JPH10115396A - 真空断熱構造体用芯材の製造法 - Google Patents
真空断熱構造体用芯材の製造法Info
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- JPH10115396A JPH10115396A JP8285909A JP28590996A JPH10115396A JP H10115396 A JPH10115396 A JP H10115396A JP 8285909 A JP8285909 A JP 8285909A JP 28590996 A JP28590996 A JP 28590996A JP H10115396 A JPH10115396 A JP H10115396A
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- inorganic binder
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分な剛性と低い熱伝導率を有する真空断熱
構造体用芯材を無機繊維を主材として製造する。 【解決手段】 芯材として必要な形状に成形された多孔
質無機繊維成形体に、無機質結合剤（例えばケイ酸ソー
ダ、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、コロイダルシリ
カ、アルミナゾルおよびジルコニアゾル等）とそのゲル
化剤との混合物をゲル化開始前に含浸させ、無機繊維成
形体中で無機質結合剤をゲル化させたのち加熱乾燥して
硬化させ、さらに焼成する。
構造体用芯材を無機繊維を主材として製造する。 【解決手段】 芯材として必要な形状に成形された多孔
質無機繊維成形体に、無機質結合剤（例えばケイ酸ソー
ダ、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、コロイダルシリ
カ、アルミナゾルおよびジルコニアゾル等）とそのゲル
化剤との混合物をゲル化開始前に含浸させ、無機繊維成
形体中で無機質結合剤をゲル化させたのち加熱乾燥して
硬化させ、さらに焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空二重壁構造の
容器や中空板状体の中空部分を真空状態にすることによ
り高度の断熱性を示すようにした真空断熱構造体の中空
部に配置する芯材の製造法に関するものである。
容器や中空板状体の中空部分を真空状態にすることによ
り高度の断熱性を示すようにした真空断熱構造体の中空
部に配置する芯材の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】断熱性のよい壁、容器、反応装置等を構
成するための部材として使われる真空断熱構造体の一例
は特開平３−１８１６９５号公報に記載されている（た
だし、この公報では「断熱装置」と呼ばれている。）。
真空断熱構造体は、器壁が気密性材料からなる二重壁構
造になっている容器（貯槽、反応槽等を含む）や中空板
状体の中空部分を真空状態にすることによって熱伝導や
空気の対流による伝熱を少なくし、高度の断熱作用を示
すようにしたものである。
成するための部材として使われる真空断熱構造体の一例
は特開平３−１８１６９５号公報に記載されている（た
だし、この公報では「断熱装置」と呼ばれている。）。
真空断熱構造体は、器壁が気密性材料からなる二重壁構
造になっている容器（貯槽、反応槽等を含む）や中空板
状体の中空部分を真空状態にすることによって熱伝導や
空気の対流による伝熱を少なくし、高度の断熱作用を示
すようにしたものである。
【０００３】この真空断熱構造体では、中空部分を高度
の真空状態にしたとき大気圧による大きな荷重が表面板
材にかかるから、それによる表面板材の変形・破壊を防
止するために、対向する表面板材間に荷重支持部材を配
置するのが普通である。
の真空状態にしたとき大気圧による大きな荷重が表面板
材にかかるから、それによる表面板材の変形・破壊を防
止するために、対向する表面板材間に荷重支持部材を配
置するのが普通である。
【０００４】しかしながら、荷重支持部材を配置するこ
とは対向する表面板材間の熱伝導を助けることにもなる
から、荷重支持部材はなるべく熱伝導率の低いものであ
ることが望ましい。
とは対向する表面板材間の熱伝導を助けることにもなる
から、荷重支持部材はなるべく熱伝導率の低いものであ
ることが望ましい。
【０００５】荷重支持部材の代表的なものは、真空にさ
