(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともフェノール樹脂、無機フィラー及び無機繊維を含有する成形用樹脂組成物を用いて成形された、固定ビス穴を有する建築用パネルであって、該固定ビス穴の形状が、短辺の幅が２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下、長辺の長さが１０ｍｍ以上、２００ｍｍ以下、深さが１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の楕円形又は長方形のビス穴であり、且つ該固定ビス穴の内周面に沿って、セラミック、鉄合金、ステンレス及び銅合金の群から選ばれた材料からなる、厚みが０．１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の管状の補強材がはめ込まれていることを特徴とする建築用パネル。
【請求項２】
無機フィラーが水酸化アルミニウムとカオリンクレイの混合物を主たる成分としていることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は耐荷重性に優れたパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般住宅においては木造軸組構造の場合、その外壁面は、表面を吹き付けによって塗装された木やモルタルによって仕上げられるのが一般的である。この場合、モルタルの養生期間や塗料の乾燥期間が必要であり、そのためこの構法は湿式構法と呼ばれる。また、間柱に合板やパネルを釘付けし、その外側に窯業系サイディングボードを釘付けしたり、タイル等を横レールに引っかけるなどのプレハブ構法、ツーバイフォー構法と呼ばれる構法による住宅も一般的であり、これらの構法は乾式構法と呼ばれている。
【０００３】
上記湿式構法は、例えば、外壁面に吹き付けによる塗装を行った場合、近隣家屋への塗料液微粉の飛散や塗料中の有機溶剤の揮散による環境負荷の増大が問題となるばかりでなく、塗装仕上げによる外壁面は約１０年で色調や表面樹脂層が劣化して外壁面の見栄えが悪くなり、そのため再塗装を必要とするという問題もあった。また、レンガ、タイル等をモルタルを介して積み重ねたり、貼り付けたりする構法でもやはり、養生のため長い工期を要するという問題があった。
【０００４】
一方、乾式構法においては、例えば特開平５−２０９４５４号公報に開示されているような窯業系サイディングボードやタイル等を用いる場合、これらの単位面積当たりの重量は重く、重量が過大である事が多く、設計の段階から大きな重量に耐えうる設計をしなければならなかった。特に木造軸組構造の家屋のうち、築後１０年以降のいわゆる中古住宅の外壁の改装（リフォーム）を再塗装によらずに実施しようとして窯業系サイディングボードやタイル等を用いようとした場合には、既存の外壁材や柱の設計強度を越えることになり、これらの大きな重量の窯業系サイディングボードやタイル等は使用できない場合が多い。窯業系サイディングボードや該タイル等を用いた家屋そのもののリフォームであっても、既存の外壁材や柱の設計荷重を越えないようにするための、既存外壁材の除去や柱の増強等の別工事を必要とすることが多く、リフォーム工事の施工上極めて不便であった。
【０００５】
また、窯業系サイディング材の施工では、通常３尺×６尺（約９０ｃｍ×約１８０ｃｍ）板の大平面のパネルを釘打ちで固定していくため、重量物である該パネルの運搬や壁面での位置決め作業の際に施工者にかかる負担も大きい。
そのため、近年、軽量外壁材として、金属サイディング等の軽量サイディング材が開発されてきているが、これは、表層を構成するアルミニウム等の金属薄板表面にエンボス状凹凸をつけ、その内層をウレタンフォーム等とした構造であり、これを釘打ちによって既存外壁面に取り付ける構法が採用されている。この構法は、例えば、特開昭６３−１２５７７０号公報に開示されている。
【０００６】
しかしながら、該アルミニウム表面の凹凸形状は光沢感が出過ぎるため外観の高級感に欠けることが多い。またアルミニウムは、その融点が６６０℃であるため、火災等によって外壁表面に裸火が激しく接するような場合、表面が溶融破壊され、防火性の面で問題があった。
同じく軽量外壁材として、熱可塑性樹脂を主原料としてパネル状に成形したものが特開平７−２１７０５９号公報に開示されている。しかしながら熱可塑性樹脂系のサイディング材は防火性に乏しく、防火地域に指定された地区では外壁材として使用することができないといった問題点があった。
【０００７】
また、これらの乾式施工においては通常、パネルを外壁にビス止めすることが必要とされ、そのため、ビス止め部に十分な強度を持たせる為、ビス止め部をある程度厚くするなどしなければならなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の事情を背景に、一般住宅の外壁に釘やビスなどで容易に取り付けられ、優れた耐荷重性を有するパネルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、パネルの固定ビス穴の内周面に沿って例えば金属材からなる管状体を補強材としてはめ込むことにより、ビス取り付け部がパネル自重により劣化、損傷することを防ぐことが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は下記の通りである。
