(57)【要約】【課題】スペーサーや桟を使用せず、また樹脂の含浸硬化のみだけに頼らないで、厚さ方向の圧縮強度を安価に補強できる無機繊維断熱材を提供する。【解決手段】無機繊維を熱硬化性結合剤によって密度が３２〜２５０ｋｇ／ｍ３となるように整形したボード状の無機繊維成形体であって、該無機繊維成形体の全面または一部に、無機繊維成形体の厚さの８０〜１３０％に相当する高さを有する支柱がボード面と垂直に刺挿されており、無機繊維成形体の厚さ方向の圧縮強度が補強されていることを特徴とする無機繊維断熱材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維を熱硬化性結合剤によって結合して密度が３２〜２５０ｋｇ／ｍ３となるように成形したボード状の無機繊維成形体からなり、該無機繊維成形体の全面または一部に、無機繊維成形体の厚さの８０〜１３０％に相当する高さを有する支柱がボード面と垂直に刺挿されており、無機繊維成形体の厚さ方向の圧縮強度が補強されていることを特徴とする建材用無機繊維断熱材。
【請求項２】
前記支柱は無機繊維成形体に刺挿できる脚状、円錐状、柱状、釘状または先細の板状をなしており、かつ尖頭でない端部を有している請求項１に記載の建材用無機繊維断熱材。
【請求項３】
前記支柱は無機繊維成形体に刺挿できる円筒状、楕円筒状または多角形筒状などの筒状体をなしている請求項１に記載の建材用無機繊維断熱材。
【請求項４】
前記筒状体の最大径が１０〜１５０ｍｍである請求項３に記載の建材用無機繊維断熱材。
【請求項５】
前記筒状体の肉厚が、筒状体の最大径の２〜７％である請求項３または４に記載の建材用無機繊維断熱材。
【請求項６】
前記筒状体の一方の端部が有底である請求項３〜５のいずれかに記載の建材用無機繊維断熱材。
【請求項７】
前記筒状体が円筒である請求項３〜６のいずれかに記載の建材用無機繊維断熱材。
【請求項８】
前記支柱の端部が平担状をなしており、かつ該平坦状部の面積が１ｍｍ２以上である請求項１〜７のいずれかに記載の建材用無機繊維断熱材。
【請求項９】
前記支柱の材質が樹脂製である請求項１〜８のいずれかに記載の建材用無機繊維断熱材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの無機繊維断熱材と他の建材用構造材とをパネル化してなる建材用断熱パネル。
【請求項１１】
外壁材の背面側にボード状の無機繊維成形体からなる無機繊維断熱材が胴縁を介してまたは介さずに設けられており、該無機繊維断熱材の全面または一部に、無機繊維断熱材の厚さに相当する高さの支柱がボード面と垂直に刺挿されており、外壁板の背面側が無機繊維断熱材の支柱を設けた部位によって実質的に受け支えられていることを特徴とする外壁断熱構造。
【請求項１２】
床板の背面側に無機繊維成形体からなる無機繊維断熱材が設けられており、該無機繊維断熱材の全面または一部に、無機繊維断熱材の厚さに相当する高さの支柱がボード面と垂直に刺挿されており、床板の背面側が無機繊維断熱材の支柱を設けた部位によって受け支えられていることを特徴とする床断熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建材用無機繊維断熱材、特に外装材の背面側に設けられる外断熱用の建材用無機繊維断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、住宅などの建築物の外断熱用の断熱材としては、通常、発泡プラスチック断熱材や無機繊維断熱材が使用される。これら断熱材を用いて例えば外壁の断熱を行う場合には、外壁材などの外装材の背面側を該断熱材で受け支える。このため、該断熱材には所望の剛性が求められており、無機繊維断熱材にあっては無機繊維を熱硬化性結合剤で結合して３２ｋｇ／ｍ３以上の密度にしている。
【０００３】
しかし、この無機繊維断熱材は、一般に圧縮強度が弱く外装材を安定して受け支えできないために、特に圧縮強度が必要な部位には、高圧縮強度を有する発泡プラスチックが使用されることが多い。高圧縮強度を有する発泡プラスチックは、外壁材を背面側から安定して受け支えることができ施工を容易にできる利点を有しているが、不燃性でない、ノンフロン・ＣＯ２などの環境問題がある、および透湿抵抗が高く断熱材の室内側で結露しやすいなどの問題を有しているため、これらの問題がない無機繊維断熱材の使用が要求される。
【０００４】
しかし、無機繊維断熱材は前記したように圧縮強度が不足しているために、該断熱材を建物の構造体に取り付ける場合、あるいは外壁材の背面側を該断熱材で受け支える場合に、厚さ方向から押圧される部分の断熱材が圧縮変形し、断熱材の厚さを均一に保持することが困難になる。このため、外壁材を平らに安定して受け支えすることができなくなるおそれがある。
【０００５】
