(57)【要約】【課題】真空断熱材の表面の凹凸が基材に転写されず、かつ真空断熱材が位置ずれせず、安定した断熱効果が得られる断熱パネルを提供する。【解決手段】断熱パネル１は、断面略凹状に形成された基材４の凹所５内に、発泡断熱材からなる発泡断熱材層３と、真空断熱材２と、エアロゲル粒子を含有するエアロゲル層６とを有する。真空断熱材２が、エアロゲル層６と発泡断熱材層３との界面に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略凹状に形成された基材の凹所内に、発泡断熱材からなる発泡断熱材層と、真空断熱材と、エアロゲル粒子を含有するエアロゲル層とを有し、
前記真空断熱材が、前記エアロゲル層と前記発泡断熱材層との界面に配置されていることを特徴とする断熱パネル。
【請求項２】
前記真空断熱材は、芯材とこの芯材を真空状態で収容する包装体とを有し、前記包装体はヒレ状のシール部を有すると共に、前記シール部が、前記エアロゲル層と前記発泡断熱材層との界面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の断熱パネル。
【請求項３】
前記エアロゲル層は、複数の前記エアロゲル粒子を接着剤で結合して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の断熱パネル。
【請求項４】
前記接着剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂を含有することを特徴とする請求項３に記載の断熱パネル。
【請求項５】
断面略凹状に形成された基材の凹所内に、エアロゲル粒子を積層し未接着のエアロゲル層を形成する第一工程と、
前記エアロゲル層の表面に真空断熱材を配置する第二工程と、
前記真空断熱材及び前記エアロゲル層の表面に発泡樹脂を積層する第三工程と、
前記発泡樹脂を発泡させ、発泡断熱材からなる発泡断熱材層を形成すると共に、エアロゲル粒子を接着させる第四工程と
を有することを特徴とする断熱パネルの製造方法。
【請求項６】
前記第一工程の前に前記エアロゲル粒子と接着剤とを混合する混合工程を有し、前記エアロゲル層は、前記エアロゲル粒子と前記接着剤とで形成されることを特徴とする請求項５に記載の断熱パネルの製造方法。
【請求項７】
前記第二工程と前記第三工程の間に、前記真空断熱材又は前記基材を振動させる振動工程を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の断熱パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱パネル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、断熱パネルとして、ウレタンフォームやフェノールフォームなどの発泡性の断熱材を用いたものが知られている。発泡断熱材は、発泡により生じた気泡によって断熱性を発揮するものである。しかし、一般的に、発泡断熱材の熱伝導率は、空気の熱伝導率よりも高い。
【０００３】
したがって、空気よりも低い熱伝導率を達成させ、断熱性をより高める方法として、発泡断熱材の空隙内にフロンガスなどの熱伝導率の低いガスを充填させる方法などが知られている。しかし、空隙内にガスを充填した断熱パネルでは、経時的に空隙内からガスが漏れ出し、熱伝導率が上昇して、安定した断熱効果が得られないという問題がある。
【０００４】
そこで、真空を利用した真空断熱材を内部に収容した断熱パネルが提案されている。しかし、真空断熱材は、表面に水分吸着材による凸部や、皺が形成されるため、断熱パネルの基材上に真空断熱材の表面の凹凸模様が転写されてしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、発泡断熱材の内部に真空断熱材を収容し、基材と真空断熱材が接しないようにした断熱パネルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２３７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の断熱パネルでは、真空断熱材が発泡断熱材内に固定されず浮遊したような状態となるため、断熱パネル内で真空断熱材が傾いたり、位置ずれしたりするという問題がある。また、複数の断熱パネルにおいて、真空断熱材の配置位置が一定化しないという問題もある。さらに、断熱パネルの製造過程で、発泡樹脂を発泡させる工程において、発泡樹脂の発泡圧によって真空断熱材が所定の位置から大きくずれるという問題もある。
