発泡プラスチック複合断熱材およびその製造方法
【課題】遮熱性、断熱性、耐久性および抗菌性に優れた発泡プラスチック複合断熱材とその製造方法を提供する。
【解決手段】発泡プラスチックから構成される芯材２の両面に、水溶性樹脂12により被覆された比重１未満のセラミック系またはガラス系の多数のバルーン粒子11と、水溶性樹脂12をバインダーとしてセラミック系またはガラス系のバルーン粒子11および遮熱顔料13が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体16を含む混練水溶液10を塗布し、乾燥させて、芯材2の両面に、表層部3Aに水溶性樹脂12を遮熱バインダーとしてバルーン粒子11と遮熱顔料13が結合されたバルーン粒子・遮熱顔料結合体16が多数配列され、内層部3Bに水溶性樹脂12をバインダーとしてバルーン粒子11が多数配列された遮熱断熱塗膜層3を形成する。
【解決手段】発泡プラスチックから構成される芯材２の両面に、水溶性樹脂12により被覆された比重１未満のセラミック系またはガラス系の多数のバルーン粒子11と、水溶性樹脂12をバインダーとしてセラミック系またはガラス系のバルーン粒子11および遮熱顔料13が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体16を含む混練水溶液10を塗布し、乾燥させて、芯材2の両面に、表層部3Aに水溶性樹脂12を遮熱バインダーとしてバルーン粒子11と遮熱顔料13が結合されたバルーン粒子・遮熱顔料結合体16が多数配列され、内層部3Bに水溶性樹脂12をバインダーとしてバルーン粒子11が多数配列された遮熱断熱塗膜層3を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性に優れる発泡プラスチック複合断熱材と、発泡プラスチック複合断熱材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡プラスチック材は、軽量で断熱性を備えるため、従来より、住宅用の断熱材、設備、食品容器などの用途に幅広く使用されている。
【０００３】
断熱材にアルミニウム箔を接合した複合断熱材の例（特許文献１）、プラスチック系発泡体の表面にシート状物を積層し、シート状物に遮熱塗料を塗布するプラスチック系断熱材の例（特許文献２）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０３４４号公報
【特許文献２】特開２００９−２６９３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前者の例は耐久性に欠けかつ製造コストが高くつき、後者の例も同様な耐久性や製造コストが高くつく問題がある。したがって、遮熱性能、断熱性能を長く維持し、また、低コストで提供することは難しい。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、遮熱性、断熱性、耐久性さらには抗菌性に優れた発泡プラスチック複合断熱材を提供すること、また、同発泡プラスチック複合断熱材を低コストで製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された表層部と、水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された内層部を有する遮熱断熱膜層を形成したことを主要な特徴とする。
【０００８】
バルーン粒子は、比重１未満のセラミック系、アルミナ系またはガラス系等のバルーン粒子からなり、断熱性および保温性に優れる。また、比重が１を超える遮熱顔料は、例えば酸化チタンや鉄クロム等からなり、これらは赤外線反射効果があり、遮熱性に優れ、耐久性に優れる。また、セラミック系またはガラス系等のバルーン粒子は吸水率が０．１％以下であり、防水機能があるため、遮熱断熱膜層に防水機能を付与する。
【０００９】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材によると、発泡プラスチックから構成される芯材の断熱性に、遮熱断熱膜層の断熱性が加わり、それらの複合効果により、遮熱性、断熱性が向上する。また、表層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとする酸化チタン等の遮熱顔料が強固に定着されるから、抗菌性および耐久性に優れる。さらに、保温性や防水性があるため、外装材としてまたは内装材としても好適である。
【００１０】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が結合したバルーン粒子・遮熱顔料結合体が多数配列された表層部と、水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された内層部を有する遮熱断熱膜層を形成したことを第２の特徴とする。
【００１１】
外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が強固に定着し、遮熱・断熱性能の高い遮熱断熱膜層が形成される。
【００１２】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、発泡プラスチックから構成される芯材の周囲に、前記遮熱断熱膜層を形成したことを第３の特徴とする。
【００１３】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材によると、芯材の周囲に遮熱断熱膜層を形成する強固なサンドイッチ構造とすることにより、断熱性および防水性がより一層向上し、また、同断熱材により区画された空間の保温効果も大きくなる。
【００１４】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、遮熱断熱膜層の乾燥厚さが１００〜３０００μであることを第４の特徴とする。
【００１５】
乾燥厚さが１００μ未満であると断熱性が低下し、３０００μを超えると膜厚み強度が不足し、ひび割れ、亀裂などの原因となる。このため１００〜３０００μの範囲が、断熱性と強度上の理由から好ましい。
【００１６】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、比重が１を超える遮熱顔料として、酸化チタン（ＴｉＯ２）または鉄クロム（Ｆｅ-Ｃｒ）を用いることを第５の特徴とする。
【００１７】
遮熱顔料として、酸化チタンまたは鉄クロムが用いられることにより、抗菌性および減菌性を発揮する。すなわち、発泡プラスチック複合断熱材を外装材に用いることにより、遮熱断熱膜層に含まれる酸化チタン等の光触媒効果により有機物質や菌を分解する。また、発泡プラスチック複合断熱材を内装材に用いることにより、室内環境の改善、ホルムアルデヒド等の臭いや汚れの付着を抑止する。
【００１８】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法は、発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂により被覆された比重１未満のセラミック系またはガラス系の多数のバルーン粒子と、水溶性樹脂をバインダーとして比重１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子および比重１超の遮熱顔料が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体を含む混練水溶液を塗布し、乾燥させて、前記芯材の少なくとも片面に、表層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が結合されたバルーン粒子・遮熱顔料結合体が多数配列され、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された遮熱断熱塗膜層を形成したことを第６の特徴とする。
