JP2004099060A

JP2004099060A - 真空断熱材用包装袋の製造方法及びその包装袋を用いた真空断熱材

Info

Publication number: JP2004099060A
Application number: JP2002260064A
Authority: JP
Inventors: Masahito Hayashi; 林聖人; Hideto Sato; 佐藤英人
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】多品種少量生産にも対応可能で、真空断熱材として充分な断熱性能を得ることができ、また熱融着される周縁部におけるヒートリークの影響が少なく、断熱性能の経時変化が小さい真空断熱材用包装袋の製造方法、並びに真空断熱材を提供する。
【解決手段】断熱体２０を包み、内部を減圧状態に保つ真空断熱材用包装袋３０の製造方法において、断熱体２０を包むように配置する、２枚の蒸着膜複合フィルム４０をその周縁部１１で熱融着し、周縁部１１を除いた蒸着膜複合フィルム４０部分に金属箔融着用フィルム５０を熱融着することを特徴とする真空断熱材用包装袋３０の製造方法。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍・冷蔵機器、冷凍庫、冷凍コンテナ、ＬＮＧ・ＬＰＧの輸送や貯蔵、貯蔵容器、パイプカバーおよび住宅パネル等に使用する、真空断熱材を構成する真空断熱材用包装袋の製造方法、及びその方法により製造された真空断熱材用包装袋を用いた真空断熱材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境の保全のためにオゾン層保護、地球温暖化防止等を目的として、多くの製造分野に脱フロン、省エネルギーが追及され材料の転換が求められている。中でもその断熱性能の点から真空断熱材が注目されている。この真空断熱材は、断熱体、ガス吸着剤等を真空断熱材用包装袋にて減圧状態で被覆する構造をとっている。
【０００３】
従って、断熱体を包んで内部を減圧状態に保つ真空断熱材用包装袋を構成する複合フィルムには、気体・液体等の透過が少なく（ガスバリヤ性に優れ）、熱伝導率が小さいことが要求されており、図３（Ｂ）に一例が示されている様な薄い金属箔を有する金属箔複合フィルムや、図３（Ａ）に一例が示されている様な蒸着層を有する蒸着膜複合フィルムが用いられてきた。
【０００４】
しかしながら、金属箔複合フィルムを両面に用いた真空断熱材用包装袋を使用した真空断熱材の場合、気体・液体等の透過は非常に小さいが、熱融着された周縁部において金属箔を伝わってのヒートリークが起こり、特に真空断熱材のサイズが小さい場合、そのヒートリークの影響により、目標とする断熱性能を示すことが困難であった。
【０００５】
この対策として、金属箔複合フィルムを使用し、かつ熱融着された周縁部におけるヒートリークを抑える真空断熱材用包装袋の製造方法が報告されている。
たとえば、予め包装袋の熱融着される周縁部に接着阻害層を設け、複合フィルムを作製する過程で金属箔を除去する方法（例えば、特許文献１参照。）や、また、金属箔複合フィルムの必要部分にエッチング用レジストを印刷等の方法で塗布硬化し、除去部を酸またはアルカリで処理することにより周縁部の金属箔を除去する方法（例えば、特許文献２参照。）などがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−３９４５５号公報（第１−３頁、第６図）
【特許文献２】
特開平５−３０２６９６号公報（第２−５頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらの方法は、包装袋として完成するまでの作業工程が多くなることからコストがかかり、また多品種少量生産への対応が難しいという問題があった。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、多品種少量生産にも対応可能で、真空断熱材として充分な断熱性能を得ることができ、また熱融着される周縁部におけるヒートリークの影響が少なく、断熱性能の経時変化が小さい真空断熱材用包装袋の製造方法、並びにその真空断熱材用包装袋を用いた真空断熱材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記を達成するために、本発明は断熱体を包み、内部を減圧状態に保つ真空断熱材用包装袋の製造方法において、断熱体を包むように配置する、２枚の蒸着膜複合フィルムをその周縁部で熱融着し、周縁部を除いた蒸着膜複合フィルム部分に金属箔融着用フィルムを熱融着することを特徴とする真空断熱材用包装袋の製造方法を提供するものである。
【００１０】
また、断熱体を包み、内部を減圧状態に保つ真空断熱材用包装袋の製造方法において、断熱体を包むように配置する、蒸着膜複合フィルムと金属箔複合フィルムをその周縁部で熱融着し、周縁部を除いた蒸着膜複合フィルム部分に金属箔融着用フィルムを熱融着することを特徴とする真空断熱材用包装袋の製造方法を提供するものである。
【００１１】
さらに、断熱体と、断熱体を減圧状態に保つ真空断熱材用包装袋とを備えた真空断熱材において、上記のいずれかの方法で製造された真空断熱材用包装袋を用いた真空断熱材を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
＜イ＞全体の構成（図１参照）
真空断熱材１０は、断熱体２０と、好ましくはゲッター剤２１（ガス吸着剤）と、断熱体２０等を包み込んで減圧状態にする真空断熱材用包装袋３０とからなる。
以下、真空断熱材１０を構成する各構成部材について詳述する。
【００１３】
＜ロ＞断熱体
断熱体２０には連続気泡硬質ウレタンフォーム等の発泡性樹脂成形体、ガラス繊維、ロックウール等の繊維物、シリカ、パーライト、珪藻土等の粉末等が用いられる。
なお、本出願人はコア材（断熱体）と真空断熱材に関する発明として、特願２００１−１７６１８８を出願している。
【００１４】
＜ハ＞真空断熱材用包装袋
真空断熱材用包装袋３０は、断熱体２０等を包装して、内部を減圧状態にするための袋体である。真空断熱材用包装袋３０は、２枚の蒸着膜複合フィルム４０、４０を重ね合わせ、周縁部１１を、熱融着（ヒートシール１２）して袋状に形成したものである。蒸着膜複合フィルム４０の表面部には、熱融着される周縁部１１を除いた部分に金属箔融着用フィルム５０を熱融着する。
真空断熱材用包装袋３０の大きさは、内部に配する断熱体２０の大きさによって適宜選択する。
【００１５】
＜ニ＞蒸着膜複合フィルム
蒸着膜複合フィルム４０とは、金属や金属酸化物または無機物などの蒸着膜を含むラミネートフィルムであって、複数枚のフィルムを重ね合わせて構成される。
