JP2022038360A - Heat insulation member and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱伝導率が小さい多孔質構造体を用いた断熱材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a heat insulating material using a porous structure having a low thermal conductivity and a method for producing the same.
車載部品、住宅用建材、産業機器などには、従来より熱流制御を目的として種々の断熱部材が使用されている。例えば、ハイブリッド車、電気自動車などの電動車においては、電力消費率(電費)を向上させて、走行距離を延ばすことが求められる。現状では、電気自動車の電池エネルギーのうちの50%程度は空調関連で失われるため、電費向上には、内装部品の軽量化に加えて断熱性を向上させて、空調の熱損失を低減することが必要になる。また、電気機器や電子機器などにおいては、筐体内の限られた狭いスペースに配置できるよう、薄くて断熱性が高い断熱部材が要求される。さらに用途によっては、断熱性に加えて難燃性も要求される場合がある。 Various heat insulating members have been conventionally used for the purpose of heat flow control in in-vehicle parts, building materials for houses, industrial equipment and the like. For example, in an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, it is required to improve the power consumption rate (electricity cost) and extend the mileage. At present, about 50% of the battery energy of electric vehicles is lost in air conditioning, so in order to improve electricity costs, in addition to reducing the weight of interior parts, improve heat insulation to reduce heat loss in air conditioning. Is required. Further, in electrical equipment and electronic equipment, a thin and highly heat insulating member is required so that it can be arranged in a limited narrow space in a housing. Further, depending on the application, flame retardancy may be required in addition to heat insulation.
断熱部材としては、シリカエアロゲルを使用したものが知られている(例えば、特許文献1~5参照)。シリカエアロゲルは、シリカ微粒子が連結して骨格をなし、10~50nm程度の大きさの細孔構造を有する多孔質材料である。シリカエアロゲルは、熱伝導率が小さいため、部材の断熱性を高めるのに有用な材料である。
As the heat insulating member, those using silica airgel are known (see, for example,
特許文献1には、エアロゲル含有粒子およびバインダーの混合物が不織布(バッティング)に含浸されてなる可撓性絶縁構造体が記載されている。しかし、エアロゲルを含む層だけでは断熱性は充分ではなく、不織布に担持されたエアロゲル含有粒子が脱落しやすいという問題もある。また、特許文献1の請求項3に記載されている形態のように、エアロゲルを含んだ混合物(スラリー)が不織布の厚さ方向全体に含浸されると、不織布内の空隙が消失する。これにより、熱の伝達方法は主に熱伝導になり、断熱性の向上効果が小さくなる。特許文献1の段落[0060]には、混合物に難燃剤を配合できることが記載されている。しかし、難燃剤を配合した分だけエアロゲルの配合比率が低下するため、断熱性の低下を招く。
特許文献2には、結合剤およびエアロゲルを含む複合材料が記載されており、段落[0061]には、複合材料は難燃剤を含んでもよいことが記載されている。しかし、この場合も特許文献1の場合と同様に、難燃剤を配合した分だけエアロゲルの配合比率が低下するため、断熱性が低下する。また、段落[0072]、[0073]には、シート状の複合材料の両側に被覆層を配置できることが記載されているが、複合材料と被覆層との接着方法についての具体的な記載はない。
特許文献3には、エアロゲルと赤外線遮断フィルムとを備える透明性断熱パネルが記載されている。しかし、エアロゲル層は、バインダー成分を含まないエアロゲル単体で構成されるため、柔軟性に乏しく、赤外線遮断フィルムとの接着性に劣りエアロゲルが脱落しやすいという問題がある。この点、段落[0027]には、赤外線遮断フィルムに粘着層を積層し、それにエアロゲルを重ねて加圧して一体化することが記載されているが、粘着層の成分に関する記載はない。
特許文献4には、基材と、窒素原子を有する樹脂層と、エアロゲル層とを備えるエアロゲル積層体が記載されている。基材とエアロゲル層とは樹脂層により接着されるが、エアロゲル層は、バインダー成分を含まないエアロゲル単体で構成されるため、柔軟性に乏しい。また、エアロゲル層は、基材に形成された樹脂層の上にゾル塗液を塗工した後、乾燥、熟成、洗浄、溶媒置換、乾燥の工程を経て製造されるため、製造工程が煩雑である。
特許文献5には、不織布などのスペーサ層と、エアロゲル層と、熱線反射機能または熱線吸収機能を有する支持体と、が積層されたエアロゲル積層複合体が記載されている。この場合も特許文献4の場合と同様に、エアロゲル層は、バインダー成分を含まないエアロゲル単体で構成される。よって、エアロゲル層は、柔軟性に乏しい。加えて、エアロゲル層とスペーサ層とは、縫着または接着により行わなければならない(段落[0159])。また、エアロゲル層は、支持体の上にゾル塗液を塗工した後、乾燥、熟成、洗浄、溶媒置換、乾燥の工程を経て製造されるため、製造工程が煩雑である。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、断熱性が高く、難燃性を有し、層間接着性に優れた断熱部材を提供することを課題とする。また、当該断熱部材を比較的低コストで製造する方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat insulating member having high heat insulating properties, flame retardancy, and excellent interlayer adhesiveness. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the heat insulating member at a relatively low cost.
(1)上記課題を解決するため、本発明の断熱部材は、第一断熱層と、該第一断熱層に積層される第二断熱層と、該第二断熱層に積層される熱反射層と、該第二断熱層と該熱反射層との間に介在し、接着成分と難燃剤とを有する難燃接着層と、を備え、該第二断熱層は、複数の粒子が連結して骨格をなし、内部に細孔を有し、表面および内部のうち少なくとも表面に疎水部位を有する多孔質構造体と、水を溶媒とする第二水性バインダーと、を有し、該第一断熱層と該第二断熱層とは、該第二断熱層に含有される該第二水性バインダーにより接着され、該第二断熱層と該熱反射層とは、該難燃接着層により接着されることを特徴とする。 (1) In order to solve the above problems, the heat insulating member of the present invention includes a first heat insulating layer, a second heat insulating layer laminated on the first heat insulating layer, and a heat reflecting layer laminated on the second heat insulating layer. A flame-retardant adhesive layer having an adhesive component and a flame retardant, which is interposed between the second heat insulating layer and the heat reflecting layer, is provided, and the second heat insulating layer has a plurality of particles connected to each other. The first heat insulating layer has a porous structure having a skeleton, internal pores, and a hydrophobic portion on the surface and at least the surface thereof, and a second aqueous binder using water as a solvent. And the second heat insulating layer are adhered by the second aqueous binder contained in the second heat insulating layer, and the second heat insulating layer and the heat reflecting layer are bonded by the flame retardant adhesive layer. It is characterized by.
(2)本発明の断熱部材の好適な製造方法の一つである本発明の第一の製造方法は、前記第一断熱層に、前記多孔質構造体および前記第二水性バインダーを有する断熱塗料を塗布して塗膜を形成する断熱塗料塗布工程と、前記熱反射層に、前記接着成分および前記難燃剤を有する接着塗料を塗布して塗膜を形成する接着塗料塗布工程と、該第一断熱層と該熱反射層とを、形成された該塗膜同士が接触するように重ね合わせ、二つの該塗膜を硬化させて前記第二断熱層および前記難燃接着層を形成する硬化工程と、を有することを特徴とする。 (2) The first manufacturing method of the present invention, which is one of the preferred manufacturing methods for the heat insulating member of the present invention, is a heat insulating paint having the porous structure and the second water-based binder in the first heat insulating layer. The first step is to apply a heat insulating paint to form a coating film, and to apply an adhesive coating having the adhesive component and the flame retardant to the heat reflective layer to form a coating film. A curing step of superimposing the heat insulating layer and the heat reflecting layer so that the formed coating films are in contact with each other and curing the two coating films to form the second heat insulating layer and the flame retardant adhesive layer. And, characterized by having.
(3)本発明の断熱部材の好適な製造方法の一つである本発明の第二の製造方法は、前記第一断熱層に、前記多孔質構造体および前記第二水性バインダーを有する断熱塗料を塗布して該断熱塗料の塗膜を形成する断熱塗料塗布工程と、該断熱塗料の該塗膜の表面に、前記接着成分および前記難燃剤を有する接着塗料を塗布して該接着塗料の塗膜を形成する接着塗料塗布工程と、該第一断熱層における該接着塗料の該塗膜に前記熱反射層を重ね合わせ、該断熱塗料および該接着塗料の二つの該塗膜を硬化させて前記第二断熱層および前記難燃接着層を形成する硬化工程と、を有することを特徴とする。 (3) In the second manufacturing method of the present invention, which is one of the preferred manufacturing methods for the heat insulating member of the present invention, the heat insulating paint having the porous structure and the second water-based binder in the first heat insulating layer. And the heat insulating paint coating step of forming the coating film of the heat insulating paint, and the adhesive paint having the adhesive component and the flame retardant is applied to the surface of the coating film of the heat insulating paint to apply the adhesive paint. The adhesive paint application step of forming a film and the heat-reflecting layer are superposed on the coating film of the adhesive paint in the first heat insulating layer, and the two coating films of the heat insulating paint and the adhesive paint are cured. It is characterized by having a second heat insulating layer and a curing step for forming the flame retardant adhesive layer.
(1)本発明の断熱部材は、第一断熱層および第二断熱層の二つの断熱層を備える。このうち第二断熱層は、多孔質構造体を有する。多孔質構造体の骨格と骨格との間に形成される細孔の大きさは10~50nm程度であり、細孔の多くは、50nm以下のいわゆるメソ孔である。メソ孔は、空気の平均自由行程よりも小さいため、対流による熱の移動が阻害される。多孔質構造体が有する高い断熱効果により、第二断熱層は高い断熱性を有する。 (1) The heat insulating member of the present invention includes two heat insulating layers, a first heat insulating layer and a second heat insulating layer. Of these, the second heat insulating layer has a porous structure. The size of the pores formed between the skeletons of the porous structure is about 10 to 50 nm, and most of the pores are so-called mesopores of 50 nm or less. Since the mesopores are smaller than the mean free path of air, heat transfer due to convection is hindered. Due to the high heat insulating effect of the porous structure, the second heat insulating layer has high heat insulating properties.
さらに第二断熱層は、第二水性バインダーを有する。第二水性バインダーは、水を溶媒とするバインダーであり、比較的柔軟である。このため、第二断熱層は柔軟であり、多孔質構造体単体からなる層と比較して、湾曲面などに配置しやすくなるだけでなく、ひび割れ、多孔質構造体の脱落(いわゆる粉落ち)も少ない。第二水性バインダーは、接着性を有し、第二断熱層に含有される多孔質構造体同士を結合するだけでなく、隣接する層を接着する役割も果たす。すなわち、第二水性バインダーにより、第二断熱層と、それに隣接する第一断熱層と、が接着される。このように、本発明の断熱部材によると、第二水性バインダーの作用により、第一断熱層と第二断熱層とを接着することができるため、これら二層を固定するために、接着剤や固定部材を用いる必要がない。したがって、本発明の断熱部材によると、薄型化が可能で、製造工数の低減やコスト削減を図ることができる。 Further, the second heat insulating layer has a second aqueous binder. The second aqueous binder is a binder that uses water as a solvent and is relatively flexible. For this reason, the second heat insulating layer is flexible, and it is easier to arrange it on a curved surface or the like as compared with a layer made of a single porous structure, but also cracks and shedding of the porous structure (so-called powder falling). There are few. The second aqueous binder has adhesiveness and not only bonds the porous structures contained in the second heat insulating layer to each other, but also plays a role of adhering the adjacent layers. That is, the second water-based binder adheres the second heat insulating layer and the first heat insulating layer adjacent thereto. As described above, according to the heat insulating member of the present invention, the first heat insulating layer and the second heat insulating layer can be adhered by the action of the second water-based binder. There is no need to use a fixing member. Therefore, according to the heat insulating member of the present invention, it is possible to reduce the thickness, reduce the manufacturing man-hours, and reduce the cost.
本発明の断熱部材は、二つの断熱層に加えて熱反射層を備える。熱反射層は、主に熱を反射する役割を果たす。熱の移動現象には、「伝導、対流、放射」の三形態がある。二つの断熱層による断熱性の向上効果は、主に「伝導、対流」の抑制によるものである。二つの断熱層に熱反射層を加えると、「伝導、対流」の抑制に加えて「放射」の効果も利用することができ、断熱部材全体としての断熱性がより向上する。例えば、熱源が熱反射層側にある場合、熱源から放射された熱が熱反射層で反射されることにより、断熱部材への熱の伝達を抑制することができる。反対に、熱源が熱反射層とは反対側にある場合、熱源から放射された熱は、第一断熱層および第二断熱層を通過して、主に伝導および対流により熱反射層に到達する。この場合においても、熱反射層に到達した熱は、熱反射層で第二断熱層側に反射される。これにより、熱源から放射される熱の多くを断熱部材により遮断することができる。 The heat insulating member of the present invention includes a heat reflecting layer in addition to the two heat insulating layers. The heat-reflecting layer mainly plays a role of reflecting heat. There are three forms of heat transfer phenomena: conduction, convection, and radiation. The effect of improving the heat insulating property by the two heat insulating layers is mainly due to the suppression of "conduction and convection". When a heat reflecting layer is added to the two heat insulating layers, the effect of "radiation" can be utilized in addition to the suppression of "conduction and convection", and the heat insulating property of the heat insulating member as a whole is further improved. For example, when the heat source is on the heat reflecting layer side, the heat radiated from the heat source is reflected by the heat reflecting layer, so that the heat transfer to the heat insulating member can be suppressed. Conversely, if the heat source is on the opposite side of the heat-reflecting layer, the heat radiated from the heat source passes through the first and second heat-insulating layers and reaches the heat-reflecting layer mainly by conduction and convection. .. Even in this case, the heat that has reached the heat-reflecting layer is reflected by the heat-reflecting layer toward the second heat insulating layer. As a result, most of the heat radiated from the heat source can be blocked by the heat insulating member.
