JP2006220294A - 無機質発泡断熱層の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 開口部が狭く且内容量の大きな断熱層形成間隙内に、簡便且安価に無機質発泡断熱層を形成できる無機質発泡断熱層の形成方法を提供する。
【解決手段】 開口部が狭く且内容量の大きな断熱層形成間隙を一旦密閉し減圧したうえ、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液をその発泡倍率と断熱層形成間隙内容量割合を以って噴散し注入充填させたうえ、２００℃以上の加熱加圧空気を注入し加熱発泡と加熱融着性により一体的に融着固化させる無機質発泡断熱層の形成方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は車輌や冷凍冷蔵機器等の内面板と外面板との間隙、或いは建物や施設等の外壁材と内壁材との間隙等狭く且内容量の大きな断熱層形成間隙内に、簡便で安価に無機質発泡断熱層を形成しえる無機質発泡断熱層の形成方法に関する。

電車や自動車等の車輌や建物や施設等においては、快適な車内空間や建物空間を維持するうえから冷暖房機器類が不可避的に装備されてなるものであるが、これら車輌や建物施設等は外気と接触する外表面積が大きく、且車輌においては車輌自体の軽量化と空間容積を大きく形成するうえから内面板と外面板との間隔も著しく狭く、且建物や施設等においても建設コストの低減のうえから、外壁材と内壁材との間隔も可能な限り狭く形成されている。
加えて冷凍機器や冷蔵機器等においても、その外表面積が極めて大きく且内容積を大きく形成するうえから内面板と外面板との間隔も著しく狭く形成されている。

そして車輌や建物或いは施設等には快適な環境空間を保持させるために、膨大量の冷熱エネルギーが供給されるものの、該冷熱エネルギーはその外面板や外壁材面から膨大量に逸散漏出がなされるためこの補給のための冷暖エネルギーも膨大量に昇り、更には冷凍冷蔵機器においても同様な結果におかれている。

これがためかかる膨大量の冷熱エネルギーの逸散漏出を防止し、省エネルギー化を図るうえから内面板と外面板との狭い間隙内や外壁材と内壁材との間隙内には断熱材が挟入されているもので、現状の断熱材はポリスチレン樹脂を初めポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、若しくはポリフェノール樹脂等の合成樹脂素材を発泡させて合成樹脂発泡板材若しくは合成樹脂発泡シート材を形成したうえ、これらを間隙内に挟入させ或いは接着張設させてなるものである。

而しながら該合成樹脂発泡板材や合成樹脂発泡シート材による断熱の場合では、車輌をはじめ冷凍若しくは冷蔵庫或いは建物や施設等の使用目的に合せてその寸法や性能の製品を一旦形成したうえ所要の寸法に裁断し、車輌や冷凍冷蔵機器等の組立てに際して内面板と外面板との断熱層形成間隙内に挟入させ、或いは外壁材と内壁材との断熱層形成間隙内に接着張設させるものであって、特に断熱層形成間隙の内容量が大きな場合には挟入作業や張設作業も著しく困難となるばかりか、これら断熱層形成間隙は比較的狭く形成されるため十分な断熱効果を発揮させるまでには至らず、更にこれら合成樹脂発泡板材や合成樹脂発泡シート材は耐久使用後においても廃棄が出来ず、従って合成樹脂発泡板材若しくは合成樹脂発泡シート材を解体分別のうえ特別な焼却手段で焼却せねばならず、廃棄に際しても多大な労力や経費が強いられている。

加えてかかる合成樹脂発泡板材若しくは合成樹脂発泡シート材は、柔軟性と断熱性能を保持するのみのものであるから、車輌や冷凍冷蔵機器等の全体の構造強度については何等の寄与もなさず、従って実用使用強度に耐えうる内面板や外面板或いは外壁材や内壁材を使用せねばならない。而も建物や施設においては高齢化社会を背景として高い安全性が望まれているものの、これら合成樹脂発泡板材や合成樹脂発泡シート材では、一旦火災が発生したる場合には激しい煤煙と有害ガスを発生する危険をも孕んでいる。

