JP2011241556A - シート状断熱材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非常に安価に製造できるにも拘わらず十分な断熱性能を有し、また、汎用性が高く、しかも取り扱いが極めて容易なシート状断熱材を提供する。
【解決手段】第１のシート３ａ、第２のシート３ｂ、及び、第３のシート３ｃの間に多数のコルクチップ２が挟持されて複数のコルクチップ層５，６が形成され、コルクチップ層５，６が、第２のシート３ｂによって仕切られ、コルクチップ層５，６を構成するコルクチップ２の９０％以上が、一方のシート３に、接着剤を介して接触した状態となっており、コルクチップ層５，６が、挟持されるコルクチップ２の一粒分の厚さとなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、コルクチップを使用したシート状の断熱材に関し、特に、工場設備や一般家屋等に対して適用することができ、取り扱いが極めて容易であり、簡単に施工することができるシート状断熱材、及び、その製造方法に関する。

稼働時においてケーシングの表面が高温となるような機械、或いは、高温の液体や蒸気を供給するための配管を、工場の屋内に設置するような場合、熱が周囲へ放散されることを防止する目的で、ケーシングの表面や配管の外周面に、各種の断熱材を配設することが行われている。そのような工場設備等を対象として使用される断熱材として、ロックウール製、或いは、グラスウール製の断熱材が広く用いられている。

また、一般家屋（戸建住宅や集合住宅等）においても、外気（冬季における冷気や夏季における暑気）の影響がなるべく室内に及ばないように、また、冷暖房効率の向上等を目的として、壁の内部にグラスウール製の断熱材を配設したり、床面の下地材として、コルク製のシート状断熱材を配設することなどが行われている。

特開昭６０−９５０６７号公報 特開昭６２−３３９６８号公報

グラスウール製の断熱材を機械のケーシングや配管周りに配設する作業には、ある程度の技術と経験が必要であり、一般の者には取り扱いが難しいため、通常は、専門の業者に依頼して行うことになる。従って、施工費用が嵩むという問題がある。また、工場全体を対象として大規模に施工を行う場合はともかく、断熱施工を行うべき箇所が、全体の中の一部分のみであるような場合や、機械のレイアウトの変更等に起因して、後発的に断熱施工を行う必要が生じたような場合においても、専門の業者に依頼しなければならないとすると、臨機応変な対応ができないという問題がある。このため、技術や経験に乏しい一般の者でも簡単に施工することができ、かつ、十分な断熱性能を有する断熱材の開発が望まれている。

一方、一般家屋の床面の下地材等に使用されている従来のコルク製のシート状断熱材は、取り扱いが容易であるため、これを工場設備等を対象とする断熱施工に利用することも考えられる。しかしながら、従来のコルク製のシート状断熱材には、次のような問題がある。

従来のコルク製のシート状断熱材は、通常、コルクチップにバインダーを添加して高圧でプレスし、シート状に成形することによって製造されている。この断熱材を、工場設備等の断熱施工に適用する場合、十分な断熱性能を得るには、相当程度の厚さにする必要があるため、大量のコルクチップが必要となり、原料コストが嵩んでしまうという問題がある。

本発明は、上記のような従来技術における問題を解決すべくなされたものであって、十分な断熱性能を有し、また、汎用性が高く、しかも取り扱いが極めて容易なシート状断熱材を提供することを目的とする。

本発明に係るシート状断熱材は、複数のシート間に多数のコルクチップが挟持されて複数のコルクチップ層が形成されてなるものであって、コルクチップ層が、シートのうち、中間に位置するシートによって仕切られることによってそれぞれ個別に形成され、コルクチップ層のうち、少なくとも一つのコルクチップ層を構成するコルクチップの９０％以上が、それらを挟持するシートのうちの一方のシートに、接着剤を介して接触した状態となっており、コルクチップ層が、挟持されるコルクチップ一粒分の厚さとなっていることを特徴としている。

