JP4546870B2

JP4546870B2 - 採光断熱材

Info

Publication number: JP4546870B2
Application number: JP2005115020A
Authority: JP
Inventors: 泰詩中田; 昌彦五藤
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: JP2006291608A

Description

本発明は、断熱性に優れ、透明性が高くかつ軽量である採光断熱材に関する。

近年の建築物では、省エネルギーの観点から、外界との高い断熱効果を達成し冷暖房の効率を極限にまで高める試みがなされている。このような目的のために断熱性の高い壁材等が種々提案されている。
建築物の住環境等を考える場合に、採光は極めて重要である。現在の建築物においては、採光部にはガラス窓を設置するのが一般的であるが、壁材等に比べて高い断熱効果を発揮させるのは難しかった。「省エネルギー技術戦略報告書」（平成１４年６月１２日、経済産業省）によれば、全消費エネルギーの４５％が窓等の開口部から損失しているといわれている。

断熱性の高いガラスとしては、いわゆるペアガラスが提案されている（例えば、特許文献１等）。ペアガラスは、２枚のガラス間に隙間を設け、ガラス間を真空としたり、アルゴン等の不活性ガスを吹き込んだりしたものであり、ガラス間の空間の存在により、高い断熱効果を発揮しようとするものである。しかしながら、ペアガラスは通常のガラスに比べて重くて嵩張るという問題があった。また、コスト面でも数万〜十数万円／ｍ^２かかり、通常の住宅へ応用するのは困難であった。更に、長期間使用する間に空気が侵入して真空状態が破れたり、ガス抜けが起こったりして、性能が低下してしまうことがあるという問題もあった。そこで、断熱性に優れ、透明性が高くかつ軽量である採光断熱材が求められていた。
特開２００３−０２６４５３号公報

本発明は、上記現状に鑑み、断熱性に優れ、透明性が高くかつ軽量である採光断熱材を提供することを目的とする。

本発明は、通常のガラスによる出窓状の採光部において該ガラスの内側に該ガラスから離して設置することにより高い断熱性能を発揮する採光断熱材であって、ポリカーボネート、塩化ビニル及び／又はポリエチレンテレフタレートからなり、厚さが１０〜２００μｍである、３以上の樹脂フィルムが、空気層を挟んで各々対向した構造を有し、可視光線透過率が２０％以上であり、前記空気層は、厚さが１００μｍ〜３ｍｍであり、透明な格子状のスペーサにより４〜１８００ｃｍ^２の複数のセルに分割されており、かつ、少なくともその周辺部が封止されている採光断熱材である。
以下に本発明を詳述する。

本発明の採光断熱材は、複数の樹脂フィルムが、空気層を挟んで各々対向して接着した構造を有する。
本発明の採光断熱材は、２枚の樹脂フィルムの間に空気層が挟持された構成のもの（図１（ａ））であってもよいが、後述する可視光線透過率を満たす限りにおいて、３以上の樹脂フィルムの間に空気層が挟持された構成のもの（図１（ｂ））が好ましい。複数の空気層を有する本発明の採光断熱材は、より高い断熱効果を発揮することができる。

上記樹脂フィルムとしては、透明性に優れるものであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル、塩化ビニル、ポリビニルアルコール、トリ酢酸セルロース等からなるものが挙げられる。
なかでも、自消性であって建築材として適合性がよいことから、ポリカーボネート、塩化ビニルが好適である。

本発明の採光断熱材において、上記樹脂フィルムは全て同じものであってもよいし、各々異なっていてもよい。図２に、各樹脂フィルムが異なる場合における、本発明の採光断熱材の一例の断面を示す模式図を示した。
図２に示した採光断熱材は、２枚のポリエチレンテレフタレートフィルムと、２枚のポリカーボネートフィルムとを、各々の樹脂フィルム間に空気層を挟んでポリカーボネートフィルムが最外層となるように積層した構造を有する。ポリカーボネートフィルムは、強度と耐候性とに優れることから、これ最外層とすることにより防犯性や耐候性を発揮させることができる。また、ポリエチレンテレフタレートフィルムは、機械的強度に優れる。

