JPH046182A

JPH046182A - 断熱材

Info

Publication number: JPH046182A
Application number: JP2109546A
Authority: JP
Inventors: Masao Shinozaki; 篠崎　征夫
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1992-01-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JP2868578B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、断熱材およびこの断熱材を使用した構造体に
関する。

〔従来の技術〕

従来、建築物の断熱材としては、例えば、コンクリート
型枠を兼ねたかたちで打ち込まれ一体施工されるスタイ
ロフォーム等の断熱材成形板や、現場において、コンク
リート面に吹き付は施工される発泡ウレタン等が知られ
ている。

しかしながら、現場施工される発泡ウレタンやスタイロ
フォーム等の有機系断熱材は、熱伝導率が０．０２〜０
．０３（ｋｃａｌ／ｍｈｒ″Ｃ）であり非常に小さいた
め、優れた断熱性能を示すが、有機質系であるため燃え
易いという問題があった。

このため、防火上の法的な制約や強度的な問題から、例
えば、有機質系断熱材の上に、石膏ボート−等の難燃性
の材料を貼着し、これを下地として化粧仕上げをする必
要があり、建築物を断熱構造とするためには施工工程が
多く、手間がかかるという問題があった。

このような問題点を解決した断熱材として、発泡モルタ
ル、パーライトモルタル等の軽量モルタルが無機質系の
断熱材として用いられることがある。

（発明が解決しようとする課題〕このような無機質系断熱材は燃え難いという性質を有す
るが、熱伝導率が０．２〜０．３（ｋｃａｌ／ｍｈｒ’
Ｃ）であり、有機質系断熱材（０，０２〜０．０３ｋｃ
ａｌ／ｍｈｒ”ｃ）と比較すると非常に大きいため、断
熱性能が有機質系断熱材と比較して劣るという問題があ
った。

このため、目的とする断熱性能を確保することは困難で
あるばかりでなく、その性能を確保するためにはかなり
の厚さを要求されることになる。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、成形板として使用する乾式施工の他に湿式施工
ができるとともに、断熱性能としては有機質系断熱材に
近い性能を有し、かつ、難燃性という観点からは、従来
の無機質系断熱材の性能を有し、なおかつ、従来のもの
に比べ高強度という特徴を有する断熱材およびこの断熱
材を使用した構造体を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］請求項１記載の断熱材は、セメント１００重量部に対し
、合成樹脂エマルションの固形分換算３〜５０重量部と
、有機マイクロバルーン１〜２０重量部と、炭素繊維０
．３〜５重量部と、無機マイクロバルーン１０〜２００
重量部とを混合してなるものである。

ここで、セメント１００重量部に対し、合成樹脂エマル
ションの固形分換算３〜５０重量部としたのは、３重量
部以下では接着性能が低下し、５０重量部以上では耐火
性能が低下する一方、コスト高となるからである。

また、セメント１００重量部に対し、有機マイクロバル
ーン１〜２０重量部としたのは、１重量部以下では断熱
性能が低下し、２０重量部以上では耐火性能や強度が低
下する一方、コスト高となるからである。

さらに、セメント１００重量部に対し、炭素繊維０．３
〜５重量部としたのは、０．３重量部以下ではマトリッ
クスの補強効果並びに収縮に伴うひび割れ防止効果が低
くなるためであり、５重量部以上では繊維がかさばり作
業性が悪くなる一方、コスト高となり、その割りには補
強効果はそれ程向上しないからである。

また、セメント１００重量部に対し、無機マイクロバル
ーン１０〜２００重量部としたのは、１０重量部以下で
はコストの高い他の材料の割合が多くなるためコスト高
になり、耐火性能の向上にもあまり寄与しないからであ
り、２００重量部以上では強度的に脆くなるからである
。耐火性能の向上９強度、コスト等を考慮すると、無機
マイクロバルーンは、セメン）１００重量部に対し、１
０〜１００重量部が望ましい。

