JP2007147185A - 段ボール製ダクト及びその施工方法並びにチャンバーボックス - Google Patents

Abstract

【課題】薄いアルミ箔を使用しても、折曲時のクラック発生が防止され、不燃性、断熱性及び耐湿性が確保される段ボール製ダクトを提供する。
【解決手段】段ボール１を材料とする基材Ｍに罫線９を入れ、基材Ｍを罫線９に沿って角筒をなすように折り曲げて各側面板１０，１１を形成し、基材Ｍの両端部を接合した段ボール製ダクトにおいて、前記基材Ｍとして、多層構造の段ボール１の両面にポリエチレン２を介してアルミ箔３をラミネートし、アルミ箔３の表面を塗料４でコーティングすると共に、段ボール１の周縁をアルミテープ８でシールしたものを使用して、基材Ｍの折曲時におけるクラックの発生を防止すると共に、基材Ｍの周縁からの着火や湿度の透過を防止する。また、段目の小さい層が外側となるように基材Ｍを折り曲げて、外側部分の空気層の潰れを防止する。
【選択図】図５

Description

この発明は、空調用や換気用等として設置される段ボール製ダクト及びその施工方法並びにチャンバーボックスに関するものである。

一般に、店舗建築等に設置される空調用ダクトには、金属製の筒体に断熱材としてグラスウールを巻き付けたものが使用されているが、このようなダクトは、重量が大きく嵩張ることから、施工現場への運搬や建築物への取り付けにコストがかかるだけでなく、撤去時に金属製の筒体からグラスウールを分離する必要があり、大量の産業廃棄物が発生するという問題がある。

その対策として、下記特許文献１，２においては、軽量で施工性や断熱性に優れ、撤去時の廃棄も容易な段ボール製のダクトが提案されている。このうち、特許文献１には、段ボールを材料とする基材に罫線を入れて、各側面板を形成し、基材を罫線に沿って側面板が角筒をなすように折り曲げ、基材の両端部を接続具で接合する構成が記載され、特許文献２には、ダクトを粘着テープで接続する構成が記載されている。

特開昭４８−９３１４５号公報 特開２００２−２６７２４５号公報

しかしながら、上記のような段ボール製ダクトでは、所定の基準を満たす不燃材として認定を受けられないため、基材の材料となる段ボールの両面にアルミ箔を貼り合わせることが考えられている。

ところが、この場合、重量やコストを考慮して、アルミ箔の厚さを５０μｍ未満とすると、基材を罫線に沿って折り曲げた際、アルミ箔にクラックが発生し、不燃性や断熱性が低下するほか、外気が段ボール内部に侵入し、湿気により強度が低下するおそれがある。

また、基材を折り曲げた際に、段ボール内部の空気層が潰れて、断熱性が損われることもある。

そこで、この発明は、薄いアルミ箔を使用しても、不燃性、断熱性及び耐湿性が確保される段ボール製ダクトを提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、この発明に係る段ボール製ダクトは、側面板が角筒をなすように罫線に沿って折り曲げる基材として、多層構造の段ボールの両面に熱可塑性樹脂を介してアルミ箔をラミネートし、また、アルミ箔の表面を塗料でコーティングして、段ボールの周縁をアルミテープでシールしたものを使用し、段目の小さい層が外側となるように基材を折り曲げたのである。

この段ボール製ダクトでは、アルミ箔の表面が塗料で保護されて、基材の折曲時におけるクラックの発生が防止され、不燃性や断熱性の低下のほか、段ボール内部への外気侵入が防止されると共に、アルミテープのシールにより、基材の周縁からの着火や湿気の透過が防止される。

また、折曲部分で変形しにくい段目の小さい層を外側としたことにより、外側部分の空気層の潰れが防止される。

ここで、段目とは、段ボールの中しんの波形のことをいい、段目の大きさは、中しんの波長又は波高で表し、段目の方向は、中しんの段頂の延びる方向で表すものである。

また、罫線とは、基材表面に設けた折曲用の溝であり、特別な治具を用いることなく、基材を所定の位置で折り曲げて、組立作業を行うことを可能とするものである。

また、前記基材の一端の側面板に連設した継代片と、他端の側面板の端部とを重ねて、両面粘着テープで貼り合わせると共に、差込式の締結具で機械的に結合し、この継目の外側をアルミテープでシールして、基材端部の接合の位置決めをすることにより、保形性を高めると共に、基材の継目からの空気漏洩を防止することとしたのである。

