JP2005188714A - 断熱パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量で断熱性に優れしかも高い強度を保持することができ、使用済みとなった断熱パネルのリサイクルが容易に可能な断熱パネルを提供する。
【解決手段】金型成形した発泡スチロール2の内部に真空断熱材3が配置され、発泡スチロール2の外側面に形成されたスキン層2aに接着剤6により側板5,5を固定して断熱パネル7とする。
【選択図】図5
【解決手段】金型成形した発泡スチロール2の内部に真空断熱材3が配置され、発泡スチロール2の外側面に形成されたスキン層2aに接着剤6により側板5,5を固定して断熱パネル7とする。
【選択図】図5
Description
本発明は、断熱パネルに関し、特に軽量で断熱性に優れしかも高い強度を保持することができ、使用済みになった断熱パネルのリサイクルが容易に行えるようにした断熱パネルに関するものである。
図9は保冷車の荷物室等を形成するのに用いられている従来の断熱パネルの一例を示したもので、従来の断熱パネルaは、アルミ板等の2枚の側板b,bの間に、ウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂等からなる断熱材cをエポキシ樹脂等の接着剤dで接着したサンドイッチパネルとしている。
保冷車の荷物室(保温室)を構成する断熱パネルaは、断熱性能と同時に曲げ強度特性及び衝撃強度特性を有している必要があるが、前記ウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂等の断熱材cは断熱性に優れていることから保冷に適しており、更に前記したようにウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂等からなる断熱材cにエポキシ樹脂による接着剤dで側板b,bに接着していることから高い接着強度が得られ、よって上記サンドイッチパネルは所要の曲げ強度特性及び衝撃強度特性も有する。
更に、この種の断熱パネルにおいて断熱性能を更に高めるために、硬質ウレタンフォーム等から成る断熱材内に真空断熱材を埋め込んで芯材を形成し、前記芯材の両面に外板及び内板をそれぞれ取り付けてパネル材として形成した荷箱用断熱パネルがある(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−114245号公報
前記断熱パネルを用いた保冷車等が使用済みになった際には、環境保全、材料の有効利用の面等から断熱パネルをリサイクルすることが求められる。しかし、図9に示された断熱パネルa或いは特許文献1に示される断熱パネルは、ウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂等の断熱材cを用いているために、使用済みになっても断熱材cを溶解法等によって再生することができない。従って、使用済みとなった前記断熱パネルaは、図10に示す如く両側の側板b,bを引き剥がすように解体した後、アルミ板等の側板b,bは原料として回収するが、側板b,bから除去したウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂等の断熱材cは材料としてリサイクルすることは行われていない。
上記ウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂等の断熱材cは、埋立て用等に用いるには不向きであり、このため通常では焼却処理して一部で熱回収を行っているが、燃焼させた場合には有害ガスを発生したり、火炉を傷めるといった問題がある。
更に、前記したように使用済みの断熱パネルaを解体して側板b,bと断熱材cを分離する際に、側板b,bと断熱材cはエポキシ樹脂の接着剤dによって高い接着強度で接着されているために、分解する作業が非常に大変で手数と時間が掛る問題がある。
本発明は、上記実情に鑑み、軽量で断熱性に優れしかも高い強度を保持することができ、使用済みとなった断熱パネルのリサイクルが容易に可能な断熱パネルを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、金型成形した発泡スチロールの内部に真空断熱材が配置され、前記発泡スチロールの外側面に形成されたスキン層に接着剤により側板を固定したことを特徴とする断熱パネル、に係るものである。
請求項2に記載の発明は、前記真空断熱材の周囲に発泡スチロールによる柱状強度部が形成されるように発泡スチロールの内部に真空断熱材を配置したことを特徴とする請求項1に記載の断熱パネル、に係るものである。
請求項3に記載の発明は、前記真空断熱材を包囲する発泡スチロールの厚さが少なくとも25ミリメートル以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の断熱パネル、に係るものである。
請求項4に記載の発明は、前記接着剤が弾性ウレタン接着剤であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の断熱パネル、に係るものである。
請求項5に記載の発明は、保冷車用保温壁に用いたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の断熱パネル、に係るものである。
本発明の断熱パネルによれば、金型成形した発泡スチロールの内部に真空断熱材が配置され、前記発泡スチロールの外側面に形成されたスキン層に接着剤により側板を固定した構成としたので、発泡スチロールの内部に配置した真空断熱材によって断熱パネルの断熱性能が著しく高められる効果がある。
