(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
芯材と、該芯材の一方の面に沿って配置された第一外皮材と、前記芯材の他方の面に沿って配置された第二外皮材とを備え、前記第一外皮材及び前記第二外皮材には、互いに溶着された溶着部が形成されるとともに、前記溶着部よりも内縁側で前記第一外皮材と前記第二外皮材とが互いに溶着されずに合わさった非溶着部が形成された真空断熱材の再生方法であって、
前記非溶着部を開口して開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部を介して、前記第一外皮材と前記第二外皮材とで囲まれた空間内を減圧する減圧工程と、
前記非溶着部における前記開口部よりも内縁側で、前記第一外皮材と前記第二外皮材とを互いに溶着する溶着工程とを備えることを特徴とする真空断熱材の再生方法。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の一実施形態である真空断熱材及び真空断熱材の再生方法について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る真空断熱材の斜視図である。
まず、真空断熱材について説明する。
図1に示すように、真空断熱材1は、芯材2と、芯材2を覆う第一外皮シート(第一外皮材)11及び第二外皮シート(第二外皮材)12と、を備えている。この真空断熱材1は、建築物や、冷蔵庫、自動販売機等に使用されている。
【0019】
芯材2は、例えば、シリカ等の粉粒体が通気性の良いシート状の内皮材(不図示)に収容されて構成されている。その他、芯材2としては、ガラス繊維や発泡樹脂等であってもよい。
【0020】
本実施形態では、芯材2は平面視正方形に形成されている。芯材2の縁部である一辺を縁部2Pとし、縁部2Pと反対側の辺を縁部2Qとする。また、縁部2Pの一端と縁部2Qの一端とを結ぶ辺を縁部2Rとし、縁部2Pの他端と縁部2Qの他端とを結ぶ辺を縁部2Sとする。なお、芯材2の形状は、平面視正方形に限られず、適宜設定可能である。
【0021】
第一外皮シート11は、芯材2の一方の面2A(
図1に示す紙面表側)に沿って配置されている。また、第二外皮シート12は、芯材2の他方の面2B(
図1に示す紙面裏側)に沿って配置されている。つまり、第一外皮シート11及び第二外皮シート12は、芯材2を覆うように配置されている。
【0022】
本実施形態では、第一外皮シート11及び第二外皮シート12は、それぞれ平面視長方形に形成されている。
【0023】
これら第一外皮シート11及び第二外皮シート12の構成材料としては、アルミニウム等の金属製のシートや、樹脂製のシートが採用される。また、第一外皮シート11及び第二外皮シート12は、それぞれ芯材2側から外部側に向かって、熱により溶着される溶着層(不図示)と、外部の空気や水蒸気等の内部(芯材2側)への侵入を遮断するガスバリア層(不図示)と、表面を保護する表面保護層(不図示)とを少なくとも備えて積層構成されている。
【0024】
第一外皮シート11の縁部及び第二外皮シート12の縁部には、互いに溶着された溶着部20が形成されている。また、第一外皮シート11と第二外皮シート12とで囲まれた空間内は、減圧されている。
【0025】
本実施形態では、溶着部20は、第一外皮シート11の長辺及び第二外皮シート12の長辺に沿って形成された長辺溶着部20A,20Bと、第一外皮シート11の短辺及び第二外皮シート12の短辺に沿って形成された短辺溶着部20C,20Dとで構成されている。
【0026】
第一外皮シート11及び第二外皮シート12には、溶着部20よりも内縁側で互いに溶着されずに合わさり、当接されただけの非溶着部30が形成されている。
【0027】
本実施形態では、非溶着部30は、長辺溶着部20Aと芯材2との間に形成された長辺非溶着部(芯材2の外縁の他部に沿って形成された非溶着部)30Aと、長辺溶着部20Bと芯材2との間に形成された長辺非溶着部(芯材2の外縁の他部に沿って形成された非溶着部)30Bと、短辺溶着部20Cと芯材2との間に形成された短辺非溶着部(芯材2の外縁の一部に沿って形成された非溶着部)30Cと、短辺溶着部20Dと芯材2との間に形成された短辺非溶着部(芯材2の外縁の他部に沿って形成された非溶着部)30Dとで構成されている。
【0028】
長辺溶着部20Aにおける長辺非溶着部30Aとの境界部分は、芯材2の縁部2Pに沿うように延びる縁部20Pとされている。また、長辺溶着部20Bにおける長辺非溶着部30Bとの境界部分は、芯材2の縁部2Qに沿うように延びる縁部20Qとされている。また、短辺溶着部20Cにおける短辺非溶着部30Cとの境界部分は、芯材2の縁部2Rに沿うように延びる縁部20Rとされている。また、短辺溶着部20Dにおける短辺非溶着部30Dとの境界部分は、芯材2の縁部2Sに沿うように延びる縁部20Sとされている。
