断熱構造
【課題】安全性が高く、ウレタンフォームと同程度の優れた断熱性を有し、かつ断熱性を長期安定維持できる断熱構造を提供する。
【解決手段】建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に塗膜層を有し、屋内側に断熱材層を有する断熱構造であって、
（１）塗膜層が、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有しており、
（２）断熱材層が、セメント１００重量部、発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上、有機バインダー（水溶性高分子を除く）１重量部以上５０重量部以下を含有する断熱材組成物から形成されている
ことを特徴とする断熱構造。
【解決手段】建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に塗膜層を有し、屋内側に断熱材層を有する断熱構造であって、
（１）塗膜層が、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有しており、
（２）断熱材層が、セメント１００重量部、発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上、有機バインダー（水溶性高分子を除く）１重量部以上５０重量部以下を含有する断熱材組成物から形成されている
ことを特徴とする断熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の断熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物を構成する外壁、屋根等の部材には、断熱性を高めるために、一般に屋内側に断熱材が設けられている。断熱材を形成する材料としては、例えば、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、セルロースファイバー、ロックウール等が用いられている。この中でも、ウレタンフォームは、熱伝導率が約０．０２〜０．０３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり断熱性に優れること、比較的低コストで施工できること等の理由から頻繁に用いられている。
【０００３】
しかしながら、ウレタンフォームは火災等によって燃焼し易いという欠点がある。そのため、一旦ウレタンフォームに着火した場合には、瞬時に燃え広がる現象（いわゆる爆燃）が生じるおそれがある。爆燃が発生した場合には、消火が困難な状態となり、深刻な事態を招くおそれがある。
【０００４】
また、太陽光の直射を受ける部位では、建築物を構成する部材の温度が著しく上昇する。そのため、部材の屋内側に施工されたウレタンフォームは、温度上昇した部材との界面付近で熱により劣化し易くなる。ウレタンフォームが劣化すると、安定した断熱性を発揮できないばかりか、ウレタンフォームの密着性不良、脱落等が生じるおそれもある。
【０００５】
これに関して、例えば、特許文献１には、太陽光の影響を抑制し、室内温度を上昇させにくい断熱建材が開示されている。具体的には、金属基板の片面が塗装面であり、反対面に断熱材を配置した断熱建材であって、塗装面とした基板表面の３５０〜２１００ｎｍの波長領域での太陽熱反射率（ＲＥ）が２０％以上であり、該塗装面が８００〜２１００ｎｍの波長領域での太陽熱反射率（ＲＥ／ＮＩＲ）が３０％以上の顔料を２〜７０重量％含有する少なくとも１層の塗膜を備える、熱線反射機能を備えた断熱建材が開示されている。
【０００６】
しかしながら、従来技術における断熱構造には、安全性及び優れた断熱性の長期安定維持の点でさらなる改良の余地がある。
【特許文献１】特開２００１−３２３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、安全性が高く、ウレタンフォームと同程度の優れた断熱性を有し、かつ断熱性を長期安定維持できる断熱構造を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に特定の塗膜層を有し、屋内側に特定の断熱材層を有する断熱構造が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、下記の断熱構造に係るものである。
１．建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に塗膜層を有し、屋内側に断熱材層を有する断熱構造であって、
（１）塗膜層が、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有しており、
（２）断熱材層が、セメント、骨材、かさ密度が０．０１５ｇ／ｃｍ３以下である発泡有機樹脂粉粒体、有機バインダー（水溶性高分子を除く）及び水を含む組成物であって、セメント１００重量部に対して発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上４０重量部未満、有機バインダー１重量部以上５０重量部以下、水１００〜１５００重量部を含有し、かつ、発泡有機樹脂粉粒体の含有量が組成物中５重量％を超える断熱材組成物から形成されている
ことを特徴とする断熱構造。
２．セメント１００重量部に対して無機質軽量骨材５〜２００重量部を含有する、上記項１に記載の断熱構造。
３．発泡有機樹脂粉粒体が発泡スチロール粉粒体である上記項１又は２に記載の断熱構造。
４．発泡有機樹脂粉粒体が難燃処理されたものである上記項１〜３のいずれかに記載の断熱構造。
５．建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の熱貫流率が、７Ｗ／（ｍ２・Ｋ）以上である上記項１〜４のいずれかに記載の断熱構造。
【００１０】
本発明の断熱構造は、建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に塗膜層を有し、屋内側に断熱材層を有する断熱構造であって、
（１）塗膜層が、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有しており、
（２）断熱材層が、セメント１００重量部、発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上、有機バインダー（水溶性高分子を除く）１重量部以上５０重量部以下を含有する断熱材組成物から形成されていることを特徴とする。
【００１１】
建築物の屋外と屋内とを隔てる部材
建築物の屋外と屋内とを隔てる部材（以下「部材」とも言う）としては、建築物の屋外と屋内とを隔てる役割を有するものが該当する。即ち、建築物を構成する部材であって、少なくとも一部が屋外の外気に露出しているものが該当する。このような部材としては、例えば、外壁、屋根等が挙げられる。
【００１２】
このような部材は、通常１種又は２種以上の材料から構成される。外壁材料としては、例えば、コンクリート、モルタル、軽量モルタル、軽量コンクリート、けい酸カルシウム板、ＡＬＣ板、石膏ボード、スレート板、押出し成形板、窯業系サイディング材、金属系サイディング材、プラスチック系サイディング材、各種合板等が挙げられる。屋根材料としては、例えば、粘土瓦、スレート瓦、プレスセメント瓦、コンクリート瓦、金属系屋根材等が挙げられる。これらの材料を２種以上組み合わせてなる複合型の部材としては、例えば、複数の板材の間にグラスウール等の断熱材、空気層等を介在させてなる部材が挙げられる。
【００１３】
部材の熱貫流率は特に限定されないが、通常１Ｗ／（ｍ２・Ｋ）以上、好ましくは３〜８Ｗ／（ｍ２・Ｋ）程度である。本発明の断熱構造は、このような熱貫流率を有する部材に対して好適に適用できるほか、熱貫流率７Ｗ／（ｍ２・Ｋ）以上という高い熱貫流率を有する部材に対しても適用できる。
【００１４】
なお本明細書における熱貫流率は、住宅金融公庫監修「木造住宅工事共通仕様書（解説付）」の付録４「熱貫流率の計算方法」に基づくものである。具体的には、熱貫流率は、以下の手順に従って算出される。
１）式１より、部材の熱伝導率及び厚さから熱抵抗を算出する。
２）式２より、部材の熱抵抗及び空気の熱伝達抵抗から熱貫流抵抗を算出する。
３）式３より、熱貫流抵抗から熱貫流率を算出する。
＊式１：熱抵抗(m2・K/W)＝厚さ(m)／熱伝導率(W/(m・K))
＊式２：熱貫流抵抗(m2・K/W)＝屋内側空気の熱伝達抵抗(m2・K/W)＋部材の熱抵抗(m2・K/W)＋屋外側空気の熱伝達抵抗(m2・K/W)
＊式３：熱貫流率(W/(m2・K))＝１／熱貫流抵抗(m2・K/W)
（但し、屋内側空気の熱伝達抵抗を０．０９(m2・K/W)とし、屋外側空気の熱伝達抵抗を０．０４(m2・K/W)とする）。
【００１５】
塗膜層
塗膜層は、部材の屋外側に設けられるものであり、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有する。塗膜の赤外線反射率は４０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましい。赤外線反射率２０％以上の塗膜を有することにより、部材と断熱材層の界面付近における温度上昇を抑制でき、断熱材層の密着性低下、脱落等を確実に防止又は抑制できる。本明細書における赤外線反射率は、波長８００〜２１００ｎｍの光の分光反射率を測定し、その平均値を算出することにより求められる値である。
