JP2007076145A

JP2007076145A - 断熱材

Info

Publication number: JP2007076145A
Application number: JP2005266589A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kimura; 勝美木村; Shiro Takashima; 四郎高島
Original assignee: TWINTECH KK; Tajima Inc
Current assignee: TWINTECH KK; Tajima Inc
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】少なくとも織布又は不織布を含む基材と中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層からなり、厚さが０．４〜４．０ｍｍと薄いにも拘わらず断熱性能に優れた断熱材の提供。
【解決手段】（１）下記（イ）〜（ニ）の何れかを基材とし、該基材の片面又は両面に、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層を有する、厚さが０．４〜４．０ｍｍの断熱材。
（イ）織布又は不織布
（ロ）合成樹脂を含浸させた織布又は不織布
（ハ）片面又は両面を合成樹脂で被覆した織布又は不織布
（ニ）合成樹脂を含浸させた織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆したもの
（２）断熱樹脂材料が水系塗料又はＰＶＣペーストゾルである（１）記載の断熱材。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄くて断熱性能に優れた断熱材に関するものである。

断熱材としては種々のものが市販されているが、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリスチレンなどの発泡体やグラスウールを用いたものが主流であり、厚さが１０〜１００ｍｍ程度のかなり厚手のものが多く、使い勝手のよくない場合がある。また、発泡体の場合には使用しているうちに発泡倍率が減少し経時的に断熱性能が低下するし、強度もあまり大きくない。更に発泡体は嵩張る形状の用途に用いられることも多く、施工に時間がかかると共に廃棄時の費用が高くなる。
特許文献１には、中空バルーンを用いた遮熱断熱塗料組成物及び、該塗料を用いた遮熱断熱多層塗膜構造に係る発明が開示されているが、この発明は従来の遮熱断熱効果のある塗料を用いた場合に生じる不具合（塗膜の温度変化に伴うクラックの発生、塗料中の中空バルーンや無機化合物とバインダー間の剥離、基材と塗料層との剥離など）を回避するため、特定の水性ウレタンシリコンアクリルエマルションを用いた点に特徴を有するものである。また、実施例において、塗料の遮熱断熱効果を評価するため、フレキシブルボード上に塗料を塗布しているが、フレキシブルボードとは別名石綿板又は石綿セメント板とも言われるもので、通常、厚さが数ｍｍ〜数十ｍｍの硬質の板であり、外壁や屋根などに用いられている。即ち、この発明の主眼は新規な塗料組成物の開発にあり、基材と塗料からなる物品としての断熱材については記載も示唆もされていない。
これに対して本発明は、柔軟で薄い織布又は不織布（厚さ０．１〜０．５ｍｍ）と断熱樹脂材料を用いて作成した柔軟性のある断熱材に係るものであり、接着剤を用いて壁、床、天井などに下地材や仕上げ材として貼ったり、コンクリートの養生用シートやテントなどに用いるものであって、特許文献１記載のものとは物品が異なり、当然ながら材質及び使用態様が全く異なる。
また、特許文献１記載の遮熱断熱多層塗膜構造については、基材上に中空バルーンを用いた第一遮熱断熱層（中塗り）と無機化合物を用いた第二遮熱断熱層（上塗り）を積層した例が示されているが、本発明のような断熱材としての層構成に関する記載はない。
なお、中空バルーンの１種であるセラミックス中空粒子については特許文献２に記載されているように本出願前公知である。

特開２０００−２０４０１７公報特開２００４−２８４８６４公報

本発明は、少なくとも織布又は不織布を含む基材と中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層からなり、厚さが０．４〜４．０ｍｍと薄いにも拘わらず断熱性能に優れた断熱材の提供を目的とする。

上記課題は、次の１）〜２）の発明によって解決される。
１）下記（イ）〜（ニ）の何れかを基材とし、該基材の片面又は両面に、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層を有する、厚さが０．４〜４．０ｍｍの断熱材。
（イ）織布又は不織布
（ロ）合成樹脂を含浸させた織布又は不織布
（ハ）片面又は両面を合成樹脂で被覆した織布又は不織布
（ニ）合成樹脂を含浸させた織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆したもの
２）断熱樹脂材料が水系塗料又はＰＶＣペーストゾルである１）記載の断熱材。

