(57)【要約】      （修正有）【課題】高温高湿環境下における水蒸気バリア性能が良好なポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムとする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を提供する。【解決手段】熱溶着可能なフィルム１およびガスバリア層２を有し、ガスバリア層２は基材１１とガスバリア膜１２で構成され、上記熱溶着可能なフィルム１が、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである、真空断熱材用外包材１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、
前記熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである、真空断熱材用外包材。
【請求項２】
３つの前記ガスバリア層を有する、請求項１に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項３】
芯材および前記芯材を封入する外包材を有する真空断熱材であって、
前記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、
前記熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである、真空断熱材。
【請求項４】
前記外包材が、３つの前記ガスバリア層を有する、請求項３に記載の真空断熱材。
【請求項５】
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、芯材および前記芯材を封入する外包材を有し、
前記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、
前記熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである、真空断熱材付き物品。
【請求項６】
前記外包材が、３つの前記ガスバリア層を有する、請求項５に記載の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、真空断熱材の形成に用いる真空断熱材用外包材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物品の省エネルギー化を目的として、真空断熱材が用いられている。真空断熱材は、外包材の周縁が接合されてなる袋体の密閉空間内に芯材が配置され、上記密閉空間内が大気圧よりも圧力が低い真空状態に保持されている部材であり、内部の熱対流が抑制されるため、良好な断熱性能を発揮することができる。なお、真空断熱材に用いられる外包材のことを、真空断熱材用外包材、または単に外包材と称して説明する。
【０００３】
真空断熱材用外包材は、真空断熱材内部の真空状態を長期間保持するために、酸素や水蒸気等のガスの透過を抑制するためのガスバリア性能、対向する一対の外包材の周縁を熱溶着により接合してシール端部を有する袋体を形成し、芯材を封入密閉するための熱溶着性等の物性が要求される。これらの物性を満たすため、真空断熱材用外包材は、一般に、ガスバリア層および熱溶着可能なフィルムを構成部材として含む積層体が採用されている（特許文献１〜５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６２２９６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０３３４３号公報
【特許文献３】特開２００６−７０９２３号公報
【特許文献４】特開２０１４−６２５６２号公報
【特許文献５】特開２００４−０３６７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜５に開示されるように、熱溶着可能なフィルムとして、例えばポリエチレンフィルムが好適に用いられる。しかし、ポリエチレンフィルムは、高温高湿環境下での水蒸気バリア性能が比較的低く、ポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムとする真空断熱材用外包材についても同様に、高温高湿環境下において所望の水蒸気バリア性能が得られない場合がある。
【０００６】
本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、高温高湿環境下における水蒸気バリア性能が良好なポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムとする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】
【０００７】
本開示は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである、真空断熱材用外包材を提供する。
【０００８】
また、本開示は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有する真空断熱材であって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである、真空断熱材を提供する。
【０００９】
