JP2010275822A

JP2010275822A - 断熱材

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Publication number: JP2010275822A
Application number: JP2009131587A
Authority: JP
Inventors: Munetaka Yagisawa; 統隆八木澤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2010-12-09

Abstract

【課題】この発明は、杉の樹皮を用いた断熱材などの難燃性の断熱材に関する。
【解決手段】杉の樹皮または杉皮の繊維からなる断熱片を接着剤層を介して基材の片面に一体に積層し、あるいは一対の基材で前記断熱片を挟むように一体に積層してなることを特徴とする。断熱片は、杉皮であってもよいし、杉皮を解繊した杉繊維と接着剤を混合し、あるいは杉繊維と粉末状の珪藻土と接着剤を混合したものであってもよい。
【選択図】図１

Description

この発明は、杉の樹皮を用いた断熱材などの難燃性の断熱材に関するものである。

従来、木造建築物等における断熱材として、グラスウールやロックウールなどの無機質系断熱資材や、発泡ポリスチレンフォームやウレタンフォームなどの有機質系断熱資材が知られている。
しかし、前者は生産性や断熱性では良いが、吸放湿性が十分ではなく病害虫を忌避できないという不具合がある。
また、後者では石油製品であるため、廃棄に際しては産業廃棄物として取り扱われ余分なコストがかかる不具合がある。

そこで、これらの使用に代えて天然素材、特にいままで廃棄していた原料を使用することが考えられる。
例えば、特開２００１−４９７５７号の断熱用建築資材では、難燃性薬剤を塗布含浸した杉や檜の樹皮破砕片を、不織布製網状袋などの通気性収納容器に適量詰め込み、天井や壁面や床面などの建築用断熱資材とする構成が開示されている。
これは、杉や檜の樹皮破砕片が微視的に見ると空気を中に含む細かい多数の部屋に分かれているという、その細胞組織構造ゆえに空気の対流を防ぎ、また熱伝導と熱輻射も防ぐため、高い断熱性を発揮するうえ、前述の組織構造ゆえに吸湿性の点でも優れた効果を発揮することによる。
しかし、樹皮破砕片を通気性収納容器に収納しているため、中で移動したり嵩張ったり、凹凸形状となったりするため取付が困難で、十分な断熱効果が得られないという不具合があった。

特開２００１−４９７５７号公報特開２００４−１１１８８号公報

日本建築学会大会学術講演梗概集（関東）２００６年９月「杉皮を用いた断熱材の熱性能に関する研究」

この発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、従来、廃棄されていた杉の樹皮（以下、杉皮という）を用い、あるいは杉皮から解繊した杉繊維を用いて断熱片とすることで、基材と積層して十分な断熱性を有する断熱材を得ることにある。

この発明は、上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
杉の樹皮または杉皮の繊維からなる断熱片を接着剤層を介して基材の片面に一体に積層してなることを特徴とする。
また、請求項２の発明では、
杉の樹皮または杉皮の繊維からなる断熱片を接着剤層を介して一対の基材間に一体に積層してなることを特徴とする。
また、請求項３の発明では、
前記断熱片が杉の樹皮を均一の厚みにして蒸して乾燥してなることを特徴とする。
更に、請求項４の発明では、
前記断熱片が杉の樹皮を解繊した杉繊維に接着剤を混合して均一の厚みに固化してなることを特徴とする。
また、請求項５の発明では、
前記断熱片が杉の樹皮を解繊した杉繊維と、粉末状の珪藻土と、接着剤とを混合して均一の厚みに固化してなることを特徴とする。

この発明の断熱材は、断熱性に優れた杉の樹皮やその樹脂の繊維を均一の厚みの断熱片とし、基材で支持するように一体に積層することで、廃棄される杉皮を活用して極めて有効な断熱材を得るという特段の効果を奏することができる。

実施例１の断熱材の断面図である。実施例１の断熱材の製造工程を示すブロック図である。実施例２の断熱材の断面図である。実施例２の断熱材の製造工程を示すブロック図である。（ａ）は単体タイプ（ｂ）は複合タイプの杉繊維断熱片の説明図である。実施例３の断熱材の断面図である。実施例３の断熱材の製造工程を示すブロック図である。実施例４の断熱材の断面図である。実施例４の断熱材の製造工程を示すブロック図である。

以下に、この発明の杉皮の断熱材の好適実施例について図面を参照しながら説明する。

実施例１の断熱材１０は、図１に示すように、基板２の片面にのみ杉皮断熱片１を有しており、図２に示す工程により製作される。
なお、公知の合板製作用の機械、装置を用いることができる。

