JP2007182997A

JP2007182997A - 真空断熱材の製造方法

Info

Publication number: JP2007182997A
Application number: JP2007074210A
Authority: JP
Inventors: Munetaka Yamada; 宗登山田; Kazuo Hashimoto; 一夫橋本; Hiroaki Katsumura; 浩昭勝村; Kiyoshi Kinoshita; 清志木下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2007-07-19

Abstract

【課題】シール不良を低減できる真空断熱材の製造方法を提供する。
【解決手段】内面に熱溶着層を有するガスバリア性のラミネートフィルムからなる外被材２３で芯材２４を覆い外被材２３の内部を減圧してなり、外被材２３の外周ヒレ部２５の外周に熱溶着でシールされたシール部２６とシール部２６の内周側に大気圧で外被材２３同士が密着しているだけで熱溶着されていない非シール部２７とを有する真空断熱材２２に対して、大気圧で外被材同士が密着している非シール部２７に熱溶着層が溶融するのに必要な熱を非接触で加えて、シール部２６の内周側の非シール部２７を熱溶着するので、シール幅が拡大してシール性が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空断熱材の製造方法に関するものである。

近年、地球環境保護が大きく叫ばれるなか、家電製品の省エネルギー化は緊急に取り組むべき重要な課題となってきている。この解決方法の一つとして、無駄な熱の伝熱を防ぐ目的での真空断熱材の適用がある。

真空断熱材は、発泡樹脂や繊維材等を芯材として外被材内に入れた断熱材で、断熱材内部を真空に保つことにより気体の熱伝導率を著しく低下させたものであり、その断熱性能を長期に渡って維持するためには、断熱材内部を真空に保ち続ける必要がある。しかし、長期的に見ると、外被材端辺部分にある熱溶着した樹脂層を透過して真空断熱材の内部に、外部から空気や水蒸気などのガスが徐々に侵入し、真空度が低下して断熱性能が悪化してしまうという課題がある。

特許文献１には、熱溶着層を有するガスバリア性の外被材の前記熱溶着層同士を対向させた間に板状の芯材を配置し、減圧下で、前記外被材の間に前記芯材がある部分を含めて弾性体で構成された熱板で加熱加圧して、対向する前記熱溶着層同士を芯材形状に沿うように熱溶着する真空断熱材の製造方法が開示されている。

この特許文献１に開示された真空断熱材の製造方法によれば、芯材の周囲の熱溶着の幅を大きくできるので、外被材内部の真空度低下が抑制され、真空断熱材の断熱性能を維持することができる。
特開２００４−１９７９３５号公報

また、特許文献１に開示されたものは、外被材の間に芯材がある部分を含めて弾性体で構成された熱板で加熱加圧することにより、外被材を熱溶着するので、熱板で加熱加圧している時に、外被材の間に芯材のない部分は、外被材の間に芯材のある部分に較べて圧力が掛かりにくく、そのため、使用可能な芯材が圧縮時に数ミリ以下の厚みになる芯材に限られ、比較的厚みのある芯材を使用した場合は、外被材の間に芯材のない部分に加圧不足が生じて熱溶着不良が生じる可能性があり、また、外被材の間に芯材のない部分に加圧不足が生じないように熱板の荷重を大きくすると、芯材の圧縮が大きくなって芯材部分の固体熱伝導が大きくなり、真空断熱材の断熱性能が悪くなる可能性があった。また、外被材の間に芯材のない部分に掛かる圧力の大きさは、熱板の柔軟性および弾性と芯材の形状や厚みに依存しやすいので、外被材の間に芯材のない部分（熱溶着すべき部分）に掛かる圧力の制御が困難であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、シール不良を低減できる真空断熱材の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の真空断熱材の製造方法は、内面に熱溶着層を有するガスバリア性のラミネートフィルムからなる外被材で芯材を覆い前記外被材の内部を減圧してなり、前記外被材の外周ヒレ部の外周に熱溶着でシールされたシール部と前記シール部の内周側に大気圧で前記外被材同士が密着しているだけで熱溶着されていない非シール部とを有する真空断熱材に対して、大気圧で前記外被材同士が密着している非シール部に前記熱溶着層が溶融するのに必要な熱を非接触で加えて、前記シール部の内周側の前記非シール部を熱溶着するのである。

これによって、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の際まで熱溶着によるシールの幅が大きくなり、シール不良が発生しない。