このような無機繊維断熱材の圧縮強度不足を補う手段として、最も一般的に実施されている方法は、例えば特許文献１に示されるようにスペーサーや桟など高い強度を有する断熱材以外の部材と組み合わせて用いる方法である。しかし、この方法はスペーサーや桟が熱橋となり断熱効果が低下するばかりでなく、施工の負担が増すという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２には、繊維断熱材の圧縮強度不足を補う他の手段として、繊維断熱材の外装材を受ける部分に樹脂を含浸させて硬化し、その他の部分は樹脂の含浸されていない繊維系部分で形成し、樹脂の含浸硬化により圧縮強度が大きくなった部分で外装材を受け支えする方法が記載されている。しかし、この方法で所望の圧縮強度を得るには、繊維の内部まで樹脂を充分に含浸させなければならないために、樹脂の使用量が増大し、高コスト化を招くという問題があった。さらに、樹脂の部分的な含浸により、製造工程が煩雑になるという問題もあった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２７９８４０号公報
【特許文献２】特開２００３−２９３４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、スペーサーや桟を使用せず、また樹脂の含浸硬化のみだけに頼らないで、無機繊維成形体の厚さ方向の圧縮強度を安価に補強できる無機繊維断熱材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、上記課題を解決するために、無機繊維断熱材の厚さ方向における圧縮強度の補強方法について鋭意検討した結果、無機繊維断熱材を形成するボード状の無機繊維成形体に無機繊維成形体の厚さにほぼ見合った高さを有する支柱をボード面と垂直に刺挿し、外装板を実質的にこの支柱で受けることにより、無機繊維成形体の圧縮強度が充分に補強できることを見出し、本発明に至ったものである。すなわち、本発明は以下の無機繊維断熱材、無機繊維断熱パネルおよび断熱構造によって、上記課題を解決できる。
（１）  無機繊維を熱硬化性結合剤によって結合して密度が３２〜２５０ｋｇ／ｍ３となるように成形したボード状の無機繊維成形体からなり、該無機繊維成形体の全面または一部に、無機繊維成形体の厚さの８０〜１３０％に相当する高さを有する支柱がボード面と垂直に刺挿されており、無機繊維成形体の厚さ方向の圧縮強度が補強されていることを特徴とする建材用無機繊維断熱材。
（２）  前記支柱は無機繊維成形体に刺挿できる脚状、円錐状、柱状、釘状または先細の板状をなしており、かつ尖頭でない端部を有している上記１の建材用無機繊維断熱材。
（３）  前記支柱は無機繊維成形体に刺挿できる円筒状、楕円筒状または多角形筒状などの筒状体をなしている請求項１に記載の建材用無機繊維断熱材。
（４）  前記筒状体の最大径が１０〜１５０ｍｍである上記（３）の建材用無機繊維断熱材。
（５）  前記筒状体の肉厚が、筒状体の最大径の２〜７％である上記（３）または（４）の建材用無機繊維断熱材。
（６）  前記筒状体の一方の端部が有底である上記（３）〜（５）のいずれかの建材用無機繊維断熱材。
（７）  前記筒状体が円筒である上記（３）〜（６）のいずれかの建材用無機繊維断熱材。
（８）  前記支柱の端部が平担状をなしており、かつ該平坦状部の面積が１ｍｍ２以上である上記（１）〜（７）のいずれかの建材用無機繊維断熱材。
（９）  前記支柱の材質が樹脂製である上記（１）〜（８）のいずれかの建材用無機繊維断熱材。
（１０）  上記（１）〜（９）のいずれかの無機繊維断熱材と他の建材用構造材とをパネル化してなる建材用断熱パネル。
（１１）  外壁材の背面側にボード状の無機繊維成形体からなる無機繊維断熱材が胴縁を介してまたは介さずに設けられており、該無機繊維断熱材の全面または一部に、無機繊維断熱材の厚さに相当する高さの支柱がボード面と垂直に刺挿されており、外壁板の背面側が無機繊維断熱材の支柱を設けた部位によって実質的に受け支えられていることを特徴とする外壁断熱構造。
（１２）  床板の背面側に無機繊維成形体からなる無機繊維断熱材が設けられており、該無機繊維断熱材の全面または一部に、無機繊維断熱材の厚さに相当する高さの支柱がボード面と垂直に刺挿されており、床板の背面側が無機繊維断熱材の支柱を設けた部位によって受け支えられていることを特徴とする床断熱構造。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、無機繊維断熱材を形成するボード状の無機繊維成形体に、その厚さにほぼ見合った高さの支柱をボード面と垂直に刺挿し、外装板を該支柱を刺挿した部位で実質的に受けるようにすると、無機繊維成形体の厚さ方向の圧縮強度が支柱によって補強されるので、外装板をその背面側から安定して受け支えできる。そして、この補強方法を無機繊維成形体の外装板を受け支えする部位だけに適用することによって、無機繊維成形体の圧縮強度を効率よく補強し、無機繊維断熱材の目標圧縮強度を満たすことができる。これにより、外装板を受け支えるのに必要な厚さ方向の圧縮強度を有し、かつ不燃性で環境的にも優れている無機繊維断熱材を低コストで得ることができる。
