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発明の名称 建築パネル
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−132131(P2001−132131A)
公開日 平成13年5月15日(2001.5.15)
出願番号 特願平11−309576
出願日 平成11年10月29日(1999.10.29)
代理人 【識別番号】100073461
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 武彦
【テーマコード(参考)】
2E001
2E162
【Fターム(参考)】
2E001 DB03 DD01 FA03 FA07 GA03 GA23 GA42 HA00 HA03 HA14 HA32 HD11 HF04 JA06 LA04 
2E162 CA00 CA16 CA35 CD11
発明者 吉田 繁夫 / 米田 次生
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】建築物の壁面に施工されるパネルであって、断熱材層と、前記断熱材層の少なくとも片面に配置され透湿性を有する表装材層と、前記断熱材層の内部で前記表装材層の背面に沿って配置され、少なくとも表装材層側が透湿性材料からなる多数の収容室に粉粒状の調湿材が収容されてなる調湿材収容体とを備える建築パネル。
【請求項2】前記調湿材が、粉粒炭、珪藻土、ゼオライト、セピオライト、シリカゲルからなる群から選ばれる何れか1種を含む請求項1に記載の建築パネル。
【請求項3】前記調湿材収容体の収容室が、一対のシート材を重ねて所定間隔毎に貼り合わせ、一対のシート材の中間に多数の収容室を構成してなるものである請求項1または2に記載の建築パネル。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築パネルに関し、詳しくは、建築物の仕切り壁などを構築する建築パネルであって、断熱機能と調湿機能とを有するものを対象にしている。
【0002】
【従来の技術】建築パネルとして、建築物の壁面を構成する内外装材とその中間に配置される断熱材層とが積層一体化されたものがある。このような積層構造の建築パネルは、建築パネルを敷設施工するだけで、壁面の内外装材および断熱材層の施工が完了し、壁面施工の効率化、品質性能の安定化、施工コストの低減などに有用とされている。
【0003】上記建築パネルの内装材として、珪藻土などの調湿材を含有させた石膏ボードすなわち調湿石膏ボードを用いると、室内環境に発生する過剰な湿気を吸収保持したり、室内環境が過剰に乾燥したときに吸収保持した湿気を放出したりすることで、室内環境を適切に湿度状態に維持する調湿機能を発揮させることができる。
【0004】調湿石膏ボードを製造するには、石膏ボードを成形するための石膏スラリーに粉粒状の調湿材を混合しておけばよい。また、建築パネルを構成する断熱材層に調湿材を配合しておく技術も知られている。例えば、断熱材層を構成するロックウールなどの繊維材料に粉粒状の調湿材は混合してボード状に成形すれば、調湿機能を有する断熱材層が得られる。
【0005】調湿材には、湿気だけでなくガスを吸着する機能や静電気を除去する機能などを有するものもある。このような調湿材を用いた建築パネルは、各種の建築材料から発生する有害な揮発性成分を吸着除去したり、室内環境に発生する悪臭を除去したりする機能も発揮することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記した調湿石膏ボードおよび調湿断熱材の何れも、調湿材が有する優れた調湿機能を充分に発揮させることが出来ないという問題がある。珪藻土などの調湿材は、その表面および内部に有する微細な多孔質構造が湿気を吸着したり放出したりする機能を発揮する。
