説明

採光断熱材

【課題】断熱性が高く、難燃性が高く、かつ破壊耐性が高い採光断熱材を提供する。
【解決手段】複数の樹脂スペーサ3を介して積層された複数の樹脂シート2を備える採光断熱材1であって、前記樹脂シート2及び前記樹脂スペーサ3が難燃性樹脂組成物により構成されており、前記樹脂スペーサ3から前記樹脂シート2を剥離する際の180度方向の剥離強度が1.5N/mm〜5N/mmの範囲であり、前記樹脂スペーサ3から前記樹脂シート2を剥離する際の剪断方向の剥離強度が5.0N/mm〜30N/mmの範囲である採光断熱材1。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建築物等に用いられる採光断熱材に関し、より詳細には、複数の樹脂シートが空気層を介して積層された構造を備える採光断熱材に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の建築物では、省エネルギーの観点から、外界に対する断熱性を高めることにより、冷暖房の効率を極限にまで高める試みがなされている。このような目的のために、断熱性の高い壁材等が種々提案されている。
【0003】
現在の建築物においては、採光部としてガラス窓を設置するのが一般的である。しかしながら、壁材等に比べて、ガラス窓の断熱性を高めることは困難であった。「省エネルギー技術戦略報告書」(平成14年6月12日、経済産業省)によれば、全消費エネルギーの45%が窓等の開口部から損失しているといわれている。そのため、ガラス窓の断熱性を高める方法が求められている。
【0004】
ガラス窓の断熱性を高める方法としては、例えば、採光断熱材をガラス窓に取り付ける方法が挙げられる。このような採光断熱材は、消防法上の防炎性能基準をクリアすることで、建物の種別や立地条件にかかわらず、広い範囲での適用が可能となる。例えば、特許文献1には、難燃性を有する採光断熱材が開示されている。上記採光断熱材では、複数のフィルムが、複数の樹脂製スペーサを介して積層されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−327320号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1には、難燃性の仕様が提案されている。しかしながら、特許文献1の採光断熱材では、樹脂製スペーサとフィルムとの接合強度が不十分であった。そのため、採光断熱材を製作する際に、フィルムのしわ等によるテンションで、スペーサのずれが生じて意匠性に影響を及ぼしたり加工する際に、外力が加わって、採光断熱材が破壊し、断熱構造を維持できなくなることがあるという問題があった。
【0007】
本発明の目的は、断熱性が高く、難燃性が高く、破壊耐性が高い採光断熱材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の採光断熱材は、複数の樹脂スペーサを介して積層された複数の樹脂シートを備える採光断熱材であって、前記樹脂シート及び前記樹脂スペーサが難燃性樹脂組成物により構成されており、前記樹脂スペーサから前記樹脂シートを剥離する際の180度方向の剥離強度が1.5N/mm〜5N/mmの範囲であり、前記樹脂スペーサから前記樹脂シートを剥離する際の剪断方向の剥離強度が5.0N/mm〜30N/mmの範囲である。
【0009】
本発明の採光断熱材のある特定の局面では、前記難燃性樹脂組成物が後硬化性樹脂組成物の硬化物により構成されている。その場合には、樹脂スペーサの難燃性が高くなる。樹脂シートと樹脂スペーサの接着強度が高くなる。従って、採光断熱材の難燃性及び破壊耐性をより高める事ができる。
【0010】
本発明の採光断熱材の他の特定の局面では、前記難燃性樹脂組成物がシリコーン樹脂を含んでいる。その場合には、採光断熱材の難燃性をより高めることができる。
【0011】
本発明の採光断熱材の別の特定の局面では、前記樹脂シートがポリカーボネートを含んでいる。その場合には、採光断熱材の難燃性をさらに高めることができる。
【0012】