れる中空部分の形状に合わせて成形された芯材と呼ばれ
る部材である（上記特開平３−１８１６９５号公報では
モールドと呼ばれている。ほかに、コア材、スペーサー
と呼ばれることもある。）。
れる中空部分の形状に合わせて成形された芯材と呼ばれ
る部材である（上記特開平３−１８１６９５号公報では
モールドと呼ばれている。ほかに、コア材、スペーサー
と呼ばれることもある。）。
【０００６】芯材として従来最も普通に使われてきたの
は、多孔質の無機繊維成形体からなるものである。しか
しながら、有機質結合剤を付着させた無機繊維のマット
を積層、圧縮成形して作られるこの芯材は、圧縮荷重に
対する剛性が十分でなく、使用状態において受ける圧縮
荷重により変形を生じ易い。結合剤を多量に使用し成形
条件を選んで高密度のものにすれば剛性は高くなるが、
それでは熱伝導率が高くなり、その点で芯材として不適
当なものとなる。さらに、高温に加熱されたときの寸法
変化が大きいという問題点もある。
は、多孔質の無機繊維成形体からなるものである。しか
しながら、有機質結合剤を付着させた無機繊維のマット
を積層、圧縮成形して作られるこの芯材は、圧縮荷重に
対する剛性が十分でなく、使用状態において受ける圧縮
荷重により変形を生じ易い。結合剤を多量に使用し成形
条件を選んで高密度のものにすれば剛性は高くなるが、
それでは熱伝導率が高くなり、その点で芯材として不適
当なものとなる。さらに、高温に加熱されたときの寸法
変化が大きいという問題点もある。
【０００７】これらの欠点を解消するため無機繊維成形
体を金属製の網などで補強したものも提供されたが、金
属製網があることにより熱伝導率が高いのが欠点であ
る。
体を金属製の網などで補強したものも提供されたが、金
属製網があることにより熱伝導率が高いのが欠点であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、無機
繊維成形体からなる従来の芯材が上述のような欠点を有
するものであったことに鑑み、金属製の補強材を用いず
に荷重支持部材として十分な剛性を備えた芯材を製造す
ることを可能にしようとするものである。
繊維成形体からなる従来の芯材が上述のような欠点を有
するものであったことに鑑み、金属製の補強材を用いず
に荷重支持部材として十分な剛性を備えた芯材を製造す
ることを可能にしようとするものである。
【０００９】本発明の他の目的は、無機繊維成形体から
なる芯材の断熱性能向上を可能にし、真空断熱構造体の
性能改善に貢献することにある。
なる芯材の断熱性能向上を可能にし、真空断熱構造体の
性能改善に貢献することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が採択した手段は、有機質結合剤を用いて芯材
として必要な形状に成形された多孔質無機繊維成形体
に、ケイ酸ソーダ、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、
コロイダルシリカ、アルミナゾルおよびジルコニアゾル
からなる群から選ばれた無機質結合剤とそのゲル化剤と
の混合物をゲル化開始前に含浸させ、無機繊維成形体中
で上記無機質結合剤をゲル化させたのち加熱、乾燥する
ことにより、ゲル化した無機質結合剤を硬化させること
を特徴とする。
に本発明が採択した手段は、有機質結合剤を用いて芯材
として必要な形状に成形された多孔質無機繊維成形体
に、ケイ酸ソーダ、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、
コロイダルシリカ、アルミナゾルおよびジルコニアゾル
からなる群から選ばれた無機質結合剤とそのゲル化剤と
の混合物をゲル化開始前に含浸させ、無機繊維成形体中
で上記無機質結合剤をゲル化させたのち加熱、乾燥する
ことにより、ゲル化した無機質結合剤を硬化させること
を特徴とする。
【００１１】高温度で使われる真空断熱構造体のための
芯材を製造する場合は、無機質結合剤をゲル化させ次い
で硬化させて得られた無機繊維成形体をさらに焼成して
有機質結合剤を焼失させることにより、一層安定した性
能を発揮する芯材を得る。
芯材を製造する場合は、無機質結合剤をゲル化させ次い
で硬化させて得られた無機繊維成形体をさらに焼成して
有機質結合剤を焼失させることにより、一層安定した性
能を発揮する芯材を得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の製造法につき詳述
する。ゲル化剤と混合した無機質結合剤を含浸させる無
