(57)【要約】【目的】表面に耐食性および加工性に優れた処理膜を形成しためっき鋼板またはステンレス鋼板を原板とし、芯材との組み合わせによりパネル形状に仕上げ、耐食性と耐熱性を有し、施工性に優れた住宅外壁用下地材を提供する。【構成】石膏ボード２とフレーム３からなる芯材と、該芯材の表面，側面および裏面側端部を覆うめっき鋼板またはステンレス鋼板４からなる住宅外壁用下地材１であって、このめっき鋼板またはステンレス鋼板として、少なくともその片面に、防錆顔料を含み乾燥膜厚１〜２０μｍのプライマー層とその上に塗膜伸びが５０％以上のトップ塗膜層が乾燥膜厚５〜３０μｍで積層されているものを用いる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏ボードを主体とする芯材と、該芯材の表面，側面および裏面側端部を覆うめっき鋼板またはステンレス鋼板からなり、該めっき鋼板またはステンレス鋼板は塗装前処理された少なくともその片面に、防錆顔料を含み乾燥膜厚１〜２０μｍのプライマー層が形成されたものであることを特徴とする住宅外壁下地材。
【請求項２】
プライマー層上に、塗膜伸びが５０％以上のトップ塗膜層が乾燥膜厚５〜３０μｍで積層されている請求項１に記載の住宅外壁下地材。
【請求項３】
トップ塗膜層の少なくとも片面上に、クリアー塗装膜が形成されている請求項２に記載の住宅外壁下地材。
【請求項４】
芯材が、石膏ボードに形鋼あるいは角パイプが貼り付けられたものである請求項１〜３のいずれかに記載の住宅外壁下地材。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか記載の被覆層を有するめっき鋼板またはステンレス鋼板を長手方向所定の寸法で切断した後、その裏面に芯材を貼り付け、鋼板の四隅をコーナーカットした後、外壁パネルの長辺側となる鋼板端部をロール成形で芯材の裏面側に折り曲げ、さらに外壁パネルの短辺側となる鋼板端部をベンダー加工によりＬ曲げ加工した後、ロール成形で芯材の裏面側に折り曲げて箱型に仕上げることを特徴とする住宅外壁下地材の製造方法。
【請求項６】
芯材が、石膏ボードに形鋼あるいは角パイプが貼り付けられたものである請求項５に記載の住宅外壁下地材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、建築物の壁材や外壁材等に要求される良好な耐食性や耐熱性に優れ、しかも塗装や、タイルを貼り付けるための接着剤との密着性に優れた外壁下地材に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】
従来、アルミニウム合金板を素材とし、フレーム成形された後、裏面に断熱材を介在させて断熱効果を確保するとともに、表面に各種塗装が行われて意匠性や美観が向上されている場合もあるが、アルミニウム合金は耐熱温度が低いために、昨今の防火・耐熱要求に充分に対応できない状況になってきている。
また、例えば特開２００１−１３２２０２号公報に記載されているように、セメント系材料を芯材とし、その上にタイルを接着剤により貼り付けたパネルが製造されているが、衝撃に対して芯材が脆いために、運搬・施工時に破損するケースが多々ある。しかも重量が重く、長尺パネルになると一人で施工できないために、作業性が悪いといった欠点もある。
【０００３】
そこで、素材としてアルミニウム合金板に代わって冷延鋼板の使用が検討されている。例えば特開平１０−１２１６４９号公報では、鋼板等の面材間に断熱材を充填された断熱パネルが提案されている。また、特開平７−１９５３８９号公報では、鉄板間に充填した樹脂を発泡・硬化させて発泡断熱材の周囲を鉄板で覆った建築用パネルを製造する方法が提案されている。しかしながら、単なる普通鋼の冷延板は耐食性が十分ではない。鋼板製フレーム材に耐食性を持たせるために、パネル形状に成形後、防食顔料を含む塗料が塗装され、あるいは接着剤を介してタイルが貼り付けられている。
塗装には下塗りと上塗りを必要とし、またタイルの貼り付けには前処理等を必要とする等、手間と長時間を要するので、全体としてコストが高くなり、また結果として安定した品質のパネルが得られがたくなっている。
【０００４】
