JP2008144543A

JP2008144543A - 外壁パネル

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Publication number: JP2008144543A
Application number: JP2006335702A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takihana; 裕之瀧華
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2026-12-13
Also published as: JP4986597B2

Abstract

【課題】加熱によって面材が剥落するまでの時間の延長と、剥落による危険性の低下との最適を図った耐熱安全性に優れた外壁パネルを提供すること。
【解決手段】ＳｉＯ_２・Ａｌ_２Ｏ_３系無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩と、界面活性剤又は発泡剤の少なくとも一方と、水と、から調整した硬化性無機質組成物を含む複数の無機発泡成形体１１を、接着剤によって基板に取り付けるとともに、この無機発泡成形体１１は、一辺が１００ｍｍ乃至４００ｍｍ、面積が２０，０００ｍｍ^２乃至１６００００ｍｍ^２、かつ、厚さが６ｍｍ以上の略矩形として形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の外壁パネルの耐熱性及び耐候性の向上に関する。

従来、建築物の外壁パネルは、金属基板にアクリルエマルジョン系のプライマーを塗布後、このプライマー上に主剤と副剤とから成る特定の接着剤を塗布してタイルを貼着することにより構成されるのが一般的である（たとえば、特許文献１参照）。

また、ＳｉＯ_２・Ａｌ_２Ｏ_３無機質粉体、アルカリ金属珪酸塩、水を含む硬化性の無機発泡成形体を建築用の材料に利用することも知られている（たとえば、特許文献２参照）。
特開昭６０−９８０５６号公報特開平０７−３０９６１７号公報

しかし、たとえば、接着剤によって基板に面材（タイル、無機発泡成形体等）を貼り付けた外壁パネルにあって、面材のサイズや接着方法によっては、火災時、高熱によって、面材の歪み（伸縮や湾曲）を生じ、また、接着剤の軟化、燃焼を生じ、表面に貼り付けた面材が短時間で剥離、剥落するおそれがある。

この場合、面材のサイズを縮小すれば、その縮小に応じて面材の落下による影響は小さいものとなるが、面材のサイズ縮小に伴って、目地から侵入した熱が面材の縁から中央に伝わるまでの時間が短縮され、接着剤の熱による軟化が進行せずに接着力が残っている有効な接着面積の割合が、早期に小さいものとなってしまい、剥落を早めてしまうという問題がある。

また、面材や基板の内部の温度が上昇すると、温度分布の不均一性から反り等の熱変形を生ずる。この変形量は、面材や基板の組成や密度分布によって相違するものの、サイズを拡大すれば変形量は増大する。このため、面材のサイズを拡大すると、面材と基板との接着面が分離した領域が拡大し、剥落を早めてしまうという問題がある。

外壁パネルは、火災時のような高熱条件においても面材の安全性が維持できること、すなわち、加熱時の剥落による危険性の低下と剥落の可能性の増大とのバランスを考慮した最適値としての安全性（以下、「耐熱安全性」と称す。）を考慮することが重要となる。

しかしながら、この耐熱安全性は、個々の外壁パネル（特に、面材）については知られていないのが現状である。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、特定の面材を使用した外壁パネルにおいて、この面材のサイズを特定のサイズに限定するとともに、基板への接着方法を改良することによって、前記耐熱安全性に優れた外壁パネルを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載された外壁パネルは、ＳｉＯ_２・Ａｌ_２Ｏ_３系無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩と、界面活性剤又は発泡剤の少なくとも一方と、水と、から調整した硬化性無機質組成物を含む複数の無機発泡成形体を、接着剤によって基板に取り付けた外壁パネルであって、前記無機発泡成形体は、一辺が１００ｍｍ乃至４００ｍｍ、面積が２０，０００ｍｍ^２乃至１６０，０００ｍｍ^２、かつ、厚さが６ｍｍ以上の略矩形であることを特徴とする。

この外壁パネルは、外壁パネルの面材が多孔質の無機発泡成形体であるとともに、耐凍害性が高く、無塗装で用いることができるため、熱の伝達が緩慢であるとともに、無機発泡成形体が吸放湿性を発揮でき、外壁パネル内部の温度上昇が緩和される。

