JP4766717B2

JP4766717B2 - 断熱材、断熱壁および家屋の断熱方法

Info

Publication number: JP4766717B2
Application number: JP2010096725A
Authority: JP
Inventors: 榮男山本; 一三鈴木
Original assignee: Sakae Co Ltd
Current assignee: Sakae Co Ltd
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2030-04-20
Also published as: JP2010270585A

Description

本発明は断熱材、断熱壁および家屋の断熱方法に関し、特に、杉や檜等の樹木の樹皮を利用した断熱材、断熱壁および家屋の断熱方法に関する。

従来の発泡樹脂材やグラスウールを使用した断熱材に対し、近年では木質のセルロースファイバーを使用した断熱材が注目されている。例えば特許文献1では、セルロースファイバーを、エアシート、柱、内張りシートで囲まれた空間内に約５０〜６０ｋｇ／ｃｍ3の吹き込み密度で充填する断熱工法が示されている。

特許第３９８２９３５号

セルロースファイバーは吸放湿性に優れ、室内が適度な湿度に保たれて室内環境を快適に維持できるとともに、結露も防止されることから建物の寿命延長にも資するという特性を有している。しかし、その殆どが新聞紙等の古紙を原料にして製造されており、貴重な再生紙の原料でもある古紙を大量に消費するという問題がある。また、セルロースファイバーの品質が古紙に混入している不純物によって左右されるために、古紙を使用するに当たっては広告やビニール等の混入の有無を厳密にチェックする必要があるとともに、さらに撥水剤や硼酸、硼砂の添加、粉塵撤去等、製造に手間を要するという問題もあった。

そこで本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、古紙を原料とせず、製造簡易で吸放湿性に優れた木質の断熱材、断熱壁および断熱方法を提供することを目的とする。

発明者は新たな断熱材の原料として樹皮に着目した。樹皮は製材の過程で不可避的に生じるもので、これまでは産業廃棄物として廃棄する以外に無かった。そこで発明者は、このような樹皮から、住宅で大量に消費される断熱材を得ることを着想した。

すなわち、本第1発明の断熱材は、樹皮を解繊し分級して得られる木質繊維を主とする木質材よりなり、上記木質繊維は繊維長が平均約９．６ｍｍで、その９割程度の繊維外径が１．００ｍｍ以下である。

本第１発明の断熱材は、樹皮より得られる木質繊維を主とするものであるから、吸放湿性に優れるとともに、再生紙の原料である古紙を消費することがない。また古紙を使用しないから広告やビニール等の混入の有無をチェックする必要や、撥水剤の添加等の製造の手間を要しない。

本第２発明の断熱壁は、樹皮を解繊し分級して得られる、繊維長が平均約９．６ｍｍで、その９割程度の繊維外径が１．００ｍｍ以下の木質繊維を主とする木質材を家屋の内側と外側に位置させた仕切体の間に堆積させてなる。

本第３発明の家屋の断熱方法は、樹皮を解繊し分級して得られる、繊維長が平均約９．６ｍｍで、その９割程度の繊維外径が１．００ｍｍ以下の木質繊維を主とする木質材を、家屋の室内を区画する仕切体の外方に形成された空間内に吹き込んで堆積させることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、貴重な再生紙の原料である古紙を消費することなく、その殆どが廃棄物として捨てられていた樹皮を利用して、製造簡易で吸放湿性に優れた断熱材等を実現することができる。

本発明の断熱材の断熱性能を評価するための試験体の断面図である。本発明の断熱材の熱伝導率を測定する測定装置の概略構成図である。

本発明の断熱材の製造は以下の工程で行う。すなわち、製材の過程で皮むき機で採取した樹皮を、破砕機によって２０ｍｍ〜５０ｍｍ角程度の破片がその７割を占めるような破砕片とする。この破砕片を木材解繊装置に投入して解繊し、これを分級して木質材、すなわち本発明の断熱材を得る。解繊装置として本実施形態では（株）東洋油圧工業製TYM-600-350-WSを使用した。実際の生産ラインではさらに処理能力の大きい装置を使用することができる。上記解繊装置のフィルタは１０ｍｍ目のものを使用したが、これ以外のものを使用することも可能である。分級は例えば０．５ｍｍ網の振動篩機で行なう。上記解繊装置を経て得られた木質材は、木質繊維を主としたもので、木質繊維の繊維長は平均で約９.６ｍｍ、繊維の外径はその約９割が１．００ｍｍ以下であった。木質材には難燃性を付与するために硼酸を添加しておく。硼酸の添加は、木質材に噴霧機で硼酸塩溶液（Ｎａ₂Ｂ₈Ｏ₁₃・４Ｈ₂Ｏ）を噴霧することにより行なう。この場合の硼酸塩溶液の組成の一例は、４０ｋｇの木質材に対して、硼酸１．２１ｋｇ、５水硼砂１．４３ｋｇ、水（４０℃）１７．３９ｋｇ、溶解濃度１０％である。硼酸を添加した木質材は天日乾燥する。

