(57)【要約】  【課題】外被材の水蒸気バリア性が高く経年における断熱性の劣化が従来に比べて少ない真空断熱材を提供する。  【解決手段】外被材３は、最外層の保護層６に２５μｍのナイロンフィルム７と２０μｍのＰＥＴフィルム８、ガスバリア層５に６μｍのアルミ箔９、最内層の熱溶着層４に３０μｍのポリエチレン１０を有し、熱溶着層４よりも保護層６の水蒸気バリア性が高く１００μｍ当たり１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下になっている。これにより、外被材３として水蒸気バリア性が高くなるので、真空断熱材１の屈曲等で、ガスバリア層５のみ、またはガスバリア層５と熱溶着層４の両方が損傷しても外被材３の水蒸気バリア性の悪化を抑えることができ、水の浸入を低減できるので内圧の上昇を低減でき、長期にわたり断熱性能に優れた真空断熱材１を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスバリア層の一方の面に熱溶着層を有し前記ガスバリア層の他方の面に保護層を有する外被材と、芯材とを有し、前記熱溶着層同士が対向する前記外被材の間に前記芯材が減圧密封されて成り、前記外被材の間に芯材がある部分と前記芯材の周囲における前記外被材の間に芯材がない部分との境界部において、前記外被材の間に芯材がない部分の対向する前記熱溶着層同士が芯材形状に沿うように熱溶着された真空断熱材において、前記ガスバリア層の外側にある前記保護層の水蒸気バリア性が前記熱溶着層よりも高く１００μｍ当たり１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下である真空断熱材。
【請求項２】
保護層の構成が、少なくとも蒸着フィルムを１層として含む請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
外被材の最外層にコーティングが施されている請求項１または２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材を壁面に適用した建物。
【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】
多孔体の芯材を、ガスバリア層と熱溶着層とを有するプラスチックラミネートフィルム製の外被材で覆って減圧封止してなる真空断熱材は、その封止技術として、封止時の信頼性、および生産性の観点から、２枚のプラスチックラミネートフィルムの接合面を加熱加圧することで封止する熱溶着法が一般的に使用されている。
【０００３】
このようにして形成する真空断熱材は、予め、プラスチックラミネートフィルム製の外被材を芯材より大きめの袋状に成形し、この袋状の外被材に芯材を挿入し、減圧後、開口部を熱溶着により封止するものである。断熱性空間保持材内部を真空状態にすることにより、気体成分による熱伝導を下げ、断熱性能を改善したものである。
【０００４】
そのため、このような構成の真空断熱材の外周部の四辺端部には、外被材の熱溶着部と、芯材を間に含まず密着しただけの外被材とから構成される周縁部が形成される。
【０００５】
真空断熱材の適用にあたっては、この周縁部をできるだけ小さくするため、従来から種々の取り組みがなされている。
【０００６】
そこで、芯材に沿って熱溶着部を形成し、芯材の周囲に形成される周縁部を熱溶着部のみとすることで有効断熱面積を大きくした真空断熱材がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図４は、従来の真空断熱材の断面図である。図４において、真空断熱材１は、芯材２をガスバリア性のラミネート構造を有する外被材３で覆い、外被材３の内部を減圧して成り、この芯材２がそれぞれ独立した空間内に位置するように芯材２の周囲に沿うように外被材３の熱溶着層４を設けている。また、外被材３のガスバリア層５の外側に引張伸度が１００％以上の保護層６を設けてなる。これにより、加熱加圧時において最外層に発生する引張応力に追従することが容易となり、真空断熱材１の表面への皴の発生を防ぐことができる。
【特許文献１】特開２００６−３７９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、真空断熱材１内部への水の侵入はガスバリア層５と熱溶着層４によって防いでおり、保護層６に水蒸気バリア性は必要なかった。また、ガスバリア層５が損傷しても熱溶着層４の水蒸気バリア性が高く影響は少なかった。しかし上記従来の構成では、芯材の周囲に形成される周縁部を熱溶着してあるので外被材３が硬くなり、屈曲によって特にガスバリア層５と熱溶着層４が損傷し易くなっている。また、複数の芯材２で構成されているので取り扱い時に芯材２がない外被材３において芯材２を基点にして屈曲し易く、さらに損傷し易くなっている。