JP3388782B2 - 断熱材 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Fuel Cell (AREA)
Description
【０００１】
【従来の技術】従来、燃料電池等に使用される断熱材と
しては、例えば平均一次粒径２０ｍμ程度の合成シリカ
（例えば日本アエロジル株式会社製：商品名アエロジ
ル）、酸化チタン及びセラミックファイバーを乾式で混
合及びプレス成形を行った後、機械加工することによっ
て得られたものが知られている。
しては、例えば平均一次粒径２０ｍμ程度の合成シリカ
（例えば日本アエロジル株式会社製：商品名アエロジ
ル）、酸化チタン及びセラミックファイバーを乾式で混
合及びプレス成形を行った後、機械加工することによっ
て得られたものが知られている。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
断熱材は、使用材料の９０％以上が微小粉体であり、乾
式プレスにより成形されているため、柔軟性が極めて悪
く、湾曲面への使用に際してはガラスファイバークロス
等で被覆しなければいけないという問題点があった。
断熱材は、使用材料の９０％以上が微小粉体であり、乾
式プレスにより成形されているため、柔軟性が極めて悪
く、湾曲面への使用に際してはガラスファイバークロス
等で被覆しなければいけないという問題点があった。
【０００３】そこで、柔軟性を改善すべく、本発明者達
は従来品を湿式抄造で製造方法することに挑戦したが、
従来品に使用されている合成シリカは水と接することに
より著しく増粘してしまい製造することが不可能であっ
た。従って本発明者達は、従来品の柔軟性を改善するこ
とは不可能であるという結論に達した。そこで、本発明
の目的は、使用部位の形状に応じて乾式プレス法もしく
は湿式抄造法が選択でき、しかも製造方法に関係なく従
来品より熱伝導率を向上させ、さらに湿式抄造法で製造
されたものに関しては、従来品よりも飛躍的に柔軟性を
改善させた断熱材を提供することにある。
は従来品を湿式抄造で製造方法することに挑戦したが、
従来品に使用されている合成シリカは水と接することに
より著しく増粘してしまい製造することが不可能であっ
た。従って本発明者達は、従来品の柔軟性を改善するこ
とは不可能であるという結論に達した。そこで、本発明
の目的は、使用部位の形状に応じて乾式プレス法もしく
は湿式抄造法が選択でき、しかも製造方法に関係なく従
来品より熱伝導率を向上させ、さらに湿式抄造法で製造
されたものに関しては、従来品よりも飛躍的に柔軟性を
改善させた断熱材を提供することにある。
【０００４】本発明は、セラミック系無機繊維５〜４４
ｗｔ％、無機粉体５０〜８９ｗｔ％、無機結合材３〜５
ｗｔ％及び有機弾性物質３〜１０ｗｔ％からなり、嵩密
度０．３５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 を有する断熱材であっ
て、前記無機粉体は、二種類の無機粉体からなり、その
配合比率は、屈折率小の粉体量／屈折率大の粉体量＝
１．５〜３．０の範囲内にあることを特徴とする。
ｗｔ％、無機粉体５０〜８９ｗｔ％、無機結合材３〜５
ｗｔ％及び有機弾性物質３〜１０ｗｔ％からなり、嵩密
度０．３５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 を有する断熱材であっ
て、前記無機粉体は、二種類の無機粉体からなり、その
配合比率は、屈折率小の粉体量／屈折率大の粉体量＝
１．５〜３．０の範囲内にあることを特徴とする。
【０００５】
【作用】次に本発明の構成を詳細に説明する。セラミッ
ク系無機繊維としてはシリカ−アルミナ繊維、アルミナ
繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維及びチタン酸カリウ
ムウィスカーが使用できる。かかるセラミック系無機繊
維の配合量は５〜４４ｗｔ％の範囲であり、この割合が
５ｗｔ％未満では、繊維の補強効果が得られず著しく取
り扱い性、機械的強度が低下してしまう。一方、４４ｗ
ｔ％を超えると無機粉体の添加量が少なくなるため対流
伝熱、分子伝熱、輻射伝導等が増大するので断熱特性が
著しく低下してしまう。次に無機粉体について説明す
る。
ク系無機繊維としてはシリカ−アルミナ繊維、アルミナ
繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維及びチタン酸カリウ
ムウィスカーが使用できる。かかるセラミック系無機繊
維の配合量は５〜４４ｗｔ％の範囲であり、この割合が
５ｗｔ％未満では、繊維の補強効果が得られず著しく取
