真空断熱材用バリア性外装材料および真空断熱材
【課題】本発明は、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れ、高度のバリア性を有し、優れた断熱効果を発揮できる長期信頼性を有する真空断熱材用バリア性外装材料および真空断熱材を提供することを目的とする。
【解決手段】グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用バリア性外装材料であって、耐突き刺し強度を有するプラスチックフィルム基材の片面に、少なくとも、アルミニウム箔、蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層を形成した酸素バリアフィルムのその蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層上に、シーラント層を順次積層してなることを特徴とする真空断熱材用バリア性外装材料および真空断熱材である。
【解決手段】グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用バリア性外装材料であって、耐突き刺し強度を有するプラスチックフィルム基材の片面に、少なくとも、アルミニウム箔、蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層を形成した酸素バリアフィルムのその蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層上に、シーラント層を順次積層してなることを特徴とする真空断熱材用バリア性外装材料および真空断熱材である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用外装材料に好適に用いられる、耐ピンホール性、高バリア性能に優れ、長期信頼性を有する優れた断熱効果を発揮する真空断熱材用バリア性外装材料およびその外装材料を用いた真空断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫、低温コンテナ等には、従来から種々の断熱材が用いられており、特に、断熱性能の優れた断熱材として、内部に気密室を形成する外装体の内部に、ガラス繊維、岩綿、発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレンなど断熱性コア材を充填し、気密室を真空排気した構成の真空断熱材が使用されている。この外装体は、内部を長期間真空状態を保持すると共に、外部からのガスの進入を防ぐため、ガスバリア性の優れた材料を使用していた。
【０００３】
このガスバリア性の優れた材料として、アルミニウム箔、またはアルミニウム蒸着フィルムが一般的に採用されていた。前記材料は、バリア材として用いることで、ガスバリア性を満足するが、さらに突き刺し強度を付与するため、バリア材の外側に突き刺しや耐熱性などの機械的な強度が優れたナイロンフィルムなどのポリアミドフィルム、ポリエステルフィルムを貼り合わせて使用することにより、バリア材のピンホール等の発生を防止していた。
【０００４】
また、特にグラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材を充填し気密室を真空排気すると、その針状短繊維粉末がシーラント層を突き破り、アルミニウム箔にピンホールが発生し、真空度が低下し断熱性を損なわれるといった問題があった。
【０００５】
上記の問題を解消するために、従来は、シーラント層の厚さを厚くしてピンホールの発生を防止していたが、真空断熱材のヒートシール部断面の面積が大きくなることから、この断面からの酸素透過度が大きくなり、依然として真空度が低下し断熱性能が損なわれる問題が生じる。
【０００６】
そこで、真空断熱材用バリア性外装材料などとして、特に、グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材の場合であっても、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れる、高度のバリア性を有する、優れた断熱効果を発揮できる長期信頼性を有する真空断熱材用バリア性外装材料および真空断熱材が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れ、高度のバリア性を有し、優れた断熱効果を発揮できる長期信頼性を有する真空断熱材用バリア性外装材料および真空断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、すなわち
請求項１に係る発明は、
グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用バリア性外装材料であって、
耐突き刺し強度を有するプラスチックフィルム基材の片面に、少なくとも、アルミニウム箔、蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層を形成した酸素バリアフィルムのその蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層上に、シーラント層を順次積層してなることを特徴とする真空断熱材用バリア性外装材料である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、
前記プラスチックフィルム基材が、延伸ナイロンフィルム単体、またはその延伸ナイロンフィルムどうしの積層フィルム、もしくは、前記延伸ナイロンフィルム単体にポリエステルフィルムを積層してなる積層フィルムのいずれかのフィルム基材であることを特徴とする請求項１記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、
前記蒸着薄膜層が、金属酸化物からなる蒸着薄膜層であることを特徴とする請求項１または２記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、
前記コーティング被覆層が、無機層状化合物と水溶性高分子からなるコーティング被覆層であることを特徴とする請求項１または２記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、
前記金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムの単体のいずれか、あるいはそれらの複合物であることを特徴とする請求項３記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１３】
請求項６に係る発明は、
前記無機層状化合物がモンモリロナイトであり、かつ水溶性高分子がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項４記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１４】
請求項７に係る発明は、
前記シーラント層の厚さが、１５〜３０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１５】
請求項８に係る発明は、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料を袋状に成形して用いることを特徴とする真空断熱材である。
【００１６】
請求項９に係る発明は、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料を容器状に成形して用いることを特徴とする真空断熱材である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は、以上の構成からなるので、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れ、高度のバリア性を有する、優れた断熱効果を発揮できる長期信頼性を有する。特に、グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用バリア性外装材料およびその外装材料を用いた真空断熱材を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は、以上の構成からなるので、バリア性外装材料を構成するシーラント層を従来の真空断熱材外装材料に比較して薄くすることが
できる。真空断熱材の外装材料のシーラント層をヒートシールしてなるヒートシール部断面からの酸素透過度が小さいために長期間使用しても真空度が低下し断熱性能が損なわれることがない。
【００１９】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材、冷蔵庫、低温コンテナ、プレハブパネルなどの建築用断熱材など通常の保温・保冷用断熱材として広く適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料の一例を示す断面模式図である。図２は、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料の他の例を示す断面模式図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明の一例としての真空断熱材用バリア性外装材料１０は、耐突き刺し強度を有するプラスチックフィルム基材１の片面に、アルミニウム箔４、蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６をフィルム基材５に形成した酸素バリアフィルム７のその蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６上に、シーラント層８を順次積層してなる構成の積層材料である。
【００２２】