このような木質材（断熱材）を使用して、縦横９０ｃｍ角の、断熱性能を評価するための試験体を製作した。すなわち、試験体１は図１に示すような、仕切体としての木製矩形パネル１１の外周を木製角材１２で囲んだ深さ１００ｍｍ（１０ｃｍ）の容器体内に上記木質材１３を堆積させ、開口を仕切体としての不織布の内張りシート１４で覆ったものである。なお、この試験体１の構造は、家屋の断熱壁として使用する場合の構造と基本的に同一であり、より大型の実際の断熱壁内に木質材１３を堆積させるには、例えば、内張りシート１４に形成した孔に公知のブローイング用施工機のホースを挿入して内部空間に木質材１３を吹き込むことにより行う。

上記試験体１の断熱性能はＪＩＳＡ１４２０に準じて行った。すなわち、図２に示すように、恒温室２内に設置した加熱箱３の一面の壁を上記試験体１とする。加熱箱３内には電気ヒータ４１と撹拌送風機４２が設けられて、これらは電力測定器４３，４４を介してそれぞれ温度調節器４５および気流調節器４６に接続されている。また、加熱箱３内と恒温室２内の温度、および試験体１の加熱箱３側と恒温室２側の温度を検出する温度センサ５１〜５４が設けられて、これらは温度測定器５５に接続されている。なお、図中、符号３１は放射遮断板である。

杉の樹皮から得られた木質材１３を使用して上記試験体１について行った断熱性能の試験結果を表１に示す。試験は４回行い、これより得られた木質材（断熱材）１３の熱伝導率はそれぞれ、０．０５５７(W/m・K)、０．０５３０(W/m・K)、０．０７０９(W/m・K)、０．０４８９(W/m・K)で、平均の熱伝導率は０．０５７１(W/m・K)であった。なお、この場合の木質材１３の充填密度は１３９．５ｋｇ／ｍ3であった。また、表２には、檜の樹皮から得られた木質材１３を使用して上記試験体１について４回行った断熱性能の試験結果を示し、これによれば、木質材（断熱材）１３の熱伝導率はそれぞれ、０．０５５６W/(m・K)、０．０４８２W/(m・K)、０．０４３１(W/m・K)、０．０４６９(W/m・K)で、平均の熱伝導率は０．０４８５(W/m・K)であった。なお、この場合の木質材１３の充填密度は１６１．７ｋｇ／ｍ3であった。ここで上記表１、表２中、試験体熱伝導率とは、試験体を安定させるために貼り付けた石膏ボードを含んだ熱伝導率であり、木質材（断熱材）熱伝導率は石膏ボードの影響を除いて算出してある。

以上の結果より、樹皮を解繊して得られる木質材はその熱伝導率が、一般に断熱材として使用できる０．０５(W/m・K)程度にあり、家屋の断熱材として、あるいは断熱壁として好適に使用することができる。なお、上記実施形態では杉ないし檜単独の樹皮から得られた木質材についてその断熱性能を示したが、杉と檜を混合した樹皮から木質材を得ても良い。また、杉と檜以外の樹木の樹皮を使用することもできる。本発明の木質材よりなる断熱材は、家屋の内側と外側に位置させた仕切体の間に堆積させて断熱壁とする以外に、家屋の室内を区画する仕切体、例えば天井板の上に吹き込んで堆積させるような使用方法も可能である。

１…試験体、１１…パネル（仕切体）、１２…角材、１３…木質材（断熱材）、１４…内張りシート（仕切体）。

Claims

樹皮を解繊し分級して得られる木質繊維を主とする木質材よりなり、前記木質繊維は繊維長が平均約９．６ｍｍで、その９割程度の繊維外径が１．００ｍｍ以下である断熱材。
樹皮を解繊し分級して得られる、繊維長が平均約９．６ｍｍで、その９割程度の繊維外径が１．００ｍｍ以下の木質繊維を主とする木質材を家屋の内側と外側に位置させた仕切体の間に堆積させてなる断熱壁。
樹皮を解繊し分級して得られる、繊維長が平均約９．６ｍｍで、その９割程度の繊維外径が１．００ｍｍ以下の木質繊維を主とする木質材を、家屋の室内を区画する仕切体の外方に形成された空間内に吹き込んで堆積させることを特徴とする家屋の断熱方法。