(57)【要約】      （修正有）【課題】良好な断熱性能を維持することができる真空断熱材を形成可能な真空断熱材用外包材等を提供する。【解決手段】熱溶着可能なフィルムと、ガスバリアフィルムとを有する真空断熱材用外包材であって、真空断熱材用外包材の引張弾性率が、１．０ＧＰａ以上、４．０ＧＰａ以下の範囲内であり、真空断熱材用外包材の灰分が、１．０質量％以上、２０質量％以下の範囲内である。【選択図】図１
2018021662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱溶着可能なフィルムと、ガスバリアフィルムとを有する真空断熱材用外包材であって、
前記真空断熱材用外包材の引張弾性率が、１．０ＧＰａ以上、４．０ＧＰａ以下の範囲内であり、
前記真空断熱材用外包材の灰分が、１．０質量％以上、２０質量％以下の範囲内である、真空断熱材用外包材。
【請求項２】
熱溶着可能なフィルムと、ガスバリアフィルムとを有する真空断熱材用外包材であって、
前記真空断熱材用外包材の引張弾性率が、１．０ＧＰａ以上、４．０ＧＰａ以下の範囲内であり、
前記真空断熱材用外包材の灰分が、１．０質量％以上、２０質量％以下の範囲内であり、
前記ガスバリアフィルムが、樹脂基材と、前記樹脂基材の片方または両方の面側に配置された、無機化合物を含むガスバリア層とを有する、真空断熱材用外包材。
【請求項３】
前記ガスバリア層の前記樹脂基材とは反対の面側に、無機化合物を含むオーバーコート層を有することを特徴とする請求項２に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項４】
前記真空断熱材用外包材の引張弾性率が、２．０ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項５】
熱溶着可能なフィルムと、ガスバリアフィルムとを有する真空断熱材用外包材であって、
前記真空断熱材用外包材の引張弾性率が、１．０ＧＰａ以上、４．０ＧＰａ以下の範囲内であり、
前記真空断熱材用外包材の灰分が、１．０質量％以上、２０質量％以下の範囲内であり、
前記ガスバリアフィルムが、金属箔を有する、真空断熱材用外包材。
【請求項６】
前記真空断熱材用外包材の引張弾性率が、２．０ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項５に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項７】
前記真空断熱材用外包材が、２枚以上のガスバリアフィルムを有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項８】
前記真空断熱材用外包材が、３枚以上のガスバリアフィルムを有することを特徴とする請求項７に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項９】
前記熱溶着可能なフィルムが、無機化合物を含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項１０】
前記真空断熱材用外包材が、前記ガスバリアフィルムの前記熱溶着可能なフィルムとは反対の面側に、無機化合物を含む保護フィルムを有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項１１】
前記真空断熱材用外包材が、無機化合物を含む接着層を有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項１２】
芯材と、前記芯材が封入された真空断熱材用外包材とを有する真空断熱材であって、
前記真空断熱材用外包材は、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の真空断熱材用外包材である、真空断熱材。
【請求項１３】
熱絶縁領域を有する物品、および真空断熱材を備える真空断熱材付き物品であって、
前記真空断熱材は、芯材と、前記芯材が封入された真空断熱材用外包材とを有し、
前記真空断熱材用外包材は、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の真空断熱材用外包材である、真空断熱材付き物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、真空断熱材を形成可能な真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止のため温室効果ガスの削減が推進されており、電気製品や車両、設備機器ならびに建物等の省エネルギー化が求められている。中でも、消費電力量低減の観点から、電気製品等への真空断熱材の採用が進められている。電気製品等のように本体内部に発熱部を有する機器や、外部からの熱を利用した保温機能を有する機器においては、真空断熱材を備えることにより機器全体としての断熱性能を向上させることが可能となる。このため、真空断熱材の使用により、電気製品等の機器のエネルギー削減の取り組みがなされている。
【０００３】
真空断熱材とは、芯材と、その芯材が封入された外包材とを有するものである。外包材により構成された袋体の内部は、芯材が配置されるとともに、大気圧よりも圧力が低い真空状態に保持されている。袋体の内部の熱対流が抑制されるため、真空断熱材は、良好な断熱性能を発揮することができる。
【０００４】
真空断熱材の内部を真空状態に保持するために、真空断熱材を構成する外包材には、ガスが通過することを抑制するためのガスバリア性や、袋体とするための熱溶着性が要求される。そのため、真空断熱材用の外包材は、一般に、ガスバリアフィルムおよび熱溶着可能なフィルムから構成される（例えば、特許文献１および特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７０９２３号公報
【特許文献２】特開２０１４−６２５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、特許文献１および特許文献２には、真空断熱材の製造時や使用時に外包材が折り曲げられる場合があることが開示されている。真空断熱材用の外包材は、折り曲げられた場合であっても、微小なクラックや微小なピンホールなどの欠陥が発生しにくいことが望ましい。外包材に微小な欠陥が存在する真空断熱材は、初期状態ではそれが存在しないものと同等程度の断熱性能を示した場合であっても、長期間使用しているうちに、断熱性能の低下がより大きくなるためである。
【０００７】
本開示は、良好な断熱性能を維持することができる真空断熱材を形成可能な真空断熱材用外包材等を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本開示は、熱溶着可能なフィルムと、ガスバリアフィルムとを有する真空断熱材用外包材であって、前記真空断熱材用外包材の引張弾性率が、１．０ＧＰａ以上、４．０ＧＰａ以下の範囲内であり、前記真空断熱材用外包材の灰分が、１．０質量％以上、２０質量％以下の範囲内である、真空断熱材用外包材を提供する。
【０００９】
本開示の真空断熱材用外包材は、前記真空断熱材用外包材が、２枚以上のガスバリアフィルムを有していてもよく、３枚以上のガスバリアフィルムを有していてもよい。
【００１０】
本開示の真空断熱材用外包材は、前記ガスバリアフィルムが、樹脂基材と、前記樹脂基材の片方または両方の面側に配置された、無機化合物を含むガスバリア層とを有していてもよい。さらに、前記ガスバリア層の前記樹脂基材とは反対の面側に、無機化合物を含むオーバーコート層を有していてもよい。
【００１１】
本開示の真空断熱材用外包材は、前記真空断熱材用外包材の引張弾性率が、２．０ＧＰａ以上であってもよい。
【００１２】
本開示の真空断熱材用外包材は、前記ガスバリアフィルムが、金属箔を有していてもよい。
【００１３】
本開示の真空断熱材用外包材は、前記真空断熱材用外包材の引張弾性率が、２．０ＧＰａ以下であってもよい。
【００１４】
本開示の真空断熱材用外包材は、前記熱溶着可能なフィルムが、無機化合物を含んでいてもよい。また、前記真空断熱材用外包材が、前記ガスバリアフィルムの前記熱溶着可能なフィルムとは反対の面側に、無機化合物を含む保護フィルムをしていてもよい。また、前記真空断熱材用外包材が、無機化合物を含む接着層を有していてもよい。
【００１５】
本開示は、芯材と、前記芯材が封入された真空断熱材用外包材とを有する真空断熱材であって、前記真空断熱材用外包材が上述した真空断熱材用外包材である、真空断熱材を提供する。
