JP4769202B2 - 建築用パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、断熱層を有する建築用パネルおよびその製造方法に関する。

壁、屋根、床等の様々な建築部位として用いられる従来の建築用パネルは、図６に示すようなものがあった。この建築用パネル１０１は、一対の板材１０２，１０３で、枠状に組み付けられたフレーム材１０４を挟んで形成されている。フレーム材１０４で囲まれる部分には、断熱層１０５が設けられている。図７に示すように、断熱層１０５は、フレーム材１０４で囲まれる部分に、ウレタン系やイソシアネート系の発泡系材料を吹き付けて発泡させることで形成されている。通常、発泡系材料は、フレーム材１０４の表面からはみ出すように吹き付けられ、図７中、二点鎖線で示された部分を切断することで、はみ出た部分を除去するようになっていた。そして、図６に示すように、不要部分が除去された断熱層１０５と表面が面一に形成されたフレーム材１０４の表面には、板材１０３が設けられ、さらにこの板材１０３の表面に胴縁１０６，１０６が設けられ、その表面にさらに板材１０８が取り付けられている。このような構成によれば、板材１０３と胴縁１０６，１０６と板材１０８との間に通気層１０７が形成され、建築用パネル１０１内で空気が流通しやすくなるので、結露を防止することができる。

一方、その他の建築用パネルとしては、特許文献１に開示されたようなものもあった。特許文献１の建築用パネルは、板材に固定されるフレーム材で囲まれる部分に、予めフレーム材の建築用パネル厚さ方向の厚さよりも薄く形成された断熱層を嵌め込んで釘やビス等で固定するように構成されていた。このような構成によれば、断熱層とフレーム材と板材との間に通気層が形成され、建築用パネル内で空気が流通させることができた。
特開２００４−２０４６０６号公報（図３）

しかしながら、図６および図７に示した建築用パネル１０１では、通気層１０７を形成するために、胴縁１０６と板材１０８を設ける必要があるため、施工手間が多くかかるといった問題があった。また、断熱層１０５を形成するのに、発泡系材料を発泡させているが、建築用パネル１０１の面積が広い場合には、発泡系材料の表面を切断して平面状に加工するのに多くの手間を要していた。

一方、特許文献1の建築用パネルでは、断熱層をフレーム材の建築パネル厚さ方向の厚さよりも薄く形成することで、図６のように、胴縁を設けなくても通気層を形成することができる。しかしながら、かかる建築用パネルでは、断熱層を予め形成して、フレーム材で囲まれる部分に嵌め込んでいるので、断熱層とフレーム材との密着性が悪く、また、パネル搬送時の振動によって断熱層がずれてしまうこともあり、断熱性能の改良の余地が残されていた。ここで、図６の建築用パネル１０１のように、発泡系材料をフレーム材で囲まれる部分に吹き付けて断熱層を形成すれば、断熱層とフレーム材との密着性を良くすることができるが、断熱層をフレーム材の厚さよりも薄く切断して、断熱層の表面がフレーム材の表面よりも内側に位置するように加工するのは困難であった。

そこで、本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、少ない施工手間で製造でき、通気性能と高い断熱性能を備える建築用パネルおよびその製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、第一の板材と、この第一の板材に取り付けられた枠状のフレーム材と、このフレーム材の前記第一の板材とは反対側に取り付けられた第二の板材と、を備えた建築用パネルにおいて、前記第一の板材と前記フレーム材と前記第二の板材とで囲まれた空間に、発泡系材料を吹付けて発泡させた後に前記フレーム材の建築用パネル厚方向の厚さよりも薄く圧縮して形成された断熱層を設けたことを特徴とする建築用パネルである。

このような構成によれば、第一の板材とフレーム材と第二の板材とで囲まれた空間に、発泡系材料を吹付けて発泡させた後に前記フレーム材の建築パネル厚方向の厚さよりも薄く圧縮して断熱層を形成することによって、断熱層と第二の板材との間に通気層を形成できるので通気性能を得られる。さらに、断熱層とフレーム材との密着性が良く、断熱層がずれるのを防止でき、断熱層が破損等するのを防止できるので、断熱性能を高めることができる。また、発泡した発泡系材料は比較的軟質であるので、圧縮施工作業が容易であり施工手間が少なくて済む。さらに、発泡系材料を圧縮することによって、断熱層自体の断熱性能も高めることができる。

請求項２に係る発明は、前記断熱層の表面に、所定深さの溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載の建築用パネルである。

