(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材を所定の工程で、その両端部に表裏互い違いに切刃を入れておき、前記芯材の乾燥工程終了後に、前記切刃の部分を取除いて段差部を形成し、前記芯材を圧縮状態で包装体に収納し、外被体に前記包装体を挿入して真空封止することを特徴とする断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装体に芯材を収納した整形体における断熱材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷蔵庫や調理機器などの家電製品は、消費者より省エネルギー化が求められている。そうした要求に応えるため、家電製品の本体内部には、高性能な真空断熱材が使用されている。
【０００３】
上記真空断熱材は、例えば特許文献１などに開示されるように、芯材となるグラスウールと、このグラスウールを真空状態で包装する外被体とにより構成される。ここでの外被体は、ガスバリア性を有し、芯材を収納して内部を真空に維持できれば、どのようなものでも構わないが、好ましくは例えばアルミニウムなどの金属を表面に蒸着したプラスチックフィルムなどの積層袋が用いられる。
【０００４】
一方、芯材として利用されるグラスウールは嵩比重（密度）が小さく、そのままの状態では製造時に上記袋状の外被体に収納することができないか、或いは最終的に板状の断熱材を得ることができない。こうした問題に対処するために、本願出願人は特許文献２において、芯材をシート材に収納した圧縮状態に保持する断熱材の整形体を提案している。このような整形体であれば、芯材にバインダーを塗布したり、焼成処理を行なう必要がなく、安定した定型形状の整形体を短時間で得ることができる。
【特許文献１】特開２００３−２６９６８９号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、円筒やその他の形状の物を断熱する際、例えば１枚の真空断熱材を円筒状に折り曲げるなどして断熱する。その際、断熱材の突合せ部からの熱のリークが生じ断熱効果が減少する問題がある。
【０００６】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、突合せ部からの熱のリークを減少させることが可能な断熱材の製造方法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】
本発明における請求項１の断熱材の製造方法では、断熱材を丸めて使用する場合に、端部と端部とを容易に重ね合わせることができ、突合せ部における断熱性能の低下を防ぐ断熱材を製造することができる。
【０００８】
さらに、その断熱材は包装体が芯材を収納して所定状態に保持するので、芯材にバインダーを塗布したり、焼成処理を行なう必要が全くなく、芯材を短時間で安定した定形形状に保持できる。しかも、芯材そのものにはバインダーを含め何も添加されておらず、芯材単体としての極めて優れた断熱性能をそのまま維持できる。
【０００９】
そしてその断熱材の製造方法では、芯材の外形を決定する外周カットと同じ工程で、切刃を入れて段差部を形成することができ、作業工程の削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１によると、突合せ部からの熱のリークを減少させることが可能な断熱材を提供することができる。また、芯材を短時間で安定した定形形状に保持でき、芯材単体としての断熱性能をそのまま維持できる。
【００１１】
さらに芯材の外周カットと同じ工程で段差部を形成することで、作業工程の削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明における断熱材の製造方法の好ましい実施例を説明する。
【００１３】
