JP3118443U - 防塵性断熱用構造材 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱用構造材において、良好な断熱効果と清浄な雰囲気下での使用適性を兼備する防塵性断熱用構造体を提供する。
【解決手段】高分子断熱材層２の少なくとも片面全体にアルミニウム箔６を積層し、その外面側を防塵性外被材で被覆した防塵性断熱用構造材である。高分子断熱材層の断熱作用とアルミニウム箔の熱反射作用が相乗的に働いて断熱効果を良好に改善できるとともに、外面側の外被材７の防塵機能と内層材の被覆作用により、発塵などを有効に防止でき、清浄空間での使用に好適である。上記高分子断熱材層が発泡体層３と、多数の空気層を設けた空隙体とを接合してなる積層シートである場合、さらなる断熱効果の向上が期待できる。
【選択図】図２

Description

本考案は防塵性断熱用構造材に関して、特に清浄な雰囲気下に置かれた配管などに良好な断熱効果を付与し、構成材料からの微小な塵埃やガス等の発生を有効に防止できるものを提供する。

公知の断熱材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、メタクリル酸樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート等の合成樹脂、ゴム、エラストマー及びこれらの発泡体、セルロースファイバー、ロックウール、グラスファイバーなどが知られている。
一般に、上記断熱材を使用する場合、ポリスチレンやポリウレタン等よりなる発泡体を配管の外周に巻き付けて粘着テープで固定したり、必要により電気ヒーターを一体的に組み合わせたテープ等を使用して固定する場合もある。

また、特許文献１には、断熱効果、緩衝効果、或は軽量効果の付与を目的として（段落１０、段落５９参照）、紙、フィルム、樹脂、発泡体等の材料により多数の空気層を設けた空間形成体と、ポリオレフィン系樹脂などの発泡体層とを接合した積層シートが開示されている（請求項１〜９参照）。
特開２００４−２４４８８６号

特に清浄な雰囲気、例えばクリーンルーム内のような環境下にある精密機器等の配管を保温する場合、クリーンルーム内に粒子状のダストやガスが発生すると、いわゆる化学汚染（ケミカルコンタミ；Chemical Contamination）の問題を引き起こすため、断熱材を選定する場合は厳重な配慮が必要である。
前記断熱材のうち、セルロースファイバー、ロックウール、グラスファイバーなどは優れた断熱性を有する反面、微細な塵埃が発生し易いため、クリーンルーム内のような精密機器を取り扱う場所の断熱には適さない。
また、ポリ塩化ビニルは優れた難燃性を有する一方で、 廃棄物として処理する際にダイオキシンが発生する恐れがあるので、環境保全上好ましくない。

上記以外の断熱材の場合にも、配管等に単層で巻くことが多いため、断熱効果が低く、さらに粘着テープで貼り付ける方法では、配管等からの断熱材の着脱に手間がかかるうえ、一旦剥がした断熱材は経時変化などにより劣化し、或は破断し易くなるため、再利用が難しい。しかも、断熱材を長期使用すると、樹脂成分が劣化したり、機械的な振動や擦過によって材料組織が剥がれたり、脱落する懸念があるため、上記ケミカルコンタミの原因となる恐れがある。

本発明は断熱用構造材において、良好な断熱効果と清浄な雰囲気下での使用適性を兼備させることを技術的課題とする。

本考案者らは、断熱効果と防塵効果を兼備させる目的で断熱材料とその構造を鋭意研究した結果、断熱作用を有する高分子断熱材層と熱反射作用を有するアルミニウム箔を積層し、外側を防塵性外被材で被覆することで、ロックウールなどのような発塵を良好に防止しながら断熱性能を向上できること、高分子断熱材層を空隙体を含む複層構造にすることで断熱性能がより改善すること、外被材に係合具を付設することで、配管等への断熱用構造材の取り付け作業を容易化できることなどを着想して、本発明を完成した。

即ち、本考案１は、高分子断熱材層の少なくとも片面全体にアルミニウム箔を積層し、その外面側を防塵性外被材で被覆したことを特徴とする防塵性断熱用構造材である。

本考案２は、上記本考案１において、高分子断熱材層が、発泡体層と、厚み方向に多数の空気層を設けた空隙体とを接合してなる積層シートであることを特徴とする防塵性断熱用構造材である。