また、図２に示すように、本発明の他の例としての真空断熱材用バリア性外装材料２０は、耐突き刺し強度を有する第１のプラスチックフィルム基材１と第２のプラスチックフィルム基材２とを積層してなるフィルム基材３の片面に、アルミニウム箔４、蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６をフィルム基材５に形成した酸素バリアフィルム７のその蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６上に、シーラント層８を順次積層してなる構成の積層材料である。
【００２３】
本発明で用いられる第１のプラスチックフィルム基材１としては、延伸ナイロン系フィルムが好ましく用いられる。ナイロン系樹脂フィルムとしての樹脂材料としては、具体例としては、ポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリ−ω−アミノヘプタン酸（ナイロン７）、ポリ−９−アミノノナン酸（ナイロン９）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリラウリンラクタム（ナイロン１２）、ポリエチレンジアミンアジパミド（ナイロン２，６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４，６）、ポリヘキサメチレンジアジパミド（ナイロン６，６）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６，１０）、ポリヘキサメチレンドデカミド（ナイロン６，１２）、ポリオクタメチレンアジパミド（ナイロン８，６）、ポリデカメチレンアジパミド（ナイロン１０，６）、ポリデカメチレンセバカミド（ナイロン１０，１０）、ポリドデカメチレンドデカミド（ナイロン１２，１２）、メタキシレンジアミン−６ナイロン（ＭＸＤ６）等を挙げることができる。
【００２４】
また、ナイロン共重合体樹脂の例としては、カプロラクタム／ラウリンラクタム共重合体、カプロラクタム／ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体、ラウリンラクタム／ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体、ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート／ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体、エチレンジアンモニウムアジペート／ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体、カプロラクタム／ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート／ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体等を挙げることができる。
【００２５】
本発明で用いられる第２のプラスチックフィルム基材２としては、延伸ポリエステル系フルムが好ましく用いられる。ポリエステル系樹脂フィルムとしての樹脂材料としては、ホモポリエステル樹脂のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、以下の共重合ポリエステル樹脂、例えばテレフタル酸、とエチレングリコールを基体とするポリエチレンテ
レフタレート構造のポリエステル樹脂に、２塩基酸としてイソフタル酸、フタル酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、などをグリコールとしてジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポロピレングリコール、ポリポロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ビスフェノール誘導体のエチレンオキサイド付加体を共重合したもの、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などを挙げることができる。
【００２６】
また、上記の第２のプラスチックフィルム基材２として、既に上記に列挙した延伸ナイロン系フィルムを用いることができる。
【００２７】
図１に示した本発明で用いられるプラスチックフィルム基材１としては、延伸ナイロン系フィルム単体を用いる。また、図２に示した第１のプラスチックフィルム基材１と第２のプラスチックフィルム基材２とを積層してなるフィルム基材３としては、延伸ナイロン系フィルム単体にポリエステル系フィルムを積層してなる積層フィルムもしくは延伸ナイロン系フィルムどうしの積層フィルムのいずれかのフィルム基材３が用いられる。
【００２８】
上記のフィルム基材には、一般的な添加剤として、例えば、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、耐火剤、防かび剤、顔料、充填剤、その他等を使用することができる。その添加量としては、極微量から数１０％まで、その目的に応じて任意に添加することができる。
【００２９】
本発明で用いられるアルミニウム箔４としては、厚さとしては加工性の確保および酸素の侵入を防止するために６〜２０μｍが必要である。６μｍ未満の厚さにおいては、真空断熱材加工（真空断熱材の製袋、容器加工）時においてアルミニウム箔の破断が起きやすくなり、また破断しない時でもピンホール等が発生しやすいため酸素の危険性が高くなる。一方、２０μｍを超える厚さにおいては、加工時の破断の改善効果もまたピンホール発生防止効果も特に改善されるわけでないので単に積層体の総厚を厚くし、重量を増すので避けることが望ましい。
【００３０】
アルミニウム箔の材質としては、アルミニウム−鉄系合金のＯ材（軟質材）を使用する。鉄含有量が０．３〜９．０％、好ましくは０．７〜２．０％とすることが望ましい。前記鉄含有量が０．３％未満の場合は、ピンホールの発生の防止の効果が認められず、また、前記アルミニウムの鉄含有量が９．０％を超える場合は、アルミニウムとしての柔軟性が阻害され、積層体として加工性が悪くなる。また、冷間圧延で製造されたアルミニウムは焼きなまし（いわゆる焼鈍処理）条件でその柔軟性・腰の強さ・硬さが変化するが、アルミニウムは焼きなましをしていない、いわゆる硬質処理品より、多少または完全に焼きなまし処理を行った柔軟性アルミニウムが好ましい。前記アルミニウムの柔軟性・腰の強さ・硬さの度合い、すなわち焼きなましの条件は、加工適性（真空断熱材の製袋、容器加工）に合わせ適宜選定すればよい。例えば、しわやピンホールを防止するためには、加工の程度に応じた焼きなましされた柔軟アルミニウムを用いることが望ましい。
【００３１】
次に、本発明で用いられる蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６をフィルム基材５に形成した酸素バリアフィルム７について説明する。
【００３２】
まず、蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６を形成するフィル基材５としては、蒸着薄膜層を形成する基材の場合は、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリエステル（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、ポリエチレンナフタレートなど）、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６など）等、あるいはこれら高分子のきょう重合体などの材料が用いられる。
【００３３】
また、コーティング被覆層を形成する基材の場合は、延伸ポリプロピレンが好ましく用いられる。ポリプロピレンとしては、例えば、プロピレン単独重合体によるポリプロピレンホモポリマ−、プロピレンを主成分とするα−オレフィンをランダム、あるいは、ブロック共重合させたプロピレン−α−オレフィン共重合体等によるポリプロピレン系樹脂のフィルムないしシ−トを使用することができる。上記において、α−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、５−エチリデン−２−ノルボネン、５−メチル−２−ノルボネン、１．４−ヘキサジエン等のオレフィン系モノマ−を使用することができる。更に、本発明において、α−オレフィンとしては、例えば、無水マレイン酸等のカルボン酸でグラフト変性させたものを使用することができる。上記の２軸延伸ポリプロピレンフィルムの膜厚としては２０〜４０μｍ、密度としては０．８９〜０．９１ｇ／ｃｍ3の範囲が望ましい。
【００３４】
上記の蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６を形成するする側のフィル基材５のフィルム表面上に、コロナ処理、低温プラズマ処理、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を利用したプラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理、溶剤処理などのいずれかの処理を施してもよい。
【００３５】
本発明における蒸着薄膜層を構成する金属酸化物としては、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、錫などの酸化物の単体、あるいはそれらの複合物からる金属酸化物が挙げられるが、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムの単体、あるいはそれらの複合物が好ましく用いられる。
【００３６】
蒸着薄膜層の厚さは、用いられる金属酸化物の種類・構成により最適条件が異なるが、一般的には５〜３００ｎｍの範囲内が望ましく、その値は適宜選択される。ただし膜厚が５ｎｍ未満であると均一な膜が得られないことや膜厚が十分ではないことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果たすことができない場合がある。また膜厚が３００ｎｍを越える場合は薄膜にフレキシビリティを保持させることができず、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により、薄膜に亀裂を生じるおそれがあるので問題がある。より好ましくは、１０〜１５０ｎｍの範囲内にあることである。
