JPWO2018230343A1 - 断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シート - Google Patents
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Abstract
形状が大きくなっても破損しにくい断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シートを提供することを目的とする。不織布とこの不織布の内部の空間にキセロゲルを担持した断熱体を用いた断熱シートであって、断熱体は平面視したときの内部領域に複数個の貫通孔を有し、断熱体の両面には保護シートが設けられ、断熱体の周囲および貫通孔の内側で、保護シート同士が接合されているように構成したものである。
Description
本開示は、断熱対策として用いられる断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シートに関するものである。
近年省エネルギー化が大きくさけばれているが、その実現方法として機器の保温によりエネルギー効率を向上させるものもある。この保温を実現するために、断熱効果に優れた断熱シートが求められている。そのため、不織布にシリカキセロゲルを担持させることにより空気よりも熱伝導率を低くした断熱シートを用いることがある。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら上記断熱シートは、接着性に乏しく、またシリカキセロゲルが離脱しやすいため保護シートが必要となる。また断熱シートの形状が大型化してくると、この保護シートが固定されていないと外力に対して破損しやすくなる。
本開示はこの課題に対して、形状が大きくなっても破損しにくい断熱シートおよびその製造方法を提供することを目的とする。
本開示は上記課題を解決するために、不織布とこの不織布の内部の空間にキセロゲルを担持した断熱体を用いた断熱シートである。断熱体は平面視したときの内部領域に複数個の貫通孔を有し、断熱体の両面の一方には第1の保護シートが設けられ、他方には第2の保護シートが設けられている。断熱体の周囲および貫通孔の内側で、第1の保護シートと第2の保護シートが接合されているように構成している。
上記のように構成することにより、断熱体の周囲および貫通孔の内側で保護シート同士が接合されているため、形状が大きくなっても破損しにくい断熱シートを得ることができる。
以下、本開示の一実施の形態における断熱シートについて、図面を参照しながら説明する。
図1は本開示の一実施の形態における断熱シート15の分解斜視図、図2は同断面図である。
断熱体11は、内部に空間を有するポリエチレンテレフタレート(以下PETと記す)からなる不織布の空間にシリカキセロゲルを担持させることにより構成されている。シリカキセロゲルは、空気分子の運動を規制するナノサイズの空隙構造を有しており、この断熱体11の熱伝導率は、0.018〜0.024W/m・Kとなっている。なおこのシリカキセロゲルは、ゲルが乾燥した状態の広義のキセロゲルであり、通常の乾燥だけでなく、超臨界乾燥、凍結乾燥等の方法によって得られたものでもかまわない。
ここで断熱体11の厚さは約0.5mm、大きさは約100mm角となっている。さらにこの断熱体11の平面視したときの内部領域には直径約2mmの貫通孔12が約25mm間隔で複数個設けられている。
この断熱体11の両面の一方には厚さ約0.01mmのPETからなる第1の保護シート13aが設けられ、他方には第2の保護シート13aが設けられている。第1の保護シート13aおよび第2の保護シート13bは断熱体11よりも大きな形状で、断熱体11の全周囲で第1の保護シート13aと第2の保護シート13bとが接合され、さらに貫通孔12の内側でも第1の保護シート13aと第2の保護シート13bとが接合されている。このように構成することにより断熱体11は第1の保護シート13aと第2の保護シート13bとにより封止されている。第1の保護シート13aの断熱体11と対向する面および第2の保護シート13bの断熱体11と対向する面のそれぞれにアクリル系の粘着層を設け、これらの粘着層により保護シート13同士を接合している。なお、第1の保護シート13aおよび第2の保護シート13bを熱可塑性樹脂で構成し、熱融着により接合してもかまわない。
