JPH07915B2 - 保温・透湿・防水性を有する建築用シ−ト材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、優れた保温・透湿・防水性を有する建築用シ
ート材料に関する。詳しくは、木造住宅の外壁通気構法
に於て、透湿・防水・断熱等を目的として設けられる防
風層材料に関するものである。

（従来の技術） 外壁の壁体内部結露を防止する為の構造として、通気層
構法が一般に用いられている。この構法は第１図に示す
ように、断熱層の外側外壁との間に通気層（断熱材と外
装材との間に設けられる幅20mm前後の空気層）を設ける
ものである。

外壁通気構法に於て、グラスウール等の断熱材は通気性
が大きいため、通気層内を通る冷気の断熱材側への侵入
により断熱材の断熱効果を減少させる可能性が大きく、
このため断熱材と通気層の間に空気を通しにくい「防風
層」を設けるのが一般的に行なわれている。この防風層
に要望される特性としては、断熱材側への冷気の浸入
を防ぐ（防風性）、室内側から洩れてくる湿気を通気
層に通してやる（透湿性）等が望まれる。

すなわち、防風層は屋外側からの冷気浸入を防ぐと同時
に、室内側からの水蒸気を容易に排出できるものでなけ
ればならない。防風層に使用される材料としては、シー
ト状のものとボード状のものがあり、前者ではアスフア
ルトフエルト17Kg品（建築紙）、後者ではシージングボ
ード、薄手合板等が多く使用されている。

従来のボード状防風層材料であるシージングボードや薄
手合板等は、木材及び木材パルプ繊維を基材とし、それ
らを熱硬化性樹脂（フェノール、メラミン樹脂等）やセ
メントと混合し成型したものであり、木材をベースにし
ているため、含水率が高く基材そのものに湿気が吸水さ
れ易く、且つ、厚みが8mm以上と厚いため放湿速度が遅
く基材内部に水分が留まり易いため、カビの発生、木部
腐蝕、施行性（厚みが大きいので取扱いにくい。）、高
価格等の問題がある。他方、シート状であるアスフアル
トフエルト17Kg品については、防風・防水については充
分であるが透湿性が極めて低いため、内部結露により断
熱材の漏れによる断熱効果の低下及び木材腐朽の危険性
が大きい。

上記、欠点を補なうものとして、最近ポリエチレン不織
布である“タイベツク”（デユポン社製）が防水・透湿
及び空気遮断性に優れるものとして注目を浴びている。
しかしながら、通気構法防風材としてみた場合、透湿・
防水については良好であるが、断熱性については、通気
層側からの冷気の浸入を遮断するという考え方である。
また、ポリオレフインが原料の為非常に燃え易い等の欠
点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記、従来技術の問題点から、外壁通気構法
に於ける防風材としての理想的材料特性を追求する事に
より、（１）透湿性、（２）保温断熱性、（３）防水
性、（４）施行性（取扱い性）、（５）経済性（安価で
ある）等に優れる防風材料の提供を目的に鋭意検討を重
ね、本発明を完成するに至つたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、上記問題点を解決するためにあたり、基材
となるシートと金属微粉末分散液を混入してなる熱可塑
性重合体、共重合体との組み合わせに着目し、本発明に
到達した。

即ち、本発明は基材となるシート表面に、金属微粉末分
散液を混入してなる熱可塑性重合体、共重合体配合液を
塗布してなる保温・透湿・防水性を有する建築用シート
材料である。

木造住宅等の外壁通気構法に於ける防風層材料として最
も重要な役割は、（１）透湿性（室内側から洩れてくる
湿気を通気層に通してやる。）、（２）保温・断熱性
（暖かい空気層の通気層側への移動を抑える。断熱材側
への冷気の浸入を防ぐ。）、（３）防水性（断熱材側へ
の水滴の浸入を防ぐ。）、（４）施行性（取扱い性）、
（５）経済性（安価である）等に優れる事である。

上記、本発明の目的を達成するため、本発明は、透湿、
施行、経済性については、基材にシート状材料を用い、
保温断熱性については、金属微粉末分散液を用いる、防
水性については、熱可塑性重合体、共重合体配合液を塗
布する事により、達成される。本発明における基材とな
るシート材料としては、透湿性を有し、施行時（主に、
ガンタツカー等による固定作業）における強度及び取扱
い性（腰があり、形態保持性に優れる。）、安価である
等の点に優れるものが望ましく、例えば、不織布、布
帛、合成樹脂フイルム、紙等を用いる事ができる。なか
でも不織布が、透湿性、価格、強度、施行性等を考慮す
ると最も好ましい。不織布の素材としては、セルロース
系、合成繊維系のいずれでもよいが、耐久性を考慮する
とセルロース系は腐蝕分解の危険があり、合成繊維系が
好ましい。合成繊維系としては、ナイロン、ポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン等が用いられる。な
かでも疎水性で水分、熱による収縮が小さく、耐候性に
優れ、形態保持性（硬くて腰がある。）にも優れ、か
つ、長期使用による腐蝕分解性の少ないポリエステルが
より好ましい。また、不織布の構成としては、短繊維系
の乾式・湿式不織布やスパンボンドのような長繊維系の
いずれでもよいが、強度の点から長繊維系不織布である
スパンボンドが好ましい。不織布の重量としては、30〜
70g/m²が適当で、強度、価格及び加工性の面より約50g/
m²のものが好ましい。30g/m²未満では強度及び加工性の
点で不十分である。

