JPH09236194A - 断熱材および断熱パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短繊維を静電植毛したアルミ箔積層断熱材に
おいて、植毛短繊維を介しての熱伝導を抑制し、植毛の
際に塗布する接着剤により生ずるアルミ箔の輻射率低下
を防止する。また、アルミ箔同士の間隙内部を分子量の
大きなガスと置換した断熱材または断熱パネル、及び断
熱パネルの容器内部を真空にした断熱パネルにおいて、
熱輻射による熱伝導を防止する。 【解決手段】 アルミ箔の片面または両面にスペーサと
して複数の短繊維群を植毛する際、各短繊維群を、前記
各層のアルミ箔同士が撓んで接触しない程度の間隔に配
置する。前記植毛したアルミ箔を複数枚積層して断熱材
を形成する。また、前記断熱材を平板状容器に収容し
て、断熱パネルを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属箔で構成した
断熱材ならびにその断熱材を内蔵した断熱パネルに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の屋根、建築物の屋根や
壁、冷蔵庫や自動販売機の壁面パネル等の断熱に使用す
る断熱材として、複数の金属箔をスペーサを介して積層
してなる、軽量かつ難燃性で、高断熱性能を有するもの
が知られている。

【０００３】また、前記断熱材の断熱効率を良くするた
めに、金属箔同士の間隙に介在する空気を分子量の大き
なガスと置換する技術が知られている。また、断熱材を
平板状の容器に入れて断熱パネルとして使用する場合
は、断熱材の場合と同様に前記平板状容器内の空気を分
子量の大きなガスと置換するほかに、該平板状の容器内
を真空にして、容器内部の圧力を低くすることも知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記断熱材（パネル）
の熱抵抗Ｒは、熱流回路内のスペーサなどの固体材料の
熱抵抗とその接触による接触熱抵抗を合わせた熱伝導抵
抗（以下Ｒ１という）、内在する気体（液体）の熱伝導
抵抗（以下Ｒ２という）及び高温側の箔から低温側の箔
に熱輻射による輻射熱抵抗（以下Ｒ３という）の並列接
続となり、 １／Ｒ＝１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋１／Ｒ３・・・（式１） で表現できる。

【０００５】金属箔を積層した断熱材では、互いに重な
りあう金属箔の間に狭い間隙を確保するためにスペーサ
が必要となる。該間隙内で空気の対流が起こると、その
対流により高温側の金属箔の熱が低温側の金属箔に伝導
しやすいので、この対流を防ぐため、該間隙の間隔は、
５ｍｍ以下が好ましいとされている。従って、従来スペ
ーサとしては、薄いプラスチックフィルムや布、紙等が
使用されている。これらのスペーサと金属箔とを交互に
積層した断熱材では、Ｒ１＜＜Ｒ２，Ｒ３となり、断熱
材（パネル）の熱抵抗ＲはＲ１の値により左右される。
すなわち、Ｒ２、Ｒ３に比してＲ１の値がごく小さいス
ペーサの場合は、スペーサの断熱性能で金属箔断熱材の
性能が決定されることになる。

【０００６】そこで、スペーサとして短繊維をアルミ箔
表面に静電植毛してＲ１を大きくした積層アルミ箔断熱
材が提案されている（特公昭６２−３２１０５号）。こ
の場合も、高温側のアルミ箔からそれに隣接する低温側
のアルミ箔へ短繊維を介して熱が伝導するので、アルミ
箔の全面に短繊維を植毛した場合には、短繊維の本数が
多くなる結果、熱伝導率が高くなり、Ｒ１を大きくする
限界がある。更に、アルミ箔の表面全面に植毛のために
接着剤を塗布する結果、アルミ箔表面の輻射率が低下し
てしまい、Ｒ３を小さくしてしまう。

【０００７】また、前記間隙内部の空気を分子量の大き
なガスと置換した断熱材または断熱パネル、もしくは平
板状容器の内部を真空にした断熱パネルでは、Ｒ１なら
びにＲ２は断熱材自体の材質、形状、内部ガスの圧力と
種類によって決定され、これらを十分に大きくした断熱
材は、Ｒ３すなわち熱輻射による熱伝導が支配的にな
る。

【０００８】この発明の目的は、短繊維を静電植毛した
アルミ箔積層断熱材において、スペーサとしての植毛短
繊維による熱伝導を抑制し、植毛の際に塗布する接着剤
により生ずるアルミ箔の輻射率低下を防止することにあ
る。