上記樹脂フィルムの厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は１０μｍ、好ましい上限は３００μｍである。１０μｍ未満であると、得られる採光断熱材の強度が劣ることがあり、３００μｍを超えると、同じ断熱効果を得るのに必要以上に採光断熱材が厚くなることがある。より好ましい下限は２０μｍ、より好ましい上限は２００μｍである。

上記空気層は、周辺部を封止することにより「動かない空気の層」を形成して高い断熱効果を発揮するものである。
本発明者らは、鋭意検討の結果、空気層の厚さを特定の範囲としたときに、特に高い断熱効果を発揮できることを見出し、本発明を完成するに至った。熱貫通率は空気層の厚さに関係するが、空気層の厚さが０のときには樹脂フィルム自身の熱貫通率に等しく、空気層が充分に厚くなると空気自身の熱貫通率（理論値）に近くなる。ところが、本発明者らが詳細に検討したところ、熱貫通率は、一定の空気層厚のときに極小値を示すことが判った。即ち、空気層の厚さの下限を１００μｍ、上限を３ｍｍとした場合に、特に高い断熱効果が得られることが判った。より好ましい下限は２００μｍ、より好ましい上限は２ｍｍである。
また、このことは、厚い空気層をただ一つだけ有するものよりも、一定の厚さの空気層を複数有するもののほうが断熱効果が高いことを意味している。

上記空気層は、複数のセルに分割されていることが好ましい。空気層が複数のセルに分割されることにより、本発明の採光断熱材全体の強度を高めることができる。また、個々のセルの独立性、気密性が高まることにより、より高い断熱性能を発揮することができる。
空気層の各セルの大きさの好ましい下限は４ｃｍ^２、好ましい上限は１８００ｃｍ^２である。４ｃｍ^２未満であると、得られる採光断熱材の可視光線透過率が劣ることがあり、１８００ｃｍ^２を超えると得られる採光断熱材の強度が劣ることがある。好ましい下限は２５ｃｍ^２であり、好ましい上限は６００ｃｍ^２である。

本発明の採光断熱材は、樹脂フィルム間にスペーサを有することが好ましい。該スペーサは、上記空気層の維持（樹脂フィルム間隔の維持）、空気層の周辺部の封止、空気層の分割等に用いられるものである。

上記スペーサとしては特に限定されないが、採光断熱材の可視光線透過率を確保するために透明であることが好ましく、また、採光断熱材の断熱性能を阻害しないために断熱性が高いものであることが好ましい。このようなスペーサとしては特に限定されないが、例えば、中空体（発泡体を含む）等が好適である。

上記スペーサの形状としては特に限定されず、粒子状、線状等であってもよいが、上記空気層の周辺部の封止、空気層の分割のためには、格子状のものが好適である。また、上記スペーサの形状により、得られる採光断熱材に意匠性を付与してもよい。なお、上記空気層が複数ある場合には、各々の空気層を規定するスペーサは同一の形状であってもよいし、異なった形状であってもよい。例えば、隣接する空気層を規定するスペーサが直交するようにして、全体としてスペーサが格子状となっていてもよい。

本発明の採光断熱材は、可視光線透過率の下限が２０％である。２０％未満であると、充分な採光を得ることができない。好ましい下限は３０％、より好ましい下限は４０％である。

本発明の採光断熱材を製造する方法としては特に限定されないが、例えば、図３に記載した態様の製造装置を用いる方法が挙げられる。
図３に記載した製造装置４は、ロール状に巻き取った樹脂フィルムのロールから樹脂フィルムを送り出す樹脂フィルム送り出し部５、ロール状に巻き取ったロールからスペーサを送り出すスペーサ送り出し部６、樹脂フィルムとスペーサとを積層する貼り合せ部７とからなる。また、図３に記載した製造装置は、更に、スペーサ送り出し部６から送り出したスペーサの両面にホットメルト接着剤を塗布する接着剤加工部８を有する。

図３に記載した製造装置を用いて本発明の採光断熱材を製造する方法では、まず、スペーサ送り出し部６からスペーサを送り出す。送り出されたスペーサは、接着剤加工部８において両面にホットメルト接着剤が塗布される。次いで、スペーサの送り出しに合わせて、樹脂フィルムを送り出し部５から樹脂フィルムを送り出す。樹脂フィルムとスペーサとは、貼り合わせ部７においてエアブロー等により積層され、加熱されて接着される。上記エアブローは、積層の直前まで樹脂フィルムやスペーサが合着するのを防ぐとともに、積層後には熱風により接着するのにも用いられる。
なお、樹脂フィルムとスペーサとは、積層する前に、５０〜１３０℃程度の予熱を行うことが好ましい。予熱により樹脂フィルムやスペーサの歪をとることができ、積層後に収縮等が発生するのを防止することができる。