【００１６】
赤外線反射率２０％以上の塗膜は、例えば、合成樹脂と赤外線反射性を有する顔料とを含む塗料（以下「赤外線反射塗料」とも言う）から形成できる。赤外線反射率は、赤外線反射性を有する顔料の量により適宜調整できる。
【００１７】
合成樹脂としては限定されず、例えば、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、１種又は２種以上を混合して使用できる。またこれらの樹脂の複合系、架橋反応性を有するもの等も使用できる。
【００１８】
赤外線反射性を有する顔料としては限定されず、例えば、アルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化インジウム、シリカ、珪酸マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。この中でも、特にアルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム及びアルミナの少なくとも１種が好ましい。
【００１９】
赤外線反射塗料には、必要に応じて、塗膜に様々な色彩を付与するための顔料を配合できる。このような顔料は、赤外線透過性を有する顔料でもよいが、赤外線反射性を有する顔料であることが好ましい。本発明における塗膜層には、赤外線反射率２０％以上の塗膜が含まれるため、塗膜に白色以外の色相を付与した場合でも、十分な赤外線反射効果を発揮できる。
【００２０】
赤外線透過性を有する顔料としては限定されず、例えば、ペリレン顔料、アゾ顔料、黄鉛、弁柄、朱、チタニウムレッド、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、コバルトブルー、インダスレンブルー、群青、紺青等が挙げられる。これらの顔料も、１種又は２種以上を混合して使用できる。
【００２１】
赤外線反射塗料中の顔料（用いる全ての顔料）の含有量は、通常、顔料容積濃度２〜６０％の範囲内で所定の赤外線反射率を満たすように調整できる。なお厳密には、赤外線反射率は、顔料の種類により変化するため、必ずしも上記範囲内に限定されるものではない。
【００２２】
赤外線反射塗料には、上記成分のほか、一般塗料に含まれ得る添加剤を配合してもよい。例えば、骨材、繊維、増粘剤、造膜助剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒、架橋剤等が挙げられる。これら添加剤の配合量は、赤外線反射率を所定範囲に制御できる限り、適宜設定できる。
【００２３】
赤外線反射塗料は、通常、上記合成樹脂、顔料、添加剤等を混合することにより調製できる。調製時には、必要に応じて、水、溶剤等を混合してもよい。例えば、合成樹脂として水系樹脂を用いた場合には、水、親水性有機溶剤等を混合できる。合成樹脂として非水系樹脂を用いた場合には、芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤等の非水系溶剤を混合できる。
【００２４】
塗膜層は、例えば、部材上に、赤外線反射塗料を塗装することにより形成できる。塗装方法は特に限定されず、例えば、スプレーガン、ローラー、刷毛等の塗装器具を用いて行えばよい。必要に応じて、塗装前に、部材表面に下塗り塗料、下地調整塗材、断熱性塗料（中空バルーンを配合した塗料等）を塗付してもよい。これらは本発明における塗膜層の一部として含まれる。塗膜の厚みも特に限定されないが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍ程度である。
【００２５】
なお、必要に応じて、赤外線反射塗料を塗り重ねることもできる。また赤外線反射塗料の塗膜上に、さらに透明塗料、着色塗料等を塗装してもよい。但し、この場合には、透明塗料、着色塗料等としては、赤外線透過性を有するものでもよいが、赤外線反射性を有するものが好ましい。これらの塗膜も本発明における塗膜層の一部として含まれる。
【００２６】
断熱材層
断熱材層は、部材の屋内側に設けられるものであり、セメント１００重量部、発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上、有機バインダー（水溶性高分子を除く）１重量部以上５０重量部以下を含有する断熱材組成物から形成されている。
【００２７】
（セメント）
セメントは特に限定されず、公知のもの又は市販品を使用できる。例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメントのほか、アルミナセメント、超速硬セメント、膨張セメント、酸性リン酸塩セメント、シリカセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、キーンスセメント等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。これらの中でも、ポルトランドセメントが好ましい。より具体的には、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントの少なくとも１種が好ましいものとして挙げられる。
【００２８】
（発泡有機樹脂粉粒体）
発泡有機樹脂粉粒体としては、個々の粉粒体中に気孔を有するものであればよい。発泡有機樹脂粉粒体のかさ密度としては、通常０．０８ｇ／ｃｍ３以下であり、好ましくは０．０３ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．０１５ｇ／ｃｍ３以下、最も好ましくは０．００９ｇ／ｃｍ３以下である。
【００２９】
発泡有機樹脂粉粒体を構成する発泡有機樹脂としては限定されない。例えば、発泡スチロール、発泡フェノール、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリ塩化ビニル等の公知の発泡有機樹脂を使用できる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。これらの中でも、特に発泡スチロールが好ましい。
【００３０】
粉粒体の粒子径は、所望の断熱性、発泡有機樹脂の種類等に応じて適宜設定できる。通常は平均粒径１〜５ｍｍ程度である。上記粉粒体としては、発泡有機樹脂を粉砕したものも好適に使用できる。例えば、発泡スチロールを破砕して得られる粉粒体も使用できる。発泡スチロール等の廃棄物を破砕したものを使用してもよく、この場合には廃棄物の有効利用にも貢献できる。
【００３１】
粉粒体としては、予め難燃処理したものを使用してもよい。難燃処理方法は特に限定されず、例えば、アルコキシシラン化合物、珪酸塩化合物、難燃剤等を粉粒体にコーティングする方法、粉粒体に吸着させる方法等が挙げられる。
【００３２】
アルコキシシラン化合物としては限定的でなく、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、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、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン等が挙げられる。
【００３３】
珪酸塩化合物も特に限定されず、例えば、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム、珪酸アンモニウム等のほか、市販の水ガラス等も挙げられる。
【００３４】
難燃剤も特に限定されず、例えば、トリクレジルホスフェート、ジフェニルクレジルフォスフェート、ジフェニルオクチルフォスフェート、トリ（β−クロロエチル）フォスフェート、トリブチルフォスフェート、トリ（ジクロロプロピル）フォスフェート、トリフェニルフォスフェート、トリ（ジブロモプロピル）フォスフェート、クロロフォスフォネート、ブロモフォスフォネート、ジエチル−Ｎ, Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノメチルフォスフェート、ジ（ポリオキシエチレン）ヒドロキシメチルフォスフォネート等の有機リン系化合物；塩素化ポリフェニル、塩素化ポリエチレン、塩化ジフェニル、塩化トリフェニル、五塩化脂肪酸エステル、パークロロペンタシクロデカン、塩素化ナフタレン、テトラクロル無水フタル酸等の塩素化合物；テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモジフェニルオキサイド、ヘキサブロモシクロドデカン、トリブロモフェノール、エチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビスペンタブロモジフェニル等の臭素化合物：三酸化アンチモン、五塩化アンチモン等のアンチモン化合物；三塩化リン、五塩化リン、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン化合物；ホウ酸亜鉛、ホウ酸ナトリウム、水酸化アルミニウム等の無機質化合物等が挙げられる。
