JP2019178766A - 真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品 - Google Patents
真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】高湿環境における単体での水蒸気バリア性能が良好であり、且つ、高湿環境において断熱性能を長期間維持することができる真空断熱材を形成可能な真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品を提供する。【解決手段】熱溶着可能なフィルム１およびガスバリア層２を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、所定の温度での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材用外包材１０、真空断熱材、および真空断熱材付き物品。【選択図】図１
Description
本開示は、真空断熱材の形成に用いる真空断熱材用外包材に関する。
近年、物品の省エネルギー化を目的として、真空断熱材が用いられている。真空断熱材は、外包材の周縁が接合されてなるシール端部を有する袋体の密閉空間内に芯材が配置され、上記密閉空間内が大気圧よりも圧力が低い真空状態に保持されている部材であり、内部の熱対流が抑制されるため、良好な断熱性能を発揮することができる。なお、真空断熱材に用いられる外包材のことを、真空断熱材用外包材、または単に外包材と称して説明する。
真空断熱材用外包材は、真空断熱材内部の真空状態を長期間保持するために、酸素や水蒸気等のガスの透過を抑制するためのガスバリア性能、対向する一対の外包材の周縁を熱溶着により接合してなるシール端部を有する袋体を形成し、芯材を封入密閉するための熱溶着性等の物性が要求される。これらの物性を満たすため、真空断熱材用外包材は、一般に、ガスバリア層および熱溶着可能なフィルムを構成部材として含む積層体が採用されている（特許文献１〜５）。
特許文献１〜５に開示されるように、熱溶着可能なフィルムとして、例えばポリエチレンフィルムが好適に用いられる。しかし、ポリエチレンフィルムは、高湿環境において良好な水蒸気バリア性能を発揮することが困難な場合がある。また、ポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムとする真空断熱材用外包材についても、ポリエチレンフィルムの水蒸気バリア性能に起因して、高湿環境において良好な水蒸気バリア性能を発揮することが困難な場合がある。さらに、熱溶着可能なフィルムがポリエチレンフィルムである場合、真空断熱材用外包材単体では良好な水蒸気バリア性能を発揮することが可能であっても、それを用いた真空断熱材が、断熱性能を長期間維持することが困難となる場合がある。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、高湿環境における単体での水蒸気バリア性能が良好であり、且つ、高湿環境において断熱性能を長期間維持することができる真空断熱材を形成可能な真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品を提供することを主目的とする。
本開示は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材用外包材を提供する。
また、本開示は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材用外包材を提供する。
本開示は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有する真空断熱材であって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材を提供する。
また、本開示は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有する真空断熱材であって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材を提供する。
本開示は、熱絶縁領域を有する物品および真空断熱材を備える真空断熱材付き物品であって、上記真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有し、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材付き物品を提供する。
また、本開示は、熱絶縁領域を有する物品および真空断熱材を備える真空断熱材付き物品であって、上記真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有し、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材付き物品を提供する。
本開示の真空断熱材用外包材によれば、高湿環境における単体での水蒸気バリア性能が良好であり、且つ、高湿環境において断熱性能を長期間維持することができる真空断熱材を形成可能であるという効果を奏する。
以下、本開示の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明する場合があるが、上下方向が逆転してもよい。
また、本明細書において、ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の構成の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の構成の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の構成の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
以下、本開示の真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品について、それぞれ説明する。なお、本開示においては、「シート」および「フィルム」を同義として用いる場合がある。
Ｉ．真空断熱材用外包材
本開示の真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有するものである。本開示の真空断熱材用外包材は、上記熱溶着可能なフィルムが、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである第１実施態様と、上記熱溶着可能なフィルムが、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである第２実施態様と、の２つの実施態様に大別される。
本開示の真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有するものである。本開示の真空断熱材用外包材は、上記熱溶着可能なフィルムが、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである第１実施態様と、上記熱溶着可能なフィルムが、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである第２実施態様と、の２つの実施態様に大別される。
図１は、本開示の真空断熱材用外包材の一例を示す概略断面図である。真空断熱材用外包材１０は、熱溶着可能なフィルム１および熱溶着可能なフィルム１の一方の面に配置されたガスバリア層２を有する。図１におけるガスバリア層２は、基材１１と、基材１１の一方の面（熱溶着可能なフィルム１側の面）に配置されたガスバリア膜１２と、を有するガスバリアフィルムである。本開示の真空断熱材用外包材の第１実施態様は、熱溶着可能なフィルム１が、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである。また、本開示の真空断熱材用外包材の第２実施態様は、熱溶着可能なフィルム１が、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
ここで、本開示において、ポリエチレンフィルムの「溶融率」とは、ポリエチレンフィルムの結晶状態を把握するための指標であり、「温度Ｘでの溶融率」とは、ポリエチレンフィルムの全結晶相のうち、温度Ｘにおいて結晶相が溶融して非晶相となっている割合をいう。例えば、温度Ｘでの溶融率が２０％であるポリエチレンフィルムとは、ポリエチレンフィルムの全結晶相のうち、温度Ｘにおいて２０％は溶融して非晶相となった状態にあるポリエチレンフィルムをいう。
「温度Ｘでの溶融率」は、ポリエチレンフィルムの全結晶融解熱量に対する温度Ｘ以下の温度域における結晶融解熱量の割合（％）から求めることができ、下記式（１）から算出することができる。
温度Ｘでの溶融率（％）＝｛（温度Ｘ以下の温度域における結晶融解熱量）／（全結晶融解熱量）｝×１００ … 式（１）
温度Ｘでの溶融率（％）＝｛（温度Ｘ以下の温度域における結晶融解熱量）／（全結晶融解熱量）｝×１００ … 式（１）
なお、温度Ｘとは、本開示の真空断熱材用外包材の第１実施態様では４０℃であり、第２実施態様では７０℃である。以下の説明においても、同様とする。
