JP2009074344A

JP2009074344A - 建築・土木用パネル

Info

Publication number: JP2009074344A
Application number: JP2007275428A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Kanao; 茂樹金尾
Original assignee: Kanaflex Corp Co Ltd
Current assignee: Kanaflex Corp Co Ltd
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: JP2012207525A; JP5336720B2

Abstract

【課題】軽量、高強度で耐久性にも優れ、吸水や気温変動での強度低下、変形がなく、釘打ち等の加工性も良好で、コンクリート型枠用、建築物の床、壁、天井などに使用可能な建築・土木用パネルを提供する。
【解決手段】セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を、密閉したセメント用成形型内に充填し、養生固化した多孔質成形体８からなり、該成形体８中に前記補強繊維７及び泡を分散状態で含有してなり、比重が０．５〜１．０の範囲内である軽量セメントからなるパネル本体２を備え、このパネル本体２の表面を織布又は不織布からなる表面補強シート４で一体に被覆した。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築・土木用パネルに関し、更に詳しくは、コンクリート型枠用パネルとして、建築物の壁材、床材、天井材として、更にはパーテーションに組み込まれる断熱材などとして、建築分野や土木分野で広く使用される建築・土木用パネルに関する。

従来からコンクリート型枠用パネルとしては、木質合板（以下、単に「合板」という。）が多用されてきた。しかし、合板は、耐久性、耐水性が低く、コンクリート打設時の余剰水や保管時の降雨により吸水して重量が増大し、かつ強度が低下するという問題があり、繰り返し使用できる回数が３〜７回程度と少ない。このため、使用済の多量の合板が建築廃材となり、その焼却等の処理に手間がかかるだけでなく、合板の使用によって、熱帯林から得られる木材資源が多量に消費されることで、地球環境の悪化につながる。そこで、合板の使用削減が求められている。更に、合板は、通常、６枚程度の単板を積層して酢酸ビニル系接着剤で接着している。このため、合板の焼却処理時には接着剤の酢酸ビニルから有害ガスが発生し、環境汚染の原因となる。また、酢酸ビニル系接着剤が使用されている合板を住宅建築用等として使用すると、シックハウスの問題があり、特にクリーンルーム等には合板を使用することはできない。

コンクリート型枠用パネルにおいては、前述した合板の問題点に鑑み、合成樹脂製の型枠用パネルが種々提案されている（例えば、特許文献１〜４等参照。）。これらの合成樹脂製パネルは、木材資源を消費せず、また２０〜３０回も繰り返し使用できるものもあり、しかも吸水による重量増加や強度の低下といった問題もない。しかし、合成樹脂製パネルは、合板に較べると、気温の変化による強度の変動、特に曲げ剛性の変動が大きい。このため、夏場のコンクリート打設時には、パネルの曲げ剛性が低下して打設コンクリート圧により変形することもある。また、合成樹脂製パネルは、その構造によっては、釘打ち可能な範囲が限られるものもあり、合板のような加工性も必ずしも充分とは言い難い。

また、コンクリート打設時に使用されるパネルとして、セメント系、コンクリート系等の無機質材料からなるものも知られている。例えば、ガラス繊維、ガラス繊維からなる不織布等を補強材とするセメント系複合材からなる捨型枠（特許文献５参照。）、強化ガラス繊維混入コンクリート板（ＧＲＣ）からなる捨型枠（特許文献６参照。）、ガラス繊維等の繊維強化セメントにより形成された永久型枠板を用いたコンクリート構造体（特許文献７参照。）、セメント系硬化体、（発泡）コンクリート系硬化体の間にガラス繊維等の無機繊維メッシュ、ステンレス、鉄等からなる金属メッシュ等を挟み込み、接着した複合材からなる打ち込み型枠材（特許文献８参照。）、軽量骨材、気泡剤が混入された生コンクリートボード本体の両面に、網目状補強繊維シートを埋設一体化したセメントペーストを被覆した軽量コンクリートボードからなるコンクリート打設用捨て型枠材（特許文献９参照。）等が知られている。しかし、これら従来の、無機質材料からなるコンクリート打設用のパネルは、いずれも捨型枠（永久型枠）であり、コンクリート打設後は、打設したコンクリート構造体と一体になって該構造体の一部を構成するものであって、合板からなるコンクリート型枠用パネルのように繰り返し使用されるものではない。