また、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物品であって、上記真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有し、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである、真空断熱材付き物品を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、高温高湿環境下における水蒸気バリア性能が良好なポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムとする真空断熱材用外包材を提供することができるという効果を奏する。詳しくは、本開示の真空断熱材用外包材によれば、熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量および分子量分布が所定の範囲にあるポリエチレンフィルムであることで、高温高湿環境下における真空断熱材用外包材の単体での水蒸気バリア性能を良好とすることができるという効果を奏する。また、本開示の真空断熱材用外包材によれば、高温高湿環境下において、シール端部の端面からの水蒸気の透過を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】真空断熱材用外包材のシール端部を説明する説明図である。
【図３】本開示の真空断熱材の一例を示す概略斜視図および断面図である。
【００１２】
以下、本開示の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明する場合があるが、上下方向が逆転してもよい。
【００１３】
また、本明細書において、ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の構成の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の構成の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の構成の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【００１４】
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、本開示においては、「シート」および「フィルム」を同義として用いる場合がある。
【００１５】
Ａ．真空断熱材用外包材
本開示の真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである。
【００１６】
図１は、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。本開示の真空断熱材用外包材１０は、熱溶着可能なフィルム１および熱溶着可能なフィルム１の一方の面に配置されたガスバリア層２を有し、熱溶着可能なフィルム１が、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである。図１におけるガスバリア層２は、基材１１と、基材１１の一方の面（熱溶着可能なフィルム１側の面）に配置されたガスバリア膜１２と、を有するガスバリアフィルムである。
【００１７】
本開示の真空断熱材用外包材によれば、熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量および分子量分布が所定の範囲にあるポリエチレンフィルムであることから、高温高湿環境下における真空断熱材用外包材の単体での水蒸気バリア性能を良好とすることができる。また、本開示の真空断熱材用外包材によれば、高温高湿環境下において、シール端部の端面からの水蒸気の透過を抑制することができるため、長期間断熱性能を維持することが可能な真空断熱材を形成することができる。
【００１８】
以下、本開示の真空断熱材用外包材の各構成について詳細に説明する。
【００１９】
１．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、真空断熱材用外包材の厚み方向の一方の最外に位置し、一方の最外面を担う部材である。上記熱溶着可能なフィルムは、本開示の真空断熱材用外包材を用いて真空断熱材を作製する際に芯材と接し、また、芯材を封止する際に、芯材を介して対向する一対の真空断熱材用外包材の周縁同士を熱溶着により接合する部材である。
【００２０】
本開示における熱溶着可能なフィルムは、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである。なお、結晶融解熱量および分子量分布がそれぞれ所定値以上のポリエチレンフィルムのことを、特定のポリエチレンフィルムとする場合がある。以下、特定のポリエチレンフィルムを用いる理由について、説明する。
【００２１】
真空断熱材用外包材において、水蒸気等のガスは、プラスチックフィルム内の非晶領域、具体的には、非晶領域において高分子鎖の熱運動により生じた隙間を透過していると推量される。結晶融解熱量が所定値以上のポリエチレンフィルムは、結晶領域の割合（結晶化度）が高く、構造欠陥が少ない緻密な内部構造を有すると考えられ、高温高湿環境下において水蒸気を透過しにくいと推量される。上記理由より、真空断熱材用外包材における熱溶着可能なフィルムとして、このような結晶融解熱量が所定値以上のポリエチレンフィルムを用いることで、上記真空断熱材用外包材は、高温高湿環境下においてより高い水蒸気バリア性能を発揮することができると考えられる。
【００２２】
また、本発明者等は、水蒸気バリア性能が良好な真空断熱材用外包材を用いた真空断熱材が、高温高湿環境下において長期間断熱性能を保持できない場合があることを見出した。上記の場合が生じる理由については確かではないが、ポリエチレンフィルム内の結晶領域の大きさのばらつき程度によっては、熱圧を受け再結晶化した後のポリエチレンフィルムの緻密性が劣り、高温高湿環境下においてシール端部の端面から水蒸気が透過しやすくなるためと推量される。
【００２３】