ポリエチレンフィルムの全結晶融解熱量は、ＪＩＳ Ｋ７１２２（１９９９）に準じて、示差走査熱量測定（以下、ＤＳＣと称することがある。）を行い、窒素雰囲気下で加熱速度１０℃／分で−５０℃から２００℃まで昇温する第１昇温過程と、２００℃で５分間保持した後冷却速度１０℃／分で−５０℃まで降温する降温過程と、−５０℃で１０分間保持した後、再び加熱速度１０℃／分で２００℃まで昇温する第２昇温過程と、を経て得られるサーモグラム（縦軸：熱量［Ｊ／ｇ］、横軸：温度［℃］）の、第２昇温過程の融解ピーク面積から算出される。ＤＳＣの測定は、真空断熱材用外包材の、熱溶着可能なフィルムとしてのポリエチレンフィルムから採取した試料５ｍｇをアルミニウム製セルに入れて行う。測定に用いる示差走査熱量計としては、上市されているものから選択することができ、例えばＮＥＴＺＳＣＨ製「ＤＳＣ２０４」が挙げられる。また、融解ピーク面積とは、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）において、吸熱開始温度および吸熱終了温度を直線で結んだベースラインと溶融曲線とで囲まれた部分の面積をいい、上記ベースラインは、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）上の、低温側温度（０℃）のサーモグラム吸熱量のデータ点と高温側の温度（１５０℃）のサーモグラム吸熱量のデータ点とを結んだ直線とする。一方、ポリエチレンフィルムの温度Ｘ以下の温度域における結晶融解熱量は、全結晶融解熱量を算出する際の融解ピーク面積のうち温度Ｘ以下の温度域の面積から算出される。すなわち、「温度Ｘでの溶融率」とは、換言すれば、下記式（２）から算出される値である。
温度Ｘでの溶融率（％）＝｛（融解ピーク面積のうち温度Ｘ以下の温度域の面積）／（融解ピーク面積）｝×１００ … 式（２）
温度Ｘでの溶融率（％）＝｛（融解ピーク面積のうち温度Ｘ以下の温度域の面積）／（融解ピーク面積）｝×１００ … 式（２）
以下、本開示の真空断熱材用外包材について、実施態様ごとに説明する。
Ａ．第１実施態様
本開示の真空断熱材用外包材の第１実施態様（以下、この項において本態様の真空断熱材用外包材とする場合がある。）は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本開示の真空断熱材用外包材の第１実施態様（以下、この項において本態様の真空断熱材用外包材とする場合がある。）は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
ポリエチレンフィルムは、融点よりも低い温度環境においても、結晶相の一部が溶融して非晶相に変化していると推量される。水蒸気等のガスは非晶相を透過することから、ポリエチレンフィルムは、フィルム内に占める非晶相の割合が大きくなるほど水蒸気を透過しやすくなり、その結果、フィルム単体での水蒸気バリア性能が低くなると推量される。この傾向は、水蒸気が多く存在する高湿環境においてさらに顕著化すると考えられる。そして、このような水蒸気バリア性能の低いポリエチレンフィルムを、真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルムとして用いると、真空断熱材用外包材全体での水蒸気バリア性能も低下すると考えられる。
また、真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルムがポリエチレンフィルムである場合、真空断熱材用外包材単体では良好な水蒸気バリア性能を発揮することが可能であっても、それを用いた真空断熱材が、高湿環境において断熱性能を長期間維持することが困難となる場合がある。その理由については定かではないが、以下のことが推量される。すなわち、熱溶着可能なフィルムがポリエチレンフィルムである場合、真空断熱材の主面からの水蒸気の透過は、ポリエチレンフィルムよりも外側に配置されるガスバリア層により抑制することができる。しかし、シール端部の端面では、ポリエチレンフィルムが露出しているため、該端面からの水蒸気の透過を十分に抑制できず、その結果、真空断熱材の内部真空状態が損なわれやすくなるためと推量される。
これに対し、本態様の真空断熱材用外包材によれば、熱溶着可能なフィルムが、４０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムであることにより、４０℃付近の温度且つ高湿度な環境において良好な水蒸気バリア性能を発揮することができる。その理由として、以下のことが推量される。すなわち、ポリエチレンフィルムは、４０℃での溶融率が所定値以下であることにより、４０℃付近の温度環境において溶融により結晶相から非晶相に変化している割合が小さく、フィルム内を占める結晶相の割合が大きく緻密な内部状態を有することができると推量される。そのため、上記ポリエチレンフィルムは、４０℃付近の温度且つ高湿度な環境において、表面および側面から水蒸気を透過しにくくなると考えられる。そしてこのようなポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムとすることで、本態様の真空断熱材用外包材は、４０℃付近の温度且つ高湿度な環境において、高い水蒸気バリア性能を発揮することができ、また、シール端部の端面からの水蒸気の透過を抑制することができるため、同環境において断熱性能を長期間維持することが可能な真空断熱材を形成することができる。
以下、本態様の真空断熱材用外包材の詳細について説明する。
１．熱溶着可能なフィルム
本態様の真空断熱材用外包材における熱溶着可能なフィルムは、真空断熱材用外包材の厚み方向の一方の最外に位置し、一方の最外面を担う部材である。上記熱溶着可能なフィルムは、真空断熱材用外包材を用いて真空断熱材を作製する際に芯材と接し、また、芯材を封止する際に、芯材を介して対向する一対の真空断熱材用外包材の周縁同士を熱溶着により接合する部材である。
本態様の真空断熱材用外包材における熱溶着可能なフィルムは、真空断熱材用外包材の厚み方向の一方の最外に位置し、一方の最外面を担う部材である。上記熱溶着可能なフィルムは、真空断熱材用外包材を用いて真空断熱材を作製する際に芯材と接し、また、芯材を封止する際に、芯材を介して対向する一対の真空断熱材用外包材の周縁同士を熱溶着により接合する部材である。
本態様の真空断熱材用外包材において、熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムである。具体的には、熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムであればよく、中でも、４０℃での溶融率が２．５％以下であるポリエチレンフィルムが好ましく、４０℃での溶融率が２．３％以下であるポリエチレンフィルムがより好ましく、４０℃での溶融率が２．０％以下であるポリエチレンフィルムが特に好ましい。４０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムは、４０℃付近の温度環境において、結晶相の割合が大きく緻密な内部状態を有することができ、それにより表面および側面からの水蒸気の透過を抑制することができると推量されるからである。
また、４０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であることが好ましく、中でも９．０％以下であることが好ましく、特に８．０％以下であることがより好ましい。４０℃での溶融率が所定値以下であり、さらに７０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムは、４０℃付近の温度環境だけでなく７０℃付近の温度環境においても、結晶相の割合が大きく緻密な内部状態を有することができ、それにより上記のいずれの温度環境においても表面および側面からの水蒸気の透過を抑制することができると推量されるからである。
４０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムは、分子量分布が４．０以上であることが好ましく、４．５以上であることがより好ましく、５．０以上であることが特に好ましい。また、上記分子量分布は、７．０以下であることが好ましく、６．５以下であることがより好ましく、６．０以下であることが特に好ましい。ポリエチレンフィルムの分子量分布とは、ポリエチレンフィルムの重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）から算出した値であり、数平均分子量（Ｍｎ）に対する重量平均分子量（Ｍｗ）の比率（Ｍｗ／Ｍｎ）である。重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定によるポリスチレン換算分子量であり、真空断熱材用外包材における熱溶着可能なフィルムとしてのポリエチレンフィルムから採取した試料を１４５℃のｏ−ジクロロベンゼンで静置１時間、攪拌１時間の条件で溶解し、フィルター孔径が０．５μｍのメンブレンフィルターおよびフィルター孔径が１．０μｍのメンブレンフィルターで加圧ろ過した後、下記の条件で測定した値とする。
（条件）
・装置：センシュー科学 ＳＳＣ−７１２０ ＨＴ−ＧＰＣ Ｓｙｓｔｅｍ
・サンプル量：溶媒３ｍＬに対してポリエチレンフィルムの試料３ｍｇ前後
・注入量：３００μＬ
・ガードカラム：ＨＴ−Ｇ