【０００９】他の目的は、アルミ箔同士の間隙内部を分
子量の大きなガスと置換した断熱材または断熱パネル、
及び平板状容器の内部を真空にした断熱パネルにおい
て、熱輻射による熱伝導を防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、アルミ箔の
表面にスペーサとしての短繊維を植毛固定した植毛アル
ミ箔を複数枚積層して形成する断熱材において、前記短
繊維を複数の短繊維群で形成し、各短繊維群を、前記各
層のアルミ箔同士が撓んで接触しない程度に一定の間隔
をおいて配置するものである。

【００１１】前記断熱材は、アルミ箔の片面のみに短繊
維群を植毛した植毛アルミ箔を複数枚積層して形成する
ものである。また、前記断熱材は、アルミ箔の両面に短
繊維群を植毛した植毛アルミ箔を複数枚積層して形成す
るものである。更に、前記断熱材は、アルミ箔の両面に
短繊維を植毛した複数の植毛アルミ箔を、植毛を行わな
いアルミ箔を介して交互に複数枚積層して形成するもの
である。

【００１２】前述のように積層した植毛アルミ箔の端面
をシーラントでシールするものである。

【００１３】また、前記積層した植毛アルミ箔内部の空
気を代替フロンや炭酸ガスなどの分子量の大きなガスと
置換するものである。

【００１４】更に、本発明の断熱材を平板状容器の内部
に挿入し、平板状容器の内部空気を３００ｍｍＰａ以下
の圧力として断熱パネルを形成するものである。

【００１５】前記断熱パネルの平板状容器に、真空ポン
プをバルブを介して接続するものである。また、前記断
熱パネルの平板状容器の内部空気を代替フロンや炭酸ガ
スなどの分子量の大きなガスと置換するものである。更
に、前記断熱パネルの平板状容器に、シリカゲルなどの
ガス吸着剤を封入するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】アルミ箔の片面における短繊維群
の植毛領域に植毛用接着剤を塗布する。その後、静電植
毛法でナイロン、アクリルなどの化学繊維やガラス繊
維、セラミック繊維などの短繊維をアルミ箔表面に植毛
し、前記植毛領域に直立した短繊維群を得る。

【００１７】次に前記植毛アルミ箔を積層し、断熱材を
形成する。このとき、必要に応じて該積層した各植毛ア
ルミ箔の端面をシーラントによりシールする。

【００１８】この積層アルミ箔断熱材を、断熱箇所、例
えば、自動車の屋根、建築物の屋根や壁、冷蔵庫や自動
販売機の壁面パネルなどに取り付ける。

【００１９】また、平板状容器に上記積層アルミ箔断熱
材を挿入したのち、平板状容器を密閉し、内部の圧力を
３００ｍｍＰａ以下となるようにガス抜きをして真空と
した断熱パネルや、内部空気を代替フロンや炭酸ガスな
どの分子量の大きなガスと置換した断熱パネルを製作す
ることができる。

【００２０】このようにして製作した断熱パネルを断熱
箇所、例えば、建築物の屋根や壁、冷蔵庫や自動販売機
の壁面パネルとして用いる。

【００２１】

【実施例】この発明の実施例を図１乃至図５によって説
明すると、図１及び図２に示すように、厚さｔのアルミ
箔１の片面の植毛領域２に植毛用接着剤４を塗布する。

【００２２】その後、静電植毛法でナイロン、アクリル
などの化学繊維やガラス繊維、セラミック繊維などの短
繊維をアルミ箔１の植毛領域２に植毛し、該植毛領域２
に直立した短繊維群３を形成し、片面に植毛した片面植
毛アルミ箔５を得る。この際の短繊維の長さは５ｍｍ以
下とする。

【００２３】このとき、短繊維群３による熱伝導を抑制
し、Ｒ１をできるだけ大きくするためには、短繊維群３
の植毛率（植毛領域２の全アルミ箔表面積に対する割
合）は、できるだけ小さいほうが好ましく、少なくとも
全アルミ箔の約２０％以下とすることが望ましい。

【００２４】上述のように構成するために、短繊維群３
により形成される植毛領域２の形状を例えば図１に示す
ように、円形とし、一定の間隔Ｄをおいてアルミ箔１に
植毛する。また、図２に示すように、格子状としてもよ
い。もちろん、植毛領域２の幾何学形状は、図示するよ
うな円形や格子に限られるわけではなく、植毛率をでき
るだけ小さくし、かつ、片面植毛アルミ箔５を積層した
時に上下のアルミ箔同士が接触しないような形状であれ
ば良い。