図２（ａ）〜（ｃ）は、真空断熱材用外包材１０Ａおよび１０Ｂのシール端部２２を説明する説明図であり、図２（ａ）はシール端部２２の断面図である。図２（ａ）で例示するように、シール端部２２の表面２２ｂからの水蒸気の透過は、熱溶着可能なフィルム１Ａ、１Ｂであるポリエチレンフィルムよりも外側に配置されるガスバリア層２Ａ、２Ｂにより抑制可能である。そのため、シール端部の表面からの水蒸気透過性に対しては、ポリエチレンフィルムの緻密性はそこまで大きく寄与しないと推量される。一方、シール端部２２の端面２２ａでは、熱溶着可能なフィルム１Ａ、１Ｂであるポリエチレンフィルムが露出した状態にある。そのため、シール端部の端面からの水蒸気透過性に対しては、ポリエチレンフィルムの緻密性が大きくと寄与すると推量される。
【００２４】
そこで、本発明者等は、ポリエチレンフィルムについて、結晶融解熱量を所定値以上にすることに加えて、さらに分子量分布を所定値以上とすることで、熱圧を受け再結晶化した後のポリエチレンフィルムの緻密性を高め、シール端部の端面からの水蒸気の透過を抑制するに至った。
【００２５】
すなわち、ポリエチレンフィルムの分子量分布を所定値以上とすることで、ポリマーの分子量幅が広範囲となり、結晶領域の大きさも広範囲になると推量される。このようなポリエチレンフィルムが熱圧を受けると、分子が流動するとともに非晶領域の高分子鎖の熱運動により隙間が生じ、冷却により再結晶化する際に小さい結晶領域がその隙間を埋めることで非晶領域が小さくなり、その結果、ポリエチレンフィルム内において緻密性が高まると推量される。真空断熱材を形成する過程においては、芯材を封入するために、芯材を介して対向する真空断熱材用外包材の周縁を熱溶着により接合するヒートシール工程が含まれる。ヒートシール工程では、真空断熱材用外包材は熱圧を受けるため、分子量分布が所定値以上のポリエチレンフィルムを真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルムに用いることで、真空断熱材を製造する際のヒートシール工程においても上述した現象が生じると推量される。そして、ヒートシール工程を経ることで、熱溶着可能なフィルムは、大小の結晶領域が最密に充填された緻密性の高いフィルムとなる結果、シール端部の端面から水蒸気が透過しにくくなると推量される（図２（ｂ））。また、分子量分布が所定値以上のポリエチレンフィルムを真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルムに用いることで、シール界面において流動性の高い低分子量のポリエチレン分子が良好に絡み合うと推量される。これにより対向する真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルム同士のなじみ性が高まる結果、シール界面に存在する隙間が小さくなるため、シール端部の端面から水蒸気が透過しにくくなると推量される。
【００２６】
一方、ポリエチレンフィルムの分子量分布が所定値を満たない場合、ポリマーの分子量幅が小さいため、結晶領域の大きさのばらつきも小さいと推量される。このようなポリエチレンフィルムを真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルムに用いると、熱溶着可能なフィルム同士を熱溶着により接合したときに、ポリエチレンフィルム内において結晶領域が最密に充填されず十分な緻密性が得られないため、外部の水蒸気が透過しやすいと推量される（図２（ｃ））。また、分子量分布が所定値を満たないポリエチレンフィルムを真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルムに用いる場合、シール界面においてポリエチレン分子の絡み合いが少なく、対向する真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルム同士のなじみ性が得られにくい結果、シール端部の端面から水蒸気が透過しやすくなると推量される。
【００２７】
なお、図２（ｂ）〜（ｃ）はシール端部２２の端面２２ａにおける熱溶着可能なフィルムの様子を説明する説明図である。図中の符号１Ａ、１Ｂは熱溶着可能なフィルムであるポリエチレンフィルムを示し、符号１ａはポリエチレンフィルム中の結晶領域を示し、符号Ｇは外部からの水蒸気を示す。なお、非晶領域については図示を省略する。また、破線Ｉはシール界面を示す。
【００２８】
熱溶着可能なフィルムとして用いられるポリエチレンフィルムは、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であればよく、中でも１５０Ｊ／ｇ以上であることが好ましく、１６０Ｊ／ｇ以上であることがより好ましい。ポリエチレンフィルムの結晶融解熱量を所定値以上とすることで、結晶化度の高いフィルムとなり、高温高湿環境下における真空断熱材用外包材の単体での水蒸気バリア性能を良好とすることができる。また、上記結晶融解熱量は、大きいほど好ましいが、その上限は、通常、１８０Ｊ／ｇである。上記上限とすることで、真空断熱材の製造において、真空断熱材用外包材同士を熱溶着により接合する際のシール温度が高くなりすぎるのを防ぐことができる。
【００２９】
ポリエチレンフィルムの結晶融解熱量は、ＪＩＳ Ｋ７１２２（１９９９）に準じて示差走査熱量測定（以下、ＤＳＣと称することがある。）を行い、窒素雰囲気下で加熱速度１０℃／分で−５０℃から２００℃まで昇温する第１昇温過程と、２００℃で５分間保持した後、冷却速度１０℃／分で−５０℃まで降温する降温過程と、−５０℃で１０分間保持した後、再び加熱速度１０℃／分で２００℃まで昇温する第２昇温過程と、を経て得られるサーモグラム（縦軸：熱量［Ｊ／ｇ］、横軸：温度［℃］）の、第２昇温過程の融解ピーク面積から算出される。融解ピーク面積とは、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）において、吸熱開始温度および吸熱終了温度を直線で結んだベースラインと溶融曲線とで囲まれた部分の面積をいい、上記ベースラインは、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）上の、低温側温度（０℃）でのサーモグラム吸熱量のデータ点および高温側温度（１７０℃）でのサーモグラム吸熱量のデータ点を結んだ直線とする。ＤＳＣの測定は、真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルムであるポリエチレンフィルムから採取した試料５ｍｇをアルミニウム製セルに入れて行う。測定に用いる示差走査熱量計としては、上市されているものから選択することができ、例えばＮＥＴＺＳＣＨ製「ＤＳＣ２０４」が挙げられる。
