JP4492795B2 - 断熱パネル - Google Patents

Description

本発明は、建築物の鉄筋コンクリート造型枠材兼用断熱パネルや、内外装下地パネル、木構造の耐力壁兼用断熱パネル、床材、間仕切り、ドア、天井用パネル、屋根下地パネルなどに好適な断熱パネルに関するものである。

従来の断熱パネルは、素材がウレタンフォーム、押出し発泡ポリスチレンボード、発泡ポリフエノール樹脂などを芯材として、それに表面材を貼付した構造のものが多く、内外壁の断熱パネルや、間仕切り、ドア、天井用パネル等に使用されている。しかしながら、このような発泡樹脂を用いた断熱パネルは、断熱性に優れている反面、構造用材としては強度が低く、また可燃性であるため、建築物等に使用した場合は火災防止の観点から、消防法によって建築物の敷地面積や建築地域が規制される場合もあり、また使用する部位や範囲も限定される問題があった。

このため、上記規制を受ける場所では防火、耐火性を考慮して樹脂フォームに難燃材を添加した断熱パネルや、押出し発泡ポリスチレンボードの両面に石膏ボードを貼付した断熱パネル、あるいはイソシアヌレートフォームを芯材として、この表面に不燃紙などを貼付した断熱パネルが使用されているが、これらは防火耐火性が未だ充分ではなく、さまざまな消火設備の設置が必要とされている。

また、樹脂フォームとして最も不燃性が高いものにフェノール樹脂フォームが知られているが、単独では芯材としての強度が劣り表面材との接着性も低いため、フェノール樹脂フォーム単独では断熱パネルの芯材としては利用できないという欠点を有している。

この欠点を解消する手段として、断熱パネル等の芯材としてフェノール樹脂フォームとハニカム体との複合体を用いたものが開示されている（例えば特許文献１）。

しかしながら、この構造の断熱パネルは、パネル芯材と表面材との剥離強度がウレタンフォームの剥離強度と同等程度であり、また一般建築物にパネルだけで自立させて用いられる耐力外壁用パネルの圧縮強度、引張り強度、曲げ強度、剥離強度が充分得られない。また芯材としてハニカム体が組込まれているため、湾曲させることができず、建築物の曲面加工した外壁を形成することができないなどの問題があった。
特開平８−８２０２１号公報

本発明は上記問題を改善し、強度や断熱性に優れ、曲面加工も容易で、型枠材として使用後に躯体に残置する鉄筋コンクリート造型枠材兼用断熱パネルや、内外装下地パネル、木構造の耐力壁兼用断熱パネル、床材、間仕切り、ドア、天井用パネル、屋根下地パネルなどに好適で、特に釘やビスを取付ける場合に、確実に固定できるアンカー効果を得ることができる断熱パネルを提供するものである。

本発明の請求項１記載の断熱パネルは、芯材に有孔の波形金属板を用い、この芯材の両面に硬質発泡樹脂フォームを設け、この両面に熱硬化性樹脂を含浸させて発泡硬化させた無機質繊維シートと、厚さが１ｍｍ以上の熱硬化性樹脂フォームを設け、更にこの熱硬化性樹脂フォームの表面に、これを接着剤としてシート状の表面材を接合して一体化したことを特徴とするものである。

本発明に係る請求項１記載の断熱パネルによれば、芯材に有孔の波形金属板を用い、この両側に硬質発泡樹脂フォームを介して、表面に熱硬化性樹脂を含浸させた無機質繊維シートと熱硬化性樹脂フォームを設け、更にこの表面に熱硬化性樹脂フォームを介して表面材を接合したので、断熱性に優れて室内の結露を防止する効果も得られると共に、圧縮、引張、曲げ、剥離などの強度が高く、しかも曲面加工も容易である。

また熱硬化性樹脂は、無機質繊維シートに絡みながらここを貫通して硬質発泡樹脂フォームの表面に食い込むような形で発泡硬化しているので、釘やビスを取付ける場合に、確実に固定できるアンカー効果を得ることができる。

更に、熱硬化性樹脂フォームを接着剤として、この表面にシート状の表面材を貼付したので、表面材として目的の機能を有する材質を選択することにより、断熱パネルを使用後に躯体に残置する鉄筋コンクリート造型枠材兼用断熱パネルや、内外装下地パネル、木構造の耐力壁兼用断熱パネル、床材、間仕切り、ドア、天井用パネル、屋根下地パネルなど多機能の表面特性と、強度および断熱特性を有する断熱パネルを得ることができる。

また芯材となる波形金属板が有孔金属板で形成されているので、孔を通じて両側の硬質発泡樹脂フォームが一体化し、且つ波形金属板と密着して更に剥離強度を向上させることができる。