【0029】
ここで、平面視において、長辺溶着部20Aの縁部20Pから芯材2の縁部2Pまでの長さを、幅L1とする。つまり、長辺溶着部20Aと芯材2との間に形成される長辺非溶着部30Aの幅を、幅L1とする。
【0030】
また、平面視において、長辺溶着部20Bの縁部20Qから芯材2の縁部2Qまでの長さを、幅L2とする。つまり、長辺非溶着部30Bと芯材2との間に形成される長辺非溶着部30Bの幅を、幅L2とする。
【0031】
また、平面視において、短辺溶着部20Cの縁部20Rから芯材2の縁部2Rまでの長さを、幅L3とする。つまり、短辺溶着部20Cと芯材2との間に形成される短辺非溶着部30Cの幅を、幅L3とする。
【0032】
また、平面視において、短辺溶着部20Dの縁部20Sから芯材2の縁部2Sまでの長さを、幅L4とする。つまり、短辺溶着部20Dと芯材2との間に形成される短辺非溶着部30Dの幅を、幅L4とする。
【0033】
幅L3は、幅L1,L2,L4よりも長い。幅L3は、3cm以上、詳細については後述する真空断熱材1の再生を複数回行う観点から好ましくは5cm以上であり、材料削減の観点から15cm以下であることが好ましい。
【0034】
次に、上記のように構成された真空断熱材1の第一外皮シート11と第二外皮シート12とで囲まれた空間内の減圧状態が維持されなくなった場合等に行う真空断熱材1の再生方法について説明する。
図2(a)は真空断熱材1を用いた再生方法における開口部形成工程を示す斜視図であり、
図2(b)は減圧工程を示す斜視図であり、
図2(c)は再生された真空断熱材101を示す斜視図である。
図3(a)は
図1のA−A線に沿う断面図であり、
図3(b)は
図2(a)のB−B線に沿う断面図であり、
図3(c)は
図2(b)のC−C線における溶着工程を示す断面図である。
【0035】
まず、
図2(a)に示すように、減圧され減圧雰囲気のチャンバー(不図示)内に、真空断熱材1を入れて、開口部形成工程を実行する。
開口部形成工程では、第一外皮シート11及び第二外皮シート12の溶着部20Cをカッター(不図示)により切断して取り除き、非溶着部30を開口して開口部Kを形成する。詳細には、短辺非溶着部30Cを短辺溶着部20C,20Dに平行に切断する。これにより、短辺非溶着部30Cに、短辺溶着部20Dに平行に開口する開口部Kが形成される。
【0036】
図2(b)、
図3(b)に示すように、減圧雰囲気のチャンバー内において、開口部Kから第一外皮シート11と第二外皮シート12とで囲まれた空間内の圧力が減圧される減圧工程が実行される。減圧工程では、例えば真空ポンプを用いて空間内を減圧する。
【0037】
次に、
図3(c)に示すように、溶着工程を実行する。
溶着工程では、短辺非溶着部30Cにおける開口部Kよりも内縁側で、第一外皮シート11と第二外皮シート12とを、ヒートシール機Hを用いて互いに溶着する。これにより、再生前の真空断熱材1における短辺溶着部20Cよりも内縁側に新たな溶着部20Xが形成された真空断熱材101が製造される。換言すると、新たな溶着部20Xは、開口部Kを封止するように、第一外皮シート11及び第二外皮シート12の切断部分に沿って形成されている。
【0038】
このように構成された真空断熱材1及び真空断熱材1の再生方法では、第一外皮シート11及び第二外皮シート12の短辺非溶着部30Cに形成された開口部Kを介して、第一外皮シート11と第二外皮シート12とで囲まれた空間内の圧力を減圧する。続いて、短辺非溶着部30Cにおける開口部Kよりも内縁側で、第一外皮シート11と第二外皮シート12とを、互いに溶着する。そして、新たな溶着部20Xの形成された真空断熱材101が再生される。これにより、芯材2、第一外皮シート11及び第二外皮シート12を再利用して、新たな真空断熱材101を製造(再生)することができる。
【0039】
また、本実施形態のように構成された真空断熱材1の再生方法では、第一外皮シート11及び第二外皮シート12に減圧下で開口部Kを形成するため、第一外皮シート11と第二外皮シート12とで囲まれた空間内を短時間で減圧状態にすることができる。
【0040】
また、建築物の定期的なメンテナンス時に、外壁等に設けられていた真空断熱材1を取り外して、上記に示すように再生した新たな真空断熱材101を再び別の外壁に取り付けることができる。これにより、簡易な方法で、建築物の断熱性を保持させることができる。
【0041】
また、真空断熱材1を交換した年月日を例えば新たな溶着部20X等に印字することにより、メンテナンス日を管理することができる。
【0042】
また、溶着部20から芯材2までの幅L3の長さを長く(好ましくは、5cm以上に)することにより、開口して溶着することを複数回繰り返すことができるため、複数回の再利用が可能となる。また、上記に示す実施形態において、幅L1,L2,L3,L4の全てを長くするのではなく、幅L3を幅L1,L2,L4よりも長くしている。よって、幅L1,L2,L3,L4の全てを長くする場合よりも、芯材2の縁部2P,2Q,2Sの周りの第一外皮シート11及び第二外皮シート12の面積が少なくなるため、材料を削減できる。また、幅L1,L2,L3,L4の全てを長くする場合よりも、溶着工程における溶着部20Xの長さを短く抑えることができる。