機繊維成形体は、無機繊維のボードやフェルトを製造す
る場合と同様に、ガラス繊維、ロックウール、シリカ繊
維、各種セラミック繊維等に１〜１０重量％程度の有機
質結合剤（たとえばフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラ
ミン樹脂等）を付着させて任意の方法により成形し、結
合剤を硬化させて製造する。成形形状は、芯材とするの
に十分な厚さの板状にするほか、円筒状など芯材として
必要な形状を任意に選ぶことができ、前記特開平３−１
８１６９５号の発明による芯材のように溝状凹所を表面
に有するものにしてもよい。（ここまでの工程は、従来
の無機繊維質芯材を製造する場合と同様である。）。
する。ゲル化剤と混合した無機質結合剤を含浸させる無
機繊維成形体は、無機繊維のボードやフェルトを製造す
る場合と同様に、ガラス繊維、ロックウール、シリカ繊
維、各種セラミック繊維等に１〜１０重量％程度の有機
質結合剤（たとえばフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラ
ミン樹脂等）を付着させて任意の方法により成形し、結
合剤を硬化させて製造する。成形形状は、芯材とするの
に十分な厚さの板状にするほか、円筒状など芯材として
必要な形状を任意に選ぶことができ、前記特開平３−１
８１６９５号の発明による芯材のように溝状凹所を表面
に有するものにしてもよい。（ここまでの工程は、従来
の無機繊維質芯材を製造する場合と同様である。）。
【００１３】成形条件は、嵩密度が０.０５〜０.３g/cm
3の多孔質成形体が得られるように選定することが望ま
しい。これよりも嵩密度が低いと形状安定性が悪くその
後の処理を困難にするばかりか製品に芯材として必要な
剛性を付与することが難しくなる。一方、これよりも嵩
密度が高いものにすると、十分な無機質結合剤を含浸さ
せることが困難になる。
3の多孔質成形体が得られるように選定することが望ま
しい。これよりも嵩密度が低いと形状安定性が悪くその
後の処理を困難にするばかりか製品に芯材として必要な
剛性を付与することが難しくなる。一方、これよりも嵩
密度が高いものにすると、十分な無機質結合剤を含浸さ
せることが困難になる。
【００１４】無機質結合剤としては、ゲル化剤を加える
ことによりゲル状態にすることができ、かつ生じたゲル
を加熱、乾燥して硬化させることにより結合力を発揮さ
せることができるもの、たとえばケイ酸ソーダ、ケイ酸
リチウム、ケイ酸カリウム、コロイダルシリカ、アルミ
ナゾル、ジルコニアゾル等を用いる。
ことによりゲル状態にすることができ、かつ生じたゲル
を加熱、乾燥して硬化させることにより結合力を発揮さ
せることができるもの、たとえばケイ酸ソーダ、ケイ酸
リチウム、ケイ酸カリウム、コロイダルシリカ、アルミ
ナゾル、ジルコニアゾル等を用いる。
【００１５】ゲル化剤としては、ケイ酸ソーダ、ケイ酸
リチウム、ケイ酸カリウムまたは塩基性安定型コロイダ
ルシリカを結合剤として用いる場合は硫酸、リン酸、酢
酸、硫酸アンモニウム、硫酸アルミニウムまたはリン酸
アンモニウムを用いることができ、結合剤として酸性安
定型のコロイダルシリカ、アルミナゾルまたはジルコニ
アゾルを用いる場合は、ゲル化剤としてアンモニア、水
酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムを用いることがで
きる。
リチウム、ケイ酸カリウムまたは塩基性安定型コロイダ
ルシリカを結合剤として用いる場合は硫酸、リン酸、酢
酸、硫酸アンモニウム、硫酸アルミニウムまたはリン酸
アンモニウムを用いることができ、結合剤として酸性安
定型のコロイダルシリカ、アルミナゾルまたはジルコニ
アゾルを用いる場合は、ゲル化剤としてアンモニア、水
酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムを用いることがで
きる。
【００１６】無機質結合剤はあらかじめ水溶液状態でゲ
ル化剤と混合しておく。溶液濃度やゲル化剤の添加比率
を選ぶことにより、混合してからゲル化が始まるまで数
時間の余裕を確保することができるから、ゲル化開始前
に、結合剤溶液を無機繊維成形体の芯部まで均一に含浸
させる。含浸処理は、浸漬、吹き付け等、任意の方法に
より行うことができる。
ル化剤と混合しておく。溶液濃度やゲル化剤の添加比率
を選ぶことにより、混合してからゲル化が始まるまで数
時間の余裕を確保することができるから、ゲル化開始前
に、結合剤溶液を無機繊維成形体の芯部まで均一に含浸
