JP2023058364A - 金属サンドイッチパネルおよび建築材 - Google Patents

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Abstract

【課題】遮音性能に優れた金属サンドイッチパネルおよび建築材を提供する。【解決手段】芯材10の表裏面に金属材からなる表面材11、裏面材12が固着された金属サンドイッチパネル1において、表面材11もしくは裏面材12の表面に、表面材11もしくは裏面材12の面密度の0.5倍以上4倍以下の面密度を有する高密度面材16が固着されていることを特徴とする。【選択図】図1A

Description

本発明は、金属サンドイッチパネルおよび建築材に関する。
従来、金属サンドイッチパネルは軽量性や施工性を特長として建築分野で広く使われている。金属サンドイッチパネルは、芯材の表裏面に金属板からなる表面材、裏面材が固着されており、芯材には発泡プラスチックが多く使われ、表面材、裏面材と発泡プラスチックとを強固に接着し一体化することにより、金属サンドイッチパネルとしての所定の強度を得るようにしている。
また、耐火性を要求された場合の芯材として、ロックウールが提案されており(例えば、特許文献1参照)。高密度のロックウールを用いて両面の表面材、裏面材と高密度のロックウールとを強固に接着することにより、耐火性と強度を得ていた。
特許第3657692号公報
しかしながら、従来から金属サンドイッチパネルが使われてきた天井や軽微な間仕切用途でなく、耐火性の要求される主要な間仕切として金属サンドイッチパネルが使われることが増えるに従い、遮音性に劣ると言う点が問題になってきている。特に、金属サンドイッチパネルを遮音性が要求される用途に用いる場合には、二重壁にする等の特別な配慮が必要となって、コストが高くなり、施工も難しくなるということが問題となってきた。
本発明の目的は、遮音性能に優れ、かつ低コストで施工も容易な金属サンドイッチパネルおよび建築材を提供することにある。
[1]芯材の表裏面に金属材からなる表面材、裏面材が固着された金属サンドイッチパネルにおいて、前記表面材もしくは前記裏面材の表面に、前記表面材もしくは前記裏面材の面密度の0.5倍以上4倍以下の面密度を有する高密度面材が固着されていることを特徴とする金属サンドイッチパネル。
[2]芯材の表裏面に金属材からなる表面材、裏面材が固着された金属サンドイッチパネルにおいて、
前記芯材が複数枚の断熱層と、前記複数枚の断熱層の間に挟持された高剛性層とからなり、
前記裏面材側の前記断熱層の厚みに対する、前記表面材側の前記断熱層の厚みの比は、1.8以上4.0以下であることを特徴とする金属サンドイッチパネル。
[3]前記表面材の表面に、前記表面材の面密度の1.5倍以上4.0倍以下の面密度を有する高密度面材が固着されている、前記[2]に記載の金属サンドイッチパネル。
[4]前記断熱層は発泡樹脂層であり、前記高剛性層は無機材層である、前記[2]または[3]に記載の金属サンドイッチパネル。
[5]前記[1]~[4]のいずれか一項に記載の金属サンドイッチパネルが複数枚幅方向に隣接して配置されており、隣接する前記金属サンドイッチパネル間に、前記高密度面材が固着されていないパネル間目地を有する、金属サンドイッチパネル。
[6]前記[5]に記載の金属サンドイッチパネルを備え、前記パネル間目地にシーリング材が打設されていることを特徴とする建築材。
本発明によれば、遮音性能に優れた金属サンドイッチパネルおよび建築材を提供することができる。
本発明の第1の実施形態による金属サンドイッチパネルの好適な一例の全体図である。 図1Aに示した金属サンドイッチパネルの垂直断面図である。 図1Aに示した金属サンドイッチパネルの水平断面図である。 本発明の第2の実施形態による金属サンドイッチパネルの好適な一例の垂直断面図である。 本発明の第2の実施形態による金属サンドイッチパネルの好適な別の例の垂直断面図である。 本発明による建築材の一例としての間仕切壁の全体図である。 図3Aに示した間仕切壁の垂直断面図である。 図3Aに示した間仕切壁の水平断面図である。 図3Cに示した間仕切壁のパネル間目地部分の一例の拡大図である。 図3Cに示した間仕切壁のパネル間目地部分の別の例の拡大図である。 間仕切壁の建物への固定方法の一例を示した図である。
(金属サンドイッチパネル)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本発明の第1の実施形態による金属サンドイッチパネルは、芯材の表裏面に金属材からなる表面材、裏面材が固着された金属サンドイッチパネルにおいて、表面材もしくは裏面材の表面に、表面材もしくは裏面材の面密度の0.5倍以上4倍以下の面密度を有する高密度面材が固着されていることを特徴とする。
本発明者は、金属サンドイッチパネルに優れた遮音性能を与える方途について鋭意検討した。その結果、金属サンドイッチパネルは元々軽量であるために質量則に応じた透過損失が小さく遮音性が劣り、かつ所定ピッチで表面材、裏面材の途切れる目地を有するため遮音性に劣るだけでなく、両側の金属材を芯材を介して強固に接着することにより、両側の表面材、裏面材が共振し、他材料では類を見ない極端にシャープなコインシデンスが生じていること、さらにこれらの現象に対する、金属サンドイッチパネルの取付方法や目地構造の影響は無視できるものであることを見出した。その結果、金属サンドイッチパネルを構成する表面材もしくは裏面材の表面に面材を固着させることに想到した。しかし、本発明者が検討した結果、表面材もしくは裏面材の表面に単に面材を固着させるだけでは、十分な遮音性が得られないことが分かった。そこで、本発明者がさらに検討を進めた結果、面材として、表面材もしくは裏面材の面密度の0.5倍以上4倍以下の面密度を有する高密度面材を用いることにより、音源側の面材と受音側の面材の共振を簡易かつ低コストで抑制して、遮音性能を向上できることを見出し、本発明を完成させたのである。以下、本発明による金属サンドイッチパネルの各構成について説明する。
図1は、本発明による金属サンドイッチパネルの好適な一例を示している。図1に示した金属サンドイッチパネル1は、芯材10の表裏面に金属材からなる表面材11、裏面材12が固着されている。そして、表面材11の表面に、高密度面材16が固着されている。図1に例示した金属サンドイッチパネル1においては、芯材10は、断熱層13、14と、高剛性層15とで構成されている。
-表面材および裏面材-
表面材11および裏面材12は、金属材からなる。表面材11および裏面材12を金属材で構成する場合、金属材をプレス成形、ロール成形等によって所定の断面形状に形成したものを使用することができる。
