(57)【要約】      （修正有）【課題】建築物の外壁材と内部構造体との間に設置されるセメント系成形体の胴縁を、ネジ等を用いて構造体に支持しようとする場合に、ひび又は割れが発生しにくくする。【解決手段】セメント系の材料により胴縁３１ａを形成する際に、胴縁３１ａの長手方向の一方の端面から他方の端面に向かい、長手方向の側面に沿って中空孔７１を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の外壁材と内部構造体との間に設置される胴縁であって、
セメント系成形体からなり、前記胴縁の長手方向の側面に沿った中空孔を有する
ことを特徴とする胴縁。
【請求項２】
前記中空孔は、少なくとも２個以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の胴縁。
【請求項３】
前記中空孔は、前記胴縁における少なくとも長手方向の側面近傍に設けられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の胴縁。
【請求項４】
前記中空孔は、前記胴縁における長手方向の断面における、胴縁の幅方向に、所定均等間隔毎に形成される
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の胴縁。
【請求項５】
前記中空孔は、前記胴縁における長手方向の一方側の端面から他方側の端面まで空間が間断なく接続されて貫通孔を形成する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の胴縁。
【請求項６】
前期貫通孔は、セメント系材料を押出成形することにより得られる貫通孔である
ことを特徴とする請求項５に記載の胴縁。
【請求項７】
前記セメント系の材料には高分子樹脂の繊維状の材料が含まれ、該繊維材料は、繊維長が３ｍｍ乃至１００ｍｍで、繊維径が５μｍ乃至２００μｍで、アスペクト比が１００乃至１０００であるポリエチレン繊維（ＰＥ）、ポリプロピレン繊維（ＰＰ）、又は、ポリビニルアルコール繊維（ＰＶＡ）であり、硬化後の成形体における体積混入率が１％乃至１０％である
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の胴縁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の内部構造体の側面と外壁材との間に設置される胴縁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物の側面を仕上げる外壁材は、内部構造体の側面に直接又は間接的に固定される。直接の場合は、内部構造体の柱又は壁面パネル等に固定されるが、間接的の場合は、内部構造体の側面の柱又は壁面パネル等に設けられた下地材に固定される。下地材としては、一般的に、外壁材を固定する間隔に対応する幅の間隔毎に胴縁が設置される。
【０００３】
胴縁は、一般的に、釘又はネジにより内部構造体の側面に支持される。胴縁は、内部構造体と外壁材との間に所定の間隔（空間）を設けつつ、外壁材の少なくとも一部の質量を支持する。胴縁の材料としては、加工と施工の容易さ等から、主に木材又は高分子の樹脂材料が用いられている。木材としては、通常の木材の他に、集成材、各種積層材等のエンジニアリングウッドを用いることができ、更に、樹脂等により複合化した木材が用いられる場合がある。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
胴縁は、構造体と外壁材との間に所定の空間を設けるために、一般的に断面が矩形の角柱形状で用いられる。そのため、胴縁により形成された空間は、胴縁により各々仕切られている。その仕切られた各空間相互の通気を可能にするために、木製の胴縁の両側面間を貫通する通気孔を形成する方法が公開されている。（例えば、特許文献２、３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３３１２８２号公報
【特許文献２】特開２００１−３３６２３０号公報
【特許文献３】特開２００２−２１２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年になり、防火のために外壁材として不燃材料を使用することが増えており、胴縁に対しても不燃性の要望が増えている。しかしながら、胴縁に用いられて加工性と施工性に優れる木材又は樹脂材料は基本的に可燃性である。樹脂材料の場合には難燃剤等を含ませることで燃焼速度を遅くすることはできるが、燃えないようにできるわけではない。金属の胴縁は、不燃性であるが、熱伝導性が高いため外壁の熱を内部構造体に伝えやすくなって断熱性が低下してしまい、木材又は樹脂材料と比べて加工性と施工性で劣っている。
【０００７】
上記の断熱性、加工性及び施工性の低下を抑制しつつ、可燃性の問題を解決するために、本発明者らは、セメント系材料等の不燃性の材料を胴縁として成形することを検討したのであるが、セメント系成形体の胴縁は、釘又はネジを用いて構造体に支持しようとすると、ひび又は割れが発生しやすいという問題を有しており、特に、胴縁の端面近傍を、釘又はネジを用いて構造体に支持しようとする場合にひび又は割れが発生しやすいことが明らかとなった。
【０００８】
上記のセメント系成形体のひび又は割れを抑制するために、胴縁における、内部構造体に取付けた時の外側面と内側面となる面の間に、予め釘又はネジ用の貫通孔を設けておくことも考えられる。しかし、建築現場により構造体の下地状態や柱の間隔毎に釘又はネジを打てる位置は異なるため、あらゆる建築現場に対応させて、そのような外側面と内側面との間を貫通する孔を予め設けて成形することは困難である。
