JP2011089740A - 袋体、および真空断熱材 - Google Patents

袋体、および真空断熱材 Download PDF

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Abstract

【課題】真空断熱材のヒートブリッジ現象を抑制し、長期に亘って断熱効果を維持する。
【解決手段】真空断熱材12の外被材3が、表面保護層4、内部保護層5、ガスバリア層6、熱溶着層7で構成されており、外被材3の外周部同士が熱溶着された封止部8の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、封止部8に位置する熱溶着層7が少なくとも一つの凹部を有しており、凹部の最深部に熱溶着層7の厚みが最深部の周辺部よりも薄い薄肉部が形成されているので、外被材3周縁の端面から封止部8を通って侵入する大気ガス量を抑制することができ、ヒートブリッジが抑制され、無機繊維が本来持つ低固体熱伝導成分を十分に発揮した断熱効果の高い真空断熱材を提供できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、ヒートブリッジ現象を抑制し、長期に亘って断熱効果を維持することが可能な真空断熱材と、それに適用可能な袋体に関するものである。
近年、菓子や飲料などの食品、あるいは液体、気体、固体状の薬品や生活雑貨などを密封袋へ収納し長期保存を可能としたり、密封袋に発泡体、粉末、繊維体を真空密封し真空断熱材としたり、袋体の密封技術が広く用いられている。ここでは、真空断熱材を例に説明する。
深刻な地球環境問題である温暖化への対策として、家電製品や設備機器並びに住宅などの建物の省エネルギー化を推進する動きが活発となっており、優れた断熱効果を長期的に維持する真空断熱材が、これまで以上に求められている。
真空断熱材とは、グラスウールやシリカ粉末などの微細空隙を有する芯材を、ガスバリア性を有する外被材で覆い、外被材の内部を減圧密封したものである。真空断熱材は、その内空間を高真空に保ち、気相を伝わる熱量を出来る限り小さくすることにより、高い断熱効果の実現を可能としたものである。よって、その優れた断熱効果を長期にわたって発揮するためには、真空断熱材内部の高い真空度を維持する技術が極めて重要となる。
真空断熱材内部の真空度を維持する方法として、気体吸着剤や水分吸着剤を芯材とともに真空断熱材内部に減圧密封する方法が、一般的に用いられている。これによって、真空包装後に芯材の微細空隙から真空断熱材中へ放出される残存水分や、外気から外被材を透過して経時的に真空断熱材内へ浸透する水蒸気や酸素等の大気ガスを除去することが可能となる。
しかし、現存の吸着剤の吸着能力を考慮すると、高い断熱効果を長期的に維持する真空断熱材を提供するには、吸着剤の使用だけでは不十分であるといえ、真空断熱材内部へ浸透する大気ガス量自体を抑制する手段を講じる必要がある。
ここで、外気から真空断熱材内部へ侵入するガス経路について述べる。
真空断熱材は、通常、2枚の長方形の外被材を重ね合わせて外被材の3辺の周縁近傍の外周部同士を熱溶着して作製した3方シール袋内へ3方シール袋の開口部から芯材を挿入し、真空包装機を用いて外被材の袋内部を真空引きしながら、3方シール袋の開口部を熱溶着することによって製造される。
外被材には、通常、最内層に低密度ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂からなる熱溶着層、中間層にアルミニウム箔やアルミニウム蒸着フィルムなどのバリア性を有する材料からなるガスバリア層、そして最外層にはナイロンフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルムなどの表面保護の役割を果たす表面保護層を、接着剤を介して積層したラミネートフィルムを用いる。
この場合、外気から真空断熱材内部へ透過する大気ガスは、外被材表面から透過してくる成分と、外被材周縁の端面の熱溶着層が露出している部分から封止部を通って内部に透過してくる成分との2つに分類される。
このうち、熱溶着層を構成している熱可塑性樹脂は、ガスバリア層と比べると気体透過度および透湿度が極めて高いことから、真空断熱材内部へ経時的に侵入する大気ガス量のうち、外被材周縁の端面の熱溶着層が露出している部分から封止部を通って内部に透過したものが大半を占める。
よって、長期にわたって優れた断熱性能を維持する真空断熱材の提供には、外被材周縁の端面の熱溶着層が露出している部分からの大気ガス浸透量抑制が不可欠であり、その効果的な手法が課題とされてきた。
この課題に対して、封止部における熱溶着層の一部を薄肉にした薄肉部を設けた真空断熱材が報告されている(例えば、特許文献1参照)。
図7は、特許文献1に記載された従来の真空断熱材の断面図である。
図7に示すように、真空断熱材101は、ガスバリア層102と熱溶着層103とを有する外被材104の封止部分の熱溶着層103の一部が薄肉になっている。この薄肉部105は、図8に示すような封止冶具106を用いて、封止部分における外被材104の一部を特に強く加圧することにより形成されたもので、外被材104の全周を取り巻くように形成されている。
従来の構成は、薄肉部105によって外被材周縁の端面から侵入するガスの透過抵抗が増大し、内部へのガス侵入を抑制することで長期に渡って優れた断熱性能を発揮できるとされている。
さらに、長期にわたって優れた断熱性能を維持する真空断熱材の提供には、残りの外被材表面から透過してくる大気ガスの浸透量を抑制することが課題とされる。
この課題に対して、ガスバリア層にアルミニウム箔を設けた真空断熱材が報告されている(例えば、特許文献2参照)。
図9は、特許文献2に記載された従来の真空断熱材の断面図である。
図9に示すように、ラミネートフィルム容器201の中に断熱材202が充填された真空充填断熱構造体において、ラミネートフィルムの熱溶着部203の拡大断面図である図10に示すように、ラミネートフィルム容器201は熱溶着層204、アルミニウム箔205、表面保護層206により構成されている。
従来の構成は、20μm以下のアルミニウム箔層とすることにより、アルミニウム箔にピンホールや亀裂が発生することなく、長期間、真空を保持することができるとされている。
実開昭62−141190号公報 特公平2−54479号公報
さらなる長期にわたって優れた密封性能を維持する袋体、および断熱性能を維持する真空断熱材の提供には、外被材表面から透過してくる成分と、外被材周縁の端面の熱溶着層が露出している部分から封止部を通って内部に透過してくる成分の両方の大気ガスの浸透量を抑制しなければならない。
しかし、図10に示されるような上記特許文献2のラミネートフィルム容器の構成で、薄肉部105に上記特許文献1の構成で、図11に示されるような両面に角部107を有している場合は、真空断熱材の製造時および取り扱い時に、角部107において、ラミネートフィルム容器201、特にアルミニウム箔205にクラックが発生する。このクラックから、経年的に大気ガス成分の真空断熱材内部への侵入が促進されるという課題があった。
