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発明の名称 気泡コンクリート複合パネル
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−342698(P2001−342698A)
公開日 平成13年12月14日(2001.12.14)
出願番号 特願2000−166064(P2000−166064)
出願日 平成12年6月2日(2000.6.2)
代理人 【識別番号】100073461
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 武彦
【テーマコード(参考)】
2E002
2E162
【Fターム(参考)】
2E002 EB12 EC00 FB01 FB02 FB10 FB11 FB16 GA03 GA06 MA27 MA31 MA33 
2E162 BA02 BA03 BB03 CA13 CA14 CA16 CA31 CC05 DA09
発明者 松田 武彦
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】建築用の複合パネルであって、金属材料からなり枠状をなす枠本体と、枠本体の内側空間に配置された断熱材層と、枠本体および断熱材層との間に間隔をあけて、枠本体の表面に配置された気泡コンクリート板と、気泡コンクリート板と枠本体とを連結し、気泡コンクリート板の背面に沿う方向に通気可能な連結枠とを備える気泡コンクリート複合パネル。
【請求項2】前記連結枠が、気泡コンクリート板の背面に沿う方向に貫通する通気孔を有する請求項1に記載の気泡コンクリート複合パネル。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気泡コンクリート複合パネルに関し、詳しくは、住宅の外壁材などとして利用され、表面に配置される気泡コンクリート板や断熱材層などの複数の材料を複合化させてなる建築用のパネルを対象にしている。
【0002】
【従来の技術】工業化住宅の外壁材として、気泡コンクリート板を用いた複合パネルを利用することが行われている。気泡コンクリート板は、一般にALC板とも呼ばれる。セメントと骨材や水からなるスラリーに発泡剤を加えて発泡膨張させたものを板状に成形し、オートクレーブで蒸気によって加熱し硬化させることで、内部に大量の気泡を含み軽量であるとともに十分な強度や耐候性を有する気泡コンクリート板が得られる。気泡コンクリート板による外壁の仕上げは、施工能率が高く作業性が良いとともに耐久性の点で優れ、外観性も良好であり、住宅等の建築物の外壁として好ましいものである。
【0003】工業化住宅の外壁構造として、外壁の仕上げ材を外壁の内部に施工される断熱材層や室内側に配置される下地材などとともに複合化させたパネルを用いることが行われている。このような複合パネルは、予め工場で製造しておき、建築現場では、複合パネルを縦横に連結していくだけで外壁の施工が完了する。この技術は、工場生産によって安定した高品質の複合パネルが得られ、現場施工による仕上がりのバラツキが生じ難く、作業性および生産性に優れた工法として、広く普及している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記した複合パネルの表面仕上げ材として気泡コンクリート板を使用する場合、製造時に大量の水分を含有している気泡コンクリート板の乾燥が十分に行い難いという問題がある。前記した気泡コンクリート板の製造方法からも判るように、オートクレーブ処理を経て製造された気泡コンクリート板は、製造直後の時点では大量の水分を含有している。通常は、水分含有量が30〜40%にも達する。気泡コンクリート板として十分な特性を発揮するには、水分含有量が8%程度になるまで乾燥させる必要がある。
