JP2001082682A - 断熱材及び断熱構造体 - Google Patents
断熱材及び断熱構造体Info
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- JP2001082682A JP2001082682A JP25704199A JP25704199A JP2001082682A JP 2001082682 A JP2001082682 A JP 2001082682A JP 25704199 A JP25704199 A JP 25704199A JP 25704199 A JP25704199 A JP 25704199A JP 2001082682 A JP2001082682 A JP 2001082682A
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- insulating material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バインダー含有率が小さくても強度確保がで
き、真空断熱材並の高性能の断熱性能を発揮できると共
に、貫通しても性能劣化がない実用加工性に優れた断熱
材と断熱構造体を提供する。 【解決手段】 ウレタンエアロゲル粒体２にバインダー
３として有機ポリイソシアネートを混合し固化させたも
ので、架橋密度の高いウレタン結合を有するウレタンエ
アロゲルを用いることで、剛性が高くなるため、補強材
であるバインダー３を低減でき、結果としてウレタンエ
アロゲル粒体２の優れた断熱特性が支配的となり、高性
能の断熱材１が得られる。
き、真空断熱材並の高性能の断熱性能を発揮できると共
に、貫通しても性能劣化がない実用加工性に優れた断熱
材と断熱構造体を提供する。 【解決手段】 ウレタンエアロゲル粒体２にバインダー
３として有機ポリイソシアネートを混合し固化させたも
ので、架橋密度の高いウレタン結合を有するウレタンエ
アロゲルを用いることで、剛性が高くなるため、補強材
であるバインダー３を低減でき、結果としてウレタンエ
アロゲル粒体２の優れた断熱特性が支配的となり、高性
能の断熱材１が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、住宅や保温保冷機
器等に用いる断熱材と、断熱材を配設してなる断熱構造
体に関するものである。
器等に用いる断熱材と、断熱材を配設してなる断熱構造
体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、省エネルギーの観点から断熱材の
高性能化が極めて重要なテーマとなっている。特に住宅
や保温保冷機器等では、断熱による熱エネルギーの効率
的な利用が、省エネルギーにおいて大きな比率を占めて
おり、構成する断熱材の断熱性能向上に対して様々な取
り組みがなされている。
高性能化が極めて重要なテーマとなっている。特に住宅
や保温保冷機器等では、断熱による熱エネルギーの効率
的な利用が、省エネルギーにおいて大きな比率を占めて
おり、構成する断熱材の断熱性能向上に対して様々な取
り組みがなされている。
【０００３】特に、大幅な省エネルギー効果を得るた
め、汎用断熱材として優れたレベルにある硬質ウレタン
フォームの断熱性能に対して、倍以上の性能を得ようと
する試みもなされている。具体的には、内部を減圧して
気体熱伝導の影響を大幅に抑制した真空断熱材や、空気
の平均自由工程以下の空隙間距離まで微細孔化し、常圧
でも気体熱伝導率を大幅に低減したエアロゲル断熱材で
ある。
め、汎用断熱材として優れたレベルにある硬質ウレタン
フォームの断熱性能に対して、倍以上の性能を得ようと
する試みもなされている。具体的には、内部を減圧して
気体熱伝導の影響を大幅に抑制した真空断熱材や、空気
の平均自由工程以下の空隙間距離まで微細孔化し、常圧
でも気体熱伝導率を大幅に低減したエアロゲル断熱材で
ある。
【０００４】例えば、真空断熱材については、特公平２
−３３９１７号公報に示されているように、微細無機粉
末からなる芯材をフィルム状プラスチック容器で外被
し、内部を１ｍｍＨｇに減圧封止するもので、気体熱伝
導の影響低減により、硬質ウレタンフォームの２倍程度
の断熱性能に改善しようとするものである。
−３３９１７号公報に示されているように、微細無機粉
末からなる芯材をフィルム状プラスチック容器で外被
し、内部を１ｍｍＨｇに減圧封止するもので、気体熱伝
導の影響低減により、硬質ウレタンフォームの２倍程度
の断熱性能に改善しようとするものである。
【０００５】また、エアロゲル断熱材は、ＥＰ−Ａ−３
４０７０７号公報に示されるようにシリカエアロゲルを
結合剤で包含し、空気の気体平均自由行程以下の空隙間
距離を有し、気体熱伝導率を大幅に低減した断熱材が提
案されている。
４０７０７号公報に示されるようにシリカエアロゲルを
結合剤で包含し、空気の気体平均自由行程以下の空隙間
距離を有し、気体熱伝導率を大幅に低減した断熱材が提
案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】真空断熱材において
は、特公平２−３３９１７号公報において示されるよう
に内部を減圧維持することが断熱性能向上において必要
であることはいうまでもない。しかしながら、外被材が
プラスチック容器で構成されているため、熱と傷つきに
よって破袋する可能性があり、保温機器である電気温水
器のようにヒータ近傍での使用や施工後に釘を打った
り、配管を通す等の後工事が加わるような住宅用断熱材
として使用する事例では、ラミネートフィルム貫通によ
り、真空破壊が起こる事故が多くあった。このように工
業的に幅広く断熱材を適用するには、信頼性という観点
から、種々の施工に耐えられる高性能断熱材が不可欠で
ある。
は、特公平２−３３９１７号公報において示されるよう
に内部を減圧維持することが断熱性能向上において必要
であることはいうまでもない。しかしながら、外被材が
プラスチック容器で構成されているため、熱と傷つきに
よって破袋する可能性があり、保温機器である電気温水
