【手続補正書】
【提出日】平成17年3月2日(2005.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書【発明の名称】 吸音、吸放湿サンドイッチパネル【特許請求の範囲】【請求項1】 ハニカム形状の構造体の空間部に連通気泡フェノ-ルフォ-ムを充填した芯層材と、上記芯層材の両面に接着された面材とを備えたパネル材において、上記２種の面材のうち少なくとも１種は通気性面材であり、上記の通気性面材に対する接着剤は水分で反応、硬化する接着剤であり，かつ上記の通気性面材の通気空間を残して芯層材と通気性面材とを部分的に接着させている事を接着構造の特徴とする吸音あるいは吸放湿パネル。【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】  住環境において温湿調整が配慮された断熱及び騒音対策の重要性が今改めて見直しされている。木質及び昔の土壁構造の良さを目標とした構造である。最近の建築内装材・輸送機器内装材の多くは通気性のない材料が使用されており温湿調整は全て機械調整に依存されている。又使用している有機材料によるシックハウス問題もある。本発明は断熱性・吸音性・吸放湿性を持った発泡体を使用した新しいサンドイッチパネルに関するものである。また、この技術の応用範囲は建築・輸送機器の温湿調整及び防音領域の技術分野だけに止まらず省エネを含めた住環境対策分野の全範囲までが技術領域となる。【０００２】【従来の技術】  建築・輸送機器の内装分野では、表面材と芯層材とを接着によりサンドイッチ化するパネル構造が用いられている。ここで、表面材としては、反射特性を有する非通気性材、或いは多孔性面を有する通気性材が用いられ、その材料としては、金属、セラミックス、プラスチックあるいはそれらの組合材が使用されている。一方、芯層材としては強度・断熱・防音性能を実現する材料として、ハニカム材、スチレン・ウレタン等の合成樹脂系の発泡体、繊維系材などが使用されている。また、ハニカム材を選択する例では、セルは空間のままで使用されている。【０００３】 なお、従来の材料使用方法では、遮音(反射材による非通気)・吸音(多孔性材による通気)特性を使い分けた利用がされず、一般的に防音材で説明されている。ここで、遮音とは「パネルの表面材の表面において音を反射させ、音がパネルを透過しないようにする事」、吸音とは「パネル内の芯層材により音を吸収、減衰させる事」であり、本来は別の概念である。【０００４】 また、吸放湿特性の実現については、適切な構成材・構造の発明がなく未開拓の分野となっている。【０００５】 本発明の適用分野において、パネルに用いる芯層材に期待する機能としては、強度、断熱、吸音、吸放湿特性がある。【０００６】 上記の従来技術における具体的な例として、スチレン・ウレタン等の合成樹脂系発泡体材料を芯層材に使用する場合がある。この場合は、強度、断熱特性の他に遮音特性も実現されるが、吸音及び吸放湿特性は不十分である。【０００７】 多孔性の繊維系材料の芯層材を使用する場合は、断熱・吸音特性は実現されるが、芯層材に強度がないことに問題があり、現場施工における品質管理が難しい。さらに、吸放湿特性がないために、時間が経過すると結露した水分を含み、本来保有しているはずの断熱・吸音特性までも劣化する。また、水を含んだ結果、材料の重量増加で施工部にズレが発生し隙間ができ初期の性能が大幅に低下する問題も生じる。【０００８】 芯層材にハニカム材を使用する場合もあるが、ハニカム材質は紙が主体でセルは空間のままで使用されており、パネルとしての機械的強度の強化には効果があるものの、断熱、吸音・吸放湿特性は全く実現できない。【０００９】 一方、上記の芯層材を表面材と組み合わせてパネルとする場合に、パネル全体の機能は表面材の選択あるいは表面材と芯層材の結合形態にも依存する。従来の多くの表面材の選択や芯層材との結合例は気密による遮音・断熱特性を優先した構造になっている。