断熱シートの製造装置、及び断熱シートの製造方法
【課題】断熱シートの断熱性能の向上を図ることができるとともに、断熱シートを容易に製造することができ、またエネルギの消費量の低減を図ることができる断熱シートの製造装置、及び断熱シートの製造方法を得る。
【解決手段】断熱シートの製造装置１は、上下ローラ２，３を回転させながら上下ローラ２，３間に繊維ウェブ９を通すことにより繊維ウェブ９を断熱シート１５とする。上ローラ２は、ローラ本体１１と、ローラ本体１１の外周部を囲む断熱被覆材１２とを有している。断熱被覆材１２には、ローラ本体１１の外周部を露出させる露出用穴１３が設けられている。また、断熱被覆材１２は、ローラ本体１１よりも熱伝導率の小さい材料で構成されている。繊維ウェブ９が上下ローラ２，３間に通されるときには、繊維ウェブ９の繊維同士が熱融着可能な温度にローラ本体１１が加熱される。
【解決手段】断熱シートの製造装置１は、上下ローラ２，３を回転させながら上下ローラ２，３間に繊維ウェブ９を通すことにより繊維ウェブ９を断熱シート１５とする。上ローラ２は、ローラ本体１１と、ローラ本体１１の外周部を囲む断熱被覆材１２とを有している。断熱被覆材１２には、ローラ本体１１の外周部を露出させる露出用穴１３が設けられている。また、断熱被覆材１２は、ローラ本体１１よりも熱伝導率の小さい材料で構成されている。繊維ウェブ９が上下ローラ２，３間に通されるときには、繊維ウェブ９の繊維同士が熱融着可能な温度にローラ本体１１が加熱される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂の繊維で構成された繊維ウェブから断熱シートを製造する断熱シートの製造装置、及び断熱シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂の繊維が堆積してなる不織ウェブからスパンボンド不織布を製造するために、外周面に複数の突起が形成されたエンボスロールと、外周面が滑らかな面となっている平滑ロールとを回転させながら、エンボスロール及び平滑ロール間に不織ウェブを通す方法が提案されている。不織ウェブは、エンボスロール及び平滑ロールがそれぞれ加熱された状態でエンボスロール及び平滑ロール間に通される。不織ウェブの繊維同士は、エンボスロールの突起と平滑ロールの外周面との間に挟まれることにより熱融着される。即ち、不織ウェブは、エンボスロール及び平滑ロール間に通されることにより部分的に熱融着される。
【０００３】
また、不織ウェブは、部分的に熱融着された後、加熱された２つの平滑ロール間に通される。これにより、不織ウェブは、部分的な熱融着に加えて表面層を熱融着されてスパンボンド不織布となる（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、袋状の外被材内に不織布を収容し外被材内を減圧することにより真空断熱材を製造することがある。この場合には、真空断熱材の高断熱性を確保するために、不織布自体に高い断熱性能が要求される。
【０００６】
しかし、不織ウェブがエンボスロールと平滑ロールとの間に通されるときに、エンボスロールの突起に圧力が集中するので、不織ウェブの表面と裏面との繊維同士が互いに熱融着されやすくなる。不織ウェブの表面と裏面との繊維同士が熱融着されると、熱融着の部分が不織ウェブの表面と裏面との間の熱の移動経路となり、製造後の不織布の断熱性能が低下してしまう。
【０００７】
また、不織布は、外被材内が減圧されると、外被材の収縮により外被材から圧力を受ける。不織布には、エンボスロールの突起の押し付け力により深い窪みが形成されているので、外皮材からの圧力を受けることにより不織布が潰れやすくなる。従って、外被材内の不織布の断熱性能が低下してしまう。
【０００８】
さらに、加熱された２つの平滑ロール間に不織ウェブが通されるので、不織布の表面及び裏面のそれぞれに繊維同士の熱融着の層が形成される。これにより、製造後の不織布の断熱性能がさらに低下してしまう。
【０００９】
さらにまた、不織ウェブの繊維はエンボスロールの熱によって収縮するので、収縮した繊維がエンボスロールの突起に絡みつきやすくなる。これにより、不織ウェブがエンボスロールから剥がれにくくなり、不織布の製造の作業効率が低下してしまう。
【００１０】
また、エンボスロールの外周部の全体が高温になるので、エンボスロール全体から放熱されやすくなり、消費電力が増大してしまう。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、断熱シートの断熱性能の向上を図ることができるとともに、断熱シートを容易に製造することができ、またエネルギの消費量の低減を図ることができる断熱シートの製造装置、及び断熱シートの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る断熱シートの製造装置は、ローラ本体と、ローラ本体の外周部を囲み、ローラ本体の外周部を露出させる露出用穴が設けられ、ローラ本体よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱包囲体とを有し、樹脂の繊維で構成された繊維ウェブの繊維同士が熱融着可能な温度にローラ本体が加熱される第１の押圧ローラ、及び第１の押圧ローラの外周部に対向する第２の押圧ローラを備え、第１及び第２の押圧ローラをそれぞれ回転させながら第１及び第２の押圧ローラ間に繊維ウェブを通すことにより、繊維ウェブを断熱シートとする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る断熱シートの製造装置では、ローラ本体よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱被覆材によりローラ本体の外周部が囲まれ、ローラ本体の外周部を露出させる露出用穴が断熱被覆材に設けられているので、ローラ本体を加熱することにより、ローラ本体の外周面の温度を融着温度にするとともに、断熱被覆材の外周面の温度を非融着温度にすることができる。これにより、繊維ウェブの熱融着部分だけでなく非熱融着部分についても、ローラによる押圧力を繊維ウェブに与えて断熱シートを形成することができる。従って、断熱シートの熱融着部分が深い窪みとなることを防止することができ、断熱シートの上面と下面との繊維同士の熱融着の防止を図ることができる。従って、断熱シートの断熱性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による断熱シートの製造装置を示す正面図である。また、図２は、図１の断熱シートの製造装置を示す側面図である。図において、断熱シートの製造装置１は、外周面を対向させた状態でそれぞれ配置された上ローラ（第１の押圧ローラ）２及び下ローラ（第２の押圧ローラ）３と、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔を調整可能な間隔調整装置４とを有している。
【００１５】
間隔調整装置４は、上ローラ２の位置を所定の位置に固定するハウジング（固定支持部材）５と、上ローラ２との間隔が変化する方向へ下ローラ３を変位させる変位装置６とを有している。上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は、変位装置６による下ローラ３の変位により調整される。変位装置６としては、例えば油圧シリンダ等が用いられる。
【００１６】
この例では、上ローラ２が下ローラ３の上方に配置されている。従って、下ローラ３は、変位装置６により上下方向へ変位される。
【００１７】
