JP4776201B2

JP4776201B2 - 断熱構造体及びその施工方法

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Publication number: JP4776201B2
Application number: JP2004289842A
Authority: JP
Inventors: 英人軽賀; 正樹山田
Original assignee: SK Kaken Co Ltd
Current assignee: SK Kaken Co Ltd
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2024-10-01
Also published as: JP2005320843A

Description

本発明は、建築物の断熱構造体に関するものである。

建築物を構成する外壁、屋根等の基材においては、その断熱性能を高めるため、屋内側に断熱材が施工されている。このような断熱材としては、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、セルロースファイバー等の有機材料が用いられている。この中でも、ウレタンフォームは、その熱伝導率が約０．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、断熱性に優れていること、比較的低コストで施工することができること等の特徴を有することから頻繁に用いられている。（例えば、特許文献１等）
特開平７−２５９２７４号公報

しかしながら、ウレタンフォームのような有機断熱材は熱に弱い。このため、いったん有機断熱材に熱が加わると変質してしまうという問題がある。

例えば、太陽光の直射を受ける部位においては、基材の温度が著しく上昇する。このような基材の屋内側に形成されたウレタンフォームは、基材との界面付近で熱によって劣化してしまい、密着性不良、脱落等が生じる場合がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、優れた断熱性、耐熱性を有し、太陽光の直射を受けて温度が著しく上昇する部位であっても、長期にわたり安定した断熱効果が発揮できる断熱構造体を提供することを主な目的とする。

本発明者は、かかる従来技術の問題点を解決するために鋭意検討した結果、建築物を構成する基材に対して特定の耐熱断熱材層と有機断熱材層とを順に積層する構造体によって上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、下記の断熱構造体及びその施工方法に係るものである。
１．基材に対し、少なくとも耐熱断熱材層及び有機断熱材層が順に積層された構造を有する断熱構造体であって、
（１）前記耐熱断熱材層が、セメント、かさ比重が０．０５〜０．１５である無機質軽量骨材及び有機バインダーを含有し、かつ、発泡有機樹脂成分を０重量％以上５重量％未満含む耐熱断熱材組成物から形成されたものであり、
（２）前記有機断熱材層が、発泡有機樹脂成分を５重量％以上含む有機断熱材組成物から形成されたものである、
ことを特徴とする断熱構造体。
２．前記耐熱断熱材組成物が、セメント１００重量部に対し、かさ比重が０．０５〜０．１５である無機質軽量骨材５重量部以上３００重量部以下、有機バインダー０．５重量部以上５０重量部以下、発泡有機樹脂成分０重量部以上２３重量部未満を含む、上記項１に記載の断熱構造体。
３．前記耐熱断熱材組成物が、さらに水化度の大きい物質を含有する、上記項１又は２に記載の断熱構造体。
４．有機断熱材層の熱伝導率が、０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、上記項１〜３のいずれかに記載の断熱構造体。
５．耐熱断熱材層の熱伝導率が、０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、上記項１〜４のいずれかに記載の断熱構造体。
６．基材に対し、セメント、かさ比重が０．０５〜０．１５である無機質軽量骨材及び有機バインダーを含有し、かつ、発泡有機樹脂成分を０重量％以上５重量％未満含む耐熱断熱材組成物を用いて耐熱断熱材層を形成し、次いで発泡有機樹脂成分を５重量％以上含む有機断熱材組成物を用いて前記耐熱断熱層の上に有機断熱材層を形成する工程を有することを特徴とする断熱構造体の施工方法。
７．前記耐熱断熱材組成物が、さらに水化度の大きい物質を含有する、上記項６に記載の断熱構造体の施工方法。

本発明の断熱構造体は、優れた断熱性、耐熱性を有することから、太陽光の直射を受けて温度が著しく上昇する部位であっても、長期にわたり安定した断熱効果を発揮することができる。

本発明の断熱構造体は、基材に対し、少なくとも耐熱断熱材層及び有機断熱材層が順に積層された構造を有する断熱構造体であって、
（１）前記耐熱断熱材層が、セメント、無機質軽量骨材及び有機バインダーを含有し、かつ、発泡有機樹脂成分を０重量％以上５重量％未満含む耐熱断熱材組成物から形成されたものであり、
（２）前記有機断熱材層が、発泡有機樹脂成分を５重量％以上含む有機断熱材組成物から形成されたものである、
ことを特徴とする。

