JPWO2019171566A1 - Vacuum heat insulating material and heat insulating box - Google Patents
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Abstract
真空断熱材は、真空空間を保持する芯材と、水分を吸着する吸着剤と、芯材と吸着剤とを被覆する外包材と、を備え、外包材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、外包材は、表面保護層と、少なくとも2種類のガスバリアフィルムを含むガスバリア層と、熱溶着層と、によって構成され、少なくとも2種類のガスバリアフィルムは、100℃で2時間以上加熱したときに、少なくとも2種類のガスバリアフィルムの収縮率の差が2%以内である。The vacuum heat insulating material is a vacuum heat insulating material provided with a core material for holding a vacuum space, an adsorbent for adsorbing moisture, and an outer packaging material for coating the core material and the adsorbent, and the inside of the outer packaging material is vacuum-sealed. The outer packaging material is composed of a surface protective layer, a gas barrier layer containing at least two types of gas barrier films, and a heat-welded layer, and the at least two types of gas barrier films are heated at 100 ° C. for 2 hours or more. In addition, the difference in shrinkage between at least two types of gas barrier films is within 2%.
Description
本発明は、外包材にガスバリア層を有する真空断熱材及び断熱箱に関する。 The present invention relates to a vacuum heat insulating material and a heat insulating box having a gas barrier layer in the outer packaging material.
従来、冷蔵庫などの断熱材として用いられる真空断熱材としては、真空空間を保持する芯材が水蒸気を吸着する吸着剤とともに2枚の外包材によって被覆され、外包材内が減圧密封されて形成された真空断熱材が知られている。 Conventionally, as a vacuum heat insulating material used as a heat insulating material for a refrigerator or the like, the core material that holds the vacuum space is covered with two outer packaging materials together with an adsorbent that adsorbs water vapor, and the inside of the outer packaging material is formed by vacuum sealing. Vacuum heat insulating materials are known.
外包材は、表面保護層と、ガスバリア層と、熱溶着層と、から構成される。外包材によって内部が真空に維持されることにより、真空断熱材の熱伝導率が低減されている。 The outer packaging material is composed of a surface protective layer, a gas barrier layer, and a heat welding layer. The thermal conductivity of the vacuum heat insulating material is reduced by maintaining the inside in a vacuum by the outer packaging material.
既知の技術として、特許文献1では、ガスバリア層を構成する2枚の無機蒸着フィルムにおいて、無機蒸着面を対面して接して重ね合わせる技術が開示されている。また、特許文献2では、フィルムの幅方向と長さ方向との乾熱収縮率が2%以下の真空断熱材用の2軸延伸エチレンビニルアルコールフィルムを用いる技術が開示されている。
As a known technique,
真空断熱材では、内部に水蒸気が侵入することによって真空度が低下し、熱伝導率が増加して断熱性能が低下する。真空断熱材の内部への水蒸気の侵入経路は、外包材の表面からの経路及び2枚の外包材が融着されて形成された熱溶着層からの経路であることが考えられる。 In the vacuum heat insulating material, the degree of vacuum decreases due to the intrusion of water vapor into the inside, the thermal conductivity increases, and the heat insulating performance deteriorates. It is considered that the invasion route of water vapor into the inside of the vacuum heat insulating material is a route from the surface of the outer packaging material and a route from the heat-welding layer formed by fusing the two outer packaging materials.
特許文献1の技術では、ガスバリアフィルムの無機蒸着層が重ね合わせられ、蒸着のばらつきが防止され、水蒸気の侵入の抑制が試みられている。ここで、真空断熱材が加熱乾燥工程を経て製造される。このため、ガスバリアフィルムが収縮して蒸着割れが発生した場合には、真空断熱材の内部の真空状態が長期間にわたって維持されず、熱伝導率の上昇が抑制できない。
In the technique of
また、特許文献2の技術では、各ガスバリアフィルムの幅方向と長さ方向との収縮率の差が限定され、蒸着の際のゆがみの抑制が試みられている。しかし、真空断熱材が加熱乾燥工程を経た後にガスバリアフィルムが収縮した際の収縮率の差が大きければ蒸着割れが発生する。この場合にも、真空断熱材の内部の真空状態が長期間にわたって維持されず、熱伝導率の上昇が抑制できない。
Further, in the technique of
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、製造時の加熱による乾燥工程を経た後でも外包材のガスバリア性が低下せず、長期的に断熱性能が維持できる真空断熱材及び断熱箱を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above problems, and is a vacuum heat insulating material and a heat insulating box which can maintain the heat insulating performance for a long period of time without deteriorating the gas barrier property of the outer packaging material even after undergoing the drying process by heating at the time of manufacturing. The purpose is to provide.
本発明に係る真空断熱材は、真空空間を保持する芯材と、水分を吸着する吸着剤と、前記芯材と前記吸着剤とを被覆する外包材と、を備え、前記外包材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、前記外包材は、表面保護層と、少なくとも2種類のガスバリアフィルムを含むガスバリア層と、熱溶着層と、によって構成され、前記少なくとも2種類のガスバリアフィルムは、100℃で2時間以上加熱したときに、前記少なくとも2種類のガスバリアフィルムの収縮率の差が2%以内であるものである。 The vacuum heat insulating material according to the present invention includes a core material for holding a vacuum space, an adsorbent for adsorbing moisture, and an outer packaging material for coating the core material and the adsorbent, and the inside of the outer packaging material is provided. The vacuum heat insulating material sealed under reduced pressure, the outer packaging material is composed of a surface protective layer, a gas barrier layer containing at least two types of gas barrier films, and a heat-welding layer, and the at least two types of gas barrier films are When heated at 100 ° C. for 2 hours or more, the difference in shrinkage ratio between the at least two types of gas barrier films is within 2%.
