(57)【要約】【課題】耐火性に優れ、しかも十分な強度と耐凍害性能を有する復層パネルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】基層１１と表層１２とを一体化してなる復層パネル１０である。基層１１を、骨材または増量材として有機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により構成するとともに、表層１２を、骨材として無機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により構成するようにした。【選択図】        図１
2004167907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基層と表層とを一体化してなる復層パネルであって、上記基層を、骨材または増量材として有機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により構成するとともに、上記表層を、骨材として無機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により構成したことを特徴とする復層パネル。
【請求項２】
上記有機系材料として、有機系の多孔質材料を用いたことを特徴とする請求項１に記載の復層パネル。
【請求項３】
上記基層と上記表層との少なくとも一方を多孔質状に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の復層パネル。
【請求項４】
基層と表層とを一体化してなる復層パネルであって、上記基層を、合成樹脂製の断熱パネルにより構成するとともに、上記表層を、骨材として無機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により構成したことを特徴とする復層パネル。
【請求項５】
上記無機系材料として、無機系の多孔質材料を用いたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の復層パネル。
【請求項６】
請求項１〜３の何れかに記載の復層パネルの製造方法であって、上記基層を構成する配合物と上記表層を構成する配合物とのうち、比重の大きい一方の配合物を所定の型枠内に先行して打設した後、当該配合物が硬化するまでの間に、他方の配合物を上記所定の型枠内に流し込んで、両者を一体化させるようにしたことを特徴とする復層パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築用若しくは土木用資材として用いて好適な復層パネルおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、耐火性に優れた建築用パネルとして、ＡＬＣパネルが知られている。このＡＬＣパネルは、石灰質原料と珪酸質原料を主原料とし、これに水、発泡剤および混和材料を加えて成形したものをオートクレーブ養生して硬化させたもので、例えば、ビル、工場、住宅などの外壁、床、間仕切り、断熱層などに用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１７２６５号公報（第二頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ＡＬＣパネルは、一般的に物理的強度が低いため、十分な物理的強度を得ようとすれば、それに応じて板厚を十分に大きくしなければならないという問題点があった。
また、内部に水が浸透し易く、その浸透した水が凍結・融解を繰り返すことにより、ひび割れや劣化等が生じ易いという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、耐火性に優れ、しかも十分な強度と耐凍害性能を有する復層パネルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基層と表層とを一体化してなる復層パネルであって、上記基層を、骨材または増量材として有機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により構成するとともに、上記表層を、骨材として無機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、上記水硬性混和物とは、例えばポルトランドセメントや焼石膏等の結合材に、水、混和材料（混和剤、混和材）等を所定の割合で混合したものを云う。
有機質材料には、請求項２に記載の発明のように、有機系の多孔質材料が含まれる他、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの有機系材料も含まれる。
無機系材料には、請求項５に記載の発明のように、無機系の多孔質材料が含まれる他、砕砂、川砂、山砂なども含まれる。勿論、再生骨材やスラグ（例えば、高炉スラグ、転炉スラグ、フェロニッケルスラグ、銅スラグ）等の廃材を上記無機系材料として用いることも可能である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、骨材または増量材として有機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により基層を構成するとともに、骨材として無機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により表層を構成するようにしたので、表層を耐火層とする耐火性に優れた復層パネルが得られる。