【００３７】
金属酸化物からなる蒸着薄膜層をプラスチック基材上に形成する方法としては種々在り、通常の真空蒸着法により形成することができる。また、その他の薄膜形成方法であるスパッタリング法やイオンプレーティング法、プラズマ気相成長法（ＣＶＤ）などを用いることも可能である。但し生産性を考慮すれば、現時点では真空蒸着法が最も優れている。真空蒸着法の加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方式、誘導加熱方式のいずれかの方式を用いることが好ましいが、蒸発材料の選択性の幅広さを考慮すると電子線加熱方式を用いることがより好ましい。また蒸着薄膜層と基材の密着性および蒸着薄膜層の緻密性を向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法を用いて蒸着することも可能である。また、蒸着膜の透明性を上げるために蒸着の際、酸素等の各種ガスなど吹き込む反応蒸着を用いてもよい。
【００３８】
上記の金属酸化物からなる蒸着薄膜以外にも、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、金属薄膜を形成した酸素バリアフィルムを用いることもできる。金属蒸着材料としては、アルミニウム、コバルト、ニッケル、鉛、銅、銀、あるいはそれらの混合物など特に限定するものではない。
【００３９】
次に、本発明におけるコーティング被覆層６は、基本的には無機層状化合物と樹脂からなり、無機層状化合物の種類、粒径、アスペクト比等は適宜選択され、特に限定されるものではないが、モンモリロナイトが好適である。モンモリロナイトは、その無機層状化合物の層間に樹脂を取り込み、複合体を形成し易く、溶融状態での安定性、塗工性が優れて
いる。
【００４０】
また、使用される樹脂は、上記の無機層状化合物に樹脂を取り込み、複合体を形成し易いものであれば、特に限定されないが、水溶性高分子を用いることが好ましい。水溶性高分子として、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等が挙げられる。特にポリビニルアルコールを用いた場合にガスバリア性が最も優れるので好ましい。ここでいう、ポリビニルアルコールは、一般に、ポリ酢酸ビニルをけん化して得られるものである。ＰＶＡとしては例えば、酢酸基が数十％残存している、いわゆる部分けん化ＰＶＡから酢酸基が数％しか残存していない完全ＰＶＡ等用いることができ、これ以外のものを用いてもよく、特に限定されるものではない。
【００４１】
本発明で使用するシーラント層８は、包装体を形成するために接着層として積層されるものであ。シーラント層８としては、熱融着可能な接着性熱可塑性樹脂であり、熱によって溶融し相互に融着し得るものであればよく、例えば、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（線状）低密度ポリエチレン、ポリプロピレ、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ−樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマ−、ポリエチレンもしくはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマ−ル酸、イタコン酸、その他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系樹脂その他等の樹脂を使用することができる。厚さは、目的に応じて適宜決められるが、一般的には１５〜４０μｍ、密度０．９１５〜０．９２５ｇ／ｃｍ3の範囲が望ましい。
【００４２】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を構成する上記の各々の積層材料を積層する方法は、２液硬化型ウレタン樹脂などの接着剤を用いて貼り合わせるドライラミネーション法、無溶剤接着剤を用いて貼り合わせるノンソルベントラミネーション法により積層する方法、樹脂を加熱溶融させてカーテン状に押し出し貼り合わせる押し出しラミネーション法などいずれも公知の方法により積層して本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を得ることができる。特に、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料におけるシーラント層の貼り合わせにおいては、ドライラミネーション用接着剤を用いて貼り合わせるドライラミネーション法を適用するのが好ましい。ドライラミネーション用接着剤としては、２液型の硬化タイプのビニル系、（メタ）アクリル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエ−テル系、ポリウレタン系、エポキシ系等の接着剤を使用することができるが、２液硬化型ウレタン系接着剤が好ましく使用される。上記の接着剤のコ−ティング法としては、例えば、ダイレクトグラビアロ−ルコ−ト法、グラビアロ−ルコ−ト法、キスコ−ト法、リバ−スロ−ルコ−ト法、フォンテン法、トランスファ−ロ−ルコ−ト法、その他等の方法で塗布することができ、そのコ−ティング量としては、０．１〜１０ｇ／ｍ2（乾燥状態）位、より好ましくは、１〜５ｇ／ｍ2（乾燥状態）位が望ましい。
【００４３】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料における最外層には、印刷層を設けることもできる。この印刷層は、包装材料、包装袋などとして実用的に用いるために形成されるものである。印刷層としては、例えば、上記の第１基材の上に、通常のグラビアインキ組成物、オフセットインキ組成物、凸版インキ組成物、スクリ−ンインキ組成物、その他等のインキ組成物を使用し、例えば、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、凸版印刷方式、シルクスクリ−ン印刷方式、その他等の印刷方式を使用し、例えば、文字、図形、絵柄、記号、その他等からなる所望の印刷絵柄を形成することにより構成することができる。上記において、各種のインキ組成物は、例えば、インキ組成物を構成するビヒクルとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、フッ化ビニリデン系樹脂、ポリビニルアルコ−ル系樹脂、ポリビニルアセタ−ル系樹脂、ポリビニルブチラ−ル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アルキッド系樹脂、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、熱硬化型ポリ（メタ）アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノ−ル系樹脂、キシレン系樹脂、マレイン酸樹脂、ニトロセルロ−ス、エチルセルロ−ス、アセチルブチルセルロ−ス、エチルオキシエチルセルロ−ス等の繊維素系樹脂、塩化ゴム、環化ゴム等のゴム系樹脂、石油系樹脂、ロジン、カゼイン等の天然樹脂、アマニ油、大豆油等の油脂類、その他等の樹脂の１種ないし２種以上の混合物を使用することができる。そして、上記のようなビヒクルの１種ないし２種以上を主成分とし、これに、染料・顔料等の着色剤の１種ないし２種以上を加え、さらに、必要ならば、例えば、充填剤、安定剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の光安定剤、分散剤、増粘剤、乾燥剤、滑剤、帯電防止剤、架橋剤、その他等の添加剤を任意に添加し、溶剤、希釈剤等で充分に混練してなる各種の形態からなるインキ組成物を使用することがてきる。
【００４４】
次に、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を外被材として用いた真空断熱材について図面を参照して説明する。図３は、外箱と内箱とで形成される容器空間に断熱材を配設した真空断熱材の一例を示す断面模式図である。図４は、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いて外箱と内箱とで形成される容器空間に断熱材を配設した真空断熱材の一例を示す断面模式図である。図５は、図４に示した本発明の真空断熱材に充填・収容した断熱材芯材の一部を拡大して示した断面模式図である。
【００４５】
本発明における真空断熱材の外被材の形状は、外箱と内箱とで形成される容器空間に断熱材芯材を配設した真空断熱材などの容器形状のものや、３方、４方シール袋、ピロー袋、ガゼット袋、センターテープシール袋などの袋形状のものなど特に限定されない。
【００４６】
図３には、外箱と内箱とで形成される容器空間に断熱材を配設した真空断熱材の一例を示したもので、一般に、真空断熱材３０は、片面にシーラント層を形成した外被材４０からなるシーラント層を内面に設けた外箱４０（１）と内箱４０（２）とからなる容器空間に断熱材芯材５０を充填し、内部を減圧してから上記シーラント層を熱融着により封止して真空包装することにより得られる。
【００４７】
図４には、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いて外箱４０（１）と内箱４０（２）とからなる容器空間に嵩密度の小さい針状短繊維粉末からなる断熱材芯材６０を充填し、内部を減圧してからシーラント層８を熱融着により封止して真空包装することにより、本発明の真空断熱材が得られる。
【００４８】
上記の断熱材芯材６０としての嵩密度の小さい針状短繊維粉末としては、例えば、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、炭化珪素繊維などの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末などをいう。本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は上記のような嵩密度の小さい針状短繊維粉末を断熱材芯材とした真空断熱材の外装材として好適にしようできるものである。もちろん、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は、発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレンなどを断熱材芯材とした真空断熱材用外装材としても用いられるものである。