【００１６】
本開示は、熱絶縁領域を有する物品、および真空断熱材を備える真空断熱材付き機器であって、前記真空断熱材が上述した真空断熱材である、真空断熱材付き物品を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本開示においては、良好な断熱性能を維持することができる真空断熱材を形成可能な真空断熱材用外包材等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の真空断熱材用外包材の一例を示す概略断面図である。
【図２】本開示の真空断熱材の一例を示す概略断面図である。
【図３】本開示の真空断熱材の使用状態の一例を示す説明図である。
【図４】本開示の真空断熱材用外包材の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本開示の真空断熱材用外包材の他の例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本開示の真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品について、詳細に説明する。
なお、本明細書において、「真空断熱材用外包材」を「外包材」と略する場合がある。
また、外包材を用いて真空断熱材を形成した際に、真空断熱材の内側となる熱溶着可能なフィルム側を「外包材の内側」、真空断熱材の外側となる、熱溶着可能なフィルムから遠い方側を「外包材の外側」と記載する場合がある。
【００２０】
Ａ．真空断熱材用外包材
まず、本開示の真空断熱材用外包材について説明する。
本開示の外包材は、熱溶着可能なフィルムと、ガスバリアフィルムとを有する真空断熱材用外包材であって、真空断熱材用外包材の引張弾性率が、１．０ＧＰａ以上、４．０ＧＰａ以下の範囲内であり、真空断熱材用外包材の灰分が、１．０質量％以上、２０質量％以下の範囲内である。
【００２１】
本開示の外包材について、図を参照して説明する。図１は、本開示の外包材の一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、本開示の外包材１０は熱溶着可能なフィルム１およびガスバリアフィルム２を有するものであり、外包材１０は特定の範囲内の引張弾性率を有しかつ特定の範囲内の灰分を有するものである。
【００２２】
また、図２は、本開示の外包材を用いた真空断熱材の一例を示す概略断面図である。図２に例示するように、真空断熱材２０は、芯材１１と、芯材１１が封入された外包材１０とを有するものである。外包材１０は、端部１２で外包材１０の内側どうしが接合されて、袋体となっている。外包材１０により構成された袋体の内部は、芯材１１が配置され、大気圧よりも圧力が低い真空状態に保持されている。なお、図２中の説明しない符号については、図１と同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
【００２３】
また、図３は、真空断熱材の使用状態の一例を示す説明図であり、２個の真空断熱材を並べて使用する例を示す断面図である。図３では、２個の真空断熱材２０では、端部１２が折り曲げられて屈曲部１３が形成されている。端部１２を折り曲げないで並べられた場合と比較して、２個の真空断熱材２０を平面視した際の、断熱性能が低い端部１２の占める面積割合が少ない。しかし、屈曲部１３には、引張・圧縮応力がかかる。また、端部１２の芯材１１側の付け根部分である折り曲げ部１４や、芯材１１の角の部分を覆う外包材１０の角部１５などにも引張・圧縮応力がかかる。そのため、屈曲部１３、折り曲げ部１４、角部１５では、外包材１０に微小な欠陥が生じやすい。
【００２４】
さらに、真空断熱材の端部１２が真空断熱材の外縁の隣り合う２辺に存在し、これらの２辺の両方を折り曲げた場合には、２本の折り曲げ線の交点は２回折り曲げられることになる。この交点のように複数回の折り曲げを受けた折曲部は、屈曲回数が１回の場合の屈曲部よりもさらに強い引張・圧縮応力がかかるため、微小な欠陥がより生じやすい。
【００２５】
本開示の外包材は、外包材の引張弾性率と外包材の灰分の両方が特定の範囲内であるため、折り曲げられた場合であっても、微小なクラックや微小なピンホールなどの欠陥が発生しにくく、良好な断熱性能を比較的長期間にわたって維持することができる真空断熱材が形成可能である。
以下、本開示における外包材の特性や、外包材の各構成について、説明する。
【００２６】
１．真空断熱材用外包材の特性
（１）真空断熱材用外包材の引張弾性率
本開示において、外包材の引張弾性率は、１．０ＧＰａ以上、４．０ＧＰａ以下の範囲内である。外包材の引張弾性率がその範囲に満たないと、外包材が柔らか過ぎて、外包材としての強度が不十分である可能性がある。外包材の引張弾性率がその範囲を超えると、外包材が固すぎて、微小なクラックや微小なピンホールが発生しやすくなる可能性がある。外包材の引張弾性率は、１．５ＧＰａ以上とすることができ、３．５以下とすることができる。また、後述するように、樹脂基材と、その樹脂基材の片方または両方の面側に配置された、無機化合物を含むガスバリア層とを有する積層体をガスバリアフィルムとして用いる場合は、外包材の引張弾性率は、２．０ＧＰａ以上であることが好ましく、一方、金属箔をガスバリアフィルムとして用いる場合は、外包材の引張弾性率は、２．０ＧＰａ以下であることが好ましい。
【００２７】
引張弾性率の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ７１６１−１：２０１４（プラスチック−引張特性の求め方−第１部：通則）に準拠し、外包材を幅１５ｍｍの長方形にカットしてサンプルを採取した後、引張試験機を用いて、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎ、予備力の使用有り、の条件で、引張弾性率を測定する方法を用いる。測定環境は２３℃、湿度５５％の環境とする。サンプルの長さは、試験機の軸にサンプルの長さが一致するようにつかみ具を取り付けられかつ測定中につかみ部分がずれない範囲で決定し、例えば１２０ｍｍ程度である。引張試験機は、インストロン５５６５（インストロン・ジャパン社製）が好ましい。予備力は、例えば、応力をσ０、弾性率をＥｔとして（予備力のための適切な弾性率や応力が不明なときは事前に試験をして弾性率や応力の予測値を求めておく）、（Ｅｔ／１００００）≦σ０≦（Ｅｔ／３０００）の範囲である。１つの条件では少なくとも５つのサンプルを測定し、それらの測定値の平均をその条件の引張弾性率の値とする。なお、引張弾性率の値は外包材面内の方向によって異なる場合があるので、面内平均値の使用が好ましい。外包材の面内方向の条件を概ね２２．５度ずつ変えて採取した８つの条件の値の平均を面内平均値とみなすことができる。
【００２８】
引張弾性率は、１枚の外包材について測定された値である。したがって、外包材が、熱溶着可能なフィルムやガスバリアフィルム以外のフィルムや層を含むものである場合は、それらの層も含む状態で測定された値であり、例えば、前記フィルムが接着剤の層を介して積層されている場合は、接着剤も含む状態で測定された値である。すなわち、引張弾性率は、外包材に存在する全てのフィルムや層を含む状態で測定されたものである。なお、外包材の内側どうしが接合されて袋体となっている場合には、接合されていない部分の外包材について測定された値である。
【００２９】
（２）真空断熱材用外包材の灰分
本開示において、外包材の灰分は、１．０質量％以上、２０質量％以下の範囲内である。断熱性能を長期間維持するためには、外包材の引張弾性率が特定の範囲内であるだけでは不十分であり、さらに、外包材の灰分も特定の範囲内であることが重要である。すなわち、同様の引張弾性率の値を示す外包材であっても、灰分の値が異なる場合には、折り曲げられたときの微小な欠陥の発生のしやすさが異なる。
【００３０】
外包材の引張弾性率は、外包材が折り曲げられたときにその折り曲げられた個所にかかる応力と相関する特性であり、大きい応力がかかる場合には欠陥が発生しやすい。そして、外包材の灰分は、外包材全体に占める無機化合物成分の含有率を近似する。一般に、無機化合物は、有機化合物よりも脆く、同じ応力がかかったときには有機化合物よりも欠陥が発生しやすい。また、一般に、無機化合物どうしや、無機化合物と有機化合物は、有機化合物どうしよりも、互いの接合が弱くなる傾向がある。そのため、外包材に応力がかかった場合に欠陥が生じやすい箇所は、有機化合物よりも、無機化合物自体、無機化合物どうし、あるいは無機化合物と有機化合物の接合部である。すなわち、外包材全体に占める無機化合物成分の含有率が大きい場合には、かかる応力は同じでも、欠陥の原因となり得る因子が多く含まれ、折り曲げられたときの微小な欠陥が発生しやすいと言える。