ハウジング５には上ローラ用回転軸７が設けられ、変位装置６には下ローラ用回転軸８が設けられている。上ローラ２は上ローラ用回転軸７を中心に回転され、下ローラ３は下ローラ用回転軸８を中心に回転される。上ローラ用回転軸７及び下ローラ用回転軸８は、互いに平行に配置されている。
【００１８】
上ローラ２及び下ローラ３間には、熱可塑性樹脂の繊維で構成された繊維ウェブ９がベルトコンベヤ（搬送装置）１０により搬送される。上ローラ２及び下ローラ３間に搬送された繊維ウェブ９は、上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれが回転されながら上ローラ２及び下ローラ３間を通される。上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれの回転と、ベルトコンベヤ１０による繊維ウェブ９の搬送とは、図示しないモータを含む駆動装置の駆動力により同期して行われる。繊維ウェブ９を構成する繊維の材料としては、例えばポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン又はポリスチレン等が用いられる。
【００１９】
上ローラ２は、鋼製の円柱状体であるローラ本体１１と、ローラ本体１１の外周部を囲む断熱被覆材（断熱包囲体）１２とを有している。
【００２０】
断熱被覆材１２は、ローラ本体１１よりも熱伝導率の小さい材料で構成されている。また、断熱被覆材１２は、繊維ウェブ９よりも剛性の高い材料で構成されている。従って、繊維ウェブ９が上ローラ２及び下ローラ３間に通されても、断熱被覆材１２が大きく変形することはない。断熱被覆材１２の材料としては、例えばアルミナ、セラミック、マイカ（雲母）、シリコーンゴム又はポリエチレンテレフタレート等が用いられる。
【００２１】
断熱被覆材１２には、複数の露出用穴１３が互いに間隔を置いて設けられている。ローラ本体１１の外周部の一部は、各露出用穴１３を通して上ローラ２外へ露出されている。この例では、各露出用穴１３は、上ローラ用回転軸７の軸線方向について所定のピッチＰ１で配置され、かつ上ローラ２の回転方向について所定のピッチＰ２で配置されている。また、各露出用穴１３の断面形状は円形とされている。なお、各露出用穴１３の断面形状は、例えば楕円形、菱形、三角形、Ｔ形又はＹ形等としてもよい。
【００２２】
ローラ本体１１の外周部には、各露出用穴１３に配置された複数の突起１４が設けられている。各突起１４は、露出用穴１３内に隙間なく嵌っている。従って、各突起１４の断面形状は、各露出用穴１３の断面形状と同一となっている。また、各突起１４は、上ローラ用回転軸７の軸線方向及び上ローラ２の回転方向のそれぞれについて、各露出用穴１３の配置のピッチと同一のピッチで配置されている。
【００２３】
各突起１４の先端部には、断熱被覆材１２の外周面に連続する端面が形成されている。従って、突起１４の高さと露出用穴１３の深さとは同一であり、上ローラ２の外周面は凹凸のない滑らかな面となっている。この例では、断熱被覆材１２の外周面の面積に対する各突起１４の端面の面積の割合は、２〜２０％の範囲内に設定されている。
【００２４】
ローラ本体１１の内部には、上ローラ２を加熱する発熱体である上ローラ用ヒータ（図示せず）が設けられている。ローラ本体１１の温度は、図示しない制御装置による上ローラ用ヒータの制御により、繊維ウェブ９の繊維同士が熱融着可能な温度（融着温度）に調整される。また、断熱被覆材１２の熱伝導率がローラ本体１１の熱伝導率よりも低いことから、断熱被覆材１２の温度は、繊維ウェブ９の繊維同士の熱融着が行われる温度よりも低い温度（非融着温度）とされる。
【００２５】
下ローラ３は、鋼製の円柱状体とされている。また、下ローラ３の外周面は、凹凸のない滑らかな面とされている。さらに、下ローラ３の内部には、発熱体である下ローラ用ヒータが設けられている。下ローラ３の温度は、制御装置による下ローラ用ヒータの制御により、繊維ウェブ９の繊維同士が熱融着可能な温度（融着温度）に調整される。
【００２６】
繊維ウェブ９は、上ローラ用ヒータ及び下ローラ用ヒータにより上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれが加熱された状態で、上ローラ２及び下ローラ３間を通される。上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は、繊維ウェブ９の厚さよりも小さい寸法に調整されている。繊維ウェブ９は、上ローラ２及び下ローラ３間を通されることにより断熱シート１５となる。
【００２７】
上ローラ２の外周面では、各突起１４の端面の温度は融着温度となっているが、各突起１４の端面を囲む断熱被覆材１２の外周面の温度は非融着温度となっている。従って、繊維ウェブ９が上ローラ２の外周面に接触すると、各突起１４の端面に接触する繊維ウェブ９の部分のみが熱融着される。下ローラ３の外周面では、外周面全体の温度が融着温度となっている。従って、繊維ウェブ９が下ローラ３の外周面に接触すると、下ローラ３の外周面に接触する繊維ウェブ９の全部が熱融着される。
【００２８】
従って、断熱シート１５の上面（即ち、上ローラ２が繊維ウェブ９に接触することにより形成された面）には熱融着部分１６が部分的に設けられ、断熱シート１５の下面（即ち、下ローラ３が繊維ウェブ９に接触することにより形成された面）には熱融着部分１７が均一に設けられている。
【００２９】
断熱シート１５は、巻き取り装置のロール１８に巻き取られる。断熱シート１５の上面及び下面における繊維の熱融着により断熱シート１５の毛羽立ちが抑えられるので、断熱シート１５がロール１８に巻き取られた後であっても、繊維同士の絡まりが生じにくくなり、断熱シート１５のロール１８に対する巻き取り及び繰り出しが可能になる。断熱シート１５の繊維の毛羽立ちを抑えつつ、引張強度を確保し、熱伝導率を低くするためには、断熱シート１５の上面全体における熱融着部分１６の割合が２〜２０％の範囲内であることが望ましい。また、断熱シート１５の上面全体における熱融着部分の割合が４〜８％の範囲内であるとさらによい。
【００３０】
次に、断熱シート１５の製造方法について説明する。熱可塑性樹脂のチップを融点以上に加熱して溶融した後、複数列に配置されたノズルから溶融樹脂を押し出す。これにより、溶融樹脂が複数の繊維となる。
【００３１】
この後、各繊維を吸引装置内で伸ばし、伸ばした複数の繊維をベルトコンベヤ１０上に重ね合わせる。これにより、繊維ウェブ９が形成される（繊維ウェブ製造工程）。
【００３２】
一方、上ローラ２及び下ローラ３は、制御装置による各ヒータの制御により加熱される。これにより、上ローラ２では、ローラ本体１１及び断熱被覆材１２のうち、ローラ本体１１の温度のみが融着温度となる。このとき、断熱被覆材１２の温度は、非融着温度となる。また、下ローラ３では、全体の温度が融着温度となる（ローラ加熱工程）。
【００３３】
この後、繊維ウェブ９は、上ローラ２及び下ローラ３間にベルトコンベヤ１０により搬送され、加熱された上ローラ２及び下ローラ３間を通される。このとき、上ローラ２及び下ローラ３は、駆動装置の駆動力により、ベルトコンベヤ１０の搬送速度に同期して回転される。これにより、繊維ウェブ９の上面が部分的に熱融着されるとともに繊維ウェブ９の下面全体が均一に熱融着される（融着工程）。このようにして、繊維ウェブ９は、薄くて所定の強度を持つ断熱シート１５となる。
【００３４】
この後、断熱シート１５は、巻き取り装置のロール１８に巻き取られる（巻き取り工程）。これにより、断熱シート１５の製造が完了する。
【００３５】
次に、断熱シート１５を用いた真空断熱材の製造方法について説明する。まず、複数の断熱シート１５を重ねて断熱シート１５の積層体を作製した後、金属箔のラミネートフィルムにより構成された袋状の外被材内に断熱シート１５の積層体を芯材として収容する。
