JP2019527309A - 厚紙耐火性壁パネル - Google Patents

Abstract

厚紙に取り囲まれた複数のセル空間を含むセル状厚紙の層を含む難燃性壁パネルが提供され、セル状厚紙の層はセル状厚紙の層の第１の表面上に紙シートを含む。好ましくは、複数のセル空間内に、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子などの、火中で不活性な不活性粒子が供給される。紙シート上には耐火性接着剤の層が設けられる。鉄ネットもしくはガラスネットまたは繊維マットの層が耐火性接着剤の層に埋め込まれ、耐火性接着剤が鉄ネットの網目において紙シートを覆う。

Description

本発明は、耐火特性を有する厚紙壁パネル、および壁の構造部品がそのようなパネルからなる建物に関する。

厚紙壁パネルを備えた建物自体は知られている。安全上の理由から、そのような壁パネルは、脱出のための時間を得るために、暫くの間火災に耐えることができるべきである。例えば、従来の建物の防火規制は、壁が摂氏９５０度の温度の火災の侵入を少なくとも１時間遅らせることを要求している。厚紙壁パネルが構造要素として用いられる場合、すなわち、それらが建物の倒壊を防ぐために不可欠である場合には、火災の際に建物の倒壊を遅らせることも保証されなければならない。

ＤＥ２０２０１１０５０４８６Ｕ１には、構造壁上またはその内部に絶縁材料を保持するために厚紙パネルを用いることが記載されている。これに関連し、この文書は、紙製のハニカム構造体が、その複数の空間をパーライト、バーミキュライトなどの鉱物絶縁材料で充填することによって耐火性にすることができ、これは、絶縁材料が火災を激化させる空気のための空間を残さないからであると述べている。

ＵＳ２００１００２９７１８は、アルミニウム層に接着された耐火性段ボール厚紙の壁被覆パネルを開示している。耐熱性および耐火性接着材料を用いて貼り合わせにより形成され、その外表面に金属薄箔が接着された段ボール紙ライナーボードのパネルが用いられている。

しかしながら、実際には、そのような防火手段を厚紙壁に適用する場合、ひとたび火災が火炎と激しい熱を発すれば、限られた脱出時間しか得られないおそれがある。厚紙は、摂氏９５０度よりはるかに低い温度で炭化する。火炎の熱空気流が炭化された厚紙に接触すると、熱気流は、ほとんど侵入遅延なく、厚紙およびパーライトまたはバーミキュライト粒子の充填材を吹き飛ばす可能性がある。アルミニウム箔も、従来の建物の壁が耐え得るべきである摂氏９５０度の温度よりもかなり低い摂氏６６０度で溶融するため、高温であまり侵入遅延をもたらさない。アルミニウム箔は、例えば、金属層が溶融しないことを確実にするためにスチールの形態である鉄（摂氏１５８３℃で溶融する）などの、より高い溶融温度を有する金属シートで置き換えることができる。しかしそれでも、金属層は既により低い温度の熱の下で変形し、それに伴って厚紙層（群）の構造的機能が損なわれる。

耐火性厚紙壁パネル、および壁の構造部品がそのようなパネルからなり、火災による熱がパネルの防火特性を損なってしまう前により長い時間遅延が得られる建物を提供することを目的とする。

請求項１に記載の壁パネルが提供される。

この壁パネルにおいて、厚紙、耐火性接着剤の層および鉄ネットまたはガラスネット、ガラスネットまたは繊維マットの組み合わせが一体となって壁の急速な倒壊を防ぐ。繊維マットは、細断ガラスまたは炭素の繊維またはストランドのマットであってもよい。プレハブマット、すなわち、細断ガラスまたは炭素の繊維またはストランドを堆積させることによって製造されるマットを用いてもよい。セル状厚紙の層は、例えば、ヘキサコム（ｈｅｘａｃｏｍｂ）紙構造層または段ボール紙構造層であってもよい。熱に曝されると、厚紙は炭化するであろう。このため、厚紙は、そのままでは火災の侵入を防ぐことはできない。炭化された厚紙は、火災の一部である空気流によってその位置から運び去られるおそれがあるからである。ただし、組み合わせた場合は、鉄ネットもしくはガラスネットまたは繊維マットによって支持された耐火性接着剤の層が、炭化する厚紙を支持すると共に、空気流を厚紙に近づけないであろう。

