JP5398961B2

JP5398961B2 - 断熱パネル

Info

Publication number: JP5398961B2
Application number: JP2007061989A
Authority: JP
Inventors: 昌彦池田; 進鶴巻; 一彰八木
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2027-03-12
Also published as: JP2007291838A

Description

本発明は、断熱材および断熱パネルに関し、さらに詳しくは施工時の雨水などの水に濡れた場合にも簡便に乾燥可能であり、住宅の断熱外壁の部材として有用である断熱材および断熱パネルに関する。

従来、木造住宅用の断熱パネルとして、グラスウールなどの繊維系断熱材を使用する場合には、構造用面材の少なくとも四周に枠材を配し、その枠内に上記断熱材を配置し、内側を合板などの構造用面材や防湿フィルムなどで覆い、上記断熱材を保持しておくことが必要であった（特許文献１、２）。この場合には、従来の現場施工での軸組み工事では、本来不要な個所にも材木が必要になり、材料費が高くなったり、パネル自体の重量も大きくなるという欠点があった。さらにパネルの枠材が、柱頭・柱脚のホールダウン金物の取り付けに支障を来すという問題があった。

一方、他の断熱材として発泡系の断熱材を用いた断熱パネルも考案されており、この場合には四周の枠材は必要とせず、上記のような欠点は解決されているが、発泡系断熱材自体の価格が高く、工事費のコストダウンにならないこと、また、火に弱いため防火上の性能が悪いという問題があった。

また、断熱材としてグラスウールなどからなる断熱材の一方の面または全面を防湿フィルムで被覆してなる断熱材が知られている（特許文献３、４）。これらの断熱材は主に天井断熱材として使用する場合は、建物の屋根が設けられている状態で施工されるので雨水などによって濡れる心配はない。しかしながら、これらの断熱材を外壁用断熱材として使用する場合には、建物の屋根が完成する前に使用される場合が多く、雨水で濡れた場合には、その周囲が防湿フィルムで覆われていることから、その乾燥が困難であり、濡れることにより断熱性が著しく損なわれるという問題があった。

特開平１０−２４５９３３号公報特開平９−２２８４９２号公報特開２００１−３２３９８公報特開２００２−１４６９７３公報

従って本発明の目的は、安価であり、施工時の雨水などの水に濡れた場合にも簡便に乾燥可能であり、住宅の断熱外壁の部材として有用である断熱材および断熱パネルを提供することである。

上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、構造用面材５と、該面材の両端部から内側に１０〜２００ｍｍの位置に設けられた枠材６，６’と、該枠材に直交して面材の中央に設けられた間柱７とからなるパネル基材と、上記面材５と枠材６，６’と間柱７とにより区画された２領域に載置された断熱材Ａとからなり、上記断熱材Ａは、無機質繊維からなる矩形の断熱マット１とその一方の面に接着剤層２を介して貼合された防湿フィルム３とからなり、上記防湿フィルム３は、上記マットの両短辺間の距離と略同一長さを有しかつ上記マット１の両長辺から外側に互いに異なる幅で延出してマット両側に大幅耳部４と小幅耳部４’とを形成し、上記接着剤層２が形成された上記マット１の、上記大幅耳部４側の長辺方向の端部に、接着剤未塗布部が設けられ、上記断熱材Ａがそれぞれ、防湿フィルム３で被覆されていない短辺側の側面８が前記枠材６，６’に当接し、防湿フィルム３で被覆されていない長辺側の１側面が前記間柱７に当接している状態でかつ防湿フィルム３を外側にして配置され、該防湿フィルム３の小幅耳部４’が間柱７に固定され、大幅耳部４が断熱マット１の長辺側の側面９を覆うようにして構造用面材５上に固定されていることを特徴とする断熱パネルを提供する。

上記断熱パネルにおいては、無機質繊維が撥水処理されていること；断熱マット１のサイズが、長さＬが１００〜４，０００ｍｍ、幅Ｗが２００〜１，０００ｍｍ、厚みＴが３０〜１５０ｍｍであり、大幅耳部４の幅が、Ｔ（マットの厚さ）＋［１０〜５０］ｍｍであり、小幅耳部４’の幅が１０〜１００ｍｍであること；防湿フィルム３がポリエチレンフィルムであり、その厚さが１５〜２００μｍであり、かつその透湿抵抗が１５〜５００ｍ²・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇであることが好ましい。