させる。含浸処理は、浸漬、吹き付け等、任意の方法に
より行うことができる。
【００１７】含浸処理により無機繊維成形体に付着させ
る無機質結合剤の量は、固形分として約１〜５０重量
％、望ましくは約５〜２０重量％になるようにし、且
つ、嵩密度０.０６〜０.４５g/cm3の製品が得られるよ
うに調節する。この範囲以下では処理効果が十分でな
く、反対に多すぎると、製品が不必要に堅く、熱伝導率
の高いものになる。したがって、含浸処理の最後の段階
で、過剰に付着した結合剤溶液を吸引、遠心分離等の方
法で除去する調整工程を設けてもよい。
る無機質結合剤の量は、固形分として約１〜５０重量
％、望ましくは約５〜２０重量％になるようにし、且
つ、嵩密度０.０６〜０.４５g/cm3の製品が得られるよ
うに調節する。この範囲以下では処理効果が十分でな
く、反対に多すぎると、製品が不必要に堅く、熱伝導率
の高いものになる。したがって、含浸処理の最後の段階
で、過剰に付着した結合剤溶液を吸引、遠心分離等の方
法で除去する調整工程を設けてもよい。
【００１８】結合剤溶液含浸後の無機繊維成形体は、０
〜３５℃程度の空気中に、無機質結合剤が十分ゲル化す
るまで静置する。ゲル化に要する時間は、無機質結合剤
とゲル化剤の混合溶液についてあらかじめ確認してお
く。
〜３５℃程度の空気中に、無機質結合剤が十分ゲル化す
るまで静置する。ゲル化に要する時間は、無機質結合剤
とゲル化剤の混合溶液についてあらかじめ確認してお
く。
【００１９】ゲル化するとき無機質結合剤は、微細な粒
子状になって無機繊維成形体中に分布する。
子状になって無機繊維成形体中に分布する。
【００２０】結合剤を十分ゲル化させたならば、無機繊
維成形体を加熱下に乾燥する。乾燥方法に制限はなく、
熱風乾燥など、任意の乾燥方法を採用することができ
る。すでにゲル化して無機繊維に固定されている無機質
結合剤は、この乾燥工程で表層部にマイグレーションを
起こすこともなく成形体中に均一に分布したまま硬化す
る。硬化物もまた、直径約０.１〜１０μmの微粒子状で
ある。
維成形体を加熱下に乾燥する。乾燥方法に制限はなく、
熱風乾燥など、任意の乾燥方法を採用することができ
る。すでにゲル化して無機繊維に固定されている無機質
結合剤は、この乾燥工程で表層部にマイグレーションを
起こすこともなく成形体中に均一に分布したまま硬化す
る。硬化物もまた、直径約０.１〜１０μmの微粒子状で
ある。
【００２１】以上の処理をして得られる製品は、真空断
熱構造体の使用条件が約１００℃以下の場合はそのまま
芯材として使用可能であるが、使用温度が高く、無機繊
維成形体に付着していた有機質結合剤が分解もしくは燃
焼してガス化するおそれがある場合は、さらに約４００
〜５００℃の温度で焼成して有機質結合剤を焼失させ
る。
熱構造体の使用条件が約１００℃以下の場合はそのまま
芯材として使用可能であるが、使用温度が高く、無機繊
維成形体に付着していた有機質結合剤が分解もしくは燃
焼してガス化するおそれがある場合は、さらに約４００
〜５００℃の温度で焼成して有機質結合剤を焼失させ
る。
【００２２】いずれの場合も、製品はそのまま、あるい
は必要に応じて切断、切削、研磨等の加工を施してか
ら、芯材としての利用に供する。
は必要に応じて切断、切削、研磨等の加工を施してか
ら、芯材としての利用に供する。
【００２３】
【実施例】以下、実施例および比較例を示して本発明を
説明する。なお、製品の特性値の測定法は次のとおりで
ある。
説明する。なお、製品の特性値の測定法は次のとおりで
ある。
【００２４】１０％圧縮応力：試料を厚さ方向に速度２
０mm/minで圧縮し、圧縮量（歪み）が元の厚さの１０％
に達したときの応力。 熱伝導率：１０-2Ｔorrの真空中で測定する。
０mm/minで圧縮し、圧縮量（歪み）が元の厚さの１０％
に達したときの応力。 熱伝導率：１０-2Ｔorrの真空中で測定する。
【００２５】実施例１〜３，比較例１，２ ロックウールにその４重量％の有機質結合剤を付着させ
て板状に成形し、加熱乾燥して得られた厚さ２５mm、嵩
密度０.２０g/cm3の板状成形体を、ケイ酸ソーダ（Ｓi
Ｏ2約３０重量％，Ｎa2Ｏ約１０重量％，固形分約４０
重量％）と硫酸アンモニウムの混合溶液に浸漬し、計算
量の上記混合溶液を含浸させる。次いで、ケイ酸ソーダ
をゲル化させるのに十分な時間、室温で放置する。その
後、熱風乾燥し、さらに４００℃で３時間焼成する。
て板状に成形し、加熱乾燥して得られた厚さ２５mm、嵩
密度０.２０g/cm3の板状成形体を、ケイ酸ソーダ（Ｓi
