JP2017094574A - Method for producing heat insulation material - Google Patents

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Akira Sugawara
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a heat insulation material high in heat insulation properties and dimensional stability and further excellent in strength.SOLUTION: Provided is a method for producing a heat insulation material 1 comprising: a step where the inside of a frame member having a bottom face part and side face parts is filled with isocyanato and polyol; and a step where the inside of the frame member is disposed with plant pieces 3. Also, the production method step where isocyanato and polyol are reacted under ordinary pressure or under reduced pressure to produce polyurethane. Then, by the reaction between the isocyanato and polyol, the foamed polyurethane 2 is produced at the inside of the frame member, and, by the polyurethane 2, the plant pieces 3 are adhered each other.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、断熱材の製造方法に関する。詳細には本発明は、イソシアナートとポリオールとの反応により生成する発泡体と、軽量で多孔質の草本類植物とを複合化した断熱材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a heat insulating material. More specifically, the present invention relates to a method for producing a heat insulating material in which a foam produced by a reaction between an isocyanate and a polyol is combined with a light and porous herbaceous plant.

断熱材は大別して、発泡系と繊維系の二つに分けられる。繊維系断熱材はグラスウール、ロックウールなどが挙げられ、発泡系断熱材はウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポリスチレンフォームなどの樹脂発泡体が挙げられる。これらの断熱材は低密度であり、板状のものでも十分な強度を有しないことから、断熱材の表面に樹脂板などを張り合わせることが多い。ただ、樹脂板を貼り合わせた場合には、断熱性能が低下する場合があった。さらに、樹脂板と断熱材との接着性を高めることが難しいため、強度向上が不十分になるなどの課題があった。   Insulating materials can be broadly divided into two types: foam and fiber. Examples of the fiber heat insulating material include glass wool and rock wool, and examples of the foam heat insulating material include resin foams such as urethane foam, phenol foam, and polystyrene foam. Since these heat insulating materials have a low density and do not have sufficient strength even if they are plate-shaped, a resin plate or the like is often bonded to the surface of the heat insulating material. However, when the resin plates are bonded together, the heat insulation performance may deteriorate. Furthermore, since it is difficult to improve the adhesiveness between the resin plate and the heat insulating material, there are problems such as insufficient strength improvement.

一方、比較的熱伝導率が低い材料として、パーティクル、チップ又は繊維状の植物片と接着剤とからなるパーティクルボードや、繊維板などの植物系ボードが存在する。一般にパーティクルボードや植物系ボードは、針葉樹や広葉樹の木質原料を粉砕して得られる植物片に接着剤を混合した後、その混合物を熱圧成形して得られるものである。   On the other hand, as materials having relatively low thermal conductivity, there are particle boards made of particles, chips or fibrous plant pieces and an adhesive, and plant boards such as fiber boards. In general, a particle board or a plant board is obtained by mixing an adhesive with a plant piece obtained by pulverizing a woody material of a conifer or a broad-leaved tree, and then hot pressing the mixture.

このようなパーティクルボードとしては、従来、木材チップを発泡性樹脂接着剤によって接着することにより製造されるものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、木削片などに接着剤を塗布する工程と、接着剤が塗布された木削片を集積してフォーミングマットを形成する工程と、当該フォーミングマットを板状に熱圧締成形する工程とを備えた木質ボードの製造方法も開示されている(例えば、特許文献2参照)。なお、特許文献2において、当該接着剤として、ポリイソシアナート化合物とポリオール化合物とからなる二液型接着剤を用いることも開示されている。   As such a particle board, what is manufactured by adhere | attaching a wood chip with a foaming resin adhesive conventionally is disclosed (for example, refer patent document 1). A step of applying an adhesive to a wood chip, a step of forming the forming mat by accumulating the wood pieces to which the adhesive has been applied, and a step of hot pressing the forming mat into a plate shape Also disclosed is a method of manufacturing a wood board provided with (see, for example, Patent Document 2). In Patent Document 2, it is also disclosed to use a two-component adhesive composed of a polyisocyanate compound and a polyol compound as the adhesive.

特開昭57−182420号公報Japanese Patent Laid-Open No. 57-182420 特開2012−67242号公報JP 2012-67242 A

しかしながら、特許文献1及び2では、植物片と接着剤の混合物を圧縮により変形させると共に植物片同士を接触させることで、植物片同士を接着して板状に成形している。そのため、当該圧縮工程に起因して植物片の密度が増加し、得られるボードの密度も高まるため、熱伝導性が上昇して断熱性が不十分となる場合があった。また、この圧縮工程により植物片が圧縮変形して固定されるため、成形したボードに水分が浸入した場合、植物片が膨張してボードが膨らむなど、寸法安定性が低下するという問題もあった。さらに、圧縮によって植物片における剛直な細胞壁が破断されて固定されるため、ボードとしての十分な強度が得られない恐れもあった。   However, in Patent Documents 1 and 2, a mixture of plant pieces and an adhesive is deformed by compression and the plant pieces are brought into contact with each other so that the plant pieces are bonded and formed into a plate shape. For this reason, the density of the plant pieces increases due to the compression step, and the density of the resulting board also increases, so that the thermal conductivity may increase and the thermal insulation may become insufficient. In addition, since the plant pieces are compressed and deformed and fixed by this compression process, there is a problem that the dimensional stability is lowered, for example, when the moisture enters the formed board, the plant pieces expand and the board expands. . Furthermore, since the rigid cell wall in the plant piece is broken and fixed by compression, there is a possibility that sufficient strength as a board cannot be obtained.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、断熱性及び寸法安定性が高く、さらに強度に優れた断熱材の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art. And the objective of this invention is providing the manufacturing method of the heat insulating material with high heat insulation and dimensional stability, and also excellent in intensity | strength.

上記課題を解決するために、本発明の態様に係る断熱材の製造方法は、底面部と側面部とを有する枠部材の内部に、イソシアナートとポリオールとを充填する工程と、枠部材の内部に植物片を配設する工程とを有する。さらに、当該製造方法は、常圧又は減圧下でイソシアナートとポリオールとを反応させ、ポリウレタンを生成する工程を有する。そして、イソシアナートとポリオールとの反応により、発泡したポリウレタンが枠部材の内部に生成し、当該ポリウレタンにより植物片同士が接着される。   In order to solve the above problems, a method of manufacturing a heat insulating material according to an aspect of the present invention includes a step of filling an isocyanate and a polyol inside a frame member having a bottom surface portion and a side surface portion, and an interior of the frame member. And a step of disposing a plant piece. Further, the production method includes a step of producing a polyurethane by reacting an isocyanate with a polyol under normal pressure or reduced pressure. And the foamed polyurethane produces | generates inside a frame member by reaction of isocyanate and a polyol, and plant pieces are adhere | attached by the said polyurethane.

本発明によれば、植物片同士の間の空隙をポリウレタンの発泡体で充填するため、植物片と接着剤との圧縮工程が不要となる。そのため、得られる断熱材が低密度となり、高い断熱性を得ることができる。また、植物片が圧縮変形して固定されないため、断熱材に水分が侵入した場合でも膨張が抑制される。さらに、細胞壁の破断も抑えられているため、断熱材としての十分な強度が得られる。   According to the present invention, since the voids between the plant pieces are filled with the polyurethane foam, a compression step between the plant pieces and the adhesive becomes unnecessary. Therefore, the obtained heat insulating material has a low density, and high heat insulating properties can be obtained. In addition, since the plant pieces are compressed and deformed and are not fixed, expansion is suppressed even when moisture enters the heat insulating material. Furthermore, since the breakage of the cell wall is suppressed, sufficient strength as a heat insulating material can be obtained.

本実施形態に係る断熱材の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the heat insulating material which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る植物片の配置の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of arrangement | positioning of the plant piece which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る植物片の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the plant piece which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る植物片の配置の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of arrangement | positioning of the plant piece which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る植物片の配置の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of arrangement | positioning of the plant piece which concerns on this embodiment. 枠部材の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a frame member.

以下、本実施形態に係る断熱材の製造方法について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, the manufacturing method of the heat insulating material which concerns on this embodiment is demonstrated in detail. In addition, the dimension ratio of drawing is exaggerated on account of description, and may differ from an actual ratio.