以下本発明の断熱パネルについて図面を参照して説明する。図１は断熱パネル１を示すもので、芯材２に有孔の波形金属板３を用い、この芯材２の両面に硬質発泡樹脂フォーム４を設け、この両面に熱硬化性樹脂５Ａを含浸させて表面を発泡硬化させた無機質繊維シート６と、熱硬化性樹脂フォーム５を設け、更にこの熱硬化性樹脂フォーム５の表面に、これを接着剤としてシート状の表面材７を接合して一体化したものである。

前記芯材２となる波形金属板３は波形の形状を有する金属板であれば何れのもでも良く、経済性の面から波形鋼板が望ましい。この波形金属板３は例えば図２に示すように、孔８を多数開孔した有孔の波形金属板３で、加工する孔８の形状は円形が望ましいが、その他の形状でも良く、また孔の割合は強度が著しく低下しない程度が良い。また孔８の直径は１０ｍｍ程度のものをランダム加工したものが良い。

また芯材２となる波形金属板３の両面に形成する硬質発泡樹脂フォーム４は、例えば硬質発泡ウレタン樹脂や硬質発泡フェノール樹脂フォーム、硬質発泡ポリスチレン樹脂フォーム、などの、発泡した硬質の樹脂であれば良い。また硬質発泡樹脂フォーム４の表面に形成する無機質繊維シート６としては、例えばグラスウールやロックウールなどの耐熱性の繊維シートを用いる。この無機質繊維シート６は、硬質発泡樹脂フォーム４を担持するだけでなく硬質発泡樹脂フォーム４や熱硬化性樹脂フォーム５が発泡する際に発生する発泡時の余剰な分解ガスを外へ逃がすための流路としての役割も果たす。

またこの無機質繊維シート６に含浸して発泡硬化させた熱硬化性樹脂フォーム５としては、接着性を有する例えば低発泡樹脂フォームが好ましい。この熱硬化性樹脂フォーム５は、液状の熱硬化性樹脂５Ａを塗布するか、あるいは粉体を散布して、これを加熱することにより液状化して無機質繊維シート６の表面から含浸して発泡することにより形成する。この熱硬化性樹脂フォーム５は、無機質繊維シート６に絡みながらここを貫通して硬質発泡樹脂フォーム４の表面に食い込むような形で発泡硬化しているので、釘やビスを取付ける場合に、確実に固定できるアンカー効果を生じる。

このアンカー効果は、熱硬化性樹脂フォーム５の厚さが１ｍｍ以上あれば十分である。１ｍｍ未満では、アンカー効果が不十分で釘やビスが固定できない恐れがある。また断熱パネル全体の厚さに対する無機質繊維シート６の厚さの割合は、強度、断熱性とのバランスを考慮すると２〜１３％の範囲が好ましい。

また熱硬化性樹脂フォーム５の表面に貼付するシート状の表面材７としては、例えば不燃紙や化粧紙などの紙類の他、アルミニュウム板やメッキ鋼板、着色した鋼板などの金属板、あるいは、壁クロスや天井クロス、フローリングクロスなど、模様を印刷した紙や布、合成樹脂などのシートを用いることができる。表面材として不燃紙や金属板を用いれば、防火、耐火性を向上させることができる。また表面材として金属板や、化粧紙を用いれば、鉄筋コンクリート造型枠用の残置型枠として、そのまま使用しても建物の外観塗装の必要がなく、工場での生産が可能である。また建築物の外壁面形成用の残置型枠として用いる表面材に、酸化チタンを塗布または含浸させれば、その還元作用により表面が清浄化され外観を長期間に亘って良好に保持することができる。

また本発明の断熱パネル１の厚さは特に限定されないが外壁用など、強度や防火・耐火性が必要とされる用途に使用する場合には、全体の厚さが４０ｍｍ以上が好ましく、また床材、間仕切り、ドア、天井用パネル、屋根下地パネルとして用いる場合には３０ｍｍ程度の厚さで十分である。また波形金属板３は１枚に限らず、複数枚設けて更に強度を向上させて構造でも良い。この場合、２枚の波形金属板３、３の間に硬質発泡樹脂フォームを介在させても良い。

次に本発明の断熱パネル１の製造方法について説明する。図３に示すように、先ずシート状の表面材７の上に液状の熱硬化性樹脂５Ａを塗布するか粉体を散布する。次にこの上に無機質繊維シート６を重ねてから硬質発泡樹脂４Ａの粉体を重ね、更にこの上に芯材となる有孔の波形金属板３を重ねて下部積層体を形成する。次に、芯材となる前記有孔の波形金属板３の上に硬質発泡樹脂４Ａの粉体を重ねてから、この上に無機質繊維シート６を重ね、次にこの無機質繊維シート６上に液状の熱硬化性樹脂５Ａを塗布するか粉体を散布してから、シート状の表面材７を重ねて上部積層体を形成して、下部積層体の上に上部積層体を重ねて積層体９を形成する。