器のようにヒータ近傍での使用や施工後に釘を打った
り、配管を通す等の後工事が加わるような住宅用断熱材
として使用する事例では、ラミネートフィルム貫通によ
り、真空破壊が起こる事故が多くあった。このように工
業的に幅広く断熱材を適用するには、信頼性という観点
から、種々の施工に耐えられる高性能断熱材が不可欠で
ある。
【０００７】一方、エアロゲルにおいては、ＥＰ−Ａ−
３４０７０７号公報で示されるように、エアロゲルの性
能を活かすことと強度確保のために、バインダー含有率
を５０％体積以下としているが、無機のシリカエアロゲ
ルを使用しているため、基本的に分子構造中に３次元の
網目架橋構造がないため、剛性がなく、実質的にバイン
ダーを大幅に減らすことは困難である。このため、バイ
ンダーの悪影響を受けてグラスウール並の断熱性能しか
得られない問題がある。
３４０７０７号公報で示されるように、エアロゲルの性
能を活かすことと強度確保のために、バインダー含有率
を５０％体積以下としているが、無機のシリカエアロゲ
ルを使用しているため、基本的に分子構造中に３次元の
網目架橋構造がないため、剛性がなく、実質的にバイン
ダーを大幅に減らすことは困難である。このため、バイ
ンダーの悪影響を受けてグラスウール並の断熱性能しか
得られない問題がある。
【０００８】本発明は、上記課題に鑑み、バインダー含
有率が小さくても強度確保ができ、真空断熱材並の高性
能の断熱性能を発揮できると共に、貫通しても性能劣化
がない実用加工性に優れた断熱材と断熱構造体を提供す
るものである。
有率が小さくても強度確保ができ、真空断熱材並の高性
能の断熱性能を発揮できると共に、貫通しても性能劣化
がない実用加工性に優れた断熱材と断熱構造体を提供す
るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は以下のような構成とする。
め、本発明は以下のような構成とする。
【００１０】本発明の請求項１に係る断熱材は、分子構
造中に３次元の網目架橋構造を有する有機ゲル組成物か
らなるエアロゲル粒体を有機材料からなるバインダーで
反応固化させているので、架橋密度の高い有機ゲル組成
物を用いるので剛性が高くなる。
造中に３次元の網目架橋構造を有する有機ゲル組成物か
らなるエアロゲル粒体を有機材料からなるバインダーで
反応固化させているので、架橋密度の高い有機ゲル組成
物を用いるので剛性が高くなる。
【００１１】本発明の請求項２に係る断熱材は、分子構
造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物を乾燥して
得られるウレタンエアロゲル粒体にバインダーとして有
機ポリイソシアネートを混合し、固化させたものであ
る。
造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物を乾燥して
得られるウレタンエアロゲル粒体にバインダーとして有
機ポリイソシアネートを混合し、固化させたものであ
る。
【００１２】本発明によれば、架橋密度の高いウレタン
結合を有するウレタンエアロゲルを用いることで、剛性
が高くなるため、補強材であるバインダーを大幅に低減
でき、結果としてウレタンエアロゲル粒体の優れた断熱
特性が支配的となり、高性能の断熱材が得られるのであ
る。
結合を有するウレタンエアロゲルを用いることで、剛性
が高くなるため、補強材であるバインダーを大幅に低減
でき、結果としてウレタンエアロゲル粒体の優れた断熱
特性が支配的となり、高性能の断熱材が得られるのであ
る。
【００１３】また、本発明の請求項４に係る断熱構造体
は、内板と外板とで構成される構造体内部に前記断熱材
を配設し、硬質ウレタンフォーム原料で一体発泡してな
るものである。
は、内板と外板とで構成される構造体内部に前記断熱材
を配設し、硬質ウレタンフォーム原料で一体発泡してな
るものである。
【００１４】本発明によれば、得られる前記断熱材の剛
性が高いため、硬質ウレタンフォームで一体発泡しても
発泡圧力でエアロゲルがつぶれることもなく、断熱構造
体として成型できる。特に、発泡途上でのエアロゲルの
崩壊による充填性の阻害が原因となる未充填部の発生も
なく、断熱構造体として高断熱性能が発揮できるのであ
る。
性が高いため、硬質ウレタンフォームで一体発泡しても
発泡圧力でエアロゲルがつぶれることもなく、断熱構造
体として成型できる。特に、発泡途上でのエアロゲルの
崩壊による充填性の阻害が原因となる未充填部の発生も
なく、断熱構造体として高断熱性能が発揮できるのであ
る。
【００１５】また、本発明の請求項５に係る断熱構造体
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるエアロゲル粒体と硬質ウレタンフォ
ーム原料を混合した後、内板と外板間に注入充填し、一
体発泡してなるものである。
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるエアロゲル粒体と硬質ウレタンフォ
ーム原料を混合した後、内板と外板間に注入充填し、一
体発泡してなるものである。
【００１６】本発明によれば、優れた断熱性能を有する
エアロゲルを均一に断熱構造体中に分散させることがで
きるため、優れた断熱性能が断熱構造体全体に寄与する
ことができる。
エアロゲルを均一に断熱構造体中に分散させることがで
きるため、優れた断熱性能が断熱構造体全体に寄与する
ことができる。
【００１７】また、本発明の請求項６に係る断熱構造体
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるエアロゲル粒体を不織布に封入し、
内板と外板間に配設したことを特徴とするものである。
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるエアロゲル粒体を不織布に封入し、
内板と外板間に配設したことを特徴とするものである。
【００１８】本発明によれば、エアロゲルの剛性が高い
ため、振動等によってつぶれることがないため、不織布
