JP2004505003A - 複合軽量建築用パネルおよびそのための芯材 - Google Patents

Abstract

硬化可能な混合物から形成された複合軽量建築用パネルのための芯材。前記混合物は、水性エマルジョン中のポリ酢酸ビニルとバーサチック酸および／またはアクリル共重合体の８５体積％の水性共重合体エマルジョンと、１０％水溶性コロイド保護材と、５％添加剤とを含んで１０００±５０ｇ／ｌの範囲の比重および２０℃で７±１の８フォード粘度を得るようにしたアクリル系重合体樹脂を含み、該混合物は次の比率：１乃至３リットルのセメントと、２リットル以上の樹脂と、１０乃至１００リットルの軽量充填材と、６キログラム以下の水とを有し、セメントの体積を樹脂の体積の半分以上にした。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合軽量建築用パネルおよびそのための芯材に関する。
【従来の技術】
【０００２】
本発明は、主として住宅建設用に開発されたものであり、この用途に関連して記載する。しかし、本発明はこの特定の用途分野に限定されるものではなく、例えば他の建築物の建設に使用することができることは云うまでもない。
【０００３】
軽量パネルに使用される芯は、しばしばポリスチレンフォームなどの発泡プラスチック材から作成され、通常適切な難燃材を含む。しかし、そのような発泡プラスチック材は高価であり、かつ強度が限定されており、その強度は外装材またはコーティングに依存する。複合パネルは金属外装材を有する場合もあるが、この場合は、そのコストを増加させる。金属外装パネルはまた、特に家屋建設現場では、サイズに合わせて切断することが困難でもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を改良し、あるいは建物建設用の代替的複合壁パネルおよびそのための芯材を提供することを目的とする。他の目的および利点は、以下の説明から明らかであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、その一態様では、大まかには、硬化可能な混合物から形成される複合軽量建築用パネルのための芯材に関するものであり、前記混合物は、
８５体積％の、水性エマルジョン中のポリ酢酸ビニルとバーサチック酸および／またはアクリル共重合体との水性共重合体エマルジョンと、
１０％の水溶性コロイド防護剤と、
５％の添加剤と
を含むアクリル系重合体樹脂より成り、該樹脂が１０００±５０ｇ／ｌの範囲の比重と２０℃で７±１の８フォード粘度を有し、該混合物は次の比率、即ち：
１乃至３リットルのセメントと、
２リットル以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）の樹脂と、
１０乃至１００リットルの軽量充填材と、
６キログラム以下（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）の水と
を有し、セメントの体積を樹脂の体積の半分以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）にしたものである。
【０００６】
添加剤は、グリコール、防カビ剤（ｍｉｌｄｅｗ ａｇｅｎｔ）、抑泡剤、着色剤、硬化剤、湿潤剤、および／または分散剤を含むことが適切であり、共重合体エマルジョンは（乾燥）約７０％のポリ酢酸ビニル、約２９％のバーサチック酸ビニル、および１％のアクリル酸を含むことが好ましい。１つの好適な共重合体エマルジョンは（乾燥）６９．３％のポリ酢酸ビニル、２９．７％のバーサチック酸ビニル、および１％のアクリル酸を含み、重合体は４５．５％のエマルジョンを含み、残りは水である。該共重合体エマルジョンおよびその添加剤は、通常の大気条件下で硬化する重合体樹脂として、その組成は変えうることを、水性重合体エマルジョン技術分野の当業者であれば理解しうるであろう。
【０００７】
