(57)【要約】【課題】  橋梁（道路の架橋も含む）の保護部材、建築物の屋根材や外壁材等の土木建築材に適用できる、耐食性、強度及び剛性に優れたパネル型構造材を提供する。【解決手段】  一対の鋼板の内側に発泡樹脂層が挟持された構造を有するパネル型構造材であって、上記一対の鋼板のうち少なくとも一方の外側に、シート状の繊維構造体を含む繊維強化プラスチック層を備えるパネル型構造材であり、上記発泡樹脂層は、好ましくは硬質ウレタンフォーム層であり、上記鋼板は、好ましくはガルバリウム鋼板である。【選択図】    図１
2014196638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の鋼板の内側に発泡樹脂層が挟持された構造を有するパネル型構造材であって、
前記一対の鋼板のうち少なくとも一方の外側に、シート状の繊維構造体を含む繊維強化プラスチック層を備えることを特徴とするパネル型構造材。
【請求項２】
前記繊維強化プラスチック層は、前記一対の鋼板の両方の外側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパネル型構造材。
【請求項３】
前記繊維強化プラスチック層の厚さが０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載のパネル型構造材。
【請求項４】
前記発泡樹脂層の厚さが１０ｍｍ以上、６０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパネル型構造材。
【請求項５】
前記発泡樹脂層は、硬質ウレタンフォーム層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパネル型構造材。
【請求項６】
前記鋼板は、ガルバリウム鋼板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のパネル型構造材。
【請求項７】
前記パネル型構造材は、前記繊維強化プラスチック層の外側にゲルコート層を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のパネル型構造材。
【請求項８】
橋梁の保護部材であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のパネル型構造材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル型構造材に関する。より詳しくは、橋梁（道路の架橋も含む）の保護部材、建築物の屋根材や外壁材等の土木建築材に適用できるパネル型構造材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋梁等の構築物を保護するパネル型構造材は、近年の構築物の維持管理に対する関心の高まりから、土木建築分野において注目されている。例えば、橋梁が鋼製である場合、鋼の劣化（腐食）を防止するために、定期的な塗装補修が必要であるが、膨大なコストを要する。そこで、橋梁の一部を保護部材で覆うことによって、鋼製の橋梁を雨水や潮風等から保護し、鋼の表面の塗装工程や塗装補修工程を省略することが検討されている（特許文献１参照）。
【０００３】
そのような保護部材の具体例としては、外皮材（高耐食金属の薄板：純チタン板、ステンレス塗装鋼板又はガルバリウム塗装鋼板）と内皮材（ガリバニウム塗装鋼板）の間にポリイソシアネート製の芯材が充填された金属サンドイッチパネルと支持金具で構成された構造を有するカバープレートが知られている（非特許文献１、２参照）。このカバープレートは、常設足場機能と防食機能を有する。
【０００４】
その他にも、ＦＲＰを引き抜き成形して構成したＦＲＰ防護板を用いて鋼製橋梁を防護することが提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
一方で、建築物の内壁材、外壁材、屋根材、床材、間仕切り材、防火戸等に用いられる建築用パネルの分野においても、金属薄板製の表面材と裏面材にて合成樹脂発泡体からなる芯材をサンドイッチしたものが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２４２３０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８８８１９号公報
【特許文献３】特開平１１−１１７４９０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「ＮＳカバープレート（防食機能付き橋梁常設足場）」、新日鉄エンジニアリング技報、新日鉄住金エンジニアリング株式会社、２０１１年、第２巻、ｐ．８７−８８