【００１１】
また、従来、無機繊維断熱材の圧縮強度不足のためスペーサーや桟などを用いていた箇所に、本発明の無機繊維断熱材を用いることにより断熱構造体の工数を減らすことができるので、施工が簡略化し安価に施工できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明における無機繊維断熱材は、無機繊維を熱硬化性結合剤（以下、単に結合剤ということもある。）で結合してなる所定の密度を持ったボード状の無機繊維成形体によって形成される。前記無機繊維としては、建材用の断熱材として長年の実績と優れた特性を有し、また量産により低コストで製造できるガラス短繊維（カラスウール）が最も一般的に使用されるが、これに限定されない。例えば、ロックウール、高炉スラグウールも無機繊維として使用できる。前記無機繊維成形体は、例えば無機繊維の製造工程またはその後において、無機繊維に所定量の熱硬化性結合剤を含浸してマット状の無機繊維を形成し、該マット状の無機繊維を一定の厚さに押圧しながら前記結合剤を硬化させて無機繊維同士を結合することにより、所定の密度とある程度の剛性を持ったボード状の断熱材を作製し、該断熱材を必要に応じ切断して得ることができる。なお、上記結合剤としては、有機系や無機系の結合剤が使用でき、中でも有機系結合剤であるフェノール樹脂が難燃性や結合剤としての特性などの点で優れている。
【００１３】
本発明において無機繊維成形体の密度は３２〜２５０ｋｇ／ｍ３であり、好ましくは８０〜２００ｋｇ／ｍ３、より好ましくは１２０〜１８０ｋｇ／ｍ３である。無機繊維成形体の密度は、無機繊維の重さのほかに結合剤の含浸量やマットの圧縮度などにより変えることができ、含浸量が多くなるほどおよび圧縮度が強くなるほど増大する。この密度が３２ｋｇ／ｍ３未満であると、無機繊維成形体の剛性が小さくなるために、無機繊維成形体に刺挿された支柱を安定して支持するのが困難になり、また所望の断熱効果が得られなくなるおそれがある。また、密度が２５０ｋｇ／ｍ３より大きくなると、前記したように結合剤の含浸量が増加するために、結合剤の結合力が増強されることによって大きな剛性が発生し所望の圧縮強度が得られるので、本発明の補強方法の必要がなくなる。さらに、熱硬化性結合剤の含浸量の増加により、結合剤コストが高くなるとともに無機繊維断熱材が重くなるという問題が生じる。
【００１４】
また、通常は無機繊維成形体の全体を均一な密度に形成するが、無機繊維成形体の密度は必ずしも全体が均一である必要はなく、例えば厚さ方向の圧縮強度を補強したい部位の結合剤の含浸量を、その他の部分の含浸量より多くし、当該部位の密度をその他の部分の密度より大きくしてもよい。このように密度分布を有する場合の無機繊維成形体の密度は、前記圧縮強度を補強したい部位における密度を指す。
【００１５】
本発明は、前記したボード状の無機繊維成形体の全面または一部に、無機繊維成形体の厚さの８０〜１３０％に相当する高さを有する支柱をボード面と垂直にすなわち実質的に垂直に刺挿し、該支柱によって無機繊維成形体すなわち無機繊維断熱材の厚さ方向の圧縮強度を補強することを特徴としている。密度が３２〜２５０ｋｇ／ｍ３の無機繊維断熱材では、外装板を受け支えるとき、または住宅の構造体に取り付けるとき、ボード面に垂直な押圧力（以下、単に押圧力ということもある）が作用した部位の無機繊維成形体が、圧縮強度不足のために圧縮し所定の厚さを保持できなくなる。そこで、前記押圧力が作用する無機繊維成形体の部位に支柱を刺挿し、該支柱の先端を例えば住宅の構造体に当接させて前記押圧力を実質的に該支柱で受けるようにし、該部位の無機繊維成形体が支柱の高さの厚さを保持し、外装板を安定してしっかり受け支えするものである。
【００１６】
本発明において、上記支柱は種々の形体のものを使用でき限定されない。図４および図５はその代表例であり、図４は単純形状を有する主な支柱で各支柱の下端が無機繊維成形体に刺挿する際の先端である。図４の（ａ）は円錐状の支柱で、図面では中空になっているが中実であってもよい。（ｂ）は刺挿しやすいように柱状の脚部に扁平の頭部を設けた釘状の支柱、（ｃ）は先細になっている板状の支柱、（ｄ）は柱状の支柱であり、図面では中実となっているが、中空であってもよい。また、（ｅ）は２脚状の支柱であるが、３脚状または４脚状であってもよく、脚数が多くなるほど無機繊維成形体に刺挿されたときボード面に垂直に安定して保持できる。
【００１７】
