JP2003049993A

JP2003049993A - 放射熱遮断断熱板及びそれを用いた断熱方法

Info

Publication number: JP2003049993A
Application number: JP2001236189A
Authority: JP
Inventors: Masami Kujirai; 正見鯨井
Original assignee: Sekuto Kagaku KK
Current assignee: Sekuto Kagaku KK
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2003-02-21
Anticipated expiration: 2021-08-03
Also published as: JP4822381B2

Abstract

(57)【要約】【課題】透明層を担持した熱伝導性基体からなり、そ
の透明層の熱容量及び放射熱吸収率が基体の熱容量及び
放射熱吸収率よりも小さい断熱板における、基体からの
低温帯域側への放熱を防止し、透明層と基体との逆方向
の温度差を大きくすることにより、高温帯域側から低温
帯域側への対流、伝導及び放射による熱伝導を阻止する
ことを目的とする。【解決手段】高温帯域と低温帯域の間に配置して、高
温帯域から低温帯域への放熱を遮断するための複合断熱
板において、高温帯域側に位置する第１層とそれに隣接
する低温帯域側に位置する第２層とを、後者の熱容量及
び放射熱吸収率が前者の熱容量及び放射熱吸収率よりも
大きくなるように形成するとともに、さらに低温帯域側
に第１層及び第２層を透過した放射熱を反射するための
第３層を積層した断熱板とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な断熱板、さ
らに詳しくいえば、熱傾斜を利用した複合層からなる改
良された断熱板及びそれを用いた断熱方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、密閉された空間、例えば建物や
容器などにおいて、内部から外部、外部から内部への熱
の伝達を遮断するために、各種の無機質又は有機質断熱
材が用いられている。

【０００３】無機質断熱材としては、例えばガラス繊
維、泡ガラスのようなガラス質断熱材、石綿、鉱滓綿、
パーライト、バーミキュライトのような鉱物質断熱材、
多孔質シリカ、多孔質アルミナ、アルミナ、マグネシ
ア、ジルコニア、耐火れんがのようなセラミックス系断
熱材、黒鉛、炭素繊維のような炭素系断熱材などがあ
り、有機質断熱材としては、発泡ポリエチレン、発泡ポ
リスチレン、発泡ポリウレタンのような発泡プラスチッ
クス、木質ボード、コルク、植物繊維のような天然物質
系断熱材などがある。その外、空気のような気体の低熱
伝導性を利用し、これらをアルミニウム、紙、プラスチ
ックスに封入した空気層断熱材も知られている。

【０００４】これらの断熱材は、それ自体熱伝導性の低
い材料を用いて熱の伝達を抑制したり、気体のような熱
伝導性の低い物質を細孔や空隙に封入して熱の移動を抑
制するものである。

【０００５】ところで、一般に、多孔質断熱材について
は細孔や空隙を多くして密度を小さくすれば熱伝導率が
減少して断熱効率が向上することが知られているが、あ
まり密度を小さくすると機械的強度が低下し、また温度
上昇により気体の対流による熱伝達が大きくなるため、
細孔や空隙を多くするにはおのずから限界がある。

【０００６】他方、断熱材の厚さを増加させて、断熱効
果を高めることも考えられるが、断熱材の使用量の増加
に伴うコスト高、断熱のための容量増大など実用面での
不利を伴う。

【０００７】本発明者らは、このような従来の断熱材の
もつ欠点を克服するために先に全く新しい理論に基づく
断熱板、すなわち、高温帯域と低温帯域との間に配置し
て、高温帯域から低温帯域への放熱を遮断するための断
熱板であって、低温帯域側に位置する不透明な熱伝導性
基体と高温帯域側に位置する熱伝導性透明層との複合体
から成り、該透明層の熱容積及び放射熱吸収が該基体の
熱容積及び放射熱吸収よりも小さいことを特徴とする断
熱板及びこれを用いる断熱方法を提案した（特許第２６
２４５７５号）。

【０００８】しかしながら、この断熱板は、熱伝導性基
体と低温帯域との条件によって、熱伝導性基体の吸収率
が大きく、放射熱の放出が大きくなることがあるが、こ
の際、低温帯域への放熱が著しくなると熱伝導性基体の
温度低下をもたらし、熱伝導性透明層と熱伝導性基体の
温度傾斜が小さくなり、断熱効果が減少する欠点があ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明層を担
持した熱伝導性基体からなり、その透明層の熱容量及び
放射熱吸収率が基体の熱容量及び放射熱吸収率よりも小
さい断熱板における、基体からの低温帯域側への放熱を
防止し、透明層と基体との逆方向の温度差を大きくする
ことにより、高温帯域側から低温帯域側への対流、伝導
及び放射による熱伝導を阻止することを目的としてなさ
れたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高温帯域
側に配置された第１層と、低温帯域側に配置された、第
１層よりも大きい熱容量及び放射熱吸収率をもつ第２層
とから構成された断熱板において、さらに低温帯域側に
第１層及び第２層を透過した放射熱を反射するための第
３層を設けることにより、高温帯域側から低温帯域側へ
の対流、伝導及び放射による熱伝達を効率よく阻止しう
ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至
った。

