(57)【要約】【課題】  「熱収縮シワ」や「たるみ」による外観不良や酸素ガスバリア性不良等の品質不良がなく、アルミニウムを蒸着したエチレンビニルアルコール共重合体フィルム層と比べても遜色のない断熱性能を有する真空断熱材用積層体およびこれを用いる真空断熱材を安価に提供することである。【解決手段】  断熱芯材を積層体からなる外被包材で封入し、該外被包材で封入された内部を脱気して真空状態としてなる真空断熱材に用いられる真空断熱材用積層体において、基材層、水蒸気ガスバリア層、酸素ガスバリア層、熱接着性樹脂層を順に積層してなり、前記酸素ガスバリア層が一方の面にアルミニウム蒸着を施した二軸延伸された３層共押出しフィルム（ナイロン／エチレン−ビニルアルコール共重合体／ナイロン）からなることを特徴とするものである。【選択図】        図１
2014035007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱芯材を積層体からなる外被包材で封入し、該外被包材で封入された内部を脱気して真空状態としてなる真空断熱材に用いられる真空断熱用積層体において、基材層、水蒸気ガスバリア層、酸素ガスバリア層、熱接着性樹脂層を順に積層してなり、前記酸素ガスバリア層が一方の面にアルミニウム蒸着を施した二軸延伸された３層共押出しフィルム（ナイロン／エチレン−ビニルアルコール共重合体／ナイロン）からなることを特徴とする真空断熱材用積層体。
【請求項２】
前記水蒸気ガスバリア層が無機物または金属酸化物の蒸着層が形成された二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項１記載の真空断熱材用積層体。
【請求項３】
前記水蒸気ガスバリア層の蒸着層と前記酸素ガスバリア層の蒸着層が互いに接着層を介して相対していることを特徴とする請求項２記載の真空断熱材用積層体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の真空断熱材用積層体を用いた外被包材内に、断熱芯材が封入され、該外被包材内部が脱気されて真空状態に密封包装されてなることを特徴とする真空断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱材用積層体およびこれを用いる真空断熱材に関し、さらに詳しくは、冷蔵庫、保温庫、給湯器、自動販売機、輸送用コンテナ、システムバス、住宅壁などに使用される断熱壁、あるいは、車や飛行機、船舶、列車、ＯＡ機器などの発熱体周りに使用される断熱壁に用いられる真空断熱材用積層体およびこれに用いる真空断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、真空断熱材は、冷蔵庫や給湯器、自動販売機等の断熱層として用いられている。このような真空断熱材は、通常、外被包材に断熱芯材を封入し、外被包材の内部を脱気して真空にした状態で熱接着することにより密封した状態で包装されている。
【０００３】
真空断熱材の断熱性能を長期に亘って維持するためには、外被包材の内部を長期に亘って真空の状態に保持する必要がある。そのため、外被包材に用いられる真空断熱材用積層体には、外部からガスが透過することを防止するための優れたガスバリア性や、断熱芯材を覆って密着封止するための熱接着性等の種々の機能が要求される。したがって、真空断熱材用積層体は、通常、これらの各種機能を有するフィルムを複数にて積層した積層体として構成されている。
【０００４】
具体的には、二軸延伸ポリプロピレン層又はポリアミド層からなる最外層、アルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタレート樹脂層からなる第二層、アルミニウムを蒸着したエチレンビニルアルコール共重合体フィルム層、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層又は高密度ポリエチレン樹脂層からなる溶着層を順に積層した外包材が用いられている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に開示された技術は、断熱性能を向上させることができる外包材とすることができ、信頼性を確保した真空断熱材を提供することができるものであるが、アルミニウムを蒸着したエチレンビニルアルコール共重合体フィルム層には、アルミニウム蒸着加工時にエチレンビニルアルコール共重合体フィルムが熱収縮するために、「熱収縮シワ」や「たるみ」が発生するという問題、また、これに起因する問題として、外包材とする際の積層工程において、「熱収縮シワ」はシワの跡が残り、「たるみ」は折れシワとなり、いずれも外観不良や酸