先ず、断熱材の完成状態における構成を図１に基づき説明する。同図において、１は例えば冷蔵庫や調理機器などに配設される平板状の真空断熱材で、これは弾性に富む繊維状のグラスウールが積層した断熱体からなる芯材２と、この芯材２を収納するシート材としてのインナーパック３と、これらの芯材２およびインナーパック３を真空状態で包装する外被体としてのバリア材４とにより構成される。ここでの芯材２は、従来のような無機バインダーや有機バインダーが含まれておらず、グラスウール単体で構成される。また、真空封止前のバリア材４は、その一辺のみを開口した袋状に形成され、この開口部（図示せず）から前記インナーパック３に芯材２を圧縮状態で収納した整形体５（図７参照）が挿入封止される。このバリア材４は、ガスバリア性を有し、かつ芯材２およびインナーパック３を収納して内部を真空に維持できれば、どのような材料でも構わず、例えばアルミニウムなどの金属を表面に蒸着したプラスチックフィルムなどの積層袋が用いられる。
【００１４】
次に、上記真空断熱材１の製造工程について、図２〜図８をも参照しながら説明する。図２は、芯材２の外周をカットした状態の断面図である。最初の工程である芯材２の切断工程では、図示しない型に設けられている切断手段としての刃によって、芯材２の外形が例えば矩形状となるように、当該芯材２を所定寸法にカットする。その際、芯材２の両端部（突合せ部）に表裏互い違いに、予め型に設けられている切断手段としての刃（切刃）によって、芯材２の一部に厚さ方向の途中まで、前後に横断した切込みを入れる。図２の符号11は、この切刃によって芯材２に形成された切込部である。
【００１５】
上記芯材２の切断工程が終了すると、その後で芯材２の乾燥工程を行ない、次に図３に示すように、前記切込み部11によって切離された芯材２の一部（切離し部12，12）を、芯材２から取り除き薄肉化する。これにより、切離し部12，12を取り除いた芯材２の両端面に段差部14，14がそれぞれ形成される。なお、前記乾燥工程は、芯材に付着している水分を除去するためと、後述する真空引きの際に、付着物を除去するために行なわれる。
【００１６】
芯材２の両端面に段差部14，14を形成する方法として、例えば、２枚合せのグラスウールのうち１枚をスライドさせ端面に段差を設けることも考えられる。もちろん３枚以上のグラスウールをずらしながら重ね合わせて芯材２としてもよい。
【００１７】
図４は、圧縮前の芯材２をインナーパック３で包み込んだ状態を示している。芯材２を取り囲む包装体としてのインナーパック３は、後述する整形体５をバリア材４に挿入するまでの各製造工程で、シール性，耐熱性および耐久性（切れにくさ）を維持できる材料が選定される。具体的には、インナーパック３の材料として、これらの要求を満たすポリプロピレン樹脂またはポリエチレン樹脂を選択するのが好ましい。またインナーパック３の厚さは、その後このインナーパック３を袋状に形成する際の作業性や、インナーパック３の内部をバキューム減圧後、インナーパック３の開口部をシールする際の作業性などを考慮して、0．05ｍｍ以下のものが好ましい。
【００１８】
先ず、インナーパック３に芯材２を覆う工程では、所定寸法に裁断されたシート状をなすインナーパック３の一側部３Ａに芯材２を載せ、図２に示すようにその中間部３Ｂを折り返して、芯材２を挟んでインナーパック３の一側部３Ａと他側部３Ｃとを対向させる。
【００１９】
次に、インナーパック３を袋状に形成する工程が行なわれる。ここでは、芯材２を図示しないプレス機などで圧縮しながら、インナーパック３の一側部３Ａと他側部３Ｃの左右両側にある耳部３Ｄを重ね合わせた後（図５）、インナーパック３の一側部３Ａと他側部３Ｃに形成される耳部３Ｄどうしをヒートシールにより封止すればよい（図６）。この図６では、インナーパック３の左右両側にある耳部３Ｄを封止し、インナーパック３は前側の一辺のみが開口した袋状に形成される。なお、インナーパック３は予め一辺のみを開放した袋状のものでも良い。
【００２０】
なお、図５の状態から、インナーパック３の左側にある耳部３Ｄと、前側にある別な耳部３Ｄとを封止（この場合は、インナーパック３の右側に開口部が形成される。）したり、インナーパック３の右側にある耳部３Ｄと、前側にある別な耳部３Ｄとを封止（この場合は、インナーパック３の左側に開口部が形成される。）してもよい。また、芯材２を圧縮しながら耳部３Ｄを封止する理由は、圧縮前の芯材２の状態では、芯材２の厚みによって、インナーパック３の一側部３Ａと他側部３Ｃの各耳部３Ｄを重ね合わせるのが困難なためである。