［杉皮断熱片の成形］
杉皮は、本実施例では製材時や間伐採の廃棄物として廃棄された杉の皮を利用するが、伐採した杉の木から樹皮を裁断したものであってもよい。
この杉皮を規格の寸法に裁断し、蒸窯に一定時間入れて、前記杉皮を乾燥させる。
そして、乾燥した杉皮を、ロールグラインダーにより所定の厚み（本実施例では約１０ｍｍ以上）にスライスし、外皮面の厚さを均一化して杉皮断熱片１を成形する。

この杉皮断熱片１の厚さの一例として、一般向けを１０ｍｍとし、寒冷地向けを２０ｍｍとした。
この発明では杉皮断熱片１の厚さは約８ｍｍ以上が好ましいが、上記数値に限定されない。

［基板の成形］
一方、段ボールまたは合板を前記杉皮断熱片１の寸法に合わせて切断しておく。
本実施例では、厚さを１．８ｍｍ〜３ｍｍとし、縦、横を９０×１８０ｍｍの寸法で裁断したものを基板２として成形した。

［接着剤層］
上記基板２の片面に、接着剤塗布装置（ボンドローリング）により、接着剤が塗布され接着剤層３が形成される。
この接着剤として本実施例では、アルカリフェノール樹脂接着剤が用いられる。
アルカリフェノール樹脂接着剤は、耐久性・耐水性に優れるとともに、ホルムアルデヒドの放散が極めて少ないという特性を有しており、接着性能は最上位の特類に分類される。

そして、上記基板２の接着剤層３の上に、隙間のないように断熱層となる前記杉皮断熱片１が、杉皮の内側が接着剤層３と接するように並べて貼り付けられる。
本実施例では、接着剤層は基板２側にのみ形成したが、杉皮断熱片１の内側の面にも接着剤を塗布しておいてもよい。

このように片面に杉皮断熱片１を貼着した基板２は、複数枚（セット）を積み重ね、前記接着剤層３と杉皮断熱片１との接着度を高めるため、加圧装置の電熱圧接盤で加熱・加圧しながら接着剤の乾燥を行う。

乾燥後、更に、一枚毎に温圧盤装置に搬入し、反りのない優れた集成材からなる断熱材１０に仕上げる。
上記断熱材１０は、最後にロール研磨装置で仕上げ研きをかけて完成品となる。

実施例２の断熱材１０は、図３に示すように、一対の基板２、２’の間に杉皮断熱片１を有しており、図４に示す工程により製作される。
実施例２の断熱材１０は、図３に示すように、一対の基材２、２’の間に杉皮断熱片１を有する場合について説明する。
ここで、杉皮断熱片の成形、および基板の成形は前記実施例１と同一であるので、その説明を省略する。

［接着剤層］
本実施例では、２枚の基板２、２’のそれぞれの片面に、接着剤塗布装置（ボンドローリング）により接着剤が塗布され接着剤層３、３’が形成される。
本実施例でも接着剤として、アルカリフェノール樹脂接着剤が用いられる。

そして、上記基板２、２’の接着剤層３、３’でサンドイッチ状に挟まれるように、断熱層となる前記杉皮断熱片１が隙間無く並べて貼り付けられる。
本実施例では、接着剤層は基板２、２’側にのみ形成したが、杉皮断熱片１の一面または両面にも接着剤を塗布しておいてもよい。

このように杉皮断熱片１を間に挟んで貼着した一対の基板２、２’は、前記実施例１と同様に、複数枚（セット）を積み重ね、前記接着剤層３、３’と杉皮断熱片１との接着度を高めるため、加圧装置の電熱圧接盤で加熱・加圧しながら接着剤の乾燥を行う。

乾燥後、更に、一枚毎に温圧盤装置に搬入し、反りのない優れた集成材からなる断熱材１０に仕上げ、最後にロール研磨装置で仕上げ研きをかけて完成品となる。

上記実施例では、杉皮を直接に用いて断熱片としたが、この発明では、杉皮から杉繊維を分離し、これを断熱片の原料として用いてもよい。
実施例３の断熱材１０は、図６に示すように、杉皮断熱片１の替わりに、杉繊維断熱片５を用いており、図７に示す工程により製作される。

［単体タイプの杉繊維断熱片］
実施例１と同様に、杉皮を規格の寸法に裁断し、蒸窯に一定時間入れて、前記杉皮を乾燥させる。
次に、杉皮を繊維加工機に通し、解繊などにより杉繊維６を得る。

得られた杉繊維６に、接着剤７を加えて十分に混合して、断熱層を形成するための混練体をつくり、プレート状に固化して単体タイプの杉繊維断熱片５とする（図５（ａ）参照）。
ここで、杉繊維は５０重量％以上、好ましくは７０％以上添加されることが好ましい。

