JP6864384B2 - 断熱材および断絶材の製造方法 - Google Patents

断熱材および断絶材の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6864384B2
JP6864384B2 JP2019108904A JP2019108904A JP6864384B2 JP 6864384 B2 JP6864384 B2 JP 6864384B2 JP 2019108904 A JP2019108904 A JP 2019108904A JP 2019108904 A JP2019108904 A JP 2019108904A JP 6864384 B2 JP6864384 B2 JP 6864384B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat insulating
insulating material
rock wool
added
starch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019108904A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020200901A (ja
Inventor
孝太郎 中西
孝太郎 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OZONE SAVE LTD.
Original Assignee
OZONE SAVE LTD.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OZONE SAVE LTD. filed Critical OZONE SAVE LTD.
Priority to JP2019108904A priority Critical patent/JP6864384B2/ja
Publication of JP2020200901A publication Critical patent/JP2020200901A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6864384B2 publication Critical patent/JP6864384B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Thermal Insulation (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

本発明は、断熱材および断熱材の製造方法に関する。
医薬品、食品などの冷蔵製品及び冷凍製品は、輸送時の品質の劣化を防ぐため、冷蔵、冷凍条件以外の環境では、通常、断熱性を有する発泡スチロール容器や発泡ウレタン等の断熱材を付与した段ボール箱のような、断熱容器(例えば、特許文献1)に収納されて運搬される。
また、小型化、薄型化、高性能化する電子機器においては、ヒートスポットへの対策や発熱部品から熱の問題が深刻化しており、断熱性はもとより、電子部品の微細な隙間にも対応可能なように加工性の高い断熱材が望まれている。
特開平11−147577号公報
上記のように、各分野における従来の断熱材は、多くが嵩高の形態であるため、運搬効率、収納効率を下げる要因となっていた。また、使用される素材も、ガラスウール、断熱ボード、発泡ウレタン、発泡スチロール等に限られており、その厚みと構造上の脆弱性により、微細な加工、成形が困難であり、使用される対象が限られていた。
そこで、本発明は、断熱性が高く、加工性に優れ、微細構造にも適用可能な断熱材を提供することを目的とする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
[1]断熱材は、繊維成分と、断熱用成分と、バインダーと、を含む断熱材であって、前記繊維成分は、生体溶解性ロックウールであり、前記断熱用成分は、エアロゲル、ガラスビーズおよびセラミックビーズからなる群から選択される。
[2]断熱材の製造方法は、繊維成分と、断熱用成分と、バインダーと、を含む断熱材の製造方法であって、(a)繊維成分である生体溶解性ロックウールと、断熱用成分と、バインダーと、液体とを混合し、スラリーを調整する工程、(b)前記スラリーを抄紙する工程、を有する。
本発明によれば、断熱性が高く、加工性に優れ、微細構造にも適用可能な断熱材を提供することができる。
抄紙用のスラリーの形成工程を模式的に示す図である。 抄紙用のスラリーの抄紙工程を模式的に示す図である。 抄紙用のスラリーの抄紙工程を模式的に示す図である。 エアロゲルの耐薬品性試験結果を示す図である。 エアロゲルの耐薬品性試験結果を示す図である。
以下の実施の形態において、A〜Bとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、A以上B以下を示すものとする。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
1.断熱材
本実施の形態の断熱材は、繊維成分と、断熱用成分と、バインダーと、を含む断熱材である。
<繊維成分>
本実施の形態の断熱材の繊維成分(基材、主体)としては、生体溶解性ロックウールを用いることができる。生体溶解性ロックウールは、無機繊維であり、SiO2、CaO、Al23、Fe23、MgOを含有する。組成としては、例えば、SiO2が42.7%、CaOが20.6%、Al23が18.5%、Fe23が7.7%、MgOが6.0%、その他が4.5%程度である。この生体溶解性ロックウールは、1000℃を超える耐熱性を有する。そして、Note Qを満たし、WHO/IARCの発癌性分類から除外されている物質である。肺の中にはpH7.4(細胞外)とpH4.5(マクロファージ内の環境)の2種類のpHが存在し、この生体溶解性ロックウールは、一般的なロックウール(スラグウール)と比較してpH4.5での溶解速度が約10倍であり、生体残存性が低く、長期間の吸引試験においても発癌の兆候は認められていない物質である。