【００１９】
芯材の表面に混練水溶液を塗布し乾燥させるだけで、芯材の表面に強固な遮熱断熱塗膜層が形成される。低コストで発泡プラスチック複合断熱材を製造できる。
【００２０】
発泡プラスチック複合断熱材を製造するにあたり、芯材の表面（片面）に、水溶性樹脂により被覆された比重１未満のセラミック系またはガラス系の多数のバルーン粒子と、水溶性樹脂をバインダーとして比重１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子および比重１超の遮熱顔料が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体を含む混練水溶液を塗布することにより、バルーン粒子の浮力によって、バルーン粒子に結合された比重が１を超える遮熱顔料が塗膜層の表層部に浮上する。
【００２１】
比重１超の遮熱顔料は、その重さによって沈降し、単体では塗膜層の表層部に浮上しないのに対し、バルーン粒子の浮力を利用して塗膜層の表層部に浮上させ遮熱顔料を表面に並べて露出および強固に定着させることができる。これにより、乾燥後の発泡プラスチック複合断熱材の表層部に遮熱顔料が並ぶことにより、発泡プラスチックから構成される芯材の断熱性と、遮熱断熱膜層の断熱性の複合効果により、断熱性が向上する。また、防水性が向上する。これにより、遮熱性、断熱性、防水性、保温性に優れた外装材、断熱性、保温性に優れた内装材を製造できる。
【００２２】
塗膜層の乾燥後は、遮熱バインダーがバルーン粒子と遮熱顔料の結合状態を強固に保持し、塗膜層の耐久性を発揮する。さらには、水溶性樹脂を用い有機溶剤を使用しないから、作業環境や安全衛生にも最適である。
【００２３】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法は、混練水溶液を得るにあたり、バルーン粒子１００重量％に対し、水１０〜５５重量％、水溶性樹脂１０〜８０を混錬して一次混練水溶液を得、一次混練水溶液１００重量％に対し、遮熱顔料１〜８０重量％を混錬して最終の混練水溶液を得ることを第２の特徴とする。
【００２４】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法は、上型と下型の中間位置に発泡性プラスチックビーズを多数配置し、発泡性プラスチックビーズ群の少なくとも上下いずれか片面または側面に、バルーン粒子に水溶性樹脂が被覆されたバルーン粒子ビーズを多数配置し、配置したバルーン粒子ビーズ群の外側に遮熱顔料に水溶性樹脂が被覆された遮熱顔料ビーズを多数配置し、次いで型を閉じて加熱することにより、中間のプラスチックビーズ群を発泡させて芯材を形成すると共に、芯材の少なくとも片面に、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列され、外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された遮熱断熱膜層を形成した発泡プラスチック複合断熱成型品を得ることを第３の特徴とする。
【００２５】
型内に発泡プラスチックビーズ、バルーン粒子ビーズ、遮熱顔料ビーズを並べるだけで、遮熱性、断熱性、耐久性に優れた発泡プラスチック複合断熱成型品を容易にかつ低コストで製造することができる。
【００２６】
得られた発泡プラスチック複合断熱成型品は、発泡プラスチックから構成される芯材の周囲に遮熱断熱膜層が密着し、発泡プラスチック複合断熱成型品の温度による収縮・伸びに対しても、遮熱断熱膜層の水溶性樹脂遮熱バインダーの引っ張り強度および圧縮強度がいずれも高く、また、弾力性もあり、したがって、遮熱断熱膜層にひび割れ、亀裂が生じることがなく、耐久性に優れる。また、耐候性にも優れる。
【００２７】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法は、上型と下型の中間位置に発泡性プラスチックビーズを多数配置し、発泡性プラスチックビーズ群の周囲に、バルーン粒子に水溶性樹脂が被覆されたバルーン粒子ビーズを多数配置し、バルーン粒子ビーズ群の周囲に遮熱顔料に水溶性樹脂が被覆された遮熱顔料ビーズを多数配置し、次いで型を閉じて加熱することにより、中間のプラスチックビーズ群を発泡させて中間の芯材を形成すると共に、芯材の周囲に、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列され、外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された遮熱断熱膜層を形成した発泡プラスチック複合断熱成型品を得ることを第４の特徴とする。
【００２８】
より一層断熱性、断熱性、保温性、防水性、抗菌性等に優れた発泡プラスチック複合断熱成型品を容易にかつ低コストで製造することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材によると、軽量で遮熱性、断熱性、耐久性、保温性、抗菌性に優れた発泡プラスチック複合断熱材を得ることができ、住宅や建物用の遮熱材、断熱材、断熱構造部品として、あるいは食品容器その他の保温容器として幅広い用途に適用できるという優れた効果を奏する。
【００３０】
また、本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法によると、上に述べた優れた性能を備える複合断熱材を容易かつ低コストで得ることができるという優れた効果を奏する。さらに、遮熱断熱膜層にひび割れ・亀裂などを起こさない高弾力のプラスチック複合断熱成型品を得ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態における発泡プラスチック複合断熱材の断面図、
【図２】図１の要部断面図、
【図３】混練水溶液を製造するフローチャート図、
【図４】（Ａ）は一次混練物を示す図、（Ｂ）は二次混練物（混練水溶液）を示す図、
【図５】第２実施形態における発泡プラスチック複合断熱材の断面図、
【図６】第３実施形態における発泡プラスチック複合断熱材成型品の製造の様子を示す説明図、
【図７】型を閉じて加熱により発泡プラスチック複合断熱材成型品を得る様子を示す説明図、
【図８】発泡プラスチック複合断熱材成型品の製造に用いるバルーン粒子ビーズと遮熱顔料ビーズの説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１ないし図４は本発明の第１実施形態を示すもので、図１において、符号１は発泡プラスチック複合断熱材を示している。
【００３３】
発泡プラスチック複合断熱材１は、図１に示すように、芯材２の表面に遮熱断熱膜層３が形成されている。芯材２は発泡プラスチックから構成されている。
【００３４】
芯材２を構成する発泡プラスチックは、合成樹脂を発泡成形させたもので、発泡スチロール（ＥＰＳ）、発泡スチレンなどが含まれる。また、発泡プラスチックに用いられる原料としては、ポリスチロール（ＰＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）の他、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリミイド（ＰＩ）、シリコン（ＳＩ）などがある。
【００３５】