り扱い性、機械的強度が低下してしまう。一方、４４ｗ
ｔ％を超えると無機粉体の添加量が少なくなるため対流
伝熱、分子伝熱、輻射伝導等が増大するので断熱特性が
著しく低下してしまう。次に無機粉体について説明す
る。
【０００６】本発明に於いては以下に示す条件に適合す
る無機粉体を二種類選択して使用する。 （１） 波長１μｍ以上の光に対する屈折率の比（比屈
折率）が１．２５以上となる。 （２） 平均粒径が０．５〜１０μｍの範囲内である。 （３） 各粉体が有する固体熱伝導率が室温で１８Ｋｃ
ａｌ／ｍ．ｈ．℃以下である。 以上の条件に適合している無機粉体を２つのグループに
分けて記述すると、波長１μｍ以上の光に対する屈折率
が比較的小さい物でより好適な物としては、屈折率＝
１．５以下の無機粉体である。かかる粉体としては、Ｓ
ｉＯ２ 、ＮａＦ、ＬｉＦ等が挙げられるが、耐熱性を
考慮するとＳｉＯ２ が好適である。波長１μｍ以上の
光に対する屈折率が比較的大きい物で、より好適な物と
しては屈折率＝２．０以上の無機粉体である。
る無機粉体を二種類選択して使用する。 （１） 波長１μｍ以上の光に対する屈折率の比（比屈
折率）が１．２５以上となる。 （２） 平均粒径が０．５〜１０μｍの範囲内である。 （３） 各粉体が有する固体熱伝導率が室温で１８Ｋｃ
ａｌ／ｍ．ｈ．℃以下である。 以上の条件に適合している無機粉体を２つのグループに
分けて記述すると、波長１μｍ以上の光に対する屈折率
が比較的小さい物でより好適な物としては、屈折率＝
１．５以下の無機粉体である。かかる粉体としては、Ｓ
ｉＯ２ 、ＮａＦ、ＬｉＦ等が挙げられるが、耐熱性を
考慮するとＳｉＯ２ が好適である。波長１μｍ以上の
光に対する屈折率が比較的大きい物で、より好適な物と
しては屈折率＝２．０以上の無機粉体である。
【０００７】かかる粉体としては、ＴｉＯ２ 、ＢａＴ
ｉ３ 、ＰｂＳ等が挙げられるが、このグループの無機
粉体は、輻射熱の散乱材として極めて重要な役割を有し
ており、輻射熱をより効果的に散乱させるためには、で
きるかぎり屈折率が大きく、しかも波長１０μｍ以上の
光に対する反射率が７０％以上であるピークを有してい
る無機粉体を用いることが望ましい。従って、本発明に
於いては、ＢａＴｉＯ３を用いることにした。
ｉ３ 、ＰｂＳ等が挙げられるが、このグループの無機
粉体は、輻射熱の散乱材として極めて重要な役割を有し
ており、輻射熱をより効果的に散乱させるためには、で
きるかぎり屈折率が大きく、しかも波長１０μｍ以上の
光に対する反射率が７０％以上であるピークを有してい
る無機粉体を用いることが望ましい。従って、本発明に
於いては、ＢａＴｉＯ３を用いることにした。
【０００８】以上の比屈折率については、フォノン伝導
の抑制について極めて重要であり、この値が大きいほど
良好である。従って、本発明に於いては、比屈折率の値
を１．２５以上に限定した。ここで、もう少しフォノン
伝導の抑制について付け加えると、一般的にフォノン伝
導を抑制できる材料としては、結晶内に格子欠陥を有し
ている物もしくは、複雑な構造を有している物（Ｍｇ
Ｏ、ＳｉＯ２ に比べＭｇＯ・Ａｌ２ Ｏ３ や３Ａｌ
２ Ｏ３ ・２ＳｉＯ２ が良好と言われている）が知
られている。従って、前述のＢａＴｉＯ３ は結晶中の
Ｔｉ原子が中央より若干ずれた位置に配位しており、し
かも、ＴｉＯ２ やＳｉＯ２ に比べ複雑な構造を有し
ているため、輻射熱の散乱だけでなく、フォノンの散乱
にも効果的である。
の抑制について極めて重要であり、この値が大きいほど
良好である。従って、本発明に於いては、比屈折率の値
を１．２５以上に限定した。ここで、もう少しフォノン
伝導の抑制について付け加えると、一般的にフォノン伝
導を抑制できる材料としては、結晶内に格子欠陥を有し
ている物もしくは、複雑な構造を有している物（Ｍｇ
Ｏ、ＳｉＯ２ に比べＭｇＯ・Ａｌ２ Ｏ３ や３Ａｌ
２ Ｏ３ ・２ＳｉＯ２ が良好と言われている）が知
られている。従って、前述のＢａＴｉＯ３ は結晶中の
Ｔｉ原子が中央より若干ずれた位置に配位しており、し
かも、ＴｉＯ２ やＳｉＯ２ に比べ複雑な構造を有し
ているため、輻射熱の散乱だけでなく、フォノンの散乱
にも効果的である。
【０００９】又、本発明に於いて用いる無機粉体は平均
粒径が０．５〜１０μｍの範囲内であり、しかも各粉体
が有する固体熱伝導率は１８Ｋｃａｌ／ｍ．ｈ．℃（ａ
ｔ室温）以下であるような物に限定している。特に屈折
率大の粉体については、３．０μｍ以上が好適である。
これは、平均粒径が０．５μｍ以下では断熱材の製造が
著しく困難になるばかりでなく、輻射熱の散乱が不十分
になり、熱伝導率が悪化してしまう。