金属材としては、例えば、溶融55%アルミニウム-亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、塗装溶融55%アルミニウム-亜鉛めっき鋼板(塗装:ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、アミノ・アルキド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂)、塗装溶融亜鉛めっき鋼板(塗装:ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、アミノ・アルキド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂)、塗装ステンレス鋼板(塗装:ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、アミノ・アルキド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂)、塩化ビニル樹脂フィルム張/金属板、高耐候性圧延鋼材(塗装:エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂)、両面ポリエステル樹脂系塗装/溶融アルミニウムめっき鋼板、フェライト系ステンレス鋼板、両面アクリル樹脂系塗装/亜鉛合金板などを用いることができる。なお、前記の金属板の塗装は表面だけでなく有機断熱ボードと接着される面にも施されることが一般的であり、この場合には接着剤の常温時の接着性と加熱時の初期の燃焼性の点から樹脂を選択し、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂およびアクリル樹脂などを用いることが好ましい。
また、表面材11および裏面材12の面密度は、2.7kg/m以上7.9kg/m以下とすることが好ましい。表面材11および裏面材12の面密度を2.7kg/m以上とすることにより、金属サンドイッチパネル1として必要な強度を確保できる。一方、表面材11および裏面材12の面密度を7.9kg/m以下とすることにより、表面材の形状加工・切断加工が容易となり、金属サンドイッチパネル1としての軽量性なども確保できる。
表面材11および裏面材12の寸法は、設計に応じて適切に設定することができ、例えば、長さは0.6~12m、幅は300~1000mmとすることができる。また、表面材11および裏面材12の厚みは、強度や重量、経済性の点で、0.3~1.6mmとすることが可能であるが、より好ましくは0.4~1.0mmである。
-芯材-
金属サンドイッチパネル1の母体を構成する芯材10は、金属サンドイッチパネル1に要求される耐火性や断熱性などの特性に応じて、適切な材料で構成することができる。例えば、芯材10は、断熱層13、14を有するように構成することができる。これにより、高い断熱性を有する金属サンドイッチパネル1を得ることができる。また、断熱層13、14は、発泡樹脂からなる発泡樹脂層とすることができる。これにより、軽量性かつ高い断熱性を有する金属サンドイッチパネル1を得ることができる。発泡樹脂層については、後に詳述する。
また、芯材10は、上記発泡樹脂層に加えて、高い剛性を有する材料で構成された高剛性層15をさらに有することができる。これにより、高い剛性かつ高い断熱性を有する金属サンドイッチパネル1を得ることができる。高剛性層15は、無機材からなる無機材層とすることができる。これにより、軽量で高い断熱性および高い耐火性を有する金属サンドイッチパネル1を得ることができる。無機材層については、後に詳述する。
さらに、芯材10が複数枚(図1A~Cの例では、2枚)の断熱層13、14と、複数枚の断熱層13、14の間に挟持された高剛性層15とで構成することができる。このような構成とすることにより、表面材11および裏面材12が各々固着される断熱層13、14の厚み、すなわち表面材11および裏面材12の支持状態を相互に異なるものとし、振動特性を相違させて表面材11と裏面材12の共振を抑制し、遮音性を向上させることができる。
上記表面材11および裏面材12を芯材10に固着させる方法は、表面材11・裏面材12と芯材10とを強固に固着して一体化し、金属サンドイッチパネル1として強度を確保できるものであれば特に限定されず、有機系接着剤や無機系接着剤などの接着剤、両面テープ等を用いて行うことができる。中でも有機系接着剤は、低コストでかつ専用の設備を設ければ作業効率にも優れるため多く用いられる。
有機系接着剤としては、ウレタン樹脂系(主成分:ウレタン樹脂、溶剤:エステル類、ケトン類)、エポキシ樹脂系(主成分:(主剤)エポキシ樹脂、(硬化剤)変性ポリアミン、変性ポリチオール、溶剤:エステル類、ケトン類、アルコール類)、酢酸ビニル樹脂系(主成分:酢酸ビニル樹脂、溶剤:アルコール類、エステル類、ケトン類)、変性シリコン系のものを用いることができる。中でも、ウレタン樹脂系の接着剤は接着性に優れ、広い温度域で高い接着強度を発揮できるとともに、パネル製作時の硬化特性を容易に設定できるので、好ましい。
--発泡樹脂層--
ここで、断熱層13、14を発泡樹脂層で構成する場合について説明する。発泡樹脂層13、14は、発泡樹脂で構成された層であり、金属サンドイッチパネル1に軽量性と断熱性を与えることができる。発泡樹脂としては、ポリウレタン樹脂、イソシアヌレート樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂などを用いるとコストにも優れ好ましい。
また、発泡樹脂は、熱硬化性樹脂で構成されていることが、パネル1の防耐火性の観点から好ましい。これにより、例えば表面材11(裏面材12)が火災などにおいて加熱された際に、表面材11(裏面材12)と発泡樹脂層13(14)とが剥離した後も、発泡樹脂層13、14を高剛性層15の表面に留めておくことができる。
---熱硬化性樹脂---
上記熱硬化性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、イソシアヌレート樹脂、フェノール樹脂などを用いることができる。中でも、高い難燃性を有することから、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を用いることが好ましく、さらに加熱されて炭化する際に膨張性を有するものを選択するとなお好ましい。
発泡樹脂層13、14は、熱硬化性樹脂や硬化剤、発泡剤などを一緒に混合して発泡して硬化し、得られた樹脂フォームをボード状にしたものを用いることができる。また、発泡樹脂層13、14は、成形上の都合や表面材11(裏面材12)や高剛性層15との接着性などの点で、表裏面に面材を有するものを用いてもよい。
こうした樹脂フォームおよび面材を有する発泡樹脂層13、14は、面材上に熱硬化性樹脂、硬化剤、発泡剤などを混合した混合物を一定速度で走行する面材上に混合物を吐き出させた後、硬化炉内のコンベア間でボード状に成形して形成することができる。また、発泡樹脂層13、14は、予め表面材11、裏面材12および高剛性層15を所定間隔の隙間をもって設置した後、当該隙間に有機樹脂材料を注入する方法で構成してもよい。この場合、上記有機樹脂材料を適切に選定すれば、その自己接着力により接着剤を兼用することができる。
上記面材としては、ポリエステル不織布、ポリプロピレン不織布、アルミニウム箔、アルミ蒸着紙、不燃性の加工紙、およびこれらの材料を組み合わせたものなどを用いることができる。この中でも、ポリエステル不織布が価格、耐熱性、透湿性を兼ね備えた性能を有しており、好ましい。
