JP2012026511A

JP2012026511A - 袋体および真空断熱材

Info

Publication number: JP2012026511A
Application number: JP2010165644A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kuriyama; 誠栗山; Toshio Kobayashi; 俊夫小林
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-02-09

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】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９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１２を提供でき、さらに、外被材３の周縁部に沿って、三角波状の切り欠きを形成することにより外被材３を容易に引き裂くことができるので、リサイクル性に優れた真空断熱材１２を提供できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、充填物を密封する袋体と、それを用いた真空断熱材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言え、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、特許文献１に記載された従来の真空断熱材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に示すような加熱加圧冶具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。このとき、加熱加圧治具１０６の突起形状によりガスバリア層１０２には角部（角形状となった部位）１０７ができる。

従来の構成は、薄肉部１０５によって外被材１０４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、特許文献２に記載された従来の真空断熱材は、ラミネートフィルム容器２０１の中に断熱材２０２が充填され、断熱材２０２の外周部にラミネートフィルム容器２０１同士が熱溶着されたヒレ状の熱溶着部２０３を有している。

図１０は、特許文献２に記載された従来の真空断熱材のラミネートフィルム容器２０１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、アルミニウム箔層２０５、表面保護層２０６により構成されている。

従来の構成は、アルミニウム箔層２０５を２０μｍ以下のアルミニウム箔とすることにより、アルミニウム箔層２０５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２０１を外被材に用いた真空断熱材の熱溶着部の熱溶着時に特許文献１に記載された加熱圧縮冶具を用いた場合は、薄肉部に、図１１に示されるような角部２０７ができ、真空断熱材の製造時および取り扱い時に、角部２０７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２０７とは、封止部をラミネートフィルム容器２０１（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、薄肉部の境界及びその近傍に生じる、熱溶着層２０４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、芯材となる断熱材２０２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。

また、真空断熱材をリサイクルする際、粉砕した後に、比重の違いを利用し芯材と外被材を分別し再利用する方法が知られているが、再生時には多くのエネルギーを要してしまうという課題があり、簡単に芯材と外被材を分離する方法が求められている。

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でき、充填物として微細空隙を有する芯材を減圧密封した場合に、長期に渡って優れた断熱性能を維持でき、芯材を容易に分離できる、リサイクル性に優れた真空断熱材となる袋体と、それを用いた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枚の外被材の周縁または周縁近傍の外周部同士が熱溶着された充填物密封用の袋体であって、前記外被材が、外側から内側に向かって、表面保護層、内部保護層、ガスバリア層、熱溶着層の順でラミネートされたラミネートフィルムからなり、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おり、前記外被材の周縁部の少なくとも一部に切り欠き又は切り込みが形成されている。

上記構成において、まず、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た場合の断面を見た時、封止部に位置する熱溶着層の厚みが
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、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、熱溶着層の厚みが凹部形成に用いる加熱圧縮冶具の突起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。

さらに、外被材の周縁部の少なくとも一部に切り欠き又は切り込みを形成することにより外被材を容易に引き裂くことができ、外被材内部にある充填物を容易に取り出すことができる。

そして、充填物として微細空隙を有する芯材を袋内に減圧密封した場合は、長期に渡って優れた断熱性能を維持でき、芯材を容易に分離できる、リサイクル性に優れた真空断熱材となり、芯材を再利用することができる。且つ、再生エネルギーを減少することができる。

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、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でき、充填物として微細空隙を有する芯材を減圧密封した場合に、長期に渡って優れた断熱性能を維持でき、芯材を容易に分離できる、リサイクル性に優れた真空断熱材となる袋体と、それを用いた真空断熱材を提供することができる。

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。

さらに、外被材の周縁部の少なくとも一部に切り欠き又は切り込みを形成することによ
り、容易に充填物（芯材）を取り出すことができ、真空断熱材へ再利用することができる。且つ、再生エネルギーを減少することができる。

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特許文献１に記載された従来の真空断熱材の断面図特許文献１に記載された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特許文献２に記載された従来の真空断熱材の断面図特許文献２に記載された従来の真空断熱材のラミネートフィルム容器の拡大断面図特許文献２に記載された真空断熱材の熱溶着部の熱溶着時に特許文献１に記載された加熱圧縮冶具を用いた場合の薄肉部を含む封止部の断面図

