JP2016011697A - 真空断熱材用包装材及びそれを備えた真空断熱材 - Google Patents

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伸次 中西
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Abstract

【課題】シール領域を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能な真空断熱材用包装材及びそれを備えた真空断熱材を提供する。【解決手段】真空断熱材1が、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを順に積層した二枚の積層体の外周部を熱溶着で接合し、真空状態で芯材を充填可能な充填空間が内部に形成され、平面視で、熱溶着で接合した外周側のシール領域8と、充填空間が内部に形成された充填空間形成領域10に区画され、シール領域8と充填空間形成領域10との境界BLからシール領域8の最小幅SWの1/3以下の範囲内に、シール領域8の他の部分である平板部22よりも曲げ強度が低い部分であり、且つ境界BLに沿って延びる少なくとも一条の低曲げ強度部24が配置されている真空断熱材用包装材2と、真空状態で充填空間に充填される芯材を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、気密性(バリア性)を有する二枚の積層体を熱溶着したシール領域を有する真空断熱材用包装材に対し、折り曲げ強度の低い部分を設けることにより、シール領域を容易に折り曲げることが可能な、真空断熱材用包装材及びそれを備えた真空断熱材に関するものである。
近年、深刻な地球環境問題である温暖化への取り組みとして、家電製品、設備機器、住宅等の建築物における省エネルギー化への推進が求められている。省エネルギー化を実現する要素の一つとして、優れた断熱性能を有する真空断熱材がある。
真空断熱材は、気密性(ガスバリア性)を有する二枚の積層体を組み合わせて形成した真空断熱材用包装材と、ガラスウール、発泡ポリウレタン、シリカ粉末等の微細な空隙を有する芯材とを備えており、真空断熱材用包装材の内部に芯材を真空充填して形成されている。また、真空断熱材は、真空断熱材用包装材の内部を高い真空度で保持し、気体の対流による熱の移動を抑制することによって、高い断熱性能を発揮する。このため、真空断熱材用包装材には、高いガスバリア性が要求されることとなる。
このような真空断熱材では、真空断熱材用包装材の内部に気体(酸素、水蒸気等)が侵入すると、断熱性能が低下するため、積層体の外周部を熱溶着してシール領域を形成することにより、真空断熱材用包装材の内部への気体の侵入を防止する構成とする。なお、シール領域を形成する手法としては、例えば、二枚の積層体が有する、芯材に直接接するシーラント層(熱溶着層)同士を重ね合わせ、その上下から、シーラントの融点以上の温度と圧力、保持時間を調節しながら、熱溶着させる手法(ヒートシール)を用いる。
ヒートシールによりシール領域を形成した真空断熱材としては、例えば、特許文献1に開示されているように、ヒレ部(シール領域)を、芯材を充填した部分側に折り曲げた構成のものがある。また、特許文献1では、ヒレ部の折り曲げを維持するように難燃性テープで固定する構成が開示されている。
特許第4281607号公報
真空断熱材は、上述したように、シール領域を形成して真空断熱材用包装材の内部への気体の侵入を防止する構成とすることが好ましいが、住宅の壁材に収容する場合等には、壁材へパネル化するときに、断熱性能を有さないシール領域を折り曲げる必要がある場合が多い。そのため、特許文献1に開示されているように、シール領域を折り曲げて納品する場合が多い。
しかしながら、特許文献1に開示されているものを含め、従来の真空断熱材では、シール領域を折り曲げる位置や、シール領域を折り曲げた部分の形状が統一されていないため、真空断熱材の使用状態における外観が悪いという問題が発生する。
本発明は、このような問題点を解決しようとするものであり、シール領域を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能な、真空断熱材用包装材及びそれを備えた真空断熱材を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の一態様は、熱溶着層とガスバリア層と保護層とを順に積層した二枚の積層体の外周部を熱溶着で接合し、真空状態で芯材を充填可能な充填空間が内部に形成された真空断熱材用包装材であって、
平面視で、前記熱溶着で接合した外周側のシール領域と、前記充填空間が内部に形成された充填空間形成領域と、に区画され、