発泡樹脂層13、14の寸法は、金属サンドイッチパネル1の断熱性およびパネル1としての強度に応じて適切に設定することができる。発泡樹脂層13、14は、長さ方向に複数枚の発泡樹脂ボードを並べて構成することができ、パネル1の長さを超える分については切断して長さを合わせることができる。また、発泡樹脂層13、14は、幅方向に複数枚の発泡樹脂ボードを並べて構成することができ、パネル1の幅を超える分については切断して幅を合わせることができる。このように、発泡樹脂層13、14は、その面内方向に隣接する複数枚の発泡樹脂ボードで構成することができる。
また、金属サンドイッチパネル1の断熱性や強度と、経済性とを両立させるため、発泡樹脂層13、14の厚みは20~150mmとすることが好ましく、30~100mmとすることがより好ましい。また、発泡樹脂層13、14の密度は、0.02~0.08t/mとすることがより好ましく、0.025~0.05t/mとすることがより好ましい。
-高剛性層-
断熱層を2層以上に分け、断熱層13、14の間に高剛性層15を設け、表面材11と裏面材12とが各々固着される断熱層13、14の厚みを異なるものとすることによって、表面材11と裏面材12の支持状態を変えて、遮音性を向上させることができる。高剛性層15は断熱層13、14に比べ十分に大きな剛性を有し、表面材11および裏面材12の振動により共振することがないようにする。高剛性層15の面外曲げ剛性は、断熱層13、14の面外曲げ剛性に対し、少なくとも5倍以上とすることが好ましい。
コインシデンスの原因となる表面材11および裏面材12の固有振動数は、表面材11および裏面材12の質量と、表面材11および裏面材12を支持する断熱層13、14の弾性的性質すなわちバネ係数により決まる。表面材11および裏面材12の固有振動数は、表面材11および裏面材12の面密度が大きいほど、またバネ係数が小さいほどすなわち断熱層13および14が厚いほど小さくなる(低周波となる)。
次に、高剛性層15は無機材層とすると、低コストで耐火性を付与でき、好ましい。高剛性層15は、軽量気泡コンクリート、石膏ボード、ケイカル板などで構成することができる。中でも、無機材層15は、軽量気泡コンクリートで構成することがより好ましい。軽量気泡コンクリートとしては、高温高圧下で養生され、内部に特殊防錆処理を施した鉄筋マットやメタルラス(スチール製の金網)で補強したものが好ましい。また、軽量気泡コンクリートは、その製造方法の特徴から内部に容易に鉄筋マットやメタルラスを配置できる。
また、無機材層15の密度は、0.3~1.2t/mとすることが好ましく、0.3~0.6t/mとすると軽量性と強度のバランスがよく、より好ましい。
無機材層15を石膏ボードやケイカル板で構成する場合、これらの材料は結晶水が多く、従来防耐火の用途に多用されてきたが、結晶水が放出された後は反りや亀裂が大量に発生するため、厚みを大きくしたり、内部に不燃性の補強材を装填したりする必要がある。現在の成型方法では内部に補強材を装填することは困難なため、複数枚重ねてその間に挟むなどの方法を用いる必要がある。上記石膏ボード、ケイカル板の接着は、有機系接着剤を用いることもできるが、水ガラスやコロイダルシリカなどをバインダーとし、アルミナ等の酸化物をフィラーとする無機系接着剤を用いると、加熱時間中や加熱終了後も長く接着性を維持できるため好ましい。
また、上記不燃性の補強材としては、ガラスファイバーネットやメタルラスなどを用いることができる。
無機材層15の寸法は、金属サンドイッチパネル1の設計に応じて適切に設定することができる。無機材層15は、長さ方向に複数枚の無機ボードを並べて構成することができ、パネル1の長さを超える分については切断して長さを合わせることができる。また、無機材層15は、幅方向に複数枚の無機ボードを並べて構成することができ、金属サンドイッチパネル1の幅を超える分については切断して幅を合わせることができる。このように、無機材層15は、その面内方向に隣接する複数枚の無機ボードで構成することができる。
なお、無機材層15を複数枚の無機ボードで構成する場合、複数枚の無機ボードは、縦目地がずれるように配置されていてもよいし、縦目地が一直線に並ぶように配置してもよい。
無機材層15を複数枚の無機ボードで構成する場合、複数枚の無機ボードの小口面を互いに耐火接着剤により接着するか、複数枚の無機ボードの小口面間に熱膨張材を装填するか、複数枚の無機ボードを連結金具によって面外方向、面内方向、または面外方向および面内方向の動きに対して互いに固定するか、これらの手段を併用することが好ましい。
耐火接着剤としては、ケイ酸ナトリウムを主成分とし、シリカ、カオリン、タルク、粘土鉱物などの無機成分を加えたものや、さらにスチレン・ブタジエン共重合体などの有機系の添加剤を加えて作業性を改善させたものを用いることができる。他には、セメント系材料に適宜バインダーを加えたものも用いることができる。
熱膨張材としては、シート状や紐状の熱膨張材、あるいは耐火塗料などを使用することができる。熱膨張性シート材としては、150~200℃程度で膨張を開始し、300℃で5~15倍程度、600℃で10~30倍程度に膨張し、加熱温度である900℃程度でも消失しない無機材料を半分程度以上含むシート状に成形されたものを、所定寸法に加工して用いることができる。組成としては、例えば膨張層を形成するホウ酸等の無機充填材に膨張材である膨張黒鉛を加え、さらに鉱油、カーボンブラック等の添加剤とブチルゴム等のバインダーを加えて、シート状に成形したものなどを用いることができる。また、無機充填材としてホウ酸を用いる場合には、酸化アルミニウムをホウ酸に対して重量比で0.45以上1.5以下加え、かつケイ酸化合物、マグネシウム塩およびカルシウム塩の合計含有量をホウ酸に対して重量比で10%未満とすることにより、膨張後の熱膨張性シート材の形状保持能力を高めることができ、好ましい。
芯材10を2枚の発泡樹脂層13、14と、これら2枚の発泡樹脂層13、14の間に配置された無機材層15とで構成する場合、発泡樹脂層13、14における横目地および無機材層15における横目地が、長さ方向にずれていることが好ましい。これにより、金属サンドイッチパネル1の強度を向上させることができる。このずれは、発泡樹脂層13、14の厚みの1~3倍程度とすることが好ましい。また、耐火性・断熱性・気密性・遮音性および防湿性の点からも同程度のずれを設けることが好ましい。
無機材層15と発泡樹脂層13、14との接着については、耐火試験時に炭化した発泡樹脂層13、14をできるだけ脱落させないように材料を選択することが好ましい。無機系接着剤を用いることにより、耐火性は向上するが、金属サンドイッチパネル1としての製作に手間を要する。一方、有機系接着剤を用いる場合、耐火試験時には無機材層15の加熱側表面温度が無機材層15の結晶水が蒸発する間長く100℃に留まることを考慮し、少なくとも100℃で十分な接着力を維持し、さらに噴出する水蒸気により接着力の低下を招かない材料を選択する必要がある。このような性質を持つ材料として、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などを用いることが好ましい。また、表面材11(裏面材12)と発泡樹脂層13(14)との接着剤と同じものを用いると製作効率に優れ、好ましい。