本発明の採光断熱材は、また、樹脂フィルム上に、発泡剤を含有する硬化性樹脂組成物（例えば、エポキシ系等熱硬化型硬化性樹脂組成物やウレタン系等反応型硬化性樹脂組成物等）や熱可塑性樹脂組成物を塗工した後、発泡剤を発泡させる方法によっても製造することができる。

本発明の採光断熱材は、単独で、又は、通常のガラスと併用して建築物の採光部に設置することにより高い断熱性能を発揮することができる。本発明の採光断熱材の設置態様としては特に限定されないが、例えば、通常のガラスによる出窓状の採光部において、該ガラスの内側に該ガラスから離して設置することが考えられる。本発明の採光断熱材を着脱可能なように設置することにより、季節や目的に合わせて本発明の採光断熱材を用いることができる。また、本発明の採光断熱材を、開閉可能な形としてもよい。
本発明の採光断熱材は、また、例えばビニールハウス等の農業用フィルムとしても好適である。

本発明によれば、透明性が高く、軽量かつ断熱性に優れた採光断熱材を提供することができる。

以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
外径２．５ｍｍ、内径２ｍｍのポリカーボネートからなる透明チューブを用いて、大きさ３０×３０ｃｍで、１０×１０ｃｍの開口部を９つ有する格子状体を形成して、これをスペーサとした。
このスペーサを各々挟持するようにして４枚の厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムをアクリル系粘接着剤を用いて貼り合わせて採光断熱材を作成した。得られた採光断熱材の総厚さは約１０ｍｍであった。
図４は得られた採光断熱材の正面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図である。
図５において、９１は透明チューブ、９２はポリエチレンテレフタレートフィルム、９３はアクリル系粘着剤である。

（評価）
ＪＩＳＡ１４２０：１９９９に準ずる方法により、ガラスのみ、及び、ガラスと採光断熱材とを併用した場合とでの内外温度差を測定した。
その結果、採光断熱材を用いなかった場合の内外温度差が約３℃であったのに対して、採光断熱材を用いた場合の内外温度差は約１８℃であった。

本発明によれば、断熱性に優れ、透明性が高くかつ軽量である採光断熱材を提供することができる。

本発明の採光断熱材の断面を示す模式図である。各樹脂フィルムが異なる場合における、本発明の採光断熱材の一例の断面を示す模式図である。本発明の採光断熱材を製造する製造装置を示す模式図である。実施例１で製造した採光断熱材の正面を示す模式図である。図４のA−A断面を示す模式図である。

符号の説明

１１樹脂フィルム
１１’ ポリカーボネートフィルム
１２樹脂フィルム
１２’ ポリエチレンテレフタレートフィルム
１３樹脂フィルム
１３’ ポリエチレンテレフタレートフィルム
１４’ ポリカーボネートフィルム
２空気層
３封止部
４製造装置
５樹脂フィルム送り出し部
６スペーサ送り出し部
７貼り合せ部
８接着剤加工部
９１透明チューブ
９２ポリエチレンテレフタレートフィルム
９３アクリル系粘着剤

Claims

通常のガラスによる出窓状の採光部において該ガラスの内側に該ガラスから離して設置することにより高い断熱性能を発揮する採光断熱材であって、
ポリカーボネート、塩化ビニル及び／又はポリエチレンテレフタレートからなり、厚さが１０〜２００μｍである、３以上の樹脂フィルムが、空気層を挟んで各々対向した構造を有し、
可視光線透過率が２０％以上であり、
前記空気層は、厚さが１００μｍ〜３ｍｍであり、透明な格子状のスペーサにより４〜１８００ｃｍ^２の複数のセルに分割されており、かつ、少なくともその周辺部が封止されている
ことを特徴とする採光断熱材。
スペーサは、中空体であることを特徴とする請求項１記載の採光断熱材。