本実施形態に係る断熱材は、複数の植物片を含有し、さらに当該植物片の間に存在する空隙をポリウレタンの発泡体で充填したものである。そして、後述するように、本実施形態に係る断熱材の製造方法では、植物片間をポリウレタンで充填する際、植物片及びポリウレタンを外部から加圧していない。そのため、植物片及びポリウレタンの圧縮変形が抑制され、得られる断熱材は低密度となり、熱伝導性が低下するため、断熱性を高めることが可能となる。   The heat insulating material according to the present embodiment includes a plurality of plant pieces, and further, voids existing between the plant pieces are filled with polyurethane foam. And as will be described later, in the method for manufacturing a heat insulating material according to the present embodiment, when filling between the plant pieces with polyurethane, the plant pieces and the polyurethane are not pressurized from the outside. Therefore, the compressive deformation of the plant pieces and polyurethane is suppressed, and the obtained heat insulating material has a low density and the thermal conductivity is lowered, so that the heat insulating property can be improved.

具体的には、図1に示すように、本実施形態に係る断熱材1は、ポリウレタンからなる発泡体2と、複数の植物片3とを備えている。植物片3は、長尺状の略円柱形状を有しており、さらに発泡体2の内部において一方向に配向している。そして、植物片3の間の空隙は発泡体2で充填されており、植物片3の周囲は発泡体2で被覆されている。このような構成により、複数の植物片3は発泡体2により接着され、板状の断熱材1を形成している。   Specifically, as shown in FIG. 1, the heat insulating material 1 according to this embodiment includes a foam 2 made of polyurethane and a plurality of plant pieces 3. The plant piece 3 has a long, substantially cylindrical shape, and is oriented in one direction inside the foam 2. The space between the plant pieces 3 is filled with the foam 2, and the periphery of the plant piece 3 is covered with the foam 2. With such a configuration, the plurality of plant pieces 3 are bonded by the foam 2 to form a plate-like heat insulating material 1.

断熱材1で使用され得る植物片3としては、針葉樹又は広葉樹の木質から得られる植物片を使用することができる。つまり、植物片3としては、針葉樹又は広葉樹の幹の内部における固い部分からなる植物片を使用することができる。   As the plant piece 3 that can be used in the heat insulating material 1, a plant piece obtained from the wood of a conifer or a broad-leaved tree can be used. That is, as the plant piece 3, a plant piece made of a hard portion inside the trunk of a conifer or a broad-leaved tree can be used.

また、植物片3としては、草本類植物の茎芯から得られる植物片も使用することができ、例えばジュート、ケナフ及びバガスからなる群より選ばれる少なくとも一つの茎芯を用いることが好ましい。ジュート、ケナフ及びバガスなどの草本類植物の茎芯は軽量であり、さらに茎芯構造が多孔質である。そのため、成形した断熱材1の密度を低下させることができ、その結果、得られる断熱材1は高い断熱性を得ることが可能となる。さらに、草本類植物の茎芯は長尺状であるため、十分な長さの植物片3を容易に得ることができる。また、長尺状の草本類植物の茎芯は、断熱材1の内部において繊維が保持されているため、断熱材1における繊維に沿った方向の強度を高めることが可能となる。   Moreover, the plant piece obtained from the stem core of a herbaceous plant can also be used as the plant piece 3, for example, it is preferable to use at least one stem core selected from the group consisting of jute, kenaf and bagasse, for example. The stem cores of herbaceous plants such as jute, kenaf and bagasse are lightweight, and the stem core structure is porous. Therefore, the density of the molded heat insulating material 1 can be reduced, and as a result, the obtained heat insulating material 1 can obtain high heat insulating properties. Furthermore, since the stem core of the herbaceous plant is long, a sufficiently long plant piece 3 can be easily obtained. Moreover, since the fiber of the stem core of a long herbaceous plant is held inside the heat insulating material 1, the strength in the direction along the fiber in the heat insulating material 1 can be increased.

断熱材1において、ポリウレタンの発泡体2内における植物片3の配向は特に限定されない。植物片3は、発泡体2内で一方向に配向していてもよい。つまり、図1に示すように、発泡体2内において、長尺状の植物片3はX軸方向に沿って配置されていてもよい。また、植物片3は、発泡体2内で直交に配向していてもよい。つまり、図2に示すように、発泡体2内において、最上段である一段目4の植物片3はX軸方向に沿って配置されており、中段である二段目5の植物片3はX軸方向に直交するY軸方向に沿って配置されていてもよい。なお、最下段である三段目6の植物片3はX軸方向に沿って配置されている。このような構成とすることで、植物片3の間の空隙をより減少させることができるため、ポリウレタンの含有量を減らすことが可能となる。さらに、植物片3が本来持つ強度をそのまま生かして、軽量かつ強度及び寸法安定性がより優れた断熱材1を容易に得ることが可能になる。なお、断熱材1における面内の強度異方性を減少させるためには、図2に示すように、複数の植物片3を直交に配向することが好ましい。また、断熱材1において一方向の強度を特に高めたい場合は、図1に示すように、複数の植物片3を一方向に配向することが好ましい。   In the heat insulating material 1, the orientation of the plant pieces 3 in the polyurethane foam 2 is not particularly limited. The plant piece 3 may be oriented in one direction within the foam 2. That is, as shown in FIG. 1, in the foam 2, the elongate plant piece 3 may be arrange | positioned along the X-axis direction. Moreover, the plant piece 3 may be orthogonally oriented in the foam 2. That is, as shown in FIG. 2, in the foam 2, the plant piece 3 of the first stage 4 that is the uppermost stage is arranged along the X-axis direction, and the plant piece 3 of the second stage 5 that is the middle stage is You may arrange | position along the Y-axis direction orthogonal to a X-axis direction. In addition, the plant piece 3 of the 3rd step | stage 6 which is the lowest step is arrange | positioned along the X-axis direction. By setting it as such a structure, since the space | gap between the plant pieces 3 can be reduced more, it becomes possible to reduce content of a polyurethane. Furthermore, it is possible to easily obtain the heat insulating material 1 that is lighter in weight and more excellent in strength and dimensional stability by using the strength inherent to the plant piece 3 as it is. In order to reduce the in-plane strength anisotropy of the heat insulating material 1, it is preferable to orient the plurality of plant pieces 3 orthogonally as shown in FIG. Further, when it is desired to particularly increase the strength in one direction in the heat insulating material 1, it is preferable to orient the plurality of plant pieces 3 in one direction as shown in FIG.

植物片3の長さは特に限定されないが、50mm以上であることが好ましい。これにより、植物片3を断熱材1の端部から平行に配列しやすくなり、植物片3の間の空隙をより減少させることができるため、植物片同士の接着性を向上させることが可能となる。また、長尺状の植物片3が本来持つ強度を生かして、軽量かつ強度及び寸法安定性がさらに優れた断熱材を得ることが可能となる。   Although the length of the plant piece 3 is not specifically limited, It is preferable that it is 50 mm or more. Thereby, since it becomes easy to arrange the plant piece 3 in parallel from the edge part of the heat insulating material 1, and the space | gap between the plant pieces 3 can be reduced more, it is possible to improve the adhesiveness of plant pieces. Become. Further, it is possible to obtain a heat insulating material that is lightweight and further excellent in strength and dimensional stability by utilizing the strength inherent to the long plant piece 3.

植物片3の比重は特に限定されないが、0.2以下であることが好ましい。植物片3の比重がこのような値の場合には、植物片3は多孔質となるため、成形した断熱材1の密度を低下させ、断熱性を高めることが可能となる。   The specific gravity of the plant piece 3 is not particularly limited, but is preferably 0.2 or less. When the specific gravity of the plant piece 3 is such a value, since the plant piece 3 is porous, the density of the molded heat insulating material 1 can be reduced and the heat insulating property can be improved.