【００３１】
そこで、無機化合物が使用されているそれぞれのフィルムや層の厚さをそれぞれ特定することも考えられる。外包材に含まれる無機化合物成分としては、例えば、ガスバリアフィルム自体あるいはガスバリアフィルムを構成するガスバリア層を挙げることができる。しかし、後述のように、ガスバリアフィルムやガスバリア層は、箔、蒸着、または塗布のように様々な方法で形成されたものが適宜用いられる。また、蒸着や塗布では、例えば、形成条件により得られる膜の密度は異なり、膜に有機化合物成分が含まれることもある。そのため、ガスバリアフィルムやガスバリア層の厚さだけで、折り曲げられたときの微小な欠陥の発生のしやすさを評価することは困難である。また、無機化合物成分の含有量を、ガスバリアフィルムやガスバリア層の厚さだけから決定することも困難である。さらに、後述するように、熱融着可能なフィルム、接着層、保護フィルムなどに、様々な目的で無機化合物成分を含有させる場合があり、その無機化合物成分の影響も考慮する必要がある。しかし、ガスバリアフィルムやガスバリア層と同様に、これらのフィルムや層の形成方法やその条件、あるいは原材料などは様々であるため、それらの厚さだけで、折り曲げられたときの微小な欠陥の発生のしやすさを評価することは困難である。
【００３２】
そこで、本開示の発明者らは、総合的な指標として外包材の灰分に着目し、灰分の値と折り曲げたときのガス透過度や、灰分の値と高温試験における熱伝導率の変動を検証した結果、これらについて、良好な相関関係があることを見出し、本開示の外包材を完成させた。
【００３３】
外包材の灰分は、例えば、無機化合物を有する複数のガスバリアフィルムが使用されているケース、ガスバリアフィルムが複数の無機化合物を有する層で構成されているケース、または熱溶着可能なフィルム、保護フィルム、もしくは接着層のようにガスバリアフィルム以外の構成で無機化合物が使用されているケースのように、無機化合物の使用態様が複雑な場合に、総合的な指標としての利点が大きい。
【００３４】
外包材の灰分は、１．０質量％以上、１６質量％以下の範囲内とすることができ、また、１．０質量％以上、１５質量％以下の範囲内とすることができ、さらに、１．０質量％以上、５．０質量％以下の範囲内とすることができる。
【００３５】
前記灰分は、外包材全体の質量における、外包材が燃え尽きたあとに残る不燃性の無機化合物の割合を調べるものである。本開示においては、熱重量／示差熱同時分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、測定試料の質量を測定した後、アルミパン中、かつ、大気雰囲気下で、昇温速度１０℃／分で室温から６００℃まで昇温後、そのまま６００℃で３０分間加熱して測定試料を灰化し、加熱前の質量に対する加熱後の質量を百分率で表した値を灰分とする。この際の熱重量／示差熱同時分析装置としては、株式会社リガク製のＴＧ８１２０を用いることができる。
【００３６】
２．ガスバリアフィルム
ガスバリアフィルムは、熱溶着可能なフィルムの外側に配置されるものであり、外包材のガスバリア性に主に寄与するものである。ガスバリアフィルムは所望のガスバリア性が得られるものであれば特に限定されるものではなく、金属箔をガスバリアフィルムとして用いてもよく（第１態様）、樹脂基材と、その樹脂基材の片方または両方の面側に配置された、無機化合物を含むガスバリア層とを有する積層体をガスバリアフィルムとして用いてもよい（第２態様）。
以下、ガスバリアフィルムの各態様について説明する。
【００３７】
（１）第１態様
本開示における第１態様は、前記ガスバリアフィルムが金属箔である態様である。金属箔は、一般に、金属を、例えばたたくことによって、薄く伸ばしたものである。このような金属箔としては、例えばアルミニウム、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、チタン等の金属箔を挙げることができ、中でもアルミニウム箔が好適に用いられる。金属箔はガスバリア性が良好で、かつ、耐屈曲性に優れているため、ガスバリアフィルムとして金属箔を用いることにより、ガスバリア性が高い外包材を得ることができ、また、高いガスバリア性を維持することができる。
【００３８】
金属箔は、単層であってもよく、同一材料から成る層または異なる材料から成る層を積層させた積層体であってもよい。また、金属箔の厚さ（積層体である場合は、厚さの合計）は、外包材の引張弾性率および灰分を所定の範囲内とできるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、９μｍ以下であることが好ましい。また、厚さの下限は特に限定されるものではないが、例えば５μｍ以上とすることができる。金属箔の厚さが５μｍよりも小さいと、金属箔にピンホール等が生じやすくなり、ガスバリア性が低下する場合があり、一方、９μｍよりも大きいと、外包材の灰分を上述の範囲内とすることが困難となる場合がある。金属箔の厚さは、７μｍ以下でもよく、６．５μｍ以下でもよい。
【００３９】
前記金属箔のガスバリア性としては、酸素透過度が０．０１ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましい。また、水蒸気透過度が０．０１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好ましい。金属箔の酸素および水蒸気透過度が上述の範囲内であることにより、外部より浸透した水分やガス等を内部の芯材まで浸透しにくくすることができる。酸素透過度は、０．００５ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがより好ましい。なお、酸素透過度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ７１２６−２Ａ：２００６（プラスチック−フィルム及びシート−ガス透過度試験方法−第２部：等圧法、付属書Ａ：電解センサ法による酸素ガス透過度の試験方法）に準拠して、温度２３℃、湿度６０％ＲＨの条件で、酸素透過度測定装置を用いて、外包材の外側（熱溶着可能なフィルムのガスバリアフィルムが配置された側）が酸素ガスに接するようにして、透過面積５０ｃｍ２の条件で、測定する方法を用いる。酸素透過度測定装置は、オクストラン（ＯＸＴＲＡＮ２／２１  １０Ｘ、米国企業のモコン（ＭＯＣＯＮ）社製）が好ましい。試験ガスは少なくとも９９．５％の乾燥酸素を用いて、キャリアーガス流量１０ｃｃ／分で６０分以上パージした後、試験ガスを流す。試験ガスを流し始めてから平衡状態に達するまでの時間として１２時間を確保した後、測定を開始した。１つの条件では少なくとも３つのサンプルを測定し、それらの測定値の平均をその条件の酸素透過度の値とする。水蒸気透過度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ７１２９−Ｂ：２００８（プラスチック−フィルム及びシート−水蒸気透過度の求め方（機器測定法）、付属書Ｂ：赤外線センサ法）に準拠して、温度４０℃、湿度９０％ＲＨの条件（条件３）で、水蒸気透過度測定装置を用いて、外包材の外側（熱溶着可能なフィルムのガスバリアフィルムが配置された側）が高湿度側（水蒸気供給側）になるようにして、透過面積５０ｃｍ２の条件で、測定する方法を用いる。水蒸気透過度測定装置は、パ−マトラン（ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−３／３３Ｇ＋、米国企業のモコン（ＭＯＣＯＮ）社製）が好ましい。標準試験片としてＮＩＳＴフィルム＃３を用いる。１つの条件では少なくとも３つのサンプルを測定し、それらの測定値の平均をその条件の水蒸気透過度の値とする。以下の説明における酸素透過度および水蒸気透過度の測定方法についても同様とする。
【００４０】
外包材におけるガスバリアフィルムが第１態様のものである場合、ガスバリアフィルムの外側（熱溶着可能なフィルムとは反対側）に樹脂製のフィルムなどの保護フィルムが配置されていることが好ましい。ガスバリアフィルムを水蒸気への暴露や、物理的な応力から保護することができるからである。このような保護フィルムについては、後述する「４．保護フィルム」において説明されているものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４１】