ここに言う「接着剤を介して接触」とは、コルクチップとシートとが接着剤以外の物（他のコルクチップを含む）を介在させることなく接触している状態（コルクチップとシートとが直接的に接触している状態をも含む）を意味し、コルクチップが層の厚さ方向に積み重なっているような状態を排除する趣旨である。また、「コルクチップ層が、挟持されるコルクチップ一粒分の厚さとなっている」ということは、一方のシート（例えば第１のシート）に対して接着剤を介して接触しているコルクチップと、他方のシート（例えば第２のシート）との間に、一方のシート（例えば第１のシート）に対して接触していないコルクチップが殆ど介在していない（或いは、介在していたとしても全体の１０％未満である）、という状態を意味している。

尚、シートのうち、最も外側に位置する２枚のシートの少なくともいずれか一方が、耐熱性及び可撓性を有するガラスクロスによって、又は、ガラスクロスにアルミ箔を貼り付けたものによって構成されていることが好ましい。

本発明に係るシート状断熱材の製造方法は、第１のシートの上面に接着剤を均一に塗布し、その上にコルクチップを散布して接着し、次に、散布したコルクチップのうち、第１のシートに対し、接着剤を介して接触していないものを除去し、それらのコルクチップの上に接着剤を塗布し、その上に第２のシートを被せて、第１のシート上のコルクチップと第２のシートとを接着することにより、第１のシートと第２のシートとの間に、コルクチップ一粒分の厚さのコルクチップ層を形成することを特徴としている。

尚、この場合、第２のシートの上面に接着剤を均一に塗布し、その上にコルクチップを散布して接着し、次に、散布したコルクチップのうち、第２のシートに対し、接着剤を介して接触していないものを除去し、コルクチップが接着された状態の第２のシートを、第１のシート上に接着されたコルクチップの上に接着することが好ましい。

また、本発明に係るシート状断熱材を用いた断熱施工方法は、上記シート状断熱材を、対象物表面に対して、両面テープによって貼り付けることを特徴としている。尚、曲面を有する対象物に対して断熱施工を行う場合には、上記シート状断熱材を短冊状に裁断し、対象物表面に対し、短冊状のシート状断熱材を、曲率中心線に対し長手方向が一致する向きで周方向に隣接するように貼り付ける。

本発明のシート状断熱材は、取り扱いが極めて容易で、技術や経験に乏しい一般の者でも簡単に施工することができる。従って、施工コストを大幅に縮減することができる。また、厚さ寸法を小さく設定した場合（例えば、４．５〜６．５ｍｍ程度）であっても、層間に大きな空隙を多数形成することができ、それらの空隙（空気層）により、非常に優れた断熱効果を期待することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るシート状断熱材１の断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るシート状断熱材１の他の構成例を示す断面図である。 図３は、本発明の第３の実施形態に係るシート状断熱材１の施工方法の説明図である。 図４は、従来のシート状断熱材３１の断面図。

以下、添付図面に沿って本発明の実施形態について説明する。まず、第１の実施形態として、本発明に係る「シート状断熱材」について説明する。図１は、本発明に係るシート状断熱材１の断面図である。このシート状断熱材１は、図示されているように、第１のシート３ａと第２のシート３ｂとの間、及び、第２のシート３ｂと第３のシート３ｃとの間に、それぞれ多数のコルクチップ２（２ａ，２ｂ）を挟持させてなるものである。つまり、このシート状断熱材１においては、三枚のシート３の間に、下層側コルクチップ層５と上層側コルクチップ層６とが、中間に位置する第２のシート３ｂによって仕切られる形で、それぞれ個別に形成されている。

これらのうち、第１のシート３ａ、第２のシート３ｂ、及び、第３のシート３ｃは、いずれも可撓性と耐熱性を有する素材（本実施形態においては、ガラスクロス）によって形成されている。一方、コルクチップ２は、原料コルク材を粉砕して得られたものであり、本実施形態においては、粒径３ｍｍ（±１ｍｍ）のものが使用されている。

本実施形態の特徴は、第１のシート３ａと第２のシート３ｂとの間（下層側コルクチップ層５）の殆ど（９０％以上）のコルクチップ２ａが、第１のシート３ａに対して接着剤を介して接触し、また、第２のシート３ｂと第３のシート３ｃとの間（上層側コルクチップ層６）の殆ど（９０％以上）のコルクチップ２ｂが、第２のシート３ｂに対して接着剤を介して接触した状態となっており、下層側コルクチップ層５、及び、上層側コルクチップ層６がいずれも、コルクチップ２の一粒分の厚さとなっている。

