特許 6321486 断熱材の製造方法、および、断熱材の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6321486

(24)【登録日】2018年4月13日

(45)【発行日】2018年5月9日

(54)【発明の名称】断熱材の製造方法、および、断熱材の製造装置

(51)【国際特許分類】

   B28B 1/26 20060101AFI20180423BHJP

   F16L 59/00 20060101ALI20180423BHJP

   C04B 38/00 20060101ALN20180423BHJP

【ＦＩ】

   B28B1/26

   F16L59/00

   B28B1/26 102

   !C04B38/00 303A

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-163561(P2014-163561)

(22)【出願日】2014年8月11日

(65)【公開番号】特開2016-37021(P2016-37021A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年2月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000167200

【氏名又は名称】光洋サーモシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000682

【氏名又は名称】特許業務法人ワンディーＩＰパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】藤田 翁堂

【審査官】 原 和秀

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５１−００１５６７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−２５７８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０８７２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０９０３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０３５４２７９２（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｂ １／２６− １／５４

Ｃ０４Ｂ ３８／００−３８／１０

Ｆ１６Ｌ ５９／００−５９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料、および、バインダーが混合された混合液を槽に準備する、準備工程と、
液体透過性を有し、且つ、前記原料の通過を規制可能な成形型に前記混合液を加圧注入する注入工程と、
を含み、
前記注入工程では、中空の前記成形型の内部に前記混合液を加圧注入し、
前記成形型は、複数の外側面を有する形状に形成され、各前記外側面に、前記成形型内から排出される液体が通過する貫通孔が形成され、
何れの前記外側面においても、前記貫通孔が前記成形型の外部の空間に開放されていることを特徴とする、断熱材の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の断熱材の製造方法であって、
前記注入工程は、空気中に配置された前記成形型に前記混合液を加圧注入することを特徴とする、断熱材の製造方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の断熱材の製造方法であって、
前記準備工程は、前記原料として所定の第１原料を含む前記混合液としての第１混合液を前記槽としての所定の第１槽に準備するとともに、前記原料として所定の第２原料を含む前記混合液としての第２混合液を前記槽としての所定の第２槽に準備する工程を含み、
前記注入工程は、前記第１混合液を前記成形型に加圧注入し、次いで、前記第２混合液を前記成形型に加圧注入することを特徴とする、断熱材の製造方法。

【請求項4】

請求項３に記載の断熱材の製造方法であって、
前記断熱材は、当該断熱材の外郭部と、この外郭部の内側に配置される内側部と、を含み、
前記注入工程が実行されることで、前記外郭部および前記内側部が、それぞれ、前記原料として互いに異なる前記第１原料および前記第２原料を用いて形成されていることを特徴とする、断熱材の製造方法。

【請求項5】

請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の断熱材の製造方法であって、
前記断熱材のかさ密度が３ｇ／ｃｍ^３以上となるように構成されていることを特徴とする、断熱材の製造方法。

【請求項6】

原料、および、バインダーが混合された混合液を貯めるための槽と、
液体透過性を有し、且つ、前記原料の通過を規制可能な成形型と、
前記混合液を前記成形型に加圧注入するための加圧部と、
を備え、
前記成形型は、複数の外側面を有する形状に形成され、各前記外側面に、前記成形型内から排出される液体が通過する貫通孔が形成され、
何れの前記外側面においても、前記貫通孔が前記成形型の外部の空間に開放されていることを特徴とする、断熱材の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、断熱材の製造方法、および、断熱材の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ファイバー材料を用いて成形品を製造する構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の製造方法では、まず、セラミックスファイバーと水とバインダーとが混合された混合液に凝集剤を添加することで、スラリーを作成する。そして、このスラリーが貯められた槽に成形型を沈める。成形型は、金網を円筒状に形成してなる本体部と、この本体部の両端部を閉じる一対の板とを有している。一方の板には、吸引ポンプが接続されている。