【０００８】
このように、断熱パネル内で真空断熱材が傾いたり位置ずれした状態で断熱パネルが内装されると、内装の部位によって断熱効果に差異が生じるおそれがある。また、同じ製造ラインで連続的に製造された断熱パネルであっても、真空断熱材の配置位置がずれるおそれがあり、断熱パネル間で断熱効果に差異が生じるおそれがある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、真空断熱材の表面の凹凸が基材に転写されず、かつ真空断熱材が位置ずれせず、安定した断熱効果が得られる断熱パネル及びこの断熱パネルの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る断熱パネルは、断面略凹状に形成された基材の凹所内に、発泡断熱材からなる発泡断熱材層と、真空断熱材と、エアロゲル粒子を含有するエアロゲル層とを有し、
前記真空断熱材が、前記エアロゲル層と前記発泡断熱材層との界面に配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
前記断熱パネルにおいて、前記真空断熱材は、芯材とこの芯材を真空状態で収容する包装体とを有し、前記包装体はヒレ状のシール部を有すると共に、前記シール部が、前記エアロゲル層と前記発泡断熱材層との界面に配置されていることが好ましい。
【００１２】
前記断熱パネルにおいて、前記エアロゲル層は、複数の前記エアロゲル粒子を接着剤で結合して形成されていることが好ましい。
【００１３】
前記断熱パネルにおいて、前記接着剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂を含有することが好ましい。
【００１４】
本発明に係る断熱パネルの製造方法は、断面略凹状に形成された基材の凹所内に、エアロゲル粒子を積層し未接着のエアロゲル層を形成する第一工程と、
前記エアロゲル層の表面に真空断熱材を配置する第二工程と、
前記真空断熱材及び前記エアロゲル層の表面に発泡樹脂を積層する第三工程と、
前記発泡樹脂を発泡させ、発泡断熱材からなる発泡断熱材層を形成すると共に、エアロゲル粒子を接着させる第四工程と
を有することを特徴とするものである。
【００１５】
前記断熱パネルの製造方法において、前記第一工程の前に前記エアロゲル粒子と接着剤とを混合する混合工程を有し、前記エアロゲル層は、前記エアロゲル粒子と前記接着剤とで形成されることが好ましい。
【００１６】
前記断熱パネルの製造方法において、前記第二工程と前記第三工程の間に、前記真空断熱材又は前記基材を振動させる振動工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、真空断熱材の表面の凹凸が基材に転写されず、かつ真空断熱材が位置ずれせず、安定した断熱効果が得られる断熱パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の断熱パネルの一例を示した断面図である。
【図２】本発明の断熱パネルの他の一例を示した断面図である。
【図３】本発明の断熱パネルの製造方法の一例を示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
本実施形態に係る断熱パネル１は、壁パネル、床パネル、天井パネルなどに用いられる建材用の断熱パネルとして使用される。このような断熱パネルは、壁下地、床下地、天井下地などに、断熱パネル１を固着させて施工される。
【００２１】
図１に、本発明の実施形態に係る断熱パネル１を示す。図１のように、断熱パネル１は、断面略凹状に形成された基材４の凹所５内に、発泡断熱材からなる発泡断熱材層３と、真空断熱材２と、エアロゲル粒子を含有するエアロゲル層６とを有する。真空断熱材２は、エアロゲル層６と発泡断熱材層３との界面に配置されている。断熱パネル１の製造工程で、基材４の凹所５内に、エアロゲル層６、真空断熱材２、発泡断熱材層３が、この順で積層されることが好ましい。凹所５内に、この順で積層されることにより、エアロゲル粒子は粉状であるので、真空断熱材２の位置決めがしやすく、また一旦配置すると動きにくいので、真空断熱材２の配置位置がずれることなく、所定の安定した断熱効果を得ることができる。つまり、真空断熱材２がエアロゲル層６に重ねられることによって、エアロゲル層６上で保持され、断熱パネル１内で位置ずれしにくくなる。また、複数の断熱パネル１において、断熱効果を均一にすることができる。
