JP2002061464A

JP2002061464A - 断熱窓材

Info

Publication number: JP2002061464A
Application number: JP2001003188A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Koizumi; 小泉達也; Toru Akimoto; 徹秋本; Katsuya Yamano; 勝也山野
Original assignee: KOSUMO KENKYUSHO KK
Current assignee: KOSUMO KENKYUSHO KK
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2002-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】既存のガラス窓に容易に取り付けることがで
き、防音、遮音、断熱性に優れ、結露も防止できる断熱
窓材を提供する。【解決手段】重ね合わせた複数の透明な合成樹脂及び又
はガラス板の間に空気対流を防止するための隔壁材を配
置し、前記透明な合成樹脂板の間に間隙を保持するため
のスペーサーを任意点在させ、透明な合成樹脂板とスペ
ーサーを接着し、透明な合成樹脂板の側面部を密封して
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽輻射熱を遮蔽
すると同時に、室内の熱の放出を防止することを目的と
するもので、主として既存の建築物の窓ガラスに重ねて
用いる複層の断熱窓材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のアルミサッシ建具及び木製建具等
に組み込まれた１枚の普通ガラス板では、防音、遮音、
断熱等の性能が著しく悪く、今日の生活環境下では省エ
ネルギー時代を迎え、また、個人の健康管理、経済問題
を考慮し憂慮すべき問題であり、早急に建物の開口部の
防音、遮音、断熱構造の改良が必要とされている。従
来、断熱を考慮した窓材としては二重ガラス、３重ガラ
スが知られているが、破損しやすく、厚さも厚く、しか
もかなりの重量となり取り扱いが不便で、価格も高価で
ある。

【０００３】この点を改良した窓材として実開昭５４−
２２３３２号のようにガラスと断熱パネルの間に空隙を
設け封鎖したもの、実開昭４９−１４９５３７号合成樹
脂性板状体にて適当な区割で格子状になした格子枠を突
設して、突設部とガラス板を接着したもの、特開昭６０
−１０３０５４号のように二重ガラス板金属スペーサー
を入れ複数のシートで空気層を遮断するもの等が提案さ
れている。しかし既存の窓に取り付けるのは困難であ
る。

【０００４】また、既存の窓に取り付けるものとして、
実開昭５６−１３９７９１号のようにガラスに断熱プラ
スチックシートを張り付けたものもあるが耐久性に欠け
る。特開昭５７−６０８３号のようにパッキンを取り付
けたガラスを既存の窓に取り付け空間部を真空にする例
もあるが、真空を維持するためのパッキンの漏れを防止
することが困難であり、また真空にすることにより既存
のガラス部に余分な応力が掛かり破損のおそれがある。
特開昭５６−２８９８６号には桟の入ったプラスチック
を二重ガラスの間に挟んでいるが、既存の窓に取り付け
るには簡単とは言い難い。

【０００５】

【発明が解決しょうとする課題】前述のごとく、断熱を
目的とした従来の窓材の複層構造は、空間部を真空にす
る方法が一般的であるが、真空にするために構造上複雑
になり、重量が増え、厚さも大きくなり、その結果コス
ト高となり、また、ガラス厚み寸法が合わないため既存
のサッシに取り付けることができない等の問題がある。
また、二重窓構造の建具が市販されているが、従来の建
具と取り替えるためには、多くの費用がかかる、また建
物の構造によっては取り付けることができない例もあ
る。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、以上の技術的背景に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは防音、遮
音、断熱性に優れ、従って結露も防止でき、しかも、既
存の建具を廃棄することなく既存の建具をそのまま利用
し、その上に被覆装着するだけで簡単かつ容易に設置す
ることができる窓材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らは鋭意研究の結
果、空間部を真空にせず空気の流通と対流を防止する方
法で窓材の熱貫流率を下げる得ることを見い出し、容易
に既存窓材に装着して防音、遮音、断熱等の性能を高め
る窓材を発明した。

