JP2014200964A - 真空断熱材の外装材 - Google Patents

Abstract

【課題】真空断熱材が長期間に渡って使用されも、高い真空状態を保持することのできるように、耐屈曲性の高い真空断熱材の外装材を提供する。
【解決手段】外側から順に、基材層１０、バリヤ層２０、シーラント層３０からなる真空断熱材の外装材１であって、基材層に、延伸ポリプロピレンフィルム１１と延伸ナイロンフィルム１２を積層して用い、バリヤ層に、金属または金属酸化物の蒸着フィルムを用いた。特に、バリヤ層には、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム２１とアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム２２を積層して用いた。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空断熱材の外装材に関するものである。

真空断熱材は、芯材を外装材で包み、芯材の周囲を真空状態にし、気体による熱伝導率を限りなくゼロに近づけることにより、断熱性能を高めた断熱材である。

外装材は内部の真空度を保つため、ガスバリヤ性が要求される。しかしながら、以上のように構成された従来の真空断熱材は、ガスバリヤ性フィルムとしてアルミ箔を使用しているため、真空断熱材の外装材を伝わる熱伝導、いわゆるヒートブリッジ現象によって真空断熱材の断熱効果が小さくなる。

そこで、ヒートブリッジ現象を解決するために、ガスバリヤ性フィルムを金属箔ではなく、蒸着膜を有するガスバリヤ性フィルムに変更した外装材を用いた真空断熱材がある（例えば、特許文献１）。

この真空断熱材では、外装材（外被材）のガスバリヤ性を高めるために、ガスバリヤ性フィルムを複数積層することが望ましく、さらに、蒸着面における蒸着物の隙間や欠陥を補完するために、ガスバリヤ性フィルムの蒸着面が対向するように積層することが望ましいとされている。

しかしながら、この真空断熱材の外装材の端部のシール部分と、その近傍の真空にしたときに芯材がなくて外装材どうしが密着した部分とからなるヒレ部では、芯材が入っている部分に比べて断熱性能が低くなるので、断熱性能を保つためにヒレ部は折り曲げられている。この折り曲げの際にピンホールが発生し、真空断熱材としての機能が損なわれるという問題がある。

公知文献を以下に示す。

特開２０１０−１３８９５６号公報

本発明は上記した事情に鑑みてなされたもので、真空断熱材が長期間に渡って使用されも、高い真空状態を保持することのできるように、耐屈曲性の高い真空断熱材の外装材を提供することを課題としている。

本発明の請求項１に係る発明は、外側から順に、基材層、バリヤ層、シーラント層からなる真空断熱材の外装材であって、
前記基材層に、延伸ポリプロピレンフィルムと延伸ナイロンフィルムを積層して用い、前記バリヤ層に、金属または金属酸化物の蒸着フィルムを用いたことを特徴とする真空断熱材の外装材である。

本発明の真空断熱材の外装材は、以上のような構成であって、基材層に、延伸ポリプロ
ピレンフィルムと延伸ナイロンフィルムを用いているので耐屈曲性が高く、長期間に渡って使用されても、真空断熱材を高い真空状態に保持することができる。

本発明の請求項２に係る発明は、前記バリヤ層に、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムとアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムを積層して用いたことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材の外装材である。

本発明の真空断熱材の外装材は、バリヤ層に、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムとアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムを用いているので、バリヤ性が極めて高く、真空断熱材の真空状態を高く保つことが出来、また、金属箔を使用しないのでピンホールも発生しにくい。また、ヒートブリッジ現象が起きることもない。

本発明の請求項３に係る発明は、前記シーラント層に、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の真空断熱材の外装材である。

本発明の真空断熱材の外装材は、シーラント層に、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いているので、シーラント層も耐屈曲性があり、真空断熱材の外装材としての耐屈曲性も向上する。

本発明の真空断熱材の外装材は、耐屈曲性に優れているので、当該真空断熱材の外装材を用いた真空断熱材は長期間に渡って使用しても高い真空状態を保持することができ、断熱性能を維持することが可能となる。

本発明の真空断熱材の外装材の一例を模式的に示した断面図である。 本発明の真空断熱材の外装材の一例を用いた真空断熱材を模式的に示した断面図である。 本発明の真空断熱材の外装材の一例を用いた真空断熱材の折り曲げ部分を説明する断面図である。 本発明の真空断熱材の外装材の一例を用いた真空断熱材を模式的に示した平面図である。

