(57)【要約】  【課題】突刺し等によるピンホールに対する耐久性が高い外被材を用いた耐ピンホール性に優れた真空断熱材を提供する。  【解決手段】外被材６に用いるプラスチックフィルムとして、未延伸フィルムのみを用いる。未延伸フィルムは、引張破断伸度が大きいため、異物の突刺によって破断しにくい。また、引張破断伸度が小さい延伸フィルムが用いられていないため、延伸フィルムが破断する際に未延伸フィルムを同時に破断させてしまうことがない。従って、耐ピンホール性に優れた外被材６を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材を、金属箔或いは蒸着層を有するプラスチックラミネートフィルムとからなる外被材で覆って、内部を減圧してなる真空断熱材において、前記プラスチックラミネートフィルムを構成するプラスチックフィルムが、未延伸プラスチックフィルムのみである真空断熱材。
【請求項２】
未延伸フィルムの引張破断伸度が、５００％以上である請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
未延伸フィルムの引張弾性率が、９５０ＭＰａ以下である請求項１または請求項２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
未延伸フィルムの外側に、金属箔或いは蒸着層を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項５】
延伸フィルムによって作製された袋で覆われた請求項１から４のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱材に係わり、詳しくは、突刺し等によるピンホールに対する耐久性が高い外被材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、包装用のフィルムは、耐突刺性や防湿性を確保するために、ラミネートフィルムの構成に引張破断強度が大きい延伸フィルムが用いられてきた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図５は特許文献１に示されている電子部品包装用ラミネートフィルムの断面図を示すものである。
【０００４】
図５に示すように、従来の包装用ラミネートフィルムは、延伸ナイロンフィルム１、蒸着フィルム２、ガスバリアー層３、ヒートシール層４から構成されている。延伸ナイロンフィルム１の強度が大きいため被包装物のエッジなどにより破損しにくかった。
【特許文献１】特開平９−１９３３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のラミネートフィルムは、鋭い異物の突刺力が加わると、異物との接点付近は伸度が大きくなり、延伸フィルムが破断してしまう。未延伸フィルムは延伸フィルムより引張破断伸度が大きいため、延伸フィルムが破断する伸度まで引き伸ばされても破断しない。
【０００６】
しかし、ラミネートフィルム構成中に引張破断伸度が大きい未延伸フィルムが存在しても、延伸フィルムとラミネートされているため、延伸フィルムの破断に伴って未延伸フィルムが同時に破断してしまい、真空断熱材の外被材として使用した場合は、外被材の内側に存在する異物の突刺力により貫通ピンホールが生じえた。
【０００７】
このような理由により、従来のラミネートフィルムは耐ピンホール性が高い真空断熱材用の外被材として適していないという課題があった。
【０００８】
本発明は、耐ピンホール性に優れた真空断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、真空断熱材の外被材となるプラスチックラミネートフィルムを構成するプラスチックフィルムを、未延伸プラスチックフィルムのみで構成するものである。
【００１０】
異物が非常に鋭い場合を除いて、フィルムに対して異物による突刺力が働いた場合は、フィルムが引き伸ばされることにより破断する。
【００１１】
一般に、ラミネートフィルムの構成中に、引張破断伸度の異なるフィルムが存在している場合は、引張破断伸度が最も小さいフィルムが破断すると、ラミネートされているフィルムを同時に破断させてしまう。また、同一フィルム内において、引張破断伸度に達した部分からクラックが生じてフィルムが破断する。従って、ラミネートフィルム全体を引張破断伸度が大きいフィルムで構成することによって、異物の突刺力による破断を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、耐ピンホール性に優れた包装用ラミネートフィルムを適用することにより耐ピンホール性に優れた真空断熱材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