すなわち、外壁パネルの面材として、本発明の無機発泡成形体を用いた場合、外部から受ける熱（火災等）による接着剤の温度上昇が緩和される。このため、外壁パネルの目地部分から侵入する火炎や熱によって無機発泡成形体の周縁の接着剤の接着力が喪失しても、接着面内側における接着材の温度上昇が遅延し、また、熱によって生じる外壁パネル内部の基板、或は、無機発泡成形体の歪みから生じる接着面積の減少が抑止され、無機発泡成形体が基板から剥落するまでの時間（以下、「剥落時間」と称す。）が延長される。

また、この無機発泡成形体の一辺が１００ｍｍ以上で、面積が２０，０００ｍｍ^２以上であるため、接着剤の熱による軟化によっても無機発泡成形体を保持するために必要な接着面積を十分な時間維持できるとともに、この一辺が４００ｍｍ以下で、面積が１６０，０００ｍｍ^２以下であるため、自重による無機発泡成形体の剥落を防止できる。そして、厚さは６ｍｍ以上であるため、無機発泡成形体の表面から接着剤への熱伝達が遅延され、無機発泡成形体の剥落が遅延される。なお、厚さが４０ｍｍを超えると、無機発泡成形体の重量が大きくなり、接着力への負担が大きくなるため、厚さの上限値は、４０ｍｍ以下であることが好ましい。

すなわち、本発明によれば、加熱によって無機発泡成形体が剥落するまでの時間の延長と、剥落による危険性の低下との最適化を図った耐熱安全性に優れた外壁パネルが実現できる。

請求項２に記載の外壁パネルは、請求項１に記載された外壁パネルにおいて、前記基板は、金属基板であることを特徴とする。

この外壁パネルは、金属基板を有するため、熱による外壁パネルの歪み、これによる無機発泡成形体の剥離、剥落が抑えられ、更に耐熱安全性が向上した外壁パネルが実現できる。

請求項３に記載の外壁パネルは、請求項１又は２に記載された外壁パネルにおいて、該外壁パネルは、積層板であって、少なくとも一層が石膏板であることを特徴とする。

この外壁パネルは、無機発泡成形体と基板との間に石膏板を介在させたものであり、熱による外壁パネルの歪み、これによる無機発泡成形体の剥離、剥落が抑えられ、更に耐熱安全性が向上した外壁パネルが実現できる。

請求項４に記載の外壁パネルは、請求項１乃至３の何れか１項に記載された外壁パネルにおいて、前記接着剤は、弾性接着剤であることを特徴とする。

この外壁パネルは、接着剤として弾性接着剤を使用しているため、無機発泡成形体や基板の温度上昇による歪みを吸収し、無機発泡成形体の剥離、剥落が抑えられ、更に耐熱安全性が向上した外壁パネルが実現できる。

すなわち、本発明によれば、加熱によって面材が剥落するまでの時間の延長と、剥落による危険性の低下との最適化を図った耐熱安全性に優れた外壁パネルを実現できる。

以下、本発明の外壁パネルの実施形態を、図表を参照しつつ説明する。

図１は、実施例１の外壁パネルの概略図である。

実施例１の外壁パネル１０は、横幅が９００ｍｍであって、縦幅が３０００ｍｍである。外壁パネル１０で使用する無機発泡成形体１１は、たとえば、特開平０７−３０９６１７号公報に記載の方法によって形成され、ＳｉＯ_２・Ａｌ_２Ｏ_３系無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩と、界面活性剤または発泡剤の少なくとも一方と、水とから調整した硬化性の無機質組成物から形成する。

そして、この外壁パネル１０は、厚さ１５ｍｍの石膏板１２の両面に厚さ０．４ｍｍの鉄板１４を有機高分子系接着剤１３によって接着して、これを基板（積層板）とし、この基板の外表面側の鉄板１４の面上に、無機発泡成形体１１を有機高分子系接着剤１３で接着することによって構成した。なお、外壁パネル１０の側面は、外表面側の鉄板１４の外縁を、外壁パネル２０の裏面方向に延長することによって覆うようにした。本実施例の外壁パネル１０で使用した無機発泡成形体１１の仕様及び接着方法は、下記の耐火試験の結果と併せて示す。

