JP2008081946A - 断熱材、断熱構造体及び断熱材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の一般的な断熱材と同等の手間で、また、特別な部材の必要もなく、３つの熱流要因を取り除く事が出来るようになり、結果としてより性能の高い断熱材を提供すること。また、限られた構造体の厚さの中でより性能の高い断熱材を提供すること。また、さらに低いコストでより性能の高い断熱材を提供すること。
【解決手段】本発明による断熱材は、室内面１４と室外面１６を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層１２の室内面もしくは室外面１４に凹凸１５を備え、その凹凸表面に低放射層１３を有する。
断熱層３２，１３２の、低放射層３３，１３３を有する凹凸表面に対向する面に更に低放射層３８，１３８を設けることもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、断熱材及びその断熱材を充填又は張り付けた断熱構造体に関する。

断熱材は、高温から低温の物質に移動する熱を抑制する目的で使用されるものであるが、熱の伝わり方には、熱伝導、熱対流及び熱放射の３種類がある。
一般に言う断熱材には、繊維系のものと、発泡プラスチック系のもの、また真空断熱材がある。

繊維系の断熱材は、熱伝導性能の悪い空気を活用し、その対流を抑制することで、断熱性能を確保している。発泡プラスチック系断熱材は、空気よりさらに熱伝導性能の悪いガス類を用い、そのガスを独立気泡内に保有させる事によって対流を防ぎ、一般的には、繊維系断熱材より優れた断熱特性を持つ。なお、連続気泡内に空気を含む場合もある。

真空断熱材は、真空若しくは、内部圧力を大幅に下げることにより、伝導熱及び対流熱損失を限りなくゼロにしたもので、前記２種類の断熱材と比較すると断熱効果の優れた特性を持っている。
上記３種類のいずれの断熱材も、伝導及び対流の熱流を抑制することを主眼にしている。

近年、放射による熱損失を防ぐことに主眼を置いた断熱遮熱材が多く開発されているが、その多くが、熱伝導及び熱対流抑制効果は少ない。
発泡プラスチック系の断熱材の中には、放射率の低い外被材を表面に張り付けた製品もあるが、その表面は平滑である。

特許文献１は、無機繊維マットで構成されたボード状の断熱部材に、通気層を形成するための凸部を形成するよう凸部形成部材を張り合わせて一体化して形成された断熱材を開示している。この断熱材を屋根部に取り付ける際には、凸部形成部材を屋根下地材に向け、断熱材を垂木の間に嵌め込むことで、屋根下地材と断熱部材との間に凸部形成部材の高さで定まるサイズの通気層を形成でき、片面に通気層を形成した断熱層を容易に形成できる。

特許文献２は、断熱性能に優れる発泡成形によるフェノールフォームと、成形性に優れるポリスチレンフォームとが積層されており、目的の断熱性能を得るための厚さ寸法を小さくできる複合断熱ボードを開示している。この断熱ボードの表面には突部が分散形成されている。

特許文献３は、可撓性基材の表面に、樹脂の膜で中空袋状の小突起を形成し、該突起の中に蓄熱材を封入してなる蓄熱シートを開示している。可撓性機材には、反射性の材料の膜が設けられ、これにより蓄熱材の放射熱を反射して、放射冷却で蓄熱材が冷えるのを防ぐ。反射性の材料の膜の例として、銀粉の塗料とか、アルミ箔とか、光を反射する性質のある材料の塗膜や被膜が挙げられている。

特許文献４は、建築物の壁内断熱材のグラスウールを開示している。このグラスウールの表面には上下に通じる凹部が設けられ、該凹部にて通気層が形成される。
特開２００３−０４１６７５号公報 特開２００３−１１９９２３号公報 特開平０７−２８６７９５号公報 特開平０８−１２０８０１号公報

理想的な断熱材は、「伝導」「対流」「放射」の３つの熱流要因を極限まで取り除いたものである。
伝導及び対流による熱損失を防ぐ方法は、熱伝導性の悪い素材の対流要因を取り除くことによって成立するが、放射による熱損失を防ぐ方法を成立させるためには、断熱材の表面構成の放射率を低くし、且つその表面構成が空気層に接することが好ましい。
さらに該空気層は、低放射率表面構成の両側（室内及び室外）に設ける事により放射による熱損失をさらに抑制し好適である。また、断熱構造体としては、断熱材の低放射表面構成と対抗させて、該低放射表面構成とは別個の低放射層を設けることも放射による熱損失をさらに大きく抑制する。

断熱材は、同じ素材で同じ密度の場合、ほぼ厚さに比例して性能が向上するが、価格も同様に高価になる傾向にある。

一般的な断熱工法として外（外張り）断熱工法と、内（充填）断熱工法の２通りがあるが、いずれの工法でも前記３つの熱流要因を取り除くためには、多くの施工手間と特別な部材を用いることにより初めて実現する。

以下、本発明が解決しようとする問題点を詳細に説明する。
（１）問題点その１（特別な部材や、多くの手間をかけないと前記３つの熱流要因を抑制することが難しいという問題点）
図１１に充填断熱工法による断熱構造体２００の例を示す。なお、この例は従来技術ではなく、本発明者等が本発明を完成するに当たって解決する必要があった問題点を説明するために示した例である。図１１において、Ａは室内側、Ｂは室外側を示す。断熱構造体２００は、室内側Ａの内装下地材２０２と、この内装下地材２０２に隣接して配置された断熱材２０４と、室外側の面材又はシート２０６を含む。断熱材２０４は、断熱層２０８と、この断熱層２１０の表面に形成された低放射率の（低放射層）２１２を有する。

