(57)【要約】【課題】コンクリート打設時の側圧に耐える十分な曲げ強度と曲げ剛性を有し、コンクリート打設時における縦端太材間の型枠面のたわみ量が少なく、コンクリート型枠として十分な強度を備えた型枠兼用断熱パネルとその製造方法を提供する。【手段】ペットボトル切断片ないし粉砕片を加熱処理してなるカール状のペットボトル収縮片と熱硬化性樹脂とを混合し、加圧加熱成形してなるパネルであって、曲げ強度５.０Ｎ/mm2以上、曲げ剛性４×１０4Ｎmm2以上、コンクリート打設時の最大撓み量が３mm以下である断熱性に優れたことを特徴とするコンクリート型枠兼用断熱パネルとその製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペットボトルのカール状収縮片を熱硬化性樹脂と共に加熱加圧成形してなるパネルであって、曲げ強度５.０Ｎ/mm2以上、曲げ剛性４×１０4Ｎmm2以上であることを特徴とするコンクリート型枠兼用断熱パネル。
【請求項２】
基準打込み条件下におけるコンクリート打設時の最大撓み量が３mm以下である請求項１のコンクリート型枠兼用断熱パネル。
【請求項３】
熱伝導率が０.０５W/m・k以下である請求項１または２に記載するコンクリート型枠兼用断熱パネル。
【請求項４】
長さ２０mm以下のペットボトル切断片あるいは粉砕片を加熱処理してなるカール状のペットボトル収縮片１００重量部と、熱硬化性樹脂１０〜５０重量部とを混合し、加圧加熱成形してなる請求項１〜３の何れかに記載するコンクリート型枠兼用断熱パネル。
【請求項５】
カール状に加熱処理する前のペットボトル切断片または粉砕片の長さが５〜２０mmであるものが、ペットボトル収縮片の全重量の５０％以上含まれている請求項１〜４の何れかに記載するコンクリート型枠兼用断熱パネル。
【請求項６】
ペットボトルを２０mm以下に切断あるいは粉砕し、１００〜２００℃で加熱してカール状に収縮させて得たペットボトル収縮片に、熱硬化性樹脂を加え、加熱加圧成形することを特徴とするコンクリート型枠兼用断熱パネルの製造方法。
【請求項７】
長さ２０mm以下のペットボトルの切断片あるいは粉砕片であって、長さが５〜２０mmのものを５０重量％以上含むものを加熱処理してカール状にしたペットボトル収縮片１００重量部に対して、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂から選ばれた少くとも１種を１０〜５０重量部添加し、圧力０.２〜２.０ＭＰaの加圧下、および温度１００〜２００℃の加熱下で成形する請求項６に記載するコンクリート型枠兼用断熱パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カール状の加熱処理されたペットボトル収縮片を含有するコンクリート型枠兼用断熱パネルとその製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、鉄骨鉄筋コンクリート造あるいは鉄筋コンクリート造のコンクリート打設において、コンクリート型枠としての曲げ強度、曲げ剛性等の強度特性に優れ、寸法安定性が良く、しかも吸音性、断熱性などの特性も合わせもつコンクリート打込み工法の型枠を兼用できる断熱パネルとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄筋コンクリート造および鉄骨鉄筋コンクリート造の建築物の断熱性を高め、省エネルギー効果を上げるために、合成樹脂発泡体を用いた断熱パネルをコンクリート壁面に密着して配置する工法が実施されている。しかし、この合成樹脂発泡体を用いた断熱パネルは強度が脆弱であり、それ自体ではコンクリート打設時の側圧に耐えることができないため、予め型枠用合板等のコンクリート型枠を支持材とし、その内側に合成樹脂発泡体を固定して使用する必要があり、施工が煩雑であると云う問題があった。また、型枠に対する断熱パネルとの固定が十分でなかったり、コンクリート側圧または温度応力を受けて断熱パネルが変形したりすると、型枠と断熱パネルの間にコンクリートが漏出して断熱性を損なうという問題や、型枠を取り外した後に平滑な面が得られないという問題があった。
