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特開2015-4368真空断熱材用外包材の製造方法、真空断熱材の製造方法、真空断熱材用外包材及び真空断熱材
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-4368(P2015-4368A)
(43)【公開日】2015年1月8日
(54)【発明の名称】真空断熱材用外包材の製造方法、真空断熱材の製造方法、真空断熱材用外包材及び真空断熱材
(51)【国際特許分類】
   F16L 59/06 20060101AFI20141205BHJP
   B32B 27/00 20060101ALI20141205BHJP
【FI】
   F16L59/06
   B32B27/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2013-128035(P2013-128035)
(22)【出願日】2013年6月19日
(71)【出願人】
【識別番号】000206473
【氏名又は名称】大倉工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】村井 俊之
(72)【発明者】
【氏名】折原 正直
(72)【発明者】
【氏名】太田 啓介
(72)【発明者】
【氏名】香西 幸生
【テーマコード(参考)】
3H036
4F100
【Fターム(参考)】
3H036AA08
3H036AA09
3H036AB18
3H036AB33
3H036AC03
3H036AC06
4F100AK01A
4F100AK01B
4F100AK01C
4F100AK03C
4F100AK04C
4F100AK05C
4F100AK06C
4F100AK07B
4F100AK07C
4F100AK08B
4F100AK41B
4F100AK42B
4F100AK46B
4F100AK63C
4F100AK64C
4F100AK68C
4F100AK69C
4F100AK70C
4F100AL07C
4F100BA03
4F100BA07
4F100BA10B
4F100BA10C
4F100EC03C
4F100EC18B
4F100EJ24
4F100EJ42
4F100GB07
4F100GB15
4F100GB48
4F100JD02A
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、例え住宅壁内で使用しても人体への悪影響がない真空断熱材を提供することであり、真空断熱材の断熱性能を低下させることなく、VOCの放出量を低減させることを課題とする。
【解決手段】フィルム状のガスバリア材の一方の面に第一貼合用フィルムを貼り合せる第一貼合工程と、該第一貼合工程の後に前記ガスバリア材の他方の面に第二貼合用フィルムを貼り合せる第二貼合工程とを有する真空断熱材用外包材の製造方法を用い、該第二貼合工程をヒートラミネート法にて行う。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィルム状のガスバリア材の一方の面に第一貼合用フィルムを貼り合せる第一貼合工程と、該第一貼合工程の後に前記ガスバリア材の他方の面に第二貼合用フィルムを貼り合せる第二貼合工程とを有する真空断熱材用外包材の製造方法において、
前記第二貼合工程がヒートラミネート法によることを特徴とする真空断熱材用外包材の製造方法。
【請求項2】
前記第一貼合工程がドライラミネート法によることを特徴とする請求項1記載の真空断熱材用外包材の製造方法。
【請求項3】
ガスバリア材の第二貼合用フィルムと貼合される層をSb、該Sbを形成する材の融点をTmb、第二貼合用フィルムのガスバリア材と貼合される層をSsec、該Ssecを形成する樹脂の融点をTmsec、TmbおよびTmsecのうちの低い方の温度をTmとするとき、
前記第二貼合工程は、Sb及びSsecの少なくとも一方が(Tm−10)℃以上に加熱される予熱工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の真空断熱材用外包材の製造方法。
【請求項4】
前記真空断材用外包材が、保護フィルム、ガスバリア材、熱融着フィルムが順次積層された外包材であって、前記第一貼合用フィルムが保護フィルムであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の真空断熱材用外包材の製造方法。
【請求項5】
