JP5950313B2 - 建物壁の断熱化工法、断熱建物壁 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍庫、冷蔵庫の壁、天井などの建物壁を断熱化する断熱化工法、その工法で断熱化した断熱建物壁に関する。

冷凍庫、冷蔵庫は、室内と室外とに熱が伝わることを抑制することが重要であるから、冷凍庫、冷蔵庫の壁、天井を断熱化することで、冷凍庫、冷蔵庫の断熱性能を優れたものとすることが実施されている。
例えば、特許文献１に開示されたように、硬質ウレタンフォームを使用した断熱体を用いて壁、天井を断熱化することが提案されている。

特開２００８−１６８６１５号公報

硬質ウレタンフォームは火災等によって燃焼しやすいという問題があるので、特許文献１に開示された断熱体は、硬質ウレタンフォームの上に防火層を積層することで断熱体とし、火災等によって燃焼しづらくしている。
このように、硬質ウレタンフォームと、硬質ウレタンフォームが火災等によって燃焼しづらくする防火層とを備え、硬質ウレタンフォームと防火層を密着して積層した断熱体は高価で、重量大である。

このために、建物壁を断熱化するには、高価で重量大である断熱体を運搬して取り付けることになるので、コストが高く、断熱化の作業が面倒である。

本発明は、前述の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、建物壁を、コスト安く、簡単な作業で断熱化でき、しかも断熱化した建物壁は防火性能が優れたものにできる建物壁の断熱化工法、断熱建物壁とすることである。

本発明の建物壁の断熱化工法は、建物１の建物壁に被覆材支持部材５を、前記建物壁の壁面よりも突出して取り付ける工程と、
イソシアネートとポリオールと膨張性黒鉛とリン酸系剤を混合し、硬質ウレタンフォームに発泡する液状材を、前記被覆材支持部材５を取り付けた建物壁の壁面に塗布する工程と、
前記建物壁に、不燃材より成る被覆材２０を、前記被覆材支持部材５で支持することで前記建物壁の壁面と間隔を空けて取り付け、該被覆材２０で、前記塗布した液状材が発泡した硬質ウレタンフォーム１０を被覆する工程を備え、
前記液状材は、イソシアネート３７〜３９質量％、ポリオール４１〜４３質量％、膨張性黒鉛１７〜１９質量％、リン酸系剤１〜３質量％であることを特徴とする建物壁の断熱化工法である。

本発明の建物壁の断熱化工法においては、前記液状材を加圧してノズル４０より吐出して前記建物壁の壁面に吹きつけることで、前記液状材を建物壁の壁面に塗布するようにできる。

このようにすれば、建物壁の壁面に液状材を、短時間に効率良く、均一に塗布することができる。

本発明の建物壁の断熱化工法においては、前記被覆材支持部材５は断熱性能に優れているものにできる。

このようにすれば、被覆材支持部材５を介して建物壁に熱が伝わることがなく、建物壁の断熱性能が低下することがない。

本発明の建物壁の断熱化工法においては、前記隣接した被覆材支持部材５と建物壁の壁面とで凹陥部を形成し、
前記凹陥部内に、前記液状材を塗布するようにできる。

本発明の断熱建物壁は、建物壁の壁面に被覆材支持部材５が、前記建物壁の壁面よりも突出して取り付けられ、前記建物壁に取り付けられた被覆材２０は前記被覆材支持部材５で支持され、該被覆材２０は前記建物壁の壁面と離隔し、
イソシアネート３７〜３９質量％とポリオール４１〜４３質量％と膨張性黒鉛１７〜１９質量％とリン酸系剤１〜３質量％を混合した液状材を発泡した硬質ウレタンフォーム１０が、前記建物壁の壁面と前記被覆材２０との間に設けてあることを特徴とする断熱建物壁である。

本発明の建物壁の断熱化工法によれば、建物壁をコスト安く、簡単な作業で断熱化できる。
発泡した硬質ウレタンフォーム１０は、難燃性能を有するので、断熱化した建物壁は防火性能に優れたものにできる。

断熱化する建物の一部分の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 硬質ウレタンフォームを有する状態の建物の一部分の縦断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 被覆材で硬質ウレタンフォームを被覆した状態の建物の一部分の縦断面図である。 図５のＣ−Ｃ断面図である。 液状材を塗布する装置の説明図である。

