JP6076010B2 - 真空断熱構造体 - Google Patents
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(A)と金属或いは金属酸化物が蒸着されたポリエステル系フィルム(B)とを互いの蒸
着面が向き合うように接着剤を介して接着してなる積層体[I]により、断熱性材料が密
封包装されてなる真空断熱構造体であり、かかる接着剤として無溶剤型接着剤を用い、更に、積層体[I]におけるガスクロマトグラフィ/質量分析法(GC/MS)によって測定される揮発成分量が500μg/m 2 以下であることにより、優れた断熱性能を示し、更に、長期間使用した際にも断熱性能の経時安定性に優れた効果を有するものである。
まず、断熱性材料を密封包装するための外装袋となる積層体[I]について説明する。
まず、PVA系樹脂について説明する。
尚、上記粘度はJIS K6726に準じて測定されるものである。
EVOH系樹脂は、エチレンとビニルエステルを共重合させた後にケン化させることにより得られる、水(温水も含む。)には溶解しない熱可塑性樹脂であり、エチレンとビニルエステル系モノマーとの重合は、公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合などにより行うことができる。
なお、かかるEVOH系樹脂のエチレン含有量は、核磁気共鳴(NMR)法により求めることができる。
なお、ここで、EVOH系樹脂が、ケン化度の異なる2種類以上のEVOH系樹脂の配合物からなる場合には、配合重量比から算出される平均値をケン化度とする。
かかる二軸延伸については、機械の流れ方向(MD方向)の延伸倍率が2.5〜5倍、幅方向(TD方向)の延伸倍率が2〜4.5倍であることが好ましく、特に好ましくはMD方向の延伸倍率が3〜5倍、TD方向の延伸倍率が2.5〜4.5倍である。該MD方向の延伸倍率が低すぎると延伸による物性向上が得難くかつ耐熱性が損なわれる傾向があり、高すぎるとフィルムがMD方向へ裂けやすくなる傾向がある。また、TD方向の延伸倍率が低すぎると延伸による物性向上が得難く、かつ耐熱性が損なわれる傾向があり、高すぎると工業的にフィルムを製造する際に延伸時の破断が多発する傾向がある。
かくして本発明で好適に用いられる二軸延伸PVA系フィルムが得られる。
上記EVOH系樹脂を用いて、EVOH系フィルム(延伸前EVOH系フィルム)を製膜するわけである。
かかる溶融成形時の条件としては、特に限定されないが、通常はノンベント、スクリュータイプ押出機を用い、溶融温度190〜250℃で押出製膜される。通常、圧縮比2.0〜4.5のスクリューを用い、Tダイス、または丸ダイスを用いて製膜される。
かくして本発明で好適に用いられる二軸延伸EVOH系フィルムが得られる。
また、上記蒸着層は、一度の蒸着処理で得られたものであってもよいし、複数回にわたり蒸着処理を繰り返して得られたものであってもよい。
まず、ポリエステルチップを押出機に投入し、加熱溶融した後、Tダイのダイオリフィスからシート状に押し出し、静電印加キャスト法などにより冷却ドラムに密着して巻きつけて冷却し、未延伸シートを製造する。引き続き、温度85〜140℃で、縦横にそれぞれ2.5〜5倍の倍率で延伸し、さらに温度200〜245℃で熱処理し、二軸延伸フィルムとする。延伸温度が低すぎると、均質な延伸フィルムを得ることができない傾向があり、高すぎると、ポリエステルの結晶化が促進されて、透明性が低下する傾向がある。延伸倍率が低すぎると、得られる延伸フィルムの強度が低くなり、延伸倍率が大きすぎると延伸が困難となる傾向がある。また、熱処理温度が低すぎると、得られる延伸フィルムの熱収縮率が大きくなり、寸法安定性が低下する傾向があり、また、熱処理温度がり高すぎるとフィルムの溶断が発生する場合がある。
更に本発明の真空断熱構造体においては、積層体[I]が、ガスバリア性フィルム(A)(蒸着面側)/(蒸着面側)ポリエステル系フィルム(B)の層構成を有し、ガスバリア性フィルム(A)を内側(断熱性材料側)にして断熱性材料が密封包装されていることが水蒸気の影響を受けにくくガスバリア性に優れ、断熱性能の維持に優れる点から好ましい。
