JP5993351B2 - 吹付けノズル - Google Patents

Description

本発明は、不燃吹付け断熱材用吹付けノズルに関するものである。

従来より、不燃断熱材として、セメント結合タイプのロックウール系吹付け断熱材がある。かかるセメント結合タイプの断熱材は、半乾式工法によって施工されており、例えば特許文献１に開示されたような吹付けノズルを用意し、繊維状原料であるロックウールと、セメントスラリー（粉体状原料であるセメントと水とを混合したスラリー）とを、別々に吹付けノズルに送り、その吹付けノズルにおいて両者を混合して吹付けていた。

一方、近年、新たに用いられるロックウール系吹付け断熱材としては、特許文献２に開示の不燃断熱材がある。このロックウール系吹付け断熱材は、基材層と表面仕上げ層とにより構成されるものであり、ロックウールを合成樹脂エマルションで吹き固めることにより、従来のセメント結合タイプの断熱材では得られなかった優れた軽量・高断熱性が実現でき、さらに、可燃物である高分子樹脂を使用しながら不燃性を確保することができる利点がある。

特公昭６４−４８２４号公報（第２図参照） 特開２０１２−８７４７９号公報

ここで、上述した合成樹脂結合タイプのロックウール系吹付け断熱材においては、従来のロックウール系吹付け断熱材よりも高い断熱性能を達成するために、これまでロックウールの結合材として使用されてきたセメントスラリーの代わりに、少量の合成樹脂エマルション希釈液を使用して吹付ける。このため、ロックウールと少量の合成樹脂エマルション希釈液とを如何にして均一に混合させるかが課題となる。

加えて、不燃材料としての性能を満足させるためには、可燃物である合成樹脂はごく少量しか配合する事ができないことから、合成樹脂エマルション希釈液の噴出エネルギーを利用してロックウールの付着性を高めることは困難である。十分な付着性を確保するためには、ロックウール自体の噴射速度をある程度上げて被吹付け面への衝突エネルギーを向上させることが考えられる。そのため、圧送能力の大きな設備を用意するか、圧送設備から吹付けノズルまでの圧送距離を短くすることが試みられていた。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、圧送設備の圧送能力の増強等に頼ることなく、合成樹脂結合タイプのロックウール系吹付け断熱材に十分な付着力を与えることができる、不燃吹付け断熱材用吹付けノズルを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明は、ロックウールを噴射する外管ノズル部と、前
記外管ノズル部の外側に設けられ、合成樹脂エマルション希釈液及び圧縮空気を混合して噴射するエマルション噴霧ノズル部と、前記外管ノズル部におけるロックウール圧送路内に設けられ、下流に向けて縮径するロックウール絞り路を形成する絞り体とを備え、前記外管ノズル部の構成壁には、吸気貫通口が形成されており、前記吸気貫通口は、管軸方向においてみて該吸気貫通口の上流縁より下流側に、前記絞り体の出口端が位置するように、配置されている。

本発明によれば、圧送設備の圧送能力の増強等に頼ることなく、合成樹脂結合タイプのロックウール系吹付け断熱材に十分な付着力を与えることができる。

本発明の実施の形態に係る不燃吹付け断熱材用基材層吹付け装置の概要を示す図である。 本実施の形態に係る不燃吹付け断熱材用吹付けノズルの管軸方向断面図である。 図２の矢印ＩＩＩの方向からみた不燃吹付け断熱材用吹付けノズルの正面図である。 吸気貫通口を４つ設けた場合について、複数の吸気貫通口の開口合計面積Ｓ、及び、複数の吸気貫通口を含む外管ノズル部の全周面積Ａを、それぞれ、斜線で示す模式図である。

以下、本発明に係る不燃吹付け断熱材用吹付けノズルの実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

合成樹脂結合タイプのロックウール系吹付け断熱材は、基材層と表面仕上げ層とより構成されるものであり、図１に、かかる基材層の吹付けに用いられる不燃吹付け断熱材用基材層吹付け装置の概要を示す。

基材層吹付け装置１００は、不燃吹付け断熱材用吹付けノズル１と、ロックウール供給部１０１と、圧縮空気供給部１０３と、合成樹脂エマルション希釈液供給部１０５とを備えている。ロックウール供給部１０１は、例えば、ブロア１０１ａと、解綿機等の吹付け機１０１ｂとを含んでいる。圧縮空気供給部１０３は、例えば、コンプレッサからなる。また、合成樹脂エマルション希釈液供給部１０５は、エマルションポンプ１０７と、エマルション貯留槽１０９とを有している。これらロックウール供給部１０１、圧縮空気供給部１０３及び合成樹脂エマルション希釈液供給部１０５は、それぞれ、パイプ、チューブ、ダクト等の適当な配管手段を介して不燃吹付け断熱材用吹付けノズル１に接続され、当該不燃吹付け断熱材用吹付けノズル１に、ロックウール、圧縮空気及び合成樹脂エマルション希釈液を供給する。