【０００８】すなわち、本発明の第１発明は、重ね合わ
せた複数の透明な板の間に空気対流を防止するための隔
壁材を配置し、前記複数の透明な板の間に間隙を保持す
るためのスペーサーを任意点在させ、前記複数の透明な
板とスペーサーを接着し、前記重ね合わせた複数の複数
の透明な板の隙間周縁を密封して形成された断熱窓材で
ある。

【０００９】第２発明は、前記複数の透明な板の一方の
面と被装着面との間に閉ざされた空気層を保有するため
の縁部を複数の透明な板の周縁に形成した断熱窓材であ
る。

【００１０】第３発明は、透明な板の一方の面と被装着
面との間に閉ざされた空気層を保有するための縁部を複
数の透明な板の一方の周縁に形成し、前記板と被装着面
の間に間隙を保持するためのスペーサーを任意点在させ
て前記板に接着し、前記板の縁部を被装着面に密着して
形成された断熱窓材である。

【００１１】第４発明は前記隔壁材がハニカム構造であ
ることを特徴とする請求項１〜３記載の断熱窓材であ
る。

【００１２】第５発明は前記隔壁材をスペーサーに掛止
して保持する請求項１〜３記載の断熱窓材である。

【００１３】第６発明は前記重ね合わせた複数の透明な
板の空隙外周部に吸水剤を配置した請求項１〜３の断熱
窓材である。

【００１４】

【作用】以下、図面を参照して本発明の作用を説明す
る。第１発明によれば、複数の透明な板１a、１ｂの間
に空気対流を防止するための隔壁材４を配置し、前記板
の間に一定の間隙を保持するためのスペーサー２を任意
点在させ、前記板とスペーサー２を接着し、前記複数の
透明な板の周縁部５を密封して形成するため、容易に密
封された空隙を有する断熱窓材を製作できる。空隙の厚
さは、１〜１０ｍｍであり、望ましくは２ｍｍである。
実験の結果によれば２ｍｍを超えても熱貫流係数に大き
な変化は見られない。

【００１５】本発明で使用される複数の透明な板１a、
１ｂの材料としては特に制限はないが、耐候性が良好で
可視光線を透過する点でポリ塩化ビニール、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル系樹脂等
のポリビニール重合体及びそれらの共重合体、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリカーボネイト、ガラス等が好適
である。採光の面からは透明の合成樹脂、ガラスが好ま
しい。これらの複数の透明な板に耐候性剤、難燃材、熱
戦吸収剤、熱線反射剤、不透明性を強化したり装飾性の
ため無機フィラーを添加してもよい。また、透明な板の
表面に適宜処理を施したり、フィルムを貼る等の処置を
施すこともできる。例えば合成樹脂板の一面にアルミ蒸
着や銀粉入り塗料の処置を施すことによりミラーガラス
の性質を付与することができる。

【００１６】前記複層の透明な板１a 、１ｂ間のスペー
サー２は、前記隔壁材４よりわずかに高い高さ寸法の細
い柱（例えば３〜５ｍｍ径）を数十センチ間隔に配置し
透明な板１a 、１ｂとの接着を行い、透明な板１a 、１
ｂ間の一定の隙間を保持することを目的とする。前記ス
ペーサー２は、本発明の断熱窓材の透明性を阻害しにく
い形状、寸法の必要があり、形状としては円形、四角、
六角形等の柱状で、隔壁材４の空間部に挿入できる寸法
である。

【００１７】スペーサー２は、断熱窓材の周囲において
配列する場合は枠で隠れるため隔壁材４を固定する目的
を優先した任意の形状でよいが、断熱窓材の見えがかり
の部分に配置されるスペーサーは円柱の形状で径は３〜
５ｍｍ程度が望ましい。また、スペーサー２の材質につ
いては、透明で耐候性が良く接着性の良い材料、例えば
ポリ塩化ビニール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リスチレン、アクリル系樹脂等のポリビニール重合体及
びそれらの共重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリ
カーボネイト、ガラス等が好適である。