植物片3の形状、及び植物片のアスペクト比([植物片の長手方向の長さ]/[長手方向に直交する断面の直径])は、特に限定されない。植物片3は、粉末状、繊維状、チップ状、針状、棒状など様々な形状とすることができ、所望の断熱性能や強度に応じて適宜選択することができる。   The shape of the plant piece 3 and the aspect ratio of the plant piece ([length in the longitudinal direction of the plant piece] / [diameter of the cross section perpendicular to the longitudinal direction]) are not particularly limited. The plant piece 3 can have various shapes such as a powder shape, a fiber shape, a chip shape, a needle shape, and a rod shape, and can be appropriately selected according to desired heat insulation performance and strength.

例えば、図1及び図2に示すように、植物片3の形状は長尺状の円柱状とすることができる。ただ、上述のように、植物片の形状は円柱状に限定されず、図3に示すように、円柱状の植物片を切断し、断面が扇形である長尺状の植物片3Aを用いることも好ましい。このような扇形の植物片3Aを用いることにより、植物片3Aの間の空隙をより減少させることができるため、植物片3A同士の接着性を向上させることが可能となる。   For example, as shown in FIG.1 and FIG.2, the shape of the plant piece 3 can be made into the elongate column shape. However, as described above, the shape of the plant piece is not limited to the columnar shape, and as shown in FIG. 3, the columnar plant piece is cut and a long plant piece 3A having a fan-shaped cross section is used. Is also preferable. By using such a fan-shaped plant piece 3A, the gap between the plant pieces 3A can be further reduced, so that the adhesiveness between the plant pieces 3A can be improved.

図4は、断面が扇形の植物片3Aを用いた場合における、断熱材内での植物片3Aの配置例を示している。図4に示すように、最上段である一段目4の植物片3AはX軸方向に沿って配置されており、中段である二段目5の植物片3AはX軸方向に直交するY軸方向に沿って配置されている。そして、最下段である三段目6の植物片3AはX軸方向に沿って配置されている。   FIG. 4 shows an arrangement example of the plant pieces 3A in the heat insulating material when the fan-shaped plant pieces 3A are used. As shown in FIG. 4, the plant pieces 3 </ b> A in the first stage 4 as the uppermost stage are arranged along the X-axis direction, and the plant pieces 3 </ b> A in the second stage 5 as the middle stage are perpendicular to the X-axis direction. Arranged along the direction. And the plant piece 3A of the 3rd step | paragraph 6 which is the lowest step is arrange | positioned along the X-axis direction.

図5は、長さが短い植物片3Aを用いた場合における、断熱材内での植物片3Aの配置例を示している。図5における配置例は、図4と同様に、一段目4の植物片3AはX軸方向に沿って配置されており、中段である二段目5の植物片3AはX軸方向に直交するY軸方向に沿って配置されている。そして、三段目6の植物片3AはX軸方向に沿って配置されている。ただ、図5では、短い植物片3Aを長手方向に継ぐように配置している。このように短い植物片3Aを継ぐように配置しても、高い断熱性を有する断熱材を得ることができる。   FIG. 5 shows an arrangement example of the plant pieces 3A in the heat insulating material when the plant pieces 3A having a short length are used. In the arrangement example in FIG. 5, the plant pieces 3 </ b> A in the first stage 4 are arranged along the X-axis direction, and the plant pieces 3 </ b> A in the second stage 5, which is the middle stage, are orthogonal to the X-axis direction. Arranged along the Y-axis direction. And the plant piece 3A of the 3rd step 6 is arrange | positioned along the X-axis direction. However, in FIG. 5, it arrange | positions so that the short plant piece 3A may be joined in a longitudinal direction. Even if it arrange | positions so that the short plant piece 3A may be succeeded in this way, the heat insulating material which has high heat insulation can be obtained.

断熱材1において、発泡体2はポリウレタンからなるものである。ポリウレタンは発泡性に優れ、さらに植物片3に対し高い接着性を有するため、発泡体2として好ましく用いることができる。つまり、ポリウレタンの原料であるイソシアナートは、ポリオールと反応すると共に、植物片中の成分であるセルロース、ヘミセルロース及びリグニンなどや、含有水分と反応する。そのため、植物片と混合した状態でイソシアナートとポリオールとを反応させることにより、発泡が起こると共に、ポリウレタンにより植物片同士を強固に接着することが可能となる。   In the heat insulating material 1, the foam 2 is made of polyurethane. Polyurethane is excellent in foaming properties and has high adhesiveness to the plant pieces 3, so that it can be preferably used as the foam 2. That is, the isocyanate, which is a raw material of polyurethane, reacts with polyol, and also reacts with cellulose, hemicellulose, lignin, and the like, which are components in plant pieces, and moisture. Therefore, by reacting the isocyanate and the polyol in a state of being mixed with the plant pieces, foaming occurs and the plant pieces can be firmly bonded to each other with polyurethane.

断熱材1において、発泡体2であるポリウレタンの密度は0.1g/cm以下であることが好ましい。ポリウレタンの密度がこのような値の場合には、ポリウレタンからなる発泡体2の断熱性が向上するため、断熱材全体の断熱性も高めることが可能となる。 In the heat insulating material 1, it is preferable that the density of the polyurethane which is the foam 2 is 0.1 g / cm 3 or less. When the density of the polyurethane is such a value, the heat insulating property of the foam 2 made of polyurethane is improved, so that the heat insulating property of the whole heat insulating material can be improved.

ポリウレタンの原料であるイソシアナートは特に限定されない。イソシアナートとしては、一つの分子の中にイソシアナート基(−NCO)を二つ以上有する化合物であるポリイソシアナートを使用することができる。イソシアナートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)及びトリレンジイソシアナート(TDI)の少なくとも一方を用いることができる。   The isocyanate that is a raw material of the polyurethane is not particularly limited. As the isocyanate, polyisocyanate which is a compound having two or more isocyanate groups (—NCO) in one molecule can be used. As the isocyanate, for example, at least one of diphenylmethane diisocyanate (MDI) and tolylene diisocyanate (TDI) can be used.

ポリウレタンの原料であるポリオールも特に限定されない。ポリオールは、一つの分子の中に水酸基(−OH)を二つ以上有する化合物であり、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールに大別できる。ポリエーテルポリオールは、グリコール、グリセリン、ソルビトール、ショ糖等のように分子内に水酸基を二つ以上持った低分子化合物に、プロピレンオキサイドやエチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合させた化合物である。ポリエステルポリオールは、アジピン酸等の二塩基酸とエチレングリコール等の多価アルコールとを縮合させ、末端を水酸基とした化合物である。   The polyol which is a raw material of polyurethane is not particularly limited. Polyols are compounds having two or more hydroxyl groups (—OH) in one molecule, and can be broadly classified into polyether polyols and polyester polyols. Polyether polyol is a compound obtained by addition polymerization of alkylene oxide such as propylene oxide and ethylene oxide to a low molecular compound having two or more hydroxyl groups in the molecule such as glycol, glycerin, sorbitol, sucrose and the like. The polyester polyol is a compound in which a dibasic acid such as adipic acid and a polyhydric alcohol such as ethylene glycol are condensed to have a terminal hydroxyl group.

イソシアナートとポリオールの混合比率も特に限定されない。これらの混合比率は、所望の発泡状態や、断熱性、製造の容易性によって適宜選択される。また、イソシアナートとポリオールの反応に用いる触媒として、ルイス酸やルイス塩基などを添加してもよい。   The mixing ratio of isocyanate and polyol is not particularly limited. These mixing ratios are appropriately selected depending on the desired foamed state, heat insulating properties, and ease of production. A Lewis acid or a Lewis base may be added as a catalyst used for the reaction between the isocyanate and the polyol.

ポリウレタンは、発泡剤を用いて発泡させてもよい。ポリウレタンの発泡は、イソシアナートと水の反応により得られる二酸化炭素を利用する方法が広く普及している。ただ、発泡剤を用いることにより、ポリウレタンの密度をより低下させることが可能となる。発泡剤としては、規制が厳しいフロン類よりも、ハイドロフルオロカーボン(HFC)や炭化水素類(ペンタン類)、炭酸ガスを用いることが好ましい。   Polyurethane may be foamed using a foaming agent. For foaming polyurethane, a method using carbon dioxide obtained by reaction of isocyanate and water is widely used. However, the density of the polyurethane can be further reduced by using a foaming agent. As the blowing agent, it is preferable to use hydrofluorocarbon (HFC), hydrocarbons (pentanes), and carbon dioxide rather than chlorofluorocarbons that are strictly regulated.