【００３６】
この後、外被材内を１０Ｐａ以下にまで減圧して外被材内を真空に近い状態（以下、「真空状態」という）とする。このとき、外被材は大気圧により圧縮されて変形する。また、外被材内の断熱シート１５も外被材の変形により圧縮される。
【００３７】
ここで、上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれの外周面が凹凸のない滑らかな面であることから、断熱シート１５の上面及び下面に深い窪みは生じていない。従って、外被材の収縮により断熱シート１５が圧縮力を受けるときには、断熱シート１５の上面及び下面の全体で外被材からの圧縮力を受けることとなる。このことから、外被材からの圧縮力が分散され、断熱シート１５の変形の抑制が図られる。
【００３８】
外被材内を真空状態にまで減圧した後、外被材を密閉することにより、真空断熱材とする。
【００３９】
このような断熱シートの製造装置では、ローラ本体１１よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱被覆材１２によりローラ本体１１の外周部が囲まれ、ローラ本体１１の外周部を露出させる露出用穴１３が断熱被覆材１２に設けられているので、ローラ本体１１を加熱することにより、ローラ本体１１の外周面の温度を融着温度にするとともに、断熱被覆材１２の外周面の温度を非融着温度にすることができる。これにより、繊維ウェブ９の熱融着部分だけでなく非熱融着部分についても、ローラによる押圧力を繊維ウェブ９に与えて断熱シート１５を形成することができる。従って、断熱シート１５の熱融着部分が深い窪みとなることを防止することができ、断熱シート１５の上面と下面との繊維同士の熱融着の防止を図ることができる。従って、断熱シート１５の断熱性能の向上を図ることができる。
【００４０】
また、断熱シート１５の上面及び下面に深い窪みが生じにくくなるので、真空断熱材を製造するときの外被材からの圧縮力を断熱シート１５の上面及び下面の全体で受けることができる。また、断熱シート１５の上面及び下面に熱融着部分があるので、外被材からの圧縮力による繊維の移動も抑制することができる。従って、断熱シート１５を潰れにくくすることができ、断熱シート１５の断熱性能の向上をさらに図ることができる。
【００４１】
また、ローラ本体１１の外周部は、断熱被覆材１２に設けられた露出用穴１３を通して露出されているので、ローラ本体１１の外周部が断熱被覆材１２の外周面から突出することを防止することができる。これにより、上ローラ２及び下ローラ３間に繊維ウェブ９を通したときのローラ本体１１の外周部に対する繊維の絡みつきを防止することができ、断熱シート１５を上ローラ２から剥がれやすくすることができる。従って、断熱シート１５の製造の作業効率の向上を図ることができ、断熱シート１５を容易に製造することができる。
【００４２】
また、ローラ本体１１よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱被覆材１２がローラ本体１１を囲んでいるので、上ローラ２からの放熱量を減少させることができる。従って、上ローラ２の加熱に必要な電力量を少なくすることができ、エネルギの消費量の低減を図ることができる。
【００４３】
また、ローラ本体１１の外周部には、露出用穴１３内に配置された突起１４が設けられ、突起１４の先端部には、断熱被覆材１２の外周面に連続する端面が形成されているので、上ローラ２の外周面を凹凸のない滑らかな面とすることができる。これにより、断熱シート１５の上面及び下面のそれぞれを滑らかな面とすることができ、断熱シート１５が外被材からの圧縮力を受けても、断熱シート１５が潰れにくくすることができる。従って、断熱シート１５の断熱性能の向上を図ることができる。
【００４４】
また、このような断熱シートの製造方法では、複数の露出用穴１３を設けた断熱被覆材１２でローラ本体１１を囲んで構成した上ローラ２を加熱して、ローラ本体１１及び断熱被覆材１２のうち、ローラ本体１１の温度のみを融着温度とした後、上ローラ２及び下ローラ３をそれぞれ回転させながら、上ローラ２及び下ローラ３間に繊維ウェブ９を通すので、断熱シート１５の表面に深い窪みを生じさせることなく熱融着部分を部分的に設けることができる。従って、断熱シート１５の断熱性能の向上を図ることができる。
【００４５】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による断熱シートの製造装置における上ローラを示す正面図である。また、図４は、図３の上ローラを示す側面図である。図において、ローラ本体１１の外周面は、凹凸のない滑らかな面となっている。即ち、ローラ本体１１の外周部には、突起は設けられていない。従って、断熱被覆材１２に設けられた各露出用穴１３内は、空間となっている。
【００４６】
この例では、断熱被覆材１２の厚さが０．１ｍｍとされ、各露出用穴１３の内径が１．０ｍｍとされている。また、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は０．６ｍｍに調整されている。さらに、厚さ１．０ｍｍの繊維ウェブ９が上ローラ２及び下ローラ３間に通される。繊維ウェブ９は、ポリエチレンテレフタレートの繊維で構成されている。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。
【００４７】
このように、ローラ本体１１の外周部が凹凸のない滑らかな面になっているので、ローラ本体１１の製造作業や、ローラ本体１１を断熱被覆材１２で被覆する作業を容易にすることができ、上ローラ２の製造作業を容易にすることができる。
【００４８】
また、ローラ本体１１の露出部分の位置が断熱被覆材１２の外周面から窪んだ位置となるので、熱により収縮した繊維がローラ本体１１の外周部に絡まることを防止することができる。この場合、断熱シート１５の熱融着部分は、断熱シート１５の表面から突出されて設けられるので、断熱シート１５の上面及び下面の繊維同士が熱融着することも防止される。
【００４９】
また、断熱シート１５に深い窪みが生じることを防止することもできるので、真空断熱材の製造時に断熱シート１５が外被材からの圧縮力を受けたときであっても、断熱シート１５が大きく潰れることを防止することができる。この場合、断熱シート１５の熱融着部分は、断熱シート１５の表面から突出しているので、断熱シート１５の熱融着部分が外被材からの圧縮力により潰された後に、断熱シート１５の上面及び下面の全体で圧縮力を受けることとなる。
【００５０】
なお、上記の例では、ローラ本体１１の外周面を滑らかな面とすることにより、ローラ本体１１の露出部分を断熱被覆材１２の外周面よりも窪んだ位置に設けているが、露出用穴１３に配置された突起をローラ本体１１の外周部に設け、露出用穴１３の深さよりも突起の高さを低くすることにより、ローラ本体１１の露出部分を断熱被覆材１２の外周面よりも窪んだ位置に設けてもよい。
【００５１】
実施の形態３．
なお、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は、上ローラ２及び下ローラ３間に通さずに繊維ウェブ９をそのまま外被材内に収容して外被材内を減圧することにより作製する真空断熱材における繊維ウェブ９の厚さと同一の寸法とされていてもよい。即ち、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は、外被材内の減圧により外被材からの圧縮力を受けているときの繊維ウェブ９の厚さと同一の寸法とされている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５２】
