JP7002719B2 - 天井システム - Google Patents
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かくして、本発明によれば「野縁部材、野縁受け部材および天井材を含む天井システムであって、
複数の野縁部材が平行に配され、
複数の野縁受け部材が、野縁部材と直交する方向に平行に配され、
かつ、野縁部材および野縁受け部材が天井材に直接接触し、
野縁受け部材が切欠き部を有し、野縁部材と野縁受け部材が切欠き部で交差および接合し、
野縁部材と野縁受け部材が共に中空部を有し、
天井材が、主体繊維とバインダー繊維とを含む繊維構造体(i)並びに不燃シート(ii)を含み、不燃シート(ii)が、繊維構造体(i)の表面または内部に積層された複合繊維構造体からなり、かつ厚さ方向に圧縮することにより厚さを減少させた個所を有し、
天井材の厚さが10mm以下であり、
天井材は、巾1cmあたりの引張強力がタテ方向およびヨコ方向共に600N以上であり、
野縁部材、野縁受け部材および天井材の合計重量が2kg/m 2 以下であり、
天井システム全ての合計重量が2kg/m 2 以下であり、
野縁部材および野縁受け部材は共に、上端部から長さ方向に沿って水平に突出するフィン部を有し、交差部において上下に重ねられた互いのフィン部に螺合して設けられる接合手段によって接合していることを特徴とする天井システム。」が提供される。
さらに、野縁部材(4)と野縁受け部材(5)は共に中空部(1)を有することが好ましい。
さらに、野縁部材(4)および野縁受け部材(5)は共に、少なくとも一辺から突出するフィン部(2、3)を有することが好ましい。
(交差部)
野縁部材(4)の底面と野縁受け部材(5)の底面が同一平面上に位置するよう配されていることが好ましい。その際、野縁受け部材(5)は、図1に示すように切欠き部(8)を有し、図2に示すように平行に配した野縁部材(4)は、それと直交する野縁受け部材(5)の切欠き部(8)で交差および接合していることが好ましい。したがって、野縁部材(4)の高さは、野縁受け部材(5)よりも0.3~10mmの範囲で低いことが好ましい。
切欠き部(8)の長さ(Ln)は野縁部材(4)の幅(W)または/およびフィン部(2)または/およびフィン部(3)の長さ(Lf)を足した幅以上を有することが好ましく、5~300mm(より好ましくは20~100mm)の範囲が好ましい。
野縁部材(4)および野縁受け部材(5)は、図1の断面図に示すように中空部(1)を有することが好ましい。かかる中空部(1)を有さない場合は、優れた軽量性が得られず好ましくない。
ここで、図1において、四角形の中空部(1)が示されているが、かかる中空部(1)の形状は限定されず、四角形、三角形、丸のいずれでもよい。野縁部材(4)および野縁受け部材(5)は、中空の断面を有する棒状物である。
野縁部材(4)および野縁受け部材(5)の高さ(H)は、軽量性、施工性、強度などの点で5~100mm(より好ましくは10~30mm)の範囲が好ましい。
また、野縁部材(4)および野縁受け部材(5)の幅(W)は、軽量性、施工性、強度などの点で5~100mm(より好ましくは20~40mm)の範囲が好ましい。また野縁部材(4)および野縁受け部材(5)の長さ(L)は、施工性の点で1~6m(より好ましくは2~4mm)の範囲が好ましい。野縁部材(4)および野縁受け部材(5)を構成する材料の厚さ(T)は、0.3~5mm(より好ましくは0.5~3mm)の範囲が好ましい。
野縁部材(4)の断面形状と、野縁受け部材(5)の断面形状とが異なっていてもよい。
野縁部材(4)および野縁受け部材(5)は共に、少なくとも一辺から突出するフィン部(2、3)を有することが好ましい。フィン部(2、3)を有することにより、野縁部材(4)と切欠き部(8)を有する野縁受け部材(5)とが、フィン部(2、3)によって接合することが可能となり強度が向上する。しかも野縁部材(4)と野縁受け部材(5)との締結にクリップ等の金具を用いる必要がない。なお、図1では、底辺から底辺の軸線方向に左右1ケ所ずつ(合計2ケ所)のフィン部(2、3)を有する。
