JP2013155492A

JP2013155492A - 積層構造体

Info

Publication number: JP2013155492A
Application number: JP2012014964A
Authority: JP
Inventors: Takuya Yamamura; 卓矢山村; Hironao Morimoto; 浩直守本; Satoshi Inoue; 聡井上
Original assignee: Consultant Kk F; F Consultant Co Ltd
Current assignee: Consultant Kk F; F Consultant Co Ltd
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2013-08-15
Anticipated expiration: 2032-01-27
Also published as: JP6054607B2

Abstract

【課題】断熱性を高めた建築物において、その耐熱性を高める。
【解決手段】
本発明の積層構造体は、基材に対し、有機質発泡体からなる断熱材層が設けられ、当該断熱材層の表面側には被覆材層が設けられ、当該被覆材層は、１種または２種以上の被覆材を積層することによって形成されたものであり、当該被覆材の少なくとも１種以上は、樹脂成分として、有機樹脂及びシリコン物質を含有するものであることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、新規な積層構造体に関するものである。

近年、商業施設、集合住宅、戸建住宅等の建築物においては、高断熱化・高気密化によって、冷暖房費の節約を図り、省資源化を実現しようとする動きが盛んである。一般に、断熱設計を施していない建築物では、冬期の暖房時には屋根、床、窓、壁等の部位から屋内の熱が逃げ、夏期の冷房時にはこれら部位から屋外の熱が侵入してしまう。

このような熱損失を抑制し、建築物の省資源化を実現するには、屋内と屋外を隔てる上記各種部位の高断熱化が不可欠である。このような要望に対し、断熱性材料を設けた構造が種々提案されている。一例として、建築物の屋外側表面に、ポリスチレンフォームやフェノールフォーム等による断熱材を設置し、さらにその上に被覆材層を設けた構造が知られている（例えば特許文献１等）。

特開２００５−１５５２１６号公報

しかしながら、このような積層構造で用いられる断熱材は、高温に晒されると変形、燃焼等が生じやすく、耐熱性は不十分である。自己消火性等が付与された断熱材を採用すれば、耐熱性の向上が期待されるが、条件によっては十分な耐熱性向上効果が得られ難い場合がある。

本発明は、上述のような問題点に鑑みなされたもので、断熱性を高めた建築物において、その耐熱性を高めることを目的とするものである。

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、建築物の屋内外を隔てる基材に対し、有機質発泡体からなる断熱材層と、特定の被覆材によって形成される被覆材層とを積層することに想到し、本発明を完成させるに到った。

すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．建築物における積層構造体であって、
基材に対し、有機質発泡体からなる断熱材層が設けられ、当該断熱材層の表面側には被覆材層が設けられ、
当該被覆材層は、１種または２種以上の被覆材を積層することによって形成されたものであり、
当該被覆材の少なくとも１種以上は、樹脂成分として、有機樹脂及びシリコン物質を含むものであることを特徴とする積層構造体。
２．前記被覆材の少なくとも１種以上は、樹脂成分として、アクリル樹脂エマルション及びシリカを含むものであることを特徴とする１．記載の積層構造体。
３．前記被覆材層は、複数色による模様、及び／または凹凸による模様を有するものである１．または２．に記載の積層構造体。

本発明の積層構造体では耐熱性を高めることができ、さらに美観性に優れた仕上外観が得られる。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

本発明の積層構造体は、建築物の屋内外を隔てる部位に適用できる。特に、本発明の積層構造体は、建築物外壁面において好ましく適用できるものである。建築物外壁面に適用する場合は、外壁面を構成する基材に対し、屋外側へ向かって、断熱材層、被覆材層を順に積層する。

このうち基材としては、例えば、コンクリート、モルタル、セメントボード、押出成形板、スレート板、ＰＣ板、ＡＬＣ板、繊維強化セメント板、金属系サイディングボード、窯業系サイディングボード、セラミック板、珪酸カルシウム板、プラスチックボード、硬質木片セメント板、レンガ、タイル、等が用いられる。このような基材は、既存塗膜層等を有するものであってもよい。

