(57)【要約】【課題】外装体からの熱移動によるヒートブリッジ現象が少なく、外装体のガスバリア性がよく長期にわたって断熱性能が良好で、しかも、低コストで経済性に優れる真空断熱材を提供する。【解決手段】断熱性コア材１２を表裏の外装体１１内に封入し、内部を真空排気した真空断熱材において、表裏の外装体が積層構成からなり、積層構成中に、基材プラスチックフィルム層／セラミック蒸着層構成の透明バリアフィルム層を、バリア層として一層有し、透明バリアフィルム層が、蒸着層を蒸着する前に、ホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理を施す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性コア材を表裏の外装体内に封入し、内部を真空排気した真空断熱材において、前記表裏の外装体が積層構成からなり、該積層構成中に、基材プラスチックフィルム層／セラミック蒸着層構成の透明バリアフィルム層を、バリア層として一層有し、前記透明バリアフィルム層が、蒸着層を蒸着する前に、ホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施されてい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、冷蔵庫、自動販売機、ジャーポットなどの保冷・保温機器に取り付けて、断熱効果を発揮する真空断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷蔵庫、自動販売機、ジャーポットなどの保冷・保温機器には、種々の断熱材が使用されており、特に、断熱性能の優れた断熱材としては、断熱性コア材を外装体内に封入し、内部を真空排気した構成の真空断熱材が使用されていた。この外装体は、外部からのガス（空気）の侵入を防ぎ、内部を長期真空状態に保持するために、ガスバリア性に優れたものである必要があった。そこで、従来は、高いバリア性を付与するために、バリア層として、６〜２０μｍ程度の厚みのアルミニウム箔層を構成層中にもつ外装材が用いられていた。
【０００３】
しかし、アルミニウム箔層を構成層中にもつ外装材は、ガスバリア性には優れているが、アルミニウム自体の熱伝導率が高いため、アルミニウム箔層を介して熱が伝わり、断熱効果が低下する、所謂、ヒートブリッジ現象の問題があった。このヒートブリッジ現象を解決するために、バリア層として、アルミニウム箔層の代わりに、比較的に熱伝導率が小さいステンレス箔層を用いる方法（例えば、特許文献１参照）、ガラス蒸着膜層を用いる方法（例えば、特許文献２参照）、セラミック蒸着層を用いる方法（例えば、特許文献３参照）などが知られていた。また、構成中に、セラミック蒸着層をバリア層とする、基材プラスチックフィルムにホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施してセラミック蒸着した透明バリアフィルムを二層設けて、ヒートブリッジの問題の解決とバリア性の確保を行っていた。
【特許文献１】特開平８−１５９３７６号公報
【特許文献２】特開平７−１１３４９３号公報
【特許文献３】特開平８−１５２２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バリア層としてステンレス箔層を用いた方法では、なお、ステンレスの熱伝導率が高いため、ヒートブリッジ現象の低減が不十分であった。また、バリア層としてガラス蒸着膜層を用いた方法やセラミック蒸着フィルム層を用いる方法は、ヒートブリッジ現象の低減は十分であったが、ガスバリア性が不十分であり、長期間にわたって真空状態を保つことが不可能であった。また、セラミック蒸着層をバリア層とする透明バリアフィルムを構成中に二層設けたものは、コストが高くなったため、ユーザー側からコストの低減及び構成の合理化が要望されていた。
【０００５】
本発明は、上述の従来の真空断熱材における問題点を解決したものであり、ヒートブリッジ現象が少なく、長期にわたって断熱性能が良好で、しかも、低コストで経済性に優れる真空断熱材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明の発明は、断熱性コア材を表裏の外装体内に封入し、内部を真空排気した真空断熱材において、表裏の外装体が積層構成からなり、この積層構成中に、基材プ
ラスチックフィルム層／セラミック蒸着層構成の透明バリアフィルム層を、バリア層として一層有し、透明バリアフィルム層が、蒸着層を蒸着する前に、ホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施されていることを特徴とする真空断熱材である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の真空断熱材は、表裏の外装体の積層構成中に、基材プラスチックフィルム層／セラミック蒸着層構成の透明蒸着フィルム層をバリア層として一層有するものであり、この透明蒸着フィルム層は、アルミニウム箔層と比較して熱の伝導が悪い。このため、本発明の真空断熱材は、アルミニウム箔層をバリア層として有する積層フィルムを、表裏の外装体に用いた従来の真空断熱材と比較して、外装体を通しての熱移動が少なく、従って、断熱効果が低下するヒートブリッジ現象が少ない。
【０００８】