請求項１に記載の真空断熱材の発明は、芯材を、金属箔或いは蒸着層を有するプラスチックラミネートフィルムとからなる外被材で覆って、内部を減圧してなる真空断熱材において、前記プラスチックラミネートフィルムを構成するプラスチックフィルムが、未延伸プラスチックフィルムのみで構成されているものである。
【００１４】
未延伸フィルムは、延伸フィルムに比較して引張破断伸度が大きいため、異物の突刺力で引っ張られた際に破断しにくい。また、引張破断伸度が小さい延伸フィルムを構成中に含むラミネートフィルムは、ラミネートフィルム全体が引き伸ばされ、引張破断伸度が小さい延伸フィルムが破断した際に、ラミネートされている未延伸フィルムを引きずって破断させてしまい、結果としてラミネートフィルム全体が破断してしまう。
【００１５】
未延伸フィルムのみで構成されているラミネートフィルムでは、このような現象は生じず、ラミネートフィルムの引張破断伸度は、未延伸フィルムの引張破断伸度に等しい。
【００１６】
従って、このようなラミネートフィルムを外被材に用いることにより、突刺による耐ピンホール性に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１に記載の発明における未延伸フィルムの引張破断伸度が、５００％以上であるものである。
【００１８】
一般に、ナイロンなどの２軸延伸フィルムの引張破断伸度はおよそ１００％である。このため、構成に延伸ナイロンを含むラミネートフィルムで作製された外袋中に異物が存在すると、真空包装した際の大気圧による突刺力で容易に引張破断伸度を超えて破断してしまう。
【００１９】
一方、引張破断伸度が５００％以上であれば、伸びることにより異物の突刺力が分散し、破断が生じにくくなる。
【００２０】
従って、このようなラミネートフィルムを外被材に用いることにより、突刺による耐ピンホール性に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００２１】
請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明における未延伸フィルムの引張弾性率が、９５０ＭＰａ以下であるものである。
【００２２】
外被材中に異物が存在すると、真空包装した際の大気圧により、突刺し力が働く。異物と外被材は異物の先端で接触する。この接触点には、大気圧による突刺力以外に外被材を異物の長さだけ引き伸ばす力が働く。外被材を引き伸ばす力は、引張弾性率が大きくなるほど、また、伸度が大きくなるほど大きくなるため、異物の寸法が同じである場合は、引張弾性率が小さい方が、この力は小さくなり、フィルムが破断しにくくなり、ピンホールが生じにくくなる。
【００２３】
従って、このようなラミネートフィルムを外被材に用いることにより、突刺による耐ピンホール性に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００２４】
請求項４に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明における未延伸フィルムの外側に、金属箔或いは蒸着層を有するものである。
【００２５】
ラミネートフィルムに加わる突刺力による歪みは、ラミネートフィルムと異物の接点付近が最も大きく、接点から遠ざかるに従って、歪みが小さくなる。従って外被材の内側に存在する異物による突刺の場合は外側ほど歪みが小さくなる。
【００２６】
一般に金属は引張破断伸度が小さいため、金属箔や金属蒸着層には容易にクラックが生じる。従って金属箔や金属蒸着層は、ラミネートフィルム構成中で最も歪みが小さい部分に設置することが望ましい。
【００２７】
従って、このようなラミネートフィルムを外被材に用いることにより、金属箔や金属蒸着層にクラックが生じにくくガスバリア性に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００２８】
請求項５に記載の真空断熱材の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明に加えて、延伸フィルムによって作製された袋で覆われたものである。
【００２９】
