JP2007247299A - 断熱材及び床構造 - Google Patents

Abstract

【課題】温度の変化に伴って生じる断熱材の面内方向の変形を円滑に吸収する。
【解決手段】断熱材Ａは、板状の発泡体１の表面１ａ及び裏面１ｂから互いに平行に形成された溝２ａ、２ｂであって深さの和が断熱材の板厚よりも大きくなるように形成した溝対２を縦横に且つ平行に多数設ける。保護膜５によって表面１ａ側から形成された溝２ａを覆う。また保護膜５が少なくとも表面１ａ全面に設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、温度変化に伴って生じた膨張、収縮による例えば寄木張（以下「寄木」という）等の床材に対する影響を可及的に軽減させることができる断熱材と、この断熱材を利用した床構造に関するものである。

軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）パネル或いはプレキャストコンクリート（ＰＣ）パネルからなる床スラブを有する建物の床を断熱性を確保して構成することが行われている。この場合、床スラブの上面に合成樹脂発泡体からなる板状の断熱材を敷き込んで固定し、この断熱材の上面に合板からなる捨て張り材を敷き込んで固定し、更に、捨て張り材の上面に床材を敷き込んで固定するのが一般的である。

合成樹脂発泡体からなる断熱材であって充分な耐衝撃性や圧縮強度を有するものは比較的に大きい線膨張係数を有する。このため、捨て張り材の他の機能は、温度の変化に伴う断熱材の膨張、収縮を拘束し或いは緩衝して床材に与える影響を軽減し或いは排除するものである。例えば、充分な耐衝撃性や圧縮強度を有する断熱材では、線膨張係数は木材からなる床材の線膨張係数と比較すると大きい。このため、床材が寄木であるような場合、断熱材の収縮に伴って床材の継目に隙間が生じることがあり、このような床材に対する断熱材の影響を排除するために捨て張り材が利用されている。

特許文献１に記載された技術は合成薄畳用芯材に関するものであり、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂発泡体によって構成される芯材が温度の変化に伴って反りや膨らみ等の変形が生じることから、これらの変形を防止するために、熱膨張で発生する応力を緩和する応力緩和部、熱膨張を拘束する拘束面材、熱線膨張を吸収する変位吸収部、を選択的に設けたものである。

上記応力緩和部は、芯材の厚さの約６０％の深さを持ったスリット溝を縦横に形成することで構成されている。特に、芯材の両面にスリット溝を対向して設けたものであっても有効であること、ＰＰ発泡体の厚みを部分的に薄くした形状であれば他の形状でも良いことが記載されている。また変位吸収部は、ＰＰ発泡体の端部に設けた軟質ポリウレタンフォームによって構成されることが記載されている。

特開２０００−１７０３６０号公報

上記した従来の床構造に於ける捨て張り材の存在は不利な面が多い。即ち、捨て張り材となる合板の材料費や断熱材の上面に敷き込んで固定する施工費が必要となり、且つ床としての全体の厚さが規定されるため、捨て張り材の厚さ分、断熱材を薄くせざるを得ない等の不利な面がある。

しかし、充分な圧縮強度を有する合成樹脂発泡体からなる断熱材を利用し、この断熱材の上面に寄木等の床材を固定した場合、捨て張り材の材料費や施工費の点で有利になるものの、前述したように、温度の変化に伴って床材の継目に隙間が生じる虞があり、この隙間に油分などが浸透した場合には断熱材が溶損するような虞も生じる。

断熱材に生じる膨張、収縮を床材に伝えることがないように、特許文献１に記載された技術を断熱材に適用して断熱材の両面に対向させてスリット溝を設けた場合、両面側から形成されたスリット溝の対向する部位には断熱材が所定の厚さで残ることになる。このため、前記スリット溝を断熱材の両面に縦横に多数形成した場合、対向するスリット溝の底面の間に残った断熱材が恰も同一面内で連続した１枚の板のようになり、断熱材の反りを防止することはできるものの、面内方向の膨張、収縮を円滑に吸収することは困難である。このため、温度変化に応じて発生した断熱材の膨張、収縮に伴って床材に面内方向の力が作用し、この結果、床材どうしの継目に隙間が生じるという問題がある。

