JP2008082039A

JP2008082039A - 断熱材

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Publication number: JP2008082039A
Application number: JP2006263742A
Authority: JP
Inventors: Motoi Mitsumasu; 基光増
Original assignee: MIMO MATERIAL KK
Current assignee: MIMO MATERIAL KK
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】輻射熱を効果的に反射する、断熱性能及び施工性に優れた断熱材を提供する。
【解決手段】物体への熱伝導を抑制する断熱材は、第１熱反射層１と、複数の発泡樹脂層２ａ、２ｂと、中間熱反射層３を有する。第１熱反射層１は、断熱材の一方の最外層である。複数の発泡樹脂層２ａ、２ｂは、第１熱反射層１上に積層されており、少なくとも何れか１つの層が無機微粒子を含有する。中間熱反射層３は、複数の発泡樹脂層２ａ、２ｂの間に設けられている。また、第１熱反射層１、中間熱反射層３は金属材料からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は物体への熱伝導を抑制する断熱材に関し、特に、輻射熱を効果的に反射し、断熱性及び施工性に優れた建築物用の断熱材に関する。

従来の物体への熱伝導を抑制する断熱材としては、例えば特許文献１に開示の技術がある。これは、２枚の薄い金属板間に、例えばポリエチレンやポリプロピレンのような発泡樹脂材をサンドイッチ状に挟んで接合した積層型の断熱材である。このような断熱材は、その構造上非常に軽量で、しかも断熱性能に優れていることから、建築物用断熱材等、さまざまな分野で用いられている。さらに、断熱材に用いる発泡樹脂材に無機微粒子を含有させ、発泡樹脂材中に含まれる気泡の大きさをコントロールして発泡樹脂材の熱伝導率を小さくすることで、断熱性能をさらに向上させた断熱材も開発されつつある。

特開２００５−１２７４２０号公報

しかしながら、従来の２枚の薄い金属板間にポリエチレンやポリプロピレン等の発泡樹脂材を挟んで接合した断熱材、発泡樹脂材に無機微粒子を含有させた断熱材では、例えば太陽光等による輻射熱を十分に反射することが出来なかった。そのため、断熱材の熱伝導率を小さくしても、未だ十分な断熱性能を発揮することが出来なかった。また、輻射熱の影響を抑えるために断熱材の発泡樹脂層の厚さを増して断熱性能を向上させたとしても、その分断熱材の重量や厚さが増してしまうため、施工性に劣っていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、輻射熱を効果的に反射する、断熱性能及び施工性に優れた断熱材を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による断熱材は、断熱材の一方の最外層である第１熱反射層と、第１熱反射層上に積層され少なくとも何れか１つの層が無機微粒子を含有する複数の発泡樹脂層と、複数の発泡樹脂層間の少なくとも何れか１つに設けられる中間熱反射層と、を具備するものである。

さらに、第１熱反射層と反対側の最外層に設けられる第２熱反射層を具備するものであっても良い。

また、第２熱反射層が、金属材料からなるものであっても良い。

さらに、第１熱熱反射層が、金属材料からなるものであっても良い。

また、中間熱反射層が、金属材料からなるものであっても良い。

さらに、金属材料が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるものであっても良い。

ここで、複数の発泡樹脂層のすべてが無機微粒子を含有するものであっても良い。

さらに、無機微粒子が、少なくとも二酸化ケイ素を含有するものであっても良い。

また、無機微粒子が、少なくとも酸化亜鉛を含有するものであっても良い。

ここで、複数の発泡樹脂層が、ポリエチレン発泡樹脂からなるものであっても良い。

さらに、断熱材の少なくとも一方の最外層の外側に設けられる保護層を具備するものであっても良い。

また、保護層が、長石を含有するものであっても良い。

本発明の断熱材は、輻射熱を効果的に反射することができるため、より断熱性能に優れた断熱材を実現することが可能になるという利点がある。また、断熱材の厚さを増すことなく断熱性能を向上させることが出来るため、軽量で施工性に優れた断熱材を実現することが可能になるという利点もある。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の
断熱材の第１実施例を説明するための断面図である。図１に示す本発明の断熱材は、第１熱反射層１、無機微粒子を含有する発泡樹脂層２ａ、中間反射層３、無機微粒子を含有する発泡樹脂層２ｂが順次積層され構成される。各層は、接着性樹脂フィルム、接着剤等により相互に張り合わされる。また、各層を順次積層させただけでも良い。

