JP2011127327A - 屋根断熱構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】屋根断熱構造1は、屋根材12と、該屋根材12の下側に配置される凹凸樹脂板2とからなり、該凹凸樹脂板2の上面に熱反射層21を形成した。
【選択図】 図3
Description
また、該屋根には、雨音を遮断する遮音手段を付することも要求されている。上記遮音手段としては、屋根材と下地材とを制振性接着剤によって接着する手段等が提供されている。
該凹凸樹脂板2には、該凹凸樹脂板2の谷部によって構成される通気溝2Aが形成されていることが望ましい。
また、該凹凸樹脂板2は、熱可塑性樹脂シートを射出成形、又は、真空および/または圧空成形して凹凸を形成した成形品であることが望ましい。
また、該凹凸樹脂板2の下側に多孔質シートまたは多孔質マット25,25Aを配置した構成が望ましい。
さらに、該多孔質シートまたは該多孔質マット25,25Aの片面又は両面に、通気抵抗が0.06〜3.0kPa・s/mの紙材29を配置した構成が望ましい。
また、各垂木間には断熱材8が介装されていることが望ましい。
さらに、該凹凸樹脂板2と該断熱材8との間に多孔質シートまたは多孔質マット25,25Aを配置してもよく、該多孔質シートまたは該多孔質マット25,25Aの片面又は両面に、通気抵抗が0.06〜3.0kPa・s/mの紙材29を配置した構成が望ましい。
本発明において、直射日光に曝されることによって蓄えられた屋根材12の輻射熱は、下方へ伝わる際に上記凹凸樹脂板2上面の熱反射層21で熱反射するため、該凹凸樹脂板2より下方にある室内へはほとんど伝わらない。かくして、該輻射熱に起因する該室内の温度上昇が抑制される。
また、該凹凸樹脂板2の下側(例えば室内)にある熱源から発せられた熱は、上方へ伝わる際に該凹凸樹脂板2下面の熱反射層21で熱反射するため、該凹凸樹脂板2より上方へは伝わらない。かくして、該熱源の熱が屋根材12に伝わることが抑制される。
また該凹凸樹脂板2に通気溝2Aが形成された場合、屋根構造の通気性が確保される。
更に、該屋根材12からの熱も、該多孔質シート(または多孔質マット)25,25Aが含有する空気によって吸収される。
また該紙材29は吸熱作用も有するので、該屋根材12の輻射熱は該紙材29によって更に効果的に吸収される。
また、該凹凸樹脂板2の下側に配置される垂木6,6間に断熱材8が介装されると、上記屋根材12の輻射熱の一部が凹凸樹脂板2に伝わったとしても該熱が該断熱材8によって遮断されるため、居住空間の温度上昇が抑制される。また、居住空間の熱が屋根材側へ伝わることも抑制される。
本発明の屋根断熱構造は厚みを薄くしても優れた断熱性を有するので軽量化を実現できる。
本発明の屋根材12(図2参照)としては、主として鋼板、亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム鋼板、銅板、銅合金板等の周知の金属を材料とするが、例えばポリプロピレン板、ポリスチロール板、ポリ塩化ビニル板、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)板、ポリフェニレンエーテル(PPE)板等の硬質プラスチックを材料とするもの、木板、ハードボード、パーチクルボード等の木質板、石膏板、炭酸マグネシウム板、ケイ酸カルシウム板、アルミナ板、陶板等の無機質を材料とするものが含まれる。また、該屋根材12の表面には、防錆や意匠上から塗料が塗布されていてもよい。
本発明の凹凸樹脂板2の基材20(図1b参照)は、主として熱可塑性樹脂シートを材料とするものである。
該凹凸樹脂板2に使用される熱可塑性樹脂としては、次に示す熱可塑性プラスチックが使用される。すなわち、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリル-スチレン−共重合体(AS)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、アクリロニトリル-エチレン-スチレン共重合体(AES)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、エチレン-プロピレン共重合体(EPR)、ポリ塩化ビニル(PVC)、塩化ビニリデン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等である。また、上記ポリプロピレンには、PEおよび/またはEPRによって変性したポリプロピレン(変性PP)を用いてもよい。また上記熱可塑性樹脂の二種以上を含むポリマーアロイまたはポリマーブレンドを使用してもよい。あるいは熱可塑性樹脂として、トウモロコシやサトウキビ等の澱粉から得られるポリ乳酸を原料とした生分解性樹脂を使用してもよい。
