JPH01199095A

JPH01199095A - 断熱ボード

Info

Publication number: JPH01199095A
Application number: JP26247887A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kishimoto; 隆岸本; Shozo Hirao; 平尾　正三; Masaru Yokoyama; 勝横山; Koichi Takahama; 孝一高濱; Hiroshi Yokogawa; 弘横川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-08-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、断熱性および機械的強度に優れた断熱ボー
ドに関する。

〔背景技術〕

従来の断熱材の熱伝導率は０．０３〜０．０５　ｋｃａ
ｌ／ｍｈｒ’ｃ程度で、空気の熱伝導率０．０２〜０．
０２４ｋｃａｌ／Ｉ＋＋ｈｒ’ｃよりも高い、硬質発泡
ポリウレタンのように、０．０１５　ｋｃａｌ／ｓ＋ｈ
ｒ℃という低い熱伝導率をもつ断熱材も開発されている
が、この発泡ポリウレタンの場合、空隙内に封入された
フレオンガスの持つ低い熱伝導率（０，００６〜０．０
１ｋｃａｌ／ｍｈｒ’ｅ）に依存しているだけのもので
あり、長時間の使用でフレオンガスと空気との置換が起
こると断熱性にも劣化が発生し、約１年後には０．０２
１〜０．０２４　ｋｃａｌ／ｓｈｒ’ｔ：程度にまで熱
伝導率が上昇してしまった例もある。

また、・発泡ポリウレタンの場合、有機物で構成されて
いるため、１００℃以上での使用はできず、用途が限ら
れる。

これに対し、不燃性で熱伝導率の低い材料として、ケイ
酸カルシウムの多孔体を０．１　Ｔｏｒｒ程度の真空状
態にしたものや、発泡粉砕パーライトを０゜１　Ｔｏｒ
ｒ程度の真空状態にしたもの（特開昭６０−３３４７９
号公報参照）等があるが、いずれも、真空状態を保つこ
とが必要であり、製造コスト等の点で問題がある。しか
も、断熱材として利用するにしても、真空を維持する必
要から、形状や用途が著しく限定され、充分には実用化
゛されていない。

常圧でも空気の熱伝導率を超えた断熱材として、微細多
孔質シリカの集合体による材料がある（特公昭５１−４
００８８号公報参照）が、常温においては、空気との差
は非常に僅かなものである（　０．０２０　ｋｃａｌ／
ｍｈｒ℃程度）、また、このものに使用される微細多孔
質シリカは非常に脆く、かつ、高価なため、実用的に十
分利用されるまでには至っていない（以上、特公昭５１
−４００８８号公報、特開昭５８−４５１５４号公報、
特開昭５７−１７３６８９号公報等参照）。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであって
、常圧において断熱性に優れ、比校的強度があり、しか
も、比較的安価に製造することができる断熱ボードを得
ることを目的としている。

〔発明の開示〕

上記目的を達成するため、発明者らは、一次粒子径の異
なる２種以上の微粒子を共存させることを考え、先に出
願を行った。

この発明によれば、高価な微細多孔質シリカを多量に必
要としないため、安価に製造することができるようにな
る。しかも、比較的粒径の大きい粒子の存在により、あ
る程度、成形性も向上するところが、この断熱材におい
ては、強度的な改善はなされておらず、未だ、従来のも
のと同様に、非常に脆く、壊れやすいものである。

そこで、さらに検討を行った結果、これらの粒子をハニ
カム構造内に充填すれば良いことを見出し、この発明を
完成した。

すなわち、この発明は、ハニカム構造体の空間部に、一
次粒子径の異なる２種以上の微粒子が充填されてなる断
熱ボードを要旨としている。

以下に、この発明を、その一実施例をあられす図面を参
照しつつ、詳しく説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）にみるように、この実施例にかか
る断熱ボードは、一次粒子径の異なる２種以上の微粒子
Ａ、Ｂからなる充填物３がハニカム構造体ｌの空間部１
ａに充填され、その両面あるいは片面（図では両面）に
、板材２が接着層４によって固着されてなるものである
。

なお、ここで言う粒子とは、各方向の寸法がほぼ等しい
球や立方体、あるいは多面体等の形状のものを指し、一
方向の寸法が極端に大きい、いわゆる繊維状のものは含
まない。

充填物３中の比較的粒径の大きい粒子Ａとしては、発泡
パーライトの微粉砕物、シラスバルンの微粉砕物、スス
、コロイダルゾルの乾燥物、および、乾式あるいは湿式
製法微粉末シリカ（以下、両者を総称する場合には「エ
アロゲル：　Ａｅｒｏｇｅｌ」と云う）、ケイソウ土、
ケイ酸カルシウム、等が使用できるが、後述する粒径の
範囲内であれば、これらに限定されるものではない、こ
れらは単独で、あるいは、複数混合して使用することが
できる。

