JP5166771B2

JP5166771B2 - 配管用管状断熱材

Info

Publication number: JP5166771B2
Application number: JP2007130948A
Authority: JP
Inventors: 雅宏西井; 智田中; 秀昭竹崎; 俊洋玉井
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-05-16
Also published as: JP2008286290A

Description

本発明は、簡易に低コストで製造することができ、かつ、高い断熱性能を発揮することが可能な配管用管状断熱材及び断熱配管に関する。

従来から、給水用又は給湯用配管には、給湯器から、台所、風呂等の水の使用場所までの熱の損失を抑えるために、配管の断熱性が必要とされている。また、地熱利用空調システム又は地熱利用融雪システムに利用される配管でも、地熱採取場所又は地熱を蓄熱した蓄熱槽等の熱源から、空調又は融雪実施場所までの熱の損失を抑えるために、配管の断熱性が必要とされている。
このような配管としては、一般的には、発泡したポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等を用いてパイプを被覆してなる断熱管が用いられている。

しかしながら、近年、給水用又は給湯用配管、又は、地熱利用空調システム又は地熱利用融雪システムにおいては、更に高い断熱性を有する配管が要求されており、従来使用されてきた発泡ポリエチレン樹脂等を用いた断熱配管では、断熱性能が不充分となっていた。

そこで、より高い断熱性能を実現すべく、例えば、断熱配管において発泡したポリエチレン樹脂等からなる樹脂層を厚くする方法が検討されている。このように、断熱材として使用する樹脂層の厚さを厚くすることによって、断熱配管の断熱性能を向上させることができる。
しかしながら、樹脂層の厚さを厚くした場合には、その分だけ配管貫通部を大きく確保する必要が生じることから、配管施工時の手間やコストがかかってしまうという問題があった。

これに対して、例えば、特許文献１には、外管と内管との間に、多重の反射材層を設けてなる断熱配管であって、外管と内管との間が真空状態に封止された断熱配管が開示されている。このような断熱配管は、樹脂層の厚さを厚くすることなく、充分な断熱性能を有するものとなる。

しかしながら、この方法では、内部を真空状態にするために手間がかかり、コストが高くなってしまうという問題があった。また、複数の反射層を設ける必要もあることから、更に、製造にかかるコストが問題となっていた。
そのため、簡易かつ低コストで製造することができ、充分な断熱性能を発揮することができる断熱材が求められていた。
特開平６−２４１３８２号公報

本発明は、上記現状に鑑み、簡易に低コストで製造することができ、かつ、高い断熱性能を発揮することが可能な配管用管状断熱材及び断熱配管を提供することを目的とする。

本発明は、樹脂発泡体層、反射材層、及び、樹脂発泡体層がこの順に積層された配管用管状断熱材であって、最外層が前記樹脂発泡体層であり、前記樹脂発泡体層は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂のいずれかであって、発泡倍率が５〜６０倍である発泡体からなり、前記反射材層は、反射率が９０％以上である反射材からなり、かつ、総厚の半分より表面側に設けられている配管用管状断熱材である。
以下に本発明を詳述する。

本発明者らは、鋭意検討の結果、樹脂発泡体層及び反射材層からなる配管用管状断熱材において、反射材層の位置を最適化することによって、配管を被覆する断熱材として使用する場合、真空状態での封止等の工程を行ったり、反射材層を多重に設けたりする必要なく、充分な断熱性を付与することができるため、簡易に低コストで製造することができ、かつ、高い断熱性能を発揮することが可能となることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の配管用管状断熱材は、総厚の半分より表面側に少なくとも１層の前記反射材層が設けられている。このように、総厚の半分より表面側に反射材層を有することによって、多重の反射材層を設けることなく、効果的に断熱性を向上させることができる。総厚の半分より内面側に設けられていると、充分な断熱性を発揮することができないことがある。

上記樹脂発泡体層としては、熱可塑性樹脂の発泡体からなるものを用いることができる。
上記熱可塑性樹脂は熱伝導率が低いため、このような発泡体を用いることによって、熱伝導率を充分に低下させることができ、本発明の配管用管状断熱材は高い断熱性能を発揮することが可能となる。