なお、生体溶解性ロックウールに補助繊維として、合成繊維や天然繊維を添加してもよい。合成繊維としては、例えば、通常、不織布の原料として使用される合成繊維である、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、オレフィン繊維、ポリウレタン繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、ポリ乳酸繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ビニリデン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維、ガラス繊維を用いることができる。また、天然繊維として、パルプを用いることができる。パルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ、脱墨パルプを用いることができる。また、ケミカルパルプ、セミケミカルパルプ、メカニカルパルプを用いることができる。
この生体溶解性ロックウールは、後述する断熱用成分を保持する基材としての役割を果たし、断熱材中の添加量も多い。
このような、生体溶解性ロックウールを用いることにより、それ自体の耐熱性が高く、後述する断熱用成分(エアロゲル、ガラスビーズ、セラミックビーズ)を加え、生体溶解性ロックウール内に保持することで、高い断熱性を維持しつつ、紙様の強度と加工性を付与することができる。
<断熱用成分>
本実施の形態の断熱材の断熱用成分としては、エアロゲル、ガラスビーズ、セラミックビーズを用いることができる。このような断熱用成分は、それ自体断熱性を有する物質であり、粒状の物質である。内部に孔を有していてもよい。
<エアロゲル>
エアロゲルは、ナノメートル規模の孔が多数あり、そこから空気が分散される固体材料の連続マトリクスを持つ微粒子であり、例えば99%が空気で構成され、非常に軽く、効果的な断熱材になる。またエアロゲルとしては、シリカ、メチルシリケート、シリカ・アルミナ等の公知のシリカ化合物、レゾルシノール・ホルムアルデヒド、セルロース、セルロースナノファイバーエアロゲル等の多孔質粒子を使用できる。多孔率の程度にかかわらず、素材自体の熱伝導率が0.15W/(m・K)以下、特に、0.1W/(m・K)以下、さらには0.06〜0.018W/(m・K)のものを使用することが好ましい。特に、メチルシリケートモノマーを常圧乾燥又は臨界乾燥でエアロゲル化したものが、低密度での製造が容易であること、ナノレベルでの多孔構造又は中空構造を比較的容易に形成し得ること、水溶液中で崩壊しにくいこと、などから、好適に使用可能である。
エアロゲルの多孔率は50.0〜99.8%、特に70〜99.8%、さらに86〜99.8%とすることが好ましい。また、平均粒径は、特に限定されるものではないが、2〜140μmとすることが好ましい。多孔質シリカ粒子エアロゲルの粒径が140μm超であると、断熱材を厚くする必要があり、低嵩で断熱効果を有する断熱材剤を提供する、という本願の目的を達成しにくい。また、2μm未満であると、十分な断熱効果が得られにくい。
エアロゲルは、比表面積が400m2/g以上、特に500〜1000m2/g、さらに600〜1000m2/gのものを使用することが好ましい。比表面積を上げることで、多孔率を高くすることができる。また、断熱材全体の重量を軽減することもできる。
断熱材におけるエアロゲルの配合量は、生体溶解性ロックウール100重量部に対して5〜200重量部とすることが好ましい。エアロゲルの配合量を35重量部未満とすると、断熱材に十分な断熱性を与えられない可能性がある。また、エアロゲルの配合量を210重量部超とすると、断熱材の強度が下がり、所望の紙様の加工性を得ることが困難となる、断熱材からのエアロゲルの脱落、飛散等が生じる、等の問題が生じ得る。
<セラミックビーズ>
セラミックビーズは、無機酸化物を高温にて焼成した固体材料であり、ZrO2(ジルコニア)、SiO2(シリカ)、Al23(アルミナ)などを主成分とする。例えば、ZrO2(ジルコニア)、SiO2(シリカ)、Al23(アルミナ)のうち、いずれかを50重量%以上含有する。例えば、無機酸化物の原料を2000℃の高温で溶解し、噴霧急冷することで中空のビーズ状とすることができる。なお、多孔質状のセラミックを用いてもよい。
<ガラスビーズ>
ガラスビーズは、微細化したガラス材料よりなり、ガラスビーズとしては、ソーダ石灰ガラスビーズ、低アルカリガラスビーズ、チタンバリウムガラスビーズ等を用いることができる。中でも、ナトリウムイオンを多く含有し、繊維成分との親和性が良いという観点からソーダ石灰ガラスビーズを用いることが好ましい。具体的には、硼珪酸ナトリウムガラスや、硼珪酸ガラスを用いることが好ましい。
<バインダー>
本実施の形態の断熱材のバインダーとしては、デンプン、ポリビニルアルコール(PVA)、アクリルデンプン、アクリルポリビニルアルコール(アクリルPVA)等をカチオン化したものを用いることができる。アクリルデンプンまたはアクリルPVAを用いることで、バインダーの結着性を高めることができる。また、エアロゲルを用いた場合には、デンプンまたはアクリルデンプンを用いることが好ましい。また、ガラスビーズ、セラミックビーズを用いる場合には、デンプン、ポリビニルアルコール(PVA)、アクリルデンプン、アクリルポリビニルアルコール(アクリルPVA)のいずれを用いても断熱用成分の安定性が良好であり、バインダーの選択肢が広い。
バインダーは、生体溶解性ロックウール100重量部に対して50〜300重量部配合することができる。なお、後述の抄紙工程においてスラリーの液体成分として水やバインダーが流出することがある。
<他の添加剤>
