JP2014105829A - Vacuum heat insulation sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、断熱材を真空状態に封入してなる真空断熱材により構成された真空断熱シートに関する。 The present invention relates to a vacuum heat insulating sheet constituted by a vacuum heat insulating material formed by sealing a heat insulating material in a vacuum state.
従来、住宅の断熱材としては、グラスウールやウレタン等の発泡樹脂ボードなどが用いられている。最近、これに替わり、発泡体や粉粒体、繊維体等を適宜平板状に押し固めたものをアルミニウム箔と合成樹脂フィルムを積層したガス遮断フィルムを重ね合わせた袋に入れ、これを封入する際に周囲を真空にすることで、断熱材が真空状態で封入されたシートが提供され、これを断熱材として用いることも行われている。この真空状態による熱伝導の遮断により、内部の断熱材の断熱効果も相まって、断熱材としての効果がより高くなっている。また、従来の断熱材に比べ薄く成型することが可能なので、冷蔵庫や自動販売機、熱交換器など、高い断熱性能と省スペース化を要求される機器の断熱材としても利用されている。 Conventionally, as a heat insulating material for a house, a foamed resin board such as glass wool or urethane has been used. Recently, instead of this, foam, powder, fiber, etc., pressed into a flat plate as appropriate, are put in a bag with a gas barrier film laminated with aluminum foil and synthetic resin film, and sealed. When the surroundings are evacuated, a sheet in which the heat insulating material is sealed in a vacuum state is provided, and this is also used as a heat insulating material. By blocking the heat conduction due to the vacuum state, the heat insulating effect of the internal heat insulating material is combined with the effect as a heat insulating material. In addition, since it can be molded thinner than conventional heat insulating materials, it is also used as a heat insulating material for devices that require high heat insulating performance and space saving, such as refrigerators, vending machines, and heat exchangers.
ところで、グラスウール等の従来からある断熱材は壁への施工の際、釘やステープル等により壁面のボード等に固定されるのが普通である。しかし、真空断熱材に釘等を打ち付けると空いた穴で内部が真空状態でなくなるため、真空による断熱効果は発揮されなくなるという問題点があった。
これに対して、特許文献１に示すような真空断熱シートの製造方法が開示されている。これは、断熱材を含む真空部分がシート上で「桟」状の「連結シール部」によって区画されているものであった。そして区画の１つに釘を打ち付けたとしても、真空状態が損なわれるのはその区画のみで、他の区画は「桟」によって隔てられているため真空状態が保たれ、シート全体としての断熱性はさほど損なわれないものであった。
By the way, a conventional heat insulating material such as glass wool is usually fixed to a wall board or the like by nails, staples or the like during construction on the wall. However, when a nail or the like is hit against the vacuum heat insulating material, the inside is not in a vacuum state due to the vacant hole, and there is a problem that the heat insulating effect by the vacuum is not exhibited.
On the other hand, the manufacturing method of a vacuum heat insulation sheet as shown to patent document 1 is disclosed. In this case, the vacuum part including the heat insulating material was partitioned on the sheet by the “connecting seal part” in the shape of a “crosspiece”. And even if nails are nailed to one of the compartments, the vacuum state is only impaired by that compartment, and the other compartments are separated by “crosspieces”, so that the vacuum state is maintained and the heat insulation of the entire sheet It was something that was not damaged so much.
また、特許文献２では、枠材で周囲を囲った面材の上に複数の真空断熱材を適当に配列した状態で、この上からもう１枚の面材を載せて挟み、真空断熱材の間の間隙は樹脂発泡剤で充填する、というものであった。
さらに、特許文献３では、ある程度の厚みのあるコア材を気密フィルムで真空密閉して、その際の圧着片をコア材の一方の面側に偏らせた真空断熱材を形成し、これらを複数個平面状に連結する際に、隣接する真空断熱材どうしで圧着片が互い違いになるようにして、コア材間の隙間がないようにして断熱パネルを構成する技術が開示されている。
Further, in Patent Document 2, a plurality of vacuum heat insulating materials are appropriately arranged on a face material surrounded by a frame material, and another surface material is placed between the vacuum heat insulating materials. The gap between them was filled with a resin foaming agent.