【００３５】
上記アルコキシシラン化合物、珪酸塩化合物、難燃剤等（以下「難燃処理剤」とも言う）は、１種又は２種以上を混合して使用できる。
【００３６】
難燃処理剤は、必要に応じて、水又は他の適当な溶媒に溶解又は分散させ、その溶液又は分散液を粉粒体に付与すればよい。上記溶液又は分散液にアクリル系樹脂等のバインダーを適宜配合してもよい。上記溶液又は分散液を付与後は、乾燥又は必要により熱処理すればよい。これにより難燃処理できる。難燃処理剤の付与量は、所望の難燃性、粉粒体の種類等に応じて適宜設定できる。
【００３７】
発泡有機樹脂粉粒体の含有量は、セメント１００重量部に対して４重量部以上である。上限は特に限定されないが、通常７０重量部程度である。かかる範囲内に規定することにより、優れた断熱性及び強度が発現される。
【００３８】
（有機バインダー）
有機バインダー（水溶性高分子を除く）としては、公知の樹脂類、ゴム類等を含むものを使用できる。例えば、樹脂類としては、例えば、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、プロピオン酸ビニル、ベオバ、アクリル酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。ゴム類としては、例えば、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。これらの中でも、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂及びアクリル酢酸ビニル樹脂の少なくとも１種が好ましい。
【００３９】
このような有機バインダーは、いずれの形態でも使用できる。例えば、粉末状は勿論、エマルジョン等の状態でも使用できる。いずれの形態でも、公知のもの又は市販品が使用できる。
【００４０】
有機バインダーの含有量は、セメント１００重量部に対して、１重量部以上５０重量部以下、好ましくは２重量部以上３０重量部以下である。この範囲に規定することにより、十分な強度と断熱性が発揮される。
【００４１】
（骨材）
断熱材組成物には、上記セメント、発泡有機樹脂粉粒体及び有機バインダーに加えて、骨材を配合してもよい。
【００４２】
骨材としては特に限定されず、公知の骨材の中から適宜選択できる。この中でも、特に無機質骨材が好ましい。無機質骨材としては、例えば、山砂、川砂、珪砂等のほか、無機質軽量骨材等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。この中でも、特に無機質軽量骨材が好ましい。無機質軽量骨材としては、例えば、パーライト、膨張頁岩、膨張バーミキュライト、軽石、シラスバルーン等が挙げられる。
【００４３】
骨材の粒度は、所望の断熱性、強度等に応じて適宜決定できる。通常は平均粒径０．１〜５ｍｍ程度である。
【００４４】
骨材の配合量は、骨材の種類（密度等）、所望の断熱性能等に応じて適宜設定できる。例えば、無機質軽量骨材の場合には、セメント１００重量部に対して通常５〜２００重量部、好ましくは１０〜１００重量部程度とすれば良い。このような範囲とすることにより、優れた断熱性、強度等が得られる。
【００４５】
なお、断熱材組成物に骨材を配合する場合には、セメント、発泡有機樹脂粉粒体、有機バインダーの含有量は次のように規定することが好ましい。即ち、セメント１００重量部に対して発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上４０重量部未満（好ましくは５重量部以上３５重量部以下）、有機バインダー１重量部以上５０重量部以下を含有し、かつ、発泡有機樹脂粉粒体の含有量が組成物中５重量％を超える（好ましくは６重量％以上）ようにすることが好ましい。
【００４６】
（断熱材組成物に配合できるその他の添加剤）
断熱材組成物には、上記成分のほか、必要に応じて、界面活性剤、難燃剤、減水剤、消泡剤、造膜助剤等の添加剤を配合できる。特に、以下に説明するような添加剤を断熱材組成物に配合できる。
【００４７】
（１）針状粒子からなる無機化合物粉末を配合できる。かかる粉末を配合することにより、より高い強度を付与できる。かかる粉末としては、例えば、針状炭酸カルシウムが好ましい。粉末の添加量は特に限定されないが、セメント１００重量部に対して、通常１〜２０重量部程度である。
【００４８】
（２）水溶性高分子及び粘土鉱物粉粒体の少なくとも１種を配合できる。これらの成分を配合することにより、断熱材組成物の均一化を促進できる。例えば、断熱材組成物をポンプ圧送する場合には、ポンプ圧送効率をより高められる。また乾燥性を改善できる。従って、本発明組成物を部材に吹き付けて断熱材層を形成する場合には、水溶性高分子を含むことが望ましい。
【００４９】
水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリアルキレンオキサイド、バイオガム、ガラクトマンナン誘導体；アルギン酸及びその誘導体；ゼラチン、カゼイン及びアルブミン並びにこれらの誘導体；セルロース誘導体等が挙げられる。水溶性高分子は、高粘度品がより好ましく、水溶性高分子の１％水溶液の粘度が８０００ｍＰａ・ｓ以上（Ｂ型粘度計を用いた２０℃における測定値：以下同じ）が好ましく、１００００ｍＰａ・ｓ以上がより好ましく、１２０００ｍＰａ・ｓ以上が最も好ましい。
【００５０】
粘土鉱物粉粒体としては、例えば、アロフェン、ヒシンゲル石、パイロフィライト、タルク、ウンモ、モンモリロン石、バーミキュル石、リョクデイ石、カオリン、パリゴルスカイト等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。この中でも、セルロース誘導体及びモンモリロン石が好ましい。
【００５１】
水溶性高分子及び粘土鉱物粉粒体の少なくとも１種の含有量は、最終製品の用途等に応じて適宜設定できるが、セメント１００重量部に対して、通常１〜３０重量部、好ましくは２〜１５重量部程度である。
【００５２】
（３）硬化促進剤を配合できる。これにより、塗膜の硬化が促進できる。硬化促進剤としては、例えば、アルミン酸リチウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等のアルカリ金属アルミン酸塩；炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸塩；水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩；その他、消石灰、石膏、カルシウムアルミネート等が挙げられる。
【００５３】
硬化促進剤の配合量は、最終製品の用途等に応じて適宜設定すればよいが、セメント１００重量部に対して、通常１〜３０重量部、好ましくは２〜２０重量部程度である。
【００５４】
（４）減水剤を配合できる。減水剤としては特に限定されず、例えば、芳香族スルホン酸系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤、リグニンスルホン系減水剤、メラミン系減水剤等が挙げられる。これらは公知のもの又は市販品が使用できる。
【００５５】
減水剤の配合量は、最終製品の用途等に応じて適宜設定すれば良いが、セメント１００重量部に対して、通常０．０５〜５重量部、好ましくは０．１〜４重量部程度である。
【００５６】
（断熱材組成物の調製方法）
断熱材組成物は、上記のセメント、発泡有機樹脂粉粒体、有機バインダー、必要に応じて骨材及び／又は他の添加剤を混合機、ニーダー等により均一に混合することにより調製できる。この場合には、必要に応じて水を配合してもよい。水の配合量は限定的ではないが、セメント１００重量部に対して、通常１００〜１５００重量部程度とすればよい。
【００５７】
（断熱材層の形成方法）
断熱材層は、部材の屋内側に、例えば、前記断熱材組成物を吹き付け、塗布等した後、乾燥させることにより形成できる。部材に軽量モルタル等の湿式無機質塗料を塗布した後、前記断熱材組成物を吹き付け、塗布等してもよい。その他、当該断熱材組成物の成形体を部材の屋内側に設置して形成してもよい。断熱材組成物の成形体を用いる場合には、通常、部材の屋内側に接触させて設けるが、建築物の構造等を考慮して、必要に応じて、空間を介して設けてもよい。
【００５８】
吹き付けにより施工する場合には、例えば、スネーク式圧送ポンプ等で断熱材組成物をポンプ圧送し、吹き付けガンを通じて所望部位に被着させればよい。勿論、断熱材層の形成方法としては、吹き付け以外の方法も採用できる。
【００５９】
断熱材層の厚みは特に限定されず、所望の断熱性に応じて適宜設定できるが、通常１０〜５０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍ程度である。
【００６０】
断熱材層の比重も特に限定されず、所望の断熱性に応じて適宜設定できるが、通常０．３ｇ／ｃｍ３以下であり、好ましくは０．２ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．１ｇ／ｃｍ３以下である。かかる断熱層の比重は、例えば、発泡有機樹脂粉粒体の粒径、含有量等により制御できる。
