(57)【要約】      （修正有）【課題】真空断熱材を形成する際に、芯材との接触により破損しにくい真空断熱材用外包材、およびこれを用いた真空断熱材、ならびに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を少なくとも有する真空断熱材用外包材１０であって、上記熱溶着可能なフィルム１が、ポリプロピレンフィルムであり、上記熱溶着可能なフィルム１の上記ガスバリア層２とは反対側の面の動摩擦係数が０．５以下であり、且つ、押し込み弾性率が１．０ＧＰａ以上である、真空断熱材用外包材１０である。【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少なくとも有する真空断熱材用外包材であって、
前記熱溶着可能なフィルムが、ポリプロピレンフィルムであり、
前記熱溶着可能なフィルムの前記ガスバリア層とは反対側の面の動摩擦係数が０．５以下であり、且つ、押し込み弾性率が１．０ＧＰａ以上である、真空断熱材用外包材。
【請求項２】
芯材と、前記芯材が封入された外包材とを有する真空断熱材であって、
前記外包材が請求項１に記載の真空断熱材用外包材である、真空断熱材。
【請求項３】
シート状の前記芯材が１以上封入されている、請求項２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
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外包材とを有し、
前記外包材が請求項１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、外包材の袋体内に芯材が配置され、上記袋体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、端部を接合して袋体を形成し、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、外包材としては、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１〜４）。
【０００４】
外包材の熱溶着可能なフィルムとしては、熱溶着が容易である等の理由から、ポリエチレン（ＰＥ）フィルムが主に用いられている。しかし、ＰＥフィルムは耐熱性が低く熱劣化し易いため、熱溶着可能なフィルムがＰＥフィルムである外包材は、高温環境での長期使用を想定した真空断熱材の形成には不向きである。一方で、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムは、ポリエチレンよりも高耐熱性を有し、熱溶着が比較的容易である。このため、熱溶着可能なフィルムがＰＰフィルムである外包材は、高温環境での長期使用を想定した真空断熱材の形成に好適に用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図４（ａ）〜（ｄ）に例示するように、２枚の外包材１０の端部１２を接合して形成した袋体の中に芯材１１を挿入し、内部を減圧Ａした後開口を封止して真空断熱材２０を形成する際に、熱溶着可能なフィルムと芯材とが接触して擦れる、芯材の材料が熱溶着可能なフィルムに突き刺さりピンホールが発生する、等により破損する場合がある。真空断熱材を構成する外包材が破損すると、破損部分からガスが侵入し、真空断熱材の内部の真空状態が損なわれるため、真空断熱材は断熱性能を長期間発揮することが困難となる。
【０００７】
本開示は、真空断熱材を形成する際に、芯材との接触により破損しにくい真空断熱材用外包材、およびこれを用いた真空断熱材、ならびに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】
【０００８】
本開示は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を少なくとも有する真空断熱材用外包材であって、上記熱溶着可能なフィルムが、ポリプロピレンフィルムであり、上記熱溶着可能なフィルムの上記ガスバリア層とは反対側の面の動摩擦係数が０．５以下であり、かつ、押し込み弾性率が１．０ＧＰａ以上である、真空断熱材用外包材を提供する。
【０００９】
また、本開示は、芯材と、上記芯材が封入された外包材とを有する真空断熱材であって、上記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。
【００１０】
