(57)【要約】【課題】  運搬、設置に多大な労力を要することなく、軽量化も十分に実現することができ、しかも、装飾性に優れたセラミックス板結合外装材を提供する。【解決手段】  大型のコンクリート基板２と、大型薄肉のセラミックス板３と、コンクリート基板２とセラミックス板３との間に形成した裏面処理材層４と、コンクリート基板２にセラミックス板３を支持する支持金具５と、からセラミックス板結合外装材１を構成する。セラミックス板３は、その裏面から内方に向かって角度５５〜６５°傾斜する挿入溝部３１を形成してあり、支持金具５は、当接部５３から内方に向かって角度４５〜５５°傾斜する屈曲部５４を形成してあり、支持金具５の屈曲部５４をセラミックス板３の挿入溝部３１に挿入し、コンクリート基板２にセラミックス板３を支持金具５を介して結合して、セラミックス板結合外装材１を構成する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型のコンクリート基板と、大型薄肉のセラミックス板と、前記コンクリート基板と前記セラミックス板との間に形成した裏面処理材層と、前記コンクリート基板に前記セラミックス板を支持する支持金具、とから構成されるセラミックス板結合外装材であって、前記セラミックス板は、縦１，０００〜６，０００ｍｍ、横１，０００〜３，０００ｍｍ、厚さ４．５〜８．０ｍｍであって、その裏面から内方に向かって角度５５〜６５°傾斜する複数の挿入溝部を形成し、
前記裏面処理材層は、厚さ０．２〜２．０ｍｍであり、
前記支持金具は、金属板材を折曲して、底面部と、起立部と、当接部と、屈曲部と、を形成したものであって、前記底面部には窓孔を形成し、前記起立部は前記底面部から略直角に起立し、前記当接部は前記起立部から略直角に横臥し、前記屈曲部は前記当接部から内方に向かって角度４５〜５５°傾斜して起立させてあり、
前記支持金具の屈曲部を前記セラミックス板の挿入溝部に挿入し、前記コンクリート基板に前記セラミックス板を前記支持金具を介して結合して構成したことを特徴とするセラミックス板結合外装材。
【請求項２】
前記コンクリート基板は、プレキャストコンクリート材又はガラス繊維補強コンクリート材から成形されることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス板結合外装材。
【請求項３】
前記セラミックス板は、窒化珪素から成る無機化合物を焼結させ、成形したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミックス板結合外装材。
【請求項４】
前記裏面処理材は、弾性エポキシ樹脂系又は変成シリコーン樹脂系接着剤であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のセラミックス板結合外装材。
【請求項５】
建築物の外壁面を構成するカーテンウォール材として適用されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のセラミックス板結合外装材。
【請求項６】
セラミックス板の表面に裏面処理材を所定厚さ塗布した後、支持金具の屈曲部をセラミックス板の挿入溝部に挿入させ、複数の支持金具を所定間隔で配置させ、セラミックス板の上面にセメントを所定厚さまで流し込み、セメントが十分に硬化するまで保持して、セラミックス板を支持金具によってコンクリート基板に結合することを特徴とするセラミックス板結合外装材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の外壁面を化粧するカーテンウォール等として設置されるセラミックス板結合外装材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オフィスビル、商業施設等の建築物の外壁面を化粧するために、非耐力壁としてカーテンウォールが形成されている。
このカーテンウォールは、一般的に、建築物の外壁面にセメントから成る外壁材を設置し、この外壁材に金属から成る支持金具をボルトによって固定し、そして、この支持金具にセラミックス板から成る化粧材を掛止する、という工程を経て形成されていた。