断熱材層は、建築物に断熱性を付与するものである。断熱材層としては、ポリスチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリフェノールフォーム等の有機質発泡体からなるものが使用できる。このような有機質発泡体からなる断熱材層は、熱伝導率が低く、優れた断熱性能を有する。板状の有機質発泡体は、接着剤や金具等を用いて基材に固定化すればよい。断熱材層の厚みは特に限定されないが、通常５〜１５０ｍｍ程度である。

本発明では、断熱材層の表面（好ましくは屋外側表面）に被覆材層が設けられる。本発明における被覆材層は、１種または２種以上の被覆材を積層することによって形成されたものである。被覆材層を形成する各被覆材は、結合材として樹脂成分を含有する。

被覆材中の樹脂成分としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等が使用可能である。これらは１種または２種以上で使用することができる。また、これら樹脂成分は架橋反応性を有するものであってもよい。

本発明において、被覆材層を形成する被覆材の少なくとも１種以上は、樹脂成分として、有機樹脂及びシリコン物質を含むものである。本発明では、有機樹脂とシリコン物質を含む樹脂成分（以下、単に「複合樹脂」とも言う。）を含有する被覆材を使用することによって、耐熱性を高めることができる。このような複合樹脂の形態としては、有機樹脂とシリコン物質を混合した形態、有機樹脂とシリコン物質を反応させた形態等が挙げられる。有機樹脂とシリコン物質の重量比率は、固形分換算で１００：１０〜１００：９０であることが好ましく、より好ましくは１００：１５〜１００：７０である。この範囲を満たす場合、耐熱性に優れた被覆材層を形成することができる。この作用機構は明らかではないが、本発明の被覆材層は耐熱性に加え通気性を有するため、本発明の積層構造体が高温に晒された場合には、断熱層より発生した可燃性ガスが、積層構造体の内部または表層に滞留し難くなり、燃焼を効果的に抑制することができると推測される。

上記複合樹脂のうち、有機樹脂としては上述の各種樹脂が挙げられ、この中でもアクリル樹脂が好適である。アクリル樹脂は、各種アクリルモノマーを重合、あるいは、各種アクリルモノマーとその他のモノマーを共重合することにより得ることができる。このうちアクリルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；（メタ）アクリル酸等のカルボキシル基含有アクリルモノマー；Ｎ−メチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のアミノ基含有アクリルモノマー；（メタ）アクリルアミド等のアミド基含有アクリルモノマー；ダイアセトン（メタ）アクリルアミド等のカルボニル基含有アクリルモノマー；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の水酸基含有アクリルモノマー；（メタ）アクリルニトリル等のニトリル基含有アクリルモノマー；γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基含有アクリルモノマー等が挙げられる。

上記複合樹脂のうち、シリコン物質としては、シリカ、シリコーン等が挙げられ、中でもシリカが好適である。
このようなシリカは、例えば、珪酸ソーダ、珪酸リチウム、珪酸カリウム、シリケート化合物を原料として製造することができる。このうち、シリケート化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラｔ−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン等、あるいはこれらの縮合物等が挙げられる。製造時には触媒等を使用することもできる。また、製造過程ないし製造後に、触媒等に含まれる金属をイオン交換処理等によって除去することもできる。シリカの粒子径は、好ましくは１〜２００ｎｍ、より好ましくは３〜１００ｎｍである。この範囲を満たす場合、本発明の効果を一層高めることが可能となる。

このような複合樹脂としては、特に、アクリル樹脂エマルション及びシリカを含むものが好適である。このうち、アクリル樹脂エマルションとしては、シリカと反応可能なものが好適である。具体的には、シリカに存在するシラノール基と反応可能な、水酸基、加水分解性シリル基等（好ましくは、加水分解性シリル基）の官能基を有するエマルションであることが好ましい。このような樹脂成分を用いることにより、本発明の効果をいっそう高めることができる。