かかる状況に鑑み鋭意研究を重ねた結果、発明者等はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が１００℃以上の加熱により発泡構造を生成しえることを初め、２００℃以上の高温加熱においては加熱発泡とともに加熱融着性が創出されて発泡構造による発泡層の形成と被着面への強固な融着固着がなしえることに着目し、車輌や冷凍冷蔵庫等の断熱層形成間隙内にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液をその発泡倍率と且断熱層形成間隙内容量に合せた割合量で、而も短時に断熱層形成間隙内に無機質断熱発泡層を形成させるため噴散し注入充填させたうえ加熱を施すことにより、簡便に無機質断熱発泡層が形成しえることを究明し本発明に至った。

本発明は開口部分が狭く且内容量の大きな断熱層形成間隙内に、簡便で安価に無機質発泡断熱層を形成できる無機質発泡断熱層の形成方法を提供することにある。

上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、開口部分が狭く且内容量の大きな断熱層形成間隙内に、耐火性や不燃性に加えて優れた断熱性を保持する無機質発泡断熱層を均質に且強固に形成させるうえから、開口部分が狭く且内容量の大きな断熱層形成間隙を一旦密閉させたうえ減圧し、而してシロキサン及びシラノール塩からなる固形分が２０乃至３５重量％、及び水分６５乃至８０重量％で且その分子量が４，０００乃至８，０００に多分子量化されたシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、その発泡倍率と断熱層形成間隙内容量割合を以って、且均質な加熱発泡による無機質断熱発泡層を形成させるうえから噴散し注入充填して断熱層形成間隙内全体に充填させる。

而してこのシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が噴散注入され充填された断熱層形成間隙内に、少なくとも２００℃以上に加熱された加熱加圧空気を注入して、噴散注入され充填されてなるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を所要の発泡倍率に加熱発泡させ、且加熱融着性により断熱層形成間隙を形成する内面板と外面板或いは外壁材と内壁材とを一体的に融着固化させて無機質発泡断熱層を形成する方法に存するものである。

加えて断熱層形成間隙を形成する内面板及び外面板が耐熱金属板材で形成されてなる場合には、該断熱層形成間隙を一旦密閉し減圧したうえ、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を所要の発泡倍率と断熱層形成間隙内容量との割合を以って噴散し注入充填したうえ、断熱層形成間隙形成体をその温度が２００℃以上に加熱された加熱炉若しくは加熱窯内で加熱発泡及び加熱融着により、無機質発泡断熱層を形成させる方法も採用される。

更に断熱層形成間隙の内容量が比較的小さな場合においては該断熱層形成間隙を一旦密閉させたうえ、その適宜一方側より少なくともその温度が２００℃以上に加熱され且所要圧力の加熱加圧空気に、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を混合させながら所要の発泡倍率と断熱層形成間隙内容量との割合を以って断熱層形成間隙内に噴散させ、加熱発泡と加熱融着性により断熱層形成間隙を形成する内面板と外面板若しくは外壁材と内壁材を一体的に融着固化させる無機質発泡層の形成方法に存する。

本発明は上述の技術的手段を用いてなるため、開口部が狭く内容積の大きな断熱層形成間隙においても、一旦断熱層形成間隙の開口部を密閉のうえ減圧したうえその適宜一方側よりシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が噴散注入されるため、狭く且広大な断熱層形成間隙内全体に亘って、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が均等な噴散粒径を以って充填される。
そしてこの充填された断熱層形成間隙内には、少なくとも２００℃以上に加熱され且所要の圧力の加熱加圧空気が加圧注入されることにより、注入充填された略均等な粒径のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が所要発泡倍率を以って、且その加熱融着性により加熱発泡する相互と且断熱層形成間隙を形成する内面板及び外面板を一体的に融着固化して無機質発泡断熱層が簡便に形成できる。

そしてシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は、加熱により最大５０倍にまで発泡しえるものであるから、断熱層形成間隙内容量に対して注入充填させるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の注入充填割合を適宜に調節することにより、加熱発泡に伴う発泡倍率と内部圧力の調整が可能となり、発泡構造の強靭なものから軽量脆弱な無機質発泡断熱層まで適宜に形成することが可能となる。