このため、水が真空断熱材１内部に浸入し易くなり、内圧が上昇するため経年における断熱性の劣化が早くなる問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の技術の課題に鑑み、外被材の水蒸気バリア性が高く経年における断熱性の劣化が従来に比べて少ない真空断熱材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ガスバリア層の一方の面に熱溶着層を有し前記ガスバリア層の他方の面に保護層を有する外被材と、芯材とを有し、前記熱溶着層同士が対向する前記外被材の間に前記芯材が減圧密封されて成り、前記外被材の間に芯材がある部分と前記芯材の周囲における前記外被材の間に芯材がない部分との境界部において、前記外被材の間に芯材がない部分の対向する前記熱溶着層同士が芯材形状に沿うように熱溶着された真空断熱材において、前記ガスバリア層の外側にある前記保護層の水蒸気バリア性を前記熱溶着層よりも高く１００μｍ当たり１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下にしたものである。
【００１１】
これにより、ガスバリア層と溶着層が損傷した場合でも外被材としての水蒸気バリア性の低下を低減することができるので、外被材の水蒸気バリア性が高く経年における断熱性の劣化が従来に比べて少なく、長期にわたって断熱性能を維持できる真空断熱材を提供できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の真空断熱材は、ガスバリア層と溶着層が損傷した場合でも外被材としての水蒸気バリア性の低下を低減することができるので、長期において断熱性能を維持できる真空断熱材を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
請求項１に記載の真空断熱材の発明は、ガスバリア層の一方の面に熱溶着層を有し前記ガスバリア層の他方の面に保護層を有する外被材と、芯材とを有し、前記熱溶着層同士が対向する前記外被材の間に前記芯材が減圧密封されて成り、前記外被材の間に芯材がある部分と前記芯材の周囲における前記外被材の間に芯材がない部分との境界部において、前記外被材の間に芯材がない部分の対向する前記熱溶着層同士が芯材形状に沿うように熱溶着された真空断熱材において、前記ガスバリア層の外側にある前記保護層の水蒸気バリア性を前記熱溶着層よりも高く１００μｍ当たり１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下にしたものである。
【００１４】
これにより、保護層の水蒸気バリア性が高くなるので、真空断熱材が屈曲し、ガスバリア層と熱溶着層が損傷しても外被材の水蒸気バリア性の悪化を抑えることができる。これにより、水の浸入を低減できるので内圧の上昇を低減でき、長期にわたり断熱性能に優れた真空断熱材を提供できる。また、ガスバリア層と熱溶着層が損傷した場合でも外被材の水蒸気バリア性の悪化を抑えることができる。
【００１５】
請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１に記載の発明において、保護層の構成が、少なくとも蒸着フィルムを１層として含むものである。
【００１６】
これにより、蒸着フィルムを用いることで水蒸気バリア性が非常に高くなる。また、ガスバリア性も高くなる。これにより、真空断熱材が屈曲し、ガスバリア層が損傷しても外被材の水蒸気バリア性とガスバリア性の悪化を抑えることができる。これにより、水やガスの浸入を低減できるので内圧の上昇を低減でき、長期にわたり断熱性能に優れた真空断熱材を提供できる。
【００１７】
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に記載の発明において、外被材の最外層にコーティングが施されているものである。
【００１８】
コーティングにより付加することでフィルムとして形成し難く高性能な素材を活用することが可能となり、水蒸気バリア性の向上が可能となる。また、既存の外被材に施すことで付加的に水蒸気バリア性を向上させることが可能であり、必要に応じて水蒸気バリア性を向上できるので外被材を複数種類在庫として持つ必要がなく利便性が図れる。また、要求される経年性能信頼性に応じて対応がし易くなる。
【００１９】
請求項４に記載の建物の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材を壁面に適用したものである。
【００２０】
経年による断熱性能の低下を抑えることができ、長期間において省エネを実現した建物を実現できる。
【００２１】
ここで、真空断熱材とは、骨材となる気相比率の高い芯材を、ガスバリア性のフィルムや容器等の外被材で覆い内部を真空密封したものであり、内部を真空状態にすることにより、気体成分の熱伝導を低減させた断熱材をさす。
【００２２】
真空断熱材の構成材料を説明すると、芯材に使用する材料は、気相比率９０％前後の多孔体をシート状または板状に加工したものであり、工業的に利用できるものとして、発泡体、粉体、及び繊維体等がある。これらは、その使用用途や必要特性に応じて公知の材料を使用することができるが、対向する熱溶着層同士を熱溶着するときの熱で芯材の気相比率の悪化が少ないものが好ましい。