請求項２記載の構造体は、構造体本体に、セメント１０
０重量部に対し、合成樹脂エマルションの固形分換算３
〜５０重量部と、有機マイクロバルーン１〜２０重量部
と、炭素繊維０．３〜５重量部と、無機マイクロバルー
ン１０〜２００重量部とを混合した断熱材を湿式施工す
ることにより、断熱層を形成してなるものである。

ここで、断熱材の湿式施工とは、粘性流動体である断熱
材を、吹き付け、コテ塗り等で構造体本体の表面に付着
させて断熱層を形成することをい〔作　用〕請求項１記載の断熱材は、例えば、合成樹脂エマルショ
ン、炭素繊維、有機マイクロバルーンおよび必要な場合
には水溶性樹脂や消泡剤、防黴剤等を予め混合混練した
ペースト状の混合物に、セメントと無機マイクロバルー
ンを混合混練して製造される。

請求項２記載の構造体は、構造体本体に、請求項１記載
の断熱材を湿式施工することにより、シ−ムレスな断熱
層を形成したので、構造体の内外の熱伝導が有効に阻止
されるとともに、難燃性が向上される。

湿式施工による断熱層の形成は、粘性流動体である断熱
材を、例えば、現場でコンクリート面に所定の厚さに吹
き付け、または、コテ等で塗布し、断熱材を構造体本体
に付着させることにより行なわれる。

このような断熱層が形成された構造体は、断熱層自体が
透湿係数は小さいにもかかわらず適度の吸水率を有する
ので、室内で湿度が高くなると断熱層が湿分を吸収し、
この断熱層内に溜め、室内の湿度が低くなると、断熱層
から湿分を放出し、室内の湿度の自動調整が行なわれる
。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面に示す実施例について説明す
る。

第１図は、本発明の構造体の一実施例を示すもので、図
において、符号３１は、構造体本体３３である屋根スラ
ブを示している。

この屋根スラブ３１は、構造体本体３３である梁３５に
より支持されている。

そして、梁３５の内面および屋根スラブ３１の下面には
、断熱層３７が形成されている。屋根スラブ３１の下面
に形成される断熱層３７は、粱３５の内側側面から、例
えば、５０〜６０ｃｍ程度形成されている。これは、ヒ
ートブリッジ、即ち、外部からの熱が天井面を回り込ん
で伝導されることを防止するためである。

この断熱層３７は、梁３５の内面や屋根スラブ３１の下
面に、粘性流動体である断熱材を付着させることにより
形成されている。

この断熱材は、セメント、合成樹脂エマルション、炭素
繊維、有機マイクロバルーン、水、水溶性樹脂である増
粘剤やダレ防止剤、消泡剤、防黴剤、無機マイクロバル
ーンから構成されている。

セメントは、早強ポルトランドセメントが使用されてい
る。

また、合成樹脂エマルションは、例えば、アクリル系、
酢酸ビニール系３合成ゴム系、塩化ビニリデン系、塩化
ビニル系またはこれらの混合系とされている。

炭素繊維は、例えば、繊維長さ約６　ｍｍとされている
。

さらに、有機マイクロバルーンは、その粒径が例えば、
１０〜１００μｍとされ、比重が０．　０４以下とされ
ている。無機マイクロバルーンの粒径は、例えば、５〜
２００μｍとされており、比重は０．３〜０．７とされ
ている。

また、増粘剤は、例えば、メチルセルローズ。

ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルローズ等
の水溶性高分子化合物とされている。

このような断熱材は、合成樹脂エマルション２８重量部
（固形分換算６．３重量部）、炭素繊維２．６重量部、
有機マイクロバルーン２４重量部、水溶性樹脂０．４重
量部、水１３７重量部、それに少量の消泡剤、防黴剤か
ら構成される半液体状混合物１００重量部に、粉体１０
０重量部を混合混練して製造される。