遮熱断熱膜層３は、図２に示すように、表層部３Ａに水溶性樹脂１２を遮熱バインダーとしてバルーン粒子１１と遮熱顔料１３が結合したバルーン粒子・遮熱顔料結合体１６が多数配列され、内層部３Ｂに水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１が多数配列されている。かかる遮熱断熱膜層３は、芯材２の表面に、混練水溶液１０、すなわち水溶性樹脂１２により被覆された多数のバルーン粒子１１と、水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１および遮熱顔料１３が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体１６を含む混練水溶液１０が塗布および乾燥されて形成されている。遮熱断熱膜層３の乾燥厚さｔは、混練水溶液１０の１回または数回の重ね塗りによって、１００〜３０００μに設定されている。図２に示すように、遮熱断熱膜層３の表層部３Ａは内層部３Ｂよりも遮熱顔料１３の占める割合が高く、内層部３Ｂは表層部３Ａよりもバルーン粒子１１の占める割合が高くなっている。バルーン粒子１１には比重が１未満のセラミック系またはガラス系が用いられ、遮熱顔料１３には比重が１を超える酸化チタンまたは鉄クロムが用いられる。
【００３６】
かかる遮熱断熱膜層３内の配置により、発泡プラスチック複合断熱材１の表面に照射された太陽光は、表層部３Ａの遮熱顔料１３と水溶性樹脂遮熱バインダー１２により反射されて遮熱効果が発揮される。また、表層部３Ａおよび内層部３Ｂのバルーン粒子１１により断熱されて断熱効果が発揮される。そして、芯材２を構成する発泡プラスチックの断熱効果との複合効果により材としての断熱性が向上する。
【００３７】
バルーン粒子１１は、保温性に優れるとともに、吸水率が０．１％以下で防水機能があり、遮熱断熱膜層３に防水機能を付与する。これにより、発泡プラスチック複合断熱材１に優れた保温性と防水性を持たせることができる。
【００３８】
上記構成の発泡プラスチック複合断熱材１は以下のようにして製造される。
【００３９】
まず、混錬水溶液１０を準備する。図３のフローチャートに示すように、混練装置の容器内にバルーン粒子１１、水１４、水溶性樹脂１２の各材料を投入し、攪拌および混練して、一次混錬物１５を得る。各材料の配合割合はバルーン粒子１００重量部に対し、水５０重量部、水溶性樹脂５０重量部とする。なお、バルーン粒子１００重量部に対し、水は１０〜５５重量部のうちから、水溶性樹脂は１０〜８０重量部のうちから、それぞれ適宜選択できる。容器内で攪拌板を回転させることにより、個々のバルーン粒子１１の周囲に水溶性樹脂１２がコーティングされる。バルーン粒子１１はセラミック系を用い、粒径２０ミクロン〜１００ミクロン、平均空孔率１０％以上、比重０．８以下の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の球状体を用いる。酸化アルミニウムは、約１４００℃の高温で焼成されることによって球体形状で平均空孔率１０％以上のバルーン粒子が安定して得られる。水溶性樹脂１２にはアクリル樹脂等を用いる。
【００４０】
容器内で一次混練物１５を攪拌することにより、図４（Ａ）に示すように、バルーン粒子１１が水溶液中に攪拌分散し、個々のバルーン粒子１１の周囲に水溶性樹脂１２がコーティングされる。
【００４１】
次に、容器中の一次混練物１５に遮熱顔料（例えば酸化チタン）１３を投入し、攪拌および混練して、最終の混練水溶液（二次混練物）１０を得る。このときの配合割合は、一次混練物１００重量部に対し、遮熱顔料３０重量部とする。なお、一次混錬物１００重量部に対し、遮熱顔料は１〜８０重量部のうちから適宜選択することができる。遮熱顔料１３を後から投入することで、図４（Ｂ）に示すように、個々のバルーン粒子１１の周囲に水溶性樹脂１２が遮熱バインダーとなって遮熱顔料１３が結合し、バルーン粒子・遮熱顔料結合体１６を形成する。また、バルーン粒子・遮熱顔料結合体１６が互いに結合し、複合ユニットＵを構成する場合もある。そして、個々のバルーン粒子１１の浮力の合計が、遮熱顔料１３の沈降力を上回ることにより、個々のバルーン粒子・遮熱顔料結合体１６（あるいはそれらの複合ユニット）が混練水溶物１０の表層部に浮上する。
【００４２】
そして、かかる混練水溶物１０を芯材２の表面に塗布することにより、図２に示すように、乾燥前の塗膜層３の表層部３Ａにバルーン粒子・遮熱顔料結合体１６が浮上して多数配列され、また、内層部３Ｂにバルーン粒子１１が多数配列され、乾燥後、遮熱顔料１３が表層部３Ａに並ぶように定着する。
【００４３】
塗膜層３の乾燥後は、水溶性樹脂１２が遮熱バインダーとしてバルーン粒子１１と遮熱顔料１３の結合状態を強固に保持し、塗膜層３の耐久性を発揮する。さらには、水溶性樹脂１２を用い、有機溶剤を使用しないから、有機溶剤を使用する場合に有機溶剤が表層に表出して、遮熱顔料のもつ本来の機能を阻害するような事態を防止できる。
【００４４】
遮熱顔料１３として、酸化チタンを用いることにより、抗菌性および減菌性を発揮する。すなわち、外装材に用いることにより、遮熱断熱膜層３に含まれる酸化チタンの光触媒効果により有機物質や菌を分解する。また、内装材に用いることにより、室内環境の改善、ホルムアルデヒド、ＶＯＣ等の分解作用で臭いや汚れの付着を抑止する。
【００４５】
図５は、本発明の第２実施形態を示すもので、本実施形態の発泡プラスチック複合断熱材２０は、芯材２の両面に遮熱断熱膜層３を形成したものである。すなわち、芯材２の上面に、水溶性樹脂１２を遮熱バインダーとしてバルーン粒子１１と遮熱顔料１３が結合したバルーン粒子・遮熱顔料結合体Ｕが多数配列された表層部３Ａと、水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１が多数配列された内層部３Ｂを有する遮熱断熱膜層３が形成され、芯材２の下面に、同じく水溶性樹脂１２を遮熱バインダーとしてバルーン粒子１１と遮熱顔料１３が結合したバルーン粒子・遮熱顔料結合体Ｕが多数配列された表層部３Ａと、水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１が多数配列された内層部３Ｂを有する遮熱断熱膜層３が形成されている。
【００４６】
そして、発泡プラスチック複合断熱材２０は、芯材２の上面に混練水溶液１０を塗布して乾燥させた後、芯材２の下面を上面にして混練水溶液１０を塗布して乾燥させることにより、図５に示す構造の発泡プラスチック複合断熱材２０が得られる。なお、芯材２の両側面に、それぞれを上面にした姿勢で順次混練水溶液１０を塗布乾燥させることにより芯材２の周囲を遮熱断熱膜層３で被覆することができる。
【００４７】
図６ないし図８は、本発明の第３実施形態を示すもので、型４０を用いて、発泡プラスチック複合断熱成型品（発泡プラスチック複合断熱材）３０を得る例である。
【００４８】
図６に示すように、型４０の上型４１と下型４２を開き、上型４１と下型４２の中間位置Ｃに発泡性プラスチックビーズ３１を多数配置し、発泡性プラスチックビーズ３１群の周囲に、バルーン粒子１１に水溶性樹脂１２が被覆されたバルーン粒子ビーズ３２（図８（Ａ）参照）を多数配置し、バルーン粒子ビーズ３２群の周囲で各型４１、４２の内面との間に遮熱顔料１３に水溶性樹脂１２が被覆された遮熱顔料ビーズ３３（図８（Ｂ）参照）を多数配置し、型４０を閉じる。
【００４９】