前記真空断材用外包材が、保護フィルム、ガスバリア材、熱融着フィルムが順次積層された外包材であって、前記第二貼合用フィルムが熱融着フィルムであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の真空断熱材用外包材の製造方法。
【請求項6】
前記真空断熱材が住宅壁内において使用される断熱材であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の真空断熱材用外包材の製造方法。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれかに記載の真空断熱材用外包材の製造方法を用いた真空断熱材用外包材の製造工程と、断熱芯材を前記真空断熱材用外包材で減圧密封する密封工程とを備える真空断熱材の製造方法。
【請求項8】
フィルム状のガスバリア材の両面に貼合用フィルムが貼り合された真空断熱材用外包材であって、前記ガスバリア材と少なくとも一方の貼合用フィルムとの間にはドライラミネート用接着剤が介在しないことを特徴とする真空断熱材用外包材。
【請求項9】
フィルム状のガスバリア材の両面に貼合用フィルムが貼り合された真空断熱材用外包材であって、前記ガスバリア材と少なくとも一方の貼合用フィルムとの間にはドライラミネート用接着剤が介在せず、前記ガスバリア材と他方の貼合用フィルムとの間にはドライラミネート用接着剤が介在することを特徴とする真空断熱材用外包材。
【請求項10】
80℃雰囲気下に30分間放置した際に発生するVOCの総重量が0.1mg/m以下であることを特徴とする請求項9に記載の真空断熱材用外包材。
【請求項11】
断熱芯材が真空断熱材用外包材で密封され、該外包材で密封された内部が減圧状態にある真空断熱材であって、該外包材が請求項8乃至10のいずれかに記載の真空断熱材用外包材であることを特徴とする真空断熱材。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷蔵庫、炊飯ジャー、ポット、クーラーボックス、輸送用コンテナ、水素等の燃料タンク、システムバス、エコキュート温水タンク、保温庫、住宅壁、車や飛行機、船舶、列車、OA機器などの発熱部周り等に使用される断熱壁に用いられる真空断熱材において、断熱芯材を外包する真空断熱材用外包材の製造方法に関する。特に、酢酸エチル等の揮発性有機化合物(以下、VOCと称す)の発生がきわめて少ない真空断熱材用外包材の製造方法に関する。
また、真空断熱材として使用した際には、端縁部から断熱材内部に水分が浸入し難く、断熱性能が低下し難い、さらにはラミネート強度の低下もほとんどない真空断熱材用外包材の製造方法に関する。換言すれば、環境面と断熱性能の双方に優れた真空断熱材の製造方法に関する。
また該製造方法を用いた真空断熱材の製造方法、真空断熱材用外包材および真空断熱材に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境問題である地球温暖化の対策として民生機器や産業機器だけでなく、住宅の省エネルギーを推進する動きが活発となっており、優れた断熱効果を有する真空断熱材の幅広い展開が求められている。
真空断熱材とは、グラスウールやシリカ粉末などの微細空隙を有する断熱芯材を、ガスバリア性の真空断熱材用外包材で覆い、該外包材の内部を真空、或いはそれに近い状態まで減圧しながら密封したものである。
【0003】
真空断熱材用外包材の一般的な構成は、断熱材内部の減圧状態を維持するガスバリア材と、その一方の面に貼合された成形性、機械的強度を担保する保護フィルム、他方の面に貼合された熱融着性(密封性)を担保する熱融着フィルムからなる。そしてガスバリア材と保護フィルムとの貼合、ガスバリア材と熱融着フィルムとの貼合には、主として接着剤を使用するドライラミネート法が用いられていた。
【0004】
特許文献1は真空断熱材用外包材(特許文献1においては、真空断熱材用ガスバリア性積層フィルム)に関する発明であり、折り曲げによるクラック等の発生を防止し、高いガスバリア性を維持し得る真空断熱材用外包材の提供を目的とし、真空断熱材用外包材のガスバリア材(ガスバリア層)として、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの両面に珪素含有蒸着膜並びに特定組成物からなるガスバリア性塗布膜が形成された5層フィルムを用いることを特徴とする。また該真空断熱材用外包材は、前述した5層のガスバリア材と熱融着フィルム(熱融着性樹脂層)とからなり、必要に応じ保護フィルム(プラスチック基材フィルム)を貼合してなる。