【非特許文献２】カタログ「ＮＳカバープレート」、日鉄トピーブリッジ株式会社、２０１０年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、橋梁等の保護部材を用いれば、橋梁等の構築物の劣化を防止することができる。しかしながら、そのような保護部材は厳しい使用環境下で長期間用いられるのが一般的であり、風等によって保護部材に対して繰り返し力が加わることがある。また、常設足場機能をもたせた保護部材では、構築物の点検の際に保護部材上を人が通行することになる。このため、従来の保護部材の強度及び剛性では、金属疲労によって座屈等が生じるおそれがあり、より優れた強度及び剛性をもつ保護部材が求められていた。
【０００９】
また、橋梁の保護部材以外の用途に用いられるパネル型構造材においても、より優れた強度及び剛性をもつものが求められていた。
【００１０】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、耐食性、強度及び剛性に優れたパネル型構造材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】
本発明者らは、耐食性、強度及び剛性に優れたパネル型構造材について種々検討したところ、一対の鋼板の内側に発泡樹脂層が挟持された構造を有するパネル型構造材に着目し、一対の鋼板のうち少なくとも一方の外側に、繊維強化プラスチック層を配置することによって、パネル型構造材の耐食性を向上させることに想到した。そして、更に検討を進めたところ、この繊維強化プラスチック層をシート状の繊維構造体を含むものにすれば、一対の鋼板の内側に発泡樹脂層が挟持された構造と相まって、耐食性だけでなく、強度及び剛性についても大きく向上させることができることを見いだした。また、一対の鋼板の内側にある発泡樹脂層を厚くすることによって、パネル型構造材の強度及び剛性が顕著に向上する特性も見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達した。
【００１２】
すなわち、本発明は、一対の鋼板の内側に発泡樹脂層が挟持された構造を有するパネル型構造材であって、上記一対の鋼板のうち少なくとも一方の外側に、シート状の繊維構造体を含む繊維強化プラスチック層を備えるパネル型構造材である。
【００１３】
本発明のパネル型構造材における好ましい形態としては、次のようなものが挙げられる。上記繊維強化プラスチック層は、上記一対の鋼板の両方の外側に設けられていることが好ましい。これによって、発泡樹脂層の両側の強度を均等にすることができるので、耐久性の面で好ましい。
【００１４】
上記繊維強化プラスチック層が上記一対の鋼板の両方の外側に設けられている場合、上記繊維強化プラスチック層の厚さは、０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であることが好ましい。繊維強化プラスチック層の厚さが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲であれば、パネル型構造材の軽量化及びそれによる取扱い性（施工性）の向上と、強度及び剛性の更なる向上とを両立することができる。また、上記繊維強化プラスチック層が上記一対の鋼板の一方のみの外側に設けられている場合、上記繊維強化プラスチック層の厚さは、１ｍｍ以上、６ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
上記発泡樹脂層の厚さは、１０ｍｍ以上、６０ｍｍ以下であることが好ましい。発泡樹脂層の厚さが１０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲であれば、パネル型構造材の軽量化及びそれによる取扱い性（施工性）の向上と、強度及び剛性の更なる向上とを両立することができる。
【００１６】
上記発泡樹脂層は、硬質ウレタンフォーム層であることが好ましい。これによって、繊維強化プラスチック層を設けたことと相まって、パネル型構造材の強度及び剛性を大きく向上させることができる。また、層を厚くしたときのパネル型構造材の強度及び剛性の向上が顕著なものとなる。
【００１７】
上記鋼板は、ガルバリウム鋼板であることが好ましい。これによって、耐食性の確保や、強度及び剛性の確保（言い換えれば、鋼板の使用量の低減及び軽量化）が図れる。
【００１８】
上記パネル型構造材は、上記繊維強化プラスチック層の外側にゲルコート層を備えることが好ましい。これによって、パネル型構造材の耐火性能を向上できる。また、繊維強化プラスチック層の繊維が露出しないようにすることで、パネル型構造材の表面を平滑にし、外観の美観（意匠性）を向上できる。