粒径が０．５〜１０μｍの範囲内であり、しかも各粉体
が有する固体熱伝導率は１８Ｋｃａｌ／ｍ．ｈ．℃（ａ
ｔ室温）以下であるような物に限定している。特に屈折
率大の粉体については、３．０μｍ以上が好適である。
これは、平均粒径が０．５μｍ以下では断熱材の製造が
著しく困難になるばかりでなく、輻射熱の散乱が不十分
になり、熱伝導率が悪化してしまう。
【００１０】一方、１０μｍ以上の粉体を用いると、断
熱材中に生じる空孔が極めて大きくなってしまうため、
対流及び分子伝熱が増大し、熱伝導率が悪化してしま
う。それから、固体熱伝導率についても１８Ｋｃａｌ／
ｍ．ｈ．℃（ａｔ室温）以上の粉体を用いると、断熱材
中に於いて固体伝熱が支配的になり、熱伝導率が悪化し
てしまう。従って、本発明に於いては前述に記載した３
つの条件に適合した二種類の無機粉体を使用し、その配
合割合は５０〜８９ｗｔ％の範囲とする。尚、配合割合
５０〜８９ｗｔ％の範囲内に於ける二種類の無機粉体
は、屈折率小の粉体量／屈折率大の粉体量＝１．５〜
３．０の比率で各々配合することにする。
熱材中に生じる空孔が極めて大きくなってしまうため、
対流及び分子伝熱が増大し、熱伝導率が悪化してしま
う。それから、固体熱伝導率についても１８Ｋｃａｌ／
ｍ．ｈ．℃（ａｔ室温）以上の粉体を用いると、断熱材
中に於いて固体伝熱が支配的になり、熱伝導率が悪化し
てしまう。従って、本発明に於いては前述に記載した３
つの条件に適合した二種類の無機粉体を使用し、その配
合割合は５０〜８９ｗｔ％の範囲とする。尚、配合割合
５０〜８９ｗｔ％の範囲内に於ける二種類の無機粉体
は、屈折率小の粉体量／屈折率大の粉体量＝１．５〜
３．０の比率で各々配合することにする。
【００１１】本発明に於いて使用する屈折率大の粉体
は、屈折率小の粉体に比べ真比重が大きい物を使用する
ため、この粉体の配合量を多くすると（上記配合比率を
１．５以下）、粉体の個数が減少してしまうため断熱材
中の空孔径が大きくなってしまい対流及び分子伝熱が支
配的になり熱伝導率を悪化させてしまう。一方、この配
合比率が３．０以上では、屈折率大の粉体量が少なくな
るため輻射熱の散乱が不十分となり熱伝導率が悪化して
しまう。従って本発明に於いては、前述の配合比率が
１．５〜３．０の範囲でなければならない。
は、屈折率小の粉体に比べ真比重が大きい物を使用する
ため、この粉体の配合量を多くすると（上記配合比率を
１．５以下）、粉体の個数が減少してしまうため断熱材
中の空孔径が大きくなってしまい対流及び分子伝熱が支
配的になり熱伝導率を悪化させてしまう。一方、この配
合比率が３．０以上では、屈折率大の粉体量が少なくな
るため輻射熱の散乱が不十分となり熱伝導率が悪化して
しまう。従って本発明に於いては、前述の配合比率が
１．５〜３．０の範囲でなければならない。
【００１２】次に本発明に於いては、高温での強度維持
を目的とした無機結合材を、３〜５ｗｔ％の範囲で使用
することができる。この無機結合材としては、コロイダ
ルシリカ、合成マイカ、モンモリロナイト等が挙げら
れ、使用方法としては、原料中に混合するか、もしくは
得られた断熱材へ含浸して使用する。さらに、本発明に
於いては、有機弾性物質を３〜１０ｗｔ％の範囲で使用
することが出来る。この物質は、柔軟性を必要とする部
位に使用される断熱材を製造する上でとりわけ有用なも
のであり、例えば、天熱ゴムのエマルジョンやＮＢＲ、
ＳＢＲ等の合成ゴムラテックスバインダーが好適であ
る。特に湿式抄造にて製造する場合には、かかる有機弾
性物質を使用することにより柔軟性が飛躍的に向上す
る。尚、本発明に於いて有機弾性物質の配合割合は３〜
１０ｗｔ％の範囲にある。この割合が３ｗｔ％未満で
は、得られる断熱材の柔軟性が不足し、１０ｗｔ％を超
えると７００℃以上の高温域で使用する際に有機弾性物
質が焼失し、空隙が著しく増大するため、断熱性が低下
してしまう。
を目的とした無機結合材を、３〜５ｗｔ％の範囲で使用
することができる。この無機結合材としては、コロイダ
ルシリカ、合成マイカ、モンモリロナイト等が挙げら
れ、使用方法としては、原料中に混合するか、もしくは
得られた断熱材へ含浸して使用する。さらに、本発明に
於いては、有機弾性物質を３〜１０ｗｔ％の範囲で使用
することが出来る。この物質は、柔軟性を必要とする部
位に使用される断熱材を製造する上でとりわけ有用なも
のであり、例えば、天熱ゴムのエマルジョンやＮＢＲ、
ＳＢＲ等の合成ゴムラテックスバインダーが好適であ
る。特に湿式抄造にて製造する場合には、かかる有機弾
性物質を使用することにより柔軟性が飛躍的に向上す
る。尚、本発明に於いて有機弾性物質の配合割合は３〜
１０ｗｔ％の範囲にある。この割合が３ｗｔ％未満で