【0003】

吸引ポンプの動作により、成形型の周囲にスラリー中のセラミックスファイバーが吸引および積層される。これにより、円筒状の成形品が形成される。この成形品は、成形型から取り出されて乾燥されることで、固体状の成形品となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７−１９６３８１号公報（［００１８］〜［００２１］）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の成形体を断熱材として用いる場合、高温域での断熱性能を向上させるために、かさ密度を高くすることが有効な場合がある。しかしながら、特許文献１に記載の構成では、真空吸引によってスラリーを成形型に積層させる構成である。このため、最大でも真空と大気圧との圧力差（約０．１ＭＰａ）に相当する圧力でしか、スラリーを吸引することができず、吸引によっては断熱材のかさ密度をあまり高くできない。

【0006】

このため、たとえば、成形型で断熱材を成形したあと、乾燥前の断熱材にプレス機などで機械的に圧力を加えることで、断熱材のかさ密度を高める必要がある。しかしながら、断熱材がプレス機で機械的に強く加圧されると、断熱材を構成しているファイバーに損傷が生じて断熱材の強度が低下するおそれがある。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みることにより、かさ密度と強度の双方が高い断熱材の製造方法、および、断熱材の製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる断熱材の製造方法は、原料、および、バインダーが混合された混合液を槽に準備する、準備工程と、液体透過性を有し、且つ、前記原料の通過を規制可能な成形型に前記混合液を加圧注入する注入工程と、を含み、前記注入工程では、中空の前記成形型の内部に前記混合液を加圧注入し、前記成形型は、複数の外側面を有する形状に形成され、各前記外側面に、前記成形型内から排出される液体が通過する貫通孔が形成され、何れの前記外側面においても、前記貫通孔が前記成形型の外部の空間に開放されている。

【0009】

この構成によると、混合液を成形型に加圧注入することで、混合液中の原料が成形型内に加圧状態で積層され、混合液中の液体成分は、成形型から排出される。これにより、成形型内において、原料は、加圧されることによって、より圧縮された状態で積層される。よって、断熱材のかさ密度をより高くできる。また、混合液に生じる液圧によって原料がより均等に加圧されるので、原料に損傷が生じることを抑制できる。このように、断熱材のかさ密度を高めるためにプレス機でせん断力を生じるように断熱材を加圧させる必要が無いので、プレス加工に起因する原料の損傷が生じずに済む。よって、断熱材の強度について、高い強度を確保できる。以上の次第で、本発明によると、かさ密度と強度の双方が高い断熱材を得ることができる。

【0010】

（２）好ましくは、前記注入工程は、空気中に配置された前記成形型に前記混合液を加圧注入する。

【0011】

この構成によると、成形型を混合液中に浸す必要がない。これにより、成形型を混合液に浸すための液体貯留槽が不要であり、この液体貯留槽のメンテナンスの手間をなくすことができる。

【0012】

（３）好ましくは、前記準備工程は、前記原料として所定の第１原料を含む前記混合液としての第１混合液を前記槽としての所定の第１槽に準備するとともに、前記原料として所定の第２原料を含む前記混合液としての第２混合液を前記槽としての所定の第２槽に準備する工程を含み、前記注入工程は、前記第１混合液を前記成形型に加圧注入し、次いで、前記第２混合液を前記成形型に加圧注入する。

【0013】

この構成によると、第１原料が成形型の内面側に積層され、その後、第２原料が第１原料の内側に積層される。これにより、断熱材の外郭部は第１原料で形成され、断熱材の内側は第２原料で形成される。このような構成であれば、断熱材の外郭部と内側部のそれぞれにより適した材料を用いることができる。たとえば、第２原料として廃材を用いることで、断熱材の製造コストをより低減でき、且つ、断熱材の更なる省資源化を達成できる。

【0016】

（４）好ましくは、前記断熱材は、当該断熱材の外郭部と、この外郭部の内側部に配置される内側部と、を含み、前記注入工程が実行されることで、前記外郭部および前記内側部が、それぞれ、前記原料として互いに異なる前記第１原料および前記第２原料を用いて形成されている。

【0017】

この構成によると、断熱材の外郭部と内側部のそれぞれにより適した材料を用いることができる。たとえば、第２原料として廃材を用いることで、断熱材の製造コストをより低減でき、且つ、断熱材の更なる省資源化を達成できる。