ここで、角部107とは、封止部を外被材104の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、薄肉部105の境界及びその近傍に生じる、熱溶着層103の厚み変化に伴い形成される角形状となった部位(曲率が大きい部位)を指す。
また、二枚の積層フィルムで断熱コア材を封入したものについては、特許文献2では熱溶着性フィルムの溶着部を介して真空断熱材内部へ侵入するガスや水蒸気への対策が講じられていないため、芯材が構成する空隙へ侵入するガスや水蒸気の量は、アルミニウム箔をガスバリア性フィルムとして利用した真空断熱材よりも、蒸着面からの侵入量分だけ増加するので、空隙における真空度の増加速度は従来よりも大きくなる。
よって、上記特許文献1の技術手段のみでは、真空断熱材を製作した直後の熱伝導率と、積層フィルムのガスバリア性に関する記載はあっても熱伝導率の経年的な変化に関する記載が無く、長期にわたって外装体内部の真空状態が保たれ、断熱性能が維持できると言い難い。
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、封止部に設けた熱溶着層の薄肉部及びその近傍において、アルミニウム箔のクラック発生や封止部破断が極めて起きにくい、長期に渡って優れた密封性能を維持する袋体、および断熱性能を維持する真空断熱材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の袋体は、2枚の外被材の周縁近傍の外周部同士が熱溶着され充填物を挿入して密封する袋体において、前記外被材が保護層、ガスバリア層、熱溶着層で構成されており、前記保護層は表面保護層、内部保護層といった複数のフィルムにより構成されており、かつ前記外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を前記周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、前記封止部に位置する前記熱溶着層が少なくとも一つの凹部を有しており、前記凹部の最深部に前記熱溶着層の厚みが前記最深部の周辺部よりも薄い薄肉部が形成されている。
上記構成において、まず、外被材の周縁部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、封止部の熱溶着層の厚みが局所的に薄い薄肉部を設けていることにより、熱溶着層の薄肉部において、外被材周縁の端面から侵入する気体および水分の透過面積が縮小され、気体および水分の透過抵抗が増大し、気体および水分の透過速度が低減されることから、経時的に透過する気体および水分量が抑制され、長期にわたって優れた密封性能を発揮できる。
また、外被材の周縁部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、保護層は表面保護層、内部保護層といった複数のフィルムにより構成されているので、熱溶着層より外層側に積層されたガスバリア層は、封止部の薄肉部およびその近傍において、熱溶着層は少なくとも一つの凹部の形状に沿って曲がるが、表面保護層、内部保護層といった複数のフィルムにより凹部形成時に外力を受けた場合に、内層になるに従い段階的に応力を緩和し、局所的に応力が集中することが起きにくくなり、熱溶着層より外層側に積層されたガスバリア層の劣化の発生が極めて起きにくくなる。
さらに、熱溶着層の薄肉部においては、熱溶着層の厚みが周辺部よりも薄くなり、その厚み減少分だけ強度が低下するが、熱溶着層の厚みが角部に沿って徐々に滑らかに増減することに伴い、封止部の強度も連続的に滑らかに増減することから、熱溶着層の薄肉部において局所的に応力が集中することが起きにくく、熱溶着層の薄肉部及びその近傍の外被材におけるガスバリア層の劣化や封止部の破断が極めて起きにくくなる。
また、本発明の真空断熱材は、本発明の袋体内に微細空隙を有する芯材を充填物として挿入して減圧密封したものである。
以上により、封止部に設けた熱溶着層の薄肉部及びその近傍において、ガスバリア層の劣化や封止部破断が極めて起きにくい、長期に渡って優れた密封性能を維持する袋体、および断熱性能を維持する真空断熱材を提供できる。
また、ガスバリア性フィルムを金属箔ではなく、蒸着膜を有するガスバリア性フィルムに変更したことから、外被材の熱伝導率が低下するという作用により、無機繊維のように粉末に比べて低い固体熱伝導を有する芯材とした真空断熱材の課題であったヒートブリッジが抑制され、無機繊維が本来持つ低固体熱伝導成分を十分に発揮した断熱効果の高い真空断熱材を提供することが可能となる。
本発明によれば、封止部の熱溶着層の厚みが局所的に薄い薄肉部を設けていることにより、外被材周縁の端面から侵入する気体および水分量が抑制され、長期にわたって優れた密封性能を発揮できる。また、保護層は表面保護層、内部保護層といった複数のフィルムにより構成されているので、凹部形成時に外力を受けた場合に、熱溶着層より外層側に積層されたガスバリア層の劣化が極めて起きにくくなる。さらに、熱溶着層の薄肉部において局所的に応力が集中することが起きにくく、熱溶着層の薄肉部及びその近傍の外被材におけるクラック発生や封止部の破断が極めて起きにくくなる。また、充填物を芯材とし、袋体を真空引きした真空断熱材にも適用できる。
以上により、封止部に設けた熱溶着層の薄肉部及びその近傍において、クラック発生や封止部破断が極めて起きにくい、長期に渡って優れた密封性能を維持する袋体、および断熱性能を維持する真空断熱材を提供できる。
また、蒸着膜を有するガスバリア性フィルムのため、外被材の熱伝導率が低下するという作用により、無機繊維のように粉末に比べて低い固体熱伝導を有する芯材とした真空断熱材の課題であったヒートブリッジが抑制され、無機繊維が本来持つ低固体熱伝導成分を十分に発揮した断熱効果の高い真空断熱材を提供することが可能となる。
本発明の実施の形態1における袋体の断面図 本発明の実施の形態1における袋体の平面図 本発明の実施の形態1における袋体の薄肉部を含む封止部の一例を示す断面図 本発明の実施の形態1における袋体の加熱圧縮冶具の一例を示す断面図 本発明の実施の形態1における袋体の薄肉部を含む封止部の変形例を示す断面図 本発明の実施の形態2における真空断熱材の断面図 従来の真空断熱材の断面図 従来の真空断熱材の加熱圧縮冶具で薄肉部を形成している状態を示す断面 従来の真空断熱材の断面図 従来のラミネートフィルムの熱溶着部の拡大断面図 従来の真空断熱材の薄肉部を含む封止部の断面図
第1の発明は、2枚の外被材の周縁近傍の外周部同士が熱溶着され充填物を挿入して密封する袋体において、前記外被材が保護層、ガスバリア層、熱溶着層で構成されており、前記保護層は表面保護層、内部保護層といった複数のフィルムにより構成されており、かつ前記外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を前記周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、前記封止部に位置する前記熱溶着層が少なくとも一つの凹部を有しており、前記凹部の最深部に前記熱溶着層の厚みが前記最深部の周辺部よりも薄い薄肉部が形成されているの袋体である。
