JP5620120B2 - 複合断熱材及びそれを用いた建物の断熱構造 - Google Patents
複合断熱材及びそれを用いた建物の断熱構造 Download PDFInfo
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Description
本発明は、合成樹脂発泡体製の断熱板の少なくとも片面にアルミ箔が積層された複合断熱板及びそれを用いた建物の断熱構造に関する。
従来、建物の断熱に用いられる複合断熱材として、合成樹脂発泡体等で構成された断熱板の少なくとも片面に、熱線反射層としてアルミニウム箔を積層した複合断熱材が知られている（例えば、特許文献１参照）。この複合断熱材は、アルミニウム箔が低放射率（高熱反射率）であることを利用し、熱線を反射させて断熱効果を高めようとするものである。また、このような複合断熱材のアルミニウム箔の面が滑りやすいことから、滑落防止用に、表面を粗面化した合成樹脂シートを付設したり、発泡性インクを塗布することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献１に示されるような、アルミニウム箔を積層した複合断熱板の場合、施工後にアルミニウム箔が湿度や結露にさらされる結果酸化し、所期の熱遮断効果を長期に亘って維持できない問題がある。また、特許文献２に示される複合断熱板のアルミニウム箔の表面に設けられる、表面を粗面化した合成樹脂シートや発泡性インクの塗布層は、アルミニウム箔の表面を滑りにくくすることを主眼としたものにすぎない。これらは、アルミニウム箔の表面を覆う結果としてその保護効果が得られることがあったとしても、これら自体が吸熱してしまうことから、アルミニウム箔を積層したことによる熱遮断効果を低下させてしまう問題がある。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、合成樹脂発泡体製の断熱板の少なくとも片面にアルミニウム箔を積層した複合断熱材において、施工後のアルミニウム箔の酸化による熱遮断効果の低下を、その初期性能を低下させることなく防止することを第一の目的とする。また、本発明は、同時に、アルミニウム箔積層面の滑りやすさを改善できるようにすることを第二の目的とする。
本発明は、上記目的のために、合成樹脂発泡体製の断熱板の少なくとも片面にアルミニウム箔が積層された複合断熱材において、前記断熱板の片面に積層されたアルミニウム箔が、厚みが５〜２０μｍであって、しかも圧延加工により製造されていると共に、当該圧延加工時に多数のピンホールが形成されており、前記アルミニウム箔の表面に、固形分で０．５〜２．０ｇ／ｍ2の透明なアクリル系樹脂の塗膜が表面層として形成されていることを特徴とする複合断熱材を提供するものである。
また、上記本発明は、前記断熱板の他面にもアルミニウム箔が積層されており、該アルミニウム箔がピンホールのないアルミニウム箔で、しかも表面に、固形分で０．５〜２．０ｇ／ｍ 2 の透明なアクリル系樹脂の塗膜が表面層として形成されていることをその好ましい態様として含むものである。
また、本発明は、建物の壁又は屋根の軸部の屋外側又は軸部間に、上記本発明に係る複合断熱材が、前記ピンホールが形成されたアルミニウム箔の積層面を屋外側に向けて設置されており、しかも前記複合断熱板の屋外側に、通気層を挟んで外装材が取り付けられていることを特徴とする建物の断熱構造を提供するものでもある。
本発明に係る複合断熱材は、アルミニウム箔の表面が透明合成樹脂の表面層で保護されており、アルミニウム箔が直接湿気や結露にさらされることがない。従って、所期の熱遮断効果を長期間に亘って維持することが可能となる。また、表面層は透明であり、しかも固形分で０．５〜２．０ｇ／ｍ2という塗布量の薄膜である。このため、この表面層を設けてもアルミニウム箔の積層側の放射率はさほど上昇せず、良好な熱遮断性を確保することができる。特に透明合成樹脂としてアクリル系樹脂を用いると、良子な耐候性が得られると共に、高い滑り抵抗係数が得られ、アルミニウム箔積層面の滑りやすさを改善することができる。
以下、図面に基づいて本発明を説明する。