基材
本発明の基材としては、建築物の屋外と屋内とを隔てる役割を有するものであれば限定されない。一般的には、建築物を構成する基材であって、少なくとも一部が屋外の外気に露出しているものが該当する。このような基材としては、例えば、外壁、屋根等が挙げられる。

基材の材質は特に限定されず、例えば金属材料、無機材料、木質材料等の１種又は２種以上が挙げられる。これらは、本発明が適用される部位により異なる。例えば、外壁では、コンクリート、モルタル、軽量モルタル、軽量コンクリート、ケイ酸カルシウム板、ＡＬＣ板、石膏ボード、スレート板、押出し成形板、窯業系サイディング材、金属系サイディング材、プラスチック系サイディング材、各種合板等が例示される。例えば、屋根では、粘土瓦、スレート瓦、プレスセメント瓦、コンクリート瓦、金属系屋根材等が例示される。また、これらの材料を２種以上組み合わせてなる複合型の基材としては、例えば複数の板材の間にグラスウール等の断熱材、空気層等を介在させてなる基材等が挙げられる。

基材の熱貫流率は特に限定されないが、通常１Ｗ／（ｍ²・Ｋ）以上、好ましくは３〜８Ｗ／（ｍ²・Ｋ）程度である。本発明の断熱構造は、このような熱貫流率を有する基材に対して好適に適用できるほか、熱貫流率７Ｗ／（ｍ²・Ｋ）以上という高い熱貫流率を有する基材に対しても適用できる。

なお、本明細書における熱貫流率は、住宅金融公庫監修「木造住宅工事共通仕様書(解説付)」の付録４「熱貫流率の計算方法」に基づくものである。具体的には、熱貫流率は、以下の手順に従って算出される。
１）式１より、基材の熱伝導率及び厚さから熱抵抗を算出する。
２）式２より、基材の熱抵抗及び空気の熱伝達抵抗から熱貫流抵抗を算出する。
３）式３より、熱貫流抵抗から熱貫流率を算出する。
＊式１：熱抵抗（ｍ²・Ｋ／Ｗ）＝厚さ（ｍ）／熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
＊式２：熱貫流抵抗（ｍ²・Ｋ／Ｗ）＝屋内側空気の熱伝達抵抗（ｍ²・Ｋ／Ｗ）＋基材の熱抵抗（ｍ²・Ｋ／Ｗ）＋屋外側空気の熱伝達抵抗（ｍ²・Ｋ／Ｗ）
＊式３：熱貫流率（Ｗ／（ｍ²・Ｋ））＝１／熱貫流抵抗（ｍ²・Ｋ／Ｗ）
（但し、屋内側空気の熱伝達抵抗を０．０９ｍ²・Ｋ／Ｗとし、屋外側空気の熱伝達抵抗を０．０４ｍ²・Ｋ／Ｗとする）。

耐熱断熱材層
耐熱断熱材層は、セメント、無機質軽量骨材及び有機バインダーを含有し、かつ、発泡有機樹脂成分を０重量％以上５重量％未満含む耐熱断熱材組成物から形成されたものである。耐熱断熱材層を積層することにより、有機断熱材層の熱による劣化を防ぎ、長期にわたり安定した断熱効果を得ることができる。

本発明の耐熱断熱材層は、特に、熱伝導率が０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、さらには０．０７Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、さらには０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下のものが好ましい。上記熱伝導率に規定することによって、より優れた耐熱性、断熱性等が得られ、有機断熱材層の熱による劣化を防ぐとともに、長期にわたり優れた断熱効果を得ることができる。

耐熱断熱材組成物は、セメント、無機質軽量骨材及び有機バインダーを含有し、かつ、発泡有機樹脂成分を０重量％以上５重量％未満含む。以下、各成分についてそれぞれ説明する。

（セメント）
セメントは特に限定されず、公知のもの又は市販品を使用できる。例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメントのほか、アルミナセメント、超速硬セメント、膨張セメント、酸性リン酸塩セメント、シリカセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、キーンスセメント、メーソンリーセメント等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。これらの中でも、ポルトランドセメントが好ましい。特に、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントの少なくとも１種が好ましい。

（無機質軽量骨材）
無機質軽量骨材としては特に限定されず、例えばパーライト、膨張頁岩、膨張バーミキュライト、軽石、シラスバルーン、ガラスバルーン、ＡＬＣ粉砕物、アルミノシリケート発泡体等が挙げられる。

