JP2009264082A - 耐火性金属折板屋根積層構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂発泡体を用いた金属折板屋根積層構造体であって、優れた耐火性を有し、屋根耐火３０分認定試験に合格することが可能な耐火性金属折板屋根積層構造体を提供する。
【解決手段】鋼板１０、金属箔１２および樹脂発泡体１４により構成され、鋼板の片面に金属箔が接着され、金属箔に樹脂発泡体が接着されている耐火性金属折板屋根積層構造体とする。あるいは、鋼板、樹脂発泡体および金属箔により構成され、鋼板の片面に樹脂発泡体が接着され、樹脂発泡体に金属箔が接着されている耐火性金属折板屋根積層構造体とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属折板屋根積層構造体に関し、さらに詳述すると、屋根耐火３０分認定試験に合格する優れた耐火性を有する耐火性金属折板屋根積層構造体に関する。

従来、断熱性を有する金属折板屋根積層構造として、金属屋根に接着剤で樹脂系層および無機質繊維系層を貼合したものを成形加工したものが使用されている。また、雨音等による騒音低減機能付与を目的としたものには、特許文献１、２のものが提案されている。特許文献１の金属折板屋根積層構造体は、全体に折り曲げ加工が施された断熱金属屋根材であって、金属板と、ブチルアクリレートと２−エチルヘキシルアクリレートとから成るアクリル酸エステルを主成分とするアクリル酸エステル系共重合体の樹脂層と、金属シートと、発泡体シートとがこの順序で積層されて一体化した断熱構造を有するものである。特許文献２の金属折板屋根積層構造体は、全体に折り曲げ加工が施されている断熱金属屋根材であって、金属板と、少なくともアクリル酸エステル系重合体と含ハロゲンリン酸エステルと無機系難燃剤とを含有する難燃性制振樹脂組成物から成る樹脂層と、金属シートと、発泡体シートとがこの順序で積層されて一体化した断熱構造を有しているものである。

金属折板屋根積層構造体において、発泡体シートとしては、通常、ポリオレフィン系樹脂発泡体からなるものが使用される。ポリオレフィン系樹脂発泡体は、その優れた軽量性、断熱性、耐水性、耐薬品性のため、建材、家電、自動車、エネルギー、玩具等の広い分野で使用されている。ポリオレフィン系樹脂自体は易焼性であるため、難燃性を要求される分野では、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機系難燃剤を配合して難燃性を付与することが行われている。

しかし、建材分野等の耐火性を要求される分野においては、上述した樹脂発泡体は鋼板の強度劣化を招く鋼板の温度上昇を抑制する効果は小さく、その耐火性向上に対する影響は軽微である。

特許第３６２５５７６号公報 特開平１１−２７００６３号公報

金属折板屋根積層構造体は、その鋼板種、厚み、形状、梁間の大きさ等によってその耐火性能が異なる。また、金属折板屋根積層構造体においては、結露防止のために、樹脂発泡体や無機質繊維系断熱材が室内側に貼合されているが、樹脂発泡体については、前記のように耐火性能の向上に与える影響は軽微であるため、金属折板屋根積層構造体の設計によっては適用できなかった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、樹脂発泡体を用いた金属折板屋根積層構造体であって、優れた耐火性を有し、屋根耐火３０分認定試験に合格することが可能な耐火性金属折板屋根積層構造体を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成するために種々検討を行った結果、金属折板屋根積層構造体を、鋼板／金属箔／樹脂発泡体または鋼板／樹脂発泡体／金属箔の積層構造とした場合、その耐火性能を飛躍的に向上させることができることを見出した。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、下記（１）〜（５）の耐火性金属折板屋根積層構造体を提供する。
（１）鋼板、金属箔および樹脂発泡体により構成される耐火性金属折板屋根積層構造体であり、前記鋼板の片面に前記金属箔が接着され、前記金属箔に前記樹脂発泡体が接着されていることを特徴とする耐火性金属折板屋根積層構造体（第１発明）。
（２）鋼板、樹脂発泡体および金属箔により構成される耐火性金属折板屋根積層構造体であり、前記鋼板の片面に前記樹脂発泡体が接着され、前記樹脂発泡体に前記金属箔が接着されていることを特徴とする耐火性金属折板屋根積層構造体（第２発明）。
（３）前記金属箔がアルミニウム箔であることを特徴とする（１）または（２）の耐火性金属折板屋根積層構造体。
（４）前記樹脂発泡体が難燃性を有することを特徴とする（１）〜（３）の耐火性金属折板屋根積層構造体。
（５）前記金属箔の厚さが６〜９０μｍであることを特徴とする（１）〜（４）の耐火性金属折板屋根積層構造体。