一方、図５に例示する支柱は釘状支柱の一種で、円盤状頭部と該円盤状頭部の下部に形成された十字状脚部とからなっている。すなわち、（ｆ）の支柱は円盤状頭部１８の下部に、先端に向かって傾斜している先細の十字状脚部１９を形成したもので、該十字状脚部１９の下端は十字形の平らな端面２７を有している。また、（ｇ）の支柱は円盤状頭部１８の下部に、該円盤状頭部の径より小さい寸法の十字状脚部１９’を形成してなり、その下端は刺挿しやすくするために好ましくは中心部が突出する端面を有している。これら支柱（ｆ）、（ｇ）はいずれも広い面積の円盤状頭部１８を有しているため、無機繊維成形体への刺挿が容易であり、さらに刺挿された支柱を十字状脚部１９、１９’によって無機繊維成形体中に安定して保持できる。図４の支柱に比べると若干コスト高となるが、これらの点で優れている。
【００１８】
該支柱は、無機繊維成形体の厚さ方向の圧縮強度を補強できる強度が得られれば、軽量で無機繊維成形体に刺挿しやすい形状のものが好ましい。また該支柱の端部は尖頭でないのが好ましい。支柱の端部が尖鋭になっていると、押圧力の負荷により端部が構造体等に突き刺さるために、支柱の有効高さが減じ支柱としての機能が充分に果たせなくなる、無機繊維断熱材の取り扱い時や施工時に、無機繊維成形体のボード面から突出した端部が色々なものに引っかかって支柱が傾きやすくなる、または刺挿時にボード面に対し垂直に荷重がかかり難くなるなどの問題が生じるので好ましくない。そのため、支柱の端部は必ずしも厳格に平坦な端面になっていなくてもよいが、平担または平担に近い形状（以下、平担状とする）になっているのが好ましい。具体的には支柱の端部は、面積が１ｍｍ２以上、より好ましくは２ｍｍ２以上の平担状の端面であるのが好ましい。頭部側と先端側の端面とでは、刺挿しやすいように通常先端側の方が小さい面積を有するのが好ましい。このように端面の面積が異なる支柱では、前記面積は端面のうちの小さい方を指す。また、端部以外の部分の断面積は、支柱の材質や形体によって限定されないが、所定の強度と剛性を得るため一定以上の断面積を持っていることが望ましい。
【００１９】
さらに、本発明の支柱としては、上記した柱状支柱の他の実施形態として円筒状、楕円筒状または多角形筒状などの筒状体が好ましく使用できる。図６は、かかる筒状支柱の代表例である円筒状支柱２８を示す。この円筒状支柱２８は、横断面が円形の中空構造を有する筒状体で、該筒状体の頭部側と無機繊維成形体に刺挿する先端側の端面は実質的に平坦で同一形状（寸法）を有している。楕円筒状または多角形筒状の支柱も、横断面形状が異なるだけで、筒状支柱としての基本構造は上記円筒状支柱２８と同じである。これらの中で円筒状支柱２８は形状が単純で無機繊維成形体に刺挿しやすく、さらに支柱の端面で均一に受け支えしやすい点で優れている。なお、支柱の高さ寸法は前記した支柱と同様に無機繊維成形体の厚さに対応して決められるが、無機繊維成形体の厚さが大きい場合には、支柱を高さ方向に二分割し、無機繊維成形体の表裏面から対向して刺挿してもよい。
【００２０】
このような筒状支柱は中空構造を有しているため、開口している先端を適度の剛性を有している無機繊維成形体に刺挿すると、無機繊維成形体は支柱の先端部によってせん断され、せん断された無機繊維成形体は支柱の中空部に装入される。これにより筒状支柱では、径（最大径）を筒状でない中実の支柱より大きくしても比較的容易に無機繊維成形体に刺挿できる。したがって、筒状支柱は径（最大径）の大きい支柱に適している。
【００２１】
上記筒状支柱の最大径としては、１０〜１５０ｍｍが好ましく、より好ましくは２０〜７０ｍｍである。ここで、筒状支柱の最大径はいずれも支柱の外径で、支柱が円筒状のときは直径、楕円筒状のときは長軸径を指し、また多角形筒状の支柱にあっては、横断面における対角径または高さ（頂点と対辺との間の高さ）の最大のものとする。最大径が１０ｍｍ未満であると、支柱を受け支える例えば柱や胴縁等の構造部材が支柱より柔らかい場合には支柱が構造部材に食い込み易くなり、目的とする補強効果が得にくくなるだけでなく構造部材を傷つける場合がある。支柱による上記補強効果を高めかつ構造部材の傷つきを防止するために、無機繊維成形体の単位面積当たりの支柱数を増やすことが考えられるが、支柱数が増加すると支柱を備えた建材用無機繊維断熱材の生産性が劣るため好ましくない。一方、最大径が１５０ｍｍを超えると支柱の寸法が構造部材の寸法より過大となり、支柱の端部全体を構造部材で受け支えることができなくなるため、大きさに見合った補強効果の増大を見込めなくなる。
【００２２】
また、本発明において典型的な筒状支柱は、図６のように筒状体の両端面が開口している無底のものであるが、該筒状支柱はその片端面または両端面に底面を設けた有底のものであってもよい。図７は図６の円筒状支柱２８の片端面に底面２９を設けた有底の円筒状支柱を例示したものである。無底または有底のいずれの筒状支柱であっても十分な補強効果は得られるが、無底の筒状支柱および頭部側のみに底面を設けた有底の筒状支持体は、無機繊維成形体に刺挿したとき前記したように支柱中に断熱材が装入されるため、中実もしくは中空の円柱状支柱（図４（ｄ）参照）に比べて断熱性や防火性の点で優れている。また、有底の場合、有底となっている一方を前記構造部材より柔らかい材質にすることによって、構造部材への食い込みをより一層防止することができる。さらに、底面を設けることによって支柱が構造的に強化され、無機繊維成形体への挿入において支柱の変形を防止できる効果が得られると共に、底面が頭部側に設けられている場合は、無機繊維成形体への挿入が容易となることから、頭部が有底の筒状支柱が好ましく、特に図７に示すような円筒状支柱が最も好ましい。