一般に、未延伸フィルムは、延伸フィルムに比較して引張弾性率が小さいため、未延伸フィルムのみで構成されているラミネートフィルムは、外部からの力により容易に引き伸ばされる。ラミネートフィルムが引き伸ばされると、ラミネートフィルムを構成する金属箔や金属蒸着層が引き伸ばされクラックが生じてしまう。
【００３０】
真空包装後に、延伸フィルムで製袋された袋で被うことにより、外部からの力によって引き伸ばされにくくなる。
【００３１】
従って、上記のような構成にすることにより、突刺によるピンホールが発生しにくく、引き伸ばされにくいため、取扱い性に優れた真空断熱材を得ることができる。
【００３２】
本発明において、フィルムの引張破断伸度は、それぞれのフィルムにおいて、その値が最も大きい方向で引張試験を行った場合の値とする。
【００３３】
また、引張破断伸度とは、短冊状のフィルムを引き伸ばした際に、破断までの長さの変化を引き伸ばす前の長さで除した値であり、試験方法は特定するものではない。
【００３４】
一般に未延伸フィルムとは、溶融状態のフィルムが押し出しなどにより平面状に成型されたものに引張による加工がなされていないものである。未延伸フィルムは、構成する分子が折り曲げられることにより、丸まった状態になっている。従って分子が折りたたまれ丸まった状態から引き伸ばされ方向が揃った状態になるまで伸びることができるため、未延伸フィルムは引張破断伸度が大きい。
【００３５】
一方、延伸フィルムは引張によって、折り曲げられていた分子が引き伸ばされ方向が揃っているため、それ以上引き伸ばされにくくなっている。
【００３６】
延伸の方法には、一つの方向に引き伸ばす一軸延伸と、二っの方向に引き伸ばす二軸延伸がある。一軸延伸フィルムは、延伸された方向は強靭であり、引張破断伸度が小さい。また延伸されていない方向は脆く、容易に破断する。
【００３７】
また、延伸フィルムは、延伸の度合いによって、分子の方向の揃い方が異なるため、伸びることができる限度が異なり、結果として引張破断伸度が異なる。
【００３８】
本発明においては、未延伸フィルムとは、引張破断伸度が最も大きい方向の引張破断伸度が４００％以上のものであり、未延伸フィルムとは引張破断伸度が４００％未満のものとする。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により、本発明が限定されるものではない。
【００４０】
各実施の形態では、芯材に含まれる異物による突刺しを評価するために、異物の含まれる割合が多い芯材を真空包装した。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の真空断熱材の断面図を示すものである。
【００４２】
図１に示すように、真空断熱材５は、外被材６で、芯材７と水分吸着剤８覆って、内部を減圧密封してなる。
【００４３】
図２は、本実施の形態１の真空断熱材の外被材６の断面を示すものである。
【００４４】
図２に示すように、外被材６は、芯材７側から、シーラント層９、金属箔１０、保護層１１を積層したものである。
【００４５】
シーラント層９は、未延伸直鎖型低密度ポリエチレンフィルムであり、厚さは５０μｍである。金属箔１０は、アルミニウム箔であり、厚さ６μｍである。保護層１１は、未延伸ポリプロピレンフィルムであり、厚さは３０μｍである。
【００４６】
シーラント層９と金属箔１０と保護層１１は、公知の接着剤を用いてドライラミネートによりラミネートされている。
【００４７】
芯材７は、含まれる異物の割合を多くするために、平均繊維径が１０μｍと通常より太いものを使用し、焼成温度も５００℃と通常より高くしたものである。水分吸着剤８は公知の酸化カルシウム製のものである。
【００４８】
このようにして作製した芯材７を、予め熱溶着により３方をシールした外被材６に挿入し、内部を１３Ｐａに減圧後熱溶着により封止し、大気導入を行った。
【００４９】
以上の方法で真空断熱材を１０００枚作製した。
【００５０】
以上のように作製された真空断熱材について、以下その動作を説明する。
【００５１】
シーラント層９は、未延伸直鎖型低密度ポリエチレンフィルムであり、各方向において最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は６００％である。
【００５２】
金属箔１０は、アルミニウム箔であり、各方向において最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は１５％である。
【００５３】
保護層１１は、未延伸ポリプロピレンフィルムであり、各方向において最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は７００％である。
