貯湯器
【課題】本発明の課題は、貯湯タンクと、外層部を被覆する保温具からなる貯湯器において、該保温具に用いられる断熱材の飛散防止性、脱気梱包性、取り扱い作業性などに優れた貯湯器を提供することである。
【解決手段】金属製の貯湯タンクの外層部を、袋に収納された断熱材で被覆されてなる貯湯器において、該断熱材が、主に繊径０．１〜１５μｍの無機質繊維成形体からなり、該袋が、通気性を有する布帛と、非通気性のフイルムからなり、袋全面積に対して、布帛面積が５％以上７０％以下で構成され、且つ、袋の端部接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ以上であることを特徴とする貯湯器。
【解決手段】金属製の貯湯タンクの外層部を、袋に収納された断熱材で被覆されてなる貯湯器において、該断熱材が、主に繊径０．１〜１５μｍの無機質繊維成形体からなり、該袋が、通気性を有する布帛と、非通気性のフイルムからなり、袋全面積に対して、布帛面積が５％以上７０％以下で構成され、且つ、袋の端部接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ以上であることを特徴とする貯湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯器に関する。更に詳しくは、お湯を貯蔵する金属製の貯湯タンクを、通気性の布帛と非通気性のフイルムからなる袋に断熱材を収納した保温具で被覆された貯湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、石綿、ロックウール、グラスウール、ガラス繊維などは、不燃性、保温性、価格面などの優れた特徴から断熱材として広く利用されている。
しかし、スリット加工、穴あけ加工、裁断加工などの取り扱い作業中に、無機繊維が空気中に飛散し、作業者の肌に接触すると、チクチクするなどの作業性、環境問題などが生じた。その対策として、飛散防止用ポリエチレンフイルムなどが使用されている。上記の問題点は、非通気性フイルムの袋に断熱材を入れることで防止できるが、脱気梱包ができず嵩高い袋となり、フイルムで断熱材を挟むことにより飛散が完全には防止できないが、少なくすることで対応している状況である。
また、貯湯器の保温対策として、貯湯器形状に成型加工した、ポリスチレン樹脂の発泡成型体が使用されている。この対策は、保温性には優れているが、貯湯器形状が変わると、金型が必要となるなどの費用がかかること、嵩高なことで、大きな作業場所を要し、且つ、輸送費用が高くなるなどの問題がある。
【０００３】
特許文献１には、有機繊維不織布と無機繊維マットを重ね、有機繊維側からニードルパンチ加工して、無機繊維の飛散防止がなされている。これによると、緻密化された断熱材で成形加工性等が向上するが、断熱材の飛散防止が改善できないことが問題である。
ガラス繊維の飛散防止の表面材として、アスベスト紙やアスファルト含浸紙などが使用されていたが環境上および衛生上の問題が懸念され、使用が限定されるという問題がある。
特許文献２には、アルミナゾルを紙の生産時に混抄することが提案されているが、アルミナの歩留まりに限界があり、難燃性の効果が不十分であることが問題となる。
特許文献３には、シリコーン樹脂を用いることが提案されているが、難燃性を充分得る為には、配合量を多くしなければならないことなどが問題である。
特許文献４は、難燃性の無機粉体とバインダーの併用が提案されている。難燃性を充分にするためには、付着量が多くなることとなり、風合いが硬くなるなどの問題がある。
更に、難燃性を得る目的で、熱可塑性合成繊維不織布に難燃剤を付与することが考えられるが、銅製、アルミ製、鉄製などの鋼管の断熱材に使用した場合、腐食するなどの問題が生じた。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２１８７２号公報
【特許文献２】特開昭５７−２０５６００号公報
【特許文献３】特開昭５４−０６８４７０号公報
【特許文献４】特許第３２５６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記従来の問題を解決することである。
すなわち、高温のお湯を貯槽するための金属製貯湯タンクの外層部を、断熱材を袋状物に収納した通気性を有する保温具で被覆した貯湯器であり、従って、該保温具が、高温の保温性に優れ、無機質繊維の飛散防止でき、取り扱い作業性、輸送梱包性に優れた保温具を用いた貯湯器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、金属製貯湯タンクの外層部を、通気性を有する布帛と遮蔽性を有するフィルムとを特定の占有割合とした袋状物に断熱材を収納した保温具で被覆することで、断熱材の飛散防止性に優れ、作業性、保温性に優れる、貯湯器を見出し、本発明に到達した。本願で特許請求される発明は、以下の通りである。
【０００７】
１．金属製の貯湯タンクの外層部が、断熱材を袋状物に収納した保温具で被覆されてなる貯湯器であって、該断熱材が、繊径０．１〜１５μｍの無機質繊維成形体からなり、該袋状物が、通気性を有する布帛と、非通気性のフイルムとからなり、布帛の占有面積が５〜７０％の範囲であり、該袋状物の端部接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ以上であることを特徴とする貯湯器。
２．前記袋状物において、布帛の通気性が１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであり、非通気性フィルムの厚みが１０〜１００μｍであることを特徴とする上記１に記載の貯湯器。
３．前記袋状物において、布帛が不織布であり、構成繊維の径が１〜３０μｍであり、目付が１０〜１００ｇ／ｍ２であることを特徴とする上記１又は２に記載の貯湯器。
４．前記袋状物において、布帛が難燃性を有することを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の貯湯器。
５．前記不織布がポリエステル系長繊維不織布からなることを特徴とする上記３に記載の貯湯器。
【０００８】
６．前記袋状物において、袋端部がホットメルト系接着剤で接合されていることを特徴とする上記３に記載の貯湯器。
７．前記無機質繊維成形体の嵩密度が、５〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする上記１〜６のいずれか１項に記載の貯湯器。
８．前記無機質繊維成形体が、ロックウール、グラスウール、ガラス繊維のニードルマット及びグラスウールとガラス繊維のニードルマットの積層体であることを特徴とする上記１〜７のいずれか１項に記載の貯湯器。
９．前記無機質繊維成形体の厚みが１〜３００ｍｍ、幅５〜２０００ｍｍ、長さ１０〜４００００ｍｍに成形されていることを特徴とする上記１〜８のいずれか１項に記載の貯湯器。
１０．前記無機質繊維成形体が、少なくとも一箇所に丸、四角、三角及び異形形状の部分打ち抜き加工、部分スリット加工が施され、部分的加工個所の端部周囲が、前記フイルムで密封されていることを特徴とする上記１〜９のいずれか１項に記載の貯湯器。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の貯湯器は、金属製の貯湯タンクの外層部を保温具で被覆してなり、該保温具は、断熱材を通気性の布帛と非通気性のフイルムからなる袋に収納、密封包装したものである。従って、繊維の飛散が防止でき、且つ、保温性に優れていることで、電気温水器、ガス温水器、エコ給湯器、魔法瓶などの貯湯器に広く用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の貯湯器に用いる保温具は、袋状物に断熱材を収納したものである。具体的には、袋全面積に対して５％以上７０％以下からなる通気性を有する布帛と、非通気性のフイルムとの構成からなる袋に、無機質繊維成形体からなる断熱材を収納し、充填密封したものが好ましい。
布帛は、適度な通気性を有し、断熱材が飛散せず、しかも真空脱気することが可能な程度の通気性が好ましい。保温具を真空脱気することで、コンパクト化でき、運搬効率、取り扱い性が格段に向上する。
フィルムは非通気性であり、断熱材を完全に遮蔽し、飛散防止できる。
布帛とフィルムとの占有面積を特定割合にすることで、通気性と遮蔽性に優れる袋状物の形成が可能となる。
【００１１】
本発明に用いる袋の具体的な構成としては、非通気性のフイルムの少なくとも１箇所以上に通気性を有する布帛を設けていることである。例えば、袋全面積に対して、５％以上７０％以下、好ましくは、１０〜６０％が通気性を有する布帛の構成とする。
布帛の面積率が５％未満では、袋の通気性が低下し、断熱材の収納時に、脱気梱包性が低下し、袋内部の空気が多くなり嵩高な袋体となり、取り扱い性が低下し、脱気梱包時に、破れなどが生じ易くなる。一方、７０％超えると、通気性は大きくなるが、脱気梱包性は向上するが、柔軟性、被覆性、価格などが問題となる。