完全な金属箔層ではなく、鉄ネットもしくはガラスネットまたは繊維マットを用いることにより、金属箔の膨れに起因する諸問題が防止され、壁の重量が低く抑えられる。鉄ネットは大きな厚みを持つ必要はない。０．２ミリメートルと１から２ミリメートルの間の厚みで十分であり得る。好ましくは、耐火性接着剤の層の厚みは、鉄ネットの厚みと実質的に同じかそれより大きい。そのような厚みを有する耐火性接着剤の層の存在により、鉄ネットによる支持が得られる。網目内に入り込んだ耐火性接着剤の層の存在により、完全な表面抵抗が得られる。接着剤は、たとえ小さな隙間が存在していても、有害な空気がそれらの隙間を通って流れる可能性がない限り、紙シートを効果的に覆い得る。鉄ネットの網目の一部は、それらの位置において火災の侵入が問題にならないのであれば、覆われる必要はないかも知れない。

耐火性接着剤は紙に接着し、少なくとも摂氏１０００度未満で分解に耐える接着剤である。そのような耐火性接着剤は市販されている。好ましくは、鉱物粉末ベースの耐火性接着剤、すなわち、接着機能が鉱物粒子間の凝集およびそれらの紙への接着によって実現される接着剤が用いられる。そのような接着剤は、例えば、水、および酸化ケイ素粒子、カオリナイト粒子などの鉱物を含む。この種の耐火性接着剤は市販されている。耐火性接着剤は、例えば、７０重量％の水、１５重量％の水ガラス、および１５重量％の鉱物粒子といった、水および／または水ガラスおよび／または鉱物粒子および／またはガラスバブルの組成を有してもよい。セメントが好適であり得る。そのような耐火性接着剤は、加熱されると、鉱物粒子の焼結のためにより一層支持力が高まる。そのような接着剤からの水、またはそのような接着剤に添加された水が、紙の繊維間に、耐火性接着剤の鉱物粒子が浸透することができる空間を作り出すことから、紙シートへの接着がもたらされる。更に、この水は、少なくとも鉱物粒子が焼結してセラミックタイプの層を形成する温度まで、鉱物粒子間の凝集をもたらし得る。

一実施形態において、繊維マットはガラス繊維マットであり、耐火性接着剤の層は耐火性接着剤の層に混合されたガラス粒子を含む。これにより、壁が火災に曝された場合に、ガラス繊維の接着剤への接着が焼結によって改善される。繊維マットは、例えば、細断ガラスまたは炭素の繊維またはストランドのマットであってもよい。

一実施形態において、セル状厚紙の層の厚紙は、使用前に水、水ガラス、および鉱物粒子の混合物に浸されて（浸漬されて）もよい。このように、セル状厚紙の層は、厚紙に含浸させた鉱物粒子および水ガラスを含む前記厚紙を用いて実現されてもよい。これにより、厚紙が加熱されたときの無炎燃焼が減少する。

一実施形態において、壁パネルは、複数のセル空間内に、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子、および／または中空ガラスバブル、鉱物ウールなどの、火中で不活性な不活性粒子を含む。不活性粒子は、厚紙の厚みを貫通する熱の浸透を鈍らせ、その結果起こる炭化が更に火災を抑制する。鉄ネットもしくはガラスネットまたは繊維マットによって支持された耐火性接着剤の層が、炭化する厚紙を支持すると共に、空気流を厚紙に近づけないことから、不活性粒子は適所に保持される。

一実施形態において、複数のセル空間は空気で充填されていてもよく、これは複数のセル空間内に不活性粒子などの固体材料が存在しないことを意味する。不活性粒子なしでも、安全性を確保するのに十分に発火を遅らせ得ることが分かっている。

一実施形態において、更なるセル状厚紙の層および更なるセル状厚紙の層の複数のセル空間内の不活性粒子と、更なるセル状厚紙の層の表面とセル状厚紙の層の第２の表面とを接続する複数の厚紙スペーサとが設けられ、これら第１の表面と第２の表面とは互いに対向している。これにより、火災の侵入が抑制される。

壁の両側からの火災の侵入に対する保護は必要ないかも知れない。されど、この保護は、厚紙層の一部の両側の紙シート間に挟まれた複数のセル空間を含むその厚紙層の一部を、各耐火性接着剤の層、および両紙シート上のその各耐火性接着剤の層に埋め込まれた鉄ネットと共に含むことによってもたらされ得る。

一実施形態において、耐火性接着剤の層を熱以外の外的影響から保護するために、外紙層を耐火性接着剤の層上に存在させてもよい。例えば、耐水性層を用いることができ、この場合、外紙層は紙層上のポリマー層を含む。

紙壁は、建物内の構造要素、例えば側壁またはルーフパネルとして使用され得る。

これらおよび他の目的ならびに有利な態様は、以下の各図を参照する例示的な実施形態の説明から明らかになるであろう。

紙壁の一実施形態を示す。

紙壁の一実施形態を示す。

段ボール紙壁の側面図を示す。

紙壁の別の実施形態を示す。

紙壁の側面図を示す。

紙壁の側面図を示す。

建物の断面を示す。

紙壁のＶ字溝を示す。

図１は紙壁を示す。この壁は、第１の外層１と第２の外層８とを含む。また、この壁は、第１の外層１と第２の外層８との間に、ヘキサコム紙構造層２の形態であるセル状厚紙の層と、耐火性接着剤層６とを含む。最終的な壁において、スチールネット層７が接着剤層６に埋め込まれる（スチールネット層７が接着剤層６に押し込まれる前であってもよいため、例示のためにスチールネット層７を接着剤層６の上方に示す）。

