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JP7532997B2 - Building material and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

本発明は、建築部材に関する。 The present invention relates to building materials.

炭素繊維とマトリックス樹脂との複合材料である炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastics:CFRP)は、強度、剛性および軽さ等に優れており、航空機、自動車、スポーツ用品、建築分野などで広く使用されている。ただし、CFRPは、耐熱性が低く、概ね100℃を超えると樹脂(有機物)が軟化し始め、構造耐力が低下する。このため、耐火建築に用いる場合、CFRPの周囲に、耐火被覆材(モルタルなど)や仕上げ材(耐火塗料など)を設け、火災時にCFRPに熱が伝達するのを抑制するようにしている(例えば、特許文献1参照)。 Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP), a composite material of carbon fiber and matrix resin, is strong, rigid, and lightweight, and is widely used in aircraft, automobiles, sporting goods, construction, and other fields. However, CFRP has low heat resistance, and when temperatures exceed 100°C, the resin (organic matter) begins to soften and structural strength decreases. For this reason, when used in fire-resistant buildings, fire-resistant coating materials (such as mortar) and finishing materials (such as fire-resistant paint) are placed around the CFRP to prevent heat from being transferred to the CFRP in the event of a fire (see, for example, Patent Document 1).

特開平9-72105号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-72105

CFRPで構造体を構成する場合、上述したようにCFRPの周囲に耐火被覆材や仕上げ材を施すと、仕上げ寸法が、構造体で必要なサイズよりもかなり大きくなってしまうおそれがあった。 When constructing a structure using CFRP, applying fireproof coating or finishing materials around the CFRP as mentioned above could result in the finished dimensions being significantly larger than the size required for the structure.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、仕上げ寸法の低減を図ることにある。 The present invention was made in light of these circumstances, and its purpose is to reduce the finished dimensions.

かかる目的を達成するために本発明の建築部材は、密実状の芯部と、前記芯部に連続して設けられ、複数の空洞部を備えた空気層部(但し、発泡不織布を除く。)と、前記空気層部に連続して設けられた密実状の表層部と、を有し、少なくとも、前記芯部が炭素繊維強化プラスチックで形成されている、ことを特徴とする。 In order to achieve this objective, the building component of the present invention has a dense core, an air layer portion (excluding foamed nonwoven fabric) that is continuous with the core and has a plurality of hollow portions, and a dense surface layer portion that is continuous with the air layer portion, and is characterized in that at least the core portion is formed from carbon fiber reinforced plastic.

このような建築部材によれば、芯部(CFRP)と表層部の間に熱伝導率の小さい空気層部を設けることで、断熱効果を高めることができ、火災時の熱を伝わりにくくすることができる。これにより耐火被覆材や仕上げ材を不要とすることができ、仕上げ寸法の低減を図ることができる。 With this type of building material, an air layer with low thermal conductivity is provided between the core (CFRP) and the surface layer, which increases the insulating effect and makes it difficult for heat to be transmitted during a fire. This makes fire-resistant covering materials and finishing materials unnecessary, and allows for the finished dimensions to be reduced.

また、かかる目的を達成するために本発明の建築部材は、密実状の芯部と、前記芯部に連続して設けられ、複数の空洞部を備えた空気層部と、前記空気層部に連続して設けられた密実状の表層部と、を有し、前記芯部、前記空気層部、及び、前記表層部は、材料を変えず全て、炭素繊維強化プラスチックで形成されている、ことを特徴とする。

In addition, in order to achieve this objective, the building component of the present invention has a solid core, an air layer portion that is continuous with the core and has a plurality of hollow portions, and a solid surface layer portion that is continuous with the air layer portion, and is characterized in that the core, the air layer portion and the surface layer are all made of carbon fiber reinforced plastic without changing the material .

このような建築部材によれば、全て同一の材料(CFRP)で構成することができる。また、表層部をCFRPで形成することによりデザイン性の向上を図ることできる。 Such building components can all be constructed from the same material (CFRP). Also, by forming the surface layer from CFRP, it is possible to improve the design.

かかる建築部材であって、前記空気層部の厚さは、前記表層部の厚さよりも大きいことが望ましい。 In such a building component, it is desirable that the thickness of the air layer portion is greater than the thickness of the surface layer portion.

