(57)【要約】【課題】高い断熱性能を備えた発泡体により構成される断熱材を提供すること。【解決手段】断熱材３６０を構成する発泡体は、セルロース、でんぷん及びポリビニルアルコールの混合物を５０ｗｔ％以上、好ましくは５０ｗｔ％以上、７０ｗｔ％以下含有するものであり、例えば、セルロースを３０ｗｔ％、でんぷん及びポリビニルアルコール２Ｃを２５ｗｔ％、酸化防止剤を０．７ｗｔ％、防カビ剤を０．２ｗｔ％、顔料を０．２ｗｔ％、ポリオレフィン系樹脂２を４３．９ｗｔ％含有する。酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤であり、その融点は、例えば１１０℃であり、ポリオレフィン系樹脂の融点よりも低いものとなっている【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂を含む発泡材料を発泡用流体により発泡させた発泡体により構成される断熱材であって、
前記発泡材料は、でんぷん又はポリビニルアルコールの少なくとも何れか一方と、前記ポリオレフィン系樹脂と、セルロースとを含み、
前記発泡材料における前記でんぷん又はポリビニルアルコールの少なくとも何れか一方と、セルロースとから構成される混合物の含有量が５０ｗｔ％以上であることを特徴とする断熱材。
【請求項２】
請求項１に記載の断熱材において、
前記発泡材料には、酸化防止剤が含有されており、
前記酸化防止剤は、その融点がポリオレフィン系樹脂の融点よりも低い酸化防止剤であることを特徴とする断熱材。
【請求項３】
請求項２に記載の断熱材において、
前記酸化防止剤の含有量は、前記発泡材料の１．５ｗｔ％以下であることを特徴とする断熱材。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の断熱材において、
前記セルロースは、古紙を粉砕し、粉状又は粒状にしたものであることを特徴とする断熱材。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の断熱材において、
前記発泡用流体は水であることを特徴とする断熱材。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の断熱材において、
前記発泡体の発泡倍率が２０倍以上、１００倍以下であることを特徴とする断熱材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱材に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、建物の壁体には、室内外の断熱を確保するために、断熱構造が適用されている。この断熱構造としては、外壁面材と、内壁面材との間に空間を設け、この空間内に断熱材を挿入したものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
この断熱材としては、難燃性、軽量性の点からグラスウールが主に使用されている。しかしながら、グラスウールは、例えば、湿気を吸収すると、この吸収した湿気を外部へ放出せずに、内部に保持する性質を有する。そのため、高湿度の室内側から湿気がグラスウール側へ侵入すると、この湿気を吸収して壁体の内部で結露を起こすこととなる。
そこで、グラスウールにかえて、ポリプロピレン等の樹脂成分を含む発泡材料を発泡させた発泡体を断熱材として使用することが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２００３２号公報（図１、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような樹脂成分を含む発泡体では、発泡体中のセルが均一に分散しない場合や、微細なセルを形成できない場合があり、十分な断熱性能を確保することができないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、高い断熱性能を備えた発泡体により構成される断熱材を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の断熱材は、ポリオレフィン系樹脂２を含む発泡材料１を発泡用流体４１により発泡させた発泡体１００Ａにより構成される断熱材３６０であって、前記発泡材料は、でんぷん又はポリビニルアルコール２Ｃの少なくともいずれか一方と、前記ポリオレフィン系樹脂、セルロースとを含み、前記発泡材料における前記でんぷん又はポリビニルアルコールの少なくともいずれか一方と、セルロースとから構成される混合物の含有量が５０ｗｔ％以上であることを特徴とする。
【０００７】
ここで、ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等があげられる。
また、発泡用流体としては、例えば、水や油等があげられる。