【００１２】
本発明に用いる布帛は、１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、好ましくは２０〜３５０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの通気性を有するものであればよく、不織布、メッシュ状物、ワリフ、テープ状クロス、ネット、織物、編物などが好ましく用いられる。より好ましくは、取り扱い性、断熱材の遮蔽性、から不織布や織編み物である。特に、切断面の処理などの必要がないなどの取り扱い性などから不織布が好ましい。
通気性が１０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ未満では、脱気梱包時の圧縮などのよる破れ、及び、脱気時間が多くかかる。一方４００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃを超えると、脱気時間は、短縮できるが、飛散防止性が低下する。
【００１３】
本発明の袋状物に用いる不織布としては、繊径１〜３０μｍ、好ましくは７〜２５μｍの短繊維、長繊維、及びその組み合わせなどからなり、強度、通気性、形状の追従性を有する柔軟性に優れることが必要である。
不織布の製造方法は、合成樹脂を溶融さる溶融紡糸法のスパンボンド方式、バインダー繊維を混繊させたサーマルボンド方式、柱状流交絡方式、ニードルパンチ方式、フラッシュ紡糸方式、メルトブロー方式などの単独、又は２種以上により得られる。
不織布の構成繊維としては、特に限定するものでないが、薄くて強度に優れ、被覆性に優れていることであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミド繊維などのポリアミド系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンン、共重合ポリプロピレンなどのオレフイン系繊維、レーヨン繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、鞘がポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエステルなどの低融点成分と、芯がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン６などの高融点成分殻なる芯鞘構造、サイドバイサイド構造などの複合繊維などの合成繊維が挙げられ、その中ではポリエステル系長繊維が、耐熱性、難燃性、製袋加工性に優れ、強度が大きく、熱加工性に優れる点から、好ましく用いられる。
【００１４】
本発明の袋状物に用いる布帛においては、難燃性があることが好ましく、保温具が燃焼した時に燃え広がらず、自己消化性を有することが好ましい態様である。布帛の難燃性は、原料の樹脂に難燃剤を練り込む原料難燃方法、又は、布帛に難燃剤を塗布させる方法がある。金属製の貯湯タンクに腐食を生じさせなければ特に限定されないが、練り込みタイプのほうが繊維表面に難燃材が露出せず、腐食防止の点で好ましい。
【００１５】
例えば、難燃剤としては、トリメチルホスフエート、トリエチルホスフエート、トリブチルホスフエート、トリフエニルホスフエート、トリクレジルホスフエートなどの非ハロゲンリン酸エステル類、ポリホスフエート、芳香族ポリホスフエートなどの特殊リン酸エステル類、含ハロゲンリン酸エステル類、デカブロモジフエニルオキサイド、オクタブロモジフエニルオキサイドなどのデカブロ系などの臭素系難燃剤、メラミン系難燃剤、燐酸グアニジン誘導体、燐窒素系化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシュウムなどの無機充填剤などの１種又は２種以上を０．５〜３０ｗｔ％、好ましくは０．１〜２０ｗｔ％添加して用いられる。特に、３−メチルホスフイニコプロピオン酸エステルなどの非ハロゲンリン酸エステル類０．３〜３ｗｔ％含有させたジメチルテレフタレート・エチレングリコールのエステル共重合体などが好ましく用いられる。
更に、アクリル系難燃性繊維、エステル系難燃性繊維などの混合などにより、難燃性を調整することが好ましく用いられる。
【００１６】
本発明に用いられる長繊維不織布は部分熱圧着することで、薄くて、柔軟性、強度に優れたの布帛となる。例えば、凹凸を有するエンボスロールと平滑ロール間で加熱、圧着して接合される。加熱温度は、繊維の軟化温度以上の温度から融点以下の温度範囲である。しかし、低融点繊維の熱劣化を考慮した場合、上下ロールの温度差を１５０℃以下、好ましくは１３０℃以下が好ましい。熱圧着の圧力は１０〜１０００ｋＰａ／ｃｍ、好ましくは５０〜７００ｋＰａ／ｃｍである。
【００１７】
長繊維不織布の部分熱圧着率は、５〜３５％が好ましく、より好ましくは７〜３０％である。エンボス模様は、丸状、楕円状、菱形状、円柱状、四角状などの、平行均等配置、千鳥状配置などの均等配置することが好ましい。熱圧着部一個の面積は、０．３〜１．５ｍｍ２、好ましくは、０．４〜１．２ｍｍ２であり、熱圧着の間隔は、０．３〜３ｍｍ、好ましくは、０．５〜２．５ｍｍの均等配置させる。
部分熱圧着率が１０％未満では、接合面積が少なくなり、磨耗強度が低下する。一方、３０％超えると、磨耗強度が高くなるが、風合いがペーパーライクとなる。
本発明の布帛の目付けは、１０〜１００ｇ／ｍ２、好ましくは、１５〜８０ｇ／ｍ２である。目付けが１０ｇ／ｍ２未満では、繊維の緻密性が低下して、間隙がひろくなり、被覆しても、断熱材の飛散防止性が低下する。一方、１００ｇ／ｍ２超えると、保温材の飛散防止性が向上するが、風合いが硬くなり、厚みが大きくなり、袋体の製袋加工性が低下する。
【００１８】
本発明の袋に用いる非通気性のフイルムは、厚みが１０〜１００μｍ、好ましくは１５〜７０μｍであり、無機質繊維の飛散が防止でき、充填作業、梱包作業、輸送などで破れないこと、及び、布帛との製袋作業性に優れていることが必要である。
従って、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフイン共重合体、その他のエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、オレフイン系樹脂として、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、ポリ塩化ビニール樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、６−ナイロン、６６−ナイロン、ポリアミド樹脂などの一種、２種以上を組み合わせた熱可塑性樹脂が用いられる。
本発明の袋に用いる非通気性のフイルムは難燃性を有することが好ましい。従って、樹脂に難燃剤を０．１〜３０ｗｔ％添加し、難燃性のフイルムにする事がこのましい。例えば、臭素系難燃剤、メラミン系難燃剤、燐酸グアニジン誘導体、燐窒素系化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシュウムなどの無機充填剤などの１種又は２種以上が用いられる。
【００１９】
本発明に用いる袋は、前記通気性の布帛が、袋全面積に対して、５％以上、７０％以下、好ましくは、１０％〜６０％である。従って、袋形状としては、断熱材が収納できれば形状は限定されないが、例えば、筒状、３方シール平袋、サイドガセット袋などが用いられる。具体的事例として、（１）非通気性の片面フイルム、他面に通気性布帛の２枚貼り合わせた袋、（２）片面に非通気性フイルム、他面の部分に通気性布帛を接合した非通気性フイルムとの２枚貼り合わせ袋などが選定できる。
【００２０】
本発明に用いる袋の製袋加工は、接合方法は特に限定しないが、シール幅を１ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは、３ｍｍ〜１５ｍｍで、接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ以上、好ましくは、２Ｎ／２５ｍｍ〜１００Ｎ／２５ｍｍである。接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ未満では、断熱材の充填作業、及び脱気作業などで破袋するなどの問題が生じ易くなる。
接合方法としては、熱シール、超音波シール、高周波シールなどの融着方式で加工するか、ホットメルト系樹脂、粘着性樹脂などの接着剤方式、ミシン糸などのミシン縫製などが用いられる。
接着剤方式の樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、共重合ポリエチレン系樹脂、共重合ポリプロピレン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂などの１種又は２種以上の樹脂が用いられる。
