JP2009208353A - 耐火木材 - Google Patents

Abstract

【課題】確実に耐火性を付与しつつ木材の良さを損なうことのない耐火木材を提供する。
【解決手段】耐火木材Ａを、木材本体部５と、この木材本体部５の表面５ａを被覆するように設けられた珪酸ソーダ層６と、珪酸ソーダ層６を被覆するように設けられた表面木材部７とを備えて形成する。また、珪酸ソーダ層６に、木材本体部５と表面木材部７を繋ぐ貫通孔８を形成し、木材本体部５から表面木材部７ひいては外部への空気等の流路を確保して、木材本体部５の調湿性を発揮させるとともに香りを外部に拡散させ、木材の良さが失われることを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐火性を付与した耐火木材に関する。

従来、調湿性、衝撃安全性、断熱性に優れ、心身不調の低減、香りによるリラックス効果、わくわく感の向上、子供たちの情緒安定等に大きな効果をもたらすことから、特に住宅などの建物に木材が多用されている。また、例えば建物を木造とする場合には、鉄骨造と比較しトータルとしての二酸化炭素排出量を削減することができることからも、木材の有効利用を図ることが必要となっている。

一方、木材は、燃えやすいことが最大の欠点であり、このため、木造建物の場合、壁、床、柱、梁などの構造材として用いる木材に対し、所定の耐火性能を確保するために燃え代設計が行われてきた。この燃え代設計では、図３に示すように、木材１の断面寸法の割り増し（燃え代２）によって火災時の木材１の燃焼による構造強度の低下を遅延させ又は防止するようにしており、火災時に焼失する燃え代２（厚さＨ１）と、火災時に焼失せずに残り構造強度を確保する部分３（厚さＨ２）とを必要とすることから、大きな木材１を用いることになってコスト高や重量増が生じてしまう。

これに対し、特許文献１に開示されるように木材の表面に発泡耐火シートを被覆したり、特許文献２に開示されるように火災時に燃え続けることなく燃え止まるように木材に不燃性の薬液等を含浸定着させるなどして、木材に耐火性を付与することが提案、実施されている。そして、このように木材を耐火木材にすることで、木材断面寸法を割り増す場合と比較しコスト高や重量増を抑えることが可能になる。
特開平９−２５６５０６号公報 特開平７−２５１４０５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された耐火木材においては、木材の表面に発泡耐火シートを被覆することで、木材の調湿性、香り、見た目等が失われてしまうという問題があった。一方、特許文献２に開示された耐火木材においても、木材の見た目を損なうことがない反面、やはり薬液等を木材に含浸定着させることで、木材内部からの空気等の流れが抑えられてしまうため、調湿性、香り等が失われてしまうという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑み、確実に耐火性を付与しつつ木材の良さを損なうことのない耐火木材を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の耐火木材は、耐火性を付与した耐火木材であって、木材本体部と、該木材本体部の表面を被覆するように設けられた珪酸ソーダ層と、珪酸ソーダ層を被覆するように設けられた表面木材部とを備えて形成されていることを特徴とする。

この発明においては、火災時に表面木材部が燃えて珪酸ソーダ層が加熱されるとともに、この珪酸ソーダ層が発泡して木材本体部が燃えることを防止することができる。これにより、火災時にこの耐火木材の焼け止まりと遮熱性を確保することができる。また、通常使用時においては、耐火木材の表面に表面木材部が設けられているため、見た目等が失われることがない。

また、本発明の耐火木材において、前記珪酸ソーダ層には、前記木材本体部と前記表面木材部を繋ぐ貫通孔が形成されていることが望ましい。

この発明においては、珪酸ソーダ層に貫通孔が形成されていることで、木材本体部から表面木材部ひいては外部への空気等の流路を確保することができる。これにより、木材本体部の調湿性を発揮させるとともに香りが外部に拡散することになり、木材の良さが失われることを確実に防止できる。また、このように珪酸ソーダ層に形成された貫通孔は、火災時に珪酸ソーダ層が発泡膨張するとともに閉塞されるため、木材本体部が燃えることがなく、珪酸ソーダ層による耐火性を維持することが可能である。

本発明の耐火木材によれば、木材本体部と表面木材部との間に珪酸ソーダ層を介装して構成することによって、確実に耐火性を付与しつつ木材の良さを損なうことのない耐火木材を提供することが可能になる。