【0018】

（５）好ましくは、前記断熱材のかさ密度が３ｇ／ｃｍ^３以上となるように構成されている。

【0019】

たとえば、混合液槽内に成形型を沈めた状態でこの成形型の内部を吸引する真空成形では、かさ密度は３ｇ／ｃｍ^３以上にするのが困難であり、断熱性能を高くする余地が大きく残されている。一方、上述した加圧成形によると、断熱材のかさ密度を３ｇ／ｃｍ^３以上とすることで、断熱材の断熱性能を十分に確保できる。

【0020】

（６）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる断熱材の製造装置は、原料、および、バインダーが混合された混合液を貯めるための槽と、液体透過性を有し、且つ、前記原料の通過を規制可能な成形型と、前記混合液を前記成形型に加圧注入するための加圧部と、を備え、前記成形型は、複数の外側面を有する形状に形成され、各前記外側面に、前記成形型内から排出される液体が通過する貫通孔が形成され、何れの前記外側面においても、前記貫通孔が前記成形型の外部の空間に開放されている。

【0021】

この構成によると、混合液を成形型に加圧注入することで、混合液中の原料が成形型内に加圧状態で積層され、混合液中の液体成分は、成形型から排出される。これにより、成形型内において、原料は、加圧されることによって、より圧縮された状態で積層される。よって、断熱材のかさ密度をより高くできる。また、混合液に生じる液圧によって原料がより均等に加圧されるので、原料に損傷が生じることを抑制できる。このように、断熱材のかさ密度を高めるためにプレス機でせん断力を生じるように断熱材を加圧させる必要が無いので、プレス加工に起因する原料の損傷が生じずに済む。よって、断熱材の強度について、高い強度を確保できる。以上の次第で、本発明によると、かさ密度と強度の双方が高い断熱材を得ることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によると、かさ密度と強度の双方が高い断熱材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１実施形態に係る断熱材の製造装置の模式図である。

【図2】製造装置の主要部および断熱材を拡大して示す断面図である。

【図3】断熱材の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図4】本発明の第２実施形態にかかる断熱材の製造装置の模式図である。

【図5】製造装置の主要部および断熱材を拡大して示す断面図である。

【図6】断熱材の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図7】変形例の主要部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、断熱材の製造方法、断熱材、および、断熱材の製造装置として広く適用することができる。

【0025】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る断熱材１００の製造装置１の模式図である。図２は、製造装置１の主要部および断熱材１００を拡大して示す断面図である。

【0026】

図１および図２を参照して、製造装置１は、溶媒にバインダーおよび原料を混合することで形成された混合液２を成形型８に加圧注入することで、断熱材１００を形成する。

【0027】

製造装置１は、ミキシング槽３と、ミキサー４と、スラリー管５と、加圧ポンプ（加圧部）６と、圧力計７と、成形型８と、ホワイトウォーター受け９と、戻し管１０と、フィルタ１２と、を有している。

【0028】

ミキシング槽３は、成形型８に供給される混合液２を貯めるために設けられている。ミキシング槽３は、たとえば、上面が開放された箱形に形成されている。ミキシング槽３には、ミキサー４が設置されている。ミキサー４は、たとえば、電動モータの出力軸に撹拌羽根が取り付けられた構成を有しており、ミキシング槽３内の混合液２を撹拌する。これにより、混合液２中の固形状の成分の沈殿を抑制している。

【0029】

混合液２は、溶媒と、バインダーと、原料とが混合されることで形成された混合液である。本実施形態では、溶媒として、純水が用いられる。また、本実施形態では、バインダーとして、コロイダルシリカ（Ｓ_ｉＯ_２）が用いられる。また、本実施形態では、原料として、ファイバー材が用いられる。

【0030】

本実施形態では、このファイバー材は、たとえば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）とシリカ（Ｓ_ｉＯ_２）とを含むセラミックファイバー（繊維材料）である。なお、原料は、アルミナおよびシリカに限定されず、純水に混合可能で、且つ、成形型８内で積層されることが可能な原料であればよい。混合液２は、ミキシング槽３内においてミキサー４で所定時間以上撹拌されることによって、十分に撹拌される。この混合液２は、ミキシング槽３からスラリー管５を介して成形型８に供給される。

