(57)【要約】      （修正有）【課題】断熱性、電磁シールド性およびリサイクル性に優れ、且つ塗布性がある建材を提供する。【解決手段】断熱原材と導電性骨材とを、導電性骨材が全重量の１０〜３５％になるように十分に攪拌混合して製造される。上記断熱原材は、アルミノ珪酸ソーダガラスと、顔料と、アクリルシリコン系の樹脂と、分散剤と、粘着剤とを含んでなる。上記導電性骨材は、産業廃棄物から形成される鉄粉を含まない。また、上記導電性骨材は、体積固有抵抗値が１０4 Ω・ｃｍ未満、含水率が２０％以下で粒径が１ｍｍ以下の粉体からなる。【選択図】図１
0003169917.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
矩形の薄板状をしており、断熱材を用いて形成されており、
前記断熱材は、
アルミノ珪酸ソーダガラスと、顔料と、樹脂と、分散剤と、粘着剤とを含んでなる断熱原材と、産業廃棄物から形成される鉄粉を含まない導電性骨材とを混合して構成され、
前記断熱原材は、前記アルミノ珪酸ソーダガラスが、中空ビーズ構造であると共に粒径が１０〜５０μｍであり、かつその含有量が該断熱材の全重量の１０〜２０重量％であり、
前記導電性骨材は、体積固有抵抗値が１０4 Ω・ｃｍ未満、含水率が２０％以下で粒径が１ｍｍ以下の粉体からなり、
前記導電性骨材が全重量の１０〜３５％である
ことを特徴とする建材。
【請求項２】
前記顔料は、二酸化チタンであることを特徴とする前記請求項１に記載の建材。
【請求項３】
前記樹脂が、アクリルシリコン系の樹脂であることを特徴とする前記請求項１または請求項２に記載の建材。
【請求項４】
前記断熱材を絶縁材で挟み込んで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、建物の外壁面、室内の内壁面等に断熱層を形成する用途に使用される建材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建物の外壁面、室内の内壁面等に断熱層等に用いられる断熱材は、ＪＩＳ規格として熱伝導率が０．１３より小さいことが条件となっており、これを満足するものが種々知られている。これらについては、ブロック形状になっているため、建物の外壁面、室内の壁面等に形成するのは困難であり、特に入り組んだ凹凸状の面に断熱材の層を設けることは困難であった。これに対して、壁面等に塗布の可能な断熱材であれば望ましい。
【０００３】
また、最近の生産工場やインテリジェントビルは、作業環境の温度、湿度の管理に力を入れている所が多くなり、アメニティー空間の実現が重要なテーマとなっている。とりわけ、湿度環境に関しては、静電気発生と密接な関係があり、生産工場においては、生産性、品質の向上のみならず、安全対策面でも極めて重要な因子となっている。また、一般コマーシャルビルに於ても、各種のコンピューターや電子機器、計器類が、静電気を含めた放電等の、電磁波ノイズや不要電流等が原因となり、各種の誤作動を起す障害が生じている。この様な静電気や電磁波環境に対し、建造物の十分な帯電防止施設や、シールドを行うための複雑な設計と施工が必要とされ、この為のコスト高が大きな問題となっている。
【０００４】
さらに、メッキ工場や軽金属表面処理事業所から排出される廃液などは、多種多様の有用な金属成分を含んでいるにも拘らず、これらの廃液を処理して生成するスラッジは埋め立てに処分されるか若しくは海洋投棄などで処分されていることが多い。また、この廃液処理に際しては、廃液の脱水、乾燥処理のみならず、焼成やコンクリート固化処理などを行って金属の溶出を抑えるための安定化処理が要求される場合もあり、廃液処理に多大な費用が掛ることから廃液中の金属成分の有効利用が求められているが、これらの廃液中の金属成分が安価かつ製造容易に建材用の原材料として有効に利用されていないのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５-２６８５２０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、断熱性、電磁シールド性およびリサイクル性に優れ、且つ塗布性がある断熱材は無かった。近年、リフォームの需用が高まり、既存の建材に塗布するだけで、断熱性および電磁シールド性を高めることができる断熱材のニーズが高まっている。さらに、環境への配慮の要求が高まり、リサイクル性へのニーズも高まっている。
