JP3144953B2

JP3144953B2 - 断熱壁パネル

Info

Publication number: JP3144953B2
Application number: JP12171793A
Authority: JP
Inventors: 和宏辻井; 修康佐藤; 邦博高木; 庸博小原
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1993-05-24
Publication date: 2001-03-12
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH06330575A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家屋等の壁に配置され
ることにより壁の断熱性の向上を図るための断熱壁パネ
ルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、軸組に内装材と外装材とを取付
けてなる家屋の壁の場合、断熱性の向上を目的として、
内装材と外装材とがなす空間内に各種断熱用の建材を配
置するということが一般的に行われる。そして、このよ
うな断熱用の建材としては、ポリウレタン等といった発
泡樹脂からなる断熱材２４を枠体２２内に充填してなる
断熱壁パネル２１などが従来より知られている（図６
(a),(b) 参照）。

【０００３】断熱壁パネル２１の断熱材２４は、その内
部に多くの独立気泡を有する、いわばフォーム状構造を
有している必要がある。このようなフォーム状構造物
は、例えばイソシアネート化合物と活性水素含有化合物
とを混合したものに所定の発泡剤を処理することにより
得られることが周知である。そして、近年までにおいて
は、そのような発泡剤として一般にフロンが使用される
に到っている。

【０００４】しかし、フロンの大量使用・放出によるオ
ゾン層の破壊が深刻化する今日にあっては、フロンの大
幅な使用規制、究極的にはフロンの全面使用禁止などの
措置が真剣に検討されている。このような社会情勢のな
か、環境に甚大な影響を与え得るフロンを発泡剤として
使用することは、もはや不可能なものとなりつつある。
そこで、最近ではフロンの代替物として、環境破壊等を
もたらす虞れの少ない水やペンタン等を発泡剤として使
用することが提唱されている。但し、ペンタンについて
は発火性・毒性等があるということから、現状では水の
使用がより好ましいものであると考えられている。

【０００５】ここで、水を発泡剤として用いたときの発
泡機構について簡単に触れる。通常、イソシアネート化
合物と活性水素含有化合物との反応によってポリウレタ
ンが生成するとき、発泡剤である水が存在していると、
生成物中に炭酸ガスが生じる結果となる。発生した炭酸
ガスは気泡となって生成物中に速やかに拡散し、このよ
うなガス拡散状態でポリウレタンの冷却・硬化が進行す
る。その結果、セル内に炭酸ガスが保持された状態の発
泡ポリウレタン（ウレタンフォーム）が得られることと
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、発泡剤とし
て水を用いた場合、ポリウレタンの冷却・硬化に伴って
外部へ抜け出る炭酸ガスの量がフロン使用時に比べて多
く、ウレタンフォーム全体が変形・収縮するという問題
が見られた。本願発明者らは、研究の結果、この変形・
収縮の原因は次のようなものであることを見出した。

【０００７】即ち、炭酸ガスはフロンよりも分子が小さ
く、発泡体を構成する幾何学的最小単位であるセルの内
部が減圧状態となり、大気圧により押しつぶされること
でセルの体積が減少し、ひいてはウレタンフォーム全体
が変形・収縮するのである。

【０００８】このような不具合を避けるための対策とし
ては、例えばウレタンフォームの密度を大きくしてセル
壁を肉厚なものとすることにより、全体の強度を高めて
おくということなどが考えられる。しかし、このような
対策を行うと、ウレタンフォーム中に占めるセル内の空
隙、即ちセル内に保持される炭酸ガス（空気相）の比率
が相対的に小さくなり、必然的に断熱性が悪くなってし
まう。

【０００９】また、上述のような発泡剤の種類に起因し
た発泡樹脂の変形・収縮に関する問題のほかに、断熱壁
パネル２１の強度等に関する問題もある。つまり、従来
の断熱壁パネル２１においては、それ自身にある程度の
剛性を確保するために、枠体２２内に補強材としての筋
かい２３を斜めに設けておくことを余儀無くされるとい
うことである（図６(a),(b) 参照）。また、このような
筋かい２３を設けた構成を採る場合、断熱パネル２１の
構造が複雑化し、それに伴って製造工程自体も大変面倒
なものとなることが避けられない。

