JP3685206B1 - 真空断熱材、真空断熱材を適用した保温保冷機器および事務機器 - Google Patents

Abstract

【課題】外被材をガスバリア性の高い構成にすることによって、真空断熱材の断熱性能を長期に渡って維持する。
【解決手段】真空断熱材１２の外被材１３の構成を、少なくとも蒸着層１８と蒸着層１８に隣接したポリアクリル酸系樹脂層１９を有する構成とし、ポリアクリル酸系樹脂層１９をポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとの混合物から形成する。ポリアクリル酸系樹脂層１９をポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとの混合物から形成することによって、緻密な架橋構造を形成するため、ガスバリア性に優れた外被材を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空断熱材や真空断熱材を適用した機器に関するものである。

真空断熱材の断熱性能を長期に渡って維持するためには、外被材にガスバリア性に優れたフィルムを使用することによって、外部からのガス侵入を防ぎ、真空断熱材内部の真空度を維持する必要がある。

このため、従来は、外被材には金属箔を含むフィルムが広く使用されて来た。しかし、金属箔を含むフィルムを真空断熱材に使用すると、金属箔を通しての熱の回り込み（ヒートリーク）が発生するため、本来の断熱性能が得られないという課題があった。

そこで、金属箔を使用せずにガスバリア性を確保した真空断熱材として、基材フィルム上に有機物膜層と無機物膜層を有する積層フィルムを構成中に含む外被材を使用した真空断熱材がある（例えば、特許文献１参照）。

図８は、特許文献１に記載された従来の真空断熱材の外被材の断面図である。図８に示すように、外被材１は、基材フィルム２上に有機物膜３と無機物膜４を有し、無機物膜４と熱溶着層５がラミネートされている。

従来の構成は、基材フィルム２上に設けた有機物膜３が、基材フィルム２表面の凹凸を平滑にする、無機物膜４のクラックや欠陥の伝播を遮断する、無機物膜４中の内部応力を緩和する、無機物膜４を保護するなどの役目を果たす。また、有機物膜３と無機物膜４の積層により、ガスバリア性や折り曲げ性を向上できた。

また、基材フィルム、蒸着薄膜層、水溶性高分子を含む中間被膜層、蒸着薄膜層を順次積層した積層フィルムを構成中に含む外被材を使用した真空断熱材がある（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外被材の断面図である。図９に示すように、外被材６は基材フィルム７と蒸着薄膜層８と中間被膜層９と蒸着薄膜層１０を有し、蒸着薄膜層１０と熱溶着層１１がラミネートされている。

従来の構成は、上記積層構造により、高いガスバリア性を発現するものである。
特開２００３−１７２４９３号公報 特開２００４−１３０６５４号公報

しかしながら、上記特許文献１は、有機物膜３がアクリレートやメタクリレートの重合体である。真空断熱材の外被材１に上記構成を使用した場合には、理由は明確ではないがガスバリア性が不足しており、長期に渡って真空断熱材を使用すると断熱性能の劣化が大きかった。

また、上記特許文献２のように蒸着を２層設ける構成はガスバリア性が向上するが、工程が増えることによって、フィルムが劣化しやすくなり、ガスバリア性が積層による予測値ほど向上しなくなるという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するもので、外被材のガスバリア性を向上し、これによって、真空断熱材の断熱性能を長期に渡って維持することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の真空断熱材は、外被材のラミネート構成に、蒸着層とポリアクリル酸系樹脂層と熱溶着層とを有し、前記ポリアクリル酸系樹脂層は、少なくともポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとの混合物からなり、前記蒸着層の上に隣接して形成されたものであり、前記ポリアクリル酸系樹脂層が、前記蒸着層よりも内側にあり且つ前記熱溶着層と隣接しているものである。

ポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーの混合物を熱処理することによって、ポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーの間が部分的に架橋される。この架橋は、それぞれの樹脂の弱点である耐水性がないという欠点を改善できるだけでなく、もともとポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーは、ともにガスバリア性に優れているため、緻密な架橋構造を形成することで、さらにガスバリア性が向上する。

また、熱処理後、金属イオンが含まれている水中に浸漬することによって、架橋されずに残っているポリアクリル酸系ポリマーのカルボキシル基が、金属イオンにより架橋されるため、さらにガスバリア性が向上する。

また、ポリアクリル酸系樹脂層が蒸着層と隣接していることにより、蒸着層を保護できる。また、ポリアクリル酸系樹脂層が、蒸着層よりも内側にあるため、真空断熱材を高湿条件で使用した場合にも、ポリアクリル酸系樹脂層にまで到達する水蒸気量を抑制できるために、水蒸気の影響を受けにくくなり、ガスバリア性を確保できる。また、ポリアクリル酸系樹脂層が、熱溶着層と隣接することにより、端面のガス侵入面積を抑制でき、端面からのガス侵入も抑制できるため、真空断熱材の断熱性能を維持しやすくなる。

本発明の真空断熱材は、外被材が優れたガスバリア性を有するために、長期に渡って断熱性能を維持できる。

請求項１に記載の真空断熱材の発明は、芯材と、前記芯材を被覆するラミネートフィルムからなる外被材とからなり、内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外被材が少なくとも蒸着層とポリアクリル酸系樹脂層と熱溶着層とを有するラミネートフィルムであり、前記ポリアクリル酸系樹脂層は、少なくともポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとの混合物からなり、前記蒸着層の上に隣接して形成されたものであり、前記ポリアクリル酸系樹脂層が、前記蒸着層よりも内側にあり且つ前記熱溶着層と隣接しているものである。

まず、ポリアクリル酸系樹脂層は、ポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとの混合物溶液を、蒸着層の上に流延し、乾燥して皮膜を形成し、得られた乾燥皮膜を、１００℃以上の温度で熱処理することにより形成する。熱処理によりポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとの間が、エステル結合により架橋される。これによって、耐水性が付与できるだけでなく、ガスバリア性が向上する。ここで、エステル結合の程度は、エステル化度によって表すことができる。エステル化度とは、全ての炭素・酸素二重結合に対する架橋された炭素・酸素二重結合のモル比であり、ガスバリア性の観点から０．０１〜０．５の範囲内にあることが望ましい。よって、架橋されないポリアルコール系ポリマーやポリアクリル酸系ポリマーも残存する。

熱処理の後、金属イオンが含まれている水中に浸漬することで、金属イオンがポリアクリル酸系樹脂層に浸透し、エステル結合されなかったポリアクリル酸系ポリマーの遊離カルボン酸同士が、多価金属イオンによりイオン架橋されるため、よりガスバリア性が向上する。ここでイオン架橋の程度は、イオン化度によって表すことができる。イオン化度とは、全ての炭素・酸素二重結合に対するカルボン酸陰イオンを構成する炭素・酸素二重結合のモル比であり、０．０１〜０．９の範囲であることが望ましい。

ここで、多価金属イオンは、特に指定するものではないが、アルカリ土類金属、銅、コバルト、ニッケル、などの２価イオンとなる金属や、アルミニウムなどの３価イオンとなる金属が望ましい。これらの金属は、ハロゲン化物、水酸化物、酸化物、炭酸塩、次亜塩素酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、酢酸塩、アクリル酸塩などの形で用い、これらを水に溶解することで、金属イオン水溶液を得る。これらの金属塩は単独で使用しても２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

ポリアクリル酸系樹脂層を、ポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとから形成することは、上記２種類の架橋を形成するため、優れたガスバリア性を発現するのである。