本発明に係る断熱箱は、上記の真空断熱材を備えるものである。 The heat insulating box according to the present invention includes the above vacuum heat insulating material.
本発明に係る真空断熱材及び断熱箱によれば、少なくとも2種類のガスバリアフィルムは、100℃で2時間以上加熱したときに、少なくとも2種類のガスバリアフィルムの収縮率の差が2%以内である。これにより、製造時の加熱による乾燥工程を経た後に、少なくとも2種類のガスバリアフィルムでの収縮量の差が過度に大きく異ならず、蒸着割れなどが抑制される。したがって、製造時の加熱による乾燥工程を経た後でも外包材のガスバリア性が低下せず、長期的に断熱性能が維持できる。 According to the vacuum heat insulating material and the heat insulating box according to the present invention, the difference in shrinkage between the at least two types of gas barrier films is within 2% when heated at 100 ° C. for 2 hours or more. .. As a result, the difference in the amount of shrinkage between the at least two types of gas barrier films does not become excessively large after the drying step by heating at the time of production, and vapor deposition cracking and the like are suppressed. Therefore, the gas barrier property of the outer packaging material does not deteriorate even after the drying step by heating at the time of manufacturing, and the heat insulating performance can be maintained for a long period of time.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングを省略している。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, those having the same reference numerals are the same or equivalent thereof, and they are common in the entire text of the specification. Further, in the cross-sectional view, hatching is appropriately omitted in view of visibility. Furthermore, the forms of the components shown in the full text of the specification are merely examples and are not limited to these descriptions.
実施の形態1.
<真空断熱材の構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る真空断熱材1の概略構成を示す断面図である。なお、図1を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係又は形状などが実際のものとは異なる場合がある。各構成材の具体的な寸法等は、以下の説明を参酌した上で判断すべきものである。
<Composition of vacuum heat insulating material>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the vacuum
図1に示すように、真空断熱材1は、内部を真空にすることで低い熱伝導率を実現する断熱材である。真空断熱材1は、全体として概略長方形平板状の形状である。真空断熱材1は、芯材2と、吸着剤3と、外包材4と、を備える。
As shown in FIG. 1, the vacuum
芯材2は、真空空間を保持する。吸着剤3は、少なくとも水分を吸着する。外包材4は、芯材2と吸着剤3とを被覆する。
The
外包材4で密封される内部の真空空間は、開口部から減圧され、開口部をヒートシールなどにより融着されることにより、外包材4の内部が減圧密封される。 The internal vacuum space sealed by the outer packaging material 4 is decompressed from the opening, and the opening is fused by heat sealing or the like, so that the inside of the outer packaging material 4 is decompressed and sealed.
<芯材2の構成>
芯材2は、真空空間を保持する目的で使用される。芯材2としては、グラスウールなどの繊維集合体を用いることが一般的である。また、芯材2を構成する繊維集合体は、加熱加圧成形したものでも、内包材を用いて密封封止したものでも、結合剤により結着したものでもよい。<Structure of
The
<吸着剤3の構成>
吸着剤3は、真空断熱材1の内部の水蒸気を吸着し、真空度を保つことによって熱伝達率の上昇を抑制する。吸着剤3には、酸化カルシウムが使用される。酸化カルシウムは、CaOと略称されることもある。<Structure of Adsorbent 3>
The adsorbent 3 adsorbs the water vapor inside the vacuum
<外包材4の構成>
外包材4は、表面保護層41とガスバリア層42と熱溶着層43との多層構造をなす2枚のラミネートフィルムからなる。外包材4では、熱溶着層43同士が融着し、封止部43aにおいて接合されて芯材2と吸着剤3とを被覆する。このとき、外包材4は、1〜3Pa(パスカル)程度の真空度に減圧された状態で封止部43aが融着され、内部を減圧密封される。<Structure of outer packaging material 4>
The outer packaging material 4 is composed of two laminated films having a multilayer structure of a surface