本実施の形態の断熱材において、他の添加剤を添加してもよい。例えば、製紙用添加剤として通常使用される、植物性ガム、水性セルロース誘導体、ケイ酸ソーダ等の紙力増強剤、ロジン、カルボキシルメチルセルロース、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸等のサイズ剤、ポリアクリルアミド、ケイ酸ソーダ等の歩留まり向上剤、染料、顔料等を、必要に応じて内添又はサイズプレスにより添加することができる。また、上記以外に、例えば、添加剤としては、水溶性ポリウレタン樹脂などの分散剤、消泡剤を用いることができる。
<断熱材の構造>
上記の成分よりなる断熱材の構造は、例えば、厚さ0.1mm〜8mmのシート状とすることができる。これらの数値は、一般的な紙や厚紙程度のものである。よって、紙や厚紙と同様に、曲げ加工、切り取り加工、接着加工などが可能であり、例えば、断熱部の形状に応じて、簡易に保護すべき対象物を覆うことができる。
また、断熱材は、一層のシートのみである必要はなく、複数のシートを接着剤等で貼合した多層構造としてもよい。また、シートの片面又は両面を薄いフィルム(樹脂層)で覆う構成(ラミネート構成)としてもよい。このようなラミネート構成とすることで、構造とすることで、シートから断熱用成分が脱落することを防ぐことができ、また、断熱材全体の強度、断熱性を高めることができる。
<断熱材の製造方法>
1.抄紙用のスラリーの形成
繊維成分(基材、主体)である生体溶解性ロックウールと、断熱用成分(エアロゲル、ガラスビーズ、セラミックビーズ)と、バインダーと、水などの液体とを混合して、抄紙用のスラリー(混合スラリー)を形成する。図1は、抄紙用のスラリーの形成工程を模式的に示す図である。
図1に示すように、生体溶解性ロックウールAを水Wに添加し、生体溶解性ロックウールの分散液AWを形成し(図1(A))、一方、水WにバインダーBを添加したバインダーの溶液(分散液)BWを形成した後(図1(B))、断熱用成分(エアロゲル、ガラスビーズ、セラミックビーズ)Dを添加し断熱用成分の分散液DLを形成する(図1(C))。次いで、生体溶解性ロックウールの分散液AWと断熱用成分の分散液DLとを混合することにより、抄紙用のスラリーSLを形成する(図1(D))。
2.抄紙工程
次いで、上記抄紙用のスラリーSLを抄紙する。図2および図3は、抄紙用のスラリーの抄紙工程を模式的に示す図である。まず、図2(A)に示すように、抄紙用のスラリーSLを、ろ紙11と網13の積層体上に塗布し、塗布膜上に、さらに、網15とろ紙17を積層する(図2(B))。次いで、図2(C)に示すように、全積層体を加熱しつつ加圧する。これにより、シートSを得ることができる。なお、加圧工程においてスラリーSLの液体成分が流出してもよい。図2(C)後の状態を各層ごとに示すと、図3のようになる。このような抄紙工程により、紙状、厚紙状またはフェルト状のシートSを得ることができる。
なお、上記抄紙工程は、紙の製造において通常使用される公知の抄紙機を用いて行うことができる。
<断熱材による断熱方法>
本実施の形態の断熱材の使用方法に制限はないが、例えば、保護すべき対象物を本実施の形態の断熱材で覆う、もしくは、保護すべき対象物とヒートポイントとなる箇所との間に本実施の形態の断熱材を配置することができる。
この際、保護すべき対象物に制限はなく、例えば、食品、医薬品の容器として本実施の形態の断熱材を用いてもよい。例えば、本実施の形態の断熱材を箱状に加工し、食品、医薬品の容器として用いる。また、携帯電話やスマートフォンなどの情報・通信機器の内部において、保護すべき対象物である部品を本実施の形態の断熱材で覆う、もしくは、保護すべき対象物である部品とヒートポイント(電池やCPUなど)となる箇所との間に本実施の形態の断熱材を配置してもよい。また、携帯電話やスマートフォンなどの情報・通信機器だけでなく、Iot化された物体(モノ)の内部に用いても良い。即ち、世の中に存在する様々な物体(モノ)に通信機能を持たせるIot化が進んでおり、物体(モノ)の内部にセンサーなどのデバイス(半導体装置)や電源(電池)などが組み込まれることが多くなっている。このような物体(モノ)の内部のセンサーなどのデバイスにおいては、その安全性を確保するため、薄くて軽く、断熱性の高い、断熱材で保護することが望まれる。また、各種機器(モノ)に対応できるよう、加工性が高いものであることが好ましい。本実施の形態の断熱材によれば、容易に切断、折り曲げが可能であり、また、接着剤などにより保護すべき対象物やその周辺の部位と接着することが可能である。接着する素材については、紙、プラスチック、板材、金属等幅広い材料に接着可能である。
このように、本実施の形態の断熱材の適用箇所は広範囲に及び、その性質(断熱性、薄く、軽い)およびその加工性から大変有用なものと言える。
また、据え置き型の各種装置において、装置自体を本実施の形態の断熱材で覆うことにより、外部の熱源からの熱の影響または火災などによる熱の影響から装置を守ることもできる。
[実施例]
以下に、本実施の形態の断熱材の製造方法およびそれにより得られた断熱材の具体的な実施例について説明する。
<使用材料>
生体溶解性ロックウール(ラピナス(株)社製、製品名:RS470)
エアロゲル(キャボット社製、1g当たり6.7cc)
ガラスビーズ(ポッターズ.パロッティーニ(株)社製、製品名:Q CEL 5020FPS、1g当たり20cc)
セラミックビーズ(ポッターズ.パロッティーニ(株)社製、製品名:セラモック CMC15L、1g当たり20cc)
パルプ(市販のフィラー用パルプ)
補助繊維(クラレ(株)社製、製品名:PEI Fiber SC 2.2)
PVA(日本酢ビ.ポバール(株)社製、製品名:J ポバール JC−33)
アクリルPVA(サイデン化学(株)社製、製品名:サイビノール X−818−703E−1)
デンプン(日本食品化工株式会社製)