このような構成の断熱構造体２００において、例えば、断熱層２０８の表面に凹凸がなく平滑な状態の断熱材２０４であって、（１）断熱材充填部位と同じ厚さの断熱材の場合と、（２）断熱材充填部位より薄い断熱材の場合を考えると、
（１）の場合、必然的に、室内側及び室外側に密着し、伝導及び対流熱損失は抑制するが、空気層が確保できないため、放射による熱損失を抑制する事はできない。

（２）の場合、施工にかなりの手間をかけるか、特別な部材を用いないと理想的な構造にはならない。この特別な部材とは、図１１に示すように、構造体内に空気層２１４を確保するための垂木２１６や、図１２に示すような特殊なスペーサー２１８を指す。

もしその様な特別な部材２１６，２１８を用いずに充填すると、図１３に示すような室外側Ｂに押しつけられた施工方法の場合、低放射層２１２が、空気層２１５と接しないため、放射による熱流要因を排除できない。
また、図１４に示すような構造体内中間に充填される施工方法の場合、室内側Ａ及び室外側Ｂに空気層２１４、２１５が出来てしまうと、対流現象により、室内側Ａの空気層２１５及び室外側Ｂの空気層２１４の空気が対流現象により置換してしまう可能性が高く、対流による熱損失が激しくなる。

特に、木造住宅の外壁に多用される充填断熱工法の場合、前記３つの熱流要因を取り除くためには、スペーサー的な役目を果たす物の使用が不可欠であり、外（外張り）断熱工法と比較してより多くの施工手間を必要としている。

（２）問題点その２（コスト面における問題点）
断熱材は厚さに比例して性能は向上するが、価格についてもほぼ厚さに比例して高価になる。厚くなればそれに比例して原料を多く使うことになり、製造コストが上昇する。

（３）問題点その３（構造体の厚さが制限されていることによる問題点）
通常の建築物は、構造体の厚さが決まっている。従って、断熱材の充填できる厚さにも制限がある。例えば、厚さ１００ｍｍ程度の外壁部分に繊維系断熱材を用いる場合、必要な断熱性能が不足する場合がある。

上記特許文献１〜４のいずれも、上記問題点、特に問題点その２及び３を解決可能な断熱材及び構造体を開示していない。

本出願の第１の発明によれば、室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層の室内面もしくは室外面に、構造体に充填した際、空気層を形成するための凹凸を備え、その凹凸表面に低放射層を有することを特徴とした断熱材が提供される。

本出願の第２の発明によれば、第１の発明の断熱材が充填または張り付けられた断熱構造体が提供される。

本出願の第３の発明によれば、第１の発明の断熱材において、構造体と触れる凸部頂端部分の低放射層を取り除いた断熱材が提供される。

本出願の第４の発明によれば、第３の発明の断熱材が充填または張り付けられた断熱構造体構造体が提供される。

本出願の第５の発明によれば、室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する平均温度２５℃における熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫ以上の断熱層の室内面もしくは室外面に、構造体に充填した際、厚さの平均が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の空気層を形成する凹凸を備え、その凹凸表面に低放射層を有する事を特徴とした充填用断熱材が提供される。

本出願の第６の発明によれば、第５の発明の断熱材が充填された構造体が提供される。

本出願の第７の発明によれば、第５の発明の断熱材の、構造体と触れる凸部頂端部分の低放射層を取り除いた断熱材が提供される。
本出願の第８の発明によれば、第７の発明の断熱材が充填された構造体が提供される。

本出願の第９の発明によれば、室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱材が充填または張り付けられた構造体において、前記断熱材の室内面もしくは室外面に凹凸を形成し、低放射率の面材或いは低放射率のシート状の物を前記凹凸面に対向させて設けたことを特徴とした断熱構造体が提供される。

本出願の第１０の発明によれば、室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する平均温度２５℃における熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫ以上の断熱材が充填された構造体において、前記断熱材の室内面もしくは室外面と構造体の間に厚さの平均が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の空気層を形成するための凹凸を形成し、低放射層の面材あるいはシート状のものを前記凹凸面に対向させて設けたことを特徴とした断熱構造体が提供される。

本出願の第１１の発明によれば、室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層の室内面もしくは室外面に低放射層を有する凹凸を備え、低放射率の面材或いは低放射率のシート状の物を前記凹凸面に対向させて設けたことを特徴とした断熱構造体が提供される。

本出願の第１２の発明によれば、第１１の発明において、構造体と触れる凸部頂端部分の低放射層を取り除いた断熱材が充填された断熱構造体が提供される。

本出願の第１３の発明によれば、室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する平均温度２５℃における熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫ以上の断熱層の、室内面もしくは室外面に、低放射層を有する凹凸を備えた断熱材が充填された構造体において、前記凹凸は、厚さの平均が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の平均空気層を形成する大きさであり、低放射層の面材或いはシート状の物を前記凹凸面に対向させて設けたことを特徴とした断熱構造体が提供される。

本出願の第１４の発明によれば、第１３の発明において、構造体と触れる凸部頂端部分の低放射層を取り除いた断熱材が充填された断熱構造体が提供される。

本出願の第１５の発明によれば、室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層の室内面もしくは室外面に構造体に充填した際、空気層を形成するための凹凸を設け、前記凹凸表面にシート状の低放射層を、該低放射層と前記凹凸表面の間及び該低放射層と構造体の間に２つの空気層が形成できるように張り付けた、断熱材が提供される。

本出願の第１６の発明によれば、第１５の発明による断熱材が充填または張り付けられたことを特徴とした断熱構造体が提供される。

本出願の第１７の発明によれば、室内面と室外面を有し、平均温度２５℃における熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫ以上の断熱層の、室内面もしくは室外面に構造体に充填した際、厚さの平均が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の空気層を形成するための凹凸を設け、前記凹凸表面にシート状低放射層を、該低放射層と前記凹凸表面の間及び該低放射層と構造体の間に２つ空気層が形成できるように張り付けた充填用断熱材が提供される。