粉体は、早強ポルトランドセメント１００重量部に対し
、無機マイクロバルーン１６重量部から構成されている
。

このようにして製造された断熱材は、次表に示すような
性質を有する。

即ち、熱伝導率が０　、　０６　（ｋｃａｌ／ｍｈｒ″
Ｃ＞　、生比重が０．５４．気乾比重が０．３１．曲げ
強度１２、　８　（ｋｇｆ／ｃｔｌＴ）　、圧縮強度１
４．７　（ｋｇｆ／ｃｔｌｌ）　。

付着強度６．　２　（ｋｇｆ／ｃｎ）　、透湿係数が０
．３１５　（ｇ／ｒｒｒｈｍｍＨｇ　）　、吸水率が３
１．４（％）である。

以上のように構成された構造体は、構造体本体３３の表
面に、粘性流動体である断熱材を吹き付け、コテ塗り、
空隙への充填等の湿式施工により、例えば、厚さ１０〜
１５−の断熱層３７を形成して構成される。

しかして、以上のように構成された構造体は、構造体本
体３３に、セメントと、合成樹脂エマルションと、有機
マイクロバルーンと、炭素繊維と。

水と、水溶性樹脂と、無機マイクロバルーンと。

少量の増粘剤、消泡剤、防黴剤を混合した断熱材を湿式
施工することにより、シームレスな断熱層３７を形成し
たので、構造体の内外の熱伝導を有効に阻止することが
できるとともに、難燃性を向上することができる。また
、構造体本体３３に形成される断熱層３７は断熱性能が
太き（、構造体本体３３への付着が良好であり、断熱層
３７自体の強度が大きく、難燃性を有しているため、断
熱層３７自体をそのまま仕上げ面として使用し、或いは
、断熱層３７を下地として、この上に直接塗装、吹き付
け、クロス貼り、タイル貼り等の化粧仕上げを施すこと
ができる。このため、どのような形状の部位にも容易に
施工できる他、施工工程を大幅に低減することができ、
納まり上広い有効面積（空間）を確保でき、手間やコス
トを大幅に削減することができる。

さらに、断熱性能を向上することができるので、結露の
発注を確実に防止することができる。

また、以上のように形成された断熱材では、熱伝導率が
０　、　０６　（ｋｃａｌ／ｍｈｒ″Ｃ）であり、有機
質系の断熱材の熱伝導率（０，０２〜０．　０３ｋｃａ
ｌ／ｍｈｒ’ｃ）と比較して、それほど大きくないため
、有機質系断熱材とほぼ同様の断熱性能を有することが
できる。これは、有機マイクロバルーンや無機マイクロ
バルーンを含有しているため、モルタル中に空気溜まり
を形成することになるからである。また、このように、
モルタル中に空気溜まりが形成されているため、生比重
が０．５４．気乾比重が０．３１となり、非常に軽い断
熱材を形成することができる。

さらに、このような断熱材は無機の材料を多量に含有す
る無機質系断熱材となるため、有機系断熱材と比較して
難燃性を大幅に向上することができる。

また、断熱材は、モルタル中に合成樹脂エマルション、
炭素繊維を含有しているので、内部結合が強固となり、
従来の硬質ウレタンフオームの圧縮強度（１，４〜２、
Ｏｋｇｆ／ｄ）や、ポリスチレンフオームの圧縮強度（
２，５〜３．　　Ｏｋｇｆ／ｃ１１１）に対して、本発
明の断熱材の圧縮強度が１４．７ｋｇｆ／ｄ、曲げ強度
が１２．８ｋｇｆ／ｃｔｌｌとなり、従来よりも強度を
大幅に向上することができる。

さらに、合成樹脂エマルションを含有しているため、断
熱材のコンクリート面に対する付着強度が６．　２ｋｇ
ｆ／Ｃｌ１ｌとなり、断熱材のコンクリート面への一体
化を促進することができ、断熱材の剥離を確実に防止す
ることができる。このため、断熱材を湿式施工すること
ができ、従来工法の発泡ウレタン吹付け、ボード貼りゃ
断熱ボード類による乾式施工等においては施工が困難で
あった天井面への施工や、染型等を含む場合の出隅、入
隅等の多い建物３円形状の建物等への断熱材の施工も、
容易に行なうことができる。

