(57)【要約】  【課題】真空断熱材において、外被材のラミネート構成にアルミ箔を使用する場合において、アルミ箔を厚肉化することなく、ピンホールやクラックの発生を抑制することによって、バリア性を確保し、長期に渡って断熱性能を確保する。  【解決手段】真空断熱材の外被材１８は、ラミネートフィルムからなり、その構成中にアルミ箔２１を含む。アルミ箔２１を、鉄を０．７ｗｔ％以上１．７ｗｔ％以下、ケイ素を０．０５ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下含有するアルミニウム合金箔とすることにより、結晶を微細化、構造を均質化し、延伸展伸性を向上する。ひれ折りや真空断熱材の溝加工や折り曲げ加工など外被材に大きな負荷がかかる場合においても、アルミ箔のクラック発生を抑制、バリア性を確保する。【選択図】図２
2008093933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも芯材と、前記芯材を被覆するラミネートフィルムからなる外被材とを備え前記外被材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外被材がラミネート構成に金属箔を有し、前記金属箔が、鉄を０．７ｗｔ％以上１．７ｗｔ％以下、ケイ素を０．０５ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下含有するアルミ合金箔である真空断熱材。
【請求項２】
前記金属箔が、ナイロンと積層されている請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記ラミネートフィルムが、ナイロン、金属箔、ナイロンの積層構成を有する請求項１または２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
真空断熱材が、芯材周囲の外被材のみからなるヒレ状の非芯材部を芯材部表面に沿うように折り曲げられている請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項５】
真空断熱材が、芯材部に溝または折り曲げ部を有する請求項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、真空断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バリア性が必要な包装材において、バリア性を確保する一手段として、構成中に金属箔を含むラミネートフィルムを使用してきた。
【０００３】
菓子類を収容する包装袋において、包装袋の形状に合わせて金属箔の組成を限定することで、バリア層のピンホールを抑制している（例えば、特許文献１参照）。また同様に、扁平形電池のパッケージにおいて、ラミネートフィルム中の融着性樹脂フィルムの機械物性に合わせて金属箔の組成を限定することで、絞り加工時の金属箔の亀裂やピンホールを防止している（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図６は特許文献１に記載された従来の包装袋、図７は従来の包装材を示すものである。図６に示すように、包装袋１は軟質の包装材２を筒状とし、両端開口それぞれを開口の径方向に対向する開口縁部を開口内方に折り入れた状態で封着して、封着部３それぞれの端部側に折り入れ部４を設け、かつ、封着部３間方向で対向する折り入れ部４の間に亘って保形用台紙５を包装袋１本体の内側に貼着しており、折り入れ部４に対応する保形用台紙５の端部６における側縁形状を鈍角形状としている。
【０００５】
またさらに、図７に示すように、包装材２は、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（以下ＰＥＴと略す）７、接着剤８、アルミ合金箔９、接着剤８、無延伸ポリプロピレン樹脂フィルム１０とから構成されており、アルミ合金箔９は、アルミを第一成分とするとともに、鉄を第二成分としており、鉄を０．７〜１．７％含有している。
【０００６】
保形用台紙５の端部における側縁形状を鈍角形状とすることで折り入れ部４の局所的な変形を防止するとともに、包装体２のバリア層としてアルミ箔を用いたときに、アルミ箔を、第二成分としての鉄を一定量含有する合金箔とすることで展伸しやすくなり、より一層ピンホールの発生を抑えることができた。
【０００７】
図８は特許文献２に記載された従来のパッケージを示すものである。図８に示すように、パッケージ１１は、ＰＥＴ１２、ウレタン系接着剤１３、鉄を０．６％以上含有するアルミ合金箔１４、融着性樹脂１５とからなり、アルミ合金箔１４と熱融着性樹脂１５の間は接着剤１３を使用せず、熱によってラミネートされている。