ヘキサコム紙構造層２は、複数の六角形のセル空間３を取り囲む紙でできていてもよい。複数の六角形のセル空間３は、壁の表面（第１の外層１および第２の外層８の表面）に対して垂直に延びており、この表面を、如何なる向きも含意することなく、ヘキサコム紙構造層２の上下面と呼ぶことにする。ヘキサコム紙構造層２では、複数のセル空間３は上下面で開いた状態である。例示的な実施形態において、ヘキサコム紙構造層２の厚みは、例えば１０および２０ミリメートル、またはそれより厚くてもよい。

図示された実施形態において、複数の六角形のセル空間３は粒子で充填されている。パーライト粒子および／またはバーミキュライト粒子を、例えば、パーライト粒子４および／またはバーミキュライト粒子５の混合物の形態で用いてもよい。パーライト粒子およびバーミキュライト粒子に代えて、砂粒などの、摂氏１０００度未満の温度で溶融または空気と反応しない材料の他の不活性粒子を用いてもよい。例えば、本明細書ならびにパーライト粒子およびバーミキュライト粒子が開示されている他の実施形態において、代わりにまたは追加で、鉱物ウールおよび／またはガラスウールおよび／または中空ガラスを用いてもよい（例えば直径０．０１から１ミリメートルの微小球である、空気で充填されたガラスバブルなど）。そのような材料またはパーライト粒子および／またはバーミキュライト粒子の使用により、より軽量の壁が得られる。だたし、複数の六角形のセル空間３が粒子で充填されていなくても、壁の難燃効果は摂氏７００度で発火を２０分間遅らせるのに十分であり得ることが分かっており、これは防火基準に準拠するのに十分である。

耐火性接着剤層６は、紙に接着し、少なくとも摂氏１０００度未満で分解しない耐火性接着剤でできている。そのような耐火性接着剤は市販されている。例えば、ＰｕｌｌＲｈｅｎｅｎ社から入手可能なＥＭＰＥのような耐火性接着剤を用いてもよい。別の例として、ロームまたはローム粘土を耐火性接着剤として用いてもよい。従って、接着剤層６は、壁が火災に曝されたときに焼結するであろうローム層であり得る。鉄ネットがガラス繊維またはガラスネットに置き換えられる一実施形態において、ローム層は、好ましくは、接着性を向上させるための中空ガラスも含む。

好ましくは、鉱物粉末ベースの耐火性接着剤、すなわち、接着機能が鉱物粒子間の凝集およびそれらの紙への接着によって実現される接着剤が用いられる。そのような接着剤は、例えば、水、および酸化ケイ素粒子、カオリナイト粒子などの鉱物を含む。この種の耐火性接着剤は市販されている。セメントが好適であり得る。そのような耐火性接着剤は、加熱されると、鉱物粒子の焼結のためにより一層支持力が高まる。そのような接着剤からの水、またはそのような接着剤に添加された水が、紙の繊維間に、耐火性接着剤の鉱物粒子が浸透することができる空間を作り出すことから、紙シートへの接着がもたらされる。更に、この水は、少なくとも鉱物粒子が焼結してセラミックタイプの層を形成する温度まで、鉱物粒子間の凝集をもたらし得る。セラミックタイプの材料は、金属と非金属とからなる任意の無機結晶材料として定義され得る。この材料は中実で不活性である。焼結は、本例においては、材料を液化点まで溶融させることなく加熱することによって、材料の固体塊を圧縮および形成するプロセスである。

スチールネット層７は、本質的に、０．２ミリメートルと２ミリメートルの間の太さを有し、最大開口径が５０ミリメートル未満、好ましくは２０ミリメートル未満の各開口を有するネット（メッシュ）状に接続されたスチールワイヤからなる。各開口は、例えば、長さおよび幅が５０ミリメートル未満、好ましくは２０ミリメートル未満（例えば１０または１５ミリメートル）の長方形、または、例えば、開口の平行辺間の距離が５０ミリメートル未満、好ましくは２０ミリメートル未満の六角形の形状を有してもよい。接着剤層６は、好ましくは、スチールネット層７のスチールワイヤと実質的に少なくとも同じ厚みか、またはわずかに厚い。第１の外層１および第２の外層８は紙層を含んでもよい。接着剤層６に接触して設けられる外層８は、好ましくは、接着剤層６由来の材料を含浸させた紙層を含む。このような含浸紙層を含む外層は、接着剤層７がまだ乾いていないときに、その紙層を接着剤層７上に塗布することによって容易に得ることができる。好ましくは、壁パネルの外側の環境に曝される外層の表面は、そのような含浸紙層の表面である。これにより、層が加熱されたとき、たとえ紙が炭化しても、表面火炎の形成が防止される。好ましくは、外層１、８はポリマー（例えば、テストライナーまたはクラフトライナー）も含む。図１に示す構造において、第１の外層１および第２の外層８を外層と呼んでいるが、図１に示す構造の範囲を超えて、第１の外層１および／または第２の外層８上に他の層を追加してもよいことに留意すべきである。スチールネットに代えて別の種類の鉄のネットまたはガラスネットを用いてもよい。