Ｏ2約３０重量％，Ｎa2Ｏ約１０重量％，固形分約４０
重量％）と硫酸アンモニウムの混合溶液に浸漬し、計算
量の上記混合溶液を含浸させる。次いで、ケイ酸ソーダ
をゲル化させるのに十分な時間、室温で放置する。その
後、熱風乾燥し、さらに４００℃で３時間焼成する。
【００２６】上記製造法においてケイ酸ソーダと硫酸ア
ンモニウムの混合比率、およびこれらの混合溶液の含浸
量を変えることにより、３種類の芯材を製造した（実施
例１〜３）。
ンモニウムの混合比率、およびこれらの混合溶液の含浸
量を変えることにより、３種類の芯材を製造した（実施
例１〜３）。
【００２７】比較のため、ケイ酸ソーダに硫酸アンモニ
ウムを加えないほかは実施例３と同様にして、類似の芯
材を製造した（比較例１）。
ウムを加えないほかは実施例３と同様にして、類似の芯
材を製造した（比較例１）。
【００２８】上記各例における結合剤含浸処理条件、な
らびに各例製品および結合剤含浸処理前のロックウール
板状成形体（比較例２）の特性値を表１に示す。表中、
「部」は重量部を意味し、「結合剤ゲル化時間」は未含
浸の含浸処理液についてあらかじめ測定されたゲル化に
要する時間である（以下の各表においても同じ）。
らびに各例製品および結合剤含浸処理前のロックウール
板状成形体（比較例２）の特性値を表１に示す。表中、
「部」は重量部を意味し、「結合剤ゲル化時間」は未含
浸の含浸処理液についてあらかじめ測定されたゲル化に
要する時間である（以下の各表においても同じ）。
【００２９】実施例製品はいずれも芯材として十分な剛
性を備えており、熱伝導率も十分低い水準に抑えられて
いることが確認された。
性を備えており、熱伝導率も十分低い水準に抑えられて
いることが確認された。
【００３０】
【表１】 実施例１ 実施例２ 実施例３ 比較例１ 比較例２ 結合剤含浸比率 ロックウール（部） ８０ ８５ ９０ ９０ １００ ケイ酸ソーダ（部） ２０ １５ １０ １０ − 硫酸アンモニウム(部) ２.７ ２.７ ２.７ − − 結合剤ゲル化時間（min) ９６０ ６００ １８０ ∞ −製品特性値 嵩密度（g/cm3） ０.２４ ０.２１ ０.２３ ０.２０ ０.２０ 10％圧縮応力(kgf/cm2) １.４ １.２ ０.９ ０.２ ≪０.１ 熱伝導率（Ｗ/ｍＫ） １５０℃ 0.009 0.009 0.009 0.012 0.014 ３２０℃ 0.014 0.016 0.015 0.016 0.017 ４００℃ 0.018 0.020 0.019 0.018 0.019
【００３１】なお、ゲル化剤を用いなかった比較例１の
場合、乾燥工程で表層部に移動して硬化した結合剤によ
り緻密な皮膜が形成され、芯部から発生する水蒸気が逃
げ道を失って製品に“膨れ”を生じさせた。それによ
り、製品の厚さは最大１.６倍になった。
場合、乾燥工程で表層部に移動して硬化した結合剤によ
り緻密な皮膜が形成され、芯部から発生する水蒸気が逃
げ道を失って製品に“膨れ”を生じさせた。それによ
り、製品の厚さは最大１.６倍になった。
【００３２】実施例４〜６，比較例３ アルミナシリカ質セラミック繊維（ＳiＯ2 ５１重量
％，Ａl2Ｏ3４９重量％）にその４重量％の有機質結合
剤を付着させて板状に成形し、加熱乾燥して得られた厚
さ２５mm、嵩密度０.２４g/cm3の板状成形体を、コロイ
ダルシリカ（固形分約２０重量％）と炭酸ナトリウムの
混合溶液に浸漬し、計算量の上記混合溶液を含浸させ
る。次いで、コロイダルシリカをゲル化させるのに十分
な時間、室温で放置する。その後、熱風乾燥し、さらに
４００℃で３時間焼成する。
％，Ａl2Ｏ3４９重量％）にその４重量％の有機質結合
剤を付着させて板状に成形し、加熱乾燥して得られた厚
さ２５mm、嵩密度０.２４g/cm3の板状成形体を、コロイ
ダルシリカ（固形分約２０重量％）と炭酸ナトリウムの
混合溶液に浸漬し、計算量の上記混合溶液を含浸させ
る。次いで、コロイダルシリカをゲル化させるのに十分
な時間、室温で放置する。その後、熱風乾燥し、さらに
４００℃で３時間焼成する。
【００３３】上記製造法においてコロイダルシリカと炭
酸ナトリウムの混合比率、およびこれらの混合溶液の含
浸量を変えることにより、３種類の芯材を製造した（実
施例４〜６）。
酸ナトリウムの混合比率、およびこれらの混合溶液の含
浸量を変えることにより、３種類の芯材を製造した（実
施例４〜６）。
【００３４】比較のため、コロイダルシリカに炭酸ナト
リウムを加えないほかは実施例４と同様にして、類似の
芯材を製造した（比較例３）。