【００２１】
次いで、芯材２を整形体化する工程に移行する。ここでは、前述のプレス機を利用して芯材２を定形形状にまで圧縮した後、インナーパック３の内部をバキューム減圧するために残していた前記開口を減圧後すぐにヒートシールすれば、圧縮状態を保持した芯材２をインナーパック３に収納してなる整形体５を得ることができる。ここでの開口の封止は、インナーパック３の一側部３Ａと他側部３Ｃの各前側にある耳部３Ｄどうしを、前述と同様にシールすることで簡単に行なうことができる。図７に示すように、インナーパック３の開口端部を全て封止すると、インナーパック３の内部に収納した芯材２は安定した圧縮状態に保持されるが、こうして得られた矩形状の整形体５は、例えば縦，横，厚さの各寸法がそれぞれ、1400ｍｍ，480ｍｍ，12．5〜1ｍｍ程度になり、袋状のバリア材４内に楽に収納できる形状となる。なお、ここにある数字はあくまでも一例であり、上記寸法以外の整形体５も製作可能である。
【００２２】
なお、本実施例では、芯材２を定形形状にまで圧縮する前に、バキューム減圧用の開口以外のインナーパック３の開口端部を封止するようにしているが、図４に示す状態から、芯材２を定形形状にまで圧縮した後、インナーパック３の全ての開口端部を順に若しくは一度に封止して、所望の整形体５を得るようにしてもよい。
【００２３】
上述したように、整形体５を得るまでの一連の製造工程では、圧縮した芯材２の形状を保持するために、芯材２にバインダーを塗布したり、圧縮状態の芯材２を所定時間焼成する必要がない。すなわち本実施例では、芯材２をインナーパック３で覆った後、芯材２を圧縮してインナーパック３の内部をバキューム減圧し、インナーパック３の開口端部をシールして、インナーパック３の内部に芯材２を圧縮状態に収納保持させるだけで、極めて短時間に安定した寸法形状の整形体５を得ることができる。また、芯材２を圧縮するプレス機の他に、インナーパック３の開口端部をシールする設備だけでよく、生産性を著しく改善できると共に、環境面でも作業場の雰囲気が悪化したり、不用物を処理する必要がなく、熱によるエネルギーロスも殆ど発生しない。しかも、芯材２は単体で何も添加されておらず、その周囲にインナーパック３が被せられているだけで、グラスウール単体が持つ極めて優れた断熱性能をそのまま維持できる。
【００２４】
こうして得られた整形体５は、次の断熱材たる真空断熱材１の製造工程において、ガスバリア性を有する袋状のバリア材４に開口端部（図示せず）から挿入された後、真空槽に入れられて真空引きされ、前記バリア材４の開口端部をヒートシールして封止することにより、図１に示す真空断熱材１が形成される。なお、整形体５をバリア材４に挿入しやすくするために、芯材２の外側にあるインナーパック３の耳部３Ｄを折り返してもよい。また、整形体５をバリア材４の内部に挿入した後は、インナーパック３としての機能は不要になるので、当該インナーパック３の端部を切断廃棄してもよい。この場合、バリア材４の内部で芯材２が一時的に膨張復元するが、その後の真空引きで芯材２は再び圧縮されるので、最終的には所望の真空断熱材１を得ることができる。
【００２５】
図８は、完成した真空断熱材１を示している。同図において、４Ａは前記整形体５をバリア材４に挿入した後に、バリア材４の開口端部に形成されたヒートシールによる封止部である。この真空断熱材１を円筒状に折り曲げたものが図９に示すものであり、真空断熱材１の突合せ部となる両端部を重ね合わせて円筒状にしている。同図では、全周長さ約630ｍｍ、直径200ｍｍの円筒としており、段差部14，14の寸法を5〜10ｍｍ（全周長さの約1％）に設定している。当該突合せ部では、芯材２の両端に形成された段差部14，14を互いに合わせて面一とすることにより、真空断熱材１の肉厚を全周にわたって均一とすることができる。すなわち、段差部14，14同士を重ね合わせて、突合せ部における熱のリークを減少させることができる。
【００２６】