一例として図３（Ａ）には、保護層４１、蒸着層４２、熱融着層４３から構成された蒸着膜複合フィルム４０を示す。
保護層４１には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ナイロン等のプラスチックフィルムが使用できる。
蒸着層４２には、ＰＥＴ等のプラスチックフィルム表面にアルミ、ステンレス等の金属またはアルミナ等の金属酸化物の単体あるいはそれらの複合物、または酸化ケイ素を主成分とするガラス等の無機物を真空蒸着法等により蒸着したものが使用できる。
熱融着層４３には、ホットメルト系のポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックフィルムが使用できる。
【００１６】
＜ホ＞金属箔融着用フィルム
金属箔融着用フィルム５０は蒸着膜複合フィルム４０に熱融着し、フィルムを通過する気体、液体等の移動をさらに遮断するためのフィルムである。
金属箔融着用フィルム５０は、何枚かのフィルムを重ね合わせて構成しており、図３（Ｃ）に一例を示すように、保護層５１、金属箔５２、熱融着層５３から構成する。
金属箔５２には、その分子の緻密な構造から高いガスバリヤ性を示すアルミ箔やステンレス箔を用いる。
保護層５１には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ナイロン等のプラスチックフィルムが使用できる。
熱融着層５３は、蒸着膜複合フィルム４０へ熱融着する面で、適度に低い融点をもつＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）系ホットメルト接着剤、ポリエステル樹脂系ホットメルト接着剤等をコーティングして形成している。
金属箔融着用フィルム５０は、袋体に断熱体２０を収容して真空引きした際の蒸着膜複合フィルム４０の熱融着する周縁部１１を除いた部分と同じ、またはそれ未満の大きさとし、２枚からなる。
【００１７】
つぎに真空断熱材１０の製造方法について説明する。
＜イ＞真空断熱材用包装袋の形成
所要の大きさを有する蒸着膜複合フィルム４０、４０を２枚準備する。
各フィルム４０、４０の熱融着層４３、４３が合わさるように重ね合わせて、周縁部１１をヒートシール１２によって熱融着し、袋体を形成する。
【００１８】
＜ロ＞金属箔融着用フィルムの熱融着
次に所望の大きさの金属箔融着用フィルム５０、５０を２枚準備する。金属箔融着用フィルム５０の大きさは、周縁部１１を除いた蒸着膜複合フィルム４０の大きさ、またはそれ未満の大きさである。
金属箔融着用フィルム５０、５０の熱融着層５３、５３側を蒸着膜複合フィルム４０、４０の所望の位置に配置して、ホットラミネーター等で熱融着する。
金属箔融着用フィルム５０を熱融着する部分は、蒸着膜複合フィルム４０および金属箔融着用フィルム５０と２層に重ね合わさるため、ガスバリヤ性が高まる。このため、真空断熱材１０の断熱性能の経時変化を小さくすることが出来る。
なお、金属箔融着用フィルム５０は、袋状に形成する前の蒸着膜複合フィルム４０に熱融着してもよい。金属箔融着用フィルム５０は真空断熱材用包装袋３０と別体で構成できるため、断熱体２０の形状に応じて、別途形成することができる。
【００１９】
＜ハ＞断熱体の装填
真空断熱材用包装袋３０の内部に断熱体２０及び好ましくはゲッター剤２１（ガス吸着剤）を収納する。
その内部を真空脱気した後、開口部をヒートシールすることによって、内部を密封し、真空断熱材１０を構成する。
【００２０】
【発明の実施の形態２】
以上の真空断熱材１０は、真空断熱材用包装袋３０が２枚の同じ構成からなる蒸着膜複合フィルム４０、４０を対にして、周縁部１１を除いた個所を金属箔融着用フィルム５０、５０で覆う形態であるが、必ずしもこれに限らず、２枚のうち１枚を別の構成からなるフィルムとしてもよい。
この実施の形態について図２を参照にして説明するが、実施の形態１と相違する部分を中心に説明する。
【００２１】
＜イ＞真空断熱材用包装袋
真空断熱材用包装袋３１は、前記した１枚の蒸着膜複合フィルム４０と１枚の金属箔複合フィルム６０を重ね合わせて周縁部１１を熱融着して構成する。
【００２２】
＜ロ＞金属箔複合フィルム
金属箔複合フィルム６０は、前記した蒸着膜複合フィルム４０よりすぐれた気体・液体の遮断性（ガスバリヤ性）を有する。金属箔複合フィルム６０は、金属箔と複数枚のフィルムを重ね合わせて構成する。
例えば、図３（Ｂ）に示すように、保護層６１、金属箔６２、熱融着層６３から構成する。
【００２３】
保護層６１、熱融着層６３には、蒸着膜複合フィルム４０と同様のものを、金属箔６２にはアルミ箔、アルミ合金箔等を用いる。
【００２４】
つぎに本発明に係る真空断熱材の断熱性能を説明する。
【００２５】
実験＜イ＞　包装袋の真空断熱材熱伝導率への影響
真空断熱材用包装袋の上面が蒸着膜複合フィルムとその上に金属箔融着用フィルムを熱融着したものを使用し、下面には金属箔複合フィルムを配した実施形態１と、真空断熱材用包装袋の上面に蒸着膜複合フィルムのみ、下面には金属箔複合フィルムを配した比較例１について、各々の熱伝導率を表１に示す。
なお、各フィルムは下記の構成のものを使用した。
【００２６】
蒸着膜複合フィルム；
保護層：１２μｍ厚ＰＥＴフィルム、蒸着層：１２μｍ厚ＰＥＴフィルム＋５００Å厚アルミ蒸着膜、熱融着層：５０μｍ厚高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルム。
金属箔複合フィルム；
保護層：１２μｍ厚ＰＥＴフィルム、金属箔：８μｍ厚アルミ箔、熱融着層：５０μｍ厚高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルム。
金属箔融着用フィルム；
保護層：１２μｍ厚ＰＥＴフィルム、金属箔：８μｍ厚アルミ箔、熱融着層：５０μｍ厚ＥＶＡ系ホットメルト接着剤コーティング。
【００２７】
表１から実施形態１も比較例１も、初期値では、共に０．００４１（Ｗ／ｍ・Ｋ）と同じであるが、エージング処理１週間経過後は、実施形態１では、０．００５２（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるのに対して比較例１では、０．０１０５（Ｗ／ｍ・Ｋ）となり、実施形態１の方がエージング処理後の熱伝導率の低下が少なく、断熱特性が長期にわたり良好であることを示している。
なお、この測定において、エージング条件は７０℃×９５％ＲＨであり、断熱体サイズは、１５×２５０×５００ｍｍであり、ゲッター剤（ガス吸着剤）は１個入れ、金属箔融着用フィルムはヒートシール部に接しないように周縁部を除いた個所に蒸着膜複合フィルムの約８０％の面積で接着させ、熱伝導率の測定は、ＪＩＳ　Ａ１４１２−２（ＨＦＭ法）によった。
【００２８】
【表１】