【０００８】
融着性樹脂フィルムの引っ張り降伏点応力を１００〜３００ｋｇ／ｃｍ２、破断点伸びの値を５００〜１０００％と限定することにより、ラミネート工程で金属箔に加わるテンションの値を金属箔が損傷を受けずに耐える範囲内に抑えるとともに、金属箔を、鉄を０．６％以上含有するアルミ合金箔とすることで、金属箔が展伸性に富むため、鋭角な折れ曲がりが加わる絞り加工を受けても、亀裂やピンホールが発生することがなかった。
【特許文献１】特開平９−１６９３４７号公報
【特許文献２】特開平１０−２０８７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の包装材では、菓子のような軽量物の非真空包装においては、袋の形状と金属箔中の鉄の含有量を規定することにより、バリア層のピンホールやクラックを抑制できたが、真空包装においては、鉄の含有量を規定するのみでは不十分であり、クラックやピンホールが発生してしまう。また、保護層が１２μｍのＰＥＴフィルム一層のみであるため、真空包装を行うと内容物による突刺しピンホールが発生するほか、包装材に屈曲などの負荷をかけると金属箔にクラックが生じてしまう。
【００１０】
また、特許文献２のパッケージでは、鉄の含有量を規定するのみでは亀裂やピンホールの抑制ができないため、アルミ合金箔層の厚みを２０〜５０μｍにする必要があった。しかしながら、金属箔の厚肉化はコストアップにつながるとともに、特に真空断熱材の場合は、金属箔の厚さの増大に伴い金属箔を伝わる熱の回り込み（ヒートリーク）が増大し、断熱性能が悪化するため、金属箔を厚肉化することでピンホールやクラックを抑制することは難しい。
【００１１】
またさらに、真空断熱材の場合、芯材周囲に断熱性能を有さない外被材のみからなる非芯材部（ひれ部）が生じるため、機器等への適用時にはひれ部を芯材部に沿わせるように折り曲げて使用するが、この時金属箔の延伸展伸性が不足していると、金属箔にクラックが生じてしまい、バリア性が低下、長期に渡って断熱性能を維持するのが難しくなる。また、真空断熱材の芯材部に凹みをつける溝加工や、真空断熱材の芯材部を折り曲げる折り曲げ加工などの加工においても同様の課題が発生する。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、金属箔を厚肉化することなくピンホールの発生を抑制し、さらには真空断熱材に、ひれ部の折り曲げ、溝加工、折り曲げ加工などという外被材に大きな負荷がかかるような加工を施した場合においても金属箔のクラックの発生を抑制することによって、長期に渡って断熱性能を維持することができる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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の真空断熱材は、外被材が金属箔を有するラミネートフィルムからなり、金属箔が鉄を０．７ｗｔ％以上１．７ｗｔ％以下、ケイ素を０．０５ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下含有するアルミ合金箔である。
【００１４】
合金化することで機械的物性が改善されることが一般的に知られている。中でも、鉄によりアルミを合金化すると、結晶が純アルミに比べて微細化し、均質な構造が得られ、延伸展伸性が向上する。このため、ヒートリークを抑制するために金属箔を薄肉化した場合においてもピンホールの少ない均質な箔を得ることができる。また、金属箔の延伸展伸性が向上することから、真空断熱材の加工を行ってもクラックが生じにくくなる。また、ケイ素は、アルミの熱膨張を抑制する働きがあるため金属箔の製造が容易になるとともにより均質な合金を得ることができ、また耐磨耗性も向上する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の真空断熱材は、外被材のバリア性を確保することができるため、長期に渡って断熱性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の請求項１に記載の真空断熱材の発明は、少なくとも芯材と、前記芯材を被覆するラミネートフィルムからなる外被材とを備え前記外被材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外被材がラミネート構成に金属箔を有し、前記金属箔が、鉄を０．７ｗｔ％以上１．７ｗｔ％以下、ケイ素を０．０５ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下含有するアルミ合金箔であることを特徴とする。