ここで、フィン部(2、3)の長さ(Lf)は、軽量性、施工性、強度などの点で5~100mm(より好ましくは8~30mm)の範囲が好ましい。また、フィン部(2、3)の厚さ(Tf)は、軽量性、施工性、強度などの点で0.5~8mm(より好ましくは1~3mm)の範囲が好ましい。
施工性、切欠き部(8)の強度などの点で、野縁受け部材(5)の上部にタテ板(9)を有することが好ましい。ここで、図1において、野縁受け部材(5)のと幅方向の直角に伸びるタテ板(9)が示されているが、野縁受け部材(5)の長さ方向に配されていれば、形状や向きは限定されず、例えば棒状補強材でもよいし、幅方向と平行に配されたタテ板(9)でもよい。タテ板(9)は、野縁受け部材(5)の切欠き部上部のみに配されてもよいし、野縁受け部材(5)上部すべてに配してもよい。
野縁部材(4)および/または野縁受け部材(5)および/またはタテ板(9)は、図1の断面図に示すように、上部にL字状のツメ部(10)を有することが好ましい。ツメ部(10)を有することで、強度の向上後見込めるだけでなく、施工時の汎用性を増すことができる。例えば、釣り具のハンガー部を固定し易くする。
野縁部材(4)および野縁受け部材(5)の材質は特に限定されず、金属、合成樹脂、繊維補強樹脂などいずれでもよいが、ステンレス、アルミニウム、ジュラルミン、表面メッキしたスチールなどの金属が軽量性、施工性、強度などの点で好ましい。
図2の中央の図は、床から天井方向を見て、野縁部材(4)および野縁受け部材(5)の配置を示した図である。野縁部材(4)は、野縁受け部材(5)の切欠き(8)部に接合されている。図2の右の図は、野縁部材(4)および野縁受け部材(5)の側面を見た図である。図2の上の図は、野縁部材(4)および野縁受け部材(5)の側面を見た図である。
本発明において、天井材(7)は、主体繊維とバインダー繊維とを含む繊維構造体(i)並びに不燃シート(ii)を含み、不燃シート(ii)が、繊維構造体(i)の表面または内部に積層された複合繊維構造体からなり、かつ厚さ方向に圧縮することにより厚さを減少させた個所を有することが、剛性、外観、取扱い性、不燃性、断熱性および吸音性に優れ好ましい。
ここで、厚さを減少させた個所としては特に限定されないが、剛性および外観を向上させる上で、厚さを減少させた個所が、平面図において天井材(7)の周囲および/または内部に位置することが好ましい。より具体的には、例えば、実用新案登録第3185894号公報の図4(A)に示すように圧縮部を天井材の周囲(すなわち、4辺の縁部)に配した事例、同図4(B)のように圧縮部を天井材の周囲および十字状に配した事例、同図4(C)、同図4(D)に示すように圧縮部を天井材(7)の周囲および一辺から対向する辺まで縞状に配した事例などが好適に例示される。
また、厚さ方向に圧縮することにより厚さを減少させた個所は、側面図(天井材を厚さ方向に切断した際の断面図)において、実用新案登録第3185894号公報の図5(A)に示すように一方の表面側に偏在していてもよいし、同図5(B)に示すように厚さ方向に対して中央に位置していてもよい。さらには、厚さを減少させた個所を複数個所配する場合は、同図5(C)に示すように一方の表面側に全て偏在させてもよい。
天井材(7)を構成する材料は特に限定されず、グラスウール、ロックウール、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維などの合成繊維などいずれでもよい。なかでも、剛性、難燃性、軽量性などの点で、主体繊維とバインダー繊維を含む繊維構造体(i)の表裏両表面に不燃シート(ii)が積層されている構造が好ましい。
主体繊維として利用可能な繊維は特に限定されないが、耐久性、価格等の点からポリエステル系短繊維が好ましい。ポリエステルとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ-1,4-ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリピバロラクトン、ポリ乳酸(PLA)、ステレオコンプレックスポリ乳酸、バイオ素材を原料とするポリエステルまたはこれらの共重合体が挙げられる。主体繊維には、上記ポリエステル系短繊維、上記ポリエステル系短繊維の混綿体、または上記のポリエステル2種以上からなる複合繊維などを用いることができる。