布帛については、織物・編物状のものも用いる事ができ
るが、（１）高価格、（２）形態保持性（硬くて腰があ
る。）が無い等の点で不織布に比べ劣る。紙について
は、セルロースを原料とするため、長期使用（10年以
上）を考慮した場合、腐蝕分解を起こし易いので好まし
くない。合成樹脂フイルムについては、透湿性が要求さ
れるため、フイルム自体が透湿性を有するか或いは、後
加工により多孔質を形成してなるものが望まれるため、
（１）高価格、（２）多孔質形成のためフイルム強度が
低い、（３）形態保持性（腰）が無い等の点で不織布に
比べ劣る。

保温・断熱性については、金属微粉末分散液を熱可塑性
重合体、共重合体配合液に混入塗布する事により、従来
の防風性機能のみによる断熱性の維持から、より積極的
な保温・断熱機能を持たす事が可能となる。

すなわち、本発明に用いる金属微粉末分散液としては、
熱線反射金属であるアルミニウム、ニツケル、銀、錫、
マグネシウム、クロム等を含む分散液が用いられるが、
比重が小さく、熱線反射性効果の高いアルミニウムの使
用が好ましい。また、これらの金属微粉末分散液溶媒と
しては、石油系のミネラルスピリツトを主成分とし、ソ
ルベントナフサ、キシレン、トルエン、イソプロピルア
ルコール等を適宜混合したものが用いられる。金属微粉
末の形状としては、丸、角、扁平いずれでもよく、粉子
径としては直径0.1〜30μｍ程度のものが好ましい。金
属微粉末分散液の混合割合としては、熱可塑性重合体、
共重合体100重量部に対し、５〜30重量部が好ましい。
より好ましくは、10〜20重量部である。５重量部未満で
は、熱線反射効果に乏しく、30重量部以上になると、熱
可塑性重合体、共重合体への均一分散性、皮膜強度が脆
くなる、金属微粉末の脱落、価格が高くなる等の問題が
生じ好ましくない。本発明においては、金属微粉末分散
液を混入した熱可塑性重合体、共重合体配合液を基材に
塗布する事により、従来の断熱性対策としての通気性を
抑える事により、通気層内の冷気の断熱材側への浸入防
止及び壁体内部側の暖かい空気層の壁体外への移動防止
という防風機能に加え、壁体内部からの輻射熱を反射さ
せる事で、より効果的に保温・断熱性を付与する事が可
能となる。防水性については、熱可塑性重合体、共重合
体配合液を塗布する事により付与する事ができる。本発
明における熱可塑性重合体、共重合体としては、ポリア
クリル酸系、ポリウレタン系、ポリ塩化ビニル系、ポリ
塩化ビニリデン系、ポリスチレン系、ポリエチレンテレ
フタレート・イソフタレート共重合体、ポリアミド系等
があり単独或いは併用又は混合して用いる事ができる。
なかでも、ポリアクリル酸及びポリウレタン系が特に好
ましい、前記ポリアクリル酸系重合体、共重合体は、例
えばアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル
ゴム、アクリル酸エステル共重合体、メタアクリル酸エ
ステル共重合体、アクリロニトリル、グリシジルメタア
クリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド等の
共重合体が挙げられる。また、ポリウレタン系重合体、
共重合体としては、分子中にオリオキシエチレン鎖を有
するポリウレタン系重合体が好ましい。係る、ポリオキ
シエチレン鎖を有するポリウレタン系重合体は、通常ジ
イソシアネート化合物と疎水性長鎖ジオール、ポリオキ
シエチレングリコール並びにその誘導体、低分子活性水
素化合物（鎖伸長剤）を反応させる事により得られる。
このようにして得られた重合体は、ポリオキシエチレン
鎖を有するため、親水性に富み透湿性も優れるものであ
る。本発明に用いる重合体、共重合体配合液は、通常溶
剤により適宜希釈分散し塗布されるもので、溶剤として
は、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、酢酸エ
チル、ジメチルフオルムアミド等が用いられるが、乾燥
速度、希釈分散性の点より酢酸エチルが好ましい。該重
合体、共重合体の水分散（エマルジヨン）液としての使
用も可能であるが、乾燥効率（乾燥温度・時間）、樹脂
皮膜の強度、耐水性並びに最終製品での長期保存を考慮
した場合、樹脂皮膜の充分な乾燥を行なわないと、樹脂
皮膜形成時の残留水分によりカビの発生等があり、防カ
ビ剤等の添加の必要もあり好ましくない。本発明で用い
る重合体配合液の塗布方法としては、湿式、乾式いずれ
も可能であるが、経済性の点から乾式法が好ましい。係
る、乾式コーテイング方式としては、ロールコーター、
ナイフコーター、リバースロールコーター、グラビアロ
ールコーター等のコーテイング機を用いる事ができ、特
に均一で薄膜の形成が簡単にできるナイフコーター、ロ
ールコーターが望ましい。また、通常、係る重合体、共
重合体配合液には、主としてトルエンジイソシアネー
ト、メチレンジイソシアネートの他、ポリイソシアネー
ト類及びこのブロツク体イソシアネート架橋剤並びにト
リメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン等の
メラミン架橋剤等を添加する。この目的は、該重合体、
共重合体の基剤への密着性向上及び得られる被膜自体の
強度（耐摩耗性）、耐水性の向上である。

