JP2011094639A

JP2011094639A - 真空袋体および真空断熱材

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Publication number: JP2011094639A
Application number: JP2009246171A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kobayashi; 俊夫小林
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】長期に渡って優れた密封性能を維持する真空袋体を提供する。
【解決手段】真空袋体１、および真空断熱材１１は、外被材３が表面保護層４、ガスバリア層５、熱溶着層６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７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、凹部の最深部に熱溶着層６の厚みが最深部の周辺部よりも薄い薄肉部８が形成され、薄肉部８の熱溶着層６は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材３の熱溶着層６の厚みの和に対して、１．５倍以上２倍以下であるので、薄肉部８が所定の厚みまで達し、かつ外被材３周縁の端面から封止部７を通って侵入する大気ガス量を抑制する薄肉部８でのクラック発生が極めて起きにくくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、長期にわたって優れた密閉性能を維持する真空袋体および断熱性能を維持する真空断熱材に関するものである。

近年、菓子や食品、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に真空密封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、真空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、高い断熱効果の発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。

実開昭６２−１４１１９０号公報

上記特許文献１の構成では、薄肉部１０５における外被材１０４の詳細な形状については述べられていないものの、薄肉部１０５に、図７および図８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１０１製造時および取り扱い時に、角部１０７において、外被材１０４、特にガスバリア層１０２にクラックの発生が起こる。このクラックから、経年的に大気ガス成分の真空断熱材１０１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。

さらに、特許文献１の構成では、薄肉部１０５を複数有する外被材１０４については述べられていないものの、薄肉部１０５を複数有している場合は、真空断熱材１０１製造時に、薄肉部１０５が所定の厚みまで達しない、あるいは所定の厚みに達しても薄肉部１０５において、外被材１０４、特にガスバリア層１０２にクラックの発生が起こる。このクラックから、経年的に大気ガス成分の真空断熱材１０１内部への侵入が促進されるという課題があった。

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、ガスバリア層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真空袋体、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、本発明の真空袋体は、充填物を挿入して真空密封する２枚の外被材の周縁近傍の外周部同士が加圧加熱溶着された真空袋体において、前記外被材の外周部同士が加圧加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２つの凹部を有し、前記凹部は少なくとも一部が円弧状を形成しており、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、封止部に位置する前記熱溶着層が少なくとも２つの凹部を有しており、凹部は少なくとも一部が円弧状を形成している。

そのため、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、熱溶着層の形状に沿って少なくとも一部が円弧状に曲がり、熱溶着層より外層側に積層されたガスバリア層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、熱溶着部が有する凹部は少なくとも一部が円弧状を形成している場合、熱溶着層の厚みが円弧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クラック発生や封止部の破断が極めて起きにくくなる。

次に、本発明の真空袋体は、外被材の外周部同士が加圧加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、熱溶着層が少なくとも２つの凹部を有しており、前記凹部は少なくとも一部が円弧状を形成しており、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、前記薄肉部の前記熱溶着層は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材の熱溶着層の厚みの和に対して、１．５倍以上２倍以下である。

上記構成において、薄肉部の熱溶着層は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材の熱溶着層の厚みの和に対して、１．５倍以上２倍以下となるように、少なくとも一部が円弧状を形成し、溝深さを浅くした加圧加熱治具を使用する。

これにより、治具が外被材に接触する面積を広くし、加圧加熱溶着時に治具から外被材に伝わる熱量が多くなり、熱溶着材料が溶融し流動性を高め、治具の形状に沿った凹部の形状となるため、凹部は少なくとも一部が円弧状を形成し、凹部の最深部に熱溶着層の厚みが最深部の周辺部よりも薄い薄肉部が形成される。

そのため、薄肉部が所定の厚みまで達し、かつガスバリア層にクラックが発生することが極めて起きにくくなる。

また、真空断熱材は前記充填物を芯材とし、前記袋体に前記芯材を挿入して、真空引きを行ったものである。

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真空袋体、および断熱性能を維持する真空断熱材を提供できる。

本発明によれば、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、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真空袋体、および断熱性能を維持する真空断熱材を提供できる。

本発明の実施の形態１における真空袋体の断面図本発明の実施の形態１における真空袋体の平面図本発明の実施の形態１における真空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における真空袋体の加圧加熱冶具の一例を示す断面図本発明の実施の形態１における真空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図