アクリル系重合体樹脂は、イタリア国ヴェロナのＣｏｌｏｒｉｆｉｃｏ Ａ． ＆ Ｂ． Ｃａｓａｔｉ Ｓ．ｐ．Ａ．の製品として商標「ＪＯＬＬＹ　ＦＩＸ」として販売され、製品コード番号１０９００１として識別され、かつその成分の１つとして２−メチル−２，４−ペンタンジオールを有する型であることが好ましい。この製品は、組積シーラー（ｍａｓｏｎｒｙ ｓｅａｌｅｒ）として使用するように設計されており、１６リットル容器で現在販売されているアクリル系重合体液体樹脂（または希望するならば粉末状）であり、通常は該製品を水で希釈してからそれをシール目的のために組積上に塗布するように指示されている。予想外の結果をもたらす本発明における新規の割合でのその使用は、所望の特性を有するこの種の製品に対する長年の要求を満たすものである。
【０００８】
別の態様では、本発明は大まかには、硬化可能な混合物から形成される複合軽量建築用パネルのための芯材にあり、前記混合物は前述したアクリル系重合体樹脂より成り、かつ次の比率、即ち：
１乃至１．５リットルのセメントと、
２乃至４リットルの樹脂と、
６０乃至１００リットルの軽量充填材と、
２キログラム以下（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）の水と
を有する。
【０００９】
好ましくは、混合物の性状はペースト状であり、振動を利用して混合物をパネル芯の形状に形成することができるようにチクソトロピー性とすることができる。また、パネル芯は実質的に平面状であり、間隔をおいて配置された２つの対向面を有することが好ましい。そのような形状では、芯材がファイブロセメント、合板、または紙などの裏当てシートを備えることがさらに好ましい。
【００１０】
好適な実施例では、混合物は次の比率：
６リットルの樹脂と、
４リットルの水と、
８リットルのセメントと、
６０乃至１００リットルの軽量充填材と
を有する。
【００１１】
好ましくは、軽量充填材は直径約３ｍｍのポリスチレンフォームビーズの形状である。しかし、パーライト、バーミキュライト、もしくは同様の鉱物、短片もしくは長片に細分された紙、またはおが屑なども、充填材として代替使用できることが明らかになっている。固体材料（セメントおよび軽量充填材）と液体材料（水および樹脂）の比率は、一緒に混合されたときに所望の形状、特に平面パネル形状に形成することができ、かつ芯パネルを形成するために硬化させることのできる、ペースト状の芯形成組成物を生成するように選択する。
【００１２】
追加強度が必要な場合、最高４０ｇまでの短いストランドガラス繊維を混合物に追加することができる。さらに、本書で後述する本発明の方法に従って芯パネルにガラス繊維を追加し、芯パネル内で２つの面のほぼ中央にガラス繊維織物シートを含めることができる。
【００１３】
さらに好適な実施例では、芯パネルは、砂または同等の材料、標準品質のセメント、水、および前述のアクリル系重合体樹脂の混合物であって、次の比率：
砂１キログラムに対して
２０体積パーセント（ｖｏｌ％）以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）のセメントと、１２体積パーセント（ｖｏｌ％）以下（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）の水と、２０体積パーセント（ｖｏｌ％）以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）の樹脂と
を有し、樹脂対水の比率が４対１以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）で、かつ樹脂対セメントの比率が２対１以下（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）となるようにした混合物から成るコーティング組成物で被覆する。
【００１４】
このコーティング組成物は水無しで調合することができるが、水が砂の４体積パーセント（ｖｏｌ％）以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）であることが好ましい。
【００１５】
一実施例では、上述の成分を有するコーティング組成物は、５リットルの樹脂、４リットルのセメント、２０ｋｇ（１２リットル）の砂、および４００ｍｌの水の体積率で使用する。しかし、他の実施例では、体積による材料の調合は次の範囲にわたり、後述するように全て温度によって異なる。
樹脂：　５リットル（プラス３００％からマイナス７０％まで）
セメント：　４リットル（プラス１００％からマイナス７０％まで、またはさらに全くの零まで）
砂：　１２リットル（プラス１００％からマイナス５０％まで）