本出願の第１８の発明によれば、第１７の発明による断熱材が充填された断熱構造体が提供される。

（１）問題点その１に対応する効果
本発明によると、従来の一般的な断熱材と同等の手間で、特別な部材の必要もなく、前記３つの熱流要因を取り除く事が出来るようになり、結果としてより性能の高い断熱材の提供が可能となる。
また、凹凸面を室外側に設けた場合、必然的に形成される断熱層の室外側空気層の効果によって、結露水の放散促進に大きく役立つ。その理由は、空気層がない場合は、対流が起きず、結露水が蒸発しにくいが、空気層が存在する場合には対流現象により、単一空気層内で空気の流れが生じ、結露水が蒸発しやすいからである。
一方、凹凸面を室内側に設けた場合は、室内側の面材と断熱材の間に空間（空気層）が形成される。その空間にコンセントボックス等の配線設備を設置することが可能になり、従来必要であった断熱材の加工を不要にすると共に断熱欠損部を減らすことができる。

更に、本発明による断熱材は、凹凸面の凸部頂端部と裏面間の深さを、断熱材充填部の厚さと同じにすることが基本的であるが、本発明による断熱材の場合、凹凸面を有するので、凹凸面の裏面が構造面材に密着する。従って、凸部頂端部と裏面間の厚さが断熱材使用部位の厚さと同じであるため、必然的に凹凸裏面が、構造面材に密着する。このため、より精度の高い施工が可能となる。

（２）問題点その２に対応する効果（コスト面における効果）
本発明による断熱材は、断熱層の室内面もしくは室外面に、空気層を形成するための凹凸を備え、その凹凸表面に低放射層を設けたこと及び／または前記凹凸面に対向させて低放射率の面材もしくは低放射率のシート状の物を設けたことにより、放射熱損失を抑制し、より安価に、同等以上の性能の断熱材を提供できる。換言すると、薄くとも即ち安くてもより厚い即ち高い断熱材と同等以上の性能の断熱材を提供することができる。

（３）問題点その３に対応する効果（構造体の厚さが制限されていることに関する効果）
本出願の請求項５，６，７及び１０に記載の発明による断熱材を、構造体に充填する場合、凹凸部を除いた断熱材の厚さ部分が、従来の断熱材のようにその厚さ全体が構造体の厚さ全体にわたるように充填するより薄い場合も、結果として高い性能を発揮することができる。すなわち、限られた構造体の限られた厚さの中で、より高い性能を発揮することができる。

（４）問題点その２及び３のいずれにも対応する効果
次に、本出願の請求項５，６，７及び１３、１４に記載の発明における共通の特徴点である、平均温度２５℃における熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫ以上の断熱層を有する断熱材の低放射層を有する凹凸が、断熱材を構造体に充填した際、厚さの平均が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の空気層を形成することによる効果を説明する。なお、この効果は、本出願の請求項１０に記載の発明による断熱材構造体（断熱材に低放射層を設けることは限定せず、低放射率の面材或いは低放射率のシート状のものを断熱材の凹凸面に対向させて設けた断熱構造体）によっても得られることは当業者によれば、容易に理解することができる。

本発明が最も高い効果を発揮するケースは、例えば、建築物等の断熱材として本発明品を用いる場合に、構造体の限られた厚さの中で、断熱材を構造体の厚さ全体にわたるように充填するよりも、凹凸の効果によって形成される空気層＋低放射層を備えたほうが、高い性能を発揮するケースである。

空気層の厚さを５ｍｍ以上２５ｍｍ以下と限定した根拠
例えば、建築物等の断熱材として用い、限られた厚さの中で、断熱材そのものだけを構造体全体にわたるように充填するよりも優れた断熱性能を発揮させたい場合、断熱材の性能により本発明の効果が変動する。断熱材の性能は一般的には熱伝導率で評価し、該熱伝導率の数値が小さいほど性能が優れている。断熱材の性能がよくなれば本発明の効果が少なく、断熱材の性能が悪くなると効果は大きくなる傾向にある。その理由は、空気層＋低放射層によって得られる性能は、一定であるが、空気層を形成するために減じる断熱層の厚さ（断熱厚）に起因する性能悪化は、断熱材の性能が優れているほど大きくなるため、このような傾向となる。
よって下記条件で実験及び検証を実施し、本発明により顕著な効果を得られる条件を、本出願の独立請求項５及び１３に記載したものである。

実験及び検証の条件：
空気層と低放射層の熱抵抗：
実験１：空気層の厚さを正確にするため、凹凸のない平滑な断熱材にアルミ箔（厚さ１２μｍ）を張り付け、空気層の厚さが０ｍｍ〜３０ｍｍである場合の各厚さにおける熱抵抗値を測定した。温度条件は、低温側温度を１５℃、高温側温度を３５℃とした。
検証１：熱伝導率０．０３ Ｗ／ｍＫ〜０．０５ Ｗ／ｍＫの断熱材が、空気層を形成するために減じる厚さ（以下、断熱減少厚と称する。）分の熱抵抗値を算出した。
検証２：実験１により得られる効果から、検証１により悪化する要因を差し引き、本発明の効果（熱抵抗値の増減）を算出した。

実験１：空気層＋低放射層（アルミ箔１２μ）の効果によって付加される熱抵抗値の測定結果

検証１．空気層を形成するために減じる断熱厚さに起因して悪化する性能の検証
なお、以下の表１〜表７において、正数は、性能が向上する組み合わせを示し、負数（△）は性能が悪化する組み合わせを示す。