前記シール領域と前記充填空間形成領域との境界からシール領域の最小幅の1/3以下の範囲内に、前記シール領域の他の部分よりも曲げ強度が低い部分であり、且つ前記境界に沿って延びる少なくとも一条の低曲げ強度部が配置されていることを特徴とするものである。
本発明の一態様であれば、シール領域と充填空間形成領域との境界からシール領域の最小幅の1/3以下の範囲内で、シール領域と充填空間形成領域との境界に沿ってシール領域を折り曲げることが可能となる。
このため、真空断熱材の使用状態において、シール領域を折り曲げる位置や、シール領域を折り曲げた部分の形状を統一することが可能となり、真空断熱材の使用状態における、シール領域を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能となる。
本発明の第一実施形態の真空断熱材を示す平面図である。 図1のII−II線断面図である。 図2中に円IIIで囲んだ範囲の拡大図である。 図2中に円IVで囲んだ範囲の拡大図である。 真空断熱材の使用状態を示す図である。 本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。 本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。 本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。 本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。 比較例1の真空断熱材を示す図である。 比較例2の真空断熱材を示す図である。 本発明例1の真空断熱材を示す図である。 本発明例2の真空断熱材を示す図である。 本発明例3の真空断熱材を示す図であり、図14(a)はシール領域の断面図、図14(b)は図14(a)のB線矢視図である。
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1から図4中に示すように、真空断熱材1は、真空断熱材用包装材2と、芯材4を備えている。
真空断熱材用包装材2は、矩形状の積層体6を二枚組み合わせて、平面視で、外周側のシール領域8と、シール領域8よりも内側の充填空間形成領域10に区画されている。なお、以降の説明では、真空断熱材用包装材2を形成する二枚の積層体6を、それぞれ、図2中で上方に配置する積層体6uと、図2中で上方に配置する積層体6dと示す場合がある。また、図2から図4中では、説明のために、積層体6の厚さを誇張して示している。
シール領域8は、二枚の積層体6の外周部において、二枚の積層体6がそれぞれ備える熱溶着層12同士を熱溶着して接合して形成されており、平面視で井桁状に形成されている。なお、シール領域8の詳細な構成については、後述する。
充填空間形成領域10は、組み合わせた二枚の積層体6のうち、井桁状に形成したシール領域8で囲まれた部分であり、シール領域8の内周側に配置され、平面視で矩形状に形成されている。また、充填空間形成領域10は、シール領域8と異なり、二枚の積層体6がそれぞれ備える熱溶着層12同士が離間している。また、二枚の積層体6がそれぞれ備える熱溶着層12同士が離間して形成された空間は、真空状態で芯材4を充填可能な空間(以降の説明では、「充填空間」と記載する場合がある)である。すなわち、充填空間形成領域10は、真空断熱材用包装材2のうち、充填空間を形成する領域である。
したがって、積層体6及び充填空間形成領域10は、平面視で矩形状である。
なお、本実施形態では、一例として、積層体6の側辺SLが、シール領域8と充填空間形成領域10との境界BLと平行である場合について説明する。
各積層体6は、シート状に形成されており、熱溶着層12と、第一接着層14と、ガスバリア層16と、第二接着層18と、保護層20を備えている。なお、以降の説明では、積層体6uが備える各構成に、符号「u」を付して記載する場合がある。同様に、以降の説明では、積層体6dが備える各構成に、符号「d」を付して記載する場合がある。
熱溶着層12は、材料として、例えば、熱可塑性を有するポリオレフィン系の高分子材料を用いて形成されている。また、積層体6uが備える熱溶着層12uは、二枚の積層体6u,6dを組み合わせた状態で、一方の面が、積層体6dが備える熱溶着層12dと面接触する。第一実施形態では、一例として、熱溶着層12の材料を、ポリオレフィン系の高分子材料とした場合について説明する。
第一接着層14は、熱溶着層12の他方の面上に積層されて、熱溶着層12とガスバリア層16との間に配置されており、熱溶着層12とガスバリア層16とを接着している。
ガスバリア層16は、材料として、例えば、ポリエチレンテレフタラートに金属または酸化物を蒸着させたフィルムや、アルミニウム箔を用いて形成されており、気密性を有している。