上記本発明によれば、安価であり、施工時の雨水などの水に濡れた場合にも簡便に乾燥可能であり、住宅の断熱外壁の部材として有用である断熱材および断熱パネルを提供することができる。

次に図面に示す好ましい実施の形態に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の断熱材Ａは、図１に示すように、無機質繊維からなる矩形の断熱マット１とその一方の面に接着剤層２を介して貼合された防湿フィルム３とからなり、上記防湿フィルム３は、上記マットの両短辺間の距離と略同一長さを有しかつ上記マット１の両長辺から外側に互いに異なる幅で延出してマット両側に耳部４，４’を形成していることを特徴としている。

上記本発明において使用する断熱マットは、特に限定されず、グラスウール、ロックウールなどの無機質繊維に熱硬化性樹脂を主成分とするバインダーを付与して堆積させ、バインダーを加熱硬化させてマット状に成形したものであり、撥水剤で撥水処理した断熱マットを用いることが好ましい。該撥水剤として、シリコーン系撥水剤、フッ素系撥水剤またはワックス系撥水剤などを用いることができる。さらにシリコーン系撥水剤またはワックス系撥水剤を用いる場合よりも、断熱マットと防湿フィルムとの接着性がよいことから、フッ素系撥水剤を用いることがより好ましい。上記フッ素系撥水剤としては、例えば、特許第３７４６４５５号公報に記載されている撥水剤、例えば、水酸基、アミノ基、エポキシ基、メチロール基、カルボキシル基およびイソシアネート基から選ばれる官能基およびポリフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物などが挙げられる。

これらの撥水剤を前記バインダーの一成分として使用して断熱マットを形成することで撥水性を有する断熱マットが得られる。撥水剤の好ましい使用量は、例えば、バインダー中の熱硬化性樹脂成分の固形分量１００質量部当たり約０．１〜１０質量部の範囲である。撥水剤の使用量が０．１質量部未満では、マットに十分な撥水性を付与できず、該マットが水濡れした場合における乾燥性が不十分である。一方、撥水剤の使用量が１０質量部を超えると、その使用量の増加に比例して撥水性が向上せず、不経済であるので好ましくない。また、これらのマットの密度は１０〜４８ｋｇ／ｍ³程度とするのが好ましい。バインダーの付着量は、無機質繊維マットの質量を基準として固形分量で０．５〜１５質量％の範囲が好ましく、０．９〜９質量％の範囲がより好ましい。

本発明においてマットを被覆する防湿フィルムは、紙、アルミニウム、樹脂フィルム、有機繊維不織布、無機質繊維不織布などが挙げられるが、防湿フィルムとしては樹脂フィルムが好ましい。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂のフィルム、これらの積層品、これらにアルミニウムなどの金属を蒸着したもの、異種の樹脂フィルムやアルミニウム箔などをラミネートしたものなどが挙げられる。

前記防湿フィルムの厚さは、使用する箇所の必要な透湿抵抗にもよるが１５〜２００μｍが好ましく、２０〜１００μｍがより好ましい。防湿フィルムの厚さが１５μｍ未満の場合には、引裂強度が不十分であったり、ピンホールが存在する場合があるために好ましくなく、一方、２００μｍを超えると、重量が重くなり過ぎて好ましくない。特に防湿フィルムはポリエチレンフィルムであり、その透湿抵抗が１５〜５００ｍ²・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇであることが好ましい。

なお、ここでいう透湿抵抗とは、次のような方法によって求めたものである。すなわち、JIS Z 0208に規定されている方法（カップ法）に従い、温度２５℃または４０℃において防湿フィルムを境界面とし、一方の側の空気を相対湿度９０％、他の側の空気を吸湿剤によって乾燥状態に保ったとき、２４時間にこの境界面を通過する水蒸気の質量（ｇ）を、その材料１ｍ²当たりに換算した値（透湿度）として求める。この透湿度から下記式１によって透湿抵抗を算出する。

