JPS6335663A - 断熱部材のコ−テイング用塗料 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は１例えば空気調和機あるいは金属折版屋根板な
どに用いられるグラスウールもしくはフェルト等の断熱
部材に施されるコーティング用塗料に関するものである
。

［従来の技術］ 一般に、冷房用あるいは暖房用として用いられる空気調
和機にあっては、ケーシング内に内蔵された送風機によ
る外気の吸引排気循環作用に伴う熱交換器から発生する
冷風または温風を効率良く送風するためと、騒音を吸収
するために、前記熱交換器で冷却もしくは加熱される部
分に相当するケーシングの内壁面に吸音効果を兼ねた断
熱部材を接着剤により貼着している。

従来、この種の空気調和機においては、断熱部材として
、ガラス繊維からなるグラスウールを多量のフェノール
樹脂系等の有機質バインダーで固めた繊維体を用いてな
る構成を有するものがあるが、単に、繊維体をそのまま
ケーシングの内壁面に貼着させただけでは、搬送時の衝
撃による振動、あるいは運転時における振動や断熱部材
表面に沿って流れる冷風または温風による空気流等によ
って、断熱部材を形成する繊維体であるガラス繊維が飛
散してしまうという不具合を生じる。

そこで、このような断熱部材を形成する繊維体であるガ
ラス繊維の飛散を防止するものとして、例えば実公昭５
７−９６２８号公報等に開示されているように、空気流
と接する繊維体の表面に耐熱性樹脂からなる被覆層を形
成してなる構成を有するものが提案されている。

さらに、金属折版屋根板などに用いられる断熱部材とし
ては、特開昭５７−７８８９号公報等に開示されている
ように、無機繊維マットに有機繊維不織布を重ね合せ、
かつこの有機繊維不織布側からニードルパンチング加工
を施して互いに結合するとともに、前記有機繊維不織布
の表面に樹脂組成物の被膜を形成してなる構成を有する
ものがある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記した従来の繊維体に被覆される樹脂
被膜や特開昭５７−７８８９号公報に従来技術として開
示された酢酸ビニール樹脂、アクリル系樹脂の塗料は、
いずれも有機質であることから、可燃性を有し、例えば
暖房用補助熱源としての電気ヒータを組み込んだ空気調
和機の断熱部材として使用すると、燃え出して焼損する
危険性がある。

このため、従来においては、繊維体にアルミナゾルやシ
リカゲルなどの無機質系塗料を塗布することが試みられ
ているが、これらの無機質系塗料は、表面付着力が弱く
、しかも被膜が硬いため、振動等の影響や外力によって
コーティング用塗料のヒビ割れや脱落等が発生し、結果
的にガラス繊維の飛散を防止することができなかった。

また、無機質系材料のコーティング処理として、例えば
バーミキュライト（ヒル石）単独による表面コーティン
グも種々検討されて試みられているが、ヒル石自身の落
下や脱落等が発生し、ガラス繊維の飛散防止は可能にな
るものの、ヒル石の凝集力不足によって不充分なものと
なる。

さらに、空気調和機を構成するケーシング内に断熱部材
を貼着した際、断熱部材が送風口あるいは吸気口等を通
して外部から見えないようにするために、例えば上述し
たような繊維体の表面に無機系塗料を被覆してなる断熱
部材にあっては、塗料中にカーボンブラックなどの着色
剤を混入して着色を行なっているが、無機系の塗料は基
材（繊維体）との付着力が弱く、塗装作業時、塗装した
着色塗装剤に触れると、指刀によって着色塗装剤が簡単
に剥がれて作業者の手袋などに付着し、非常に塗装性が
悪い。

さらにまた、前記した繊維体表面のコーティング用塗料
に、空気調和機内に発生する結露等に対して耐水性を持
たせるために、酸化マグネシウムを添加するにしても良
好な耐水性が得られず、これによって、断熱部材の表面
に結露が発生すると、色落ち現象を惹起して外観性を損
ない、商品価値を低下させるなど１種々の問題があった
。

このような従来のコーティング用塗料は、いずれも折版
屋根といった建物類一般の断熱部材として用いられるガ
ラス繊維マットのコーティング材料に適合し得るように
なっているものに過ぎず、空気調和機等の断熱部材とし
て使用するには不適格なものであった。

本発明は、上記の事情のもとになされたもので、その目
的とするところは、空気調和機の断熱部材のコーティン
グ材料としても充分に適用することができるようにした
断熱部材のコーティング用塗料を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記した問題点を解決するために、本発明は、薄片状無
機物の水分散液に有機質バインダー、カチオン活性剤及
びアンモニア水を混合してなる構成としたものである。