アクリルデンプン(サイデン化学(株)社製、製品名:サイビノール X−818−703E−2)
(実施例B1)
5Lのハンディミキサーに水300cc(300g)を入れ、ここに生体溶解性ロックウールを20g添加し、生体溶解性ロックウールの分散液AWを調整した。
また、水300cc(300g)に、バインダーとして、5%のPVAを14gと4%のデンプンを6gとを添加し、さらに、エアロゲル(粒子サイズ0.01〜1.2mm、嵩密度75〜95kg/m3)を2g(13.4cc)加え、エアロゲルの分散液DLを調整した。
上記分散液AWに分散液DLを添加し、ハンディミキサーを用いて10,000rpmの回転数で全体が均一になるまで攪拌して、スラリーを調製した。
次いで、上記スラリーを、ろ紙と網の積層体上に塗布し、塗布膜上に、さらに、網とろ紙を積層した状態で、加熱しつつ加圧した。これにより、水分が気化し、シートを得ることができた。得られたシートは、フェルト状または紙状であった。得られたシートの厚さおよび断熱性を評価した。
(実施例B2)
バインダーとして、5%のPVAを14gと、5%のアクリルPVAを0.5gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例B3)
バインダーとして、5%のPVAを14gと、4%のアクリルデンプンを0.5gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例B4)
エアロゲルを1.5g加える以外は、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例B5)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、エアロゲルを1.5g加える以外は、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例B6)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、エアロゲルを0.5g加える以外は、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例B7)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、エアロゲルを0.5g加え、さらに、バインダーとして、5%のPVAを14gと、5%のアクリルPVAを0.5gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例B8)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、エアロゲルを0.5g加え、さらに、バインダーとして、5%のPVAを14gと、4%のアクリルデンプンを0.5gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例B9)
5Lのハンディミキサーに水300cc(300g)を入れ、ここに生体溶解性ロックウールを15gと、補助繊維(追加繊維)としてクラレSC繊維1.5gとを添加し、生体溶解性ロックウールの分散液AWを調整した。
また、水300cc(300g)に、バインダーとして、5%のアクリルPVAを6gと、4%のデンプンを6gとを添加し、さらに、エアロゲルを1.5g加え、エアロゲルの分散液DLを調整した。
上記分散液AWに分散液DLを添加し、ハンディミキサーを用いて10,000rpmの回転数で全体が均一になるまで攪拌して、スラリーを調製し、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例B10)
バインダーとして、4%のデンプンを6gと、4%のアクリルデンプンを6gとを添加する以外は、実施例B9と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例B11)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、バインダーとして、5%のアクリルPVAを6gと、4%のアクリルデンプンを6gとを添加する以外は、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
次いで、比較例について説明する。
(比較例B1)
5Lのハンディミキサーに水300cc(300g)を入れ、ここにパルプを20g添加し、パルプの分散液AWを調整した。
また、水300cc(300g)に、バインダーとして、5%のPVAを14gと4%のデンプンを6gとを添加し、さらに、セラミックビーズを2g加え、セラミックビーズの分散液DLを調整した。
上記分散液AWに分散液DLを添加し、ハンディミキサーを用いて10,000rpmの回転数で全体が均一になるまで攪拌して、スラリーを調製した。
次いで、上記スラリーを、ろ紙と網の積層体上に塗布し、塗布膜上に、さらに、網とろ紙を積層した状態で、加熱しつつ加圧した。これにより、水分が気化し、シートを得ることができる。得られたシートは、フェルト状または紙状であった。得られたシートの厚さおよび断熱性を評価した。
(比較例B2)
セラミックビーズをガラスビーズに代えて、比較例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(比較例B3)
セラミックビーズをセラミックビーズ1gとガラスビーズ1gの混合物に代えて、比較例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(比較例A1)
市販のロックウールのフェルトについて、厚さや断熱性を評価した。
(評価)
1.熱伝導性(断熱性)
各実施例の試料(シート)について、熱伝導率の測定を行った。熱伝導率の測定は、熱定数測定装置(京都電子工業社製、品番QTM-D3)を用いて行った。