なお、外包材4は、それぞれの熱溶着層43が異なる厚みでもよい。芯材2と吸着剤3とを被覆する外包材4は、2枚の外包材4を用いてもよく、1枚の外包材4を折りたたんで用いることもできる。芯材2と吸着剤3とを減圧密封することができれば、外包材4の枚数は、限定されない。
The outer packaging material 4 may have different thicknesses of the
<表面保護層41の構成>
表面保護層41の膜厚は、25μmなどである。表面保護層41の材料としては、融点が150℃以上で耐傷付性に優れた熱可塑性樹脂などであるとよい。たとえば、延伸ナイロンなどの延伸ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート又は延伸ポリプロピレンなどを用いることができる。延伸ナイロンは、ONYと略称されることもある。ポリエチレンテレフタレートは、PETと略称されることもある。延伸ポリプロピレンは、OPPと略称されることもある。<Structure of
The film thickness of the surface
<ガスバリア層42の構成>
ガスバリア層42は、材料に水蒸気及び空気の遮断性に優れた熱可塑性樹脂が選択される。ガスバリア層42は、たとえば、膜厚が12μmのガスバリアフィルムが2枚積層されて形成される。なお、ガスバリア層42は、少なくとも2種類のガスバリアフィルムを含むものであるとよい。つまり、ガスバリア層42は、2種類の2枚のガスバリアフィルムを積層して形成されるだけでなく、2種類又は3種類以上の3枚以上のガスバリアフィルムを積層して形成されてもよい。<Structure of
For the
ガスバリア層42の材料には、無機蒸着ポリエチレンテレフタレート、無機蒸着エチレンビニルアルコール、又はこれらの中から、それぞれ100℃で2時間加熱したときに収縮率の差が2%以内である2種のガスバリアフィルムの組合せなどを用いればよい。そして、ガスバリア層42は、2枚のガスバリアフィルムの無機蒸着を施した表面を対面させて張り合わせている。また、ガスバリア層42は、3枚以上のガスバリアフィルムで構成される場合には、間に挟まるガスバリアフィルムの表裏面に無機蒸着を施し、無機蒸着を施した表面を対面させて張り合わせてもよい。熱可塑性樹脂に蒸着される無機材料は、アルミに限定されず、アルミナ、シリカ、又はこれらの組合せでもよい。エチレンビニルアルコールは、EVOHと略称されることもある。
The material of the
なお、収縮率は、各ガスバリアフィルムを長さ250mm角に切り、100℃で2時間乾燥させた後の寸法変化から算出した。また、収縮率は、各ガスバリアフィルムにおいて大きさが変化しても、固定値となる。 The shrinkage ratio was calculated from the dimensional change after each gas barrier film was cut into 250 mm square lengths and dried at 100 ° C. for 2 hours. Further, the shrinkage rate is a fixed value even if the size of each gas barrier film changes.
<熱溶着層43の構成>
熱溶着層43の膜厚は30μmなどである。熱溶着層43の材料には、融点が150℃以下の熱可塑性樹脂などが選択される。しかし、熱溶着層43の材料は、特に指定されるものではない。熱溶着層43として、たとえば、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンなどが用いられる。熱溶着層43として、弾性率が高く、水蒸気の遮断性に優れた高密度ポリエチレン、又は、無延伸ポリプロピレンであれば更によい。低密度ポリエチレンは、LDPEと略称されることがある。直鎖状低密度ポリエチレンは、LLDPEと略称されることがある。高密度ポリエチレンは、HDPEと略称されることがある。無延伸ポリプロピレンは、CPPと略称されることがある。なお、以下の説明では、上記の略称を括弧内に記載する。<Structure of
The film thickness of the
上記積層フィルムは、真空引き前の真空断熱材1であって、少なくとも3辺が熱溶着された状態において、100℃で2時間以上の加熱乾燥を行ったとしても、ガスバリア層42を形成する各ガスバリアフィルムの収縮率の差が2%以内であることが望ましい。
The laminated film is the vacuum
<真空断熱材1の製造工程>
真空断熱材1の製造工程では、まず、表面保護層41と、ガスバリア層42と、熱溶着層43と、の多層構造から成る外包材4によって芯材2が被覆される。そして、芯材2及び外包材4の乾燥が行われる。外包材4で被覆した芯材2が100℃で2時間以上加熱処理されることにより、水分が芯材2及び外包材4から除去される。このとき、ガスバリア層42を形成する少なくとも2層以上のガスバリアフィルムにおいて加熱処理後の収縮率の差が2%以内である。これにより、無機蒸着面のクラック発生が抑制でき、ガスバリア性が低下せずに断熱性能が長期的に維持できる。<Manufacturing process of vacuum
In the manufacturing process of the vacuum
次に、吸着剤3が芯材2及び外包材4の間に配置される。その後、外包材4の内部が1〜3Pa程度の真空度に減圧され、その減圧状態で外包材4の開口部がヒートシールなどで融着され、外包材4の内部が減圧密封される。
Next, the adsorbent 3 is arranged between the
以上の工程を経て得られた真空断熱材1は、ガスバリア層42を構成する無機蒸着面を対向させて張り合わせた少なくとも2種類のガスバリアフィルムにおいて、加熱処理後の収縮率の差が2%以内である。これにより、無機蒸着層へのクラック発生が抑制でき、真空断熱材1の内部の真空度が維持され、熱伝導率の増加量が抑制された状態が長期間に渡り維持できる。
The vacuum
<実施例と比較例との比較>
実施の形態1の真空断熱材1を作製し、実施例について比較例との比較を行った。以下に、その比較結果について説明する。<Comparison between Examples and Comparative Examples>
The vacuum
実施例1.
実施例1では、真空断熱材1の外包材4のガスバリア層42を構成する2枚のガスバリアフィルムとして、アルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)と、シリカ蒸着延伸ナイロン(ONY)と、を用いた。そして、シリカ蒸着延伸ナイロン(ONY)とアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)との収縮率の差による、外包材4の水蒸気透過度の関係と、真空断熱材1としての熱伝導率の増加量の関係と、について調べた。Example 1.