【００１９】
本発明のパネル型構造材の好ましい態様としては、橋梁の保護部材が挙げられる。この場合、本発明のパネル型構造材が有する優れた耐食性、強度及び剛性を充分に活用でき、橋梁の維持管理を容易にすることができ、事故防止や橋梁の長寿命化にも役立つ。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のパネル型構造材は、上述のような構成であるので、耐食性、強度及び剛性に優れている。それゆえ、本発明のパネル型構造材は、橋梁（道路の架橋も含む）の保護部材、建築物の屋根材、外壁材、内壁材、床材、間仕切り材、防火戸等の各種用途に好適に適用でき、特に橋梁の保護部材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係るパネル型構造材の断面構成を示した断面模式図である。
【図２】実施形態に係るパネル型構造材の全体構成を示した斜視模式図である。
【図３】実施形態に係るパネル型構造材を橋梁の保護部材として備える橋梁を示した斜視模式図である。
【図４】実施形態に係るパネル型構造材を屋根材及び外壁材として備える建築物を示した斜視模式図である。
【図５】実施形態に係るパネル型構造材の断面構成の別の例を示した断面模式図である。
【図６】実施例１のパネル型構造材の成形工程を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。
【００２３】
図１は、実施形態に係るパネル型構造材の断面構成を示した断面模式図であり、図２は、実施形態に係るパネル型構造材の全体構成を示した斜視模式図である。図１及び図２に示したように、実施形態に係るパネル型構造材１０は、ゲルコート層１１、第一の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層１２、第一の鋼板層１３、発泡樹脂層１４、第二の鋼板層１５、及び、第二の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層１６がこの順に積層された６層構造の積層体である。
【００２４】
ゲルコート層１１は、各種ゲル状のコーティング剤を用いて形成された層であり、第一のＦＲＰ層１２を被覆し、パネル型構造材１０の最表面を構成している。ゲルコート層１１によれば、パネル型構造材１０の耐火性能を向上できる。また、ゲルコート層１１により第一のＦＲＰ層１２を被覆して繊維が露出しないようにすることで、パネル型構造材１０の表面を平滑にし、パネル型構造材１０の外観の美観（意匠性）を向上できる。特に、顔料を混ぜたコーティング剤を用いれば、塗装よりも簡便な方法でパネル型構造材１０の外表面を着色することができる。コーティング剤としては特に限定されないが、不飽和ポリエステル樹脂を含有するものを使用することが好適である。ゲルコート層１１の厚さは、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以下であることが好ましい。厚さのより好ましい下限は０．３ｍｍであり、より好ましい上限は１ｍｍである。
【００２５】
第一のＦＲＰ層１２は、プラスチック（樹脂）中に繊維を含む繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）によって構成された層であり、第一の鋼板層１３の外側に密着している。第一のＦＲＰ層１２によれば、パネル型構造材１０の強度及び剛性を向上でき、更に耐食性を付与できる。第一のＦＲＰ層１２における繊維は、シート状の繊維構造体を構成する。すなわち、第一のＦＲＰ層１２は、シート状の繊維構造体を含むものである。なお、本明細書において「シート状の繊維構造体」とは、糸状の構造体（一本の繊維）が多数集まって、略一定の厚さをもつように構成されたものであり、その厚さについては特に限定されない。また、第一のＦＲＰ層１２において、樹脂はシート状の繊維構造体を構成する繊維の間に入り込んでいる。このような第一のＦＲＰ層１２は、シート状の繊維構造体に対して樹脂を含浸させる方法により好適に形成することができる。すなわち、第一のＦＲＰ層１２は、シート状の繊維構造体に樹脂を含浸させた繊維強化プラスチック層であることが好ましい。
【００２６】