特許文献1において、ガスバリア材と保護フィルムとを貼合する方法、ガスバリア材と熱融着フィルムとを貼合する方法は特に限定されないが、ガスバリア材と保護フィルムとを貼合する方法としては、ラミネート用接着剤を用いたドライラミネート法が例示されている。またガスバリア材と熱融着フィルムとを貼合する方法としては、ドライラミネート法と、熱融着フィルムを形成する熱可塑性樹脂をTダイより溶融押出して貼り合せる押出ラミネート法が例示されている。
【0005】
特許文献2は、折り曲げや変形した後でも優れたガスバリア性を保持できる真空断熱材用外包材(特許文献2においては、真空断熱材用フィルム)に関する発明で、保護フィルム(保護層)、ガスバリア材(ガスバリア層)、熱融着フィルム(シーラント層)とからなり、ガスバリア材と熱融着フィルムとが接着性クッション層を介して貼合されることを特徴とする。
特許文献2では、ガスバリア材と熱融着フィルムとは溶融押出された接着性クッション層を介して貼合されており、いわゆるサンドラミネート法が採用されている。またガスバリア材と保護フィルムとを貼合する方法は特に限定されず、ドライラミネート法(ドライ・ラミネーション法)、ヒートラミネート法(熱ラミネーション法)が例示されているが、実施例においてはドライラミネート法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2010−284854号公報
【特許文献2】特開2011−230300号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1、特許文献2に記載されているように、従来の真空断熱材用外包材の製造方法においては、ガスバリア材と、熱融着フィルムや保護フィルムとを貼合する際には接着剤を使用するドライラミネート法が採用されることが多かった。そのため真空断熱材を使用している際に、ドライラミネート用の接着剤からVOCが徐放される恐れがあった。VOCは人の健康を害する恐れがあるが、真空断熱材のVOCの低減についてはあまり検討されていない。しかしながら本発明者らは、真空断熱材が住宅壁内等、人の住環境において使用される機会が増えていることに鑑み、VOC低減の必要性を見出した。
【0008】
本発明の目的は、例え住宅壁内等で使用しても人体への悪影響が極めて小さい真空断熱材を提供することであり、真空断熱材の断熱性能を低下させることなく、VOCの放出量を低減させることを課題とする。併せて、VOCや水分が真空断熱材内部へ浸入することを大幅に低減し、長期間にわたって断熱性能を維持できる真空断熱材用外包材の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、真空断熱材用外包材の製造方法において、ガスバリア材と、熱融着フィルムや保護フィルムとを貼合する際の貼合方法を特定することにより、上記課題が解決できることを見出しなされたものである。詳しくは、複数ある貼合工程のうち最終の貼合工程においてヒートラミネート法(フィルムを十分に加熱した後に加圧貼合するラミネート法)を採用することにより、真空断熱材用外包材を構成する各フィルム(ガスバリア材や保護フィルム、熱融着フィルム)に含まれるVOC、各製造工程にて蓄積されるVOC(ドライラミネート用接着剤や印刷インキ等に含まれるVOC)等を揮散させ、VOC蓄積量のきわめて少ない真空断熱材用外包材を製造し、上記課題を解決するものである。VOC蓄積量が少ない真空断熱材用外包材を用いて真空断熱材を成形すると、断熱材外部に放出されるVOC量が低減することはもちろん、断熱材内部に放出されるVOC量も少なくなり、断熱材内部の真空度低下に起因する断熱性能の経時低下も抑制される。
更に、第二貼合工程においてガスバリア材と熱融着フィルムとの貼合を行い、真空断熱材用外包材のガスバリア材よりも内側(断熱芯材側)において接着剤を使用しないことにより、水分が真空断熱材内部へ浸入することを大幅に低減し、長期間にわたって真空断熱材のラミネート強度を維持し、断熱性能の低下を防止するものである。
【0010】
すなわち本発明によると上記課題を解決するための手段として、フィルム状のガスバリア材の一方の面に第一貼合用フィルムを貼り合せる第一貼合工程と、該第一貼合工程の後に前記ガスバリア材の他方の面に第二貼合用フィルムを貼り合せる第二貼合工程とを有する真空断熱材用外包材の製造方法において、前記第二貼合工程がヒートラミネート法によることを特徴とする真空断熱材用外包材の製造方法が提供される。
また前記製造方法において、前記第一貼合工程がドライラミネート法によることを特徴とする真空断熱材用外包材の製造方法が提供される。
更に前記製造方法において、ガスバリア材の第二貼合用フィルムと貼合される層をSb、該Sbを形成する材の融点をTmb、第二貼合用フィルムのガスバリア材と貼合される層をSsec、該Ssecを形成する樹脂の融点をTmsec、TmbおよびTmsecのうちの低い方の温度をTmとするとき、前記第二貼合工程は、Sb及びSsecの少なくとも一方が(Tm−10)℃以上に加熱される予熱工程を含むことを特徴とする真空断熱材用外包材の製造方法が提供される。