充填物３中の比較的粒径の小さい粒子Ｂとしては、前記
コロイダルゾルの乾燥物、エアロゲル、ポリケイ酸、等
が挙げられるが、後述する範囲内程度の粒径を有し、気
体の熱伝導の影響を無くすことができる程度の小さな空
隙（すなわち、空気の平均自由工程よりも小さい空隙）
、具体的には、たとえば１ｎ−〜６０ｎｎ＋程度の空隙
を形成できるのであれば、これらに限定されるものでは
ない。

これらのものも、単独で、あるいは、複数混合して使用
することができる。

粒子Ａの粒径は、従来のものと同様５ｎ＋ｓ〜１０００
０ｎ鴎（＝１Ｏｎ）程度であることが好ましく、５ｎＩ
ｍ〜１μの範囲内であることがより好ましい。また、粒
子Ｂの粒径は、前記１ｎ−〜６０ｎｎ＋程度の空隙を得
るためには、１＋ｓ＋ｗ〜６０ｎｍ程度であることが好
ましく、３ｎ＋ｗ〜２０ｎｍの範囲内であることがより
好ましい。なお、以上に示した粒径の範囲には重複して
いる部分があるが、粒子Ａ、Ｂのうち少なくとも一方が
その範囲内にある場合でも、両者の関係がＡ＞Ｂである
ことには変わりはない。ハニカム構造体１の空間部１ａ
に充填された一次粒子径の異なる２種以上の微粒子Ａ、
Ｂからなる充填物３は、たとえば、第２図または第３図
のような構造を有している。

第２図のものは、比較的粒径の大きい粒子Ａ・・・によ
って形成された空隙に、比較的粒径の小さな粒子Ｂ・・
・が充填されたものである。

第３図のものは、上記第２図のものよりも、粒径の小さ
な粒子Ｂが多い場合に得られるものであり、粒径の大き
な粒子Ａ、Ａ間にも前記粒子Ｂが充填されたものである
。

以上の図のような構造では、粒径の大きな粒子Ａ、Ａ間
の大きな空隙に粒径の小さな粒子Ｂが充填されているた
め、近似的に、空隙の大きさは、この粒径の小さな粒子
８．８間の空隙となる。したがって、静止空気の熱伝導
率の影響を受けない微細な空隙を形成することが可能と
なる。

また、この発明では、以上の図のような構造となる粒子
Ａ、Ｂが、後述するハニカム構造体１内に充填物３とし
て充填された構造となっているため、粒子Ａ、Ｂを加圧
成形しただけの従来のものに比べ、その機械的強度は著
しく向上する。しかも、比較的粒径の大きな粒子へが含
まれているため、高価な微細多孔質シリカを多量に必要
とせず、安価に製造することができる、と云う効果は、
そのまま受は継がれている。

なお、以上では、２種類の粒径の粒子から得られる充填
物３について説明してきたが、充填物３は、３種類以上
の粒径の粒子で形成されるようであってもよい。また、
２種類の粒子から得られるもので、上記二つの図以外の
構造を有するものも、この発明に使用される充填物３に
含まれることは、言うまでもない。

ハニカム構造体１としては、クラフト紙、アスベスト紙
、水酸化アルミニウム等を含浸させた不燃ハニカム、セ
ラミック、金属薄板等の板材を、円形、三角形、四角形
、六角形等の任意の形状の孔を有する構造に形成した通
常のものを使用することができる。

板材２は、前述したように、上記ハニカム構造体ｌの両
面、あるいは、片面に固着されるもので、クラフト紙や
アスベスト紙、段ボール紙、水酸化アルミニウム等を含
浸させた不燃紙等の紙、金属板、合板、ガラスクロス、
ケイ酸カルシウム坂、石膏ボード等が使用される。

ハニカム構造体１に板材２を固着するには、たとえば、 ■　ナイロン、ポリエチレン等のような、２゜０℃で軟
化し、接着性を有する有機フィルム、■　エポキシ樹脂
、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ＰＶＡ、酢酸ビ
ニル樹脂、アクリル樹脂、イソシアネート樹脂、ブタジ
ェンアクリロニトリル樹脂、多硫化ゴム等の有機系接着
剤、■　水ガラス系接着剤、コロイド状無機結合剤、金
属アルコキシド加水分解物、液状化した硼砂等の無機系
接着剤、等からなる接着層４が使用される。

