(57)【要約】    【課題】  異形の筺体に対しても単独で簡単に配置でき、突き合わせ面からの熱の出入りを削減させると共に、低コスト化を図る断熱材とその製造方法を得る。    【解決手段】  グラスウールからなる芯材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、芯材２の一部を取り除いてこの芯材２に線状の薄肉部13を形成する。芯材２の一部を取除いて、この芯材２に他の部位よりも薄い厚さの薄肉部13が形成されるので、この薄肉部13を利用して完成した真空断熱材１を容易に折曲げることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、収納保持可能な包装体と、外被体とからなり、前記芯材の一部を取り除いて薄肉部を形成したことを特徴とする断熱材。
【請求項２】
切断手段によって前記薄肉部を形成したことを特徴とする請求項１記載の断熱材。
【請求項３】
幅と厚さをそれぞれＷ，Ｔ１とし、薄肉部以外の厚さをＴ０としたときに、（Ｗ／２）≧（Ｔ０−Ｔ１）或いは０＜Ｔ１≦（３／４）Ｔ０が成り立つものであることを特徴とする請求項１または２記載の断熱材。
【請求項４】
芯材を切断手段によってカットし、乾燥工程を得て、薄肉化して圧縮状態で収納保持し、外被体に挿入して封止した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保持した整形体を、外被体の内部に収納した断熱材および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て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、例えば冷蔵庫のような箱型状の家電製品であっても、上述した真空断熱材を貼り付けることができる場所は制限があり、また他の部品の影響などで、真空断熱材をそのまま貼り付けられない場合もある。
【０００６】
さらに、丸く円筒状の筺体をなす家電製品の場合は、複数の細分化した真空断熱材を筺体内で継ぎ足すことで使用できるが、断熱材間で突き合せ面が増えてしまい、そこから熱のリークが生じて所望の断熱効果が得られない。その上、断熱材の使用枚数も増えてしまうことから、コスト上昇の要因となる問題がある。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、異形の筺体に対しても単独で簡単に配置することができ、突き合わせ面からの熱の出入りを削減させると共に、低コスト化を図ることができる断熱材およびそ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】
【０００８】
本発明の請求項１における断熱材では、芯材の一部を取除いて当該芯材に薄肉部が形成されるため、この薄肉部を利用して完成した断熱材を容易に折曲げることができる。そのため、円筒などの異形の筺体に対して、単独の断熱材を簡単に配置できると共に、複数の断熱材を用意しなくてもよいため、突き合わせ面からの熱の出入りが減少し、且つ断熱材の枚数を減らすことで低コスト化を実現できる。
【０００９】
さらに、包装体が芯材を圧縮状態に収納して保持すれば、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。
【００１０】
本発明の請求項２における断熱材では、芯材の外形を決定する外周カットと同じ工程で、切断手段により例えば切刃を入れて薄肉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。
【００１１】
本発明の請求項３における断熱材では、芯材の一部を取り除くことで形成された薄肉部の幅Ｗが、芯材の一部を取り除いた部分の深さ（Ｔ０−Ｔ１）の２倍以上となるように、或いは薄肉部の厚さＴ１が、０を越えて薄肉部以外の芯材の厚さＴ０の３／４以下となるように、芯材に対する薄肉部の寸法を規定すれば、薄肉部において無理なく断熱材を折り曲げることが可能になる。
【００１２】
本発明の請求項４における断熱材の製造方法では、芯材の一部に薄肉化された部分（薄肉部）が形成されるため、この薄肉部を利用して完成した断熱材を容易に折曲げることができる。そのため、円筒などの異形の筺体に対して、単独の断熱材を簡単に配置できると共に、複数の断熱材を用意しなくてもよいため、突き合わせ面からの熱の出入りが減少し、且つ断熱材の枚数を減らすことで低コスト化を実現できる。
【００１３】
さらに、芯材が圧縮状態に収納保持されるので、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。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１および請求項４の発明では、異形の筺体に対しても単独で簡単に配置することができ、突き合わせ面からの熱の出入りを削減させると共に、低コスト化を図ることができる。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。
【００１５】