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、めっき鋼板またはステンレス鋼板を原板とし、表面に耐食性および加工性に優れた処理膜を有する板状素材を用いて芯材との組み合わせによりパネル形状に仕上げ、耐食性と耐熱性を有し、施工性に優れた住宅外壁用下地材を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の住宅外壁下地材は、その目的を達成するため、石膏ボードを主体とする芯材と、該芯材の表面，側面および裏面側端部を覆うめっき鋼板またはステンレス鋼板からなり、該めっき鋼板またはステンレス鋼板は塗装前処理された少なくともその片面に、防錆顔料を含み乾燥膜厚１〜２０μｍのプライマー層が形成されたものであることを特徴とする。プライマー層上に塗膜伸びが５０％以上のトップ塗膜層が乾燥膜厚５〜３０μｍで積層されているものが好ましい。また、トップ塗膜層の少なくとも片面上にさらにクリアー塗装膜が形成されたものでも良い。
芯材は、石膏ボードに形鋼あるいは角パイプが貼り付けられたものでも良い。
【０００６】
このような住宅外壁下地材は、上記のような被覆層を有するめっき鋼板またはステンレス鋼板を長手方向所定の寸法で切断した後、その裏面に芯材を貼り付け、鋼板の四隅をコーナーカットした後、外壁パネルの長辺側となる鋼板端部をロール成形で芯材の裏面側に折り曲げ、さらに外壁パネルの短辺側となる鋼板端部をベンダー加工によりＬ曲げ加工した後、ロール成形で芯材の裏面側に折り曲げて箱型に仕上げることにより製造される。
【０００７】
【作用および実施の態様】
原板にめっき鋼板またはステンレス鋼板を用いた。これにより従来のアルミニウム合金板に不足していた耐熱性を確保することができた。また、従来の普通鋼板に不足していた耐食性を確保することができた。さらにめっき鋼板またはステンレス鋼板からなる原板上に、防錆顔料を含む乾燥膜厚１〜２０μｍのプライマー層を形成し、その上に塗膜伸びが５０％以上のトップ塗装膜を乾燥膜厚５〜３０μｍで形成することにより、耐食性が向上するとともに、その後の加工による塗膜割れが発生しないようにすることができたものである。
【０００８】
ところで、住宅外壁パネルの表面材は、所定の幅および長さに切断しためっき鋼板あるいはステンレス鋼板の裏面側に芯材を貼り付けた後、ロール成形により芯材を覆うように成形される。
一般に、鋼板に曲げ加工等を施すとき、成形後の曲げ角度は、工具等の曲げ角度よりも大きくなる。いわゆるスプリングバック現象を起こして設計角度と異なった曲げ角度になることが多い。形状精度の高いパネルフレームを得るためには、スプリングバックの小さい素材を用いることが有効である。そのためには、めっき鋼板の下地鋼板あるいはステンレス鋼板の機械的特性として、降伏強さおよび引張強さが小さいもの、加工硬化指数（ｎ値）が小さいもの、ヤング率が大きいものを使用することが好ましい。
そして、低強度材を使用することにより、ロール成形負荷も低減できる。
【０００９】
めっき鋼板としては、亜鉛めっき鋼板，アルミニウムめっき鋼板，Ｚｎ−５％Ａｌ合金めっき鋼板，Ｚｎ−５５％Ａｌ合金めっき鋼板、Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｍｇ等のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板等、種々のめっき鋼板が使用できる。めっき層は、片面当たりの付着量２０〜２００ｇ／ｍ２で形成されたものが好ましい。２０ｇ／ｍ２未満の付着量ではめっき層の防食作用が弱く、逆に２００ｇ／ｍ２を超える付着量では経済的に不利であるばかりでなく、加工性が低下しやすくなる。
【００１０】
めっき鋼板あるいはステンレス鋼板は、常法にしたがって適宜研磨，脱脂，酸洗等の工程を経て塗装前処理される。塗装前処理には、リン酸亜鉛系，塗布型クロメート系処理のいずれか一方または双方の化成処理が採用される。リン酸亜鉛系，塗布型クロメート系化成処理の方法は特に制約されるものではないが、リン酸亜鉛系の化成処理では付着量０．３〜１．５ｇ／ｍ２の化成処理膜、塗布型クロメート系の化成処理ではＣｒ換算付着量２０〜８０ｇ／ｍ２の化成処理膜を形成することが好ましい。化成処理膜の付着量を当該範囲に調整すると、加工性の低下を来たすことなく、塗膜密着性や耐久性に優れた表面に改質される。
