JP2022060684A - Heat insulation structure and heat insulation structure having humidifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、断熱構造体および加温装置を備える断熱構造体に関する。 The present invention relates to a heat insulating structure including a heat insulating structure and a heating device.
近年、半導体プロセスガス及び排気・ベント配管への要求温度が高くなっている。１５０℃～２６０℃が要求されるヒーティングシステムには従来使用されてきた一般的な保温材では対応できない。例えば、クリーンルーム内での使用にあたってはシロキサンなどのアウトガスを発生させてはならないなどの制約がある。
そして、半導体工場のようなクリーンルーム内で配管・機器・装置の保温加熱には、例えばシリコンラバーヒーターなどが使用されている。しかし、近年の使用温度の上昇に伴ってシリコンラバーから発生するシロキサン等のアウトガスの発生が環境用ガス検知器の誤作動（シロキサン等が干渉ガスとして検知される）の原因となっている。
In recent years, the required temperature for semiconductor process gas and exhaust / vent piping has increased. A heating system that requires 150 ° C to 260 ° C cannot be supported by a general heat insulating material that has been conventionally used. For example, there are restrictions such as not to generate outgas such as siloxane when using it in a clean room.
Then, for example, a silicon rubber heater is used for heat insulation and heating of piping, equipment, and devices in a clean room such as a semiconductor factory. However, the generation of outgas such as siloxane generated from the silicon rubber with the rise in operating temperature in recent years is a cause of malfunction of the environmental gas detector (siloxane or the like is detected as an interference gas).
特許文献１は、低温液化ガスの気化器の断熱構造として、多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂層を使用することが記載されている。多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂フィルムは、スパイラルラッピングまたはシガレットラッピングされて形成されるか、多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂チューブとして形成される。多孔質ＰＴＦＥフィルムとしては、平均孔径０．０２～１５μｍ、空孔率３０～９０％、厚さ１０～１００μｍである点、熱溶着させて多層に積層して使用する場合に、長期に渡って安定した断熱性を得るために厚さが、０．５～１０ｍｍが良い点が記載されている。多孔質ＰＴＦＥチューブとしては、平均孔径０．８～５．０μｍ、空孔率５０～７０％、肉厚１．０～５．０ｍｍ程度のものを１枚または複数枚用いる点、被覆したい配管の外径よりやや大きめの内径を有する多孔質ＰＴＦＥチューブを準備し、これを配管に挿入した後必要により熱収縮させて配管に固定する点が記載されている。
また、特許文献１は、多孔質ＰＴＦＥの多孔構造中へ液体が進入することを防止するため、多孔質ＰＴＦＥの上に、ＦＥＰまたはＰＦＡ樹脂層が被覆される構造を記載している。多孔質ＰＴＦＥの断熱構造を固定するため、ＦＥＰまたはＰＦＡ樹脂層の厚さは、０．１～１．０ｍｍであることが記載されている。
Patent Document 1 describes that a porous polytetrafluoroethylene resin layer is used as a heat insulating structure of a low-temperature liquefied gas vaporizer. The porous polytetrafluoroethylene resin film is formed by spiral wrapping or cigarette wrapping, or is formed as a porous polytetrafluoroethylene resin tube. The porous PTFE film has an average pore diameter of 0.02 to 15 μm, a porosity of 30 to 90%, and a thickness of 10 to 100 μm. It is described that the thickness should be 0.5 to 10 mm in order to obtain stable heat insulating properties. As the porous PTFE tube, one or a plurality of porous PTFE tubes having an average pore diameter of 0.8 to 5.0 μm, a porosity of 50 to 70%, and a wall thickness of 1.0 to 5.0 mm are used, and the piping to be coated. It is described that a porous PTFE tube having an inner diameter slightly larger than the outer diameter is prepared, inserted into the pipe, and then heat-shrinked as necessary to be fixed to the pipe.
Further, Patent Document 1 describes a structure in which a FEP or PFA resin layer is coated on the porous PTFE in order to prevent a liquid from entering the porous structure of the porous PTFE. It is described that the thickness of the FEP or PFA resin layer is 0.1 to 1.0 mm in order to fix the heat insulating structure of the porous PTFE.
特許文献１では、多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂層のフィルムは薄く、スパイラスラッピングで積層しても１０ｍｍ程度であり、１５０℃～２６０℃の高温での断熱性を発揮するには不十分であり、フィルムを配管に巻き付けて設置する作業性の煩雑さ、作業の個人差による不具合も懸念される。多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂チューブでも、同様に薄く断熱性（１５０℃～２６０℃の高温保持）が不十分であり、熱収縮で固定するなど作業性の煩雑さもある。
また、多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂層の上に、ＦＥＰまたはＰＦＡ樹脂層が被覆される構造であり、この作業も煩雑である。
In Patent Document 1, the film of the porous polytetrafluoroethylene resin layer is thin, and even if laminated by spiral wrapping, it is about 10 mm, which is insufficient to exhibit heat insulating properties at a high temperature of 150 ° C to 260 ° C. There are also concerns about the complexity of workability in which the film is wrapped around the pipe and installed, and problems due to individual differences in work. The porous polytetrafluoroethylene resin tube is also thin and has insufficient heat insulating properties (holding at a high temperature of 150 ° C. to 260 ° C.), and has complicated workability such as fixing by heat shrinkage.