また、金型成形した発泡スチロールに有する平坦面のスキン層に側板を接着剤により接着したので、発泡スチロールの弱点であった接着強度を大幅に高めて断熱パネルの曲げ強度を効果的に高められる効果がある。
真空断熱材の周囲に発泡スチロールによる柱状強度部が形成されるように発泡スチロールに真空断熱材を配置したので、柱状強度部により断熱パネルの曲げ強度を更に向上できる効果がある。
真空断熱材を包囲する発泡スチロールの厚さを少なくとも25ミリメートル以上としたので、断熱材に対して局部的に荷重が作用しても発泡スチロールが変形するのを防止できる効果がある。
発泡スチロールの平坦面を成すスキン層に弾性ウレタン接着剤を用いて側板を固定したので、弾性ウレタン接着剤による接着は断熱パネルの廃棄時に側板と発泡スチロールとを剥離するための作業が比較的容易にできる効果がある。
保冷車の保温壁等に用いた断熱パネルが使用済みになった場合にも、解体した後の発泡スチロールはリモネンと接触させることにより溶解することができ、従って、この溶解液からリモネンを除去してスチレンを回収し、スチレンを原料として再利用することができ、更に解体によって取り出した真空断熱材はそのまま再利用できる効果がある。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1〜図3は本発明の断熱パネルを構成する断熱体1を示しており、図1は断熱体1の平面図、図2は図1のII−II方向矢視図、図3は断熱体1の一部を表わす部分切断側面図である。断熱体1は、金型成形した発泡スチロール2(ポリスチレンフォーム)の内部に所要数の真空断熱材3を、該真空断熱材3の平面が発泡スチロール2の平面と平行になるように配置した構成を有する。図1では発泡スチロール2の内部に矩形の真空断熱材3を4枚配置した場合を示しているが、真空断熱材3の配置数は任意に選定できる。
このとき、矩形の真空断熱材3の四辺の外側には、発泡スチロール2による柱状強度部4が形成されるように真空断熱材3を配置して断熱体1の曲げ強度を高めた構造としている。
また、前記真空断熱材3を包囲する発泡スチロール2の厚さを少なくとも25ミリメートル以上とすることにより、前記発泡スチロール2に局部的な加圧力が掛っても変形を防止できるようにしている。
前記発泡スチロール2には例えば[表1]に示すような特性値を備えたものを用いることができる。
[表1]
項 目 単 位 値
密 度 Kg/m3 20〜40
強 度 MPa 0.15〜0.5
圧縮弾性率 MPa 5〜15
曲げ強度 MPa 0.3〜0.8
曲げ弾性率 MPa 15〜40
熱伝導率 W/mK 0.03以下
[表1]
項 目 単 位 値
密 度 Kg/m3 20〜40
強 度 MPa 0.15〜0.5
圧縮弾性率 MPa 5〜15
曲げ強度 MPa 0.3〜0.8
曲げ弾性率 MPa 15〜40
熱伝導率 W/mK 0.03以下
前記したように構成した断熱体1の両外側面に、図4に示す如く断熱体1を挟むようにアルミ板等の側板5,5を配置し、該側板5,5を発泡スチロール2のスキン層2aに接着剤6により固定することによりサンドイッチパネルとした図5の断熱パネル7を構成する。
前記金型成形した発泡スチロール2は、図3にその断面構造を示すように金型との境界面に密度が高くなった平滑面からなるスキン層2aが形成されているので、このスキン層2aに接着剤6により前記側板5,5を接着する。
前記発泡スチロール2のスキン層2aを側板5,5に接着する接着剤6には所要の弾性を備えた弾性ウレタン接着剤6aを用いることが好ましい。
保冷車の断熱パネル等に発泡スチロールを用いることは従来より種々試みられてきた。しかし、従来では、予め大型に成形した発泡スチロール成形体から図6の如く所要の大きさに切り出した切断発泡スチロール2’を用いるようにしていた。従って、従来の切断発泡スチロール2’には金型境界面のスキン層がなく、切断した面が凹凸形状を有しているために、この凹凸面に接着剤を塗って接着しても切断発泡スチロール2’を強い強度で側板に接着することはできず、よってサンドイッチパネルに充分な曲げ強度を保持させることができないと考えられ、このために発泡スチロールを断熱パネルに用いることは実用化されなかった。
これに対し、本発明では、前記したように金型成形によって製造した発泡スチロール2を用いて、該発泡スチロール2の平坦面を成すスキン層2aに接着剤6で側板5,5を接着したことにより、発泡スチロール2と側板5,5との接着強度を大幅に高めることができ、よってサンドイッチパネルの曲げ強度を高く維持することができる。
図7は、図1の断熱体1を用いて図5のように構成した断熱パネル7により保冷車8の保温壁9を構成した場合の一例を示している。
保冷車8の保温壁9には搭載する荷物による衝撃荷重及び保温壁9内面に取付られる荷物拘束のためのラッシングレールにかかる荷重が作用するため、保冷車8の保温壁9に用いられる断熱パネル7はこれらの荷重によって変形しない強度を備える必要がある。
通常の保冷車8の保温壁9では、通常1000kgfの荷重に耐えられる曲げ強度を有するよう設計されている。従って、この曲げ強度を保持するための一例として、図1に示す如く、縦A=1090mm、横B=470mmの大きさの4個の真空断熱材3を用いて、発泡スチロール2により縦L1=3000mm、横L2=1500mm、厚さL3=100mmの断熱体1を構成する場合の柱状強度部4(C、D、E、F)の寸法を下記[表2]に示した。
[表2]
部 位 寸 法(mm) 備 考
A 1090 真空断熱材寸法
B 470 真空断熱材寸法
C 100〜120 パネル端部