しかも、ＡＬＣパネルのように表面に貫通する多量の連続気泡により軽量化を図るのではなく、有機系材料を骨材や増量材に用いることによって軽量化を図るようにしているので、骨材中に水分がとどまることがなく、結合材量を調整することで、十分な強度と耐凍害性能を当該復層パネルに持たせることもできる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の復層パネルにおいて、上記有機系材料として、有機系の多孔質材料を用いたことを特徴とするものである。
具体的に、有機系の多孔質材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどの発泡体が挙げられる。上記ポリスチレン発泡体としては、例えば、緩衝材や箱等に使用された発泡スチロール（ＥＰＳ）を用いることも可能であり、そうすることによって、廃棄物の有効利用を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、表層の骨材または増量材として有機系の多孔質材料を用いるようにしたので、当該復層パネルの断熱性能および吸音性能を向上させることができる。また、当該復層パネルの軽量化を図ることもできる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の復層パネルにおいて、上記基層と上記表層との少なくとも一方を多孔質状に形成したことを特徴とするものである。
この請求項３に記載の発明によれば、基層と表層の少なくとも一方を多孔質状に形成したので、当該復層パネルの断熱性能および吸音性能をさらに向上させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、基層と表層とを一体化してなる復層パネルであって、上記基層を、合成樹脂製の断熱パネルにより構成するとともに、上記表層を、骨材として無機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
この請求項４に記載の発明によれば、合成樹脂製の断熱パネルにより基層を構成するとともに、骨材として無機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により表層を構成するようにしたので、表層を耐火層とする耐火性に優れた復層パネルが得られる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の復層パネルにおいて、上記無機系材料として、無機系の多孔質材料を用いたことを特徴とするものである。
具体的に、無機系の多孔質材料としては、例えば、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーンなどが挙げられる。これらの材料は単独で用いるようにしても、二種類以上を組み合わせて用いるようにしてもよい。また、これらの中で、例えばゼオライトのように、結晶水を有する無機系材料を使用するようにすれば、当該復層パネルの耐火性能をさらに向上させることも可能である。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、表層の骨材として無機系の多孔質材料を用いるようにしたので、当該復層パネルの断熱性能および吸音性能を向上させることができる。また、当該復層パネルの軽量化を図ることもできる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の復層パネルの製造方法であって、上記基層を構成する配合物と上記表層を構成する配合物とのうち、比重の大きい一方の配合物を所定の型枠内に先行して打設した後、当該配合物が硬化するまでの間に、他方の配合物を上記所定の型枠内に流し込んで、両者を一体化させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
この請求項６に記載の発明によれば、吹付けや塗布により表層を形成したり、或いは表層と基層とを接着剤等で接合する場合と比べて、パネルの製造が容易となり、しかも材料ロスも生じ難くなることから、当該復層パネルの製造コストを低減することが可能になる。また、当該復層パネルの各層の厚さを均一に保つことができ、当該復層パネルの品質を向上させることもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明に係る復層パネルの一実施形態について説明する。
この実施形態の復層パネル１０は、図１に示すように、基層１１と表層１２とを一体化してなる建築用パネルであって、これら基層１１および表層１２は、結合材（例えば、ポルトランドセメントや焼石膏など）に、水、混和材料（増粘剤や減水剤等の混和剤、スラグやフライアッシュ等の混和材）等を所定の割合で混合した水硬性混和物を混合した配合物によりそれぞれ構成されている。
【００１９】
基層１１には、骨材または増量材として、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどの有機系の多孔質材料が用いられている。これらの材料は単独で用いるようにしても、二種類以上を組み合わせて用いるようにしてもよく、また上記材料に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの有機系材料を加えるようにしてもよい。また、例えば緩衝材や箱等に使用されたＥＰＳや、使用済みペットボトル等のＰＥＴ製品などのように、使用済みの有機系材料を用いることも可能である。
【００２０】
一方、表層１２には、骨材として、例えば、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーンなどのように、軽量で多孔質構造の無機系材料が用いられている。これらの材料は単独で用いるようにしても、二種類以上を組み合わせて用いるようにしてもよく、また上記材料に、硅砂、砕石等の他の無機系材料を加えるようにしてもよい。