本発明の目的は、温度の変化に伴って生じる面内方向の膨張、収縮を円滑に吸収することができる断熱材と、この断熱材を用いることで施工が容易で断熱性能を劣化させることがなく且つ床材の継目に大きな隙間を生じさせることのない床構造を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る断熱材は、板状の断熱材の表面及び裏面から互いに平行に形成された溝であってこれらの溝の深さの和が断熱材の板厚よりも大きくなるように形成した溝対を縦横に且つ平行に多数設けたものである。

上記断熱材に於いて、少なくとも表面に保護膜が設けられており、該保護膜によって表面側から形成された溝が覆われていることが好ましく、保護膜が少なくとも表面全面に設けられていることがより好ましい。

また本発明に係る床構造は、床スラブの上面に上記何れかの断熱材を敷き込んで固定し、該断熱材の上面に床材を敷き込んで固定したものである。

また他の床構造は、床スラブの上面に上記何れかの断熱材を敷き込んで固定し、該断熱材の上面に床暖房用の床暖房パネルを配置して固定したものである。

本発明に於いて、断熱材の表裏面から互いに平行に形成した一対の溝、即ち、溝対は、深さの和が断熱材の板厚よりも大きくなる。即ち、溝対を構成する一対の溝の底部は相手の溝の底部を超えて反対側の面に接近した位置にある。このため、断熱材は溝対部分に於いて面内方向に連続した面がなくなり、断熱材に膨張、収縮が生じたとき、この膨張、収縮を溝対によって吸収することができる。

従って、断熱材に上記溝対を縦横に且つ平行に多数設けることによって、断熱材に生じる膨張、収縮を吸収することができる。このため、断熱材の表面に接着等の手段で固定した他の部材（例えば床材）に対し、断熱材自身の膨張、収縮の影響を与えることがない。即ち、温度が変化しても、床材に対し断熱材から面内方向の力を作用させることがなく、床材の継目に隙間を生じさせることがない。

上記の如く、溝対を構成する一対の溝の深さの和が断熱材の厚さよりも大きいため、多数の溝対を縦横に形成したとき、表面側から形成された溝と裏面側から形成された溝が交叉する部位では両溝が干渉して溝幅に対応した穴が形成される。このため、表面に保護膜を設けて溝を覆うことで、断熱材を貫通して穴が形成されているにも関わらず、気密性を確保することができる。

また保護膜を断熱材の表面全面にわたって設けた場合には、例えば、断熱材に固定した床材の継目から石油等の溶剤が浸透してきたような場合でも断熱材を保護することができる。

また本発明に係る床構造では、床スラブの上面に本発明の断熱材を敷き込んで固定し、この断熱材の上面に床材を敷き込んで固定することで、断熱材と床材との間に捨て張り材を施工することなく床を構成することができる。このため、捨て張り材の厚さに相当する寸法だけ断熱材の厚さを厚くすることが可能となり、断熱性を向上させることができる。また断熱材の厚さが厚くなる分、材料費が上昇するものの、捨て張り材が不要となり相殺することができる。

また他の床構造では、床スラブの上面に本発明の断熱材を敷き込んで固定した上に、床暖房パネルを配置して固定することで、容易な施工で床暖房を実現することができる。特に、温度が変化しても、床暖房パネルに対し断熱材から面内方向の力を作用させることがない。

以下、本発明に係る断熱材と床構造の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る断熱材は、表裏面から厚さ方向に向かって形成した一対の溝からなる溝対を、縦横に且つ平行に多数形成することによって、面内方向への膨張、収縮（以下、膨張、収縮を含めて「変形」という）を吸収し得るようにしたものである。この断熱材では、材料が線膨張係数の大きいものであっても温度変化に伴う変形を自身で吸収し、直接床材を固定しても該床材に与える影響を軽減させ或いは排除することが可能である。