本発明の採光断熱材のさらに他の特定の局面では、前記樹脂シートの厚さが10μm〜300μmの範囲である。その場合には、必要以上に採光断熱材を厚くすることなく、採光断熱材の強度を充分に高めることができる。
【0013】
本発明の採光断熱材のさらに別の特定の局面では、本発明の採光断熱材は前記樹脂シートを3枚以上備えている。その場合には、採光断熱材の断熱性をより高めることができる。
【0014】
本発明の採光断熱材のまた他の特定の局面では、前記複数の樹脂スペーサが、前記樹脂シートを介して前記樹脂シートの積層方向に重なりあっている。その場合には、採光断熱材の意匠性及び透光性を高めることができる。
【0015】
本発明の採光断熱材のまた別の特定の局面では、前記複数の樹脂スペーサが、格子状に配置されている。その場合には、前記複数の樹脂シートの間の気密性が高くなる。従って、採光断熱材の断熱性をより高めることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明の採光断熱材では、複数の樹脂シートが複数の樹脂スペーサを介して積層されているため、隣り合う樹脂シート間に形成される空気層によって、採光断熱材は高い断熱性を有する。また、樹脂シート及び樹脂スペーサが難燃性樹脂組成物により構成されているため、採光断熱材は高い難燃性を有する。さらに、樹脂スペーサから樹脂シートを剥離する際の180度方向の剥離強度が1.5N/mm〜5N/mmの範囲であり、樹脂スペーサから樹脂シートを剥離する際の剪断方向の剥離強度が5.0N/mm〜30N/mmの範囲であるため、採光断熱材は高い破壊耐性を有する。従って、本発明によれば、断熱性が高く、難燃性が高く、かつ破壊耐性が高い採光断熱材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態に係る採光断熱材の一部分を拡大した略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【0019】
図1に示すように、採光断熱材1では、複数枚の樹脂シート2が間に空気層5を介して積層されている。好ましくは、採光断熱材1は、3枚以上の樹脂シート2を備えている。その場合には、採光断熱材1は後述する空気層5を複数備えるため、断熱性をより高めることができる。本実施形態では、採光断熱材1は、6枚の樹脂シート2を備えている。
【0020】
複数の樹脂シート2は、難燃性樹脂組成物により構成されている。本発明において「難燃性」とは、消防法上の防炎性を満たすものを言う。複数の樹脂シート2は難燃性樹脂組成物により構成されているため、複数の樹脂シート2は難燃性を有する。それによって、採光断熱材1の難燃性が高められる。
【0021】
上記難燃性樹脂組成物としては、例えば、自消性を有するポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩素化塩化ビニル及びそれらの組み合わせ等が挙げられる。複数の樹脂シート2の材料となる上記難燃性樹脂組成物は全て同じであってもよく、異なっていてもよい。また、複数の樹脂シート2の材料となる上記難燃性樹脂組成物と、後述する複数の樹脂スペーサ3に用いられる難燃性樹脂組成物とは同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0022】
複数の樹脂シート2の材料となる樹脂は、採光断熱材1の採光性を確保するために、透光性を有することが好ましい。なお、本発明において「透光性を有する」とは、可視光線透過率が20%以上であることをいう。さらに採光断熱を開口部に設置後も、窓面を介して相対する側の状況を判断できる視認性があることが望ましい。この場合には、可視光線透過率は50%以上、より好ましくは55%以上である。
【0023】
複数の樹脂シート2の厚さは特に限定されないが、好ましい下限は10μm、好ましい上限は300μmである。複数の樹脂シート2の厚さが10μm未満であると、得られる採光断熱材の強度が劣ることがある。複数の樹脂シート2の厚さが300μmを超えると、同じ断熱効果を得るのに必要以上に採光断熱材が厚くなることがある。より好ましくは、複数の樹脂シート2の厚さの下限は20μm、上限は200μmである。複数の樹脂シート2の厚さは全て同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0024】
