JP2006017210A - 真空断熱材、及び真空断熱材を具備する保冷機器 - Google Patents

Abstract

【課題】真空包装体の内部にガラスショットのような異物が混入した場合にも内部を起因として生じるピンホールや包装体の裂けを抑制することで、高品質な真空断熱材を提供する。また、積層包装材の接着層であるウレタン樹脂が低弾性率であるため、低温での耐ピンホール性の低下が小さく、常温以下で使用する機器においても優れた品質の保冷機器を提供する。
【解決手段】芯材と、芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材３とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、外包材３が積層包装材であり、積層包装材の各層間を接着する接着層８がウレタン樹脂からなり、ウレタン樹脂の弾性率が接着している被着材（ナイロンフィルム５、アルミ箔６、シーラン層７）の弾性率より小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空断熱材、及び真空断熱材を適用した保冷機器に関するものである。

近年、エネルギー問題や環境問題が緊急課題となってきており、エネルギーを有効利用するための施策が種々検討されている。

その一つとして、民生機器である冷蔵庫等の家電製品の省エネルギー化が注目されている。冷蔵庫の省エネルギー化を達成するには冷熱を有効利用することが必要であり、冷蔵庫筐体を構成する断熱箱体を高断熱化することが有効である。そのため、断熱箱体には高い断熱性能を有する断熱材を使用することが効果的であり、近年、高性能断熱材としてガラス繊維を芯材とする真空断熱材が適用されている。

真空断熱材は、多孔質体からなる芯材を積層包装材からなる外包材に挿入し、内部を減圧して密閉封止して構成される。よって、前記外包材は、長期間に渡って内部圧力が維持可能な高いガスバリア性と、取り扱い時にピンホールを発生させない耐久性を有することが必要となっている。

そのため、包装材料は、最外層にポリエチレンテレフタレートフィルムのような保護フィルムと、中間層にアルミ箔やガスバリア性に優れた蒸着フィルムと、最内層に熱溶着性に優れたオレフィン系のシーラントフィルムとから構成されている。

特に、外包材の傷付きによるピンホールに対する耐久性に優れた真空断熱材としては、外層から内層へナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、気体バリア層、ポリエチレンフィルムからなる四層のラミネートフィルムで密封容器を形成した断熱体パックが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

更に、真空包装用に適した包装材料としては、厚さが１０〜７０ｇ／ｍ²の紙基材の片面に、延伸プラスチックフィルム、シーラント層を、それぞれ接着層を介して積層してなり、かつ前記延伸プラスチックフィルムを、金属酸化物蒸着層が形成した構成とするものがある。この構成により、真空包装を行った場合、被包装物の角部の形成がきれいに行うことができ、かつ防湿性等のバリア性の低下が、真空包装後も小さくできることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、低温流通環境下でも、輸送中の振動等によって包装袋が裂ける、或いは荷扱いの悪さによる落下衝撃によって破袋やピンホールが発生することない耐衝撃性包材が提案されている。

前記耐衝撃性包材は、図４に示すように、合成樹脂層からなる基材９１の片面上に、該基材９１周縁のシール部９７を除いて印刷インキ層９５を設け、該印刷インキ層９５上より、該基材９１上面全面に耐衝撃性樹脂層９２を設け、更に該衝撃性樹脂層９２上面に接着層９３を介してシーラント層９４を設けるか、或いは基材９１の片面上に、該基材９１周縁のシール部９７を除いて印刷インキ層９５を設け、更に該印刷インキ層９５上面のみに耐衝撃性樹脂層９２を設け、該衝撃性樹脂層９２上より、該基材９１上面全面に接着層９３を介してシーラント層９４を設けてなることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
第２５６８４８５号公報 特開平１１−７９２３４号公報 特開２００３−３４０９７２号公報

しかしながら、上記従来の構成では、外包材の最外層に耐傷付き性や耐ピンホール性に優れたナイロンフィルムを積層しているため、外部からの摩擦や異物に対するピンホールの発生に対しては有効であるが、真空包装時において内部に異物が混入し、最内層のシーラント層側から生じるピンホールに対しては十分な耐久性を有しているとはいえなかった。