壁は、複数のセル空間３を有するヘキサコム紙構造層２から製造が開始されてもよい。一実施形態において、ヘキサコム紙構造層２は、使用前に、水ガラス、ｅｍｐｅのような鉱物粒子を含む接着剤、および水の混合物に、好ましくは更なる鉱物粒子が添加されたもの（例えば、８０重量％の水、１０重量％の水ガラス、および１０重量％の鉱物粒子）に浸されてもよい。このように、厚紙に含浸させた鉱物粒子および水ガラスを含む前記厚紙を形成してもよい。第１の工程において、第１の外層１を、ヘキサコム紙構造層２の底面に、例えば接着剤を用いて塗布する。好ましくは、ヘキサコム紙構造層２の底面に接触する表面外層１は紙製である。これにより、外層１とヘキサコム紙構造層２との接着が容易になる。

任意的な第２の工程において、複数の開放セル空間３をパーライト及び／又はバーミキュライト粒子４、５、例えば直径１ミリメートルの粒子で充填する。第３の工程において、接着剤層６を、例えば少なくともスチールネット層７の厚みに、ヘキサコム紙構造層２の上面に塗布する。第４の工程において、スチールネット層７を接着剤層６の上面に塗布する。スチールネット層７は、接着剤層６に押し込まれる。第５の工程において、第２の外層８を接着剤層６の上に塗布する。好ましくは、外層８は、接着剤層７がまだ乾いていないときに、接着剤層７上の紙層に塗布する。第２の外層８の塗布によって、スチールネット層７を接着剤層６に押し込んでもよい。代替的に、スチールネット層７を、第２の外層８を塗布する前に接着剤層６に押し込んでもよい。別の実施形態において、第３の工程で接着剤層６の第１の部分のみを塗布し、第４の工程の後、第５の工程の前に、接着剤層６の第２の部分をスチールネット層７上に塗布する工程が行われる。

使用時、接着剤層６とスチールネット７の組み合わせは、（ａ）火災に曝されたとき、かなりの時間損傷を受けないままであり、（ｂ）セル状厚紙と火炎の間に位置するとき、セル状厚紙を火炎から保護する構造を得るのに役立つ。鉱物粒子ベースの接着剤層が接着剤層６において用いられる場合、粒子は火災の影響下で焼結してセラミック様構造を形成し、互いに接合され得る。されど、焼結前であっても、厚紙層に接着する接着剤層６は閉鎖層を形成する。スチールネット層７は、接着剤層６の支持骨格をもたらして接着剤層６が分解されて剥離片となることを防ぐ。火災によって溶融するおそれがあるはんだを用いてはんだ付けされたスチールネット層７が、この機能を果たすことができることが分かっている。代替的に、織物ネット層を用いてもよい。損傷を受けていない間、接着剤層６は、第１の外層１の側面からセル状厚紙への火炎の侵入を阻止する。

パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子などが接着剤層６の背後の複数のセル空間３において用いられる実施形態において、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子などはヘキサコム紙構造層２の急速な加熱および無炎燃焼を防止する。時間が経つにつれ、ヘキサコム紙構造層２上の、接着剤層６が火炎に曝される箇所において、例えば、接着剤層６に隣接するヘキサコム紙構造層２の表面における摂氏１０００度からヘキサコム紙構造層２の他方の表面における摂氏２００度までといった、局所的な温度勾配が起こるであろう。このような温度は、ヘキサコム紙構造層２の一部を炭化させ得る。されど、ヘキサコム紙構造層２の炭化部分は依然として、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子などを適所に保持することができることが分かっている。これにより、壁が建物内でその構造的機能を維持し、かなりの時間火炎の侵入を阻止することが可能になる。

ヘキサコム紙構造層２が、水ガラス、ｅｍｐｅのような鉱物粒子を含む接着剤、および水の混合物に、好ましくは更なる鉱物粒子が添加されたものに浸されている場合、酸素が実質的に紙から追い出され、紙を通る酸素移動が実質的にブロックされる。これにより、加熱された紙が無炎燃焼することが防止され、このことは、壁の外側が火災に曝されたときに、ヘキサコム紙構造層２によってもたらされる構造支持体がよりよく保護されるという効果を有する。