【0031】

スラリー管５は、ミキシング槽３と成形型８に接続されており、混合液２（スラリー）を、ミキシング槽３から成形型８に搬送するために用いられる。スラリー管５は、混合液２を通過させることが可能な内径を有している。スラリー管５の内径は、成形型８へ供給される混合液２の圧力などに応じて適宜設定される。スラリー管５の途中には、加圧ポンプ６が設置されている。加圧ポンプ６は、混合液２を加圧可能なポンプであればよく、具体的な構造は限定されない。加圧ポンプ６は、混合液２を成形型８に加圧注入するために用いられる。

【0032】

スラリー管５において、加圧ポンプ６から供給された混合液２の圧力を検出するための圧力計７が設けられている。圧力計７で表示される圧力に応じて、成形型８内で形成される断熱材１００のかさ密度が決まる。加圧ポンプ６は、スラリー管５内の混合液２を加圧することで、混合液２を大気圧よりも高い圧力にして成形型８へ加圧注入する。たとえば、断熱材１００のかさ密度が３ｇ／ｃｍ^３に設定される場合、混合液２の圧力は、略０．１３ＭＰａ以上で且つ略０．３ＭＰａ以下の範囲で調整するのが好ましい。混合液２の圧力は、断熱材１００のかさ密度に応じて適宜選択される。

【0033】

成形型８は、断熱材１００が形成される部分として設けられている。成形型８は、複数（本実施形態では、２つ）の分割型８ａ，８ｂを組み合わせることで形成されている。成形型８の内面は、断熱材１００の外形形状（外表面の形状）に対応する形状に形成されている。この内面で形成されたキャビティ１１内に混合液２が加圧注入される。

【0034】

成形型８は、空気中に設置されており、混合液２が貯められた槽内に浸される構成ではない。成形型８の各分割型８ａ，８ｂは、たとえば、パンチングメタルを用いて形成されており、金属板などの板部材に多数の貫通孔８ｃが形成された構成を有している。この貫通孔８ｃの直径は、適宜設定されている。貫通孔８ｃは、各分割型８ａ，８ｂに略等間隔に配置されている。この構成により、成形型８は、分割型８ａ，８ｂが組み合わされた状態において、液体透過性を有し、且つ、原料の通過を規制可能である。

【0035】

成形型８のたとえば一側面に、スラリー管５が接続されている。分割型８ａ，８ｂが互いに突き合わされることで、キャビティ１１が形成され、且つ、スラリー管５からキャビティ１１内への混合液２の注入が可能となる。そして、キャビティ１１内に混合液２が加圧注入されると、混合液２中の原料は、成形型８の内面（キャビティ１１）に受けられて、順次積層される。一方、混合液２中の液体成分、および、成形型８内において積層されなかった原料を含む液としてのホワイトウォーターは、成形型８に形成された多数の貫通孔８ｃを通って成形型８の外部に排出される。

【0036】

そして、一定時間以上、成形型８へ混合液２が加圧注入されると、成形型８のキャビティ１１内に原料が満遍なく行き渡り、断熱材１００が形成される。断熱材１００は、成形型８の分割型８ａ，８ｂから分離された後、乾燥されることで、製品として完成する。なお、本実施形態では、キャビティ１１への混合液２の加圧注入に先立ち、キャビティ１１内にインサート１０１が配置されている。

【0037】

インサート１０１は、たとえば、電熱発生用のコイルである。インサート１０１は、蛇行した形状に形成されている。インサート１０１の両端部は、成形型８内において、キャビティ１１の底面に支持されている。本実施形態では、キャビティ１１内にインサート１０１が配置された状態で、混合液２が成形型８のキャビティ１１内に加圧注入される。これにより、インサート１０１を内蔵した断熱材１００（モルダサームヒータ）が形成される。

【0038】

断熱材１００は、高温（たとえば、１０００℃以上）で使用される、高温用の断熱材である。断熱材１００は、たとえば、ブロック状に形成されている。断熱材１００の外表面の形状は、成形型８の内面の形状に相当する形状である。断熱材１００は、略均等なかさ密度を有する断熱材である。

