(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラフト紙製の波状材と板状材とを接着して立体的に嵩高く形成され、これにフェノール樹脂が含浸または塗布されたコルゲートペーパー製のコア部材に、薄い金属・プラスチック・木材等のスキン部材が加圧接着された建築用パネルにおいて、
前記板状材の平面性が保持されたまま前記波状材を板状材の間で部分的に変形させることにより、該波状材と板状材との間のコア空間を拡大および縮小することによってコア部材が非平板状に成形され、
予め変形させたスキン部材が前記コア部材の上面および下面に沿うように加圧接着されていることを特徴とするコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平板状建築用パネル。
【請求項２】
前記非平板状建築用パネルは、円弧面を形成していることを特徴とする請求項１に記載されたコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平板状建築用パネル。
【請求項３】
前記円弧面は曲率半径が不等となっていることを特徴とする請求項２に記載されたコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平板状建築用パネル。
【請求項４】
前記コア部材のコア空間には、フェノール発泡体が充填されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載されたコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平板状建築用パネル。
【請求項５】
クラフト紙製の波状材と板状材とを接着して立体的に嵩高く形成し、これにフェノール樹脂を含浸または塗布してコルゲートペーパー製のコア部材を製作し、これに薄い金属・プラスチック・木材等のスキン部材を加圧接着するようにした建築用パネルの製造する方法において、
前記板状材の平面性が保持されたまま前記波状材を板状材の間で部分的に変形させることにより、該波状材と板状材との間のコア空間を拡大および縮小することによってコア部材を非平板状に成形し、
予め変形させたスキン部材をコア部材の上面および下面に沿うように加圧しつつ、エポキシ系接着剤によって接着するようにしたことを特徴とするコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平板状建築用パネルの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平板状建築用パネルおよびその製造法に係り、詳しくは、クラフト紙製の波状材と板状材からなる芯材を薄い表皮でサンドイッチしかつ非平板状とすることによって、建物外観の斬新性および建築材としての機能等を向上させたパネルの構造およびそのパネルの製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
芯材（コア）の上下面に表皮（スキン）を接着してサンドイッチ構造とした建材は、耐久性の向上のみならず軽量化を図る必要のある箇所にしばしば適用される。その代表例として、実開平５−３９９３９号公報に記載されているごとく、芯材としてハニカムコアを採用したものが広く知られている。
【０００３】
このようなハニカムコアサンドイッチ構造のパネルは、特開平７−２７９３０６号公報に示されているように例えばドアに使用されたり、車両や航空機の床材や壁材として採用される。ハニカムコアは薄いアルミや紙さらにはプラスチックといったもので製作され、その六角形を連続させることにより空間を持たせて嵩高くすると共に、六角柱による高い圧縮強度を発揮させることができるようにしている。
【０００４】
そのハニカムコアは六角形の一辺おきに接着が施され、個々の六角形は略点対称形をなしている関係上、いずれの方向すなわち縦横左右斜めといった如何なる方向に対しても略等質となる利点がある。その反面、六角柱方向は言うまでもないがその横断面においても意図的な変形を与えにくいものとなっている。ハニカムコアには方向性がないからであり、パネルを面内で曲げようとすれば鞍状に隆起し、建材として使用に耐え難い形となる。
【０００５】