Further, the structure is such that the FEP or PFA resin layer is coated on the porous polytetrafluoroethylene resin layer, and this work is also complicated.
本発明の目的は、ガス検知器の誤作動の原因となるガスを発生させることなく、１５０℃～２６０℃の高温での断熱性を保持できる、断熱構造体を提供すること、また、さらに加温も可能な断熱構造体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat insulating structure capable of maintaining heat insulating properties at a high temperature of 150 ° C. to 260 ° C. without generating a gas that causes a malfunction of a gas detector, and further. The purpose is to provide a heat insulating structure capable of heating.
本発明の断熱構造体は、
断熱対象物形状（例えば、直管、エルボ管、Ｔ字管、継手も含む）に対応する形状（例えば貫通孔）を有する多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品を有し、
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品の気孔率が６０％以上８０％未満であり、
厚みが６ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品の気孔の平均孔径は、８０μｍ以上１２０μｍ以下である。
気孔率が６０％未満では断熱性が低く、８０％以上では成形品の形状維持性が弱くマシュマロ状になり好ましくない。
The heat insulating structure of the present invention is
It has a porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product having a shape (for example, a through hole) corresponding to the shape of the heat insulating object (including, for example, a straight pipe, an elbow pipe, a T-shaped pipe, and a joint).
The porosity of the porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product is 60% or more and less than 80%.
The thickness is 6 mm or more and 100 mm or less.
The average pore diameter of the pores of the porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product is 80 μm or more and 120 μm or less.
When the porosity is less than 60%, the heat insulating property is low, and when the porosity is 80% or more, the shape retention of the molded product is weak and the molded product becomes marshmallow-like, which is not preferable.
前記断熱構造体は、検出装置で検出できない濃度のシロキサンは発生してもよいが、発生しない方が好ましい。
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を９０質量％以上、好ましくは９４質量％以上、より好ましくは９６質量％以上であり、その他成分としては、ポリオレフィン、ポリカーボネートの樹脂成分、発泡剤、発泡助剤、添加物などを含んでいてもよい。
The heat insulating structure may generate siloxane having a concentration that cannot be detected by the detection device, but it is preferable that the heat insulating structure does not generate siloxane.
The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product contains 90% by mass or more of the polytetrafluoroethylene resin, preferably 94% by mass or more, more preferably 96% by mass or more, and other components include polyolefin and polycarbonate. It may contain a resin component, a foaming agent, a foaming aid, an additive and the like.
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品は、中空円柱状、中空多角柱状（多角形断面中空体ともいう。）、中空エルボ状、中空Ｔ字状であってもよい（図１、２参照）。
発泡成形品の曲げ強度（曲げ試験：ＪＩＳ Ｋ７０７４）は、３５［Ｎ］以上が好ましい。
中空軸方向に沿って２等分にした形状、または、中空円柱および中空多角柱を柱軸方向に沿ってｎ等分（または２等分、３等分）にした形状の成形品を製造し、断熱対象物を被覆してもよい（図３参照）。
中空の直径は、断熱対象物の外径サイズに対応（同じ、実質的に同じ、外径サイズより１％から３％大きい）していることが好ましい。
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成形品の厚み（配管に被覆される実質的な成形品の厚み）は、６ｍｍ以上１００ｍｍ以下、好ましくは８ｍｍ以上８０ｍｍ以下でもよい。厚みの上限値は加工性、設置性に依存する。
中空円柱の場合、中空壁までの半径（中半径）と外壁までの半径（外半径）の差が厚みに相当する。
The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product may have a hollow columnar shape, a hollow polygonal columnar shape (also referred to as a polygonal cross-section hollow body), a hollow elbow shape, or a hollow T-shape (see FIGS. 1 and 2). ).
The bending strength (bending test: JIS K7074) of the foam molded product is preferably 35 [N] or more.
Manufactures molded products in the shape of being bisected along the hollow axis direction, or the shape of hollow cylinders and hollow polygonal columns divided into n equal parts (or two or three equal parts) along the column axis direction. , The heat insulating object may be covered (see FIG. 3).
The hollow diameter preferably corresponds to the outer diameter size of the heat insulating object (same, substantially the same, 1% to 3% larger than the outer diameter size).