請求項２の発明では、芯材の外周カットと同じ工程で薄肉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。
【００１６】
請求項３の発明では、芯材に対する薄肉部の寸法を規定することで、薄肉部において無理なく断熱材を折り曲げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明における真空断熱材の好ましい実施例を説明する。
【００１８】
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。
【００１９】
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。また、それと同時に、最終的に真空断熱材１を折り曲げる場所に、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。
【００２０】
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）を、芯材２から取り除く。これにより、芯材２には他の部位よりも薄肉化された薄肉部13が形成されると共に、切離し部12を取り除いた部分に溝状の凹部14が形成される。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。）したリ、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
図８は、完成した真空断熱材１の使用例を示している。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。ここでの真空断熱材１は、家電製品の筺体形状に合せて、薄肉部13の部分を簡単に折り曲げて使用することができる。勿論、薄肉部13の部分を折り曲げずに、板状の真空断熱材１をそのまま使用することも可能である。
【００３０】
図９は、芯材２に複数の薄肉部13を形成した例を示している。当該薄肉部13は、芯材２の前後方向を横断するように、所定の間隔で複数配置され、図８と同様に薄肉部13の部分を折り曲げることで、多角筒状の真空断熱材１を得ることができる。したがって、この場合は、例えば円筒状をなす家電機器の筺体に、単独の真空断熱材１を貼り付けることができる。
【００３１】
図１０は、芯材２の各部の寸法を示したものである。同図において、Ｗは切離し部12を取り除くことで形成された凹部14の幅であって、これは薄肉部13の幅に一致する。また、Ｔ１は芯材２の一部として残っている薄肉部13の厚さであり、さらにＴ０は、芯材２の薄肉部13以外の厚さである。この場合、切離し部12として芯材２から取り除く幅Ｗ（すなわち、芯材２の一部として残る薄肉部13の幅）は、（Ｗ／２）≧（Ｔ０−Ｔ１）なる関係を満たすようにする。こうすれば、薄肉部13の幅Ｗが芯材２の一部を取り除いた凹部14の深さ（Ｔ０−Ｔ１）の２倍以上に確保され、この部分で真空断熱材１を無理なく折り曲げることができる。
【００３２】
また、芯材２の薄肉化された部分（薄肉部13）の厚さＴ０は、０＜Ｔ１≦（３／４）Ｔ０なる関係を満たすようにする。こうすれば、薄肉部13の厚さＴ１が、芯材２の厚さＴ０に対して０を越えて３／４以下になるので、薄肉部13が必要以上に厚くならず、真空断熱材１を無理なく折り曲げることができる。
【００３３】
因みに上記整形体５は、真空断熱材１の製造時において、バリア材４に挿入されるまでの間、インナーパック３によって芯材２を一時的に定形形状に圧縮保持できればよいので、インナーパック３に対しバリア材４のようなガスバリア性やシール性は要求されない。そのため、本実施例による整形体５は、インナーパック３の材質にある程度の汎用性を持たせることができる利点がある。
【００３４】
以上のように、本実施例における真空断熱材１は、例えばグラスウールからなる芯材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、インナーパック３に芯材２を収納した整形体５を内部に収納する外被体としてのバリア材４とからなり、芯材２の一部を取り除いてこの芯材２に例えば線状などの薄肉部13を形成している。
【００３５】
この場合、芯材２の一部を取除いて、この芯材２に他の部位よりも薄い厚さの薄肉部13が形成されるため、当該薄肉部13を利用して完成した真空断熱材１を容易に折曲げることができる。
【００３６】
また、本実施例における真空断熱材１の製造方法は、グラスウールの芯材２をその一部に切刃を入れるなどして切断手段によりカットし、この芯材２の乾燥工程を得た後、前記切刃の部分を取除き薄肉化して、芯材２を例えばインナーパック３などに圧縮状態で収納保持し、この芯材を外被体であるバリア材４に挿入して真空封止している。
【００３７】
この場合も、芯材２の一部に切刃の部分を取除いた薄肉化された部分（薄肉部13）が形成されるため、この薄肉部13を利用して完成した真空断熱材１を容易に折曲げることができる。
【００３８】