In Example 1, aluminum-deposited ethylene vinyl alcohol (EVOH) and silica-deposited stretched nylon (ONY) were used as the two gas barrier films constituting the
外包材4の表面保護層41として、膜厚25μmの延伸ナイロン(ONY)を用いた。ガスバリア層42として、無機蒸着面を対向させて張り合わせた膜厚12μmのシリカ蒸着延伸ナイロン(ONY)と膜厚12μmのアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)とを用いた。熱溶着層43として、膜厚30μmの無延伸ポリプロピレン(CPP)を用いた。真空断熱材1の芯材2をグラスウールで構成した。
As the surface
上記仕様の表面保護層41と、ガスバリア層42と、熱溶着層43と、が積層されたラミネートフィルムを外包材4として用い、外包材4によって芯材2を被覆し、真空断熱材1を作製した。
A laminated film in which the surface
水蒸気透過度については、100℃で2時間以上乾燥させた外包材4である一片の積層フィルムの40℃90%RH条件での水蒸気透過度を調べた。なお、測定には、GTRテック社製のGTR−1000XAMDを用いた。 Regarding the water vapor permeability, the water vapor permeability of a piece of the laminated film of the outer packaging material 4 dried at 100 ° C. for 2 hours or more was examined under the condition of 40 ° C. and 90% RH. For the measurement, GTR-1000XAMD manufactured by GTR Tech Co., Ltd. was used.
また、熱伝導率の増加量については、真空断熱材1の製造直後の熱伝導率と、真空断熱材1を気温30℃かつ相対湿度60%の雰囲気下で30日間保管した後の熱伝導率と、を調べ、その差を増加量として算出した。
Regarding the amount of increase in thermal conductivity, the thermal conductivity immediately after the production of the vacuum
実施例1の試料には、ガスバリア層42に、膜厚12μmのアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)と、アルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)との収縮率の差が2%より小さい膜厚12μmのシリカ蒸着延伸ナイロン(ONY)を有する真空断熱材1を用いた。
In the sample of Example 1, the
比較例1に用いた試料は、真空断熱材1の外包材4のガスバリア層42に、アルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)との収縮率の差が2.2%及び2.3%の膜厚12μmのシリカ蒸着延伸ナイロン(ONY)を用いた。その他の構成及び条件などは、実施例1の試料と同様とした。
In the sample used in Comparative Example 1, the
図2は、実施の形態1に係る実施例1及び比較例1の試料における真空断熱材1の熱伝導率の増加量を比較した結果を示す表図である。図3は、実施の形態1に係る実施例1及び比較例1における外包材4の水蒸気透過度と収縮率の差との関係を示す図である。
FIG. 2 is a table showing the results of comparing the amount of increase in the thermal conductivity of the vacuum
図2、図3に示すように、100℃で2時間加熱乾燥を行った後の各ガスバリアフィルムの収縮率は、次のような結果になった。アルミ蒸着エチレンビニルアルコールフィルムは、2.6%の収縮率であった。実施例1の試料のシリカ蒸着延伸ナイロンフィルムは、1.2%及び0.8%の収縮率であった。比較例1の試料のシリカ蒸着延伸ナイロンフィルムは、0.4%及び0.2%の収縮率であった。 As shown in FIGS. 2 and 3, the shrinkage ratio of each gas barrier film after heat-drying at 100 ° C. for 2 hours gave the following results. The aluminum-deposited ethylene-vinyl alcohol film had a shrinkage rate of 2.6%. The silica-deposited stretched nylon film of the sample of Example 1 had shrinkage rates of 1.2% and 0.8%. The silica-deposited stretched nylon film of the sample of Comparative Example 1 had shrinkage rates of 0.4% and 0.2%.
また、実施例1の試料のシリカ蒸着延伸ナイロンフィルムとアルミ蒸着エチレンビニルアルコールフィルムとをガスバリア層42に有した積層フィルムの水蒸気透過度は、2.4mg/(m2・day)及び2.5mg/(m2・day)であった。比較例1の試料のシリカ蒸着延伸ナイロンフィルムとアルミ蒸着エチレンビニルアルコールフィルムとをガスバリア層42に有した積層フィルムの水蒸気透過度は、7.7mg/(m2・day)及び9.6mg/(m2・day)であった。Further, the water vapor permeability of the laminated film having the silica-deposited stretched nylon film and the aluminum-deposited ethylene vinyl alcohol film of the sample of Example 1 in the