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、芯材と、上記芯材が封入された外包材とを有し、上記外包材が上述した真空断熱材用外包材である、真空断熱材付き物品を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、真空断熱材を形成する際に、芯材との接触により破損しにくい真空断熱材用外包材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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斜視図および断面図である。
【図３】実施例１、５および比較例１〜２で得た真空断熱材の熱伝導率の経時変化を示すグラフである。
【図４】真空断熱材の製造方法の一例を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示は、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実施形態に含む。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。
【００１４】
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。
【００１５】
Ｉ．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少なくとも有する真空断熱材用外包材であって、上記熱溶着可能なフィルムが、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムであり、上記熱溶着可能なフィルムの上記ガスバリア層とは反対側の面の動摩擦係数が０．５以下であり、かつ、押し込み弾性率が１．０ＧＰａ以上である。
【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。本開示の外包材１０は、熱溶着可能なフィルム１およびガスバリア層２を有する。図１におけるガスバリア層２は、樹脂基材３と、樹脂基材３の少なくとも一方の面側に配置されるガスバリア膜４とを有するガスバリアフィルムである。熱溶着可能なフィルム１は、ＰＰフィルムであり、ガスバリア層２とは反対側の面の動摩擦係数が所定の範囲内にあり、かつ、押し込み弾性率が所定の範囲内にある。
【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として用いるＰＰフィルムの、ガスバリア層とは反対側の面、すなわち、真空断熱材を形成する際に芯材と接する面の動摩擦係数が、所定の範囲内にあることで、外包材の袋体の中に芯材を挿入する際に、外包材と芯材との間の滑り性が良好となり、擦れによる外包材の破損を抑制することができる。また、熱溶着可能なフィルムとして用いるＰＰフィルムの押し込み弾性率が、所定の範囲内にあることで、芯材の材料が熱溶着可能なフィルムに突き刺さってもピンホールが生じにくく破損を抑制することができる。このように、本開示の真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムであるＰＰフィルムが、ガスバリア層とは反対側の面において所定の動摩擦係数を有し、かつ上記ＰＰフィルムが所定の押し込み弾性率を有することで、真空断熱材を形成する際の芯材との接触による破損を防ぐことができ、得られる真空断熱材の断熱性能の低下を防ぐことができる。
【００１８】
以下、本開示の真空断熱材用外包材の構成、特性について詳細に説明する。
【００１９】
Ａ．熱溶着可能なフィルム
本開示の外包材における熱溶着可能なフィルムは、ＰＰフィルムであり、上記熱溶着可能なフィルムの上記ガスバリア層とは反対側の面の動摩擦係数が０．５以下であり、かつ、押し込み弾性率が１．０ＧＰａ以上である。本開示の外包材は、熱溶着可能なフィルムの一方の面側にガスバリア層が１つ以上積層されることから、熱溶着可能なフィルムのガスバリア層とは反対側の面とは、ガスバリア層が積層されない面であり、すなわち外包材の厚み方向における一方の最表面である。
【００２０】
１．特性
本開示の外包材における熱溶着可能なフィルムは、ガスバリア層とは反対側の面の動摩擦係数が所定の範囲内にあり、かつ、押し込み弾性率が所定の範囲内にある。
【００２１】
（１）動摩擦係数
本開示の外包材における熱溶着可能なフィルムは、ガスバリア層とは反対側の面の動摩擦係数が０．５以下である。中でも上記動摩擦係数は０．４５以下とすることができ、特に０．４以下とすることができる。また、上記動摩擦係数は０．１５以上とすることができ、中でも０．２以上とすることができる。熱溶着可能なフィルムの、ガスバリア層とは反対側の面の動摩擦係数を上記の範囲内とすることで、外包材の袋体の中に芯材を挿入する際に、外包材と芯材との間の滑り性が良好となり、挿入の際の、芯材と外包材との擦れによる破損を抑制することができる。
【００２２】