上記EPRとしてはエチレンとプロピレンのゴム状共重合体(以下EPMと略す)、エチレン、プロピレン、更にジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン等のジエン成分を共重合したエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(以下EPDMと略す)のいずれもが使用される。
上記変性PPには、必要に応じ、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリレート系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、プロピオン酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂の一種又は二種以上が混合されてもよい。
上記変性PPは通常シート状にされるが、該変性PPシートの片面または両面には更にPE、無変性PP、EPR、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリレート系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、スチレン系樹脂、プロピオン酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂の被膜または該熱可塑性樹脂の発泡体の被膜を形成してもよい。層間密着性、耐熱性の観点から無変性PPは望ましい被膜である。上記被膜は変性PPに特に無機充填材を添加混合した場合、芯材の表面の平滑性が確保されかつ耐薬品性も向上する。
該相溶化剤はポリマーアロイの各成分に親和性を有する化合物からなるので、各成分を仲介してポリマーアロイ中の各成分の混和状態を均一にする。従って各成分の特性が有効に発現し、耐熱性、成形性共に極めて良好な材料となり、真空成形等によって複雑形状の芯材が容易に製造されるようになる。
例えば、PPE、変性PPE、PPS等の芳香族系エンジニアリングプラスチックと、ポリプロピレン等のポリオレフィンからなるポリマーアロイ(ゴム状物質を含むポリマーアロイも含む)の相溶化剤としては、例えば、PPEとポリプロピレンとを化学結合で結合させたブロックまたはグラフト共重合体、ポリプロピレンとポリスチレンとのブロックまたはグラフト共重合体、PPEとエチレン−ブテン共重合体とのブロックまたはグラフト共重合体、アルケニル芳香族化合物(例えばスチレン)と共役ジエン(例えばブタジエン、イソプレン)とのジブロック共重合体またはトリブロック共重合体を水素添加したポリマー等が使用される。
また上記芳香族系エンジニアリングプラスチックとポリアミド系樹脂からなるポリマーアロイ(ゴム状物質を含むポリマーアロイも含む)の相溶化剤としては、例えば、(a)(i)エチレン性炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合及び;(ii)カルボン酸、酸無水物、酸アミド、イミド、カルボン酸エステル、アミン又はヒドロキシル基;の両者を含む化合物;(b)液状ジエン重合体;(c)エポキシ化合物;(d)ポリカルボン酸又はそれらの誘導体;(e)酸化ポリオレフィンワックス;(f)アシル官能基含有化合物;(g)クロルエポキシトリアジン化合物;及び(h)マレイン酸又はフマル酸のトリアルキルアミン塩が例示される。
上記相溶化剤(a)〜(h)の詳細は特開平9−12497号公報に示されており、更に各相溶化剤(a)〜(h)は米国特許第4,315,086号明細書((a)、(b)および(c)に関する文献)、米国特許第4,873,286号明細書((d)に関する文献)、米国特許第4,659,760号明細書((e)に関する文献)、米国特許第4,642,358号明細書および米国特許第4,600,741号明細書((f)に関する文献)、米国特許第4,895,945号明細書、米国特許第5,096,979号明細書、米国特許第5,089,566号明細書および5,041,504号明細書((g)に関する文献、米国特許第4,755,566号明細書((h)に関する文献)で開示される。