【０００３】
一方、このような問題点を解決するために、合成樹脂発泡体の表面に面材を貼り付けて補強し、曲げ特性を高めたパネルとし、このパネル自体をコンクリート打設用の打込み型枠とする型枠兼用断熱パネルが提案されている（特許文献１）。また、樹脂廃棄物の再利用を図る観点から、使用済みＰＥＴ製品の粉砕片と樹脂粉砕片とを混合し、ＰＥＴ融点よりも高い加熱温度下で溶融成形してコンクリート型枠パネルを製造する方法が提案されている（特許文献２）。さらに、廃磁気テープを加熱処理した収縮片を樹脂と共に加圧成形する建材ボードの製造方法が知られている（特許文献３）。
【特許文献１】特公平５−４７６９６号公報
【特許文献２】特開２００４−１９７４２０号公報
【特許文献３】特許第２５７８６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
合成樹脂製の断熱パネルをコンクリート打込みにおける型枠兼用パネルとして用いるためには、パネル自体がコンクリート打設時の側圧に耐えるのに十分な曲げ強度と曲げ剛性を備えている必要がある。具体的には、例えば一般的なコンクリート打込条件下において、パネル自体が概ね曲げ強度５.０Ｎ/mm2以上、曲げ剛性４×１０4Ｎmm2以上の強度を備えていることが求められる。
【０００５】
ところが、特許文献１の断熱パネルでは、主材部材の合成樹脂発泡体の圧縮強度、支圧強度が不十分であり、これを型枠として使用した場合、施工時に型枠を支持するための端太材がパネルにめり込む虞があった。また、特許文献２のパネルは、ＰＥＴ粉砕片を溶融してバインダーとして利用するものであるので、ＰＥＴ融点（２６０℃）以上の加熱処理を必要とし、従って成形コストが嵩み、ＰＥＴ溶融後の発泡も限界があるので成形時のコントロールが難しく断熱性も低い。さらに、特許文献３のパネルは、廃磁気テープの収縮片を含有するので、電磁波シールド用としては好適であるが、パネル自体の強度は低く、圧密してパネルの強度を高めると断熱性が低くなる。
【０００６】
本発明は、合成樹脂によって製造された従来の断熱パネルないし建材ボードにおける上記問題を解決したものであり、コンクリート打設時の側圧に耐える十分な曲げ強度と曲げ剛性を有し、コンクリート打設時における縦端太材間の型枠面のたわみ量が少なく、コンクリート型枠として十分な強度を備えた型枠兼用断熱パネルとその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のコンクリート型枠兼用断熱パネルおよびその製造方法に関する。
（１）ペットボトルのカール状収縮片を熱硬化性樹脂と共に加熱加圧成形してなるパネルであって、曲げ強度５.０Ｎ/mm2以上、曲げ剛性４×１０4Ｎmm2以上であることを特徴とするコンクリート型枠兼用断熱パネル。
（２）基準打込み条件下におけるコンクリート打設時の最大撓み量が３mm以下である上記(1)のコンクリート型枠兼用断熱パネル。
（３）熱伝導率が０.０５W/m・k以下である請求項１または２に記載するコンクリート型枠兼用断熱パネル。
（４）長さ２０mm以下のペットボトル切断片あるいは粉砕片を加熱処理してなるカール状のペットボトル収縮片１００重量部と、熱硬化性樹脂１０〜５０重量部とを混合し、加圧加熱成形してなる上記(1)〜(3)の何れかに記載するコンクリート型枠兼用断熱パネル。
（５）カール状に加熱処理する前のペットボトル切断片または粉砕片の長さが５〜２０mmであるものが、ペットボトル収縮片の全重量の５０％以上含まれている上記(1)〜(4)の何れかに記載するコンクリート型枠兼用断熱パネル。
（６）ペットボトルを２０mm以下に切断あるいは粉砕し、１００〜２００℃で加熱してカール状に収縮させて得たペットボトル収縮片に、熱硬化性樹脂を加え、加熱加圧成形することを特徴とするコンクリート型枠兼用断熱パネルの製造方法。