リウムを加えないほかは実施例４と同様にして、類似の
芯材を製造した（比較例３）。
【００３５】上記各例における結合剤含浸処理条件、な
らびに各例製品および結合剤含浸処理前のセラミック繊
維板状成形体（比較例４）の特性値を表２に示す。
らびに各例製品および結合剤含浸処理前のセラミック繊
維板状成形体（比較例４）の特性値を表２に示す。
【００３６】
【表２】 実施例４ 実施例５ 実施例６ 比較例３ 比較例４ 結合剤含浸比率 セラミック繊維（部） ９０ ８５ ８０ ９０ １００ コロイダルシリカ(部) １０ １５ ２０ １０ − 炭酸ナトリウム（部) １.５ １.５ １.５ − − 結合剤ゲル化時間（min) ７２０ ５４０ ３６０ ∞ −製品特性値 嵩密度（g/cm3） ０.３０ ０.３６ ０.３２ ０.２６ ０.２４ 10％圧縮応力(kgf/cm2) ０.７ ０.９ １.２ ０.３ ≪０.１ 熱伝導率（Ｗ/ｍＫ） １５０℃ 0.008 0.008 0.009 0.011 0.010 ３００℃ 0.012 0.013 0.014 0.015 0.015 ５００℃ 0.018 0.020 0.023 0.020 0.018 ８００℃ 0.040 0.042 0.045 0.042 0.032
【００３７】なお、ゲル化剤を用いなかった比較例３の
場合、比較例２の場合と同様に製品に“膨れ”を生じ、
それにより製品の厚さは最大１.４倍になった。
場合、比較例２の場合と同様に製品に“膨れ”を生じ、
それにより製品の厚さは最大１.４倍になった。
【００３８】実施例７，比較例５，６ アルミナシリカ質繊維をガラス繊維に変えたほかは実施
例４の場合と同様にして、厚さ２５mm、嵩密度０.２９g
/cm3の板状成形体を製造し、それに、ケイ酸ソーダ（Ｓ
iＯ2約２０重量％，Ｎa2Ｏ約５重量％，固形分約２５重
量％）と硫酸アルミニウムの混合溶液に浸漬し、計算量
の上記混合溶液を含浸させた。次いで、ケイ酸ソーダを
ゲル化させるのに十分な時間、室温で放置し、その後、
熱風乾燥と４００℃・３時間の焼成を行なった（実施例
７）。
例４の場合と同様にして、厚さ２５mm、嵩密度０.２９g
/cm3の板状成形体を製造し、それに、ケイ酸ソーダ（Ｓ
iＯ2約２０重量％，Ｎa2Ｏ約５重量％，固形分約２５重
量％）と硫酸アルミニウムの混合溶液に浸漬し、計算量
の上記混合溶液を含浸させた。次いで、ケイ酸ソーダを
ゲル化させるのに十分な時間、室温で放置し、その後、
熱風乾燥と４００℃・３時間の焼成を行なった（実施例
７）。
【００３９】比較のため、ケイ酸ソーダに硫酸アルミニ
ウムを加えないほかは上記と同様にして、類似の芯材を
製造した（比較例５）。
ウムを加えないほかは上記と同様にして、類似の芯材を
製造した（比較例５）。
【００４０】上記各例における結合剤含浸処理条件、な
らびに各例製品および結合剤含浸処理前のガラス繊維板
状成形体（比較例６）の特性値を表３に示す。
らびに各例製品および結合剤含浸処理前のガラス繊維板
状成形体（比較例６）の特性値を表３に示す。
【００４１】
【表３】 実施例７ 比較例５ 比較例６ 結合剤含浸比率 ガラス繊維（部） ９０ ９０ １００ ケイ酸ソーダ（部） １０ １０ − 硫酸アルミニウム(部) ３.２ − − 結合剤ゲル化時間（min) ３６０ ∞ −製品特性値 嵩密度（g/cm3） ０.３０ ０.２６ ０.２９ 10％圧縮応力(kgf/cm2) １.４ ０.４ ０.８ 熱伝導率（Ｗ/ｍＫ） １５０℃ 0.005 0.007 0.006 ３００℃ 0.007 0.008 0.007
【００４２】なお、ゲル化剤を用いなかった比較例５の
場合、比較例２の場合と同様に製品に“膨れ”を生じ、
それにより製品の厚さは最大１.４倍になった。
場合、比較例２の場合と同様に製品に“膨れ”を生じ、
それにより製品の厚さは最大１.４倍になった。
【００４３】
【発明の効果】上述のように、あらかじめ有機質結合剤
を用いて芯材として必要な形状に成形された多孔質無機
繊維成形体に無機質結合剤を含浸し、それをゲル化させ
て成形体中に固定したのち加熱、乾燥して硬化させる本
発明によれば、無機質結合剤を硬化させる過程で結合剤
がマイグレーションを起こさないので無機質結合剤によ
る補強がきわめて均一に行われる。このことと、ゲル化
工程を経由した無機質結合剤硬化物が微粒子状になり製
品中で連続相を形成しないことが有利に作用して、事実
上無機質結合剤付与による熱伝導率上昇を招くことなし
に、高い剛性を持つ芯材を製造することが可能になる。
を用いて芯材として必要な形状に成形された多孔質無機