さらには、断熱材に発熱機能を付与したいという要請がある。
【０００７】
本考案はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、断熱性、電磁シールド性およびリサイクル性に優れ、且つ塗布性がある建材を提供することにある。
本考案は、発熱体としての機能する建材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案の断熱材は、上述した従来技術の問題を解決し、上述した目的を達成するために、矩形の薄板状をしており、断熱材を用いて形成されており、前記断熱材は、アルミノ珪酸ソーダガラスと、顔料と、樹脂と、分散剤と、粘着剤とを含んでなる断熱原材と、産業廃棄物から形成される鉄粉を含まない導電性骨材とを混合して構成され、前記断熱原材は、前記アルミノ珪酸ソーダガラスが、中空ビーズ構造であると共に粒径が１０〜５０μｍであり、かつその含有量が該断熱材の全重量の１０〜２０重量％であり、前記導電性骨材は、体積固有抵抗値が１０4 Ω・ｃｍ未満、含水率が２０％以下で粒径が１ｍｍ以下の粉体からなり、前記導電性骨材が全重量の１０〜３５％である。
【０００９】
好適には、 前記顔料は、二酸化チタンであることを特徴とする。
【００１０】
好適には、前記樹脂が、アクリルシリコン系の樹脂であることを特徴とする。
【００１１】
好適には、前記断熱材を絶縁材で挟み込んで構成されることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、断熱性、電磁シールド性およびリサイクル性に優れ、且つ塗布性がある断熱材および建材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本考案の実施形態の建材を説明するための図である。
【図２】図２は、本考案の実施形態の断熱材の実験態様を説明するための図である。
【図３】図３は、本考案の断熱材の応用形態を説明するための図である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本考案の実施形態の建材を説明するための図である。
図１に示すように、本実施形態の建材１は、例えば、矩形の薄板状をしており、以下に示す断熱材を加工して構成されている。
本考案の断熱材は、後述する断熱原材と導電性骨材とを、導電性骨材が全重量の１０〜３５％になるように十分に攪拌混合して製造される。このとき、必要に応じて水を加えて混合を行う。
上記断熱原材は、アルミノ珪酸ソーダガラスと、顔料と、樹脂と、分散剤と、粘着剤とを含んでなる。上記断熱原材は、前記アルミノ珪酸ソーダガラスが、中空ビーズ構造であると共に粒径が１０〜５０μｍであり、かつその含有量が該断熱原材の全重量の１０〜２０重量％である。
【００１５】
また、上記導電性骨材は、産業廃棄物から形成される鉄粉を含まない。また、上記導電性骨材は、体積固有抵抗値が１０4 Ω・ｃｍ未満、含水率が２０％以下で粒径が１ｍｍ以下の粉体からなる。
【００１６】
以下、本考案の断熱材の製造に用いる上記断熱原材および導電性骨材について詳細に説明する。
［断熱原材］
中空ビーズ構造を有するアルミノ珪酸ソーダガラスである商品名ＸＯＬ−２００（ザ ピーキュー コーポレーション製、Southpoint, ValleyForge, Pennsylvania, U.S.）を用いることにより重量を非常に軽くすることができ、特定の樹脂と、顔料、分散剤、粘着剤等を配合することにより、熱伝導率が従来より低く、軽量で、かつ壁面等に塗布することが容易な断熱原材が得られる。すなわち、建物の外壁面、室内の壁面等に容易に塗布形成でき、断熱性に優れると共に耐久性も良好な塗布式断熱原材を提供する。
【００１７】