【００１１】すなわち、本発明は、高温帯域と低温帯域
の間に配置して、高温帯域から低温帯域への放熱を遮断
するための複合断熱板において、高温帯域側に位置する
第１層とそれに隣接する低温帯域側に位置する第２層と
を、後者の熱容量及び放射熱吸収率が前者の熱容量及び
放射熱吸収率よりも大きくなるように形成するととも
に、さらに低温帯域側に第１層及び第２層を透過した放
射熱を反射するための第３層を積層したことを特徴とす
る断熱板、及び熱伝導性第１層と、その第１層の放射熱
吸収及び熱容量よりも大きい放射熱吸収及び熱容量をも
つ熱伝導性第２層と、第１層及び第２層を透過した放射
熱を反射する第３層からなる複合断熱板を、高温帯域と
低温帯域との間に第１層が高温帯域側に位置するように
配置することを特徴とする断熱方法を提供するものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】一般に、熱の伝達は、放射熱伝
達、熱伝導及び対流熱伝達の組合せによって行われる。
この中の放射熱Ｑは、次の式で表わされ、これは真空中
においても伝導可能である。Ｑ＝σ・ε・（１００／Ｔ）⁴ ただし、σはステファン・ボルツマン定数、εは物体の
放射率、Ｔは物体の絶対温度である。

【００１３】そして、断熱板を介しての対流及び伝導に
よる伝達熱Ｑ₁は次の式で表わすことができる。Ｑ₁＝α₁（Ｔｒ−Ｔ₁）＝λ／Ｌ（Ｔ₁−Ｔ₂）＝α₂（Ｔ₂−Ｔ₀）ただし、α₁は高温帯域の流体の熱伝達率、Ｔｒは高温
帯域の流体の温度、Ｔ₁は断熱板の高温帯域側の表面温
度、λは断熱板の熱伝導率、Ｌは断熱板の厚さ、Ｔ₂は
断熱板の低温帯域側の表面温度、α₂は低温帯域の流体
の熱伝達率、Ｔ₀は低温帯域の流体の温度である。

【００１４】また、断熱板を介しての放射による熱Ｑ₂
の伝達は、高温帯域の物体及び流体から放射及び伝導に
より高温帯域側の壁表面へ伝達され、次いで壁面を熱伝
導で伝達されたのち、低温帯域側の壁表面から低温帯域
の物体及び流体に放射で伝達される。これを式で表わす
と次のようになる。

【００１５】Ｑ₂＝σ×ｆ（ε₁）×［（１００／Ｔｒ）⁴−（１００／Ｔ₁）⁴］＝λ／Ｌ（Ｔ₁−Ｔ₂）＝σ×ｆ（ε₂）×［（１００／Ｔ₂）⁴−（１００／Ｔ₀）⁴］ただし、σはステファン・ボルツマン定数、ｆ（ε₁）
は高温帯域の物体間の放射伝熱の放射係数、Ｔｒは高温
帯域の物体又は流体の温度、Ｔ₁は断熱板の高温帯域側
の表面温度、λは断熱板の熱伝導率、Ｌは断熱板の厚
さ、Ｔ₂は断熱板の低温帯域側の表面温度、ｆ（ε₂）は
低温帯域の物体間の放射伝熱の放射係数、Ｔ₀は高温帯
域の物体又は流体の温度である。この場合、放射熱伝達
と対流熱伝達とを別個に取り扱っているが、実際には放
射と対流による熱伝達は同時に行われる。

【００１６】キルヒ・ホッフの法則によると、吸収率と
放射率とは等しくなるため、壁体表面の放射熱吸収率が
大きいと高温帯域及び低温帯域の放射伝熱の放射係数が
大きくなり、放射熱伝達量が増加する。また、高温帯域
の物体及び流体と壁面となる物体間の放射係数が小さ
く、低温帯域の物体及び流体と壁面となる物体間の放射
伝熱の放射係数が大きい場合、壁面となる物体の温度は
低下する。

【００１７】したがって、透明層の熱容量が基体の熱容
量の１０％以下で、透明層の放射熱吸収が基体の放射熱
吸収の６０％以下の断熱板は、上記の条件になると、熱
伝導性基体の温度が低下し、熱伝導性透明層と熱伝導性
基体との間で温度傾斜を形成することが困難となる。

