説明

断熱材

【課題】 少なくとも織布又は不織布を含む基材と中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層からなり、厚さが0.4〜4.0mmと薄いにも拘わらず断熱性能に優れた断熱材の提供。
【解決手段】 (1)下記(イ)〜(ニ)の何れかを基材とし、該基材の片面又は両面に、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層を有する、厚さが0.4〜4.0mmの断熱材。
(イ)織布又は不織布
(ロ)合成樹脂を含浸させた織布又は不織布
(ハ)片面又は両面を合成樹脂で被覆した織布又は不織布
(ニ)合成樹脂を含浸させた織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆したもの
(2)断熱樹脂材料が水系塗料又はPVCペーストゾルである(1)記載の断熱材。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、薄くて断熱性能に優れた断熱材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
断熱材としては種々のものが市販されているが、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリスチレンなどの発泡体やグラスウールを用いたものが主流であり、厚さが10〜100mm程度のかなり厚手のものが多く、使い勝手のよくない場合がある。また、発泡体の場合には使用しているうちに発泡倍率が減少し経時的に断熱性能が低下するし、強度もあまり大きくない。更に発泡体は嵩張る形状の用途に用いられることも多く、施工に時間がかかると共に廃棄時の費用が高くなる。
特許文献1には、中空バルーンを用いた遮熱断熱塗料組成物及び、該塗料を用いた遮熱断熱多層塗膜構造に係る発明が開示されているが、この発明は従来の遮熱断熱効果のある塗料を用いた場合に生じる不具合(塗膜の温度変化に伴うクラックの発生、塗料中の中空バルーンや無機化合物とバインダー間の剥離、基材と塗料層との剥離など)を回避するため、特定の水性ウレタンシリコンアクリルエマルションを用いた点に特徴を有するものである。また、実施例において、塗料の遮熱断熱効果を評価するため、フレキシブルボード上に塗料を塗布しているが、フレキシブルボードとは別名石綿板又は石綿セメント板とも言われるもので、通常、厚さが数mm〜数十mmの硬質の板であり、外壁や屋根などに用いられている。即ち、この発明の主眼は新規な塗料組成物の開発にあり、基材と塗料からなる物品としての断熱材については記載も示唆もされていない。
これに対して本発明は、柔軟で薄い織布又は不織布(厚さ0.1〜0.5mm)と断熱樹脂材料を用いて作成した柔軟性のある断熱材に係るものであり、接着剤を用いて壁、床、天井などに下地材や仕上げ材として貼ったり、コンクリートの養生用シートやテントなどに用いるものであって、特許文献1記載のものとは物品が異なり、当然ながら材質及び使用態様が全く異なる。
また、特許文献1記載の遮熱断熱多層塗膜構造については、基材上に中空バルーンを用いた第一遮熱断熱層(中塗り)と無機化合物を用いた第二遮熱断熱層(上塗り)を積層した例が示されているが、本発明のような断熱材としての層構成に関する記載はない。
なお、中空バルーンの1種であるセラミックス中空粒子については特許文献2に記載されているように本出願前公知である。
【0003】
【特許文献1】特開2000−204017公報
【特許文献2】特開2004−284864公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、少なくとも織布又は不織布を含む基材と中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層からなり、厚さが0.4〜4.0mmと薄いにも拘わらず断熱性能に優れた断熱材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題は、次の1)〜2)の発明によって解決される。
1) 下記(イ)〜(ニ)の何れかを基材とし、該基材の片面又は両面に、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層を有する、厚さが0.4〜4.0mmの断熱材。
(イ)織布又は不織布
(ロ)合成樹脂を含浸させた織布又は不織布
(ハ)片面又は両面を合成樹脂で被覆した織布又は不織布
(ニ)合成樹脂を含浸させた織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆したもの
2) 断熱樹脂材料が水系塗料又はPVCペーストゾルである1)記載の断熱材。