Furthermore, in Patent Document 3, a core material having a certain thickness is vacuum-sealed with an airtight film to form a vacuum heat insulating material in which a pressure-bonding piece at that time is biased to one surface side of the core material. A technique is disclosed in which a heat insulating panel is configured so that the pressure-bonding pieces are staggered between adjacent vacuum heat insulating materials when there is no gap between the core materials when connecting in the form of individual planes.
上記特許文献１記載の真空断熱シートは、全体で一枚ものとして形成されている。住宅の壁面に適用し得る断熱材としてこれを形成する場合、少なくとも１辺がメートル単位の四角形状に形成される必要がある。これほどの大きさのシートを真空状態とするためには、巨大な真空設備を多大な費用をかけて準備する必要がある。また、あらかじめ複数に区画されたシート部分のその区画ごとに断熱材を載置し、これに同じく区画されたシートを重ね、各区画がずれないように正確に溶着するのは実際にはきわめて困難である。
また、上記特許文献２記載の断熱パネルは、複数の真空断熱材を平面状に配列した際の各々の間の間隙を樹脂発泡剤で充填する、という手順を要するため、製造工程が複雑であるとともに製造コストも嵩む。さらに、構成された断熱パネルは周囲が枠材で囲われており、可撓性に乏しいものである。よって、これを曲面に適用することは不可能である。
The vacuum heat insulating sheet described in Patent Document 1 is formed as a single sheet as a whole. When forming this as a heat insulating material applicable to the wall surface of a house, at least one side needs to be formed in the square shape of a meter unit. In order to make a sheet of such a size into a vacuum state, it is necessary to prepare a huge vacuum facility at great expense. In addition, it is actually very difficult to place a heat insulating material in each section of the sheet section divided into a plurality of sections in advance, and to stack the same section sheets on top of each other and to accurately weld the sections so that they do not shift. It is.
Moreover, since the heat insulation panel described in Patent Document 2 requires a procedure of filling a gap between each of the plurality of vacuum heat insulating materials in a planar shape with a resin foaming agent, the manufacturing process is complicated. At the same time, the manufacturing cost increases. Furthermore, the constructed heat insulating panel is surrounded by a frame material, and is not flexible. Therefore, it is impossible to apply this to a curved surface.
さらに、上記特許文献３の断熱パネルもまた、各真空断熱間を隙間がない状態で平面状に構成することは可能であるものの、各断熱材がある程度の厚みや剛性があるから、その厚みがある辺縁の平面どうしで接触することで隙間が解消できている。その結果、やはり可撓性に乏しくなっており、これも曲面に適用することは不可能である。
以上の問題点に鑑み、本発明は、上記のような巨大な真空設備を要することなく、比較的簡易な真空設備でも十分製造可能でかつメートル単位のような任意の大きさにも形成可能な真空断熱シートであって、平面のみならず曲面にも適用可能な可撓性をも備えたものを提供することを課題とする。
Furthermore, although the heat insulation panel of the above-mentioned Patent Document 3 can also be configured in a flat shape with no gap between the vacuum insulations, each insulation has a certain thickness and rigidity, so the thickness is The gap can be eliminated by contact between the planes of a certain edge. As a result, the flexibility is still poor, and this is also impossible to apply to curved surfaces.
In view of the above problems, the present invention does not require a huge vacuum facility as described above, can be sufficiently manufactured even with a relatively simple vacuum facility, and can be formed in an arbitrary size such as a metric unit. It is an object of the present invention to provide a vacuum heat insulating sheet having flexibility applicable not only to a flat surface but also to a curved surface.