更に、より防水性を高めるため、該重合体配合液を塗布
して得られたシートに撥水剤を塗布した方が好ましく、
撥水剤としては、弗素系、シリコン系、パラフインワツ
クス系、ジルコニウム系等全て利用できる。しかしなが
ら、商品の宣伝効果等を高める意味で、商標等を印刷す
る場合を考えると、弗素系がより好ましい。係る重合体
配合液の基材への塗布量としては、15〜40g/m²が好まし
く、より好ましくは20〜30g/m²である。塗布量が15g/m²
未満の場合、防風材料としての防風性機能及び防水性が
低下する。なぜなら、塗布量が少ないと空隙の大きい
（通気性大）不織布等は完全に空気を遮断する事が出来
ず、壁体内部からの暖かい空気層の通気層側への濡れ及
び、通気層からの断熱材側への冷気浸入により保温・断
熱性に劣る。防水性についても同様に、樹脂が不織布等
の繊維間の空隙を充填し水滴に対してのバリヤー性を発
揮するには15g/m²以上の塗布量が望ましい。しかしなが
ら塗布量が40g/m²を超えると透湿性の低下及び価格の上
昇を招き、好ましくない。

（実施例） 以下、本発明を実施例にて詳細に説明するが、本発明は
実施例に限定されるものではない。

実施例１ ポリアクリル酸エステル樹脂100重量部、ポリイソシア
ネート架橋剤２重量部（NCO含量13％）、酢酸エチル25
重量部を混合し、次いで金属微粉末分散液であるアルミ
ペースト（金属含有量65％、平均粒子径７μｍ）を10重
量部加えてコーテイング配合液とした。この配合液をポ
リエステルスパンボンド不織布50g/m²にナイフコーター
を用いて塗布し乾燥固形分付着量を第１表に示すように
調整した。更に、防水性を向上さす為に弗素系撥水剤２
％溶液にて含浸加工を実施した。このシートの物性を第
１表に示す。比較例として、現在市販されているアスフ
アルトフエルト17Kg（比較例１）及び他社ポリエチレン
不織布シート（比較例２）を用いた。

第１表より、樹脂付着量が15g/m²未満では透湿性は極め
て優れるが、耐水圧及び通気度が低い為、防水性及び防
風性に劣る。20g/m²以上では、透湿性及び防水性も、向
上する。又、防水性を向上する為には、撥水処理を施こ
す事が耐水圧向上につながり良好である事が判かる。尚
比較例1,2とも防水性は良好であるが透湿性において本
発明より劣り、本発明品は透湿性が極めて高いレベルに
あり、壁体内の内部結露防止対策に有効と思われる。