The thickness of the porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product (substantially the thickness of the molded product coated on the pipe) may be 6 mm or more and 100 mm or less, preferably 8 mm or more and 80 mm or less. The upper limit of the thickness depends on workability and installability.
In the case of a hollow cylinder, the difference between the radius to the hollow wall (medium radius) and the radius to the outer wall (outer radius) corresponds to the thickness.
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品は、オーブン（２６０℃、３０分間）から取り出し１時間後に体積変化率（寸法変化率）（中空円柱状の厚みと外径、矩形状の試験片）が－１．５％以下、より好ましくは－１．２％以下である。
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品は、線膨張係数［１０－５Ｋ］が２．０から１２．０、好ましくは２．６から１０．０でもよく、より好ましくは２．０から６．０である。線膨張係数（線膨張率）［１０－５Ｋ］は熱膨張試験装置の測定（基準温度３０℃から２４０℃）から求めることができる。
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品は、熱伝導率［Ｗ／ｍｋ］が０．０４から０．２、好ましくは０．０４から０．１２、より好ましくは０．０５から０．１１である。熱伝導率の測定はレーザーフラッシュ法による。
The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product is taken out of the oven (260 ° C., 30 minutes) and has a volume change rate (dimensional change rate) 1 hour later (hollow columnar thickness and outer diameter, rectangular test piece). Is -1.5% or less, more preferably -1.2% or less.
The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product may have a linear expansion coefficient [ 10-5 K] of 2.0 to 12.0, preferably 2.6 to 10.0, and more preferably 2.0 to 2.0. It is 6.0. The coefficient of linear expansion (linear expansion rate) [ 10-5 K] can be obtained from the measurement of the thermal expansion test device (reference temperature 30 ° C to 240 ° C).
The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product has a thermal conductivity [W / mk] of 0.04 to 0.2, preferably 0.04 to 0.12, and more preferably 0.05 to 0.11. Is. The thermal conductivity is measured by the laser flash method.
他の発明の断熱構造体は、
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品と、
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品の内側（配管側）に設けられる加温装置と、を有してもよい。
Insulation structures of other inventions
With the porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product,
It may have a heating device provided inside (pipe side) of the porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product.
他の発明の断熱構造体は、
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品（「第一成形品」ともいう）と、
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品の内側（配管側）に設けられる加温装置と、
前記加温装置の内側（配管側）に設けられる内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成型品（「第二成形品」ともいう）と、を有してもよい。
前記内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成型品（第二成形品）の熱伝導率が、前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品（第一成形品）の熱伝導率よりも大きい（熱が伝わりやすい）。
Insulation structures of other inventions
The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product (also referred to as “first molded product”) and
A heating device provided inside (piping side) of the porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product, and
It may have an inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product (also referred to as “second molded product”) provided inside the heating device (on the piping side).
The thermal conductivity of the inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product (second molded product) is larger than the thermal conductivity of the porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product (first molded product) (heat is higher). Easy to convey).
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品（第一成形品）は、気孔率が６０％以上８０％未満でもよい。
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品（第一成形品）は、熱伝導率［Ｗ／ｍｋ］が０．０４から０．２、好ましくは０．０４から０．１２、より好ましくは０．０５から０．１１でもよい。
前記内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成型品（第二成形品）は、気孔率が０～６０％未満でもよい。第二成形品は、気孔率が０％を超え６０％未満の発泡成形品で構成されていてもよい。
前記内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成型品（第二成形品）は、熱伝導率［Ｗ／ｍｋ］が０．１６超でもよい。
前記内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成形品の厚み（配管に被覆される実質的な成形品の厚み）は、１ｍｍ以上～６ｍｍ未満であってもよい。
The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product (first molded product) may have a porosity of 60% or more and less than 80%.
The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product (first molded product) has a thermal conductivity [W / mk] of 0.04 to 0.2, preferably 0.04 to 0.12, and more preferably 0. It may be .05 to 0.11.
The inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product (second molded product) may have a porosity of less than 0 to 60%. The second molded product may be composed of a foam molded product having a porosity of more than 0% and less than 60%.
The inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product (second molded product) may have a thermal conductivity [W / mk] of more than 0.16.
The thickness of the inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product (substantially the thickness of the molded product coated on the pipe) may be 1 mm or more and less than 6 mm.
前記加温装置は、その形状が、線状でもよく、面状でもよい。 The shape of the heating device may be linear or planar.
前記断熱構造体は、断熱対象物（例えば、配管、継手、バルブなど）に対し着脱自在の着脱手段を有していてもよい。
前記断熱構造体は、断熱対象物（例えば、配管、継手、バルブなど）に固定する固定手段を有していてもよい。断熱構造体とは別体の固定手段であってもよい。着脱手段または固定手段は、例えば、面ファスナー、ベルト、紐、接着テープ、粘着テープであってもよい。
The heat insulating structure may have a detachable means for attaching and detaching to an object to be insulated (for example, a pipe, a joint, a valve, etc.).