・カラム：ＨＴ−８０６Ｍ ２本
・カラム温度：１４５℃
・移動相：ｏ−ジクロロベンゼン（０．０２５ｗｔ％ＢＨＴ含有）
・流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
・検出器：示差屈折計
・分子量校正：ポリスチレン換算
（条件）
・装置：センシュー科学 ＳＳＣ−７１２０ ＨＴ−ＧＰＣ Ｓｙｓｔｅｍ
・サンプル量：溶媒３ｍＬに対してポリエチレンフィルムの試料３ｍｇ前後
・注入量：３００μＬ
・ガードカラム：ＨＴ−Ｇ
・カラム：ＨＴ−８０６Ｍ ２本
・カラム温度：１４５℃
・移動相：ｏ−ジクロロベンゼン（０．０２５ｗｔ％ＢＨＴ含有）
・流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
・検出器：示差屈折計
・分子量校正：ポリスチレン換算
本態様における熱溶着可能なフィルムの総厚みは、熱溶着により接合したときに所望の接着力を得ることが出来る大きさであればよく、例えば１５μｍ以上１２０μｍ以下の範囲内、好ましくは２５μｍ以上１１０μｍ以下の範囲内、より好ましくは３０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内とすることが出来る。
２．ガスバリア層
本態様の真空断熱材用外包材におけるガスバリア層は、熱溶着可能なフィルムの一方の面側に配置される。ガスバリア層は、酸素や水蒸気等のガスに対するガスバリア性能を発揮することが可能な層であれば特に限定されない。このようなガスバリア層としては、例えば、金属箔であってもよく、ガスバリアフィルムであってもよい。ここで、本開示におけるガスバリアフィルムとは、樹脂基材と上記樹脂基材の少なくとも一方の面に配置されたガスバリア膜とを有する複合フィルムをいう。
本態様の真空断熱材用外包材におけるガスバリア層は、熱溶着可能なフィルムの一方の面側に配置される。ガスバリア層は、酸素や水蒸気等のガスに対するガスバリア性能を発揮することが可能な層であれば特に限定されない。このようなガスバリア層としては、例えば、金属箔であってもよく、ガスバリアフィルムであってもよい。ここで、本開示におけるガスバリアフィルムとは、樹脂基材と上記樹脂基材の少なくとも一方の面に配置されたガスバリア膜とを有する複合フィルムをいう。
金属箔としては、例えばアルミニウム、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、チタン等が挙げられる。
ガスバリアフィルムは、主にガスバリア膜によりガスバリア性能を発揮することができる。ガスバリア膜は、上述した金属箔よりも薄厚である。ガスバリアフィルムのガスバリア膜としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、チタン等の金属または合金で形成された金属薄膜；ケイ素（シリカ）、アルミニウム、ステンレス、チタン、ニッケル、鉄、銅、マグネシウム、カルシウム、カリウム、錫、ナトリウム、ホウ素、鉛、亜鉛、ジルコニウム、イットリウム等の化合物で形成された無機化合物膜等が挙げられる。上記ガスバリア膜は、通常、樹脂基材の少なくとも一方の面と直接接するように形成される。上記ガスバリア膜は、コーティング等による塗布膜であっても良く、蒸着膜であってもよい。また、ガスバリアフィルムの樹脂基材としては、ガスバリア膜を支持することができれば特に限定されず、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン等の公知の樹脂フィルムが挙げられる。
本態様の真空断熱材用外包材は、ガスバリア層を少なくとも１つ有するが、２つ以上有していてもよい。中でもガスバリア層を３つ有することが好ましい。また、真空断熱材用外包材が有する複数のガスバリア層は、同じであってもよく、種類や層構成、材質等が異なってもよい。
３．任意の構成
本態様の真空断熱材用外包材は、厚み方向の一方の最外に熱溶着可能なフィルムを有するが、他方の最外に保護フィルムを有することができる。保護フィルムを有することで、真空断熱材用外包材の厚み方向の他方の最外面を担うことができ、保護フィルム以外の構成部材を損傷や劣化から保護することができる。上記保護フィルムとしては、熱溶着可能なフィルムよりも高融点を示す汎用の樹脂フィルムを用いることができ、例えばナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブ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が挙げられる。上記保護フィルムの厚みは特に限定されず、適宜設定することができる。
本態様の真空断熱材用外包材は、厚み方向の一方の最外に熱溶着可能なフィルムを有するが、他方の最外に保護フィルムを有することができる。保護フィルムを有することで、真空断熱材用外包材の厚み方向の他方の最外面を担うことができ、保護フィルム以外の構成部材を損傷や劣化から保護することができる。上記保護フィルムとしては、熱溶着可能なフィルムよりも高融点を示す汎用の樹脂フィルムを用いることができ、例えばナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブ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が挙げられる。上記保護フィルムの厚みは特に限定されず、適宜設定することができる。
本態様の真空断熱材用外包材は、接着剤層を有していてもよい。上記接着剤層は、例えば熱溶着可能なフィルムとガスバリア層との間、２つのガスバリア層の間、ガスバリア層と保護フィルムとの間等に位置することができる。上記接着剤層の材料としては、従来公知の感圧性接着剤、熱可塑性接着剤、硬化性接着剤等を用いることができる。
４．その他
本態様の真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムおよび少なくとも１つのガスバリア層を有していればよく、層構成は真空断熱材用外包材のガスバリア性能に応じて適宜設計することができる。例えば、真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムと、３つのガスバリア層とを有することが好ましい。このような真空断熱材用外包材として具体的には、熱溶着可能なフィルムと、第１ガスバリア層と、第２ガスバリア層と、第３ガスバリア層と、をこの順に有する構成が好ましい。中でも、上記第１ガスバリア層、上記第２ガスバリア層、および上記第３ガスバリア層が、樹脂基材および樹脂基材の少なくとも一方にガスバリア膜を有するガスバリアフィルムであることが好ましく、特に上記第１ガスバリア層、上記第２ガスバリア層、および上記第３ガスバリア層が、ポリエチレンテレフタレート樹脂基材の少なくとも一方の面に金属アルミニウム膜を有するガスバリアフィルムであることが好ましい。
本態様の真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムおよび少なくとも１つのガスバリア層を有していればよく、層構成は真空断熱材用外包材のガスバリア性能に応じて適宜設計することができる。例えば、真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムと、３つのガスバリア層とを有することが好ましい。このような真空断熱材用外包材として具体的には、熱溶着可能なフィルムと、第１ガスバリア層と、第２ガスバリア層と、第３ガスバリア層と、をこの順に有する構成が好ましい。中でも、上記第１ガスバリア層、上記第２ガスバリア層、および上記第３ガスバリア層が、樹脂基材および樹脂基材の少なくとも一方にガスバリア膜を有するガスバリアフィルムであることが好ましく、特に上記第１ガスバリア層、上記第２ガスバリア層、および上記第３ガスバリア層が、ポリエチレンテレフタレート樹脂基材の少なくとも一方の面に金属アルミニウム膜を有するガスバリアフィルムであることが好ましい。
また、本態様の真空断熱材用外包材は、熱溶着可能なフィルムと、２つのガスバリア層と、１つの保護フィルムとを有することが好ましい。このような真空断熱材用外包材として具体的には、熱溶着可能なフィルムと、第１ガスバリア層と、第２ガスバリア層と、保護フィルムと、をこの順に有する構成とすることができる。
本態様の真空断熱材用外包材は、水蒸気透過度が低いほど好ましく、例えば、０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好ましく、中でも０．０５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下、特に０．０１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好ましい。上記水蒸気透過度の値は、本態様の真空断熱材用外包材の初期水蒸気透過度とすることができる。