【００５４】
外被材６の内部は１３Ｐａという低圧であるため、内部には大気圧により約１ｋｇ／ｃｍ2の圧縮応力が働く。外被材６内部に存在する異物は、この圧縮応力により外被材６に内側から押し付けられる。
【００５５】
異物が押し付けられた外被材６は、その力により異物の形状に沿うように引き伸ばされるが、最も内側のフィルムの引張破断伸度は６００％と非常に大きく、最も伸度が大きい異物の接点付近でもこの値を超えず破断しない。
【００５６】
金属箔１０は、引張破断伸度が小さいため破断し、クラックが生じる。しかし、金属箔１０は、６μｍと非常に薄く強度が小さいため、ラミネートされているフィルムを引きずって破断させることができない。
【００５７】
保護層１１は、異物と外被材６の接点から離れているため、シーラント層９より伸度が小さい。さらに、引張破断伸度が大きいため破断しない。
【００５８】
従って、外被材６にピンホールが発生しない。
【００５９】
本実施の形態で作製した真空断熱材５の熱伝導率の初期値は、いずれも０．００２５Ｗ／ｍＫであり、ピンホールが発生していない。
【００６０】
金属箔１０のクラックからのガス侵入の影響を評価するために、１０年経過相当の試験を行った後の熱伝導率を測定した結果、０．００６０Ｗ／ｍＫであった。
【００６１】
（実施の形態２）
図３は、本実施の形態の真空断熱材の外被材６の断面を示すものである。
【００６２】
図３に示すように、外被材６は、芯材７側から、シーラント層９、金属箔１０、保護層１１を積層したものである。
【００６３】
シーラント層９は、未延伸ポリプロピレンフィルムであり、厚さは５０μｍである。金属箔１０は、アルミニウム箔であり、厚さ６μｍである。保護層１１は、未延伸直鎖型低密度ポリエチレンフィルムであり、厚さは３０μｍである。
【００６４】
外被材６のラミネート方法、製袋方法、芯材７の作製方法、真空封止方法等真空断熱材の作製方法は実施の形態１と同様である。
【００６５】
以上のように作製された真空断熱材５についてその動作を説明する。
【００６６】
シーラント層９は、未延伸ポリプロピレンフィルムであり、各方向において最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は７００％、同方向の引張弾性率は６００ＭＰａである。
【００６７】
金属箔１０は、アルミニウム箔であり、各方向において最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は１５％である。
【００６８】
保護層１１は、未延伸直鎖型低密度ポリエチレンフィルムであり、各方向において最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は６００％、同方向の引張弾性率は３００ＭＰａである。
【００６９】
外被材６の内部は１３Ｐａという低圧であるため、内部には大気圧により約１ｋｇ／ｃｍ2の圧縮応力が働く。外被材６内部に存在する異物は、この圧縮応力により外被材６に内側から押し付けられる。
【００７０】
異物が押し付けられた外被材６は、その力により異物の形状に沿うように引き伸ばされるが、最も内側のフィルムの引張破断伸度は７００％と非常に大きく、最も伸度が大きい異物の接点付近でもこの値を超えず破断しない。
【００７１】
金属箔１０は、引張破断伸度が小さいため破断し、クラックが生じる。しかし、金属箔１０は６μと非常に薄く強度が小さいため、ラミネートされているフィルムを引きずって破断させることができない。
【００７２】
保護層１１は、異物と外被材６の接点から離れているため、シーラント層９に比べて伸度が小さい。従って、保護層１１の引張破断伸度はシーラント層９の引張破断伸度より小さいが、ラミネートフィルムは破断しない。
【００７３】
従って、ラミネートフィルムにピンホールが生じない。
【００７４】
本実施の形態で作製した真空断熱材５の熱伝導率の初期値は、いずれも０．００２５Ｗ／ｍＫであり、ピンホールが発生していない。
【００７５】
金属箔１０のクラックからのガス侵入の影響を評価するために、１０年経過相当の試験を行った後の熱伝導率を測定した結果、０．００５５Ｗ／ｍＫであった。
【００７６】
実施の形態２の条件では、ピンホールが発生しなかったが、引張破断伸度が小さいフィルムまたは、引張弾性率が大きいフィルムを用いた場合はピンホールの発生が認められた。
【００７７】
（表１）に、引張破断伸度、引張弾性率とピンホール発生率の関係を示す。
【００７８】
【表１】