【００１８】第２発明では第１発明の構造に加え、一方
の透明な板１ｂの周縁に縁部７１を形成し、突起片８を
合成樹脂板１ｂの既存ガラスＡと対峙する面に配列して
接着し、一定間隔を保持する構造を形成して被装着側の
既存ガラスＡとの間に閉ざされた空気層１０を設けるこ
とにより、第１発明より熱貫流率をさらに低下させ断熱
性能を高めることができる。

【００１９】第３発明では一方の透明な板１ｂの周縁に
縁部７ｂを形成し、被装着側の既存ガラスＡとの間に閉
ざされた空気層１０を設け、前記透明な板１ｂと被装着
面Ａの間に間隙を保持するためのスペーサー８を任意点
在させて前記透明な板に接着する構造を形成することに
より、熱貫流率を低下させ断熱性能を高めることができ
る。

【００２０】第４発明では隔壁材４をハニカム構造に形
成することにより区分けされた仕切壁が自動的に形成
し、複数の透明な板間の空気層が小空間に区分けされる
ことから空気層を広く取っても自然対流を防止できる。
なお、第４発明に用いられるハニカム構造とは、それぞ
れ隣り合う複層のシートの一部を接着して、各層が元の
平面より約６０度に折れ曲がるまで引き離して成形さ
れ、その断面が網目状に六角柱が連接したいわゆる蜂の
巣状の形態をなすものである。ただし、隔壁材の断面形
状は六角形に限らず四角形、三角形など平面を分割でき
る任意の形状でよい。

【００２１】前記隔壁材４は、複数の透明な板間１a、
１ｂの空隙部３に設置して、空隙部３の空気対流を防止
する役割を成すものであるからその形状においては限定
されない。ただし、透視性や太陽輻射熱を吸収しない等
の条件を加味するとその部材は後述するペーパーハニカ
ム材などに限られる。隔壁材４の高さ寸法については、
スペーサーの長さより０．１ｍｍ程度短くすることが製
作上望ましい。なお、隔壁材４の材質としては紙が望ま
しい。紙は軽量で、プラスチックや金属等に比べ熱伝導
率が低いため断熱材に適している。又同時に、価格が安
く、加工性の良いことなど経済面においても適してい
る。耐候性の悪い点は合成樹脂やアルミ箔のラミネート
や塗装を施すことにより改善できる。

【００２２】隔壁材４は複数の透明な板に接着をすると
接着部の透視性が悪くなり好ましくない。また、隔壁材
は、様態がネット状で伸縮自在であるため、従来、形状
保持及び他の部材との固定が極めて困難であった。その
ため、第５発明では隔壁材４をスペーサー２に引っ掛け
て引き伸ばすことにより所定の位置に取り付けて製作す
る方法を提案している。この方法を用いれば、製作時に
置ける隔壁材４設置の治具の役割を成し、また、使用時
において、日光などの温度変化による隔壁材４の伸縮を
防止し、障子の開け閉めによる隔壁材４のズレや変形を
防止することができる。

【００２３】本発明の断熱窓材は大気圧中で製作される
ため、一定の湿度、すなわち微量の水分の混入は避けら
れない。そのため、第６発明では複数の透明な板面の結
露防止のため、断熱窓材の空隙３の外周縁内側に吸水剤
６を入れた後に密封し、複数の透明な板１a、１ｂの空
隙内に閉じ込められた微量の水分を吸水し、使用時の温
度変化における複数の透明な板１a、１ｂの内面結露を
防止している。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下実施例について、図面に基づ
いて説明する。実施例１〜３は、複数の透明な板１a、
１ｂとして、厚さ２ｍｍの透明なポリカーボネート樹脂
板（縦１．８ｍ、横１．８ｍ）の平板を二枚用意し、ま
ず一方の合成樹脂板１ｂに透明アクリル樹脂の円柱（３
ｍｍ）のスペーサー２を約１５ｃｍ間隔で配列して接着
し、隔壁材４として紙を素材とする対角の長さが３０ｍ
ｍの正六角形で形成する後述する高さのペーパーハニカ
ム材をスペーサー２に掛止し、もう一方の合成樹脂板１
a をスペーサーに当接し接着し、上述の複層に形成され
た複数の透明な板の周囲は密封材５としてシリコン樹脂
を塗布し硬化させて合成樹脂複層間の空隙を密封して製
作し比較例の５ｍｍのガラス板に製作した。