また、同様に、外包材の最外層に厚さが１０〜７０ｇ／ｍ²の紙基材を適用した場合にも、外部からの衝撃や摩擦に対するピンホールの発生抑制には有効であるが、真空包装時において内部に異物が混入したような場合、更には被包装材の種類によっては最内層の内側から生じるピンホールに対しては十分な耐久性を有しているとはいえなかった。

また、包装材自体の耐ピンホール性や耐衝撃性を高めるため、積層包装材を構成するフィルムの一部に耐衝撃性樹脂層を設ける場合には、耐衝撃性樹脂層と接するフィルム層のとの接着強度が小さく、使用中にフィルムが剥離するなどの課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、外部からの突き刺しによるピンホールの抑制に留まらず、真空包装体の内部にガラスショットのような異物が混入した場合にも内部を起因として生じるピンホールや包装体の裂けを抑制することで、高品質な真空断熱材を提供するものである。

また、積層包装材の接着層であるウレタン樹脂が低弾性率であるため、低温での耐ピンホール性の低下が小さく、常温以下の温度で使用する機器においても安定した品質を有し、優れた品質の保冷機器を提供するものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の真空断熱材は、芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、前記外包材が積層包装材であり、前記積層包装材の各層間の接着がウレタン樹脂からなり、前記ウレタン樹脂の弾性率が接着している被着材の弾性率より小さい真空断熱材である。

更には、前記積層包装材の各層間の少なくとも一つの層間の接着がポリイソシアネートとポリエステルポリオールとからなるウレタン樹脂からなり、前記ウレタン樹脂がポリイソシアネートとポリエステルポリオールとの当量比が１以上３以下でポリイソシアネートが過剰となっている真空断熱材である。

更には、前記ウレタン樹脂が脂肪属系ポリイソシアネートからなる真空断熱材である。
よって、接着剤であるウレタン樹脂の弾性率が接着している被着材の弾性率より小さいことから、内部の異物が積層包装材を突き破る外方向に力が働いた場合にも、接着層がその歪みを吸収することで突き刺しによるピンホールの発生を抑制することができる。

また、一般的に、接着剤の弾性率と接着剤のせん断強度とは比例関係にあり、弾性率の低下に伴いせん断強度が低下する。よって、低弾性率の接着剤を適用することで接着剤のせん断強度が低下することから、異物が突き刺さった場合、積層包装材を突き抜ける前に接着層の破断が生じるため、異物の突き刺し力の伝播が抑制されることでピンホールの抑制が実現できる。

このような接着剤の弾性率を低下させる手段としては、接着剤となるウレタン樹脂が、ポリイソシアネートとポリエステルポリオールとの当量比を１以上３以下とすること、更には、前記ウレタン樹脂が脂肪属系ポリイソシアネートからなるウレタン樹脂である場合に特に効果的であった。

本発明の真空断熱材は、外部からの突き刺しによるピンホールの抑制に留まらず、真空包装体の内部にガラスショットのような異物が混入した場合にも内部を起因として生じるピンホールや包装体の裂けを抑制することで、高品質な真空断熱材を提供することができる。

また、積層包装材の接着層であるウレタン樹脂が低弾性率であるため、低温での耐ピンホール性の低下が小さく、常温以下で使用する機器においても安定した品質を有し、優れた品質の保冷機器を提供することができる。

請求項１に記載の発明は、芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、前記外包材が積層包装材であり、前記積層包装材の各層間の接着がウレタン樹脂からなり、前記ウレタン樹脂の弾性率が接着している被着材の弾性率より小さい真空断熱材である。

よって、接着剤であるウレタン樹脂の弾性率が接着している被着材の弾性率より小さく柔軟であることから、内部の異物が積層包装材を突き破る方向に力が働いた場合、接着層がその歪みを吸収することで突き刺しによるピンホールの発生を抑制することができる。

また、一般的に、接着剤の弾性率と接着剤のせん断強度とは比例関係にあり、弾性率の低下に伴いせん断強度が低下する。よって、低弾性率の接着剤を適用することで接着剤のせん断強度が低下することから、異物が突き刺さった場合、積層包装材を突き抜ける前に接着層の破断が生じるため、異物の突き刺し力の伝播が抑制されることでピンホールの抑制が実現できる。