The heat insulating structure may have a fixing means for fixing to a heat insulating object (for example, a pipe, a joint, a valve, etc.). It may be a fixing means separate from the heat insulating structure. The attaching / detaching means or the fixing means may be, for example, a hook-and-loop fastener, a belt, a string, an adhesive tape, or an adhesive tape.
前記断熱構造体（第一成形品、第二成形品）は、断熱対象物の形状に沿う形状に成型されることが好ましい。
内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成型品（第二成形品）は、配管に巻き付けできるように、柔軟性のあるシート状であってもよい。
The heat insulating structure (first molded product, second molded product) is preferably molded into a shape that conforms to the shape of the heat insulating object.
The inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product (second molded product) may be in the form of a flexible sheet so that it can be wound around a pipe.
第一成形品を断熱対象物に取り付ける方法の一例を示す。
（１）中空円柱形状の第一成形品を製造する。円柱軸に沿って、切り込みを形成する。
（２）断熱対象物に、切り込みをひろげて、第一成形品を断熱対象物に被覆する。
（３）切り込みの隙間を無くすように、第一成形品を断熱対象物に取り付ける。
An example of a method of attaching the first molded product to a heat insulating object is shown.
(1) A first molded product having a hollow cylindrical shape is manufactured. A notch is formed along the cylindrical axis.
(2) The first molded product is covered with the heat insulating object by making a notch in the heat insulating object.
(3) Attach the first molded product to the heat insulating object so as to eliminate the gap between the cuts.
第一、第二成形品および加温手段を断熱対象物に取り付ける方法の一例を示す。
（１）中空円柱形状の第一、第二成形品を製造する。それぞれの円柱軸に沿って、切り込みを形成する。なお、第二成形品はシート状でもよい。
（２）断熱対象物に、切り込みをひろげて、第二成形品を断熱対象物に被覆する。
（３）切り込みの隙間を無くすように、第二成形品を断熱対象物に取り付ける。
（４）加温手段を、第二成型品の外周に巻き付ける。
（５）第二成形品と加温手段を設けた断熱対象物（直管）に、切り込みをひろげて、第一成形品を被覆する。
（６）切り込みの隙間を無くすように、第一成形品を断熱対象物に取り付ける。
An example of a method of attaching the first and second molded products and the heating means to the heat insulating object is shown.
(1) The first and second molded products having a hollow cylindrical shape are manufactured. A notch is formed along each cylindrical axis. The second molded product may be in the form of a sheet.
(2) Make a notch in the heat insulating object and cover the second molded product with the heat insulating object.
(3) Attach the second molded product to the heat insulating object so as to eliminate the gap between the cuts.
(4) Wrap the heating means around the outer circumference of the second molded product.
(5) A notch is widened in the heat insulating object (straight pipe) provided with the second molded product and the heating means to cover the first molded product.
(6) Attach the first molded product to the heat insulating object so as to eliminate the gap between the cuts.
第一、第二成形品は、例えば、発泡成形品である。
成形法としては、例えば、注型発泡成形法、溶融発泡成形品、固相発泡成形品などがある。
発泡方法として、例えば、発生ガス利用法、溶剤気化法、空気吹込み法、発泡剤添加法などがある。
気泡の状態として、例えば、発泡層とスキン層を有する状態、連続気泡型、独立気泡型があるが、第一成形品としては独立起泡型が好ましい。第二成形品としては断熱性よりも熱伝導性が高いことが要求される。
The first and second molded products are, for example, foam molded products.
Examples of the molding method include a casting foam molding method, a melt foam molded product, and a solid phase foam molded product.
Examples of the foaming method include a generated gas utilization method, a solvent vaporization method, an air blowing method, and a foaming agent addition method.
As the state of bubbles, for example, there are a state having a foam layer and a skin layer, an open cell type, and a closed cell type, and the independent foaming type is preferable as the first molded product. The second molded product is required to have higher thermal conductivity than heat insulating properties.
発泡成形品の製造方法の一例を示す。
発泡剤を用いて、圧縮成型法、液圧（アイソスタティック）成形法、ラム押出成形法、押出成形、バッチ発泡成形、などを適用できる。
発泡剤として、例えば、化学発泡剤、物理発泡剤を用いることができる。
成形機としては、圧縮成型機、押出成型機を用いることができる。
樹脂発泡体の構造（独立気泡、連続気泡）は、樹脂組成物の組成や製造条件等によって制御できる。「製造条件」は、例えば、樹脂組成物に発泡剤を溶解させるときの溶解条件（温度及び時間、圧力）や、樹脂組成物を発泡させるときの発泡条件（温度）等である。
例えば、特開２００６－３２８３１９号公報、特許第３１９８１２１号、特許第６３６１２８４号などに記載されている成形技術を採用できる。
An example of a manufacturing method of an effervescent molded product is shown.
