| 【発明の名称】 |
真空断熱材 |
| 【発明者】 |
【氏名】浦田 隆行
【氏名】梅田 章広
【氏名】佐野 光宏
【氏名】高田 清義
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| 【要約】 |
【課題】従来の真空断熱材は、真空断熱材の断面方向を伝導する熱量よりも、真空断熱材の沿面方向を伝導する熱量が多く、十分な断熱性能が発揮できないという課題を有している。
【解決手段】少なくともアルミニウムを蒸着したフィルム５をガスの透過を防ぐガスバリア層を形成するラミネートフィルム２として使用し、このラミネートフィルム２によって真空状態で芯材１を覆い、このラミネートフィルム２の間にラミネートフィルム２のシール部３にはかからない大きさとしたアルミニウム箔６を積層して、高温で使用しても断熱性能の高い真空断熱材としている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ガスの透過を防ぐガスバリア層を形成するラミネートフィルムと、前記ラミネートフィルムにより覆われた芯材と、前記ラミネートフィルムの間に配置したアルミニウム箔とを備え、前記ラミネートフィルムは少なくともアルミニウムをフィルム上に蒸着したアルミ蒸着層を有し、前記アルミニウム箔はラミネートフィルムのシール部にはかからない大きさとした真空断熱材。
【請求項２】 ラミネートフィルムはポリエチレンナフタレート樹脂を基材とする請求項１に記載した真空断熱材。
【請求項３】 アルミ蒸着層は、アルミニウムの蒸着面が向き合う形に２層使用する請求項１または２に記載した真空断熱材。
【請求項４】 アルミニウム箔は、フィルムに張り合わせた後エッチングによって所定の形状とした請求項１から３のいずれか１項に記載した真空断熱材。
【請求項５】 アルミニウム箔は、ラミネートフィルムに積層した請求項１から３のいずれか１項に記載した真空断熱材。
【請求項６】 アルミニウム箔は、アルミニウムを蒸着したフィルムとシール層との間に積層した請求項１から３のいずれか１項に記載した、または請求項５に記載した真空断熱材。
【請求項７】 アルミニウム箔は、２層のアルミ蒸着層の間に積層した請求項３に記載した真空断熱材。
【請求項８】 アルミニウムを蒸着したフィルムは、アルミニウム箔とシール層との間に積層した請求項１から３のいずれか１項に記載した真空断熱材。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば冷蔵庫やジャーポット等に使用している真空断熱材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の真空断熱材は、アルミニウム箔や、ポリエチレンテレフタレ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を有するラミネートフィルムをガスバリア層として使用しているものであり、主として冷蔵庫や保冷庫などの低温雰囲気の断熱に利用しているものである。なお、ガスバリア層とは、真空断熱材を使用する装置をオンオフして、真空断熱材に熱ストレスが加わったときに、例えばラミネートフィルムの一部にピンホール等が発生したときに、気体がラミネートフィルムを透過することを防止する機能のことをいう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の真空断熱材は、真空断熱材の断面方向を伝導する熱量よりも、真空断熱材の沿面方向を伝導する熱量が多く、十分な断熱性能が発揮できないという課題を有している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともアルミニウムを蒸着したフィルムをガスの透過を防ぐガスバリア層を形成するラミネートフィルムとして使用し、このラミネートフィルムによって真空状態で芯材を覆い、このラミネートフィルムの間にラミネートフィルムのシール部にはかからない大きさとしたアルミニウム箔を積層して、高温で称しても断熱性能の高い真空断熱材としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、少なくともアルミニウムを蒸着したフィルムをガスの透過を防ぐガスバリア層を形成するラミネートフィルムとして使用し、このラミネートフィルムによって真空状態で芯材を覆い、このラミネートフィルムの間にラミネートフィルムのシール部にはかからない大きさとしたアルミニウム箔を積層して、高温で使用しても断熱性能の高い真空断熱材としている。
