JP2008267481A - 真空断熱複合材の製造方法および真空断熱複合材 - Google Patents

Abstract

【課題】 建物内壁材、天井材、浴槽、電気冷蔵庫、保冷ボックス等の用途に好適な真空断熱複合材の製造方法を提供する。
【解決手段】 型枠（金型）２の底部に発泡性樹脂と同材質のボード状外面材３を敷き、真空断熱材４を外面材３の上に置き、発泡性樹脂を導入し、型枠２を閉じた後に樹脂を発泡させる。このようにして、外面材３と真空断熱材４と樹脂発泡体５とを一体化させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、真空断熱材を内包する高断熱性で丈夫な複合断熱材の製造方法とその製造方法によって製造された真空断熱複合材に関する。

真空断熱材は、樹脂発泡体、グラスウール等の芯材をプラスチックフィルム等の外皮で覆い、その内部を減圧・密封して形成したものであり、一般的に使用されてきたガラスマット、発泡ウレタン、発泡ポリスチレン等の断熱材と比較して格段に優れた断熱性を有するため各分野で使われ始めている。ただし、真空断熱材の構造上、単独で大型化することが困難であること、コストパフォーマンスが悪いこと等から、従来の断熱材と組み合わせた複合断熱材が指向されている。

たとえば特許文献１の断熱材、および断熱材を使用した床暖房システムでは、外被材の最外層にスチロール樹脂フィルムを使用した真空断熱材と、発泡スチロールとからなる断熱材が提案されている。この断熱材は、真空断熱材の周囲に配置した発泡スチロールの原料を発泡させて、真空断熱材を発泡スチロールで覆い、真空断熱材と発泡スチロールとを一体化させて製造したものであり、外被材のスチロール樹脂フィルムと発泡スチロールとが接着するため、真空断熱材と発泡スチロールの隙間に水が溜まって不具合が生じるのを防止することができるとしている。

また、特許文献２の真空断熱材を用いた断熱箱体では、コンテナや輸送用車輌の収納庫の内壁材と外壁材との間に、真空断熱材を内壁材面または外壁材面に当接させて配設し、隙間にウレタンフォームを注入発泡させて充填した断熱箱体が記載されている。

特開２００６−１１８６３５号公報 特開２００６−１９４５５９号公報

特許文献１に記載の断熱材は、複合材を製造するにあたり、金型内に予備発泡した原料ビーズを一部充填し、その上に接着剤を塗布した真空断熱材を配置し、その上から更に予備発泡した原料ビーズを充填する。その後、金型を閉じて蒸気過熱を行うことにより、原料ビーズが膨張して金型面通りの断熱材が作製される。

しかし、予備発泡した原料ビーズの上に配置された真空断熱材は、原料ビーズの完全発泡に伴なって位置がずれたり傾いてしまう。したがって、このような製造方法では真空断熱材の一部が外部に露出して何らかの衝撃で破れてしまうおそれがあり、安定した品質の断熱材を製造することができない。また、外被材として、汎用品ではないスチロール樹脂フィルムを使わなければならないという制約もある。

一方、特許文献２に記載の方法はコンテナ等の断熱箱体を作るに好適なものである。しかし、色々な形態の製品に使用するための様々な形状の真空断熱複合材を製造するには適さない。また、真空断熱材がコンテナ内壁材面または外壁材面に当接されているため、荷下ろし作業中等に壁面が崩された場合、真空断熱材までも損傷してしまうおそれがある。

上記課題を解決するため本発明に係る真空断熱複合材の製造方法は、真空断熱材の周囲を発泡性断熱材で被覆してなる真空断熱複合材の製造方法であって、型枠内底面に外面材を配置し、この外面材の上に真空断熱材を載せ、次に、真空断熱材が十分に被覆される量の発泡性樹脂を型枠内に導入して発泡させ、上記外面材と真空断熱材と樹脂発泡体とを一体化するようにした。

上記真空断熱材の上面にも外面材を配置した状態で、発泡性樹脂を発泡させることができ、また、さらに、真空断熱材の側面にも外面材を配置することができる。また、前記外面材と真空断熱材との間に間隙材を挿入して発泡性樹脂を発泡させても良い。前記外面材の真空断熱材側に接着剤層を設けることも好ましい。

また本発明の真空断熱複合材の製造方法は、上記平面板ばかりでなく、中空箱型の構造物を用意し、この箱の内壁または外壁に間隙材を配置し、さらに、この間隙材に真空断熱材を隣接配置し、次に、真空断熱材が十分に被覆される量の発泡性樹脂を型枠内に導入して発泡させ、上記構造物、間隙材、真空断熱材および樹脂発泡体を一体化して成形物とすることもできる。この場合、前記箱型構造物の内壁に接着剤層を設けておくことができる。