本発明の被覆材層を形成する際、使用可能な被覆材としては、例えば、
（Ａ）有機樹脂及びシリコン物質を含む複合樹脂を含有する被覆材。
（Ｂ）樹脂成分（上記複合樹脂を除く）を含有する被覆材。
等が挙げられる。

本発明では、上記被覆材の１種または２種以上を用いて、１層または２層以上からなる被覆材層を形成し、被覆材の少なくとも１種以上は、有機樹脂及びシリコン物質を含む複合樹脂を含有する被覆材（上記（Ａ））とする。すなわち、被覆材層を構成する各層のうち、少なくとも１層以上は、有機樹脂及びシリコン物質を含む複合樹脂を含有する層（上記（Ａ））によって形成される層）とする。

本発明の被覆材層の態様としては、例えば以下に示すものが挙げられる。

（１）被覆材層が１層からなる場合
この場合は、（Ａ）の被覆材を用いて、１層の被覆材層を形成する。

（２）被覆材層が２層からなる場合
この場合は、第１被覆材層、第２被覆材層のうち、少なくとも１層を（Ａ）によって形成する。例えば、以下の被覆材の積層によって、断熱材層の表面側に、順に、第１被覆材層／第２被覆材層を形成すればよい。
・（Ａ）／｛（Ａ）、または（Ｂ）｝
・（Ｂ）／｛（Ａ）｝
このような態様では、特に、第１被覆材層、第２被覆材層のいずれか一方、または両方が（Ａ）であることが好ましく、さらには、少なくとも第２被覆材層（被覆材層の最表面層）が（Ａ）であることが好ましい。

（３）被覆材層が３層以上からなる場合
この場合は、被覆材層を構成する各層のうち、少なくとも１層を（Ａ）によって形成する。さらに、本発明では、少なくとも被覆材層の最表面層が、（Ａ）であることが好ましい。

このような被覆材層を形成する被覆材としては、上記条件を満たす限り、種々の形態のものを使用することができる。具体的に使用可能な被覆材の形態としては、例えば、合成樹脂エマルションペイント、つや有り合成樹脂エマルションペイント、非水分散形樹脂エナメル等のフラット系塗料；ＪＩＳ
Ａ６９０９に規定される建築用仕上塗材（例えば、リシン塗料、単層弾性塗材等の薄付け仕上塗材；スタッコ塗料等の厚付け仕上塗材；複層仕上塗材等）；その他多彩模様塗料、石材調仕上塗材、砂岩調仕上塗材等が挙げられる。この他、樹脂成分を含有する各種下塗材、下地調整塗材等（ポリマーセメント等）も、本発明の被覆材として使用できる。また、樹脂成分を含有する各種クリヤー塗料も、本発明の被覆材として使用できる。これら被覆材としては、媒体として水を含む水性被覆材が好適である。これら湿式の被覆材を、予め板状に成形したシート材も、本発明の被覆材として使用できる。

本発明における被覆材層は、その最終的な仕上外観において、複数色による模様、及び／または凹凸による模様を有するものが好ましい。このような被覆材層では、これら模様によって美観性を高めることができる。なお、ここに言う複数色による模様とは、少なくとも２色以上の色彩が視認可能な状態で混在する模様のことである。また、凹凸による模様とは、概ね０．２〜５ｍｍ程度の高低差を有する表面模様のことである。
複数色による模様は、例えば、多彩模様塗料、石材調仕上塗材等を用いることにより形成できる。また、色彩の異なる複数の被覆材を用い、部分塗装等を行うことで、複数色による模様を形成することも可能である。
凹凸による模様は、例えば、上述の建築用仕上塗材、石材調仕上塗材、砂岩調仕上塗材等を用いることにより形成できる。

