JP2006017169A - 真空断熱材、真空断熱材用芯材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 外被材内に、無機繊維積層材料で構成されている芯材が減圧密封されてなる真空断熱材であって、該真空断熱材中の芯材の密度が、200〜270kg/m3であり、前記外被材を開包した後の芯材が、繊維長100μm以上の無機繊維を75%以上含有していることを特徴とする真空断熱材。
【選択図】 なし
Description
実施例1
平均繊維径4μmのガラス繊維に、固形分4質量%のフェノール樹脂バインダー水溶液をイグロスが、1質量%となるようにエアーとの二流体方式で噴霧し、厚み方向に均一にバインダーが付着した状態で積層されたガラス繊維マット(厚さ約300mm、密度約5kg/m3)を、熱風通過式オーブンにて上下のコンベアーで挟み込みながら260℃、オーブン滞留時間約90秒、加圧時密度150kg/m3の条件で加熱加圧した。これにより、厚さ約18mm、密度約80kg/m3のバインダー処理した本発明の芯材を得た。
平均繊維径4μmのガラス繊維に、固形分4質量%のフェノール樹脂バインダー水溶液をイグロスが2質量%となるようにエアーとの二流体方式で噴霧し、厚み方向に均一にバインダーが付着した状態で積層されたガラス繊維マットを、バインダーがキュアーしない状態でロール状に巻き取った(厚さ約40mm、密度約35kg/m3)。このガラス繊維マットを2プライに積層し、平板プレス機で温度220℃、圧縮時厚さ12mm、加圧時密度約240kg/m3、加圧時間5分の条件で加熱圧縮した。これによりガラス繊維マット中のバインダーがキュアーされ、厚さ約16mm、密度約180kg/m3の本発明の芯材を得た。この芯材を、真空断熱材用のガスバリアー性の高い袋状外被内に挿入し、真空シール装置にて袋内の圧力が1.0Paとなるようにガスを吸引した後に、袋の開口部を加熱圧着し、厚さ11mm、密度260kg/m3の本発明の真空断熱材を得た。
平均繊維径4μmのガラス繊維からなるガラス繊維マット(厚さ約40mm、密度約35kg/m3)に、固形分4質量%のフェノール樹脂バインダー水溶液をイグロスが4質量%となるように噴霧して上記ガラス繊維マットに付着させた。該バインダーを付着させたガラス繊維マットをロール状に巻き取り、2プライに積層し、平板プレス機で温度220℃、圧縮時厚さ9mm、加圧時密度約320kg/m3、加圧時間5分の条件で加熱圧縮した。これによりガラス繊維マット中のバインダーがキュアーされ、厚さ約10mm、密度約290kg/m3の比較例の芯材を得た。この芯材を、真空断熱材用のガスバリアー性の高い袋状外被内に挿入し、真空シール装置にて袋内の圧力が1.0Paとなるようにガスを吸引した後に、袋の開口部を加熱圧着し、厚さ7mm、密度410kg/m3の比較例の真空断熱材を得た。
平均繊維径4μmのガラス繊維をロール状に巻き取り、ホワイト(バインダーなし)ガラス繊維マットを製造した(厚さ約40mm、密度約35kg/m3)。このホワイトガラス繊維マットを2プライに積層し、その表面にフェノール樹脂バインダー水溶液をイグロスが2質量%となるように噴霧した後、平板プレス機で温度220℃、圧縮時厚さ9mm、加圧時密度約320kg/m3、加圧時間5分の条件で加熱圧縮した。これによりガラス繊維マット中のバインダーがキュアーされ、厚さ約12mm、密度約240kg/m3の比較例の芯材を得た。この芯材を真空断熱材用のガスバリアー性の高い袋状外被材内に挿入し、真空シール装置にて袋内の圧力が1.0Paとなるようにガスを吸引した後に、袋の開口部を加熱圧着し、厚さ9mm、密度320kg/m3の比較例の真空断熱材を得た。
平均繊維径4μmのガラス繊維からなるガラス繊維マット(厚さ約450mm、密度約5kg/m3)に、固形分4質量%のフェノール樹脂バインダー水溶液をイグロスが1質量%となるようにエアーとの二流体方式で噴霧して上記ガラス繊維マットに付着させた。該バインダーを付着させたガラス繊維マットを熱風通過式オーブンにて、上下のコンベアーで挟み込みながら260℃、オーブン滞留時間約90秒、加圧時密度400kg/m3の条件で加熱加圧した。これにより、厚さ約9mm、密度約250kg/m3のバインダー処理した比較例の芯材を得た。この芯材を2プライに積層し、真空断熱材用のガスバリアー性の高い袋状外被内に挿入し、真空シール装置にて袋内の圧力が1.0Paとなるようにガスを吸引した後に、袋の開口部を加熱圧着し、厚さ12mm、密度375kg/m3の比較例の真空断熱材を得た。