【0039】

本実施形態では、断熱材１００のかさ密度は、３ｇ／ｃｍ^３以上に設定されている。断熱材１００のかさ密度が上記のように設定されていると、上記の高温時における、断熱材１００の断熱性能を格段に向上することができる。断熱材１００のかさ密度は、４ｇ／ｃｍ^３以上であることが、より好ましい。

【0040】

成形型８の下方には、ホワイトウォーター受け９が設けられている。ホワイトウォーター受け９は、成形型８の貫通孔８ｃから排出されたホワイトウォーターを受けるために設けられている。ホワイトウォーター受け９は、上面が開放された箱形形状に形成されており、成形型８から排出されて落下したホワイトウォーターを受ける。

【0041】

ホワイトウォーター受け９は、戻し管１０を介してミキシング槽３に接続されている。これにより、成形型８からのホワイトウォーターは、ホワイトウォーター受け９、および、戻し管１０を介して、ミキシング槽３に戻される。戻し管１０には、たとえば、フィルタ１２が設置されており、ホワイトウォーター内の原料が除去される。これにより、成形型８から排出されたホワイトウォーターのうちの少なくとも液体成分が、ミキシング槽３に戻され、再利用される。ミキシング槽３においては、混合液２中の溶媒、原料およびバインダーの濃度が一定の範囲内に収まるよう、適宜、溶媒、原料およびバインダーが、図示しない供給部から供給される。

【0042】

次に、製造装置１を用いた断熱材１００の製造方法の一例を説明する。図３は、断熱材１００の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、フローチャートを参照して説明する場合、フローチャート以外の図も適宜参照しながら説明する。

【0043】

図３を参照して、断熱材１００を製造する際には、まず、成形型８のキャビティ１１にインサート１０１が設置される（ステップＳ１１）。なお、断熱材１００にインサート１０１が設けられない場合には、ステップＳ１１は省略される。次に、混合液２が準備される（ステップＳ１２、準備工程）。具体的には、溶媒、原料、および、バインダーがミキシング槽３に投入されることで混合液２が形成されている。そして、この混合液２が、ミキサー４で混合される。

【0044】

ミキサー４が所定時間以上混合液２を混合し、混合液２が十分に撹拌された後、混合液２は、成形型８に加圧注入される（ステップＳ１３）。この場合、加圧ポンプ６によって、ミキシング槽３内の混合液２が、スラリー管５を介して成形型８に加圧注入される。すなわち、空気中に配置された成形型８に混合液２が加圧注入される。これにより、成形型８のキャビティ１１内に混合液２中の原料が積層されつつ、混合液２の液体成分が成形型８の貫通孔８ｃから成形型８の外部に排出される。その結果、キャビティ１１に断熱材１００が形成される。

【0045】

断熱材１００が形成された後、成形型８の分割型８ａ，８ｂが開かれた状態で、断熱材１００は、成形型８から取り出され、その後、乾燥される（ステップＳ１４）。その後、断熱材１００は、当該断熱材１００の形状を整えるための仕上げ加工（切削加工）を施される（ステップＳ１５）。なお、この仕上げ加工は、行われなくてもよい。

【0046】

以上説明したように、本実施形態によると、混合液２を成形型８に加圧注入することで、混合液２中の原料が成形型８内に加圧状態で積層され、混合液２中の液体成分は、成形型８から排出される。これにより、成形型８内において、原料は、加圧されることによって、より圧縮された状態で積層される。よって、断熱材１００のかさ密度をより高くできる。また、混合液２に生じる液圧によって原料がより均等に加圧されるので、原料に損傷が生じることを抑制できる。このように、断熱材１００のかさ密度を高めるためにプレス機でせん断力を生じるように断熱材１００を加圧させる必要が無いので、プレス加工に起因する原料の損傷が生じずに済む。よって、断熱材１００の強度について、高い強度を確保できる。以上の次第で、かさ密度と強度の双方が高い断熱材１００を得ることができる。