第一のＦＲＰ層１２に含まれる樹脂としては特に限定されず、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、メチルメタアクリレート等の熱可塑性樹脂が挙げられ、中でも、ビニルエステル樹脂が好適である。ビニルエステル樹脂を採用すれば、第一の鋼板層１３との充分な密着性が得られる。第一のＦＲＰ層１２に含まれる繊維としては特に限定されず、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、アラミド繊維（ケプラー）、ポリエチレン繊維、金属ホイスカー等が挙げられ、中でも、ガラス繊維が好適である。上記繊維は表面処理を施したものであってもよい。例えば、表面処理によって、第一のＦＲＰ層１２に含まれる繊維と樹脂の親和性（接着強さ）を向上させることができる。また、第一のＦＲＰ層１２は、上記シート状の繊維構造体を構成する繊維と樹脂以外の材料を含んでいてもよく、例えば、無機フィラー等の添加物を含んでいてもよい。第一のＦＲＰ層１２の好適な材料の具体例としては、ビニルエステル樹脂とガラス繊維チョップドストランドマットとの組み合わせが挙げられる。
【００２７】
第一のＦＲＰ層１２中の繊維含有率は、３０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以下であることが好ましい。３０質量％〜６０質量％の範囲においては、強度及び剛性を充分に向上できる。上記繊維含有率は、シート状の繊維構造体の厚さ、繊維構造体の密度（番手）により調整することができ、複数のシート状の繊維構造体を積層して用いる場合には、繊維構造体の枚数によっても調整できる。第一のＦＲＰ層１２に用いられる繊維の繊維長及び配向については特に限定されない。
【００２８】
第一のＦＲＰ層１２の厚さは、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以下であることが好ましい。厚さのより好ましい下限は１ｍｍであり、より好ましい上限は２ｍｍである。第一のＦＲＰ層１２の厚さが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲であれば、パネル型構造材１０の軽量化及びそれによる取扱い性（施工性）の向上と、強度及び剛性の更なる向上とを両立することができる。第一のＦＲＰ層１２の厚さは、シート状の繊維構造体の厚さにより調整することができ、複数のシート状の繊維構造体を積層して用いる場合には、繊維構造体の枚数によっても調整できる。
【００２９】
第一の鋼板層１３は、パネル型構造材１０に強度及び剛性を付与する層である。第一の鋼板層１３を構成する鋼板の種類としては特に限定されず、ガルバリウム鋼板、チタン鋼板、ステンレス鋼板が挙げられるが、中でも、ガルバリウム鋼板が好適である。ガルバリウム鋼板としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）５５質量％、亜鉛４３．４質量％及び珪素（Ｓｉ）１．６質量％を含有する合金をめっきに用いた鋼板が挙げられる。第一の鋼板層１３を構成する鋼板の厚さは特に限定されないが、本発明においては発泡樹脂層１４を用いることにより鋼板の使用量の低減が図られている。第一の鋼板層１３の厚さは、０．３ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。厚さのより好ましい下限は０．５ｍｍであり、より好ましい上限は１ｍｍである。第一の鋼板層１３の厚さが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であれば、パネル型構造材１０の軽量化及びそれによる取扱い性（施工性）の向上と、強度及び剛性の更なる向上とを両立することができる。第一の鋼板層１３の第一のＦＲＰ層１２側の表面上には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂又はその原料を含有するコーティング剤が塗布され、樹脂層が形成されていることが好ましい。このような樹脂層が設けられることにより、第一のＦＲＰ層１２との密着性を向上させることができる。
【００３０】
発泡樹脂層１４は、第一及び第二の鋼板層１３、１５の内側に挟持されており、パネル型構造材１０の強度及び剛性を確保しつつ、パネル型構造材１０に用いられる鋼板を薄くして軽量化することを可能にするものである。発泡樹脂層１４に用いられる発泡樹脂としては特に限定されず、発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレンが挙げられるが、中でも、発泡ポリウレタン（ウレタンフォーム）が好適である。発泡ポリウレタンは、例えば、イソシアネートとポリオールを混合し、発泡させることにより形成できる。ポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールが好適である。発泡の方法は特に限定されず、例えば、水とイソシアネートの反応により発生する炭酸ガスを発泡剤とする水発泡が挙げられる。発泡樹脂層１４は、発泡樹脂以外の材料を含んでいてもよく、例えば、難燃材等の添加物を含んでいてもよい。