また、接着剤の塗布量は概ね一層当たり100~500g/mが好ましく、各々の接着剤層の母材の種類・表面の平坦さ、塗布後のプレスの圧力・時間および金属サンドイッチパネル1としての目標性能に応じて決定する。
金属サンドイッチパネル1として大きな曲げ荷重が求められる場合には、各々の接着剤層で母材破壊が生じるまで強固に接着されるように設計されることがあり、接着剤の塗布量は、表面材11(12)と発泡樹脂層13(14)との間は100~300g/mが好ましく、発泡樹脂層13、14相互間は100~300g/mが好ましく、発泡樹脂層13(14)と無機材層15との間は200~500g/mが好ましい。
表面材11(裏面材12)と発泡樹脂層13(14)との間の接着剤の塗布量が多すぎると、火災時に加熱された場合に剥離するまでの間の時間が長くなるため、好ましくない。これを考慮すると、接着剤の塗布量は、100~300g/mが好ましい。各層ともプレスにより接着剤が全体に万遍なく広がるのが好ましく、接着剤の粘度と接着される材料の平坦さ・接着剤の拡がり易さに応じて、接着剤の塗布量とプレス圧を決定する。発泡樹脂層13(14)相互間および発泡樹脂層13(14)と無機材層15との間は、接着材の塗布量が多すぎると、プレス時に層間から接着剤のはみ出しが生じるため、好ましくない。
なお、接着剤を用いて無機材層15と発泡樹脂層13、14とを接着させる際に、接着剤を塗布する前に、無機材層15の表面にプライマーを予め塗布しておくことが好ましい。これにより、プライマーを無機材層15に含浸させて、無機材層15と発泡樹脂層13、14との接着強度を向上させることができる。
プライマーを塗布することにより、接着剤の塗布量をその分減じても同等の接着強度を得ることができるばかりでなく、無機材層15の表面の粉じん等の清掃の手間を省いたり、無機材層15の含水状態の影響を受けにくくしたり、接着強度のバラツキを小さくすることができる。さらに接着に関する材料費全体を圧縮することもできる。
上記プライマーとしては、エポキシ系、ウレタン系およびフェノール系などの熱硬化性樹脂を用いることにより、耐熱性を向上させることができる。一方、アクリル系のプライマーは熱可塑性ではあるが、比較的耐熱性は良好であり、作業性や価格面で特に優れるため、これらの性能を総合的に考慮して用いるのもよい。
-高密度面材-
金属サンドイッチパネル1においては、高密度面材16は、表面材11もしくは裏面材12の表面(図1に示した例においては、表面材11の表面)の一方のみに固着されていることが肝要である。これにより、金属サンドイッチパネル1の遮音性を向上させることができる。
高密度面材16の材料としては、ゴムやアスファルトに高密度の鉱物等を混合し比重を高めたシートなどを用いることができる。中でも、(高い遮音性を実現できることから)、ゴムを用いることが好ましく、非加硫系ゴムで構成することがより好ましい。シート表面にポリエステル等の不織布を貼ったものを用いると低コストで外観性能が向上し好ましい。また、高密度面材16として、金属材料や無機材料等を用いることもできる。
高密度面材16は、表面材11もしくは裏面材12の面密度の0.5倍以上4倍以下の面密度を有することが肝要である。後述する実施例に示すように、表面材11もしくは裏面材12の面密度の0.5倍以上4倍以下の面密度を有する高密度面材16を用いることにより、金属サンドイッチパネル1の遮音性を十分に向上させることができる。
なお、高密度面材16の面密度とは、表面材11との固着に使う粘着剤や両面テープの重量も含めて算出される面密度である。また、高密度面材16は、表面材11もしくは裏面材12の全面に固着させる必要はなく、部分的に固着させてもよい。この場合、高密度面材16の面密度は、高密度面材16の実際の面密度に、表面材11もしくは裏面材12の全表面に対する、固着させた高密度面材16の面積の割合を掛け合わせた有効な面密度を意味する。この面積の割合は、一般的には100%(表面材11もしくは裏面材12の全表面に高密度面材16を固着)とすることが多いが、金属サンドイッチパネル1全体の軽量化や、施工現場における納まりの都合等の理由により、100%未満(表面材11もしくは裏面材12の一部分にのみ高密度面材16を固着)とすることもできる。この面積の割合が100%未満であっても、前記方法により計算される有効な面密度が、表面材11もしくは裏面材12の面密度の0.5倍以上4倍以下の範囲内であれば、金属サンドイッチパネル1の遮音性を十分に向上させることができる。
高密度面材16の表面材11もしくは裏面材12への固着は、上記表面材11および裏面材12を芯材10に固着させる方法と同様に特に限定されず、有機系接着剤や無機系接着剤などの接着剤、両面テープ等を用いて行うことができる。また、金属サンドイッチパネル1の高密度面材16以外の部分の製作が完了した後に、工場もしくは施工現場において両面テープ、糊およびビスなどを用いて固着させてもよい。また、既設の壁等の遮音改修として行う場合にも、両面テープやビス等を用いたり、予め高密度面材16に塗っておいた糊を用いて固着させたりするのがよい。いずれの方法でも表面材11もしくは裏面材12と高密度面材16との間に隙間があると振動が生じ遮音性能に悪影響を及ぼすことがあるため、両者が一体化するように固着させるのが好ましい。
本発明の第2の実施形態による金属サンドイッチパネルは、芯材の表裏面に金属材からなる表面材、裏面材が固着された金属サンドイッチパネルにおいて、芯材が複数枚の断熱層と、該複数枚の断熱層の間に挟持された高剛性層とからなり、裏面材側の断熱層の厚みに対する、表面材側の前記断熱層の厚みの比は、1.8以上4.0以下であることを特徴とする。
図2Aは、本発明による金属サンドイッチパネルの好適な別の例を示している。なお、図1A~図1Cに示した構成と同じ構成には、同じ符号が付されている。図2Aに示した金属サンドイッチパネル2は、芯材の表裏面に金属材からなる表面材11、裏面材12が固着されている。そして、芯材が複数枚の断熱層13、14と、該複数枚の断熱層13、14の間に挟持された高剛性層15とからなり、裏面材12側の断熱層14の厚みに対する、表面材11側の前記断熱層13の厚みの比は、1.8以上4.0以下に構成されている。
上述のように、図1A~1Cに示した第1の実施形態の金属サンドイッチパネル1においては、表面材11もしくは裏面材12の表面に、表面材11もしくは裏面材12の面密度の0.5倍以上4倍以下の面密度を有する高密度面材16を固着することによって、金属サンドイッチパネル1の遮音性能を向上させている。
本発明者が検討を進めた結果、上記高密度面材16を表面材11もしくは裏面材12の表面に固着する代わりに、断熱層を断熱層13と断熱層14の2つに分け、断熱層13、14の中に高剛性層15を設けて、表面材11側の断熱層13の厚みと、裏面材12側の断熱層14の厚みとを相違させ、パネルの断面構造を非対称とすることによっても、遮音性能を向上させることができることを見出した。