さらに、でんぷんとしては、コーンスターチや、甘藷でんぷん、馬鈴薯でんぷん、タピオカでんぷん、コメでんぷん、小麦粉でんぷん等の各種でんぷんを採用できる。
また、断熱材を構成する発泡体としては、例えば、押出成形機により以下の手順で製造されたものを採用できる。すなわち、まず、押出成形機のシリンダ内に発泡材料と発泡用流体とを供給する。次に、このシリンダを加熱しながら、シリンダ内のスクリュで両原料を加圧しつつ混練し、この混練物をダイ側へ搬送する。このダイ側に搬送された混練物は、ダイから押出される際に急激に減圧されるため、凝縮していた流体が爆発的に蒸発することにより、樹脂成分内にはセルが形成される。このようにして発泡体を製造し、その後、適宜裁断して、板状等の所定形状の断熱材を形成する。
【０００８】
本発明によれば、断熱材を構成する発泡体は、セルロースを含有することにより、従来の樹脂発泡体に比べて、熱伝導率を小さくすることができ、断熱性能を向上できる。具体的には、セルロースは、繊維同士が水素結合によって強固に、かつ空間を持って絡み合い束になったものである。前述した押出成形での混練において、発泡用流体を添加するため、この空間に発泡用流体が入りこんだ混練物が高温・高圧下で押出成形されると、セルロース繊維間の水素結合が発泡用流体の存在下で切断され繊維同士がバラバラになるとともに、発泡により繊維が膨らんでセルが形成される。発泡用流体が発泡することで、繊維間の空間にあった発泡用流体が蒸発し空間が形成される。発泡用流体がなくなるため、水素結合は再度形成され空気を含んだ空間ができる。セルロースの表面は水素結合が取れることで、疎水性が優勢になり、発泡材料中のポリオレフィン系樹脂とのなじみがよくなる。発泡時に、例えば約１６０〜２００℃の高温下にさらされることにより、ポリオレフィン系樹脂は溶融し、セルロースの繊維の束を覆うようになる。水素結合が外れて繊維がバラバラになる、再度水素結合が形成され空気を含んだ微細な空間（セル）ができる、ポリオレフィン系樹脂がセルロース繊維を覆う、これらの３つの反応が競合的に起こり、成形物が形成されると、繊維同士の隙間に空気が閉じ込められ、熱伝導率が小さくなり、断熱性が向上することになる。
【０００９】
また、発泡材料はでんぷん又はポリビニルアルコールの少なくとも何れか一方を含有しているため、発泡流体を発泡材料中で均一に分散させることができる。従って、断熱材を構成する発泡体は、セルが均一に分散したものとなり、高い断熱性を有するものとなる。
【００１０】
また、本発明では、発泡材料は、でんぷん又はポリビニルアルコールの少なくとも何れか一方と、セルロースとから構成される混合物を５０ｗｔ％以上含有するとしている。例えば、混合物がでんぷん及びセルロースのみを含有するものである場合には、発泡材料中の樹脂成分は５０ｗｔ％未満となるので、容器リサイクル法等のリサイクル対象成分には該当せずに、一般ごみとして処分できる。従って、リサイクルのための特別な措置を講じる必要がないので、コストを抑えて簡単に処分できる。
また、混合物が、ポリビニルアルコールを含有する場合であっても、発泡材料中の樹脂成分（ポリビニルアルコール及びポリオレフィン系樹脂）の含有量が５０ｗｔ％未満であれば、一般ごみとして処分できる。この場合においても、コストを抑えて簡単に処分できる。
【００１１】
さらに、発泡材料中の樹脂をポリオレフィン系樹脂としたので、断熱材を焼却処理した場合でも、有毒ガス等が発生せず、環境を考慮した断熱材とすることができる。
【００１２】
この際、本発明では、前記発泡材料には、酸化防止剤が含有されており、前記酸化防止剤は、その融点がポリオレフィン系樹脂の融点よりも低い酸化防止剤であることが好ましい。
【００１３】
発泡体の形成において、ポリオレフィン系樹脂を発泡させる際に、セルロースを覆うポリオレフィン系樹脂には、発泡時の急激な圧力変化でマイクロクラックが形成されている可能性がある。マイクロクラック部分は、ポリオレフィン系樹脂が切断されるため、酸素ラジカル等による酸化、還元反応を受けやすくポリオレフィン系樹脂が崩壊しやすい。このため、酸化防止材を添加しない場合には、時間経過とともに、このマイクロクラックが拡がり、発泡体自身の崩壊を招くおそれがある。これに対し、本発明では、酸化防止剤を添加しているため、マイクロクラックの成長を抑制できる。
また、酸化防止剤の融点は、ポリオレフィン系樹脂の融点温度よりも低いため、発泡材料を成形する際に、酸化防止剤は溶融することとなる。これにより、酸化防止剤を発泡材料中に均一に分散させることができ、酸化防止剤が均一に分散された発泡体を得ることができる。従って、発泡体全体にわたって、均一にマイクロクラックの成長を防止することができる。
【００１４】
この際、前記酸化防止剤の含有量は、前記発泡材料の１．５ｗｔ％以下であることが好ましい。
酸化防止剤の含有量を発泡材料の１．５ｗｔ％以下としているため、酸化防止効果を十分発揮することができるうえ、コストの増加を防止することができる。