そのため、こうした真空断熱材１の構成と製造方法によれば、円筒などの異形の筺体に対して、単独の真空断熱材１を簡単に配置できると共に、複数の真空断熱材１を用意しなくてもよいため、突き合わせ面からの熱の出入りが減少し、且つ真空断熱材１の枚数を減らすことで低コスト化を実現できる。さらに、芯材２が圧縮状態に収納保持されるので、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。
【００３９】
つまり本実施例では、異形の筺体に対しても単独の真空断熱材１を簡単に配置することができ、真空断熱材１どうしの突き合わせ面からの熱の出入りを削減させると共に、低コスト化を図ることができる。また、芯材２を短時間で安定した定形形状に保持できることから、芯材２単体としての断熱性能をそのまま維持できる。
【００４０】
また本実施例では、芯材２の外周カットと同時に切刃を入れて薄肉部13を形成しているので、芯材２の外形を決定する外周カットと同じ工程で、切刃を入れて薄肉部13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。
【００４１】
また本実施例では、薄肉部13の幅と厚さをそれぞれＷ，Ｔ１とし、芯材２の薄肉部13以外の厚さをＴ０としたときに、（Ｗ／２）≧（Ｔ０−Ｔ１）或いは０＜Ｔ１≦（３／４）Ｔ０が成り立つように、薄肉部13を形成している。この場合、芯材２の一部を取り除くことで形成された薄肉部13の幅Ｗが、芯材２の一部を取り除いた部分の深さ（Ｔ０−Ｔ１）の２倍以上となるように、或いは薄肉部13の厚さＴ１が、０を越えて薄肉部13以外の芯材２の厚さＴ０の３／４以下となるように、芯材２に対する薄肉部13の寸法を規定すれば、薄肉部13において無理なく真空断熱材１を折り曲げることが可能になる。
【００４２】
その他に本実施例では、インナーパック３の厚さを0.05ｍｍ以下としているので、インナーパック３を製袋状にする際の作業性や、バキューム減圧のために残したインナーパック３の開口部をシールする際の作業性を改善することができる。
【００４３】
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、冷蔵庫や調理機器以外の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】
【００４４】
【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、真空断熱材の一使用例を示す斜視図である。
【図９】同上、真空断熱材の別な使用例を示す斜視図である。
【図１０】同上、芯材の各部の寸法を表わした要部断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
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）
13  薄肉部
【図１】
2007092776.tif 000003
【図２】
2007092776.tif 000004
【図３】
2007092776.tif 000005
【図４】
2007092776.tif 000006
【図５】
2007092776.tif 000007
【図６】
2007092776.tif 000008
【図７】
2007092776.tif 000009
【図８】
2007092776.tif 000010
【図９】
2007092776.tif 000011
【図１０】
2007092776.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月20日(2006.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、外被体とからなり、前記芯材の一部を取り除いて薄肉部を形成したことを特徴とする断熱材。
【請求項２】
切断手段によって前記薄肉部を形成したことを特徴とする請求項１記載の断熱材。
【請求項３】
幅と厚さをそれぞれＷ，Ｔ１とし、薄肉部以外の厚さをＴ０としたときに、（Ｗ／２）≧（Ｔ０−Ｔ１）或いは０＜Ｔ１≦（３／４）Ｔ０が成り立つものであることを特徴とする請求項１または２記載の断熱材。
【請求項４】
芯材を切断手段によってカットし、乾燥工程を得て、薄肉化して圧縮状態で収納保持し、外被体に挿入して封止したことを特徴とする断熱材の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
さらに、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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項１および請求項４の発明では、異形の筺体に対しても単独で簡単に配置することができ、突き合わせ面からの熱の出入りを削減させると共に、低コスト化を図ることができる。また、請求項１の発明では、芯材単体としての断熱性能をそのまま維持できると共に、請求項４の発明では、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。