動摩擦係数はＪＩＳ Ｋ７１２５：１９９９（摩擦係数試験方法）に準拠した方法により測定することができる。動摩擦係数の測定方法は、例えば、荷重変動型摩擦摩耗試験システム（新東科学（株）社製  ＨＥＩＤＯＮ Ｔｙｐｅ ＨＨＳ２０００）や引張試験機（テンシロン万能試験機「ＲＴＣ−１２５０Ａ」）を用いて、直径１０ｍｍのステンレス剛球を用い、荷重２００ｇ、速度５ｍｍ／ｓｅｃの条件で測定することができる。動摩擦係数の値は、熱溶着可能なフィルムのガスバリア層とは反対側の面において、異なる位置で５点測定し、当該測定値の平均値とする。
【００２３】
なお、本開示の外包材が用いられた真空断熱材の場合、熱溶着可能なフィルムの、ガスバリア層とは反対側の面の動摩擦係数は、上記真空断熱材において外包材が熱溶着されていない領域（例えば、芯材と接する領域）から所望の大きさに試験片をサンプリングして、上記試験片における熱溶着可能なフィルムの、ガスバリア層とは反対側の面に対し、上述した測定方法により測定することができる。
【００２４】
（２）押し込み弾性率
本開示の外包材における熱溶着可能なフィルムは、押し込み弾性率が１．０ＧＰａ以上である。また、上記押し込み弾性率は１０．０ＧＰａ以下とすることができ、中でも５．０ＧＰａ以下とすることができる。熱溶着可能なフィルムの押し込み弾性率を上記の範囲内とすることで、芯材の材料が熱溶着可能なフィルムに突き刺さっても、ピンホールが生じにくく破損を抑制することができる。また、真空断熱材用外包材を折り曲げたときに、折り曲げ部分に応力が掛かることによるクラックの発生を防ぐことができる。
【００２５】
押し込み弾性率は、ＩＳＯ １４５７７:２０１５に準拠する方法により、超微小負荷硬さ試験機を用いて測定することができる。測定は、外包材から所望のサイズのサンプルを切り出し、熱溶着可能なフィルムの、ガスバリア層とは反対側の面または厚み方向の断面に対して、ビッカース圧子（対面角１３６°の正四角錐のダイヤモンド圧子）を装着させた超微小負荷硬さ試験機を用いて、押し込み速度０．１μｍ／秒、押し込み深さ２μｍ、保持時間５秒間、引き抜き速度０．１μｍ／秒の条件で行う。上記測定は、温度２３℃±２℃、湿度６０％ＲＨ±５％ＲＨの条件で行う。超微小硬さ試験機は、例えばピコデンターＨＭ５００（フィッシャー・インストルメンツ社製）を用いることができる。熱溶着可能なフィルムの断面において押し込み弾性率を測定する場合は、上記サンプルの外周を硬化樹脂で固めて固定し、固定したサンプルをダイヤモンドナイフで厚み方向に切断して、露出した熱溶着可能なフィルムの断面を測定する。また、熱溶着可能なフィルムのガスバリア層とは反対側の面において押し込み弾性率を測定する場合は、外包材の、熱溶着可能なフィルムと反対側の最外面を、硬化樹脂系接着剤で厚み１．１ｍｍの平坦なガラス板に固定して、熱溶着可能なフィルムの表面を測定する。押し込み弾性指数を算出する際の層の厚みは、切削断面の光学顕微鏡観察の計測により測定することができる。１つの条件では、外包材から切り出した１つのサンプルにおいて、熱溶着可能なフィルムのガスバリア層とは反対側の面または断面において、少なくとも異なる５箇所で測定し、それらの測定値の平均を、熱溶着可能なフィルムのその条件での押し込み弾性率の値とする。
【００２６】
（３）他の特性
本開示の外包材における熱溶着可能なフィルムは、上述した２つの特性を具備すればよいが、さらに、以下の特性を具備することができる。
【００２７】
（ａ）静摩擦係数
本開示の外包材における熱溶着可能なフィルムは、上記ガスバリア層とは反対側の面の静摩擦係数が、０．１５以上であることが好ましく、中でも０．２以上とすることができ、特に０．２５以上とすることができる。また、上記静摩擦係数の上限は特に限定されないが、例えば０．５以下とすることができる。熱溶着可能なフィルムの、ガスバリア層とは反対側の面の静摩擦係数を上記の範囲内とすることで、外包材の袋体の中に芯材を挿入する際に、外包材と芯材との間の滑り性が良好となり、挿入の際の、芯材と外包材との擦れや芯材の材料が外包材を突き刺すことによる破損を抑制することができる。
【００２８】
静摩擦係数は、ＪＩＳ Ｋ７１２５：１９９９（摩擦係数試験方法）に準拠した方法により測定することができる。測定は、荷重変動型摩擦摩耗試験システム（新東科学（株）社製  ＨＥＩＤＯＮ Ｔｙｐｅ ＨＨＳ２０００）や、引張試験機（テンシロン万能試験機「ＲＴＣ−１２５０Ａ」）を用いて、直径１０ｍｍのステンレス剛球を用い、荷重２００ｇ、速度５ｍｍ／ｓｅｃにて静摩擦係数を測定することができる。静摩擦係数の値は、熱溶着可能なフィルムのガスバリア層とは反対側の面において、異なる位置で５点測定し、当該測定値の平均値とする。
【００２９】
なお、本開示の外包材が用いられた真空断熱材の場合、熱溶着可能なフィルムの、ガスバリア層とは反対側の面の静摩擦係数は、上記真空断熱材において外包材が熱溶着されていない領域（例えば、芯材と接する領域）から所望の大きさに試験片をサンプリングして、上記試験片における熱溶着可能なフィルムの、ガスバリア層とは反対側の面に対し、上述した測定方法により測定することができる。