【００１５】
この際、前記セルロースは、古紙を粉砕し、粉状又は粒状にしたものであることが好ましい。
セルロースとして本来、不要となる古紙を使用するため、発泡体の製造コストを削減できる。
また、古紙を粉状又は粒状とすることにより、押出成形機等への供給をスムーズに行うことができ、作業性が向上する。
さらに、セルロースとして紙を使用することで、発泡体に微細なセルを形成することができ、これにより断熱材の断熱性能をより向上させることができる。
なお、セルロースの粒度は、６０メッシュ以上であることが望ましい。セルロースの粒度を６０メッシュ以上とすることで、発泡体に形成されるセルの大きさをより微細なものとすることができる。
【００１６】
さらに、前記発泡用流体は水４１であることが好ましい。
発泡流体として水を採用することで、断熱材の製造コストを安価なものとすることができる。
【００１７】
また、本発明の断熱材の発泡体は、発泡倍率が２０倍以上、１００倍以下であることが好ましい。
発泡倍率を２０倍以上、１００倍以下という高倍率とすることで、より高い断熱性能を確保することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る建物を示す図である。
建物２００は、図１に示すように、二階建ての建物であり、基礎２１０上に構成された建物本体２２０と、この建物本体２２０の上に屋根パネルを配置して形成された勾配屋根２３０とを備える。
【００１９】
建物本体２２０は、予め工場で製造され規格化された壁パネルを複数個、建築現場で接着等により接合して本発明に係る壁体構造を構成する、いわゆる木質パネル工法によるものである。なお、勾配屋根２３０も同様にして、パネル工法により構成されている。
【００２０】
図２は、壁体構造を構成する壁パネル３００を示す縦断面図である。
壁パネル３００は、図２を参照すれば、枠状の芯材（図示略）の室内外側面に貼付される一対の合板３１０と、一対の合板３１０のうちの室外側（屋外側）の合板３１０Ａに貼付される透湿防水シート３２０と、一対の合板３１０のうちの室内側（屋内側）の合板３１０Ｂに設けられる内壁面材としての石膏ボード３３０とを備える。
【００２１】
また、透湿防水シート３２０の室外側面には、図示を省略するが、所定の胴縁を介して、外壁面材としてのサイディングボードが設けられている。
石膏ボード３３０の室内側面には、透湿性を有する透湿性面材である紙クロス様のしっくいクロス３４０が貼付され、このしっくいクロス３４０は、室内に露出している。
一対の合板３１０の内部には、室内側の合板３１０Ｂに接する空気層３５０と、この空気層３５０に接し、かつ室外側の合板３１０Ａ側に設けられた断熱材３６０とが設けられている。
【００２２】
一対の合板３１０を構成する室外側の合板３１０Ａは、例えば、厚さ寸法が５．５ｍｍとして形成されたものを採用でき、また、室内側の合板３１０Ｂは、厚さ寸法が４．０ｍｍとして形成されたもの等を採用できる。
透湿防水シート３２０は、透湿性および防水性を有するシートであり、本実施形態では、オレフィン系樹脂を基剤とするデュポン社製のタイベック（商品名）を採用している。
石膏ボード３３０は、例えば、厚さ寸法が１２．５ｍｍとして形成されたものを採用できる。空気層３５０は、例えば、厚さ方向の寸法が６ｍｍ〜３５ｍｍ程度の空間として構成できる。
また、断熱材３６０は、寒冷地用（例えば、Ｉ地域用）等の風土に合わせて、例えば、厚さ寸法が７５ｍｍの板状のものを採用できる。また、その他、例えば、５０ｍｍや１００ｍｍ等の異なる厚さ寸法の板状のものなど複数種類を備えている。
【００２３】
次に、断熱材３６０を構成する発泡体１００Ａについて説明する。
図３は、発泡体１００Ａを模式的に示す斜視図である。
図４は、発泡材料１を用いて発泡体１００Ａを製造するための押出成形機１１を模式的に示す図である。
発泡体１００Ａは、発泡用流体である水４１を用いて、熱可塑性樹脂を含む発泡材料１を発泡させることにより、内部に空隙（セル）が形成された発泡体であり、所定寸法の板状に形成されている。この発泡体１００Ａの発泡倍率は２０倍以上、１００倍以下、好ましくは３０倍以上、８０倍以下である。
また、この発泡体１００Ａの圧縮強度は、約０．２ｋｇｆ／ｃｍ２（０．０１９６ＭＰａに相当）である。
【００２４】
図４に示すように、発泡材料１は、セルロース、でんぷん及びポリビニルアルコールの混合物を５０ｗｔ％以上、好ましくは５０ｗｔ％以上、７０ｗｔ％以下含有するものであり、例えば、セルロースを３０ｗｔ％、でんぷん及びポリビニルアルコール２Ｃを２５ｗｔ％、酸化防止剤を０．７ｗｔ％、防カビ剤を０．２ｗｔ％、顔料を０．２ｗｔ％、ポリオレフィン系樹脂２を４３．９ｗｔ％含有する。本実施形態では、酸化防止剤、防カビ剤、顔料を添加剤３と呼ぶ。