このような建築部材によれば、耐火性能を高めつつ、仕上げ寸法の低減を図ることができる。 This type of building material allows for improved fire resistance while reducing the finished dimensions.

かかる建築部材であって、厚さ方向において、前記空気層部及び前記表層部は、それぞれ、前記芯部の両側に一対設けられていることが望ましい。 In such a building component, it is desirable that the air layer portion and the surface layer portion are provided in pairs on both sides of the core portion in the thickness direction.

このような建築部材によれば、厚さ方向の両側における耐火性能を高めることができる。 This type of building material can improve fire resistance on both sides of the thickness direction.

かかる建築部材であって、前記空気層部及び前記表層部は、前記芯部を覆う四周に設けられていることが望ましい。 In such a building component, it is desirable that the air layer and the surface layer are provided on all four sides covering the core.

このような建築部材によれば、芯部の周囲が空気層部及び表層部で被覆されるので、耐火性能をより高めることができる。 With this type of building component, the core is surrounded by an air layer and a surface layer, which can further improve fire resistance.

また、かかる目的を達成するために本発明の建築部材の製造方法は、3Dプリンタを用いて、炭素繊維強化プラスチックで密実状の芯部を形成する工程と、前記3Dプリンタを用いて、複数の空洞部を備えた空気層部を形成する工程と、前記3Dプリンタを用いて、密実状の表層部を形成する工程と、を有し、前記芯部、前記空気層部、及び前記表層部を連続して形成することを特徴とする。 In order to achieve this objective, the manufacturing method for a building component of the present invention includes the steps of forming a solid core portion from carbon fiber reinforced plastic using a 3D printer, forming an air layer portion with multiple cavities using the 3D printer, and forming a solid surface layer portion using the 3D printer, and is characterized in that the core portion, the air layer portion, and the surface layer portion are formed continuously.

このような建築部材の製造方法によれば、耐火性能の高い建築部材を簡易に製造できる。これにより、耐火被覆材や仕上げ材を不要とすることができ、仕上げ寸法の低減を図ることができる。 This method of manufacturing building components allows for easy production of building components with high fire resistance. This eliminates the need for fire-resistant covering materials and finishing materials, allowing for reduced finished dimensions.

本発明によれば、仕上げ寸法の低減を図ることができる。 The present invention makes it possible to reduce the finished dimensions.

本実施形態の建築部材の概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a construction member according to the present embodiment. 3Dプリンタで形成した建築部材の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a building component formed by a 3D printer. 3Dプリンタによる造形の様子を示す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the process of modeling using a 3D printer. 図2に示す建築部材の製造方法を示すフロー図である。FIG. 3 is a flow diagram showing a method for manufacturing the building component shown in FIG. 2 .

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

===実施形態===
<建築部材の構成について>
図1は本実施形態の建築部材の概略説明図である。
====Embodiment===
<About the composition of building materials>
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a building member according to the present embodiment.

図1に示す建築部材は、芯部10と空気層部20と表層部30とを備えている。なお、芯部10、空気層部20、表層部30は、全て炭素繊維強化プラスチック(以下、CFRP)で形成されている。 The building component shown in FIG. 1 comprises a core 10, an air layer 20, and a surface layer 30. The core 10, the air layer 20, and the surface layer 30 are all made of carbon fiber reinforced plastic (hereafter referred to as CFRP).

CFRPは、炭素繊維とマトリックス樹脂との複合材料である。炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル(PAN)系繊維やピッチ系繊維(コールタールなど石油系原料とした繊維)などの有機繊維が用いられる。また、樹脂としては、熱硬化性樹脂(不飽和ポリエステル、エポキシ、ビニルエステルなど)や、熱可塑性樹脂(ナイロン、ポリプロピレンなど)が用いられる。このようなCFRPは、鉄やアルミなどの金属材料よりも低密度でありながら、力学特性に優れて比強度が高い、軽量かつ高強度の材料である。 CFRP is a composite material made of carbon fiber and matrix resin. Organic fibers such as polyacrylonitrile (PAN) fibers and pitch-based fibers (fibers made from petroleum-based raw materials such as coal tar) are used as carbon fibers. Thermosetting resins (unsaturated polyester, epoxy, vinyl ester, etc.) and thermoplastic resins (nylon, polypropylene, etc.) are used as resins. Such CFRP is a lightweight, high-strength material that has excellent mechanical properties and a high specific strength, while having a lower density than metal materials such as iron and aluminum.