無機質軽量骨材は、かさ比重が０．０５〜０．１５であることが好ましい。かさ比重を上記範囲に規定することによって、より効果的に高軽量化、高断熱化を図ることができる。かさ比重が０．０５未満の場合には、吹付けた材料が垂れやすく厚付けが困難となるおそれがある。また、形成された耐熱断熱材層にクラックが生じやすくなる。かさ比重が０．１５を超える場合は、取り扱い時の潰れに対しては強いものの、混練時点で大幅な軽量化を図ることが困難な場合がある。

無機質軽量骨材の平均粒径は、所望の断熱性、強度等に応じて適宜決定できる。通常は平均粒子径０．０５〜５ｍｍ、好ましくは０．１〜３ｍｍ程度である。

無機質軽量骨材の含有量は、セメント１００重量部に対して、５〜３００重量部（さらには１０〜２００重量部、さらには３０〜１５０重量部）であることが好ましい。セメント１００重量部に対して５重量部より少ない場合には、断熱効果・軽量効果とともに不十分なものになってしまう。また、３００重量部を超える場合には、形成される断熱材の強度が極端に弱いものとなってしまう。

（有機バインダー）
有機バインダーとしては、公知の樹脂類、ゴム類等を含むものが使用できる。樹脂類としては、例えばアクリル樹脂、ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、プロピオン酸ビニル樹脂、バーサチック酸ビニル樹脂、アクリル酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、バイオガム、ガラクトマンナン誘導体、アルギン酸及びその誘導体、ゼラチン、カゼイン及びアルブミン並びにこれらの誘導体、セルロース及びセルロース誘導体等が挙げられる。ゴム類としては、例えばクロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。

有機バインダーは、いずれの形態でも使用できる。例えば、粉末状のほか、水溶液、エマルジョン等の状態でも使用できる。いずれの形態でも、公知のもの又は市販品が使用できる。粉末状の有機バインダーでは、現場で水と混合する形態の方が現場での作業効率が良いことから、再乳化型粉末タイプが好ましい。

有機バインダーの含有量は、セメント１００重量部に対して固形分で０．５〜５０重量部である。この中でも、１〜３０重量部とすることが好ましい。かかる範囲内に規定することにより、十分な断熱性、強度等が得られる。

（発泡有機樹脂成分）
耐熱断熱材層は、発泡有機樹脂成分を０重量％以上５重量％未満含む。発泡有機樹脂成分としては、例えば、発泡ウレタン、発泡イソシアネート、発泡スチロール、発泡フェノール、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリ塩化ビニル等の公知の発泡有機樹脂を使用できる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。これらの中でも、特に発泡スチロールが好ましい。これらの発泡有機樹脂は、粉粒体の形態で使用することもできる。

発泡有機樹脂成分の含有量は、耐熱断熱材組成物中０重量％以上５重量％未満、好ましくは０重量％以上４重量％以下、より好ましくは０重量％以上２重量％以下、最も好ましくは０重量％となるように設定する。５重量％未満とすることにより、優れた断熱性及び耐熱性を得ることができる。

また、発泡有機樹脂成分は、セメント１００重量部に対して、０重量部以上２３重量部未満、好ましくは０重量部以上１８重量部以下、より好ましくは０重量部以上９重量部以下、最も好ましくは０重量部とする。発泡有機樹脂成分を０重量部以上２３重量部未満とすることによって、優れた断熱性及び耐熱性が発現される。

（その他の添加剤）
さらに耐熱断熱材組成物には、セメント、無機質軽量骨材、有機バインダー、発泡有機樹脂粉粒体のほかに、必要に応じて、水化度の大きい物質、繊維、粘性調整剤、硬化促進剤、減水剤、界面活性剤、難燃剤、消泡剤、造膜助剤、針状無機化合物粉末等の添加剤を配合できる。

（水化度の大きい物質）
本発明の耐熱断熱材層は、水化度の大きい物質を含有することが好ましい。水化度とは、１００℃で加熱された物体がそれ以上の温度に加熱されていった場合に、更に多量の水を放出する程度をいい、本発明における水化度の大きい物質とは、１００℃の恒温時点を基準とし、６００℃加熱により約１５重量％以上が脱水し、減量する物質をいう。なお、該物質に含有されている水の形態としては、結晶水の他、吸着水も含み、一般に該物質水和物ともいう。