このように、断熱材の断熱性能、難燃性および強度等を
向上することができるので、従来のように、防火上の法
的な制約や強度的な問題から、断熱材の上に、石膏ボー
ド等の難燃性の材料を貼り付けて、これを下地として化
粧仕上げを施工する必要もなく、建築物を断熱構造とす
るための施工工程を大幅に低減することができ、シーム
レスな施工ができるため断熱性能の向上と併せて、手間
やコストを大幅に削減することができる。

また、断熱材を呼吸性の断熱材とすることもでき、室内
湿度の自動調整を行なうことができる。

即ち、断熱材の透湿係数が０．３１５　（ｇ／ｒｒｒｈ
ｍｍ）Ｉｇ）と小さい一方、吸水率が３１．４（％）と
適度の吸水性能を存するため、室内で湿度が高くなると
断熱層３７が湿分を吸収し、この断熱層３７内に湿分を
溜め、室内の湿度が低くなると断熱層３７から湿分を放
出し、室内の湿度の自動調整を行なうことができる。

上述した表の右側には、合成樹脂エマルション（固形分
濃度４５％）６２重量部（固形分換算２７．９重量部）
、炭素繊維２．６重量部、有機マイクロバルーン１０．
４重量部、水１２５重量部、それに少量の増粘剤、消泡
剤、防黴剤とから構成される半液体状混合物１００重量
部に、早強ポルトランドセメント１００重量部を混合混
練して製造した断熱材の性質を、比較例として記載した
。

この断熱材の性質は、熱伝導率が０．０５（ｋｃａ１／
ｍｈｒ″Ｃ＞　、生比重が０．５２．気乾比重が０゜３
０、曲げ強度１４．　１　（ｋｇｆ／ｃｉｌｌ）　、圧
縮強度１６．５　（ｋｇｆ／ｃｔｌｌ）　、付着強度６
．　８　（ｋｇｆ／ｃｉｌｌ）　、透湿係数が０　、　
１２７　（ｇ／ｒｒｒｈｍｍＨｇ　）　、吸水率が２０
．５（％）であった。

比較例と本実施例とを比較すると、比較例は無機マイク
ロバルーンを含有していないため、本実施例よりも熱伝
導率が小となり９合成樹脂エマルションの含有量が増加
したため、曲げ強度や圧縮強度が向上するとともに付着
強度が向上している、ことが分かる。

また、セメントをマトリンクスとする従来の断熱材２例
えば、発泡モルタル、パーライトモルタル等を断熱材と
して使用する場合の１例として、市販されている発泡断
熱モルタルの性能を示せば、熱伝導率０．　０９〜０．
　１２（ｋｃａｌ／ｍｈｒ″Ｃ）、圧縮強度３〜５　（
ｋｇｆ／ａｌｌ）　、モルタル板への付着強度１．　１
　　（ｋｇｆ／ｃｎｌ）であり、これらと比較すると、
強度的にも断熱性能の面でも、はるかに優れていること
が分かる。

尚、上記実施例では、第１図に示したような構造体本体
３３に本発明の断熱材を湿式施工した例について説明し
たが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
第２図に示すように梁４１の内面と床スラブ４３下面に
断熱層４５を形成しても良く、第３図に示すように外壁
４７の内面と仕切壁４９の両面に断熱層５１を形成して
も良く、第４図に示すように外壁５３の内面と柱５５の
両面に断熱層５７を形成しても良く、さらに第５図に示
すように外壁５９の内面と柱６１に断熱層６３を形成し
ても、良いことは勿論であネ。

また、セメント１００重量部に対し、合成樹脂エマルシ
ョンの固形分換算３〜５０重量部、有機マイクロバルー
ン１〜２０重量部、炭素繊維０゜３〜５重量部、無機マ
イクロバルーン１０〜２００重量部の範囲内で各材料の
使用量を変更しても、上記実施例とほぼ同様の効果を得
ることができる。

