JP2022031785A - Building panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築パネルに関するものであって、例えば、壁材や床材などの建材として使用可能な建築パネルに関する。 The present invention relates to a building panel, for example, a building panel that can be used as a building material such as a wall material or a floor material.
従来、建築パネルとして、二枚の金属外皮の間に断熱性を有する芯材を充填したサンドイッチパネルに、蓄熱材としてパラフィンを内蔵した建築パネルが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a building panel, a building panel in which paraffin is incorporated as a heat storage material in a sandwich panel in which a core material having a heat insulating property is filled between two metal outer skins has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
パラフィンは、凝固状態と融解状態とで固体-液体の相変化するときの潜熱効果があるため、温度調節機能を付与することができるが、パラフィンの相変化に伴う大きな体積変化によって応力が生じ、その応力により、金属外皮を損傷し、建築パネルの外観を低下させる問題があった。 Paraffin has a latent heat effect when the solid-liquid phase change occurs between the solidified state and the melted state, so that it can provide a temperature control function. There is a problem that the stress damages the metal outer skin and deteriorates the appearance of the building panel.
そこで、特許文献1では、パラフィンの固体-液体の相変化に伴う体積変化に合わせた空間を確保することで、体積変化によって生じる応力が金属外皮を損傷させることを抑制している。
Therefore, in
しかしながら、潜熱蓄熱部材の体積を考慮して建築パネルを形成するためには、蓄熱材が固体から液体に状態変化を起こす融点以上の温度、すなわち潜熱蓄熱部材が液体状態での体積が最大となる温度に合わせて加工しなければならない、といった加工温度上の制限があった。 However, in order to form a building panel in consideration of the volume of the latent heat storage member, the temperature above the melting point at which the heat storage material changes its state from solid to liquid, that is, the volume of the latent heat storage member in the liquid state becomes the maximum. There was a limitation on the processing temperature, such as having to process according to the temperature.
また、潜熱蓄熱部材の体積に応じて、金属外皮に凹凸加工を施す必要があり、製造工数の増加による製造コストの増加に加えて、金属外皮に凹凸を設けることにより外観を損なうといった問題もあった。 Further, it is necessary to perform uneven processing on the metal outer skin according to the volume of the latent heat storage member, and in addition to the increase in manufacturing cost due to the increase in manufacturing man-hours, there is also a problem that the appearance is spoiled by providing unevenness on the metal outer skin. rice field.
また、パラフィンは、燃焼しやすいので、建築パネルとしては、不燃性等のより高い耐熱性を有することが要求されている。 Further, since paraffin is easily burned, it is required for a building panel to have higher heat resistance such as nonflammability.
本発明の目的は、温度調節機能と高い不燃性とを有し、フラットな建築パネルを提供することである。 An object of the present invention is to provide a flat building panel having a temperature control function and high nonflammability.
本発明の一態様に係る建築パネルは、二枚の金属外皮の間に芯材が充填され、前記金属外皮と前記芯材との間に潜熱蓄熱部材が設けられた建築パネルであって、
前記潜熱蓄熱部材は、固体-固体相転移を生じる無機系蓄熱材を含有し、
前記潜熱蓄熱部材は、前記金属外皮の内側面及び前記芯材と接する面の両面と接着されており、
前記芯材は、断熱性を有する、
ことを特徴とするものである。
The building panel according to one aspect of the present invention is a building panel in which a core material is filled between two metal outer skins and a latent heat storage member is provided between the metal outer skin and the core material.
The latent heat storage member contains an inorganic heat storage material that causes a solid-solid phase transition.
The latent heat storage member is adhered to both the inner surface of the metal outer skin and the surface in contact with the core material.
The core material has heat insulating properties.
It is characterized by that.
本発明の一態様によれば、温度調節機能と高い不燃性を有し、フラットな建築パネルが得られる。 According to one aspect of the present invention, a flat building panel having a temperature control function and high nonflammability can be obtained.
以下、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
本実施形態の建築パネル1は、図1Aに示すように、二枚の金属外皮2、3間に芯材4を充填したサンドイッチパネルとして形成され、さらに、潜熱蓄熱部材5を内蔵して形成される。
As shown in FIG. 1A, the
金属外皮2、3は、例えば平板状の金属板にロール成形等の加工を施して所定の形状に形成される。金属外皮2、3は、例えばフラットな形状、又は複数の凹凸のリブを有する形状とすることができる。特に、金属外皮2、3は、フラットな形状を有することが好ましい。この場合、建築板1の表面の形状を特にフラットな平面状とすることができる。このため、建築板1を複数設置する場合においても、意匠性の高い一様な外観を得ることが可能である。金属外皮2、3は、従来から建材を形成する際に使用される金属板で形成することができ、例えば鋼板、亜鉛めっき鋼板、ガルバリウム鋼板(登録商標)、エスジーエル(登録商標)鋼板、塩ビ鋼板、塗装めっきが挙げられる。金属外皮2、3の板厚も特に限定はなく、例えば0.3~2.0mmとすることができる。
The metal