短繊維の断面形状は円形、偏平、異形または中空のいずれであってもよい。とりわけポリエチレンテレフタレートまたはその共重合体からなる短繊維が好ましい。もちろん、マテリアルリサイクルやケミカルリサイクルされたポリエチレンテレフタレートを使用することもかまわない。また、特開2009-091694号公報に記載された、バイオマスすなわち生物由来の物質を原材料として得られたモノマー成分を使用してなるポリエチレンテレフタレートであってもよい。さらには、特開2004-270097号公報や特開2004-211268号公報に記載されているような、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。
また主体繊維が、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド、その他ポリオレフィン、アクリル、モダクリル、パラ型またはメタ型のアラミド繊維等の合成繊維や、カーボン繊維、ガラス繊維、ロックウール等の無機繊維、レーヨン、天然繊維(絹、綿、麻、羊毛等)や雑綿であってもよい。
主体繊維において、その単繊維繊度は優れた剛性を得る上で1dtex以上(より好ましくは1~30dtex、特に好ましくは6~10dtex)であることが好ましい。単繊維繊度が1dtexよりも小さいと、天井材の剛性が低下するおそれがある。
また主体繊維において捲縮が付与されていることが好ましい。その際、捲縮数は4~25個/2.54cm、捲縮度は20~40%が好ましい。この捲縮数や捲縮度が前記範囲よりも小さいとウエブの嵩が出にくくなったり、ウエブ化が困難になったりするおそれがある。逆に、捲縮数や捲縮度が前記範囲よりも大きすぎると、ウエブ化の際に繊維の絡みが強くなり筋状のムラ等の欠点が発生するおそれがある。
主体繊維の繊維長は、5mm以上(より好ましくは30~100mm)であることが好ましい。繊維長が5mmよりも小さいと十分な剛性が得られないおそれがある。逆に繊維長が100mmよりも大きいと、工程安定性が損なわれるおそれがある。
繊維構造体としては、主体繊維とバインダー繊維とが重量比率で95/5~5/95となるように混綿され、バインダー繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および/またはバインダー繊維と主体繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維構造体であることが好ましい。
主体繊維を融着させるバインダー繊維としては、単一成分からなる繊維でもよいが、主体繊維の融点より40℃以上低い融点を有する低融点の熱融着成分が少なくとも繊維表面の一部に配された短繊維であり、加熱により少なくともその表面の一部が溶融しうる熱接着性複合短繊維であることが好ましい。この融点差が40℃未満であると、加工する温度が主体繊維の融点に近くなってしまい、前記主体繊維の物性が低下したり、成型時の収縮が大きくなってしまうおそれがある。
ここで、熱融着成分として配されるポリマーとしては、ポリウレタン系エラストマー(1)、ポリエステル系エラストマー(2)、共重合ポリエステル系ポリマー(3)、ポリオレフィン系ポリマー(4)、ポリオレフィン系ポリマーの共重合物、ポリビニルアルコ-ル系ポリマー等を挙げることができる。
また、ポリオレフィンポリマー(4)としては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
なお、上述のポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていてもよい。
かかるバインダー繊維において、その単繊維繊度は0.5~10dtex(より好ましくは1~3dtex)であることが好ましい。また、バインダー繊維において、繊維長は5mm以上が好ましく、より好ましくは30~100mmである。繊維長が5mmよりも小さいと十分な剛性が得られないおそれがある。逆に繊維長が100mmよりも大きいと、工程安定性が損なわれるおそれがある。