【００１７】
鉄を所定量含有することにより、アルミ箔の結晶が微細化され、均質な膜が得られるとともに、延伸展伸性が向上する。ケイ素を所定量含有することにより、耐磨耗性が向上するとともにより安定した性質の合金を得ることができるため、鉄のみを含有する場合に比べ、金属箔の製造時やフィルムのラミネート時や真空断熱材の製造時におけるピンホールやクラックの発生を抑制することができる。
【００１８】
なお、鉄の含有量が０．７ｗｔ％未満であると延伸展伸性の向上が小さく、鉄の含有量が１．７ｗｔ％を超えると、耐食性および強度が悪化するため、上記の範囲が望ましく、また、延伸展伸性がより向上することから１．２ｗｔ％以上１．７ｗｔ％以下がより望ましい。ケイ素の含有量が０．０５ｗｔ％以下であると効果が小さく、０．１５ｗｔ％を超えると強度が悪化するため、上記範囲が望ましい。
【００１９】
なお、金属箔の厚みは特に指定するものではないが、薄くなるほどピンホールが発生しやすくなり、また厚くなるほどヒートリークが増大するため、５μｍ以上１２μｍ以下が望ましい。また、箔には硬質箔、半硬質箔、軟質箔があり、特に指定するものではないが、より延伸展伸性が優れることから軟質箔を使用することがより望ましい。
【００２０】
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前記金属箔が、ナイロンと積層されていることを特徴とする。
【００２１】
屈曲に強いナイロンフィルムと積層することで、外被材に負荷がかかるような加工を行った場合にも、金属箔にかかる力が緩和され、金属箔のクラックを抑制することができる。なお、ナイロンを２層以上重ねると、ナイロン間のドライラミネート層により内側からの突き刺しが緩和されるため、１層で厚みを増す場合よりも耐突き刺し性が向上する。なお、使用するナイロンとしては、ナイロン−６、ナイロン−６．６、ＭＸＤナイロンなど特に指定するものではない。また、フィルムの形態としては、単層ナイロン、異種のナイロンを押出し加工した多層ナイロンなどが使用可能であり、特に指定するものではない。
【００２２】
請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または２に記載の発明における前記ラミネートフィルムが、ナイロン、金属箔、ナイロンの積層構成を有することを特徴とする。
【００２３】
屈曲に強いナイロンフィルムで金属箔を挟み込むことで、さらに金属箔に加わる力が緩和されるため、請求項２に記載の発明よりも、さらに金属箔のクラックを抑制することができる。
【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いて、真空断熱材が、芯材周囲の外被材のみからなるヒレ状の非芯材部を芯材部表面に沿うように折り曲げられていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の金属箔は延伸展伸性に優れるため、ヒレ状の非芯材部（ひれ部）を折り曲げてもクラックの発生を抑制することができる。なお、ひれ折りは芯材周囲全ての辺を行ってもよいし、１辺のみでもよく、特に指定するものではない。
【００２６】
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おいて、真空断熱材が、芯材部に溝または折り曲げ部を有することを特徴とする。
【００２７】
本発明の金属箔は延伸展伸性に優れているため、溝加工や折り曲げ加工を行ってもクラックの発生を抑制することができる。なお、溝の数や間隔、深さ、形状など、折り曲げの角度、数、形状などは特に指定するものではない。
【００２８】
なお、本請求項に挙げた溝加工、折り曲げ加工の他に、円筒加工や、複数の芯材を有する真空断熱材において芯材間での折り曲げを行うなどのその他加工においても、本発明の外被材を使用すればクラックの発生を抑制することができる。また、これらの加工を単独で行っても組み合わせて行ってもよい。
【００２９】
以下に、さらに本発明の詳細を説明する。
【００３０】
本発明の外被材のラミネート構成は特に指定するものではない。
【００３１】
最内層の熱溶着層には、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン（以下Ｌ−ＬＤＰＥと略す）、高密度ポリエチレン、無延伸ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、無延伸ポリエチレンテレフタレート、無延伸ナイロン、無延伸エチレン−ポリビニルアルコール共重合体樹脂などが使用可能であり、特に指定するものではない。