真空断熱材用外包材の水蒸気透過度は、ＩＳＯ １５１０６−５：２０１５（差圧法）に準拠して、水蒸気透過度測定装置を用いて、温度４０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件で測定した値とする。測定は、まず、所望のサイズに切り取った真空断熱材用外包材のサンプルを、厚み方向（積層方向）において対向する最外面のうち熱溶着可能なフィルムとは反対側の最外面が高湿度側（水蒸気供給側）となるようにして、上記装置の上室と下室との間に装着し、透過面積約５０ｃｍ２（透過領域：直径８ｃｍの円形）として温度４０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件で測定を行う。水蒸気透過度測定装置は、例えば、英国Ｔｅｃｈｎｏｌｏｘ社製の「ＤＥＬＴＡＰＥＲＭ」を用いることができる。水蒸気透過度の測定は、１つの真空断熱材用外包材につき、少なくとも３つのサンプルに対して行い、それらの測定値の平均をその条件での水蒸気透過度の値とする。
また、本態様の真空断熱材用外包材は、酸素透過度が低いほど好ましく、例えば、０．１ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましく、中でも０．０５ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがより好ましい。上記酸素透過度の値は、本態様の真空断熱材用外包材の初期酸素透過度とすることができる。
真空断熱材用外包材の酸素透過度は、ＪＩＳ Ｋ７１２６−２：２００６（プラスチック−フィルム及びシート−ガス透過度試験方法−第２部：等圧法、付属書Ａ：電解センサ法による酸素ガス透過度の試験方法）を参考に、酸素ガス透過度測定装置を用いて、温度２３℃、湿度６０％ＲＨの条件で測定した値とする。上記測定は、キャリアガスを流量１０ｃｃ／分で６０分以上供給してパージしたのち、試験ガス（少なくとも９９．５％の乾燥酸素）を流し、流し始めてから平衡状態に達するまでの時間として１２時間を確保した後、透過面積約５０ｃｍ２（透過領域：直径８ｃｍの円形）、キャリアガスおよび試験ガスの状態を温度２３℃、湿度６０％ＲＨの条件に調整して行う。酸素ガス透過度測定装置としては、例えば、米国ＭＯＣＯＮ社製の「ＯＸＴＲＡＮ」を用いることができる。酸素透過度の測定は、１つの真空断熱材用外包材につき、少なくとも３つのサンプルに対して行い、それらの測定値の平均をその条件での酸素透過度の値とする。
本態様の真空断熱材用外包材の厚みは、特に限定されず、例えば３０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上とすることができ、また、２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下とすることができる。
５．製造方法
本態様の真空断熱材用外包材の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を予め成膜し、接着剤層を介して貼り合せるドライラミネーション法や、ガスバリア層の一方の面に直接または接着剤層を介して、熱溶着可能なフィルムを押出形成する方法等が挙げられる。
本態様の真空断熱材用外包材の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を予め成膜し、接着剤層を介して貼り合せるドライラミネーション法や、ガスバリア層の一方の面に直接または接着剤層を介して、熱溶着可能なフィルムを押出形成する方法等が挙げられる。
６．用途
本態様の真空断熱材用外包材は、真空断熱材において、芯材を覆う外包材として用いることができる。真空断熱材用外包材は、真空断熱材において、熱溶着可能なフィルムが芯材側となるようにして芯材を介して対向して配置され、周縁が熱溶着により接合されて用いられる。
本態様の真空断熱材用外包材は、真空断熱材において、芯材を覆う外包材として用いることができる。真空断熱材用外包材は、真空断熱材において、熱溶着可能なフィルムが芯材側となるようにして芯材を介して対向して配置され、周縁が熱溶着により接合されて用いられる。
Ｂ．第２実施態様
本開示の真空断熱材用外包材の第２実施態様（以下、この項において本態様の真空断熱材用外包材とする場合がある。）は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本開示の真空断熱材用外包材の第２実施態様（以下、この項において本態様の真空断熱材用外包材とする場合がある。）は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本態様の真空断熱材用外包材によれば、熱溶着可能なフィルムが、７０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムであることにより、７０℃付近の温度且つ高湿度な環境において良好な水蒸気バリア性能を発揮することができる。すなわち、上記「Ａ．第１実施態様」の項で説明した理由と同様に、ポリエチレンフィルムは、７０℃での溶融率が所定値以下であることにより、７０℃付近の温度且つ高湿度な環境において溶融により結晶相から非晶相に変化している割合が小さく、フィルム内を占める結晶相の割合が大きく緻密な内部状態を有することができると推量される。そのため、上記ポリエチレンフィルムは、７０℃付近の温度且つ高湿度な環境においても水蒸気を透過しにくいと考えられる。そしてこのようなポリエチレンフィルムを熱溶着可能なフィルムとすることで、本態様の真空断熱材用外包材は、７０℃付近の温度且つ高湿度な環境において、高い水蒸気バリア性能を発揮することができ、また、シール端部の端面からの水蒸気の透過を抑制することができるため、同環境において断熱性能を長期間維持することが可能な真空断熱材を形成することができる。
以下、本態様の真空断熱材用外包材の詳細について説明する。
１．熱溶着可能なフィルム
本態様の真空断熱材用外包材における熱溶着可能なフィルムは、真空断熱材用外包材の厚み方向の一方の最外に位置し、一方の最外面を担う部材である。上記熱溶着可能なフィルムは、真空断熱材用外包材を用いて真空断熱材を作製する際に芯材と接し、また、芯材を封止する際に、芯材を介して対向する一対の真空断熱材用外包材の周縁同士を熱溶着により接合する部材である。
本態様の真空断熱材用外包材における熱溶着可能なフィルムは、真空断熱材用外包材の厚み方向の一方の最外に位置し、一方の最外面を担う部材である。上記熱溶着可能なフィルムは、真空断熱材用外包材を用いて真空断熱材を作製する際に芯材と接し、また、芯材を封止する際に、芯材を介して対向する一対の真空断熱材用外包材の周縁同士を熱溶着により接合する部材である。
本態様の真空断熱材用外包材において、熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムである。具体的には、熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムであればよく、中でも、７０℃での溶融率が９．０％以下であるポリエチレンフィルムが好ましく、特に７０℃での溶融率が８．０％以下であるポリエチレンフィルムが好ましい。７０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムは、７０℃付近の温度環境において、結晶相の割合が大きく緻密な内部状態を有することができ、それにより表面および側面からの水蒸気の透過を抑制することができると推量されるからである。
また、７０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であることが好ましく、２．５％以下であることがさらに好ましく、２．３％以下であることがより好ましく、２．０％以下であることが特に好ましい。７０℃での溶融率が所定値以下であり、さらに４０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムは、７０℃付近の温度環境だけでなく４０℃付近の温度環境においても、結晶相の割合が大きく緻密な内部状態を有することができ、それにより上記のいずれの温度環境においても表面および側面からの水蒸気の透過を抑制することができると推量されるからである。
７０℃での溶融率が所定値以下であるポリエチレンフィルムは、分子量分布が上記「Ａ．第１実施態様」の「１．熱溶着可能なフィルム」の項で説明したポリエチレンフィルムの分子量分布の範囲であることが好ましい。
本態様における熱溶着可能なフィルムの総厚みは、上記「Ａ．第１実施態様」の「１．熱溶着可能なフィルム」の項で説明した総厚みと同様とすることができる。
２．ガスバリア層
本態様の真空断熱材用外包材におけるガスバリア層は、熱溶着可能なフィルムの一方の面側に配置される。ガスバリア層の詳細については、上記「Ａ．第１実施態様」の「２．ガスバリア層」項で説明したため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材用外包材におけるガスバリア層は、熱溶着可能なフィルムの一方の面側に配置される。ガスバリア層の詳細については、上記「Ａ．第１実施態様」の「２．ガスバリア層」項で説明したため、ここでの説明は省略する。
３．任意の構成
本態様の真空断熱材用外包材は、厚み方向の他方の最外に保護フィルムを有することができる。また、本態様の真空断熱材用外包材は、接着剤層を有していてもよい。保護フィルムの詳細、ならびに接着剤層の位置および材料の詳細については、上記「Ａ．第１実施態様」の「３．任意の構成」項で説明したため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材用外包材は、厚み方向の他方の最外に保護フィルムを有することができる。また、本態様の真空断熱材用外包材は、接着剤層を有していてもよい。保護フィルムの詳細、ならびに接着剤層の位置および材料の詳細については、上記「Ａ．第１実施態様」の「３．任意の構成」項で説明したため、ここでの説明は省略する。