測定方法:図1に示すように、芯材を厚み方向に対して直交する方向に、表面層、中間層および裏面層に3等分に切断し、これらの表面層、裏面層および中間層の各層の面の4隅付近と略中心部の5点から任意に10mm角のサンプルを合計で15個切り出し、光学顕微鏡にてこれらのサンプルの中心を倍率200倍の光学顕微鏡にて400×400μmの面積で写し出し(図2参照)、繊維の総本数(X)と繊維長100μm以上の繊維の本数(Y)を数え、その百分率([Y/X]×100)を求め、15個のサンプルの平均を繊維長100μm以上の繊維の割合(%)とした。
測定方法:真空断熱材の幅、長さおよび厚みを測定して体積を求め、その真空断熱材の重量(kg)と体積(m3)から密度を求めた。
C:真空断熱材を開包後の芯材の繊維長100μm以上の無機繊維の含有量(%)
測定方法:開包後の芯材について前記Aの方法と同様にして求めた。
D:真空断熱材を開包後の芯材の繊維長1.0mm以上の無機繊維の含有量(%)
測定方法:開包後の芯材について前記Aの倍率200倍を倍率20倍にした以外は前記Aの方法と同様にして求めた。
測定方法:図1に示すように、芯材を厚み方向に対して直交する方向に3等に切断し、その表面層のイグロス(強熱減量)を求めた。イグロスは乾燥した試料を約530℃に加熱して質量減少百分率を求めた。
F:芯材を厚み方向に対して直交する方向に3等分した場合の中間層におけるバインダー付着量(%)
測定方法:上記Eの方法と同じ方法で中間層のイグロスを求めた。イグロスは乾燥した試料を約530℃に加熱して質量減少百分率を求めた。
G:芯材を厚み方向に対して直交する方向に3等分した場合の裏面層におけるバインダー付着量(%)
測定方法:前記Eの方法と同じ方法で裏面層のイグロスを求めた。イグロスは乾燥した試料を約530℃に加熱して質量減少百分率を求めた。
H:芯材を厚み方向に対して直交する方向に3等分した場合の表面層または裏面層におけるバインダー付着量に対する中間層のバインダー付着量の割合(%)
測定方法:[F/EまたはG]×100(%)
良好:外被材への充填時間を測定し、3分以内のものを「良好」とした。
不良:外被材への充填時間を測定し、3分を超えるものを「不良」とした。
J:真空断熱材厚み(mm)
測定方法:実測(ノギスにより測定)
K:熱伝導率(mW/m・K)
測定方法:英弘精機社製熱伝導率系(HC−074−300)にて測定した。
L:熱抵抗値(m2・K/W)
測定方法:L=J/K
Claims (12)
- 外被材内に、無機繊維積層材料で構成されている芯材が減圧密封されてなる真空断熱材であって、該真空断熱材中の芯材の密度が、200〜270kg/m3であり、前記外被材を開包した後の芯材が、繊維長100μm以上の無機繊維を75%以上含有していることを特徴とする真空断熱材。
- 前記外被材を開包した後の芯材が、繊維長1.0mm以上の無機繊維を60%以上含有している請求項1に記載の真空断熱材。
- 前記芯材全体に、バインダーが実質的に均等に付着している請求項1または2に記載の真空断熱材。
- 前記バインダーの量が、前記バインダーを含む芯材の質量の0.5〜3.0質量%を占める量である請求項3に記載の真空断熱材。
- 前記芯材を、その厚み方向に対して直交する方向に略3等分して表面層と中間層と裏面層とに分けたときに、表面層または裏面層のバインダー付着量を100質量%としたとき、前記中間層のバインダーの付着量が、70〜130質量%である請求項3または4に記載の真空断熱材。
- 前記バインダーが、有機バインダーである請求項3〜5のいずれか1項に記載の真空断熱材。
- 前記芯材を、その厚み方向に対して直交する方向に略3等分して表面層と中間層と裏面層とに分けたときに、3等分した全ての層におけるバインダーの付着量が、0.5〜3.5質量%である請求項3〜6のいずれか1項に記載の真空断熱材。
- 外被材で減圧密封される前の無機繊維積層材料からなる真空断熱材用芯材であって、繊維長100μm以上の無機繊維を80%以上含有することを特徴とする真空断熱材用芯材。
- 無機原料を繊維化し、該繊維に未硬化熱硬化性樹脂バインダーを付着させて集綿し、該集綿させた繊維を圧縮密度100〜250kg/m3に押圧して加熱することを特徴とする真空断熱材用芯材の製造方法。
- 無機原料を繊維化し、該繊維に水を噴霧した後に、未硬化熱硬化性樹脂バインダーを付着させて集綿し、該集綿させた繊維を押圧して加熱する請求項9に記載の真空断熱材用芯材の製造方法。
- 前記バインダーを、固形分濃度2〜10質量%の液状で無機繊維に付着させる請求項9または10に記載の真空断熱材用芯材の製造方法。
- 前記バインダーを、バインダーとエアーとの二流体方式のスプレーを用いて無機繊維に付着させる請求項10または11に記載の真空断熱材用芯材の製造方法。
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