主体繊維とバインダー繊維を混綿させ、加熱処理することにより、バインダー繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および/またはバインダー繊維と主体繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維構造体が形成される。
その際、主体繊維とバインダー繊維との重量比率は(主体繊維/バインダー繊維)95/5~5/95(より好ましくは95/5~60/40)であることが好ましい。バインダー繊維の比率がこの範囲より少ない場合は、固着点が極端に少なくなり、繊維構造体の腰がなく形態保持が困難になるおそれがある。一方、バインダー繊維の比率がこの範囲より多い場合は、接着点が多くなり接着が強くなりすぎカット性が低下するおそれがある。
また、繊維構造体において、主体繊維とバインダー繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列していると、不燃シートを積層することによりダンボール構造となって軽量性と剛性が向上し好ましい。例えば、吸音性を高めるため主体繊維として単繊維繊度の小さい繊維を用いた場合、その効果は顕著となる。
ここで、「厚さ方向に配列している」とは、繊維構造体の厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を(B)とし、繊維構造体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を(A)とするとき、B/Aが1.5以上であることである。
かかる繊維構造体の密度は、10~200kg/m3の範囲内であることが好ましい。該密度が10kg/m3よりも小さいと剛性が低下するおそれがある。逆に該密度が200kg/m3よりも大きいと繊維構造体の硬度が大きくなりすぎカット性が困難になるだけでなく軽量性も損なわれるおそれがある。
また、繊維構造体の厚さは、2~40mmの範囲内であることが好ましい。該厚さが2mmよりも小さいと剛性が低下するおそれがある。逆に、該厚さが40mmよりも大きいと天井材を取付ける際に取扱性が低下したり、スペースの問題が発生するおそれがある。
また、繊維構造体の目付けは、600g/m2以下(より好ましくは100~600g/m2)であることが好ましい。該目付けが600g/m2よりも大きいと天井材の軽量性が損なわれるおそれがある。
繊維構造体に不燃シート(ii)を積層する際、かかる不燃シート(ii)としては、建築基準法施行令(最終改正:平成23年3月30日政令46号)に記載された評価基準を満足するものが好ましく、特に難燃性および軽量性の点で無機繊維シートや金属シートが好ましい。
ここで、無機繊維シートとしては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維やロックウール等による、織編物や不織布などが例示される。また、金属シートとしては、鉄、アルミニウム、銅、ステンレス、チタン、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、ホーロー鋼板、クラッド鋼板、ラミネート鋼板(塩ビ鋼板等)、サンドイッチ鋼板(制振鋼板等)等(これらを各種色調に塗装したカラー金属板を含む。)の一種をロール成形、プレス成形、押出成形等によってシート状に成形したものなどが例示される。
金属シートは、一般的な金属箔地を圧延して引き伸ばしたものが好ましく使用される。この場合、強度や経済性、壁材としての使用時の作業性を考慮すると厚さが5~100μmの範囲内であることが好ましい。厚さが5μmより小さいと、薄いため作業中に破れてしまうという問題が発生するおそれがある。逆に該厚さが100μmより大きいと、剛性が大きくなりすぎ壁や天井のR部に沿って曲げることが困難になり、使用時の挿入性や床、壁、屋根への型追従性といった作業性が低下するおそれがある。
