JP6058569B2

JP6058569B2 - 建築材料

Info

Publication number: JP6058569B2
Application number: JP2014021378A
Authority: JP
Inventors: 隆道照山
Original assignee: 株式会社日本エイム
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2034-02-06
Also published as: JP2014169617A

Description

本発明は、戸建て住宅や集合住宅などの床下、壁体あるいは小屋裏などに配置して使用される建築材料に関する。

竹炭や木炭などの多孔質材が調湿性（周囲の湿度の高低に応じて吸湿したり、放湿したりする性質）を有することは広く知られ、その性質を利用した様々な建築材料が提案されているが、本発明に関連するものとして、特許文献１記載の「炭袋」、特許文献２記載の「竹炭ボード」及び特許文献３記載の「炭含有シート」などがある。

特許文献１記載の「炭袋」は、不織布からなる袋体と、当該袋体に包まれている粉状の竹炭により構成されたものであり、炭袋の形崩れを防止するために、袋体は縫着などによって三個の小袋体に区分されている。

特許文献２記載の「竹炭ボード」は、平均粒径が２〜７ｍｍの竹炭粒または乾留竹のペレット、若しくは乾留竹の繊維が６０〜９０重量％、残部セメントからなる混合材料を板状またはブロック状に加圧成形したものである。

特許文献３記載の「炭含有シート」は、不織布からなる基材と、その基材の上に散布され基材の繊維に絡ませた竹炭粉末と、その竹炭粉末を覆うように基材に重ねて接合した不織布からなる覆い層と、から成るものである。

前述した特許文献１，２，３に記載されている「炭袋」、「竹炭ボード」あるいは「炭含有シート」（以下、「建築材料」と総称する。）を建築物の床下空間内、壁体内あるいは小屋裏空間内などに配置することにより、調湿作用、消臭作用、防黴作用あるいは有害物質吸着作用などを得ることができる。

特開２０００−２５７１７９号公報特開平７−１５０６４５号公報特開２００７−１６８３２７号公報

竹炭や木炭などの多孔質材料は空気を溜める機能を有するので、冷気や熱気を遮断する作用があることが確認されている。このため、特許文献１，２，３に記載されている建築材料を住宅の床下、壁体、小屋裏などに配置すれば、冬場は、地盤面や基礎コンクリートからの冷え込みが抑制され、結露を防止することができるほか、夏場は、太陽熱の伝わりを遅らせることで室内温度の上昇を抑制することができる。

しかしながら、特許文献１，２，３に記載されている従来の建築材料は遮熱性（輻射熱（赤外線）を跳ね返す性質）を有していないので、これらの建築材料を住宅の床下、壁体、小屋裏などに配置しても、これらの建築材料を介して、屋外からの輻射熱が室内へ侵入したり、室内暖房手段の輻射熱が床下などへ逃散したりしている。このため、夏場においては室内温度を上昇させ空調エネルギを浪費する要因となり、冬場においては床下などに結露を発生させる要因となっている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、建築物の空調エネルギの削減及び結露防止に有効な調湿性及び遮熱性並びに消臭性、断熱性を具備した建築材料を提供することにある。

本発明に関連し、参考とする建築材料は、調湿性シート材と、前記調湿性シート材に直接的若しくは間接的に付設された遮熱性金属シート材とを備えたことを特徴とする。

次に、本発明に関連し、参考とする建築材料は、通気性シート材と遮熱性金属シート材との間に調湿性材料を挟持若しくは収容したことを特徴とする。

ここで、前記遮熱性金属シート材と前記調湿性材料との間に通気性シート材を介在させることもできる。

次に、本発明の建築材料は、通気性シートである不織布で形成された袋体と、前記袋体の一方の面に位置する前記通気性シートの外面に付設された遮熱性金属シート材と、前記袋体内に収容された調湿性材料とを備えた建築材料であって、
前記遮熱性金属シート材が、
不織布にアルミニウムが蒸着された遮熱性アルミニウムシート材であり、且つ、波長範囲２．５μｍ〜１５μｍの赤外線の分光反射率が５０％〜６０％であり、遮熱性、水蒸気を透過させる透湿性及び水を透過させない防水性を有するものであることを特徴とする。

