JP4746630B2 - 美的に優れた縁部を有する建築用パネル - Google Patents

Description

発明の分野

本発明は、複合建築用パネルに関する。特に、本発明は、美的に優れた縁部を有する建築用パネルに関する。

発明の背景

水硬性材料が硬化し乾燥するまでの待機時間を短縮することで、建設生産性を高めるために、乾式壁パネルやセメントボードなどの複合建築用パネルが使用されることが多い。主に石膏で作られた従来の乾式壁は、壁と天井の内装建築に特に有用である。また、石膏パネルは、浴室や地下室のようなじめじめとした湿気の多い場所で石膏パネルを使用できるようにする防水性の添加剤とともに利用することもできる。プレキャストセメントボードは、セラミックタイル用の下敷など、強度や安定性が望ましい場合に有用である。特定の場所や応用に種々の組成を利用する多種多様なこれらの建築用パネルが利用可能である。

多くの建築用パネルが、パネルの１つ以上の面上にある外装材や強化材とともに構築される。外装材は、パネルの１つ以上の物理特性を変更させるために広く使用されている。乾式壁の場合、据え付け後に露出した面上にある材料は、塗料や壁紙などの装飾コーティングを受け入れやすい滑らかな表面を与える。外装材で縁部を強化すると、パネルが適所に釘打ちされた場合に強度が得られる。セメントボードパネルは、パネルを適所に保持し、床タイルなどの装飾仕上げにパネルをぴったりと接合するように、接着剤にしっかりと保持される外装材を利用する。

頻度は多くないが、複合建築用パネルの縁部を覆うために、外装材が使用されてきた。米国特許第１，７８７，１６３号では、パネルの長手方向縁部を強化して、釘打ちの耐久性と、縁部の他の構造的品質を高めるために、織物が使用されている。また、外装材を使用すると、パネルの輸送、貯蔵、または据え付け中に生じることがあるえぐり取り、削り取り、刻み目、および他のダメージからパネルを保護しやすくなる。縁部ストリップ織物は、石膏が貫通できる程度に多孔質のものであると記載されている。

米国特許第６，１８７，４０９号および同第６，４８８，７９２号には、強化繊維を含むＵ字形状の縁部ストリップの使用が明らかにされている。ストリップは、パネルの上面と底面とに付着する透過性部分を有する。長手方向面に沿って、セメント質のコアとは付着しない不透過性部分がある。しかしながら、実際のところ、不透過性部分を長手方向面に正確に位置合わせすることは非常に困難である。これにより、パネルは、不透過性部分が、長手方向面の上縁部または底縁部を覆って延在してしまい、長手方向面にある対向する縁部が透水性のカバーで覆われたものになる。スラリーがカバーに浸透するにつれ、長手方向面の表面を通って進み、完成したパネルを貯蔵用に積み重ねたときに、長手方向面に沿って不均一で染みで覆われた外観を生じてしまう。スラリーが縁部ストリップに浸透し乾燥した場合、表面は粗く平坦ではなくなり、結果的に、手で握るには使い心地が悪い縁部になる。

発明の概要

当業者により容易に特定される上記および他の問題は、本発明の複合建築用パネルによって解決される。少なくとも１つの長手方向縁部を含む建築用複合パネルは、水硬性セメントのコアと、長手方向縁部の少なくとも１つを覆い、それに取り付けられた多層縁部外装材とから作られる。外装材は、硬化するとコアに取り付けられるように構成された少なくとも第１の層と、少なくとも第２の透水性の層とを含む。好ましい外装材は、２つのスパンボンド薄層間に挟まれたメルトブロー薄層を含む３層積層物である。

多層縁部外装材を使用すると、外装材が建築用パネルにしっかりと付着されるとともに、スラリーが硬化する前に外装材を貫通しないようにされる。第１の層が、硬化するときにスラリーにはめ込まれた状態になるように構成されるため、液体スラリーが第１の層に浸透できるようにする以外に、パネルに取り付けるために、接着剤の塗布などのさらなるステップは必要とされない。