（２）第２態様
本開示における第２態様のガスバリアフィルムは、樹脂基材と、その樹脂基材の片方または両方の面側に配置された、無機化合物を含むガスバリア層とを有するものである。本開示においては、ガスバリアフィルムが第２態様のものであることが好ましい。金属箔はガスバリア性を維持しつつ厚さを小さくすることが比較的困難であるのに対して、ガスバリア層は比較的小さい厚さでもガスバリア性が得られるためである。また、ガスバリア層を複数積層したり、ガスバリア層を有するガスバリアフィルムを複数用いることによって、外包材の引張弾性率や灰分を調整しやすいからである。
【００４２】
本態様のガスバリアフィルムを有する外包材について、図を参照して説明する。図４は、本開示の外包材の他の例を示す概略断面図である。図４に例示するように、本態様のガスバリアフィルム２´を有する外包材１０は、上述した第１態様のガスバリアフィルムを有する外包材と同様に、熱溶着可能なフィルム１およびガスバリアフィルム２´を有するものである。本態様のガスバリアフィルム２´は、樹脂基材３と、その樹脂基材３の一方の面側に配置されたガスバリア層４とを有する。
【００４３】
（ａ）ガスバリア層
ガスバリア層は、樹脂基材の片方または両方の面側に配置され、無機化合物を含むものであり、ガスバリアフィルムのガスバリア性に主に寄与するものである。前記ガスバリア層は、所望のガスバリア性を発揮できるものであれば特に限定されるものではない。このようなガスバリア性を有する層としては、例えば、金属層、無機化合物を主成分とする層、有機部分及び無機部分の混合化合物を主成分とする層などを用いることができる。金属層としては、アルミニウム、ステンレス、チタン、ニッケル、鉄、銅等の金属またはこれらを含む合金から構成されるものを挙げることができる。また、前記有機部分及び無機部分の混合化合物を主成分とする層の有機部分及び無機部分の混合化合物としては、例えば、樹脂部分と無機部分との混合化合物が挙げられる。例えば、有機部分を構成する有機化合物としては、樹脂基材の樹脂として後述するものを用いることができ、無機部分を構成する無機化合物としては、無機化合物を主成分とする層の無機化合物として後述するものを用いることができる。あるいは、オーバーコート層の材料として後述するもののうち、単独でガスバリア性を示すものを用いることができ、具体的には、株式会社クラレ製のクラリスタＣＦなどを用いることができる。
【００４４】
無機化合物を主成分とする層の無機化合物としては、所望のガスバリア性を発揮できる材料であればよく、例えば、無機酸化物、無機酸化窒化物、無機窒化物、無機酸化炭化物、無機酸化炭化窒化物および酸化珪素亜鉛等から選ばれる１または２以上の無機化合物等が挙げられる。具体的には、珪素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、スズ、ナトリウム、チタン、ホウ素、イットリウム、ジルコニウ、ムセリウム、および亜鉛から選ばれる１種または２種以上の元素を含有する無機化合物を挙げることができる。より具体的には、珪素酸化物、アルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、珪素亜鉛合金酸化物、インジウム合金酸化物、珪素窒化物、アルミニウム窒化物、チタン窒化物、酸化窒化珪素等を挙げることができる。無機化合物は、単独で用いてもよいし、上述の材料を任意の割合で混合して用いてもよい。
【００４５】
ガスバリア層の厚さは、所望のガスバリア性を発揮することができるものであれば特に限定されるものではなく、ガスバリア層の種類にもよるが、例えば、５ｎｍ以上、８００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。ガスバリア層の厚さが上述の範囲に満たないと、製膜が不十分となり所望のガスバリア性を示すことができない場合があり、また、時間の経過により劣化するおそれがあるからである。上述の範囲を超えると、クラックが発生しやすくなり可撓性が低下するおそれや、ガスバリア層が金属や合金を含む場合、本開示の外包材を用いて形成された真空断熱材において、ヒートブリッジが生じるおそれがあるからである。ガスバリア層の厚さは、１０ｎｍ以上、７００ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
【００４６】
樹脂基材とガスバリア層を組み合わせて、ガスバリアフィルム全体として所望の強度を得ることにより、上述したような薄いガスバリア層であっても、損傷等を抑制することができる。
【００４７】
ガスバリア層は、単層であってもよく、２つ以上を積層したものであってもよい。２つ以上のガスバリア層を用いる場合は、同一組成のガスバリア層を組み合わせてもよく、異なる組成のガスバリア層を組み合わせてもよい。
【００４８】
樹脂基材の一方の面側にガスバリア層を形成する方法としては、ガスバリア層の種類に応じて従来公知の方法を用いることができる。例えば、物理気相成長（ＰＶＤ）法や化学気相成長（ＣＶＤ）法等の乾式製膜法を用いて樹脂基材にガスバリア層を製膜する方法、具体的には、真空蒸着法等を用いることができる。また、既製のガスバリア層を用い、樹脂基材とガスバリア層とを熱圧着させる方法、樹脂基材とガスバリア層を接着剤層を介して貼合する方法等が挙げられる。
【００４９】
前記ガスバリア層単独（１層）のガスバリア性としては、酸素透過度が０．５ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましく、０．１ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがより好ましい。また、水蒸気透過度が０．５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好ましく０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることがより好ましい。
【００５０】
（ｂ）樹脂基材
樹脂基材は、前記ガスバリア層を支持可能なものであれば特に限定されるものではない。例えば、樹脂フィルムが好適に用いられる。前記樹脂基材が樹脂フィルムである場合、前記樹脂フィルムは未延伸であってもよく、一軸または二軸延伸されたものであってもよい。
【００５１】
樹脂基材に用いられる樹脂は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、（メタ）アクリル、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等のポリビニルアルコール、エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物、ナイロン等のポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリアセタール、セルロース等の各種の樹脂を使用することができる。本開示においては、上述の樹脂の中でも、ポリアミド、ＰＥＴ、ポリプロピレン等が好適に用いられ、強靭性、耐油性、耐薬品性、入手容易性等の各観点から、ポリアミドおよびＰＥＴがより好適に用いられる。
【００５２】
外包材に複数のガスバリアフィルムが用いられる場合、より熱溶着可能なフィルムに近い位置に配置されるガスバリアフィルムの樹脂基材にはＰＶＡ、ＥＶＯＨなどのポリビニルアルコール、（メタ）アクリル、セルロース、多糖類などの天然高分子等の親水基含有樹脂が用いられることが好ましく、中でもＰＶＡやＥＶＯＨ等のポリビニルアルコール系樹脂、特にはＥＶＯＨが用いられることが好ましい。親水基含有樹脂は高温においても、酸素に対する高いバリア性を発揮するものであるため、外包材としての酸素に対するバリア性を向上させることができるからである。なお、「親水基」とは、静電的相互作用や水素結合などによって水分子と弱い結合をつくり、水に対して親和性示す原子団をいうものであり、例えばヒドロキシ基（−ＯＨ）、カルボキシ基（−ＣＯＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ２）、カルボニル基（＞ＣＯ）、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）などの極性基や解離基を含む原子団がその性質を示す。
【００５３】