第１の発明は、充填物を挿入して真空密封する２枚の外被材の周縁近傍の外周部同士が加圧加熱溶着された真空袋体において、前記外被材の外周部同士が加圧加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２つの凹部を有しており、前記凹部は少なくとも一部が円弧状を形成しており、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、前記薄肉部の前記熱溶着層は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材の熱溶着層の厚みの和に対して、１．５倍以上２倍以下である真空袋体である。

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、封止部に位置する熱溶着層が少なくとも一部が円弧状の凹部を有しているので、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、少なくとも一部が円弧状に曲がり、角部を形成することなく、熱溶着層より外層側に積層されたガスバリア層のクラックの発生が極めて起きにくくなる。

加えて、上記構成において、薄肉部の熱溶着層は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材の熱溶着層の厚みの和に対して、１．５倍以上２倍以下となるように、少なくとも一部が円弧状を形成し、溝深さを浅くした加圧加熱治具を使用する。

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を提供できる。

外被材を構成する熱溶着層としては、特に指定されるものではないが、低密度ポリエチレンフィルム、直鎖低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、中密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の熱可塑性樹脂あるいはそれらの混合フィルム等が使用できる。

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の発明の真空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真空密封した真空断熱材である。

前記真空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。

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における真空袋体の断面図、図２は、同実施の形態の真空袋体の平面図、図３は、同実施の形態の真空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、真空袋体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と、ガスバリア層５と、熱溶着層６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７があり、封止部７の４辺のうちの少なくとも３辺に薄肉部８を有している。

次に、薄肉部８周辺の封止部７の形状について説明する。

図３において、熱溶着層６とガスバリア層５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８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真空袋体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６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、金属製の加圧加熱冶具９（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７を形成する。この後、真空袋体１内に充填物２を挿入し、袋内部を約８００００Ｐａ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袋体１を得る。

ここでは、加圧加熱治具９で熱溶着されていない２枚の外被材３を加圧加熱することにより簿肉部８を含めた封止部７を同時に形成したが、２枚の外被材３周縁に通常の平板治具を用いて簿肉部８を有さない厚みが略均一な熱溶着層６からなる封止部７を形成した後、封止部７上を加圧加熱治具９で加圧加熱して簿肉部８を形成してもよい。

また、４辺目の袋開口部を封止する際は、袋内部を減圧しながら密封するために、真空包装機を用いて封止する必要がある。

通常の真空包装機は、平板の加圧加熱治具が備わっていることから、袋開口部のみは真空包装機を用いて、厚みが略均一な熱溶着層６からなる封止部７を形成した後に、加圧加熱治具９を用いて簿肉部８を形成してもよい。

本実施の形態の真空袋体１は、充填物２を挿入して真空密封する２枚の外被材３の周縁近傍の外周部同士が加圧加熱溶着された真空袋体１において、外被材３の外周部同士が加圧加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７に位置する熱溶着層６が少なくとも２つの凹部を有しており、凹部は少なくとも一部が円弧状を形成しており、凹部の最深部に熱溶着層６の厚みが最深部の周辺部よりも薄い薄肉部８が形成されている。

また、封止部７の熱溶着層６は両面に他の層（ガスバリア層５）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６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６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７に薄肉部８を少なくとも２個以上（６つ）有している。

以上のように構成された真空袋体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、外部から真空袋体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は、外被材３が有する層のうち、ガスバリア層５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５の傷つきや破れを防ぐ役割を果たすものである。

表面保護層４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に複数枚重ねて使用してもよい。

ガスバリア層５は、高いバリア性を有する１種類もしくは２種以上のフィルムから構成される層であり、外被材３に優れたガスバリア性を付与するものである。

ガスバリア層５としては、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔などの金属箔や、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６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５を保護する役割を果たすものである。

熱溶着層６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、ポリエチレンテレフタレートフィルム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７は、外被材３の熱溶着層６同士を溶着することにより構成され、真空袋体１内部と外部とを遮断する役割を果たしている。

薄肉部８は、外被材３周縁の端面から封止部７を通って真空袋体１内部へ侵入する大気ガスの透過速度を抑制し、真空袋体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７における熱溶着層６とガスバリア層５との境界面が有する少なくとも一部が円弧状の凹部の最深部位置に薄肉部８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５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、真空袋体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真空袋体１を作製した場合、通常、図４に示すような突起部１０によって構成される加圧加熱冶具９により熱溶着層６が加圧加熱されるため、加圧による外力が突起部１０の接線と垂直な方向にも加わることにより、熱溶着層６の樹脂が薄肉部８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８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５および外被材３の劣化が抑制される。