【００２１】
次に、上記復層パネル１０の製造方法の一実施形態について説明する。先ず、基層１１と表層１２の原料（セメント、水、骨材、混和材料など）をそれぞれミキサ等で混練して、各々を構成する配合物をそれぞれ作製する。次いで、それら配合物のうち比重の大きい一方の配合物を所定の型枠内に先に投入し、その表面をならした後、当該配合物が硬化するまでの間に、他方の配合物を上記型枠内に流し込み、その後、両者を硬化させることにより基層１１と表層１２とを一体化させる。
【００２２】
なお、こうして製造される復層パネル１０の表層１２および基層１１は、何れも上記配合物に含まれる各成分の構成比率（特に、水の構成比率や増粘剤の添加量）如何によって、多孔質状になる場合とならない場合とがある。多孔質状になるように各成分を調合した場合には、各層の配合物に所定の圧力をかけながら型枠に振動を加えることにより復層パネルを成型し、当該復層パネルを脱型した後に硬化させるようにする。一方、多孔質状にならないように各成分を調合した場合には、流動性が高くなるので、一定時間養生してから脱型を行うようにする。なお、型枠内に上記配合物を投入する際には、投入量を予め計量して、若しくは型枠内に引かれた基準線等を目安にして、所要量の上記配合物を型枠内に投入するようにすれば、予め設定された厚さ通りに復層パネル１０の各層１１、１２を形成することが可能である。
【００２３】
上記のようにして製造された復層パネル１０は、その基層１１側を接合面として建築物の躯体等に接合して用いることも可能であるが、例えば、図２に示すように、板状の遮音芯材１５の両面に接合して内外装兼用壁として用いたり、或いは、図３に示すように、２枚を互いに重ね合わせて接合することにより外壁や間仕切り壁として用いたりすることも可能である。
【００２４】
以上のように、本実施形態によれば、骨材または増量材として有機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により基層１１を構成するとともに、骨材として無機系材料を使用し水硬性混和物を混合した配合物により表層１２を構成するようにしたので、表層１２を耐火層とする耐火性に優れた復層パネルが得られる。
しかも、ＡＬＣパネルのように表面に貫通する多量の連続気泡により軽量化を図るのではなく、多孔質材料を骨材等に用いることによって軽量化を図るようにしているので、十分な強度と耐凍害性能を当該復層パネル１０に持たせることができる。
【００２５】
また、表層１２の骨材として無機系の多孔質材料を用いるとともに、基層１１の骨材または増量材として有機系の多孔質材料を用いるようにしたので、当該復層パネル１０の断熱性能および吸音性能を向上させることができる。すなわち、当該復層パネル１０を断熱パネルまたは吸音パネルとして好適に用いることができる。また、当該復層パネル１０の軽量化を図ることもできる。
また、本実施形態の復層パネル１０においては、水の構成比率や増粘剤の添加量等を調整することによって、基層１１と表層１２をそれぞれ多孔質状に形成することが可能であり、両者のうち少なくとも一方を多孔質状に形成することによって、当該復層パネル１０の断熱性能および吸音性能をさらに向上させることが可能である。
また、基層１１に配合する骨材などに、使用済みの有機系材料（ＥＰＳ、ＰＥＴなど）を用いることが可能であり、そうすることによって、廃棄物の有効利用を図り、地球環境の保全に寄与することが可能である。
【００２６】
また、本実施形態の復層パネルの製造方法によれば、基層１１を構成する配合物と表層１２を構成する配合物とのうち、比重の大きい一方の配合物を所定の型枠内に先行して打設した後、当該配合物が硬化するまでの間に、他方の配合物を上記型枠内に流し込んで、両者を一体化させるようにしたので、吹付けや塗布により表層１２を形成したり、或いは表層１２と基層１１とを接着剤等で接合する場合と比べて、パネルの製造が容易となり、しかも材料ロスも生じ難くなることから、当該復層パネル１０の製造コストを低減することが可能になる。また、当該復層パネル１０の各層１１、１２の厚さを均一に保つことができ、当該復層パネル１０の品質を向上させることもできる。
【００２７】
なお、本実施形態では、水硬性混和物に骨材を混合した配合物により基層１１を構成するようにしたが、例えば、合成樹脂製の断熱パネルにより基層１１を構成することも可能である。合成樹脂製の断熱パネルとしては、例えば、中空状の押出成形板、発泡樹脂製の断熱パネルなどを用いることが可能である。これら合成樹脂製の断熱パネルにより基層１１を構成する場合には、例えば、断熱パネルの表面に凹凸を形成したり、係合片等を取り付けたりすることによって、基層１１と表層１２の接合状態を強固に保つことが可能である。このように構成される復層パネルは、例えば、図４に示すように、その基層１１側を躯体コンクリートに接合することにより外断熱壁として用いることが可能である。
【００２８】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明する。先ず、図５に示す条件で、成分構成の異なる複数種類の復層パネル１０を製作した。
図５に示すように、実施例１および２については、基層１１と表層１２の双方が多孔質（ポーラス）状となるように調合し、実施例３および４については、基層１１と表層１２がどちらも多孔質状とならないように調合した。
【００２９】