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（表１）から、引張破断伸度が大きくなるに従って、ピンホールの発生率が減少していることが判る。また、引張弾性率が小さくなるに従って、ピンホールの発生率が減少していることが判る。また、引張破断伸度が５００％以上、引張弾性率が９５０ＭＰａ以下の条件を満たした場合に、ピンホールが発生しなくなることが判る。
【００７９】
（実施の形態３）
図４は、本実施の形態の真空断熱材の断面を示すものである。
【００８０】
図４に示すように、本実施の形態の真空断熱材は、芯材７を、芯材７側から、シーラント層９、保護層１１、金属箔１０を積層した外被材で覆って、内部を減圧密封し、それを、さらに、保護袋１２で覆ったものである。
【００８１】
シーラント層９は、未延伸ポリプロピレンフィルムであり、厚さは５０μｍである。金属箔１０は、アルミニウム箔であり、厚さ６μｍである。保護層１１は、未延伸直鎖型低密度ポリエチレンフィルムであり、厚さは３０μｍである。
【００８２】
外被材のラミネート方法、製袋方法、芯材の作製方法、真空封止方法等真空断熱材の作製方法は実施の形態１と同様である。
【００８３】
以上のように作製された真空断熱材についてその動作を説明する。
【００８４】
シーラント層９は、未延伸ポリプロピレンフィルムであり、各方向において最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は７００％、同方向の引張弾性率は６００ＭＰａである。
【００８５】
金属箔１０は、アルミニウム箔であり、各方向において最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は１５％である。
【００８６】
保護層１１は、未延伸直鎖型低密度ポリエチレンフィルムであり、各方向において最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は６００％、同方向の引張弾性率は３００ＭＰａである。
【００８７】
保護袋１２は、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであり、最も引張破断伸度が大きい方向の引張破断伸度は６０％であり、引張弾性率は４０００ＭＰａである。
【００８８】
本実施の形態では、金属箔１０と保護層１１の積層順序が実施の形態２における金属箔１０と保護層１１の積層順序と逆になっているが、金属箔１０は耐ピンホール性に影響しないため耐ピンホール性の出現機構は実施の形態２と同等である。
【００８９】
一方、金属箔１０は伸度が最も小さい外側にあるため引張によるクラックが生じない。
【００９０】
また、引張弾性率が大きい保護袋１２で覆ってあるため、構成中に延伸フィルムを含むラミネートフィルムを外被材６に用いた真空断熱材と同等の取扱い性を有している。
【００９１】
本実施の形態で作製した真空断熱材の熱伝導率の初期値は、いずれも０．００２５Ｗ／ｍＫであり、ピンホールが発生していない。
【００９２】
金属箔のクラックからのガス侵入の影響を評価するために、１０年経過相当の試験を行った後の熱伝導率を測定した結果、０．００５０Ｗ／ｍＫであった。
【００９３】
実施の形態２に比較して、１０年経過相当の試験後の熱伝導率が小さくなっているが、これは、金属箔１０が外側にあるために異物の突き刺さりにより引き伸ばされて生じるクラックが少なくなっているためである。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明にかかる真空断熱材は、外被材の耐ピンホール性が非常に優れている。このため、冷蔵庫、電気式湯沸し器、ＩＨクッキングヒーター等の調理家電や、印刷機、複写機、液晶プロジェクター、ノートパソコン等の情報機器、半導体製造装置等の産業機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における真空断熱材の外被材の断面図
【図３】本発明の実施の形態２における真空断熱材の外被材の断面図
【図４】本発明の実施の形態３における真空断熱材の断面図
【図５】従来の真空断熱材の外被材の断面図
【符号の説明】
【００９６】
５    真空断熱材
６    外被材
７    芯材
１０  金属箔
１２  保護袋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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