JP5129279B2 - 断熱材 - Google Patents

Description

本発明は、芯材を外被材に被覆してなる断熱材に関する。

この種の断熱材として、例えば特許文献１には、繊維シートを複数枚積層してなる芯材と、この芯材を被覆する外被材とを備え、外被材の内部を減圧密封したものが開示されている。

特開２００９−２１００７２号公報

上記構成において、従来の繊維シートは、脱水側面とは反対の表側面に未繊維化物が多く残存する。そのため、繊維シートの表側面が外被材に接すると、外被材が損傷して、外被材に微小な傷がつき、断熱性能が劣化するため、繊維シートのスラリー濃度を下げようとするが、スラリー濃度が下がるほど脱水に時間を要し、生産性が低下する。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、繊維シートの生産性を低下させることなく、断熱性能の信頼性を確保できる断熱材を提供することを目的とする。

本発明の断熱材は、ガラス繊維を母材とした繊維シートを複数枚積層してなる芯材と、この芯材を被覆する外被材とを備え、前記外被材の内部を減圧密封した断熱材において、前記外被材に接する前記芯材の面を、前記繊維シートの脱水側面とし、該脱水側面には、前記ガラス繊維が格子状コンベアに載置し運搬されたときに、脱水と共につく跡があることを特徴とする。

また本発明では、前記脱水と共につく跡は、メッシュ状であることを特徴とする。

この場合、未繊維化物が残存する繊維シートの表側面に外被材が接することはなく、積層する各繊維シートの表側面は、何れも芯材の内部に位置することになるので、外被材の損傷を激減させて、断熱性能の劣化を防ぐことができる。また、これは繊維シートのスラリー濃度を低下させることなく達成できるので、脱水時間を増やすことなく生産性を維持できる。さらに、芯材の製造工程において、ガラス繊維が格子状コンベアに載置し運搬されたときに、脱水と共につく跡によって、繊維シートの脱水側面が、表側面ではなく裏側面であることがわかる。

本発明における上記構成の断熱材であれば、繊維シートの生産性を低下させることなく、断熱性能の信頼性を確保できる。さらに、芯材の製造工程において、ガラス繊維が格子状コンベアに載置し運搬されたときに、脱水と共につく跡によって、繊維シートの脱水側面が、表側面ではなく裏側面であることがわかる。

本発明の一実施例を示す断熱材の完成状態における全体断面図である。 同上、繊維シートの表側面を撮影した写真である。 同上、繊維シートの裏側面（脱水側面）を撮影した写真である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明における断熱材の好ましい実施例を説明する。

図１は、完成状態における平板状の断熱材すなわち真空断熱材１の断面図を示している。この真空断熱材１は、繊維状のグラスウールシート２，３，４を積層した断熱体からなる芯材１１と、芯材１１の内部に配置した酸化カルシウムの吸着剤１２とを、バリア材としての外被材１４で真空状態に包装して構成される。芯材１１を構成するグラスウールシート２，３，４は、シート状に製造された無機繊維体を所定の寸法にカットしたもので、これらのグラスウールシート２，３，４を積み重ねて規定の枚数にした芯材１１を、吸着剤１２と共に外被材１４に挿入している。また吸着剤１２は、積層シート状のフィルムで袋状に封止されたもので、その内部には酸化カルシウムが封入されるが、シリカゲルやゼオライトなどの水分吸着機能を有する他の無機物を、酸化カルシウムに代わって封入してもよい。

抄紙タイプのグラスウールシート２，３，４は、前記無機繊維体の母材をなすガラス繊維が高親水性で、所定時間が経過すると空気中の水分を吸着（吸湿）する性質を有しており、例えば真空断熱材１として組み込む時に、0.5〜１重量パーセント程度の水分を吸着する場合がある。ガラス繊維が水分を多く吸着すると、水分除去が不完全になって断熱性能が低下したり、ガラス繊維内のアルカリ金属成分が溶出して、ガラス繊維そのものが劣化したり、ガラス繊維どうしが接着するなどの問題が発生し、とりわけガラス繊維の劣化は、真空断熱材１への組み込み時に芯材１１の繊維破壊を引き起こす。