【００４９】
従来の真空断熱材用外装材では、上記のような無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末を断熱材芯材を充填・収納し、真空断熱材を製造する真空吸引口から外装材の内部空間の空気を排出する工程において、外装材の内部空間を脱気すると、外装材が断熱材の外形に密着するまで内部空間が狭くなった後、断熱材芯材に外装材が密着した状態で、その断熱材芯材の針状短繊維粉末がシーラント層を突き破り、アルミニウム箔にピ
ンホールが発生し、真空度が低下し断熱性を損なわれるといった問題があり、この問題を解消するために、従来は、シーラント層の厚さを厚くしてピンホールの発生を防止していたが、真空断熱材のヒートシール部断面の面積が大きくなることから、この断面からの酸素透過度が大きくなり、依然として真空度が低下し断熱性能が損なわれる問題が生じていた。
【００５０】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は、以上詳細に述べたような構成からなることで、上記のような問題を解消でき、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れ、高度のバリア性を有することで、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を外装材として用いた真空断熱材は長期信頼性を有する断熱効果を発揮するものである。
【００５１】
以下に、本発明の実施例について具体的に説明する。
【実施例１】
【００５２】
図１に示す構成の本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を作成した。耐突き刺し強度を有する第１のプラスチックフィルム基材１として厚さ１５μｍの２軸延伸ナイロンフィルム（東洋紡社製、「Ｎ２１００」）を用い、第２のプラスチックフィルム基材２として厚さ１５μｍの２軸延伸ナイロンフィルム（東洋紡社製、「Ｎ２１００」）を用いて積層してなるフィルム基材３の第２のプラスチックフィルム基材２面に、アルミニウム箔４として厚さ６μｍのアルミニウム箔（昭和アルミニウム社製、「片面艶消しアルミニウム」）、コーティング被覆層６をフィルム基材５に形成した酸素バリアフィルム７としてフィルム基材５として厚さ２０μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルム（二村化学社製、「ＦＯＲ」）上に下記の組成からなる塗布液Ａを塗布して、塗布量５ｇ／ｍ2（乾燥状態）のコーティング被覆層６を形成した酸素バリアフィルム７を作成し、その酸素バリアフィルム７のフィルム基材５の面を貼り合わせ積層した。次に、シーラント層８として厚さ３０μｍ直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（東セロ社製、「ＦＮ」）を用いて、上記の酸素バリアフィルム７のコーティング被覆層６上に貼り合わせた順次積層してなる構成の積層材料からなる本発明の真空断熱材用バリア性外装材料。なお、積層は、各層ポリウレタン系接着剤を用いて、塗布量５ｇ／ｍ2（乾燥状態）塗布してその接着剤層を介してラミネーションした。
【００５３】
＜塗布液Ａ＞
４．０重量％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）水溶液に、モンモリロナイトを、ＰＶＡとモンモリロナイトの重量比１：１となるように混合して塗布液Ａを調整した。
【実施例２】
【００５４】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料と性能を比較するための比較例として、実施例１において、酸素バリアフィルム７を除いた以外は実施例１と同様にして真空断熱材用バリア性外装材料を作成した。
【００５５】
上記の実施例１および２で得られた真空断熱材用バリア性外装材料を用いて、断熱材芯材としてグラスウールを裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末を充填・収容した４方シール袋を作成し、内部を真空度１〜２００Ｐａで内部を減圧後、シーラント層を熱融着して封止して真空断熱材を作成し、２４時間後の真空度、断熱性（熱伝導率）測定して評価した。その結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
なお、表１の熱伝導率は、ＪＩＳ Ａ１４１２に準拠し、常温下の測定条件で測定した。
【００５７】
表１より、本発明の真空断熱材とその性能を比較するための比較例としての実施例２で得られた真空断熱材と比較して、実施例１で得られた本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材は、２４時間後の真空度の変化がなく、初期の真空度が保持されている。また、熱伝導率の値についても、本発明の真空断熱材の熱伝導率は、比較例としての実施例２で得られた真空断熱材の熱伝導率の約１／４〜１／１０であり、断熱性に優れるものである。なお、実施例１で得られた本発明の真空断熱材用バリア性外装材料における酸素バリアフィルムとしてフィルム基材５として厚さ２０μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルム（二村化学社製、「ＦＯＲ」）上に塗布液Ａを塗布して、塗布量５ｇ／ｍ2（乾燥状態）のコーティング被覆層６を形成した酸素バリアフィルム７の酸素透過度は、０．５〜５ｍｌ／ｍ2・ｄａｙの範囲のものである。本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材は、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れ、高度のバリア性を有する、優れた断熱効果を発揮できる長期信頼性を有するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材は、一般的な、冷凍機器、冷温機器、冷蔵庫などの他、電子冷却を利用した冷蔵庫などや、自動販売機などのより高温までの範囲で温冷熱を利用した冷温機器や、保冷車、ガス機器、あるいはクーラーボックスなど動力を必要としない機器、さらにプレハブなどの建築用断熱材などとして広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の真空断熱材用バリア性外装材料の構成の一例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の真空断熱材用バリア性外装材料の構成の他の例を示す断面模式図である。
【図３】真空断熱材の一例を説明する断面模式図である。
【図４】本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材の構成の一例を示す断面模式図である。
【図５】本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材の断熱材芯材の一例を拡大して示した断面模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・第１のプラスチックフィルム基材層
２・・・第２のプラスチックフィルム基材層
３、７・・・積層フィルム基材層
４・・・アルミニウム箔層
５・・・酸素バリアフィルム基材層
６・・・蒸着薄膜層（またはコーティング被覆層）
８・・・シーラント層
１０、２０・・・真空断熱材用バリア性外装材料
３０、６０・・・真空断熱材
４０・・・外装材
１０（１）、４０（１）・・・外箱容器
４０（２）・・・内箱容器
５０、７０・・・断熱材芯材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用外装材料に好適に用いられる、耐ピンホール性、高バリア性能に優れ、長期信頼性を有する優れた断熱効果を発揮する真空断熱材用バリア性外装材料およびその外装材料を用いた真空断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫、低温コンテナ等には、従来から種々の断熱材が用いられており、特に、断熱性能の優れた断熱材として、内部に気密室を形成する外装体の内部に、ガラス繊維、岩綿、発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレンなど断熱性コア材を充填し、気密室を真空排気した構成の真空断熱材が使用されている。この外装体は、内部を長期間真空状態を保持すると共に、外部からのガスの進入を防ぐため、ガスバリア性の優れた材料を使用していた。
【０００３】
このガスバリア性の優れた材料として、アルミニウム箔、またはアルミニウム蒸着フィルムが一般的に採用されていた。前記材料は、バリア材として用いることで、ガスバリア性を満足するが、さらに突き刺し強度を付与するため、バリア材の外側に突き刺しや耐熱性などの機械的な強度が優れたナイロンフィルムなどのポリアミドフィルム、ポリエステルフィルムを貼り合わせて使用することにより、バリア材のピンホール等の発生を防止していた。
【０００４】
また、特にグラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材を充填し気密室を真空排気すると、その針状短繊維粉末がシーラント層を突き破り、アルミニウム箔にピンホールが発生し、真空度が低下し断熱性を損なわれるといった問題があった。
【０００５】
上記の問題を解消するために、従来は、シーラント層の厚さを厚くしてピンホールの発生を防止していたが、真空断熱材のヒートシール部断面の面積が大きくなることから、この断面からの酸素透過度が大きくなり、依然として真空度が低下し断熱性能が損なわれる問題が生じる。
