JP4378953B2 - Vacuum insulation - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は吸着剤を内蔵する真空断熱材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球温暖化、資源枯渇化が問題になり省エネルギー化、省資源化が強く要望されている。そこで、冷凍冷蔵庫、ジャーポット、給湯器等の保温、冷蔵、冷凍機器において真空断熱材を用いることにより熱エネルギーを効率的に使用することができる。従来の真空断熱材は、芯材(コア材)とその芯材中の水分やガスを吸着する吸着剤(ゲッタ剤)と、それらを包む外被材(容器)から成るものである(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
以下、図面を参照しながら上記従来の真空断熱材を説明する。
【0004】
図2は、従来の真空断熱材の断面図である。図2に示すように、従来の真空断熱材は、芯材(コア材)11と、芯材11を包む外被材(容器)22と、芯材11と共に外被材22に包まれる吸着剤(ゲッタ剤)33とから構成されている。
【0005】
まず芯材11は一般にパーライト、シリカ粉末やガラス繊維等の無機物質やウレタン等の有機物質が用いられている。
【0006】
次に、外被材22は通常、アルミニウム箔やポリエチレンテレフタラートやポリプロピレン上にアルミニウムを蒸着したアルミ蒸着層からなるガスバリア層と熱融着用のポリエチレンからなる層を有するラミネートフィルムが用いられており、ガスバリア層は、気体がラミネートフィルムを透過するのを防ぐ役割をしている。特に、熱ストレスが加わったときに効果を発揮する。
【0007】
吸着剤33は外部から進入、もしくは芯材中から出る水分やガスを吸着して除去するためのものである。
【0008】
【特許文献1】
特開平7−63469号公報(第4頁、図2)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は吸着剤33が芯材11と外被材22の間にはさまれているか、芯材11に凹みを設けてその凹部に吸着剤33を配置しただけである。外被材22は金属箔の厚みを増すことにより表面熱伝導が増加して真空断熱材の熱伝導率が大きくなるので、できる限り薄く作製されている。しかし、吸着剤は安価で吸着能力に優れた市販の酸化カルシウム系吸着剤がよく用いられる。酸化カルシウム系吸着剤は粒径が大きく、かつ個々の粒子の破断面が鋭利であるが、したがって、真空包装時に吸着剤破断面が内側から外被材22を突き刺してガスバリア層を突き破ってしまい、ピンホールと呼ばれる小さな穴が生じて断熱性能が低下するという欠点がある。
【0010】
本発明は従来の課題を解決するもので、真空包装時の吸着剤によるピンホール発生を防止した真空断熱材を提供することを目的とする。
【0011】
また、上記従来の構成で芯材に発泡ウレタンやガラス繊維を用いた場合に吸着剤33を外被材22と芯材11の間に配置する事が多いので、吸着剤33を配置した部分の表面形状も変形しやすい。真空断熱材の表面はできるだけ平滑であることが望ましく、変形部は作業や輸送工程においてピンホール発生もしくは破袋の原因となる。
【0012】
そこで、本発明の他の目的はこの変形をできるだけ小さく抑えてピンホールもしくは破袋の原因を取り除くことにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の発明の真空断熱材は、芯材と、水分やガスを吸着する吸着剤と、前記芯材と前記吸着剤とを包む外被材とからなる真空断熱材において、前記外被材はアルミ箔を含むラミネートフィルムまたはアルミ蒸着層を含むラミネートフィルムであり、前記吸着剤と前記外被材との間に前記外被材と同じ素材からなる保護シートを前記吸着剤と前記外被材が直に接触しないように設け、前記吸着剤に近い方の前記外被材をアルミ箔を含むラミネートフィルムとしたものであり、保護シートを介在させることで吸着剤と外被材が直に接触しなくなるために耐突き刺し性が向上し、吸着剤破断面の作用による真空包装時のピンホール発生を防止することができ、安定して製品を供給できるようになる。さらに、保護シートを設けることにより吸着剤を配置した部分の表面形状の変形を小さく抑えることができる。例えば、真空断熱材を冷凍冷蔵庫に搭載する場合には、外壁と内箱間に設けられることが多く、外壁と内箱間は通常発泡ウレタンで満たされるため、ウレタン発泡時に真空断熱材は圧力を受ける。さらに発泡後も大気圧に加えて、一定の圧力を受け続けることになる。このとき表面形状がいびつであると、序々にピンホールの発生が進行して断熱性能が低下する可能性がある。しかし、保護シートを設けることにより、このような圧力への耐性を増加させることができる。また、保護シートを外被材と同じ素材にすることにより、外被材の端材を用いることができ、ゴミの発生を抑え、省資源化に貢献することができる。また、通常、アルミ蒸着層は0.05μm程度、アルミ箔層は5〜10μmであり、アルミ箔層とアルミ蒸着層を比較するとアルミ箔層のほうが厚く,密度も大きいため、剛性が高い。したがって、アルミ箔層を含む外被材のほうがガスバリア性能が高いので、取り付け時にこの面を発泡断熱材側にすることで発泡断熱材に含まれる水分、空気等の浸入による経時劣化を抑えることができる。取り付け面は平滑であることが望ましく、吸着剤と対向する外被材はアルミ箔を含む外被材とする必要があり、保護シートにより耐突き刺し性が向上し、表面の変形を小さく抑えているためにウレタン等と一体発泡時に破袋するのを防ぎ、さらに経時信頼性が向上する。
【0014】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明に、さらに、芯材に吸着剤が配置可能な凹部を設け、前記凹部に吸着剤を配置したものであり、芯材に吸着剤を配置可能な凹部を設けることにより、請求項1における効果に加えて、芯材を外被材で包むときに吸着剤を芯材に固定することができる。また、凹部により吸着剤を配置した部分の表面形状の変形を小さく抑えることが出来る。
【0015】
一般に真空断熱材の外被材は前記したようにガスバリア層、熱融着層を含んだラミネートフィルムが芯材を挟んで一対となるように用いられているが、両方にアルミ箔を含んだラミネートフィルムを用いると外被材を熱が回り込んで伝達されるヒートブリッジ(熱橋)と呼ばれる現象が発生して断熱性能が落ちるため、片方にはこのようなラミネートフィルムを用い、もう片方にはアルミ箔層ではなくアルミを蒸着した層を設けている場合がある。
【0019】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の発明において吸着剤の形状は粒状、顆粒状、ハニカム状、コルゲート状、シート状、矩形柱状のいずれか一つまたは混合体とするものであり、このような形状の吸着剤を用いることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による真空断熱材の断面図である。図1に示すように芯材1と、水分やガスを吸着する吸着剤3と、芯材1と吸着剤3とを包む2種類の外被材2a,2bとからなる真空断熱材において、吸着剤3に近い方の外被材2aと吸着剤3との間に保護シート4を設けたものである。ここで、芯材1はグラスウールを用い、吸着剤3は酸化カルシウム系で粒状吸着剤のライム(大江化学工業(株)製)を用いた。