【００１８】ところで、上記の熱伝導性基体の温度低下
を阻止するには、第１層すなわち熱伝導性透明層と第２
層すなわち熱伝導性基体層とを透過した放射熱を反射さ
せ、第２層における放射熱の吸収を増大させて、熱伝導
性透明層と熱伝導性基体層との間の温度傾斜を常時形成
させればよい。

【００１９】なお、ここでいう熱容量とは、これをｑで
表わしたとき、次の式で定義されるパラメーターであ
る。ｑ＝Ｖ・ｄ・ｃ＝Ｗ・ｃただし、ｃは比熱（ｃａｌ／ｇ・Ｋ）、ｄは密度（ｇ／
ｃｍ³）、Ｖは全体積（ｃｍ³）、Ｗは全質量（ｇ）であ
る。したがって、熱容量ｑは、比熱ｃ、密度ｄ及び全体
積Ｗに比例するパラメーターであることが分る。

【００２０】この比熱ｃは、物体を構成する各材料に固
有のもので、その数値は温度により変化するが、通常
は、慣用の比熱測定装置を用い、室温で測定して得た値
が用いられる。なお、この熱容量は、比熱や密度が同一
の材料を用いても、例えば単位面積当りの厚さを増減し
て全体積を変えることによって任意に調節することがで
きる。なお、ここでいう放射熱吸収率及び放射熱反射率
としては、赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）により測定した
数値を用いることができる。

【００２１】他方、熱源となる物体から放射される放射
線例えば光は温度が高くなればなるほど加速度的に多く
のエネルギーを放出し、所定温度Ｔ（Ｋ）において放出
される放射線の最大強度の中心波長（λ）は、ウィーン
の変位則により、次式によって求められる。 λ＝２８９８／Ｔ

【００２２】他方、物体に入射する放射線は、その物体
が完全黒体の場合は全部吸収されるし、完全白体の場合
は全部反射される。そして、物体が完全透明体の場合は
全部透過されるが、灰色体の場合は、吸収率α、反射率
ρ及び透過率τの間に次の関係式が成り立つ α＋ρ＋τ＝１

【００２３】この灰色体には、可視域や２．５μｍより
短い近赤外は透過するが、２．５μｍよりも長い波長の
光をほとんど透過しないガラスのような材料や放射線の
ほとんどを反射するアルミニウムのような材料、可視
域、近赤外域、遠赤外域のほとんどを透過させるプラス
チックスのような材料が包含される。

【００２４】このように、灰色体である材料の吸収、反
射、透過は各波長域及び材料の種類により異なるので、
灰色体に属する材料の吸収率、反射率、透過率は、熱源
となる物体から放射される放射線の波長とその波長に対
する灰色体自体の吸収、反射、透過の状態により左右さ
れる。

【００２５】ここでいう放射熱吸収率及び反射率とは、
熱源から放射される放射線の波長に対する、その放射線
が入射する物体の吸収及び反射の割合である。なお、ラ
ンバートベールの法則によると、放射線例えば光を吸収
する材料の厚さを大きくすると、吸収量が増加するし、
小さくすると吸収量は減少する。したがって、放射熱吸
収量が等しい材料を用いる場合は、その厚さを薄くする
ことにより放射熱の吸収を減らし、透過率を大きくする
ことができるので、放射熱吸収の大きい材料であっても
放射熱の透過を可能にして、透明層として用いることが
できる。

【００２６】次に添付図面に従って、本発明をさらに詳
細に説明する。図１は、本発明断熱板の構造を示す断面
図であって、この断熱板は２枚の熱伝導性層１及び２と
放射熱反射層３からなる三層構造を有する積層体で構成
されている。この図において、第１層すなわち熱伝導性
層１は第２層すなわち熱伝導性層２よりも放射熱吸収率
及び熱容量の小さい材料からなっており、第３層すなわ
ち放射熱反射層は、第２層２の第１層１に接している側
の反対側に積層されている。

【００２７】第１層１の材料としては、第２層２よりも
熱容量が１０％以下、好ましくは５％以下で、熱容量及
び放射熱吸収率が６０％以下、好ましくは５０％以下の
材料を用いるのがよい。第３層として用いる放射熱反射
層３としては、第１層１及び第２層２を透過した放射熱
に対し放射熱反射率５％以上、好ましくは１０％以上の
材料が好ましい。

【００２８】本発明断熱板の第２層２の厚さは、０．５
〜１０ｍｍの範囲内で選ばれる。第１層１の厚さは、通
常１〜１０００μｍの範囲で選ばれるが、保冷倉庫や大
型の壁体として用いる場合には、さらに厚くすることが
できるし、また電子装置などの小型のものに用いる場合
には、さらに薄くすることもできる。第３層すなわち放
射熱反射層の厚さは、０．１〜１０００μｍの範囲内
で、放射熱反射率が５％以上、好ましくは１０％以上に
なるように選ばれる。