次いで型４０を閉じた状態で上下の加熱部４３からの加熱により、中間のプラスチックビーズ３１群を発泡させて、図７に示すように、中間の芯材２を形成すると共に、芯材２の周囲に、内層部３Ｂに水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１が多数配列され、表層部３Ａに水溶性樹脂１２を遮熱バインダーとして遮熱顔料１３が多数配列された遮熱断熱膜層３’が形成される。そして、型４０を開くことにより、発泡プラスチック複合断熱成型品３０を取り出すことができる。
【００５０】
得られた発泡プラスチック複合断熱成型品３０は、発泡プラスチックから構成される芯材２の周囲に遮熱断熱膜層３’が強固に密着し、発泡プラスチック複合断熱成型品３０の温度による収縮・伸びに対しても、遮熱断熱膜層３’の水溶性樹脂遮熱バインダー１２の引っ張り強度および圧縮強度がいずれも高いことから、また、弾力性もあることから、遮熱断熱膜層３’にひび割れ、亀裂が生じることがなく、耐久性に優れる。また、耐候性にも優れる。
【００５１】
軽量で遮熱性、断熱性、保温性、抗菌性、耐久性、耐候性に優れた発泡プラスチック複合断熱成型品３０が得られるので、従来用途である住宅用断熱材、断熱構造部品、食品容器に好適である。また、新用途として、抗菌・断熱シート（屋根や室内天井用など）、抗菌・結露防止構造材、抗菌・断熱・保温容器、家畜・口蹄疫対応部材に適用できる。さらに、発泡プラスチック複合断熱成型品３０に不織布などを組み合わせて用いることもできる。
【実施例】
【００５２】
本発明者は、図１および図５に示す発泡プラスチック複合断熱材の試料を２種類製作し、比較品と本発明品の断熱評価試験を行った。比較品は厚さ１０ｍｍの発泡スチロールを用いた。図１に示す構造の発泡プラスチック複合断熱材は、発泡スチロールの片面に混練水溶液を１回塗布し乾燥させて、乾燥厚さ１００μの遮熱断熱膜層３を形成した（実施例１）。図５に示す構造の発泡プラスチック複合断熱材は、同発泡スチロールの両面に混練水溶液を１回塗布し乾燥させて、乾燥厚さ１００μの遮熱断熱膜層３を形成した（実施例２）。混練水溶液は、セラミック系バルーン粒子１００重量部に対し、水５０重量部、水溶性エポキシ樹脂５０重量部の割合で攪拌し一次混練物を得、一次混練物１００重量部に酸化チタン３０重量部の割合で攪拌し最終の混練水溶液を得た。
【００５３】
比較品（発泡スチロール単体）と実施例１、２の発泡プラスチック複合断熱材を室内に設置し、それぞれ６０℃の熱源を０．５時間照射させ、試料の裏面温度を測定したところ、比較品は２４．３℃であったのに対し、実施例１の発泡プラスチック複合断熱材は２１．２℃、実施例２の発泡プラスチック複合断熱材は１１．５℃で、それぞれ比較品よりも３．２℃、１３．８℃低く、比較品よりも発明品の断熱効果が高いことが確認された。特に実施例２の発泡プラスチック複合断熱材は、断熱効果が際立って高いことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、住宅断熱材、断熱構造部品、食品容器などの用途に利用可能である。また、抗菌・断熱シート（屋根や室内天井など）、抗菌・結露防止構造部材、抗菌・断熱・保温容器などの用途の他、抗菌ビーズ商品、家畜・口蹄疫対応部材などの用途にも利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１，２０，３０ 発泡プラスチック複合断熱材
２ 芯材
３ 遮熱断熱膜層
３Ａ 表層部
３Ｂ 内層部
１０ 混練水溶液
１１ バルーン粒子
１２ 水溶性樹脂（水溶性樹脂バインダー）
１３ 遮熱顔料
１４ 水
１５ 一次混錬物
１６ バルーン粒子・遮熱顔料結合体
３１ 発泡性プラスチックビーズ
３２ バルーン粒子ビーズ
３３ 遮熱顔料ビーズ
４０ 型
４１ 上型
４２ 下型
４３ 加熱部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性に優れる発泡プラスチック複合断熱材と、発泡プラスチック複合断熱材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡プラスチック材は、軽量で断熱性を備えるため、従来より、住宅用の断熱材、設備、食品容器などの用途に幅広く使用されている。
【０００３】
断熱材にアルミニウム箔を接合した複合断熱材の例（特許文献１）、プラスチック系発泡体の表面にシート状物を積層し、シート状物に遮熱塗料を塗布するプラスチック系断熱材の例（特許文献２）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０３４４号公報
【特許文献２】特開２００９−２６９３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前者の例は耐久性に欠けかつ製造コストが高くつき、後者の例も同様な耐久性や製造コストが高くつく問題がある。したがって、遮熱性能、断熱性能を長く維持し、また、低コストで提供することは難しい。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、遮熱性、断熱性、耐久性さらには抗菌性に優れた発泡プラスチック複合断熱材を提供すること、また、同発泡プラスチック複合断熱材を低コストで製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された表層部と、水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された内層部を有する遮熱断熱膜層を形成したことを主要な特徴とする。
【０００８】
バルーン粒子は、比重１未満のセラミック系、アルミナ系またはガラス系等のバルーン粒子からなり、断熱性および保温性に優れる。また、比重が１を超える遮熱顔料は、例えば酸化チタンや鉄クロム等からなり、これらは赤外線反射効果があり、遮熱性に優れ、耐久性に優れる。また、セラミック系またはガラス系等のバルーン粒子は吸水率が０．１％以下であり、防水機能があるため、遮熱断熱膜層に防水機能を付与する。
【０００９】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材によると、発泡プラスチックから構成される芯材の断熱性に、遮熱断熱膜層の断熱性が加わり、それらの複合効果により、遮熱性、断熱性が向上する。また、表層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとする酸化チタン等の遮熱顔料が強固に定着されるから、抗菌性および耐久性に優れる。さらに、保温性や防水性があるため、外装材としてまたは内装材としても好適である。
【００１０】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が結合したバルーン粒子・遮熱顔料結合体が多数配列された表層部と、水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された内層部を有する遮熱断熱膜層を形成したことを第２の特徴とする。
【００１１】
外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が強固に定着し、遮熱・断熱性能の高い遮熱断熱膜層が形成される。
【００１２】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、発泡プラスチックから構成される芯材の周囲に、前記遮熱断熱膜層を形成したことを第３の特徴とする。
【００１３】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材によると、芯材の周囲に遮熱断熱膜層を形成する強固なサンドイッチ構造とすることにより、断熱性および防水性がより一層向上し、また、同断熱材により区画された空間の保温効果も大きくなる。