【0007】調湿材を含有する石膏スラリーを成形し乾燥硬化させると、調湿材の多孔質構造が石膏スラリーで埋められてしまい、調湿機能が充分に発揮できなくなることがある。調湿材の表面積のうち他の物質と接触していて外気が自由に出入りできない部分が多いほど、調湿機能は弱くなってしまう。そのため、調湿材を単独の状態で測定した場合の調湿性能に比べて、調湿石膏ボードの調湿性能はかなり低下する場合がある。
【0008】また、調湿断熱材層の場合、ロックウール等の繊維材料と粉粒状の調湿材とを単に混合しただけでは、繊維材料に調湿材を強固に担持させることができないため、繊維材料から調湿材が脱落したり、断熱材層の中で調湿材が偏在したりすることになり、断熱材層の全体の調湿機能が悪くなる。繊維材料中に確実に担持できる調湿材の量には限界があるので、大量の調湿材を混合して調湿機能を向上させることは難しい。厚みのある断熱材層の内部に存在する調湿材と外界との間では充分な通気が果たせず、湿気の出入りに支障がある。断熱材層を構成する繊維材料が調湿材に対する湿気の流通を妨げる障害になるのである。
【0009】断熱材層の材料に接着剤あるいはバインダー樹脂を混合しておくと、繊維材料への調湿材の担持は強力になるが、調湿材の表面を接着剤が覆ったり多孔質構造を塞いでしまうと、調湿機能は低下する。しかも、断熱材層に調湿材が配合されていると、調湿材に吸収された水分が断熱材層全体の熱伝導性を高めてしまい、断熱機能が低下するという弊害が生じる。
【0010】さらに、表装材層や断熱材層に調湿材を配合すると、強度や耐久性などの性能にも悪影響を及ぼすことがある。また、表装材層の場合、表面の質感や意匠性を損なう場合もある。本発明の課題は、前記のような建築パネルの技術において、断熱材層や表装材層の機能を損なうことなく、調湿機能を向上させることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる建築パネルは、建築物の壁面に施工されるパネルであって、断熱材層と、断熱材層の少なくとも片面に配置され透湿性を有する表装材層と、断熱材層の内部で表装材層の背面に沿って配置され、少なくとも表装材層側が透湿性材料からなる多数の収容室に粉粒状の調湿材が収容されてなる調湿材収容体とを備える。
【0012】〔建築パネル〕通常の建築物における面状の構造を構成するためのパネルである。建築パネルを面方向に連結することで1面の建築構造が構成される。建築パネルを構成する材料は、使用場所あるいは要求性能によって変更される。
【0013】建築パネルの使用場所は、一般的には、いわゆる壁面であるが、床面や天井面などにも利用される。壁面についても、住宅内で部屋同士を仕切る仕切り壁、および、屋内と屋外とを隔てる外壁がある。本発明において、壁面とは、このような内外壁および床や天井などを含む、建築物における面状の構造物を総称している。
【0014】建築パネルには、断熱材層と断熱材層の表面を覆う表装材層とを備えている。表装材層は、断熱材層の片面側のみに配置されている場合もあるし、断熱材層の両面に配置されている場合もある。両面の表装材層は、同じ材料からなるものであっても、別の材料からなるものであってもよい。建築パネルの端面には、建築パネル同士を連結するための連結構造や、建築パネルを建築骨組構造に取り付けるための取付構造など、通常の建築パネルと同様の構造を備えておくことができる。
【0015】〔断熱材層〕通常の建築パネルにおける断熱材層の材料が使用できる。例えば、ロックウール、グラスウールなどの繊維材料を集積したものが用いられる。ポリウレタンやポリエチレンなどの合成樹脂の発泡体を用いることもできる。断熱材層の厚みは、断熱材料の種類や要求される断熱性能などの条件によっても異なるが、通常は、50〜200mmに設定される。なお、この厚みは、断熱材層の内部に配置される調湿材収容体を含んだ断熱材層全体の厚みで規定している。
【0016】断熱材層に調湿材を配合しておくこともできる。
〔表装材層〕通常の建築構造における表装材料が使用できる。但し、調湿材収容体に面する側の表装材層は、湿気が通過可能な透湿性材料で構成しておく。具体的な表装材層の材料として、石膏ボード、木質繊維ボード、パーティクルボード、木毛セメントボード、ケイカル板、合板などが挙げられる。素焼き状の多孔質セラミック板も使用できる。