【００２１】
本発明に用いる保温具には、通気性を有する袋に収納して用いる為、材質、厚み、密度、繊維径などの異なる無機質繊維成形体が選択できる。
本発明に用いる貯湯器の場合は、タンク下部の加熱ヒーターでお湯がタンク上部に溜まるので、タンク上部の温度が高く、タンク下部が低い温度と成っている。例えば、比較的低温領域（０〜７０℃）は、嵩密度の小さい保温具の構成とし、高温領域（７０〜９５℃）では、嵩密度の高いガラス繊維のニードルマットを積層させた保温具の構成を用いることでより効果的な保温性とすることができる。
具体的事例としては、低温領域の保温具は、厚みが、１５〜１００ｍｍ、好ましくは２０〜７０ｍｍ、嵩密度が５〜３０ｋｇ／ｍ３、好ましくは１０〜２５ｋｇ／ｍ３である。高温領域としては、厚みが１〜１５ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍ、嵩密度が８０〜５００ｋｇ／ｍ３、好ましくは９０〜２００ｋｇ／ｍ３の高密度保温具と、低密度保温具とを組み合わせた保温具とすることでより効果的な保温性を得ることができる。
【００２２】
本発明に用いる無機質繊維成形体は、繊径０．１〜１５μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍのロックウール、グラスウール、ガラス繊維のニードルマット及びグラスウールとガラス繊維のニードルマットの積層体から構成され、その形状は目的とする貯湯タンクの形状に応じて自由に選択できる。繊径０．１μｍ以下は、緻密構成であり、保温性が優れるが、繊維の飛散性が多くなり、厚みの保持が難しくなる。一方繊径が１５μ超えると、剛性、厚みの保持性が高くなるが、粗構成となり、保温性が低下すなどの問題が生じる。
例えば、厚みが１〜３００ｍｍ、好ましくは３〜２５０ｍｍであり、幅が５〜２０００ｍｍ、好ましくは７〜１５００ｍｍ、長さ１０〜４００００ｍｍ、好ましくは、２０〜３５０００ｍｍであり、嵩密度が５〜３００ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。嵩密度の低い場合は、熱伝導率が低くできるが、厚みの保持性が低下する。一方、嵩密度が大きい場合は、熱伝導率がやや高くなるが、厚みの保持性が向上し、高温領域で熱伝導率がやや低くなる。（温度依存性が嵩密度により異なる、低い嵩密度は、温度依存性がやや高い、一方高い嵩密度では、温度依存性がやや低くなる。）
また、外形は細幅テープ状から、丸、四角、などの形状、広い面積を被覆する形状まで特に形状の限定はない。
【００２３】
更に、鋼管、電気部品、電気配線などの取り付け部分を有する貯湯タンクは、保温目的で無機質繊維成形体に成形加工が行われる。例えば、成形加工として、例えば、四角形状、長方形状、丸形状などの少なくとも一箇所に、丸、四角、三角、及び異形形状の部分打ち抜き加工、部分スリット加工及びテープ形状などに成形加工が施される。従って、断熱材の形状に特に限定されないが、無機質繊維成形体の周囲は全て、不織布の端部を接合して密封被覆されていることが必要である。
部分的にスリット加工、打ち抜き加工した個所の補修方法は、例えば、断熱材の厚み＋接着部を有する大きさの筒状のフイルム、又は不織布を補修個所に装着して、上下から加熱、又は接着性シートにより接着して、密封包装される。
上記の成形加工においては、貯湯器の現場組立工事に先だって、予め、事前に、別の場所で成形加工して袋状物に収納加工し、保温具として脱気梱包して輸送すると、保温具の輸送時、現場工事の取り扱い性が格段に向上する。さらに、貯湯器の現場組立工事での煩雑性がなく、断熱材の飛散が減少し、環境対策上に優れた効果を発揮する。
【００２４】
本発明の貯湯器に用いる保温具は、通気性を有する袋に収納された嵩高な無機質繊維成形体である。従って、嵩高な状態で保管、及び輸送すると、保管スペースが多く必要となり、且つ、輸送コストが高くなるなどの問題が生じる。その対策として、圧縮梱包、又は、脱気梱包することで、保管スペースが極端に小さくでき、且つ、輸送コストを下げられる。
具体的には、保温具の袋体を３〜５０枚重ねて、加圧することで、コンパクトに圧縮でき、更に、非通気性のフイルムに入れ、脱気することで、よりコンパクトな梱包ができる。
本発明の貯湯器は、ステンレスなどの金属製タンクの外層部を保温具で被覆される。通常円筒形状のタンクに、厚みの変形が少なく、且つ、隙間がないように密着被覆することが良好な保温性を得るのに必要なことである。
本発明に用いる保温具は、タンク形状に馴染み易い柔軟性を有し、取り付け作業で、紐、粘着テープ、ホチキス、クリップなどの止め具で容易に装着できる。
本発明に用いる収納用袋体の熱伝導率は、高温領域で大きくなり、熱伝導性が向上する。熱伝導率は２０℃では、０．０２〜０．０４Ｋｃａｌ／ｍｈ℃の範囲が好ましく、９０℃における熱伝導率は、０．０３〜０．０５Ｋｃａｌ／ｍｈ℃の範囲が好ましい。
【実施例】
【００２５】
本発明を実施例に基づいて説明する。
測定方法は以下のとおりである。
（１）目付（ｇ／ｍ２）：縦２０ｃｍ×横２５ｃｍの試料を３カ所切り取り、重量を測定し、その平均値を単位当たりの質量に換算して求める。
（ＪＩＳ−Ｌ−１９０６）
（２）平均繊維径（μｍ）：顕微鏡で５００倍の拡大写真を取り、１０本の平均値で求める。
（３）厚み（ｍｍ）：荷重１０ｋＰａでＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準拠。
（４）平均みかけ密度（ｇ／ｃｍ３）：目付け／厚みから得た。
（５）通気性：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６フラジュール法に準拠。
（６）発塵性：試料表面を金属棒で叩くことにより発塵させる。次いで、発塵したガラス繊維を吸引ロートに捕集し、捕集繊維を顕微鏡を用いて繊維の本数を測定した。
発塵条件：振とう速度２１０回／分、時間３分
【００２６】
（７）腐食性：銅製金属板を２ｃｍ角に切断し、不織布を５ｃｍ角２枚切り取り、厚み５ｍｍのガラス板２枚を用いて、ガラス板／不織布／銅板／不織布／ガラス板に重ねて、荷重１ｋｇ／ｃｍ２で、温度６５℃×湿度８５％の恒温高湿槽で７日間処理し、腐食状態を観察して下記の基準で判定した。
５級：金属片の表面の変色・腐食がまったくない。
４級：金属片の表面の変色が僅かにある。
３級：金属片の表面の変色・腐食が僅かにあるが目立たない。
２級：金属片の表面の変色・腐食が少しある。
１級：金属片の表面の変色・腐食が甚だしい。
【００２７】
（８）引張強力（Ｎ／５ｃｍ）：定長引張試験機を用い、試料幅５ｃｍ長さ３０ｃｍを切り取り、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎで、引張強度をタテ、ヨコ各々３カ所測定し、最大強度（タテ＋ヨコ）／２の平均値で示す。
（９）接合強度（Ｎ）：定長引張試験機を用い、試料幅２５ｍｍ長さ２００ｍｍを切り取り、接合部分を約５０ｍｍ上下方向に剥離し、１８０度剥離するように各々取り付け、つかみ間隔１００ｍｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎで、剥離強度をタテ、ヨコ各々３カ所測定し最大強度の平均値で示す。
（１０）難燃性：ＪＩＳ−Ｌ−１０９１ Ａ−３法（水平法）に準じる。
合格：燃焼長さ１０ｃｍ以下 残燃時間２０秒以下
（１１）熱伝導率（Ｋｃａｌ／ｍｈ℃）：ＪＩＳ−Ａ−９５０５件列比較法に準ずる。
【００２８】
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度３００℃で平均繊径１４μｍ、目付け５０ｇ／ｍ２熱可塑性長繊維ウェブを捕集ネット上に形成させ、圧着面積率が、１５％エンボスロール、線圧３５０Ｎ／ｃｍ、上下温度を２３０℃／２３５℃で熱圧着して長繊維不織布を得た。
次いで、厚み３０μｍの低密度ポリエチレンフイルムと前記長繊維不織布の袋を作った。前記フイルムと不織布を、各々タテ５２ｃｍ、ヨコ６２ｃｍに切りとり、２枚を重ね、３方向の端部１ｃｍ内側に、温度１２０℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ２の幅３ｍｍの加熱シールバーで熱シールし、３方シールの袋を得た。不織布の占有面積率は５０％である。
前記３方シール袋に、厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１２ｋｇ／ｍ３のグラスウールの断熱材をタテ３０ｃｍ、ヨコ４０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工し、得られた無機質繊維成形体を、前記の３方シール袋に収納した後、熱シールで密封包装して本発明の貯湯器に用いる保温具を得た。
得られた保温具の発塵性、腐食性の測定結果を表−１に記載した。
