JP2016089537A - 建築物の断熱構造およびブローイング用断熱材 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術と比較して、軽量で沈下量の少ない建築物の断熱構造およびブローイング用断熱材を提供する。
【解決手段】建築物の天井裏または床下に、断熱材を吹き込んで形成する、建築物の断熱構造であって、前記断熱材が、低密度連続気泡構造を呈する、粉砕物状の硬質ウレタンフォームを少なくとも含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の断熱構造およびブローイング用断熱材に関し、より詳細には、戸建て住宅やマンションなどの建築物に適用する、断熱工事および該断熱工事に用いるブローイング用断熱材に関する。

建築物の天井裏または床下に、断熱材の吹き込み（ブローイング）により断熱層を形成する構造および工法がある。
この構造および工法に係る発明として、以下の特許文献１に記載の発明を例に説明する。
特許文献１に記載の発明は、建造物の床下ないしは天井裏に難燃性ポリウレタン廃材の粉砕物を、ブローイング機械によって吹き込んで断熱層を設けた構造および工法である。
この難燃性ポリウレタン廃材の実例は、文献中に具体例な特定は無いものの、高密度独立気泡硬質ウレタンフォーム（通称３０倍発泡）の廃材を利用している。

特許第４７０５３８５号公報

上記した特許文献に係る発明では、以下に記載する問題のうち、少なくとも何れか１つの問題が存在する。
（１）施工条件の観点。
高密度独立気泡硬質ウレタンフォームの廃材を主とする場合、ウレタンブローイング断熱材の比重が２０ｋｇ／ｍ^３程度以上となり、当然に天井への積載荷重は増加することとなる。
そうすると、リフォーム物件にて新規に断熱工事を実施する場合には、天井断熱の分布荷重計算が事前に想定されていないこともあるため、分布荷重の重い断熱施工を行うと、天井材の破損や反り、はがれや落下が発生する可能性がある。
よって、できる限り重量増とならない断熱材を用いることが望ましい。
（２）吹き込み厚の観点。
吹き込みに用いる断熱材（ブローイング材）の自重沈下によって、施工後に断熱層の厚みが低下する。例えば、既存のグラスウール、ロックウールまたはセルロースファイバーのブローイング工事の場合、２４時間経過レベルで、断熱層の厚みが５％〜１０％程度低下することが知られている。
また、前記（１）で懸念する断熱材の重量増は、当然沈下量の増加にも繋がる。
断熱材の沈下により、断熱層全体としての比重は増えるものの、熱抵伝導率の変化は殆どない。一方、天井面の熱抵抗値は、断熱材の自重沈下による厚み減にほぼ比例し、熱抵抗値が減少してしまう。
よって、施工後の断熱材の沈下を想定した上で、沈下分の増し吹き施工を行わなければならない。

すなわち、本発明は、従来技術と比較して、軽量で沈下量の少ない建築物の断熱構造およびブローイング用断熱材を提供することを目的の少なくとも一つとする。

上記の課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、建築物の天井裏または床下に、断熱材を吹き込んで形成する、建築物の断熱構造であって、前記断熱材が、低密度連続気泡構造を呈する、粉砕物状の硬質ウレタンフォームを少なくとも含むことを特徴とする、建築物の断熱構造を提供する。
また、本願の第２発明は、建築物の断熱構造であって、（ａ）建築物の壁面材の屋内側に、低密度連続気泡構造を呈する硬質ウレタンフォームを、現場発泡による吹き付けで形成した、壁断熱層、を含み、さらに、（ｂ）建築物の天井裏に、少なくとも前記硬質ウレタンフォームを粉砕物状にした断熱材を吹き込んで形成した、天井裏断熱層、および、（ｃ）建築物の床下に、少なくとも前記硬質ウレタンフォームを粉砕物状にした断熱材を吹き込んで形成した、床下断熱層、のうち、少なくとも何れか一方を組み合わせてなることを特徴とする。
また、本願の第３発明は、前記第１発明または第２発明に記載の前記硬質ウレタンフォームが、独立気泡率が１２％以下、かつ密度が１０〜２５ｋｇ／ｍ^３であることを特徴とする。
また、本願の第４発明は、建築物の天井裏または床下へ吹き込んで断熱層を形成するための、ブローイング用断熱材であって、低密度連続気泡構造を呈する、粉砕物状の硬質ウレタンフォームを少なくとも含み、前記硬質ウレタンフォームは、独立気泡率が１２％以下、かつ密度が１０〜２５ｋｇ／ｍ^３であり、前記ブローイング用断熱材は、比重が８〜２０ｋｇ／ｍ^３であることを特徴とする、
ブローイング用断熱材を提供する。