また、ポリアクリル酸系樹脂層が蒸着層と隣接していることにより、蒸着層を保護できる。また、ポリアクリル酸系樹脂層が、蒸着層よりも内側にあるため、真空断熱材を高湿条件で使用した場合にも、ポリアクリル酸系樹脂層にまで到達する水蒸気量を抑制できるために、水蒸気の影響を受けにくくなり、ガスバリア性を確保できる。また、蒸着層とポリアクリル酸系樹脂層が、基材フィルムよりも内側になるため、端面のガス侵入面積が減り、端面からのガス侵入も抑制できる。

また、ポリアクリル酸系樹脂層が、熱溶着層と隣接することにより、端面からのガス侵入面積がさらに抑制できるため、さらに真空断熱材の断熱性能を維持しやすくなる。

請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１に記載の発明における外被材が、一枚のラミネートフィルムからなるものであり、外被材のガスバリア性が高いために、経時断熱性能が優れるだけでなく、外被材が一種類のラミネートフィルムからなる、すなわち金属箔を使用しない構成であるためにヒートリークも抑制できる。この構成は、真空断熱材のサイズが小さくなるほど、効果的である。

また、このとき、外被材を一枚のラミネートフィルムから製袋すると、熱溶着層断面を一辺減らすことが可能となり、熱溶着層端面からのガス侵入が抑制できる。また、真空断熱材の形状が長方形であるなら、長辺側の断面を一辺減らすような製袋方法をとれば、より経時断熱性能の維持がしやすくなる。ここで、外被材の形状は、一枚のラミネートフィルムから製袋されたものであれば、特に指定するものではなく、三方シール袋やピローシール袋、ガゼット袋などの形状が可能である。

請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または２に記載の発明における芯材が、繊維体であるものである。繊維系芯材は、粉末系芯材に比べて、初期性能に優れているが、圧力依存性に劣るため、高い断熱性能を維持するためには、真空断熱材内部の真空度を維持し続けなければならない。しかし、本発明の外被材の構成は、ガスバリア性に優れているため、繊維系の芯材を使用した場合でも、長期に渡って断熱性能を維持できる。

請求項４に記載の保温保冷機器の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材を適用することによって、優れた省エネルギー効果を示す。また、保温機器のように使用温度が比較的高い場合でも、外被材の構成がガスバリア性に優れているために、優れた断熱性能を長期に渡って維持することができ、保温効果も長期に渡って維持できる。

請求項５に記載の事務機器の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材を適用することによって、熱害対策や省エネルギー化が可能となる。また、真空断熱材の適用スペースが限られた用途用に薄くて小さい真空断熱材を作製する場合、吸着剤を使用することが困難になってしまうが、外被材の構成がガスバリア性に優れているために、吸着剤を使用したり、真空断熱材の外被材の表裏両面に金属箔を含む構成にしたりしなくても、断熱性能を維持できる。また、金属箔を使用しないことによって、ヒートリークを抑制することもできる。

以下に、さらに本発明の詳細を説明する。

まず、ポリアルコール系ポリマーとは、分子内に２個以上の水酸機を有するアルコール系重合体であり、具体的には、ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略す）や糖類を含むものである。これらを単独で使用しても２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

中でも、ＰＶＡを使用すると、高いガスバリア性を発現するため、ガスバリア性を重視する場合はＰＶＡを使用することが望ましい。なお、ＰＶＡはけん化度が９５％以上であり、平均重合度が３００〜１５００であることが望ましい。糖類は、単糖類、オリゴ糖類、糖アルコール類、多糖類などがあり、ガスバリア性の面からソルビトール、デキストリン、水溶性澱粉などが望ましい。

また、ポリアクリル酸系ポリマーとは、アクリル酸重合体またはその部分中和物、メタクリル酸重合体またはその部分中和物、アクリル酸とメタクリル酸共重合体またはその部分中和物、あるいはこれらの混合物などである。

