JP7504728B2 - Heat insulating member and method for manufacturing the same - Google Patents
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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 with low thermal conductivity and a method for manufacturing 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 insulating materials have been used for the purpose of heat flow control in automotive parts, residential building materials, industrial equipment, etc. For example, in electric vehicles such as hybrid cars and electric cars, it is required to improve the power consumption rate (electricity cost) and extend the driving distance. Currently, about 50% of the battery energy of electric cars is lost due to air conditioning, so in order to improve the electricity cost, it is necessary to reduce the weight of interior parts as well as improve the insulation property to reduce the heat loss of air conditioning. Also, in electrical equipment and electronic devices, etc., thin insulating materials with high insulation properties are required so that they can be placed in the limited narrow space inside the housing. Furthermore, depending on the application, flame retardancy may be required in addition to insulation properties.
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。
A known insulating material is one that uses silica aerogel (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 was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide an insulating member that has high thermal insulation properties, flame retardancy, and excellent interlayer adhesion. It also aims to provide a method for manufacturing the 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 comprises a first heat insulating layer, a second heat insulating layer laminated on the first heat insulating layer, a heat reflective layer laminated on the second heat insulating layer, and a flame retardant adhesive layer interposed between the second heat insulating layer and the heat reflective layer and having an adhesive component and a flame retardant, the second heat insulating layer has a porous structure in which a plurality of particles are connected to form a skeleton, has pores inside, and has hydrophobic sites on at least the surface of the surface and the interior, and a second aqueous binder using water as a solvent, the first heat insulating layer and the second heat insulating layer are bonded together by the second aqueous binder contained in the second heat insulating layer, and the second heat insulating layer and the heat reflective layer are bonded together by the flame retardant adhesive layer.
（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 of the heat insulating member of the present invention, is characterized by having an insulating paint application step of applying an insulating paint having the porous structure and the second aqueous binder to the first 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 reflecting layer to form a coating film, and a curing step of overlapping the first 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 insulating layer and the flame retardant adhesive layer.
（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) 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, is characterized by having an insulating paint application step of applying an insulating paint having the porous structure and the second aqueous binder to the first heat insulating layer to form a coating film of the 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 insulating paint to form a coating film of the adhesive paint, and a curing step of superposing the heat reflecting layer on the coating film of the adhesive paint in the first heat insulating layer and curing the two coating films of the insulating paint and the adhesive paint to form the second heat insulating layer and 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 has 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. Because mesopores are smaller than the mean free path of air, heat transfer by convection is inhibited. 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。 Furthermore, the second insulation layer has a second aqueous binder. The second aqueous binder is a binder that uses water as a solvent and is relatively flexible. Therefore, the second insulation layer is flexible, and compared with a layer consisting of a single porous structure, not only is it easier to place on a curved surface, but it also has less cracks and the porous structure is less likely to fall off (so-called powder fall). The second aqueous binder has adhesive properties and not only bonds the porous structures contained in the second insulation layer to each other, but also plays a role in bonding adjacent layers. That is, the second aqueous binder bonds the second insulation layer to the adjacent first insulation layer. In this way, according to the insulation member of the present invention, the first insulation layer and the second insulation layer can be bonded by the action of the second aqueous binder, so there is no need to use an adhesive or fixing member to fix these two layers. Therefore, according to the insulation member of the present invention, it is possible to make it thinner, and it is possible to reduce the manufacturing man-hours and reduce costs.
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 serves to reflect heat. There are three types of heat transfer phenomena: conduction, convection, and radiation. The effect of improving the heat insulating properties by the two heat insulating layers is mainly due to the suppression of conduction and convection. By adding a heat reflecting layer 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 properties of the heat insulating member as a whole are 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, thereby suppressing the transfer of heat to the heat insulating member. On the other hand, when the heat source is on the opposite side to 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 reaches the heat reflecting layer is reflected by the heat reflecting layer to the second heat insulating layer side. 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 reflective layer is bonded to the second insulation layer by a flame-retardant adhesive layer. As described above, the second insulation layer and the heat reflective layer can be bonded by the action of the second aqueous binder contained in the second insulation layer, but the adhesive strength between the layers can be further increased by adding a flame-retardant adhesive layer between the two layers. For example, the adhesive strength between the layers can be increased by increasing the amount of the second aqueous binder in the second insulation layer. However, with this method, the blending ratio of the porous structure decreases by the amount of the second aqueous binder increased, making it difficult to maintain the desired thermal insulation. In this respect, in the thermal insulation member of the present invention, the adhesive strength is improved by interposing a flame-retardant adhesive layer between the second insulation layer and the heat reflective layer. This makes it possible to increase the adhesive strength while maintaining the thermal insulation without increasing the blending amount of the second aqueous binder, in other words, without decreasing the blending amount of the porous structure. The thermal insulation member of the present invention has high durability and is difficult to peel off from the layers, so 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 contains an adhesive component and a flame retardant. That is, in the heat insulating member of the present invention, the flame retardant is blended into the flame-retardant adhesive layer, not into the second heat insulating layer. Therefore, flame retardancy can be imparted while maintaining heat insulating properties without reducing the amount of the porous structure blended.