ところで、本発明に係る断熱部材としての繊維体表面に
塗布されるコーティング用塗料に使用する無機物とは、
アスペクト比（ａｓｐｅｃｔ　ｒａｔｉｏ　：縦横比）
が１００以上の薄片物からなるもので、一般に、粒子形
状が薄片状のものは、その臂開面と臂開面との間で凝集
性を有しており、その凝集力は、アスペクト比が大きく
なるほど強くなる傾向にある。例えば膨張黒鉛やマイカ
などのように、臂開面間の凝集力のみで柔軟なシート状
に成形される膨張黒鉛シートやマイカテープなどはその
良い例である。

そこで１本発明者らは、上記した薄片状無機物に種々の
研究を施した結果、これら薄片物が単に臂開面間同志だ
けではなく、ガラス繊維のような繊維状物との間にも凝
集力を発揮し得ることを見い出し、本発明を提唱するに
至ったものである。

［作　用］ すなわち１本発明は、上記の構成とすることによって、
薄片状無機物の水分散液に有機質バインダー、カチオン
活性剤及びアンモニア水を混合してなることから、アル
ミナゾルやシリカゾルなどのように繊維素材中に浸透し
易くて柔軟な被覆を行なえず、しかも一定面積を被覆す
るのに大量の塗料を必要とするものとは対照的に、少量
で大面積の被覆を施すことができ、その上、繊維素材中
への浸透を少なくすることを可能にしてなるものである
。そして、このような本発明に係るコーティング用塗料
を断熱部材を形成する繊維体表面に被覆すれば、柔軟性
を有し、かつ曲面部等への馴染みが良いためヒビ割れや
脱落等が発生せず、しかも黒色系に着色塗装処理を施す
際に用いられる着色剤に対する相容性が良く、かつ基材
（繊維体）との付着力も強いため、例えば空気調和機等
の複雑な曲面形態を有するケーシング内壁面への貼着作
業性及び塗装性を高め得るとともに、耐水性及び繊維の
飛散防止性にすぐれ、これによって、繊維体表面のコー
ティング用塗料に空気調和機内に発生する結露等により
水滴が付着しても耐水性を維持することができ、色落ち
現象が生じることがない、また、このような断熱部材を
空気調和機内の風路あるいは水滴の付着部分、耐熱性を
必要とする部分、さらには電装部品の周辺部分等に貼着
すれば、空気調和機の外観性及び商品価値を一段と向上
させ、運搬時または運転時の振動等による繊維素材の飛
散あるいは暖房運転時の臭気の発生をなくし、また、異
常加熱時の焼損を確実に防止することが可能になる。

［実　施　例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。

第１図は本発明に係るコーティング用塗料を室内の冷暖
房用として設置使用される一体型の空気調和機の断熱部
材に適用したもので、図中（１）は断熱部材成形品であ
る。この断熱部材成形品（１）は、繊維径が６〜２５μ
、繊維長が３０〜１００ａ＠のガラス長繊維（熱伝導率
：　０．０３５Ｋｃａｌ／　ｍ、ｈｒ、　’Ｃ）のグラ
スウールからなる繊維体（２）で形成され、かつ、この
繊維体（２）の表面（２ａ）には、後述するコーティン
グ用塗料で被覆された無機質被膜層（３）が形成されて
いる。

すなわち、この無機質被膜Ｗ　（３）を形成するコーテ
ィング用塗料は、薄片状無機物の水分散液に有機質バイ
ンダー、カチオン活性剤及びアンモニア水を混合した混
合物から構成されているもので、薄片状無機物としては
１種々のものがあるが、雲母系、モンモリナイト系、バ
ーミキュライト系等の薄片物が好適に用いられ、特に層
間に水を吸収して薄片一枚に層分離する、所謂水和膨潤
性雲母と称されるＮａ−テトラシリツクマイカを最も好
適に用いられている。そして、これらの薄片状無機物は
、それ自体で強い接着力を有するものの、有機系の塗料
と比較すると、接着力が不充分で。

強い振動力が加わる場合には、不燃性を損なわない程度
に有機質バインダーを添加する必要があり、この添加量
としては、その不燃性より２０重量部以下、好ましくは
１０重量部である。また、添加剤の種類としては、可溶
性澱粉やＣＭＣ（カルオキシル化メチルセルロース）、
ＰＶＡ　（ポリビニールアルコール）などの水溶性バイ
ンダーまたは塩化ビニールエマルジョン、アクリルエマ
ルジョンやＮＢＲ（アクリルニトリルブタジェンラバー
）ラテックス、ＳＢＲ（スチレンブタジェンラバー）ラ
テックスなどの乳化分散型のバインダーが好適に使用さ
れているものである。