【００２２】
断熱パネル１の枠材である基材４は、例えば、金属板等の板材や、金属板の表裏を樹脂層で被膜した板材等を用いることができ、これらの板材を折曲形成して作ることができる。金属板としては、鋼板を用いることができるが、他の金属板を用いてもよい。鋼板としては、亜鉛めっき鋼板、塗装鋼板、錫めっき鋼板等が挙げられる。基材４の厚みは０．１〜１．０ｍｍ程度にすることができる。
【００２３】
基材４は、略平板状の底部４ａと、側部４ｂとを有する。底部４ａの形状は、略矩形状であってよい。側部４ｂは、底部４ａの幅方向の両端より断熱パネル１の厚み方向に立ち上がり形成される。基材４は、底部４ａと側部４ｂとからなる凹所５を有し、断面略凹状である。基材４は、縁片部４ｃを有していてもよい。２つの縁片部４ｃは、側部４ｂの、底部４ａと反対側の端部より向き合うように突出形成されている。縁片部４ｃは、底部４ａと略平行である。基材４の凹所５の開口部を塞ぐために、蓋材７を用いてもよい。蓋材７は、成形された断熱パネル１の裏面材となる。裏面材とは、断熱パネル１が、壁下地、床下地、天井下地などに固着される際に、下地に固着される板材を意味する。また、基材４の底部４ａが、断熱パネル１の表面材となる。蓋材７としては、基材４と同様の板材や、炭酸カルシウム紙、アルミニウム箔等で形成することができる。蓋材７は、基材４の底部４ａと同様の形状であってよい。なお、基材４が縁片部４ｃを有していると、より蓋材７を設置しやすくなる。
【００２４】
断熱パネル１の幅、長さ、厚みは、適宜設定されるが、例えば、断熱パネル１を内装建材として用いる場合、幅は３００〜９００ｍｍ程度、長さ９００〜２７００ｍｍ程度、厚みは５〜３０ｍｍ程度にすることができる。なお、特に断らない限り、断熱パネル１の幅は、向かい合う側部４ｂの間の長さである。また、断熱パネル１の長さは、底部４ａの、側部４ｂを有さない端部同士の長さである。
【００２５】
真空断熱材２は、芯材８とこの芯材８を真空状態で収容する包装体９とを有する。真空断熱材２は、芯材８を包装体９で外装して真空吸引することにより形成することができる。真空断熱材２は、略矩形平板状であってよい。真空断熱材２の厚みは、４〜２０ｍｍ程度にすることができる。真空断熱材２は、断熱パネル１の長さ方向の略中央に配置されることが好ましく、その長さ寸法は断熱パネル１の長さ寸法よりも短いことが好ましい。また、真空断熱材２は、断熱パネル１の幅方向の略中央に配置されることが好ましく、その幅寸法は断熱パネル１の幅寸法よりも短いことが好ましい。なお、真空断熱材２の幅方向及び長さ方向は、断熱パネルの幅方向及び長さ方向と、それぞれ同じ方向である。
【００２６】
芯材８は、熱伝導率が比較的低い材料であることが好ましく、連続気泡のウレタンフォーム、スチレンフォーム、フェノールフォーム等の発泡体からなるものを用いることができる。また、芯材８として、各種フォームを粉砕したものや、シリカ、アルミナ、パーライト等の粉砕体からなるものを用いてもよく、ガラスファイバー、ガラスウール、ロックウール、セルロースファイバー等の繊維体からなるものを用いてもよい。さらに、上記の各種発泡体、粉粒体、繊維体を混合して芯材８として用いてもよい。
【００２７】
包装体９は、ガスバリア性を有していることが好ましく、例えば、ガスバリア性の金属フィルム等が挙げられる。また、包装体９は、積層フィルム（シート）であってもよく、例えば、樹脂フィルム等の保護層、金属フィルムや金属蒸着層等のガスバリア層、熱融着性を有した樹脂フィルム等の熱融着層等を積層した積層フィルムが挙げられる。
【００２８】
包装体９は、芯材８を内部に収容し、周縁部を熱融着等により融着されたシール部１０を有する。シール部１０は、ヒレ状であってもよく、その他の形状であってもよい。シール部１０は、真空断熱材２の側部に設けることができる。シール部１０は、１枚の包装体９を二つ折りにして芯材８を挟み込み、平面視で真空断熱材２の三辺に形成されていてもよい。シール部１０は、２枚の包装体９で芯材８を挟んで、平面視で真空断熱材２の四辺に形成されていてもよい。シール部１０がヒレ状である場合、シール部１０は、包装体９に接するように折りたたまれていてもよく、包装体９に接することなく伸ばされた状態であってもよい。
【００２９】