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。 Thus, the insulating member of the present invention has high insulating properties, flame retardancy, and excellent interlayer adhesion, even though it is relatively thin. For example, when the insulating member of the present invention is applied to the interior parts of an automobile, the transfer of heat from the inside and outside of the vehicle can be suppressed, and the consumption of thermal energy in the interior parts can be suppressed. As a result, the heat loss of air conditioning is reduced, and power consumption can be improved. When the insulating member of the present invention is applied to residential wall materials, attic materials, window sashes, etc., it is effective in improving the insulation properties of the room. In addition, since the insulating member of the present invention is relatively thin and flexible, it is easy to apply to narrow spaces such as electrical and electronic equipment.
（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 manufacturing method of the 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 an adhesive paint is applied to the heat reflecting layer to form a coating film. Then, before the two coating films formed are cured, the first heat insulating layer and the heat reflecting layer are overlapped so that the coating films formed on each layer come into contact with each other, and the two coating films are cured. When the heat insulating paint coating film is cured, it becomes a second heat insulating layer, and the first heat insulating layer and the second heat insulating layer are bonded by the second aqueous binder contained in the second heat insulating layer. When the adhesive paint coating film is cured, it becomes a flame retardant adhesive layer, and the second heat insulating layer and the heat reflecting layer are bonded by the flame retardant adhesive layer. In this way, according to the first manufacturing method of the present invention, the heat insulating paint coating film and the adhesive paint coating film are formed and cured together, so that the second heat insulating layer can be formed and the layers can be bonded together at the same time, and the heat insulating member of the present invention can be easily manufactured at a relatively low cost. In addition, since the adhesive paint coating film is formed separately from the wet heat insulating paint coating film without being overlapped therewith, there are fewer restrictions on the method of applying the adhesive paint compared to the case of overlapping.
（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, a heat insulating paint is applied to the first heat insulating layer to form a coating film of the heat insulating paint, and then an adhesive paint is applied to the surface of the coating film of the heat insulating paint to form a coating film of the adhesive paint. Then, before the two coating films formed by overlapping are cured, a heat reflective layer is superposed on the coating film of the adhesive paint of the surface layer, and the two coating films are cured. 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 bonded by the second aqueous 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 bonded by the flame retardant adhesive layer. Thus, according to the second manufacturing method of the present invention, a coating film of the heat insulating paint and a coating film of the adhesive paint are formed and cured together, so that the formation of the second heat insulating layer and the adhesion of the layers can be performed simultaneously, and 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。 The following describes an embodiment of the insulating member and its manufacturing method of the present invention.
＜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
[composition]
First, the configuration of the heat insulating member of this embodiment will be described. Fig. 1 shows a cross-sectional view of the heat insulating member of this embodiment in the thickness direction. In the following Figs. 1 to 4, the thickness direction (stacking direction) of the member is defined as the inside-outside 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 insulating
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
［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 for manufacturing the heat insulating member of this embodiment will be described. In this 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 and Effect]
Next, the effects of the heat insulating member and the manufacturing method thereof of this embodiment 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
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 summer, the heat transfer phenomenon is shown with the aim of blocking as much external heat as possible and keeping the temperature inside the vehicle cabin low. As shown by the black arrow in FIG. 2A, in summer, the heat source is outside the vehicle cabin (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 this embodiment, a coating film of the heat insulating paint and a coating film of the adhesive paint are formed and then cured together, so that the second insulating
＜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 this 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 that the heat insulating member is manufactured by the second manufacturing method. Here, the differences will be mainly described. Figure 3 shows a cross-sectional view of the heat insulating member of this embodiment in the thickness direction. In Figure 3, the same reference numerals are used to indicate the members corresponding to those in Figure 1.
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 insulating
＜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 this embodiment and the heat insulating member of the first embodiment is that the second heat insulating layer is disposed on both the inside and outside of the first heat insulating layer. Here, the difference will be mainly described. Figure 4 shows a cross-sectional view of the heat insulating member of this embodiment in the thickness direction. In Figure 4, the same reference numerals are used to denote the same members as those in Figure 1.
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 method for manufacturing the insulating
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 insulating
＜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 above describes the embodiment of the heat insulating member and the manufacturing method thereof of the present invention. However, the embodiment is not limited to the above embodiment. It is also possible to carry out the present invention in various modified and improved forms that can be achieved 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。
[Thermal insulation material]
The heat insulating member of the present invention includes a first heat insulating layer, a second heat insulating layer, a heat reflective layer, and a flame-retardant adhesive layer. First, these four layers will be described, and then the other components 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 insulation layer The first insulation layer may be formed of a material with a relatively small thermal conductivity. For example, in consideration of application to interior parts of automobiles, wall materials for housing, electrical equipment, etc., the insulation member of the present invention may have sound absorption properties in addition to heat insulation properties. From this viewpoint, the first insulation layer is preferably a material having voids, such as nonwoven fabric and foam. In the case of nonwoven fabric, the basis weight is preferably 150 g/m 2 or less. Examples of foam include slab urethane. From the viewpoint of heat insulation and sound absorption, the thickness of the first insulation layer is preferably 1 mm or more, and further preferably 2 mm or more.