芯材4は、断熱性を有するものであればよく、さらに防火性や耐火性を有するものであることが好ましい。具体的には、芯材4は、発泡体を用いることができる。芯材4は、その断ロックウールやグラスウールなどの無機繊維材や、ウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォーム等の樹脂熱性やパネル強度等を考慮して、厚み20~150mm、30~200kg/m3にするのが好ましいが、これに限定されるものではない。
The
芯材4は、金属サンドイッチパネル1の全体にわたって一枚物であってもよいし、複数個のブロック状物を並設して形成してもよい。また、芯材4に樹脂発泡体を用いる場合、金属外皮2、又は3の表面で、液状の樹脂材料(ウレタンやフェノールなど)を発泡させて形成することができる。
The
また、建築パネル1の周端部には、上記無機繊維材や、樹脂発泡材よりも耐火性の高い材料で形成された耐火芯材を用いることもできる。耐火芯材としては、例えば石膏やケイ酸カルシウム等の無機材料からなるものを用いることができる。
Further, a refractory core material formed of the above-mentioned inorganic fiber material or a material having higher fire resistance than the resin foaming material can be used for the peripheral end portion of the
金属外皮2、3と芯材4とは接着剤を用いて接着されて一体化することができる。また、芯材4を金属外皮2、又は3の表面で液状の樹脂材料を発泡させて形成する場合、液状の樹脂材料の自己接着により、金属外皮2、3と芯材4とを一体化することができる。
The metal
建築パネル1にはその一端(例えば上端)に嵌合凸部6が形成され、その他端(例えば下端)に嵌合凹部7が形成されていてもよい。この場合、隣接して配設される建築パネル1、1を嵌合凸部6と嵌合凹部7とを嵌合することにより接続することができ、接続強度を高めることができる。
The
潜熱蓄熱部材5は、潜熱を利用して熱を蓄えるものである。潜熱蓄熱部材5は、袋体8と蓄熱材9とにより構成される。袋体8は、例えばアルミニウム箔などの熱伝導性の良い金属箔で形成される。潜熱蓄熱部材5は、例えば粉末試料の蓄熱材9をアルミ箔密閉養生によって形成した袋体8を備えることが好ましい。この場合、建築板1は、優れた蓄熱性能を確保することができる。なお、袋体8は、柔軟性を有する形状であってもよく、後述するように、略矩形のシート状、又は板状であってもよい。
The latent
蓄熱材9は、固体-固体相転移を生じる無機系蓄熱材9aを含有する。
The
ここで、固体-液体相転移とは、例えばある固体物質が、融点において固体状態から液体状態へ変化するように、特定の温度(相転移温度ということもある)において、物質の相状態が変化を起こし、体積変化を伴うものをいう。これに対して、固体-固体相転移とは、固体状態の物質が液体状態への相状態の変化を起こさず、固体の状態を保ったまま相転移を起こすもののことをいう。 Here, the solid-liquid phase transition is a change in the phase state of a substance at a specific temperature (sometimes referred to as a phase transition temperature), for example, just as a solid substance changes from a solid state to a liquid state at a melting point. A substance that causes a change in volume. On the other hand, the solid-solid phase transition means that a substance in a solid state does not change its phase state to a liquid state and undergoes a phase transition while maintaining the solid state.
無機系蓄熱材9aは、蓄熱材固有の相転移温度で固体-固体相転移を生じる、すなわち固相状態での相転移であるため、物質の状態変化(例えば固体から液体への相状態の変化)が起こりにくく、状態変化に伴う体積変化をほとんど生じない。 Since the inorganic heat storage material 9a causes a solid-solid phase transition at the phase transition temperature peculiar to the heat storage material, that is, the phase transition in the solid phase state, the state change of the substance (for example, the phase state change from solid to liquid) ) Is unlikely to occur, and volume changes due to state changes hardly occur.
このため、この固体-固体相転移を生じる無機系蓄熱材9aを含有する建築パネル1は、体積変化によって生じる応力が金属外皮2を損傷することを抑制できる。これにより、建築パネルの外観を損なうことなく、フラットな建築パネルを得ることができる。
Therefore, the
また、無機系蓄熱材9aは、体積変化がほとんどなく、応力がほとんど生じないため、建築パネル1の表面に、応力を逃がすための凹凸を設けることなく配設することができる。これにより、凹凸を形成するための加工などの製造工程が不要となり、製造コストを抑えることもできる。
Further, since the inorganic heat storage material 9a has almost no volume change and almost no stress is generated, it can be arranged on the surface of the
無機系蓄熱材9aは、耐熱性に優れ、融点も高く、かつ電子相転移を利用した固相-固相の相転移が可能であるため、建築パネル1は、高い不燃性を有することができる。また、建築パネル1を形成するにあたり、高温での加工も可能であり、更に相転移温度に合わせた加工温度の調整を必要としないので、形成時の温度の制約を受けない。このため、製造上の利便性も向上させることができる。
Since the inorganic heat storage material 9a has excellent heat resistance, a high melting point, and a solid-phase-solid-phase phase transition using an electronic phase transition is possible, the
無機系蓄熱材9aは、固体-固体相転移を生じる成分であればよいが、遷移金属化合物を含有することがより好ましい。この場合、遷移金属化合物が不燃性に特に優れるため、温度調節のために無機蓄熱材9aを使用しても、建築パネル1に、特に高い不燃性を付与することができる。このため、例えば高い耐火性能、防火性能が要求される建物の屋内外の壁材、屋根材、床材として好適に用いることができる。
The inorganic heat storage material 9a may be any component that causes a solid-solid phase transition, but more preferably contains a transition metal compound. In this case, since the transition metal compound is particularly excellent in nonflammability, even if the inorganic heat storage material 9a is used for temperature control, particularly high nonflammability can be imparted to the
遷移金属酸化物は、例えばバナジウム(V)、タングステン(W)、タリウム(Ta)、ニオブ(Nb)、ルテニウム(Ru)、モリブデン(Mo)、レニウム(Re)、コバルト(Co)、クロム(Cr)からなる群から選択される遷移金属を少なくとも一つ含有する酸化物を含有することができる。 Transition metal oxides include, for example, vanadium (V), tungsten (W), tarium (Ta), niobium (Nb), ruthenium (Ru), molybdenum (Mo), rhenium (Re), cobalt (Co), chromium (Cr). ) Can contain an oxide containing at least one transition metal selected from the group.