ここで、部分中和物は、ポリアクリル酸のカルボキシル基を水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウムなどのアルカリで部分的に中和することにより得られるものであり、部分中和物の中和度は、ガスバリア性の観点から０〜２０％の範囲であることが望ましい。中でも、アクリル酸またはメタクリル酸のホモポリマーや両者の共重合体が望ましく、特にアクリル酸のホモポリマーやアクリル酸が優位量となるメタクリル酸との共重合体を使用すると、ガスバリア性が向上するため望ましい。ポリアクリル酸系ポリマーの平均分子量は特に限定するものではないが、２０００〜２５００００の範囲が望ましい。

また、ポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーの混合比は、重量比で、高湿度条件下でも優れたガスバリア性を有するという観点から、ポリアルコール系ポリマーとしてＰＶＡを使用する場合には、９０：１０〜１０：９０の範囲が、ポリアルコール系ポリマーとして糖類を使用する場合には、９０：１０〜２０：８０の範囲が望ましい。

また、熱処理条件は、熱処理温度は通常１００〜２５０℃の範囲、熱処理時間は１秒〜３０分間の範囲であり、熱処理温度が低い場合には長時間、熱処理温度が低い場合には短時間で行う。

なお、ポリアクリル酸系樹脂層は、基材フィルムの上に蒸着層を形成してから、その上に形成するものであるが、汎用の蒸着層を有するフィルムの蒸着層の上に形成することも可能である。この場合、工程数を減らすことができるので、コストダウンが可能になる。

ここで、蒸着層における蒸着の材料としては、特に指定するものではなく、アルミニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、銀、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合体、ダイヤモンドライクカーボンなどが使用可能である。

また、蒸着層の厚さも特に指定するものではないが、薄すぎるとムラになる、ガスバリア性が低下するなどの問題が生じ、厚すぎるとクラックが発生する、基材フィルムから剥離しやすくなる、フィルムへのダメージが大きくなる、また、蒸着の材料が金属の場合はヒートリークが大きくなるなどの問題が生じるため、１０〜１５０ｎｍの範囲であることが望ましい。また、蒸着の方法は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法など特に指定するものではない。

ポリアクリル酸系樹脂層の厚さも、特に指定するものではないが、薄すぎるとムラになる、ガスバリア性が低下するなどの問題が生じ、厚すぎるとひび割れが生じる、剥離しやすくなる、柔軟性が低下するなどの問題が生じるため、０．１〜１５μｍの範囲であることが望ましい。

また、基材フィルムも、特に指定するものではなく、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略す）、ポリエチレンナフタレート（以下ＰＥＮと略す）、ポリプロピレン、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、エチレン−ポリビニルアルコール共重合体樹脂などが使用可能であるが、アクリル酸系樹脂層を形成する際の熱処理工程を考慮すると、融点が２００℃以上の樹脂や寸法変形の少ない樹脂を選択することが望ましい。

また、熱溶着層も特に指定するものではなく、ポリエチレン、無延伸ポリプロピレン（以下ＣＰＰと略す）、ポリアクリロニトリル（以下ＰＡＮと略す）、無延伸ＰＥＴ、無延伸ナイロン、無延伸エチレン−ポリビニルアルコール共重合体樹脂などが使用可能である。また、熱溶着層に吸着剤を含有させてもよい。

また、最外層にフィルムを設けてもよい。最外層にフィルムを設けることで、耐ピンホール性や耐磨耗性が向上する。また、ポリアクリル酸系樹脂層には、耐水性はあるものの、依然ガス透過度の湿度依存性が高いという特徴があるため、外層にフィルムを設けることは、ポリアクリル酸系樹脂の真空断熱材を高湿環境下で使用する場合においても、ポリアクリル酸系樹脂が高湿にさらされることがなくなることによって、水蒸気の影響を受けにくくなり、ガスバリア性を確保しやすくなる。

ここで、最外層に設けるフィルムの種類や積層数は、特に指定するものではなく、ナイロン、エチレン・４フッ化エチレン共重合体樹脂（以下ＥＴＦＥと略す）、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが使用可能である。