従って、気密による結露及び乾燥環境の発生、結露からのカビ問題があり、その対策が問われている。すなわち、従来の面材及び芯層材の使い方の多くは、遮断、高気密構造となっており、吸音・吸放湿を意図した効果的な使い方がされていない。この結果、強度、断熱、吸音、吸放湿特性を兼ね備えたパネルは従来例として存在していない。【００１０】 なお、風土・環境に合う構造体を設計する場合、古来の土壁構造技術に学ぶ点が多くある。土壁構造は竹を編み土を塗った複合材で中に空気を残した調湿・防音・断熱材であり土による吸湿と温度調整効果もあり、分析すると多くの良さが発見できる材料構成にある．しかし材料及び工法・職人など時代の変わった現在はもう一度土壁工法の築造に戻すことは出来ない。【００１１】【発明が解決しようとする課題】 上記に示したように、いずれの従来技術においても、「強度、断熱、吸音、吸放湿特性」を兼ね備えたものはない。本発明の課題は、「強度、断熱、吸音、吸放湿特性」を兼ね備えたパネル材を提供する事にある。【００１２】【課題を解決するための手段】 上記の課題を達成するために、本発明においては、一定寸法形状に加工されたペーパー・金属・セラミックス・プラスチック材質よりなるハニカム形状の構造体の空間部に同一寸法形状に成形された連通気泡フェノ-ルフォ-ムを充填した芯層材と、上記芯層材の両面に接着された面材とを備えたパネル材において、上記２種の面材のうち１種は繊維質或いは面が多孔からなる通気性面材であり、上記の通気性面材に対する接着剤は水分で反応、硬化する接着剤であり、かつ上記の通気性面材の通気を妨げないように芯層材と通気性面材とは部分的に接着されている事を特徴とする吸音あるいは吸放湿パネルを提供するものである。【００１３】 すなわち、音及び湿気対策を備えた土壁構造に代える本発明構造は、音・湿気が入射する通気性材の面と，芯層材を挟んだ反対側の面の２面を有し、その２面の材料は金属・セラミックス・無機材・木質材等の材料からなり、通気性・非通気(反射)性、火災・防水・外観・法規制を材料の選択基準とする。【００１４】 土・藁・竹で構成された土壁部層に代わる芯層材には、連通気泡を有し、吸音・吸放湿力をより向上させるため気泡壁を多孔化させる界面活性剤が処方された、断熱・吸音・吸放湿・不燃特性を持ち、軽量で加工性の良い密度30kg/m3以下のフェノ-ルフォ-ムが充填されたハニカム材層を用いる。通気性面と反対側の面をサンドイッチにする芯層材との接合については，通気性面に線状或いは升目状などのように通気性を妨げない塗布方法で塗布できる性能・作業性に優れた接着剤を接着面に部分的に塗���する事により芯層材と接着する。入射反対側面材は面材の接着面に接着強度の出るエポキシ・ウレタン系接着剤を塗布し強固なサンドイッチ構造体とする。【００１５】【発明の実施の形態】 以下、本発明を実施例を用いて説明する。【００１６】【実施例】  図１は本発明の芯層材を示す図である。例えばセルサイズ12mm、厚み30mmの樹脂含浸ペーパ―材よりなるハニカム材構造体１の空間部に、同一寸法形状に成型された連通気泡フェノールフォーム２が充填されている。このような芯層材は、ハニカム材の鋭いセル端面を工具のように使用し、ハニカム材を素材となる例えば密度30kg/m3以下の連通気泡フェノ―ルフォ―ムに重ねて機械加圧で荷重をかける事により、連通気泡フェノール材がハニカム材と同一寸法形状に切断され、ハニカム材の空間部に充填されて実現出来る。ここで使用した連通気泡フェノールフォームは例えば密度23kg/m3で界面活性剤が処方され吸放湿性を改善した素材である。また、ハニカム材は、上述の樹脂含浸ペーパ―材のほかにも、アルミ・セラミックス・合成樹脂材などを用いる事ができる。【００１７】 ここで、フェノールフォームとは、フェノール樹脂を用いた発泡体である。一般に、合成樹脂系の発泡材には、個々の気泡が独立しているものと、多くの気泡がつながっているものとがあるが、後者の気泡を連通気泡と称する。