したがって、剪断強度の低いコアを平坦な表皮で拘束し変形を確実に防止しておく必要があり、強度の高い二次曲面を形成することは不可能であって、平板材としての建材に供されるにとどまる。ましてや、コアの上面もしくは下面を削ってスロープを形成させるといった加工は不可能に近いので一定厚みの平板とせざるを得なく、それゆえに上記したごとく平坦な床や壁といったところへの適用に限られることが多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハニカムコアとは異なり、波状材（コルゲート）と板状材とを接着したコルゲートコアも案出され、例えば特開平８−２９０４９８号公報に記載されているように、構造体の一部を形成するものに使用されるようになってきている。
【０００７】
これは、波状材の波の上端と下端とが板状材に接着され、コア空間が略三角形をなしている。したがって、ハニカムコアのように六角形の場合に比べて構造力学的には横力や垂直方向からの力に対して安定性を保ちやすい利点がある。しかし、ハニカムコアであれコルゲートコアであれ、非平板状にして使用するという思想は存在しない。なぜなら、各コアの形を平等に保持して均質な圧縮強度を発揮させる必要があるとの配慮に基づくからである。
【０００８】
ハニカムコアの場合には曲げ変形がままならないことは上述したが、コルゲートコアでは、三角形のコア空間を形成するとは言え、曲げれば波状材が板状材から剥離し、それによって強度や面剛性が著しく低下するおそれが高くなることに基因している。
【０００９】
本発明は上記した問題に鑑みなされたもので、その目的は、コルゲートペーパーコアをサンドイッチした構造のパネルであっても、強度や剛性の低下を招くことなく非平板状パネルを形成させることによって建築物外観の美的向上を図ったり、平板状パネルでは発揮できない機能を実現させるようにしたコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平板状建築用パネルおよびその製造法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クラフト紙製の波状材と板状材とを接着して立体的に嵩高く形成され、これにフェノール樹脂が含浸または塗布されたコルゲートペーパー製のコア部材に、薄い金属・プラスチック・木材等のスキン部材が加圧接着された建築用パネルに適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、板状材１Ｂの平面性が保持されたまま波状材１Ａを板状材１Ｂの間で部分的に変形させることにより（図３の（ｂ）を参照）、その波状材１Ａと板状材１Ｂとの間のコア空間１Ｃを拡大および縮小することによってコア部材が非平板状に成形され、予め変形させたスキン部材２，２がコア部材１の上面１ａおよび下面１ｂに沿うように加圧接着されていることである。
【００１１】
図１のように、非平板状建築用パネル３Ｋに円弧面を形成させておいたり、図５のように円弧面の曲率半径を不等にしておくこともできる。
【００１２】
図１の破断した部分に示すように、コア部材１のコア空間１Ｃにフェノール発泡体９を充填しておくとよい。
【００１３】
非平板状建築用パネルの製造法は、図１を参照して、板状材１Ｂの平面性が保持されたまま波状材１Ａを板状材１Ｂの間で部分的に変形させることにより、その波状材１Ａと板状材１Ｂとの間のコア空間１Ｃを拡大および縮小することによってコア部材１を非平板状に成形し、予め変形させたスキン部材２をコア部材１の上面１ａおよび下面１ｂに沿うように加圧しつつ、エポキシ系接着剤によって接着するようにしたことである。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、板状材の平面性を保持したままコア空間を拡縮させることによってコア部材が非平板状に成形されたものとなっているので、曲げられることによって波状材が板状材から少し剥離することはあっても大部分は板状材との一体性が維持され、コア空間の三角形は崩れることがなくまた板状材の直線性・平面性が維持されるから、スキン部材でサンドイッチされている状態において軽量化の図られたパネルの面剛性が高く保持される。
【００１５】
板状材が通って方向性があるから剛性は高く、また軽量であるので片持ち支持構造とすることも容易である。したがって、長尺な庇を形成する場合には極めて有用である。このような庇を建築物の外面に取り付けると、庇だけでなく建物自体の美感が向上する。渡り廊下や屋外に設けたゲートの屋根に適用すれば、とりわけ薄いパネルの場合には軽快な印象を与えるものとなる。
【００１６】