また、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン）等の、コンクリート又はセメントの補強繊維を用いた無機質材料からなるパネルも多数提案されている。例えば、アルミナセメントに対して、石膏及びケイ石粉、ガラス繊維、減水剤及びポリビニルアルコールを含む組成物から形成されたコンクリート流し込み用型枠パネル（特許文献１０参照。）、水硬性無機材料と、ポリビニルアルコール系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアミド系繊維、麻、ガラス繊維、炭素繊維及びパルプ繊維等の補強繊維材料と、を含む水硬性混和物の押出成形・水硬化体からなる緻密質基体層と、前記緻密質基体層の１面上に積層合体されており、かつ０．６以下の比重を有する多孔質充填層とを有する複合パネル材料（特許文献１１参照。）、合成繊維Ａと、ポリビニルアルコール系合成繊維Ｂとを、ＡとＢとの重量比Ａ／Ｂが０．１〜３となるように混合した補強用繊維を含有する繊維補強セメント成形体（特許文献１２参照。）、補強材としてポリビニルアルコール系合成繊維などの紡績糸よりなるメッシュ状組織体を用いた水硬性物質をベースとする繊維補強ボード材(特許文献１３参照。）、水硬性材料、補強繊維及び水を少なくとも含有する水硬性ペーストを用いてなる型枠であって、該補強繊維の少なくとも１部がポリビニルアルコール系繊維である型枠（特許文献１４参照。）、ポリビニルアルコール系主体繊維を含む繊維絡合体からなるハードボードであって、該主体繊維同志がポリビニルアルコール系バインダーにより接合されているハードボード（特許文献１５参照。）、補強用鉄筋が埋設され、コンクリートの硬化により形成される構造物本体と、前記構造物本体の外表面に永久型枠として一体化されるセメントを主成分とし、高強度ビニロン繊維を補強繊維とする繊維強化高靭性セメントボードとを有するコンクリート構造物（特許文献１６参照。）、ポリビニルアルコール系繊維及び／又はポリオレフィン系繊維からなる補強繊維が含有された水硬性組成物を遠心成形法で成形して得られるプレキャストコンクリート成型体（特許文献１７参照。）、補強繊維がポリビニルアルコール系合成繊維を含有する抄造板の片面に、ガラスメッシュあるいはカーボンメッシュとウレタン発泡体を積層してなる高強度高靭性繊維強化セメントボードの片面に、ガラスメッシュ又はカーボンメッシュとウレタン発泡体を積層してなる繊維強化外断熱材（特許文献１８参照。）等が提案されている。

しかし、従来、合板と同様あるいはそれ以上の繰り返し使用可能な耐久性を有し、しかも合板と同様の加工性、軽量性、施工性、取り扱い性なども兼ね備えたパネルはなかった。

特開平６−６６０２１号公報特開平８−２０７１９０号公報特開平１１−１８２０２９号公報特開２００３−１６１０３７号公報特開昭５５−９５７２８号公報特公昭６１−２８５１１号公報特開平９−１３４８６号公報特開平９−７６４０４号公報特開平９−２８７２３９号公報特開平５−３４００９０号公報特開平５−１８０４２号公報特開平５−１３９８０３号公報特開平８−９１９１１号公報特開２００１−２５２９１６号公報特開２００１−３５５１７１号公報特開２００４−３６２５３号公報特開２００５−８１６５７号公報特開２００６−１１２０３８号公報

本発明は、前述した従来のコンクリート型枠用パネル等における問題点に鑑み、無機質材料からなり、吸水や気温変動などによる強度の低下、変形、重量増大がなく、また釘打ち等の加工性も良好で、しかも軽量で取り扱い性にも優れ、かつ高強度で、耐久性にも優れ、コンクリート型枠用パネルとして繰り返し使用でき、また建築物の床材、壁材、天井材、パーテーション等の建材としても使用可能で、合板に代替可能なパネルを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る建築・土木用パネルは、セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を、密閉したセメント用成形型内に充填し、養生固化した多孔質成形体からなり、該成形体中に前記補強繊維及び泡を分散状態で含有してなり、比重が０．５〜１．０の範囲内である軽量セメントからなるパネル本体を備え、このパネル本体の表面が織布又は不織布からなる表面補強シートで一体に被覆されていることを特徴とする。

本発明の建築・土木用パネルでは、前記パネル本体の表面が合成樹脂層からなる表面樹脂層にて一体に被覆され、この表面樹脂層に前記表面補強シートが埋設状に設けられ、前記表面樹脂層を構成する合成樹脂により前記表面補強シートがパネル本体に接着されていることが好ましい。

本発明の建築・土木用パネルでは、前記表面補強シートをガラス繊維からなる織布又は不織布で構成することが好ましい。
本発明の建築・土木用パネルでは、前記表面補強シートの表面が表面保護層により一体に被覆されていることが好ましい。前記表面保護層は、非発泡合成樹脂で構成することができる。

本発明の建築・土木用パネルでは、前記混練物中に、補強繊維を、セメント１００重量部に対して１〜５重量部を配合することが好ましい。前記補強繊維としては、ビニロンが好ましい。前記補強繊維の繊維長は、４〜３５ｍｍの範囲であることが好ましい。

本発明の建築・土木用パネルでは、前記パネル本体及び表面保護層の外周端部を一体に被覆する端部保護層を設けることもできる。

前記本発明の建築・土木用パネルは、コンクリート型枠用パネルとして、従来から使用されてきた合板と同様に、繰り返し使用することができる。

特に、セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を、密閉したセメント用成形型内に充填して、養生固化した多孔質成形体からなり、該成形体中に前記補強繊維及び泡を分散状態で含有してなり、比重が０．５〜１．０の範囲内である軽量セメントからなるパネル本体と、前記パネル本体の表面を被覆するように設けた合成樹脂層からなる表面樹脂層と、前記表面樹脂層に埋設状に設けた織布又は不織布からなる表面補強シートとを備えたものは、本発明に係る建築・土木用パネルの好ましい形態である。

本発明に係る第１の建築・土木用パネルの製造方法は、密閉可能な製品用成形型内に軽量セメントからなるパネル本体を配置させるとともに、前記製品用成形型の内面とパネル本体の表面間に、織布又は不織布からなる表面補強シートが埋設状に配置されるように発泡性合成樹脂を充填し、この状態で前記製品用成形型を型閉じして発泡性合成樹脂を発泡硬化させることで、前記表面補強シートが埋設された表面樹脂層にて、前記パネル本体の表面を一体に被覆することを特徴とする。