A compression molding method, a hydraulic (isostatic) molding method, a ram extrusion molding method, an extrusion molding, a batch foam molding, and the like can be applied using a foaming agent.
As the foaming agent, for example, a chemical foaming agent or a physical foaming agent can be used.
As the molding machine, a compression molding machine and an extrusion molding machine can be used.
The structure of the resin foam (closed cells, open cells) can be controlled by the composition of the resin composition, production conditions, and the like. The "manufacturing conditions" are, for example, melting conditions (temperature and time, pressure) when the foaming agent is dissolved in the resin composition, foaming conditions (temperature) when foaming the resin composition, and the like.
For example, the molding technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-328319, Japanese Patent No. 3198121, Japanese Patent No. 6361284 and the like can be adopted.
（発明の効果）
（１）多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品および内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成型品は、ガス検知器の誤作動の原因となるガスを発生させることがない（ただし、検知限界以下のガスは発生してもよい）。
（２）多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品および内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成型品は、１５０℃～２６０℃の高温での断熱性を好適に保持できる。従来のロックウール製断熱材に近い、低い熱伝導率を有する。
（３）多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品は、１８０℃～２６０℃の高温でも寸法変化および線膨張係数も小さく、高温環境下の実用に耐えられる。
(The invention's effect)
(1) The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product and the inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product do not generate gas that causes a malfunction of the gas detector (however, it is below the detection limit). Gas may be generated).
(2) The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product and the inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product can suitably maintain heat insulating properties at a high temperature of 150 ° C to 260 ° C. It has a low thermal conductivity, which is close to that of conventional rock wool insulation.
(3) The porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product has a small dimensional change and a small coefficient of linear expansion even at a high temperature of 180 ° C to 260 ° C, and can withstand practical use in a high temperature environment.
以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described. The embodiments described below describe an example of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments, and includes various modifications implemented without changing the gist of the present invention. It should be noted that not all of the configurations described below are essential configurations of the present invention.
（実施形態１）
実施形態１に係る断熱構造体１１の外観を図１に示す。断熱構造体１１は、ガス配管５の外周壁を囲う中空の円柱型である。断熱構造体１１は、ガス配管５に取り付ける際に両開きとなるように、スリット１１１が設けられている。
なお、断熱構造体は、図１に示す円柱状の構成だけでなく、例えば、エルボ型（エルボ型のガス配管継ぎ手の加温に使用する）、Ｔ型（Ｔ型のガス配管継ぎ手の加温に使用する）、バルブヒーター型（バルブを覆って加温するためのもの）とすることができる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the appearance of the
The heat insulating structure is not limited to the columnar structure shown in FIG. 1, for example, an elbow type (used for heating the elbow type gas pipe joint) and a T type (heating of the T type gas pipe joint). It can be a valve heater type (for heating by covering the valve).
（取り付け方法）
（Ｓ１）断熱構造体１１を製造する。
（Ｓ２）断熱構造体１１に中空軸方向にスリット１１１を形成する。カッターなどで形成する。なお、別実施形態として、金型を工夫することで、成型での製造時に、予めスリット１１１を形成するように構成してあってもよい。
（Ｓ３）断熱構造体１１のスリット１１１を開き、そこから配管５を中空の内部へ挿入する。挿入後に接着テープ２をスリット１１１の上に貼り付け、配管５に断熱構造体１１を密着させる。なお、別実施形態として、接着テープの代わりに、固定具により配管５に固定してもよい。固定具としては、マジックテープ（登録商標）、テフロン（登録商標）ベルト、金属金具付のベルト、パチン錠でもよい。
(installation method)
(S1) The
(S2) A
(S3) The
（原料）
ＰＴＦＥは、例えば、テトラフルオロエチレンモノマーを、含フッ素界面活性剤を用いて乳化重合してもよい。テトラフルオロエチレンモノマーの乳化重合の際は、テトラフルオロエチレンモノマーと共重合可能な共重合成分を併用してもよい。共重合成分としては、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フルオロアルキルエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等の含フッ素オレフィン、パーフルオロアルキル（メタ）アクリレート等の含フッ素アルキル（メタ）アクリレートでもよい。共重合成分の割合は、テトラフルオロエチレンモノマー１００質量部に対して１０質量部以下でもよい。
ＰＴＦＥ粒子の水性分散液として、例えば、ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン株式会社製の「アルゴフロン（登録商標）Ｄ ＰＴＦＥ 水性ディスパージョン」、旭硝子社製の「フルオン（登録商標）ＰＴＦＥ ディスパージョン」、ダイキン工業社製の「ポリフロン（商標）」などを用いてもよい。水分は従来の方法で取り除くことができる。
ＰＴＦＥ粉体としては、例えば、三菱レイヨン社製の「メタブレン（商標）」、３Ｍ社製の「ダイニオン（商標）」、ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン株式会社製の「アルゴフロン（登録商標）ＰＴＦＥ造粒品、ＤＦ ＰＴＦＥ ファインパウダー」、旭硝子社製の「Ｆｌｕｏｎ（登録商標）ＰＴＦＥモールディングパウダー」を用いてもよい。
(material)
As the PTFE, for example, a tetrafluoroethylene monomer may be emulsion-polymerized using a fluorine-containing surfactant. In the emulsion polymerization of the tetrafluoroethylene monomer, a copolymerization component capable of copolymerizing with the tetrafluoroethylene monomer may be used in combination. The copolymerization component may be, for example, a fluorine-containing olefin such as hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, fluoroalkylethylene, or perfluoroalkyl vinyl ether, or a fluorine-containing alkyl (meth) acrylate such as perfluoroalkyl (meth) acrylate. The ratio of the copolymerization component may be 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the tetrafluoroethylene monomer.
