WO2015045292A1 - 建築材 - Google Patents

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WO2015045292A1
WO2015045292A1 PCT/JP2014/004596 JP2014004596W WO2015045292A1 WO 2015045292 A1 WO2015045292 A1 WO 2015045292A1 JP 2014004596 W JP2014004596 W JP 2014004596W WO 2015045292 A1 WO2015045292 A1 WO 2015045292A1
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airgel
molded body
resin
resin molded
building material
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PCT/JP2014/004596
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貴也 丹生
遠田 正和
田村 俊樹
大村 浩之
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • Y02B80/00Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/10Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation

Definitions

  • a building material composed of a resin molded product having a hollow portion is known (for example, Japanese Patent Publication No. 2009-102923).
  • Building materials can be configured as building boards or building panels. Such building materials can be laid on the floor, wall, ceiling, etc. of the building. In construction materials, strength is required, and a structure with high heat insulation is advantageous.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a building material having high strength and heat insulation.
  • the building material includes a resin molded body having a hollow portion and an airgel portion containing airgel particles and a binder.
  • the airgel part is formed by fixing the airgel particles bonded by the binder to the hollow part.
  • the building material of the present disclosure has high strength and excellent heat insulation properties by fixing the airgel particles in the hollow portion of the resin molded body.
  • the building material of the present disclosure includes a resin molded body 1 having a hollow portion 3 and an airgel portion 2 containing airgel particles and a binder.
  • the airgel part 2 is formed by fixing airgel particles bonded by a binder to the hollow part 3.
  • the airgel particles are fixed in the hollow portion 3 of the resin molded body 1, whereby high strength can be obtained and heat insulation can be improved.
  • Fig. 1 shows an example of building materials.
  • This building material includes a resin molded body 1 and an airgel portion 2.
  • the exposed end part of the airgel part 2 is shown by the dot pattern.
  • angular part of the hollow part 3 which can be visually recognized in the resin molding 1 before the airgel part 2 is formed is shown with the broken line so that the shape of the hollow part 3 and the airgel part 2 may become intelligible.
  • the resin molded body 1 is formed by resin molding.
  • the resin molded body 1 can be formed of a thermoplastic resin, or can be formed of a thermosetting resin.
  • the resin molded body 1 is preferably formed of a thermoplastic resin. When a thermoplastic resin is used, a molded product having a size required as a building material can be easily obtained. Moreover, when using a thermoplastic resin, economical efficiency can be improved.
  • the resin molded body 1 is preferably formed by extrusion molding. Thereby, the resin molding 1 which has the hollow part 3 can be formed easily.
  • the resin molded body 1 is formed of a thermoplastic resin, it may be formed by injection molding, compression molding, transfer molding, blow molding, or the like.
  • the resin molded body 1 is formed of a thermosetting resin, it may be formed by cast molding, transfer molding, compression molding, or the like. These molding methods can be used in combination with extrusion molding.
  • the resin molded body 1 is constituted by an extruded product of a thermoplastic resin in consideration of the size and economy as a building material.
  • a relatively large member can be continuously obtained by extruding a resin.
  • the resin molded body 1 having the hollow portion 3 can be obtained efficiently.
  • the building material is a flooring material
  • a resin molded body 1 suitable in size, strength, shape and the like can be obtained by a thermoplastic resin molded product obtained by extrusion molding.
  • the resin molded body 1 When the resin molded body 1 is formed by extrusion, it can be formed by a normal extrusion method. For example, using an extrusion molding machine, the injected resin is continuously extruded from a cylindrical mold (mold) to be molded into a desired shape, and the molded resin molded product has a predetermined length (size).
  • the resin molded body 1 can be obtained by the method of cutting with a cutting tool.
  • the mold can be provided upstream of the conveyance path through which the molding material is conveyed.
  • the resin In extrusion molding, the resin is preferably heated.
  • the mold is preferably heated to a temperature at which the resin can easily flow. Thereby, resin molding can be performed satisfactorily.
  • the shape of the resin molded body 1 is not particularly limited, but may be a long member.
  • the cross-sectional shape of the resin molded body 1 may be a rectangular shape.
  • the rectangular shape is a shape including a rectangle and a square.
  • a long resin molded body 1 having a rectangular cross-sectional shape can be obtained by making the discharge port of the molding die in the extrusion molding machine rectangular.
  • the longitudinal direction coincides with the extrusion direction.
  • the resin molded body 1 may be plate-shaped. Alternatively, the resin molded body 1 may be in a block shape.
  • the resin molded body 1 has a hollow portion 3.
  • the hollow portion 3 of the resin molded body 1 is a portion that becomes a cavity in the resin molded body 1.
  • the resin molded body 1 preferably has a plurality of hollow portions 3. Thereby, since the airgel part 2 can be formed with more hollow parts 3, heat insulation can be improved more. Moreover, weight reduction can be achieved by increasing the ratio of the hollow part 3. It can be said that the resin molded body 1 has a hollow structure.
  • the hollow portion 3 is formed in a cylindrical shape.
  • the hollow portion 3 can be formed by using an appropriate mold having a structure for forming the hollow portion 3.
  • the hollow portion 3 can be formed by providing a rod that extends along the flow direction of the resin in a flow path in which the molding material (resin) flows.
  • the number of rods may be one or plural.
  • the number of rods is equal to the number of hollow portions 3.
  • the rod body may be disposed inside the outer frame that determines the shape of the outer edge of the resin molded body 1 in the mold. At this time, the shape of the outer edge of the rod is reflected in the shape of the hollow portion 3.
  • the rod may have a tapered tip at the opposite end to the discharge port side of the extruder.
  • the rod body is fixed inside the mold of the extruder.
  • a fixing mechanism for fixing the rod body can be provided in the middle of the resin flow path inside the mold, but the shape of the fixing mechanism is not reflected in the molded product by the resin flowing around due to the fluidity of the resin. Can be.
  • the hollow part 3 can be arrange
  • the resin molded body 1 is formed in a slightly thick plate shape.
  • the resin molded body 1 may have a panel shape.
  • the extrusion direction can be considered as the vertical direction, and the direction perpendicular to the extrusion direction can be considered as the horizontal direction.
  • a plurality of hollow portions 3 extending along the vertical direction can be arranged side by side in the horizontal direction.
  • the hollow portion 3 is formed in a cylindrical shape.
  • the cross-sectional shape of the hollow part 3 is not specifically limited, In the form of FIG. 1, it is formed in the rectangular shape.
  • the cross-sectional shape of the hollow part 3 is a rectangular shape, the ratio of the hollow part 3 can be increased more.
  • the hollow part 3 is quadrangular prism shape.
  • the resin molded body 1 is usually formed with the same cross-sectional shape in the longitudinal direction. At this time, the cross-sectional shape in the vertical direction of the hollow portion 3 is also the same.
  • the resin molded body 1 is formed with a wall portion 1a that connects both sides in the thickness direction (front side and back side, upper side and lower side in FIG. 1).
  • the wall 1a may be said to divide the hollow portion 3.
  • the strength of the resin molding 1 can be increased by the wall 1a. If the strength in the thickness direction can be increased, the resin molded body 1 useful as a building material can be obtained because a load applied in the thickness direction can be received.
  • a flooring with excellent performance can be obtained by increasing the strength in the thickness direction.
  • the resin molded body 1 is integrally molded. Thereby, the resin molding 1 with high strength can be obtained. In the extrusion molding, an integrated resin molded body 1 having a hollow portion 3 can be easily obtained.
  • the resin molded body 1 may be formed by combining a plurality of resin members.
  • the resin molded body 1 includes one resin member provided with a recess for forming the hollow portion 3 and another resin provided with a recess for forming the hollow portion 3 at a position corresponding to the recess. It may be formed by bonding a member.
  • the adhesion may be adhesion by an adhesive or adhesion by welding.
  • the resin molded body 1 having the hollow portion 3 may be formed by bonding a resin member provided with a depression and a resin member not provided with a depression.
  • the resin molding 1 which has the hollow part 3 may be formed by using a resin board as a resin member and assembling this resin board in frame shape.
  • the thermoplastic resin used for the resin molded body 1 is not particularly limited, and examples thereof include resins such as ABS, polyolefin, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, polylactic acid, and ASA. Any of these resins is suitable for extrusion molding. Among these, since the intensity
  • resins such as an epoxy resin, a phenol resin, an acrylic resin, an unsaturated polyester resin, can be used.
  • the resin (molded material raw material) forming the resin molded body 1 may be a so-called resin composition.
  • the resin composition is obtained by mixing an additive as an auxiliary component with a resin component as a main component.
  • the additive may be, for example, a component that assists the curing of a resin such as a curing agent, or may be a component that enhances the stability of the resin after molding, such as a filler.
  • the additive may be a component for enhancing the appearance of the molded resin, such as a colorant.
  • a filler is blended in the resin used for forming the resin molded body 1.
  • a stable resin molding can be obtained by blending the filler.
  • the filler may be an inorganic filler or an organic filler.
  • the filler may be a plant-derived filler.
  • the resin molded body 1 more preferably contains at least one of plant fiber and wood flour.
  • a stable resin molded body 1 can be obtained.
  • strength of a molded object can be raised by filling these, and the intensity
  • Plant fibers and wood flour can function as fillers.
  • the resin molded body 1 preferably includes either one of plant fiber and wood flour, but may include both.
  • Plant fibers are not particularly limited, but plant-derived cellulose fibers can be used.
  • As the plant kenaf, bagasse, rice, rice straw, wheat straw, bamboo, flax, pulp, beet pulp, oil palm and the like can be used.
  • the wood powder is not particularly limited, and wood powder used as a starting material can be used.
  • wood powder examples include virgin chip, MDF powder, and particle powder.
  • Virgin chips are chip-shaped wood powder obtained by crushing unused wood.
  • MDF powder is powdery wood powder obtained by crushing waste MDF.
  • the particle powder is a powdery wood powder obtained by crushing a particle board as a waste material.
  • the wood flour those having an average particle diameter of 190 to 850 ⁇ m (80 to 20 mesh) can be preferably used, but are not limited thereto.
  • the amount of the filler contained in the resin molded body 1 is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 90% by mass of the total amount of the resin molded body 1. This range is particularly preferred when plant fibers and wood flour are included as fillers. When the range of the filler is within this range, the stability of the resin can be further increased. In addition, when one or both of plant fiber and wood powder are included, the content of plant fiber and wood powder may be 20% by mass or more of the total amount of the resin molded body 1, and further 30% by mass or more. It may be 40 mass% or more, and may be 50 mass% or more. When the amount of plant fiber and wood powder becomes richer than that of resin, a molded product in which plant fiber and wood powder are hardened with resin can be obtained. In this case, the resin molding 1 can be brought closer to a natural material such as wood, and a building material excellent in workability and design can be obtained.
  • the airgel portion 2 is provided in the hollow portion 3 of the resin molded body 1.
  • the airgel part 2 contains airgel particles and a binder.
  • the airgel part 2 is formed by combining airgel particles with a binder.
  • the airgel portion 2 is formed so as to fill the hollow portion 3 in the hollow portion 3 of the resin molded body 1. That is, the shape of the airgel portion 2 is equal to the shape of the hollow portion 3. It can also be said that the airgel part 2 is a molded product.
  • the airgel portion 2 is formed in a column shape extending in the vertical direction (extrusion direction) according to the shape of the hollow portion 3 formed in the resin molded body 1.