以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の断熱材は、上記（イ）〜（ニ）の何れかの基材と、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層からなる。断熱材の厚さは、長尺にすることができるように且つ十分な断熱性能を持たせることができるように、０．４〜４．０ｍｍ、好ましくは、０．４〜２．０ｍｍとする。
織布又は不織布としては、加工時の耐熱性が高く安価なことから、厚さ０．１〜０．５ｍｍのガラス又はポリエステル製のものを用いることが好ましい。また、目付量が多いほど断熱性能がよくなるので、目付量が１００〜１４０ｇ／ｍ^２のものが好ましい。
不織布の資材となる繊維は、有機繊維でも無機繊維でもよく、両者の混抄物でもよい。有機繊維としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、セルロースなどからなる繊維が挙げられ、無機繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維などが挙げられる。これらの中でも、ガラス繊維やポリエステル繊維が、寸法安定性、強度、コストなどの点で優れているため好ましい。

中空又は多孔質のセラミックビーズとしては、直径１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜７０μｍ、更に好ましくは６０μｍに正規分布したものを用いる。多孔質のセラミックビーズとは、内部が完全に空洞になっておらず、内部に多数の連続した又は独立した空間を有する（例えば軽石のような構造の）ビーズをいう。
中空又は多孔質のセラミックビーズは、添加量が多いほど断熱性能がよくなるので、例えば直径２０〜５０μｍのものの場合、３０〜４５重量％添加することが好ましい。
中空セラミックビーズの具体例としては、Ｈｙ−Ｔｅｃｈｅ社（米国）のセラミックビーズ（Ｈｙ−ＴｅｃｈｅＣｅｒａｍｉｃＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ）が挙げられる。
断熱樹脂材料としては、例えばアクリルシリコン系水性エマルジョンなどの水系塗料、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）ペーストゾルなどを用いる。

基材としては、前記（イ）〜（ニ）の何れかのものを用いる。
（イ）のように織布又は不織布をそのまま用いた場合、断熱樹脂材料層を形成する過程で、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料中の合成樹脂の一部は、織布又は不織布層にも入り込み（含浸され）、粒径の大きい中空又は多孔質のセラミックビーズは、織布又は不織布層には入り込まないで（含浸されないで）断熱樹脂材料層に残る。しかも、中空又は多孔質のセラミックビーズは合成樹脂との特性の違いにより断熱樹脂材料層の表層に近い部分に多く集まる。その結果、合成樹脂を硬化させると、中空又は多孔質のセラミックビーズが表層に近い部分に多く分散された断熱樹脂材料層と合成樹脂が含浸された織布又は不織布層とからなる積層構造となる。この構造では中空又は多孔質のセラミックビーズの寄与により断熱性能が一層高められることになる。

しかし、上記断熱樹脂材料層の形成過程における合成樹脂の含浸は常に十分に行われる訳ではない。そこで、基材の強度の向上や基材と断熱樹脂材料層との接着性の向上などを目的として、予め織布又は不織布に液状ないしペースト状の合成樹脂を含浸させておくか〔（ロ）の場合〕、織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆しておく〔（ハ）の場合〕ことが望ましい。更に、（ニ）の場合のように、予め合成樹脂を含浸させた織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆した構成としてもよい。
含浸や被覆に用いられる合成樹脂としては、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。また、含浸させる合成樹脂、被覆に用いる合成樹脂、断熱樹脂材料層を形成する合成樹脂は、同じでも異なっていてもよく、相互の接着性、相溶性、溶剤特性等を考慮して選択すればよい。
断熱樹脂材料層は基材の片面に設けても両面に設けてもよい。両面に断熱樹脂材料層を設ければ、片面だけに設けた場合に比べて断熱性能が向上する。
図１に、基材の片面に断熱樹脂材料層を設けた本発明の断熱材の一例の概略図を、図２に、基材の両面に断熱樹脂材料層を設けた本発明の断熱材の一例の概略図を示す。