【００１０】
（１）  少なくともフェノール樹脂、無機フィラー及び無機繊維を含有する成形用樹脂組成物を用いて成形された、固定ビス穴を有する建築用パネルであって、該固定ビス穴の形状が、短辺の幅が２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下、長辺の長さが１０ｍｍ以上、２００ｍｍ以下、深さが１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の楕円形又は長方形のビス穴であり、且つ該固定ビス穴の内周面に沿って、セラミック、鉄合金、ステンレス及び銅合金の群から選ばれた材料からなる、厚みが０．１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の管状の補強材がはめ込まれていることを特徴とするパネル。
（２）  無機フィラーが水酸化アルミニウムとカオリンクレイの混合物を主たる成分としていることを特徴とする（１）に記載のパネル。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、特に好ましい実施態様を中心に、評細に説明する。
本発明における固定ビス穴はビスを用いてパネルを外壁部に取り付ける為にビスを打ち込む穴であって、該固定ビス穴の形状はビスにより容易に固定が可能であり、かつ、固定部位が一定幅で選択可能なものであれば良いが、固定ビス穴の形状が楕円形、又は長方形であることがビスを容易に固定できる点、固定部位に自由度を持たせ、固定場所の選択が可能であることから好ましい。固定ビス穴の形状の一例を図１に示す。
【００１２】
本発明における固定ビス穴の短辺の幅は、ビスの固定を容易にする点から、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。該固定ビス穴に差込み、固定に用いるビスも該固定ビス穴の短辺の幅にあわせた大きさのものを用いることが必要であり、幅が１ｍｍ以上の固定ビス穴であれば該固定ビス穴にあわせたビスの耐荷重性が十分なものが得られ、幅が２０ｍｍ以下であればパネルの意匠性を損なうこともない。ここでいう固定ビス穴の短辺の幅とは図１に例示した固定ビス穴においては、aの幅にあたり、形状に変化がある場合には、狭い方の最大幅とする。
【００１３】
また、本発明における固定ビス穴の長辺の長さは、５ｍｍ以上、３００ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｍｍ以上、２００ｍｍ以下である。固定ビス穴の長辺の長さが５ｍｍ以上であればパネル施工時のビスによる固定位置に十分な自由度が得られ、３００ｍｍ以下であれば、パネルの耐荷重性に悪影響を与えることもなく、耐荷重性の点で満足いくパネルが得られる。ここでいう固定ビス穴の長辺の長さとは図１に例示した固定ビス穴においては、ｂの幅にあたり、形状に変化がある場合には長いほうの最大幅とする。
【００１４】
本発明における固定ビス穴の深さは０．５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。固定ビス穴の深さが０．５ｍｍ以上あれば十分な耐荷重性が得られ、２０ｍｍ以下であればパネルの外観を損なうこともない。
本発明における固定ビス穴の補強材の材料としてはセラミック、鉄合金、金、銀、銅、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、銅合金のような合金など、通常パネルのビスに用いられているものであればいずれでも良いが、強度、経済性の点からセラミック、鉄合金、ステンレス、銅合金がより好ましい。尚、固定ビス穴と同型とは該固定ビス穴にはめ込みが可能である程度の同型でよく、厳密に同型である必要はない。
【００１５】
本発明における固定ビス穴の補強材は、その外周面が固定ビス穴の内周面に沿った管状の形状が好ましく、その厚みは０．１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましい。厚みが０．１ｍｍ以上であれば十分な補強効果が得られ、１０ｍｍ以下であればパネルの美的外観を損なうこともない。補強材の高さ（パネル肉厚方向の幅）は、パネルの肉厚にほぼ一致することが好ましい。
管状補強材の取り付け例を図２に示す。補強材は、パネルに接着剤等により固定されることが望ましいが、必ずしも完全に固定する必要はない。ビスによるパネルの固定例を図３に示す。
【００１６】
本発明におけるフェノール樹脂としては、レゾール系フェノール樹脂であっても、ノボラック系フェノール樹脂であってもよく、また、これらの樹脂に、必要に応じて重合度を高める目的で、レゾール型フェノール樹脂では酸触媒、ノボラック型フェノール樹脂では塩基性触媒を添加して用いても良いが、常温で液状を示すレゾール系フェノール樹脂を無触媒で用いることが成型加工が容易にできる点、および生産性が上げられる点から好ましい。