以下、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る耐火木材について説明する。本実施形態は、例えば木造建物の壁、床、柱、梁などとして用いられ、火災時に焼け止まりと遮熱性を確保することが可能な耐火木材に関するものである。

本実施形態の耐火木材Ａは、図１に示すように、木材本体部５と、この木材本体部５の表面５ａを被覆するように設けられた珪酸ソーダ層６と、珪酸ソーダ層６を被覆するように設けられた表面木材部７とを備えて構成されている。そして、この耐火木材Ａにおいては、表面木材部７が、例えば数ｍｍ以上の厚さＨ３で形成され、火災によって焼失し構造上の断面欠損を考慮した燃え代分となる。また、木材本体部５が火災時（火災後）の構造強度を確保する部分（厚さＨ２）となる。

木材本体部５と表面木材部７の間に介装された珪酸ソーダ層６は、僅かに有機剤等を含んだ珪酸ソーダからなり、弾力性を有し、１ｍｍ程度の厚さＨ４で形成されている。そして、本実施形態の耐火木材Ａは、図３に示した木材１の構造強度を確保する部分３の厚さＨ２よりも僅かに大きく、図３に示した木材１の厚さＨよりも小さな厚さＨ’で形成されている。また、本実施形態においては、珪酸ソーダ層６に、数ｍｍから数十ｍｍ程度の直径で、木材本体部５と表面木材部７を繋ぐ複数の貫通孔８が分散して形成されている。

また、珪酸ソーダ層６は、その一面６ａ及び他面６ｂに耐熱性を有する接着剤９が塗布され、接着剤９を介して木材本体部５の表面５ａ及び表面木材部７の裏面７ａに接着されている。そして、この接着剤９は、珪酸ソーダ層６を保護するとともにその含水率を保持する機能を有している。さらに、珪酸ソーダ層６の各貫通孔８を形成する内面には、例えばエマルジョン系塗料等（コーティング材１０）がコーティングされ、あるいは保護フィルム（コーティング材１０）が貼り付けられている。そして、これらコーティング材１０によって、珪酸ソーダ層６が周囲の空気等に対し非接触状態に保持され、その含水率が保持されている。

上記のように構成した本実施形態の耐火木材Ａは、火災時に表面木材部７が燃えて珪酸ソーダ層６が加熱されるとともに、この珪酸ソーダ層６の珪酸ソーダが発泡してその厚さＨ４が増大する。また、これとともに、珪酸ソーダ層６が透明から白色に近い不透明に変化する。このように発泡した珪酸ソーダ層６は、木材本体部５に火災の熱が伝搬することを防ぐ遮熱性を発揮して、木材本体部５が燃焼することを防止する。

また、このとき、珪酸ソーダ層６に形成された貫通孔８は、珪酸ソーダ層６の発泡膨張とともに閉塞する。このため、本実施形態のように珪酸ソーダ層６に貫通孔８を分散して形成した場合においても、火災時の熱が木材本体部５に伝搬することはなく、確実に木材本体部５の燃焼が防止される。

そして、珪酸ソーダ層６によって木材本体部５の燃焼が防止されることで、本実施形態の耐火木材Ａは、表面木材部７のみが燃焼し、この表層木材部７の厚さＨ３で焼け止まることになる。

一方、通常使用時においては、耐火木材Ａの表面側に表面木材部７が設けられていることで、表面木材部７によって調湿性、香り、見た目等が通常木材と同様に確保される。また、本実施形態においては、珪酸ソーダ層６に貫通孔８が形成されているため、内部の木材本体部５から表面木材部７ひいては外部への空気等の流路が確保される。このため、木材本体部５の調湿性が発揮されるとともに、その香りが確実に外部に拡散することになる。これにより、本実施形態の耐火木材Ａにおいては、木材の良さを失うことなく、耐火性が付与されている。

したがって、本実施形態の耐火木材Ａにおいては、火災時に表面木材部７が燃えて珪酸ソーダ層６が加熱されるとともに、この珪酸ソーダ層６が発泡して木材本体部５が燃えることを防止することができ、火災時にこの耐火木材Ａの焼け止まりと遮熱性を確保することができる。また、通常使用時においては、耐火木材Ａの表面側に表面木材部７が設けられていることで、調湿性、香り、見た目等が通常木材と同様に確保され、木材の良さを失うことを防止できる。