この場合、無機系蓄熱材9aは、高い熱伝導率を有するため、潜熱蓄熱部材5の表面と内部とでの温度差が生じることを抑制し、エネルギーを均一に伝達することができる。このため、建物内の温度を一定に保持する効果を高めることができる。
In this case, since the inorganic heat storage material 9a has a high thermal conductivity, it is possible to suppress the occurrence of a temperature difference between the surface and the inside of the latent
無機系蓄熱材9aは、遷移金属酸化物、及び遷移金属酸化物の複合酸化物のうち少なくとも一方を含有することが好ましい。すなわち、潜熱蓄熱部材5は遷移金属酸化物、及び遷移金属酸化物の複合酸化物のうち少なくとも一方を含有することが好ましい。この場合、無機系蓄熱材9aは、更に高い熱伝導率を有し、温度を一定に保持する効果を高めることができる。これにより、この無機系蓄熱材9aを含有する建築パネル1は、室内温度の変化を抑制し、温度を長時間一定に保つことができ、例えば植物工場などの厳しく温度管理が要求される屋内の壁材として好適に用いることができる。さらに、温熱、冷熱どちらであっても蓄熱効果が得られるため、建物の壁材等として用いられることにより、温度調整のための他の設備等を削減でき、省エネルギー効果を奏することもできる。
The inorganic heat storage material 9a preferably contains at least one of a transition metal oxide and a composite oxide of the transition metal oxide. That is, it is preferable that the latent
遷移金属酸化物、及び遷移金属酸化物の複合酸化物は、例えばV(1-X)WXO2(0<X≦0.065)、V(1-X)TaXO2(0<X≦0.117)、V(1-X)NbxO2(0<X≦0.115)、V(1-X)RuXO2(0<X≦0.150)、V(1-X)MoXO2(0<X≦0.161)、V(1-X)ReXO2(0<X≦0.0964)、LiMn2O4、LiVS2、LiVO2、LiRh2O4、V2O3、V4O7、V6O11、Ti4O7、SmBaFe2O5、EuBaFe2O5、GdBaFe2O5、TbBaFe2O5、DyBaFe2O5、HoBaFe2O5、YBaFe2O5、PrBaCo2O5.5、DyBaCo2O5.54、HoBaCo2O5.48、YBaCo2O5.49、V(1-X)CrXO2(0<X≦0.23)からなる群から選択される少なくとも一つの酸化物を含むことができる。 The transition metal oxide and the composite oxide of the transition metal oxide are, for example, V (1-X) W X O 2 (0 <X ≦ 0.065), V (1-X) Ta X O 2 (0 < X ≤ 0.117), V (1-X) Nb x O 2 (0 <X ≤ 0.115), V (1-X) Ru X O 2 (0 <X ≤ 0.150), V (1 ) -X) Mo X O 2 (0 <X ≦ 0.161), V (1-X) Re X O 2 (0 <X ≦ 0.0964), LiMn 2 O 4 , LiVS 2 , LiVO 2 , LiRh 2 O 4 , V 2 O 3 , V 4 O 7 , V 6 O 11 , Ti 4 O 7 , SmBaFe 2 O 5 , EuBaFe 2 O 5 , GdBaFe 2 O 5 , TbBaFe 2 O 5 , DyBaFe 2 O 5 , HoBaFe 2 Group consisting of O 5 , YBaFe 2 O 5 , PrBaCo 2 O 5.5 , DyBaCo 2 O 5.54 , HoBaCo 2 O 5.48 , YBaCo 2 O 5.49 , V (1-X) Cr X O 2 (0 <X ≦ 0.23) It can contain at least one oxide selected from.
具体的には、例えば株式会社 高純度化学研究所の「Smartec HS10」、「Smartec HS70」、「Smartec HS120」を用いることができる。この無機系蓄熱材9aの性状は、例えば粉体状、顆粒状、ペースト状のものを用いることができる。 Specifically, for example, "Smartec HS10", "Smartec HS70", and "Smartec HS120" of High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd. can be used. As the properties of the inorganic heat storage material 9a, for example, powder, granule, or paste can be used.
また、蓄熱材9は、一種類の無機系蓄熱材から形成されても、複数の無機系蓄熱材から形成されていてもよい。例えば、遷移金属酸化物のみ、遷移金属酸化物の複合酸化物のみ、又は遷移金属酸化物、及び遷移金属酸化物の複合酸化物からなる群から選択される酸化物のうち少なくとも二つを含有する混合物から形成することができる。
Further, the
遷移金属酸化物、及び遷移金属酸化物の複合酸化物からなる混合物は、例えばV0.977W0.023O2等が挙げられる。 Examples of the mixture composed of the transition metal oxide and the composite oxide of the transition metal oxide include V 0.977 W 0.023 O 2 .
さらに、この無機系蓄熱材9aは、転移エネルギーが大きく、水H2Oの固体‐液体の相転移における転移エンタルピー(氷の融解時の転移エンタルピーは、約306J/cc)の5%以上となる組成の物質を含有することができる。この場合、その転移温度で潜熱させることができるため、温度をその転移温度付近で一定に保つことができる。そして、この転移エネルギーと転移温度は、物質の組成を制御することにより様々な保持温度を選択することができる。 Further, this inorganic heat storage material 9a has a large transition energy, and is 5% or more of the transition enthalpy in the solid-liquid phase transition of water H2O (the transition enthalpy at the time of melting ice is about 306 J / cc). It can contain substances of composition. In this case, since latent heat can be generated at the transition temperature, the temperature can be kept constant in the vicinity of the transition temperature. Then, various holding temperatures can be selected for the transition energy and the transition temperature by controlling the composition of the substance.
このため、無機系蓄熱材9aを含有する建築パネルは、物質の組成により保持温度を選択することができる。保持温度の範囲は限定されるものではないが、例えば室内の温度調節をするために好適な環境を構築することができ、保持温度が-10℃~70℃の範囲内になる物質の組成とすることができる。すなわち、相転移温度が-10℃~70℃の組成である蓄熱材9aを用いることができる。相転移温度は、0℃~40℃の範囲内であればより好ましく、特に、相転移温度が4℃~25℃の範囲内であれば、生活環境に好適な建物や野菜カット現場などの低温工場の壁材等として用いることができる。この場合、室内温度を適切な温度で保持することもできるため、空調設備によるコストを低減することができる。 Therefore, the holding temperature of the building panel containing the inorganic heat storage material 9a can be selected according to the composition of the substance. The range of the holding temperature is not limited, but for example, it is possible to construct a suitable environment for controlling the temperature in the room, and the composition of the substance whose holding temperature is in the range of -10 ° C to 70 ° C. can do. That is, a heat storage material 9a having a composition having a phase transition temperature of −10 ° C. to 70 ° C. can be used. The phase transition temperature is more preferably in the range of 0 ° C to 40 ° C, and particularly preferably in the range of 4 ° C to 25 ° C, which is a low temperature in a building or a vegetable cutting site suitable for a living environment. It can be used as a wall material for factories. In this case, since the room temperature can be maintained at an appropriate temperature, the cost of the air conditioning equipment can be reduced.