ここで、互いに異なる条件で製造した真空断熱材Ａ〜Ｃの断熱性能を比較する実験を行った。
【００５３】
真空断熱材Ａは、以下の条件で製造した。即ち、スパンボンド法によって目付５０ｇ／ｍ２の繊維ウェブ９を作製し、上ローラ２及び下ローラ３間に通さずに１００枚の繊維ウェブ９を断熱シートとしてそのまま重ねた。この後、繊維ウェブ９の積層体を芯材として外被材内に収容し、外被材内を減圧して真空状態とした。このとき、外被材内の繊維ウェブ９は、外被材を介して大気圧により約１０１ｋＰａの荷重で圧縮された。この後、外被材を密閉して真空断熱材Ａとした。
【００５４】
この後、真空断熱材Ａの厚さを測定し、外被材内の繊維ウェブ９の１枚当たりの厚さを求めた。この結果、外被材内の繊維ウェブ９の１枚当たりの厚さは、０．３ｍｍであることが分かった。
【００５５】
真空断熱材Ｂは、以下の条件で製造した。即ち、真空断熱材Ａと同様にして目付５０ｇ／ｍ２の繊維ウェブ９を作製した。一方、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔を真空断熱材Ａの繊維ウェブ９の１枚当たりの厚さ０．３ｍｍと同一の寸法とした。この後、実施の形態１と同様にして上ローラ２及び下ローラ３を加熱し（ローラ加熱工程）、加熱した上ローラ２及び下ローラ３間に繊維ウェブ９を通して断熱シート１５とした（融着工程）。この後、１００枚の断熱シート１５を重ねて断熱シート１５の積層体を作製した。この後、断熱シート１５の積層体を芯材として外被材内に収容し、外被材内を減圧して真空状態とした。このとき、外被材内の断熱シート１５は、外被材を介して大気圧により圧縮された。この後、外被材を密閉して真空断熱材Ｂとした。
【００５６】
真空断熱材Ｃは、以下の条件で製造した。即ち、真空断熱材Ａと同様にして目付５０ｇ／ｍ２の繊維ウェブ９を作製した。一方、上ローラ２と下ローラ３とを接触させ、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔を無くした（即ち、間隔を０ｍｍとした）。この後、実施の形態１と同様にして加熱した上ローラ２及び下ローラ３間に繊維ウェブ９を通して断熱シートとした。このときの繊維ウェブ９を押し付ける圧力であるニップ圧は３００Ｎ／ｃｍとした。この後、真空断熱材Ｂと同様の手順で真空断熱材Ｃを製造した。
【００５７】
この後、真空断熱材Ａ〜Ｃのそれぞれについての充填率（％）を式（１）により求めた。
【００５８】
充填率＝（真空断熱材の重量）／（真空断熱材の体積×繊維の密度）×１００…（１）
【００５９】
また、真空断熱材Ａ〜Ｃのそれぞれについて熱伝導率を測定した。なお、外被材内の断熱シートの１枚当たりの厚さについては、真空断熱材Ｂが０．３６ｍｍ、真空断熱材Ｃが０．２７ｍｍとなった。
【００６０】
図５は、真空断熱材Ａ〜Ｃのそれぞれについての充填率、熱伝導率及びロール１８に対する巻き取りの可否を示す表である。図に示すように、充填率については、真空断熱材Ａが１８％、真空断熱材Ｂが１５％、真空断熱材Ｃが２０％となった。また、熱伝導率については、真空断熱材Ａが０．００２２（Ｗ／ｍ・Ｋ）、真空断熱材Ｂが０．００２０（Ｗ／ｍ・Ｋ）、真空断熱材Ｃが０．００２３（Ｗ／ｍ・Ｋ）となった。
【００６１】
この結果より、真空断熱材Ａ〜Ｃのうち、真空断熱材Ｂの熱伝導率が最も低い値となっていることが分かる。即ち、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔を減圧時の繊維ウェブ９の厚さと同一の寸法として作製した真空断熱材Ｂの断熱性能が、真空断熱材Ａ〜Ｃの中で最も高いことが分かる。
【００６２】
これは、繊維ウェブ９の表面（上面）及び裏面（下面）の繊維同士が熱融着しない程度に繊維ウェブ９が上ローラ２及び下ローラ３間に挟まれることから、断熱シートの上面と下面との間で熱の移動経路が形成されにくくなっており、しかも繊維ウェブ９に対する部分的な熱融着により繊維同士が固定されることから、外被材内の断熱シートが潰れにくくなっていることによるものと考えられる。
【００６３】
なお、真空断熱材Ａの芯材である繊維ウェブ９は、ロール１８に巻き取られると、互いに重なる繊維ウェブ９の繊維同士が絡み合うので、真空断熱材Ａに用いられる芯材（繊維ウェブ９）のロール１８に対する巻き取りは不可能になっている。
【００６４】
また、実験では繊維ウェブ９の目付を５０ｇ／ｍ２としたが、繊維ウェブ９の目付が５〜２００ｇ／ｍ２の範囲内であれば、同様の効果を得ることができる。
【００６５】
このような断熱シートの製造方法では、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔が、繊維ウェブ９を外被材内に収容して外被材内を減圧することにより作製する真空断熱材Ａにおける繊維ウェブ９の厚さと同一の寸法とされるので、製造した真空断熱材Ｂの断熱性能の向上をさらに図ることができる。
【００６６】
なお、各上記実施の形態では、ローラ本体１１を断熱被覆材１２で囲む構成が、上ローラ２及び下ローラ３のうち、上ローラ２のみに適用されているが、この構成を下ローラ３のみに適用してもよい。また、ローラ本体１１を断熱被覆材１２で囲む構成を上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】この発明の実施の形態１による断熱シートの製造装置を示す正面図である。
【図２】図１の断熱シートの製造装置を示す側面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による断熱シートの製造装置における上ローラを示す正面図である。
【図４】図３の上ローラを示す側面図である。
【図５】真空断熱材Ａ〜Ｃのそれぞれについての充填率、熱伝導率及びロールに対する巻き取りの可否を示す表である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 断熱シートの製造装置、２ 上ローラ（第１の押圧ローラ）、３ 下ローラ（第２の押圧ローラ）、９ 繊維ウェブ、１１ ローラ本体、１２ 断熱被覆材（断熱包囲体）、１３ 露出用穴、１４ 突起、１５ 断熱シート。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂の繊維で構成された繊維ウェブから断熱シートを製造する断熱シートの製造装置、及び断熱シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂の繊維が堆積してなる不織ウェブからスパンボンド不織布を製造するために、外周面に複数の突起が形成されたエンボスロールと、外周面が滑らかな面となっている平滑ロールとを回転させながら、エンボスロール及び平滑ロール間に不織ウェブを通す方法が提案されている。不織ウェブは、エンボスロール及び平滑ロールがそれぞれ加熱された状態でエンボスロール及び平滑ロール間に通される。不織ウェブの繊維同士は、エンボスロールの突起と平滑ロールの外周面との間に挟まれることにより熱融着される。即ち、不織ウェブは、エンボスロール及び平滑ロール間に通されることにより部分的に熱融着される。
【０００３】
また、不織ウェブは、部分的に熱融着された後、加熱された２つの平滑ロール間に通される。これにより、不織ウェブは、部分的な熱融着に加えて表面層を熱融着されてスパンボンド不織布となる（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、袋状の外被材内に不織布を収容し外被材内を減圧することにより真空断熱材を製造することがある。この場合には、真空断熱材の高断熱性を確保するために、不織布自体に高い断熱性能が要求される。
【０００６】