【0006】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の断熱材は、上記(イ)〜(ニ)の何れかの基材と、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層からなる。断熱材の厚さは、長尺にすることができるように且つ十分な断熱性能を持たせることができるように、0.4〜4.0mm、好ましくは、0.4〜2.0mmとする。
織布又は不織布としては、加工時の耐熱性が高く安価なことから、厚さ0.1〜0.5mmのガラス又はポリエステル製のものを用いることが好ましい。また、目付量が多いほど断熱性能がよくなるので、目付量が100〜140g/mのものが好ましい。
不織布の資材となる繊維は、有機繊維でも無機繊維でもよく、両者の混抄物でもよい。有機繊維としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、セルロースなどからなる繊維が挙げられ、無機繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維などが挙げられる。これらの中でも、ガラス繊維やポリエステル繊維が、寸法安定性、強度、コストなどの点で優れているため好ましい。
【0007】
中空又は多孔質のセラミックビーズとしては、直径10〜100μm、好ましくは20〜70μm、更に好ましくは60μmに正規分布したものを用いる。多孔質のセラミックビーズとは、内部が完全に空洞になっておらず、内部に多数の連続した又は独立した空間を有する(例えば軽石のような構造の)ビーズをいう。
中空又は多孔質のセラミックビーズは、添加量が多いほど断熱性能がよくなるので、例えば直径20〜50μmのものの場合、30〜45重量%添加することが好ましい。
中空セラミックビーズの具体例としては、Hy−Teche社(米国)のセラミックビーズ(Hy−Teche Ceramic Microspheres)が挙げられる。
断熱樹脂材料としては、例えばアクリルシリコン系水性エマルジョンなどの水系塗料、PVC(ポリ塩化ビニル)ペーストゾルなどを用いる。
【0008】
基材としては、前記(イ)〜(ニ)の何れかのものを用いる。
(イ)のように織布又は不織布をそのまま用いた場合、断熱樹脂材料層を形成する過程で、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料中の合成樹脂の一部は、織布又は不織布層にも入り込み(含浸され)、粒径の大きい中空又は多孔質のセラミックビーズは、織布又は不織布層には入り込まないで(含浸されないで)断熱樹脂材料層に残る。しかも、中空又は多孔質のセラミックビーズは合成樹脂との特性の違いにより断熱樹脂材料層の表層に近い部分に多く集まる。その結果、合成樹脂を硬化させると、中空又は多孔質のセラミックビーズが表層に近い部分に多く分散された断熱樹脂材料層と合成樹脂が含浸された織布又は不織布層とからなる積層構造となる。この構造では中空又は多孔質のセラミックビーズの寄与により断熱性能が一層高められることになる。
【0009】
しかし、上記断熱樹脂材料層の形成過程における合成樹脂の含浸は常に十分に行われる訳ではない。そこで、基材の強度の向上や基材と断熱樹脂材料層との接着性の向上などを目的として、予め織布又は不織布に液状ないしペースト状の合成樹脂を含浸させておくか〔(ロ)の場合〕、織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆しておく〔(ハ)の場合〕ことが望ましい。更に、(ニ)の場合のように、予め合成樹脂を含浸させた織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆した構成としてもよい。
含浸や被覆に用いられる合成樹脂としては、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。また、含浸させる合成樹脂、被覆に用いる合成樹脂、断熱樹脂材料層を形成する合成樹脂は、同じでも異なっていてもよく、相互の接着性、相溶性、溶剤特性等を考慮して選択すればよい。
断熱樹脂材料層は基材の片面に設けても両面に設けてもよい。両面に断熱樹脂材料層を設ければ、片面だけに設けた場合に比べて断熱性能が向上する。
図1に、基材の片面に断熱樹脂材料層を設けた本発明の断熱材の一例の概略図を、図2に、基材の両面に断熱樹脂材料層を設けた本発明の断熱材の一例の概略図を示す。
【0010】
断熱材の作製は、中空又は多孔質のセラミックビーズを10〜60重量%含有する水系塗料又はPVCペーストゾルなどを、コーターなどの塗布機を用いて基材に塗布し、水系塗料の場合は105〜150℃程度、PVCペーストゾルの場合は130〜220℃程度で乾燥硬化させて、厚さ0.4〜4.0mmの断熱材(断熱シート)とすればよい。