そして、このような段ボール製ダクト同士を、例えば、前記基材と同一材料から成るソケットを用いて接続することにより、ダクトの接続部分からの空気漏洩を防止し、ワイヤ等による吊込状態での吊下強度を確保することとしたのである。

また、前記段ボール製ダクトにより角筒状の本体を形成し、その両端に端板を被せ、下穴を開けて、ダクトを接続するカラーを取り付けたチャンバーボックスを製作し、チャンバーボックスの不燃性や断熱性を確保することとしたのである。

この段ボール製ダクトでは、基材の段ボールの両面にアルミ箔をラミネートして、その表面を塗料でコーティングしたので、アルミ箔の表面が柔軟に保護され、アルミ箔が薄くても、基材の折り曲げに伴うアルミ箔のクラック発生が防止される。

このため、クラックからの段ボールの露出による不燃性や断熱性の低下が防止され、結露による強度低下も防止される。

また、段ボールの周縁をアルミテープでシールしたので、基材の周縁での段ボールの露出による不燃性の低下や、断熱性の低下も防止される。

また、基材の接合を両面粘着テープ及び差込式の締結具で行い、継目の外側をアルミテープでシールしたので、接合の位置決めが正確化され、保形性が高められると共に、基材の継目からの空気漏洩が防止されて、優れた断熱性が得られる。

さらに、軽量の基材を扁平に展開した状態で運搬できるので、輸送コストを削減でき、基材を展開状態から折り曲げることにより、簡単に組み立てることができるほか、ソケットを使用したダクトの接続や吊り込み等、施工作業も容易に行うことができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

この段ボール製ダクトは、空調用として設置されるものであり、図１に示すような基材Ｍから形成される。ダクトの大きさは、例えば、図５に示す組立状態において、内寸が４００ｍｍ×３００ｍｍとなり、長さが１５００ｍｍとなるように設定されている。なお、複数枚の基材を周方向に継ぎ合わせて製作する場合には、例えば、内寸が６００ｍｍ×６００ｍｍ程度となるような大口径のダクトを形成することもできる。このとき、基材同士の継目は、端部同士を重ねて、両面粘着テープで貼り合わせると共に、差込式の締結具で機械的に結合し、この継目の外側をアルミテープでシールすることが望ましい。

このダクトを構成する基材Ｍは、図２に示すような多層の断面構造となっており、複両面段ボール１の両面に、接着剤、例えば熱可塑性樹脂であるポリエチレン２を介してアルミニウムを薄く延ばしたアルミ箔３をラミネートし、アルミ箔３の表面を塗料４でコーティングしたものとされている。

ここで、段ボール１としては、各層の段目の大きさの比が１：１．２〜１：２となるようにするのが好ましい。例えば、全体の厚さが約８ｍｍであって、段目の大きい内側段の厚さが約５ｍｍ、段目の小さい外側段の厚さが約３ｍｍのものを用いるとよい。また、この場合、段ボール１の中間のライナ５の厚さは０．２ｍｍ、外側両面のライナ６の厚さは０．３２ｍｍ、中しん７の厚さは０．２ｍｍ以下とし、内側段の波長は９ｍｍ、外側段の波長は６ｍｍ以上とするのがよい。

そして、アルミ箔３の厚さは７〜５０μｍ（好ましくは２０μｍ程度）とし、折り曲げ時のクラック発生防止の点から、アルミ箔３には軟質アルミ箔を用いるのが好ましく、押出ラミネートするポリエチレン２の着量は１０〜３０ｇ／ｍ^２、塗布する塗料４の着量は０．５〜２．０ｇ／ｍ^２とするのが機能面及び重量・コスト面から好ましい。

また、アルミ箔３のラミネート及び塗料４の塗布は、ライナ６が原紙の段階で行い、その後、ライナ６をコルゲータの熱板で押圧しつつ中しん７と貼り合わせるので、塗料４としては、ニトロセルロース系樹脂のニス等、耐熱性に優れたものが用いられる。