次に、本実施形態に係る断熱材1の製造方法について説明する。断熱材1の製造方法は、底面部と側面部とを有する枠部材の内部に、イソシアナートとポリオールとを充填する工程と、枠部材の内部に、植物片を配設する工程とを有している。さらに当該製造方法は、常圧又は減圧下でイソシアナートとポリオールとを反応させ、ポリウレタンを生成する工程を有している。   Next, the manufacturing method of the heat insulating material 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the heat insulating material 1 has the process of filling an isocyanate and a polyol inside the frame member which has a bottom face part and a side part, and the process of arrange | positioning a plant piece inside a frame member. ing. Further, the production method includes a step of producing a polyurethane by reacting an isocyanate with a polyol under normal pressure or reduced pressure.

本実施形態の製造方法で使用され得る枠部材10は、図6に示すように、断熱材1の形状を形作るための底面部11と側面部12とを有していれば、特に限定されない。つまり、図6に示すような直方体状の枠部材10に限定されず、所望の断熱材1を得るための任意の形状とすることができる。また、断熱材1の表面が平面ではなく曲面にする場合は、それに合わせて枠部材10も曲面形状が得られる形状とする。枠部材10は、形成したい断熱材1のサイズやポリウレタンの量によっても適宜選択することができる。   As shown in FIG. 6, the frame member 10 that can be used in the manufacturing method of the present embodiment is not particularly limited as long as it has a bottom surface portion 11 and a side surface portion 12 for forming the shape of the heat insulating material 1. That is, it is not limited to the rectangular parallelepiped frame member 10 as shown in FIG. 6, and can have any shape for obtaining the desired heat insulating material 1. Moreover, when making the surface of the heat insulating material 1 into a curved surface instead of a plane, it is set as the shape from which the frame member 10 can also obtain a curved surface shape according to it. The frame member 10 can be appropriately selected depending on the size of the heat insulating material 1 to be formed and the amount of polyurethane.

枠部材10は、底面部11と側面部12の数面が取り外し可能とすることが好ましい。これにより、成形後の断熱材1を枠部材10から離型しやすくなる。   As for frame member 10, it is preferred that some surfaces of bottom face part 11 and side face part 12 are removable. Thereby, it becomes easy to release the molded heat insulating material 1 from the frame member 10.

ここで、図1に示すような直方体状の断熱材1を成形する場合、枠部材10は一面からなる底面部11と四面からなる側面部12とが必須となる。ただ、底面部11に対向する天井部は、任意で設定される。枠部材10に天井部を設け、植物片及びポリウレタン原料を枠部材10の内部に完全に密封した場合は、発泡したポリウレタンが天井部により押圧されるため、ポリウレタンの発泡が進行できない。この場合、ポリウレタンの発泡が不十分となるため、得られるポリウレタンの密度が高まり、断熱材の断熱性能が低下してしまう。そのため、ポリウレタンの発泡が進行するように、天井部を設ける場合には、天井部の一部を開放し、ポリウレタンの発泡を進行しやすくすることが好ましい。また、開放されている一部から減圧することで、開放部に向かってポリウレタンの発泡を進行させることができる。なお、直方体状の断熱材1を成形する場合、開放部から露出した発泡体2は平面とは成り難いため、切削により平面とすることが好ましい。   Here, when the rectangular parallelepiped heat insulating material 1 as shown in FIG. 1 is formed, the frame member 10 has a bottom surface portion 11 consisting of one surface and a side surface portion 12 consisting of four surfaces. However, the ceiling part facing the bottom face part 11 is arbitrarily set. When the ceiling is provided on the frame member 10 and the plant pieces and the polyurethane raw material are completely sealed inside the frame member 10, foaming of polyurethane cannot proceed because the foamed polyurethane is pressed by the ceiling. In this case, since polyurethane foam becomes insufficient, the density of the obtained polyurethane increases, and the heat insulating performance of the heat insulating material decreases. Therefore, when providing a ceiling part so that polyurethane foaming progresses, it is preferable to open part of the ceiling part to facilitate the polyurethane foaming. Moreover, foaming of polyurethane can be advanced toward the open part by reducing the pressure from a part of the open part. In addition, when shape | molding the rectangular parallelepiped heat insulating material 1, since the foam 2 exposed from the open part cannot become a plane easily, it is preferable to make it a plane by cutting.

本実施形態の製造方法では、このような枠部材10に、イソシアナートとポリオールとを充填する。枠部材10にイソシアナートとポリオールとを充填する方法は特に限定されず、原料の種類や使用量、断熱材1の形状等により任意の方法で行うことができる。   In the manufacturing method of this embodiment, such a frame member 10 is filled with an isocyanate and a polyol. The method of filling the frame member 10 with isocyanate and polyol is not particularly limited, and can be performed by any method depending on the type and amount of raw materials used, the shape of the heat insulating material 1, and the like.

ここで、一般的に、ポリウレタン発泡板の製造方法としては、スラブ法(ブロック法)、連続ラミネート法、サンドイッチパネル法、注入法などがある。また、ポリウレタン発泡板を板状に成形する必要が無い場合には、断熱したい部位にイソシアナートとポリオールの混合物を直接噴霧して付着させるスプレー法もある。本実施形態の製造方法において、枠部材10にイソシアナートとポリオールとを充填する方法としては、スラブ法又は注入法により行うことが好ましい。   Here, generally as a manufacturing method of a polyurethane foam board, there exist a slab method (block method), a continuous lamination method, a sandwich panel method, an injection method, etc. Further, when it is not necessary to form a polyurethane foam plate into a plate shape, there is a spray method in which a mixture of isocyanate and polyol is directly sprayed and adhered to a portion to be insulated. In the manufacturing method of the present embodiment, the method of filling the frame member 10 with isocyanate and polyol is preferably performed by a slab method or an injection method.

スラブ法は、枠部材の内部にポリウレタン原料を流し込んだ後、当該原料を発泡硬化させる方法である。スラブ法では、発泡により内部圧力が高まるため、枠部材を構成する材料は、内部圧力により変形しないものを選定する必要がある。なお、発泡後に得られた断熱材を切削で成形する場合には、紙やプラスチックフィルムを枠部材10として使用する場合もある。また、イソシアナートやポリオールと反応しやすい材料、例えば木材などの水酸基を多く有する材料を枠部材10に用いる際は、離型性のよい離型剤を塗布したり、離型性のあるシートを貼り付けることが好ましい。このように離型性を高めることにより、得られた断熱材1を枠部材10から容易に離型することができる。   The slab method is a method in which a polyurethane raw material is poured into the frame member and then the raw material is foam-cured. In the slab method, since the internal pressure is increased by foaming, it is necessary to select a material constituting the frame member that is not deformed by the internal pressure. In addition, when the heat insulating material obtained after foaming is formed by cutting, paper or a plastic film may be used as the frame member 10. In addition, when a material that easily reacts with isocyanate or polyol, for example, a material having many hydroxyl groups such as wood, is used for the frame member 10, a release agent having a good release property is applied, or a sheet having a release property is used. It is preferable to paste. Thus, by improving mold release property, the obtained heat insulating material 1 can be easily released from the frame member 10.

注入法は、枠部材の内部にポリウレタン原料を加圧しながら注入し、発泡硬化させることで枠部材との一体成形を行う方法である。このような注入法を用いてもスラブ法と同様に、イソシアナートとポリオールとを枠部材10に効率的に充填することができる。   The injection method is a method in which a polyurethane raw material is injected into the inside of the frame member while being pressurized and is integrally molded with the frame member by foaming and curing. Even when such an injection method is used, the frame member 10 can be efficiently filled with an isocyanate and a polyol as in the slab method.