以上の結果から、シリカ蒸着延伸ナイロンフィルムのアルミ蒸着エチレンビニルアルコールフィルムとの収縮率の差が2%を超えると、水蒸気透過度が急激に増加する傾向がみられた。すなわち、図3に示すように、収縮率の差を横軸にとり、水蒸気透過度を縦軸にとったグラフを用いる。図3上に、図2における実施例1での試料の2.4mg/(m2・day)の水蒸気透過度をaとプロットする。実施例1での試料の2.5mg/(m2・day)の水蒸気透過度をbとプロットする。比較例1での試料の7.7mg/(m2・day)の水蒸気透過度をcとプロットする。比較例1での試料の9.6mg/(m2・day)の水蒸気透過度をdとプロットする。これらa〜dの点を繋ぎ、収縮率の差との対比を行った。その結果、収縮率の差が2%の箇所を変曲点と推定すると、変曲点から収縮率の差が2%以内では離れたところで水蒸気透過度が緩やかに小さい状態で維持される。一方、収縮率の差が2%の箇所である変曲点付近から収縮率の差が2%を超えていくと、水蒸気透過度が急激に増大する。そのため、収縮率の差が2%の箇所を変曲点として、臨界的意義を有すると考察できる。From the above results, when the difference in shrinkage ratio between the silica-deposited stretched nylon film and the aluminum-deposited ethylene-vinyl alcohol film exceeds 2%, the water vapor permeability tends to increase sharply. That is, as shown in FIG. 3, a graph is used in which the difference in shrinkage ratio is taken on the horizontal axis and the water vapor permeability is taken on the vertical axis. On FIG. 3, the water vapor permeability of 2.4 mg / (m 2 · day) of the sample in Example 1 in FIG. 2 is plotted as a. The water vapor permeability of 2.5 mg / (m 2 · day) of the sample in Example 1 is plotted as b. The water vapor permeability of 7.7 mg / (m 2 · day) of the sample in Comparative Example 1 is plotted as c. The water vapor permeability of 9.6 mg / (m 2 · day) of the sample in Comparative Example 1 is plotted as d. These points a to d were connected and compared with the difference in shrinkage rate. As a result, assuming that the point where the difference in shrinkage rate is 2% is an inflection point, the water vapor permeability is maintained in a gently small state at a distance of 2% or less from the inflection point. On the other hand, when the difference in shrinkage exceeds 2% from the vicinity of the inflection point where the difference in shrinkage is 2%, the water vapor permeability increases sharply. Therefore, it can be considered that the point where the difference in shrinkage rate is 2% is an inflection point and has a critical significance.
図2に示すように、実施例1及び比較例1の真空断熱材1の作製直後の熱伝導率は、1.8mW/(m・K)であった。気温30℃、相対湿度60%の雰囲気下で30日間保管した後における、実施例1の真空断熱材1の熱伝導率の増加量は、0.6mW/(m・K)及び0.7mW/(m・K)であった。気温30℃かつ相対湿度60%の雰囲気下で30日間保管した後における、比較例1の真空断熱材1の熱伝導率は、1.1mW/(m・K)及び1.2mW/(m・K)であった。
As shown in FIG. 2, the thermal conductivity of the vacuum
以上の結果から、シリカ蒸着延伸ナイロンフィルムのアルミ蒸着エチレンビニルアルコールフィルムとの収縮率の差が2%を超えると、熱伝導率の増加量が急激に増加する傾向がみられた。 From the above results, when the difference in shrinkage ratio between the silica-deposited stretched nylon film and the aluminum-deposited ethylene-vinyl alcohol film exceeds 2%, the amount of increase in thermal conductivity tends to increase sharply.
以上のように、実施例1を例とした、100℃で2時間加熱乾燥を行った後のアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)との収縮率の差が2%以内のシリカ蒸着延伸ナイロン(ONY)を用いると、良好な結果が得られた。すなわち、加熱乾燥工程を経た後も高いガスバリア性が維持でき、長期間に渡り低い熱伝達率の増加量が維持できた。 As described above, silica-film-deposited stretched nylon (ONY) having a shrinkage difference of 2% or less from aluminum-deposited ethylene vinyl alcohol (EVOH) after being heat-dried at 100 ° C. for 2 hours using Example 1 as an example. ) Was used, and good results were obtained. That is, a high gas barrier property could be maintained even after the heat-drying step, and a low increase in heat transfer coefficient could be maintained for a long period of time.
実施例2.
実施例2では、真空断熱材1の外包材4のガスバリア層42を構成する2枚のガスバリアフィルムとなるアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)と、シリカ蒸着ポリエチレンテレフタレート(PET)と、を用いた。そして、実施例2について、実施例1の試料との外包材4の水蒸気透過度及び真空断熱材1としての熱伝導率の増加量の比較を行った。Example 2.