このような構成によれば、通気層にその厚さよりも太い配管を配設することができ、通気層を配管スペースや配線スペースとしても利用することができるとともに、溝を配管や配線の位置決めガイドとして利用することもできる。

請求項３に係る発明は、第一の板材と、この第一の板材に取り付けられた枠状のフレーム材と、このフレーム材の前記第一の板材とは反対側に取り付けられた第二の板材と、を備えた建築用パネルの製造方法において、前記第一の板材に前記枠状のフレーム材を取り付けるフレーム固定工程と、前記第一の板材上で前記フレーム材に囲まれた部分に発泡系材料を吹き付けて発泡させる発泡材吹付発泡工程と、発泡した前記発泡系材料を圧縮して前記フレーム材のパネル厚方向の厚さよりも薄い断熱層を形成する発泡材圧縮工程と、前記フレーム材の前記第一の板材とは反対側に第二の板材を取り付ける板材固定工程と、を備えたことを特徴とする建築用パネルの製造方法である。

このような方法によれば、比較的軟質な発泡系材料を圧縮するといった簡単な施工手間で断熱層を形成でき、通気性能と高い断熱性能を備える建築用パネルを比較的容易に製造することができる。

請求項４に係る発明は、前記発泡材圧縮工程が、前記フレーム材を型枠として、発泡した前記発泡系材料を板状のプレス板やローラ等の押圧部材で押圧して圧縮することを特徴とする請求項３に記載の建築用パネルの製造方法である。

このような方法によれば、発泡系材料の圧縮作業を、より簡単な作業で行うことができる。

本発明によれば、通気性能および高い断熱性能を備える建築用パネルを、少ない施工手間で製造することができるといった優れた効果を発揮する。

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る建築用パネルを実施するための最良の形態を示した断面斜視図、図２は、本発明に係る建築用パネルを実施するための最良の形態を示した一部破断斜視図、図３は、本発明に係る建築用パネルの製造方法を説明するための工程図である。なお、図１は図２のＡ−Ａ線で切断した断面斜視図を示している。

まず、本実施の形態に係る建築用パネルの構成について説明する。

かかる建築用パネルは、建物の構造用部材あるいは非構造用部材として用いられるものであって、壁、床、屋根等の種々の部位に利用される。なお、本実施の形態では、壁材として用いられる建築用パネルを例に挙げて説明する。

図１および図２に示すように、かかる建築用パネル１は、第一の板材１１と、この第一の板材１１に取り付けられた枠状のフレーム材２１と、このフレーム材２１に取り付けられた第二の板材１２とを備えている。第二の板材１２は、フレーム材２１の第一の板材１１とは反対側に取り付けられている。すなわち、建築用パネル１は、第一の板材１１と第二の板材１２とで、フレーム材２１を挟み込んだサンドイッチ状パネルとして構成されている。

第一の板材１１および第二の板材１２は、例えば木質の構造用合板にて構成されており、正面視矩形形状を呈している。なお、第一の板材１１および第二の板材１２は、木質の構造用合板に限られるものではなく、使用される部位や工法、あるいは要求される耐火性能等に応じて、石膏ボードや金属製パネル等、他のものであってもよい。

フレーム材２１は、第一の板材１１および第二の板材１２の周縁部に配置されるとともに、周縁部の内側に所定ピッチ（例えば４５５ｍｍピッチ）で配置されている。壁材として使用される建築用パネル１では、フレーム材２１は、上端に水平方向に延びて配置される上枠２１ａ（図１参照）と、左右両端に鉛直方向に延びて配置される縦枠２１ｂ，２１ｂと、下端に水平方向に延びて配置される下枠２１ｃと、縦枠２１ｂ，２１ｂ間に所定の間隔で鉛直方向に延びて配置される補強枠２１ｄ，２１ｄとで構成されている。フレーム材２１は、木質の角材にて構成されており、第一の板材１１および第二の板材１２と釘等にて固定されている。なお、フレーム材２１の材質も木材に限られるものではなく、所定の強度を有するものであれば、他の材質であってもよい。