【０００６】
そこで、真空断熱材用バリア性外装材料などとして、特に、グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材の場合であっても、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れる、高度のバリア性を有する、優れた断熱効果を発揮できる長期信頼性を有する真空断熱材用バリア性外装材料および真空断熱材が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れ、高度のバリア性を有し、優れた断熱効果を発揮できる長期信頼性を有する真空断熱材用バリア性外装材料および真空断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、すなわち
請求項１に係る発明は、
グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用バリア性外装材料であって、
耐突き刺し強度を有するプラスチックフィルム基材の片面に、少なくとも、アルミニウム箔、蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層を形成した酸素バリアフィルムのその蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層上に、シーラント層を順次積層してなることを特徴とする真空断熱材用バリア性外装材料である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、
前記プラスチックフィルム基材が、延伸ナイロンフィルム単体、またはその延伸ナイロンフィルムどうしの積層フィルム、もしくは、前記延伸ナイロンフィルム単体にポリエステルフィルムを積層してなる積層フィルムのいずれかのフィルム基材であることを特徴とする請求項１記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、
前記蒸着薄膜層が、金属酸化物からなる蒸着薄膜層であることを特徴とする請求項１または２記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、
前記コーティング被覆層が、無機層状化合物と水溶性高分子からなるコーティング被覆層であることを特徴とする請求項１または２記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、
前記金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムの単体のいずれか、あるいはそれらの複合物であることを特徴とする請求項３記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１３】
請求項６に係る発明は、
前記無機層状化合物がモンモリロナイトであり、かつ水溶性高分子がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項４記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１４】
請求項７に係る発明は、
前記シーラント層の厚さが、１５〜３０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料である。
【００１５】
請求項８に係る発明は、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料を袋状に成形して用いることを特徴とする真空断熱材である。
【００１６】
請求項９に係る発明は、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料を容器状に成形して用いることを特徴とする真空断熱材である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は、以上の構成からなるので、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れ、高度のバリア性を有する、優れた断熱効果を発揮できる長期信頼性を有する。特に、グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用バリア性外装材料およびその外装材料を用いた真空断熱材を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は、以上の構成からなるので、バリア性外装材料を構成するシーラント層を従来の真空断熱材外装材料に比較して薄くすることが
できる。真空断熱材の外装材料のシーラント層をヒートシールしてなるヒートシール部断面からの酸素透過度が小さいために長期間使用しても真空度が低下し断熱性能が損なわれることがない。
【００１９】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材、冷蔵庫、低温コンテナ、プレハブパネルなどの建築用断熱材など通常の保温・保冷用断熱材として広く適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料の一例を示す断面模式図である。図２は、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料の他の例を示す断面模式図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明の一例としての真空断熱材用バリア性外装材料１０は、耐突き刺し強度を有するプラスチックフィルム基材１の片面に、アルミニウム箔４、蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６をフィルム基材５に形成した酸素バリアフィルム７のその蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６上に、シーラント層８を順次積層してなる構成の積層材料である。
【００２２】
また、図２に示すように、本発明の他の例としての真空断熱材用バリア性外装材料２０は、耐突き刺し強度を有する第１のプラスチックフィルム基材１と第２のプラスチックフィルム基材２とを積層してなるフィルム基材３の片面に、アルミニウム箔４、蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６をフィルム基材５に形成した酸素バリアフィルム７のその蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６上に、シーラント層８を順次積層してなる構成の積層材料である。
【００２３】
本発明で用いられる第１のプラスチックフィルム基材１としては、延伸ナイロン系フィルムが好ましく用いられる。ナイロン系樹脂フィルムとしての樹脂材料としては、具体例としては、ポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリ−ω−アミノヘプタン酸（ナイロン７）、ポリ−９−アミノノナン酸（ナイロン９）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリラウリンラクタム（ナイロン１２）、ポリエチレンジアミンアジパミド（ナイロン２，６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４，６）、ポリヘキサメチレンジアジパミド（ナイロン６，６）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６，１０）、ポリヘキサメチレンドデカミド（ナイロン６，１２）、ポリオクタメチレンアジパミド（ナイロン８，６）、ポリデカメチレンアジパミド（ナイロン１０，６）、ポリデカメチレンセバカミド（ナイロン１０，１０）、ポリドデカメチレンドデカミド（ナイロン１２，１２）、メタキシレンジアミン−６ナイロン（ＭＸＤ６）等を挙げることができる。
【００２４】
また、ナイロン共重合体樹脂の例としては、カプロラクタム／ラウリンラクタム共重合体、カプロラクタム／ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体、ラウリンラクタム／ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体、ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート／ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体、エチレンジアンモニウムアジペート／ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体、カプロラクタム／ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート／ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体等を挙げることができる。
【００２５】
本発明で用いられる第２のプラスチックフィルム基材２としては、延伸ポリエステル系フルムが好ましく用いられる。ポリエステル系樹脂フィルムとしての樹脂材料としては、ホモポリエステル樹脂のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、以下の共重合ポリエステル樹脂、例えばテレフタル酸、とエチレングリコールを基体とするポリエチレンテ
レフタレート構造のポリエステル樹脂に、２塩基酸としてイソフタル酸、フタル酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、などをグリコールとしてジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポロピレングリコール、ポリポロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ビスフェノール誘導体のエチレンオキサイド付加体を共重合したもの、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などを挙げることができる。