本発明によれば、以下に記載する効果のうち、少なくとも何れか１つの効果を得ることができる。
（１）施工条件の観点。
ブローイング用断熱材の一部または全部に、低密度連続気泡構造を呈する硬質ウレタンフォーム残材を用いることで、８〜２０ｋｇ／ｍ^３前後の軽い比重の断熱材が作成・供給でき、天井への積載荷重の低減も可能となる。
よって、もともとブローイング断熱を想定していなかった既存物件のリフォーム用途などへの適用に好適である。
（２）吹き込み厚の観点。
ブローイング用断熱材が軽量であるため施工後の沈下量が小さく、施工後の時間経過による天井面の熱抵抗値の変動が少ない。よって、沈下分の増し吹き施工の省略が期待できる。
（３）環境性の観点。
壁断熱と同材の低密度連続気泡構造硬質ウレタンフォームの残材を主に使用して断熱施工を行った場合、残材を有効利用することができ、環境性に優れる。

本発明に係るブローイング用断熱材の試験結果表。 本発明に係る建築物の断熱構造の概略図。

＜１＞断熱材。
本発明に係る断熱材１０の原料の主体となる低密度連続気泡構造の硬質ウレタンフォームは、比重：１０〜２５ｋｇ/ｍ^３、独立気泡率が１２％以下の製品を使用する。
比重の測定方法は、ＪＩＳ Ａ１４１２−２「熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法−第２部：熱流計法（ＨＦＭ法）」に準じる。
独立気泡率の測定方法は、「ＡＳＴＭ Ｄ２８５６」を用いる。
なお、低密度連続気泡構造硬質ウレタンフォームにはイソシアヌレートフォーム及び、ＪＩＳ Ａ９５２６のＡ種３等が含まれる。
本発明に係る断熱材１０のうち、前記硬質ウレタンフォームの占める割合は、体積比で２５〜１００％とすると、低比重化に関して大きな要素となり好ましい。
断熱材の原料のうち、残る部分は、ＪＩＳ Ａ９５２６のＡ種１、Ｂ種等の独立気泡構造硬質ウレタンフォームなどを用いることができる。
以上の点を踏まえ、本発明に係る断熱材１０全体の最終的な比重は、８〜１５ｋｇ／ｍ^３の範囲内に収まるように、各原料の配合を決定する。

＜２＞断熱材の製造方法。
本発明に係る断熱材の製造方法について説明する。
本発明に係る断熱材１０のうち、低密度連続気泡構造の硬質ウレタンフォームに係る部分は、事前に発泡形成した低密度連続気泡構造の硬質ウレタンフォームを粉砕して、粒状・粉状・小片状などを呈する粉砕物となした態様で製造することができる。
これらの粉砕物の粒径は特に限定しないが、１０ｍｍ程度以下が望ましい。
この硬質ウレタンフォームは、現場発泡で形成した断熱層の廃材・残材を用いることが環境面、コスト面の観点から望ましい。

前記粉砕作業は、従来のブローイング材を製造する粉砕機を用いることができるが、以下の点に留意した粉砕作業とすることが望ましい。

（１）低比重を維持するための方策。
比重が増加しないよう、粉砕時は、投入した原料に圧力をかけずに粉砕する。
そして、粉砕物は、速やかに粉砕機より取り除いて回収する。

（２）微粉砕材の除去。
断熱材１０中の低密度連続気泡構造の硬質ウレタンフォームに係る部分を製造するために、該低密度連続気泡構造の硬質ウレタンフォームを粉砕する際には、微粉状の粉砕材も生成されることとなる。
この微粉成分が、断熱施工中に蔓延し、施工養生外の部位への飛散の発生や、作業員への付着による現場外への飛散が発生する懸念が生ずる。
また、施工後についても施工部位の気流等により微粉成分が飛散し、断熱施工厚の減少や外部への飛散が考えられる。
そこで、低密度連続気泡構造の硬質ウレタンフォームの粉砕時には、予め微粉成分を除去しておけば、前記した懸念事項を回避することで更に好ましい。
除去する微分材の粒径は、３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下とする。
除去方法は、公知のフィルター装置またはフィルター方法を用いれば良い。

＜３＞沈下試験結果。
図１に、本発明に係るブローイング用断熱材の沈下試験の結果を示す。
本発明に係るブローイング用断熱材を吹き込んだ後、２４時間経過後であっても沈下は殆ど見受けられなかった。
これにより、その他のブローイング材料で見受けられる、２４時間後の５％〜１０％沈下と、大きな差異が証明された。

図２を参照しながら、本発明に係る建築物の断熱構造について説明する。

＜１＞断熱材の使用方法（天井裏への断熱）。
前記した断熱材１０を天井裏へ吹き込んで、断熱層を形成する。
吹き込み方法は、公知の方法であるため、詳細な説明は省略する。