【０００９】
そこで本発明は、上記の課題を解決するために、胴縁を釘又はネジを用いて構造体に支持しようとする場合にひび又は割れが発生しにくいセメント系成形体の胴縁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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る胴縁は、建築物の外壁材と内部構造体との間に設置される胴縁であって、前記胴縁の長手方向の側面に沿った中空孔を有して、セメント系の材料により形成されることを特徴とする。
請求項１の本発明によれば、セメント系材料の胴縁を釘又はネジを用いて構造体に支持しようとする場合にひび又は割れを発生しにくくできる。
【００１１】
好ましくは、請求項２に係る本発明のように、中空孔は、少なくとも２個以上であるようにしてもよい。
本実施態様では、中空孔を複数にすることで、胴縁において、ひび又は割れの発生を抑制する効果が得られる領域が増加し、応力が逃げる空間も増加するので、ひび又は割れの発生自体も減少させることができる。
【００１２】
好ましくは、請求項３に係る本発明のように、中空孔は、胴縁における少なくとも長手方向の側面近傍に設けられるようにしてもよい。
本実施態様では、中空孔を胴縁の長手方向の側面近傍に設けることで、胴縁の長手方向の両側面近傍に釘又はネジを用いる場合でも、ひび又は割れの発生を抑制できる。
【００１３】
好ましくは、請求項４に係る本発明のように、中空孔は、胴縁における長手方向の断面における、胴縁の幅方向に、所定均等間隔毎に形成されるようにしてもよい。
本実施態様では、中空孔を胴縁の長手方向の断面における、胴縁の幅方向に均等間隔で設けることで、胴縁において、ひび又は割れの発生を抑制する効果が得られる領域を増加させることができ、ひび又は割れの発生自体も更に減少させることができる。
【００１４】
好ましくは、請求項５に係る本発明のように、中空孔は、胴縁における長手方向の一方側の端面から他方側の端面まで空間が間断なく接続されて貫通孔を形成するようにしてもよい。
本実施態様では、中空孔が長手方向の一方側の端面から他方側の端面まで連続されて貫通孔にすることで、中空孔の成形工程を単純にすることができ、本発明の胴縁の製造が容易になる。
【００１５】
好ましくは、請求項６に係る本発明のように、貫通孔は、セメント系材料を押出成形することにより得られる貫通孔であるようにしてもよい。
本実施態様では、貫通孔を押出成形により連続的に成形させることができ、本発明の胴縁の製造が容易になる。
【００１６】
好ましくは、請求項７に係る本発明のように、セメント系の材料には高分子樹脂の繊維状の材料が含まれ、その繊維材料は、セメント系の材料に含まれる高分子樹脂の繊維材料は、繊維長が３ｍｍ乃至１００ｍｍで、繊維径が５μｍ乃至２００μｍで、アスペクト比が１００乃至１０００であるポリエチレン繊維（ＰＥ）、ポリプロピレン繊維（ＰＰ）、又は、ポリビニルアルコール繊維（ＰＶＡ）であり、硬化後の成形体における体積混入率が１％乃至１０％であるようにしてもよい。
本実施態様では、セメント系材料に含まれる繊維材料を上記範囲のＰＥ樹脂、ＰＰ樹脂又はＰＶＡ樹脂の何れかを含む高分子樹脂を繊維状にした材料にすることで、より高いエネルギー吸収能と高い靱性、大きい耐加重を得ることができ、繊維が応力に耐えきれないで抜けてしまうこと、繊維自体が破断すること、多重亀裂が発生しないこと、応力を支えることができないこと、セメントとの一体化を妨害して補強効果が得られなくなること等を避けることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、断熱性、加工性及び施工性の低下を抑制できると共に不燃性であるセメント系成形体の胴縁を釘又はネジを用いて構造体に支持しようとする場合に、ひび又は割れが発生しにくく、特に、胴縁の長手方向の両側の端面近傍に釘又はネジを用いる場合に、ひび又は割れが発生しにくいセメント系成形体の胴縁を提供できる。さらに高い釘又はネジの保持効果を有するセメント系成形体の胴縁を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】建築物の内部構造体と外壁材との間に配置される胴縁の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図７】本発明の第６の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図８】本発明の第７の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図９】本発明の第８の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図１０】本発明の第９の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図１１】本発明の第１０の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【図１２】本発明の第１１の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の胴縁の実施の形態について、以下に図面を用いながら詳細に説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、建築物の内部構造体と外壁材との間に配置される胴縁の一例を示す図である。