【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、発泡樹脂の変形・収縮を確実に防
止することができ、かつ強度的に優れた断熱壁パネルを
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、面材上に設けられ、充填発泡する際
にガス拡散を伴って形成される発泡樹脂からなる断熱材
を備え、内装材と外装材との間の空間に設けられる断熱
壁パネルであって、前記面材の少なくとも片面に、金属
または樹脂から選ばれる少なくとも１種からなる被覆層
を有することをその要旨とする。

【００１２】この場合、金属をアルミニウムとするこ
と、樹脂をポリエチレンとすること、面材を繊維板とす
ることが良い。また、面材の周縁部分に断熱材が形成さ
れていない領域を設けても良い。

【００１３】

【作用】本発明の構成によると、面材と発泡樹脂との間
に被覆層が配置されているため、発泡樹脂中に拡散して
いるガスの流出がくい止められる。従って、断熱材の変
形・収縮が確実に防止される。また、本発明では面材上
に発泡樹脂からなる断熱材を設けるという構成を採用し
ているため、強度的にも優れたものとなっている。な
お、面材や断熱材等によって断熱パネルを形成した場
合、面材の壁倍率が０．５以上、特には１．５以上とな
ることが好ましい。壁倍率が０．５未満であると、別個
に各断熱パネルに重複して太い筋かい等を付けなければ
必要壁量を確保することが困難となり、結果的に施工に
時間がかかってしまう。壁倍率が１．５以上になると、
たとえパネル単体のみで、または部分的に補強するだけ
で、家の必要壁量を確保することがたやすくなる。

【００１４】本発明において面材に使用されるものとし
ては、例えば繊維板、シージングボード、石膏ボード、
パルプセメント板、フレキシブル板、ＭＤＦ、パーチク
ルボード、炭酸マグネシウム板等がある。中でも、軽量
であるにも関わらず強度に優れているという理由や、段
ボール古紙等を原料としたリサイクル材料を使用してい
るものが多いという理由から、特に繊維板を選択するこ
とが望ましい。

【００１５】前記面材の被覆層として使用される金属に
は、例えばアルミニウム、銅、鉄、ニッケル、コバル
ト、チタン、シリコン、鉛等がある。ここに列挙した金
属の中でも、特に軽くて、蒸着処理等により簡単に得ら
れるという理由からアルミニウムを選択することが望ま
しい。

【００１６】また、被覆層として使用される樹脂として
は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等がある。ここに列
挙した樹脂の中でも、特に取扱い易く、繊維板に簡単に
含浸できるという理由からポリエチレンを選択すること
が望ましい。

【００１７】前記被覆層の厚みは０．３μｍ〜２５０μ
ｍであることが望ましい。この理由は、面材との被覆時
にピンホールを発生させないために０．３μｍ程度の厚
さが必要となるからである。また、面材との接着性のこ
とを考慮した場合、２５０μｍを越える厚さであること
は好ましくないからである。以上のことは、被覆層が樹
脂である場合のみならず、金属である場合についても同
様である。

【００１８】前記面材の周縁部分には、断熱材が形成さ
れていない領域を設けることが望ましい。その理由は、
このような領域を設けておくことにより断熱壁パネルの
軸組への取付けが容易になり、施工性が向上するためで
ある。また、かかる領域があることにより、家屋の気密
性も向上するためである。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を木造家屋用の断熱壁パネルに
具体化した一実施例を図面に基づき詳細に説明する。

【００２０】図１〜図４には、本実施例において使用さ
れる三種の断熱壁パネル（真壁用パネルＰ1 ，大壁用パ
ネルＰ2 ，開口用パネルＰ3 ）がそれぞれ示されてい
る。図１（ａ）〜図１（ｃ）に示される真壁用パネルＰ
1 は、基本的に、二対の枠組材１ａ，１ｂからなる枠体
１、面材２、断熱材としての硬質ウレタンフォーム３及
び間柱４等によって構成されている。

