(57)【要約】【課題】本願は、モルタルで比較的薄い板状のパネルを形成可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、建物の壁に用いられる壁用パネルの製造方法であって、壁用パネルの外形を形成する型枠内に未硬化のモルタルを入れて、型枠の底面の全域にこてで塗り広げる第１工程と、壁用パネルを補強する補強材を型枠内に載置する第２工程と、第２工程によって補強材が載置された型枠内に未硬化のモルタルを更に入れて、少なくとも補強材が埋まるようにこてで塗り広げる第３工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の壁に用いられる壁用パネルの製造方法であって、
前記壁用パネルの外形を形成する型枠内に未硬化のモルタルを入れて、前記型枠の底面の全域にこてで塗り広げる第１工程と、
前記壁用パネルを補強する補強材を前記型枠内に載置する第２工程と、
前記第２工程によって前記補強材が載置された前記型枠内に未硬化のモルタルを更に入れて、少なくとも前記補強材が埋まるようにこてで塗り広げる第３工程と、を有する、
壁用パネルの製造方法。
【請求項２】
前記第２工程では、前記第１工程によって底面にモルタルが塗り広げられた前記型枠内に前記補強材を載置する、
請求項１に記載の壁用パネルの製造方法。
【請求項３】
前記壁用パネルに断熱性を付与する断熱材を前記型枠内に載置する第４工程を更に有する、
請求項１又は２に記載の壁用パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、モルタルを用いた壁用パネルの製造方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅や商業施設等の各種建築物の壁には、工場で予め板状に成形された壁材が用いられている（例えば、特許文献１−３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１８５８４５号公報
【特許文献２】特開平７−３００９６５号公報
【特許文献３】特開２０１６−９４７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
木造や鉄骨造、ＳＲＣ造（ＳＲＣ：Steel Reinforced Concrete）、ＲＣ造（ＲＣ：Reinforced Concrete）等の建築物の内壁には、例えば、軽量で加工性に優れる石膏ボードが用いられている。また、これらの建築物の外壁には、例えば、耐候性に優れる窯業系サイディングが用いられている。しかし、石膏ボードは、モルタル造や鉄筋コンクリート造の壁体に比べると、耐火性に劣るため、建物の内部で火災が発生した場合に燃焼する恐れがある。また、窯業系サイディングは、耐火性や耐候性には優れるものの、外部の寒気や暖気が建物内部の温熱環境に影響を与えるのを防ぐために必要な断熱性が無いため、外壁として用いる場合には、窯業系サイディングの裏側に断熱材を別途設ける必要がある。
【０００５】
そこで、これらの要求を満たすべく、耐火性に優れるモルタルを用いて内壁用や外壁用のボードを形成することが考えられる。しかし、従来、内壁の壁体として用いられていた石膏ボードに代替可能な建材とするには、石膏ボードの規格で定められているサイズ、すなわち、例えば、９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ等の縦横の長さに対して９．５ｍｍや１２．５ｍｍといった相対的に極めて薄い厚さとなるようにモルタルでボードを形成する必要がある。また、従来、外壁の壁体として用いられていた窯業系サイディングに代替可能で且つ断熱性も有する建材とするには、窯業系サイディングにおいて標準的な厚さとなる１０ｍｍから５０ｍｍ程度の厚さの中に、断熱材によって構成される断熱層と、当該断熱層を両側から挟むモルタルの層とを形成する必要がある。すなわち、耐火性に優れるモルタルを内壁用や外壁用のボードとして形成するには、例えば、数ｍｍから十数ｍｍという極めて薄い厚さでモルタルを板状に形成する必要がある。よって、高層ビルの外壁等に用いられる比較的厚い壁であればモルタルを型枠に流し込んで形成可能であったが、この方法で厚さ数ｍｍから十数ｍｍの厚さの板状にモルタルで形成することはできない。
【０００６】
そこで、本願は、モルタルで比較的薄い板状のパネルを形成可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、モルタルを型枠の底面の全域にこてで塗り広げながらパネルを形成することにした。
