JP2007303067A

JP2007303067A - 断熱耐火サンドイッチパネル

Info

Publication number: JP2007303067A
Application number: JP2006129304A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Fukazawa; 義人深沢; Osamu Nakakuki; 治中岫
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】本発明は、軽量で施工性が良く、断熱性及び耐火性に優れる断熱耐火サンドイッチパネルを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る断熱耐火サンドイッチパネルは、金属材からなる表面材２、裏面材３間に、加熱表面側フェノールフォームボード層４、加熱裏面側フェノールフォームボード層６、石膏ボード層５を積層した断熱耐火サンドイッチパネル１であって、加熱表面側のフェノールボード層の厚みを２５〜４５ｍｍとなし、ＪＩＳ−Ａ−１３０４の耐火構造１時間の耐火試験時に加熱面側の石膏ボード表面温度が加熱開始後に１２０℃に達するまでの所要時間が３分以上であることを特徴とする耐火断熱サンドイッチパネルである。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築、構築物の外壁や内壁などに使用される断熱性、耐火性に優れる断熱耐火サンドイッチパネルに関する。

従来、この種のサンドイッチパネルとして、金属製の表、裏面材間にフェノールフォーム等の有機断熱材よりなる芯材を充填してなる断熱サンドイッチパネルや、ロックウール等の無機繊維質板よりなる芯材を挟んでなる耐火サンドイッチパネル等がある。
このような断熱サンドイッチパネル、耐火サンドイッチパネル等に関しては、例えば、特許文献１（特開平７−０４８９１５号公報）、特許文献２（特開２００５−１６３４８１号公報）等に例示されている如く、種々の構造を持ったパネルが知られている。
前述の特許文献１に記載の技術は、鉄板等の不燃性基材からなる表面材、裏面材間にフェノールフォーム原液を流し込み無機ボードとからなる芯材を一体に形成し、フェノールフォームには水酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム等の無機材が混入されている耐火パネルに関する技術である。

前述の特許文献２に記載の技術は、難燃有機系プラスチックフォームが充填された金属製表裏面材間に、１層以上の無機系材料層を挟んだ耐火断熱サンドイッチパネルに関する技術である。
特開平７−０４８９１５号公報特開２００５−１６３４８１号公報

前述の特許文献１に記載の技術においては、表面材、裏面材間にフェノールフォームの原液を流し込み、発泡、硬化させる方法により、機械強度、耐火性等を改良し、パネル表面の一部に形成した空間により残留水分が放出され、パネル表面の膨れ、反り等を防止することができる。
しかしながら、原液を流し込み、発泡、硬化させる方法では、硬化時の収縮が大きい低密度のフォームの成形は困難であり、均一な発泡体の形成のためには密度５０〜３００ｋｇ／ｍ^３の高密度のフォームの成形が不可欠であった。高密度のフォームは強度等には優れるが、一般にパネルの高重量化は避けられず、更に断熱性能低下の原因となる残留水分が充分に抜けきらず、又気泡径も小さくならないためにボード状の成形体と比較し断熱性が悪い。また、原液を流し込み、発泡、硬化させる方法では、発泡、硬化時に発生する水分を処理するための工夫が必要となりパネル構造が複雑化する問題があった。

前述の特許文献２に記載の技術においても、金属製表裏面材内に難燃有機系プラスチックフォームを充填する際、難燃有機系プラスチックフォームの原液を流し込み、発泡、硬化させる方法をとるため、前述の特許文献１に記載の技術と同様にフォームの高密度化によるパネルの高重量化、断熱性の悪化や発生水分の処理等の問題があった。
又、特許文献１，２共にフォーム層の断熱性能が充分でないために、耐火試験時に耐火性能発現に大きく寄与するケイ酸カルシウム板、石膏ボード等の無機ボードへの熱の伝わりが早すぎ無機ボードの耐火性能が短時間で低下してしまうために、無機ボードの厚みを厚くしなければならず、結果として断熱耐火パネルの重量が重くなってしまう問題があった。

そこで本発明では、軽量で施工性が良く、断熱性及び耐火性に優れるＪＩＳ−Ａ−１３０４の耐火構造１時間の試験に合格する断熱耐火サンドイッチパネルを提供することを目的とする。また、水分を処理するための工夫等で構造が複雑化することを抑制でき、製造工程においてボード状の構成材を用いるために、パネルの製造方法の連続機械化が容易となる断熱耐火サンドイッチパネルを提供することができる。