As an aqueous dispersion of PTFE particles, for example, "Argoflon (registered trademark) D PTFE aqueous dispersion" manufactured by Solvay Specialty Polymers Japan Co., Ltd., "Fluon (registered trademark) PTFE dispersion" manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Daikin Industries, Ltd. "Polyflon (trademark)" manufactured by the same company may be used. Moisture can be removed by conventional methods.
Examples of the PTFE powder include "Metabrene (trademark)" manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., "Dynion (trademark)" manufactured by 3M Co., Ltd., and "Argoflon (registered trademark) PTFE granulated product manufactured by Solvay Specialty Polymers Japan Co., Ltd." , DF PTFE fine powder "," Fluon (registered trademark) PTFE molding powder "manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. may be used.
（製造方法）
（１）ＰＴＦＥ粒子（例えば、ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン株式会社製の「アルゴフロン（登録商標）ＰＴＦＥ造粒品」）に二酸化炭素（または窒素）を０．１～１０．０質量％含浸させる。
含浸工程では、例えば、２０℃で、５～１０ＭＰａの圧力下で５時間以上含浸してもよい。
含浸工程での助剤として有機溶媒を０．０１～５質量％程度添加してもよい。有機溶媒として、例えば、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒の他、ベンゼン、トルエン、ポリオール等でもよい。アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ‐プロパノール、イソプロパノール、ｎ‐ブタノール、第３級ブタノール、イソブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、環状エーテル等が挙げられる。発泡材と助剤ともに、シロキサンが発生しない物質を使用することが好ましい。
二酸化炭素の含浸量としては、例えば、８～１５質量％である。
二酸化炭素などの物理発泡剤以外に、化学発泡剤、架橋剤、架橋助剤などを混合してもよい。
（２）二酸化炭素を含浸したＰＴＦＥ樹脂（コンパウンド）を圧縮成形機で成形する。
圧縮成形として、例えば二酸化炭素を含浸したＰＴＦＥ樹脂（および化学発泡剤の混合物）を中空円柱状または円柱状に圧縮成形し、金型内で発泡を行い、その後に加熱炉で加熱融着（焼成）し、冷却をする。また、冷却において、焼成後、別の金型にいれて圧縮しながら、加圧下で冷却し必要な形状にしてもよい（ホットコイニング法）。また、圧縮成型後に、アニール処理を施してもよい。円柱状の成形品の場合、冷却処理またはアニール処理の後で、中空の貫通孔をドリルなどで形成してもよい。
(Production method)
(1) PTFE particles (for example, "Argoflon (registered trademark) PTFE granulated product" manufactured by Solvay Specialty Polymers Japan Co., Ltd.) are impregnated with carbon dioxide (or nitrogen) in an amount of 0.1 to 10.0% by mass.
In the impregnation step, for example, impregnation may be performed at 20 ° C. under a pressure of 5 to 10 MPa for 5 hours or more.
An organic solvent may be added in an amount of about 0.01 to 5% by mass as an auxiliary agent in the impregnation step. The organic solvent may be, for example, an alcohol solvent, a ketone solvent, an ether solvent, benzene, toluene, a polyol or the like. Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, tertiary butanol, isobutanol, diacetone alcohol and the like. Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like. Examples of the ether solvent include dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, cyclic ether and the like. It is preferable to use a substance that does not generate siloxane for both the foaming material and the auxiliary agent.
The amount of carbon dioxide impregnated is, for example, 8 to 15% by mass.
In addition to the physical foaming agent such as carbon dioxide, a chemical foaming agent, a cross-linking agent, a cross-linking aid and the like may be mixed.
(2) A PTFE resin (compound) impregnated with carbon dioxide is molded by a compression molding machine.