上記熱可塑性樹脂の発泡体としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂等の発泡体を用いることができる。なかでも、ポリエチレン樹脂発泡体が好ましい。ポリエチレン樹脂発泡体を用いることによって、得られる断熱配管の耐久性、断熱性能をより高めることが可能となる。

上記ポリエチレン樹脂発泡体の発泡倍率の好ましい下限は５倍、好ましい上限は６０倍である。５倍未満であると、熱伝導率を充分に低下させることができないことがある。

上記ポリエチレン樹脂発泡体の発泡径の好ましい上限は１ｍｍである。
上記発泡径が小さいほど、熱伝導率を低下させることができる。１ｍｍを超えると、熱伝導率を充分に低下させることができないことがある。

上記樹脂発泡体層の厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は０．５ｍｍ、好ましい上限は２０ｃｍである。０．５ｍｍ未満であると、高い断熱性能を発揮できないことがある。２０ｃｍを超えると、断熱配管の施工に用いた場合、配管施工時の手間やコストがかかってしまう場合がある。より好ましい下限は５ｍｍ、より好ましい上限は１０ｍｍである。

上記反射材層は、反射率が９０％以上の反射材からなることが好ましい。
このような反射材を用いることによって、本発明の配管用管状断熱材において、熱線が反射されて放射される熱が小さくなり、本発明の配管用管状断熱材は高い断熱性能を発揮する。
上記反射率が９０％未満であると、得られる断熱材の断熱性能が不充分となることがある。
なお、上記反射率は、ＪＩＳＡ１４２３に準拠して、赤外線放射温度計による放射率の簡易測定方法により放射率を測定し、下記式（１）から求めることができる。
（反射率）＝１−（放射率）（％）（１）

上記反射率が９０％以上の反射材としては特に限定されず、例えば、金属板、金属箔、樹脂板、樹脂フィルム等が挙げられる。
上記金属板としては特に限定されず、例えば、ＳＵＳ鋼板、鉄板、アルミ板等が挙げられる。上記金属箔としては特に限定されず、例えば、ＳＵＳ鋼箔、鉄箔、アルミ箔等が挙げられる。なかでも、コスト等の観点から、アルミ箔を用いることが好ましい。
上記樹脂板、樹脂フィルムとしては特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂等の発泡体等が挙げられる。

上記反射材層の厚さとしては、輻射効果は表面積に依存されるため、特に限定されないが、ハンドリングの観点から、好ましい上限は５ｍｍである。５ｍｍを超えると、断熱配管の施工に用いた場合、配管施工時の手間やコストがかかってしまうことがある。

本発明の配管用管状断熱材において、上記反射材層は、少なくとも１層設けられていればよいが、複数層設けられていることが好ましい。複数層設けられることによって、より優れた断熱性能を得ることができる。

本発明の配管用管状断熱材の総厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は０．５ｍｍ、好ましい上限は２０ｃｍである。０．５ｍｍ未満であると、高い断熱性能を発揮できないことがある。２０ｃｍを超えると、断熱配管の製造に用いた場合、配管施工時の手間やコストがかかってしまうことがある。

本発明の配管用管状断熱材を製造する方法としては特に限定されず、例えば、樹脂発泡体を押出成形することによって樹脂発泡体層を形成し、該樹脂発泡体層上に、帯状の反射材からなる反射材層を形成し、更に、該反射材層上に、樹脂発泡体を押出成形することによって樹脂発泡体層を形成する方法等が挙げられる。
このように、本発明の配管用管状断熱材は、断熱性を付与するために真空状態で封止する工程を行ったり、反射材層を多重に設けたりする必要がないため、簡易に低コストで製造することが可能となる。
なお、本発明の配管用管状断熱材を用いて配管を被覆する場合、本発明の配管用管状断熱材を予め製造した後、本発明の配管用管状断熱材の塑性加工等することによって、配管の外周に本発明の配管用管状断熱材からなる配管用管状断熱材層を形成してもよく、配管の外周に樹脂発泡体を押出成形することによって樹脂発泡体層を形成し、該樹脂発泡体層の外周に帯状の反射材を螺旋状に巻回することによって反射材層を形成し、更に、該反射材層の外周に樹脂発泡体を押出成形することによって樹脂発泡体層を形成することによって、本発明の配管用管状断熱材を形成してもよい。