D 60〜100 パネル中央部
E 38 パネル端部
F 74 パネル中央部
G 35 表面/真空断熱材間
[表2]
部 位 寸 法(mm) 備 考
A 1090 真空断熱材寸法
B 470 真空断熱材寸法
C 100〜120 パネル端部
D 60〜100 パネル中央部
E 38 パネル端部
F 74 パネル中央部
G 35 表面/真空断熱材間
尚、図1の断熱体1は、発泡スチロール2の平面の面積に対して真空断熱材3の面積が面積比で45%になるように構成した場合を示している。
また、発泡スチロール2に局部的な加圧力が作用した際に発泡スチロール2が変形するのを防止するために、前記真空断熱材3を包囲する発泡スチロール2の厚さ、特に断熱体1の平面に対して鉛直方向で真空断熱材3の表裏に位置する発泡スチロール2の厚さGを、少なくとも25ミリメートル以上とした。
前記した如く、真空断熱材3の矩形の四辺の外側に発泡スチロール2による柱状強度部4を形成すること、及び、真空断熱材3を包囲する発泡スチロール2の厚さ、特に断熱体1の平面に対して鉛直方向で真空断熱材3の表裏に位置する発泡スチロール2の厚さGを少なくとも25ミリメートル以上とすることは、発泡スチロール2の使用による断熱パネル7の強度を保持する上で重要である。
尚、本発明の断熱パネルは次のようにして製造することができる。まず、真空断熱材の外周四辺に予め形成しておいた位置決め用の発泡スチロール成形体を取り付けて真空断熱材を金型の内部に位置決め配置した後、金型を閉じて金型内部における真空断熱材外部の空間に発泡スチロール原料を充填し、続いて加水して発泡スチロール原料を膨張させることにより内部に真空断熱材が配置され外面にスキン層を有する断熱体を形成する。続いて、金型を開いて図1〜図3に示す断熱体1を金型から取り出した後、断熱体1の発泡スチロール2外側面に形成されたスキン層2aに、図4に示す如く弾性ウレタン接着剤6aによる接着剤6を用いて側板5,5を固定することにより図5の断熱パネル7が製造される。
次に、上記した実施の形態の作用を説明する。
図5に示した本発明の断熱パネル7によれば、側板5,5により挾持された発泡スチロール2の内部に真空断熱材3が配置された構造を有するので、真空断熱材3によって断熱パネル7の断熱性能を著しく高めることができる。
即ち、図9に示す断熱材cに側板b,bを固定した従来の断熱パネルaと、図5に示す発泡スチロール2の内部に真空断熱材3を配置してその発泡スチロール2の外面に側板5,5を固定した本発明の断熱パネル7とを同一寸法で製作してその断熱性能を比較した。本発明の断熱パネル7は平面の面積に対して面積比で45%になるように真空断熱材3を配置した。その結果、本願発明の断熱パネル7は、45%の面積比で真空断熱材3を配置した場合でも、従来の断熱パネルaに対して10倍前後という著しく高い断熱性能を発揮できることが判明した。
また、発泡スチロール2のスキン層2aに対して側板5,5を接着剤6で接着したので、側板5,5に対する発泡スチロール2の接着面積が増大することによって発泡スチロール2の弱点であった発泡スチロール2と側板5,5の接着強度を大幅に高めることができた。このように発泡スチロール2と側板5,5の接着強度が高められたことにより、発泡スチロール2が有する曲げ強度特性(一般に30〜60N/cm2)を利用して、更に側板5,5との相乗作用によって、断熱パネル7の曲げ強度を大幅に高めることができる。
更に、真空断熱材3の周囲に発泡スチロール2による柱状強度部4が形成されるように発泡スチロール2に真空断熱材3を配置したので、柱状強度部4により断熱パネル7の曲げ強度を更に高めることができる。
又、真空断熱材3を包囲する発泡スチロール2の厚さ、特に断熱体1の平面に対して鉛直方向で真空断熱材3の表裏に位置する発泡スチロール2の厚さGを少なくとも25ミリメートル以上としたので、断熱体1が局部的に加圧されても発泡スチロール2が変形するのを防止することができる。
更に、接着剤6に弾性ウレタン接着剤6aを使用したことにより、断熱体1に局部的な加圧力が作用した際には弾性ウレタン接着剤6aが変形し、これによって接着剤6と発泡スチロール2との接着性が低下する問題を防止できる。
従って、上記した本発明の断熱パネル7によれば、発泡スチロール2の内部に真空断熱材3を配置することによって断熱性能を著しく高めることができ、同時に曲げ強度特性及び衝撃強度特性を向上させることができる。
従って、前記断熱パネル7は図7に示すように保冷車8の保温壁9等に好適に利用することができ、且つ著しく高い断熱性能を発揮できることにより、保温壁9の厚みを薄く構成して保温室の荷物積載空間を大きく取ることができる。
図7に示したように保冷車8等に利用された断熱パネル7が使用済みになった場合には、次のようにしてリサイクルすることができる。
使用済みの断熱パネル7は、両側の側板5,5を引き剥がすようにして解体する。このとき、前記弾性ウレタン接着剤6aによる接着は従来の図9に示したエポキシ樹脂の接着剤dによる接着と比較して剥離が比較的容易であり、従ってアルミ板等の側板5,5と、真空断熱材3と、発泡スチロール2とを効率良く分離して回収することができる。
回収した発泡スチロール2は、図8に示す容器10に入れ、リモネン11と接触させることによって溶解させる。リモネン11はスチロールと良く似た分子構造を有しており非常に親和性が高く発泡スチロール2を非常に良く溶解する。厚さ5cm程度の発泡スチロール2が数分で溶解できる。夏ミカン、伊予柑等のみかんの皮を乾燥し、そこから抽出したオレンジ油の主成分はα−リモネンであり、このようにして得られたリモネン11を発泡スチロール2の溶解に用いることができる。又、発泡スチロール2の溶解にはリモネン11の他に前記オレンジ油をそのまま用いてもよい。