  • the shape of the airgel part 2 is a quadrangular prism.
  • a plurality of airgel portions 2 are formed side by side in the horizontal direction (lateral direction).
  • the strength and heat insulating properties can be improved efficiently.
  • the number of the airgel portions 2 is five, but the number of the airgel portions 2 is not limited to this.
  • one hollow portion 3 may be formed in the resin molded body 1, and the building material may have one airgel portion 2.
  • the airgel part 2 is preferably bonded to the resin molded body 1 with a binder that binds the airgel particles. Thereby, the airgel part 2 and the resin molding 1 closely_contact
  • the adhesion of the airgel part 2 may be performed by the outer peripheral part of the airgel part 2 and the inner wall of the resin molded body 1 formed by providing the hollow part 3.
  • Aerogel is a porous substance (porous body) in which the solvent contained in the gel is replaced with gas by drying.
  • the particulate airgel is called airgel particles.
  • As the airgel silica aerogel, carbon aerogel, alumina aerogel, and the like are known. Of these, silica aerogel can be preferably used.
  • Silica airgel has excellent heat insulation, is easy to manufacture, is low in cost, and can be obtained more easily than other airgels.
  • gap may be called xerogel (xerogel), but the airgel in this specification may contain xerogel.
  • the airgel particles are not particularly limited, and those obtained by a general production method can be used. Typical examples include airgel particles obtained by a supercritical drying method and airgel particles obtained using water glass.
  • Silica airgel particles obtained by the supercritical drying method can be obtained by polymerizing by a sol-gel method that is a liquid phase reaction to produce silica particles and removing the solvent by supercritical drying.
  • a raw material for example, alkoxysilane (also referred to as silicon alkoxide or alkyl silicate) is used.
  • a wet gel compound composed of a silica skeleton obtained by hydrolyzing the alkoxysilane in the presence of a solvent and subjecting it to condensation polymerization is dried under supercritical conditions above the critical point of the solvent.
  • the solvent for example, alcohol or liquefied carbon dioxide can be used.
  • the solvent for example, alcohol or liquefied carbon dioxide can be used.
  • Airgel particles obtained using water glass are produced, for example, by a normal pressure drying method in which silica sol preparation, silica sol gelation, aging, gel pulverization, solvent replacement, hydrophobization treatment, and drying are sequentially performed.
  • Water glass is generally a highly concentrated aqueous solution of a metal silicate such as sodium silicate. For example, it can be obtained by dissolving a metal silicate salt in water and heating.
  • Silica airgel particles can be produced using alkoxysilane as a raw material. Although it does not specifically limit as alkoxysilane, Bifunctional, trifunctional, or tetrafunctional alkoxysilane can be used individually or in mixture of multiple types. Examples of the bifunctional alkoxysilane include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methylphenyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, and diethyldimethoxysilane. .
  • Examples of the trifunctional alkoxysilane include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and phenyltriethoxysilane.
  • Examples of tetrafunctional alkoxysilanes include tetramethoxysilane and tetraethoxysilane.
  • alkoxysilane bistrimethylsilylmethane, bistrimethylsilylethane, bistrimethylsilylhexane, vinyltrimethoxysilane, or the like can be used.
  • Airgel particles obtained by the critical drying method and airgel particles obtained using water glass have basically the same structure. That is, the silica fine particles are connected to form a three-dimensional network structure.
  • Airgel particles generally have a hydrophobic property.
  • Silica airgel particles have a structure in which a plurality of silicon atoms (Si) are bonded via oxygen atoms (O) as a basic structure.
  • Si silicon atoms
  • O oxygen atoms
  • a part of the structure in which a silicon atom (Si) and an alkyl group are bonded may be included.
  • a structure in which a hydrophilic functional group such as a hydroxyl group is bonded to silicon may be included, but the number is small. Accordingly, the polarity of the surface of the airgel particles is usually low, and the airgel particles become hydrophobic.
  • a hydrophobic treatment may be performed, and in that case, the hydrophobicity is further enhanced. Since the airgel particles are hydrophobic, the airgel particles are not easily broken by moisture. In addition, the binding property of the airgel particles is increased, and the strength of the portion where the airgel particles are bonded can be improved.
  • the shape of the airgel particles is not particularly limited, and may be various shapes.
  • the shape of the airgel particles is usually an irregular shape. In other words, it becomes rocky particles with a rough surface.
  • spherical or rugby ball-like particles may be used.
  • panel shape, flake shape, and fiber shape may be sufficient.
  • the airgel particles may be a mixture of materials having various particle sizes as raw materials used for molding. In the molded product, since the airgel fine particles are bonded and integrated, the size of the particles may not be uniform.
  • the size of the airgel particles may be, for example, in a range where the longest length of the particles is 50 nm or more and 10 mm or less. However, from the viewpoint of strength, handleability, and moldability, it is preferable that there are few particles that are too large or too small. When the number of particles that are too small increases, the surface area of the particles increases, and the binder (binder) that adheres the particles may increase. When the amount of the binder is increased, the binder may become a thermal bridge and there is a fear that the heat insulation performance is deteriorated.
  • the average particle diameter of the airgel particles is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, further preferably 100 ⁇ m or more, and further preferably 200 ⁇ m or more.
  • the average particle size of the airgel particles is preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less, further preferably 3 mm or less, and even more preferably 1 mm or less.
  • the average particle diameter of the airgel particles can be obtained from the diameter obtained by converting the airgel particles observed in the cross section of the airgel portion 2 into a perfect circle.
  • the average particle diameter of an airgel particle can be calculated
  • the average particle size can be obtained more easily by measuring the particle size distribution.
  • Examples of the particle size distribution measuring apparatus include those using laser diffraction.
  • the airgel particles are also called airgel beads and have an irregular shape and rubber properties.
  • the airgel particles have high strength and are not easily deformed. Therefore, when the airgel particles are filled in the hollow part 3, the strength of the building material can be increased as compared with the case where the hollow part 3 is a cavity.
  • the binder binds a plurality of airgel particles in the airgel part 2. By binding the airgel particles with a binder, the airgel particles are hardened and the airgel portion 2 can be fixed in the hollow portion 3.
  • the binder either a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used.
  • the binder is preferably a thermoplastic resin.
  • a thermosetting resin treatment at a relatively high temperature is often required for the curing. When the temperature is high, there is a possibility that an influence such as an influence on the shape of the resin molded body 1 is generated.
  • the thermoplastic resin is small in deformation and dimensional change during heating and can be processed at a relatively low temperature, it is possible to suppress adverse effects on the resin molded body 1.
  • the binder is preferably a thermoplastic resin.
  • a thermosetting binder may be used as long as it does not affect the resin molded body 1 so much.
  • thermoplastic resin having a relatively low melting point is more preferable.
  • the melting point of the thermoplastic resin may be preferably 120 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower.
  • thermoplastic resin used for the binder include EVA, LEPE, polyamide, ionomer, and polyurethane.
  • EVA is an ethylene vinyl acetate copolymer
  • LEPE is a low density polyethylene.
  • the binder of the airgel part 2 may be comprised with the same thermoplastic resin as the thermoplastic resin which comprises the resin molding 1. In that case, adhesion can be improved. In addition, the number of materials can be reduced.
  • the ratio of the airgel particles to the binder is preferably 10:90 to 80:20, more preferably 20:70 to 60:30, and more preferably 30:70 to More preferably, it is 60:40.
  • the volume ratio of the airgel particles and the binder is not particularly limited, but may be, for example, 10:90 to 99: 1 by volume ratio.
  • the specific gravity of the airgel particles is usually lower than that of the binder. Therefore, even if the mass of the airgel particles is less than that of the binder, the airgel particles can occupy most of the airgel portion 2.
  • the airgel part 2 preferably has a higher volume ratio of the airgel particles than the binder. More preferably, the airgel particles are filled in the hollow portion 3, and the airgel particles are bonded and fixed by a relatively small amount of a binder. Thereby, heat insulation can be improved effectively.
  • the part other than the airgel particles in the airgel part 2 may be provided with a joint part formed by solidification of the binder.
  • the bonding portion may be a portion that is cured after the binder exhibits adhesiveness by heating. It can be said that the coupling portion is disposed in a gap between particles formed by the airgel particles.
  • the airgel part 2 is rich in the amount of airgel particles, and the airgel particles are bonded by a relatively small amount of binder (bonding part) disposed around the airgel particles.
  • the binder is disposed in the gaps between the airgel particles. At this time, all the gaps between the airgel particles may be occupied by the binder, or voids not occupied by the binder are formed in the gaps between the airgel particles. It may be.
  • the binder is suppressed from becoming a thermal bridge.
  • a thermal bridge is a path through which heat is transmitted.
  • the binder may be interspersed.
  • no gap is formed in the gap between the airgel particles, and the gap between the airgel particles may be occupied by a binder.
  • the binder (bonding part) for bonding the airgel particles may be provided in a layered manner around the airgel particles, for example.
  • the coupling portion may be provided in a dot shape in the airgel portion 2, for example. When the coupling portion is separated, the formation of a thermal bridge can be further suppressed.
  • the binder is preferably a powdery binder.
  • a powdery binder When a powdery binder is used, it can suppress more that the binder which couple
  • mixing of an airgel particle and a binder becomes easy.
  • the airgel part 2 can be formed by filling the hollow part 3 with the powder in which the powdered airgel particles and the binder are mixed, the building material can be easily manufactured.
  • the powdery binder may be powdery in the state of the raw material before bonding the airgel particles, and the binder does not have to be solidified after bonding of the airgel particles.
  • the powdery binder is made of a powdery thermoplastic resin. It is of course possible to use a liquid binder. At this time, it is preferable to reduce the amount of liquid with respect to the airgel particles and to make the material filled in the hollow portion 3 into powder.
  • the liquid binder may be liquid in the state of the raw material before bonding the airgel particles, and may be solid after bonding of the airgel particles.
  • the airgel part 2 is preferably formed by filling the hollow part 3 of the resin molded body 1 with airgel particles and a binder. More preferably, the airgel part 2 is formed by using an airgel particle-containing material in which a powdery binder adheres to the airgel particle, and the airgel particle-containing material is filled in the hollow part 3. Thereby, the bond strength of the airgel particles can be increased, and the formation of a thermal bridge can be suppressed.
  • the airgel particle-containing material may be a material in which airgel particles and a powdery binder are powder-mixed in advance. Of course, an airgel particle-containing material in which a liquid binder is attached to the airgel particles can also be used.
  • the powdery binder can increase the bonding property and the heat insulating property more advantageously. More preferably, the powdery binder is a thermoplastic resin.
  • the airgel particles are filled in the hollow portion 3, the heat insulation is improved and the strength is increased.
  • the airgel particles are usually materials having lower thermal conductivity than air and high heat insulation properties. Therefore, heat insulation can be improved compared with the case where the hollow part 3 is made hollow.
  • the airgel part 2 can function as a heat insulating material.
  • the building material which has a hollow structure when the hollow part 3 is a cavity, when force is added, there exists a possibility that a building material may be damaged from the part of the hollow part 3 as a starting point.
  • the building material having the airgel portion 2 is filled with the airgel particles, even if force is applied, the airgel portion 2 can receive the force, so that the building material can be prevented from breaking. it can.