【００３０】
２．ＰＰフィルム
本開示の外包材において、熱溶着可能なフィルムはＰＰフィルムである。ＰＰフィルムは、ポリプロピレン樹脂を主成分とする樹脂フィルムである。なお、「主成分」とは、ＰＰフィルムの全質量に占めるポリプロピレン樹脂の割合が９０質量％以上であることを意味し、好ましくは９５質量％以上である。
【００３１】
ＰＰフィルムのポリプロピレン樹脂としては、例えば、プロピレン単独重合体であるホモポリプロピレン樹脂（ホモＰＰ）であってもよく、プロピレンとα‐オレフィンとのランダム共重合体であるランダムポリプロピレン樹脂（ランダムＰＰ）であってもよく、ブロック共重合体であるブロックポリプロピレン樹脂（ブロックＰＰ）であってもよい。上記ＰＰフィルムは、上述した各種ポリプロピレン樹脂の１種単独または２種以上含んでいてもよい。中でも、上述した特性を具備し易く、揮発ガス量が少ないことから、ＰＰフィルムは、ホモポリプロピレン樹脂を主成分とすること、すなわち熱溶着可能なフィルムがホモポリプロピレンフィルムであることが好ましい。
【００３２】
ＰＰフィルムは、ポリプロピレン樹脂の他に、アンチブロッキング剤、滑剤、難燃化剤、有機充填剤等の添加剤を含んでいてもよい。上記添加剤の含有量は例えばＰＰフィルムの全質量１００質量％に対して３質量％以下とすることができる。
【００３３】
ＰＰフィルムは、延伸されていてもよく、無延伸であってもよい。中でもヒートシール性に優れている観点から、延伸ＰＰフィルム（ＣＰＰフィルム）であることが好ましい。
【００３４】
ＰＰフィルムの厚みは、所望の特性や機能を発揮可能であれば特に限定されないが、例えば２０μｍ以上１００μｍ以下とすることができ、中でも２５μｍ以上９０μｍ以下とすることができ、特に３０μｍ以上８０μｍ以下とすることができる。上記厚みが上記範囲よりも大きいと、本開示の外包材を用いた真空断熱材において、接合端部の側面からガスが侵入しやすくなり、真空断熱材内部の真空度が損なわれる場合がある。一方、上記厚みが上記範囲よりも小さいと、接合部分において所望の接着力が得られない場合がある。
【００３５】
ＰＰフィルムは、ガスバリア層とは反対側の面において上述した動摩擦係数を具備可能となるように、表面処理がされていてもよい。表面処理の方法としては、一般に樹脂フィルムの表面改質に用いられる表面処理方法を用いることができ、例えば、コロナ処理、プラズマ処理等が挙げられる。
【００３６】
Ｂ．ガスバリア層
本開示の外包材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。上記ガスバリア層としては、ガスバリア性能を発揮可能な層であれば特に限定されず、例えば、金属箔、樹脂基材および上記樹脂基材の一方の面側に配置されたガスバリア膜を有するガスバリアフィルムが挙げられる。ガスバリア膜としては、ガスバリア性を発揮可能な薄膜であればよく、例えば、金属薄膜、無機化合物膜、有機−無機ハイブリッド膜等が挙げられる。金属箔、ならびにガスバリアフィルムにおける樹脂基材およびガスバリア膜は、公知のものを用いることができる。
【００３７】
Ｃ．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およびガスバリア層の他に、保護フィルムを有することができる。上記保護フィルムは、上記熱溶着可能なフィルムから最も離れた位置にあるガスバリア層の、熱溶着可能なフィルムとは反対側に有することができ、本開示の外包材の厚み方向（積層方向）において、熱溶着可能なフィルムとは反対側の最外面を担う層とすることができる。これにより、保護フィルム以外の外包材の構成部材を損傷や劣化から保護することができる。保護フィルムとしては、汎用の樹脂フィルムを用いることができ、中でも、熱溶着可能なフィルムよりも高融点の樹脂フィルムを用いることができる。
【００３８】
Ｄ．接着層
本開示の外包材は、外包材を構成する部材間に接着層を有することができる。外包材を構成する部材間としては、例えば、熱溶着可能なフィルムとガスバリア層との間、ガスバリア層と、それに隣接する他のガスバリア層との間、ガスバリア層と保護フィルムとの間等が挙げられる。上記接着層は、ラミネートに用いられる公知の接着剤を用いて形成することができる。上記接着剤としては、特に限定されないが、例えば感圧性接着剤、熱可塑性接着剤、硬化性接着剤等が挙げられる。
【００３９】
Ｅ．その他
本開示の外包材は、熱溶着可能なフィルムの一方の面側において、ガスバリア層を１つ以上有し、上述した特性を具備することが可能であれば、ガスバリア層の数（積層数）は特に限定されず、ガスバリア層の種類、仕様等に応じて適宜設定することができる。
【００４０】