本実施形態に係る無機系蓄熱材9aの熱伝導率は5W/mK以上であることが好ましいが、これに限定されるものではない。また、無機系蓄熱材の融点は、2000℃以上であることが好ましいが、建築パネル1を形成するにあたっては、目的の利用環境に合わせて、無機系蓄熱材9aの組成、及び混合物が適宜選択されるため、これに限定されるものではない。
The thermal conductivity of the inorganic heat storage material 9a according to the present embodiment is preferably, but is not limited to, 5 W / mK or more. The melting point of the inorganic heat storage material is preferably 2000 ° C. or higher, but when forming the
潜熱蓄熱部材5は、略矩形のシート状、及び板状から選択される少なくとも一方の形状を有することが好ましい。この場合、建築板1は、金属外皮2、3がフラットな形状であっても、凹凸状のリブを有する形状であっても、金属外皮2と3との間に容易に配置することができる。また、特に金属外皮2、3がフラットな形状である場合には、より平面性の高い外観を得ることができ、意匠性に、より優れた建築板1を得ることができる。
The latent
潜熱蓄熱部材5の大きさは特に限定されないが、取扱いの容易性などから、例えば一辺が50~500mmで、厚みが5~30mmの矩形状とすることができる。一枚の建築パネル1は、一個、又は複数個の潜熱蓄熱部材5を有して形成されている。蓄熱材9が建築パネル1の面において略均等量に位置するように潜熱蓄熱部材5が配列されていることが好ましい。また、建築パネル1は、温度調節機能を十分に発揮するために、一枚の建築パネル1に対して0.3~3.0kg/m2の蓄熱材9を保持していることが好ましいが、この保持量に限定されるものではない。
The size of the latent
そして、潜熱蓄熱部材5は、一方の金属外皮2と芯材4との間に設けられている。ここで、一方の金属外皮2とは、建築パネル1を施工した場合に、屋内側に向く方の金属外皮2である。建築パネル1を施工した場合に、屋外側に向く金属外皮3と芯材4との間に潜熱蓄熱部材5を設けても、潜熱蓄熱部材5の吸熱や排熱の作用が屋内側に伝わりにくくなり、屋内に対する建築パネル1の温度調節機能が十分に発揮できない場合がある。
The latent
潜熱蓄熱部材5は、金属外皮2、及び芯材4と接する面の両面とが接着されていてもよく、金属外皮2、及び芯材4と接する面のどちらか一方と接着されていてもよく、又は金属外皮2、及び芯材4と接する面のどちらとも接着されていなくてもよい。
The latent
潜熱蓄熱部材5が、金属外皮2、及び芯材4と接する面の両面とが接着された状態で、相変化温度で相転移が生じたとしても体積変化がほとんどないため、潜熱蓄熱部材5は、膨張・収縮をほとんど生じず、金属外皮2、及び芯材4の損傷も抑制できる。
Since the latent
また、金属外皮2、及び芯材4のどちらの面とも接着していなくても、建築パネル1の成形時に金属外皮2と芯材4と接触させることができるため、それらによって支持され、潜熱蓄熱部材5が固定される。
Further, even if neither of the surfaces of the metal
潜熱蓄熱部材5を固定するにあたっては、接着剤等を用いて接着することができる。金属外皮2と潜熱蓄熱部材5との接着剤、及び芯材4と潜熱蓄熱部材5との接着剤は、金属外皮2、3と芯材4とを接着する接着剤と同様のものが用いられ、例えばウレタン系接着剤が用いられる。また、液状の樹脂材料を発泡させて芯材4を形成する場合は、液状の樹脂材料の自己接着により、芯材4と潜熱蓄熱部材5とが接着される。
When fixing the latent
また、金属外皮2や芯材4と潜熱蓄熱部材5とが接着されない場合は、接着剤を用いずに、潜熱蓄熱部材5の表面が金属外皮2や芯材4の表面と接触するように配置される。
When the metal
また、液状の樹脂材料を発泡させて芯材4を形成する場合において、芯材4と潜熱蓄熱部材5とが接着されないようにするためには、潜熱蓄熱部材5が芯材4と接触する側の表面に剥離剤を設けておくことができる。剥離剤としては、芯材4がウレタン、イソシアヌレートフォームやフェノールなどの樹脂発泡体で形成される場合は、例えば石油ナフサなどを含有する物が用いられる。剥離剤は、例えば塗布などの方法により、潜熱蓄熱部材5の表面に設けられる。
Further, in the case of forming the
建築パネル1は、不燃性を有することが好ましい。この場合、耐火性能の高い外壁等を容易に形成可能である。
The
このように建築パネル1は、潜熱蓄熱部材5を金属外皮2と芯材4との間に予め配置しているため、従来の建築パネルのように蓄熱部材を後から配置するような手間を省くことができる。このため、不燃性を有する建築パネルをスムーズに施工することができる。
In this way, since the latent
また、上記のような建築パネル1は、建物の屋根下地や壁、床などを形成する際に用いることができる。この場合、複数枚の建築パネル1は併設されて施工されるが、隣り合う建築パネル1は嵌合凸部6と嵌合凹部7との嵌合により接続されたり、端面同士を突き合わせて接続される。また、潜熱蓄熱部材5が接触する金属外皮2を屋内側に向けて施工される。
Further, the
本実施形態に係る建築パネル1は、通常の住宅や工場に適用することができるが、特に温度調節が必要な建物に適用することが可能である。例えば植物工場などで使用される閉鎖型苗生産システムユニットの壁材として建築パネル1を好適に用いることができる。また、倉庫などの保冷設備の建物を形成する際にも建築パネル1を好適に用いることができる。さらには、オフィスや店舗などの省エネルギー化が求められる空間での内壁材としても適用できる。
The
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.