【０００６】請求項２に記載した発明は、ラミネートフィルムはポリエチレンナフタレート樹脂を基材とする構成として、高温雰囲気であっても長時間の断熱ができる真空断熱材としている。
【０００７】請求項３に記載した発明は、アルミニウムを蒸着したフィルムは、アルミニウムの蒸着面が向き合う形に２層使用するようにして、ガスの侵入を防止でき、高温雰囲気であっても長時間の断熱ができる真空断熱材としている。
【０００８】請求項４に記載した発明は、アルミニウム箔は、フィルムに張り合わせた後エッチングによって所定の形状として、微細な形状を正確に実現でき、高性能の真空断熱材としている。
【０００９】請求項５に記載した発明は、アルミニウム箔は、ラミネートフィルムに積層した構成として、加工が簡単で、高性能の真空断熱材としている。
【００１０】請求項６に記載した発明は、アルミニウム箔は、アルミニウムを蒸着したフィルムとシール層との間に積層して、耐久性に優れた高性能の真空断熱材としている。
【００１１】請求項７に記載した発明は、アルミニウム箔は、２層のアルミ蒸着層の間に積層して、耐久性に優れた高性能の真空断熱材としている。
【００１２】請求項８に記載した発明は、アルミニウムを蒸着したフィルムは、アルミニウム箔とシール層との間に積層して、耐久性に優れた高性能の真空断熱材としている。
【００１３】
【実施例】（実施例１）以下本発明の第１の実施例について説明する。図１は本実施例の真空断熱材の構成を示す断面図である。本実施例の真空断熱材は、芯材１を２層のラミネートフィルム２によって覆い、内部を真空にした状態でシール部３を使用してシールした構成としている。芯材１としては、パーライト、ガラスウール等の無機物質、あるいはメラミン、ウレタン等の有機物質が使用できるが、本実施例では合成シリカの粉末を使用している。ラミネートフィルム２は、ポリエチレンナフタレートフィルム（以後ＰＥＮフィルムと言う）で構成した保護層７と、ポリプロピレンフィルムによって構成したシール層４と、ＰＥＮフィルム上にアルミニウムを蒸着したアルミ蒸着層５とによって構成している。特に本実施例では、前記アルミ蒸着層５と保護層７との間に、アルミニウム箔６をラミネートしている。アルミニウム箔６は本実施例では厚さ６μｍのものを使用しており、この大きさを図２に示しているように、ラミネートフィルム２のシール部３にはかからないような設定としている。図２は本実施例の構成を示す平面図である。またシール層４には、本実施例では厚さ５０μｍの無延伸のポリプロピレンを、またアルミニウムの蒸着厚は０．０５μｍとしている。また、保護層７は厚さ１２μｍのＰＥＮフィルムを使用している。
【００１４】以下本実施例の動作について説明する。本実施例の真空断熱材を図示していないジャーポット等の装置に組み込んで使用すると、当然この真空断熱材の両面には温度差が生ずるものである。つまり、一方の面は殆ど沸騰状態で保温している水であり温度は１００℃近くとなっている。また、他方はジャーポットの外面となっているため室温である。この状態では、水が有している熱量は、真空断熱材を介してジャーポットの外面に伝達されるものである。このときの熱伝導は、使用している断熱材の断面方向と、使用している断熱材の沿面方向からの両方が考えられる。このときの熱の移動量は、材料の熱伝導率と厚みの積に比例する。本実施例の構成では、熱伝導率と厚みの積はシール層４は０．０１〔｛Ｗ／（ｍ・Ｋ）｝・ｍ〕、アルミニウム箔６は１．４〔｛Ｗ／（ｍ・Ｋ）｝・ｍ〕、アルミ蒸着層５は０．０１２〔｛Ｗ／（ｍ・Ｋ）｝・ｍ〕、保護層７は０．００３〔｛Ｗ／（ｍ・Ｋ）｝・ｍ〕となっている。つまり、アルミニウム箔６は他部分の合計の５０倍の熱伝導を行えるものである。
【００１５】この結果本実施例の真空断熱材を使用したときには、真空断熱材の沿面方向での熱伝導は極めて小さくなるものである。すなわち、シール部３にはアルミニウム箔６が存在していないため、この部分を移動する熱量はアルミニウム箔６が存在している中央部の１／５０となっているものである。従って、前記したように、本実施例とした場合には、断熱材の沿面方向からの熱伝導は非常に少ないものとなる。また、本実施例の真空断熱材の断面方向には、芯材１を含んだ真空層が存在している。この結果、本実施例の真空断熱材は断熱性が非常に高いものとなっている。