第二接着層18は、ガスバリア層16と保護層20との間に配置されており、ガスバリア層16と保護層20とを接着している。
保護層20は、材料として、例えば、ナイロンフィルムやポリエチレンテレフタラート等を用いて形成されており、積層体6の最外層を構成している。
芯材4は、例えば、ガラスウール、発泡ポリウレタン、シリカ粉末等の微細な空隙を有する材料を用いて形成されており、充填空間内に真空状態で充填されている。
(シール領域8の詳細な構成)
図1から図4を参照して、シール領域8の詳細な構成について説明する。
シール領域8は、平板部22と、低曲げ強度部24と、低曲げ強度延長部26を備える。
平板部22は、均一の厚さに形成されている。
低曲げ強度部24は、平面視で矩形状に形成した充填空間形成領域10のうち三辺において、シール領域8と充填空間形成領域10との境界BLから、シール領域8の最小幅SWの1/3以下の範囲内に配置されている。また、低曲げ強度部24は、シール領域8の他の部分である平板部22よりも曲げ強度が低い部分であり、境界BLに沿って延びる少なくとも一条の領域である。なお、第一実施形態では、一例として、低曲げ強度部24を、一条の領域で形成した場合について説明する。
また、第一実施形態では、充填空間形成領域10を平面視で矩形状に形成しており、平面視で矩形状に形成した充填空間形成領域10のうち三辺において、境界BLから、シール領域8の最小幅SWの1/3以下の範囲内に、低曲げ強度部24を配置している。このため、第一実施形態では、低曲げ強度部24は、平面視でコの字型となり、コの字型の空隙部が、充填空間へ芯材4を充填する際に芯材4を充填空間へ挿入するための開口部となる。
また、第一実施形態では、一例として、低曲げ強度部24を、境界BLに沿って延びる溝28で形成し、平板部22よりも厚さが小さい薄肉部を形成している場合について説明する。これにより、低曲げ強度部24は、シール領域8の他の部分である平板部22よりも、曲げ強度が低くなっている。
溝28は、シール領域8を形成するための熱溶着(一回目の熱溶着)を行った後に、熱溶着(二回目の熱溶着)を行って形成されている。二回目の熱溶着を行った熱溶着層12の厚さは、一回目の熱溶着のみを行った熱溶着層12の厚さよりも小さくなるため、溝28を有する低曲げ強度部24の厚さは、平板部22よりも小さくなる。なお、「一回目の熱溶着」は、熱溶着を行っていない箇所に対する最初の熱溶着であり、全ての箇所に対して同時に行うものではない。また、「二回目の熱溶着」は、一回目の熱溶着を行った箇所に対する熱溶着である。
第一実施形態では、一例として、溝28を形成する二回目の熱溶着を、シール領域8を形成する一回目の熱溶着よりも高い圧力で行う場合を説明する。
低曲げ強度延長部26は、低曲げ強度部24と積層体6の側辺SLを連続しており、シール領域8の低曲げ強度部24が配置されていない部分よりも、曲げ強度が低い部分である。
第一実施形態では、一例として、真空断熱材用包装材2が複数の低曲げ強度延長部26を備えている場合を説明する。
また、第一実施形態では、一例として、複数の低曲げ強度延長部26が、低曲げ強度部24と、積層体6の対向する側辺SL間とを直線状に連続している場合を説明する。
これにより、第一実施形態では、低曲げ強度部24のうち、矩形状の充填空間形成領域10の一辺と平行に延びる直線部分と、この直線部分と二つの低曲げ強度延長部26で構成する直線が、四本形成されることとなり、これら四本の直線は、互いに直交して配置されている。
また、第一実施形態では、一例として、複数の低曲げ強度部24が、真空断熱材用包装材2の両面に形成されている場合(二枚の積層体6u,6dが、それぞれ、低曲げ強度部24を有する場合)を説明する。また、第一実施形態では、一例として、真空断熱材用包装材2の両面に形成されている複数の低曲げ強度部24が、二枚の積層体6u,6dの、平面視で重なる位置にそれぞれ形成されている場合を説明する。
また、第一実施形態では、一例として、境界BLと積層体6の側辺SLが平行である場合を説明する。
(真空断熱材1の製造方法)
図1から図4を参照して、真空断熱材1の製造方法について説明する。
真空断熱材1の製造方法は、袋体作成工程の後工程である真空充填工程と、真空充填工程の後工程である低曲げ強度部形成工程を有する。
・袋体作成工程
袋体作成工程では、二枚の積層体6u,6dを合致させた状態で重ね合わせ、外周部のうち三辺に対し、それぞれが備える熱溶着層12同士を対向させた状態で、一回目の熱溶着を行う。
これにより、熱溶着層12同士を結合させて、平板部22のみを備えるコの字型のシール領域8を形成するとともに、外周部のうち残りの一辺が開口している袋体を作成する。
・真空充填工程