  • the airgel particle is comprised with the particle
  • the building material having the resin molded body 1 and the airgel portion 2 can be used for flooring, wall material, ceiling material and the like. Since this building material has high heat insulating properties, the heat insulating properties of the building can be improved.
  • the building material is preferably a flooring material.
  • the flooring material is required to have a heat insulating property in order to improve the indoor temperature environment, but a good heat insulating property can be imparted by using a building material having the airgel portion 2. In particular, in a general house, it is assumed that living is performed on a flooring. Therefore, there are many opportunities to come into contact with a human body, and it is advantageous that heat insulation is high. Airgel particles are a material with high strength.
  • the strength of the resin molded body 1 having a hollow structure can be increased, and even if it is used for a flooring that is heavily loaded by being stepped on or placing an object, the resin molded body 1 is cracked or damaged. It is difficult to obtain a building material with high strength.
  • P tiles, cushion floors, WPB, and the like exist as flooring members using resin, and the above building materials can be used for any of these.
  • P tile is a plastic tile.
  • WPB is a wood plastic board.
  • the flooring is not limited to a flooring for a house, but may be a flooring for a building or the like.
  • Floor materials, wall materials, and ceiling materials can be used for both new construction and renovation.
  • the building material having the airgel portion 2 can be formed by forming the resin molded body 1 having the hollow portion 3 and then filling the hollow portion 3 with the airgel particle-containing material.
  • the airgel particle-containing material may be a material containing airgel particles and a binder.
  • the binder is powdery
  • the airgel particle-containing material can be formed by powder mixing the airgel particles and the binder using a powder mixer.
  • the resin molded body 1 may be completely cured. Thereby, the airgel particle-containing material can be easily filled.
  • the resin molded body 1 may be in a state (softened state) that is not completely hardened to the extent that it has shape retainability.
  • the adhesion between the airgel portion 2 and the resin molded body 1 Can be increased.
  • the filling method of the airgel particle-containing material into the hollow portion 3 is not particularly limited, and an appropriate method can be used. For example, it can be performed by closing one end of the hollow portion 3 and pouring the airgel particle-containing material into the hollow portion 3 from the opening at the other end. Alternatively, a nozzle may be inserted into the hollow portion 3 of the resin molded body 1 and the airgel particle-containing material may be gradually pulled out while being extruded and discharged from the nozzle so that the airgel particle-containing material fills the hollow portion 3. it can. In filling the airgel particle-containing material, it is preferable to arrange the longitudinal direction (extrusion direction) of the resin molded body 1 in a direction perpendicular to the ground.
  • the airgel particle-containing material can be easily filled using the action of gravity.
  • the resin molded body 1 may be inclined so that the vertical direction is angled from the vertical direction.
  • the lid member may be integrated by molding the airgel part 2 or may be removed after the airgel part 2 is molded.
  • blocking means for example, the upper surface of the conveyor
  • a lid member may be provided in the transport path or the like.
  • the container-shaped hollow part 3 with which one edge part was closed as the resin molding 1 it can be filled with an airgel particle containing material, without providing a cover member.
  • the molding method such as injection molding
  • the shape of the hollow portion 3 can be set as appropriate, it is possible to form the hollow portion 3 in which the inside is wider than the opening and the bottom exists,
  • the airgel part 2 can be formed in the hollow part 3 without a cover member.
  • the hollow part 3 is usually formed in a cylindrical shape, it is easier to manufacture by closing one end part.
  • the airgel particle-containing material preferably exhibits binder adhesiveness upon heating. That is, the binder may not have adhesiveness or may have poor adhesiveness when in the raw material state.
  • the airgel particle-containing material exhibits an adhesive property of the binder, and the airgel part 2 is bonded with the binder to form the airgel part 2, and the airgel part 2 is fixed by the hollow part 3.
  • the airgel-containing material can be heated using a heating furnace or a hot press.
  • the airgel particle-containing material may be heated using the heat used for the affixing. In that case, heating can be performed efficiently.
  • a heat press can be used to attach the material to the surface of the resin molded body 1.
  • airgel particles are bonded with a binder. Therefore, the airgel particles are prevented from spilling from the hollow portion 3.
  • the airgel particles are bonded with a binder and bonded to the resin molded body 1 with the wall surface of the hollow portion 3, the airgel particles are prevented from spilling even if the building material is cut or drilled. can do.
  • building materials may be cut to an appropriate size according to the location where they are installed, or drilled by nailing, etc., but at that time, airgel particles are prevented from being generated as dust. Can do. Therefore, the building material excellent in workability and workability can be provided.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the building material.
  • the hollow portion 3 is formed in a circular cross section, and has a cylindrical shape as a whole. Therefore, the airgel part 2 is a column shape, The cross-sectional shape is circular.
  • the airgel portion 2 may have an oval cross-sectional shape. Except the shape of the hollow part 3 (aerogel part 2), it may be the same as that of the form of FIG. About the same structure as FIG. 1, the same code
  • the form of FIG. 2 since the hollow part 3 of the resin molded body 1 has a circular cross section, the force applied to the hollow part 3 when a force is applied to the building material can be easily dispersed. Moreover, in the surface part of the resin molding 1, the amount of the resin molding increases and the width of the wall 1a increases. Therefore, the form of FIG. 2 has an advantage that the strength of the building material can be increased as compared with the form of FIG. However, in the form of FIG. 1, compared with the form of FIG. 2, there exists an advantage that the hollow part 3 can be formed larger, the magnitude
  • the cross-sectional shape of the airgel part 2 (hollow part 3) is not restricted to said form, It can be made into an appropriate shape.
  • the cross-sectional shape of the airgel portion 2 can be a polygon (triangle, pentagon, hexagon, octagon, etc.) or a star.
  • unevenness may be provided on the surface of the hollow portion 3. In that case, the adhesiveness of the airgel part 2 and the resin molding 1 can be improved.
  • the cross-sectional shape of the airgel portion 2 is usually the same along the vertical direction (extrusion direction).
  • the real part 4 constituting the coupling structure is formed at the lateral end of the resin molded body 1.
  • the real part 4 has a structure in which building materials adjacent in the horizontal direction are coupled by fitting.
  • the combined structure refers to a structure in which adjacent building materials are engaged and combined.
  • the real part 4 is comprised by the male real part 4a and the female real part 4b. That is, in the building material, the male part 4a is formed at one end in the horizontal direction, and the female part 4b is formed at the other end.
  • the male part 4a is inserted into the female part 4b, so that the real part 4 is fitted and attached to the building. By attaching with the fitting structure, the building material can be easily attached with high strength.
  • the protruding length of the male real part 4a (the length in the lateral direction) and the depth of depression of the female real part 4b (the length in the horizontal direction) are substantially the same, or the protruding length of the male real part 4a is It may be a little short. Thereby, it is possible to easily obtain a strong fitting.
  • the width of the male part 4a (the length in the thickness direction of the building material) is slightly smaller than the width of the female part 4b (the length in the thickness direction of the building material). preferable. Thereby, fitting becomes easy.
  • the building material in FIG. 3 is obtained by providing a real part 4 on the building material in FIG.
  • the building material of FIG. 4 is obtained by providing a real part 4 on the building material of FIG. That is, in the form of FIG. 3, a quadrangular prism-shaped airgel portion 2 is provided. In the form of FIG. 4, a columnar airgel portion 2 is provided. 3 and 4, the configuration of the real part 4 may be the same. In building materials, by providing the real part 4, workability can be improved.
  • connection structure comprised by the real part 4 is not restricted to uneven
  • the real part 4 when one of the end portions in the horizontal direction protrudes laterally on the front surface side, the other of the end portions in the horizontal direction protrudes laterally on the back surface side, and the building material is arranged in the horizontal direction.
  • a structure in which end portions of adjacent building materials are overlapped (overlapping structure) may be used.
  • the real part 4 should just be a structure which couple
  • FIG. 5 shows another example of the building material.
  • the point which has the heat insulation layer 5 differs from the form of FIG. Other than that, it is the same as the embodiment of FIG.
  • the same components as those in the embodiment of FIG.
  • FIG. 5 demonstrates the form by which the heat insulation layer 5 was added to the form of FIG. 1 as a modification of FIG. 1, the heat insulation layer 5 is applicable also to said any form.
  • the heat insulating layer 5 is provided on the surface of the resin molded body 1. Thereby, heat insulation can be further improved.
  • the heat insulating layer 5 is a layer having low thermal conductivity.
  • the heat insulating layer 5 is preferably provided on the entire surface of the resin molded body 1.
  • the aspect which has the heat insulation layer 5 is more suitable when the building material is a flooring. As described above, when the airgel portion 2 is provided, the heat insulating property in the room can be improved, and the speed at which the indoor temperature approaches the outdoor temperature can be reduced.
  • the heat insulating layer 5 as a low thermal conductivity layer on the surface of the resin molded body 1, it is possible to reduce the rate at which heat is taken away from the human body when the human body comes into contact. For this reason, it is possible to reduce the feeling of coldness, so that it is possible to improve the sensible heat retention effect in an environment where the outdoor is cold, particularly in winter.
  • the surface of the resin molded body 1 on which the heat insulating layer 5 is provided may be a surface disposed on the front surface side when it is constructed, or may be a surface disposed on the back surface side. In order to suppress heat transfer at the time, the surface side is more preferable.
  • the heat insulating layer 5 has a low thermal conductivity and can be made of an appropriate material that can be used as a heat insulating material. For example, if a nonwoven fabric, a foamed resin sheet, cardboard, etc. are used, the heat insulation layer 5 with high heat insulation can be formed easily.
  • Examples of the nonwoven fabric used for the heat insulating layer 5 include PP spunbond, polyester spunbond, and wool felt, but are not limited thereto.
  • Examples of the foamed resin sheet used for the heat insulating layer 5 include foamed PP, foamed PE, foamed PVC, foamed PC, and foamed PET, but are not limited thereto.
  • PP is polypropylene
  • PE is polyethylene
  • PVC is polyvinyl chloride
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate.
  • the thick paper may be thick paper, but for example, cardboard paper can be used.
  • Examples of corrugated paper include paper having a structure in which two paperboards sandwich an internal paper with a bellows structure. Since the material of these heat insulation layers 5 enclose air inside, it can exhibit high heat insulation.
  • the thickness of the heat insulating layer 5 is preferably in the range of 0.01 to 10 mm, and more preferably in the range of 0.1 to 1 mm. When the thickness of the heat insulation layer 5 falls within this range, it is possible to effectively obtain heat insulation, and it is possible to reduce the deterioration of the performance of the building material due to the thickness becoming too thick.
  • the heat insulating layer 5 preferably has a thermal conductivity of 0.1 W / [m ⁇ K] or less. Thereby, effective heat insulation can be exhibited.
  • the heat insulating layer 5 can be formed by sticking a sheet-like heat insulating material with an adhesive.
  • An adhesive layer 7 may be formed from the adhesive.
  • the adhesive may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • an adhesive agent is comprised with a thermoplastic resin.
  • thermosetting there is a possibility that heat is excessively applied and adversely affects the molded body.
  • the material for the heat insulating layer 5 can be applied by heating.
  • the heat insulating layer 5 can be provided on the surface of the resin molded body 1 by heating and pressing the resin molded body 1 and the material of the heat insulating layer 5 with the adhesive interposed therebetween.