【００２３】
上記筒状支柱において、筒状体の肉厚はその最大径の２〜７％、より好ましくは２．５〜５％となるように設定するのが好ましい。肉厚がこの範囲であれば、所望の補強効果が得られると共に、無機繊維成形体への刺挿が容易となるため作業性が向上する。
【００２４】
支柱の材質としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、硬質合成ゴムなどの樹脂が軽量で低コストで成形加工しやすく、さらに長時間使用してもさびないなどの点で優れている。なかでも、ポリプロピレンとポリエチレンが、物性とコスト面で好ましい。しかし、支柱の材質はこれに限定されないで例えば金属製であってもよい。
【００２５】
本発明において、無機繊維成形体に刺挿する支柱の高さを無機繊維成形体の厚さの８０〜１３０％に限定するのは、荷重を受けたとき無機繊維成形体が必要に応じて無機繊維成形体の厚さの８０％になるまで縮減できるのを許容するためである。つまり、支柱の高さが無機繊維成形体の厚さに等しいとき、無機繊維成形体は荷重を受けても厚さを減少しないが、支柱の高さが無機繊維成形体の厚さの例えば８０％のときは、無機繊維成形体自体の圧縮強度を超える荷重が作用すると、荷重を受けた部位の無機繊維成形体はその厚さを当初の厚さの８０％になるまで圧縮し安定するが、それ以上は支柱がスペーサーの役割を果たすので減少しない。
【００２６】
この支柱の高さを無機繊維成形体の厚さに対しどの程度にするかは、前記支柱の高さが８０％以上で１３０％以下の場合である。その高さは無機繊維成形体の表面性状や密度、および支柱の形状などにより適宜決めることができる。例えば、使用する無機繊維成形体にその厚さに対して２０％以下の凹凸がある場合に、該凹凸の割合に合わせて支柱の高さを設定すれば、無機繊維成形体を押圧した際に無機繊維成形体の面が平滑で、しかも押圧された無機繊維成形体の厚さに対し支柱が実質的に１００％の高さとなる。したがって、このような場合には無機繊維成形体の凹凸の大きさや程度に合わせて決めるのが好ましい。
【００２７】
また、支柱の高さの上限を１３０％としたのは、例えば支柱の形状が図４（ｂ）や図５（ｆ）、（ｇ）のような場合、キャップ部が無機繊維成形体の面上より突出しても支障しない場合があるためである。
【００２８】
また、本発明は上記支柱を無機繊維成形体の全面または一部に設ける。無機繊維成形体の圧縮強度を補強したい部位が予め限定されているときは、支柱を当該箇所だけに設けることができる。支柱を無機繊維成形体の一部に設けるとはこのような場合を意味する。これに対し、補強したい部位が決まっていないような場合、あるいは全体を補強したい場合には、無機繊維成形体の全面を支柱により補強し、補強された任意の部位で外装板を受け支えするのが推奨される。
【００２９】
支柱で無機繊維成形体を補強するときには、支柱をボード面と垂直に刺挿する。支柱がボード面に対し傾いて刺挿されると、高さ寸法の不揃いを招く。そして、このように傾いて刺挿された支柱は、荷重によってますます傾斜の程度が大きくなり、支柱の機能が得られなくなるおそれがある。特に柱状、釘状の支柱は、傾いて刺挿されるとこの傾向が大きい。また、支柱は無機繊維成形体の全面または一部に均一に分布させて設けるほかに、特に補強を強化したい部位に蜜に分布させることもできる。さらに、前記したように低密度の無機繊維成形体に熱硬化性結合剤の含浸量を部分的に変えて密度がその他の部分より大きい部位を形成し、該部位に支柱を設けることにより、無機繊維成形体の圧縮強度の補強を効率よくできる。
【００３０】
次に、本発明の好ましい実施態様を図面に従って具体的に説明するが、本発明は当該図面とその説明に限定されない。なお、理解をしやすくするため、同一の部材には同じ符号を付して説明する。
【００３１】
図１は外壁断熱構造の横断面図で、外装材の背面側における断熱（外断熱）を本発明に係る無機繊維断熱材１によって行っている。該無機繊維断熱材１は、図示するように外装材を受け支えする部位の厚さ方向の圧縮強度が支柱３によって補強されている。この外壁断熱構造において、２は外装材である例えばサイジングボードからなる外壁材であり、該外壁材２はその背面側を胴縁６を介して無機繊維断熱材１で受け支えられ鉄骨柱７に取り付けされる。このように外壁材２を胴縁６を介して無機繊維断熱材１で受け支えすることにより、無機繊維断熱材１と外壁材２との間に通気用空間部１３を設けることができる。このような外壁断熱構造は、無機繊維断熱材１を透過した湿気を該通気用空間部１３から外部に排出することができるので好ましい。しかし、無機繊維断熱材１と外壁材２との間に通気用空間部１３を設けないで、外壁材２を無機繊維断熱材１で直接受け支えてもよい。