このような基材Ｍにおいて、段ボール１の周縁は、図３に示すように、アルミ箔の片面に粘着力を付与したアルミテープ８（鎖線で表示）を貼り付けてシールされ、基材Ｍの周縁で段ボール１が露出しないようになっている。

そして、基材Ｍには、図１に示すように、段ボール１の段目に直交する方向に罫線９を入れて、各一対の側面板１０，１１及び継代片１２を形成し、基材Ｍの一端の継代片１２と、他端の側面板１１の端部には、ピン穴１３を複数個ずつ設ける。また、他端の側面板１１の両側部にもピン穴１４を１個又は必要により複数個ずつ設ける。

上記のような基材ＭをダクトＤに組み立てるには、図４及び図５に示すように、基材Ｍを罫線９に沿って各一対の側面板１０，１１が角筒をなすように折り曲げる。このとき、罫線９が段ボール１の段目に直交しているので、基材Ｍは段目の影響を受けることなく、罫線９に沿って正確な位置で折れ曲がり、精度のよい角筒が形成される。

そして、継代片１２の外面に予め貼り付けておいた両面粘着テープ１５（図４に鎖線で表示）により、継代片１２と他端の側面板１１とを重ねた状態で貼り合わせ、ピン穴１３に締結具１６を差し込んで、基材Ｍの両端部を接合し、その継目の外側をアルミテープ１７（図５に鎖線で表示）でシールする。

ここで、締結具１６としては、図１４に示すように、ピン穴１３に差し込んで頭部１６ａを押すと、爪１６ｂが拡径して内側の基材Ｍに嵌めたフランジ部材１６ｃの挿通穴から抜け止めされるプラスチック製の締結ピンや、図１５に示すように、一方の基材Ｍに取り付けた凸部材１６ｄを、他方の基材Ｍに取り付けた凹部材１６ｅに押し込んで係合させるプラスチック製の締結ボタンを用いるとよい。

このように、両面粘着テープ１５及びアルミテープ１７による接着だけでなく、締結具１６により機械的に締結しておくと、両面粘着テープ１５及びアルミテープ１７によるシール効果が得られるだけでなく、基材Ｍの接合の位置決めを正確に行うことができ、経年変化でテープ１５，１７の接着力が低下した場合でも、ダクトの形状が維持される。

このような段ボール製ダクトＤでは、基材Ｍの段ボール１の両面にポリエチレン２を介してアルミ箔３をラミネートし、その表面を塗料４でコーティングしたので、基材Ｍの表面粗さが改善され、圧力損失が低減されると共に、アルミ箔３の表面が柔軟に保護され、また、アルミ箔３と段ボール１のライナとの伸び率の差がポリエチレン２の弾性で吸収されるので、ポリエチレン２と塗料４の相乗効果により、基材Ｍの折り曲げに伴うアルミ箔３のクラック発生が防止される。

このため、罫線９に沿った稜部におけるクラックからの段ボール１の露出による不燃性の低下や、防湿性が損なわれることに伴う断熱性の低下が防止され、結露による強度低下も防止される。

また、段ボール１の周縁をアルミテープ８でシールしたので、基材Ｍの周縁での段ボール１の露出による不燃性の低下や、断熱性の低下も防止される。

さらに、軽量の基材Ｍを扁平に展開した状態で施工現場へ運搬できるので、輸送コストを削減でき、基材Ｍを展開状態から折り曲げることにより、簡単に組み立てることができるので、現場での作業負荷が増大することもない。

なお、この組立状態において、図５に示すように基材Ｍを使用すると、段目の小さい外側段部分の空気層の潰れが防止されると共に、基材Ｍの表面が平滑となって輻射熱の反射効率が高くなるので、断熱性等が向上するほか、罫線９に沿った折曲時にアルミ箔３にクラックが発生しにくくなり、美観にも優れたものとなる。

次に、上記のように組み立てたダクトＤを接続するには、まず、図６に示すように、ダクトＤ同士を突き合わせ、その突合部をアルミテープ１８（鎖線で表示）の巻き付けによりシールする。なお、この巻き付けに先立って、ダクトＤの端部同士を短く切断したアルミテープで仮止めしておくと、突合部への巻き付けを容易に行うことができる。

続いて、図７に示すように、ダクトＤの突合部の外周に、基材Ｍと同一材料の帯材から成るソケットＳを罫線１９に沿って折り曲げつつ巻き付ける。この罫線１９は、ソケットＳの内周がダクトＤの外周よりも少し大きくなる位置に入れておく。