次に、不燃吹付け断熱材用吹付けノズル１について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、本実施の形態に係る不燃吹付け断熱材用吹付けノズルの管軸方向断面図であり、図３は、図２の矢印ＩＩＩの方向からみた不燃吹付け断熱材用吹付けノズルの正面図である。

不燃吹付け断熱材用吹付けノズル１は、ロックウールを噴射する外管ノズル部３と、合成樹脂エマルション希釈液及び圧縮空気を混合して噴射するエマルション噴霧ノズル部５と、絞り体７とを備えている。

外管ノズル部３は、外径及び内径が管軸方向にわたって一様なストレートな円管部分で
あり、外管ノズル部３の上流側は、ロックウール供給部１０１に接続されている。外管ノズル部３の内部には、外管ノズル部３の内周面によって、ロックウール圧送路９が画定されている。外管ノズル部３の円環状の噴射端１１は、管軸方向を垂線とする面に揃うように位置している。

エマルション噴霧ノズル部５は、外管ノズル部３における噴射端１１側の端部の外側に設けられている。エマルション噴霧ノズル部５は、概ね円環状をなしており、外管ノズル部３の噴射端１１が指向する向きと同じ側の一面に、複数のエマルション噴霧孔１３を有している。これら複数のエマルション噴霧孔１３は、外管ノズル部３の円環状の噴射端１１よりも管軸方向に関してみて下流側に位置している。

複数のエマルション噴霧孔１３は、後述する混合エマルション希釈液を霧状に噴射できる程度に小径の孔であり、エマルション噴霧ノズル部５の先端において一の円周上に等角度間隔で離隔するように配置されている。複数のエマルション噴霧孔１３は、エマルション噴霧ノズル部５の内部に形成された円環状の合成樹脂エマルション希釈液調圧室１５に連通されている。また、エマルション噴霧ノズル部５の内部には、円環状の圧縮空気調圧室１５ａも形成されており、圧縮空気調圧室１５ａは、合成樹脂エマルション希釈液調圧室１５から各エマルション噴霧孔１３に至る噴射経路に連通されている。このようにして、合成樹脂エマルション希釈液の噴射経路途中に圧縮空気を導入することにより、後述するように合成樹脂エマルション希釈液を噴霧ノズル先端から霧状に噴射する。

エマルション噴霧ノズル部５のエマルション噴霧孔１３が設けられた一面と逆側の他面には、合成樹脂エマルション希釈液受け口１７と圧縮空気受け口１９とが設けられている。合成樹脂エマルション希釈液受け口１７は、前述した合成樹脂エマルション希釈液供給部１０５と接続しており、圧縮空気受け口１９は、圧縮空気供給部１０３と接続している。これら合成樹脂エマルション希釈液受け口１７及び圧縮空気受け口１９はまた、円環状の合成樹脂エマルション希釈液調圧室１５および、圧縮空気調圧室１５ａに、それぞれ連通されている。

絞り体７は、ロックウール圧送路９内に、ロックウール絞り路を形成するものであり、概ね円筒状であり、且つ、下流側の部分が先細り形状に形成されている。より詳細には、絞り体７は、外管ノズル部３の内部におけるロックウール圧送路９に設けられ、下流に向けて、すなわち、外管ノズル部３の噴射端１１に向けて、縮径している。より詳細な一例として、縮径部は截頭円錐状をなしている。

また、絞り体７は、外管ノズル部３とは別体として設けられており、絞り体７の外周面を外管ノズル部３の内周面に当接させるようにして、外管ノズル部３に装着されている。よって、絞り体７を外管ノズル部３から取り外すことで、絞り体７の出口端７ａの内径や縮径の態様（縮径のテーパの大きさ）を容易に変更することができる。また、絞り体７の内側において、ロックウールの流動に伴う摩耗が顕著に見られるようになった際には、絞り体７を外管ノズル部３から取り外し、絞り体７の部分だけを交換することができる。

外管ノズル部３の構成壁には、吸気貫通口２１が構成壁を貫通するようにして形成されている。吸気貫通口２１が２つ以上形成される場合には、形状、大きさ及び管軸方向位置が同一であり、管周方向に等角度間隔で離隔して並んでいるものとする。具体的一例として、本実施の形態では、４つの吸気貫通口２１が設けられている。

