説明

断熱パネル及びこれを用いた輸送用コンテナ

【課題】断熱性が十分に高く、リサイクルが容易な断熱パネルを安価に提供する。
【解決手段】対向配置された一対の側板101,102とこれら側板101,102の各辺に沿って配置された4枚の枠材103〜106とを用いて内部空間120を形成し、さらに、内部空間120に多孔性で粉粒状の断熱材130を充填する。充填剤としては、例えば、木炭、竹炭、活性炭等の炭素質材料が使用できる。多孔性の粉粒状断熱材130を使用することにより、内部空間120内の空気対流を生じ難くして断熱性を確保することができるとともに、リサイクル性が向上する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、中空パネルの内部に断熱材を充填してなる断熱パネルと、この断熱パネルを用いた輸送用コンテナとに関する。
【背景技術】
【0002】
断熱パネルは、冷蔵庫、保冷容器等の筐体や、航空輸送用コンテナの壁材等に使用されている。従来より、断熱パネルとして、一対の側板の間に発泡ウレタンや発泡ポリスチレン等の断熱材を埋設したものが知られている(例えば下記特許文献1の段落[0014]等参照)。
【0003】
一方、中空パネルの内部空間を真空引きすることによって、パネルの断熱性を向上させる技術が、従来より知られている(例えば下記特許文献2の段落[0015]等参照)。このような断熱パネルは、真空断熱パネルと呼ばれている。かかる真空断熱パネルによれば、断熱材を使用した場合と比較して、断熱性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2001−63795号公報
【特許文献2】特開2005−114028号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、発泡ウレタンや発泡ポリエスチレンを用いた断熱パネルには、使用済みの発泡ウレタン等を再利用して断熱パネルを製造することができないため、リサイクル性が乏しく、リサイクルによる製造コスト及び廃棄コストの低減が図り難いという欠点がある。
【0006】
また、真空断熱パネルには、製造時やメンテナンス時に真空引きを行う必要があるため、コストが高いという欠点がある。
【0007】
本発明の課題は、リサイクル性に優れ、製造時、メンテナンス時及び廃棄時のコストが低い断熱パネル及び輸送用コンテナを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
第1の発明に係る断熱パネルは、対向配置された一対の側板とこれら側板の各辺に沿って配置された枠部とを用いて内部空間が形成された中空パネルと、該中空パネルの前記内部空間に充填された多孔性で粉粒状の断熱材とを備えることを特徴としている。
【0009】
第1の発明においては、前記断熱材を炭素質材料とすることが望ましく、さらには、活性炭とすることがより望ましい。
【0010】
第1の発明においては、前記断熱材を形成する粉粒体の平均表面積が5mm以下であることが望ましい。
【0011】
第1の発明においては、一方の前記側板に通気機構を設けることが望ましい。
【0012】
第2の発明に係る輸送用コンテナは、第1の発明に係る断熱パネルを用いて箱型格納室を構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【0013】
第1、第2の発明によれば、中空パネルの内部空間に多孔性で粉粒状の断熱材を充填したので、かかる内部空間内での空気対流を抑制することができ、これにより、真空引きをしなくても、十分に高い断熱性を得ることができる。従って、第1、第2の発明によれば、真空断熱パネルよりも、製造時やメンテナンス時のコストを低く抑えることができる。
【0014】
加えて、第1、第2の発明によれば、粉粒状の断熱材を用いるので、該断熱材の再利用が容易になり、従って、発泡ウレタン等を断熱材として使用する場合よりも、リサイクル性に優れている。
【0015】
第1、第2の発明において、断熱材として炭素質材料を用いることにより、十分に高い断熱性を得ることができる。さらに、炭素質材料は、使用済みのものを入手し易いので、リサイクル性に優れるとともに、安価である。特に、炭素質材料として活性炭を使用する場合には、非常に優れた断熱性を得られるとともに、非常に安価である。
【0016】
さらに、第1、第2の発明において、断熱材を形成する粉粒体の平均表面積を5mm以下とした場合、各粉粒体間の隙間を減らすことにより、中空パネルの内部空間内での空気対流をさらに抑制することができ、これにより非常に優れた断熱性を得ることができる。