本発明に係る複合断熱材Ａは、図１に示されるように、合成樹脂発泡体製の断熱板１と、この断熱板１の少なくとも片面に積層されたアルミニウム箔２と、アルミニウム箔２の表面に形成された表面層３とから構成されている。
断熱板１を構成する合成樹脂発泡体としては、独立気泡の合成樹脂発泡体が用いられる。具体的には、ポリスチレン系発泡体、ポリエチレン系発泡体、ポリプロピレン系発泡体、ポリウレタン系発泡体、フェノール樹脂系発泡体等を用いることができる。これらの中でも、吸水性が低く、断熱性に優れることから、ポリスチレンの発泡板が好ましい。この断熱板１の厚さは、通常、５〜１００ｍｍである。
上記断熱板１の片面、具体的には設置時に屋外側となる面（外面）には、アルミニウム箔２が接合されている。このアルミニウム箔２は、その設置面を低放射率面とし、熱線の反射率を高くして、熱線の遮断性を高めるものである。このアルミニウム箔２としては、屋内側から断熱板１に侵入した湿気が逃げ場を失って断熱板１内に溜まり、外気で冷やされて断熱板１内で結露してしまうのを防止するために、ある程度の透湿性が付与されたものとすることが好ましい。アルミニウム箔へ２への透湿性の付与は、アルミニウム箔２を、厚さが５〜２０μｍで、しかも圧延加工により製造されたものとし、当該圧延加工時に多数のピンホールが形成されたものとすることにより行うことができる。箔としての製造しやすさと、圧延時に適度にピンホールを形成しやすいことから、上記のように厚さは５〜２０μｍであることが好ましい。また、圧延加工時のピンホールとして透湿性を付与することで、別途小孔を形成するための新たな製造工程が不要であるので、製造のコストアップを防止することができる。
断熱板１の上記アルミニウム箔２の積層面とは反対側の面（内面）にも別途アルミニウム箔を接合しておくことができる。この断熱板１の内面に積層されるアルミニウム箔は、屋内側から断熱板１への湿気の侵入を防止するため、無垢のアルミニウム箔（透湿性を持たすためのピンホールのないアルミニウム箔）が好ましい。断熱板１の内面にもアルミニウム箔を積層する場合、当該アルミニウム箔の表面にも後述する透明合成樹脂の塗膜を形成しておくこと好ましい。
アルミニウム箔２は、例えば片面に厚さ１０〜３０μｍ程度の合成樹脂フィルムをドライラミネートにより裏打ちしておき、この裏打ちフィルム側を断熱板１側に向けて、熱ラミネーションにより断熱板１に積層することができる。裏打ちフィルムとしては、断熱板１との良好な接着性を得るために、断熱板１を構成する合成樹脂と同種の合成樹脂フィルムが好ましい。具体的には、断熱板１がポリスチレン発泡体である場合、裏打ちフィルムとしてはポリスチレンフィルムを用いることが好ましい。断熱板１の内面へのアルミニウム箔の積層も同様にして行うことができる。
アルミニウム箔２の表面に形成された表面層３は、透明合成樹脂の塗膜として形成することができる。透明合成樹脂としては、耐候性に優れ、しかもアルミニウム箔２の表面の滑り抵抗係数を向上することができるので、アクリル系樹脂が用いられる。透明合成樹脂の塗布による表面層３の形成は、例えば前記裏打ちフィルムを設けたアルミニウム箔２の表面に、透明合成樹脂のロール塗布を施すことなどによって行うことができる。また、表面層３を構成する透明合成樹脂の塗布量は、固形分で０．５〜２．０ｇ／ｍ2であることが必要で、１．０〜１．５ｇ／ｍ2であることが好ましい。表面層３を、透明で、しかも上記のような塗布量の薄い層として形成することで、アルミニウム箔２の積層側表面の放射率を大きく上昇させることなく、アルミニウム箔２が直接湿気や結露にさらされるのを防止することができる。透明合成樹脂の塗布量が０．５ｇ／ｍ2未満ではアルミニウム箔２の保護効果が不足しやすく、塗布量が２．０ｇ／ｍ2を超えると放射率が高くなって熱線の遮断効果が不十分となりやすい。本発明では、上記表面層３によって、長期に亘る高い熱線の遮断効果を維持することが可能となる。
本発明に係る複合断熱材Ａにおいて、表面層３で覆われたアルミニウム箔２の積層側表面は、ＪＩＳ Ａ １４２３「赤外線放射温度計による放射率の簡易測定方法」により測定した放射率で０．４以下の放射率であることが好ましく、０．３以下の放射率であることがより好ましい。また、表面層３は、上記のように薄い層であることから放湿性を有し、前記ピンホールが形成されたアルミニウム箔２を用いた場合の放湿性を維持することができる。