に入れる程度の形状保持で断熱部材として使用可能であ
る。また、耐熱性の高さから、ヒーター部が被断熱貯湯
容器の近傍にあるような場合でも、被覆面積の制約はな
く、ヒーター部の近傍まで被覆することができる。この
結果、電気温水器のような保温貯湯容器に使用した場
合、優れた断熱性能を高い被覆率で発揮することが可能
であり、省エネルギーに寄与できるのである。
ため、振動等によってつぶれることがないため、不織布
に入れる程度の形状保持で断熱部材として使用可能であ
る。また、耐熱性の高さから、ヒーター部が被断熱貯湯
容器の近傍にあるような場合でも、被覆面積の制約はな
く、ヒーター部の近傍まで被覆することができる。この
結果、電気温水器のような保温貯湯容器に使用した場
合、優れた断熱性能を高い被覆率で発揮することが可能
であり、省エネルギーに寄与できるのである。
【００１９】また、本発明の請求項７に係る断熱構造体
は、断熱構造体に釘、配管、配線などの貫通物が配設さ
れたことを特徴とするものである。
は、断熱構造体に釘、配管、配線などの貫通物が配設さ
れたことを特徴とするものである。
【００２０】本発明によれば、エアロゲルは空気の平均
自由程以下の微細孔からなり、常圧で優れた断熱性能を
発揮するため、エアロゲル内に外部と貫通穴などがあっ
たとしても断熱性能は変化しない。このため、釘、配
管、配線などの貫通物の機能を損なうことなく、優れた
断熱性能を有するのである。
自由程以下の微細孔からなり、常圧で優れた断熱性能を
発揮するため、エアロゲル内に外部と貫通穴などがあっ
たとしても断熱性能は変化しない。このため、釘、配
管、配線などの貫通物の機能を損なうことなく、優れた
断熱性能を有するのである。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の断熱材
は、分子構造中に３次元の網目架橋構造を有する有機ゲ
ル組成物からなるエアロゲル粒体に、有機材料からなる
バインダーと反応固化させたものである。
は、分子構造中に３次元の網目架橋構造を有する有機ゲ
ル組成物からなるエアロゲル粒体に、有機材料からなる
バインダーと反応固化させたものである。
【００２２】また、本発明の請求項２に記載の断熱材
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるウレタンエアロゲル粒体に、有機ポ
リイソシアネートを混合し、反応固化させたことを特徴
としたものであるから、少ないバインダーで優れたエア
ロゲルの断熱性能を効果的に発揮させることができる。
バインダーである有機ポリイソシアネートは、水分と反
応してウレタン樹脂となってウレタンエアロゲル粒体を
固着させるが、同種材料のこれらは容易に接着が可能で
接着強度も高く、剛性のある断熱材料が生成できる。
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるウレタンエアロゲル粒体に、有機ポ
リイソシアネートを混合し、反応固化させたことを特徴
としたものであるから、少ないバインダーで優れたエア
ロゲルの断熱性能を効果的に発揮させることができる。
バインダーである有機ポリイソシアネートは、水分と反
応してウレタン樹脂となってウレタンエアロゲル粒体を
固着させるが、同種材料のこれらは容易に接着が可能で
接着強度も高く、剛性のある断熱材料が生成できる。
【００２３】この結果、バインダー量を抑制できるた
め、優れたウレタンエアロゲル粒体の断熱特性が支配的
になるのである。また、ウレタンエアロゲル自身も有機
高分子の特徴として架橋網目構造を有するため、剛性が
高く、補強材であるバインダーの大幅低減に寄与してい
る。
め、優れたウレタンエアロゲル粒体の断熱特性が支配的
になるのである。また、ウレタンエアロゲル自身も有機
高分子の特徴として架橋網目構造を有するため、剛性が
高く、補強材であるバインダーの大幅低減に寄与してい
る。
【００２４】さらには、同種材料のウレタンエアロゲル
とウレタン樹脂バインダーからなるため、部材廃棄時の
分別回収は不要であり、ウレタン素材として容易にリサ
イクル化が可能である。
とウレタン樹脂バインダーからなるため、部材廃棄時の
分別回収は不要であり、ウレタン素材として容易にリサ
イクル化が可能である。
【００２５】本発明の請求項４に記載する断熱構造体
は、内板と外板間に前記断熱材を配設し、硬質ウレタン
フォーム原料で一体発泡してなることを特徴とするもの
で、前記断熱材がウレタン素材で形成されており、同種
材料のため、接着強度が高く強度の強い断熱構造体が得
られる。また、得られる断熱材の剛性が高いため、硬質
ウレタンフォームで一体発泡しても発泡圧力でエアロゲ
ルがつぶれることもなく、断熱構造体として成型でき
る。
は、内板と外板間に前記断熱材を配設し、硬質ウレタン
フォーム原料で一体発泡してなることを特徴とするもの
で、前記断熱材がウレタン素材で形成されており、同種
材料のため、接着強度が高く強度の強い断熱構造体が得
られる。また、得られる断熱材の剛性が高いため、硬質
ウレタンフォームで一体発泡しても発泡圧力でエアロゲ
ルがつぶれることもなく、断熱構造体として成型でき
る。
【００２６】特に、発泡途上でのエアロゲルの崩壊によ
る充填性の阻害が原因となる未充填部の発生もなく、断
熱構造体として高断熱性能が発揮できるのである。さら
に、断熱構造体が同種材料で構成される結果、部材廃棄
時の分別回収は不要であり、容易にリサイクル化が可能
である。
る充填性の阻害が原因となる未充填部の発生もなく、断
熱構造体として高断熱性能が発揮できるのである。さら
に、断熱構造体が同種材料で構成される結果、部材廃棄
時の分別回収は不要であり、容易にリサイクル化が可能
である。
【００２７】本発明の請求項５に記載する断熱構造体
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるエアロゲル粒体と硬質ウレタンフォ
ーム原料を混合した後、内板と外板間に注入充填し、一
体発泡してなる断熱構造体であるため、断熱構造体中に
均一にエアロゲル粒体が分散し、均質な優れた断熱性能