表−１から、本発明の貯湯器に用いる保温具は、発塵性、腐食性、保温性に優れたものであった。
【００２９】
［実施例２］
ポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度３００℃で平均繊径１２μｍ、目付け３０ｇ／ｍ２熱可塑性長繊維ウェブを捕集ネット上に形成させ、圧着面積率が、２５％エンボスロール、線圧３５０Ｎ／ｃｍ、上下温度を２３０℃／２３５℃で熱圧着して長繊維不織布を得た。次いで、厚み３０μｍの低密度ポリエチレンフイルムと前記長繊維不織布からなる袋を以下のとおり製造した。
前記フイルムをタテ１２２ｃｍ、ヨコ２０２ｃｍ、タテ１２２ｃｍ、ヨコ１４２ｃｍとを切り取り、前記不織布をタテ１２２ｃｍ、ヨコ３１ｃｍを２枚切り取り、前記フイルムのタテ１２２ｃｍ、ヨコ１４２ｃｍの両端１ｃｍの部分をフイルムと不織布とを２枚かさねて、１ｃｍ内側の部分を幅３ｍｍの熱シールバーで接着させて通気性フイルムを得る。次いで、前記非通気性フイルムと通気性フイルムとを２枚重ねて、端部から内側から１ｃｍの部分に幅３ｍｍで熱シールして３方シール袋を得る。（但し、熱シールは、温度１１０℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ２）不織布の占有面積率は１５％である。
前記３方シール袋に、厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１６ｋｇ／ｍ３のグラスウールと、厚み５ｍｍ、繊維径７μ、嵩密度１２０ｋｇ／ｍ３のガラスニードルマットの断熱材を、各々タテ１００ｃｍ、ヨコ１８０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工した無機質繊維成形体を、前記の３方シール袋に収納した後、熱シールで密封包装して本発明の貯湯器に用いる保温具を得た。
得られた保温材の発塵性、腐食性の測定結果を表−１に記載した。
表−１から、本発明の貯湯器に用いる保温具は、発塵性、腐食性、脱気梱包性に優れたものであった。
【００３０】
［実施例３］
エチレングリコールとジメチレンテレフタレートに、３−メチルホスフイニコプロピオン酸エステルを１．２ｗｔ％添加して共重合した難燃性の共重合ポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度２９０℃で平均繊径１６μｍ、目付け５０ｇ／ｍ２の熱可塑性長繊維ウェブを捕集ネット上に形成させ、圧着面積率が、１５％エンボスロール、線圧３５０Ｎ／ｃｍ、上下温度を２２０℃／２２５℃で熱圧着して実施例１の難燃性エステル不織布を得た。
次いで、厚み５０μｍの窒素化合物のメラニン系難燃剤１５ｗｔ％添加した低密度ポリエチレンフイルムと前記難燃性長繊維不織布の袋を作った。前記フイルムと不織布を、各々タテ７２ｃｍ、ヨコ７２ｃｍに切りとり、２枚を重ね、３方向のそれぞれの端部から１ｃｍ内側を、温度１２０℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ２の幅５ｍｍの加熱シールバーで熱シールし、３方シールの袋を得た。不織布の占有面積率は５０％である。
前記３方シール袋に、厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１２ｋｇ／ｍ３のガラスウールの断熱材をタテ５０ｃｍ、ヨコ５０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工した無機質繊維成形体を、前記の３方シール袋に収納した後、熱シールで密封包装して本発明の貯湯器に用いる保温具を得た。
得られた保温具の発塵性、腐食性の測定結果を表−１に記載した。
表−１から、本発明の貯湯器に用いる保温具は、発塵性、腐食性、脱気梱包性に優れたものであった。
［実施例４］
タテ３０ｃｍヨコ４０ｃｍ高さ１００ｃｍのステンレス製の角形金属タンクに実施例１及び２の保温具を用いて本願発明の貯湯器を作った。この時、実施例２の保温具に、直径７ｃｍの供給パイプ用穴２箇所の打ち抜き加工を行った。その後、厚み３０μｍの非通気フイルムを用いて打ち抜き穴を補修し、密封包装とした。（直径７ｃｍ、長さ１５ｃｍの筒状フイルムを用いて、上下それぞれから、表面温度１１０℃のアイロンで接着した。）
貯湯器に９５℃のお湯を一杯入れ、８時間後のお湯の温度を測定した結果は９１℃であり、目的とする保温性を有する貯湯器であった。また、その後の目視検査でも問題となる腐食は発生しなかった。
【００３１】
［比較例１］ 袋のないガラスウールのみ
厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１２ｋｇ／ｍ３のガラスウールの断熱材をタテ５０ｃｍ、ヨコ５０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工した無機質繊維成形体を保温具とした。
表−１から保温具の発塵は多く発生し問題であった。
【００３２】
［比較例２］ 非通気性袋（フイルムのみ）
厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１２ｋｇ／ｍ３のガラスウールの断熱材をタテ５０ｃｍ、ヨコ５０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工した無機質繊維成形体を実施例１に用いた非通気性フイルムの袋に収納させた。
表−１から保温具の発塵はないが、嵩高な包装形態となり、作業性、梱包性が問題となった。
【００３３】
［比較例３］ 布帛面積が５％未満の通気性袋
実施例１の袋で、布帛面積を２％に変えて行った。他は実施例１と同様に行った。
表−１から保温具の発塵はないが、嵩高な包装形態となり、作業性、及び、重ねて圧縮しても、中々袋内の空気が逃げないなどの現象が生じ、脱気梱包に時間が多くかかるなどの問題が生じた。
【００３４】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の貯湯器は、お湯を貯蔵することのできる金属製の貯湯タンクを、袋に断熱材を収納し、充填包装した保温具で外層部を被覆してなる。該断熱材は、グラスウール、ガラス繊維、ロックウールなどの無機質繊維成形体からなり、該袋が、通気性の布帛と非通気性のフイルムで構成され、断熱材の繊維飛散が防止でき、貯湯タンク表面の腐食しないで、且つ、貯湯タンク外層部の被覆取り付け作業が容易であり、保温性に優れて、圧縮梱包、脱気梱包性などの作業性が良好にでき、コンパクト化ができる。
従って、電気温水器、ガス温水器、エコ給湯器、魔法瓶などの貯湯器に広く用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯器に関する。更に詳しくは、お湯を貯蔵する金属製の貯湯タンクを、通気性の布帛と非通気性のフイルムからなる袋に断熱材を収納した保温具で被覆された貯湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、石綿、ロックウール、グラスウール、ガラス繊維などは、不燃性、保温性、価格面などの優れた特徴から断熱材として広く利用されている。
しかし、スリット加工、穴あけ加工、裁断加工などの取り扱い作業中に、無機繊維が空気中に飛散し、作業者の肌に接触すると、チクチクするなどの作業性、環境問題などが生じた。その対策として、飛散防止用ポリエチレンフイルムなどが使用されている。上記の問題点は、非通気性フイルムの袋に断熱材を入れることで防止できるが、脱気梱包ができず嵩高い袋となり、フイルムで断熱材を挟むことにより飛散が完全には防止できないが、少なくすることで対応している状況である。
また、貯湯器の保温対策として、貯湯器形状に成型加工した、ポリスチレン樹脂の発泡成型体が使用されている。この対策は、保温性には優れているが、貯湯器形状が変わると、金型が必要となるなどの費用がかかること、嵩高なことで、大きな作業場所を要し、且つ、輸送費用が高くなるなどの問題がある。
【０００３】
特許文献１には、有機繊維不織布と無機繊維マットを重ね、有機繊維側からニードルパンチ加工して、無機繊維の飛散防止がなされている。これによると、緻密化された断熱材で成形加工性等が向上するが、断熱材の飛散防止が改善できないことが問題である。
ガラス繊維の飛散防止の表面材として、アスベスト紙やアスファルト含浸紙などが使用されていたが環境上および衛生上の問題が懸念され、使用が限定されるという問題がある。
特許文献２には、アルミナゾルを紙の生産時に混抄することが提案されているが、アルミナの歩留まりに限界があり、難燃性の効果が不十分であることが問題となる。
特許文献３には、シリコーン樹脂を用いることが提案されているが、難燃性を充分得る為には、配合量を多くしなければならないことなどが問題である。
特許文献４は、難燃性の無機粉体とバインダーの併用が提案されている。難燃性を充分にするためには、付着量が多くなることとなり、風合いが硬くなるなどの問題がある。