さらに、加圧加熱治具９は薄肉部８の熱溶着層６は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材３の熱溶着層６の厚みの和に対して、１．５倍以上２倍以下となるように、少なくとも一部が円弧状を形成し、溝深さを浅くしたものを使用する。

これにより、治具が外被材３に接触する面積を広くし、加圧加熱溶着時に治具から外被材３に伝わる熱量が多くなり、熱溶着材料が溶融し流動性を高め、治具の形状に沿った凹部の形状となるため、凹部は少なくとも一部が円弧状を形成し、凹部の最深部に熱溶着層６の厚みが最深部の周辺部よりも薄い薄肉部が形成される。

ここで、非封止部の２枚の外被材３の熱溶着層６の厚みの和に対して、上層との境界面のうねりの波高が１．５倍以下となると、製造時に薄肉部８の所定の厚みを得ることができない。なぜなら、加圧加熱溶着時に治具の溝深さが浅すぎて、溶融し流動した熱溶着材料が隣り合う凹部から溶融し流動した熱溶着材料と干渉し、流動を阻害してしまうからである。

薄肉部８の所定の厚みを得るために、製造時の温度条件を強化すると、外被材３の表面保護層４が溶融しやすくなり、圧力条件を強化すると、熱溶着層６の薄肉部８において局所的に応力が集中し、熱溶着層６の薄肉部８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の破断が極めて起きやすくなる。

また、非封止部の２枚の外被材３の熱溶着層６の厚みの和に対して、上層との境界面のうねりの波高が２倍以上となると、溶融し流動した熱溶着材料が隣り合う凹部から溶融し流動した熱溶着材料と干渉することはないが、加圧加熱溶着時に２枚の外被材３の間にある空気が逃げ切れず、熱溶着層６にエアガミ（空気溜まり）を発生させる。

言い換えれば、同一の成形条件によって、より熱溶着層６の薄肉部８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。

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７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７の熱溶着層６の厚みが局所的に薄い薄肉部８を設けていることにより、熱溶着層６の薄肉部８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７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７に位置する熱溶着層６が少なくとも一部が円弧状の凹部を有しているので、熱溶着層６より外層側に積層されたガスバリア層５は、封止部７の薄肉部８およびその近傍において、少なくとも一部が円弧状に曲がり、角部を形成することなく、熱溶着層６より外層側に積層されたガスバリア層５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６の薄肉部８においては、熱溶着層６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６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７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６の薄肉部８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６の薄肉部８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７の破断が極めて起きにくくなる。

以上により、封止部７に設けた熱溶着層６の薄肉部８及びその近傍において、クラック発生や封止部７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真空袋体１を提供できる。

また、本実施の形態の真空袋体１は、封止部７の熱溶着層６は両面にガスバリア層５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８及びその近傍では、熱溶着層６よりも外層側にある外被材３（の各層５，４）が、少なくとも一つの凹部である熱溶着層６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７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７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６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６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６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７の強度低下が抑制され、封止部７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５のクラック発生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。さらには長期にわたって優れた密封性能を発揮するためには、熱溶着幅２０ｍｍに対しては、薄肉部９を２個以上７個以下有していることが好ましい。熱溶着幅１０ｍｍに対しては、薄肉部９を２個以上４個以下有していることが好ましい。また、熱溶着幅１５ｍｍに対しては、薄肉部９を２個以上６個以下有していることが好ましい。

薄肉部８においては、封止部７の他箇所に比べて熱溶着層６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８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８を設けることにより、熱溶着不良に起因する真空袋体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物質が加熱変形し、薄肉部８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８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８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８におけるクラックの発生や封止部７の破断が極めて起きにくくなる。

また、薄肉部８を複数個有する場合は、薄肉部８が１個のみの場合と比べて、薄肉部８における熱溶着層６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８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８におけるクラック発生や封止部７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８を有する封止部７を３辺としたが、封止部７全周の４辺に設けても良い。

なお、各薄肉部８における熱溶着層６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８が直交しているが、薄肉部８は交差していなくてもよい。