【0017】
また、多孔性で粉粒状の物質は、脱臭効果や除湿効果を有することが多い。このため、第1、第2の発明において、一方の側板に通気機構を設けることにより、該側板側の空間に対して、多孔性で粉粒状の断熱材を用いた脱臭や除湿等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態に係る断熱パネルの構成を示す概念図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る輸送用コンテナの構成を示す概念図であり、(a)は外観斜視図、(b)は(a)のB−B断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る断熱パネルの評価試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態に係る断熱パネルについて、図面を用いて説明する。
[発明の実施の形態1]
【0020】
図1は、本実施形態に係る断熱パネル100の全体構成を示す概念図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図である。
【0021】
図1に示したように、本実施形態の断熱パネル100では、一対の側板101,102が、互いに向き合うように配置されている。そして、側板101,102の各辺に沿って、枠材103〜106が配置されており、側板101,102と枠材103〜106とがそれぞれ密着固定されている。これにより、側板101,102と枠材103〜106とによる内部空間120が形成されている。そして、この内部空間120内には、多孔性で粉粒状の断熱材130が充填されている。
【0022】
以下、断熱パネル100の構成について、詳細に説明する。
【0023】
側板101,102は、例えば樹脂(ポリプロピレン、ポリエチレン等)や金属(アルミニウム等)等で形成することができる。本実施形態では、ポリプロピレン(PP)板を使用した。ポリプロピレン等の樹脂を使用することにより、軽量化、低価格化を図ることができる。側板101,102の厚さは、十分な強度が得られる値であれば良く、本実施形態では3〜4mmとした。
【0024】
枠材103〜106は、例えば樹脂(ポリプロピレン、ポリエチレン板)で形成することができる。本実施形態では、ポリプロピレンを使用した。枠材103〜106として、樹脂を使用することにより、金属を使用する場合と比較して、軽量化、低価格化を図ることができる。図1には示していないが、枠材103〜106のいずれか1つ以上には、内部空間120内に断熱材130を充填するための開口が設けられるとともに、該開口を塞ぐための蓋部材(或いはキャップ等)が設けられてもよい。
【0025】
断熱材130としては、上述のように、多孔性で粉粒体のものが使用される。断熱材130の熱伝導率は、低いほど望ましく、少なくとも空気より低いものが使用される。また、断熱材130の多孔性は、高い(粉粒体の大きさに対して孔部分の表面積が大きい)ほど望ましい。木炭、竹炭、活性炭等の炭素質材料は、熱伝導率が低く且つ多孔性が高いので、断熱材130として好適である。中でも、活性炭は、熱伝導率が非常に低く且つ多孔性が非常に高いため、最も好ましい。断熱材130の大きさは小さいほど望ましいが、例えば平均表面積が0.01mm〜5mm程度のものを使用すれば、十分な断熱効果を得ることができる。十分な断熱性を得るためには、内部空間120全体に断熱材130を隙間無く充填することが望ましい。
【0026】
断熱材130としては、他の用途で使用済みのものをリサイクル使用しても良い。例えば、木炭、竹炭、活性炭等の炭素質材料は、脱臭剤や除湿剤等として様々な製品に使用されているが、脱臭や除湿等の効果を喪失して廃棄処分されるべきものを、本実施形態の断熱材130として使用することも可能である。また、断熱材130としての特性は長期間の使用によっても劣化しないので、本実施形態の断熱パネル100を廃棄するときに、断熱材130を取り出して新たな断熱パネル100に使用することも可能である。
【0027】
図2は、本実施形態の断熱パネル100を用いて保冷型の輸送用コンテナ200を作製した例であり、(a)は外観斜視図、(b)は(a)のB−B断面図である。
【0028】