【０００８】
詳細には、本発明は、建物の壁に用いられる壁用パネルの製造方法であって、壁用パネルの外形を形成する型枠内に未硬化のモルタルを入れて、型枠の底面の全域にこてで塗り
広げる第１工程と、壁用パネルを補強する補強材を型枠内に載置する第２工程と、第２工程によって補強材が載置された型枠内に未硬化のモルタルを更に入れて、少なくとも補強材が埋まるようにこてで塗り広げる第３工程と、を有する。
【０００９】
上記の製造方法であれば、型枠の底面にモルタルをこてで塗り広げながらパネルを製造する形態であるため、例えば、厚さが数ｍｍから十数ｍｍといった極めて薄い厚さのパネルを製造したい場合であっても、型枠内の隅々にまでモルタルを押し広げてパネルを製造することが可能である。よって、上記の製造方法であれば、縦横の長さに対して相対的に極めて薄い厚さのパネルであってもモルタルで形成可能となる。そして、上記の製造方法で製造されるパネルであれば、補強材で補強されているため、比較的薄い板状に形成されても、壁用のパネルとして必要な強度を発揮可能である。
【００１０】
なお、第２工程では、第１工程によって底面にモルタルが塗り広げられた型枠内に補強材を載置するものであってもよい。このような製造方法であれば、補強材がモルタルに埋め込まれた状態のパネルが製造可能となる。
【００１１】
また、壁用パネルに断熱性を付与する断熱材を型枠内に載置する第４工程を更に有するものであってもよい。このような製造方法であれば、断熱材がモルタルに埋め込まれた状態のパネルが製造可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
上記の壁用パネルの製造方法であれば、モルタルで比較的薄い板状のパネルを形成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る壁用パネルの製造方法の概要を示した第１の図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る壁用パネルの製造方法の概要を示した第２の図である。
【図３】図３は、第１実施形態の製造方法によって製造された内壁用パネルの構造図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る壁用パネルの製造方法の概要を示した第１の図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る壁用パネルの製造方法の概要を示した第２の図である。
【図６】図６は、第２実施形態の製造方法によって製造された外壁用パネルの構造図である。
【図７】図７は、外壁用パネルを建物に取り付ける場合の取付方法の一例を示した図である。
【図８】図８は、アンカーの取付位置の一例を示した図である。
【図９】図９は、アンカーが取り付けられている箇所の外壁用パネルの内部構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の一形態であり、本発明の技術的範囲を下記の実施形態に限定するものではない。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る壁用パネルの製造方法の概要を示した第１の図である。また、図２は、第１実施形態に係る壁用パネルの製造方法の概要を示した第２の図である。
本第１実施形態では、内壁用のパネルを製造する場合を例に説明する。
【００１６】
本第１実施形態では、図１（Ａ）に示されるように、内壁用のパネルの外形を形成する型枠Ｋが用意される。そして、本第１実施形態では、型枠Ｋ内に未硬化のモルタルＭが入れられる（ステップＳ１１：本願でいう「第１工程」の一例である）。型枠Ｋ内に入れられた未硬化のモルタルＭは、型枠Ｋの底面の全域にこてで塗り広げられる。
【００１７】
型枠Ｋは、表面に離型剤が塗布された合板の四辺に棒状の角材を固定したものであり、製品として用意する予定の内壁用パネルのサイズに合わせた大きさの型枠面を形成する。なお、型枠Ｋは、木製の合板に棒状の角材を固定したものに限定されるものでなく、例えば、鋼板を使って形成されたものであってもよい、その他各種の素材を使って形成されたものであってもよい。
【００１８】