水化度の大きい物質としては、例えば水酸化アルミニウム、ギプサイト鉱物、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミニウム酸化物の水和物、水酸化マグネシウム、ブルーサイト、アタパルジャイト等のマグネシウム酸化物の水和物、チャバザイト、ビューランダイト、モルデナイト等の沸石系物質、アロフェン、ハロイサイド、未膨張バーミキュライト等のシリカ−アルミナ系物質、サチンホワイト、エトリンジャイト等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。

これらの中で、アルミニウム酸化物の水和物とマグネシウム酸化物の水和物が耐熱性に優れているので好適に用いられる。これらの物質は、粉状や粒状の他、種々の形態で使用できる。

水化度の大きい物質の含有量は、セメント１００重量部に対して、通常１０〜３００重量部である。この中でも、２０〜２００重量部が好ましい。かかる範囲内に規定することにより、十分な強度が得られる。

（繊維）
繊維としては、例えばアクリル繊維、アセテート繊維、アラミド繊維、銅アンモニア繊維（キュプラ）、ナイロン繊維、ノボロイド繊維、パルプ繊維、ビスコースレーヨン、ビニリデン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリクラール繊維、ボリノジック繊維、ポリプロピレン繊維等の有機繊維、炭素繊維、ロックウール、ガラス繊維、シリカ繊維、シリカ−アルミナ繊維、カーボン繊維、炭化珪素繊維等の無機繊維等が挙げられる。この中でも、パルプ繊維は練りこみ時の粘性改良や吹き付け時のタレ止め効果を高めることができる点で好ましい。

繊維の含有量は、セメント１００重量部に対して、通常１〜５０重量部である。この中でも、２〜３０重量部が好ましい。かかる範囲内に規定することにより、十分な強度が得られる。

（粘性調整剤）
粘性調整剤としては、例えばアロフェン、ヒシンゲル石、パイロフィライト、タルク、ウンモ、モンモリロン石、バーミキュル石、リョクデイ石、カオリン、パリゴルスカイト、ベントナイト、セリサイト、超微粉シリカ、表面処理炭酸カルシウム、アマイドワックス、水添ヒマシ油ワックス、ベンリジデンソルビトール、金属石鹸、酸化ポリエチレン、硫酸エステル系アニオン活性剤、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンオキサイド等が挙げられる。

これら粘性調整剤は、セメント１００重量部に対して、通常０．５〜７重量部、好ましくは１〜５重量部とすれば良い。

（硬化促進剤）
硬化促進剤としては、例えばアルミン酸リチウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等のアルカリ金属アルミン酸塩；炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸塩；水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩；その他、消石灰、石膏、カルシウムアルミネート等が挙げられる。硬化促進剤の配合により、耐熱断熱材層の硬化が促進できる。

硬化促進剤の配合量は耐熱断熱材層の所望の特性に応じて適宜設定すれば良いが、セメント１００重量部に対して、通常１〜３０重量部、好ましくは２〜２０重量部程度である。

（減水剤）
減水剤は特に限定されず、公知又は市販のものを使用することができる。例えば、芳香族スルホン酸系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤、リグニンスルホン系減水剤、メラミン系減水剤等が挙げられる。

減水剤の配合量は耐熱断熱材層の所望の特性に応じて適宜設定すれば良いが、セメント１００重量部に対して、通常０．０５〜５重量部、好ましくは０．１〜４重量部程度である。

（界面活性剤）
界面活性剤は限定的でなく、例えばアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等の各種界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の添加により、適度な空気連行性が付与され、吹き付け作業性を改善することができる。

界面活性剤の配合量は耐熱断熱材層の所望の特性に応じて適宜設定すれば良いが、セメント１００重量部に対して、通常０．０１〜５重量部、好ましくは０．０２〜２重量部程度である。

（難燃剤）
難燃剤は公知又は市販のものを用いることができる。例えば、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、無機系難燃剤等が使用できる。ハロゲン難燃剤としては、具体的にはテトラブロモビスフェノールＡ、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモジフェニルオキサイド等が挙げられる。リン系難燃剤としては、具体的にはリン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェート、トリス（β−クロロエチル）ホスフェート、トリスクロロエチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート等が挙げられる。無機系難燃剤としては、例えば赤リン、酸化スズ、三酸化アンチモン、水酸化ジルコニウム、メタホウ酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。難燃剤の添加により、耐熱断熱材層の難燃化が促進される。