前記樹脂基材には、種々のプラスチック配合剤や添加剤等が含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料、改質用樹脂等が挙げられる。また、前記樹脂基材は、表面処理が施されていてもよい。ガスバリア層との密着性を向上させることができるからである。
【００５４】
樹脂基材の厚さは、特に限定されないが、例えば６μｍ以上、２００μｍ以下の範囲内、より好ましくは９μｍ以上、１００μｍ以下の範囲内である。
【００５５】
（ｃ）オーバーコート層
ガスバリアフィルムは、ガスバリア層の樹脂基材とは反対の面側に、無機化合物を含むオーバーコート層を有していてもよい。ガスバリアフィルムのガスバリア性を向上させることができるからである。このようなオーバーコート層は、特に限定されるものではなく、一般にオーバーコート剤として用いられているものを用いることができる。例えば、オーバーコート層の主成分として、有機部分及び無機部分を含む混合化合物を用いることができる。
【００５６】
オーバーコート層の厚さは、特に限定されないが、例えば、５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲内とすることができる。
【００５７】
前記混合化合物としては、種々のものがあるが、例えば、株式会社クラレ社製のクラリスタＣＦ（登録商標）などのリン酸アルミナ系の混合化合物、凸版印刷株式会社製のベセーラ（登録商標）などのアクリル酸亜鉛系の混合化合物、樹脂および無機層状化合物とからなるガスバリア性樹脂組成物、または、一般式Ｒ１ｎＭ（ＯＲ２）ｍ（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２は、炭素数１以上、８以下の有機基を表し、Ｍは、金属原子を表し、ｎは、０以上の整数を表し、ｍは、１以上の整数を表し、ｎ＋ｍは、Ｍの原子価を表す。）で表される１種以上のアルコキシドと、水溶性高分子とを含有し、更に、ゾルゲル法によって重縮合して得られる原料液によるゾルゲル化合物などを用いることができる。前記水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アクリル酸系樹脂、天然高分子系のメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、セルロースナノファイバー、多糖類などが挙げられる。本開示においては、ゾルゲル化合物をオーバーコート層に用いることが好ましい。前記ゾルゲル化合物は、界面における接着強度が高く、また、製膜時の処理を比較的低温において行なうことができるため、前記樹脂基材等の熱による劣化を抑制することができるからである。
【００５８】
（ｄ）その他
上述した樹脂基材およびガスバリア層の順序は特に限定されるものではなく、外包材に共に用いられる、ガスバリアフィルム以外の各層の層構成や、ガスバリアフィルムの数などに応じて適宜設定することができる。例えば、図４に例示されているように、外包材１０を用いて真空断熱材を形成した際に、ガスバリア層４が樹脂基材３の内側になるように配置されてもよく、また、図５（ａ）に例示されているように、外包材１０が保護フィルム５を有する場合などは、ガスバリア層４が樹脂基材３の外側になるように配置されてもよい。さらに、前記外包材１０が２つのガスバリアフィルム２´を有する場合は、図５（ｂ）に例示されているように、それぞれのガスバリア層４が向き合うように配置されても、図５（ｃ）に例示されているように、両方のガスバリア層４が樹脂基材３の内側になるように配置されても、図５（ｄ）に例示されているように、両方のガスバリア層４が樹脂基材３の外側になるように配置されてもよい。さらに、図５（ｅ）および図５（ｆ）に例示されているように、真空断熱材の最外層にガスバリアフィルム２´が配置される場合は、ガスバリア層４を保護する観点から、最外層のガスバリアフィルム２´のガスバリア層４は、樹脂基材３の内側になるように配置されることが好ましい。なお、図５は、本開示の外包材の他の例を示す概略断面図である。
【００５９】
（３）その他
本開示の外包材は、上述したようなガスバリアフィルムを複数有していてもよい。１つの外包材におけるガスバリアフィルムの数は、外包材の引張弾性率および灰分を上述した範囲内とすることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば１枚以上、５枚以下の範囲内とすることができ、中でも２枚以上、４枚以下の範囲内、特には２枚以上、３枚以下の範囲内であることが好ましい。用いるガスバリアフィルムの数を増やすことにより、外包材のガスバリア性を向上することができるが、ガスバリアフィルムの数が多すぎると、外包材の灰分を上述した範囲内とすることが困難となり、屈曲部におけるクラック等の発生を抑制することが困難となる可能性があるからである。外包材が複数のガスバリアフィルムを有する場合、各ガスバリアフィルムの構成は同じでもよく、異なっていてもよい。
【００６０】
３．熱溶着可能なフィルム
本開示における熱溶着可能なフィルムは、熱溶着が可能なものであり、前記外包材を用いて真空断熱材を形成する際に、芯材と接する部位である。また、対向する外包材同士の端部を熱溶着する熱溶着面を形成する部位である。
【００６１】
前記熱溶着可能なフィルムの材料としては、加熱によって溶融し、融着することが可能であることから熱可塑性樹脂が好ましく、例えば直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等のポリエチレンや未延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、（メタ）アクリル、ポリウレタン、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等のポリビニルアルコールが挙げられる。
【００６２】
本開示においては、ポリプロピレンやポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の引張弾性率が比較的高い樹脂が熱溶着可能なフィルムの材料として用いられることが好ましい。熱溶着の際に微小な欠陥の発生を抑制することができるからである。
【００６３】
前記熱溶着可能なフィルムの融点としては、例えば８０℃以上、３００℃以下の範囲内であることが好ましい。熱溶着可能なフィルムの融点が前記範囲に満たないと、本開示の外包材を用いて形成された真空断熱材の使用環境下において、外包材の封止面が剥離する可能性がある。また、熱溶着可能なフィルムの融点が前記範囲を超えると、外包材を高温で熱溶着する必要があるため、外包材として共に用いられるガスバリアフィルム等が熱により劣化される可能性がある。融点は、１００℃以上、２５０℃以下の範囲内であることがより好ましい。
【００６４】
また、前記熱溶着可能なフィルムは、上述した樹脂の他に、アンチブロッキング剤、滑剤、難燃化剤、充填剤等の他の材料を含んでいてもよい。これらの材料は、無機化合物で構成され得る。
【００６５】
前記熱溶着可能なフィルムの厚さは、特に限定されるものではなく、例えば、１５μｍ以上、１００μｍ以下の範囲内が好ましい。熱溶着可能なフィルムの厚さが上述の範囲よりも大きいと、外包材のガスバリア性が低下する場合等があり、厚さが上述の範囲よりも小さいと、所望の接着力が得られない場合がある。熱溶着可能なフィルムの厚さは、２５μｍ以上、９０μｍ以下の範囲内がより好ましく、３０μｍ以上、８０μｍ以下の範囲内がさらに好ましい。
【００６６】
熱溶着可能なフィルムの引張弾性率は、特に限定されるものではなく、例えば、１．０ＧＰａ以上であることが好ましい。熱溶着可能なフィルムの引張弾性率が上述の範囲内であることにより、外包材の引張弾性率を所望される範囲内のものとすることができ、ガスバリアフィルムへのクラックの発生を抑制することができるからである。また、前記真空断熱材に用いられる芯材からの突き刺しによるピンホールの発生を抑制できるからである。熱溶着可能なフィルムの引張弾性率は、１．０ＧＰａ以上、５．０ＧＰａ以下の範囲内であることが好ましく、１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下の範囲内であることがより好ましい。
【００６７】
４．保護フィルム