熱反射層は、難燃接着層により第二断熱層に接着される。前述したように、第二断熱層に含まれる第二水性バインダーの作用により、第二断熱層と熱反射層とを接着することも可能であるが、二層の間に難燃接着層を加えることにより、層同士の接着力をより高めることができる。例えば、第二断熱層における第二水性バインダーの配合量を増加すれば、層同士の接着力を高めることができる。しかし、この方法では、第二水性バインダーを増量した分だけ多孔質構造体の配合比率が低下するため、所望の断熱性を維持することが難しい。この点、本発明の断熱部材においては、第二断熱層と熱反射層との間に難燃接着層を介在させることにより、接着力の向上を図っている。これにより、第二水性バインダーの配合量を増加せずに、換言すると多孔質構造体の配合量を減少させずに断熱性を維持したまま、接着力を高めることができる。本発明の断熱部材は、層同士が剥離しにくく高い耐久性を有するため、様々な用途に適用可能であり実用性が高い。 The heat-reflecting layer is adhered to the second heat insulating layer by the flame-retardant adhesive layer. As described above, it is possible to bond the second heat insulating layer and the heat reflecting layer by the action of the second water-based binder contained in the second heat insulating layer, but a flame-retardant adhesive layer is added between the two layers. Thereby, the adhesive force between the layers can be further enhanced. For example, by increasing the blending amount of the second aqueous binder in the second heat insulating layer, the adhesive force between the layers can be enhanced. However, in this method, it is difficult to maintain the desired heat insulating property because the blending ratio of the porous structure decreases by the amount of the second aqueous binder. In this respect, in the heat insulating member of the present invention, the adhesive strength is improved by interposing a flame-retardant adhesive layer between the second heat insulating layer and the heat reflecting layer. Thereby, the adhesive strength can be enhanced without increasing the blending amount of the second aqueous binder, in other words, without reducing the blending amount of the porous structure, while maintaining the heat insulating property. Since the heat insulating member of the present invention is hard to peel off from each other and has high durability, it can be applied to various applications and is highly practical.
難燃接着層は、接着成分と難燃剤とを有する。すなわち、本発明の断熱部材において、難燃剤は、第二断熱層ではなく難燃接着層に配合される。したがって、多孔質構造体の配合量を減少させずに断熱性を維持したまま、難燃性を付与することができる。 The flame-retardant adhesive layer has an adhesive component and a flame retardant. That is, in the heat insulating member of the present invention, the flame retardant is blended not in the second heat insulating layer but in the flame retardant adhesive layer. Therefore, flame retardancy can be imparted while maintaining the heat insulating property without reducing the blending amount of the porous structure.
このように、本発明の断熱部材は、比較的薄くても、高い断熱性を有すると共に、難燃性を有し、層間接着性に優れる。例えば、本発明の断熱部材を自動車の内装部品に適用すると、車室内外からの熱の伝達を抑制することができ、内装部品における熱エネルギーの消費を抑制することができる。結果、空調の熱損失が小さくなり、電費を向上させることができる。本発明の断熱部材を住宅用の壁材、屋根裏材、窓のサッシなどに適用すると、室内の断熱性向上に効果的である。また、本発明の断熱部材は、比較的薄く柔軟であるため、電気機器や電子機器などの狭いスペースにも適用しやすい。 As described above, the heat insulating member of the present invention has high heat insulating properties, flame retardancy, and excellent interlayer adhesiveness even if it is relatively thin. For example, when the heat insulating member of the present invention is applied to an interior part of an automobile, heat transfer from inside and outside the vehicle can be suppressed, and heat energy consumption in the interior part can be suppressed. As a result, the heat loss of the air conditioner is reduced, and the electricity cost can be improved. When the heat insulating member of the present invention is applied to a wall material for a house, an attic, a window sash, etc., it is effective in improving the heat insulating property in the room. Further, since the heat insulating member of the present invention is relatively thin and flexible, it can be easily applied to a narrow space such as an electric device or an electronic device.
(2)本発明の断熱部材の第一の製造方法においては、まず、第一断熱層に断熱塗料を塗布して塗膜を形成し、熱反射層に接着塗料を塗布して塗膜を形成しておく。そして、形成された二つの塗膜が硬化する前に、第一断熱層と熱反射層とを、各々に形成された塗膜同士が接触するように重ね合わせて、二つの塗膜を硬化させる。断熱塗料の塗膜が硬化すると第二断熱層になり、第一断熱層と第二断熱層とは、第二断熱層に含有される第二水性バインダーにより接着される。接着塗料の塗膜が硬化すると難燃接着層になり、第二断熱層と熱反射層とは、難燃接着層により接着される。このように、本発明の第一の製造方法によると、断熱塗料の塗膜および接着塗料の塗膜を形成し、これらをまとめて硬化させることにより、第二断熱層の形成と層同士の接着を同時に行うことができるため、本発明の断熱部材を容易に比較的低コストで製造することができる。また、接着塗料の塗膜の形成を、ウエットな状態の断熱塗料の塗膜に重ねずに別に行うため、重ねて行う場合と比較して、接着塗料の塗布方法の制限が少ない。 (2) In the first method for manufacturing a heat insulating member of the present invention, first, a heat insulating paint is applied to the first heat insulating layer to form a coating film, and then an adhesive paint is applied to the heat reflecting layer to form a coating film. I'll keep it. Then, before the two formed coating films are cured, the first heat insulating layer and the heat reflecting layer are overlapped so that the respective coating films are in contact with each other, and the two coating films are cured. .. When the coating film of the heat insulating paint is cured, it becomes a second heat insulating layer, and the first heat insulating layer and the second heat insulating layer are adhered by a second water-based binder contained in the second heat insulating layer. When the coating film of the adhesive paint is cured, it becomes a flame-retardant adhesive layer, and the second heat insulating layer and the heat-reflecting layer are adhered by the flame-retardant adhesive layer. As described above, according to the first manufacturing method of the present invention, a coating film of a heat insulating paint and a coating film of an adhesive paint are formed, and these are cured together to form a second heat insulating layer and bond the layers to each other. Since the above can be performed at the same time, the heat insulating member of the present invention can be easily manufactured at a relatively low cost. Further, since the coating film of the adhesive paint is formed separately without being superimposed on the coating film of the heat insulating paint in a wet state, there are few restrictions on the method of applying the adhesive paint as compared with the case where the coating film is formed in layers.
(3)本発明の断熱部材の第二の製造方法においては、まず、第一断熱層に断熱塗料を塗布して断熱塗料の塗膜を形成した後、断熱塗料の塗膜の表面に、接着塗料を重ねて塗布して接着塗料の塗膜を形成する。そして、重ねて形成された二つの塗膜が硬化する前に、表層の接着塗料の塗膜に熱反射層を重ね合わせて、二つの塗膜を硬化させる。第二の製造方法の場合も第一の製造方法と同様に、断熱塗料の塗膜が硬化すると第二断熱層になり、第一断熱層と第二断熱層とは、第二断熱層に含有される第二水性バインダーにより接着される。接着塗料の塗膜が硬化すると難燃接着層になり、第二断熱層と熱反射層とは、難燃接着層により接着される。このように、本発明の第二の製造方法によると、断熱塗料の塗膜および接着塗料の塗膜を形成し、これらをまとめて硬化させることにより、第二断熱層の形成と層同士の接着を同時に行うことができるため、本発明の断熱部材を容易に比較的低コストで製造することができる。 (3) In the second manufacturing method of the heat insulating member of the present invention, first, the heat insulating paint is applied to the first heat insulating layer to form a coating film of the heat insulating paint, and then the coating film of the heat insulating paint is adhered to the surface. The paint is applied in layers to form a coating film of adhesive paint. Then, before the two coating films formed on top of each other are cured, the heat-reflecting layer is superposed on the coating film of the adhesive paint on the surface layer to cure the two coating films. In the case of the second manufacturing method, as in the first manufacturing method, when the coating film of the heat insulating paint is cured, it becomes a second heat insulating layer, and the first heat insulating layer and the second heat insulating layer are contained in the second heat insulating layer. It is adhered by a second aqueous binder to be bonded. When the coating film of the adhesive paint is cured, it becomes a flame-retardant adhesive layer, and the second heat insulating layer and the heat-reflecting layer are adhered by the flame-retardant adhesive layer. As described above, according to the second manufacturing method of the present invention, a coating film of a heat insulating paint and a coating film of an adhesive paint are formed, and these are cured together to form a second heat insulating layer and bond the layers to each other. Since the above can be performed at the same time, the heat insulating member of the present invention can be easily manufactured at a relatively low cost.
以下、本発明の断熱部材およびその製造方法の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the heat insulating member of the present invention and the method for manufacturing the same will be described.
<第一実施形態>
[構成]
まず、本実施形態の断熱部材の構成を説明する。図1に、本実施形態の断熱部材の厚さ方向断面図を示す。以下の図1~図4においては、部材の厚さ方向(積層方向)を内外方向と定義する。図1に示すように、断熱部材10は、内側から順に第一断熱層11と、第二断熱層12と、難燃接着層13と、熱反射層14と、を備えている。
<First Embodiment>
[Constitution]
First, the configuration of the heat insulating member of the present embodiment will be described. FIG. 1 shows a cross-sectional view in the thickness direction of the heat insulating member of the present embodiment. In FIGS. 1 to 4 below, the thickness direction (stacking direction) of the members is defined as the inner / outer direction. As shown in FIG. 1, the
第一断熱層11は、不織布からなる。第一断熱層11の厚さは1.0mmである。第二断熱層12は、第一断熱層11の外側に配置されている。第二断熱層12は、多孔質構造体と、第二水性バインダーとしてのウレタン樹脂と、多糖類としてのカルボキシルメチルセルロース(CMC)と、を有している。多孔質構造体は、複数のシリカ粒子が連結して骨格をなし内部に細孔を有するシリカエアロゲルである。シリカエアロゲルは、表面および内部に疎水部位を有している。第二断熱層12の厚さは0.5mmである。第二断熱層12におけるウレタン樹脂(第二水性バインダー)の含有量は、第二断熱層12の全体を100体積%とした場合の4.2体積%である。第一断熱層11と第二断熱層12とは、第二断熱層12に含有されるウレタン樹脂により接着されている。第二断熱層12の一部は、第一断熱層11の外側表面近傍に含浸している。第一断熱層11における第二断熱層12の含浸深さは0.1mmである。
The first
難燃接着層13は、第二断熱層12の外側に配置されている。難燃接着層13は、接着成分である第一水性バインダーとしてのウレタン樹脂と、難燃剤としてのポリリン酸アンモニウムと、を有している。難燃接着層13に含まれる第一水性バインダーと、第二断熱層12に含まれる第二水性バインダーと、は同じものである。難燃接着層13の厚さは0.03mmである。難燃接着層13における難燃剤の含有量は、難燃接着層13全体を100質量%とした場合の80質量%である。
The flame-
熱反射層14は、難燃接着層13を介して第二断熱層12の外側に配置されている。熱反射層14は、アルミ蒸着フィルムからなる。アルミ蒸着フィルムは、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの表面にアルミニウムが蒸着されてなる。すなわち、熱反射層14は、PETフィルムからなる樹脂層と、アルミニウムからなる金属層と、を有している。熱反射層14の厚さは0.025mmである。熱反射層14の反射率は、入射光の波長が780nm以上2500nm以下の領域で80%以上である。熱反射層14と第二断熱層12とは、難燃接着層13により接着されている。第二断熱層12には、熱反射層14のPETフィルム側が接着されている。
The heat-reflecting
[製造方法]
次に、本実施形態の断熱部材の製造方法を説明する。本実施形態においては、本発明の第一の製造方法により断熱部材10を製造する。まず、水、第二水性バインダーとしてのウレタン樹脂エマルジョン、シリカエアロゲル、CMCを有する断熱塗料を調製する。また、水、第一水性バインダーとしてのウレタン樹脂エマルジョン、ポリリン酸アンモニウム粉末を有する接着塗料を調製する。次に、調製した断熱塗料を、第一断熱層11としての不織布の一面に塗布して塗膜を形成する(断熱塗料塗布工程)。また、調製した接着塗料を、熱反射層14としてのアルミ蒸着フィルムのPETフィルム側の表面に塗布して塗膜を形成する(接着塗料塗布工程)。それから、不織布とアルミ蒸着フィルムとを、加圧しながら互いの塗膜同士が接触するように重ね合わせる。そして、得られた積層体を150℃下で5分間乾燥し、断熱塗料の塗膜を硬化させて第二断熱層12とし、接着塗料の塗膜を硬化させて難燃接着層13とする(硬化工程)。
[Production method]
Next, a method of manufacturing the heat insulating member of the present embodiment will be described. In the present embodiment, the
[作用効果]
次に、本実施形態の断熱部材およびその製造方法の作用効果について説明する。本実施形態の断熱部材10を構成する第二断熱層12は、多孔質構造体および第二水性バインダーを有する。このため、柔軟で断熱性に優れる。そして、第二水性バインダーの作用により、第一断熱層11および第二断熱層12が接着される。このため、これら二層を固定するために、接着剤や固定部材を用いる必要がない。したがって、断熱部材10によると、薄型化が可能で、製造工数の低減やコスト削減を図ることができる。また、第二断熱層12は、第一断熱層11の外側表面近傍、すなわち第二断熱層12に接する表層部のみに含浸している。よって、第一断熱層11の空隙の多くは、第二断熱層12の材料で埋められることなく残存し、対流による熱伝達が維持される。
[Action effect]
Next, the operation and effect of the heat insulating member of the present embodiment and the manufacturing method thereof will be described. The second
第二断熱層12は、多糖類を有する。後に詳しく説明するが、断熱塗料に多糖類を配合すると、断熱塗料の粘性が高くなると共に、多糖類が保護コロイドのような状態を作ることにより、バインダー液から多孔質構造体が分離しにくくなる。これにより、多孔質構造体の分散性が向上し、断熱塗料中に多孔質構造体を安定して保持させることができる。また、断熱塗料の粘性が高くなると液だれしにくくなるため、第一断熱層11への塗布が容易になる。
The second
断熱部材10は、二つの断熱層11、12に加えて熱反射層14を備える。これにより、「伝導、対流」に加えて「放射」の効果も利用することができるため、断熱部材10全体としての断熱性が高くなる。ここでは一例として、断熱部材10を自動車のドアトリム(内装部品)に使用した形態を挙げて、断熱効果を説明する。図2Aに、断熱部材10をドアトリムに使用した形態における夏場の熱の移動現象を模式的に示す。図2Bに、同形態における冬場の熱の移動現象を模式的に示す。図2A、図2Bにおいて、ドアトリム1は、基材15と断熱部材10と表皮材16とを備えている。説明の便宜上、基材15および表皮材16については点線で示す。基材15は、ポリプロピレン製であり、表皮材16は、断熱部材10側から、基布とウレタンフィルム層とが積層された積層体からなる。図2A、図2Bにおいて、図1における内側は車室内側に、外側は車室外側に対応している。
The
夏場においては、外部の熱をできるだけ遮断して車室内の温度を低く維持することを目的にして、熱の移動現象を示している。図2Aに黒色矢印で示すように、夏場は、熱源が車室外(基材15側)にある。この場合、熱源から放射された熱の一部は、熱反射層14で反射される。これにより、断熱部材10に伝達される熱量を小さくすることができる。反射されずに熱反射層14を通過した熱量は、第二断熱層12、第一断熱層11を対流および伝導により通過する際の熱抵抗により、さらに小さくなる。このようにして、外部から放射される熱の多くを断熱部材10により遮断することができる。冬場においては、暖房などによる車室内の熱をできるだけ外部に漏らさないことを目的にして、熱の移動現象を示している。図2Bに黒色矢印で示すように、冬場は、熱源が車室内(表皮材16側)にある。この場合、熱源から放射された熱は、第一断熱層11、第二断熱層12に伝わるが、対流および伝導による熱抵抗により、両層を通過する熱量は小さくなる。そして、熱反射層14に到達した熱は、熱反射層14で反射されるため、熱反射層14を通過する熱量はさらに小さくなる。このようにして、車室内の熱の多くを断熱部材10により遮断して、車室内に保持することができる。
In the summer, heat transfer phenomena are shown for the purpose of keeping the temperature inside the vehicle low by blocking external heat as much as possible. As shown by the black arrow in FIG. 2A, the heat source is outside the vehicle interior (on the
断熱部材10においては、第二断熱層12と熱反射層14との間に難燃接着層13が介在し、難燃接着層13により熱反射層14と第二断熱層12とが接着される。したがって、第二断熱層12における第二水性バインダーの量を増加せずに、換言すると多孔質構造体の量を減らすことなく断熱性を維持したまま、接着力を高めることができる。また、難燃接着層13は、難燃剤を有する。よって、第二断熱層12における多孔質構造体の量を減らすことなく断熱性を維持したまま、難燃性を付与することができる。このように、断熱部材10は、薄く、断熱性および難燃性を有するだけでなく、層同士が剥離しにくく高い耐久性を有する。よって、様々な用途に適用可能であり実用性が高い。
In the
本実施形態の製造方法によると、断熱塗料の塗膜および接着塗料の塗膜を形成し、これらをまとめて硬化させることにより、第二断熱層12の形成と層同士の接着を同時に行うことができるため、断熱部材10を容易に比較的低コストで製造することができる。また、接着塗料の塗膜の形成を、ウエットな状態の断熱塗料の塗膜に重ねずに別に行うため、重ねて行う場合と比較して、接着塗料の塗布方法の制限が少ない。
According to the manufacturing method of the present embodiment, a coating film of a heat insulating paint and a coating film of an adhesive paint are formed, and these are cured together to form a second
<第二実施形態>
本実施形態の断熱部材と第一実施形態の断熱部材との相違点は、第一断熱層の内側に粘着シートを追加した点、および断熱部材を第二の製造方法で製造する点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図3に、本実施形態の断熱部材の厚さ方向断面図を示す。図3中、図1と対応する部材については同じ符号で示す。
<Second embodiment>
The difference between the heat insulating member of the present embodiment and the heat insulating member of the first embodiment is that an adhesive sheet is added to the inside of the first heat insulating layer, and the heat insulating member is manufactured by the second manufacturing method. Here, the differences will be mainly described. FIG. 3 shows a cross-sectional view in the thickness direction of the heat insulating member of the present embodiment. In FIG. 3, the members corresponding to those in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals.