本発明の断熱化工法で建物壁を断熱化する建物の一例を図１と図２に基づいて説明する。
図１と図２に示すように、建物１は、床２と、起立した複数の壁３と、各壁３の上端部に渡って設けられた天井４を備えている。壁３と天井４が建物壁である。
図１と図２は建物１の一部分を示し、床２の一部分と、１つの壁３の一部分と、天井４の一部分のみを図示してある。
壁３には出入り口が設けてあるが、図示を省略してある。天井４の上部には屋根材が設けてあるが、図示を省略している。
壁３の室内側面３ａと天井４の室内側面４ａが断熱化する建物壁の壁面である。
実施形態の建物１は、冷凍庫である。建物１の壁３、天井４はコンクリートである。

次に、建物１の建物壁を断熱化する工法の実施形態を工程ごとに説明する。なお、床２と天井４との間を上下方向とし、床２に沿った方向を水平方向として説明する。
（被覆材支持部材の取り付け工程）
図１と図２に示すように、壁３の室内側面３ａの断熱化する部分、つまり、建物１の建物壁の断熱化する部分に、被覆材支持部材５を取り付ける。
壁３に取り付けた被覆材支持部材５は、壁３の室内側面３ａ（建物壁の壁面）よりも建物１の内部（室内）に突出している。

実施形態では、所定の長さと、幅と、厚さを有した角柱状の縦の被覆材支持部材５０を、長さ方向が上下方向に向かい、幅方向が建物１の内外方向（室内外方向）に向かい、厚さ方向が水平方向に向かうようにして、壁３の室内側面３ａに、水平方向に間隔を空けて複数設ける。
各縦の被覆材支持部材５０間に渡って水平方向に向かう横の被覆材支持部材５１を、長さ方向（上下方向）に間隔を置いて複数取り付ける。
これにより、被覆材支持部材５は、縦・横の被覆材支持部材５０，５１で格子形状である。縦の被覆材支持部材５０の突出端面５０ａと、横の被覆材支持部材５１の突出端面５１ａは面一に連続している。

例えば、縦の被覆材支持部材５０の幅方向の突出端面５０ａ寄りに凹部５２が形成してある。凹部５２は、突出端面５０ａと厚さ方向両面５０ｂとに開口している。
横の被覆材支持部材５１は、凹部５２に嵌合する大きさの厚さと、凹部５２の深さと同一寸法の幅を有する大きさの角柱状である。
そして、縦の被覆材支持部材５０の凹部５２に横の被覆材支持部材５１を嵌合して連結することで格子状の被覆材支持部材５としてある。
このようにすれば、横の被覆材支持部材５１を縦の被覆材支持部材５０で支持し、横の被覆材支持部材５１を壁３の室内側面３ａと離隔することができる。

そして、水平方向に隣接した縦の被覆材支持部材５０と壁３の室内側面３ａとで上下方向に連続した凹陥部６を形成している。凹陥部６は、建物１の内部に向けて開口している。
縦の被覆材支持部材５０は、床２と天井４とに渡って連続し、凹陥部６は床２と天井４とに渡って連続している。

縦の被覆材支持部材５０は短尺とし、複数の縦の被覆材支持部材５０を、長さ方向に連続又は長さ方向に間隔を置いて設けても良い。
また、被覆材支持部材５は棒状とし、壁３の室内側面３ａに上下方向、水平方向に間隔を置いて複数設けても良い。この場合には凹陥部は形成されない。

被覆材支持部材５の材質は、後述するように被覆材を被覆材支持部材５に固着した固着具で取り付ける場合には、釘やねじなどの固着具が貫入する材質が好ましい。
被覆材支持部材５の次に好ましい材質は、固着部が貫入し、かつ断熱性能が優れた材質である。
被覆材支持部材５の最も好ましい材質は、固着具が貫入し、かつ断熱性能及び防火性能に優れた材質である。

被覆材支持部材５の材質は、被覆材を壁３に固着した固着具で取り付ける場合には、断熱性能に優れた材質が好ましく、断熱性能及び防火性能に優れた材質が最も好ましい。

実施形態の建物１は、壁３がコンクリートであるから、コンクリートに固着可能な固着具７を、縦の被覆材支持部材５０を貫通してコンクリートの壁３に固着することで縦の被覆材支持部材５０を壁３に取り付けている。
縦の被覆材支持部材５０の幅方向一端部をコンクリート打設時に壁３に埋設して取り付けることもできる。
これらに限ることはなく、縦の被覆材支持部材５０は任意のやり方で壁３に取り付けることができる。