発泡断熱材層３は、発泡樹脂１３を発泡させてなる発泡断熱材からなり、真空断熱材２及びエアロゲル層６の表面に積層されている。発泡断熱材としては、ウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂に、発泡剤や、必要に応じて硬化剤や難燃剤などを含有させた発泡樹脂１３を発泡させてなるものを用いることができる。発泡樹脂１３としては、発泡ゴム系材料、炭酸カルシウム等を原料とする無機質系発泡材料を用いてもよい。発泡樹脂１３が硬質発泡ウレタンの場合、難燃性にすぐれた硬質イソシアヌレートフォームを用いることができる。発泡剤としては、一般的な化学発泡剤を使用することができ、具体的には、アゾジカルボンアミド、もしくはアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系発泡剤、ベンゼンスルホニルヒドラジド、もしくはｐ−トルエンスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド系、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ系、重炭酸ナトリウム、もしくは重炭酸アンモニウム等が挙げられる。
【００３０】
エアロゲル層６は、エアロゲル粒子を含有する層である。エアロゲル（ａｅｒｏｇｅｌ）は、ゲル中に含まれる溶媒を乾燥により気体に置換した多孔性の物質（多孔質体）である。粒子状のエアロゲルをエアロゲル粒子という。エアロゲルとしては、シリカエアロゲル、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲルなどが知られているが、このうちシリカエアロゲルを好ましく用いることができる。シリカエアロゲルは、断熱性に優れ、製造が容易であり、コストも安く、他のエアロゲルよりも容易に得ることができる。なお、ゲル中の溶媒が蒸発などにより失われ、空隙を持つ網目構造となったものをキセロゲル（ｘｅｒｏｇｅｌ）ということもあるが、本明細書におけるエアロゲルは、キセロゲルを含むものであってよい。
【００３１】
エアロゲル粒子としては、特に限定されるものではなく、一般的な製造方法によって得られたものを用いることができる。例えば、超臨界乾燥法によって得られるエアロゲル粒子や、水ガラスを利用して得られるエアロゲル粒子等が挙げられる。
【００３２】
超臨界乾燥法によって得られるエアロゲル粒子の原料となるアルコキシシランとしては、特に限定されるものではないが、２官能、３官能又は４官能のアルコキシシランを単独で又は複数種を混合して用いることができる。２官能アルコキシシランとしては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン等が挙げられる。３官能アルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等が挙げられる。４官能アルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。また、アルコキシシランとして、ビストリメチルシリルメタン、ビストリメチルシリルエタン、ビストリメチルシリルヘキサン、ビニルトリメトキシシランなどを用いることもできる。また、アルコキシシランの部分加水分解物を原料に用いてもよい。
【００３３】
水ガラスを利用して得られるエアロゲル粒子は、例えば、シリカゾルの作製、シリカゾルのゲル化、熟成、ゲルの粉砕、溶媒置換、疎水化処理、乾燥という工程を順番に行う常圧乾燥法により製造することができる。水ガラスは、一般的にケイ酸ナトリウムなどのケイ酸金属塩の高濃度の水溶液である。例えば、ケイ酸金属塩を水に溶かして加熱することで得られる。
【００３４】
シリカゾル作製の原料としては、ケイ酸アルコキシド、ケイ酸アルカリ金属塩等を使用することができる。ケイ酸アルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。また、ケイ酸アルコキシドとして、上記超臨界乾燥法で説明した各種のアルコキシシランを用いてもよい。また、ケイ酸アルカリ金属塩としては、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム等が挙げられる。このうち、安価な点でケイ酸アルカリ金属塩を好適に用いることができ、更には入手が容易であるケイ酸ナトリウムをより好適に用いることができる。
【００３５】
臨界乾燥法によって得たエアロゲル粒子と、水ガラスを利用して得たエアロゲル粒子とは、基本的に同じ構造を有するものである。すなわち、シリカ微粒子が連結し、三次元の網目状となった粒子構造となる。
