JPH04372677A - 断熱性ライニング材及びそれを用いた断熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば加熱、冷却又は
恒温下におかれるプラントの配管やタンク等において、
断熱が必要となる箇所や直接触れると危険な温度となる
箇所について、断熱並びに安全性確保のために用いられ
る断熱性ライニング材及びそれを用いた断熱構造に関す
る。更に詳しくは、このような箇所でも比較的常温に近
い表面温度となる箇所での断熱並びに安全性確保に適し
た断熱性ライニング材及びそれを用いた断熱構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばプラントにおける断熱が必
要な個所や温度的に安全性確保が必要な箇所については
、パーライトや硅酸カルシウムの板や筒、岩綿ブランケ
ット、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム等
の断熱材で覆い、これらの断熱材の外側にカラー鉄板等
の外装材を取り付けることが行われている。

【０００３】また、特に保温は必要でないが、作業者が
直接触れると危険な温度となる箇所については、安全を
確保するために金属製のケージを設けることも行われて
いる。

【０００４】一方、特公昭４７−１０５３５号公報には
、エポキシ樹脂及び硬化剤に結晶水を有する無機物とＳ
ｉＯ２を有する無機物を混合した防熱材料が提案されて
おり、また特開昭５４−１１８４３７号公報、同５４−
１２６２３６号公報には、接着剤に粒状パーライト等の
ポーラス状物質を混合した断熱塗料が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の保温や安全確保のための断熱やケージの取り付けに
は次のような問題がある。

【０００６】（１）従来の保温や安全確保のための断熱
では、完全な防水構造とはならないため、風雨にさらさ
れる箇所での雨水の侵入を防止することができない。こ
のため、雨水が被断熱部と断熱材間の隙間に入り込んだ
り、また断熱材によっては雨水が断熱材自体に浸透し、
断熱性を低下させるだけでなく、被断熱部の表面が鋼材
等の腐食しやすい材料であると、被断熱部の腐食の原因
となる。

【０００７】被断熱部の表面温度が１２０℃を越える高
温であるときには、多少の雨水が浸入しても短時間で蒸
発されてしまうので、通常の防錆処理によって腐食を防
止することも可能である。しかし、被断熱部の表面温度
が４０〜１２０℃、特に８０℃前後の場合、常温より酸
化しやすい温度であると共に浸入した水分が短時間で蒸
発せずに残りやすいことから、短期間で腐食が進行しや
すい。このような腐食は、外からは分らないので、漏洩
事故の発生で始めて気付くことも少なくない。その防止
のために定期的点検が行われているが、いちいち断熱材
を取り除いて点検し、異常の無いことが確認されたら再
び断熱材を取り付け直さなければならず、その手間及び
経費が大きな負担となっている。

【０００８】（２）従来の断熱を常温より低い個所に適
用した場合、被断熱部の表面と断熱材が完全に密着する
ものではないので、被断熱部表面の結露を完全に防止し
にくく、例え風雨にさらされる個所でなくても、この結
露によって濡れを生じ、断熱性の低下や腐食を生じやす
い問題がある。特に常温より低い流体が内部を流れる被
断熱部の場合、被断熱部の表面に結露を生じて腐食しや
すい問題がある。

【０００９】（３）金属製ケージで安全確保を図る場合
、特に水分を溜めてしまうことはないので、通常の防錆
処理で腐食を防止することが可能であるが、複雑な配管
個所等ではこれに合わせてケージを作製することが困難
である。また、製作コストが断熱材の約１０倍もかかる
ばかりか、重量物となるので施工個所が制限される問題
もある。

【００１０】また、前記公告公報で提案されているもの
は、ロケットのノーズコーン等の極めて高温にさらされ
る箇所に用いられるもので、常温に近い温度領域下では
良好な断熱性が得られない問題がある。更に、前記公開
公報で提案されているものは、加えられているポーラス
状物質の気孔を維持したまま塗層を形成するのに多量の
溶剤を要する等の制限を受けると共に、得られる塗層に
水が浸入しやすい問題がある。

【００１１】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、雨水や結露による悪影響及び施工個所の制
限を受けず、かつ低コストで断熱を行えるようにするこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このための手段として、
請求項１の発明は、合成樹脂バインダー１００重量部に
対し、密閉気泡を有する充填材が２０〜３００重量部配
合されている断熱性ライニング材を提供するものである
。また、請求項２の発明は、被断熱部の表面に、合成樹
脂バインダー１００重量部に対し、密閉気泡を有する充
填材が２０〜３００重量部配合された断熱性ライニング
材の塗層が設けられている断熱構造を提供するものであ
る。