図2(a)に示したように、本実施形態の輸送用コンテナ200は、略正六面体の箱型格納室からなり、6枚のパネルの一部又は全部として本実施形態の断熱パネル100を使用する。ここでは、6枚のパネル全てに本実施形態の断熱パネル100を使用した場合について説明する。各断熱パネル100の寸法は、例えば650mm×700mm、厚さは例えば50mmである。なお、図2(a)では、3枚の断熱パネル100−1〜100−3のみを示した。
【0029】
枠材201としては、例えば樹脂又は金属が使用される。図2(b)に示したように、枠材201は、隣接する2枚の断熱パネル100(図2(b)では断熱パネル100−1,100−2)の端部及びその近傍をそれぞれ覆うようにして、これら二枚の断熱パネル100を平面が直角になるように固定する。これにより、6枚の断熱パネル100の各辺を、隣接する他の断熱パネル100に固定して、略正六面体の輸送用コンテナ200を作製することができる。
【0030】
なお、輸送用コンテナ200に貨物を収容する場合や該輸送用コンテナ200から貨物を取り出す場合には、枠材201を図2(b)の上方向に引き抜いて断熱パネル100−1を取り外せばよい。
【0031】
以下、本実施形態に係る断熱パネル100の原理について説明する。
【0032】
周知のように、非真空型の中空断熱パネルは、一対の側板の間(すなわち内部空間)に断熱材を装填することによって構成される。
【0033】
このような構造の断熱パネルにおいて、側板間の熱伝導は、断熱材自体の熱伝導だけでなく、内部空間の空気対流によっても行われる。すなわち、高温側の側板の熱は、該側板によって加熱された空気が移動して低温側の側板に達することによっても、伝搬する。従って、断熱材としては、熱伝導率が低いだけでなく、内部の空気対流が発生し難いものを使用することが望まれる。
【0034】
上述のように、従来の断熱パネルでは、断熱材として、発泡ウレタンや発泡ポリスチレン等の発泡樹脂が、多く使用されている。しかし、発泡性樹脂は、空気(酸素、窒素共に大きさ0.15nm程度)が非常に通過し易いため、上述のような空気対流による熱伝導が発生し易い。
【0035】
これに対して、本発明者の検討によれば、多孔性で粉粒体の断熱材130を使用する場合、空気対流による熱伝導を非常に低く抑えることができる。これは、粉粒体表面の多数の孔が空気の流れを乱すことにより、高温側の側板によって加熱された空気が低温側の側板まで到達し難くなるためであると考えられる。
【0036】
空気対流を抑えるためには、断熱材130を構成する粉粒体間の隙間が小さいほど望ましく、したがって該粉粒体が小さいほど望ましい。さらに、空気対流を抑えるためには、多孔性の程度が高い(すなわち、粒径に対して孔の表面積が大きい)ほど望ましい。また、従来と同様、断熱材130自体を伝導する熱も存在するので、該断熱材130の熱伝導率は低いほど望ましい。
【0037】
また、空気対流を抑えるためには、内部空間120の気密性がなるべく高くなるように、断熱パネル100を構成することが望ましい。外部から流入する空気が少ない方が、内部空間120で空気が流れ難いからである。
【0038】
本発明者の検討によれば、断熱材130として木炭チップ(粒体)を使用した場合、熱伝導率が発泡ウレタンの場合よりも高い(ウレタンの熱伝導率が0.0187W/mk程度であるに対して、木炭では0.07W/mk程度)にも拘わらず、断熱パネルの断熱性能は同程度であった。すなわち、断熱パネル100の断熱材130として木炭チップを使用することにより、従来の発泡ウレタンを用いた断熱パネルと同程度の断熱性能を確保しつつ、従来よりもコストを低くでき且つリサイクル性を向上できることがわかった。
【0039】
また、本発明者は、断熱材130として活性炭を使用した場合の評価試験を、以下のようにして行った。
【0040】
この評価試験では、アルミニウム板(本実施形態の側板101又は102に対応)の上面に、市販の脱臭用活性炭を敷き詰めることにより活性炭層を形成した。そして、このアルミニウム板を下側から加熱しつつ、アルミニウム板の上面温度(従って活性炭層の下面温度)と活性炭層の上面温度とを測定した。活性炭層の厚さについては、30mmの場合と50mmの場合とを測定した。また、この実験は、周囲温度24℃の下で行った。
【0041】
図3は、かかる評価試験の結果を示す結果を示すグラフである。図3において、縦軸は温度(℃)、横軸は経過時間(分)である。
【0042】
図3から解るように、活性炭層の厚さが50mmの場合、下面温度が103℃まで上昇したのに対して、上面温度は29℃であった。すなわち、下面温度が79℃上昇したにも拘わらず、上面温度は5℃しか上昇しなかった。