ただし、CFRPは、耐熱性能が低く、概ね100℃を超えると樹脂(有機物)が軟化し始めて構造耐力が低下する。よって、耐火性能を上げないと建築部材として使用できない。従来では、耐火性能を上げるために、CFRPの周囲に耐火被覆材(例えばモルタルなど)や仕上げ材(耐火塗料など)を施していた。このため、構造体で必要なサイズよりも大きな仕上げ寸法になるおそれがあった。 However, CFRP has low heat resistance, and when temperatures exceed roughly 100°C, the resin (organic matter) begins to soften, reducing its structural strength. Therefore, unless its fire resistance is improved, it cannot be used as a building material. Conventionally, in order to improve fire resistance, fire-resistant coating materials (such as mortar) and finishing materials (such as fire-resistant paint) have been applied around the periphery of CFRP. This has led to the risk of the finished dimensions being larger than the size required for the structure.

本実施形態では、3次元(3D)プリンタを用いて、CFRPで芯部10と空気層部20と表層部30を連続して形成することで、耐火性能の高い建築部材を構成し、仕上げ寸法の低減を図っている。 In this embodiment, a three-dimensional (3D) printer is used to continuously form the core 10, air layer 20, and surface layer 30 out of CFRP, creating a building component with high fire resistance and reducing the finished dimensions.

芯部10は、構造耐力上必要な部位(構造体中心部)であり、CFRPにより密実状に形成されている。 The core 10 is a part required for structural strength (the center of the structure) and is made of dense CFRP.

空気層部20は、芯部10に連続してCFRPにより形成されており、それぞれ独立した複数の空洞部20aを備えている。空洞部20aは、空気層部20において立体的に分散配置されており、その形状は、3Dハニカム状、3Dバブル状など、どのようなものでもよい。また、空洞部20aの大きさ(径)は1mm~10mmが好ましい。 The air layer section 20 is formed of CFRP and is continuous with the core section 10, and has a number of independent cavities 20a. The cavities 20a are three-dimensionally distributed in the air layer section 20, and may have any shape, such as a 3D honeycomb shape or a 3D bubble shape. The size (diameter) of the cavities 20a is preferably 1 mm to 10 mm.

表層部30は、建築部材の外周を覆う部位であり、空気層部20に連続して、CFRPにより密実状に形成されている。なお、CFRPはデザイン性にも優れており、本実施形態では、表層部30をCFRPで形成することにより、表面のデザイン性を高めることができる。 The surface layer 30 is a portion that covers the outer periphery of the building component, and is formed in a dense shape from CFRP, continuing from the air layer 20. CFRP also has excellent designability, and in this embodiment, by forming the surface layer 30 from CFRP, the designability of the surface can be improved.

このように、本実施形態の建築部材は、芯部10、空気層部20、表層部30が全てCFRPで形成されており、芯部10と表層部30との間に、複数の空洞部20aを備えた空気層部20を設けている。空気層部20の空洞部20aに含まれる空気(気体)は、固体や液体と比べて熱を伝えにくい特性を有しているため、空気層部20を設けることで表層部30側から芯部10への熱伝導率が小さくなる(断熱効果が得られる)。すなわち、CFRPを用いた建築部材の耐火性能を高めることができる。これにより、耐火被覆材(例えば、モルタル)や仕上げ材(例えば、耐火塗料)が不要となるので、仕上げ寸法の低減を図ることができる。 In this way, the building component of this embodiment has the core 10, air layer 20, and surface layer 30 all made of CFRP, and the air layer 20 with multiple cavities 20a is provided between the core 10 and the surface layer 30. The air (gas) contained in the cavity 20a of the air layer 20 has the property of being less likely to transmit heat than solids or liquids, so providing the air layer 20 reduces the thermal conductivity from the surface layer 30 side to the core 10 (obtaining a heat insulating effect). In other words, the fire resistance of the building component using CFRP can be improved. This makes it unnecessary to use fire-resistant coating materials (e.g., mortar) or finishing materials (e.g., fire-resistant paint), and therefore allows the finished dimensions to be reduced.