４．その他
本態様の真空断熱材用外包材の具体的な層構成、水蒸気透過度、酸素透過度および厚みについては、それぞれ上記「Ａ．第１実施態様」の「４．その他」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材用外包材の具体的な層構成、水蒸気透過度、酸素透過度および厚みについては、それぞれ上記「Ａ．第１実施態様」の「４．その他」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
５．製造方法
本態様の真空断熱材用外包材の製造方法については、上記「Ａ．第１実施態様」の「５．製造方法」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材用外包材の製造方法については、上記「Ａ．第１実施態様」の「５．製造方法」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
６．用途
本態様の真空断熱材用外包材の用途については、上記「Ａ．第１実施態様」の「６．用途」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材用外包材の用途については、上記「Ａ．第１実施態様」の「６．用途」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
ＩＩ．真空断熱材
本開示の真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有するものであって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有する。本開示の真空断熱材は、上記熱溶着可能なフィルムが、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである第１実施態様と、上記熱溶着可能なフィルム１が、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである第２実施態様と、の２つの実施態様に大別される。
本開示の真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有するものであって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有する。本開示の真空断熱材は、上記熱溶着可能なフィルムが、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである第１実施態様と、上記熱溶着可能なフィルム１が、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである第２実施態様と、の２つの実施態様に大別される。
図２（ａ）は、本開示の真空断熱材の一例を示す概略斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。なお、図２（ａ）、（ｂ）において、外包材の各構成部材については図示を省略する。図２（ａ）、（ｂ）に例示する真空断熱材２０は、芯材２１と、芯材２１を封入する外包材１０と、を有し、芯材２１を介して対向する一対の外包材１０の周縁が接合されてなるシール端部２２を有する。符号２２ａはシール端部２２の端面を示す。外包材１０は、熱溶着可能なフィルムおよび熱溶着可能なフィルムの一方の面（芯材２１とは反対側の面）に配置されたガスバリア層を有する。本開示の真空断熱材の第１実施態様は、上記熱溶着可能なフィルムが、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである。また、本開示の真空断熱材の第２実施態様は、上記熱溶着可能なフィルム１が、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
以下、本開示の真空断熱材について、実施態様ごとに説明する。
Ａ．第１実施態様
本開示の真空断熱材の第１実施態様（以下、この項において、本態様の真空断熱材とする場合がある。）は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有するものであって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本開示の真空断熱材の第１実施態様（以下、この項において、本態様の真空断熱材とする場合がある。）は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有するものであって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本態様の真空断熱材によれば、芯材を封入する外包材が、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ａ．第１実施態様」項で説明した真空断熱材用外包材であることから、高湿環境、中でも４０℃付近の温度且つ高湿度な環境において、長期間良好な断熱性能を発揮することができる。
以下、本態様の真空断熱材の詳細について説明する。
１．外包材
本態様の真空断熱材における外包材は、上記芯材を封入する部材である。上記外包材は、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ａ．第１実施態様」の項で説明した真空断熱材用外包材と同様であるため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材における外包材は、上記芯材を封入する部材である。上記外包材は、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ａ．第１実施態様」の項で説明した真空断熱材用外包材と同様であるため、ここでの説明は省略する。
２．芯材
本態様の真空断熱材における芯材は、外包材により封入される部材である。なお、封入される（する）とは、外包材を用いて形成された袋体の内部に密封される（する）ことをいう。
本態様の真空断熱材における芯材は、外包材により封入される部材である。なお、封入される（する）とは、外包材を用いて形成された袋体の内部に密封される（する）ことをいう。
上記芯材の材料は、熱伝導率が低いことが好ましく、無機材料であってもよく、有機材料であってもよく、有機材料と無機材料との混合物であってもよい。上記芯材の材料として具体的には、粉粒体、発泡樹脂、繊維等が挙げられ、これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
３．その他
本態様の真空断熱材は、外包材で形成された袋体の中に芯材が封入され、密閉された内部が減圧されて真空状態となっている。真空断熱材の内部の真空度は、例えば５Ｐａ以下であることが好ましい。内部に残存する空気の対流による熱伝導を低くすることができ、優れた断熱性を発揮することが可能となるからである。
本態様の真空断熱材は、外包材で形成された袋体の中に芯材が封入され、密閉された内部が減圧されて真空状態となっている。真空断熱材の内部の真空度は、例えば５Ｐａ以下であることが好ましい。内部に残存する空気の対流による熱伝導を低くすることができ、優れた断熱性を発揮することが可能となるからである。
本態様の真空断熱材は、熱伝導率が低い程好ましい。熱を外部に伝導しにくくなり、高い断熱効果を奏することができるからである。本態様の真空断熱材の熱伝導率としては、例えば５ｍＷ／(ｍ・Ｋ)以下であることが好ましく、中でも４ｍＷ／(ｍ・Ｋ)以下であることがより好ましく、３ｍＷ／(ｍ・Ｋ)以下であることがさらに好ましい。熱伝導率は、ＪＩＳ Ａ１４１２−２：１９９９に準拠し、高温側３０℃、低温側１０℃、平均温度２０℃の条件で測定した値とすることができる。
４．製造方法
本態様の真空断熱材の製造方法は、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ａ．第１実施態様」項で説明した真空断熱材用外包材を用いる方法であれば特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。すなわち、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ａ．第１実施態様」項で説明した真空断熱材用外包材を２枚準備し、それぞれの熱溶着可能なフィルム同士を向き合わせて重ね、三辺の外縁を熱溶着により接合（ヒートシール）し、一辺が開口する袋体を得る。この袋体に、開口から芯材を入れた後、上記開口から空気を吸引し、袋体の内部が減圧された状態で開口を熱溶着により接合して封止することで、本態様の真空断熱材を得ることができる。