試料にヒータ線を通し、定電流を流した場合、ヒータ線に発生した熱は周囲に伝導する。即ち、ヒータ線の表面温度変化は試料の熱伝導率に依存する。試料の熱伝導率λ(W/(m・K))は以下の式により求めることができる。
Figure 0006864384
Qはヒータの単位時間、単位長さの発熱量(W/m)、T1、T2は測定時間t1、t2での温度(K)、t1、t2は測定時間(s)である。
なお、ヒータ線の電流は、比較的薄いものは0.5A、厚いものは1Aとした。
2.厚さ
作成されたシートの厚さをデジタルノギスにより測定した。
表1に、実施例B1〜実施例B11について、分散液およびスラリーの配合内容、熱伝導率、実厚等を示す。なお、熱伝導率の測定において、ヒータ線の電流は1Aとした。また、表中の“λk”は、熱伝導率/実厚(厚さ1mm当たりの熱伝導率)である。
また、作成されたシートの面積は、はがきサイズ(約10×14.8=148cm2)程度であった。
Figure 0006864384
表2に、比較例B1〜比較例B3について、分散液およびスラリーの配合内容、熱伝導率、実厚等を示す。なお、熱伝導率の測定において、ヒータ線の電流は0.5Aとした。
Figure 0006864384
表3に、比較例A1について、熱伝導率を示す。なお、熱伝導率の測定において、ヒータ線の電流は1Aとした。
Figure 0006864384
(実施例Bのまとめ)
表1に示すとおり、生体溶解性ロックウールとエアロゲルとを有するシートは、熱伝導率が低く、高断熱であることが確認された。ここでは、熱伝導率が0.0342〜0.0413W/(m・K)のシートを得ることができた。
また、生体溶解性ロックウールとエアロゲルとの量により、膜厚(実厚)を調整することができることが確認された。ここでは、1.72mm〜6.3mmのシートを得ることができた。
(実施例C1)
5Lのハンディミキサーに水300cc(300g)を入れ、ここに生体溶解性ロックウールを20g添加し、生体溶解性ロックウールの分散液AWを調整した。
また、水300cc(300g)に、バインダーとして、5%のPVAを42gと4%のデンプンを6gとを添加し、さらに、ガラスビーズを20g(400cc)加え、ガラスビーズの分散液DLを調整した。
上記分散液AWに分散液DLを添加し、ハンディミキサーを用いて10,000rpmの回転数で全体が均一になるまで攪拌して、スラリーを調製した。
次いで、上記スラリーを、ろ紙と網の積層体上に塗布し、塗布膜上に、さらに、網とろ紙を積層した状態で、加熱しつつ加圧した。これにより、水分が気化し、シートを得ることができる。得られたシートは、フェルト状または紙状であった。得られたシートの厚さおよび断熱性を評価した。
(実施例C2)
バインダーとして、5%のPVAを42gと、5%のアクリルPVAを1gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例C1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例C3)
バインダーとして、5%のPVAを42gと、4%のアクリルデンプンを1gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例C1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例C4)
ガラスビーズを15g加える以外は、実施例C1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例C5)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、ガラスビーズを10g加える以外は、実施例C1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例C6)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、ガラスビーズを5g加える以外は、実施例C1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例C7)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、ガラスビーズを10g加え、さらに、バインダーとして、5%のPVAを42gと、5%のアクリルPVAを1gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例C1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例C8)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、ガラスビーズを10g加え、さらに、バインダーとして、5%のPVAを42gと、4%のアクリルデンプンを1gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例C1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例C9)
5Lのハンディミキサーに水300cc(300g)を入れ、ここに生体溶解性ロックウールを15gと、補助繊維(追加繊維)としてクラレSC繊維1.5gとを添加し、生体溶解性ロックウールの分散液AWを調整した。
また、水300cc(300g)に、バインダーとして、5%のアクリルPVAを12gと、4%のデンプンを6gとを添加し、さらに、ガラスビーズを15g加え、エアロゲルの分散液DLを調整した。
上記分散液AWに分散液DLを添加し、ハンディミキサーを用いて10,000rpmの回転数で全体が均一になるまで攪拌して、スラリーを調製し、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例C10)