型枠Ｋの底面の全域にモルタルＭが塗り広げられた後は、図１（Ｂ）に示されるように、パネルを補強するメタルラスＬが型枠Ｋ内に載置される（ステップＳ１２：本願でいう「第２工程」の一例である）。メタルラスＬは、製品として用意する予定のパネルのサイズに合わせた大きさの補強材であり、金属製の網である。なお、図１（Ｂ）では、ひし形の格子を形成するような形態の網がメタルラスＬとして図示されているが、メタルラスＬは、このような形態のものに限定されるものではない。メタルラスＬは、例えば、正方形の格子を形成するような形態の網であってもよいし、その他の形状の金属製の網であってもよいし、或いは、炭素繊維といった金属以外の素材で形成された網であってもよい。
【００１９】
メタルラスＬが型枠Ｋ内に載置された後は、図１（Ｃ）に示されるように、型枠Ｋ内に未硬化のモルタルＭが更に入れられる（ステップＳ１３：本願でいう「第３工程」の一例である）。そして、型枠Ｋ内に入れられた未硬化のモルタルＭは、メタルラスＬが埋まるようにこてで塗り広げられる。
【００２０】
メタルラスＬが埋まるようにモルタルが塗り広げられ、更に型枠Ｋ内のモルタルＭが完全に硬化した後は、図２（Ａ）に示されるように、型枠Ｋ内のモルタルが硬化することにより形成された中間製品Ｃが型枠Ｋから取り外される。そして、図２（Ｂ）に示されるように、最終製品が内壁として使用された場合に室内側へ向けられる面に漆喰Ｓが仕上げとしてこてで薄く塗り広げられる。中間製品Ｃの表面に薄く塗り広げられた漆喰Ｓが完全に硬化すると、図２（Ｃ）に示されるように、最終製品である内壁用パネル１が完成する。
【００２１】
なお、モルタルが硬化する途中の段階では、モルタルが入った型枠Ｋをワイヤ等で工場の天井から吊下げた状態で保管してもよい。この場合、工場内のスペースを有効活用することができる。モルタルが入った型枠Ｋをワイヤ等で天井から吊下げるには、型枠Ｋを鋼板等で形成すると共に、型枠Ｋを覆う鋼板の蓋を型枠Ｋと共にバンドで強固に締結することが必要となる。また、モルタルが入った型枠Ｋは重量物であるため、型枠Ｋを傾ける装置類の併用が望ましい。
【００２２】
図３は、上記第１実施形態の製造方法によって製造された内壁用パネル１の構造図である。内壁用パネル１は、上記第１実施形態の製造方法によって製造されたものであるため、図３に示されるように、モルタルＭが硬化したモルタル層１Ａと、漆喰Ｓが硬化した漆喰層１Ｂとを有する。また、モルタル層１Ａには、上述のステップＳ１２によってモルタルＭ内に埋め込まれたメタルラスＬが備わっている。よって、上記第１実施形態の製造方法によって製造された内壁用パネル１は、実質的にメタルラスＬで補強されたモルタル製のパネルと言える。
【００２３】
そして、上記第１実施形態の製造方法は、型枠Ｋの底面にモルタルＭをこてで塗り広げ
ながら内壁用パネル１を製造する形態であるため、例えば、厚さが数ｍｍから十数ｍｍといった極めて薄い厚さの内壁用パネル１を製造したい場合であっても、型枠Ｋ内の隅々にまでモルタルを押し広げて内壁用パネル１を製造することが可能である。よって、上記第１実施形態の製造方法であれば、例えば、既製の石膏ボードの規格で定められているサイズ、すなわち、例えば、９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ等の縦横の長さに対して９．５ｍｍや１２．５ｍｍといった相対的に極めて薄い厚さの内壁用パネル１をモルタルで形成可能である。内壁用パネル１の厚さが１２．５ｍｍであれば、モルタル層１Ａは約１０ｍｍ程度となり、漆喰層１Ｂは約２ｍｍ程度となる。
【００２４】
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態に係る壁用パネルの製造方法の概要を示した第１の図である。また、図５は、第２実施形態に係る壁用パネルの製造方法の概要を示した第２の図である。本第２実施形態では、外壁用のパネルを製造する場合を例に説明する。
【００２５】
本第２実施形態では、図４（Ａ）に示されるように、外壁用のパネルの外形を形成する型枠Ｋが用意される。そして、本第２実施形態では、型枠Ｋ内に未硬化のモルタルＭが入れられる（ステップＳ２１：本願でいう「第１工程」の一例である）。型枠Ｋ内に入れられた未硬化のモルタルＭは、型枠Ｋの底面の全域にこてで塗り広げられる。
【００２６】
型枠Ｋの底面の全域にモルタルＭが塗り広げられた後は、図４（Ｂ）に示されるように、パネルに断熱性を付与する断熱ボードＤが型枠Ｋ内に載置される（ステップＳ２２：本願でいう「第４工程」の一例である）。断熱ボードＤは、製品として用意する予定のパネルのサイズに合わせた大きさの板状の断熱材である。断熱ボードＤとしては、例えば、ダウ化工株式会社製のスタイロフォーム（登録商標）が好適である。
【００２７】
断熱ボードＤが型枠Ｋ内に載置された後は、図４（Ｃ）に示されるように、型枠Ｋ内に未硬化のモルタルＭが更に入れられる（ステップＳ２３）。そして、型枠Ｋ内に入れられた未硬化のモルタルＭは、断熱ボードＤが埋まるようにこてで塗り広げられる。