【0005】したがって、複合パネルを製造する前に、気泡コンクリート板を十分に乾燥させる工程が必要になる。そのために、気泡コンクリート板の乾燥工程および乾燥設備が必要であったり、複合パネルの製造に余分の時間がかかってしまうことになる。従来においては、高含水状態の気泡コンクリート板をそのまま使って複合パネルを製造し、複合パネルの輸送保管あるいは現場施工を行っている間に、気泡コンクリート板が自然乾燥することを期待していた。しかし、気泡コンクリート板を断熱材層などと貼り合わせて複合パネルにしてしまうと、少なくとも気泡コンクリート板の片面側が他の材料層で塞がれることになるため、気泡コンクリート板からの水分の放出が阻害される。気泡コンクリート板を単独で自然乾燥させている場合に比べて、はるかに乾燥が遅れてしまう。
【0006】その結果、複合パネルを建築物に施工した状態でも、気泡コンクリート板の乾燥が十分には進行しておらず、施工後に気泡コンクリート板に水分による性質品質の低下などの問題が発生する。複合パネルを建築物に施工してしまうと、余計に、気泡コンクリート板の背面側からの水分の放出が行われ難くなるので、建築物の完成してから長い期間が経過しても、気泡コンクリート板は良好な乾燥状態にはならず、品質性能が低下したままになることがある。本発明の課題は、前記したような気泡コンクリート板を用いた複合パネルにおいて、高含水状態で製造される気泡コンクリート板が有する問題を解決して、気泡コンクリート板の性能や特性を十分に発揮させて性能品質の高い複合パネルを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる気泡コンクリート複合パネルは、建築用の複合パネルであって、金属材料からなり枠状をなす枠本体と、枠本体の内側空間に配置された断熱材層と、枠本体および断熱材層との間に間隙をあけて、枠本体の表面に配置された気泡コンクリート板と、気泡コンクリート板と枠体とを連結し、気泡コンクリート板の背面に沿う方向に通気可能な連結枠とを備える。
〔枠本体〕通常の建築用複合パネルにおいても、基本的な構造体として利用されている構造である。複合パネル全体の剛性や機械的強度を負担したり、複合パネル同士の連結構造を提供したりする。
【0008】枠本体は、鉄鋼やアルミ材などの金属材料からなり、押出成形やプレス成形によって製造された型材や板材、棒材を縦横に組み立てて枠構造を構成する。枠本体の外形は、通常の複合パネルと同様の矩形状をなすものが一般的であるが、建築物の構造や使用形態に合わせて、矩形以外の平面形状を有するものも使用できる。平坦なもののほか、屈曲しているものや湾曲しているものもある。
〔断熱材層〕通常の複合パネルと同様の断熱材を用いることができる。具体的には、グラスウールや合成樹脂発泡体などが挙げられる。
【0009】断熱材は、繊維状、粒状、板状、ブロック状などの形態を有するものがあり、何れの形態のものも使用可能である。断熱材層を、枠本体の内側に生じる空間に配置しておくことで、複合パネルの厚みを薄くできるとともに、枠本体で断熱材層を保護することができる。枠本体の内側空間に断熱材層を配置するには、予め板状などに加工された断熱材層を枠本体の内側空間に嵌め込んでもよいし、繊維状や粒状の断熱材を袋などに収容した状態で枠本体の内側空間に配置したり、繊維状や粒状の断熱材を接着剤とともに吹き付けたり充填したりすることもできる。
【0010】断熱材層として、複数の断熱材層を積層したものや、複数の断熱材を混合したり複合化したものを用いることもできる。板状の断熱材層と繊維状や粒状の断熱材層とを組み合わせることもできる。枠本体の内側空間だけでは断熱材層の量が不十分な場合には、枠本体の外側に断熱材層を積層しておくこともできる。
〔気泡コンクリート板〕通常の建築施工に用いられている気泡コンクリート板が使用される。気泡コンクリート板には種々の材料および製造工程からなる製品が知られているが、それらの気泡コンクリート板を、目的や要求性能に合わせて選択して使用することができる。一般的にはALC板として製造あるいは市販されている製品が使用できる。
【0011】気泡コンクリート板の厚みは、分厚いほど強度や耐久性に優れたものになるが、複合パネルの重量や厚みは増える。建築物の構造や複合パネルの使用形態によっても異なるが、気泡コンクリート板の厚みは3.5〜20cmの範囲で設定することができる。一般の外壁用には3.5〜10cmの範囲のものが使用される。気泡コンクリート板は、枠本体および断熱材層との間に間隔をあけて、枠本体の表面に配置される。気泡コンクリート板と枠本体および断熱材層との間隔をあけるほど、気泡コンクリート板からの水分の放出が良好に行われ易いが、複合パネルの厚みは増える。通常は、気泡コンクリート板と枠本体および断熱材層との間隔を1〜3cmの範囲で設定することができる。