Ｒ＝（２４＋Ｄ）／Ｔ［式１］
ただし、Ｒ：透湿抵抗（ｍ²・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇ）、Ｔ：透湿度（ｇ／ｍ²・２４ｈ）、Ｄ：水蒸気圧差（ｍｍＨｇ）を意味する。上記における水蒸気圧差Ｄとは、透湿度を測定した際の防湿フィルムを境界にした二つの空間のそれぞれの水蒸気圧の差である。なお、透湿度の測定では一方の空間を乾燥状態に保つため、他方の空間の水蒸気圧、すなわち、透湿度を測定する雰囲気の水蒸気圧を上記の水蒸気圧差Ｄとして使用しても差支えない。

前記マットの一方の面に防湿フィルムを接着させる方法としては、熱融着させる方法や接着剤を用いる方法が挙げられるが、接着が確実なことや接着時間が短いことから接着剤を用いることが好ましい。これらの接着剤としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などのホットメルト系接着剤、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどのゴム糊、アクリル樹脂、ポリビニルアルコールなどの水溶性接着剤、アクリル樹脂、ポリビニルアルコールなどのエマルジョン系接着剤などを用いるのが好ましいが、接着に要する時間が短いことから、粘着系のホットメルト系接着剤がより好ましい。

また、接着剤を、防湿フィルムに塗布する方法は、特に限定されず、スプレーを用いる方法、ロールコーターを用いる方法などが採用できるが、接着剤を断続的に塗布する場合には、エアアトマイズ方式、スパイラルスプレー方式、広幅スプレー方式などのスプレーを用いる方法が好ましく、塗布幅を一定に保ち易いことから広幅スプレー方式が特に好ましい。なお、接着剤の塗布はベタ方式（図１）でも線状（図２）でも点状でもよい。

なお、スプレーを用いて、接着剤を断続的に塗布するには、スプレー装置の接着剤吐出口に、電磁式などの弁を設け、この弁を所定間隔で開閉するように制御して、接着剤を断続的に吐出させればよい。なお、単位面積当たりの接着剤の塗布量は、１〜１０ｇ／ｍ²が好ましく、１〜５ｇ／ｍ²がより好ましい。

マットに対する接着剤の塗布領域は、図１に示すようにマットの全面ではなく、マットの少なくとも端部に接着剤未塗布領域を設けておくことが好ましい。例えば、図１および図２に示す例では、マットの長辺方向の一方の端部に接着剤未塗布部が形成されている。このようにしておくことにより、後述の断熱パネルを作製する際、断熱マットのサイズが断熱パネル基材の寸法より多少大きくても、防湿フィルムをまくり上げ、カッターナイフなどでマットを切断してマットのサイズを容易に調整することができる。

以上の如くして形成される断熱材は、断熱マット１のサイズが、長さＬが１００〜４，０００ｍｍ、幅Ｗが２００〜１，０００ｍｍ、厚みＴが３０〜１５０ｍｍであり、大幅耳部４の幅が、Ｔ（マットの厚さ）＋［１０〜５０］ｍｍであり、小幅耳部４’の幅が１０〜１００ｍｍであることが好ましい。上記大幅耳部４の幅がＴ（マットの厚さ）＋［１０］ｍｍ未満であると、防湿フィルムのパネル基材への留め付け代が小さく作業がしにくいなどの理由で好ましくなく、一方、大幅耳部４の幅がＴ（マットの厚さ）＋［５０］ｍｍを超えると、防湿フィルムがパネル基材の耳幅よりはみ出し、パネル施工時に障害になるなどの理由で好ましくない。また、上記小幅耳部４’の幅が１０ｍｍ未満であると防湿フィルムのパネル基材への留め付け代が小さく作業がしにくいなどの理由で好ましくなく、一方、小幅耳部４’の幅が１００ｍｍを超えると、防湿フィルム同士の重なる幅が大きくなるなどの理由で好ましくない。

本発明の断熱パネルは、例えば、図３に示すように、構造用面材５と、該面材の両端部から内側に１０〜２００ｍｍの位置に設けられた枠材６，６’と、該枠材に直交して面材の中央に設けられた間柱７とからなるパネル基材と、上記面材５と枠材６，６’と間柱７とにより区画された２領域に前記本発明の断熱材Ａを適当な方法で取りつけることによって得られる。図３に示す例では、断熱材Ａとして、間柱７の高さよりも薄い断熱材Ａが使用されているが、図４に示すように間柱７の高さと同じ、若しくは幾分厚い断熱材Ａを用いてもよい。