本発明に係る第２の建築・土木用パネルの製造方法は、密閉可能な製品用成形型の内面に、表面保護層となるフィルム、シート又はボードを配置させた状態で、前記製品用成形型内に軽量セメントからなるパネル本体を配置させるとともに、前記表面保護層の内面とパネル本体の表面間に、織布又は不織布からなる表面補強シートが埋設状に配置されるように発泡性合成樹脂を充填し、この状態で前記製品用成形型を型閉じして発泡性合成樹脂を発泡硬化させることで、前記表面補強シートが埋設された表面樹脂層にて、前記パネル本体の表面を一体に被覆すると同時に、表面保護層となるフィルム、シート又はボードを前記発泡性合成樹脂にてパネル本体に接着することを特徴とする。

前記第１及び第２の建築・土木用パネルの製造方法において、前記軽量セメントからなるパネル本体の製造方法としては、次の２つの製造方法のいずれかを採用することができる。

第１のパネル本体の製造方法は、セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を、密閉したセメント用成形型内に充填し、養生固化する工程を設け、１つのセメント用成形型内で１つのパネル本体を成形するものである。

第２のパネル本体の製造方法は、前記軽量セメントからなるパネル本体を製造する工程として、セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を、密閉したセメント用成形型内に充填し、養生固化して多孔質成形体を製造する工程と、前記多孔質成形体をスライスしてパネル本体を製作する工程とを設けたもので、セメント成形型内でパネル本体よりも大きなブロック状の多孔質成形体を製作し、これを設定厚さにスライスしてパネル本体を製作するものである。

また、前記パネル本体の外周端部を端部保護層により被覆する工程を備えさせることができる。

本発明に係る建築・土木用パネルは、軽量、高強度であり、合板の代替品として使用できる。また、セメントを主材料とし、木質合板のように木材資源を使用しないので、熱帯林からの木材資源の使用を削減でき、環境保全に寄与しうる。更に、合板に比べて耐久性が高く、繰り返し使用できる回数が多いので、コンクリート型枠用パネル等として合板の代わりに使用すれば、建築廃材の排出量を削減できるうえ、施工費用も低減できる。更に、起泡剤により形成された多数の気泡を有する多孔質成形体からなるので、比重が１．０以下であり、合板と同程度に軽いため、取り扱い性、施工性に優れるとともに、合板に比べて吸水による重量の増大も少なく、強度低下の問題もない。また、前記多孔質成形体が、分散状態で含有する補強繊維の絡み合いにより補強された構造を有することから、高い強度を有しながら、釘打ち等の加工性にも優れ、且つ成形体内に含有される補強繊維により、打ち込まれた釘等がしっかりと保持される。このため、コンクリート型枠用のみでなく、建築物の壁材、床材、天井材、更にはパーテーションの断熱材等の建材用途にも好適に使用できる。しかも、コンクリート型枠用として使用した場合、合板のように、アクによるコンクリート面の硬化不良が発生することもない。

また、パネル本体の表面が、織布又は不織布からなる表面補強シートで一体に被覆されているので、建築・土木用パネルの曲げ強度を一層高めることができるとともに、パネル本体の表面の保護性能を向上できる。

本発明の表面補強シートは、接着剤によりパネル本体に接着することもできるが、パネル本体の表面を合成樹脂からなる表面樹脂層で一体に被覆するときに、この表面樹脂層に前記表面補強シートを埋設状に設けて、表面樹脂層を構成する合成樹脂により表面補強シートをパネル本体に接着すると、軽量化を図りつつ、建築・土木用パネルの強度及び耐衝撃性を向上できる。また、このように表面樹脂層を設けると、表面樹脂層によりパネル表面からの吸水が防止され、建築・土木用パネルの耐水性を向上でき、例えばこの建築・土木用パネルをコンクリート型枠用として使用した場合に、コンクリート打設時の余剰水や降雨による吸水が防止され、吸水によるパネル重量の増大を確実に防止できる。また、表面樹脂層によりコンクリート打設面の仕上がりも綺麗なものとなり、更に、打設したコンクリートからの建築・土木用パネルの離型性も向上する。

表面補強シートとしてガラス繊維からなる織布又は不織布を用いると、建築・土木用パネルの製作コストの上昇を抑制しつつ、その強度剛性を十分に高めることができる。

更に、表面補強シートの表面側を表面保護層にて被覆すると、表面保護層によりパネル表面からの吸水が防止され、建築・土木用パネルの耐水性を向上でき、例えばこの建築・土木用パネルをコンクリート型枠用として使用した場合に、コンクリート打設時の余剰水や降雨による吸水が防止され、吸水によるパネル重量の増大を確実に防止できる。また、前記表面保護層によりコンクリート打設面の仕上がりも綺麗なものとなり、更に、打設したコンクリートからの建築・土木用パネルの離型性も向上する。

表面保護層が非発泡合成樹脂で構成されていると、パネル表面からの吸水をより確実に防止でき、また平滑で綺麗なコンクリート打設面が得られ、しかも打設したコンクリートからの離型性も良好となる。また、パネルの曲げ剛性、弾力性、耐衝撃性も増大し、またパネルに打ち込んだ釘の引き抜き強度が増大し、釘打ち性も向上する。