本考案３は、上記本考案１又は２において、アルミニウム箔を中央から折り返し、高分子断熱材層をこの折り返したアルミニウム箔で挟持して、高分子断熱材層の両面全体にアルミニウム箔が積層するように構成したことを特徴とする防塵性断熱用構造材である。

本考案４は、上記本考案１〜３のいずれかにおいて、防塵性外被材の幅方向の両端付近に亘り１対の係合具を付設し、断熱用構造材全体を幅方向に巻回して外被材の係合具で係止することにより、筒状姿勢に保持可能に構成したことを特徴とする防塵性断熱用構造材である。

本考案の断熱用構造材では、高分子断熱材層、特に合成樹脂シート又はその発泡体シートの少なくとも片面にアルミニウム箔を重ね合わせて多層構造とすることにより、断熱材層本来の断熱性能に加え、アルミニウム箔により熱を熱源に反射させるため、熱の移動を最小限に抑えることができる。
また、発塵の恐れのあるロックウール、グラスファイバーなどとは異なり、構造材の材質が高分子断熱材とアルミニウム箔の組み合わせであり、且つ、構造材の外面側を防塵性外被材で被覆して高分子断熱材層を外気に露出させない構造であるため、粒子状の塵埃やそれ以外のガス状の汚染物質が、例えばクリーンルームのような清浄な環境に放出される恐れはなく、防塵効果に優れる。
さらに、高分子断熱材層が発泡体層と多数の空気層を有する空隙体とを重ね合わせた積層シートである場合には、断熱効果を一層向上できる。
本考案の複層の断熱用構造材においては、アルミニウム箔を中央から折り返し、その間に高分子断熱材層を挟持すると、高分子断熱材層の両面にアルミニウム箔を積層した３層の断熱用構造材を簡便に製造することができる。

一方、外被材に係合具を付設して断熱用構造材全体を筒状姿勢に保持可能にすると、係合具を係止するだけで、クリーンルームなどの配管に複層の断熱用構造材を簡単に巻装することができる。また、断熱被覆されている配管等の点検、補修にあたっては、断熱用構造材の係合具を解除するだけで速やかに当該構造材を配管などから外すことができ、構造材の着脱操作を簡便にして、断熱用構造材に損耗又は損傷を与えることなく長期使用できる。

本考案は、高分子断熱材層の少なくとも片面全体にアルミニウム箔を積層し、その外面側を防塵性外被材で被覆した防塵性断熱用構造材を基本とする。
上記高分子断熱材層の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、メタクリル酸樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリカーボネートなどの合成樹脂、ゴム、エラストマーなどから選定できる。
高分子断熱材層の形態としては、上記合成樹脂などのシート、或はその発泡体シートであり、断熱性を増す見地から発泡体シートが好ましい。

上記高分子断熱材層は、本発明２に示すように、発泡体層と厚み方向に多数の空気層を設けた空隙体とを接合した積層シートで構成することができる。この積層シートにあっては、発泡体層を空隙体の空気層と組み合わせることで一層の断熱効果が期待できる。
上記発泡体層はポリエチレン系、酢酸ビニル系、ポリプロピレン系などの樹脂に化学架橋や電子線架橋を施し、化学発泡剤を添加して発泡剤の分解温度以上に加熱して得たものが適当であり、特に、電子線架橋を施したポリオレフィン樹脂系の完全独立気泡を有する発泡体層が好ましい（例えば、冒述の特許文献１参照）。
また、上記空隙体は紙、フィルム、樹脂、発泡体等を材料として多数の空気層を設けたものであり、例えば、特許文献１に示す通り、セルロース紙を初め、クラフト紙にアスファルトを含浸させたターポリン紙などの紙材を一定間隔で平行に糊付けし、糊付け以外の部分を押し開いてハニカム形状にしたもの、ポリオレフィン系、ポリエステル系樹脂のフィルムに一定間隔で平行にフレームラミネーションを施し、その上にフィルムを積層する作業を繰り返したもの、或は、ＡＢＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ポリオレフィン系樹脂などを溶融してハニカム構造等を有する型内に注入したものなどが挙げられる。
上記積層体シートの形態としては、通気を抑え保熱するための空隙体に発泡体層を重ね合わせた２層シートに限らず、当該空隙体を挟んで、両面に発泡体層を形成した３層シートなどであっても良い。
高分子断熱材層の厚みは、０.５〜２０ｍｍ程度が実用的であるが、断熱性や実装時の嵩等を考慮すれば、１.０〜１０ｍｍが好ましい。