上記構成において、まず、外被材の周縁部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、封止部の熱溶着層の厚みが局所的に薄い薄肉部を設けていることにより、熱溶着層の薄肉部において、外被材周縁の端面から侵入する気体および水分の透過面積が縮小され、気体および水分の透過抵抗が増大し、気体および水分の透過速度が低減されることから、経時的に透過する気体および水分量が抑制され、長期にわたって優れた密封性能を発揮できる。
また、外被材の周縁部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、保護層は複数のフィルムにより構成されているので、熱溶着層より外層側に積層されたガスバリア層は、封止部の薄肉部およびその近傍において、熱溶着層は少なくとも一つの凹部の形状に沿って曲がるが、表面保護層、内部保護層といった複数のフィルムにより凹部形成時に外力を受けた場合に、内層になるに従い段階的に応力を緩和し、局所的に応力が集中することが起きにくくなり、熱溶着層より外層側に積層されたガスバリア層の劣化の発生が極めて起きにくくなる。
さらに、熱溶着層の薄肉部においては、熱溶着層の厚みが周辺部よりも薄くなり、その厚み減少分だけ強度が低下するが、熱溶着層の厚みが角部に沿って徐々に滑らかに増減することに伴い、封止部の強度も連続的に滑らかに増減することから、熱溶着層の薄肉部において局所的に応力が集中することが起きにくく、熱溶着層の薄肉部及びその近傍の外被材におけるガスバリア層の劣化や封止部の破断が極めて起きにくくなる。
以上により、封止部に設けた熱溶着層の薄肉部及びその近傍において、ガスバリア層の劣化や封止部破断が極めて起きにくい、長期に渡って優れた密封性能を維持する袋体を提供できる。
また、蒸着膜を有するガスバリア性フィルムのため、外被材の熱伝導率が低下するという作用により、無機繊維のように粉末に比べて低い固体熱伝導を有する芯材とした真空断熱材の課題であったヒートブリッジが抑制され、無機繊維が本来持つ低固体熱伝導成分を十分に発揮した断熱効果の高い真空断熱材を提供することができる。
なお、ここで蒸着膜を有するガスバリア性フィルムとは、基材となるプラスチックフィルム上に蒸着膜を形成したものである。
また、基材に関して特に指定するものではないが、外被材のガスバリア性を高めるため、ナイロン−6やナイロン−66などのポリアミドフィルムや、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルムや、ポリビニルアルコールフィルムや、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのようにガスバリア性の高い材料を使用することが望ましい。
また、蒸着膜に関して特に指定するものではないが、アルミニウムやカーボン、酸化アルミニウム、酸化珪素のような単体あるいはそれらの混合体によって構成される、金属または金属酸化物が望ましい。また、基材に金属または金属酸化物を蒸着した表面に、蒸着物の隙間や欠陥を埋める目的や、蒸着物の保護を目的に有機物膜を設けても良い。
また、蒸着膜の厚みは特に指定しないが、金属箔の厚みを超えない程度であれば自由に決定することができる。
さらに、蒸着膜の形成方法は、基材上に蒸着膜を堆積させる物理気相成長法(Physical Vapor Deposition)や基材上または気相中での化学反応により蒸着膜を形成させる化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition)が利用可能である。
また、熱溶着性フィルムとしては特に指定するものではないが、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、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等の熱可塑性フィルム或いはそれらを含む混合体や積層体が使用できる。
また、外被材の周縁部とは、外被材の複層方向に対して垂直な方向から見たときに、外被材の複層状態が確認な外被材の端部付近を指す。さらに具体的には、外被材の複層方向に対して垂直な方向から見たときに、外被材の複層状態が確認な外被材の端部から熱溶着性フィルム同士が熱溶着可能な50mm以内の場所を指す。フィルムの使用量削減や製作し易さを鑑みると30mm以内が望ましい。
外被材に使用するラミネート接着剤については、特に指定するものではないが、2液硬化型ウレタン接着剤等の従来公知のラミネート用接着剤もしくはエポキシ系樹脂接着剤が使用できる。
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、ピロー袋など、特に指定するものではない。
なお、凹部とは、外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を外被材の周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、封止部に位置する熱溶着層が少なくとも一つの凹んでいる部分であり、熱溶着層と熱溶着層の外側に隣接する他の層との境界線(境界面)が熱溶着層側へ少なくとも一つの凸となる曲線部を指す。
なお、凹部の最深部とは、凹部を形成している点群のうち、対向する境界面上の点との間に位置する熱溶着層の厚みが、最も薄い箇所に位置する点部を指す。
また、充填物は、菓子や飲料などの食品、あるいは液体、気体、固体状の薬品や生活雑貨などに限らず、発泡体、粉末、繊維体を真空密封した真空断熱材の芯材にも適用できる。
第2の発明は、第1の発明において、前記封止部の前記熱溶着層が両面に他の層との境界面を有し、前記凹部の一方の前記境界面のうねりの波高が、前記凹部の他方の前記境界面のうねりの波高よりも大きいことを特徴としている。
薄肉部及びその近傍では、熱溶着層よりも外層側にある外被材が、少なくとも一つの凹である熱溶着層の形状に沿って歪曲することによる応力を受け、強度が低下する。
よって、凹部の一方の境界面のうねりの波高を、凹部の他方の境界面のうねりの波高よりも大きくすることにより、相対的に波高の小さいうねりを有する境界面側の外被材の強度低下は、もう一方の相対的に波高の大きいうねりを有する境界面側の外被材と比べて僅かとなり、外被材の封止部では、強度低下が小さい外被材がもう一方の外被材を支持する形で剛性が保たれ、凹部形成時に外力を受けた場合におけるクラック発生および封止部の破断が極めて起きにくくなる。
なお、境界面とは、封止部において、熱溶着層と、熱溶着層と隣接する外被材が有する他層との境界面を指す。
なお、波高とは、凹部の周辺部に位置する境界面と、凹部の最深部を含む境界面と平行な面との距離を指す。
第3の発明は、第1または第2の発明において、前記封止部の前記熱溶着層は両面に他の層との境界面を有し、前記凹部の一方の前記境界面の前記熱溶着層側に凹となっている部分の最深部と、前記凹部の他方の前記境界面の前記熱溶着層側に凹となっている部分の最深部とが対向していないことを特徴としている。