【０００３】
しかし、上記のような施工工程を経てカーテンウォールを形成する場合には、形成する現場で施工する工程が多いため、形成するのに多大な時間と労力が掛かった。
又、各工程における施工業者が異なるため、複数業者に依頼する必要があり、又、業者間での日程調整も必要となって、多大な費用と時間が掛かる一因ともなっていた。
【０００４】
かかる従来の問題点を解決するために、工場等において、複数の化粧板１を止付金具６を介してコンクリート板２に連結して、予め、コンクリート複合パネルＡを構成しておくことが行われるようになってきた（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５０６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されたコンクリート複合パネルＡを使用すれば、多数のコンクリート複合パネルＡをトラック等によって現場まで運搬し、現場においては、外壁材を設置する施工業者がコンクリート複合パネルＡを建築物の外壁面に設置するだけでよい。
よって、施工工程を大幅に削減でき、業者数も削減できて、カーテンウォールを形成する際における時間、労力及び費用を大幅に軽減することができる。
【０００７】
しかし、特許文献１に記載されたコンクリート複合パネルＡにあっては、これを構成する化粧材１は、比較的に厚肉であって、かつ、小型のものであった。又、コンクリート板２は、比較的に重量があるにも係らず、強度の低いものであった。
【０００８】
よって、多数のコンクリート複合パネルＡを運搬する際及び現場で設置する際に多大な労力を要すると共に、カーテンウォールの軽量化を図ることもできなかった。
又、コンクリート複合パネルＡは複数の化粧材１を連結して構成されるので、自由なデザインを採用し難く、装飾性に劣るものであった。
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みて為されたものであって、運搬する際及び現場で設置する際に多大な労力を要することなく、カーテンウォールの軽量化も十分に実現することができ、しかも、自由なデザインを採用し易く、装飾性に優れたセラミックス板結合外装材を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、又、前記セラミックス板結合外装材を好適に製造する製造方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のセラミックス板結合外装材は、大型のコンクリート基板と、大型薄肉のセラミックス板と、前記コンクリート基板と前記セラミックス板との間に形成した裏面処理材層と、前記コンクリート基板に前記セラミックス板を支持する支持金具、とから構成されるものであって、前記セラミックス板は、縦１，０００〜６，０００ｍｍ、横１，０００〜３，０００ｍｍ、厚さ４．５〜８．０ｍｍであって、その裏面から内方に向かって角度５５〜６５°傾斜する複数の挿入溝部を形成し、前記裏面処理材層は、厚さ０．２〜２．０ｍｍであり、前記支持金具は、金属板材を折曲して、底面部と、起立部と、当接部と、屈曲部と、を形成したものであって、前記底面部には窓孔を形成し、前記起立部は前記底面部から略直角に起立し、前記当接部は前記起立部から略直角に横臥し、前記屈曲部は前記当接部から内方に向かって角度４５〜５５°傾斜して起立させてあり、前記支持金具の屈曲部を前記セラミックス板の挿入溝部に挿入し、前記コンクリート基板に前記セラミックス板を前記支持金具を介して結合して構成したことを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記コンクリート基板は、プレキャストコンクリート材又はガラス繊維補強コンクリート材から成形されるのが好ましい。
【００１３】
又、前記セラミックス板は、窒化珪素から成る無機化合物を焼結させ、成形したものであるのが好ましい。
【００１４】
又、前記裏面処理材としては、弾性エポキシ樹脂系又は変成シリコーン樹脂系接着剤を使用するのが好ましい。