なお、外側に設けるフィルムの透湿度が低いほど、ポリアクリル酸系樹脂層が水蒸気の影響を受けにくくなり、ガスバリア性が向上するために、できるだけ透湿度の低いフィルムを選択することが望ましく、中でもポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴやＰＥＮなどを延伸したフィルムがより望ましい。

また、最外層に設けるフィルムの透湿度をより下げるために、蒸着層を有するフィルムを使用してもよく、その場合は、蒸着ポリエチレン、蒸着ポリプロピレン、蒸着ＰＥＴ、蒸着ＰＥＮ、蒸着ナイロンなどが使用可能である。

また、芯材は、繊維、粉末、発泡樹脂、多孔質体、薄膜積層体など、特に指定するものではない。例えば繊維系では、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、炭化ケイ素繊維などが使用可能であり、粉末系ではシリカ、パーライト、カーボンブラック、発泡樹脂ではウレタンフォーム、フェノールフォーム、スチレンフォームなどが使用可能である。

また、これらの混合体や成形体を使用することも可能である。初期断熱性能を要求する場合は、繊維を伝熱方向に対して垂直に積層した繊維またはその成形体を、経時断熱性能を要求する場合は粉末や粉末の成形体を使用するとよい。

また、真空断熱材の初期断熱性能や経時断熱性能をより一層向上させるために、水分吸着剤やガス吸着剤を使用することも可能である。使用する吸着剤の種類は、特に指定するものでなく、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、ゼオライト、シリカゲル、ハイドロタルサイトなどが使用可能であり、これらを単独で使用しても、２種類以上組み合わせて使用してもよい。

真空断熱材の作製方法も、特に指定するものではなく、ラミネートフィルムから外被材を製袋してから、外被材中に芯材を挿入し、内部を減圧し封止して得てもよく、また、真空チャンバー内に芯材と外被材を設置し、外被材を芯材に沿わした状態で、芯材を含有する部分ごと熱溶着して得てもよい。

ここで、後者の作製方法の場合は、外被材全面に熱がかかることによるフィルムの劣化が考えられるため、熱溶着層に使用する樹脂の融点に対して、熱溶着層以外に使用する樹脂の融点を４０℃以上高いものに設定することが望ましい。

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。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における真空断熱材の断面図である。図１において、真空断熱材２３は外被材２４と芯材２５から構成されている。

まず、真空断熱材２３の作製方法を説明する。

まず、長方形に切ったラミネートフィルムの対向する辺の熱溶着同士を、向かい合わせて一辺を熱溶着し、次にもう一辺を熱溶着して、袋状の外被材２４を作製する。

次に、外被材２４の開口部から１４０℃の乾燥炉にて１時間程度乾燥させた芯材２５と吸着剤２６を挿入する。これをチャンバー内に設置し、内部を１０Ｐａ以下まで減圧した後、開口部を熱溶着して真空断熱材２３を得る。

次に、真空断熱材２３の構成を説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図である。図２に示すように、外被材２４は、熱溶着層２７がＣＰＰ、その外側にポリアクリル酸系樹脂層２８、アルミ蒸着層２９、基材フィルム３０のＰＥＴ、最外層にナイロン３１を設けた構成である。また、芯材１４は、ガラス繊維から構成される成形体である。また、ポリアクリル酸系樹脂層は、ＰＶＡとポリアクリル酸の部分中和物を３０：７０で混合した水溶液から形成している。

ポリアクリル酸系樹脂層を、ポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとの混合物から形成することによって、緻密な架橋構造を形成するために、ガスバリア性が向上し、またポリアクリル酸系樹脂層が、蒸着層と隣接していることにより、蒸着層を保護し、優れたガスバリア性となる。ポリアクリル酸系樹脂層が熱溶着層に隣接していることと、外被材を一枚のラミネートフィルムから作製していることによって、端面からのガス侵入量が減る。このため、芯材が圧力依存性に優れない繊維系芯材でも断熱性能を維持することができる。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における真空断熱材の断面図、図４は実施の形態２における真空断熱材の平面図である。