【００２３】
このうち、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の連続気泡体が利用できる。粉体としては、無機系、有機系、及びこれらの混合物を利用できるが、工業的には、乾式シリカ、湿式シリカ、パーライト等を主成分とするものがより望ましい。
【００２４】
繊維体としては、無機系、有機系、及びこれらの混合物が利用できるが、コストと断熱性能の観点から、無機繊維が有利である。無機繊維の一例としては、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、ロックウール等、公知の材料を使用することができる。
【００２５】
外被材に使用するラミネートフィルムには、金属箔や金属蒸着層を有するラミネートフィルムが適用でき、プラスチックラミネートフィルムを利用するのが、生産性やコストの面でメリットが大きい。
【００２６】
以下、本発明による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。
【００２７】
（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。
【００２８】
図１に示すように、本実施の形態の真空断熱材１は、芯材２をラミネート構造の外被材３で覆い、外被材３の内部を減圧して成り、各芯材２がそれぞれ独立した空間に位置するように芯材２の周囲に沿うように外被材３の熱溶着層４を設けている。
【００２９】
外被材３には、最外層から保護層６としての２５μｍのナイロンフィルム７と２０μｍのＰＥＴフィルム８、ガスバリア層５としての６μｍのアルミ箔９、最内層の熱溶着層４としての３０μｍのポリエチレン１０を積層したプラスチックラミネートフィルムを使用している。
【００３０】
各フィルムの水蒸気透過度は、１００μｍ当たりナイロンフィルム７が１００ｇ／ｍ２・ｄａｙ、ＰＥＴフィルム８が５．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ、ポリエチレン１０が１０ｇ／ｍ２・ｄａｙである。
【００３１】
本実施の形態の真空断熱材１は、ガスバリア層５の一方の面に熱溶着層４を有しガスバリア層５の他方の面に保護層６を有する外被材３と、芯材２とを有し、熱溶着層４同士が対向する外被材３の間に芯材２が減圧密封されて成り、外被材３の間に芯材２がある部分と芯材２の周囲における外被材３の間に芯材２がない部分との境界部において、外被材３の間に芯材２がない部分の対向する熱溶着層４同士が芯材２形状に沿うように熱溶着された真空断熱材１であって、ガスバリア層５の外側にある保護層６の水蒸気バリア性を熱溶着層４よりも高くしたものである。
【００３２】
なお、ガスバリア層５一方の面と熱溶着層４との間に接着剤層があり、ガスバリア層の他方の面と保護層との間に接着剤層がある場合も、ガスバリア層５の一方の面に熱溶着層４を有しガスバリア層５の他方の面に保護層６を有するものとする。
【００３３】
この真空断熱材１の真空封止方法について詳細に説明する。
【００３４】
２枚の外被材３同士の熱溶着層４を向かい合わせて、３方を熱溶着することで１方が開いた外被材３からなる袋を形成する。この袋の中に複数の芯材２を離間して配置し、この袋の内部を減圧して、開いている１方を熱溶着することで、袋の内部が減圧密封された真空断熱材１が作製できる。
【００３５】
この後、大気圧によって押圧されている熱溶着層４同士を高温雰囲気において熱溶着層４の融点まで加熱することで芯材２の周縁部まで溶着した（袋の外周の熱溶着部分（先に熱溶着した３方の外周部と後から熱溶着した１方の外周部）の内周側で高温雰囲気において熱溶着層４の融点まで加熱する前に大気圧によって熱溶着層４同士が密着していた部分の全てが溶着した）真空断熱材１を製造するものである。
【００３６】
以上のような構成により、本実施の形態１における真空断熱材１は、熱溶着層４よりも保護層６の水蒸気バリア性が高くなる。水蒸気バリア性とは、ＪＩＳ−Ｚ０２０８、ＪＩＳ−Ｋ７１２９に基づき測定される水蒸気透過度に厚みを積したものである。
【００３７】
本実施の形態の場合、ナイロンフィルム７とＰＥＴフィルム８の複層によって保護層６が形成されており、保護層６の水蒸気バリア性は２層の合成となる。本実施の形態の場合、保護層の水蒸気バリア性は２５．７ｇ／ｍ２・ｄａｙ、溶着層の水蒸気バリア性は３３．３ｇ／ｍ２・ｄａｙである。
【００３８】
一般的に真空断熱材１内部への水の侵入はガスバリア層５と熱溶着層４によって防いでいるが、保護層６の水蒸気バリア性を熱溶着層４より高くすることにより、真空断熱材１が屈曲してガスバリア層５だけでなく熱溶着層４が損傷しても、外被材３の水蒸気バリア性の悪化を、従来のガスバリア層のみが損傷した場合と比較して、同等以下に抑えることができる。これにより、水（水蒸気）の浸入を低減できるので内圧の上昇を低減でき、長期にわたり断熱性能に優れた真空断熱材１を提供できる。