【００１５】
そして、本発明のセラミックス板結合外装材は、建築物の外壁面を構成するカーテンウォール材として適用されるのが好ましい。
【００１６】
又、本発明のセラミックス板結合外装材の製造方法は、セラミックス板の表面に裏面処理材を所定厚さだけ塗布した後、支持金具の屈曲部をセラミックス板の挿入溝部に挿入させ、次いで、複数の支持金具を所定間隔で配置させ、セラミックス板の上面にセメントを所定厚さまで流し込み、セメントが十分に硬化するまで保持して、セラミックス板を支持金具によってコンクリート基板に結合したセラミックス板結合外装材を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のセラミックス板結合外装材によれば、運搬する際及び現場で設置する際にそれほど多大な労力を要することがないと共に、設置後に構成されるカーテンウォールの軽量化を十分に図ることができる。
又、本発明のセラミックス板結合外装材は、単体の薄肉、大型のセラミックス板を連結して構成されるものであるから、自由なデザインを採用し易く、装飾性に優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のセラミックス板結合外装材の斜視図である。
【図２】本発明のセラミックス板結合外装材の支持金具配設部付近における断面図である。
【図３】セラミックス板結合外装材を構成するセラミックス板の挿入溝部における断面図である。
【図４】セラミックス板結合外装材を構成する支持金具の（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図及び（Ｃ）は側面図である。
【図５】本発明のセラミックス板結合外装材の製造工程を示す説明図である。
【図６】本発明のセラミックス板結合外装材の製造工程を示す説明図である。
【図７】本発明のセラミックス板結合外装材の剪断試験における（Ａ）は試験方法を示す図、（Ｂ）はセラミックス板の接合面を示す図である。
【図８】本発明のセラミックス板結合外装材の疲労試験における（Ａ）は試験方法を示す図、（Ｂ）はセラミックス板の接合面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のセラミックス板結合外装材の好適な実施形態について、以下、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
本発明のセラミックス板結合外装材１は、図１及び図２に示すように、大型のコンクリート基板２と、大型薄肉のセラミックス板３と、前記コンクリート基板２と前記セラミックス板３との間に形成した裏面処理材層４と、前記コンクリート基板２に前記セラミックス板３を支持する支持金具５、とから構成される。
【００２１】
コンクリート基板２は、プレキャストコンクリート材から成形したものである。プレキャストコンクリート材（ＰＣ）とは、現場で組立、設置を行うために、工場等で予め製造されたコンクリート材である。
【００２２】
コンクリート基板２としては、短辺方向３００〜３，４００ｍｍ、長辺方向９００〜８，４００ｍｍ、特には短辺方向９００〜３，０００ｍｍ、長辺方向３，０００〜４，８０００ｍｍ程度の大型なものを採用する。しかし、保管、運搬、施工、設置面を考慮すると、実用上は、短辺方向９００〜１，８００ｍｍ、長辺方向３，０００〜４，８００ｍｍ程度のものを採用するのが好ましい。
【００２３】
一方、コンクリート基板２の厚さは、１５〜５０ｍｍ、特には、２５〜４０ｍｍのものを採用するのが好ましい。
【００２４】
コンクリート基板２として、ガラス繊維補強コンクリート材から成形したものを採用してもよい。
ガラス繊維補強コンクリート材（ＧＲＣ）とは、セメントモルタルにガラス繊維を混在させて成形したコンクリート材である。ここで、ガラス繊維としては、セメントモルタルに侵食され難い耐アルカリ性ガラス繊維を使用する。
【００２５】
これによれば、引張強度の高いガラス繊維によって、引張力に弱いというコンクリート材の特性を改善し、大幅な軽量化を実現しながら、引張応力によるひび割れを防止することができると共に、高い耐衝撃強度を実現することができる。