（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 insulating layer As long as the second insulating layer is laminated on the first insulating layer, it may be disposed on only one side of the first insulating layer as in the first and second embodiments, or on both sides of the first insulating layer as in the third embodiment. For example, when the second insulating layer is disposed on both sides in the thickness direction of the first 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. The porous structure has a skeleton formed by connecting a plurality of particles and has pores inside. The diameter of the particles (primary particles) forming the skeleton is preferably about 2 to 5 nm, and the size of the pores formed between the skeletons is preferably 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, and may be spherical or irregularly shaped lumps. When the maximum length of the porous structure is taken as the particle diameter, the average particle diameter of the porous structure is preferably about 1 to 200 μm. The larger the particle diameter of the porous structure, the smaller the surface area and the larger the pore volume, so that the effect of improving the heat insulating property is greater. For example, an average particle diameter of 10 μm or more is preferable. On the other hand, taking into consideration the stability of the heat insulating paint in which the porous structure is dispersed in the binder liquid, the ease of application, and further the suppression of the porous structure from falling off in the second heat insulating layer, an average particle diameter of 100 μm or less is preferable. In addition, when two or more types of porous structures with different particle sizes are used in combination, the small-diameter porous structures can penetrate into the gaps between the large-diameter porous structures, allowing for a larger filling amount and a greater effect in improving insulation.
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。 There are two types of porous structures: hydrophilic, which has hydrophilic sites on the surface or inside, and hydrophobic, which has hydrophobic sites. Of these, hydrophilic porous structures are brittle and easily crumble. In addition, there is a risk that moisture or the like may penetrate into the interior and cause the pores to collapse. Therefore, in the heat insulating member of the present invention, a hydrophobic structure having hydrophobic sites at least on the surface or inside is used. When a hydrophobic porous structure is used, when a second aqueous binder using water as a solvent is used, the binder is less likely to penetrate into the pores of the porous structure, so that the heat insulating properties are less likely to be impaired. In addition, the surface of the porous structure may be surface treated with a silane coupling agent or the like. By performing a surface treatment, functions such as hydrophobicity can be imparted 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 porous structure is not particularly limited. Examples of primary particles include silica, alumina, zirconia, and titania. Among them, from the viewpoint of excellent chemical stability, the primary particles are silica, that is, silica aerogel in which multiple silica particles are linked to form a skeleton is preferable. Silica aerogel is white in color and reflects infrared rays. Therefore, the use of silica aerogel can impart a heat-shielding effect to the second insulation 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。 Silica aerogels having hydrophobic sites at least on the surface of the surface and/or inside can be manufactured by carrying out a hydrophobic treatment such as adding hydrophobic groups during the manufacturing process. Having hydrophobic sites at least on the surface can suppress the penetration of moisture and the like, so the pore structure is maintained and heat insulation is less likely to be impaired. There are no particular limitations on the manufacturing method of silica aerogels, and the drying process may be carried out at normal pressure or supercritical. For example, if the hydrophobic treatment is carried out before the drying process, there is no need to dry at supercritical pressure, i.e., drying can be carried out at normal pressure, making it easier and less costly to manufacture. Silica aerogels may be manufactured, for example, by the method described in Patent Publication 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 insulation layer may be appropriately determined taking into consideration the insulation, flexibility, mechanical strength, etc. of the second insulation layer. For example, from the viewpoint of reducing the thermal conductivity (increasing the insulation), the content of the porous structure is desirably 80% or more by volume when the volume of the entire second insulation layer is taken as 100% by volume. 85% or more by volume is more preferable. On the other hand, if the amount of the porous structure increases, the binder content decreases accordingly, so that the porous structure may easily fall off or the adhesive strength between adjacent layers may decrease. For this reason, the content of the porous structure is desirably 96% or less by volume when the volume of the entire second insulation layer is taken as 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 that uses water as a solvent, and is not particularly limited as long as it can bond the porous structures and adjacent layers. The second aqueous binder can be a water-soluble binder or an emulsion-like binder, but an emulsion-like binder (aqueous emulsion-based binder) is preferable. The aqueous emulsion-based binder is emulsified by introducing a surfactant or a hydrophilic group. With an aqueous emulsion-based binder, the surfactant or hydrophilic group volatilizes during drying, reducing the hydrophilicity and making it difficult to dissolve in water, so it is thought that the heat-insulating paint is less likely to become sticky after curing. The emulsification method can be a forced emulsification type that uses a surfactant as an emulsifier, or a self-emulsification 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 a resin or a rubber. From the viewpoint of high adhesion to the porous structure and making the second insulation layer flexible and less likely to crack, the binder's glass transition temperature (Tg) is preferably -5°C or lower, and further preferably -20°C or lower. For example, in the case of an aqueous emulsion 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, and acrylic rubber. From the viewpoint of making the second insulation layer flexible, urethane resin, styrene butadiene rubber, and the like are suitable. From the viewpoint of increasing the strength of the binder portion and improving the strength of the second insulation 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 insulation layer is bonded to the first insulation layer by the second aqueous binder. The content of the second aqueous binder may be appropriately determined taking into consideration the adhesiveness, thermal insulation, etc. of the second insulation layer. For example, from the viewpoint of increasing adhesiveness, the content of the second aqueous binder is desirably 4.0 vol.