複数の樹脂シート2は、複数の樹脂スペーサ3を介して積層されている。複数の樹脂スペーサ3により、隣り合う樹脂シート2の間には、空気層5が形成されている。空気層5により、採光断熱材1の断熱性が高められる。また、本実施形態のように、採光断熱材1に複数の空気層5が形成される場合には、採光断熱材1の断熱性をより高めることができる。
【0025】
本発明の樹脂シート2と樹脂スペーサ3の接着強度については、樹脂スペーサ3から樹脂シート2を剥離する際の180度方向の剥離強度が1.5N/mm〜5N/mm、かつ樹脂スペーサ3から樹脂シート2を剥離する際の剪断剥離強度が5.0N/mm〜30N/mmの範囲とされる。上記剥離強度を上記範囲とすることによって、採光断熱材1が製作、施工する際及び使用されている内に破壊されることを防ぐことができる。すなわち、採光断熱材1の破壊耐性が高められる。
【0026】
樹脂スペーサ3から樹脂シート2を剥離する際の180度方向の剥離強度が1.5N/mmより小さいと、採光断熱材1の破壊耐性が充分に高められないことがある。樹脂スペーサ3から樹脂シート2を剥離する際の180度方向の剥離強度が5N/mmより大きいと、採光断熱材を緩い曲面箇所に施工する場合、追従性が低く、施工じわを生じ、意匠性を損なうことが考えられる。
【0027】
樹脂スペーサ3から樹脂シート2を剥離する際の剪断剥離強度が5.0N/mmより小さいと、採光断熱材1の破壊耐性が充分に高められないことがある。樹脂スペーサ3から樹脂シート2を剥離する際の剪断剥離強度が30N/mmより大きいと、フィルムの貼付始点ばらつきにより、フィルム貼付時に、しわが生じることが考えられる。
【0028】
複数の樹脂スペーサ3は、難燃性樹脂組成物により構成されている。上記「難燃性」とは、前述の通りである。本発明において、複数の樹脂スペーサ3は難燃性樹脂組成物により構成されているため、複数の樹脂スペーサ3は難燃性を有する。それによって、採光断熱材1の難燃性が高められる。
【0029】
上記難燃性樹脂組成物は、好ましくは、後硬化性樹脂組成物を後硬化反応により硬化してなる硬化物からなる。その場合には、上記硬化物は後硬化により硬くなるため、樹脂スペーサ3から樹脂シート2を剥離する際の剥離強度及び樹脂シート2と樹脂スペーサ3との接着強度が高くなる。
【0030】
また、後硬化性樹脂組成物を使用すると、フィルム面への塗工時の粘度調整が容易となるため、特に粘度を小さくすることで、フィルム面へのミクロな浸透が生じ、フィルム界面への接着強度が向上する。
【0031】
通常、熱可塑性樹脂を使用する場合には、粘度を小さくしてフィルム面への流れ性、あるいは、なじみ性を向上させるためには、樹脂の塗工温度(樹脂温度)を上げるのが常套手段であるが、この場合には、フィルムの熱収縮温度以下でないと、樹脂塗工部にしわが生じ、意匠性が損なわれるため、意匠と接着力の両立が困難となる。
【0032】
それによって、採光断熱材1の破壊耐性をより高めることができる。上記後硬化性樹脂組成物を後硬化させる方法は特に限定されず、上記後硬化性樹脂組成物によって適宜選択される。後硬化方法としては、例えば、熱硬化、紫外線硬化、湿気硬化等が挙げられる。
【0033】
上記難燃性樹脂組成物は、難燃性を有する硬化物となる樹脂組成物である限り特に限定されない。上記難燃性樹脂組成物用の樹脂成分としては、好ましくは、難燃性を有するシリコーン樹脂または塩化ビニル樹脂が用いられる。複数の樹脂スペーサ3に用いられる上記難燃性樹脂組成物は全て同じであってもよく、異なっていてもよい。また、複数の樹脂スペーサ3に用いられる上記難燃性樹脂組成物と、複数の樹脂シート2の材料となる難燃性樹脂組成物とは同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0034】
上記難燃性樹脂組成物は、上記樹脂以外に種々の他の成分を含んでいてもよい。例えば、上記難燃性樹脂組成物が上記硬化物からなり、上記後硬化性樹脂組成物が光硬化により後硬化する場合には、光ラジカル重合剤や、光カチオン重合開始剤を含むことが好ましい。