【００２６】
セラミックス板３としては、縦１，０００〜６，０００ｍｍ、特には１，０００〜４，８００ｍｍ、横１，０００〜３，０００ｍｍ、特には１，０００〜２，４００ｍｍ程度の大型なものを採用する。
しかし、保管、運搬、施工、設置面を考慮すると、実用上は、縦１，０００〜３，０００ｍｍ、横１，０００〜１，５００ｍｍ程度のものを採用するのが好ましい。
【００２７】
一方、セラミックス板３の厚さは、４．５〜８．０ｍｍ、特には５．５〜７．０ｍｍの薄肉のものを採用するのが好ましい。
【００２８】
このように、セラミックス板３を大型、薄肉のものを採用すれば、セラミックス板結合外装材１を十分に軽量化することができると共に、自由なデザインを採用し易く、装飾性に優れたものとすることができる。
【００２９】
セラミックス板３をコンクリート基板２に支持金具５を介して接合するため、図３に示すように、その裏面から内方に向かって角度（θ１）５５〜６５°傾斜する複数の挿入溝部３１を形成してある。
【００３０】
セラミックス板３をコンクリート基板２に接着すると共に、セラミックス板３が破損した場合の飛散を防止し、線熱膨張率の差によるセラミックス板３とセメント基板２の伸縮差を吸収するため、コンクリート基板２とセラミックス板３との間には、裏面処理材層４を形成してある。
【００３１】
裏面処理材としては、セラミックス板３をコンクリート基板２に確実に接着することができ、硬化後には、ある程度の粘弾性を有する弾性エポキシ樹脂系接着剤又は変成シリコーン樹脂を採用するのが好ましい。
【００３２】
そして、接着性と粘弾性とを確保させるため、裏面処理材層４の厚さは、０．２〜２．０ｍｍ、特には、０．３〜１．０ｍｍに設定するのが好ましい。
【００３３】
支持金具５は、図４に示すように、ステンレス、アルミニウム合金等から成る板厚０．６〜１．２ｍｍ、特には、０．８〜１．０ｍｍの金属板材を折曲して、底面部５１と、起立部５２と、当接部５３と、屈曲部５４と、を形成したものである。
【００３４】
前記底面部５１から起立部５２に掛けて矩形状の窓孔５１ａを形成すると共に、底面部５１の側端辺５１ｂは、く字状に切断してある。
【００３５】
又、前記底面部５１から略直角に起立させて起立部５２を形成し、起立部５２から略直角に横臥させて当接部５３を形成してある。
【００３６】
前記屈曲部５４は前記当接５３部から内方に向かって角度（θ）４５〜５５°傾斜して起立させてある。
【００３７】
支持金具５は、高さ１５〜３０ｍｍ、幅４０〜８０ｍｍに設定し、底面部５１の幅は、２０〜４０ｍｍ、当接部５３の幅は、８〜１２ｍｍに設定するのが好ましい。
又、屈曲部５４の高さは、セラミックス板３の厚さの約１／２、すなわち、２〜６ｍｍに設定するのが好ましい。
【００３８】
そして、前記支持金具５の屈曲部５４を前記セラミックス板３の挿入溝部３１に挿入し、前記コンクリート基板２に前記セラミックス板３を前記支持金具５を介して結合して、セラミックス板結合外装材１を構成してある。
【００３９】
次に、本発明のセラミックス板結合外装材１の製造方法について、以下、図５及び図６を参照して詳細に説明する。
【００４０】
先ず、図５（Ａ）に示すように、セラミックス板３を適宜位置に配置し、図５（Ｂ）に示すように、その両端部及び両側部に養生テープ６を接着する。
そして、図５（Ｃ）に示すように、セラミックス板３の表面に裏面処理材Ｒを所定厚さだけ塗布する。
【００４１】
次に、図５（Ｄ）に示すように、支持金具５の屈曲部５４をセラミックス板３の挿入溝部３１に挿入させ、適宜位置に複数の支持金具５を所定間隔で配置する。
そして、セラミックス板３の表面に、さらに裏面処理材Ｒを所定厚さだけ塗布して、セラミックス板３の挿入溝部３１に完全に裏面処理材を充填させる。
【００４２】
次に、図６（Ａ）に示すように、セラミックス板３の両端部、両側部及び底面部を囲繞するように型枠７，８を配置する。
ここで、セラミックス板３の底面と型枠８の上面との間には、図６（Ａ）に示すように、ゴム材から成るスペーサ９を介在させる。
【００４３】