【００２８】
断熱ボードＤが埋まるようにモルタルが塗り広げられた後は、図５（Ａ）に示されるように、パネルを補強するワイヤーメッシュＷが型枠Ｋ内に載置される（ステップＳ２４：本願でいう「第２工程」の一例である）。ワイヤーメッシュＷは、メタルラスＬと同様、製品として用意する予定のパネルのサイズに合わせた大きさの補強材であり、金属製の網であるが、板材を打ち抜いて引き延ばすことによりひし形の格子を形成したメタルラスＬとは異なり、直径が３〜４ｍｍ程度の金属製の線材を約１０ｃｍ間隔で縦横に配して溶接により接合したものでる。なお、「ワイヤーメッシュ」は、「溶接金網」とも呼ばれる。
【００２９】
ワイヤーメッシュＷが型枠Ｋ内に載置された後は、図５（Ｂ）に示されるように、型枠Ｋ内に未硬化のモルタルＭが更に入れられる（ステップＳ２５：本願でいう「第３工程」の一例である）。そして、型枠Ｋ内に入れられた未硬化のモルタルＭは、ワイヤーメッシュＷが埋まるようにこてで塗り広げられる。
【００３０】
ワイヤーメッシュＷが埋まるようにモルタルが塗り広げられ、更に型枠Ｋ内のモルタルＭが完全に硬化した後は、図５（Ｃ）に示されるように、型枠Ｋ内のモルタルが硬化することにより形成された最終製品の外壁用パネル２が型枠Ｋから取り外される。
【００３１】
図６は、上記第２実施形態の製造方法によって製造された外壁用パネル２の構造図である。内壁用パネル１は、上記第２実施形態の製造方法によって製造されたものであるため、図６に示されるように、モルタルＭが硬化した第１モルタル層２Ａ及び第２モルタル層２Ｂを有する。また、第１モルタル層２Ａと第２モルタル層２Ｂとの間には、上述のステ
ップＳ２２によって型枠Ｋ内に載置された断熱ボードＤが配置されている。よって、上記第２実施形態の製造方法によって製造された外壁用パネル２は、実質的にワイヤーメッシュＷで補強され且つ断熱ボードＤで断熱性が付与されたモルタル製のパネルと言える。
【００３２】
そして、上記第２実施形態の製造方法は、型枠Ｋの底面にモルタルＭをこてで塗り広げながら外壁用パネル２を製造する形態であるため、例えば、厚さが数ｍｍから十数ｍｍといった極めて薄い厚さの第１モルタル層２Ａ及び第２モルタル層２Ｂを有する外壁用パネル２を製造したい場合であっても、型枠Ｋ内の隅々にまでモルタルを押し広げて外壁用パネル２を製造することが可能である。よって、上記第２実施形態の製造方法であれば、例えば、既製の窯業系サイディングにおいて標準的な厚さとなる１０ｍｍから５０ｍｍ程度の厚さの中に、断熱材によって構成される断熱層と、当該断熱層を両側から挟むモルタルの層とを形成するような構造の外壁用パネル２をモルタルで形成可能である。
【００３３】
図７は、外壁用パネル２を建物に取り付ける場合の取付方法の一例を示した図である。外壁用パネル２は、外壁として用いられる部材であるため、風雨の浸入を防ぐため、少なくとも外壁用パネル２同士の間に隙間が形成されないようにして建物に取り付けられることが好ましい。そこで、外壁用パネル２同士が隣り合う外壁用パネル２の縁については、例えば、図７（Ａ）に示されるように、第１モルタル層２Ａの端面と第２モルタル層２Ｂの端面との間に段差を形成しておけば、図７（Ｂ）に示されるように、外壁用パネル２の縁同士が段差で噛み合う状態で外壁用パネル２を建物に取り付け可能となるため、外壁用パネル２同士の間の隙間を無くすことが可能となる。
【００３４】
なお、この場合、段差によって噛み合った外壁用パネル２の縁同士の間には、図２（Ｂ）にある「隙間」との記載が示す箇所にあるように、隙間が形成されるようにしておけば、コーキング材等の打ち込みより、外壁用パネル２同士の間に更に高い気密性を付与することが可能となる。
【００３５】
＜確認試験＞
上記第１実施形態や第２実施形態の製造方法によって製造される壁パネルが、建材に要求される耐火性能を満たすか否かについて確認試験を行ったので、その結果を以下に示す。
【００３６】
上記第１実施形態の製造方法によって製造される内壁用パネル１と、上記第２実施形態の製造方法によって製造される外壁用パネル２の何れについても、表面はモルタルＭが硬化した層で形成されている。よって、内壁用パネル１と外壁用パネル２は、全体の厚みや断熱ボードＤの有無に関わらず、少なくともモルタルＭの硬化によって形成された単体の層が、建材に要求される耐火性能を満たせば、内壁用パネル１と外壁用パネル２が何れも建材に要求される必要な耐火性能を発揮すると考えられる。そこで、本確認試験では、第１実施形態の製造方法で製造した内壁用パネル１に相当する試験体を用意し、当該試験体が発熱性試験に合格するか否かの試験を行った。本試験体では、モルタルＭが硬化したモルタル層１Ａのみを有する形態とし、漆喰Ｓの塗布により形成される漆喰層１Ｂは省略した。