上記ハニカム構造体ｌや板材２は、用途により、適宜組
み合わせて使用することができる。

たとえば、この発明の断熱ボードを、高温部の断熱に使
用する場合には、ハニカム構造体１としてアスベスト紙
、不燃ノしカム、″セラミック、金属薄板等を使用し、
板材２としても同様に、アスベスト紙、不燃紙、ガラス
クロス、ケイ酸カルシウム板、石膏ボード、金属板等を
使用すればよい。接着層４にも、これら材料の接着に通
したものを選ぶようにする。

また、ボード自体の断熱性を考えた場合には、云うまで
もなく、ハニカム構造体ｌや板材２、接着層４としても
、熱伝導率の低いものを使用することが好ましい。

つぎに、この発明の実施例について、比較例とあわせて
説明する。

なお、以下の実施例ならびに比較例における粒子の粒径
は窒素吸着法によってその比表面積を求め、密度を２．
５と仮定して算出したものである。

（実施例１）ハニカム構造体ｌとしてクラフト紙製のもの（昭和飛行
機工業■製１９−３−０）を使用し、その片面に、接着
層４たる有機フィルム（ダイセル化学工業■製ダイアミ
ドフィルム３１０２）を１７０℃に加熱して軟化させ、
それによって、同じ゛　くクラフト紙（昭和飛行機工業
■製）からなる板材２を固着させた。

このハニカム構造体１の空間部ｌａ内に、発泡粉砕パー
ライト（粒径１．６μ重、宇部パーライト側製ＰＣ−ラ
イト）をボールミルにより微粉砕して得られた微粉砕物
（粒径１０１００ｎと、乾式製法微粉末シリカ（粒径７
　ｎ１％日本アエロジル■製アエロジル３８０）とを重
量比ｌ：１で混和したものを充填した。

このあと、前記ハニカム構造体ｌの残りの片面に、同様
にしてクラフト紙からなる板材２を固着し、断熱ボード
を得た。

（実施例２）ハニカム構造体ｌとして、アスベスト紙からなるもの（
昭和飛行機■製１９−Ａ−０）を使用し、板材２として
水酸化アルミニウムを含浸させた不燃紙（昭和飛行機■
製）を使用した以外は、実施例１と同様にして、断熱ボ
ードを得た。

（実施例３）ハニカム構造体１と板材２との固着に用いる接着層４と
して、無機系接着剤たるコロイド状無機結合剤（リチウ
ムシリケート、日産化学■製）を使用した以外は、実施
例１と同様にして、断熱ボードを得た。

（実施例４）粒径の小さい粒子として、湿式製法微粉末シリカ（粒径
７　ｎ１ｌｌｓジオツギ■製カープレツクスＦＰＳ−１
）を使用し、粒径の大きい粒子としてシラスバルン（粒
径２．０μ、三機工業■製サンキライトＹＯ４）の微粉
砕物（粒径１５０ｎｍ）を使用した以外は、実施例１と
同様にして、断熱ボードを得た。

（実施例５）ハニカム構造体１として、水酸化アルミニウムを含浸さ
せた不燃ハニカム（昭和飛行機■製１９−ＮＡ−Ｇ２５
）を使用した以外は、実施例２と同様にして、断熱ボー
ドを得た。

（比較例１）発泡粉砕パーライト（粒径１．６　ｎ、宇部パーライト
■製ＰＣ−ライト）をボールミルにより微粉砕して得ら
れた微粉砕物（粒径１００ｎｍ＋）と、乾式製法微粉末
シリカ（粒径’Ｉｎｒａｓ日本アエロジル■製アエロジ
ル３８０）とを重量比ｌ：１で混和したものを、１０ｋ
ｇＷ　／ｃｄの成形圧で成形し、板状の断熱材を得た。

（実施例６）金型に設置したペーパーハニカム（昭和飛行機業■製、
３８−５−０）にケイソウ±（粒径４．３μ、昭和化学
工業■製うジオライトＦ）と乾式製法微粉末シリカ（粒
径７　ｆｌｌ１％日本アエロジル＠製アエロジル３８０
）とを混和したものを、ハニカム構造体の空隙部に充填
し、これをプレスして、中間成形体を得た。つぎに、こ
の中間成形体を金型から取り出し、両面に、有機フィル
ム（ダイセル化学工業■製、ダイアミドフィルム３１０
２）を介してクラフト紙を、温度１７０℃、成形圧５ｋ
ｇ／ａＪで加熱プレスにより、圧着し、断熱ボードを得
た。

