JPH0383844A - 金属パネル用裏打材及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）技術分野 本発明は、金属パネルの各種性能の向上を図るための金
属パネル用裏打材とその製造方法に関するものである。

（ロ）従来技術 金属板を表面材としこれに裏打材を付加して一体とした
金属パネルは、従来から建築用をはじめとして、船舶、
自動車、航空機、電気機器等に広く使用され、その中で
も特に建築用材料としての需要が多く大量に生産されて
いる。

例えば、建築用パネルでは折曲げ加工した表面金属板と
裏面シートで形成される空間に裏打材が挿入又は充填さ
れて構成されており、該裏打材としては通常石膏ボード
、岩綿板９発泡樹脂等種々の材料が用いられでいる。

裏打材として要求される特性効果としては、断熱性、耐
蝕性、防火性、軽量性、耐結露性、防水性、９＆密性、
係合性９強度、施工性等に優れ、更に副次的には接着性
、クツション性、防音性等の機能を肴する素材が望まれ
ているのである。

（ハ）発明の開示 本発明は、金属パネルの裏打材に要求される上記のよう
な各種性能のうち、特に防火性、軽量性、金属表面のへ
こみならびに面材の湾曲の抑制等を改善しあるいは防止
することを目的として開発された技術である。

即ち、本願発明の特徴の第１は、「パーライト系骨材群
又はカーボン系骨材群から選ばれる少なくとも１種以上
の骨材とシリカゾル結合材を配合して固化させた硬化体
からなる金属パネル用裏打材ｊであり、第２の特徴は「
上記骨材にパルプ繊維を添加配合した後にシリカゾル結
合材で固化させて硬化体とした金属パネル用裏打材」で
ある。

また、本願発明において、上記パーライト系骨材は粗粒
又は微粒の各単独の骨材あるいは両者を所定比に配合し
た骨材であり、上記カーボン系骨材は粗粒又は微粒の各
単独の骨材あるいは両者を所定比に配合した骨材であっ
て、更にシリカゾル結合材は高濃度シリカゾル（Ｓｉ０
２：３０％以上）である。

ここで、パーライト系骨材の場合、粗粒とは粗粒率が５
．０（篩目２．５〜５ｍｍ　）のものをいい、微粒とは
粗粒率が１．７０　（篩目０．３〜０．Ｅｌｍｍ　）〜
３．０７（篩目０．３〜２．５層■）のパーライト粒群
のものをいう。

一方、カーボン系骨材粒の場合、粗粒とは粗粒率３１１
（篩目ｏ、ｅ〜１．２ｍｍ　）のものを５また微粒とは
粗粒率２．９１　（篩目０．３〜０．８−ｍ）のカーボ
ン粒群のものをいう。

本発明に係る金属パネル用裏打材は、パーライト系骨材
及び又はカーボン系骨材、パルプ繊維ならびにシリカゾ
ル接合材から構成されており、いずれの材料も安価に多
量入手が可能なものである。

まず、接合材として使用するシリカゾルは、通常裏打材
の分類上無機質物質中の反応体系に属し、例えば「スノ
ーテックス（日産化学■製の商品名）」等として市販さ
れており、一般用としてはｓｉｏ、が２０〜２１％（比
重１．１２〜１．１０のシリカゾルであるが、本発明に
使用するシリカゾルとしては、更に濃縮した５ＸＯ２が
３０％（比重１．２０〜１．２２）以上の高濃度シリカ
ゾルが良く。

より好ましくは、Ｓ　ｉ　ＯＨが４０％（比重１．２８
〜１．３５）程度の高濃度シリカゾルが適している。

また、パーライト系骨材としては、粗粒率５．３８程度
の粗粒骨材と、粗粒率１．７０〜３．０７程度の微粒骨
材とを、粗粒／微粒が０．６／０．４〜０．２／（１，
８程度に混合配合したものがよいが、硬化性、軽量性。

