JP2005207556A - 断熱材の整形体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 断熱材の外装体に収納される整形体において、バインダーの塗布や焼成処理を行なわなくても、断熱性能を悪化させずに安定した整形体を得る。
【解決手段】 グラスウールからなる芯材２と、この芯材２を圧縮状態で収納し保持できるシート材としてのインナーパック３により、真空断熱材１の整形体５を構成する。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なく、安定した定形形状の整形体５を短時間に得ることができる。また、生産性や環境面における問題も一掃できる。しかも、芯材２には何も添加されておらず、グラスウール単体としての極めて優れた断熱性能を維持できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばガスバリア性を有する外装体の内部に、真空状態で収納される断熱材の整形体およびその製造方法に関する。

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。

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装体とにより構成される。ここでの外装体は、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。

ところで、芯材として利用される真空断熱材用のグラスウールは、断熱性能が極めて優れており、また通気性を有するので発泡体のようなアウトガスの発生がない利点がある。しかし、その一方で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装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。

そこで従来は、グラスウールに無機バインダー若しくは有機バインダーを塗布した後、このグラスウールをプレスした状態で焼成し、前記バインダーを固化させることで、グラスウールを圧縮状態に保持してなる整形体を成形している。この整形体は、上記外装体に楽に収納できる定形形状となっており、その後の作業性を大幅に改善することが可能になる。
特開２００３−２６９６８９号公報

上述したようなグラスウールの密度を高めた整形体は、製造時における取扱い性で大きな改善が図られるものの、生産性や環境面などで大きな問題を有している。

すなわち環境面では、グラスウールにバインダーを塗布する際に作業場の雰囲気が悪化すると共に、不用物の処理が必要になる。しかも、その後の焼成時に多くの熱が発生するので、エネルギーロスとなる。また生産性の面では、無機バインダー若しくは有機バインダーを塗布し、かつ焼成処理を施して整形体を製造している関係から、これらの各工程で高額な設備投資を必要とする。しかも、整形体として無機バインダー若しくは有機バインダーが添加されているので、グラスウール単体が持つ極めて優れた断熱性能を悪化させると共に、その後の焼成処理に時間が掛かる懸念も生じている。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、バインダーの塗布や焼成処理を行なわなくても、安定した整形体を短時間で得ることができ、しかもその断熱性能を悪化させない断熱材の整形体およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１における断熱材の整形体は、従来の無機バインダーや有機バインダーに代わって、シート材が芯材を収納して圧縮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、安定した定形形状の整形体を短時間に得ることができると共に、生産性や環境面における問題を一掃することができる。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いないので、グラスウール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。

また、本発明の請求項２における断熱材の整形体は、シート材の厚さが0.05ｍｍ以下となっているので、シート材を製袋状にする際の作業性や、シート材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。

本発明の請求項３における断熱材の整形体の製造方法では、従来の無機バインダーや有機バインダーに代わって、シート材が芯材を収納して圧縮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、安定した定形形状の整形体を短時間で得ることができると共に、生産性や環境面における問題を一掃することができる。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いないので、グラスウール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。

本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。

請求項１および請求項３の発明では、バインダーの塗布や焼成処理を行なわなくても、短時間に安定した整形体を得ることができ、しかも整形体としての断熱性能を悪化させないようにすることができる。

また請求項２の発明では、シート材を製袋状にする際の作業性や、シート材の開口部をシールする際の作業性を改善できる。

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。

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、これは弾性に富む綿状の真空断熱用グラスウールからなる芯材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装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点に注目されたい。一方、包装前のバリア材４は、その一側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４参照）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。

次に、上記真空断熱材１の製造工程について、図２〜図５をも参照しながら説明する。図２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。ここでの芯材２は、好ましくは目付量が1400ｇ／ｍ²で、平均繊維径が3.5μｍ以下の真空断熱材用グラスウールが用いられる。またインナーパック３に覆われる前の芯材２の厚さｔ１は、150〜250ｍｍ（好ましくは200ｍｍ）程度ある。一方、芯材２を取り囲むインナーパック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以下のものが選定される。

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矩形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。

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。ここでは図３に示すように、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、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。これにより、インナーパック３は前側のみが開口した袋状に形成される。図４は、上記耳部３Ｄを封止するシール部７が、当該耳部３Ｄに設けられた状態を示している。

なお、図４の状態で、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（図示せず）を重ね合わせて、この部分をシール部７で封止したリ（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。）、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を重ね合わせて、この部分をシール部７で封止してもよい。いずれにせよシール部７は、耳部３Ｄ全体を確実に封止するために、耳部３Ｄの端から端まで隙間なく線状に設けられる。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ｔ１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。

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封止して、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どうしを、前述と同様のシール部７でシールすることで簡単に行なうことができる。図５に示すように、インナーパック３の開口端部を、シール部７により全て封止すると、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、こうして得られた整形体５は、インナーパック３の内部にある芯材２の厚さｔ２が数十ｍｍ以下、好ましくは25ｍｍ程度になり、袋状のバリア材４内に楽に収納できる寸法形状となる。

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２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。

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。

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。

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。

以上のように本実施例では、グラスウールからなる芯材２と、この芯材２を圧縮状態で収納し保持できるシート材としてのインナーパック３により、真空断熱材１の整形体５を構成している。

また本実施例では、グラスウールからなる芯材２をインナーパック３で覆い、このインナーパック３の内部を減圧して、前記芯材２を圧縮状態に収納保持する整形体５の製造方法を採用している。

このようにすると、従来の無機バインダーや有機バインダーに代わって、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、焼成処理を行なったりする必要が全くなく、安定した定形形状の整形体５を短時間に得ることができると共に、生産性や環境面における問題を一掃することができる。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いないので、グラスウール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。

さらに本実施例では、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。

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１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。

本発明の好ましい実施例における真空断熱材の分解斜視図である。 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。 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。 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。 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。

符号の説明

１ 真空断熱材（断熱材）
２ 芯材
３ インナーパック（シート材）
５ 整形体

Claims (3)

1. グラスウールからなる芯材と、この芯材を圧縮状態で収納保持可能なシート材とからなることを特徴とする断熱材の整形体。
2. 前記シート材の厚さを0.05ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の断熱材の整形体。
3. グラスウールからなる芯材をシート材で覆い、このシート材の内部を減圧して、前記芯材を圧縮状態に収納保持することを特徴とする断熱材の整形体の製造方法。
   
   

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