上記課題に鑑み、本発明に係る真空断熱シート10は、断熱芯材21を２枚の屈曲性を有するガス遮断フィルム22の間に挟み、その断熱芯材21が収容される空間を真空にしつつその断熱芯材21の周囲を封入代23として熱圧着して形成した真空断熱単位20を複数個平面的に隙間なく貼り合わせて、前記封入代23による貼り合わせ部分が可撓性を有する１枚のシート状に成形したことを特徴とする。
断熱芯材21とは、従来既知の断熱材を平面状の芯材として固めて形成したものである。この従来既知の断熱材としては、たとえば、ウレタンフォーム、スチレンフォーム、フェノールフォーム等の合成樹脂の発泡体が挙げられる。また、これらの発泡体を粉砕したものや、シリカ、アルミナ、パーライトのような無機系の粉粒体も断熱材として使用可能である。さらに、グラスウール、ロックウール、グラスファイバー、セルロースファイバーのような繊維体も断熱材として使用可能である。これらはいずれも、平板状の適宜の形状に押し固めた状態で断熱芯材21として使用される。この適宜の形状とは、この形状を複数個、平面として敷き詰めることのできるようなものであれば特に限定はなく、たとえば、直角二等辺三角形、正方形、長方形、六角形などとすることができる。
In view of the above problems, the vacuum
The heat insulating
ガス遮断フィルム22とは、ガスバリア性を備えたフィルム材をいい、たとえば、ポリエステルフィルムやポリアミドフィルムなど保護層とアルミニウム箔や蒸着フィルムなどのバリア層と、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルムなどのシーラント層とが積層された複合フィルムとして形成することができる。また、このガス遮断フィルム22は、多少の折り曲げによっては破断は起こさず、それによってガスバリア性が阻害されない程度の屈曲性を有するものである。このガス遮断フィルム22を２枚合わせにした間に、上記の形状に成形された断熱芯材21が封入されることになる。すなわち、真空雰囲気中で２枚のガス遮断フィルム22の間に断熱芯材21を挟み込み、その周囲を熱圧着すれば、断熱芯材21は真空状態でガス遮断フィルム22間に封入され、これが「真空断熱単位20」となる。そしてこの熱圧着された各辺縁が「封入代23」となる。
The
そして各真空断熱単位20は、隙間なく平面的に貼り合わせられることで、一枚の任意の大きさの真空断熱シート10として形成されることになる。
この貼り合わせの際には、隣接する真空断熱単位20の封入代23どうしを溶着してキルティング状にしてもよいが、隣接する真空断熱単位20においては、一方の封入代23が他方の前記断熱芯材21を有する部分に重ね合わせられていることが望ましい。あるいは、隣接する前記真空断熱単位20においては、前記断熱芯材21を有する部分が互いに重ね合わせられていることが望ましい。このように重ね合わせられることで、断熱芯材21が途切れる部分が解消され、断熱芯材21のある部分とない部分との断熱性の格差が解消されることになる。
And each vacuum
At the time of bonding, the
そして、真空後の断熱芯材21部分は可撓性ではないものの、ガス遮断フィルム22が可撓性を有することで、前記封入代23によって貼り合わせられている部分がある程度の可撓性を有することとなる。その結果、真空断熱シート10が全体として可撓性を有し、その貼り合わせの箇所で曲げることが可能となっている。よって、平面のみならず、曲面にも適用することが可能である。
なお、前記真空断熱単位20を平面的な支持体30に隙間なく貼り合わせて前記１枚の真空断熱シート10として成形することもできる。この支持体30とは、たとえば、合板、石膏ボード、紙、布、合成樹脂シート等、平面的な構造物であれば何でも使用可能である。この際、支持体30として紙、布あるいは合成樹脂シートのような可撓性のものを採用する場合、真空断熱単位20を貼り合わせたあとでも支持体30を含めた可撓性が維持されることとなっている。
And although the heat insulating
Note that the vacuum
また、前記１枚のシート状に成形したその全体を収縮性フィルム24で被覆し収縮させ前記ガス遮断フィルム22と密着させることとすれば、隣り合う断熱芯材21どうしの間隔をより小さくすることができ、これにより断熱性もより向上することとなる。この際、収縮性フィルム24自体は可撓性を有するので、これで全体を被覆することとしても真空断熱シート10全体としての可撓性を阻害することはない。
Further, if the whole sheet formed into a single sheet is covered with a
本発明は、上記のように構成されているので、それほど大きな真空設備を要することなく、比較的簡易な真空設備でも十分製造可能でかつメートル単位の大きさにも形成可能な真空断熱シートを提供することが可能となる。また、該真空断熱シートにおける各部分の断熱性の格差も解消することが可能となる。さらに、平面のみならず曲面にも適用可能な可撓性をも備えることとなる。