本開示の外包材の厚みは、上述した特性を有することが可能であれば特に限定されず、例えば３０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下とすることができる。
【００４１】
本開示の外包材は、水蒸気透過度が低いほど好ましく、例えば水蒸気透過度が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）以下とすることができる。
【００４２】
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の条件で測定することができる。測定は、所望のサイズに切り取った外包材の、厚み方向に対向する２つの最外面を担う層のうち、一方の最外層である熱溶着可能なフィルムとは反対側の最外層の表面が高湿度側（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つの条件で少なくとも３つのサンプルについて行い、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。
【００４３】
本開示の外包材は、酸素透過度が低いほど好ましく、例えば酸素透過度が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）以下とすることができる。
【００４４】
酸素透過度は、ＪＩＳ Ｋ７１２６−２：２００６（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の条件で測定することができる。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。測定は、所望のサイズに切り取った外包材の、厚み方向に対向する２つの最外面を担う層のうち、一方の最外層である熱溶着可能なフィルムとは反対側の最外層の表面が酸素ガスに接するようにして上記装置内に装着し、透過面積約５０ｃｍ２（透過領域：直径８ｃｍの円形）として、キャリアガスおよび試験ガスの状態を温度２３℃、湿度６０％ＲＨの条件として測定を行う。上記測定の際、上記装置内にキャリアガスを流量１０ｃｃ／分で６０分以上供給してパージする。上記キャリアガスは５％程度水素を含む窒素ガスを用いることができる。パージ後、上記装置内に試験ガスを流し、流し始めてから平衡状態に達するまでの時間として１２時間を確保した後に測定する。試験ガスは少なくとも９９．５％の乾燥酸素を用いる。酸素透過度の測定は、１つの条件で少なくとも３つのサンプルについて行い、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。
【００４５】
本開示の外包材の製造方法としては、例えば、予め製造した各フィルムを上述した接着層を介して貼り合せる方法が挙げられる。また、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して外包材を製造してもよい。
【００４６】
本開示の外包材は、真空断熱材に用いることができる。真空断熱材において、本開示の外包材は、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して用いることができる。
【００４７】
II．真空断熱材
本開示の真空断熱材は、芯材と、上記芯材を封入する外包材とを有する真空断熱材であって、上記外包材が上述した「Ｉ．真空断熱材用外包材」の項で説明したものであることを特徴とする。
【００４８】
図２（ａ）および（ｂ）は、本開示の真空断熱材の一例を示す概略斜視図およびX−X線断面図である。図２（ａ）および（ｂ）に例示する真空断熱材２０は、芯材１１と、芯材１１を封入する外包材１０とを有し、外包材１０が、図１で説明した真空断熱材用外包材１０である。真空断熱材２０は、２枚の外包材１０が、それぞれの熱溶着可能なフィルムが向き合うように対向し、端部１２を熱溶着により接合した袋体となっており、袋体の中に芯材１１が封入され、袋体内部が減圧されている。
【００４９】
本開示の真空断熱材によれば、芯材を封入する外包材が、上述した「Ｉ．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り、外包材が芯材との接触により破損しにくいため、長期間、良好な断熱性能を発揮することができる。
【００５０】
以下、本開示の真空断熱材について、構成ごとに説明する。
【００５１】
１．外包材
本開示の真空断熱材における外包材は、芯材を封入する部材であり、上述の「Ｉ．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じであるため、ここでの説明は省略する。
【００５２】
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。