(実施例1)
厚み35mm、幅910mm、長さ2700mmの建築パネルを形成する。この建築パネルは二枚の金属外皮がそれぞれ厚み0.5mmの亜鉛めっき鋼板で形成されている。芯材は厚み34mmのポリイソシアヌレートフォーム(2種)で成形されている。各金属外皮と芯材とはウレタンフォームを形成する樹脂材料の自己接着力により接着されている。建築パネルには複数の潜熱蓄熱部材が内蔵されている。
(Example 1)
A building panel having a thickness of 35 mm, a width of 910 mm, and a length of 2700 mm is formed. In this building panel, two metal outer skins are each made of a galvanized steel plate having a thickness of 0.5 mm. The core material is formed of polyisocyanurate foam (2 types) having a thickness of 34 mm. Each metal outer skin and core material are bonded by the self-adhesive force of the resin material forming the urethane foam. A plurality of latent heat storage members are built in the building panel.
潜熱蓄熱部材は袋体に粉体の蓄熱材を封入して形成した。袋体は厚み0.01mmのアルミニウム箔で形成されている。蓄熱材(高純度化学研究所 社製 品番 Smartec HS10)は、酸化バナジウム、及び酸化バナジウムを含有する複合酸化物にタングステンを含むものを主成分とし、相転移温度が10℃であるものである。一つの潜熱蓄熱部材には500gの蓄熱材が封入されている。潜熱蓄熱部材は、厚み15mm、幅280mm、長さ180mmに形成される。 The latent heat storage member was formed by enclosing a powder heat storage material in a bag body. The bag body is made of aluminum foil having a thickness of 0.01 mm. The heat storage material (Product No. Smartec HS10 manufactured by High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd.) is mainly composed of vanadium oxide and a composite oxide containing vanadium oxide containing tungsten, and has a phase transition temperature of 10 ° C. One latent heat storage member contains 500 g of a heat storage material. The latent heat storage member is formed to have a thickness of 15 mm, a width of 280 mm, and a length of 180 mm.
潜熱蓄熱部材は、その片面が一方の金属外皮の芯材側の面にウレタン系接着剤(2液タイプ)で接着されている。潜熱蓄熱部材の他の片面には、石油ナフサを含有する剥離剤が2~3g/m2で塗布されている。潜熱蓄熱部材は金属外皮の長手方向に20個、金属外皮の長手方向で隣り合っている潜熱蓄熱部材の端部間の間隔は90mm、金属外皮の短手方向で隣り合っている潜熱蓄熱部材の端部間の間隔は45mmとしている。そして、潜熱蓄熱部材を設けた一方の金属外皮と潜熱蓄熱部材を設けていない他方の金属外皮とを対向配置し、二枚の金属外皮の間に液状の樹脂材料を供給し、この樹脂材料を発泡させることにより、芯材を形成する。芯材は60℃で樹脂材料を発泡させる。 One side of the latent heat storage member is adhered to the surface of one of the metal outer skins on the core material side with a urethane adhesive (two-component type). A release agent containing petroleum naphtha is applied at 2 to 3 g / m 2 on the other side of the latent heat storage member. There are 20 latent heat storage members in the longitudinal direction of the metal outer skin, the distance between the ends of the latent heat storage members adjacent to each other in the longitudinal direction of the metal outer skin is 90 mm, and the latent heat storage members adjacent to each other in the lateral direction of the metal outer skin. The distance between the ends is 45 mm. Then, one metal outer skin provided with the latent heat storage member and the other metal outer skin not provided with the latent heat storage member are arranged to face each other, and a liquid resin material is supplied between the two metal outer skins, and this resin material is used. By foaming, a core material is formed. The core material foams the resin material at 60 ° C.
このようにして、20個の潜熱蓄熱部材を内蔵した建築パネルが形成される。この建築パネルでは、芯材の潜熱蓄熱部材が設けられている部分が凹所となり、金属外皮と凹所とで囲まれる空間が、潜熱蓄熱部材の収容空間として形成される。 In this way, a building panel containing 20 latent heat storage members is formed. In this building panel, the portion of the core material provided with the latent heat storage member becomes a recess, and the space surrounded by the metal outer skin and the recess is formed as a storage space for the latent heat storage member.
(比較例1)
実施例1と同様の金属外皮と芯材とを用いて建築パネルを形成する。実施例1において潜熱蓄熱部材を用いないこと以外は、実施例1と同様の条件で、建築パネルを形成する。
(Comparative Example 1)
A building panel is formed by using the same metal outer skin and core material as in Example 1. The building panel is formed under the same conditions as in the first embodiment except that the latent heat storage member is not used in the first embodiment.
(比較例2)
実施例1と同様の金属外皮と芯材とを用いて建築パネルを形成する。実施例1における、潜熱蓄熱部材の蓄熱材を融点10℃に設計されたパラフィンを主成分とするもの(JSR株式会社製「CALGRIP」)に変更すること以外は、同様の条件で建築パネルを形成する。
(Comparative Example 2)
A building panel is formed by using the same metal outer skin and core material as in Example 1. A building panel is formed under the same conditions except that the heat storage material of the latent heat storage member in Example 1 is changed to a material containing paraffin as a main component designed to have a melting point of 10 ° C. (“CALGRIP” manufactured by JSR Corporation). do.
(比較例3)
比較例2と同様の金属外皮と芯材と潜熱蓄熱部材を用いて建築パネルを形成する。比較例2において、潜熱蓄熱部材の片面を一方の金属外皮の芯材側の面に、潜熱蓄熱部材の他面を芯材側のウレタン接着剤(二液タイプ)で接着し、潜熱蓄熱部材の他の片面には剥離剤を塗布しないこと以外は、同様の条件で建築パネルを形成する。このようにして形成された建築パネルは、各14個の潜熱蓄熱部材が、金属外皮とは接着剤により、また芯材とは芯材の自己接着力により接する面の両面に接着されている。
(Comparative Example 3)
A building panel is formed by using the same metal outer skin, core material, and latent heat storage member as in Comparative Example 2. In Comparative Example 2, one side of the latent heat storage member is bonded to the core material side surface of one of the metal outer skins, and the other surface of the latent heat storage member is bonded to the core material side urethane adhesive (two-component type) to form the latent heat storage member. The building panel is formed under the same conditions except that the release agent is not applied to the other side. In the building panel thus formed, each of the 14 latent heat storage members is adhered to both sides of the surface in contact with the metal outer skin by an adhesive and the core material by the self-adhesive force of the core material.