本発明の建築・土木用パネルにおいては、補強繊維をセメント１００重量部に対して１〜５重量部を配合することで、成形体中に分散状態で含有されている補強繊維の絡み合いによる補強構造が形成され、コンクリート型枠用として使用した場合に、打設コンクリート圧に対する十分な強度を確保することができる。補強繊維としては、ポリビニルアルコール繊維であるビニロンが好ましい。

本発明のパネル本体は、セメント混練物を目的とする大きさの板状に成形して製作してもよいが、大きなブロック状に成形した後、所望の厚さ、大きさの板状にスライスして製作することもできる。ブロック状に成形した後、板状にスライスする場合には、一つのセメント用成形型で多数のパネルの成形を一度に行うことができ、また養生、固化もまとめて行うことができるので、生産性が向上する。

更に、パネル本体の外周端部を端部保護層にて被覆すると、パネル本体の外周端面からの吸水を防止でき、耐水性、耐久性を一層向上できるとともに、外周端部からの表面補強シートや表面保護層の剥離を効果的に防止することができる。端部保護層は、水密性を有する封止テープを貼着して形成したり、表面保護層と相溶性を有する合成樹脂材料からなるフィルムやシートを熱融着して形成したり、表面樹脂層や表面保護層と相溶性を有する合成樹脂材料に浸漬して形成したりするなど、任意の方法で形成することができる。

図１は、本発明に係る建築・土木用パネル１の一実施形態を示す断面図である。図１に示す実施の形態の建築・土木用パネル１Ａは、軽量セメントからなるパネル本体２と、パネル本体２の表面２ａを被覆する表面層３Ａであって、パネル本体２の表面に一体に被覆した合成樹脂からなる表面樹脂層９と、この表面樹脂層９に埋設状に設けた織布又は不織布からなる表面補強シート４とを有する表面層３Ａとを備えたものである。

前記軽量セメントからなるパネル本体２は、例えば、補強繊維７と多数の気泡（図示せず）を分散状態で含有する多孔質成形体８からなる。多孔質成形体８は、例えば、セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物をセメント用成形型内に充填し、養生固化することで得られる。

前記セメントは特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント等、各種セメントを使用できる。これらのなかでも、生産性、強度等の点から早強ポルトランドセメントが好ましい。

セメントと水との配合割合は、セメント１００重量部に対して水が２０〜１００重量部、更には２０〜５０重量部の範囲が好ましい。水が多すぎると強度が低下する傾向にあり、水が少なすぎると成形時にセメント混練物の流動性が低下して成形性を阻害する傾向にある。

前記補強繊維７としては、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン）、ポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、アラミド繊維、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維等が挙げられる。これらの繊維のなかでも、ビニロン繊維は耐久性が高く、しかもセメントとの親和性に優れるので好ましい。補強繊維７の繊維長は特に限定されないが、４〜３５ｍｍの範囲が好ましい。補強繊維７の繊維長が４ｍｍ未満では補強効果が不足する傾向がみられる。補強繊維７の繊維長が長い方が補強効果の点では有利であるが、その一方で、繊維長が長くなるほど分散性が低下し、成形体内で補強繊維７が偏在して、かえってパネル強度を低下させる場合もある。また、補強繊維７の太さにも特に限定はないが、通常、１０μｍ〜１００μｍのものが用いられる。

前記パネル本体２は、セメント混練時にビニロンやガラスチョップ等の補強繊維７を均一に分散させるだけで、図１に示すような補強繊維７の絡み合いによる補強構造が得られる。従って、パネルの製造に際して、網状補強材等の補強材を埋設する場合の位置決め操作等の煩雑な作業も不要で、強度にバラツキのないパネルを容易に製造できる。

補強繊維７の配合量は、前記セメント１００重量部に対して０．５〜５重量部とすることが好ましい。補強繊維７の配合量が少ないと、補強効果も低く、パネル強度も低くなる。補強繊維７の配合量が多いほどパネル補強効果においては有利であるものの、補強繊維７の配合量が過剰であるとセメント混練物中での分散性が悪くなり、補強繊維７が偏在して、パネルの強度が不均一になり、かえってパネルの強度を低下させるおそれがある。このような観点から、補強繊維７の配合量のより好ましい範囲は、セメント１００重量部に対して０．５〜３重量部である。

前記起泡剤は特に限定されず、セメント用、コンクリート用の起泡剤、例えば、タンパク質系、界面活性剤系、樹脂系等の公知の各種の起泡剤を使用できる。更に、前記起泡剤とともに、アルミニウム粉等の金属系発泡剤を使用することもできる。起泡剤の添加量や添加方法は特に限定されないが、通常はセメント１００重量部に対して０．１〜３重量部の範囲で、得られるパネルの比重が、１．０以下の、目標値となるように適宜調整すればよい。パネルの比重は、好ましくは０．５〜１．０であり、更に好ましくは０．６〜０．９の範囲、特に好ましくは木質合板と同じ０．７〜０．８程度である。比重が小さいほどパネルは軽量となり、取り扱い性の面では有利である。しかし、比重が小さくなるほど気孔率が大きくなり、パネルの強度が低下する。一方、比重が大きくなるほどパネルが重くなり、取り扱い性が低下する。