セルロースは、不要とされた切手、はがき、雑誌等の古紙を原料とするものである。古紙は、ボールミル等の各種粉砕機により粉砕され、ＪＩＳ標準の篩を用いて手動または自動で篩別されたものであり、その粒度は、６０メッシュを通過し、かつ４００メッシュを通過しない範囲となっている。
また、でんぷんとしては、例えば、コーンスターチを使用することができる。
でんぷん及びセルロースは、混合された後にペレット状に加工された粒状混合物としての紙粒２Ｂとして構成されている。
【００２５】
ポリビニルアルコール２Ｃは、粉末状に成形されている。
ポリオレフィン系樹脂２としては、例えば、融点が１６０℃程度であるポリプロピレン２Ａを採用できる。このポリプロピレン２Ａは粉体、ペレット状等のその他の形状のものが採用できる。
なお、本実施形態では、発泡材料１中の樹脂成分の含有量は５０ｗｔ％未満となっている。
【００２６】
また、酸化防止剤は、例えば、フェノール系酸化防止剤であり、その融点は、例えば１１０℃であり、ポリオレフィン系樹脂２の融点よりも低いものとなっている。ここで、このようなフェノール系酸化防止剤としては、テトラエステル型高分子量ヒンダートフェノールや、高分子量ヒンダートフェノールを含有するものがあげられる。
また、このようなフェノール系酸化防止剤にチオエーテル系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤等を添加してもよい。
【００２７】
次に、発泡体１００Ａを製造する機械である押出成形機について説明する。
押出成形機１１は、図４に示すように、発泡材料１が供給される原料タンク２０と、サイロ３０と、流体タンク４０と、シリンダ５０と、ヒータ６０と、シリンダ５０内に配置されるスクリュ７０と、ダイ８０と、ベルトコンベア９０と、ダイ８０の温度を１６０℃〜２２０℃の範囲に調整する調温装置１００とを備える。
【００２８】
原料タンク２０は、発泡材料１を構成する原料を収容するものであり、ポリプロピレン２Ａを収容する第１タンク２１と、紙粒２Ｂ、ポリビニルアルコール２Ｃおよび添加剤３を収容する第２タンク２２とを備える。
【００２９】
サイロ３０は、原料タンク２０から供給された各原料２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３を一時的に収容し、予め設定された所定量の各原料２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３をシリンダ５０内へ自動的に供給するものである。このサイロ３０は、配管３０Ａを介して第１タンク２１に接続された第１サイロ３１と、配管３０Ｂを介して第２タンク２２に接続された第２サイロ３２とを備える。
【００３０】
第１サイロ３１は、ポリプロピレン２Ａを一時的に収容し、このポリプロピレン２Ａをシリンダ５０内へ供給するものであり、すり鉢状にテーパが形成されたサイロ本体３３と、このサイロ本体３３の側面部分３３Ａを、間欠的に殴打して振動させる振動機構３４とを備える。なお、ポリプロピレン２Ａは、比較的流動性が高いため、振動機構３４を設けない構成も可能である。
【００３１】
振動機構３４は、モータ３４１と、このモータ３４１に取り付けられたカム３４２とを備え、モータ３４１の駆動に応じてカム３４２が回転し、このカム３４２の先端３４２Ａが、サイロ本体３３の側面部分３３Ａを周期的に殴打する。これにより、サイロ本体３３の側面部分３３Ａが振動するので、仮に、サイロ本体３３内でポリプロピレン２Ａ同士が固着していても、これらの固着が解放され、ポリプロピレン２Ａは、すり鉢状のテーパに沿って落下し、シリンダ５０側へ移動することになる。
【００３２】
第２サイロ３２は、紙粒２Ｂと、ポリビニルアルコール２Ｃと、添加剤３とを一時的に収容して、これらの原料２Ｂ，２Ｃ，３をシリンダ５０内へ供給するものであり、前述したものと同じサイロ本体３３および振動機構３４を備える。
【００３３】
流体タンク４０は、発泡用流体である水４１を収容し、サイロ３０とスクリュ７０との間の経路に接続された配管４０Ａを介して、この水４１をシリンダ５０内へ供給するものである。
【００３４】
シリンダ５０は、サイロ３０から供給された発泡材料１、および、流体タンク４０から供給された水４１を収容する中空箱形のものであり、シリンダ本体５１と、このシリンダ本体５１の図４中左側に位置する排出部５２とを備える。
【００３５】
シリンダ本体５１には、図示を省略するが、原料１，４１の混練物である混練材料Ａを排出する楕円形状の開口部と、この開口部の上下側に２つずつ合計４つのボルト孔とが形成されている。
排出部５２には、前記開口部および４つのボルト孔を露出するとともに、ダイ８０の一部が嵌合される図示しない嵌合孔が形成されている。
【００３６】
ヒータ６０は、シリンダ５０の６箇所５０Ａ〜５０Ｆをそれぞれ独立して加熱するものであり、シリンダ５０の各箇所５０Ａ〜５０Ｆに取り付けられる６つのヒータ本体６１（６１Ａ〜６１Ｆ）と、これらの６つのヒータ本体６１（６１Ａ〜６１Ｆ）の温度をそれぞれ制御する制御部６２とを備える。