バインダーとして、4%のデンプンを6gと、4%のアクリルデンプンを12gとを添加する以外は、実施例C9と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例C11)
生体溶解性ロックウールを15g加え、かつ、バインダーとして、5%のアクリルPVAを12gと、4%のアクリルデンプンを12gとを添加する以外は、実施例C1と同様にして、試料(シート)を得た。
表4に、実施例C1〜実施例C11について、分散液およびスラリーの配合内容、熱伝導率、実厚等を示す。なお、熱伝導率の測定において、ヒータ線の電流は1Aとした。
Figure 0006864384
(実施例Cのまとめ)
表4に示すとおり、生体溶解性ロックウールとガラスビーズとを有するシートは、熱伝導率が低く、高断熱であることが確認された。ここでは、熱伝導率が0.0509〜0.0599W/(m・K)のシートを得ることができた。
また、生体溶解性ロックウールとエアロゲルとの量により、膜厚(実厚)を調整することができることが確認された。ここでは、2.86mm〜7.6mmのシートを得ることができた。
(実施例D1)
5Lのハンディミキサーに水300cc(300g)を入れ、ここに生体溶解性ロックウールを20g添加し、生体溶解性ロックウールの分散液AWを調整した。
また、水300cc(300g)に、バインダーとして、5%のPVAを42gと4%のデンプンを6gとを添加し、さらに、セラミックビーズを20g(400cc)加え、セラミックビーズの分散液DLを調整した。
上記分散液AWに分散液DLを添加し、ハンディミキサーを用いて10,000rpmの回転数で全体が均一になるまで攪拌して、スラリーを調製した。
次いで、上記スラリーを、ろ紙と網の積層体上に塗布し、塗布膜上に、さらに、網とろ紙を積層した状態で、加熱しつつ加圧した。これにより、水分が気化し、シートを得ることができる。得られたシートは、フェルト状または紙状であった。得られたシートの厚さおよび断熱性を評価した。
(実施例D2)
バインダーとして、5%のPVAを42gと、5%のアクリルPVAを1gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例D1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例D3)
バインダーとして、5%のPVAを42gと、4%のアクリルデンプンを1gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例D1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例D4)
セラミックビーズを15g加える以外は、実施例D1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例D5)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、セラミックビーズを10g加える以外は、実施例D1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例D6)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、セラミックビーズを5g加える以外は、実施例D1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例D7)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、セラミックビーズを10g加え、さらに、バインダーとして、5%のPVAを42gと、5%のアクリルPVAを1gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例D1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例D8)
生体溶解性ロックウールを10g加え、かつ、セラミックビーズを10g加え、さらに、バインダーとして、5%のPVAを42gと、4%のアクリルデンプンを1gと、4%のデンプンを6gとを添加する以外は、実施例D1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例D9)
5Lのハンディミキサーに水300cc(300g)を入れ、ここに生体溶解性ロックウールを15gと、補助繊維(追加繊維)としてクラレSC繊維1.5gとを添加し、生体溶解性ロックウールの分散液AWを調整した。
また、水300cc(300g)に、バインダーとして、5%のアクリルPVAを12gと、4%のデンプンを6gとを添加し、さらに、セラミックビーズを15g加え、エアロゲルの分散液DLを調整した。
上記分散液AWに分散液DLを添加し、ハンディミキサーを用いて10,000rpmの回転数で全体が均一になるまで攪拌して、スラリーを調製し、実施例B1と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例D10)
バインダーとして、4%のデンプンを6gと、4%のアクリルデンプンを12gとを添加する以外は、実施例D9と同様にして、試料(シート)を得た。
(実施例D11)
生体溶解性ロックウールを15g加え、かつ、バインダーとして、5%のアクリルPVAを12gと、4%のアクリルデンプンを12gとを添加する以外は、実施例D1と同様にして、試料(シート)を得た。
表5に、実施例D1〜実施例D11について、分散液およびスラリーの配合内容、熱伝導率、実厚等を示す。なお、熱伝導率の測定において、ヒータ線の電流は1Aとした。
Figure 0006864384
(実施例Dのまとめ)
表5に示すとおり、生体溶解性ロックウールとセラミックビーズとを有するシートは、熱伝導率が低く、高断熱であることが確認された。ここでは、熱伝導率が0.0520〜0.0752W/(m・K)のシートを得ることができた。