（７）長さ２０mm以下のペットボトルの切断片あるいは粉砕片であって、長さが５〜２０mmのものを５０重量％以上含むものを加熱処理してカール状にしたペットボトル収縮片１００重量部に対して、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂から選ばれた少くとも１種を１０〜５０重量部添加し、圧力０.２〜２.０ＭＰaの加圧下、および温度１００〜２００℃の加熱下で成形する上記(6)に記載するコンクリート型枠兼用断熱パネルの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のコンクリート型枠兼用断熱パネルは、ペットボトルのカール状収縮片を熱硬化性樹脂と共に加熱加圧成形してなるパネルであって、曲げ強度５.０Ｎ/mm2以上、曲げ剛性４×１０4Ｎmm2以上であることを特徴とするので、コンクリート型枠として十分な強度を有しており、例えば、基準打込み条件下におけるコンクリート打設時の最大撓み量が３mm以下であり、寸法安定性に優れている。従って、本発明のパネルは、コンクリート打設用の打込み型枠として用いることができる。また、打設したコンクリートが硬化した後はコンクリートと一体化し、建物の壁、天井、床などを形成することができる。
【０００９】
また、本発明のパネルは熱伝導率が０.０５W/m・k以下であるので、断熱性に優れており、コンクリートが硬化した後、上記パネルによって形成した型枠を取り外すことなく、コンクリートと一体化した断熱性の壁面や天井、床面などを形成することができる。
【００１０】
本発明のコンクリート型枠兼用断熱パネルは、例えば、長さ２０mm以下のペットボトル切断片あるいは粉砕片を加熱処理してなるカール状のペットボトル収縮片１００重量部と、熱硬化性樹脂１０〜５０重量部とを混合し、加圧加熱成形して製造したものであり、好ましくは、カール状に加熱処理する前のペットボトル切断片または粉砕片の長さが５〜２０mmであるものが、ペットボトル収縮片の全重量の５０％以上含まれているものを用いたものであり、パネルに含まれるカール状のペットボトル収縮片によって、パネル内部に空隙が形成されているので、優れた断熱性を有すると共に軽量である。また、このペットボトル収縮片が補強材となり、コンクリート型枠として使用できる高強度のパネルを得ることができる。
【００１１】
本発明のコンクリート型枠兼用断熱パネルは、具体的には、例えば、長さ２０mm以下のペットボトルの切断片あるいは粉砕片であって、長さが５〜２０mmのものを５０重量％以上含むものを加熱処理してカール状にしたペットボトル収縮片１００重量部に対して、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂から選ばれた少くとも１種を１０〜５０重量部添加し、圧力０.２〜２.０ＭＰaの加圧下、および温度１００〜２００℃の加熱下で成形することによって製造することができ、ペットボトル収縮片を溶融せずに含有させるので、成形温度をＰＥＴ溶融温度以上にする必要がなく、従って、製造コストが低く、製造も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のパネルは、ペットボトルのカール状収縮片を熱硬化性樹脂と共に加熱加圧成形してなる樹脂製パネルであり、曲げ強度５.０Ｎ/mm2以上（JIS A 5908 パーティクルボード：曲げ強さ試験）、曲げ剛性４×１０4Ｎmm2以上の強度を有し、従って、基準打込み条件下におけるコンクリート打設時の最大撓み量が３mm以下である高強度のパネルである。なお、基準打込み条件とは、パネル幅９１０mm、根太材間隔２００mm、打込み速度２０m/h、打込み高さ３.６ｍにおいて、普通コンクリート（スランプ２１cm、粗骨材の最大寸法２０mm）を打設することを云う。
【００１３】