【００２９】上記の第２層を構成する材料としては、金
属、合金、金属酸化物、セラミックスのような無機材料
やプラスチックス、ゴム、木質、パルプのような有機材
料が用いられる。

【００３０】金属、合金の例としては、鉄、アルミニウ
ム、亜鉛、マグネシウム、金、銀、クロム、ゲルマニウ
ム、モリブデン、ニッケル、鉛、白金、ケイ素、チタ
ン、トリウム、タングステンのような各種の単体金属
や、炭素鋼、ニッケル鋼、クロム鋼、クロムモリブデン
鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、黄銅、青銅のよ
うな各種の合金を挙げることができる。

【００３１】また、金属酸化物、セラミックスの例とし
ては、アルミナ、シリカ、マグネシア、トリア、ジルコ
ニア、三二酸化鉄、四三酸化鉄、酸化チタン、酸化カル
シウム、酸化亜鉛、酸化鉛などの種々の金属酸化物やガ
ラス、陶磁器、焼結炭化ケイ素、焼結窒化ケイ素、焼結
炭化ホウ素、焼結窒化ホウ素などの各種のセラミックス
などの無機系物質を挙げることができる。

【００３２】次に、プラスチックスの例としては、アク
リル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹
脂、ケイ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリカ
ーボネート、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、酢酸セルロース樹脂、尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリビニルブチラー
ル、ポリビニルホルマール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニ
ルアルコール、アイオノマー、塩素化ポリエーテル、エ
チレン・α‐オレフィン共重合体、エチレン・塩化ビニ
ル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、塩素化ポ
リエチレン、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリフ
ェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリア
リールスルホン、ポリエーテル、エーテルケトンなど
を、またゴム類の例としては、天然ゴム、ブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、
シリコーンゴム、ウレタンゴムなどを挙げることができ
る。そのほか、花崗岩、大理石などの各種鉱石類、レン
ガ、コンクリートなどの各種窯業製品、スギ、マツ、ヒ
ノキなどの各種木材、綿布、麻布、パンヤ布、紙などの
各種繊維製品、各種皮革製品なども所望に応じ用いるこ
とができる。

【００３３】これらを第２層として用いる場合、その厚
さを厚くしたり、第２層の材料に充てん剤、着色剤など
を配合することにより、第１層に対する熱容量及び放射
熱吸収率を大きくすることができる。

【００３４】本発明を構成する第１層の材料としては、
赤外線領域において透明なプラスチックスを用いるのが
好ましい。一般に、プラスチックスを構成する各原子
は、その結合状態により赤外線の吸収波長が異なり、Ｃ
−Ｃ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｎなどの単結合では７．５〜１２．
５μｍ、Ｃ＝Ｃ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｎ、Ｎ＝Ｏなどの二重結
合では５．５〜６．５μｍの範囲、Ｃ≡Ｃ、Ｃ≡Ｎの三
重結合では４．５〜５．０μｍの範囲に主な吸収波長が
存在し、それ以外の領域においては吸収が少なく透明度
が高くなっている。

【００３５】他方、熱源から放射される赤外線は、前記
したように、熱源の温度によりウィーンの変位則から計
算される波長を中心として、広い範囲の波長が放射され
ている。例えば、熱源の温度が約６，０００Ｋである太
陽光線から放射される波長は０．３〜２．５μｍである
が、その主波長は約０．５μｍである。１９℃の地温か
ら放射される波長は、約７〜１３μｍであるが、その主
波長は約１０μｍである。

【００３６】したがって、太陽光線のように主波長が約
０．５μｍである放射の場合の第１層の材料としては、
波長０．３〜２．５μｍの範囲で小さい吸収を示し、透
過率の高いプラスチックス、例えば、ポリスチレン、ポ
リ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、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、酢酸セルロース、ジアリルフタレート樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、ポリビニルブチラール、塩化ビニル
・酢酸ビニル共重合体、エチレン・α‐オレフィン共重
合体、エチレン・塩化ビニル共重合体、アクリル酸・塩
化ビニル共重合体、ポリメチルペンテン、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポ
リビニルピロリドン、ポリメタクリル酸メチル、メタク
リル酸メチル・スチレン共重合体、ポリメタクリル酸ブ
チル、ナイロン６６、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂、ブタ
ジエン・スチレン樹脂、ポリスルホン、ポリフッ化ビニ
リデン、ＭＢＳ樹脂、ポリブタジエン、ポリエーテルス
ルホンなどの各種物質やこれらの混合物を用いるのが好
ましい。