以上の結果より、ガラス短繊維使用した芯材にガラスショットのような異物が混入したような場合においても、優れた耐ピンホール性を有する真空断熱材が得られる。

請求項２に記載の発明は、芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、前記外包材が積層包装材であり、前記積層包装材の各層間の少なくとも一つの層間の接着がポリイソシアネートとポリエステルポリオールとからなるウレタン樹脂からなり、前記ウレタン樹脂がポリイソシアネートとポリエステルポリオールとの当量比が１以上３以下でポリイソシアネートが過剰となっている真空断熱材である。

これは、ウレタン樹脂を構成するイソシアネートの架橋反応であるアロファネート反応やビューレット反応、更にはイソシアネートの自己付加反応であるイソシアヌレート反応やカルボジイミド反応やウレトジオン反応等による結合が少なければウレタン樹脂は弾性を有し、かつ熱可塑性樹脂のような特性を発現する。

その結果、前記当量比であれば、接着層を構成するウレタン樹脂は必要とする弾性率を有することが判った。

請求項３に記載の発明は、芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、前記外包材が積層包装材であり、前記積層包装材の各層間の少なくとも一つの層間の接着がウレタン樹脂からなり、前記ウレタン樹脂が脂肪属系ポリイソシアネートからなる真空断熱材である。

高分子化合物が低弾性率を有するためには化学構造上ある程度線状の分子構造である必要があり、イソシアネート成分は２官能か２官能に近いものとなる。よって、脂肪属系ポリイソシアネートであるヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、リジンジイソシアネート（ＬＤＩ）などが低弾性率の発現のためには特に効果的である。

これらイソシアネートを適用することで、接着層を構成するウレタン樹脂の弾性率を低下することができる。

請求項４に記載の発明は、ウレタン樹脂が、脂肪属系ポリエステルポリオールと脂肪属系ポリイソシアネートからなる請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材である。

よって、請求項３の作用に加えて、同様に、ポリオール成分についても脂肪属系ポリエステルポリオールを適用することで、より一層、接着層を構成するウレタン樹脂の弾性率を低下させることができる。

請求項５に記載の発明は、常温以下の温度帯で使用する保冷機器であって、保冷機器の外箱と内箱とで形成される空間に硬質樹脂フォームを充填した断熱箱体または断熱ドア体の少なくともいずれかにおいて、前記内箱と前記外箱との間に請求項１から４のいずれか一項に記載の真空断熱材を具備する保冷機器である。

一般に、高分子化合物であるプラスチックは、温度の低下と共に柔軟性を失い硬く、かつ脆くなり、弾性率が増大する。しかしながら、前記保冷機器に適用している真空断熱材を構成する積層包装材の接着層は、もともと低弾性率であることから常温以下の温度帯における使用においても十分な柔軟性を保持している。

よって、常温以下で使用する保冷機器においても、接着剤であるウレタン樹脂の弾性率が接着している被着材の弾性率より小さいことから、内部の異物が積層包装材を突き破る外側方向に力が働いた場合にも、接着層がその歪みを吸収することが可能となり突き刺しによるピンホールの発生を抑制することができる。

なお、本発明で使用できる積層包装材は、プラスチック製フィルムから構成されるものが使用できるが、より高いガスバリア性を付与するには金属箔や蒸着層を適用しても何等問題は無い。なお、金属箔、及び蒸着層は公知の材料が利用でき、特に指定するものではない。

また、積層包装材の成形方法は、ドライラミネーション用の接着剤を用いて行うドライラミネーション方式が望ましが、積層包装材の一部に、オレフィン系樹脂を用いて溶融押し出しした樹脂を接着層とするエクストルージョンラミネーション方式を適用してもよい。

ドライラミネーション時の接着剤のコーティングには、グラビアコーター、及びリバースコーターなどが使用できる。前記接着剤の塗布量（固形分）は、通常２〜１０ｇ／ｍ²であり、ラミネーション後のラミネートフィルムは通常２０〜５０℃で２０〜１２０時間養生されることにより接着剤が完全硬化する。