【００１３】本ライニング材に用いるその合成樹脂バイ
ンダーは、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、一
般に塗料用に使用されている合成樹脂を広く用いること
ができる。また、複数種類の熱可塑性樹脂同志や熱硬化
性樹脂同志を混合して用いることもできる。

【００１４】熱可塑性樹脂の具体例としては、例えばア
クリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ウレタンエ
ラストマー、フェノキシ樹脂、酢酸ビニルやエチレン−
酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂、その他
各種ゴム質樹脂等を挙げることができる。

【００１５】熱硬化性樹脂の具体例としては、例えばエ
ポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、アミノ−ア
ルキド樹脂、アミノ−アクリル樹脂、アルキド樹脂等を
挙げることができる。

【００１６】ところで、合成樹脂バインダーとして熱可
塑性樹脂を用いる場合、断熱すべき被断熱部の温度が高
いと、塗層が軟化して流れたり変形し、断熱性の低下を
きたすおそれがある。これに対して合成樹脂バインダー
として熱硬化性樹脂を用いた場合、比較的高い温度にも
耐えるので、この意味から熱硬化性樹脂を合成樹脂バイ
ンダーとして用いることが好ましい。特に難燃化のため
にはハロゲン化樹脂を用いることが好ましい。また、合
成樹脂バインダーとして熱硬化性樹脂を用いる場合、被
断熱部側と外部側の温度差による塗層の内部応力を吸収
できるよう、例えばウレタン変性や各種ゴム変性によっ
て可撓性を付与した熱硬化性樹脂とすることが好ましい
。

【００１７】合成樹脂バインダーは、熱可塑性樹脂と熱
硬化性樹脂の混合樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂を
主体とする混合樹脂の場合、熱硬化性樹脂の添加により
、熱による可塑化をある程度抑制することができる。 熱硬化性樹脂を主体とする混合樹脂の場合、熱可塑性樹
脂の添加により、熱によってある程度可塑化させること
ができ、塗層に可撓性を付与することができる。ここで
、熱可塑性樹脂を主体とする混合樹脂とは、熱可塑性樹
脂の含有量が５１重量％以上、好ましくは７０重量％以
上の熱硬化性樹脂との混合体をいう。また、熱硬化性樹
脂を主体とする混合樹脂とは、これとは逆に、熱硬化性
樹脂の含有量が５１重量％以上、好ましくは７０重量％
以上の熱可塑性樹脂との混合体をいう。

【００１８】本発明で用いる充填材は、特に密閉気泡を
有するもので、例えば中空ガラスビーズ等の中空無機ビ
ーズ、各種中空合成樹脂ビーズ等の中空ビーズ類の他、
独立気泡の多気泡性無機又は合成樹脂粒状体、更には多
気泡性無機粒状体の表面をガラス質等の皮膜で覆ったも
の等を挙げることができる。この充填材の粒径は、施工
する塗層の厚さにもよるが、密着性や断熱性の観点から
、０．１〜５．０ｍｍであることが好ましい。市販され
ているものとしては、フヨーライト社製の「フヨーライ
ト」やシラス社製の「シラスバルーン」を用いることが
できる。

【００１９】上記密閉気泡を有する充填材の配合割合は
、合成樹脂バインダー１００重量部（固形分）に対して
２０〜３００重量部で、好ましくは５０〜２００重量部
である。この配合割合が少なすぎると十分な断熱作用が
得にくく、逆に多過ぎると十分な密着性が得にくくなっ
たり、塗層に水が浸透しやすくなる。

【００２０】本ライニング材は、無溶剤型、溶剤溶解型
、エマルジョン型、水溶解型のいずれかの状態として被
断熱部の表面に塗布されるものである。

【００２１】上記無溶剤型、溶剤溶解型、エマルジョン
型、水溶解型のいずれにするかは、合成樹脂バインダー
として使用する合成樹脂の種類に応じて選択すればよい
が、比較的多量の充填材を添加した場合にも塗布しやす
い粘度に調整しやすく、腐食の原因となる水分を含ませ
る必要がないことから、一般的には有機溶剤を用いた溶
剤溶解型が利用しやすい。但し、この有機溶剤を用いた
溶剤溶解型で、充填剤として合成樹脂ビーズを用いる場
合には、当該溶剤に不溶又は難溶性の合成樹脂ビーズを
用いる。

【００２２】一方、水系化した水溶性又は親水性樹脂を
合成樹脂バインダーとして用い、水を溶媒とした水溶解
型又は水を分散媒としたエマルジョン型とすると、バイ
ンダーとして、例えば石膏、セメント、水ガラス等、水
硬性又は水溶性の無機バインダーを合成樹脂バインダー
と併用することができ、これによって塗層の耐熱性を向
上させることができる。この無機バインダーを併用する
場合、その添加量は、合成樹脂バインダー１００重量部
に対して６０重量部以下であることが好ましい。添加量
が多過ぎると、塗層が割れやすくなったり、塗層に水が
浸透しやすくなる。

