JP4413006B2

JP4413006B2 - 断熱パネル

Info

Publication number: JP4413006B2
Application number: JP2003435170A
Authority: JP
Inventors: 恭彬福田; 博文塩地; 盛一吉川
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005194696A

Description

本発明は断熱パネルに関し、さらに詳しくは通湿性に優れた断熱パネルに関する。

従来、発泡スチロール等を面材の間に充填して、断熱性等を改良した断熱パネルについて種々提案されている（たとえば、特許文献１）。しかしながら、これらの断熱パネルは断熱性、防音性、軽量性を改良しようとするものであり、通湿性を有するとはいい難いものである。

特開平１１−２８０１７０号公報

本発明は、断熱性、防音性（遮音・吸音）、防火・耐火性、軽量性に加えて、さらに優れた通湿性を有しうる断熱パネルを提供するものである。

本発明の要旨は、面材の裏面に発泡体が面材の厚み方向に通気性を付与しうる通気性スペーサを介して配置された断熱パネルであり、発泡体が不連続気孔を有し、かつ面材の厚み方向に通気性を付与しうる通気性スペーサが発泡体間に装入され、発泡体と面材との間に設けられる該通気性スペーサと発泡体間に装入される該通気性スペーサは、フェルト、シート、メッシュもしくは接着剤である断熱パネルにある。

本発明によれば、断熱性、防音性（遮音・吸音）、防火・耐火性、軽量性に加えて、さらに優れた通湿性を有しうる断熱パネルを得ることができる。

本発明に係る断熱パネルは、面材の裏面に発泡体がスペーサを介して配置されている。面材は片面もしくは両面であってもよい。これらの面材は枠組みに取り付けられていてもよい。この面材は好適には通湿性材料からなり、この通湿性は透湿抵抗が１〜６m^２h・mmHg/ｇである性質を有することを意味し、好ましくは２〜５m^２h・mmHg/ｇである。このような通湿性材料としては、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、珪藻土もしくはアロフェンを主体とするもの、または木材、等が挙げられるが、好適には基材に未膨張バーミキュライトを配合してなり、かつその配合量が全組成物（固形分）の３〜７０質量％である組成物を成形して得られものが挙げられる。

この基材は、後述するバーミキュライトの特性を実質的に劣化させないものであれば特に制限されないが、親水性であるのが好適である。このような親水性基材としては、たとえば、石膏、セメント、ケイ酸カルシウム、スラグ石膏またはこれらの類似物が挙げられる。これらは適宜併用することもできる。石膏は無水もしくは含水塩のいずれであってもよく、セメントもポルトランドセメントをはじめとする各種セメントを使用し得る。この場合、骨材および混和材が使用される。また、ケイ酸カルシウムとしては、とくに制限されないが、ケイ酸質原料と石灰をオートクレーブ中で水熱反応させて得られるもの（トバモライトもしくはゾノトライト）が一般的である。スラグ石膏は、高炉水砕スラグ粉末を２０〜４０％含み、２水石膏（排脱石膏）を６０〜８０％、ポルトランドセメント１〜５％混合されたものが一般的である。

一方、上記基材に配合されるバーミキュライト（ヒル石）は、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３を主成分とする、黒雲母に類似した薄片状の鉱物であり、一般的な黒雲母系、緑泥石系のいずれでもよく、産地により組成等に差異があっても使用し得る。比表面積(窒素吸着法)は通常１０ｍ^２／ｇ以下である。粒径も特に制限されないが、通常、５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下、特に好ましくは０．５ｍｍ以下である。

本発明においては、このようなバーミキュライトを実質的に未膨張の状態で使用する。すなわち、バーミキュライトは、通常１０〜２０％程度の水を含んでおり、高温（層間水が脱離し始める約３２０℃から１０００℃）での急激な加熱により脱水され、層に垂直の方向に著しく膨張して、ヒルのように伸び多孔体となる（多くは１０００℃、１〜２秒で、もとの厚さの１０〜３０倍）。したがって、本発明においては実質的にこのような膨張を得ていないものが使用される。

さらに本発明においては、このバーミキュライトを基材に配合するに先立ち、活性化処理したものを用いるのが好適である。活性化処理は、バーミキュライトが吸着している有機物もしくは無機物を離脱させ、本来有する調湿、吸着性能等を再構成・回復させることを目的とする。たとえば、加圧水蒸気処理、煮沸処理等が挙げられるが、好ましくは１０５℃〜２００℃の飽和蒸気圧での水蒸気処理によることができる。