表１は、耐火試験の結果であり、以下、本実施例の外壁パネルの耐熱安全性を、表１に基づいて説明する。

耐火試験は、外壁パネル１０の耐熱安全性を評価するため、外壁パネル１０の面上に配置した無機発泡成形体１１の厚さ、一辺の長さ、接着面積、比重、及び、接着剤の種類、塗布量をパラメータ化し、この外壁パネル１０を国土交通省告示の準耐火試験の加熱条件に従って加熱し、無機発泡成形体１１の剥落時間を測定することで行った。

[厚さ]
厚さの他は共通するケースで比較すると、実施例Ｎｏ．１（厚さ：１５ｍｍ）の剥落時間は２０．５分、実施例Ｎｏ．４（厚さ：２５ｍｍ）の剥落時間は２４．５分、実施例Ｎｏ．７（厚さ：７ｍｍ）の剥落時間は１４分である。比較例Ｎｏ．２（厚さ：３．５ｍｍ）の剥落時間の５．５分に比べると、十分な剥落時間を示している。

無機発泡成形体１１の厚さの減少は、軽量化による剥落時の危険性の低下と、熱の伝達時間の延長による剥落時間の短縮にかかわるが、本発明の無機発泡成形体１１で限定した厚さの下限値（６ｍｍ）では、少なくとも剥落時間は１４分弱以上を確保できる。

また、厚さが４０ｍｍを超えると、無機発泡成形体の重量が大きくなり、接着力への負担が大きくなるため、厚さの上限値は、４０ｍｍ以下であることが好ましい。

[一辺の長さ]または[接着面積]
一辺の長さおよび接着面積の他は共通するケースで比較すると、実施例Ｎｏ．１（一辺：３００ｍｍ）の剥落時間は２０．５分、実施例Ｎｏ．２（一辺：１１０ｍｍ）の剥落時間は１５．３分、実施例Ｎｏ．３（一辺：３９０ｍｍ）の剥落時間は１９．３分である。比較例Ｎｏ．１（一辺：９０ｍｍ）の剥落時間の８．７分に比べると、十分な剥落時間を示している。

無機発泡成形体１１の一辺の長さは、接着面積と相関し、その接着面積の減少は、軽量化による剥落による危険性の低下と、目地から侵入した熱が面材の縁から中央に伝わるまでの時間が短縮され、接着剤の熱による軟化が進行せずに接着力が残っている有効な接着面積の割合が早期に小さくなることによる剥落時間の短縮にかかわるが、本発明の無機発泡成形体１１で限定した一辺の長さの下限値１００ｍｍでは、少なくとも剥落時間は１５．３分弱以上を確保できる。

ここで、十分な剥落時間が確保される実施例Ｎｏ．２の一辺の長さは１１０ｍｍであり、接着面積は２７，５００ｍｍ^２である。これに対し、剥落時間が８．７分と不十分な比較例Ｎｏ．１の一辺の長さは９０ｍｍであり、接着面積が２７，０００ｍｍ^２である。つまり、両仕様の接着面積の差は小さいが、剥落時間の差は大きい。この結果から、一辺の長さを１００ｍｍ以上とすれば、２０，０００ｍｍ^２程度であっても十分な剥落時間を確保し得るであろう。

また、無機発泡成形体１１の一辺の長さ、および、接着面積の上限値については、温度上昇に伴う機無発泡体１１や基板の歪み、および、自重による剥離、剥落の防止を重視すれば、それぞれ、４００ｍｍ以下、１６０，０００ｍｍ^２以下であることが好ましい。

[接着剤の種類]
接着剤１３の種類の他は共通するケースで比較すると、実施例Ｎｏ．１（変性シリコーン・エポキシ系弾性接着剤）の剥落時間は２０．５分、実施例Ｎｏ．１０（エポキシ系接着剤）の剥落時間は１５．５分である。