真空充填工程では、袋体作成工程で形成した開口部から、二枚の積層体6間に形成された空間内へ芯材4を挿入し、さらに、芯材4を挿入した空間内を、例えば、10Pa以下に減圧しながら、袋体作成工程で熱溶着を行っていない残りの一辺に対し、熱溶着を行う。
これにより、充填空間形成領域10と、充填空間と、井桁状のシール領域8を形成するとともに、芯材4を真空状態で充填空間に充填する。
・低曲げ強度部形成工程
低曲げ強度部形成工程では、袋体作成工程で井桁状に形成したシール領域8のうち、シール領域8と充填空間形成領域10との境界BLからシール領域8の最小幅SWの1/3以下の範囲内に、一回目の熱溶着よりも高い圧力で二回目の熱溶着を行う。これにより、境界BLに沿って延びる一条の溝28を形成して、シール領域8に低曲げ強度部24を形成する。
具体的には、溝28の幅に応じた形状のヒートシールバー(図示せず)を、シール領域8のうち、境界BLからシール領域8の最小幅SWの1/3以下の範囲内で予め設定した位置に対し、加熱した状態で押し付ける。ここで、第一実施形態では、一例として、ヒートシールバーの構成を、シール領域8に押し付ける部分の曲率半径Rが3を超えている構成とする場合について説明する。
(真空断熱材1の使用状態)
図1から図4を参照しつつ、図5を用いて、真空断熱材1の使用状態について説明する。なお、真空断熱材1の使用状態とは、例えば、真空断熱材1を建築物の壁材内に配置する状態、真空断熱材1を家電製品や設備機器内に配置する状態、真空断熱材1を建築物の施工業者や、家電製品や設備機器の製造業者へ納入する状態である。
図5中に示すように、真空断熱材1の使用状態では、シール領域8を低曲げ強度部24で折り曲げる。具体的には、シール領域8の保護層20と、充填空間形成領域10の保護層20が対向するように、シール領域8を低曲げ強度部24で折り曲げる。
ここで、シール領域8を低曲げ強度部24で折り曲げる際には、プレス加工を行った積層体6のうち、充填空間形成領域10を構成する部分に形成したエッジに、シール領域8を接触させることが好適である。
また、特に図示しないが、折り曲げたシール領域8は、難燃性のテープ等を用いて、充填空間形成領域10に固定してもよい。なお、図5中では、説明のために、積層体6の厚さを誇張して示している。また、図5中では、シール領域8のうち、低曲げ強度部24で折り曲げた位置を、符号「SP」で示している。
(第一実施形態の効果)
(1)真空断熱材用包装材2が、平面視で、熱溶着で接合した外周側のシール領域8と、充填空間が内部に形成された充填空間形成領域10に区画されている。さらに、境界BLからシール領域8の最小幅SWの1/3以下の範囲内に、シール領域8の他の部分である平板部22よりも曲げ強度が低い部分であり、境界BLに沿って延びる少なくとも一条の領域である低曲げ強度部24が配置されている。
このため、真空断熱材1の使用状態において、境界BLからシール領域8の最小幅SWの1/3以下の範囲内で、境界BLに沿ってシール領域8を折り曲げることが可能となる。これにより、真空断熱材1の使用状態において、シール領域8を折り曲げる位置や、シール領域8を折り曲げた部分の形状を統一することが可能となり、真空断熱材1の使用状態における、シール領域8を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能となる。
また、低曲げ強度部24は、平板部22よりも厚さが小さく、シール領域8の薄肉部を形成しているため、低曲げ強度部24でシール領域8を折り曲げると、平板部22でシール領域8を折り曲げた状態と比較して、シール領域8を折り曲げ箇所に発生する曲げ応力を低減させることが可能となる。
これにより、平板部22でシール領域8を折り曲げた状態と比較して、シール領域8の損傷を抑制し、充填空間の真空状態を維持することが可能となるため、真空断熱材1の断熱性能の低下を抑制することが可能となる。
また、真空断熱材1の使用状態において、シール領域8を折り曲げる位置や、シール領域8を折り曲げた部分の形状を統一することが可能となるため、住宅の壁材に収容する場合等、壁材へパネル化する際にパネルへ効率良く収納することが可能となるため、断熱材としての寸法精度の低下を抑制することが可能となる。
(2)第一実施形態では、熱溶着層12の材料を、ポリオレフィン系の高分子材料としており、一回目の熱溶着よりも高い圧力で行う二回目の熱溶着によって、シール領域8に低曲げ強度部24を形成する。
このため、気体に対する耐透過性の向上と、熱溶着強度の向上と、低い熱溶着温度の低下が可能となる。これは、以下に記載する理由による。
熱溶着層12の材料であるポリオレフィン系の高分子材料は、ポリエチレン(PE)や、ポリプロピレン(PP)等であり、これらは、密度や重合条件により融点が変化するものの、融点は130℃以下であり、製袋加工をする際に、多くの熱を必要としないため、高速加工性に富んでいる。