以下、第1の保護シート13aおよび第2の保護シート13bを総称して保護シート13とよぶ。
断熱体11は不織布の内部空間にシリカキセロゲルを担持させているため、保護シートに粘着層が設けられていても、断熱体11と保護シート13(第1の保護シート13aおよび第2の保護シート13b)とはほとんど接合できない。そのため断熱体の表面に保護シートが浮いた状態となる。断熱体の大きさが小さい場合は特に問題にならないが、この形状が大きくなってくると、外力が加わった場合の保護シートの強度が弱くなってしまう。これに対し本実施の形態では、複数個の貫通孔12の内側でも保護シート13同士が接合されているため、断熱体11の形状が大きくなっても強度の劣化を防止することができる。
貫通孔12の内側で保護シート13同士を確実に接合させるためには、貫通孔12の大きさを十分に大きくすることが望ましい。但し貫通孔12を大きくすると断熱性が劣化してしまう。そのため、図3のように、貫通孔12周辺の断熱体11の厚さが、貫通孔12の中心に向かって薄くなるように構成することが望ましい。このように貫通孔12周辺の断熱体にテーパ14をつけることにより、貫通孔12の内側で保護シート13同士を接合しやすくなる。このテーパ14は、両面側から設けてもよいが、図3のように一方のテーパ14をより大きくすることが望ましい。このとき例えば下側の第1の保護シート13aをPET、上側の第2の保護シート13bをポリエチレンのように、第1の保護シート13aと第2の保護シート13bの材料を異ならせても良い。ポリエチレンのシートはPETのシートに比べて延性に優れるため、テーパの大きい側に延性に優れる保護シート13を用いることにより、さらに貫通孔12の内側で保護シート13同士を接合しやすくすることができる。
図5は本開示の一実施の形態における積層断熱シート16の断面図である。断熱シートの断熱性は材料が同じであれば厚さが厚くなるほど大きくなる。そのため断熱性をさらに向上させるためには厚くすることが必要となる。ところが図1のもので断熱体の厚さを厚くすると封止性に問題が出てくる。そこでこのような断熱シート15を複数枚重ねて積層断熱シート16とすることが望ましい。図1のような1枚の断熱シート15では、貫通孔12付近の断熱性が劣化しやすい。そのため複数枚重ねる場合、隣り合う断熱シート15の貫通孔12の位置を互いに異ならせることが望ましい。またこのときに、断熱シート15の外側になる面の保護シート13にも粘着層を設けておき、この粘着層により断熱シート15同士を貼り合せてもよい。あるいは断熱シート15同士を両面テープで貼り合せてもよい。このようにすることにより、断熱シート15同士がずれることなく、断熱性の劣化を防ぐことができる。さらに積層断熱シート16の最も外側の断熱シート15は、貫通孔12周辺の断熱体11のテーパ14の大きな面が内側になるように積層することが望ましい。このようにすることにより、貫通孔12の領域で、内部に空気が閉じ込められる状態となるので、より断熱性を向上させることができる。
なお図4のように、複数個の貫通孔12を設けた断熱シート15の一方の面に保護シート13を重ね、他方の面に厚さ約10μmのコーティング膜(図4において図示せず)を形成することにより、断熱体11全体を覆ってもよい。このとき貫通孔12にテーパ14を設け、保護シート13に対向する面の方が反対側の面よりも貫通孔12の面積が広くなる逆テーパ状にすることがより望ましい。このようにすることにより、保護シート13とコーティング膜が接する面積を大きくすることができ、接合強度を高めることができる。
さらに図6のように図4の断熱シート15を複数枚重ねて貼り合せて積層断熱シート16としてもよい。このとき貫通孔12の中心付近のコーティング膜17に凹部18を設けることが望ましい。この凹部18を設けた面同士を対向させて両面テープ19で貼り合せることが望ましい。このようにすることにより凹部18に空気が閉じ込められる状態となるので、より断熱性を向上させることができる。