【0021】
吸着剤3と対向する外被材2aは、アルミニウム箔から成る層を有するラミネートフィルムであり、外被材2bはアルミニウムを蒸着したアルミ蒸着層からなる層を設けている。一般的な真空断熱材の外被材はガスバリア層、熱融着層を含んだラミネートフィルムが芯材を挟み込んで一対になるように用いられているが、両側にアルミ箔を含んだラミネートフィルムを用いると、ヒートブリッジ(熱橋)が発生して断熱性能がおちるため、片側にはアルミ箔層ではなくアルミを蒸着した層を設けている。前述したように、アルミ蒸着層とアルミ箔層の耐突き刺し性を比較するとアルミ箔層のほうが大きいため、アルミ箔層を含むラミネートフィルム側に吸着剤を配置することにより、ピンホールの発生をより防ぐことができる。
【0022】
外被材2aと吸着剤3との間に配置した保護シート4は、外被材2a,2bと同素材のラミネートフィルムを用いている。保護シート4を外被材2a,2bと同素材にすることにより、外被材2a,2bの端材を用いることができ、ゴミの発生を抑え、省資源化に貢献することができる。
【0023】
実施の形態1では、芯材1に吸着剤3を配置可能な凹部を設け、その凹部に吸着剤3を配置している。このとき凹部は任意の深さに切り込みを入れて圧力をかけて成型している。凹部に吸着剤3を配置することにより、芯材を外被材で包むときに吸着剤の位置を固定することができた。
【0024】
以上のように構成された真空断熱材について、保護シート4の枚数を1〜4枚の間で変えて作製した真空断熱材について、保護シートによる耐ピンホール性の向上を確認するために圧縮機(カミフジ金属工機(製)卓上用テストプレス YSR−5)を用いてより強い圧力をかけることで、ピンホールの発生状況を調べた。この調査結果を(表1)に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
(表1)より保護シートを用いないものについては圧縮する前にピンホールが発生しており、圧縮により完全に破袋してしまっている。しかし、保護シート4を用いたものについては真空包装時のピンホール発生は無く、圧縮率30%でもピンホール発生、破袋は皆無であったので、保護シート4を用いることにより耐突き刺し性は格段に上昇している。これは、前述したように耐突き刺し性に優れる保護シート4を介在させることで吸着剤3と外被材2が直に接触せず、吸着剤破断面の作用による真空包装時のピンホール発生を防止することができる。さらに、保護シート4を2枚用いると、40%まで圧縮することができ、4枚にすると50%圧縮してもピンホール発生は起こらなかった。このように保護シート4の枚数を増やすごとに耐突き刺し性は向上している。保護シート4を介在させたときの表面形状は平滑であり、凹部と保護シート4を設けることにより吸着剤3を配置した部分の表面形状の変形を小さく抑えることができているので、安定して製品を供給することが出来るようになる。実際に冷蔵庫等に用いるときは、大気圧とウレタンとの一体発泡時の圧力や発泡後の押し圧に耐えられればよく、保護シート4の枚数を増加させるにつれて保護シート配置部分の表面形状が突出してしまう問題が生じてくるので、1枚か2枚で十分と考えられる。又、30%圧縮時には真空断熱材に30MPaの圧力がかかっており、この圧力に耐えられれば、大気圧等の通常考えられうる圧力に対しては十分である。このとき吸着剤3の形状が顆粒状、ハニカム状、コルゲート状、シート状、矩形柱状でも同じ効果が得られるので、これらの形状のうちいずれか一つまたは混合物である吸着剤を用いることが可能である。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明は、吸着剤と外被材との間にアルミ箔を含むラミネートフィルムまたはアルミ蒸着層を含むラミネートフィルムからなる外被材と同じ素材の耐突き刺し性に優れる保護シートを吸着剤と外被材が直に接触しないように設け、前記吸着剤に近い方の前記外被材をアルミ箔を含むラミネートフィルムとしたことにより、吸着剤による真空包装時のピンホール発生を防ぎ、表面の変形も小さく抑えて高い断熱性能を長期にわたり維持できる。このため安定して製品を供給することができる。また、保護シートを外被材と同じ素材のものを用いることにより、外被材の端材を用いることができ、ゴミの発生を抑え、省資源化に貢献することができる。また、吸着剤に近い方の外被材をガスバリア性の高いアルミ箔を含むラミネートフィルムとしたことにより、真空断熱材の経時信頼性が向上して、長期にわたり高い断熱性能を維持できる。
【0036】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1の発明に加えて、芯材に吸着剤を配置する凹部を設けたことにより芯材を外被材で包むときに吸着剤を芯材に固定することができ、表面形状の変形をさらに小さく抑えて、高い断熱性能を長期にわたり維持できる。
【0041】
また、請求項3記載の発明は、吸着剤に、粒状、顆粒状、ハニカム状、コルゲート状、シート状、矩形柱状の吸着剤を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による真空断熱材の実施の形態1の断面図
【図2】 従来の真空断熱材の断面図
【符号の説明】
1 芯材
2a 外被材
2b 外被材
3 吸着剤
4 保護シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum heat insulating material containing an adsorbent.
[0002]
[Prior art]
In recent years, global warming and resource depletion have become problems, and there is a strong demand for energy saving and resource saving. Therefore, heat energy can be efficiently used by using a vacuum heat insulating material in heat insulation, refrigeration, and refrigeration equipment such as a refrigerator-freezer, a jar pot, and a water heater. A conventional vacuum heat insulating material is composed of a core material (core material), an adsorbent (getter agent) that adsorbs moisture and gas in the core material, and a jacket material (container) that wraps them (for example, Patent Document 1).