また、生体溶解性ロックウールとエアロゲルとの量により、膜厚(実厚)を調整することができることが確認された。ここでは、1.68mm〜7.74mmのシートを得ることができた。
(実施例E)
本実施の形態においては、エアロゲルの耐薬品性について検討した。薬品として、油(ダフニーハーメチックオイルFV68S)、アルコール(食卓用アルコール除菌、カビキラー社製)、シンナー(ラッカー薄め液、ニッペホームペイント)を準備し、エアロゲルにそれぞれを添加した。
図4、図5にエアロゲルの耐薬品性試験結果を示す。図4に示すように、エアロゲルに油を添加した試料S1は、油のみのS2と比較し懸濁状態となり、その後、油に完全に溶けた状態となった(図5のSS6)。また、エアロゲルにアルコールを添加した試料S3は、アルコールのみのS4と比較し懸濁状態となり、その後、アルコールに完全に溶けた状態となった(図5のSS4)。また、エアロゲルにシンナーを添加した試料S5は、シンナーのみのS6と比較し懸濁状態となり、その後、シンナーに完全に溶けた状態となった(図5のSS6)。
このように、エアロゲルは耐薬品性が低く、例えば、上記実施例B1のシートは、接着剤を用いた加工や、インク材料を用いた印刷によるエアロゲルの消失が生じ得る。これに対し、ガラスビーズやセラミックビーズは、耐薬品性が高く、例えば、上記油、アルコール、シンナーなどとの接触による変化はなかった。このため、上記実施例C1やD1のシートは、接着剤を用いた加工や、インク材料を用いた印刷によってもその断熱性が変わらず、有用である。
本発明は前記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
11 ろ紙
13 網
15 網
17 ろ紙
A 生体溶解性ロックウール
AW 分散液
B バインダー
BW バインダーの溶液(分散液)
D 断熱用成分(エアロゲル、ガラスビーズ、セラミックビーズ)
DL 分散液
S シート
SL スラリー
W 水

Claims (8)

  1. 繊維成分と、断熱用成分と、バインダーと、を含む断熱材であって、
    前記繊維成分は、生体溶解性ロックウールであり、
    前記断熱用成分は、ガラスビーズであり、
    熱伝導率が0.0509〜0.0599W/(m・K)である、断熱材。
  2. 請求項1記載の断熱材において、
    前記バインダーは、デンプン、ポリビニルアルコール、アクリルデンプンおよびアクリルポリビニルアルコールからなる群から選択される、断熱材。
  3. 繊維成分と、断熱用成分と、バインダーと、を含む断熱材であって、
    前記繊維成分は、生体溶解性ロックウールであり、
    前記断熱用成分は、セラミックビーズであり、
    熱伝導率が0.0520〜0.0752W/(m・K)である、断熱材。
  4. 請求項3記載の断熱材において、
    前記バインダーは、デンプン、ポリビニルアルコール、アクリルデンプンおよびアクリルポリビニルアルコールからなる群から選択される、断熱材。
  5. 繊維成分と、断熱用成分と、バインダーと、を含む断熱材の製造方法であって、
    (a)繊維成分である生体溶解性ロックウールと、断熱用成分と、バインダーと、液体とを混合し、スラリーを調整する工程、
    (b)前記スラリーを抄紙する工程、
    を有し、
    前記(a)工程は、
    (a1)前記生体溶解性ロックウールと、前記液体を混合することにより、前記生体溶解性ロックウールの分散液を調整する工程、
    (a2)前記バインダーと前記液体を混合した後、前記断熱用成分を添加することにより、前記断熱用成分の分散液を調整する工程、
    (a3)前記生体溶解性ロックウールの分散液と、前記断熱用成分の分散液とを混合することにより、前記スラリーを調整する工程、
    を有し、
    前記断熱用成分は、ガラスビーズであり、
    断熱材の熱伝導率が0.0509〜0.0599W/(m・K)である、断熱材の製造方法。
  6. 請求項5記載の断熱材の製造方法において、
    前記バインダーは、デンプン、ポリビニルアルコール、アクリルデンプンおよびアクリルポリビニルアルコールからなる群から選択される、断熱材の製造方法。
  7. 繊維成分と、断熱用成分と、バインダーと、を含む断熱材の製造方法であって、
    (a)繊維成分である生体溶解性ロックウールと、断熱用成分と、バインダーと、液体とを混合し、スラリーを調整する工程、
    (b)前記スラリーを抄紙する工程、
    を有し、
    前記(a)工程は、
    (a1)前記生体溶解性ロックウールと、前記液体を混合することにより、前記生体溶解性ロックウールの分散液を調整する工程、
    (a2)前記バインダーと前記液体を混合した後、前記断熱用成分を添加することにより、前記断熱用成分の分散液を調整する工程、
    (a3)前記生体溶解性ロックウールの分散液と、前記断熱用成分の分散液とを混合することにより、前記スラリーを調整する工程、
    を有し、
    前記断熱用成分は、セラミックビーズであり、
    断熱材の熱伝導率が0.0520〜0.0752W/(m・K)である、断熱材の製造方法。
  8. 請求項7記載の断熱材の製造方法において、
    前記バインダーは、デンプン、ポリビニルアルコール、アクリルデンプンおよびアクリルポリビニルアルコールからなる群から選択される、断熱材の製造方法。
JP2019108904A 2019-06-11 2019-06-11 断熱材および断絶材の製造方法 Active JP6864384B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019108904A JP6864384B2 (ja) 2019-06-11 2019-06-11 断熱材および断絶材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019108904A JP6864384B2 (ja) 2019-06-11 2019-06-11 断熱材および断絶材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020200901A JP2020200901A (ja) 2020-12-17