【００３７】また、熱源の温度が２００℃以下で、その
主波長が約６μｍ以下となるような放射の場合には、波
長４μｍより長い領域で小さい吸収を示し、透過率の高
いプラスチックス、例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニ
ル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコ
ール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・塩化ビニリデン共
重合体、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリド
ン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、メタク
リル酸メチル・スチレン共重合体、ポリメタクリル酸ブ
チル、ケイ素樹脂、ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロ
ロプレンゴムやこれらの混合物を用いるのが好ましい。

【００３８】ランバートベールの法則によると、光を吸
収する材料の厚さを厚くすると吸収量が増加し透過量が
減少する。そして、その厚さを薄くすると吸収量が減少
し透過量が増加する。例えば、ガラスのように厚さが１
ｍｍより厚い場合に、３μｍ以上の波長を吸収する材料
でも、その厚さを薄くすると３μｍ以上の波長を透過さ
せることができる。また、アルミニウムのように光をほ
とんど反射させる材料でも、その厚さを薄くすることに
より透過させることができる。

【００３９】したがって、第１層として使用される材料
は、鉄、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、金、銀、
クロム、ゲルマニウム、モリブデン、ニッケル、鉛、白
金、ケイ素、チタン、トリウム、タングステンのような
各種の単体金属や、炭素鋼、ニッケル鋼、クロム鋼、ク
ロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、
黄銅、青銅のような各種の合金もその厚さを薄くするこ
とにより放射熱の透過を可能とし、用いることができ
る。

【００４０】また、アルミナ、シリカ、マグネシア、ト
リア、ジルコニア、三二酸化鉄、四三酸化鉄、酸化チタ
ン、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化鉛などの各種の金
属酸化物やガラス、陶磁器、焼結炭化ケイ素、焼結窒化
ケイ素、焼結炭化ホウ素、焼結窒化ホウ素などの各種の
セラミックスなどの無機材料もその厚さを薄くすること
により放射熱の透過を可能とし、第１層に用いることが
可能となる。

【００４１】その他、花崗岩、大理石などの各種鉱石
類、レンガ、コンクリートなどの各種窯業製品、スギ、
マツ、ヒノキなどの各種木材、綿布、麻布、パンヤ布、
紙などの各種繊維製品、各種皮革製品なども所望に応じ
用いることができる。

【００４２】次に、第３層を構成する材料としては、熱
源から放射される波長に対し反射率の大きい鉄、アルミ
ニウム、亜鉛、マグネシウム、金、銀、クロム、ゲルマ
ニウム、モリブデン、ニッケル、鉛、白金、ケイ素、チ
タン、トリウム、タングステンのような各種の単体金属
や、炭素鋼、ニッケル鋼、クロム鋼、クロムモリブデン
鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、黄銅、青銅のよ
うな各種の合金及びアルミナ、シリカ、マグネシア、ト
リア、ジルコニア、三二酸化鉄、四三酸化鉄、酸化チタ
ン、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化鉛などの各種の金
属酸化物やガラス、陶磁器、焼結炭化ケイ素、焼結窒化
ケイ素、焼結炭化ホウ素、焼結窒化ホウ素などの各種の
セラミックスが好ましい。また、屈折率の異なる透明体
を重ね合わせると光の全反射が発生するので、屈折率の
異なるプラスチックスを重ね合わせることにより、各領
域において透明度の高いプラスチックスも用いることが
可能となる。

【００４３】例えば、第２層として、波長０．３〜２．
５μｍの範囲で透過するプラスチックス、例えば、ポリ
スチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリカー
ボネート、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、酢酸セルロース、ジアリルフタレート
樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルブチラー
ル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、エチレン・α‐
オレフィン共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体、
アクリル酸・塩化ビニル共重合体、ポリメチルペンテ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフル
オロエチレン、ポリビニルピロリドン、ポリメタクリル
酸メチル、メタクリル酸メチル・スチレン共重合体、ポ
リメタクリル酸ブチル、ナイロン６６、エポキシ樹脂、
ケイ素樹脂、ブタジエン・スチレン樹脂、ポリスルホ
ン、ポリフッ化ビニリデン、ＭＢＳ樹脂、ポリブタジエ
ン、ポリエーテルスルホンなどやこれらの混合物を用い
た場合、第３層の反射層として第２層に対し、屈折率が
小さく、波長０．３〜２．５μｍの範囲で透過する前記
と同様なプラスチックスを用いて反射させることが可能
となる。

【００４４】また、波長が４μｍより長い領域で透過す
るプラスチックス、例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニ
ル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコ
ール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・塩化ビニリデン共
重合体、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリド
ン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、メタク
リル酸メチル・スチレン共重合体、ポリメタクリル酸ブ
チル、ケイ素樹脂、ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロ
ロプレンゴムなどの各種物質やこれらの混合物を用いた
場合、第３層の反射層として第２層に対し、屈折率が小
さく、波長が０．４μｍより長い領域で透過する前記と
同様なプラスチックスを用いて反射させることが可能と
なる。このように、最初から屈折率の異なる物質を組み
合わせた透明体の反射層を作成し、第３層として用いる
ことができる。