しかし、不織ウェブがエンボスロールと平滑ロールとの間に通されるときに、エンボスロールの突起に圧力が集中するので、不織ウェブの表面と裏面との繊維同士が互いに熱融着されやすくなる。不織ウェブの表面と裏面との繊維同士が熱融着されると、熱融着の部分が不織ウェブの表面と裏面との間の熱の移動経路となり、製造後の不織布の断熱性能が低下してしまう。
【０００７】
また、不織布は、外被材内が減圧されると、外被材の収縮により外被材から圧力を受ける。不織布には、エンボスロールの突起の押し付け力により深い窪みが形成されているので、外皮材からの圧力を受けることにより不織布が潰れやすくなる。従って、外被材内の不織布の断熱性能が低下してしまう。
【０００８】
さらに、加熱された２つの平滑ロール間に不織ウェブが通されるので、不織布の表面及び裏面のそれぞれに繊維同士の熱融着の層が形成される。これにより、製造後の不織布の断熱性能がさらに低下してしまう。
【０００９】
さらにまた、不織ウェブの繊維はエンボスロールの熱によって収縮するので、収縮した繊維がエンボスロールの突起に絡みつきやすくなる。これにより、不織ウェブがエンボスロールから剥がれにくくなり、不織布の製造の作業効率が低下してしまう。
【００１０】
また、エンボスロールの外周部の全体が高温になるので、エンボスロール全体から放熱されやすくなり、消費電力が増大してしまう。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、断熱シートの断熱性能の向上を図ることができるとともに、断熱シートを容易に製造することができ、またエネルギの消費量の低減を図ることができる断熱シートの製造装置、及び断熱シートの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る断熱シートの製造装置は、ローラ本体と、ローラ本体の外周部を囲み、ローラ本体の外周部を露出させる露出用穴が設けられ、ローラ本体よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱包囲体とを有し、樹脂の繊維で構成された繊維ウェブの繊維同士が熱融着可能な温度にローラ本体が加熱される第１の押圧ローラ、及び第１の押圧ローラの外周部に対向する第２の押圧ローラを備え、第１及び第２の押圧ローラをそれぞれ回転させながら第１及び第２の押圧ローラ間に繊維ウェブを通すことにより、繊維ウェブを断熱シートとする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る断熱シートの製造装置では、ローラ本体よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱被覆材によりローラ本体の外周部が囲まれ、ローラ本体の外周部を露出させる露出用穴が断熱被覆材に設けられているので、ローラ本体を加熱することにより、ローラ本体の外周面の温度を融着温度にするとともに、断熱被覆材の外周面の温度を非融着温度にすることができる。これにより、繊維ウェブの熱融着部分だけでなく非熱融着部分についても、ローラによる押圧力を繊維ウェブに与えて断熱シートを形成することができる。従って、断熱シートの熱融着部分が深い窪みとなることを防止することができ、断熱シートの上面と下面との繊維同士の熱融着の防止を図ることができる。従って、断熱シートの断熱性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による断熱シートの製造装置を示す正面図である。また、図２は、図１の断熱シートの製造装置を示す側面図である。図において、断熱シートの製造装置１は、外周面を対向させた状態でそれぞれ配置された上ローラ（第１の押圧ローラ）２及び下ローラ（第２の押圧ローラ）３と、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔を調整可能な間隔調整装置４とを有している。
【００１５】
間隔調整装置４は、上ローラ２の位置を所定の位置に固定するハウジング（固定支持部材）５と、上ローラ２との間隔が変化する方向へ下ローラ３を変位させる変位装置６とを有している。上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は、変位装置６による下ローラ３の変位により調整される。変位装置６としては、例えば油圧シリンダ等が用いられる。
【００１６】
この例では、上ローラ２が下ローラ３の上方に配置されている。従って、下ローラ３は、変位装置６により上下方向へ変位される。
【００１７】
ハウジング５には上ローラ用回転軸７が設けられ、変位装置６には下ローラ用回転軸８が設けられている。上ローラ２は上ローラ用回転軸７を中心に回転され、下ローラ３は下ローラ用回転軸８を中心に回転される。上ローラ用回転軸７及び下ローラ用回転軸８は、互いに平行に配置されている。
【００１８】
上ローラ２及び下ローラ３間には、熱可塑性樹脂の繊維で構成された繊維ウェブ９がベルトコンベヤ（搬送装置）１０により搬送される。上ローラ２及び下ローラ３間に搬送された繊維ウェブ９は、上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれが回転されながら上ローラ２及び下ローラ３間を通される。上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれの回転と、ベルトコンベヤ１０による繊維ウェブ９の搬送とは、図示しないモータを含む駆動装置の駆動力により同期して行われる。繊維ウェブ９を構成する繊維の材料としては、例えばポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン又はポリスチレン等が用いられる。
【００１９】
上ローラ２は、鋼製の円柱状体であるローラ本体１１と、ローラ本体１１の外周部を囲む断熱被覆材（断熱包囲体）１２とを有している。
【００２０】
断熱被覆材１２は、ローラ本体１１よりも熱伝導率の小さい材料で構成されている。また、断熱被覆材１２は、繊維ウェブ９よりも剛性の高い材料で構成されている。従って、繊維ウェブ９が上ローラ２及び下ローラ３間に通されても、断熱被覆材１２が大きく変形することはない。断熱被覆材１２の材料としては、例えばアルミナ、セラミック、マイカ（雲母）、シリコーンゴム又はポリエチレンテレフタレート等が用いられる。
【００２１】
断熱被覆材１２には、複数の露出用穴１３が互いに間隔を置いて設けられている。ローラ本体１１の外周部の一部は、各露出用穴１３を通して上ローラ２外へ露出されている。この例では、各露出用穴１３は、上ローラ用回転軸７の軸線方向について所定のピッチＰ１で配置され、かつ上ローラ２の回転方向について所定のピッチＰ２で配置されている。また、各露出用穴１３の断面形状は円形とされている。なお、各露出用穴１３の断面形状は、例えば楕円形、菱形、三角形、Ｔ形又はＹ形等としてもよい。
【００２２】
ローラ本体１１の外周部には、各露出用穴１３に配置された複数の突起１４が設けられている。各突起１４は、露出用穴１３内に隙間なく嵌っている。従って、各突起１４の断面形状は、各露出用穴１３の断面形状と同一となっている。また、各突起１４は、上ローラ用回転軸７の軸線方向及び上ローラ２の回転方向のそれぞれについて、各露出用穴１３の配置のピッチと同一のピッチで配置されている。
【００２３】
各突起１４の先端部には、断熱被覆材１２の外周面に連続する端面が形成されている。従って、突起１４の高さと露出用穴１３の深さとは同一であり、上ローラ２の外周面は凹凸のない滑らかな面となっている。この例では、断熱被覆材１２の外周面の面積に対する各突起１４の端面の面積の割合は、２〜２０％の範囲内に設定されている。