当該断熱原材の特徴は、アルミノ珪酸ソーダガラスと、顔料と、樹脂と、分散剤と、粘着剤とを含んでなる塗布式断熱原材であって、アルミノ珪酸ソーダガラスが、中空ビーズ構造であり粒径が１０〜５０μｍであり、かつその含有量が断熱原材の全重量の１０〜２０重量％であることにある。なお、アルミノ珪酸ソーダガラスの含有量については、断熱原材の全重量の１０〜２０重量％であるが、好ましくは１３〜１５重量％である。アルミノ珪酸ソーダガラスの含有量が１０％より小さいと断熱原材の断熱能力が低下することになり、また含有量が２０％より大きくなると断熱原材の壁面等への付着力が低下することになる。
【００１８】
アルミノ珪酸ソーダガラスは、空気層を含む中空ビーズ構造であり、具体的には、例えば上記商品名ＸＯＬ−２００（ザ ピーキュー
コーポレーション製）ないしこれの相当品が用いられる。顔料は、光を反射する白色顔料であることが好ましい。樹脂は、アクリルシリコン系の樹脂であり、これにセラミックスを混入することで、熱反射率を上げると共に、熱容量を小さくできる。これにより、高い蓄熱効果が得られる。
分散剤は、成分材料を混合する際に、アルミノ珪酸ソーダガラスと樹脂と顔料との混合を均一にするものである。粘着剤は、分散した成分材料の分離、沈殿を抑えるものである。粘着剤には、沈殿防止剤、速乾剤等も含まれる。また、成分材料として、これ以外に溶剤を加えることもできる。色を変えるための着色剤を加えることもできる。本考案で用いる断熱原材は、通常１０重量％程度の水あるいは油性溶剤を加えて薄めて使用される。また、断熱剤の壁面等への塗布厚みは、乾燥状態で０．４〜１．０ｍｍ程度であることが好ましく、特に好ましくは０．６〜０．８ｍｍである。
【００１９】
また、上記断熱原材の顔料は、例えば、二酸化チタンである。これにより、二酸化チタンは、顔料として優れた純白の色をもたらし、光を良好に反射する効果が得られる。さらに、二酸化チタンは紫外線反応によってマイナスイオンを発生することにより、防臭及び殺菌効果が得られ、さらに空気中の窒素酸化物や硫黄酸化物を分解する効果も得られる。
【００２０】
また、上記断熱原材の樹脂Ｌは、前述したように、アクリルシリコン系の樹脂であり、これにセラミックスを混入することで、熱反射率を上げると共に、熱容量を小さくできる。これにより、高い蓄熱効果が得られる。
【００２１】
［導電性骨材］
本考案では、産業廃棄物を有効利用するため、廃棄物から導電性骨材を形成する。本考案で用いる廃棄物中の導電性骨材としては、特に金属メッキスラッジ、軽金属表面処理スラッジから発生する軽金属水酸化物または酸化物スラッジ、ブレーキ研磨粉、金属洗浄スラッジのような廃棄物などが対象となる。これらの廃棄物の中から導電性を有する材料を選別するには、所定の工場から排出される廃棄物を化学分析により、予め金属イオンの種類とその含有量を検査し、所定の範囲内に入る場合には、そのロット全体を使用原料とするもので、含有成分を特別に分別、抽出する必要はない。
【００２２】
個々の産業廃棄物に含まれる導電性成分の含有量は、排出される工場によっても異なるが、通常、約１０重量％から約５０重量％と幅があり、それぞれの導電性にも強弱の異った性質がある。その為、導電性を持った廃棄物を一種類ではなく、少なくとも二種類以上の廃棄物を混合し、それぞれの持っている化学成分の相互作用によって活性な化学反応を起させることを予め考慮した上で混合した方が、より強い導電性を発揮する事が判明した。
【００２３】
そこで、数十種類の産業廃棄物の中から、導電性を有する廃棄物を選択し、それ等の組み合わせや配合を変えて導電性骨材を調製した。このようにして調製した骨材をモルタルと混合してセメント固化物を作成し、抵抗測定器を用いてそれらの体積固有抵抗値の比較実験を繰返し、廃棄物の組み合わせの選択を行った。
【００２４】
例えば、電解コンデンサー製造工場でのアルミニウムの陽極酸化皮膜処理時に発生する懸濁液のスラッジにはＡｌ（ＯＨ）3 が約４５重量％含有されている。このアルミスラッジを４０重量％モルタルに混合して作成した導電性骨材組成物の体積固有抵抗値は１０3
Ω・ｃｍであったが、アルミスラッジを３５重量％にし、廃酸処理センターから排出される金属洗浄スラッジ（銅を１２重量％含有）を５重量％混合した導電性骨材をモルタルと混合して作成した導電性骨材組成物の体積固有抵抗値は１０2