また、本発明の建築材料において、前記遮熱性金属シート材は水蒸気を透過させる透湿性を有するものである。

さらに、本発明の建築材料において、前記遮熱性金属シート材は水を透過させない防水性を有するものである。

ここで、本発明の建築材料においては、前記遮熱性金属シート材として、不織布に、アルミニウムが蒸着された遮熱性アルミニウムシート材を使用している。

一方、前記調湿性シート材若しくは前記調湿性材料は、竹炭、木炭（例えば、備長炭など）、ヤシ殻炭、セピオライト、ゼオライト、珪藻土、シリカゲル、ケイ酸カルシウム、トバモライト、セラミックス、シリカ、活性炭、カーボン、珊瑚化石、木繊セメント、漆喰、シラス、焼砂、軽石、火山礫のうちの１以上を含むものを使用することができる。そのほか、多孔質構造を有し調湿性を発揮するものであれば、前述以外の材料であっても、前記調湿性シート材若しくは前記調湿性材料に使用することができる。

本発明により、建築物の空調エネルギの削減及び結露防止に有効な調湿性及び遮熱性並びに消臭性、断熱性を具備した建築材料を提供することができる。

本発明の実施形態である建築材料を示す斜視断面図である。図１に示す建築材料の吸放湿性試験結果を示すグラフである。図１に示す建築材料を構成する遮熱性アルミニウムシート材の分光反射率の測定結果を示すグラフである。図１に示す建築材料の施工例を示す図である。図４の一部拡大図である。参考形態である建築材料を示す斜視断面図である。参考形態である建築材料を示す斜視断面図である。参考形態である建築材料を示す斜視断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態である建築材料１００は、通気性シート材である不織布１１，１２で形成された袋体１３と、袋体１３の内部に収容された調湿性材料である竹炭１４と、袋体１３の上面に位置する不織布１１の外面に付設された遮熱性金属シート材の１つである遮熱性アルミニウムシート材１５とを備えている。不織布１１，１２はいずれも合成樹脂繊維で形成された布状材であり、不織布１１は一重構造であり、不織布１２は二重構造である。なお、不織布１１，１２は前述したものに限定しないので、天然繊維や化学繊維などで形成されたものであっても良く、一重構造あるいは二重構造に限定するものでもない。また、袋体１３は、竹炭１４が均一に収容可能であって、且つ当該袋体１３の全面で速やかに調湿することができるように、縫着などによって複数の小袋体に区画されたものであることが望ましい。

竹炭１４は、特に限定しないが、本実施形態で使用した竹炭１４は、標高５００ｍ以上の高地で５〜７年間育成された孟宗竹を、備長窯を用いて８００℃以上の温度で焼き上げて形成された多孔質構造を有する炭化物質であり、調湿性（周囲の湿度に応じて吸湿したり、放湿したりする性質）を有するだけでなく、消臭作用、防黴作用あるいは有害物質吸着作用なども発揮する。

遮熱性アルミニウムシート材１５は不織布にアルミニウムを蒸着して形成されたものであり、赤外線を反射する遮熱性のほか、水蒸気を透過させる透湿性及び水を透過させない防水性を有している。遮熱性アルミニウムシート材１５としては、例えば、「デュポン社」の「デュポンタイベックシルバー（商品名）」や「セーレン株式会社」の「ラミテクトサーモ」などが好適であるが、これらに限定するものではない。

図１に示す建築材料１００の調湿性を確認するため、当該建築材料１００（公称寸法２５５ｍｍ×２５５ｍｍ、試験開始前質量８６４．４３ｇ）を試験体として、「ＪＩＳＡ１４７０−１（建築材料の吸放湿性試験方法−第１部：湿度応答法）に準じて試験を行った。

試験条件は、建築材料１００を温度２３℃、相対湿度５０％の空気雰囲気中で養生した後、温度２３℃、相対湿度７５％の空気雰囲気中で１２時間保持し（吸湿過程）、その後、温度２３℃、相対湿度５０％の空気雰囲気中で１２時間保持する（放湿過程）というものである。そして、前述した吸湿過程及び放湿過程における試験体（建築材料１００）の質量変化を連続的に計測すると図２に示すような結果が得られた。