【００２４】
ローラ本体１１の内部には、上ローラ２を加熱する発熱体である上ローラ用ヒータ（図示せず）が設けられている。ローラ本体１１の温度は、図示しない制御装置による上ローラ用ヒータの制御により、繊維ウェブ９の繊維同士が熱融着可能な温度（融着温度）に調整される。また、断熱被覆材１２の熱伝導率がローラ本体１１の熱伝導率よりも低いことから、断熱被覆材１２の温度は、繊維ウェブ９の繊維同士の熱融着が行われる温度よりも低い温度（非融着温度）とされる。
【００２５】
下ローラ３は、鋼製の円柱状体とされている。また、下ローラ３の外周面は、凹凸のない滑らかな面とされている。さらに、下ローラ３の内部には、発熱体である下ローラ用ヒータが設けられている。下ローラ３の温度は、制御装置による下ローラ用ヒータの制御により、繊維ウェブ９の繊維同士が熱融着可能な温度（融着温度）に調整される。
【００２６】
繊維ウェブ９は、上ローラ用ヒータ及び下ローラ用ヒータにより上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれが加熱された状態で、上ローラ２及び下ローラ３間を通される。上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は、繊維ウェブ９の厚さよりも小さい寸法に調整されている。繊維ウェブ９は、上ローラ２及び下ローラ３間を通されることにより断熱シート１５となる。
【００２７】
上ローラ２の外周面では、各突起１４の端面の温度は融着温度となっているが、各突起１４の端面を囲む断熱被覆材１２の外周面の温度は非融着温度となっている。従って、繊維ウェブ９が上ローラ２の外周面に接触すると、各突起１４の端面に接触する繊維ウェブ９の部分のみが熱融着される。下ローラ３の外周面では、外周面全体の温度が融着温度となっている。従って、繊維ウェブ９が下ローラ３の外周面に接触すると、下ローラ３の外周面に接触する繊維ウェブ９の全部が熱融着される。
【００２８】
従って、断熱シート１５の上面（即ち、上ローラ２が繊維ウェブ９に接触することにより形成された面）には熱融着部分１６が部分的に設けられ、断熱シート１５の下面（即ち、下ローラ３が繊維ウェブ９に接触することにより形成された面）には熱融着部分１７が均一に設けられている。
【００２９】
断熱シート１５は、巻き取り装置のロール１８に巻き取られる。断熱シート１５の上面及び下面における繊維の熱融着により断熱シート１５の毛羽立ちが抑えられるので、断熱シート１５がロール１８に巻き取られた後であっても、繊維同士の絡まりが生じにくくなり、断熱シート１５のロール１８に対する巻き取り及び繰り出しが可能になる。断熱シート１５の繊維の毛羽立ちを抑えつつ、引張強度を確保し、熱伝導率を低くするためには、断熱シート１５の上面全体における熱融着部分１６の割合が２〜２０％の範囲内であることが望ましい。また、断熱シート１５の上面全体における熱融着部分の割合が４〜８％の範囲内であるとさらによい。
【００３０】
次に、断熱シート１５の製造方法について説明する。熱可塑性樹脂のチップを融点以上に加熱して溶融した後、複数列に配置されたノズルから溶融樹脂を押し出す。これにより、溶融樹脂が複数の繊維となる。
【００３１】
この後、各繊維を吸引装置内で伸ばし、伸ばした複数の繊維をベルトコンベヤ１０上に重ね合わせる。これにより、繊維ウェブ９が形成される（繊維ウェブ製造工程）。
【００３２】
一方、上ローラ２及び下ローラ３は、制御装置による各ヒータの制御により加熱される。これにより、上ローラ２では、ローラ本体１１及び断熱被覆材１２のうち、ローラ本体１１の温度のみが融着温度となる。このとき、断熱被覆材１２の温度は、非融着温度となる。また、下ローラ３では、全体の温度が融着温度となる（ローラ加熱工程）。
【００３３】
この後、繊維ウェブ９は、上ローラ２及び下ローラ３間にベルトコンベヤ１０により搬送され、加熱された上ローラ２及び下ローラ３間を通される。このとき、上ローラ２及び下ローラ３は、駆動装置の駆動力により、ベルトコンベヤ１０の搬送速度に同期して回転される。これにより、繊維ウェブ９の上面が部分的に熱融着されるとともに繊維ウェブ９の下面全体が均一に熱融着される（融着工程）。このようにして、繊維ウェブ９は、薄くて所定の強度を持つ断熱シート１５となる。
【００３４】
この後、断熱シート１５は、巻き取り装置のロール１８に巻き取られる（巻き取り工程）。これにより、断熱シート１５の製造が完了する。
【００３５】
次に、断熱シート１５を用いた真空断熱材の製造方法について説明する。まず、複数の断熱シート１５を重ねて断熱シート１５の積層体を作製した後、金属箔のラミネートフィルムにより構成された袋状の外被材内に断熱シート１５の積層体を芯材として収容する。
【００３６】
この後、外被材内を１０Ｐａ以下にまで減圧して外被材内を真空に近い状態（以下、「真空状態」という）とする。このとき、外被材は大気圧により圧縮されて変形する。また、外被材内の断熱シート１５も外被材の変形により圧縮される。
【００３７】
ここで、上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれの外周面が凹凸のない滑らかな面であることから、断熱シート１５の上面及び下面に深い窪みは生じていない。従って、外被材の収縮により断熱シート１５が圧縮力を受けるときには、断熱シート１５の上面及び下面の全体で外被材からの圧縮力を受けることとなる。このことから、外被材からの圧縮力が分散され、断熱シート１５の変形の抑制が図られる。
【００３８】
外被材内を真空状態にまで減圧した後、外被材を密閉することにより、真空断熱材とする。
【００３９】
このような断熱シートの製造装置では、ローラ本体１１よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱被覆材１２によりローラ本体１１の外周部が囲まれ、ローラ本体１１の外周部を露出させる露出用穴１３が断熱被覆材１２に設けられているので、ローラ本体１１を加熱することにより、ローラ本体１１の外周面の温度を融着温度にするとともに、断熱被覆材１２の外周面の温度を非融着温度にすることができる。これにより、繊維ウェブ９の熱融着部分だけでなく非熱融着部分についても、ローラによる押圧力を繊維ウェブ９に与えて断熱シート１５を形成することができる。従って、断熱シート１５の熱融着部分が深い窪みとなることを防止することができ、断熱シート１５の上面と下面との繊維同士の熱融着の防止を図ることができる。従って、断熱シート１５の断熱性能の向上を図ることができる。
【００４０】
また、断熱シート１５の上面及び下面に深い窪みが生じにくくなるので、真空断熱材を製造するときの外被材からの圧縮力を断熱シート１５の上面及び下面の全体で受けることができる。また、断熱シート１５の上面及び下面に熱融着部分があるので、外被材からの圧縮力による繊維の移動も抑制することができる。従って、断熱シート１５を潰れにくくすることができ、断熱シート１５の断熱性能の向上をさらに図ることができる。
【００４１】
また、ローラ本体１１の外周部は、断熱被覆材１２に設けられた露出用穴１３を通して露出されているので、ローラ本体１１の外周部が断熱被覆材１２の外周面から突出することを防止することができる。これにより、上ローラ２及び下ローラ３間に繊維ウェブ９を通したときのローラ本体１１の外周部に対する繊維の絡みつきを防止することができ、断熱シート１５を上ローラ２から剥がれやすくすることができる。従って、断熱シート１５の製造の作業効率の向上を図ることができ、断熱シート１５を容易に製造することができる。
【００４２】