% or more when the volume of the entire second insulation layer is 100 vol.%. It is more preferable that it is 6.0 vol.% or more, and even more preferable that it is 9.0 vol.% or more. On the other hand, from the viewpoint of decreasing the thermal conductivity (increasing the thermal insulation), the content of the second aqueous binder is desirably 20 vol.% or less when the volume of the entire second insulation layer is 100 vol.%. It is more preferable that it is 15 vol.% 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 with hydrophobic sites on the surface or inside are poorly compatible with water. Silica aerogel, in particular, has a low specific gravity and therefore tends to float on water. This makes it difficult to disperse silica aerogel in a binder liquid that uses water as a solvent, and the dispersion process takes time. In addition, even if a heat insulating paint is prepared, there is a problem that the silica aerogel tends to separate from the water and float. In addition, there is a risk of separation when pressure is applied to the heat insulating paint, making it difficult to apply using a coating machine and 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 problems, it is desirable that the second heat insulating layer contains a polysaccharide in addition to the porous structure and the second aqueous binder. The polysaccharide is a glycosidic bond of one or more monosaccharides and has high viscosity. When preparing a heat insulating paint by adding a porous structure to a binder liquid in which the second aqueous binder is dissolved or dispersed in water, the incorporation of a polysaccharide increases the viscosity of the heat insulating paint, making it difficult for the porous structure to separate from the binder liquid. This improves the dispersibility of the porous structure, and allows the porous structure to be stably held in the heat insulating paint. In addition, when the viscosity of the heat insulating paint increases, it is difficult for the paint to drip, making it easier to apply the heat insulating paint. The polysaccharide increases the viscosity through the entanglement of molecular chains, thereby suppressing the separation of the porous structure. Therefore, even when a polysaccharide is incorporated, a heat transfer path is unlikely to be formed, and the heat insulating properties are unlikely to decrease.
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 hydrophilic and hydrophobic sites is blended, the hydrophobic sites selectively bond with the hydrophobic sites of the porous structure, and the hydrophilic sites are arranged to surround the porous structure, creating a protective colloid-like state. This action also suppresses separation of the binder liquid and the porous structure, and improves the dispersibility of the porous structure. This makes it possible to shorten the time required for dispersion, making it easier to produce a paint. In addition, polysaccharides having hydrophilic sites are less likely to 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 polysaccharides include carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxypropyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, xanthan gum, agarose, and carrageenan. Among them, those with a long main chain and no or short side chains have more entanglement of molecular chains. This increases the retention of the porous structure, making it possible to suppress the loss of the porous structure in the second insulating layer. 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 insulating layer may contain other components (additives) such as a crosslinker, polysaccharides, etc., 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 thermal insulation, the thickness of the second insulation layer is preferably 0.3 mm or more, and more preferably 0.5 mm or more. On the other hand, if the second insulation layer is too thick, not only will the cost increase, but the strength will decrease and the layer will become brittle. Therefore, the thickness of the second insulation layer is preferably 1 mm or less, and more preferably 0.7 mm or less. If the first insulation layer is made of a material having voids, a part of the second insulation layer may be impregnated into the first insulation layer. Impregnation improves the adhesion between the two layers. However, if the impregnation depth is large, there is a risk that heat transfer due to convection within the first insulation layer will be hindered, so the impregnation depth should be limited to only the surface layer of the first insulation layer, for example, about 0.1 mm to 0.5 mm.
（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 Reflection Layer The heat reflection layer is laminated on the second heat insulation layer. From the viewpoint of improving heat insulation, it is desirable that the reflectance of the heat reflection layer is 80% or more in the region where the wavelength of incident light is 780 nm or more and 2500 nm or less (near infrared region). The reflectance of the heat reflection layer may be measured using 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 reflective layer is not particularly limited, but it is desirable to have a metal layer from the viewpoint of realizing the desired reflectance. Suitable metals include aluminum, aluminum compounds, magnesium, magnesium compounds, stainless steel, silver, titanium, titanium compounds, tin, etc. The form of the metal layer includes metal foil, vapor deposition film, etc. 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), etc. by vacuum deposition or sputtering. In this case, the heat reflective layer has a form (so-called vapor deposition film) having a metal layer (vapor deposition film) and a resin layer (resin film) laminated on the metal layer. Not limited to vapor deposition films, when the heat reflective layer is composed of a metal layer and a resin layer, which of the metal layer and the resin layer is to be placed on the second insulation layer side may be appropriately determined taking into consideration the adhesive components in the flame-retardant adhesive layer, the form of use of the insulation member, etc. That is, the resin layer may be placed on the second insulation layer side, and the metal layer may be placed on the second insulation layer side. In addition, from the standpoint of corrosion prevention and protection of the vapor deposition film, the vapor deposition 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, and even more desirable that it is 0.02 mm or more. On the other hand, from the viewpoint of flexibility, it is desirable that the thickness of the heat-reflecting layer is 0.05 mm or less, and even more desirable that it is 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 reflective layer is bonded to the second insulation layer by a flame-retardant adhesive layer. From the viewpoint of improving the durability