こうした問題を避けるために、グラスウールシート２，３，４は外被材１４に包装される前に、その裏側面２ｂ，３ｂ，４ｂからグラスウールシート２，３，４に含まれる水分を除去する脱水が行われる。このとき、各グラスウールシート２，３，４の表側面２ａ，３ａ，４ａは、脱水側面である反対側の裏側面２ｂ，３ｂ，４ｂよりも、多くのショットすなわちガラスショット５が存在することになる。このガラスショット５は、グラスウールシート２，３，４そのものを構成する本来のガラス繊維よりも、比較的大きなサイズを有する粒状物や繊維状物（未繊維化物）で形成され、グラスウールシート２，３，４中に少量混入している。

本実施例では、外被材１４に接する芯材１１の面すなわち一側面１１ａが、グラスウールシート２の裏側面２ｂとなっており、また一側面１１ａに対向する他側面１１ｂも、別なグラスウールシート４の裏側面４ｂとなっていることが注目される。これにより、ガラスショット５が多く存在するグラスウールシート２，３，４の表側面２ａ，３ａ，４ａは、何れも外被材１４に接する芯材１１の一側面１１ａや他側面１１ｂとはならず、芯材１１の内部に位置するようになる。また、各グラスウールシート２，３，４のスラリー濃度（＝繊維質量／（繊維質量＋水量））は従来と同様程度になっており、ガラスショット５を除去しやすくするために、あえて水量を増やすような処理は行なっていない。これにより、上記脱水に要する時間を必要最小限に止めて、グラスウールシート２，３，４の生産性を低下させないようにしている。

図２は、グラスウールシート２，３，４の表側面２ａ，３ａ，４ａの拡大写真を示し、また図３は、グラスウールシート２，３，４の裏側面２ｂ，３ｂ，４ｂの拡大写真を示しているが、表側面２ａ，３ａ，４ａにはメッシュ（金網）跡が確認できないのに対して、裏側面２ｂ，３ｂ，４ｂにはメッシュ跡が確認できる。このメッシュ跡は、芯材１１の製造工程において、前記無機繊維体のガラス繊維が格子状コンベア（図示せず）に載置し運搬されたときに、脱水と共につく跡であり、これらの図２および図３によれば、グラスウールシート２，３，４の脱水を行なう側の面が、表側面２ａ，３ａ，４ａではなく裏側面２ｂ，３ｂ，４ｂであることがわかる。

外被材１４は、真空封止前においてその一辺のみを開口した袋状に形成され、この開口部から前記芯材１１と吸着剤１２が挿入された内部が真空封止される。外被材１４は、ガスバリア性および水蒸気バリア性を有し、且つ芯材１１および吸着剤１２を収納して内部を真空に維持できれば、どのような材料であっても構わず、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。本実施例では、芯材１１の中間に位置するグラスウールシート３に部分的な凹部１５を設け、その凹部１５に吸着剤１２を収納している。外被材１４の個数や収納位置に関しては、本実施例に限定されるものではない。

次に、従来の真空断熱材（以後、これを断熱材Ａとする）と、上記構成による本実施例の真空断熱材１（以後、これを断熱材Ｂとする）との比較実験について、下の表１を参照しながら説明する。

先ず実験を行なうに際して、厚さ５ｍｍを有する抄紙タイプのシート状無機繊維体を所定の寸法（長さ１０００ｍｍ×幅４５０ｍｍ）に切断して、これらを３枚のグラスウールシート２，３，４として重ね、断熱材Ａ，Ｂの芯材１１とした。この芯材１１を乾燥させた後、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＯＮ（延伸フィルム），ＡＬ（アルミニウム）およびＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を順に積層したラミネート袋からなる外被材１４に入れて、内部を数Ｐａに減圧し、外被材１４の開口部を封止することで、完成状態の断熱材Ａ，Ｂを各々200個製作した。また、芯材１１の内部には、吸着剤１２として１０グラムの酸化カルシウムを入れた。

従来の断熱材Ａにおける芯材１１は、グラスウールシート２，３，４の表側面２ａ，３ａ，４ａが同一方向となるように積層したもので、この場合は芯材１１の外側部をなすグラスウールシート２の表側面２ａと、同じく芯材１１の外側部をなすグラスウールシート４の裏側面（脱水側面）４ｂが、それぞれ外被材１４との接触面になる。一方、上記実施例に基づく断熱材Ｂの芯材１１は、グラスウールシート２の表側面２ａが、他のグラスウールシート３，４の表側面３ａ，４ａと反対方向になるように裏返して積層され、この場合はグラスウールシート２の裏側面２ｂと、グラスウールシート４の裏側面４ｂが、それぞれ外被材１４との接触面になる。