Ω・ｃｍであった。いずれも供試体は三点ずつ作成し比較したが結果は同じであった。従って、導電性骨材の素材は二種類以上の廃棄物の混合が望ましい事が判明した。このように、本考案の導電性骨材は、一種類の産業廃棄物に限定されるものではなく、二種類以上の産業廃棄物の混合が望ましい。
【００２５】
上記道電性骨材の抵抗値としては、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して測定した場合、体積固有抵抗１０4 Ω・ｃｍ未満が好ましい。体積固有抵抗値が１０4 Ω・ｃｍを超えると、得られた骨材を建材原材料中に添加して壁材及び床材などの建材を形成した場合に、静電気帯電防止や電磁波シールド等に十分な効果が得られない。また、導電性骨材の含水率は２０％以下が好ましい。含水率が２０％を超えると、最終的に用いられる建材組成物粉体の均質混合が困難となり、固化強度が低下し、建材として好ましくない。導電性骨材の粒径は、１ｍｍ以下の粉体が好ましい。粒径が１ｍｍを超える粉体では、固化強度が低下すると共に、導電性が不均一となり、最終的に用いられる導電性建材としては好ましくない。
【００２６】
本考案で用いる導電性骨材は、一般建材の材料の中に３０〜５０重量％混入する事によって即導電性をもった壁パネル及び床タイル、さらにはモルタル仕上げ施工が容易となり、一般建築構造体の内装施工法により、簡単に静電気帯電防止及び電磁波シールドの機能を発揮する。
【００２７】
［本考案の実施形態の断熱材］
本考案の実施形態の断熱材は、上記導電性骨材が全重量の１０〜３５％となるように、上記導電性骨材と上記断熱原材とを十分に攪拌混合して製造される。このとき、必要に応じて水を加えて混合を行う。
これは、導電性骨材を全重量の１０％未満にすると、本実施形態の断熱材に電圧を印加して発熱体とした場合に、２次元領域上の各点においては発熱温度にバラツキが発生ｓるう。
また、導電性骨材を全重量の３５％を超えて混入すると、粘度が高くなり、塗料として壁等に塗布することが困難になる。
【００２８】
［効果］
本実施形態の断熱材は、所定の電圧を印加すると発熱し、発熱体として機能する。
本実施形態では、上記導電性骨材を全重量の１０〜３５％としたことで、高い発熱効率、各領域での均一な発熱、並びに塗料としての適切な粘度を得ることができる。
【００２９】
本実施形態の断熱材は、それに混入されている断熱原材として、上述した中空ビーズ構造で粒径が１０〜５０μｍのアルミノ珪酸ソーダガラスを用いることにより、ガラスが赤外線を９０％程度反射するが、さらにガラスが中空ビーズ構造であることにより、透過した熱を中空ビーズ部分で吸収することができるので、ほぼ完全に熱を遮断することができる。そのため、この断熱材の熱伝導率を、従来の断熱材に対して０．０３〜０．０５程度の範囲の非常に低い値にすることができる。そのため、建物の外壁側あるいは室内の内壁面に塗布形成することにより、外部からの夏季の熱気の侵入を遮断し、冬期に暖房の熱の室外への伝導を効果的に遮断できる。
【００３０】
また、中空ビーズ構造のアルミノ珪酸ソーダガラスとしたことにより、比重が０．１０〜０．１３程度と非常に軽量であるため沈殿することがなく、塗布を容易に行うことができ、スプレー、はけ塗り、ローラ等によって均一に壁面に塗布することができる。特に凹凸面にも均一に塗布することができる。さらに、アルミノ珪酸ソーダガラスが非常に軽量であるため、壁面に断熱材の層を形成することにより、軽量のアルミノ珪酸ソーダガラスが表面に集められ、そのため、硬質のアルミノ珪酸ソーダガラスが断熱材層全体を保護することになり、断熱材層の耐久性が非常に高められ、また防錆効果も得られる。
【００３１】
さらに、中空ビーズ構造のアルミノ珪酸ソーダガラスが塗布された層に分布しているので、その中を伝播する音波が中空部分で吸収されるため、大きな遮音効果が得られる。また、この断熱材が、アクリルシリコン系の樹脂であり、これにセラミックスを混入することで、熱反射率を上げると共に、熱容量を小さくできる。さらに、２ｍｍ程度の厚さの塗布によっても亀裂が生じることはなく、耐久性にも優れている。