【００２３】本ライニング材には、更に増粘タレ止め剤
、分散剤、難燃化剤、染顔料等を添加することができる
。これらの添加量は、合成樹脂バインダー１００重量部
に対して３０重量部以下であることが好ましい。

【００２４】被断熱部の表面に形成される本ライニング
材の塗層の厚さは、要求される断熱性能によっても相違
するが、一般的には２〜５０ｍｍ程度が好ましく、更に
好ましくは４〜５ｍｍ程度である。塗層が薄過ぎると十
分な断熱作用が得にくい。断熱作用の観点からは厚いほ
うが好ましいが、過剰に厚くすると、施工が大変である
うえ経済性の問題が残る。

【００２５】上記塗層の形成は、例えば吹き付け、流し
込み、コテ塗り等、従来と同様の方法で行うことができ
る。

【００２６】塗層は、被断熱部の表面に直に形成しても
よいが、被断熱部表面との密着性の向上及び被断熱部の
防食性向上のために、プライマー層を介して形成するこ
ともできる。このプライマー層は、一般に使用されてい
る防錆プライマーによって形成できるが、耐熱性に優れ
ることから、例えばエポキシ樹脂やウレタン樹脂等の熱
硬化性樹脂のプライマーが好ましい。

【００２７】塗層の耐候性を向上させるために、塗層の
表面に上塗層を設けることもできる。この上塗層は、例
えばアクリル系樹脂塗料、アクリル−ウレタン系樹脂塗
料、シリコン系樹脂塗料、フッソ系樹脂塗料等で形成す
ることができる。

【００２８】本ライニング材の塗層によって断熱すべき
被断熱部としては、例えば内部が加熱、冷却又は恒温状
態となる配管、貯蔵タンク、建物、各種設備機器等が挙
げられる。

【００２９】特に熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂を主体
とする混合樹脂を合成樹脂バインダーとする場合、この
被断熱部の表面温度はこの合成樹脂バインダーの軟化温
度より１０℃、できれば２０℃以上低い温度であること
が好ましい。また、熱硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を主
体とする混合樹脂を合成樹脂バインダーとする場合、被
断熱部の表面温度はこの合成樹脂バインダーの分解温度
より１０℃、できれば２０℃以上低い温度であることが
好ましく、一般的には１２０℃以下の範囲である。被断
熱部の表面温度が高過ぎると塗層が損傷されやすくなる
。

【００３０】

【作用】本ライニング材は、その塗層が断熱層として機
能するものである。即ち、配合されている充填材が、そ
れ自体に形成されている気泡によって塗層に断熱性を付
与するものである。

【００３１】ところで、気泡を有しない充填材を用いて
もある程度の断熱性を得ることはできる。また、連続気
泡を有する充填材でも、溶剤を多めに添加しておけば、
塗布後に充填材中の溶剤が気散することで気泡が維持さ
れるので、気泡による断熱性を得ることができる。

【００３２】しかしながら、前者の場合得られる断熱性
は不十分であり、また後者の場合塗層に連続気泡が残さ
れるので、塗層に水が浸透しやすく、被断熱部の腐食を
防止できなくなる。そこで本発明では密閉気泡の充填材
を使用しているものである。この密閉気泡の充填材の場
合、各気泡が独立して塗層内に存在することになるので
、気泡の存在によって塗層に水が浸透することがなく、
気泡による高い断熱性と同時に水分の浸入を遮断できる
ものである。

【００３３】

【実施例】実施例１〜５、比較例１〜３表面にエポキシ
樹脂系プライマーを吹き付け塗布して乾燥した冷間圧延
鋼板に、表１に示される配合の各ライニング材を４ｍｍ
厚にコテ塗りして２４時間乾燥し、更にアクリル−ウレ
タン樹脂系上塗塗料を吹き付け塗装したものを恒量にな
るまで乾燥して試験片とした。また、外周面にライニン
グ材を４ｍｍ厚に塗り付けて恒量になるまで乾燥した鋼
管の一端にシリコンシーリング材でガラス板を接着して
円筒状の試験容器とした。

【００３４】上記試験片及び試験容器を用いて行った試
験項目及び試験方法は次の通りである。結果を表２に示
す。

【００３５】（１）断熱性 ９０℃に保持したホットプレート上に、各試験片をその
塗層側を上にして乗せ、１時間後の塗層側表面温度を測
定した。

【００３６】（２）結露防止性 試験容器中に０℃の氷水を入れて１時間放置した後、試
験容器周面の結露の有無を観察した。このときの室内の
温度は２０℃、相対湿度は７３％（露点１５℃）であっ
た。