外層８の外面が接着剤層７由来の材料を含浸させた紙層である場合、その表面における火炎の形成が防止される。

一実施形態において、スチールネット層７に代えて繊維マット層を用いてもよい。例えばガラス繊維マット、または別の種類の鉱物繊維または炭素繊維のマットを用いてもよい。このマットは、細断繊維またはガラス、炭素などのストランドを含んでもよい。スチールネット層７と同様に、繊維マット層は接着剤層６に埋め込まれる。鉄ネットに代えて繊維マットを用いることは、そのような繊維マットが温度の上昇に伴う膨張がより少ないという効果を有する。このマットは、紙／厚紙構造に貼り付けられるプレハブマットであってもよく、あるいは細断ガラスまたは炭素の繊維またはストランドを堆積させることによって壁の製造中に形成されてもよい。

一実施形態において、接着剤層６はガラス粒子（中空ガラス、例えば０．０１から１ミリメートルの範囲の直径を有するガラスビーズ）を含む。この実施形態を製造するプロセスの一実施形態において、更なるガラス粒子が添加された接着剤を用いてもよい。この更なる粒子が添加された接着剤を、第３の工程において、ヘキサコム紙構造層２の上面に塗布してもよい。ガラス粒子は、接着剤層６と埋め込まれた繊維マット層７０の組み合わせが熱に曝されたとき、ガラス繊維の接着剤層６への接着性を向上させる。

更なる実施形態において、埋め込まれた鉄ネットのみを用いる代わりに、埋め込まれた鉄ネットまたはガラスネットと繊維マットの両方が用いられる。

図２は、セル状厚紙の層が、ヘキサコム紙構造層に代えて、段ボール紙構造層２ａである壁を示す。段ボール紙構造は、例えば、実質的に正弦関数形状の断面を有する表面である、起伏面を有する１つ以上の紙層を含むが、のこぎり歯形状の断面など他の形状を用いてもよい。この壁は、第１の外層１と第２の外層８とを含み、これら第１の外層と第２の外層との間に段ボール紙（例えば厚紙）層２ａと接着剤層６とを含む。段ボール紙構造層２ａは、壁の表面に対して垂直に延びる紙によって取り囲まれた複数のセル空間３を含む。スチールネット層７は、接着剤層６に埋め込まれる。

図２ａは、図２の壁の断面を側面図で示す。図１の壁の断面の側面図は、この側面図と類似するであろう。

図２および図２ａの実施形態の壁は、図１の壁を製造するためのプロセスと同様のプロセスを用いて製造されてもよいが、壁の表面に対して垂直に延び、段ボール紙構造層２ａの表面で開放する複数の開放セル空間３を有する段ボール紙構造層２ａから製造が開始される。図１の実施形態に関し、鉄ネット層７に代えて繊維マット層を用いてもよい。同様に、段ボール紙構造層２ａは、図１の実施形態におけるように、水ガラス、ｅｍｐｅのような鉱物粒子を含む接着剤、および水の混合物中に浸されてもよい。

図３は、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子で充填された紙壁の実施形態を示し、これは、段ボール紙構造層２ａによって形成されたセル状厚紙の層の複数のセル空間が壁の表面に対して平行に延びることを除いて図２の実施形態と類似する。任意的に、追加紙層６ａが段ボール紙構造層２ａと接着剤層６との間に設けられる。この実施形態において、段ボール紙構造層２ａは、壁の表面と平行に延びる複数のセル空間を有する。図１の実施形態に関し、鉄ネット層７に代えて繊維マット層を用いてもよい。別の実施形態において、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子は、空のセル空間を用いて除外されてもよい。

図３の壁は、図１の壁を製造するためのプロセスと同様のプロセスを用いて製造されてもよいが、壁の表面に対して平行に延びる複数の開放セル空間３を有する段ボール紙構造層２ａから製造が開始される。段ボール紙構造層２ａは、段ボール紙構造層２ａの側面からパーライトおよび／またはバーミキュライト粒子で充填されている。任意的な次の工程において、追加紙層６ａを、段ボール紙構造層２ａの上に、例えば接着剤を用いて塗布する。

その他の点において、この処理は前述の各実施形態の場合と同じであってもよい。同様に、段ボール紙構造層２ａは、図１の実施形態におけるように、水ガラス、ｅｍｐｅのような鉱物粒子を含む接着剤、および水の混合物中に浸されてもよい。第１の外層１は、段ボール紙構造層２ａの一面に、例えば接着剤を用いて塗布されてもよい。接着剤層６が、段ボール紙構造層２ａまたは任意的な追加紙層６ａの上に塗布され、スチールネット層７が接着剤層６の上に塗布され、第２の外層８が接着剤層６の上に塗布される。このプロセスの間、スチールネット層７が接着剤層６に押し込まれる。ヘキサコム紙構造層の各表面に対して垂直である複数のセル空間を有するヘキサコム紙構造層２に代えて、ヘキサコム紙構造層の各表面に対して平行に延びる複数のセル空間を有するヘキサコム紙構造層が用いられる更なる実施形態について、同様のプロセスを用いてもよい。