難燃剤の配合量は耐熱断熱材層の所望の特性に応じて適宜設定すれば良いが、セメント１００重量部に対して、通常０．０５〜３０重量部、好ましくは０．１〜２０重量部程度である。

（消泡剤）
消泡剤は特に制限されない。例えば、鉱物油系消泡剤、シリコーン系消泡剤等が挙げられる。消泡剤の添加により、過度の空気連行を抑制し、強度低下等を防止することができる。

消泡剤の配合量は耐熱断熱材層の所望の特性に応じて適宜設定すれば良いが、セメント１００重量部に対して、通常０．０１〜５重量部、好ましくは０．０２〜２重量部程度である。

（造膜助剤）
造膜助剤は特に限定されず、例えばアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤等が挙げられる。造膜助剤の添加により、有機バインダーの造膜性を高め、強度を高めることができる。

造膜助剤の配合量は耐熱断熱材層の所望の特性に応じて適宜設定すれば良いが、セメント１００重量部に対して、通常０．０１〜５重量部、好ましくは０．０２〜２重量部程度程度である。

（針状無機化合物粉末）
針状無機化合物粉末を配合することにより、より高い強度を付与できる。かかる粉末としては、例えば、針状炭酸カルシウムが好ましい。粉末の添加量は特に限定されないが、セメント１００重量部に対して、通常１〜２０重量部程度である。

（耐熱断熱材組成物の調製方法）
耐熱断熱材組成物は、上記の成分を混合機、ニーダー等の公知の装置を用いて均一に混合することにより調製できる。この場合には、必要に応じて水を配合しても良い。水の配合量は限定的ではないが、セメント１００重量部に対して、通常１００〜１５００重量部程度とすれば良い。

有機断熱材層
有機断熱材層は、耐熱断熱材層の室内側（すなわち、基材と反対側）に設けられる。有機断熱材層は、発泡有機樹脂成分を５重量％以上含む有機断熱材組成物から形成されたものである。

有機断熱材層は、熱伝導率が０．０５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下、特に０．０４（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下であることが好ましい。このような熱伝導率であることにより、優れた断熱効果を発揮することができる。

有機断熱材組成物は、発泡有機樹脂成分を５重量％以上含む有機断熱材組成物から形成されている。以下、上記組成物の成分について説明する。

（発泡有機樹脂成分）
発泡有機樹脂成分は、前記の耐熱断熱材組成物に含まれる発泡有機樹脂成分と同様のものを使用するこができる。

発泡有機樹脂成分は、上記組成物中５重量％以上、特に６重量％以上含まれてることが望ましい。なお、発泡有機樹脂成分の含有量の上限は限定的ではないが、一般的には１００重量％とすれば良い。

このような有機断熱材層としては、例えば、ウレタンフォーム、イソシアヌレートフォーム、フェノールフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、ポリ塩化ビニルフォーム、セルロースファイバー等の発泡有機樹脂から形成されたものや、または、発泡有機樹脂粉粒体を含む有機断熱材組成物から形成されたもの等が挙げられる。

発泡有機樹脂粉粒体を含む有機断熱材組成物には、発泡有機樹脂粉粒体のほか、上述したセメント、無機質軽量骨材、有機バインダー、界面活性剤、難燃剤、減水剤、消泡剤、造膜助剤、粘性調整剤、針状無機化合物粉末、粘土鉱物粉粒体、硬化促進剤、減水剤等の添加剤を必要に応じて配合することができる。

（耐熱断熱材層及び有機断熱材層の形成方法）
耐熱断熱材層及び有機断熱材層の形成方法は、特に限定されない。例えば、１）基材に対し、耐熱断熱材組成物を吹き付けにより塗付した後に乾燥させ、さらに断熱材組成物を吹き付け、塗付することによる湿式工法、また、２）予め作製しておいたシート状耐熱断熱材層及びシート状有機断熱材層を、基材の屋内側に積層して設置する乾式工法等で形成することができる。あるいは、３）基材に対し、耐熱断熱材組成物を吹き付けにより塗付した後に乾燥させ、次いで予め作製しておいたシート状有機断熱材層を積層して設置する方法、４）基材に対し、予め作製しておいたシート状耐熱断熱材層を設けた後、断熱材組成物を吹き付け、塗付する工法（すなわち、湿式工法と乾式工法を組み合わせることにより、各層を形成する方法）等もある。