In Example 2, aluminum-deposited ethylene vinyl alcohol (EVOH) and silica-deposited polyethylene terephthalate (PET), which are two gas barrier films constituting the
外包材4の表面保護層41として、膜厚25μmの延伸ナイロン(ONY)を用いた。ガスバリア層42として、無機蒸着面を対面させて張り合わせた膜厚12μmのシリカ蒸着ポリエチレンテレフタレート(PET)と膜厚12μmのアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)とを用いた。熱溶着層43として、膜厚30μmの無延伸ポリプロピレン(CPP)を用いた。真空断熱材1の芯材2をグラスウールで構成した。
As the surface
上記仕様の表面保護層41と、ガスバリア層42と、熱溶着層43と、が積層されたラミネートフィルムを外包材4として用い、外包材4によって芯材2を被覆し、真空断熱材1を作製した。
A laminated film in which the surface
熱伝導率の増加量については、真空断熱材1の製造直後の熱伝導率と、真空断熱材1の気温30℃かつ相対湿度60%の雰囲気下で30日間保管した後の熱伝導率と、を調べ、その差を増加量として算出した。
Regarding the amount of increase in thermal conductivity, the thermal conductivity immediately after the production of the vacuum
実施例2の試料には、ガスバリア層42に、膜厚12μmのアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)と、アルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)との収縮率の差が2%より小さい膜厚12μmのシリカ蒸着ポリエチレンテレフタレート(PET)と、を有した真空断熱材1を用いた。
In the sample of Example 2, the
図4は、本発明の実施の形態1に係る実施例2の試料における真空断熱材1の熱伝導率の増加量を比較した結果を示す表図である。
FIG. 4 is a table showing the results of comparing the amount of increase in the thermal conductivity of the vacuum
図4に示すように、100℃で2時間加熱乾燥を行った後の各ガスバリアフィルムの収縮率は、次の結果となった。アルミ蒸着エチレンビニルアルコールフィルムは、2.6%の収縮率であった。実施例2の試料のシリカ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムは、1.4%の収縮率であった。実施例2の試料のシリカ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フィルムとをガスバリア層42に有した積層フィルムの水蒸気透過度は、2.2mg/(m2・day)であった。実施例2の真空断熱材1の作製直後の熱伝導率は、1.8mW/(m・K)であった。気温30℃、相対湿度60%の雰囲気下で30日間保管した後における、実施例2の真空断熱材1の熱伝導率の増加量は、0.5mW/(m・K)であった。As shown in FIG. 4, the shrinkage rate of each gas barrier film after being heat-dried at 100 ° C. for 2 hours was as follows. The aluminum-deposited ethylene-vinyl alcohol film had a shrinkage rate of 2.6%. The silica-deposited polyethylene terephthalate film of the sample of Example 2 had a shrinkage rate of 1.4%. Water vapor permeability of the laminated film having a
実施例2では、図2の実施例1と比較して、基材に延伸ナイロンよりも水蒸気透過度が低いポリエチレンテレフタレートフィルムを用いている。その結果、実施例2では、実施例1よりも高いガスバリア性が維持でき、長期間に渡り低い熱伝達率の増加量が維持できた。 In Example 2, a polyethylene terephthalate film having a lower water vapor permeability than that of stretched nylon is used as a base material as compared with Example 1 in FIG. As a result, in Example 2, a higher gas barrier property than in Example 1 could be maintained, and a low increase in heat transfer coefficient could be maintained over a long period of time.
実施例3.
実施例3では、真空断熱材1の外包材4のガスバリア層42を構成する2枚のガスバリアフィルムとなるアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)と、アルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレート(PET)と、を用いた。実施例3では、実施例2の試料との外包材4の水蒸気透過度及び真空断熱材1としての熱伝導率の増加量の比較を行った。Example 3.
In Example 3, aluminum-deposited ethylene vinyl alcohol (EVOH) and alumina-deposited polyethylene terephthalate (PET), which are two gas barrier films constituting the
外包材4の表面保護層41として、膜厚25μmの延伸ナイロン(ONY)を用いた。ガスバリア層42として、無機蒸着面を対向させて張り合わせた膜厚12μmのアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレート(PET)と、膜厚12μmのアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)と、を用いた。熱溶着層43として、膜厚30μmの無延伸ポリプロピレン(CPP)を用いた。真空断熱材1は、芯材2をグラスウールで構成した。
As the surface
上記仕様の表面保護層41と、ガスバリア層42と、熱溶着層43と、が積層されたラミネートフィルムを外包材4として用い、外包材4によって芯材2を被覆し、真空断熱材1を作製した。
A laminated film in which the surface
熱伝導率の増加量については、真空断熱材1の製造直後の熱伝導率と、真空断熱材1の気温30℃かつ相対湿度60%の雰囲気下で30日間保管した後の熱伝導率と、を調べ、その差を増加量として算出した。
Regarding the amount of increase in thermal conductivity, the thermal conductivity immediately after the production of the vacuum
実施例3の試料には、ガスバリア層42に、膜厚12μmのアルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)と、アルミ蒸着エチレンビニルアルコール(EVOH)との収縮率の差が2%より小さい膜厚12μmのアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレート(PET)と、を有した真空断熱材1を用いた。
In the sample of Example 3, the
図5は、本発明の実施の形態1に係る実施例3の試料における真空断熱材1の熱伝導率の増加量を比較した結果を示す表図である。
FIG. 5 is a table showing the results of comparing the amount of increase in the thermal conductivity of the vacuum
図5に示すように、100℃で2時間加熱乾燥を行った後の各ガスバリアフィルムの収縮率は、次の結果となった。アルミ蒸着エチレンビニルアルコールフィルムは、2.6%の収縮率であった。実施例3の試料のアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムは、1.2%の収縮率であった。実施例3の試料のアルミナ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フィルムとをガスバリア層42に有した積層フィルムの水蒸気透過度は、1.9mg/(m2・day)であった。実施例3の真空断熱材1の作製直後の熱伝導率は1.8mW/(m・K)であった。気温30℃かつ相対湿度60%の雰囲気下で30日間保管した後における実施例3の真空断熱材1の熱伝導率の増加量は、0.3mW/(m・K)であった。As shown in FIG. 5, the shrinkage ratio of each gas barrier film after being heat-dried at 100 ° C. for 2 hours was as follows. The aluminum-deposited ethylene-vinyl alcohol film had a shrinkage rate of 2.6%. The alumina-deposited polyethylene terephthalate film of the sample of Example 3 had a shrinkage rate of 1.2%. The water vapor permeability of the laminated film having the alumina-deposited polyethylene terephthalate film and the aluminum-deposited ethylene vinyl alcohol film of the sample of Example 3 in the
実施例3では、図4の実施例2と比較して、蒸着にシリカよりも水蒸気透過度が低いアルミナを用いた。その結果、実施例3では、実施例2よりも高いガスバリア性が維持でき、長期間に渡り低い熱伝達率の増加量が維持できた。 In Example 3, alumina having a lower water vapor permeability than silica was used for vapor deposition as compared with Example 2 in FIG. As a result, in Example 3, a higher gas barrier property than in Example 2 could be maintained, and a low increase in heat transfer coefficient could be maintained over a long period of time.