（実施例７）ペーパーハニカムのかわりに、アスベストハニカム（昭
和飛行機業■製２５−Ａ−０）を、クラフト紙のかわり
に、アスベスト紙（オリベスト製）を、有機フィルムの
かわりに、水ガラ大系接着剤を、温度２００℃、成形圧
５ｋｇ／ｃｄで加熱プレスにより、２時間圧着した以外
は、実施例６と同様にして断熱ボードを得た。

（実施例８）ケイソウ土のかわりに、特殊ケイ酸カルシウム（徳山曹
達■製フローライト）を用いた以外は、実施例６と同様
にして断熱ボードを得た。

（実施例９）ケイソウ土のかわりに、特殊ケイ酸カルシウム（徳山曹
達■製フローライト）を用いた以外は、実施例７と同様
にして断熱ボードを得た。

（実施例１０）エアロゲルのかわりに、湿式製法エアロゲル（塩野義製
薬側カープレックスＦＰＳ−１）を用いた以外は、実施
例６と同様にして断熱ボードを得た。

（比較例２）実施例６で用いたケイソウ土とエアロゲルとを重量比ｌ
：１で混和したものを、１０ｋｇＷ　／ｃｄの成形圧で
成形し、板状の断熱材を得た。

これら実施例ならびに比較例で得られた試料の熱伝導率
ならびに曲げ強度を測定した。熱伝導率測定は、英仏精
機■製の定常法による熱伝導率測定装置を使用して、Ａ
ＳＴＭ−Ｃ５１Ｂに準拠した方法で、設定温度２０℃と
４０℃の条件で行った。結果を第１表および第２表に示
す。

（以下、余白）第１表の結果より、この発明の断熱ボードである実施例
１〜５は、いずれも、比較例１に比べ、熱伝導率は、は
ぼ同程度であるが、強度は著しく高く、より実用的であ
ることがわかった。

第２表の結果より、この発明の断熱ボードである実施例
６〜１１は、いずれも、比較例２に比べ、熱伝導率は若
干劣るが、従来の断熱材に比べて成形性に優れ、かつ、
実用的に充分な強度を有していることがわかった。

〔発明の効果〕

この発明の断熱ボードは、以上のようであり、ハニカム
構造体の空間部に、一次粒子径の異なる２種以上の微粒
子が充填されてなるものであるため、成形性に優れ、実
用に耐え得る強度を有するとともに、製造コストを低廉
化させる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の断熱ボードの一実施例の内部構造を
あられす図であって、同図（ａｌはその正面断面図、同
図（ｂ）はその側面断面図、第２図はハニカム構造体の
空間部に充填される一次粒子径の異なる２種以上の微粒
子の充填構造の一例を説明する説明図、第３図は一次粒
子径の異なる２種以上の微粒子の充填構造の別の例を説
明する説明図である。 ■・・・ハニカム構造体　１ａ・・・空間部　Ａ・・・
比較的粒径の大きい粒子　Ｂ・・・比較的粒径の小さい
粒子代理人　弁理士　　松　本　武　球茎１図（ａ）４１Ｊ第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハニカム構造体の空間部に、一次粒子径の異なる
２種以上の微粒子が充填されてなる断熱ボード。
（２）充填された微粒子によって形成される空隙が１ｎ
ｍ〜６０ｎｍである特許請求の範囲第１項記載の断熱ボ
ード。
（３）一次粒子径の異なる２種以上の微粒子のうち、比
較的粒径の小さい粒子が、コロイダルゾル、ポリケイ酸
、湿式製法微粉末シリカ、および、乾式製法微粉末シリ
カのうちの少なくとも一つであるとともに、比較的粒径
の大きい粒子が、発泡粉砕パーライト、シラスバルーン
、スス、コロイダルゾル、湿式製法微粉末シリカ、およ
び、乾式製法微粉末シリカのうちの少なくとも一つであ
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の断熱ボード
。
（４）一次粒子径の異なる２種以上の微粒子のうち、比
較的粒径の小さい粒子が、コロイダルゾル、ポリケイ酸
、湿式製法微粉末シリカ、および乾式製法微粉末シリカ
のうちの少なくとも一つであるとともに、比較的粒径の
大きい粒子が、ケイソウ土およびケイ酸カルシウムのう
ちの少なくとも一つである特許請求の範囲第１項または
第２項記載の断熱ボード。
（５）一次粒子径の異なる２種以上の微粒子のうち、比
較的粒径の小さい粒子の一次粒子径が１〜１００ｎｍで
ある特許請求の範囲第１項、第３項または第４項記載の
断熱ボード。