（液状材の塗布工程）
図３、図４に示すように、壁３の室内側面３ａと天井４の室内側面４ａの断熱化する部分、つまり、建物１の建物壁の壁面の断熱化する部分に、発泡することで硬質ウレタンフォームとなる液状材を塗布する。
塗布した液状材は、時間の経過とともに発泡して硬質ウレタンフォーム１０となる。この硬質ウレタンフォーム１０が建物１の建物壁の壁面を覆うことで、建物１の建物壁を断熱化する。

実施形態では、発泡することで硬質ウレタンフォームとなる液状材を圧送し、その液状材を凹陥部６に、ノズルより吐出することで、液状材を凹陥部６内に吹きつけ、壁３の室内側面３ａに塗布する。天井４の室内側面４ａには直接塗布する。
このように、液状材を圧送してノズルより吐出することで壁３の室内側面３ａ、天井４の室内側面４ａに塗布するので、液状材を短時間に効率良く、均一に壁３、天井４の室内側面３ａ，４ａに塗布することができる。

発泡した硬質ウレタンフォーム１０は、被覆材支持部材５の突出端面、つまり、縦の被覆材支持部材５０の突出端面５０ａ、横の被覆材支持部材５１の突出端面５１ａよりも室内側に張り出すことが好ましいが、突出端面５０ａ，５１ａと面一でも良いし、突出端面５０ａ，５１ａよりも壁３の室内側面３ａ寄りでも良い。

（液状材の作成工程）
発泡することで硬質ウレタンフォームとなる液状材は、イソシアネート、ポリオール（発泡剤を含む）、膨張性黒鉛、リン酸系剤を混合した液状である。
液状材は次のようにして混合する。
粉状の膨張性黒鉛と粉状のリン酸系剤を混合し、その粉状の混合物を発泡材を含む液状のポリオールと混合する。そして、膨張性黒鉛とリン酸系剤とポリオールを混合した液状の混合物と液状のイソシアネートを混合して液状材とする。
このようにして液状材とすることで、粉状の膨張性黒鉛と粉状のリン酸系剤と液状のポリオールと液状のイソシアネートが良好に混合する。

（液状材の吹きつけ工程）
液状材をノズルに送り、エアコンプレッサーで圧縮した空気をノズルに供給することで、液状材を圧縮した空気で加圧してノズルより吐出し、液状材を壁３の室内側面３ａ、天井４の室内側面４ａに吹きつけて塗布する。

（硬質ウレタンフォーム１０の被覆工程）
図５と図６に示すように、壁３の室内側面３ａで発泡した硬質ウレタンフォーム１０を被覆材２０で被覆する。これにより、発泡した硬質ウレタンフォーム１０に物が直接当たることがなく、硬質ウレタンフォーム１０が損傷することがない。
被覆材２０は、被覆材２０の裏面を被覆材支持部材５の突出端面（縦・横の被覆材支持部材５０，５１の突出端面５０ａ，５１ａ）に接することで、それ以上壁３の室内側面３ａに接近しないように支持される。
被覆材２０は被覆材支持部材５（縦・横の被覆材支持部材５０，５１）に固着した固着具２１で取り付けられる。固着具２１は硬質ウレタンフォーム１０を貫通して壁３に固着しても良い。
このようであるから、被覆材２０の裏面と壁３の室内側面３ａとの間に、発泡した硬質ウレタンフォーム１０を収容する空間を形成するので、硬質ウレタンフォーム１０が被覆材２０によって押しつぶされることがない。

被覆材２０は不燃性能に優れた不燃材である。
不燃性能に優れた不燃材としては、鉄板、ケイ酸カルシウム板、耐火ボードなどが用いられる。
これにより、火災時に被覆材２０が早期に燃焼し、発泡した硬質ウレタンフォーム１０に、炎が直ちに触れることがない。
また、被覆材支持部材５を断熱性能に優れたものとすることで、被覆材支持部材５から熱が壁３に伝わることが抑制され、断熱性能が低下することがない。