しかしながら、PE及びPPは、低密度であるため、ガスバリア性(酸素透過度、水蒸気透過度)が低い。このため、PE及びPPを材料として用いる場合、ガスバリア性を少しでも向上させるため、中密度なポリエチレンを用いる手法も考えられるが、密度を上げることにより融点が高くなるため、熱溶着温度が高くなり、高速加工性が低下するという問題がある。さらに、密度を上げることにより屈曲性が低下するため、低密度なポリオレフィンと比較して、衝撃強度が低下するという問題がある。
これに対し、第一実施形態では、熱溶着層12の材料を、低密度なポリオレフィン系の高分子材料とし、さらに、多段階(二回)の熱溶着を行うため、気体に対する耐透過性の向上と、熱溶着強度の向上と、低い熱溶着温度の低下が可能となる。
その結果、第一実施形態の真空断熱材1は、熱溶着層12以外の層にピンホールを生じることがなく、さらに、シール領域8のヒートシール強度を低下させずに、熱溶着を行った箇所から侵入してくる酸素及び水蒸気の透過を抑制することが可能となる。
(3)積層体6及び充填空間形成領域10を平面視で矩形状とし、積層体6の側辺SLを、境界BLと平行としている。
このため、真空断熱材1の使用状態において、シール領域8を折り曲げた部分の形状を長方形で統一することが可能となり、シール領域8を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能となる。
(4)低曲げ強度部24が、境界BLに沿って延びる溝28である。
このため、真空断熱材1の使用状態において、シール領域8を折り曲げる位置を、溝28に沿って直線状に連続させることが可能となり、シール領域8を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能となる。また、シール領域8を折り曲げる位置を、溝28に沿った直線状として、容易に視認可能となる。
(5)低曲げ強度部24と積層体6の側辺SLを連続し、シール領域8のうち低曲げ強度部24が配置されていない部分よりも曲げ強度が低い部分である低曲げ強度延長部26を備える。
このため、真空断熱材1の使用状態において、シール領域8を折り曲げる位置を、低曲げ強度部24と、低曲げ強度延長部26と、積層体6の側辺SLを連続した位置とすることが可能となり、シール領域8を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能となる。
(6)複数の低曲げ強度延長部26が、低曲げ強度部24と、積層体6の対向する側辺SL間を連続する。
このため、真空断熱材1の使用状態において、シール領域8を折り曲げる位置を、低曲げ強度部24及び複数の低曲げ強度延長部26を含む、積層体6の対向する側辺SL間とすることが可能となり、シール領域8を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能となる。
(7)複数の低曲げ強度延長部26が、低曲げ強度部24と、積層体6の対向する側辺SL間を直線状に連続する。
このため、真空断熱材1の使用状態において、シール領域8を折り曲げる位置を、積層体6の対向する側辺SL間を直線状に連続させた位置とすることが可能となり、シール領域8を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能となる。
(8)低曲げ強度部24のうち、矩形状の充填空間形成領域10の一辺と平行に延びる直線部分と、この直線部分と二つの低曲げ強度延長部26で構成する四本の直線が、互いに直交して配置されている。
このため、真空断熱材1の使用状態において、矩形状の真空断熱材用包装材2の辺を形成するシール領域8を低曲げ強度部24で均一に折り曲げることが可能となり、シール領域8を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能となる。
(9)複数の低曲げ強度部24を、複数の積層体6にそれぞれ形成して、真空断熱材用包装材2の両面に形成されている複数の低曲げ強度部24が、二枚の積層体6u,6dの、平面視で重なる位置にそれぞれ形成されている。
このため、真空断熱材1の使用状態において、シール領域8を折り曲げる方向を、真空断熱材用包装材2の両面から、一方の面を選択して設定することが可能となり、シール領域8を折り曲げた状態の外観を選択することが可能となる。また、他方の面に形成されている低曲げ強度部24により、シール領域8の折り曲げ易さを向上させることが可能となる。
(10)シール領域8が低曲げ強度部24で折り曲げられて、シール領域8の保護層20と、充填空間形成領域10の保護層20が対向している。
このため、真空断熱材1の使用状態において真空断熱材1が占有する空間を減少させることが可能となる。また、真空断熱材1の体積を減少させることが可能となるため、真空断熱材1の使用時における、取り回しを向上させることが可能となる。