図１における内部構造体１は、木造の在来（軸組）工法の柱又は間柱１１の外側に、透湿防水シート（防水紙）２１を隙間無く巻き付けてタッカー等により柱等に固定して構成される。又、木造の在来（軸組）工法では、通常は、柱又は間柱１１の間に図示されないグラスウール／ロックウール等の断熱材が配置され、各柱の内側に構造用パネル、パーティクルボード、木材（合板）、又は、石膏ボード等の内壁及びその内側に壁紙（共に不図示）が施工される。透湿防水シート２１の外側には、間柱１１に沿って胴縁３１が配置され、ネジ（又は釘）５１で間柱１１等に固定される。尚、内部構造体１は、胴縁３１を用いて外壁材４１との間に空間を発生させるものであれば、２×４又は２×６等の規格木材を用いた壁面パネルで耐圧荷重を受ける構造、木質系の柱の代わりに軽量鉄骨のＣ形鋼等を用いたプレハブ構造、等であってもよい。
【００２１】
胴縁３１は、セメント系の材料で形成され、建築物の内部構造体１と外壁材４１との間に配置され、通常は上下方向の通気性を良好にするために、間柱１１等に沿って上下方向に設置される（通気縦胴縁）が、例えば、外壁材４１を上下方向に施工する場合等には、横方向に設置する場合も有る。２×４工法等の壁面で荷重を支える工法では、胴縁３１は、例えば、壁面を構成する縁取り材の上下部分に沿って設置される。プレハブ工法では、胴縁３１は、例えば、内部の軽量鉄骨材（例えば、リップ溝形鋼：Ｃ形鋼）等の柱の上下部分に沿って設置される。
【００２２】
胴縁３１は、通常のセメント系組成物用の型及び成形機により、水硬性組成物に水を配合したものから成形することができる。これは、後述する繊維補強した水硬性組成物の場合も同様である。押出成形された成形体はそのまま自然硬化させてもよいし、高温水蒸気中で促進硬化させてもよい。また、成形体物性に問題が生じない範囲で高温高圧のオートクレーブ中で促進硬化させてもよい。
【００２３】
本実施形態の胴縁３１の厚み寸法は、略８ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲であり、セメント系として後述する中空孔７１のような中空部を設ける点では、略１０ｍｍ乃至１７ｍｍの範囲であることが好ましい。胴縁３１の幅寸法は、略３０ｍｍ乃至２００ｍｍの範囲であり、胴縁３１の長さ寸法は、略１０００ｍｍ乃至４０００ｍｍの範囲である。
【００２４】
セメント系の材料は、例えば、水との化学反応で硬化する水硬性セメントを少なくとも含む材料である。水硬性セメントとしては、水との化学反応で硬化するものであれば特に限定されず、例えば、各種ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント、シリカセメント、マグネシアセメント、硫酸塩セメント等の全てが使用可能である。
【００２５】
外壁材４１は、例えば、窯業系サイディング等の窯業系パネル、木質系パネル、軽量気泡コンクリートパネル等である。外壁材４１は、胴縁３１の長手方向に垂直に配置され、ネジ（又は釘）６１で胴縁３１に固定される。尚、外壁材４１の重量が比較的大きい場合には、ネジ（又は釘）６１は、胴縁３１を貫通して間柱１１まで届く長尺のものが用いられる。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
胴縁３１ａは、その成形時に、長手方向の一方側の端面３６から、対向する他方側の端面３７に向けて、長手方向の側面に沿って両端間を貫通させて複数の中空孔７１が形成される。
【００２７】
又、その複数の中空孔７１は、胴縁の長手方向の断面における、胴縁の幅方向に所定の均等間隔Ｌ５毎に形成される。所定の均等間隔Ｌ５は、胴縁３１ａの材料、比重、厚み寸法Ｌ１により異なり、胴縁３１ａを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付けた時に、釘又はネジ５１による応力が中空孔７１により逃げ、ひび又は割れを発生させない寸法に設定される。
【００２８】
このように本実施形態の胴縁３１ａでは、長手方向の側面に沿って両端間を貫通させて中空孔７１を形成することで、胴縁３１ａを釘又はネジ５１を用いて構造体１に支持しようとする場合に釘又はネジ５１による応力が中空孔７１により逃げて、ひび又は割れを発生させにくくできる。さらに中空孔７１を複数にすることでは、応力が逃げる空間も増えるので、胴縁３１ａにおける釘又はネジ５１による応力が中空孔７１により逃げる領域も増加し、さらにひび又は割れを発生させにくくできる。
【００２９】
発明者の実験からは、セメント系の材料により形成された胴縁３１ａを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力でひび又は割れを発生させやすいのは、胴縁３１ａの長手方向の両側面（幅方向の端面）３２及び３３近傍である。そこで、中空孔７１は、少なくともその胴縁３１ａにおける長手方向の両側面３２及び３３近傍に設けられる。
【００３０】
しかしながら、中空孔７１をその両側面３２及び３３に極度に近づけた場合には、中空孔７１と両側面３２及び３３との間のセメント系材料の厚み寸法Ｌ４が薄くなる。その場合、逆に、その両側面３２及び３３部分が釘又はネジ５１を用いた際に割れやすくなる可能性がでてくる。又、セメント系材料の胴縁３１ａでは、厚み寸法Ｌ４を薄く製造することは困難であり、生産歩留まり等も悪化する。
【００３１】