【００１７】
また、パネル中のフェノール樹脂の含有量は、外壁材としての耐久性の点から１０ｗｔ％以上が好ましく、防火性の点から６０ｗｔ％以下であることが好ましい。フェノール樹脂の含有量が１０ｗｔ％以上であれば、成形したパネルが脆くなることもなく、耐久性の点で満足いく外壁材が得られる。また、フェノール樹脂の含有量が６０ｗｔ％以下であれば、充分な防火性を有する外壁材が得られることから、外壁材として使用できる地域範囲が限定されることもない。さらに好ましいパネル中のフェノール樹脂の含有量は、１５ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下である。
【００１８】
本発明に用いられる無機フィラーとしては、カオリンクレー、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、アルミン酸カルシウム、ホウ酸亜鉛、炭酸カルシウム、タルク、マイクロバルーン、硫化バリウム、無水ケイ酸、珪藻土、ガラスパウダー、マイカ、炭酸マグネシウム、三酸化アンチモン、ゾノトライト、トバモライト、ワラストナイト、けい砂、石膏等が挙げられる。中でもカオリンクレー、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、アルミン酸カルシウム、ホウ酸亜鉛など、２００℃から６００℃の温度領域に吸熱ピークを有する無機フィラーはパネルの防火性を高める効果が大きく好ましい。特にカオリンクレー、水酸化アルミニウム、ホウ酸亜鉛はパネルの防火性を高める効果がより大きいため好ましい。
パネルに含まれる無機フィラーの全含量は、防火性やコストの点から２０ｗｔ％以上が好ましく、また、パネルの成形性の点から８０ｗｔ％以下が好ましい。より好ましくは４０ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下である。
【００１９】
本発明において、無機フィラーとして単一種類の無機フィラーを用いるよりも、燃焼時の形状保持性、パネル成形時の成形性の観点から、２種以上の無機フィラーを混合して用いることが好ましい。特に、カオリンクレーのみを用いると成形性の低下が見られる傾向がある。本発明においては、カオリンクレーと水酸化アルミニウムを混合して用いることが最も好ましい。２００℃から６００℃の範囲に吸熱ピークを有する無機フィラーの中でもカオリンクレーと水酸化アルミニウムを混合して用いると、燃焼の際の発熱が抑制されるばかりでなく、燃焼の際にパネルに亀裂が発生することもなく、極めて優れた防火性能を発現することができる。また、成形時の成形性の低下もない。この場合の混合比は、質量比で、カオリンクレイ：水酸化アルミニウムが１：５〜５:１の範囲が好ましく、より好ましくは１：３〜３:１の範囲である。また、本発明において、水酸化アルミニウムとカオリンクレイの混合物を主たる成分とするとは、該混合物が無機フィラーの６０％以上含有することである。
【００２０】
本発明のパネルは無機繊維を含むことが好ましい。無機繊維とはガラス繊維、金属繊維、鉱物繊維等を指し、これらを単独または混合して用いることができる。中でもガラス繊維は高い強度を持ちコスト的にも有利なため好ましい。ガラス繊維の種類としてはＥ−ガラス、Ｃ−ガラス、Ｔ−ガラス、ＡＲ−ガラス、Ｄ−ガラスのいずれの種類のガラスを用いても良いが、コスト面などからＥ−ガラスが好ましい。
【００２１】
また、ガラス繊維の繊維径は３〜３０μｍの繊維径のものが好ましく、より好ましくは６〜１５μｍである。ガラス繊維の繊維長は０．１〜１００ｍｍであることが好ましく、３〜３０ｍｍであることがより好ましい。ガラス繊維の繊維径が３μｍ以上で、かつ繊維長が０．１ｍｍ以上であれば、該ガラス繊維による補強効果が発揮され、結果として成形物は充分な曲げ強度を得ることができる。ガラス繊維径が３０μｍ以下で、かつガラス繊維長が１００ｍｍ以下であれば、ガラス繊維と、無機フィラーおよびフェノール樹脂とからなる成形用樹脂組成物の流動性が低下して成形性に劣るということもない。
【００２２】
パネル中のガラス繊維の含有量としては、パネルの強度の点から３ｗｔ％以上が好ましく、成形性の点から４０ｗｔ％以下が好ましい。より好ましくは８ｗｔ％以上、２５ｗｔ％以下である。
本発明パネルの製造に際しては、防火性、耐候性、成形時の離型性等を付与するために防火剤、紫外線吸収剤、内部離型剤、増粘剤等の添加剤を加えることが好ましい。特に成形性を向上させるために内部離型剤を添加することが好ましい。内部離型剤の添加量は、パネル中の含有量として好ましくは０．１ｗｔ％以上、１０ｗｔ％以下、より好ましくは０．５ｗｔ％以上、５ｗｔ％以下となるように添加する。内部離型剤としては脂肪族炭化水素系のもの、高級脂肪族アルコール系のもの、脂肪酸アマイド系のもの、金属石けん系のもの、リン酸系のものなどが挙げられ、中でもステアリン酸亜鉛、中和性リン酸アルコールは離型効果が高く好ましい。
【００２３】