【００３７】
具体的には、シリンダ５０の６箇所５０Ａ〜５０Ｆは、図４中の右側から順番に以下のように、６段階に温度設定がなされている。なお、温度設定は、使用する原料、原料中の含水率、気象条件等により異なる。
（１）第１箇所５０Ａ：８０℃（初期温度）
（２）第２箇所５０Ｂ：１４５℃
（３）第３箇所５０Ｃ：１８５℃
（４）第４箇所５０Ｄ：１７５℃
（５）第５箇所５０Ｅ：１７０℃
（６）第６箇所５０Ｆ：２３０℃（最終温度）
なお、ヒータ本体６１には、各箇所５０Ａ〜５０Ｆの設定温度、および実測した温度が表示されるようになっている。
【００３８】
スクリュ７０は、シリンダ５０内に供給された発泡材料１および水４１を混練し、この混練材料Ａを搬送して、シリンダ５０の排出部５２を介して外部へと排出するものであり、２本のスクリュ本体７１，７２と、これらの２本のスクリュ本体７１，７２を回転する駆動部７３とを備え、２軸構造となっている。
【００３９】
２本のスクリュ本体７１，７２は、シリンダ５０内において、互いに略平行となるように隣接して配置される。２本のスクリュ本体７１，７２には、それぞれねじ山７１Ａ，７２Ａが形成されている。これらのねじ山７１Ａ，７２Ａは同じ方向を向いている。
駆動部７３は、互いに近接する方向に２本のスクリュ本体７１，７２を回転させるものである。
従って、混練材料Ａが供給されたシリンダ５０内において、２本のスクリュ本体７１、７２が駆動部７３の駆動により同一方向に回転すると、混練材料Ａは、ねじ山７１Ａ，７２Ａによって、排出部５２側へと搬送される。
【００４０】
ダイ８０は、シリンダ５０の排出部５２から排出された混練材料Ａに空隙を形成して発泡体Ｂを構成する機能と、この発泡体Ｂを成形する機能とを有する金属製の部材であり、４つの部材で構成される第１ブロック８１と、この第１ブロック８１の排出側に取り付けられる第２ブロック８３とを備える。
【００４１】
第１ブロック８１は、搬送された混練材料Ａに空隙を生じさせて発泡体Ｂを構成するものである。第１ブロック８１を構成する４つの部材のうち、図中の右端側部分は、排出部５２の前記嵌合孔に嵌合される部分であり、図中の左端側部分には、混練材料Ａを押出すための図示しない複数の小孔が形成されている。
【００４２】
第２ブロック８３は、第１ブロック８１の図中の左端側部分に取り付けられる板状の基部８３１と、この基部８３１に形成された中空で、かつ押出方向にある程度の長さを有する箱形の成形部８３２とを備え、発泡体Ｂを所定の断面形状に成形するものである。
【００４３】
ベルトコンベア９０は、ダイ８０を構成する第２ブロック８３の射出側開口部８３２Ｂから排出された発泡体Ｂを搬送するとともに、この発泡体Ｂの粗切りを行うものである。
【００４４】
図示を省略するが、ベルトコンベア９０の搬送経路には、製品の厚さを調整するプレスローラと、粗切りカッタとが設けられている。この粗切りカッタは、ベルトコンベア９０のコンベア速度によって製品の幅の調整を行うものであり、発泡体Ｂを冷却する冷却ファンと、発泡体Ｂを裁断する裁断装置とが設けられている。これらの装置により、発泡体Ｂは、最終製品である断熱材として構成された後に所定の箱等に保管され、使用される。
【００４５】
次に、発泡体１００Ａの製造手順について説明する。
＜１＞各振動機構３４によって、サイロ本体３３の側面部分３３Ａをカム３４２の先端で叩きながら、第１サイロ３１から所定量のポリプロピレン２Ａを、また、第２サイロ３２から所定量の原料２Ｂ，２Ｃ，３をシリンダ５０内に供給する。一方、流体タンク４０から所定量の水４１を、スクリュ７０とサイロ３０との間の原料供給経路に供給する。
【００４６】
＜２＞シリンダ５０内のスクリュ７０の部分に供給された各原料２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３および水４１は、スクリュ７０の回転によって混練され、混練材料Ａとなってダイ８０側へと搬送される。この際、ポリプロピレン２Ａは、ヒータ６０によって加熱され、融点である１６０℃以上となった時、すなわち、第３箇所５０Ｃ以降の位置に運ばれた時に完全に溶融する。
ポリビニルアルコール２Ｃは、ガラス転移点以下となった時点で非晶状態となり、ポリプロピレン２Ａに均一に分散される。また、添加剤３中のフェノール系酸化防止剤は、融点である１１０℃以上となった時点で溶融し、ポリプロピレン２Ａに均一に分散される。紙粒２Ｂ、酸化防止剤以外の添加剤３も溶融したポリプロピレン２Ａに均一に分散される。
【００４７】
＜３＞一方、水４１は、ヒータ６０によって加熱されるが、シリンダ５０の第１箇所５０Ａが８０℃に設定されているため、この第１箇所５０Ａの位置では、完全には気化されず、その殆どが液体のままである。その後、第２箇所５０Ｂ以降の位置では気化温度以上に加熱され気化して水蒸気となることになるが、シリンダ５０と、後から搬送される原料と、ダイ８０との間での加圧雰囲気により、凝縮することになる。これにより、水蒸気と液体とが混合された状態の水が混練材料Ａに含まれることになる。