次に、上述した本発明の複合断熱材Ａを用いた建物の断熱構造の一例を図３に基づいて説明する。
図３に示される断熱構造は、建物の壁部の断熱構造で、内壁部が施されていない状態の壁部を水平方向に切断した状態の断面図である。図中４は柱、５は間柱、６は土台である。柱４及び間柱５の屋外側には下地材７が取り付けられており、下地材７の屋外側に本発明に係る複合断熱材Ａが取り付けられている。複合断熱材Ａは、表面層３を有するアルミニウム箔２の積層面を屋外側にして取り付けられている。また、複合断熱材Ａの屋外側の表面には、通気胴縁８が、複合断熱材Ａを貫通して柱４又は間柱５へ釘打ちすることで取り付けられており、この通気胴縁８上に外装材９が取り付けられていることで、外装材９と複合断熱材Ａとの間に通気層１０が挟まれている。外装材９を介して屋内側へ侵入しようとする熱線の多くは、通気層１０の存在によって放射熱となって複合断熱材Ａへ伝わろうとするが、そのアルミニウム箔２の積層側表面が低放射率となっていることから、ここで反射されて遮断されることになる。従って良好な断熱効果が得られる。また、複合断熱材Ａのアルミニウム箔２に前記のようなピンホールを設けておいた場合、屋内側から複合断熱材Ａに侵入した湿気は、通気層へと放湿されることになる。
実施例１、比較例１
厚さ１２μｍに圧延することで多数のピンホールが形成されたアルミニウム箔の片面に厚さ２０μｍのＯＰＳフィルムをウレタン系接着剤を用いてドライラミネーションによって裏打ちした積層体を作製した。この積層体のアルミニウム箔表面に、透明なアクリル樹脂(実施例１)とエポキシ樹脂(比較例１)を、それぞれロール塗布により塗布量を変えて塗布して表面層を形成し、試料とした。各試料について、表面層を形成したアルミニウム箔面の放射率を測定し、塗布量（固形分）と放射率の関係を求めた。結果を図２に示す。なお、放射率は、ＪＩＳ Ａ １４２３「赤外線放射温度計による放射率の簡易測定方法」により測定した。
厚さ１２μｍに圧延することで多数のピンホールが形成されたアルミニウム箔の片面に厚さ２０μｍのＯＰＳフィルムをウレタン系接着剤を用いてドライラミネーションによって裏打ちした積層体を作製した。この積層体のアルミニウム箔表面に、透明なアクリル樹脂(実施例１)とエポキシ樹脂(比較例１)を、それぞれロール塗布により塗布量を変えて塗布して表面層を形成し、試料とした。各試料について、表面層を形成したアルミニウム箔面の放射率を測定し、塗布量（固形分）と放射率の関係を求めた。結果を図２に示す。なお、放射率は、ＪＩＳ Ａ １４２３「赤外線放射温度計による放射率の簡易測定方法」により測定した。
図２から分かるように、表面層を構成する透明合成樹脂の塗布量がほぼ２ｇ／ｍ2以下であればほぼ０．４以下の放射率が得られ、塗布量がほぼ１．５ｇ／ｍ2以下であればほぼ０．３以下の放射率が得られる。
実施例２
実施例１で作成した試料のうち、塗布量を０．３ｇ／ｍ2及び０．５ｇ／ｍ2としたアクリル樹脂の試料について、ＪＩＳ Ａ ６１１１「透湿放水シート」７．７耐久性試験のうち、日射による促進暴露試験を行った。その結果、塗布量０．３ｇ／ｍ2の試料は表面層に劣化が観察されたが、塗布量０．５ｇ／ｍ2の試料は劣化が観察されなかった。
実施例１で作成した試料のうち、塗布量を０．３ｇ／ｍ2及び０．５ｇ／ｍ2としたアクリル樹脂の試料について、ＪＩＳ Ａ ６１１１「透湿放水シート」７．７耐久性試験のうち、日射による促進暴露試験を行った。その結果、塗布量０．３ｇ／ｍ2の試料は表面層に劣化が観察されたが、塗布量０．５ｇ／ｍ2の試料は劣化が観察されなかった。
実施例３、比較例２
実施例１、比較例１で作成した試料のうち、塗布量を１．０ｇ／ｍ2としたアクリル樹脂とエポキシ樹脂の各試料について、ＪＩＳ Ａ ６１１１「透湿放水シート」７．７耐久性試験のうち、日射による促進暴露試験を行った。その結果、アクリル樹脂を用いた試料に比して早期に、エポキシ樹脂を用いた試料の表面層に劣化が観察された。このことから、表面層としてはアクリル樹脂の方が好ましいことが分かる。