【００１４】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、遮熱断熱膜層の乾燥厚さが１００〜３０００μであることを第４の特徴とする。
【００１５】
乾燥厚さが１００μ未満であると断熱性が低下し、３０００μを超えると膜厚み強度が不足し、ひび割れ、亀裂などの原因となる。このため１００〜３０００μの範囲が、断熱性と強度上の理由から好ましい。
【００１６】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、比重が１を超える遮熱顔料として、酸化チタン（ＴｉＯ２）または鉄クロム（Ｆｅ-Ｃｒ）を用いることを第５の特徴とする。
【００１７】
遮熱顔料として、酸化チタンまたは鉄クロムが用いられることにより、抗菌性および減菌性を発揮する。すなわち、発泡プラスチック複合断熱材を外装材に用いることにより、遮熱断熱膜層に含まれる酸化チタン等の光触媒効果により有機物質や菌を分解する。また、発泡プラスチック複合断熱材を内装材に用いることにより、室内環境の改善、ホルムアルデヒド等の臭いや汚れの付着を抑止する。
【００１８】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法は、発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂により被覆された比重１未満のセラミック系またはガラス系の多数のバルーン粒子と、水溶性樹脂をバインダーとして比重１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子および比重１超の遮熱顔料が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体を含む混練水溶液を塗布し、乾燥させて、前記芯材の少なくとも片面に、表層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が結合されたバルーン粒子・遮熱顔料結合体が多数配列され、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された遮熱断熱塗膜層を形成したことを第６の特徴とする。
【００１９】
芯材の表面に混練水溶液を塗布し乾燥させるだけで、芯材の表面に強固な遮熱断熱塗膜層が形成される。低コストで発泡プラスチック複合断熱材を製造できる。
【００２０】
発泡プラスチック複合断熱材を製造するにあたり、芯材の表面（片面）に、水溶性樹脂により被覆された比重１未満のセラミック系またはガラス系の多数のバルーン粒子と、水溶性樹脂をバインダーとして比重１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子および比重１超の遮熱顔料が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体を含む混練水溶液を塗布することにより、バルーン粒子の浮力によって、バルーン粒子に結合された比重が１を超える遮熱顔料が塗膜層の表層部に浮上する。
【００２１】
比重１超の遮熱顔料は、その重さによって沈降し、単体では塗膜層の表層部に浮上しないのに対し、バルーン粒子の浮力を利用して塗膜層の表層部に浮上させ遮熱顔料を表面に並べて露出および強固に定着させることができる。これにより、乾燥後の発泡プラスチック複合断熱材の表層部に遮熱顔料が並ぶことにより、発泡プラスチックから構成される芯材の断熱性と、遮熱断熱膜層の断熱性の複合効果により、断熱性が向上する。また、防水性が向上する。これにより、遮熱性、断熱性、防水性、保温性に優れた外装材、断熱性、保温性に優れた内装材を製造できる。
【００２２】
塗膜層の乾燥後は、遮熱バインダーがバルーン粒子と遮熱顔料の結合状態を強固に保持し、塗膜層の耐久性を発揮する。さらには、水溶性樹脂を用い有機溶剤を使用しないから、作業環境や安全衛生にも最適である。
【００２３】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法は、混練水溶液を得るにあたり、バルーン粒子１００重量％に対し、水１０〜５５重量％、水溶性樹脂１０〜８０を混錬して一次混練水溶液を得、一次混練水溶液１００重量％に対し、遮熱顔料１〜８０重量％を混錬して最終の混練水溶液を得ることを第２の特徴とする。
【００２４】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法は、上型と下型の中間位置に発泡性プラスチックビーズを多数配置し、発泡性プラスチックビーズ群の少なくとも上下いずれか片面または側面に、バルーン粒子に水溶性樹脂が被覆されたバルーン粒子ビーズを多数配置し、配置したバルーン粒子ビーズ群の外側に遮熱顔料に水溶性樹脂が被覆された遮熱顔料ビーズを多数配置し、次いで型を閉じて加熱することにより、中間のプラスチックビーズ群を発泡させて芯材を形成すると共に、芯材の少なくとも片面に、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列され、外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された遮熱断熱膜層を形成した発泡プラスチック複合断熱成型品を得ることを第３の特徴とする。
【００２５】
型内に発泡プラスチックビーズ、バルーン粒子ビーズ、遮熱顔料ビーズを並べるだけで、遮熱性、断熱性、耐久性に優れた発泡プラスチック複合断熱成型品を容易にかつ低コストで製造することができる。
【００２６】
得られた発泡プラスチック複合断熱成型品は、発泡プラスチックから構成される芯材の周囲に遮熱断熱膜層が密着し、発泡プラスチック複合断熱成型品の温度による収縮・伸びに対しても、遮熱断熱膜層の水溶性樹脂遮熱バインダーの引っ張り強度および圧縮強度がいずれも高く、また、弾力性もあり、したがって、遮熱断熱膜層にひび割れ、亀裂が生じることがなく、耐久性に優れる。また、耐候性にも優れる。
【００２７】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法は、上型と下型の中間位置に発泡性プラスチックビーズを多数配置し、発泡性プラスチックビーズ群の周囲に、バルーン粒子に水溶性樹脂が被覆されたバルーン粒子ビーズを多数配置し、バルーン粒子ビーズ群の周囲に遮熱顔料に水溶性樹脂が被覆された遮熱顔料ビーズを多数配置し、次いで型を閉じて加熱することにより、中間のプラスチックビーズ群を発泡させて中間の芯材を形成すると共に、芯材の周囲に、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列され、外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された遮熱断熱膜層を形成した発泡プラスチック複合断熱成型品を得ることを第４の特徴とする。
【００２８】
より一層断熱性、断熱性、保温性、防水性、抗菌性等に優れた発泡プラスチック複合断熱成型品を容易にかつ低コストで製造することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材によると、軽量で遮熱性、断熱性、耐久性、保温性、抗菌性に優れた発泡プラスチック複合断熱材を得ることができ、住宅や建物用の遮熱材、断熱材、断熱構造部品として、あるいは食品容器その他の保温容器として幅広い用途に適用できるという優れた効果を奏する。
【００３０】