【0017】透湿性材料とは、材質そのものが透湿性を有する材料のほか、非透湿性材料に湿気が通過可能な程度の微細な孔を穿孔して透湿性を持たせたものを用いることができる。建築パネルの片面が外壁を構成する場合、表装材層として耐候性のあるセラミック板やスレート板、タイル板などを用いることができる。外壁側に配置される表装材層は透湿性材料を使用しなくてもよい。
【0018】透湿性材料からなる表装材層に調湿材を配合しておくこともできる。表装材層の厚みは、使用する材料や要求性能によって違ってくる。調湿材収容体の表側に配置される透湿性材料からなる表装材層は、厚みが薄いほうが調湿材収容体への湿気の流通が良好に行える。このような透湿性を要求される表装材層の厚みとして、5〜50mm程度に設定することができる。
【0019】〔調湿材〕通常の建築材料用の調湿材が使用できる。調湿材として、各種の天然木材からなる通常の炭や活性炭、食品,パルプ,紙などの廃棄物を炭化処理した、いわゆる炭類が用いられる。食品廃棄物は、人体に対する安全性に優れている。食品廃棄物として、コーヒー、茶、おから、食物等を用いることができる。炭の成分としてフェライトを含むものは、静電気防止や電磁波吸収の機能を発揮できる。例えば、切符やテレホンカード、磁気テープなどを焼却して得られる炭はフェライトを多量に含み、好ましいものとなる。パルプスラッジ炭も好適である。
【0020】炭が微細な粉粒状の炭であれば、表面積が増大し、炭が有する機能を十分に発揮できる。粉粒炭として、粒径2mm以下のものが好ましく、0.5mm以下がより好ましい。粉粒炭としては、バランスの採れた調湿性能と脱臭性能を発揮させるという点を考慮すると、たとえばその平均細孔半径が1.5〜100Åで比表面積が50〜600m2/gのもの、好ましくはその平均細孔半径が10〜50Åで比表面積が100〜300m2/gのものが使用される。
【0021】炭以外にも各種の無機調湿材を用いることができる。無機調湿材としては、通常の建築材製造に用いられている各種の調湿材料が使用できる。多孔性の無機材料が調湿性に優れたものとなる。例えば、ゼオライト、セピオライトを包含する多孔質鉱物や、アタバルジャイト、モンモリロナイト、ゾノトライト、活性白土を包含する粘土鉱物、珪藻土、シリカゲル、アロフェン、イモゴライトなどが挙げられる。珪藻土として、稚内珪藻土が好ましい。これらの材料を、単独あるいは複数種を組み合わせて使用できる。粉粒炭に珪藻土やゼオライトを組み合わせると、特に調湿性の高い珪藻土やゼオライトの特性と、特にガス吸着性の高い粉粒炭の特性とを相乗的に発揮させることができる。
【0022】無機調湿材の粒径は6mm以下程度のものが用いられ、粉粒炭と同程度のものが好ましい。無機調湿材としてバランスの採れた調湿性能と脱臭性能を発揮させるには、例えば平均細孔半径が20〜100Åで比表面積が20〜200m2/gのもの、好ましくは20〜60Åで比表面積が20〜200m2/gのものが使用される。
【0023】無機調湿材の形状は、粉末状および/または粒状であれば、不定形、球状、棒状、楕円球状などいずれでも良い。粉粒炭と無機調湿材とを組み合わせることで、バランスのとれた調湿性能および脱臭性能が発揮できる。例えば、無機調湿材は調湿性が高く、特定のガスに対する吸着性にも優れている場合があるが、生活環境に存在する多数の悪臭成分あるいは有害ガス成分を全て一つの無機調湿材で吸着することは難しい。これに対し、粉粒炭は、吸着ガス成分に対する選択性があまりなく、ほとんど全てのガス成分を有効に吸着することができる。粉粒炭と無機調湿材とを組み合わせることで、湿度変化に対する迅速な対応と吸湿容量の増大という、1種類の調湿材では実現困難な機能を発揮させることができる。
【0024】無機調湿材と粉粒炭との合計量に対する粉粒炭の割合は、20〜80重量%であることが好ましい。粉粒炭の割合が80重量%を越えるときには、吸湿した水分をなかなか放出せず、調湿性能の欠如をきたし、結露発生などの問題が生じる。粉粒炭の割合が20重量%未満では、粉粒炭に顕著な効果である、脱臭効果や地球に対するマイナスイオン効果、人間に対する健康的な環境の維持効果などの改善が行い難い。