【００３９】
水蒸気バリア性を向上させる場合、水蒸気透過度の低いフィルムへの変更や、厚みの増大によって対応可能であり、適用用途に応じて対応可能である。
【００４０】
また、本実施の形態では、保護層を２層で形成しているが、１層から形成されていてもよい。例えば、ＯＰＰ、ＣＰＰ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＥＮ等は水蒸気透過度が低く適用可能である。但し、熱溶着のために熱溶着層よりも融点が低い必要があるので、熱溶着層の種類に応じて選択する必要がある。
【００４１】
また、最外層の外側にコーティングすることにより水蒸気バリア性を向上させてもよい。これにより、フィルムとして形成し難く高性能な素材を活用することが可能となり、水蒸気バリア性の向上が可能となる。例えばコーティング材としてはシリコン系、ウレタン等が挙げられる。また、既存の外被材に水蒸気バリア性を付加することが可能である。これにより、用途に応じて水蒸気バリア性を向上できるので外被材を複数持つ必要がなく利便性が図れる。また、要求される経年性能信頼性に応じて対応がし易くなる。
【００４２】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における真空断熱材の断面図である。
【００４３】
図２に示す真空断熱材１の構成は、実施の形態１と似ており、外被材３の構成が違う。保護層６がＰＥＴフィルム８を基材にしたアルミ蒸着フィルム１１から構成されている。アルミ蒸着フィルム１１の厚みは０．０５μｍ、水蒸気透過度は１００ｇ／ｍ２・ｄａｙである。蒸着フィルムとしてセラミック蒸着、珪素酸化物蒸着でも構わない。
【００４４】
実施の形態１と外被材３の構成が違っているが、真空断熱材１の製造方法としては、実施の形態１と同様である。
【００４５】
以上のような構成により、本実施の形態２における真空断熱材１は、アルミ蒸着フィルム１１を用いることで水蒸気バリア性が非常に高くなる。また、ガスバリア性も高くなる。これにより、真空断熱材１が屈曲し、ガスバリア層５が損傷しても外被材３の水蒸気バリア性とガスバリア性の悪化を抑えることができる。これにより、水やガスの浸入を低減できるので内圧の上昇を低減でき、長期にわたり断熱性能に優れた真空断熱材１を提供できる。
【００４６】
実施の形態１のように、保護層６を複層で構成してもよく、コーティングにより水蒸気バリア性を向上させてもよい。
【００４７】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における真空断熱材を適用した建物の断面図である。図３において建物１２は、壁材１３と柱１４で構成される枠の内部に繊維状断熱材１５を隙間無く充填し、室内側の壁材１３と内装材１６の間には真空断熱材１が固定具１７によって固定されている。
【００４８】
本実施の形態の建物１２は、実施の形態１または実施の形態２の真空断熱材を壁面に適用した建物１２である。
【００４９】
以上のように構成された建物１２について、以下その動作、作用を説明する。
【００５０】
まず、真空断熱材１は、繊維状断熱材１５とともに建物１２の断熱部を形成するものである。
【００５１】
壁材１３は、柱１４とともに建物１２の骨格を形成するものである。
【００５２】
内装材１６は、建物１２の内部を装飾するとともに、真空断熱材１の表面を保護する役割を果たすものである。
【００５３】
固定具１７は、真空断熱材１を壁材１３の表面に固定する役割を果たすものである。
【００５４】
本実施の形態による建物１２において、水蒸気バリア性に優れた真空断熱材１を適用しているので長期間において断熱性能の低下を抑えることが可能となるので、長期間においてエネルギー効率に優れた建物を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかる真空断熱材は、水蒸気バリア性に優れており、長期間において断熱性能を維持できる。よって、建物への適用だけでなく床暖房やお風呂等の断熱部材としても適用できる。それ以外に家電、情報機器、日用用品等において断熱が必要とされるモノ、特に高湿環境で使用されるモノにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【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】本発明の実施の形態２における真空断熱材の断面図
【図３】本発明の実施の形態３における真空断熱材を適用した建物の断面図
【図４】従来の真空断熱材の断面図
【符号の説明】
【００５７】
１    真空断熱材
２    芯材
３    外被材
４    熱溶着層
５    ガスバリア層
６    保護層
１１  蒸着フィルム
１２  建物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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