一般に、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄筋コンクリート造のコンクリート打込みにおける型枠は、コンクリート打設時の側圧に耐える強度を有する必要があり、具体的には、好ましくは、曲げ強度５.０Ｎ/mm2以上、および曲げ剛性４.０×１０4 Ｎmm2以上、コンクリート打設時における縦端太材間の型枠面のたわみ量３mm以下の強度を有することが求められる。本発明の断熱パネルは上記曲げ強度および曲げ剛性を有しており、かつコンクリート打設時における最大撓み量も要求される値以下であるので、コンクリート型枠として好適に用いることができる。
【００１４】
本発明のパネルは熱伝導率が０.０５W/m・k以下であり、強度と共に断熱性に優れている。なお、従来の合成樹脂発泡型枠パネルは熱伝導率が０.０３W/m・k程度であり、本発明のパネルよりも断熱性がやや高いが、曲げ強度２.０N/mm2前後、曲げ剛性１.５〜１.９N/mm2程度であり、大幅に強度が低い。一方、従来のＰＥＴ粉砕片溶融型枠パネルの熱伝導率、廃磁気テープ加熱処理型枠パネルの熱伝導率の一例はそれぞれ０.１０１W/m・k、０.０６１W/m・kであり、本発明のパネルより断熱性が低い。
【００１５】
本発明のコンクリート型枠兼用断熱パネルは、長さ２０mm以下のペットボトル切断片あるいは粉砕片を加熱処理してなるカール状のペットボトル収縮片と、熱硬化性樹脂とを混合し、加熱下で加圧成形することによって製造することができる。
【００１６】
カール状のペットボトル収縮片は、カール状に加熱処理する前のペットボトル切断片または粉砕片の長さが５〜２０mmであるものが、ペットボトル収縮片の全重量の５０％以上含まれているものが好ましい。具体的には、例えば、ペットボトルを、加熱処理前に、長さは２０mm以下、好ましくは１０mm以下に切断あるいは粉砕し、その切断片あるいは粉砕片の長さが５〜２０mmのものが、これら切断片および粉砕片の全重量の５０％以上、好ましくは７０％以上含まれるものが良い。上記切断片ないし粉砕片の長さが２０mmより大きいと、パネルに成形したときの表面状態が粗くなり、また型枠として必要な強度が得られないので実用性がない。また、上記切断片や粉砕片の長さが５〜２０mmであるものが切断片および粉砕片の全重量の５０％に満たない場合には、曲げ強度や曲げ剛性を補強する効果が十分に得られず、型枠として必要な強度特性が得られない。
【００１７】
上記切断片または粉砕片を加熱処理してカール状に成形したものを用いる。この加熱処理温度は１００〜２００℃が適当である。１００℃未満では切断片または粉砕片がカール状にならない。一方、処理温度が２００℃を上回ると切断片または粉砕片が酸化して劣化するので使用に適さない。
【００１８】
本発明のコンクリート型枠兼用断熱パネルにおいて、バインダーとして用いる熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等を用いることができる。これらの樹脂は粉末、エマルジョン、溶液の何れでもよい。これらのバインダーは、ペットボトル１００重量部に対して、１０〜５０重量部、好ましくは１５〜３０重量部を添加すると良い。上記バインダー量が１０重量部に満たない場合は、切断片等の相互の接着が十分でないために型枠として必要な強度特性が得られない。また、上記バインダー量が５０重量部より多くても強度が頭打ちとなるので経済的でないとともに断熱性が低下する。
【００１９】
ペットボトルのカール状収縮片と熱硬化性樹脂とを混合し、加熱下でパネル状に加圧成形する。この成形温度は１００〜２００℃の範囲が好ましい。処理温度が１００℃未満ではバインダーの樹脂が熱硬化せず成型できない。一方、処理温度が２００℃を上回るとペットボトル収縮片が酸化して劣化するため好ましくない。
【００２０】