【００３６】
エアロゲル粒子の形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状であってよい。エアロゲル粒子を粒子化するために粉砕等を行っている場合、通常、エアロゲル粒子の形状は不定形の形状となる。いわば表面がごつごつした岩状の粒子となる。もちろん、球状やラグビーボール状などの粒子でもよい。また、パネル状、フレーク状、繊維状であってもよい。また、エアロゲル粒子は、成形に用いる原料としては、粒子の大きさが種々のものが混合したものであってよい。成形物においては、エアロゲル微粒子が接着して一体化されるため、粒子の大きさが揃っていなくてもよい。
【００３７】
エアロゲル層６は、複数のエアロゲル粒子を接着剤で結合して形成されていることが好ましい。エアロゲル粒子が接着剤で結合されていることにより、エアロゲル層６の強度をより高くすることができる。また、断熱パネル１に、切断や穴あけ等の加工をした場合でも、エアロゲル粒子の粉が発生するのを抑制することができる。エアロゲル層６は、接着剤中に複数のエアロゲル粒子を有している状態であってよい。この場合、接着剤中にエアロゲル粒子が高密度で含有されていることが好ましく、これにより、断熱性を高めることができる。また、エアロゲル層６内で、接着剤は、点状や、層状であることが好ましい。すなわち、隣接するエアロゲル粒子は点状の接着剤を介して結合されていてもよく、エアロゲル粒子が層状に接着剤でコーティングされ、隣接するエアロゲル粒子が結合されていてもよい。また、点状接着剤と層状接着剤が混在していてもよい。
【００３８】
なお、エアロゲル粒子の表面は、接着剤で覆われないことが好ましい。エアロゲル粒子の表面が接着剤で覆われていないと、エアロゲル粒子の細孔が塞がれるおそれがなく、断熱性が低下するおそれがない。また、エアロゲル粒子の表面が接着剤で覆われていないことで、熱伝導のパスができにくくなる。したがって、接着剤は点状であることがより好ましい。接着剤が点状であれば、エアロゲル層６の強度を高く保ちながら、高い断熱性も得ることができる。複数個の点状の接着剤は、互いに接触しないように、間隔を置いて配置されていることが好ましい。このとき、隣り合う点状の接着剤は、間隔を介して隣り合っていることになる。つまり、接着剤は、連結して複数のエアロゲル粒子の間を線状に配置するようなことがなく、接着剤が分断されて点状になっていればよい。点状の接着剤は、例えば、ドット状に配置されていてもよい。点状の接着剤は、例えば、島状に配置されていてもよい。接着剤が接触しないことにより、熱伝導のパスが生じにくくなるため、断熱性を高めることができる。また、接着剤が層状である場合は、エアロゲル粒子が接着剤で完全にはコーティングされていないことが好ましい。
【００３９】
接着剤としては、熱伝導を少なくするという観点から、熱伝導率がより小さいものを用いるのが好ましい。また、接着剤は補強効果を高くするという観点から、接着強度がより大きいものを用いるのが好ましい。接着剤としては熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂のいずれかを含有するものを用いることができる。接着剤は、熱硬化性樹脂のみからなるものであってもよい。あるいは、接着剤は、熱可塑性樹脂のみからなるものであってもよい。もちろん、接着剤には、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とのいずれかの他に、適宜の添加物が含まれていてもよい。
【００４０】
接着剤に含まれる熱硬化性樹脂としては、溶融状態でエアロゲル粒子の表面に対して弾く性質を有するものであることが好ましい。断熱パネル１の製造工程において、接着剤の熱硬化性樹脂は加熱によって溶融した後、硬化してエアロゲル粒子を接着するものである。したがって、接着剤の熱硬化性樹脂は溶融時にエアロゲル粒子の表面で弾かれて広がりにくい方が点状の接着剤を形成しやすくなる。そこで、接着剤の熱硬化性樹脂は溶融状態で親水性を有するものであることが好ましい。具体的には、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂などから選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂が接着剤に含有されていることが好ましい。また、例えば、フェノール樹脂の場合、ゴム変性、カシュー変性、エポキシ変性したものを使用してもよい。これらの樹脂を接着剤として用いることにより、断熱性を低下させること無く強度を向上させることができる。