一方、本発明で使用できる芯材は断熱性能の観点からガラス繊維が望ましい。また、ガラス短繊維は、繊維化できるガラス組成物であれば特に問題なく使用できる。より望ましくは、ガラス短繊維の集合体がガラス短繊維のウェブの積層体からなり、前記ウェブ間は集合体の一体性が保持できる必要最低限の交絡により結合され、厚み方向に均質に積層配列されたものが好適である。更には、外包材のピンホール発生を抑制するためガラスショット等の異物混入のないガラス短繊維がより望ましい。このような条件を満たす汎用工業製品としては、グラスウールが安価、かつ取り扱い性の観点からより望ましい。

また、繊維径は、特に指定するものではないが、繊維径が微細なものはより優れた断熱性能が得られる。しかし、経済性の観点からは平均繊維径が３〜５μｍのものを使用するのが望ましい。

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。

（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。また、図２は、本発明の実施の形態１における真空断熱材の外包材の断面図である。

図１において、真空断熱材１は、芯材２と吸着剤４とを外包材３に挿入し、内部を減圧して構成している。真空断熱材１の作製は、芯材２を１４０℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、積層包装材の三方を熱溶着によりシールして袋状に成形した外包材３に挿入し、減圧チャンバー内で外包材内部が１０Ｐａ以下になるように減圧し、開口部を熱溶着により密閉封止している。

この時、外包材３は、外側から第１層目にナイロンフィルム（１５μｍ）５、第２層目にナイロンフィルム（２５μｍ）５、第３層目にアルミ箔（６μｍ）６、第４層目にシーラント層として直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（５０μｍ）７を適用しており、各層間にウレタン樹脂からなる接着層８を適用し積層包装材として構成している。

積層包装材は、接着層８の接着剤量（固形分量）が３．５ｇ／ｍ²となるようにドライラミネーション法により作成している。

また、接着層８のウレタン樹脂は、大日本インキ製の脂肪族系ドライラミネーション用接着剤であるディックドライ ＬＸ−５００／ＫＲ−９０Ｓを配合比ＬＸ−５００：ＫＲ−９０Ｓ＝１５：１にて使用した。

芯材２は、ガラス短繊維からなるウェブ間が物理的交絡により結合されたガラス繊維の積層体であり、平均繊維径３．５μｍのグラスウールを所定密度になるまで積層したものを使用し、ガラス繊維の品温がガラスの歪点よりも低い４５０℃で５分間加熱プレスすることでボード状に成形している。

吸着剤４は、水分吸着剤として酸化カルシウムを適用している。

このように作製した真空断熱材１は、外包材の耐ピンホール製が従来品と比較して大幅に改善することが判った。

これは、接着剤として脂肪族系ポリエステルポリオールと脂肪族系ポリイソシアネートからなるウレタン樹脂を適用しているため、接着層のウレタン樹脂が低弾性率であり、適度な柔軟性を有している。その結果、ウレタン樹脂の弾性率が接着している被着材の弾性率より小さく、内部の異物が積層包装材を突き破る方向に力が働いた場合、接着層がその歪みを吸収することで突き刺しによるピンホールの発生を抑制することができる。

更に、接着剤の弾性率と接着剤のせん断強度とは比例関係にあり、弾性率の低下に伴いせん断強度が低下する。そのため、異物がシーラント層に突き刺さった場合は、シーラント層を貫通後、せん断強度の低い接着層の破断が生じるため、異物の突き刺し力の伝播が抑制され、それより上層のフィルムに対するピンホールの発生を抑制できると考える。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における真空断熱材を適用した冷凍冷蔵庫の断面図であり、これは保冷機器の一例として示すものである。

図３は冷蔵庫３１であり、冷蔵庫の筐体を形成する断熱箱体３２と冷凍サイクルとからなる。断熱箱体３２は、鉄板をプレス成形した外箱３３と、ＡＢＳ樹脂等を成形した内箱３４とが、フランジ（図示せず）を介して構成している。前記断熱箱体３２の内部には、予め真空断熱材１を配設し、真空断熱材１以外の空間部を、硬質ウレタンフォーム（硬質樹脂フォーム）３５にて発泡充填したものである。硬質ウレタンフォーム３５は、発泡剤としてシクロペンタンを使用している。