【００６１】
断熱材層の熱伝導率としては、通常０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であり、好ましくは０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、より好ましくは０．０４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
【００６２】
また、断熱材層は、ＩＳＯ５６６０に規定される発熱性試験において、加熱強度５０ｋＷ／ｍ２、加熱時間５分の条件下における総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下であることが望ましい。特に、断熱材層は、ＩＳＯ５６６０に規定される発熱性試験において、加熱強度５０ｋＷ／ｍ２、加熱時間１０分の条件下における総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下であることがより望ましい。即ち、断熱材層は、平成１２年建設省告示第１４０２号の難燃材料としての性能、更には平成１２年建設省告示第１４０１号の準不燃材料としての性能を満足することが望ましい。
【発明の効果】
【００６３】
本発明の断熱構造は、ウレタンフォーム等の燃焼性が高い材料を含まない点で安全性が高い。即ち、火災等による爆燃等のおそれがない。しかも、ウレタンフォームと同程度の優れた断熱性を発揮する。
【００６４】
赤外線反射率２０％以上の塗膜を有する塗膜層との組み合わせにより、従来品と比べて、断熱材層と部材との界面における温度上昇が抑制されており、断熱材層の劣化、脱落、ズレ落ち等を確実に防止又は抑制できる。これにより断熱材層の断熱性能を長期にわたり安定維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
（断熱材層サンプルの作製）
参考例１〜４及び比較参考例１
下記表１に示す配合に従って原料を均一に混合し、４種類の断熱材組成物を調製した。表１に示す各原料（水を除く）の配合量は、固形分量を示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
なお、表１に示す原料としては、次のものを用いた。
・セメント：普通ポルトランドセメント
・有機発泡樹脂粉粒体１：再生発泡スチロール破砕品（平均粒径約３ｍｍ、かさ密度０．００８ｇ／ｃｍ３）
・有機発泡樹脂粉粒体２：再生発泡スチロール破砕品（平均粒径約３ｍｍ、かさ密度０．０１１ｇ／ｃｍ３）
・有機発泡樹脂粉粒体３：再生発泡スチロール破砕品（平均粒径約３ｍｍ、かさ密度０．０２ｇ／ｃｍ３）
・有機発泡樹脂粉粒体４：有機発泡樹脂粉粒体２の１００重量部に対して珪酸リチウム溶液とアクリルスチレンエマルジョンとの混合物（珪酸リチウム溶液（固形分２３重量％）：アクリルスチレンエマルジョン（固形分５０重量％）＝９：１（重量比））６０重量部を添加混合後、５０℃で２４時間かけて乾燥したもの。
・有機バインダー：酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合エマルジョン（固形分５０重量％）
・水溶性高分子：メチルセルロース（１％水溶液粘度が１５０００ｍＰａ・ｓ）
・骨材：シラスバルーン（平均粒径２００μｍ）
・硬化促進剤：石膏
参考例１〜４における断熱材組成物を、石膏ボード（厚さ１２．５ｍｍ）に吹き付け後、乾燥させて４種類の断熱材層（厚さ３０ｍｍ）を作製した。各断熱材層を９９ｍｍ×９９ｍｍ×４２．５ｍｍの大きさに切り出して、断熱材層サンプルとした。
【００６８】
次いで、得られたサンプルを試験体として、下記（１）〜（３）に示す試験を実施した。試験結果を下記表２に示す。下記表２には、比較参考例１として、ウレタンフォームの物性を併せて示す。
（１）熱伝導率
熱伝導率計（商標名「Ｋｅｍｔｈｒｍ ＱＴＭ−Ｄ３」京都電子工業製）により熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を測定した。
（２）発熱性試験
ＩＳＯ５６６０規定のコーンカロリーメーターにより発熱性を測定した。コーンカロリーメーターとしては（商標名「ＣＯＮＥ２Ａ」アトラス製）を用いた。
【００６９】
なお、発熱性試験は、加熱強度５０ｋＷ／ｍ２とした。発熱性試験の評価基準は、以下の通りである。
◎：加熱時間１０分での最高発熱速度が２００ｋＷ／ｍ２を超えず、総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下
○：加熱時間５分での最高発熱速度が２００ｋＷ／ｍ２を超えず、総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下
△：加熱時間５分での最高発熱速度が２００ｋＷ／ｍ２を超えず、総発熱量が８ＭＪ／ｍ２を超える
×：加熱時間５分での最高発熱速度が２００ｋＷ／ｍ２以上であり、総発熱量が８ＭＪ／ｍ２を超える
（３）溶接火玉試験
断熱材組成物を上向き（石膏ボードは下向き）にして試験体を水平に置き、試験体表面から高さ２５０ｍｍの位置で、溶接機（ＢＰ交流アーク溶接機）により１分間連続して溶接を行った。溶接火玉試験の評価基準は、以下の通りである。
○：試験体が爆燃を起こさなかった
×：試験体が爆燃した
【００７０】
【表２】
【００７１】
実施例１〜４及び比較例１〜２
配合例１〜４で得た断熱材組成物を金属板（厚さ０．６ｍｍ、熱貫流率７．７Ｗ／（ｍ２・Ｋ））の片面に吹き付け、乾燥することにより断熱層（厚さ３０ｍｍ）を形成した。
【００７２】
次いで、金属板のもう一方の面に下記の塗料１又は２を吹き付け塗装し、塗膜層（厚さ６０μｍ）を形成した。このようにして得られた試験体について、下記（４）の試験を実施した。断熱材層と塗膜層との組み合わせ及び試験結果を下記表３に示す。
・塗料１：非水分散形アクリルポリオール樹脂（Ｔｇ：４０℃、水酸基価：５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、溶剤：ミネラルスピリット）とその硬化剤（ヘキサメチレンジイソシアネート、ＮＣＯ含有量１２重量％、溶剤：ミネラルスピリット）との合計樹脂固形分１００重量部に対して、酸化チタン１５重量部、黄色酸化鉄１．３重量部、弁柄２．４重量部、フタロシアニンブルー０．５重量部を含有するグレー色の塗料。赤外線反射率を分光光度計（商標名「ＵＶ−３１００」島津製作所製）にて測定したところ６６％であった。赤外線反射率測定に供した試験板は、アルミ板に黒色塗料（アクリル樹脂の固形分１００重量部にカーボンブラックを１１重量部含むもの）を乾燥膜厚が６０μｍとなるように塗布後、塗料１を乾燥膜厚が６０μｍとなるように塗付して作製したものである。
・塗料２：非水分散形アクリルポリオール樹脂（Ｔｇ：４０℃、水酸基価：５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、溶剤：ミネラルスピリット）とその硬化剤（ヘキサメチレンジイソシアネート、ＮＣＯ含有量１２重量％、溶剤：ミネラルスピリット）との合計樹脂固形分１００重量部に対して、酸化チタン１５重量部、黄色酸化鉄０．８重量部、弁柄０．５重量部、カーボンブラック０．７重量部含有するグレー色の塗料。塗料２の赤外線反射率は７％であった。
（４）赤外線ランプ試験
試験体の塗膜層側から２００ｍｍの距離に赤外線ランプ（２５０Ｗ）を設置し、赤外線ランプを２４時間連続照射した。照射後、断熱材層と金属板との界面の状態を確認した。赤外線ランプ試験の評価基準は、以下の通りである。
○：異常なし
△：わずかに脆化が認められる
×：明らかに脆化が認められる
【００７３】
【表３】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の断熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物を構成する外壁、屋根等の部材には、断熱性を高めるために、一般に屋内側に断熱材が設けられている。断熱材を形成する材料としては、例えば、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、セルロースファイバー、ロックウール等が用いられている。この中でも、ウレタンフォームは、熱伝導率が約０．０２〜０．０３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり断熱性に優れること、比較的低コストで施工できること等の理由から頻繁に用いられている。
【０００３】
しかしながら、ウレタンフォームは火災等によって燃焼し易いという欠点がある。そのため、一旦ウレタンフォームに着火した場合には、瞬時に燃え広がる現象（いわゆる爆燃）が生じるおそれがある。爆燃が発生した場合には、消火が困難な状態となり、深刻な事態を招くおそれがある。
【０００４】