この場合に、各種材料の割合を変更することにより、強
度や比重、断熱性能、耐火性能等を変化させることがで
き、目的に対応した断熱性能、耐火性能や強度等を備え
た断熱材を得ることができる。

さらに、上記実施例では、構造体本体３３の内面に断熱
層３７を形成した例について説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、構造体本体の外面に
断熱層を形成しても、上記実施例とほぼ同様の効果を得
ることができる。

また、上記実施例では、断熱材に少量の増粘剤、消泡剤
、防黴剤を混合した例について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、増粘剤、消泡剤、
防黴剤等を混合しなくても、また、必要に応じて他の材
料も混合しても、上記実施例とほぼ同様の効果を得るこ
とができる。

〔発明の効果〕

請求項１記載の断熱材は、セメント１００重量部に対し
、合成樹脂エマルションの固形分換算３〜５０重量部と
、有機マイクロバルーン１〜２０重量部と、炭素繊維０
．３〜５重量部と、無機マイクロバルーン１０〜２００
重量部とを混合したので、湿式施工できるとともに、難
燃性および断熱性能を大幅に向上することができる即ち、モルタル中に合成樹脂エマルション、炭素繊維を
含有しているので、内部結合が強固となり、ひび割れ防
止効果の他に圧縮強度２曲げ強度等の強度を向上するこ
とができる。

また、合成樹脂エマルションを含有しているため、断熱
材のコンクリート面への付着強度を向上することができ
、湿式施工を行なうことができる。

さらに、有機マイクロバルーンや無機マイクロバルーン
を含有しているため、モルタル中に空気溜まりを形成す
ることになり、熱伝導率を低減することができ、断熱性
能を向上することができる。

また、このような断熱材は無機の材料を多量に含有する
無機質系断熱材となるため、難燃性を向上することがで
きる。

請求項２記載の構造体では、構造体本体に、セメント１
００重量部に対し、合成樹脂エマルションの固形分換算
３〜５０重量部と、有機マイクロバルーン１〜２０重量
部と、炭素繊維０．３〜５重量部と、無機マイクロバル
ーン１０〜２００重量部とを混合した断熱材を湿式施工
することにより、シームレスな断熱層を形成したので、
構造体の内外の熱伝導を有効に阻止することができると
ともに、難燃性を向上することができる。また、構造体
本体に形成される断熱層は断熱性能が大きく、構造体本
体への付着が良好であり、断熱層自体の強度が大きく、
難燃性を有しているため、断熱層自体をそのまま仕上げ
面として使用し、或いは、断熱層を下地として、この上
に直接塗装３吹き付け、クロス貼り、タイル貼り等の化
粧仕上げを施すことができる。このため、建築物を断熱
構造とするための施工工程を大幅に低減することができ
、従来の断熱構造に比べ有効空間を広く確保でき、手間
やコストを大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の断熱材が使用された構造体の一実施例
を示す縦断面図である。第２図は本発明の断熱材が使用された他の構造体を示す
縦断面図である。第３図乃至第５図は本発明の断熱材が使用されたさらに
他の構造体を示す横断面図である。〔主要な部分の符号の説明〕３３・・・構造体本体３７．４５　５１　５７．６３・・・断熱層。第１図第３図第４図第２図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セメント１００重量部に対し、合成樹脂エマルシ
ョンの固形分換算３〜５０重量部と、有機マイクロバル
ーン１〜２０重量部と、炭素繊維０．３〜５重量部と、
無機マイクロバルーン１０〜２００重量部とを混合して
なることを特徴とする断熱材。
（２）構造体本体に、セメント１００重量部に対し、合
成樹脂エマルションの固形分換算３〜５０重量部と、有
機マイクロバルーン１〜２０重量部と、炭素繊維０．３
〜５重量部と、無機マイクロバルーン１０〜２００重量
部とを混合した断熱材を湿式施工することにより、断熱
層を形成してなることを特徴とする構造体。