さらに、珪酸ソーダ層６に貫通孔８が形成されていることによって、木材本体部５から表面木材部７ひいては外部への空気等の流路を確保することができ、木材本体部５の調湿性を発揮させるとともに、木材本体部５の香りを外部に拡散させることができ、木材本体部５の木材の良さが失われることを防止できる。また、このように珪酸ソーダ層６に貫通孔８を形成した場合においても、火災時に珪酸ソーダ層６が発泡膨張するとともに閉塞されるため、木材本体部５が燃えることはなく、珪酸ソーダ層６による耐火性を確実に維持することが可能である。

よって、木材本体部５と表面木材部７との間に珪酸ソーダ層６を介装して構成することによって、確実に耐火性を付与しつつ木材の良さを損なうことのない耐火木材Ａを提供することが可能になる。

また、火災時に残り構造強度を確保する厚さＨ２の木材本体部５に対し、非常に薄い表面木材部７と珪酸ソーダからなり安価な珪酸ソーダ層６とで構成することによって、耐火木材Ａのコストを低減することが可能になる。また、珪酸ソーダ層６に貫通孔８を形成することで、耐火木材Ａの軽量化を図ることも可能になる。

以上、本発明に係る耐火木材の実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、珪酸ソーダ層６に数ｍｍから数十ｍｍ程度の直径で、木材本体部５と表面木材部７を繋ぐ複数の貫通孔８が分散して形成されているものとしたが、表面木材部７によって十分な調湿性、香り等の木材の良さが確保できる場合には、珪酸ソーダ層６は、必ずしも貫通孔８を備えて形成されていなくてもよい。また、珪酸ソーダ層６に貫通孔８を形成する場合においても、例えば線状（スリット状）に形成してもよく、貫通孔６を円形孔として形成することに限定する必要はない。

また、本実施形態では、珪酸ソーダ層６が僅かに有機剤等を含んだ珪酸ソーダからなるものとしたが、珪酸ソーダに無機剤等を混入して形成してもよい。この場合には、火災時に、混入した無機剤等によって珪酸ソーダ層６の温度を珪酸ソーダが確実に発泡する温度で維持することが可能になり、珪酸ソーダを安定して発泡させ、珪酸ソーダ層６の発泡厚（発泡による増大した厚さ）を安定させることが可能になる。これにより、珪酸ソーダ層６に確実に遮熱性を発揮させることが可能になる。さらに、通常使用時の珪酸ソーダ層６の厚さＨ４が１ｍｍ程度であるものとしたが、珪酸ソーダ層６の厚さＨ４は、所望の遮熱性を発揮できる範囲で適宜決められればよい。

また、本実施形態では、表面木材部７が火災によって焼失し構造上の断面欠損を考慮した燃え代分となり、木材本体部５が火災時（火災後）の構造強度を確保する部分になるものとして説明を行ったが、耐火木材Ａが構造材でない場合には、表面木材部７に構造的な断面欠損を見込む必要はない。すなわち、本発明の耐火木材は、火災によって単に木材本体部５が燃えることを防止するために珪酸ソーダ層６及び表面木材部７を備えて形成されてもよく、例えば図２に示すように、耐火木材Ａの厚さＨ’が、図３に示した木材１の構造強度を確保する部分３の厚さＨ２（図１に示した木材本体部５の厚さＨ２）以下の厚さで形成されてもよい。

本発明の一実施形態に係る耐火木材を示す図である。 本発明の一実施形態に係る耐火木材の変形例を示す図である。 燃え代を考慮した従来の木材を示す図である。

符号の説明

１ 従来の木材
５ 木材本体部
５ａ 表面
６ 珪酸ソーダ層
６ａ 一面
６ｂ 他面
７ 表面木材部
７ａ 裏面
８ 貫通孔
９ 接着剤
１０ コーティング材
Ａ 耐火木材

Claims (2)

1. 耐火性を付与した耐火木材であって、
   木材本体部と、該木材本体部の表面を被覆するように設けられた珪酸ソーダ層と、珪酸ソーダ層を被覆するように設けられた表面木材部とを備えて形成されていることを特徴とする耐火木材。
2. 請求項１記載の耐火木材において、
   前記珪酸ソーダ層には、前記木材本体部と前記表面木材部を繋ぐ貫通孔が形成されていることを特徴とする耐火木材。

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