JP2012081679A - 発泡断熱材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】紙を含む植物性材料と熱溶融性樹脂材料とに水を加えた原料を押出機で押出発泡させて発泡板を成形し、2枚の発泡板それぞれの一表面を加熱して溶融させたのち、この溶融させた面どうしを当接させて融着することにより、厚みの大きい一枚の発泡断熱材を製造する。一次製品である発泡板は厚みが薄くても、貼り合わせにより、幅と厚みとが共に大きい発泡断熱材製品を提供できる。この発泡断熱材は、元の発泡板と比較して柔軟性が低下しないから、施工性が良好である。本発明で得られた発泡断熱材は、2枚の発泡板を接着剤で貼り合わせたものよりも熱伝導率が低くなり、条件によっては、元の発泡板より熱伝導率が低下する。
【選択図】 図1
Description
図1に、本発明に係る発泡断熱材の製造に使用する発泡板貼り合わせ装置(以下、本発明装置と言う)Sの一例を示す。本発明装置Sは、2枚の発泡板から1枚の厚みの大きい発泡断熱材を連続的に製造することが可能なものであり、上流側から下流側へ向かって、搬送部・送出駆動部・加熱部・融着部・搬出部が設けられている。搬送部は、前もって準備された発泡板が導入される領域であり、上下2段に平行させて設けた搬送ローラR1から成るローラコンベアや、ベルトコンベアなどで構成される。送出駆動部は、発泡体に送り出し方向の駆動力を与える部分であって、例えば発泡板を上下に挟む送出ローラR2で構成される。(モータ等の駆動装置については図示を省略した。)
本発明に係る発泡断熱材を製造するには、予め発泡板を準備する必要がある。これには例えば、特許文献2(特開2010−179566号公報)に記載の技術を利用することができる。はじめに、特許文献2に記載した発泡板の製造方法に基づき、製造原料を用意する。製造原料の主要成分は、植物性材料と合成樹脂材料である。植物性材料として、紙粉と、コーンスターチ等の澱粉を用いるのが望ましい。紙粉は、例えば特許第3738367号に記載した粉砕機により古紙等の紙製品を微粉砕したものを使用すればよい。合成樹脂材料は、熱溶融性を有するもの、例えばポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が用いられる。また、必要に応じ、酸化防止剤を添加してもよい。
上述のようにして得られた発泡板を用い、図1に示す本発明装置Sにより、厚みの大きい発泡断熱材を製造する要領を、次に説明する。発泡板は、必要に応じ、表面を切削し、あるいは切断するなどの加工を施し、一定の外形寸法に整えておく。
下記の要領で、本発明に係る発泡断熱材の実施例(試番K1、K2,K3)と、比較例とする発泡断熱材(試番K4、K5)とを用意し、それぞれの熱伝導率を測定した。
紙粉40重量部(封筒工場で発生する封筒端材を粒径約60ミクロン以下に粉砕したもの)と、コーンスターチ60重量部(日本食品加工社製「日食コーンスターチY」)と、酸化防止剤0.25重量部(クラリアントジャパン社製「ホスタノックスP−EPQ」)とを十分混合した後、これに濃度3.5重量%のPVA(ポリビニルアルコール)水溶液を65重量部添加し、組成が均一になるように十分混練した。この混合物を、押出式造粒機で造粒し、乾燥機で乾燥して、水分率16重量%のペレットを生成した。
続いて、植物性材料として上記ペレット55重量部、熱溶融性樹脂材料として粉末状PP(ポリプロピレン)45重量部(プライムポリマー社製「H−700」)、及び、水7重量部の配合比率で、各材料をスクリュー径77mmの2軸押出機(ティーエスピー社製「MTE77」)に供給し、上記押出機のシリンダ最高温度を175°Cに設定して押出発泡を行ない、厚さ40mm、幅300mmの板状発泡体を形成した。
得られた発泡体を一定長さに切断した後、貼り合わせを予定する一方の表面を切削すると共に、左右両端部を切断して、厚さ27〜28mm×幅270mm×長さ2400mmの発泡板を製作した。
