱溶着部は1００℃以下に維持することができる。従って、熱溶着層には融点２００℃以上のフィルムを用いなくても良く、安価な材料で真空断熱材を構成することができる。
【００３２】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項７から請求項９のうちいずれか一項記載の発明において外被材の熱溶着層を無延伸ポリプロピレンフィルムとしたもので、同じく一般的な高密度ポリエチレンフィルムや低密度ポリエチレンフィルムよりも融点が高いため、より高い温度まで使用することができる。
【００３３】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のうちいずれか一項記載の発明において、外被材の外層の樹脂フィルムをフッ素系樹脂又はイミド系樹脂のフィルムとしたもので、これらのフィルムは融点がより高いか或いは存在しないとともに、難燃性も有する。
【００３４】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項１１のうちいずれか一項記載の発明において、外被材の少なくとも最外側の保護層が難燃性フィルムであり、かつ外被材の端面全体を覆うように難燃性部材を設けたことを特徴とする真空断熱材であり、最外層が難燃性フィルムで覆われている上に、外被材の端面でわずかに露出している熱溶着層などの非難燃性フィルムの断面部分まで難燃性部材で覆われることにより、真空断熱材の外表面全体を難燃性とすることができ、真空断熱材使用時の安全性を向上することができる。
【００３５】
本発明の請求項１３に記載の発明は、本体又は本体の内部に、１００℃を超える発熱体と、前記発熱体の温度により悪影響を受ける被保護部材と、前記発熱体からの熱影響を遮断する断熱部材とを有し、前記断熱部材が請求項１から請求項１２のうちいずれか一項記載の真空断熱材であることを特徴とする真空断熱材を使用した機器である。
【００３６】
発熱体の熱影響を遮断するために分厚い断熱材を配設したり、構造的に大きなスペースを設けたり、更には、風路を設けて送風を行ったりすることなく、薄いスペースで効果的に熱による悪影響を排除できる。
【００３７】
本発明の請求項１４に記載の発明は、本体又は本体の内部に１００℃を超えて加熱された被保温部と、前記被保温部の温度状態を保つための断熱部材とを有し、前記断熱部材が請求項１から請求項１２のうちいずれか一項記載の真空断熱材であることを特徴とする真空断熱材を使用した機器である。
【００３８】
高温に加熱された被保温部を保温するために、分厚い断熱材を配設したり、頻繁な加熱制御により大きなエネルギーを消費したりすることなく、薄いスペースで効果的に保温することができる。
【００３９】
本発明の請求項１５に記載の発明は、本体は印刷装置で、本体の内部に加熱定着手段を有する定着装置と、前記定着装置により記録紙に溶融定着されるトナーを収容するトナー収容部と、印刷を制御する制御装置とを備え、少なくとも、前記定着装置、又は前記トナー収容部、又は前期制御装置のいずれかの外周近傍に設けられ、前記定着装置から前記トナー収容部又は前記制御装置への熱影響を遮断する真空断熱材を有することを特徴とする請求項１３記載の真空断熱材を使用した機器である。
【００４０】
請求項１から請求項１２に記載されている真空断熱材はいずれも所定の耐熱性を有するものであり、１５０℃程度になっている定着装置の断熱部材として貼りつけても熱溶着部の劣化は小さく、長期間断熱性能を維持することができる。これにより定着装置からの熱が遮断されるため、定着装置の周辺にトナー収容部や感光ドラム等のトナーを転写するための転写装置、及び制御装置などの外部からの熱により悪影響を受け易い部品や装置を近接して配設することが可能となり、この定着装置を使用した印刷装置の小型化や品質向上等に寄与することができる。
【００４１】
本発明の請求項１６に記載の発明は、本体は、印刷装置の内部に設けられた、記録紙にトナーを溶融定着するための定着装置で、前記定着装置は加熱手段により加熱される熱定着ローラーと、前記熱定着ローラーに記録紙を圧接する加圧ローラーと、少なくとも、前記熱定着ローラー又は前記加圧ローラーを囲むように配設された保温用真空断熱材とを有することを特徴とする請求項１４記載の真空断熱材を使用した機器である。
【００４２】