【００２１】面材２は真壁用パネルＰ1 の外側面を構成
するものであり、前記枠体１よりもひとまわり大きな外
形を有している。本実施例においては、面材２として、
耐水・耐候処理された３層の長尺繊維板２ａに耐水性接
着剤を用いて被覆層２ｂ，２ｃを圧締してなる積層材が
使用されている。なお、具体的には興国ハウジング株式
会社製の「サーモプライ（商標名，厚さ３．５mm，スー
パーストレングスグレード）」が使用されている。この
面材２は、図２に示されるように、長尺繊維板２ａの表
面にアルミニウム箔２ｂが貼り付けられ、裏面にポリエ
チレンフィルム２ｃが含浸被覆されたものである。

【００２２】図１（ａ）〜図１（ｃ）に示されるよう
に、枠体１は面材２の片面、即ち壁Ｗに施工したときに
屋内側となる面に対して固定される。この枠体１は、面
材２との組合わせによって真壁用パネルＰ1 に一定の強
度を付与するものであり、かつ硬質ウレタンフォーム３
を所定形状に硬化させるときの枠組でもある。このよう
な枠体１を構成する枠組材１ａ，１ｂとして、本実施例
では木質板材が使用されている。

【００２３】なお、前記各枠組材１ａ，１ｂを面材２に
固定する場合、面材２の周縁部分には、断熱材が形成さ
れていない領域（以下単に「非形成領域Ｒ1 」という）
が残される（図１(a) 〜図１(c) 参照）。

【００２４】真壁用パネルＰ1 を構成する枠体１内に
は、枠体１の剛性を向上させるための補強材として、１
本の間柱４が縦方向の枠組材１ａに対して平行に配設さ
れる。また、前記枠体１の外側面には、軟質樹脂からな
るシール材５が配設される。

【００２５】断熱材としての硬質ウレタンフォーム３
は、真壁用パネルＰ1 が断熱効果を発揮する際にその主
たる部分を担うものである。このような硬質ウレタンフ
ォーム３を得るときには、枠体１と面材２とがなす空間
Ｓ1 内に出発原料と発泡剤とを注入した後、熱を加えて
発泡させるという手順が一般的に採られる。

【００２６】なお、本実施例では、硬質ウレタンフォー
ム３を得るための出発原料として、「ジフェニルメタン
ジイソシアネート（イソシアネート化合物）」１４０重
量部と、「ポリオール（活性水素含有化合物）」１００
重量部とが使用されている。また、本実施例では前記出
発原料を発泡させるための発泡剤として、前記出発原料
に対して水を１．７重量部添加している。そして、この
ようにして得られた密度４６kg/m³ の硬質ウレタンフォ
ーム３の表面、即ち施工時に屋内側となる面には、クラ
フト紙６が貼着される。

【００２７】図３（ａ）〜図３（ｃ）に示される大壁用
パネルＰ2 、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示される開口
用パネルＰ3 についても、前記真壁用パネルＰ1 と同様
の基本構成を有している。

【００２８】但し、大壁用パネルＰ2 の硬質ウレタンフ
ォーム３の裏面中央部には、電気配線等を収容するため
の凹部３ａが形成されている。更に、同硬質ウレタンフ
ォーム３には、複数の通気溝３ｂが形成されている。一
方、開口用パネルＰ3 については、前記真壁用パネルＰ
1 における間柱４の代わりに、複数本の縦桟７が配設さ
れている。なお、大壁用パネルＰ2 及び開口用パネルＰ
3 は、いずれも枠体１の空間Ｓ1 内への出発原料及び発
泡剤の注入、加熱・発泡を経て得られるものである。

【００２９】次に、本実施例の断熱壁パネルＰ1 ，Ｐ2
，Ｐ3 を壁Ｗに設置する方法について述べる。図５に
は、真壁用パネルＰ1 を設置すべき部分である軸組（根
太１０、土台１１、桁１２及び管柱１３）が例示されて
いる。前記軸組には内装材１６と外装材１７とがそれぞ
れ取付けられ、それによって木造家屋における壁Ｗが構
成されている。また、木造家屋の室内側には、天井材１
４及び床材１５が配設されている。そして、この壁Ｗに
おいては、内装材１６と、外装材１７と、根太１０・土
台１１等といった軸組とによって包囲された領域が、真
壁用パネルＰ1 を取付けるための設置空間Ｓ2 となって
いる。