【００２５】植毛領域２を例えば図１のように直径ｄの
円形状とし、その円形の植毛領域２を間隔Ｄ毎に２次元
的にアルミ箔１表面に植毛するとしたら、この場合の植
毛率はπｄ²／４Ｄ²で求められる。例えばｄ＝５ｍｍ、
Ｄ＝２０ｍｍとすると、植毛率は約５％となる。

【００２６】また、植毛領域２を例えば図２に示すよう
に幅ｄの帯が交差する格子状とし、その植毛格子の間隔
をＤとしてアルミ箔１表面に植毛するとしたら、この場
合の植毛率はｄ（２Ｄ−ｄ）／Ｄ²となる。例えばｄ＝
２ｍｍ、Ｄ＝２０ｍｍとすると、植毛率は１９％とな
る。

【００２７】上述のように片面植毛アルミ箔５を形成し
たのち、図３に示すように、片面植毛アルミ箔５を、必
要な断熱性能に対応する枚数だけ積層する。

【００２８】この時、必要に応じて植毛していないアル
ミ箔１を最終積層面に用いれば、隣接する片面植毛アル
ミ箔５の植毛繊維を保護することができる。

【００２９】前述のようにアルミ箔１の片面のみに植毛
するほか、アルミ箔１の両面に、前述と同様にして静電
植毛法により植毛領域２に直立した短繊維群３を形成し
て、両面植毛アルミ箔６を形成することもできる。

【００３０】前記片面植毛アルミ箔５と同様、両面植毛
アルミ箔６を、必要な断熱性能に対応する枚数だけ積層
する。

【００３１】また、前記両面植毛アルミ箔６において、
両面植毛アルミ箔６の片面には鍵型に植毛した鍵型植毛
群７を形成し、他面には前記鍵型植毛群７の形状に合っ
た鍵穴型に植毛した鍵穴型植毛群８を形成することで、
該両面植毛アルミ箔６同士を積層する際に、該鍵型植毛
群７が、これに重なるアルミ箔の鍵穴型植毛群８に挿入
するように形成することもできる。このようにすること
で横方向のずれを防止することが可能である。

【００３２】また、図５に示すように、両面に短繊維群
３を植毛した両面植毛アルミ箔６と全く植毛していない
アルミ箔１を交互に積層する構成としてもよい。この場
合、アルミ箔１表面の、短繊維群３の先端が接触する部
分に植毛用接着剤４を塗布して積層すれば、アルミ箔１
に短繊維群３が接着固定されるので、アルミ箔１と両面
植毛アルミ箔６の横方向へのずれを防止することができ
る。また、前記と同様、必要に応じてアルミ箔１を最初
と最終の積層面に用いることにより、植毛繊維を保護す
ることができる。

【００３３】上述のようにして片面植毛アルミ箔５又は
両面植毛アルミ箔６を積層した後、積層したアルミ箔の
端面を図７に示すようにシリコンなどのシーラントでシ
ールして端面シール１０とし、積層アルミ箔断熱材９を
形成する。該シール１０により、アルミ箔同士の横方向
のずれを防止すると同時に、アルミ箔１，５または６で
区切られた空気層９ａの外部との流通を防止して対流セ
ルの形成を防止することができ、流通に伴う空気の対流
により、高温側アルミ箔から低温側アルミ箔への熱流移
動を防止することができる。そのため断熱性能が向上
し、また、外部空気の流入により発生する結露を防止す
ることができる。

【００３４】さらに、図７における積層アルミ箔断熱材
９の内部空気を代替フロンや炭酸ガスなどの分子量の大
きなガス（置換ガス９ｂ）と入れ替えることで断熱性能
を向上させることも可能である。

【００３５】上述のように構成した積層アルミ箔断熱材
９は、このまま断熱する部分に設置して使用するほか、
図８に示すように、平板状容器１１に封入し、断熱パネ
ル１２として使用することも可能である。

【００３６】この断熱パネル１２は、真空バルブ１５を
介して真空ポンプ１６を接続して平板状容器１１内の空
気を抜いて真空とし、内部空気圧力を一定以下に保持し
たり、平板状容器１１内部にシリカゲルなどの吸着剤１
４を予め封入しておいて、内部空気圧力上昇を防止す
る、真空断熱パネル１３として使用することができる。