更に前記真空断熱材用外包材が、保護フィルム、ガスバリア材、熱融着フィルムが順次積層された外包材であって、前記製造方法において、前記第一貼合用フィルムが保護フィルムであることを特徴とする真空断熱材用外包材の製造方法が提供される。
更に前記真空断熱材用外包材が、保護フィルム、ガスバリア材、熱融着フィルムが順次積層された外包材であって、前記製造方法において、前記第二貼合用フィルムが熱融着フィルムであることを特徴とする真空断熱材用外包材の製造方法が提供される。
更に前記製造方法において、前記真空断熱材が住宅壁内において使用される断熱材であることを特徴とする真空断熱材用外包材の製造方法が提供される。
更にまた前記真空断熱材用外包材の製造方法を用いた真空断熱材用外包材の製造工程と、断熱芯材を前記真空断熱材用外包材で減圧密封する密封工程とを備える真空断熱材の製造方法が提供される。
【0011】
また本発明によると、フィルム状のガスバリア材の両面に貼合用フィルムが貼り合された真空断熱材用外包材であって、前記ガスバリア材と少なくとも一方の貼合用フィルムとの間にはドライラミネート用接着剤が介在しないことを特徴とする真空断熱材用外包材が提供される。
更に本発明によると、フィルム状のガスバリア材の両面に貼合用フィルムが貼り合された真空断熱材用外包材であって、前記ガスバリア材と少なくとも一方の貼合用フィルムとの間にはドライラミネート用接着剤が介在せず、前記ガスバリア材と他方の貼合用フィルムとの間にはドライラミネート用接着剤が介在することを特徴とする真空断熱材用外包材が提供される。
更に前記真空断熱材用外包材において、80℃雰囲気下に30分間放置した際に発生するVOCの量が0.1mg/m以下であることを特徴とする真空断熱材用外包材が提供される。
更にまた断熱芯材が真空断熱材用外包材で密封され、該真空断熱材用外包材で密封された内部が減圧状態にある真空断熱材であって、該真空断熱材用外包材が前記真空断熱材用外包材であることを特徴とする真空断熱材が提供される。
【発明の効果】
【0012】
本発明の真空断熱材用外包材の製造方法を用いると、最終の貼合工程(第二貼合工程)がフィルムを高温まで加熱した後に加圧して貼合するヒートラミネート法にて行われているので、真空断熱材用外包材を構成する各フィルムに含まれるVOCや、それまでの製造工程にて真空断熱材用外包材内に蓄積されたVOCが、フィルム加熱時に揮散される。その結果、VOC蓄積量のきわめて少ない真空断熱材用外包材を得ることができる。よって、該外包材を用いた真空断熱材は従来のものと比較して、真空断熱材外部に放出するVOCの発生量が低減している。併せて断熱材内部に放出するVOCの量も低減しているため、真空度の低下が抑制され、断熱性能の経時低下も抑制される。よって本発明の真空断熱材は環境面と断熱性能の双方に優れる。
更に、ヒートラミネート法による貼合に先立ち行われる貼合(第一貼合工程)が、ドライラミネート法による場合、ドライラミネート用接着剤にはVOC(特に酢酸エチル)が含まれているため、VOC削減効果はより顕著になる。尚、第一貼合工程をドライラミネート法により行うと、該貼合を高速で安価に行うことができる。
更にまた、真空断熱材用外包材が、保護フィルム、ガスバリア材、熱融着フィルムが順次積層された外包材であり、第二貼合用フィルムが熱融着フィルムであると、ガスバリア材と熱融着フィルムとの貼合をヒートラミネート法により行うこととなる。該製造方法により得られる真空断熱材用外包材を用いて真空断熱材を製造すると、得られる真空断熱材はガスバリア材よりも内側(断熱芯材側)において接着剤が使用されていない。そのため真空断熱材内に水分が浸入することがほとんどなく、ガスバリア材と熱融着フィルムとの接着強度が長期(数十年)にわたって維持される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の真空断熱材用外包材の製造方法の一実施形態を示す概略図である。
図2】本発明の真空断熱材用外包材の一実施形態を示す模式的断面図である。
図3】本発明の真空断熱材の一実施形態を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明について詳細に説明する。
[真空断熱材用外包材の製造方法]
図1は本発明の真空断熱材用外包材(以下、外包材と略称する)の製造方法の一実施形態を示す概略図である。本発明の製造方法は、フィルム状のガスバリア材3の一方の面に第一貼合用フィルム4を貼合する第一貼合工程1と、ガスバリア材3の他方の面に第二貼合用フィルム5を貼合する第二貼合工程2とを有する。