発明者の実験によれば、厚み寸法Ｌ４が胴縁３１ａの厚み寸法Ｌ１（例えば１２ｍｍ）の略２／３（例えば８ｍｍ）となるように、中空孔７１を、胴縁３１ａの長手方向の両側面３２及び３３から離れた位置に押出成型により形成した。この場合には、生産歩留まりも悪化せず、釘又はネジ５１により割れやすくなることなく、適切に釘又はネジ５１による応力を逃がしてひび又は割れの発生を抑制することができた。つまり、胴縁３１ａの長手方向の両側面近傍の中空孔７１は、胴縁３１ａの厚み寸法Ｌ１の略２／３の寸法Ｌ４だけ両側面３２及び３３から離れた位置に設けられることで、ひび又は割れの発生の抑制効果を得ることができる。
【００３２】
又、中空孔７１が胴縁３１ａの表面や裏面に極度に近づいた場合にも、中空孔７１とそれらの面との間のセメント系材料の厚み寸法が薄くなり、逆に釘又はネジ５１を用いた際に割れやすくなる可能性がでてくる。つまり、図２に示したように中空孔７１が胴縁３１ａの厚み寸法Ｌ１の中心に合わせて形成される断面が円形形状の中空孔である場合、中空孔７１の直径寸法Ｌ２が胴縁３１ａの厚み寸法Ｌ１に近づきすぎると、釘又はネジ５１を用いた際に逆に割れやすくなってしまう可能性がある。しかし、それを避けるために中空孔７１の直径寸法Ｌ２を胴縁３１ａの厚み寸法Ｌ１に対して極端に小さくすると、今度は逆に釘又はネジ５１による応力を逃がすことができなくなり、ひび又は割れの発生を抑制することができなくなる可能性が出てくる。
【００３３】
発明者の実験によれば、セメント系の材料で形成された胴縁３１ａで、釘又はネジ５１を用いた際に割れやすくならずに、適切に釘又はネジ５１による応力を逃がしてひび又は割れの発生を抑制することができる中空孔７１の直径寸法（本実施形態の場合は特に、中空孔７１における胴縁３１ａの厚み方向の寸法）Ｌ２は、胴縁３１ａの厚み寸法Ｌ１の略１／３であった。なお、この中空孔７１は、胴縁３１ａの厚み方向の中心位置に設けられている場合である。例えば、胴縁３１ａの厚み寸法Ｌ１が１２ｍｍである場合には、中空孔７１における胴縁３１ａの厚み方向の寸法Ｌ２が４ｍｍの場合に、釘又はネジ５１を用いた際に割れやすくならず、適切に釘又はネジ５１による応力を逃がしてひび又は割れの発生を抑制することができた。又、この値は、薄い部分の成形を苦手とするセメント系材料であっても、胴縁３１ａに中空孔７１を設けて成型可能な値である。
【００３４】
このように中空孔７１における胴縁３１ａの厚み方向の寸法Ｌ２を胴縁の厚み寸法Ｌ１の略１／３にすることで、釘又はネジ５１を用いた際に割れやすくならず、適切に釘又はネジ５１による応力を逃がしてひび又は割れの発生を抑制することができ、さらに中空孔７１を押出成形で形成することができる。尚、中空孔７１における胴縁３１ａの長手方向の断面における、胴縁の幅方向の寸法Ｌ３は、厚み寸法Ｌ１の略１／３に規定する必要は無い。
【００３５】
上記のように、本実施形態の胴縁３１ａの材料は、その施工における釘又はネジ５１を用いたビス打ち時のすぐれたビス保持性、すなわち釘又はネジの保持力を向上させる観点から、曲げ載荷試験のような応力に対し、好ましくは引張応力の作用に対しても、多重亀裂を生じて破壊する高い靱性を有する成形体が好ましい。
【００３６】
発明者の実験によれば、胴縁３１ａのセメント系材料に繊維状の材料を含ませた場合に、上記したような釘又はネジの保持性の向上効果が得られることができた。このため、本実施形態のセメント系の材料のマトリクスでは、例えば、水硬性セメントに繊維状の材料を含んでいる。この繊維補強水硬性組成物を成形して胴縁３１ａとする。尚、この材料のマトリクスには、後述するシリカ質原料、パルプ及び水溶性セルロースを含み、更に、減水剤等の混和剤、鉱物繊維及び軽量骨材等を含んでもよい。
【００３７】
セメント系材料に繊維状の材料が含まれる場合、胴縁３１ａに応力が印加されても直ちに脆弱破壊されることがなくなり多重亀裂を発生させる。その結果、初期亀裂発生後も強度が上昇することが可能であり、より高い釘又はネジの保持効果が得られることとなる。
【００３８】
セメント系材料に繊維状の材料が含まれない通常のセメント成形体では、曲げや引張応力が印加されてセメント成形体に最初に亀裂が入った段階で、その亀裂部に応力が集中して、そのまま破断に至る。すなわち、通常のセメント成形体では、エネルギー吸収能が低く、応力−歪曲線に応力が集中して脆性破壊を起こし、そのまま破断に至る。これに対してセメント系材料に繊維状の材料が含まれる場合、最初の亀裂が入った後も、最初の亀裂に続いて複数の亀裂が発生する現象が起こり、直ちには材料全体の破断に至らない。この複数の亀裂が発生する現象を多重亀裂と言う。多重亀裂が発生すると、応力が分散されるため、最初の亀裂発生後も増加する荷重に耐えて大きな歪みに至るまで破壊しないことから、より高い釘又はネジの保持効果が得られることとなる。
【００３９】
尚、このような多重亀裂の性能は、胴縁３１ａの材料から長さ５００ｍｍの試験片を採取し、３点曲げ試験を、支点間距離が４００ｍｍ、クロスヘッド速度を５ｍｍ／ｍｉｎの条件にて行い、応力−撓み曲線を得ることで確認することができる。
【００４０】
上記のような水硬性組成物に配合される繊維としては、好ましくはＰＥ繊維、ＰＰ繊維又はＰＶＡ繊維であり、特に有効な強度発現の観点からＰＶＡ繊維が好ましい。これは、セメント系材料に含まれる繊維材料をＰＥ繊維、ＰＰ繊維又はＰＶＡ繊維の何れかを含むようにすることで、それらの高い靱性等により、より高いエネルギー吸収能と高い靱性、大きい耐加重を得ることができたためと考えられる。又、水硬性組成物に配合される繊維としては、上記したＰＥ繊維、ＰＰ繊維又はＰＶＡ繊維の他にも、アラミド繊維、アクリル樹脂、炭素繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル系繊維等が挙げられる。