また、太陽光の直射を受ける部位では、建築物を構成する部材の温度が著しく上昇する。そのため、部材の屋内側に施工されたウレタンフォームは、温度上昇した部材との界面付近で熱により劣化し易くなる。ウレタンフォームが劣化すると、安定した断熱性を発揮できないばかりか、ウレタンフォームの密着性不良、脱落等が生じるおそれもある。
【０００５】
これに関して、例えば、特許文献１には、太陽光の影響を抑制し、室内温度を上昇させにくい断熱建材が開示されている。具体的には、金属基板の片面が塗装面であり、反対面に断熱材を配置した断熱建材であって、塗装面とした基板表面の３５０〜２１００ｎｍの波長領域での太陽熱反射率（ＲＥ）が２０％以上であり、該塗装面が８００〜２１００ｎｍの波長領域での太陽熱反射率（ＲＥ／ＮＩＲ）が３０％以上の顔料を２〜７０重量％含有する少なくとも１層の塗膜を備える、熱線反射機能を備えた断熱建材が開示されている。
【０００６】
しかしながら、従来技術における断熱構造には、安全性及び優れた断熱性の長期安定維持の点でさらなる改良の余地がある。
【特許文献１】特開２００１−３２３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、安全性が高く、ウレタンフォームと同程度の優れた断熱性を有し、かつ断熱性を長期安定維持できる断熱構造を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に特定の塗膜層を有し、屋内側に特定の断熱材層を有する断熱構造が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、下記の断熱構造に係るものである。
１．建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に塗膜層を有し、屋内側に断熱材層を有する断熱構造であって、
（１）塗膜層が、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有しており、
（２）断熱材層が、セメント、骨材、かさ密度が０．０１５ｇ／ｃｍ３以下である発泡有機樹脂粉粒体、有機バインダー（水溶性高分子を除く）及び水を含む組成物であって、セメント１００重量部に対して発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上４０重量部未満、有機バインダー１重量部以上５０重量部以下、水１００〜１５００重量部を含有し、かつ、発泡有機樹脂粉粒体の含有量が組成物中５重量％を超える断熱材組成物から形成されている
ことを特徴とする断熱構造。
２．セメント１００重量部に対して無機質軽量骨材５〜２００重量部を含有する、上記項１に記載の断熱構造。
３．発泡有機樹脂粉粒体が発泡スチロール粉粒体である上記項１又は２に記載の断熱構造。
４．発泡有機樹脂粉粒体が難燃処理されたものである上記項１〜３のいずれかに記載の断熱構造。
５．建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の熱貫流率が、７Ｗ／（ｍ２・Ｋ）以上である上記項１〜４のいずれかに記載の断熱構造。
【００１０】
本発明の断熱構造は、建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に塗膜層を有し、屋内側に断熱材層を有する断熱構造であって、
（１）塗膜層が、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有しており、
（２）断熱材層が、セメント１００重量部、発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上、有機バインダー（水溶性高分子を除く）１重量部以上５０重量部以下を含有する断熱材組成物から形成されていることを特徴とする。
【００１１】
建築物の屋外と屋内とを隔てる部材
建築物の屋外と屋内とを隔てる部材（以下「部材」とも言う）としては、建築物の屋外と屋内とを隔てる役割を有するものが該当する。即ち、建築物を構成する部材であって、少なくとも一部が屋外の外気に露出しているものが該当する。このような部材としては、例えば、外壁、屋根等が挙げられる。
【００１２】
このような部材は、通常１種又は２種以上の材料から構成される。外壁材料としては、例えば、コンクリート、モルタル、軽量モルタル、軽量コンクリート、けい酸カルシウム板、ＡＬＣ板、石膏ボード、スレート板、押出し成形板、窯業系サイディング材、金属系サイディング材、プラスチック系サイディング材、各種合板等が挙げられる。屋根材料としては、例えば、粘土瓦、スレート瓦、プレスセメント瓦、コンクリート瓦、金属系屋根材等が挙げられる。これらの材料を２種以上組み合わせてなる複合型の部材としては、例えば、複数の板材の間にグラスウール等の断熱材、空気層等を介在させてなる部材が挙げられる。
【００１３】
部材の熱貫流率は特に限定されないが、通常１Ｗ／（ｍ２・Ｋ）以上、好ましくは３〜８Ｗ／（ｍ２・Ｋ）程度である。本発明の断熱構造は、このような熱貫流率を有する部材に対して好適に適用できるほか、熱貫流率７Ｗ／（ｍ２・Ｋ）以上という高い熱貫流率を有する部材に対しても適用できる。
【００１４】
なお本明細書における熱貫流率は、住宅金融公庫監修「木造住宅工事共通仕様書（解説付）」の付録４「熱貫流率の計算方法」に基づくものである。具体的には、熱貫流率は、以下の手順に従って算出される。
１）式１より、部材の熱伝導率及び厚さから熱抵抗を算出する。
２）式２より、部材の熱抵抗及び空気の熱伝達抵抗から熱貫流抵抗を算出する。
３）式３より、熱貫流抵抗から熱貫流率を算出する。
＊式１：熱抵抗(m2・K/W)＝厚さ(m)／熱伝導率(W/(m・K))
＊式２：熱貫流抵抗(m2・K/W)＝屋内側空気の熱伝達抵抗(m2・K/W)＋部材の熱抵抗(m2・K/W)＋屋外側空気の熱伝達抵抗(m2・K/W)
＊式３：熱貫流率(W/(m2・K))＝１／熱貫流抵抗(m2・K/W)
（但し、屋内側空気の熱伝達抵抗を０．０９(m2・K/W)とし、屋外側空気の熱伝達抵抗を０．０４(m2・K/W)とする）。
【００１５】
塗膜層
塗膜層は、部材の屋外側に設けられるものであり、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有する。塗膜の赤外線反射率は４０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましい。赤外線反射率２０％以上の塗膜を有することにより、部材と断熱材層の界面付近における温度上昇を抑制でき、断熱材層の密着性低下、脱落等を確実に防止又は抑制できる。本明細書における赤外線反射率は、波長８００〜２１００ｎｍの光の分光反射率を測定し、その平均値を算出することにより求められる値である。
【００１６】
赤外線反射率２０％以上の塗膜は、例えば、合成樹脂と赤外線反射性を有する顔料とを含む塗料（以下「赤外線反射塗料」とも言う）から形成できる。赤外線反射率は、赤外線反射性を有する顔料の量により適宜調整できる。
【００１７】
合成樹脂としては限定されず、例えば、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、１種又は２種以上を混合して使用できる。またこれらの樹脂の複合系、架橋反応性を有するもの等も使用できる。
【００１８】
赤外線反射性を有する顔料としては限定されず、例えば、アルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化インジウム、シリカ、珪酸マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。この中でも、特にアルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム及びアルミナの少なくとも１種が好ましい。
【００１９】
赤外線反射塗料には、必要に応じて、塗膜に様々な色彩を付与するための顔料を配合できる。このような顔料は、赤外線透過性を有する顔料でもよいが、赤外線反射性を有する顔料であることが好ましい。本発明における塗膜層には、赤外線反射率２０％以上の塗膜が含まれるため、塗膜に白色以外の色相を付与した場合でも、十分な赤外線反射効果を発揮できる。
【００２０】
赤外線透過性を有する顔料としては限定されず、例えば、ペリレン顔料、アゾ顔料、黄鉛、弁柄、朱、チタニウムレッド、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、コバルトブルー、インダスレンブルー、群青、紺青等が挙げられる。これらの顔料も、１種又は２種以上を混合して使用できる。
【００２１】
赤外線反射塗料中の顔料（用いる全ての顔料）の含有量は、通常、顔料容積濃度２〜６０％の範囲内で所定の赤外線反射率を満たすように調整できる。なお厳密には、赤外線反射率は、顔料の種類により変化するため、必ずしも上記範囲内に限定されるものではない。
【００２２】
赤外線反射塗料には、上記成分のほか、一般塗料に含まれ得る添加剤を配合してもよい。例えば、骨材、繊維、増粘剤、造膜助剤、レベリング剤、湿潤剤、可塑剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒、架橋剤等が挙げられる。これら添加剤の配合量は、赤外線反射率を所定範囲に制御できる限り、適宜設定できる。