【００３１】
発泡樹脂層１４の厚さは、１０ｍｍ以上であることが好ましく、６０ｍｍ以下であることが好ましい。厚さのより好ましい下限は２０ｍｍであり、より好ましい上限は５０ｍｍである。発泡樹脂層１４の厚さが１０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲であれば、パネル型構造材１０の軽量化及びそれによる取扱い性（施工性）の向上と、強度及び剛性の更なる向上とを両立することができる。後述する実施例において示すように、本発明においては、発泡樹脂層１４の厚さの増大に伴い、強度及び剛性が大幅に向上されるため、発泡樹脂層１４の厚さが６０ｍｍあれば、強度及び剛性の向上は充分に達成される。
【００３２】
第二の鋼板層１５は、第一の鋼板層１３と同様に、パネル型構造材１０に強度及び剛性を付与する層である。第二の鋼板層１５を構成する鋼板の種類としては特に限定されず、第一の鋼板層１３を構成する材料と同じものであってもよいし、異なる材料であってもよく、ガルバリウム鋼板が好適である。また、第二の鋼板層１５の厚さは、０．３ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。厚さのより好ましい下限は０．５ｍｍであり、より好ましい上限は１ｍｍである。第二の鋼板層１５の厚さが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であれば、パネル型構造材１０の軽量化及びそれによる取扱い性（施工性）の向上と、強度及び剛性の更なる向上とを両立することができる。第二の鋼板層１５の第二のＦＲＰ層１６側の表面上には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂又はその原料を含有するコーティング剤が塗布され、樹脂層が形成されていることが好ましい。このような樹脂層が設けられることにより、第二のＦＲＰ層１６との密着性を向上させることができる。
【００３３】
なお、第一及び第二の鋼板層１３、１５は、発泡樹脂層１４を挟持したものであればよく、第一及び第二の鋼板層１３、１５が互いに独立した部材であってもよいし、第一及び第二の鋼板層１３、１５が一体化されたものであってもよい。第一及び第二の鋼板層１３、１５が一体化された例としては、第一及び第二の鋼板層１３、１５が端部で互いに接続されており、断面がコの字形状の鋼板が挙げられる。
【００３４】
第二のＦＲＰ層１６は、ＦＲＰによって構成された層であり、第二の鋼板層１５の外側に密着している。第二のＦＲＰ層１６によれば、第一のＦＲＰ層１２と同様に、パネル型構造材１０の強度及び剛性を向上でき、更に耐食性を付与できる。第二のＦＲＰ層１６における繊維もまた、シート状の繊維構造体を構成する。すなわち、第二のＦＲＰ層１６は、シート状の繊維構造体を含むものである。また、第二のＦＲＰ層１６において、樹脂はシート状の繊維構造体を構成する繊維の間に入り込んでいる。第二のＦＲＰ層１６は、シート状の繊維構造体に樹脂を含浸させた繊維強化プラスチック層であることが好ましい。
【００３５】
第二のＦＲＰ層１６に含まれる樹脂としては特に限定されず、第一のＦＲＰ層１２に含まれる樹脂と同じものであってもよいし、異なる樹脂であってもよく、ビニルエステル樹脂が好適である。ビニルエステル樹脂を採用すれば、第二の鋼板層１５との充分な密着性が得られる。第二のＦＲＰ層１６に含まれる繊維としては特に限定されず、第一のＦＲＰ層１２に含まれる繊維と同じものであってもよいし、異なる繊維であってもよく、ガラス繊維が好適である。上記繊維は表面処理を施したものであってもよい。また、第二のＦＲＰ層１６は、上記シート状の繊維構造体を構成する繊維と樹脂以外の材料を含んでいてもよく、例えば、無機フィラー等の添加物を含んでいてもよい。第二のＦＲＰ層１６の好適な材料の具体例としては、ビニルエステル樹脂とガラス繊維チョップドストランドマットとの組み合わせが挙げられる。
【００３６】
第二のＦＲＰ層１６中の繊維含有率は、３０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以下であることが好ましい。３０質量％〜６０質量％の範囲においては、強度及び剛性を充分に向上させることができる。第二のＦＲＰ層１６に用いられる繊維の繊維長及び配向については特に限定されない。
【００３７】