しかしながら、少なくとも第２の層が不透水性であるため、スラリーは、外装材の全厚みを貫通することはない。これにより、外装材の外側は、水硬性材料のスポットがないきれいな状態に保たれる。結果的に得られる縁部は、きれいで均一で、見た目が美的に優れている。この縁部はまた、コンクリートの不均一性またはハードスポットがないため、パネルを動かすために縁部を握る人にとって、より安全かつ快適なものになる。

発明の詳細な説明

図１を参照すると、概して１０で示す建築用複合パネルが、概して１２で示す対向する１対の主要な面と、少なくとも１つの長手方向縁部面１４と、硬化した水硬性材料のコア１６とを有する。

各パネル１０は、水に添加されると反応して連結結晶の硬化基質を形成する水硬性材料のコア１６を有する。コア１６の材料として使用するのに好ましい水硬性材料は、ポートランドセメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、ポゾラン、焼き石膏、他のセメント、およびそれらの混合物を含む。このパネル１０の他の実施形態では、内装用の石膏ボードを作るために、コア１６の材料として焼き石膏を使用する。焼き石膏と水硬性セメントの組み合わせである石膏セメントを使用したパネル１０は、床用または外装用に有益に使用される。これらは、本発明とともに有益に使用されうる建築用パネル１０であるが、その例であって、本発明をいかなる方法でも限定するように意図されたものではない。パネル１０のサイズは、パネル１０が使用される応用によって異なり、任意の適切なサイズが、本発明のパネルに有用である。

本発明のパネル１０において、建築用パネルに使用するのに知られている任意のコア１６の添加物が有用である。広く知られた添加物は、発泡剤、消泡剤、硬化変性剤、増粘剤、着色剤、流動変性剤などを含む。添加物の選択は、コア１６の組成と、完成したパネルの意図した応用とに依存する。

パネル１０は、長手方向縁部面１４の少なくとも１つ、好ましくは２つを含む。パネル１０は、連続して製造され、所望のサイズにカットされることが好ましい。図２に示すように配向された２つの長手方向縁部面１４がある場合、これらの面は、パネル１０の対向する側面上で互いに概して平行であるが、必ずしも平行である必要はない。長手方向縁部面１４は、パネル１０の厚みである高さと、長手方向縁部面を形成する側面上のパネルの長さに等しい幅とを有する。

以下、図１および図２を参照すると、建築用パネル１０は、上面２０および底面２２と呼ばれる一対の主要な面１２を含む複数のさらなる面を有することが好ましい。場合によって、滑らかな表面を維持しながら、釘の頭と釘のカバーを収容するように低減されたコア１６の厚みを有するパネル１０の釘打ち部分２４がある。主要な面１２の１つ以上が、場合によって、第１の強化材２６を有する。第１の強化材２６の選択は、水硬性コア１６の構成に依存する。セメントベースボード１０は、一般に、パネルの少なくとも１つの主要な面１２上に、第１の強化材２６として織物、メッシュ、またはスクリムを利用する。石膏パネル１０は、多層紙外装材で覆われることが多い。プラスチックシートおよびフィルムは、主要な面１２の１つ以上に第１の強化材２６としてこれまで使用されてきた。強化材２６の選択は、一般に、パネル１０の意図した用途によって決定される。

図２および図３を参照すると、連続して形成され、パネルが形成されるときの移動方向に平行である長手方向縁部１４に、概して３０で示された縁部外装材が適用されることが好ましい。縁部外装材３０は、パネル１０の長手方向縁部面１４の周りに巻き付けられるのに十分な可撓性のものである。また、縁部外装材３０は、所望の特性を与えるように少なくとも２つの層も有する。第１の層３２は、コア１６に取り付けられた状態になるように構成される。第１の層３２は、コア１６のスラリーに適用され、コアスラリーにある第１の層３２から繊維をはめ込むことによってコアに容易に接合されるような透水性のものであることが好ましい。「透水性」という用語は、石膏スラリーのような水または水性系によって層が許容されることを意味する。第１の層３２は、天然または合成のいずれかである織材料または不織材料である織物であることが好ましい。第１の層３２は、合成不織物であることがより好ましい。多くの合成不織物３２は、異なるプロセスによって作られた当業者に公知のものであり、縁部外装材３０として使用するのに同様に適したものである。