水：　３００乃至５００ｍｌ（プラスまたはマイナス１００％）
【００１６】
コーティングの成分は、金属またはプラスチック材など任意の適切な容器内で混合することができ、最も簡単な手順は、樹脂および水を容器に入れ、標準コンクリートミキサの場合と同様に、セメントおよび砂を徐々に追加しながら、絶え間なく撹拌することによって混合させることである。しかし、完全な混合が確保されることを前提に、全ての成分を同時に容易に加えることができる。混合生成物はセメント成分を含んでおり、混合バルク形の場合の１２時間など、ほどほどに短い時間で硬化するので、貯蔵することなく使用しなければならない。しかし、容器内の生成物に水の膜をかぶせると、それは例えば一晩貯蔵することができ、手動で再混合して損失無く使用することができる。
【００１７】
混合生成物は、建築現場で成形物が所定の位置に固定された後で、本発明のパネルに塗布することができる。したがって、コーティング組成物は、貫入可能な固締具によって残された痕跡を覆うパッチングコンパウンドとして、そのような処置が要求されるときに使用することができ、かつ成形物が損傷した場合、あるいは剥離が発生した場合の修理目的にも使用可能であることは明らかであろう。コーティング組成物は、既存の成形物に修理が必要な場合に、そのような既存の成形物が先行技術に従って製造された場合でも、充填材として使用することができる。
【００１８】
使用するセメントは任意の種類の標準品質セメントとすることができるが、アイボリまたは白色の標準ポルトランドセメントが効果的であることが明らかになっている。使用する砂は非常に微細な浜砂であることが好ましいが、一般的に同等の粒径を有することを前提として、任意の砂状代用品を使用することができる。重要な成分は前述した樹脂製品であることは明らかであろう。
【００１９】
コーティング組成物は本発明のパネルに手動噴霧または機械噴霧によって塗布することができ、あるいはパネルをコーティング組成物中に浸漬することができる。コーティング組成物はこて、刷毛、またはスポンジで塗布することができる。好ましくは、手持ち式の標準的な家庭用または業務用ホッパーガンを利用する手動噴霧操作を使用し、成形物の大きさおよび形状に応じて噴霧を様々な程度および角度に構成する。これは、所望のコーティング厚さが達成されるまで、パネルの長手方向に前方および後方の交互の移動によって、または漸次螺旋もしくは同等の循環型運動の円形回転によって達成することができる。作業者はホッパーガンの通気圧力およびハンドトリガ調整を統合して所望の定常流を生成し、噴霧目的の圧縮器の圧力を約２．８±１．４ＭＰａ（４００±２００ｐｓｉ）にして、ポリスチレンへのコーティングの一様性を確保することができる。
【００２０】
コーティング組成物は軽量であり、しかも耐久性が強いので、コーティング厚さはわずか０．０５ｍｍにすることができるが、好適な厚さは１ｍｍ乃至２ｍｍであり、時には、充填が必要な場合、好ましくは時間的に間隔を置いた連続操作で塗布し、最高１０ｍｍまたはそれ以上とすることができる。コーティングは軽量であるが、最終製品では連続したよりセメント状の外観を呈する。匹敵する結果に対してより少ない材料が塗布されるので、消費者にとっては費用を節約できる一方、これらの組成物では剥離が発生しないので、非常に有利である。最も重要なことは、適切な接着のために下塗剤が不要であり、結果的に得られる製品が優れた耐水性を示すことが明らかになることである。コーティング組成物はまた、砂無しで調合することもできる。
【００２１】
代替的な好適な形態では、他方の面を、（体積分率で）
０％乃至２１％のアクリル系塗料および０％乃至８％の水で希釈したエチレン酢酸ビニル共重合体から形成される接着材料の主要部分と、
主要部分に少なくとも部分的に埋め込まれた織物材料の副次的部分と
を含む代替コーティング組成物で被覆する。
【００２２】
織物材料は実質的に完全に接着材料に埋め込まれることが好ましく、織物材料が接着材料によって完全に湿潤化または飽和されることがより好ましい。織物材料は、４０／３００ｇ／ｍ^２のグラム重仕様を持つガラス繊維組織から５０／４００ｇ／ｍ^２のグラム重仕様を持つガラス繊維メッシュまでの範囲のガラス繊維織物材とすることが好ましい。
【００２３】
下塗りなど他のコーティングを施すことができ、その後に塗料、グラノサイト、または類似物などの仕上げコーティングを続けることができる。