【００３２】
また、耐ピンホール性や耐摩耗性の向上、難燃性の付与、さらなるバリア性の向上などを目的として、さらに外層や中間層にフィルムを設けることも可能である。
【００３３】
ここで、外層や中間層に設けるフィルムは、ナイロン、エチレン・４フッ化エチレン共重合体樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、エチレン−ポリビニルアルコール共重合体樹脂など、その種類や積層数は、特に指定するものではない。また、蒸着フィルムやコーティングフィルム、蒸着とコーティングの積層フィルムであってもよいし、さらに金属箔を積層してもよい。
【００３４】
また、外被材の袋形状は、四方シール袋、ガゼット袋、三方シール袋、ピロー袋、センターテープシール袋など、特に指定するものではない。
【００３５】
また、芯材は、繊維、粉末、発泡樹脂、多孔質体、薄膜積層体など、高い空隙率を有するものであれば特に指定するものではない。
【００３６】
例えば繊維系では、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、炭化ケイ素繊維などが使用可能であり、粉末系ではシリカ、パーライト、カーボンブラック、発泡樹脂ではウレタンフォーム、フェノールフォーム、スチレンフォームなどが使用可能である。
【００３７】
また、これらの混合体や成形体を使用することも可能である。初期断熱性能を要求する場合は、繊維を伝熱方向に対して垂直に積層した繊維またはその成形体を、経時断熱性能を要求する場合は粉末や粉末の成形体を使用するとよい。
【００３８】
また、真空断熱材の初期断熱性能や経時断熱性能をより一層向上させるために、水分吸着剤やガス吸着剤を使用することも可能である。吸着剤の種類は特に指定するものではなく、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、ゼオライト、シリカゲル、ハイドロタルサイトなどが使用可能であり、これらを単独で使用しても、２種類以上組み合わせて使用してもよい。
【００３９】
真空断熱材の作製方法も特に指定するものではなく、ラミネートフィルムから外被材を製袋してから、外被材中に芯材を挿入し、内部を減圧し封止して得てもよく、また、真空チャンバー内に芯材と外被材を設置し、外被材を芯材に沿わした状態で、芯材を含有する部分ごと熱溶着して得てもよい。
【００４０】
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ってこの発明が限定されるものではない。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図である。図１において、真空断熱材１６は、芯材１７と外被材１８と吸着剤１９とから構成され、芯材１７と吸着剤１９ラミネートフィルムからなる外被材１８で被覆し、外被材１８の内部を減圧密封したものである。
【００４２】
まず、真空断熱材１６の製造方法を説明する。
【００４３】
まず、同じ大きさの長方形に切った２枚のラミネートフィルムの熱溶着同士を向かい合わせて三辺をヒートシールし、袋状の外被材１８を作製する。
【００４４】
次に、外被材１１の開口部から１４０℃の乾燥炉にて１時間程度乾燥させた芯材１７と吸着剤１９を挿入する。これをチャンバー内に設置し、内部を１３Ｐａ以下まで減圧した後、開口部をヒートシールすることで真空断熱材１６を得る。
【００４５】
次に、真空断熱材１６の構成を説明する。図２は本実施の形態の外被材の構成を示す断面図である。外被材１８は、２枚の同一の構成のラミネートフィルムにより作成したものであり、外層よりナイロン２０、ナイロン２０、金属箔としてのアルミ箔２１、Ｌ−ＬＤＰＥ２２という構成であり、接着剤２３を介してラミネートされている。
【００４６】
ここで、アルミ箔２１は、鉄を０．７ｗｔ％以上１．７ｗｔ％以下、ケイ素を０．０５ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下含有するアルミニウム合金箔である。また、芯材１７はガラス繊維の成形体であり、吸着剤１９は酸化カルシウムである。
【００４７】
図３は本実施の形態の真空断熱材のひれ折り時の断面図であり、真空断熱材１６はひれ部２４が折り曲げられている。なお、図３では２辺しか図示されていないが、実際は４辺ともひれ折りを行った。図４は本実施の形態の真空断熱材の溝加工時の断面図であり、真空断熱材１６には溝２５が設けられている。図５は本実施の形態の真空断熱材の折り曲げ時の断面図であり、真空断熱材１６は芯材部に折り曲げ部２６を有している。