図3に示すように、断熱部材20は、内側から順に粘着シート21と、第一断熱層11と、第二断熱層12と、難燃接着層13と、熱反射層14と、を備えている。粘着シート21は、第一断熱層11の内側に配置されている。粘着シート21は、粘着層210と剥離紙211とを有している。粘着層210は、アクリル系粘着剤からなり、第一断熱層11側に配置されている。粘着層210の厚さは0.075mmである。剥離紙211は、粘着層210の内側表面を被覆している。剥離紙211は、紙の表面に剥離剤がコーティングされてなり、粘着層210から剥離可能である。剥離紙211の厚さは0.05mmである。
As shown in FIG. 3, the
断熱部材20の製造方法は以下のとおりである。まず、第一実施形態と同様にして、断熱塗料および接着塗料を調製する。次に、調製した断熱塗料を、第一断熱層11としての不織布の一面に塗布して塗膜を形成する(断熱塗料塗布工程)。続いて、形成した断熱塗料の塗膜の表面に、調製した接着塗料を塗布して接着塗料の塗膜を形成する(接着塗料塗布工程)。それから、形成した接着塗料の塗膜に、熱反射層14としてのアルミ蒸着フィルムのPETフィルム側を加圧しながら重ね合わせる。そして、得られた積層体を150℃下で5分間乾燥し、断熱塗料の塗膜を硬化させて第二断熱層12とし、接着塗料の塗膜を硬化させて難燃接着層13とする(硬化工程)。最後に、第一断熱層11としての不織布の他面(第二断熱層12が接着されている一面とは反対側の面)に、粘着シート21を貼着する。
The manufacturing method of the
本実施形態の断熱部材20は、構成が共通する部分については、第一実施形態の断熱部材10と同様の作用効果を有する。また、断熱部材20によると、剥離紙211を剥がして粘着層210を相手部材に接着するだけで、相手部材に断熱部材20を容易に固定することができる。本実施形態の製造方法によると、断熱塗料の塗膜および接着塗料の塗膜を形成し、これらをまとめて硬化させることにより、第二断熱層12の形成と層同士の接着を同時に行うことができるため、断熱部材20を容易に比較的低コストで製造することができる。
The
<第三実施形態>
本実施形態の断熱部材と第一実施形態の断熱部材との相違点は、第二断熱層を第一断熱層の内外両側に配置した点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図4に、本実施形態の断熱部材の厚さ方向断面図を示す。図4中、図1と対応する部材については同じ符号で示す。
<Third embodiment>
The difference between the heat insulating member of the present embodiment and the heat insulating member of the first embodiment is that the second heat insulating layer is arranged on both the inner and outer sides of the first heat insulating layer. Here, the differences will be mainly described. FIG. 4 shows a cross-sectional view in the thickness direction of the heat insulating member of the present embodiment. In FIG. 4, the members corresponding to those in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals.
図4に示すように、断熱部材30は、内側から順に第二断熱層31と、第一断熱層11と、第二断熱層12と、難燃接着層13と、熱反射層14と、を備えている。第二断熱層31は、第一断熱層11の内側に配置されている。第二断熱層31は、多孔質構造体と、第二水性バインダーとしてのウレタン樹脂と、多糖類としてのCMCと、を有している。第二断熱層31の材質、厚さは、第二断熱層12のそれと同じである。第一断熱層11と第二断熱層31とは、第二断熱層31に含有されるウレタン樹脂により接着されている。第二断熱層31の一部は、第一断熱層11の内側表面近傍に含浸している。第一断熱層11における第二断熱層31の含浸深さは0.1mmである。
As shown in FIG. 4, the
断熱部材30の製造方法は以下のとおりである。まず、第一実施形態と同様にして、第一断熱層11、第二断熱層12、難燃接着層13、および熱反射層14からなる積層体(第一実施形態の断熱部材10)を製造する。次に、第一実施形態と同じ断熱塗料を、第一断熱層11としての不織布の他面(第二断熱層12が接着されている一面とは反対側の面)に塗布して、断熱塗料の塗膜を形成する。そして、形成した塗膜を150℃下で5分間乾燥して硬化させ、第二断熱層31とすると共に、第二断熱層31と第一断熱層11とを接着する。
The manufacturing method of the
本実施形態の断熱部材30は、構成が共通する部分については、第一実施形態の断熱部材10と同様の作用効果を有する。また、断熱部材30においては、第一実施形態の断熱部材10に対して第二断熱層31が追加されている。断熱部材30によると、追加された第二断熱層31の分だけ熱抵抗が大きくなるため、断熱部材30全体としての断熱性をより高めることができる。
The
<その他の形態>
以上、本発明の断熱部材およびその製造方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Other forms>
The embodiment of the heat insulating member of the present invention and the method for manufacturing the same has been described above. However, the embodiment is not limited to the above embodiment. It is also possible to carry out in various modified forms and improved forms that can be performed by those skilled in the art.
[断熱部材]
本発明の断熱部材は、第一断熱層と、第二断熱層と、熱反射層と、難燃接着層と、を備える。まずこれら四層について説明し、その後にその他の構成を説明する。
[Insulation member]
The heat insulating member of the present invention includes a first heat insulating layer, a second heat insulating layer, a heat reflecting layer, and a flame-retardant adhesive layer. First, these four layers will be described, and then other configurations will be described.
(1)第一断熱層
第一断熱層は、熱伝導率が比較的小さい材料により形成すればよい。例えば、自動車の内装部品、住宅用の壁材、電気機器などへの適用を考量すると、本発明の断熱部材は、断熱性に加えて吸音性も有するとよい。このような観点から、第一断熱層としては、空隙を有する材料が望ましく、不織布、発泡体などが挙げられる。不織布の場合、その目付量は150g/m2以下であることが望ましい。発泡体としては、スラブウレタンなどが挙げられる。第一断熱層の厚さは、断熱性および吸音性の観点から、1mm以上、さらには2mm以上であることが望ましい。
(1) First heat insulating layer The first heat insulating layer may be formed of a material having a relatively low thermal conductivity. For example, considering the application to interior parts of automobiles, wall materials for houses, electric devices, etc., the heat insulating member of the present invention may have sound absorbing property in addition to heat insulating property. From this point of view, as the first heat insulating layer, a material having voids is desirable, and examples thereof include non-woven fabrics and foams. In the case of non-woven fabric, the basis weight is preferably 150 g / m 2 or less. Examples of the foam include slab urethane. The thickness of the first heat insulating layer is preferably 1 mm or more, more preferably 2 mm or more, from the viewpoint of heat insulating property and sound absorbing property.
(2)第二断熱層
第二断熱層は第一断熱層に積層されれば、上記第一、第二実施形態のように第一断熱層の片側のみに配置されても、上記第三実施形態のように第一断熱層の両側に配置されてもよい。例えば、第二断熱層が第一断熱層の厚さ方向両側に配置される場合、熱反射層は、そのいずれか一方または両方に積層されればよい。
(2) Second heat insulating layer If the second heat insulating layer is laminated on the first heat insulating layer, even if it is arranged on only one side of the first heat insulating layer as in the first and second embodiments, the third embodiment is carried out. It may be arranged on both sides of the first heat insulating layer as in the form. For example, when the second heat insulating layer is arranged on both sides in the thickness direction of the first heat insulating layer, the heat reflecting layer may be laminated on either one or both of them.
第二断熱層は、多孔質構造体と、第二水性バインダーと、を有する。多孔質構造体は、複数の粒子が連結して骨格をなし内部に細孔を有する。骨格をなす粒子(一次粒子)の直径は、2~5nm程度、骨格と骨格との間に形成される細孔の大きさは、10~50nm程度であることが望ましい。細孔の多くは、50nm以下のいわゆるメソ孔である。多孔質構造体の形状は、球状、異形状の塊状など、特に限定されない。多孔質構造体の最大長さを粒子径とした場合、多孔質構造体の平均粒子径は、1~200μm程度が望ましい。多孔質構造体の粒子径が大きいほど、表面積が小さくなり細孔容積が大きくなるため、断熱性を高める効果は大きくなる。例えば、平均粒子径が10μm以上のものが好適である。一方、多孔質構造体をバインダー液に分散させた断熱塗料の安定性、塗工のしやすさ、さらには第二断熱層における多孔質構造体の脱落抑制などを考慮すると、平均粒子径が100μm以下のものが好適である。また、粒子径が異なる二種類以上を併用すると、小径の多孔質構造体が大径の多孔質構造体間の隙間に入りこむため、充填量を多くすることができ、断熱性を高める効果が大きくなる。 The second heat insulating layer has a porous structure and a second aqueous binder. In the porous structure, a plurality of particles are connected to form a skeleton and have pores inside. It is desirable that the diameter of the particles forming the skeleton (primary particles) is about 2 to 5 nm, and the size of the pores formed between the skeletons is about 10 to 50 nm. Most of the pores are so-called mesopores of 50 nm or less. The shape of the porous structure is not particularly limited, such as spherical or irregularly shaped lumps. When the maximum length of the porous structure is taken as the particle size, the average particle size of the porous structure is preferably about 1 to 200 μm. As the particle size of the porous structure becomes larger, the surface area becomes smaller and the pore volume becomes larger, so that the effect of enhancing the heat insulating property becomes larger. For example, those having an average particle diameter of 10 μm or more are suitable. On the other hand, considering the stability of the heat insulating paint in which the porous structure is dispersed in the binder liquid, the ease of coating, and the suppression of the porous structure from falling off in the second heat insulating layer, the average particle size is 100 μm. The following are suitable. In addition, when two or more types having different particle diameters are used in combination, the small-diameter porous structure enters the gap between the large-diameter porous structures, so that the filling amount can be increased and the effect of improving the heat insulating property is great. Become.