(11)真空断熱材1が、境界BLからシール領域8の最小幅SWの1/3以下の範囲内で境界BLに沿って延びる少なくとも一条の領域である低曲げ強度部24を備える真空断熱材用包装材2と、真空状態で充填空間に充填される芯材4を備えている。
このため、使用状態において、シール領域8を折り曲げた状態の外観を良好とすることが可能な真空断熱材1を形成することが可能となる。
(変形例)
以下、第一実施形態の変形例を記載する。
(1)第一実施形態では、低曲げ強度部24を、積層体6の対向する側辺SL間を直線状に連続する溝28で形成したが、これに限定するものではない。すなわち、低曲げ強度部24を、例えば、積層体6の対向する側辺SL間を断続的に連続する複数の凹部等で形成してもよい。要は、低曲げ強度部24の構成を、シール領域8の他の部分である平板部22よりも、積層体6の対向する側辺SL間の総合的な曲げ強度が低い構成であればよい。
(2)第一実施形態では、シール領域8が低曲げ強度部24を備える構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、図6及び図7中に示すように、シール領域8の構成を、低曲げ強度部24に加え、境界BLからシール領域8の最小幅SWの1/3以下の範囲よりも外側に、シール領域8のうち低曲げ強度部24が配置されていない部分よりも曲げ強度が低い部分であり、境界BLに沿って延びる少なくとも一条の低曲げ強度並列部30が配置されている構成としてもよい。なお、図6及び図7中では、説明のために、積層体6の厚さを誇張して示している。また、図6及び図7中では、二つの低曲げ強度並列部30a,30bを形成した状態を示す。また、低曲げ強度並列部30aは、低曲げ強度並列部30bよりも低曲げ強度部24に近い位置に形成されている。
この場合、図7中に示すように、真空断熱材1の使用状態において、低曲げ強度部24の位置に加え、低曲げ強度並列部30の位置でシール領域8を折り曲げることが可能となるため、真空断熱材1の使用状態に応じたシール領域8の折り曲げ状態を選択することが可能となる。なお、図7中では、シール領域8のうち、低曲げ強度部24で折り曲げた位置を符号「SP」で示し、低曲げ強度並列部30aで折り曲げた位置を符号「LSPa」で示し、低曲げ強度並列部30bで折り曲げた位置を符号「LSPb」で示す。
(3)第一実施形態では、複数の低曲げ強度部24を、二枚の積層体6u,6dにそれぞれ形成したが、これに限定するものではなく、図8中に示すように、低曲げ強度部24を、一つの積層体6のみ(図8中では、積層体6uのみ)に形成してもよい。なお、図8中では、説明のために、積層体6の厚さを誇張して示している。
(4)第一実施形態では、充填空間形成領域10を、平面視で矩形状に形成したが、充填空間形成領域10の構成は、これに限定するものではない。すなわち、充填空間形成領域10を、例えば、平面視で円形に形成してもよい。この場合、低曲げ強度部24は、円環状に連続する無端形状の領域となる。
(5)第一実施形態では、平面視で矩形状の積層体6を用いて、真空断熱材用包装材2を形成したが、積層体6の構成は、これに限定するものではない。すなわち、積層体6を、例えば、平面視で円形に形成してもよい。
(6)第一実施形態では、低曲げ強度部24を、平面視でコの字型に形成したが、これに限定するものではない。すなわち、図9中に示すように、低曲げ強度部24を、井桁状に連続する無端形状の領域として形成してもよい。
上述した第一実施形態の図1から図9を参照しつつ、図10から図14を用いて、以下に記載する実施例により、比較例及び本発明例の真空断熱材1について説明する。
(構成)
実施例の真空断熱材1は、真空断熱材用包装材2の構成を、平面視で面積が200mm×200mmの袋体とする。また、積層体6の構成を、上述した第一実施形態と同様、熱溶着層12、第一接着層14、ガスバリア層16、第二接着層18、保護層20を備える構成とし、各層をドライラミネート加工により積層させて形成する。また、各層の具体的な構成は、以下に示すものとする。
・熱溶着層12:キャスト加工により製膜された、厚さ40μ(密度、0.918g/cm)の低密度直鎖型ポリエチレン(LLDPE:三井化学東セロ社製 TUX−FCS)を材料として用いる。
・第一接着層14:ポリエステルポリウレタン系接着剤(DIC社製 LX500)を主剤とし、芳香族イソシアネート(DIC社製 KW75)を硬化剤として構成する。
・ガスバリア層16:厚さ12μのアルミニウム(東洋アルミニウム社製 8079)を材料として用いる。
・第二接着層18:ポリエステルポリウレタン系接着剤(DIC社製 LX500)を主剤とし、芳香族イソシアネート(DIC社製 KW75)を硬化剤として構成する。
