(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱線反射シートと、
前記熱線反射シート上に形成されたメッシュ状シートと、
前記メッシュ状シート面内の空隙部分に配設された中空真空粒子と、
を有する断熱シートであって、
前記中空真空粒子の粒径は、前記メッシュ状シートの厚みより大きいことを特徴とする断熱シート。
【請求項２】
前記中空真空粒子は、互いに隣り合う前記中空真空粒子同士が接していることを特徴とする請求項１に記載の断熱シート。
【請求項３】
前記メッシュ状シートが、緯細線および経細線により構成された織物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の断熱シート。
【請求項４】
前記メッシュ状シートの表面が熱融着型接着樹脂よりなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の断熱シート。
【請求項５】
前記熱線反射シート表面に接着層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の断熱シート。
【請求項６】
前記接着層の材料が、光硬化樹脂、放射線硬化樹脂、および熱硬化性樹脂の内の、何れかの材料であることを特徴とする請求項５記載の断熱シート。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の断熱シートを、一層又は複数層備えたことを特徴とする断熱体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱線反射および真空断熱を利用した断熱シート及び断熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱線反射シートを空気層を介して積層した構成は、断熱体として公知である（特開平５−２６３９１）。この断熱体は、熱源から輻射される熱線を熱線反射シートで反射し、一方熱源からの熱を空気層で断熱する作用がある。
【０００３】
このような断熱体の断熱性能を改善するための一つの方法としては、空気層部分の断熱性能を改善することが考えられる。例えば、内部を真空減圧化した高断熱性の中空真空粒子を熱線反射シート表面に付着させて空気層の一部を真空中空粒子に置き換えることで断熱性を改善する構成が考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記中空真空粒子を熱線反射シート表面に付着させる場合に、中空真空粒子が均一に付着しにくく、中空真空粒子が熱線反射シート表面を被覆する割合が低くなり、中空真空粒子による断熱性改善の効果が上がりにくいという課題があった。
【０００５】
本発明は、従来の断熱体のこの様な課題を考慮し、従来に比べてより一層断熱性に優れた断熱シート及び断熱体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、熱線反射シートと、
前記熱線反射シート上に形成されたメッシュ状シートと、
前記メッシュ状シート面内の空隙部分に配設された中空真空粒子と、
を有する断熱シートであって、
前記中空真空粒子の粒径は、前記メッシュ状シートの厚みより大きいこと断熱シートである。
また、第２の本発明は、上記中空真空粒子は、互いに隣り合う前記中空真空粒子同士が接している上記第１の本発明の断熱シートである。
また、第３の本発明は、上記メッシュ状シートが、緯細線および経細線により構成された織物であることを特徴とする上記第１又は第２の本発明の断熱シートである。
また、第４の本発明は、上記メッシュ状シートの表面が熱融着型接着樹脂よりなることを特徴とする上記第１乃至第３の何れかの本発明の断熱シートである。
また、第５の本発明は、上記熱線反射シート表面に接着層が形成されていることを特徴とする上記第１乃至第３の何れかの本発明の断熱シートである。
また、第６の本発明は、上記接着層の材料が、光硬化樹脂、放射線硬化樹脂、および熱硬化性樹脂の内の、何れかの材料であることを特徴とする上記第５の本発明の断熱シートである。
また、第７の本発明は、上記第１乃至第６のいずれかの本発明の断熱シートを、一層又は複数層備えたことを特徴とする断熱体である。
【０００９】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１０】
本発明の一実施の形態である断熱体を構成する断熱シートの概念図を図１に示す。  即ち、同図に示す様に、本実施の形態の断熱シート１は、熱線反射シート２上にメッシュ状シート３が積層されており、そのメッシュ状シート３面内の空隙部分に真空中空粒子４が配されて構成されている。
【００１１】