【0047】

また、本実施形態によると、空気中に配置された成形型８に混合液２が加圧注入される。この構成によると、成形型８を混合液２中に浸す必要がない。これにより、成形型８を混合液２に浸すための液体貯留槽が不要であり、この液体貯留槽のメンテナンスの手間をなくすことができる。

【0048】

また、本実施形態によると、断熱材１００のかさ密度は、３ｇ／ｃｍ^３以上にできる。たとえば、混合液槽内に成形型を沈めた状態でこの成形型の内部を吸引する真空成形では、かさ密度は３ｇ／ｃｍ^３以上にするのが困難であり、断熱性能を高くする余地が大きく残されている。一方、本実施形態の加圧成形によると、断熱材１００のかさ密度を３ｇ／ｃｍ^３以上とすることで、断熱材１００の断熱性能を十分に確保できる。

【0049】

また、本実施形態によると、加圧ポンプ６からの吐出圧力を増減することで、断熱材１００のかさ密度を容易に制御することができる。これにより、断熱材１００の使用温度に適したかさ密度を容易に設定できる。

【0050】

また、本実施形態によると、プレス加工を施すこと無く、断熱材１００のかさ密度を高くできるので、断熱材１００に収容されているインサート１０１がプレス加工に起因して損傷することを防止できる。

【0051】

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態にかかる断熱材１００Ａの製造装置１Ａの模式図である。図５は、製造装置１Ａの主要部および断熱材１００Ａを拡大して示す断面図である。なお、以下では、第１実施形態の構成と異なる構成について主に説明し、第１実施形態と同様の構成には図に同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0052】

第２実施形態では、ミキシング槽３に代えて、第１ミキシング槽２１、および、第２ミキシング槽２２が設けられている。

【0053】

第１ミキシング槽２１および第２ミキシング槽２２は、それぞれ、成形型８に供給される第１混合液３１および第２混合液３２を貯めるために設けられている。各ミキシング槽２１，２２は、たとえば、上面が開放された箱形に形成されている。第１ミキシング槽２１および第２ミキシング槽２２には、それぞれ、ミキサー４が設置されている。各ミキサー４は、対応するミキシング槽２１，２２内の第１混合液３１および第２混合液３２を撹拌する。これにより、各混合液３１，３２中の固形状の成分の沈殿を抑制している。

【0054】

第１混合液３１は、第１実施形態の混合液２と同じ構成である。第２混合液３２では、原料（第２原料）として、他の断熱材１００Ａの乾燥後に行われる切削加工などの仕上げ加工の際に生じた屑が用いられている。本実施形態では、第２混合液３２の溶媒が純水であり、且つ、バインダーがコロイドシリカである点、第１混合液３１と同様である。

【0055】

また、第２実施形態では、スラリー管５Ａの他端は、２本に分岐している。この分岐部分には、弁ユニット４０が設置されている。弁ユニット４０は、第１ミキシング槽２１の第１混合液３１と第２ミキシング槽２２の第２混合液３２とを択一的にまたは同時に成形型８に供給するために設けられている。

【0056】

弁ユニット４０は、第１弁４１と、第２弁４２と、を有している。

【0057】

第１弁４１および第２弁４２は、たとえば、電磁弁であり、図示しない制御装置の制御によって開閉制御される。なお、第１弁４１および第２弁４２は、作業員の手作業によって開閉操作されてもよい。

【0058】

第１弁４１は、第１ミキシング槽２１と成形型８とをスラリー管５Ａを介して接続するために設けられている。第１弁４１が開くことにより、第１ミキシング槽２１内の第１混合液３１は、スラリー管５Ａに送られる。一方、第１弁４１が閉じることにより、第１ミキシング槽２１内の第１混合液３１は、スラリー管５Ａには送られなくなる。

【0059】

第２弁４２は、第２ミキシング槽２２と成形型８とをスラリー管５Ａを介して接続するために設けられている。第２弁４２が開くことにより、第２ミキシング槽２２内の第２混合液３２は、スラリー管５Ａに送られる。一方、第２弁４２が閉じることにより、第２ミキシング槽２２内の第２混合液３２は、スラリー管５Ａには送られなくなる。