特に、真空断熱シートの施工の際に一部に釘を打ったとしても、その部分の真空断熱単位が断熱製を失うのみで、シート全体としての断熱機能は失われることはない。
さらに、比較的小さな真空断熱単位を複数連結したものであるため、真空断熱シートとしての大きさや形を任意のものに自由に形成することができる。
Since the present invention is configured as described above, it provides a vacuum heat insulating sheet that can be sufficiently manufactured even with a relatively simple vacuum equipment and can be formed in the size of a meter without requiring a large vacuum equipment. It becomes possible to do. Moreover, it becomes possible to eliminate the difference in the heat insulating properties of each part in the vacuum heat insulating sheet. Furthermore, it is provided with flexibility applicable not only to a flat surface but also to a curved surface.
In particular, even if nails are struck in part during the construction of the vacuum heat insulating sheet, the heat insulating function of the entire sheet is not lost, only that the vacuum heat insulating unit in that part loses the heat insulation.
Furthermore, since a plurality of relatively small vacuum heat insulating units are connected, the size and shape of the vacuum heat insulating sheet can be freely formed arbitrarily.
以上により、真空断熱シートとしてのフレキシブル性が向上し、また現場での取り扱いも容易となることから、作業効率の向上も期待できる。
また、全体を収縮性フィルムで被覆した場合には、隣り合う断熱芯材どうしの間隔をより小さくすることができるため、断熱ロスを減らすことになり、断熱機能を向上させることができる。
As described above, flexibility as a vacuum heat insulating sheet is improved, and handling on the site is facilitated, so that improvement in work efficiency can be expected.
Moreover, when the whole is coat | covered with a shrinkable film, since the space | interval of adjacent heat insulation core materials can be made smaller, a heat insulation loss will be reduced and a heat insulation function can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態で使用される真空断熱単位20を図１に示す。
真空断熱単位20は、グラスウールに水分吸着材としてのゲッター剤を添加したものを直角二等辺三角形状に薄く平板状に固めたものを断熱芯材21として（図１（Ａ）参照）、これをアルミニウム箔と合成樹脂フィルムを積層したガス遮断フィルム22の２枚で挟み、これを真空雰囲気中で断熱芯材21の周囲を熱圧着してこれを封入代23としたものである（図１（Ｂ）参照）。すなわち、ガス遮断フィルム22間の、断熱芯材21が封入されている空間は真空状態となっている。そして、ガス遮断フィルム22によって内部の真空状態が高度に維持されることになっている。この真空断熱単位20の大きさは特に限定されるものではないが、たとえば、三角形の等辺を１０ｃｍ程度とすれば、簡易な真空設備中でも熱圧着処理が可能であり、製造がきわめて容易である。またここで用いたガス遮断フィルム22は屈曲性を有し、多少の折り曲げによっては破断を起こさず、それによって断熱性が阻害されることはない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A