第１の層３２の１つの好ましい例は、スパンボンド織物などの合成不織物の薄層である。溶融高分子が押し出され、長く薄いフィラメントに紡がれ、これらのフィラメントは、まだ粘着性がある間に互いに巻き込まれて接合される。スパンボンド薄層３２は、軽量で透水性のものである。この薄層３２は、織物のような質感で、手触りが柔らかい。コア１６のスラリーに適用されると、スラリーは、スパンボンド薄層３２を貫通し、超極細繊維は、水硬性材料が硬化するにつれて基質構造にはめ込まれる。この動作で、縁部外装材３０がパネル１０にしっかりと接合する。ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、およびポリエステルを含む熱可塑性高分子が、縁部外装材３０の層の任意のものに好ましい材料である。

単一のスパンボンド薄層しか必要とされないが、縁部外装材３０の第１の層３２および任意の第３の層３４の各々にスパンボンド薄層を使用することが好ましい。第１の層３２のスパンボンド薄層は、場合によって、第３の層の第２のスパンボンド薄層と同じ組成または異なる組成である。縁部外装材３０の両側が同じ場合、縁部外装材は両面使用可能で、いずれの側もパネル１０の長手方向縁部１４への適用に同等に適しているためにより適用しやすい。また、パネル１０は、見た目に美的に優れ、パネルを運ぶ際に握りやすい外面を有する。

第２の層３６が、第１の層３２に接合された実質的に不透水性の層である。第２の層３６に適した材料は、天然または合成のいずれかの織材料または不織材料を含む。この第２の層３６は、メルトブロー薄層であることが好ましい。スパンボンド薄層３２と比較すると、メルトブロー薄層は、比較的短く厚い繊維を有する。これらの繊維は、密に詰められて、密度が高く、水性系がより貫通しにくい層を形成する。「実質的に不透水性」とは、比較的低い静水圧では、水性系が材料を貫通しないが、比較的高い静水圧が適用されると、水性系が繊維間に押し入り、層を貫通しうるという意味である。しかしながら、縁部外装材３０が適用され、コア１６の材料が硬化するという大気条件では、メルトブロー薄層３６により、スラリーは、縁部外装材を貫通することができない。

セメント質のパネル１０の長手方向面１４の少なくとも１つに好ましい縁部外装材３０の材料は、ジョージア州ロズウェルのＫｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ製の３層積層のＳＭＳ積層物である。ＳＭＳ積層物は、２つのスパンボンド薄層３２、３４間に挟まれたメルトブロー薄層３６を含むため特に好ましい。この好ましいスパンボンド／メルトブロー／スパンボンド（ＳＭＳ）積層物の詳細については、Ｂｒｏｃｋらの米国特許第４，０４１，２０３号、Ｃｏｌｌｉｅｒの同第５，１６９，７０６号に記載されており、両特許の内容全体は、本明細書に参照として完全に組み込まれる。

３つの層３２、３４、３６は、個別に作られ、ローラーに集められて、別々の接合ステップで組み合わされてもよい。代わりに、ＳＭＳ積層物は、第１のスパンボンド薄層３２、次いで、メルトブロー薄層３６、次いで、第２のスパンボンド薄層３４を連続して堆積することによって作られる。押し出し前に、高分子は、ガラス転位温度より高温に加熱される。繊維は、軟質の高分子から押し出しされ、押し出し後短い間、軟質と粘着性を維持する。薄層３２、３４、３６は、繊維に粘着性がある間に形成され、つや出しし、接着剤を塗布することなく薄層を接合する。接着剤の使用が、完成したパネル１０に悪影響を及ぼすわけではないが、好ましい積層物は、接着剤を使用することなく作られる。すでに参照として組み込まれた米国特許第４，０４１，２０３号に、ＳＭＳ積層物の好ましい製造方法について開示されている。