は、得られる断熱材の柔軟性が不足し、１０ｗｔ％を超
えると７００℃以上の高温域で使用する際に有機弾性物
質が焼失し、空隙が著しく増大するため、断熱性が低下
してしまう。
【００１３】さて、上述のような配合割合で配合した組
成物を乾式プレス法もしくは湿式抄造法にて任意の形状
に成形したものは、嵩密度が０．３５〜０．４５ｇ／ｃ
ｍ３の範囲内にある。この嵩密度が０．３５ｇ／ｃｍ
３ 未満では、対流及び分子伝熱が増大し、一方、０．
４５ｇ／ｃｍ３ を超えると固体伝熱が増大するため熱
伝導率が著しく低下してしまう。次に本発明の断熱材の
製造方法について説明する。
成物を乾式プレス法もしくは湿式抄造法にて任意の形状
に成形したものは、嵩密度が０．３５〜０．４５ｇ／ｃ
ｍ３の範囲内にある。この嵩密度が０．３５ｇ／ｃｍ
３ 未満では、対流及び分子伝熱が増大し、一方、０．
４５ｇ／ｃｍ３ を超えると固体伝熱が増大するため熱
伝導率が著しく低下してしまう。次に本発明の断熱材の
製造方法について説明する。
【００１４】本発明に於いて前記断熱材は乾式プレス法
もしくは湿式抄造法にて製造される。まず最初に乾式プ
レス法では、前記セラミック系無機繊維、無機粉体及び
必要に応じて無機結合材をＶ型混合機等で混合した後、
所定の型内に混合物を投入し、プレスすることにより成
形体を得る。尚、得られた成形体に無機結合材を含浸す
ることも可能である。次に、湿式抄造法では、前記セラ
ミック系無機繊維、無機粉体及び必要に応じて無機結合
材を水中で分散させ、その後硫酸アルミニウム水溶液を
添加し、繊維に無機粉体や無機結合材を添着させる。次
に有機弾性物質を所定の範囲内で前記水中に添加したの
ち、カチオン系高分子凝集剤を添加することにより凝集
体を得る。ここで、硫酸アルミニウム水溶液と有機弾性
物質の添加順序を逆にすると無機結合材が繊維に添着さ
れにくくなるため、高温時の強度維持が著しく困難にな
るので十分注意する必要がある。
もしくは湿式抄造法にて製造される。まず最初に乾式プ
レス法では、前記セラミック系無機繊維、無機粉体及び
必要に応じて無機結合材をＶ型混合機等で混合した後、
所定の型内に混合物を投入し、プレスすることにより成
形体を得る。尚、得られた成形体に無機結合材を含浸す
ることも可能である。次に、湿式抄造法では、前記セラ
ミック系無機繊維、無機粉体及び必要に応じて無機結合
材を水中で分散させ、その後硫酸アルミニウム水溶液を
添加し、繊維に無機粉体や無機結合材を添着させる。次
に有機弾性物質を所定の範囲内で前記水中に添加したの
ち、カチオン系高分子凝集剤を添加することにより凝集
体を得る。ここで、硫酸アルミニウム水溶液と有機弾性
物質の添加順序を逆にすると無機結合材が繊維に添着さ
れにくくなるため、高温時の強度維持が著しく困難にな
るので十分注意する必要がある。
【００１５】次に上記凝集体を所定の型内へ投入し、抄
紙することにより成形体を得る。得られた成形体を脱水
プレスし、シート内の含水率を１００％以下に調整した
後、乾燥することにより目的とする断熱材が得られる。
ここで、脱水プレス後のシート含水率は１００％以下に
する必要があり、この含水率が１００％以上では、乾燥
時に収縮が起こり所定の寸法が得られにくくなる。
紙することにより成形体を得る。得られた成形体を脱水
プレスし、シート内の含水率を１００％以下に調整した
後、乾燥することにより目的とする断熱材が得られる。
ここで、脱水プレス後のシート含水率は１００％以下に
する必要があり、この含水率が１００％以上では、乾燥
時に収縮が起こり所定の寸法が得られにくくなる。
【００１６】上記のようにして得られた断熱材では、セ
ラミック系無機繊維により強度を補強し、さらに無機結
合材を使用した場合には高温時の強度が維持される。
又、前述の条件に適した二種類の無機粉体を使用するこ
とで、断熱材内部に存在する空隙での空気の対流と分子
伝熱が抑制され、さらに輻射熱が散乱されるため、その
断熱性については従来の物より優れた特性が得られる。
尚、有機弾性物質を用いて湿式抄造法にて製造された成
形体については、従来に比べ飛躍的に柔軟性が向上でき
る。次に本発明を具体化した実施例及び比較例を以下に
説明する。
ラミック系無機繊維により強度を補強し、さらに無機結
合材を使用した場合には高温時の強度が維持される。
又、前述の条件に適した二種類の無機粉体を使用するこ
とで、断熱材内部に存在する空隙での空気の対流と分子
伝熱が抑制され、さらに輻射熱が散乱されるため、その
断熱性については従来の物より優れた特性が得られる。
尚、有機弾性物質を用いて湿式抄造法にて製造された成
形体については、従来に比べ飛躍的に柔軟性が向上でき