of the insulation member, it is desirable that the peel strength of the heat reflective layer against the second insulation layer is 0.1 N/25 mm or more. It is more preferable that it is 0.8 N/25 mm or more, and even more preferable that it is 1.0 N/25 mm or more. In this specification, the peel strength of the heat reflective layer is determined by performing a 180° peel test in accordance with "10.4 Measurement of peel adhesion strength" of JIS Z0237:2009, and using the average peel strength measurement value for 50 mm from 25 mm to 75 mm in peel length. The 180° peel test is 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 disposed between the second heat insulating layer and the heat reflecting layer, and bonds the two layers. The flame-retardant adhesive layer may be continuous, intermittent, or island-like, as long as it can achieve the desired adhesive strength. The thickness of the flame-retardant adhesive layer may be uniform or non-uniform, and is preferably, for example, 0.01 mm or more. On the other hand, in consideration of maintaining adhesive strength against shear 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 that uses water as a solvent, from the viewpoint that it is difficult for the adhesive component 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 may be a water-soluble binder or an emulsion-like binder, and an emulsion-like binder (aqueous emulsion-based binder) is preferable. The binder component may be a resin or a rubber. Examples of the resin include an acrylic resin, a urethane resin, and a mixture of an acrylic resin and a urethane resin. Examples of the rubber include SBR, nitrile rubber, silicone rubber, urethane rubber, and acrylic rubber. In addition, a crosslinking agent or the like may be used as the adhesive component to crosslink the binder component. The first aqueous binder may be the same as or different from the second aqueous binder contained in the second insulation layer, but if it is the same as the second aqueous binder, it will blend well with the second insulation layer and have improved adhesion.
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 is not particularly limited and may be any known flame retardant such as halogen-based, phosphorus-based, or metal hydroxide-based. In consideration of the environmental impact, it is preferable to use a phosphorus-based flame retardant. Examples of phosphorus-based flame retardants include ammonium polyphosphate, red phosphorus, and phosphate esters. Of these, water-insoluble flame retardants are preferable because they are less likely to flow out even if they come into contact with moisture during use, and ammonium polyphosphate is suitable, for example.
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 dispersing a powdered flame retardant in a binder liquid that uses water as a solvent, aggregation of the flame retardant can be a problem. In this case, using particles whose surfaces are coated with resin or the like is effective in suppressing aggregation. Suppressing aggregation results in a stable dispersion state, and when applying an adhesive coating by spraying, etc., problems such as clogging are less likely to occur. For example, in the case of ammonium polyphosphate, examples include particles coated with melamine resin.
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 adhesion. For example, from the viewpoint of increasing flame retardancy, the content of the flame retardant is desirably 50% by mass or more, where the entire flame-retardant adhesive layer is taken as 100% by mass. It is more preferable that the content is 60% by mass or more, and even more preferable that the content is 80% by mass or more. On the other hand, the adhesion decreases as the content of the flame retardant increases. Therefore, in consideration of adhesion, it is desirable that the content of the flame retardant is 90% by mass or less, and even more preferable that the content is 85% by mass or less. In addition to the adhesive component and the flame retardant, the flame-retardant adhesive layer may contain other components (additives) such as a dispersant.
（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 The heat insulating member of the present invention is not limited to any other configurations as long as it has the four layers described above. 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 fixing members include an adhesive layer coated with an adhesive, a fastener such as a pin, and a thread-like member for sewing. In the second embodiment, the adhesive sheet is disposed on the first heat insulating layer side, but this type of fixing member may be disposed on the heat reflecting layer side. When an adhesive sheet is used, its configuration, thickness, etc. are not particularly limited. For example, the adhesive may be appropriately selected from acrylic, silicone, rubber, etc. The release paper may also be one in which the base material is not paper but a resin film.
［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。
[Method of manufacturing heat insulating member]
(1) A 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 coating coating step, an adhesive coating coating step, and a curing step. Each step will be described below.
（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) Heat-insulating paint application process This process is a process of applying a heat-insulating paint having a porous structure and a second aqueous binder to the first heat-insulating layer to form a coating film. The heat-insulating paint may be prepared by dispersing and dissolving the materials for forming the second heat-insulating layer (porous structure, second aqueous binder, additives such as polysaccharides) in water. Each material is as described above. When polysaccharides are mixed in consideration of the dispersibility of the porous structure, the second aqueous binder and polysaccharides may be added to water to increase the viscosity of the liquid, and then the porous structure may be added.
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, you can use a brush, a coating machine such as a blade coater, bar coater, die coater, comma coater (registered trademark), or roll coater, or a spray. For example, the blade coating method is preferable because it allows the paint to be applied in a uniform thickness. If the first heat insulating layer is made of cloth or a porous material, part of the applied heat insulating paint will soak into the surface layer 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 Coating Process This process is a process of applying an adhesive coating having an adhesive component and a flame retardant to the heat reflective layer to form a coating film. The adhesive coating may be prepared by dispersing and dissolving the materials for forming the flame-retardant adhesive layer (adhesive components, flame retardants, additives such as dispersants) in water. Each material is as described above. To apply the adhesive coating, it is possible to use a brush, various coating machines, sprayers, etc., in the same way as when applying the heat insulating coating.