As compression molding, for example, a PTFE resin (and a mixture of chemical foaming agents) impregnated with carbon dioxide is compression molded into a hollow columnar or columnar shape, foamed in a mold, and then heat-fused (baked) in a heating furnace. ) And cool. Further, in cooling, after firing, it may be placed in another mold and compressed while being cooled under pressure to form a required shape (hot coining method). Further, after compression molding, annealing treatment may be performed. In the case of a columnar molded product, a hollow through hole may be formed by a drill or the like after the cooling treatment or the annealing treatment.
断熱構造体１１は、多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品（以下「発泡成形品」とよぶ。）である。表１に実施例１、２、３と比較例１、２の発泡成形品を示す。
The
［測定方法］
（１）寸法：ノギスで測定する。
（２）気孔率：［ポリテトラフルオロエチレン樹脂密度‐発泡成形品密度］／ポリテトラフルオロエチレン樹脂密度×１００
（３）体積変化率：オーブン（２６０℃、３０分間）から取り出し１時間後に体積変化率（寸法変化率）を測定する。
（４）線膨張係数：熱膨張試験装置の測定（基準温度３０℃から２４０℃）から求める。
（５）熱伝導率：Ｘｅフラッシュアナライザー（ＮＥＴＺＳＣＨ）を使用し、レーザーフラッシュ法で測定する。
（６）曲げ試験：ＪＩＳ Ｋ７０７４に準じる。
（７）引張試験：ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じる。
[Measuring method]
(1) Dimensions: Measure with a caliper.
(2) Porosity: [Polytetrafluoroethylene resin density-foam molded product density] / Polytetrafluoroethylene resin density x 100
(3) Volume change rate: The volume change rate (dimensional change rate) is measured 1 hour after being taken out from the oven (260 ° C., 30 minutes).
(4) Coefficient of linear expansion: Obtained from the measurement of the thermal expansion test device (reference temperature 30 ° C to 240 ° C).
(5) Thermal conductivity: Measured by a laser flash method using a Xe flash analyzer (NETZSCH).
(6) Bending test: According to JIS K7074.
(7) Tensile test: According to JIS K6251.
実施例１から３の断熱構造体を、ガス配管５にそれぞれ固定した。ガス発生量の測定において、理研計器ＳＣ－８０００タイプのガス検知器でガス種は「ＧｅＨ４」「Ｂ２Ｈ６」「ＣＬＦ３」の３種類を使用した。２６０℃昇温時でガス検知しないことを確認した。
また、実施例１から３の断熱構造体を２６０℃加熱した際のシロキサン成分の発生有無を加熱脱着ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣ／ＭＳ）により確認した。その結果、シロキサンは定量下限値未満であった。
比較例１、２は、マシュマロ状になり、成形品の形状を維持することができない。また、体積変化率が実施例よりも大きかった。
The heat insulating structures of Examples 1 to 3 were fixed to the
In addition, the presence or absence of siloxane components generated when the heat insulating structures of Examples 1 to 3 were heated at 260 ° C. was confirmed by heat desorption gas chromatography mass spectrometry (GC / MS). As a result, siloxane was less than the lower limit of quantification.
Comparative Examples 1 and 2 have a marshmallow shape and cannot maintain the shape of the molded product. In addition, the volume change rate was larger than that in the examples.
（実施形態２）
実施形態２に係る断熱構造体の外観を図２に示す。断熱構造体は、実施形態１の多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品（第一成形品１１）、加温装置１２、内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成型品１３（第二成形品１３）を有する。
第一成形品１１は、実施形態１の断熱構造体１１と同じである。
加温装置１２は、第一成型品１１の内側（配管５側）に設けられる。
内側多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂成型品１３（第二成形品１３）は、加温装置１２の内側（配管５側）に設けられる。
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows the appearance of the heat insulating structure according to the second embodiment. The heat insulating structure includes the porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product (first molded product 11) of the first embodiment, the
The first molded
The
The inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product 13 (second molded product 13) is provided inside the heating device 12 (on the
（取り付け方法）
（Ｓ１１）第一成形品１１を中空円柱状の発泡成形に製造する。第二成形品１３を中空円柱状の発泡成形、チューブ状、シート状に製造する。
（Ｓ１２）第一成形品１１に中空軸方向にスリット１１１を形成する。カッターなどで形成する。なお、別実施形態として、金型を工夫することで、成型での製造時に、予めスリット１１１を形成するように構成してあってもよい。
第二成形品１３は、中空円柱状の発泡成形およびチューブ状の場合、中空軸方向にスリット１１１を形成する。カッターなどで形成する。
（Ｓ１３）第二成形品１３のスリット１３１を開き、そこから配管５を中空の内部へ挿入する。挿入後に接着テープ２をスリット１３１の上に貼り付け、配管５に第二成形品１３を密着させる。