本発明の真空断熱材は、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができる。

本発明の請求項１に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、内面に熱溶着層を有するガスバリア性のラミネートフィルムからなる外被材で芯材を覆い前記外被材の内部を減圧してなり、前記外被材の外周ヒレ部の外周に熱溶着でシールされたシール部と前記シール部の内周側に大気圧で前記外被材同士が密着しているだけで熱溶着されていない非シール部とを有する真空断熱材に対して、大気圧で前記外被材同士が密着している非シール部に前記熱溶着層が溶融するのに必要な熱を非接触で加えて、前記シール部の内周側の前記非シール部を熱溶着するものであり、通常の確立された製造方法に加えて、それで熱溶着されなかった外被材の非シール部まで熱溶着することにより、熱溶着層同士が密着する部分のすべての外被材が熱溶着された真空断熱材を提供することができる。また、非シール部を熱溶着する時の熱を、非接触で加えるので、芯材の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、外被材に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。

また、請求項２に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、内面に熱溶着層を有するガスバリア性のラミネートフィルムからなる３方をシールした袋状の外被材に芯材を挿入し、次に、減圧空間内で前記外被材の開口部を加熱部材で押さえて溶着したのち前記減圧空間から取り出して、前記外被材の外周ヒレ部の外周に熱溶着でシールされたシール部を有する真空断熱材を得、次に、前記シール部の内周側の大気圧で前記外被材同士が密着しているだけで熱溶着されていない非シール部に前記熱溶着層が溶融するのに必要な熱を非接触で加えて、前記シール部の内周側の前記非シール部を熱溶着するものであり、通常の確立された製造方法に加えて、それで熱溶着されなかった外被材の非シール部まで熱溶着することにより、熱溶着層同士が密着する部分のすべての外被材が熱溶着された真空断熱材を提供することができる。また、非シール部を熱溶着する時の熱を、非接触で加えるので、芯材の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、外被材に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。

また、請求項３に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、請求項１または２記載の発明において、非シール部を熱溶着する時に、外被材をヒーターの輻射熱で加熱するものである。

また、請求項４に記載の真空断熱材の製造方法の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、非シール部を熱溶着する時に、外被材全体を加熱するものである。

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、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（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は同実施の形態の真空断熱材の要部断面図である。

図１において、真空断熱材２２は、２枚の外被材２３で芯材２４を覆ってなり、外被材２３の内部を真空に保っている。

真空断熱材２２の外周ヒレ部２５は、外被材２３が通常に熱溶着されたシール部２６と、あとからの加熱で熱溶着された密着シール部２７とからなる。

図２において、外被材２３は外側から第１の保護層２８と、第２の保護層２９と、ガスバリア層３０と、熱溶着層３１とを有するラミネートフィルムであり、２枚のラミネートフィルムを向かい合わせている。第１の保護層２８はポリエチレンテレフタレートフィルム、第２の保護層２９はナイロンフィルム、ガスバリア層３０はアルミニウム箔、熱溶着層３１は超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）フィルムを用いて、その厚さは、ポリエチレンテレフタレートフィルムは１２μｍ、ナイロンフィルムは１５μｍ、アルミニウム箔は６μｍ、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）フィルムは５０μｍである。

次に、真空断熱材２２の製造方法を図１と図２に基づき説明する。

芯材２４は、密度２７５ｋｇ／ｍ³のグラスウールボードで、１４０℃の乾燥炉で１時間乾燥させる。外被材２３は、予め３方をシールして袋状にしておく。次に真空近く（例えば１０Ｐａ）まで減圧した空間内で芯材２４を袋状の外被材２３に挿入し、外被材２３の開口部を加熱板で押さえて溶着し、シール部２６を形成したのち減圧空間から取り出して通常の真空断熱材２２を得る。このとき、外周ヒレ部２５は大気圧で密着し、シール部２６とまだ溶着されていない非シール部（密着シール部）２７とよりなる。

次に、真空断熱材２２の追加加熱として、上下にヒーターが設置された間を非シール部（密着シール部）２７の熱溶着層が溶融する温度になるように通過させる。このとき外被材２３は、ヒーターの輻射熱と周囲の温度によって加熱される。そして、大気圧下のまま直ちに冷却して非シール部（密着シール部）２７を含めて外被材２３すべてを熱溶着した真空断熱材２２を作製する。

以上のように、真空断熱材２２は、外被材２３全体を加熱して、外被材２３の外周ヒレ部２５のシール部２６を熱溶着した後、シール部２６とは別の非シール部（密着シール部）２７も熱溶着したことにより、シール幅が拡大してシール性が向上するとともに、シワの発生やシール不良が発生せず、外部からのガスバリア性が向上し、長期信頼性を有する真空断熱材２２を提供することができる。

追加の加熱における温度や時間は、真空断熱材２２の使用材料や形状や加熱装置の仕様によって最適条件を任意に決定すればよい。また、大気圧がかかっているため問題はないが、初めに熱溶着したシール部２６を保護するために適度に押圧しておくことは望ましい。