【００１１】
塗装前処理された原板にプライマー塗料を塗布し、乾燥・焼付けによってプライマー層を形成する。プライマー塗料としては、ポリエステル，エポキシ，アクリル，フェノキシ等の樹脂をベースとし、メラミン系樹脂やイソシアネート系樹脂を架橋剤にした通常の塗装鋼板用塗料が使用される。
プライマー塗料に、クロム系，非クロム系の防錆顔料や体質顔料が配合される。必要に応じて着色顔料，メタリック顔料等もプライマー塗料に配合できる。
【００１２】
クロム系防錆顔料には防食性に優れたクロム酸亜鉛，クロム酸ストロンチウム，クロム酸バリウム，クロム酸カルシウム等があり、１種または２種以上がプライマー塗料に配合される。非クロム系防錆顔料には、変成シリカ，ポリリン酸アルミニウム等がある。防錆顔料は、プライマー層に１０〜７０質量％含まれるようにプライマー塗料に配合することが好ましい。
プライマー塗料に配合される体質顔料の種類は特に制限を受けるものではなく、シリカ，炭酸カルシウム，炭酸バリウム，水酸化アルミニウム，炭酸マグネシウム，硫酸石灰等が使用される。
【００１３】
プライマー塗料は、適当な溶媒に均一分散させることにより調整される。溶剤としては一般的に有機溶剤が使用され、トルエン，キシレン等の炭化水素系、酢酸エチル，酢酸ブチル等のエステル系、セロソルブ等のエーテル系、メチルイソブチルケトン，メチルエチルケトン，イソホロン，シクロヘキサノン等のケトン系溶剤が例示される。
【００１４】
防錆顔料，体質顔料を配合したプライマー塗料を塗装前処理されためっき鋼板あるいはステンレス鋼板の表面に塗布する。塗料塗布には、ロールコート，カーテンフローコート，スプレー塗装等の任意の方法が採用されるが、コイル状の鋼板に連続的に塗装する場合には、一般にロールコート法が用いられる。プライマー塗料は、プライマー層の乾燥膜厚が１〜２０μｍになる塗布量で鋼板に塗布される。１μｍ未満の乾燥膜厚では耐食性が不足し、逆に２０μｍを超える膜厚では塗装コストの上昇や加工性の低下を招く。
めっき鋼板あるいはステンレス鋼板に塗布されたプライマー塗料は、塗料樹脂を充分に硬化させるために１８０℃以上の最高到達温度で焼付けられる。しかし、２４０℃を超える最高到達温度では塗料樹脂が分解することがあり、加工性等の塗膜物性が低下する。
【００１５】
このプライマー層の上に、トップ塗料を塗装して焼付けることによりトップ塗膜を形成する。トップ塗料の樹脂系としては、ポリエステル樹脂，ポリウレタン樹脂，エポキシ樹脂，アクリル樹脂，フェノキシ樹脂等の樹脂が使用できる。また、乾燥後の塗膜の伸びが５０％以上になるものを使用する。塗膜伸びが５０％に満たないと加工時に塗膜割れが発生し、外観ならびに耐食性が低下することがある。したがって、塗膜の伸びは５０％以上、好ましくは７５％以上にすることが好ましい。
【００１６】
トップ塗料には、通常は着色顔料を含有させる。溶剤や他の成分は下塗り塗料について説明したものと同様なものが使用できる。上塗り塗料も下塗り塗料と同様の方法で塗装できる。塗装は、乾燥膜厚で５〜３０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍとなるように行う。トップ塗膜が薄すぎると、着色困難となり、耐食性や耐候性も不十分になる。トップ塗膜が厚すぎると加工性が低下する。塗装後の焼付けは、最高到達温度が２００〜２４０℃、好ましくは２２０〜２４０℃の範囲で行う。
【００１７】
プライマー層およびトップ塗膜層が形成されためっき鋼板あるいはステンレス鋼板を用いて、所定形状のパネルとして成形されたものが、外壁材の下地材となる。
本下地材の表面に塗装が施されたものが塗装外壁として、下地材の表面に接着剤を介してタイルが貼り付けられたものがタイル外壁として製造される。
【００１８】
次に本発明の住宅外壁下地材の製造方法について説明する。塗装外壁の塗装前およびタイル外壁のタイル接着前の下地材を製造する方法である。