請求項１から請求項１２に記載されている真空断熱材はいずれも所定の耐熱性を有するものであり、およそ２００℃になっている熱定着ローラーを囲むように配設された断熱部材のうち、ほぼ１５０℃まで温度低下した外側部分に配設したり、およそ１２０℃になる加圧ローラーを囲むように配設すれば、真空断熱材の熱溶着部の劣化は小さく、長期間断熱性能を維持することができる。これにより、薄い断熱材で熱定着ローラーと加圧ローラーの温度を安定して保つことができて、熱定着ローラーを加熱するためのエネルギーが少なくて済み、印刷装置の小型化や品質向上、及び装置立ち上がりの時間短縮、並びに省エネルギー化等に寄与することができる。
【００４３】
本発明の請求項１７に記載の発明は、本体は給湯装置で、本体の内部に貯湯容器と、貯湯容器に近接した湯沸しヒーターと、前記貯湯容器を包むように配設した断熱材とを備え、少なくとも前記湯沸しヒーターに近接する部位に真空断熱材を配設したことを特徴とする請求項１４記載の真空断熱材を使用した機器である。
【００４４】
貯湯容器の側面周囲は沸騰したお湯の温度でせいぜい１００℃が最高使用温度であり、従来から真空断熱材が使用されてきたが、湯沸しヒーターが配設された底面には適用できなかった。請求項１から請求項１２に記載されている真空断熱材は、いずれも所定の耐熱性を有するものであり、湯沸しヒーターの近傍でも１５０℃を越えないように配設すれば、お湯が冷めにくく消費電力を削減できるとともに、貯湯容器より下部の体積を小さくすることができ、給湯装置を小型化することができる。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図、図２は真空断熱材のヒレ部を示す要部断面図である。  図１，図２において、真空断熱材１は２枚の外被材２を向かい合わせて芯材３を覆い、内部を真空まで減圧して周囲を熱溶着により封止したものである。
【００４７】
外被材２は２種類のラミネートフィルム２ａ，２ｂを組み合わせて用い、内側からそれぞれ熱溶着層４ａ，４ｂ、ガスバリア層５ａ，５ｂ、第一の保護層６ａ，６ｂ、及び第二の保護層７ａ，７ｂの各４層により構成しており、また、いずれのフィルムも少なくともＶＴＭ−２以上の難燃性を有するものである。
【００４８】
ラミネートフィルム２ａは断熱面の高温側として用い、熱溶着層４ａに融点が２１０℃のポリクロロ３フッ化エチレン（厚さ５０μｍ）、ガスバリア層５ａには高温側に配設することを考慮して厚さ６μｍのアルミ箔、第一の保護層６ａには融点２７０℃のポリエチレンナフタレート（厚さ１２μｍ）、第二の保護層７ａには融点２６０℃の４フッ化エチレン−エチレン共重合体（厚さ２５μｍ）とした。ポリクロロ３フッ化エチレンは、フッ素系樹脂フィルムの中でも融点が低く使いやすい上、ガスバリア性も優れるものである。
【００４９】
また、ラミネートフィルム２ｂは断熱面の低温側として用い、熱溶着層４ｂにラミネートフィルム２ａと同じポリクロロ３フッ化エチレン（厚さ５０μｍ）、ガスバリア層５ｂには５００Åの厚さにアルミニウムを蒸着した融点２７０℃のポリエチレンナフタレート（厚さ１２μｍ）、第一の保護層６ｂにはガスバリア性の強化のために内側に５００Åの厚さにアルミニウムを蒸着したポリエチレンナフタレート（厚さ１２μｍ）、第二の保護層７ｂは融点２６０℃の４フッ化エチレン−エチレン共重合体（厚さ２５μｍ）とした。
【００５０】
真空断熱材１の作製にあたってはラミネートフィルム２ａ，２ｂを向かい合わせにして三辺を熱溶着し、芯材を挿入するための袋を作成しておく。
【００５１】
芯材３は、平均一次粒子径７ｎｍであるヒュームドシリカに粉体比抵抗値が０．６Ω／ｃｍのカーボンブラックが均一分散され、充填されているものである。カーボンブラックの添加量は５ｗｔ％とした。
この芯材３を水分吸着剤である酸化カルシウムと共に外被材２の袋内に挿入し、内部を１０Ｐａまで減圧して残りの一辺を熱溶着により封止して厚さ６ｍｍの真空断熱材１を作製し
た。
【００５２】
また、フィルム間の接着剤は約１６０℃の耐熱性を有するアクリル系又はポリエステル系の接着剤、約２００℃の耐熱性を有するエポキシ系の接着剤、約２５０℃の耐熱性を有するエポキシ系の接着剤等が使用できる。
【００５３】
これら材料とフィルム間の接着剤に約１６０℃の耐熱性を有するアクリル系又はポリエステル系の接着剤を使用した真空断熱材１をサンプル数Ｎ＝１５作製し、１５０℃の雰囲気に３年間放置したと見込まれる加速試験を行うと、全てのサンプルにおいて外被材フィルム間に剥離やデラミがなく、所定の断熱性能を維持することができた。
【００５４】