以下、本発明を実施するための形態につき説明する。
図１は、本発明の真空断熱材の外装材の一例を模式的に示した断面図である。

本例の真空断熱材の外装材１は、外側から順に、基材層１０、バリヤ層２０、シーラント層３０とからなっている。基材層１０は、外表面の延伸ポリプロピレンフィルム１１とその内側の延伸ナイロンフィルム１２とからなっている。このような２層の基材層１０にすることによって、高い耐屈曲性が得られえる。延伸ポリプロピレンフィルム１１は耐屈曲性が高いが、外表面を延伸ポリプロピレンフィルム１１とすることによって、耐摩耗性も向上される。延伸ナイロンフィルム１２を用いることで強靭性が高まり、耐屈曲性が向上する。

バリヤ層２０には、金属箔ではなく、金属蒸着フィルムや無機酸化物蒸着フィルムを使用することができる。これにより、ヒートブリッジ現象が解決できる。また、ピンホールの発生を抑えることができる。蒸着フィルムに用いるフィルムの厚みは９〜２５μｍが好
ましい。特に、バリヤ層２０に２枚のアルミ蒸着フィルムを使用して、外側から、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム２１とアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム２２となっている２層構造のバリヤ層２０にすることによって、極めて、高いバリヤ性を得ることが出来る。

シーラント層３０には、各種のポリエチレン系の樹脂やポリプロピレンなどが使用することができる。特に、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いることが好ましい。厚みは３０〜８０μｍが好ましい。密度が０．９３５ｇ／ｃｍ^３より高く、例えば、密度が０．９４ｇ／ｃｍ^３と高ければ、耐屈曲性が悪くなり、好ましくない。

本例の真空断熱材の外装材１を構成する各層の積層方法は、２液硬化型ウレタン系接着剤を用いたドライラミネーションによる方法と、押出ラミネーションによる方法が採用できる。

以下、本例の真空断熱材の外装材１を用いて、真空断熱材２を作成する方法について説明する。

先ず、２枚の方形の真空断熱材の外装材１を、シーラント層３０面を対向させ、袋状に３辺をヒートシールし、中に芯材３を挿入し、真空引きして開口部をヒートシールし、周縁に熱融着部４を設ける。

芯材３としては、ガラス繊維などの無機系繊維やポリスチレン繊維などの有機系繊維を用いることが出来る。また、粉末を固めてボード化したものや、発泡樹脂を用いることも出来る。

芯材３を挿入して、真空引きして、熱融着部４を設けると、図２の断面図のように、熱融着部４と芯材３が離れていて芯材３がなく、表裏の外装材１が直接接触している密着部５ができる。この密着部５と熱融着部４では、断熱性が期待できない。

このため、図３の断面図のように、密着部５と熱融着部４を、外気側に折り曲げて、保冷や保温側にこないようにする。この密着部５と熱融着部４を、折り曲げた部分は、図４のように、難燃性テープ６で止める。このようにして、真空断熱材が出来上がる。

このように折り曲げた部分を作っても、本例の真空断熱材の外装材１を用いているので、耐屈曲性が高く、長期間にわたって使用されても、真空断熱材を高い真空状態に保持することができる。

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。

＜実施例１＞
基材層１０として厚さ２０μｍの延伸ポリプロピレンフィルム１１と厚さ１５μｍの延伸ナイロンフィルム１２、バリヤ層２０として厚さ１２μｍのアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム２１と厚さ１５μｍのアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム２２をこの順に、２液硬化型ウレタン系接着剤を用いて、ドライラミネーション法により、積層、接着した。

次いで、シーラント層３０である厚さ５０μｍ、密度０．９２３ｇ／ｃｍ^３の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムと、上記積層体のアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重
合体フィルム面とを、２液硬化型ウレタン系接着剤を用いて、ドライラミネーション法により、貼り合わせて、基材層１０、バリヤ層２０、シーラント層３０からなる真空断熱材の外装材１を作成し、実施例１の真空断熱材の外装材を得た。

以下に、本発明の比較例について説明する。

＜比較例１＞
基材層に延伸ポリプロピレンフィルム１１を用いず、延伸ナイロンフィルム１２のみを用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１の真空断熱材の外装材を製造した。