【００２３】
赤外線反射塗料は、通常、上記合成樹脂、顔料、添加剤等を混合することにより調製できる。調製時には、必要に応じて、水、溶剤等を混合してもよい。例えば、合成樹脂として水系樹脂を用いた場合には、水、親水性有機溶剤等を混合できる。合成樹脂として非水系樹脂を用いた場合には、芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤等の非水系溶剤を混合できる。
【００２４】
塗膜層は、例えば、部材上に、赤外線反射塗料を塗装することにより形成できる。塗装方法は特に限定されず、例えば、スプレーガン、ローラー、刷毛等の塗装器具を用いて行えばよい。必要に応じて、塗装前に、部材表面に下塗り塗料、下地調整塗材、断熱性塗料（中空バルーンを配合した塗料等）を塗付してもよい。これらは本発明における塗膜層の一部として含まれる。塗膜の厚みも特に限定されないが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍ程度である。
【００２５】
なお、必要に応じて、赤外線反射塗料を塗り重ねることもできる。また赤外線反射塗料の塗膜上に、さらに透明塗料、着色塗料等を塗装してもよい。但し、この場合には、透明塗料、着色塗料等としては、赤外線透過性を有するものでもよいが、赤外線反射性を有するものが好ましい。これらの塗膜も本発明における塗膜層の一部として含まれる。
【００２６】
断熱材層
断熱材層は、部材の屋内側に設けられるものであり、セメント１００重量部、発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上、有機バインダー（水溶性高分子を除く）１重量部以上５０重量部以下を含有する断熱材組成物から形成されている。
【００２７】
（セメント）
セメントは特に限定されず、公知のもの又は市販品を使用できる。例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメントのほか、アルミナセメント、超速硬セメント、膨張セメント、酸性リン酸塩セメント、シリカセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、キーンスセメント等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。これらの中でも、ポルトランドセメントが好ましい。より具体的には、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントの少なくとも１種が好ましいものとして挙げられる。
【００２８】
（発泡有機樹脂粉粒体）
発泡有機樹脂粉粒体としては、個々の粉粒体中に気孔を有するものであればよい。発泡有機樹脂粉粒体のかさ密度としては、通常０．０８ｇ／ｃｍ３以下であり、好ましくは０．０３ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．０１５ｇ／ｃｍ３以下、最も好ましくは０．００９ｇ／ｃｍ３以下である。
【００２９】
発泡有機樹脂粉粒体を構成する発泡有機樹脂としては限定されない。例えば、発泡スチロール、発泡フェノール、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリ塩化ビニル等の公知の発泡有機樹脂を使用できる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。これらの中でも、特に発泡スチロールが好ましい。
【００３０】
粉粒体の粒子径は、所望の断熱性、発泡有機樹脂の種類等に応じて適宜設定できる。通常は平均粒径１〜５ｍｍ程度である。上記粉粒体としては、発泡有機樹脂を粉砕したものも好適に使用できる。例えば、発泡スチロールを破砕して得られる粉粒体も使用できる。発泡スチロール等の廃棄物を破砕したものを使用してもよく、この場合には廃棄物の有効利用にも貢献できる。
【００３１】
粉粒体としては、予め難燃処理したものを使用してもよい。難燃処理方法は特に限定されず、例えば、アルコキシシラン化合物、珪酸塩化合物、難燃剤等を粉粒体にコーティングする方法、粉粒体に吸着させる方法等が挙げられる。
【００３２】
アルコキシシラン化合物としては限定的でなく、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、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、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン等が挙げられる。
【００３３】
珪酸塩化合物も特に限定されず、例えば、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム、珪酸アンモニウム等のほか、市販の水ガラス等も挙げられる。
【００３４】
難燃剤も特に限定されず、例えば、トリクレジルホスフェート、ジフェニルクレジルフォスフェート、ジフェニルオクチルフォスフェート、トリ（β−クロロエチル）フォスフェート、トリブチルフォスフェート、トリ（ジクロロプロピル）フォスフェート、トリフェニルフォスフェート、トリ（ジブロモプロピル）フォスフェート、クロロフォスフォネート、ブロモフォスフォネート、ジエチル−Ｎ, Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノメチルフォスフェート、ジ（ポリオキシエチレン）ヒドロキシメチルフォスフォネート等の有機リン系化合物；塩素化ポリフェニル、塩素化ポリエチレン、塩化ジフェニル、塩化トリフェニル、五塩化脂肪酸エステル、パークロロペンタシクロデカン、塩素化ナフタレン、テトラクロル無水フタル酸等の塩素化合物；テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモジフェニルオキサイド、ヘキサブロモシクロドデカン、トリブロモフェノール、エチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビスペンタブロモジフェニル等の臭素化合物：三酸化アンチモン、五塩化アンチモン等のアンチモン化合物；三塩化リン、五塩化リン、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン化合物；ホウ酸亜鉛、ホウ酸ナトリウム、水酸化アルミニウム等の無機質化合物等が挙げられる。
【００３５】
上記アルコキシシラン化合物、珪酸塩化合物、難燃剤等（以下「難燃処理剤」とも言う）は、１種又は２種以上を混合して使用できる。
【００３６】
難燃処理剤は、必要に応じて、水又は他の適当な溶媒に溶解又は分散させ、その溶液又は分散液を粉粒体に付与すればよい。上記溶液又は分散液にアクリル系樹脂等のバインダーを適宜配合してもよい。上記溶液又は分散液を付与後は、乾燥又は必要により熱処理すればよい。これにより難燃処理できる。難燃処理剤の付与量は、所望の難燃性、粉粒体の種類等に応じて適宜設定できる。
【００３７】
発泡有機樹脂粉粒体の含有量は、セメント１００重量部に対して４重量部以上である。上限は特に限定されないが、通常７０重量部程度である。かかる範囲内に規定することにより、優れた断熱性及び強度が発現される。
【００３８】
（有機バインダー）
有機バインダー（水溶性高分子を除く）としては、公知の樹脂類、ゴム類等を含むものを使用できる。例えば、樹脂類としては、例えば、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、プロピオン酸ビニル、ベオバ、アクリル酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。ゴム類としては、例えば、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。これらの中でも、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂及びアクリル酢酸ビニル樹脂の少なくとも１種が好ましい。
【００３９】
このような有機バインダーは、いずれの形態でも使用できる。例えば、粉末状は勿論、エマルジョン等の状態でも使用できる。いずれの形態でも、公知のもの又は市販品が使用できる。
【００４０】
有機バインダーの含有量は、セメント１００重量部に対して、１重量部以上５０重量部以下、好ましくは２重量部以上３０重量部以下である。この範囲に規定することにより、十分な強度と断熱性が発揮される。
【００４１】
（骨材）
断熱材組成物には、上記セメント、発泡有機樹脂粉粒体及び有機バインダーに加えて、骨材を配合してもよい。
【００４２】
骨材としては特に限定されず、公知の骨材の中から適宜選択できる。この中でも、特に無機質骨材が好ましい。無機質骨材としては、例えば、山砂、川砂、珪砂等のほか、無機質軽量骨材等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。この中でも、特に無機質軽量骨材が好ましい。無機質軽量骨材としては、例えば、パーライト、膨張頁岩、膨張バーミキュライト、軽石、シラスバルーン等が挙げられる。
