JP4616481B2 - 微孔性断熱体 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明の主題は、３０〜９０重量％の微粉金属酸化物と更なる添加剤を含む圧縮断熱材の芯からなり、その一面又は両面が耐熱材の被覆物を有する微孔性断熱体である。
【０００２】
断熱体は、例えば、ＥＰ−Ａ−０６１８３９９号に記載されている。ここでは、成形品の少なくとも一方の面は、０．０１〜８ｍｍ²の孔底面積を有する溝孔（channel pores）とその成形品の厚さに基づく５〜１００％の透過度（penetration depth）とを有することが要求され、その成形品の面は１ｃｍ²当り０．００４〜１０個の溝孔を含む。
【０００３】
前記断熱体は、乾燥圧縮し、次いで５００〜９００℃の温度で孔あけ、パンチング（punching）又は微粉砕（milling）により、好ましくはエンボスパンチにより溝孔を形成しながら焼結することにより製造される。これらの手段により、急速な加熱の間に流出すべき蒸気を激的に排出することができ、断熱体の分解を避けられる。
【０００４】
前記断熱体の欠点は、複雑な製造方法と孔内における気体の対流に起因する断熱特性の低下である。
【０００５】
もう一つの微孔質体の製造方法は、ＥＰ−Ａ−０６２３５６７号において、酸化物類、水酸化物類及び周期系第２主族金属の炭酸塩類が、焼成製造されたSiO₂並びに任意にAl₂O₃、不透明剤及び有機繊維の各々と共に加圧され、その後７００℃を超える温度で焼結されることが記述されている。この方法は、複雑なだけではなく、さらにこの充分に分離している材料を再冷却するには長時間を要するという欠点がある。
【０００６】
高耐熱性接着剤並びにスラリー、シリカゾル及び粘土で作られた断熱体は、ＤＥ−Ｃ−４０２０７７１号に記述されている。この中で、断熱体の製造及び組成に関するさらなる先行技術も記述されている。有機成分、特に有機繊維材料を含むすべての断熱体の欠点は、前記有機成分が非常に高い温度で燃焼され、気体の不要な発生を特徴とすることである。
【０００７】
ＤＥ４１０６７２７号は、特別の収縮性プラスチックシート類が使用されるべきプラスチックシート被覆物を有する断熱体を記述する。これらの断熱体も有機材料を含み、かつ、激しく加熱すれば寸法安定性を失う。
【０００８】
ＤＥ−Ｃ−４２０２５６９号は、特に沸騰板類のような電子輻射ヒーター類用断熱体を圧縮するための金型を記述する。
【０００９】
ＥＰ−Ａ−６８６７３２号は、内部と外部とが異なる材料でできた乾燥圧縮断熱板類であって、全体に亘り外部材料からなる安定化開口（stabilizing openings）を有するものを記述する。これらの板類は、複雑な方法でのみ製造され、かつ、それらの機械的安定性も断熱特性も最適ではない。
【００１０】
前記断熱板類は、カッターが、新たに形成される切り口をガラス質に変化させ得るため、レーザーカッターのような非常に高価な工具が使用されない限り、切断及び加工段階で外層の損傷を避けることが困難であるという、もう一つの欠点を有する。
【００１１】
フェルト状で互いに絡み合ったゾノトライト（xonotlite）型の一次結晶の製造方法及びそれらの使用がＤＥ３６２１７０５号により知られている。最近知られている、低密度を有する気泡型粒子（bubble-shaped particles）が既に軽量断熱体の製造のために使用されている。しかしながら、圧縮状態でさえ、ゾノトライト結晶は、乾燥圧縮金属酸化物の優れた断熱特性を有しない。
【００１２】
従来技術の相違点及び欠点が再度記載されるが、最適特性を得るための断熱板の製造における諸課題を解決するもう一つの試みがＥＰ０８２９３４６号に記述される。
【００１３】
成分の乾燥圧縮による断熱体の製造における重要な課題は、これらの材料が圧縮後に元に戻り且つ再膨張する傾向があるので、かなり有用な成果を得るためには、これらの材料は少なくとも高圧力で処理されなければならないということである。