尚、ここに言う「接着剤を介して接触」とは、コルクチップ２とシート３とが接着剤以外の物（他のコルクチップ２を含む）を介在させることなく接触している状態（コルクチップ２とシート３とが直接的に接触している状態をも含む）を意味し、コルクチップ２が層の厚さ方向に積み重なっているような状態を排除する趣旨である。また、「下層側コルクチップ層５、及び、上層側コルクチップ層６がいずれも、コルクチップ２の一粒分の厚さとなっている」ということは、第１のシート３ａに対して接着剤を介して接触しているコルクチップ２ａと、第２のシート３ｂとの間に、第１のシート３ａに対して接触していないコルクチップが殆ど介在せず（或いは、介在していたとしても全体の１０％未満であり）、第２のシート３ｂに対して接着剤を介して接触しているコルクチップ２ｂと、第３のシート３ｃとの間に、第２のシート３ｂに対して接触していないコルクチップが殆ど介在していない（或いは、介在していたとしても全体の１０％未満である）、という状態を意味している。

コルクチップ２の粒径は、上述の通り「３ｍｍ」としているが、各粒は球形ではなく、異形であるため、現実には、すべてのコルクチップ２の粒径を正確に３ｍｍに揃えることはできず、粒径３ｍｍのものを中心として、ある範囲内で上下することになる。従って、シート３に接着されているコルクチップ２の上に、接着されていないコルクチップ２が層の厚さ方向に積み重なっていない状態としてコルクチップ層５，６を形成した場合、その厚さは、接着されているコルクチップ２の粒径に応じて部分的に上下することになり、正確に３ｍｍとはならない。そこで、コルクチップ層５，６の厚さについて、ここでは「コルクチップ２の一粒分」と表現している。

本実施形態のシート状断熱材１は、かかる特徴的な構成により、各シート３間に大きな空隙４を多数形成することができ、それらの空隙４（空気層）により高い断熱効果を期待することができる。この点についてより詳細に説明すると、例えば図４に示すように、二枚のシート３３（下層側シート３３ａ、上層側シート３３ｂ）の間に、本実施形態のシート状断熱材１において用いられているコルクチップ２と同量のコルクチップ３２を挟持させてシート状断熱材３１を形成した場合、下層側シート３３ａに接触している下層側のコルクチップ３２ａと、これに隣接するコルクチップ３２ａとによって形成される隙間に、上層側のコルクチップ３２ｂが入り込んでしまい、シート３３間において、十分な量の空隙３４を形成することができない。

特に、コルクチップを用いてシート状断熱材を製造する場合、コルクチップとシートとがしっかりと接着されるように、シート間にコルクチップを挟み込んだ後、圧力をかけてシートとコルクチップを圧着する工程が必要となるが、図４のシート状断熱材３１を製造する際には、下層のコルクチップ３２ａと上層のコルクチップ３２ｂとの間に接着剤が塗布されることになるため、圧着工程を実行すると、下層のコルクチップ３２ａと上層のコルクチップ３２ｂとが圧縮された状態で接着されることになり、その結果、コルクチップ３２ａ，３２ｂ間に形成される空隙は、非常に小さくなってしまう。

これに対し、本実施形態においては、下層側コルクチップ層５と上層側コルクチップ層６とが、第２のシート３ｂによって仕切られることになり、圧着工程を実行した場合でも、下層側コルクチップ層５のコルクチップ２ａと、これに隣接するコルクチップ２ａとによって形成される隙間に、上層側のコルクチップ２ｂが進入してしまうことを好適に回避することができ、その結果、第１のシート３ａと第３のシート３ｃとの間に、十分な量の空隙４を形成することができる。

コルクチップ２の原料となるコルク材は、スポンジ状の構造となっており、内部にたくさんの気泡を有しているため、それだけでも高い断熱性を有しているが、空気層の方がより高い断熱性を有している。従って、コルクチップを用いて断熱材を形成する場合には、層の中に形成される空隙が大きいほど、断熱効果は高くなる。図４に示した従来のシート状断熱材３１と、図１に示した本実施形態のシート状断熱材１とを比較すると、同量のコルクチップ２（３２）を使用した場合、本実施形態のシート状断熱材１の方が、図４のシート状断熱材３１よりも、より大きな空隙４を、より多く形成することができ、このため、より優れた断熱効果を期待することができる。また、本実施形態のシート状断熱材１において使用するコルクチップ２の量は、図４の従来のシート状断熱材３１よりも相対的に少なくて済む。