非平板状建築用パネルを円弧面となるように形成しておけば、アーチ状の庇等の建材として使用することができる。コルゲートペーパーによるコア部材は切り込みの有無によらず方向性のある曲げが容易であり、同一断面の円弧状パネルが簡単に実現される。平坦部と円弧部とを一枚のパネルに与えておくこともでき、種々な用途において建材としての使用が可能になる。
【００１７】
円弧面の曲率半径を不等にすなわち曲げの大きさを長手方向で違えることにより、例えばアーチの高さは同じでもパネルの幅を変えることによって三次曲面を与えることができる。例えばコンサートホールにおける壁面に使用すれば、反射音の減衰性を高め音響効果を向上させることが可能となる。
【００１８】
コア部材のコア空間にフェノール発泡体を充填しておくと、コア部材の剛性がより一層高くなる。加えて、断熱性や遮音性も向上する。勿論、曲がり部における補強効果も発揮される。
【００１９】
フェノール樹脂を含浸等させたコア部材を、その板状材の平面性を保持したまま波状材を板状材の間で部分的に変形させて非平板状に成形し、これに上下面から変形させたスキン部材を沿わせて加圧しつつ、エポキシ系接着剤によって接着するようにすれば、上記したような曲がった非平板状建築用パネルを製造することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平板状建築用パネルおよびその製造法を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。図１は、コルゲートペーパー製のコア部材１を、薄い金属・プラスチック・木材等のスキン部材２，２によって上下から挟み込むことによって、サンドイッチ構造とした建築用パネルの一例の断面を示す。これは、サンドイッチ構造であってコルゲートペーパーコアに基づく高い剪断強度を有した非平板状の種々な厚みを可能にした建築用パネルを実現するものである。
【００２１】
コア部材１は、図２に示すように、クラフト紙製の波状材１Ａと板状材１Ｂとを接着して立体的に嵩高く形成されたもので、それぞれにはコア空間１Ｃが確保され、構造力学的に最も安定した三角形が形造られている。すなわち、各三角柱はパネル３に掛かる平面圧縮力Ｆに耐える作用をすると共に、パネルの前後に作用する剪断力Ｓや左右の剪断力Ｔに対抗するものとなっている。
【００２２】
このようなコア部材１には、その波状材１Ａと板状材１Ｂに、フェノール樹脂が含浸されたり塗布される。このフェノール樹脂を例えば３０重量％含浸等させることによりそれぞれの紙の自立性が高められ、乾燥状態および湿潤状態においてもより一層高い圧縮強度や剪断強度が発揮される。加えて、断熱性・耐火性・耐水性も向上したものとなる。
【００２３】
このように元来は平板状であるが、これを図１に示すように例えば円弧状に曲げてコア部材１が非平板状に成形される。すなわち、図３の（ａ）から（ｂ）のように、前後方向に延びる板状材１Ｂの平面性を保持したまま波状材１Ａを板状材の間で部分的に変形させることにより、波状材１Ａと板状材１Ｂとの間のコア空間１Ｃを上部分で拡大し下部分で縮小することによってコア部材１を変形させることができる。
【００２４】
この曲げ角度が小さい場合すなわち曲率半径が大きいときにはコア空間１Ｃの拡大側において、波状材１Ａが板状材１Ｂから剥がれることはなく、紙自体の僅かな変形によってコア部材１の完全な一体化は維持される。また、含浸等されたフェノール樹脂が紙の表面に付着していても、それが割れたり剥がれることはない。
【００２５】
本発明者の研究によれば、２０ミリメートル厚みのパネルにおいて板状材１Ｂの配置ピッチが例えば７ミリメートルであり、波状材１Ａの波のピッチが１２ミリメートルの場合に、パネル３０センチメートル当たり８センチメートル以上もの撓みが許容された。その結果、幅３，７００ミリメートルのパネルに３，０００ミリメートルの曲率半径を与えることができ、６３０ミリメートルの高さのアーチをなすパネルを形成することができるようになった。
【００２６】
したがって、例えば上記した３，０００ミリメートルの曲率半径を持つように予め変形させたスキン部材２をコア部材１の上面および下面に沿うようにエポキシ系接着剤によって加圧接着すれば、図１に示した建築用パネル３Ｋを製作することができる。なお、スキン部材としては、アルミニウム、マグネシウム、スチール、合板、木材、石綿板、石膏ボード、紙、ファイバーガラス、多種のプラスチック薄層といったものを挙げることができるが、上記のように曲げ応力が残るコア部材に対しては金属・プラスチック・木材等が好ましい。
【００２７】