また、特に基材がケイ酸カルシウム系である場合には、活性化処理されていないバーミキュライトを水熱反応前に配合しても、その後にたとえば１５０℃〜２００℃程度の飽和蒸気圧でオートクレーブ処理を受けるので、結果的に活性化処理がなされることになる。
基材へのバーミキュライトの配合は、その配合量が全組成物（固形分）の３〜７０質量％、好ましくは１０％〜５０質量％になるように行われる。基材の種類、目的とする建材の性能、たとえば調湿度等、に応じて選ばれるが、好適な吸放湿の量および速度を得るためのバーミキュライトの十分なチャンネリング（ネットワーク）を形成させるには、一般的には１５質量％以上が特に好ましい。

上記の組成物には、上記の未膨張バーミキュライトのほかに、その他の目的のために建材にそれぞれの基材に固有に用いられる種々の配合材、さらには、その他を適宜配合し得る。その種類、配合量は、常法によることができる。たとえば、骨材、補強材、混和剤、軽量化材等、より具体的にはパルプ、セルロース繊維、ガラス繊維、ヒュームドシリカ、発泡ガラス、シラスバルーン、アルミナバルーン、パーライト、ワラストナイト、セピオライト、砂利、砂、有機バインダー等が適宜選択される。

得られる組成物は、抄造成形、押出し成形、プレス成形、鋳込み成形等の常法により、ボード等の所望の形状、大きさの面材とすることができる。一般的にはボードの場合、工業的には、いわゆる抄造機を用いた抄造成形が選ばれる。

このように未膨張バーミキュライトを用いて得られる面材は、通湿性を有し、適度な放湿特性を有するので、調湿機能に優れる。たとえば、吸湿および放湿のバランス、量および速度に優れる。したがって、結露、ソリ等を防止でき、さらにはカビ、ダニ等の繁殖を効果的に抑制できる。さらに、両面型構造パネルとして用いて両面材の内側、たとえば発泡体の表面、で結露が発生しても、面材は吸水性に優れているため外側に水を吸水、放出しうる。さらに、消臭機能に優れる。たとえば、本発明の面材は、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン等の揮発性化学物質もしくは臭いのあるガス類を吸着・分解しうる。

本発明において面材の裏面側に配置される発泡体としては、好適にはたとえばポリスチレン、ポリエチレン、ポリウレタン等のプラスチック発泡体が挙げられるが、特にポリスチレンが好適である。発泡体の形状は特に制限されないが、施工の容易さ等の点から、ブロック状であるのが好適であり、適宜その大きさに応じてレンガ積みのように縦および横方向に構成される。この発泡体は面材の厚み方向に連続気孔を有するのが好適であるが、スリットもしくは貫通孔を有するときには不連続気孔であってもよい。

本発明において発泡体がスペーサを介して面材の裏面に配置されるとき、スペーサは面材の厚み方向に気体を拡散し、かつ発泡体の変形を防止する機能を有する。具体的には不織布等のフェルト；パルプシート、バブルドシート等のシート；メッシュ；ワイヤ；接着剤（モルタル、樹脂モルタル、水ガラス等）等を用いることができる。

発泡体が面材の厚み方向に不連続気孔を有し、しかもスリットもしくは貫通孔を有しないときには、発泡体間に通気性スペーサを装入して面材の厚み方向に通気性を付与しうるが、この場合特に通気性を保持するために上記の接着剤が好適である。

さらに、本発明においては、発泡体に設けられた係合部を用いて面材と発泡体を接合し、その間に上記のスペーサを用いることもできる。このような係合部としては、特に制限されないが、好適には蟻足が挙げられ、スペーサとしてモルタルもしくは樹脂モルタルを用いることにより剛体感を生じ、漆喰壁的な感触を付与しうる。