薄肉部があると、熱溶着層の厚みが薄く強度が低下するだけでなく、凹部の最深部が位置していることにより、歪曲による外被材の強度低下が起こる。
本発明では、凹部の一方の境界面の熱溶着層側に凹となっている部分の最深部と、凹部の他方の境界面の熱溶着層側に凹となっている部分の最深部とが対向していないことにより、凹部の最深部が位置する封止部の強度低下が抑制され、封止部が外力を受けた際の傷つきや破断が極めて起きにくくなる。同時に、凹部におけるガスバリア層の劣化の抑制効果もさらに高くなる。
第4の発明は、第1から第3の発明において、前記封止部に前記薄肉部を少なくとも2個以上有していることを特徴としている。
薄肉部においては、封止部の他箇所に比べて熱溶着層の厚みが薄く、シール強度が低下することにより、例えば、製造工程において芯材物質であるガラス繊維やシリカ粉末等を挟み込んだ状態で外被材が熱溶着された場合、薄肉部において熱溶着不良が発生することが懸念される。
熱溶着不良が発生した箇所では樹脂が存在しないため、ガス侵入抑制効果が低下する。この対策として、少なくとも2個以上の薄肉部を設けることにより、熱溶着不良に起因する真空断熱材内部への気体および水分侵入促進の影響が緩和される。
特に、芯材としてガラス繊維を用いた場合は、挟雑物として熱溶着の際に挟み込まれた芯材物質が加熱変形し、薄肉部にスルーホールを形成することが多々あることから、本発明の効果がより顕著となる。
また、薄肉部においては、外被材の強度が周囲部よりも低くなり、外力を受けた際の荷重集中が懸念されるが、薄肉部が複数個存在することにより、外力の荷重が分散され、薄肉部におけるクラックの発生や封止部の破断が極めて起きにくくなる。
また、薄肉部を複数個有する場合は、薄肉部が1個のみの場合と比べて、薄肉部における熱溶着層の厚みを増加させても同一の効果が得られるため、薄肉部における外被材強度やシール強度低下が緩和され、薄肉部におけるガスバリア層の劣化や封止部の破断のリスクが低減される。
第5の発明は、第1から第4の発明において、前記表面保護層が1層のナイロン、前記内部保護層が1層のナイロンであることを特徴としている。
外被材の周縁部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、保護層が表面保護層1層、内部保護層1層の2層で構成され、2層ともナイロンフィルムにより構成されているので、熱溶着層より外層側に積層されたアルミニウム箔は、封止部の薄肉部およびその近傍において、熱溶着層は少なくとも一つの凹部の形状に沿って曲がるが、表面保護層、内部保護層といった複数のフィルムにより凹部形成時に外力を受けた場合に、内層になるに従い段階的に応力を緩和し、局所的に応力が集中することが起きにくくなり、熱溶着層より外層側に積層されたアルミニウム箔のクラックの発生が極めて起きにくくなる。
第6の発明は、第1から第5の発明の袋体内に微細空隙を有する芯材を充填物として挿入して減圧密封した真空断熱材である。
前記袋体を構成する前記外被材に加え、真空断熱材の構成材料について、芯材は、その種類について特に指定するものではないが、気層比率90%前後の多孔体であり、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などの連続気泡体や、グラスウールやロックウール、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維などの繊維体、パーライトや湿式シリカ、乾式シリカなどの粉体など、従来公知の芯材が使用できる。
吸着剤は、その種類について特に指定するものではないが、芯材や外被材の残留ガス成分や、真空断熱材内へ侵入する水分や気体を吸着するもので、酸化カルシウム、ゼオライト、シリカゲルなどのガス吸着剤や水分吸着剤等のゲッター物質で、真空断熱材の真空度を下げる作用や維持する作用があるものであれば使用できる。
以上により、長期に渡って優れた断熱性能を維持する真空断熱材を提供できる。
第7の発明は、第6の発明の真空断熱材を断熱壁に用いた冷凍冷蔵庫であり、真空断熱材の課題であったヒートブリッジが抑制され、無機繊維が本来持つ低固体熱伝導成分を十分に発揮した断熱効果の高い真空断熱材を提供することができるので、断熱性能の高い冷凍冷蔵庫筐体を提供することができ、消費電力の低い冷凍冷蔵庫を提供できる。

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が、先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略するものとする。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における袋体の断面図、図2は、同実施の形態の袋体の平面図、図3は、同実施の形態の袋体における薄肉部を含む封止部の一例を示す断面図を示す。
図1において、袋体1は、充填物2と、同一寸法に裁断された長方形の2枚の外被材3よりなり、2枚の外被材3の間に充填物2が密封され、充填物2を覆う2枚の外被材3の周縁近傍の外周部同士が熱溶着されている。
2枚の外被材3は、外層側から、表面保護層4、内部保護層5と、ガスバリア層6と、熱溶着層7とが積層されてなる。また、外被材3の周囲辺(外周部)には、外被材の有する熱溶着層同士を溶融し貼り合わせた封止部8があり、封止部8の4辺のうちの少なくとも3辺に薄肉部9を有している。
次に、薄肉部9周辺の封止部8の形状について説明する。
図3において、熱溶着層7とガスバリア層6との境界面が有する凹部の波高の大きさには差が設けられており、波高の大きい凹部を有する境界面に設けられた凹部の最深部のみが薄肉部9に位置している。
次に、本実施の形態において、図1〜3に示す本実施の形態の袋体1の製造方法の一例を述べる。
まず、2枚の外被材3の熱溶着層7同士が対向するように配置し、外被材3の周囲辺の3辺を熱溶着して袋状とする。この熱溶着時に、金属製の加熱圧縮冶具10(図4参照)とシリコンゴムヒーターとで2枚の外被材3を挟むように加熱圧縮し、図3に示す形状の封止部8を形成する。この後、袋体1内に充填物2を挿入し、外被材3の袋の開口部を熱溶着させて密封することにより袋体1を得る。
本実施の形態の袋体1は、充填物2を挿入して密封する2枚の外被材3の周縁近傍の外周部同士が熱溶着された袋体1において、前記外被材3が保護層、ガスバリア層6、熱溶着層7で構成されており、前記保護層は表面保護層4、内部保護層5といった複数のフィルムにより構成されており、かつ前記外被材3の外周部同士が熱溶着された封止部8の少なくとも一部を前記周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、前記封止部8に位置する前記熱溶着層7が少なくとも一つの凹部を有しており、前記凹部の最深部に前記熱溶着層7の厚みが前記最深部の周辺部よりも薄い薄肉部が形成されている。
また、封止部8の熱溶着層7は両面に他の層(ガスバリア層6)との境界面を有し、凹部の一方の境界面のうねりの波高が、凹部の他方の境界面のうねりの波高よりも大きい。