上記した如く、発泡スチロール2はリモネン11によって容易に分解液化するので、使用済みになった発泡スチロール2をリモネン11によって溶解し、その溶解液からリモネン11を除去するとスチレンを回収することができ、スチレンは原料として再利用できる。
また、回収した真空断熱材3はそのまま再利用することもできる。
なお、本発明の断熱パネルは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、断熱パネルの形状は種々変更し得ること、保冷車以外の自動車の壁面やその他の場所の断熱にも適用できること、接着剤には弾性ウレタン接着剤以外のものも使用可能であるが、弾性を有する接着剤が好ましいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
2 発泡スチロール
2a スキン層
3 真空断熱材
4 柱状強度部
5 側板
6 接着剤
6a 弾性ウレタン接着剤
7 断熱パネル
8 保冷車
9 保温壁
2a スキン層
3 真空断熱材
4 柱状強度部
5 側板
6 接着剤
6a 弾性ウレタン接着剤
7 断熱パネル
8 保冷車
9 保温壁
Claims (5)
- 金型成形した発泡スチロールの内部に真空断熱材が配置され、前記発泡スチロールの外側面に形成されたスキン層に接着剤により側板を固定したことを特徴とする断熱パネル。
- 前記真空断熱材の周囲に発泡スチロールによる柱状強度部が形成されるように発泡スチロールの内部に真空断熱材を配置したことを特徴とする請求項1に記載の断熱パネル。
- 前記真空断熱材を包囲する発泡スチロールの厚さが少なくとも25ミリメートル以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の断熱パネル。
- 前記接着剤が弾性ウレタン接着剤であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の断熱パネル。
- 保冷車用保温壁に用いたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の断熱パネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003434411A JP2005188714A (ja) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | 断熱パネル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003434411A JP2005188714A (ja) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | 断熱パネル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005188714A true JP2005188714A (ja) | 2005-07-14 |
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ID=34791492
Family Applications (1)
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JP2003434411A Pending JP2005188714A (ja) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | 断熱パネル |
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JP (1) | JP2005188714A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007131329A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Corona Corp | 収容タンクの断熱材 |
JP2008008431A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Asahi Fiber Glass Co Ltd | 真空断熱材と発泡ポリスチレンとからなる一体成形した複合断熱材とその製造方法 |
US10329074B2 (en) * | 2013-06-03 | 2019-06-25 | Sonoco Development, Inc. | Method of making a thermally insulated shipper |
-
2003
- 2003-12-26 JP JP2003434411A patent/JP2005188714A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007131329A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Corona Corp | 収容タンクの断熱材 |
JP2008008431A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Asahi Fiber Glass Co Ltd | 真空断熱材と発泡ポリスチレンとからなる一体成形した複合断熱材とその製造方法 |
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