前記セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡、その他の添加剤等からなる混練物の混練に際しては、従来公知のセメントミキサーやコンクリートミキサーなどを使用できるが、混練物中の起泡剤をプレフォームした泡（気泡）の状態や補強繊維にダメージを与えることなく、かつ全体を均一に混練することが必要である。混練時に起泡剤の泡（気泡）がダメージを受けると、成形後のパネルにおける気泡の大きさが不均一となり、パネル強度にバラツキが生じることがある。また、補強繊維がダメージを受けると折損して所期の補強効果が得られないおそれがある。

パネル本体２は、上記のようなセメント、水、補強繊維および起泡剤をプレフォームした泡を混練し、セメント用成形型に充填して使用目的に応じた大きさの板状に成形するか、又はそれより大きなブロック状に成形した後、養生することで、気泡を含んだセメントミルクが、セメントと水との水和反応により硬化して、補強繊維と多数の気泡を分散状態で含有する軽量な多孔質成形体が得られる。パネル本体２の厚さは、通常、８〜３０ｍｍ程度である。

軽量セメントからなるパネル本体２の具体的な製造法の一例を挙げると、セメントに水及び減水剤を混合し、これに補強繊維を加えて混練する。一方、起泡剤に空気を導入し、所定の倍率、例えば２０倍程度にプレフォームする。この起泡剤をプレフォームした泡を、前記混練物に加えて混練する。なお、混練の途中で混練物の比重を適宜測定し、目標値に近づけるよう、起泡剤をプレフォームした泡を更に追加して混練してもよい。このセメント混練物を、例えば、金属製の耐圧成形型に充填し、例えば６００ｍｍ（幅）×１８００ｍｍ（長さ）×１１ｍｍ（厚）の板状に成形し、これを養生、固化させる。これにより、図１に示すような、セメントが固化した多孔質成形体８からなり、成形体８中に分散した補強繊維７の絡み合いにより補強された軽量セメントからなるパネル本体２が得られる。また、図５に示すように、大きなブロック状の多孔質成形体８Ａに成形し、養生固化した後、所望の厚さ、大きさの板状に切り出すようにしてもよい。なお、養生は、通常の養生でもよいし、蒸気養生でもよいし、両者を組み合わせてもよい。また、養生はセメント用成形型内で完了させるのではなく、セメント用成形型内で蒸気養生し、ある程度固化した段階、通常は数時間後、型から取り出して更に養生することで、セメント用成形型での成形サイクルが短くなり、生産性が向上する。

パネル本体２に対して表面補強シート４を一体に被覆させる方法としては、図２に示す建築・土木用パネル１Ｂの表面層３Ｂのように、表面補強シート４を接着剤にてパネル本体２に接着して一体に被覆させる方法を採用することもできるが、図１に示す表面層３Ａのように、パネル本体２の表面を表面樹脂層９にて一体に被覆して、この表面樹脂層９に表面補強シート４を埋設状に設け、表面樹脂層９を構成する発泡性合成樹脂により表面補強シート４をパネル本体２に接着して一体に被覆させる方法が好ましい。この場合には、表面補強シート４と表面樹脂層９からなる表面層３Ａにより、建築・土木用パネル１の強度が増大するとともに、表面性、耐水性、更にはコンクリート型枠用として使用した場合の打設コンクリートからの離型性も向上する。表面層３Ａはパネル本体２の表裏両面を被覆するように設けることが好ましいが、一方の表面２ａのみを被覆するように設けたものも本発明の範疇である。

表面補強シート４としては、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン）、ポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、アラミド繊維、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維等などの繊維材からなる織布又は不織布であって、表面補強シート４を挟んで両側の表面樹脂層９が一体化するように、比較的大きな多数の貫通孔を有するメッシュ状の織布又は不織布を採用できる。特に、目付が５０〜１０００ｇ／ｍ²、好ましくは２００〜３００ｇ／ｍ²のガラス繊維からなるチョップドストランドマットは、安価に入手が可能で、しかも建築・土木用パネル１の強度剛性を大幅に向上できるので好ましい。表面補強シート４は、表面樹脂層９に埋設状に設けてあればよく、表面樹脂層９の厚さ方向の途中部に埋設状に設けることが好ましいが、表面樹脂層９の表面部やパネル本体２側部分に埋設状に設けることもできる。表面樹脂層９に表面補強シート４を埋設状に設けると、建築・土木用パネル１の曲げや捩じりに対する強度剛性を一層高めることができるとともに、パネル本体２の保護性能を一層向上できる。また、表面補強シート４を織布又は不織布で構成しているので、表面補強シート４の表面側及び裏面側に配置される表面樹脂層９の密着性を十分に確保することができる。

表面樹脂層９を構成する合成樹脂は特に限定されるものではないが、例えばポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、硬質ポリウレタンフォーム、軟質ポリウレタンフォーム、硬質塩化ビニルフォーム、ユリアフォーム、フェノールフォーム、アクリルフォーム、酢酸セルロースフォーム、その他の発泡合成樹脂が例示できる。また、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、硬質ポリウレタン樹脂、軟質ポリウレタン樹脂、硬質塩化ビニル樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、酢酸セルロース樹脂、その他の非発泡の合成樹脂を採用することも可能である。

発泡合成樹脂で表面樹脂層９を成形する方法としては、一般的に公知な方法が適用可能である。このうち、ポリウレタンフォーム、ユリアフォーム、フェノールフォームの３種類の発泡方法を、その代表例として以下に例示する。