【0012】1枚の複合パネルに、通常、複数枚の気泡コンクリート板が配置される。具体的には、矩形状の気泡コンクリート板を1方向あるいは縦横両方向に並べて複合パネルの表面に配置する。気泡コンクリート板の表面には、凹凸模様を施したり、着色層を設けて外観意匠性を向上させることができる。
〔連結枠〕気泡コンクリート板と枠本体とを連結して所定の間隔をあけた状態で維持することができれば、使用する材料や構造は特に限定されない。
【0013】具体的には、連結枠の材料として、前記した枠本体と同様の金属材料からなる型材あるいは枠材を用いることができる。但し、連結枠は枠本体ほどの強度や剛性は要求されないので、比較的に薄い材料や細い材料を用いることができる。気泡コンクリート板の背面に連結枠が密着している個所では気泡コンクリート板からの水分の放出が行われ難いので、連結枠と気泡コンクリート板との接触面積は必要最小限にしておくほうが良い。複合パネルが矩形状をなすものの場合、連結枠としては、複合パネルの外周に沿う縦枠および横枠だけで構成することができる。縦枠および横枠で構成される矩形の内部空間を仕切る中枠を加えることもできる。連結枠を、間隔をあけて配置された複数本の平行な枠材だけで構成することもできる。
【0014】連結枠は、気泡コンクリート板の背面に沿う方向に通気可能にしておく。具体的には、連結枠を構成する枠材同士の間に隙間をあけておいてもよいし、連結枠の構成する枠材の一部に通気用の孔や切り欠き、溝などを設けておくこともできる。通気方向は、複合パネルあるいは気泡コンクリート板の1辺から対向辺への1方向だけであってもよいし、縦横両方向など複数方向に通気されるようになっていてもよい。連結枠に設ける通気孔などの通気路が多かったり大きかったりするほど、気泡コンクリート板の背面側からの水分の放出が良好に行われる。また、建築物の施工後に、複合パネルの内部における通気性を維持するにも有効である。但し、建築物の外壁内部に外気や湿気が侵入することが好ましくないときには、連結枠の通気路を狭くしておくほうが良い場合がある。複合パネルの施工後における通気性を遮断するために、複合パネルの施工時に連結枠の通気孔を塞いでおくこともできる。
【0015】連結枠には、複合パネルの施工時に連結枠同士あるいは複合パネル同士を接合するための継手構造を備えておくことができる。
〔複合パネル〕複合パネルは、少なくとも枠本体と断熱材層と気泡コンクリート板と連結枠とで構成される。各層の接合は、釘やリベット、ボルト、接着剤を用いたり、互いに係合可能な凹凸係合構造を備えておいたり、係合金具を用いたりすることができる。複合パネルには、上記各層に加えて、外壁を構成するための各種材料層を複合化させておくこともできる。具体的には、防音材層や防湿材層、室内側の下地材層や仕上げ材層などが挙げられる。これらの材料には、通常の建築材を用いることができる。
【0016】複合パネルの製造は、複合化させる各層を同時あるいは順番に接合していけばよい。各層は、予め製造しておいてもよいし、製造と同時あるいは製造に引き続いて複合パネルへの接合を行うことができる。気泡コンクリート板は、複合パネルの製造前に成形、オートクレーブ処理などを行っておくが、完全な乾燥状態にまでしておく必要はない。製造直後の高含水状態のままで複合パネルの製造に供給することができる。複合パネルに組み込まれた気泡コンクリート板は、片側は外面に露出していて表面から水分の放出が行われる。気泡コンクリート板の背面側は、連結枠を介して枠本体および断熱材層に隣接している。但し、枠本体および断熱材層との間には間隔があいているので、気泡コンクリート層の背面からも水分の放出が良好に行われる。気泡コンクリート層と枠本体および断熱材層と間隔に放出された水分は、連結枠に設けられた通気構造を経て複合パネルの外部空間へと放出される。