次にこの積層体９を、加熱機構を備えたプレスの下型１０の上に載せ、周囲を金属製の枠状スペーサー１１で囲んでから、上型１２を被せて加熱加圧すると、硬質発泡樹脂４Ａと熱硬化性樹脂５Ａが発泡して、図１に示すように波形金属板３の両面に、硬質発泡樹脂フォーム４と、熱硬化性樹脂フォーム５が含浸形成された無機質繊維シート６およびシート状の表面材７が一体となった断熱パネル１が形成される。

上記構成の断熱パネル１は図１に示すように、芯材２に有孔の波形金属板３を用い、この両側に硬質発泡樹脂フォーム４が設けられ、更にその外側に断熱性に優れた無機質繊維シート６が設けられ、この表面に熱硬化性樹脂５Ａを含浸させて発泡硬化させた熱硬化性樹脂フォーム５が形成されているので、圧縮、引張、曲げ、剥離強度など強度が高く、しかも断熱性に優れている。また断熱パネル１は内部に余剰な分解ガス等が残留していないので、硬質発泡樹脂フォーム４が完全に且つ均一に発泡充填されているので強度が高い。また芯材２として有孔の波形金属板３を使用しているので、この両側の硬質発泡樹脂フォーム４が孔８を通して一体に形成されて剥離強度が高い。

また本発明の断熱パネル１は芯材２に波形金属板３を使用しているので曲面加工も容易である。この場合、図４に示すように断熱パネル１の両面に所定の間隔でスリット１３を表面に対して垂直に入れる。このスリット１３は、外周側には線状のスリット１３を、内周側には逆Ｖ形状のスリット１３を予め入れておき、これを曲げることにより図５に示すように湾曲させて、曲面を形成することができる。このため残置型枠として、使用後に躯体に残置する鉄筋コンクリート造型枠材として用いると、容易に曲面加工したコンクリート壁面を形成することができる。またコンクリート壁面の両側が断熱材で被覆された状態となっているので、室内の結露を防止する効果も得ることができる。

このため本発明の断熱パネル１を使用後に躯体に残置する鉄筋コンクリート造型枠材兼用断熱パネルや、内外装下地パネル、木構造の耐力壁兼用断熱パネル、床材、間仕切り、ドア、天井用パネル、屋根下地パネルなど多機能の目的に使用することができる。

シート状の表面材７として不燃紙を用い、この上に熱硬化性樹脂５Ａとして低発泡ウレタン樹脂液を塗布し、この上に無機質繊維シート６としてガラスチョップドストランドマットを単位面積重量が３００ｇ／ｍ^２ を重ね、この上に硬質発泡樹脂４Ａの粉体を単位面積当りの散布量が１０００ｇ／ｍ^２ となるように重ねてから波形金属板３として有孔の波形鋼板を重ねて下部積層体を形成する。次に同様の工程で上部積層体を形成して、これを下部積層体の上に重ねて積層体９を形成する。

次にこの積層体９を、加熱機構を備えたプレスの下型１０の上に載せ、周囲を高さ５５ｍｍのアルミニウム製の枠状スペーサー１１で囲んでから、上型１２を被せて１７０℃で１０分間加熱加圧して図１に示す断熱パネル１を成型した。得られた断熱パネル１について表１に示す試験を行ない、その結果を表２に示した。また比較のために前記特許文献１に挙げた特開平８−８２０２号公報に記載の実施例を比較例として、表２に併記した。

表２の結果から実施例の数値と比較例（特許文献１ 特開平８−８２０２号公報に記載の実施例）を比較した通り本発明の数値の方がはるかに高く多機能の断熱パネルとして汎用性が確認された。

本発明の有孔の波形金属板を芯材として用いた断熱パネルの構成を示す断面図である。 本発明の断熱パネルを一部破断して示す斜視図である。 断熱パネルを加熱加圧成型している状態を示す断面図である。 図１の断熱パネルに多数のスリットを入れた状態を示す側面図である。 図４の断熱パネルを湾曲させた状態を示す側面図である。

１ 断熱パネル
２ 芯材
３ 波形金属板
４ 硬質発泡樹脂フォーム
４Ａ 硬質発泡樹脂
５ 熱硬化性樹脂フォーム
５Ａ 熱硬化性樹脂
６ 無機質繊維シート
７ シート状の表面材
８ 孔
９ 積層体
１０ 下型
１１ スペーサー
１２ 上型
１３ スリット

Claims (1)

1. 芯材に有孔の波形金属板を用い、この芯材の両面に硬質発泡樹脂フォームを設け、この両面に熱硬化性樹脂を含浸させて発泡硬化させた無機質繊維シートと、厚さが１ｍｍ以上の熱硬化性樹脂フォームを設け、更にこの熱硬化性樹脂フォームの表面に、これを接着剤としてシート状の表面材を接合して一体化したことを特徴とする断熱パネル。