しかし、断熱層13、14の厚みをわずかに相違させるだけでは遮音性能の向上効果は十分ではなく、逆に差が大きすぎるとパネルの曲げ性能等について表面材側から見た場合と裏面材側から見た場合で大きな違いが生じてパネルとしての使用に大きな制約が生じ、特に間仕切用パネルのように両側から同じような性能を求められる場合に対応が困難である。そこで、本発明者が鋭意検討した結果、裏面材12側の断熱層14の厚みに対する、表面材11側の断熱層13の厚みの比を1.8以上とすることにより、遮音性能の向上効果が十分に得られ、かつ4.0以下とすることにより、曲げ性能等について表面材11側から見た場合と裏面材12側から見た場合とで大きな違いが生じないことを見出したのである。
金属サンドイッチパネル2における表面材11、裏面材12、断熱層13、14および高剛性層15の構成は、上述した第1の実施形態による金属サンドイッチパネル1の各構成と同様とすることができる。断熱層13、14を発泡樹脂層で構成し、高剛性層15を無機材層で構成することにより、軽量性かつ高い断熱性を有する金属サンドイッチパネル2を得ることができる。
また、図2Bに示すように、金属サンドイッチパネル2の表面材11の表面に高密度面材16が固着されていることが好ましい。これにより、金属サンドイッチパネル2の遮音性能をより向上させることができる。ただし、金属サンドイッチパネル2においては、断熱層13、14の厚みが相違しており、既にパネルの遮音性能の向上効果が得られている。そのため、金属サンドイッチパネル2の遮音性能をより向上させるためには、図1A~1Cに示した金属サンドイッチパネル1の場合よりも、より密度の高い高密度面材16を用いることが好ましい。具体的には、高密度面材16は、表面材11の面密度の1.5倍以上4.0倍以下の面密度を有することが好ましい。
なお、高密度面材16は、上述のとおり裏面材12ではなく、断熱層13、14の内の厚い側である断熱層13に固着された表面材11に固着させる必要があり、逆に薄い側の裏面材12に固着させた場合、遮音性能は低下する。よって、図2Bと異なり、仮に裏面材側の断熱層14の方を厚くする場合には、高密度面材16は裏面材12に固着させる必要がある。
上述のような本発明による金属サンドイッチパネル1、2を複数枚幅方向に隣接して配置することができる。この場合、隣接する金属サンドイッチパネル1、2間に、高密度面材16が固着されていないパネル間目地を有するように構成することが好ましい。これにより、地震等により金属サンドイッチパネルに面内変形が生じた際にも高密度面材相互が干渉しないので、高密度面材16が剥がれたり、高密度面材16がパネルの変形を阻害したりしない。その結果、面内変形追従性に優れ、高密度面材16の寸法誤差への対応も容易となる。さらに、前述の通り目地が弱点となって遮音性能の低下を生じさせることもない。
(建築材)
次に、本発明による建築材について説明する。図3Aは、本発明による建築材としての好適な一例である間仕切壁の全体図を示している。また、図3Bは、図3Aに示した間仕切壁の鉛直方向断面図、図3Cは水平方向断面図、図3Dは図3Cのパネル間目地部分の拡大図をそれぞれ示している。この図に示した間仕切壁3は、建物の階間、すなわち床スラブ22、23との間に架け渡され、その上下端で固定される縦張りの間仕切壁であり、上述した金属サンドイッチパネル1を複数枚幅方向に隣接して配置し、隣接する金属サンドイッチパネル1間に、高密度面材16が固着されていないパネル間目地を有するように構成されたものである。間仕切壁3は、床スラブの他に、天井や床に配される耐火被覆された鉄骨梁などに取り付けた上部取付材24cに上部留付材24aを用いて固定したり、図4に示すように上部取付材24cの代わりに角パイプ30等を取付けて金属サンドイッチパネルを貫通する長いビスVを用いて当該角パイプ30に固定したりしてもよい。角パイプ30は、例えばピースアングル31を介して鉄骨梁32に固定される。また、間仕切壁3の下部は、間仕切壁3の両面に下部取付材25cを押し当てて挟み込み、当該下部取付材25cを下部アンカー材25bにより床面に固定する事に面外方向に固定される。さらに、間仕切壁3を面内方向にも固定する場合は下部留付材25aを下部取付材25cに予め設けられた丸穴や長穴を通して、表面材11にねじ込む。但し、躯体が鉄骨造で層間変形量が大きい場合等は、下部留付材25aを省略しても面外方向には拘束されるため倒壊はしないし、面内変形追従性能に優れるため好ましい。また、床面にも断熱材を配置する必要のある用途の場合には、該間仕切壁3の両面に床スラブ面から断熱材を積み上げた後、該断熱材上にコンクリートを打設して床面として仕上げることも多く、この場合には、金属サンドイッチパネル1は両側のコンクリートにより面外方向に固定される。間仕切壁3は、上述した本発明による金属サンドイッチパネル1が複数枚幅方向に隣接して配置されている。
また、図3Cに示すように、上記複数枚の金属サンドイッチパネル1の目地には熱膨張材21が充填されていると、耐火性を向上させることができ好ましい。また、図4Dに示すように、金属サンドイッチパネル1間の目地には、シーリング材28の伸び性能を確保するためのボンドブレーカー材29が敷設された上でシーリング材28が打設され、シーリング材28の表面と高密度面材16の表面は面一に構成されている。シーリング材28により気密性を向上させ、さらに目地がアクセントとなり、外観性を向上させることができる。またシーリング材28の表面は高密度面材16等がなく露出しているため、シーリング材28の硬化が早く、工期を短縮することができる。
なお、シーリング材の種類としては特に限定されず、変成シリコン系、シリコン系、ポリサルファイド系・ウレタン系等のシーリング材が使用できる。
また、図3Eはパネル間目地部分の他の例の拡大図であり、表面材11および裏面材12は、第一の折り曲げ部11aに加えて第二の折り曲げ部11bi、11boを有し、当該第二の折り曲げ部11bi、11boの表面にボンドブレーカー材29が敷設されている点が図3Dと異なる。また、図3Dの例では、高密度面材16を予め工場で固着した金属サンドイッチパネル1を製作し、施工現場で建て込んだ後に、目地部にシーリング材28を施工しており、シーリング材28の表面は高密度面材16の表面とほぼ一致した面一の状態であるが、図4Eでは、既設で目地部にシーリング材28を打設した金属サンドイッチパネル1からなる間仕切壁の遮音改修としたものであるため、シーリング材28の表面は高密度面材16の表面より沈んだ位置となる。既設のシーリング材28に経時劣化等がなければ、パネル建込と同時にシーリング材28を打設するのと同様に、気密性や外観性を発揮できるが、既設のシーリングに経時劣化等がある場合は、シーリング材28を増し打ちしてもよい。なお、シーリング材28の有無は本発明の金属サンドイッチパネル1からなる建築材の遮音性能に影響することはない。
間仕切壁3の下部は、下部留付材25aおよび下部アンカー材25bにより下部取付材25cを介して床スラブ23に固定されている。図示されていないが、間仕切壁3の上部も同様に、上部留付材24aおよび上部アンカー材24bにより上部取付材24cを介して床スラブ22に固定されている。また、間仕切壁3と床スラブ22との間の目地には上部目地材26が充填されており、間仕切壁3と床スラブ23との間の目地には、下部目地材27が充填されている。
上部アンカー材24bおよび下部アンカー材25bは、通常の間仕切壁の設計荷重である、地震時に働く1G程度の慣性力に耐えるものを選択するが、一般的には径がM8~10程度、埋め込み長さが30~70mm程度のコンクリート用アンカー材を、負担できる耐力に応じて必要本数配置する。