本実施の形態の真空断熱材２２は、芯材２４をガスバリア層３０と熱溶着層３１とを有する外被材２３で覆い、外被材２３の内部を減圧して、外被材２３の外周を熱溶着でシールしシール部２６を形成した真空断熱材２２において、シール部２６の内周側の外被材２３同士が密着している部分（非シール部２７）が全て熱溶着されているものである。

これにより、通常の周知の熱溶着によるシールと変わらず容易にでき、シワの発生やシール不良が発生しない上に、従来、外被材２３が密着しているだけで溶着していなかった非シール部（密着シール部）２７も熱溶着するので、熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させることができ、長期信頼性を有する真空断熱材２２を提供することができる。

また、シール部２６の内周側の熱溶着されている部分（密着シール部２７）に加熱部材が加圧した跡が残っていない。そのため、外被材２３に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生が抑制された真空断熱材２２を提供することができる。

また、本実施の形態では熱溶着層３１はポリエチレンからなる。ポリエチレンは比較的低い温度で溶着できるので、追加加熱による溶着が容易で、より低コストで真空断熱材２２を提供することができる。

また、本実施の形態では、外被材２３が最外層にポリエチレンテレフタレートからなる第１の保護層２８を有する。最外層には表面保護を目的とした材料を配設することで、より確実な耐傷付き性や耐突き刺し性を発揮させてピンホール等の発生を抑制する作用を有し、長期信頼性を有する真空断熱材２２を提供することができる。その中でポリエチレンテレフタレートは安価な材料であり、より低コストで本実施の形態の真空断熱材２２を提供することができる。

本実施の形態の真空断熱材２２の製造方法は、芯材２４をガスバリア層３０と熱溶着層３１とを有する外被材２３で覆い、外被材２３の内部を減圧して、外被材２３の外周を熱溶着してシールした後、外被材２３同士が密着しているだけで熱溶着していない非シール部（密着シール部）２７に熱溶着層３１が溶融するのに必要な熱を加えて熱溶着するものであり、通常の確立された製造方法に加えて、それで熱溶着されなかった外被材２３の非シール部（密着シール部）２７まで熱溶着することにより、熱溶着層３１同士が密着する部分のすべての外被材２３が熱溶着された真空断熱材２２を提供することができる。

本実施の形態の真空断熱材２２の製造方法は、非シール部（密着シール部）２７の熱溶着時の熱を、非接触で加えるものであり、芯材２４の形状に合わせた加熱板等を必要とせずに加熱できるとともに、外被材２３に折り目などのストレスをかけたり傷を付けたりすることがなく、ピンホール等の発生を抑制することができる。

以上のように本発明にかかる真空断熱材の製造方法は、外被材の外周ヒレ部の外周のシール部の内周側の大気圧で外被材同士が密着しているだけで熱溶着されていない非シール部を熱溶着することができ、比較的厚みのある芯材を使用した場合であっても、芯材の際まで熱溶着の範囲が広がりシール性をより向上させ、ガスバリア性を向上させることができるので、冷蔵庫などの冷温機器に適用できる。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図同実施の形態の真空断熱材の端部を示す要部拡大断面図

符号の説明

２２真空断熱材
２３外被材
２４芯材
２５外周ヒレ部
２６シール部
２７密着シール部（非シール部）
３１熱溶着層

Claims

内面に熱溶着層を有するガスバリア性のラミネートフィルムからなる外被材で芯材を覆い前記外被材の内部を減圧してなり、前記外被材の外周ヒレ部の外周に熱溶着でシールされたシール部と前記シール部の内周側に大気圧で前記外被材同士が密着しているだけで熱溶着されていない非シール部とを有する真空断熱材に対して、
大気圧で前記外被材同士が密着している前記非シール部に前記熱溶着層が溶融するのに必要な熱を非接触で加えて、前記シール部の内周側の前記非シール部を熱溶着することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
内面に熱溶着層を有するガスバリア性のラミネートフィルムからなる３方をシールした袋状の外被材に芯材を挿入し、
次に、減圧空間内で前記外被材の開口部を加熱部材で押さえて溶着したのち前記減圧空間から取り出して、前記外被材の外周ヒレ部の外周に熱溶着でシールされたシール部を有する真空断熱材を得、
次に、前記シール部の内周側の大気圧で前記外被材同士が密着しているだけで熱溶着されていない非シール部に前記熱溶着層が溶融するのに必要な熱を非接触で加えて、前記シール部の内周側の前記非シール部を熱溶着することを特徴とする真空断熱材の製造方法。
非シール部を熱溶着する時に、外被材をヒーターの輻射熱で加熱する請求項１または２記載の真空断熱材の製造方法。
非シール部を熱溶着する時に、外被材全体を加熱する請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材の製造方法。