【００１４】
前記断熱板の曲げ強さは繊維材料の添加により改善され得るが、繊維量が多いと、最終的な成形品の取出段階の間における離層を増加させ、かつ、圧縮混合物の密着性を低下させる傾向がある。
【００１５】
いずれの場合も、前記断熱板は、高温で加熱している間に毒性ガスも僅かに発生させ得る有機又は可燃性成分を含むべきではない。最終的に、完成した断熱体を容易に、かつ、いかなる問題もなく加工できるようにすべきであり、例えば、いかなる問題もなく、不要なホコリを生じないで、前記断熱体を切ったり、切断したり、孔を空けたりできるようにすべきである。
【００１６】
最終的に、断熱体は、多くの場合、良好な電気絶縁体であることが要求される。しかしながら、少なくとも一方の面が静電荷を消失させ得るべき電導性を有することが要求されるような使用がある。
【００１７】
これらのすべての課題は、３０〜９０重量％の微粉金属酸化物、０〜３０重量％の不透明剤、０〜１０重量％の無機繊維材料、及び０〜１５％の無機結合剤を含む圧縮断熱材からなる微細孔断熱体であり、前記断熱体は、さらに２〜４５重量％、好ましくは５〜１５重量％のゾノトライトを含む。前記断熱体は、ＤＥ１９８５９０８４．９号の主題である。
【００１８】
好ましくは、前記断熱体は、その一方又は両方の面に耐熱材の被覆物を有する。特に、同一又は異なり、かつ、粗加圧（rough-pressed）ゾノトライト、プレハブ化雲母（prefabricated mica）又は黒鉛シート類からなる被覆物が好ましい。ゾノトライト及び／又は雲母の使用により、良好な電気絶縁物である被覆物が形成される。黒鉛の使用により、少なくとも電荷の消失を可能とする導電性を有する被覆物が形成される。したがって、ある種の使用では、一方の面の被覆物をゾノトライト及び／又は雲母、他方の面の被覆物を黒鉛で形成することが有利となり得る。
【００１９】
そして、プレハブ化雲母シートを用いて多孔性断熱体を被覆することは、断熱体の特性を２つの異なる点で、すなわち、熱伝導性及び機械特性、特に曲げ強度に関してかなり改善する。このことは、先ずＤＥ１９８５９０８４．９号による微孔性断熱体の内部試験により確認されている。しかし、このことに加えて、プレハブ化雲母シートで被覆することは、さらに他の微細孔断熱体をもかなり改善する。したがって、本発明の主題は、３０〜９０重量％の微粉金属酸化物及び更なる添加剤を含む圧縮断熱材の芯からなり、その一方又は両方の面に熱耐性材の被覆物を有する微細孔断熱体であり、前記被覆物が同一又は異なり、かつ、少なくとも一方の面がプレハブ化雲母シートからなることを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、前記被覆物は、両面においてプレハブ化雲母シートからなる。同様に、前記芯は、好ましくは０〜３０重量％の不透明剤、０〜１０重量％の繊維材料及び０〜１５重量％の好ましくは無機繊維材料である無機結合剤を含む。
【００２１】
上記のすべてにおいて、改善された機械特性が、その厚さに応じた異なる可撓性を有する断熱体において得られるようになる。したがって、３〜１０ｍｍ、好ましくは、５〜７ｍｍの厚さを有する断熱体が特に好ましい。
【００２２】
その上、前記被覆物が前記芯に接着されている断熱体が特に有効であることが証明された。接着剤としては、水ガラスのような無機接着剤及び酢酸ポリビニルのような有機接着剤の両方がある。完成した微孔性断熱体を加熱する場合、少量の加工された有機物は、実質的に前記材料の特性を悪化させることはない。
【００２３】
原則として、接着する代わりに、前記芯と前記雲母シートをフィルム、特に収縮フィルム内にヒートシールすることができる。そのような微孔性断熱体は、例えばＥＰ−Ａ−０８２９３４６号による製品よりも改善された断熱性、改善された機械的安定性及び良好な曲げ強度をも有する。
