JP3017369U - 軽量断熱壁材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量でしかも強度があり耐火性、凍結融解性
能、衝撃性能等に優れ、空気が流通するミクロン単位の
微細な毛細管状の空気流通孔を有する断熱性能に優れた
易施工性の軽量断熱壁材を提供することである。 【構成】 縦の枠材の上下端を横の枠材で継いた枠組を
無機質系板材又は木質系板材からなる基板の裏面側に添
設し、基板の表面に接合金物あるいは／又は接着剤を介
して発泡セラミック成形板を積層張設した軽量断熱壁材
である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は建造物の内壁材、外壁材、間仕切材、門、塀等に使用される軽量断熱 壁材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来建造物の軽量断熱壁材としては、ＡＬＣ（オートクレーブ・ライトウエイ ト・コンクリート）、発泡コンクリート板、軽量骨材入りコンクリート板、ガラ ス発泡板、発泡石膏板、珪酸カルシウム板などの他発泡プラスチックや断熱繊維 を芯材又は裏面材に用いた複合パネルなどがあった

【０００３】 しかしこれらは単に壁材の内部が空洞又は発泡体等が存在するのみのものであ り、これらの空洞又は発泡体はマトリックスの中に不規則に存在するのみのもの であり、空洞又は発泡体の周囲はすべてマトリックス又はバインダーで充填され た構造となっている。さらに空洞又は発泡体はオープンポアのものが大部分であ り断熱性能は低く、耐火性、凍結融解性能、強度性能、衝撃性能等すべてに満足 できるものではなかった。

【０００４】 芯材又は裏面材に発泡プラスチックを使用したものは耐火性に劣り、断熱繊維 を使用したものは、内部結露の発生等により断熱性能は劣化し、凍結融解性能も 不充分である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は上記した従来の軽量断熱壁材の問題点を解決したもので軽量でしかも 強度があり、耐火性、凍結融解性能、衝撃性能等に優れ、発泡セラミック成形板 の内部は完全なクローズドポアのセラミック微細中空粒子が存在し、空気が流通 するミクロン単位の微細な毛細管状の空気流通孔を有することによって熱の伝導 が表面に到達し難く、これがために断熱性能に優れ、火炎に対して裏面の温度上 昇がきわめて低い優れた易施工性の軽量断熱壁材を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は無機質系又は木質系板材を基板として、この表面に接合金物あるいは ／又は接着剤を介してＳｉＯ_２５０〜６５％、Ａｌ_２Ｏ_３３５〜４５％、その他 １５〜１５％からなる組成物を発泡生成した圧縮強度６００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上 、嵩比重０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３、融点１５００℃以上有するセラミック微細 中空粒子１００〜３００重量部とアルカリ珪酸塩水溶液１０〜３００重量部から なる組成物を加圧成形して所要時間の養生をした後７００〜１３００℃で焼成し た発泡セラミック成形板を積層張設する。無機質系板材又は木質系板材の裏面側 に縦の枠材の上下端を横の枠材で継いた枠組を添設する。

【０００７】

【作用】

本考案は縦の枠材の上下端を横の枠材で継いた枠組を使用して軽量断熱壁材の 取付施工を便ならしめさらに剛性を確保するものである。軽量断熱壁材の寸法が 大きい場合は、縦の枠材の上下端の他に中間部に１又は２ヶ所枠材を添設しても よいのである。軽量断熱壁材の寸法は大型トレーラーの最大積載寸法である幅３ ｍ、長さ１１ｍ迄製作可能であるが経済的な生産最大寸法としては縦２ｍ、横１ ｍ前後である。

【０００８】 枠材の材質はスチール又はアルミニウムでその形状はＬ型アングル又は］型チ ャンネルを用いる。パネル寸法が小さい場合はＬ型アングルでもよいがパネル寸 法が大きい場合は］型チャンネルを使用する。この他アルミニウムの異形押出型 材を用いることもできる。正方形又は長方形状に構成された枠組をビス又はボル ト結合で基板の裏面側に基板の端面と枠材の外周面が面一となるように添設する 。