【００２４】
別の態様では、本発明は大まかには、裏当てシートおよび上述した芯材から形成され裏当てシートに結合された芯を有する建築用パネルにあり、芯は裏当てシートから離れた被覆可能な面を有し、パネルを耐候性にするために被覆可能な面にコーティングが塗布される。
【００２５】
被覆可能な面は、コーティングを楔止させるために粗面で形成することが好ましい。例えば、耐候性にするための下塗りコーティングは、下塗り材が少なくとも部分的に被覆可能な面に貫入するように塗布することが好ましい。
【００２６】
別の態様では、本発明は大まかには、軽量複合建築用パネルの芯を形成する方法にあり、前記方法は、
ある量の水および樹脂を前述した比率で提供し、水および樹脂を一緒に混合するステップと、
それにある量のセメントを水および樹脂に対して前述した比率で加えて混合してスラリーを生成するステップと、
それにある量の軽量充填材を前述した比率で加えて混合して芯形成組成物を生成するステップと、
芯形成組成物をパネル形状に形成するステップと、
パネル形状の芯形成組成物を芯形成パネルに硬化するのに充分な時間放置するステップと
を含む。
【００２７】
混合物は、繊維セメント、合板、ポリスチレンシート、または類似物の裏当て板に３０ｍｍ乃至１００ｍｍの総パネル厚さまで塗布することが好ましい。パネルは、２．４５メートル×６００ｍｍまたは８００ｍｍなど、産業標準サイズであることが好ましい。該方法は、混合物の第１層にその硬化前に１層のガラス繊維織物を加え、かつ混合物の第２層をガラス繊維織物の上から第１層に加えて、ガラス繊維層を混合物の第１層と第２層の間に埋め込むステップを組み込むことができる。希望するならば、ガラス繊維織物を第１層の混合物内に押し込むか、または水、樹脂、もしくはそれらの混合物で湿潤化するか、または軽量充填材無しで混合物に予め浸漬して、空気がガラス繊維織物に捕獲されるおそれを低減することができる。
【００２８】
次いで、該方法は、前述した通り１つ以上のコーティング組成物で芯を被覆し、コーティング（単数または複数）を硬化させるステップを含むことができる。仕上げパネルの意図する用途に従って、外装用に適したコーティングを片面に施すことができる。
【００２９】
成分は適切な容器内で混合することができるが、高速配合機内に取り込むことが好ましい。コンクリートミキサなど、混転機構を持つ型のミキサも適切である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明をより容易に理解でき、実施することができるように、以下、本発明の好適な実施の形態の典型的な適用を示す添付の図面を参照して説明する。
【００３１】
図面で、同一または対応する部品を示すのに同一参照番号が使用されているが、各図面で全てのそのような部品に参照番号が付与されているわけではない。図１乃至７の各々に示されたパネル１０は、一般的に２２で示される幾つかの固定ブラケットによって間柱２１に、そこから間隔をおいて配置されるように固定される。間柱（および図示しない建物枠組の他の部分）には壁ライニング２３が固定される。
【００３２】
パネルは、間柱に近い内面およびそこから離れた外面、ならびに該面の間に介在する補強メッシュ１１を有する。内面はそこに接着された裏当て膜を有し、外面には下塗りコーティングが塗布される。ブラケットは、そのウェブを内面に当てかつそのフランジをパネルの本体内に伸長して、パネルに埋め込まれた溝１７に固定される。
【００３３】
図１を参照すると、パネルの基部は、コンクリートスラブを支持する基礎の上面に設けられたシリコーン押縁上に載置する。図２では、パネルの基部は、基礎上にそれ自体支持されたコンクリートスラブの縁上の段の上面に載置する。図３を参照すると、パネルはソフィットライニング３１の上に伸長するが、図４では、パネルの上縁がソフィットライニングの下面に当接する。図５を参照すると、鼻隠し３２がパネルの上縁付近の外面の上部ストリップを覆う。
【００３４】
図６および７を参照すると、窓枠４２に最も近いパネルの縁は、一方のフランジを下塗りとパネル芯との間に埋め込み、他方のフランジでパネルの縁を形成して、エッジアングル４５によって収容する。パネルの縁を窓枠に対して封着するために、シーラント４４のビードが適用される。
【００３５】