屋根耐火３０分認定試験は、炉内をＩＳＯ８３４の加熱曲線に準じて加熱し、炉上部に設置した屋根試験体の撓み量および撓み速度を測定するもので、試験に合格するためには、上記撓み量および撓み速度を一定基準内におさめる必要がある。本発明の耐火性金属折板屋根積層構造体は、上記構成としたことにより、加熱時の屋根の撓み（強度）に影響する屋根鋼板自体の温度上昇を効果的に抑制することができるため、屋根耐火３０分認定試験に合格する優れた耐火性を得ることができる。本発明において、上記のように屋根鋼板自体の温度上昇を抑制することができるのは、耐火試験時の加熱源であるバーナー炎からの輻射熱が放射率の小さい金属箔により反射され、金属折板屋根自体の温度上昇が抑制されるという理由からである。

本発明の耐火性金属折板屋根積層構造体は、屋根耐火３０分認定試験に合格する優れた耐火性を有する。また、鋼板／金属箔／樹脂発泡体の積層構造を有する第１発明の積層構造体は、副次効果として、鋼板と金属箔との接着剤および金属箔の種類と厚さによる強度により制振性向上効果を期待することができる。また、鋼板／樹脂発泡体／金属箔の積層構造を有する第２発明の積層構造体は、副次的効果として、金属箔の光反射による屋内照度向上、金属箔の導電性による汚れ付着性の改善、金属箔で紫外線をカットすることによる樹脂発泡体の耐久性の改善等を期待することができる。

以下、本発明につきさらに詳しく説明する。第１発明の金属折板屋根積層構造体は、図１に示すように、鋼板１０、金属箔１２および樹脂発泡体１４により構成され、鋼板１０の上に金属箔１２が接着され、金属箔１２の上に樹脂発泡体１４が接着されている。第２発明の金属折板屋根積層構造体は、図２に示すように、鋼板１０、樹脂発泡体１４および金属箔１２により構成され、鋼板１０の上に樹脂発泡体１４が接着され、樹脂発泡体１４の上に金属箔１２が接着されている。第１発明および第２発明の金属折板屋根積層構造体は、全体として折り曲げ加工が施されていて、図中の左右方向には山部と谷部が交互に形成されている。

本発明において、鋼板としては、厚さが０．３〜１．５ｍｍ程度のものを好適に使用することができる。

本発明において、金属箔は、その優れた放射率のため加熱源からの輻射熱を反射させるという役割を果たす。また、金属箔は表面の粗度は小さく、光沢が強いほど輻射熱を反射することができる。金属箔としては、アルミニウム箔、銅箔、銀箔、金箔等を用いることができるが、アルミニウム箔が特に好ましい。また、金属箔の厚さは６〜９０μｍ、特に６〜３０μｍとすることが適当である。

本発明において、樹脂発泡体は、断熱材として機能すると同時に結露防止効果も発揮する。樹脂発泡体としては、ポリオレフィン系樹脂発泡体を好適に使用することができ、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等の１種単独または２種以上の混合物からなる発泡体を用いることができる。これらの中では、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体からなる発泡体が特に好ましい。また、樹脂発泡体としては、独立気泡構造の発泡体、特に独立気泡構造の架橋発泡体が好ましい。

本発明において、樹脂発泡体の密度は０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、特に０．０２〜０．０６ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３より小さい樹脂発泡体の場合には、ロールフォーミング装置を用いた折り曲げ加工時に気泡の破壊が生じやすくなり、所定の厚みを有する断熱層を形成することが困難になり、また０．２ｇ／ｃｍ^３より大きい樹脂発泡体の場合には、断熱効果の低下傾向が現れはじめることがある。

また、樹脂発泡体の厚みが薄すぎると、断熱効果や結露防止効果の低下傾向が現れはじめ、逆に厚すぎると、ロールフォーミング装置を用いたときの折り曲げ加工が困難になるので、その厚みは２〜３０ｍｍであることが好ましく、特に３〜１５ｍｍであることが好ましい。

本発明において、樹脂発泡体としては、難燃性を有するものが好ましい。樹脂発泡体に難燃性を付与する手段としては、樹脂発泡体に難燃剤を添加する手段を挙げることができる。難燃剤の種類に特に限定はないが、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミ、炭酸カルシウム、炭酸リチウム、炭酸マグネシウム、タルク、マイカ、カオリン、シラスバルーン、中空セラミック等の無機系難燃剤を用いることができる。これらの中では、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモンが特に好ましい。また、難燃剤として、トリス（クロロエチル）ホスフェート、トリス（ジクロロプロピル）ホスフェート、ビス（２，３−ジブロモプロピル）２，３−ジクロロプロピルホスフェート、トリス（２，３−ジブロモプロピル）ホスフェート、ビス（クロロプロピル）モノフェニルホスフェート、ビス（クロロプロピル）モノオクチルホスフェート、トリス（ブロモクロロプロピル）ホスフェート等の有機系難燃剤を用いてもよい。難燃剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