【００３０】本実施例では、真壁用パネルＰ1 の枠体１
は、設置する際の便宜を考慮して設置空間Ｓ2 の外形よ
りも若干小さくなるように形成されている。このため、
真壁用パネルＰ1 を設置空間Ｓ2 内に配置すると、ちょ
うど根太１０・土台１１等の軸組と面材２の周縁部分
（即ち非形成領域Ｒ1 ）とが当接した状態となる。そし
て、上記のように設置された真壁用パネルＰ1 の取付け
は、釘（例えばＳＮ４００）１８等を打ち付けることに
よって行われる。

【００３１】なお、大壁用パネルＰ2 及び開口用パネル
Ｐ3 の設置方法も基本的には真壁用パネルＰ1 の場合と
同じであるため、ここでは詳細な説明を割愛する。さ
て、本実施例のような構成によると、面材２の主たる部
分を構成する長尺繊維板２ａと硬質ポリウレタンフォー
ム３との接合部分に、アルミニウム箔２ｂが配置された
状態となっている。かかる金属箔は緻密でありかつ炭酸
ガス等の気体を透過させることを許容しないものである
ことから、結果として硬質ポリウレタンフォーム３のセ
ル内に拡散している炭酸ガスの外部への流出が確実にく
い止められる。

【００３２】ゆえに、硬質ポリウレタンフォーム３のセ
ルから炭酸ガスが抜けることにより、全体が変形・収縮
してしまうというような不具合が防止される。また、こ
のような不具合が防止されることで、断熱壁パネルＰ1
〜Ｐ3 自体の寿命も延び、かつその断熱効果も長期にわ
たって確実に維持される結果となる。

【００３３】また、本実施例の断熱壁パネルＰ1 〜Ｐ3
では、いずれも面材２の片面に枠体１を固定し、更にそ
の枠体１内の空間Ｓ1 に発泡樹脂からなる断熱材を設け
るという構成を採用していることが特徴的である。この
ため、例えば枠体及び断熱材のみからなる従来タイプの
断熱壁パネルに比して、強度的にも優れたものとなって
いる。

【００３４】更に、これらの断熱壁パネルＰ1 〜Ｐ3 に
は、面材２の周縁部に釘１８を打ち付けるための非形成
領域Ｒ1 が確保されているため、壁Ｗへの取付けの際に
おける施工性が良く、かつ固定強度も向上する。特にこ
のことは、釘打ちのための領域が殆どなかった従来の断
熱壁パネルとは異なり、優れた点を有しているというこ
とができる。また、本実施例において面材２として用い
た「サーモプライ」は、それ自体が軽量なものであるこ
とから、重量増によって断熱壁パネルＰ1 〜Ｐ3 の施工
性を悪くするというようなこともない。

【００３５】なお、本実施例では、真壁用パネルＰ1 の
面材２の壁倍率の値が２．０であるでものを用いてい
る。このように本実施例の真壁用パネルＰ1 は強度的に
も優れたものであることから、施工することによって壁
Ｗの強度向上が図られることがわかる。勿論、真壁用パ
ネルＰ1 のみならず、大壁用パネルＰ2 及び開口用パネ
ルＰ3 も同等の強度を有するものであることが確認され
ている。

【００３６】しかも、これらの断熱壁パネルＰ1 〜Ｐ3
は、いずれも強度的に優れているにも関わらず、構造が
簡単であるという特徴を有している。従って、筋かいを
必要とする従来の断熱壁パネルとは異なり、面倒な製造
工程を要するというような不利益は生じない。

【００３７】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、例えば以下のような構成に変更すること
が可能である。（ａ）実施例のように面材２の表裏にそれぞれ異なる材
質の被覆層２ｂ，２ｃを設けるばかりでなく、同じ材質
からなる被覆層２ｂ，２ｃを配設しても勿論良い。ま
た、必ずしも面材２の両面に被覆層２ｂ，２ｃを設けて
おく必要性はないということから、面材２において少な
くとも断熱材３との接合面にそれらを設けるという構成
を採ることも可能である。