【００３７】尚、表２における○は結露の認められなか
ったものを、また×は結露が認められたものを示す。

【００３８】（３）付着強さ ＪＩＳ　　Ａ６９１０に準拠して行った。即ち、４０×
４０ｍｍの鋼製のアタッチメントを塗層面に取り付け、
オートグラフ（島津製作所製、引張速度５ｍｍ／分）に
て引っ張り、剥離時の引張荷重を測定した。

【００３９】（４）熱冷サイクルテスト１００℃で２時
間、−１０℃で２時間を１サイクルとして１０サイクル
の熱冷サイクルを施した後の各試験片の外観を、熱冷サ
イクル前の外観と比較観察すると共に、熱冷サイクル後
の付着強さを測定した。

【００４０】尚、表２における外観の○は外観に全く変
化が認められなかったものを、×は変化が広く認められ
たものを示す。

【００４１】（５）防食性 ＪＩＳ　　Ｚ２３７１に規定される塩水噴霧試験機によ
り、ＪＩＳ　　Ｋ５４００に準拠して（但しクロスカッ
トは行わず）１０００時間塩水噴霧した後、塗層を剥離
して腐食の有無を調べた。

【００４２】尚、表２における○は腐食の全く認められ
なかったものを、△は腐食が若干認められたものを、ま
た×は腐食が広範囲に認められたものを示す。

【００４３】（６）透水性 ＪＩＳ　　Ａ６９１０に準拠して、２５０ｍｍ水圧下に
おける２４時間後の透水量を測定した。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】 表２から明らかなように、実施例１〜５のライニング材
は、いずれも断熱性、結露防止性、防食性の三者を同時
にほぼ満足するものである。尚、実施例５のライニング
材は熱可塑性樹脂を合成樹脂バインダーとしているため
、熱冷サイクルテストの結果が劣るが、本試験のような
温度ではなく、更に低い温度下における断熱用としては
十分使用し得るものである。また、実施例１〜５のライ
ニング材について、プライマー層及び上塗り層を設ける
ことなく試験片を作成して同様の試験を行ったところ、
同様の結果が得られた。

【００４６】一方、比較例１〜３のライニング材は、い
ずれも断熱性、結露防止性、防食性のいずれかに問題が
ある。比較例１のライニング材が断熱性及び結露防止性
に劣るのは、充填材が密閉気泡を有さずかつ溶剤（キシ
レン）を使用しなかったため、充填材の気泡に樹脂が浸
入して、充填材の気泡による断熱性が十分得られなかっ
たためと考えられる。比較例２と３のライニング材が防
食性に劣るのは、密閉気泡を有さない充填材と多量の溶
剤を使用しているので、気泡は維持されているものの水
が浸透しやすいためと考えられ、その結果として透水性
が高くなっている。

【００４７】比較例４及び５比較例２及び３のライニン
グ材を用いた塗層の透水性の影響を調べるため、より自
然に近い湿潤条件下での試験方法で断熱性を測定した。

【００４８】恒量になった試験片を水に２４時間浸漬し
て取り出した後、試験片を布で拭き取り、９０℃に保持
したホットプレート上に、試験片をその塗層側を上にし
て乗せ、１時間後の塗層側表面温度を測定した。

【００４９】その結果を、前記乾燥条件下で測定したの
断熱性と共に表３に示す

【００５０】

【表３】 比較例２、３の塗層は、前記したように気泡に水が浸透
しやすいので、自然条件に近い湿潤状態ではその断熱効
果は著しく低下した。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、以上説明した通りのものであ
り、次の効果を奏するものである。

【００５２】（１）断熱性、結露防止性及び防食性に優
れるので、断熱による保温又は安全確保と同時に被断熱
部の十分な保護を図ることができる。

【００５３】（２）塗層を設けるだけであるので、複雑
な構造の被断熱部における施工であっても容易に行うこ
とができる。

【００５４】（３）塗層は、合成樹脂バインダーと充填
材を主にしたもので、従来の金属製ケージに比して格段
に軽くかつ安価であり、重量による施工箇所の制限を受
けない。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　合成樹脂バインダー１００重量部に対
   し、密閉気泡を有する充填材が２０〜３００重量部配合
   されていることを特徴とする断熱性ライニング材。
2. 【請求項２】　　被断熱部の表面に、合成樹脂バインダ
   ー１００重量部に対し、密閉気泡を有する充填材が２０
   〜３００重量部配合された断熱性ライニング材の塗層が
   設けられていることを特徴とする断熱構造。