１）断熱材の熱伝導率０．０３Ｗ／ｍＫの場合

２）断熱材の熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫの場合

３）断熱材の熱伝導率０．０４Ｗ／ｍＫの場合

４）断熱材の熱伝導率０．０４５Ｗ／ｍＫの場合

５）断熱材の熱伝導率０．０５Ｗ／ｍＫの場合

検証２．本発明品の効果の検証、即ち、実験１の要因により得られる効果（表１）から検証１の要因で悪化する性能（表２〜６）を差し引いた効果の検証（熱抵抗値の増減で評価する。）

表７により、断熱材の熱伝導率が、０．０３５Ｗ／ｍＫ未満の場合本発明品の効果は少ないことがわかる。また、断熱材の熱伝導率が、０．０３５Ｗ／ｍ以上の場合であっても、空気層の厚さの平均は５ｍｍ以上であることが好ましく、１５ｍｍまでは、厚ければ厚いほど効果が高いが、２５ｍｍを超えるとその本発明の効果の増加は少なくなり、断熱材が薄くなることによる性能悪化が大きくなる。
よって、断熱材の熱伝導率は、０．０３５Ｗ／ｍＫ以上、空気層の厚さの平均は、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下という枠を設けた。

尚、ここに記載した効果の大小については、あくまでも構造体が一定の厚さであるという前提のもとに、その断熱材そのものだけを構造体の厚さ全体にわたるように充填するよりも、高い性能を求めようとするケースに限っていえることである。
よってそれ以外のケースでは、上記表中で効果の少なかった組み合わせ、及び負数になった組み合わせであっても、本発明に従って断熱材に凹凸を設けることによる効果（即ち、空気層が形成されることによる効果）に加えてその空気層に接するように低放射層を設けることによる効果は、断熱材そのものに付加される性能であり、従来の断熱材に比して一様に断熱性能が向上している。

本発明による断熱材は、図１及び図２に示すように、室外面または室内面１４、２４と１６，２６を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層１２，２２の室内面もしくは室外面１４，２４に凹凸１５、２５を備え、その凹凸表面に低放射層１３，２３を有する。
凹凸表面１４，２４の形状として、半球状の突起部１５を有する例と突起部２５を有する例を示したが、これには限定されず凹凸形状であればどのようなものであっても良い。

本発明による断熱構造体は図３及び図４に示すように、室内面４２、５６と室外面３４、５４を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層３２、５２の室内面もしくは室外面３４、５４に凹凸３５，５５を備え、その凹凸表面に低放射層３３，５３を有する断熱材４０，６０が充填または張り付けられている。

本発明の他の断熱構造体は、図５に示すように、室外面８４と室内面８６を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱材８０が充填または張り付けられた構造体７０において、断熱材８０の室内面もしくは室外面８４に凹凸８５を形成し、低放射率の面材７２或いは低放射率のシート状の物を前記凹凸面８４に対向させて設けられている。

本発明の他の断熱構造体は、図６に示すように、室外面１０４と室内面１０６を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層１０２の室内面もしくは室外面１０４に低放射層１０３を有する凹凸１０５を備え、低放射率の面材９２或いは低放射率のシート状の物を前記凹凸面に対向させて設けられている。

本発明の断熱構造材は、図７に示すように、室外面１４２と室内面１３４を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層１３２の室内面もしくは室外面に凹凸１３５を設け、前記凹凸表面１３４にシート状の低放射層１３３を、該低放射層１３３の室内側Ａ及び室外側Ｂの両側に空気層が形成できるように張り付けている。

前述のように低放射層は空気層と接する事により放射熱による熱損失を低減させる。よって上記各本発明における凹凸の形状は、凹凸の凸部分が構造面材に触れる部分が少なくなる事が望ましく、さらに凸部先端は、線状または、点状となって構造面材に触れることが望ましい。
また、本願の請求項５〜８、１０、１３，１４，１７及び１８に係る発明においては、空気層の厚さを５ｍｍ〜２５ｍｍとして限定しているが、１５ｍｍ〜２０ｍｍ程度が更に好適な厚さであり、これ以上厚くなると、放射熱損失の抑制効果の増加分は少なく、断熱層部の厚さ減少分の断熱性能が悪化する事となる。

図１（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例１による断熱材１０を示す。この断熱材１０は、断熱層１２と低放射層１３を有する。断熱層１２は伝導及び対流熱の移動を抑制することが可能な材質から構成され、室内面または室外面１４と１６を有し、一方の面１４に突起部（凹凸部）１５を備え、その一方の面（凹凸表面）１４に前記低放射層１３を有する。
なお、断熱構造体に本断熱材１０を充填または張り付けた状態において、突起部及び低放射層面は、構造体に充填または張り付ける際、室内に向けて配置される場合と室外に向けて配置される場合の２通りの場合がある。

低放射層１３としては、種々の構成のものを用いることができるが、例えば、放射率の低い外被材を張る例、放射率の低い塗装を施す例、断熱材１０そのものにアルミニウム等の放射率の低い金属を蒸着させる例等が考えられるが、これに限らず、放射率の低い層であればどのようなものであってもよい。

放射率の低い外被材の例としては、アルミ箔・アルミラミネートフィルム・アルミ蒸着フィルム・金箔・銀箔等の金属を薄くたたき延ばしたもの（箔）または、蒸着、ラミネートさせたもの等を挙げることができる。
放射率の低い塗装を施す例としては、塗料の中に放射率の低い金属粒やセラミックビーズを混入させたもの等を挙げることができる。