<実施の形態1の効果>
実施の形態1によれば、真空断熱材1は、真空空間を保持する芯材2を備える。真空断熱材1は、水分を吸着する吸着剤3を備える。真空断熱材1は、芯材2と吸着剤3とを被覆する外包材4を備える。真空断熱材1は、外包材4の内部を減圧密封している。外包材4は、表面保護層41と、少なくとも2種類のガスバリアフィルムを含むガスバリア層42と、熱溶着層43と、によって構成されている。少なくとも2種類のガスバリアフィルムは、100℃で2時間以上加熱したときに、当該少なくとも2種類のガスバリアフィルムの収縮率の差が2%以内である。<Effect of
According to the first embodiment, the vacuum
この構成によれば、製造時の加熱による乾燥工程を経た後に、少なくとも2種類のガスバリアフィルムでの収縮量の差が過度に大きく異ならない。すなわち、製造時の加熱による乾燥工程を経た後に、ガスバリア層42の無機蒸着に蒸着割れなどが発生し難く、ガスバリア性が低下しない。そのため、真空断熱材1の内部の真空度が維持され、熱伝達率の上昇が抑制できる。したがって、製造時の加熱による乾燥工程を経た後でも外包材4のガスバリア性が低下せず、長期的に断熱性能が維持できる。
According to this configuration, the difference in the amount of shrinkage between at least two types of gas barrier films does not differ excessively after undergoing the drying step by heating during production. That is, after the drying step by heating at the time of production, the inorganic vapor deposition of the
実施の形態1によれば、ガスバリア層42は、少なくとも2種類のガスバリアフィルムの無機蒸着を施した表面を対面させて張り合わせている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、製造時の加熱による乾燥工程を経た後に、ガスバリア層42の表面を対面させて張り合わせた無機蒸着に蒸着割れが発生し難く、ガスバリア性が低下しない。そのため、真空断熱材1の内部の真空度が維持され、熱伝達率の上昇が抑制できる。
According to this configuration, after the drying step by heating at the time of production, vapor deposition cracks are less likely to occur in the inorganic vapor deposition in which the surfaces of the
実施の形態1によれば、ガスバリア層42は、無機蒸着を施したエチレンビニルアルコール(EVOH)と、無機蒸着を施した延伸ナイロン(ONY)と、によって構成されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、製造時の加熱による乾燥工程を経た後に、2種類のガスバリアフィルムでの収縮率の差が小さくなる。これにより、ガスバリア層42の無機蒸着に蒸着割れが発生し難く、ガスバリア性が低下しない。そのため、真空断熱材1の内部の真空度が維持され、熱伝達率の上昇が抑制できる。
According to this configuration, the difference in shrinkage between the two types of gas barrier films becomes small after the drying step by heating at the time of production. As a result, vapor deposition cracks are less likely to occur in the inorganic vapor deposition of the
実施の形態1によれば、ガスバリア層42は、無機蒸着を施したエチレンビニルアルコール(EVOH)と、無機蒸着を施したポリエチレンテレフタレート(PET)と、によって構成されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、製造時の加熱による乾燥工程を経た後に、2種類のガスバリアフィルムでの収縮率の差が小さくなる。これにより、ガスバリア層42の無機蒸着に蒸着割れが発生し難く、ガスバリア性が低下しない。そのため、真空断熱材1の内部の真空度が維持され、熱伝達率の上昇が抑制できる。
According to this configuration, the difference in shrinkage between the two types of gas barrier films becomes small after the drying step by heating at the time of production. As a result, vapor deposition cracks are less likely to occur in the inorganic vapor deposition of the
実施の形態1によれば、無機蒸着される材料は、アルミ、アルミナ、シリカ又はこれらの組合せである。 According to the first embodiment, the material to be inorganically vapor-deposited is aluminum, alumina, silica, or a combination thereof.
この構成によれば、製造時の加熱による乾燥工程を経た後に、無機蒸着に蒸着割れが発生し難い。 According to this configuration, thin-film deposition cracks are unlikely to occur in the inorganic vapor deposition after the drying step by heating during manufacturing.