また、本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材の製造方法によると、上に述べた優れた性能を備える複合断熱材を容易かつ低コストで得ることができるという優れた効果を奏する。さらに、遮熱断熱膜層にひび割れ・亀裂などを起こさない高弾力のプラスチック複合断熱成型品を得ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態における発泡プラスチック複合断熱材の断面図、
【図２】図１の要部断面図、
【図３】混練水溶液を製造するフローチャート図、
【図４】（Ａ）は一次混練物を示す図、（Ｂ）は二次混練物（混練水溶液）を示す図、
【図５】第２実施形態における発泡プラスチック複合断熱材の断面図、
【図６】第３実施形態における発泡プラスチック複合断熱材成型品の製造の様子を示す説明図、
【図７】型を閉じて加熱により発泡プラスチック複合断熱材成型品を得る様子を示す説明図、
【図８】発泡プラスチック複合断熱材成型品の製造に用いるバルーン粒子ビーズと遮熱顔料ビーズの説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１ないし図４は本発明の第１実施形態を示すもので、図１において、符号１は発泡プラスチック複合断熱材を示している。
【００３３】
発泡プラスチック複合断熱材１は、図１に示すように、芯材２の表面に遮熱断熱膜層３が形成されている。芯材２は発泡プラスチックから構成されている。
【００３４】
芯材２を構成する発泡プラスチックは、合成樹脂を発泡成形させたもので、発泡スチロール（ＥＰＳ）、発泡スチレンなどが含まれる。また、発泡プラスチックに用いられる原料としては、ポリスチロール（ＰＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）の他、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリミイド（ＰＩ）、シリコン（ＳＩ）などがある。
【００３５】
遮熱断熱膜層３は、図２に示すように、表層部３Ａに水溶性樹脂１２を遮熱バインダーとしてバルーン粒子１１と遮熱顔料１３が結合したバルーン粒子・遮熱顔料結合体１６が多数配列され、内層部３Ｂに水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１が多数配列されている。かかる遮熱断熱膜層３は、芯材２の表面に、混練水溶液１０、すなわち水溶性樹脂１２により被覆された多数のバルーン粒子１１と、水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１および遮熱顔料１３が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体１６を含む混練水溶液１０が塗布および乾燥されて形成されている。遮熱断熱膜層３の乾燥厚さｔは、混練水溶液１０の１回または数回の重ね塗りによって、１００〜３０００μに設定されている。図２に示すように、遮熱断熱膜層３の表層部３Ａは内層部３Ｂよりも遮熱顔料１３の占める割合が高く、内層部３Ｂは表層部３Ａよりもバルーン粒子１１の占める割合が高くなっている。バルーン粒子１１には比重が１未満のセラミック系またはガラス系が用いられ、遮熱顔料１３には比重が１を超える酸化チタンまたは鉄クロムが用いられる。
【００３６】
かかる遮熱断熱膜層３内の配置により、発泡プラスチック複合断熱材１の表面に照射された太陽光は、表層部３Ａの遮熱顔料１３と水溶性樹脂遮熱バインダー１２により反射されて遮熱効果が発揮される。また、表層部３Ａおよび内層部３Ｂのバルーン粒子１１により断熱されて断熱効果が発揮される。そして、芯材２を構成する発泡プラスチックの断熱効果との複合効果により材としての断熱性が向上する。
【００３７】
バルーン粒子１１は、保温性に優れるとともに、吸水率が０．１％以下で防水機能があり、遮熱断熱膜層３に防水機能を付与する。これにより、発泡プラスチック複合断熱材１に優れた保温性と防水性を持たせることができる。
【００３８】
上記構成の発泡プラスチック複合断熱材１は以下のようにして製造される。
【００３９】
まず、混錬水溶液１０を準備する。図３のフローチャートに示すように、混練装置の容器内にバルーン粒子１１、水１４、水溶性樹脂１２の各材料を投入し、攪拌および混練して、一次混錬物１５を得る。各材料の配合割合はバルーン粒子１００重量部に対し、水５０重量部、水溶性樹脂５０重量部とする。なお、バルーン粒子１００重量部に対し、水は１０〜５５重量部のうちから、水溶性樹脂は１０〜８０重量部のうちから、それぞれ適宜選択できる。容器内で攪拌板を回転させることにより、個々のバルーン粒子１１の周囲に水溶性樹脂１２がコーティングされる。バルーン粒子１１はセラミック系を用い、粒径２０ミクロン〜１００ミクロン、平均空孔率１０％以上、比重０．８以下の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の球状体を用いる。酸化アルミニウムは、約１４００℃の高温で焼成されることによって球体形状で平均空孔率１０％以上のバルーン粒子が安定して得られる。水溶性樹脂１２にはアクリル樹脂等を用いる。
【００４０】
容器内で一次混練物１５を攪拌することにより、図４（Ａ）に示すように、バルーン粒子１１が水溶液中に攪拌分散し、個々のバルーン粒子１１の周囲に水溶性樹脂１２がコーティングされる。
【００４１】
次に、容器中の一次混練物１５に遮熱顔料（例えば酸化チタン）１３を投入し、攪拌および混練して、最終の混練水溶液（二次混練物）１０を得る。このときの配合割合は、一次混練物１００重量部に対し、遮熱顔料３０重量部とする。なお、一次混錬物１００重量部に対し、遮熱顔料は１〜８０重量部のうちから適宜選択することができる。遮熱顔料１３を後から投入することで、図４（Ｂ）に示すように、個々のバルーン粒子１１の周囲に水溶性樹脂１２が遮熱バインダーとなって遮熱顔料１３が結合し、バルーン粒子・遮熱顔料結合体１６を形成する。また、バルーン粒子・遮熱顔料結合体１６が互いに結合し、複合ユニットＵを構成する場合もある。そして、個々のバルーン粒子１１の浮力の合計が、遮熱顔料１３の沈降力を上回ることにより、個々のバルーン粒子・遮熱顔料結合体１６（あるいはそれらの複合ユニット）が混練水溶物１０の表層部に浮上する。
【００４２】
そして、かかる混練水溶物１０を芯材２の表面に塗布することにより、図２に示すように、乾燥前の塗膜層３の表層部３Ａにバルーン粒子・遮熱顔料結合体１６が浮上して多数配列され、また、内層部３Ｂにバルーン粒子１１が多数配列され、乾燥後、遮熱顔料１３が表層部３Ａに並ぶように定着する。
【００４３】
塗膜層３の乾燥後は、水溶性樹脂１２が遮熱バインダーとしてバルーン粒子１１と遮熱顔料１３の結合状態を強固に保持し、塗膜層３の耐久性を発揮する。さらには、水溶性樹脂１２を用い、有機溶剤を使用しないから、有機溶剤を使用する場合に有機溶剤が表層に表出して、遮熱顔料のもつ本来の機能を阻害するような事態を防止できる。
【００４４】
遮熱顔料１３として、酸化チタンを用いることにより、抗菌性および減菌性を発揮する。すなわち、外装材に用いることにより、遮熱断熱膜層３に含まれる酸化チタンの光触媒効果により有機物質や菌を分解する。また、内装材に用いることにより、室内環境の改善、ホルムアルデヒド、ＶＯＣ等の分解作用で臭いや汚れの付着を抑止する。
【００４５】