本態様の真空断熱材の製造方法は、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ａ．第１実施態様」項で説明した真空断熱材用外包材を用いる方法であれば特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。すなわち、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ａ．第１実施態様」項で説明した真空断熱材用外包材を２枚準備し、それぞれの熱溶着可能なフィルム同士を向き合わせて重ね、三辺の外縁を熱溶着により接合（ヒートシール）し、一辺が開口する袋体を得る。この袋体に、開口から芯材を入れた後、上記開口から空気を吸引し、袋体の内部が減圧された状態で開口を熱溶着により接合して封止することで、本態様の真空断熱材を得ることができる。
Ｂ．第２実施態様
本開示の真空断熱材の第２実施態様（以下、この項において、本態様の真空断熱材とする場合がある。）は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有するものであって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本開示の真空断熱材の第２実施態様（以下、この項において、本態様の真空断熱材とする場合がある。）は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有するものであって、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本態様の真空断熱材によれば、芯材を封入する外包材が、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ｂ．第２実施態様」項で説明した真空断熱材用外包材であることから、高湿環境、中でも７０℃付近の温度且つ高湿度な環境において、長期間良好な断熱性能を発揮することができる。
以下、本態様の真空断熱材の詳細について説明する。
１．外包材
本態様の真空断熱材における外包材は、上記芯材を封入する部材である。上記外包材は、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ｂ．第２実施態様」の項で説明した真空断熱材用外包材と同様であるため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材における外包材は、上記芯材を封入する部材である。上記外包材は、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ｂ．第２実施態様」の項で説明した真空断熱材用外包材と同様であるため、ここでの説明は省略する。
２．芯材
本態様の真空断熱材における芯材は、外包材により封入される部材である。芯材の詳細については、上記「Ａ．第１実施態様」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材における芯材は、外包材により封入される部材である。芯材の詳細については、上記「Ａ．第１実施態様」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
３．その他
本態様の真空断熱材の内部の真空度および熱伝導率については、上記「Ａ．第１実施態様」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材の内部の真空度および熱伝導率については、上記「Ａ．第１実施態様」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
４．製造方法
本態様の真空断熱材の製造方法は、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ｂ．第２実施態様」項で説明した真空断熱材用外包材を用いる方法であれば特に限定されないが、例えば、上記「Ａ．第１実施態様」の「４．製造方法」の項で説明した方法が挙げられる。
本態様の真空断熱材の製造方法は、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ｂ．第２実施態様」項で説明した真空断熱材用外包材を用いる方法であれば特に限定されないが、例えば、上記「Ａ．第１実施態様」の「４．製造方法」の項で説明した方法が挙げられる。
ＩＩＩ．真空断熱材付き物品
本開示の真空断熱材付き物品は、２つの実施態様に大別される。以下、本開示の真空断熱材付き物品について、実施態様ごとに説明する。
本開示の真空断熱材付き物品は、２つの実施態様に大別される。以下、本開示の真空断熱材付き物品について、実施態様ごとに説明する。
Ａ．第１実施態様
本開示の真空断熱材付き物品の第１実施態様（以下、この項において本態様の真空断熱材付き物品とする場合がある。）は、熱絶縁領域を有する物品および真空断熱材を備えるものであって、上記真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有し、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本開示の真空断熱材付き物品の第１実施態様（以下、この項において本態様の真空断熱材付き物品とする場合がある。）は、熱絶縁領域を有する物品および真空断熱材を備えるものであって、上記真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有し、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本態様の真空断熱材付き物品によれば、物品に備わる真空断熱材を構成する外包材が、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ａ．第１実施態様」項で説明したものであるため、高湿環境、中でも４０℃付近の温度且つ高湿度な環境において、長期間良好な断熱性能を発揮することができ、その結果、物品や物品が用いられる対象物の省エネルギー化を達成することができる。
以下、本態様の真空断熱材付き物品の各構成について説明する。なお、本態様の真空断熱材付き物品における真空断熱材、および上記真空断熱材に用いられる外包材については、上記「ＩＩ．真空断熱材」の「Ａ．第１実施態様」および上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ａ．第１実施態様」項で詳細に説明したため、ここでの説明は省略する。
本態様の真空断熱材付き物品における物品は、熱絶縁領域を有する。ここで上記熱絶縁領域とは、真空断熱材により熱絶縁された領域であり、例えば、保温や保冷された領域、熱源や冷却源を取り囲んでいる領域、熱源や冷却源から隔離されている領域である。これらの領域は、空間であっても物体であってもよい。上記物品として、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、保温器、保冷器等の電気機器、保温容器、保冷容器、輸送容器、コンテナ、貯蔵容器等の容器、車両、航空機、船舶等の乗り物、家屋、倉庫等の建築物、壁材、床材等の建築資材等が挙げられる。
Ｂ．第２実施態様
本開示の真空断熱材付き物品の第２実施態様（以下、この項において本態様の真空断熱材付き物品とする場合がある。）は、熱絶縁領域を有する物品および真空断熱材を備えるものであって、上記真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有し、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本開示の真空断熱材付き物品の第２実施態様（以下、この項において本態様の真空断熱材付き物品とする場合がある。）は、熱絶縁領域を有する物品および真空断熱材を備えるものであって、上記真空断熱材は、芯材および上記芯材を封入する外包材を有し、上記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、上記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである。
本態様の真空断熱材付き物品によれば、物品に備わる真空断熱材を構成する外包材が、上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ｂ．第２実施態様」項で説明したものであるため、高湿環境、中でも７０℃付近の温度且つ高湿度な環境において、長期間良好な断熱性能を発揮することができ、その結果、物品や物品が用いられる対象物の省エネルギー化を達成することができる。
本態様の真空断熱材付き物品は、真空断熱材および上記真空断熱材に用いられる外包材が、上記「ＩＩ．真空断熱材」の「Ｂ．第２実施態様」および上記「Ｉ．真空断熱材用外包材」の「Ｂ．第２実施態様」項で説明したものであること以外は、真空断熱材付き物品の第１実施態様と同様である。
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。
以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
［参考実施例１〜２、および参考比較例１〜３］
下記のポリエチレン（ＰＥ）フィルムＡ〜Ｅを準備した。
・ポリエチレンフィルムＡ：ＬＬ−ＸＨＴ（フタムラ化学株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＢ：ＬＩＸ−０ Ｌ６１００（東洋紡株式会社）