【００４３】
骨材の粒度は、所望の断熱性、強度等に応じて適宜決定できる。通常は平均粒径０．１〜５ｍｍ程度である。
【００４４】
骨材の配合量は、骨材の種類（密度等）、所望の断熱性能等に応じて適宜設定できる。例えば、無機質軽量骨材の場合には、セメント１００重量部に対して通常５〜２００重量部、好ましくは１０〜１００重量部程度とすれば良い。このような範囲とすることにより、優れた断熱性、強度等が得られる。
【００４５】
なお、断熱材組成物に骨材を配合する場合には、セメント、発泡有機樹脂粉粒体、有機バインダーの含有量は次のように規定することが好ましい。即ち、セメント１００重量部に対して発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上４０重量部未満（好ましくは５重量部以上３５重量部以下）、有機バインダー１重量部以上５０重量部以下を含有し、かつ、発泡有機樹脂粉粒体の含有量が組成物中５重量％を超える（好ましくは６重量％以上）ようにすることが好ましい。
【００４６】
（断熱材組成物に配合できるその他の添加剤）
断熱材組成物には、上記成分のほか、必要に応じて、界面活性剤、難燃剤、減水剤、消泡剤、造膜助剤等の添加剤を配合できる。特に、以下に説明するような添加剤を断熱材組成物に配合できる。
【００４７】
（１）針状粒子からなる無機化合物粉末を配合できる。かかる粉末を配合することにより、より高い強度を付与できる。かかる粉末としては、例えば、針状炭酸カルシウムが好ましい。粉末の添加量は特に限定されないが、セメント１００重量部に対して、通常１〜２０重量部程度である。
【００４８】
（２）水溶性高分子及び粘土鉱物粉粒体の少なくとも１種を配合できる。これらの成分を配合することにより、断熱材組成物の均一化を促進できる。例えば、断熱材組成物をポンプ圧送する場合には、ポンプ圧送効率をより高められる。また乾燥性を改善できる。従って、本発明組成物を部材に吹き付けて断熱材層を形成する場合には、水溶性高分子を含むことが望ましい。
【００４９】
水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリアルキレンオキサイド、バイオガム、ガラクトマンナン誘導体；アルギン酸及びその誘導体；ゼラチン、カゼイン及びアルブミン並びにこれらの誘導体；セルロース誘導体等が挙げられる。水溶性高分子は、高粘度品がより好ましく、水溶性高分子の１％水溶液の粘度が８０００ｍＰａ・ｓ以上（Ｂ型粘度計を用いた２０℃における測定値：以下同じ）が好ましく、１００００ｍＰａ・ｓ以上がより好ましく、１２０００ｍＰａ・ｓ以上が最も好ましい。
【００５０】
粘土鉱物粉粒体としては、例えば、アロフェン、ヒシンゲル石、パイロフィライト、タルク、ウンモ、モンモリロン石、バーミキュル石、リョクデイ石、カオリン、パリゴルスカイト等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して使用できる。この中でも、セルロース誘導体及びモンモリロン石が好ましい。
【００５１】
水溶性高分子及び粘土鉱物粉粒体の少なくとも１種の含有量は、最終製品の用途等に応じて適宜設定できるが、セメント１００重量部に対して、通常１〜３０重量部、好ましくは２〜１５重量部程度である。
【００５２】
（３）硬化促進剤を配合できる。これにより、塗膜の硬化が促進できる。硬化促進剤としては、例えば、アルミン酸リチウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等のアルカリ金属アルミン酸塩；炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸塩；水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩；その他、消石灰、石膏、カルシウムアルミネート等が挙げられる。
【００５３】
硬化促進剤の配合量は、最終製品の用途等に応じて適宜設定すればよいが、セメント１００重量部に対して、通常１〜３０重量部、好ましくは２〜２０重量部程度である。
【００５４】
（４）減水剤を配合できる。減水剤としては特に限定されず、例えば、芳香族スルホン酸系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤、リグニンスルホン系減水剤、メラミン系減水剤等が挙げられる。これらは公知のもの又は市販品が使用できる。
【００５５】
減水剤の配合量は、最終製品の用途等に応じて適宜設定すれば良いが、セメント１００重量部に対して、通常０．０５〜５重量部、好ましくは０．１〜４重量部程度である。
【００５６】
（断熱材組成物の調製方法）
断熱材組成物は、上記のセメント、発泡有機樹脂粉粒体、有機バインダー、必要に応じて骨材及び／又は他の添加剤を混合機、ニーダー等により均一に混合することにより調製できる。この場合には、必要に応じて水を配合してもよい。水の配合量は限定的ではないが、セメント１００重量部に対して、通常１００〜１５００重量部程度とすればよい。
【００５７】
（断熱材層の形成方法）
断熱材層は、部材の屋内側に、例えば、前記断熱材組成物を吹き付け、塗布等した後、乾燥させることにより形成できる。部材に軽量モルタル等の湿式無機質塗料を塗布した後、前記断熱材組成物を吹き付け、塗布等してもよい。その他、当該断熱材組成物の成形体を部材の屋内側に設置して形成してもよい。断熱材組成物の成形体を用いる場合には、通常、部材の屋内側に接触させて設けるが、建築物の構造等を考慮して、必要に応じて、空間を介して設けてもよい。
【００５８】
吹き付けにより施工する場合には、例えば、スネーク式圧送ポンプ等で断熱材組成物をポンプ圧送し、吹き付けガンを通じて所望部位に被着させればよい。勿論、断熱材層の形成方法としては、吹き付け以外の方法も採用できる。
【００５９】
断熱材層の厚みは特に限定されず、所望の断熱性に応じて適宜設定できるが、通常１０〜５０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍ程度である。
【００６０】
断熱材層の比重も特に限定されず、所望の断熱性に応じて適宜設定できるが、通常０．３ｇ／ｃｍ３以下であり、好ましくは０．２ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．１ｇ／ｃｍ３以下である。かかる断熱層の比重は、例えば、発泡有機樹脂粉粒体の粒径、含有量等により制御できる。
【００６１】
断熱材層の熱伝導率としては、通常０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であり、好ましくは０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、より好ましくは０．０４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
【００６２】
また、断熱材層は、ＩＳＯ５６６０に規定される発熱性試験において、加熱強度５０ｋＷ／ｍ２、加熱時間５分の条件下における総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下であることが望ましい。特に、断熱材層は、ＩＳＯ５６６０に規定される発熱性試験において、加熱強度５０ｋＷ／ｍ２、加熱時間１０分の条件下における総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下であることがより望ましい。即ち、断熱材層は、平成１２年建設省告示第１４０２号の難燃材料としての性能、更には平成１２年建設省告示第１４０１号の準不燃材料としての性能を満足することが望ましい。
【発明の効果】
【００６３】
本発明の断熱構造は、ウレタンフォーム等の燃焼性が高い材料を含まない点で安全性が高い。即ち、火災等による爆燃等のおそれがない。しかも、ウレタンフォームと同程度の優れた断熱性を発揮する。
【００６４】
赤外線反射率２０％以上の塗膜を有する塗膜層との組み合わせにより、従来品と比べて、断熱材層と部材との界面における温度上昇が抑制されており、断熱材層の劣化、脱落、ズレ落ち等を確実に防止又は抑制できる。これにより断熱材層の断熱性能を長期にわたり安定維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
（断熱材層サンプルの作製）
参考例１〜４及び比較参考例１
下記表１に示す配合に従って原料を均一に混合し、４種類の断熱材組成物を調製した。表１に示す各原料（水を除く）の配合量は、固形分量を示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
なお、表１に示す原料としては、次のものを用いた。
・セメント：普通ポルトランドセメント
・有機発泡樹脂粉粒体１：再生発泡スチロール破砕品（平均粒径約３ｍｍ、かさ密度０．００８ｇ／ｃｍ３）
・有機発泡樹脂粉粒体２：再生発泡スチロール破砕品（平均粒径約３ｍｍ、かさ密度０．０１１ｇ／ｃｍ３）