以上のように本実施例では、断熱体からなる芯材２と、この芯材２を圧縮状態で収納保持可能な包装体としてのインナーパック３と、外被体としてのバリア材４とからなる断熱材であって、芯材２は複数の断熱体を重ね合わせてなり、当該芯材２をずらしてその端面に段差部14を形成している。
【００２７】
また本実施例では、断熱体からなる芯材２と、この芯材２を圧縮状態で収納保持可能な包装体としてのインナーパック３と、外被体としてのバリア材４とからなり、前記芯材２の端面の一部を取り除いて段差部14を形成している。
【００２８】
このようにすると、断熱材を丸めて使用する場合に、端部と端部とを容易に重ね合わせることができ、突合せ部における断熱性能の低下を防ぐことができる。
【００２９】
さらに、インナーパック３が芯材２を収納して圧縮状態に保持するので、芯材２にバインダーを塗布したり、焼成処理を行なう必要が全くなく、芯材２を短時間で安定した定形形状に保持できる。しかも、芯材２そのものにはバインダーを含め何も添加されておらず、芯材２単体としての極めて優れた断熱性能をそのまま維持できる。以上により、突合せ部からの熱のリークを減少させることが可能な断熱材を提供することができる。また、芯材２を短時間で安定した定形形状に保持でき、芯材２単体としての断熱性能をそのまま維持できる。
【００３０】
また本実施例では、端面に段差部14が形成されるように複数の断熱体をずらしながら重ね合わせて芯材２をなし、外被体としてのバリア材４に当該芯材２を挿入して真空封止することを特徴とする。
【００３１】
このようにすると、カット等しなくても断熱体の組合わせのみによって芯材２の端面に段差部14を形成することができ、芯材の外形を決定する外周カットに使用する型に設けられる切刃を簡素化して、コスト削減を図ることができる。従って、断熱体の組合わせのみによって芯材の端面に段差を形成することで、コスト削減を図ることができる。
【００３２】
さらに本実施例では、断熱体からなる芯材２を所定のサイズにカットする工程でその両端部に表裏互い違いに切刃を入れておき、芯材２の乾燥工程終了後に、前記切刃の部分を取除いて前記端面に段差部14を形成し、当該芯材２を圧縮状態で収納保持可能な包装体としてのインナーパック３に圧縮状態で収納し、外被体としてのバリア材４に当該インナーパック３を挿入して真空封止している。
【００３３】
このようにすると、芯材２の外形を決定する外周カットと同じ工程で、切刃を入れて段差部14を形成することができ、作業工程の削減を図ることができる。従って、芯材２の外周カットと同じ工程で段差部14を形成することで、作業工程の削減を図ることができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば本実施例における断熱材としての真空断熱材は、あらゆる製品に対し適用できる。また、実施例におけるシート材としてのインナーパックに代わり、予め一辺のみを開口した袋状の包装体を利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の好ましい実施例における真空断熱材の縦断面図である。
【図２】同上、芯材の外周をカットした状態の正面図である。
【図３】同上、芯材の一部である切離し部を芯材から取り除いた状態の斜視図である。
【図４】同上、圧縮前の芯材の周囲をインナーパックで覆った状態を示す斜視図である。
【図５】同上、芯材を圧縮しながら耳部を重ね合わせた状態の縦断面図である。
【図６】同上、芯材を圧縮しながら耳部にシール部を形成した状態の縦断面図である。
【図７】同上、芯材を圧縮した後の状態を示す整形体の縦断面図である。
【図８】同上、真空断熱材の完成状態を示す斜視図である。
【図９】同上、真空断熱材の一使用例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 真空断熱材（断熱材）
２ 芯材
３ インナーパック（包装体）
４ バリア材（外被体）
14 段差部
【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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