基材の両面に断熱樹脂材料層を設けた断熱材を作製するには、上記の方法で基材の片面に断熱樹脂材料層を形成したのち、基材のもう一方の面に同様の方法で断熱樹脂材料層を形成すればよい。
なお、上記のようにして作製した断熱材の断熱樹脂材料層に、更に合成樹脂の被覆を設けることも出来る。合成樹脂の被覆により、断熱樹脂材料層からセラミックビーズが脱落するのを防止することが出来るし、断熱材の機械的な強度も向上するので、断熱材の破断防止に効果的であり、より一層好ましいものとなる。被覆の厚さは10〜200μmが好適である。
【発明の効果】
【0011】
本発明の断熱材は、薄くて柔軟性があり、シート状に作製できるので、色々な場所に接着剤で容易に施工できる。建築物では、壁、床、天井、屋根裏などに下地材や仕上げ材として用いれば省エネルギーとなる。また、プレハブ倉庫、建築現場の事務所などの簡易建造物やテントなどに適用すれば、夏場の暑さ対策になる。更に、コンクリートの養生シート、列車の幌などにも利用可能であり用途は限りがない。なお、テントなどのように太陽光に曝されるものについては、一般的な紫外線吸収剤を添加することが望ましく、特にシプロ化成の紫外線吸収剤(SEESORB系)が好ましい。
【実施例】
【0012】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。
【0013】
実施例1
目付量130g/m、厚さ0.15mmのガラス繊維不織布(オリベスト社製、グラベスト)に、中空セラミックビーズ(Hy−Teche社製、Hy−Teche Ceramic Microspheres)を約38重量%含有する下記組成のPVCペーストゾルを約650g/m塗布し、160℃のオーブンで2分間乾燥硬化させ、図1に示す層構造の厚さ約1mmの断熱シートを得た。なお、図1は層構造の概略図であり、実際にはガラス繊維不織布層にPVCペーストゾルの一部が含浸された状態になっている。
<PVCペーストゾルの組成>
・PVC: 100重量部
・可塑剤(DOP): 60重量部
・中空セラミックビーズ: 100重量部
・安定剤(Ca−Zn系): 5重量部
この断熱シートの熱伝導率を、カトーテック社製の精密迅速熱物性測定装置、KES−F7 サーモラボII型を用いて測定した。結果を、比較材料(Pタイル、パーマリューム、ACフロア6mm)の測定結果と共に表1に示すが、比較材料に比べて、実施例1の断熱特性が非常に優れていることが分る。なお、Pタイルは厚さ2.0mmのコンポジションビニル床タイル、パーマリュームは厚さ2.0mmのビニル床シート、ACフロアは厚さ6.0mmの連続気泡フォームバックビニル床シートのことであり、何れも(株)タジマ製である。
【表1】

*熱絶縁体の熱伝導率及び熱抵抗の測定方法としては、JIS A 1412があり、この方法で測定したとき、常温における熱伝導率がほぼ0.15W/mk以下の特性を持つ材料を総称して熱絶縁材(保温材、断熱材)という。しかし、この方法では、本発明の断熱材のような薄い材料の熱伝導率は測定できないので、実施例では、神奈川県産業技術総合研究所が開発した方法により測定した。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】基材の片面に断熱樹脂材料層を設けた本発明の断熱材の一例を示す概略図。
【図2】基材の両面に断熱樹脂材料層を設けた本発明の断熱材の一例を示す概略図。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記(イ)〜(ニ)の何れかを基材とし、該基材の片面又は両面に、中空又は多孔質のセラミックビーズを含有する断熱樹脂材料層を有する、厚さが0.4〜4.0mmの断熱材。
(イ)織布又は不織布
(ロ)合成樹脂を含浸させた織布又は不織布
(ハ)片面又は両面を合成樹脂で被覆した織布又は不織布
(ニ)合成樹脂を含浸させた織布又は不織布の片面又は両面を合成樹脂で被覆したもの
【請求項2】
断熱樹脂材料が水系塗料又はPVCペーストゾルである請求項1記載の断熱材。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate


【公開番号】特開2007−76145(P2007−76145A)
【公開日】平成19年3月29日(2007.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−266589(P2005−266589)
【出願日】平成17年9月14日(2005.9.14)
【出願人】(000133076)株式会社タジマ (34)
【出願人】(504269888)ツインテック有限会社 (3)
【Fターム(参考)】