【００３２】
図1の外壁断熱構造において、無機繊維断熱材１を除く部分は、従来から知られているまたは実施されているものと実質同一であるので詳述はしないが、概説すると次の通りである。すなわち、鉄骨柱７にパネルフレーム８を取り付けし、該パネルフレーム８にガラスウールのような断熱材４を組み込み、さらに鉄骨柱７とパネルフレーム８内に設けた間柱１０のそれぞれの室内側に内縦桟９を固定して設け、これらの内縦桟９に内壁板５（例えば石膏ボード）を取り付ける。そして、前記パネルフレーム８と間柱１０の室外側に、前記無機繊維断熱材１を当ててその外側から胴縁６を押し当て、この状態で胴縁６の外側からビス１１で締めて無機繊維断熱材１をパネルフレーム８と間柱１０に固定し、外断熱を構成している。なお、１２は鉄骨柱内に装填した断熱材である。
【００３３】
図２は、上記外壁断熱構造における無機繊維断熱材１、胴縁６および外壁板２の分解斜視図であり、図３は図２の無機繊維断熱材１のＡ−Ａ’における部分断面図を示す。本例の無機繊維断熱材１は、例えばガラス短繊維（ガラスウール）を熱硬化性結合剤で結合して成形したボード状の無機繊維成形体１２からなり、該無機繊維成形体１２は密度が３２〜２５０ｋｇ／ｍ３で、ある程度の剛性を有し、３本の胴縁６を介して外壁版２をその背面側から受け支えする。そして、前記無機繊維成形体１２の胴縁６を介して外壁版２を受け支えする部位、すなわち胴縁６が当接する両側部と中央部に、２脚状（ステープル）の支柱３が横向きで縦方向に一定の間隔をあけてボード面に垂直に刺挿されている。
【００３４】
本例では支柱３を前記のそれぞれの部位に縦一列で配列しているが、支柱３の刺挿の仕方は適宜決めることができる。例えば、無機繊維成形体１２の前記部位をもっと広幅に補強したいときには、例えば支柱３を縦二列に配列したり、あるいは千鳥状に配列する。また、支柱３の向きも縦向きまたはその他の向きにしてもよい。無機繊維成形体１２に刺挿された支柱３は、刺挿された部位の無機繊維成形体１２が有している密度や剛性と、支柱３の二股形状とによって、無機繊維成形体１２中において傾いたり、捩れたりすることなく安定した姿勢に保持される。なお、無機繊維成形体１２への支柱３の刺挿は、所定の大きさに切断された無機繊維成形体１２にその製造工程または別工程において行うことができる。
【００３５】
本例の支柱３の高さＬは、図３に示すように無機繊維成形体１２の厚さＨより、Ｈの８０〜１００％の範囲において短くなっている。しかし、支柱３の刺挿方向から胴縁６で押圧されると、無機繊維成形体１２が圧縮変形するために、支柱３の先端は無機繊維成形体１２の裏面に達しパネルフレーム８と間柱１０に突き当たりる（図１参照）。そして、先端がパネルフレーム８と間柱１０に突き当たった後は、胴縁６が無機繊維断熱材１を横方向から押圧しても、支柱３が胴縁６に対しストッパーとして働くので、無機繊維成形体１２はそれ以上収縮しなくなり、胴縁１２が当接している部位の無機繊維成形体１２の厚さは支柱３の高さＬとなる。これにより、胴縁６は鉄骨柱７に固定されたパネルケース８および間柱１０から支柱３の高さＬによって定まる位置に固定され、しかもこの位置が支柱３の前記ストッパー機能により不変であるので、外壁版２を背面側から安定して受け支える。このように支柱３の高さＬが無機繊維断熱材１の厚さＨより短くなっていると、通常の状態では支柱３の先端が無機繊維成形体１２中に埋没しその裏面から突出しないので、無機繊維断熱材１の取り扱い性もよい。
【００３６】
また、本例の無機繊維断熱材１は、上記したように単体の状態で外壁断熱構造の外断熱として他の構造材と組み合わせて施工するほかに、無機繊維断熱材１と外壁断熱構造を構成する他の構造材の少なくとも一部とを予め組み合わせてパネル化することもできる。例えば、図示はしないが無機繊維断熱材１とパネルフレーム８と胴縁６と外壁板２とをパネル化しておくと、該パネルを鉄骨柱７に取り付けすることにより施工できるので、作業が簡単となり便利である。
【００３７】
なお、図１には鉄骨柱の建物における外壁断熱構造を示したが、本発明に係る無機繊維断熱材による外断熱は木造建築に対しても同様に適用できる。すなわち、図８に例示するように柱２１および間柱１０の内側と外側にそれぞれ内装材（例えば石膏ボード）５および構造用合板２２を張り付けし、これらの間の空間部にガラスウールのような断熱材４を充填して一般的な断熱壁を形成し、さらに本発明に係わる無機繊維断熱材１を用いて外断熱を構成し外装材２が取り付けられる。具体的には、前記構造用合板２２の外側に無機繊維断熱材１と胴縁６を図示するように取り付け施工し、該胴縁６に外装材２を取り付けする。ことにより外装材２の裏面は胴縁６を介して該無機繊維断熱材１で受け支えられる。このとき、少なくとも胴縁６で押えられる部位の無機繊維断熱材１は、支柱３によって補強されているので、外装材２から荷重を受けても圧縮変形しない。これにより外装材２を安定して平坦に保持でき、しかも負担増なしに施工できる。