なお、空気層部20における熱の伝達時に、空洞部20aの中では熱の対流が生じるため、空洞部20aの大きさが小さい(空洞部20aの数が多い)ほど、熱伝導率が小さく(熱が伝わりにくく)なる。よって、空気層部20において、微小な大きさの空洞部20aを数多く分散配置することがより好ましい。また、この場合、表層部30と芯部10との一体性をより高めることができる。 When heat is transferred in the air layer portion 20, heat convection occurs in the cavities 20a, so the smaller the size of the cavities 20a (the more cavities 20a there are), the smaller the thermal conductivity (the more difficult it is to transfer heat). Therefore, it is more preferable to disperse many tiny cavities 20a in the air layer portion 20. In this case, the integrity of the surface layer portion 30 and the core portion 10 can be further improved.

図2は、3Dプリンタで形成した建築部材の一例を示す図である。なお、3Dプリンタによる製造方法については後述する。 Figure 2 shows an example of a building component formed by a 3D printer. The manufacturing method using a 3D printer will be described later.

この例の場合、芯部10の厚さ方向の両側に空気層部20と表層部30をそれぞれ一対設けている。これにより、芯部10の厚さ方向の両側において耐火性能を高めることができる。このような建築部材は、例えば、階段、床、壁、天井などに適用できる。 In this example, a pair of air layers 20 and surface layers 30 are provided on both sides of the thickness of the core 10. This improves the fire resistance of the core 10 on both sides of the thickness. Such building components can be used for, for example, stairs, floors, walls, and ceilings.

また、一般的に、熱伝導率の小さい空気層部20は、その層厚が厚ければより熱を伝えにくくなる。なお、空気層部20の厚さは、表層部30の厚さよりも大きいことが望ましい。本実施形態では、図に示すように、芯部10の厚さをd1、空気層部20の厚さをd2、表層部d3の厚さをd3としたとき、d2>d1>d3となっている。厚さd2を大きくすることで火災時に芯部10への熱の伝達を遅くすることができる。また、厚さd3を小さくすることで、寸法を抑えることができる。これにより、耐火性能を高めつつ、仕上げ寸法の低減を図ることができる。ただし、これには限らず、例えば、d1≧d2>d3でもよい。これによりデザイン性を高めることができる。 In addition, generally, the air layer 20, which has a low thermal conductivity, is less likely to transmit heat if its thickness is large. It is desirable that the thickness of the air layer 20 is greater than that of the surface layer 30. In this embodiment, as shown in the figure, when the thickness of the core 10 is d1, the thickness of the air layer 20 is d2, and the thickness of the surface layer d3 is d3, d2>d1>d3. By increasing the thickness d2, it is possible to slow down the transfer of heat to the core 10 in the event of a fire. In addition, by reducing the thickness d3, it is possible to reduce the dimensions. This allows the finished dimensions to be reduced while improving the fire resistance. However, this is not limited to this, and for example, d1>d2>d3 may also be acceptable. This allows for improved design.

<建築部材の製造方法について>
本実施形態では、3Dプリンタを用いて建築部材を製造する。3Dプリンタは、例えば、コンピュータで作成した3次元データ(CADデータ)に基づいて、立体的な造形物の造形を行うプリンタである。
<About the manufacturing method of building materials>
In this embodiment, a building component is manufactured using a 3D printer. The 3D printer is a printer that creates a three-dimensional object based on three-dimensional data (CAD data) created by a computer, for example.

図3は、3Dプリンタによる造形の様子を示す概略説明図である。本実施形態で用いる3Dプリンタは、熱溶解積層(FDM)方式である。FDM方式であるため、本実施形態のCFRPにはマトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いている。すなわち、加熱溶融することにより流動性を付与でき、冷却して固化させることができる。 Figure 3 is a schematic diagram showing the process of modeling using a 3D printer. The 3D printer used in this embodiment is a fused deposition modeling (FDM) printer. Because it is an FDM printer, a thermoplastic resin is used as the matrix resin for the CFRP of this embodiment. In other words, it can be made fluid by heating and melting it, and can be solidified by cooling.