繊維構造体(i)に不燃シート(ii)を積層する方法としては、繊維構造体(i)を製造後、不燃シート(ii)を繊維構造体(i)の上面または下面から重ね合わせ、ロールやベルト等で加熱圧着する方法が好ましい。その際、繊維構造体(i)に含まれる熱接着性短繊維の再溶融により繊維構造体(i)と不燃シート(ii)が接着するが、より接着強度を向上させるためにパウダー状、不織布状の接着剤を併用または代替使用することも可能である。
なお、繊維構造体(i)に不燃シート(ii)を貼り合わせる際に繊維構造体(i)の一面だけでなく複数の面(例えば、繊維構造体(i)の表裏の両面)や繊維構造の内部に複数枚貼り合わせてもさしつかえない。
かかる複合繊維構造体において部分的に厚さ方向に圧縮することにより、前記の天井材が得られる。
その際、圧縮の方法は特に限定されず、常温下で圧縮する方法や加熱圧縮などが例示される。特に、後記のようにバインダー繊維を用いる場合は、かかるバインダー繊維の融点(または軟化点)以上の温度で加熱圧縮すると、天井材の剛性がより向上し好ましい。その際、加熱圧縮する方法は特に限定されず、通常のホットプレス機を用いた方法でよい。また、圧縮部の巾は5~25mmであることが好ましい。また、圧縮部の厚さは0.2~1.5mmであることが好ましい。
天井材は、厚さが10mm以下(好ましくは1~10mm)であることが好ましい。また、天井材において、巾1cmあたりの引張強力がタテ方向およびヨコ方向ともに600N以上(より好ましくは700~2000N)であることが好ましい。
天井材には、通常の染色加工や起毛加工が施されていてもよい。さらには、撥水加工、防炎加工、難燃加工、マイナスイオン発生加工など公知の機能加工が付加されていてもさしつかえない。さらには、他のシート状物などの付加物などを適宜付加してもよい。
次に、天井システムの施工方法について述べるが、本発明はかかる施工方法に限定されないことはいうまでもない。例えば、図1に示すような断面形状を有する野縁部材(4)と切欠き部(8)を有する野縁受け部材(5)を用意する。次いで、図2に示すように、野縁部材(4)を平行に配し、それと直交するように野縁受け部材(5)を配して格子状の天井レールを形成する。その際、野縁部材(4)は、野縁受け部材(5)の切欠き部(8)で交差および接合し、かつ、野縁部材(4)と野縁受け部材(5)が同一平面上で天井材(7)に接触する高さに調節されている。
次いで、図3に示すように野縁部材(4)と野縁受け部材(5)に天井材(7)をビス等により取付ける。図3は、床から天井方向を見て、野縁部材(4)と野縁受け部材(5)に天井材(7)を取付けた様子を示す図である。
その際、野縁部材(4)と野縁受け部材(5)と天井材(7)との合計重量が2kg/m2以下であることが好ましい。また、天井システムを構成する全ての部材の合計重量が2kg/m2以下であることが好ましい。
(1)難燃性
コーンカロリーメーターを使用し、ISO5660-Fire test-Reaction to fire/Part1:Heat release(建材試験情報10 ‘99、39~41)に従って防火試験を行った。その際、輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に50kW/m2の輻射熱を20分間照射した。
(2)繊維構造体の厚さ(cm)
JIS K6400により測定した。
(3)繊維構造体の密度(g/cm3)、目付(g/m2)
下記式により密度(g/cm3)を求めた。
密度(g/cm3)=ウエブの目付け(g/cm2)/繊維構造体の厚さ(cm)
(4)剛性(曲げ強さ)
JIS K7203に従い、50mm(幅)×150mm(長さ)のサイズの試験片を用い、スパン100mmにて、10mm/分の曲げ速度で最大の曲げ強さを測定し剛性(N/5cm)とした。
(5)断熱性
JIS A-1412により測定した。
<天井材>
(繊維構造体)