【００３０】
熱溶着可能なフィルムとして用いられるポリエチレンフィルムは、分子量分布が４．０以上であればよく、中でも５．０以上であることが好ましく、５．５以上であることがより好ましい。ポリエチレンフィルムの分子量分布を所定値以上とすることで、熱圧を受けた後再結晶化する際にポリエチレンフィルムの緻密性が高まり、高温高湿環境下において、シール端部の端面からの水蒸気の透過を抑制することができる。また、上記分子量分布は、大きいほど好ましいが、７．０以下であることが好ましく、６．５以下であることがより好ましく、６．０以下であることが特に好ましい。ポリエチレンフィルムの分子量分布を上記範囲内にすることで、シール後のポリエチレンフィルムの緻密性を維持しつつ、シール端部の端面からの水蒸気の透過を抑制することが可能となるからである。
【００３１】
ポリエチレンフィルムの分子量分布とは、ポリエチレンフィルムの重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）から算出した値であり、数平均分子量（Ｍｎ）に対する重量平均分子量（Ｍｗ）の比率（Ｍｗ／Ｍｎ）である。
【００３２】
重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定によるポリスチレン換算分子量であり、真空断熱材用外包材における熱溶着可能なフィルムとしてのポリエチレンフィルムから採取した試料を１４５℃のｏ−ジクロロベンゼンで静置１時間、攪拌１時間の条件で溶解し、フィルター孔径が０．５μｍのメンブレンフィルターおよびフィルター孔径が１．０μｍのメンブレンフィルターで加圧ろ過した後、下記の条件で測定した値とする。
（条件）
・装置：センシュー科学  ＳＳＣ−７１２０  ＨＴ−ＧＰＣ Ｓｙｓｔｅｍ
・サンプル量：溶媒３ｍＬに対してポリエチレンフィルムの試料３ｍｇ前後
・注入量：３００μＬ
・ガードカラム：ＨＴ−Ｇ
・カラム：ＨＴ−８０６Ｍ  ２本
・カラム温度：１４５℃
・移動相：ｏ−ジクロロベンゼン（０．０２５ｗｔ％ＢＨＴ含有）
・流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
・検出器：示差屈折計    
・分子量校正：ポリスチレン換算
【００３３】
上記熱溶着可能なフィルムは、特定のポリエチレンフィルムが１つの単層体であってもよく、特定のポリエチレンフィルムが２つ以上の多層体であってもよい。上記熱溶着可能なフィルムの総厚みは、対向する真空断熱材用外包材同士を接合したときに所望の接着力を得ることが出来る大きさであればよく、例えば１５μｍ以上１２０μｍ以下の範囲内、好ましくは、２５μｍ以上１１０μｍ以下の範囲内、より好ましくは３０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内とすることが出来る。
【００３４】
２．ガスバリア層
本開示におけるガスバリア層は、熱溶着可能なフィルムの一方の面側に配置される。ガスバリア層は、酸素や水蒸気等のガスに対するガスバリア性能を発揮することが可能な層であれば特に限定されない。このようなガスバリア層としては、例えば、金属箔であってもよく、ガスバリアフィルムであってもよい。ここで、本開示におけるガスバリアフィルムとは、樹脂基材と上記樹脂基材の少なくとも一方の面に配置されたガスバリア膜とを有する複合フィルムをいう。
【００３５】
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、チタン等が挙げられる。
【００３６】
ガスバリアフィルムは、主にガスバリア膜によりガスバリア性能を発揮することができる。ガスバリア膜は、上述した金属箔よりも薄厚である。ガスバリアフィルムのガスバリア膜としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、チタン等の金属または合金で形成された金属薄膜；ケイ素（シリカ）、アルミニウム、ステンレス、チタン、ニッケル、鉄、銅、マグネシウム、カルシウム、カリウム、錫、ナトリウム、ホウ素、鉛、亜鉛、ジルコニウム、イットリウム等の化合物で形成された無機化合物膜等が挙げられる。上記ガスバリア膜は、通常、樹脂基材の少なくとも一方の面と直接接するように形成される。上記ガスバリア膜は、コーティング等による塗布膜であっても良く、蒸着膜であってもよい。また、ガスバリアフィルムの樹脂基材としては、ガスバリア膜を支持することができれば特に限定されず、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン等の公知の樹脂フィルムが挙げられる。
【００３７】
本開示の真空断熱材用外包材は、ガスバリア層を少なくとも１つ有するが、２つ以上有していてもよい。中でもガスバリア層を３つ有することが好ましい。また、真空断熱材用外包材が有する複数のガスバリア層は、同じであってもよく、種類や層構成、材質等が異なってもよい。
【００３８】
３．任意の構成
本開示の真空断熱材用外包材は、厚み方向の他方の最外に保護フィルムを有することができる。保護フィルムを有することで、真空断熱材用外包材の厚み方向の他方の最外面を担うことができ、保護フィルム以外の構成部材を損傷や劣化から保護することができる。上記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を示す汎用の樹脂フィルムを用いることができ、例えばナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム等が挙げられる。上記保護フィルムの厚みは特に限定されず、適宜設定することができる。