尚、本実施形態においては、上述の通り、下層側コルクチップ層５の殆どのコルクチップ２ａが、第１のシート３ａに対して接着剤を介して接触し、また、上層側コルクチップ層６の殆どのコルクチップ２ｂが、第２のシート３ｂに対して接着剤を介して接触した状態となっているが、下層側コルクチップ層５のコルクチップ２ａについては、接着されるシート３を、第２のシート３ｂとしてもよく、また、上層側コルクチップ層６のコルクチップ２ｂについては、第３のシート３ｃに接着されるように構成してもよい。

また、本実施形態においては、三枚のシート３の間に、それぞれ下層側コルクチップ層５と、上層側コルクチップ層６とが形成されたシート状断熱材１について説明したが、シートを一枚、コルクチップ層を一層追加し、図２に示すように、四枚のシート３の間に、それぞれ下層側コルクチップ層５、中間コルクチップ層７、上層側コルクチップ層６を形成するようにしてもよい。また、図２のシート状断熱材１に対し、更にシートとコルクチップ層を追加して、コルクチップ層が四層の、或いは、五層以上のシート状断熱材とすることもできる。これらの場合も、各コルクチップ層は、使用されるコルクチップの一粒分の厚さとする。

また、本実施形態においては、シート３として、ガラスクロスが用いられているが、ガラスクロスの一方の面（コルクチップ２が接着される側の面）、或いは、両面に、アルミ箔を貼り付けたものを用いることもできる。この場合、空気がシート３を通過することを阻止することができ、空気の自然対流による熱移動（熱伝達）を好適に防止できるという効果を期待することができ、ガラスクロスを単体で用いた場合よりも断熱性能を向上させることができる。

シート３の素材は、必ずしもガラスクロスには限定されず、可撓性を有するとともに、耐熱性を有するものであれば、他の素材を用いることもできる。また、三枚のシート３のすべてを同一の素材のものに揃える必要はなく、第１のシート３ａについてはガラスクロスとし、第２のシート３ｂ、及び、第３のシート３ｃについては、他の素材とすることもできる。一方コルクチップ２としては、本実施形態においては、粒径３ｍｍのものが使用されているが、それ以上大きいもの、また、それ以上小さいものを用いることもできる。

次に、本発明の第２の実施形態として、図１に示したシート状断熱材１の製造方法について説明する。まず、第１のシート３ａの上面に接着剤を均一に塗布し、その上にコルクチップ２ａを散布して接着する。次に、散布したコルクチップ２ａのうち、第１のシート３ａに対し、接着剤を介して接触していないもの（余剰分）を除去する。余剰分の除去は、例えば、ブロワにより、散布したコルクチップ２ａに向けてエアーを吹き付けて余剰分を第１のシート３ａ上から吹き飛ばすようにしてもよいし、第１のシート３ａを傾け、或いは、裏返して、第１のシート３ａの下面側から振動乃至は衝撃を与えて、余剰分を脱落させるようにしてもよい。

余剰分の除去を行うと、第１のシート３ａ上には、接着剤を介して第１のシート３ａに接触した状態のコルクチップ２ａのみが残留する。そして、それらのコルクチップ２ａの上に接着剤を塗布し、その上に第２のシート３ｂを被せて、コルクチップ２ａと第２のシート３ｂとを接着する。尚、コルクチップ２ａと第２のシート３ｂとを接着するための接着剤を塗布する前に、コルクチップ２ａが第１のシート３ａに対して、より安定した接着状態となるように、合成樹脂剤（接着剤）を塗布するようにしてもよい。

続いて、第２のシート３ｂに対しても、第１のシート３ａと同様の工程（第２のシート３ｂへの接着剤の塗布、コルクチップ２ｂの散布及び接着、余剰分の除去、残留コルクチップ２ｂへの接着剤の塗布）を実行する。そして、コルクチップ２ｂの上に第３のシート３ｃを被せて、コルクチップ２ｂと第３のシート３ｃとを接着し、最後に圧着工程を実行して、三枚のシート３とコルクチップ２とをしっかりと接着する。