【００５３】
上記芯材は、熱伝導率が低い材料であればよく、例えば、粉粒体、発泡樹脂、繊維等が挙げられる。上記芯材は、上述した材料のうち１つの材料で形成されていてもよく、２以上の材料を混合して形成された複合材であってもよい。また、上記芯材は、無機材料からなるものであってもよく、有機材料からなるものであってもよく、有機材料からなるものと無機材料からなるものとの混合物であってもよい。
【００５４】
上記芯材は、粉粒体、発泡樹脂、繊維等の材料が外包材の袋体内に直接封入された非成形体であってもよく、粉粒体、発泡樹脂、繊維等の材料を所望の形状に成形した成形体であってもよい。中でも上記芯材は成形体であることが好ましく、成形体の中でも特にシート状であることが好ましい。シート状の芯材は、取り扱いが容易であるが、外包材を用いて形成された袋体に挿入する際に、外包材の熱溶着可能なフィルムの表面との接触面積が大きく、熱溶着可能なフィルムと芯材との接触による破損が生じやすい。このため、熱溶着可能なフィルムとの間の滑り性が特に要求され、「Ｉ．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用いることの効果がより発揮されるからである。
【００５５】
シート状の芯材とは、上述した材料をシート状に成形した成形体をいい、例えば、繊維を絡み合わせた繊維シート、発泡樹脂を発泡して形成した発泡シート、粉粒体を熱圧成形して形成した粉粒体シート等が挙げられる。中でも繊維シートが好ましい。真空断熱材の熱伝導率が低くできるからである。シート状の芯材の１つあたりの厚みについて、真空断熱材の断熱性能やシート状の芯材の積層数に応じて適宜設定することができる。
【００５６】
本開示の真空断熱材は、シート状の芯材が１以上封入されていればよく、真空断熱材におけるシート状の芯材は、１つであってもよく、２つ以上であってもよい。シート状の芯材が２つ以上の場合は、本開示の真空断熱材は、上記２つ以上のシート状の芯材を積層した積層体を封入することができ、２つ以上のシート状の芯材からなる積層体の積層数は、真空断熱材に要求される断熱性能や、シート状の芯材の１つあたりの厚みに応じて適宜設定することができる。
【００５７】
３．真空断熱材
本開示の真空断熱材は、外包材の内部に芯材が封入され、上記内部が減圧されて真空状態となっている。真空断熱材内部の真空度は、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。
【００５８】
真空断熱材の熱伝導率は、低い程好ましく、例えば、熱伝導率が５ｍＷ／(ｍＫ)以下であることが好ましい。真空断熱材が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／(ｍＫ)以下であることがより好ましく、３ｍＷ／(ｍＫ)以下であることがさらに好ましい。
【００５９】
熱伝導率は、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熱流計法により測定された値とすることができる。上記熱伝導率測定装置は、例えば、熱伝導率測定装置オートラムダ（製品名：ＨＣ−０７４、英弘精機製）を用いることができる。測定は、以下の条件で、測定試料（真空断熱材）の両方の主面が上下方向を向くように配置して行う。熱伝導率測定前に、測定試料の温度が測定環境温度と等しくなっているかを、熱流計などを使用して予め測定しておくことが好ましい。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。
（熱伝導率の測定条件）
・測定試料：幅２９ｃｍ±０．５ｃｍ、長さ３０ｃｍ±０．５ｃｍ
・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℃
・測定試料の平均温度：２０℃
【００６０】
４．その他
本開示の真空断熱材の製造方法は、一般的な真空断熱材の製造方法を用いることができる。例えば、上述した「Ｉ．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封止することで、真空断熱材を得ることができる。
【００６１】
III．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真空断熱材付き物品であって、上記真空断熱材が、芯材と、芯材が封入された外包材とを有し、上記外包材が、上述の「Ｉ．真空断熱材用外包材」の項で説明したものである。
【００６２】
本開示の真空断熱材付き物品によれば、物品に用いられる真空断熱材を構成する外包材が、「Ｉ．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り、上記真空断熱材は、外包材が芯材との接触により破損しにくいため、長期間良好な断熱性能を発揮することが可能である。物品がこのような真空断熱材を備えることで、高温高湿環境となる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。