ポリウレタンフォームは、ポリオール、過剰のジイソシアネート、架橋剤、発泡剤、触媒、気泡サイズ調整剤等の原料によって得られ、発泡剤として水とイソシアネートとの反応による二酸化炭素、メチレンジクロライド、ペンタン、機械混合時に入れる空気等、その他分解型の有機系発泡剤が用いられる。気泡サイズ調整剤にはシリコーン樹脂や乳化剤が、触媒にはアミン類や有機スズ化合物等が使用できる。

ユリアフォームは、粘度が１０００ｃｐ程度の粘稠なユリア−ホルムアルデヒド水溶液（樹脂分５０〜９０％）１００部に、プロパン、ブタン、ブテン、ヘキサン、塩化メチルのような発泡剤を２〜３０部低温または密閉容器中で分散させ、乳化剤の存在下で酸触媒を加えた後、１５〜１１５℃に温度を上げて得る。また乳化剤を含んだユリア樹脂初期縮合物を、現場発泡機によって塩酸液を混合しながら機械的に起泡しながら吐出させてもよい。

フェノールフォームは、レゾール型初期縮合物に泡立機で空気を吹き込みながらクリーム状としつつ、攪拌下で硬化剤を混合して対象部分に被着あるいは充填することによって得る。さらに、クリーム状とする時に重炭酸ソーダを１％程度加えて発泡を助けてもよい。この方法によれば、硬化剤の添加後速やかに硬化する。酸化触媒にはベンゼンスルフォン酸、トルエンスルフォン酸、硫酸、リン酸等が用いられる。また、揮発性発泡剤を配合しておくと、反応熱で起泡するので初めの泡立ては必要ない。発泡用に適したフェノール樹脂も市販されているが、レゾール８５部にアジピン酸とヘキサメチレンジアミンから得られたポリアミド５部を共重合させて強靱な発泡体を作製することもでき、ポリビニルアルコール、塩化ビニル樹脂を５〜２０部程度配合して強靱性、弾性などを補うこともできる。

表面樹脂層９の発泡倍率に特に限定はないが、通常は２〜１０倍程度でよい。表面樹脂層９の発泡倍率が小さいほどパネル強度は増大するが、その一方でパネル重量も増大する。また、表面樹脂層９の発泡倍率が大きくなるほどパネルは軽量化されるが、その一方でパネル強度が低下する傾向が見られる。従って、表面樹脂層９の発泡倍率は、パネルの軽量性、強度、耐衝撃性などの観点から適宜決定される。また、表面補強シート４の表裏に配置される表面樹脂層９の厚さは、０．５〜２ｍｍ程度に設定されている。

表面樹脂層９は、連続気泡の少ない、または連続気泡のない独立気泡からなるものが、耐水性、表面性、コンクリート型枠用として使用した場合の打設コンクリートからの離型性等に優れることから好ましい。

建築・土木用パネル１Ａの製造方法としては、パネル本体２の平面寸法と略同じ大きさの内部空間を有する製品用成形型内の下部内に発泡性合成樹脂を充填するとともに、パネル本体２とほぼ同じ広さ（平面形状）の表面補強シート４をこの発泡性合成樹脂に埋設状に設け、次にパネル本体２を製品用成形型に位置決め載置し、次にパネル本体２の上側に発泡性合成樹脂を充填するとともに、この発泡性合成樹脂に表面補強シート４を埋設状に設け、次に製品用成形型を密閉した状態で、充填した発泡性合成樹脂を発泡硬化させることで、パネル本体２の表面を表面樹脂層９と表面補強シート４とからなる表面層３Ａにて一体に被覆させて製作できる。

図３は、本発明に係る建築・土木用パネル１の更に他の実施形態を示すものである。図３に示す実施の形態の建築・土木用パネル１Ｃは、建築・土木用パネル１Ａの表面層３Ａに代えて、パネル本体２の表面に一体に被覆した合成樹脂からなる表面樹脂層９と、この表面樹脂層９に埋設状に設けた織布又は不織布からなる表面補強シート４と、表面樹脂層９及び表面補強シート４を一体に被覆する表面保護層５とからなる表面層３Ｃを設け、表面層３Ｃの外周端部を端部保護層６で被覆したものである。なお、図３中、図１と共通する構造については、同一符合を付して説明を省略する。

表面層３Ｃは、パネル本体２の全表面と同じ大きさに設定され、表面層３Ｃの外周端部はパネル本体２の外周端部に沿って配置され、パネル本体２と表面層３Ｃの外周端部が端部保護層６にて一体に被覆されている。そして、この端部保護層６により、表面層３Ｃの外周端面からの吸水を防止でき、建築・土木用パネル１の耐水性、耐久性を一層向上できるとともに、表面層３Ｃがその外周端部から剥離することを防止できる。