プレート100は、3Dプリンタの内部に固定された台(造形台)であり、当該プレート100の上に造形物が形成される。 The plate 100 is a base (modeling base) fixed inside the 3D printer, and the model is formed on the plate 100.

ノズル200は、プレート100の上面と対向しており、プレート100に対して水平方向に移動(水平移動)可能に構成されている。そして、ノズル200は水平移動しつつプレート100に向けて造形の材料(フィラメント300)を押し出す。 The nozzle 200 faces the upper surface of the plate 100 and is configured to be movable in a horizontal direction (horizontal movement) relative to the plate 100. The nozzle 200 extrudes the modeling material (filament 300) toward the plate 100 while moving horizontally.

フィラメント300は、本実施形態ではCFRPであり、連続炭素繊維と熱可塑性樹脂とが一体化されてノズル200に供給される。なお、熱可塑性樹脂は、連続炭素繊維の周りに配置されており接着剤(バインダ)としても機能する。本実施形態では熱可塑性樹脂繊維として、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂を用いている。PEEK樹脂は、耐熱性が高く、汎用的なポリエチレン(PE)やABS樹脂よりも性能が優れている。前述したように3DプリンタがFDM方式であるので、フィラメント300は、ヒーター(不図示)等で温められた状態(溶融した状態)でノズル200から押し出される。 In this embodiment, the filament 300 is CFRP, and continuous carbon fiber and thermoplastic resin are integrated and supplied to the nozzle 200. The thermoplastic resin is arranged around the continuous carbon fiber and also functions as an adhesive (binder). In this embodiment, polyether ether ketone (PEEK) resin is used as the thermoplastic resin fiber. PEEK resin has high heat resistance and is superior in performance to general-purpose polyethylene (PE) and ABS resin. As described above, since the 3D printer is an FDM type, the filament 300 is extruded from the nozzle 200 in a state (molten state) heated by a heater (not shown) or the like.

そして、動くノズル200から押し出されたフィラメント300が、図3に示すように、プレート100の上に積み重なっていき、立体的な造形物(3D造形物:本実施形態では建築部材)が形成される。 Then, the filaments 300 extruded from the moving nozzle 200 are piled up on the plate 100 as shown in FIG. 3, forming a three-dimensional object (a 3D object: in this embodiment, a building component).

なお、上述した3Dプリンタでは、プレート100の位置が固定で、ノズル200が水平移動していたが、これには限られない。例えば、ノズル200の移動の軸を多軸に構成することにより、水平方向以外にも移動可能にして、任意の角度で材料(フィラメント300)を積層できるようにしてもよい。あるいは、プレート100の水平面に対する傾きを任意に変えることができるようにしてもよい。また、プレート100が下方に下がりつつ、動くノズル200から押し出された材料が積み重なって造形物が形成されてもよい。 In the above-mentioned 3D printer, the position of the plate 100 is fixed and the nozzle 200 moves horizontally, but this is not limited to the above. For example, the nozzle 200 may be configured to have multiple axes of movement, allowing it to move in directions other than the horizontal direction, so that material (filament 300) can be layered at any angle. Alternatively, the inclination of the plate 100 relative to the horizontal plane may be made changeable at will. Also, as the plate 100 moves downward, material extruded from the moving nozzle 200 may be piled up to form a model.

図4は、図2に示す建築部材の製造方法を示すフロー図である。なお、図4に示す各工程では、全て上述した3Dプリンタ(図3参照)を用いて、動くノズル200から押し出されたフィラメント300(CFRP)により造形を行う(以下では説明を省略する)。 Figure 4 is a flow diagram showing the manufacturing method of the building component shown in Figure 2. Note that in each process shown in Figure 4, the above-mentioned 3D printer (see Figure 3) is used to model the filament 300 (CFRP) extruded from the moving nozzle 200 (description will be omitted below).

まず、プレート100の上に表層部30(図2の2つの表層部30のうちの下側)を密実状に形成する(S10)。 First, the surface layer 30 (the lower of the two surface layers 30 in FIG. 2) is formed in a dense shape on the plate 100 (S10).