図２に示すグラフを見ると、吸湿過程の開始直後から試験体（建築材料１００）の質量は湿気吸収により連続的に上昇していき、吸湿過程の終了時に最高値を示し、放湿過程が開始した後は試験体（建築材料１００）の質量は湿気放出により急速に低下していき、放湿過程の終了時まで質量低下が連続しているのが判る。この試験結果は、建築材料１００は優れた調湿性を備えていることを示している。

次に、建築材料１００の遮熱性を確認するため、当該建築材料１００を構成する遮熱性アルミニウムシート材１５の分光反射率を測定する試験を行った。試験は、遮熱性アルミニウムシート材１５から切り出した試験体（寸法５０ｍｍ×５０ｍｍ）について、「ＪＩＳＲ３１０６（板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法）」に準じたフーリエ変換赤外分光光度計及び積分球を用いて、波長範囲２．５μｍ〜１５μｍ（波数範囲４０００ｃｍ^-1〜６６６ｃｍ^-1）における分光反射率を測定した。

そして、前記試験体の３４５６点の分光反射率（％）の測定値を単純平均し、分光反射率（％）の平均値を算出し、波長（μｍ）との関係をグラフ化すると、図３に示すような結果が得られた。図３を見ると、波長範囲２．５μｍ〜１５μｍ（波数範囲４０００ｃｍ^-1〜６６６ｃｍ^-1）における分光反射率は５０％〜６０％（平均５６．２％）であることが判る。この試験結果は、遮熱性アルミニウムシート材１５が袋体１３の上面に付設された構造を有する建築材料１００は良好な遮熱性を備えていることを示している。なお、前記試験で得られた分光反射率は一例であり、これに限定するものではない。

次に、図４，図５に基づいて、前述した調湿性及び遮熱性並びに消臭性、断熱性を具備した建築材料１００の施工例について説明する。図４，図５に示す施工例においては、建築物２０の床面２３及び断熱材３４の下方にて床下空間２１を形成する基礎コンクリート２２の上面に複数の建築材料１００が遮熱性アルミニウムシート材１５を上方（床面２３方向）に向けた状態で配置されている。また、基礎コンクリート２２の立ち上がり部位の内面（床下空間２１側の面）にも、複数の建築材料１００が遮熱性アルミニウムシート材１５を床下空間２１方向に向けた状態で配置されている。

また、建築物２０の小屋裏２４においては、天井ボード２５上に積層された断熱材２６の上面に複数の建築材料１００が遮熱性アルミニウムシート材１５を上方（屋根２７方向）に向けた状態で配置されている。

さらに、建築物２０を構成する壁体２８においては、内壁ボード２９の外側の断熱材３０と外壁ボード３１との間の空間３２に複数の建築材料１００が遮熱性アルミニウムシート材１５を外側（外壁ボード３１側）に向けた状態で配置されている。この場合、複数の建築材料１００は断熱材３０の外面に貼着されている。

図４，図５に示すように、建築物２０の床下空間２１に建築材料１００を配置すると、室内３３からの輻射熱（赤外線）が遮熱性アルミニウムシート材１５によって反射されるので、冬場における床面２３及び床下空間２１の温度低下が抑制され、結露発生を防止することができ、建築物２０の空調エネルギの削減にも有効である。また、建築材料１００の下面側の不織布１２は通気性が良いので、地盤からの湿気を竹炭１４が速やかに吸湿することができ、乾燥雰囲気になると、透湿性も有する上面側の遮熱性アルミニウムシート材１５を介して速やかに竹炭１４が放湿するので、優れた調湿作用を発揮するだけでなく、消臭作用、防黴作用、有害物質吸着作用及び断熱作用なども得ることができる。

一方、建築物２０の小屋裏２４に配置された建築材料１００は、輻射熱を外部に反射して室内３３の温度上昇を抑制することができ、小屋裏２４内の温度低下を抑止することにより結露を防止することができ、調湿効果も発揮する。また、壁体２８に配置された建築材料１００は、輻射熱を反射して室内３３の温度上昇を抑制し、壁体２８内の結露も防止することができる。

なお、建築材料１００は図１に示すような構造であるが、これに限定しないので、不織布を使用せず、透湿性を有する遮熱性アルミニウムシート材のみで形成した袋体に竹炭を充填して建築材料を形成することもできる。