本発明によれば、真空断熱材を包含するため高い断熱性能を維持でき、且つ真空断熱材が完全に被覆されているため破損するおそれがなく、過酷な環境であっても使用可能な真空断熱複合材を得ることができる。

また、外面材を使用することで、真空断熱複合材の内部における真空断熱材の位置決めを容易にすることができ、最終製品の形状に変化を持たせたり製品自体の強度を高めることも可能となる。

更に、接着剤層を設けておくと、より強固な真空断熱複合材を製造することができるため、衝撃の加わる箇所への施工用途として好適である。また、接着剤層を設けることにより、発泡工程で外面材と真空断熱材との位置ズレを防止できるという利点もある。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明の真空断熱複合材製造方法の一例を示す断面図、図２は当該方法によって製造された真空断熱複合材の断面図である。

真空断熱複合材１を製造するには、先ず図１に示すように、型枠（金型）２の底部に発泡性樹脂と同材質のボード状外面材３を敷く。次いで、真空断熱材４を外面材３の上に置き、発泡性樹脂を導入し、型枠２を閉じた後に樹脂を発泡させる。このようにして、外面材３と真空断熱材４と樹脂発泡体５とを一体化させることができる。

型枠２から取り出した時点で真空断熱複合材１が完成しているため、この後でボード張りする工程は不要であり、また、真空断熱材４は外面材３と樹脂発泡体５とによって完全に周囲が覆われているため損傷する危険性がない。完成した真空断熱複合材１は、建物内壁材、天井材として、あるいは浴槽、電気冷蔵庫等の断熱材として、様々な用途、部位に施工することができる。

本発明で使用する真空断熱材４は、発泡樹脂、発泡粉末、有機・無機繊維系断熱材等を芯材とし、気体、液体に対するバリア性が高いフィルムを外皮材とし、内部を減圧・真空にした断熱材である。芯材に加えて、わずかにフィルムを通過する水分、窒素、酸素などを吸着する吸着剤を入れることにより長寿命化した真空断熱材４も使用することができる。

また本発明に係る発泡性樹脂としては、発泡剤を添加したポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の発泡性ビーズ、あるいは発泡剤を配合したポリウレタン、ポリ尿素等の樹脂液を使用することができる。

また外面材３は、発泡性樹脂と同じ材質の樹脂板、発泡樹脂板であれば相互接着性が高まるのでより好ましいが、当然、別の材質のものであっても差し支えない。例えば、樹脂板あるいは発泡樹脂板（発泡性樹脂と異種のもの）、金属板、無機発泡板、合板、セメント板を挙げることができる。

外面材３を使用することで、真空断熱複合材１内部における真空断熱材４の位置決めを容易にすることができる。また、最終製品の形状に変化を持たせたり製品自体の強度を高めることも可能となる。これらの観点から、外面材３は図１に示したように真空断熱材４より大きいものを使用したり、それ以外にも、真空断熱材４と同じ程度の大きさのもの、あるいは図３に示すような小さなものを使用することもできる。また、図４および図５に示すように、外面材３を真空断熱材４の上下両面に置いてサンドイッチ状とすることもできる。このようなサンドイッチ型の構成であれば薄型パネル状の真空断熱複合材１を得ることもできる。

外面材３と真空断熱材４とは、発泡性樹脂を発泡させる際に型枠２内で圧縮・密着されるため、特に接着剤を使用する必要はないが、図６に示すように外面材３の裏面に接着剤層６を設けておくと、より強固な真空断熱複合材１を製造することができるため、衝撃の加わる箇所への施工用途として好適である。また、接着剤層６を設けることにより、発泡工程で外面材３と真空断熱材４との位置ズレを防止できるという利点もある。

図７に示すように、外面材３と真空断熱材４との間に間隙材７を挿入しても良い。例えばポリエチレン被覆金属板のような複合板を使用することができる。この場合、外面材３が金属板、間隙材７がポリエチレンフィルムである。また、外面材３として上記複合板やボードを使用し、間隙材７として発泡樹脂ボードを採用することもできる。図示してはいないが、真空断熱材４の上にも発泡樹脂ボードや複合板を載せ、外面材３および間隙材７としても良い。この場合は、真空断熱材４、発泡樹脂５、外面材３および間隙材７からなるパネルを製造することができる。

真空断熱複合材１の小口部分を強化するため、図８および図９に示すような構造とすることもできる。本例では、金型２内に上面および下面の外面材３ａ、３ｂと共に側面にも外面材３ｃを配している。本図は断面図のため側面のうち２面のみが表示されているが、残る２側面も外面材３ｃで覆うことができる。この状態で間隙材７を介して真空断熱材４を載置する。必要により接着剤層６を設ける。