上記相溶化剤は、ポリマーアロイに対して通常、0.1〜60質量%添加される。
また、図1bに示すように、基材20の上面には熱反射層21が形成されている。このように図1bに示す構成は基材20の上面のみに熱反射層21が形成されているが、該熱反射層21は基材20の上面および/または下面に形成されていてもよい。
本発明の熱反射層21は、基材シートの表面にアルミ箔をラミネートした熱反射シートで構成することができる。例えば該熱反射シートは、ポリエチレンフィルムの表裏にポリエチレン多孔質シートをそれぞれ積層し、このような積層体の上下両面に、アルミ純度99%のアルミシート(ポリエチレンシートにアルミニウムを被覆したもの)をそれぞれ配置したものが使用できる。該熱反射層21の熱反射率は97%以上であることが望ましい。また、成形後に該基材シートの表面にアルミニウムの分散溶液をスプレー塗布してもよい。
上記凹凸樹脂板2は、通常、上記熱可塑性樹脂シートを真空および/または圧空成形あるいはプレス成形によって製造する。該熱可塑性樹脂シートの厚みは通常0.1〜0.8mmであることが好ましい。
本発明の多孔質シート(多孔質マット)25,25Aとしては不織布、繊維編織物等の繊維シートあるいは繊維マット、ポリウレタン発泡体、ポリエチレン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリスチレン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、エポキシ樹脂発泡体、メラミン樹脂発泡体、尿素樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体等の樹脂発泡体のうち通気性を有する樹脂発泡体、上記プラスチックのビーズの焼結体等が使用される。
R=ΔP/V
ここで、ΔP(=P1−P2):圧力差(Pa)、V:単位面積当りの通気量(m3/m2・s)である。なお通気抵抗R(Pa・s/m)は通気度C(m/Pa・s)とC=1/Rの関係にある。
通気抵抗は、例えば、通気性試験機(製品名:KES−F8−AP1、カトーテック株式会社製、定常流差圧測定方式)によって測定することが出来る。
本発明に使用される上記多孔質シート(多孔質マット)25,25Aの片面又は両面には、通気抵抗が0.06〜3.0kPa・s/mの紙材29を配置してもよい。
上記紙材29として望ましいものには、適度に叩解されたパルプ繊維を材料とするものがある。望ましい叩解度の範囲はJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で350〜650ml(CSF)の範囲であり、該繊維の単位面積あたりの質量は15〜50g/m2の範囲である。
上記紙材29にはクレープ加工および/またはエンボス加工が施されてもよい。上記紙材29にクレープ加工および/またはエンボス加工が施されていると、紙材29が伸び易くなって成形性が向上する。
望ましいクレープ率は10〜50%、望ましいエンボス加工は突起高さ0.02〜2.00mmでかつ突起数が20〜200個/cm2の範囲である。
上記多孔質シート(多孔質マット)25,25Aおよび/または上記紙材29には剛性付与、通気抵抗調節の目的で合成樹脂が塗布または含浸されてもよい。上記合成樹脂としては熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂が使用される。
上記熱可塑性樹脂は、2種以上混合使用されてもよく、また多孔質シート(多孔質マット)25,25Aの熱可塑性を阻害しない程度で若干量の熱硬化性樹脂の1種または2種以上を混合使用してもよい。
該熱可塑性樹脂は取扱いが容易な点から、水溶液、水性エマルジョン、水性ディスパージョンの形のものを使用することが好ましいが、有機溶剤溶液の形のものを使用してもよい。
本発明で使用される樹脂として望ましいのは、フェノール系樹脂である。該フェノール系樹脂は、フェノール系化合物とホルムアルデヒドおよび/またはホルムアルデヒド供与体とを縮合させることによって得られる。