例えば、ポリプロピレン、ポリブテン−1、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンなどのホモポリマーが挙げられる他、プロピレンを主成分とするエチレン、ブテン−1、ペンテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、スチレンなどとの共重合体、さらには無水マレイン酸などのカルボン酸でグラフト変性されたもの、ブテン−1を主成分とするエチレン、プロピレン、ブテン−2、イソブチレン、ブタジエン、ペンテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1などとの共重合体、さらには無水マレイン酸などのカルボン酸でグラフト変性されたもの、エチレンを主成分とするプロピレン、ブテン−1、4−メチルペンテン−1、1−ヘキセン、1−オクテン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、スチレン、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸グリシディルなどとの共重合体、さらには無水マレイン酸などのカルボン酸でグラフト変性されたもの等を挙げられる。これらの中でも、特にはポリプロピレンを用いることが防湿性および工業的な生産性の点で好ましい。
なお、上記初期弾性率は、JIS K 7127に則して測定された23℃×60%r.h.での値であり、水蒸気透過度は、JIS Z 0208に則して測定された23℃×Δ90%RHでの値である。
なお、水蒸気透過度は、JIS Z 0208に則して測定された23℃×Δ90%RHでの値である。
〔保護フィルム(C)/接着剤層/ポリエステル系フィルム(B)(蒸着面側)/無溶剤型接着剤層/(蒸着面側)ガスバリア性フィルム(A)/接着剤層/シール層〕
であることが好ましい。
追加乾燥としては、70℃以上150℃以下、特には80℃以上130℃以下、さらには80℃以上110℃以下で乾燥することが好適である。乾燥温度が低すぎると各層間に内包された揮発成分を除去するのに期間を要する傾向があり、乾燥温度が高すぎるとシール層が、その内部で融着し、袋の内部空間が一部閉塞してしまう傾向がある。
さらに追加乾燥は、常圧条件下で行うことが一般的であるが、減圧条件下で行うことも可能である。この場合、減圧することによって常圧条件下に比べて同じ温度での乾燥時間を短縮することが可能となる。
更には、外的要因によって穴等が発生し、真空断熱構造体の真空性が失われてしまう場合にも、外装袋が複数個含まれる形状であると、断熱性の減少を最小限に留めることができ好ましい。
尚、例中「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
以下のフィルムを用意した。
〔ガスバリア性フィルム(A)〕
(アルミ蒸着二軸延伸PVAフィルム(A−1))
ジャケット温度を60〜150℃に設定した二軸押出機型混練機(スクリューL/D=40)のホッパーからPVA(重合度1700、4重量%水溶液の粘度40mPa・s、ケン化度99.7モル%、酢酸ナトリウム含有量0.3%)と水をPVA/水の重量比40/60にて、定量ポンプにより供給し、混練し、吐出量500kg/hrの条件で吐出した。
この吐出物を直ちに一軸押出機(スクリューL/D=30)に圧送し、温度85〜140℃にて混練した後、Tダイより5℃のキャストロールに押出し、90℃の熱風乾燥機で30秒間乾燥し、含水率25%のPVAフィルム(厚み150μm)を作製した。引き続き、かかるPVAフィルムをMD方向に3.8倍延伸した後、テンターでTD方向に3.8倍延伸し、次いで180℃で8秒間熱固定し、二軸延伸PVAフィルム(厚み12μm)(a−1)を得た。
上記で得られた二軸延伸PVAフィルム(a−1)の片面に、電子線加熱方式による真空蒸着装置により、金属アルミニウムを真空蒸発させ、厚さ600Åのアルミ蒸着二軸延伸PVAフィルム(A−1)を得た。
(アルミ蒸着二軸延伸ポリエステルフィルム(B−1))
厚さ12μmの二軸延伸ポリエステルフィルム(b−1)(東洋紡社製、商品名「コスモシャイン」)の平滑な片方の面に、金属アルミニウムを真空蒸発させ、厚さ800Åのアルミ蒸着二軸延伸ポリエステルフィルム(B−1)を得た。
(二軸延伸ポリプロピレンフィルム(C−1))
厚さ25μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルム(C−1)(東洋紡社製、商品名「パイレンOT」)を用意した。このフィルムの23℃×Δ90%RHでの水蒸気透過度を測定したところ7.2g/m2/dayであった。
厚さ30μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(東洋紡社製、商品名「パイレンCT」)を用意した。
アルミ蒸着二軸延伸ポリエステルフィルム(B−1)の蒸着処理を施していない面に、接着剤用主剤「タケラックA626」(三井化学社製)17部と接着剤用硬化剤「タケネートA50」(三井化学社製)17部に酢酸エチルを66部混合したドライラミネート用接着剤を塗工量10g/m2となるようにメッシュ100μmのグラビアロールを使ったグラビアコーターによって塗布し、これを80℃に暖めた乾燥機中を通し、滞留時間12秒で、乾燥後塗工量を3.4g/m2とした後、ラミネート圧力3.5kg/cm2で、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(C−1)と貼り合わせ、積層体[Ia]を得た。