【００３９】
本開示の真空断熱材用外包材は、接着剤層を有していてもよい。上記接着剤層は、例えば熱溶着可能なフィルムとガスバリア層との間、２つのガスバリア層の間、ガスバリア層と保護フィルムとの間に、位置することができる。上記接着剤層の材料としては、従来公知の感圧性接着剤、熱可塑性接着剤、硬化性接着剤等を用いることができる。
【００４０】
４．その他
本開示の真空断熱材用外包材は、特定のポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムとし、上記熱溶着可能なフィルムおよび少なくとも１つのガスバリア層を有していればよく、層構成は真空断熱材用外包材のガスバリア性に応じて適宜設計することができる。例えば、真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムと、３つのガスバリア層とを有することが好ましい。このような真空断熱材用外包材として具体的には、熱溶着可能なフィルムと、第１ガスバリア層と、第２ガスバリア層と、第３ガスバリア層と、をこの順に有する構成が好ましい。中でも、上記第１ガスバリア層、上記第２ガスバリア層、および上記第３ガスバリア層が、樹脂基材および樹脂基材の少なくとも一方にガスバリア膜を有するガスバリアフィルムであることが好ましく、特に上記第１ガスバリア層、上記第２ガスバリア層、および上記第３ガスバリア層が、ポリエチレンテレフタレート樹脂基材の少なくとも一方の面に金属アルミニウム膜を有するガスバリアフィルムであることが好ましい。
【００４１】
また、真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムと、２つのガスバリア層と、１つの保護フィルムとを有することが好ましい。このような真空断熱材用外包材として、例えば、熱溶着可能なフィルムと、第１ガスバリア層と、第２ガスバリア層と、保護フィルムと、をこの順に有する構成とすることができる。
【００４２】
本開示の真空断熱材用外包材は、水蒸気透過度が低いほど好ましく、例えば、０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好ましく、中でも０．０５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下、特に０．０１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好ましい。上記水蒸気透過度の値は、上記真空断熱材用外包材の初期水蒸気透過度とすることができる。
【００４３】
真空断熱材用外包材の水蒸気透過度は、ＩＳＯ １５１０６−５：２０１５（差圧法）に準拠して、水蒸気透過度測定装置を用いて、温度４０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件で測定した値とする。測定は、まず、所望のサイズに切り取った真空断熱材用外包材のサンプルを、厚み方向（積層方向）において対向する最外面のうち熱溶着可能なフィルムとは反対側の最外面が高湿度側（水蒸気供給側）となるようにして、上記装置の上室と下室との間に装着し、透過面積約５０ｃｍ２（透過領域：直径８ｃｍの円形）として温度４０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件で測定を行う。水蒸気透過度測定装置は、例えば、英国Ｔｅｃｈｎｏｌｏｘ社製の「ＤＥＬＴＡＰＥＲＭ」を用いることができる。水蒸気透過度の測定は、１つの真空断熱材用外包材につき、少なくとも３つのサンプルに対して行い、それらの測定値の平均をその条件での水蒸気透過度の値とする。
【００４４】
また、本開示の真空断熱材用外包材は、酸素透過度が低いほど好ましく、例えば、０．１ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましく、中でも０．０５ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがより好ましい。上記酸素透過度の値は、上記真空断熱材用外包材の初期酸素透過度とすることができる。
【００４５】
真空断熱材用外包材の酸素透過度は、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）を参考に、酸素ガス透過度測定装置を用いて、温度２３℃、湿度６０％ＲＨの条件で測定した値とする。測定は、まず所望のサイズに切り取った真空断熱材用外包材のサンプルを、厚み方向（積層方向）において対向する最外面のうち熱溶着可能なフィルムとは反対側の最外面が酸素ガスに接するように配置し、透過面積約５０ｃｍ２（透過領域：直径８ｃｍの円形）、キャリアガスおよび試験ガスの状態を温度２３℃、湿度６０％ＲＨの条件に調整して行う。上記測定は、キャリアガスを流量１０ｃｃ／分で６０分以上供給してパージしたのち、試験ガス（少なくとも９９．５％の乾燥酸素）を流し、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、測定を開始する。酸素ガス透過度測定装置としては、例えば、米国ＭＯＣＯＮ社製の「ＯＸＴＲＡＮ」を用いることができる。酸素透過度の測定は、１つの真空断熱材用外包材につき、少なくとも３つのサンプルに対して行い、それらの測定値の平均をその条件での酸素透過度の値とする。
【００４６】
本開示の真空断熱材用外包材の厚みは、特に限定されず、例えば３０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上とすることができ、また、２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下とすることができる。