さらに本実施形態の製造方法は、枠部材10の内部に植物片3を配設する工程を有している。植物片3の配置態様は特に限定されず、図1に示すように、複数の植物片3が一方向に配向するようにしてもよく、図2に示すように、複数の植物片3が直交するようにしてもよい。また、このような態様に限定されず、植物片3を枠部材10の内部で一定の方向に配向しないように、ランダムに配置してもよい。   Furthermore, the manufacturing method of this embodiment has the process of arrange | positioning the plant piece 3 in the inside of the frame member 10. FIG. The arrangement | positioning aspect of the plant piece 3 is not specifically limited, As shown in FIG. 1, you may make it the several plant piece 3 orientate to one direction, and as shown in FIG. You may make it do. Moreover, it is not limited to such an aspect, You may arrange | position the plant piece 3 at random so that it may not orient in a fixed direction inside the frame member 10. FIG.

なお、枠部材10の内部に植物片3を配設する工程は、上述のイソシアナートとポリオールとを充填する工程の前であってもよく、後であってもよい。つまり、まず枠部材10の内部にイソシアナートとポリオールとを充填した後に植物片3を配設してもよく、逆に枠部材10の内部に植物片3を配設した後、イソシアナートとポリオールとを充填してもよい。ただ、枠部材10の内部にイソシアナートとポリオールとを充填した後に植物片3を配設する場合には、イソシアナートとポリオールとが反応して発泡が始まる前に植物片3を配設することが好ましい。   In addition, the process of arrange | positioning the plant piece 3 in the inside of the frame member 10 may be before the process of filling the above-mentioned isocyanate and polyol, and may be after. That is, first, the plant piece 3 may be disposed after filling the inside of the frame member 10 with the isocyanate and the polyol. Conversely, after the plant piece 3 is disposed inside the frame member 10, the isocyanate and the polyol are disposed. And may be filled. However, in the case where the plant piece 3 is disposed after filling the inside of the frame member 10 with the isocyanate and the polyol, the plant piece 3 is disposed before the foaming starts after the isocyanate reacts with the polyol. Is preferred.

本実施形態では、枠部材10の内部に植物片3を配設した後に、イソシアナートとポリオールとを充填することが好ましい。この場合には、ポリウレタンの発泡成長が枠部材10の開口部に向かって進行し、底面部11や側面部12に向かって進行しない。そのため、枠部材10の開口部から離れた部位にイソシアナートとポリオールとを充填した場合には、植物片3の空隙全体にポリウレタンの発泡体2が充填されるため、好ましい。   In this embodiment, it is preferable to fill the isocyanate and the polyol after disposing the plant piece 3 inside the frame member 10. In this case, polyurethane foam growth proceeds toward the opening of the frame member 10 and does not proceed toward the bottom surface 11 or the side surface 12. Therefore, when the isocyanate and the polyol are filled in a portion away from the opening of the frame member 10, the polyurethane foam 2 is filled in the entire voids of the plant piece 3, which is preferable.

そして、枠部材10の内部にイソシアナートとポリオールとを充填し、さらに植物片3を配設した後、常圧又は減圧下でイソシアナートとポリオールとを反応させ、ポリウレタンを生成する。常圧又は減圧下でイソシアナートとポリオールとを反応させ、ポリウレタンの重合を行うことにより、植物片同士の空隙を伝わり、ポリウレタンの発泡が成長する。そして、植物片同士の空隙がポリウレタンの発泡体で充填されることにより、低密度を維持したポリウレタンにより植物片同士が接着されるため、断熱性と強度を両立した断熱材1を得ることができる。   And after filling the inside of the frame member 10 with isocyanate and a polyol and arrange | positioning the plant piece 3 further, isocyanate and polyol are made to react under a normal pressure or pressure reduction, and a polyurethane is produced | generated. By reacting an isocyanate with a polyol under normal pressure or reduced pressure and polymerizing polyurethane, the foam of the polyurethane grows through the voids between the plant pieces. And since the plant pieces are adhere | attached by the polyurethane which maintained the low density by filling the space | gap between plant pieces with the foam of polyurethane, the heat insulating material 1 which was able to obtain both heat insulation and intensity | strength can be obtained. .

なお、イソシアナートとポリオールとの反応時における圧力条件は、大気圧に等しい圧力である常圧下、又は大気圧よりも低い圧力である減圧下であれば特に限定されない。特段の設備が不要との観点では常圧での反応させることが好ましい。また、植物片3同士の空隙が狭く、常圧では植物片3の空隙を発泡体2で十分に充填できない場合は、減圧下で反応させることが好ましい。   In addition, the pressure condition at the time of reaction of isocyanate and polyol will not be specifically limited if it is the normal pressure which is a pressure equal to atmospheric pressure, or the pressure reduction which is a pressure lower than atmospheric pressure. From the viewpoint that no special equipment is required, the reaction is preferably carried out at normal pressure. Moreover, when the space | gap between plant pieces 3 is narrow and the space | gap of the plant piece 3 cannot fully be filled with the foam 2 at normal pressure, it is preferable to make it react under reduced pressure.

本実施形態の製造方法では、イソシアナートとポリオールとの反応時に加圧雰囲気にならないようにしている。また、枠部材10に天井部を設けた場合であっても、イソシアナート及びポリオールと植物片3とを密閉し、ポリウレタンの発泡が天井部により阻害されないようにしている。ポリウレタンの発泡段階において、ポリウレタンを加圧しながら成形すると、植物片3の変形を伴ってポリウレタンが膨らんでいく。この際、植物片の変形圧力によりポリウレタンの発泡が潰れたり、発泡成長が広がらないことがある。この場合には、得られる断熱材において、ポリウレタンや植物片の密度が増加するため、熱伝導性が高まり、断熱性が低下する恐れがある。   In the production method of the present embodiment, a pressurized atmosphere is not generated during the reaction between the isocyanate and the polyol. Even when the frame member 10 is provided with a ceiling, the isocyanate and polyol and the plant piece 3 are hermetically sealed so that polyurethane foam is not inhibited by the ceiling. If the polyurethane is molded while being pressurized in the polyurethane foaming stage, the polyurethane swells with the deformation of the plant piece 3. At this time, polyurethane foam may not be crushed or foam growth may not spread due to the deformation pressure of the plant pieces. In this case, in the obtained heat insulating material, since the density of polyurethane and plant pieces increases, there is a possibility that the thermal conductivity is increased and the heat insulating property is lowered.

そして、イソシアナートとポリオールとの反応による発泡が完了した後、発泡体2と植物片3との複合体を枠部材10から離型することにより、本実施形態の断熱材1を得ることができる。なお、発泡体2と植物片3との複合体を枠部材10から離型せず、当該複合体と枠部材10とが接合した状態で断熱材1として使用してもよい。そして、上述のように、常圧又は減圧下で得られた発泡体2であるポリウレタンの密度は0.1g/cm以下であることが好ましい。ポリウレタンの密度がこのような値の場合にはポリウレタンの断熱性が向上するため、断熱材全体の断熱性も高めることが可能となる。 And after foaming by reaction of isocyanate and polyol is completed, the heat insulating material 1 of this embodiment can be obtained by releasing the composite body of the foam 2 and the plant piece 3 from the frame member 10. FIG. . In addition, you may use as the heat insulating material 1 in the state which the said composite_body | complex and the frame member 10 joined, without releasing the composite_body | complex of the foam 2 and the plant piece 3 from the frame member 10. FIG. And as above-mentioned, it is preferable that the density of the polyurethane which is the foam 2 obtained under a normal pressure or pressure reduction is 0.1 g / cm < 3 > or less. When the density of the polyurethane is such a value, the heat insulating property of the polyurethane is improved, so that the heat insulating property of the whole heat insulating material can be improved.