（Ｓ１４）加温手段１２を、第二成型品１３の外周に巻き付ける。
（Ｓ１５）第二成形品１３と加温手段１２を設けた配管５に、スリット１１１をひろげて、第一成形品１１を被覆する。被覆後に接着テープ２をスリット１３１の上に貼り付け、配管５に第一成形品１１を密着させる。
(installation method)
(S11) The first molded
(S12) A
In the case of the hollow columnar foam molding and the tubular shape, the second molded
(S13) The
(S14) The heating means 12 is wound around the outer periphery of the second molded
(S15) A
本実施形態２では第二成形品１３は、無発泡のチューブであり、その厚みは１ｍｍである。第二成形品１３の熱伝導率［Ｗ／ｍｋ］が０．２３である。
第二成形品１３は、ペースト押出によって、ＰＴＦＥ樹脂に押出助剤を加えた予備成形物を中空円柱状に押し出し、加熱炉で加熱溶融（焼成）して製造する。
押出機は、例えば、バッチ式のニーダー、単軸押出機又は二軸等の多軸押出機でもよい。押出機スクリューのＬ／Ｄ（有効長さ／直径の比）は、適宜設定できる。
押出温度としては、例えば、１５０℃～融点より小さい温度である。
別実施形態のペースト押出として、ＰＴＦＥ樹脂に押出助剤を加えた予備成形物を中空円柱状に押し出し、加熱炉で加熱溶融（焼成）と発泡を行わせる（金型内に入れて発泡させてもよい）。
また別実施形態の溶融押出として、ペレット状のＰＴＦＥ樹脂を溶融させ、スクリューにて中空円柱状に押し出し、加熱炉で焼成および発泡を行わせる（金型内に入れて発泡させてもよい）。
In the second embodiment, the second molded
The second molded
The extruder may be, for example, a batch type kneader, a single-screw extruder, or a multi-screw extruder such as a twin-screw extruder. The L / D (effective length / diameter ratio) of the extruder screw can be set as appropriate.
The extrusion temperature is, for example, from 150 ° C. to a temperature smaller than the melting point.
As a paste extrusion of another embodiment, a premolded product obtained by adding an extrusion aid to a PTFE resin is extruded into a hollow columnar shape, and is heated and melted (baked) and foamed in a heating furnace (put in a mold and foamed). May be good).
Further, as another embodiment of melt extrusion, the pellet-shaped PTFE resin is melted, extruded into a hollow columnar shape with a screw, and fired and foamed in a heating furnace (may be placed in a mold and foamed).
（実施形態３）
図３に示す、実施形態３の第一成形品３１、３２は、中空円柱を中空軸方向に２等分した形状である。スリットを形成する必要がなく、配管５に２つの第一成形品３１、３２を合わせて設置し（Ｓ３１）、合わせた両側を、接着テープ２で固定する（Ｓ３２）。
(Embodiment 3)
The first molded
（別実施形態）
（１）実施形態２において、第二成形品を無発泡成形品としたが、気孔率０％超え６０％未満の発泡成形品で構成してもよい。
（２）実施形態３において、２等分したが、３等分以上でもよい。
（３）配管は直管に制限されず、Ｔ字管、エルボ管でもよい。圧縮成形の金型を配管形状に合わせて構成できる。
（４）実施形態２において、第二成形品を無くし、配管に直接加温装置を設けてもよい。
(Another embodiment)
(1) In the second embodiment, the second molded product is a non-foaming molded product, but it may be composed of a foam molded product having a porosity of more than 0% and less than 60%.
(2) In the third embodiment, it is divided into two equal parts, but it may be divided into three or more equal parts.
(3) The piping is not limited to straight pipes, and may be T-shaped pipes or elbow pipes. The compression molding die can be configured according to the pipe shape.
(4) In the second embodiment, the second molded product may be eliminated and a heating device may be provided directly on the pipe.
１１ 断熱構造体（第二成形品）
１１１ スリット
１２ 加温装置（ヒータ）
１３ 第二成形品
１３１ スリット
２ 接着テープ
５ 配管
11 Insulation structure (second molded product)
111
13 Second molded
Claims (9)
前記多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂発泡成型品の気孔率が６０％以上８０％未満であり、
厚みが６ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、断熱構造体。 It has a porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product having a shape corresponding to the shape of the heat insulating object,
The porosity of the porous polytetrafluoroethylene resin foam molded product is 60% or more and less than 80%.
A heat insulating structure having a thickness of 6 mm or more and 100 mm or less.
The heat insulating structure according to claim 8, further comprising an inner porous polytetrafluoroethylene resin molded product provided inside the heating device.
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| JP2020168288A JP2022060684A (en) | 2020-10-05 | 2020-10-05 | Heat insulation structure and heat insulation structure having humidifier |
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