次に、図６（Ｂ）に示すように、型枠７，８内のセラミックス板３の上面にセメントＣを所定厚さまで流し込む。
これによって、支持金具５の底面部５１及び起立部５２に亘って形成した窓孔５１ａからセメントが支持金具５の内側に流れ込む。
【００４４】
次に、図６（Ｂ）に示すように、型枠７，８内のセラミックス板３の上面に流し込んだセメントＣが十分に硬化するまで、そのまま保持する。
そして、所定時間後、型枠７，８及びスペーサ９を取り除けば、図６（Ｃ）に示すように、セラミックス板３を支持金具５によってコンクリート基板２に結合したセラミックス板結合外装材１を製造することができる。
【００４５】
以上のようにして製造されたセラミックス板結合外装材１は、セラミックス板３が大型ではあるが、薄肉であるから、運搬する際及び現場で設置する際にそれほど多大な労力を要することがないと共に、設置後に構成されるカーテンウォールの軽量化を十分に図ることができる。
【００４６】
又、本発明のセラミックス板結合外装材１は、単体の薄肉、大型のセラミックス板３を連結して構成されるものであるから、セラミックス板３に自由なデザインを採用し易く、装飾性に優れたものとすることができる。
【００４７】
本発明のセラミックス板結合外装材１は、薄肉、大型でありながら、十分に軽量化が図られたものであるから、建築物の外壁面を構成するカーテンウォール材として適用すれば、カーテンウォールの大幅な軽量化を実現することができる。
【００４８】
又、支持金具５の屈曲部５４の傾斜角度θ２は、セラミックス板３の挿入溝部３１の傾斜角度θ１よりも鋭角に設定してあるから、屈曲部５４が挿入溝部３１から離脱し難く、支持金具５によって確実にセラミックス板３を保持することができる。
【００４９】
又、支持金具５の底面部５１の側端辺５１ｂはく字状に切断してあるから、セメントが硬化する際に、支持金具５が垂直方向には容易に挙動せず、セメント板２の所定位置に確実に支持金具５を配置することができる。
【００５０】
さらに、支持金具５の起立部５２、当接部５３、屈曲部５４は可撓性を保有し、裏面処理剤層４も粘弾性を保有しているから、セラミックス板３が地震、振動等によって挙動しても、コンクリート基板２から容易に剥離させないようにすることができる。
【００５１】
次に、本発明のセラミックス板結合外装材１の強度特性を確認するため、剪断試験及び疲労試験を実施した。
【００５２】
［試験１．剪断試験］
セラミック板３として、窒化珪素から成る無機化合物を焼結させた成形体（製品名：グラディオス：株式会社ＬＩＸＩＬ）であって、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ６ｍｍのものを使用した。
コンクリート基板２としては、耐アルカリ性ガラス繊維強化コンクリート材（ＧＲＣ）の成形体であって、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ６０ｍｍのものを使用した。
又、裏面処理材Ｒとしては、１成分形弾性エポキシ樹脂系接着剤（製品名：エポソフトＮＡ−１４ＫＦ：横浜タイヤ株式会社）を使用した。
【００５３】
上記試験材料を使用して、セラミック板３の裏面に裏面処理材Ｒを各々１）５００ｇ／ｍ２、２）１，０００ｇ／ｍ２、３）１，５００ｇ／ｍ２、４）２，０００ｇ／ｍ２の規定量を塗布し、コンクリート基板２を打設した後、温度２０℃、湿度６０％の環境下に置いて２週間養生させ、図７に示すように、１）〜４）について各３体、合計で１２体の試験体を作製した。
【００５４】
上記試験体を使用して、図７に示すように、コンクリート基板２を載置台上に固定し、セラミック３板の側面に、クロスヘッドスピード１ｍｍ／ｍｉｎで剪断荷重Ｐを負荷し、セラミック板３とコンクリート基板２との間に強制的に変位差を生じさせた。
そして、破断に至るまでの変位を測定し、破断状態を観察した。
【００５５】
その試験結果は、表１乃至表４に示すようなものであった。
これによれば、裏面処理材Ｒを１）５００ｇ／ｍ２以上塗布した場合には、変位１．３２ｍｍに至るまで破断せず、セラミックス板結合外装材１は、実用上十分な剪断強度を有することが実証できた。