が得られるのである。また、同種のウレタン素材で形成
されるため、部材廃棄時の分別回収は不要であり、容易
にリサイクル化が可能である。加えて、同種材料のた
め、接着強度が高く強度の強い断熱構造体が得られるの
である。
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるエアロゲル粒体と硬質ウレタンフォ
ーム原料を混合した後、内板と外板間に注入充填し、一
体発泡してなる断熱構造体であるため、断熱構造体中に
均一にエアロゲル粒体が分散し、均質な優れた断熱性能
が得られるのである。また、同種のウレタン素材で形成
されるため、部材廃棄時の分別回収は不要であり、容易
にリサイクル化が可能である。加えて、同種材料のた
め、接着強度が高く強度の強い断熱構造体が得られるの
である。
【００２８】本発明の請求項６に記載する断熱構造体
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるエアロゲル粒体を不織布に封入し、
内板と外板間に配設したものであり、耐熱性の高さか
ら、ヒーター部が被断熱貯湯容器の近傍にあるような場
合でも、被覆面積の制約はなく、ヒーター部の近傍まで
被覆することができる。この結果、電気温水器のような
保温貯湯容器に使用した場合、特に、優れた断熱性能を
発揮することが可能である。
は、分子構造中にウレタン結合を有する有機ゲル組成物
を乾燥して得られるエアロゲル粒体を不織布に封入し、
内板と外板間に配設したものであり、耐熱性の高さか
ら、ヒーター部が被断熱貯湯容器の近傍にあるような場
合でも、被覆面積の制約はなく、ヒーター部の近傍まで
被覆することができる。この結果、電気温水器のような
保温貯湯容器に使用した場合、特に、優れた断熱性能を
発揮することが可能である。
【００２９】本発明の請求項７に記載する断熱構造体
は、前記断熱材と釘、配管、配線などの貫通物とからな
ることが特徴であり、施工時の設計自由度に優れ、かつ
優れた断熱性能が発揮されるものである。これは、エア
ロゲルは空気の平均自由程以下の微細孔からなり、常圧
で優れた断熱性能を発揮するため、エアロゲル内に外部
と貫通穴などがあったとしても断熱性能は変化しない。
このため、釘、配管、配線などの貫通物の機能を損なう
ことなく、優れた断熱性能を有するのである。
は、前記断熱材と釘、配管、配線などの貫通物とからな
ることが特徴であり、施工時の設計自由度に優れ、かつ
優れた断熱性能が発揮されるものである。これは、エア
ロゲルは空気の平均自由程以下の微細孔からなり、常圧
で優れた断熱性能を発揮するため、エアロゲル内に外部
と貫通穴などがあったとしても断熱性能は変化しない。
このため、釘、配管、配線などの貫通物の機能を損なう
ことなく、優れた断熱性能を有するのである。
【００３０】以下、実施の形態について、図１から図４
を用いて説明する。 （実施の形態１）実施の形態１における断熱材１の一実
施例を図１を用いて説明すると、２がウレタンエアロゲ
ルで、ウレタン結合を有するウレタンゲルを超臨界乾燥
させて得た粒状エアロゲルである。ウレタンゲルを得る
一例としては、水酸基価４６０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエ
ーテルポリオール１００重量部に対して、アミン当量１
３５のポリメリックＭＤＩを１１５重量部、触媒として
カオーライザーＮｏ．１を２重量部、アセトンを１００
０重量部混合させ、反応生成物としてウレタンゲルを得
ることができる。
を用いて説明する。 （実施の形態１）実施の形態１における断熱材１の一実
施例を図１を用いて説明すると、２がウレタンエアロゲ
ルで、ウレタン結合を有するウレタンゲルを超臨界乾燥
させて得た粒状エアロゲルである。ウレタンゲルを得る
一例としては、水酸基価４６０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエ
ーテルポリオール１００重量部に対して、アミン当量１
３５のポリメリックＭＤＩを１１５重量部、触媒として
カオーライザーＮｏ．１を２重量部、アセトンを１００
０重量部混合させ、反応生成物としてウレタンゲルを得
ることができる。
【００３１】この後、二酸化炭素による超臨界乾燥操作
を行い、ナノオーダーを有する超微細多孔質体であるウ
レタンエアロゲルが得られる。このウレタンエアロゲル
は、３次元の網目架橋構造の有機ゲル組成物からなるエ
アロゲル粒体である。
を行い、ナノオーダーを有する超微細多孔質体であるウ
レタンエアロゲルが得られる。このウレタンエアロゲル
は、３次元の網目架橋構造の有機ゲル組成物からなるエ
アロゲル粒体である。
【００３２】３は、バインダーで、アミン当量１３５の
ポリメリックＭＤＩを５％と２％の水分をウレタンエア
ロゲルに均一に混合することによって、ポリメリックＭ
ＤＩと水分が反応硬化した有機材料のウレタン樹脂組成
物からなる。反応硬化を促進させるには、５ｋｇ／ｃｍ
2の加圧と１００゜Ｃの加温条件で達成することができ
る。
ポリメリックＭＤＩを５％と２％の水分をウレタンエア
ロゲルに均一に混合することによって、ポリメリックＭ
ＤＩと水分が反応硬化した有機材料のウレタン樹脂組成
物からなる。反応硬化を促進させるには、５ｋｇ／ｃｍ
2の加圧と１００゜Ｃの加温条件で達成することができ
る。
【００３３】このときの断熱材の熱伝導率は、０．００
９ｗ／ｍＫであり、密度は１３５ｋｇ／ｍ３、１０％圧
縮強度は、７８ｋＰａであった。
９ｗ／ｍＫであり、密度は１３５ｋｇ／ｍ３、１０％圧
縮強度は、７８ｋＰａであった。
【００３４】バイダー３は、ウレタンエアロゲル間を接
着させるバインダー機能を有しているが、同種のウレタ
ン材料からなっているため、高い接着強度が得られ、剛
性の高い断熱材が形成できるのである。
着させるバインダー機能を有しているが、同種のウレタ
ン材料からなっているため、高い接着強度が得られ、剛
性の高い断熱材が形成できるのである。
【００３５】この結果、バインダー量を抑制できるた
め、エアロゲルの断熱特性が支配的になるのである。ま
た、ウレタンエアロゲル自身も有機高分子の特徴として