【００３２】
また、本実施形態の断熱材は、上述した導電性骨材を用いることで、高い電磁シールド性を持つことができる。これにより、簡単に静電気帯電防止及び電磁波シールドの目的を達成することができる。
【００３３】
［実験結果］
上述した本考案の断熱材の構成で、サイズ：φ３００ｍｍの円盤状の試験対象を製造し、加熱試験を行った。
ここで、上記導電性骨材が全重量の７，８，９％の第１の試験対象と、上記導電性骨材が全重量の１０，１１，１２，１３％の第２の試験対象とについて試験を行った。
試験は、図２に示すように、通電電極２００，２０１からスライダックを使用して試験対象に電圧をかけ、試験対象の加熱過程と到達温度の測定を行った。
試験対象は、φ３００ｍｍの円盤状で、厚み約１〜２ｍｍ（表面は凹凸がなく平面、僅かに湾曲）である。試験対象をカーボンシートを間に挟み固定した。
測定点は、図２に示すＡ１，Ａ２，Ａ３の３点である。
【００３４】
、図２に示すように、通電電極２００，２０１からスライダックを使用して試験対象に電圧をかけ、供給電圧を順次上げていき、加熱状況を見ながら試験を行った。
上記導電性骨材が全重量の７，８，９％の第１の試験対象は、室温における電極間の抵抗値が１．１，１．０．０．９ＭΩと高く、ＡＣ１００Ｖを供給しても、流れた電流は０．５０，０．５３，０．５５ｍＡであり殆ど流れない。従って、加熱には至らなかった。
また、各点での発熱温度に著しいバラツキが生じた。
【００３５】
上記導電性骨材が全重量の１０，１１，１２，１３％の第２の試験対象は、室温における電極間の抵抗値が１．２０，１．１９，１，１８５，１．１８ｋΩである。ＡＣ１５０Ｖで約１５分加熱したところ、図２に示す測定点Ａ１が６５，６６，６７，６８℃、測定点Ａ２が７４，７５，７７，７９℃、測定点Ａ３が７６，７７，７９，８０℃となった。通電電流が約２６０ｍＡ、消費電力が約３９Ｗとなった。また、各点での発熱温度に大きなバラツキは生じなかった。また、上記導電性骨材が全重量の１３〜３５％の第２の試験対象についても同様に各点での発熱温度に大きなバラツキは生じなかった。
このように、導電性骨材を全重量の１０％未満にすると、本実施形態の断熱材に電圧を印加した場合の発熱効率が著しく低く、発熱対として機能しない。一方、導電性骨材を全重量の１０％以上にすると１０％未満の場合に比べて発熱体としての発熱効率が著しく向上した。また、２次元領域上の各点においては発熱温度にバラツキが殆ど生じなかった。
【００３６】
さらに、導電性骨材を全重量の３５％を超えて混入すると、塗料として樹脂成型するための粘度を確保できない。そのため、壁に塗布しての層を形成することができなくなってしまう。これに対して、導電性骨材を全重量の３５％以下にすると、塗料として樹脂成型することが可能になった。
【００３７】
［応用形態］
本実施形態の断熱材は、壁パネル及び床タイル、さらにはモルタル仕上げ施工が容易となり、一般建築構造体の内装施工に用いることができる。また、塗布式であるため、リフォーム時などに既存の壁などに吹き付けるだけで、その機能を向上できる。
【００３８】
また、図３に示すように、本実施形態の断熱材塗料層３１０を第１の絶縁層３０１と第２の絶縁層３０２とで挟み込んだ構成にする。
第１の絶縁層３０１と第２の絶縁層３０２の厚みは、０．５〜１．０ｍｍであり、断熱材塗料層３１０の厚みは１〜３ｍｍ程度である。
【００３９】
本考案は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本考案の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本考案は、断熱性および導電性が要求される部材に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
1…建材、２００，２０１…通電電極、３０１…第１の絶縁層、３０２…第２の絶縁層、３１０…断熱材塗料層
【図１】
0003169917.tif 000003
【図２】
0003169917.tif 000004
【図３】
0003169917.tif 000005