多孔質構造体には、表面や内部に親水部位を有する親水性のものと、疎水部位を有する疎水性のものと、がある。このうち、親水性の多孔質構造体は、脆く崩れやすい。また、内部に水分などが浸入して細孔が潰れるおそれがある。したがって、本発明の断熱部材においては、表面および内部のうち少なくとも表面に疎水部位を有する疎水性のものを使用する。疎水性の多孔質構造体を用いると、水を溶媒とする第二水性バインダーを用いた場合に、当該バインダーが多孔質構造体の細孔に浸入しにくいため、断熱性が阻害されにくい。また、多孔質構造体は、表面がシランカップリング剤などで表面処理されたものでもよい。表面処理を施すことにより、多孔質構造体の表面に疎水性などの機能を付与することができる。 Porous structures include hydrophilic ones having hydrophilic parts on the surface and inside, and hydrophobic ones having hydrophobic parts. Of these, the hydrophilic porous structure is brittle and easily collapses. In addition, there is a risk that moisture or the like will infiltrate the inside and the pores will be crushed. Therefore, in the heat insulating member of the present invention, a hydrophobic member having a hydrophobic portion on at least the surface of the surface and the inside is used. When a hydrophobic porous structure is used, when a second aqueous binder using water as a solvent is used, the binder does not easily penetrate into the pores of the porous structure, so that the heat insulating property is not easily impaired. Further, the surface of the porous structure may be surface-treated with a silane coupling agent or the like. By applying the surface treatment, it is possible to impart functions such as hydrophobicity to the surface of the porous structure.
多孔質構造体の種類は特に限定されない。一次粒子として、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどが挙げられる。なかでも化学的安定性に優れるという観点から、一次粒子がシリカである、すなわち複数のシリカ粒子が連結して骨格をなすシリカエアロゲルが望ましい。シリカエアロゲルは白色を呈し赤外線を反射する。よって、シリカエアロゲルを用いると、第二断熱層に遮熱効果を付与することができる。 The type of the porous structure is not particularly limited. Examples of the primary particles include silica, alumina, zirconia, titania and the like. Among them, from the viewpoint of excellent chemical stability, silica aerogel in which the primary particles are silica, that is, a plurality of silica particles are connected to form a skeleton is desirable. Silica airgel is white and reflects infrared rays. Therefore, when silica airgel is used, a heat shielding effect can be imparted to the second heat insulating layer.
表面および内部のうち少なくとも表面に疎水部位を有するシリカエアロゲルは、製造過程において、疎水基を付与するなどの疎水化処理を施して製造することができる。少なくとも表面に疎水部位を有すると、水分などの染み込みを抑制することができるため、細孔構造が維持され、断熱性が損なわれにくい。シリカエアロゲルの製造方法は、特に限定されず、乾燥工程を常圧で行ったものでも、超臨界で行ったものでも構わない。例えば、疎水化処理を乾燥工程前に行うと、超臨界で乾燥する必要がなくなる、すなわち常圧で乾燥すればよいため、より容易かつ低コストに製造することができる。シリカエアロゲルは、例えば、特許第5250900号公報に記載されている方法で製造すればよい。 A silica airgel having a hydrophobic portion on at least the surface of the surface and the inside can be produced by subjecting it to a hydrophobic treatment such as imparting a hydrophobic group in the production process. When the surface has at least a hydrophobic portion, it is possible to suppress the infiltration of water and the like, so that the pore structure is maintained and the heat insulating property is not easily impaired. The method for producing silica airgel is not particularly limited, and the drying step may be performed at normal pressure or supercritical. For example, if the hydrophobizing treatment is performed before the drying step, it is not necessary to dry at supercritical, that is, it is sufficient to dry at normal pressure, so that it can be manufactured more easily and at low cost. The silica airgel may be produced, for example, by the method described in Japanese Patent No. 5250900.
第二断熱層における多孔質構造体の含有量は、第二断熱層の断熱性、柔軟性、機械的強度などを考慮して適宜決定すればよい。例えば、熱伝導率を小さくする(断熱性を高くする)という観点では、多孔質構造体の含有量は、第二断熱層全体の体積を100体積%とした場合の80体積%以上であることが望ましい。85体積%以上であるとより好適である。一方、多孔質構造体が多くなると、その分バインダーの含有量が少なくなるため、多孔質構造体が脱落しやすくなったり、隣接する層間の接着力が低下するおそれがある。このため、多孔質構造体の含有量は、第二断熱層全体の体積を100体積%とした場合の96体積%以下であることが望ましい。 The content of the porous structure in the second heat insulating layer may be appropriately determined in consideration of the heat insulating property, flexibility, mechanical strength and the like of the second heat insulating layer. For example, from the viewpoint of reducing the thermal conductivity (increasing the heat insulating property), the content of the porous structure should be 80% by volume or more when the volume of the entire second heat insulating layer is 100% by volume. Is desirable. It is more preferable that it is 85% by volume or more. On the other hand, when the number of porous structures increases, the content of the binder decreases accordingly, so that the porous structures may easily fall off or the adhesive strength between adjacent layers may decrease. Therefore, the content of the porous structure is preferably 96% by volume or less when the volume of the entire second heat insulating layer is 100% by volume.
第二水性バインダーは、水を溶媒としたバインダーであり、多孔質構造体同士、および隣接する層間を結合することができれば特に限定されない。第二水性バインダーとしては、水溶性のバインダー、エマルジョン状のバインダーがあるが、なかでもエマルジョン状のバインダー(水性エマルジョン系バインダー)が好適である。水性エマルジョン系バインダーは、界面活性剤または親水基の導入により乳化されている。水性エマルジョン系バインダーによると、乾燥時に界面活性剤や親水基が揮発することにより親水性が低下し、水に溶解しにくくなるため、断熱塗料の硬化後にべたつきが生じにくいと考えられる。エマルジョン化する方法としては、界面活性剤を乳化剤として使用した強制乳化型でも、親水基が導入された自己乳化型でも構わない。 The second aqueous binder is a binder using water as a solvent, and is not particularly limited as long as it can bond the porous structures to each other and adjacent layers. Examples of the second aqueous binder include a water-soluble binder and an emulsion-like binder, and among them, an emulsion-like binder (aqueous emulsion-based binder) is preferable. Aqueous emulsion binders are emulsified by the introduction of surfactants or hydrophilic groups. According to the aqueous emulsion-based binder, the hydrophilicity is lowered due to the volatilization of the surfactant and the hydrophilic group during drying, and it becomes difficult to dissolve in water. Therefore, it is considered that the heat insulating paint is less likely to become sticky after being cured. The emulsifying method may be a forced emulsification type using a surfactant as an emulsifier or a self-emulsifying type in which a hydrophilic group is introduced.
バインダー成分は、樹脂でもゴムでもよい。多孔質構造体に対する粘着性が高く、第二断熱層を柔軟にしてひび割れしにくくするという観点から、バインダーのガラス転移温度(Tg)は-5℃以下、さらには-20℃以下であることが望ましい。例えば、水性エマルジョン系バインダーの場合、樹脂エマルジョンでもゴムエマルジョンでもよい。樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物などが挙げられる。ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。第二断熱層を柔軟にするという観点から、ウレタン樹脂、スチレンブタジエンゴムなどが好適である。バインダー部分の強度を高めて、第二断熱層の強度を向上させるという観点から、架橋剤などを併用してバインダー成分を架橋させてもよい。 The binder component may be resin or rubber. The glass transition temperature (Tg) of the binder is -5 ° C or lower, and further -20 ° C or lower, from the viewpoint of having high adhesiveness to the porous structure and making the second heat insulating layer flexible to prevent cracking. desirable. For example, in the case of an aqueous emulsion-based binder, it may be a resin emulsion or a rubber emulsion. Examples of the resin include acrylic resin, urethane resin, and a mixture of acrylic resin and urethane resin. Examples of the rubber include styrene butadiene rubber (SBR), nitrile rubber, silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber and the like. Urethane resin, styrene-butadiene rubber, and the like are suitable from the viewpoint of making the second heat insulating layer flexible. From the viewpoint of increasing the strength of the binder portion and improving the strength of the second heat insulating layer, the binder component may be crosslinked by using a crosslinking agent or the like in combination.
第二断熱層は、第二水性バインダーにより第一断熱層に接着される。第二水性バインダーの含有量は、第二断熱層の接着性、断熱性などを考慮して適宜決定すればよい。例えば、接着性を高めるという観点では、第二水性バインダーの含有量は、第二断熱層全体の体積を100体積%とした場合の4.0体積%以上であることが望ましい。6.0体積%以上、さらには9.0体積%以上であるとより好適である。一方、熱伝導率を小さくする(断熱性を高くする)という観点では、第二水性バインダーの含有量は、第二断熱層全体の体積を100体積%とした場合の20体積%以下であることが望ましい。15体積%以下であるとより好適である。 The second heat insulating layer is adhered to the first heat insulating layer by a second aqueous binder. The content of the second aqueous binder may be appropriately determined in consideration of the adhesiveness, heat insulating property, etc. of the second heat insulating layer. For example, from the viewpoint of enhancing the adhesiveness, the content of the second aqueous binder is preferably 4.0% by volume or more when the volume of the entire second heat insulating layer is 100% by volume. It is more preferable that the content is 6.0% by volume or more, more preferably 9.0% by volume or more. On the other hand, from the viewpoint of reducing the thermal conductivity (increasing the heat insulating property), the content of the second aqueous binder is 20% by volume or less when the volume of the entire second heat insulating layer is 100% by volume. Is desirable. It is more preferable that it is 15% by volume or less.
表面や内部に疎水部位を有する多孔質構造体は、水になじみにくい。なかでもシリカエアロゲルは比重が小さいため、水に浮きやすい。よって、水を溶媒とするバインダー液にシリカエアロゲルを分散させるのは難しく、分散工程に時間を要する。また、断熱塗料を調製しても、シリカエアロゲルが水と分離して浮きやすいという問題がある。また、断熱塗料に圧力を加えると分離するおそれがあり、塗工機による塗工が難しく、連続生産に不向きである。 Porous structures having hydrophobic parts on the surface or inside are not easily compatible with water. Among them, silica airgel has a small specific gravity, so it easily floats on water. Therefore, it is difficult to disperse silica airgel in a binder solution using water as a solvent, and the dispersion step takes time. Further, even if a heat insulating paint is prepared, there is a problem that the silica airgel separates from water and easily floats. In addition, if pressure is applied to the heat insulating paint, it may separate, making it difficult to apply with a coating machine, making it unsuitable for continuous production.
このような課題を解決するため、第二断熱層は、多孔質構造体、第二水性バインダーに加えて、多糖類を有することが望ましい。多糖類は、一種または二種以上の単糖類がグリコシド結合したものであり、高い粘性を有する。水に第二水性バインダーが溶解または分散したバインダー液に多孔質構造体を添加して断熱塗料を調製する場合、多糖類を配合すると、断熱塗料の粘性が高くなり、バインダー液から多孔質構造体が分離しにくくなる。よって、多孔質構造体の分散性が向上し、断熱塗料中に多孔質構造体を安定して保持させることができる。また、断熱塗料の粘性が高くなると液だれしにくくなるため、断熱塗料を塗布しやすい。多糖類は、分子鎖の絡み合いで増粘することにより多孔質構造体の分離を抑制する。このため、多糖類を配合しても、熱の伝達経路が形成されにくく、断熱性は低下しにくい。 In order to solve such a problem, it is desirable that the second heat insulating layer has a polysaccharide in addition to the porous structure and the second aqueous binder. Polysaccharides are glycosidic bonds of one or more monosaccharides and have high viscosity. When a porous structure is added to a binder solution in which a secondary aqueous binder is dissolved or dispersed in water to prepare a heat insulating paint, when a polysaccharide is added, the viscosity of the heat insulating paint becomes high, and the porous structure is formed from the binder liquid. Is difficult to separate. Therefore, the dispersibility of the porous structure is improved, and the porous structure can be stably held in the heat insulating paint. Further, when the viscosity of the heat insulating paint becomes high, it becomes difficult for the heat insulating paint to drip, so that it is easy to apply the heat insulating paint. Polysaccharides suppress the separation of porous structures by thickening due to the entanglement of molecular chains. Therefore, even if a polysaccharide is blended, a heat transfer path is not easily formed and the heat insulating property is not easily deteriorated.
例えば、親水部位と疎水部位の両方を有する多糖類を配合すると、疎水部位が多孔質構造体の疎水部位と選択的に結合し、親水部位が多孔質構造体の周りを囲むように配置されることにより、保護コロイドのような状態になる。この作用によっても、バインダー液と多孔質構造体との分離が抑制されると共に、多孔質構造体の分散性が向上する。これにより、分散に要する時間を短縮することができ、塗料化が容易になる。また、親水部位を有する多糖類は、疎水性の多孔質構造体の細孔に浸入しにくい。 For example, when a polysaccharide having both a hydrophilic part and a hydrophobic part is blended, the hydrophobic part is selectively bound to the hydrophobic part of the porous structure, and the hydrophilic part is arranged so as to surround the porous structure. As a result, it becomes a state like a protective colloid. This action also suppresses the separation of the binder liquid and the porous structure, and improves the dispersibility of the porous structure. As a result, the time required for dispersion can be shortened, and it becomes easy to make a paint. In addition, polysaccharides having hydrophilic sites do not easily penetrate into the pores of the hydrophobic porous structure.
多糖類としては、カルボキシルメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、キサンタンガム、アガロース、カラギナンなどが挙げられる。なかでも主鎖が長く、側鎖がないか短いものは、分子鎖の絡み合いが多くなる。これにより、多孔質構造体の保持性が高くなるため、第二断熱層における多孔質構造体の脱落を抑制することができる。例えば、カルボキシメチルセルロースが好適である。 Examples of the polysaccharide include carboxylmethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxypropyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, xanthan gum, agarose, carrageenan and the like. Among them, those having a long main chain and no or short side chains have more entanglement of molecular chains. As a result, the retention of the porous structure is enhanced, so that the loss of the porous structure in the second heat insulating layer can be suppressed. For example, carboxymethyl cellulose is suitable.
以上説明したように、第二断熱層は、多孔質構造体、第二水性バインダーに加えて、架橋剤、多糖類などの他の成分(添加剤)を含んでいてもよい。 As described above, the second heat insulating layer may contain other components (additives) such as a cross-linking agent and a polysaccharide in addition to the porous structure and the second aqueous binder.