（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 This step is a step in which the first heat insulating layer and the heat reflective layer are superimposed 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. The first heat insulating layer and the heat reflective layer can be superimposed, for example, by using a roll-type laminator or the like while applying pressure. The obtained laminate is then dried at a temperature of 80 to 150°C for several minutes to several tens of minutes 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 for the heat insulating member of the present invention, has an insulating paint application step, an adhesive paint application step, and a curing step. The second manufacturing method differs from the first manufacturing method in that in the adhesive paint application step, the adhesive paint is applied over the surface of the coating film of the insulating paint formed on the first insulating layer, rather than over the heat reflecting layer. The insulating paint application step is the same as the first manufacturing method, so a description thereof will be omitted, and only the adhesive paint application step and the curing step 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 Coating Step This step is a step of forming a coating film of an adhesive coating by applying an adhesive coating having an adhesive component and a flame retardant to the surface of the coating film of the heat insulating coating formed on the first heat insulating layer. The preparation method of the adhesive coating is the same as that of the first manufacturing method. In this step, it is necessary to apply the adhesive coating to the surface of the coating film of the heat insulating coating in a wet state, so it is preferable to spray the adhesive coating 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 This step is a step of superposing a heat reflective layer on the coating of adhesive paint in the first heat insulating layer, and curing the two coatings of heat insulating paint and adhesive paint to form a second heat insulating layer and a flame retardant adhesive layer. In this step, as in the first manufacturing method, the first heat insulating layer and the heat reflective layer may be superposed while applying pressure using a roll-type laminator or the like. The resulting laminate may then be dried at a temperature of 80 to 150°C for several minutes to several tens of minutes to cure the coating.
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 samples of heat insulating members were manufactured using the first manufacturing method of the present invention, and the adhesiveness of the heat reflecting layer, and the heat insulating properties and flame retardancy of the heat insulating members 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。
<Production of heat insulating member samples>
[Example 1]
(1) Preparation of heat insulating paint The heat insulating paint for forming the second heat insulating layer was prepared as follows. A urethane resin emulsion ("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 solution of acetic acid and dissolved. Next, methyltrimethoxysilane (MTMS) was added while stirring. The molar ratio at this time was MTMS: water: acetic acid: urea = 1: 15.9: 0.0860 (5 mM): 1.43. Next, this mixed solution was stirred at room temperature for 30 minutes, then placed in a sealed container and left to stand at 60 ° C for 3 days to gel and mature. After that, the obtained wet gel was immersed in methanol at 60 ° C for 8 hours and washed. Washing was performed three times in total. Next, the washed wet gel was immersed in hexane at 55 ° C for 8 hours to exchange the solvent. Solvent exchange was performed two times in total. Then, the solvent-exchanged wet gel was air-dried overnight in the air and dried in an oven at 100 ° C until there was no weight change. In this way, a silica aerogel having hydrophobic sites on the surface and inside was obtained. The obtained silica aerogel was crushed in a crusher until the particle diameter was about 90 μm and used.
（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 Coating An adhesive coating for forming a flame-retardant adhesive layer was prepared as follows. To water, a urethane resin emulsion (same as above) as a first aqueous binder and a melamine resin-coated type of ammonium polyphosphate (Terrage (registered trademark) C-30 manufactured by Budenheim) as a phosphorus-based flame retardant were added and stirred with a stirring blade. The blending 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 reflective layer, an aluminum-deposited film ("Metal Me (registered trademark) S #25" manufactured by Toray Advanced Film Co., Ltd., thickness 0.025 mm) was prepared. The configuration of this aluminum-deposited film is the same as that of the heat reflective layer of the first embodiment ("PET film/aluminum-deposited film"). The reflectance of the prepared aluminum-deposited film was measured using a UV-VIS ultraviolet-visible spectrophotometer "Solid Spec-3700" manufactured by Shimadzu Corporation. The measurement wavelength range was 300 to 2500 nm. FIG. 5 shows a graph of the reflectance measurement results. As shown in FIG. 5, it was confirmed that the reflectance of the aluminum-deposited film was 80% or more in the range where the wavelength of 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 nonwoven fabric (weight 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 application process). In addition, an adhesive paint was applied to the surface of the PET film side of the aluminum vapor deposition film by the spray coating method to form a coating film (adhesive paint application process). Next, the nonwoven fabric and the aluminum vapor deposition film were overlapped so that the coating films contacted each other while being pressed using a roll-type laminator. Then, the obtained laminate was dried at 150° C. for 5 minutes to harden the two coating films, and a heat insulating member sample consisting of four layers of the first heat insulating layer/second heat insulating layer/flame retardant adhesive layer/heat reflective layer was manufactured (hardening process). The heat insulating member sample manufactured in this way is referred to as the sample of Example 1. FIG. 6 shows a thickness direction cross-sectional view of the sample of Example 1.
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, sample 40 of Example 1 is in the form of a rectangular thin sheet.