このような方法によってシート状断熱材１を製造した場合、下層側コルクチップ層５のすべてのコルクチップ２ａが、第１のシート３ａに対して接着剤を介して接触し、かつ、上層側コルクチップ層６のすべてのコルクチップ２ｂが、第２のシート３ｂに対して接着剤を介して接触した状態となり、下層側コルクチップ層５、及び、上層側コルクチップ層６が、いずれもコルクチップ２の一粒分の厚さとなる。

尚、第２のシート３ｂの上面への接着剤の塗布、又は、コルクチップ２ｂの散布・接着・余剰分の除去は、第２のシート３ｂを下層側コルクチップ層５の上に接着する前に予め行ってもよい。また、第２のシート３ｂの下面へ接着剤を塗布しておいて、第２のシート３ｂと下層側コルクチップ層５とを接着するようにしてもよい。第３のシート３ｃと上層側コルクチップ層６との接着についても同様である。

更に、第１のシート３ａ上に下層側コルクチップ層５を形成するとともに、第２のシート３ｂ上に上層側コルクチップ層６を形成し、それらを貼り合わせ、最上層に第３のシート３ｃを貼り付けることによって、シート状断熱材１を製造するようにしてもよい。

また、第１のシート３ａ上に下層側コルクチップ層５を形成するとともに、第３のシート３ｃ上に上層側コルクチップ層６を形成し、下層側コルクチップ層５の上に第２のシート３ｂを貼り付け、その上に、第３のシート３ｃを裏返して（上層側コルクチップ層６が下側となるようにして）貼り付けるようにしてもよい。

更に、第２のシート３ｂの下面にコルクチップ２ａを接着して下層側コルクチップ層５を形成し、上面にコルクチップ２ｂを接着して上層側コルクチップ層６を形成し、これを第１のシート３ａ及び第３のシート３ｃによって挟み込むように貼り合わせてシート状断熱材１を構成してもよい。

次に、本発明の第３の実施形態として、図１に示したシート状断熱材１を用いた断熱施工方法について説明する。工場等に設置されている機械のケーシングに対し、図１のシート状断熱材１を用いて断熱施工を行う場合、極めて簡単な作業のみで実施することができる。具体的には、適切なサイズ（例えば、３０×６０ｃｍ）に裁断したシート状断熱材１を必要枚数分用意し、そのいずれか一方の面（第１のシート３ａ又は第３のシート３ｃの外側面）に耐熱性を有する両面テープを貼り、施工対象となるケーシングの表面に貼り付けるだけでよい。このように、本実施形態において使用するシート状断熱材１は、非常に取り扱いが容易であり、技術や経験に乏しい一般の者でも簡単に施工することができる。

本実施形態において使用するシート状断熱材１は、６ｍｍ程度、或いは、４ｍｍ程度の厚さとした場合であっても十分な断熱性能を有している。

尚、例えば、外径２０ｃｍ以下の配管の外周面等に対して断熱施工を行う場合には、シート状断熱材１を、幅５ｃｍ程度の短冊状に裁断し、図３に示すように、配管８の外周面８ａに両面テープ９を貼り付け、その上から短冊状のシート状断熱材１を、曲率中心線（配管８の軸線）に対して長手方向が一致する向きで、周方向に隣接するように貼り付けていく。或いは、配管８を覆うことができる大きさのシート（ガラスクロス）に、短冊状のシート状断熱材１を並べて貼り付け、短冊状のシート状断熱材１が、図３に示す向きと同じになるように配管８の外周面に貼り付ける。

このような方法によれば、断熱施工の対象面が、曲率の小さい曲面で構成される場合であっても、シート状断熱材１を対象面に対して好適に追随させることができ、しかも、極めて簡単に施工することができる。