【００４５】本発明の断熱板の形状には、特に制限はな
く方形状、円形状、筒状、半球状、球状など任意の形状
に形成できるし、また、波形表面、凸凹表面、突起状表
面などの表面形状に加工されたものでもよい。

【００４６】本発明における断熱板を製造するには、あ
らかじめフィルム状又はシート状に形成した各層の材料
を熱融着や接着、粘着などにより貼着する方法、プラス
チックスを適当な溶剤に溶かして慣用されている方法に
より塗布し、乾燥、固化させる方法、化学蒸着、真空蒸
着、めっき、無電解めっきなどで固着する方法など、他
の材料に積層するのに慣用されている方法の中から任意
に選択して積層する。また、所定の材料を分散、溶解な
どのこれまで慣用されている方法により処理して上記と
同様の方法を用いて積層する。そして、従来からある構
築物や建物などに後から積層することもでき、積層した
断熱板を用いて、構築物や建物などを作ることもでき
る。

【００４７】図１には、第１層、第２層、第３層が単体
の場合の例を示したが、本発明においては、第１層、第
２層又は第３層或いはその３層すべてを複合体に構成す
ることもできる。この場合において第１層と第２層は、
高温帯域側の熱容量及び放射熱吸収を低温帯域側のもの
のそれらよりも小さくするという関係が満たされている
ことが必要である。そして、この場合、最も高温帯域側
に表面を形成する第１層は、第２層が第３層に接する層
の熱容量の１０％以下、好ましくは５％以下の熱容量
と、第２層が第３層に接する層の放射熱吸収の６０％以
下、好ましくは５０％以下の放射熱吸収を有するように
構成するのが望ましい。

【００４８】また、第３層の反射層は、第２層に接する
層の反射率が最も低温帯域側に位置する表面を形成する
層の反射率より小さくするという関係が満たされている
ことが必要である。そして、この場合、第１層、第２層
を透過した放射熱を５％以上、好ましくは１０％以上反
射するように構成するのが望ましい。

【００４９】本発明の断熱板は、従来の発泡スチレン、
発泡ウレタンなどの断熱材及び放射熱吸収、放射熱反射
のある材料とも併用することができる。通常、高温帯域
から対流、放射により伝達される熱は、最初に壁面の高
温帯域側表面に伝達される。次に、高温帯域側表面に伝
達された熱は、隔壁を熱伝導により低温帯域側表面に伝
達される。そして、壁面の低温帯域側表面から低温帯域
に対流、放射により伝達される。

【００５０】透明層の熱容量が基体の熱容量の１０％以
下であり、透明層の放射熱吸収が基体の放射熱吸収の６
０％以下である断熱板の場合、基体の放射熱吸収が大き
いと基体表面から低温帯域に放射で放熱される量が多く
なり基体の温度が低下してしまう。その結果、透明層と
基体の温度勾配がなくなり断熱効果が減少してしまう。

【００５１】本発明の断熱板を高温帯域と低温帯域の間
に設けた隔壁の一部又は全部に断熱板の第１層が高温帯
域側になるように配置すると、高温帯域から照射される
放射熱は、第１層を透過して第２層に吸収される。そし
て、第１層及び第２層を透過した放射熱は、第３層で反
射され第２層で再度吸収される。その結果、第２層が吸
収する放射熱は、第３層がない場合より放射熱の吸収量
が増加し、温度上昇が大きくなる。そして、吸収率の大
きい第２層（透明層の熱容量が基体の熱容量の１０％以
下であり、透明層の放射熱吸収が基体の放射熱吸収の６
０％以下である断熱板の基体）から低温帯域に放射によ
る放熱が軽減され、第２層の温度が第１層に対し常に高
く保持されるようになり、逆方向に形成された温度勾配
が維持され、断熱効果を向上できる。

【００５２】前記で示したように、放射熱は第１層を透
過して第２層で吸収される。しかし、対流熱伝達は、空
気などの媒体の移動により伝達されるので、第１層の表
面に移動する。第１層の表面に移動した対流熱は、伝導
で隔壁を移動するが、隔壁内部で逆方向に形成された温
度勾配により伝達されなくなる。このようにして、対
流、伝導、放射による熱伝達を防止させ、住宅、保冷倉
庫の屋根材、天井材、壁材、床材、各種容器などの断熱
材として効果的に利用することができる。