【００２９】
実験＜ロ＞　周縁部のヒートリークの真空断熱材熱伝導率への影響
真空断熱材において真空断熱材用包装袋の上面と下面とも蒸着膜複合フィルムとその上に金属箔融着用フィルムを熱融着した実施形態１と、上面に蒸着膜複合フィルムとその上に金属箔融着用フィルムを熱融着したものを使用し、下面に金属箔複合フィルムを使用した実施形態２と、上面と下面とも金属箔複合フィルムを使用した比較例２について、各々の熱伝導率を表２に示す。
なお、各フィルムの構成は実験＜イ＞と同様である。
実施形態１の熱伝導率は、０．０１０（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、実施形態２の熱伝導率は、０．０１３（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、比較例２の熱伝導率は、０．０２０（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。実施形態１と２は、比較例２に比べて周縁部のヒートリークの影響が減少していることを示している。また、実施形態１の方が実施形態２より周縁部のヒートリークの影響が減少していることが分かる。
なおこの測定において、ヒートリークの影響がよく分かるように断熱体サイズは１５×１００×２５０ｍｍと小さなサイズを用いた。またゲッター剤（ガス吸収剤）は１個入れ、熱伝導率の測定は、ＪＩＳ　Ａ１４１２−２（ＨＦＭ法）によった。
【００３０】
【表２】