る。次に本発明を具体化した実施例及び比較例を以下に
説明する。
【００１７】
【実施例】（実施例１）水２５リットルにシリカ−アル
ミナ系セラミックファイバーとして大きな粒子を除い
た、いわゆる脱ショットバルク（イビデン株式会社製：
商品名イビウール）を１２ｇ添加し解繊させた。
ミナ系セラミックファイバーとして大きな粒子を除い
た、いわゆる脱ショットバルク（イビデン株式会社製：
商品名イビウール）を１２ｇ添加し解繊させた。
【００１８】次に、屈折率大の粉体としてＢａＴｉＯ
３ （共立窯業原料株式会社製）５８ｇと屈折率小の粉
体としてＳｉＯ２ （シオノギ製薬株式会社製：商品名
カープレックス）１４８ｇを前記水２５リットル中に加
えてよく混合した後さらにコロイダルシリカ（日産化学
株式会社製：商品名スノーテックス）２３ｇを添加して
のち硫酸アルミニウム水溶液を添加し一次凝集体を得
る。その後、ＮＢＲ系ラテックス（日本ゼオン株式会社
製：商品名ニポール）１７ｇを加え、最後にカチオン系
高分子凝集剤を添加し再度凝集させることによりスラリ
ーを調整した。
３ （共立窯業原料株式会社製）５８ｇと屈折率小の粉
体としてＳｉＯ２ （シオノギ製薬株式会社製：商品名
カープレックス）１４８ｇを前記水２５リットル中に加
えてよく混合した後さらにコロイダルシリカ（日産化学
株式会社製：商品名スノーテックス）２３ｇを添加して
のち硫酸アルミニウム水溶液を添加し一次凝集体を得
る。その後、ＮＢＲ系ラテックス（日本ゼオン株式会社
製：商品名ニポール）１７ｇを加え、最後にカチオン系
高分子凝集剤を添加し再度凝集させることによりスラリ
ーを調整した。
【００１９】次に、前記スラリーを３４０ｍｍ×３４０
ｍｍの手抄機に投入して抄造し、厚み８ｍｍの湿潤した
シート状物を得る。このシート状物を面圧１００ｋｇ／
ｃｍ２ でプレスし、１２０℃×２Ｈｒの条件で乾燥させ
た。乾燥後、得られたシート状物の端部を切断して厚さ
５ｍｍ、３００ｍｍ角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３のシ
ート状物を得た。このシート状物の熱伝導率、曲げ強度
及びたわみ量を表１に示す。
ｍｍの手抄機に投入して抄造し、厚み８ｍｍの湿潤した
シート状物を得る。このシート状物を面圧１００ｋｇ／
ｃｍ２ でプレスし、１２０℃×２Ｈｒの条件で乾燥させ
た。乾燥後、得られたシート状物の端部を切断して厚さ
５ｍｍ、３００ｍｍ角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３のシ
ート状物を得た。このシート状物の熱伝導率、曲げ強度
及びたわみ量を表１に示す。
【００２０】（実施例２）実施例１同様水２５リットル
にセラミックファイバー２３ｇ添加し、解繊させたの
ち、ＴｉＯ２ 粉末（東邦チタニウム株式会社製）６０
ｇとＳｉＯ２ 粉末１２８ｇを前記の水２５リットル中
に加えてよく混合した後、さらにコロイダルシリカ２７
ｇとＮＢＲ系ラテックス２８ｇを加え、硫酸アルミニウ
ム水溶液、カチオン系高分子凝集剤をこの順番で添加し
凝集させることらよりスラリーを調整した。次に、前記
スラリーを３４０ｍｍ×３４０ｍｍの手抄機に供給して
抄造し、厚み８ｍｍの湿潤したシート状物とした。この
シート状物を面圧１００Ｋｇ／ｃｍ２ でプレスし、１
２０℃×２Ｈｒの条件で乾燥させた。乾燥後に得られた
シート状物の端部を切断して、厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ
角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３のシート状物を得た。こ
のシート状物についても実施例１同様の物性測定を行
い、その結果を表１に示す。
にセラミックファイバー２３ｇ添加し、解繊させたの
ち、ＴｉＯ２ 粉末（東邦チタニウム株式会社製）６０
ｇとＳｉＯ２ 粉末１２８ｇを前記の水２５リットル中
に加えてよく混合した後、さらにコロイダルシリカ２７
ｇとＮＢＲ系ラテックス２８ｇを加え、硫酸アルミニウ
ム水溶液、カチオン系高分子凝集剤をこの順番で添加し
凝集させることらよりスラリーを調整した。次に、前記
スラリーを３４０ｍｍ×３４０ｍｍの手抄機に供給して
抄造し、厚み８ｍｍの湿潤したシート状物とした。この
シート状物を面圧１００Ｋｇ／ｃｍ２ でプレスし、１
２０℃×２Ｈｒの条件で乾燥させた。乾燥後に得られた
シート状物の端部を切断して、厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ
角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３のシート状物を得た。こ