また、ローラ本体１１よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱被覆材１２がローラ本体１１を囲んでいるので、上ローラ２からの放熱量を減少させることができる。従って、上ローラ２の加熱に必要な電力量を少なくすることができ、エネルギの消費量の低減を図ることができる。
【００４３】
また、ローラ本体１１の外周部には、露出用穴１３内に配置された突起１４が設けられ、突起１４の先端部には、断熱被覆材１２の外周面に連続する端面が形成されているので、上ローラ２の外周面を凹凸のない滑らかな面とすることができる。これにより、断熱シート１５の上面及び下面のそれぞれを滑らかな面とすることができ、断熱シート１５が外被材からの圧縮力を受けても、断熱シート１５が潰れにくくすることができる。従って、断熱シート１５の断熱性能の向上を図ることができる。
【００４４】
また、このような断熱シートの製造方法では、複数の露出用穴１３を設けた断熱被覆材１２でローラ本体１１を囲んで構成した上ローラ２を加熱して、ローラ本体１１及び断熱被覆材１２のうち、ローラ本体１１の温度のみを融着温度とした後、上ローラ２及び下ローラ３をそれぞれ回転させながら、上ローラ２及び下ローラ３間に繊維ウェブ９を通すので、断熱シート１５の表面に深い窪みを生じさせることなく熱融着部分を部分的に設けることができる。従って、断熱シート１５の断熱性能の向上を図ることができる。
【００４５】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による断熱シートの製造装置における上ローラを示す正面図である。また、図４は、図３の上ローラを示す側面図である。図において、ローラ本体１１の外周面は、凹凸のない滑らかな面となっている。即ち、ローラ本体１１の外周部には、突起は設けられていない。従って、断熱被覆材１２に設けられた各露出用穴１３内は、空間となっている。
【００４６】
この例では、断熱被覆材１２の厚さが０．１ｍｍとされ、各露出用穴１３の内径が１．０ｍｍとされている。また、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は０．６ｍｍに調整されている。さらに、厚さ１．０ｍｍの繊維ウェブ９が上ローラ２及び下ローラ３間に通される。繊維ウェブ９は、ポリエチレンテレフタレートの繊維で構成されている。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。
【００４７】
このように、ローラ本体１１の外周部が凹凸のない滑らかな面になっているので、ローラ本体１１の製造作業や、ローラ本体１１を断熱被覆材１２で被覆する作業を容易にすることができ、上ローラ２の製造作業を容易にすることができる。
【００４８】
また、ローラ本体１１の露出部分の位置が断熱被覆材１２の外周面から窪んだ位置となるので、熱により収縮した繊維がローラ本体１１の外周部に絡まることを防止することができる。この場合、断熱シート１５の熱融着部分は、断熱シート１５の表面から突出されて設けられるので、断熱シート１５の上面及び下面の繊維同士が熱融着することも防止される。
【００４９】
また、断熱シート１５に深い窪みが生じることを防止することもできるので、真空断熱材の製造時に断熱シート１５が外被材からの圧縮力を受けたときであっても、断熱シート１５が大きく潰れることを防止することができる。この場合、断熱シート１５の熱融着部分は、断熱シート１５の表面から突出しているので、断熱シート１５の熱融着部分が外被材からの圧縮力により潰された後に、断熱シート１５の上面及び下面の全体で圧縮力を受けることとなる。
【００５０】
なお、上記の例では、ローラ本体１１の外周面を滑らかな面とすることにより、ローラ本体１１の露出部分を断熱被覆材１２の外周面よりも窪んだ位置に設けているが、露出用穴１３に配置された突起をローラ本体１１の外周部に設け、露出用穴１３の深さよりも突起の高さを低くすることにより、ローラ本体１１の露出部分を断熱被覆材１２の外周面よりも窪んだ位置に設けてもよい。
【００５１】
実施の形態３．
なお、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は、上ローラ２及び下ローラ３間に通さずに繊維ウェブ９をそのまま外被材内に収容して外被材内を減圧することにより作製する真空断熱材における繊維ウェブ９の厚さと同一の寸法とされていてもよい。即ち、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔は、外被材内の減圧により外被材からの圧縮力を受けているときの繊維ウェブ９の厚さと同一の寸法とされている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５２】
ここで、互いに異なる条件で製造した真空断熱材Ａ〜Ｃの断熱性能を比較する実験を行った。
【００５３】
真空断熱材Ａは、以下の条件で製造した。即ち、スパンボンド法によって目付５０ｇ／ｍ２の繊維ウェブ９を作製し、上ローラ２及び下ローラ３間に通さずに１００枚の繊維ウェブ９を断熱シートとしてそのまま重ねた。この後、繊維ウェブ９の積層体を芯材として外被材内に収容し、外被材内を減圧して真空状態とした。このとき、外被材内の繊維ウェブ９は、外被材を介して大気圧により約１０１ｋＰａの荷重で圧縮された。この後、外被材を密閉して真空断熱材Ａとした。
【００５４】
この後、真空断熱材Ａの厚さを測定し、外被材内の繊維ウェブ９の１枚当たりの厚さを求めた。この結果、外被材内の繊維ウェブ９の１枚当たりの厚さは、０．３ｍｍであることが分かった。
【００５５】
真空断熱材Ｂは、以下の条件で製造した。即ち、真空断熱材Ａと同様にして目付５０ｇ／ｍ２の繊維ウェブ９を作製した。一方、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔を真空断熱材Ａの繊維ウェブ９の１枚当たりの厚さ０．３ｍｍと同一の寸法とした。この後、実施の形態１と同様にして上ローラ２及び下ローラ３を加熱し（ローラ加熱工程）、加熱した上ローラ２及び下ローラ３間に繊維ウェブ９を通して断熱シート１５とした（融着工程）。この後、１００枚の断熱シート１５を重ねて断熱シート１５の積層体を作製した。この後、断熱シート１５の積層体を芯材として外被材内に収容し、外被材内を減圧して真空状態とした。このとき、外被材内の断熱シート１５は、外被材を介して大気圧により圧縮された。この後、外被材を密閉して真空断熱材Ｂとした。
【００５６】
真空断熱材Ｃは、以下の条件で製造した。即ち、真空断熱材Ａと同様にして目付５０ｇ／ｍ２の繊維ウェブ９を作製した。一方、上ローラ２と下ローラ３とを接触させ、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔を無くした（即ち、間隔を０ｍｍとした）。この後、実施の形態１と同様にして加熱した上ローラ２及び下ローラ３間に繊維ウェブ９を通して断熱シートとした。このときの繊維ウェブ９を押し付ける圧力であるニップ圧は３００Ｎ／ｃｍとした。この後、真空断熱材Ｂと同様の手順で真空断熱材Ｃを製造した。
【００５７】
この後、真空断熱材Ａ〜Ｃのそれぞれについての充填率（％）を式（１）により求めた。
【００５８】
充填率＝（真空断熱材の重量）／（真空断熱材の体積×繊維の密度）×１００…（１）
【００５９】
また、真空断熱材Ａ〜Ｃのそれぞれについて熱伝導率を測定した。なお、外被材内の断熱シートの１枚当たりの厚さについては、真空断熱材Ｂが０．３６ｍｍ、真空断熱材Ｃが０．２７ｍｍとなった。
【００６０】