【００６３】
本開示における真空断熱材、およびそれに用いられる外包材については、上述した「II．真空断熱材」および「Ｉ．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。
【００６４】
本開示における物品は、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。
【実施例】
【００６５】
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。
【００６６】
［準備］
実施例１〜５および比較例１〜２で用いた各部材の詳細は下記の通りである。
・熱溶着可能なフィルムＡ：無延伸ＰＰフィルム（厚み：５０μｍ、製品名：ＳＣ、三井化学東セロ社製）
・熱溶着可能なフィルムＢ：無延伸ＰＰフィルム（厚み：５０μｍ、製品名：Ｐ１１２８、東洋紡社製）
・熱溶着可能なフィルムＣ：無延伸ＰＰフィルム（厚み：５０μｍ、製品名：Ｐ１１１１、東洋紡社製）
・熱溶着可能なフィルムＤ：無延伸ＰＰフィルム（厚み：５０μｍ、製品名：ＧＬＣ、三井化学東セロ社製）
・熱溶着可能なフィルムＥ：無延伸ＰＰフィルム（厚み：５０μｍ、製品名：トレファン３３０１、東レフィルム加工社製）
・熱溶着可能なフィルムＦ：無延伸ＰＰフィルム（厚み：５０μｍ、製品名：トレファン３９５１、東レフィルム加工社製）
・熱溶着可能なフィルムＧ：無延伸ＰＰフィルム（厚み：５０μｍ、製品名：ＲＸＣ-２２、三井化学東セロ社製）
・ガスバリア層Ａ：アルミニウム箔（厚み６μｍ、製品名：８０２１、ＵＡＣＪ製箔社製）
・保護フィルムＡ：ナイロンフィルム（厚み：２５μｍ、製品名：エンブレムＯＮＢＣ、ユニチカ社製）
・保護フィルムＢ：ＰＥＴフィルム（厚み：１２μｍ、製品名：エンブレットＰＴＭＢ、ユニチカ社製）
・接着剤Ａ：ポリエステルを主成分とする主剤、脂肪族系ポリイソシアネートを含む硬化剤、および酢酸エチルを、重量配合比が主剤：硬化剤：酢酸エチル＝１０：１：１０となるように混合した、２液硬化型接着剤
【００６７】
［実施例１］
熱溶着可能なフィルムＡ、ガスバリア層Ａ、保護フィルムＡ、保護フィルムＢをこの順で積層して外包材を得た。隣接する２つの部材間は、外包材において熱溶着可能なフィルム側となる一方の部材の面上に接着剤Ａを塗布量３．５ｇ／ｍ２となるようにダイコーターを用いて塗布して乾燥して接着層を形成し、他方の部材をラミネートすることにより積層した。
【００６８】
（真空断熱材の作製）
得られた外包材を２枚重ねて、矩形の３方向をヒートシールして１方向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、上記袋体に上記芯材を収納して、上記袋体内部を真空排気した。その後、上記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。
【００６９】
［実施例２］
熱溶着可能なフィルムＡに代えて熱溶着可能なフィルムＢを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で外包材を作製し、得られた外包材を用いて実施例１と同様にして真空断熱材を作製した。
【００７０】
［実施例３］
熱溶着可能なフィルムＡに代えて熱溶着可能なフィルムＣを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で外包材を作製し、得られた外包材を用いて実施例１と同様にして真空断熱材を作製した。
【００７１】
［実施例４］
熱溶着可能なフィルムＡに代えて熱溶着可能なフィルムＤを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で外包材を作製し、得られた外包材を用いて実施例１と同様にして真空断熱材を作製した。
【００７２】
［実施例５］
熱溶着可能なフィルムＡに代えて熱溶着可能なフィルムＥを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で外包材を作製し、得られた外包材を用いて実施例１と同様にして真空断熱材を作製した。
【００７３】
［比較例１］
熱溶着可能なフィルムＡに代えて熱溶着可能なフィルムＦを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で外包材を作製し、得られた外包材を用いて実施例１と同様にして真空断熱材を作製した。
【００７４】
［比較例２］