＜比較例２＞
基材層に延伸ナイロンフィルム１２を用いず、延伸ポリプロピレンフィルム１１のみを用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例２の真空断熱材の外装材を製造した。

＜比較例３＞
バリヤ層２０として、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム２１とアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム２２の代わりに、厚さ７μｍのアルミニウム箔を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例３の真空断熱材の外装材を製造した。

＜比較例４＞
基材層に延伸ポリプロピレンフィルム１１を用いず、延伸ナイロンフィルム１２のみを用い、バリヤ層２０として、アルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム２２の代わりに、厚さ７μｍのアルミニウム箔を用いて、厚さ１２μｍのアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム２１とアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム２１の２層のバリヤ層とした以外は、実施例１と同様にして、比較例４の真空断熱材の外装材を製造した。

＜比較例５＞
更に、比較例４の真空断熱材の外装材で、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムに代えて、密度が０．９４０ｇ／ｃｍ^３の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いた以外は、比較例４と同様にして、比較例５の真空断熱材の外装材を製造した。

＜試験方法＞
実施例と比較例の真空断熱材の外装材の耐屈曲性の評価として、ゲルボフレックステスターにかけた後のピンホール数を測定し、耐屈曲性の指標として比較評価した。

＜ピンホール数＞
実施例と比較例の真空断熱材の外装材をそれぞれ２１０ｍｍ×２９７ｍｍにカットし、その２９７ｍｍの両端を貼り合わせて円筒状に丸め、筒状にした試験片を作成した。

この試験片の両端をゲルボフレックステスターの固定ヘッドと駆動ヘッドで保持し、４４０度のひねりを加えながら固定ヘッドと駆動ヘッドの間隔を７インチから３．５インチに狭めて、さらにひねりを加えた状態を維持したままヘッドの間隔を１インチまで狭め、その後、ヘッドの間隔を３．５インチまで広げて、さらにひねりを戻しながらヘッドの間隔を７インチまで広げるという往復運動を４０回／ｍｉｎの速さで、２５℃で３００回行った。

その後、この試験片に浸透探傷液をつけてチェックし、ピンホール数を確認した。試験
片は１０個用いて、その平均のピンホール数を表１にまとめた。

以下に、実施例と比較例との比較結果について説明する。

＜比較結果＞
表１に示すように、本発明にかかる実施例１の真空断熱材の外装材は、ピンホールの発生がほとんどなく、耐屈曲性が良好であった。

一方、比較例の真空断熱材の外装材は、ピンホールの発生が明らかに認められ、耐屈曲性が劣っていた。又、シーラント層に密度が０．９４０ｇ／ｃｍ^３の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いた実施例５の真空断熱材の外装材は、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いた比較例４の真空断熱材の外装材より、ピンホールが多く、耐屈曲性が大きく劣っていた。

以上のように、本発明にかかる真空断熱材の外装材は、耐屈曲性に優れ、製造による折れを起因として生じるピンホールを抑制することで、高品質な真空断熱材を提供することができる。

よって、本発明の真空断熱材の外装材を用いた真空断熱材は、冷凍冷蔵庫、冷凍機器、または給湯器や自動販売機など、保冷や保温を必要とするあらゆる機器や設備に適用することが可能である。そして、本発明の真空断熱材の外装材を用いることにより、大幅な省エネルギー化や省スペース化に貢献できる。

１・・・・外装材
２・・・・真空断熱材
３・・・・芯材
４・・・・熱融着部
５・・・・密着部
６・・・・難燃性テープ
１０・・・基材層
２０・・・バリヤ層
３０・・・シーラント層
１１・・・延伸ポリプロピレンフィルム
１２・・・延伸ナイロンフィルム
２１・・・アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム
２２・・・アルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム

Claims (3)

1. 外側から順に、基材層、バリヤ層、シーラント層からなる真空断熱材の外装材であって、
   前記基材層に、延伸ポリプロピレンフィルムと延伸ナイロンフィルムを積層して用い、前記バリヤ層に、金属または金属酸化物の蒸着フィルムを用いたことを特徴とする真空断熱材の外装材。
2. 前記バリヤ層に、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムとアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムを積層して用いたことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材の外装材。
3. 前記シーラント層に、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ^３以下の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の真空断熱材の外装材。

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