【0035】
好ましくは、上記難燃性樹脂組成物には、後硬化反応系のシリコーン系樹脂組成物が用いられる。このような後効果反応をし得るシリコーン系樹脂組成物としては、例えば、信越化学社製、商品名:シーラント45、セメダイン社製、シリコーン樹脂組成物品番:♯8060などを挙げることができる。このような後硬化性組成物としてのシリコーン系樹脂組成物は、湿気等により後硬化するものである。
【0036】
複数の樹脂スペーサ3は、可撓性を備えていることが好ましい。樹脂スペーサ3の可撓性が低いと、樹脂スペーサ3が脆くなり、割れやすくなることがある。
【0037】
複数の樹脂スペーサ3は、透光性を有することが好ましい。その場合には、採光断熱材1の透光性を高めることができる。もっとも、樹脂スペーサ3は、採光断熱材1の意匠性を高めるために、着色されていてもよい。
【0038】
複数の樹脂スペーサ3は、採光断熱材1の断熱性能を阻害しないために、高い断熱性を備えていることが好ましい。
【0039】
複数の樹脂スペーサ3の形状は、空気層5を形成できる限り特に限定されず、例えば、粒子状、線状、格子状等とすることができる。複数の樹脂スペーサ3の形状は全て同じであってもよく、異なっていてもよい。また、複数の樹脂スペーサ3の形状により、採光断熱材1に意匠性を付与してもよい。
【0040】
なかでも、複数の樹脂スペーサ3の形状は、格子状とすることが好ましい。その場合には、空気層5を効率的に分割すること、及び空気層5の周辺部を効率的に封止することができる。それによって、分割された空気層5の独立性及び気密性を高めることができる。従って、採光断熱材1の断熱性をより高めることができる。
【0041】
採光断熱材1が3枚以上の樹脂シート2を備えている場合には、複数の樹脂スペーサ3は、樹脂シート2を介して積層方向に重なりあっていることが好ましい。その場合には、樹脂スペーサ3による採光断熱材1の透光性の減少を最小限に抑えることができる。
【0042】
空気層5は、複数の樹脂スペーサ3により複数のセルに分割されていることが好ましい。それによって、空気層5の個別のセルの独立性及び気密性を高めることができる。従って、採光断熱材1の断熱性をより高めることができる。また、空気層5の分割に用いる樹脂スペーサ3によって、採光断熱材1の強度をより高めることができる。
【0043】
空気層5を複数のセルに分割する場合には、空気層5の各セルの大きさの好ましい下限は4cm、好ましい上限は1800cmである。空気層5の各セルの大きさが4cm未満であると、得られる採光断熱材1の可視光線透過率が劣ることがある。空気層5の各セルの大きさが1800cmを超えると、得られる採光断熱材1の強度が劣ることがある。より好ましくは、空気層5の各セルの大きさの下限は25cmであり、上限は600cmである。
【0044】
本発明の採光断熱材1は、例えば、樹脂スペーサ3の材料として難燃性樹脂組成物を用いて、樹脂シート2の積層体を公知の方法で製造することにより得られる。上記樹脂シート2の積層体は、例えば、特許第4608595号に記載の製造装置及び製造方法により製造することができる。
【0045】
樹脂スペーサ3の材料に後硬化反応性樹脂組成物を用いる場合には、本発明の採光断熱材1は、樹脂シート2の積層体を公知の方法で製造した後、スペーサを後硬化させることにより製造することができる。上記スペーサを後硬化させる方法は、上記後硬化反応性樹脂組成物によって適宜選択される。例えば、上記後硬化反応性樹脂組成物が光反応性ホットメルト接着剤の場合には、上記樹脂シート2の積層体を製造した後に紫外線を照射することにより、本発明の採光断熱材1を得ることができる。
【0046】
以上のように、本発明の採光断熱材では、複数の樹脂シートが複数の樹脂スペーサを介して積層されているため、隣り合う樹脂シート間に形成される空気層によって、採光断熱材は高い断熱性を有する。また、樹脂シート及び樹脂スペーサが難燃性樹脂組成物により構成されているため、採光断熱材は高い難燃性を有する。さらに、前記樹脂スペーサから前記樹脂シートを剥離する際の180度方向の剥離強度が1.5N/mm〜5N/mmの範囲であり、前記樹脂スペーサから前記樹脂シートを剥離する際の剪断方向の剥離強度が5.0N/mm〜30N/mmの範囲であるため、採光断熱材は高い破壊耐性を有する。従って、本発明によれば、断熱性が高く、透光性が高く、かつ破壊耐性が高い採光断熱材を提供することができる。