ところで、このようなコーティング用塗料でコーティン
グされた長繊維のグラスウール繊椎体からなる断熱部材
は、例えば空気調和機に使用した際、熱交換器で生成さ
れたドレン水が付着する恐れがあり、この水分が薄片同
志もしくは薄片とガラス繊維との凝集面に進入して結合
力を弱める場合がある。しかし１通常は、上述したよう
に、有機質バインダーの添加により、かなり改善される
ものの、１０重量部以下のカチオン活性剤を加える必要
があり、このカチオン活性剤としては、炭素数６以上の
親水性より疎水性が強くて耐水性の高いアルキルアンモ
ニウム類やアルキルアミン類が効果的である。その理由
は、これら４片状無機物の臂開面には、酸素原子による
陰電荷面が形成されており、これによって、水などの極
性溶媒を吸着するためであり、この陰電荷面に疎水基を
持ったカチオン系の界面活性剤などにより中和すること
にあるもので、他には、一般的に一〇Ｈ基などと反応す
るイソシアネートなども効果がある。

さらにまた、上記コーティング用塗料を構成する薄片状
無機物の水分散液にアンモニア水を添加する理由は、こ
れら薄片状無機物の表面電位は、マイナスを呈し、これ
に炭素数６以上のカチオン活性剤を添加すると、これら
のカチオン電位部が無機物のマイナス電位部と結合して
無機物が疎水性となり、凝集、沈降等が生じることがあ
るからであり、このような凝集、沈降等の発生を防止す
るために、アンモニア水を添加してＰＨをアルカリサイ
ドにしておくもので、これによって、加工後の乾燥時に
、アンモニウムイオンはアンモニアガスとして飛散して
しまい、その代りに、これらのカチオン性物質が無機物
表面に配位して疎水性で強い被膜を形成することになる
。

また、上記した薄片状無機物の水分散液には。

付加価値を高めるために、着色剤等も添加することが可
能であるが、球形や不定形の顔料は、色落ちが生じ易い
ことから、使用される薄片状無機物と似た鱗片状の顔料
を使用すれば、色落ち等が生じることはない、　また、
カチオン活性剤における固着機構と同様の理由によりカ
チオン染料などでも色落ちに対して非常に効果的である
。なお、空気調和機の電気部品の近くに貼着する断熱部
材の塗料としては１通電性の関係よりカーボンや鉄分を
含む着色剤は好ましくなく、この場合は、非導電性の着
色剤を選定した方が良い。

さらに、上記コーティング用塗料の断熱部材（１）の繊
維体（２）表面への塗布量は、繊維体（２）の密度によ
っても異なるが、乾燥仕上り全固型分状態、つまりドラ
イ状態で１０〜１５０　ｇ　／　ｒｒｒの塗布を施す必
要があり、中でも最適塗布量は、ドライ状態で２０〜１
００　ｇ　／　ｎ（で、厚みが３〜３０ｍ＋＋、密度が
５０〜３００ｋｇ／ｒｒｌ’の範囲である。この場合、
特に、繊維体（２）の表面が、例えば空気調和機内に装
着した際に、外から見えるときは、コーティング用塗料
の塗布量が少ないと、繊維体（２）が長繊維のグラスウ
ールからなるものにあっては、白色または黄色系の下地
、またフェルトでは白色または灰色系の下地の色が見え
ることになり、これでは表面着色コーティングの意味が
なくなるばかりか、充分な繊維素材の飛散防止効果を得
ることができない。また、逆にコーティング用塗料の塗
布量を極端に多くすると、表面コーティング層の膜厚が
厚くなり過ぎて繊維体（２）表面の柔軟性がなくなり、
複雑な形状面への適用ができなくなるばかりでなく１表
面コーティング層の破壊にも繋がり、貼着作業性及び加
工性にも劣る。

次に、上記した本発明に係るコーティング用塗料が塗布
された断熱部材の具体例と比較例を以下に列挙し、かつ
結果を表にて説明する。

具体例： 薄片状無機物として水利膨潤性雲母（Ｎａ−テトラシリ
ツクマイカ）を濃度１５％になるように水中に分散させ
、次いで、この分散液にアンモニア水を加えてＰＨが１
０〜１１になるように調整した。さらに、この雲母に対
して、カチオン活性剤として炭素数１２のドデシルアン
、モニウムクロライドを１重量部、有機質バインダーと
してアクリル酸エステルエマルジョンを１０重量部それ
ぞれ添加して充分に混合させた後、カチオン染料を前記
雲母に対して３重量部加え、さらに、アンモニア水を添
加してＰＨが１０〜１１になるように再調整を行なった
。