断熱性を考慮すると、第二断熱層の厚さは、0.3mm以上、さらには0.5mm以上であることが望ましい。一方、第二断熱層が厚すぎると、コスト高になるだけでなく、強度が低下して脆くなる。よって、第二断熱層断の厚さは、1mm以下、さらには0.7mm以下であることが望ましい。第一断熱層が空隙を有する材料からなる場合には、第二断熱層の一部が第一断熱層に含浸していてもよい。含浸することより、両層の接着性が向上する。但し、含浸深さが大きくなると、第一断熱層内の対流による熱伝達が阻害されるおそれがあることから、含浸深さは第一断熱層の表層部のみ、例えば、0.1mm以上0.5mm以下程度にするとよい。 Considering the heat insulating property, the thickness of the second heat insulating layer is preferably 0.3 mm or more, more preferably 0.5 mm or more. On the other hand, if the second heat insulating layer is too thick, not only the cost is high, but also the strength is lowered and the second heat insulating layer becomes brittle. Therefore, it is desirable that the thickness of the second heat insulating layer break is 1 mm or less, more preferably 0.7 mm or less. When the first heat insulating layer is made of a material having voids, a part of the second heat insulating layer may be impregnated into the first heat insulating layer. By impregnating, the adhesiveness of both layers is improved. However, if the impregnation depth becomes large, heat transfer due to convection in the first heat insulating layer may be hindered. Therefore, the impregnation depth is only the surface layer portion of the first heat insulating layer, for example, 0.1 mm or more. It should be about 5 mm or less.
(3)熱反射層
熱反射層は、第二断熱層に積層される。断熱性を向上させるという観点から、熱反射層の反射率は、入射光の波長が780nm以上2500nm以下の領域(近赤外線領域)で80%以上であることが望ましい。熱反射層の反射率は、(株)島津製作所製、UV-VIS紫外可視分光光度計「Solid Spec-3700」により測定すればよい。
(3) Heat-reflecting layer The heat-reflecting layer is laminated on the second heat insulating layer. From the viewpoint of improving the heat insulating property, it is desirable that the reflectance of the heat reflecting layer is 80% or more in the region where the wavelength of the incident light is 780 nm or more and 2500 nm or less (near infrared region). The reflectance of the heat-reflecting layer may be measured by a UV-VIS ultraviolet-visible spectrophotometer "Solid Spec-3700" manufactured by Shimadzu Corporation.
熱反射層の材質は特に限定されないが、所望の反射率を実現するという観点から、金属層を有することが望ましい。好適な金属としては、アルミニウム、アルミニウム化合物、マグネシウム、マグネシウム化合物、ステンレス鋼、銀、チタン、チタン化合物、錫などが挙げられる。金属層の形態は、金属箔、蒸着膜などが挙げられる。後者の場合、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド、ポリエチレン(PE)などからなる樹脂フィルムの表面に、金属を真空蒸着やスパッタリングにより蒸着すればよい。この場合、熱反射層は、金属層(蒸着膜)と、該金属層に積層される樹脂層(樹脂フィルム)と、を有する形態(いわゆる蒸着フィルム)になる。蒸着フィルムに限らず、熱反射層が金属層および樹脂層から構成される場合、金属層および樹脂層のどちらを第二断熱層側に配置するかは、難燃接着層中の接着成分、断熱部材の使用形態などを考慮して適宜決定すればよい。すなわち、樹脂層を第二断熱層側に配置してもよく、金属層を第二断熱層側に配置してもよい。また、蒸着膜の腐食抑制、保護の観点から、蒸着膜をさらに樹脂層で被覆してもよい。 The material of the heat-reflecting layer is not particularly limited, but it is desirable to have a metal layer from the viewpoint of achieving a desired reflectance. Suitable metals include aluminum, aluminum compounds, magnesium, magnesium compounds, stainless steel, silver, titanium, titanium compounds, tin and the like. Examples of the form of the metal layer include a metal foil and a vapor-deposited film. In the latter case, for example, a metal may be vapor-deposited on the surface of a resin film made of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyethylene (PE) or the like by vacuum vapor deposition or sputtering. In this case, the heat-reflecting layer is in the form of having a metal layer (deposited film) and a resin layer (resin film) laminated on the metal layer (so-called vapor-deposited film). Not limited to the vapor-filmed film, when the heat-reflecting layer is composed of a metal layer and a resin layer, which of the metal layer and the resin layer is arranged on the second heat insulating layer side depends on the adhesive component in the flame-retardant adhesive layer and heat insulating. It may be appropriately determined in consideration of the usage pattern of the member and the like. That is, the resin layer may be arranged on the second heat insulating layer side, or the metal layer may be arranged on the second heat insulating layer side. Further, from the viewpoint of suppressing corrosion and protecting the vapor-deposited film, the vapor-filmed film may be further coated with a resin layer.
強度の観点から、熱反射層の厚さは、0.01mm以上、さらには0.02mm以上であることが望ましい。一方、柔軟性の観点から、熱反射層の厚さは、0.05mm以下、さらには0.03mm以下であることが望ましい。 From the viewpoint of strength, it is desirable that the thickness of the heat reflecting layer is 0.01 mm or more, more preferably 0.02 mm or more. On the other hand, from the viewpoint of flexibility, the thickness of the heat reflecting layer is preferably 0.05 mm or less, more preferably 0.03 mm or less.
熱反射層は、難燃接着層により第二断熱層に接着される。断熱部材の耐久性を向上させるという観点から、第二断熱層に対する熱反射層の剥離力は、0.1N/25mm以上であることが望ましい。0.8N/25mm以上、さらには1.0N/25mm以上であるとより好適である。本明細書において、熱反射層の剥離力には、JIS Z0237:2009の「10.4 引きはがし粘着力の測定」に準じて180°剥離試験を行い、剥離長さが25mmから75mmまでの50mm分の剥離力測定値の平均値を採用する。180°剥離試験は、室温下で、引張幅25mm、引張距離80mm以上、引張速度100mm/分の条件で行うものとする。 The heat-reflecting layer is adhered to the second heat insulating layer by the flame-retardant adhesive layer. From the viewpoint of improving the durability of the heat insulating member, it is desirable that the peeling force of the heat reflecting layer with respect to the second heat insulating layer is 0.1 N / 25 mm or more. It is more preferable that it is 0.8 N / 25 mm or more, more preferably 1.0 N / 25 mm or more. In the present specification, the peeling force of the heat reflective layer is subjected to a 180 ° peeling test according to "10.4 Measurement of peeling adhesive strength" of JIS Z0237: 2009, and the peeling length is 50 mm from 25 mm to 75 mm. The average value of the peeling force measurement values of the minute is adopted. The 180 ° peeling test shall be performed at room temperature under the conditions of a tensile width of 25 mm, a tensile distance of 80 mm or more, and a tensile speed of 100 mm / min.
(4)難燃接着層
難燃接着層は、第二断熱層と熱反射層との間に配置され、両層を接着する。難燃接着層は、所望の接着力が実現できれば、連続する形態の他、断続的な形態、または島状に点在する形態でもよい。難燃接着層の厚さは、均一でも不均一でもよく、例えば、0.01mm以上であることが望ましい。一方、せん断力に対する接着力を維持することや柔軟性を考慮すると、難燃接着層の厚さは0.05mm以下であることが望ましい。
(4) Flame-retardant adhesive layer The flame-retardant adhesive layer is arranged between the second heat insulating layer and the heat-reflecting layer, and adheres both layers. The flame-retardant adhesive layer may have a continuous form, an intermittent form, or an island-like scattered form as long as a desired adhesive force can be achieved. The thickness of the flame-retardant adhesive layer may be uniform or non-uniform, and is preferably 0.01 mm or more, for example. On the other hand, in consideration of maintaining the adhesive force against the shearing force and flexibility, the thickness of the flame-retardant adhesive layer is preferably 0.05 mm or less.
難燃接着層は、接着成分と難燃剤とを有する。接着成分は、熱反射層および第二断熱層の材質を考慮して適宜選択すればよい。例えば、第二断熱層に含まれる疎水性の多孔質構造体の細孔に浸入しにくいという観点から、水を溶媒とする第一水性バインダーを用いることが望ましい。第一水性バインダーは、前述した第二水性バインダーと同様である。すなわち、第一水性バインダーとしては、水溶性のバインダー、エマルジョン状のバインダーがあり、エマルジョン状のバインダー(水性エマルジョン系バインダー)が好適である。また、バインダー成分は、樹脂でもゴムでもよい。樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物などが挙げられる。ゴムとしては、SBR、ニトリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。なお、接着成分として架橋剤などを併用し、バインダー成分を架橋させてもよい。第一水性バインダーは、第二断熱層に含まれる第二水性バインダーと同じものでも異なるものでもよいが、第二水性バインダーと同じものにすると、第二断熱層となじみやすく接着性が向上する。 The flame-retardant adhesive layer has an adhesive component and a flame retardant. The adhesive component may be appropriately selected in consideration of the materials of the heat reflecting layer and the second heat insulating layer. For example, it is desirable to use a first aqueous binder using water as a solvent from the viewpoint that it is difficult to penetrate into the pores of the hydrophobic porous structure contained in the second heat insulating layer. The first aqueous binder is the same as the second aqueous binder described above. That is, the first aqueous binder includes a water-soluble binder and an emulsion-like binder, and an emulsion-like binder (aqueous emulsion-based binder) is suitable. Further, the binder component may be resin or rubber. Examples of the resin include acrylic resin, urethane resin, and a mixture of acrylic resin and urethane resin. Examples of the rubber include SBR, nitrile rubber, silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber and the like. A cross-linking agent or the like may be used in combination as the adhesive component to cross-link the binder component. The first water-based binder may be the same as or different from the second water-based binder contained in the second heat insulating layer, but if it is the same as the second water-based binder, it is easily compatible with the second heat insulating layer and the adhesiveness is improved.
難燃剤は、ハロゲン系、リン系、金属水酸化物系などの既に公知のものを使用すればよく、特に限定されない。環境負荷を考慮すると、リン系難燃剤を用いることが望ましい。リン系難燃剤としては、ポリリン酸アンモニウム、赤リン、リン酸エステルなどが挙げられる。なかでも、使用中に水分と接触しても難燃剤が流出しにくいという理由から、水に不溶なものが望ましく、例えばポリリン酸アンモニウムが好適である。 The flame retardant may be a halogen-based, phosphorus-based, metal hydroxide-based, or other already known flame retardant, and is not particularly limited. Considering the environmental load, it is desirable to use a phosphorus flame retardant. Examples of the phosphorus-based flame retardant include ammonium polyphosphate, red phosphorus, and a phosphoric acid ester. Among them, those that are insoluble in water are desirable because the flame retardant does not easily flow out even if they come into contact with water during use, and for example, ammonium polyphosphate is preferable.
例えば、水を溶媒とするバインダー液に粉末状の難燃剤を分散させる場合、難燃剤の凝集が問題になる場合がある。この場合、粒子表面が樹脂などで被覆処理されたものを用いると、凝集の抑制に効果的である。凝集を抑制すると、安定した分散状態が得られ、スプレーなどにより接着塗料を塗布する場合に、目詰まりなどの不具合も生じにくくなる。例えば、ポリリン酸アンモニウムの場合、メラミン樹脂で被覆した粒子などが挙げられる。 For example, when a powdered flame retardant is dispersed in a binder liquid using water as a solvent, aggregation of the flame retardant may become a problem. In this case, it is effective to suppress aggregation if the particle surface is coated with a resin or the like. When the aggregation is suppressed, a stable dispersed state can be obtained, and when the adhesive paint is applied by spraying or the like, problems such as clogging are less likely to occur. For example, in the case of ammonium polyphosphate, particles coated with a melamine resin may be mentioned.
難燃接着層における難燃剤の含有量は、難燃性と接着性とのバランスを考慮して適宜決定すればよい。例えば、難燃性を高めるという観点では、難燃剤の含有量は、難燃接着層全体を100質量%とした場合の50質量%以上であることが望ましい。60質量%以上、さらには80質量%以上であるとより好適である。一方、難燃剤の含有量を多くするほど接着性が低下する。よって、接着性を考慮すると、難燃剤の含有量は90質量%以下、さらには85質量%以下であることが望ましい。難燃接着層は、接着成分、難燃剤に加えて、分散剤などの他の成分(添加剤)を含んでいてもよい。 The content of the flame retardant in the flame-retardant adhesive layer may be appropriately determined in consideration of the balance between flame retardancy and adhesiveness. For example, from the viewpoint of enhancing flame retardancy, the content of the flame retardant is preferably 50% by mass or more when the entire flame retardant adhesive layer is 100% by mass. It is more preferable that the content is 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more. On the other hand, the higher the content of the flame retardant, the lower the adhesiveness. Therefore, considering the adhesiveness, it is desirable that the content of the flame retardant is 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less. The flame-retardant adhesive layer may contain other components (additives) such as a dispersant in addition to the adhesive component and the flame retardant.
(5)その他の構成
本発明の断熱部材は、前述した四層を備えていれば、それ以外の構成は限定されない。例えば、上記第二実施形態において示したように、本発明の断熱部材は、粘着シートなどの相手部材に固定するための部材をさらに備えていてもよい。このような固定部材としては、接着剤が塗布されてなる接着層、ピンなどの留め具、縫着用の糸状部材などが挙げられる。上記第二実施形態においては、粘着シートを第一断熱層側に配置したが、この種の固定部材は、熱反射層側に配置してもよい。粘着シートを使用する場合、その構成、厚さなどは特に限定されない。例えば粘着剤は、アクリル系、シリコーン系、ゴム系などから適宜選択すればよい。剥離紙も、基材が紙ではなく樹脂フィルムからなるものでもよい。
(5) Other configurations As long as the heat insulating member of the present invention has the above-mentioned four layers, other configurations are not limited. For example, as shown in the second embodiment, the heat insulating member of the present invention may further include a member for fixing to a mating member such as an adhesive sheet. Examples of such a fixing member include an adhesive layer coated with an adhesive, fasteners such as pins, and thread-like members for sewing. In the second embodiment, the adhesive sheet is arranged on the first heat insulating layer side, but this kind of fixing member may be arranged on the heat reflecting layer side. When the adhesive sheet is used, its composition, thickness and the like are not particularly limited. For example, the pressure-sensitive adhesive may be appropriately selected from acrylic type, silicone type, rubber type and the like. The release paper may also have a base material made of a resin film instead of paper.