JP6864384B2 true JP6864384B2 (ja) 2021-04-28

Family

ID=73744035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019108904A Active JP6864384B2 (ja) 2019-06-11 2019-06-11 断熱材および断絶材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6864384B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113321875B (zh) * 2021-05-27 2022-02-08 北京理工大学 一种有机无机复合的热防护隔热材料及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6188245B2 (ja) * 2014-01-30 2017-08-30 オゾンセーブ株式会社 断熱材及び断熱材の製造方法
JP6767610B2 (ja) * 2016-02-12 2020-10-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 断熱体とその製造方法
CN107201687A (zh) * 2016-03-16 2017-09-26 北京化工大学 气凝胶隔热纸的制备方法
JP2018146098A (ja) * 2017-03-09 2018-09-20 Agc株式会社 断熱材の製造方法
WO2018211906A1 (ja) * 2017-05-15 2018-11-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 断熱材とそれを用いた断熱構造体
CN107365138B (zh) * 2017-09-06 2020-04-07 建研科技股份有限公司 制备二氧化硅气凝胶/玻化微珠/水玻璃复合保温材料的方法及由该方法制备的保温材料

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020200901A (ja) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6188245B2 (ja) 断熱材及び断熱材の製造方法
US8729155B2 (en) Intumescent material for fire protection
AU2010301101B2 (en) Ultra low weight insulation board
AU2010319346B2 (en) Multi-layer fire protection material
KR101618893B1 (ko) 밀보드 물질, 이를 포함하는 글라스 재조용 인발 롤 및 이의 제조방법
Dong et al. A new kind of fireproof, flexible, inorganic, nanocomposite paper and its application to the protection layer in flame‐retardant fiber‐optic cables
JP5558518B2 (ja) 耐熱性無機繊維シート基材
JP6864384B2 (ja) 断熱材および断絶材の製造方法
JP2021143733A (ja) 断熱材およびその製造方法
CN106566322B (zh) 一种可膨胀石墨阻燃纸板的制备方法及应用
KR20200037989A (ko) 실리카 에어로겔 분말층으로 이루어진 단열성 및 내화성 포장재용 에어로겔 접착코팅제
US6533897B2 (en) Thermally and structurally stable noncombustible paper
JP3024689B2 (ja) フレーク状無機物質混抄紙
CN207842226U (zh) 具有纳米粒子层的隔热玻璃棉
WO2013111232A1 (ja) 無機繊維質定形体及びその硬度の調整方法
NO176028B (no) Ikke-brennbare papir-, kartong- eller papplignende materialer samt fremstilling derav
JPH0586567A (ja) 耐熱性ガラスペーパー
JP2002103512A (ja) 断熱材
JPH05339895A (ja) 不燃性成形体の製造方法
CN203246159U (zh) 一种耐火纸箱板
WO2023181443A1 (ja) 断熱材
JPH06316467A (ja) 不燃性成形体の製造方法
CN108058457A (zh) 具有纳米粒子层的隔热玻璃棉
CN206656608U (zh) 一种陶纤铝箔背衬毯的制作装置
JPH10305526A (ja) 化粧板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190710

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210316

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210326

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6864384

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250