【００２６】
また、上記の第２のプラスチックフィルム基材２として、既に上記に列挙した延伸ナイロン系フィルムを用いることができる。
【００２７】
図１に示した本発明で用いられるプラスチックフィルム基材１としては、延伸ナイロン系フィルム単体を用いる。また、図２に示した第１のプラスチックフィルム基材１と第２のプラスチックフィルム基材２とを積層してなるフィルム基材３としては、延伸ナイロン系フィルム単体にポリエステル系フィルムを積層してなる積層フィルムもしくは延伸ナイロン系フィルムどうしの積層フィルムのいずれかのフィルム基材３が用いられる。
【００２８】
上記のフィルム基材には、一般的な添加剤として、例えば、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、耐火剤、防かび剤、顔料、充填剤、その他等を使用することができる。その添加量としては、極微量から数１０％まで、その目的に応じて任意に添加することができる。
【００２９】
本発明で用いられるアルミニウム箔４としては、厚さとしては加工性の確保および酸素の侵入を防止するために６〜２０μｍが必要である。６μｍ未満の厚さにおいては、真空断熱材加工（真空断熱材の製袋、容器加工）時においてアルミニウム箔の破断が起きやすくなり、また破断しない時でもピンホール等が発生しやすいため酸素の危険性が高くなる。一方、２０μｍを超える厚さにおいては、加工時の破断の改善効果もまたピンホール発生防止効果も特に改善されるわけでないので単に積層体の総厚を厚くし、重量を増すので避けることが望ましい。
【００３０】
アルミニウム箔の材質としては、アルミニウム−鉄系合金のＯ材（軟質材）を使用する。鉄含有量が０．３〜９．０％、好ましくは０．７〜２．０％とすることが望ましい。前記鉄含有量が０．３％未満の場合は、ピンホールの発生の防止の効果が認められず、また、前記アルミニウムの鉄含有量が９．０％を超える場合は、アルミニウムとしての柔軟性が阻害され、積層体として加工性が悪くなる。また、冷間圧延で製造されたアルミニウムは焼きなまし（いわゆる焼鈍処理）条件でその柔軟性・腰の強さ・硬さが変化するが、アルミニウムは焼きなましをしていない、いわゆる硬質処理品より、多少または完全に焼きなまし処理を行った柔軟性アルミニウムが好ましい。前記アルミニウムの柔軟性・腰の強さ・硬さの度合い、すなわち焼きなましの条件は、加工適性（真空断熱材の製袋、容器加工）に合わせ適宜選定すればよい。例えば、しわやピンホールを防止するためには、加工の程度に応じた焼きなましされた柔軟アルミニウムを用いることが望ましい。
【００３１】
次に、本発明で用いられる蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６をフィルム基材５に形成した酸素バリアフィルム７について説明する。
【００３２】
まず、蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６を形成するフィル基材５としては、蒸着薄膜層を形成する基材の場合は、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリエステル（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、ポリエチレンナフタレートなど）、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６など）等、あるいはこれら高分子のきょう重合体などの材料が用いられる。
【００３３】
また、コーティング被覆層を形成する基材の場合は、延伸ポリプロピレンが好ましく用いられる。ポリプロピレンとしては、例えば、プロピレン単独重合体によるポリプロピレンホモポリマ−、プロピレンを主成分とするα−オレフィンをランダム、あるいは、ブロック共重合させたプロピレン−α−オレフィン共重合体等によるポリプロピレン系樹脂のフィルムないしシ−トを使用することができる。上記において、α−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、５−エチリデン−２−ノルボネン、５−メチル−２−ノルボネン、１．４−ヘキサジエン等のオレフィン系モノマ−を使用することができる。更に、本発明において、α−オレフィンとしては、例えば、無水マレイン酸等のカルボン酸でグラフト変性させたものを使用することができる。上記の２軸延伸ポリプロピレンフィルムの膜厚としては２０〜４０μｍ、密度としては０．８９〜０．９１ｇ／ｃｍ3の範囲が望ましい。
【００３４】
上記の蒸着薄膜層６もしくはコーティング被覆層６を形成するする側のフィル基材５のフィルム表面上に、コロナ処理、低温プラズマ処理、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を利用したプラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理、溶剤処理などのいずれかの処理を施してもよい。
【００３５】
本発明における蒸着薄膜層を構成する金属酸化物としては、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、錫などの酸化物の単体、あるいはそれらの複合物からる金属酸化物が挙げられるが、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムの単体、あるいはそれらの複合物が好ましく用いられる。
【００３６】
蒸着薄膜層の厚さは、用いられる金属酸化物の種類・構成により最適条件が異なるが、一般的には５〜３００ｎｍの範囲内が望ましく、その値は適宜選択される。ただし膜厚が５ｎｍ未満であると均一な膜が得られないことや膜厚が十分ではないことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果たすことができない場合がある。また膜厚が３００ｎｍを越える場合は薄膜にフレキシビリティを保持させることができず、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により、薄膜に亀裂を生じるおそれがあるので問題がある。より好ましくは、１０〜１５０ｎｍの範囲内にあることである。
【００３７】
金属酸化物からなる蒸着薄膜層をプラスチック基材上に形成する方法としては種々在り、通常の真空蒸着法により形成することができる。また、その他の薄膜形成方法であるスパッタリング法やイオンプレーティング法、プラズマ気相成長法（ＣＶＤ）などを用いることも可能である。但し生産性を考慮すれば、現時点では真空蒸着法が最も優れている。真空蒸着法の加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方式、誘導加熱方式のいずれかの方式を用いることが好ましいが、蒸発材料の選択性の幅広さを考慮すると電子線加熱方式を用いることがより好ましい。また蒸着薄膜層と基材の密着性および蒸着薄膜層の緻密性を向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法を用いて蒸着することも可能である。また、蒸着膜の透明性を上げるために蒸着の際、酸素等の各種ガスなど吹き込む反応蒸着を用いてもよい。
【００３８】
上記の金属酸化物からなる蒸着薄膜以外にも、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、金属薄膜を形成した酸素バリアフィルムを用いることもできる。金属蒸着材料としては、アルミニウム、コバルト、ニッケル、鉛、銅、銀、あるいはそれらの混合物など特に限定するものではない。
【００３９】
次に、本発明におけるコーティング被覆層６は、基本的には無機層状化合物と樹脂からなり、無機層状化合物の種類、粒径、アスペクト比等は適宜選択され、特に限定されるものではないが、モンモリロナイトが好適である。モンモリロナイトは、その無機層状化合物の層間に樹脂を取り込み、複合体を形成し易く、溶融状態での安定性、塗工性が優れて
いる。
【００４０】
また、使用される樹脂は、上記の無機層状化合物に樹脂を取り込み、複合体を形成し易いものであれば、特に限定されないが、水溶性高分子を用いることが好ましい。水溶性高分子として、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等が挙げられる。特にポリビニルアルコールを用いた場合にガスバリア性が最も優れるので好ましい。ここでいう、ポリビニルアルコールは、一般に、ポリ酢酸ビニルをけん化して得られるものである。ＰＶＡとしては例えば、酢酸基が数十％残存している、いわゆる部分けん化ＰＶＡから酢酸基が数％しか残存していない完全ＰＶＡ等用いることができ、これ以外のものを用いてもよく、特に限定されるものではない。
【００４１】
本発明で使用するシーラント層８は、包装体を形成するために接着層として積層されるものであ。シーラント層８としては、熱融着可能な接着性熱可塑性樹脂であり、熱によって溶融し相互に融着し得るものであればよく、例えば、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（線状）低密度ポリエチレン、ポリプロピレ、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ−樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマ−、ポリエチレンもしくはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマ−ル酸、イタコン酸、その他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系樹脂その他等の樹脂を使用することができる。厚さは、目的に応じて適宜決められるが、一般的には１５〜４０μｍ、密度０．９１５〜０．９２５ｇ／ｃｍ3の範囲が望ましい。