実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2に係る断熱箱100の概略構成を示す断面図である。断熱箱100は、長期間にわたる断熱性能が求められる、たとえば、冷蔵庫又は冷凍装置などである。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
図6に示すように、断熱箱100は、内箱110と外箱120とを有する。内箱110と外箱120との間の空間には、実施の形態1にて説明した真空断熱材1が配置されている。真空断熱材1は、内箱110と外箱120との間で断熱を行う。真空断熱材1が配置される位置は、たとえば内箱110の外壁面に密着した位置などである。真空断熱材1は、内箱110と外箱120との間で断熱できる位置に配置されるとよい。
As shown in FIG. 6, the
以上の構成のように、断熱箱100には、熱伝導率の低い真空断熱材1が設けられている。これにより、内箱110と外箱120との間の熱伝導率が低い状態が維持される。このため、断熱箱100の断熱性能が長期間にわたり高く維持できる。断熱箱100を備えた冷蔵庫又は冷凍装置などでは、消費電力の削減につながる。
As described above, the
真空断熱材1は、発泡ウレタン断熱材130などと比較して高い断熱性能を有する。このため、断熱箱100では、発泡ウレタン断熱材130のみを用いた断熱箱よりも高い断熱性能が得られる。また、内箱110と外箱120との間の空間のうち、真空断熱材1の配置箇所以外の部分には、発泡ウレタン断熱材130が充填されていてもよい。
The vacuum
上記の説明では、断熱箱100の真空断熱材1が内箱110の外壁面に密着している。しかし、真空断熱材1は、外箱120の内壁面に密着していてもよい。真空断熱材1は、スペーサなどを用いることにより、内箱110と外箱120との間の空間に、内箱110及び外箱120のいずれにも密着しないように配置されてもよい。
In the above description, the vacuum
なお、上記の説明において、一般的な冷蔵庫などに用いられる断熱箱と同等である部分については、図示及び説明を省略している。 In the above description, the illustration and description of the portion equivalent to the heat insulating box used in a general refrigerator or the like are omitted.
<実施の形態2の効果>
実施の形態2によれば、断熱箱100は、上記の真空断熱材1を備える。<Effect of
According to the second embodiment, the
この構成によれば、上記の真空断熱材1を備える断熱箱100では、真空断熱材1において、製造時の加熱による乾燥工程を経た後でも外包材4のガスバリア性が低下せず、長期的に断熱性能が維持できる。
According to this configuration, in the
<その他>
なお、本発明に係る真空断熱材1は、上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能であり、上述の実施の形態又は実施例は、互いに組み合わせて実施してもよい。<Others>
The vacuum
たとえば、上記では、製造工程において芯材2及び外包材4の乾燥は100℃で2時間の加熱処理により行われていることを例示している。しかし、加熱処理の温度及び時間は、芯材2及び外包材4の水分が除去できる温度及び時間であればこれに限定されない。
For example, in the above, it is illustrated that the
また、芯材2及び外包材4の乾燥は、芯材2を外包材4で被覆した状態で行っている。しかし、芯材2と外包材4の乾燥を別々に行った後に、芯材2を外包材4で被覆してもよい。
Further, the
また、上述の実施の形態1に係る真空断熱材1の製造工程において、芯材2及び外包材4を乾燥した後に吸着剤3を芯材2と外包材4との間に配置している。しかし、芯材2及び外包材4を乾燥する前に吸着剤3を配置してもよい。
Further, in the manufacturing process of the vacuum
また、上述の実施の形態2では、冷熱源を備える冷蔵庫の断熱箱100に真空断熱材1が用いられた構成を例に挙げた。しかし、本発明はこれに限られない。真空断熱材1は、温熱源を備える保温庫の断熱箱又は冷熱源及び温熱源を備えない断熱箱、すなわち、クーラーボックスなどに用いることもできる。また、真空断熱材1は、断熱箱100だけでなく、空気調和装置、車両用空調機、給湯機などの冷熱機器又は温熱機器の断熱部材として用いてもよい。加えて、真空断熱材1の形状は、所定の形状ではなく、変形自在な外袋及び内袋を備えた断熱袋又は断熱容器などに用いてもよい。
Further, in the second embodiment described above, the configuration in which the vacuum
1 真空断熱材、2 芯材、3 吸着剤、4 外包材、41 表面保護層、42 ガスバリア層、43 熱溶着層、43a 封止部、100 断熱箱、110 内箱、120 外箱、130 発泡ウレタン断熱材。 1 Vacuum heat insulating material, 2 core material, 3 adsorbent, 4 outer packaging material, 41 surface protective layer, 42 gas barrier layer, 43 heat welding layer, 43a sealing part, 100 heat insulating box, 110 inner box, 120 outer box, 130 foam Urethane heat insulating material.
Claims (6)
水分を吸着する吸着剤と、
前記芯材と前記吸着剤とを被覆する外包材と、
を備え、
前記外包材の内部を減圧密封した真空断熱材であって、
前記外包材は、表面保護層と、少なくとも2種類のガスバリアフィルムを含むガスバリア層と、熱溶着層と、によって構成され、
前記少なくとも2種類のガスバリアフィルムは、100℃で2時間以上加熱したときに、前記少なくとも2種類のガスバリアフィルムの収縮率の差が2%以内である真空断熱材。The core material that holds the vacuum space and
An adsorbent that adsorbs water and
An outer packaging material that coats the core material and the adsorbent,
With
A vacuum heat insulating material in which the inside of the outer packaging material is sealed under reduced pressure.
The outer packaging material is composed of a surface protective layer, a gas barrier layer containing at least two types of gas barrier films, and a heat welding layer.
The at least two types of gas barrier films are vacuum heat insulating materials in which the difference in shrinkage ratio between the at least two types of gas barrier films is within 2% when heated at 100 ° C. for 2 hours or more.
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