なお、各薄肉部８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５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８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８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７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８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、本発明における真空袋体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６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５として厚み６μｍのアルミニウム箔６（ＡＬ）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）と厚み２５μｍのナイロンフィルム（Ｎｙ）を積層してなる外被材３と、米からなる充填物２から構成された真空袋体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６同士を溶融し貼り合わせた封止部７があり、封止部７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８が形成されており、各薄肉部８に位置する一方の（図３では上側のガスバリア層５と熱溶着層６との）境界面の凹部の最深部における曲率半径は１．５ｍｍであり、（図３では上側のガスバリア層５と熱溶着層６との）境界面のうねりの各波高は０．１５ｍｍ、かつ、隣り合う凹部の最深部との間隔が１．５ｍｍであった。つまり、薄肉部８の熱溶着層６は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材３の熱溶着層６の厚みの和０．１ｍｍに対して、１．５倍であった。

また、もう一方の（図３では下側のガスバリア層５と熱溶着層６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８の厚みは１０μｍとなるようにした。このとき、封止部７に薄肉部９を７個有している。

ここで、薄肉部８の厚みは、外被材３をミクロトームにより外被材３の外周部同士が熱溶着された封止部７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７において、ガスバリア層５にクラックの発生は確認されなかった。また、熱溶着層６にエアガミの発生は確認されなかった。

実施例１では、薄肉部８の熱溶着層６は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材３の熱溶着層６の厚みの和に対して１．５倍としたため、薄肉部８の厚みは１０μｍと所定の厚みとなることが確認され、熱溶着層６の薄肉部８及びその近傍の外被材３におけるクラック発生が起きない本発明（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６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５として厚み６μｍのアルミニウム箔６（ＡＬ）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）と厚み２５μｍのナイロンフィルム（Ｎｙ）を積層してなる外被材３と、米からなる充填物２から構成された真空袋体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６同士を溶融し貼り合わせた封止部７があり、封止部７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８が形成されており、各薄肉部８に位置する一方の（図３では上側のガスバリア層５と熱溶着層６との）境界面の凹部の最深部における曲率半径は１．５ｍｍであり、（図３では上側のガスバリア層５と熱溶着層６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。つまり、薄肉部８の熱溶着層６は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材３の熱溶着層６の厚みの和０．１ｍｍに対して、２倍であった。

（比較例１）
熱溶着層６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５として厚み６μｍのアルミニウム箔６（ＡＬ）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）と厚み２５μｍのナイロンフィルム（Ｎｙ）を積層してなる外被材３と、米からなる充填物２から構成された真空袋体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６同士を溶融し貼り合わせた封止部７があり、封止部７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８が形成されており、各薄肉部８に位置する一方の（図３では上側のガスバリア層５と熱溶着層６との）境界面の凹部の最深部における曲率半径は１．５ｍｍであり、（図３では上側のガスバリア層５と熱溶着層６との）境界面のうねりの各波高は０．１３ｍｍ、かつ、隣り合う凹部の最深部との間隔が１．５ｍｍであった。つまり、薄肉部８の熱溶着層６は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材３の熱溶着層６の厚みの和０．１ｍｍに対して、１．３倍であった。

以上において、封止部７において、ガスバリア層５にクラックの発生は確認された。また、熱溶着層６にエアガミの発生は確認されなかった。

（比較例２）
熱溶着層６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５として厚み６μｍのアルミニウム箔６（ＡＬ）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）と厚み２５μｍのナイロンフィルム（Ｎｙ）を積層してなる外被材３と、米からなる充填物２から構成された真空袋体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６同士を溶融し貼り合わせた封止部７があり、封止部７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８が形成されており、各薄肉部８に位置する一方の（図３では上側のガスバリア層５と熱溶着層６との）境界面の凹部の最深部における曲率半径は１．５ｍｍであり、（図３では上側のガスバリア層５と熱溶着層６との）境界面のうねりの各波高は０．２２ｍｍ、かつ、隣り合う凹部の最深部との間隔が１．５ｍｍであった。つまり、薄肉部８の熱溶着層６は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材３の熱溶着層６の厚みの和０．１ｍｍに対して、２．２倍であった。

以上において、封止部７において、ガスバリア層５にクラックの発生は確認されなかった。また、熱溶着層６にエアガミの発生は確認された。

以上、本発明における実施例および比較例を（表１）に示す。

ただし、（表１）における外被材３の劣化に関しては、下記の基準で判定した。

○：劣化なし（封止部８において、アルミニウム箔にクラックが確認されず。）
×：劣化あり（封止部８において、アルミニウム箔にクラックが確認された。）
また、（表１）における外被材３のエアガミ（空気溜まり）に関しては、下記の基準で判定した。