〔外側:二軸延伸ポリプロピレンフィルム(C−1)/接着剤層/アルミ蒸着二軸延伸ポリエステルフィルム(蒸着面)(B−1)/無溶剤型接着剤層/(蒸着面)アルミ蒸着二軸延伸PVAフィルム(A−1)/接着剤層/無延伸ポリプロピレンフィルム:内側〕。
得られた積層体[I−1]について、下記のガスクロマトグラフィ/質量分析法(GC/MS)によって測定される揮発成分量を測定したところ、41μg/m2であった。
即ち、測定対象となる積層体を100℃で1時間乾燥した後、かかる積層体の0.03m2分を22mlの三角フラスコ内に入る程度に折りたたんで小さくし、これを22mlの三角フラスコに入れた後、シリコンゴム栓で密閉し、100℃の恒温槽内で120分保持した後、フラスコ内のガスをシリンジで捕集し、これをカラムDB‐17MSにセットし、キャリアガスHe(ヘリウム)でガス流量1ml/分、ガスクロに注入ガス量1mlを打ち込んで、別に用意した検量線から有機性揮発成分を特定し、そのピーク強度から揮発成分量を求めた。
得られた真空断熱構造体について、以下の評価を行った。
得られた真空断熱構造体を20℃に保たれた恒温室内に24時間放置した後の熱伝導率を、測定機「HC−074−304」(英弘精機社製)にて測定し、初期断熱性能として評価した。
上記の初期断熱性能(α)を評価した後、真空断熱構造体を100℃の恒温槽に2日間放置した後の熱伝導率を、上記と同様に測定し、耐久後の断熱性能として評価した。
実施例1において、アルミ蒸着PVAフィルム(A−1)の蒸着処理を施した面と上記の積層体[Ia]のアルミ蒸着二軸延伸ポリエステルフィルム(B−1)のアルミ蒸着を施した面とを貼り合わせるにあたり、アルミ蒸着PVAフィルム(A−1)の蒸着処理を施した面に、接着剤用主剤「タケラックA626」(三井化学社製)17部と接着剤用硬化剤「タケネートA50」(三井化学社製)17部に酢酸エチルを66部混合したドライラミネート用接着剤を塗工量10g/m2となるようにメッシュ100μmのグラビアロールを使ったグラビアコーターによって塗布し、これを80℃に暖めた乾燥機中を通し、滞留時間20秒で、乾燥後塗工量を3.4g/m2とした後、ラミネート圧力3.5kg/cm2で上記の積層体[Ia]のアルミ蒸着二軸延伸ポリエステルフィルム(B−1)のアルミ蒸着を施した面と貼り合わせた以外は同様に行い、積層体[I′]及び真空断熱構造体を得、実施例1と同様の評価を行った。
〔外側:二軸延伸ポリプロピレンフィルム(C−1)/接着剤層/アルミ蒸着二軸延伸ポリエステルフィルム(蒸着面)(B−1)/接着剤層/(蒸着面)アルミ蒸着二軸延伸PVAフィルム(A−1)/接着剤層/無延伸ポリプロピレンフィルム:内側〕。
MS)によって測定される揮発成分量を測定したところ、514μg/m2であった。
上記の実施例及び比較例の評価結果を表1に示す。
なお、実施例と比較例における熱伝導率の差異については、単に数値だけを見る限りにおいては小さな数値の差であるが、現実的には、技術の高度化、要求性能の高まりの中において、レベルの高いものに対して更にほんの少しの数値を上げることが難しい状況であり、上記の差異は非常に大きな差異と言えるものである。
Claims (6)
- 金属或いは金属酸化物が蒸着されたガスバリア性フィルム(A)と金属或いは金属酸化物が蒸着されたポリエステル系フィルム(B)とを互いの蒸着面が向き合うように接着剤を介して接着してなる積層体[I]により、断熱性材料が密封包装されてなる真空断熱構造体であって、該接着剤が無溶剤型接着剤であり、かつ、積層体[I]におけるガスクロマトグラフィ/質量分析法(GC/MS)によって測定される揮発成分量が500μg/m 2 以下であることを特徴とする真空断熱構造体。
- 積層体[I]が、ガスバリア性フィルム(A)(蒸着面側)/(蒸着面側)ポリエステル系フィルム(B)の層構成を有し、ガスバリア性フィルム(A)を内側にして断熱性材料が密封包装されていることを特徴とする請求項1記載の真空断熱構造体。
- 積層体[I]が、ポリエステル系フィルム(B)の外側に更に保護フィルム(C)が積層されてなることを特徴とする請求項2記載の真空断熱構造体。
- ガスバリア性フィルム(A)が、ビニルアルコール系フィルムであることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の真空断熱構造体。
- ビニルアルコール系フィルムが、二軸延伸ポリビニルアルコール系フィルムであることを特徴とする請求項4記載の真空断熱構造体。
- 保護フィルム(C)が、ポリオレフィン系フィルムであることを特徴とする請求項3〜5いずれか記載の真空断熱構造体。
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