架橋網目構造を有するため、剛性が高く、補強材である
バインダーの大幅低減に寄与している。さらには、同種
材料のウレタンエアロゲルとウレタン樹脂バインダーか
らなるため、部材廃棄時の分別回収は不要であり、ウレ
タン素材として容易にリサイクル化が可能である。
め、エアロゲルの断熱特性が支配的になるのである。ま
た、ウレタンエアロゲル自身も有機高分子の特徴として
架橋網目構造を有するため、剛性が高く、補強材である
バインダーの大幅低減に寄与している。さらには、同種
材料のウレタンエアロゲルとウレタン樹脂バインダーか
らなるため、部材廃棄時の分別回収は不要であり、ウレ
タン素材として容易にリサイクル化が可能である。
【００３６】（実施の形態２）実施の形態２における一
実施例の断熱構造体４を図２に示す。ウレタンエアロゲ
ルとバインダーから構成されて硬化成形した断熱材１
を、外板５と内板６に形成される空間に配設し、挟持さ
せている。断熱材１は、予め外板５と内板６で形成され
る空間を有する治具内に充填し、固化させたもので、こ
れを内板６に取付けた後、外板５を形状に沿わせて取り
付けることにより、断熱構造体４を得ている。
実施例の断熱構造体４を図２に示す。ウレタンエアロゲ
ルとバインダーから構成されて硬化成形した断熱材１
を、外板５と内板６に形成される空間に配設し、挟持さ
せている。断熱材１は、予め外板５と内板６で形成され
る空間を有する治具内に充填し、固化させたもので、こ
れを内板６に取付けた後、外板５を形状に沿わせて取り
付けることにより、断熱構造体４を得ている。
【００３７】断熱材１は、外板５と内板６に形成される
空間に沿って隙間なく配設できるため、熱リークもなく
優れた断熱性能を断熱構造体４として発揮することがで
きる。特に断熱材１は、ウレタンエアロゲル粒体とバイ
ンダーである有機ポリイソシアネートの混合固化によっ
て得られるため、その成形形状は制約なく、厚みの変化
や凹凸などが自由に設計できるのである。
空間に沿って隙間なく配設できるため、熱リークもなく
優れた断熱性能を断熱構造体４として発揮することがで
きる。特に断熱材１は、ウレタンエアロゲル粒体とバイ
ンダーである有機ポリイソシアネートの混合固化によっ
て得られるため、その成形形状は制約なく、厚みの変化
や凹凸などが自由に設計できるのである。
【００３８】（実施の形態３）実施の形態３における一
実施例の断熱構造体７を図３に示す。ウレタンエアロゲ
ルとバインダーから構成されて硬化成形した断熱材１
を、内板６の裏面に接着し、外板５で形成される空間に
硬質ウレタンフォーム原料を注入し一体発泡を行ってい
る。このため、断熱材１を除く断熱構造体７の内部には
硬質ウレタンフォーム８が充填されている。このような
複層構造で、断熱材１と硬質ウレタンフォーム８は同種
材料で、接着容易で一体発泡による剛性が確保できるた
め、断熱構造体７の変形はなかった。
実施例の断熱構造体７を図３に示す。ウレタンエアロゲ
ルとバインダーから構成されて硬化成形した断熱材１
を、内板６の裏面に接着し、外板５で形成される空間に
硬質ウレタンフォーム原料を注入し一体発泡を行ってい
る。このため、断熱材１を除く断熱構造体７の内部には
硬質ウレタンフォーム８が充填されている。このような
複層構造で、断熱材１と硬質ウレタンフォーム８は同種
材料で、接着容易で一体発泡による剛性が確保できるた
め、断熱構造体７の変形はなかった。
【００３９】（実施の形態４）実施の形態４における一
実施例の断熱構造体９を図４に示す。ウレタンエアロゲ
ル粒体２と硬質ウレタンフォーム原料を混合し、外板５
と内板６間に注入充填して、断熱構造体９を形成してい
る。混合の重量比率は３：７で、硬質ウレタンフォーム
８中に均一に分散している。
実施例の断熱構造体９を図４に示す。ウレタンエアロゲ
ル粒体２と硬質ウレタンフォーム原料を混合し、外板５
と内板６間に注入充填して、断熱構造体９を形成してい
る。混合の重量比率は３：７で、硬質ウレタンフォーム
８中に均一に分散している。
【００４０】この結果、曲部等の前記断熱材１を配置で
きないような個所にもエアロゲル粒体を配置することが
でき、全体として断熱性能を強化できる。さらには、断
熱材１と硬質ウレタンフォーム８は同種材料で、接着容
易で層間剥離は起こらず、剛性が確保できるため、断熱
構造体７の強度は実用上問題なく、冷凍用断熱壁として
使用しても反りなどの変形はなかった。
きないような個所にもエアロゲル粒体を配置することが
でき、全体として断熱性能を強化できる。さらには、断
熱材１と硬質ウレタンフォーム８は同種材料で、接着容
易で層間剥離は起こらず、剛性が確保できるため、断熱
構造体７の強度は実用上問題なく、冷凍用断熱壁として
使用しても反りなどの変形はなかった。
【００４１】（実施の形態５）実施の形態５における一
実施例の断熱構造体１０を図５に示す。断熱構造体１０
は、外容器１１と内容器１２と内容器下部１３に装着さ
れたヒータ部１４から構成されている。内容器１２には
水を注水し、ヒーター部１４の加熱により湯を沸かせて
貯湯する。外容器１１と内容器１２間には、ウレタンエ
アロゲル粒体２をパックしたガラス繊維からなる不織布
１５を配設している。
実施例の断熱構造体１０を図５に示す。断熱構造体１０
は、外容器１１と内容器１２と内容器下部１３に装着さ
れたヒータ部１４から構成されている。内容器１２には
水を注水し、ヒーター部１４の加熱により湯を沸かせて
貯湯する。外容器１１と内容器１２間には、ウレタンエ
アロゲル粒体２をパックしたガラス繊維からなる不織布
１５を配設している。
【００４２】不織布１５は、１７０゜Ｃに達するヒータ
ー部に接する内容器下部１３まで被覆している。この結
果、フィルム状プラスチックス容器で外被され、溶解の
問題から内容器下部１３を被覆できない真空断熱材より
も、被覆率２５％程が向上し、保温性能が消費電力量換
算で２０％改善した。
ー部に接する内容器下部１３まで被覆している。この結
果、フィルム状プラスチックス容器で外被され、溶解の
問題から内容器下部１３を被覆できない真空断熱材より
も、被覆率２５％程が向上し、保温性能が消費電力量換