また、凹部の一方の境界面の熱溶着層7側に凹となっている部分の最深部と、凹部の他方の境界面の熱溶着層7側に凹となっている部分の最深部とが対向していない。
また、図3に示す例では、封止部8に薄肉部9を少なくとも2個以上(4つ)有している。
以上のように構成された袋体1について、以下その動作、作用を説明する。
外被材3は、熱可塑性樹脂やガスバリア性を有する金属箔や樹脂フィルム等をラミネート加工したものであり、外部から袋体1内部への大気ガス侵入を抑制する役割を果たすものである。
表面保護層4および内面保護層5は、外被材が有する層のうち、ガスバリア層6よりも外層側に位置する、外力から外被材3、特にガスバリア層6の傷つきや破れを防ぐ役割を果たすものである。
熱溶着層7より外層側に積層されたガスバリア層6は、封止部の薄肉部およびその近傍において、熱溶着層7は少なくとも一つの凹部の形状に沿って曲がるが、表面保護層4、内部保護層5といった複数のフィルムにより凹部形成時に外力を受けた場合に、内層になるに従い段階的に応力を緩和し、局所的に応力が集中することが起きにくくなり、熱溶着層7より外層側に積層されたガスバリア層6のクラックの発生が極めて起きにくくなる。
表面保護層4および内面保護層5としては、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、ポリプロピレンフィルム等従来公知の材料が使用でき、同一種類でも2種類以上でも、表面保護層4および内面保護層5共に複数枚重ねて使用してもよい。
本実施の形態では、ガスバリア層6は、ポリエチレンテレフタレートフィルムやエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムへアルミニウムや銅等の金属原子もしくはアルミナやシリカ等の金属酸化物を蒸着したフィルムや、金属原子や金属酸化物を蒸着した面にコーティング処理を施したフィルム等が使用できる。
熱溶着層7は、外被材3同士を溶着し、袋体1内部の密封性を保持する役割に加えて、充填物による袋体1内部からの突刺し等からガスバリア層6を保護する役割を果たすものである。
熱溶着層7としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、メタロセン触媒系直鎖状低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等従来公知の材料が使用でき、1種類でも2種類以上重ねて使用してもよい。
封止部8は、外被材3の熱溶着層7同士を溶着することにより構成され、真空断熱材1内部と外部とを遮断する役割を果たしている。
薄肉部9は、外被材3周縁の端面から封止部8を通って袋体1内部へ侵入する大気ガスの透過速度を抑制し、袋体1の密封性を維持する役割を果たしている。
以上のように、本実施の形態においては、封止部8における熱溶着層7とガスバリア層6との境界面が有する凹部の最深部位置に薄肉部9が設けられ、この2層の境界面が有する凹部の波高に差が設けられているため、ガスバリア層6および外被材3の劣化や破断が極めて起きにくくなるとともに、袋体1内部への経時的な大気ガス侵入が抑制される。
また、上記の製造方法にて袋体1を作製した場合、通常、図4に示すような突起部11によって構成される過熱圧縮冶具10により熱溶着層7が加熱圧縮されるため、加圧による外力が突起部11の接線と垂直な方向にも加わることにより、熱溶着層7の樹脂が薄肉部9の両端方向へ流動しやすくなることから、図10のような従来の封止冶具106のような平面部にて圧縮される場合と比べて、同一の薄肉部9の厚みを得る場合の製造時の温度条件および圧力条件が緩和され、ガスバリア層6および外被材3の劣化が抑制される。
言い換えれば、同一の成形条件によって、より熱溶着層7の薄肉部9の厚みを薄くすることが可能となり、外被材3周縁の端面からの気体および水分侵入量の抑制が容易となる。
本実施の形態の袋体1は、充填物2を挿入して密封する2枚の外被材3の周縁近傍の外周部同士が熱溶着された袋体1において、前記外被材3が保護層、ガスバリア層6、熱溶着層7で構成されており、前記保護層は表面保護層4、内部保護層5といった複数のフィルムにより構成されており、かつ前記外被材3の外周部同士が熱溶着された封止部8の少なくとも一部を前記周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、前記封止部8に位置する前記熱溶着層7が少なくとも一つの凹部を有しており、前記凹部の最深部に前記熱溶着層7の厚みが前記最深部の周辺部よりも薄い薄肉部が形成されている。
上記構成において、まず、外被材3の周縁部同士が熱溶着された封止部8の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、封止部8の熱溶着層7の厚みが局所的に薄い薄肉部9を設けていることにより、熱溶着層7の薄肉部9において、外被材3周縁の端面から侵入する気体および水分の透過断面積が縮小され、気体および水分の透過抵抗が増大し、気体および水分の透過速度が低減されることから、経時的に透過する気体および水分量が抑制され、長期にわたって優れた断熱性能を発揮できる。
また、外被材3の周縁部同士が熱溶着された封止部8の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、保護層は表面保護層4、内部保護層5といった複数のフィルムにより構成されているので、熱溶着層7より外層側に積層されたガスバリア層6は、封止部8の薄肉部9およびその近傍において、熱溶着層7の形状に沿って曲がるが、表面保護層4、内部保護層5といった複数のフィルムにより凹部形成時に外力を受けた場合に、内層になるに従い段階的に応力を緩和し、局所的に応力が集中することが起きにくくなり、熱溶着層7より外層側に積層されたガスバリア層6のクラックの発生が極めて起きにくくなる。
さらに、熱溶着層7の薄肉部9においては、熱溶着層7の厚みが周辺部よりも薄くなり、その厚み減少分だけ強度が低下するが、熱溶着層7の厚みが凹部に沿って徐々に滑らかに増減することに伴い、封止部8の強度(曲げ強度など)も位置が変わるにつれて連続的に滑らかに増減することから、熱溶着層7の薄肉部9において局所的に応力が集中することが起きにくく、熱溶着層7の薄肉部9及びその近傍の外被材3におけるクラック発生や封止部8の破断が極めて起きにくくなる。
以上により、封止部8に設けた熱溶着層7の薄肉部9及びその近傍において、クラック発生や封止部8破断が極めて起きにくい、長期に渡って優れた密封性能を維持する袋体1を提供できる。
また、本実施の形態の袋体1は、封止部8の熱溶着層7は両面にガスバリア層6との境界面を有し、凹部の一方の境界面のうねりの波高が、凹部の他方の境界面のうねりの波高よりも大きい。
薄肉部9及びその近傍では、熱溶着層7よりも外層側にある外被材3(の各層6,5)が、少なくとも一つの凹部である熱溶着層7の形状に沿って歪曲することによる応力を受け、強度が低下する。