本実施の形態における吸気貫通口２１はそれぞれ、外管ノズル部３の管軸方向に延びる長孔形状に形成されている。より詳細には、吸気貫通口２１はそれぞれ、外管ノズル部３の管周方向に平行に対向する二つの直線ライン２１ａと、それら二つの直線ライン２１ａの対応する端部同士を接続するように位置し、且つ、管軸方向に凹側が対向する二つの円弧ライン２１ｂとによって、画定されている。

また、外管ノズル部３における径方向に沿って投影的な関係でみた場合、すわなち、その一例でもある図２においてみた場合、複数の吸気貫通口２１はそれぞれ、管軸方向においてみてその吸気貫通口２１の上流縁２５及び下流縁２３の間（管軸方向でいう間）に、絞り体７の出口端７ａが位置するように、配置されている。なお、絞り体７の出口端７ａが吸気貫通口２１の上流縁２５よりもさらに上流に位置する関係にあると、ロックウール供給部１０１から供給されたロックウールが吸気貫通口２１から噴出し易くなり、施工性が低下する。また、当然のことながら、絞り体７の出口端７ａが外管ノズル部３の噴射端１１と同位置あるいは噴射端１１よりも下流側に位置する関係にあると、吸気貫通口２１からの吸気の効果が不十分となる恐れがある。

以上のように構成された不燃吹付け断熱材用吹付けノズル１においては、ロックウール供給部１０１から供給されたロックウールが外管ノズル部３から噴射され、圧縮空気供給部１０３から供給された圧縮空気と合成樹脂エマルション希釈液供給部１０５から供給された合成樹脂エマルション希釈液との混合物がエマルション噴霧ノズル部５から霧状に噴射される。そして、噴射されたロックウールが霧状に噴射された合成樹脂エマルション希釈液と好適に絡んで、噴射先前方の施工対象に吹付けられる。このとき、外管ノズル部３から噴射されるロックウールは、絞り体７と吸気貫通口２１との作用を受けて、高い噴出速度が付与されており、ロックウール及び合成樹脂エマルションの混合材料は、十分な圧力をもって施工対象に吹付けられ、付着保持される。

さらに、このように構成された本実施の形態に係る不燃吹付け断熱材用吹付けノズルの優れた作用効果についてさらに詳細に説明する。まず、合成樹脂結合タイプのロックウール系吹付け断熱材は、これまでセメント結合タイプのロックウール系吹付け断熱材に使用されてきたセメントスラリーの代わりに、少量の合成樹脂エマルション希釈液を使用することから、ロックウールと少量の合成樹脂エマルション希釈液とを如何にして均一に混合させるかが課題となる。

さらに、合成樹脂結合タイプのロックウール系吹付け断熱材の施工においては、セメント結合タイプのロックウール系吹付け断熱材の施工のように、大量のセメントスラリーを勢いよく噴射させることで、ロックウールを叩き付けるように吹付け、施工面に対するロックウールの付着性を良好にする手法は使えない。その一方で、不燃材料としての性能を満足させるためには、可燃物である合成樹脂はごく少量しか配合する事が出来ないことから、合成樹脂エマルション希釈液の噴出エネルギーを利用してロックウールの付着性を高めることは期待できない。さらには、合成樹脂エマルションを大量の水で希釈することによって吐出量を増加させる手法も考えられるが、ロックウールに含まれる水分が蒸発するまでは、合成樹脂エマルションの樹脂分は成膜しないため、吹付け後の脱落の可能性が高くなる。

また、かかる付着性の問題に対しては、圧送能力の大きな設備を用意するか、圧送設備から吹付けノズルまでの圧送距離を短くすることが意識されていた。しかしながら、既存設備の利用の観点でロックウールの圧送能力が比較的小さい設備しかない場合や、高層建築物や大型フロア建築物等の特定の施工条件により、圧送設備から吹付けノズルまでの圧送距離が長くならざるを得ない場合には、別途、ブロアやコンプレッサを増設するか、よりパワーの大きなブロアやコンプレッサに交換するなど、費用増加や準備時間の増加等の多大な負担を伴う対策を強いられることとなる。

これに対し、本実施の形態では、ロックウールの噴射と一緒に、合成樹脂エマルション希釈液を圧縮空気と混同して霧状に噴射し、且つ、そのロックウールを噴射する外管ノズル部に絞り体と吸気貫通口とを設けることで、以下の表１に現れているように、吹付けノズルそのものの性能として付着性・耐脱落性を向上させることができる。