また、基材に耐熱断熱材層を形成する場合、耐熱断熱材層に有機断熱材層を形成する場合等には、公知のシーラー、プライマー、接着剤、粘着剤等を用いて施工することができる。本発明では、特に、これらの材料が耐熱性を有するものであることが好ましい。

耐熱断熱材層又は有機断熱材層は、通常、基材の屋内側に接触させて設けるが、建築物の構造等を考慮して、必要に応じて、空間を介して設けても良い。

吹き付けにより施工する場合には、例えば、スネーク式圧送ポンプ等で断熱材組成物又は耐熱断熱材組成物をポンプ圧送し、吹き付けガンを通じて所望部位に被着させれば良い。耐熱断熱材層又は有機断熱材層の形成方法としては、吹き付け以外の方法を採用することもできる。

耐熱断熱材層又は有機断熱材層の厚みは特に限定されず、所望の断熱性に応じて適宜設定できるが、通常１０〜５０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍ程度である。両層の厚みの比は特に限定されないが、特に耐熱断熱材層：有機断熱材層が１：０．５〜２０程度、特に１：０．８〜１０程度とすることが好ましい。

耐熱断熱材層又は有機断熱材層の比重も特に限定されず、所望の断熱性に応じて適宜設定できるが、通常０．３ｇ／ｃｍ³以下であり、好ましくは０．２ｇ／ｃｍ³以下、より好ましくは０．１ｇ／ｃｍ³以下である。かかる耐熱断熱材層、有機断熱材層の比重は、例えば発泡有機樹脂成分の種類、含有量等により制御できる。

また、耐熱断熱材層又は有機断熱材層は、ＩＳＯ５６６０に規定される発熱性試験において、加熱強度５０ｋＷ／ｍ²、加熱時間５分の条件下における総発熱量が８ＭＪ／ｍ²以下であることが望ましい。特に、有機断熱材層は、ＩＳＯ５６６０に規定される発熱性試験において、加熱強度５０ｋＷ／ｍ²、加熱時間１０分の条件下における総発熱量が８ＭＪ／ｍ²以下であることがより望ましい。すなわち、有機断熱材層は、平成１２年建設省告示第１４０２号の難燃材料としての性能、更には平成１２年建設省告示第１４０１号の準不燃材料としての性能を満足することが望ましい。

本発明では、さらに基材の屋外側に、赤外線反射性を有する塗膜を設けることが好ましい。塗膜の赤外線反射率は、具体的に２０％以上が好ましく、さらには４０％以上、さらには５０％以上がより好ましい。赤外線反射率２０％の塗膜を有することにより、基材と温度上昇を抑制でき、有機断熱材層の密着性低下、脱落等をより防止又は抑制できる。本明細書における赤外線反射率は、波長８００〜２１００ｎｍの光の分光反射率を測定し、その平均値を算出することにより求められる値である。

このような塗膜は、例えば、合成樹脂と赤外線反射性を有する顔料とを含む塗料（以下「赤外線反射塗料」とも言う）から形成できる。赤外線反射率は、赤外線反射性を有する顔料の量により適宜調整できる。

合成樹脂は限定されず、一般的な樹脂から選択することができる。より具体的には、例えば酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、１種又は２種以上を混合して使用できる。またこれらの樹脂の複合系、架橋反応性を有するもの等も使用できる。

赤外線反射性を有する顔料としては限定されず、例えば、アルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化インジウム、シリカ、珪酸マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。この中でも、特にアルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム及びアルミナの少なくとも１種が好ましい。

赤外線反射塗料には、必要に応じて、塗膜に様々な色彩を付与するための顔料を配合できる。このような顔料は、赤外線透過性を有する顔料でも良いが、赤外線反射性を有する顔料であることが好ましい。本発明における塗膜には、赤外線反射率２０％以上の塗膜が含まれるため、塗膜に白色以外の色相を付与した場合でも、十分な赤外線反射効果を発揮できる。

赤外線透過性を有する顔料としては限定されない。例えば、ペリレン顔料、アゾ顔料、黄鉛、弁柄、朱、チタニウムレッド、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、コバルトブルー、インダスレンブルー、群青、紺青等が挙げられる。これらの顔料も、１種又は２種以上を混合して使用できる。