上記フェノール系樹脂に使用されるフェノール系化合物としては、一価フェノールであってもよいし、多価フェノールであってもよいし、一価フェノールと多価フェノールとの混合物であってもよいが、一価フェノールのみを使用した場合、硬化時および硬化後にホルムアルデヒドが放出され易いため、好ましくは多価フェノールまたは一価フェノールと多価フェノールとの混合物を使用する。
上記合成樹脂、特に熱硬化性樹脂の添加は、上記多孔質シート(多孔質マット)25,25Aの成形形状保持性と剛性とを共に向上せしめる。
上記合成樹脂を多孔質シート(多孔質マット)25,25Aまたは上記紙材29に塗布または含浸した後は、常温あるいは加熱乾燥を行なう。
以下に本発明の屋根断熱構造1(1A〜1H)の実施例を記載するが、本発明は該実施例にのみ限定されるものではない。
図2に示すように、屋根断熱構造1Aにおいては、垂木6が軒桁7A、母屋7B、棟木7Cによって支持されている。また、棟木7Cの上方であって左右から垂木6,6が突き合わされる部位には、断熱性シール材10が充填されている。
なお、該凹凸樹脂板2の大きさは通常、巾500〜1000mm、長さ700〜2000mm程度が好ましい。
一方、該通気溝2Aの下端(軒先側)は、軒先において直接外気に開放されている。
また、該凹凸樹脂板2の通気溝2Aが外気に開放されているから、屋根裏の通気を確実に行うことが出来る。
また、図4に示すように、屋根断熱構造1Bは、凹凸樹脂板2の厚さhを一律に垂木6の厚さにほぼ等しく設定した構成である。
また、図5に示すように、屋根断熱構造1Cは、凹凸樹脂板2の厚さhを、垂木6が嵌る部分を大きく設定し、垂木6,6の間に介在する部分を小さく設定し、垂木6上に該凹凸樹脂板2を差し渡した状態で該垂木6,6間において該凹凸樹脂板2の上下両側に隙間Sをそれぞれ形成した構成である。
また、図6に示すように、屋根断熱構造1Dは、垂木6,6間に位置する凹凸樹脂板2の下面に断熱材8を配置して、垂木6,6間に断熱材8を介装した構成である。
また、図7に示すように、屋根断熱構造1Eは、凹凸樹脂板2の厚さhを、垂木6が嵌る部分を大きく設定し、垂木6,6の間に介在する部分を小さく設定した構成である。このような構成において、垂木6上に該凹凸樹脂板2を差し渡すと、該垂木6,6間において該凹凸樹脂板2の上側に隙間Sが形成される。また該屋根断熱構造1Eは、凹凸樹脂板2の下面に断熱材8を配置し、垂木6,6間に該断熱材8を介装させている。
また、図8に示すように、屋根断熱構造1Fは、上記凹凸樹脂板2の下側に多孔質シート(または多孔質マット)25を接着した構成である。
また、図9に示すように、屋根断熱構造1Gは、上記凹凸樹脂板2の下側に不織布、スパンボンド等の繊維シート26を接着し、該繊維シート26の下面に多孔質シート(または多孔質マット)25Aを接着した構成である。
該多孔質シート(または多孔質マット)25Aは、樹脂含浸ポリウレタン発泡体シート、ガラス繊維含有ポリエステル発泡体シート、ガラス繊維含有ポリプロピレン発泡体シート等の樹脂発泡体27Aの両表面に樹脂含浸ガラス繊維シート27B,27Bが接着された積層体である。上記ガラス繊維シート27B,27Bは、例えばガラスペーパー、ガラスチョップドストランドマット等が好ましい。
更に上記多孔質シート(または多孔質マット)25Aの下側には、不織布、繊維編織物等の繊維シートからなる表皮材28が接着されている。
また、図10に示すように、屋根断熱構造1Hは、上記凹凸樹脂板2の下側に、上記紙材29を上面に接着した多孔質シート(または多孔質マット)25を配置した構成である。
上記通気性接着剤層は、例えば粉末状ホットメルト接着剤の散布層、くもの巣状ホットメルト接着剤層、あるいは溶液状、エマルジョン状のホットメルト接着剤や通常の接着剤を斑点状、縞状等に塗布した不連続接着剤塗布層等である。
実施例8に使用する紙材29として、針葉樹パルプからなるパルプ繊維原料をディスクリファイナーにより叩解し、カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準ろ水度で450ml(CSF)で叩解、抄紙した後、通常のヤンキードライヤー方式により乾燥させ、単位面積あたりの質量25g/m2、クレープ率20%、通気抵抗0.67kPa・s/mの紙材を作製した。
試料として、図8および図10に示す構造のものを選択する。
図8に示す試料1では、屋根材12として厚さ3mmの鋼板を使用し、野地板3として厚さ10mmの面材を使用し、凹凸樹脂板2として図1に示す構造の厚さ0.3mmのポリプロピレンシートの真空成形品を使用し、該凹凸樹脂板2の厚さhを10mmとし、該凹凸樹脂板2の両面にアルミニウムの蒸着を施した。