上記複数枚のパネル1間の目地に充填される熱膨張材21としては、上記無機材層15を複数枚並べる場合の目地に用いる熱膨張材と同様のものを用いることができる。
また、上部目地材26および下部目地材27は、火災時に壁材に変位や回転が生じた場合に火炎や熱を貫通させる隙間を生じさせず、また壁材のファイヤーストップ材としての機能を損なう欠損や脱落を生じさせず、さらに平常時には熱貫流を小さくするための材料である。上部目地材26および下部目地材27としては、セラミックファイバー、アルカリアースシリケートブランケット(生体溶解性繊維)などを用いることができる。
なお、図3A~3Cは、本発明による金属サンドイッチパネル1を幅方向に複数枚並べて間仕切壁3を構成した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、間仕切壁3を図2Aおよび2Bに示した金属サンドイッチパネル2を用いて構成することができるし、間仕切壁としてではなく、床材や天井材として使用することもできる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されない。
(実施例1)
図1A~1Cに示した金属サンドイッチパネル1を作製した。まず、表面材11および裏面材12としての塗装ガルバリウム鋼板(登録商標)を2枚(寸法:2665mm×888四周10mm幅の折り曲げ部付き、厚み:0.4mm(JISG3321)、面密度:3.3kg/m)、発泡樹脂層としてのフェノールフォーム板を2種類各3枚計6枚(第1のフェノールフォーム板(旭化成建材株式会社製ネオマフォーム(登録商標)、寸法:1828mm×913mm、厚み:65mm、密度:40kg/m)、および第2のフェノールフォーム板(旭化成建材株式会社製ネオマフォーム(登録商標)、寸法:1820mm×910mm、厚み:50mm、密度:40kg/m))、無機材層15としての軽量気泡コンクリートを3枚(旭化成建材株式会社製パワーボードNEXT、寸法:1820mm×606mm、厚み:36mm、密度350kg/m)、高密度面材としての非加硫ゴム・樹脂・無機充填剤・ブローンアスファルト等からなるシートの表面にポリエステル不織布、裏面にアクリル系粘着剤を固着させた面材(埼玉ゴム社製、型番:SR1165FA、厚み3mm、面密度5.5kg/m)をそれぞれ用意した。
次に、塗装ガルバリウム鋼板(登録商標)、第2のフェノールフォーム板(厚み:50mm)、第1のフェノールフォーム板(厚み:65mm)、軽量気泡コンクリート(厚み:36mm)、第1のフェノールフォーム板、第2のフェノールフォーム板、塗装ガルバリウム鋼板(登録商標)各1枚をこの順で、ウレタン系接着剤(コニシ株式会社製KU570)を用いて積層接着した。接着剤の塗布量は、塗装ガルバリウム鋼板(登録商標)とフェノールフォーム板との間およびフェノールフォーム板相互間は150~200g/m、軽量気泡コンクリートとフェノールフォーム板との間は200~300g/mとし、1t/mのプレスをかけた状態で1晩の養生を行った。次に、表面材11の表面全体に、非加硫ゴム・樹脂・無機充填剤、ブローンアスファルト等からなるシートを予めシートに塗布されたアクリル系粘着剤(重量70g/m)を用いて固着した。こうして、金属サンドイッチパネル1を得た。実施例1による金属サンドイッチパネルの詳細を、表1に示す。
Figure 2023058364000002
(比較例1)
実施例1と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11の表面に、高密度面材16を固着しなかった。その他の構成は、実施例1と全て同じである。比較例1による金属サンドイッチパネルの詳細を、表1に示す。
(実施例2)
実施例1と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、実施例2による金属サンドイッチパネルは、図3Aに示した金属サンドイッチパネル2であり、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを130mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)を2枚重ねた状態)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みを98mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)1枚と第3のフェノールフォーム板(旭化成建材株式会社製ネオマフォーム(登録商標)、寸法:1828mm×913mm、厚み:33mm、密度:40kg/m)1枚とを重ねた状態)とし、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みに対する表面材11側のフェノールフォーム板の厚みの比を1.33とした。また、高密度面材16として、非加硫ゴム・樹脂・無機充填剤・ブローンアスファルト等からなるシートの表面にポリエステル不織布を固着させた面材(埼玉ゴム社製、型番:SR1165F、厚み3mm、面密度5.5kg/m)を現場でアクリル粘着剤系の両面テープ(重量0.1kg/m)を7割程度の面積に用いて固着した。その他の構成は、実施例1と全て同じである。実施例2による金属サンドイッチパネルの詳細を、表1に示す。
(比較例2)
実施例2と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11の表面に、高密度面材16を固着しなかった。その他の構成は、実施例2と全て同じである。比較例2による金属サンドイッチパネルの詳細を、表1に示す。
(実施例3)
実施例2と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11の表面に固着した高密度面材16の厚みを5.5mm(面密度10.0kg/m)とした。その他の構成は、実施例2と全て同じである。実施例3による金属サンドイッチパネルの詳細を、表1に示す。
(比較例3)
比較例1と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11および裏面材の厚みを0.8mm(面密度:6.4kg/m)とした。その他の構成は、比較例1と全て同じである。比較例3による金属サンドイッチパネルの詳細を、表1に示す。
(比較例4)
比較例2と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11および裏面材の厚みを0.8mm(面密度:6.4kg/m)とした。その他の構成は、比較例2と全て同じである。比較例4による金属サンドイッチパネルの詳細を、表1に示す。
(実施例4)
実施例3と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11および裏面材の厚みを0.8mm(面密度:6.4kg/m)とした。その他の構成は、実施例3と全て同じである。実施例4による金属サンドイッチパネルの詳細を、表1に示す。
(比較例5)