表１には、本発明者等による実験結果として、絞り体の条件と、吸気貫通口の条件とのそれぞれに関して、付着性、耐脱落性及び圧送性を調べた結果を示す。絞り体の条件としては、［絞り体７の出口端７ａの内径Ｃ／外管ノズル部３の内径Ｉ］（以下、Ｃ／Ｉ）を用い、吸気貫通口の条件としては、［吸気貫通口２１の開口面積Ｓ／吸気貫通口２１を含む外管ノズル部３の全周面積Ａ］、ただし、吸気貫通口２１を複数設ける場合は、［複数の吸気貫通口２１の開口合計面積Ｓ／複数の吸気貫通口２１を含む外管ノズル部３の全周面積Ａ］（以下、Ｓ／Ａ）を用いる。なお、表１は吸気貫通口を４つ設けた場合の実験結果であり、複数の吸気貫通口２１を含む外管ノズル部３の全周面積Ａは、図４から分かるように、４つの吸気貫通口２１（２つは隠れているが）の上流縁２５を結ぶ円と、下流縁２３を結ぶ円との、管軸方向の間を占める領域の面積である。

なお、実験を通して、圧送設備の出力や圧送距離は同一条件に維持されている。

まず、圧送性については、表１の「○」は、良好な状態を示し、「△」は、ロックウールの詰まりはみられなかったが脈動が生じた場合を示し、「×」は、不良な状態を示す。付着性については、表１の「○」は、良好な状態を示し、「△」は、部分的に付着しなかった場合を示し、「×」は、均一に付着しなかった場合を示す。さらに、耐脱落性については、表１の「○」は、良好な状態を示し、「△」は、部分的に脱落が生じた場合を示し、「×」は、大部分が脱落した場合を示す。

表１に示されるように、絞り体７が無い場合に相当するＣ／Ｉ＝１．０の場合（試験Ｎｏ．７／Ｎｏ．１４／Ｎｏ．２１／Ｎｏ．２８）や、吸気貫通口２１が無い場合に相当するＳ／Ａ＝０．０の場合（試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７）においては、付着性・耐脱落性に問題がある一方、絞り体７及び吸気貫通口２１の作用が生じているものでは、同じ圧送設備の出力や同じ圧送距離であっても、付着性・耐脱落性が良好に改善されていることが分かる。

なお、特に好適な態様としては、Ｓ／Ａは０．１≦Ｓ／Ａ＜１．０であり、且つ、Ｃ／Ｉは０．５≦Ｃ／Ｉ≦０．７である。なお、吸気貫通口２１に関する値Ｓ／Ａは、吸気貫通口２１を画定する外管ノズル部３の管壁部が必要であることから、自ずと１．０未満となる。

以上説明したように、本発明の不燃吹付け断熱材用吹付けノズルによれば、圧送設備の圧送能力の増強等に頼ることなく、合成樹脂結合タイプのロックウール系吹付け断熱材に十分な付着力を与えることができる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

１ 不燃吹付け断熱材用吹付けノズル、３ 外管ノズル部、５ エマルション噴霧ノズル部、７ 絞り体、７ａ 出口端、９ ロックウール圧送路、２１ 吸気貫通口、２３ 下流縁、２５ 上流縁。

Claims (3)

1. ロックウールを噴射する外管ノズル部と、
   前記外管ノズル部の外側に設けられ、合成樹脂エマルション希釈液及び圧縮空気を混合して噴射するエマルション噴霧ノズル部と、
   前記外管ノズル部におけるロックウール圧送路内に設けられ、下流に向けて縮径するロックウール絞り路を形成する絞り体とを備え、
   前記外管ノズル部の構成壁には、吸気貫通口が形成されており、
   前記吸気貫通口は、管軸方向においてみて該吸気貫通口の上流縁より下流側に、前記絞り体の出口端が位置するように、配置されている、
   不燃吹付け断熱材用吹付けノズル。
2. 前記絞り体は、前記外管ノズル部とは別体として設けられており、該絞り体の外周面を前記外管ノズル部の内周面に当接させるようにして、該外管ノズル部に装着されている、
   請求項１の不燃吹付け断熱材用吹付けノズル。
3. 前記吸気貫通口は、２つ以上形成されており、形状、大きさ及び管軸方向位置が同一であり、管周方向に等角度間隔で離隔して並んでいる、
   請求項１又は２の不燃吹付け断熱材用吹付けノズル。

Images