【００４１】
ＰＰ繊維を胴縁３１ａのセメント系の材料に含まれる高分子樹脂の繊維材料として使用する場合は、繊維長が３〜１５ｍｍ、好ましくは６〜１２ｍｍ、繊維径が５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ、アスペクト比が１５０〜１０００、好ましくは２００〜７００であることが望ましい。尚、繊維の「アスペクト比」とは、繊維長を繊維断面の面積と同面積を有する相当円の直径で除した値である。
【００４２】
ＰＥ繊維を胴縁３１ａのセメント系の材料に含まれる高分子樹脂の繊維材料として使用する場合も、繊維長が３〜１５ｍｍ、好ましくは６〜１２ｍｍ、繊維径が５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ、アスペクト比が１５０〜１０００、好ましくは２００〜７００であることが望ましい。
【００４３】
ＰＶＡ繊維を胴縁３１ａのセメント系の材料に含まれる高分子樹脂の繊維材料として使用する場合は、繊維長が３〜１００ｍｍ、好ましくは３〜５０ｍｍ、より好ましくは３〜１５ｍｍ、繊維径が５〜２００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍ、アスペクト比が１１００〜１０００、好ましくは１５０〜４００であることが望ましい。
【００４４】
上記繊維は、硬化後の成形体における体積混入率が１〜１０％、好ましくは２〜７％となるように配合される。繊維の体積混入率がより小さいと亀裂が入ったときにそこに集中する応力を支えることができず、架橋作用を発揮できない。また体積混入率がより大きいと繊維同士の接触部分が増加してセメントとの一体化を妨害するため充分な補強効果が得られなくなる。
【００４５】
繊維の「体積混入率」とは、以下の方法によって測定された値を用いている。セメント硬化体を成形する際の型からの抜き方向に対して直角方向に裁断し、その裁断面を走査電子顕微鏡を用いて、加速電圧２５ｋＶで反射電子像を観察した。セメント硬化体中の繊維混入率Ｖｆは、顕微鏡の視野にある観察面の繊維の断面積の合計を、電子顕微鏡の視野の面積で除した値として求めた。繊維混入率Ｖｆは、試験片の断裁面中の異なる３つの視野について測定した値の平均値を採用した。尚、セメント硬化体を成形する際の型からの抜き方向というのは、後述する押出成形が可能な実施形態では、押出方向となる。
【００４６】
繊維長がより短い、繊維径がより大きい、又はアスペクト比がより小さい場合は、曲げ応力が付加された状態において、最初に亀裂が生じたときに、繊維が架橋しても応力を負担することができず、すぐに引き抜けてしまい、多重亀裂を発生する前に破壊してしまう。一方、繊維長がより長い、繊維径がより小さい、又はアスペクト比がより大きい場合は、曲げ応力が付加された状態において、繊維の引き抜けよりも先に、繊維自体が破断してしまうために多重亀裂が発生しない。
【００４７】
以上のように発明者の実験によれば、胴縁３１ａのセメント系の材料に含まれる繊維状の材料として、高分子樹脂を繊維状にした材料を用いた場合に、上記したような高い釘又はネジの保持効果を発生させることができた。特に、発明者の実験によれば、胴縁３１ａのセメント系の材料に含まれる繊維状の材料として、ポリエチレン系樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン系樹脂（ＰＰ）、又は、ポリビニルアルコール系樹脂（ＰＶＡ）の何れかを含む高分子樹脂材料を用いた場合に、上記したような高い釘又はネジの保持効果を発生させることができた。
【００４８】
又、発明者の実験によれば、胴縁３１ａのセメント系の材料に含まれる高分子樹脂の繊維材料として、繊維長が３ｍｍ乃至１００ｍｍで、繊維径が５μｍ乃至２００μｍで、アスペクト比が１００乃至１０００であり、硬化後の成形体における体積混入率が１％乃至１０％である場合に、上記したような高い釘又はネジの保持効果を発生させることができた。これは、セメント系材料に含まれる繊維材料を上記範囲にすることで、繊維が応力に耐えきれないで抜けてしまうこと、繊維自体が破断すること、多重亀裂が発生しないこと、応力を支えることができないこと、セメントとの一体化を妨害して補強効果が得られなくなること等の問題を避けることができ、上記範囲外では、それらの少なくとも何れかの問題が発生したためと考えられる。
【００４９】
シリカ質原料としては、珪石粉、高炉スラグ、珪砂、フライアッシュ、珪藻土、シリカヒューム、非晶質シリカ等を使用することができる。好ましくは、建築用役物の強度向上及び寸法安定性に寄与する点から、珪石粉、系砂である。これらのシリカ質原料として、好ましくは比表面積（ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に記載の方法による）が３０００〜１５０００ｃｍ２／ｇのものを使用する。シリカ質原料は、水硬性セメント１００重量部に対して４０〜１００重量部、好ましくは５０〜８０重量部の割合で配合される。
【００５０】