又、接着面積全体に占める裏面処理材の凝集破壊部分の面積の比率を凝集破壊率というが、１）〜４）の何れについても、凝集破壊率は１００％であった。この点からも、セラミックス板結合外装材１の接着状態は良好であることが実証できた。
尚、破断状態における数値は、各々、Ｂは裏面処理材の凝集破壊状態、Ｂ'は薄層凝集破壊状態の比率である。又、Ｘは標本平均、σn-1は標本標準偏差である。
【００５６】
【表１】
2020016082.tif 000003
【００５７】
【表２】
2020016082.tif 000004
【００５８】
【表３】
2020016082.tif 000005
【００５９】
【表４】
2020016082.tif 000006
【００６０】
［試験２．疲労試験］
支持金具５として、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）を所定形状に成形した金具であって、厚さ０．７ｍｍ、屈曲部長さ２．５ｍｍのものを使用した。
この支持金具５以外は、［試験１．剪断試験］において使用したものと同様の試験材料を使用した。
【００６１】
上記試験材料を使用して、セラミック板３の裏面に裏面処理材Ｒを各々１）５００ｇ／ｍ２、２）１，０００ｇ／ｍ２、３）１，５００ｇ／ｍ２、４）２，０００ｇ／ｍ２の規定量を塗布し、支持金具５を所定部所に設定し、コンクリート基板２を打設した後、温度２０℃、湿度６０％の環境下に置いて２週間養生させ、図８に示すように、１）〜４）について各３体、合計で１２体の試験体を作製した。
【００６２】
上記試験体を使用して、図８に示すように、コンクリート基板２を載置台上に固定し、セラミック板３の側面に、クロスヘッドスピード１ｍｍ／ｍｉｎで剪断荷重Ｐを負荷し、セラミック板３とコンクリート基板２との間に強制的に０．７ｍｍ／１ｓｅｃのストロークで変位差を生じさせた。
そして、剪断荷重Ｐを１８，２５０回ストローク（３６５日×５０年）繰返して負荷し、途中で破断した場合には、破断状態を観察した。
【００６３】
その試験結果は、表５乃至表８に示すようなものであった。
これによれば、裏面処理材Ｒを１）５００ｇ／ｍ２以上塗布した場合には、１８，２５０回ストロークに至るまで破断せず、セラミックス板結合外装材１は、実用上十分な疲労強度を有することが実証できた。
【００６４】
【表５】
2020016082.tif 000007
【００６５】
【表６】
2020016082.tif 000008
【００６６】
【表７】
2020016082.tif 000009
【００６７】
【表８】
2020016082.tif 000010
【００６８】
以上のように、本発明のセラミックス板結合外装材１によれば、運搬する際及び現場で設置する際にそれほど多大な労力を要することがないと共に、設置後に構成されるカーテンウォールの軽量化を十分に図ることができる。
又、本発明のセラミックス板結合外装材１は、単体の薄肉、大型のセラミックス板３を連結して構成されるものであるから、自由なデザインを採用し易く、装飾性に優れたものとすることができる。
【００６９】
さらに、本発明のセラミックス板結合外装材１は、薄肉、大型でありながら、十分に軽量化が図られたものであるから、建築物の外壁面を構成するカーテンウォール材として適用することができるのは勿論、建築物の内壁面又は天井面を構成する化粧材として適用することもできる。
【符号の説明】
【００７０】
１  セラミックス板結合外装材
２  コンクリート基板
３  セラミックス板
３１  挿入溝部
４  裏面処理材層
５  支持金具
５１  底面部
５１ａ  窓孔
５２  起立部
５３  当接部
５４  屈曲部
【図１】
2020016082.tif 000011
【図２】
2020016082.tif 000012
【図３】
2020016082.tif 000013
【図４】
2020016082.tif 000014
【図５】
2020016082.tif 000015
【図６】
2020016082.tif 000016
【図７】
2020016082.tif 000017
【図８】
2020016082.tif 000018