よって、凹部の一方(図1では上側)の境界面のうねりの波高を、凹部の他方(図1では下側)の境界面のうねりの波高よりも大きくすることにより、相対的に波高の小さいうねりを有する境界面側(図1では下側)の外被材3の強度低下は、もう一方の相対的に波高の大きいうねりを有する境界面側(図1では上側)の外被材3と比べて僅かとなり、外被材3の封止部8では、強度低下が小さい(図1では下側の)外被材3がもう一方の(図1では上側の)外被材3を支持する形で剛性が保たれ、外力を受けた場合におけるクラック発生および封止部8の破断が極めて起きにくくなる。
薄肉部9があると、熱溶着層7の厚みが薄く強度が低下するだけでなく、凹部の最深部が位置していることにより、歪曲による外被材3の強度低下が起こる。
本実施の形態では、凹部の一方の(図1では上側の)境界面の熱溶着層7側に凹となっている部分の最深部と、凹部の他方の(図1では下側の)境界面の熱溶着層7側に凹となっている部分の最深部とが対向していないことにより、凹部の最深部が位置する封止部8の強度低下が抑制され、封止部8が外力を受けた際の傷つきや破断が極めて起きにくくなる。同時に、凹部におけるガスバリア層6の劣化の抑制効果もさらに高くなる。
また、図3に示す例のように、封止部8に薄肉部9を少なくとも2個以上有していることが好ましい。
薄肉部9においては、封止部8の他箇所に比べて熱溶着層7の厚みが薄く、シール強度が低下することにより、例えば、製造工程において充填物2を挟み込んだ状態で外被材3が熱溶着された場合、薄肉部9において熱溶着不良が発生することが懸念される。
熱溶着不良が発生した箇所では樹脂が存在しないため、ガス侵入抑制効果が低下する。この対策として、少なくとも2個以上の薄肉部9を設けることにより、熱溶着不良に起因する袋体1内部への気体および水分侵入促進の影響が緩和される。
特に、ガラス繊維などのような細いものを用いた場合は、挟雑物として熱溶着の際に挟み込まれた芯材2物質が加熱変形し、薄肉部9にスルーホールを形成することが多々あることから、本発明の(本実施の形態の)効果がより顕著となる。
また、薄肉部9においては、外被材3の強度が周囲部よりも低くなり、外力を受けた際の荷重集中が懸念されるが、薄肉部9が複数個存在することにより、外力の荷重が分散され、薄肉部9におけるクラックの発生や封止部8の破断が極めて起きにくくなる。
また、薄肉部9を複数個有する場合は、薄肉部9が1個のみの場合と比べて、薄肉部9における熱溶着層7の厚みを増加させても同一の効果が得られるため、薄肉部9における外被材3強度やシール強度低下が緩和され、薄肉部9におけるクラック発生や封止部8の破断のリスクが低減される。
なお、本実施の形態では、薄肉部9を有する封止部8を3辺としたが、封止部8全周の4辺に設けても良い。
なお、各薄肉部9における熱溶着層7の厚みは、同一でなくても良い。
なお、本実施の形態では、図2に示すように、薄肉部9が直交しているが、薄肉部9は交差していなくてもよい。
なお、各薄肉部9に位置する境界面の凹部の幅は同一ある必要はなく、ガスバリア層6として使用している金属箔やフィルムが、劣化しない程度の幅を有しておればよい。
なお、薄肉部9の間隔は特に指定するものではなく、また、図5のように、境界面が有する凹部同士の間隔が等しくなくてもよい。
なお、本実施の形態では、薄肉部9の位置は特に指定するのもではないが、境界面の有する凹部位置が、外被材3の封止部8とそうでない部分との境目に存在している場合は、薄肉部9の片側の樹脂が十分に加熱されておらず、樹脂の流動性が悪いため薄肉化が困難となり、好ましくない。
以下、本発明における袋体1の外被材3の材料構成とその効果について、実施例を用いて説明する。
(実施例1)
実施の形態1において、熱溶着層7として厚み50μmの直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(LLDPE)を、ガスバリア層6として厚み24μmを、また表面保護層4として厚み15μmのナイロンフィルム(Ny)と、内部保護層5として厚み25μmのナイロンフィルム(Ny)を2層の保護層として積層してなる外被材3と、ガラス繊維からなる充填物2から構成された袋体1を作製した。
外被材3の周囲辺(外周部)には、外被材3の有する熱溶着層7同士を溶融し貼り合わせた封止部8があり、封止部8の4辺のうちの3辺に周縁に垂直な方向に4つ並んだ周縁に平行な溝状の薄肉部9が形成されており、各薄肉部9に位置する一方の(図3では上側のアルミニウム箔6と熱溶着層7との)境界面の凹部の最深部における幅は1.5mmであり、(図3では上側のアルミニウム箔6と熱溶着層7との)境界面のうねりの各波高は0.2mm、かつ、隣り合う凹部の最深部との間隔が1.5mmであった。また、もう一方の(図3では下側のアルミニウム箔6と熱溶着層7との)境界面が有する凹部の最大波高は0.05mmであった(図3参照)。
この際、シール幅(外被材3同士を熱溶着する幅)を20mmとし、薄肉部9の厚みを10μmとした。
ここで、薄肉部9の厚みは、外被材をミクロトームにより外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断し、200倍の倍率で顕微鏡により測定した。
以上において、封止部8において、アルミニウム箔6にクラックの発生は確認されなかった。
実施例1では、ナイロンフィルムを2層の保護層として積層したため、薄肉部9における各層の凹部形状も内層になるに従い徐々に緩和されていることが確認され、局所的に応力が集中することが起きにくくなっている本発明(の実施の形態1)による効果がより顕著に現れた。
(実施例2)
実施の形態1において、熱溶着層7として厚み50μmの直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(LLDPE)を、ガスバリア層6として厚み24μmを、また表面保護層4として厚み15μmのナイロンフィルム(Ny)と、内部保護層5として厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)を2層の保護層として積層してなる外被材3と、ガラス繊維からなる充填物2から構成された袋体1を作製した。
外被材3の周囲辺(外周部)には、外被材3の有する熱溶着層7同士を溶融し貼り合わせた封止部8があり、封止部8の4辺のうちの3辺に周縁に垂直な方向に4つ並んだ周縁に平行な溝状の薄肉部9が形成されており、各薄肉部9に位置する一方の(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面の凹部の最深部における幅は1.5mmであり、(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面のうねりの各波高は0.2mm、かつ、隣り合う凹部の最深部との間隔が1.5mmであった。また、もう一方の(図3では下側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面が有する凹部の最大波高は0.05mmであった(図3参照)。
この際、シール幅(外被材3同士を熱溶着する幅)を20mmとし、薄肉部9の厚みを10μmとした。
ここで、薄肉部9の厚みは、外被材をミクロトームにより外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断し、200倍の倍率で顕微鏡により測定した。