各実施形態はそれぞれ、壁が、スチールネット７がその上に設けられているヘキサコム紙構造層２または段ボール紙構造層２ａの表面の外側の一方側からの火炎の侵入を阻止することを可能にする。図１の実施形態について説明したように、ヘキサコム紙構造層２または段ボール紙構造層２ａは、建物内でその構造的機能をかなりの時間維持する。両側からの火炎の侵入を阻止することを可能にするため、耐火性接着剤層に埋め込まれたスチールネット層を、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子などで充填された複数の空間を有してもよい紙構造層の２つの対向する面上に設けてもよい。

先行する各実施形態に基づく他の実施形態において、第２の外層８に代えて、および任意的に第２の外層８上に、追加セル状厚紙層をヘキサコム紙構造層２または段ボール紙構造層２ａの上に設けてもよい。追加セル状厚紙層は、壁の構造的機能を支持するために用いられてもよい。追加セル状厚紙層は、空気で充填された複数のセル空間（パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子で充填されていない）を有してもよい。追加セル状厚紙層と、接着剤層６に埋め込まれたスチールネット層７との間のヘキサコム紙構造層２または段ボール紙構造層２ａは、追加セル状厚紙層が過度の温度に達するのを防止する。

図４は、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子で充填された紙構造層２ａが内部紙構造層９の両対向面上に設けられている紙壁の実施形態を示す。例として、各紙構造層２ａの各表面に対して平行な複数のセル空間を有する段ボール紙構造層２ａの形態である各紙構造層２ａが示されているが、他の紙構造層２ａを用いてもよい。例として、内部紙構造層９は、各表面に対して垂直な複数のセル空間を有するヘキサコム紙構造層を有し、このことによって構造強度が増すが、他の種類の紙構造を内部紙構造層９において用いてもよい。好ましくは、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子で充填された複数のセル空間を有する、その各対向面上の各紙構造層２ａとは対照的に、内部紙構造層９は、空気で充填された複数の空間（パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子で充填されていない）を有する。各接着剤層６および各接着剤層６に埋め込まれたスチールワイヤネット７が、各紙構造層２ａ上に設けられる。各外層８は、各接着剤層６および埋め込まれたスチールワイヤネット７上に設けられる。このように、外側に各外層８を、中央に内部紙構造層９を備え、内部紙構造層９の両面上で各外層８と内部紙構造層９の間に、スチールワイヤネット７が埋め込まれた各接着剤層６と、パーライトおよび／またはバーミキュライトが充填された各紙構造層２ａとを連続して備えるサンドイッチ構造が得られる。スチールワイヤネット７に代えて、埋め込まれた繊維マット（例えば、細断繊維またはストランドを含むマットなどのガラス繊維マット）を片面または両面上に用いてもよい。好ましくは、各外層８は共に、接着剤層６由来の材料を含浸させた紙層を含む。好ましくは、壁パネルの外側の環境に曝される各外層８の表面は、そのような含浸紙層の表面である。これにより、層が加熱されたとき、たとえ紙が炭化しても、表面火炎の形成が防止される。

紙壁のこの実施形態は、壁が両側からの火炎の侵入を阻止することを可能にする。高温に曝されると、火災に曝されている接着剤層中の粉末がセラミックタイプの層を形成し、そのセラミックタイプの層は、接着剤層に埋め込まれている鉄ネットによって剥離することから保護される。接着剤層６は、隣接するパーライトおよび／またはバーミキュライトが充填された紙構造層への火炎の浸透を防止し、その結果、紙構造層の一部がせいぜい炭化するにとどまり、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子が適所に保持され、過度の温度上昇が遅延する。

一実施形態において、複数の厚紙スペーサを各構造層２ａ間に設けてもよい。これらのスペーサは、壁の内部の各構造層２ａ間の空間の一部を通って各構造層２ａを接続する。これらのスペーサは、各構造層２ａに接着された厚紙チューブであってもよい。スペーサーの使用により、壁が、壁を通る火災の到達を防ぐことができる時間が長くなる。空間周期的なスペーサーアレイを用いてもよい。

一実施形態において、これらのスペーサは、使用前に、水ガラスおよび水の混合物に、好ましくは鉱物粒子が添加されたもの（例えば、８０重量％の水、１０重量％の水ガラス、および１０重量％の鉱物粒子）に浸される。鉱物粒子は、部分的に、ｅｍｐｅのような鉱物粒子を含む接着剤組成物（例えば、１０％のｅｍｐｅ接着剤）として供給されてもよい。