繊維成形体に無機質結合剤を含浸し、それをゲル化させ
て成形体中に固定したのち加熱、乾燥して硬化させる本
発明によれば、無機質結合剤を硬化させる過程で結合剤
がマイグレーションを起こさないので無機質結合剤によ
る補強がきわめて均一に行われる。このことと、ゲル化
工程を経由した無機質結合剤硬化物が微粒子状になり製
品中で連続相を形成しないことが有利に作用して、事実
上無機質結合剤付与による熱伝導率上昇を招くことなし
に、高い剛性を持つ芯材を製造することが可能になる。
【００４４】しかも、結合剤のマイグレーションにより
表層部だけが先に緻密になることがないので乾燥・硬化
が完了するまで水蒸気の逃げ道が確保され、乾燥・硬化
工程における成形体の膨れなど好ましくない変形が回避
されるから、寸法精度の高い製品を高い歩留まりで製造
することができる。
表層部だけが先に緻密になることがないので乾燥・硬化
が完了するまで水蒸気の逃げ道が確保され、乾燥・硬化
工程における成形体の膨れなど好ましくない変形が回避
されるから、寸法精度の高い製品を高い歩留まりで製造
することができる。
【００４５】また、最後に焼成して有機質結合剤を焼失
させる方法によれば、高温苛酷な条件で使用される真空
断熱構造体に使用しても有機質結合剤の熱分解による変
形、発煙、有害ガス発生等のおそれがない芯材を提供す
ることができる。
させる方法によれば、高温苛酷な条件で使用される真空
断熱構造体に使用しても有機質結合剤の熱分解による変
形、発煙、有害ガス発生等のおそれがない芯材を提供す
ることができる。
【００４６】さらに、芯材は前述の荷重支持部材として
作用するほか真空断熱構造体の表面材間の輻射伝熱を遮
る作用もするが、本発明の製造法による芯材は無機質結
合剤硬化物が微粒子状になっていて熱輻射をよく散乱さ
せるので、無機繊維のみからなる芯材以上に熱輻射遮断
性能に優れた芯材になるという利点もある。
作用するほか真空断熱構造体の表面材間の輻射伝熱を遮
る作用もするが、本発明の製造法による芯材は無機質結
合剤硬化物が微粒子状になっていて熱輻射をよく散乱さ
せるので、無機繊維のみからなる芯材以上に熱輻射遮断
性能に優れた芯材になるという利点もある。
Claims (5)
- 【請求項１】 有機質結合剤を用いて芯材として必要な
形状に成形された多孔質無機繊維成形体に、ケイ酸ソー
ダ、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、コロイダルシリ
カ、アルミナゾルおよびジルコニアゾルからなる群から
選ばれた無機質結合剤とそのゲル化剤との混合物をゲル
化開始前に含浸させ、無機繊維成形体中で無機質結合剤
をゲル化させたのち加熱、乾燥して硬化させることを特
徴とする真空断熱構造体用芯材の製造法。 - 【請求項２】 有機質結合剤を用いて芯材として必要な
形状に成形された多孔質無機繊維成形体に、ケイ酸ソー
ダ、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、コロイダルシリ
カ、アルミナゾルおよびジルコニアゾルからなる群から
選ばれた無機質結合剤とそのゲル化剤との混合物をゲル
化開始前に含浸させ、無機繊維成形体中で無機質結合剤
をゲル化させたのち加熱乾燥して硬化させ、さらに焼成
することを特徴とする真空断熱構造体用芯材の製造法。 - 【請求項３】 多孔質無機繊維成形体として嵩密度が
０.０５〜０.３g/cm3のものを用い、無機質結合剤が無
機繊維に対して１〜５０重量％付着するように無機質結
合剤およびそのゲル化剤の混合物の含浸処理を行う請求
項１または２に記載の製造法。 - 【請求項４】 無機質結合剤としてケイ酸ソーダ、ケイ
酸リチウム、ケイ酸カリウムまたは塩基性安定型コロイ
ダルシリカを用い、ゲル化剤として硫酸、リン酸、酢
酸、硫酸アンモニウム、硫酸アルミニウムまたはリン酸
アンモニウムを用いる請求項１〜３のいずれかに記載の
真空断熱構造体用芯材の製造法。 - 【請求項５】 無機質結合剤として酸性安定型のコロイ
ダルシリカ、アルミナゾルまたはジルコニアゾルを用
い、ゲル化剤としてアンモニア、水酸化ナトリウムまた
は炭酸ナトリウムを用いる請求項１〜４のいずれかに記