のシート状物についても実施例１同様の物性測定を行
い、その結果を表１に示す。
【００２１】（比較例１）実施例１で使用したのと同じ
原料を用い、その原料配合割合を、ＢａＴｉＯ３１０４
ｇ、ＳｉＯ２ １０２ｇとし、他の原料割合及び製造方
法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ角、
嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得た。この
シート状物についても実施例１同様の物性測定を行いそ
の結果を表１に示す。
原料を用い、その原料配合割合を、ＢａＴｉＯ３１０４
ｇ、ＳｉＯ２ １０２ｇとし、他の原料割合及び製造方
法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ角、
嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得た。この
シート状物についても実施例１同様の物性測定を行いそ
の結果を表１に示す。
【００２２】（比較例２）実施例１で使用したのと同じ
原料を用い、その原料配合割合をＢａＴｉＯ３ ４４
ｇ、ＳｉＯ２ １６２ｇとし、他の原料割合及び製造方
法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ角、
嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得た。この
シート状物についても実施例１同様の物性測定を行いそ
の結果を表１に示す。
原料を用い、その原料配合割合をＢａＴｉＯ３ ４４
ｇ、ＳｉＯ２ １６２ｇとし、他の原料割合及び製造方
法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ角、
嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得た。この
シート状物についても実施例１同様の物性測定を行いそ
の結果を表１に示す。
【００２３】（比較例３）実施例１で使用した原料のう
ち、ＳｉＯ２ だけをＴｉＯ２ に代替し、配合量及び
製造方法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍ
ｍ角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得
た。このシート状物についても実施例１同様の物性測定
を行いその結果を表１に示す。
ち、ＳｉＯ２ だけをＴｉＯ２ に代替し、配合量及び
製造方法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍ
ｍ角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得
た。このシート状物についても実施例１同様の物性測定
を行いその結果を表１に示す。
【００２４】（比較例４）実施例１で使用した原料のう
ちＢａＴｉＯ３ だけをＮａＦに代替し配合量及び製造
方法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ
角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得た。
このシート状物についても実施例１同様の物性測定を行
いその結果を表１に示す。
ちＢａＴｉＯ３ だけをＮａＦに代替し配合量及び製造
方法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ
角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得た。
このシート状物についても実施例１同様の物性測定を行
いその結果を表１に示す。
【００２５】（比較例５）実施例１で使用した原料のう
ちＢａＴｉＯ３ だけをＳｉＣに代替し、配合量及び製
造方法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ
角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得た。
このシート状物についても実施例１同様の物性測定を行
いその結果を表１に示す。
ちＢａＴｉＯ３ だけをＳｉＣに代替し、配合量及び製
造方法は実施例１と同様にして厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ
角、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ３ のシート状物を得た。