上記課題を解決するために本発明に係る断熱耐火サンドイッチパネルの構成は、金属材からなる表面材、裏面材間に、厚さ６〜１６ｍｍの石膏ボード層を、密度２０〜４５ｋｇ／ｍ^３、熱伝導率０．０２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のフェノールフォームボード層で挟み込んだ、厚さ４５〜６５ｍｍの断熱耐火サンドイッチパネルであって、加熱表面側のフェノールボード層の厚みを２５〜４５ｍｍとなし、ＪＩＳ−Ａ−１３０４の耐火構造１時間の耐火試験時に加熱面側の石膏ボード表面温度が加熱開始後に１２０℃に達するまでの所要時間が３分以上であるようにしてなることを特徴とする。

本発明に係る構成の断熱耐火サンドイッチパネルは、パネルが加熱された場合に断熱耐火サンドイッチパネル裏面温度の急激な上昇がなく、ＪＩＳ−Ａ−１３０４の耐火構造１時間の試験に合格し得る。すなわち、６〜１６ｍｍの厚みを有する石膏ボード層を密度２０〜４５ｋｇ／ｍ^３、熱伝導率０．０２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のフェノールフォーム層で挟み込んだ厚さ４５〜６５ｍｍのサンドイッチ構造を用い、更に加熱表面側のフェノールボード層の厚みを２５〜４５ｍｍとし、石膏ボード層の断面内での配置を最適化することにより、耐火性能向上に大きく寄与する石膏ボード層の急激な温度上昇が抑制され、厚みの薄い石膏ボードであっても耐火性能を長時間維持することができ、結果として軽量で施工性が良く、断熱性及び耐火性に優れる断熱耐火サンドイッチパネルを提供することが可能となった。

また、原液を流し込み、発泡、硬化させて有機断熱層を形成した場合（特許文献１、２）と比較すると、本発明に係る構成では、予め成形、硬化させたフェノールフォームボードを用いるため、発泡、硬化時の収縮や水分発生等を抑制できる。これにより、水分を処理するための工夫等でパネル構造が複雑化することもない。また、成形、硬化させたフェノールフォームボードを用いるため、軽量で断熱層全面において均一な所定性能（例えば熱伝導率、強度等）を有するフェノールフォームボード層を形成でき軽量で施工性が良く、断熱、耐火性に優れる断熱耐火サンドイッチパネルとなる。
さらに、金属材とボードを積層接着することによって、パネルの製造工程を簡素化できるので、従来の同等の性能を有する耐火パネルに比較して、製造コストを低減させることができる。

パネル同士の連結部における各係合部分については、フェノールフォームボード、石膏ボードである必要はなく、断熱部材（例えば、原液を流し込み、発泡、硬化させて有機断熱層を形成する方法や成形体を詰込んで無機断熱層を形成する方法等）や無機系耐火部材等を充填することも可能である。その場合においては、断熱耐火サンドイッチパネル全体に対して係合部分の占める割合が小さく、前述のような耐火性能等への悪影響は少ない。

［実施の形態］
本発明に係る断熱耐火サンドイッチパネルの実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る断熱耐火サンドイッチパネルの断面図である。
図１に示すように、断熱耐火サンドイッチパネル１は、金属材からなる表面材２と裏面材３との間に、表面側フェノールフォームボード層４、石膏ボード層５、裏面側フェノールフォームボード層６の３つの層を積層接着している。
金属材からなる表、裏面材２、３は５５％アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板や塗装鋼板、あるいはその他の金属板をプレス成形、押出成形、ロール成形等によって所定断面形状に形成したものであり、厚みは０．３〜１．５ｍｍが好ましい。表、裏面材の厚みが０．３ｍｍ未満では断熱耐火サンドイッチパネルとして十分な強度を発現せず、又、耐火試験時の表面加熱により表面材が容易に変形してしまう問題がある。又、表、裏面材の厚みが１．５ｍｍを超える場合は、断熱耐火サンドイッチパネルの重量が重くなりすぎてしまう。

加熱表面側および加熱裏面側フェノールフォームボード層４、６は、石膏ボード層５を挟んで両側に２層配置される。このように構成された断熱耐火サンドイッチパネル１は、金属材からなる表面材２、３の間に、石膏ボード層５を挟んで加熱表面側フェノールフォームボード層４、加熱裏面側フェノールフォームボード層６をそれぞれ積層していることで加熱表面側または裏面側のいずれから熱が加わっても、常に非加熱面側にフェノールフォームボード層が存在するものとなっているので、耐火性能を向上させることに役立つ。