第一の板材１１とフレーム材２１と第二の板材１２とで囲まれた空間には、断熱層３１が設けられている。断熱層３１は、第一の板材１１にフレーム材２１を取り付けた後に、ウレタン系もしくはイソシアネート系の発泡系材料３２（図３参照）を吹付けて発泡させた後に圧縮することで形成されている。断熱層３１は、フレーム材２１の建築用パネル厚方向の厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２に圧縮されている。これによって、断熱層３１と第二の板材１２との間に所定厚さｔ３の空間が形成され、この空間が通気層４１を構成することとなる。断熱層３１の厚さｔ２は、要求される断熱性能に応じた厚さ（例えば壁の場合９０ｍｍ、屋根の場合１００ｍｍ等）以上に形成されており、フレーム材２１の厚さｔ１は、通気に要する所定の厚さｔ３（例えば２０ｍｍ）にｔ２の厚さを加えた厚さとなるように構成されている。

この通気層４１の通気方向（上下方向）両端に位置するフレーム材２１（上枠２１ａおよび下枠２１ｃ）には、通気層４１の通気方向両端の通気口となる切欠き部２２（図２参照）が形成されており、通気層４１の空気の流通を可能としている。切欠き部２２は、水平方向に隣り合うフレーム材２１（縦枠２１ｂおよび補強枠２１ｄ）間の距離よりも若干短い水平方向長さｔ４と、通気層４１の厚さｔ３と略同等の深さｔ５の矩形形状に形成されている。なお、切欠き部２２の形状はこれに限られるものではなく、必要な通気性能を得られる開口面積を有していれば、どのような形状であってもよい。

また、図示しないが、窓や扉等の開口部を有する建築用パネルの場合には、開口部の上下に位置する通気層は開口部によって分割されることとなり、建築用パネルの上端あるいは下端の一方にしか連通しない。したがって、このような場合は、開口部の上下で鉛直方向に延びて配置されたフレーム材（縦枠および補強枠）にも通気口となる切欠き部を適宜形成して、この縦方向のフレーム材の切欠き部を介して、空気を水平方向にも流し、開口部の上下の通気層にも空気が流通可能となるように構成すればよい。

なお、図示しないが、第一の板材１１のフレーム材２１側の面には、防水シートが敷設されており、その表面にフレーム材２１と断熱層３１が設けられている。

次に、図３を参照しつつ前記構成の建築用パネル１の製造方法を説明しながら、建築用パネル１およびその製造方法の作用を説明する。

かかる建築用パネル１は、工場あるいは工事現場等で建物への組付け前に一体的に製造される。

建築用パネル１を製造するに際しては、まず、図３の（ａ）に示すように、第一の板材１１に、枠状のフレーム材２１を取り付ける。フレーム材２１は、所定ピッチで枠状に配置され、釘あるいはビス等の固定部材によって第一の板材１１に固定される（フレーム固定工程）。

次に、図３の（ｂ）に示すように、第一の板材１１上でフレーム材２１に囲まれた部分に発泡系材料３２を吹き付けて、所定時間放置して発泡させる（図３の（ｃ）参照）。発泡系材料３２は、ウレタン系もしくはイソシアネート系の材料のうち発泡率が高い軟質の発泡材が用いられる。発泡系材料３２は、１分程度で図３の（ｃ）に示すように、フレーム材２１から若干はみ出す厚さまで発泡する（発泡材吹付発泡工程）。発泡系材料３２は、吹き付けられた際には流動性を有する半液体状態であるので第一の板材１１の表面およびフレーム材２１の側面に密に接触するとともに、フレーム材２１の側面を押圧しながら発泡する。したがって、断熱層３１と、第一の板材１１およびフレーム材２１との密着性が大幅に良くなる。また、発泡時には、発泡系材料３２は、一面（外側面）が外気に開放されているので、炭酸ガスが効率よく放出され、短時間で均等に発泡する。

発泡系材料３２の発泡が終了した後に、図３の（ｄ）に示すように、発泡した発泡系材料３２を、板状のプレス板３３等の押圧部材で押圧して圧縮する（発泡材圧縮工程）。このとき、フレーム材２１は、発泡系材料３２を押圧する際の型枠となる。このプレス板３３は、隣り合うフレーム材２１，２１間の距離と略同等の幅を有し、この鉛直方向に延びるフレーム材２１（縦枠２１ｂおよび補強枠２１ｄ）と略同等の長さを有しており、一度の圧縮で断熱層３１の１ブロック（隣り合うフレーム材２１，２１間の断熱層３１）を形成することができるようになっている。プレス板３３は、図示しない油圧シリンダ等のアクチュエータに支持され、発泡系材料３２を所定厚さ圧縮するようになっている。アクチュエータは伸長距離を制御することで、断熱層３１を所定の厚さｔ２に圧縮する。このとき、発泡系材料３２は、軟質であるので塑性変形されて所定の厚さｔ２に成形される。また、発泡終了後に、圧縮作業を行うので、プレス板３３に発泡系材料３２が付着することはなく、断熱層３１からプレス板３３を離反させる作業が円滑に行われる。