使用量の低減化等からして、両者の混合比は粗粒／微粒
＝　０．５１０．５程度のものが最も効果的である。

次に、カーボン系骨材としては、上記パーライト系骨材
に混合配合して使用する訳であるが、粗粒骨材と微粒骨
材いずれの場合でも、パーライト系微粒骨材との配合比
は（カーボン系骨材／パーライト微粒骨材）　０．７１
０．３〜０．２７０．８程度が固化・硬化共に良好であ
り、最も好ましいのは０．８７０．４程度である。

また、パルプ繊維は圧縮強度や曲げ強度を著しく向上さ
せる。その添加量は多いほど効果的であるが、２〜７ｗ
ｔ％程度で充分であり、好ましくは５％程度である。

次に、本発明を実施例によって詳細に説明する。

（ニ）実施例 本実施例に供試した結合剤は、 Ａ　：　Ｓ　ｉ　ＯＨ濃度が約２０％のシリカゾルｎ：
ｓｉｏ、濃度が約２０％で粒子大のシリカゾル Ｃ：　Ｓ　ｉ　０２濃度が約４０％のシリカゾルであり
、一方供試した骨材は、パーライト系３種（Ｐ−１〜３
）と炭素系２種（Ｍ−１〜２）の各粒子群のもので、そ
の各物性は第１表に示す通りである。

（以下余白） 第 表 （注）粗粒率とは、骨材の粒度を表す一指標で、この値
が大きいほど粗粒の骨材である。

予備実験ｌ 結合材として上記Ａを使用し、第１表に示す骨材各車味
に結合材／骨材比が０．３８〜４．０８の範囲で変化さ
せて調合した試料を厚さが２　ｃｍ、直径ｌＯａｉｍの
円筒形容器に投入し、１２〜１４℃の室内で静置して、
６時間後と２４時間後と９日間後とのそれぞれの硬化状
態を目視観察した。その結果。

固化不充分で粒子がバラバラであり、硬化しなかった。

予備実験２ 次に、結合剤添加量の変化による固化状態を調べるため
、結合材Ａと骨材Ｐ−３を供試して、結合材／骨材比を
１．４１　、１．６／　、１．９５　、２．３０と変化
させて、予備実験ｌと同様に試験した。その結果、結合
剤の添加量が多いほど固化状態が良い傾向が認められた
。

予備実験３ 予備実験１では、全般的に結合材不足のため硬化が不充
分であったこと、及び使用骨材Ｐ−１が粗粒のため結合
材が下方に流れて結合材が不足すること等に対する改善
と硬化促進を図るため、５０℃の恒温槽に各試料を入れ
て硬化状態を調べた。

供試材料は、結合材を再添加して調合したものと、骨材
Ｐ−１に骨材Ｐ−３を約等量混合したものに結合材Ｂを
添加したもの（Ｎｏ、４）であり、その目視観察結果は
第２表に併記した通りで、全体として硬化しているもの
は粒子の粒度分布が良いが、結合力の不足が認められた
。

