JP3186878U

JP3186878U - 金属屋根用通気性遮熱断熱材

Info

Publication number: JP3186878U
Application number: JP2013004422U
Authority: JP
Inventors: 正巳大島; 道夫武貞; 良政菅井
Original assignee: AAFC Energy Technology Inc.; Hitachi AIC Inc; Hitachi Chemical Techno Service Co Ltd; Showa Denko Materials Techno Service Co Ltd
Current assignee: AAFC Energy Technology Inc.; Hitachi AIC Inc; Hitachi Chemical Techno Service Co Ltd; Showa Denko Materials Techno Service Co Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2023-07-31

Abstract

【課題】金属屋根に用いる断熱材であって、断熱材の効果を向上させる遮熱性、通気層を設けることによる結露防止、遮音性の向上といった機能を付加することで金属屋根の持つ欠点をカバーし、適用建築物の幅を拡げた金属屋根用通気性遮熱断熱材を提供する。
【解決手段】発泡系断熱材１の片面が、点在した凸部４のある凹凸面となっていて、その凹凸面の表面に金属蒸着膜２と、その金属蒸着膜の表面にフィルム３とが積層されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本考案は、金属屋根に用いる断熱材であって、断熱材の効果を向上させる遮熱性、通気層を設けることによる結露防止、遮音性の向上といった機能を付加することで金属屋根の持つ欠点をカバーし、適用建築物の幅を拡げることに貢献しうるものである。

建築物の屋根には日本瓦、スレート瓦、金属板などが用いられ、このうち金属製の屋根は更に折板屋根、横葺き屋根、瓦棒屋根、パネル屋根など様々な工法に分けられるが、構造としては金属板の片面に断熱材を貼合せ、全体に折り曲げ加工が施されたものであって、軽量・安価なため広く普及している。

この金属屋根材の断熱材は、一般に、発泡ポリエチレンや発泡スチレンのような樹脂発泡体シートやガラスウールのような無機系断熱材などを溶剤形や水形の接着剤を用いて金属板の片面に貼合せるか、予め断熱材に接着性プライマーを塗布しておき金属板を加熱して断熱材と熱融着して貼り合せ一体化する等の後、ロールフォーミング法などを適用して所望形状に折り曲げ加工して製造されている。

この断熱材付き金属屋根材は、軽量で加工が容易なため比較的大型の建築物の屋根材として普及しているが、たとえば折板屋根は密閉性が乏しく断熱性にも限界があり、日本瓦など従来材と比べ室内が暑くなり易いという暑熱問題があり、空調を要するような建築物には不向きであり、空調不要な倉庫や作業場などに適用されることが多い。また金属屋根全般において雨天時には金属面に雨音が響き室内の騒音となりやすいという騒音問題があるほか、盛夏などにおいては日中の急な温度上昇で金属の膨張歪によりカシメ部などの音鳴りがするなどの問題がある。

横葺き屋根はデザイン性に優れるため、郊外型店舗やレストラン、公共建築物の屋根などにも用いられるが、このような野地板を必要とする構造の屋根は密閉性が高いため熱を閉じ込めやすく、表面の温度上昇が高くなりやすい。構造上屋根の下地に野地板を用い、金属屋根材と野地板の間に断熱材層、防水層などを接着・積層して設けるため通気層が確保できず、野地板が結露しやすく長期において腐食の問題がある。

野地板を有する屋根構造では、断熱材が平板であるため野地板と全面接触することになり、室内の湿気を含んだ空気が断熱材と接触することで結露を生じ、断熱材に通気性がないと結露は野地板近辺に溜まっていき木材を腐食させる。野地板上に防水層が設けられていた場合、断熱材の表面から内部にかけて水が溜まり、長期にかけて水の滞留が起こると断熱材内部に雑菌が繁殖し、天井から雑菌が生活圏に入り込んでくることになる。結露が居住を不可能にする程の重大な事態を引き起こすような大規模なトラブルが過去に起きており、重大な課題である。