なお、プレス板３３は、形成される断熱層３１の表面積と同等の面積のものに限られることはなく、隣り合うフレーム材２１，２１間に挿入可能な大きさであれば、小さい面積であってもよい。この場合、１ブロックの断熱層３１に対して複数回の圧縮を行うこととなる。また、発泡系材料３２の圧縮を行う押圧部材は、プレス板３３に限られるものではなく、例えば、ローラ（図示せず）を用いて、このローラを発泡系材料３２の表面で転動させて転圧することで圧縮するようにしてもよい。この場合のローラは隣り合うフレーム材２１，２１間の距離と同等の長さを有するものが好ましい。

その後、図３の（ｅ）に示すように、フレーム材２１に第二の板材１２を取り付ける。第二の板材１２は、フレーム材２１の第一の板材１１とは反対側の面に釘あるいはビス等の固定部材によって固定される（板材固定工程）。

以上のような製造方法によれば、発泡系材料３２を圧縮することで断熱層３１を形成しているので、断熱層３１の密度が高くなり、断熱性能が大幅に向上する。これによって、同じ厚さであっても通常の断熱材よりも高い断熱性能を得ることができる。さらに、断熱層３１を、発泡系材料３２を発泡させることで形成しているので、断熱層３１は、フレーム材２１との密着性が良く、断熱層３１とフレーム材２１との接触部分に隙間ができることがない。したがって、建築用パネル１の内側と外側とで気密性が保たれるので、建築用パネル１の断熱性能を大幅に高めることができる。さらに、断熱層３１とフレーム材２１との密着性が良いことによって、運搬時などに断熱層３１がずれるのを防止でき、断熱層３１が破損するのを防ぐことができるので、建築用パネル１の断熱性能の低下を防止できる。

また、フレーム材２１の厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２に発泡系材料３２を圧縮して断熱層３１を形成しているので、第二の板材１２をフレーム材２１に固定するだけで、通気層４１を形成することができる。すなわち、フレーム材２１がスペーサの役目を果たし、断熱層３１と第二の板材１２との間に空間が形成され、この空間が通気層４１を構成することとなる。したがって、従来のように胴縁を設ける必要がなく、施工手間が軽減され、建築用パネル１を高い断熱性能を保持したまま薄く形成することができるとともに、その軽量化を達成できる。また、発泡系材料３２が比較的軟質であるので、その圧縮施工作業は容易であり、施工手間が少なくて済む。

以上のような製造方法によって製造された建築用パネル１によれば、空気は建築用パネル１の上下端のフレーム材２１の切欠き部２２（図２参照）を通過して、建築用パネル１内部の通気層４１内を鉛直方向に延びるフレーム材２１（縦枠２１ｂおよび補強枠２１ｄ）の長手方向に沿って流通することとなる。これによって、建築用パネル１内の湿気が効率よく外部に排出され、結露を防止できるとともに木材等への黴の発生も防止することができる。

図４は、本発明に係る建築用パネルを実施するための最良の他の形態を示した断面図、図５は、本発明に係る建築用パネルの製造方法を説明するための工程図である。

本実施の形態に係る建築用パネル１’は、断熱層３１’の通気層４１側の表面に、所定深さの溝３４を形成したことを特徴とする。本実施の形態では、通気層４１に、パイプ５１，５１…等の配管が設けられており、通気層４１が配管スペース４３としても利用されている。

溝３４は、断面矩形形状を呈しており、断熱層３１’の表面の出隅部３４ａがパイプ５１の表面に当接するように構成されている。ここで、断熱層３１’は、溝３４の底面３４ｂから第一の板材１１までの厚さが、断熱性能上必要な厚さｔ２となるように構成されている。なお、溝３４の断面形状は矩形形状に限られるものではなく、パイプ５１の外周面と接触する形状であれば、Ｖ字形状や半円形状等の他の形状であってもよい。

また、溝３４は、通気層４１の通気方向に延びて形成されている。さらに、図示しない通気方向両端部のフレーム材の切欠き部（図示せず）にも、パイプ５１を通過させるべく溝３４と同形状の断面の凹部が、溝３４と連続的に形成されている。これによって、パイプ５１が建築用パネル１’の通気方向両端部から外部に貫通して露出できるようになっている。