【００３８】
図９は、外壁断熱構造以外の断熱への応用例で、本発明に係る無機繊維断熱材を床の外断熱に適用した例である。すなわち、基礎２０に架設した大引１７に根太１６を装架し、そして、これら下地構造（１６、１７）の上に支柱３で補強された無機繊維断熱材１を敷設し、その上に床板１５を張り断熱床を形成する。上記無機繊維断熱材１の少なくとも下地構造（１６、１７）に面合する部位には、前記した無機繊維断熱材と同様に補強用の支柱３が刺挿されており、床板１５からの荷重のほとんどを無機繊維断熱材１に刺挿されている該支柱３で支えるようになっている。支柱３が設けられていない無機繊維成形体では充分な圧縮強度を持っていないために、前記荷重がかかると、荷重のかかった箇所の無機繊維成形体が圧縮変形し安定した床面を形成できないが、本発明の無機繊維断熱材１では厚さ方向の圧縮強度が支柱３で補強されているので、無機繊維断熱材１は床板１５から荷重を受けても圧縮変形を生ぜず、安定した平らな床面を形成できる。
【００３９】
さらに、本発明に係る無機繊維断熱材は、図１０に例示する浮き床の断熱材にも適用でき、断熱性と遮音（防音）性に優れた床を得ることができる。従来、湿式施工による代表的浮き床工法は、駆体上に断熱、遮音効果のある例えばガラスウールのような緩衝材を敷設し、その上に防水層として例えばポリエチレンシートを設け、該ポリエチレンシート上に補強用溶接金網で補強されたコンクリートの浮き床層を形成している。駆体上に緩衝層を介在させて浮き床層を形成するこの構成は、乾式施工においても同じである。このような浮き床構造において、上記緩衝材の圧縮強度が十分でないと、浮き床の床面の安定性が損なわれるおそれが生じる。
【００４０】
図１０の浮き床構造は、上記緩衝材として本発明の支柱で補強した無機繊維断熱材を用いるものである。すなわち、例えば円柱状の支柱３をボード面に対し垂直に一定の間隔（密度）で刺挿し補強した無機繊維断熱材１を、上記緩衝材として駆体２４の上に敷設し、その上に例えば０．１ｍｍ厚以上のポリエチレンシートを防水層２６として設けたのち、補強用溶接金網（図示せず）を浮き床層の中心に入るように設けて浮き床層２３を形成する。２５は立ち上げ用絶縁材料で、浮き床層２３が駆体２４に直に接触しないようにするために、駆体２４の壁面と浮き床層２３との間に設けられ、その浮き床層から上の部分は施工の際に浮き床層仕上げ面で切断される。なお、立ち上げ用絶縁材料２５としては、ガラスウールを用いることができる。
【００４１】
浮き床層２３の緩衝材として、支柱３で補強された無機繊維断熱材１を使用することで、該無機繊維断熱材１は浮き床層２３から荷重を受けても、該荷重を無機繊維断熱材１中の支柱３が実質的に支えるので圧縮変形しない。これは浮き床層２３から仮に偏った荷重を受けても同じである。これにより、浮き床層２３は裏面側から支柱３で均一に受け支えられるので、上下方向に変位したりあるいは傾斜することなく、床面を一定高さに平らに保持できる。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
密度が１６０ｋｇ／ｍ３、１８０ｋｇ／ｍ３、２００ｋｇ／ｍ３、２４０ｋｇ／ｍ３、厚さが１２ｍｍである４種類のグラスウールボード（旭ファイバー社製）から、一辺１００ｍｍ、厚さ１２ｍｍの直方体の試験片を、各グラスウールボードから１０個づつ切り出し、そのうちの５個の試験片に高さが１２ｍｍ、端面の面積が３ｍｍ２の円柱状の樹脂製ピン（支柱）４本を各試験片の面に垂直に刺挿し、厚さ方向の圧縮強度が樹脂製ピンで補強された試験片を作製した。４本の樹脂製ピンは、各試験片の中心（対角線の交点）と各コーナーとの中点（４箇所）に刺挿した。かくして、密度の異なる４種類のグラスウールボードについて、樹脂製ピンで補強した５個の試験片とピンで補強しない５個の試験片を用意した。
【００４３】
ついで、これらピンで補強された試験５個と、ピンで補強しない試験片５個の圧縮強度を、ＪＩＳ  Ｋ  ７２２０（硬質材料の圧縮試験）に準じてそれぞれ次に従って測定し算出した。その結果を表１に示す。なお、表１の圧縮強度は５個の試験片の圧縮強度の平均値である。
【００４４】
（圧縮強度の算出方法）
・試験速度  ：可動板の移動速度を１ｍｍ／分、チャート紙の速度を２０ｍｍ／分とする。
・規定変形量：２．０ｍｍを規定変形量とする。荷重が０の領域をチャート紙で５ｍｍ以上記録してから、規定変形量を超えるまでチャート紙に記録する。
・圧縮強度  ：チャート紙上で基準点からの変形量が所定量になった時の荷重を読み取り、下式により圧縮強度を求める（ゼロ変形点による基準点の補正は行わない）
σ＝Ｆ／Ｓ
σ：規定量変形時の圧縮強度（ｋＰａ）
Ｆ：規定量変形時の荷重（Ｎ）
Ｓ：試験片の断面積（ｍｍ２）