実施例２ 実施例１で用いたコーテイング配合液をベースにし、第
２表に示すようにアルミペーストの添加量を変えて、ポ
リエステルスパンボンド不織布50g/m²に乾燥固形分が25
g/m²になるようナイフコーターにてコーテイングを行な
つた。このシートの保温性及び摩耗性について評価した
結果を第２表に示す。尚、保温性については、従来の保
温率（JIS−Ｌ−1096）では、実用的評価とは言い難い
ので、ここではより実用的にするため、試料と熱源（熱
板）との間に空気層（20％）を設ける事によりグラスウ
ール断熱材間に存在する空気層と仮定した。但し、測定
についてはJIS−Ｌ−1096に準ずる。保温断熱性につい
ては、熱貫流率を求める事により評価した。この熱貫流
率を求める方法としては、恒温槽内に温度調節のできる
熱源を有し、上部に開口部のある断熱容器を設置する。
開口部に試料を貼り付け、試料表面に熱流計の検出端を
接触させ、恒温槽温度（T₁℃）と断熱容器内温度（T
₂℃）との温度差によつて生じる熱流（Qkcal/m²・hr）
を測定し、Ｑ＝ｋ（T₂−T₁）より、熱貫流率ｋを求め
る。比較例１としてアルフアルト17Kgフエルト、比較例
２として他社ポリエチレン不織布を用いた。第２表よ
り、熱線反射効果を有するアルミニウムを添加する事に
より、保温性が著しく向上する。保温断熱性についても
比較例では、通気度が低いため、空気の対流を防止する
という防風機能だけであるが、本発明例では、防風機能
及び輻射効果による保温断熱性を有しグラスウール断熱
材の断熱効果を向上さすと同時に熱量損失も少なくなる
と思われ、省エネルギー効果も期待できるものである。
尚、アルミニウム添加量が30重量部以上になると、シー
ト表面でのアルミニウム粉の脱落等が現われるので好ま
しくない。

実施例３ 実施例１と同じコーテイング配合液を用い、ポリエステ
ルスパンボンド不織布50g/m²に、乾燥固形分付着量が15
g/m²になるようナイフコーターにて塗布し150℃×２分
間乾燥後、更にポリオキシエチレン鎖を有するポリウレ
タン系重合体を重ねてコーテイングし全体で25g/m²にな
るよう調整し、感想を行なつた。得られたシートの物性
を第３表に示す。比較例として、実施例１で用いた比較
例と同じシートを用いた。

第３表より、予めポリアクリル酸重合体配合液にて不織
布の目止めコーテイングをし、更に皮膜形成の優れるポ
リウレタン重合体を併用する事によりポリアクリル酸重
合体単体より、優れた防水性を付与する事が可能となり
且つ通気度も低くなり防風性に優れ、耐摩耗性も向上す
る事が判明した。

実施例４ 実施例１で作成したシート（第１表試料No.4）を用い
て、以下のような試験装置を作り保温性について更に実
証テストを繰り返した。恒温槽を用い、その中にヒータ
ーを内蔵し、かつ断熱材で覆つた容器を入れ、その上面
に試料を設置し、恒温槽内の温度及び試料を変えて、ヒ
ーターを内蔵する容器内の温度がどう変化するか検討し
た。比較例として、市販アルフアルトフエルト17Kg品を
用いた。その結果を第２図及び第３図に示す。第2,3図
より、本発明品の方がヒーターを一定の電力で稼働させ
た場合の温度上昇が速く、かつ高温を維持し（第２
図）、また第３図に示すヒーター電力を弱めた場合の温
度下降曲線では、本発明品の方が容器内の温度低下が緩
やかで、従来のアルフアルトフエルト17Kg品より高温で
安定している。これらの事より、ヒーターを内蔵する容
器を壁体内、温度変化を外気温（通気層を通る空気の温
度）と想定した場合、本発明品は、従来品と比べ５〜10
℃も高い値を維持しており、本発明品の保温性が格段に
優れている事がわかる。

実施例５ 実施例３で作成したシートを用い、一般物性及び施行
性、経済性について評価した。その結果を第４表に示
す。比較例として従来のアスフアルトフエルト17Kg品及
び他社ポリエチレン不織布を用いた。

第４表より、本実施例のものは比較例と比べて、強度及
び透湿性、保温断熱性、防水性及び施行性経済性につい
て優れるもので、外壁通気構法に於ける理想的防風材料
とみなすことができる。

（発明の効果） 本発明は、実施例に示す如く外壁通気構法に於ける防風
材料として使用する場合、従来品では解決できなかつ
た、（１）保温断熱性、（２）透湿性、（３）防水性に
加え施行性、経済性にも優れている。更に上記の効果を
考慮すると、従来工法、２×４工法、モルタル工法（通
気層を要す）、床下のグラスウール受け（従来のプラス
チツクネツトの代わりに使用し、床の断熱材を気密に保
護し、断熱性能を向上させる。）、軒天回り、サツシ回
り、土台回り等の納まり部にも使用でき、熱可塑性重合
体にポリ塩化ビニル系等を使用すれば難燃性も付与で
き、木造住宅への種々の使用が考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は外壁通気構法の概要構造を示す断面図、第２図
は実施例４における、温度上昇曲線グラフ、第３図は実
施例４における温度下降曲線グラフである。 １……外壁材、２……通気層、３……防風層材、４……
断熱層（グラスウール）、５……防湿層（ポリエチレン
フイルム等）、６……内装材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材となるシート表面に、金属微粉末分散
   液を混入してなる熱可塑性重合体、共重合体配合液を塗
   布してなる保温・透湿・防水性を有する建築用シート材
   料