ちなみに、加圧接着操作はコールドプレスまたは加熱プレスによればよく、前者ではパネルをコア部材に重ねた後に圧力を掛けて接着剤を常温で硬化させ、後者では圧力と熱を掛けて急速に硬化させる。いずれの処理によっても、非平板状パネルが所望形状に製作される。
【００２８】
パネルにおいては、コルゲートペーパーコアがスキン部材を完全に支持することになるので、スキン部材の降伏許容引張・圧縮応力の限界に近いところまで利用することができ、設計条件に見合った薄くて軽いパネルが得られる。なお、図１中の４はアルミ等の中空角材を使用した縁材であり、構造物の柱や梁等への取り付けを可能にしている。また、５はパネル端面を覆う化粧板であり、ビス等で固定される。
【００２９】
ところで、コルゲートペーパーコアを上記の場合よりもさらに大きく曲げることもできる。その場合、波状材が板状材から少し剥離することはあっても大部分は板状材との一体性が維持され、コア空間の三角形が崩れることはない。また板状材の直線性・平面性が維持されるので、スキン部材でサンドイッチされている状態においてはパネルの面剛性は保持され、大きな強度の低下や局部的な脆弱部が発生するということはない。勿論、パネルの軽量化も維持される。
【００３０】
以上の説明から分かるように、波状材と板状材とからなるコア部材にフェノール樹脂が含浸または塗布され、板状材の平面性を保持したままコア空間を拡縮させることによってコア部材が非平板状に成形され、予め変形させたスキン部材をコア部材の上面および下面に沿うように加圧接着したパネルとなっているので、高い剪断強度を有した二次曲面もしくは三次曲面を持った種々な厚みの建築用パネルが実現される。
【００３１】
フェノール樹脂が含浸等されていることもあって、乾燥状態および湿潤状態においても高い圧縮強度や剪断強度の維持されたパネルを形成することが可能となる。また、前述したとおり断熱性・耐火性・耐水性が与えられ、それゆえ庇・屋根・間仕切り壁・外壁といった内装材・外装材に適したものとなる。
【００３２】
板状材が通って方向性があるので剛性が高く、また軽量であることから片持ち支持構造とすることも容易であり、それゆえ庇・屋根といった建材に適したものとなる。とりわけ長尺な庇を形成する場合には極めて有用であり、建築物の外面に取り付けると、庇のみならず建物自体の美感が向上する。渡り廊下や屋外に設けたゲートの屋根に薄いパネルを採用すれば軽快な印象を与えることは勿論のこと、庇や屋根の支持構造も簡単なものとなる。
【００３３】
上記したパネルの曲げ加工は、紙の有する靱性と接着剤の接着強度の高さに負うところが大きいが、図４に示すように、コア部材１におけるコア空間１Ｃの縮小側に例えば逆Ｖ字形の切り込み６を施してから曲げるようにしてもよい。この切り込みによってパネルの面変形を一層大きく、すなわち小さな曲率半径を与えることができるのは述べるまでもない。なお、切り込みは板状材１Ｂを含む位置で行えばよいが、全ての板状材を対象とする必要はない。
【００３４】
この場合、コア部材がクラフト紙で出来ているのでナイフで簡単に切断・切除できる。勿論、フェノール樹脂が含浸等されているので、紙を自立させたままで処理することができるので、機械的に切削することも可能である。なお、切り込み部分には非接着部が生じるが、非切り込み部分の接着効果とスキン部材による保形作用とにより、面圧縮性が局部的に大きく損なわれるということはない。
【００３５】
上記したように曲げ加工して円弧面を形成した非平板状建築用パネルは、アーチ状の庇といった建材として使用することができる。コルゲートペーパーによるコア部材は切り込みを施すかどうかによらず、方向性のある曲げが容易であるからである。したがって、同一断面の円弧状パネルが簡単に実現される。円弧状パネルの平面形（外形）を矩形にしておく場合のみならず、台形としたり三角形としておいたり、一部をくり抜き窓枠のようなものを嵌め込むこともできる。平坦部と円弧部とを一枚のパネルに与えておくこともでき、種々な箇所への適用が可能となる。
【００３６】
例えば円弧面の曲率半径を、不等に成形しておくこともできる。すなわち曲げの大きさを長手方向に違えることにより、アーチの高さが同じでもパネルの幅を図５のように変えることによって三次曲面を与えることができる。このような建築用パネル３Ｈを例えばコンサートホールにおける壁面に使用すれば、反射音の減衰性を高め音響効果を向上させることが可能となったり、太陽光線反射板や集光パネルとして、また例えば小型船舶のデッキとしても使用することができるようになる。
【００３７】