【0060】

本実施形態では、第１弁４１と第２弁４２とが択一的に開かれることで、第１混合液３１と第２混合液３２とが、択一的に成形型８に供給される。なお、第１弁４１が閉じられる動作と第２弁４２が開かれる動作とは時間的に重複されてもよい。この場合、成形型８への第１混合液３１の供給停止と、成形型８への第２混合液３２への供給開始とが、同時に行われる。

【0061】

断熱材１００Ａは、略均等なかさ密度を有する断熱材である。断熱材１００Ａは、外郭部１０２と、この外郭部１０２の内側に配置される内側部１０３と、を有している。そして、外郭部１０２および内側部１０３は、それぞれ、原料として互いに異なる第１原料および第２原料を用いて形成されている。

【0062】

外郭部１０２は、第１混合液３１が成形型８に加圧注入されることで形成される。外郭部１０２は、断熱材１００Ａの外表面の大部分を含む、当該断熱材１００Ａの外郭部分を形成している。断熱材１００Ａの外表面からの外郭部１０２の厚みは、適宜設定される。内側部１０３は、外郭部１０２の内側の空間を埋めるように配置されている。

【0063】

内側部１０３は、第２混合液３２が成形型８に加圧注入されることで形成される。すなわち、外郭部１０２は、第１原料としてのセラミックファイバー材で形成されているのに対して、内側部１０３は、他の断熱材１００Ａの表面の切削加工時に生じる屑を含む、第２原料としての再生ファイバー材で形成されている。内側部１０３は、断熱材１００Ａの外表面の一部と、断熱材１００Ａの内側部分を形成している。本実施形態では、内側部１０３は、断熱材１００の外表面のうち、スラリー管５Ａとの接続部近傍の一側面１０４の一部を形成している。上記の構成により、内側部１０３は、外郭部１０２内に配置されつつ、スラリー管５Ａの近傍においては断熱材１００Ａの外部に露呈している。

【0064】

第１混合液３１が成形型８に供給されることで生じるホワイトウォーター、および、第２混合液３２が成形型８に供給されることで生じるホワイトウォーターは、貫通孔８ｃから排出されてホワイトウォーター受け９で受けられた後、ドレン管４３に排出され、廃棄される。

【0065】

次に、製造装置１Ａを用いた断熱材１００Ａの製造方法の一例を説明する。図６は、断熱材１００Ａの製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【0066】

図６を参照して、断熱材１００Ａを製造する際には、まず、第１混合液３１および第２混合液３２が準備される（ステップＳ２１、準備工程）。具体的には、溶媒としての純水、第１原料としてのセラミックファイバー、および、バインダーが第１ミキシング槽２１に投入されることで、第１混合液３１が形成される。

【0067】

そして、この第１混合液３１が、第１ミキサー４で混合される。また、溶媒としての純水、他の断熱材１００Ａの表面の切削加工によって生じた第２原料としての再生ファイバー材、および、バインダーが第２ミキシング槽２２に投入されることで、第２混合液３２が形成される。そして、この第２混合液３２が、第２ミキサー４で混合される。

【0068】

このように、準備工程は、第１原料を含む第１混合液３１を第１ミキシング槽２１に準備するとともに、第２原料を含む第２混合液３２を第２ミキシング槽２２に準備する工程を含んでいる。次に、ステップＳ２２，Ｓ２３は、本発明の「注入工程」の一例であり、第１混合液３１を成形型８に加圧注入し、次いで、第２混合液３２を成形型８に加圧注入する工程である。

【0069】

より具体的には、各ミキシング槽２１，２２で混合液３１，３２が十分に撹拌された後、まず、第１弁４１が開かれ、且つ、第２弁４２が閉じられる。この状態で、第１混合液３１が所定時間、成形型８に加圧注入される（ステップＳ２２）。

【0070】

この場合、加圧ポンプ６によって、第１ミキシング槽２１内の第１混合液３１が、スラリー管５Ａを介して成形型８に加圧注入される。これにより、成形型８のキャビティ１１内の内面寄りに第１混合液３１中のセラミックファイバーが積層されつつ、第１混合液３１中の液体成分が成形型８の貫通孔８ｃから成形型８の外部に排出される。