[0003]
Hereinafter, the conventional vacuum heat insulating material will be described with reference to the drawings.
[0004]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional vacuum heat insulating material. As shown in FIG. 2 , the conventional vacuum heat insulating material includes a core material (core material) 11, a jacket material (container) 22 that wraps the
[0005]
First, the
[0006]
Next, the
[0007]
The adsorbent 33 is for adsorbing and removing moisture and gas entering from the outside or coming out of the core.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-63469 (
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional configuration, the
[0010]
An object of the present invention is to solve the conventional problems and to provide a vacuum heat insulating material that prevents pinholes from being generated by an adsorbent during vacuum packaging.
[0011]
In addition, when urethane foam or glass fiber is used for the core material in the above-described conventional configuration, the adsorbent 33 is often disposed between the
[0012]
Therefore, another object of the present invention is to eliminate the cause of pinholes or bag breakage while keeping this deformation as small as possible.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Vacuum heat insulating material of the invention described in
[0014]
The invention according to claim 2 is the one according to
[0015]
Generally , the jacket material of the vacuum heat insulating material is used so that the laminated film including the gas barrier layer and the heat-sealing layer is paired with the core material sandwiched as described above, but both include aluminum foil. When a laminate film is used, a phenomenon called heat bridge (heat bridge) in which heat is transferred around the outer jacket material occurs and the heat insulation performance falls, so such a laminate film is used on one side and the other side is used. May have a layer deposited with aluminum instead of an aluminum foil layer .
[0019]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the adsorbent has a granular shape, granular shape, honeycomb shape, corrugated shape, sheet shape, rectangular column shape, or a mixture. Thus, an adsorbent having such a shape can be used.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum heat insulating material according to
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
In
[0024]
About the vacuum heat insulating material produced by changing the number of
[0025]
[Table 1]
[0026]
As shown in Table 1, pinholes are generated before compression for those not using a protective sheet, and the bag is completely broken by compression. However, there was no pinhole generation during vacuum packaging for those using the
[0035]
【The invention's effect】
As described above, the invention described in
[0036]
In addition to the invention of
[0041]
The invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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