更に、難燃性を得る目的で、熱可塑性合成繊維不織布に難燃剤を付与することが考えられるが、銅製、アルミ製、鉄製などの鋼管の断熱材に使用した場合、腐食するなどの問題が生じた。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２１８７２号公報
【特許文献２】特開昭５７−２０５６００号公報
【特許文献３】特開昭５４−０６８４７０号公報
【特許文献４】特許第３２５６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記従来の問題を解決することである。
すなわち、高温のお湯を貯槽するための金属製貯湯タンクの外層部を、断熱材を袋状物に収納した通気性を有する保温具で被覆した貯湯器であり、従って、該保温具が、高温の保温性に優れ、無機質繊維の飛散防止でき、取り扱い作業性、輸送梱包性に優れた保温具を用いた貯湯器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、金属製貯湯タンクの外層部を、通気性を有する布帛と遮蔽性を有するフィルムとを特定の占有割合とした袋状物に断熱材を収納した保温具で被覆することで、断熱材の飛散防止性に優れ、作業性、保温性に優れる、貯湯器を見出し、本発明に到達した。本願で特許請求される発明は、以下の通りである。
【０００７】
１．金属製の貯湯タンクの外層部が、断熱材を袋状物に収納した保温具で被覆されてなる貯湯器であって、該断熱材が、繊径０．１〜１５μｍの無機質繊維成形体からなり、該袋状物が、通気性を有する布帛と、非通気性のフイルムとからなり、布帛の占有面積が５〜７０％の範囲であり、該袋状物の端部接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ以上であることを特徴とする貯湯器。
２．前記袋状物において、布帛の通気性が１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであり、非通気性フィルムの厚みが１０〜１００μｍであることを特徴とする上記１に記載の貯湯器。
３．前記袋状物において、布帛が不織布であり、構成繊維の径が１〜３０μｍであり、目付が１０〜１００ｇ／ｍ２であることを特徴とする上記１又は２に記載の貯湯器。
４．前記袋状物において、布帛が難燃性を有することを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の貯湯器。
５．前記不織布がポリエステル系長繊維不織布からなることを特徴とする上記３に記載の貯湯器。
【０００８】
６．前記袋状物において、袋端部がホットメルト系接着剤で接合されていることを特徴とする上記３に記載の貯湯器。
７．前記無機質繊維成形体の嵩密度が、５〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする上記１〜６のいずれか１項に記載の貯湯器。
８．前記無機質繊維成形体が、ロックウール、グラスウール、ガラス繊維のニードルマット及びグラスウールとガラス繊維のニードルマットの積層体であることを特徴とする上記１〜７のいずれか１項に記載の貯湯器。
９．前記無機質繊維成形体の厚みが１〜３００ｍｍ、幅５〜２０００ｍｍ、長さ１０〜４００００ｍｍに成形されていることを特徴とする上記１〜８のいずれか１項に記載の貯湯器。
１０．前記無機質繊維成形体が、少なくとも一箇所に丸、四角、三角及び異形形状の部分打ち抜き加工、部分スリット加工が施され、部分的加工個所の端部周囲が、前記フイルムで密封されていることを特徴とする上記１〜９のいずれか１項に記載の貯湯器。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の貯湯器は、金属製の貯湯タンクの外層部を保温具で被覆してなり、該保温具は、断熱材を通気性の布帛と非通気性のフイルムからなる袋に収納、密封包装したものである。従って、繊維の飛散が防止でき、且つ、保温性に優れていることで、電気温水器、ガス温水器、エコ給湯器、魔法瓶などの貯湯器に広く用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の貯湯器に用いる保温具は、袋状物に断熱材を収納したものである。具体的には、袋全面積に対して５％以上７０％以下からなる通気性を有する布帛と、非通気性のフイルムとの構成からなる袋に、無機質繊維成形体からなる断熱材を収納し、充填密封したものが好ましい。
布帛は、適度な通気性を有し、断熱材が飛散せず、しかも真空脱気することが可能な程度の通気性が好ましい。保温具を真空脱気することで、コンパクト化でき、運搬効率、取り扱い性が格段に向上する。
フィルムは非通気性であり、断熱材を完全に遮蔽し、飛散防止できる。
布帛とフィルムとの占有面積を特定割合にすることで、通気性と遮蔽性に優れる袋状物の形成が可能となる。
【００１１】
本発明に用いる袋の具体的な構成としては、非通気性のフイルムの少なくとも１箇所以上に通気性を有する布帛を設けていることである。例えば、袋全面積に対して、５％以上７０％以下、好ましくは、１０〜６０％が通気性を有する布帛の構成とする。
布帛の面積率が５％未満では、袋の通気性が低下し、断熱材の収納時に、脱気梱包性が低下し、袋内部の空気が多くなり嵩高な袋体となり、取り扱い性が低下し、脱気梱包時に、破れなどが生じ易くなる。一方、７０％超えると、通気性は大きくなるが、脱気梱包性は向上するが、柔軟性、被覆性、価格などが問題となる。
【００１２】
本発明に用いる布帛は、１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、好ましくは２０〜３５０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの通気性を有するものであればよく、不織布、メッシュ状物、ワリフ、テープ状クロス、ネット、織物、編物などが好ましく用いられる。より好ましくは、取り扱い性、断熱材の遮蔽性、から不織布や織編み物である。特に、切断面の処理などの必要がないなどの取り扱い性などから不織布が好ましい。
通気性が１０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ未満では、脱気梱包時の圧縮などのよる破れ、及び、脱気時間が多くかかる。一方４００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃを超えると、脱気時間は、短縮できるが、飛散防止性が低下する。
【００１３】
本発明の袋状物に用いる不織布としては、繊径１〜３０μｍ、好ましくは７〜２５μｍの短繊維、長繊維、及びその組み合わせなどからなり、強度、通気性、形状の追従性を有する柔軟性に優れることが必要である。
不織布の製造方法は、合成樹脂を溶融さる溶融紡糸法のスパンボンド方式、バインダー繊維を混繊させたサーマルボンド方式、柱状流交絡方式、ニードルパンチ方式、フラッシュ紡糸方式、メルトブロー方式などの単独、又は２種以上により得られる。
不織布の構成繊維としては、特に限定するものでないが、薄くて強度に優れ、被覆性に優れていることであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミド繊維などのポリアミド系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンン、共重合ポリプロピレンなどのオレフイン系繊維、レーヨン繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、鞘がポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエステルなどの低融点成分と、芯がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン６などの高融点成分殻なる芯鞘構造、サイドバイサイド構造などの複合繊維などの合成繊維が挙げられ、その中ではポリエステル系長繊維が、耐熱性、難燃性、製袋加工性に優れ、強度が大きく、熱加工性に優れる点から、好ましく用いられる。
【００１４】
本発明の袋状物に用いる布帛においては、難燃性があることが好ましく、保温具が燃焼した時に燃え広がらず、自己消化性を有することが好ましい態様である。布帛の難燃性は、原料の樹脂に難燃剤を練り込む原料難燃方法、又は、布帛に難燃剤を塗布させる方法がある。金属製の貯湯タンクに腐食を生じさせなければ特に限定されないが、練り込みタイプのほうが繊維表面に難燃材が露出せず、腐食防止の点で好ましい。
【００１５】