【００４１】
一方、熱可塑性樹脂を含む接着剤としては、ホットメルト接着剤を用いることができる。断熱パネル１の製造工程において、接着剤の熱可塑性樹脂は加熱により軟化させるだけであり、溶融状態にはしなくてよい。すると、接着剤の熱可塑性樹脂はエアロゲル粒子の表面で広がりにくくなり、点状の接着剤を形成しやすくなる。そのため、接着剤には通常のホットメルト接着剤用の熱可塑性樹脂を用いることができる。具体的には、エチレン−アクリレート共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂などから選ばれる１種以上の熱可塑性樹脂を接着剤として用いることが好ましい。このなかでも、エチレン−酢酸ビニル共重合体がより好ましい。エチレン−酢酸ビニル共重合体は、融点が８０℃程度であり、多くの発泡断熱材の発泡成形の温度と同程度であるため、エアロゲル層６を硬化させる工程と発泡断熱材を発泡させる工程の温度設定が行いやすいため好ましい。
【００４２】
エアロゲル粒子の大きさは、例えば、粒子の最長の長さが５０ｎｍ以上１０ｍｍ以下の範囲であってよい。ただし、強度、取扱い性や成形容易性の観点からは、大きすぎる粒子や小さすぎる粒子が少ない方が好ましい。よって、エアロゲル粒子の最長の長さが１００μｍ以上２ｍｍ未満の範囲の粒子が多く存在する方がより好ましい。特に、エアロゲル層６に、接着剤が含有されている場合には、特に小さすぎる粒子が多くなり、エアロゲル粒子の平均粒径が５００μｍを下回ると、一般的に市販されている粉末接着剤（平均粒径３０μｍ）で固めることが困難になるおそれがある。固めるためには、粉末接着剤の添加量を増やせばよいが、接着剤の量が増えると、成形体（断熱材Ｂ）の断熱性能が大幅に低下してしまう。したがって、エアロゲル粒子の最長の長さが１００μｍ以上２ｍｍ未満の範囲の粒子が多く存在する方が好ましい。
【００４３】
エアロゲル層６においては、エアロゲル粒子１００質量部に対して、接着剤が５〜３０質量部含有されていることが好ましい。エアロゲル粒子と接着剤の含有割合は、接着剤の種類や断熱パネル１の断熱性能と強度などを勘案して適宜設定されるものであるが、接着性及び断熱性の観点から、より好適な比率が設定され得る。そこで、例えば、１００質量部のエアロゲル粒子に対して、５〜３０質量部、好ましくは１０〜２５質量部の接着剤を混合することができる。接着剤が少なくなるほどエアロゲル層６の熱伝導率が低くなるが強度が低下する傾向にあり、接着剤が多くなるほどエアロゲル層６の強度が高くなるが熱伝導率が増加する傾向にある。そのため、接着剤の混合量は１００質量部のエアロゲル粒子に対して、１０〜２０質量部であることがより好ましい。
【００４４】
エアロゲル層６の厚みは、特に限定されないが、２〜１０ｍｍ程度とすることが好ましい。エアロゲル層６の厚みがこの範囲であれば、より安定して真空断熱材２を固定することができる。
【００４５】
図２は、本発明に係る断熱パネルのその他の実施形態を示している。図２の実施形態は、図１の実施形態とはシール部１０の配置位置が異なっている。図１の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。図２の形態では、包装体９はヒレ状のシール部１０を有している。シール部１０は、エアロゲル層６と発泡断熱材層３との界面に配置されている。シール部１０には芯材８が充填されていないので断熱性が低く、このシール部１０が熱橋となって断熱パネル１の断熱性能が低下するおそれがある。そこで、包装体９のヒレ状のシール部１０を伸ばした状態にすることにより、断熱パネル１の厚み方向にシール部１０が薄くなるため、熱橋がより低減され、断熱パネル１の断熱性をより向上させることができる。また、ヒレ状のシール部１０を伸ばした状態で、シール部１０をエアロゲル層６と発泡断熱材層３との界面に配置した場合、シール部１０がエアロゲル層６と接することとなり、シール部１０とエアロゲル層６との間に隙間がないため好ましい。シール部１０とエアロゲル層６との間に隙間が生じると、この隙間にまで発泡断熱材が充填されない可能性が生じる。真空断熱材２は、シール部１０の付け根までエアロゲル層６に埋められていることが好ましい。
【００４６】