パルプは、綿パルプ又は木材パルプ等の天然パルプが好ましい。天然パルプであれば特に限定されず、バージンパルプのみならず古紙からの再生パルプでも使用可能である。また木材パルプの場合、木材の組織からリグニンを化学的に取り除いた化学パルプ、木材を機械的に処理した機械パルプの何れも使用できる。パルプは繊維長が０．０５〜１０ｍｍの物が好ましい。パルプは水硬性セメント１００重量部に対して１．０〜８０重量部、好ましくは２．０〜３０重量部の割合で配合される。１．０重量部より少ないと補強効果を発揮できず、また８０重量部より多いと分散不良となる。
【００５１】
水溶性セルロースとしては、メチルセルロース、エチルセルロース等のアルキルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロース、カルボキシルメチルセルロース等を例示することができる。水溶性セルロースは、後述する水硬性組成物の各成分を混合・混練し、成形する際に混練物に粘性を付与し、成形性を向上させるものである。水溶性セルロースは、水硬性セメント１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは２〜７重量部の割合で配合される。０．１重量部より少ないと可塑性がなく成形できない。一方１０重量部より多い場合にはこれ以上の硬化の向上は期待できず、コストの上昇を招くだけである。
【００５２】
上記成分に加えて、必要に応じて鉱物繊維、軽量骨材等を加えてもよい。鉱物繊維としては、セピオライト、ワラストナイト、タルク、アタパルジャナイト、ロックウール等を例示することができる。鉱物繊維は水硬性セメント１００重量部に対して０〜４０重量部、好ましくは３〜２５重量部の割合で配合される。鉱物繊維が４０重量部より多いと強度が低下するので好ましくない。
【００５３】
軽量骨材としては、火山れき等の天然軽量骨材、焼成フライアッシュバルーン等の人口軽量骨材、真珠岩パーライト、黒曜石パーライト、バーミキュライト等の超軽量骨材、膨張スラグ等の副産物軽量骨材を使用できる。好ましくは、真珠岩パーライト、黒曜石パーライト、バーミキュライトである。
【００５４】
上記以外の添加剤としては、必要に応じて、マイカ、アルミナ、炭酸カルシウム等のシリカ以外の無機質材料、減水剤、界面活性剤、増粘剤、養生促進剤等を配合することもできる。
【００５５】
本実施形態の胴縁３１ａの材料は、水硬性組成物を構成する上記成分の混合物に水を加え、硬化することによって得られる。水硬性組成物に加える水の配合量は、一般に水硬性セメント１００重量部に対して４０〜９０重量部が好適である。
【００５６】
尚、本実施形態の胴縁３１ａの材料は、その施工においては、胴縁３１ａの材料の重量も作業性に大きく影響する。胴縁３１ａの材料の強度及び作業性を考慮すれば、比重０．７〜１．４程度、好ましくは０．８〜１．２程度のものが好ましく、更に好ましくは、０．８５〜１．０のものである。
【００５７】
以上の実験結果から、本実施形態の胴縁３１ａは、長さ寸法が３０３０ｍｍ、幅寸法が９０ｍｍ、厚み寸法が１２ｍｍの長尺部材とした。繊維補強した水硬性組成物は、ポルトランドセメント１００重量部、珪石粉６０重量部、パーライト５０重量部、パルプ５重量部、ＰＶＡ繊維８．０重量部（アスペクト比：１５０，繊維長６ｍｍ）、水溶性セルロース６．０重量部に上記した好適な範囲（水硬性セメント１００重量部に対して４０〜９０重量部）における所望量の水を投入したものである。これら材料を中空状に押出成形することにより得られた成形体は、比重１．２程度であり、多重亀裂を生じて破壊する性質を有するものであり、釘又はネジの保持力の高い成形体であった。
【００５８】
本実施形態では、複数の中空孔７１を長手方向の一方側の端面３６から対向する他方側の端面３７に向けて、長手方向の側面に沿って両端間を貫通させて形成することで、胴縁３１ａを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ａにひび又は割れの発生を抑制する効果が得られ、ひび又は割れの発生を減少させることができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、不燃性であるセメント系の材料で成形することにより不燃性を確保しつつ金属製のような断熱性、加工性及び施工性の低下を抑制でき、その胴縁を釘又はネジを用いて構造体に支持しようとする場合に、ひび又は割れが発生しにくいセメント系成形体の胴縁を提供できる。特に、その胴縁の長手方向の両側面３２及び３３近傍に釘又はネジを用いる場合に、ひび又は割れが発生しにくいセメント系成形体の胴縁を提供できる。
【００６０】
また、本実施形態では、中空孔７１は、通常のセメント系組成物用の押出成形機により中空状に押出成形することができるので、長手方向の両端間を貫通する中空孔７１を有する胴縁３１ａを迅速で容易に製造することができる。押出成形機の場合、例えば、１軸又は２軸式のスクリュー式押出成形機から金型を通すことで押出成形することができる。その際に、押出成形体に含まれる気泡を極力少なくするために、真空式の押出成型機を用いることがより好ましい。
【００６１】
＜第２実施形態＞
上記した第１実施形態では、胴縁３１ａにおける長手方向の両側面３２及び３３に沿って長手方向の両端間を貫通する中空孔７１を形成する場合について示したが、第２実施形態では、図３に示したように胴縁３１ｂにおける長手方向の両側面３２及び３３に沿って長手方向の両端間が貫通していない中空孔７２を形成する場合について説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同じ構成については図中に同じ符号を付与することで重複する説明を省略し、相違する点について説明する。
【００６２】
図３は、本発明の第２の実施形態の胴縁３１ｂの一部を固定用のネジ５１と共に示した図である。