比較例1と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを98mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)1枚と第3のフェノールフォーム板(33mm厚)1枚とを重ねた状態)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みも98mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)1枚と第3のフェノールフォーム板(33mm厚)1枚とを重ねた状態)とした。その他の構成は、比較例1と全て同じである。比較例5による金属サンドイッチパネルの詳細を、表2に示す。
Figure 2023058364000003
(実施例5)
比較例5と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを130mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)を2枚重ねた状態)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みを65mm(第1のフェノールフォーム板1枚)とし、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みに対する表面材11側のフェノールフォーム板の厚みの比を2とした。その他の構成は、比較例5と全て同じである。実施例5による金属サンドイッチパネルの詳細を、表2に示す。
(比較例6)
比較例5と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11および裏面材の厚みを0.8mm(面密度:6.4kg/m)とした。その他の構成は、比較例5と全て同じである。比較例6による金属サンドイッチパネルの詳細を、表2に示す。
(実施例6)
実施例5と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11および裏面材の厚みを0.8mm(面密度:6.4kg/m)とした。その他の構成は、実施例5と全て同じである。実施例6による金属サンドイッチパネルの詳細を、表2に示す。
(実施例7)
実施例6と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11の表面に固着した高密度面材16として、非加硫ゴム・樹脂・無機充填剤・ブローンアスファルト等からなるシート(埼玉ゴム社製、型番:SR1165FA、厚み3mmのものの2枚重ね、面密度11.0kg/m)を用いた。その他の構成は、実施例6と全て同じである。実施例7による金属サンドイッチパネルの詳細を、表2に示す。
(比較例7)
比較例6と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを83mm(第2のフェノールフォーム板(50mm厚)1枚と第3のフェノールフォーム板(33mm厚)1枚とを重ねた状態)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みも83mm(第2のフェノールフォーム板(50mm厚)1枚と第3のフェノールフォーム板(33mm厚)1枚とを重ねた状態)とした。その他の構成は、比較例6と全て同じである。比較例7による金属サンドイッチパネルの詳細を、表2に示す。
(実施例8)
実施例6と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを130mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)2枚を重ねた状態)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みを33mm(第3のフェノールフォーム板(33mm厚)1枚)とし、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みに対する表面材11側のフェノールフォーム板の厚みの比を3.94とした。その他の構成は、実施例6と全て同じである。実施例8による金属サンドイッチパネルの詳細を、表2に示す。
(実施例9)
実施例8と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11の表面に高密度面材16として、実施例1と同じ高密度面材を固着した。その他の構成は、実施例8と全て同じである。実施例9による金属サンドイッチパネルの詳細を、表2に示す。
(比較例8)
比較例7と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを65mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)1枚)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みも65mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)1枚)とし、その他の構成は、比較例7と全て同じである。比較例8による金属サンドイッチパネルの詳細を、表3に示す。
Figure 2023058364000004
(実施例10)
比較例8と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを98mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)1枚と第3のフェノールフォーム板(33mm厚)1枚とを重ねた状態)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みを33mm(第3のフェノールフォーム板(33mm厚)1枚)とし、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みに対する表面材11側のフェノールフォーム板の厚みの比を2.97とした。その他の構成は、比較例8と全て同じである。実施例10による金属サンドイッチパネルの詳細を、表3に示す。
(実施例11)
実施例10と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11の表面に高密度面材16として、非加硫ゴム・樹脂・無機充填剤・ブローンアスファルト等からなるシート(埼玉ゴム社製、型番:SR1165FA、厚み3mmのものの2枚重ね、面密度11.0kg/m)を用いた。その他の構成は、実施例10と全て同じである。実施例11による金属サンドイッチパネルの詳細を、表3に示す。
(比較例9)
比較例5と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを50mm(第2のフェノールフォーム板(50mm厚)1枚)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みも50mm(第2のフェノールフォーム板(50mm厚)1枚)とした。その他の構成は、比較例5と全て同じである。比較例9による金属サンドイッチパネルの詳細を、表3に示す。