・ポリエチレンフィルムＣ：ＤＳ−２（タマポリ株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＤ：ＶＣＳ（三井化学東セロ株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＥ：ＭＴＮＡＳ（フタムラ化学株式会社製）
下記のポリエチレン（ＰＥ）フィルムＡ〜Ｅを準備した。
・ポリエチレンフィルムＡ：ＬＬ−ＸＨＴ（フタムラ化学株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＢ：ＬＩＸ−０ Ｌ６１００（東洋紡株式会社）
・ポリエチレンフィルムＣ：ＤＳ−２（タマポリ株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＤ：ＶＣＳ（三井化学東セロ株式会社製）
・ポリエチレンフィルムＥ：ＭＴＮＡＳ（フタムラ化学株式会社製）
［評価１］
ポリエチレンフィルムＡ〜Ｅについて、下記の方法により温度４０℃での溶融率（％）、温度７０℃での溶融率（％）、ならびに温度４０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件での水蒸気透過度（以下、単に水蒸気透過度とする。）を測定した。評価１の結果を下記表１に示す。
ポリエチレンフィルムＡ〜Ｅについて、下記の方法により温度４０℃での溶融率（％）、温度７０℃での溶融率（％）、ならびに温度４０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件での水蒸気透過度（以下、単に水蒸気透過度とする。）を測定した。評価１の結果を下記表１に示す。
（溶融率）
ＪＩＳ Ｋ７１２２（１９９９）に準じて、示差走査熱量測定（ＮＥＴＺＳＣＨ製「ＤＳＣ２０４」）を行い、ポリエチレンフィルムから採取した試料５ｍｇをアルミニウム製セルに入れ、窒素雰囲気下で加熱速度１０℃／分で−５０℃から２００℃まで昇温し（第１昇温過程）、２００℃で５分間保持した後、冷却速度１０℃／分で−５０℃まで降温し、−５０℃で１０分間保持した後、再び加熱速度１０℃／分で２００℃まで昇温したとき（第２昇温過程）に得られるサーモグラム（縦軸：熱量［Ｊ／ｇ］、横軸：温度［℃］）の、第２昇温過程の融解ピーク面積を算出した。融解ピーク面積は、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）において吸熱開始温度および吸熱終了温度を直線で結んだベースラインと溶融曲線とで囲まれた部分の面積とし、上記ベースラインは、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）上の、０℃でのサーモグラム吸熱量のデータ点と１５０℃でのサーモグラム吸熱量のデータ点とを結んだ直線とした。また、融解ピーク面積から、温度Ｘ（Ｘ＝４０℃または７０℃）以下の温度域の面積を算出した。算出した融解ピーク面積および温度Ｘ（Ｘ＝４０℃または７０℃）以下の温度域の面積、ならびに下記式（３）から、温度４０℃での溶融率（％）、温度７０℃での溶融率（％）をそれぞれ算出した。
温度Ｘ（Ｘ＝４０℃または７０℃）での溶融率（％）＝｛（融解ピーク面積のうち温度Ｘ（Ｘ＝４０℃または７０℃）以下の温度域の面積）／（融解ピーク面積）｝×１００ … 式（３）
ＪＩＳ Ｋ７１２２（１９９９）に準じて、示差走査熱量測定（ＮＥＴＺＳＣＨ製「ＤＳＣ２０４」）を行い、ポリエチレンフィルムから採取した試料５ｍｇをアルミニウム製セルに入れ、窒素雰囲気下で加熱速度１０℃／分で−５０℃から２００℃まで昇温し（第１昇温過程）、２００℃で５分間保持した後、冷却速度１０℃／分で−５０℃まで降温し、−５０℃で１０分間保持した後、再び加熱速度１０℃／分で２００℃まで昇温したとき（第２昇温過程）に得られるサーモグラム（縦軸：熱量［Ｊ／ｇ］、横軸：温度［℃］）の、第２昇温過程の融解ピーク面積を算出した。融解ピーク面積は、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）において吸熱開始温度および吸熱終了温度を直線で結んだベースラインと溶融曲線とで囲まれた部分の面積とし、上記ベースラインは、第２昇温過程のサーモグラム（チャート図）上の、０℃でのサーモグラム吸熱量のデータ点と１５０℃でのサーモグラム吸熱量のデータ点とを結んだ直線とした。また、融解ピーク面積から、温度Ｘ（Ｘ＝４０℃または７０℃）以下の温度域の面積を算出した。算出した融解ピーク面積および温度Ｘ（Ｘ＝４０℃または７０℃）以下の温度域の面積、ならびに下記式（３）から、温度４０℃での溶融率（％）、温度７０℃での溶融率（％）をそれぞれ算出した。
温度Ｘ（Ｘ＝４０℃または７０℃）での溶融率（％）＝｛（融解ピーク面積のうち温度Ｘ（Ｘ＝４０℃または７０℃）以下の温度域の面積）／（融解ピーク面積）｝×１００ … 式（３）
（水蒸気透過度）
ポリエチレンフィルムの水蒸気透過度は、水蒸気透過度測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ Ｍｏｄｅｌ ３／３３Ｇ）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２９−Ｂ：２００８（プラスチック−フィルム及びシート−水蒸気透過度の求め方（機器測定法）、付属書Ｂ：赤外線センサ法）に準拠して、透過面積を約５０ｃｍ２として、温度４０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件で測定した。各ポリエチレンフィルムにつき、少なくとも３つのサンプルを測定し、それらの測定値の平均をそのポリエチレンフィルムの水蒸気透過度の値とした。
ポリエチレンフィルムの水蒸気透過度は、水蒸気透過度測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ Ｍｏｄｅｌ ３／３３Ｇ）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２９−Ｂ：２００８（プラスチック−フィルム及びシート−水蒸気透過度の求め方（機器測定法）、付属書Ｂ：赤外線センサ法）に準拠して、透過面積を約５０ｃｍ２として、温度４０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件で測定した。各ポリエチレンフィルムにつき、少なくとも３つのサンプルを測定し、それらの測定値の平均をそのポリエチレンフィルムの水蒸気透過度の値とした。
上記表１より、４０℃での溶融率が３．０％以下のポリエチレンフィルムＡおよびＢ（参考実施例１および２）は、ポリエチレンフィルムＣ〜Ｅ（参考比較例１〜３）と比較して水蒸気透過度が低く、４０℃付近の温度且つ高湿度な環境で高い水蒸気バリア性能を発揮することが確認された。したがって、真空断熱材用外包材の熱溶着可能なフィルム以外の構成を同じとした場合、ポリエチレンフィルムＡおよびＢを熱溶着可能なフィルムに用いた真空断熱材用外包材は、ポリエチレンフィルムＣ〜Ｅを熱溶着可能なフィルムに用いた真空断熱材用外包材と比較して、４０℃付近の温度且つ高湿度な環境で高い水蒸気バリア性能を発揮することができると推量される。
[実施例１]
（真空断熱材用外包材の作製）
ポリエチレンフィルムＡを熱溶着可能なフィルムとして、ポリエチレンフィルムＡ、ガスバリアフィルムＡ、ガスバリアフィルムＢ、ガスバリアフィルムＣをこの順に有する真空断熱材用外包材を得た。ガスバリアフィルムＡ〜Ｃとして、片面に厚み６５ｎｍのアルミニウム膜（Ａｌ膜）が蒸着された厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム基材（東レフィルム加工株式会社製 ＶＭ−ＰＥＴ１５１９）を用い、ガスバリアフィルムＡは、Ａｌ膜がガスバリアフィルムＢ側を向く様に配置し、ガスバリアフィルムＢは、Ａｌ膜がガスバリアフィルムＡ側を向く様に配置し、ガスバリアフィルムＣは、Ａｌ膜がガスバリアフィルムＡ側を向く様に配置した。各フィルムは、接着剤層で接合した。接着剤層を形成するための接着剤は、ポリエステルポリオールを主成分とする主剤（ロックペイント社製 製品名：ＲＵ−７７Ｔ）、脂肪族系ポリイソシアネートを含む硬化剤（ロックペイント社製 製品名：Ｈ−７）、および酢酸エチルの溶剤が、重量配合比が主剤：硬化剤：溶剤＝１０：１：１４となるように混合された、２液硬化型の接着剤を用いた。上述した接着剤を外側となる側のフィルムの一方の面に塗布量３．５ｇ／ｍ２となるように塗布して接着剤層を形成し、接着剤層が形成された外側となる側のフィルムと内側となる側のフィルムとを接着剤層を間に挟んで加圧した。
（真空断熱材用外包材の作製）