胴縁３１ｂでは、その成形時に、一方側の端面３６から、対向する他方側の端面３７に向けて、長手方向の側面に沿って両端間を貫通させないで複数の中空孔７２が形成される。つまり、本実施形態では、一方側の端面３６と他方側の端面３７の各々に形成された中空孔７２は、各々行き止まりになっていて他方の側に貫通せず、各対向する中空孔７２の間に中空部が形成されない非空間部分３４が形成される。また、この場合の中空孔７２は、対向する位置に設けられる必要性はないので、一方側の中空孔７２は、他方側の２個の中空孔７２を結んだ線の中間位置等に配置されていてもよい。
【００６３】
このように本実施形態では、中空孔７２を胴縁３１ｂの長手方向の両側面３２及び３３に沿って長手方向の両端間の中間部分に非空間部分３４を設けて貫通していない中空孔７２を形成することで、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ｂにひび又は割れの発生を抑制する効果が得られる胴縁を、押出成形による連続成形に限られず、他の製法又は連続成形と他の製法との組み合わせにより製造できるので、製造方法の自由度を増加させることができる。
【００６４】
＜第３実施形態＞
上記した第２実施形態では、胴縁３１ｂにおける長手方向の長手方向の両端間の中間部分が貫通していない場合について示したが、第３実施形態では、図４に示したように胴縁３１ｃにおける中空孔７３が、長手方向の両端部分で閉じられて貫通していない場合について説明する。なお、以下の説明において、第２実施形態と同じ構成については図中に同じ符号を付与することで重複する説明を省略し、相違する点について説明する。
【００６５】
図４は、本発明の第３の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
中空孔７３は、胴縁３１ｃにおける長手方向の一方側の端面３６の近傍から他方側の端面３７の近傍まで、空間的に接続されるが、その各端面３６及び３７は非空間部分３５により閉じられて形成される。このように本実施形態では、中空孔７３が各端面３６及び３７で閉じられることで、中空孔７３への塵埃や水分の進入を防ぐことができる。
【００６６】
＜＜その他の実施形態＞＞
上記した第１〜第３の各実施形態では、胴縁３１ａ〜３１ｃに断面が略円形の中空孔７１〜７３を設ける場合について示したが、以下の実施形態では、図５〜図１２に示したように中空孔が略円形以外の断面形状である場合について説明する。なお、以下の説明においても、第１〜３実施形態と同じ構成については図中に同じ符号を付与することで重複する説明を省略し、相違する点について説明する。
【００６７】
＜第４実施形態＞
図５は、本発明の第４の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
中空孔７４は、胴縁３１ｄにおける長手方向の一方側の端面３６から他方側の端面３７まで、断面が略正方形で貫通させて形成される。このように、中空孔７４の断面形状が略正方形であっても、本発明の胴縁３１ｄを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ｄにひび又は割れの発生を抑制する効果を得ることができ、ひび又は割れの発生を減少させることができる。
【００６８】
＜第５実施形態＞
図６は、本発明の第５の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
中空孔７５は、胴縁３１ｅにおける長手方向の一方側の端面３６から他方側の端面３７まで、断面が略長方形で貫通させて形成される。このように、中空孔７５の断面形状が略長方形であっても、本発明の胴縁３１ｅを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ｅにひび又は割れの発生を抑制する効果を得ることができ、ひび又は割れの発生を減少させることができる。
【００６９】
＜第６実施形態＞
図７は、本発明の第６の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
中空孔７６は、例えば、円形断面の中空孔を形成する際に、その円形断面の一部が胴縁３１ｆにおける長手方向の両側面３２及び３３よりも外側になる場合のように、その中空孔の断面が、半月形状や一端が切り落とされた円の形状になっており、更に、両側面３２及び３３の長手方向の一方側の端面３６から他方側の端面３７まで連続するスリット状の開口が形成された中空孔である。なお、両側面の中空孔７６以外の中空孔７１は、第１実施形態の中空孔７１と同様である。このように、中空孔７６が両側面３２及び３３にスリットが形成された凹溝状で断面が一端が欠けた円形形状の空洞部であっても、本発明の胴縁３１ｆを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ｆにひび又は割れの発生を抑制する効果を得ることができ、ひび又は割れの発生を減少させることができる。
【００７０】
＜第７実施形態＞
図８は、本発明の第７の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