・保護層20:厚さ12μのポリエチレンテレフタラート(PET:東洋紡績社製 E5100)を材料として用いる。
(比較例1)
比較例の真空断熱材1は、140℃の温度下において、2kg/mの圧力で、熱溶着を一回のみ行い、図10中に示すように、平板部22のみを備える、幅が10mmのシール領域8を形成した。
(比較例2)
比較例2の真空断熱材1は、熱溶着を二回行って、低曲げ強度部24を形成した。
一回目の熱溶着は、140℃の温度下において、2kg/mの圧力で行い、平板部22のみを備える、幅が10mmのシール領域8を形成した。
二回目の熱溶着は、シール領域8のうち外側5mmの領域に対し、140℃の温度下において、5kg/mの圧力で行い、図11中に示すように、幅が5mmの縁部32を形成した。すなわち、比較例2では、縁部32により、低曲げ強度部24を形成した。
これにより、比較例2の真空断熱材1は、二回目の熱溶着により、シール領域8のうち縁部32を形成した部分の厚さが、一回目の熱溶着で形成した、平板部22のみを備えるシール領域8の厚さよりも10μm薄くなる。すなわち、比較例2では、真空断熱材用包装材2の一方の面(上面及び下面)において、シール領域8のうち、二回目の熱溶着を行った部分(縁部32を形成した部分)が、一回目の熱溶着のみを行った部分(平板部22のみを形成した部分)よりも高さが5μm低い段差を形成している。
(本発明例1)
本発明例1の真空断熱材1は、熱溶着を二回行って、低曲げ強度部24を形成した。
一回目の熱溶着は、140℃の温度下において、2kg/mの圧力で行い、平板部22のみを備える、幅が10mmのシール領域8を形成した。
二回目の熱溶着は、シール領域8のうち空間形成領域10から2mm離れた幅1mmの領域に対し、140℃の温度下において、5kg/mの圧力で上面側及び下面側から行い、図12中に示すように、幅が1mmの溝28を形成した。すなわち、本発明例1では、溝28により、低曲げ強度部24を形成した。
これにより、本発明例1の真空断熱材1は、二回目の熱溶着により、シール領域8のうち溝28を形成した部分の厚さが、一回目の熱溶着で形成した、平板部22のみを備えるシール領域8の厚さよりも、上側及び下側の熱溶着層12の厚さ減少分により、10μm薄くなる。すなわち、本発明例1では、真空断熱材用包装材2の一方の面(上面及び下面)において、シール領域8のうち、二回目の熱溶着を行った部分(溝28を形成した部分)が、一回目の熱溶着のみを行った部分(平板部22のみを形成した部分)よりも高さが5μm低い段差を形成している。
(本発明例2)
本発明例2の真空断熱材1は、熱溶着を二回行って、低曲げ強度部24を形成した。
一回目の熱溶着は、140℃の温度下において、2kg/mの圧力で行い、平板部22のみを備える、幅が10mmのシール領域8を形成した。
二回目の熱溶着は、シール領域8のうち空間形成領域10から2mm離れた幅1mmの領域に対し、140℃の温度下において、5kg/mの圧力で上面側のみから行い、図13中に示すように、幅が1mmの溝28を形成した。すなわち、本発明例2では、溝28により、低曲げ強度部24を形成した。
これにより、本発明例2の真空断熱材1は、二回目の熱溶着により、シール領域8のうち溝28を形成した部分の厚さが、一回目の熱溶着で形成した、平板部22のみを備えるシール領域8の厚さよりも、上側の熱溶着層12のみの厚さ減少分により、5μm薄くなる。すなわち、本発明例2では、真空断熱材用包装材2の一方の面(上面)において、シール領域8のうち、二回目の熱溶着を行った部分(溝28を形成した部分)が、一回目の熱溶着のみを行った部分(平板部22のみを形成した部分)よりも高さが5μm低い段差を形成している。
(本発明例3)
本発明例3の真空断熱材1は、熱溶着を二回行って、低曲げ強度部24を形成した。
一回目の熱溶着は、140℃の温度下において、2kg/mの圧力で行い、平板部22のみを備える、幅が10mmのシール領域8を形成した。
二回目の熱溶着は、シール領域8のうち外側から1mm離れた位置と、シール領域8のうち外側から4mm離れた位置と、シール領域8のうち外側から7mm離れた位置において、1mm×1mmの正方形の領域に対し、140℃の温度下において、5kg/mの圧力で行い、図14中に示すように、三箇所の凹部34を配列した第一凹部列36を形成した。これに加え、隣り合う第一凹部列36間に、シール領域8のうち外側から2.5mm離れた位置と、シール領域8のうち外側から5.5mm離れた位置において、1mm×1mmの正方形の領域に対し、140℃の温度下において、5kg/mの圧力で行い、図14中に示すように、二箇所の凹部34を配列した第二凹部列38を形成した。これにより、第一凹部列36と第二凹部列38を備える低曲げ強度部24を形成した。また、第一凹部列36と第二凹部列38との間隔は、2mmとした。すなわち、本発明例3では、第一凹部列36と第二凹部列38により、低曲げ強度部24を形成した。