断熱用構造体に用いるアルミニウム箔は市販品を使用でき、厚さは５〜１００μｍ程度が適当であり、好ましくは５〜３０μｍである。
厚みが５μｍより薄いと強度がないため実用に適さず、１００μｍより厚いと強度があるため断熱性材料を保護する効果はある反面、実装にあたって、例えば筒状に加工する際に折り曲げ難く、着脱の繰り返しで破断する恐れがあり、また、取り込む熱量が増すために断熱効果がかえって低下する。
アルミニウム箔の幅は、基本的に上記高分子断熱材層の幅とほぼ同等であるが、アルミニウム箔を折り返して高分子断熱材層を挟持する場合には当該断熱材層の幅のほぼ２倍とする。

本考案の断熱用構造材は、高分子断熱材層の片面又は両面にアルミニウム箔を積層したものである。
上記高分子断熱材層の片面に積層する場合は、熱源となる側にアルミニウム箔を対向させ、真空式魔法瓶の例のように、熱源からの熱を反射させる。また、特に熱の双方向移動を阻止して保温する場合には、アルミニウム箔を高分子断熱材層の両面に積層して、熱源からの熱を表裏で反射させても良い。
アルミニウム箔を両面に積層する場合には、本考案３に示すように、アルミニウム箔を中央から折り返し、高分子断熱材層をこの折り返したアルミニウム箔で挟持するように構成しても良い（図３参照）。
尚、アルミニウムは熱伝導率が高く熱を通し易いため、高分子断熱材層の片面のみに重ね合わせるのが効果的な場合がある。

本考案の断熱用構造材の外面側に被覆する防塵用及び保護用の外被材としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ナイロン等のポリアミド系、アクリル、レーヨン・アセテートなどの樹脂シートが挙げられる。
例えば、クリーンルーム内の配管の断熱用途の場合には、特にアウトガス発生の少ない熱可塑性フッ素樹脂シートが好ましく、代表例としては、ダイニオンTHV（住友スリーエム(株)製）が挙げられる。
外被材の厚みは４０〜２００μｍ程度が適当であり、７０〜１２０μｍ程度が所要の強度を有し、柔軟性を損なわない点で好ましい。

本考案４に示すように、上記防塵性外被材には、あらかじめ係合具を装着することができる。係合具としては、スナップ（ホック）、ファスナー（ジッパー）、面ファスナー（ベルベット型）が挙げられる。
クリーンルーム内の配管の断熱用途の場合、面ファスナーは脱着が容易である反面、微細な粉塵が飛散することがあるので、他の係合具が好ましい。
係合具を付設する位置は、帯状の外被材の長手方向の両端付近（両端部、及びその周辺部）に亘り等間隔に、それぞれ凹凸１対の係合具を取り付ける。
この係合具の付設により、断熱用構造材全体を幅方向に巻回して外被材の係合具で係止すると、断熱用構造材を筒状姿勢に保持でき、また、係合具を係止解除すると、断熱用構造材を筒状姿勢から解放でき、上記クリーンルーム内の配管に断熱用構造材を簡単に着脱操作できる。

本考案の断熱用構造材は高分子断熱材層とアルミニウム箔と防塵性外被材を一体に積層したものである。
この一体化の方法には、接着剤を用いる接着、樹脂製糸を用いる縫着、ホットメルトによる融着などが挙げられる。尚、粘着テープは、充分な接着ができず、さらに温度変化に対する悪影響があるため好ましくない。
止着する位置は、高分子断熱材層とアルミニウム箔を重ねた片端付近で、帯状の長手方向に沿って書籍状に綴じるようにして、１列、又は両端付近で筒状にして２列程度とするのが好ましい。アルミニウム箔を折り返して高分子断熱材層を包み込む場合には、アルミニウム箔の始端と終端とが重なり合った部分に１列状に止着（例えば縫着）するだけで良い（図３参照）。尚、この場合には、高分子断熱材層とアルミニウム箔の間を特に接着する必要はない。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。但し、本考案は下記の実施例に拘束されるものではなく、本考案の技術的思想の範囲内で任意の変形をなし得ることは勿論である。
図１は本考案の実施例１を示す断熱用構造材の使用状態での正面図である。図２は同構造材の要部拡大縦断面図である。図３はアルミニウム箔を折り返して高分子断熱材層を挟持した形態の断熱用構造材の分解斜視図である。