上記発泡板の2枚を、図1に示す本発明装置Sを用いて融着させ、図3に示すような、厚みの大きい1枚の発泡断熱材を製造した。本発明装置Sにおける加熱部は、棒状の電熱ヒータ(容量1kW)を9本ほぼ等間隔に並べて設けたもので構成した。また、発泡板の搬送速度は、7m/分に設定した。
実施例1で製作したのと同じ発泡板2枚を、同一の貼り合わせ装置により融着させて、1枚の発泡断熱材を製造した。但し、発泡板の搬送速度は、5m/分に設定した。
実施例1で製作したのと同じ発泡板2枚を、同一の貼り合わせ装置により融着させて、1枚の発泡断熱材を製造した。但し、発泡板の搬送速度は、3m/分に設定した。
実施例1で製作したのと同じ2枚の発泡板それぞれの切削した方の表面どうしを、エチレン酢酸ビニル系エマルジョン接着剤(昭和高分子社製「ポリゾールEL−500」NV=5に調整)を用いて貼り合わせた後、10日間風乾したものを比較例1とした。接着剤の塗布量は、1平方cmあたり0.028gである。
実施例1で製作した発泡板単体を、比較例2とした。
実施例1〜3(K1〜K3)及び比較例1,2(K4,K5)で得られた各発泡断熱材(K5は発泡板)の熱伝導率を測定した。測定方法は、熱線式熱伝導率測定機(京都電子工業社製「Kemtherm QTM−D3」)を用いた非定常法細線加熱法を採用して、以下の手順で行なった。
1)発泡断熱材(発泡板)を切断加工して、幅(押出発泡時における材料の流れに直交する方向)約60mm、長さ(押出発泡時における材料の流れに平行な方向)約120mmの測定用試験体とする。(図3参照。但し、厚みについては変更無し)
2)この試験体を、測定用テーブル上に置く。他方、測定機のプローブをアルミブロック上に置く。(プローブは、直線状に張られたヒータと熱電対とから構成され、ヒータに一定電力を与えたときの温度上昇指数から、熱伝導率を求めるものである。)
3)2分経過後、プローブを試験体の上に置く。このとき、プローブのヒータ及び熱電対が試験体の長さ方向と平行となるように設定する。
4)さらに2分経過後、スイッチを入れてヒータに電流を流し、1分後に表示される熱伝導率を読み取る。(このときの電流値は、0.5Aとした。)
5)スイッチを切って、プローブをアルミブロックの上に置き、次の試験体を測定用テーブルに載せる。
6)上記3〜5を繰り返す。
K1=0.0347
K2=0.0332
K3=0.0334
K4=0.0353
K5=0.0343
(なお、試番K1〜K4については2回測定した平均値、試番K5については4回測定した平均値である。またK5は、発泡板における切削しなかった方の表面の熱伝導率を測定した。)
試番K1〜K4の発泡断熱材の圧縮応力及び曲げ強さを測定したところ、試番K5の発泡体と比較してほとんど違いがなかった。このことから、本発明に係る発泡断熱材は、元の発泡板と遜色のない柔軟性を保っており、施工性が損なわれていないと言うことができる。
図2を参照して説明すると、K1〜K3の製造に使用した発泡板には違いがなく、2枚の発泡板の当初合計厚み(D1+D2)はいずれも55mmであった。しかるに、本発明装置Sを通過させて製造した発泡断熱材の厚みTはそれぞれ、K1=51.0mm、K2=48.5mm、K3=45.5mmであった。
Claims (2)
- 紙を含む植物性材料と熱溶融性樹脂材料とに水を加えた原料を押出機で押出発泡させて発泡板を成形し、
2枚の発泡板それぞれの一表面を加熱して溶融させたのち、この溶融させた面どうしを当接させて融着することにより、厚みの大きい一枚の発泡断熱材を製造することを特徴とする発泡断熱材の製造方法。
- 請求項1に記載する方法により製造した、熱伝導率が0.035W/m・K以下であって、厚みが20mm以上であることを特徴とする発泡断熱材。
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