これにより、本発明例3の真空断熱材1は、二回目の熱溶着により、シール領域8のうち凹部34を形成した部分の厚さが、一回目の熱溶着で形成した、平板部22のみを備えるシール領域8の厚さよりも10μm薄くなる。すなわち、本発明例3では、真空断熱材用包装材2の一方の面(上面及び下面)において、シール領域8のうち、二回目の熱溶着を行った部分(凹部34を形成した部分)が、一回目の熱溶着のみを行った部分(平板部22のみを形成した部分)よりも高さが5μm低い段差を形成して、凹凸面を形成している。
(測定結果)
熱溶着部の物性であるヒートシール強度を評価項目として測定した。
ヒートシール強度は、JIS Z0238に従い、15mm幅に切った試料の強度を、引っ張り強度試験機により300mm/minの速度で測定した。
その結果、比較例1及び2の真空断熱材1はヒートシール強度が低下したが、本発明例1から3の真空断熱材1は、全て、ヒートシール強度が変化しないという測定結果が確認された。
1…真空断熱材、2…包装材、4…芯材、6…積層体、8…シール領域、10…充填空間形成領域、12…熱溶着層、14…第一接着層、16…ガスバリア層、18…第二接着層、20…保護層、22…平板部、24…低曲げ強度部、26…低曲げ強度延長部、28…溝、30…低曲げ強度並列部、32…縁部、34…凹部、36…第一凹部列、38…第二凹部列、SL…積層体6の側辺、BL…シール領域8と充填空間形成領域10との境界、SW…シール領域8の最小幅、SP…シール領域8のうち低曲げ強度部24で折り曲げた位置、LSP…シール領域8のうち低曲げ強度並列部30で折り曲げた位置

Claims (9)

  1. 高いバリア性を有する積層体の外周部を熱溶着で接合し、真空状態で芯材を充填可能な充填空間が内部に形成された真空断熱材用包装材であって、
    平面視で、前記熱溶着で接合した外周側のシール領域と、前記充填空間が内部に形成された充填空間形成領域と、に区画され、
    前記シール領域と前記充填空間形成領域との境界からシール領域の最小幅の1/3以下の範囲内に、前記シール領域の他の部分よりも曲げ強度が低い部分であり、且つ前記境界に沿って延びる少なくとも一条の低曲げ強度部が配置されていることを特徴とする真空断熱材用包装材。
  2. 前記積層体及び前記充填空間形成領域は、平面視で矩形状であり、
    前記積層体の側辺は、前記境界と平行であることを特徴とする請求項1に記載した真空断熱材用包装材。
  3. 前記低曲げ強度部は、前記境界に沿って延びる溝であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載した真空断熱材用包装材。
  4. 前記低曲げ強度部と前記積層体の側辺を連続し、且つ前記シール領域のうち前記低曲げ強度部が配置されていない部分よりも曲げ強度が低い部分である低曲げ強度延長部を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載した真空断熱材用包装材。
  5. 前記積層体及び前記充填空間形成領域は、平面視で矩形状であり、
    前記低曲げ強度延長部を複数備え、
    前記複数の低曲げ強度延長部は、前記低曲げ強度部と、前記積層体の対向する側辺間と、を連続することを特徴とする請求項4に記載した真空断熱材用包装材。
  6. 前記境界から前記シール領域の最小幅の1/3以下の範囲よりも外側に、前記シール領域のうち前記低曲げ強度部が配置されていない部分よりも曲げ強度が低い部分であり、且つ前記境界に沿って延びる少なくとも一条の低曲げ強度並列部が配置されていることを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載した真空断熱材用包装材。
  7. 前記低曲げ強度部を複数備え、
    前記複数の低曲げ強度部は、前記二枚の積層体の平面視で重なる位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のうちいずれか1項に記載した真空断熱材用包装材。
  8. 前記シール領域が前記低曲げ強度部に沿って折り曲げられて、前記シール領域の保護層と、前記充填空間形成領域の保護層と、が対向していることを特徴とする請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載した真空断熱材用包装材。
  9. 請求項1から請求項8のうちいずれか1項に記載した真空断熱材用包装材と、
    真空状態で前記充填空間に充填される芯材と、を備えることを特徴とする真空断熱材。
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