例えば、難燃剤としては、トリメチルホスフエート、トリエチルホスフエート、トリブチルホスフエート、トリフエニルホスフエート、トリクレジルホスフエートなどの非ハロゲンリン酸エステル類、ポリホスフエート、芳香族ポリホスフエートなどの特殊リン酸エステル類、含ハロゲンリン酸エステル類、デカブロモジフエニルオキサイド、オクタブロモジフエニルオキサイドなどのデカブロ系などの臭素系難燃剤、メラミン系難燃剤、燐酸グアニジン誘導体、燐窒素系化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシュウムなどの無機充填剤などの１種又は２種以上を０．５〜３０ｗｔ％、好ましくは０．１〜２０ｗｔ％添加して用いられる。特に、３−メチルホスフイニコプロピオン酸エステルなどの非ハロゲンリン酸エステル類０．３〜３ｗｔ％含有させたジメチルテレフタレート・エチレングリコールのエステル共重合体などが好ましく用いられる。
更に、アクリル系難燃性繊維、エステル系難燃性繊維などの混合などにより、難燃性を調整することが好ましく用いられる。
【００１６】
本発明に用いられる長繊維不織布は部分熱圧着することで、薄くて、柔軟性、強度に優れたの布帛となる。例えば、凹凸を有するエンボスロールと平滑ロール間で加熱、圧着して接合される。加熱温度は、繊維の軟化温度以上の温度から融点以下の温度範囲である。しかし、低融点繊維の熱劣化を考慮した場合、上下ロールの温度差を１５０℃以下、好ましくは１３０℃以下が好ましい。熱圧着の圧力は１０〜１０００ｋＰａ／ｃｍ、好ましくは５０〜７００ｋＰａ／ｃｍである。
【００１７】
長繊維不織布の部分熱圧着率は、５〜３５％が好ましく、より好ましくは７〜３０％である。エンボス模様は、丸状、楕円状、菱形状、円柱状、四角状などの、平行均等配置、千鳥状配置などの均等配置することが好ましい。熱圧着部一個の面積は、０．３〜１．５ｍｍ２、好ましくは、０．４〜１．２ｍｍ２であり、熱圧着の間隔は、０．３〜３ｍｍ、好ましくは、０．５〜２．５ｍｍの均等配置させる。
部分熱圧着率が１０％未満では、接合面積が少なくなり、磨耗強度が低下する。一方、３０％超えると、磨耗強度が高くなるが、風合いがペーパーライクとなる。
本発明の布帛の目付けは、１０〜１００ｇ／ｍ２、好ましくは、１５〜８０ｇ／ｍ２である。目付けが１０ｇ／ｍ２未満では、繊維の緻密性が低下して、間隙がひろくなり、被覆しても、断熱材の飛散防止性が低下する。一方、１００ｇ／ｍ２超えると、保温材の飛散防止性が向上するが、風合いが硬くなり、厚みが大きくなり、袋体の製袋加工性が低下する。
【００１８】
本発明の袋に用いる非通気性のフイルムは、厚みが１０〜１００μｍ、好ましくは１５〜７０μｍであり、無機質繊維の飛散が防止でき、充填作業、梱包作業、輸送などで破れないこと、及び、布帛との製袋作業性に優れていることが必要である。
従って、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフイン共重合体、その他のエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、オレフイン系樹脂として、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、ポリ塩化ビニール樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、６−ナイロン、６６−ナイロン、ポリアミド樹脂などの一種、２種以上を組み合わせた熱可塑性樹脂が用いられる。
本発明の袋に用いる非通気性のフイルムは難燃性を有することが好ましい。従って、樹脂に難燃剤を０．１〜３０ｗｔ％添加し、難燃性のフイルムにする事がこのましい。例えば、臭素系難燃剤、メラミン系難燃剤、燐酸グアニジン誘導体、燐窒素系化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシュウムなどの無機充填剤などの１種又は２種以上が用いられる。
【００１９】
本発明に用いる袋は、前記通気性の布帛が、袋全面積に対して、５％以上、７０％以下、好ましくは、１０％〜６０％である。従って、袋形状としては、断熱材が収納できれば形状は限定されないが、例えば、筒状、３方シール平袋、サイドガセット袋などが用いられる。具体的事例として、（１）非通気性の片面フイルム、他面に通気性布帛の２枚貼り合わせた袋、（２）片面に非通気性フイルム、他面の部分に通気性布帛を接合した非通気性フイルムとの２枚貼り合わせ袋などが選定できる。
【００２０】
本発明に用いる袋の製袋加工は、接合方法は特に限定しないが、シール幅を１ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは、３ｍｍ〜１５ｍｍで、接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ以上、好ましくは、２Ｎ／２５ｍｍ〜１００Ｎ／２５ｍｍである。接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ未満では、断熱材の充填作業、及び脱気作業などで破袋するなどの問題が生じ易くなる。
接合方法としては、熱シール、超音波シール、高周波シールなどの融着方式で加工するか、ホットメルト系樹脂、粘着性樹脂などの接着剤方式、ミシン糸などのミシン縫製などが用いられる。
接着剤方式の樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、共重合ポリエチレン系樹脂、共重合ポリプロピレン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂などの１種又は２種以上の樹脂が用いられる。
【００２１】
本発明に用いる保温具には、通気性を有する袋に収納して用いる為、材質、厚み、密度、繊維径などの異なる無機質繊維成形体が選択できる。
本発明に用いる貯湯器の場合は、タンク下部の加熱ヒーターでお湯がタンク上部に溜まるので、タンク上部の温度が高く、タンク下部が低い温度と成っている。例えば、比較的低温領域（０〜７０℃）は、嵩密度の小さい保温具の構成とし、高温領域（７０〜９５℃）では、嵩密度の高いガラス繊維のニードルマットを積層させた保温具の構成を用いることでより効果的な保温性とすることができる。
具体的事例としては、低温領域の保温具は、厚みが、１５〜１００ｍｍ、好ましくは２０〜７０ｍｍ、嵩密度が５〜３０ｋｇ／ｍ３、好ましくは１０〜２５ｋｇ／ｍ３である。高温領域としては、厚みが１〜１５ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍ、嵩密度が８０〜５００ｋｇ／ｍ３、好ましくは９０〜２００ｋｇ／ｍ３の高密度保温具と、低密度保温具とを組み合わせた保温具とすることでより効果的な保温性を得ることができる。
【００２２】
本発明に用いる無機質繊維成形体は、繊径０．１〜１５μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍのロックウール、グラスウール、ガラス繊維のニードルマット及びグラスウールとガラス繊維のニードルマットの積層体から構成され、その形状は目的とする貯湯タンクの形状に応じて自由に選択できる。繊径０．１μｍ以下は、緻密構成であり、保温性が優れるが、繊維の飛散性が多くなり、厚みの保持が難しくなる。一方繊径が１５μ超えると、剛性、厚みの保持性が高くなるが、粗構成となり、保温性が低下すなどの問題が生じる。
例えば、厚みが１〜３００ｍｍ、好ましくは３〜２５０ｍｍであり、幅が５〜２０００ｍｍ、好ましくは７〜１５００ｍｍ、長さ１０〜４００００ｍｍ、好ましくは、２０〜３５０００ｍｍであり、嵩密度が５〜３００ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。嵩密度の低い場合は、熱伝導率が低くできるが、厚みの保持性が低下する。一方、嵩密度が大きい場合は、熱伝導率がやや高くなるが、厚みの保持性が向上し、高温領域で熱伝導率がやや低くなる。（温度依存性が嵩密度により異なる、低い嵩密度は、温度依存性がやや高い、一方高い嵩密度では、温度依存性がやや低くなる。）
また、外形は細幅テープ状から、丸、四角、などの形状、広い面積を被覆する形状まで特に形状の限定はない。
【００２３】
更に、鋼管、電気部品、電気配線などの取り付け部分を有する貯湯タンクは、保温目的で無機質繊維成形体に成形加工が行われる。例えば、成形加工として、例えば、四角形状、長方形状、丸形状などの少なくとも一箇所に、丸、四角、三角、及び異形形状の部分打ち抜き加工、部分スリット加工及びテープ形状などに成形加工が施される。従って、断熱材の形状に特に限定されないが、無機質繊維成形体の周囲は全て、不織布の端部を接合して密封被覆されていることが必要である。
部分的にスリット加工、打ち抜き加工した個所の補修方法は、例えば、断熱材の厚み＋接着部を有する大きさの筒状のフイルム、又は不織布を補修個所に装着して、上下から加熱、又は接着性シートにより接着して、密封包装される。
上記の成形加工においては、貯湯器の現場組立工事に先だって、予め、事前に、別の場所で成形加工して袋状物に収納加工し、保温具として脱気梱包して輸送すると、保温具の輸送時、現場工事の取り扱い性が格段に向上する。さらに、貯湯器の現場組立工事での煩雑性がなく、断熱材の飛散が減少し、環境対策上に優れた効果を発揮する。