一方、均一粒度に近いものは結合材の保持力が非常に弱
く、硬化するに致らない。

（以下余白） 以上の予備実験の結果から２次のことが分った。

（１）結合材の濃度が薄いため、多量の結合材を必要と
する。その対策として、高濃度シリカゾルを使用する必
要があること。

（２）粗粒状のＰ−１、Ｍ−１、Ｍ−２の各骨材は結合
材の保持力がないため、硬化が進行しない。

その対策として、微粒骨材を適量配合することの必要性
があること。

試　　験−１ 上記予備実験の結果から、前記高濃度結合材Ｃを混合骨
材に添加して固化ならびに硬化試験を行ない、併せて試
料の比重、結合材の使用率等を求めた。

まず使用材料は２結合材としてＣ（ＳｉＯ，が４０％の
もの）を使用し、骨材として（Ｐ−１）　＋（Ｐ−２）
と（Ｐ−１）　＋　（Ｐ−３）の各配合骨材を使用した
。

試料の調合は、第３表に示す通りであり、骨材粒子間に
充分に結合材が充填されたことを目視により確認した。

試料の作威と養成は各試料を金属製円形型枠に打ち込み
、直ちに５０℃の恒温槽中に静置する。

３日後、更に１０５℃で乾燥し、試料の固化・硬化状態
と比重を測定した。その結果を第３表に示す。

また、骨材（Ｐ−１）　＋（Ｐ−２）と（Ｐ−１）　＋
ＣＰ−３）を第３表の混合比で混合した単位質量当りの
容積を求めた結果を第１図に示す。

次に、結合材の使用率を求めるために第３表により試料
を作威し、混練り直後の単位容積質量を測定し、次式に
より結合材使用率を求めた。その結果を第２図に示す。

ω５＝ＧｘＷｓ／Ｗ　・・・・・・・・（１）ωＳ＝結
合材使用率（ｇ／ｃｃ） Ｗｓヨ結合材使用量（ｇ） Ｇ冨試料の単位容積質量 Ｗ＝使用材料の総質量（ｇ） （以下余白） 上記試験−１の結果から次の事柄がわかる。

■）結合材としては、Ａ、ＢよりもＣ（３１０゜が４０
％）が効果的である。

■）骨材の混合比については、Ｐ−１骨材の混合比が高
いほど軽い硬化体が得られ、更に良好な硬化体を作るた
めには、微粒骨材であるＰ−２やＰ−３の添加が必要で
ある。

■）比重については、上記混合比による（Ｐ−１）＋　
（Ｐ−２）硬化体の比重は約０．４Ｂで、（Ｐ−１）＋
　（Ｐ−３）では約０．３９であり、軽量化には後者が
よい。

■）結合材の使用量については、一定容積の硬化体を作
るために必要な結合材料は、微粒骨材添加率５０％の場
合、（Ｐ−１）＋　（Ｐ−２）＝０．７８ｇ／ｃｃ、　
（Ｐ−１）　＋　ＣＰ−３）　　＝０．４１ｇ／ｃｃで
あるため、結合材の使用量を歩なくするには後者がよい
。

■）好ましい硬化体としては、Ｐ−１骨材とＰ−３骨材
の混合比を５０ｗｔ％とし、Ｃ結合材（ＳｉＯ２が４０
％）で硬化させるのが最も効果的である。

試　　験−２ 前記の試験結果に基づいて、前記高濃度結合材ｃ（ｓｉ
ｏ、ａｏ％）を混合骨材に添加し、試料の固化又は硬化
の強化改善を目的として試験を行ない、併せて各試料の
比重および結合材の使用率等を求めた。

まず、結合材として前記Ｃを使用し、骨材としてはＣＭ
−１）＋　（Ｐ−２）、（Ｍ−１）＋　（Ｐ−３）、Ｃ
Ｍ−２）＋　ＣＰ−２）、（Ｍ−２）＋（Ｐ−３）の各
配合骨材を使用した。

試料の作成とＩＩ或は試験−１と同様にして行ない、配
合比ならびにその結果を第４表と第５表に示す。

（以下余白） 上記試験−２の結果から次の事がわかる。

工）結合材としては、Ａ、ＢよりＣが効果的である。

■）骨材の混合比については、Ｍ−１骨材比が高いほど
軽い硬化体が得られ、更に良好な硬化体を作るためには
、微粒骨材であるＰ−２又はＰ−３の添加が必要である
。

■）硬化体の比重については、上記混合比（０，８：０
１）による（Ｍ−１）＋　ＣＰ−２）硬化体の比重は約
０．５４．（Ｍ−１）＋　（Ｐ−３）硬化体では約０．
５２であり、軽量化には後者が良い。

■）結合材の使用量については、Ｍ−１系では一般に微
粒骨材の添加率が増すほど増加するが、Ｍ−２系では変
化は少ない、これは、Ｍ−２混合比の低下による結合材
使用量の減少と微粒骨材増加による結合材使用量の増加
が相殺されるためであろう。