【0047】
本発明の採光断熱材は、例えば、単独でまたは通常のガラスと併用して建築物の採光部に設置することにより、高い断熱性能を発揮することができる。
【0048】
本発明の採光断熱材の設置態様としては特に限定されないが、例えば、通常のガラスによる出窓状の採光部において、該ガラスの内側に該ガラスから離して設置することが考えられる。本発明の採光断熱材を着脱可能なように設置することにより、季節や目的に合わせて本発明の採光断熱材を用いることができる。また、本発明の採光断熱材を、開閉可能な形としてもよい。
【0049】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げることにより、本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0050】
(樹脂シートの積層方法)
装置としてサンツール社製XY塗工機を使用し、以下の方法で実施例1〜2及び比較例1に使用する樹脂シート積層体を製造した。
【0051】
1枚の樹脂シートの上に、樹脂スペーサ用組成物を径0.57mm、50mmピッチで線状に塗工したものを5枚作製し、塗工ラインの両側に、長手方向に沿って0.56mm厚の木製線材を設置した。樹脂スペーサ用組成物が、樹脂シートを介して樹脂スペーサラインが重なるように、塗工した樹脂シートを5枚重ね合わせ、最後に、塗工していない樹脂シートをのせて、6枚の樹脂シートが積層された5層4tの積層体を得た。
【0052】
(実施例1)
樹脂シートとして上記ポリカーボネートフィルム(商品名 三菱ガス化学社製「ユーピロン FE−2000」、厚さ200μm)を使用し、樹脂スペーサ用組成物としてシリコーン樹脂組成物(信越化学社製「シーラント45」)を用いて、上述の製造方法により樹脂シート積層体を得た。
【0053】
その後、上記樹脂シート積層体を常温で1日放置し、上記樹脂シート積層体に用いたシリコーン樹脂組成物を後硬化させて、採光断熱材を得た。
【0054】
(実施例2)
次に、樹脂シートとして上記ポリカーボネートフィルム(商品名 三菱ガス化学社製「ユーピロン FE−2000」、厚さ200μm)を使用し、樹脂スペーサ用組成物としてシリコーン樹脂組成物(セメダイン社製「#8060」)を用いて、上述の製造方法により樹脂シート積層体を得た。
【0055】
(比較例1)
次に、樹脂シートとして上記PETフィルム(東洋紡績社製 商品名「コスモシャインA4300」、厚さ188μm)を、樹脂スペーサ用組成物としてアクリル樹脂組成物を用いて、上述の製造方法により樹脂シート積層体を得た。上記樹脂シート積層体を、比較例の採光断熱材とした。
【0056】
(評価)
実施例1〜2及び比較例1の採光断熱材について以下の試験を行った。
【0057】
(1)防炎性能
消防法告示の防炎性能試験に準拠し、実施例1〜2及び比較例1の採光断熱材を規定の大きさに裁断し、試験した。結果を表1に示した。
【0058】
その結果、実施例1〜2の採光断熱材は基準を満たし、合格であった。比較例1の採光断熱材は基準を満たさなかった。
【0059】
(2)断熱性(熱貫流率)
JIS R 3107に準拠して、実施例1〜2及び比較例1の採光断熱材について熱貫流率を算出した。結果を表1に示した。
【0060】
その結果、実施例1〜2及び比較例1の採光断熱材の熱貫流率は、共に3.4W/mKであった。
【0061】
(3)180度剥離強度
実施例1〜2及び比較例1の採光断熱材において、2枚の樹脂シートからなる層のみを使用し、直線状の樹脂スペーサ用組成物を中央にして、25mm巾×150mm長の試験片を作製した。オリエンテック社製万能試験機テンシロンにより50mm/minの剥離速度で、樹脂スペーサから樹脂シートを180度方向に剥離することにより、剥離強度を測定した。結果を表1に示した。
【0062】
その結果、実施例1の採光断熱材では2.0N/mm、実施例2の採光断熱材では2.5N/mmであった。比較例1の採光断熱材では1.2N/mmであった。