・有機発泡樹脂粉粒体３：再生発泡スチロール破砕品（平均粒径約３ｍｍ、かさ密度０．０２ｇ／ｃｍ３）
・有機発泡樹脂粉粒体４：有機発泡樹脂粉粒体２の１００重量部に対して珪酸リチウム溶液とアクリルスチレンエマルジョンとの混合物（珪酸リチウム溶液（固形分２３重量％）：アクリルスチレンエマルジョン（固形分５０重量％）＝９：１（重量比））６０重量部を添加混合後、５０℃で２４時間かけて乾燥したもの。
・有機バインダー：酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合エマルジョン（固形分５０重量％）
・水溶性高分子：メチルセルロース（１％水溶液粘度が１５０００ｍＰａ・ｓ）
・骨材：シラスバルーン（平均粒径２００μｍ）
・硬化促進剤：石膏
参考例１〜４における断熱材組成物を、石膏ボード（厚さ１２．５ｍｍ）に吹き付け後、乾燥させて４種類の断熱材層（厚さ３０ｍｍ）を作製した。各断熱材層を９９ｍｍ×９９ｍｍ×４２．５ｍｍの大きさに切り出して、断熱材層サンプルとした。
【００６８】
次いで、得られたサンプルを試験体として、下記（１）〜（３）に示す試験を実施した。試験結果を下記表２に示す。下記表２には、比較参考例１として、ウレタンフォームの物性を併せて示す。
（１）熱伝導率
熱伝導率計（商標名「Ｋｅｍｔｈｒｍ ＱＴＭ−Ｄ３」京都電子工業製）により熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を測定した。
（２）発熱性試験
ＩＳＯ５６６０規定のコーンカロリーメーターにより発熱性を測定した。コーンカロリーメーターとしては（商標名「ＣＯＮＥ２Ａ」アトラス製）を用いた。
【００６９】
なお、発熱性試験は、加熱強度５０ｋＷ／ｍ２とした。発熱性試験の評価基準は、以下の通りである。
◎：加熱時間１０分での最高発熱速度が２００ｋＷ／ｍ２を超えず、総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下
○：加熱時間５分での最高発熱速度が２００ｋＷ／ｍ２を超えず、総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下
△：加熱時間５分での最高発熱速度が２００ｋＷ／ｍ２を超えず、総発熱量が８ＭＪ／ｍ２を超える
×：加熱時間５分での最高発熱速度が２００ｋＷ／ｍ２以上であり、総発熱量が８ＭＪ／ｍ２を超える
（３）溶接火玉試験
断熱材組成物を上向き（石膏ボードは下向き）にして試験体を水平に置き、試験体表面から高さ２５０ｍｍの位置で、溶接機（ＢＰ交流アーク溶接機）により１分間連続して溶接を行った。溶接火玉試験の評価基準は、以下の通りである。
○：試験体が爆燃を起こさなかった
×：試験体が爆燃した
【００７０】
【表２】
【００７１】
実施例１〜４及び比較例１〜２
配合例１〜４で得た断熱材組成物を金属板（厚さ０．６ｍｍ、熱貫流率７．７Ｗ／（ｍ２・Ｋ））の片面に吹き付け、乾燥することにより断熱層（厚さ３０ｍｍ）を形成した。
【００７２】
次いで、金属板のもう一方の面に下記の塗料１又は２を吹き付け塗装し、塗膜層（厚さ６０μｍ）を形成した。このようにして得られた試験体について、下記（４）の試験を実施した。断熱材層と塗膜層との組み合わせ及び試験結果を下記表３に示す。
・塗料１：非水分散形アクリルポリオール樹脂（Ｔｇ：４０℃、水酸基価：５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、溶剤：ミネラルスピリット）とその硬化剤（ヘキサメチレンジイソシアネート、ＮＣＯ含有量１２重量％、溶剤：ミネラルスピリット）との合計樹脂固形分１００重量部に対して、酸化チタン１５重量部、黄色酸化鉄１．３重量部、弁柄２．４重量部、フタロシアニンブルー０．５重量部を含有するグレー色の塗料。赤外線反射率を分光光度計（商標名「ＵＶ−３１００」島津製作所製）にて測定したところ６６％であった。赤外線反射率測定に供した試験板は、アルミ板に黒色塗料（アクリル樹脂の固形分１００重量部にカーボンブラックを１１重量部含むもの）を乾燥膜厚が６０μｍとなるように塗布後、塗料１を乾燥膜厚が６０μｍとなるように塗付して作製したものである。
・塗料２：非水分散形アクリルポリオール樹脂（Ｔｇ：４０℃、水酸基価：５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、溶剤：ミネラルスピリット）とその硬化剤（ヘキサメチレンジイソシアネート、ＮＣＯ含有量１２重量％、溶剤：ミネラルスピリット）との合計樹脂固形分１００重量部に対して、酸化チタン１５重量部、黄色酸化鉄０．８重量部、弁柄０．５重量部、カーボンブラック０．７重量部含有するグレー色の塗料。塗料２の赤外線反射率は７％であった。
（４）赤外線ランプ試験
試験体の塗膜層側から２００ｍｍの距離に赤外線ランプ（２５０Ｗ）を設置し、赤外線ランプを２４時間連続照射した。照射後、断熱材層と金属板との界面の状態を確認した。赤外線ランプ試験の評価基準は、以下の通りである。
○：異常なし
△：わずかに脆化が認められる
×：明らかに脆化が認められる
【００７３】
【表３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に塗膜層を有し、屋内側に断熱材層を有する断熱構造であって、
（１）塗膜層が、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有しており、
（２）断熱材層が、セメント、骨材、かさ密度が０．０１５ｇ／ｃｍ３以下である発泡有機樹脂粉粒体、有機バインダー（水溶性高分子を除く）及び水を含む組成物であって、セメント１００重量部に対して発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上４０重量部未満、有機バインダー１重量部以上５０重量部以下、水１００〜１５００重量部を含有し、かつ、発泡有機樹脂粉粒体の含有量が組成物中５重量％を超える断熱材組成物から形成されている
ことを特徴とする断熱構造。
【請求項２】
セメント１００重量部に対して無機質軽量骨材５〜２００重量部を含有する、請求項１に記載の断熱構造。
【請求項３】
発泡有機樹脂粉粒体が発泡スチロール粉粒体である請求項１又は２に記載の断熱構造。
【請求項４】
発泡有機樹脂粉粒体が難燃処理されたものである請求項１〜３のいずれかに記載の断熱構造。
【請求項５】
建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の熱貫流率が、７Ｗ／（ｍ２・Ｋ）以上である請求項１〜４のいずれかに記載の断熱構造。
【請求項１】
建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の屋外側に塗膜層を有し、屋内側に断熱材層を有する断熱構造であって、
（１）塗膜層が、赤外線反射率２０％以上の塗膜を有しており、
（２）断熱材層が、セメント、骨材、かさ密度が０．０１５ｇ／ｃｍ３以下である発泡有機樹脂粉粒体、有機バインダー（水溶性高分子を除く）及び水を含む組成物であって、セメント１００重量部に対して発泡有機樹脂粉粒体４重量部以上４０重量部未満、有機バインダー１重量部以上５０重量部以下、水１００〜１５００重量部を含有し、かつ、発泡有機樹脂粉粒体の含有量が組成物中５重量％を超える断熱材組成物から形成されている
ことを特徴とする断熱構造。
【請求項２】
セメント１００重量部に対して無機質軽量骨材５〜２００重量部を含有する、請求項１に記載の断熱構造。
【請求項３】
発泡有機樹脂粉粒体が発泡スチロール粉粒体である請求項１又は２に記載の断熱構造。
【請求項４】
発泡有機樹脂粉粒体が難燃処理されたものである請求項１〜３のいずれかに記載の断熱構造。
【請求項５】
建築物の屋外と屋内とを隔てる部材の熱貫流率が、７Ｗ／（ｍ２・Ｋ）以上である請求項１〜４のいずれかに記載の断熱構造。
【公開番号】特開２００８−２９１６４４（Ｐ２００８−２９１６４４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０７７８３（Ｐ２００８−２０７７８３）
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【分割の表示】特願２００３−１０６３６１（Ｐ２００３−１０６３６１）の分割
【原出願日】平成１５年４月１０日（２００３．４．１０）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（０００１８０２８７）エスケー化研株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【分割の表示】特願２００３−１０６３６１（Ｐ２００３−１０６３６１）の分割
【原出願日】平成１５年４月１０日（２００３．４．１０）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（０００１８０２８７）エスケー化研株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
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