また、これら材料とフィルム間の接着剤に約２００℃の耐熱性を有するエポキシ系の接着剤を使用し、真空断熱材１をサンプル数Ｎ＝１５作製し、１５０℃の雰囲気に５年間放置したと見込まれる加速試験を行うと、全てのサンプルにおいて外被材フィルム間に剥離やデラミがなく、所定の断熱性能を維持することができた。
【００５５】
また、これら材料とフィルム間の接着剤に約２５０℃の耐熱性を有するシリコン系の接着剤を使用し、真空断熱材１をサンプル数Ｎ＝１５作製し、１５０℃の雰囲気に１０年間放置したと見込まれる加速試験を行うと、全てのサンプルにおいて外被材フィルム間に剥離やデラミがなく、所定の断熱性能を維持することができた。
【００５６】
また、ＵＬ９４安全規格の機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験に準拠して燃焼性を確認したところ、ヒレ部端面においてもＶ−０相当の結果が得られた。
【００５７】
このように、１５０℃の高温雰囲気においても熱溶着層のガスバリア性の低下を少なく抑えることができるため熱伝導率の劣化は小さく、長期間真空断熱材の断熱性能を維持することができる。また、ラミネート構造を有する外被材２として、更には真空断熱材１としても難燃性を付与することができ、真空断熱材使用時の安全性を向上することができる。
【００５８】
なお、熱溶着層４ａ，４ｂに使用する樹脂フィルムは融点が２００℃以上で熱溶着できる樹脂フィルムであれば特に指定するものではない。例えば、融点２７０℃のポリエチレンナフタレートやフッ素系樹脂フィルムである融点２１０℃のポリクロロ３フッ化エチレン、融点２６０℃の４フッ化エチレン−エチレン共重合体、融点２８５℃の４フッ化エチレン−６フッ化ポリプロピレン共重合体などが望ましい。
【００５９】
ガスバリア層５ａ，５ｂは熱溶着層４ａ，４ｂで使用したフィルムよりも融点が高い、金属箔や金属蒸着又は無機酸化物蒸着を施したフィルム、又は樹脂フィルムでもガスバリア性の高いものであれば特に指定するものではない。
【００６０】
例えば、金属箔としてはアルミニウム箔がよく使用され、他にも真空断熱材周囲の金属箔を伝って流れ込む熱量が少ない金属として、鉄，ニッケル，プラチナ，スズ，チタン，ステンレス及び炭素鋼が使用できる。また、金属蒸着の材料は、アルミニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、銀、或いはそれらの混合物等が使用でき、無機酸化物蒸着の材料は、シリカ、アルミナ等が使用できる。蒸着を施す樹脂フィルムにはポリエチレンナフタレートのほか、ポリイミドフィルムなどが使用できる。
【００６１】
また、保護層６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは熱溶着層４ａ，４ｂで使用したフィルムよりも融点が高いフィルムであれば良く、具体的には、熱溶着層４ａ，４ｂに融点が２６０℃の４フッ化エチレン−エチレン共重合体を使用した場合は、融点が３１０℃の４フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、融点が３３０℃の４フッ化エチレン、融点が３３０℃のポリエーテルケトンなどが使用でき、他にもポリサルフォンやポリエーテルイミドなどが使用できる。
【００６２】
芯材３は、無機及び有機の粉末材料、無機及び有機の繊維材料などが利用でき、特に指定するものではないが、例えば、粉末材料としては凝集シリカ粉末、発泡パーライト粉砕粉末、珪藻土粉末、珪酸カルシウム粉末、炭酸カルシウム粉末、クレー及びタルクなどの無機粉末が使用でき、繊維材料としてはグラスウール、セラミックファイバーなどの無機繊維が好ましい。その中でも二次凝集粒子径が２０μｍ以下の無機粉末が望ましく、これら粉末材料は粒子が非常に細かいため粒子間の接触熱抵抗が増加して固体熱伝導率が小さくなり、更に１０Ｔｏｒｒ以下の圧力下では圧力に関係せずに非常に小さな熱伝導率を示すものである。このため、空気分子の運動の大きい高温条件での使用に最適な材料である。
【００６３】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における真空断熱材の断面図で、高温部である発熱体に接している状態を示す。  図３において、真空断熱材８の外被材９は、実施の形態１の構成に対して熱溶着層４ａ，４ｂを融点が１６０℃の無延伸ポリプロピレンフィルムとしたもので、外被材９の内部に芯材３が存在しない密着部１０と熱溶着部１１とからなるヒレ部１２を高温である発熱体１３とは反対側となる低温側断熱面８ｂに沿うように折り曲げ、熱溶着部１１を保護するようにしている。外被材９のガスバリア層と保護層、及び芯材３の構成については実施の形態１と同様である。