なお、その他の構成については、図１に示した実施の形態の建築用パネル１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

この建築用パネル１’を製造するに際しては、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、表面に突条３５が形成されたプレス板３３’で、発泡系材料３２を所定の厚さまで圧縮する。これによって、圧縮と同時に溝３４が形成されることとなる。なお、プレス板３３’に代えて、ローラ（図示せず）を用いて、これを転動させるようにしてもよい。この場合、ローラは、外周面に突条が鍔状に形成されたものを用いる。

以上のような構成の建築用パネル１’によれば、図１の実施の形態と同様の作用効果のほかに、通気層４１にその厚さｔ３よりも太いパイプ５１を配設することができ、通気層４１を配管スペース４３としても利用することができる。さらに、パイプ５１の外周面を溝３４に当接させることで、溝３４をパイプ５１の位置決めガイドとして利用することもできるので、配管の固定作業が非常に容易になる。

このような構成の建築用パネル１’は、温水式の床暖房の床パネルとして利用することができる。また、壁パネルとして用いる場合には、パイプを排水ドレイン管として利用することで、排水ドレイン管が露出しない、すっきりとした外観の建物を構築することが可能となる。

なお、本実施の形態では、通気層４１にパイプ５１を配設して、通気層４１を配管スペース４３として利用したが、これに限られるものではない。例えば、パイプ５１に代えて電線等を配設して、通気層を配線スペースとして利用してもよいし、配管と配線の両方を施して、通気層を配管と配線の共用スペースとして利用してもよい。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記の実施の形態では、フレーム材２１で囲まれた部分全体で発泡系材料３２を圧縮しているが、部分的に圧縮を行って、通気層を形成するようにしてもよい。この場合、通気層は溝状に形成され、建築用パネルの周縁部に連通するように構成されることとなる。

本発明に係る建築用パネルを実施するための最良の形態を示した断面斜視図である。 本発明に係る建築用パネルを実施するための最良の形態を示した一部破断斜視図である。 （ａ）乃至（ｅ）は、本発明に係る建築用パネルの製造方法を説明するための工程図である。 本発明に係る建築用パネルを実施するための最良の他の形態を示した断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明に係る建築用パネルの製造方法を説明するための工程図である。 従来の建築用パネルを示した断面図である。 従来の建築用パネルの製造工程を示した断面図である。

符号の説明

１ 建築用パネル
１１ 第一の板材
１２ 第二の板材
２１ フレーム材
３１ 断熱層
３２ 発泡系材料
３３ プレス板
１’ 建築用パネル
３１’ 断熱層
３３’ プレス板
３４ 溝

Claims (4)

1. 第一の板材と、
   この第一の板材に取り付けられた枠状のフレーム材と、
   このフレーム材の前記第一の板材とは反対側に取り付けられた第二の板材と、を備えた建築用パネルにおいて、
   前記第一の板材と前記フレーム材と前記第二の板材とで囲まれた空間に、発泡系材料を吹付けて発泡させた後に前記フレーム材の建築用パネル厚方向の厚さよりも薄く圧縮して形成された断熱層を設けた
   ことを特徴とする建築用パネル。
2. 前記断熱層の表面に、所定深さの溝を形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の建築用パネル。
3. 第一の板材と、この第一の板材に取り付けられた枠状のフレーム材と、このフレーム材の前記第一の板材とは反対側に取り付けられた第二の板材と、を備えた建築用パネルの製造方法において、
   前記第一の板材に前記枠状のフレーム材を取り付けるフレーム固定工程と、
   前記第一の板材上で前記フレーム材に囲まれた部分に発泡系材料を吹き付けて発泡させる発泡材吹付発泡工程と、
   発泡した前記発泡系材料を圧縮して前記フレーム材のパネル厚方向の厚さよりも薄い断熱層を形成する発泡材圧縮工程と、
   前記フレーム材の前記第一の板材とは反対側に第二の板材を取り付ける板材固定工程と、を備えた
   ことを特徴とする建築用パネルの製造方法。
4. 前記発泡材圧縮工程は、前記フレーム材を型枠として、発泡した前記発泡系材料を板状のプレス板やローラ等の押圧部材で押圧して圧縮する
   ことを特徴とする請求項３に記載の建築用パネルの製造方法。

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