【００２５】実施例４は、前記実施例１と同様に製作し
た試験体に、既存ガラスＡと対峙する間に１ｍｍの閉ざ
された空気層１０を設けるためガラスに装着側の透明な
板１ｂの周縁に縁部を設けた。また、前記スペーサーと
同じ形状に製作した突起片の高さを１ｍｍに設定し、透
明な板１ｂに約３０ｃｍ間隔で配列し接着剤で接着し
た、比較例の５ｍｍのガラス板に接着して製作した。

【００２６】実施例５は、前記実施例４の透明な板１a
に２ｍｍのガラス板、透明な板１ｂに厚さ１ｍｍのポリ
カーボネート樹脂板を用いて比較例の５ｍｍのガラス板
に接着して製作した。

【００２７】実施例６は実施例１の空隙３を５ｍｍに保
持するためのスペーサー２を任意点在させて隔壁材４挿
入し５ｍｍのガラスに対じする透明な板１ｂを取り除
き、前記透明な板１aと比較例の５ｍｍのガラス板に接
着して作製した。

【００２８】前記実施例４で作製したものと同様の試験
体に、複数の透明な板の空隙の外周縁に吸水剤６とし
て、成分がでんぷん系で構成された吸水性樹脂（商品
名：サンフレッシュ・三洋化成工業株式会社製）２ｇ
（約０．３ｍｍ粒状）を、空隙３及空間部１０に挿入し
た後に、シリコン樹脂を用いて複数の透明な板の隙間周
縁を密封した。

【００２９】なお、実施例１〜６において、各構成材料
の厚み寸法及び空隙・空気層等の隙間寸法仕様をそれぞ
れ次のごく設定し、比較例に例の５ｍｍのガラス板に接
着した。実施例１：２ｍｍ板；空隙２ｍｍ；２ｍｍ板実施例２：２ｍｍ板；空隙３ｍｍ；２ｍｍ板実施例３：２ｍｍ板；空隙５ｍｍ；２ｍｍ板実施例４：２ｍｍ板；空隙２ｍｍ；２ｍｍ板；空気層
１ｍｍ実施例５：２ｍｍ板；空隙２ｍｍ； 1ｍｍ板；空気層
１ｍｍ実施例６：２ｍｍ板；空気層５ｍｍ

【００３０】なお、比較例として厚さ５ｍｍのフロート
ガラス板単体を用いた。

【００３１】それぞれ前述のごとく作製した実施例及び
比較例を、ＪＩＳ規格試験（ＪＩＳ−Ａ−１４１２）
「熱絶縁材の熱伝導率及び熱抵抗の測定方法」に基づい
て実測測定した。この試験では、複数の透明な板の空隙
３及び空気層１０の差が断熱性能にどのように影響を与
えるかを確認したものである。

【００３２】試験方法は、窓ガラスとして使用される普
通ガラス板（厚さ５ｍｍ）に試験体を装着し、試験体が
装着されないガラス面を加熱、試験体の透明な板１ａ面
を冷却して、加熱側、冷却側の双方の表面温度を調べる
ものである。すなわち、加熱側の表面と冷却側の表面温
度の差を測定して試験体の断熱性能がを定める。したが
って、加熱側の表面と冷却側の表面温度の差が大きいほ
ど断熱性能が高いことを表す。

【００３３】次に示す表１は、各実施例の前述のＪＩＳ
規格試験（ＪＩＳ−Ａ−１４１２）における実測値であ
る。

【００３４】

【表１】

【００３５】図３に示すように、本発明の実施例はＴ
（各部位の温度）において、Ｈ（加熱側の表面温度）と
Ｃ（冷却側の表面温度）の差は比較例に比べて大きい。

【００３６】実施例４は、前記実施例１（空隙２ｍｍ）
の試験体のガラスに装着する面の周囲に縁部７ａを設け
て閉ざされた厚さ１ｍｍの空気層１０を設けて製作した
ものであるが、図３に示すように、各試験体の中で最も
断熱性能が劣る実施例１が、装着面に僅か厚さ１ｍｍの
閉ざされた空気層を設けることで実施例３と同等の断熱
性能を有することが確認された。