  • the placement of the adhesive can be performed, for example, by applying the adhesive to one or both of the surface of the resin molded body 1 and the surface of the material of the heat insulating layer 5. Or you may arrange
  • the heat insulating layer 5 may be provided by sticking the material of the heat insulating layer 5 with a double-sided tape. Alternatively, the heat insulating layer 5 may be formed by attaching a sheet-like heat insulating material having an adhesive layer on the back surface.
  • FIG. 6 and 7 are other examples of building materials.
  • the point which has the decorative layer 6 differs from the form of FIG. Other than that, it is the same as the embodiment of FIG.
  • the point which has the decorative layer 6 differs from the form of FIG. Other than that is the same as that of the form of FIG.
  • FIG.6 and FIG.7 about the same structure as said form, the same code
  • 6 illustrates a form in which the decorative layer 6 is added to the configuration of FIG. 1 as a modified example of FIG.
  • FIG. 7 illustrates the decorative layer 6 in the configuration of FIG. 5 as a modified example of FIG.
  • the added form is described, the decorative layer 6 can be applied to any of the above forms.
  • the decorative layer 6 is provided as a surface layer of the building material. Thereby, the designability can be enhanced.
  • the decorative layer 6 is a layer that forms a decorative surface of the building material.
  • the decorative surface may be a surface that is exposed to form an exterior pattern of the building material when the building material is attached.
  • the surface layer may be a layer constituting the outermost surface, and the decorative layer 6 may be provided on the outermost surface of the building material.
  • a layer of wax or the like may be further formed on the surface of the decorative layer 6.
  • the surface layer means a layer visually recognized from the outside.
  • the decorative layer 6 When the decorative layer 6 is not provided, the surface of the building material, the surface of the heat insulating layer 5 or the like is exposed, and the appearance design may not be good. In a building material that does not have the decorative layer 6, it may be possible to attach a decorative sheet or the like after the construction material is constructed. However, when the decorative layer 6 is provided on the surface of the resin molded body 1, a decorative surface that forms the exterior pattern of the building material can be formed by the decorative layer 6, and the design of the building material can be improved. . For this reason, it is possible to easily perform construction with excellent design.
  • the decorative layer 6 can be made of an appropriate material capable of forming a decorative surface. For example, if a decorative sheet material or the like is used, a building material having a high design property can be easily formed.
  • the decorative sheet material may be a decorative sheet.
  • the decorative layer 6 is preferably provided on the entire surface of the resin molded body 1. Thereby, the designability of the part which constructed the construction material can be improved efficiently.
  • the range in which the decorative layer 6 is provided may be a region exposed to the outside when it is assumed that the decorative layer 6 is not present when the building material is applied.
  • the decorative layer 6 may not be formed on the hidden part (for example, the male real part 4 a and the female real part 4 b). .
  • the decorative layer 6 includes a decorative sheet material covering the surface of the resin molded body 1, straddling the corners of the surface and the side surfaces, and an extended portion of the decorative sheet material being a resin molded body. 1 side surface is preferably covered. Thereby, the designability can be further enhanced.
  • the surface of the resin molded body 1 on which the decorative layer 6 is provided is a surface that is disposed on the surface side when it is constructed. Thereby, the designability of the part by which the construction material was constructed can be improved.
  • the decorative layer 6 can be formed by attaching a decorative sheet material with an adhesive.
  • An adhesive layer 7 may be formed from the adhesive.
  • the adhesive may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • an adhesive agent is comprised with a thermoplastic resin.
  • thermosetting there is a possibility that heat is excessively applied and adversely affects the molded body.
  • the heat insulating layer 5 is not provided, and the decorative sheet material is bonded to the surface of the resin molded body 1 by the adhesive layer 7 to form the decorative layer 6. Therefore, the designability can be enhanced with a simpler configuration.
  • the heat insulating layer 5 is formed on the surface of the resin molded body 1, and the decorative layer 6 is formed on the surface of the heat insulating layer 5. Therefore, it is possible to enhance the design properties while enhancing the heat insulation.
  • the adhesive for affixing the heat insulating layer 5 and the adhesive for affixing the decorative sheet material may be the same or different, but the same is preferable because it is easier to manufacture.
  • the adhesive for attaching the decorative layer 6 may be a double-sided tape.
  • the decorative layer 6 may be formed by attaching a decorative sheet material having an adhesive layer on the back surface.
  • the sticking of the decorative sheet material can be performed by heating.
  • the decorative layer 6 can be provided on the surface of the resin molded body 1 by heating and pressing the resin molded body 1 and the decorative sheet material with the adhesive interposed therebetween.
  • the placement of the adhesive can be performed, for example, by applying the adhesive to one or both of the surface of the resin molded body 1 and the surface of the decorative sheet material. Or you may arrange
  • FIG. 7 when the heat insulating layer 5 is provided between the decorative layer 6 and the resin molded body 1, the resin molded body 1 provided with the heat insulating layer 5 is used, and the heat insulating layer 5 of the resin molded body 1 is used.
  • a decorative sheet material can be attached to the surface of the film with an adhesive.