製造された下地材の断面形状の一例は図１に示す通りである。下地材１は、フレーム３と、このフレーム材３が裏面に貼り付けられ石膏ボード２と、このフレーム材３および石膏ボード２を芯材として、その表面，側面および裏面側端部を覆うめっき鋼板あるいはステンレス鋼板４から構成されている。フレーム材３には、Ｃ形鋼あるいは角パイプが用いられることが好ましい。
【００１９】
この住宅外壁下地材の製造方法の一例を図２に基づいて説明する。
板厚０．２〜０．４ｍｍで、めっきを施した冷延鋼板あるいはステンレス鋼板からなる切板の裏面側に、石膏ボードを接着材を用いて貼り付けた後、さらにフレームを貼り付ける。切板の四隅をコーナーカットした後、まず外壁パネルの長辺側となる鋼板端部をロール成形によりＬ形からコの字状になるように芯材の裏面側に折り曲げる。次に外壁パネルの短辺側となる鋼板端部をベンダー加工によりＬ形に曲げ加工した後、ロール成形によりＬ形の鋼板先端を芯材の裏面側に折り曲げて箱型に仕上げる。
【００２０】
具体的には、連続生産される住宅外壁下地材の表面となる切板鋼板の裏面側に、接着剤を塗布した石膏ボードを貼り付けた後、乾燥炉で接着剤を乾燥させる。切板鋼板の四隅をシャー切断方式でコーナーカットした後、接着剤を塗布したＣ形鋼または角パイプを石膏ボードに貼り付ける。
石膏ボードとフレームが貼り付けられた切板鋼板をパネル状に仕上げる手段として、側面と上面に配置した成形ロールを用いる。ロール成形により、外壁パネルの長辺側となる鋼板端部を、外側から順次内側に折り曲げ、石膏ボードとフレームを覆うように、コの字に成形する。外壁パネル短辺側の成形は、まず、ベンダー加工により鋼板端部をＬ形に曲げ加工した後、四隅の材料を短辺側の内側に折り曲げる。その後、Ｌ形の鋼板先端を短辺側の石膏ボードとフレームを覆うように、成形ロールを用いてコの字に成形することによりパネル状の製品となる。
【００２１】
以上の方法により、所定形状の住宅外壁下地材用にパネル加工される。
製品仕様によって、塗装外壁の場合は、住宅外壁下地材の表面に塗装が行われる。図３に示すように、下地材１の鋼板４上に外装塗装５を施して使用することができる。また、タイル外壁の場合は、下地材の表面に接着剤を塗布した後にタイルを貼り付ける。図４に示すように、下地材１の鋼板４上に接着剤６を介してタイル７を貼り付け、住宅用外壁材を製造することもできる。
【００２２】
上記態様では、Ｃ形鋼あるいは角パイプからなるフレーム材を有する住宅外壁下地材について説明したが、大きな荷重が掛からない箇所に使用する外壁下地材には、必ずしも補強用フレームを貼り付ける必要はない。補強フレームのない薄パネル仕様でも十分である。すなわち、図５に示すように、芯材としての石膏ボード２の表面，側面および裏面側端部をめっき鋼板あるいはステンレス鋼板４で覆っていれば十分である。また、用途によって曲げ強度が必要な外壁下地材の場合には、図６に示すように、表面材としてのめっき鋼板あるいはステンレス鋼板４の他に、石膏ボード２の裏面側にも裏面材８としてめっき鋼板あるいはステンレス鋼板を貼り付けたパネル仕様のものも使用できる。
これらの外壁下地材の製造法は上記の方法と全く同様である。また、外壁下地材表面に外装塗装が施され、あるいはタイルが貼り付けられて使用されることも上記の態様と全く同じである。
【００２３】
【実施例】
次に、切板として、表面にプライマー層およびトップ塗膜層を形成しためっき鋼板を使用し、石膏ボードとＣ形鋼を貼り付けた３０ｍｍ厚の住宅外壁下地材を製造した例について説明する。
原板として、片面当たりの付着量１２０ｇ／ｍ２で５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき層を形成した板厚０．２７ｍｍ，板幅５８４ｍｍ×長さ２７２６ｍｍのめっき鋼板を使用した。原板を塗布型クロメート処理し、クロム換算付着量４０ｍｇ／ｍ２のクロメート皮膜を形成した。
次いで、表１に示す種々の膜厚になるようにプライマー層およびトップ塗膜層を形成した。
【００２４】
それぞれについて次の試験方法で性能を調査した。
〔塗膜の加工性〕
プライマー塗膜およびトップ塗膜層を形成した鋼板の曲げ内側に同じ板厚の鋼板を挟み、２３℃で１８０度折り曲げ試験し、曲げ部のプライマー塗膜にクラックが発生しない最低板挟み枚数で加工性を評価した。密着曲げの場合を０ｔ、ｎ枚の鋼板を挟んで折り曲げ加工したときにプライマー塗膜にクラックが発生しなかった場合をｎｔとし表示し、０〜１ｔであれば加工性良好と判断した。