第１熱反射層１は、赤外線等の輻射熱を効果的に反射するものである。具体的には、第１熱反射層１は、例えば、塩化ビニール、ポリエチレン、ナイロン（登録商標）、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、及びそれらの混合物等の熱可塑性樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、或いはアルミニウム、銀、銅、鉄等の金属単体及びそれらの合金等の金属材料の何れかからなるものである。これらの材料の中でも、金属材料は、赤外線等の輻射熱に対する反射率が高く、第１熱反射層１の材料として好ましい。特にアルミニウム又はアルミニウム合金は、コストが安く、軽量であるため好ましい。なお、第１熱反射層１は、上述の材料に特に限定されず、赤外線等の輻射熱を効果的に反射可能なものであれば他の材料であっても良い。

ここで、第１熱反射層１は、単一の材料で形成する必要は無い。例えば、熱可塑性樹脂フィルム等の少なくとも片面に金属材料箔等を積層したもの、或いは熱可塑性樹脂フィルム等に金属材料等を蒸着させたもの等、複数の材料を組み合わせたもので形成しても良い。

第１熱反射層１をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成する場合、第１熱反射層１の厚さは、通常１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上である。効果的に輻射熱を反射することができ、さらに適度な強度を保つことができるからである。また、通常１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。適度な柔軟性を保つことができ、施工性に優れるからである。

発泡樹脂層２ａ、２ｂは、無機微粒子を含有している。発泡樹脂層２ａ、２ｂが無機微粒子を含有することで、発泡樹脂層２ａ、２ｂ中の気泡径を小さくすることができる。気泡径を小さくすることで、輻射熱を効果的に遮断することができ、発泡樹脂層２ａ、２ｂの熱伝導率を小さくすることが可能となる。また、無機微粒子自体による輻射熱の遮断効果を期待することもできる。無機微粒子は、発泡樹脂層２ａ、２ｂ中に均一に分散させることが好ましい。

ここで、無機微粒子は、発泡樹脂層２ａ、２ｂ中の気泡径をコントロールするものである。具体的には、無機微粒子は、例えば、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化カリウム、過酸化ナトリウム、酸化カルシウム、ジルコニア、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の金属酸化物、金属水酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化チタン、水酸化ジルコニウム等の水酸化物、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩、硫酸バリウム、二硫化モリブテン等の硫酸塩、窒化ケイ素等の窒化物、長石、マイカ、タルク、石粉、ケイ藻土、カオリン、クレー、火山灰、石炭灰、ベントナイト等の天然物の何れかからなるものである。これらの材料の中でも、二酸化ケイ素は、熱伝導率が小さく、発泡樹脂層２ａ、２ｂの熱伝導率への影響が小さいため、無機微粒子の材料として好ましい。また、酸化亜鉛は、輻射熱に対する反射率が高く、発泡樹脂層２ａ、２ｂの輻射熱に対する反射率を高くすることができるため、無機微粒子の材料として好ましい。なお、無機微粒子は、上述の材料に特に限定されず、発泡樹脂層２ａ、２ｂ中の気泡径をコントロール可能なものであれば他の材料であっても良い。

なお、含有する無機微粒子は、単一の材料である必要はなく、複数の材料を混合させた無機微粒子であっても良い。例えば、二酸化ケイ素と酸化亜鉛の混合物からなる無機微粒子を含有する場合、発泡樹脂層２ａ、２ｂの熱伝導率への影響を小さくするだけでなく、さらに発泡樹脂層２ａ、２ｂの輻射熱に対する反射率も高くすることができ好ましい。

また、発泡樹脂層２ａ、２ｂの両方が無機微粒子を含有する必要は無い。例えば、発泡樹脂層２ａのみが無機微粒子を含有し、発泡樹脂層２ｂは無機微粒子を含有していなくても良い。ただし、十分な断熱性能を発揮するためには、発泡樹脂層２ａ、２ｂ共に無機微粒子を含有していることが好ましい。さらに、発泡樹脂層２ａ、２ｂが含有する無機微粒子は、同一材料、同一組成である必要は無く、異なる材料、異なる組成であっても良い。

無機微粒子の平均粒子径は、通常１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上である。気泡径を適度な大きさにすることができ、輻射熱を効果的に遮断することが出来るからである。また、通常１００μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下である。気泡数を適度に保つことができ、輻射熱を効果的に遮断することができるからである。

無機微粒子の含有量は、発泡樹脂層２ａ、２ｂの組成物全体に対して、通常１重量％以上、好ましくは３重量％以上である。気泡数を適度に保つことができ、輻射熱を効果的に遮断することができるからである。また、通常２０重量％以下、好ましくは１５重量％以下である。無機微粒子の影響を抑え、発泡樹脂自体の断熱性能を効果的に発揮できるからである。