【0015】
<第一貼合工程>
第一貼合工程における貼合方法は特に限定されるものではなく、(1)第一貼合用フィルムもしくはガスバリア材の少なくとも一方に接着剤を塗布し、必要に応じて該接着剤を乾燥させた後、他方を重ね合せて貼合するドライラミネート法、(2)第一貼合用フィルムとガスバリア材の間に溶融状態の樹脂を流し込んで貼合するサンドラミネート法、(3)ガスバリア材の上に、第一貼合用フィルムを直接押出成形するエクストルージョンラミネート法、(4)第一貼合用フィルムおよびガスバリア材のうち、融点が低い方のフィルム(材)が溶融状態になるように、少なくとも一方のフィルム(材)を加熱した後に加圧して貼合するヒートラミネート法等、公知のラミネート方法を特に限定なく用いることができる。しかしながら(a)ガスバリア材や第一貼合用フィルムの材質を選ばない、(b)生産速度が速い(80〜150m/min)、(c)押出機等の高価な設備を要しないという点から、ドライラミネート法が望ましい。
【0016】
図1は、第一貼合工程1がドライラミネート法である一実施形態を示したものである。まず第一貼合用フィルム4の一方の面に接着剤1aを塗工する。該塗工方法は、公知の塗工方法を特に限定なく用いることができる。図1に示す実施形態では、塗工方法としてグラビア印刷法を採用する。接着剤1aにつかりながら回転する版胴1cと圧胴1bとの間にフィルム4を通すことにより、フィルム4へ接着剤1aを塗工する。次いでフィルム4を乾燥炉1dへ搬送する。乾燥炉1d内では、接着剤1aが80℃前後の熱風により乾燥させられる。このとき急激に乾燥が進むと接着剤表面に被膜が形成され、残留溶剤(残留VOC)の量が多くなりやすい。そこで熱風の温度や量を調整し、被膜が形成されないようにする。尚、該乾燥炉1dは接着剤1aに含まれる溶剤を揮発させる目的で設けられたものであり、接着剤1aの種類によっては不要である。
【0017】
最後に、第一貼合用フィルム4とガスバリア材3とを重ねてニップロール1e、1f間に通し、第一貼合工程1は完了する。尚、本実施形態では第一貼合用フィルム4に接着剤を塗工し、ガスバリア材3と貼合したが、ガスバリア材3に接着剤を塗工し、第一貼合用フィルム4と貼り合せてもよい。ハンドリング性に優れるフィルム(材)、乾燥に強いフィルム(材)に接着剤を塗工することが望ましい。
【0018】
<第二貼合工程>
次いで、第二貼合工程にてガスバリア材3/第一貼合用フィルム4の積層フィルム6と第二貼合用フィルム5とを貼り合せる。本発明は、該第二貼合工程2がヒートラミネート法によることを最大の特徴とする。
ヒートラミネート法は、貼り合される2つのフィルム(材)の貼合される各層のうち少なくとも一方が溶融状態なる温度まで、各層のうちの少なくとも一方を加熱した後に、ニップロール等で加圧して貼合する方法で、接着剤は使用しない。該加熱時に各フィルムやバリア材、接着剤等に含まれるVOCが揮散する。特に、第一貼合工程がドライラミネート法による場合、積層フィルム中にはドライラミネート用接着剤に起因するVOC(特に酢酸エチル)が含まれているため、ヒートラミネート法によるVOC削減量は多くなる。
また貼り合される2つのフィルム(材)の貼合される各層のうち少なくとも一方が溶融状態になる温度まで、各層のうちの少なくとも一方を加熱する為には、加熱ロールを用いたニップだけでは不十分なことが多く、ヒートラミネート法の多くは予熱工程を有している。本発明においても、第二貼合工程は予熱工程を備えていることが望ましい。予熱工程によりVOCは、より確実に低減される。
【0019】
図1に示す第二貼合工程2は、プレヒートロール2a、2bによる予熱工程とニップロール2c、2dによるニップ工程とからなる。
予熱工程においては、積層フィルム6の第二貼合用フィルムと貼合される層(以下、貼合層と称す)Sbをプレヒートロール2aによって、第二貼合用フィルム5の積層フィルム6との貼合層Ssecをプレヒートロール2bによって加熱する。プレヒートロール2a、2bの温度は特に限定されないが、貼合層Sbを形成する材(金属や樹脂など)の融点をTmb、貼合層Ssecを形成する樹脂の融点をTmsecとし、Tmb、Tmsecのうち低い方の温度をTmとしたときに、貼合層Sb及びSsecのうちの少なくとも一方は(Tm−10)℃以上に加熱されることが望ましい。
図1においてはプレヒートロール2a、2bにより貼合層Sb、Ssecの双方を加熱したが、一方のみを加熱してもよい。またプレヒートロールに代えて、ヒータを用いて加熱してもよい。尚、第一貼合工程がドイラミネート法による場合は、VOC削減の観点から、少なくとも積層フィルム6側は加熱することが望ましい。