第二のＦＲＰ層１６の厚さは、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以下であることが好ましい。厚さのより好ましい下限は１ｍｍであり、より好ましい上限は２ｍｍである。第二のＦＲＰ層１６の厚さが０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲であれば、パネル型構造材１０の軽量化及びそれによる取扱い性（施工性）の向上と、強度及び剛性の更なる向上とを両立することができる。
【００３８】
以上の構成を有するパネル型構造材１０は、まず、パネル型であり、かつ軽量なので、作業時の取扱い性（施工性）に優れている。これは、第一及び第二の鋼板層１３、１５を薄くし、代わりに発泡樹脂層１４を芯材として用いているためである。また、芯材として発泡樹脂層１４を用いていることにより、断熱性も有している。更に、第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６を備えることにより、優れた耐食性を有しており、かつ重量の増加を抑えつつ強度及び剛性を大きく向上させている。このような特性を有するパネル型構造材１０は、種々の用途に適用できるものであり、複数のパネル型構造材１０を組み合わせることにより、大面積の構造材とすることもできる。
【００３９】
実施形態に係るパネル型構造材の用途としては特に限定されず、例えば、橋梁（道路の架橋も含む）の保護部材、建築物の屋根材、外壁材、内壁材、床材、間仕切り材、防火戸等が挙げられ、中でも、橋梁の保護部材に好適である。
【００４０】
図３は、実施形態に係るパネル型構造材を橋梁の保護部材として備える橋梁を示した斜視模式図である。図３には、鋼製橋梁の上部工の側面を覆うパネル型構造材１０ａと、鋼製橋梁の上部工の下面を覆うパネル型構造材１０ｂが図示されている。優れた耐食性を有するパネル型構造材１０ａ、１０ｂにより鋼製の橋桁が覆われることにより、雨水、潮風等によって橋桁が劣化するのを防止できる。これにより、橋梁の塗装を省略したり、塗装の寿命を伸ばして補修を減らすことが可能となる。また、パネル型構造材１０ａ、１０ｂは、強度及び剛性が向上しているので、金属疲労による座屈等の変形、損傷の発生が防止されており、メンテナンスフリーとすることができる。更に、上部工の下面を覆うパネル型構造材１０ｂは、橋梁の点検等の際に、通路や足場として用いることができるものである。以上のように、パネル型構造材１０ａ、１０ｂを用いることによって、橋梁の維持管理が容易となり、事故防止や橋梁の長寿命化にも役立つ。その他、パネル型構造材１０ａ、１０ｂの表面を着色等によりデザイン性の高いものとすることで、橋梁の景観性を向上できる。
【００４１】
図４は、実施形態に係るパネル型構造材を屋根材及び外壁材として備える建築物を示した斜視模式図である。図４には、屋根材として用いられたパネル型構造材１０ｃと、外壁材として用いられたパネル型構造材１０ｄが図示されている。優れた耐食性を有するパネル型構造材１０ｃ、１０ｄにより屋根及び外壁が構成されることにより、雨水、潮風等による劣化を防止できる。また、パネル型構造材１０ｃ、１０ｄは、強度及び剛性が向上しているので、損傷されにくく、メンテナンスフリーとすることができる。
【００４２】
以下、本実施形態に係るパネル型構造材の変形例について説明する。
本発明では、ゲルコート層１１を省略してもよいし、ゲルコート層１１の代わりに別の層で第一のＦＲＰ層１２を被覆してもよいし、ゲルコート層１１の外表面を被覆する別の層を設けてもよい。また、ゲルコート層１１、第一のＦＲＰ層１２、第一の鋼板層１３、発泡樹脂層１４、第二の鋼板層１５、及び、第二のＦＲＰ層１６の層間のそれぞれには、別の層があってもよい。更に、第二のＦＲＰ層１６の外表面を被覆する層を設けてもよい。
【００４３】
また、本発明では、第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６のいずれか一方を省略してもよい。この場合、第一又は第二のＦＲＰ層１２又は１６の厚さは、１ｍｍ以上であることが好ましく、６ｍｍ以下であることが好ましい。厚さのより好ましい下限は２ｍｍであり、より好ましい上限は４ｍｍである。第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６の両方が設けられた構成は、発泡樹脂層１４の両側の強度を均等にすることができるので、耐久性の面で好ましい。
【００４４】