【００６４】
また、フィルム間の接着剤は約１６０℃の耐熱性を有するアクリル系又はポリエステル系の接着剤、約２００℃の耐熱性を有するエポキシ系の接着剤、約２５０℃の耐熱性を有するエポキシ系の接着剤等が使用できる。
【００６５】
これら材料とフィルム間の接着剤に約１６０℃の耐熱性を有するアクリル系又はポリエステル系の接着剤を使用した真空断熱材１をサンプル数Ｎ＝１５作製し、１５０℃の雰囲気に３年間放置したと見込まれる加速試験を行うと、全てのサンプルにおいて外被材フィルム間に剥離やデラミがなく、所定の断熱性能を維持することができた。
【００６６】
また、これら材料とフィルム間の接着剤に約２００℃の耐熱性を有するエポキシ系の接着剤を使用した真空断熱材１をサンプル数Ｎ＝１５作製し、１５０℃の雰囲気に５年間放置したと見込まれる加速試験を行うと、全てのサンプルにおいて外被材フィルム間に剥離やデラミがなく、所定の断熱性能を維持することができた。
【００６７】
また、これら材料とフィルム間の接着剤に約２５０℃の耐熱性を有するシリコン系の接着剤を使用し、真空断熱材１をサンプル数Ｎ＝１５作製し、１５０℃の雰囲気に８年間放置したと見込まれる加速試験を行うと、全てのサンプルにおいて外被材フィルム間に剥離やデラミがなく、所定の断熱性能を維持することができた。
【００６８】
また、ここで発熱体１３の温度を１５０℃としたときでも、低温側断熱面８ｂに沿う熱溶着部１１の温度は８０℃以下を維持することができた。すなわち、熱溶着層に融点２００℃以上の樹脂フィルムを使用せずに従来の融点２００℃未満の安価な樹脂フィルムを使用しても劣化することがなく、熱溶着部１１からガスが浸入して真空断熱材の断熱性能が低下することなく、１５０℃の発熱体１３から断熱することができる。
【００６９】
このとき、融点が２００℃未満のフィルムとしては、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、及びエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等を使用しても何等問題はなく、安価な材料からなる外被材で長期間真空断熱材内部への空気及び水蒸気の浸入を防ぐことができ、断熱性能を維持することができる。
【００７０】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における真空断熱材の平面図である。
【００７１】
図４において、真空断熱材８の構成は実施の形態２と同様であり、ヒレ部１２の折り曲げを維持するように難燃性テープ１４で固定している。また、フィルム間の接着剤にはエポキシ系の接着剤を使用している。このとき、外被材９の端面が露出しないようにヒレ部１２の先端を完全に覆うように難燃性テープ１４を貼り付けた。
【００７２】
この真空断熱材８の熱伝導率を測定したところ、０．００４９Ｗ／ｍＫであった。この真空断熱材８を１５０℃の雰囲気に５年間放置したと見込まれる加速試験を行った後の熱伝導率を測定したところ、０．０１２５Ｗ／ｍＫであった。
【００７３】
また、ＵＬ９４安全規格の機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験に準拠して燃焼性を確認したところ、Ｖ−０相当の結果が得られた。
【００７４】
すなわち、外被材９の端面に露出する熱溶着層を構成する無延伸ポリプロピレンフィルム等の非難燃性フィルムが難燃性テープ１４で覆われているため、真空断熱材としても難燃性を付与することができる。従って、真空断熱材使用時の安全性を向上することができる。
【００７５】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４における印刷装置の断面図である。
【００７６】
定着装置１５を有する印刷装置１６における記録紙１７への印刷は、感光ドラム１８の表面に静電荷画像を形成し、そこにトナー収容部１９からトナーを吸着させた後、転写ドラム２０を介して記録紙１７に転写する。このトナー像が転写された記録紙１７を定着装置１５に搬入し、高温に保たれた熱定着ローラー２１と加圧ローラー２２の間に記録紙１７を通過させることによりトナーを溶融定着させる。
【００７７】