その後、側面板１１のピン穴１４及びソケットＳに設けたピン穴を利用して、ダクトＤとソケットＳとを締結具１６で結合すると共に、ソケットＳの両端の重合部２０を、その部分に設けたピン穴を利用して、締結具１６で結合する。

このように、ダクトＤをアルミテープ１８だけでなく、ソケットＳで包囲して機械的に補強しつつ接続すると、建築物に吊り込んで取り付けた状態において、接続部が屈曲するような変形が防止される。

なお、締結具１６として、図１４に示すような締結ピンを使用した場合、ダクトＤの内部には、締結具１６の先端部が突出するが、突出量は８ｍｍ程度と僅かであるため、管内の圧力損失には大きな影響はないと考えられる。

また、ダクトＤと丸ダクトとを接続するには、図８に示すように、丸ダクトの端部が差し込まれる取出しカラー２１をダクトＤに取り付ける。

この取出しカラー２１をダクトＤの組立時に予め取り付けておく場合には、ダクトＤに下穴２２を開け、ダクトＤの内側からシーリング剤を塗布した取出しカラー２１の円筒部を下穴２２に挿入して外側へ突出させ、取出しカラー２１のフランジ部をダクトＤの内面に沿わせて、締結具１６により固定する。

また、取出しカラー２１をダクトＤの設置後に取り付ける場合でも、ダクトＤが建築物に取り付けられたままの状態で、ダクトＤに簡単に下穴２２を開けることができるので、取出しカラー２１のフランジをダクトＤの外側から下穴２２の周囲に当接して、締結具１６で固定することにより、丸ダクトを容易に接続することができる。なお、取出しカラー２１を角筒状として、同様の方法により、角形ダクトを接続することもできる。

一方、この段ボール製ダクトＤを建築物に吊り込む際には、図９に示すように、通常のスチール製ダクトと同様、天井から垂下する２本の吊下ボルト２３の下端間にアングル材２４を渡し、このアングル材２４でダクトＤを受け止める方法を採用することもできる。

しかしながら、このような吊り込み方法の他にも、段ボール製のダクトＤがスチール製のものよりも大幅に軽量であることを活かして、以下のような吊り込み方法を採用することにより、コストダウンを図ることも考えられる。

その一つとして、図１０に示すように、ダクトＤの一対の側面板１１にリングピン２５を差し込んでおき、２本の吊下ボルト２３とリングピン２５とをワイヤ２６で繋ぐ吊り込み方法が可能となる。

また、図１１に示すように、ダクトＤの一対の側面板１１に差し込んだリングピン２５間に１本のワイヤ２７を渡し、このワイヤ２７を１本の吊下ボルト２３に掛けて吊り込む方法も可能となる。

また、図１２に示すように、ダクトＤの下面から両側面にベルト２８を沿わせ、その両端部間に１本のワイヤ２７を渡し、このワイヤ２７を１本の吊下ボルト２３に掛けて吊り込む方法も可能となる。

さらに、図１３に示すように、ダクトＤを接続する金属製ニップルＴにワイヤ２６を挿通する吊穴３３を設け、吊下ボルト２３とニップルＴとをワイヤ２６で繋いで吊り込むこともできる。この場合、ニップルＴとして、ダクトＤの内側に差し込まれる差込筒部３４の中央部外周に、ダクトＤの端面が当接するフランジ３５を設けたものを用い、フランジ３５に吊穴３３を形成するとよい。

そのほか、ダクトＤに複数の他のダクトを接続する場合には、図１６に示すように、ダクトＤに連通して取り付けるチャンバーボックス２９として、ダクトＤと同様の基材Ｍを使用して同様の工法で角筒状の本体３０を製作し、その両端に、角筒状に継ぎ合わせた縁板を有する端板３１を被せ、本体３０及び端板３１に適宜下穴を開けて複数のカラー３２を取り付けたものを使用すればよい。