壁の外側表面付近に埋め込まれた鉄ネット層または埋め込まれた繊維マット層を有する実施形態および壁の各外側表面付近に各鉄ネット層または各繊維マット層を有する実施形態を説明したが、それに加えて、各セル状厚紙層によって壁の各外側表面から分離された、少なくとも１つの、更に内側の埋め込まれた鉄ネット層または埋め込まれたガラス繊維マット層が用いられてもよいことに留意すべきである。これを用いて、火災侵入の抑制度を高めてもよい。

図５は、先の各実施形態の紙壁から形成された例示的な建物の断面を示す。本明細書において、紙壁は、建物の構造要素、すなわち建物の倒壊を防ぐのに不可欠な要素を構成し、この場合、セル状厚紙構造、接着剤層、およびネットの組み合わせを用いることによって、更なる構造要素を必要とすることなく、建物の倒壊を防ぐという壁の機能が果たされる。建物は、サイドパネル４０と、ルーフパネル４２と、フロアパネル４４とを有する。サイドパネル４０、ルーフパネル４２、およびフロアパネル４４はそれぞれ、先の各実施形態の何れか１つによる紙壁であってもよい。一実施形態において、サイドパネル４０、ルーフパネル４２、およびフロアパネル４４のうちの２つ以上が、連続するサイドパネル４０、ルーフパネル４２、およびフロアパネル４４間で屈曲する、先の各実施形態の何れか１つによる単一の紙壁から形成されてもよい。好ましくは、接着剤層に埋め込まれた鉄ネットは、建物の内側の火災から保護するために、少なくとも建物の内側に設けられる。接着剤層に埋め込まれた追加鉄ネットを外側に設けてもよい。

図５ａ（一定の縮尺ではない）は、屈曲を容易にする紙壁パネルの一実施形態を示す。壁パネルは、外層４６と、外層４６の上の、接着剤とその接着剤に埋め込まれた鉄ネットとを含む第１の層４７と、第１の層４７の上の、好ましくはパーライトおよび／またはバーミキュライト粒子などの不活性粒子で充填された複数のセル空間を有するセル状厚紙の層４８と、セル状厚紙の層４８の上の紙構造層４９とを含む。紙構造層４９の複数のセル空間は、実質的に不活性粒子を含まず、空気で充填されている。別の実施形態において、セル状厚紙の層４８は、不活性粒子を含まず、同様に空気で充填されたセル空間を有してもよい。好ましくは補強材としてのポリマー（例えば、テストライナーまたはクラフトライナー）を含む紙層４６ａが紙構造層４９上に設けられる。任意的に、不活性粒子で充填された複数のセル空間を有するセル状厚紙の更なる層（図示せず）を紙構造層４９と紙層４６ａとの間に設け、接着剤およびその接着剤に埋め込まれた鉄ネットを含む第２の層（図示せず）をセル状厚紙の更なる層と紙層４６ａとの間設けてもよい。また任意的に、更なる紙層を、例えば、セル状厚紙の層４８と紙構造層４９の間、紙構造層４９とセル状厚紙の更なる層の間、または第２層の上に設けてもよい。

本明細書において、Ｖ字溝が、紙層４６ａを除く全ての層を貫通して紙壁パネルに切り込まれている。建物の組み立て時に、Ｖ字溝に隣接する紙壁の各部分が互いに対して回転させられることによってＶ字溝が閉じられる。図４に示すように、建物の周囲に沿って、建物の断面においてそれぞれサイドパネル４０、ループパネル４２、およびフロアパネル４４を囲む１つ以上の締付け金属バンドを用いて、断面における各屈曲部のＶ字溝を強制的に閉じた位置に留まらせることによって、建物を直立姿勢に保持してもよい。

Claims (25)