断熱箱体３２は仕切り板３６にて区切られており、上部が冷蔵室３７、下部が冷凍室３８となっている。仕切り板３６には電動ダンパー３９が、冷凍室３８の内箱３４には冷却用のファンモーター４０とデフヒーター４１が取付けられている。

一方、冷凍サイクルは、蒸発器４２、圧縮機４３、凝縮器４４、キャピラリチューブ４５を順次環状に接続しこれを形成している。なお、蒸発器４２は冷蔵室３７と冷凍室３８の２カ所に設け、それらを直列に、また並列に繋ぎ冷凍サイクルを形成してもよい。

また、冷蔵庫３１にはドア体４６が取付けられており、ドア体４６の内部には真空断熱材１が配設され、真空断熱材１以外の空間部は硬質ウレタンフォーム３５にて発泡充填されている。

なお、真空断熱材１は実施の形態１に示したものと同様の構成のものを用いている。

高分子化合物であるプラスチックは、一般に、温度の低下と共に柔軟性を失い硬く、かつ脆くなり、弾性率は増大する。しかしながら、前記冷蔵庫３１に適用している真空断熱材１を構成する積層包装材の接着層８のウレタン樹脂は、もともと低弾性率であることから常温以下の温度帯での使用においても十分な柔軟性を保持している。

よって、真空断熱材を常温から冷蔵庫庫内温度の−１８℃程度の温度帯で使用する場合においても、接着層を構成するウレタン樹脂の弾性率が小さく、接着剤であるウレタン樹脂の弾性率が接着している被着材の弾性率より小さいことから、内部の異物が積層包装材を突き破る方向に力が働いた場合、接着層がその歪みを吸収することで突き刺しによるピンホールの発生を抑制することができる。

その結果、真空断熱材の品質は長期に渡って安定であり、前記真空断熱材を適用した冷蔵庫は長期に渡って消費電力量の低減効果が得られる。

更に、積層包装材の接着層８のウレタン樹脂のガラス転移点は、真空断熱材を適用する温度帯と同等温度以下であることが、弾性率保持の観点からより望ましい。

以下、実施例、及び比較例を用いて、本発明の真空断熱材を構成する外包材の接着層のウレタン樹脂について具体的に説明するが、本発明は本実施例のみに限定されるものではない。

（表１）にドライラミネーション時の接着剤を種々変更した場合の真空断熱材の耐ピンホール性について、実施例１〜４、及び比較例Ａ〜Ｄに示した。

真空断熱材は、基本的には実施の形態１と同様の方法で作製しているが、真空断熱材１を構成する外包材３の接着層８の材料のみを各種変更して作製している。また、真空断熱材１の耐ピンホール性を確認するため、真空断熱材１は、予め、所定の粒径に調整したガラスショットを規定量だけ芯材表面に配設して作製し、減圧封止後における真空断熱材のリーク有無、及び真空断熱材の屈曲試験による積層包装材の剥離有無について評価した。

また同時に、接着層８を構成するウレタン樹脂の物性について示した。弾性率の比較については接着層８のウレタン樹脂の弾性率とフィルム等の被着材の弾性率の比較を、表面硬度についてはウレタン樹脂のバルクを作製し、その表面硬度をゴム硬度計により２０℃と０℃において測定した。なお、表面硬度は弾性率の代替物性として評価したが、弾性率としては、引っ張り弾性率、及び圧縮弾性率等を適用できる。

（実施例１）
図２に示す接着層８を構成するウレタン樹脂は、脂肪族系ポリエステルポリオールと脂肪属系ポリイソシアネートであるヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）の変性体から構成している。

この時、接着層８のウレタン樹脂の弾性率は、外包材１を構成する各フィルムの弾性率よりも小さいものであった。また、ウレタン樹脂の表面硬度は、４０と低く、かつ２０℃と０℃においてその差はなかった。

上記構成からなる真空断熱材は、ピンホール、及び外包材の剥離発生等の問題はなかった。

なお、脂肪属系ポリイソシアネートとしては、公知のものが適用できるが、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、リジンジイソシアネート（ＬＤＩ）などが望ましく、更にはこれらジイソシアネートの変性体がより望ましい。