図３において、真空断熱材３２は外被材３３と芯材３４から構成されている。

まず、真空断熱材の作製方法について説明する。

まず、熱溶着層側を上に向けた外被材３３の上に芯材３４を置き、これをもう１枚の外被材３３で熱溶着層同士が向き合うように覆い、これをチャンバー内に設置する。さらに、チャンバー内を真空状態にした後、シリコンゴム製の熱板で、外被材３３の全面を加熱加圧して熱溶着を行い、図４のような真空断熱材を得る。最後に外被材３３のみから構成される熱溶着部にある切り取り線３５で切り取り、真空断熱材３２を得る。なお、真空断熱材のサイズは名刺サイズである。

次に、真空断熱材３２の構成を説明する。

図５は実施の形態２における真空断熱材の断面図である。図５に示すように、外被材３３は、真空断熱材３２の表面と裏面で異なる構成のラミネートフィルムを使用した。

表面は、熱溶着層３６がＰＡＮ、その外側にポリアクリル酸系樹脂層３７、アルミ蒸着層３８、基材フィルム３９のＰＥＴ、最外層にＥＴＦＥ４０を設けた構成である。また、裏面は熱溶着層３６がＰＡＮ、その外側にアルミ箔４１、最外層にＥＴＦＥ４０を設けた構成である。また、芯材３４は不織布に入った乾式シリカとカーボンブラックの混合粉末である。また、ポリアクリル酸系樹脂層は、ＰＶＡとポリアクリル酸の部分中和物を３０：７０で混合した水溶液から形成している。

ポリアクリル酸系樹脂層を、ポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとの混合物から形成することによって、緻密な架橋構造を形成するためにガスバリア性が向上し、またポリアクリル酸系樹脂層が蒸着層と隣接していることにより、蒸着層を保護し、優れたガスバリア性となる。ポリアクリル酸系樹脂層が熱溶着層に隣接していることによって、端面からのガス侵入量が減る。

また、ポリアクリル酸系樹脂層および基材フィルムの耐熱性が高いため、外被材全体に熱がかかるような真空断熱材の作製方法でもフィルムが劣化することなく、ガスバリア性を維持することができた。このため、真空断熱材のサイズが小さく、吸着剤を使用することができない場合でも、断熱性能を維持することができる。

（実施の形態３）
図６は、実施の形態３における電気湯沸し器の断面図である。

図６に示すように、電気湯沸し器４２は、外容器４３と、貯水用容器４４と、ヒーター４５と、蓋４６と、実施の形態１の真空断熱材２３とから構成されている。

貯水用容器４４の中は、ヒーター４５により加温・保温され、保温中は、真空断熱材２３により貯水用容器４４の側面からの放熱を抑制している。

真空断熱材２３を適用することによって、優れた省エネルギー効果を示す。消費電力量を測定したところ、真空断熱材を適用しない場合に比べ１０％程度の低減が確認できた。また、金属箔を使用していないため、ヒートリークの発生も抑制できた。また、金属箔を使用していなくても外被材が優れたガスバリア性を有するために経時断熱性能を維持でき、保温効果も長期に渡って維持できる。

なお、本発明における保温保冷機器とは、電気湯沸し器に限るものではなく、炊飯器や保温調理器、給湯器などの保温を目的とする機器や、冷蔵庫など保冷を目的とする機器に使用可能である。

（実施の形態４）
図７は、実施の形態４におけるノート型コンピューターの断面図であり、図７に示すように、ノート型コンピューター４７は、装置内部のメインボード４８上の発熱部４９と装置ケース５０底部との間を遮断する、実施の形態２の真空断熱材３２と、放熱板５１とを具備し、真空断熱材３２が装置ケース５０底部に密着している。