(比較例4)
比較例2と同様の金属外皮と芯材と潜熱蓄熱部材を用いて建築パネルを形成する。比較例2において、潜熱蓄熱部材の全面に剥離剤を塗布すること以外は、同様の条件で建築パネルを形成する。このようにして形成された建築パネルは、各20個の潜熱蓄熱部材が、その体積が最大となった状態から、融点より低い温度となり収縮しても、金属外皮、及び芯材のどちらとも接着することがなくなる。
(Comparative Example 4)
A building panel is formed by using the same metal outer skin, core material, and latent heat storage member as in Comparative Example 2. In Comparative Example 2, the building panel is formed under the same conditions except that the release agent is applied to the entire surface of the latent heat storage member. In the building panel formed in this way, even if each of the 20 latent heat storage members shrinks from the state where the volume is maximum to a temperature lower than the melting point, it adheres to both the metal outer skin and the core material. There is nothing to do.
(評価試験)
[許容曲げ応力度]
3等分2線集中荷重載荷試験を行った。この場合、建築パネルを長手方向の両端部で水平に支持し(支持スパンは2500mm)、建築パネルの各支持位置から833mmの位置に上から均等な荷重を付加し、建築パネルの中央部の変位を測定した。そして、この試験による破壊荷重を測定し、断面係数、及び断面二次モーメントを用いて最大曲げ応力度を計算し、さらに安全率を2として許容曲げ応力度を計算した。
(Evaluation test)
[Allowable bending stress]
A three-equal two-wire concentrated load loading test was performed. In this case, the building panel is horizontally supported at both ends in the longitudinal direction (support span is 2500 mm), an even load is applied from above to a position 833 mm from each support position of the building panel, and the displacement of the central part of the building panel is displaced. Was measured. Then, the fracture load by this test was measured, the maximum bending stress was calculated using the moment of inertia and the moment of inertia of area, and the allowable bending stress was calculated with the safety factor of 2.
実施例1の建築パネルは、許容曲げ応力度が400~420kg/cm2であり、比較例1の建築パネルの許容曲げ応力度560kg/cm2、また、比較例2~4の建築パネルの許容曲げ応力度370~380kg/cm2であった。なお、人が全力で建築パネルに寄りかかった時の曲げ応力度は約650kg/cm2である。 The building panel of Example 1 has an allowable bending stress of 400 to 420 kg / cm 2 , the allowable bending stress of the building panel of Comparative Example 1 is 560 kg / cm 2 , and the allowable bending stress of the building panels of Comparative Examples 2 to 4 is allowable. The bending stress degree was 370 to 380 kg / cm 2 . The degree of bending stress when a person leans against the building panel with full force is about 650 kg / cm 2 .
実施例1の建築パネルは、実用上の問題とならない曲げ強度であるだけでなく、蓄熱材としてパラフィンを用いる比較例2~4のどの建築パネルよりも、高い曲げ強度を有する。これは特に、蓄熱材にパラフィンを用いる比較例2~4では、パラフィンの物質の相状態によって異なる体積空間や、接着の仕方によって余分な隙間ができるため、強度が保てなかったと考えられる。これに対して、蓄熱材に無機系蓄熱材を用いる実施例1では、固体状態を維持し、潜熱蓄熱部材が隙間なく、内部で密着あるいは接触できるため、高い強度を有すると考えられる。 The building panel of Example 1 not only has a bending strength that does not pose a practical problem, but also has a higher bending strength than any of the building panels of Comparative Examples 2 to 4 using paraffin as a heat storage material. In particular, in Comparative Examples 2 to 4 in which paraffin is used as the heat storage material, it is considered that the strength could not be maintained because the volume space differs depending on the phase state of the paraffin substance and extra gaps are formed depending on the bonding method. On the other hand, in Example 1 in which the inorganic heat storage material is used as the heat storage material, it is considered that the latent heat storage member has high strength because it maintains a solid state and the latent heat storage member can be in close contact or contact with each other inside without any gap.
[温度調節機能]
図2のような測定ユニット20を形成した。測定ユニット20は、上板21と下板22と一対の短い側板23と一対の長い側板24とを組合わせた箱で形成されている。上板21の下面には蛍光灯25が設けられている。下板22の上面には扇風機26が設けられている。上板21と下板22と一対の短い側板23は、比較例1の建築パネルで形成されている。そして、一対の長い側板24を実施例1、及び比較例1~3のそれぞれを用いて形成することにより、複数の測定ユニット20の大きさは、高さ900mm、短手寸法570mm、長手寸法1350mmであった。また、長い側板24は、実施例1~4、及び比較例1~4の建築パネルを切断して形成され、10個の潜熱蓄熱部材5が内蔵されている。また、測定ユニット20内の温度を測定するために、測定ユニット20の略中央部(上板21の下面から450mmの位置(1)にグローブ温度計(1)を設置した。
[Temperature control function]
The
そして、温度調節機能の測定は、以下のようにして行った。まず、上板21のない状態の測定ユニット20を入れた恒温恒湿試験機内を、約36時間の間、0℃で保管した。次に、恒温恒湿試験機を0℃から4℃に昇温し、この温度が4℃で安定したら、上板21を取り付けて測定ユニット20内を密閉した。続いて、恒温恒湿試験機内の外部温度が4℃になるように設定して、恒温恒湿試験機内の温度を4℃で安定させてから、12時間、継続的に温度を測定した。その後、12時間経過後、蛍光灯25のスイッチをONにして、さらに12時間経過後、蛍光灯25のスイッチをOFFにした。このように、恒温恒湿試験機内の温度が4℃に安定してから、12時間毎に蛍光灯25のスイッチのONとOFFとを、合計で6日間繰り返し、測定ユニット20内部の温度、すなわちグローブ温度計(1)の温度を測定した。その結果を図4に示した。
Then, the measurement of the temperature control function was performed as follows. First, the inside of the constant temperature and humidity tester containing the measuring
図4のグラフから、蛍光灯25がONになったときに発熱することにより、測定ユニット20の温度は上昇し、蛍光灯25がOFFになったときには、発熱がなくなり測定ユニット20の温度は下降するが、その温度の上昇・下降の程度に差が見られた。
From the graph of FIG. 4, the temperature of the measuring
潜熱蓄熱材を用いない比較例1では、蛍光灯をONにすることによる発熱に伴い、室温は22℃付近まで上昇し続け、22℃付近で一定となり、蛍光灯をOFFにすることにより、恒温恒湿試験機内の温度(4℃)まで、下降し続けた。 In Comparative Example 1 in which the latent heat storage material is not used, the room temperature continues to rise to around 22 ° C. and becomes constant at around 22 ° C. due to the heat generated by turning on the fluorescent lamp, and by turning off the fluorescent lamp, the room temperature is constant. It continued to drop to the temperature inside the constant humidity tester (4 ° C).