[断熱部材の製造方法]
(1)本発明の断熱部材の好適な製造方法の一つである本発明の第一の製造方法は、断熱塗料塗布工程と、接着塗料塗布工程と、硬化工程と、を有する。以下、各工程について説明する。
[Manufacturing method of heat insulating member]
(1) The first manufacturing method of the present invention, which is one of the preferred manufacturing methods of the heat insulating member of the present invention, includes a heat insulating paint coating step, an adhesive paint coating step, and a curing step. Hereinafter, each step will be described.
(a)断熱塗料塗布工程
本工程は、第一断熱層に、多孔質構造体および第二水性バインダーを有する断熱塗料を塗布して塗膜を形成する工程である。断熱塗料は、第二断熱層を形成するための材料(多孔質構造体、第二水性バインダー、多糖類などの添加剤)を、水に分散、溶解して調製すればよい。各々の材料については前述したとおりである。多孔質構造体の分散性などを考慮して多糖類を配合する場合には、水に第二水性バインダーおよび多糖類を加えて液の粘度を高めてから、多孔質構造体を添加するとよい。
(A) Insulation paint coating process This step is a step of applying a heat insulating paint having a porous structure and a second water-based binder to the first heat insulating layer to form a coating film. The heat insulating paint may be prepared by dispersing and dissolving a material (a porous structure, an additive such as a second aqueous binder, a polysaccharide, etc.) for forming the second heat insulating layer in water. Each material is as described above. When a polysaccharide is blended in consideration of the dispersibility of the porous structure, it is advisable to add a secondary aqueous binder and the polysaccharide to water to increase the viscosity of the liquid, and then add the porous structure.
断熱塗料を塗布するには、刷毛塗りしたり、ブレードコーター、バーコーター、ダイコーター、コンマコーター(登録商標)、ロールコーターなどの塗工機や、スプレーなどを使用すればよい。例えば、ブレードコート法によると、均一な厚さで塗布できるため好適である。第一断熱層が布や多孔質な材料からなる場合には、塗布した断熱塗料の一部が第一断熱層の表層部に含浸する。 To apply the heat insulating paint, brush coating, a coating machine such as a blade coater, a bar coater, a die coater, a comma coater (registered trademark), a roll coater, or a spray may be used. For example, according to the blade coating method, it is suitable because it can be applied with a uniform thickness. When the first heat insulating layer is made of cloth or a porous material, a part of the applied heat insulating paint impregnates the surface layer portion of the first heat insulating layer.
(b)接着塗料塗布工程
本工程は、熱反射層に、接着成分および難燃剤を有する接着塗料を塗布して塗膜を形成する工程である。接着塗料は、難燃接着層を形成するための材料(接着成分、難燃剤、分散剤などの添加剤)を、水に分散、溶解して調製すればよい。各々の材料については前述したとおりである。接着塗料を塗布するには、断熱塗料を塗布する場合と同様に、刷毛塗りしたり、各種塗工機、スプレーなどを使用すればよい。
(B) Adhesive paint application step This step is a step of applying an adhesive paint having an adhesive component and a flame retardant to the heat reflective layer to form a coating film. The adhesive coating material may be prepared by dispersing and dissolving a material (adhesive component, an additive such as a flame retardant, a dispersant, etc.) for forming a flame-retardant adhesive layer in water. Each material is as described above. In order to apply the adhesive paint, as in the case of applying the heat insulating paint, brush painting, various coating machines, sprays, etc. may be used.
(c)硬化工程
本工程は、第一断熱層と熱反射層とを、形成された塗膜同士が接触するように重ね合わせ、二つの塗膜を硬化させて第二断熱層および難燃接着層を形成する工程である。第一断熱層と熱反射層とを重ね合わせるには、例えば、ロール式ラミネート装置などを用いて、加圧しながら行うとよい。そして、得られた積層体を、80~150℃の温度下で、数分~数十分程度保持して乾燥し、塗膜を硬化すればよい。
(C) Curing step In this step, the first heat insulating layer and the heat reflecting layer are superposed so that the formed coating films are in contact with each other, and the two coating films are cured to bond the second heat insulating layer and the flame-retardant adhesive. This is the process of forming a layer. In order to superimpose the first heat insulating layer and the heat reflecting layer, for example, a roll laminating device or the like may be used to pressurize the layer. Then, the obtained laminate may be held at a temperature of 80 to 150 ° C. for several minutes to several tens of minutes and dried to cure the coating film.
(2)本発明の断熱部材の好適な製造方法の一つである本発明の第二の製造方法は、断熱塗料塗布工程と、接着塗料塗布工程と、硬化工程と、を有する。第二の製造方法は、接着塗料塗布工程において、接着塗料を、熱反射層ではなく、第一断熱層に形成した断熱塗料の塗膜の表面に重ねて塗布する点で、第一製造方法と異なる。断熱塗料塗布工程については、第一の製造方法と同じであるため説明を省略し、以下、接着塗料塗布工程および硬化工程についてのみ説明する。 (2) The second manufacturing method of the present invention, which is one of the preferred manufacturing methods of the heat insulating member of the present invention, includes a heat insulating paint coating step, an adhesive paint coating step, and a curing step. The second manufacturing method is different from the first manufacturing method in that, in the adhesive paint application step, the adhesive paint is applied on the surface of the coating film of the heat insulating paint formed on the first heat insulating layer instead of the heat reflecting layer. different. Since the heat insulating paint application process is the same as the first manufacturing method, the description thereof will be omitted, and only the adhesive paint application process and the curing process will be described below.
(a)接着塗料塗布工程
本工程は、第一断熱層に形成した断熱塗料の塗膜の表面に、接着成分および難燃剤を有する接着塗料を塗布して接着塗料の塗膜を形成する工程である。接着塗料の調製方法は、第一の製造方法と同じである。本工程においては、ウエットな状態の断熱塗料の塗膜の表面に接着塗料を塗布する必要があるため、スプレーなどを使用して接着塗料を吹き付けることが望ましい。
(A) Adhesive paint application step This step is a step of applying an adhesive paint having an adhesive component and a flame retardant to the surface of the heat insulating paint coating film formed on the first heat insulating layer to form an adhesive paint coating film. be. The method for preparing the adhesive paint is the same as the first manufacturing method. In this step, it is necessary to apply the adhesive paint to the surface of the coating film of the heat insulating paint in a wet state, so it is desirable to spray the adhesive paint using a spray or the like.
(b)硬化工程
本工程は、第一断熱層における接着塗料の塗膜に熱反射層を重ね合わせ、断熱塗料および接着塗料の二つの塗膜を硬化させて第二断熱層および難燃接着層を形成する工程である。本工程においても、第一の製造方法と同様に、ロール式ラミネート装置などを用いて、加圧しながら、第一断熱層と熱反射層とを重ね合わせるとよい。そして、得られた積層体を、80~150℃の温度下で、数分~数十分程度保持して乾燥し、塗膜を硬化すればよい。
(B) Curing Step In this step, the heat reflective layer is superposed on the coating film of the adhesive paint in the first heat insulating layer, and the two coating films of the heat insulating paint and the adhesive paint are cured to form the second heat insulating layer and the flame-retardant adhesive layer. Is the process of forming. In this step as well, as in the first manufacturing method, it is preferable to superimpose the first heat insulating layer and the heat reflecting layer while applying pressure using a roll type laminating device or the like. Then, the obtained laminate may be held at a temperature of 80 to 150 ° C. for several minutes to several tens of minutes and dried to cure the coating film.
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ここでは、本発明の第一の製造方法により五つの断熱部材サンプルを製造し、熱反射層の接着性、断熱部材の断熱性および難燃性を評価した。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Here, five heat insulating member samples were manufactured by the first manufacturing method of the present invention, and the adhesiveness of the heat reflecting layer, the heat insulating property of the heat insulating member, and the flame retardancy were evaluated.
<断熱部材サンプルの製造>
[実施例1]
(1)断熱塗料の調製
第二断熱層を形成するための断熱塗料を、次のようにして調製した。水に、第二水性バインダーとしてのウレタン樹脂エマルジョン(三洋化成工業(株)製「パーマリン(登録商標)UA-368」、固形分50質量%)と、多糖類としてのカルボキシルメチルセルロース(CMC:分子量38万)と、を添加して、撹拌羽根で撹拌しながら、表面および内部に疎水部位を有するシリカエアロゲル(平均粒子径90μm、中心細孔径30nm、密度0.11g/cm3)を添加した。各成分の配合比率は、水75.06質量%、ウレタン樹脂エマルジョン14.00質量%、CMC0.32質量%、シリカエアロゲル10.62質量%とした。シリカエアロゲルについては、特許第5250900号公報の段落[0102]~[0106]に記載されている方法に従って、次のようにして製造した。
<Manufacturing of heat insulating member samples>
[Example 1]
(1) Preparation of heat insulating paint A heat insulating paint for forming the second heat insulating layer was prepared as follows. Urethane resin emulsion as a second aqueous binder ("Permarin (registered trademark) UA-368" manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.,
まず、酢酸水溶液に界面活性剤および尿素を添加して溶解した。次に、メチルトリメトキシシラン(MTMS)を撹拌しながら添加した。この時のモル比は、MTMS:水:酢酸:尿素=1:15.9:0.0860(5mM):1.43とした。続いて、この混合溶液を室温で30分撹拌した後、密閉容器に入れ、60℃下で3日間静置して、ゲル化と熟成を行った。その後、得られた湿潤ゲルをメタノールに60℃下で8時間浸して洗浄した。洗浄は合計3回行った。続いて、洗浄した湿潤ゲルをヘキサンに55℃下で8時間浸して溶媒交換した。溶媒交換は合計2回行った。それから、溶媒交換した湿潤ゲルを空気中で一晩風乾し、100℃のオーブンで重量変化がなくなるまで乾燥した。このようにして、表面および内部に疎水部位を有するシリカエアロゲルを得た。得られたシリカエアロゲルは、粉砕機で粒子径が90μm程度になるまで粉砕して使用した。 First, a surfactant and urea were added to an aqueous acetic acid solution and dissolved. Next, methyltrimethoxysilane (MTMS) was added with stirring. The molar ratio at this time was MTMS: water: acetic acid: urea = 1: 15.9: 0.0860 (5 mM): 1.43. Subsequently, after stirring this mixed solution at room temperature for 30 minutes, the mixture was placed in a closed container and allowed to stand at 60 ° C. for 3 days for gelation and aging. Then, the obtained wet gel was immersed in methanol at 60 ° C. for 8 hours for washing. Washing was performed 3 times in total. Subsequently, the washed wet gel was immersed in hexane at 55 ° C. for 8 hours to exchange the solvent. The solvent exchange was performed twice in total. The solvent-replaced wet gel was then air dried overnight in the air and dried in an oven at 100 ° C. until no weight change. In this way, a silica airgel having hydrophobic sites on the surface and inside was obtained. The obtained silica airgel was pulverized with a pulverizer until the particle size became about 90 μm before use.
(2)接着塗料の調製
難燃接着層を形成するための接着塗料を、次のようにして調製した。水に、第一水性バインダーとしてのウレタン樹脂エマルジョン(同上)と、リン系難燃剤としてのポリリン酸アンモニウムのメラミン樹脂コートタイプ(ブーデンハイム社製「テラージュ(登録商標)C-30)と、を添加して撹拌羽根で撹拌した。各成分の配合比率は、水32.8質量%、ウレタン樹脂エマルジョン23.5質量%、ポリリン酸アンモニウム43.7質量%とした。
(2) Preparation of Adhesive Paint An adhesive paint for forming a flame-retardant adhesive layer was prepared as follows. A urethane resin emulsion (same as above) as a first aqueous binder and a melamine resin coated type of ammonium polyphosphate as a phosphorus-based flame retardant ("Terage (registered trademark) C-30" manufactured by Budenheim Co., Ltd.) are added to water. The mixture was stirred with a stirring blade. The mixing ratio of each component was 32.8% by mass of water, 23.5% by mass of urethane resin emulsion, and 43.7% by mass of ammonium polyphosphate.
(3)アルミ蒸着フィルム
熱反射層として、アルミ蒸着フィルム(東レフィルム加工(株)製「メタルミー(登録商標)S #25」、厚さ0.025mm)を準備した。このアルミ蒸着フィルムの構成は、第一実施形態の熱反射層の構成と同じである(「PETフィルム/アルミニウム蒸着膜」)。そして、準備したアルミ蒸着フィルム反射率を、(株)島津製作所製、UV-VIS紫外可視分光光度計「Solid Spec-3700」により測定した。測定波長範囲は、300~2500nmとした。図5に、反射率の測定結果をグラフで示す。図5に示すように、アルミ蒸着フィルムの反射率は、入射光の波長が780nm以上2500nm以下の領域で、80%以上であることが確認された。
(3) Aluminum-deposited film As a heat-reflecting layer, an aluminum-deposited film (“Metal Me (registered trademark) S # 25” manufactured by Toray Film Processing Co., Ltd., thickness 0.025 mm) was prepared. The structure of this aluminum-deposited film is the same as that of the heat-reflecting layer of the first embodiment (“PET film / aluminum-deposited film”). Then, the prepared aluminum vapor-deposited film reflectance was measured by a UV-VIS ultraviolet-visible spectrophotometer "Solid Spec-3700" manufactured by Shimadzu Corporation. The measurement wavelength range was 300 to 2500 nm. FIG. 5 is a graph showing the measurement result of the reflectance. As shown in FIG. 5, it was confirmed that the reflectance of the aluminum-deposited film was 80% or more in the region where the wavelength of the incident light was 780 nm or more and 2500 nm or less.