本発明の断熱パネル同士は締結金具で締結され、締結具としては、くぎ、小ねじ、ボルト・ナット、びょう、ステープルもしくはピンが好適に使用される。

面材が片面である場合、断熱パネルは、構造部材にハンギングして取付けるようにすることができる。

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお部は質量部を表わす。
参考例１
ケイ酸質原料としてケイ石粉末２７部、石灰質原料として消石灰２７部および補強繊維としてパルプ６部、さらに未膨張バーミキュライト（南ア産、粒径０．２５〜０．５ｍｍ）４０部を出発原料として、これらに水を添加して混合し固形分約１２％のスラリーとし、抄造機により生シートを形成させた後、オートクレーブ中（１６０〜１８０℃、約１０時間）で加圧養生させ、ついで８０℃未満で所定の含水率になるまで乾燥させ、ケイ酸カルシウムボード（９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ×９.５ｍｍ）を得た。
参考例２
ケイ石粉末４２部、消石灰４２部、パルプ６部および未膨張バーミキュライト１０部を用いて参考例１と同様にして珪酸カルシウムボードを得た。
参考例３
スラグ粉末４４部、排煙脱硫石膏粉末４４部、パルプ７部および未膨張バーミキュライト５部に水を添加して混合し固形分約１２％のスラリーとした。ついで、抄造機で生シートを形成し、その後約８０℃で約１２時間、蒸気養生させ、さらに８０℃未満で乾燥させてスラグ石膏ボード（９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ×９.５ｍｍ）を得た。
参考例４
半水石膏６０部、未膨張バーミキュライト４０部および水２４部を混合し、得られた混合物を所定の型に鋳込み成形して板状とし、ついで常温で養生し、さらに８０℃未満で乾燥して石膏ボード（９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ×９.５ｍｍ）を得た。
参考例５
セメント５４部、フライアッシュ２５部、パルプ６部、未膨張バーミキュライト５部およびパーライト１０部に水を添加して混合し固形分約１２％のスラリーとした。ついで、抄造機で生シートを形成し、その後約４０〜７０℃で約１２時間、蒸気養生させ、ついで取り出して自然養生させてセメントボード（９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ×９.５ｍｍ）を得た。

参考例１〜５で得られたボードは、いずれも透湿抵抗２〜５m^２h・mmHg/ｇ（たとえば参考例１：約３．６m^２h・mmHg/ｇ）を有するものであった。
実施例１
参考例１〜５で得られたボードを面材として用いて、木製の枠組（四辺＋中央に縦１つ）の両面にビスで取り付け、さらにポリスチレン製のブロック状発泡体（幅９０×長さ３００×高さ１８０ｍｍ）（面材の厚み方向にスリットを有する）を用いて充填し、面材の裏面にはフェルトを配置して、図１に示す断面を有する両面型断熱パネルを得た（１は枠組、２は面材、３は発泡体、４はスペーサを示す）。得られた両面型断熱パネルは断熱性、防音性（遮音・吸音）、防火・耐火性、軽量性に加えて、さらに優れた通湿性を有するものであった。

本発明によれば、優れた特性を有する断熱パネルを得ることができる。

本発明の断熱パネルの１実施態様を示す断面図。

符号の説明

１…枠組
２…面材
３…発泡体
４…スペーサ

Claims

面材の裏面に発泡体が面材の厚み方向に通気性を付与しうる通気性スペーサを介して配置された断熱パネルであり、発泡体が不連続気孔を有し、かつ面材の厚み方向に通気性を付与しうる通気性スペーサが発泡体間に装入され、発泡体と面材との間に設けられる該通気性スペーサと発泡体間に装入される該通気性スペーサは、フェルト、シート、メッシュもしくは接着剤である断熱パネル。
面材が片面もしくは両面である請求項１記載の断熱パネル。
面材は透湿抵抗が１〜６m^２h・mmHg/ｇである通湿性材料からなる請求項１もしくは２記載の断熱パネル。
面材が未膨張バーミキュライトを基材に配合してなり、かつその配合量が全組成物（固形分）の３〜７０質量％である組成物を成形して得られる請求項１〜３のいずれか記載の断熱パネル。
基材が、石膏、セメント、ケイ酸カルシウム、スラグ石膏の一種以上から選択される請求項４記載の断熱パネル。
成形が抄造成形、押出し成形、プレス成形もしくは鋳込み成形である請求項４記載の断熱パネル。
発泡体がプラスチック発泡体である請求項１〜６のいずれか記載の断熱パネル。
発泡体がブロック状である請求項１〜７のいずれか記載の断熱パネル。
断熱パネル同士が締結金具で締結される請求項１〜８のいずれか記載の断熱パネル。