【０００９】 基板は無機質系又は木質系板材を使用する。無機質系板材としては繊維強化セ メント板、フレキシブルボード、パーライトセメント板、パルプセメント板、珪 酸カルシウム板、石膏ボード、押出繊維補強セメント板、木毛セメント板、木片 セメント板等が好適に使用できる。木質系板材としては木板材、合板、各種繊維 板等が好適に使用できる。

【００１０】 基板の表面に積層張設する発泡セラミック成形板に使用するセラミック微細中 空粒子は従来の微細中空発泡体に比較して特に圧縮強度の高いものであり、発泡 セラミック成形体の製造過程で生ずる高い応力、剪断力に対して耐え得るもので ある。かかる高強度のセラミック微細中空粒子を加圧成形することによって軽量 であるにもかかわらず緻密な発泡セラミック成形板とすることができるのである 。

【００１１】 セラミック微細中空粒子の圧縮強度の測定は、セラミック微細中空粒子を水中 で加圧し水に加えられた圧力がセラミック微細中空粒子に伝わりセラミック微細 中空粒子が破壊する圧力を圧縮強度とするのである。

【００１２】 優れた性能を示すことのできる発泡セラミック成形板は、攪拌・混練工程が充 分でなければならず、均一な製品で品質の良い発泡セラミック成形板には特に重 要である。本考案におけるが如き粉末状組成物に対して充分な攪拌・混練を行う 場合セラミック微細中空粒子に加わる応力及び剪断力は、約４００ｋｇｆ／ｃｍ^２ 前後になるといわれている。従来の微細中空発泡体には、このような高圧に耐 え得るものが無かったので、かかる発泡セラミック成形板として使用し充分な性 能が得られるものは無く、大部分が破壊してしまったのである。

【００１３】 次にセラミック微細中空粒子を発泡セラミック成形板に使用する場合重要なこ とは熱伝導率である。微細中空発泡体はその粒径によるが一般に０．１（ｋｃａ ｌ／ｍｈｒ℃）前後であり、充填した微細中空発泡体の半分が破壊されたもので ある場合熱伝導率は大体０．２（ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃）に低下する。破壊されな い完全な微細中空発泡体が使用された場合にのみ優れた効果が得られるのである 。本発明に使用するセラミック微細中空粒子は従来の微細中空発泡体であるシラ スバルーン、ガラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーンなどに 比較して格段に圧縮強度が高いものであり、発泡セラミック成形板の中空体は１ ００％完全なものである。従来の建材用微細中空発泡体の圧縮強度は８０〜３０ ０ｋｇｆ／ｃｍ^２である。

【００１４】 本考案に使用するセラミック微細中空粒子の融点は１５００℃以上である。セ ラミック微細中空粒子はその材質に起因するのは当然であるが一般的に融点の高 いもの程圧縮強度も高くなる。圧縮強度を６００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上とするなら ばその融点は１５００℃以上になるのである。

【００１５】 以上により本考案において使用するセラミック微細中空粒子はシリカ５０〜６ ５％、アルミナ３５〜４５％、その他１．５〜１５％からなるセラミック組成物 を発泡生成せしめたものを使用し、その物性は圧縮強度７００ｋｇｆ／ｃｍ^２、 融点１６００℃、嵩比重０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率０．１（ｋｃａｌ ／ｍｈｒ℃）で完全な中空粒子のみで構成されている。セラミック微細中空粒子 の粒径は、２０〜３５０μｍの範囲のものを使用し、細目２０〜７５μｍ、中目 ７５〜１５０μｍ、荒目１５０〜３５０μｍとして粒度調整により混合使用する 。嵩比重は粒度の細かいものは重く、荒いものは軽くなる。このため嵩比重の範 囲は０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３となる。

【００１６】 本考案に使用するアルカリ珪酸塩水溶液は優れた強固なガラス状膜を形成する もので一般式はＭ_２Ｏ・ｍＳｉＯ_２・ｎＨ_２Ｏで表わされ、アルカリ金属Ｍの種 類はナトリウム、カリウム、リチウムなどがあり特殊なものとして第４級アンモ ニウム塩がある。ｎは８以下を示し、水溶液の濃度は１０〜６０％範囲が好適に 使用できる。