このような課題に対し、音の改善としてはガラスウールのような通気性のある吸音性の断熱材を金属板の片面に貼合せたり、遮音性だけの改善として２枚の金属板の間に自己接着性を有する熱可塑性樹脂フィルム（制振樹脂）を挟んだ複合金属板を素材とする屋根材などが提案されているが、ガラスウール自体は断熱性能が低いため厚手にする必要があり、屋根寸法の設計自体を変更しなければならず、断熱材自体も材料費がかかり、また従来の屋根材製造ラインでは製造できないので高コスト化する問題もある。一方制振樹脂は金属板を２枚使用するので軽量化に逆行しかつ高価な金属材料を２倍使用するためこちらは更に高コスト化するなどの欠点があった。また、制振樹脂を挟んだ鋼板はそれ自体断熱効果はないため通常の断熱材を使用しなければならないが、通気性の課題は通常の発泡体などを用いた構成物では改消できず野地板の結露・耐久性は改善できないままであった。

特許文献１には、壁や屋根の構造躯体に通気層を設け、外装材の外側表面や断熱材に規定の放射率を有する皮膜（遮熱材）を設ける提案がなされている。この提案では遮熱材が断熱材の断熱効果を上げる働きをする旨の記載があるが、通気性は構造躯体の設計によってつくられるとの記載であり、遮熱材は任意に設けることだけが記載されていて、断熱材は従来どおりでよいとだけあり、具体性に欠けるものであった。

特開２００６-１７７１３６号公報

現状では、金属屋根が有する騒音問題、暑熱問題、結露による耐久性の問題をバランス良くかつコストアップを抑制しながら解決しうる技術が提案されていないため、金属屋根、特に横葺き屋根の普及が遅れている。この現状を解決しうる騒音軽減、暑熱軽減、結露防止構造の通気性遮熱断熱材を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、下記の金属屋根用通気性遮熱断熱材を提供するものである。
（１）発泡系断熱材の片面が、点在した凸部のある凹凸面となっていて、その凹凸面の表面に金属蒸着膜と、その金属蒸着膜の表面にフィルムとが順に積層されていることを特徴とする金属屋根用通気性遮熱断熱材。
（２）前記発泡系断熱材は、ポリオレフィンの発泡体からなることを特徴とする（１）の金属屋根用通気性遮熱断熱材。
（３）前記凸部は、高さが３ｍｍから１０ｍｍであることを特徴とする（１）−（２）の金属屋根用通気性遮熱断熱材。
（４）前記発泡系断熱材のもう一方の面に、金属屋根板材側に接着するための接着性と粘弾性を有する粘着層を設けていることを特徴とする（１）−（３）記載の金属屋根用通気性遮熱断熱材。

本考案の金属屋根用通気性遮熱断熱材は、屋根材の内側の遮熱層を有する面に連続した凹凸を有するため、屋根に施工した際に野地板と防水層との間に通気層が生じて結露を生じさせることなく、また断熱材と通気層の間の遮熱層は昼間の暑熱を発泡系断熱材側へ反射することができるため断熱材の効果を著しく上げると共に、通気層即ち空気層と接しているため遮音層ともなりうる優れた効果を示す。

本考案に係る通気性遮熱断熱材構造の断面図である。本考案に係る通気性遮熱断熱材構造の凹凸を下から見た平面図である。本考案に係る別の通気性遮熱断熱材構造と施工例の断面図である。

本考案の発泡系断熱材は、内部に発泡による多数の穴のある断熱材で、ウレタン発泡体やポリオレフィン発泡体、ポリスチレン発泡体など断熱効果を得る点ではいずれであってもよいが、加工工程・施工工程などの容易さ等を加味した場合、前記の如くポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン酢ビニルなどの熱可塑性であるポリオレフィン系であることが好ましい。

本考案のフィルムは、高分子材料を原料に薄もの成形したもので、材質としては、フィルムと発泡系断熱材に凹凸をつける工程として熱成形が最も好ましいため、熱成形容易なポリプロピレン、ポリエチレンなどの透明なオレフィン樹脂フィルムが好ましいが、成形可能であればこれらに限定されるものではない。フィルムに設けられた金属蒸着膜は蒸着面の光沢の有無、表面・裏面の差共なく、一様に高い反射性を示すため、断熱材の効果を高めることができる。フィルムの厚さは、２０μｍから２００μｍ程度となる。