【００４２】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を構成する上記の各々の積層材料を積層する方法は、２液硬化型ウレタン樹脂などの接着剤を用いて貼り合わせるドライラミネーション法、無溶剤接着剤を用いて貼り合わせるノンソルベントラミネーション法により積層する方法、樹脂を加熱溶融させてカーテン状に押し出し貼り合わせる押し出しラミネーション法などいずれも公知の方法により積層して本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を得ることができる。特に、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料におけるシーラント層の貼り合わせにおいては、ドライラミネーション用接着剤を用いて貼り合わせるドライラミネーション法を適用するのが好ましい。ドライラミネーション用接着剤としては、２液型の硬化タイプのビニル系、（メタ）アクリル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエ−テル系、ポリウレタン系、エポキシ系等の接着剤を使用することができるが、２液硬化型ウレタン系接着剤が好ましく使用される。上記の接着剤のコ−ティング法としては、例えば、ダイレクトグラビアロ−ルコ−ト法、グラビアロ−ルコ−ト法、キスコ−ト法、リバ−スロ−ルコ−ト法、フォンテン法、トランスファ−ロ−ルコ−ト法、その他等の方法で塗布することができ、そのコ−ティング量としては、０．１〜１０ｇ／ｍ2（乾燥状態）位、より好ましくは、１〜５ｇ／ｍ2（乾燥状態）位が望ましい。
【００４３】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料における最外層には、印刷層を設けることもできる。この印刷層は、包装材料、包装袋などとして実用的に用いるために形成されるものである。印刷層としては、例えば、上記の第１基材の上に、通常のグラビアインキ組成物、オフセットインキ組成物、凸版インキ組成物、スクリ−ンインキ組成物、その他等のインキ組成物を使用し、例えば、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、凸版印刷方式、シルクスクリ−ン印刷方式、その他等の印刷方式を使用し、例えば、文字、図形、絵柄、記号、その他等からなる所望の印刷絵柄を形成することにより構成することができる。上記において、各種のインキ組成物は、例えば、インキ組成物を構成するビヒクルとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、フッ化ビニリデン系樹脂、ポリビニルアルコ−ル系樹脂、ポリビニルアセタ−ル系樹脂、ポリビニルブチラ−ル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アルキッド系樹脂、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、熱硬化型ポリ（メタ）アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノ−ル系樹脂、キシレン系樹脂、マレイン酸樹脂、ニトロセルロ−ス、エチルセルロ−ス、アセチルブチルセルロ−ス、エチルオキシエチルセルロ−ス等の繊維素系樹脂、塩化ゴム、環化ゴム等のゴム系樹脂、石油系樹脂、ロジン、カゼイン等の天然樹脂、アマニ油、大豆油等の油脂類、その他等の樹脂の１種ないし２種以上の混合物を使用することができる。そして、上記のようなビヒクルの１種ないし２種以上を主成分とし、これに、染料・顔料等の着色剤の１種ないし２種以上を加え、さらに、必要ならば、例えば、充填剤、安定剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の光安定剤、分散剤、増粘剤、乾燥剤、滑剤、帯電防止剤、架橋剤、その他等の添加剤を任意に添加し、溶剤、希釈剤等で充分に混練してなる各種の形態からなるインキ組成物を使用することがてきる。
【００４４】
次に、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を外被材として用いた真空断熱材について図面を参照して説明する。図３は、外箱と内箱とで形成される容器空間に断熱材を配設した真空断熱材の一例を示す断面模式図である。図４は、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いて外箱と内箱とで形成される容器空間に断熱材を配設した真空断熱材の一例を示す断面模式図である。図５は、図４に示した本発明の真空断熱材に充填・収容した断熱材芯材の一部を拡大して示した断面模式図である。
【００４５】
本発明における真空断熱材の外被材の形状は、外箱と内箱とで形成される容器空間に断熱材芯材を配設した真空断熱材などの容器形状のものや、３方、４方シール袋、ピロー袋、ガゼット袋、センターテープシール袋などの袋形状のものなど特に限定されない。
【００４６】
図３には、外箱と内箱とで形成される容器空間に断熱材を配設した真空断熱材の一例を示したもので、一般に、真空断熱材３０は、片面にシーラント層を形成した外被材４０からなるシーラント層を内面に設けた外箱４０（１）と内箱４０（２）とからなる容器空間に断熱材芯材５０を充填し、内部を減圧してから上記シーラント層を熱融着により封止して真空包装することにより得られる。
【００４７】
図４には、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いて外箱４０（１）と内箱４０（２）とからなる容器空間に嵩密度の小さい針状短繊維粉末からなる断熱材芯材６０を充填し、内部を減圧してからシーラント層８を熱融着により封止して真空包装することにより、本発明の真空断熱材が得られる。
【００４８】
上記の断熱材芯材６０としての嵩密度の小さい針状短繊維粉末としては、例えば、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、炭化珪素繊維などの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末などをいう。本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は上記のような嵩密度の小さい針状短繊維粉末を断熱材芯材とした真空断熱材の外装材として好適にしようできるものである。もちろん、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は、発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレンなどを断熱材芯材とした真空断熱材用外装材としても用いられるものである。
【００４９】
従来の真空断熱材用外装材では、上記のような無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末を断熱材芯材を充填・収納し、真空断熱材を製造する真空吸引口から外装材の内部空間の空気を排出する工程において、外装材の内部空間を脱気すると、外装材が断熱材の外形に密着するまで内部空間が狭くなった後、断熱材芯材に外装材が密着した状態で、その断熱材芯材の針状短繊維粉末がシーラント層を突き破り、アルミニウム箔にピ
ンホールが発生し、真空度が低下し断熱性を損なわれるといった問題があり、この問題を解消するために、従来は、シーラント層の厚さを厚くしてピンホールの発生を防止していたが、真空断熱材のヒートシール部断面の面積が大きくなることから、この断面からの酸素透過度が大きくなり、依然として真空度が低下し断熱性能が損なわれる問題が生じていた。
【００５０】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料は、以上詳細に述べたような構成からなることで、上記のような問題を解消でき、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れ、高度のバリア性を有することで、本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を外装材として用いた真空断熱材は長期信頼性を有する断熱効果を発揮するものである。
【００５１】
以下に、本発明の実施例について具体的に説明する。
【実施例１】
【００５２】
図１に示す構成の本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を作成した。耐突き刺し強度を有する第１のプラスチックフィルム基材１として厚さ１５μｍの２軸延伸ナイロンフィルム（東洋紡社製、「Ｎ２１００」）を用い、第２のプラスチックフィルム基材２として厚さ１５μｍの２軸延伸ナイロンフィルム（東洋紡社製、「Ｎ２１００」）を用いて積層してなるフィルム基材３の第２のプラスチックフィルム基材２面に、アルミニウム箔４として厚さ６μｍのアルミニウム箔（昭和アルミニウム社製、「片面艶消しアルミニウム」）、コーティング被覆層６をフィルム基材５に形成した酸素バリアフィルム７としてフィルム基材５として厚さ２０μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルム（二村化学社製、「ＦＯＲ」）上に下記の組成からなる塗布液Ａを塗布して、塗布量５ｇ／ｍ2（乾燥状態）のコーティング被覆層６を形成した酸素バリアフィルム７を作成し、その酸素バリアフィルム７のフィルム基材５の面を貼り合わせ積層した。次に、シーラント層８として厚さ３０μｍ直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（東セロ社製、「ＦＮ」）を用いて、上記の酸素バリアフィルム７のコーティング被覆層６上に貼り合わせた順次積層してなる構成の積層材料からなる本発明の真空断熱材用バリア性外装材料。なお、積層は、各層ポリウレタン系接着剤を用いて、塗布量５ｇ／ｍ2（乾燥状態）塗布してその接着剤層を介してラミネーションした。
【００５３】
＜塗布液Ａ＞