【００４８】
＜４＞スクリュ７０の回転によって、シリンダ５０から排出された混練材料Ａは、調温装置１００で所定温度に調整されつつ、第１ブロック８１に形成された前記複数の小穴から、複数の細長い形状として押し出される。この際、前記小穴を通過した細長い形状の混練材料Ａは、急激に減圧されて爆発的に発泡し、前記複数の小穴に応じた複数の細長い発泡体Ｂとなり、これらは互いに隙間無く密着して一体化する。
【００４９】
＜５＞この一体化された発泡体Ｂは、第２ブロック８３を構成する成形部８３２内に供給され、ベルトコンベア９０側に搬送される際に、断面矩形の板状に形成され、外部へ押し出される。
【００５０】
＜６＞押し出されて板状に連続する発泡体Ｂは、ベルトコンベア９０によって搬送され、適宜、裁断されて発泡体１００Ａとなる。
【００５１】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）断熱材３６０を構成する発泡体１００Ａは、原料としてセルロースを含むため、従来の樹脂発泡体に比べて、熱伝導率を小さくすることができ、断熱性能を向上できる。具体的には、セルロースは、繊維同士が水素結合によって強固に、かつ空間を持って絡み合い束になったものである。前述した押出成形機１１での混練において、水を添加するため、この空間に水が入りこんだ混練物が高温・高圧下で押出成形されると、セルロース繊維間の水素結合が水の存在下で切断され、繊維同士がバラバラになるとともに、水蒸気発泡により繊維が膨らんでセルが形成される。水蒸気が発泡することで、繊維間の空間にあった水分が蒸発し空間が形成される。水がなくなるため、水素結合は再度形成され空気を含んだ空間ができる。セルロースの表面は水素結合が取れることで、疎水性が優勢になり、ポリオレフィン系樹脂２とのなじみがよくなる。発泡時に約１６０〜２００℃の高温下にさらすことにより、ポリオレフィン系樹脂２は溶融し、セルロースの繊維の束を覆うようになる。水素結合が外れて繊維がバラバラになる、再度水素結合が形成され空気を含んだ空間ができる、ポリオレフィン系樹脂がセルロース繊維を覆う、これらの３つの反応が競合的に起こり、成形物が形成されると、繊維同士の隙間に空気が閉じ込められ断熱性が向上することになる。
そして、本実施形態の壁構造体は、このような断熱材３６０を備えるものであるため、高い断熱効果を発揮することができる。
【００５２】
（２）断熱材３６０には、厚さ寸法の異なるものを複数種類備えたので、寒冷地や温暖の地等の各地の風土に合わせて、適度な厚さ寸法に換えることができ、余分なコストがかかることを防止できる。
【００５３】
（３）断熱材３６０を構成する発泡体１００Ａは、発泡材料１中にでんぷん及びポリビニルアルコールを含有しているため、発泡流体である水４１を発泡材料１中で均一に分散させることができ、セルが均一に分散した発泡体１００Ａとすることができる。
【００５４】
（４）発泡体１００Ａ中の樹脂成分の含有量は、５０ｗｔ％未満であるため、容器リサイクル法等のリサイクル対象成分には該当せずに、一般ごみとして処分できる。従って、リサイクルのための特別な措置を講じる必要がないので、コストを抑えて簡単に処分できる。
（５）断熱材３６０を構成する発泡体１００Ａは、ポリオレフィン系樹脂２を含有するものとしているので、断熱材３６０を焼却処理した場合でも、有毒ガス等が発生せず、環境を考慮した断熱材３６０とすることができる。
また、ポリオレフィン系樹脂２としてポリプロピレン２Ａを採用しており、このポリプロピレン２Ａは加工性や機械適性等に優れることから、発泡体１００Ａを簡単に製造できる。
【００５５】
（６）発泡体１００Ａの形成において、ポリプロピレン２Ａを発泡させる際に、セルロースを覆うポリプロピレン２Ａには、発泡時の急激な圧力変化でマイクロクラックが形成されている可能性がある。マイクロクラック部分は、ポリプロピレン２Ａが切断されるため、酸素ラジカル等による酸化、還元反応を受けやすくポリプロピレン２Ａが崩壊しやすい。このため、酸化防止材を添加しない場合には、時間経過とともに、このマイクロクラックが拡がり、発泡体自身の崩壊を招くおそれがある。これに対し、本実施形態では、発泡材料１に酸化防止剤を添加しているため、マイクロクラックの成長を抑制できる。
【００５６】
（７）また、酸化防止剤の融点は、ポリオレフィン系樹脂２の融点よりも低いものとなっている。発泡材料１を成形する際に、発泡材料１はポリオレフィン系樹脂２の融点以上に加熱されるため、酸化防止剤が溶融し、発泡材料１中に均一に分散されることとなる。これにより、均一に酸化防止剤が分散した発泡体１００Ａを得ることができ、発泡体１００Ａ全体にわたって、均一にマイクロクラックの成長を防止することができる。