ポリエチレンフィルムＡを熱溶着可能なフィルムとして、ポリエチレンフィルムＡ、ガスバリアフィルムＡ、ガスバリアフィルムＢ、ガスバリアフィルムＣをこの順に有する真空断熱材用外包材を得た。ガスバリアフィルムＡ〜Ｃとして、片面に厚み６５ｎｍのアルミニウム膜（Ａｌ膜）が蒸着された厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム基材（東レフィルム加工株式会社製 ＶＭ−ＰＥＴ１５１９）を用い、ガスバリアフィルムＡは、Ａｌ膜がガスバリアフィルムＢ側を向く様に配置し、ガスバリアフィルムＢは、Ａｌ膜がガスバリアフィルムＡ側を向く様に配置し、ガスバリアフィルムＣは、Ａｌ膜がガスバリアフィルムＡ側を向く様に配置した。各フィルムは、接着剤層で接合した。接着剤層を形成するための接着剤は、ポリエステルポリオールを主成分とする主剤（ロックペイント社製 製品名：ＲＵ−７７Ｔ）、脂肪族系ポリイソシアネートを含む硬化剤（ロックペイント社製 製品名：Ｈ−７）、および酢酸エチルの溶剤が、重量配合比が主剤：硬化剤：溶剤＝１０：１：１４となるように混合された、２液硬化型の接着剤を用いた。上述した接着剤を外側となる側のフィルムの一方の面に塗布量３．５ｇ／ｍ２となるように塗布して接着剤層を形成し、接着剤層が形成された外側となる側のフィルムと内側となる側のフィルムとを接着剤層を間に挟んで加圧した。
（真空断熱材の作製）
実施例１で得られた真空断熱材用外包材（寸法：３６０ｍｍ×４５０ｍｍ）を２枚準備し、熱溶着可能なフィルム同士が向き合う様にして２枚重ねて、四辺形の三辺をヒートシールして一辺のみが開口した袋体を作製した。芯材として２９０ｍｍ×３００ｍｍ×３０ｍｍのグラスウールを用い、乾燥処理を行った後、袋体に、芯材および乾燥剤として５ｇの酸化カルシウムを収納して、袋体内部を排気した。その後、袋体の開口部分をヒートシールにより密封して真空断熱材を得た。到達圧力は０．０５Ｐａとした。
実施例１で得られた真空断熱材用外包材（寸法：３６０ｍｍ×４５０ｍｍ）を２枚準備し、熱溶着可能なフィルム同士が向き合う様にして２枚重ねて、四辺形の三辺をヒートシールして一辺のみが開口した袋体を作製した。芯材として２９０ｍｍ×３００ｍｍ×３０ｍｍのグラスウールを用い、乾燥処理を行った後、袋体に、芯材および乾燥剤として５ｇの酸化カルシウムを収納して、袋体内部を排気した。その後、袋体の開口部分をヒートシールにより密封して真空断熱材を得た。到達圧力は０．０５Ｐａとした。
[実施例２]
ポリエチレンフィルムＡに換えて、ポリエチレンフィルムＢを熱溶着可能なフィルムとしたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
ポリエチレンフィルムＡに換えて、ポリエチレンフィルムＢを熱溶着可能なフィルムとしたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
[比較例１]
ポリエチレンフィルムＡに換えて、ポリエチレンフィルムＣを熱溶着可能なフィルムとしたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
ポリエチレンフィルムＡに換えて、ポリエチレンフィルムＣを熱溶着可能なフィルムとしたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
[比較例２]
ポリエチレンフィルムＡに換えて、ポリエチレンフィルムＤを熱溶着可能なフィルムとしたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
ポリエチレンフィルムＡに換えて、ポリエチレンフィルムＤを熱溶着可能なフィルムとしたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
[比較例３]
ポリエチレンフィルムＡに換えて、ポリエチレンフィルムＥを熱溶着可能なフィルムとしたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
ポリエチレンフィルムＡに換えて、ポリエチレンフィルムＥを熱溶着可能なフィルムとしたこと以外は、実施例１と同様にして真空断熱材用外包材および真空断熱材を得た。
[評価２]
実施例１〜２および比較例１〜３で得た真空断熱材を、温度７０℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気で１０日保管した後、熱伝導率測定装置（オートラムダＨＣ−０７４、英弘精機社製）を用いて、ＪＩＳ Ａ１４１２−２：１９９９（熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法−第２部：熱流計法（ＨＦＭ法））に準拠して熱伝導率を測定した。測定は、真空断熱材の主面が上下方向を向くように配置して下記の条件で行った。各実施例および比較例につき、少なくとも３つのサンプルを用いて測定し、それらの測定値の平均をその実施例または比較例の真空断熱材の湿熱劣化後の熱伝導率とした。結果を下記表２に示す。
（熱伝導率の測定条件）
・試験の定常に要する時間：１５分以上
・標準板：ＥＰＳ
・高温面の温度：３０℃
・低温面の温度：１０℃
・測定試料の平均温度：２０℃
実施例１〜２および比較例１〜３で得た真空断熱材を、温度７０℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気で１０日保管した後、熱伝導率測定装置（オートラムダＨＣ−０７４、英弘精機社製）を用いて、ＪＩＳ Ａ１４１２−２：１９９９（熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法−第２部：熱流計法（ＨＦＭ法））に準拠して熱伝導率を測定した。測定は、真空断熱材の主面が上下方向を向くように配置して下記の条件で行った。各実施例および比較例につき、少なくとも３つのサンプルを用いて測定し、それらの測定値の平均をその実施例または比較例の真空断熱材の湿熱劣化後の熱伝導率とした。結果を下記表２に示す。
（熱伝導率の測定条件）
・試験の定常に要する時間：１５分以上
・標準板：ＥＰＳ
・高温面の温度：３０℃
・低温面の温度：１０℃
・測定試料の平均温度：２０℃
上記表１および表２より、ポリエチレンフィルムＡおよびＢを熱溶着可能なフィルムとした実施例１〜２の真空断熱材は、ポリエチレンフィルムＣ〜Ｅを熱溶着可能なフィルムとした比較例１〜３の真空断熱材と比較して、湿熱劣化後の熱伝導率が低く、断熱性能に優れていることが示された。これは、実施例１〜２および比較例１〜３の真空断熱材の外包材は、熱溶着可能なフィルム以外の構成が同じであるところ、実施例１〜２の真空断熱材におけるポリエチレンフィルムＡおよびＢは、７０℃での溶融率が所定値以下であったのに対し、比較例１〜３におけるポリエチレンフィルムＣ〜Ｅは、７０℃での溶融率が所定値よりも高かったため、ポリエチレンフィルムＡおよびＢは、ポリエチレンフィルムＣ〜Ｅよりも７０℃付近の温度且つ高湿度な環境（具体的には、温度７０℃、相対湿度差９０％ＲＨの条件）での水蒸気バリア性能が高かったことによるものと推量される。
１ … 熱溶着可能なフィルム
２ … ガスバリア層
１１ … 基材
１２ … ガスバリア膜
１０ … 真空断熱材用外包材
２０ … 真空断熱材
２１ … 芯材
２２ … シール端部
２ … ガスバリア層
１１ … 基材
１２ … ガスバリア膜
１０ … 真空断熱材用外包材
２０ … 真空断熱材
２１ … 芯材
２２ … シール端部
Claims (9)
- 熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、
前記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材用外包材。 - 熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、
前記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材用外包材。 - ３つの前記ガスバリア層を有する、請求項１または請求項２に記載の真空断熱材用外包材。
- 芯材および前記芯材を封入する外包材を有する真空断熱材であって、
前記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、
前記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材。 - 芯材および前記芯材を封入する外包材を有する真空断熱材であって、
前記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、
前記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材。 - 前記外包材が、３つの前記ガスバリア層を有する、請求項４または請求項５に記載の真空断熱材。
- 熱絶縁領域を有する物品および真空断熱材を備える真空断熱材付き物品であって、
前記真空断熱材は、芯材および前記芯材を封入する外包材を有し、
前記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、
前記熱溶着可能なフィルムは、４０℃での溶融率が３．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材付き物品。 - 熱絶縁領域を有する物品および真空断熱材を備える真空断熱材付き物品であって、
前記真空断熱材は、芯材および前記芯材を封入する外包材を有し、
前記外包材は、熱溶着可能なフィルムおよびガスバリア層を有し、
前記熱溶着可能なフィルムは、７０℃での溶融率が１０．０％以下であるポリエチレンフィルムである、真空断熱材付き物品。 - 前記外包材が、３つの前記ガスバリア層を有する、請求項７または請求項８に記載の真空断熱材付き物品。
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