前記表面保護層５の材質には特に限定はないが、例えば、非発泡合成樹脂、紙、更には非発泡合成樹脂にて被覆された紙等により構成することができる。非発泡合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂の他、ＡＢＳ、ＭＭＡ等、コンクリート型枠用として使用した場合に打設コンクリートとの離型性が良好な合成樹脂が好ましいものとして挙げられる。表面保護層５を構成する合成樹脂からなるフィルム、シート又はボードの表面をコロナ放電加工したり、それらの表面を酸で表面処理したりする等して、表面保護層５とパネル本体２の表面２ａとの接着性を高めるようにしてもよい。表面保護層５を構成する合成樹脂製のフィルム、シート又はボード、紙等は単層であってもよいし、多層であってもよい。このように、建築・土木用パネル１の最外層に、非発泡合成樹脂からなるフィルム、シート又はボードを接着したり、合成樹脂を塗布したりして表面保護層５を設けることで、パネル表面からの吸水を確実に防止でき、またコンクリート型枠用として使用した場合には、平滑で綺麗なコンクリート打設面が得られ、しかも打設したコンクリートからの離型性も良好となる。

端部保護層６は、水密性を有する封止テープを貼着して形成したり、合成樹脂製のフィルム、シートを接着や熱融着して形成したり、パネル本体２の外周端部に合成樹脂を塗布して形成したりするなど、任意の方法で形成することができる。また、合成樹脂製の断面コ字状のフレーム材をパネル本体２の側端部に沿って嵌合し、接着剤で固定して設けることもできる。端部保護層６を構成する合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂の他、ＡＢＳ、ＭＭＡ等が好ましいものとして挙げられる。端部保護層６と表面層３Ｃとの重合幅は任意に設定可能であるが、３ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定できる。ただし、この端部保護層６は使用条件等に応じて省略することも可能である。

建築・土木用パネル１Ｃの製造方法としては、製品用成形型の内面に表面保護層５となる前記シート、フィルム又はボードを配置した状態で、前記建築・土木用パネル１Ａと同様にして、製品用成形型内において、表面樹脂層９と表面補強シート４とからなる表面層３Ｃにてパネル本体２の表面２ａを一体に被覆し、次に成形品の外周端部に水密性を有する封止テープを貼着するなどして、端部保護層６を形成することで製作できる。

尚、図４に示す建築・土木用パネル１Ｄのように、建築・土木用パネル１Ｂについても、建築・土木用パネル１Ｂの表面層３Ｂに代えて、表面補強シート４と表面保護層５とからなる表面層３Ｄを設け、表面層３Ｄの外周端部を端部保護層６で被覆することで、表面保護層５と端部保護層６を設けることができる。

上記のような本発明の建築・土木用パネル１は、コンクリート型枠用、建築物の壁材、床材、天井材、パーテーション、更にはそれらに組み込まれる断熱材等、建築分野や土木分野において広く使用できる。例えば、図６に示すものは、コンクリート型枠用パネルとして使用する例である。コンクリート型枠２０は、堰板となる本発明の建築・土木用パネル１の裏面の周囲および中間の所定の位置に、桟木２１を釘ｎにより打ち付けてある。堰板となる建築・土木用パネル１は、少なくとも曲げ弾性係数が１７００Ｎ／ｍｍ²以上であり、打設コンクリート圧に耐えうる十分な強度を有し、なお且つ軽量で取り扱いが容易であるうえに、木製の堰板に較べて繰り返し使用できる回数も多く、コンクリート打設工事の工費削減にも繋がる。なお、桟木２１も、前記建築・土木用パネル１と同様に、セメントを発泡成形した多孔質体であってもよい。尚、図中、符号３は、表面層３Ａ〜３Ｄを総称するものである。

［多孔質成形体からなるパネル本体の製造］
早強ポルトランドセメント１００重量部に対し、水３５重量部及び減水剤０．３部を加えて混合し、これにビニロンの短繊維をセメント１００重量部に対して１．０重量部となるように添加したセメントミルクを混練した。一方、起泡剤に空気を加えて攪拌混合し、２０倍にプレフォームした。このプレフォームした起泡剤を、前記セメントミルクに、セメント１００重量部に対して１重量部となるように添加して混練し、セメント混練物を得た。このセメント混練物を、縦１７８０ｍｍ×横５８０ｍｍ×高さ３００ｍｍの金属製耐圧成形型内に充填し、密閉した状態で３時間蒸気養生し、脱型して更に２１時間蒸気養生し、その後、室温で６日間養生して、ブロック状の成形体を得た。この成形体を、厚さ１１ｍｍの板状にスライスし、多数の気泡を有する多孔質成形体からなるパネル本体２を製造した。得られたパネル本体２は、比重が０．８１、曲げ強度が２．７３Ｎ／ｍｍ²、曲げ弾性係数が３４６０Ｎ／ｍｍ²であった。なお、比重は資料の寸法（幅×長さ×厚さ）と質量から算出した。また、曲げ強度及び曲げ弾性係数は、ＪＩＳＡ１４０８に準じ、支持棒間の距離（スパンＬ、資料幅）を２５０ｍｍとして測定した値である。

［表面樹脂層の成形及び表面層の被覆］
縦、横及び高さのいずれもが前記パネル本体２よりもやや大きな内部空間（成形空間）を有し、密閉可能な耐圧成形型を用い、該成形型の内面とパネル本体２との間に発泡性ウレタン樹脂を充填するとともに、目付が２３０ｇ／ｍ²のガラス繊維からなるチョップドストランドマットを表面補強シート４として発泡性ウレタン樹脂に埋設状に設け、パネル本体２の表裏両面を表面層３Ａで一体に被覆し、建築・土木用パネル１を製造した。得られた建築・土木用パネルは、釘打ち性に優れ、かつ打ち込まれた釘の保持性も良好であった。更に、この建築・土木用パネルは、ノコギリでの切断も、木材と同様に容易であった。