素ガスバリア性不良等の品質不良になるという問題があると共に、不良箇所は取り除く必要があり、生産性の悪化、さらには、結果としてのコスト高という問題もあり、この解決が差し迫った問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−４７２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、「熱収縮シワ」や「たるみ」による外観不良や酸素ガスバリア性不良等の品質不良がなく、アルミニウムを蒸着したエチレンビニルアルコール共重合体フィルム層と比べても遜色のない断熱性能を有する真空断熱材用積層体およびこれを用いる真空断熱材を安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を達成するために、請求項１記載の本発明は、断熱芯材を積層体からなる外被包材で封入し、該外被包材で封入された内部を脱気して真空状態としてなる真空断熱材に用いられる真空断熱材用積層体において、基材層、水蒸気ガスバリア層、酸素ガスバリア層、熱接着性樹脂層を順に積層してなり、前記酸素ガスバリア層が一方の面にアルミニウム蒸着を施した二軸延伸された３層共押出しフィルム（ナイロン／エチレン−ビニルアルコール共重合体／ナイロン）からなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載の真空断熱材用積層体において、前記水蒸気ガスバリア層が無機物や金属酸化物の蒸着層が形成された二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３記載の本発明は、請求項２記載の真空断熱材用積層体において、前記水蒸気ガスバリア層の蒸着層と前記酸素ガスバリア層の蒸着層が互いに接着層を介して相対していることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項４記載の本発明の真空断熱材は、請求項１〜３のいずれかに記載の真空断熱材用積層体を用いた外被包材内に、断熱芯材が封入され、該外被包材内部が脱気されて真空状態に密封包装されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来の真空断熱材用積層体におけるアルミニウムを蒸着したエチレンビニルアルコール共重合体フィルムを用いることに起因する外観不良や酸素ガスバリア性不良等の品質不良を無くすことができると共に、断熱性能においては、従来の真空断熱材用積層体と同等またはそれ以上の性能を有する真空断熱材用積層体およびこれを用いる真空断熱材を安価に提供することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる真空断熱材用積層体の一実施例の層構成を図解的に示す図である。
【図２】本発明にかかる真空断熱材の一実施例を図解的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記の本発明について、図面等を用いて以下に詳述する。
図１は本発明にかかる真空断熱材用積層体の一実施例の層構成を図解的に示す図、図２は本発明にかかる真空断熱材の一実施例を図解的に示す断面図であり、図中の１は真空断熱材用積層体、１’は外被包材、２は真空断熱材、１１は基材層、１２は水蒸気ガスバリア層、１３は酸素ガスバリア層、１４は熱接着性樹脂層、２０は断熱芯材、Ａは熱接着部をそれぞれ示す。
【００１５】
図１は本発明にかかる真空断熱材用積層体の一実施例の層構成を図解的に示す図であって、真空断熱材用積層体１は基材層１１、水蒸気ガスバリア層１２、酸素ガスバリア層１３、熱接着性樹脂層１４を順に積層したものである。
【００１６】
最初に、前記基材層１１について説明する。前記基材層１１としては、真空断熱材用積層体を構成する基本素材となることから、機械的、物理的、化学的等において優れた性質を有する合成樹脂からなるプラスチックフィルムを用いることができ、たとえば、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリプロピレン系、ポリカーボネート系、ポリアセタール系等の樹脂からなるフィルムを用いることができる。これらのプラスチックフィルムは、未延伸フィルムあるいは一軸方向または二軸方向に延伸した延伸フィルムのいずれのものも使用することができるが、機械的、物理的に優れるといった面から、二軸延伸フィルムが好ましい。前記基材層１１の厚さとしては、９〜３０μｍが適当である。
【００１７】