また、実施例１においては、基層１１に配合する有機系の骨材としてＥＰＳ骨材を用い、表層１２に配合する無機系の骨材としてゼオライトおよび硅砂を用いるようにした。また、実施例２においては、基層１１に配合する有機系の骨材としてＥＰＳ骨材を用い、表層１２に配合する無機系の骨材としてゼオライトおよびパーライトを用いた。また、実施例３においては、基層１１に配合する有機系の骨材としてＥＰＳ粉砕品を用い、表層１２に配合する無機系の骨材としてパーライトおよびバーミキュライトを用いた。そして、実施例４においては、基層１１に配合する有機系の骨材としてＥＰＳ粉砕品およびＰＥＴ寸断品を用い、表層１２に配合する無機系の骨材としてパーライトおよびバーミキュライトを用いるようにした。
【００３０】
なお、上記ＥＰＳ骨材は、例えば緩衝材や箱等に使用されたＥＰＳを４〜５ｍｍ程度の大きさに粉砕したもの（粒子密度０．０２ｇ／ｍｌ程度のもの）を１２０℃の温風で減容して、粒子密度を０．２ｇ／ｍｌ程度とした２．５ｍｍ以下の硬くて軽い骨材である。また、上記ＥＰＳ粉砕品は、使用済みのＥＰＳを２０ｍｍ程度の大きさに粉砕したものである。そして、上記ＰＥＴ寸断品は、使用済みペットボトル等のＰＥＴ製品を補強繊維として、幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍ程度に寸断したものである。
【００３１】
図６は、図５の各実施例に対する不燃性試験の結果を示している。この試験は、輻射電気ヒータを用い、発熱性試験（ＩＳＯ５６６０Ｐａｒｔ１、コーンカロリーメーター）の加熱強度（５０ｋＷ／ｍ２  ）とほぼ同程度の加熱強度で表層１２側から１０分間加熱した際に、何分間で燃焼が生じるかを調べる簡易的な試験である。ここでは、各実施例毎に表層１２の厚さが異なる複数の試験体を準備し、各々に対して上記不燃性試験を行うようにした。なお、図６において、○は１０分間燃焼無し（準不燃相当）、△は５分間燃焼無し（難燃相当）、×は５分以内に燃焼有り（可燃）であったことを示している。
図６に示すように、実施例１の調合においては、燃焼性では、表層１２の厚さが８ｍｍ以上の場合に準不燃相当、６ｍｍ以上の場合に難燃相当という結果が得られた。また、実施例２および３の調合においては、表層１２の厚さが６ｍｍ以上の場合に準不燃相当、４ｍｍ以上の場合に難燃相当という結果が得られた。そして、実施例４の調合においては、表層１２の厚さが４ｍｍ以上の場合に準不燃相当という結果が得られた。
【００３２】
このように、基層１１に可燃性の有機系材料を多量に用いたとしても、表層１２を所定厚さ（例えば、上記不燃性試験で準不燃相当となる厚さ）以上とすれば、建築用内外装パネルや耐火性が必要な土木用パネルとして必要な耐火性能が得られることを確認できた。
【００３３】
なお、実施例１の調合で作製した復層パネルと実施例２の調合で作製した復層パネルについては、基層１１と表層１２の双方が多孔質状に形成されているので、上記耐火性能に加えて断熱性能と吸音性能も得られる。したがって、実施例１の調合で作製した復層パネルと実施例２の調合で作製した復層パネルは、例えば、図２に示すように、板状の遮音芯材１５の両面にそれぞれ接合することにより、両面断熱吸音壁として内外装兼用壁に好適に用いることができる。
【００３４】
また、実施例３の調合で作製した復層パネルと実施例４の調合で作製した復層パネルについては、表層１２にＥＰＳ粉砕品等が包含されているので、上記耐火性能に加えて断熱性能も得られる。しかも、ＡＬＣパネルのようにパネル作製時の発泡による多量の連続気泡により軽量化を図るのではなく、多孔質のＥＰＳ粉砕品を超軽量骨材として用いセメントにより粒子同士を直接結合させて軽量化を図るようにしているので、ＡＬＣパネルと比較して、強度や耐久性、耐凍害性能が優れたものとなる。したがって、実施例３の調合で作製した復層パネルや実施例４の調合で作製した復層パネルは、例えば、図３に示すように、２枚を互いに重ね合わせて接合することにより、断熱壁として外壁または間仕切り壁に好適に用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜５の何れかに記載の発明によれば、耐火性に優れ、十分な強度と耐凍害性能を有する復層パネルが得られる。したがって、当該復層パネルを建築物の外壁や間仕切り壁等に好適に用いることができる。
請求項６に記載の発明によれば、吹付けや塗布により表層を形成したり、或いは表層と基層とを接着剤等で接合する場合と比べて、パネルの製造が容易となり、しかも材料ロスも生じ難くなることから、当該復層パネルの製造コストを大幅に低減することが可能になる。また、当該復層パネルの各層の厚さを均一に保つことができ、当該復層パネルの品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る復層パネルの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の復層パネルの使用方法の一例を示す断面図である。
【図３】図１の復層パネルの使用方法の一例を示す断面図である。
【図４】図１の復層パネルの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る復層パネルの実施例（成分構成）を示す図表である。
【図６】図５の各実施例の復層パネルに対して行った不燃性試験の結果を示す図表である。
【符号の説明】
１０    復層パネル
１１    基層
１２    表層
【図１】
2004167907.tif 000003
【図２】
2004167907.tif 000004
【図３】
2004167907.tif 000005
【図４】
2004167907.tif 000006
【図５】
2004167907.tif 000007
【図６】
2004167907.tif 000008