発泡樹脂層２ａ、２ｂの発泡樹脂は、断熱効果を有するものである。具体的には、発泡樹脂層２ａ、２ｂは、例えば、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、フェノール含浸クロス、ウレタン含浸クロス等の発泡樹脂の何れかからなるものである。これらの材料の中でも、ポリエチレン発泡樹脂は柔軟性、加工性に優れ、また吸湿性が低いことから発泡樹脂層２ａ、２ｂの材料として好ましい。なお、発泡樹脂は、上述の材料に特に限定されず、断熱効果を有するものであれば他の材料であっても良い。

また、発泡樹脂層２ａ、２ｂの発泡樹脂は同一の材料である必要は無く、異なる材料を用いても良い。例えば、発泡樹脂層２ａをポリエチレン発泡樹脂、発泡樹脂層２ｂをポリプロピレン発泡樹脂で形成しても良い。ただし、製造コストを重視した場合、同一材料を用いるのが好ましい。

発泡樹脂層２ａ、２ｂの厚さは、通常０．５ｍｍ以上、好ましくは１．０ｍｍ以上である。十分な断熱性能を発揮することが出来るからである。また、通常５０ｍｍ以下、好ましくは３０ｍｍ以下である。適度な柔軟性を保つことができ、施工性に優れるからである。

中間熱反射層３は、発泡樹脂層２ａ、２ｂの間に設けられる。発泡樹脂層２ａ、２ｂの間に中間熱反射層３を設けることで、第１熱反射層１と発泡樹脂層２ａを通過してきた輻射熱を効果的に反射することができる。

ここで、中間熱反射層３は、第１熱反射層１と同様、赤外線等の輻射熱を効果的に反射するものである。具体的には、中間熱反射層３は、例えば、塩化ビニール、ポリエチレン、ナイロン（登録商標）、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、及びそれらの混合物等の熱可塑性樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、等の熱硬化性樹脂、或いはアルミニウム、銀、銅、鉄等の金属単体及びそれらの合金等の金属材料の何れかからなるものである。これらの材料の中でも、金属材料は、赤外線等の輻射熱に対する反射率が高く、中間熱反射層３の材料として好ましい。特にアルミニウム又はアルミニウム合金は、コストが安く、軽量であるため好ましい。なお、中間熱反射層３は、上述の材料に特に限定されず、赤外線等の輻射熱を効果的に反射可能なものであれば他の材料であっても良い。

なお、中間熱反射層３は、単一の材料で形成する必要は無い。例えば、熱可塑性樹脂フィルム等の少なくとも片面に金属材料箔等を積層したもの、或いは熱可塑性樹脂フィルム等に金属材料等を蒸着させたもの等、複数の材料を組み合わせたもので形成しても良い。

中間熱反射層３をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成する場合、中間熱反射層３の厚さは、通常１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上である。効果的に輻射熱を反射することができ、さらに適度な強度を保つことができるからである。また、通常１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。適度な柔軟性を保つことができ、施工性に優れるからである。

次に、本発明の断熱材の第２実施例を説明する。図２は、本発明の断熱材の第２実施例を説明するための断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表しており、重複説明は省略する。第２実施例では、第１熱反射層１とは反対側の最外層に、第２熱反射層４が設けられている。これにより、第２熱反射層による輻射熱の反射効果も期待できるため、さらに優れた断熱性能を有することが可能となる。また、中間熱反射層３を中心とする左右対称の構造となるため、建築物等への断熱材の取り付け方向を考慮する必要がなく、より効率的に作業を行うことが可能となる。

第２熱反射層４は、第１熱反射層１と同様、赤外線等の輻射熱を効果的に反射するものである。具体的には、第２熱反射層４は、例えば、塩化ビニール、ポリエチレン、ナイロン（登録商標）、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、及びそれらの混合物等の熱可塑性樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、等の熱硬化性樹脂、或いはアルミニウム、銀、銅、鉄等の金属単体及びそれらの合金等の金属材料の何れかからなるものである。これらの材料の中でも、金属材料は、赤外線等の輻射熱に対する反射率が高く、第２熱反射層４の材料として好ましい。特にアルミニウム又はアルミニウム合金は、コストが安く、軽量であるため好ましい。なお、第２熱反射層４は、上述の材料に特に限定されず、赤外線等の輻射熱を効果的に反射可能なものであれば他の材料であっても良い。

なお、第２熱反射層４は、単一の材料で形成する必要は無い。例えば、熱可塑性樹脂フィルム等の少なくとも片面に金属材料箔等を積層したもの、或いは熱可塑性樹脂フィルム等に金属材料等を蒸着させたもの等、複数の材料を組み合わせたもので形成しても良い。また、第２熱反射層４は、第１熱反射層１と同一の材料で形成する必要はない。例えば、第１熱反射層１を銀、第２熱反射層４をアルミニウムとして形成しても良い。

第２熱反射層４をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成する場合、第２熱反射層４の厚さは、通常１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上である。効果的に輻射熱を反射することができ、さらに適度な強度を保つことができるからである。また、通常１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。適度な柔軟性を保つことができ、施工性に優れるからである。