本考案の金属蒸着膜は、金属として一般にアルミニウムが多く用いられるが、銀、銅など他の金属でも使用可能である。金属蒸着膜は、波長が３００ｎｍ以上の近赤外線・可視光線の反射率が８０％以上であることが反射効率の点で好ましい。
フィルム表面に金属蒸着した金属蒸着フィルムと発泡系断熱材の貼り合せは、材質に基づき溶剤形接着剤などで接着可能であるが、類似材質であれば熱溶着も可能であり、最もコストを低くできる。

本考案の粘着層は、接着性と粘弾性を有する粘着テープ状の層で、材料はアクリル系やゴム系の粘着テープであって、制震性を必要とするため両面テープの支持体（芯材）としてフィルムや不織布などの材料を用いることは制震効果を弱めるため好ましくない。アクリル樹脂の場合通常ＯＣＡとして知られる高厚み無支持体テープなどが好ましいが、ブチルゴムベースのテープなども過去から一定の制震効果を有すると言われている。こちらは支持体（芯材）なしではハンドリングできない。粘着テープの代わりに粘着材を塗布しても良い。屋根材側に粘弾性を有する粘着テープ層を設けてこれを接着層とすることで制震・遮音効果は一層高め得るものである。

以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本考案に係る通気性遮熱断熱材構造の断面図である。
１は発泡系断熱材、２は金属蒸着膜、３はフィルム、４は発泡系断熱材に設けられた凹凸面の凸部であって、ここでは台状突起を示す。台状の突起形状は、成形性の点で好ましい。
凸部４の高さは、３ｍｍから１０ｍｍであることが好ましい。３ｍｍ未満だと通気性が得られにくく、１０ｍｍ以上だと成形性が困難になりやすい。
凸部４は垂直壁のほうがまた長さが長いほうが、凸部４の壁面の金属蒸着膜２が部分的に欠落しやすく、その欠落部分で、発泡系断熱材１とフィルム３が直接接合しやすいので、発泡系断熱材１とフィルム３との接着安定性が向上その点で好ましい。
金属蒸着膜２は、フィルム３の表面に金属を蒸着により設けるが、基材に金属蒸着膜２を蒸着で設け、フィルム３の表面または発泡系断熱材１に転写してもよい。

図２は、本考案に係る通気性遮熱断熱材構造の凹凸面を下から見た斜視図である。図１の反対側を上にした斜視図である。上記台状突起の凸部４の点在した配置図であり、頭頂部を円で表している。

図３は、本考案に係る別の通気性遮熱断熱材構造と施工例の断面図である。
図１の通気性遮熱断熱材の発泡系断熱材１の表面に、粘着層５を設けている。この粘着層５側に金属屋根板６を張り合わせている。そして、通気性遮熱断熱材の凸部４側を家本体側の野路板７に積層して施工している。

（実施例１）
発泡系断熱材としては日立化成株式会社製ポリエチレン発泡体ＥＦ３０１０を使用、これに対し日立エーアイシー株式会社製の厚さ１００μｍの高密度ホリエチレンフィルムにアルミニウムを蒸着した蒸着フィルムを１２０℃の熱ラミ工程を通過させて接着した。更に加熱型ロールを通過させて蒸着フィルム面を型押しすることで表面に頭頂部直径１０ｍｍ、底部直径１５ｍｍ、高さ５ｍｍの台状突起の凸部を全面に生じせしめた。これらの台状突起は頭頂部面積が全面積に対し１７％になるように設計した。こうして得られた通気性遮熱断熱材を通常のポリエチレン発泡体用溶剤系接着剤として日立化成株式会社製ハイボン１４９１によりガルバリウム鋼板の非塗装面に貼り、金属屋根材とした。
このガルバリウム鋼板を用いた屋根は、野地板を結露させず、蒸着フィルムの効果により断熱性が著しく向上し夏場の室温上昇を防止でき、冬場の屋根からの熱の放散による冷却も防止できた。フィルムと凸部により得られる通気層の効果により遮音性も向上した。