図２に示したパネル型構造材１０は、ゲルコート層１１から形成される面、及び、第二のＦＲＰ層１６から形成される面がいずれも平坦な平板状であるが、本発明のパネル型構造材の形状及び厚さは特に限定されず、用途に応じて適宜設定される。図５は、実施形態に係るパネル型構造材の断面構成の別の例を示した断面模式図である。図５に示したパネル型構造材のように、発泡樹脂層１４の一方の主面にリブ１０１を形成し、ゲルコート層１１から形成される面、又は、第二のＦＲＰ層１６から形成される面にリブ１０１を設けた構成としてもよい。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に関する説明として記載された個々の事項は、すべて本発明全般に関する好ましい形態の説明を兼ねるものであり、図面に記載された本発明の一形態に限るものではない。
【実施例】
【００４６】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４７】
（実施例１）
図１及び図２に示した構成を有する６層構造のパネル型構造材１０を作製した。パネル型構造材１０の寸法は、総厚４５ｍｍ、幅９２０ｍｍ及び長さ１４２０ｍｍとした。
【００４８】
ゲルコート層１１としては、厚さ０．８ｍｍの不飽和ポリエステル樹脂層を形成した。ゲルコート層１１の原料としては、日本ユピカ製の不飽和ポリエステル樹脂（品番：ユピカＦＧＴ−３１２）を用いた。
【００４９】
第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６の原料としては、ガラス繊維からなる＃４５０（４５０番手、単位：ｇ／ｍ２）のチョップドストランドマットと、昭和電工製のビニルエステル樹脂（品番：リポキシＲ−８０４）を用いた。チョップドストランドマットを２枚使用し、第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６の繊維含有率を４０質量％、厚さを１．５ｍｍに調整した。
【００５０】
第一及び第二の鋼板層１３、１５としては、板厚０．６ｍｍのガルバリウム鋼板（淀川製鋼所製のエコガルバ（エコグリーン）ＳＧＬＣＣ）を用いた。
【００５１】
発泡樹脂層１４としては、厚さ４０ｍｍの硬質ウレタンフォーム層を形成した。硬質ウレタンフォームは、イソシアネート（日本ポリウレタン工業製のミリオネート（登録商標）ＭＲ−２００）１３４重量部とポリエステルポリオール（ＤＩＣ製のＨＩＰＲＯＸ（ハイプロックス）ＲＰ７０１２）１００重量部とを反応させ、３倍発泡させた樹脂を成形したものである。
【００５２】
本実施例のパネル型構造材の製造方法は以下のとおりである。まず、ゲルコート層１１と第一のＦＲＰ層１２と第一の鋼板層１３とからなる、パネル表面側を構成する積層体（表面層２１）を作製した。具体的には、平滑な面を有する型に不飽和ポリエステル樹脂をスプレー吹きし、常温で硬化させ、ゲルコート層１１とした。続いて、ゲルコート層１１の表面に＃４５０のチョップドストランドマットを２枚載置した後、ハンドレイアップ法によりビニルエステル樹脂を上記マットに含浸させた。上記ビニルエステル樹脂が硬化する前にガルバリウム鋼板を積層し圧着した状態で上記ビニルエステル樹脂を硬化させ、脱型することによって表面層２１を得た。
【００５３】
次に、パネル裏面側を構成する積層体（裏面層２２）を作製した。具体的には、ガルバリウム鋼板の表面に、＃４５０のチョップドストランドマットを２枚載置した後、ハンドレイアップ法により、ビニルエステル樹脂を上記マットに含浸させ、充分に脱泡した後、上記ビニルエステル樹脂を硬化させた。
【００５４】
次に、表面層２１及び裏面層２２の間に硬質ウレタンフォーム層の原料を注入し、この原料を硬化させることにより硬質ウレタンフォーム層を形成するとともに、表面層２１、上記硬質ウレタンフォーム層及び裏面層２２が結合されて一体となったパネル型構造材１０を成形した。図６は、実施例１のパネル型構造材の成形工程を示した説明図である。まず、図６に示したように、上型と下型を備えた型締め機の型２０１の内側に、表面層２１及び裏面層２２を取り付け、それらの間に４０ｍｍの空間ができるように調整した。型締め圧力は１２０ｔとし、型温度は４０℃に設定した。型２０１の４辺を密閉した状態で、１辺に開いた注入口からポリオールとイソシアネートとの混合物を注入した。上記混合物は、ウレタンフォームの発泡倍率が３倍になる量に調製した。上記混合物においてポリオールとイソシアネートが反応し、硬質ウレタンフォーム層が形成された後、上記型締め機からパネル型構造材１０を取り出した。上記のようにして製造された本実施例に係る６層構造のパネル型構造材は、各層が互いに強く密着したものであった。
【００５５】
（実施例２）
硬質ウレタンフォーム層の厚さを４８ｍｍ（実施例１に対して８ｍｍ増）に変更したことを除いて、実施例１と同様にして、６層構造のパネル型構造材を作製した。よって、パネル型構造材の総厚は５３ｍｍであった。
【００５６】
（比較例１）