次に、本発明の断熱材の第３実施例を説明する。図３は、本発明の断熱材の第３実施例を説明するための断面図である。図中、図１、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表しており、重複説明は省略する。第３実施例では、第１熱反射層１の外側に保護層５が設けられている。これにより、第１熱反射層１を保護することができ、本発明の断熱材の外力に対する耐久性を向上させることが可能となる。また、特に断熱材を保護する部材を別途必要とすることなく、建築物の外壁等に直接貼り付けて使用することが可能となる。

ここで、保護層５は、第１熱反射層１を外力から保護するものである。具体的には、保護層５は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂等の有機物質、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化錫等の無機物質、長石、マイカ、タルク、石粉、ケイ藻土、カオリン、クレー、火山灰、石炭灰、ベントナイト等の天然物の何れかからなるものである。なお、保護層５は、上述の材料に特に限定されず、第１熱反射層１を外力から保護可能なものであれば他の材料であっても良い。

これらの材料の中でも、長石は安価であり、第１熱反射層１側の反射率を高くする働きが期待でき好ましい。

有機物質で保護層５を形成する場合、具体的には、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等は適当な溶剤に溶解して塗布液を塗布し、乾燥することによって形成する。ＵＶ硬化性樹脂は、そのままもしくは適当な溶剤に溶解して塗布液を調製した後にこの塗布液を塗布し、ＵＶ光を照射して硬化させることによって形成する。

無機物質や天然物で保護層５を形成する場合、第１熱反射層１上に、直接無機物質や天然物のみからなる保護層５を形成しても良いが、無機物質や天然物と有機物質を組み合わせて形成するのが好ましい。容易に保護層５を形成することができ、製造コストを低く抑えることができるからである。具体的には、例えば、粉体の無機物質や天然物を適当な溶媒に溶解させた有機物質液中に混入させて塗布液を作成し、第１熱反射層１上に塗布して形成する。また、有機物質からなる塗布液を塗布した後、その上に粉体の無機物質や天然物を振り掛け、乾燥等することにより形成しても良い。

なお、保護層５は第１熱反射層１の外側だけでなく、第２熱反射層４の外側にも設けても良い。或いは第２熱反射層４の外側のみに設けても良い。

なお、本発明の断熱材は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、発泡樹脂層を３層として、その間にそれぞれ中間熱反射層を２層設けても良い。また、第１熱反射層１と発泡樹脂層２ａの間等に他の樹脂等からなる層を設けても良い。

図１は、本発明の第１実施例の断熱材を説明するための断面図である。図２は、本発明の第２実施例の断熱材を説明するための断面図である。図３は、本発明の第３実施例の断熱材を説明するための断面図である。

符号の説明

１第１熱反射層
２ａ発泡樹脂層
２ｂ発泡樹脂層
３中間熱反射層
４第２熱反射層
５保護層

Claims

物体への熱伝導を抑制する断熱材であって、該断熱材は、
前記断熱材の一方の最外層である第１熱反射層と、
前記第１熱反射層上に積層され少なくとも何れか１つの層が無機微粒子を含有する複数の発泡樹脂層と、
前記複数の発泡樹脂層間の少なくとも何れか１つに設けられる中間熱反射層と、
を具備することを特徴とする断熱材。
請求項１に記載の断熱材であって、さらに、前記第１熱反射層とは反対側の最外層に設けられる第２熱反射層を具備することを特徴とする断熱材。
請求項２に記載の断熱材において、前記第２熱反射層が、金属材料からなることを特徴とする断熱材。
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の断熱材において、前記第１熱反射層が、金属材料からなることを特徴とする断熱材。
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の断熱材において、前記中間熱反射層が、金属材料からなることを特徴とする断熱材。
請求項３乃至請求項５の何れかに記載の断熱材において、前記金属材料が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とする断熱材。
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の断熱材において、前記複数の発泡樹脂層のすべてが無機微粒子を含有することを特徴とする断熱材。
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の断熱材において、前記無機微粒子が、少なくとも二酸化ケイ素を含有することを特徴とする断熱材。
請求項１乃至請求項８の何れかに記載の断熱材において、前記無機微粒子が、少なくとも酸化亜鉛を含有することを特徴とする断熱材。
請求項１乃至請求項９の何れかに記載の断熱材において、前記複数の発泡樹脂層が、ポリエチレン発泡樹脂からなることを特徴とする断熱材。
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の断熱材であって、さらに、前記断熱材の少なくとも一方の最外層の外側に設けられる保護層を具備することを特徴とする断熱材。
請求項１１に記載の断熱材において、前記保護層が、長石を含有することを特徴とする断熱材。