図５は、本発明の第２実施形態を示すもので、本実施形態の発泡プラスチック複合断熱材２０は、芯材２の両面に遮熱断熱膜層３を形成したものである。すなわち、芯材２の上面に、水溶性樹脂１２を遮熱バインダーとしてバルーン粒子１１と遮熱顔料１３が結合したバルーン粒子・遮熱顔料結合体Ｕが多数配列された表層部３Ａと、水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１が多数配列された内層部３Ｂを有する遮熱断熱膜層３が形成され、芯材２の下面に、同じく水溶性樹脂１２を遮熱バインダーとしてバルーン粒子１１と遮熱顔料１３が結合したバルーン粒子・遮熱顔料結合体Ｕが多数配列された表層部３Ａと、水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１が多数配列された内層部３Ｂを有する遮熱断熱膜層３が形成されている。
【００４６】
そして、発泡プラスチック複合断熱材２０は、芯材２の上面に混練水溶液１０を塗布して乾燥させた後、芯材２の下面を上面にして混練水溶液１０を塗布して乾燥させることにより、図５に示す構造の発泡プラスチック複合断熱材２０が得られる。なお、芯材２の両側面に、それぞれを上面にした姿勢で順次混練水溶液１０を塗布乾燥させることにより芯材２の周囲を遮熱断熱膜層３で被覆することができる。
【００４７】
図６ないし図８は、本発明の第３実施形態を示すもので、型４０を用いて、発泡プラスチック複合断熱成型品（発泡プラスチック複合断熱材）３０を得る例である。
【００４８】
図６に示すように、型４０の上型４１と下型４２を開き、上型４１と下型４２の中間位置Ｃに発泡性プラスチックビーズ３１を多数配置し、発泡性プラスチックビーズ３１群の周囲に、バルーン粒子１１に水溶性樹脂１２が被覆されたバルーン粒子ビーズ３２（図８（Ａ）参照）を多数配置し、バルーン粒子ビーズ３２群の周囲で各型４１、４２の内面との間に遮熱顔料１３に水溶性樹脂１２が被覆された遮熱顔料ビーズ３３（図８（Ｂ）参照）を多数配置し、型４０を閉じる。
【００４９】
次いで型４０を閉じた状態で上下の加熱部４３からの加熱により、中間のプラスチックビーズ３１群を発泡させて、図７に示すように、中間の芯材２を形成すると共に、芯材２の周囲に、内層部３Ｂに水溶性樹脂１２をバインダーとしてバルーン粒子１１が多数配列され、表層部３Ａに水溶性樹脂１２を遮熱バインダーとして遮熱顔料１３が多数配列された遮熱断熱膜層３’が形成される。そして、型４０を開くことにより、発泡プラスチック複合断熱成型品３０を取り出すことができる。
【００５０】
得られた発泡プラスチック複合断熱成型品３０は、発泡プラスチックから構成される芯材２の周囲に遮熱断熱膜層３’が強固に密着し、発泡プラスチック複合断熱成型品３０の温度による収縮・伸びに対しても、遮熱断熱膜層３’の水溶性樹脂遮熱バインダー１２の引っ張り強度および圧縮強度がいずれも高いことから、また、弾力性もあることから、遮熱断熱膜層３’にひび割れ、亀裂が生じることがなく、耐久性に優れる。また、耐候性にも優れる。
【００５１】
軽量で遮熱性、断熱性、保温性、抗菌性、耐久性、耐候性に優れた発泡プラスチック複合断熱成型品３０が得られるので、従来用途である住宅用断熱材、断熱構造部品、食品容器に好適である。また、新用途として、抗菌・断熱シート（屋根や室内天井用など）、抗菌・結露防止構造材、抗菌・断熱・保温容器、家畜・口蹄疫対応部材に適用できる。さらに、発泡プラスチック複合断熱成型品３０に不織布などを組み合わせて用いることもできる。
【実施例】
【００５２】
本発明者は、図１および図５に示す発泡プラスチック複合断熱材の試料を２種類製作し、比較品と本発明品の断熱評価試験を行った。比較品は厚さ１０ｍｍの発泡スチロールを用いた。図１に示す構造の発泡プラスチック複合断熱材は、発泡スチロールの片面に混練水溶液を１回塗布し乾燥させて、乾燥厚さ１００μの遮熱断熱膜層３を形成した（実施例１）。図５に示す構造の発泡プラスチック複合断熱材は、同発泡スチロールの両面に混練水溶液を１回塗布し乾燥させて、乾燥厚さ１００μの遮熱断熱膜層３を形成した（実施例２）。混練水溶液は、セラミック系バルーン粒子１００重量部に対し、水５０重量部、水溶性エポキシ樹脂５０重量部の割合で攪拌し一次混練物を得、一次混練物１００重量部に酸化チタン３０重量部の割合で攪拌し最終の混練水溶液を得た。
【００５３】
比較品（発泡スチロール単体）と実施例１、２の発泡プラスチック複合断熱材を室内に設置し、それぞれ６０℃の熱源を０．５時間照射させ、試料の裏面温度を測定したところ、比較品は２４．３℃であったのに対し、実施例１の発泡プラスチック複合断熱材は２１．２℃、実施例２の発泡プラスチック複合断熱材は１１．５℃で、それぞれ比較品よりも３．２℃、１３．８℃低く、比較品よりも発明品の断熱効果が高いことが確認された。特に実施例２の発泡プラスチック複合断熱材は、断熱効果が際立って高いことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る発泡プラスチック複合断熱材は、住宅断熱材、断熱構造部品、食品容器などの用途に利用可能である。また、抗菌・断熱シート（屋根や室内天井など）、抗菌・結露防止構造部材、抗菌・断熱・保温容器などの用途の他、抗菌ビーズ商品、家畜・口蹄疫対応部材などの用途にも利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１，２０，３０ 発泡プラスチック複合断熱材
２ 芯材
３ 遮熱断熱膜層
３Ａ 表層部
３Ｂ 内層部
１０ 混練水溶液
１１ バルーン粒子
１２ 水溶性樹脂（水溶性樹脂バインダー）
１３ 遮熱顔料
１４ 水
１５ 一次混錬物
１６ バルーン粒子・遮熱顔料結合体
３１ 発泡性プラスチックビーズ
３２ バルーン粒子ビーズ
３３ 遮熱顔料ビーズ
４０ 型
４１ 上型
４２ 下型
４３ 加熱部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された表層部と、水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された内層部を有する遮熱断熱膜層が形成されていることを特徴とする発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項２】
表層部に、水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が結合されたバルーン粒子・遮熱顔料結合体が多数配列されていることを特徴とする請求項１記載の発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項３】
発泡プラスチックから構成される芯材の周囲に、前記遮熱断熱膜層が形成されていることを特徴とする請求項１記載又は請求項２記載の発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項４】
遮熱断熱性膜層の乾燥厚さが１００〜３０００μであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項５】
遮熱顔料として、酸化チタンまたは鉄クロムが用いられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項６】
発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂により被覆された比重１未満のセラミック系またはガラス系の多数のバルーン粒子と、水溶性樹脂をバインダーとして比重１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子および比重１超の遮熱顔料が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体を含む混練水溶液を塗布し、乾燥させて、前記芯材の少なくとも片面に、表層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が結合されたバルーン粒子・遮熱顔料結合体が多数配列され、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された遮熱断熱塗膜層を形成したことを特徴とする発泡プラスチック複合断熱材の製造方法。