（実施例２）
実施例１で得られた通気性遮熱断熱材の屋根材側面に、粘弾性を有する粘着テープを使用した粘着層としてアクリル樹脂１００μｍの単層からなる日立化成株式会社製テープＤＡをラミネートし、このテープによりガルバリウム鋼板と貼り合せた。これにより金属屋根に制震効果付与出来、遮音効果も更に上昇した。

１…発泡系断熱材、２…金属蒸着膜、３…フィルム、４…凸部、５…粘着層、６…金属屋根板、７…野路板

本発明は、上記の課題を解決するために、下記の金属屋根用通気性遮熱断熱材を提供するものである。
（１）発泡系断熱材の片面が、点在した凸部のある凹凸面となっていて、その凹凸面の表面に金属蒸着膜と、その金属蒸着膜の表面にフィルムとが順に積層されていることを特徴とする金属屋根用通気性遮熱断熱材。
（２）前記発泡系断熱材は、ポリオレフィンの発泡体からなることを特徴とする（１）記載の金属屋根用通気性遮熱断熱材。
（３）前記凸部は、高さが３ｍｍから１０ｍｍであることを特徴とする（１）または（２）記載の金属屋根用通気性遮熱断熱材。
（４）前記発泡系断熱材のもう一方の面に、金属屋根板材側に接着するための接着性と粘弾性を有する粘着層を設けていることを特徴とする（１）、（２）または（３）記載の金属屋根用通気性遮熱断熱材。

（実施例１）
発泡系断熱材としては日立化成株式会社製ポリエチレン発泡体ＥＦ３０１０を使用、これに対し日立エーアイシー株式会社製の厚さ１００μｍの高密度ホリエチレンフィルムにアルミニウムを蒸着した蒸着フィルムを１２０℃の熱ラミ工程を通過させて接着した。更に加熱型ロールを通過させて蒸着フィルム面を型押しすることで表面に頭頂部直径１０ｍｍ、底部直径１５ｍｍ、高さ５ｍｍの台状突起の凸部を全面に生じせしめた。これらの台状突起は頭頂部面積が全面積に対し１７％になるように設計した。こうして得られた通気性遮熱断熱材を通常のポリエチレン発泡体用溶剤系接着剤として日立化成株式会社製ハイボン１４９１によりガルバリウム鋼板（登録商標）の非塗装面に貼り、金属屋根材とした。
このガルバリウム鋼板（登録商標）を用いた屋根は、野地板を結露させず、蒸着フィルムの効果により断熱性が著しく向上し夏場の室温上昇を防止でき、冬場の屋根からの熱の放散による冷却も防止できた。フィルムと凸部により得られる通気層の効果により遮音性も向上した。

（実施例２）
実施例１で得られた通気性遮熱断熱材の屋根材側面に、粘弾性を有する粘着テープを使用した粘着層としてアクリル樹脂１００μｍの単層からなる日立化成株式会社製テープＤＡをラミネートし、このテープによりガルバリウム鋼板（登録商標）と貼り合せた。これにより金属屋根に制震効果付与出来、遮音効果も更に上昇した。

Claims

発泡系断熱材の片面が、点在した凸部のある凹凸面となっていて、その凹凸面の表面に金属蒸着膜と、その金属蒸着膜の表面にフィルムとが順に積層されていることを特徴とする金属屋根用通気性遮熱断熱材。
前記発泡系断熱材は、ポリオレフィンの発泡体からなることを特徴とする請求項１の金属屋根用通気性遮熱断熱材。
前記凸部は、高さが３ｍｍから１０ｍｍであることを特徴とする請求項１−２の金属屋根用通気性遮熱断熱材。
前記発泡系断熱材のもう一方の面に、金属屋根板材側に接着するための接着性と粘弾性を有する粘着層を設けていることを特徴とする請求項１−３記載の金属屋根用通気性遮熱断熱材。