外壁パネル１０を構成する各板が、弾性接着剤としての変性シリコーン・エポキシ系弾性接着剤を用いて接着される場合は、温度上昇に伴う各板の歪みが吸収されて間隙の発生が抑えられ（接着面積の減少や火炎侵入などが抑えられ）、非弾性接着剤としてのエポキシ系接着剤を用いて接着される場合に比べて、剥落時間を延長させることができる。

[塗布量]
塗布量の他は共通するケースで比較すると、実施例Ｎｏ．１（塗布量：１，０００ｇ／ｍ^２）の剥落時間は２０．５分、実施例Ｎｏ．８（塗布量：５００ｇ／ｍ^２）の剥落時間は１６．７、実施例Ｎｏ．９（塗布量：２，０００ｇ／ｍ^２）の剥落時間は１８．５である。塗布量の増加に伴う剥落時間の延長にはピークが認められ、本実施例の外壁パネル１０においては、５００ｇ／ｍ^２〜２，０００ｇ／ｍ^２であること好ましい。

[比重]
比重の他は共通するケースで比較すると、実施例Ｎｏ．１（比重：１．１）の剥落時間は２０．５分、実施例Ｎｏ．５（比重：０．７）の剥落時間は２１分、実施例Ｎｏ．６（比重：１．３５）の剥落時間は１９分である。

無機発泡成形体１１の比重の減少は、軽量化による剥落時の危険性の低下と、気泡の含有率の増加に伴う断熱効果による剥落時間の延長にかかわるが、今回の試験においては、比重の差による剥落時間の有意な差は認められない。
ただし、比重については、強度の観点から０．６以上とすることが好ましい。また、表面加熱時に断熱効果が低下するとともに、無機発泡成形体１１が保持していた水分の蒸発による水蒸気の逃げ道がなくなり無機発泡成形体１１が爆裂する危険性を排除する観点から１．４以下であることが好ましい。

次に、効果を説明する。
本実施例の外壁パネル１０にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
（１）本実施例の外壁パネル１０は、ＳｉＯ_２・Ａｌ_２Ｏ_３系無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩と、界面活性剤又は発泡剤の少なくとも一方と、水とから調整した硬化性無機質組成物を含む複数の無機発泡成形体１１を、接着剤によって基板に取り付けるとともに、前記無機発泡成形体１１は、一辺が１００ｍｍ乃至４００ｍｍ、面積が２０，０００ｍｍ^２乃至１６０，０００ｍｍ^２、かつ、厚さが６ｍｍ以上の略矩形としたため、加熱によって無機発泡成形体が剥落するまでの時間の延長と、剥落による危険性の低下との最適化を図った耐熱安全性に優れる。

（２）本実施例の外壁パネル１０は、鉄板１４を備えるため、熱による外壁パネル１０の歪み、これによる無機発泡成形体の剥離、剥落が抑えられ、更に耐熱安全性が向上する。

（３）本実施例の外壁パネル１０は、無機発泡成形体１１と鉄板１４との間に石膏板１２を介在させたため、この石膏板１２が耐火材として作用することから、熱による外壁パネル１０の鉄板１４の歪み、これによる無機発泡成形体の剥離、剥落が抑えられ、更に耐熱安全性が向上する。

（４）本実施例の外壁パネル１０は、弾性接着剤としての変性シリコーン・エポキシ系弾性接着剤を使用したため、無機発泡成形体１１や鉄板１４の温度上昇による歪みを吸収して、無機発泡成形体１１の剥落を抑えることができ、更に耐熱安全性が向上する。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲において適宜の変更が可能であり、たとえば次のような場合を包摂する。

接着剤１３は、弾性シリコーン・エポキシ系接着剤に限られない。無機発泡成形体１１や金属基板１４の各板の歪みを吸収できるシリコーンエポキシと同等の性能を有する他の化学種から成る弾性接着剤であれば、同様の機能を有する外壁パネル１０を製造できる。