熱線反射シート２上にメッシュ状シート３が積層され、メッシュ状シート３面内では空隙部分が規則的に配置されているために、中空真空粒子４を配する際に空隙部分に中空真空粒子３の少なくとも一部が仕切られた空隙部分に収まることで中空真空粒子４の位置が容易に固定されるために、空隙部分に対応して中空真空粒子４が高密度に熱線反射シート２表面に配置される。
【００１２】
本発明の断熱体は、断熱シートを１層だけで構成することもできるが、断熱シートを積層した構成の場合には、さらに高い断熱性が得られる。裁断した断熱シート１を重ねることで断熱シート１を多層化した断熱体を構成することができる。また、本発明における断熱シート１は可とう性を有するために、例えば、図２に示すように断熱シート１を熱源５周辺に多層に巻き付けることで断熱体１を構成したり、図３に示すように断熱シート１を複数回折り曲げて構成した断熱体を熱源５表面に設けることでも容易に多層構造にすることができる。尚、図２、図３は、何れも断熱体の略示側面図である。
【００１３】
本発明の断熱体は、熱線反射性を有するために熱源に隣接させて配することが断熱性に関しては効果的である。また、本発明の断熱体に対して熱源とは反対側に、プラスチックフォームやガラスウールなどの別の断熱体を配することでさらに断熱効果を上げることができる。
【００１４】
本発明の熱線反射シートは、少なくとも熱源からの輻射熱となる波長２μｍ程度以上の赤外線を反射し断熱できることが必要である。熱線反射シートとしては、アルミニウムや銅などの金属箔、半導体や金属を蒸着したシート、あるいは半導体や金属の微粒子を塗布したシートなどをあげることができる。熱線反射層は数百ｎｍ程度の膜厚であれば、充分な熱線反射効果を得ることができる。熱線反射層は熱伝導性が良いために、その膜厚が厚いと熱線反射層部分での熱伝導が断熱体の断熱性能を低下させることになり注意が必要である。
【００１５】
本発明のメッシュ状シートは、中空真空粒子を高密度に配置させるために、シート面内に規則的に高密度に微小の仕切られた空隙部分を有する必要がある。具体的な空隙部分の大きさとしては、空隙部分面積の平方根で表示した場合に数μｍ〜数ｍｍ程度の範囲が好ましい。また、メッシュ状シートでの熱伝導による断熱性能の低下をできるだけ抑えるために、空隙部の孔がシートを貫通して、さらにシート全体の面積に対する空隙部の面積の合計が大きくなっていることが必要である。同様に、シートでの熱伝導による断熱性能の低下を抑制する観点から、シートの厚みはできるだけ小さいことが必要である。
【００１６】
メッシュ状シートの形態としては特に限定はないが、緯細線および経細線により構成された織物をメッシュ状シートとして用いると、可とう性を有しかつ上記メッシュ状シートに必要な条件を容易に達成することができる。また、熱線反射シート表面に直接メッシュ状シートを印刷することにより、メッシュ状シートを形成することも可能である。
【００１７】
メッシュ状シートの材質としては、可とう性を有する材質なら特に限定はなく、プラスチックや金属などが用いられる。メッシュ状シートでの熱線の吸収による断熱性の低下を抑えるために、メッシュ状シートの表面が熱線反射性を有することが好ましい。熱線反射性を付与する方法としては、メッシュ状シートを熱線反射性の材質のもので構成するか、蒸着やコーティングなどにより熱線反射物質で表面処理する方法があげられる。特に、メッシュ状シートが織物である場合、ステンレス細線、銅細線、アルミニウム細線などの金属細線を用いて容易に構成できる。また、プラスチック細線表面にアルミニウム、銅 、銀、金などの金属の薄膜を形成することでも可能である。
【００１８】
本発明の中空真空粒子は、中空真空状態にすることよって空気に比べて効果的な断熱ができる必要がある。一般的に、中空部分の気体の断熱性能は、中空真空粒子内の真空度と中空口径によって決まる。つまり、ある真空度における中空真空粒子内に残留している気体の平均自由工程と中空口径とによって断熱性能が決まる。できるだけ真空度を高くし、そして中空口径を小さくする程、断熱効果が得られる。例えば、真空度が１０-1ｔｏｒｒ程度なら、中空口径を５００μｍ程度まで小さくすることで顕著な断熱効果が得られ、真空度が１０-2ｔｏｒｒ程度なら、中空口径を５ｍｍ程度まで小さくすることで顕著な断熱効果が得られる。
【００１９】
中空真空粒子は、一般的には図４に示すようにメッシュ状シートの厚みより粒径が大きいことが好ましい。本発明の断熱体を積層した場合に、メッシュ状シートの厚みの方が粒径より大きいと、断熱体の層間において熱線反射シートとメッシュ状シートとが線接触になるが、中空真空粒子の粒径の方が大きいと熱線反射シートと中空真空粒子とが点接触になり断熱効果が上がる。しかし、メッシュ状シートとして織物を用いる場合、緯細線および経細線とが交差する点でメッシュ状シートとしての厚みが大きくなる。そのため、交差する点でメッシュ状シートと熱線反射シートとが点接触に近い状態で接触するために、中空真空粒子の粒径については特に制約はなくなる。
【００２０】