【００４７】
５．製造方法
本開示の真空断熱材用外包材の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を予め成膜し、接着剤層を介して貼り合せるドライラミネーション法や、ガスバリア層の一方の面に直接または接着剤層を介して、熱溶着可能なフィルムを押出形成する方法等が挙げられる。
【００４８】
６．用途
本開示の真空断熱材用外包材は、真空断熱材において、芯材を覆う外包材として用いることができる。真空断熱材用外包材は、真空断熱材において、熱溶着可能なフィルムが芯材側となるようにして芯材を介して対向して配置され、周縁が熱溶着により接合されて用いられる。
【００４９】
Ｂ．真空断熱材
本開示の真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有するものであって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムとガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである。
【００５０】
図３（ａ）は、本開示の真空断熱材の一例を示す概略斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。なお、図３（ｂ）において、外包材の各構成部材については図示を省略する。図３（ａ）、（ｂ）に例示する真空断熱材２０は、芯材２１と、芯材２１を封入する外包材１０と、を有し、芯材２１を介して対向する一対の外包材１０の周縁が接合されてなるシール端部２２を有する。符号２２ａは、シール端部２２の端面を示す。外包材１０は、熱溶着可能なフィルムおよび熱溶着可能なフィルムの一方の面に配置されたガスバリア層を有し、熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである。本開示の真空断熱材２０は、外包材１０が特定のポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムとして有することで、シール端部２２の端面２２ａからの水蒸気の透過を抑制することができる。
【００５１】
本開示の真空断熱材によれば、芯材を封入する外包材が、上記「Ａ．真空断熱材用外包材」の項で説明した真空断熱材用外包材であることから、高温高湿環境下においても、シール端部の端面から真空断熱材内部へ水蒸気が透過するのを抑制することができ、長期間良好な断熱性能を発揮することができる。
【００５２】
以下、本開示の真空断熱材の各構成について説明する。
【００５３】
１．外包材
本開示の真空断熱材における外包材は、上記芯材を封入する部材である。本開示の真空断熱材における外包材は、上記「Ａ．真空断熱材用外包材」の項で説明した真空断熱材用外包材と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５４】
２．芯材
本開示の真空断熱材における芯材は、外包材により封入される部材である。なお、封入される（する）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（する）ことをいう。
【００５５】
上記芯材の材料は、熱伝導率が低いことが好ましく、無機材料であってもよく、有機材料であってもよく、有機材料と無機材料との混合物であってもよい。上記芯材の材料として具体的には、粉粒体、発泡樹脂、繊維等が挙げられ、これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５６】
３．その他
本開示の真空断熱材は、外包材の袋体の中に芯材が封入され、密閉された内部が減圧されて真空状態となっている。本開示の真空断熱材の内部の真空度は、例えば５Ｐａ以下であることが好ましい。内部に残存する空気の対流による熱伝導を低くすることができ、優れた断熱性を発揮することが可能となるからである。
【００５７】
本開示の真空断熱材は、熱伝導率が低い程好ましい。上記熱伝導率は、例えば５ｍＷ／(ｍ・Ｋ)以下であることが好ましい。熱を外部に伝導しにくくなり、高い断熱効果を奏することができるからである。中でも上記熱伝導率は、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。熱伝導率は、ＪＩＳ Ａ１４１２−２：１９９９に準拠し、高温側３０℃、低温側１０℃、平均温度２０℃の条件で測定した値とすることができる。
【００５８】
４．その他
本開示の真空断熱材の製造方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、上記「Ａ．真空断熱材用外包材」の項で説明した真空断熱材用外包材を２枚準備し、それぞれの熱溶着可能なフィルム同士を向き合わせて重ね、三辺の外縁を熱溶着により接合（ヒートシール）し、一辺が開口する袋体を得る。この袋体に、開口から芯材を入れた後、上記開口から空気を吸引し、袋体の内部が減圧された状態で開口を熱溶着により接合して封止することで、真空断熱材を得ることができる。
【００５９】
Ｃ．真空断熱材付き物品
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ものであって、上記真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有し、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムが、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上であり且つ分子量分布が４．０以上のポリエチレンフィルムである。
【００６０】
本開示の真空断熱材付き物品によれば、物品に備わる真空断熱材を構成する外包材が、上記「Ａ．真空断熱材用外包材」の項で説明したものであるため、高温高湿環境下においても、真空断熱材が長期間良好な断熱性能を発揮することができ、その結果、物品や物品が用いられる対象物の省エネルギー化を達成することができる。