本発明に係る断熱パネル１の製造方法は、図３に示すように、長尺状の基材４をコンベア等の搬出装置１８で、所定速度で搬送させながら、複数の工程を連続的に実施することで断熱パネル１を成形するものである。本発明に係る断熱パネル１の製造方法は、下記の第一工程〜第四工程を有する。第一工程では、断面略凹状に形成された基材４の凹所５内に、エアロゲル粒子を積層し未接着のエアロゲル層６を形成する。第二工程では、エアロゲル層６の表面に真空断熱材２を配置する。第三工程では、真空断熱材２及びエアロゲル層６の表面に発泡樹脂１３を積層する。第四工程では、発泡樹脂１３を発泡させ、発泡断熱材からなる発泡断熱材層３を形成すると共に、エアロゲル粒子を接着させる。
【００４７】
図３のように、断熱パネル１の製造工程では、第一注入機１１、真空断熱材配置装置（不図示）、第二注入機１２、蓋材繰出機１５、押圧装置１９、切断機１７が、搬出装置１８の搬出方向に順次設置されている。また、押圧装置１９の途中に、加熱炉１４が設置されている。図３における搬出方向は、断熱パネル１の長さ方向であり、図３は側部４ｂ側から断熱パネル１を見た断面図である。つまり、基材４は、図１の紙面と垂直な方向に搬出される。
【００４８】
第一工程は、断面略凹状に形成された基材４の凹所５内に、エアロゲル粒子を積層し、未接着のエアロゲル層６を形成する工程である。搬送されている基材４の凹所５内に、エアロゲル粒子を含有するエアロゲル粒子組成物１６を第一注入機１１より注入する。エアロゲル粒子組成物１６はエアロゲル粒子のみから構成されていてもよく、接着剤を含有していてもよい。第一工程で、エアロゲル粒子組成物１６は、基材４の底部４ａに隙間なく充填されることが好ましい。
【００４９】
エアロゲル粒子組成物１６が接着剤を含有する場合は、第一工程の前に、エアロゲル粒子と接着剤とを混合する混合工程を有し、未接着のエアロゲル層６がエアロゲル粒子と接着剤とで形成されることが好ましい。エアロゲル粒子と接着剤とを混合する方法としては、例えば、エアロゲル粒子と粉末状の接着剤とを粉体混合機に入れ、撹拌する方法が挙げられる。これにより、エアロゲル粒子と接着剤とが粉体混合され、接着剤が付着したエアロゲル粒子を得ることができる。なお、生産レベルにおいては、ミルやミキサーなどの適宜の粉体混合機を使用して粉体混合を行うことができる。ただし、強力な撹拌力が働くと粒子が壊れるおそれがあるので、粒子が壊れない程度の撹拌力で混合することが好ましい。
【００５０】
第二工程では、エアロゲル粒子が接着されていない未接着のエアロゲル層６の表面に真空断熱材２を配置する。エアロゲル層６の表面に真空断熱材２を配置し、さらに真空断熱材２をエアロゲル層６に押し込んでもよい。真空断熱材２をエアロゲル層６に押し込むことで、真空断熱材２をより安定してエアロゲル層６に保持することができる。真空断熱材２は、所定の間隔を空けて順次配置される。真空断熱材２のヒレ状のシール部１０は、折り込まれていてもよいが、伸ばした状態であることがより好ましい。シール部１０が伸ばされていることにより、断熱パネル１の厚み方向にシール部１０が薄くなるため、断熱パネル１内の熱橋がより低減され、断熱性能をより向上することができる。真空断熱材２のシール部１０が伸ばされた状態である場合、シール部１０はエアロゲル層６に略平行に、エアロゲル層６の表面に配置されることが好ましい。この場合、シール部１０がエアロゲル層６に接するように、真空断熱材２をエアロゲル層６に押し込んでもよい。これにより、シール部１０とエアロゲル層６との間の隙間をなくすことができ、また真空断熱材２をより安定してエアロゲル層６に保持することができる。
【００５１】
第三工程では、真空断熱材２及びエアロゲル層６の表面に発泡樹脂１３を積層する。搬送する基材４の凹所５内の真空断熱材２及び未接着のエアロゲル層６の表面に、第二注入機１２より発泡樹脂１３を注入する。エアロゲル層６の複数のエアロゲル粒子の間にも発泡樹脂が入り込んでいてよい。そして、第三工程の後、長尺状の蓋材７を蓋材繰出機１５より繰り出して、基材４の凹所５の開口を塞ぐ。
【００５２】
