JP2928444B2 - ポリスチレン系樹脂発泡板断熱材を用いた構築物への断熱施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリスチレン系樹脂発泡
板断熱材を用いた構築物への断熱施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリスチレン系発泡板は熱伝導性
が低く軽量であり所要の機械的強度も有していることか
ら断熱材として広く用いられている。しかし、通常ポリ
スチレン系樹脂発泡板は曲げに対する耐性が低いことか
ら、円筒状のタンクのように湾曲した壁面に沿わせて張
りつけようとすると発泡板に亀裂が入り、場合によって
は破断にいたる。それを回避するためには、厚さの薄い
断熱材を用いて複数層に積層することが考えられるが工
程が煩雑となり実用性に欠ける。

【０００３】別の解決手段として、曲面に沿った形状に
ポリスチレン系樹脂発泡板を切削加工すること、断熱板
の内側面に切欠きを多数刻設して曲率を出し易くするこ
と、曲率をもった形状に当初から発泡成形すること、な
どが行われるが、加工に手数がかかること、断熱性が均
一なものを多数得ることは困難なこと、あるいは異なっ
た曲率を持つ面に対してはそのままでは適用できないこ
となどの不都合がある。

【０００４】上記のような不都合を解決するための手段
として、ポリスチレン系樹脂発泡板の片表面にたわみ性
を有した表装材を該発泡板表層部の伸長を破断伸度以下
に拘束するように積層一体化し、得られた積層体を表装
材側が外側曲面となすように押し曲げ、曲面を持つ構築
物の該曲面に添わせて、上記湾曲積層体を構築物表面に
固定する構築物の断熱施工方法が提案されている（特開
昭５９−１２８３６号公報参照）。

【０００５】上記提案は、表装材により発泡板の外側曲
面表層部の伸長を拘束して、発泡板の伸長を破断伸度以
下にとどめ、かつ内側曲面表層部の圧縮割合を増大せし
めることによって該積層体の外側曲面表層部に亀裂や破
壊を生じさせることなく施工すべき曲面に適合させよう
とするものである。そして、表装材としては、鉄、アル
ミニウムなどの金属薄板、あるいはガラス繊維、金属メ
ッシュなどを補強材としたプラスチック補強シートなど
のように、発泡板単体を曲げたときに生じる外側表層部
の引張応力以上の引張強度を有するものが用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の提案は通常の成
形方法により成形された平板状のポリスチレン系樹脂発
泡板をそのまま用いて湾曲を持つ構築物の表面に断熱材
として固定することができるものであり、ポリスチレン
系樹脂発泡板に対して特別の加工を必要とせずまた異な
った曲率のところにも同じものを用いて施工することが
できることから、有効な断熱施工方法であると解され
る。しかし、表装材として金属薄板あるいはプラスチッ
ク補強シートのような重くかつ硬質のものを用いるもの
であることから、製品そのものが重量物とならざるを得
ず、運搬時や施工時に取り扱いが容易でない。また、湾
曲させるのにポリスチレン系樹脂発泡板の曲げに必要な
力に加え表装材である金属薄板あるいはプラスチック補
強シートの曲げに必要な力が必要となり、大きな力を必
要とする。さらに、断熱施工時にポリスチレン系樹脂発
泡板を部分的に切断したり、穴明けやくり抜きが必要と
される場合があるが、通常のカッターナイフやノコで表
面材である金属板やプラスチック補強シートを切断ある
いは切削することはできず、そのような加工を行うこと
は容易でない。表装材として用いる材料によっては湾曲
後にその姿勢を保持するのが困難な場合もあり、また断
熱施工後に腐食などを発生することもありうる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、すでに提
案されている上記のようなポリスチレン系樹脂発泡板を
用いた断熱施工方法の持つ課題に留意しつつ、ポリスチ
レン系樹脂発泡板の曲げ特性の改善法について多くの研
究と実験を継続して行った。その過程において、従前の
ようにポリスチレン系樹脂発泡板の表層部の伸長を拘束
するための表装材として、鉄、アルミニウムなどの金属
薄板、あるいはガラス繊維、金属メッシュなどを補強材
としたプラスチック補強シートなどのように重くかつ硬
質のものを用いなくとも、単にその表面に不織布を通常
の態様で接着剤を用いて貼着し、その貼着面が外側曲面
となるようにして湾曲させたときに、硬質合成樹脂板は
その湾曲表面になんの亀裂も生じることなく大きく湾曲
し得るという驚くべき事実を見出した。さらに、必要な
荷重をかけて湾曲させたのちに荷重を解放すると、湾曲
した硬質合成樹脂板は完全にもとの平板状には復帰せず
にかなり湾曲を残した状態で保形され、かつその姿勢は
長期間そのまま保持される事実をも見出した。