次に、本開示の一実施の形態における断熱シートの製造方法について説明する。
まず厚さ約0.5mmのPETからなる不織布を準備する。
この不織布を例えばケイ酸ナトリウム水溶液に塩酸を添加してなるゾル溶液に浸漬し、不織布の内部空間の中にゾル溶液を含浸させる。このゾル溶液をゲル化させ、疎水化、乾燥することにより、不織布内の空間にシリカキセロゲルを充填させることにより断熱体11が得られる。この断熱体11の内部領域に、金型の打ち抜きにより、直径約2mmの貫通孔12を約25mm間隔で複数個設ける。この断熱体11の両面に断熱体11よりも形状の大きな保護シート13を重ね、断熱体11の周囲および貫通孔12の内側で保護シート13同士を接合させ、断熱シート15を得る。このとき保護シート13の少なくとも一面には粘着層が設けられ、この粘着層同士で保護シート13同士を接合することが望ましい。
この場合、貫通孔12周辺の断熱体11の厚さが、貫通孔12の中心に向かって薄くなるように構成することが望ましい。このように貫通孔12周辺の断熱体11にテーパ14をつけることにより、貫通孔12の内側で保護シート13同士を接合しやすくなる。金型で打ち抜くときにこの金型の形状を、貫通孔を形成する部分の周辺にテーパをつけたものにしておくことにより、打ち抜きと同時にテーパ14の形成も行うことができ、製造工程の合理化を図ることができる。
なお、不織布の状態で金型を用いて打ち抜くことにより、貫通孔12とテーパ14を形成した後、不織布内の空間にシリカキセロゲルを充填させることによって、断熱体11を得てもかまわない。
本発明に係る断熱シートおよびこれを用いた積層断熱シートは、形状が大きくなっても破損しにくい断熱シートを得ることができ、産業上有用である。
11 断熱体
12 貫通孔
13 保護シート
13a 第1の保護シート
13b 第2の保護シート
14 テーパ
15 断熱シート
16 積層断熱シート
17 コーティング膜
18 凹部
19 両面テープ
12 貫通孔
13 保護シート
13a 第1の保護シート
13b 第2の保護シート
14 テーパ
15 断熱シート
16 積層断熱シート
17 コーティング膜
18 凹部
19 両面テープ
Claims (7)
- 不織布と前記不織布の内部の空間にキセロゲルを担持した断熱体を用いた断熱シートであって、
前記断熱体は平面視したときの内部領域に複数個の貫通孔を有し、
前記断熱体の両面のうち一方の面には第1の保護シートが設けられ、他方の面には第2の保護シートが設けられ、
前記断熱体の周囲および前記貫通孔の内側で、前記第1の保護シートと前記第2の保護シートとが接合されていることを特徴とする断熱シート。 - 前記第1の保護シートと前記第2の保護シートとは異なる材料を用いていることを特徴とする請求項1記載の断熱シート。
- 前記貫通孔周辺の前記断熱体の厚さが、前記貫通孔の中心に向かって薄くなるように構成した請求項1記載の断熱シート。
- 不織布と前記不織布の内部の空間にキセロゲルを担持した断熱体を用いた断熱シートであって、
前記断熱体は平面視したときの内部領域に複数個の貫通孔を有し、
前記断熱体の一方の面には保護シートが設けられ、
前記断熱体の他方の面にはコーティング層が設けられ、
前記断熱体の周囲および前記貫通孔の内側で、前記保護シートと前記コーティング層とが接合されていることを特徴とする断熱シート。 - 前記貫通孔の断面は、前記保護シートに対向する面の方が、前記コーティング層を設けた面よりも前記貫通孔の面積が広くなるテーパ状の形状を有し、前記貫通孔の中心付近の前記コーティング層に凹部を設けた請求項4記載の断熱シート。
- 請求項1または請求項4の断熱シートを複数枚重ねた積層断熱シートであって、隣り合う前記断熱シートの前記貫通孔の位置を互いに異ならせたことを特徴とする積層断熱シート。
- 前記断熱シート同士が粘着材により貼り合せられていることを特徴とする請求項6記載の積層断熱シート。
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