壁３の室内側面３ａ、天井４の室内側面４ａに塗布して発泡した硬質ウレタンフォームは、イソシアネート、ポリウレタン、膨張性黒鉛、リン酸系剤の混合材を開放発泡したもので、その硬質ウレタンフォームは加熱することで、３００℃前後でウレタンが溶解してタール状になり、その熱溶解したタール状ウレタンは単体燃焼となるが、膨張性黒鉛が膨張し、単体燃焼したタール状ウレタンの火炎を膨張した黒鉛が被覆するので、硬質ウレタンフォームが火災時に早期に燃焼することがなく、硬質ウレタンフォーム１０は難燃性能を有する。
これにより、断熱化した壁３、天井４は防火性能が優れたものである。

イソシアネート、ポリウレタン、膨張性黒鉛、リン酸系剤の混合割合は次のようであることが好ましい。
イソシアネート３７〜３９質量％、ポリオール４１〜４３質量％、膨張性黒鉛１７〜１９質量％、リン酸系剤１〜３質量％で、ポリオールは発泡剤を含む。
そしてリン酸系剤としては、リン酸グアニジンが用いられる。

前述の実施形態では壁３の室内側面３ａで発泡した硬質ウレタンフォーム１０のみを被覆材２０で被覆したが、天井４の室内側面４ａで発泡した硬質ウレタンフォーム１０をも被覆材２０で被覆しても良い。
つまり、天井４に被覆材支持部材５を壁３と同様にして取り付ける。
天井４に塗布した液状材が発泡し硬質ウレタンフォーム１０となった後に、被覆材２０を被覆材支持部材５で支持して天井４に取り付け、天井４で発泡した硬質ウレタンフォーム１０を被覆材２０で被覆する。

本発明の断熱化工法は、建物１の建物壁の壁面に被覆材支持部材５を取り付ける工程と、発泡することで硬質ウレタンフォーム１０となる液状材を建物１の建物壁の壁面に塗布する工程と、発泡した硬質ウレタンフォーム１０を被覆材２０で被覆する工程から成るので、建物１の建物壁を、コスト安く、簡単な作業で断熱化できる。
しかも、液状材は、イソシアネート、ポリオール、膨張性黒鉛、リン酸系剤を混合したもので、発泡した硬質ウレタンフォーム１０が火災時に早期に燃焼することがなく、断熱化した建物壁は防火性能に優れたものにできる。

次に、発泡することで硬質ウレタンフォームとなる液状材を建物１の建物壁の壁面に塗布する塗布装置の実施の形態を説明する。
図７に示すよう、塗布装置８は、液状材の原材料を計量して混合することで液状材とする液状材混合ユニット８ａと、液状材を吹きつける吹きつけユニット８ｂを備えている。

液状材混合ユニット８ａは、リン酸系剤を計量して供給する第１原料供給部３０と、膨張性黒鉛を計量して供給する第２原料供給部３１と、ポリオール（発泡剤を含む）を計量して供給する第３原料供給部３２と、イソシアネートを計量して供給する第４原料供給部３３を有する。
液状材混合ユニット８ａは、紛体混合機３４と液体混合タンク３５と液体混合注入機３６を有する。

第１原料供給部３０は、紛体ホッパーと、紛体計量手段を備え、紛体ホッパー内のリン酸系剤を計量して設定量だけ供給する。
第２原料供給部３１は、紛体ホッパーと、紛体計量手段を備え、紛体ホッパー内の膨張性黒鉛を計量して設定量だけ供給する。
第３原料供給部３２は、液体タンクと、液体計量手段を備え、液体タンク内のポリオールを計量して設定量だけ供給する。
第４原料供給部３３は、液体タンクと、液体計量手段を備え、液体タンク内のイソシアネートを計量して設定量だけ供給する。

紛体混合機３４は、第１原料供給部３０から供給されたリン酸系剤と第２原料供給部３１から供給された膨張性黒鉛を混合する。
紛体混合機３４で混合されたリン酸系剤と膨張性黒鉛は液体混合タンク３５に送られる。
液体混合タンク３５には第３原料供給部３２からポリオールが供給される。液体混合タンク３５内で、混合したリン酸系剤と膨張性黒鉛をポリオールに混合する。

リン酸系剤と膨張性黒鉛が混合したポリオールは、液体混合注入機３６に送られる。
液体混合注入機３６には第４原料供給部３３からイソシアネートが供給される。液体混合注入機３６内で、リン酸系剤と膨張性黒鉛が混合したポリオールと、イソシアネートを混合することで、イソシアネートとポリオールと膨張性黒鉛とリン酸系剤が混合し、発泡することで硬質ポリウレタンフォームとなる液状材とする。
液体混合注入機３６は、混合した液状材を吹きつけユニット８ｂのノズル４０に供給する。