また、本発明に用いる樹脂発泡体には、上記成分に加え、結晶化核剤、結晶化促進剤、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤などの各種添加剤を配合してもよい。

本発明において、鋼板と金属箔、および金属箔と樹脂発泡体とを接着する接着剤としては、例えばアクリルウレタン系、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、ＳＢＲ系、アイオノマー系接着剤等を用いることができる。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでない。

下記表１に示す構成を有する実施例１〜６、比較例１、２の積層構造体を作製した。この場合、実施例１〜６および比較例１における難燃性樹脂発泡体としては、古河電気工業株式会社製フネンエース（密度４３ｋｇ／ｍ^３、厚み４ｍｍ）、比較例２における無機質繊維系断熱材としては、積水化学工業株式会社製ジーフネン（密度：１４０ｋｇ／ｍ^２、厚み５ｍｍ）を用いた。各種アルミニウム箔については、日本製箔株式会社製の純アルミニウム系である合金番号Ａ１Ｎ３０−Ｏ材を使用した。

また、実施例１〜６の評価サンプルは、３００ｍｍ角サイズの第１層（平板鋼板１０）に２５０ｍｍ角サイズの第２層（アルミニウム箔１２または難燃性樹脂発泡体１４）および第３層（樹脂発泡体１４またはアルミニウム箔１２）を断熱材用スプレー糊を使用して積層したものを用いた。比較例１、２の評価サンプルは、３００ｍｍ角サイズの第１層（平板鋼板）に２５０ｍｍ角サイズの第２層（難燃性樹脂発泡体または無機質繊維系断熱材）をスプレー糊を使用して積層したものを用いた。また、アルミニウム箔を使用した全ての評価サンプルについて、艶面側が加熱側となるように積層した。

実験は、図３に示すように行った。すなわち、小型水平耐火炉２０の上面に２５０ｍｍ角サイズの貫通部２２を設けたＡＬＣ板（軽量気泡コンクリート板）２４を設置し、上記ＡＬＣ板２４の下面に、評価サンプル２６を第３層または第２層が炉内側になるように四隅をボルトにて固定することにより取り付け、炉内側には、２００ｍｍ角サイズの貫通部２８を有するセラミックブランケット３０を貫通部２８中央部とサンプル２６中央部とが一致するように設置した。炉２０内をＬＰガスを燃料とするバーナー３０にてＩＳＯ８３４標準曲線に準拠した形で加熱し、評価サンプル２６の鋼板１０側に設置した熱伝対により鋼板１０の温度上昇を確認した。耐火性の評価は下記項目１、２によって行った。
１．５００℃到達時間：鋼板温度が５００℃に到達する時間（５００℃は鋼板強度の低下が大きくなると考えられる時間）により耐熱性を判定した。
２．最終温度：３０分加熱後の鋼板温度により下記基準で耐熱性を判定した。

結果を表１に示す。表１より、本発明の金属折板屋根積層構造体は、優れた耐火性を有することが確認された。

本発明の金属折板屋根積層構造体の一例を示す断面図である。 本発明の金属折板屋根積層構造体の一例を示す断面図である。 実施例における実験を示す説明図である。

符号の説明

１０ 鋼板
１２ 金属箔
１４ 樹脂発泡体

Claims (5)

1. 鋼板、金属箔および樹脂発泡体により構成される耐火性金属折板屋根積層構造体であり、前記鋼板の片面に前記金属箔が接着され、前記金属箔に前記樹脂発泡体が接着されていることを特徴とする耐火性金属折板屋根積層構造体。
2. 鋼板、樹脂発泡体および金属箔により構成される耐火性金属折板屋根積層構造体であり、前記鋼板の片面に前記樹脂発泡体が接着され、前記樹脂発泡体に前記金属箔が接着されていることを特徴とする耐火性金属折板屋根積層構造体。
3. 前記金属箔がアルミニウム箔であることを特徴とする請求項１または２に記載の耐火性金属折板屋根積層構造体。
4. 前記樹脂発泡体が難燃性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐火性金属折板屋根積層構造体。
5. 前記金属箔の厚さが６〜９０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐火性金属折板屋根積層構造体。

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