被覆材の塗装においては、公知の塗装器具を用いることができる。塗装器具としては、例えば、スプレー、ローラー、刷毛、コテ等を使用することができる。
被覆材の塗付け量は、使用する材料や塗装器具の種類、被覆材層の表面形状等に応じて適宜設定すればよい。塗装時には、必要に応じ被覆材を希釈することもできる。

被覆材層に凹凸による模様を形成する場合は、塗装器具の種類とその使用方法を適宜選定すればよい。これにより、種々の凹凸模様（例えば砂壁状、ゆず肌状、繊維壁状、さざ波状、スタッコ状、凹凸状、月面状、櫛引状、虫喰状等）が形成できる。被覆材の塗装後、その被膜（被覆材層）が乾燥する前に、塗面をデザインローラー、コテ、刷毛、櫛、へら等で処理することで、種々の凹凸模様を形成させることもできる。
また、本発明では、被覆材層に目地模様を形成させてもよい。目地模様形成の際には、例えば目地材を被塗面に貼着し、被覆材を塗装した後、当該目地材を除去する方法等が採用できる。

本発明において、断熱材層と被覆材層の間、または被覆材層の内部には、網状体等からなる補強層を設けることもできる。このような補強層を設けることにより、積層体の強度、耐久性、割れ防止性、耐熱性等を高めることができる。このような補強層は、被覆材層の内部に埋め込まれた形態が好適である。特に、被覆材層が２層以上からなる場合は、断熱材層に隣接する層（第１被覆材層）の内部に、補強層が埋め込まれた形態が好適である。

以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。

（被覆材）
被覆材として、以下の各被覆材を用意した。

・被覆材１
アクリル樹脂エマルション（固形分５０重量％）２００重量部に対し、炭酸カルシウム２８０重量部、酸化チタン８０重量部、造膜助剤８重量部、粘性調整剤３重量部、分散剤２重量部、消泡剤３重量部、水６０重量部を常法により均一に混合して、被覆材１を製造した。この被覆材１は、合成樹脂エマルションペイントに該当する。

・被覆材２
シリカ複合アクリル樹脂エマルション（固形分５０重量％、加水分解性シリル基含有アクリル樹脂：シリカ＝１００：２５（固形分比）、シリカの平均粒子径１５ｎｍ）２５０重量部に対し、炭酸カルシウム２１０重量部、骨材（黄色骨材、黒色骨材、褐色骨材、寒水石の混合物）５５０重量部、造膜助剤１０重量部、粘性調整剤４重量部、消泡剤２重量部、水１１０重量部を常法により均一に混合して、被覆材２を製造した。この被覆材２は、石材調仕上塗材に該当する。

・被覆材３
シリカ複合アクリル樹脂エマルション（固形分５０重量％、加水分解性シリル基含有アクリル樹脂：シリカ＝１００：２５（固形分比）、シリカの平均粒子径５ｎｍ）２５０重量部に対し、炭酸カルシウム２１０重量部、骨材（黄色骨材、黒色骨材、褐色骨材、寒水石の混合物）５５０重量部、造膜助剤１０重量部、粘性調整剤４重量部、消泡剤２重量部、水１１０重量部を常法により均一に混合して、被覆材３を製造した。この被覆材３は、石材調仕上塗材に該当する。

・被覆材４
シリカ複合アクリル樹脂エマルション（固形分５０重量％、加水分解性シリル基含有アクリル樹脂：シリカ＝１００：１７（固形分比）、シリカの平均粒子径５ｎｍ）２３４重量部に対し、炭酸カルシウム２１０重量部、骨材（黄色骨材、黒色骨材、褐色骨材、寒水石の混合物）５５０重量部、造膜助剤１０重量部、粘性調整剤４重量部、消泡剤２重量部、水１１０重量部を常法により均一に混合して、被覆材４を製造した。この被覆材４は、石材調仕上塗材に該当する。