【００１７】 セラミック微細中空粒子は細目、中目、荒目を粒度調整し、１００〜３００重 量部に対し、アルカリ珪酸塩水溶液を１０〜３００重量部加える。アルカリ珪酸 塩水溶液が１０重量部以下では充分な混練ができずセラミック微細中空粒子間の 固着強度が上がらない。又３００重量部以上では発泡セラミック成形板中の溶融 体が多すぎて毛細管状の空気流通孔ができなくなる。

【００１８】 発泡セラミック成形板は、強度の高いセラミック微細中空粒子同士が接合し、 この部分がアルカリ珪酸塩の溶着体で固着されているためきわめて軽量で、発泡 セラミック成形板の比重は０．５〜０．７（ｇ／ｃｍ^３）となる。又成形時に５ ０〜５００ｋｇｆ／ｍ^２で加圧するため発泡セラミック成形板は緻密になり強度 も高く圧縮強度は１００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上となる。

【００１９】 強度の高いセラミック微細中空粒子は、発泡セラミック成形板中に完全に中空 体の形で存在することができるため、セラミック微細中空粒子間が点接合により 固着することによって点接合以外の部分に無数の毛細管状の空気流通孔が存在す ることを見出したのである。

【００２０】 この無数の網の目状に張りめぐらされた毛細管状の空気流通孔によって僅か１ （ｋ８ｆ／ｃｍ^２）程度の低い空気圧でも空気は発泡セラミック成形板の表面か ら流れ、表面からの空気は発泡セラミック成形板の裏面のみならず発泡セラミッ ク板の四周に迄流れる。特に高熱空気の場合は表面から大部分が上方に流れ発泡 セラミック成形板の上端から放散する。このため本考案になる発泡セラミック成 形板表面に火炎がかかっても火炎による高熱の空気は、発泡セラミック成形板全 体に均等に流れる。従って裏面温度の上昇は少なく発泡セラミック成形板全体が 放熱板として作用するのである。

【００２１】 発泡セラミック成形板を水平に置きその表面に水を滴下した場合、滴下された 水は即座に吸収することができる。即ち発泡セラミック成形板中に網の目の如く 張りめぐらされた毛細管状の空気流通孔内に滴下された水はただちに流れ吸収さ れるのである。そしてこの吸収された水は水平方向に流れ次第に下方に向かって 流れるため裏面に直ちに貫通することはない。水は発泡セラミック成形板の毛細 管状空気流通孔に流れ、吸水量は発泡セラミック成形板重量とほぼ同じ位になる 。

【００２２】 本発明における発泡セラミック成形板は圧縮強度６００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上で 嵩比重０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３、融点１５００℃以上のセラミック微細中空粒 子とアルカリ珪酸塩水溶液が主要構成材であるが、必要に応じて性状向上を図る ため分散剤として各種の界面活性剤、抗菌・抗かび剤、凍結防止剤、安定剤等の 混和剤や無機質体質顔料などを用いても良い。

【００２３】 着色発泡セラミック成形板を成形するためセラミック微細中空粒子に噴霧着色 する泥漿状着色無機顔料としては釉薬粉、長石粉、フリット粉、珪酸ジルコニウ ムに着色顔料および金属酸化物を加え混合したものなどを水又は溶剤に混合して 使用することができる。噴霧着色はセラミック微細中空粒子全面に行ない乾燥さ せて使用する。

【００２４】 本考案で使用する発泡セラミック成形板の厚みは１０〜２００ｍｍの範囲であ 。断熱性能に優れているため従来の軽量断熱壁材の大略半分の厚みで同等の効果 を示すことができ、衝撃強度、圧縮強度は従来の断熱建築パネルの大略２倍前後 であるため薄くしても物性的に充分な性能を示すことができる。

【００２５】 軽量断熱壁材の表面仕上は発泡セラミック成形板の表面を平滑面や表面にプレ スを施して凹凸模様を形成したり、型枠面に種々の形状を施し、この面に打設成 形することにより表面に種々の形状等を形成せしめ、その表面に耐候性に優れた 塗材を塗布して石目調、タイル模様、大理石風模様、煉瓦風模様等に仕上げるこ とができる。