本実施形態では、断熱材1の植物片3として、麻の茎芯木質部を用いることが好ましい。「麻の茎芯木質部」とは、麻から靭皮部を取り除いて得られる細長の芯部をいう。麻の靭皮部は通常密度が高く、断熱性が低いため、芯部を用いることが多い。そして、本実施形態では、麻の木質部を粉砕することなく、その長さや形状等を生かし、麻の茎芯木質部を一方向に配向させることができる。このように、植物片3が麻の茎芯木質部で構成されている場合には、低密度かつ軽量であり、実用に耐え得る強度を有する断熱材1を得ることができる。また、麻を原材料とした従来の断熱材のように、麻の木質部を粉砕する工程や、麻の靭皮部を解繊する工程等を必要としない。そのため、断熱材1の製造工程を簡略化することが可能となり、断熱材1の生産性に優れている。また、麻の木質部を粉砕することなく用いるため、粉砕物を接着するための接着剤が不要となり、発泡体2のみで麻の茎芯木質部を接着することができる。   In this embodiment, it is preferable to use a hemp stalk core wood part as the plant piece 3 of the heat insulating material 1. “Hemp stalk core woody part” means an elongated core obtained by removing the bast from the hemp. Since the hemp bast is usually high in density and low in heat insulation, the core is often used. In this embodiment, the hemp stalk core woody part can be oriented in one direction by utilizing its length, shape and the like without crushing the hemp woody part. Thus, when the plant piece 3 is comprised by the hemp stalk core wood part, the heat insulating material 1 which is low density and lightweight, and has the intensity | strength which can be used practically can be obtained. Further, unlike the conventional heat insulating material using hemp as a raw material, there is no need for a step of pulverizing the wood part of hemp or a step of defibrating the bast portion of hemp. Therefore, the manufacturing process of the heat insulating material 1 can be simplified, and the productivity of the heat insulating material 1 is excellent. Further, since the hemp wood part is used without being crushed, an adhesive for adhering the crushed material is not required, and the hemp stalk core wood part can be adhered only by the foam 2.

このように、本実施形態の断熱材1の製造方法は、底面部11と側面部12とを有する枠部材10の内部に、イソシアナートとポリオールとを充填する工程と、枠部材10の内部に植物片3を配設する工程とを有する。さらに当該製造方法は、常圧又は減圧下でイソシアナートとポリオールとを反応させ、ポリウレタンを生成する工程を有する。そして、イソシアナートとポリオールとの反応により、発泡したポリウレタンが枠部材10の内部に生成し、当該ポリウレタンにより植物片3同士が接着される。本実施形態の製造方法によれば、植物片3同士の間の空隙をポリウレタンの発泡体2で充填するため、植物片と接着剤との圧縮工程が不要となる。そのため、得られる断熱材が低密度となり、高い断熱性を得ることができる。また、ポリウレタン及び植物片3を加圧せずに成形していることから、植物片3が圧縮変形して固定されない。そのため、得られた断熱材1に水分が侵入した場合でも、断熱材1の膨張が抑制され、寸法安定性が高まる。さらに、植物片3をポリウレタンの発泡体2で接着しているため、断熱材としての十分な強度を得ることができる。   Thus, the manufacturing method of the heat insulating material 1 according to the present embodiment includes the step of filling the frame member 10 having the bottom surface portion 11 and the side surface portion 12 with the isocyanate and the polyol, and the inside of the frame member 10. And a step of disposing the plant piece 3. Further, the production method includes a step of producing a polyurethane by reacting an isocyanate and a polyol under normal pressure or reduced pressure. And the foamed polyurethane produces | generates inside the frame member 10 by reaction of isocyanate and a polyol, and the plant pieces 3 are adhere | attached by the said polyurethane. According to the manufacturing method of the present embodiment, the space between the plant pieces 3 is filled with the polyurethane foam 2, so that the compression step between the plant pieces and the adhesive is not necessary. Therefore, the obtained heat insulating material has a low density, and high heat insulating properties can be obtained. Moreover, since the polyurethane and the plant piece 3 are formed without applying pressure, the plant piece 3 is not deformed and fixed. Therefore, even when moisture enters the obtained heat insulating material 1, the expansion of the heat insulating material 1 is suppressed, and the dimensional stability is increased. Furthermore, since the plant piece 3 is adhered by the polyurethane foam 2, sufficient strength as a heat insulating material can be obtained.

なお、断熱材の断熱性を高める方法としては、(1)植物片として多孔質なもの、つまり比重の低いものを選定する方法、(2)植物片同士の空隙を調節する方法の二つが考えられる。本実施形態の製造方法では、イソシアナートとポリオールとの反応時に加圧雰囲気にならないようにしているため、植物片として多孔質なものを用いた場合でも植物片の密度上昇を抑制し、断熱性を高めることができる。また、上述のように、断熱材の内部において、植物片は一方向に配向してもよく、直交して配向してもよい。さらに植物片の形状も特に限定されず、任意の形状とすることができる。そのため、植物片同士の空隙を調節して、より断熱性を高めることが可能となる。   In addition, as a method of improving the heat insulation property of a heat insulating material, there are two methods: (1) a method for selecting a porous plant piece, that is, a method having a low specific gravity, and (2) a method for adjusting the gap between plant pieces. It is done. In the production method of the present embodiment, since a pressurized atmosphere is not generated during the reaction between the isocyanate and the polyol, the increase in the density of the plant pieces is suppressed even when a porous plant piece is used, and the heat insulating property is reduced. Can be increased. Moreover, as above-mentioned, in the inside of a heat insulating material, a plant piece may be oriented in one direction and may be orthogonally oriented. Further, the shape of the plant piece is not particularly limited, and can be any shape. Therefore, it becomes possible to adjust the space | gap between plant pieces and to improve heat insulation more.

以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present embodiment is not limited to these examples.

[実施例1]
まず、厚さ9mmの合板を用い、内部の大きさが縦20cm、横20cm、高さ3cmで、天井部の無い枠部材を作製した。さらに、枠部材の内部に、離型シートとして中興化成工業株式会社製チューコーフローファブリックFGF−500−6を貼り付けた。
[Example 1]
First, a plywood having a thickness of 9 mm was used, and a frame member having an internal size of 20 cm in length, 20 cm in width, and 3 cm in height and having no ceiling portion was produced. Furthermore, Chuko Chemical Industries Co., Ltd. Chuko flow fabric FGF-500-6 was affixed inside the frame member as a release sheet.

次に、当該枠部材の内部に、植物片として、日本産スギのストランドを一方向に配向させて配置した。なお、当該ストランドは、長さ200mm、縦5mm、横3mmであり、密度が500kg/mである。 Next, a Japanese cedar strand was oriented in one direction as a plant piece inside the frame member. The strand has a length of 200 mm, a length of 5 mm, a width of 3 mm, and a density of 500 kg / m 3 .

ポリウレタン原料として、住化コベストロウレタン株式会社製水発泡ウレタンフォームシステム(イソシアナート主成分液:品番14HX032、ポリオール主成分液:品番14RD033)を用い、イソシアナート主成分液とポリオール主成分液とを混合した。この際、ポリオール主成分液100質量部に対し、イソシアナート主成分液を124質量部混合した。そして、ポリオール主成分液とイソシアナート主成分液との混合液がクリーム状となる前に、当該混合液を、枠部材の開口部とは反対の奥側まで流し込み、常圧で反応させた。この際、当該混合液が反応して発泡するが、植物片が浮き上がることがないように固定した。   As a polyurethane raw material, a water foaming urethane foam system (isocyanate main component liquid: product number 14HX032, polyol main component solution: product number 14RD033) manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd. is used. Mixed. At this time, 124 parts by mass of the isocyanate main component liquid was mixed with 100 parts by mass of the polyol main component liquid. And before the liquid mixture of a polyol main component liquid and an isocyanate main component liquid became cream form, the said liquid mixture was poured into the back | inner side opposite to the opening part of a frame member, and was made to react with a normal pressure. At this time, the mixed solution reacted and foamed, but the plant pieces were fixed so as not to float.

当該混合液の発泡が完了するまで10分間放置した後、枠部材から外すことにより、厚みが3cmである、本例の断熱材を得た。なお、成形後の断熱材における、植物片とポリウレタンフォームとの重量比率は88:12であった。   After leaving for 10 minutes until foaming of the mixed solution was completed, the heat insulating material of this example having a thickness of 3 cm was obtained by removing from the frame member. In addition, the weight ratio of a plant piece and a polyurethane foam in the heat insulating material after shaping | molding was 88:12.

[実施例2]
植物片としてのストランドを直交に配向させて配置し、さらに成形後の植物片とポリウレタンフォームとの重量比率が5:95となるようにした以外は実施例1と同様にして、本例の断熱材を得た。
[Example 2]
The heat insulation of this example was carried out in the same manner as in Example 1 except that the strands as plant pieces were arranged in an orthogonal orientation, and the weight ratio of the molded plant pieces to polyurethane foam was 5:95. I got the material.