一定容積の硬化体を作るために必要な結合材量は、微粒
骨材添加率が４０％の場合、 （Ｍ−１）＋　ＣＰ−２）で０．７８　ｇ／　ｃｃ、（
Ｍ−１）＋　（Ｐ−３）で０．７８　ｇ／　ｃｃ、（Ｍ
−２）＋（Ｐ−２）で０．９５　ｇ／　ｃｃ、（Ｍ−２
）＋　（Ｐ−３）で０．９０ｇ／ｃｃであり、結合材の
使用量を少なく抑えるためにはＭ−２系よりＭ−１系の
方が有利である。

■）好ましいは硬化体を作るためには、Ｍ−１骨材とＰ
−２骨材又はＰ−３骨材との混合比を６＝４として、Ｃ
結合材で硬化させるのが最も効果的である。

試　　験−３ 次に、上記各試験の結果に基づいて定めた所定混合比の
骨材に、パルプ繊維を混合して、その硬化状態と曲げ及
び圧縮強度に対するパルプ繊維の効果につき試験した。

木に験に使用した。材料は次の通りである。

結合材：Ｃ高濃度シリカゾル（ｓ　ｉ　ｏ、が４θ％） 骨　材：　（Ｐ−１）＋　（Ｐ−３）混合骨材（Ｍ−１
）＋　ＣＰ−３）混合骨材 混合材：パルプ繊維 調合は、　　（Ｐ−１）　＋　（Ｐ−３）骨材の混合比
を０．５　：　０．５とした場合と、（Ｍ−１）＋　（
Ｐ−３）骨材の混合比を０．８　：　０．４とした場合
につき、各ｍｔａ混合率を骨材質量＋７）０，５，１０
，１５ｗｔ％の４水準とした。

試料の作成と養成は、各調合試料を金属製角柱型枠（４
Ｘ４Ｘ１６ｃｍ）に打ち込み、直ちに５０℃の恒温槽中
に静置する。２Ｅ後、更に１０５℃で乾燥し、試料の固
化・硬化状態及び各強度試験を行なった。

その結果を第６表に示す、また、パルプ繊維添加率と圧
縮強度との関係を第３図に、パルプ繊維添加率と曲げ強
度との関係を第４図に、絶乾比重との関係を第５図に示
す。

（以下余白） 試　　験−４ 次に、パーライト系とカーボン系骨材を主体とするパル
プ繊維混合硬化体の防火性能について試験を行なった。

・使用材料 結合材＝Ｃ高濃度シリカゾル 骨　材：Ｐ−１＋Ｐ−３、Ｍ−１＋Ｐ−３の混合骨材 混合材：パルプ繊維 ・調合 Ｐ−１骨材とＰ−３骨材の混合比を０．５：０．５とし
、Ｍ−１骨材とＰ−３骨材の混合比を０．８：０１とし
、繊維混合率はそれぞれ骨材質量の５％とした。

・試料の作成と養生 試料は金属製角型枠（１４Ｘ　１６　ａｍ）で厚さはｌ
　ａｍと２ｃｍ及び３ｃｍに成形し、５０℃の恒温槽中
に静置する。２日後、更に１０５℃で乾燥し、防火試験
に供した。

・防火試験方法 ＪＩＳ−Ａ−１３０１の２級加熱曲線に基づいて加熱試
験を行ない、試料の裏面温度を測定した。加熱面は直径
的５ｃｍである。その結果を第７表に示す。

（以下余白） 第 ７ 表 （注）各データーはＮ＝２の平均値 第７表から、厚さ２ｃｍのものは木造軸組の防火性能を
充分に確保できることが分る。

以上の試験例から、次のことが分る。

１）粗粒パーライト骨材と微粒パーライト骨材の混合比
を１：１とし、パルプ繊維を５％添加した硬化体が良好
であり２該硬化体の絶乾比重は０．５３であり、また厚
さ２ｃ■のものは木造軸組の防火性能を充分に確保でき
る。