中空孔７７は、第６の実施形態における中空孔７６の一端が切り落とされた円形断面形状に代えて、断面が矩形の形状で、胴縁３１ｇにおける両側面３２及び３３の長手方向の一方側の端面３６から他方側の端面３７まで連続するスリット状の開口が形成された中空孔である。なお、両側面の中空孔７７以外の中空孔７４は、第４実施形態の中空孔７４と同様である。このように、中空孔７７が両側面３２及び３３にスリットが形成された凹溝状で断面が一端が欠けた矩形形状の空洞部であっても、本発明の胴縁３１ｇを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ｇにひび又は割れの発生を抑制する効果を得ることができ、ひび又は割れの発生を減少させることができる。
【００７１】
＜第８実施形態＞
図９は、本発明の第８の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
中空孔７８は、胴縁３１ｈにおける長手方向の一方側の端面３６から他方側の端面３７まで、断面が略だるま形（二連の円形）で貫通させて形成される。このように、中空孔７８の断面形状が略だるま形であっても、本発明の胴縁３１ｈを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ｈにひび又は割れの発生を抑制する効果を得ることができ、ひび又は割れの発生を減少させることができる。
【００７２】
＜第９実施形態＞
図１０は、本発明の第９の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
中空孔７９は、胴縁３１ｉにおける長手方向の一方側の端面３６から他方側の端面３７まで、断面が略三角形で貫通させて形成される。各三角形の形成される向きは、例えば、１個置きに上下方向を入れ替えて交互に向きが逆方向になるように形成してもよい。このように、中空孔７９の断面形状が略三角形であっても、本発明の胴縁３１ｉを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ｉにひび又は割れの発生を抑制する効果を得ることができ、ひび又は割れの発生を減少させることができる。
【００７３】
＜第１０実施形態＞
図１１は、本発明の第１０の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
中空孔８０は、胴縁３１ｊにおける長手方向の一方側の端面３６から他方側の端面３７まで、断面が略楕円形で貫通させて形成される。本実施形態における楕円形の扁平方向は、胴縁３１ｊの長手方向の断面の幅方向に沿う方向である。このように、中空孔８０の断面形状が胴縁３１ｊの長手方向の断面の幅方向に沿って扁平する略楕円形であっても、本発明の胴縁３１ｊを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ｊにひび又は割れの発生を抑制する効果を得ることができ、ひび又は割れの発生を減少させることができる。
【００７４】
＜第１１実施形態＞
図１２は、本発明の第１１の実施形態の胴縁の一部を固定用のネジと共に示した図である。
中空孔８１は、胴縁３１ｋにおける長手方向の一方側の端面３６から他方側の端面３７まで、断面が略楕円形で貫通させて形成される。本実施形態における楕円形の扁平方向は、胴縁３１ｋの長手方向の断面の幅方向に垂直な方向である。このように、中空孔８１の断面形状が胴縁３１ｋの長手方向の断面の幅方向に垂直方向に扁平する略楕円形であっても、本発明の胴縁３１ｋを釘又はネジ５１を用いて内部構造体１に取付ける場合に、釘又はネジ５１による応力で胴縁３１ｋにひび又は割れの発生を抑制する効果を得ることができ、ひび又は割れの発生を減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
上記各実施形態では、胴縁を木質系在来工法の間柱等に沿ってネジ（又は釘）で固定する場合について説明してきたが、本発明の胴縁はこれに限らず、例えば、プレハブ工法のＣ形鋼等の軽量鉄骨材にネジで固定する場合にも用いることができる。又、本発明の胴縁は、その他の工法でも、例えば、打ち壁と外壁の間に通気層を確保する場合等に用いることができる。さらに、本発明の胴縁は、上下（縦）方向に配置されて通気層を確保する通気胴縁に限らず、横方向に設置される胴縁にも用いることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  内部構造体、
１１  間柱１１、
２１  透湿防水シート（防水紙）、
３１、３１ａ〜３１ｋ  胴縁、
３２、３３  （胴縁の）側面、
３４、３５  （胴縁の）非空間部分、
３６、３７  胴縁の長手方向の両端面、
４１  外壁材、
５１、６１  ネジ（又は釘）、
７１〜８１  中空孔、
９１  スペーサー、
Ｌ１  胴縁の厚み寸法、
Ｌ２  胴縁内の中空孔における厚み方向寸法、
Ｌ３  胴縁内の中空孔における長手方向の断面の幅方向寸法、
Ｌ４  胴縁の長手方向の側面から中空孔までの寸法（厚み寸法Ｌ１の略２／３の寸法）、
Ｌ５  複数の中空孔間の均等間隔寸法。
【図１】
2010222828.tif 000003
【図２】
2010222828.tif 000004
【図３】
2010222828.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010222828.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010222828.tif 000011
【図１０】
2010222828.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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