【0025】粉粒炭および無機調湿材のいずれか一方または両方に、日本工業規格Z8801で規定する5mmの篩を通過するものを用いることができる。
〔調湿材収容体〕粉粒状の調湿材を脱落しないように収容保持しておけるとともに、調湿材が有する調湿機能を良好に発揮できる材料および構造が採用される。
【0026】収容室は、調湿材に外気が良好に流通できる程度の量あるいは密度で調湿材を収容しておける寸法形状を有する。収容室が狭いほうが調湿材の移動や偏りが生じ難いが、収容室の作製や調湿材の収容作業の手間は増える。収容室の1室当たりの容積を、10〜2000cm3 に設定できる。収容室の1室当たりの調湿材の収容量は、5〜2000gに設定できる。比較的狭い収容室を表装材層の背面に沿って多数並べて配置しておけば、各収容室の調湿材に効率的に湿気が出入りできる。
【0027】収容室を構成する材料としては、各種の編織布、不織布、合成樹脂フィルム、紙などが使用できる。収容室の壁面のうち透湿性を要求されない面あるいは非透湿性を要求される面には、非透湿性の合成樹脂フィルムや金属箔などを用いることができる。柔軟なシート材料を縫製や接着などの手段で貼り合わせて複数の収容室が並んだ状態の収容体を作製することができる。この場合、2枚のシート材料を貼り合わせてもよいし、1枚のシート材料を折り畳んで貼り合わせることもできる。
【0028】収容室を構成する表裏のシート材料のうち、表装材層に面する側のシート材料は透湿性材料で構成しておく。表装材層の反対側に面するシート材料を非透湿性材料で構成すれば、湿気が断熱材層に浸入することを防げる。シート材料として、合成樹脂フィルムに多数の凹部を並べて成形しておき、凹部の表面を別のシート材料で塞いでしまえば、各凹部が収容室になる。シート材料同士は熱接着あるいは接着剤で接合することができる。
【0029】収容室の壁面の一部を表装材層の背面で構成してもよい。すなわち、表装材層の背面にシート材料などを部分的に貼り付けて、シート材料と表装材層の背面との間に収容室を作製する。この場合は当然、収容室の表装材層側は湿気が自由に移動することができ、透湿性を有していることになり、収容室の壁面を構成する表装材層自体が透湿性材料となる。
【0030】調湿材を収容室に収容して調湿材収容体を作製するには、予め形成された個々の収容室毎に開口を設けておいて、この開口から調湿材を充填したあと、開口を閉じればよい。合成樹脂フィルムなどで収容室を成形する際に、成形と同時に調湿材を封入することもできる。多数の凹部を有するシート材料に対して、各凹部に調湿材を散布したあと、凹部を有するシート材料の表面に別のシート材料を接合して塞いでしまうことができる。
【0031】ハニカム状の枠材の両面にフィルムを貼れば、個々のハニカム空間が収容室になる。全体が面状をなす調湿材収容体に対して、個々の収容室は、縦横に列状に配置されていてもよいし、千鳥状などの特定のパターン状に配置されていてもよい。細い線状の収容室を平行に並べておくこともできる。
【0032】〔建築パネルの製造〕調湿材収容体を予め断熱材層または表装材層に取り付けておいてから、建築パネルを製造することもできるし、断熱材層、表装材層および調湿材収容体を順次貼り合わせて建築パネルを製造することもできる。断熱材層を作製する際に、繊維材料を集積し加圧成形する加圧成形用の成形型に調湿材収容体を配置しておき、断熱材層の成形と同時に調湿材収容体を一体化させることができる。この場合、断熱材層の表面に調湿材収容体が突出せず、平坦な表面を得ることができる。
【0033】調湿材収容体を表装材層の背面に接着剤や熱接着、釘、ステープルなどの手段で固定したあと、得られた調湿材収容体付きの表装材層と断熱材層とを貼り合わせることができる。調湿材収容体付きの表装材層を、断熱材層の成形型に配置しておいて、前記したような断熱材層の成形を行い、断熱材層と調湿材収容体および表装材層を一体化させることもできる。