1. 厚紙に取り囲まれた複数のセル空間を含むセル状厚紙の層であって、前記セル状厚紙の層の第１の表面上に紙シートを含むセル状厚紙の層と、
   前記紙シート上の耐火性接着剤の層と、
   前記耐火性接着剤の層に埋め込まれた鉄ネットまたはガラスネットおよび／または繊維マットの層であって、前記鉄ネットまたはガラスネットの層が存在する場合、前記耐火性接着剤が前記鉄ネットまたは前記ガラスネットの網目において前記紙シートを覆い、前記繊維マットの層が存在する場合、前記繊維マットの層に前記耐火接着剤を含浸させる、鉄ネットまたはガラスネットおよび／または繊維マットの層と、を含む壁パネル。
2. 前記耐火性接着剤の層に埋め込まれた前記繊維マットを含む、請求項１に記載の壁パネル。
3. 前記繊維マットがガラス繊維マットであり、前記耐火性接着剤の層が前記耐火性接着剤の層に混合されたガラス粒子を含む、請求項２に記載の壁パネル。
4. 前記セル状厚紙の層における前記厚紙が、前記厚紙に含浸させた鉱物粒子および水ガラスを含む、先行する請求項の何れかに記載の壁パネル。
5. 前記複数のセル空間内に、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子、および／または中空ガラスバブル、鉱物ウールなどの、火中で不活性な不活性粒子を含む、先行する請求項の何れかに記載の壁パネル。
6. セル状厚紙の更なる層および前記セル状厚紙の更なる層の複数のセル空間内の不活性粒子と、
   前記セル状厚紙の更なる層の表面と前記セル状厚紙の層の第２の表面とを接続する複数の厚紙スペーサであって、前記第１の表面と前記第２の表面とが互いに対向する複数の厚紙スペーサと、を含む、請求項５に記載の壁パネル。
7. 前記複数のセル空間が空気で充填されている、請求項１から４の何れかに記載の壁パネル。
8. 前記セル状厚紙の層が、前記セル状厚紙の層の第２の表面上に更なる紙シートを含み、前記複数のセル空間が、前記紙シートと前記更なる紙シートの間に位置し、前記壁パネルが、前記更なる紙シート上に耐火性接着剤の更なる層を含み、鉄ネットもしくはガラスネットまたは繊維マットの更なる層が、前記耐火性接着剤の更なる層に埋め込まれている、先行する請求項の何れかに記載の壁パネル。
9. 前記耐火性接着剤が、鉱物粉末ベースの接着剤である、先行する請求項の何れかに記載の壁パネル。
10. 前記鉄ネットまたはガラスネットの層を含み、前記接着剤の層が、少なくとも前記鉄ネットまたは前記ガラスネットの厚みと同じ厚みを有する、先行する請求項の何れかに記載の壁パネル。
11. 前記耐火性接着剤の層上に外層を含み、前記耐火性接着剤の層が前記外層と前記セル状厚紙の層の間に位置し、前記外層が、前記接着剤層由来の材料を含浸させた紙層を含む、先行する請求項の何れかに記載の壁パネル。
12. 前記含浸させた紙層が、前記壁パネルの露出表面を構成する、請求項１１に記載の壁パネル。
13. 前記外紙層がポリマーを含む、請求項１１または１２に記載の壁パネル。
14. 前記セル状厚紙の層が、ヘキサコム紙構造層である、先行する請求項の何れかに記載の壁パネル。
15. 前記セル状厚紙の層が、段ボール紙構造層である、請求項１から１３の何れかに記載の壁パネル。
16. 前記耐火性接着剤の層上に外紙層を含み、前記耐火性接着剤の層が前記外紙層と前記セル状厚紙の層の間に位置する、先行する請求項の何れかに記載の壁パネル。
17. 建物の構造要素として、先行する請求項の何れかに記載の壁パネルを含む建物。
18. 耐火性接着剤の層をセル状厚紙の層上に塗布する工程と、
    鉄ネットもしくはガラスネットまたは繊維マットを前記耐火性接着剤の層に埋め込む工程と、を含む、壁パネルの構築方法。
19. 前記繊維マットが、前記耐火性接着剤の層に埋め込まれた、細断ガラス繊維またはストランドなどのガラス繊維を含み、前記繊維マットがガラス繊維マットであり、前記耐火性接着剤の層がグラス粒子と混合されて塗布される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記セル状厚紙の層が、水、水ガラス、および鉱物粒子を含む接着剤の混合物に浸される、請求項１８または１９に記載の方法。
21. 前記セル状厚紙の層が、前記セル状厚紙の層の上の紙層を有し、セル状厚紙の層上の前記耐火性接着剤の層が、前記紙層上に塗布される、請求項１８から２０の何れかに記載の方法。
22. 前記耐火性接着剤が、鉱物粉末ベースの接着剤である、請求項１８から２１の何れかに記載の方法。
23. 前記鉄ネットまたは前記ガラスネットが用いられる場合、前記接着剤の層を、少なくとも前記鉄ネットまたは前記ガラスネットの厚みで塗布する、請求項１８から２２の何れかに記載の方法。
24. 前記耐火性接着剤の層がまだ乾いていないときに、紙層を含む外層を前記耐火性接着剤の層上に塗布して、前記耐火性接着剤を前記外層に含まれる前記紙層に含浸させる工程を含む、請求項１８から２３の何れかに記載の方法。
25. 前記セル状厚紙の層の複数のセル空間を、パーライトおよび／またはバーミキュライト粒子などの火中で不活性な不活性粒子で充填する工程、または前記耐火性接着剤の層を塗布する工程を、複数のセル空間が火中で不活性な前記不活性粒子で充填された前記セル状厚紙の層を用いて行う工程を含む、請求項１８から２４の何れかに記載の方法。

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