図１においては、前記基材層１１を前記真空断熱材用積層体１の一方の外面に位置するように外層とし、かつ、単層構成で示したが、要求品質によっては、複層構成にしてもよいものであるし、また、前記水蒸気ガスバリア層１２と前記酸素ガスバリア層の間や前記酸素ガスバリア層と前記熱接着性樹脂層１４の間に、必要に応じてさらに前記基材層１１を介在させる構成としてもよいものである。
【００１８】
次に、前記水蒸気ガスバリア層１２について説明する。前記水蒸気ガスバリア層１２としては、アルミニウムに代表される金属を蒸着したプラスチックフィルム、酸化珪素に代表される無機物や酸化アルミニウムに代表される金属酸化物を蒸着したプラスチックフィルム、あるいは、ポリ塩化ビニリデンに代表される水蒸気ガスバリア性組成物を塗布したプラスチックフィルム、あるいは、ポリ塩化ビニリデンフィルムを用いることができる。特に、経時劣化が少なく、折り曲げてもクラックの発生が少なく、かつ、真空断熱材用積層体を真空断熱材の外被包材として用いた際に、外被包材を通しての熱の伝導性が少なく、十分な断熱性能が得られる材料として、酸化珪素に代表される無機物を蒸着したプラスチックフィルムが好適である。さらには、基材としてのプラスチックフィルムに、プラズマ化学気相成長法で形成された炭素含有酸化珪素からなる蒸着層を１層以上積層したものが、より好ましく使用される。
【００１９】
前記水蒸気ガスバリア層１２を構成する前記プラスチックフィルムとしては、水蒸気ガスバリア性を付与するための加工適性に優れると共に、水蒸気ガスバリア性を損なうことなく良好に保持でき、真空断熱材用積層体１の外被包材としての製袋時の加工適性や耐熱性等の諸物性に優れることが求められ、これらを満足するものであればよいのであって、たとえば、前記基材層１１として説明したものを用いることができるが、中でも特に、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリプロピレン系のプラスチックフィルムが好ましく、その厚さとしては、９〜３０μｍが適当である。
【００２０】
次に、前記酸素ガスバリア層１３について説明する。前記酸素ガスバリア層１３としては、アルミニウムに代表される金属を蒸着したプラスチックフィルム、酸化珪素に代表される無機物や酸化アルミニウムに代表される金属酸化物を蒸着したプラスチックフィルム、あるいは、ポリビニルアルコールやポリ塩化ビニリデンに代表される酸素ガスバリア性組成物を塗布したプラスチックフィルム、あるいは、ポリ塩化ビニリデンフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルム、ＭＸＤナイロンフィルム〔東洋紡績（株）製〕などの酸素ガスバリア性を有するフィルムを用いることができるが、酸素ガスバリア性において、酸素ガス透過度が１．０ｍｌ／ｍ2・ｄａｙ・ＭＰａ以下であって、アルミニウム蒸着を施した１２μｍ厚さのＥＶＯＨフィルムの１．０ｍｌ／ｍ2・ｄａｙ・ＭＰａと同等の性能を有するアルミニウム蒸着を施した二軸延伸された３層共押出しフィルム（５．５μｍ厚さのポリアミド層／４．０μｍ厚さのＥＶＯＨ層／５．５μｍ厚さのポリアミド層）を好適に用いることができる。
【００２１】
前記アルミニウム蒸着を施した二軸延伸された３層共押出しフィルムは、アルミニウム蒸着を施した１２μｍ厚さのＥＶＯＨフィルムと比べて「熱収縮シワ」や「たるみ」がなく、加工適性に優れると共に外観不良や酸素ガスバリア性不良等の品質不良がなく、歩留まりの点からも、また、品質の安定という点からも極めて良好な真空断熱材用積層体を得ることができるものである。
【００２２】
次に、前記熱接着性樹脂層１４について説明する。前記熱接着性樹脂層１４としては、熱によって溶融して相互に融着し得る熱可塑性樹脂であればよいのであって、たとえば、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、直鎖状（線状）低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレンとアクリル酸との酸コポリマー、エチレンとアクリル酸エステルとのエステルコポリマー等の酸変性ポリオレフィン系樹脂、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマー等を用いることができる。前記接着性樹脂層１４の厚さとしては１０μｍ以上あればよく、求められる物性やコスト等を勘案して決めればよいものである。
【００２３】
また、前記真空断熱材用積層体１とするための各層の積層方法としては、ドライラミネーション法、サンドイッチラミネーション法等の接着剤あるいは溶融押出し樹脂からなる接着層を介する周知の積層方法を適宜用いて積層すればよいものである。また、いずれの積層方法においても、必要な面にコロナ放電処理、プラズマ処理、あるいは、アンカー剤の塗布処理等のいずれか、あるいは、いずれもの易接着処理を必要に応じて施して層間の接着強度を確保するのは当然のことである。