【００３８】上記のいずれの場合においても、接合面側
に配置される被覆層２ｂ，２ｃをアルミニウム箔２ｂと
してもポリエチレンフィルム２ｃとしても良い。（ｂ）実施例の断熱壁パネルＰ1 〜Ｐ3 のように面材２
の片面のみに被覆層２ｂ，２ｃを設けることに止まら
ず、面材２の両面に被覆層２ｂ，２ｃを設けても良い。
そして、このような構成とした場合などには、更に枠体
１の外側面にも被覆層２ｂ，２ｃを配設しても良い。

【００３９】

【００４０】（ｄ）所定の壁倍率が確保できる場合であ
るならば、例えば断熱壁パネルＰ１〜Ｐ３の枠体１から
間柱４や縦桟７を省略した構成とすることも勿論可能で
ある。また、二対の枠組材１ａ，１ｂからなる枠体１自
体の構成をより簡略化することなども可能である。

【００４１】（ｅ）断熱材３を形成するための発泡樹脂
は、例えば実施例にて使用したポリウレタン系樹脂のほ
か、ポリエチレン樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレン
樹脂、尿素樹脂等であっても良い。また、発泡剤も実施
例にて使用した水に代え、例えば代替フロン、ハイドロ
フルオロカーボン、ハイドロカーボン等であっても良
い。

【００４２】（ｆ）断熱壁パネルＰ1 〜Ｐ3 を取付ける
ための非形成領域Ｒ1 は、必ずしも周縁部分全体に設け
る必要はなく、例えば枠体１の左右のみまたは上下のみ
に設けるという構成としても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の断熱壁パ
ネルの構成によれば、断熱材として用いられる発泡樹脂
の変形・収縮を確実に防止することができると共に、強
度的にも優れたものとすることができるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施例の真壁用パネルを示す正面図、
（ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）はそのＢ
−Ｂ線における断面図である。

【図２】面材と発泡樹脂との接合面付近の状態を示す部
分拡大概略断面図である。

【図３】（ａ）は実施例の大壁用パネルを示す正面図、
（ｂ）はそのＣ−Ｃ線における断面図、（ｃ）はそのＤ
−Ｄ線における断面図である。

【図４】（ａ）は実施例の開口用パネルを示す正面図、
（ｂ）はそのＥ−Ｅ線における断面図である。

【図５】真壁用パネルを設置する方法を説明するための
一部破断概略断面図である。

【図６】（ａ）は従来の断熱壁パネルを示す正面図、
（ｂ）はそのＦ−Ｆ線における断面図である。

【符号の説明】

２…面材、３…断熱材としての硬質ポリウレタンフォー
ム、Ｐ1 …断熱壁パネルとしての真壁用パネル、Ｐ2 …
断熱壁パネルとしての大壁用パネル、Ｐ3 …断熱壁パネ
ルとしての開口用パネル、２ｂ…被覆層としてのアルミ
ニウム箔、２ｃ…被覆層としてのポリエチレンフィル
ム、Ｒ1 …断熱材が形成されていない領域（＝非形成領
域）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高木邦博岐阜県大垣市木戸町六社1122番地イビデン株式会社中央研究所内 (72)発明者小原庸博岐阜県大垣市木戸町六社1122番地イビデン株式会社中央研究所内 (56)参考文献特開平３−178407（ＪＰ，Ａ) 実開平３−82708（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−146610（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−148441（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−140509（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】面材（２）上に設けられ、充填発泡する際
にガス拡散を伴って形成される発泡樹脂からなる断熱材
（３）を備え、内装材と外装材との間の空間に設けられ
る断熱壁パネル（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）であって、前記面材（２）の少なくとも片面に、金属または樹脂か
ら選ばれる少なくとも１種からなる被覆層（２ｂ，２
ｃ）を有することを特徴とした断熱壁パネル。
【請求項２】前記金属はアルミニウムであることを特徴
とした請求項１に記載の断熱壁パネル。
【請求項３】前記樹脂はポリエチレンであることを特徴
とした請求項１に記載の断熱壁パネル。
【請求項４】前記面材（２）は繊維板であることを特徴
とした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の断熱壁パ
ネル。
【請求項５】前記面材（２）の周縁部分に前記断熱材
（３）が形成されていない領域（Ｒ１）を設けたことを
特徴とした請求項１乃至４のいずれか１項に記載の断熱
壁パネル。