(実施例12)
比較例9と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを65mm(第1のフェノールフォーム板(65mm厚)1枚)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みを33mm(第3のフェノールフォーム板(33mm厚)1枚)とし、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みに対する表面材11側のフェノールフォーム板の厚みの比を1.97とした。その他の構成は、比較例9と全て同じである。実施例12による金属サンドイッチパネルの詳細を、表3に示す。
(比較例10)
比較例9と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、表面材11側のフェノールフォーム板の厚みを33mm(第3のフェノールフォーム板(33mm厚)1枚)、裏面材12側のフェノールフォーム板の厚みも33mm(第2のフェノールフォーム板(50mm厚)1枚)とした。その他の構成は、比較例9と全て同じである。比較例10による金属サンドイッチパネルの詳細を、表3に示す。
(実施例13)
比較例10と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、高密度面材16として、表面材11の表面の82%の部分に、ゴム・アスファルト・無機充填剤等からなるシート(埼玉ゴム社製、型番:1530、厚み1.5mm、面密度2.6kg/m)をアクリル粘着剤系の両面テープ(重量100g/m)を用いて固着した。その他の構成は、実施例10と全て同じである。実施例13による金属サンドイッチパネルの詳細を、表3に示す。
(実施例14)
実施例13と同様に、金属サンドイッチパネルを作製した。ただし、高密度面材16として、表面材11の表面の58%の部分に、ゴム・アスファルト・無機充填剤等からなるシート(埼玉ゴム社製、型番:1532、厚み3mm、面密度5.1kg/m)を固着した。その他の構成は、実施例13と全て同じである。実施例14による金属サンドイッチパネルの詳細を、表3に示す。
<遮音性能評価>
実施例1~14および比較例1~10の金属サンドイッチパネルの遮音性能を評価した。具体的には、JISA1419-1 2000に準拠して125Hz~4000Hzまでの周波数帯の各周波数での透過損失を評価した。得られた透過損失を表1に示す。表1において、800Hz~2500Hzの透過損失については、周波数毎に重み付けした重み付き透過損失も示されている。この重み付き透過損失は、JISA1419-1 2000に準拠して求めた。求めた重み付き透過損失の最小値に基づいて、各金属サンドイッチパネルの遮音性能を評価した。なお、表1~3中の高密度面材16の面密度には、表面材11との固着に使う粘着剤や両面テープの重量も含んでいる。また、高密度面材16の面密度は、表面材11の一部分に高密度面材16を固着している場合(部分貼りの場合)には、高密度面材16の実際の面密度に、表面材11の全表面に対する、固着させた高密度面材16の面積の割合を掛け合わせた有効な面密度となっている。
表1から明らかなように、表面材11もしくは裏面材12の面密度の0.5倍以上4倍以下の面密度を有する高密度面材16が固着された金属サンドイッチパネル(例えば、実施例1、実施例2)は、高密度面材16が固着されていない金属サンドイッチパネル(比較例1、比較例2)に比べて、重み付き透過損失の最小値が増加している。実施例1および実施例2の結果から、この遮音性能の向上効果は、パネルの断面構造が対称でも非対称でも得られていることが分かる。人間の聴覚では、3dB程度の差があれば音の大きさの違いを聴き分けられると言われているが、本発明はほぼ5dB以上の遮音効果を有しており、有効なものである。
さらに、比較例における重み付き透過損失が最も小さい周波数域での遮音性能の改善効果はより大きなものであり、騒音源を特定し特定の周波数の騒音に対する対策として本発明を用いる場合は極めて大きな効果を有する。
また、高密度面材の施工は建物竣工後に既設の壁に対して行うことも容易であり、遮音改修方法として本発明は極めて有効である。
また、表2から明らかなように、表面材11の表面に高密度面材16が固着されていないパネルであっても、裏面材12側の断熱層14の厚みに対する、表面材11側の断熱層13の厚みの比が1.8以上4.0以下であるパネル(例えば、実施例5、実施例6)は、上記比が1であるパネル(例えば、比較例5、比較例6)に比べて、遮音性能が向上していることが分かる。さらに、実施例6と実施例7との比較、実施例8と実施例9との比較から、表面材11の表面に高密度面材16を固着することによって、遮音性能がさらに向上することが分かる。
そして、表1~表3に示されたデータから、上記本発明による金属サンドイッチパネルの遮音性能の向上効果は、芯材の厚みに因らずに得られていることが分かる。
本発明によれば、遮音性能に優れた金属サンドイッチパネルおよび建築材を提供することができる。
1,2 金属サンドイッチパネル
3 間仕切壁
11 表面材
12 裏面材
13,14 断熱層(発泡樹脂層)
15 高剛性層(無機材層)
16 高密度面材
21 熱膨張材
22,23 床スラブ
24a 上部留付材
24b 上部アンカー材
24c 上部取付材
25a 下部留付材
25b 下部アンカー材
25c 下部取付材
26 上部目地材
27 下部目地材
28 シーリング材
29 ボンドブレーカー
30 角パイク
31 ピースアングル
32 鉄骨梁
V ビス

Claims (6)

  1. 芯材の表裏面に金属材からなる表面材、裏面材が固着された金属サンドイッチパネルにおいて、
    前記表面材もしくは前記裏面材の表面に、前記表面材もしくは前記裏面材の面密度の0.5倍以上4倍以下の面密度を有する高密度面材が固着されていることを特徴とする金属サンドイッチパネル。
  2. 芯材の表裏面に金属材からなる表面材、裏面材が固着された金属サンドイッチパネルにおいて、
    前記芯材が複数枚の断熱層と、前記複数枚の断熱層の間に挟持された高剛性層とからなり、
    前記裏面材側の前記断熱層の厚みに対する、前記表面材側の前記断熱層の厚みの比は、1.8以上4.0以下であることを特徴とする金属サンドイッチパネル。
  3. 前記表面材の表面に、前記表面材の面密度の1.5倍以上4.0倍以下の面密度を有する高密度面材が固着されている、請求項2に記載の金属サンドイッチパネル。
  4. 前記断熱層は発泡樹脂層であり、前記高剛性層は無機材層である、請求項2または3に記載の金属サンドイッチパネル。
  5. 請求項1~4のいずれか一項に記載の金属サンドイッチパネルが複数枚幅方向に隣接して配置されており、隣接する前記金属サンドイッチパネル間に、前記高密度面材が固着されていないパネル間目地を有する、金属サンドイッチパネル。
  6. 請求項5に記載の金属サンドイッチパネルを備え、前記パネル間目地にシーリング材が打設されていることを特徴とする建築材。
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