【0020】
次にニップ工程にて、積層フィルム6と第二貼合用フィルム5はニップロール2c、2dにて加圧され貼合される。該ニップロール2c、2dの少なくとも一方は加熱ロールであることが望ましい。少なくとも一方が加熱ロールであると、積層フィルム6と第二貼合用フィルム5の接着強度(ラミネート強度)が高まる。尚、真空断熱材用外包材が、保護フィルム、ガスバリア材、熱融着フィルムが順次積層された外包材であり、バリア材3がアルミニウム箔で、第二貼合用フィルム5が熱融着フィルムである場合は、バリア材3側のニップロール2cが加熱ロールであることが望ましい。これは第二貼合用フィルム5側のニップロール2dが加熱ロールであると、第二貼合用フィルム(熱融着フィルム)がニップロール2dに貼着する恐れがあるためである。
【0021】
尚、図1に示す製造方法では、第一貼合工程と第二貼合工程とを連続して行っているが、第一貼合工程にて、積層フィルム6を製造した後、一旦ロール状に巻き取り、別の製造ラインにて第二貼合工程を行ってもよい。
また、第一貼合用フィルム、第二貼合用フィルムについては、特に限定されないが、真空断熱材用外包材が、保護フィルム、ガスバリア材、熱融着フィルムが順次積層された外包材である場合、初めに貼合される第一貼合用フィルムは保護フィルムであることが好ましく、最後に貼合される第二貼合用フィルムは熱融着フィルムであることが望ましい。これは、真空断熱材として使用する際に、バリア材よりも内側になる層に接着剤層を設けないためである。バリア材よりも内側に接着剤層がないと、真空断熱材内部にVOCが放出される恐れがなく、真空断熱材内部の真空度の低下が抑制される。また接着剤層は水分を通しやすいため、ガスバリア材よりも内側において接着剤層を設けると、外包材の接着剤層の端面から断熱材内部に水分が浸透する恐れがある。水分が浸透すると真空断熱材の断熱性能が低下するだけでなく、接着剤の加水分解によりガスバリア材と第二貼合用フィルムとのラミネート強度(接着強度)が低下し、層間剥離を引き起こす恐れがある。ガスバリア材よりも内側において層間剥離が起こると真空断熱材の断熱性能は著しく低下する。
【0022】
[真空断熱材用外包材]
次に本発明の真空断熱材用外包材について、図2に基づき説明する。
本発明の外包材12は、ガスバリア材8の両面に貼合用フィルムが貼り合されており、ガスバリア材8と一方の貼合用フィルム(第二貼合用フィルム)10との間に、ドライラミネート用接着剤が介在しないことを特徴とする。またガスバリア材8と一方の貼合用フィルム(第一貼合用フィルム)9との間には、ドライラミネート用接着剤が介在することが、生産性の面から望ましい。
【0023】
<ガスバリア材>
本発明の外包材におけるガスバリア材8は、例えば、アルミニウム箔、ステンレス箔等の金属箔、アルミニウム蒸着プラスチックフィルム、酸化ケイ素等の無機物や酸化アルミニウム等の金属酸化物を蒸着したプラスチックフィルム、ポリビニルアルコールや塩化ビニリデン等のガスバリア性組成物をコーティングしたプラスチックフィルム、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、MXDナイロンなどからなるガスバリア性フィルム等を用いることができる。
【0024】
<第一貼合用フィルム>
第一貼合用フィルム9は特に限定されないが、前述したように第二貼合用フィルムは熱融着フィルムであることが望ましく、その場合第一貼合用フィルムは保護フィルムとなる。保護フィルムは、外包材に機械的強度、成形性を付与するもので、ナイロン等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン等の、一種或いは複数種を選択し、インフレーション押出成形法、Tダイ押出成形法等の公知の製膜方法を用いてフィルム状にしたもの、或いはこれをさらに延伸加工したものを用いることができる。
更に第一貼合用フィルムは単層のフィルムに限定されず、上述した樹脂の複数を共押出法にて製膜した多層フィルム、或いは上述した複数の樹脂を別々にフィルム状にしたのちに貼合した多層フィルム等の多層フィルムであってもよい。
【0025】
<第二貼合用フィルム>
第二貼合用フィルム10もまた特に限定されないが、前述したように熱融着フィルムであることが望ましい。熱融着フィルムは、断熱芯材を外包する際にシール部を形成するもので、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エチル共重合体、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンをアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン樹脂等を、公知の製膜法を用いてフィルム状にしたものを用いることができる。