【００２６】 基板に積層張設する発泡セラミック成形板の寸法は基板の寸法と同寸法に成形 することも可能であるが、基板の寸法が大きい場合発泡セラミック板は分割し基 板寸法より小寸法のものを積層張設することもできる。発泡セラミック成形板を 基板に積層張設する方法は、発泡セラミック成形板が薄い場合は接着剤のみで充 分であるが、発泡セラミック成形板の寸法が大きいとか厚さ寸法の大きい時は接 合金物のみ又は接合金物と接着剤の併用によって行なう。

【００２７】 発泡セラミック成形板を基板表面に積層張設する場合の接着剤は、エポキシ樹 脂、エポキシーポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル 酸エステル樹脂、アクリル系共重合樹脂、スチレン．ブタジエンゴム等の組成に よる製品を使用することができる。

【００２８】 基板表面に発泡セラミック成形板を積層張設するために使用する接合金物は特 に限定するものではない。好適には発泡セラミック成形板成形時にあらかじめ接 合金物を発泡セラミック成形板に埋込み焼成する。埋込み接合金物を基板に釘、 ビス又はボルト等で固着する。又、接合金物を基板面に取り付けておき発泡セラ ミック成形板にこの接合金物と係合する凹溝を形成し積層張設することもできる 。

【００２９】

【実施例】

以下本実施例について詳述する。

【００３０】 実施例１ 圧縮強度７００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上で嵩比重０．３〜０．５ｇ／ｃ ｍ^３、融点１６００℃、熱伝導率０．１（ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃）で完全な中空粒 子のみで構成されているセラミック微細中空粒子１５０重量部とアルカリ珪酸塩 水溶液３０重量部と混和剤（安定剤、分散剤等）１．８重量部からなる配合をオ ムニミキサー（千代田技研工業（株）製）で充分混練して発泡セラミック成形板 用組成物を作製した。

【００３１】 セラミック微細中空粒子の粒度調整は細目１０重量部、中目２０重量部、荒目 ３０重量部とした。アルカリ珪酸塩水溶液はＮａ_２０：９．４重量部、ＳｉＯ_２ ：２９．４重量部よりなる珪酸ソーダ水溶液を使用した。

【００３２】 上記発泡セラミック成形板用組成物を横３００ｍｍ×縦４５０ｍｍ×厚さ１０ ｍｍで縦方向１５０ｍｍ毎に１０〜１５ｍｍ厚となる勾配の型に打設し３００ｋ ｇｆ／ｍ^２の圧力で加圧成形した。成形後２４時間養生して脱型し８００℃で３ ０分焼成し発泡セラミック成形板１を作製した。

【００３３】 作製した発泡セラミック成形板の表面に石材調塗材１１を塗布し石材調仕上げ 軽量断熱壁材とした。石材調塗材は御影石状特殊工法仕上塗材．商品名「エマル グラニット」（明研化学工業株式会社製）を使用した。

【００３４】 横９００ｍｍ×縦１８００ｍｍ厚さ１２ｍｍの合板を基板に使用し合板２の表 面にアクリル系共重合樹脂を組成とする接着剤４を用いて発泡セラミック成形板 を１２枚積層張設した。縦及び横の枠材にＬ型アルミニウム製アングル３０ｍｍ ×３０ｍｍ×２ｍｍを使用し、縦の枠材の上下端を横の枠材で継いた枠組３を作 製し、この枠組を合板の裏面にビスを用いて添設した。枠組の寸法は横９００ｍ ｍ×縦１８００ｍｍである。図１は実施例１で作製した軽量断熱壁材の斜視図で あり図２は同壁材の上部縦断面図である。図３は本実施例になる軽量断熱壁材を 躯体にボルトを使用して取り付けた状態を示したものである。

【００３５】 実施例２ 実施例１に用いた発泡セラミック成形板用組成物を横９００ｍｍ× 縦１８００ｍｍ厚さ５０ｍｍとなる型に打設し３００ｋｇｆ／ｍ^２の圧力で加圧 成形した。成形後２４時間養生して脱型し８００℃で４５分焼成し発泡セラミッ ク成形板５を作製した。発泡セラミック成形板の裏面横方向に上、中、下３列の 係合凹溝を形成した。