(4)製造工程
調製した断熱塗料を、第一断熱層としての不織布(目付量65g/m2、厚さ1.0mm)の表面にブレードコート法により塗布して塗膜を形成した(断熱塗料塗布工程)。また、アルミ蒸着フィルムのPETフィルム側の表面に、接着塗料をスプレーコート法により塗布して塗膜を形成した(接着塗料塗布工程)。次に、不織布とアルミ蒸着フィルムとを、ロール式ラミネート装置を用いて加圧しながら、互いの塗膜同士が接触するように重ね合わせた。そして、得られた積層体を150℃下で5分間乾燥し、二つの塗膜を硬化させて、第一断熱層/第二断熱層/難燃接着層/熱反射層の四層からなる断熱部材サンプルを製造した(硬化工程)。このようにして製造された断熱部材サンプルを、実施例1のサンプルと称す。図6に、実施例1のサンプルの厚さ方向断面図を示す。
(4) Manufacturing process The prepared heat insulating paint was applied to the surface of the non-woven fabric (grain size 65 g / m 2 , thickness 1.0 mm) as the first heat insulating layer by the blade coating method to form a coating film (heat insulating paint). Coating process). Further, an adhesive paint was applied to the surface of the aluminum-deposited film on the PET film side by a spray coating method to form a coating film (adhesive paint application step). Next, the non-woven fabric and the aluminum-deposited film were laminated so that the coating films of each other were in contact with each other while being pressurized using a roll-type laminating device. Then, the obtained laminate is dried at 150 ° C. for 5 minutes to cure the two coating films, and heat insulation composed of four layers of a first heat insulating layer / a second heat insulating layer / a flame-retardant adhesive layer / a heat reflecting layer. A member sample was manufactured (curing step). The heat insulating member sample thus produced is referred to as a sample of Example 1. FIG. 6 shows a cross-sectional view of the sample of Example 1 in the thickness direction.
図6に示すように、実施例1のサンプル40は、長方形の薄いシート状を呈している。サンプル40は、下から順に第一断熱層41、第二断熱層42、難燃接着層43、および熱反射層44が積層されてなる。第一断熱層41の厚さは1.0mm、第二断熱層42の厚さは0.5mm、第一断熱層41における第二断熱層42の含浸深さは0.1mm、難燃接着層43の厚さは0.03mm、熱反射層44の厚さは0.025mm、サンプル40全体の厚さは1.455mmである。
As shown in FIG. 6, the
実施例1のサンプルの第二断熱層におけるシリカエアロゲルの含有量は95体積%、第二水性バインダーの含有量は4.2体積%である。また、難燃接着層における第一水性バインダーの含有量は20質量%、難燃剤の含有量は80質量%である。 The content of silica airgel in the second heat insulating layer of the sample of Example 1 is 95% by volume, and the content of the second aqueous binder is 4.2% by volume. The content of the first aqueous binder in the flame-retardant adhesive layer is 20% by mass, and the content of the flame retardant is 80% by mass.
[実施例2~5]
接着塗料における各成分の配合比率を変更し、製造される難燃接着層における第一水性バインダーおよび難燃剤の含有量を変更した点以外は、上記実施例1と同様にして、実施例2~5のサンプルを製造した。各サンプルにおける第一水性バインダーおよび難燃剤の含有量は、後出の表1にまとめて示す。
[Examples 2 to 5]
Examples 2 to 2 in the same manner as in Example 1 above, except that the blending ratio of each component in the adhesive paint was changed and the contents of the first water-based binder and the flame retardant in the manufactured flame-retardant adhesive layer were changed. 5 samples were produced. The contents of the first aqueous binder and the flame retardant in each sample are summarized in Table 1 below.
[比較例1]
比較のため、難燃接着層を有しない断熱部材サンプルを製造した。まず、実施例1と同様の断熱塗料を、第一断熱層としての不織布(同上)の表面にブレードコート法により塗布して塗膜を形成した。次に、不織布の塗膜の表面に、熱反射層としてのアルミ蒸着フィルム(同上)を、ロール式ラミネート装置を用いて加圧しながら重ね合わせた。そして、得られた積層体を150℃下で5分間乾燥し、塗膜を硬化させて、第一断熱層/第二断熱層/熱反射層の三層からなる断熱部材サンプルを製造した。第一断熱層と第二断熱層、および第二断熱層と熱反射層は、各々、第二断熱層に含有される第二水性バインダー(ウレタン樹脂)により接着されている。断熱部材サンプルにおいて、第一断熱層の厚さは1.0mm、第二断熱層の厚さは0.5mm、第一断熱層における第二断熱層の含浸深さは0.1mm、熱反射層の厚さは0.025mm、サンプル全体の厚さは1.425mmである。このようにして製造された断熱部材サンプルを、比較例1のサンプルと称す。
[Comparative Example 1]
For comparison, a heat insulating member sample without a flame-retardant adhesive layer was manufactured. First, the same heat insulating paint as in Example 1 was applied to the surface of the nonwoven fabric (same as above) as the first heat insulating layer by the blade coating method to form a coating film. Next, an aluminum-deposited film (same as above) as a heat-reflecting layer was laminated on the surface of the coating film of the non-woven fabric while applying pressure using a roll-type laminating device. Then, the obtained laminate was dried at 150 ° C. for 5 minutes to cure the coating film, and a heat insulating member sample composed of three layers of a first heat insulating layer / a second heat insulating layer / a heat reflecting layer was produced. The first heat insulating layer and the second heat insulating layer, and the second heat insulating layer and the heat reflecting layer are each adhered by a second water-based binder (urethane resin) contained in the second heat insulating layer. In the heat insulating member sample, the thickness of the first heat insulating layer is 1.0 mm, the thickness of the second heat insulating layer is 0.5 mm, the impregnation depth of the second heat insulating layer in the first heat insulating layer is 0.1 mm, and the heat reflecting layer. The thickness of the sample is 0.025 mm, and the thickness of the entire sample is 1.425 mm. The heat insulating member sample thus produced is referred to as a sample of Comparative Example 1.
[比較例2]
断熱塗料における各成分の配合比率を変更し、製造される第二断熱層におけるシリカエアロゲルおよび第二水性バインダーの含有量を変更した点以外は、上記比較例1と同様にして、比較例2のサンプルを製造した。比較例2のサンプルの第二断熱層におけるシリカエアロゲルの含有量は90体積%、第二水性バインダーの含有量は9.6体積%である。 表1に、各サンプルの構成と、後述する接着性、断熱性、難燃性の評価結果と、をまとめて示す。
In the same manner as in Comparative Example 1 above, Comparative Example 2 except that the mixing ratio of each component in the heat insulating paint was changed and the contents of the silica airgel and the second aqueous binder in the produced second heat insulating layer were changed. A sample was produced. The content of silica airgel in the second heat insulating layer of the sample of Comparative Example 2 is 90% by volume, and the content of the second aqueous binder is 9.6% by volume. Table 1 summarizes the composition of each sample and the evaluation results of adhesiveness, heat insulating property, and flame retardancy, which will be described later.
<接着性評価>
第二断熱層に対する熱反射層(アルミ蒸着フィルム)の剥離力を測定して、熱反射層の接着性を評価した。
<Adhesion evaluation>
The peeling force of the heat-reflecting layer (aluminum-deposited film) with respect to the second heat insulating layer was measured to evaluate the adhesiveness of the heat-reflecting layer.
[剥離試験]
JIS Z0237:2009の「10.4 引きはがし粘着力の測定」に準じて、180°剥離試験を行った。180°剥離試験は、室温下で、引張幅25mm、引張距離80mm以上、引張速度100mm/分の条件で行った。剥離開始から25mmまでの測定値を無視し、その後の長さ50mm分の測定値を平均して平均剥離力を算出した。そして、平均剥離力が1.0N/25mm以上の場合を接着性良好(表1中、〇印で示す)、平均剥離力が0.1N/25mm以上1.0N/25mm未満の場合を接着性やや不良(同表中、△印で示す)と評価した。
[Peeling test]
A 180 ° peeling test was performed according to "10.4 Measurement of Peeling Adhesive Strength" of JIS Z0237: 2009. The 180 ° peeling test was performed at room temperature under the conditions of a tensile width of 25 mm, a tensile distance of 80 mm or more, and a tensile speed of 100 mm / min. The average peeling force was calculated by ignoring the measured values from the start of peeling to 25 mm and averaging the measured values for the length of 50 mm thereafter. When the average peeling force is 1.0 N / 25 mm or more, the adhesiveness is good (indicated by ◯ in Table 1), and when the average peeling force is 0.1 N / 25 mm or more and less than 1.0 N / 25 mm, the adhesiveness is good. It was evaluated as slightly defective (indicated by a triangle in the table).
[結果]
表1に示すように、実施例1~4のサンプルにおいては、いずれも平均剥離力が1.0N/25mm以上であり、熱反射層の接着性が高いことが確認された。また、難燃接着層における第一水性バインダーの含有量が増加するに従って平均剥離力は大きくなり、接着性が向上することが確認された。なお、実施例5のサンプルにおいては、第一水性バインダーの含有量が少ないため、他の実施例サンプルと比較して、接着性がやや低下した。また、難燃接着層を有しない比較例1のサンプルにおいては、平均剥離力が小さくなり、他の実施例サンプルと比較して、接着性は低下した。比較例2のサンプルも難燃接着層を有しないが、第二断熱層における第二水性バインダーの含有量を増加したことにより、接着性は向上した。しかしながら、後述するように、第二断熱層におけるシリカエアロゲルの含有量が少なくなったため、断熱性は低下した。
[result]
As shown in Table 1, in each of the samples of Examples 1 to 4, it was confirmed that the average peeling force was 1.0 N / 25 mm or more, and the adhesiveness of the heat reflecting layer was high. It was also confirmed that the average peeling force increased as the content of the first aqueous binder in the flame-retardant adhesive layer increased, and the adhesiveness improved. In addition, since the content of the first aqueous binder was small in the sample of Example 5, the adhesiveness was slightly lowered as compared with the samples of other Examples. Further, in the sample of Comparative Example 1 having no flame-retardant adhesive layer, the average peeling force was small, and the adhesiveness was lowered as compared with the other Example samples. The sample of Comparative Example 2 also did not have a flame-retardant adhesive layer, but the adhesiveness was improved by increasing the content of the second aqueous binder in the second heat insulating layer. However, as will be described later, the content of silica airgel in the second heat insulating layer is reduced, so that the heat insulating property is lowered.
<断熱性評価>
以下の実験にて算出される熱損失低減率に基づいて、各サンプルの断熱性を評価した。
<Insulation evaluation>
The heat insulating property of each sample was evaluated based on the heat loss reduction rate calculated in the following experiment.
[実験装置および実験方法]
まず、実験装置の構成を説明する。図7に、実験装置の概略図を示す。図7に示すように、実験装置8は、断熱ボックス80と、蓋部81と、空気加熱用ヒーター82と、ヒーターコントローラー83と、第一熱電対84と、を備えている。断熱ボックス80および蓋部81は、アルミフレームに、壁材として厚さ40mmのフェノールフォーム断熱材(旭化成建材(株)製「ネオマフォーム(登録商標)」)を取付けて作製されている。断熱ボックス80の内寸は、縦215mm、横350mm、高さ150mmである。断熱ボックス80の上壁部800には、サンプル設置用の開口部801が形成されている。開口部801の大きさは、縦140mm、横220mmである。同様に、蓋部81の中央部にも開口部が形成されており、当該開口部には鋼板810が配置されている。断熱ボックス80に対して、蓋部81は脱着可能である。空気加熱用ヒーター82および第一熱電対84は、断熱ボックス80の内部に配置されている。第一熱電対84は、空気加熱用ヒーター82の上部の空間の温度を測定するように配置されている。ヒーターコントローラー83は、断熱ボックス80の外部に配置され、空気加熱用ヒーター82に電気的に接続されている。
[Experimental equipment and method]
First, the configuration of the experimental device will be described. FIG. 7 shows a schematic diagram of the experimental device. As shown in FIG. 7, the
次に、実験方法を説明する。まず、ポリプロピレン(PP)製の基材45を準備し、それを上壁部800の上面に開口部801を塞ぐように配置した。次に、基材45の上面に、サンプル40(前出図6参照)を配置した。サンプル40は、第一断熱層41を下側(基材45側)にして配置した。そして、サンプル40の上部の空間の温度を測定するように、第二熱電対85を取り付けた。最後に、基材45およびサンプル40を囲むように、上壁部800に蓋部81を被せた。
Next, the experimental method will be described. First, a polypropylene (PP) base material 45 was prepared and placed on the upper surface of the
外気温24℃の環境にて、断熱ボックス80の内部を空気加熱用ヒーター82で加熱した。この際、ヒーターコントローラー83により、断熱ボックス80内の温度が80℃になるように制御した。断熱ボックス80内の温度は、第一熱電対84により測定した。加熱開始時から、断熱ボックス80内の温度が80℃になり安定してから50分経過後まで(トータル100分間)、サンプル40の上部空間の温度を第二熱電対85により測定した。
The inside of the
これとは別に、基材45のみを断熱ボックス80の上壁部800に配置した。そして、断熱ボックス80の内部を同じ条件で加熱して、加熱開始から100分間の基材45の上部空間の温度を、第二熱電対85により測定した。
Separately, only the base material 45 was placed on the
[実験結果]
実験結果の一例として、図8に、断熱ボックス内の温度、実施例1のサンプルの上部空間温度、室温の経時変化をグラフで示す。図8には、比較のため、基材のみを配置した場合の基材の上部空間温度も併せて示す。図8に示すように、基材単独よりも、基材にサンプルを積層した方が、上部空間温度は低く抑えられていることがわかる。すなわち、断熱部材を配置すると、断熱ボックス内から外部への熱の移動が抑制されることがわかる。断熱性の評価は、以下の方法で算出したサンプルの上部空間温度の変化量に基づいて行った。
[Experimental result]
As an example of the experimental results, FIG. 8 is a graph showing the temperature inside the heat insulating box, the upper space temperature of the sample of Example 1, and the change with time of room temperature. FIG. 8 also shows the upper space temperature of the base material when only the base material is arranged for comparison. As shown in FIG. 8, it can be seen that the upper space temperature is suppressed to be lower when the sample is laminated on the base material than when the base material is used alone. That is, it can be seen that the heat transfer from the inside of the heat insulating box to the outside is suppressed by arranging the heat insulating member. The heat insulating property was evaluated based on the amount of change in the upper space temperature of the sample calculated by the following method.