成形圧力は０.２〜２.０ＭＰaの範囲が好ましい。成形圧力が０.２ＭＰa未満ではパネルに成形することができない。一方、成形圧力が２.０ＭＰaを上回るとパネルの密度が過大になり、内部空隙が押し潰されるので断熱性が低下する。上記加圧範囲で成形することによって、パネルに含まれるカール状収縮片の内部に空気が封じ込められ、パネル内部に空隙が保たれるので、吸音性および断熱性に優れたパネルが得られる。
【００２１】
本発明のパネルは、コンクリート打設用の打込み型枠として十分な強度を有し、寸法安定性が良く、たわみが小さいので、コンクリート打設用型枠として使用することができる。また、本発明のパネルはボード内部にカール状ペットボトル収縮片による空隙を有するので吸音性および断熱性が優れており、断熱パネルとして用いることができる。従って、コンクリート打設用型枠として使用し、打設したコンクリートが硬化した後はコンクリート駆体と一体になって、断熱性に優れた壁面、天井、床面などを形成することができる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例を示す。実施例において以下の材料を用いた。
ペットボトル：市販飲料用ペットボトル廃材
ユリア樹脂：大日本インキ化学工業社製品（ＭＤ−４４０）
フェノール樹脂：住友デュレス株式会社製品（ＰＲ−３１１）
打込みコンクリート：普通コンクリート（スランプ２１cm、呼び強度２１Ｎ/mm2、粗骨材最大寸法２０mm）
【００２３】
〔実施例１〕
まず、粉砕機によって上記ペットボトルを５mm以下の鱗片状に粉砕した。これを１５０±５℃に加熱した電気炉中で、攪拌しながら３分間加熱し、カール状に収縮させたものを用いた。これにバインダーとして上記樹脂（ユリア樹脂またはフェノール樹脂）を加え、ペンシルミキサーで均一に混合し、これをトランスファー型金型に入れ、ホットプレスで１５０℃の温度下で１０分間加圧加熱してパネル状に成形した。得られたパネルの寸法は１８００×９００mm、密度０.４ｇ/cm3である。
【００２４】
このパネルについて、曲げ強度、曲げ剛性、およびコンクリート打設時の最大たわみ量を測定した。曲げ強度試験は、日本工業規格（ＪIS A 5908パーティクルボード）の曲げ強さ試験に準じて、２００×５０mmの試験体を用いて、曲げスパン１５０mmで中央集中載荷試験を行った。曲げ剛性は、上記曲げ強度試験における荷重とたわみの関係に基づいてヤング係数を算出し、この値に断面２次モーメントを乗じて計算した。コンクリート打設実験は、高さ３６００mm、厚さ２００mmの壁の打設を行った。コンクリート打込み速度は２０m/hとした。最大たわみ量は、縦端太材間２０cmの中央点のたわみ量をノギスで測定して、その最大値を求めた。ペットボトル切断片と樹脂の配合量と共に上記試験結果を表１に示した。
【００２５】
表１に示すように、本発明の実施例（No.A1〜A8）は何れも曲げ強度５.５N/mm2以上、曲げ剛性４.０N/m2以上であり、強度が大きく、従ってコンクリート打設時の最大撓み量が２.５mm以下、多くは２.０mm以下である。一方、比較例（No.B1〜B4）は何れも強度が小さく、最大撓み量が大きい。
【００２６】
〔実施例２〕
本発明の実施例の一部（No.A1、A3、A5、A7）と、比較試料（No.B4、B5、B6、B7）について、断熱試験を行った。試験は日本工業規格（JIS A 1414「絶縁材料の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法」−２ 付属書Ａ）に規定されている平板比較法に準じて、200×200×25mmの試験体を用いて熱伝導率を測定した。その結果を表２に示した。
【００２７】
表２に示すように、本発明の実施例は何れも熱伝導率が低く、強度と共に断熱性に優れていることが確認された。一方、比較試料（No.B5、B6、B7）は熱伝導率が本発明の試料より高く、断熱性が劣る。また、比較試料No.Ｂ４は熱伝導率は低いが、表１に示すように、強度が大幅に低い。
【００２８】
【表１】
2006176974.tif 000002
【００２９】
【表２】
2006176974.tif 000003