〔耐食性〕
塗装鋼板から切り出した試験片の裏面および上下の端面をシールし、複合サイクル試験（３５℃の５％ＮａＣｌ溶液噴射１２時間→６０℃、３０％ＲＨで乾燥４時間→５０℃、９８％ＲＨで湿潤２時間）を１００サイクル行った。試験後の試験片端面を観察し、発生したブリスタの最大長さで耐食性を評価し、最大ブリスタ長さ３ｍｍ以下を耐食性良好と判断した。
【００２５】
表１の試験結果に見られるように、プライマー塗膜の乾燥膜厚を１〜２０μｍの範囲に調整し、トップ塗膜の伸びを５０％以上、乾燥膜厚を５〜３０μｍの範囲に調整するとき、加工性に優れ、十分な耐食性が得られることがわかった。これに対して、乾燥膜厚やトップ塗膜の伸びが規定値を外れた比較例では、特性が十分でない。
【００２６】
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【００２７】
次に、上記プライマー層およびトップ塗膜層を被覆しためっき鋼板を用いて住宅外壁下地材を製造した。
切板をテーブルから搬送ライン上に送り込み、接着剤を塗布した８８８ｍｍ×２６１６ｍｍの石膏ボードを貼り付け、乾燥炉で乾燥させた。
乾燥後、切板鋼板の二隅を４４ｍｍ×４４ｍｍに、他の二隅を７４ｍｍ×７４ｍｍにコーナーカットした。
住宅の柱や梁材に取り付けるためのフレームとして、予めＣ形鋼を溶接して製造した８８８ｍｍ×２６１６ｍｍの枠体を使用した。この枠体フレームに接着剤を塗布し、石膏ボードに貼り付けた。
【００２８】
切板鋼板の折り曲げは、外壁材の長辺側から実施する。長辺のロール成形は、鋼板の折り曲げが可能な条件に成形ロールの加圧力をセットし、側面ロールにてまずＬ形に折り曲げた後、上側のロールにて、鋼板を裏面側に折り返してコの字形に成形した。短辺側の成形は、ベンダー型を用いて鋼板を芯材に押し当てる態様でＬ形に折り曲げる。長辺と短辺が重なった部分を長辺側から短辺側に向けて折り曲げる。その後、Ｌ形に折り曲げ成形された短辺側端部の鋼板をロール成形でにより裏面側に折り返してコの字形に成形した。
これにより、プライマー塗膜層が形成されためっき鋼板を表面材とする住宅外壁下地材が製造された。
【００２９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の住宅外壁下地材は、その表面材が、塗装前処理されためっき鋼板またはステンレス鋼板の少なくとも片面に、防錆顔料を含む乾燥膜厚１〜２０μｍのプライマー層が形成され、その上に塗膜の伸びが５０％以上のトップ塗膜層が乾燥膜厚５〜３０μｍで形成された板状素材から形作られているので、耐食性と加工性に優れている。
本発明の住宅外壁下地材を用いて製造した塗装外壁またはタイル外壁により、従来のアルミニウム合金板に不足していた耐熱性やアルミニウム合金以上の強度を確保することができた。さらに、外壁下地材を構成する表面材が樹脂塗膜層を有するものであるため、塗装あるいはタイルを貼り付けるための接着剤との密着性に優れたものとなっており、施工性および耐久性に優れた外壁材の提供を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にしたがって製造された住宅外壁下地材の断面図
【図２】本発明にしたがった住宅外壁下地材の製造ライン
【図３】本発明の下地材に塗装を施した塗装外壁材を説明する図
【図４】本発明の下地材にタイルを貼り付けたタイル外壁を説明する図
【図５】本発明にしたがって製造された薄パネル仕様の住宅外壁下地材の断面図
【図６】本発明にしたがって製造された他の薄パネル仕様の住宅外壁下地材の断面図
【符号の説明】
１：下地材      ２：石膏ボード      ３：フレーム      ４：鋼板
５：外装塗装      ６：接着剤      ７：タイル      ８：裏面材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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