【0043】
また、活性炭層の厚さが30mmの場合、下面温度が約103℃程度まで上昇したのに対して、上面温度は42℃であった。すなわち、下面温度が約79℃上昇したにも拘わらず、上面温度は約18℃しか上昇しなかった。
【0044】
このように、本評価試験によって、活性炭層が十分な断熱性を備えていることがわかった。
【0045】
以上説明したように、本実施形態によれば、リサイクル性に優れる断熱パネル100及び輸送用コンテナ200を低コストで提供することができる。
[発明の実施の形態2]
【0046】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0047】
本実施形態では、断熱パネルに通気機構を設ける点で、上述の第1の実施形態と異なる。
【0048】
通気機構は、側板101,102の一方(例えば、図2に示した輸送用コンテナ200の内側の側板)に、設けられる。例えば、側板に一個又は複数個の開口を設け、十分な通気性があり且つ断熱材130が通り抜けないようなシート(紙、布等)で該開口を覆うことにより、通気機構を構成することができる(図示せず)。
【0049】
他の構成は、上述の第1の実施形態と同様である。
【0050】
周知のように、木炭、竹炭、活性炭等の炭素質材料は、脱臭効果や除湿効果を有する。このため、通気機構を設けることにより、断熱材130に脱臭や除湿等を行わせることが可能である。
【0051】
本実施形態の断熱パネル130では、断熱材130を粉粒体としているので、かかる断熱材130を容易に交換することができる。従って、断熱材130を適宜交換することにより、長期間に渡って脱臭効果や除湿効果を維持することが可能となる。
【0052】
なお、本実施形態では、脱臭効果や除湿効果等が十分に高い断熱材130を使用する必要がある。このため、上述の第1の実施形態と異なり、脱臭剤や除湿剤等として使用済みの炭素質材料を、断熱材130としてリサイクル使用することはできない。このため、リサイクル性は、上述の第1の実施形態の場合より低下する。また、通気機構を設けることにより、内部空間120での空気対流が増加するおそれがあり、従って、断熱性能も第1の実施形態よりも低下するおそれがある。しかしながら、従来と比較すれば、十分に優れたリサイクル性や断熱性能を容易に確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【0053】
本発明の断熱パネルは、輸送用コンテナだけでなく、保存容器や、冷蔵・冷凍室の壁材等にも使用できる。
【符号の説明】
【0054】
100,100−1,100−2,100−3 断熱パネル
101,102 側板
103,104,105,106,201 枠材
120 内部空間
130 断熱材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向配置された一対の側板とこれら側板の各辺に沿って配置された枠部とを用いて内部空間が形成された中空パネルと、
該中空パネルの前記内部空間に充填された、多孔性で粉粒状の断熱材と、
を備えることを特徴とする断熱パネル。
【請求項2】
前記断熱材が炭素質材料であることを特徴とする請求項1に記載の断熱パネル。
【請求項3】
前記炭素質材料が活性炭であることを特徴とする請求項2に記載の断熱パネル。
【請求項4】
前記断熱材を形成する粉粒体の平均表面積が5mm以下であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の断熱パネル。
【請求項5】
一方の前記側板に通気機構が設けられたことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の断熱パネル。
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれかに記載の断熱パネルを用いて箱型格納室を構成したことを特徴とする輸送用コンテナ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−91840(P2012−91840A)
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−241791(P2010−241791)
【出願日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【出願人】(591017065)株式会社松田技術研究所 (11)
【Fターム(参考)】