載の真空断熱構造体用芯材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28590996A JP3164291B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 真空断熱構造体用芯材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28590996A JP3164291B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 真空断熱構造体用芯材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115396A true JPH10115396A (ja) | 1998-05-06 |
| JP3164291B2 JP3164291B2 (ja) | 2001-05-08 |
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ID=17697596
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28590996A Expired - Fee Related JP3164291B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 真空断熱構造体用芯材の製造法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164291B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004011705A (ja) * | 2002-06-05 | 2004-01-15 | Matsushita Refrig Co Ltd | 真空断熱材と断熱体と断熱箱体と断熱扉と貯蔵庫と冷蔵庫 |
| KR100620938B1 (ko) | 2003-09-29 | 2006-09-19 | 히타치 홈 앤드 라이프 솔루션즈 가부시키가이샤 | 진공 단열 패널 및 그 제조 방법 및 냉장고 |
| CN1308611C (zh) * | 2002-05-31 | 2007-04-04 | 松下冷机株式会社 | 真空隔热材料、其制造方法以及使用其的冰箱 |
| US7323079B2 (en) * | 2003-07-28 | 2008-01-29 | Asahi Fiber Glass Co., Ltd. | Production process of core material for vacuum insulation material |
| WO2012154000A3 (ko) * | 2011-05-12 | 2013-01-24 | (주)엘지하우시스 | 유리 섬유 보드 및 그의 제조방법 |
| JP2022040091A (ja) * | 2020-08-27 | 2022-03-10 | ファ－クー－テック アクチェンゲゼルシャフト | 温度安定性を有する真空断熱要素 |
| WO2024190051A1 (ja) * | 2023-03-15 | 2024-09-19 | 旭ファイバーグラス株式会社 | 真空断熱材 |
-
1996
- 1996-10-09 JP JP28590996A patent/JP3164291B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7571582B2 (en) | 2002-05-31 | 2009-08-11 | Panasonic Corporation | Vacuum heat insulator, method of manufacturing the same, and refrigerator using the same |
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| US9476198B2 (en) | 2011-05-12 | 2016-10-25 | Lg Hausys, Ltd. | Glass fiberboard and production method therefor |
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| WO2024190051A1 (ja) * | 2023-03-15 | 2024-09-19 | 旭ファイバーグラス株式会社 | 真空断熱材 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3164291B2 (ja) | 2001-05-08 |
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