こうして発泡、製造された図９に示す真空断熱複合材１は、外面材３ｃによって小口部分も保護されているため一層強固な構造となる。なお、外面材３ｃの種類については、外面材３ａ、３ｂと同じ材質の板を使用して意匠性を統一することができる。

また、弁当箱のように板材を折り曲げて、外面材３ａと３ｃが連続した箱型外面材３を使用するか、さらには外面材３ｂも一体化した箱型とし、外面材３の一部に真空断熱材４、間隙材７および発泡性樹脂の導入口を確保した箱型外面材を使用すれば、外面材３が構造材を兼ねるため頑丈な真空断熱複合材１を得ることができる。

本発明の製造方法で使用する型枠２としては既存の金型を利用することが可能であり、平板状、直方体ばかりでなく異型品を製造することも可能である。例えば、保冷ボックスのような異型の中空箱型の構造物（型枠）を用意し、この箱の内壁または外壁に間隙材を配置し、さらに、この間隙材に真空断熱材を隣接配置し、次に、真空断熱材が十分に被覆される量の発泡性樹脂を型枠内に導入して発泡させ、上記構造物、間隙材、真空断熱材および樹脂発泡体を一体化して成形物とすることができる。この場合、上記内壁または外壁に間隙材を挟んで真空断熱材を配置してあるため、壁に衝撃が加えられても間隙材の効果により真空断熱材の破損を防止することができる。また、真空断熱材の取り付け位置が平面でない場合には、壁材と間隙材および間隙材と真空断熱材との間に接着層を設けて固定しても良い。

上記のように既存の型枠を使用することができるため、型枠製作、改造等の費用を掛けることなく堅固な真空断熱複合材を製造し、大幅な断熱性向上を図ることができる。したがって、高い断熱性を必要とする各種分野、例えば建物内壁材、天井材として、あるいは浴槽、電気冷蔵庫、保冷ボックス等の用途に好適に利用可能である。

本発明の真空断熱複合材の製造方法の一例を示す断面図。 本発明の真空断熱複合材の一例を示す断面図。 小さい外面材を使用した本発明の真空断熱複合材製造方法の一例を示す断面図。 外面材を真空断熱材の上下両面に置いてサンドイッチ状とした本発明の真空断熱複合材製造方法の一例を示す断面図。 本発明のサンドイッチ状真空断熱複合材の一例を示す断面図。 接着剤層を設けた本発明の真空断熱複合材製造方法の一例を示す断面図。 間隙材を挿入した本発明の真空断熱複合材製造方法の一例を示す断面図。 側面材を使用した本発明の真空断熱複合材製造方法の一例を示す断面図。 側面材を使用した本発明の真空断熱複合材の一例を示す断面図。

符号の説明

１…真空断熱複合材、２…型枠、３…外面材、４…真空断熱材、５…樹脂発泡体、６…接着剤層、７…間隙材。

Claims (8)

1. 真空断熱材の周囲を発泡性断熱材で被覆してなる真空断熱複合材の製造方法であって、型枠内底面に外面材を配置し、この外面材の上に真空断熱材を載せ、次に、真空断熱材が十分に被覆される量の発泡性樹脂を型枠内に導入して発泡させ、上記外面材と真空断熱材と樹脂発泡体とを一体化することを特徴とする真空断熱複合材の製造方法。
2. 請求項１に記載の真空断熱複合材の製造方法において、前記真空断熱材の上面にも外面材を配置した状態で、発泡性樹脂を発泡させることを特徴とする真空断熱複合材の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の真空断熱複合材の製造方法において、前記真空断熱材の側面にも外面材を配置して、発泡性樹脂を発泡させることを特徴とする真空断熱複合材の製造方法。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の真空断熱複合材の製造方法において、前記外面材と真空断熱材との間に間隙材を挿入し、発泡性樹脂を発泡させることを特徴とする真空断熱複合材の製造方法。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の真空断熱複合材の製造方法において、前記外面材の真空断熱材側に接着剤層を設け、発泡性樹脂を発泡させることを特徴とする真空断熱複合材の製造方法。
6. 中空箱型の構造物を用意し、この箱の内壁または外壁に間隙材を配置し、この間隙材に真空断熱材を隣接配置し、次いで、真空断熱材が十分に被覆される量の発泡性樹脂を型枠内に導入して発泡させ、上記構造物、間隙材、真空断熱材および樹脂発泡体を一体化して成形物とすることを特徴とする真空断熱複合材の製造方法。
7. 請求項６に記載の真空断熱複合材の製造方法において、前記箱型構造物の内壁に接着剤層を設けておき、発泡性樹脂を発泡させることを特徴とする真空断熱複合材の製造方法。
8. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の製造方法により製造したことを特徴とする真空断熱複合材。

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