【００４５】
【表１】
2006161546.tif 000003
【００４６】
表１に示すように、ピンで補強しない試験片の圧縮強度は密度が大きくなるに従って増大し８０〜１９５ｋｇ／ｍ３であったが、該試験片の圧縮強度はピンにより補強され、その圧縮強度は１９６〜３００ｋｇ／ｍ３に改善された。なお、試験片に刺挿された各ピンは、圧縮強度の測定時において試験片中に安定して保持されていた。
【００４７】
（実施例２）
密度が１４０ｋｇ／ｍ３のグラスウールボード（旭ファイバー社製）を用いて次の方法により試験片を得た。
すなわち、上記の密度が１４０ｋｇ／ｍ３のグラスウールボードから、一辺１００ｍｍ、厚さ１２ｍｍの直方体の試験片を１５個切り出し、そのうちの５個の試験片には実施例１で使用した樹脂製ピンを、さらに５個の試験片には直径４０ｍｍ、肉厚が２ｍｍ、高さが１２ｍｍの中空で頭部が有底の樹脂製円筒状支柱を、各試験片の面にそれぞれ垂直に刺挿し、厚さ方向の圧縮強度が樹脂製ピンと円筒状支柱で補強された試験片を５個づつ作製した。上記樹脂製ピンは実施例１と同様に各試験片に４箇所刺挿し、円筒状支柱は各試験片の中心に１個刺挿した。残り５個の試験片は補強なしとした。
【００４８】
これらの各試験片について、規定変形量を１．０ｍｍとする以外は実施例１と同じ方法で圧縮強度を測定した。その結果を表２に示す。表２の圧縮強度は５個の試験片の平均値である。
【００４９】
【表２】
2006161546.tif 000004
【００５０】
表２に示すようにピンおよび円筒状支柱で補強した試験片の圧縮強度は、補強しない試験片に比べていずれも大きくなっていることが確認された。また、ピン補強と円筒状支柱補強とでは、後者は前者の約６倍の圧縮強度を有しており、円筒状支柱の方が補強効果において優れていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ボード状の無機繊維成形体に所定の高さの支柱をボード面と垂直に刺挿することにより厚さ方向の圧縮強度が補強された、不燃性で環境的にも優れている無機繊維断熱材を低コストで得ることができるので、建物の外断熱材として有効に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の好ましい実施形態である外壁断熱構造の横断面図である。
【図２】図１の無機繊維断熱材、胴縁、外壁材２の分解斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’部の断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）は主な支柱の斜視図である。
【図５】（ｆ）、（ｇ）は他の支柱の（イ）正面図、および（ロ）底面図である。
【図６】本発明の他の実施形態である円筒状支柱の斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態である有底の円筒状支柱の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態である外壁断熱構造の横断面図である。
【図９】本発明の実施形態である断熱床構造の縦断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態である断熱浮き床構造の部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１：無機繊維断熱材        ２：外壁材                ３：支柱
４：断熱材                ５：内壁材                ６：胴縁
７：鉄骨柱                ８：パネルフレーム        ９：内縦桟
１０：間柱                １１：ビス                １２：無機繊維成形体
１３：通気用空間部        １４：断熱材              １５：床板
１６：根太                １７：大引                １８：円盤状頭部
１９、１９’：十字状脚部  ２０：基礎                ２１：柱
２２：構造用合板          ２３：浮き床層            ２４：コンクリートスラブ
２５：立ち上げ用絶縁材    ２６：防水層              ２７：端面
２８：円筒状支柱          ２９：底面
【図１】
2006161546.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006161546.tif 000011
【図８】
2006161546.tif 000012
【図９】
2006161546.tif 000013
【図１０】
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