本発明を特定の実施例に関連して説明したが、本発明は、請求の範囲に規定する発明の広い範囲内に入る多くの他の形態で実施することができることを当業者は理解しうるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１型のコンクリートスラブ構成に関連して設置された本発明に係るパネルの部分断面図である。
【図２】第２型のコンクリートスラブ構成に関連して設置された本発明に係るパネルの部分断面図である。
【図３】第１ソフィット構成に関連して設置された本発明に係るパネルの部分断面図である。
【図４】第２ソフィット構成に関連して設置された本発明に係るパネルの部分断面図である。
【図５】フラッシュイーブ構成に関連して設置された本発明に係るパネルの部分断面図である。
【図６】窓下枠に関連して設置された本発明に係るパネルの部分断面図である。
【図７】窓上枠に関連して設置された本発明に係るパネルの部分断面図である。

Claims (22)

1. ８５体積％の、水性エマルジョン中のポリ酢酸ビニルとバーサチック酸および／またはアクリル共重合体との水性共重合体エマルジョンと、
   １０％の水溶性コロイド防護剤と、
   ５％の添加剤と
   を含み、１０００±５０ｇ／ｌの範囲の比重と２０℃で７±１の８フォード粘度を得るようにしたアクリル系重合体樹脂より成る混合物であって、該混合物は、
   １乃至３リットルのセメントと、
   ２リットル以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）の樹脂と、
   １０乃至１００リットルの軽量充填材と、
   ６キログラム以下（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）の水と
   の比率を有し、前記セメントの体積を樹脂の体積の半分以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）にした、硬化可能な前記混合物から形成される複合軽量建築用パネルのための芯材。
2. 前記添加剤が、グリコール、防カビ剤、抑泡剤、着色剤、硬化剤、湿潤剤、および／または分散剤を含み、好ましくは共重合体エマルジョンが（乾燥）約７０％のポリ酢酸ビニル、約２９％のバーサチック酸ビニル、および１％のアクリル酸を含む、請求項１に記載の芯材。
3. 前記共重合体エマルジョンが（乾燥）６９．３％のポリ酢酸ビニル、２９．７％のバーサチック酸ビニル、および１％のアクリル酸を含み、前記重合体が４５．５％のエマルジョンを含み、残りは水である、請求項２に記載の芯材。
4. １乃至１．５リットルのセメントと、
   ２乃至４リットルの樹脂と、
   ６０乃至１００リットルの軽量充填材と、
   ２キログラム以下（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）の水と
   の比率を有する請求項１に記載のアクリル系重合体樹脂を含む硬化可能な混合物から形成される複合軽量建築用パネルのための芯材。
5. 前記混合物の性状がペースト状であり、前記パネルの芯が実質的に平面状であり、間隔をおいて配置された２つの対向面を有する、請求項４に記載の芯材。
6. 前記芯材がファイブロセメント、合板、および紙から選択される裏当てシートを含む請求項５に記載の芯材。
7. 前記混合物が、
   ６リットルの樹脂と、
   ４リットルの水と、
   ８リットルのセメントと、
   ６０乃至１００リットルの軽量充填材と
   の比率を有する、請求項４に記載の芯材。
8. 固体材料（セメントおよび軽量充填材）と液体材料（水および樹脂）の比率を、一緒に混合したときに所望の形状に形成することのできるペースト状の芯形成組成物が生成されるように選択する、請求項７に記載の芯材。
9. 芯パネル内で前記２つの面のほぼ中央に含まれたガラス繊維織物シートを含む、請求項５乃至８のいずれかに記載の芯材。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の芯材を含む複合パネル。
11. 砂または同等の材料と、標準的品質のセメントと、水と、請求項１、２または３に記載したアクリル系重合体樹脂との混合物を含むコーティング組成物で前記芯材を被覆し、前記混合物が、
    砂１キログラムに対して