図２（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例１の変形例による断熱材２０を示す。この断熱材２０は、断熱層２２と低放射層２３を有する。断熱層２２は伝導及び対流熱の移動を抑制することが可能な材質から構成され、上面２４と下面２６を有し、一方の面２４に凹凸部２５を備え、その一方の面（凹凸表面）２４に前記低放射層２３を有する。

なお、図示した例においては一方の面２４に低放射層２３及び突起部２５を有する断熱材２０を示したが、一方の面２４にではなく、他方の面２６に低放射層及び突起部を有していても良い。なお、断熱構造体に本断熱材２０を充填または張り付けた状態において、突起部及び低放射層面は、構造体に充填または張り付ける際、室内に向けて配置される場合と室外に向けて配置される場合の２通りの場合がある。
低放射層２３として、種々の構成のものを用いることができることは、図１（ａ）、（ｂ）に示した例と同様である。

図３は本発明の実施例２による断熱構造体３０の断面図を示す。この断熱構造体３０は、木製の柱又は、鉄骨の枠組み又軸組み等で構成される構造体３０の中空層内に充填される断熱材４０を有する。
断熱材４０は、室内面（上面）３４と室外面（下面）４２を有し、断熱層３２と、断熱層３２の一方の表面３４（面材または低放射層３８、又は外装材３７に対向する面）に形成された凹凸３５を備え、その凹凸表面３４に低放射層３３を有する。

なお、図示した例においては一方の面（室外面）３４に低放射層３３及び凹凸３５を有する断熱材４０を示したが、室外面）４にではなく、他方の面（室内面）４２（内装下地材３９に対向する面）に低放射層及び凹凸部を有していても良い。図８に、室内面４２側に低放射層３３と凹凸３５及び空気層４３を有した断熱構造体３１を示した。以下、本実施例の説明においては図３に基づいて説明するが、室内面４２側に低放射層３３と凹凸３５及び空気層４３を設けた点以外は図８も同様であり、同様な構成要素には同一の参照番号或いは参照符号を付してある。
構造体３０は、外装材３７と、面材または低放射層３８と、内装下地材３９とを有し、外装材３７と、面材または低放射層３８の間に通気層３６を形成する。

前記構造体３０の中空層は内装下地材３９と面材または低放射層３８の間に形成される。
前記凹凸面３４の凹凸３５の凸部は面材または低放射層３８と接し、凹部と面材または低放射層３８の間に空気層４３を形成している。
凹凸表面３４の形状として、半球状の突起部を有する例を有し、点状となって面材または低放射層３８と接触する例を示したが、これには限定されず凹凸形状であればどのようなものであっても良い。
低放射層３８として、種々の構成のものを用いることができることは、実施例１の低放射層１３の場合と同様である。
断熱材４０の厚さは、構造体の厚さ（内装下地材３９と面材３８の間の間隔Ｔ）と同じである事が望ましい。その理由は、構造体の厚さＴより厚いと十分な空気層４３が出来にくいことと、構造材の厚さＴより薄いと室内外両側に空気層が出来る可能性があり、前述のとおり理想な断熱材にはならないことである。

図４は本発明の実施例２による断熱構造体の変形例の断面図を示す。この断熱構造体５０は、建築物の外側に張り付けられた断熱材６０を有する。図４において、Ａは室内側、Ｂは室外側を示す。
断熱材６０は、室内面（上面）５６と室外面（下面）５４を有し、断熱層５２と、断熱層５２の一方の室外面５４に形成された凹凸５５を備え、その凹凸表面５４に低放射層５３を有する。断熱層５２は伝導及び対流熱の移動を抑制することが可能な材質から構成される。

構造体５０は、外装材５７と、面材５８と、内装下地材５９とを有し、外装材５７と、面材５８の間に断熱材６０が張り付けられる。
前記凹凸面５４の凹凸５５の凸部は外装材５７と接し、凹部と外装材５７の間に空気層（兼通気層）６２を形成している。

凹凸表面５４の形状は、線状に外装材５７と接触する突起部５５を有する例を示したが、これには限定されず凹凸形状であればどのようなものであっても良い。
低放射層５３として、種々の構成のものを用いることができることは、実施例１の低放射層１３の場合と同様である。
断熱材６０の厚さは、構造体の厚さ（構造面材５８と外装材５７の間の間隔Ｔ）と同じである事が望ましい。その理由は、構造体の厚さＴより厚いと十分な空気層６２が出来にくいことと、構造材の厚さＴより薄いと室内外両側に空気層が出来る可能性があり、前述のとおり理想な断熱材にはならないことである。

図５は本発明の実施例３による断熱構造体７０の断面図を示す。図５において、Ａは室内側、Ｂは室外側を示す。
この断熱構造体７０は、外装材７１と、面材７２と、内装下地材７３と、面材７２と内装下地材７３の間に充填された断熱材８０を有する。外装材７１と、面材７２の間には通気層７４が形成されている。

断熱材８０は、室外面８４と室内面８６を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制することが可能な材質から構成される断熱層８２を含み、断熱層８２の一方の表面（室外面）８４に形成された凹凸８５を備える。
なお、図示した例においては一方の表面８４（室外面すなわち面材７２に対向する面）に凹凸８５を有する断熱材８０を示したが、一方の表面８４にではなく、他方の面８６（室内面すなわち内装下地材７３に対向する面）に低放射層及び突起部を有していても良い。