また、芯材2が平面視正方形をなすため、真空断熱材1は平面視(正面視)矩形をなす対象物に対して納まりよく取り付けられる。
【0043】
(変形例1)
上記に示す実施形態の変形例1について、主に
図4を用いて説明する。
図4(a)は、上記に示す実施形態の変形例1に係る真空断熱材を用いた再生方法の対象となる再生前の真空断熱材を構成する外皮材の正面図である。
図4(b)は、外皮材の折り曲げられた状態を示す正面図である。
図4(c)は、外皮材の縁部が溶着された状態を示す正面図である。
図4(d)は、再生前の真空断熱材の完成した状態を示す正面図である。
以下の変形例において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0044】
上記に示す実施形態において再生前の真空断熱材1は、芯材2が第一外皮シート11及び第二外皮シート12、つまり2枚の外皮シートにより覆われている。
図4に示すように、変形例1において再生前の真空断熱材201は、芯材2が一枚の外皮材210により覆われている。
【0045】
以下、再生前の真空断熱材201の構成について説明する。
図4(a)に示すように、外皮材210は、平面視長方形に形成されている。外皮材210は、長手方向に延びる一対の長辺部210A,210Aと、短手方向に延びる一対の短辺部210B,210Bと、を有している。
【0046】
図4(b)に示すように、外皮材210は、中央部210Mで短辺部210B,210B同士を近接させるように折り返されている。中央部210Mは、長辺部210A,210Aそれぞれの略中央を結んだ直線とされている。
【0047】
外皮材210における中央部210Mよりも一方側が、第一外皮シート211を構成している。また、外皮材210における中央部210Mよりも他方側が、第二外皮シート212を構成している。
【0048】
図4(c)に示すように、第一外皮シート211における長辺部210A,210Aに沿う縁部211P,211Pと、対向する第二外皮シート212における長辺部210A,210Aに沿う縁部212P,212Pとは、溶着されている。これにより、縁部211P,212Pが、溶着部を構成する。
【0049】
このようにして、短辺部210B,210B側が開口する袋状とされた外皮材210において、短辺部210B,210B側から芯材2が挿入される。
【0050】
図4(d)に示すように、外皮材210内の圧力が減圧され、第一外皮シート211の短辺部210Bに沿う縁部211Qと第二外皮シート212の短辺部210Bに沿う縁部212Qとが、溶着される。これにより、縁部211Q,212Qが、溶着部を構成する。
【0051】
上記のように、真空断熱材201では、一枚の外皮材210が折り曲げられて、芯材2を挟んで対向配置するように第一外皮材211及び第二外皮材212が形成されている。また、真空断熱材201では、対向する外皮材210の縁部同士が溶着されることで縁部211P,211Q,212P,212Qが溶着部とされている。
【0052】
また、真空断熱材201では、芯材2の縁部2Rと、外皮材210の縁部211Q,212Qとの間には、第一外皮シート211及び第二外皮シート212が互いに溶着されずに合わさり、当接されただけの非溶着部230が形成されている。
【0053】
また、芯材2は、縁部211P,212P及び折り返された中央部210Mと接するように配置されている。これにより、芯材2の縁部2Pと隣接する縁部211P,212Pとの間、芯材2の縁部2Qと隣接する縁部211P,212Pとの間、及び芯材2の縁部2Sと中央部210Mとの間には、非溶着部は形成されていないか、または非溶着部が形成されていたとしても微小である。
【0054】
このように構成された真空断熱材201では、再生時に、芯材2の4つの縁部2P,2Q,2R,2Sのうち縁部2Rと溶着された縁部211Q,212Qとの間に形成された非溶着部230において、開口部を形成して、再び溶着することができる。
【0055】
(変形例2)
上記に示す実施形態の変形例2について、主に
図5を用いて説明する。
図5(a)は、上記に示す実施形態の変形例2に係る真空断熱材を用いた再生方法の対象となる再生前の真空断熱材を構成する外皮材の正面図である。
図5(b)は、外皮材を筒状にした状態を示す正面図である。
図5(c)は、外皮材が折り曲げられ、縁部が溶着された状態を示す正面図である。
図5(d)は、再生前の真空断熱材の完成した状態を示す正面図である。
【0056】
図5に示すように、変形例2において再生前の真空断熱材301は、芯材2が一枚の外皮材310により覆われている。