加熱表面側および加熱裏面側フェノールフォームボード層４、６は、予め成形、硬化させたフェノールフォームのボード状成型体を用いる。加熱表面側フェノールフォームボード層４、加熱裏面側フェノールフォームボード層６は、他の基材との接着性向上等の点で表裏面に各種表面材付きのものが好適に用いられる。加熱表面側フェノールフォームボード層４、加熱裏面側フェノールフォームボード層６は、密度が２０〜４５ｋｇ／ｍ^３、好ましくは２５〜４０ｋｇ／ｍ^３、熱伝導率は０．０２５Ｗ／ｍＫ以下、好ましくは０．０２２Ｗ／ｍＫ以下のものが用いられる。密度が２０ｋｇ／ｍ^３未満では、断熱耐火サンドイッチパネルとして十分な強度が発現せず、４５ｋｇ／ｍ^３を超える場合は断熱耐火サンドイッチパネルの重量が重くなりすぎてしまう。又、熱伝導率が０．０２５Ｗ／ｍＫを超えるものでは耐火試験時に断熱耐火サンドイッチパネル内部への伝熱が急激であるために、耐火性能発現に大きく寄与する石膏ボードの性能を短時間で消失させ、パネル全体としての耐火性能が大幅にダウンしてしまう問題がある。加熱表面側のフェノールボード層４の厚みは２５〜４５ｍｍ、好ましくは３０〜４０ｍｍである。加熱表面側のフェノールボード層４の厚みが２５未満では耐火試験時に断熱耐火サンドイッチパネル内部への伝熱が急激であるために、耐火性能発現に大きく寄与する石膏ボードの性能を短時間で消失させ、パネル全体としての耐火性能が大幅にダウンしてしまう問題がある。又、４５ｍｍを超える場合は、加熱裏面側フェノールフォームボード層６が薄くなりすぎてしまうために裏面側からの加熱に対し耐火性能が大幅に低下してしまう。

又、加熱表面側フェノールフォームボード層４、加熱裏面側フェノールフォームボード層６には、耐火性能の更なる向上を目的に水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、三酸化アンチモン、窒素化グアニジン、ホウ酸亜鉛、ポリリン酸アンモニウム等を添加してもよい。水酸化アルミニウムを添加する場合は、耐火性の向上と強度低下の抑制を目的に平均粒径は０．５〜３０ミクロン、好ましくは１〜１０ミクロンのものが、樹脂成分１００重量部に対し１〜４０重量部、好ましくは１０〜３０重量部添加される。
石膏ボード層５の厚みは、６〜１６ｍｍ、好ましくは１０〜１４ｍｍの範囲のものが用いられる。石膏ボード層の厚みが６ｍｍ未満では充分な耐火性能を発現することができず、１６ｍｍを超えるものでは断熱耐熱パネルの重量が重くなりすぎてしまう。又、耐熱試験時の石膏ボードの割れ、又その割れによる急激な伝熱を防ぐために強化石膏ボードが好ましく用いられる。

又、石膏ボード層は耐火試験時に加熱面側の石膏ボード表面温度が加熱開始後に１２０℃に達するまでの所要時間が３分以上、好ましくは５分以上となる位置に加熱表面側フェノールフォームボード層４、加熱裏面側フェノールフォームボード層６と石膏ボード層５の厚みを調整して配置される。加熱面側の石膏ボード表面温度が加熱開始後に１２０℃に達するまでの所要時間が３分未満のものでは耐火試験時に断熱耐火サンドイッチパネル内部への伝熱が急激であるために、耐火性能発現に大きく寄与する石膏ボードの性能を短時間で消失させ、耐火断熱サンドイッチパネルとして充分な耐火性能を発現させることができない。
断熱耐火サンドイッチパネルの厚みは４５〜６５ｍｍ、好ましくは５０〜６０ｍｍである。厚みが４５ｍｍ未満では断熱耐火サンドイッチパネルとして十分な強度、断熱性能、耐火性能を発現させることができず、６５ｍｍを超える場合では重くなりすぎパネルの輸送及び施工時に問題となる。

本発明の活用例として、建築、構築物の外壁や内壁などに使用される断熱性、耐火性に優れるサンドイッチパネルとして好適に利用できる。

本実施形態に係る断熱耐火サンドイッチパネルの断面図である。

符号の説明

１…断熱耐火サンドイッチパネル
２…表面材
３…裏面材
４…加熱表面側フェノールフォームボード層
５…石膏ボード層
６…加熱裏面側フェノールフォームボード層
７…耐火試験時加熱側の石膏ボード表面

Claims

金属材からなる表面材、裏面材間に、厚さ６〜１６ｍｍの石膏ボード層を密度２０〜４５ｋｇ／ｍ^３、熱伝導率０．０２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のフェノールフォームボード層で挟み込んだ、厚さ４５〜６５ｍｍの断熱耐火サンドイッチパネルであって、加熱表面側のフェノールボード層の厚みを２５〜４５ｍｍとなし、ＪＩＳ−Ａ−１３０４の耐火構造１時間の耐火試験時に加熱面側の石膏ボード表面温度が加熱開始後に１２０℃に達するまでの所要時間が３分以上であるようにしてなることを特徴とする耐火断熱サンドイッチパネル。