以上において、封止部8において、ガスバリア層6に劣化の発生は確認されなかった。
(実施例3)
実施の形態1において、熱溶着層7として厚み50μmの高密度ポリエチレンフィルム(HDPE)を、ガスバリア層6として厚み24μmを、また表面保護層4として厚み15μmのナイロンフィルム(Ny)と、内部保護層5として厚み25μmのナイロンフィルム(Ny)を2層の保護層として積層してなる外被材3と、ガラス繊維からなる充填物2から構成された袋体1を作製した。
外被材3の周囲辺(外周部)には、外被材3の有する熱溶着層7同士を溶融し貼り合わせた封止部8があり、封止部8の4辺のうちの3辺に周縁に垂直な方向に4つ並んだ周縁に平行な溝状の薄肉部9が形成されており、各薄肉部9に位置する一方の(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面の凹部の最深部における幅は1.5mmであり、(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面のうねりの各波高は0.2mm、かつ、隣り合う凹部の最深部との間隔が1.5mmであった。また、もう一方の(図3では下側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面が有する凹部の最大波高は0.05mmであった(図3参照)。
この際、シール幅(外被材3同士を熱溶着する幅)を20mmとし、薄肉部9の厚みを10μmとした。
ここで、薄肉部9の厚みは、外被材をミクロトームにより外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断し、200倍の倍率で顕微鏡により測定した。
以上において、封止部8において、ガスバリア層6に劣化の発生は確認されなかった。
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2における真空断熱材の断面図を示す。
図6において、真空断熱材12は、芯材13と芯材13内に配置された吸着剤14と、同一寸法に裁断された長方形の2枚の外被材3よりなり、2枚の外被材3の間に芯材13と吸着剤14が減圧密封され、芯材13を覆う2枚の外被材3の周縁近傍の外周部同士が熱溶着されている。
2枚の外被材3は、実施の形態1と同様の形態で、外層側から、表面保護層4、内部保護層5と、ガスバリア層6と、熱溶着層7とが積層されてなる。また、外被材3の周囲辺(外周部)には、外被材の有する熱溶着層同士を溶融し貼り合わせた封止部8があり、封止部8の4辺のうちの少なくとも3辺に薄肉部9を有している。
ここで、薄肉部9周辺の封止部8の形状についても、実施の形態1と同様の形態である。
図3において、熱溶着層7とガスバリア層6との境界面が有する凹部の波高の大きさには差が設けられており、波高の大きい凹部を有する境界面に設けられた凹部の最深部のみが薄肉部9に位置している。
次に、本実施の形態において、図6に示す本実施の形態の真空断熱材12の製造方法の一例を述べる。
まず、2枚の外被材3の熱溶着層7同士が対向するように配置し、外被材3の周囲辺の3辺を熱溶着して袋状とする。この熱溶着時に、金属製の加熱圧縮冶具10(図4参照)とシリコンゴムヒーターとで2枚の外被材3を挟むように加熱圧縮し、図3に示す形状の封止部8を形成する。この後、袋内に芯材13と吸着剤14とを挿入し、袋内部を約200Pa以下に減圧しながら、外被材3の袋の開口部を熱溶着させて密封することにより真空断熱材12を得る。
また、図3に示す例では、封止部8に薄肉部9を少なくとも2個以上(4つ)有している。
以上のように構成された真空断熱材12について、以下その動作、作用を説明する。
まず、芯材13は、真空断熱材12の骨材として微細空間を形成する役割を果たし、真空排気後の真空断熱材12の断熱部を形成するものであり、ガラス繊維からなる。
吸着剤14は、真空包装後に芯材13の微細空隙から真空断熱材12中へ放出された残留ガス成分や、真空断熱材12内へ侵入する水分や気体を吸着除去する役割を果たすものである。
外被材3は、実施の形態1と同様の形態で、外部から真空断熱材1内部への大気ガス侵入を抑制する役割を果たすものである。そのため、本実施の形態においては、真空断熱材12内部への経時的な大気ガス侵入が抑制され、長期にわたって優れた断熱性能を発揮できる。
また、保護層は表面保護層4、内部保護層5といった複数のフィルムにより構成されているので、凹部形成時に外力を受けた場合に、内層になるに従い段階的に応力を緩和し、局所的に応力が集中することが起きにくくなり、熱溶着層7より外層側に積層されたガスバリア層6の劣化の発生が極めて起きにくくなる。
さらに、熱溶着層7の薄肉部9においては、熱溶着層7の厚みが凹部に沿って徐々に滑らかに増減することに伴い、熱溶着層7の薄肉部9において局所的に応力が集中することが起きにくく、熱溶着層7の薄肉部9及びその近傍の外被材3におけるクラック発生や封止部8の破断が極めて起きにくくなる。
以上により、封止部8に設けた熱溶着層7の薄肉部9及びその近傍において、クラック発生や封止部8破断が極めて起きにくい、長期に渡って優れた断熱性能を維持する真空断熱材12を提供できる。
以下、本発明における真空断熱材12の外被材3の材料構成とその効果について、実施例を用いて説明する。
(実施例1)
実施の形態2において、熱溶着層7として厚み50μmの直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(LLDPE)を、ガスバリア層6として厚み24μmを、また表面保護層4として厚み15μmのナイロンフィルム(Ny)と、内部保護層5として厚み25μmのナイロンフィルム(Ny)を2層の保護層として積層してなる外被材3と、ガラス繊維からなる芯材13と、酸化カルシウムからなる吸着剤14から構成された真空断熱材12を作製した。
外被材3の周囲辺(外周部)には、外被材3の有する熱溶着層7同士を溶融し貼り合わせた封止部8があり、封止部8の4辺のうちの3辺に周縁に垂直な方向に4つ並んだ周縁に平行な溝状の薄肉部9が形成されており、各薄肉部9に位置する一方の(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面の凹部の最深部における幅は1.5mmであり、(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面のうねりの各波高は0.2mm、かつ、隣り合う凹部の最深部との間隔が1.5mmであった。また、もう一方の(図3では下側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面が有する凹部の最大波高は0.05mmであった(図3参照)。
この際、シール幅(外被材3同士を熱溶着する幅)を20mmとし、薄肉部9の厚みを10μmとしたとき、真空断熱材12の外被材3周縁の端面から封止部8を通って侵入する大気ガス量は、7.8×10-15mol/m2/s/Paであった。
ここで、薄肉部9の厚みは、外被材をミクロトームにより外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断し、200倍の倍率で顕微鏡により測定した。