まず、断熱ボックス内の温度が80℃になり安定してからの50分間(具体的には実験開始後50分~100分まで)におけるサンプルの上部空間温度の平均値を算出した。次に、同50分間の室温の平均値を算出し、サンプルの上部空間温度の平均値から室温の平均値を差し引いて、サンプルの上部空間温度の変化量とした。同様にして、基材のみを配置した場合の基材の上部空間温度の変化量も算出した。そして、基材の上部空間温度の変化量と、サンプルの上部空間温度の変化量と、に基づいて、次式(i)により熱損失低減率を算出した。
熱損失低減率(%)=(ΔT0-ΔT)/ΔT0×100 ・・・(i)
[式中、ΔT0:基材の上部空間温度の変化量、ΔT:サンプルの上部空間温度の変化量]
得られた熱損失低減率の値により、断熱性を高、中、低の三段階で評価した。すなわち、熱損失低減率が35%以上の場合は断熱性「高」(表1中、〇印で示す)、熱損失低減率が25%以上35%未満の場合は断熱性「中」(同表中、△印で示す)、熱損失低減率が25%未満の場合は断熱性「低」、と評価した。
First, the average value of the upper space temperature of the sample was calculated for 50 minutes (specifically, from 50 minutes to 100 minutes after the start of the experiment) after the temperature in the heat insulating box became 80 ° C. and stabilized. Next, the average value of the room temperature for 50 minutes was calculated, and the average value of the room temperature was subtracted from the average value of the upper space temperature of the sample to obtain the amount of change in the upper space temperature of the sample. In the same way, the amount of change in the upper space temperature of the base material when only the base material was placed was also calculated. Then, the heat loss reduction rate was calculated by the following equation (i) based on the amount of change in the upper space temperature of the base material and the amount of change in the upper space temperature of the sample.
Heat loss reduction rate (%) = (ΔT 0 − ΔT) / ΔT 0 × 100 ・ ・ ・ (i)
[In the formula, ΔT 0 : change in the upper space temperature of the base material, ΔT: change in the upper space temperature of the sample]
Based on the obtained value of the heat loss reduction rate, the heat insulating property was evaluated in three stages of high, medium, and low. That is, when the heat loss reduction rate is 35% or more, the heat insulating property is "high" (indicated by a circle in Table 1), and when the heat loss reduction rate is 25% or more and less than 35%, the heat insulating property is "medium" (same as above). In the table, indicated by Δ), when the heat loss reduction rate was less than 25%, the heat insulating property was evaluated as “low”.
表1に示すように、実施例1~5のサンプルにおいては、いずれも熱損失低減率が35%以上であり、流出する熱量を大幅に低減できることが確認された。すなわち、本発明の断熱部材は、断熱性に優れることが確認された。他方、比較例2のサンプルにおいては、接着性を高めるために第二断熱層における第二水性バインダーの含有量を増加した分、シリカエアロゲルの含有量が少なくなった。結果、比較例2のサンプルを使用した場合には、他のサンプルを使用した場合と比較して断熱性が低下した。このように、本発明の断熱部材によると、高い接着性と高い断熱性とを両立することが可能である。 As shown in Table 1, in each of the samples of Examples 1 to 5, it was confirmed that the heat loss reduction rate was 35% or more, and the amount of heat flowing out could be significantly reduced. That is, it was confirmed that the heat insulating member of the present invention has excellent heat insulating properties. On the other hand, in the sample of Comparative Example 2, the content of silica airgel decreased by the amount that the content of the second aqueous binder in the second heat insulating layer was increased in order to enhance the adhesiveness. As a result, when the sample of Comparative Example 2 was used, the heat insulating property was lowered as compared with the case where the other samples were used. As described above, according to the heat insulating member of the present invention, it is possible to achieve both high adhesiveness and high heat insulating property.
<難燃性評価>
自動車内装材料の燃焼試験である米国連邦自動車安全規格「FMVSS No.302」(ISO 3795、JIS D 1201)に基づいて、各サンプルの難燃性を評価した。
<Flame retardance evaluation>
The flame retardancy of each sample was evaluated based on the US Federal Motor Vehicle Safety Standard "FMVSS No. 302" (ISO 3795, JIS D 1201), which is a combustion test of automobile interior materials.
[燃焼試験]
U字状の金属製試験片ホルダーに、製造したサンプルを水平に保持して、サンプルの一端側に38mmバーナー炎を15秒間接炎した時の燃焼速度を測定した。燃焼速度は、接炎する一端から38mm地点にA標線を設置し、同一端から292mm地点にB標線を設置して、A標線とB標線との間の254mmの燃焼区間で測定した。当該自動車安全規格においては、以下の3つの要件のいずれかを満たすものが規格適合と判定されるが、ここでは、1.または2.の要件を満たす場合を難燃性良好(表1中、〇印で示す)、1.または2.の要件を満たさないが3.の要件を満たす場合を難燃性やや不良(同表中、△印で示す)、3つの要件のいずれも満たさない場合を難燃性不良(同表中、×印で示す)、と評価した。
1.サンプルに着火しない、またはA標線手前で自消する(不燃性)。
2.燃焼距離51mm以内かつ60秒以内で自消する(自己消化性)。
3.燃焼速度が102mm/min以下である。
[Combustion test]
The produced sample was held horizontally in a U-shaped metal test piece holder, and the burning rate when a 38 mm burner flame was indirectly flamed for 15 seconds on one end side of the sample was measured. The combustion speed is measured in the combustion section of 254 mm between the A mark line and the B mark line by installing the A mark line at 38 mm from one end of the flame contact and the B mark line at 292 mm point from the same end. did. In the relevant automobile safety standard, those that meet any of the following three requirements are judged to conform to the standard. Here, 1. Or 2. Good flame retardancy (indicated by ◯ in Table 1) when the requirements of 1 are met. Or 2. Although it does not meet the requirements of 3. The case where the requirements of the above are satisfied is evaluated as a slightly defective flame retardant (indicated by a triangle in the table), and the case where none of the three requirements is satisfied is evaluated as a defective flame retardant (indicated by a cross in the table). ..
1. 1. Do not ignite the sample, or self-extinguish before the A mark (nonflammable).
2. 2. Self-extinguishing within a burning distance of 51 mm and within 60 seconds (autolytic).
3. 3. The combustion speed is 102 mm / min or less.
[結果]
表1に示すように、実施例1~5のサンプルは、いずれも「FMVSS No.302」の規格に適合する難燃性を有することが確認された。特に、難燃接着層における難燃剤の含有量が80質量%以上のサンプルは、当該規格における「不燃性」の要件を満たしていた。これに対して、難燃接着層を有しない比較例1、2のサンプルは、当該規格に適合する難燃性を有していなかった。
[result]
As shown in Table 1, it was confirmed that all the samples of Examples 1 to 5 had flame retardancy conforming to the standard of "FMVSS No. 302". In particular, a sample having a flame retardant content of 80% by mass or more in the flame retardant adhesive layer satisfied the requirement of "nonflammability" in the standard. On the other hand, the samples of Comparative Examples 1 and 2 having no flame-retardant adhesive layer did not have flame-retardant property conforming to the standard.
本発明の断熱部材は、自動車分野、物流分野、住宅分野、産業機器分野、情報通信機器分野などにおける様々な部品、部材に適用することができる。自動車分野としては、ドアトリム、天井材、インストルメントパネル、コンソールボックス、アームレストなどの内装部品が挙げられる。物流分野としては、食品、医薬品などを搬送する際に使用される断熱容器が挙げられる。住宅分野としては、建材、壁材、屋根裏材、窓のサッシなどが挙げられる。産業機器分野としては、モーター部、センサ部などに使用される断熱部材が挙げられる。情報通信機器分野としては、パソコンやスマートフォンに用いられる断熱部材が挙げられる。これ以外にも、インソールなどの靴用の断熱部材、クーラーボックスなどの日用品にも好適である。 The heat insulating member of the present invention can be applied to various parts and members in the fields of automobiles, logistics, housing, industrial equipment, information and communication equipment, and the like. The automotive field includes interior parts such as door trims, ceiling materials, instrument panels, console boxes and armrests. The field of logistics includes heat-insulating containers used for transporting foods, pharmaceuticals, and the like. Examples of the housing field include building materials, wall materials, attics, and window sashes. In the field of industrial equipment, heat insulating members used for motor parts, sensor parts and the like can be mentioned. The field of information and communication equipment includes heat insulating members used in personal computers and smartphones. In addition to this, it is also suitable for heat insulating members for shoes such as insoles and daily necessities such as cooler boxes.
1:ドアトリム、10:断熱部材、11:第一断熱層、12:第二断熱層、13:難燃接着層、14:熱反射層、15:基材、16:表皮材、20:断熱部材、21:粘着シート、210:粘着層、211:剥離紙、30:断熱部材、31:第二断熱層、40:サンプル(断熱部材)、41:第一断熱層、42:第二断熱層、43:難燃接着層、44:熱反射層、45:基材、8:実験装置、80:断熱ボックス、81:蓋部、82:空気加熱用ヒーター、83:ヒーターコントローラー、84:第一熱電対、85:第二熱電対、800:上壁部、801:開口部、810:鋼板。 1: Door trim, 10: Insulation member, 11: First insulation layer, 12: Second insulation layer, 13: Flame-retardant adhesive layer, 14: Heat-reflecting layer, 15: Base material, 16: Skin material, 20: Insulation member , 21: Adhesive sheet, 210: Adhesive layer, 211: Release paper, 30: Insulation member, 31: Second insulation layer, 40: Sample (insulation member), 41: First insulation layer, 42: Second insulation layer, 43: Flame-retardant adhesive layer, 44: Heat-reflecting layer, 45: Base material, 8: Experimental equipment, 80: Insulation box, 81: Lid, 82: Air heating heater, 83: Heater controller, 84: First thermoelectric Pair, 85: second thermocouple, 800: upper wall part, 801: opening, 810: steel plate.
Claims (17)
該第一断熱層に積層される第二断熱層と、
該第二断熱層に積層される熱反射層と、
該第二断熱層と該熱反射層との間に介在し、接着成分と難燃剤とを有する難燃接着層と、
を備え、
該第二断熱層は、複数の粒子が連結して骨格をなし、内部に細孔を有し、表面および内部のうち少なくとも表面に疎水部位を有する多孔質構造体と、水を溶媒とする第二水性バインダーと、を有し、
該第一断熱層と該第二断熱層とは、該第二断熱層に含有される該第二水性バインダーにより接着され、
該第二断熱層と該熱反射層とは、該難燃接着層により接着されることを特徴とする断熱部材。 With the first insulation layer,
The second heat insulating layer laminated on the first heat insulating layer and
The heat-reflecting layer laminated on the second heat insulating layer and
A flame-retardant adhesive layer that is interposed between the second heat insulating layer and the heat-reflecting layer and has an adhesive component and a flame retardant.
Equipped with
The second heat insulating layer is a porous structure in which a plurality of particles are connected to form a skeleton, has pores inside, and has a hydrophobic portion on the surface and at least on the surface, and a water-based solvent. With a dihydric binder,
The first heat insulating layer and the second heat insulating layer are adhered to each other by the second aqueous binder contained in the second heat insulating layer.
The second heat insulating layer and the heat reflecting layer are heat insulating members characterized in that they are adhered by the flame-retardant adhesive layer.
前記第一断熱層に、前記多孔質構造体および前記第二水性バインダーを有する断熱塗料を塗布して塗膜を形成する断熱塗料塗布工程と、
前記熱反射層に、前記接着成分および前記難燃剤を有する接着塗料を塗布して塗膜を形成する接着塗料塗布工程と、
該第一断熱層と該熱反射層とを、形成された該塗膜同士が接触するように重ね合わせ、二つの該塗膜を硬化させて前記第二断熱層および前記難燃接着層を形成する硬化工程と、
を有することを特徴とする断熱部材の製造方法。 The method for manufacturing a heat insulating member according to claim 1.
A heat insulating paint application step of applying a heat insulating paint having the porous structure and the second water-based binder to the first heat insulating layer to form a coating film.
An adhesive paint application step of applying an adhesive paint having the adhesive component and the flame retardant to the heat reflective layer to form a coating film,
The first heat insulating layer and the heat reflecting layer are superposed so that the formed coating films are in contact with each other, and the two coating films are cured to form the second heat insulating layer and the flame-retardant adhesive layer. Curing process and
A method for manufacturing a heat insulating member.
前記第一断熱層に、前記多孔質構造体および前記第二水性バインダーを有する断熱塗料を塗布して該断熱塗料の塗膜を形成する断熱塗料塗布工程と、
該断熱塗料の該塗膜の表面に、前記接着成分および前記難燃剤を有する接着塗料を塗布して該接着塗料の塗膜を形成する接着塗料塗布工程と、
該第一断熱層における該接着塗料の該塗膜に前記熱反射層を重ね合わせ、該断熱塗料および該接着塗料の二つの該塗膜を硬化させて前記第二断熱層および前記難燃接着層を形成する硬化工程と、
を有することを特徴とする断熱部材の製造方法。 The method for manufacturing a heat insulating member according to claim 1.
A heat insulating paint application step of applying a heat insulating paint having the porous structure and the second water-based binder to the first heat insulating layer to form a coating film of the heat insulating paint.
An adhesive paint application step of applying an adhesive paint having the adhesive component and the flame retardant to the surface of the coating film of the heat insulating paint to form a coating film of the adhesive paint.
The heat-reflecting layer is superposed on the coating film of the adhesive paint in the first heat insulating layer, and the two coating films of the heat insulating paint and the adhesive paint are cured to form the second heat insulating layer and the flame-retardant adhesive layer. And the curing process to form
A method for manufacturing a heat insulating member.
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