面材７２は、断熱材８０の前記凹凸面８４に対向して設けられており、該凹凸面８４側に低放射層７５が形成されている。前記凹凸面８４の凹凸８５の凸部は面材７２と接し、凹部と断熱材８０の間に空気層７６を形成している。
凹凸表面８４の形状は、線状に外装材７１と接触する凸部を有する例を示したが、これには限定されず凹凸形状であればどのようなものであっても良い。面材７２の代わりに、低放射率のシート状の物を用いることもできる。
断熱材８０の厚さは、構造体の厚さ（内装下地材７３と面材７２の間の間隔Ｔ）と同じである事が望ましい。その理由は、構造体の厚さＴより厚いと十分な空気層７６が出来にくいことと、構造材の厚さＴより薄いと室内外両側に空気層が出来る可能性があり、前述のとおり理想な断熱材にはならないことである。

なお、図５に示した実施例においては、内（充填）断熱工法による構造体の例を示したが、外（外張り）断熱工法による構造体にも本実施例を適用可能である。
低放射層７５として、種々の構成のものを用いることができることは、実施例１の低放射層１３の場合と同様である。

図６は本発明の実施例４による断熱構造体９０の断面図を示す。図６において、Ａは室内側、Ｂは室外側を示す。
この断熱構造体９０は、外装材９１と、面材９２と、内装下地材９３と、面材９２と内装下地材９３の間に充填された断熱材１００を有する。外装材９１と、面材９２の間には通気層９４が形成されている。

断熱材１００は、断熱層１０２と低放射層１０３を有する。断熱層１０２は室外面１０４と室内面１０６を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制することが可能な材質から構成され、断熱層１０２の一方の表面１０４に形成された凹凸１０５を備える。
なお、図示した例においては一方の面１０４（室外面すなわち面材９２に対向する面）に低放射層１０３及び凹凸１０５を有する断熱材１００を示したが、一方の面１０４にではなく、他方の面１０６（室内面すなわち内装下地材９３に対向する面）に低放射層及び凹凸を有していても良い。

面材９２は、断熱材１００の前記凹凸面１０４に対向して設けられており、該凹凸面１０４側に低放射層１０８を形成されている。前記凹凸面１０４の凹凸１０５の凸部は面材１０２と接し、凹部と断熱材１００の間に空気層１０６を形成している。
凹凸表面１０４の形状は、線状に面材９２と接触する凸部を有する例を示したが、これには限定されず凹凸形状であればどのようなものであっても良い。面材９２の代わりに、低放射率のシート状の物を用いることもできる。
断熱材１００の厚さは、構造体の厚さ（内装下地材９３と面材９２の間の間隔Ｔ）と同じである事が望ましい。その理由は、構造体の厚さＴより厚いと十分な空気層１０６が出来にくいことと、構造材の厚さＴより薄いと室内外両側に空気層が出来る可能性があり、前述のとおり理想な断熱材にはならないことである。

なお、図６に示した実施例においては、内（充填）断熱工法による構造体の例を示したが、外（外張り）断熱工法による構造体にも本実施例を適用可能である。
低放射層１０５，１０８として、種々の構成のものを用いることができることは、実施例１の低放射層１３の場合と同様である。

図７は本発明の実施例５による断熱構造体１３０の断面図を示す。この断熱構造体１３０は、木製の柱又は、鉄骨の枠組み又軸組み等で構成される構造体１３０の中空層内に充填される断熱材１４０を有する。
断熱材１４０は、室内面１４２と室外面１３４を有する断熱層１３２を備え、この断熱層１３２の一方の表面１３４に凹凸１３５を設け、その凹凸表面１３４にシート状の低放射層１３３を、該低放射層１３３と凹凸表面１３４の間及び該低放射層１３３と構造体１３０の面材または低放射層１３８の間に２つの空気層１４３，１４４が形成できるように張り付けている。

低放射層１３３の材質の例としては、アルミ箔・アルミラミネートフィルム・アルミ蒸着フィルム・金箔・銀箔等の金属を薄くたたき延ばしたもの（箔）または、蒸着、ラミネートさせたもの等を挙げることができる。
構造体１３０は、外装材１３７と、面材または低放射層１３８と、内装下地材１３９とを有し、外装材１３７と、面材または低放射層１３８の間に通気層１３６を形成する。

次に図９に基づいて、図７に示した断熱材１４０の製造方法を説明する。図９（ａ）は低放射層１３３の平面図、（ｂ）は低放射層１３３を張り付けられる前の状態の断熱材１４０の平面図、（ｃ）は低放射層１３３を張り付けた断熱材１４０の断面図である。
断熱層１３２の凹凸部１３５の凸部１３５ａ頂上に点状に接着剤１３１を塗布し、又さらに凹部１３５ｂに線状に接着剤１４１を塗布する。この断熱層１３２にシート状の低放射層１３３を張る事によって、低放射層１３３の断熱層側１３２にも空気層１４３が形成される。

なお、以上は断熱材１４０の製造方法の一例を示したに過ぎず、請求項１５〜１８に記載の本発明による断熱材或いは断熱構造体が製造できる方法であればいかなる方法でもよく、上記張り方には限定されない。

低放射層は、特にシート状に限定しないが、凹凸部１３５の凸部１３５ａの屈曲に対応するため、柔らかいシート状の放射層が好適である。

前記構造体１３０の中空層は内装下地材１３９と面材または低放射層１３８の間に形成される。
前記凹凸面（室外面）１３４の凹凸１３５の凸部は低放射層１３３と接し、凹部と低放射層１３３の間に空気層１４３を形成するとともに、低放射層１３３と面材または低放射層１３８の間に空気層１４４を形成している。

なお、図示した例においては一方の面１３４（面材または低放射層１３８、又は外装材１３７に対向する面）に低放射層１３３及び凹凸１３５を有する断熱材１４０を示したが、一方の面１３４にではなく、他方の面（室内面）１４２（内装下地材１３９に対向する面）に低放射層及び凹凸部を有していても良い。