さらに、酸化防止剤の含有量を発泡材料の０．７ｗｔ％としているため、酸化防止効果を十分発揮することができるうえ、断熱材３６０の製造コストの増加を防止することができる。
【００５７】
（８）セルロースとして本来、不要となる古紙を使用しているため、発泡体１００Ａ、断熱材３６０の製造コストを削減できる。
（９）また、セルロースとして紙を使用することで、発泡体１００Ａに微細なセルを形成することができ、これにより断熱材３６０の断熱性能をより向上させることができる。
【００５８】
（１０）さらに、セルロースを、６０メッシュを通過し、かつ４００メッシュを通過しない範囲の粒度としたので、微細なセルを形成できるとともに、原料供給時等の作業性を確保できる。
【００５９】
（１１）セルロースおよびでんぷんを紙粒２Ｂとして構成したので、それぞれ別々とする場合に比べて、押出成形機１１を構成するシリンダ５０内への供給をスムーズに行うことができ、作業性が向上する。
【００６０】
（１２）発泡流体として水４１を使用しているため、発泡体１００Ａの製造コストを安価なものとすることができる。
（１３）発泡体１００Ａの発泡倍率は、２０倍以上、１００倍以下という高倍率であるため、発泡体１００Ａをより高い断熱性能を有するものとすることができる。
【００６１】
（１４）発泡体１００Ａにより構成される断熱材としての柔軟性は、一般的なポリスチレンフォームの圧縮強度が２ｋｇｆ／ｃｍ２（０．１９６ＭＰａに相当）であり、一方、本実施形態の発泡体１００Ａは、０．２ｋｇｆ／ｃｍ２（０．０１９６ＭＰａに相当）である。このため、ポリスチレンフォームは、枠材の間に挿入する場合に隙間等が生じやすく困難であるが、発泡体１００Ａは、＋２０ｍｍ程度でも入れられ、断熱欠損がなくなる。
【００６２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、断熱材３６０を構成する発泡体１００Ａの発泡倍率を２０倍以上、１００倍以下としたが、この範囲には限定されない。発泡倍率が２０倍未満であってもよく、１００倍を超えるものであってもよい。
【００６３】
さらに、前記実施形態では、発泡流体として水４１を使用したが、これに限らず、油等を使用してもよい。また、前記実施形態では、酸化防止剤の添加量を０．７ｗｔ％としたが、これには限られず、例えば１．５ｗｔ％程度であってもよい。さらには、１．５ｗｔ％を超えてもよい。このように酸化防止剤の添加量を増加させることで、酸化防止効果を向上させることができる。
【００６４】
また、前記実施形態では、セルロースの原料として紙を使用したが、これに限らず、例えば、綿、麻等を使用してもよい。
さらに、でんぷんとしてコーンスターチを使用したが、甘藷でんぷん、馬鈴薯でんぷん、タピオカでんぷん、コメでんぷん、小麦粉でんぷん等を採用してもよい。
前記実施形態では、添加剤として酸化防止剤、防カビ剤、顔料を添加したが、添加剤をタルク等を含有するものとしてもよい。タルクを添加することで、緻密なセルが形成された発泡体を製造できるとともに、製造時の製造効率を向上できる。
さらに、前記実施形態では、発泡体１００Ａは、でんぷん及びポリビニルアルコールの双方を含有するものとしたが、これに限らず、何れか一方のみを含有するものとしてもよい。このようにすれば、発泡体１００Ａの原料の種類を削減することができる。
【００６５】
【実施例】
以下、本発明の断熱材における酸化防止剤の効果について実施例をあげて説明する。
（１）１２０℃耐熱試験
＜実施例１−１＞
断熱材の原料の発泡材料中、セルロース３０ｗｔ％、でんぷん及びポリビニルアルコール２５ｗｔ％、防カビ剤０．２ｗｔ％、顔料０．２ｗｔ％、酸化防止剤１．０ｗｔ％とし、残りをポリオレフィン系樹脂とした。
ここでは、酸化防止剤として住友化学工業（株）製の「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＧＡ−８０」を採用した。
＜実施例１−２＞
実施例１−１において酸化防止剤の含有量を０．５ｗｔ％とした。他の条件は実施例１−２と同じである。
＜実施例１−３＞
酸化防止剤を住友化学工業（株）製の「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＢＰ−１０１」とした以外は、実施例１−２と同じである。
＜実施例１−４＞
酸化防止剤を添加しなかった。他の条件は実施例１−１と同じである。
【００６６】
以上のような発泡材料を用いて、前記実施形態と同様の方法で発泡体を製造し、この発泡体を断熱材とした。そして、このような断熱材の１２０℃耐熱試験を行い、各経過時間（２４時間、５００時間、１０００時間、１５００時間、２０００時間、３０００時間）において断熱材の観察を行った。
なお、実施例１−４では２４時間で破壊が確認されたので、その後の観察は行っていない。また、実施例１−３では、３０００時間経過の観察を行っていない。