この発明の実施形態に係るダクトの基材の展開状態を示す図 同上の基材の断面構造を示す図 同上の基材の周縁部を示す拡大斜視図 同上のダクトの組立過程を示す斜視図 同上のダクトの組立状態を示す斜視図 同上のダクトの接続過程を示す斜視図 同上のダクトの接続状態を示す斜視図 同上の丸ダクト接続用の取出しカラーを取り付けた状態を示す斜視図 同上の吊り込み方法の一例を示す断面図 同上の吊り込み方法の一例を示す断面図 同上の吊り込み方法の一例を示す断面図 同上の吊り込み方法の一例を示す断面図 同上の吊り込み方法の一例を示す斜視図 締結ピンによる基材の接合方法を示す断面図 締結ボタンによる基材の接合方法を示す断面図 ダクトにチャンバーボックスを取り付けた状態を示す斜視図

符号の説明

Ｄ ダクト
Ｍ 基材
１ 段ボール
２ ポリエチレン
３ アルミ箔
４ 塗料
５，６ ライナ
７ 中しん
８ アルミテープ
９ 罫線
１０，１１ 側面板
１２ 継代片
１３，１４ ピン穴
１５ 両面粘着テープ
１６ 締結具
１７，１８ アルミテープ
Ｓ ソケット
１９ 罫線
２０ 重合部
２１ 取出しカラー
２２ 下穴
２３ 吊下ボルト
２４ アングル材
２５ リングピン
２６，２７ ワイヤ
２８ ベルト
２９ チャンバーボックス
３０ 本体
３１ 端板
３２ カラー
Ｔ ニップル
３３ 吊穴
３４ 差込筒部
３５ フランジ

Claims (10)

1. 段ボールを材料とする基材に罫線を入れ、基材を罫線に沿って角筒をなすように折り曲げて各側面板を形成し、基材の両端を接合した段ボール製ダクトにおいて、前記基材として、多層構造の段ボールの両面に熱可塑性樹脂を介してアルミ箔をラミネートし、段ボールの周縁をアルミテープでシールしたものを使用し、段目の小さい層が外側となるように基材を折り曲げたことを特徴とする段ボール製ダクト。
2. 請求項１に記載の段ボール製ダクトにおいて、アルミ箔の表面を塗料でコーティングしたことを特徴とする段ボール製ダクト。
3. 請求項１又は２に記載の段ボール製ダクトにおいて、前記基材の一端の側面板に連設した継代片と、他端の側面板の端部とを重ねて、両面粘着テープで貼り合わせると共に、差込式の締結具で結合し、この継目の外側をアルミテープでシールしたことを特徴とする段ボール製ダクト。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の段ボール製ダクトにおいて、前記基材を複数枚周方向に継ぎ合わせ、角筒をなすように折り曲げて形成したことを特徴とする段ボール製ダクト。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の段ボール製ダクトを接続するため、前記ダクト同士を突き合わせ、その突合部をアルミテープの巻き付けによりシールし、突合部の外周に前記基材と同一材料の帯材から成るソケットを罫線沿いに折り曲げて巻き付け、ダクトとソケットとを締結具で結合すると共に、ソケットの両端の重合部を締結具で結合する段ボール製ダクトの接続方法。
6. 請求項１乃至４のいずれかに記載の段ボール製ダクトを接続するため、一方のダクトに請求項５に記載のソケットを予め取り付けておき、このソケットに他方のダクトを差し込んで、ダクト同士を接続する段ボール製ダクトの接続方法。
7. 請求項１乃至４のいずれかに記載の段ボール製ダクトを吊り込むため、ダクトの一対の側面板にリングピンを差し込み、天井から垂下する吊下ボルトとリングピンとをワイヤで繋ぐ段ボール製ダクトの吊込方法。
8. 請求項１乃至４のいずれかに記載の段ボール製ダクトを吊り込むため、ダクトの下面から両側面にベルトを沿わせ、その両端部間にワイヤを渡し、このワイヤを天井から垂下する吊下ボルトに掛ける段ボール製ダクトの吊込方法。
9. 請求項１乃至４のいずれかに記載の段ボール製ダクトを吊り込むため、ダクト同士を接続する金属製継手にワイヤを挿通する吊穴を設け、天井から垂下する吊下ボルトと継手とをワイヤで繋ぐ段ボール製ダクトの吊込方法。
10. 請求項１乃至４のいずれかに記載の段ボール製ダクトを本体とし、その両端に端板を被せ、下穴を開けてダクトを接続するカラーを取り付けたチャンバーボックス。

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