赤外線反射塗料中の顔料（用いる全ての顔料）の含有量は、通常、顔料容積濃度２〜６０％の範囲内で所定の赤外線反射率を満たすように調整できる。なお、厳密には、赤外線反射率は、顔料の種類により変化するため、必ずしも上記範囲内に限定されるものではない。

赤外線反射塗料には、上記成分のほか、一般塗料に含まれ得る添加剤を配合しても良い。例えば、骨材、繊維、増粘剤、造膜助剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防徽剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒、架橋剤等が挙げられる。これら添加剤の配合量は、赤外線反射率を所定範囲に制御できる限り、適宜設定できる。

赤外線反射塗料は、通常、上記合成樹脂、顔料、添加剤等を混合することにより調製できる。調製時には、必要に応じて、水、溶剤等を混合しても良い。例えば、合成樹脂として水系樹脂を用いた場合には、水、親水性有機溶剤等を混合できる。合成樹脂として非水系樹脂を用いた場合には、芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤等の非水系溶剤を混合できる。

塗膜は、例えば基材上に赤外線反射塗料を塗装することにより形成できる。塗装方法は特に限定されず、例えば、スプレーガン、ローラー、刷毛等の塗装器具を用いて行えば良い。必要に応じて、塗装前に、基材表面に下塗り塗料、下地調整塗材、断熱性塗料（中空バルーンを配合した塗料等）を塗付しても良い。これらは本発明における塗膜層の一部として含まれる。塗膜の厚みも特に限定されないが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍ程度である。

なお、必要に応じて、赤外線反射塗料を塗り重ねることもできる。また赤外線反射塗料の塗膜上に、さらに透明塗料、着色塗料等を塗装しても良い。但し、この場合には、透明塗料、着色塗料等としては、赤外線透過性を有するものでも良いが、赤外線反射性を有するものが好ましい。これらの塗膜も本発明における塗膜の一部として含まれる。

以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
（有機断熱材層サンプル、及び耐熱断熱材層サンプルの作製）
下記表１に示す配合に従って原料を均一に混合し、耐熱断熱材組成物（配合例１、２）を調製した。表１に示す各原料（水を除く）の配合量は、固形分量を示す。
なお、表１に示す原料としては、次のものを用いた。
・セメント：普通ポルトランドセメント
・無機質軽量骨材１：パーライト（平均粒径０．１ｍｍ、かさ比重０．０５５）
・無機質軽量骨材２：ＡＬＣ粉砕物（平均粒径０．５ｍｍ、かさ比重０．１０）
・有機バインダー１：酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合エマルジョン（固形分５０重量％）
・有機バインダー２：メチルセルロース（２％溶解粘度１５０００ｍＰａ・ｓ（２０℃））
・有機発泡樹脂粉粒体：再生発泡スチロール破砕品（平均粒径約３ｍｍ、かさ密度０．０１１ｇ／ｃｍ³）
・繊維：パルプ繊維（平均繊維長約２ｍｍ）
・水化度の大きい物質：水酸化アルミニウム
配合例１、２における耐熱断熱材組成物を、それぞれ石膏ボード（厚さ１２．５ｍｍ）に吹き付け後、乾燥させ、２種類の耐熱断熱材層（厚さ３０ｍｍ）を作製した。各断熱材層を９９ｍｍ×９９ｍｍ×４２．５ｍｍの大きさに切り出して、耐熱断熱材層サンプルとした。また、石膏ボード（厚さ１２．５ｍｍ）に、ウレタンフォーム（厚さ３０ｍｍ）を積層し、９９ｍｍ×９９ｍｍ×４２．５ｍｍのウレタンフォームサンプル（有機断熱材層サンプル）を作製した。

次いで、得られたサンプルを試験体として、熱伝導率計（商標名「ＫｅｍｔｈｒｍＱＴＭ−Ｄ３」京都電子工業製）により熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を測定した。測定結果は表２に示す。

（実施例１）
配合例１で得た耐熱断熱材組成物を金属板（厚さ０．６ｍｍ、熱貫流率７．７Ｗ／（ｍ²・Ｋ））の片面に吹き付け、２３℃で７日間乾燥することにより耐熱断熱材層（厚さ３０ｍｍ）を形成した。次いで、耐熱断熱材層の上に、ウレタンフォーム（厚さ３０ｍｍ）を接着剤を介して貼着した。このようにして得られた試験体について、下記の赤外線ランプ試験を実施した。試験結果は表３に示す。