主体繊維として帝人フロンティア(株)製ポリエチレンテレフタレート(PET)短繊維(単繊維繊度6.6dtex、繊維長51mm、捲縮数9個/2.54cm)を60重量%、バインダー繊維として帝人フロンティア(株)製共重合ポリエチレンテレフタレート短繊維(単繊維繊度2.2dtex、繊維長51mm、捲縮数11個/2.54cm)40重量%を開繊、混綿した後、不織布製造設備のカーディング、クロスレイヤーを経て、次にStruto社製Struto設備(特表2002-516932号公報に示された装置と同様のもの)を使用して繊維を厚み方向に配列した不織布を作製した。引続き試料の両面から140~200℃の加熱処理を施してさらに加熱処理ゾーン出口にてローラで該不織布を圧縮して厚さを調節して目付け240g/m2、厚さ20mmの繊維構造体を得た。
次いで、得られた繊維構造体の表裏両面に接着剤として目付け12g/m2の低融点ポリエステル樹脂からなる不織布を積層し、さらには不燃シートとして、ユニチカグラスファイバー株式会社製ガラスクロスH201(経糸と緯糸の打ち込み本数は、それぞれ42本/25mm、32本/25mm、厚さは0.17mm、重量は210g/m2)を両表面に積層して熱ローラにて加熱圧縮を行い積層し、厚さ4mmの複合繊維構造体を得た。
(加熱圧縮)
次いで、得られた複合繊維構造体を用いて、周囲を巾10mm、厚さ1mmとなるよう温度180℃で加熱圧縮することにより天井材を得た。得られた天井材の幅1cm当たりの引張強力は、それぞれタテ方向1400N、ヨコ方向1650N、断熱性(熱伝導率0.033W/m・K)であった。かかる天井材は剛性および外観および取扱い性および難燃性および断熱性および吸音性に優れていた。
複合繊維構造体の難燃性を測定したところ、
(i) 20分間のサンプル面積に対する最高発熱速度が148kW/m2であった。
(ii) 20分間のサンプル面積に対する総発熱量が5.2MJ/m2であった。
(iii) 20分間、裏面まで貫通する亀裂及び穴がなかった。
また、剛性は、縦方向が7.9N/5cm、横方向が8.6N/5cmと剛性が高いものであった。また、吸音性は、1000Hz、2000Hz,3150Hz,4000Hzの吸音率がそれぞれ15%、25%、54%、50%となり、吸音性も高いものであった。
一方、図1に示すような断面形状を有する野縁部材(4)と図1に示すような切欠き部(8)、タテ板(9)、ツメ部(10)を有する野縁受け部材(5)を用意した。かかる部材の材質はアルミニウムであり、高さ(H)は野縁部材(4)16mm、野縁受け部材(5)18mm、野縁受け部材(5)の切欠き幅は54mmであった。次いで、図2に示すように、野縁部材(4)を平行に配し、それと直交するように野縁受け部材(5)を配して格子状の天井レールを形成した。その際、野縁部材(4)は、野縁受け部材(5)の切欠き部(8)で交差および接合した。天井システムを構成する全ての部材の合計重量は、2kg/m2以下であり、軽量性に優れ、また強度にも優れていた。
H:高さ
W:幅
2:フィン部
3:フィン部
Tf:フィン部の厚さ
Lf:フィン部の長さ
4:野縁部材
5:野縁受け部材
6:吊り具
7:天井材
8:切欠き部
9:タテ板
10:ツメ部
Claims (1)
- 野縁部材、野縁受け部材および天井材を含む天井システムであって、
複数の野縁部材が平行に配され、
複数の野縁受け部材が、野縁部材と直交する方向に平行に配され、
かつ、野縁部材および野縁受け部材が天井材に直接接触し、
野縁受け部材が切欠き部を有し、野縁部材と野縁受け部材が切欠き部で交差および接合し、
野縁部材と野縁受け部材が共に中空部を有し、
天井材が、主体繊維とバインダー繊維とを含む繊維構造体(i)並びに不燃シート(ii)を含み、不燃シート(ii)が、繊維構造体(i)の表面または内部に積層された複合繊維構造体からなり、かつ厚さ方向に圧縮することにより厚さを減少させた個所を有し、
天井材の厚さが10mm以下であり、
天井材は、巾1cmあたりの引張強力がタテ方向およびヨコ方向共に600N以上であり、
野縁部材、野縁受け部材および天井材の合計重量が2kg/m2以下であり、
天井システム全ての合計重量が2kg/m2以下であり、
野縁部材および野縁受け部材は共に、上端部から長さ方向に沿って水平に突出するフィン部を有し、交差部において上下に重ねられた互いのフィン部に螺合して設けられる接合手段によって接合していることを特徴とする天井システム。
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