本発明に於いて、断熱材の表裏面から一対の溝からなる溝対が形成されており、この溝対によって断熱材の面内方向への変形を吸収している。即ち、断熱材に厚さ方向への溝を形成することによって、該溝の形成部位では断熱材の薄い部分（接続部）が形成される。そして、断熱材に面内方向の変形が発生したとき、この変形は接続部で拘束されて溝の開放部分を狭め或いは広げる。これにより、温度変化に伴う断熱材の面内方向への変形を吸収することが可能となる。

断熱材の変形を吸収する溝の開放部分とは、必ずしも溝の開放端（断熱材の表面或いは裏面と同一面となる部位）ではなく、該開放端が他の部材、例えば床スラブや床材に固定されているような場合には溝が開放されている中間部分となる。

しかし、溝が断熱材の一方側の面からのみ形成されているのでは、該溝に於ける変形によって断熱材に作用する内部応力の緩和をはかることが可能であるものの、断熱材に対しては反りを生じさせることになる。

従って、断熱材の表裏面から同じような寸法条件を持った溝の対を形成することによって、表面側から形成された溝の開放部分及び裏面側から形成された溝の開放部分に於ける断熱材の変形を対称的とし、これにより、断熱材に反りを生じさせることなく面内方向への変形を吸収し得るようにしたものである。

本発明に於いて、断熱材の材質は特に限定するものではないが、耐衝撃性や圧縮強度が高く、且つ高い断熱性能を有することが必要である。このような性質を持った断熱材としては、発泡ポリスチレンを含む硬質発泡体があり、この硬質発泡体からなる断熱材であれば床の断熱性を確保し得るため好ましい。

例えば、断熱材が発泡ポリスチレンによって構成される場合、このポリスチレンの線膨張係数は７×１０^-5／℃であり、夏と冬との温度差を約３０℃とすると、１ｍ当たり約２ｍｍ程度の膨張、収縮が生じることとなる。またこの材料は、酸やアルカリに対して強い耐性を有するものの、有機溶剤や石油や鉱物油に侵されるという性質を有している。

断熱材の表面及び裏面から形成された一対の溝からなる溝対は、一対の溝が互いに平行に且つ深さの和が断熱材の厚さよりも大きく形成されている。そして、この溝対によって断熱材は母材がクランク状の凹凸形状に連結されている。

溝対を構成する溝の幅寸法は特に限定するものではなく、断熱材の厚さや幅、長さ等の寸法に応じて適宜設定することが可能である。例えば、適用する建物が住宅であるような場合、溝の幅寸法としては約１ｍｍ〜３ｍｍ程度の範囲であることが好ましい。

また溝対を構成する溝の深さは、溝対の深さの和が断熱材の厚さよりも大きければ良く、具体的な寸法を限定するものではない。断熱材に溝を形成することによって、該溝の形成部位では断熱材による薄い接続部が形成されることになるため、このときの断熱材の有する断熱性能や曲げ強度等の条件を考慮して溝の深さを設定することが好ましい。

例えば、溝を断熱材の厚さの２／３程度とした場合、大幅に断熱性能を劣化させることがなく、且つ曲げ強度も確保することが可能であり好ましい範囲である。このように、溝の深さを断熱材の厚さの２／３程度としたとき、断熱材は残りの１／３の厚さで連続することになる。

溝対を構成する一対の溝の間隔も特に限定するものではなく、溝が形成されたときの断熱材の母材の厚さ（溝の底部と反対側の面までの厚さ）と略等しいことが好ましい。例えば、断熱材に形成された溝の底部に於ける断熱材の厚さが１／３であるとき、一対の溝の間隔も断熱材の厚さの約１／３程度の寸法であることが好ましい。

上記の如く形成した溝対の周辺では、断熱材は恰も略同じ程度の厚さを持ってクランク状に屈折した形状となる。従って、前記形状と断熱材の持つ弾力性によって、適度な弾性と形状の復元性を発揮することが可能となる。

上記の如き溝対は断熱材の縦横に互いに平行に多数形成される。断熱材に形成される溝対の数や、隣接する溝対の間隔は特に限定するものではなく、断熱材の幅寸法や長さ寸法、線膨張係数と想定温度差等の条件から設定された変形量に応じて適宜設定することが好ましい。