図５は、真空断熱材Ａ〜Ｃのそれぞれについての充填率、熱伝導率及びロール１８に対する巻き取りの可否を示す表である。図に示すように、充填率については、真空断熱材Ａが１８％、真空断熱材Ｂが１５％、真空断熱材Ｃが２０％となった。また、熱伝導率については、真空断熱材Ａが０．００２２（Ｗ／ｍ・Ｋ）、真空断熱材Ｂが０．００２０（Ｗ／ｍ・Ｋ）、真空断熱材Ｃが０．００２３（Ｗ／ｍ・Ｋ）となった。
【００６１】
この結果より、真空断熱材Ａ〜Ｃのうち、真空断熱材Ｂの熱伝導率が最も低い値となっていることが分かる。即ち、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔を減圧時の繊維ウェブ９の厚さと同一の寸法として作製した真空断熱材Ｂの断熱性能が、真空断熱材Ａ〜Ｃの中で最も高いことが分かる。
【００６２】
これは、繊維ウェブ９の表面（上面）及び裏面（下面）の繊維同士が熱融着しない程度に繊維ウェブ９が上ローラ２及び下ローラ３間に挟まれることから、断熱シートの上面と下面との間で熱の移動経路が形成されにくくなっており、しかも繊維ウェブ９に対する部分的な熱融着により繊維同士が固定されることから、外被材内の断熱シートが潰れにくくなっていることによるものと考えられる。
【００６３】
なお、真空断熱材Ａの芯材である繊維ウェブ９は、ロール１８に巻き取られると、互いに重なる繊維ウェブ９の繊維同士が絡み合うので、真空断熱材Ａに用いられる芯材（繊維ウェブ９）のロール１８に対する巻き取りは不可能になっている。
【００６４】
また、実験では繊維ウェブ９の目付を５０ｇ／ｍ２としたが、繊維ウェブ９の目付が５〜２００ｇ／ｍ２の範囲内であれば、同様の効果を得ることができる。
【００６５】
このような断熱シートの製造方法では、上ローラ２及び下ローラ３間の間隔が、繊維ウェブ９を外被材内に収容して外被材内を減圧することにより作製する真空断熱材Ａにおける繊維ウェブ９の厚さと同一の寸法とされるので、製造した真空断熱材Ｂの断熱性能の向上をさらに図ることができる。
【００６６】
なお、各上記実施の形態では、ローラ本体１１を断熱被覆材１２で囲む構成が、上ローラ２及び下ローラ３のうち、上ローラ２のみに適用されているが、この構成を下ローラ３のみに適用してもよい。また、ローラ本体１１を断熱被覆材１２で囲む構成を上ローラ２及び下ローラ３のそれぞれに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】この発明の実施の形態１による断熱シートの製造装置を示す正面図である。
【図２】図１の断熱シートの製造装置を示す側面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による断熱シートの製造装置における上ローラを示す正面図である。
【図４】図３の上ローラを示す側面図である。
【図５】真空断熱材Ａ〜Ｃのそれぞれについての充填率、熱伝導率及びロールに対する巻き取りの可否を示す表である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 断熱シートの製造装置、２ 上ローラ（第１の押圧ローラ）、３ 下ローラ（第２の押圧ローラ）、９ 繊維ウェブ、１１ ローラ本体、１２ 断熱被覆材（断熱包囲体）、１３ 露出用穴、１４ 突起、１５ 断熱シート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ本体と、上記ローラ本体の外周部を囲み、上記ローラ本体の外周部を露出させる露出用穴が設けられ、上記ローラ本体よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱包囲体とを有し、樹脂の繊維で構成された繊維ウェブの繊維同士が熱融着可能な温度に上記ローラ本体が加熱される第１の押圧ローラ、及び
上記第１の押圧ローラの外周部に対向する第２の押圧ローラ
を備え、
上記第１及び第２の押圧ローラをそれぞれ回転させながら上記第１及び第２の押圧ローラ間に上記繊維ウェブを通すことにより、上記繊維ウェブを断熱シートとすることを特徴とする断熱シートの製造装置。
【請求項２】
上記ローラ本体の外周部には、上記露出用穴内に配置された突起が設けられ、
上記突起の先端部には、上記断熱包囲体の外周面に連続する端面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の断熱シートの製造装置。
【請求項３】
ローラ本体と、上記ローラ本体の外周部を囲み、上記ローラ本体の外周部を露出させる露出用穴が設けられた断熱包囲体とを有する第１の押圧ローラを加熱し、上記ローラ本体及び上記断熱包囲体のそれぞれの温度のうち、上記ローラ本体の温度のみを、樹脂の繊維で構成された繊維ウェブの繊維同士が熱融着可能な温度とするローラ加熱工程、及び
上記ローラ加熱工程後、上記第１の押圧ローラと、上記第１の押圧ローラに対向する第２の押圧ローラとをそれぞれ回転させながら、上記第１及び第２の押圧ローラ間に上記繊維ウェブを通すことにより、上記繊維ウェブを断熱シートとする融着工程
を備えていることを特徴とする断熱シートの製造方法。
【請求項４】
上記融着工程での上記第１及び第２の押圧ローラ間の間隔は、上記繊維ウェブを外被材内にそのまま収容して上記外被材内を減圧することにより作製する真空断熱材における上記繊維ウェブの厚さと同一の寸法とされていることを特徴とする請求項３に記載の断熱シートの製造方法。
【請求項１】
ローラ本体と、上記ローラ本体の外周部を囲み、上記ローラ本体の外周部を露出させる露出用穴が設けられ、上記ローラ本体よりも熱伝導率の小さい材料で構成された断熱包囲体とを有し、樹脂の繊維で構成された繊維ウェブの繊維同士が熱融着可能な温度に上記ローラ本体が加熱される第１の押圧ローラ、及び
上記第１の押圧ローラの外周部に対向する第２の押圧ローラ
を備え、
上記第１及び第２の押圧ローラをそれぞれ回転させながら上記第１及び第２の押圧ローラ間に上記繊維ウェブを通すことにより、上記繊維ウェブを断熱シートとすることを特徴とする断熱シートの製造装置。
【請求項２】
上記ローラ本体の外周部には、上記露出用穴内に配置された突起が設けられ、
上記突起の先端部には、上記断熱包囲体の外周面に連続する端面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の断熱シートの製造装置。
【請求項３】
ローラ本体と、上記ローラ本体の外周部を囲み、上記ローラ本体の外周部を露出させる露出用穴が設けられた断熱包囲体とを有する第１の押圧ローラを加熱し、上記ローラ本体及び上記断熱包囲体のそれぞれの温度のうち、上記ローラ本体の温度のみを、樹脂の繊維で構成された繊維ウェブの繊維同士が熱融着可能な温度とするローラ加熱工程、及び
上記ローラ加熱工程後、上記第１の押圧ローラと、上記第１の押圧ローラに対向する第２の押圧ローラとをそれぞれ回転させながら、上記第１及び第２の押圧ローラ間に上記繊維ウェブを通すことにより、上記繊維ウェブを断熱シートとする融着工程
を備えていることを特徴とする断熱シートの製造方法。
【請求項４】
上記融着工程での上記第１及び第２の押圧ローラ間の間隔は、上記繊維ウェブを外被材内にそのまま収容して上記外被材内を減圧することにより作製する真空断熱材における上記繊維ウェブの厚さと同一の寸法とされていることを特徴とする請求項３に記載の断熱シートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１５６０６６（Ｐ２０１０−１５６０６６Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３４０９３（Ｐ２００８−３３４０９３）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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