本発明の中空真空粒子は、粒子内部の真空状態を維持するために、ガスバリヤ性の材料により粒子の壁材が構成されていることが好ましい。材質としてはガラス、エチレンビーニルアルコール共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニリデンなどを用いることができる。
【００２１】
本発明の断熱体における断熱シートは、熱線反射シート、メッシュ状シート、および中空真空粒子が接着されて一体化されていることが必要である。接着方法は特に限定されないが、比較的効率的な製造方法としては、次の２つのタイプがある。
【００２２】
（１）メッシュ状シートの表面が接着樹脂よりなり、前記接着樹脂を介して熱線反射シートと中空真空粒子とを接着し一体化するタイプ（以下、第１のタイプと称す）。
【００２３】
（２）熱線反射シートとメッシュ状シート、および前記熱線反射シートと中空真空粒子とを、前記熱線反射シート表面に形成された接着層により接着し一体化するタイプ（以下、第２のタイプと称す）。
【００２４】
以下、上記第１及び第２のタイプについて、図面を用いて断熱体の構成を述べると共に、その製造方法の一実施の形態についても説明する。
【００２５】
即ち、第１のタイプにおける接着の状態を示したのが図５である。
【００２６】
同図に示すように、表面が接着樹脂よりなるメッシュ状シート５３を介して熱線反射シート２および中空真空粒子４が接着一体化されている。この場合、接着がメッシュ状シート５３表面で行なわれるために、特にメッシュ状シート５３と中空真空粒子４とが接しやすいようにメッシュ状シート５３の空隙の大きさあるいは中空真空粒子４の粒径を最適化する必要がある。
【００２７】
この場合の具体的な製造方法としては、熱線反射シート２上に、表面が熱融着型接着樹脂よりなるメッシュ状シート５３を重ねた後、中空真空粒子４を前記メッシュ状シートの空隙部に配した後、加熱して前記熱融着型接着樹脂を融着する工程を行う方法により、乾式で接着一体化が実現できるため、好ましい。メッシュ状シート５３は、熱融着型接着樹脂を後処理によりメッシュ状シート表面にコーティングする方法以外に、メッシュ状シートを熱融着性接着樹脂により構成する方法がある。特に、メッシュ状シートが織物である場合、緯細線あるいは経細線に熱融着性樹脂よりなる細線を用いることができ好ましい。熱融着性樹脂としては、ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどをあげることができる。
【００２８】
次に、上述した第２のタイプにおける接着の状態を示したのが図６である。
【００２９】
同図に示すように、熱線反射シート２上に形成された接着層６により、メッシュ状シート３および中空真空粒子４が接着一体化されている。
【００３０】
この場合の具体的な製造方法を図７を用いて説明する。熱線反射シート２表面に接着層６を形成（同図において、Ａを付した工程に対応）した後、前記接着層６を未硬化状態で粘着性を残したままで、メッシュ状シート３と前記熱線反射シート２とを前記接着層６を介して貼り合わせた（同図において、Ｂを付した工程に対応）後、中空真空粒子４を前記メッシュ状シート３の空隙部に付着させた（同図において、Ｃを付した工程に対応）後、前記接着層６を露光装置７により硬化する工程（同図において、Ｄを付した）を行う方法が比較的簡便で好ましい。特に、接着層６の粘着性を残したままで接着一体化を行なうために、メッシュ状シート３および中空真空粒子４の位置が熱線反射シート２上に仮固定され取り扱いしやすい。また、必要に応じて上記工程Ｃと上記工程Ｄとの間に加圧ロールを設けて、仮固定されているメッシュ状シート３および中空真空粒子４を熱線反射シート２に圧着することで、接着がより確実に行なわれる。
【００３１】
接着層６には一般的な接着材料を用いることができるが、取り扱いの面では特に光硬化樹脂、放射線硬化樹脂、および熱硬化性樹脂より選ばれた接着剤が好ましい。光硬化樹脂としては、紫外線硬化樹脂、赤外線硬化樹脂などがあげられる。放射線硬化樹脂としては、Ｘ線硬化樹脂、電子線硬化樹脂などがあげられる。接着層６での熱源からの熱線の吸収をできるだけ小さくするために、メッシュ状シート３および中空真空粒子４を接着できる範囲で接着層６の膜厚は薄い程よく、数μｍ程度が好ましい。
【００３２】
次に、上記第１及び第２のタイプの断熱シートを製造し、断熱性能の確認を行ったので、その具体例について更に説明する。
【００３３】
（具体例１）
ここでは、第１のタイプの断熱シートについて述べる。
【００３４】
熱線反射シートとしては、ポリエチレンテレフタレート（１２μｍ）、ポリエチレン（１３μｍ）、アルミニウム箔（９μｍ）、ポリエチレン（４０μｍ）をラミネートしたシートを用いた。
【００３５】
メッシュ状シートとしては、緯細線および経細線が熱融着型接着樹脂であるポリエチレンの細線（５０μｍ径）により構成した織物を用いた（空隙部分：３００μｍ×３００μｍ）。