４．０重量％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）水溶液に、モンモリロナイトを、ＰＶＡとモンモリロナイトの重量比１：１となるように混合して塗布液Ａを調整した。
【実施例２】
【００５４】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料と性能を比較するための比較例として、実施例１において、酸素バリアフィルム７を除いた以外は実施例１と同様にして真空断熱材用バリア性外装材料を作成した。
【００５５】
上記の実施例１および２で得られた真空断熱材用バリア性外装材料を用いて、断熱材芯材としてグラスウールを裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末を充填・収容した４方シール袋を作成し、内部を真空度１〜２００Ｐａで内部を減圧後、シーラント層を熱融着して封止して真空断熱材を作成し、２４時間後の真空度、断熱性（熱伝導率）測定して評価した。その結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
なお、表１の熱伝導率は、ＪＩＳ Ａ１４１２に準拠し、常温下の測定条件で測定した。
【００５７】
表１より、本発明の真空断熱材とその性能を比較するための比較例としての実施例２で得られた真空断熱材と比較して、実施例１で得られた本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材は、２４時間後の真空度の変化がなく、初期の真空度が保持されている。また、熱伝導率の値についても、本発明の真空断熱材の熱伝導率は、比較例としての実施例２で得られた真空断熱材の熱伝導率の約１／４〜１／１０であり、断熱性に優れるものである。なお、実施例１で得られた本発明の真空断熱材用バリア性外装材料における酸素バリアフィルムとしてフィルム基材５として厚さ２０μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルム（二村化学社製、「ＦＯＲ」）上に塗布液Ａを塗布して、塗布量５ｇ／ｍ2（乾燥状態）のコーティング被覆層６を形成した酸素バリアフィルム７の酸素透過度は、０．５〜５ｍｌ／ｍ2・ｄａｙの範囲のものである。本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材は、耐突き刺し強度を有し耐ピンホール性に優れ、高度のバリア性を有する、優れた断熱効果を発揮できる長期信頼性を有するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材は、一般的な、冷凍機器、冷温機器、冷蔵庫などの他、電子冷却を利用した冷蔵庫などや、自動販売機などのより高温までの範囲で温冷熱を利用した冷温機器や、保冷車、ガス機器、あるいはクーラーボックスなど動力を必要としない機器、さらにプレハブなどの建築用断熱材などとして広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の真空断熱材用バリア性外装材料の構成の一例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の真空断熱材用バリア性外装材料の構成の他の例を示す断面模式図である。
【図３】真空断熱材の一例を説明する断面模式図である。
【図４】本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材の構成の一例を示す断面模式図である。
【図５】本発明の真空断熱材用バリア性外装材料を用いた真空断熱材の断熱材芯材の一例を拡大して示した断面模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・第１のプラスチックフィルム基材層
２・・・第２のプラスチックフィルム基材層
３、７・・・積層フィルム基材層
４・・・アルミニウム箔層
５・・・酸素バリアフィルム基材層
６・・・蒸着薄膜層（またはコーティング被覆層）
８・・・シーラント層
１０、２０・・・真空断熱材用バリア性外装材料
３０、６０・・・真空断熱材
４０・・・外装材
１０（１）、４０（１）・・・外箱容器
４０（２）・・・内箱容器
５０、７０・・・断熱材芯材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用バリア性外装材料であって、
耐突き刺し強度を有するプラスチックフィルム基材の片面に、少なくとも、アルミニウム箔、蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層を形成した酸素バリアフィルムのその蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層上に、シーラント層を順次積層してなることを特徴とする真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項２】
前記プラスチックフィルム基材が、延伸ナイロンフィルム単体、またはその延伸ナイロンフィルムどうしの積層フィルム、もしくは、前記延伸ナイロンフィルム単体にポリエステルフィルムを積層してなる積層フィルムのいずれかのフィルム基材であることを特徴とする請求項１記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項３】
前記蒸着薄膜層が、金属酸化物からなる蒸着薄膜層であることを特徴とする請求項１または２記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項４】
前記コーティング被覆層が、無機層状化合物と水溶性高分子からなるコーティング被覆層であることを特徴とする請求項１または２記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項５】
前記金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムの単体のいずれか、あるいはそれらの複合物であることを特徴とする請求項３記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項６】
前記無機層状化合物がモンモリロナイトであり、かつ水溶性高分子がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項４記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項７】
前記シーラント層の厚さが、１５〜３０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料を袋状に成形して用いることを特徴とする真空断熱材。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料を容器状に成形して用いることを特徴とする真空断熱材。
【請求項１】
グラスウールなどの無機繊維を裁断してなる嵩密度の小さい針状短繊維粉末の断熱材芯材を充填・収納した真空断熱材用バリア性外装材料であって、
耐突き刺し強度を有するプラスチックフィルム基材の片面に、少なくとも、アルミニウム箔、蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層を形成した酸素バリアフィルムのその蒸着薄膜層もしくはコーティング被覆層上に、シーラント層を順次積層してなることを特徴とする真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項２】
前記プラスチックフィルム基材が、延伸ナイロンフィルム単体、またはその延伸ナイロンフィルムどうしの積層フィルム、もしくは、前記延伸ナイロンフィルム単体にポリエステルフィルムを積層してなる積層フィルムのいずれかのフィルム基材であることを特徴とする請求項１記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項３】
前記蒸着薄膜層が、金属酸化物からなる蒸着薄膜層であることを特徴とする請求項１または２記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項４】
前記コーティング被覆層が、無機層状化合物と水溶性高分子からなるコーティング被覆層であることを特徴とする請求項１または２記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項５】
前記金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムの単体のいずれか、あるいはそれらの複合物であることを特徴とする請求項３記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項６】
前記無機層状化合物がモンモリロナイトであり、かつ水溶性高分子がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項４記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項７】
前記シーラント層の厚さが、１５〜３０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料を袋状に成形して用いることを特徴とする真空断熱材。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空断熱材用バリア性外装材料を容器状に成形して用いることを特徴とする真空断熱材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−７７７９９（Ｐ２００６−７７７９９Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５９３７６（Ｐ２００４−２５９３７６）
【出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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