【００２４】
また、前記水蒸気ガスバリア層１２に金属、無機物、金属酸化物等の蒸着を施したプラスチックフィルムを用いる場合は、前記水蒸気ガスバリア層１２と前記酸素ガスバリア層１３の蒸着面が互いに接着層を介して相対する構成とするのが好ましい。このように構成することにより、蒸着層内にあるピンホールや蒸着のバラツキを互いに補完してバリア性能を落とすことを防止できると共に、蒸着層に外部からの損傷を受け難くする効果があるものである。
【００２５】
図２は本発明にかかる真空断熱材の一実施例を図解的に示す断面図であって、真空断熱材２は前記真空断熱材用積層体１を用いた外被包材１’内に断熱芯材２０が封入され、外被包材１’の内部が脱気されて真空状態とされてなるものである。前記真空断熱材２は、たとえば、以下のようにして製造することができる。すなわち、一対の矩形状の前記真空断熱材用積層体１を前記熱接着性樹脂層１４を対向させて重ね合わせ、熱接着して三周縁辺に熱接着部Ａを形成した一辺に開口部を有する外被包材１’を製袋し、この外被包材１’の開口部から断熱芯材２０を収容した後に、外被包材１’の内部を脱気して真空状態とし、その状態で開口部を熱接着することにより、四方シールタイプの包装袋からなる真空断熱材２を得ることができる。包装袋の形態は、四方シールタイプに限ることなく、三方シールタイプであって、ガセットタイプ、ピロータイプ等の適宜の形態とすることができるものである。
【００２６】
前記断熱芯材２０としては、シリカ、パーライト、珪酸カルシウム等の無機材料、あるいは、ポリウレタンフォーム等の有機材料が用いられる。また、前記断熱芯材２０の形態としては、微粉末、多孔質、繊維質等を挙げることができる。
【００２７】
前記真空断熱材２の内部は、通常、５Ｐａ以下の真空状態とされ、対流による熱伝導が極力小さくなるよう構成される。真空度が５Ｐａより大きいと、内部に残留する空気が対流して、断熱性能が低下するので好ましくない。
【００２８】
以下に、本発明について、実施例を挙げてさらに詳しく説明する。
〔実施例１〕
１５μｍ厚さの二軸延伸ポリアミドフィルム（以下、ＯＮ１５と略す）のコロナ放電処理面に接着剤を介して一方の面に酸化珪素蒸着層を有する１２μｍ厚さの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴ１２と略す）の他方の面（コロナ放電処理面）を積層し、次に前記ＰＥＴ１２の酸化珪素蒸着面に接着剤を介して一方の面にアルミニウム蒸着層を有する１５μｍ厚さの二軸延伸された３層共押出しフィルム（５．５μｍ厚さのポリアミド層／４．０μｍ厚さのＥＶＯＨ層／５．５μｍ厚さのポリアミド層）（以下、ＯＮ５．５／／ＥＶＯＨ４．０／／ＯＮ５．５と略す）のアルミニウム蒸着層面を積層し、次に前記３層共押出しフィルムの他方の面（コロナ放電処理面）に接着剤を介して３０μｍ厚さの未延伸ポリプロピレンフィルム（以下、ＣＰＰ３０と略す）のコロナ放電処理面を積層して本発明の積層体を得た。
積層体構成：ＯＮ１５／接着剤／ＰＥＴ１２／酸化珪素蒸着層／接着剤／アルミニウム蒸着層／ＯＮ５．５／／ＥＶＯＨ４．０／／ＯＮ５．５／接着剤／ＣＰＰ３０
（なお、／／表示は共押出し法による積層部を示す）
【００２９】
〔実施例２〕
２０μｍ厚さの二軸延伸ポリプロピレンフィルム（以下、ＯＰＰ２０と略す）のコロナ放電処理面に接着剤を介して一方の面に酸化珪素蒸着層を有する１２μｍ厚さの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴ１２と略す）の他方の面（コロナ放電処理面）を積層し、次に前記ＰＥＴ１２の酸化珪素蒸着面に接着剤を介して一方の面にアルミニウム蒸着層を有する１５μｍ厚さの二軸延伸された３層共押出しフィルム（５．５μｍ厚さのポリアミド層／４．０μｍ厚さのＥＶＯＨ層／５．５μｍ厚さのポリアミド層）（以下、ＯＮ５．５／／ＥＶＯＨ４．０／／ＯＮ５．５と略す）のアルミニウム蒸着層面を積層し、次に前記３層共押出しフィルムの他方の面（コロナ放電処理面）に接着剤を介して５０μｍ厚さの未延伸高密度ポリエチレンフィルム（以下、ＨＤＰＥ５０と略す）のコロナ放電処理面を積層して本発明の積層体を得た。
積層体構成：ＯＰＰ２０／接着剤／ＰＥＴ１２／酸化珪素蒸着層／接着剤／アルミニウム蒸着層／ＯＮ５．５／／ＥＶＯＨ４．０／／ＯＮ５．５／接着剤／ＨＤＰＥ５０
（なお、／／表示は共押出し法による積層部を示す）
【００３０】
〔比較例１〕