パラフィンを用いる比較例2~4では、蛍光灯をONにすることにより、17℃付近まで緩やかに上昇し、蛍光灯をOFFにすることにより、6℃まで下降した。潜熱蓄熱部材を用いない比較例1よりも、最高/最低到達温度の温度差を約7℃抑制することが確認された。しかしながら、温度下降時において、10℃付近までは急激に下降するのに比べ、約10℃~6℃の間では、緩やかに下降した。これは、パラフィンが融点(10℃)付近で状態変化を起こし、液体が固体になることで熱伝導率がより低下したためであると考えられる。 In Comparative Examples 2 to 4 using paraffin, the temperature gradually increased to around 17 ° C. by turning on the fluorescent lamp, and decreased to 6 ° C. by turning off the fluorescent lamp. It was confirmed that the temperature difference between the maximum / minimum reached temperature was suppressed by about 7 ° C. as compared with Comparative Example 1 in which the latent heat storage member was not used. However, when the temperature dropped, it dropped sharply up to around 10 ° C, but slowly dropped between about 10 ° C and 6 ° C. It is considered that this is because paraffin changes its state near the melting point (10 ° C.) and the liquid becomes solid, so that the thermal conductivity is further lowered.
これに対して、無機系蓄熱材を含有する実施例1では、蛍光灯をONにすることにより、(緩やかに)16℃まで上昇し、蛍光灯をOFFにすることにより、(緩やかに)6℃まで下降した。その最高/最低到達温度の温度差は、潜熱蓄熱材を含有していない比較例1よりも、8℃低く、温度変化を抑制できることが確認された。これは、無機蓄熱材の潜熱能がパラフィンと同等であった。 On the other hand, in Example 1 containing the inorganic heat storage material, the temperature rises to 16 ° C. (slowly) by turning on the fluorescent lamp, and (slowly) 6 by turning off the fluorescent lamp. It dropped to ° C. It was confirmed that the temperature difference between the maximum / minimum temperature reached was 8 ° C. lower than that of Comparative Example 1 containing no latent heat storage material, and the temperature change could be suppressed. This was because the latent heat capacity of the inorganic heat storage material was equivalent to that of paraffin.
特に、無機蓄熱材を用いる実施例1は、熱伝導率が高いため、温度変化も、より緩やかになると考えられる。さらに、無機蓄熱材の転移温度を10℃と設定していることで10℃付近での温度変化がほとんどなく一定に保つことができると考えられる。 In particular, in Example 1 in which the inorganic heat storage material is used, the thermal conductivity is high, so that the temperature change is considered to be more gradual. Further, by setting the transition temperature of the inorganic heat storage material to 10 ° C., it is considered that the temperature can be kept constant with almost no temperature change in the vicinity of 10 ° C.
[金属外皮の凹み発生の有無]
上記の[温度調節機能]において、測定ユニット20内部の温度変化を測定した後、恒温恒湿試験機内の温度を-5℃にした後、24時間静置した。その後、-5℃で安定化させてから、168時間経過後に、長い側板24の金属外皮凹みが生じているか否かを目視で確認した。
[Presence / absence of dents in the metal outer skin]
In the above [Temperature control function], after measuring the temperature change inside the measuring
実施例1では、長い側板24の金属外皮に凹みを生じていなかったが、比較例2~4では、金属外皮に凹みが生じていることが確認された。
In Example 1, the metal outer skin of the
これは、潜熱蓄熱部材が、金属外皮の内側面と、芯材との両面で接着されているため、10℃で固体状態となるパラフィンを蓄熱材に用いる場合には、体積が小さくなるにつれて、金属外皮の内側方向に応力がかかり、凹みを生じさせたと考えられる。これに対して、実施例1~4は、いずれも、固体-固体相転移を起こす無機蓄熱材を含有するため、温度変化や相転移温度によって体積変化を生じることがなく、応力を生じることもないため、金属外皮の内側と、芯材との両面で接着されていたとしても、凹みを発生させなかったと考えられる。このため、無機蓄熱材を含有する建築パネルは、外観を損なわない建築材として用いることができる。 This is because the latent heat storage member is adhered to both the inner surface of the metal outer skin and the core material. Therefore, when paraffin, which becomes a solid state at 10 ° C., is used as the heat storage material, the volume becomes smaller. It is probable that stress was applied to the inside of the metal outer skin, causing a dent. On the other hand, since all of Examples 1 to 4 contain an inorganic heat storage material that causes a solid-solid phase transition, the volume does not change due to a temperature change or a phase transition temperature, and stress may occur. Therefore, it is considered that no dent was generated even if the inside of the metal outer skin and the core material were adhered to each other on both sides. Therefore, the building panel containing the inorganic heat storage material can be used as a building material that does not impair the appearance.