ゲルコート層１１、第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６を有しないことを除いて、実施例１と同様のパネル型構造材を作製した。すなわち、下記（１）〜（３）の層を積層した３層構造のパネル型構造材（総厚４１．２ｍｍ）を作製した。
（１）第一のガルバリウム鋼板層；厚さ０．６ｍｍ
（２）硬質ウレタンフォーム層；厚さ４０ｍｍ
（３）第二のガルバリウム鋼板層；厚さ０．６ｍｍ
【００５７】
（比較例２）
ゲルコート層１１、第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６を有しないことを除いて、実施例２と同様のパネル型構造材を作製した。すなわち、下記（４）〜（６）の層を積層した３層構造のパネル型構造材（総厚４９．２ｍｍ）を作製した。
（４）第一のガルバリウム鋼板層；厚さ０．６ｍｍ
（５）硬質ウレタンフォーム層；厚さ４８ｍｍ
（６）第二のガルバリウム鋼板層；厚さ０．６ｍｍ
【００５８】
（評価試験）
実施例１、２及び比較例１、２で作製したパネル型構造材を、幅１００ｍｍ及び長さ１０８０ｍｍの大きさに切断したものを試験片とし、最大荷重（強度の指標）、たわみ（剛性の指標）、曲げ強さ（強度の指標）及び曲げ弾性率（剛性の指標）を測定した。下記表１に測定結果を示す。
【００５９】
【表１】
2014196638.tif 000003
【００６０】
表１中、「最大荷重（単位：Ｎ）」は、上記試験片を構成するＦＲＰ層が破断した際の荷重（実施例１、２）、又は、上記試験片を構成するガルバリウム鋼板層が座屈した際の荷重（比較例１、２）を表す。
【００６１】
表１中、「たわみ（単位：ｍｍ）」は、上記試験片が荷重されていないときの平面を基準として、上記最大荷重がかけられた際（実施例１、２ではＦＲＰ層が破断した際に相当し、比較例１、２では、ガルバリウム鋼板層が座屈した際に相当する）のたわみ量を表す。
【００６２】
表１中、「曲げ強さ（単位：ＭＰａ）」は、ＪＩＳ  Ｋ７０１７「繊維強化プラスチック−曲げ特性の求め方」の定義に準拠する。
【００６３】
表１中、「曲げ弾性率（単位：ＧＰａ）」は、ＪＩＳ  Ｋ７０１７「繊維強化プラスチック−曲げ特性の求め方」の定義に準拠する。
【００６４】
表１に示したように、実施例１のパネル型構造材は、比較例１のパネル型構造材と比べて、最大荷重、たわみ、曲げ強さの値が非常に大きかった。同様に、実施例２のパネル型構造材は、比較例２のパネル型構造材と比べて、最大荷重、たわみ、曲げ強さの値が非常に大きかった。この結果から、実施例１、２のパネル型構造材は、比較例１、２のパネル型構造材よりも強度及び剛性の点で優れていたと言える。すなわち、第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６が設けられたことによって、顕著な強度及び剛性の向上が達成された。
【００６５】
また、実施例２のパネル型構造材は、実施例１のパネル型構造材と比べて硬質ウレタンフォーム層の厚さを８ｍｍ厚くしたものであるが、最大荷重において２２．７％の向上が見られた。一方、比較例２のパネル型構造材も、比較例１のパネル型構造材と比べて硬質ウレタンフォーム層の厚さを８ｍｍ厚くしたものであるが、最大荷重の向上は４．５％にとどまった。この結果から、第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６がある場合には、第一及び第二のＦＲＰ層１２、１６がない場合よりも、硬質ウレタンフォーム層を厚くしたことによる強度及び剛性の向上が顕著であることが分かった。
【符号の説明】
【００６６】
１０：パネル型構造材
１０ａ：上部工の側面を覆うパネル型構造材
１０ｂ：上部工の下面を覆うパネル型構造材
１０ｃ：屋根材として用いられたパネル型構造材
１０ｄ：外壁材として用いられたパネル型構造材
１１：ゲルコート層
１２：第一の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層
１３：第一の鋼板層
１４：発泡樹脂層
１５：第二の鋼板層
１６：第二の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層
２１：表面層
２２：裏面層
１０１：リブ
２０１：型
【図１】
2014196638.tif 000004
【図２】
2014196638.tif 000005
【図３】
2014196638.tif 000006
【図４】
2014196638.tif 000007
【図５】
2014196638.tif 000008
【図６】
2014196638.tif 000009