[実施例3]
まず、実施例1と同じ枠部材を作製し、内部に離型シートを貼り付けた。次に、当該枠部材の内部に、植物片として、外径が約1cmであるバングラデシュ産ジュートの茎芯ストランドを一方向に配向させて配置した。
[Example 3]
First, the same frame member as Example 1 was produced, and the release sheet was affixed inside. Next, inside the frame member, a stem core strand of Bangladesh jute having an outer diameter of about 1 cm was arranged as a plant piece in one direction.

さらに、ポリウレタン原料として、株式会社ソフランウイズ製HFC発泡ウレタンフォームシステム(イソシアナート主成分液:品番MIC、ポリオール主成分液:品番469−95IK)を用い、イソシアナート主成分液とポリオール主成分液とを混合した。この際、ポリオール主成分液100質量部に対し、イソシアナート主成分液を100質量部混合した。   Further, as a polyurethane raw material, an HFC foamed urethane foam system manufactured by Soflanwiz Co., Ltd. (isocyanate main component liquid: product number MIC, polyol main component solution: product number 469-95IK) was used. Were mixed. At this time, 100 parts by mass of the isocyanate main component liquid was mixed with 100 parts by mass of the polyol main component liquid.

そして、ポリオール主成分液とイソシアナート主成分液との混合液がクリーム状となる前に、当該混合液を、枠部材の開口部とは反対の奥側まで流し込んだ。混合液を流し込んだ後、混合液及び植物片を枠部材ごとデシケーター中に静置し、さらに吸引ポンプを用いてデシケーターの内部を500hPaに減圧した。この際、減圧雰囲気下において当該混合液が反応して発泡するが、植物片が浮き上がることがないように固定した。   And before the liquid mixture of a polyol main component liquid and an isocyanate main component liquid became cream form, the said liquid mixture was poured into the back | inner side opposite to the opening part of a frame member. After pouring the mixed solution, the mixed solution and the plant pieces were allowed to stand in the desiccator together with the frame member, and the inside of the desiccator was further reduced to 500 hPa using a suction pump. At this time, the mixed solution reacted and foamed in a reduced-pressure atmosphere, but the plant pieces were fixed so as not to float.

当該混合液の発泡が完了するまで10分間放置した後、枠部材から外すことにより、厚みが3cmである、本例の断熱材を得た。なお、成形後の断熱材における、植物片とポリウレタンフォームとの重量比率は75:25であった。   After leaving for 10 minutes until foaming of the mixed solution was completed, the heat insulating material of this example having a thickness of 3 cm was obtained by removing from the frame member. In addition, the weight ratio of a plant piece and a polyurethane foam in the heat insulating material after shaping | molding was 75:25.

[実施例4]
植物片として、外径が約1cmであるバングラデシュ産ジュートの茎芯ストランドを縦切りして、断面が1/8となるように細切りしたものを使用した。また、成形後の植物片とポリウレタンフォームとの重量比率が50:50となるようにし、常圧で成形した。これ以外は実施例3と同様にして、本例の断熱材を得た。
[Example 4]
As a plant piece, a stem core strand of a Bangladeshi jute having an outer diameter of about 1 cm was vertically cut and cut so that the cross section became 1/8. Further, the molded plant pieces and the polyurethane foam were molded at normal pressure so that the weight ratio of the polyurethane foam was 50:50. Except this, it carried out similarly to Example 3, and obtained the heat insulating material of this example.

[実施例5]
植物片として、タイ産バガスの茎芯ストランドをスライサーでチップ化したものを使用した。さらに、チップ化したストランドを長さ方向が揃うよう一方向に配向させて配置した。また、成形後の植物片とポリウレタンフォームとの重量比率が75:25となるようにし、500hPaで成形した。これ以外は実施例3と同様にして、本例の断熱材を得た。
[Example 5]
As the plant piece, a Thai bagasse stalk core strand chipped with a slicer was used. Furthermore, the strands made into chips were arranged so as to be aligned in one direction so that the length directions were aligned. Further, the molded plant piece and polyurethane foam were molded so as to have a weight ratio of 75:25 and molded at 500 hPa. Except this, it carried out similarly to Example 3, and obtained the heat insulating material of this example.

[実施例6]
植物片として、外径が約2cmであるバングラデシュ産ケナフの茎芯ストランドを縦切りして、断面が1/8となるように細切りしたものを使用した。さらに、細切りしたストランドを直交に配向させて配置した。また、成形後の植物片とポリウレタンフォームとの重量比率が60:40となるようにし、常圧で成形した。これ以外は実施例3と同様にして、本例の断熱材を得た。
[Example 6]
As the plant piece, a stem core strand of Bangladesh kenaf having an outer diameter of about 2 cm was cut vertically and the cross section was cut to 1/8. Further, the chopped strands were arranged so as to be orthogonally oriented. Further, the molded plant pieces and polyurethane foam were molded so that the weight ratio thereof was 60:40 and normal pressure. Except this, it carried out similarly to Example 3, and obtained the heat insulating material of this example.

[比較例1]
植物片を使用しなかったこと以外は実施例1と同様にして、本例の断熱材を得た。
[Comparative Example 1]
A heat insulating material of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that no plant piece was used.

[比較例2]
植物片を使用せず、さらに常圧で成形したこと以外は実施例3と同様にして、本例の断熱材を得た。
[Comparative Example 2]
A heat insulating material of this example was obtained in the same manner as in Example 3 except that the plant pieces were not used and the molding was performed at normal pressure.

[比較例3]
密度が30kg/mである市販のポリスチレンフォーム断熱材を本例の断熱材として使用した。なお、当該ポリスチレンフォーム断熱材は、押出法により形成したものである。
[Comparative Example 3]
A commercially available polystyrene foam heat insulating material having a density of 30 kg / m 3 was used as the heat insulating material of this example. The polystyrene foam heat insulating material is formed by an extrusion method.

[比較例4]
植物系ボードとして、密度が540kg/mである市販の針葉樹合板を本例の断熱材として使用した。
[Comparative Example 4]
A commercially available softwood plywood having a density of 540 kg / m 3 was used as a heat insulating material in this example as a plant board.

[比較例5]
植物系ボードとして、密度が750kg/mである市販のパーティクルボードを本例の断熱材として使用した。
[Comparative Example 5]
As a plant board, a commercially available particle board having a density of 750 kg / m 3 was used as a heat insulating material in this example.

[比較例6]
植物系ボードとして、密度が50kg/mである市販のウッドファイバー断熱材を本例の断熱材として使用した。
[Comparative Example 6]
As a plant board, a commercially available wood fiber heat insulating material having a density of 50 kg / m 3 was used as the heat insulating material of this example.

実施例1〜6並びに比較例1及び2で得られた断熱材における、植物片の種類及び配向、ポリウレタン原料の種類及び混合量、成形時の雰囲気圧力、並びに成形後における植物片とポリウレタンフォームとの重量比率を表1に示す。   In the heat insulating materials obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, the type and orientation of plant pieces, the type and amount of polyurethane raw material, the atmospheric pressure during molding, and the plant pieces and polyurethane foam after molding Table 1 shows the weight ratio.

Figure 2017094574
Figure 2017094574

[評価]
実施例及び比較例で得られた断熱材について、日本工業規格JIS A9521(建築用断熱材)に沿って密度および曲げ強さを測定した。また、当該断熱材について、熱伝導率測定装置を用い、JIS A1412−2(熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法−第2部:熱流計法(HFM法))に沿って、熱伝導率を測定した。測定結果を表2に示す。
[Evaluation]
About the heat insulating material obtained by the Example and the comparative example, the density and the bending strength were measured along Japanese Industrial Standard JIS A9521 (heat insulating material for construction). Moreover, about the said heat insulating material, using a thermal conductivity measuring apparatus, along JIS A1412-2 (The measuring method of the thermal resistance and thermal conductivity of a thermal insulating material-2nd part: Heat flow meter method (HFM method)), The thermal conductivity was measured. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 2017094574
Figure 2017094574

表2に示すように、実施例1は比較的密度の高いスギ長細片を多く添加しているため、曲げ強さが向上し、比較例5のパーティクルボードに迫る強度を得ることができた。また、比較例4及び5のような一般の植物系ボードよりも熱伝導率の値が小さくなり、高い断熱性を有していた。   As shown in Table 2, since Example 1 added many cedar long strips having a relatively high density, the bending strength was improved and the strength approaching the particle board of Comparative Example 5 could be obtained. . Moreover, the value of thermal conductivity became smaller than the general plant-type board like the comparative examples 4 and 5, and it had high heat insulation.