図１に示すように、断熱用構造材１は、発泡体層３からなる高分子断熱材層２の内外両面にアルミニウム箔６・６を積層し、外面側に防塵性外被材７を付設して構成される。
上記発泡体層３は発泡倍率１０倍の独立気泡を有する厚さ１ｍｍの軟質ポリウレタン樹脂からなり、外被材７は厚さ１００μｍの熱可塑性フッ素樹脂シート（ダイニオンTHV）からなり、外被材７の幅方向の両端部に亘り１対の係合具８（挿嵌式の凹型係合材８ａと凸型係合材８ｂからなる）が付設される。
上記発泡体層３とアルミニウム箔６とを重ねた３層構造シートの製造方法の１例を述べると、図３に示すように、先ず、厚さ２０μｍで幅３４０ｍｍ×長さ４５０ｍｍに切断した帯状のアルミニウム箔の長さ方向中央を折り返し、この折り返したアルミニウム箔に当該発泡体層３を挟持することにより、発泡体層３を中にしてその上下両面にアルミニウム箔６を重ね合わせた３層構造シートを構成し、当該３層シートの一側面に外被材７が被覆される。
また、上記発泡体層３とアルミニウム箔６と外被材７は夫々帯状であり、アルミニウム箔６に発泡体層３を挟持した後、二つ折りのアルミニウム箔６の各端縁部１０を外被材７と共に長手方向に沿って縫製して一体化するとともに（縫着部１１は仮想線で表す）、外被材７の幅方向の両端部に亘り１対の係合具８（図３では上記挿嵌式の係合具に替えて嵌合式のホックを使用）を付設する。

図３に基づいて発泡体層３とアルミニウム箔６と外被材７の形状を述べると、アルミニウム箔６は発泡体層３を挟持した後に端縁部１０を糊しろ的に（余白として）残す必要があるため、二つ折りのアルミニウム箔６の幅は発泡体層３のそれより広く設定される。
また、外被材７と二つ折りのアルミニウム箔６を縫着した後に係合具８の一方の部材がアルミニウム箔６の幅より外方に突出する必要があるため（係合具８の一方の部材が他方の部材に係止できるためには、アルミニウム箔６で隠蔽されずに外被材７が突出することが必要であるため）、外被材７の幅は二つ折りのアルミニウム箔６のそれより広く設定される。

本実施例１の断熱用構造材１を例えばクリーンルーム内の配管に実装するには、断熱用構造材１の幅方向の両端を巻回して係合具８の凸型係合材８ｂを凹型係合材８ａに係止することにより、配管に筒状姿勢で取り付けできる。また、係合具８を係止解除すると、断熱用構造材１は筒状姿勢から解放され、配管から速やかに外すことができるため、配管に対する着脱操作が簡便になる。

そこで、この断熱用構造材の機能を述べると、断熱材層本来の断熱性能に加え、アルミニウム箔により熱反射作用を奏するため、熱の移動を最小限に抑えることができる。
また、発塵の恐れのあるロックウール、グラスファイバーなどとは異なる高分子断熱材層とアルミニウム箔を組み合わせ、且つ、構造材の外面側を防塵性外被材で被覆するため、粒子状の塵埃やそれ以外のガス状の汚染物質が、クリーンルームのような清浄環境に放出される（発塵の）恐れはなく、防塵効果に優れる。

一方、図４は本考案の実施例２を示す断熱用構造材の要部拡大縦断面図である。
当該実施例２は、高分子断熱材層１を実施例１のような発泡体層３のみの単層シートから、発泡体層３と例えば円筒の連続接合体やハニカム構造体などからなる空隙体４との積層シートに代替したものである。
この高分子断熱材層１を具体的に述べると、ポリオレフィン系樹脂製の多数の空気層を有する空隙体４と、発泡倍率１０倍の独立気泡を有するポリオレフィン系樹脂製の発泡体層３とを重ね合わせた、厚さ１ｍｍの積層シート（東レ(株)製、トーレペフ30040）を使用している。但し、防塵性外被材７は上記実施例１と同じ材質を用いた。
本実施例２では、発泡体層３が有する断熱作用に、空隙体４の空気層５が有する断熱作用が相乗的に加わるため、断熱用構造材全体の断熱効果のさらなる向上が期待できる。