  • the resin molded body 1, the material of the heat insulating layer 5, and the decorative sheet material may be overlapped and heated with an adhesive interposed therebetween.
  • this heating may be used for bonding airgel particles.
  • Example> Manufacture of building materials
  • An ABS resin was used as a raw material for the resin molded body 1, and a resin molded body 1 having a cylindrical hollow portion 3 was produced by extrusion molding.
  • a PTFE sheet (200 mm ⁇ 20 mm, thickness 0.5 mm) was prepared as a lid member 8 for closing the hollow portion 3.
  • FIG. 8 shows an example of manufacturing a building material, and the appearance of the produced resin molded body 1 and the lid material 8 is shown.
  • the dimensions of the resin molded body 1 were 200 mm long ⁇ 200 mm wide ⁇ 20 mm thick.
  • Two hollow portions 3 are arranged in the horizontal direction, and the size of each hollow portion 3 is 90 mm wide ⁇ 16 mm thick.
  • silica airgel particles (bulk density 0.086 g / cm 3 , average particle size 1100 ⁇ m) obtained using tetramethoxysilane as a raw material were prepared.
  • a binder a thermoplastic resin (UF4 manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.) was prepared. The airgel particles and the binder were mixed at a mass ratio of 2: 1 to prepare an airgel particle-containing material.
  • the resin molded body 1 was arranged with the vertical direction in the vertical direction, and the lid material 8 was attached to the lower side of the resin molded body 1 with aluminum tape. Thereby, the lower opening of the resin molded body 1 was closed.
  • the airgel particle-containing material prepared above was put through the upper opening of the resin molded body 1, and the hollow portion 3 was filled with the airgel particle-containing material.
  • the lid 8 was attached to the upper side of the resin molded body 1 with aluminum tape. Thereby, the upper opening of the resin molded body 1 was closed.
  • the resin molding 1 with which the airgel particle containing material was filled was heated using the hot air circulation type dryer. The heating conditions were 110 ° C. and 2 hours.
  • the airgel particles were adhered by the binder by heating, and the airgel particles were adhered to the resin molded body 1 and fixed by the hollow portion 3. Then, it cooled by standing_to_cool at room temperature, and removed the upper and lower cover materials 8. FIG. Thus, a building material composed of the resin molded body 1 and the airgel portion 2 was obtained.
  • thermal conductivity was measured on the conditions of 10 degreeC and 30 degreeC using the thermal conductivity measuring apparatus ("HFM436 Lambda" made from NETZSCH). As a result, the thermal conductivity was 23 [mW / m ⁇ K]. Moreover, when it cut

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Abstract

 建築材は、中空部3を有する樹脂成形体1と、エアロゲル粒子及びバインダを含有するエアロゲル部2とを備えている。エアロゲル部2は、バインダによって結合したエアロゲル粒子が、中空部3に固定されて形成されている。

Description

建築材
 床材などとして有用な建築材が開示される。
 従来、中空部を有する樹脂成形品により構成される建築材が知られている(例えば日本国特許公開2009-102923号)。建築材は、建築ボードや建築パネルとして構成され得るものである。このような建築材は、建物の床、壁、天井などに敷設することができる。建築材では、強度が求められ、断熱性の高い構造が有利である。
 樹脂成形品で構成される建築材においては、樹脂によって母体が構成されるため、断熱性が樹脂の熱伝導率に影響される。そのため、断熱性を高めるためには、熱伝導率の低い樹脂を用いることが考えられるが、建築材としては強度を確保することが重要であり、強度を確保しながら熱伝導率を低くする樹脂を選定することは容易ではない。また、成形を行う樹脂材料に熱伝導性を低くする材料を混入することも考えられるが、添加物の混入により樹脂成形品の強度が低下したり、成形性が低下したりするおそれがある。
 本開示の目的は、高い強度と断熱性を有する建築材を提供することである。
 建築材が開示される。建築材は、中空部を有する樹脂成形体と、エアロゲル粒子及びバインダを含有するエアロゲル部とを備えている。前記エアロゲル部は、前記バインダによって結合した前記エアロゲル粒子が、前記中空部に固定されて形成されている。
 本開示の建築材は、樹脂成形体の中空部にエアロゲル粒子が固定されることにより、強度が高く、断熱性に優れる。
建築材の一例を示す斜視図である。 建築材の一例を示す斜視図である。 建築材の一例を示す斜視図である。 建築材の一例を示す斜視図である。 建築材の一例を示す断面図である。 建築材の一例を示す断面図である。 建築材の一例を示す断面図である。 建築材の製造例を示す斜視図である。
 本開示の建築材は、中空部3を有する樹脂成形体1と、エアロゲル粒子及びバインダを含有するエアロゲル部2とを備えている。エアロゲル部2は、バインダによって結合したエアロゲル粒子が、中空部3に固定されて形成されている。建築材では、樹脂成形体1の中空部3にエアロゲル粒子が固定されることにより、高い強度を得るとともに、断熱性を向上させることができる。
 図1は、建築材の一例を示している。この建築材は、樹脂成形体1とエアロゲル部2とを備えている。図1では、エアロゲル部2の露出端部をドット模様で示している。また、中空部3及びエアロゲル部2の形状が分かりやすくなるように、エアロゲル部2が形成される前の樹脂成形体1において視認され得る中空部3の角部を破線で示している。
 樹脂成形体1は、樹脂の成形により形成されたものである。樹脂成形体1は、熱可塑性樹脂で形成することもできるし、熱硬化性樹脂で形成することもできる。樹脂成形体1は、熱可塑性樹脂により形成されていることが好ましい。熱可塑性樹脂を用いる場合、建築材として求められる大きさの成形物を容易に得ることができる。また、熱可塑性樹脂を用いる場合、経済性を高めることができる。
 樹脂成形体1は、押出成形で形成されることが好ましい。それにより、中空部3を有する樹脂成形体1を容易に形成することができる。樹脂成形体1は、熱可塑性樹脂で形成される場合、射出成形、圧縮成形、トランスファー成形、ブロー成形などで形成されるものであってよい。樹脂成形体1は、熱硬化性樹脂で形成される場合、注型成形、トランスファー成形、圧縮成形などで形成されるものであってよい。これらの成形方法は、押出成形と併用され得る。
 樹脂成形体1においては、建築材としての大きさや経済性を考慮すると、熱可塑性樹脂の押出成形物によって樹脂成形体1が構成されることがより好ましい。押出成形では樹脂を押し出すことにより、比較的大きな部材を連続的に得ることが可能である。また、熱可塑性樹脂の押出成形では、中空部3を有する樹脂成形体1を効率よく得ることができる。また、建築材が床材である場合には、押出成形によって得た熱可塑性樹脂成形物によって、大きさ、強度、形状などにおいて好適な樹脂成形体1を得ることができる。
 樹脂成形体1は、押出成形で形成される場合、通常の押出成形方法により形成することができる。例えば、押出成形機を用い、注入された樹脂を連続的に筒状の成形型(金型)から押し出して所望の形状に成形し、成形された樹脂成形品を所定の長さ(大きさ)で切断具によって切断する方法で、樹脂成形体1を得ることができる。成形型は成形材料が搬送される搬送路上流に設けることができる。押出成形では樹脂が加熱されていることが好ましい。成形型は、樹脂が流動しやすい温度に加熱されていることが好ましい。それにより、樹脂の成形を良好に行うことができる。
 樹脂成形体1は、その形状は、特に限定されないが、長尺の部材であってよい。このとき、樹脂成形体1の断面形状は、矩形状であってよい。矩形状は、長方形及び正方形を含む形状である。押出成形では、押出成形機における成形型の吐出口が矩形状になることで、断面形状が矩形状となった長尺の樹脂成形体1を得ることができる。長尺の樹脂成形体1では、長手方向が押し出し方向と一致する。樹脂成形体1は、板状であってもよい。あるいは、樹脂成形体1はブロック状であってもよい。
 樹脂成形体1は、中空部3を有する。樹脂成形体1の中空部3は、樹脂成形体1において空洞となった部分である。樹脂成形体1は、中空部3を複数有することが好ましい。それにより、より多くの中空部3によってエアロゲル部2を形成することができるため、断熱性をより高めることができる。また、中空部3の割合を増やすことにより、軽量化を図ることができる。樹脂成形体1は中空構造を有するといってよい。
 樹脂成形体1が押出成形によって形成される場合、中空部3は、筒状に形成される。この中空部3は、中空部3を形成するための構造を有する適宜の成形型を用いることにより形成することができる。例えば、成形材料(樹脂)が流動する流路に、樹脂が流れる方向に沿って延伸する棒体を設けることにより、中空部3を形成することができる。棒体の数は、一つであってもよいし、複数であってもよい。棒体の数は中空部3の数と等しくなる。この棒体は、成形型において、樹脂成形体1の外縁の形状を決める外枠の内部に配置されていてよい。このとき、棒体の外縁の形状が中空部3の形状に反映される。棒体は押出成形機の吐出口側とは反対側の先端が、テーパ状になっていてもよい。それにより、樹脂の流動性が高まる。棒体は押出成形機の成形型の内部において固定されている。なお、成形型の内部には、棒体を固定する固定機構が樹脂の流路の途中に設けられ得るが、樹脂の流動性によって樹脂を回り込ませることで固定機構の形状を成形品に反映されないようにすることができる。それにより、断面形状において中空部3を樹脂成形体1の外縁よりも内側に配置させることができる。
 図1では、樹脂成形体1は、やや厚みのある板状に形成されている。樹脂成形体1は、パネル状であってもよい。
 押出成形により形成された樹脂成形体1では、押し出し方向を縦方向とし、押し出し方向と垂直な方向を横方向として考えることができる。このとき、縦方向に沿って延伸する複数の中空部3を横方向に並んで配置することができる。中空部3は筒状に形成されている。中空部3が筒状であることにより、エアロゲル粒子を充填しやすくなり、エアロゲル部2を容易に形成することができる。中空部3は直線状に形成されていてよい。それにより、エアロゲル粒子の充填を容易に行うことができる。中空部3の断面形状は、特に限定されるものではないが、図1の形態では、矩形状に形成されている。中空部3の断面形状が矩形状である場合、より中空部3の割合を増やすことができる。樹脂成形体1全体で見た場合、中空部3は、四角柱状であるといってよい。
 押出成形では、通常、樹脂成形体1は、縦方向での断面形状が同じとなって形成される。このとき、中空部3の縦方向での断面形状も同じとなる。