こうして、各々200個の断熱材Ａ，Ｂを、外被材１４の開口部を封止してから72時間後に簡易性能測定器でチェックしたところ、断熱材Ａは200個の中で熱伝導率が2.5ｍＷ／ｍ・ｋを超えるものが85個あり、その中で43個は熱伝導率が10ｍＷ／ｍ・ｋを超えており、明らかにガラスショット５による外被材１４の損傷が認められた。さらに、熱伝導率が10ｍＷ／ｍ・ｋを超える43個について、断熱材Ａを分解して芯材１１を取り出し、外被材１４の内面に浸透液を塗布して、24時間後にリーク箇所を確認したところ、グラスウールシート２の表側面２ａに接する部分で、外被材１４がリークしていることを確認できた。

一方、断熱材Ｂは、200個の中で熱伝導率が2.5ｍＷ／ｍ・ｋを超えるものが２個あり、その値は3.5ｍＷ／ｍ・ｋと3.7ｍＷ／ｍ・ｋで、熱伝導率が10ｍＷ／ｍ・ｋを超えるものは存在せず、断熱材Ａとは比較にならないほど外被材１４のリーク不良が激減している。これにより、本実施例における断熱材Ｂの効果が確認できた。

以上のように本実施例では、ガラス繊維を母材とした繊維シートであるグラスウールシート２，３，４を複数枚積層してなる芯材１１と、この芯材１１を内部に被覆する外被材１４とを備え、前記外被材１４の内部を減圧密封した断熱材としての真空断熱材１において、外被材１４に接する芯材１１の面である一側面１１ａと他側面１１ｂが、何れもグラスウールシート２の脱水側面である裏側面２ｂとグラスウールシート４の脱水側面である裏側面４ｂとなるように、各グラスウールシート２，３，４を積層配置しており、グラスウールシート２，３，４の裏側面２ｂ，３ｂ，４ｂには、ガラス繊維が格子状コンベアに載置し運搬されたときに、脱水と共につく跡がある。また、この脱水と共につく跡は、メッシュ状である。

このようにすると、真空断熱材１を製造する過程で、ガラスショット５が多く残存するグラスウールシート２，３，４の表側面２ａ，３ａ，４ａには、袋状の外被材１４の内面が接することはなく、積層する各グラスウールシート２，３，４の表側面２ａ，３ａ，４ａは、何れも外方に露出せずに芯材１１の内部に位置することになる。そのため、ガラスショット５が外被材１４を損傷することがなくなり、外被材１４の損傷を激減させて、断熱性能の劣化を防ぐことができる。また、これはグラスウールシート２，３，４のスラリー濃度を低下させることなく達成できるので、脱水時間を増やすことなく生産性を維持できる。

したがって、本実施例の真空断熱材１であれば、グラスウールシート２，３，４の生産性を低下させることなく、長期にわたり外被材１４のリークやスローリークを防いで、断熱性能の信頼性を確保できる。

また、芯材１１の製造工程において、ガラス繊維が格子状コンベアに載置し運搬されたときに、脱水と共につく跡によって、グラスウールシート２，３，４の脱水側面が、表側面２ａ，３ａ，４ａではなく裏側面２ｂ，３ｂ，４ｂであることがわかる。

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、グラスウールシート２，３，４の積層枚数は実施例に示す３枚に限定されない。また、繊維シートの材質はグラスウールシート２，３，４のようなガラスに限らず、他の材質のものを利用してもよい。

１ 真空断熱材（断熱材）
２，３，４ グラスウールシート（繊維シート）
２ｂ，３ｂ，４ｂ 裏側面（脱水側面）
１１ 芯材
１４ 外被材

Claims (2)

1. ガラス繊維を母材とした繊維シートを複数枚積層してなる芯材と、この芯材を被覆する外被材とを備え、前記外被材の内部を減圧密封した断熱材において、
   前記外被材に接する前記芯材の面を、前記繊維シートの脱水側面とし、該脱水側面には、前記ガラス繊維が格子状コンベアに載置し運搬されたときに、脱水と共につく跡があることを特徴とする断熱材。
2. 前記脱水と共につく跡は、メッシュ状であることを特徴とする請求項１記載の断熱材。