【0034】断熱材層の成形時に、調湿材収容体が入る凹部を形成しておき、成形後の断熱材層の凹部に調湿材収容体を嵌め込み、接着その他の手段で固定することもできる。上記した以外の建築パネルの製造工程や製造条件は、通常の建築パネルと同様の技術が採用できる。
【0035】〔建築パネルの施工〕建築パネルは、住宅の室内壁面など、通常の建築物における壁面材として使用される。施工方法や作業手順は通常の建築パネルと同様でよい。施工時に、室内空間などの調湿機能を果たすべき環境に露出する側に透湿性を有する表装材層および調湿材収容体を配置し、調湿材収容体の背面に断熱材層が配置されるようにする。
【0036】なお、建築パネルの施工後に、表装材層の表面に壁紙を貼ったり、塗装仕上げを施すこともできる。この場合、壁紙や塗料には、透湿性のあるものを用いる必要がある。
【0037】
【発明の実施形態】図1に示す建築パネルPは、全体が矩形の板状をなし、断熱材層10と表装材層20、30と調湿材収容体40とを備えている。断熱材層10は、ロックウールを集積しボード状に成形したものである。表装材層20は、建築物の外壁を構成する外装材であり、セラミック板で構成されている。表装材層30は、建築物の室内側の壁面を構成する内装材であり、石膏ボードで構成されている。断熱材層10と両側の表装材層20、30は、接着剤によって一体接合されている。
【0038】調湿材収容体40は、多数の小さな収容室44が面方向に連設されており、各収容室44には、珪藻土の粉体などからなる調湿材42が収容されている。図1(b) に詳しく示すように、調湿材収容体40は、2枚の透湿性合成樹脂フィルム45a、45bを用い、凹凸が形成されたフィルム45aと平坦なフィルム45bとを一定間隔毎に熱接着43することで、多数の小さな収容室44を構成している。フィルム45a、45bを熱接着する前に、各収容室44に調湿材42を収容している。その結果、各収容室44毎に一定量の調湿材42が封入されることになる。
【0039】調湿材収容体40は、断熱材層10の内部に埋め込まれており、調湿材収容体40の表面は、表装材層30の背面に密着して配置されている。上記のような構造の建築パネルPは、表装材層30および調湿材収容体40側の面が室内側に配置されるようにして施工される。室内空間で湿気が発生すると、表装材層30を通過して調湿材収容体40の調湿材42に湿気が到達して調湿材42に湿気が吸収保持される。その結果、室内空間が過剰に高湿になることが防止できる。その後、室内環境が乾燥してくると、調湿材42に吸収保持されていた水分が放出されるので、室内空間が過剰に乾燥することが防止できる。すなわち、調湿材42によって室内環境を一定の湿度範囲に維持する調湿機能が良好に発揮されることになる。
【0040】調湿材42は、透湿性を有する表装材層30の直ぐ背面に存在しているため、室内空間との間における湿気の流通が効率的に行われる。断熱材層10の断熱材料によって湿気の流通が阻害されることはない。調湿材収容体40の内部で調湿材42は粉粒状態のままで存在しているので、調湿材42の表面積全体で効率的に吸放湿を行うことができる。また、調湿材42の粒子同士の間でも自由に湿気が流通するので、一部個所の調湿材42だけが吸湿飽和したりする問題が発生せず、収容室44内の調湿材42の全容量が均等かつ効率的に調湿機能を果たすことができる。その結果、建築パネルPの全体における調湿機能が格段に向上する。
【0041】
【発明の効果】本発明の建築パネルは、前記した断熱材層と表装材層に加えて調湿材収容体を備えていることで、良好な断熱機能および調湿機能を発揮することができる。特に、調湿材収容体の各収容室に収容された調湿材が、透湿性を有する表装材層を介して外部環境との間で効率的に湿気の吸収または放出を行えるので、断熱材層や表装材層に調湿材を配合しておくのに比べて、はるかに高い調湿機能を発揮することができる。しかも、断熱材層および表装材層とは別に調湿材収容体を準備しておけばよいので、断熱材層または表装材層に調湿材を配合しておくことによって断熱材層や表装材層の機能を損なうことも防げる。




 

 


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