加えて加熱層形成間隙を形成する内面板と外面板とが無機質発泡断熱材により一体的に融着固化されるためサウンドウィッチ構造様となり、著しい構造補強効果が発揮されるとともに無機質発泡断熱層は酸化珪素態様からなるため廃棄も可能なうえ、耐火性と不燃性を保持するため火災時においても煤煙や有害ガス等の発生危険も全くなく安全性が極めて高い。

断熱層形成間隙の開口部を密閉のうえ減圧をなしたうえ、適宜部位より固形分２０乃至３５重量％と水分６５乃至８０％重量で、且その分子量が４，０００乃至８，０００のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を該断熱層形成間隙内に均等に噴散し注入充填せしめたうえ、少なくとも２００℃以上に加熱され且所要の圧力の加熱加圧空気を注入して、噴散注入充填されたシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を加熱発泡させ且加熱融着により、断熱層形成間隙を形成する内面板及び外面板とを一体的に融着固化させて、無機質発泡断熱層を形成させる。

以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は本発明の説明図であって図１においては冷凍庫や冷蔵庫の形成１における場合が示されてなるもので、形成１はその内面板１Ａにより形成される収納部１０Ａ内に収納される食品等の収納物を所要の低温度を以って長時に亘って冷凍若しくは冷蔵保管するものであるから、所要温度に保持される収納部１０Ａ内の冷熱エネルギーの外部逸散漏出を防止するために内面板１Ａと外面板１Ｂとの間に所要の間隔を以って断熱層形成間隙１Ｃが設けられている。

これがため本発明においては、かかる断熱層形成間隙１Ｃの開口部を一旦密閉するもので、該密閉は開口部が狭く且断熱層形成間隙１Ｃの内容量が大きな場合にも注入充填させるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が全体に亘って均質に分散注入され充填させるために、一旦内部を減圧させることによる。
かかる場合における断熱層形成間隙１Ｃの開口部を密閉させる手段は特段に制約は無いが、耐熱性に優れ且柔軟性を有するシリコン樹脂、フッソ樹脂、オキシベンゾイルポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂素材等からなるテープ状のシール材１Ｄを挟着させる方法が挙げられる。

断熱層形成間隙１Ｃの開口部がシール材１Ｄ等で密閉されたうえは、該断熱層形成間隙１Ｃ内を減圧する。この減圧は無機質発泡断熱層４を形成させるためのシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを、該断熱層形成間隙１Ｃ内全体に均質に注入充填させる必要からによる。
減圧に際しては密閉された断熱層形成間隙１Ｃの適宜部位に減圧加圧ポンプ２に連結されてなる吸引送風ホース２Ａの先端に開閉弁２Ｂを介して吸引送風口２Ｃを設けたうえ、該吸引送風口２Ｃを密閉された断熱層形成間隙１Ｃ内に挿入し吸引させれば良い。

減圧加圧ポンプ２は図２に示すように、断熱層形成間隙１Ｃ内を減圧する場合に加え、無機質発泡断熱層４を形成させるための噴散具３０によりシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａが噴散され注入充填３されたうえ、加熱加圧空気３Ｂを注入させる場合にも兼用しえるものが好都合であることから、吸引及び加圧送風しえる反転ポンプ２Ｅの一方側の吸引送風ホース２Ａの先端に適宜の開閉弁２Ｂが設けられたうえ吸引送風口２Ｃを有するとともに、反転ポンプ２Ｅの他方側には加熱ヒーター２Ｄにより所要の温度に加熱した空気を、該反転ポンプ２Ｅで加圧して加熱加圧空気３Ｂとなしたうえ吸引送風口２Ｃより断熱層形成間隙１Ｃ内に加圧注入させることで、予め断熱層形成間隙１Ｃ内に噴散され注入充填されてなるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３０の加熱発泡及び加熱融着がなされ、無機質発泡断熱層４が融着固化されて形成される。