前記吹き込み作業は、従来の吹き込み装置を用いることができるが、以下の点に留意した、吹き込み装置ならびに該吹き込み装置の使用方法とすることが望ましい。

［養生材の付着防止の方策］
ブローイング断熱施工では、吹き込み後の断熱材１０が飛散しないよう、断熱層の上面に養生材（マスカー）を配置する場合がある。この養生材には、塗料やウレタンの付着性を上げる為にコロナ処理が施されることが一般的に行われている。
そうすると、本発明に係る断熱材１０を用いた断熱施工の場合、養生材表面のコロナ処理により発泡ウレタンが付着しやすい状態であるため、養生材を剥離する際の断熱材１０の回収・除去に手間がかかる。
そこで、本発明では、表面のコロナ処理を省略した養生材を用いることが好ましい。当該養生材であれば、ウレタンフォームの剥離が簡便となり、養生材に付着した断熱材１０の回収の手間を減少させることができる。

本実施例に係るブローイング用の断熱材１０は、既存のウレタンのブローイング市場にない、軽量なブローイング製品となる。他の一般的な素材ブローイング用断熱材では、５．５〜７．１ｋｇ／ｍ²の材料分布荷重となったが、本発明に係るブローイング用断熱材では、２．９ｋｇ／ｍ²となり、約半分の材料分布積載荷重となる。

＜２＞その他の断熱構造との組合せ。
本発明では、建築物の天井裏または床下への断熱構造に、さらに壁断熱構造を組み合わせることができる。

＜２．１＞天井裏断熱層。
天井裏断熱層２０は、建築物の天井裏に、粉砕物状にした前記断熱材１０を吹き込んで形成した断熱層である。

＜２．２＞床下断熱層。
床下断熱層３０は、建築物の床下に、粉砕物状にした前記断熱材１０を吹き込んで形成した断熱層である。

＜２．３＞壁断熱層。
壁断熱層４０は、建築物の壁面材Ｃの屋内側に、低密度連続気泡構造を呈する硬質ウレタンフォームを、現場発泡による吹き付けで形成した断熱層である。
壁断熱層４０は、柱または間柱Ａに設けた透湿防水シートＢや構造用パネルの内面に、水で発泡する低密度連続気泡構造硬質ウレタンフォームを吹付けて形成する方法を採用することができる。

例えば、天井裏断熱層２０および／または床下断熱層３０に対して、さらに壁断熱層４０を含んだ構成とすれば、きわめて低荷重の断熱環境を提供することが可能となる。
また、従来、ウレタンブローイング材の安定供給は難しく、様々なウレタン残材を利用して施工を行うため、素材や物性が安定化しない問題があったが、本実施例に係る発明では、壁断熱層４０の形成に用いる低密度連続気泡構造硬質ウレタンフォームの残材を含んだ断熱材１０を使用して天井裏または床下の断熱施工を行えば、残材の有効利用に寄与することができる。

１０ 断熱材
２０ 天井裏断熱層
３０ 床下断熱層
４０ 壁断熱層
Ａ 柱または間柱
Ｂ 透湿防水シート
Ｃ 壁面材

Claims (4)

1. 建築物の天井裏または床下に、断熱材を吹き込んで形成する、建築物の断熱構造であって、
   前記断熱材が、低密度連続気泡構造を呈する、粉砕物状の硬質ウレタンフォームを少なくとも含むことを特徴とする、
   建築物の断熱構造。
2. 建築物の断熱構造であって、
   （ａ）建築物の壁面材の屋内側に、低密度連続気泡構造を呈する硬質ウレタンフォームを、現場発泡による吹き付けで形成した、壁断熱層、を含み、
   さらに、
   （ｂ）建築物の天井裏に、少なくとも前記硬質ウレタンフォームを粉砕物状にした断熱材を吹き込んで形成した、天井裏断熱層、および、
   （ｃ）建築物の床下に、少なくとも前記硬質ウレタンフォームを粉砕物状にした断熱材を吹き込んで形成した、床下断熱層、
   のうち、少なくとも何れか一方を組み合わせてなることを特徴とする、
   建築物の断熱構造。
3. 前記硬質ウレタンフォームが、独立気泡率が１２％以下、かつ密度が１０〜２５ｋｇ／ｍ^３であることを特徴とする、請求項１または２に記載の建築物の断熱構造。
4. 建築物の天井裏または床下へ吹き込んで断熱層を形成するための、ブローイング用断熱材であって、
   低密度連続気泡構造を呈する、粉砕物状の硬質ウレタンフォームを少なくとも含み、
   前記硬質ウレタンフォームは、独立気泡率が１２％以下、かつ密度が１０〜２５ｋｇ／ｍ^３であり、
   前記ブローイング用断熱材は、比重が８〜２０ｋｇ／ｍ^３であることを特徴とする、
   ブローイング用断熱材。