以上において、封止部8において、ガスバリア層6に劣化の発生は確認されなかった。
実施例1では、実施の形態1同様、ナイロンフィルムを2層の保護層として積層したため、薄肉部9における各層の凹部形状も内層になるに従い徐々に緩和されていることが確認され、局所的に応力が集中することが起きにくくなっている本発明(の実施の形態2)による効果がより顕著に現れた。
(実施例2)
実施の形態2において、熱溶着層7として厚み50μmの直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(LLDPE)を、ガスバリア層6として厚み24μmを、また表面保護層4として厚み15μmのナイロンフィルム(Ny)と、内部保護層5として厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)を2層の保護層として積層してなる外被材3と、ガラス繊維からなる芯材13と、酸化カルシウムからなる吸着剤14から構成された真空断熱材12を作製した。
外被材3の周囲辺(外周部)には、外被材3の有する熱溶着層7同士を溶融し貼り合わせた封止部8があり、封止部8の4辺のうちの3辺に周縁に垂直な方向に4つ並んだ周縁に平行な溝状の薄肉部9が形成されており、各薄肉部9に位置する一方の(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面の凹部の最深部における幅は1.5mmであり、(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面のうねりの各波高は0.2mm、かつ、隣り合う凹部の最深部との間隔が1.5mmであった。また、もう一方の(図3では下側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面が有する凹部の最大波高は0.05mmであった(図3参照)。
この際、シール幅(外被材3同士を熱溶着する幅)を20mmとし、薄肉部9の厚みを10μmとしたとき、真空断熱材12の外被材3周縁の端面から封止部8を通って侵入する大気ガス量は、8.1×10-15mol/m2/s/Paであった。
ここで、薄肉部9の厚みは、外被材をミクロトームにより外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断し、200倍の倍率で顕微鏡により測定した。
以上において、封止部8において、ガスバリア層6に劣化の発生は確認されなかった。
(実施例3)
実施の形態2において、熱溶着層7として厚み50μmの高密度ポリエチレンフィルム(HDPE)を、ガスバリア層6として厚み24μmを、また表面保護層4として厚み15μmのナイロンフィルム(Ny)と、内部保護層5として厚み25μmのナイロンフィルム(Ny)を2層の保護層として積層してなる外被材3と、ガラス繊維からなる芯材13と、酸化カルシウムからなる吸着剤14から構成された真空断熱材12を作製した。
外被材3の周囲辺(外周部)には、外被材3の有する熱溶着層7同士を溶融し貼り合わせた封止部8があり、封止部8の4辺のうちの3辺に周縁に垂直な方向に4つ並んだ周縁に平行な溝状の薄肉部9が形成されており、各薄肉部9に位置する一方の(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面の凹部の最深部における幅は1.5mmであり、(図3では上側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面のうねりの各波高は0.2mm、かつ、隣り合う凹部の最深部との間隔が1.5mmであった。また、もう一方の(図3では下側のガスバリア層6と熱溶着層7との)境界面が有する凹部の最大波高は0.05mmであった(図3参照)。
この際、シール幅(外被材3同士を熱溶着する幅)を20mmとし、薄肉部9の厚みを10μmとしたとき、真空断熱材12の外被材3周縁の端面から封止部8を通って侵入する大気ガス量は、1.5×10-15mol/m2/s/Paであった。
ここで、薄肉部9の厚みは、外被材をミクロトームにより外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を周縁に垂直な平面で切断し、200倍の倍率で顕微鏡により測定した。
以上において、封止部8において、ガスバリア層6に劣化の発生は確認されなかった。
本発明にかかる袋体は、長期にわたる使用にも耐えうる密封性能を有しているものであり、菓子、飲料、レトルト食品、液体や固体状の薬品、あるいは洗剤、入浴剤、シャンプーなどの生活雑貨の密封袋などにも適用できる。
また、本発明にかかる真空断熱材は、長期にわたる使用にも耐えうる断熱性能を有しているものであり、冷蔵庫用断熱材や自動販売機、建造物用断熱材、自動車用断熱材、保冷ボックスなどにも適用できる。
1 袋体
2 充填物
3 外被材
4 表面保護層
5 内部保護層
6 ガスバリア層
7 熱溶着層
8 封止部
9 薄肉部
12 真空断熱材
13 芯材

Claims (7)

  1. 2枚の外被材の周縁近傍の外周部同士が熱溶着され充填物を挿入して密封する袋体において、前記外被材が保護層、ガスバリア層、熱溶着層で構成されており、前記保護層は表面保護層、内部保護層といった複数のフィルムにより構成されており、かつ前記外被材の外周部同士が熱溶着された封止部の少なくとも一部を前記周縁に垂直な平面で切断した場合の断面を見た時、前記封止部に位置する前記熱溶着層が少なくとも一つの凹部を有しており、前記凹部の最深部に前記熱溶着層の厚みが前記最深部の周辺部よりも薄い薄肉部が形成されていることを特徴とする袋体。
  2. 前記封止部の前記熱溶着層は両面に他の層との境界面を有し、前記凹部の一方の前記境界面のうねりの波高が、前記凹部の他方の前記境界面のうねりの波高よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の袋体。
  3. 前記封止部の前記熱溶着層は両面に他の層との境界面を有し、前記凹部の一方の前記境界面の前記熱溶着層側に凹となっている部分の最深部と、前記凹部の他方の前記境界面の前記熱溶着層側に凹となっている部分の最深部とが対向していない請求項1または2に記載の袋体。
  4. 前記封止部に前記薄肉部を少なくとも2個以上有していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の袋体。
  5. 前記表面保護層が1層のナイロン、前記内部保護層が1層のナイロンで構成されていることを特徴とした請求項1から4のいずれか1項に記載の袋体。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の袋体内に微細空隙を有する芯材を充填物として挿入して減圧密封したことを特徴とした真空断熱材。
  7. 請求項6に記載の真空断熱材を断熱壁に用いた冷凍冷蔵庫。
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