 図1では、樹脂成形体1には、厚み方向の両側(表面側と裏面側、図1においては上側と下側)を連結する壁部1aが形成されている。壁部1aは、中空部3を分割しているといってもよい。このように、樹脂成形体1に壁部1aが設けられ、中空部3が複数分割されて形成されていると、壁部1aによって樹脂成形体1の強度を高めることができる。厚み方向での強度を高めることができると、厚み方向にかかる荷重を受けることができるため、建築材として有用な樹脂成形体1を得ることができる。特に、床材では、人が踏み込んだり、家具や器具などの物体が載置されたりするため、厚み方向の強度を高めることによって、性能の優れた床材を得ることができる。
 樹脂成形体1は、一体的に成形されたものであることが好ましい一態様である。それにより、強度の高い樹脂成形体1を得ることができる。押出成形では、中空部3を有する一体型の樹脂成形体1を容易に得ることができる。樹脂成形体1は、複数の樹脂部材が組み合わされて形成されたものであってもよい。例えば、樹脂成形体1は、中空部3を形成するための窪みが設けられた一の樹脂部材と、前記窪みと対応する位置で中空部3を形成するための窪みが設けられた他の樹脂部材とを接着して形成されたものであってもよい。接着は、接着剤による接着でもよく、溶着による接着であってもよい。また、窪みが設けられた樹脂部材と、窪みが設けられていない樹脂部材とを接着して、中空部3を有する樹脂成形体1が形成されてもよい。また、樹脂部材として樹脂板を用い、この樹脂板を枠状に組み立てることにより、中空部3を有する樹脂成形体1が形成されてもよい。
 樹脂成形体1に用いられる熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ABS、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリ乳酸、ASAなどの樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、いずれも押出成形に適している。このうち、樹脂成形体1の強度を高く得ることができるため、ABS樹脂がより好ましい。なお、樹脂成形体1が熱硬化性樹脂の場合、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの樹脂を用いることができる。
 樹脂成形体1を形成する樹脂(成形体原料)は、いわゆる樹脂組成物であってよい。樹脂組成物とは、主成分である樹脂成分に、補助成分として添加物が混合されたものである。添加物は、例えば、硬化剤などの樹脂の硬化等を補助する成分であり得るし、充填材などの成形後の樹脂の安定性を高める成分でもあり得る。また、添加物は、着色剤など、成形された樹脂の外観を高めるための成分であってもよい。
 樹脂成形体1の形成に用いられる樹脂には、充填材が配合されることが好ましい。充填材の配合によって、安定な樹脂成形物を得ることができる。充填材は、無機の充填材であってもよいし、有機の充填材であってもよい。また、充填材は、植物由来の充填材であってもよい。
 樹脂成形体1は、植物繊維及び木粉の少なくとも一方を含むことがより好ましい。植物繊維及び木粉の少なくとも一方が含まれていることにより、安定な樹脂成形体1を得ることができる。また、植物繊維及び木粉の少なくとも一方を用いた場合、これらを充填することによって成形体の強度を高めることができ、建築材の強度を高めることができる。また、植物繊維や木粉を利用することで、木材に近い性状の建築材を得ることが可能である。植物繊維及び木粉は、充填材として機能することができる。植物繊維や木材を利用した場合、廃棄が容易となる。建築材においては、廃棄の際、再利用(マテリアルリサイクル)することが好ましいが、通常、樹脂の成形物は再利用が難しい。そのため、樹脂の成形物は、焼却して廃棄することになるが、その際、焼却後の残渣が多いと、廃棄物の量が多くなり廃棄しにくくなる。一方、植物繊維や木粉では、焼却が容易であり、焼却後の残渣が少ない。そのため、これらを含有した場合、廃棄を容易にすることができる。樹脂成形体1は、植物繊維と木粉とのどちらか一方を含むことが好ましいが、両方を含んでもよい。
 植物繊維としては、特に限定されるものではないが、植物由来のセルロース系の繊維を用いることができる。植物としては、ケナフ、バガス、イネ、イネワラ、ムギワラ、竹、亜麻、パルプ、ビートパルプ、油ヤシなどを用いることができる。
 木粉としては、特に限定されるものではなく、木材を出発原料にしたものを用いることができる。例えば、木粉としては、バージンチップ、MDF粉、パーティクル粉などが挙げられる。バージンチップは、未使用の木材を破砕したチップ状の木粉である。MDF粉は、廃材のMDFを破砕した粉末状の木粉である。パーティクル粉は、廃材のパーティクルボードを破砕した粉末状の木粉である。木粉としては、平均粒径が190~850μm(80~20メッシュ)のものを好適に使用することができるが、これに限定されるものではない。
 樹脂成形体1に含まれる充填材の量は、特に限定されるものではないが、樹脂成形体1の全量のうちの5~90質量%の範囲であることが好ましい。この範囲は、植物繊維及び木粉を充填材として含む際に特に好ましい。充填材の範囲がこの範囲であると、樹脂の安定性をより高めることができる。また、植物繊維及び木粉の一方又は両方を含む場合、植物繊維及び木粉の含有量が、樹脂成形体1の全量のうちの20質量%以上であってもよく、さらには30質量%以上であってもよく、さらには40質量%以上であってもよく、さらには50質量%以上であってもよい。植物繊維及び木粉の量が樹脂に比べてリッチになると、植物繊維及び木粉が樹脂により固められた成形物を得ることができる。この場合、樹脂成形体1をより木材などの天然の素材に近づけることができ、施工性と意匠性に優れた建築材を得ることができる。
 建築材においては、樹脂成形体1の中空部3にエアロゲル部2が設けられている。エアロゲル部2は、エアロゲル粒子及びバインダを含有する。エアロゲル部2は、エアロゲル粒子がバインダによって結合されて形成されたものである。エアロゲル部2は、樹脂成形体1の中空部3に、中空部3を埋めるように形成されている。すなわち、エアロゲル部2の形状は中空部3の形状に等しくなる。エアロゲル部2は成形物であるということもできる。
 図1では、エアロゲル部2は、樹脂成形体1に形成された中空部3の形に従って、縦方向(押し出し方向)に伸びる柱状に形成されている。図1の形態では、エアロゲル部2の形状は、四角柱となっている。エアロゲル部2は、水平方向(横方向)に並んで、複数形成されている。エアロゲル部2が複数設けられることで、強度と断熱性とを効率よく向上することができる。図1では、エアロゲル部2が5個であるものが図示されているが、エアロゲル部2の数は、これに限定されるものではない。建築材においては、樹脂成形体1に中空部3が一つ形成され、建築材がエアロゲル部2を一つ有するものであってもよい。ただし、中空部3を複数設けて、壁部1aを一つ以上形成した方が、強度を高めることができる。さらに、壁部1aを複数設けることが好ましい。それにより、強度をさらに高めることができる。
 エアロゲル部2は、エアロゲル粒子を結合するバインダによって、樹脂成形体1に接着していることが好ましい。それにより、エアロゲル部2と樹脂成形体1とが密着し、これらが脱離することなく、一体化した建築材を得ることができる。エアロゲル部2の接着は、エアロゲル部2の外周部と、中空部3が設けられることによって形成された樹脂成形体1の内壁とで行われるものであってよい。
 エアロゲル(aerogel)は、ゲル中に含まれる溶媒を乾燥により気体に置換した多孔性の物質(多孔質体)である。粒子状のエアロゲルをエアロゲル粒子という。エアロゲルとしては、シリカエアロゲル、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲルなどが知られているが、このうちシリカエアロゲルを好ましく用いることができる。シリカエアロゲルは、断熱性に優れ、製造が容易であり、コストも安く、他のエアロゲルよりも容易に得ることができる。なお、ゲル中の溶媒が蒸発などにより失って、空隙を持つ網目構造となったものをキセロゲル(xerogel)ということもあるが、本明細書におけるエアロゲルは、キセロゲルを含むものであってよい。
 エアロゲル粒子としては、特に限定されるものではなく、一般的な製造方法によって得られたものを用いることができる。代表的なものとして、超臨界乾燥法によって得られるエアロゲル粒子と、水ガラスを利用して得られるエアロゲル粒子とがある。
 超臨界乾燥法によって得られるシリカエアロゲル粒子は、液相反応であるゾル-ゲル法によって重合させてシリカ粒子を作製し、溶媒を超臨界乾燥によって除去することにより得ることができる。原料としては、例えば、アルコキシシラン(シリコンアルコキシド又はアルキルシリケートともいう)を用いる。そして、このアルコキシシランを溶媒の存在下で加水分解させて縮重合して得られるシリカ骨格からなる湿潤状態のゲル状化合物を、溶媒の臨界点以上の超臨界条件で乾燥する。溶媒としては、例えば、アルコールまたは液化二酸化炭素などを用いることができる。このように超臨界条件によって乾燥されることにより、ゲルの網目構造を保持したまま溶媒が除去されて、エアロゲルを得ることができる。
 水ガラスを利用して得られるエアロゲル粒子は、例えば、シリカゾルの作製、シリカゾルのゲル化、熟成、ゲルの粉砕、溶媒置換、疎水化処理、乾燥という工程を順番に行う常圧乾燥法により製造することができる。水ガラスは、一般的にケイ酸ナトリウムなどのケイ酸金属塩の高濃度の水溶液である。例えば、ケイ酸金属塩を水に溶かして加熱することで得られる。
 シリカエアロゲル粒子は、アルコキシシランを原料として用いて製造することができる。アルコキシシランとしては、特に限定されるものではないが、2官能、3官能又は4官能のアルコキシシランを単独で又は複数種を混合して用いることができる。2官能アルコキシシランとしては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン等が挙げられる。3官能アルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等が挙げられる。4官能アルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。また、アルコシシシランとして、ビストリメチルシリルメタン、ビストリメチルシリルエタン、ビストリメチルシリルヘキサン、ビニルトリメトキシシランなどを用いることもできる。また、アルコキシシランの部分加水分解物を原料に用いてもよい。
 臨界乾燥法によって得たエアロゲル粒子と、水ガラスを利用して得たエアロゲル粒子とは、基本的に同じ構造を有するものである。すなわち、シリカ微粒子が連結し、三次元の網目状となった粒子構造となる。
 エアロゲル粒子は、一般的に、疎水性の性質を有する。シリカエアロゲル粒子は、複数のケイ素原子(Si)が酸素原子(O)を介して結合する構造を基本構造として有する。また、製造方法にもよるが、ケイ素原子(Si)とアルキル基とが結合する構造が一部含まれ得る。原料や製造方法によっては、水酸基などの親水性の官能基がケイ素に結合した構造が含まれる場合もあり得るが、その数は少ない。したがって、エアロゲル粒子の表面の極性は通常低くなり、エアロゲル粒子は疎水性となる。また、エアロゲル粒子の製造工程においては、疎水化処理を施す場合があり、その場合、疎水性がさらに高められる。エアロゲル粒子が疎水性であることにより、エアロゲル粒子が水分によって破壊されにくくなる。また、エアロゲル粒子の結合性が高まり、エアロゲル粒子が結合した部分の強度を向上することができる。
 エアロゲル粒子の形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状であってよい。エアロゲルのバルクを粉砕してエアロゲル粒子を得た場合、通常、エアロゲル粒子の形状は不定形の形状となる。いわば表面がごつごつした岩状の粒子となる。もちろん、球状やラグビーボール状などの粒子でもよい。また、パネル状、フレーク状、繊維状であってもよい。また、エアロゲル粒子は、成形に用いる原料としては、粒子の大きさが種々のものが混合したものであってよい。成形物においては、エアロゲル微粒子が接着して一体化されるため、粒子の大きさが揃っていなくてもよい。
 エアロゲル粒子の大きさは、例えば、粒子の最長の長さが50nm以上10mm以下の範囲であってよい。ただし、強度、取扱い性や成形容易性の観点からは、大きすぎる粒子や小さすぎる粒子が少ない方が好ましい。小さすぎる粒子が多くなると粒子の表面積が広くなり、粒子同士を接着する結合剤(バインダ)が多くなる可能性がある。結合剤の量が多くなると、結合剤が熱橋となり断熱性能を低下させるおそれがある。そのため、エアロゲル粒子の平均粒径は、1μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、100μm以上であることがさらに好ましく、200μm以上であることがよりさらに好ましい。一方、大きすぎる粒子が多くなると、エアロゲル部2と樹脂成形体1との接着強度が弱くなるおそれがある。そのため、エアロゲル粒子の平均粒径は10mm以下であることが好ましく、5mm以下であることがより好ましく、3mm以下であることがさらに好ましく、1mm以下であることがよりさらに好ましい。エアロゲル粒子の平均粒径は、エアロゲル部2の断面において観測されたエアロゲル粒子の真円換算で得た直径から求めることができる。あるいは、エアロゲル粒子の平均粒径は、原料であるエアロゲル粒子の粒度分布の測定によって求めることができる。粒度分布の測定の方が、容易に平均粒径を求めることができる。粒度分布測定装置は、例えば、レーザ回折を用いたものが例示される。
 エアロゲル粒子は、エアロゲルビーズとも呼ばれ、不定形かつゴム性を有する。そして、エアロゲル粒子は強度が高く、変形が生じにくい。そのため、中空部3にエアロゲル粒子が充填されていると、中空部3が空洞である場合よりも、建築材の強度を高めることができる。
 バインダは、エアロゲル部2において複数のエアロゲル粒子を結合するものである。エアロゲル粒子をバインダで結合することにより、エアロゲル粒子が固まって、中空部3内でエアロゲル部2を固定することができる。
 バインダとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも用いることができる。バインダとしては、熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱硬化性樹脂の場合、その硬化には比較的高温での処理が要求されることが多い。高温になると、樹脂成形体1の形状に影響を及ぼすなどの影響を生じるおそれがある。しかしながら、熱可塑性樹脂であると、加熱時の変形や寸法変化が小さく、比較的低温での処理が可能であるため、樹脂成形体1に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。特に、樹脂成形体1が熱可塑性樹脂で構成されている場合には、バインダは熱可塑性樹脂であることが好ましい。もちろん、樹脂成形体1への影響があまりないようであれば、熱硬化性のバインダを用いてもよい。
 バインダとしては、熱可塑性樹脂で比較的融点が低いものがより好ましい。熱可塑性樹脂の融点は、好ましくは、120℃以下、より好ましくは100℃以下であってよい。バインダに使用する熱可塑性樹脂としては、EVA系、LEPE系、ポリアミド系、アイオノマー系、ポリウレタン系などを例示することができる。EVAはエチレン酢酸ビニルコポリマーであり、LEPEは低密度ポリエチレンである。また、樹脂成形体1を構成する熱可塑性樹脂と同じ熱可塑性樹脂により、エアロゲル部2のバインダが構成されてもよい。その場合、密着性を高めることができる。また、材料数を減らすことができる。
 エアロゲル部2においては、エアロゲル粒子とバインダとの比率が、質量比で、10:90~80:20であることが好ましく、20:70~60:30であることがより好ましく、30:70~60:40であることがより好ましい。エアロゲル粒子とバインダとの体積の比率は、特に限定されるものではないが、例えば、体積比で、10:90~99:1であってよい。ここで、エアロゲル粒子の比重は、通常、バインダに比べて低い。したがって、エアロゲル粒子の質量がバインダより少なくても、エアロゲル粒子がエアロゲル部2の多くを占めることが可能である。エアロゲル部2は、エアロゲル粒子の占める体積割合がバインダに比べて高いことが好ましい。より好ましくは、エアロゲル粒子が中空部3に充填されるとともに、このエアロゲル粒子が比較的少量のバインダによって結合して固定されて形成されたものである。それにより、断熱性を効果的に高めることができる。
 エアロゲル部2におけるエアロゲル粒子以外の部分は、バインダの固化によって形成される結合部が配置されていてよい。結合部は、バインダが加熱によって接着性を発揮した後、硬化した部分であってよい。結合部は、エアロゲル粒子によって形成された粒子間の隙間に配置されるといってよい。この場合、エアロゲル部2は、エアロゲル粒子の量がリッチであり、エアロゲル粒子の周囲に配置した比較的少ない量のバインダ(結合部)によってエアロゲル粒子が結合されて形成されている。バインダは、エアロゲル粒子間の隙間に配置されるが、このとき、エアロゲル粒子間の隙間は全てバインダに占められていてもよいし、エアロゲル粒子間の隙間にバインダで占められていない空隙が形成されていてもよい。断熱性を高める観点からは、エアロゲル粒子間の隙間に空隙が形成されている方が有利である。バインダが熱橋となることが抑制されるからである。熱橋とは、熱が伝わる経路(パス)のことである。エアロゲル部2内で、バインダが点在していてよい。もちろん、結合性を高める観点から、エアロゲル粒子間の隙間には空隙が形成されておらず、エアロゲル粒子間の隙間がバインダで占められていてもよい。エアロゲル粒子を結合するバインダ(結合部)は、例えば、エアロゲル粒子の周囲に層状に設けられるものであってもよい。あるいは、結合部は、例えば、エアロゲル部2内において、点状に設けられるものであってもよい。結合部が分離していると、熱橋の形成をより抑制することができる。
 バインダは、粉状のバインダであることが好ましい。粉状のバインダを用いた場合、エアロゲル粒子を結合するバインダが繋がって固化することをより抑制することができる。そのため、熱橋をより形成しにくくすることができ、断熱性を高めることができる。また、粉状のバインダを用いた場合、エアロゲル粒子とバインダとの混合が容易になる。また、粉状のエアロゲル粒子とバインダとが混合された粉体を中空部3に充填してエアロゲル部2を形成することができるため、容易に建築材を製造することができる。粉状のバインダは、エアロゲル粒子を接着する前の原料の状態において粉状であればよく、エアロゲル粒子の接着後はバインダは固化して粉状となっていなくてもよい。粉状のバインダは、粉状の熱可塑性樹脂で構成されることがより好ましい。なお、液体のバインダを使用することももちろん可能である。その際、エアロゲル粒子に対して液体の量を少なくして、中空部3に充填する材料を粉体にすることが好ましい。液体のバインダは、エアロゲル粒子を接着する前の原料の状態において液体であればよく、エアロゲル粒子の接着後は固体であってよい。
 エアロゲル部2は、好ましくは、エアロゲル粒子とバインダとが樹脂成形体1の中空部3に充填されることにより形成される。エアロゲル部2は、より好ましくは、エアロゲル粒子に粉状のバインダが付着したエアロゲル粒子含有材料が用いられ、このエアロゲル粒子含有材料が中空部3に充填されて形成される。それにより、エアロゲル粒子の結合強度を高めることができるととともに、熱橋が形成されるのを抑制することができる。エアロゲル粒子含有材料は、エアロゲル粒子と粉状のバインダとがあらかじめ粉体混合された材料であってよい。もちろん、液状のバインダをエアロゲル粒子に付着させたエアロゲル粒子含有材料を用いることもできる。その際、バインダの液滴とエアロゲル粒子とを混合すれば、バインダが付着したエアロゲル粒子を容易に得ることができる。ただし、粉状のバインダは、より有利に結合性と断熱性とを高めることができる。粉状のバインダは、熱可塑性樹脂であることがより好ましい。
 建築材においては、中空部3にエアロゲル粒子が充填されているために、断熱性が向上するとともに、強度が高まる。エアロゲル粒子は、通常、空気よりも熱伝導性が低く、断熱性の高い材料である。そのため、中空部3を空洞にする場合よりも断熱性を高めることができる。エアロゲル部2は、断熱材として機能することができる。また、中空構造を有する建築材において、中空部3が空洞である場合には、力が加わったときに、中空部3の部分を起点として建築材が破損するおそれがある。しかしながら、エアロゲル部2を有する建築材においては、エアロゲル粒子が充填されているために、力が加わってもエアロゲル部2で力を受けることができるので、建築材が破断することを抑制することができる。また、エアロゲル粒子は、高空隙率の粒子で構成されており、軽量である。そのため、軽量な建築材を得ることができる。さらに、樹脂成形体1の強度を補強し、建築材の強度を高めることができるため、中空部3(エアロゲル部2)の大きさをより大きくしても強度を維持することが可能であり、軽量で、強度と断熱性に優れた建築材を得ることができる。
 樹脂成形体1とエアロゲル部2とを有する建築材は、床材、壁材、天井材などに用いることができる。この建築材は断熱性が高いため、建築物の断熱性を向上することができる。建築材は、床材であることが好ましい。床材は室内の温度環境を良好にするために断熱性が求められるが、エアロゲル部2を有する建築材を用いることによって、良好な断熱性を付与することができる。特に、一般家屋においては、床材の上で生活を行うことが想定されるため、人体と接触する機会が多く、断熱性が高いことは有利である。また、エアロゲル粒子は、強度の高い材料である。そのため、中空構造を有する樹脂成形体1の強度を高めることができ、踏まれたり物体が置かれたりするなどして荷重がかかることが多い床材に使用したとしても、割れや破損などを生じにくくして、強度の高い建築材を得ることができる。ここで、樹脂を使った床用部材として、Pタイル、クッションフロア、WPBなどが存在するが、上記の建築材は、これらのいずれにも使用可能である。Pタイルはプラスチックタイルのことである。WPBはウッドプラスチックボードのことである。なお、床材としては、もちろん、家屋用の床材に限られるものではなく、ビルなどの床材であってもよい。また、床材、壁材、天井材は、新築にもリフォームにも用いることができる。
 エアロゲル部2を有する建築材は、中空部3を有する樹脂成形体1を形成した後、中空部3にエアロゲル粒子含有材料を充填することにより、形成することができる。エアロゲル粒子含有材料は、エアロゲル粒子とバインダとを含有する材料であってよい。バインダが粉状である場合、粉体混合機を用いてエアロゲル粒子とバインダとを粉体混合することによって、エアロゲル粒子含有材料を形成することができる。エアロゲル粒子含有材料を充填する際、樹脂成形体1は、硬化が完了していてよい。それにより、エアロゲル粒子含有材料を充填しやすくすることができる。あるいは、樹脂成形体1は、形状保持性を有する程度で完全に固まっていない状態(軟化状態)であってもよい。軟化状態の樹脂成形体1の中空部3にエアロゲル粒子含有材料を充填し、その後、エアロゲル部2と樹脂成形体1とを同時に固化させた場合、エアロゲル部2と樹脂成形体1との密着性を高めることができる。
 中空部3へのエアロゲル粒子含有材料の充填方法は、特に限定されるものではなく、適宜の方法を用いることができる。例えば、中空部3の一方の端部を塞ぎ、中空部3にエアロゲル粒子含有材料を他方の端部の開口から流し込むことによって行うことができる。あるいは、樹脂成形体1の中空部3にノズルを挿入し、エアロゲル粒子含有材料を押し出してノズルから吐出しながらノズルを徐々に引き出して、エアロゲル粒子含有材料で中空部3を満たすようにすることもできる。エアロゲル粒子含有材料の充填においては、樹脂成形体1の縦方向(押し出し方向)を地面に対して鉛直方向に配置することが好ましい。それにより、重力の作用を利用して容易にエアロゲル粒子含有材料を充填することができる。もちろん、重力の作用を利用することができるのであれば、樹脂成形体1を斜めに傾けて、縦方向を鉛直方向から角度を付けるようにして配置してもよい。また、中空部3の一方の端部の開口を蓋部材などで塞ぐことが好ましい。それにより、エアロゲル粒子の充填性を高めることができる。蓋部材は、エアロゲル部2の成形によって一体化されてもよいし、エアロゲル部2の成形後に除去されてもよい。製造工程においては、搬送経路などに、蓋部材として機能する閉塞手段(例えばコンベアの上面)が設けられてもよい。なお、樹脂成形体1として、一方の端部が閉じられた容器状の中空部3を有していれば、蓋部材を設けることなく、エアロゲル粒子含有材料を充填することができる。例えば、射出成形などの成形方法では、中空部3の形状を適宜に設定することができるため、内部が開口よりも広くなり底が存在する中空部3を形成することが可能であり、そのような中空部3に蓋部材なしにエアロゲル部2を形成することができる。ただし、押出成形の場合は、通常、筒状に中空部3が形成されるため、一端部を閉塞する方が製造がより容易である。
 エアロゲル粒子含有材料は、好ましくは、加熱によりバインダの接着性が発現される。すなわち、バインダは、原料の状態のときには接着性を有さないか、もしくは接着性が弱くてもよい。加熱により、エアロゲル粒子含有材料は、バインダの接着性が発現し、エアロゲル粒子がバインダで結合されて成形されたエアロゲル部2となり、エアロゲル部2が中空部3で固定される。エアロゲル含有材料の加熱は、加熱炉や熱プレスなどを用いて行うことができる。また、後述の実施形態のように、樹脂成形体1の表面に材料を貼り付ける場合には、その貼り付けに使用する熱を利用して、エアロゲル粒子含有材料を加熱してもよい。その場合、効率よく加熱を行うことができる。樹脂成形体1の表面への材料の貼り付けは、例えば、加熱プレスを利用することができる。
 エアロゲル部2は、エアロゲル粒子がバインダで結合されている。そのため、エアロゲル粒子が、中空部3からこぼれ落ちたりすることが抑制される。また、エアロゲル粒子がバインダで結合されるとともに、中空部3の壁面で樹脂成形体1に接着しているため、建築材を切断したり、穴あけしたりしてもエアロゲル粒子がこぼれ落ちることを抑制することができる。例えば、建築材は、取り付けられる場所に合わせて適宜の寸法に切断されたり、釘打ちなどによって穴あけされたりすることがあるが、その際、エアロゲル粒子が粉塵となって発生することを抑制することができる。そのため、加工性及び施工性に優れた建築材を提供することができる。
 図2は、建築材の他の実施形態を示している。図2の実施形態では、中空部3は、断面円形に形成されており、全体として円柱状になっている。そのため、エアロゲル部2は、円柱状になっており、その断面形状は円形である。エアロゲル部2の断面形状は楕円形であってもよい。中空部3(エアロゲル部2)の形状以外は、図1の形態と同様であってよい。図1と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
 図2の形態では、樹脂成形体1の中空部3が断面円形であるため、建築材に力が加わった際の中空部3にかかる力を分散させやすくすることができる。また、樹脂成形体1の表面部分では、樹脂成形物の量が多くなり、壁部1aの幅が大きくなる。そのため、図2の形態は、図1の形態に比べて、建築材の強度を高めることができるという利点がある。ただし、図1の形態では、図2の形態に比べて、中空部3をより大きく形成して、エアロゲル部2の大きさを大きくし、断熱性を効果的に高めることができるという利点がある。
 なお、エアロゲル部2(中空部3)の断面形状は、上記の形態に限られるものではなく、適宜の形状にすることができる。例えば、エアロゲル部2の断面形状は、多角形(三角形、五角形、六角形、八角形など)や、星形などにすることができる。また、中空部3の表面に凹凸が設けられていてもよい。その際、エアロゲル部2と樹脂成形体1との密着性を高めることができる。樹脂成形体1が押出成形によって形成される場合、通常、エアロゲル部2の断面形状は縦方向(押し出し方向)に沿って同じとなる。
 図3及び図4は、建築材の他の実施形態の各一例を示している。図3及び図4の実施形態では、樹脂成形体1の横方向の端部に結合構造を構成する実部4が形成されている。実部4は、横方向に隣り合う建築材を嵌合によって結合させる構造を有する。結合構造とは、隣り合う建築材を噛み合わせて結合させる構造のことを言う。図3及び図4では、実部4は、雄実部4aと雌実部4bとによって構成されている。すなわち、建築材においては、横方向の一方の端部には雄実部4aが形成され、他方の端部には雌実部4bが形成されている。建築材を施工する際には、雄実部4aが雌実部4bに挿入されることにより、これら実部4が嵌合され、建築物に取り付けられる。嵌合構造によって取り付けることにより、強度高く容易に建築材を取り付けることができる。