【0071】

次に、第２弁４２が開かれ、且つ、第１弁４１が閉じられた状態で、第２混合液３２が成形型８に加圧注入される（ステップＳ２３）。この場合、加圧ポンプ６によって、第２ミキシング槽２２内の第２混合液３２が、スラリー管５Ａを介して成形型８に加圧注入される。これにより、成形型８のキャビティ１１内の中心寄りに第２混合液３２中の再生ファイバー材が積層されつつ、第２混合液３２中の液体成分が成形型８の貫通孔８ｃから成形型８の外部に排出される。

【0072】

この際、第２混合液３２は、キャビティ１１（スラリー管５Ａ）の液圧が、所定の圧力に達するまで、成形型８に供給され続ける。これにより、再生ファイバー材は、セラミックファイバー材の内部で積層されつつ、セラミックファイバー材を押し出すように加圧され、スラリー管５Ａと成形型８との接続部周辺で積層される。その結果、キャビティ１１に断熱材１００Ａが形成される。

【0073】

断熱材１００Ａが形成された後、成形型８の分割型８ａ，８ｂが開かれた状態で、断熱材１００Ａは、成形型８から取り出され、その後、乾燥される（ステップＳ２４）。その後、断熱材１００Ａは、当該断熱材１００Ａの形状を整えるための仕上げ加工（切削加工）を施される（ステップＳ２５）。なお、この仕上げ加工は、行われなくてもよい。

【0074】

以上の次第で、本実施形態によると、セラミックファイバー（第１原料）が成形型８の内面側に積層され、その後、再生ファイバー（第２原料）がセラミックファイバーの内側に積層される。これにより、断熱材１００Ａの外郭部１０２はセラミックファイバーで形成され、断熱材１００Ａの内側部１０３は再生ファイバーで形成される。このような構成であれば、断熱材１００Ａの外郭部１０２と内側部１０３のそれぞれにより適した材料を用いることができる。本実施形態では、廃材であった再生ファイバーを用いることで、断熱材１００Ａの製造コストをより低減でき、且つ、断熱材１００Ａの更なる省資源化を達成できる。

【0075】

また、たとえば、原料として再生ファイバーのみを用いた場合、断熱材の外表面の品質は低くなり、当該断熱材の外表面を綺麗に仕上げることが困難である。これに対して、本実施形態によると、断熱材１００Ａの内側部１０３は再生ファイバーで形成されているけれども、断熱材１００Ａの外表面の大部分がセラミックファイバーで形成されている。これにより、断熱材１００Ａの外表面の品質を高くでき、当該断熱材１００Ａの外表面を綺麗に仕上げることができる。

【0076】

以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。

【0077】

（１）上記実施形態では、成形型８とスラリー管５（５Ａ）との接続位置が固定である形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、図７に示すように、成形型８に対するスラリー管５（５Ａ）の一端の位置を変更可能な構成が採用されてもよい。この場合、スラリー管５は、成形型８内において原料が積層されるに従い、成形型８から引き抜かれる方向（矢印Ａ方向）に変位される。これにより、断熱材１００（１００Ａ）のかさ密度をより均等にすることができる。

【0078】

（２）また、上述の実施形態では、成形型８への混合液２（混合液３１，３２）の注入の圧力が、一定である形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、成形型８への混合液２の圧力を、混合液２の注入開始時には低くしておき、その後、高くしてもよい。この場合も、成形型８のうちスラリー管５との接続部から遠い箇所と、近い箇所のそれぞれにおける断熱材１００（１００Ａ）のかさ密度をより均等にすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明は、断熱材の製造方法、および、断熱材の製造装置として、広く適用することができる。

【符号の説明】

【0080】

１，１Ａ 断熱材の製造装置
２ 混合液
３ ミキシング槽（槽）
６ 加圧ポンプ（加圧部）
８ 成形型
２１ 第１ミキシング槽（第１槽）
２２ 第２ミキシング槽（第２槽）
３１ 第１混合液
３２ 第２混合液
１００，１００Ａ 断熱材
１０２ 外郭部
１０３ 内側部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】