【００２４】
本発明の貯湯器に用いる保温具は、通気性を有する袋に収納された嵩高な無機質繊維成形体である。従って、嵩高な状態で保管、及び輸送すると、保管スペースが多く必要となり、且つ、輸送コストが高くなるなどの問題が生じる。その対策として、圧縮梱包、又は、脱気梱包することで、保管スペースが極端に小さくでき、且つ、輸送コストを下げられる。
具体的には、保温具の袋体を３〜５０枚重ねて、加圧することで、コンパクトに圧縮でき、更に、非通気性のフイルムに入れ、脱気することで、よりコンパクトな梱包ができる。
本発明の貯湯器は、ステンレスなどの金属製タンクの外層部を保温具で被覆される。通常円筒形状のタンクに、厚みの変形が少なく、且つ、隙間がないように密着被覆することが良好な保温性を得るのに必要なことである。
本発明に用いる保温具は、タンク形状に馴染み易い柔軟性を有し、取り付け作業で、紐、粘着テープ、ホチキス、クリップなどの止め具で容易に装着できる。
本発明に用いる収納用袋体の熱伝導率は、高温領域で大きくなり、熱伝導性が向上する。熱伝導率は２０℃では、０．０２〜０．０４Ｋｃａｌ／ｍｈ℃の範囲が好ましく、９０℃における熱伝導率は、０．０３〜０．０５Ｋｃａｌ／ｍｈ℃の範囲が好ましい。
【実施例】
【００２５】
本発明を実施例に基づいて説明する。
測定方法は以下のとおりである。
（１）目付（ｇ／ｍ２）：縦２０ｃｍ×横２５ｃｍの試料を３カ所切り取り、重量を測定し、その平均値を単位当たりの質量に換算して求める。
（ＪＩＳ−Ｌ−１９０６）
（２）平均繊維径（μｍ）：顕微鏡で５００倍の拡大写真を取り、１０本の平均値で求める。
（３）厚み（ｍｍ）：荷重１０ｋＰａでＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準拠。
（４）平均みかけ密度（ｇ／ｃｍ３）：目付け／厚みから得た。
（５）通気性：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６フラジュール法に準拠。
（６）発塵性：試料表面を金属棒で叩くことにより発塵させる。次いで、発塵したガラス繊維を吸引ロートに捕集し、捕集繊維を顕微鏡を用いて繊維の本数を測定した。
発塵条件：振とう速度２１０回／分、時間３分
【００２６】
（７）腐食性：銅製金属板を２ｃｍ角に切断し、不織布を５ｃｍ角２枚切り取り、厚み５ｍｍのガラス板２枚を用いて、ガラス板／不織布／銅板／不織布／ガラス板に重ねて、荷重１ｋｇ／ｃｍ２で、温度６５℃×湿度８５％の恒温高湿槽で７日間処理し、腐食状態を観察して下記の基準で判定した。
５級：金属片の表面の変色・腐食がまったくない。
４級：金属片の表面の変色が僅かにある。
３級：金属片の表面の変色・腐食が僅かにあるが目立たない。
２級：金属片の表面の変色・腐食が少しある。
１級：金属片の表面の変色・腐食が甚だしい。
【００２７】
（８）引張強力（Ｎ／５ｃｍ）：定長引張試験機を用い、試料幅５ｃｍ長さ３０ｃｍを切り取り、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎで、引張強度をタテ、ヨコ各々３カ所測定し、最大強度（タテ＋ヨコ）／２の平均値で示す。
（９）接合強度（Ｎ）：定長引張試験機を用い、試料幅２５ｍｍ長さ２００ｍｍを切り取り、接合部分を約５０ｍｍ上下方向に剥離し、１８０度剥離するように各々取り付け、つかみ間隔１００ｍｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎで、剥離強度をタテ、ヨコ各々３カ所測定し最大強度の平均値で示す。
（１０）難燃性：ＪＩＳ−Ｌ−１０９１ Ａ−３法（水平法）に準じる。
合格：燃焼長さ１０ｃｍ以下 残燃時間２０秒以下
（１１）熱伝導率（Ｋｃａｌ／ｍｈ℃）：ＪＩＳ−Ａ−９５０５件列比較法に準ずる。
【００２８】
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度３００℃で平均繊径１４μｍ、目付け５０ｇ／ｍ２熱可塑性長繊維ウェブを捕集ネット上に形成させ、圧着面積率が、１５％エンボスロール、線圧３５０Ｎ／ｃｍ、上下温度を２３０℃／２３５℃で熱圧着して長繊維不織布を得た。
次いで、厚み３０μｍの低密度ポリエチレンフイルムと前記長繊維不織布の袋を作った。前記フイルムと不織布を、各々タテ５２ｃｍ、ヨコ６２ｃｍに切りとり、２枚を重ね、３方向の端部１ｃｍ内側に、温度１２０℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ２の幅３ｍｍの加熱シールバーで熱シールし、３方シールの袋を得た。不織布の占有面積率は５０％である。
前記３方シール袋に、厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１２ｋｇ／ｍ３のグラスウールの断熱材をタテ３０ｃｍ、ヨコ４０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工し、得られた無機質繊維成形体を、前記の３方シール袋に収納した後、熱シールで密封包装して本発明の貯湯器に用いる保温具を得た。
得られた保温具の発塵性、腐食性の測定結果を表−１に記載した。
表−１から、本発明の貯湯器に用いる保温具は、発塵性、腐食性、保温性に優れたものであった。
【００２９】
［実施例２］
ポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度３００℃で平均繊径１２μｍ、目付け３０ｇ／ｍ２熱可塑性長繊維ウェブを捕集ネット上に形成させ、圧着面積率が、２５％エンボスロール、線圧３５０Ｎ／ｃｍ、上下温度を２３０℃／２３５℃で熱圧着して長繊維不織布を得た。次いで、厚み３０μｍの低密度ポリエチレンフイルムと前記長繊維不織布からなる袋を以下のとおり製造した。
前記フイルムをタテ１２２ｃｍ、ヨコ２０２ｃｍ、タテ１２２ｃｍ、ヨコ１４２ｃｍとを切り取り、前記不織布をタテ１２２ｃｍ、ヨコ３１ｃｍを２枚切り取り、前記フイルムのタテ１２２ｃｍ、ヨコ１４２ｃｍの両端１ｃｍの部分をフイルムと不織布とを２枚かさねて、１ｃｍ内側の部分を幅３ｍｍの熱シールバーで接着させて通気性フイルムを得る。次いで、前記非通気性フイルムと通気性フイルムとを２枚重ねて、端部から内側から１ｃｍの部分に幅３ｍｍで熱シールして３方シール袋を得る。（但し、熱シールは、温度１１０℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ２）不織布の占有面積率は１５％である。
前記３方シール袋に、厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１６ｋｇ／ｍ３のグラスウールと、厚み５ｍｍ、繊維径７μ、嵩密度１２０ｋｇ／ｍ３のガラスニードルマットの断熱材を、各々タテ１００ｃｍ、ヨコ１８０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工した無機質繊維成形体を、前記の３方シール袋に収納した後、熱シールで密封包装して本発明の貯湯器に用いる保温具を得た。
得られた保温材の発塵性、腐食性の測定結果を表−１に記載した。
表−１から、本発明の貯湯器に用いる保温具は、発塵性、腐食性、脱気梱包性に優れたものであった。
【００３０】
［実施例３］
エチレングリコールとジメチレンテレフタレートに、３−メチルホスフイニコプロピオン酸エステルを１．２ｗｔ％添加して共重合した難燃性の共重合ポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度２９０℃で平均繊径１６μｍ、目付け５０ｇ／ｍ２の熱可塑性長繊維ウェブを捕集ネット上に形成させ、圧着面積率が、１５％エンボスロール、線圧３５０Ｎ／ｃｍ、上下温度を２２０℃／２２５℃で熱圧着して実施例１の難燃性エステル不織布を得た。
次いで、厚み５０μｍの窒素化合物のメラニン系難燃剤１５ｗｔ％添加した低密度ポリエチレンフイルムと前記難燃性長繊維不織布の袋を作った。前記フイルムと不織布を、各々タテ７２ｃｍ、ヨコ７２ｃｍに切りとり、２枚を重ね、３方向のそれぞれの端部から１ｃｍ内側を、温度１２０℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ２の幅５ｍｍの加熱シールバーで熱シールし、３方シールの袋を得た。不織布の占有面積率は５０％である。
前記３方シール袋に、厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１２ｋｇ／ｍ３のガラスウールの断熱材をタテ５０ｃｍ、ヨコ５０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工した無機質繊維成形体を、前記の３方シール袋に収納した後、熱シールで密封包装して本発明の貯湯器に用いる保温具を得た。