このシート状物についても実施例１同様の物性測定を行
いその結果を表１に示す。
【００２６】（比較例６）従来の乾式混合、乾式プレス
で成形した市販の断熱材について実施例１同様の物性測
定を行い、その結果を表１に示す。
で成形した市販の断熱材について実施例１同様の物性測
定を行い、その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１から明らかなように、比較例１、２の
如く二種類の無機粉体配合比率を所定の範囲（１．５〜
３．０）以外で配合すると、比率が１．５未満ではＢａ
ＴｉＯ３ の量が増大し、その結果粉体の総個数が減少
してしまい、対流及び分子伝導が増大して低温域の熱伝
導率が悪化してしまう。一方、比率が３．０を越えると
輻射熱散乱材であるＢａＴｉＯ３ の配合量が減少する
ため輻射伝導が増大し高温域の熱伝導率が悪化してしま
う。
如く二種類の無機粉体配合比率を所定の範囲（１．５〜
３．０）以外で配合すると、比率が１．５未満ではＢａ
ＴｉＯ３ の量が増大し、その結果粉体の総個数が減少
してしまい、対流及び分子伝導が増大して低温域の熱伝
導率が悪化してしまう。一方、比率が３．０を越えると
輻射熱散乱材であるＢａＴｉＯ３ の配合量が減少する
ため輻射伝導が増大し高温域の熱伝導率が悪化してしま
う。
【００２９】又、比較例３、４の如く、比屈折率の値を
１．０程度まで減少させると、屈折率大の粉体を用いた
比較例３では低温域の熱伝導率が著しく悪化し、しかも
高温域に於いては屈折率の差が少ないため、輻射熱の散
乱が不十分となり熱伝導率が若干低下してしまう。一
方、屈折率小の粉体を用いた比較例４では、比較例３と
は逆に低温域では良好な特性を示すが、高温域では輻射
熱の散乱が極めて起こりにくいため熱伝導率が極端に悪
化してしまう。
１．０程度まで減少させると、屈折率大の粉体を用いた
比較例３では低温域の熱伝導率が著しく悪化し、しかも
高温域に於いては屈折率の差が少ないため、輻射熱の散
乱が不十分となり熱伝導率が若干低下してしまう。一
方、屈折率小の粉体を用いた比較例４では、比較例３と
は逆に低温域では良好な特性を示すが、高温域では輻射
熱の散乱が極めて起こりにくいため熱伝導率が極端に悪
化してしまう。
【００３０】さらに、比較例５では屈折率がＢａＴｉＯ
３ より大きいＳｉＣを用いているが、結果としてはＢ
ａＴｉＯ３ の方が良好である。これは、ＳｉＣの固体
熱伝導率がＢａＴｉＯ３ に比べ約３倍大きいためと考
えてよい。従って、本発明に於いては固体熱伝導率が室
温時に１８ｋｃａｌ／ｍ．ｈ．℃以下の無機粉体を用い
なければいけない。尚、本発明に於いて湿式抄造法で製
造した断熱材は、従来の断熱材（比較例６）と比べ熱伝
導率、曲げ強度、たわみ量（柔軟性）が向上しているこ
とが判る。
３ より大きいＳｉＣを用いているが、結果としてはＢ
ａＴｉＯ３ の方が良好である。これは、ＳｉＣの固体
熱伝導率がＢａＴｉＯ３ に比べ約３倍大きいためと考
えてよい。従って、本発明に於いては固体熱伝導率が室
温時に１８ｋｃａｌ／ｍ．ｈ．℃以下の無機粉体を用い
なければいけない。尚、本発明に於いて湿式抄造法で製
造した断熱材は、従来の断熱材（比較例６）と比べ熱伝
導率、曲げ強度、たわみ量（柔軟性）が向上しているこ
とが判る。
【００３１】
【発明の効果】従って、本発明によれば強度等を低下さ
せることなく熱伝導率が向上でき、しかも使用部位の形
状に応じて製造方法が選択できるため、従来品ではガラ
スファイバークロスで被覆するか、もしくは二次加工を
施すことにより使用していた部位へもシート状物単体で
使用できるため大幅なコストの低減が可能である。たと
えば、ハロゲンランプコンロ、高温電池等の断熱材とし
ては、曲面を有する部位に使用されるため、従来品はガ
ラスファイバークロスでの被覆品を使用していたが、本
発明によれば湿式抄造品単体で使用することができる。
又、電熱コンロ下面断熱材については、平板状で使用さ
れるため、本発明の乾式プレス品が使用でき、従来品よ
り熱伝導率が優れるため、従来品より厚みを薄くするこ
とができ、小型化できるメリットがある。
せることなく熱伝導率が向上でき、しかも使用部位の形
状に応じて製造方法が選択できるため、従来品ではガラ
スファイバークロスで被覆するか、もしくは二次加工を
施すことにより使用していた部位へもシート状物単体で
使用できるため大幅なコストの低減が可能である。たと
えば、ハロゲンランプコンロ、高温電池等の断熱材とし
ては、曲面を有する部位に使用されるため、従来品はガ
ラスファイバークロスでの被覆品を使用していたが、本
発明によれば湿式抄造品単体で使用することができる。