【００３１】
【発明の効果】
本発明は次のような効果を得ることができる。
＜イ＞金属箔融着用フィルムは蒸着膜複合フィルム（包装袋）と別体であるので、多品種少量生産にも対応可能である。
＜ロ＞断熱体の大きさ等の設計変更があった場合、蒸着膜複合フィルム、金属箔フィルム（包装袋）の変更をすることなく、金属箔融着用フィルムの大きさを変更するだけで転用できるので非常に通用性が高い。
＜ハ＞真空断熱材周縁部のヒートリークの影響が少ないため、サイズの小さな真空断熱材でも高い断熱性能を発揮できる。
＜ニ＞蒸着膜複合フィルムの上に金属箔融着用フィルムを熱融着することでガスバリヤ性が向上し、真空断熱材の耐久性を損なわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空断熱材の実施の形態１を示す断面図。
【図２】本発明の真空断熱材の実施の形態２を示す断面図。
【図３】各フィルムの構成を表す分解詳細図。
【符号の説明】
１０・・・真空断熱材
１１・・・周縁部
１２・・・ヒートシール
２０・・・断熱体
３０・・・真空断熱材用包装袋
４０・・・蒸着膜複合フィルム
５０・・・金属箔融着用フィルム
６０・・・金属箔複合フィルム

Claims

断熱体を包み、内部を減圧状態に保つ真空断熱材用包装袋の製造方法において、断熱体を包むように配置する、２枚の蒸着膜複合フィルムをその周縁部で熱融着し、周縁部を除いた蒸着膜複合フィルム部分に金属箔融着用フィルムを熱融着することを特徴とする真空断熱材用包装袋の製造方法。
断熱体を包み、内部を減圧状態に保つ真空断熱材用包装袋の製造方法において、断熱体を包むように配置する、蒸着膜複合フィルムと金属箔複合フィルムをその周縁部で熱融着し、周縁部を除いた蒸着膜複合フィルム部分に金属箔融着用フィルムを熱融着することを特徴とする真空断熱材用包装袋の製造方法。
断熱体と、断熱体を減圧状態に保つ真空断熱材用包装袋とを備えた真空断熱材において、請求項１または２の方法で製造された真空断熱材用包装袋を用いた真空断熱材。