本開示の外包材は、上述した熱溶着可能なフィルムやガスバリアフィルムの他に、保護フィルムを有していてもよい。外包材が保護フィルムを有することにより、熱溶着可能なフィルムやガスバリアフィルムなど、外包材として共に用いられる各フィルムを、損傷や劣化から保護することができるからである。保護フィルムは、そのいずれの面にもガスバリア性を有する層が配置されていない点で、上述した各フィルムと区別することが可能である。保護フィルムの外包材における配置位置は特に限定されるものではないが、前記ガスバリアフィルムの前記熱溶着可能なフィルムとは反対の面側に配置されていることが好ましく、真空断熱材を形成する際に最外層（最表層）となる位置に、保護フィルムが配置されていることがより好ましい。
【００６８】
保護フィルムとしては、熱溶着可能なフィルムよりも高融点の樹脂を用いることが好ましく、シート状でもフィルム状でもよい。このような保護フィルムとして、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリウレタン、アミノ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド（ＰＩ）等の熱硬化性樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡＬ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）等のシートまたはフィルム等が挙げられ、中でも延伸ナイロン（ＯＮＹ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等が好適に用いられる。
【００６９】
保護フィルムは、単層であってもよく、同一材料から成る層または異なる材料から成る層を積層させて多層としたものであってもよい。また保護フィルムは、他の層との密着性の向上が図れるという点から、コロナ放電処理等の表面処理が施されていてもよい。また、保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、一般的に５μｍ以上、８０μｍ以下の範囲内程度である。
【００７０】
保護フィルムは、アンチブロッキング剤、滑剤、難燃化剤、充填剤等の他の材料を含んでいてもよい。これらの材料は、無機化合物で構成され得る。あるいは、無機化合物を含むハードコート層などが形成されていてもよい。
【００７１】
５．接着層
本開示の外包材は、公知の接着剤を用いて接合されていてもよい。接着剤には、接着力を向上させるために、シランカップリング剤や金属キレート剤などの無機化合物を含有させることができる。
【００７２】
６．真空断熱材用外包材
外包材の厚さは、外包材の引張弾性率および灰分を上述した範囲内とすることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、３０μｍ以上、２００μｍ以下の範囲内であることが好ましく、中でも５０μｍ以上、１５０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【００７３】
外包材の製造方法としては、所望の構成の外包材を得ることができるものであれば特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。例えば、予め製造した各フィルムを接着剤で貼り合せる方法や、熱溶融させた各フィルムの原材料をＴダイ等で順次押出しして積層体を得る方法等が挙げられる。
【００７４】
外包材は、酸素透過度が０．１ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下、中でも０．０５ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましい。また、真空断熱材用外包材は、水蒸気透過度が０．５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下、中でも０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下、特には０．０５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好ましい。外包材が上述の範囲内のガスバリア性を有することにより、高い断熱性能を有する真空断熱材を形成することができるからである。
【００７５】
Ｂ．真空断熱材
次に、本開示の真空断熱材について説明する。本開示の真空断熱材は、芯材と、前記芯材を封入する真空断熱材用外包材とを有する真空断熱材であって、前記真空断熱材用外包材が上述した真空断熱材用外包材であることを特徴とするものである。
【００７６】
本開示の真空断熱材については、既に説明した図２に例示するものと同様とすることができる。本開示によれば、真空断熱材用外包材が上述の真空断熱材用外包材であることにより、長期間断熱性能を維持することができる真空断熱材とすることができる。
【００７７】
本開示の真空断熱材は、真空断熱材用外包材および芯材を有するものである。
以下、本開示の真空断熱材について、構成ごとに説明する。
【００７８】
１．真空断熱材用外包材
本開示における外包材は、芯材を封入するものである。また、外包材は、上述した外包材である。このような外包材については、「Ａ．真空断熱材用外包材」の項に記載した内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
なお、封入されるとは、外包材を用いて形成された袋体の内部に密封されることをいうものである。
【００７９】
２．芯材
本開示における芯材は、真空断熱材用外包材により封入されるものである。
芯材としては、熱伝導率の低いものであることが好ましい。芯材は、その空隙率が５０％以上、特に９０％以上の多孔質材であることが好ましい。
【００８０】
芯材を構成する材料としては、粉体、発泡体、繊維体等を用いることができる。
粉体としては、無機系、有機系のいずれでもよく、例えば、乾式シリカ、湿式シリカ、凝集シリカ粉末、導電性粉体、炭酸カルシウム粉末、パーライト、クレー、タルク等を用いることができる。なかでも乾式シリカと導電性粉体との混合物は、真空断熱材の内圧上昇に伴う断熱性能の劣化が小さいため、内圧上昇が生じる温度範囲で使用する際に有利である。さらに、上述の材料に酸化チタンや酸化アルミニウムやインジウムドープ酸化錫等の赤外線吸収率が小さい物質を輻射抑制材として添加すると、芯材の赤外線吸収率を小さくすることができる。
【００８１】
また、発泡体としては、ウレタンフォーム、スチレンフォーム、フェノールフォーム等があり、これらのなかでも連続気泡を形成する発泡体が好ましい。
【００８２】
また、繊維体としては、無機繊維でもよく有機繊維でもよいが、断熱性能の観点から無機繊維を用いることが好ましい。このような無機繊維としては、グラスウールやグラスファイバー等のガラス繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、セラミック繊維、ロックウール等を挙げることができる。これらの無機繊維は、熱伝導率が低く、粉体よりも取り扱いが容やすである点で好ましい。
【００８３】
芯材は、上述した材料を単独で使用してもよく、２種以上の材料を混合した複合材であってもよい。
【００８４】
３．真空断熱材
本開示の真空断熱材は、真空断熱材用外包材で封入された内部が減圧され、真空状態とされたものである。真空断熱材内部の真空度としては、５Ｐａ以下であることが好ましい。真空断熱材内部の真空度を上述の範囲内とすることにより、内部に残存する空気の対流による熱伝導を小さいものとすることができ、優れた断熱性を発揮することが可能となる。
【００８５】
また、真空断熱材の熱伝導率は低いことが好ましく、例えば、真空断熱材の２５℃における熱伝導率（初期熱伝導率）は、５ｍＷ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましい。真空断熱材の熱伝導率を範囲とすることにより、真空断熱材は熱を外部に伝導しにくくなることから、高い断熱効果を奏することができるからである。真空断熱材の２５℃における熱伝導率（初期熱伝導率）は、４ｍＷ／（ｍ・Ｋ）以下であることがより好ましく、３ｍＷ／（ｍ・Ｋ）以下であることがさらに好ましい。なお、熱伝導率の測定は、ＪＩＳ  Ａ１４１２−２：１９９９（熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法−第２部：熱流計法（ＨＦＭ法））に準拠し、熱伝導率測定装置を用いて、試験の定常に要する時間１５分以上、標準板の種類ＥＰＳ、高温面の温度３０℃、低温面の温度１０℃、サンプル平均温度２０℃、の条件で、サンプルの両方の主面が上下方向を向くように配置し、熱流計法により測定する方法を用いる。熱伝導率測定装置は、オートラムダＨＣ−０７４（英弘精機社製）が好ましい。サンプルの大きさは、例えば、幅２９±０．５ｃｍ、長さ３０±０．５ｃｍである。１つの条件では少なくとも３つのサンプルを測定し、それらの測定値の平均をその条件の熱伝導率の値とする。
