JP2012091840A - 断熱パネル及びこれを用いた輸送用コンテナ - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図１

Description

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。

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）。

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。

特開２００１−６３７９５号公報 特開２００５−１１４０２８号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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^２以下であることが望ましい。

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。

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。

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。

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。

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。

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^２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。

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。

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。 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。 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。

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］

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。

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。

以下、断熱パネル１００の構成について、詳細に説明する。

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。

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。

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^２〜５ｍｍ^２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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］

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

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。

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）。

他の構成は、上述の第１の実施形態と同様である。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (6)

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。
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。
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。
4. 前記断熱材を形成する粉粒体の平均表面積が５ｍｍ^２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。
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。
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。

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