【００５３】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。

【００５４】実施例１厚さ５ｍｍの発泡スチロール板で一面のみを開放した立
方体上の箱（５０×５０×５０ｃｍ）３個を作成し、そ
れぞれの箱の開口部の１個に厚さ５０μｍのポリエステ
ルフィルム（熱容量１６．６ｃａｌ／℃、放射熱吸収率
５５％）のみからなるもの（Ａ）と１個にポリエステル
フィルムにメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−ス
チレン共重合体を厚さ５μｍ（熱容量０．５ｃａｌ／
℃、放射熱吸収率１８％）積層させたもの（Ｂ）及び１
個にポリエステルフィルムにメタクリル酸メチル−アク
リル酸エチル−スチレン共重合体を積層させた反対側に
Ａｌ ₂Ｏ₃を８Å蒸着（反射率１１．５％）させたもの
（Ｃ）を、メタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−ス
チレン共重合体が高箱内側（高温側）になるように取り
付けた。次に、これらの箱を外部から赤外ヒーターで加
熱して、内部温度を６０℃まで上昇させた後、１６℃の
冷却空気を送風しながら、内部温度経時的変化を調べ
た。その結果を破線（Ａ）と一点鎖線（Ｂ）と実線
（Ｃ）のグラフとして図２に示す。

【００５５】実施例２鉄筋コンクリート造３階建の建物の２階部分において、
容積４２ｍ³の縦１．２ｍ、横０．９ｍの長方形の窓が
ある隣り合わせた同一の部屋３個を用意し、その窓ガラ
スの室内側に厚さ５０μｍのポリエステルフィルム（熱
容量１６．６ｃａｌ／℃、放射熱吸収率５５％）とガラ
スを粘着材で積層したもの（Ａ）とポリエステルフィル
ムにメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−スチレン
共重合体を厚さ５μｍ（熱容量０．５ｃａｌ／℃、放射
熱吸収率１８％）積層させたもののポリエステルフィル
ム面とガラスを粘着材で積層したもの（Ｂ）とポリエス
テルフィルムにメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル
−スチレン共重合体を積層させた反対側にＡｌ₂Ｏ₃を８
Å蒸着（反射率１１．５％）させたもののＡｌ₂Ｏ₃を蒸
着させた面とガラスを粘着材で積層したもの（Ｃ）をガ
ラス面が外気になるように取り付け、夜間において、２
３００ｋｃａｌ／ｈｒの温風暖房機で２０℃に上昇させ
た後、室内の温度低下の経時的変化を測定した。この結
果を表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】この表から、ポリエステルフィルムだけの
場合はその室内温度が１０．５℃低下し、ポリエステル
フィルムにメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−ス
チレン共重合体を積層させた（Ｂ）の場合は、７．８℃
低下したが、Ａｌ₂Ｏ₃を蒸着させた断熱板（Ｃ）は４．
７℃の低下にとどまっていることが分る。

【００５８】実施例３室温を２０℃、湿度５０％に設定した部屋で、縦０．３
５ｍ、横０．５５ｍ、奥行き０．６０ｍの一面が開放し
た同一の冷蔵庫３個を用意し、実施例２で作成したもの
を縦０．３５ｍ、横０．５５ｍの大きさに切断し、ガラ
ス面が冷蔵庫側（低温側）になるように取り付け、冷蔵
庫内の温度を−１０℃に保ち、表面に発生する結露の状
態を観測した。この結果を表２に示す。

【００５９】

【表２】

【００６０】この表から、ポリエステルフィルムだけの
場合は、結露の流滴が３０分後、ポリエステルフィルム
にメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−スチレン共
重合体を積層させた（Ｂ）の場合は、９０分後に発生
し、Ａｌ₂Ｏ₃を蒸着させた断熱板（Ｃ）は１８０分後に
おいても結露の流滴が発生しないことから、断熱効果が
大きいことが分る。

【００６１】実施例４実施例１で用いたのと同じ発泡スチロール製の立方体上
の箱を５個用意した。実施例２と同じポリエステルフィ
ルムにメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−スチレ
ン共重合体を厚さ５μｍ（熱容量０．５ｃａｌ／℃、放
射熱吸収率３０％）積層させた反対側に、ＳｉＯ₂を水
系のアクリル樹脂に分散させたものを塗布し、それぞれ
異なった反射率の層を形成した断熱板を、ＳｉＯ₂を積
層させた面とガラスを粘着材で積層したもの（Ｃ）をガ
ラス面が外側（低温側）になるように取り付けた。次い
で、それぞれの内部に黒布で覆った６０Ｗ−赤外線ラン
プを配置し、加熱しながら、その内部温度の経時的変化
を調べた。その結果を表３に示す。

【００６２】

【表３】

【００６３】この表から、第１層と第２層の熱容量と放
射熱の割合が同一のものでも、反射率が大きくなると内
部温度が高くなり断熱効果が優れていることが分る。

【００６４】実施例５実施例２と同じポリエステルフィルムにメタクリル酸メ
チル−アクリル酸エチル−スチレン共重合体を厚さ５μ
ｍ（熱容量０．５ｃａｌ／℃、放射熱吸収率３０％）積
層させた反対側にＣｒを蒸着させ（反射率７０．５
％）、Ｃｒ蒸着面とガラス面を粘着剤で積層したものを
作成し、実施例２と同様の実験を行った。その結果を表
４に示す。