また第二貼合用フィルム10は、多層フィルムであってもよい。特にバリア材がアルミニウム箔等の金属箔の場合、第二貼合用フィルムは多層フィルムであることが望ましく、バリア材8と接する層10aは金属との接着性が良好な酸変性ポリオレフィン樹脂から形成されることが望ましい。
【0026】
<ドライラミネート用接着剤>
図2に示す外包材12は、ガスバリア材8と第一貼合用フィルム9との間にドライラミネート用接着剤11が介在する。該ドライラミネート用接着剤11としては、ポリ酢酸ビニル系接着剤、アクリル酸のエチル、ブチル、2−エチルへキシルエステルなどのホモポリマーもしくはこれらとメタクリル酸メチル、アクリロニトリル、スチレンなどとの共重合体などからなるポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸などのモノマーとの共重合体などからなるエチレン共重合体系接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、尿素樹脂またはメラミン樹脂などからなるアミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、反応型(メタ)アクリル酸系接着剤、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどからなる無機系接着剤、シリコーン系接着剤、アルカリ金属シリケート、低融点ガラスなどからなる無機系接着剤等を例示することができる。尚、その他公知のドライラミネート用接着剤を用いてもよい。
【0027】
[真空断熱材]
本発明の真空断熱材は、上記外包材で断熱芯材を減圧密封してなる。上述した外包材12で断熱芯材13を減圧密封してなる本発明の真空断熱材Aの模式的横断面図を図3に示す。本発明の真空断熱材Aは、断熱芯材13を2枚の外包材12で被覆し、その内部を減圧しながら該外包材12の周縁部を熱融着して製造する。断熱芯材13の減圧は、0.1〜10Paであることが好ましく、より好ましくは1〜5Paである。この範囲であれば、真空断熱性に優れる。
【0028】
断熱芯材13は、芯材空隙率が50%以上、より好ましくは90%以上の多孔質であり、熱伝導度の低い材質を広く使用することができる。このような断熱芯材13を構成する物質としては、粉体、発泡体、繊維などがある。粉体としては、無機系、有機系のいずれでもよく、乾式シリカ、湿式シリカ、導電性粉体、パーライト等がある。乾式シリカと導電性粉体との混合物は、真空断熱材の内圧上昇に伴う断熱性能の劣化が小さいため、内圧上昇が生じる温度範囲で使用する際に有利である。更に、酸化チタンや酸化アルミニウムやインジウムドープ酸化錫等の赤外線吸収率が小さい物質を輻射抑制材として添加すると、芯材の赤外線吸収率を小さくすることができる。また、発泡体としては、ウレタンフォーム、スチレンフォーム、フェノールフォーム等があり、これらの中でも連続気泡を形成する発泡体を好ましく使用することができる。更に、繊維体としては、無機系、有機系があり、断熱性能の観点から無機繊維を好適に使用することができる。このような無機繊維としては、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、ロックウール等がある。熱伝導率が低く、粉体よりも取り扱いが容易である。
【0029】
また断熱形状12の形状は、用途に応じて適宜選択することができる。図3においては、方形の断熱芯材13を減圧密封してなる真空断熱材Aを示すが、このような平板に限定されるものでなく、真空断熱材の配設場所に適した形状を適宜選択することができる。
【実施例】
【0030】
以下、実施例により本発明の効果を確認する。尚、本発明の評価は以下の方法にて行った。
<VOC評価>
VOC評価に先立ち、三角フラスコに酢酸エチル5μLを投入し、シリコン栓をし、酢酸エチル5μLがフラスコ内に均一に蒸散するのを待って、該フラスコ内の気体1ccを採取し、四重極ガスクロマトグラフ質量分析計(日本電子社製)にて酢酸エチルの量を測定し、これを基準値とする。
次いで実施例1、2、比較例1、2にて得られた外包材から、50cm×40cmの試験片を切り出す。次いで該試験片を5mm×20mmの2000個の微細片に切断し、三角フラスコに入れてシリコン栓をする。該三角フラスコを80℃雰囲気下に30分放置した後、マイクロシリンジでフラスコ内の気体を1cc採取し、四重極ガスクロマトグラフ質量分析計(日本電子製)にてVOCの量を測定する。検出されたVOCの量を基準値と比較して、1m2当たりのVOC放出量を換算する(例えば、VOCの測定値が基準値の値と同じ場合、放出量は5μL/(50×40)cm2であり、25μL/m2)