溝対を構成する溝が断熱材の厚さの１／２以上の深さを有するため、縦横に形成された溝対の交叉部分では、表面側から形成された溝と裏面側から形成された溝が干渉して厚さ方向に貫通した穴が形成され、該穴を通して通気することとなる。このため、少なくとも表面側に形成された溝は保護膜によって覆われている。

保護膜は気密性を確保するためのものであり、気密性を有するものであれば利用することが可能である。しかし、保護膜によって覆うべき溝が断熱材の変形を吸収するものであることから、保護膜も可撓性を有し且つ伸縮可能であることが好ましい。また溝を覆う作業を容易に行うためには保護膜が粘着性を有することが更に好ましい。このような保護膜としては、ポリエチレン（ＰＥ）フィルムや、粘着性を持ったＰＥテープ等があり、何れも好ましく利用することが可能である。

本発明に係る床構造は、上記した本発明の断熱材を床スラブの上面に敷き込んで固定し、且つ断熱材の上面に直接床材を敷き込んで固定したものである。本発明に於いて、床スラブの構造は特に限定するものではなく、躯体にＡＬＣパネルやＰＣパネルを敷き込んで構成した床スラブ、コンクリートを打設して構成した床スラブであって良い。

床スラブに敷き込まれた断熱材は実質的に固定されていれば良く、床を構成する領域が凹状に構成されており、この領域に隙間なく敷き込まれているような場合には特別な固定手段を用いる必要はない。従って、断熱材の床スラブに対する固定方法は特に限定するものではなく、接着による方法や釘やビスを利用する方法等があり適宜選択して採用することが可能である。

床スラブに敷き込まれた断熱材の上面に敷き込まれる床材の構成は特に限定するものではなく、洋間に対応した寄木を含む木製の床材や、和室に対応した畳表であって良い。また床材の断熱材に対する固定方法も特に限定するものではなく、接着による方法や両面接着テープ等を利用する方法を採用することが可能である。

特に、床材として畳表を利用するような場合、この床材が多くの隙間を有するため、床にこぼした液体が隙間を通して浸透したり、通気することがある。このため、断熱材の表面に保護膜を設けて溝を覆い、或いは断熱材の全面を覆うことで、断熱材に形成された貫通穴の影響を排除して気密性を確保することが可能となり、或いは断熱材の表面に耐溶剤性や耐油性を発揮させることが可能となる。

次に、本実施例に係る断熱材について図を用いて説明する。図１は断熱材の構成を説明する斜視図である。図２は断熱材の要部を説明する図である。

図に於いて、断熱材Ａは、発泡体１に縦横に多数の溝対２が形成されて構成されている。発泡体１は、ポリスチレン発泡体を含む硬質発泡体からなり、予め設定された寸法を持った板状に形成されている。特に、発泡体１の幅寸法及び長さ寸法は適用すべき建物に設定されたモジュール寸法に対応して設定されており、厚さは断熱材Ａに要求される断熱性能に応じて設定されている。本実施例に於いて、発泡体１の厚さは３０ｍｍに設定されている。

溝対２は、発泡体１の表面１ａ側から形成された溝２ａと、裏面１ｂ側から形成された溝２ｂとによって構成されている。本実施例に於いて、各溝２ａ、２ｂは幅が１ｍｍで、深さが２０ｍｍに設定されており、溝２ａと溝２ｂとの間隔や約１０ｍｍに設定されている。このような溝対２によって、発泡体１には厚さ（幅）約１０ｍｍの母材からなる連続部３が形成されている。

本実施例に於いて、溝対２は発泡体１の縦横に約１００ｍｍピッチで形成されている。このため、溝対２が交叉する部位では、溝２ａと溝２ｂの交叉点毎に、厚さ方向に貫通した穴４が形成される。

縦横に多数の溝対２が平行に形成された発泡体１の表面１ａには、全面にわたって保護膜５が設けられている。この保護膜５は、可撓性と適度な伸縮性、及び気密性を持ったＰＥフィルムからなり、発泡体１の表面１ａに接着されることで、穴４を介する通気を阻止し、且つ耐溶剤性、耐油性を付与している。