【００６５】

【表４】

【００６６】この表から、ポリエステルフィルムだけの
場合はその室内温度が１１．９℃低下し、ポリエステル
フィルムにメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−ス
チレン共重合体を積層させた場合は、９．２℃低下した
が、Ｃｒを蒸着させた断熱板は４．２℃の低下にとどま
っていることが分る。

【００６７】実施例６実施例２と同じ方法で作成した試料（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）を作成し、ガラス面の変わりに厚さ１ｍｍの鉄板
に粘着剤で実施例２と同様に積層し、実施例２と同様の
実験を行った。結果を表５に示す。

【００６８】

【表５】

【００６９】この表から、ポリエステルフィルムだけの
場合はその室内温度が１３．３℃低下し、ポリエステル
フィルムにメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−ス
チレン共重合体を積層させた場合は、１１．１℃低下し
たが、Ａｌ₂Ｏ₃を蒸着させた断熱板は６．２℃の低下に
とどまっていることが分る。

【００７０】実施例７厚さ１００μｍの塩化ビニルフィルム（熱容量９．５６
ｃａｌ／℃、放射熱吸収率７８％）とガラスを粘着材で
積層したもの（Ａ）とポリエステルフィルムにメタクリ
ル酸メチル−アクリル酸エチル−スチレン共重合体を厚
さ５μｍ（熱容量０．５ｃａｌ／℃、放射熱吸収率１８
％）積層させたものの塩化ビニルフィルム面とガラスを
粘着材で積層したもの（Ｂ）と塩化ビニルフィルムにメ
タクリル酸メチル−アクリル酸エチル−スチレン共重合
体を積層させた反対側にＳｉＯ₂を水系のアクリル樹脂
に分散させたものを塗布（反射率９．８％）させたもの
をＳｉＯ₂塗布面とガラスを粘着材で積層したもの
（Ｃ）をガラス面が外気側（低温側）になるように取り
付け、夜間において、２３００ｋｃａｌ／ｈｒの温風暖
房機で２０℃に上昇させた後、室内の温度低下の経時的
変化を測定した。この結果を表６に示す。

【００７１】

【表６】

【００７２】この表から、ポリエステルフィルムだけの
場合は、その室内温度が１１．２℃低下し、ポリエステ
ルフィルムにメタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−
スチレン共重合体を積層させた場合は８．５℃低下した
が、ＳｉＯ₂を水系のアクリル樹脂に分散させたものを
塗布させた断熱板は５．０℃の低下にとどまっており、
断熱効果が大きいことが分る。

【００７３】

【発明の効果】本発明によると、従来の透明層の熱容量
が基体の熱容量の１０％以下であり、透明層の放射熱吸
収が基体の放射熱吸収の６０％以下である断熱板の基体
の材料として、放射熱透過性のある物質も用いることが
可能となり、住居、保冷倉庫、保冷車量、保温容器など
の隔壁用として好適に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明断熱板の構造例を示す断面図。

【図２】本発明断熱方法における経時的温度変化を示
すグラフ。

【符号の説明】

１第１層２第２層３第３層（放射熱反射層）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温帯域と低温帯域の間に配置して、高
温帯域から低温帯域への放熱を遮断するための複合断熱
板において、高温帯域側に位置する第１層とそれに隣接
する低温帯域側に位置する第２層とを、後者の熱容量及
び放射熱吸収率が前者の熱容量及び放射熱吸収率よりも
大きくなるように形成するとともに、さらに低温帯域側
に第１層及び第２層を透過した放射熱を反射するための
第３層を積層したことを特徴とする断熱板。
【請求項２】第１層の熱容量が第２層の熱容量の１０
％以下、第１層の放射熱吸収が第２層の放射熱吸収の６
０％以下、第３層の放射熱反射率が５％以上である請求
項１記載の断熱板。
【請求項３】熱伝導性第１層と、その第１層の放射熱
吸収及び熱容量よりも大きい放射熱吸収及び熱容量をも
つ熱伝導性第２層と、第１層及び第２層を透過した放射
熱を反射する第３層からなる複合断熱板を、高温帯域と
低温帯域との間に第１層が高温帯域側に位置するように
配置することを特徴とする断熱方法。
【請求項４】断熱板における第１層の熱容量が第２層
の熱容量の１０％以下、第１層の放射熱吸収が第２層の
放射熱吸収の６０％以下、第３層の放射熱反射率が５％
以上である請求項３記載の断熱方法。