また、無機フィラーとして水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムを含んでいない場合は、成形時の成形性を良好にするため増粘剤として水酸化カルシウムを添加するのが好ましい。この場合、水酸化カルシウムの添加量は、パネル中の含量として好ましくは０．１ｗｔ％以上、５ｗｔ％以下、より好ましくは０．２ｗｔ％以上、３ｗｔ％以下となるよう添加する。
本発明におけるパネルとは、表面が平坦な平板、表面にパネル用成形樹脂組成物によって型取られた意匠を有するもの、または塗装によって装飾を施されたパネル状の成形体を指す。本発明によって得られるパネルは外壁材、内壁材、床材、屋根材、天井素材等の建築用素材として利用可能であるが、その耐久性、防火性、意匠性から特にリフォーム用の外壁材として好適である。このためパネルの構造を工夫してより簡易に施工でき、かつ頑健なものとすることが好ましい。
【００２４】
パネルの厚みは薄すぎると燃焼後のパネルの形状保持、強度低下が顕著になるため、パネルの平均厚みは０．５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。また、作業性の点から、パネル一枚の大きさを０．１ｍ2以上、４ｍ2以下が好ましく、より好ましくは０．２ｍ2以上、１ｍ2以下である。また、パネル一枚の質量は０．１ｋｇ以上、１０ｋｇ以下が好ましく、より好ましくは０．５ｋｇ以上、６ｋｇ以下であり、パネルの上下左右部に嵌合構造を持たせることなども推奨される。なおここで嵌合構造とはパネルの一部分に凸部、別のパネルの一部分に凹部を持たせて２枚のパネルの凸部と凹部をはめ込んでパネルを継ぎ足していくことができる構造を指す。
【００２５】
本発明のパネルの製造法としては、目的のパネル形状をなした上下分離可能な金型を準備し、金型に上述した成形用樹脂組成物を必要な量だけ注入し、加熱加圧し、その後金型を開き目的のパネル成形体を取り出すという通常のプレス成形法または射出成形法によりパネル成形体を製造し、その後パネルの固定ビス穴部に該固定ビス穴の内周面に沿って金属補強材を差し込むことにより製造することができる。
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
レゾール系フェノール樹脂（昭和高分子（株）製、商標「ＢＲＬ−２４０」）２０．０質量部、増粘剤として水酸化カルシウム（関東化学（株）製  試薬特級）０．３質量部、内部離型剤としてステアリン酸亜鉛（関東化学（株）製  試薬一級）１．０質量部、水酸化アルミニウム（昭和電工（株）製、商標「ハイジライトＨ３２」）３５．０質量部、カオリンクレイ（ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ社製、商標「ＡＳＰ−４００Ｐ」)３５．０質量部、繊維長３ｍｍ、繊維径１０μｍのガラス繊維（日東紡績（株）製、商標「ＣＳ−３ＳＫ」）１０．０質量部をオムニミキサー（千代田技研工業（株）製、商標「ＯＭ−５」）にて約１分間、混合撹拌して成形用樹脂組成物を得た。１８０℃に加熱した加圧プレスに装着された表面クロムメッキ仕上げの鋼製金型へ、該成形用樹脂組成物を素早くチャージし、金型を閉めて加熱加圧（１８０℃、１．１７×１０7Ｐａ）したところ、金型内形状と同型のパネル成形体を得た。このパネルの形状を図１（ａ）及び（ｂ）に示す。平均厚みは２ｍｍ、単位面積当たりの質量が５ｋｇ／ｍ2、横幅９００ｍｍ、縦幅３５０ｍｍであり、上部に固定ビス穴を６つ有するものである。また、ビス穴の形状は長辺の長さ８０ｍｍ、短辺の幅８ｍｍである。
【００２７】
このパネル成形体の固定ビス穴部に該固定ビス穴の内周面と同型の外周面を有するステンレス製管状補強材（平均厚み０．３ｍｍ、高さ２ｍｍ）をはめ込み接着剤で固定し、評価用のパネルを得た。
このパネル成形体のビス穴部にビスを通し、ビスの両端を引っ張り試験機（ミネベア（株）製、商標「ＴＣＭ−５００型万能引張圧縮試験機」）の上部に固定しパネル下部を引っ張り試験機の下部に固定し引っ張り試験を行うことにより、ビス穴部に荷重を加え、耐荷重試験を３回行ったが、いずれのパネルにもひび割れ、亀裂等は生じなかった。
【００２８】
【比較例１】
補強材をはめ込まないパネルにおいて同様の耐荷重試験を３回行ったところ、２つのパネルにおいてビス止め部にひび割れが発生した。
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、耐荷重性に優れたパネルの提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施例を示すパネルの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図２】補強材の取り付け例を示す斜視説明図である。
【図３】図３（ａ）はパネルをビスどめした状態の例を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【符号の説明】
１    パネル
２    固定ビス穴
３    補強材
【図１】
0003970653.tif 000002
【図２】
0003970653.tif 000003
【図３】
0003970653.tif 000004