○：エアガミなし（熱溶着層６において、エアガミが確認されず。）
×：エアガミあり（熱溶着層６において、エアガミが確認された。）
（表１）の結果より、実施の形態１に示す薄肉部８を設けた真空袋体１は、外被材３の劣化も外被材３のエアガミも確認されなかった。

（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１１は、芯材１２と芯材１２内に配置された吸着剤１３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１２と吸着剤１３が減圧密封され、芯材１２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、ガスバリア層５と、熱溶着層６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７があり、封止部７の４辺のうちの少なくとも３辺に薄肉部８を有している。

ここで、薄肉部８周辺の封止部７の形状についても、実施の形態１と同様の形態である。

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１１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６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９（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７を形成する。この後、袋内に芯材１２と吸着剤１３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１１を得る。

以上のように構成された真空断熱材１１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、芯材１２は、真空断熱材１１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１１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１３は、真空包装後に芯材１２の微細空隙から真空断熱材１１中へ放出された残留ガス成分や、真空断熱材１１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１１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。

さらに、熱溶着層６の薄肉部８においては、熱溶着層６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６の薄肉部８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６の薄肉部８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７の破断が極めて起きにくくなる。

以上により、封止部７に設けた熱溶着層６の薄肉部８及びその近傍において、クラック発生や封止部７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１１を提供できる。

以下、本発明における真空断熱材１１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６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５として厚み６μｍのアルミニウム箔６（ＡＬ）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）と厚み２５μｍのナイロンフィルム（Ｎｙ）を積層してなる外被材３と、ガラス繊維からなる芯材１２と、酸化カルシウムからなる吸着剤１３から構成された真空断熱材１１を作製した。

さらに、真空断熱材１１の外被材３周縁の端面から封止部７を通って侵入する大気ガス量は、７．９×１０^-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。

（実施例２）
実施の形態２において、熱溶着層６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５として厚み６μｍのアルミニウム箔６（ＡＬ）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）と厚み２５μｍのナイロンフィルム（Ｎｙ）を積層してなる外被材３と、ガラス繊維からなる芯材１２と、酸化カルシウムからなる吸着剤１３から構成された真空断熱材１１を作製した。

さらに、真空断熱材１１の外被材３周縁の端面から封止部７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。

（比較例１）
熱溶着層６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５として厚み６μｍのアルミニウム箔６（ＡＬ）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）と厚み２５μｍのナイロンフィルム（Ｎｙ）を積層してなる外被材３と、ガラス繊維からなる芯材１２と、酸化カルシウムからなる吸着剤１３から構成された真空断熱材１１を作製した。

さらに、真空断熱材１１の外被材３周縁の端面から封止部７を通って侵入する大気ガス量は、９．９×１０^-15ｍｏｌ／ｍ²／ｓ／Ｐａであった。

（比較例２）
熱溶着層６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５として厚み６μｍのアルミニウム箔６（ＡＬ）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）と厚み２５μｍのナイロンフィルム（Ｎｙ）を積層してなる外被材３と、ガラス繊維からなる芯材１２と、酸化カルシウムからなる吸着剤１３から構成された真空断熱材１１を作製した。

以上、本発明における実施例および比較例を（表２）に示す。

ただし、（表２）における外被材３の劣化に関しては、下記の基準で判定した。

○：エアガミなし（熱溶着層６において、エアガミが確認されず。）
×：エアガミあり（熱溶着層６において、エアガミが確認された。）
（表２）の結果より、実施の形態２に示す薄肉部８を設けた真空断熱材１２は、外被材３の劣化も外被材３のエアガミも確認されなかった。

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真空袋体
２充填物
３外被材
４表面保護層
５ガスバリア層
６熱溶着層
７封止部
８薄肉部
１１真空断熱材
１２芯材

Claims

充填物を挿入して真空密封する２枚の外被材の周縁近傍の外周部同士が加圧加熱溶着された真空袋体において、前記外被材の外周部同士が加圧加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２つの凹部を有し、前記凹部は少なくとも一部が円弧状を形成しており、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、前記薄肉部の前記熱溶着層は上層との境界面のうねりの波高が、非封止部の２枚の外被材の熱溶着層の厚みの和に対して、１．５倍以上２倍以下であることを特徴とする真空袋体。
請求項１に記載の真空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真空密封したことを特徴とした真空断熱材。