実施例１、比較例１で作成した試料のうち、塗布量を１．０ｇ／ｍ2としたアクリル樹脂とエポキシ樹脂の各試料について、ＪＩＳ Ａ ６１１１「透湿放水シート」７．７耐久性試験のうち、日射による促進暴露試験を行った。その結果、アクリル樹脂を用いた試料に比して早期に、エポキシ樹脂を用いた試料の表面層に劣化が観察された。このことから、表面層としてはアクリル樹脂の方が好ましいことが分かる。
実施例４
実施例１で作成した試料のうち、塗布量を１．０ｇ／ｍ2としたアクリル樹脂を８０℃、９８％ＲＨの条件下に１０日間暴露した試験を行った。その結果、表面層に劣化が観察されなかった。
実施例１で作成した試料のうち、塗布量を１．０ｇ／ｍ2としたアクリル樹脂を８０℃、９８％ＲＨの条件下に１０日間暴露した試験を行った。その結果、表面層に劣化が観察されなかった。
実施例５
実施例１で用いた積層体と同様の積層体に塗布量が１．０ｇ／ｍ2の透明なアクリル樹脂の表面層を形成した試料を、表面層を外面側にして、厚さ５０ｍｍの押出発泡ポリスチレン板（商品名「スタイロフォーム」）に熱ラミネート接着剤を介して積層し、複合断熱材試作品を作製した。この試作品について、ＪＩＳ Ａ １４５４「高分子系貼り床材試験方法」６．１４滑り性試験に基づいて滑り抵抗係数を確認した結果、一般の押出発泡ポリスチレン板と同等であり、無垢のアルミニウム箔に比して滑りにくくなっていることが確認された。
実施例１で用いた積層体と同様の積層体に塗布量が１．０ｇ／ｍ2の透明なアクリル樹脂の表面層を形成した試料を、表面層を外面側にして、厚さ５０ｍｍの押出発泡ポリスチレン板（商品名「スタイロフォーム」）に熱ラミネート接着剤を介して積層し、複合断熱材試作品を作製した。この試作品について、ＪＩＳ Ａ １４５４「高分子系貼り床材試験方法」６．１４滑り性試験に基づいて滑り抵抗係数を確認した結果、一般の押出発泡ポリスチレン板と同等であり、無垢のアルミニウム箔に比して滑りにくくなっていることが確認された。
比較例３
実施例１で作成した試料に表面層を設けずに、実施例４と同様に０℃、９８％ＲＨの条件下に１０日間暴露した試験を行った。その結果、アルミニウム箔に腐食が観察された。
実施例１で作成した試料に表面層を設けずに、実施例４と同様に０℃、９８％ＲＨの条件下に１０日間暴露した試験を行った。その結果、アルミニウム箔に腐食が観察された。
Ａ 複合断熱材
１ 断熱板
２ アルミニウム箔
３ 表面層
４ 柱
５ 間柱
６ 土台
７ 下地材
８ 通気胴縁
９ 外装材
１０ 通気層
１ 断熱板
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７ 下地材
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９ 外装材
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Claims (3)
- 合成樹脂発泡体製の断熱板の少なくとも片面にアルミニウム箔が積層された複合断熱材において、
前記断熱板の片面に積層されたアルミニウム箔が、厚みが５〜２０μｍであって、しかも圧延加工により製造されていると共に、当該圧延加工時に多数のピンホールが形成されており、前記アルミニウム箔の表面に、固形分で０．５〜２．０ｇ／ｍ2の透明なアクリル系樹脂の塗膜が表面層として形成されていることを特徴とする複合断熱材。 - 前記断熱板の他面にもアルミニウム箔が積層されており、該アルミニウム箔がピンホールのないアルミニウム箔で、しかも表面に、固形分で０．５〜２．０ｇ／ｍ 2 の透明なアクリル系樹脂の塗膜が表面層として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合断熱材。
- 建物の壁又は屋根の軸部の屋外側又は軸部間に、請求項１又は２に記載の複合断熱材が、前記ピンホールが形成されたアルミニウム箔の積層面を屋外側に向けて設置されており、しかも前記複合断熱板の屋外側に、通気層を挟んで外装材が取り付けられていることを特徴とする建物の断熱構造。
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