連通気泡フェノールフォームは、気泡の壁にさらに微細孔があいているために、元来、断熱、吸音、吸放湿特性を有しているが、それ自体は脆く強度に欠け、単体ではパネル材として用いる事が困難であった。【００１８】 しかし、ハニカム材の空間部に連通気泡フェノールフォームを充填することにより、密度が30kg/m3以下と低く脆く強度のないフェノ―ルフォ―ムをハニカム材が包み、芯層材全体の強度を出す事が出来る。一方、ハニカム材単体を充填材を用いないままで使用する場合と比較すると、連通気泡フェノ―ルフォームの作用により、芯層材全体として優れた断熱、吸音、吸放湿特性を実現する。【００１９】  図２は湿度及び音の入射面に使用する通気性を有する面材と、その上に塗布される接着剤の塗布状況を示す図である。アルミ繊維を包んだアルミエキスパンドメタルよりなる面材３を芯層材と接着する面にシリコン系一液接着剤４を、通気性を遮断しないよう10〜100mm間隔の線状に塗布している。【００２０】 通気性のある面材としては、上述のアルミエキスパンドメタルのほかに、無機繊維材・多孔のアルミ・石膏・木質材等が用い得る。ここで、通気性を有する面材３の中で接着剤４が塗布されていない空気との接触が多くできる部分は、音、湿気を通過させる機能を有する。このような塗布形態は、接着後の通気性確保が目的であり、塗布条件は線状のほかにも升目状などでもよい。【００２１】 図３は本発明のパネルの全体構造を示す。図1で示した連通気泡フェノ―ルフォ―ム２が充填されたセルサイズ１２mmの樹脂含浸ぺ―パ―ハニカム材１よりなる芯層材は、図２で示したアルミエキスパンドメタル面材３と接着剤４により接着されている。【００２２】 ここで、上述のように、通気性を妨げない方法として部分接着が重要である。このための接着剤の部分塗布実施の一例は図２のアルミエキスパンドメタル板３に10〜100mm間隔の��囲で塗布するのが適切であるが、その中でも最適例として30mmを選択し、図２の４に示した水分と反応し硬化する一液性反応型のウレタン・シリコン系等接着剤からは最適例としてシリコン接着剤４を使用し芯層ハニカム材面と部分接着させる。【００２３】 面材の一部分に線状に塗布した一液性のシリコン系の樹脂接着剤４の硬化は、フェノ―ルフォ―ムの連通気泡中の滞留空気と入射側面材３の通気構造による空気対流による空気中の水分と接触反応させ硬化させることを接着の手段としている。【００２４】 水分と効果的に反応させる為の条件として、図２の通気性面材３の接着剤が塗布されていない部分による空気通気条件は重要な要素であり、又図１の通気性および吸放湿性のある連通気泡フェノ―ルフォ―ム２は湿気水分の保持及び吸放出働き材として水分硬化型の反応を補助させる適正な役目をする。【００２５】 すなわち、水分と反応して硬化する接着剤としては、周囲の水分を吸収し、反応し硬化する接着剤と、接着剤内の水分を放出して硬化する接着剤とがあるが、本実施例としては水分吸収型の接着剤を使用し、連通気泡フェノールフォームの吸放湿特性を活用している。【００２６】 なお、芯層材に充填されているフェノールフォーム材２の接着力が弱く、接着後の芯層材の接着部としては、芯層材の中で強度部材となっているハニカム材1の部分のみが面材3と接着されている場合もある。【００２７】 芯層材において通気性面材３の反対側反射面材としては、厚さ１mmのアルミ面材６を接着剤５を用いて芯層材に接着させる。面材６としてはリサイクル性及び軽量で加工性の良いアルミ板のほかに、鉄・セラミックス・無機材・木質材等から選ぶ事ができる。【００２８】 また、目的に応じて、通気性、非通気性のいずれを選ぶ事も可能である。接着にはウレタン・エポキシ系の中からエポキシ系2液接着剤、400g〜600g/m2の量をアルミ面材６に塗布し、ハニカム芯層材面と接着させる。接着面への塗布は、アルミ等金属に対しては図２の面材３及び図１の連通気泡フェノールフォーム材２が通気性である事から、金属の腐食防止に備え、アルミ面材６の接着全面に塗布し、全面で接着すると腐食保護層の役目をさせる事も出来る。