また、本発明の真空断熱材の外装体のバリア層として用いる透明蒸着フィルムは、真空引きや折り曲げなどによるバリア性劣化を防止するために、基材プラスチックフィルムにアンカーコートを施した後に、セラミック蒸着加工を行ったものであり、外装体のガスバリア性が高く、長期にわたって内部の真空状態が保たれ、断熱性能が良好に長期にわたって維持される。
【０００９】
また、本発明の真空断熱材の外装体は、バリア層として透明蒸着フィルム層を一層だけ設けるものであるので、低コストで経済性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の真空断熱材（１０）は、図１（ａ）に示すように、表裏の外装体（１１）内に断熱性コア材（１２）を真空排気して封入するものである。表裏の外装体は、積層構成であり、この積層構成中に、図３に示す基材プラスチックフィルム層（１４１）／アンカーコート層（１４２）／セラミック蒸着層（１４３）構成の透明蒸着フィルム層（１４０）を、バリア層として一層設けるものである。透明蒸着フィルムとしては、基材プラスチックフィルムにホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施してセラミック蒸着した透明バリアフィルムを用い、外装体の構成例としては、〔外側〕基材プラスチックフィルムにホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施してセラミック蒸着した透明バリアフィルム層／ナイロンフィルム層／高密度ポリエチレンフィルム〔コア材側〕構成、ナイロンフィルム層／基材プラスチックフィルムにホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施してセラミック蒸着した透明バリアフィルム層／高密度ポリエチレンフィルム〔コア材側〕構成、ナイロンフィルム層／基材プラスチックフィルムにホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施してセラミック蒸着した透明バリアフィルム層／ナイロンフィルム層／高密度ポリエチレンフィルム〔コア材側〕構成などがある。なお、積層フィルムのコア材側に用いられる高密度ポリエチレン層は、シーラント層であり、真空断熱材の端面からのバリア低下を防止して真空度維持のために、密度０．９４１〜０．９６５の高密度ポリエチレンが用いられる。また、ナイロンフィルム層は、耐ピンホール性を付与するために用いるものである。また、断熱性コア材としては、粉末シリカ成形体、珪酸カルシウム成形体、ポリウレタンフォームなどが使用される。
【００１１】
また、基材プラスチックフィルムにホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施してセラミック蒸着した透明バリアフィルムは、アルミニューム箔並みのバリア性を有している。基材プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどが使用され、プラズマ処理は、アルゴン、窒素、酸素及び水素からなる群から選択される少なくとも１種を使用し、ホロアノードプラズマ処理を用いた特殊プラズマによるプラズマ処理を行うものである。蒸着に使用する無機酸化物としては
、珪素、アルミニュームなどの酸化物が使用され、蒸着方法としては、真空蒸着などの物理蒸着法やシロキサン化合物などの原料ガスを用いた化学蒸着法が用いられる。また、アンカーコート剤としては、有機官能基を有するシランカップリング剤、あるいはその加水分解物と、ポリオールおよびイソシアネート化合物などの複合物である。塗工方法は、グラビア印刷などの印刷方式やロールコートなどの塗布方式により行われる。
【実施例】
【００１２】
＜実施例１＞
まず、１２μｍ厚のバリアフィルムである基材プラスチックフィルムにホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施して、酸化アルミニュームを約２００ｎｍ厚さ蒸着した透明バリアフィルムに、ウレタン系接着剤を３ｇ／ｍ2 塗布して２５μｍ厚のナイロンフィルムを貼り合わせ、この２層の積層フィルムのナイロンフィルム面に、ウレタン系接着剤を３ｇ／ｍ2 塗布して５０μｍ厚の高密度ポリエチレンフィルムを貼り合わせて、図１（ｂ）に示す〔外側〕基材プラスチックフィルムにホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施して、酸化アルミニュームを約２００ｎｍ厚さ蒸着した透明バリアフィルム層（１１１）／接着剤層（１１４）／ナイロンフィルム層（１１２）／接着剤層（１１５）／高密度ポリエチレンフィルム層（１１３）〔コア材側〕構成の積層フィルムＡ（１１０）を作製し、次に、この積層フィルムＡを用いて外装体用の三方シール袋を作製し、この外装体用の三方シール袋に、断熱コア材として粉末シリカの成形体を真空密封して図１（ａ）に示す実施例１の真空断熱材（１０）を作製した。
【００１３】
＜比較例１＞