【０００８】本発明は上記の知見を構築物への断熱施工
方法として有効に活用しようとするものであり、一方の
面に不織布を貼着した、厚み１０〜１００ｍｍ、密度１
５〜７５ｋｇ／ｍ³ のポリスチレン系樹脂発泡板をその
不織布側を外側湾曲面となるようにして、曲面を持つ構
築物の該曲面に沿わせて湾曲させ、かつ該構築物の該曲
面に沿って固定することを特徴とするポリスチレン系樹
脂発泡板断熱材を用いた構築物への断熱施工方法を開示
している。

【０００９】本発明においてポリスチレン系樹脂発泡板
断熱材とは、ポリスチレン系樹脂を押出発泡法成形また
は型内発泡法成形などの適宜の発泡法により発泡させて
成形した発泡板を断熱材として用いるものを総称するも
のであり、形状は平板状が好ましいがそれに限ることな
く任意である。

【００１０】前記のように、この種のポリスチレン系樹
脂発泡板は伸度がきわめて小さく曲げに対する耐性が小
さいことから、そのままの形で湾曲させようとすると、
ごくわずかの曲げにより延伸する方の面に亀裂が走りさ
らに曲げようとすると直ちに破断する。本発明において
はポリスチレン系樹脂発泡板の表面に対して不織布を貼
着することによりポリスチレン系樹脂発泡板の表面に亀
裂が発生することが大きく抑制されて大きく湾曲させる
ことが可能となる。

【００１１】本発明者らの実験によれば、用いる不織布
は、レーヨン、綿、ポリエステル、ポリプロピレン、ナ
イロンなど若しくはこれらのブレンドの短繊維、または
ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンなど若しくは
これらブレンドの長繊維、あるいはガラス繊維、ＳＵＳ
繊維などを通常の方法でウエブ状又はマット状に配列さ
せ、必要に応じて接着剤を用いつつ繊維相互を接合させ
て得られるシート状のものであってもよく、不織布に方
向性がある場合には少なくとも湾曲方向の破断伸度が２
０％以上、引張強度２ｋｇ／５ｃｍ（ＪＩＳ Ｌ−１０
９６：カットスリップ法）以上のものが好ましく、さら
に好ましくは破断伸度が３０％以上の引張強度４ｋｇ／
５ｃｍ以上の範囲のものが適している。

【００１２】方向性のある不織布を用いることもでき、
本発明者らの実験によれば、その場合には、繊維の方向
を湾曲する方向に一致させるように貼着することによ
り、一層大きく湾曲させることが可能な製品を得ること
ができる。ポリスチレン系樹脂発泡板と不織布の接着強
度は屈曲したときにその伸びに追従できる強度を必要と
する。この接着強度を得ることのできる接着剤として
は、本発明者らの実験によれば、エチレン−酢酸ビニル
共重合体で代表されるホットメルト型接着剤、二液エポ
キシ樹脂系、一液ウレタン系などの反応硬化型接着剤、
酢酸ビニル系、ウレタン系で代表されるエマルジョン
系、二液のポリエステル系、ウレタン系で代表される溶
剤系などであってもよく、ホットメルト型接着剤を用い
る場合には、不織布の積層面に押し出し法、ロールコー
ター法などで接着剤をコーティングしたものを熱ロール
を用いてポリスチレン系樹脂発泡板にプレス・接着する
方法が有効であり、反応硬化型接着剤を用いる場合に
は、ロールコーター法などでどちらか一方に塗布したも
のを圧着していく方法が効果的である。

【００１３】塗布量も特に制限はないが少なすぎると湾
曲時にポリスチレン系樹脂発泡板と不織布との間に剥離
が生じる恐れがあり、また厚すぎると不織布の伸びを規
制する恐れがあるので、１０〜６０ｇ／ｍ² （ドライ）
程度が適切である。不織布は一方の面に貼着するもので
あってもよく両面に貼着するものであってもよい。両面
に貼着する場合には１枚の断熱板をＳ字状に湾曲させて
施工することが可能となると同時に、湾曲時に内面側と
なる面に貼着された不織布は構築物との密着性や接着性
を良好にする。また、不織布は水分吸着性が良いために
液化ガスタンクなどの断熱壁として施工するときにタン
ク面での結露の吸収材としての機能を果たしうる。