熱溶着可能なフィルムＡに代えて熱溶着可能なフィルムＧを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で外包材を作製し、得られた外包材を用いて実施例１と同様にして真空断熱材を作製した。
【００７５】
［評価１：摩擦係数の測定］
実施例１〜５および比較例１〜２で得た外包材について、熱溶着可能なフィルムのガスバリア層とは反対側の面の動摩擦係数および静摩擦係数を測定した。動摩擦係数および静摩擦係数の測定はそれぞれ、ＪＩＳ Ｋ７１２５：１９９９（摩擦係数試験方法）に準拠した方法により、荷重変動型摩擦摩耗試験システム（新東科学（株）社製  ＨＥＩＤＯＮ Ｔｙｐｅ ＨＨＳ２０００）を用い、直径１０ｍｍのステンレス剛球を用い、荷重２００ｇ、速度５ｍｍ／ｓｅｃの条件で測定した。動摩擦係数および静摩擦係数の値は、それぞれ熱溶着可能なフィルムのガスバリア層とは反対側の面において、異なる位置で５点測定し、当該測定値の平均値とした。結果を表１に示す。
【００７６】
［評価２：押し込み弾性率の測定］
実施例１〜５および比較例１〜２で得た外包材について、熱溶着可能なフィルムの押し込み弾性率を測定した。押し込み弾性率は、ＩＳＯ １４５７７:２０１５に準拠する方法により、超微小負荷硬さ試験機・ピコデンターＨＭ５００（フィッシャー・インストルメンツ社製）で、測定は外包材からサンプルを切り出し、熱溶着可能なフィルムのガスバリア層とは反対側の面に対して、ビッカース圧子（対面角１３６°の正四角錐のダイヤモンド圧子）を用いて、温度２３℃±２℃、湿度６０％ＲＨ±５％ＲＨで、押し込み速度０．１μｍ／秒、押し込み深さ２μｍ、保持時間５秒間、引き抜き速度０．１μｍ／秒の条件にて、異なる位置で５点測定し、当該測定値の平均値とした。結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
2019027444.tif 000003
【００７８】
［評価３：熱伝導率の測定］
実施例１〜５および比較例１〜２で得た真空断熱材について、「II．真空断熱材」の項で説明した方法に従い、熱伝導率（初期）を測定した。１つの条件では３つのサンプルを測定し、それらの測定値の平均を熱伝導率の値とした。結果を表２に示す。また、実施例１、５および比較例１〜２で得た真空断熱材について、「II．真空断熱材」の項で説明した方法に従い、温度９０℃、湿度無管理の環境下で、０時間から１０００時間までの保持過程に置き、上記保持過程中１００時間ごとに熱伝導率を経時で測定した。１つの条件では３つのサンプルを測定し、それらの測定値の平均を熱伝導率の値とした。結果を図３に示す。
【００７９】
【表２】
2019027444.tif 000004
【００８０】
［考察］
評価３の結果から、表２に示すように、実施例１〜５で得た真空断熱材の熱伝導率（初期）は、比較例１〜２で得た真空断熱材の熱伝導率（初期）よりも低い値を示した。また、図３に示すように、実施例１、５で得た真空断熱材は、比較例１〜２で得た真空断熱材と比較して、温度９０℃、湿度無管理の環境下での経時での熱伝導率の上昇が抑えられ、同じ経過時間において低い熱伝導率を示す結果が得られた。
【００８１】
実施例１〜５の真空断熱材と比較例１〜２の真空断熱材とは、真空断熱材を構成する外包材の熱溶着可能なフィルムが、実施例１〜５では、動摩擦係数および押し込み弾性率がそれぞれ所定の範囲にあるＰＰフィルムを用いたのに対し、比較例１〜２では、動摩擦係数および押し込み弾性率の少なくとも一方が所定の範囲にないＰＰフィルムを用いた点で相違する。よって、評価３の結果は、熱溶着可能なフィルムとして用いたＰＰフィルムの特性によるものと推量される。すなわち、実施例１〜５では、外包材におけるＰＰフィルムの動摩擦係数を０．５以下とすることで、真空断熱材の製造時に外包材の袋体の中に芯材を挿入する際に、擦れによる外包材の破損が抑制され、また、ＰＰフィルムの押し込み弾性率を１．０ＧＰａ以上とすることで、芯材がＰＰフィルムに突き刺さってもピンホールが生じにくくなったと推量される。そして、外包材の熱溶着可能なフィルムの表面の動摩擦係数および押し込み弾性率がそれぞれ所定の範囲である実施例１〜５においては、真空断熱材の製造時に熱溶着可能なフィルムと芯材との接触による欠陥が生じにくいことから、初期および経時での欠陥部分からのガスの侵入が抑制され、真空断熱材の内部の真空度の低下を長期間防ぐことができたと推量される。
【符号の説明】
【００８２】
１  …  熱溶着可能なフィルム
２  …  ガスバリア層
３  …  樹脂基材
４  …  ガスバリア膜
１０  …  真空断熱材用外包材
１１  …  芯材
１２  …  端部
２０  …  真空断熱材
【図１】
2019027444.tif 000005
【図２】
2019027444.tif 000006
【図３】
2019027444.tif 000007
【図４】
2019027444.tif 000008