なお、曲げ部の曲率半径を小さくした場合には、図６に示すように、縁材４の下面に渡し材７を適宜の間隔で設けるといったことをして、保形性を高めておくことことができる。音響壁等のように背後や下面が人目に触れない場合には、美観を損なうこともない。
【００３８】
図７は段違い屋根等に適用した例であり、非平板状建築用パネルの一部に段差部８を備えるようにしておくこともできる。図中の破線で示した二箇所に折れ曲がりパネル３Ａ，３Ｂが使用され、それらが平坦なパネル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの間に接続されている。このような非平板状建築用パネルは一部に長手方向へ延びる段差部や折れ曲がり部を形成しているので、恰も一枚の広いパネルで段違い屋根が形成されているかのように見える特殊な形状を与えることができる。
【００３９】
曲率半径の小さな曲げや上記した段差部もしくは折れ曲がり部を有する場合には、図１の一部に示したように、コア部材のコア空間１Ｃに、フェノール発泡体９を充填させておくとよい。これによって変形されたコア部材の剛性がより一層高くなり、断熱性や遮音性も向上する。勿論、曲がり部における補強効果が増大する。なお、コア部材にはフェノール樹脂が含浸等されているので、フェノール発泡体との密着や馴染みのよいことは言うまでもない。
【００４０】
図８は、厚みが一定しないサンドイッチ構造の非平板状建築用パネル３Ｍの例である。これは、コア部材１の上面１ａがスロープ１０を形成するようにテーパ状に成形されている。もちろん、そのコア部材１にはスキン部材２，２がコア部材の上面および下面に沿うように加圧接着される。
【００４１】
図の例は上面にスロープが与えられているが、下面１ｂのみであったり、上下両面に形成しておくこともできる。いずれにしても、コア部材にはフェノール樹脂が含浸等されて自立性が向上しているので、表面のサンディングが容易となるからである。このようなテーパ状の非平板状建築用パネルは庇や屋根に使用すると外観がスマートとなり、また雨水の流れを円滑にする。
【００４２】
以上の述べたいずれの例においても、非平板状建築用パネルを複数枚重ねてパネルの厚みを大きくすることもできる。例えば曲率半径の小さな曲げや折れ部の場合には薄いパネルで非平板状に仕上げ、それらを重ねて一体化すれば、層厚の大きいものを実現することができる。
【００４３】
以上の説明から分かるように、波状材と板状材とからなるコルゲートペーパーコアにフェノール樹脂が含浸等され、板状材の平面性を保持したままコア空間を拡縮させることでコアが非平板状に成形されるので、サンドイッチ構造に基づく高い剪断強度を有した非平板状の建築用パネルが実現される。
【００４４】
パネルが曲げられても大部分の波状材と板状材とは一体性が維持され、コア空間の三角形が崩れることがなく、軽量化の図られた面剛性の高い非平板状パネルとなる。その形状は二次曲面もしくは三次曲面とすることができ、断熱性・耐火性・耐湿性のある特殊な形状の美的印象を与える庇・屋根・外壁・間仕切り壁として使用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るコルゲートペーパーコアを有したサンドイッチ構造の非平板状建築用パネルの斜視図。
【図２】  スキン部材の一部を破断したサンドイッチパネルの斜視図。
【図３】  コア部材の一部拡大図であって、（ａ）は曲げ加工前の状態を示す斜視図、（ｂ）は曲げ加工された後の状態を示す斜視図。
【図４】  コア部材の下面に切り込みを施した端面図。
【図５】  アーチの高さを一定にした状態で曲げ加工時に曲率半径を長手方向に違えた音響効果壁の斜視図。
【図６】  大きく曲げ加工した場合のパネルの背面斜視図。
【図７】  段差部や折り曲げ部を備えたパネルを使用した軽量屋根を有する建築物の斜視図。
【図８】  コア部材の上面にスロープが与えられたパネルの斜視図。
【符号の説明】
１…コア部材、１Ａ…波状材、１Ｂ…板状材、１Ｃ…コア空間、１ａ…上面、１ｂ…下面、２…スキン部材、３Ａ，３Ｂ，３Ｋ，３Ｈ…建築用パネル、９…フェノール発泡体。
【図１】
0003887512.tif 000002
【図２】
0003887512.tif 000003
【図３】
0003887512.tif 000004
【図４】
0003887512.tif 000005
【図５】
0003887512.tif 000006
【図６】
0003887512.tif 000007
【図７】
0003887512.tif 000008
【図８】
0003887512.tif 000009