脂肪属系ポリエステルポリオールとしては、同様に公知のものが適用できる。

（実施例２）
図２に示す接着層８を構成するウレタン樹脂は、脂肪族系ポリエステルポリオールと脂環式系イソシアネートであるイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）の変性体から構成され、その配合比率はポリオールとポリイソシアネートとの当量比が２でポリイソシアネートが過剰となっている。

この時、接着層８のウレタン樹脂の弾性率は、外包材１を構成する各フィルムの弾性率よりも小さいものであった。また、ウレタン樹脂の表面硬度は、４０と低く、かつ２０℃と０℃においてその差はなかった。

上記構成からなる真空断熱材は、ピンホール、及び外包材の剥離発生等の問題はなかった。

なお、脂肪属系イソシアネートを適用できない場合は、脂環式系イソシアネートを適用することが効果的であるが、この場合は、ポリオールとポリイソシアネートとの当量比は、１以上３以下でポリイソシアネートが過剰とすることが望ましい。

脂環式系イソシアネートとしては、公知のものが適用できるが、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、１．４−シクロヘキサンジイソシアネート（ＣＨＤＩ）等がある。

なお、ポリオールとポリイソシアネートとの当量比は１以上３以下でポリイソシアネートを過剰にすることが望ましく、より望ましくは当量比を１以上２以下とするものである。また、接着層８のウレタン樹脂の状態において当量比を判別するには、赤外線吸収スペクトルにおけるポリイソシアネート起因の吸収強度を比較することで判別できる。

（実施例３）
図２に示す接着層８を構成するウレタン樹脂は、脂肪族系ポリエステルポリオールと脂環式系イソシアネートであるジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）の変性体から構成され、その配合比率はポリオールとポリイソシアネートとの当量比が２でポリイソシアネートが過剰となっている。

この時、接着層８のウレタン樹脂の弾性率は、外包材１を構成する各フィルムの弾性率よりも小さいものであった。また、ウレタン樹脂の表面硬度は、４５と低く、かつ２０℃と０℃においてその差は１でた。

上記構成からなる真空断熱材は、ピンホール、及び外包材の剥離発生等の問題はなかった。

（実施例４）
図２に示す接着層８を構成するウレタン樹脂は、脂肪族系ポリエステルポリオールとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）のプレポリマーから構成され、その配合比率はポリオールとポリイソシアネートとの当量比が２でポリイソシアネートが過剰となっている。

この時、接着層８のウレタン樹脂の弾性率は、外包材１を構成する各フィルムの弾性率よりも小さいものであった。また、ウレタン樹脂の表面硬度は、４５と低く、かつ２０℃と０℃において、その差は１であった。

上記構成からなる真空断熱材は、ピンホール、及び外包材の剥離発生等の問題はなかった。

（比較例Ａ）
図２に示す接着層８を構成するウレタン樹脂は、脂肪族系ポリエステルポリオールとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）のプレポリマーから構成され、その配合比率はポリオールとポリイソシアネートとの当量比が３.２でポリイソシアネートが過剰となっている。

この時、接着層８のウレタン樹脂の弾性率は、外包材１を構成する各フィルムの弾性率よりも小さいものであった。また、ウレタン樹脂の表面硬度は、５０と実施例に示すウレタン樹脂と比べて高く、かつ２０℃と０℃において、その差は５であった。

上記構成からなる真空断熱材は、外包材の剥離発生は無いもののピンホールが多数発生し破袋した。

このように、ポリオールとポリイソシアネートとの当量比が３を超えると、ウレタン樹脂の架橋度が増大するため、ウレタン樹脂の弾性が失われるものと考える。

（比較例Ｂ）
図２に示す接着層８を構成するウレタン樹脂は、脂肪族系ポリエステルポリオールとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）のプレポリマーから構成され、その配合比率はポリオールとポリイソシアネートとの当量比が０．９でポリイソシアネートが少なくなっている。

この時、接着層８のウレタン樹脂の弾性率は、外包材１を構成する各フィルムの弾性率よりも小さいものであった。また、ウレタン樹脂の表面硬度は、４５と実施例に示すウレタン樹脂とほぼ同等のレベルであり、かつ２０℃と０℃において、その差は１であった。