次に、ステップS10で形成された表層部30の上に、空気層部20(図2の2つの空気層部20のうちの下側)を形成する(S20)。この際、複数の空洞部20aがそれぞれ独立して立体的に形成される。これにより、複数の空洞部20aを備えた空気層部20が、表層部30に連続して設けられる。 Next, an air layer section 20 (the lower of the two air layer sections 20 in FIG. 2) is formed on the surface layer section 30 formed in step S10 (S20). At this time, a plurality of cavities 20a are formed three-dimensionally and independently. As a result, an air layer section 20 with a plurality of cavities 20a is provided continuously on the surface layer section 30.

次に、ステップS20で形成された空気層部20の上に、芯部10を密実状に形成する(S30)。これにより、密実状の芯部10が、空気層部20に連続して設けられる。 Next, the core 10 is formed in a solid shape on the air layer 20 formed in step S20 (S30). This results in the solid core 10 being provided continuously with the air layer 20.

次に、ステップS30で形成された芯部10の上に、空気層部20(図2の2つの空気層部20のうちの上側)を形成する(S40)。この際、複数の空洞部20aがそれぞれ独立して立体的に形成される。これにより、複数の空洞部20aを備えた空気層部20が、芯部10に連続して設けられる。 Next, an air layer section 20 (the upper of the two air layer sections 20 in FIG. 2) is formed on the core section 10 formed in step S30 (S40). At this time, a plurality of cavities 20a are formed three-dimensionally and independently. As a result, an air layer section 20 with a plurality of cavities 20a is provided continuously on the core section 10.

最後に、ステップS40で形成された空気層部20の上に、表層部30(図2の2つの表層部30のうちの上側)を密実状に形成する(S50)。これにより、密実状の表層部30が、空気層部20に連続して設けられる。 Finally, the surface layer 30 (the upper of the two surface layers 30 in FIG. 2) is formed in a solid shape on the air layer 20 formed in step S40 (S50). This results in the solid surface layer 30 being provided continuously with the air layer 20.

以上の工程により、図2に示す建設部材が製造される。本実施形態では、3Dプリンタを用いて建築部材の各部(層)を形成しているので、複雑な形状であっても、簡易に、且つ、高い精度で形成することができる。特に、空気層部20の空洞部20aの大きさや形状(立体形状)にかかわらず、高い精度で形成することができる。 The construction component shown in Figure 2 is manufactured through the above process. In this embodiment, each part (layer) of the construction component is formed using a 3D printer, so even complex shapes can be formed easily and with high precision. In particular, the hollow portion 20a of the air layer portion 20 can be formed with high precision regardless of its size or shape (three-dimensional shape).

なお、3Dプリンタの構成(方式)は、上述したものには限られない。例えば、本実施形態では、1つのノズル(ノズル200)を用いた1ノズル方式であったが、CFRPノズルと樹脂ノズルを用いた2ノズル方式でもよい。 The configuration (method) of the 3D printer is not limited to the above. For example, in this embodiment, a one-nozzle method using one nozzle (nozzle 200) is used, but a two-nozzle method using a CFRP nozzle and a resin nozzle may also be used.

===その他の実施形態===
以上、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
===Other embodiments===
The above-mentioned embodiment is for facilitating understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention. The present invention may be modified or improved without departing from the spirit of the present invention, and it goes without saying that the present invention includes equivalents. In particular, the following embodiment is also included in the present invention.

前述の実施形態では、芯部10、空気層部20、表層部30が全てCFRPで形成されていたが、少なくとも芯部10がCFRPで形成されていればよい。つまり、空気層部20及び表層部30は、CFRP以外の材料で形成してもよい。例えば、前述した3Dプリンタを用いて、材料を変えて同様に形成することが可能である。 In the above-mentioned embodiment, the core portion 10, the air layer portion 20, and the surface layer portion 30 are all made of CFRP, but it is sufficient that at least the core portion 10 is made of CFRP. In other words, the air layer portion 20 and the surface layer portion 30 may be made of a material other than CFRP. For example, it is possible to use the above-mentioned 3D printer to form them in the same way by changing the material.