そこで、本考案の断熱用構造材について、従来の発泡体層だけの単層構造材との対比において断熱性能の優劣を評価した。
《断熱性能評価試験例》
直径５０ｍｍ、長さ３００ｍｍ、肉厚１ｍｍのステンレス製ボトルを用意し、そのなかに熱水（沸騰水）を満たして施栓し、このボトルの全面に上記実施例１〜２及び後述の比較例１〜３の各断熱用構造材を巻回・囲繞することで被覆し（但し、比較例３は除く）、恒温器により９５℃で３０分間保温した。
次いで、各断熱用構造材で被覆したボトルを１５℃に設定した別の恒温器の中に移して放置し、５０℃以下になるまでの時間を測定した。
尚、温度測定はボトル表面に取り付けたセンサーにより１０分おきに行った。

比較例１〜３は次の通り設定した。
(1)比較例１
発泡倍率１０倍の独立気泡を有する厚さ１ｍｍの軟質ポリウレタン樹脂製発泡体のみの単層シートを断熱用構造材とした。
(2)比較例２
発泡倍率１０倍の独立気泡を有する厚さ１ｍｍのスチレン樹脂製発泡体のみの単層シートを断熱用構造材とした。
(3)比較例３
断熱用構造材を用いないブランク例である。

下表はその試験結果である。
断熱用構造材 時間（分）
実施例１ １７０
実施例２ ２００
比較例１ １１０
比較例２ ９０
比較例３ ４０

上表を見ると、発泡体層の単層シートからなる比較例１〜２に比して、高分子断熱材層２（発泡体層３）とアルミニウム箔６を積層し、その外面側に外被材７を被覆した実施例１では、ボトル内の水温が９５℃から５０℃に低下するまでの所要時間が大幅に増大していたことから、実施例１では、発泡体層本来の断熱作用に加えてアルミニウム箔の熱反射作用が相乗的に働いたことが推定でき、断熱効果（保温効果）の点で比較例１〜２に比して実施例１の優位性が明らかになった。
また、高分子断熱材層２を発泡体層３と空隙体４の積層シートに代替した実施例２では、実施例１よりもさらに水温低下に要する時間が延びたことから、空隙体４の空気層５が断熱効果の向上に良好に寄与したことが確認できた。
さらに、実施例１〜２では外面側の外被材７の防塵機能と内層材の被覆作用により、実施例１〜２の断熱用構造材をクリーンルーム内などの配管に巻装した場合にも、発塵を有効に防止することが期待できる。

本考案の断熱用構造材は、前述の工業用の用途以外に、例えば食品容器、ペットボトルなどのような生活用品の用途にも好適である。

本考案の実施例１を示す断熱用構造材の使用状態での正面図である。 同実施例１の断熱用構造材の要部拡大縦断面図である。 アルミニウム箔を折り返して高分子断熱材層を挟持した形態の断熱用構造材の分解斜視図である。 本考案の実施例２を示す図２の相当図である。

符号の説明

１…断熱用構造材、２…高分子断熱材層、３…発泡体層、４…空隙体、５…空隙体の空気層、６…アルミニウム箔、７…外被材、８…係合具。

Claims (4)

1. 高分子断熱材層の少なくとも片面全体にアルミニウム箔を積層し、その外面側を防塵性外被材で被覆したことを特徴とする防塵性断熱用構造材。
2. 高分子断熱材層が、発泡体層と、厚み方向に多数の空気層を設けた空隙体とを接合してなる積層シートであることを特徴とする請求項１に記載の防塵性断熱用構造材。
3. アルミニウム箔を中央から折り返し、高分子断熱材層をこの折り返したアルミニウム箔で挟持して、高分子断熱材層の両面全体にアルミニウム箔が積層するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の防塵性断熱用構造材。
4. 防塵性外被材の幅方向の両端付近に亘り１対の係合具を付設し、断熱用構造材全体を幅方向に巻回して外被材の係合具で係止することにより、筒状姿勢に保持可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の防塵性断熱用構造材。

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