【0063】
ちなみに、180度剥離強度は、積層後に採光断熱材として、運搬や施工等に用いられる課程での破壊のしやすさの目安となる。
【0064】
(4)剪断剥離強度
実施例1〜2及び比較例1の採光断熱材において、2枚の樹脂シートからなる層のみを使用し、直線状の樹脂スペーサ用組成物を中央にして、25mm巾×150mm長の試験片を作製した。オリエンテック社製万能試験機テンシロンにより50mm/minの剥離速度で、樹脂スペーサから樹脂シートを剪断方向に剥離することにより、剥離強度を測定した。結果を表1に示した。
【0065】
その結果、実施例1の採光断熱材では7.0N/mm、実施例2の採光断熱材では8.0N/mmであった。比較例1の採光断熱材では5.0N/mmであった。
【0066】
ちなみに、剪断剥離強度は、この積層体の作製する製造工程上のスペーサ樹脂とシートのすべりやすさ、位置のズレやすさなどの目安となる。
【0067】
【表1】

【0068】
上記(1)から明らかなように、本発明に従う実施例1〜2により製造された採光断熱材は、比較例1により製造された採光断熱材と比較して、防炎性能が高められていることがわかる。これは、樹脂シートに自消性のポリカーボネートフィルムを、並びに樹脂スペーサ用組成物に難燃性のシリコーン樹脂を使用したことにより、実施例の採光断熱材の防炎性が高められたと考えられる。
【0069】
また、上記(2)において、実施例1〜2、比較例1の採光断熱材はいずれも、高い断熱性(熱貫流率)を示している。これは、採光断熱材が複数の樹脂スペーサを介して積層された同じ樹脂シート積層構造を備えているための効果であり、樹脂シート間に形成された空気層により、断熱性が高められたと考えられる。
【0070】
加えて、上記(3),(4)から明らかなように、実施例1〜2の採光断熱材は、比較例1の採光断熱材と比較して、剥離強度が高められていることがわかる。これは、樹脂スペーサ用組成物にシリコーン樹脂を使用し、樹脂シートの積層後にシリコーン樹脂を後硬化させたことにより、実施例の採光断熱材の剥離強度が高められたと考えられる。
【符号の説明】
【0071】
1…採光断熱材
2…樹脂シート
3…樹脂スペーサ
5…空気層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の樹脂スペーサを介して積層された複数の樹脂シートを備える採光断熱材であって、前記樹脂シート及び前記樹脂スペーサが難燃性樹脂組成物により構成されており、前記樹脂スペーサと前記樹脂シートとを剥離する際の180度方向の剥離強度が1.5N/mm〜5N/mmの範囲であり、前記樹脂スペーサから前記樹脂シートを剪断方向に滑らせる際の剪断方向の剥離強度が5.0N/mm〜30N/mmの範囲である、採光断熱材。
【請求項2】
前記難燃性樹脂組成物が後硬化性樹脂組成物の硬化物からなる、請求項1に記載の採光断熱材。
【請求項3】
前記難燃性樹脂組成物がシリコーン樹脂を含んでいる、請求項1または2に記載の採光断熱材。
【請求項4】
前記樹脂シートがポリカーボネートを含んでいる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の採光断熱材。
【請求項5】
前記樹脂シートの厚さが10μm〜300μmの範囲である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の採光断熱材。
【請求項6】
前記樹脂シートを3枚以上備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の採光断熱材。
【請求項7】
前記複数の樹脂スペーサが、前記樹脂シートを介して前記樹脂シートの積層方向に重なりあっている、請求項6に記載の採光断熱材。
【請求項8】
前記複数の樹脂スペーサが、格子状に配置されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の採光断熱材。

【図1】
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