縁部外装材３０に望ましいＳＭＳ積層物の他の特性は、接着剤と容易に接合し、完成したパネル上で目にする第３の層３４が美的に優れていることである。好ましい熱可塑性高分子に顔料や染料を添加すると、事実上任意の色にすることができる。さらに、第３の層３４の表面は、それが取り付けられるパネル１０を記載するために使用されるものなど、好ましいデザインや言葉の形態の印字を受け付ける。第３の層３４がスパンボンド薄層である場合、繊維は、接着剤にはまり込むことで、パネル１０に適用されるセラミックタイルまたは任意の他の装飾カバーに確実な接合を与える。

建築用パネル１０は、任意の既知の方法によって作られる。縁部外装材３０は、大きなローラにテープとして供給されることが好ましく、可動表面の移動方向に実質的に平行な方向に、形成テーブルの可動表面上に横たえる。縁部外装材３０は、１”（２．５ｃｍ）〜約６”（１５ｃｍ）の幅を有することが好ましいが、任意の幅が使用されてもよい。幅の選択は、パネルの厚みおよび主要な面１２上での望ましい重なり合い量に基づいたものである。縁部外装材３０の一方側のみが透水性であれば、縁部外装材は、第１の層３２が、注ぎ込まれているときにコア１６のスラリーに隣接するように配向される。

主要な面１２の少なくとも１つの第１の強化材２６は、ローラーから解かれ、強化材の長さと、可動表面の移動方向に平行にして、可動表面上に位置付けられる。第１の強化材２６の幅は、完成したパネル１０の幅とほぼ同じであることが好ましい。可動表面上に配置されると、縁部外装材３０の幅の少なくとも底部重なり合い部分４０が、第１の強化材２６の一部分と重なり合う。縁部外装材３０の幅の約１０％〜約５０％が、第１の強化材２６と重なり合うことが好ましい。

一方で、水硬性材料は、乾燥添加物と組み合わされた後、湿り成分と組み合わされてスラリーを形成することが好ましい。建築用パネル１０の好ましい製造方法が、すべての成分を組み合わせるために、連続ミキサ（図示せず）でスラリーを形成することを含む。製造の効率を図るために、ミキサの出口は、第１の強化材２６を含む可動表面付近に位置付けられる。第１の強化材２６および縁部外装材３０が、ミキサの出口付近を通過するとき、スラリーは、移動する第１の強化材へ連続して放出される。スラリーは、例えば、スラリーの厚みを制限し、スラリーが少ない場所に過剰なスラリーを分配するスクリードバーを使用することによって、任意の適切な方法で分配される。分配時、スラリーは、第１の強化材２６の長手方向縁部へ延在するが、その縁部を著しく越えて延在しないことが好ましい。スラリーが、縁部外装材３０の底部重なり合い部分４０と接触した状態になるにつれ、コア１６のスラリーに対面する第１の層３２は、スラリーを吸収するため、縁部外装材とコアとの間に良好な接合が確立される。

スラリーがパネルに形成された後、任意の第２の強化材４２が解かれ、上面２０に適用される。第２の強化材４２は、上面２０を覆いながら、長手方向面１４の縁部まで延在することが好ましい。第１の強化材２６を越えて延在する縁部外装材３０の部分は、パネル１０の長手方向縁部面１４の方へ折り畳まれる。第１の層３２の繊維の少なくとも主要な部分をコア１６のスラリーにはめ込んで、縁部外装材を長手方向縁部面に接合するために、長手方向縁部面１４に沿って縁部外装材３０の材料に十分な圧力がかけられる。代替の形態において、縁部外装材３０は、場合によって、コア１６のスラリーを適用する前に折り畳まれることで、スラリーは、パネル１０の形成中に縁部外装材に対して押圧されながら、長手方向縁部面１４を形成することができる。ステップの順序は、スラリーが硬化する前にスラリーが縁部外装材３０のすべての部分に接触する限り、さらに、第１の層３２の繊維を貫通することがない限り、あまり重要ではない。