上記構成からなる真空断熱材は、ピンホールが発生しなかった。しかし、真空断熱材の屈曲試験により外包材のフィルム層間の一部で剥離が生じた。

（比較例Ｃ）
図２に示す接着層８を構成するウレタン樹脂は、脂肪族系ポリエステルポリオールとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）から構成されている。

この時、接着層８のウレタン樹脂の弾性率は、外包材１を構成する各フィルムの弾性率よりも大きいものであった。また、ウレタン樹脂の表面硬度は、６５と実施例に示すウレタン樹脂と比べて大きく、かつ２０℃と０℃において、その差は１０となっていた。

上記構成からなる真空断熱材は、外包材の剥離の発生は無いもののピンホールが多数発生し破袋した。

（比較例Ｄ）
図２に示す接着層８を構成するウレタン樹脂は、芳香族系ポリエステルポリオールとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）から構成されている。

この時、接着層８のウレタン樹脂の弾性率は、外包材１を構成する各フィルムの弾性率よりも大きいものであった。また、ウレタン樹脂の表面硬度は、６８と実施例に示すウレタン樹脂と比べて大きく、かつ２０℃と０℃において、その差は１２となっていた。

上記構成からなる真空断熱材は、外包材の剥離の発生は無いもののピンホールが多数発生し破袋した。

以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、外部からの突き刺しによるピンホールの抑制に留まらず、真空包装体の内部にガラスショットのような異物が混入した場合にも内部を起因として生じるピンホールや包装体の裂けを抑制することで、高品質な真空断熱材を提供することができる。

また、積層包装材の接着層であるウレタン樹脂が低弾性率であるため、低温下における使用においても耐ピンホール性の低下が小さく、常温以下で使用する機器においても安定した品質を有し、優れた品質の保冷機器を提供することができる。

よって、本発明の真空断熱材は、冷凍冷蔵庫、冷凍機器、及び米や野菜保冷庫等をはじめとして、冷却システムを有しないクーラーボックスやコンテナボックス等、保冷を必要とするあらゆる機器や設備等に適用することが可能である。その結果、大幅な省エネルギー化や省スペース化に貢献できる。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図 本発明の実施の形態１における真空断熱材を構成する外包材の断面図 本発明の実施の形態２における冷凍冷蔵庫の断面図 従来の耐衝撃性包材の断面図

符号の説明

１ 真空断熱材
２ 芯材
３ 外包材
５ ナイロンフィルム（被着材）
６ アルミ箔（被着材）
７ シーラン層（被着材）
８ 接着層
３１ 冷蔵庫
３２ 断熱箱体
３３ 外箱
３４ 内箱
３５ 硬質ウレタンフォーム（硬質樹脂フォーム）
４６ ドア体

Claims (5)

1. 芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、前記外包材が積層包装材であり、前記積層包装材の各層間の接着がウレタン樹脂からなり、前記ウレタン樹脂の弾性率が接着している被着材の弾性率より小さい真空断熱材。
2. 芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、前記外包材が積層包装材であり、前記積層包装材の各層間の少なくとも一つの層間の接着がポリイソシアネートとポリエステルポリオールとからなるウレタン樹脂からなり、前記ウレタン樹脂がポリイソシアネートとポリエステルポリオールとの当量比が１以上３以下でポリイソシアネートが過剰となっている真空断熱材。
3. 芯材と、前記芯材を被覆するガスバリア性を有する外包材とからなり、内部を減圧密閉した真空断熱材であって、前記外包材が積層包装材であり、前記積層包装材の各層間の少なくとも一つの層間の接着がウレタン樹脂からなり、前記ウレタン樹脂が脂肪属系ポリイソシアネートからなる真空断熱材。
4. ウレタン樹脂が、脂肪属系ポリエステルポリオールと脂肪属系ポリイソシアネートからなる請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
5. 常温以下の温度帯で使用する保冷機器であって、保冷機器の外箱と内箱とで形成される空間に硬質樹脂フォームを充填した断熱箱体または断熱ドア体の少なくともいずれかにおいて、前記内箱と前記外箱との間に請求項１から４のいずれか一項に記載の真空断熱材を具備する保冷機器。

Images