２５μｍ厚さの二軸延伸ポリアミドフィルム（以下、ＯＮ２５と略す）のコロナ放電処理面に接着剤を介して一方の面に酸化珪素蒸着層を有する１２μｍ厚さの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴ１２と略す）の他方の面を積層し、次に前記ＰＥＴ１２の酸化珪素蒸着面に接着剤を介して一方の面にアルミニウム蒸着層を有する１５μｍ厚さのエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム（以下、ＥＶＯＨ１５と略す）のアルミニウム蒸着層面を積層し、次に前記ＥＶＯＨ１５の他方の面（コロナ放電処理面）に接着剤を介して３０μｍ厚さの未延伸ポリプロピレンフィルム（以下、ＣＰＰ３０と略す）のコロナ放電処理面を積層して比較例とする積層体を得た。
積層体構成：ＯＮ１５／接着剤／ＰＥＴ１２／酸化珪素蒸着層／接着剤／アルミニウム蒸着層／ＥＶＯＨ１５／接着剤／ＣＰＰ３０
【００３１】
〔比較例２〕
２０μｍ厚さの二軸延伸ポリプロピレンフィルム（以下、ＯＰＰ２０と略す）のコロナ放電処理面に接着剤を介して一方の面に酸化珪素蒸着層を有する１２μｍ厚さの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴ１２と略す）の他方の面（コロナ放電処理面）を積層し、次に前記ＰＥＴ１２の酸化珪素蒸着面に接着剤を介して１５μｍ厚さの二軸延伸ポリアミドフィルム（以下、ＯＮ１５と略す）の一方のコロナ放電処理面を積層し、次に前記ＯＮ１５の他方のコロナ放電処理面に接着剤を介して一方に面にアルミニウム蒸着層を有する１２μｍ厚さのエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム（以下、ＥＶＯＨ１２と略す）の一方の面（アルミニウム蒸着層面）を積層し、次に前記ＥＶＯＨ１２の他方の面（コロナ放電処理面）に接着剤を介して５０μｍ厚さの未延伸高密度ポリエチレンフィルム（以下、ＨＤＰＥ５０と略す）のコロナ放電処理面を積層して比較例とする積層体を得た。
積層体構成：ＯＰＰ２０／接着剤／ＰＥＴ１２／酸化珪素蒸着層／接着剤／ＯＮ１５／接着剤／アルミニウム蒸着層／ＥＶＯＨ１２／接着剤／ＨＤＰＥ５０
【００３２】
実施例１、２は、比較例１、２で用いた「アルミニウムを蒸着したエチレンビニルアルコール共重合体フィルム層」を用いない構成であり、「アルミニウムを蒸着したエチレンビニルアルコール共重合体フィルム層」に起因する「熱収縮シワ」や「たるみ」の発生がなく、これにより比較例１、２において生じる品質不良（１５．５％）を無くすことができ、結果として実施例１、２は比較例１、２に対して歩留まりをそれぞれ１５．５％向上させることができた。
【００３３】
また、実施例１、２および比較例１、２の積層体の透湿度、酸素ガス透過度について、それぞれ評価し、その結果を表１、２に示した。なお、透湿度試験は４０℃、９０％ＲＨの環境下、また、酸素ガス透過度は２３℃、６０％ＲＨの環境下で測定したものである。
透湿度：
ＪＩＳ  Ｚ  ０２０８〔透湿度試験（カップ法）〕に準拠して測定
単位はｇ／ｍ2・ｄａｙ
酸素ガス透過度：
ＭＯＣＯＮ社製ＯＸ−ＴＲＡＮ  ＭＯＤＥＬ２／２１で測定
単位はｍｌ／ｍ2・ｄａｙ・ＭＰａです
【００３４】
【表１】
2014035007.tif 000003
【００３５】
【表２】
2014035007.tif 000004
【００３６】
表１、２からも明らかなように、実施例１は比較例１に比べて、透湿度および酸素ガス透過度のいずれにおいても同等の結果となり、実施例２は比較例２に比べて、透湿度においては若干優れ、酸素ガス透過度においては同等の結果となり、いずれも真空断熱材用積層体として好適な結果を示した。
【符号の説明】
【００３７】
１                                      真空断熱材用積層体
１’                                    外被包材
２                                      真空断熱材
１１                                    基材層
１２                                    水蒸気ガスバリア層
１３                                    酸素ガスバリア層
１４                                    熱接着性樹脂層
２０                                    断熱芯材
Ａ                                      熱接着部
【図１】
2014035007.tif 000005
【図２】
2014035007.tif 000006