［複合タイプの杉繊維断熱片］
上記杉繊維断熱片５は、杉繊維６と接着剤７とからなるが、粉末状の珪藻土８を混合してよい。
粉末状の珪藻土８は比重が軽く施工時に扱いやすく、また珪藻土８は杉繊維と同じ熱伝導率であるので、断熱性能は損なわれない。
即ち、杉繊維６と、粉末状の珪藻土８と、接着剤７とを加えて十分に混合して、断熱層を形成するための混練体をつくり、プレート状に固化して複合タイプの杉繊維断熱片５’とする（図５（ｂ）参照）。

ここで使用する接着剤は、木工ボンドでもよいし、前記と同様にアルカリフェノール樹脂接着剤を用いてもよく、また、複合タイプの杉繊維断熱片５の場合は木と粉末状の土とが接着可能な接着剤であればよく、特に限定されるものではない。

本実施例では、杉繊維６は４０重量％、珪藻土８は４０重量％、接着剤７は２０重量％とした。
ここで、杉繊維６と珪藻土８の混合比率をほぼ同じくすることで、杉繊維断熱片５の曲げ強度を、珪藻土単体のものに比して約２倍に高めることができる。
接着剤７の混合比率は、接着剤の接着性能に応じて適宜増減しうる。
この発明では上記割合に限定されるものではなく、用途に応じて断熱性を有し一定の曲げ強度を有する範囲で適宜設計変更しうる。

［基板］
そして、前記実施例と同様に、段ボールまたは合板からなる基板２を所定の寸法に切断しておく。
基板の厚さは、一例として、１．８ｍｍ〜３ｍｍとし、縦、横を９０×１８０ｍｍの寸法で裁断した。

上記基板２の片面に接着剤層３を形成し、該接着剤層３に杉繊維断熱片５または５’を貼付ける構成、貼付け後に、加圧、加熱、乾燥して接着をより強固として一体化する構成、仕上げ加工などの構成は、全て前記実施例１と同じ構成であるのでその説明を省略する。

実施例４の断熱材１０は、図８に示すように、杉繊維断熱片５または５’と一対の基板２、２’からなっており、図９に示す工程により製作される。
前記実施例３は、基材２の片面に杉繊維断熱片５または５’を一体に貼り付けた積層構造からなるが、本実施例では、前記実施例２に準じて一対の基材２、２’の間に杉繊維断熱片５または５’を一体に貼り付けた積層構造の断熱材からなっている。

従って、単体タイプの杉繊維断熱片５または複合タイプの杉繊維断熱片５’については、前記実施例３の構成と同一であるので、その説明を省略する。
また、杉繊維断熱片５または５’を一対の基板２、２’でサンドイッチ状に積層して一体にする工程については、実施例２の構成と同一であるので、その説明を省略する。

断熱材１０の熱伝導率の平均値は以下の通りである。

［熱伝導率の平均値］

ここで、熱伝導率ｋは厚さ１ｍの板の両面に１ｋの温度差があるとき、その板の面積１ｍ^２の面を通して１ｓの間に流れる熱量で表し、単位はｗ・ｍ^−１・ｋ^−１である。
また、物質を空気中で加熱するとき火源がなくとも発火する最低温度を発火点ｔｉｇといい、試料の形状・測定法によって数値が大きく異なる。

実験による試験測定（試験測定回数＝５回）平均数値
実験測定地白石市福岡蔵本字狐峯３−４−５
実験者三名大友・佐々木・安倍
実験時の条件外気温１８℃ 風速１ｍ
プロパンガスバーナーのノズルの先端炎温度が１，２００℃〜１，６００℃であり、上記ノズルから１ｍ離間した測定位置では６００〜８００℃である。

その測定位置に、実施例３の断熱材をセットすると、発火まで要した時問は５回の平均値で約３６０秒であった。
対照品となる一般の乾燥木材の発火点は、２５０〜２６０ｔｉｇ／℃であるのに対して、実施例３の断熱材の発火点は６００ｔｉｇ／℃であった。
その他の実施例１〜４においてもほぼ同様の発火点となり、各実施例の断熱性能が高い確認された。

１杉皮断熱片
２、２’ 基板
３接着剤層
５、５’杉繊維断熱片
６杉繊維
７接着剤
８珪藻土
１０断熱材

Claims

杉の樹皮または杉皮の繊維からなる断熱片を接着剤層を介して基材の片面に一体に積層してなることを特徴とする断熱材。
杉の樹皮または杉皮の繊維からなる断熱片を接着剤層を介して一対の基材間に一体に積層してなることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
断熱片が杉の樹皮を均一の厚みにして蒸して乾燥してなることを特徴とする請求項１または２に記載の断熱材。
断熱片が杉の樹皮を解繊した杉繊維に接着剤を混合して均一の厚みに固化してなることを特徴とする請求項１または２に記載の断熱材。
断熱片が杉の樹皮を解繊した杉繊維と、粉末状の珪藻土と、接着剤とを混合して均一の厚みに固化してなることを特徴とする請求項１または２に記載の断熱材。