断熱材Ａをパネル基材に取りつける好ましい形態は、前記断熱材Ａの防湿フィルム３で被覆されていない短辺側の側面８を前記枠材６，６’に当接させ、防湿フィルム３で被覆されていない長辺側の１側面を前記間柱７に当接させた状態で防湿フィルム３を外側にして嵌め込み、該防湿フィルム３の小幅耳部４’を間柱７にタッカーなどの適当な手段で固定し、一方、断熱材Ａの大幅耳部４が断熱マット１の長辺側の側面９を覆うようにして、その耳部４をタッカーなどの適当な手段で構造用面材５上に固定することによって本発明の断熱パネルが構成される。

図３、図４に示す断熱パネルにおいては、マットの短辺側の２個の側面が防湿フィルムにより覆われていないこと、およびマットが撥水処理されていることから、これらの断熱パネルが施工場所で雨水などで濡れたとしても、極めて短時間で水分を除去することができ、周囲の木材などに悪影響を与えることがない。

本発明の断熱パネルは、壁パネル、床パネル、天井パネルまたは屋根パネルとして使用することができ、特に壁パネルとして好適に用いることができる。

次に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
［断熱マットの製造例］
撥水剤を含むバインダーとして、水分散のレゾール樹脂１００質量部（固形分換算）当たり、フッ素系化合物のエマルジョン（撥水剤、商品名：アサヒガード）を３質量部（固形分換算）、およびアミノシラン０．２質量部（固形分換算）とを含む水性バインダーを用いた。遠心法により繊維化したガラス繊維に、上記バインダーを所定の付与量になるようにスプレーで塗布した後、吸引装置で吸引しながら有孔コンベア上に堆積した後、熱風中で加熱してバインダーを硬化させ、密度１６ｋｇ／ｍ³、厚み４５ｍｍ、バインダー付与量２．０質量％であるグラスウールａを連続的に得た。

上記グラスウールａを幅３７５ｍｍに切断した後、所定幅のグラスウールと防湿フィルム（厚さ５０μｍのポリエチレンフィルム）とを位置合わせをして、ホットメルト系接着剤を用いて接着した後、１，７００ｍｍの長さに切断して実施例の断熱材Ａ１を得た。得られた断熱材Ａ１の防湿フィルムの大幅耳部は７５ｍｍであり、小幅耳部は２０ｍｍであった。撥水剤を含まない以外は、上記と同様にしてグラスウールｂを連続的に得て、上記と同様にして実施例の断熱材Ａ２を得た。

また、上記グラスウールａを幅３７５ｍｍ、長さ１，７００ｍｍに切断した後、グラスウールの六面を防湿フィルム（厚さ５０μｍのポリエチレンフィルム）で被覆して、グラスウールと防湿フィルムとを位置合わせをして、ホットメルト系接着剤を用いて接着して比較例の断熱材Ａ３を得た。

［パネルの構成例］
構造用合板（寸法１，８００ｍｍ×９００ｍｍ×９ｍｍ）の両端部から内側に５０ｍｍの位置に枠材を固定し、さらに該枠材に直交して合板の中央に間柱を固定し、間柱の左右両側に、それぞれ上記の断熱材Ａ１、Ａ２およびＡ３のそれぞれを、それらの小幅耳部および大幅耳部を間柱および構造用合板にタッカーで固定して、図３に示す構造の断熱パネルＰ−１、Ｐ−２およびＰ−３（比較例）を作製した。

［散水試験］
（１）予め重量（Ｗ１）を測定しておいた断熱材Ａ１、Ａ２およびＡ３を使用した上記断熱パネルＰ−１、Ｐ−２およびＰ−３をそれぞれ散水試験に供した。
（２）各パネルを水平に置き、断熱材側に水平方向から水量毎分５Ｌで３０分間散水した。
（３）次にパネルを垂直に置き、断熱材側から水平方向に水量毎分５Ｌで３０分間散水した。
（４）次に上記パネルの向きを変えて、合板側に水平方向から水量毎分５Ｌで３０分間散水した。
（５）散水後直ちに、タッカーを外して、パネル基材から間柱の両側の断熱材を取り外して、それぞれの重量（Ｗ２）を測定した。
（６）上記重量測定したそれぞれの断熱材を再度上記パネル基材にタッカーで固定し、室内に立て掛けて２４時間放置した。再度タッカーを外して、パネル基材から断熱材を取り外して、散水後２４時間経過後のそれぞれの重量（Ｗ３）を測定した。
（７）上記重量測定したそれぞれの断熱材を再度上記パネル基材にタッカーで固定し、室内に立て掛けてさらに２４時間放置した。再度タッカーを外して、パネル基材から断熱材を取り外して、散水後４８時間経過後のそれぞれの重量（Ｗ４）を測定した。