【００８６】
４．製造方法
本開示の真空断熱材の製造方法としては、一般的な方法を用いることができる。例えば、上述の外包材を形成可能な積層体で、四辺形に切断されたものを２枚準備する。それぞれの熱溶着可能なフィルムどうしを向き合わせて、２枚の積層体の三辺の外縁部を熱溶着させることによって、一辺が開口している袋体を得る。袋体の開口部から芯材を入れた後、袋体の開口部から空気を吸引する。袋体の内部が減圧された状態で、残る一辺の外縁部を加熱する。これによって、芯材が外包材により封入された真空断熱材が得られる。
【００８７】
５．用途
本開示の真空断熱材は、熱伝導率が低く、高温下においても断熱性および耐久性に優れるものである。従って、真空断熱材は、熱源を有し発熱する部位や、外部から加熱されることにより高温となる部位に用いることができる。
【００８８】
Ｃ．真空断熱材付き物品
次に、本開示の真空断熱材付き物品について説明する。
本開示の真空断熱材付き物品は、熱絶縁領域を有する物品、および真空断熱材を備える真空断熱材付き物品であって、上記真空断熱材が、上述の真空断熱材であるものである。
【００８９】
熱絶縁領域は、真空断熱材により熱絶縁された領域であり、例えば、保温や保冷された領域、熱源や冷却源を取り囲んでいる領域、熱源や冷却源から隔離されている領域である。これらの領域は、空間であっても物体であってもよい。
【００９０】
物品として、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、保温器、保冷器等の電気機器、保温容器、保冷容器、輸送容器、コンテナ、貯蔵容器等の容器、車両、航空機、船舶等の乗り物、家屋、倉庫等の建築物、等が挙げられる。
【００９１】
本開示における真空断熱材については、上述した「Ｂ．真空断熱材」の項で説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９２】
本開示の真空断熱材付き物品の具体例として、本体又は内部に熱源部または被保温部を有する機器、および真空断熱材を備える真空断熱材付き機器が挙げられる。
【００９３】
ここで、「熱源部」とは、機器自体が駆動することにより、当該機器本体または機器内部において発熱する部位をいうものであり、例えば電源やモーター等をいう。また、「被保温部」とは、機器本体または内部に熱源部を有さないが、機器が外部の熱源から熱を受けて、高温になる部位をいうものである。
【００９４】
本開示によれば、外包材が上述の外包材であり、真空断熱材が長期間断熱性能を維持することができるため、熱源部を有する機器においては、真空断熱材により熱源部からの熱を断熱し、機器全体の温度が高温となることを防止し、一方、被保温部を有する機器においては、真空断熱材により被保温部の温度状態を保つことができる。これにより、消費電力を抑えた高い省エネルギー特性を有する機器とすることができる。
【００９５】
本開示における機器とは、本体又は本体の内部に熱源部または被保温部を有するものである。本開示における機器としては、例えば、自然冷媒ヒートポンプ給湯機、冷蔵庫、自動販売機、炊飯ジャー、ポット、電子レンジ、業務用オーブン、ＩＨクッキングヒーター、ＯＡ機器等の電化機器、自動車、住宅壁、輸送用コンテナ等が挙げられる。
【００９６】
真空断熱材を機器に装着する態様としては、当該機器の熱源部または被保温部に直接真空断熱材を貼り付けてもよく、被保温部と熱源部または外部熱源との間に真空断熱材を挟みこむようにして装着してもよい。
【００９７】
なお、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００９８】
以下に実施例および比較例を示し、本開示をさらに具体的に説明する。
［実施例１］
（真空断熱材用外包材の作製）
外包材の内側から、熱溶着可能なフィルムとして、厚さ５０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ５０）と、第１ガスバリアフィルムとして、厚さ４０ｎｍのアルミニウム膜が蒸着された、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２（１））の蒸着膜上に、約２３０ｎｍのオーバーコート層（樹脂と無機層状化合物の混合物）が配置されたフィルム（ＯＣ付Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２（１））と、第２ガスバリアフィルムとして、Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２（１）の蒸着膜上に、約２３０ｎｍのオーバーコート層（樹脂と無機層状化合物の混合物）が配置されたフィルム（ＯＣ付Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２（１））と、第３ガスバリアフィルムとして、厚さ１０ｎｍのシリカ膜が蒸着された、厚さ１５μｍのナイロンフィルム（ＳｉＯ２蒸着ナイロン１５）との層構成を有する外包材を作製した。第１ガスバリアフィルムのＯＣ付Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２（１）の蒸着膜側と第２ガスバリアフィルムのＯＣ付Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２（１）の蒸着膜側とが向かい合うように配置し、第３ガスバリアフィルムのＳｉＯ２蒸着ナイロン１５のシリカ膜が内側を向くように配置した。なお、各フィルムは、接着層で接合した。接着層を形成するための接着剤は、ポリエステルポリオールを主成分とする主剤（ロックペイント社製  製品名：ＲＵ−７７Ｔ）、脂肪族系ポリイソシアネートを含む硬化剤（ロックペイント社製  製品名：Ｈ−７）、および酢酸エチルの溶剤が、重量配合比が主剤：硬化剤：溶剤＝１０：１：１４となるように混合された、２液硬化型の接着剤を用いた。上述した接着剤を外側となる側のフィルムの一方の面に塗布量３．５ｇ／ｍ２となるように塗布して接着層を形成し、接着層が形成された外側となる側のフィルムと内側となる側のフィルムとを接着層を間に挟んで加圧した。
下記表１に、各実施例および比較例の外包材の層構成を示す。表１においては、外包材を用いて真空断熱材を形成する際に外側となるフィルムを表の左側に、内側となるフィルムを表の右側に記載した。また、前記外包材に用いられた各フィルムの製品名を表２に示す。なお、各フィルム名の最後の数字は、各フィルムの厚さ（μｍ）を表している。
【００９９】
（真空断熱材の作製）
得られた実施例１〜５および比較例１〜５の各外包材について、各外包材を２枚重ねて、四辺形の三辺をヒートシールして一辺のみが開口した袋体を作成した。芯材として３００ｍｍ×３００ｍｍ×３０ｍｍのグラスウールを用い、乾燥処理を行った後、袋体に、芯材および乾燥剤として５ｇの酸化カルシウムを収納して、袋体内部を排気した。その後、袋体の開口部分をヒートシールにより密封して、真空断熱材を得た。到達圧力は０．０５Ｐａとした。
【０１００】
［実施例２］
外包材の層構成を内側から、熱溶着可能なフィルムとして、厚さ５０μｍの直鎖状短鎖分岐ポリエチレンフィルム（ＬＬＤＰＥ５０）と、第１ガスバリアフィルムとして、厚さ１２μｍのエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム（Ａｌ蒸着ＥＶＯＨ１２）と、第２ガスバリアフィルムとして、厚さ５５ｎｍのアルミニウム膜が蒸着された、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルム（厚膜Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２）と、第３ガスバリアフィルムとして、金属酸化物リン酸層を有するＰＥＴフィルム（クラリスタＣＦ１２）と、にしたこと以外は、実施例１と同様にして外包材および真空断熱材を得た。
【０１０１】
［実施例３］