このように構成されたノート型コンピューター４７は、優れた断熱効果を有する真空断熱材３２が、底面への伝熱を効果的に遮断するために、装置表面の温度上昇を抑え、利用者に不快感を軽減できる。なお、底面の温度を測定したところ、真空断熱材を適用していない場合に比べて６℃の低下が確認できた。

本実施の形態のように、真空断熱材のサイズが小さく薄くなっても、外被材が優れたバリア性を有するために、経時断熱性能を維持することが可能であることから、ノート型コンピューターのような小型化や薄型化が要求され、かつ断熱材を適用する空間が限られている製品に対しても適用することができる。

なお、本発明における事務機器とは、ノート型コンピューターに限るものではなく、コピー機やプリンターなどの印刷装置内の発熱部分とトナーとの断熱や、液晶パネルを有するカーナビゲーションシステムの液晶部分とＣＰＵによる発熱部分の断熱など、断熱を必要とするその他の事務機器にも適用可能である。

以下、実施例、参考例、及び比較例を用いて、本発明の真空断熱材を構成する外被材について具体的に説明するが、本発明は本実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
実施の形態１に記載した構成の真空断熱材にて、温度加速試験と湿度加速試験を行った。温度加速試験は１００℃、湿度加速試験は４０℃９５％ＲＨである。

（実施例２）
実施例１の積層順序を入れ替えたラミネートフィルムを外被材として使用した真空断熱材を作製し、実施例１と同様の試験を行った。

外被材は、最内層の熱溶着層がＣＰＰ、基材フィルム、蒸着層、ポリアクリル酸系樹脂層、ナイロンの順に積層された構成である。

（実施例３）
実施例２のポリアクリル酸系樹脂層の外層のフィルムを延伸ポリプロピレンに変更したラミネートフィルムを外被材として使用し、真空断熱材を作製し、実施例１と同様の試験を行った。

（実施例４）
実施の形態２に記載した真空断熱材の構成にて、１００℃で温度加速試験を行った。

（実施例５）
実施例４の表面に使用したラミネートフィルムを両面に使用した真空断熱材を作製し、実施例４と同様の試験を行った。

（参考例１）
まず、参考例１の真空断熱材の作製方法を説明する。まず、同じ大きさの長方形に切った２枚のラミネートフィルムの熱溶着同士を向かい合わせて三辺を熱溶着し、袋状の外被材を作製する。次に、外被材の開口部から１４０℃の乾燥炉にて１時間程度乾燥させた芯材と吸着剤を挿入する。これをチャンバー内に設置し、内部を１０Ｐａ以下まで減圧した後、開口部を熱溶着して真空断熱材を得る。外被材は、真空断熱材の表面と裏面で異なる構成のラミネートフィルムを使用した。

表面の外被材のラミネートフィルムは、熱溶着層が直鎖状低密度ポリエチレン（以下ＬＬＤＰＥと略す）、その外側に基材フィルムのＰＥＴ、アルミ蒸着層、ポリアクリル酸系樹脂層、ＰＥＴ、最外層にナイロンを設けた構成である。また、裏面の外被材のラミネートフィルムは、熱溶着層がＬＬＤＰＥ、その外側にアルミ箔、ＰＥＴ、最外層にナイロンを設けた構成である。また、芯材は、ガラス繊維から構成される成形体である。また、ポリアクリル酸系樹脂層は、ＰＶＡとポリアクリル酸の部分中和物を３０：７０で混合した水溶液から形成している。この構成の真空断熱材にて、１００℃で温度加速試験を行った。

（比較例１）
参考例１のポリアクリル酸系樹脂層をポリアクリル酸の重合体から形成し、参考例１と同様の試験を行った。

外被材の表面は、最内層の熱溶着層がＬＬＤＰＥ、ＰＥＴ、アルミ蒸着層、ポリアクリレートから形成した樹脂層、ＰＥＴ、ナイロンの順に積層された構成である。なお、裏面の構成は参考例１と同様である。