第１の発明は、２枚の外被材の周縁または周縁近傍の外周部同士が熱溶着された充填物密封用の袋体であって、前記外被材が、外側から内側に向かって、表面保護層、内部保護層、ガスバリア層、熱溶着層の順でラミネートされたラミネートフィルムからなり、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おり、前記外被材の周縁部の少なくとも一部に切り欠き又は切り込みが形成されている袋体である。

上記構成において、まず、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た場合の断面を見た時、封止部に位置する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。

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、熱溶着層の厚みが凹部形成に用いる加熱圧縮冶具における突起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、ラミネートフィルム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、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、充填物としては、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の発明の袋体内に、充填物として微細空隙を有する芯材を減圧密封した真空断熱材であり、長期に渡って優れた断熱性能を維持でき、芯材を容易に分離できる、リサイクル性に優れた真空断熱材を提供することができる。

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における袋体の平面図、図２は、同実施の形態の袋体の断面図、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、外層側から内層側に向かって、表面保護層４、内部保護層５、ガスバリア層６、熱溶着層７の順で積層されたラミネートフィルムである。また、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〜図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（図示せず）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、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、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９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。

また、外被材３の周縁部に沿って、三角波状の切り欠きが形成されている。

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３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８の薄肉部９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２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加熱圧縮冶具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、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、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９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の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２では上側）の境界面のうねりの波高を、凹部の他方（図２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２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２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２では下側の）外被材３がもう一方の（図２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２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２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、熱溶着の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に、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充填物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。

また、本実施の形態では外被材３の周縁部に沿って、三角波状の切り欠きを形成しているため、所定以上の引き裂き力を加えると応力集中を起こし、容易に外被材３を引き裂くことができ、外被材３の内部にある充填物２を取り出すことができるので、真空断熱材へ再利用することができる。

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、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。

本実施の形態の袋体１は、２枚の外被材３の周縁または周縁近傍の外周部同士が熱溶着された充填物密封用の袋体１であって、外被材３が、外側から内側に向かって、表面保護層４、内部保護層５、ガスバリア層６、熱溶着層７の順でラミネートされたラミネートフィルムからなり、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外被材３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９が形成されており、外被材３の周縁部の少なくとも一部に切り欠き３ａ又は切り込みが形成されている。

上記構成において、まず、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、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、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の厚みが凹部形成に用いる加熱圧縮冶具１０における突起部１１に沿って徐々に滑らかに増減することに伴い、封止部８の強度も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７の薄肉部９及びその近傍の外被材３におけるガスバリア層の劣化や封止部８の破断が極めて起きにくくなる。

さらに、外被材３の周縁部の少なくとも一部に切り欠き３ａ又は切り込みを形成することにより外被材３を容易に引き裂くことができ、外被材３内部にある充填物２を容易に取り出すことができる。

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、ガスバリア層６の劣化や封止部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でき、充填物として微細空隙を有する芯材１３を減圧密封した場合に、長期に渡って優れた断熱性能を維持でき、芯材を容易に分離できる、リサイクル性に優れた真空断熱材となる袋体１と、それを用いた真空断熱材を提供することができる。

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８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）。

ここで、薄肉部９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。

（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、外層側から内層側に向かって、表面保護層４、内部保護層５、ガスバリア層６、熱溶着層７の順で積層されたラミネートフィルムである。また、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（図示せず）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。

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。

本実施の形態の真空断熱材１２は、実施の形態１と同様の構成の袋体１内に、充填物として微細空隙を有する芯材１３を減圧密封した真空断熱材１２であり、長期に渡って優れた断熱性能を維持でき、芯材１３を容易に分離できる、リサイクル性に優れた真空断熱材１２を提供することができる。

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４）
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。

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。

実施例４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５）
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。

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。

（実施例６）
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。

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。

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
３ａ切り欠き
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

２枚の外被材の周縁または周縁近傍の外周部同士が熱溶着された充填物密封用の袋体であって、前記外被材が、外側から内側に向かって、表面保護層、内部保護層、ガスバリア層、熱溶着層の順でラミネートされたラミネートフィルムからなり、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おり、前記外被材の周縁部の少なくとも一部に切り欠き又は切り込みが形成されている袋体。
請求項１に記載の袋体内に、充填物として微細空隙を有する芯材を減圧密封した真空断熱材。