凹凸表面１３４の形状として、半球状の突起部を有する例を有し、点状となって低放射層１３３と接触する例を示したが、これには限定されず凹凸形状であればどのようなものであっても良い。
面材または低放射層１３８が低放射層である場合に、種々の構成のものを用いることができることは、実施例１の低放射層１３の場合と同様である。

本実施例の効果を確認するために、図９に示した方法により製造し、図７にも示した断熱構造体１３０の断熱材１４０と図３に示した実施例による断熱材４０の断熱性能の比較実験を行った。なお、断熱性能の実験は、断熱材の熱抵抗値を測定することにより行われることは本発明の当業者にとって自明の事項である。
この実験は、断熱材の素材としてグラスウール１６Ｋの物を用い、断熱材の総厚さは９０ｍｍ、平均空気層は約１９ｍｍ、低放射層として１２μｍのアルミ箔を用い、測定温度は低温側１５℃、高温側３５℃、平均２５℃として、行った。
その実験結果を表２に示す。この表から明らかなように、低放射層１３３の表裏に空気層１４３，１４４を形成できる効果として、片面空気層４３と比較して約２％断熱性能が向上する。

図１０は図１に示した実施例１の断熱材１０と類似した断熱材３１０を示す。この断熱材３１０は、断熱層３１２と低放射層３１３を有する。断熱層３１２は伝導及び対流熱の移動を抑制することが可能な材質から構成され、室内面または室外面３１４と３１６を有し、一方の面３１４に突起部（凹凸部）３１５を備え、その一方の面（凹凸表面）３１４に前記低放射層３１３を有する。
この断熱材３１０が図１に示した断熱材１０と異なる点は、構造体と触れる凸部３１５の頂端部分の低放射層３１３を取り除いた点だけである。凸部３１５の頂端部分の低放射層３１３を取り除いた理由は次の通りである。

低放射層３１３を金属箔等の熱伝導性の優れた（熱を伝えやすい）ものとした場合、低放射層３１３が熱橋となり、結果として断熱性能が低下する可能性があるため、構造体（室内外面材）との接触面である凸部３１５の頂端部分の低放射層３１３を取り除いている。
より具体的に説明すると、例えば、低放射層３１３にアルミ箔を用いた場合、一般的な断熱材の熱伝導率が、０．０２Ｗ／ｍＫ〜０．０６Ｗ／ｍＫであるのに対して、アルミの熱伝導率は、約２００Ｗ／ｍＫと約１００００倍も熱を伝えやすい。よって箔状の薄いものであっても、アルミ箔が低温側もしくは高温側の構造体と接触する事により、その薄い箔面から上下左右に存在する構造体の枠材に熱が伝わる。一般的に、枠材は断熱材３１０より熱を伝えやすい性質を持ち、結果的に、枠材部分及び枠材廻りからの熱損失が大きくなる可能性がある。

本実施例による断熱材３１０によれば、低放射層３１３の凸部３１５の頂端部分を取り除く事によって、このような熱損失を防ぐ事が出来る。
なお、断熱構造体に本断熱材３１０を充填または張り付けた状態において、突起部３１５及び低放射層３１３は、構造体に充填または張り付ける際、室内に向けて配置される場合と室外に向けて配置される場合の２通りの場合がある。

低放射層３１３としては、種々の構成のものを用いることができるが、例えば、放射率の低い外被材を張る例、放射率の低い塗装を施す例、断熱材３１０そのものにアルミニウム等の放射率の低い金属を蒸着させる例等が考えられるが、これに限らず、放射率の低い層であればどのようなものであってもよい。

放射率の低い外被材の例としては、アルミ箔・アルミラミネートフィルム・アルミ蒸着フィルム・金箔・銀箔等の金属を薄くたたき延ばしたもの（箔）または、蒸着、ラミネートさせたもの等を挙げることができる。
放射率の低い塗装を施す例としては、塗料の中に放射率の低い金属粒やセラミックビーズを混入させたもの等を挙げることができる。
図１０に示した断熱材３１０を用いて図３〜図７に示した構造体を構成することができることは勿論であり、そのような構造体も本発明の範囲に含まれる。

（ａ）は本発明の実施例１による断熱材の平面図、側面図及び正面図を、（ｂ）は同斜視図を示す。 （ａ）は本発明の実施例１の変形例による断熱材の平面図、側面図及び正面図を、（ｂ）は同斜視図を示す。 本発明の実施例２による断熱構造体の断面図を示す。 本発明の実施例２による断熱構造体の変形例の断面図を示す。 本発明の実施例３による断熱構造体の断面図を示す。 本発明の実施例４による断熱構造体の断面図を示す。 本発明の断熱材の製造方法によって製造された断熱構造体の断面図を示す。 図１に示した実施例と類似しているが、室内面側に低放射層と凹凸及び空気層を有した点で異なる断熱構造体３１を示す断面図である。 図７に示した断熱材１４０の製造方法を説明するための図で、（ａ）は低放射層の平面図、（ｂ）は低放射層を張り付けられる前の状態の断熱材の平面図、（ｃ）は低放射層を張り付けた断熱材の断面図である。 図１に示した実施例と類似しているが、凹凸部の頂端部分を取り除いた断熱材を示し、（ａ）は平面図、側面図及び正面図を、（ｂ）は同斜視図である。 充填断熱工法による断熱構造体の例を示す。 充填断熱工法による断熱構造体の更に例を示す。 充填断熱工法による断熱構造体の他の例を示す。 充填断熱工法による断熱構造体の更に他の例を示す。