得られた保温具の発塵性、腐食性の測定結果を表−１に記載した。
表−１から、本発明の貯湯器に用いる保温具は、発塵性、腐食性、脱気梱包性に優れたものであった。
［実施例４］
タテ３０ｃｍヨコ４０ｃｍ高さ１００ｃｍのステンレス製の角形金属タンクに実施例１及び２の保温具を用いて本願発明の貯湯器を作った。この時、実施例２の保温具に、直径７ｃｍの供給パイプ用穴２箇所の打ち抜き加工を行った。その後、厚み３０μｍの非通気フイルムを用いて打ち抜き穴を補修し、密封包装とした。（直径７ｃｍ、長さ１５ｃｍの筒状フイルムを用いて、上下それぞれから、表面温度１１０℃のアイロンで接着した。）
貯湯器に９５℃のお湯を一杯入れ、８時間後のお湯の温度を測定した結果は９１℃であり、目的とする保温性を有する貯湯器であった。また、その後の目視検査でも問題となる腐食は発生しなかった。
【００３１】
［比較例１］ 袋のないガラスウールのみ
厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１２ｋｇ／ｍ３のガラスウールの断熱材をタテ５０ｃｍ、ヨコ５０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工した無機質繊維成形体を保温具とした。
表−１から保温具の発塵は多く発生し問題であった。
【００３２】
［比較例２］ 非通気性袋（フイルムのみ）
厚み５０ｍｍ、繊維径３μ、嵩密度１２ｋｇ／ｍ３のガラスウールの断熱材をタテ５０ｃｍ、ヨコ５０ｃｍの四角形状に打ち抜き加工した無機質繊維成形体を実施例１に用いた非通気性フイルムの袋に収納させた。
表−１から保温具の発塵はないが、嵩高な包装形態となり、作業性、梱包性が問題となった。
【００３３】
［比較例３］ 布帛面積が５％未満の通気性袋
実施例１の袋で、布帛面積を２％に変えて行った。他は実施例１と同様に行った。
表−１から保温具の発塵はないが、嵩高な包装形態となり、作業性、及び、重ねて圧縮しても、中々袋内の空気が逃げないなどの現象が生じ、脱気梱包に時間が多くかかるなどの問題が生じた。
【００３４】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の貯湯器は、お湯を貯蔵することのできる金属製の貯湯タンクを、袋に断熱材を収納し、充填包装した保温具で外層部を被覆してなる。該断熱材は、グラスウール、ガラス繊維、ロックウールなどの無機質繊維成形体からなり、該袋が、通気性の布帛と非通気性のフイルムで構成され、断熱材の繊維飛散が防止でき、貯湯タンク表面の腐食しないで、且つ、貯湯タンク外層部の被覆取り付け作業が容易であり、保温性に優れて、圧縮梱包、脱気梱包性などの作業性が良好にでき、コンパクト化ができる。
従って、電気温水器、ガス温水器、エコ給湯器、魔法瓶などの貯湯器に広く用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の貯湯タンクの外層部が、断熱材を袋状物に収納した保温具で被覆されてなる貯湯器であって、該断熱材が、繊径０．１〜１５μｍの無機質繊維成形体からなり、該袋状物が、通気性を有する布帛と、非通気性のフイルムとからなり、布帛の占有面積が５〜７０％の範囲であり、該袋状物の端部接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ以上であることを特徴とする貯湯器。
【請求項２】
前記袋状物において、布帛の通気性が１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであり、非通気性フィルムの厚みが１０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の貯湯器。
【請求項３】
前記袋状物において、布帛が不織布であり、構成繊維の径が１〜３０μｍであり、目付が１０〜１００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯湯器。
【請求項４】
前記袋状物において、布帛が難燃性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の貯湯器。
【請求項５】
前記不織布がポリエステル系長繊維不織布からなることを特徴とする請求項３に記載の貯湯器。
【請求項６】
前記袋状物において、袋端部がホットメルト系接着剤で接合されていることを特徴とする請求項３に記載の貯湯器。
【請求項７】
前記無機質繊維成形体の嵩密度が、５〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の貯湯器。
【請求項８】
前記無機質繊維成形体が、ロックウール、グラスウール、ガラス繊維のニードルマット及びグラスウールとガラス繊維のニードルマットの積層体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の貯湯器。
【請求項９】
前記無機質繊維成形体の厚みが１〜３００ｍｍ、幅５〜２０００ｍｍ、長さ１０〜４００００ｍｍに成形されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の貯湯器。
【請求項１０】
前記無機質繊維成形体が、少なくとも１箇所に丸、四角、三角及び異形形状の部分打ち抜き加工、部分スリット加工が施され、部分的加工個所の端部周囲が、前記フイルムで密封されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の貯湯器。
【請求項１】
金属製の貯湯タンクの外層部が、断熱材を袋状物に収納した保温具で被覆されてなる貯湯器であって、該断熱材が、繊径０．１〜１５μｍの無機質繊維成形体からなり、該袋状物が、通気性を有する布帛と、非通気性のフイルムとからなり、布帛の占有面積が５〜７０％の範囲であり、該袋状物の端部接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ以上であることを特徴とする貯湯器。
【請求項２】
前記袋状物において、布帛の通気性が１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであり、非通気性フィルムの厚みが１０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の貯湯器。
【請求項３】
前記袋状物において、布帛が不織布であり、構成繊維の径が１〜３０μｍであり、目付が１０〜１００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯湯器。
【請求項４】
前記袋状物において、布帛が難燃性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の貯湯器。
【請求項５】
前記不織布がポリエステル系長繊維不織布からなることを特徴とする請求項３に記載の貯湯器。
【請求項６】
前記袋状物において、袋端部がホットメルト系接着剤で接合されていることを特徴とする請求項３に記載の貯湯器。
【請求項７】
前記無機質繊維成形体の嵩密度が、５〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の貯湯器。
【請求項８】
前記無機質繊維成形体が、ロックウール、グラスウール、ガラス繊維のニードルマット及びグラスウールとガラス繊維のニードルマットの積層体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の貯湯器。
【請求項９】
前記無機質繊維成形体の厚みが１〜３００ｍｍ、幅５〜２０００ｍｍ、長さ１０〜４００００ｍｍに成形されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の貯湯器。
【請求項１０】
前記無機質繊維成形体が、少なくとも１箇所に丸、四角、三角及び異形形状の部分打ち抜き加工、部分スリット加工が施され、部分的加工個所の端部周囲が、前記フイルムで密封されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の貯湯器。
【公開番号】特開２００９−２９９９６７（Ｐ２００９−２９９９６７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５３６２１（Ｐ２００８−１５３６２１）
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【出願人】（５０７３７１４２３）株式会社大和工業所 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【出願人】（５０７３７１４２３）株式会社大和工業所 (2)
【Ｆターム（参考）】
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