この場合の面材６は非通気性面材となる。又アルミ面６へ全面塗布すると、反射機能材としてのアルミ板６を厚く補強し、アルミ板６の共振・共鳴を防止し、遮音に対しても効果がある。【００２９】 一方、図示はしてないが吸放湿特性のみを要求される場所、特に結露防止が要求される場合は、面材３と同様の通気性のある面材を入射反対側面の面材６として使用し、図１を芯層材としたパネルの両面で、内外の湿気を吸湿し、空気が乾燥した時フェノールフォームに吸収された水分を放出する構成もある。【００３０】 施工例から説明すると、面材６を壁側、面材３を室内側に配置し、施工面である壁(コンクリート、合板)の水分・湿気は面材６を介して、また室内の湿度は面材３を介して、それぞれ図1の芯層材が一時吸収し、室内が乾燥すると図１の芯層材が吸収した水分は図３の面材を通し放出される。この場合の面材６と芯層材との接着面への塗布は部分塗布となり、強度構造材になるハニカム材部分に対して面材６は部分的に接着される。【００３１】【発明の���果】 本発明においては、図３の構造のように、ハニカム形状の構造体の空間部に同一寸法形状に成形された連通気泡フェノ-ルフォ-ムを充填した芯層材と、上記芯層材の両面に接着された面材とを備えたパネル材を用い、上記２種の面材のうち少なくとも１種は通気性面材であり、上記の通気性面材に対する接着剤は水分で反応、硬化する接着剤であり，かつ上記の通気性面材と芯層材は部分的に接着されている構造とすることにより、通気性面材２の接着剤３が存在しない部分を介して入射した音あるいは湿気は、連通気泡フェノールフォーム２の内部にて吸収され、パネル全体として良好な断熱、吸音、吸放湿特性を有する。また、連通気泡フェノールフォーム２は、ハニカム構造体１および面材３、６によって機械的に維持され、強度のあるパネルとして安定に使用できる。【００３２】 ここで、吸音、吸放湿特性の一測定例を示す。これにより、本発明の効果が極めて大きい事が分かる。先ず、吸音効果については、市場で多く使用されている硬質ウレタンフォ―ムの両面にアルミ板を接着したサンドイッチパネルと比較し、垂直入射吸音率において周波数と吸音率結果を確認した所、本発明の実施例構造パネルは、市販の従来構造パネルの5〜８倍の吸音効果があることが確認された。 次の表１は、サンドイッチパネル〈厚み50mm〉の垂直入射吸音率比較表である。【表１】2004009726.tif 000001
【００３３】 次に、吸湿効果については、吸湿効果を高めるためフェノ―ルフォ―ムに界面活性剤が処方された実施例構造のパネルを温度18℃、湿度80%の雰囲気に５時間放置すると吸湿効果によりパネルが面積当たり3〜4%重量で増え、その後に温度15℃湿度30〜40%の雰囲気に４８時間放置したら前の重量にもどり吸湿の呼吸効果が証明された。【００３４】【図面の簡単な説明】【図1】ペーパ―ハニカムのセル空間にハニカム材と同寸法形状の連通気泡フェノ―ルフォ―ムが充填された芯層材の断面図である。【図2】音及び湿気の入射面に使用する通気性のあるアルミエキスパンドメタル板に一定間隔を保ち通気性を遮断しないよう一液性のシリコン系接着剤を塗布した通気性面材断面図である。【図3】図１の芯層材に対して、音・湿気入射反対面には接着面の全面にエポキシ系の二液性接着剤を塗布したアルミ板面材を接着させ、音・湿気入射面には図2の通気性面材を部分的に接着させたサンドイッチ構造パネルの断面図である。【００３５】【符号の説明】  １  セルサイズ12mmの樹脂含浸ペーパーハニカム材  ２  ハニカム材に充填された連通気泡フェノールフォーム充填材  ３  音・湿気入射側に使用した通気性のあるアルミエキスパンドメタル面材  ４  一定間隔の線状に塗布した水分硬化型の一液性シリコン系接着剤  ５  入射反対側面材の接着面の全面に塗布した二液性エポキシ系接着剤  ６  音・湿気入射反対面に使用したアルミ板面材