吹きつけユニット８ｂは、ノズル４０とエアコンプレッサー４１を有している。エアコンプレッサー４１は圧縮した空気をノズル４０に供給する。
ノズル４０には、液体混合注入機３６から液状材が供給される。ノズル４０に供給された液状材は、圧縮した空気で加圧されることで、ノズル４０から吐出する。

塗布装置８を用いて液状材を建物１の壁３の室内側面３ａ、天井４の室内側面４ａに塗布する。
例えば、液体混合注入機３６の液状材出口とノズル４０の液状材入口とを可撓性のホース４２で接続し、エアコンプレッサー４１の空気出口とノズル４０の空気入口を可撓性のホース４３で接続する。
そして、作業者がノズル４０を手で持ち、ノズル４０を壁３の室内側面３ａ、天井４の室内側面４ａに沿って移動することで、ノズル４０から液状体を吹きつけて塗布する。

塗布装置８の液状材混合ユニット８ａを可搬式とすることで、液状材の塗布作業現場において液状材を混合作成しながら液状材を塗布することが可能である。

実施形態では、建物１の壁３の室内側面３ａ、天井４の室内側面４ａを断熱化したが、これに限ることはなく、建物１の建物壁の任意の部分を断熱化することができる。
例えば、仕切り壁の壁面、床２の表面、裏面、壁３の室外側面、天井４の室外側面（屋根裏側面）などを断熱化できる。

１…建物、２…床、３…壁、４…天井、５…被覆材支持部材、６…凹陥部、７…固着具、８…塗布装置、８ａ…液状材混合ユニット、８ｂ…吹きつけユニット、１０…硬質ウレタンフォーム、２０…被覆材、２１…固着具、３０…第１原料供給部、３１…第２原料供給部、３２…第３原料供給部、３３…第４原料供給部、３４…紛体混合機、３５…液体混合タンク、３６…液体混合注入機、４０…ノズル、４１…エアコンプレッサー。

Claims (5)

1. 建物（１）の建物壁に被覆材支持部材（５）を、前記建物壁の壁面よりも突出して取り付ける工程と、
   イソシアネートとポリオールと膨張性黒鉛とリン酸系剤を混合し、硬質ウレタンフォームに発泡する液状材を、前記被覆材支持部材（５）を取り付けた建物壁の壁面に塗布する工程と、
   前記建物壁に、不燃材より成る被覆材（２０）を、前記被覆材支持部材（５）で支持することで前記建物壁の壁面と間隔を空けて取り付け、該被覆材（２０）で、前記塗布した液状材が発泡した硬質ウレタンフォーム（１０）を被覆する工程を備え、
   前記液状材は、イソシアネート３７〜３９質量％、ポリオール４１〜４３質量％、膨張性黒鉛１７〜１９質量％、リン酸系剤１〜３質量％であることを特徴とする建物壁の断熱化工法。
2. 前記液状材を加圧してノズル（４０）より吐出して前記建物壁の壁面に吹きつけることで、前記液状材を建物壁の壁面に塗布するようにした請求項１記載の建物壁の断熱化工法。
3. 前記被覆材支持部材（５）は断熱性能に優れている請求項１又は２記載の建物壁の断熱化工法。
4. 前記隣接した被覆材支持部材（５）と建物壁の壁面とで凹陥部を形成し、
   前記凹陥部内に、前記液状材を塗布するようにした請求項１又は２又は３記載の建物壁の断熱化工法。
5. 建物壁の壁面に被覆材支持部材（５）が、前記建物壁の壁面よりも突出して取り付けられ、前記建物壁に取り付けられた被覆材（２０）は前記被覆材支持部材（５）で支持され、該被覆材（２０）は前記建物壁の壁面と離隔し、
   イソシアネート３７〜３９質量％とポリオール４１〜４３質量％と膨張性黒鉛１７〜１９質量％とリン酸系剤１〜３質量％を混合した液状材を発泡した硬質ウレタンフォーム（１０）が、前記建物壁の壁面と前記被覆材（２０）との間に設けてあることを特徴とする断熱建物壁。

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