本実施例では、外壁パネル１０の基板（積層板）の構成板として鉄板１４を適用したが、非金属板で代用しても、本実施例で示した無機発泡成形体１１の仕様を採用することによって耐熱安全性を向上させることができる。

外壁パネル１０の基板の構成板として、亜鉛金属板を用いる。このようにすれば、錆による機械的強度の低下が抑えられ、これによって、温度上昇による外壁パネル１０の強度低下がさらに抑えられ、加熱による強度低下を抑えた外壁パネル１０を製造できる。

石膏板１２は、積層板である外壁パネル１０の何れかの層に複数枚を介在させる。また、石膏板１２のほか、断熱効果の優れた素材から成る板を使用または代用する。このようにすれば、前記耐熱安全性がさらに向上した外壁パネル１０を製造できる。

本実施例の無機発泡成形体１１の仕様において、比重は、０．６以上で１．４以下とする。このようにすれば、無機発泡成形体１１の歪みによる剥離や剥落の増加を抑えるとともに、無機発泡成形体１１の含有水分が蒸発した水蒸気の逃げ道がなくなり、爆裂する危険性を抑え、更に耐熱安全性に優れた外壁パネル１０を製造できる。

ＳｉＯ_２・Ａｌ_２Ｏ_３系無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩と、界面活性剤又は発泡剤の少なくとも一方と、水と、から調整した硬化性無機質組成物を含む複数の無機発泡成形体１１を、接着剤１４によって基板に取り付けた外壁パネルであって、無機発泡成形体１１を、一辺が１１０ｍｍ乃至３９０ｍｍ、面積が２７，５００ｍｍ^２乃至１５２，１００ｍｍ^２、かつ、厚さが７ｍｍ以上乃至２５ｍｍの略矩形にする。このようにすれば、無機発泡成形体１１のサイズが特定され、容易に耐熱安全性に優れた外壁パネル１０を実現できる。

上記の無機発泡組成物は、界面活性剤を添加し、１０℃〜５０℃で練り上げ温度を調整することによって、比重（気泡容積率）を調整することができる。このようにすれば、練り上がり時点で比重が調整されており、その後の比重の変化を抑止できる。このため、発泡剤を用いた無機発泡組成物の場合のように、加熱硬化の過程において発泡が進行し、比重の不均一によって熱変形（反り等）が生じるという問題を低減でき、更に耐熱安全性に優れた外壁パネル１０を実現できる。

なお、本実施例の外壁パネル１０のサイズ（横幅が９００ｍｍ、縦幅が３０００ｍｍ）は、実用的観点から設定したものである。外壁パネル１０のサイズは適宜選択でき、面材である無機発泡成形体１１の仕様を耐火試験結果で示した仕様に設定すれば、耐熱安全性に優れた外壁パネル１０を製造できる。

本実施例では、本発明を建築物の外壁パネルに適用して言及したが、本発明は、これに限定されるものではなく、外壁構造を有する物であれば適用できる。

図１は、耐火試験で用いた外壁パネルを示す概略図である。

符号の説明

１０外壁パネル
１１無機発泡成形体
１２石膏板（基板）
１３接着剤
１４鉄板（基板）

Claims

ＳｉＯ_２・Ａｌ_２Ｏ_３系無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩と、界面活性剤又は発泡剤の少なくとも一方と、水と、から調整した硬化性無機質組成物を含む複数の無機発泡成形体を、接着剤によって基板に取り付けた外壁パネルであって、
前記無機発泡成形体は、一辺が１００ｍｍ乃至４００ｍｍ、面積が２０，０００ｍｍ^２乃至１６０，０００ｍｍ^２、かつ、厚さが６ｍｍ以上の略矩形であることを特徴とする外壁パネル。
請求項１に記載された外壁パネルにおいて、
前記基板は、金属基板であることを特徴とする外壁パネル。
請求項１又は２に記載された外壁パネルにおいて
該外壁パネルは、積層板であって、少なくとも一層が石膏板であることを特徴とする外壁パネル。
請求項１乃至３の何れか１項に記載された外壁パネルにおいて、
前記接着剤は、弾性接着剤であることを特徴とする外壁パネル。