【００４８】
以上図３から図５のような加工を施した真空断熱材、およびリファレンスとして図１のような加工を行わない真空断熱材の温度加速試験を行い、１日当たりの内圧変化を比較した。
【００４９】
アルミ箔が、０．７ｗｔ％以上１．７ｗｔ％以下の鉄と、０．０５ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下のケイ素を含有する合金箔であることによって、外被材に負荷がかかるような加工を行ってもクラックの発生を抑制することができたために、内圧変化を抑制でき、加工を行わない真空断熱材に近い経時断熱性能を確保することができた。
【実施例】
【００５０】
以下に、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
【００５１】
（実施例１）
実施の形態１においてアルミ箔中の鉄の含有量とケイ素の含有量を変えて温度加速試験時の１日当たりの内圧変化を評価した。（表１）に、実施例Ａ〜Ｆと、比較例Ａ〜Ｈの条件を示す。
【００５２】
【表１】
2008093933.tif 000003
【００５３】
以上より、アルミ箔中の鉄の含有量が０．７ｗｔ％以上であると、各加工後のアルミ箔のクラックが抑制されることによって内圧変化が抑制され、リファレンスに近い経時性能が得られることがわかる。
【００５４】
またさらに、鉄の含有量が１．２ｗｔ％以上であると、さらにその抑制効果が高く、リファレンスに非常に近い性能が得られることがわかる。しかしながら、鉄の含有量が１．８ｗｔ％以上であると性能が悪化するため、鉄の含有量は０．７ｗｔ％以上１．７ｗｔ％以下が望ましい。
【００５５】
また、鉄の含有量が前記範囲内であってもケイ素の含有量が０．０４ｗｔ％以下０．１６ｗｔ％以上になると性能が悪化するため、ケイ素の含有量は０．０５ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％が望ましい。
【００５６】
（実施例２）
実施の形態１のラミネートフィルムの構成を変更した。（表２）に、実施例Ａと実施例Ｇ、Ｈの条件を示す。なお、アルミ箔の成分は実施例１中の実施例Ａと同じである。
【００５７】
【表２】
2008093933.tif 000004
【００５８】
アルミ箔の成分が同じ場合、２枚のナイロンフィルムでアルミ箔を挟むほうが性能が向上した。なお実施例Ｇのクラック面積も実施例Ａに比べ減少していた。また、ＰＥＴと積層するよりもナイロンと積層するほうが性能が向上するため、ナイロンと積層することがより望ましい。
【００５９】
なお、実施の形態および実施例では、外被材を、同一構成の２枚のラミネートフィルムより作製したが、異なる構成のラミネートフィルムより作製してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、長期に渡って断熱性能を維持できる。このため、冷蔵庫のような保冷機器や、電気湯沸かし器、炊飯器、保温調理器、給湯器などの保温機器に使用すれば優れた省エネ効果を示す。また、保温保冷機器に限らず、ノート型コンピューター、コピー機、プリンター、プロジェクターなどの事務機器への適用や、コンテナボックスやクーラーボックスなどの保冷が必要な用途への適用も可能である。また、さらに、建築材料としての使用や、防寒具や寝具などへの適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【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】同実施の形態の真空断熱材における外被材の断面図
【図３】同実施の形態の真空断熱材のひれ折り時の断面図
【図４】同実施の形態の真空断熱材の溝加工時の断面図
【図５】同実施の形態の真空断熱材の折り曲げ時の断面図
【図６】従来の包装袋の斜視図
【図７】従来の包装材の断面図
【図８】従来のパッケージの断面図
【符号の説明】
【００６２】
１６  真空断熱材
１７  芯材
１８  外被材
２１  アルミ箔
２４  ひれ部
２５  溝
２６  折り曲げ部
【図１】
2008093933.tif 000005
【図２】
2008093933.tif 000006
【図３】
2008093933.tif 000007
【図４】
2008093933.tif 000008
【図５】
2008093933.tif 000009
【図６】
2008093933.tif 000010
【図７】
2008093933.tif 000011
【図８】
2008093933.tif 000012