２）カーボン粒骨材と微粒パーライト骨材の混合比を０
．６：０．４とし２パルプ繊維を５％添加した硬化体が
全般的に良好であり、該硬化体の絶乾比重は０．７１で
あり、また厚さ２ｃ■のものは木造軸組の防火性能を充
分に確保できる。

（ホ）発明の効果 上述したように、本発明に係る金属パネル用裏打材によ
れば、外装材料に要求される各種性能のうち、特に防火
性、軽量性、耐水性、金属表面のへこみ及び面材の湾曲
の抑制等を改善あるいは防止することができるのである
。

しかも、本発明に使用する各材料は安価で大量に入手で
きる無機質又は墳機質材であるので、各種の特性に優れ
た金属パネルを安価に提供することができる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はパーライト系の粗粒及び微粒骨材の混合比とそ
の混合骨材の単位質量容量との関係を示すグラフ、第２
図はパーライト系の粗粒及び微粒骨材の混合比と使用率
との関係を示すグラフ、第３図はパーライト系骨材なら
びにカーボン系骨材へのパルプ繊維添加量とその硬化体
の圧縮強度との関係を示すグラフ、第４図はパーライト
系骨材ならびにカーボン系骨材へのパルプ繊維添加量と
その硬化体の曲げ強度との関係を示すグラフ、第５図は
パーライト系骨材ならびにカーボン系骨材へのパルプ繊
維添加量とその硬化体の絶乾比重との関係を示すグラフ
である。 特　　許　　出　　願　　人　　　岩　　瀬　　辰　　
二車 質 容 （ＣＣ／？） 使 用 率 伊／（２） 圧縮強度 （Ｋ９ｆ／　ｃｒｙ） 曲 げ強度 （Ｋりｆ／−） 絶 乾 比 重

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）パーライト系骨材群又はカーボン系骨材群から選
   ばれる少なくとも１種以上の骨材とシリカゾル結合材を
   配合してなることを特徴とする金属パネル用裏打材。 （２）パーライト系骨材群又はカーボン系骨材群から選
   ばれる少なくとも１種以上の骨材をシリカゾル結合材で
   固化させて硬化体とすることを特徴とする金属パネル用
   裏打材の製造法。 （３）パーライト系骨材群から選ばれる少なくとも一種
   以上の骨材とカーボン系骨材群から選ばれる少なくとも
   一種以上の骨材との一方をそのまま又は両方を混合し、
   更にこれに所定量のパルプ繊維を添加混合して、シリカ
   ゾル結合材で固化させて硬化体とする特許請求の範囲第
   ２項記載の金属パネル用裏打材の製造法。 （４）前記パーライト系骨材が粗粒又は微量の各単独あ
   るいは両者を所定比に配合した骨材であり、前記カーボ
   ン系骨材が粗粒又は微粒の各単独あるいは両者を所定比
   に配合した骨材であって、更にシリカゾル結合材が濃度
   ３０％以上の高濃度シリカゾルである特許請求の範囲第
   ２項又は第３項記載の金属パネル用裏打材の製造法。 （５）前記パーライト系の粗粒骨材と微粒骨材との混合
   比が０．６／０．４〜０．２／０．８、好ましくは０．
   ６／０．４〜０．４／０．６である特許請求の範囲第２
   項、第３項又は第４項記載の金属パネル用裏打材の製造
   法。 （８）前記カーボン系骨材とパーライト系微粒骨材との
   混合比が０．７／０．３〜０．２／０．８である特許請
   求の範囲第２項、第３項、第４項又は第５項記載の金属
   パネル用裏打材の製造法。 （７）パルプ繊維の添加混合比が混合骨材質量に対して
   ２ｗｔ％以上、好ましくは３〜７ｗｔ％である特許請求
   の範囲第２項、第３項、第４項、第５項又は第６項記載
   の金属パネル用裏打材の製造法。