熱定着ローラー２１と加圧ローラー２２の周囲には、所定の高い温度を保つために保温用真空断熱材２３ａを配設した。また、定着装置１５の外枠には、周囲に熱影響を与えないように遮断用真空断熱材２３ｂを側面全体及び上面に配設した。遮断用には真空断熱材２３ｃのように配設してもよい。これらの真空断熱材２３ａ，２３ｂ，２３ｃは本発明の実施の形態１に示す構成とし、更にヒレ部を熱定着ローラー２１とは反対側に折り曲げて使用した。
【００７８】
これにより、印字品質が向上するとともに、制御装置（図示せず）やトナー収容部１９及び感光ドラム１８等の転写装置は、トナーに悪影響が及ばない４５℃以下に長期間維持することができた。
【００７９】
なお、本発明による真空断熱材は、印刷装置である複写機やレーザープリンタの定着装置以外にも、同じように１５０℃以下の発熱体を断熱したり、保温したりする必要がある製品においても使用することができる。
【００８０】
（実施の形態５）
図６は本発明の実施の形態５における電気湯沸し器の断面図である。
【００８１】
図６において、電気湯沸し器２４は本体の内部に湯を沸かすとともに貯湯する貯湯容器２５を有し、上部を開閉可能な上蓋２６で覆っている。
【００８２】
貯湯容器２５の底面にはドーナツ状のヒーター２７が密接して装着されており、湯温は制御装置２８が温度検知器２９からの信号を取り込み、ヒーター２７を制御して所定の温度を保つ。また、同じく底面に設けた吸込口３０からモーター３１により駆動されるポンプ３２を経て、お湯の出口である吐出口３３までが出湯管３４により連通しており、出湯は押しボタン３５を押してモーター３１を起動することにより行う。
【００８３】
更に、貯湯容器２５の側面には真空断熱材３６が巻かれており、同じく底面のヒーター２７の外側には高温用真空断熱材３７が配設され、貯湯容器２５の熱が逃げて湯温が低下することを抑えている。側面の真空断熱材３６は１００℃に耐えられる構成で従来から配設されていたものであり、底面の真空断熱材３７は実施の形態３に示した構成のものを新たに配設したものである。
【００８４】
従来から高温となるために断熱材を配設できなかったところを断熱することにより、約５％の消費電力量の低減が図れ、その性能を長期間維持することができた。また、本体底面においても空間を設けて断熱する必要がなくなり、貯湯容器より下部の体積を小さくすることができ、給湯装置を小型化することができた。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、高温雰囲気での断熱性能の低下を抑制できるので、複写機やレーザープリンタ等の印刷装置、更には給湯機器等、特に高温部分を有する機器等の断熱材として幅広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における真空断熱材のヒレ部を示す要部断面図
【図３】本発明の実施の形態２における真空断熱材の部断面図
【図４】本発明の実施の形態３における真空断熱材の平面図
【図５】本発明の実施の形態４における印刷装置の断面図
【図６】本発明の実施の形態５における電気湯沸し器の断面図
【符号の説明】
【００８７】
１    真空断熱材
２    外被材
２ａ，２ｂ    ラミネートフィルム
３    芯材
４ａ，４ｂ    熱溶着層
５ａ，５ｂ    ガスバリア層
６ａ，６ｂ    第一の保護層
７ａ，７ｂ    第二の保護層
８    真空断熱材
８ｂ    低温側断熱面
９    外被材
１０    密着部
１１    熱溶着部
１２    ヒレ部
１３    発熱体
１４    難燃性テープ
１５    定着装置
１６    印刷装置
１７    記録紙
１８    感光ドラム
１９    トナー収容部
２０    転写ドラム
２１    熱定着ローラー
２２    加圧ローラー
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ    真空断熱材
２４    ノート型パソコン
２５    プリント基板
２６    ＣＰＵ
３２    真空断熱材
３３    キーボード
３４    電気湯沸し器
３５    貯湯容器
３７    ヒーター
４６，４７    真空断熱材
【図１】
2005114014.tif 000003
【図２】
2005114014.tif 000004
【図３】
2005114014.tif 000005
【図４】
2005114014.tif 000006
【図５】
2005114014.tif 000007
【図６】
2005114014.tif 000008