【００３６】
中空真空粒子としては、平均中空口径が５００μｍ、真空度が０．０１ｔｏｒｒ程度であるガラス製のものを用いた。
【００３７】
熱線反射シートのポリエチレン層側に、メッシュ状シートを重ねた後、中空真空粒子をメッシュ状シートの空隙部に配した後、１００℃程度に加熱しながらシート全体を圧着一体化して断熱シートを構成した。
【００３８】
この断熱シート表面を顕微鏡で観察すると、メッシュ状シートの空隙部分に対してほぼ１００％中空真空粒子が配されていることが確認できた。
【００３９】
（比較例１）
具体例１において、メッシュ状シートを用いずに、熱線反射シートのポリエチレン層表面に中空真空粒子を配した後、１００℃程度に加熱しながらシート全体を圧着一体化して、比較例１としての断熱シートを構成した。
【００４０】
この断熱シート表面を顕微鏡で観察すると、配した中空真空粒子の一部がポリエチレン層表面から落ちたために、熱線反射シート内の単位面積当たりの粒子数が具体例１に対して約５０％程度に低減した。
【００４１】
具体例１及び比較例１で作成した断熱シートを円筒型の熱源（８０℃）の周りに１０回巻き付けて、熱源周りにそれぞれ断熱体を形成したところ、比較例１で作成した断熱シートを用いた場合に比べて、具体例１で作成した断熱シートを用いることで断熱性能が約２０％程度改善されていた。
【００４２】
（具体例２）
ここでは、第２のタイプの断熱シートについて述べる。
【００４３】
熱線反射シートとしては、ポリエチレンテレフタレート（１２μｍ）上にアルミニウムを０．５μｍの厚みで蒸着して構成した。
【００４４】
メッシュ状シートとしては、緯細線および経細線がステンレス細線（３０μｍ径）により構成した織物を用いた（空隙部分：３００μｍ×３００μｍ）。
【００４５】
中空真空粒子は、具体例１と同じものを用いた。
【００４６】
熱線反射シートのポリエチレンテレフタレート側に紫外線硬化樹脂よりなる接着層（３μｍ）を形成した後、接着層を未硬化状態で粘着性を残したままで、メッシュ状シートと熱線反射シートとを接着層で貼り合わせた後、中空真空粒子をメッシュ状シートの空隙部に付着させ、その後、シート表面を加圧ロールで圧着し、その後、シート表面に紫外線を照射することで接着層を硬化して、断熱シートを構成した。
【００４７】
この断熱シート表面を顕微鏡で観察すると、メッシュ状シートの空隙部分に対してほぼ１００％中空真空粒子が配されていることが確認できた。
【００４８】
（比較例２）
具体例２において、メッシュ状シートを用いずに、熱線反射シートの未硬化状態の接着層表面に中空真空粒子を配した後、シート表面を加圧ロールで圧着し、その後、シート表面に紫外線を照射することで接着層を硬化して、比較例２としての断熱シートを構成した。
【００４９】
この断熱シート表面を顕微鏡で観察すると、中空真空粒子が不均一に配され、熱線反射シート内の単位面積当たりの粒子数が具体例２に対して約７０％程度に低減した。
【００５０】
具体例２及び比較例２で作成した断熱シートを折り畳むことで１０層積層された断熱体をそれぞれ構成した。これらの断熱体を面状発熱体（５０℃）よりなる熱源に重ねたところ、比較例２で作成した断熱シートを用いた場合に比べて、具体例２で作成した断熱シートを用いることで断熱性能が約５％程度改善することが出来た。
【００５１】
以上のように、熱線反射シートにメッシュ状シートを積層し、前記メッシュ状シート面内の空隙部分に複数個の中空真空粒子を配した断熱シートを有することを特徴とする断熱体によって、簡便な操作により熱線反射シート表面に中空真空粒子を高密度に配することができ中空真空粒子による熱線反射シート上の被覆率が向上し、優れた断熱性能を得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように本発明は、断熱性により一層優れていると言う長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の断熱体の一実施の形態の断熱シートの斜視図
【図２】本発明の断熱体の一実施の形態を示す説明図
【図３】本発明の断熱体の一実施の形態を示す説明図
【図４】本発明の断熱体の一実施の形態を示す断熱シートの斜視図
【図５】本発明の断熱体の一実施の形態を示す略示断面図
【図６】本発明の断熱体の一実施の形態を示す略示断面図
【図７】本発明の断熱体の製造方法の一実施の形態を示す略示工程図
【符号の説明】
１    断熱体
２    熱線反射シート
３    メッシュ状シート
４    中空真空粒子
５    熱源
６    接着層
７    露光装置
【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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