【0031】
[実施例1]
表1に示す第一貼合用フィルムとバリア材とをドライラミネート法にて貼合(第一貼合工程)し、次いで第一貼合用フィルムとバリア材との積層フィルムに、第二貼合用フィルムをヒートラミネート法にて貼合(第二貼合工程)し、本発明の外包材を製造した。尚、該ヒートラミネート法において、積層フィルムはニップロールによる貼合工程に先立ち、ヒータによる予熱工程により、第二貼合用フィルムと貼合される層が150℃になるまで加熱された。得られた外包材のVOC評価結果を表1に合せて記す。
【0032】
[実施例2]
第一貼合用フィルムとして、あらかじめポリエチレンテレフタレートフィルムと延伸ナイロンフィルムとをドライラミネート法にて貼合した2層フィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして外包材を製造した。尚、該第一貼合用フィルムはナイロンフィルム側においてバリア材と接するように、貼合した。得られた外包材のVOC評価結果を表1に合せて記す。
【0033】
[比較例1]
第一貼合用フィルムとして、ポリエチレンテレフタレートフィルムと延伸ナイロンフィルムとをドライラミネート法にて貼合した2層フィルムを用い、該第一貼合用フィルムと表1に示すバリア材とをドライラミネート法にて貼合(第一貼合工程)し、次いで得られた積層フィルムのバリア材側に第二貼合用フィルムをドライラミネート法にて貼合(第二貼合工程)し、外包材を製造した。得られた外包材のVOC評価結果を表1に合せて記す。
【0034】
[比較例2]
第二貼合用フィルムとして、ポリエチレン系フィルムを用いた以外は、比較例1と同様にして外包材を製造した。得られた外包材のVOC評価結果を表1に合せて記す。
【0035】
【表1】
【0036】
第二貼合工程としてヒートラミネート法を採用した実施例1、2の外包材は、第二貼合工程としてドライラミネート法を採用した比較例1、2の外包材よりもVOC評価結果が良好であった。尚、VOCの主成分は酢酸エチルであった。
【0037】
次に実施例1、比較例1、2にて得られた外包材の水蒸気透過度を測定する。測定の方法は、以下のとおりである。
まず各外包材を用いてシリカゲルからなる疑似断熱芯材を包装し、疑似真空断熱材を製造する。得られた疑似真空断熱材の重量を、製造直後と、温度60℃、湿度90%の環境下に1週間保存した後の2回測定し、1週間保存した後の重量から製造直後の重量を引いた値を、製造直後の重量で除して、水蒸気透過度(%)を求める。結果を表2に記す。
【0038】
【表2】
【0039】
実施例1の外包材は、比較例1、2よりも水蒸気透過度が低かった。これはバリア材よりも内側(疑似断熱芯材側)にドライラミネート用接着剤が存在しないので、接着剤層の端縁部から疑似真空断熱材内部への水分の浸入が大幅に抑制された為と推察する。尚、バリア材よりも外側の接着剤層端縁部から浸入した水分は、バリア材によって疑似真空断熱材断熱材内部に浸入することが抑制される。
【0040】
また、実施例2において、第一貼合工程後の積層フィルム(PET/ON/AL)についてもVOC評価を行ったところ、0.04mg/mであった。表1に示すように、第二貼合工程を経た外包材のVOC評価結果は0.01mg/mであり、第二貼合工程のヒートラミネート法がVOC削減に効果を奏することが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【0041】
本発明の外包材は、各種家電や住宅、車や飛行機等をはじめとする車両等の断熱性能を高める真空断熱材に使用することができる尚。尚、VOCの発生量が低減されているので、特に住宅壁内に配置される真空断熱材の外包材用として適している。
【符号の説明】
【0042】
1 第一貼合工程
1a ドライラミネート用接着剤
1b 圧胴
1c 版胴
1d 乾燥炉
1e ニップロール
1f ニップロール
2 第二貼合工程
Sb ガスバリア材の第二貼合用フィルムとの接合面
Ssec 第二貼合用フィルムのガスバリア材との接合面
2a プレヒートロール
2b プレヒートロール
2c ニップロール(加熱ロール)
2d ニップロール
3 ガスバリア材
4 第一貼合用フィルム
5 熱融着フィルム
6 積層フィルム
7 真空断熱材用外包材
8 ガスバリア材
9 第一貼合用フィルム
10 第二貼合用フィルム
10a バリア材と接する層
10b 熱融着層
11 ドライラミネート用接着剤
12 真空断熱材用外包材
13 断熱芯材
A 真空断熱材
図1
図2
図3