（赤外線ランプ試験）
試験体の金属板側から２００ｍｍの距離に赤外線ランプ（２５０Ｗ）を設置し、赤外線ランプを２４時間連続照射した。

照射後、試験体の耐熱断熱材層と金属板、及び、有機断熱材層と耐熱断熱材層との界面の状態を確認した。
赤外線ランプ試験の評価基準は、以下の通りである。
◎：両者とも異常なし
○：両者ともほとんど異常なし
△：どちらか一方に、わずかに脆化が認められる
×：どちらか一方に、明らかに脆化が認められる
（実施例２）
実施例１で得られた試験体の金属板面に、下記の塗料１を吹き付け塗装し、塗膜層（厚さ６０μｍ）を形成した。このようにして得られた試験体について、実施例１と同様の試験を実施した。試験結果は表３に示す。
・塗料１：非水分散形アクリルポリオール樹脂（Ｔｇ：４０℃、水酸基価：５０ＫＯＨｍg／g、溶剤：ミネラルスピリット）とその硬化剤（ヘキサメチレンジイソシアネート、ＮＣＯ含有量１２重量％、溶剤：ミネラルスピリット）との合計樹脂固形分１００重量部に対して、酸化チタン１５重量部、黄色酸化鉄１．３重量部、弁柄２．４重量部、フタロシアニンブルー０．５重量部を含有するグレー色の塗料。

赤外線反射率を分光光度計（商標名「ＵＶ−３１００」島津製作所製）にて測定したところ６６％であった。赤外線反射率測定に供した試験板は、アルミ板に黒色塗料（アクリル樹脂の固形分１００重量部にカーボンブラックを１１重量部含むもの）を乾燥膜厚が６０μｍとなるように塗布後、塗料１を乾燥膜厚が６０μｍとなるように塗付して作製したものである。

（実施例３）
配合例１で得た耐熱断熱材組成物の代わりに、配合例２で得た耐熱断熱材組成物を用いた以外は、実施例１と同様の方法で試験体を作製した。このようにして得られた試験体について、実施例１と同様の試験を実施した。試験結果は表３に示す。

（比較例１）
ウレタンフォーム（厚さ３０ｍｍ）を、金属板（厚さ０．６ｍｍ、熱貫流率７．７Ｗ／（ｍ²・Ｋ））の片面に接着剤を介して貼着し、試験体を得た。このようにして得られた試験体について、下記の赤外線ランプ試験を実施した。試験結果は表３に示す。

Claims

基材に対し、少なくとも耐熱断熱材層及び有機断熱材層が順に積層された構造を有する断熱構造体であって、
（１）前記耐熱断熱材層が、セメント、かさ比重が０．０５〜０．１５である無機質軽量骨材及び有機バインダーを含有し、かつ、発泡有機樹脂成分を０重量％以上５重量％未満含む耐熱断熱材組成物から形成されたものであり、
（２）前記有機断熱材層が、発泡有機樹脂成分を５重量％以上含む有機断熱材組成物から形成されたものである、
ことを特徴とする断熱構造体。
前記耐熱断熱材組成物が、セメント１００重量部に対し、かさ比重が０．０５〜０．１５である無機質軽量骨材５重量部以上３００重量部以下、有機バインダー０．５重量部以上５０重量部以下、発泡有機樹脂成分０重量部以上２３重量部未満を含む、請求項１に記載の断熱構造体。
前記耐熱断熱材組成物が、さらに水化度の大きい物質を含有する、請求項１又は２に記載の断熱構造体。
有機断熱材層の熱伝導率が、０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の断熱構造体。
耐熱断熱材層の熱伝導率が、０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の断熱構造体。
基材に対し、セメント、かさ比重が０．０５〜０．１５である無機質軽量骨材及び有機バインダーを含有し、かつ、発泡有機樹脂成分を０重量％以上５重量％未満含む耐熱断熱材組成物を用いて耐熱断熱材層を形成し、次いで発泡有機樹脂成分を５重量％以上含む有機断熱材組成物を用いて前記耐熱断熱層の上に有機断熱材層を形成する工程を有することを特徴とする断熱構造体の施工方法。
前記耐熱断熱材組成物が、さらに水化度の大きい物質を含有する、請求項６に記載の断熱構造体の施工方法。