【００６１】
以下、本開示の真空断熱材付き物品の各構成について説明する。なお、本開示の真空断熱材付き物品における真空断熱材、および上記真空断熱材に用いられる外包材については、上記「Ｂ．真空断熱材」および上記「Ａ．真空断熱材用外包材」の項で詳細に説明したため、ここでの説明は省略する。
【００６２】
本開示の真空断熱材付き物品における物品は、熱絶縁領域を有する。ここで上記熱絶縁領域とは、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。上記物品として、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、壁材、床材等の建築資材等が挙げられる。
【００６３】
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、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】
【００６４】
以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
【００６５】
実施例および比較例で用いた材料を以下に示す。
【００６６】
（熱溶着可能なフィルム）
・ポリエチレンフィルムＡ：ＬＬ−ＸＨＴ（フタムラ化学株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＢ：ＬＩＸ−０ Ｌ６１００（東洋紡株式会社）
・ポリエチレンフィルムＣ：ＵＨ−１（タマポリ株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＤ：ＤＳ−２（タマポリ株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＥ：ＶＣＳ（三井化学東セロ株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＦ：ＭＴＮＡＳ（フタムラ化学株式会社製）
【００６７】
（ガスバリアフィルムＡ〜Ｃ）
・片面に厚み６５ｎｍのアルミニウム膜（Ａｌ膜）が蒸着された厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム基材（東レフィルム加工株式会社製  ＶＭ−ＰＥＴ１５１９）
【００６８】
［評価１］
ポリエチレンフィルムＡ〜Ｆについて、下記の方法により結晶融解熱量、分子量分布および水蒸気透過度を測定した。その結果を下記表１に示す。
【００６９】
（結晶融解熱量）
ポリエチレンフィルムから採取した試料５ｍｇをアルミニウム製セルに入れ、示差走査熱量計（ＮＥＴＺＳＣＨ製、「ＤＳＣ２０４」）を用い、ＪＩＳ Ｋ７１２２に準じて示差走査熱量測定（以下、ＤＳＣと称することがある。）を行った。窒素雰囲気下で加熱速度１０℃／分で−５０℃から２００℃まで昇温し（第１昇温過程）、２００℃で５分間保持した後、冷却速度１０℃／分で−５０℃まで降温し、−５０℃で１０分間保持した後、再び加熱速度１０℃／分で２００℃まで昇温したとき（第２昇温過程）に得られるサーモグラム（縦軸：熱量［Ｊ／ｇ］、横軸：温度［℃］）の、第２昇温過程の融解ピーク面積を算出し、それを結晶融解熱量とした。融解ピーク面積は、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）において、吸熱開始温度および吸熱終了温度を直線で結んだベースラインと溶融曲線とで囲まれた部分の面積とし、上記ベースラインは、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）上の、０℃でのサーモグラム吸熱量のデータ点と１７０℃でのサーモグラム吸熱量のデータ点とを結んだ直線とした。
【００７０】
（分子量分布）
ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、ポリスチレン換算で算出したポリエチレンフィルムの重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）から分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出した。ポリエチレンフィルムの重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）は、ポリエチレンフィルムの試料を１４５℃のｏ−ジクロロベンゼンで静置１時間、攪拌１時間の条件で溶解し、フィルター孔径が０．５μｍのメンブレンフィルターおよびフィルター孔径が１．０μｍのメンブレンフィルターで加圧ろ過した後、下記の条件で測定した値とした。
（条件）
・装置：センシュー科学  ＳＳＣ−７１２０  ＨＴ−ＧＰＣ Ｓｙｓｔｅｍ
・サンプル量：溶媒３ｍＬに対してポリエチレンフィルムの試料３ｍｇ前後
・注入量：３００μＬ
・ガードカラム：ＨＴ−Ｇ
・カラム：ＨＴ−８０６Ｍ  ２本
・カラム温度：１４５℃
・移動相：ｏ−ジクロロベンゼン（０．０２５ｗｔ％ＢＨＴ含有）
・流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
・検出器：示差屈折計    
・分子量校正：ポリスチレン換算
【００７１】
（水蒸気透過度）
ポリエチレンフィルムの水蒸気透過度は、水蒸気透過度測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ Ｍｏｄｅｌ ３／３３Ｇ）を用いて、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、透過面積を約５０ｃｍ２として、温度４０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件で測定した。各ポリエチレンフィルムにつき、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ポリエチレンフィルムの水蒸気透過度の値とした。