【００３６】 横９００ｍｍ×縦１８００ｍｍ厚さ８ｍｍのパルプセメント板を基板に使用し 、パルプセメント板６に図６に示す接合金物９を上、中、下各２ヶ所づつ計６個 取り付けた。この接合金物に発泡セラミック成形板裏面の係合凹溝１０を係合さ せると共に接着剤を介して積層張設した。この部分を示す軽量断熱壁材の縦断面 図が図７である。

【００３７】 この軽量断熱壁材の表面である発泡セラミック成形板の面に石材調塗材１２を 塗布し石材調仕上の軽量断熱壁材を作製した。石材調塗材は高級自然石調新型仕 上塗材．商品名「エレガンストーン」（エスケー化研株式会社製）である。

【００３８】 縦及び横の枠材に］型アルミニウム製チャンネル５０ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍ ｍ×３ｍｍを使用し縦の枠材の上下端及び中央を横の枠材で継いた枠組７を作製 しこの枠組をパルプセメント板の裏面にビスを用いて添設した。枠組の寸法は横 ９００ｍｍ×縦１８００ｍｍである。図４は実施例２で作製した軽量断熱壁材の 斜視図であり、図５は同壁材の上部縦断面図である。

【００３９】

【考案の効果】

本考案に成る軽量断熱壁材は、高強度のセラミック微細中空粒子を使用した軽 量にして強度が高くしかも断熱性が同種従来製品に比較して約２倍以上優れた特 性を有する発泡セラミック成形板を作製してこれを表面材とする。この発泡セラ ミック成形板の基板を無機質系板材又は木質系板材として積層張設しさらに同パ ネルの取付施工及び剛性を容易ならしめるため、基板の周囲等に枠組を添設して いる。このため、表面材の発泡セラミック成形板の比重が僅か０．５前後でしか も高強度のセラミック微細中空粒子の点接合による発泡成形体であるため衝撃強 度、圧縮強度が同種従来製品の２〜３倍と高く内部は完全なクローズドポアで断 熱性能は特に優れたものである。空気が流通するミクロン単位の微細な毛細管状 の空気流通孔を有することによって吸水した水が凍結しても膨張圧力によって破 壊することはない。発泡セラミック成形板を基板に積層張設して軽量断熱壁材と することにより、プレハブ化率を高め、運搬、ハンドリング、現場施工等の効率 を高めることができたのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の斜視図

【図２】実施例１の上部縦断面図

【図３】軽量断熱壁材取付図

【図４】実施例２の斜視図

【図５】実施例２の上部縦断面図

【図６】接合金物

【図７】接合金物と係合凹溝を示す断面図

【符号の説明】

１．発泡セラミック成形板 ２．合板 ３．Ｌ型枠組 ４．接着剤 ５．発泡セラミック成形板 ６．パルプセメント板 ７．］型枠組 ８．接着剤 ９．接合金物 １０．係合凹溝 １１．石材調塗材 １２．石材調塗材 １３．躯体柱 １４．取付アングル １５．取付ボルト

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｆ 13/08 Ａ 9127−2Ｅ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機質系板材又は木質系板材を基板とし
   てこの表面に接合金物あるいは／又は接着剤を介してＳ
   ｉＯ_２ ５０〜６５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３５〜４５％その
   他１．５〜１５％からなる組成物を発泡生成した圧縮強
   度６００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、嵩比重０．３〜０．５ｇ
   ／ｃｍ^３、融点１５００℃以上有するセラミック微細中
   空粒子１００〜３００重量部とアルカリ珪酸塩水溶液１
   ０〜３００重量部からなる組成物を加圧成形後７００〜
   １３００℃で焼成した発泡セラミック成形板を積層張設
   してなることを特徴とする軽量断熱壁材。
2. 【請求項２】 無機質系板材又は木質系板材基板の裏面
   側に縦の枠材の上下端を横の枠材で継いた枠組を添設し
   たことを特微とする請求項１記載の軽量断熱壁材。