[発熱性試験(不燃性試験)]
実施例1、比較例1~4の建築パネルを用いて、ISO5660-1 に基づき、コーンカロリーメータ法に準拠し、発熱性試験を行った。各実施例、及び比較例における建築パネルに対する試験結果を下記のように評価し、建築パネルが不燃性、耐火性を有するか否かを判断した。なお、不燃性、準不燃性、難燃性であるか否かについては、建築基準法令等で定められる下記のような評価に基づき判断した。
・不燃性:20分間燃焼試験を行い、総発熱量が8MJ/m2以下であり、かつ最高発熱速度が200kW/m2以下であり、かつ、建築パネルの裏側まで貫通する亀裂や穴も発生していない。
・準不燃性:10分間燃焼試験を行い、総発熱量が8MJ/m2以下であり、かつ最高発熱速度が200kW/m2以下であり、かつ、建築パネルの裏側まで貫通する亀裂や穴も発生していない。
・難燃性:5分間の燃焼試験を行い、総発熱量が8MJ/m2以下であり、かつ最高発熱速度が200kW/m2以下であり、かつ、建築パネルの裏側まで貫通する亀裂や穴も発生していない。
・不燃性、難燃性なし:5分未満の燃焼時間で、総発熱量が8MJ/m2を超える、又は最高発熱速度が200kW/m2を超える、又は建築パネルの裏側まで貫通する亀裂や穴が発生している。
[Heat test (non-combustible test)]
Using the building panels of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, a heat generation test was conducted based on ISO5660-1 and based on the cone calorimeter method. The test results for the building panels in each example and comparative example were evaluated as follows, and it was determined whether or not the building panel had nonflammability and fire resistance. Whether or not it is nonflammable, semi-incombustible, or flame-retardant was judged based on the following evaluations stipulated by the Building Standards Law.
・ Non-combustibility: A combustion test was conducted for 20 minutes, the total heat generation amount was 8 MJ / m 2 or less, the maximum heat generation rate was 200 kW / m 2 or less, and cracks and holes penetrating to the back side of the building panel were generated. I haven't.
-Semi-incombustible: A combustion test was conducted for 10 minutes, the total calorific value was 8 MJ / m 2 or less, the maximum heat generation rate was 200 kW / m 2 or less, and there were cracks and holes penetrating to the back side of the building panel. It has not occurred.
-Flame retardant: After a 5-minute combustion test, the total calorific value is 8 MJ / m 2 or less, the maximum heat generation rate is 200 kW / m 2 or less, and cracks and holes that penetrate to the back side of the building panel. Has not occurred.
-Non-flammable, non-flame retardant: With a burning time of less than 5 minutes, the total heat generation exceeds 8 MJ / m 2 , the maximum heat generation rate exceeds 200 kW / m 2 , or cracks that penetrate to the back side of the building panel. There is a hole.
無機蓄熱材を含有する実施例1では、蓄熱材を含有しない比較例1と同程度の不燃性を有することが確認された。 It was confirmed that Example 1 containing the inorganic heat storage material had the same degree of nonflammability as Comparative Example 1 containing no heat storage material.
一方、パラフィンを含有する比較例2~4では、比較例1に比べ、不燃性は低下しているが、特に耐火・防火認定を必要としない建築物へ適用可能である。 On the other hand, in Comparative Examples 2 to 4 containing paraffin, the nonflammability is lower than that of Comparative Example 1, but the fire resistance / fire protection certification is not particularly required for the building.
これらの結果から、無機系蓄熱材を含有する建築パネルは、比較例1の建築パネルと同程度の高い不燃性を有するとともに、優れた耐熱性、防火性を有することがわかった。 From these results, it was found that the building panel containing the inorganic heat storage material has high nonflammability comparable to that of the building panel of Comparative Example 1, and also has excellent heat resistance and fire resistance.
1 建築パネル
2 金属外皮
3 金属外皮
4 芯材
5 潜熱蓄熱部材
9 蓄熱材
1
Claims (11)
前記潜熱蓄熱部材は、固体-固体相転移を生じる無機系蓄熱材を含有し、
前記潜熱蓄熱部材は、前記金属外皮の内側面及び前記芯材と接する面の両面と接着されており、
前記芯材は、断熱性を有する、
建築パネル。 A building panel in which a core material is filled between two metal outer skins and a latent heat storage member is provided between the metal outer skin and the core material.
The latent heat storage member contains an inorganic heat storage material that causes a solid-solid phase transition.
The latent heat storage member is adhered to both the inner surface of the metal outer skin and the surface in contact with the core material.
The core material has heat insulating properties.
Architectural panel.
請求項1に記載の建築パネル。 The latent heat storage member has at least one of a substantially rectangular sheet shape and a plate shape.
The building panel according to claim 1.
請求項1又は2に記載の建築パネル。 The latent heat storage member has a composition that does not change in volume within a temperature range of −10 ° C. to 70 ° C.
The building panel according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか一項に記載の建築パネル。 The inorganic heat storage material contains a transition metal compound.
The building panel according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の建築パネル。 The transition metal compound contains at least one oxide selected from the group consisting of a transition metal oxide and a composite oxide of the transition metal oxide.
The building panel according to claim 4.
請求項5に記載の建築パネル。 The phase transition temperature of the transition metal oxide and the composite oxide of the transition metal oxide is in the range of −10 ° C. to 70 ° C.
The building panel according to claim 5.
請求項1~6のいずれか一項に記載の建築パネル。 Has nonflammability,
The building panel according to any one of claims 1 to 6.
請求項1~7のいずれか一項に記載の建築パネル。 When the building panel having dimensions of 35 mm in thickness, 910 mm in width, and 2700 mm in length is manufactured, the allowable bending stress degree by the trisection two-line concentrated load test is within the range of 400 to 420 kg / cm 2 .
The building panel according to any one of claims 1 to 7.
請求項1~7のいずれか一項に記載の建築パネル。 When the building panel having dimensions of 35 mm in thickness, 910 mm in width, and 2700 mm in length is produced, the metal outer skin does not have a dent after being held in a constant temperature and humidity tester at −5 ° C. for 168 hours.
The building panel according to any one of claims 1 to 7.
請求項1~9のいずれか一項に記載の建築パネル。 The two metal outer skins have a flat shape.
The building panel according to any one of claims 1 to 9.
請求項1~10のいずれか一項に記載の建築パネル。 Does not spoil the appearance change,
The building panel according to any one of claims 1 to 10.
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