【００２４】
本発明は、以下の実施例及び比較例において、より詳細に説明される。
【００２５】
実施例１ ６３重量％の焼成ケイ酸と３０重量％のルチル（金紅石）、２重量％のケイ酸塩繊維（長さ６ｍｍ）、及び５重量％の合成ゾノトライトの混合物が、強制混合機中で乾燥混合され、その後、金型内で０．９〜７．０ＭＰａの間で加圧圧力を変えながら乾燥圧縮された。この方法により３００〜５６０ｋｇ／ｍ³の密度を有する板が得られた。曲げ強度は、密度の関数として０．１〜０．８ＭＰａの間で変化した。その値を図１に示す。
【００２６】
さらに、温度の関数としてのラムダ（λ）値（熱伝導性W/(m°K)）は、DIN52612による絶縁された熱板で処理して決定された。
【００２７】
上記板は、両面が厚さ０．１ｍｍの雲母シートで被覆され、ＰＶＡ（酢酸ポリビニル）を基材とする商用有機接着剤で接着された。前記雲母シートは、ベルギーのコゲビ（Cogebi）社の商用製品である。
【００２８】
このようにして得られた前記板は、曲げ強度及び熱伝導性の試験が行われた。その結果は、次の表に要約され、図１及び図２に示された。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【表２】

【図面の簡単な説明】
【図１】 曲げ強度と密度の関数を表した図である。
【図２】 温度とラムダ（λ）値（熱伝導性W/(m°K)）の関数を表した図である。

Claims (9)

1. ３０〜９０重量％の微粉金属酸化物と更なる添加剤とを含む圧縮断熱材の芯を含み、その一方の面又は両面が耐熱材の被覆物を有する微孔性断熱体であって、前記金属酸化物が、ケイ素の酸化物又はケイ素の酸化物とアルミニウムの酸化物との混合物であり、前記被覆物は同一又は異なるものであり、少なくとも一方の面がプレハブ化雲母シートからなり、
   前記被覆物が、前記芯に接着されている、又は
   前記芯及び前記被覆物が、シート内にヒートシールされている、
   ことを特徴とする前記微孔性断熱体。
2. 前記被覆物は、両面がプレハブ化雲母シートからなる請求項１に記載の微孔性断熱体。
3. 前記更なる添加剤は、前記芯の全重量に対して、０〜３０重量％の不透明剤、０〜１０重量％の繊維材料、及び０〜１５重量％の無機結合剤である請求項１又は２に記載の微孔性断熱体。
4. 前記芯は、３〜１０ｍｍの厚みを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の微孔性断熱体。
5. ３０〜９０重量％の微粉金属酸化物であって、ケイ素の酸化物又はケイ素の酸化物とアルミニウムの酸化物との混合物である微粉金属酸化物と、更なる添加剤とを含む圧縮断熱材の芯を含み、その一方の面又は両面が耐熱材の被覆物を有する微孔性断熱体の製造方法であって、前記芯の一方の面又は両面の被覆物として、プレハブ化雲母シートを用いることを特徴とする微孔性断熱体の製造方法。
6. 前記両面の被覆物は、プレハブ化雲母シートからなる請求項５に記載の方法。
7. 前記更なる添加剤は、前記芯の全重量に対して、０〜３０重量％の不透明剤、０〜１０重量％の繊維材料、及び０〜１５重量％の無機結合剤である請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記芯は、３〜１０ｍｍの厚みを有する請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記被覆物を、前記芯に接着する、又は前記芯及び前記被覆物を、シート内にヒートシールする請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。

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