そして、このように生成されたコーティング用塗料を、
繊維径が９μ、繊維長が３０〜５０ｍｍ。

厚さが１０ｎｕ＋＋のガラス長繊維ニードルマットから
なる繊維体の表面に固形分で４０ｇ／ｒｒ１′となるよ
うに塗布し、充分な乾燥を行なった。

比較例１： 上記具体例において、アンモニア水によるＰＨの調整を
行なわず、他は具体例と同様に行なった。

比較例２： 上記具体例において、カチオン活性剤としての炭素数１
２のドデシルアンモニウムクロライドの代りに、炭素数
４のブチルアンモニウムクロライドを添加し、他は具体
例と同様に行なった。

比較例３： 上記具体例において、カチオン活性剤としての炭素数１
２のドデシルアンモニウムクロライドの代りに、酸化マ
グネシウムを添加し、他は具体例と同様に行なった。

比較例４： 上記具体例において、有機質バインダーとしてのアクリ
ル酸エステルエマルジョンの添加量を、３０重量部に増
量し、他は具体例と同様に行なった。

比較例５： 上記具体例において、カチオン染料の代りに、球形形状
のチャンネルブラック顔料を使用し、他は具体例と同様
に行なった。

これらの結果を下表に示すと、次のような結果が得られ
た； 表 但し、表において、防炎性については、ＪＩＳＡ　１３
２２の方法に従って防炎１級に合格するものは○とし、
柔軟性については、φ５Ｃ！１１の円柱に、上記塗料コ
ーティング済のガラス繊維マットを巻回して、下地のガ
ラス繊維マットが見える程のクラックが発生したものを
×とし、下地が見える程ではないが明らかにクラックが
発生しているものをΔとした。

また、固着性は、上記塗料をコーティングしたガラス繊
維マットの塗布面に５１幅の粘着テープを貼り、５ｋｇ
のローラによって３往復させて押圧した後、この粘着テ
ープを剥離して、粘着テープに付着した塗料の量で判別
し、さらに、耐水固着性は、試料を１分間水中に浸漬し
、塗布面をろ紙により擦り付け、このろ紙に付着した塗
料の量で判別した。

ところで、比較例１の柔軟性においては、塗料の調整中
に凝集物が発生したため、×傘と印すことにした。

この結果、特に酸化マグネシウムを使用したものは、耐
水固着性が、本発明の具体例と比較して悪く、また、塗
料膜が硬くなるため、曲面部での使用には問題があるこ
とが明白である。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されないものであ
り１本発明の要旨を変えない範囲で種々変更実施可能な
ことは勿論である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、薄片
状無機物の水分散液に有機質バインダー。

カチオン活性剤及びアンモニア水を混合してなることか
ら、従来のようなアルミナゾルやシリカゾルなどのよう
に繊維素材中に浸透し易くて柔軟な被覆を行なえず、し
かも一定面積を被覆するのに大量の塗料を必要とするも
のとは対照的に、少量で大面積の被覆を施すことができ
、その上、繊維素材中への浸透を少なくすることができ
る。

そして、このような本発明に係るコーティング用塗料を
断熱部材を形成する繊維体表面に被覆すれば、柔軟性を
有し、かつ曲面部等への馴染みが良いためヒビ割れや脱
落等が発生せず、しかも着色する場合も着色剤に対する
塗料の相容性が良く、また基材（繊維体）に対する付着
力も強いため、例えば空気肩和機等の複雑な曲面形態を
有するケーシング内壁面への貼着作業性及び塗装性を高
め得るとともに、耐水性及び繊維の飛散防止性にすぐれ
、これによって、繊維体表面のコーティング用塗料に空
気調和機内に発生する結露等により水滴が付着しても耐
水性を維持することができ、色落ち現象が生じることが
ない。

また、このような断熱部材を空気調和機内の風路あるい
は水滴の付着部分、耐熱性を必要とする部分、さらには
電装部品の周辺部分等に貼着すれば、空気調和機の外観
性及び商品価値を一段と向上させ、運搬時または運転時
の振動等による繊維素材の飛散あるいは暖房運転時の臭
気の発生をなくし、また、異常加熱時の焼損を確実に防
止することができるという長期安定性にすぐれた効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコーティング用塗料を空気調和機
の断熱部材に適用した例の一実施例を示す一部拡大断面
図である。 （１）断熱部材成形品、　　　　　　（２）繊維体、（
２ａ）表面。 （３）無機質被膜層（コーティング用塗料）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄片状無機物の水分散液に有機質バインダー、カ
   チオン活性剤及びアンモニア水を混合したことを特徴と
   する断熱部材のコーティング用塗料。
2. （２）前記薄片状無機物は、雲母、モンモリナイト、バ
   ーミキュライトのいずれか一つからなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の断熱部材のコーティン
   グ用塗料。
3. （３）前記有機質バインダーを２０重量％以下混合して
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の断
   熱部材のコーティング用塗料。
4. （４）前記カチオン活性剤は、炭素数を６以上有してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の断熱
   部材のコーティング用塗料。