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。 In the sample of Example 1, the second insulating layer contains 95% silica aerogel by volume and 4.2% second aqueous binder by volume. In addition, the flame-retardant adhesive layer contains 20% first aqueous binder by mass and 80% flame retardant 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]
Except for changing the blending ratio of each component in the adhesive coating material and changing the contents of the first aqueous binder and the flame retardant in the flame-retardant adhesive layer produced, samples of Examples 2 to 5 were produced in the same manner as in Example 1. 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 produced. 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 vapor deposition film (same as above) as a heat reflective layer was laminated on the surface of the coating film of the nonwoven fabric while being pressed using a roll-type laminator. Then, the obtained laminate was dried at 150°C for 5 minutes to harden the coating film, and a heat insulating member sample consisting of three layers of the first heat insulating layer/second heat insulating layer/heat reflective layer was produced. The first heat insulating layer and the second heat insulating layer, and the second heat insulating layer and the heat reflective layer are each bonded by the second aqueous 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, the thickness of the heat reflective layer is 0.025 mm, and the thickness of the entire sample is 1.425 mm. The heat insulating member sample produced in this manner 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。
A sample of Comparative Example 2 was produced in the same manner as Comparative Example 1, except that the mixing ratio of each component in the heat insulating paint was changed and the content of the silica aerogel and the second aqueous binder in the produced second heat insulating layer was changed. The content of the silica aerogel in the second heat insulating layer of the sample of Comparative Example 2 was 90% by volume, and the content of the second aqueous binder was 9.6% by volume. Table 1 shows the composition of each sample and the evaluation results of the adhesion, heat insulating property, and flame retardancy 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 peel strength of the heat reflecting layer (aluminum vapor deposition film) from the second heat insulating layer was measured to evaluate the adhesion 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。
[Peel test]
A 180° peel test was conducted according to "10.4 Measurement of peel adhesion" of JIS Z0237:2009. The 180° peel test was conducted 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 measured values from the start of peeling to 25 mm were ignored, and the measured values for the subsequent length of 50 mm were averaged to calculate the average peel force. Then, when the average peel force was 1.0 N/25 mm or more, the adhesion was evaluated as good (indicated by a circle in Table 1), and when the average peel force was 0.1 N/25 mm or more but less than 1.0 N/25 mm, the adhesion was evaluated as slightly poor (indicated by a triangle in the same 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 the samples of Examples 1 to 4, the average peel strength was 1.0 N/25 mm or more, and it was confirmed that the adhesiveness of the heat reflective layer was high. In addition, it was confirmed that the average peel strength increased and the adhesiveness improved as the content of the first aqueous binder in the flame-retardant adhesive layer increased. In addition, in the sample of Example 5, the content of the first aqueous binder was small, so the adhesiveness was slightly reduced compared to the other example samples. In addition, in the sample of Comparative Example 1 that does not have a flame-retardant adhesive layer, the average peel strength was small, and the adhesiveness was reduced compared to the other example samples. The sample of Comparative Example 2 also does not have a flame-retardant adhesive layer, but the adhesiveness was improved by increasing the content of the second aqueous binder in the second insulation layer. However, as described later, the content of silica aerogel in the second insulation layer was reduced, so the insulation property was reduced.
＜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 thermal insulation properties of each sample were 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 Apparatus and Method]
First, the configuration of the experimental apparatus will be described. FIG. 7 shows a schematic diagram of the experimental apparatus. 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 top 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。
In an environment with an outside air temperature of 24°C, 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 substrate 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 shows a graph of the temperature inside the insulating box, the upper space temperature of the sample of Example 1, and the room temperature over time. For comparison, FIG. 8 also shows the upper space temperature of the substrate when only the substrate is placed. As shown in FIG. 8, it can be seen that the upper space temperature is kept lower when the sample is laminated on the substrate than when the substrate is used alone. In other words, it can be seen that the transfer of heat from inside the insulating box to the outside is suppressed when a heat insulating member is placed. The insulation performance 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 upper space temperature of the sample was calculated for 50 minutes after the temperature inside the insulated box had reached 80°C and stabilized (specifically, from 50 to 100 minutes after the start of the experiment). Next, the average room temperature for the same 50 minutes was calculated, and the change in the upper space temperature of the sample was determined by subtracting the average room temperature from the average upper space temperature of the sample. In the same manner, the change in the upper space temperature of the substrate when only the substrate was placed was also calculated. Then, based on the change in the upper space temperature of the substrate and the change in the upper space temperature of the sample, the heat loss reduction rate was calculated using the following formula (i):
Heat loss reduction rate (%)=(ΔT 0 −ΔT )/ΔT 0 ×100 (i)
[wherein, ΔT 0 is the amount of change in headspace temperature of the substrate, and ΔT is the amount of change in headspace temperature of the sample]
According to the obtained heat loss reduction rate, the insulation was evaluated into three levels: high, medium, and low. That is, when the heat loss reduction rate was 35% or more, the insulation was evaluated as "high" (indicated by a circle in Table 1), when the heat loss reduction rate was 25% or more and less than 35%, the insulation was evaluated as "medium" (indicated by a triangle in the same table), and when the heat loss reduction rate was less than 25%, the insulation 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 the samples of Examples 1 to 5, the heat loss reduction rate was 35% or more, and it was confirmed that the amount of heat that escaped could be significantly reduced. In other words, it was confirmed that the insulating member of the present invention has excellent insulating properties. On the other hand, in the sample of Comparative Example 2, the content of the second aqueous binder in the second insulating layer was increased to improve adhesion, and the content of silica aerogel was reduced accordingly. As a result, when the sample of Comparative Example 2 was used, the insulating properties were reduced compared to when the other samples were used. In this way, the insulating member of the present invention can achieve both high adhesion and high insulating properties.