かかる場合の減圧度合は断熱層形成間隙１Ｃの開口部が狭く且内容量が大きい程大きな減圧が望まれるが、家庭用大型冷蔵庫や業務用冷凍庫等においてはせいぜい０．１乃至０．３ｋｇ／ｃｍ^２程度の減圧で十分にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａの均質な注入充填が可能である。
更に所要の減圧がなされた場合においては、吸引送風口２Ｃを除去して密閉シール等により密閉しても、若しくは吸引送風口２Ｃ近傍に設けられた開閉弁２Ｂを閉塞させておいても良い。

かくして減圧がなされた断熱層形成間隙１Ｃ内には、無機質発泡断熱層４を形成するためにシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを噴散し注入充填３した後に、加熱発泡させるため少なくとも２００℃以上に加熱された加熱空気に所要の圧力を付加し加熱加圧空気３Ｂとして注入させる方法、及び注入充填３された断熱層形成間隙１Ｃの形成体を、２００℃以上の温度に加熱された加熱炉若しくは加熱窯（図示せず）内で加熱発泡及び加熱融着させる方法、並びに減圧された断熱層形成間隙１Ｃ内にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを加熱加圧空気３Ｂと混合のうえ噴散し注入充填３１、加熱発泡及び加熱融着により無機質発泡断熱層４を形成させる方法がある。

即ち密閉された断熱層形成間隙１Ｃ内にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを噴散させ注入充填３のうえ加熱加圧空気３Ｂを注入させる場合には、図３に示すようにシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを所要量貯留しえるホッパー３０Ａより適宜量を移送管３０Ｂによりオリフィス３０Ｃ直前で加圧空気３０Ｄに吸引混合させたうえ、密閉され且減圧された断熱層形成間隙１Ｃ内に適宜位置より噴散させる噴散具３０の使用が好都合であって、かかる場合に噴散させる位置は注入充填させる断熱層形成間隙１Ｃが広大で且その内容量が大きな場合には数ヶ所からの噴散も考慮すべきであり、且噴散に係るオリフィス３０Ｃも適宜数平列に配したものの使用も可能である。

かかる手段に代えて、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ｂを、加熱加圧空気３Ｂと混合のうえ断熱層形成間隙１Ｃ内に噴散せしめて加熱発泡と加熱融着により無機質発泡断熱層４を形成させる場合には、断熱層形成間隙１Ｃの開口部が比較的広く若しくはその内容量が比較的小さな場合に好都合で、噴散され加熱発泡と加熱融着性を創出した発泡粒が断熱層形成間隙１Ｃを形成する内面板及び外面板の内面に融着することなく断熱層形成間隙１Ｃ内全体に亘って注入充填されて無機質発泡断熱層４が極めて簡便に形成しえる。

このシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａと加熱加圧空気３Ｂとを混合のうえ噴散させる場合には、図４に示す如き加熱噴散具３１の使用が好都合であって、該加熱噴散具３１は所要の温度と圧力を以って加熱加圧空気３Ｂを発生しえる加熱送風機３１Ａより所要の長さに加熱送風管３１Ｂが連結されてなるとともに、その他端には送風圧調整弁３１Ｃを介してオリフィス３０Ｃと連結されている。そして該加熱加圧空気３Ｂとシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａとを混合させるために、所要量のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを貯留する貯留槽３１Ｄより、所要の長さの供給管３１Ｆによりオリフィス３０Ｃの直前で加熱加圧空気３Ｂに混交させることにより、オリフィス３０Ｃを高速流通する加熱加圧空気３Ｂの吸引力により吸引混合されてオリフィス３０Ｃで噴散がなされるものである。

ところで本発明における無機質発泡断熱層４を形成するためのシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａは、１００℃以上の加熱によりその水分蒸散に伴い発泡構造を生成するものであるが、該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の熱示差曲線からは実質的に２００℃以上の加熱により安定した発泡構造の生成がなされること、及び高温度により短時に加熱発泡と且加熱融着性が創出されて強靭な発泡構造と融着固化がなされるものであるから、断熱層形成間隙１Ｃを形成する内面板や外面板の耐熱特性を勘案して少なくとも２００℃以上の高温度による加熱発泡が有利である。