【００３７】温度変化における複数の透明な板の内面結
露の状況を、比較例と実施例において比較試験（各試験
体３体）を行った結果、複数の透明な板の室内温度を２
０度に保ち、ガラス面の外気温度が２℃より下がると、
実施例１ではいずれの試験体も合成樹脂板内部の一部に
白化した結露が見られたが、それ以外の実施例において
は外気温度を−５℃まで下げても、結露が見られなかっ
た。

【００３８】

【発明の効果】各実施例のＪＩＳ試験結果にも示す通
り、本発明の内部に空気層と隔壁材を有する周囲が密封
された断熱窓枠を既存ガラスに被覆すれば著しく断熱性
を高めることができる。また、断熱窓材を被装着側の既
存ガラス面に装着させる場合に、周縁材の既存ガラスと
当接する面に縁部を設け、透明な板の一方の面と被装着
側の既存ガラス面との間に閉ざされた空気層を形成する
ことにより、さらに高い断熱効果が得られる。また、断
熱窓材の空隙の外周縁に吸水剤を入れた後に密封し、複
数の透明な板の空隙内に閉じ込められた微量の水分を吸
水し、使用時の温度変化における透明な板の内面結露を
防止できる。

【００３９】本発明により、単層のガラス窓材に比較し
て熱伝導を著しく低減し、防音、断熱性に優れ、窓材内
・外面の結露も防止できる効果を有し、既存の建具にも
簡単に設置可能な断熱窓材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の断熱窓材の一部断面を含む底面図であ
る。

【図２】図１の断面を含む部分側面図ある。

【図３】本発明の第３発明の断面を含む部分側面図あ
る。

【図４】各実施例の断熱性能比較図である。

【符号の説明】

１ａ透明な板１ｂ透明な板２スペーサー３空隙４隔壁材５密封材６吸水剤７周縁材７ａ縁部７ｂ縁部８突起片９接着剤１０空気層Ａ被装着面となるガラス板

フロントページの続きＦターム(参考） 2E016 BA01 BA02 CB01 CB02 CC02 EA05 EA06 2E039 AB03 AB05 AB06 AB07 AB08 4G061 AA09 AA11 AA21 BA01 CA02 CA05 CB02 CB07 CB12 CB16 CD02 CD13 CD22 CD24 CD25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重ね合わせた複数の透明な板の間に隔壁
材を挟み、前記複数の透明な板の間に間隙を保持するた
めのスペーサーを任意点在させ、前記複数の透明な板と
スペーサーを接着し、前記重ね合わせた複数の板の隙間
周縁を密封して形成される断熱窓材。
【請求項２】前記複数の透明な板の一方の面と被装着
面との間に閉ざされた空気層を保有するための縁部を複
数の透明な板の一方の周縁に形成したことを特徴とする
請求項１記載の断熱窓材。
【請求項３】複数の透明な板の一方の面と被装着面と
の間に閉ざされた空気層を保有するための縁部を前記複
数の透明な板の一方の周縁に形成し、前記空気層の間隔
を保持するためのスペーサーを任意に点在させ、前記板
に接着し、前記複数の透明な板の縁部を被装着面に密着
して構成される請求項１記載の断熱窓材。
【請求項４】前記隔壁材がハニカム構造であることを
特徴とする請求項１〜３記載の断熱窓材。
【請求項５】前記隔壁材を前記スペーサーに掛止して
保持することを特徴とする請求項１〜３記載の断熱窓
材。
【請求項６】前記重ね合わせた複数の透明な板の空隙
外周部に吸水剤を配置したことを特徴とする請求項１〜
３の断熱窓材。