また、図2では、空気層部20及び表層部30は、芯部10を挟む厚さ方向の両側に一対設けられているが、芯部10の両サイドにも設けられている(すなわち、芯部10を覆う四周に設けられている)ことが望ましい。これにより、芯部10の周囲が空気層部20及び表層部30で被覆されるので、耐火性能をより高めることができる。 In addition, in FIG. 2, the air layer portion 20 and the surface layer portion 30 are provided in pairs on both sides of the core portion 10 in the thickness direction, but it is preferable that they are also provided on both sides of the core portion 10 (i.e., provided on the four sides covering the core portion 10). This allows the periphery of the core portion 10 to be covered with the air layer portion 20 and the surface layer portion 30, thereby further improving the fire resistance.

なお、例えば、芯部10の片側のみ耐火が必要な場合や、片側に別の耐火構造を設ける場合などにおいては、芯部10の片側のみに空気層部20及び表層部30を設けるようにしてもよい。 For example, when only one side of the core 10 needs to be fireproof, or when a separate fireproof structure is provided on one side, the air layer 20 and the surface layer 30 may be provided on only one side of the core 10.

10 芯部
20 空気層部
20a 空洞部
30 表層部
100 プレート
200 ノズル
300 フィラメント
10 Core portion 20 Air layer portion 20a Cavity portion 30 Surface layer portion 100 Plate 200 Nozzle 300 Filament

Claims (6)

密実状の芯部と、
前記芯部に連続して設けられ、複数の空洞部を備えた空気層部(但し、発泡不織布を除く。)と、
前記空気層部に連続して設けられた密実状の表層部と、
を有し、少なくとも、前記芯部が炭素繊維強化プラスチックで形成されている、
ことを特徴とする建築部材。
A dense core and
An air layer portion (excluding foamed nonwoven fabric) provided continuously with the core portion and having a plurality of cavities;
A solid surface layer portion provided continuously with the air layer portion;
At least the core portion is formed of carbon fiber reinforced plastic.
A building component characterized by:
密実状の芯部と、
前記芯部に連続して設けられ、複数の空洞部を備えた空気層部と、
前記空気層部に連続して設けられた密実状の表層部と、
を有し、
前記芯部、前記空気層部、及び、前記表層部は、材料を変えず全て、炭素繊維強化プラスチックで形成されている、
ことを特徴とする建築部材。
A dense core and
An air layer portion provided continuously with the core portion and having a plurality of cavities;
A solid surface layer portion provided continuously with the air layer portion;
having
The core portion, the air layer portion, and the surface layer portion are all made of carbon fiber reinforced plastic without changing the material .
A building component characterized by:
請求項1又は請求項2に記載の建築部材であって、
前記空気層部の厚さは、前記表層部の厚さよりも大きい、
ことを特徴とする建築部材。
The building member according to claim 1 or 2,
The thickness of the air layer portion is greater than the thickness of the surface layer portion.
A building component characterized by:
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の建築部材であって、
厚さ方向において、前記空気層部及び前記表層部は、それぞれ、前記芯部の両側に一対設けられている、
ことを特徴とする建築部材。
The building member according to any one of claims 1 to 3,
In the thickness direction, the air layer portion and the surface layer portion are provided in pairs on both sides of the core portion,
A building component characterized by:
請求項1乃至請求項4の何れかに記載の建築部材であって、
前記空気層部及び前記表層部は、前記芯部を覆う四周に設けられている、
ことを特徴とする建築部材。
The building member according to any one of claims 1 to 4,
The air layer portion and the surface layer portion are provided around the four periphery of the core portion.
A building component characterized by:
3Dプリンタを用いて、炭素繊維強化プラスチックで密実状の芯部を形成する工程と、
前記3Dプリンタを用いて、複数の空洞部を備えた空気層部を形成する工程と、
前記3Dプリンタを用いて、密実状の表層部を形成する工程と、
を有し、前記芯部、前記空気層部、及び前記表層部を連続して形成する、
ことを特徴とする建築部材の製造方法。
A process of forming a solid core part from carbon fiber reinforced plastic using a 3D printer;
Forming an air layer portion having a plurality of cavities using the 3D printer;
A step of forming a dense surface layer portion using the 3D printer;
The core portion, the air layer portion, and the surface layer portion are continuously formed.
A method for manufacturing a building component comprising the steps of:
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