更に該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａは、無加重における自然状態での加熱発泡倍率は略５０倍にまで発泡するものであるが、当然に発泡倍率の上昇とともに発泡構造強度所謂形成される無機質発泡断熱層４の構造強度も低下する。
因みに多くの実験結果においても発泡倍率と圧縮強度との関係をみると６倍発泡では５４ｋｇ／ｃｍ^２であり、１０倍発泡では１５．５ｋｇ／ｃｍ^２、２０倍発泡では４．９ｋｇ／ｃｍ^２、更に３０倍発泡では２．１ｋｇ／ｃｍ^２程度となる。
従って形成する無機質発泡断熱層４の断熱性とともに高い発泡構造強度が要請される場合には発泡倍率として６乃至１０倍程度、また発泡構造強度よりも高い断熱性が要請される場合には１５乃至３０倍程度の発泡倍率が望ましい。そして発泡倍率は断熱層形成間隙１Ｃの内容量全体量に対して噴散注入充填させるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａの注入容量の比率を以って決定すれば良い。

自動車や電車等の車輌や船舶、並びに冷凍庫や冷蔵庫、温蔵庫等、或いは建物や施設等断熱性が要請されるものでは、その内面板と外面板との断熱層形成間隙或いは外壁材と内壁材との間に、減圧のうえシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を噴散注入充填せしめ加熱することにより、加熱発泡と加熱融着性により簡便に無機質発泡断熱層が形成できる。

本発明の説明図である。 減圧加圧ポンプの説明図である。 噴散具の説明図である。 加熱噴散具の説明図である。

符号の説明

１ 形成体
１Ａ 内面板
１Ｂ 外面板
１Ｃ 断熱層形成間隙
１Ｄ シール材
１０Ａ 収納部
２ 減圧加圧ポンプ
２Ａ 吸引送風ホース
２Ｂ 開閉弁
２Ｃ 吸引送風口
２Ｄ 加熱ヒーター
２Ｅ 反転ポンプ
３ 注入充填
３Ａ シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液
３Ｂ 加熱加圧空気
３０ 噴散具
３０Ａ ホッパー
３０Ｂ 移送管
３０Ｃ オリフィス
３０Ｄ 加圧空気
３１ 加熱噴散具
３１Ａ 加熱送風機
３１Ｂ 加熱送風管
３１Ｃ 送風圧調整弁
３１Ｄ 貯留槽
３１Ｆ 供給管
４ 無機質発泡断熱層

Claims (3)

1. 開口部が狭く且内容量の大きな断熱層形成間隙を一旦密閉のうえ減圧し、シロキサン及びシラノール塩からなる固形分が２０乃至３５重量％及び水分が６５乃至８０重量％で且その分子量が４，０００乃至８，０００のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、所望の発泡倍率と断熱層形成間隙内容量割合を以って噴散し注入充填せしめたうえ、その温度が２００℃以上に加熱され且加圧された加熱加圧空気を注入し、加熱発泡と加熱融着性により断熱層形成間隙を形成する内面板と外面板、若しくは外壁材と内壁材とを一体的に融着固化させる無機質発泡断熱層の形成方法。
2. 耐熱金属板材で断熱層形成間隙が形成された断熱層形成間隙を一旦密閉し減圧したうえ、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を所要の発泡倍率と断熱層形成間隙内容量との割合を以って噴散し注入充填したうえ、該断熱層形成間隙形成体を少なくとも２００℃以上に加熱された加熱炉内若しくは加熱窯内で加熱発泡及び加熱融着固化させる請求項１記載の無機質発泡断熱層の形成方法。
3. 内容量が比較的小さな断熱層形成間隙を一旦密閉のうえ、適宜一方側より２００℃以上に加熱され且所要圧力の加熱加圧空気に、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を混合させて、所要の発泡倍率と断熱層形成間隙内容量との割合を以って断熱層形成間隙内に噴散させ注入充填の上、加熱発泡と加熱融着性により断熱層形成間隙を形成する内面板と外面板若しくは外壁材と内壁材とを一体的に融着固化させる無機質発泡断熱層の形成方法。

Images