本発明の建築・土木用パネルの一実施形態を示す断面図である。本発明の建築・土木用パネルの他の実施形態を示す断面図である。本発明の建築・土木用パネルの他の実施形態を示す断面図である。本発明の建築・土木用パネルの他の実施形態を示す断面図である。本発明の建築・土木用パネルのパネル本体の製造方法の他の実施形態である、ブロック状の多孔質成形体からパネル本体を切り分けるときの説明図である。本発明の建築・土木用パネルを用いたコンクリート型枠の一実施形態を示す斜視図であり、（ａ）は表面側、（ｂ）は裏面側である。

符号の説明

１建築・土木用パネル１Ａ建築・土木用パネル
１Ｂ建築・土木用パネル１Ｃ建築・土木用パネル
１Ｄ建築・土木用パネル
２パネル本体２ａ表面
３Ａ表面層３Ｂ表面層
３Ｃ表面層３Ｄ表面層
４表面補強シート５表面保護層
６端部保護層７補強繊維
８多孔質成形体８Ａ多孔質成形体
９表面樹脂層
２０コンクリート型枠２１桟木
ｎ釘

Claims

セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を、密閉したセメント用成形型内に充填し、養生固化した多孔質成形体からなり、該成形体中に前記補強繊維及び泡を分散状態で含有してなり、比重が０．５〜１．０の範囲内である軽量セメントからなるパネル本体を備え、このパネル本体の表面が織布又は不織布からなる表面補強シートで一体に被覆されていることを特徴とする建築・土木用パネル。
前記パネル本体の表面が合成樹脂からなる表面樹脂層にて一体に被覆され、この表面樹脂層に前記表面補強シートが埋設状に設けられ、前記表面樹脂層を構成する合成樹脂により前記表面補強シートがパネル本体に接着されている請求項１記載の建築・土木用パネル。
前記表面補強シートがガラス繊維からなる織布又は不織布で構成されている請求項１または２記載の建築・土木用パネル。
前記表面補強シートの表面が表面保護層により一体に被覆されている請求項１〜３のいずれか１項記載の建築・土木用パネル。
前記表面保護層が非発泡合成樹脂で構成されている請求項４記載の建築・土木用パネル。
前記混練物中に、セメント１００重量部に対して、前記補強繊維を０．５〜５重量部配合してなる請求項１〜５のいずれかに記載の建築・土木用パネル。
前記補強繊維がポリビニルアルコール繊維である請求項１〜６のいずれかに記載の建築・土木用パネル。
前記補強繊維の繊維長が、４〜３５ｍｍの範囲である請求項１〜７のいずれかに記載の建築・土木用パネル。
前記パネル本体の外周端部を一体に被覆する端部保護層を設けた請求項１〜８のいずれかに記載の建築・土木用パネル。
建築用又は土木用である請求項１〜９いずれかに記載の建築・土木用パネル。
コンクリート型枠用である請求項１０記載の建築・土木用パネル。
セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を、密閉したセメント用成形型内に充填して、養生固化した多孔質成形体からなり、該成形体中に前記補強繊維及び泡を分散状態で含有してなり、比重が０．５〜１．０の範囲内である軽量セメントからなるパネル本体と、
前記パネル本体の表面を被覆するように設けた合成樹脂からなる表面樹脂層と、
前記表面樹脂層に埋設状に設けた織布又は不織布からなる表面補強シートと、
を備えたことを特徴とする建築・土木用パネル。
密閉可能な製品用成形型内に軽量セメントからなるパネル本体を配置させるとともに、前記製品用成形型の内面とパネル本体の表面間に、織布又は不織布からなる表面補強シートが埋設状に配置されるように発泡性合成樹脂を充填し、この状態で前記製品用成形型を型閉じして発泡性合成樹脂を発泡硬化させることで、前記表面補強シートが埋設された表面樹脂層にて、前記パネル本体の表面を一体に被覆することを特徴とする建築・土木用パネルの製造方法。
密閉可能な製品用成形型の内面に、表面保護層となるフィルム、シート又はボードを配置させた状態で、前記製品用成形型内に軽量セメントからなるパネル本体を配置させるとともに、前記表面保護層の内面とパネル本体の表面間に、織布又は不織布からなる表面補強シートが埋設状に配置されるように発泡性合成樹脂を充填し、この状態で前記製品用成形型を型閉じして発泡性合成樹脂を発泡硬化させることで、前記表面補強シートが埋設された表面樹脂層にて、前記パネル本体の表面を一体に被覆すると同時に、表面保護層となるフィルム、シート又はボードを前記発泡性合成樹脂にてパネル本体に接着することを特徴とする建築・土木用パネルの製造方法。
前記軽量セメントからなるパネル本体を製造する工程として、セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を、密閉したセメント用成形型内に充填し、養生固化する工程を設けた請求項１３又は１４記載の建築・土木用パネルの製造方法。
前記軽量セメントからなるパネル本体を製造する工程として、セメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物を、密閉したセメント用成形型内に充填し、養生固化して多孔質成形体を製造する工程と、前記多孔質成形体をスライスしてパネル本体を製作する工程とを設けた請求項１３又は１４記載の建築・土木用パネルの製造方法。
前記パネル本体の外周端部を端部保護層により被覆する工程を備えた請求項１３〜１６のいずれかに記載の建築・土木用パネルの製造方法。