算で２０％改善した。
【００４３】（実施の形態６）実施の形態６における一
実施例の断熱構造体１５を図６に示す。断熱構造体１５
は、断熱構造体４に配管設置用の貫通穴１６を加工した
ものである。貫通穴１６に冷媒配管などの貫通物１７を
配設するが、この後工事によっても、断熱構造体１５の
断熱性能は変化なく、優れた断熱性能を有することが判
った。比較として、真空断熱材を断熱材１の代わりに配
置し、同様の後工事を行うと断熱性能は１／５に劣化
し、断熱材としての役割発揮ができなかった。
実施例の断熱構造体１５を図６に示す。断熱構造体１５
は、断熱構造体４に配管設置用の貫通穴１６を加工した
ものである。貫通穴１６に冷媒配管などの貫通物１７を
配設するが、この後工事によっても、断熱構造体１５の
断熱性能は変化なく、優れた断熱性能を有することが判
った。比較として、真空断熱材を断熱材１の代わりに配
置し、同様の後工事を行うと断熱性能は１／５に劣化
し、断熱材としての役割発揮ができなかった。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
請求項１に記載の発明は、分子構造中に３次元の網目架
橋構造を有する有機ゲル組成物からなるエアロゲル粒体
を有機材料からなるバインダーと反応させると共に、請
求項２に記載の発明は、分子構造中にウレタン結合を有
する有機ゲル組成物を乾燥して得られるウレタンエアロ
ゲル粒体に、有機ポリイソシアネートを混合し、反応固
化させたことを特徴とした断熱材であるから、少ないバ
インダーで優れたエアロゲルの断熱性能を効果的に発揮
させることができる。
請求項１に記載の発明は、分子構造中に３次元の網目架
橋構造を有する有機ゲル組成物からなるエアロゲル粒体
を有機材料からなるバインダーと反応させると共に、請
求項２に記載の発明は、分子構造中にウレタン結合を有
する有機ゲル組成物を乾燥して得られるウレタンエアロ
ゲル粒体に、有機ポリイソシアネートを混合し、反応固
化させたことを特徴とした断熱材であるから、少ないバ
インダーで優れたエアロゲルの断熱性能を効果的に発揮
させることができる。
【００４５】バインダーである有機ポリイソシアネート
は、水分と反応してウレタン樹脂となってウレタンエア
ロゲル粒体を固着させるが、同種材料のこれらは容易に
接着が可能で接着強度も高く、剛性のある断熱材料が生
成できる。この結果、バインダー量を抑制できるため、
優れたウレタンエアロゲル粒体の断熱特性が支配的にな
るのである。
は、水分と反応してウレタン樹脂となってウレタンエア
ロゲル粒体を固着させるが、同種材料のこれらは容易に
接着が可能で接着強度も高く、剛性のある断熱材料が生
成できる。この結果、バインダー量を抑制できるため、
優れたウレタンエアロゲル粒体の断熱特性が支配的にな
るのである。
【００４６】また、ウレタンエアロゲル自身も有機高分
子の特徴として架橋網目構造を有するため、剛性が高
く、補強材であるバインダーの大幅低減に寄与してい
る。
子の特徴として架橋網目構造を有するため、剛性が高
く、補強材であるバインダーの大幅低減に寄与してい
る。
【００４７】さらには、同種材料のウレタンエアロゲル
とウレタン樹脂バインダーからなるため、部材廃棄時の
分別回収は不要であり、ウレタン素材として容易にリサ
イクル化が可能である。
とウレタン樹脂バインダーからなるため、部材廃棄時の
分別回収は不要であり、ウレタン素材として容易にリサ
イクル化が可能である。
【００４８】請求項４の発明は、内板と外板間に前記断
熱材を配設し、硬質ウレタンフォーム原料で一体発泡し
てなる断熱構造体であるから、前記断熱材がウレタン素
材で形成されており、同種材料のため、接着強度が高く
強度の強い断熱構造体が得られる。また、得られる断熱
材の剛性が高いため、硬質ウレタンフォームと一体発泡
しても発泡圧力でエアロゲルがつぶれることもなく、断
熱構造体として成型できる。
熱材を配設し、硬質ウレタンフォーム原料で一体発泡し
てなる断熱構造体であるから、前記断熱材がウレタン素
材で形成されており、同種材料のため、接着強度が高く
強度の強い断熱構造体が得られる。また、得られる断熱
材の剛性が高いため、硬質ウレタンフォームと一体発泡
しても発泡圧力でエアロゲルがつぶれることもなく、断
熱構造体として成型できる。
【００４９】特に、発泡途上でのエアロゲルの崩壊によ
る充填性の阻害が原因となる未充填部の発生もなく、断
熱構造体として高断熱性能が発揮できるのである。
る充填性の阻害が原因となる未充填部の発生もなく、断
熱構造体として高断熱性能が発揮できるのである。
【００５０】さらに、断熱構造体が、同種材料で構成さ
れる結果、部材廃棄時の分別回収は不要であり、容易に
リサイクル化が可能である。
れる結果、部材廃棄時の分別回収は不要であり、容易に
リサイクル化が可能である。
【００５１】請求項５の発明は、分子構造中にウレタン
結合を有する有機ゲル組成物を乾燥して得られるエアロ
ゲル粒体と硬質ウレタンフォーム原料を混合した後、内
板と外板間に注入充填し、一体発泡してなる断熱構造体
であるため、断熱構造体中に均一にエアロゲル粒体が分
散し、均質な優れた断熱性能が得られるのである。
結合を有する有機ゲル組成物を乾燥して得られるエアロ
ゲル粒体と硬質ウレタンフォーム原料を混合した後、内
板と外板間に注入充填し、一体発泡してなる断熱構造体
であるため、断熱構造体中に均一にエアロゲル粒体が分
散し、均質な優れた断熱性能が得られるのである。
【００５２】また、同種のウレタン素材で形成されるた
め、部材廃棄時の分別回収は不要であり、容易にリサイ
クル化が可能である。加えて、同種材料のため、接着強
度が高く強度の強い断熱構造体が得られるのである。
め、部材廃棄時の分別回収は不要であり、容易にリサイ
クル化が可能である。加えて、同種材料のため、接着強
度が高く強度の強い断熱構造体が得られるのである。
【００５３】請求項６の発明は、分子構造中にウレタン
結合を有する有機ゲル組成物を乾燥して得られるエアロ
ゲル粒体を不織布に封入し、内板と外板間に配設した断
熱構造体であるから、耐熱性の高さから、ヒーター部が