＜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 retardancy 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 for 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 specimen holder, and a 38 mm burner flame was applied to one end of the sample for 15 seconds to measure the burning rate. The burning rate was measured in a 254 mm burning section between the A and B marks, with the A mark placed 38 mm from the end to which the flame was applied, and the B mark placed 292 mm from the same end. In the automobile safety standard, a product that satisfies any of the following three requirements is judged to be in compliance with the standard, and here, a product that satisfies
1. The sample does not ignite or goes out by itself just before the A mark (non-flammable).
2. Self-extinguishing within a burning distance of 51 mm and within 60 seconds (self-extinguishing).
3. The burning 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, all of the samples of Examples 1 to 5 were confirmed to have flame retardancy that complies with the "FMVSS No. 302" standard. In particular, samples in which the content of flame retardant in the flame-retardant adhesive layer was 80 mass% or more met the "non-flammable" requirement of the standard. In contrast, the samples of Comparative Examples 1 and 2, which did not have a flame-retardant adhesive layer, did not have flame retardancy that complies with 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, etc. Examples of the heat insulating member of the present invention include interior parts such as door trim, ceiling materials, instrument panels, console boxes, and armrests in the automobile field. Examples of the heat insulating member of the present invention include heat insulating containers used for transporting food, medicines, etc. in the logistics field. Examples of the heat insulating member of the present invention include building materials, wall materials, attic materials, and window sashes in the housing field. Examples of the heat insulating member of the present invention include heat insulating members used in motors, sensors, etc. in the industrial equipment field. Examples of the heat insulating member of the present invention include heat insulating members used in personal computers and smartphones in the information and communication equipment field. In addition to the above, the heat insulating member of the present invention is also suitable for shoes such as insoles, and for 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: Thermal insulation member, 11: First thermal insulation layer, 12: Second thermal insulation layer, 13: Flame retardant adhesive layer, 14: Heat reflective layer, 15: Base material, 16: Cover material, 20: Thermal insulation member, 21: Adhesive sheet, 210: Adhesive layer, 211: Release paper, 30: Thermal insulation member, 31: Second thermal insulation layer, 40: Sample (thermal insulation member), 41: First thermal insulation layer, 42: Second thermal insulation layer, 43: Flame retardant adhesive layer, 44: Heat reflective layer, 45: Base material, 8: Experimental device, 80: Thermal insulation box, 81: Lid, 82: Air heater, 83: Heater controller, 84: First thermocouple, 85: Second thermocouple, 800: Upper wall, 801: Opening, 810: Steel plate.
Claims (16)
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から形成される難燃接着層と、
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、から形成され、
該難燃接着層における該難燃剤の含有量は、該難燃接着層全体を１００質量％とした場合の５０質量％以上８５質量％以下であり、
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。 A first insulation layer;
A second insulation layer laminated on the first insulation layer;
A heat reflective layer laminated on the second heat insulating layer;
a flame-retardant adhesive layer interposed between the second heat insulating layer and the heat reflecting layer and formed from an adhesive component and a flame retardant;
Equipped with
The second heat insulating layer is formed from a porous structure having a skeleton formed by bonding a plurality of particles, pores inside, and a hydrophobic portion at least on the surface of the surface and the interior, and a second aqueous binder using water as a solvent;
The content of the flame retardant in the flame-retardant adhesive layer is 50% by mass or more and 85% by mass or less, when the entire flame-retardant adhesive layer is 100% by mass,
The first insulation layer and the second insulation layer are bonded to each other by the second aqueous binder contained in the second insulation layer,
A heat insulating member characterized in that the second heat insulating layer and the heat reflective layer are adhered to each other 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。 A method for producing the heat insulating member according to claim 1,
A heat insulating paint application process for applying a heat insulating paint having the porous structure and the second aqueous binder to the first heat insulating layer to form a coating film;
an adhesive coating step of coating the heat reflective layer with an adhesive coating having the adhesive component and the flame retardant to form a coating film;
a curing step of overlapping the first 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;
A method for producing a heat insulating member, comprising the steps of:
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。 A method for producing the heat insulating member according to claim 1,
A heat insulating paint application process for applying a heat insulating paint having the porous structure and the second aqueous binder to the first heat insulating layer to form a coating film of the heat insulating paint;
An adhesive coating process for applying an adhesive coating having the adhesive component and the flame retardant to the surface of the coating film of the heat insulating coating material to form a coating film of the adhesive coating;
a curing step of superposing the heat reflective layer on the coating of the adhesive paint in the first heat insulating layer, and curing the two coatings of the heat insulating paint and the adhesive paint to form the second heat insulating layer and the flame retardant adhesive layer;
A method for producing a heat insulating member, comprising the steps of:
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