【0057】
以下、再生前の真空断熱材301の構成について説明する。
図5(a)に示すように、外皮材310は、平面視長方形に形成されている。外皮材310は、長手方向に延びる一対の長辺部310A,310Bと、短手方向に延びる一対の短辺部310C,310Dと、を有している。
【0058】
図5(b)に示すように、外皮材310は、2本の直線部310M,310Nで、短辺部310C,310D同士を近接させるように折り返されている。直線部310M,310Nは、短辺部310C,310Dと平行な直線とされている。
【0059】
外皮材310のうち直線部310Mと直線部310Nとの間の部分が、第一外皮シート311を構成している。また、外皮材310のうち直線部310Mと短辺部310Cとの間の部分及び直線部310Nと短辺部310Dとの間の部分が、第二外皮シート312を構成している。
【0060】
図5(c)に示すように、第二外皮シート312における短辺部310C,310Dに沿う縁部310Pと、縁部310Qとは、溶着されている。これにより、縁部310P,310Qが、溶着部を構成する。
【0061】
また、第一外皮シート311における長辺部310Bに沿う縁部310Rと、第二外皮シート312における長辺部310Bに沿う縁部310Sとは、溶着されている。これにより、縁部310R,310Sが、溶着部を構成する。
【0062】
このようにして、長辺部310A側が開口する袋状とされた外皮材310において、長短辺部310A側から芯材2が挿入される。
【0063】
図5(d)に示すように、外皮材310内の圧力が減圧され、第一外皮シート311の長辺部310Aに沿う縁部310Tと第二外皮シート312の長辺部310Aに沿う縁部310Uとが、溶着される。これにより、縁部310T,310Uが、溶着部を構成する。
【0064】
上記のように、真空断熱材301では、一枚の外皮材310が折り曲げられて、芯材2を挟んで対向配置するように第一外皮材311及び第二外皮材312が形成されている。また、真空断熱材301では、対向する外皮材310の縁部同士が溶着されることで縁部310P,310Q,310R,310S,310T,310Uが溶着部とされている。
【0065】
また、真空断熱材301では、芯材2の縁部2Rと、外皮材310の縁部310T,310Uとの間には、第一外皮シート311及び第二外皮シート312が互いに溶着されずに合わさり、当接されただけの非溶着部330が形成されている。
【0066】
また、芯材2は、縁部310R,310S及び直線部310M,310Nと接するように配置されている。これにより、芯材2の縁部2Pと直線部310Nとの間、芯材2の縁部2Qと直線部310Mとの間、及び芯材2の縁部2Sと縁部310R,310Sとの間には、非溶着部は形成されていないか、または非溶着部が形成されていたとしても微小である。
【0067】
このように構成された真空断熱材301では、再生時に、芯材2の4つの縁部2P,2Q,2R,2Sのうち縁部2Rと溶着された縁部310T,310Uとの間に形成された非溶着部330において、開口部を形成して、再び溶着することができる。
【0068】
なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0069】
例えば、上記に示す実施形態においては、開口部形成工程は減圧下で行われているが、本発明はこれに限られない。真空断熱材1に開口部Kを形成する開口部形成工程を常圧下で実行した後に、チャンバー内等に真空断熱材1を配置して減圧工程を実行してもよい。
【0070】
また、上記に示す実施形態においては、開口部形成工程において、第一外皮シート11と第二外皮シート12とを両方切断しているが、本発明はこれに限られない。第一外皮シート11及び第二外皮シート12のいずれか一方にのみ切込み(不図示)を入れたり、貫通孔(不図示)を開けてもよい。この場合には、切込みや貫通孔から第一外皮シート11と第二外皮シート12とで囲まれた空間内を減圧状態として、切込みや貫通孔よりも内縁側で非溶着部を再び溶着して再生することができる。
【0071】
また、上記に示す実施形態において第一外皮シート11と第二外皮シート12との溶着された溶着部20は、芯材2の厚さ方向の中心に位置するように配置されているが、本発明はこれに限られない。溶着部が、芯材2の厚さ方向の一方側に寄って配置された真空断熱材にも適用可能である。
【0072】
また、上記に示す実施形態では、建築物に設けられていた真空断熱材1を取り外して、再生した新たな真空断熱材101を再び別の建築物に取り付けているが本発明はこれに限られない。例えば、使用済み等の冷蔵庫に取り付けられていた真空断熱材1を取り外して、上記に示すように再生した新たな真空断熱材101を再び建築物に取り付けることもできる。このように、再生前後の真空断熱材の取り付け対象物が同一の場合のみならず異なる場合でも、簡易な方法で、対象物の断熱性を確保することができる。