【００１６】また、例えば真空断熱材を使用している装置の電源をオンオフしたりすることによって、真空断熱材は日常的に温度ストレスを受けるものである。この温度ストレスに対しても本実施例の真空断熱材は非常に強いものである。すなわち、本実施例ではアルミ蒸着層５を形成する基材として、ＰＥＮフィルムを使用している。ＰＥＮフィルムは融点やガラス転移点が高いだけでなく、温度変化に対する寸法安定性も良いものである。このため、熱ストレスを受けたときに、アルミニウムの膨張、収縮による形状変化と、ＰＥＮフィルム自体の膨張、収縮による形状変化との差は小さいものである。このため、熱ストレスを受けた結果、アルミニウム蒸着層５に対する応力の発生はほとんど無く、つまり、高温雰囲気であってもアルミニウム蒸着層５にピンホールが発生することはないものである。この結果、本実施例ラミネートフィルム２は、長寿命で信頼性の高いカスバリア層として作用するものである。
【００１７】以上のように本実施例によれば、ガスの透過を防ぐガスバリア層を形成するラミネートフィルム２と、ラミネートフィルム２によって覆われた芯材１と、ラミネートフィルム２の間に積層したアルミニウム箔６とを備え、前記ラミネートフィルム２は少なくともアルミニウムをフィルム上に蒸着したアルミ蒸着層５を有し、前記アルミニウム箔６はラミネートフィルム２のシール部３にはかからない大きさとした構成として、高温で使用しても断熱性能の高い真空断熱材を実現するものである。
【００１８】また本実施例によれば、ラミネートフィルム２はポリエチレンナフタレート樹脂を基材として使用しているため、融点やガラス転移点が高く、また温度変化に対する寸法安定性が良いため、高温雰囲気で使用してもアルミニウム蒸着層５にピンホールが発生することを防止できるものであり、高温で使用しても断熱性能の高い真空断熱材を実現するものである。
【００１９】なおこのとき、本実施例ではアルミニウム箔６をエッチング加工によって形成しているものである。つまり、保護層７の内側にアルミニウム箔６を全体に貼り合わせた後、エッチングによって、図２に示しているように所定の部分のアルミニウム箔を溶解させて取り除いているものである。このときのエッチング液として、アルカリ溶液を使用している。このエッチングは微細な加工が可能であるため、望みの形状のものを正確に作ることができるものである。従って本実施例は、微細な形状を正確に実現でき、高性能の真空断熱材を実現するものである。
【００２０】（実施例２）続いて本発明の第２の実施例について説明する。図３は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、フィルム上にアルミニウムを蒸着したアルミ蒸着層５ａ、５ｂを使用している。すなわち、アルミ蒸着面が向き合うように配置したアルミ蒸着層５ａ、５ｂの２層を貼り合わせて使用している。アルミ蒸着層５ａは、アルミニウム箔６側がＰＥＮフィルムとなっており、アルミ蒸着層５ｂは表面側がＰＥＮフィルムとなっている。
【００２１】図４は本実施例の詳細な構成を示す断面図である。アルミ蒸着層５ａは、アルミニウムの蒸着層１２ａと基材として使用しているＰＥＮフィルム１１ａによって構成している。あるいはしたフィルムは少なくとも基材１１とアルミ蒸着層１２により構成されている。アルミ蒸着層５ｂは、アルミニウムの蒸着層１２ｂと基材として使用しているＰＥＮフィルム１１ｂによって構成している。こうしてアルミ蒸着層５ａとアルミ蒸着層５ｂとは接着剤９によって貼り合わせている。アルミニウムの蒸着層１２ａまたはアルミニウムの蒸着層１２ｂは、５０μｍ程度の厚さに設定している。このようにアルミニウムの蒸着層は非常に薄いものであるため、ピンホール１０を発生しやすいものである。ピンホール１０をガスが通過すると、断熱性が低下して断熱材としての性能が劣化する。この点本実施例では、２枚のアルミ蒸着層５ａ、５ｂを蒸着層１２ａ、１２ｂが向かい合うように貼り合わせているものである。このため、発生したピンホール１０をＰＥＮフィルム１１ａ、１１ｂによってお互いにふさぎ合う形になっている。
【００２２】以上のように本実施例によれば、アルミ蒸着層は、アルミニウムの蒸着面が向き合う形に２層使用する構成として、発生したピンホールをふさぐことができ、高性能の真空断熱材を実現するものである。
【００２３】またこのとき本実施例では、図３に示しているように、アルミニウム箔６をアルミ蒸着層５ａとシール層４との間に配置している。またアルミニウム箔６は６μｍと非常に薄いものを使用している。このため、熱ストレスが加わったときに、ラミネートフィルム２が収縮して芯材１と摩擦を生じたときはシール層４が、また外部の部品と摩擦を生じたときは２枚のアルミ蒸着層５ａ、５ｂが有効に作用して、真空断熱材を保護するものである。従って、本実施例の真空断熱材は、耐久性に優れた高性能の真空断熱材となっているものである。