樹脂からなる配管の外周に、本発明の配管用管状断熱材からなる配管用管状断熱材層を形成することによって断熱配管を製造することができる。
なお、上記断熱配管において、本発明の配管用管状断熱材からなる配管用管状断熱材層は、少なくとも一層形成されていればよいが、複数層形成されることが好ましい。上記配管用管状断熱材層は、一層形成されれば高い断熱性能を発揮することができるが、複数層形成されることによって、より高い断熱性能を発揮することが可能となる。

上記樹脂からなる配管を構成する樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。

本発明の断熱配管を製造する方法としては特に限定されず、例えば、本発明の配管用管状断熱材を塑性加工等することによって、配管の外周に配管用管状断熱材層を一体的に被覆形成する方法；配管の外周に樹脂発泡体を押出成形することによって樹脂発泡体層を形成し、該樹脂発泡体層の外周に帯状の反射材を螺旋状に巻回することによって反射材層を形成し、更に、該反射材層の外周に樹脂発泡体を押出成形することによって樹脂発泡体層を形成する方法等が挙げられる。なかでも、配管の外周に配管用管状断熱材層を一体的に被覆形成する方法が好ましい。
このような樹脂からなる配管と、前記配管の外周に形成された本発明の配管用管状断熱材からなる配管用管状断熱材層とからなる断熱配管であって、前記配管と前記配管用管状断熱材層とが一体的に被覆形成されてなる断熱配管もまた、本発明の一つである。

本発明によれば、断熱性能を付与するために真空状態で封止する工程を行う必要がないため、簡易に低コストで製造することができ、かつ、高い断熱性能を発揮することが可能な配管用管状断熱材及び断熱配管を提供することができる。

以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
（断熱材の作製）
６枚の発泡ポリエチレン樹脂板（発泡倍率１５倍、厚さ１ｍｍ）と、１枚のアルミ箔（反射率９８％、厚さ１２０μｍ）とを、後述するヒーターへ設置する際に、ヒーター側から、４枚の発泡ポリエチレン樹脂板、アルミ箔、２枚の発泡ポリエチレン樹脂板がこの順に積層されるように貼り合わせ、断熱材サンプルを作製した。得られた断熱材サンプルの総厚さは約６ｍｍであった。図１ａに得られた断熱材サンプルの断面の模式図を示す。

（実施例２）
（断熱材の作製）
６枚の発泡ポリエチレン樹脂板（発泡倍率１５倍、厚さ１ｍｍ）と、１枚のアルミ箔（反射率９８％、厚さ１２０μｍ）とを、後述するヒーターへ設置する際に、ヒーター側から、５枚の発泡ポリエチレン樹脂板、アルミ箔、１枚の発泡ポリエチレン樹脂板がこの順に積層されるように貼り合わせ、断熱材サンプルを作製した。得られた断熱材サンプルの総厚さは約６ｍｍであった。図１ｂに得られた断熱材サンプルの断面の模式図を示す。

（比較例１）
（断熱材の作製）
６枚の発泡ポリエチレン樹脂板（発泡倍率１５倍、厚さ１ｍｍ）と、１枚のアルミ箔（反射率９８％、厚さ１２０μｍ）とを、後述するヒーターへ設置する際に、ヒーター側から、アルミ箔、６枚の発泡ポリエチレン樹脂板がこの順に積層されるように貼り合わせ、断熱材サンプルを作製した。得られた断熱材サンプルの総厚さは約６ｍｍであった。図２ａに得られた断熱材サンプルの断面の模式図を示す。