【００１４】本発明に用いるポリスチレン系樹脂発泡板
断熱材の製造に際しては、上記のように通常の手段によ
り板状のポリスチレン系樹脂発泡板を成形し、それを通
常のラミネータなどを用いて所望の不織布を一面あるい
は両面に貼着する。本発明によるポリスチレン系樹脂発
泡板断熱材の構築物への施工は次のようにして行う。

【００１５】 ポリスチレン系樹脂発泡板断熱材を構
築物の曲面とほぼ同じ曲面を持つように不織布を貼着し
た面が外側となるようにして予め湾曲加工を行ってお
き、それを構築物の曲面部分に対して取り付ける。必要
に応じて取り付け後にバンドなどで締めつける。この施
工法において、湾曲加工は加熱状態で行ってもよく、ま
た、前記したように本発明によるポリスチレン系樹脂発
泡板断熱材は大きく湾曲させた後荷重を解放すると所定
の曲率を保った状態に長時間保持されることから、構築
物の曲率を勘案しつつこのような曲げ加工により行うこ
とも可能である。

【００１６】 構築物の曲面に平板状のポリスチレン
系樹脂発泡板断熱材を当接した状態で両側片部を押圧
し、全体として構築物の曲面に沿わせたのち必要に応じ
て取り付け後にバンドなどで締めつける。この方法によ
れば、曲率の異なる異なった構築物に対して、同一態様
のポリスチレン系樹脂発泡板断熱材を自由に用いること
が可能となる。

【００１７】

【作 用】前記のように本発明に用いるポリスチレン系
樹脂発泡板断熱材は、大きく湾曲させた場合でもポリス
チレン系樹脂発泡板に破断が生じることはない。その理
由は必ずしも明らかでないが、ポリスチレン系樹脂発泡
板の表面に貼着された不織布により湾曲したときに生じ
る該発泡板表層部の引張応力が破断強度以下となるよう
に保持され、結果として伸びに起因する亀裂の発生を阻
止しているものと解される。

【００１８】それにより、本発明による断熱施工方法に
おいては、ポリスチレン系樹脂発泡板の曲げに必要な負
荷と実質的に同じ負荷でもって断熱材を曲げ加工するこ
とができかつ保形性を有していることから、金属板など
を表面に貼着したものと比べて施工作業がきわめて容易
となる。

【００１９】

【実施例】密度２７ｋｇ／ｍ³ の押出発泡ポリスチレ
ン板（エスレンフォームＳＧ（積水化成品製）、厚さ２
５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ）、密度１５ｋｇ／ｍ
³ のビーズ法型内成形ポリスチレンフォーム保温板（エ
スレンボードＪＩＳ１号品（（積水化成品製）、厚さ２
５ｍｍ、密度３０ｋｇ／ｍ³ のビーズ法型内成形スチ
レン−エチレン共重合体発泡板（ビオセランＳ（積水化
成品製）、厚さ２５ｍｍ）、及び、密度４０ｋｇ／ｍ
³ の硬質ポリウレタン発泡材（ソフラン−Ｒ（積水化成
品製）、厚さ２５ｍｍ）、から、幅１００ｍｍ、長さ５
００ｍｍの試験片をそれぞれ用意した。

【００２０】試験片を複数のグループに分け、発泡板単
体のものと、表面材として表１に示す特性を持つ不織布
Ａ（金星製紙（株）製＃２０３０ＮＷ）を片面ならびに
両面に貼着したもの、及び不織布Ｂ（旭化成（株）製ス
パンボンドＰ０３０７０）を片面に貼着したものを作成
した。一方、表面材の他の比較例として、試験片の片面
に厚さ0.３ｍｍのカラー亜鉛鉄板、0.４ｍｍのカラーア
ルミ板、及び0.２５ｍｍの銅板をそれぞれ貼着したもの
を作成した。

【００２１】いずれの場合も用いた接着剤は、エチレン
−酢酸ビニル系ホットメルト型接着剤（ヒロダイン＃７
５７３、ヒロダイン（株）製）であり、約３０ｇ／ｍ²
の割合で塗布後、ホットロールで加圧接着した。

【００２２】

【表１】

【００２３】それぞれのグループの試験片につき、予め
定めた撓ませ量（目標値）を３０ｍｍ、５０ｍｍとし
て、支持台の上に置き（支点間距離３００ｍｍ）、支点
間距離の中央部に荷重速度５００ｍｍ／ｍｉｎで荷重を
加え、最大荷重とその時の撓み量を測定した。なお、最
大荷重とは破断又は目標値における荷重（湾屈曲させる
に必要な力）であり、撓み量とはその時点における最大
撓み量（破断したものは除く）の値である（ＪＩＳ Ａ
−９５１１に準じる）。