【００２４】（実施例３）続いて本発明の第３の実施例について説明する。図５は本実施例の構成を示す断面図である。また、図６は本実施例の詳細な構成を示す断面図である。本実施例では、アルミニウム箔６を２層のアルミ蒸着層５ａと５ｂの間に配置しているものである。また、このとき使用しているアルミニウム箔６は、シール部３にはかからないような大きさのものをアルミ蒸着層５ａまたは５ｂを構成しているＰＥＮフィルム上に貼り合わせて使用している。このとき使用している接着剤は、図６に９として示しているように、アルミニウム箔６よりも狭い範囲に塗布している。従って実際には、アルミニウム箔６の端部には接着剤が無い空間１３が生じやすいものである。空間１３が発生すると、空間１３を通り、空気などの気体がラミネートフィルムの間に進入する可能性がある。この点本実施例では、アルミニウム箔６をアルミ蒸着層５ａとアルミ蒸着層５ｂの間に配置に配置しているため、空間１３が発生したとしても、アルミ蒸着層５ａとアルミ蒸着層５ｂが有しているＰＥＮフィルムによって前記空気の侵入を防止できるものである。
【００２５】従って本実施例によれば、アルミニウム箔６をＰＥＮフィルム上に貼り合わせだけの加工であり、加工が非常に簡単で、高性能の真空断熱材を実現するものである。また、エッチングのような化学処理を施さないため、樹脂が劣化する懸念がなく、長期間使用できる真空断熱材を実現するものである。
【００２６】（実施例４）次に本発明の第４の実施例について説明する。図７は、本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、アルミ蒸着層５ａと５ｂとを、アルミニウム箔６とシール層４の間に積層し、アルミニウム箔６の外面を保護層８で覆っているものである。保護層８としてはナイロンを使用しているものである。
【００２７】このため、アルミニウム箔６の端部などに、図６で説明した空間１３が生じたとしても、２層のアルミ蒸着層５ａ、５ｂが存在しているため、前記空間１３を通るガスの進入を防ぐことができるものである。従って本実施例によれば、長期間使用できる高性能の真空断熱材を実現できるものである。
【００２８】
【発明の効果】請求項１に記載した発明は、ガスの透過を防ぐガスバリア層を形成するラミネートフィルムと、前記ラミネートフィルムにより覆われた芯材と、前記ラミネートフィルムの間に配置したアルミニウム箔とを備え、前記ラミネートフィルムは少なくともアルミニウムをフィルム上に蒸着したアルミ蒸着層を有し、前記アルミニウム箔はラミネートフィルムのシール部にはかからない大きさとした構成として、高温で使用しても断熱性能の高い真空断熱材を実現するものである。
【００２９】請求項２に記載した発明は、ラミネートフィルムはポリエチレンナフタレート樹脂を基材とする構成として、高温雰囲気であっても長時間の断熱ができる真空断熱材を実現するものである。
【００３０】請求項３に記載した発明は、アルミ蒸着層は、アルミニウムの蒸着面が向き合う形に２層使用する構成として、ガスの侵入を防止でき、高温雰囲気であっても長時間の断熱ができる真空断熱材を実現するものである。
【００３１】請求項４に記載した発明は、アルミニウム箔は、フィルムに張り合わせた後エッチングによって所定の形状とした構成として、微細な形状を正確に実現でき、高性能の真空断熱材を実現するものである。
【００３２】請求項５に記載した発明は、アルミニウム箔は、ラミネートフィルムに積層した構成として、加工が簡単で、高性能の真空断熱材を実現するものである。
【００３３】請求項６に記載した発明は、アルミニウム箔は、アルミニウムを蒸着したフィルムとシール層との間に積層した構成として、耐久性に優れた高性能の真空断熱材を実現するものである。
【００３４】請求項７に記載した発明は、アルミニウム箔は、２層のアルミ蒸着層の間に積層した構成として、耐久性に優れた高性能の真空断熱材を実現するものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年７月２１日（１９９９．７．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３２９９２（Ｐ２００１−３２９９２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月６日（２００１．２．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２０５８９９ |
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