上記で測定した各重量から散水直後の含水率［（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１×１００］、２４時間後の含水率［（Ｗ３−Ｗ１）／Ｗ１×１００］および４８時間後の含水率［（Ｗ４−Ｗ１）／Ｗ１×１００］を計算し、その結果を纏めて下記表１に示した。

上記表１の結果から、グラスウールの２面が防湿フィルムで覆われていない場合で、撥水剤を含まないバインダーを使用した断熱材を用いた場合（Ｐ−２）には、４８時間経過後に部分的に乾燥し、撥水剤を含むバインダーを使用した断熱材を用いた場合（Ｐ−１）には、２４時間経過後には完全に乾燥した。一方、グラスウールの６面が防湿フィルムで覆われている断熱材Ａ３を用いた場合（Ｐ−３）には、４８時間経過後も乾燥しなかった。

以上の如き本発明によれば、安価であり、施工時の雨水などの水に濡れた場合にも簡便に乾燥可能であり、住宅の断熱外壁の部材として有用である断熱材および断熱パネルを提供することができる。

本発明の断熱材を説明する斜視図。本発明の他の実施例の断熱材を説明する斜視図。本発明の断熱パネルを説明する図。本発明の他の実施例の断熱パネルを説明する図。

符号の説明

Ａ：断熱材
１：断熱マット
２：接着剤層
３：防湿フィルム
４，４’：耳部
５：構造用面材
６，６’：枠材
７：間柱
８：短辺の端面
９：長辺の端面

Claims

構造用面材（５）と、該面材の両端部から内側に１０〜２００ｍｍの位置に設けられた枠材（６，６’）と、該枠材に直交して面材の中央に設けられた間柱（７）とからなるパネル基材と、
上記面材（５）と枠材（６，６’）と間柱（７）とにより区画された２領域に載置された断熱材（Ａ）とからなり、
上記断熱材（Ａ）は、無機質繊維からなる矩形の断熱マット（１）とその一方の面に接着剤層（２）を介して貼合された防湿フィルム（３）とからなり、上記防湿フィルム（３）は、上記マットの両短辺間の距離と略同一長さを有しかつ上記マット（１）の両長辺から外側に互いに異なる幅で延出してマット両側に大幅耳部（４）と小幅耳部（４’）とを形成し、上記接着剤層（２）が形成された上記マット（１）の、上記大幅耳部（４）側の長辺方向の端部に、接着剤未塗布部が設けられ、
上記断熱材（Ａ）がそれぞれ、防湿フィルム（３）で被覆されていない短辺側の側面（８）が前記枠材（６，６’）に当接し、防湿フィルム（３）で被覆されていない長辺側の１側面が前記間柱（７）に当接している状態でかつ防湿フィルム（３）を外側にして配置され、該防湿フィルム（３）の小幅耳部（４’）が間柱（７）に固定され、大幅耳部（４）が断熱マット（１）の長辺側の側面（９）を覆うようにして構造用面材（５）上に固定されていることを特徴とする断熱パネル。
前記断熱材（Ａ）の無機質繊維が、撥水処理されている請求項１に記載の断熱パネル。
前記断熱材（Ａ）の断熱マット（１）のサイズが、長さ（Ｌ）が１００〜４，０００ｍｍ、幅（Ｗ）が２００〜１，０００ｍｍ、厚み（Ｔ）が３０〜１５０ｍｍであり、大幅耳部（４）の幅が、Ｔ（マットの厚さ）＋［１０〜５０］ｍｍであり、小幅耳部（４’）の幅が１０〜１００ｍｍである請求項１に記載の断熱パネル。
前記断熱材（Ａ）の防湿フィルム（３）がポリエチレンフィルムであり、その厚さが１５〜２００μｍであり、かつその透湿抵抗が１５〜５００ｍ²・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇである請求項１に記載の断熱パネル。