【請求項７】
混練水溶液を得るにあたり、バルーン粒子１００重量％に対し、水１０〜５５重量％、水溶性樹脂１０〜８０を混錬して一次混練水溶液を得、一次混練水溶液１００重量％に対し、遮熱顔料１〜８０重量％を混錬して最終の混練水溶液を得ることを特徴とする請求項６記載の発泡プラスチック複合断熱材の製造方法。
【請求項８】
上型と下型の中間位置に発泡性プラスチックビーズを多数配置し、発泡性プラスチックビーズ群の少なくとも上下いずれか片面または側面に、バルーン粒子に水溶性樹脂が被覆されたバルーン粒子ビーズを多数配置し、配置したバルーン粒子ビーズ群の外側に遮熱顔料に水溶性樹脂が被覆された遮熱顔料ビーズを多数配置し、次いで型を閉じて加熱することにより、中間のプラスチックビーズ群を発泡させて芯材を形成すると共に、芯材の少なくとも片面に、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列され、外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された遮熱断熱膜層を形成した発泡プラスチック複合断熱成型品を得ることを特徴とする発泡プラスチック複合断熱材の製造方法。
【請求項９】
上型と下型の中間位置に発泡性プラスチックビーズを多数配置し、発泡性プラスチックビーズ群の周囲に、バルーン粒子に水溶性樹脂が被覆されたバルーン粒子ビーズを多数配置し、バルーン粒子ビーズ群の周囲に遮熱顔料に水溶性樹脂が被覆された遮熱顔料ビーズを多数配置し、次いで型を閉じて加熱することにより、中間のプラスチックビーズ群を発泡させて芯材を形成すると共に、芯材の周囲に、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列され、外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された遮熱断熱膜層を形成した発泡プラスチック複合断熱成型品を得ることを特徴とする発泡プラスチック複合断熱材の製造方法。
【請求項１】
発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された表層部と、水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された内層部を有する遮熱断熱膜層が形成されていることを特徴とする発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項２】
表層部に、水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が結合されたバルーン粒子・遮熱顔料結合体が多数配列されていることを特徴とする請求項１記載の発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項３】
発泡プラスチックから構成される芯材の周囲に、前記遮熱断熱膜層が形成されていることを特徴とする請求項１記載又は請求項２記載の発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項４】
遮熱断熱性膜層の乾燥厚さが１００〜３０００μであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項５】
遮熱顔料として、酸化チタンまたは鉄クロムが用いられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の発泡プラスチック複合断熱材。
【請求項６】
発泡プラスチックから構成される芯材の少なくとも片面に、水溶性樹脂により被覆された比重１未満のセラミック系またはガラス系の多数のバルーン粒子と、水溶性樹脂をバインダーとして比重１未満のセラミック系またはガラス系のバルーン粒子および比重１超の遮熱顔料が結合された多数のバルーン粒子・遮熱顔料結合体を含む混練水溶液を塗布し、乾燥させて、前記芯材の少なくとも片面に、表層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとしてバルーン粒子と遮熱顔料が結合されたバルーン粒子・遮熱顔料結合体が多数配列され、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列された遮熱断熱塗膜層を形成したことを特徴とする発泡プラスチック複合断熱材の製造方法。
【請求項７】
混練水溶液を得るにあたり、バルーン粒子１００重量％に対し、水１０〜５５重量％、水溶性樹脂１０〜８０を混錬して一次混練水溶液を得、一次混練水溶液１００重量％に対し、遮熱顔料１〜８０重量％を混錬して最終の混練水溶液を得ることを特徴とする請求項６記載の発泡プラスチック複合断熱材の製造方法。
【請求項８】
上型と下型の中間位置に発泡性プラスチックビーズを多数配置し、発泡性プラスチックビーズ群の少なくとも上下いずれか片面または側面に、バルーン粒子に水溶性樹脂が被覆されたバルーン粒子ビーズを多数配置し、配置したバルーン粒子ビーズ群の外側に遮熱顔料に水溶性樹脂が被覆された遮熱顔料ビーズを多数配置し、次いで型を閉じて加熱することにより、中間のプラスチックビーズ群を発泡させて芯材を形成すると共に、芯材の少なくとも片面に、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列され、外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された遮熱断熱膜層を形成した発泡プラスチック複合断熱成型品を得ることを特徴とする発泡プラスチック複合断熱材の製造方法。
【請求項９】
上型と下型の中間位置に発泡性プラスチックビーズを多数配置し、発泡性プラスチックビーズ群の周囲に、バルーン粒子に水溶性樹脂が被覆されたバルーン粒子ビーズを多数配置し、バルーン粒子ビーズ群の周囲に遮熱顔料に水溶性樹脂が被覆された遮熱顔料ビーズを多数配置し、次いで型を閉じて加熱することにより、中間のプラスチックビーズ群を発泡させて芯材を形成すると共に、芯材の周囲に、内層部に水溶性樹脂をバインダーとしてバルーン粒子が多数配列され、外層部に水溶性樹脂を遮熱バインダーとして遮熱顔料が多数配列された遮熱断熱膜層を形成した発泡プラスチック複合断熱成型品を得ることを特徴とする発泡プラスチック複合断熱材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１４０３７（Ｐ２０１３−１４０３７Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７０５３（Ｐ２０１１−１４７０５３）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（５０８１３０６６１）スターハード株式会社 (7)
【出願人】（５１１１６１２３６）
【出願人】（５１１１６１２４７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（５０８１３０６６１）スターハード株式会社 (7)
【出願人】（５１１１６１２３６）
【出願人】（５１１１６１２４７）
【Ｆターム（参考）】
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