【００３７】前記真空断熱パネル１３の平板状断容器１
１内の圧力は、３００ｍｍＰａ以下とすることが好まし
い。この圧力とした真空断熱パネル１３では、輻射熱伝
達を積層アルミ箔断熱材９により殆ど遮断することが可
能である。

【００３８】前記真空断熱パネル１３の場合と同様に、
前記断熱パネル１２の平板状容器１１の内部空気を代替
フロンや炭酸ガスなどの分子量の大きなガスと置換し
て、ガス置換断熱パネル１７とすることも可能である。
このガス置換断熱パネル１７においても、輻射熱伝達を
積層アルミ箔断熱材９により殆ど遮断することが可能と
なり、高い断熱効果を得ることができる。

【００３９】

【発明の効果】この発明は以上のように構成したので、
短繊維を静電植毛したアルミ箔積層断熱材において、ス
ペーサとしての植毛短繊維からの熱伝導と、内部空気
（ガス）の対流による熱伝達を抑制することができる。
また、植毛したアルミ箔を使用する場合に生ずる輻射率
の低下を防止することができる。

【００４０】また、アルミ箔同士の間隙内部の空気を、
分子量の大きなガスと置換した断熱材もしくは、平板状
容器内の空気を分子量の大きなガスと置換した断熱パネ
ルパネル、もしくは平板状容器の内部を真空にした断熱
パネルにおいて、熱輻射による熱伝導を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の断熱材の実施例における構成部分の斜
面図とその一部分の拡大平面図及び断面図である。

【図２】本発明の断熱材の他の実施例における構成部分
の斜面図とその一部分の拡大平面図及び断面図である。

【図３】本発明の断熱材の実施例の内部構造を示す断面
図である。

【図４】本発明の断熱材の他の実施例の内部構造を示す
断面図である。

【図５】本発明の断熱材の更に他の実施例の内部構造を
示す断面図である。

【図６】本発明の断熱材の更に他の実施例における構成
部分の斜面図とその一部分の拡大斜面図である。

【図７】本発明の断熱材の実施例の断面図である。

【図８】本発明の断熱パネルの実施例の断面図である。

【図９】本発明の断熱パネルの他の実施例の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ アルミ箔 ２ 植毛領域 ３ 短繊維群 ４ 植毛用接着剤 ５ 片面植毛アルミ箔 ６ 両面植毛アルミ箔 ９ 積層アルミ箔断熱材

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミ箔の表面にスペーサとしての短繊
   維を植毛固定した植毛アルミ箔を複数枚積層して形成す
   る断熱材において、前記短繊維を複数の短繊維群で形成
   し、各短繊維群を、前記各層のアルミ箔同士が撓んで接
   触しない程度に一定の間隔をおいて配置することを特徴
   とする断熱材。
2. 【請求項２】 アルミ箔の片面のみに短繊維群を植毛し
   た植毛アルミ箔を複数枚積層して形成することを特徴と
   する請求項１記載の断熱材。
3. 【請求項３】 アルミ箔の両面に短繊維群を植毛した植
   毛アルミ箔を複数枚積層して形成することを特徴とする
   請求項１記載の断熱材。
4. 【請求項４】 アルミ箔の両面に短繊維を植毛した複数
   の植毛アルミ箔を、植毛を行わないアルミ箔を介して交
   互に複数枚積層して形成することを特徴とする請求項１
   記載の断熱材。
5. 【請求項５】 積層した植毛アルミ箔の端面をシーラン
   トでシールしたことを特徴とする請求項１〜４記載の断
   熱材。
6. 【請求項６】 積層した植毛アルミ箔内部の空気を代替
   フロンや炭酸ガスなどの分子量の大きなガスと置換した
   ことを特徴とする請求項５記載の断熱材。
7. 【請求項７】 請求項１〜５記載の断熱材を平板状容器
   の内部に挿入し、平板状容器の内部空気を３００ｍｍＰ
   ａ以下の圧力としたことを特徴とする断熱パネル。
8. 【請求項８】 前記平板状容器に、真空ポンプをバルブ
   を介して接続したことを特徴とする請求項７記載の断熱
   パネル。
9. 【請求項９】 前記平板状容器の内部空気を代替フロン
   や炭酸ガスなどの分子量の大きなガスと置換したことを
   特徴とする請求項７記載の断熱パネル。
10. 【請求項１０】 前記平板状容器に、シリカゲルなどの
    ガス吸着剤を封入したことを特徴とする請求項７又は８
    記載の断熱パネル。