まず、１２μｍ厚のバリアフィルムである基材プラスチックフィルムに酸化アルミニュームを約２００ｎｍ厚さ蒸着した透明バリアフィルムに、ウレタン系接着材を３ｇ／ｍ2 塗布して２５μｍ厚のナイロンフィルムを貼り合わせ、この２層の積層フィルムのナイロンフィルム面に、ウレタン系接着材を３ｇ／ｍ2 塗布して１２μｍ厚の基材プラスチックフィルムに酸化アルミニュームを約２００ｎｍ厚さ蒸着した透明バリアフィルムを貼り合わせ、この３層の積層フィルムの基材プラスチックフィルムに酸化アルミニュームを約２００ｎｍ厚さ蒸着した透明バリアフィルム面に、ウレタン系接着材を３ｇ／ｍ2 塗布して５０μｍ厚の高密度ポリエチレンを貼り合わせて、図２（ａ）に示す〔外側〕基材プラスチックフィルムに酸化アルミニュームを約２００ｎｍ厚さ蒸着した透明バリアフィルム層（１２１）／接着剤層（１２５）／ナイロンフィルム層（１２２）／接着剤層（１２６）／基材プラスチックフィルムに酸化アルミニュームを約２００ｎｍ厚さ蒸着した透明バリアフィルム層（１２３）／接着剤層（１２７）／高密度ポリエチレンフィルム層（１２４）〔コア材側〕構成の積層フィルムＢ（１２０）を作製し、次に、実施例１と同様に、この積層フィルムＢを用いて外装体用の三方シール袋を作製し、この外装体用の三方シール袋に、断熱コア材として粉末シリカの成形体を真空密封して比較例１の真空断熱材を作製した。
【００１４】
＜比較例２＞
まず、１２μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに、ウレタン系接着剤を３ｇ／ｍ2 塗布して１５μｍ厚のナイロンフィルムを貼り合わせ、この２層の積層フィルムのナイロンフィルム面に、ウレタン系接着剤を３ｇ／ｍ2 塗布して６μｍ厚のアルミニウム箔を貼り合わせて、この３層の積層フィルムのアルミニウム箔を面に、ウレタン系接着材を３ｇ／ｍ2 塗布して５０μｍ厚の高密度ポリエチレンを貼り合わせて、図２（ｂ）に示す〔外側〕ポリエチレンテレフタレートフィルム層（１３１）／接着剤層（１３５）／ナイロンフィルム層（１３２）／接着剤層（１３６）／アルミニウム箔層（１３３）／接着剤層（１３７）／高密度ポリエチレンフィルム層（１３４）〔コア材側〕構成の積層フィルムＣ（１３０）を作製し（図中、１３４は接着材層）、次に、実施例１と同様に、この
積層フィルムＣを用いて外装体用の三方シール袋を作製し、この外装体用の三方シール袋に、断熱コア材として粉末シリカの成形体を真空密封して比較例２の真空断熱材を作製した。
【００１５】
＜比較評価＞
次に、実施例１、比較例１及び比較例２の３種類の真空断熱材について、その特性及びコストの比較評価をした。その評価結果を表１及び表２に示す。表１は、真空断熱材のガスバリア性及び熱伝導性の評価結果であり、表２は、外装体の積層フィルムの防湿性及びコストの評価結果である。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
【表２】
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表１の各種真空断熱材の特性評価結果に示されているように、外装体のバリア層に基材プラスチックフィルムにホロアノードプラズマ処理器を用いた特殊プラズマによるプラズマ前処理が施して、酸化アルミニュームを約２００ｎｍ厚さ蒸着した透明バリアフィルム層を一層設けた実施例１の真空断熱材と、外装体のバリア層に基材プラスチックフィルムに酸化アルミニュームを約２００ｎｍ厚さ蒸着した透明バリアフィルム層を二層設けた比較例１の真空断熱材は、バリア性が良好で、熱伝導性が小さかった。外装体のバリア層にアルミニューム箔層を一層設けた比較例２の真空断熱材は、バリア性が極めて良好であったが、熱伝導性が大きかった。従って、実施例１の真空断熱材及び比較例１の真空断熱材は、外装体を通して熱移動により断熱効果が低下するヒートブリッジ現象が少ない。
【００１８】
また、表２の積層フィルムの特性評価結果に示されているように、実施例１の真空断熱材の外装体である積層フィルムＡと、比較例１の真空断熱材の外装体である積層フィルムＢは、比較例２の真空断熱材の外装体である積層フィルムＣと比較して防湿性が極めて良好であった。しかし、生産費用において、積層フィルムＡはコストが低く、積層フィルムＢはコストが高かった。
【００１９】
上記の評価結果から、実施例１の真空断熱材は、外装体からの熱の移動により断熱効果が低下する、所謂、ヒートブリッジ現象が少なく、また、外装体内部の真空状態が長期にわたって保たれて断熱性能が維持され、しかも低コストで生産できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は、実施例１の真空断熱材の構造を示す断面図であり、（ｂ）は、その外装体に用いられる積層フィルムＡの構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、比較例１の真空断熱材の外装体に用いられる積層フィルムＢの構成を示す断面図であり、（ｂ）は、比較例２の真空断熱材の外装体に用いられる積層フィルムＣの構成を示す断面図である。
【図３】ＧＸフィルム改の一例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０……真空断熱材
１１……外装体
１２……断熱コア材
１１０……積層フィルムＡ
１１１，１２１，１２３……透明バリアフィルム層
１１２，１２２，１３２……ナイロンフィルム層
１１３，１２４，１３４……高密度ポリエチレンフィルム層
１１４，１１５，１２５，１２６，１２７，１３５，１３６，１３７……接着剤層
１２０……積層フィルムＢ
１３０……積層フィルムＣ
１３１……ポリエチレンテレフタレートフィルム層
１３３……アルミニューム箔層
１４０……透明蒸着フィルム層
１４１……基材プラスチックフィルム層
１４２……アンカーコート層
１４３……セラミック蒸着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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