The vacuum
この真空断熱単位20は、たとえば、隣接する封入代23どうしを図２（Ｂ）のように熱圧着又は接着剤で接着することで、図２（Ａ）に示す第１の例のように隙間なく敷き詰めて１枚の任意の大きさの真空断熱シート10とすることができる。
このような第１の例における封入代23どうしの熱圧着又は接着を、図３（Ｂ）のように、隣接する真空断熱単位20においては、一方の封入代23が他方の断熱芯材21を有する部分に重ね合わせられているようにして、互いに熱圧着又は接着剤で接着することで、図３（Ａ）に示す第２の例のように隙間なく敷き詰めて１枚の任意の大きさの真空断熱シート10とすれば、平面的に見れば断熱芯材21のない部分が解消され、全体としての断熱性は向上することとなる。
The vacuum
In such a first example, the thermocompression bonding or adhesion between the sealing
また、図４（Ｂ）のように、隣接する真空断熱単位20においては、断熱芯材21を有する部分が互いに重ね合わせられるようにして、互いに熱圧着又は接着剤で接着することで、図４（Ａ）に示す第３の例のように隙間なく敷き詰めて１枚の任意の大きさの真空断熱シート10とすることもできる。このようにすれば、真空断熱単位20を重ね合わせた熱圧着又は接着部分の断熱性がより大きくなる。
なお、前記第２の例に係る真空断熱シート10は、図５に示すように、封入代23による重ね合わせの箇所で屈曲可能な可撓性を備えている。これは、ガス遮断フィルム22が屈曲性を備えているからである。このような可撓性は、前記第１の例及び第３の例に係る真空断熱シート10でも同様に備えているものである。
Further, as shown in FIG. 4B, in the adjacent vacuum
In addition, the vacuum
本実施の形態に係る真空断熱シート10は、前記第１〜第３の例のように、真空断熱単位20のみを熱圧着又は接着して平面状に構成しているものであるが、図６に示す第４の例のように、合板、石膏ボード、紙、布、合成樹脂シート等の支持体30の上に隙間なく貼り合わせていくことでも形成することができる。この貼り合わせの際には、前記第２又は第３の例のように、断熱芯材21のある部分に封入代23を重ね合わせるようにすればより全体としての断熱性も向上することは上述のとおりである。また、この支持体30を特に紙、布、合成樹脂シートのような可撓性のものとすれば、貼り合わせたあとでも真空断熱シート10の可撓性は維持される。
The vacuum
なお、図７に示す第５の例においては、前記第１〜第３の例のように真空断熱単位20を平面状に構成したのち、その全体を収縮性フィルム24で被覆し（図７（Ａ））、図７（Ｂ）に示すように熱収縮させて密着させている。すなわち、図８に示すように、ガス遮断フィルム22の外層をさらに収縮性フィルム24が密着して被覆することとなっている。これによって、隣り合う断熱芯材21どうしの間隔をより小さくすることができる。
In the fifth example shown in FIG. 7, after the vacuum
なお、この第５の例で用いられる収縮性フィルム24自体は可撓性を有するものである。よって、たとえば前記第２の例の全体をこの収縮性フィルム24で被覆した場合であっても、図９に示すように、前記図５と同様に、真空断熱シート10は封入代23による重ね合わせの箇所で屈曲可能な可撓性を備えている。このような可撓性は、前記第１の例又は第３の例の全体を収縮性フィルム24で被覆した真空断熱シート10でも同様に備えているものである。
Note that the
本発明は、住宅用の断熱材として利用可能である。また、冷蔵庫や自動販売機、熱交換器など、高い断熱性能と省スペース化を要求される機器の断熱材としても利用可能である。 The present invention can be used as a heat insulating material for a house. It can also be used as a heat insulating material for equipment that requires high heat insulating performance and space saving, such as refrigerators, vending machines, and heat exchangers.
10 真空断熱シート
20 真空断熱単位 21 断熱芯材 22 ガス遮断フィルム
23 封入代 24 収縮性フィルム
30 支持体
10 Vacuum insulation sheet
20
23 Sealing cost 24 Shrinkable film
30 Support
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