【００３７】
試験体としては、メタルラスを厚み方向の中心部に埋め込んだ厚さ１０．９ｍｍのパネルを用意した。当該試験体の大きさは９９．９ｍｍ×１００．０ｍｍである。また、当該試験体の質量は１５２．３ｇである。また、当該試験体に対し、地方独立行政法人北海道立総合研究機構が定める「防耐火性能試験・評価業務方法書」の不燃性能試験方法に基づく発熱性試験を行った（加熱時間２０分、設定輻射熱量５０ｋＷ／ｍ２、排気ガス流量２４Ｌ／ｓｅｃ）。
【００３８】
試験の結果、２０分間の総発熱量は７．６ＭＪ／ｍ２であり、最高発熱速度は１０．４ｋＷ／ｍ２であった。すなわち、建材の耐火性能を満たすために要求される２０分間の総発熱量の上限の規定値である８ＭＪ／ｍ２を下回る良好な結果であることが確認された。また、建材の耐火性能を満たすために要求される２００ｋＷ／ｍ２超の継続時間の規定値である１０ｓｅｃという基準についても、２００ｋＷ／ｍ２を越えなかったため、何ら問題の無い結果であることが確認された。
【００３９】
なお、本試験体は、製作の都合上、軽量モルタル９８％とポラトランドセメント２％のモルタルに、エチレン酢酸ビニル系樹脂を僅かに０．３％含有するものを用いて製作したため、２０分間の総発熱量が７．６ＭＪ／ｍ２という値になったが、エチレン酢酸ビニル系樹脂を除くことにより、２０分間の総発熱量は７．２ＭＪ／ｍ２以下の値になると見込まれる。したがって、上記実施形態の製造方法で製造された内壁用パネル１を石膏ボードの代替品として用いれば、石膏ボードよりも極めて高い耐火性能が発揮できるため、内壁用の耐火パネルとして用いることができる。
【００４０】
また、上記第１実施形態の内壁用パネル１に相当する試験体を用意し、この試験体を火炎に曝して約１５００度で３０分間加熱する試験についても行った。この結果、本試験体については崩壊することなく、加熱に耐えることが確認された。一方、この試験体と同等の厚さを有する既製品の石膏ボードについて同様の試験を行ったところ、加熱開始後約２０分が経過した時点で貫通孔が形成され、加熱開始後約３０分が経過した時点でボードが崩壊した。よって、上述した発熱性試験のみならず、この加熱試験の結果からも、上記第１実施形態の内壁用パネル１の優位性が確認された。この優位性は、第２実施形態の外壁用パネル２についても同様と考えられる。
【００４１】
図８は、アンカーの取付位置の一例を示した図である。上記第２実施形態の製造方法によって製造される外壁用パネル２には、例えば、図８に示されるように、上端の２箇所にアンカーＡが設けられていてもよい。アンカーＡは、ネジ或いはフックを挿通するための孔を有しており、外壁用パネル２を吊下げるような形態で建物に固定する。外壁用パネル２は、例えば、取り付ける建物が鉄骨造の場合には、当該建物の構造材である軽量鉄骨にタッピングビス等でアンカーＡを通じてネジ止めされる。また、外壁用パネル２は、例えば、取り付ける建物が木造の場合には、当該建物の壁面を構成する木製の合板或いは梁に木ネジ等でアンカーＡを通じてネジ止めされる。
【００４２】
図９は、アンカーＡが取り付けられている箇所の外壁用パネル２の内部構造を示した図である。アンカーＡは、図９に示されるように、略Ｌ字型の金具であり、一部が外壁用パネル２内に埋め込まれる形態となっている。よって、アンカーＡを覆うように他の外壁用パネル２等が上から重ねられれば、アンカーＡは、外壁用パネル２の外観面に露出しない。また、アンカーＡは、図９に示されるように、外壁用パネル２内でワイヤーメッシュＷに引っ掛かる構造となっている。よって、アンカーＡの吊下げ力は、外壁用パネル２の上部に集中することなく、ワイヤーメッシュＷを通じて外壁用パネル２全体に及ぶ。したがって、外壁用パネル２の重量がアンカーＡに集中しても、外壁用パネル２の上部が局部的に破損することは無い。
【符号の説明】
【００４３】
Ｋ・・型枠
Ｍ・・モルタル
Ｌ・・メタルラス
Ｗ・・ワイヤーメッシュ
Ｃ・・中間製品
Ｓ・・漆喰
Ｄ・・断熱ボード
Ａ・・アンカー
１・・内壁用パネル
１Ａ・・モルタル層
１Ｂ・・漆喰層
２・・外壁用パネル
２Ａ・・第１モルタル層
２Ｂ・・第２モルタル層
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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