符号の説明

Ａ 室内側
Ｂ 室外側
Ｔ 構造体の厚さ
１０ 断熱材
１２ 断熱層
１３ 低放射層
１４ 一方の面（凹凸表面、室外面又は室内面）
１５ 突起部（凹凸部）
１６ 他方の面（室外面又は室内面）
２０ 断熱材
２２ 断熱層
２３ 低放射層
２４ 一方の面（凹凸表面、室外面又は室内面）
２５ 突起部（凹凸部）
２６ 他方の面（室外面又は室内面）
３０ 断熱構造体
３１ 断熱構造体
３２ 断熱層
３３ 低放射層
３４ 一方の面（凹凸表面、室外面）
３５ 突起部（凹凸部）
３６ 通気層
３７ 外装材
３８ 低放射層（面材）
３９ 内装下地材
４０ 断熱材
４２ 他方の面（室内面）
４３ 空気層
５０ 断熱構造体
５２ 断熱層
５３ 低放射層
５４ 一方の表面（凹凸表面、室外面）
５５ 凹凸
５６ 他方の面（室内面）
５７ 外装材
５８ 面材
６０ 断熱材
６２ 空気層（兼通気層）
７０ 断熱構造体
７１ 外装材
７２ 面材
７３ 内装下地材
７４ 通気層
７５ 低放射層
７６ 空気層
８０ 断熱材
８２ 断熱層
８４ 一方の表面（凹凸表面、室外面）
８５ 凹凸
８６ 他方の面（室内面）
９０ 断熱構造体
９１ 外装材
９２ 面材
９３ 内装下地材
９４ 通気層
１００ 断熱材
１０２ 断熱層
１０３ 低放射層
１０４ 一方の表面（室外面、凹凸表面）
１０５ 凹凸
１０６ 他方の面（室内面）
１０８ 低放射層
１３０ 断熱構造体
１３１ 点状の接着材
１３２ 断熱層
１３３ 低放射層
１３４ 一方の表面（室外面、凹凸面）
１３５ 凹凸
１３５ａ 凸部
１３５ｂ 凹部
１３６ 通気層
１３７ 外装材
１３８ 面材または低放射層
１３９ 内装下地材
１４０ 断熱材
１４１ 線状の接着剤
１４２ 室内面
１４３ 空気層
１４４ 空気層
３１０ 断熱材
３１２ 断熱層
３１３ 低放射層
３１４ 一方の面（凹凸表面、室外面又は室内面）
３１５ 突起部（凹凸部）
３１６ 他方の面（室外面又は室内面）

Claims (18)

1. 室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層の室内面もしくは室外面に、構造体に充填した際、空気層を形成するための凹凸を備え、その凹凸表面に低放射層を有することを特徴とした断熱材。
2. 請求項１の断熱材が充填または張り付けられた断熱構造体。
3. 構造体と触れる凸部頂端部分の低放射層を取り除いた請求項１の断熱材。
4. 請求項３の断熱材が充填または張り付けられた断熱構造体。
5. 室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する平均温度２５℃における熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫ以上の断熱層の室内面もしくは室外面に、構造体に充填した際、厚さの平均が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の空気層を形成するための凹凸を備え、その凹凸表面に低放射層を有する事を特徴とした充填用断熱材。
6. 請求項５の断熱材が充填された構造体。
7. 構造体と触れる凸部頂端部分の低放射層を取り除いた請求項５の断熱材。
8. 請求項７の断熱材が充填された構造体。
9. 室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱材が充填または張り付けられた構造体において、
   前記断熱材の室内面もしくは室外面に凹凸を形成し、
   低放射率の面材或いは低放射率のシート状の物を前記凹凸面に対向させて設けたことを特徴とした断熱構造体。
10. 室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する平均温度２５℃における熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫ以上の断熱材が充填された構造体において、前記断熱材の室内面もしくは室外面と構造体の間に厚さの平均が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の空気層を形成するための凹凸を形成し、低放射層の面材あるいはシート状のものを前記凹凸面に対向させて設けたことを特徴とした断熱構造体。
11. 室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層の室内面もしくは室外面に低放射層を有する凹凸を備え、低放射率の面材或いは低放射率のシート状の物を前記凹凸面に対向させて設けたことを特徴とした断熱構造体。
12. 構造体と触れる凸部頂端部分の低放射層を取り除いた断熱材が充填された請求項１１の断熱構造体。
13. 室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する平均温度２５℃における熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫ以上の断熱層の、室内面もしくは室外面に、低放射層を有する凹凸を備えた断熱材が充填された構造体において、前記凹凸は、厚さの平均が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の空気層を形成する大きさであり、低放射層の面材或いはシート状の物を前記凹凸面に対向させて設けたことを特徴とした断熱構造体。
14. 構造体と触れる凸部頂端部分の低放射層を取り除いた断熱材が充填された請求項１３の断熱構造体。
15. 室内面と室外面を有し、伝導及び対流熱の移動を抑制する断熱層の室内面もしくは室外面に構造体に充填した際、空気層を形成するための凹凸を設け、前記凹凸表面にシート状の低放射層を、該低放射層と前記凹凸表面の間及び該低放射層と構造体の間に２つの空気層が形成できるように張り付けた、断熱材。
16. 請求項１５の断熱材が充填または張り付けられたことを特徴とした断熱構造体。
17. 室内面と室外面を有し、平均温度２５℃における熱伝導率０．０３５Ｗ／ｍＫ以上の断熱層の、室内面もしくは室外面に構造体に充填した際、厚さの平均が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の空気層を形成するための凹凸を設け、前記凹凸表面にシート状低放射層を、該低放射層と前記凹凸表面の間及び該低放射層と構造体の間に２つ空気層が形成できるように張り付けた充填用断熱材。
18. 請求項１７の断熱材が充填された断熱構造体。