また多孔質シート25としては、融点が120℃の低融点ポリエステル繊維が30質量%混合されたポリエステル繊維からなり、厚さ5mm、単位面積あたりの質量500g/m2、通気抵抗0.12kPa・s/mの繊維シートを選択した。
凹凸樹脂板2と多孔質シート25とは、融着により部分的に四隅および中央部で接着させた。
図10に示す試料2では、上記多孔質シート25と実施例10の紙材29とを使用した。多孔質シート25Aと紙材29との接着は、粉末状ポリアミド系ホットメルト接着剤(粒度:200〜400μm、融点:125℃)を10g/m2の塗布量で散布した通気性接着剤層によって行い、上記凹凸樹脂板2と多孔質シート25とは、融着により部分的に四隅および中央部を接着させた。
さらに、比較試料1として、上記試料1において凹凸樹脂板2を除去した構造を選択した。また比較試料2として、上記試料2において凹凸樹脂板2を除去した構造を選択した。さらに比較試料3として、凹凸樹脂板2および多孔質シート25を用いずに屋根材12と野地板3のみの構造を選択した。
以下の試験方法により、試料1、試料2、比較試料1、比較試料2、比較試料3について断熱遮音試験を行なった。
得られた各試料を、一辺500mmの正方形に切り取り、図12に示すように縦横が500mm、高さが200mmのスレート板からなる箱型形状の上部に上記各試料を取り付け、上記各試料の屋根材12の上部から赤外線ランプにて80℃の温度に加熱し、箱型形状内部の温度上昇を測定した。なお、比較試料1,2,3においては、凹凸樹脂板2が配置されていないため、凹凸樹脂板2の相当位置に厚さ10mm(凹凸樹脂板2の厚さhに相当)の空間部を設けた。外気温度は23℃とした。試験結果を表1に示す。
得られた各試料を、一辺500mmの正方形に切り取り、20度の勾配からなる傾斜がつくように台座に取付け、屋根材12の中央部に高さ500mmから1分間に100ccの水滴を落下させ、その際に発生した屋根材12の100mm直下での騒音を騒音計を用いて測定温度23℃で測定した。また水滴を落下させない状態での室内雰囲気の騒音も測定した。試験結果を表2に示す。
2 凹凸樹脂板
2A 通気溝
3 野地板
6 垂木
12 屋根材
21 熱反射層
25,25A 多孔質シート(マット)
29(29A〜29E)紙材
Claims (10)
- 屋根材と、該屋根材の下側に配置される凹凸樹脂板とからなり、
該凹凸樹脂板の上面および/または下面には熱反射層が形成されていることを特徴とする屋根断熱構造。 - 該凹凸樹脂板には、該凹凸樹脂板の谷部によって構成される通気溝が形成されている請求項1記載の屋根断熱構造。
- 該凹凸樹脂板は、熱可塑性樹脂シートを射出成形、又は、真空および/または圧空成形して凹凸を形成した成形品である請求項1又は請求項2記載の屋根断熱構造。
- 該凹凸樹脂板の下側に多孔質シートまたは多孔質マットを配置した請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の屋根断熱構造。
- 該多孔質シートまたは該多孔質マットの片面又は両面に、通気抵抗が0.06〜3.0kPa・s/mの紙材を配置した請求項4に記載の屋根断熱構造。
- 建物用の屋根断熱構造であって、
該凹凸樹脂板は複数の垂木上に差し渡され、該凹凸樹脂板上面に野地板が配置され、該野地板の上側に建物用の屋根材が配置されている請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の屋根断熱構造。 - 各垂木間には断熱材が介装されている請求項6記載の屋根断熱構造。
- 該凹凸樹脂板と該断熱材との間に多孔質シートまたは多孔質マットを配置した請求項7記載の屋根断熱構造。
- 該多孔質シートまたは該多孔質マットの片面又は両面に、通気抵抗が0.06〜3.0kPa・s/mの紙材を配置した請求項8記載の屋根断熱構造。
- 車両用の屋根断熱構造であって、
該凹凸樹脂板の上側に屋根材としての車両用天井パネルが配置され、該凹凸樹脂板の下側に車両用成形天井材が配置されている請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の屋根断熱構造。
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