【0017】したがって、複合パネルを製造した状態で輸送保管に供している間に、気泡コンクリート板の表面側だけでなく背面側からも水分の放出が活発に行われることになる。さらに、建築現場に運ばれた複合パネルを建築物の外壁に施工している間および施工後においても、気泡コンクリート板の背面から連結枠の通気構造を経て水分の放出を行うことができる。その結果、気泡コンクリート板に対して特別な乾燥工程を行わずに複合パネルの製造および建築物への施工を行っても、気泡コンクリート板が十分に乾燥した状態で使用できることになる。十分な乾燥状態になった気泡コンクリート板は、初期の性能や機能を良好に発揮できることになる。
【0018】複合パネルは、建築物の外壁や床その他の板状の建築構造の施工に利用できる。用途や施工条件に合わせて、複合パネルを構成する各層の材料や構造を変更することができる。
【0019】
【発明の実施形態】〔複合パネルの構造〕図1〜3に示す気泡コンクリート複合パネルPは、枠本体10、断熱材層20、気泡コンクリート板30、連結枠40および背面材層50とで構成されている。枠本体10は、C型鋼材からなり、矩形の外周および中心に配置され、溶接やボルト締結によって枠状に組み立てられている。複合パネルPの全体の剛性や強度は枠本体10が負担する。図示を省略するが、枠本体10には複合パネルP同士を連結したり、複合パネルPを壁駆体や柱に取り付けたりするためのボルト孔その他の連結構造を備えている。
【0020】断熱材層20は、グラスウールからなり、枠本体10の内側空間に充填されている。気泡コンクリート板30は、ALC板とも呼ばれる市販の板材製品が使用されている。図2に示すように、1枚の複合パネルPに対して複数枚の気泡コンクリート板30が並べて配置されている。連結枠40は、鋼やアルミ等の金属材料からなり、プレス成形や押出成形によって、所定の断面形状に形成された枠材を用いて構成される。連結枠40は、外周の長辺に沿って配置される縦枠42と、外周の短辺に沿って配置される横枠44と、縦枠42と平行で中心に沿って配置される中枠46とを有する。
【0021】図1に示すように、縦枠42は断面「ユ」字形をなし、中枠46は断面「C」字形をなしている。図3に示すように、横枠44は断面「Z」字形をなしている。図3および図2に示すように、横枠44の垂直辺には長孔状の通気孔48が貫通している。また、横枠44の一部は気泡コンクリート板30や枠本体10の端面よりも外側に張り出しており、複合パネルP同士を連結する際の継手として利用される。連結枠40は、片面を気泡コンクリート板30の背面に当接させ、反対面を枠本体10の表面に当接させて配置されている。その結果、気泡コンクリート板30と枠本体10とは直接に接触することなく間隙をあけた状態になっている。
【0022】連結枠40は、両面については気泡コンクリート板30と枠本体10および断熱材層20によって塞がれているが、横枠44に有する通気孔48を通じて、連結枠40の内部空間と外部とが連通している。したがって、気泡コンクリート板30の背面も連結枠40の内部空間を通じて複合パネルPの外部空間と連通していることになる。背面材層50は、パーティクルボード52、フォームスチレン54および防湿石膏ボード56で構成されている。パーティクルボード52は枠本体10にビス止めされており、地震時の水平耐力を向上させるのに有効である。フォームスチレン54は、断熱材として機能し、枠本体10をカバーするように配置されていることにより、枠本体10の金属部分で構成される熱橋部分とその他の部分との温度差を少なくし、いわゆるヒートブリッジ対策に有効である。防湿石膏ボード56は、防湿、防火、遮音の機能を果たす。フォームスチレン54と防湿石膏ボード56とは予め積層一体化されたものを取り付ける。
【0023】〔複合パネルPの製造〕上記のような構造を有する複合パネルPは、建築施工現場で製造されるのではなく、予め工場などで製造されたものを建築施工現場に持ち込んで施工する。製造工場における製造工程のうち、気泡コンクリート板30となるALC板は、セメントや骨材、水を含むコンクリート材料に発泡剤を加えたスラリーを成形型に流し込んで発泡させる。発泡した材料を蒸気とともに加熱するオートクレーブ処理を行う。コンクリート材料が硬化して、気泡コンクリート板30が得られる。上記工程の説明からも判るように、製造直後の気泡コンクリート板30は大量の水分を含有しており、この水分が経時とともに外部に放出されることで、気泡コンクリート板30は乾燥する。