被断熱貯湯容器の近傍にあるような場合でも、被覆面積
の制約はなく、ヒーター部の近傍まで被覆することがで
きる。
結合を有する有機ゲル組成物を乾燥して得られるエアロ
ゲル粒体を不織布に封入し、内板と外板間に配設した断
熱構造体であるから、耐熱性の高さから、ヒーター部が
被断熱貯湯容器の近傍にあるような場合でも、被覆面積
の制約はなく、ヒーター部の近傍まで被覆することがで
きる。
【００５４】この結果、耐熱性能の高いウレタンエアロ
ゲルの特徴を生かした電気温水器のような保温貯湯容器
に使用した場合、特に、優れた断熱性能を発揮すること
が可能である。
ゲルの特徴を生かした電気温水器のような保温貯湯容器
に使用した場合、特に、優れた断熱性能を発揮すること
が可能である。
【００５５】請求項７の発明は、前記断熱材と釘、配
管、配線などの貫通物とからなる断熱構造体であり、施
工時の設計自由度に優れ、かつ優れた断熱性能が発揮さ
れるものである。
管、配線などの貫通物とからなる断熱構造体であり、施
工時の設計自由度に優れ、かつ優れた断熱性能が発揮さ
れるものである。
【００５６】これは、エアロゲルは空気の平均自由程以
下の微細孔からなり、常圧で優れた断熱性能を発揮する
ため、エアロゲル内に外部と貫通穴などがあったとして
も断熱性能は変化しない。
下の微細孔からなり、常圧で優れた断熱性能を発揮する
ため、エアロゲル内に外部と貫通穴などがあったとして
も断熱性能は変化しない。
【００５７】このため、釘、配管、配線などの貫通物の
機能を損なうことなく、優れた断熱性能を有するのであ
る。
機能を損なうことなく、優れた断熱性能を有するのであ
る。
【図１】本発明の実施形態１における断熱材の模式図
【図２】本発明の実施形態２における断熱構造体の模式
図
図
【図３】本発明の実施形態３における断熱構造体の模式
図
図
【図４】本発明の実施形態４における断熱構造体の模式
図
図
【図５】本発明の実施形態５における断熱構造体の模式
図
図
【図６】本発明の実施形態６における断熱構造体の模式
図
図
１．断熱材 ２．ウレタンエアロゲル粒体 ３．バインダー ４．７．９．１０．１５．断熱構造体 ５．外板 ６．内板 １５．不織布
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H036 AA08 AA09 AB18 AB26 AC01 AE13 4F074 AA80 BA34 CA21 CC04Y DA02 DA32 4J034 CE01 DA01 DG00 HA02 HA07 HC12 HC64 HC67 NA03 QB01 QB19 QC01 RA15
Claims (7)
- 【請求項１】 分子構造中に３次元の網目架橋構造を有
する有機ゲル組成物からなるエアロゲル粒体を、有機材
料からなるバインダーで反応固化させたことを特徴とす
る断熱材。 - 【請求項２】 分子構造中にウレタン結合を有する有機
ゲル組成物を乾燥して得られるエアロゲル粒体に、バイ
ンダーとして有機ポリイソシアネートを混合し、反応固
化させたことを特徴とする断熱材。 - 【請求項３】 有機ポリイソシアネートをエアロゲル粒
体に対して２〜１５％混合させてなる請求項２記載の断
熱材。 - 【請求項４】 内板と外板との間に、分子構造中にウレ
タン結合を有する有機ゲル組成物を乾燥して得られるエ
アロゲル粒体にバインダーとして 有機ポリイソシアネ
ートを混合し反応固化させた断熱材を配設し、前記両板
間に硬質ウレタンフォームを一体発泡してなる断熱構造
体。 - 【請求項５】 分子構造中にウレタン結合を有する有機
ゲル組成物を乾燥して得られるエアロゲル粒体と硬質ウ
レタンフォーム原料を混合した後、内板と外板間に充填
したことを特徴とする断熱構造体。 - 【請求項６】 内板と外板との間に、分子構造中にウレ
タン結合を有する有機ゲル組成物を乾燥して得られるエ
アロゲル粒体を不織布に封入して配設したことを特徴と
する断熱構造体。 - 【請求項７】 釘、配管、配線などの貫通物を備えた請
求項４から６のいずれか一項記載の断熱構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25704199A JP2001082682A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 断熱材及び断熱構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25704199A JP2001082682A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 断熱材及び断熱構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001082682A true JP2001082682A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17300927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25704199A Withdrawn JP2001082682A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 断熱材及び断熱構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001082682A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800172B2 (en) * | 2002-02-22 | 2004-10-05 | Micron Technology, Inc. | Interfacial structure for semiconductor substrate processing chambers and substrate transfer chambers and for semiconductor substrate processing chambers and accessory attachments, and semiconductor substrate processor |