（比較例２）
（断熱材の作製）
６枚の発泡ポリエチレン樹脂板（発泡倍率１５倍、厚さ１ｍｍ）と、１枚のアルミ箔（反射率９８％、厚さ１２０μｍ）とを、後述するヒーターへ設置する際に、ヒーター側から、１枚の発泡ポリエチレン樹脂板、アルミ箔、５枚の発泡ポリエチレン樹脂板がこの順に積層されるように貼り合わせ、断熱材サンプルを作製した。得られた断熱材サンプルの総厚さは約６ｍｍであった。図２ｂに得られた断熱材サンプルの断面の模式図を示す。

（比較例３）
（断熱材の作製）
６枚の発泡ポリエチレン樹脂板（発泡倍率１５倍、厚さ１ｍｍ）と、１枚のアルミ箔（反射率９８％、厚さ１２０μｍ）とを、後述するヒーターへ設置する際に、ヒーター側から、２枚の発泡ポリエチレン樹脂板、アルミ箔、４枚の発泡ポリエチレン樹脂板がこの順に積層されるように貼り合わせ、断熱材サンプルを作製した。得られた断熱材サンプルの総厚さは約６ｍｍであった。図２ｃに得られた断熱材サンプルの断面の模式図を示す。

（評価）
実施例１、２及び比較例１〜３で得られた断熱材サンプルについて以下の評価を行った。
結果を表１に示した。

（断熱性）
雰囲気温度を５℃に設定した恒温槽内において、電気ヒーター（設定温度５０℃、中温度ホットプレート、東洋紡エンジニアリング社製）上に、作製した板状の断熱材サンプルを配置し、該断熱材サンプル上に、更に、ポリスチレンフォーム（厚さ４０ｍｍ、ダウ化工社製、「スタイロフォーム」）を配置した。
温度センサー（Ｋ型熱電対、日本電化工業所社製）を電気ヒーターと断熱材サンプルとの間及び断熱材サンプルとポリスチレンフォームとの間に配置し、電気ヒーター表面及び断熱材サンプル表面の温度をそれぞれ測定し、電気ヒーター表面と断熱材サンプル表面との温度差を評価した。図３に、断熱性評価の方法を説明する模式図を示す。
なお、断熱材サンプル上のポリスチレンフォームは、断熱材サンプルが受ける雰囲気温度の影響を無くすために断熱材として設けたものである。

本発明によれば、簡易に低コストで製造することができ、かつ、高い断熱性能を発揮することが可能な配管用管状断熱材及び断熱配管を提供することができる。

実施例１で作製した断熱材サンプルの断面の一例を示す模式図である。実施例２で作製した断熱材サンプルの断面の一例を示す模式図である。比較例１で作製した断熱材サンプルの断面の一例を示す模式図である。比較例２で作製した断熱材サンプルの断面の一例を示す模式図である。比較例３で作製した断熱材サンプルの断面の一例を示す模式図である。断熱性評価の方法を説明する模式図である。

符号の説明

１断熱材サンプル
２発泡ポリエチレン樹脂板
３アルミ箔
４ポリスチレンフォーム
５電気ヒーター
６温度センサー
７断熱材サンプル

Claims

樹脂発泡体層、反射材層、及び、樹脂発泡体層がこの順に積層された配管用管状断熱材であって、
最外層が前記樹脂発泡体層であり、
前記樹脂発泡体層は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂のいずれかであって、発泡倍率が５〜６０倍である発泡体からなり、
前記反射材層は、反射率が９０％以上である反射材からなり、かつ、総厚の半分より表面側に設けられている
ことを特徴とする配管用管状断熱材。
樹脂発泡体層は、ポリエチレン樹脂発泡体からなることを特徴とする請求項１記載の配管
用管状断熱材。
樹脂からなる配管と、前記配管の外周に形成された請求項１又は２記載の配管用管状断熱材からなる配管用管状断熱材層とからなる断熱配管であって、
前記配管と前記配管用管状断熱材層とが一体的に被覆形成されてなることを特徴とする断熱配管。