第二工程と第三工程の間に、真空断熱材２又は基材４を振動させる振動工程を有してもよい。振動工程では、真空断熱材２を振動させながら、真空断熱材２をエアロゲル層６に配置してもよい。真空断熱材２を振動させる方法としては、振動プレスで上から真空断熱材２を押さえる方法等が挙げられる。または、真空断熱材２をエアロゲル層６に配置した後、基材４を振動させてもよい。基材４を振動させる方法としては、振動装置付きコンベア等が挙げられる。振動工程により、粉状のエアロゲル粒子を密度高く充填することができる。また、エアロゲル層６の表面を平坦にすることができる。さらに、真空断熱材２が未接着のエアロゲル層６と密着し、真空断熱材２の配置をより安定化することができる。さらに、真空断熱材２の一部をエアロゲル層６に沈ませることもでき、真空断熱材２の配置をさらに安定化することができる。真空断熱材２の一部をエアロゲル層６に沈ませる場合、真空断熱材２は基材４の底部４ａに接しないことが好ましい。また、真空断熱材２のシール部１０を伸ばした状態である場合、この振動工程により、シール部１０をエアロゲル層６と発泡断熱材層３の界面に、より容易に配置することができる。なお、振動工程において、エアロゲル層６に真空断熱材２が沈む深さは、エアロゲル層６の厚みの範囲以内であることが好ましい。この範囲であれば、真空断熱材２が基材４の底部４ａと接することを防ぐことができる。
【００５３】
第一工程と第二工程の間に、基材４を振動させる振動工程を有してもよい。この場合、エアロゲル層６の表面に真空断熱材２を配置する前に、粉状のエアロゲル粒子を密度高く充填することができ、エアロゲル層６の表面を平坦にすることができる。
【００５４】
第四工程では、発泡樹脂１３を発泡させ、発泡断熱材からなる発泡断熱材層３を成形すると共に、エアロゲル粒子を接着させる。第四工程は、所定の温度の加熱炉１４内で行うことができる。加熱炉１４の温度は、発泡樹脂１３が発泡する温度に適宜設定することができる。加熱炉１４の中で、発泡断熱材層３の発泡樹脂１３が発泡する。このとき、複数のエアロゲル粒子の間に発泡樹脂１３が入り込んでいる場合、入り込んだ発泡樹脂１３の発泡により、粉状のエアロゲル粒子同士が接着され、板状のエアロゲル層６が形成されてもよい。
【００５５】
エアロゲル層６が接着剤を含有する場合は、加熱炉１４の温度は、発泡樹脂１３が発泡する温度及びエアロゲル層６の接着剤が溶融する温度以上に適宜設定することができる。加熱炉１４の中で接着剤が溶融し、加熱炉１４を出ると接着剤が硬化する。これにより、粉状のエアロゲル粒子同士が接着され、板状のエアロゲル層６が形成される。さらに、エアロゲル層６が基材４及び真空断熱材２と接着されると共に、加熱前と後でエアロゲル層６の体積変化がほとんどないため、断熱パネル１内で真空断熱材２が傾いたり位置ずれしたりすることなく、位置が安定する。なお、加熱して硬化させる態様に限られず、常温硬化する態様であってもよい。
【００５６】
第四工程では、押圧装置１９により、基材４と蓋材７との距離を一定にしておくことが好ましい。基材４と蓋材７との距離を一定にすることで、発泡断熱材層３の厚みを制御することができ、断熱パネル１の厚みを一定にすることができる。押圧装置１９は、図３のように、長尺状の断熱パネル１を、基材４側及び蓋材７側から押圧する押圧コンベアであってよいが、この態様に限らない。第四工程の後、切断機１７により、得られた長尺状の断熱パネル１を、真空断熱材２、２間で切断し、個々の断熱パネル１、１を得ることができる。このとき、エアロゲル粒子が接着剤で結合されていると、粉塵の発生を抑制することができる。
【００５７】
このように、真空断熱材２がエアロゲル層６により所定位置に保持された状態で、発泡樹脂を発泡させることで、真空断熱材２が、傾いたり位置ずれしたりすることなく、所定位置に固定された断熱パネル１を得ることができる。そして、真空断熱材２を、基材４の側部４ｂ、４ｂ、凹所５の底部４ａ及び開口部のそれぞれから、所定の間隔を隔てた位置に保持することができる。つまり、製造工程においても、製造後においても、真空断熱材２が基材４や蓋材７に直接接することがない断熱パネル１を製造することができる。したがって、真空断熱材２の表面に凹凸がある場合、製造工程においても、製造後においても、その凹凸が基材４や蓋材７に転写されることはない。よって、板厚が薄く凹凸が発生しやすい板材も、基材４や蓋材７として用いることができる。さらに、真空断熱材２が傾くことなく所定位置に固定されていることにより、安定した断熱効果を有する断熱パネル１を得ることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  断熱パネル
２  真空断熱材
３  発泡断熱材層
４  基材
５  凹所
６  エアロゲル層
８  芯材
９  包装体
１０  シール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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