上記の如く構成された断熱材Ａでは、温度変化により発泡体１に図１の矢印方向（面内方向）への変形が生じたとき、この変形は溝対２を構成する溝２ａ、２ｂの開放部が狭まることで吸収される。このとき、溝２ａと溝２ｂが発泡体１に於ける反対側の面に形成されるため、各溝２ａ、２ｂが同じように狭まり、これにより、発泡体１が面内方向に収縮することになり、該発泡体１に反りを生じることがない。

溝２ａの開放部が狭まったとき、この変形に伴って保護膜５は溝２ａに対応する部分に弛みが生じ、且つ発泡体１の表面１ａに接着されている部分は伸長して追従する。ＰＥからなる保護膜５は、この程度の可撓性と伸縮性は充分に有しており、何ら支障が生じることがない。

特に、断熱材Ａに対し縦横に形成された溝対２よって、該断熱材Ａの表面が多数の領域に分割されており、個々の領域毎に生じる変形量は極めて小さくなる。このため、各領域で生じた変形を該領域を区画する溝対２によって吸収することが可能となる。例えば、本実施例の断熱材Ａでは、１００ｍｍ間隔で縦横に溝対２が形成されているため、夏、冬の温度差が３０℃としても、各領域に於ける変形量は約０．２ｍｍ程度となり、この程度の変形量は幅１ｍｍの溝２ａ、２ｂによって吸収することが可能である。

次に、上記断熱材Ａを利用した床構造の例について図を用いて説明する。図３は洋間に対応する床構造を説明する模式的な斜視図である。図４は床暖房パネルを設けた床構造を模式的に説明する図である。

図３に示す床構造は、床スラブ１０の上面に複数の断熱材Ａを敷き込んで固定した上に、寄木からなる床材１１を敷き込んで固定したものである。この床構造では、断熱材Ａに温度変化に伴って変形が生じた場合でも、この変形を縦横に形成した多数の溝対２毎に吸収することが可能であり、断熱材Ａに生じた変形が床材１１に影響を与えることがない。

図４に示す床構造は、床スラブ１０の上面に複数の断熱材Ａを敷き込んで固定した上に、床暖房パネル１２を配置して固定したものである。この床構造では、断熱材Ａに温度変化に伴って変形が生じた場合でも、この変形を縦横に形成した多数の溝対２毎に吸収することが可能であり、断熱材Ａに生じた変形が床暖房パネル１２に影響を与えることがない。

本発明に係る断熱材Ａ及び該断熱材Ａを利用した床構造は、洋間の床や和室の床に利用することが可能であり、特に１階の床に適用した場合、高い断熱性を発揮することが可能であり有利である。

断熱材の構成を説明する斜視図である。 断熱材の要部を説明する図である。 洋間に対応する床構造を説明する模式的な斜視図である。 床暖房パネルを設けた床構造を模式的に説明する図である。

符号の説明

Ａ 断熱材
１ 発泡体
１ａ 表面
１ｂ 裏面
２ 溝対
２ａ、２ｂ 溝
３ 連続部
４ 穴
５ 保護膜
１０ 床スラブ
１１ 床材
１２ 床暖房パネル

Claims (5)

1. 板状の断熱材の表面及び裏面から互いに平行に形成された溝であってこれらの溝の深さの和が断熱材の板厚よりも大きくなるように形成した溝対を縦横に且つ平行に多数設けたことを特徴とした断熱材。
2. 少なくとも表面に保護膜が設けられており、該保護膜によって表面側から形成された溝が覆われていることを特徴とした請求項１に記載した断熱材。
3. 保護膜が少なくとも表面全面に設けられていることを特徴とした請求項１又は２に記載した断熱材。
4. 床スラブの上面に請求項１乃至３の何れかに記載した断熱材を敷き込んで固定し、該断熱材の上面に床材を敷き込んで固定したことを特徴とする床構造。
5. 床スラブの上面に請求項１乃至３の何れかに記載した断熱材を敷き込んで固定し、該断熱材の上面に床暖房用の床暖房パネルを配置して固定したことを特徴とした床構造。

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