結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
2004352822.tif 000003
【００６８】
ここで、表１中、○は、劣化、破壊が生じなかったことを示し、△は、表面に劣化が生じていることを示し、×は、破壊が生じていることを示す。
酸化防止剤を添加したことにより耐久時間が長くなり、少なくとも１５００時間までは劣化が発生しないことが確認された。また、実施例１−３では、２０００時間経過時において、退色が起こるものの、劣化等は起こらず、耐熱性が高いことが確認された。
【００６９】
（２）経過年数における熱伝導率低下率の予測
＜実施例２−１＞
セルロース、でんぷん及びポリビニルアルコール５０ｗｔ％以上と、ポリオレフィン系樹脂と、酸化防止剤とを含有した発泡材料から前記実施形態と同様の方法で発泡体を製造し、これを断熱材とした。
＜実施例２−２＞
セルロース、でんぷん及びポリビニルアルコール５０ｗｔ％以上と、ポリオレフィン系樹脂とを含有した発泡材料から前記実施形態と同様の方法で発泡体を製造し、これを断熱材とした。すなわち、実施例２−２では、発泡材料が酸化防止剤を含有していない点以外は、実施例２−１と同じである。
＜参考例＞
断熱材として、グラスウールを採用した。
【００７０】
以上のような断熱材の雰囲気温度５０℃における熱伝導率低下率を予測した。予測結果を図５のグラフに示す。
実施例２−１の酸化防止剤を含有する断熱材は、年数が経っても、熱伝導率低下率が下がりにくく、熱伝導率低下率が高いままであることが確認できた。実施例２−２の酸化防止剤を含有しない断熱材にくらべ、熱伝導率低下率が下がりにくいため、高い断熱性を有しているといえる。
また、実施例２−１の酸化防止剤を含有する断熱材は、参考例のグラスウールより構成される断熱材に比べ、熱伝導率低下率が高くなることも確認された。
【００７１】
【発明の効果】
このような請求項１に記載の発明によれば、断熱材を構成する発泡体は、セルロースを含有することにより、従来の樹脂発泡体に比べて、熱伝導率を小さくすることができ、断熱性能を向上できる。
さらに、発泡材料はでんぷん又はポリビニルアルコールの少なくとも何れか一方を含有しているため、発泡流体を発泡材料中で均一に分散させることができる。
発泡材料は、でんぷん又はポリビニルアルコールの少なくとも何れか一方と、セルロースとから構成される混合物を５０ｗｔ％以上含有しており、場合によっては、一般ごみとして処分できる。従って、リサイクルのための特別な措置を講じる必要がないので、コストを抑えて簡単に処分できる。
さらに、発泡材料中の樹脂をポリオレフィン系樹脂としたので、断熱材を焼却処理した場合でも、有毒ガス等が発生せず、環境を考慮した断熱材とすることができる。
【００７２】
請求項２に記載の発明によれば、酸化防止剤を添加しているため、マイクロクラックの成長を抑制できる。また、酸化防止剤の融点は、ポリオレフィン系樹脂の融点よりも低いため、酸化防止剤を発泡材料中に均一に分散させることができる。
【００７３】
請求項３に記載の発明によれば、酸化防止剤の含有量を発泡材料の１．５ｗｔ％以下としているため、酸化防止効果を十分発揮することができるうえ、コストの増加を防止することができる。
【００７４】
請求項４に記載の発明によれば、本来、不要となる古紙をセルロースとして使用するため、発泡体の製造コストを削減できる。
また、古紙を粉状又は粒状とすることにより、押出成形機等への供給をスムーズに行うことができ、作業性が向上する。
さらに、セルロースとして紙を使用することで、発泡体に微細なセルを形成することができ、これにより断熱材の断熱性能をより向上させることができる。
【００７５】
請求項５に記載の発明によれば、発泡流体として水を採用することで、断熱材の製造コストを安価なものとすることができる。
【００７６】
請求項６に記載の発明によれば、発泡倍率を２０倍以上、１００倍以下という高倍率とすることで、より高い断熱性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る建物を示す図である。
【図２】前記建物の壁体構造を構成する壁パネルを示す縦断面図である。
【図３】断熱材を構成する発泡体を模式的に示す斜視図である。
【図４】発泡材料を用いて前記発泡体を製造する押出成形機を模式的に示す図である。
【図５】実施例２−１、実施例２−２、参考例の結果を示す図である。
【符号の説明】
１  発泡材料
２  ポリオレフィン系樹脂
２Ａ  ポリプロピレン
２Ｃ  ポリビニルアルコール
４１  水（発泡流体）
１００Ａ  発泡体
３６０  断熱材
【図１】
2004352822.tif 000004
【図２】
2004352822.tif 000005
【図３】
2004352822.tif 000006
【図４】
2004352822.tif 000007
【図５】
2004352822.tif 000008