 雄実部4aの突出長さ(横方向での長さ)と、雌実部4bの凹み深さ(横方向での長さ)とは、略同じか、雄実部4aの突出長さがやや短い程度であってよい。それにより、強固な嵌合を得やすくすることができる。嵌合を容易にするために、雄実部4aの幅(建築材の厚み方向での長さ)は、雌実部4bの幅(建築材の厚み方向での長さ)より若干小さい程度が好ましい。それにより、嵌合が容易になる。
 図3の建築材は、図1の建築材に実部4を設けたものである。図4の建築材は、図2の建築材に実部4を設けたものである。すなわち、図3の形態では、四角柱状のエアロゲル部2が設けられている。図4の形態では、円柱状のエアロゲル部2が設けられている。図3及び図4では、実部4の構成は同じであってよい。建築材においては、実部4を設けることによって、施工性を高めることができる。
 なお、実部4によって構成される結合構造は、凹凸嵌合に限られるものではなく、適宜の結合構造であってよい。例えば、実部4は、横方向の端部の一方が表面側で側方に突出するとともに、横方向の端部の他方が裏面側で側方に突出し、横方向に建築材を配置する際に、隣り合う建築材の端部を重ね合わせる構造(重ね合せ構造)であってもよい。要するに、実部4は、横方向に隣り合って配置される建築材の結合を行う構造であればよい。
 図5は、建築材の他の一例である。図5の形態では、断熱層5を有する点が、図1の形態とは異なっている。それ以外は、図1の形態と同様である。図1の形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。なお、図5では、図1の変形例として、図1の形態に断熱層5が付加された形態を説明するが、断熱層5は、上記のいずれの形態にも適用可能である。
 建築材においては、樹脂成形体1の表面に、断熱層5が設けられていることが好ましい。それにより、断熱性をさらに高めることができる。断熱層5は、熱伝導率の低い層である。断熱層5は、樹脂成形体1の表面全体に設けられることが好ましい。断熱層5を有する態様は、建築材が床材である場合により好適である。上記のように、エアロゲル部2が設けられると、室内の断熱性を高めて、室内の温度が室外の温度に近づく速度を低減することができる。そして、樹脂成形体1の表面に、熱伝導率の低い層として断熱層5をさらに設けることにより、人体が接触した際に、人体から熱が奪われる速度を低減させることができる。そのため、冷たさの感じ方を軽減することができるので、室外が寒い環境、特に冬季における体感的な保温効果を向上することができる。
 断熱層5が設けられる樹脂成形体1の面は、施工された際に表面側に配置される面であってもよいし、裏面側に配置される面であってもよいが、人体の接触時の伝熱を抑制するためには、表面側の方がより好ましい。
 断熱層5は、熱伝導率が低く、断熱材として使用可能な適宜の材料により構成することができる。例えば、不織布、発泡樹脂シート、厚紙などを用いれば、容易に断熱性の高い断熱層5を形成することができる。
 断熱層5に用いる不織布としては、PPスパンボンド、ポリエステルスパンボンド、羊毛フエルトなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。断熱層5に用いる発泡樹脂シートとしては、発泡PP、発泡PE、発泡PVC、発泡PC、発泡PETなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。なお、PPはポリプロピレン、PEはポリエチレン、PVCはポリ塩化ビニル、PCはポリカーボネート、PETはポリエチレンテレフタラートのことである。厚紙としては、厚みのある紙であってよいが、例えば、段ボール紙を用いることができる。段ボール紙としては、二つの板紙で蛇腹構造の内部紙を挟んだ構造の紙が例示される。これらの断熱層5の材料は、内部に空気が封入されるために、高い断熱性を発揮することができる。
 断熱層5の厚みは、0.01~10mmの範囲であることが好ましく、0.1~1mmの範囲であることがより好ましい。断熱層5の厚みがこの範囲になることにより、効果的に断熱性を得ることができるとともに、厚みが厚くなりすぎて建築材の性能が低下することを低減することができる。断熱層5は、熱伝導率が0.1W/[m・K]以下であることが好ましい。それにより、効果的な断熱性を発揮することができる。
 断熱層5は、シート状の断熱材料を接着剤により貼り付けることにより形成することができる。接着剤からは、接着層7が形成されてよい。接着剤は、熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。樹脂成形体1が熱可塑性樹脂で構成される場合には、接着剤は熱可塑性樹脂で構成されることが好ましい。熱硬化性の場合、熱が加わりすぎて成形体に悪影響を及ぼすおそれがある。
 断熱層5の材料の貼り付けは、加熱によって行うことができる。例えば、樹脂成形体1と断熱層5の材料とを、間に接着剤を挟んで重ねた後、加熱プレスすることにより、断熱層5を樹脂成形体1の表面に設けることができる。接着剤の配置は、例えば、樹脂成形体1の表面、及び、断熱層5の材料の表面のどちらか一方又は両方への接着剤の塗布により行うことができる。あるいは、シート状の接着剤を間に配置してもよい。加熱する場合、この加熱をエアロゲル粒子の結合に利用してもよい。また、断熱層5は、断熱層5の材料を両面テープで貼り付けて設けられてもよい。あるいは、裏面に粘着層を有するシート状の断熱材料を貼り付けて、断熱層5が形成されてもよい。
 図6及び図7は、建築材の他の一例である。図6の形態では、化粧層6を有する点が、図1の形態とは異なっている。それ以外は、図1の形態と同様である。図7の形態では、化粧層6を有する点が、図5の形態と異なっている。それ以外は、図5の形態と同様である。図6及び図7では、上記の形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。なお、図6では、図1の変形例として、図1の構成に化粧層6が付加された形態を説明し、図7では、図5の変形例として、図5の構成に化粧層6が付加された形態を説明するが、化粧層6は、上記のいずれの形態にも適用可能である。
 建築材においては、化粧層6が、建築材の表面層として設けられていることが好ましい。それにより、意匠性を高めることができる。化粧層6は、建築材の化粧面を形成する層である。化粧面とは、建築材が取り付けられたときに、露出して建築材の外観模様を形成する面であってよい。表面層とは、最表面を構成する層であってよく、化粧層6は、建築材の最表面に設けられるものであってよい。もちろん、化粧層6の表面にワックスなどの層がさらに形成されていてもよい。この場合、表面層とは外部から視認される層を意味する。化粧層6を有さない場合、建築材の表面や断熱層5などの表面が露出し、外観の意匠性が良好でなくなるおそれがある。化粧層6を有さない建築材では、建築材の施工後に、化粧シートなどを取り付けることも考えられるが、施工の手間がかかるため、煩雑になるおそれがある。しかしながら、化粧層6を樹脂成形体1の表面に設けた場合には、化粧層6によって建築材の外観模様を形成する化粧面を形成することができ、建築材の意匠性を高めることができる。そのため、意匠性に優れた建築施工を容易に行うことが可能になる。
 化粧層6は、化粧面を形成することが可能な適宜の材料により構成することができる。例えば、化粧シート材などを用いれば、容易に意匠性の高い建築材を形成することができる。化粧シート材は、加飾シートであってよい。
 化粧層6は、樹脂成形体1の表面全体に設けられることが好ましい。それにより、建築材を施工した部分の意匠性を効率よく高めることができる。ここで、化粧層6の設けられる範囲は、建築材が施工された際に化粧層6がないと仮定したときに外部に露出される領域であってよい。例えば、図3及び図4の形態のように実部4が形成される場合には、隠れる部位(例えば雄実部4aや雌実部4b)には化粧層6は形成されていなくてもよい。
 図6及び図7で示すように、化粧層6は、化粧シート材が樹脂成形体1の表面を覆って、表面と側面との角部を跨り、さらに化粧シート材の延長部分が樹脂成形体1の側面を覆っていることが好ましい。それにより、意匠性をさらに高めることができる。
 化粧層6が設けられる樹脂成形体1の面は、施工された際に表面側に配置される面であることが好ましい。それにより、建築材が施工された部分の意匠性を向上することができる。
 化粧層6は、化粧シート材を接着剤により貼り付けることにより形成することができる。接着剤からは、接着層7が形成されてよい。接着剤は、熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。樹脂成形体1が熱可塑性樹脂で構成される場合には、接着剤は熱可塑性樹脂で構成されることが好ましい。熱硬化性の場合、熱が加わりすぎて成形体に悪影響を及ぼすおそれがある。
 図6では、断熱層5が設けられておらず、樹脂成形体1の表面に、接着層7によって化粧シート材が接着されて、化粧層6が形成されている。そのため、より簡単な構成で意匠性を高めることができる。図7では、樹脂成形体1の表面に、断熱層5が形成され、その断熱層5の表面に化粧層6が形成されている。そのため、断熱性を高めるとともに、意匠性を高めることができる。断熱層5を貼り付ける接着剤と、化粧シート材を貼り付ける接着剤とは、同じであってもよいし、異なっていてもよいが、同じである方が製造が容易であり、好ましい。化粧層6を貼り付ける接着剤は、両面テープであってもよい。また、裏面に粘着層を有する化粧シート材を貼り付けて、化粧層6を形成してもよい。
 化粧シート材の貼り付けは、加熱によって行うことができる。例えば、樹脂成形体1と化粧シート材とを、間に接着剤を挟んで重ねた後、加熱プレスすることにより、化粧層6を樹脂成形体1の表面に設けることができる。接着剤の配置は、例えば、樹脂成形体1の表面、及び、化粧シート材の表面のどちらか一方又は両方への接着剤の塗布により行うことができる。あるいは、シート状の接着剤を間に配置してもよい。図7のように、化粧層6と樹脂成形体1との間に断熱層5を設ける場合には、断熱層5が設けられた樹脂成形体1を用い、この樹脂成形体1の断熱層5の表面に、接着剤によって化粧シート材を貼り付けることができる。あるいは、樹脂成形体1と、断熱層5の材料と、化粧シート材とを、それぞれの間に接着剤を挟んで重ねて加熱してもよい。この場合、一度に断熱層5と化粧層6とを形成することができるため、効率よく建築材を形成することができる。加熱する場合、この加熱をエアロゲル粒子の結合に利用してもよい。
  <実施例>
 (建築材の製造)
 樹脂成形体1の原料としてABS樹脂を用い、筒状の中空部3を有する樹脂成形体1を押出成形により作製した。中空部3を閉塞する蓋材8として、PTFEシート(200mm×20mm、厚み0.5mm)を準備した。
 図8は、建築材の製造例を示しており、作製した樹脂成形体1及び蓋材8の外観が示されている。樹脂成形体1の寸法は、縦200mm×横200mm×厚み20mmとした。中空部3は横方向に2個並んでおり、各中空部3の寸法は、横90mm×厚み16mmとした。
 エアロゲル粒子として、テトラメトキシシランを原料として得られたシリカエアロゲル粒子(かさ密度0.086g/cm、平均粒径1100μm)を準備した。バインダとして、熱可塑性樹脂(住友精化(株)製UF4)を準備した。エアロゲル粒子とバインダとを質量比2:1で混合し、エアロゲル粒子含有材料を調製した。
 建築材の作製にあたっては、まず、樹脂成形体1を縦方向を上下方向にして配置し、樹脂成形体1の下側に蓋材8をアルミテープで取り付けた。これにより、樹脂成形体1の下側の開口を閉塞した。次に、樹脂成形体1の上側の開口から、上記で調製したエアロゲル粒子含有材料を入れて、中空部3をエアロゲル粒子含有材料で充填した。次いで、樹脂成形体1の上側に蓋材8をアルミテープで取り付けた。これにより、樹脂成形体1の上側の開口を閉塞した。そして、温風循環式乾燥機を用いて、エアロゲル粒子含有材料が充填された樹脂成形体1を加熱した。加熱条件は110℃、2時間とした。加熱により、エアロゲル粒子がバインダにより接着するとともに、エアロゲル粒子が樹脂成形体1に接着して中空部3で固定された。その後、室温での放冷により冷却し、上下の蓋材8を除去した。以上により、樹脂成形体1とエアロゲル部2で構成される建築材が得られた。
 得られた建築材について、熱伝導率測定装置(NETZSCH製「HFM436 Lambda」)を用いて、10℃と30℃の条件で、熱伝導率を測定した。その結果、熱伝導率は23〔mW/m・K〕であった。また、切断試験として、得られた建築材について切断を行ったところ、エアロゲル粒子を起因とする粉塵は少なく、エアロゲル部2の崩壊は見られなかった。

Claims (10)

  1.  中空部を有する樹脂成形体と、エアロゲル粒子及びバインダを含有するエアロゲル部とを備え、
     前記エアロゲル部は、前記バインダによって結合した前記エアロゲル粒子が、前記中空部に固定されて形成されている、建築材。
  2.  前記樹脂成形体は、押出成形により形成されている、請求項1に記載の建築材。
  3.  前記樹脂成形体は、熱可塑性樹脂により形成されている、請求項1に記載の建築材。
  4.  前記樹脂成形体は、植物繊維及び木粉の少なくとも一方を含む、請求項1に記載の建築材。
  5.  前記バインダは、粉状のバインダである、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の建築材。
  6.  前記樹脂成形体の表面に、断熱層が設けられた、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の建築材。
  7.  前記樹脂成形体の表面に、断熱層が設けられた、請求項5に記載の建築材。
  8.  化粧層が、当該建築材の表面層として設けられた、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の建築材。
  9.  床材である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の建築材。
  10.  床材である、請求項5に記載の建築材。
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