・被覆材５
シリカ複合アクリル樹脂エマルション（固形分５０重量％、加水分解性シリル基含有アクリル樹脂：シリカ＝１００：３３（固形分比）、シリカの平均粒子径５ｎｍ）２６７重量部に対し、炭酸カルシウム２１０重量部、骨材（黄色骨材、黒色骨材、褐色骨材、寒水石の混合物）５５０重量部、造膜助剤１０重量部、粘性調整剤４重量部、消泡剤２重量部、水１１０重量部を常法により均一に混合して、被覆材５を製造した。この被覆材５は、石材調仕上塗材に該当する。

・被覆材６
アクリル樹脂エマルション（固形分５０重量％）２００重量部に対し、炭酸カルシウム２１０重量部、骨材（黄色骨材、黒色骨材、褐色骨材、寒水石の混合物）５５０重量部、造膜助剤１０重量部、粘性調整剤４重量部、消泡剤２重量部、水１１０重量部を常法により均一に混合して、被覆材６を製造した。この被覆材６は、石材調仕上塗材に該当する。

（実施例１）
スレート板上に板状のポリスチレンフォーム（厚み５０ｍｍ）を貼りつけたものを塗装対象の基材とした。
この基材の全面に対し、第１被覆材として、被覆材１を塗付け量０．１５ｋｇ／ｍ^２でスプレー塗装し、２時間養生後、第２被覆材として被覆材２を塗付け量４．０ｋｇ／ｍ^２でスプレー塗装し、７日間養生した。以上の方法により、試験体を作製した。なお、以上の工程はすべて標準状態（気温２３℃、相対湿度５０％）下で行った。

耐熱性試験は、試験体表面（被覆材側）を、ガスバーナーで３０秒間加熱し、加熱を停止した後の状態を観察することにより行った。その結果、実施例１では、加熱停止後３０秒以内に燃焼が止まり、変形は僅かであった。

（実施例２）
第１被覆材として被覆材１、第２被覆材として被覆材３を使用した以外は、実施例１と同様の方法で試験を行った。その結果、実施例２では、加熱停止後３０秒以内に燃焼が止まり、変形は僅かであった。

（実施例３）
第１被覆材として被覆材１、第２被覆材として被覆材４を使用した以外は、実施例１と同様の方法で試験を行った。その結果、実施例４では、加熱停止後３０秒以内に燃焼が止まり、変形は僅かであった。

（実施例４）
第１被覆材として被覆材１、第２被覆材として被覆材５を使用した以外は、実施例１と同様の方法で試験を行った。その結果、実施例５では、加熱停止後３０秒以内に燃焼が止まり、変形は僅かであった。

（比較例１）
実施例１と同様の基材の全面に対し、被覆材１を塗付け量０．１５ｋｇ／ｍ^２でスプレー塗装し、７日間養生した。以上の方法で得られた試験体について、実施例１と同様の試験を行った。その結果、比較例１では、燃焼が継続し、試験体は著しく変形した。

（比較例２）
第１被覆材として被覆材１、第２被覆材として被覆材６を使用した以外は、実施例１と同様の方法で試験を行った。その結果、比較例２では、燃焼が継続し、試験体は著しく変形した。

Claims

建築物における積層構造体であって、
基材に対し、有機質発泡体からなる断熱材層が設けられ、当該断熱材層の表面側には被覆材層が設けられ、
当該被覆材層は、１種または２種以上の被覆材を積層することによって形成されたものであり、
当該被覆材の少なくとも１種以上は、樹脂成分として、有機樹脂及びシリコン物質を含むものであることを特徴とする積層構造体。
前記被覆材の少なくとも１種以上は、樹脂成分として、アクリル樹脂エマルション及びシリカを含むものであることを特徴とする請求項１記載の積層構造体。
前記被覆材層は、複数色による模様、及び／または凹凸による模様を有するものである請求項１または請求項２に記載の積層構造体。