外包材の層構成を内側から、熱溶着可能なフィルムとして、厚さ５０μｍの直鎖状短鎖分岐ポリエチレンフィルム（ＬＬＤＰＥ５０）と、第１ガスバリアフィルムとして、厚さ１５μｍのエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム（Ａｌ蒸着ＥＶＯＨ１５）と、第２ガスバリアフィルムとして、厚さ５５ｎｍのアルミニウム膜が蒸着された、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルム（厚膜Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２）と、第３ガスバリアフィルムとして、厚さ５５ｎｍのアルミニウム膜が蒸着された、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルム（厚膜Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２）と、にしたこと以外は、実施例１と同様にして外包材および真空断熱材を得た。
【０１０２】
［実施例４］
外包材の層構成を内側から、熱溶着可能なフィルムとして、厚さ３０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ３０）と、第１ガスバリアフィルムとして、厚さ３０ｎｍのシリカ膜が蒸着された、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルム（ＳｉＯ２蒸着ＰＥＴ１２（１））と、第２ガスバリアフィルムとして、厚さ３０ｎｍのシリカ膜が蒸着された、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルム（ＳｉＯ２蒸着ＰＥＴ１２（１））と、第３ガスバリアフィルムとして、厚さ１０ｎｍのシリカ膜が蒸着された、厚さ１５μｍのナイロンフィルム（ＳｉＯ２蒸着ナイロン１５）と、にしたこと以外は、実施例１と同様にして外包材および真空断熱材を得た。
【０１０３】
［実施例５］
外包材の層構成を内側から、ＣＰＰ５０と、厚さ６μｍのアルミニウム箔（Ａｌ６）と、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルム（ＰＥＴ１２）と、厚さ２５μｍのナイロンフィルム（ＯＮ２５）と、にしたこと以外は、実施例１と同様にして外包材および真空断熱材を得た。
【０１０４】
［比較例１］
外包材の層構成を内側から、熱溶着可能なフィルムとして、厚さ５０μｍの直鎖状短鎖分岐ポリエチレンフィルム（ＬＬＤＰＥ５０）と、第１ガスバリアフィルムとして、厚さ１２μｍのエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム（Ａｌ蒸着ＥＶＯＨ１２）と、第２ガスバリアフィルムとして、約４０ｎｍのアルミニウム膜が蒸着された厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（Ａｌ蒸着ＰＥＴ１２（２））と、保護層として厚さ２５μｍのナイロンフィルム（ＯＮ２５）と、にしたこと以外は、実施例１と同様にして外包材および真空断熱材を得た。
【０１０５】
［比較例２］
外包材の層構成を内側から、熱溶着可能なフィルムとして、厚さ４０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ４０）と、第１ガスバリアフィルム、第２ガスバリアフィルム、第３ガスバリアフィルとしてそれぞれ、厚さ１０ｎｍのシリカ膜が蒸着された、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルム（ＳｉＯ２蒸着ＰＥＴ１２（２））としたこと以外は、実施例１と同様にして外包材および真空断熱材を得た。
【０１０６】
［比較例３］
外包材の層構成を内側から、厚さ８０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ８０）と、厚さ４０μｍのアルミニウム箔（Ａｌ４０）と、厚さ１５μｍのナイロンフィルム（ＯＮ１５）と、ＰＥＴ１２とにしたこと以外は、実施例１と同様にして外包材および真空断熱材を得た。
【０１０７】
［比較例４］
外包材の層構成を内側から、厚さ４０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ４０）と、Ａｌ４０と、ＯＮ２５とにしたこと以外は、実施例１と同様にして外包材および真空断熱材を得た。
【０１０８】
［比較例５］
外包材の層構成を内側から、厚さ２５μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ２５）と、厚さ２５μｍのアルミニウム箔（Ａｌ２５）と、厚さ１２μｍのナイロンフィルム（ＯＮ１２）とにしたこと以外は、実施例１と同様にして外包材および真空断熱材を得た。
【０１０９】
【表１】
2018021662.tif 000003
【０１１０】
【表２】
2018021662.tif 000004
【０１１１】
［評価］
（真空断熱材用外包材の引張弾性率の測定）
実施例１〜５および比較例１〜５で得られた各外包材について、引張弾性率を上述の方法で測定した。引張弾性率の測定結果を下記表３に示す。
【０１１２】
（真空断熱材用外包材の灰分の測定）
実施例１〜５および比較例１〜５で得られた各外包材について、灰分を上述の方法で測定した。引張弾性率の測定結果を下記表３に示す。
【０１１３】
（２回屈曲部のガスバリア性の測定）
実施例１〜５および比較例１〜５で得られた各真空断熱材の矩形の各辺について、芯材が配置されていない場所（芯材の外周）であり、かつ、対向する外包材同士が熱溶着されていない場所において、対向する外包材を一方向へ折り曲げた。その後、各辺が折り曲げられた真空断熱材の屈曲部を開き、真空断熱材から、２回折り曲げを受けた２回屈曲部を含む部分の外包材を切り出し、外包材の２回屈曲部を透過する水蒸気および酸素についての測定を行った。酸素透過度および水蒸気透過度は上述の方法で測定した。測定結果を下記表３に示す。
【０１１４】
（熱伝導率の測定）
実施例１〜５および比較例１〜５で得られた各真空断熱材について、加熱試験前後の熱伝導率を測定した。まず、加熱試験前の熱伝導率として上記手順で製造した真空断熱材の熱伝導率を測定した。次に、加熱試験後の熱伝導率として温度１００℃の恒温室（湿度は無管理）に５００時間入れた後の真空断熱材の熱伝導率を測定した。熱伝導率は上述の方法で測定した。測定結果を下記表３に示す。
【０１１５】
【表３】
2018021662.tif 000005
【０１１６】
（まとめ）
外包材の引張弾性率が特定の範囲内であり、かつ、外包材の灰分が特定の範囲内である実施例１〜５の真空断熱材は、熱伝導率の経時値がいずれも１１．５ｍＷ／ｍＫ以下であり、高温で保管された後も、低い熱伝導率が維持されていることが分かる。なお、ＡＳＴＭ  Ｃ１４８４−０９においては、真空断熱材として、断熱性能が１１．５ｍＷ／ｍＫ以下であることが規定されている。一方、外包材の灰分が低い比較例１〜２の真空断熱材の熱伝導率は、初期値は低いが、経時値が高い。これは、外包材が高温に曝されることによりガスバリアフィルムが劣化し、外包材としてのガスバリア性が低下していることに起因すると推測される。また、外包材の灰分が高い比較例３〜５の真空断熱材の熱伝導率は、初期値も、経時値も高い。これは、外包材における金属の割合が高すぎて固くなるため、特に２回屈曲部において外包材にクラック等が発生し、初期の段階で、外包材のガスバリア性が低くなっていることに起因すると推測される。比較例３〜５の真空断熱材の２回屈曲部において外包材にクラック等が発生していることは、２回屈曲部における酸素透過度の測定結果からも推測される。なお、実施例１の２回屈曲部における水蒸気透過度が比較的高い値となっているが、真空断熱材には乾燥剤が収納されているため、実施例１程度の水蒸気の透過であれば、真空断熱材としての熱伝導率への影響は極めて少ないことが、熱伝導率の測定結果（初期値および経時値）から分かる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  …  熱溶着可能なフィルム
２、２´  …  ガスバリアフィルム
３  …  樹脂基材
４  …  ガスバリア層
５  …  保護フィルム
１０  …  真空断熱材用外包材
１１  …  芯材
２０  …真空断熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018021662.tif 000009
【図５】
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