次に、図６，図７，図８に基づいて、参考形態である建築材料２００，３００，４００について説明する。なお、図６〜図８中において図１〜図５中の符号と同符号を付している部分は建築材料１００の構成部分と同様の構造、機能を有する部分であり、説明を省略する。

図６に示す建築材料２００は、調湿性シート材２０１と、調湿性シート材２０１の片面に直接的に貼着された遮熱性アルミニウムシート材１５とを備えている。調湿性シート材２０１は、竹炭粉などの調湿作用を有する物質を不織布に混入することによって形成されている。

図７に示す建築材料３００は、通気性シート材である不織布１２と遮熱性アルミニウムシート材１５との間に、竹炭粉などの調湿性材料３０１を挟持することによって形成されている。

図８に示す建築材料４００は、２枚の不織布１１，１２の間に、竹炭粉などの調湿性材料３０１を挟持し、不織布１１の外面に遮熱性アルミニウムシート材１５を貼着することによって形成されている。

建築材料２００，３００，４００はいずれも調湿性及び遮熱性並びに消臭性、断熱性を具備しているので、図４，図５に示す建築材料１００と同様に施工することができ、建築材料１００と同様の優れた作用効果を得ることができる。建築材料１００，２００，３００，４００においては、調湿性材料として竹炭や竹炭粉を使用し、調湿性シート材として竹炭粉を含むものを使用しているが、これらに限定するものではなく、木炭、ヤシ殻炭、セピオライト、ゼオライト、珪藻土、シリカゲル、ケイ酸カルシウム、トバモライト、セラミックス、シリカ、活性炭、カーボン、珊瑚化石、木繊セメント、漆喰、シラス、焼砂、軽石、火山礫などを使用することもできる。

また、前述した遮熱性アルミニウムシート材１５は遮熱性金属シート材の１つであり、これに限定しないので、赤外線を反射する遮熱性、水蒸気を透過させる透湿性及び水を透過させない防水性を有するその他の遮熱性金属シート材であれば、例えば、遮熱性銀シート材、遮熱性錫シート材、遮熱性チタンシート材などを好適に使用することができる。さらに、遮熱性銀シート材、遮熱性錫シート材、遮熱性チタンシート材についても限定しないので、例えば、不織布に銀、錫、チタンを蒸着して形成されたものを使用することができる。なお、水を透過させない防水性を有していなくても、赤外線を反射する遮熱性及び水蒸気を透過させる透湿性を有する遮熱性金属シート材であれば使用可能である。

なお、前述した建築材料１００は本発明の建築材料を例示するものであり、本発明の建築材料は建築材料１００に限定されない。

本発明の建築材料は、戸建て住宅や集合住宅などの一般住宅あるいは大型建築物などの建築用資材として、建築業や建設業などの産業分野において広く利用することができるが、これに限定されず、調湿性及び遮熱性を兼備した材料を必要とするその他の産業分野においても利用することができる。

１１，１２不織布
１３袋体
１４竹炭
１５遮熱性アルミニウムシート材
２０建築物
２１床下空間
２２基礎コンクリート
２３床面
２４小屋裏
２５天井ボード
２６，３０，３４断熱材
２７屋根
２８壁体
２９内壁ボード
３１外壁ボード
３２空間
３３室内
１００，２００，３００，４００建築材料
２０１調湿性シート材
３０１調湿性材料

Claims

通気性シートである不織布で形成された袋体と、前記袋体の一方の面に位置する前記通気性シートの外面に付設された遮熱性金属シート材と、前記袋体内に収容された調湿性材料とを備えた建築材料であって、
前記遮熱性金属シート材が、
不織布にアルミニウムが蒸着された遮熱性アルミニウムシート材であり、且つ、波長範囲２．５μｍ〜１５μｍの赤外線の分光反射率が５０％〜６０％であり、遮熱性、水蒸気を透過させる透湿性及び水を透過させない防水性を有するものである建築材料。
前記調湿性材料が、竹炭、木炭、ヤシ殻炭、セピオライト、ゼオライト、珪藻土、シリカゲル、ケイ酸カルシウム、トバモライト、セラミックス、シリカ、活性炭、カーボン、珊瑚化石、木繊セメント、漆喰、シラス、焼砂、軽石、火山礫のうちの１以上を含むものである請求項１記載の建築材料。