【0024】複合パネルPの製造は、気泡コンクリート板30が完全に乾燥する前の状態、すなわち水分を含有している状態で行う。具体的には、枠本体10および連結枠40のプレス成形や溶接組立、断熱材層20の充填などの作業工程を順次行い、連結枠40の表面に、気泡コンクリート板30を取り付ける。気泡コンクリート板30の取り付けは、釘やボルト、接着剤などが用いられる。複合パネルPを構成する全ての層が一体化されれば、複合パネルPの製造は完了する。
【0025】完成した複合パネルPは、直ちに建築施工現場に持ち込んで施工に用いることもできるが、気泡コンクリート板30が十分に乾燥するまで保管しておくことができる。複合パネルPを放置しておけば、気泡コンクリート板30の表面や側面は勿論のこと、気泡コンクリート板30の背面からも水分が放出されて、気泡コンクリート板30の乾燥が進行する。気泡コンクリート板30の背面から連結枠40の内部空間に放出された水分は連結枠40の通気孔48を経て外部に放出されるので、気泡コンクリート板30の背面からの水分放出も効率的に行われることになる。
【0026】このとき、枠本体10および断熱材層20は、連結枠40を介して気泡コンクリート板30とは離れているので、気泡コンクリート板30から放出された水分が枠本体10や断熱材層20の性能や機能を損なうことが防げる。具体的には、断熱材層20が水分を含んでしまって断熱性が低下するような問題が起こり難い。気泡コンクリート板30は、乾燥が完了する前に、建築現場へ持ち込んで施工に用いることができるので、輸送保管の間における乾燥は完全に行われなくても構わない。
【0027】〔複合パネルPの施工〕図4に示すように、複合パネルPを順次並べて連結していくことで、建築物の壁面が施工される。建築物の外表面には気泡コンクリート板30が配置される。複合パネルPの隣接個所では、ブラケット材60を用いて連結枠40同士を連結固定している。図示を省略するが、複合パネルP同士の継ぎ目には隙間を埋める処理や水封処理を行うことができる。複合パネルPの敷設作業中および敷設作業後も、気泡コンクリート板30の乾燥は進行する。気泡コンクリート板30の背面では、連結枠40の通気孔48が隣接する複合パネルPの連結枠40に有する通気孔48とも連通している。したがって、敷設された複合パネルPの端面等で連結枠40の通気孔48を外部空間と連通させておけば、気泡コンクリート板30の背面から放出された水分は、連結枠40の通気孔48を介して外部空間へと排出させることができる。
【0028】連結枠40に有する通気孔48および連結枠40の内部空間は、建築物の使用中における通気空間として利用することもできる。連結枠40の内部が通気空間となることで、断熱材層20が湿気を吸って断熱性が低下することなどが防止できる。但し、複合パネルPの施工後は、連結枠40の通気孔48を用いて気泡コンクリート板30の乾燥を促進させる必要がない場合には、連結枠40の通気孔48を塞いでから、複合パネルPの敷設施工を行うこともできる。これによって、壁の内部に外部から湿気などが侵入するのを防止することができる。
【0029】これとは逆に、連結枠40による通気機能をより高めるために、複合パネルPの施工前に、連結枠40の通気孔48を大きく切り開いておいたり、予め形成された通気孔48とは別の位置に新たな通気孔をあけておくことも可能である。
【0030】
【発明の効果】この発明の気泡コンクリート複合パネルは、気泡コンクリート板が、背面に通気性を備えた連結枠を介して枠本体および断熱材層と複合化されていることにより、オートクレーブ処理などを経て製造された気泡コンクリート板を、完全に乾燥する前に複合パネルに組み込んでも、気泡コンクリート板に含まれる水分は、気泡コンクリート板の表面側だけでなく背面側からも効率良く放出される。複合パネルを建築物に施工するまでの間の輸送あるいは保管期間に、気泡コンクリート板を十分な乾燥状態にすることができる。
【0031】また、建築物への施工後においても、気泡コンクリート板の水分は表面側および背面側から放出され、さらに気泡コンクリート板を乾燥させたり、良好な乾燥状態に維持することができる。




 

 


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