【００２４】なお、押出発泡ポリスチレン板（厚さ２５
ｍｍ）の試験片において、片面にのみ不織布Ａを貼着し
たものについては、不織布Ａが湾曲外側面（外）となる
場合と、湾曲内側面（内）となる場合に分けて実験を行
い、加えて、不織布Ａを両面に貼着したものについても
試験を行った。その結果を表２の欄Ａに示す。

【００２５】さらに、湾曲した後の塑性変形残量（押し
曲げた後、荷重を取り除いてその変形を保持できる能
力）を調べるため、図１に示すように基台Ａに取り付け
た曲率半径１００ｍｍの円筒Ｂを持つ治具を用意し、こ
の治具の円筒Ｂの曲面に沿って各試験片Ｐを約２０秒間
押し当てて湾曲させた。荷重を取り除いたのち、約１時
間後に、図２に示す方法にて内側円弧長３００ｍｍの両
端を結ぶ弦Ｌと該円弧との最大間隔Ｈを測定し、その値
を塑性変形残量とした。その結果を表２の欄Ｂに示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】〔考 察〕 表２から明らかなように、いずれの発泡板も単体の場合
（すなわち表装材がない場合）は撓み量５０ｍｍとなる
以前で破断したが、表装材として不織布を片面及び／又
は両面に貼着したものにおいては、ほとんどすべての場
合、撓み目標値まで湾曲させても破断が生じず、本発明
によるポリスチレン系樹脂発泡板断熱材が所望の湾曲特
性を持ちうることを示している。不織布Ａの場合に試験
片の厚みが厚くなると一部に破断が生じたが、これは不
織布Ａの引張強度、破断伸度が不織布Ｂの値よりも小さ
いことが原因しているものと予想される。

【００２８】また、表装材として鉄板、アルミ板、銅板
を用いた試験片においても撓み目標値まで湾曲させても
破断が生じなかったが、湾曲に際して不織布を貼着した
試験片の場合に比べてすべて大きな荷重を必要としてお
り、本発明によるポリスチレン系樹脂発泡板断熱材の優
位性が立証されている。荷重を取り除いた後の塑性変形
残量も、表装材として鉄板、アルミ板、銅板を用いた試
験片に比べて不織布を貼着した試験片の塑性変形残量は
すべて大きくなっており、ここでも本発明によるポリス
チレン系樹脂発泡板断熱材の優位性が立証されている。

【００２９】

【発明の効果】本発明に用いるポリスチレン系樹脂発泡
板断熱材は、ポリスチレン系樹脂発泡板の表面に単に不
織布を貼着するという簡単な構成のものでありながら、
破断を生じることなく大きく湾曲させることが可能であ
り、湾曲した壁面への断熱材料として有効に用いること
ができる。また、湾曲後の保形性も良好であり、軽くか
つ曲げ施工時にもポリスチレン系樹脂発泡板の曲げに必
要な力以上の力を必要としない。そのために、構築物へ
の断熱施工が容易となる。さらに、表装材が不織布であ
るためカッターナイフ、ノコなどでの切断や開孔加工が
容易であり、構築物への組付け作業をより確実に行うこ
とができる。特に、両面に不織布を貼着したものにあっ
ては、全体をＳ字状に湾曲させることが可能となり構築
物との間でより多くの施工態様をとることができる。

【００３０】断熱施工後も、表装材として不織布を用い
ていることから、腐食することはなく、結露の発生も少
なく、吸着水の放出も良好となる。製造に際しても、不
織布は軽く、薄く、ロール状の原反となっているため
に、ポリスチレン系樹脂発泡板との接着加工が容易であ
り、生産性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験に用いた治具を示す斜視図。

【図２】塑性変形残量を測定状態を示す図。

【符号の説明】

Ａ…基台、Ｂ…円筒、Ｃ…試験片、Ｌ…弦、Ｈ…塑性変
形残量

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に不織布を貼着した、厚み１０
   〜１００ｍｍ、密度１５〜７５ｋｇ／ｍ ³ のポリスチレ
   ン系樹脂発泡板をその不織布側を外側湾曲面となるよう
   にして、曲面を持つ構築物の該曲面に沿わせて湾曲さ
   せ、かつ該構築物の該曲面に沿って固定することを特徴
   とするポリスチレン系樹脂発泡板断熱材を用いた構築物
   への断熱施工方法。