以下、本発明に係るシート状断熱材１の断熱性能について、本発明の発明者らが行った試験の結果を、実施例１として説明する。

まず、図１に示したシート状断熱材１を６種類（本発明Ａ〜Ｆ）用意し、それぞれを、施工対象となる機械のケーシング（炉鉄板）の表面に、両面テープを用いて貼り付け、施工前の温度（ケーシングの表面温度）と、施工後の温度（シート状断熱材の外側表面の温度）とをそれぞれ計測した（表１）。尚、本発明Ａ〜Ｆのいずれにおいても、シート３として、ガラスクロスにアルミ箔を貼り付けたものを使用した。また、本発明Ａ〜Ｆにおいて使用したコルクチップの詳細は次の通りである。
本発明Ａ： ポルトガル産コルク（粒径２ｍｍ）
本発明Ｂ： 中国産コルク（粒径２ｍｍ）
本発明Ｃ： ポルトガル産コルク（粒径２ｍｍ）
本発明Ｄ： 炭化コルク（粒径２ｍｍ）
本発明Ｅ： ポルトガル産コルク（粒径３ｍｍ）
本発明Ｆ： 炭化コルク（粒径３ｍｍ）

表１の結果からも明らかなように、本発明Ａ〜Ｆは、いずれも優れた断熱性能を有していることが確認された。

１：シート状断熱材、
２，２ａ，２ｂ：コルクチップ、
３：シート、
３ａ：第１のシート、
３ｂ：第２のシート、
３ｃ：第３のシート、
４：空隙、
５：下層側コルクチップ層、
６：上層側コルクチップ層、
７：中間コルクチップ層、
８：配管、
８ａ：外周面、
９：両面テープ、
３１：シート状断熱材、
３２，３２ａ，３２ｂ：コルクチップ、
３３：シート、
３３ａ：下層側シート、
３３ｂ：上層側シート、
３４：空隙

Claims (7)

1. 複数のシート間に多数のコルクチップが挟持されて複数のコルクチップ層が形成されてなるシート状断熱材であって、
   前記コルクチップ層が、前記シートのうち、中間に位置するシートによって仕切られることによってそれぞれ個別に形成され、
   前記コルクチップ層のうち、少なくとも一つのコルクチップ層を構成するコルクチップの９０％以上が、それらを挟持するシートのうちの一方のシートに、接着剤を介して接触した状態となっており、当該コルクチップ層が、挟持されるコルクチップ一粒分の厚さとなっていることを特徴とするシート状断熱材。
2. 前記シートのうち、最も外側に位置する２枚のシートの少なくともいずれか一方が、ガラスクロスによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のシート状断熱材。
3. 前記シートのうち、最も外側に位置する２枚のシートの少なくともいずれか一方が、ガラスクロスのコルクチップ層側となる面にアルミ箔を貼り付けることによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のシート状断熱材。
4. 請求項１に記載のシート状断熱材を製造するための方法であって、
   第１のシートの上面に接着剤を均一に塗布し、その上にコルクチップを散布して接着し、
   次に、散布したコルクチップのうち、前記第１のシートに対し、接着剤を介して接触していないものを除去し、
   それらのコルクチップの上に接着剤を塗布し、その上に第２のシートを被せて、前記第１のシート上のコルクチップと第２のシートとを接着することにより、
   前記第１のシートと前記第２のシートとの間に、コルクチップ一粒分の厚さのコルクチップ層を形成することを特徴とするシート状断熱材の製造方法。
5. 前記第２のシートの上面に接着剤を均一に塗布し、その上にコルクチップを散布して接着し、
   次に、散布したコルクチップのうち、前記第２のシートに対し、接着剤を介して接触していないものを除去し、
   前記コルクチップが接着された状態の第２のシートを、前記第１のシート上に接着されたコルクチップの上に接着することを特徴とする、請求項４に記載のシート状断熱材の製造方法。
6. 請求項１に記載のシート状断熱材を用いて、対象物に対して断熱施工を行う方法であって、
   前記シート状断熱材を、対象物表面に対して、両面テープによって貼り付けることを特徴とする断熱施工方法。
7. 請求項１に記載のシート状断熱材を用いて、曲面を有する対象物に対して断熱施工を行う方法であって、
   前記シート状断熱材を短冊状に裁断し、対象物表面に対し、前記短冊状のシート状断熱材を、所定方向に隣接するように貼り付けることを特徴とする断熱施工方法。

Images