（比較例２）
実施例４の裏面に使用したラミネートフィルムを両面に使用した真空断熱材を作製し、実施例４と同様の試験を行った。

以上、実施例１〜５と参考例１と比較例１、２における初期熱伝導率および、試験後の熱伝導率を（表１）に示す。

参考例１、比較例１を比較すると、ポリアクリル酸系樹脂層をポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとから形成した方が、断熱性能を維持できることがわかる。また、参考例１の外被材の構成はガスバリア性に優れているために、繊維系芯材を使用しても断熱性能の劣化が少なかった。

実施例１、実施例２、実施例３を比較すると、温度加速による断熱性能の劣化は、ポリアクリル酸系樹脂が蒸着層と基材フィルムの内側にあっても外側にあってもほぼ同等であるが、高湿条件における断熱性能の劣化については、ポリアクリル酸系樹脂層を蒸着層や基材フィルムよりも内側にした方が、効果的であることがわかる。また、ポリアクリル酸系樹脂層の外側のフィルムに透湿度の低いフィルムをした方が、高湿条件で断熱性能を維持しやすいこともわかる。実施例１〜３における外被材の構成はガスバリア性に優れているために、繊維系芯材を使用しても断熱性能の劣化が少なかった。

実施例４、実施例５、比較例２を比較すると、真空断熱材のサイズが小さいために、ヒートリークの影響が大きくなり、金属箔を使用しないほうが初期熱伝導率を低減できることがわかる。

また、温度加速試験結果から寿命シミュレーションを行ったところ、１０年後も実施例４、実施例５は比較例２に対して熱伝導率が低く、優位性があった。本実施の形態のように、真空断熱材のサイズが小さくなって吸着剤が使用できない場合でも、外被材が優れたガスバリア性を有するために、金属箔を両面に使用しなくても、経時断熱性能を維持することができた。

以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、外被材のガスバリア性が優れているため、長期に渡って断熱性能を維持できる。このため、省エネルギー化が要求される保温保冷機器に限らず、コンテナボックスやクーラーボックスなどの保冷が必要な用途への適用も可能である。また、真空断熱材が小さく薄くなっても、断熱性能を維持できるため、事務機器に限らず、電子機器への適用や、防寒具や寝具などの保温が必要な用途への適用も可能である。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図 本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図 本発明の実施の形態２における真空断熱材の断面図 本発明の実施の形態２における真空断熱材の平面図 本発明の実施の形態２における真空断熱材の断面図 本発明の実施の形態３における電気湯沸し器の断面図 本発明の実施の形態４におけるノート型コンピューターの断面図 従来の真空断熱材の外被材の断面図 従来の真空断熱材の外被材の断面図

符号の説明

２３ 真空断熱材
２４ 外被材
２５ 芯材
２７ 熱溶着層
２８ ポリアクリル酸系樹脂層
２９ 蒸着層
３０ 基材フィルム
３２ 真空断熱材
３３ 外被材
３４ 芯材
３６ 熱溶着層
３７ ポリアクリル酸系樹脂層
３８ 蒸着層
３９ 基材フィルム
４２ 電気湯沸し器
４７ ノート型コンピューター

Claims (5)

1. 芯材と、前記芯材を被覆するラミネートフィルムからなる外被材とからなり、内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外被材が少なくとも蒸着層とポリアクリル酸系樹脂層と熱溶着層とを有するラミネートフィルムであり、前記ポリアクリル酸系樹脂層は、少なくともポリアルコール系ポリマーとポリアクリル酸系ポリマーとの混合物からなり、前記蒸着層の上に隣接して形成されたものであり、前記ポリアクリル酸系樹脂層が、前記蒸着層よりも内側にあり且つ前記熱溶着層と隣接している真空断熱材。
2. 外被材が、一枚のラミネートフィルムからなる請求項１に記載の真空断熱材。
3. 芯材が、繊維体である請求項１または２に記載の真空断熱材。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材を適用した保温保冷機器。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材を適用した事務機器。

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