これに対し、比較例4及び5のように、一般の植物系ボードは圧縮により成形されているため、高い強度を持つ反面、熱伝導率の値が大きいため、断熱性が不十分であった。   On the other hand, as in Comparative Examples 4 and 5, since the general plant-based board is molded by compression, it has high strength, but the thermal conductivity is large, so that the heat insulation is insufficient. .

実施例2は実施例1と比べてスギ長細片の添加量を減らし、ポリウレタンフォーム部の密度を100kg/m以下として複合化している。そのため、実施例2は熱伝導率が26mW/mKと小さく、住宅金融支援機構による断熱材の熱伝導率区分においてE区分に入る非常に高い断熱性を有していた。また、スギ長細片を添加していない比較例1と比べて、曲げ強さは3倍以上となった。 In Example 2, the amount of cedar long strips added was reduced compared to Example 1, and the density of the polyurethane foam part was made 100 kg / m 3 or less to make a composite. Therefore, Example 2 had a heat conductivity as small as 26 mW / mK, and had a very high heat insulating property that entered the E section in the heat conductivity classification of the heat insulating material by the Housing Finance Support Organization. Moreover, the bending strength became 3 times or more compared with the comparative example 1 which does not add a cedar long strip.

これに対し、比較例1は熱伝導率が25mW/mKと小さく、住宅金融支援機構による断熱材の熱伝導率区分においてE区分に入る非常に高い断熱性を有していた。ただ、比較例1は曲げ強さが30N/cmであり、高い強度を持つものではなかった。 On the other hand, Comparative Example 1 had a thermal conductivity as small as 25 mW / mK, and had a very high thermal insulation property that entered the E category in the thermal conductivity category of the heat insulating material by the Housing Finance Support Organization. However, Comparative Example 1 had a bending strength of 30 N / cm 2 and did not have a high strength.

実施例3は植物片間の空隙が狭く、発泡成長が悪かったため、減圧下で成形することにより、密度が200kg/m以下のジュート茎芯を複合化した。そのため、比較例2と比べて曲げ強さが3倍程度となった。さらに、熱伝導率の値が38mW/mKとなり、断熱性が比較例3及び6と同等となった。このように、実施例3の断熱材は、強度と断熱性を両立できることが分かった。 In Example 3, since the voids between the plant pieces were narrow and the foaming growth was poor, a jute stem core having a density of 200 kg / m 3 or less was compounded by molding under reduced pressure. Therefore, the bending strength was about three times that of Comparative Example 2. Furthermore, the value of thermal conductivity was 38 mW / mK, and the heat insulating properties were equivalent to those of Comparative Examples 3 and 6. Thus, it was found that the heat insulating material of Example 3 can achieve both strength and heat insulating properties.

また、実施例4より、ジュート茎芯を細切りにして複合化することにより、高い強度と断熱性を両立できることが分かった。さらに、実施例5及び6も住宅金融支援機構による断熱材の熱伝導率区分においてC区分に入る高い断熱性を有し、かつ、比較例1及び2のようなフォーム断熱材よりも強度を大幅に高くできることが分かった。   Moreover, from Example 4, it turned out that high intensity | strength and heat insulation can be made compatible by shredding | judging a jute stem core and making it composite. Further, Examples 5 and 6 also have high heat insulation properties that fall into the C category in the thermal conductivity category of the heat insulating material by the Housing Finance Support Organization, and are significantly stronger than the foam heat insulating materials as in Comparative Examples 1 and 2. It was found that it can be high.

比較例2は熱伝導率が30mW/mKと、住宅金融支援機構による断熱材の熱伝導率区分においてE区分に入る高い断熱性を有していた。ただ、比較例2は、曲げ強さが120N/cmであり、高い強度を持つものではなかった。また、比較例3及び6のように、他種の断熱材も熱伝導率が38〜40mW/mKと、住宅金融支援機構による断熱材の熱伝導率区分においてC区分に入る高い断熱性を有していた。ただ、比較例3及び6は、曲げ強さが25N/cm以下であり、高い強度を持つものではなかった。 In Comparative Example 2, the heat conductivity was 30 mW / mK, and it had high heat insulation properties that entered the E section in the heat conductivity classification of the heat insulating material by the Housing Finance Support Organization. However, Comparative Example 2 had a bending strength of 120 N / cm 2 and did not have a high strength. In addition, as in Comparative Examples 3 and 6, other types of heat insulating materials have a thermal conductivity of 38 to 40 mW / mK, and have high heat insulating properties that fall into the C category in the thermal conductivity classification of the insulating materials by the Housing Finance Support Organization. Was. However, Comparative Examples 3 and 6 had a bending strength of 25 N / cm 2 or less and did not have high strength.

以上、本実施形態を実施例及び比較例によって説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。つまり、図1に示す断熱材1において、植物片3の間の空隙は発泡体2で充填されており、植物片3の周囲は発泡体2で被覆されている。しかしながら、本実施形態はこのような態様に限定されない。例えば、断熱材1において、植物片3の一部のみが発泡体2で被覆されていてもよく、さらに植物片3同士が直接接触していてもよい。   As mentioned above, although this embodiment was demonstrated by the Example and the comparative example, this embodiment is not limited to these, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of this embodiment. That is, in the heat insulating material 1 shown in FIG. 1, the gap between the plant pieces 3 is filled with the foam 2, and the periphery of the plant piece 3 is covered with the foam 2. However, the present embodiment is not limited to such an aspect. For example, in the heat insulating material 1, only a part of the plant piece 3 may be covered with the foam 2, and the plant pieces 3 may be in direct contact with each other.

1 断熱材
2 発泡体(ポリウレタン)
3,3A 植物片
10 枠部材
11 底面部
12 側面部
1 Insulation 2 Foam (Polyurethane)
3,3A plant piece 10 frame member 11 bottom surface portion 12 side surface portion

Claims (4)

底面部と側面部とを有する枠部材の内部に、イソシアナートとポリオールとを充填する工程と、
前記枠部材の内部に植物片を配設する工程と、
常圧又は減圧下で前記イソシアナートと前記ポリオールとを反応させ、ポリウレタンを生成する工程と、
を有し、
前記イソシアナートと前記ポリオールとの反応により、発泡したポリウレタンが前記枠部材の内部に生成し、当該ポリウレタンにより前記植物片同士が接着される、断熱材の製造方法。
Filling the interior of a frame member having a bottom surface portion and a side surface portion with an isocyanate and a polyol;
Disposing plant pieces inside the frame member;
Reacting the isocyanate with the polyol under normal or reduced pressure to produce polyurethane;
Have
A method for producing a heat insulating material, in which foamed polyurethane is generated inside the frame member by a reaction between the isocyanate and the polyol, and the plant pieces are bonded to each other by the polyurethane.
前記植物片は、ジュート、ケナフ及びバガスからなる群より選ばれる少なくとも一つの茎芯である、請求項1に記載の断熱材の製造方法。   The said plant piece is a manufacturing method of the heat insulating material of Claim 1 which is at least 1 stem core chosen from the group which consists of jute, kenaf, and bagasse. 前記植物片の比重が0.2以下である、請求項1又は2に記載の断熱材の製造方法。   The manufacturing method of the heat insulating material of Claim 1 or 2 whose specific gravity of the said plant piece is 0.2 or less. 前記ポリウレタンの密度が0.1g/cm以下である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の断熱材の製造方法。 The manufacturing method of the heat insulating material as described in any one of Claims 1 thru | or 3 whose density of the said polyurethane is 0.1 g / cm < 3 > or less.
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