| US6814813B2 (en) | 2002-04-24 | 2004-11-09 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition apparatus |
| JP2004340415A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Toshiba Corp | 冷蔵庫 |
| US6858264B2 (en) | 2002-04-24 | 2005-02-22 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition methods |
| US6926775B2 (en) | 2003-02-11 | 2005-08-09 | Micron Technology, Inc. | Reactors with isolated gas connectors and methods for depositing materials onto micro-device workpieces |
| JP2009502717A (ja) * | 2005-07-26 | 2009-01-29 | ザ・ボーイング・カンパニー | エアロゲルおよび相変化材料の複合材 |
| US7699932B2 (en) | 2004-06-02 | 2010-04-20 | Micron Technology, Inc. | Reactors, systems and methods for depositing thin films onto microfeature workpieces |
| WO2014132656A1 (ja) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | パナソニック株式会社 | 断熱成形体及びその製造方法 |
| KR101684508B1 (ko) * | 2015-07-30 | 2016-12-08 | 현대자동차 주식회사 | 단열성 다층 복합체 |
-
1999
- 1999-09-10 JP JP25704199A patent/JP2001082682A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800172B2 (en) * | 2002-02-22 | 2004-10-05 | Micron Technology, Inc. | Interfacial structure for semiconductor substrate processing chambers and substrate transfer chambers and for semiconductor substrate processing chambers and accessory attachments, and semiconductor substrate processor |
| US7192487B2 (en) | 2002-02-22 | 2007-03-20 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor substrate processing chamber and accessory attachment interfacial structure |
| US6814813B2 (en) | 2002-04-24 | 2004-11-09 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition apparatus |
| US6858264B2 (en) | 2002-04-24 | 2005-02-22 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition methods |
| US7270715B2 (en) | 2002-04-24 | 2007-09-18 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition apparatus |
| US6926775B2 (en) | 2003-02-11 | 2005-08-09 | Micron Technology, Inc. | Reactors with isolated gas connectors and methods for depositing materials onto micro-device workpieces |
| JP2004340415A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Toshiba Corp | 冷蔵庫 |
| US7699932B2 (en) | 2004-06-02 | 2010-04-20 | Micron Technology, Inc. | Reactors, systems and methods for depositing thin films onto microfeature workpieces |
| JP2009502717A (ja) * | 2005-07-26 | 2009-01-29 | ザ・ボーイング・カンパニー | エアロゲルおよび相変化材料の複合材 |
| WO2014132656A1 (ja) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | パナソニック株式会社 | 断熱成形体及びその製造方法 |
| KR101684508B1 (ko) * | 2015-07-30 | 2016-12-08 | 현대자동차 주식회사 | 단열성 다층 복합체 |
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