断熱材の作製は、中空又は多孔質のセラミックビーズを１０〜６０重量％含有する水系塗料又はＰＶＣペーストゾルなどを、コーターなどの塗布機を用いて基材に塗布し、水系塗料の場合は１０５〜１５０℃程度、ＰＶＣペーストゾルの場合は１３０〜２２０℃程度で乾燥硬化させて、厚さ０．４〜４．０ｍｍの断熱材（断熱シート）とすればよい。
基材の両面に断熱樹脂材料層を設けた断熱材を作製するには、上記の方法で基材の片面に断熱樹脂材料層を形成したのち、基材のもう一方の面に同様の方法で断熱樹脂材料層を形成すればよい。
なお、上記のようにして作製した断熱材の断熱樹脂材料層に、更に合成樹脂の被覆を設けることも出来る。合成樹脂の被覆により、断熱樹脂材料層からセラミックビーズが脱落するのを防止することが出来るし、断熱材の機械的な強度も向上するので、断熱材の破断防止に効果的であり、より一層好ましいものとなる。被覆の厚さは１０〜２００μｍが好適である。

本発明の断熱材は、薄くて柔軟性があり、シート状に作製できるので、色々な場所に接着剤で容易に施工できる。建築物では、壁、床、天井、屋根裏などに下地材や仕上げ材として用いれば省エネルギーとなる。また、プレハブ倉庫、建築現場の事務所などの簡易建造物やテントなどに適用すれば、夏場の暑さ対策になる。更に、コンクリートの養生シート、列車の幌などにも利用可能であり用途は限りがない。なお、テントなどのように太陽光に曝されるものについては、一般的な紫外線吸収剤を添加することが望ましく、特にシプロ化成の紫外線吸収剤（ＳＥＥＳＯＲＢ系）が好ましい。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１
目付量１３０ｇ／ｍ^２、厚さ０．１５ｍｍのガラス繊維不織布（オリベスト社製、グラベスト）に、中空セラミックビーズ（Ｈｙ−Ｔｅｃｈｅ社製、Ｈｙ−ＴｅｃｈｅＣｅｒａｍｉｃＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ）を約３８重量％含有する下記組成のＰＶＣペーストゾルを約６５０ｇ／ｍ^２塗布し、１６０℃のオーブンで２分間乾燥硬化させ、図１に示す層構造の厚さ約１ｍｍの断熱シートを得た。なお、図１は層構造の概略図であり、実際にはガラス繊維不織布層にＰＶＣペーストゾルの一部が含浸された状態になっている。
＜ＰＶＣペーストゾルの組成＞
・ＰＶＣ：１００重量部
・可塑剤（ＤＯＰ）：６０重量部
・中空セラミックビーズ：１００重量部
・安定剤（Ｃａ−Ｚｎ系）：５重量部
この断熱シートの熱伝導率を、カトーテック社製の精密迅速熱物性測定装置、ＫＥＳ−Ｆ７サーモラボＩＩ型を用いて測定した。結果を、比較材料（Ｐタイル、パーマリューム、ＡＣフロア６ｍｍ）の測定結果と共に表１に示すが、比較材料に比べて、実施例１の断熱特性が非常に優れていることが分る。なお、Ｐタイルは厚さ２．０ｍｍのコンポジションビニル床タイル、パーマリュームは厚さ２．０ｍｍのビニル床シート、ＡＣフロアは厚さ６．０ｍｍの連続気泡フォームバックビニル床シートのことであり、何れも（株）タジマ製である。

＊熱絶縁体の熱伝導率及び熱抵抗の測定方法としては、ＪＩＳＡ１４１２があり、この方法で測定したとき、常温における熱伝導率がほぼ０．１５Ｗ／ｍｋ以下の特性を持つ材料を総称して熱絶縁材（保温材、断熱材）という。しかし、この方法では、本発明の断熱材のような薄い材料の熱伝導率は測定できないので、実施例では、神奈川県産業技術総合研究所が開発した方法により測定した。

基材の片面に断熱樹脂材料層を設けた本発明の断熱材の一例を示す概略図。基材の両面に断熱樹脂材料層を設けた本発明の断熱材の一例を示す概略図。

Claims

下記（イ）〜（ニ）の何れかを基材とし、該基材の片面又は両面に、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層を有する、厚さが０．４〜４．０ｍｍの断熱材。
（イ）織布又は不織布
（ロ）合成樹脂を含浸させた織布又は不織布
（ハ）片面又は両面を合成樹脂で被覆した織布又は不織布
（ニ）合成樹脂を含浸させた織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆したもの
断熱樹脂材料が水系塗料又はＰＶＣペーストゾルである請求項１記載の断熱材。