又、電熱コンロ下面断熱材については、平板状で使用さ
れるため、本発明の乾式プレス品が使用でき、従来品よ
り熱伝導率が優れるため、従来品より厚みを薄くするこ
とができ、小型化できるメリットがある。
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 30/00 - 32/02
H01M 8/02
Claims (5)
- 【請求項１】 セラミック系無機繊維５〜４４ｗｔ％、
無機粉体５０〜８９ｗｔ％、無機結合材３〜５ｗｔ％及
び有機弾性物質３〜１０ｗｔ％からなり、嵩密度０．３
５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 を有する断熱材であって、 前記無機粉体は、二種類の無機粉体からなり、その配合
比率は、屈折率小の粉体量／屈折率大の粉体量＝１．５
〜３．０の範囲内にある ことを特徴とする断熱材。 - 【請求項２】 前記無機粉体は、波長１μｍ以上の光に
対する屈折率が異なる二種類の粉体を用いて、比屈折率
を１．２５以上とした請求項１に記載の断熱材。 - 【請求項３】 前記無機粉体の平均粒径は、０．５〜１
０μｍである請求項１又は２に記載の断熱材。 - 【請求項４】 前記無機粉体の固体熱伝導率は、室温時
に１８Ｋｃａｌ／ｍ．ｈ．℃以下である請求項１〜３の
いずれか１項に記載の断熱材。 - 【請求項５】 前記セラミック系無機繊維は、シリカ−
アルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、チタン酸カ
リウムウィスカー又はジルコニア繊維からなる請求項１
〜４のいずれか１項に記載の断熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17935092A JP3388782B2 (ja) | 1992-01-09 | 1992-06-11 | 断熱材 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2211992 | 1992-01-09 | ||
| JP4-22119 | 1992-01-09 | ||
| JP4-100458 | 1992-03-25 | ||
| JP10045892 | 1992-03-25 | ||
| JP17935092A JP3388782B2 (ja) | 1992-01-09 | 1992-06-11 | 断熱材 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002261928A Division JP2003202099A (ja) | 1992-01-09 | 2002-09-06 | 断熱材組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07237957A JPH07237957A (ja) | 1995-09-12 |
| JP3388782B2 true JP3388782B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=27283721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17935092A Expired - Fee Related JP3388782B2 (ja) | 1992-01-09 | 1992-06-11 | 断熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3388782B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022083005A (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-03 | ニチアス株式会社 | 無機質成形体 |
| WO2023181443A1 (ja) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | 住友理工株式会社 | 断熱材 |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP17935092A patent/JP3388782B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07237957A (ja) | 1995-09-12 |
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