    ２０体積パーセント（ｖｏｌ％）以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）のセメントと、１２体積パーセント（ｖｏｌ％）以下（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）の水と、２０体積パーセント（ｖｏｌ％）以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）の樹脂と
    の比率を有し、樹脂対水の比率が４対１以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）で、かつ樹脂対セメントの比率が２対１以下（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）となるようにした、請求項１０に記載の複合パネル。
12. 前記コーティング組成物を水無しで調合した、請求項１１に記載の複合パネル。
13. 前記コーティング組成物に砂の４体積パーセント（ｖｏｌ％）以上（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）の水を調合した、請求項１１に記載の複合パネル。
14. 前記コーティング組成物が５リットルの樹脂と、４リットルのセメントと、２０ｋｇ（１２リットル）の砂と、４００ｍｌの水の体積分率を有する、請求項１１乃至１３のいずれかに記載の複合パネル。
15. 体積による前記材料調合が
    樹脂：　５リットル（プラス３００％からマイナス７０％まで）
    セメント：　４リットル（プラス１００％からマイナス７０％まで、またはさらに全くの零まで）
    砂：　１２リットル（プラス１００％からマイナス５０％まで）
    水：　３００乃至５００ｍｌ（プラスまたはマイナス１００％）
    の範囲内である、請求項１４に記載の複合パネル。
16. 他方の面を、（体積分率で）
    ０％乃至２１％のアクリル系塗料および０％乃至８％の水で希釈したエチレン酢酸ビニル共重合体から形成される接着材料の主要部分と、
    前記主要部分に少なくとも部分的に埋め込まれた織物材料の副次的部分と
    を含む代替コーティング組成物で被覆する、請求項１１に記載の複合パネル。
17. 前記織物材料が前記接着材料に実質的に完全に埋め込まれて、前記織物材料が前記接着材料で完全に湿潤化されまたは飽和されるようにした、請求項１６に記載の複合パネル。
18. 前記織物材料が４０／３００ｇ／ｍ^２のグラム重仕様を有するガラス繊維組織から５０／４００ｇ／ｍ^２のグラム重仕様を有するガラス繊維メッシュまでの範囲のガラス繊維織物材である、請求項１６または１７に記載の複合パネル。
19. 裏当てシートと、請求項１乃至１０のいずれかに記載の芯材から形成され前記裏当てシートに結合された芯とを有する建築用パネルであって、前記芯は前記裏当てシートから離れた被覆可能な面を有し、前記パネルを耐候性にするために前記被覆可能な面にコーティングが塗布された建築用パネル。
20. 軽量複合建築用パネルの芯を形成する方法であって、
    ある量の水および樹脂を前記比率で準備し、前記水および樹脂を一緒に混合するステップと、
    それにある量のセメントを前記水および樹脂に対して前記比率で加えて混合してスラリーを生成するステップと、
    それにある量の軽量充填材を請求項１、４、７、または８のいずれかに記載した比率で加えて混合して芯形成組成物を生成するステップと、
    前記芯形成組成物をパネル形状に形成するステップと、
    前記パネル形状の芯形成組成物を芯形成パネルに硬化するのに充分な時間放置するステップと
    を含む方法。
21. 繊維セメント、合板、ポリスチレンシート、または類似物の裏当て板に３０ｍｍ乃至１００ｍｍの総パネル厚さまで前記芯形成組成物を塗布した、請求項２０に記載の方法。
22. 前記芯形成組成物の第１層にその硬化前に１層のガラス繊維織物を加え、かつ前記芯形成組成物の第２層を前記ガラス繊維織物の上から前記第１層に加えて、前記ガラス繊維層を前記混合物の前記第１層と第２層との間に埋め込むステップを組み込んだ、請求項２０または２１に記載の方法。

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