【００７２】
【表１】
2019178767.tif 000003
【００７３】
[実施例１]
（真空断熱材用外包材の作製）
熱溶着可能なフィルムとしてポリエチレンフィルムＡを用い、ポリエチレンフィルムＡ、ガスバリアフィルムＡ、ガスバリアフィルムＢ、ガスバリアフィルムＣをこの順に有する真空断熱材用外包材を得た。ガスバリアフィルムＡは、Ａｌ膜がガスバリアフィルムＢ側を向く様に配置し、ガスバリアフィルムＢは、Ａｌ膜がポリエチレンフィルムＡ側を向く様に配置し、ガスバリアフィルムＣは、Ａｌ膜がポリエチレンフィルムＡ側を向く様に配置した。各フィルムは、接着剤層で接合した。接着剤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剤層を形成し、接着剤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剤層を間に挟んで加圧した。
【００７４】
（真空断熱材の作製）
実施例１で得られた真空断熱材用外包材（寸法：３６０ｍｍ×４５０ｍｍ）を２枚準備し、熱溶着可能なフィルム同士が向き合う様にして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製した。芯材として２９０ｍｍ×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。
【００７５】
[実施例２]
熱溶着可能なフィルムとしてポリエチレンフィルムＢを用いたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
【００７６】
[比較例１]
熱溶着可能なフィルムとしてポリエチレンフィルムＣを用いたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
【００７７】
[比較例２]
熱溶着可能なフィルムとしてポリエチレンフィルムＤを用いたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
【００７８】
[比較例３]
熱溶着可能なフィルムとしてポリエチレンフィルムＥを用いたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
【００７９】
[比較例４]
熱溶着可能なフィルムとしてポリエチレンフィルムＦを用いたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
【００８０】
[評価２]
実施例１〜２および比較例１〜４で得た真空断熱材を、温度７０℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気で３０日保管した後、熱伝導率測定装置（オートラムダＨＣ−０７４、英弘精機社製）を用いて、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））に準拠して熱伝導率を測定した。測定は、真空断熱材の主面が上下方向を向くように配置して下記の条件で行った。各実施例および比較例につき、少なくとも３つのサンプルを用いて測定し、それらの測定値の平均をその実施例または比較例の真空断熱材の湿熱劣化後の熱伝導率とした。
（熱伝導率の測定条件）
・試験の定常に要する時間：１５分以上
・標準板：ＥＰＳ
・高温面の温度：３０℃
・低温面の温度：１０℃
・測定試料の平均温度：２０℃
【００８１】
【表２】
2019178767.tif 000004
【００８２】
上記表１および表２より、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上のポリエチレンフィルムＡ〜Ｃは、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ未満のポリエチレンフィルムＤ〜Ｆと比較して、水蒸気透過度が低かった。よって、熱溶着可能なフィルム以外の真空断熱材用外包材の各構成部材および層構成が同一であれば、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上のポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムに用いた真空断熱材用外包材（実施例１〜２および比較例１）の方が、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上未満のポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムに用いた真空断熱材用外包材（比較例２〜４）よりも、初期水蒸気バリア性能が高いこと推量される。
【００８３】
また、実施例１〜２と比較例１との対比から、実施例１〜２の真空断熱材は、湿熱劣化後の熱伝導率が比較例１の真空断熱材と比較して低い結果となった。この結果は、芯材を封入する真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルムとして、結晶融解熱量が１４０Ｊ／ｇ以上のポリエチレンフィルムのなかでも、分子量分布が４．０以上のものを用いたことで、真空断熱材のシール端部の端面からの水蒸気の透過が抑制され、内部真空状態が維持されたためと推量される。
【符号の説明】
【００８４】
１  …  熱溶着可能なフィルム
２  …  ガスバリア層
１１  …  基材
１２  …  ガスバリア膜
１０  …  真空断熱材用外包材
２０  …  真空断熱材
２１  …  芯材
２２  …  シール端部
２２ａ  …  シール端部の端面
【図１】
2019178767.tif 000005
【図２】
2019178767.tif 000006
【図３】
2019178767.tif 000007