縁部外装材３０の上部重なり合い部分４４は、長手方向縁部が覆われた後、長手方向縁部１４の上部を越えて、上面２０へと延在することが好ましい。上部重なり合い部分４４は、底面重なり合い部分４０と長手方向縁部１４の部分がそれぞれの表面に適用された後に縁部外装材３０の幅の残り部分である。上部重なり合い部分４４は、上面２０に折り重ねられ、第１の層３２の繊維を表面にはめ込むように表面に押し付けられる。上部重なり合い部分４４および底部重なり合い部分４０の長さが同一である必要はない。上部重なり合い部分４４および底部重なり合い部分４０は、長手方向縁部面１４の高さを越えて縁部外装材３０にさらなる幅を与えるようにデザインされることで、縁部外装材３０が正確に配置されなくても、長手方向縁部面１４を覆うのに十分な縁部外装材があるため、パネル１０の美的に優れた概観と雰囲気を保てる。

両方の長手方向縁部が、本明細書に記載したように縁部外装材３０とともに処理されることが好ましい。縁部外装材３０をパネル１０の片側に適用するために使用されるステップは、反対の長手方向面１４に縁部外装材を適用するために反映される。

美的に優れた縁部を有する建材のいくつかの特定の実施形態を図示し記載してきたが、当業者であれば、より広い態様で本発明から逸脱することなく、特許請求の範囲に示すように、さまざまな変更および修正がなされてもよいことを認識する。

本発明の建築用パネルである。 図１の線２−２に沿って切り取られ、指示された方向から見た建築用パネルの断面図である。 好ましいＳＭＳ積層物の縁部外装材の断面図である。

Claims (14)

1. 少なくとも１つの長手方向縁部を含む建築用複合パネルであって、
   水硬性セメントのコアと、
   前記長手方向縁部の少なくとも１つを覆い、当該縁部に取り付けられた多層の縁部外装材であって、硬化すると前記コアに付着するように構成された少なくとも第１の層と、前記第１の層に接合された少なくとも第２の不透水性層とを備える縁部外装材と、
   少なくとも１つの主要な面上の第１の強化材と、
   を備える、建築用複合パネル。
2. 前記第２の層に接合され、前記第１の層と同じ材料で作られた第３の層をさらに備える、請求項１に記載のパネル。
3. 前記第１の層が、少なくとも１つのスパンボンド薄層を備える、請求項１に記載のパネル。
4. 前記第２の層が、メルトブロー薄層を備える、請求項１に記載のパネル。
5. 前記縁部外装材が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリエステル、およびそれらの共重合体の少なくとも１つを備える、請求項１に記載のパネル。
6. 前記縁部外装材の前記層が、接着剤を使用することなく結合される、請求項１に記載のパネル。
7. 前記第２の層に接合された第３の層をさらに備え、前記第３の層が、接着剤に容易に接合する、請求項１に記載のパネル。
8. 前記第１の強化材が、前記縁部外装材と重り合っている、請求項１に記載のパネル。
9. 少なくとも１つの長手方向縁部を含む建築用複合パネルであって、
   水硬性セメントのコアと、
   前記長手方向縁部の少なくとも１つを覆い、当該縁部に取り付けられた多層の縁部外装材であって、硬化すると前記コアに付着するように構成されたスパンボンド薄層を含む第１の層と、メルトブロー薄層を備え、前記第１の層に接合された第２の不透水性層と、第２のスパンボンド薄層を備える第３の層とを備える縁部外装材と、
   少なくとも１つの主要な面上の第１の強化材と、
   を備える、建築用複合パネル。
10. 前記第２のスパンボンド薄層が、前記第１のスパンボンド薄層と同じ材料で作られる、請求項９に記載のパネル。
11. 前記第２のスパンボンド薄層が、前記第１のスパンボンド薄層とは異なる材料で作られる、請求項９に記載のパネル。
12. 前記第１および第３の薄層が、接着剤を使用することなく、前記第２の薄層に接合される、請求項９に記載のパネル。
13. 前記薄層の各々が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリエステル、およびそれらの共重合体の少なくとも１つを含む、請求項９に記載のパネル。
14. 前記縁部外装材が、染料をさらに含む、請求項９に記載のパネル。

Images