JP3682781B2

JP3682781B2 - 耐火性ガラスパネル

Info

Publication number: JP3682781B2
Application number: JP18580992A
Authority: JP
Inventors: 明彦坂本; 忠高橋; 正幸二宮
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: JPH061640A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、耐火性ガラスパネルに関するものであり、より具体的には、建物の間仕切りや開口部等に使用され、火災時に延焼や煙の拡散を防止する防火戸に使用される耐火性ガラスパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より防火戸に使用される耐火性ガラスとしては、透明の低膨張結晶化ガラス板や硼珪酸ガラス板が用いられており、これらのガラス板は、火災時の高温に曝されても割れることがなく、火炎を遮蔽することが可能である。
【０００３】
しかしながら低膨張結晶化ガラス板や硼珪酸ガラス板は、高温下においても透明性を維持し続け、熱線を透過するため、非加熱側の雰囲気の温度も徐々に上昇し、最終的に非加熱側の可燃物を発火させる虞れがある。
【０００４】
このような事情から、複数枚のガラス板を一定間隔を設けて対設させ、それらの間隙に発泡性のハイドロゲルを挟んでなる耐火性ガラスパネルが各種提案されており、本出願人も特許文献１において、複数枚のガラス板の周囲の間にシール材で接着固定されたスペーサを介在させ、各ガラス板の間隙にハイドロゲルを封入し、少なくとも一方のガラス板が低膨張結晶化ガラス板からなる耐火性ガラスパネルを提案している。
【０００５】
このような耐火性ガラスパネルを防火戸に使用すると、火災時に高温下に曝された場合、ハイドロゲルが発泡することによって不透明となり、熱線を透過させないため、非加熱側の雰囲気温度の上昇を抑えることが可能となる。また、特許文献２には、一対の透明なガラス板が対向する面の周囲に外枠を設け耐熱性シール材により接着固定して対設され、各ガラス板の間隙に水ガラスが封入されてなり、ガラス板の一つとしてボロシリケートガラスが挙げられている透明耐火壁の開示がある。さらに、特許文献３には、その第７図を指して耐火性ガラスパネルにおいて接着固定を、周囲に介在させた合成ゴム体によって行うことが開示されている。また、特許文献４には、対向するガラス板を接着固定する際に両面テープを使用することが開示されている。また、特許文献５には、耐火性ガラスパネルに硼珪酸ガラスを使用することが開示されている。また、特許文献６には、防火ガラスに飛散防止用の透明フィルムを積層することが開示されている。
【特許文献１】
特開平５−１８６２４９号公報（特願平４−２１９０８号）
【特許文献２】
特開平３−２８６０５８号公報
【特許文献３】
特公昭６３−６２４６６号公報
【特許文献４】
特開平１−１７２２４３号公報
【特許文献５】
特開昭５７−１８３３３８号公報
【特許文献６】
特開平３−４０９４４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献１の耐火性ガラスパネルは、結晶化ガラス、セラミックあるいは金属からなるスペーサを使用するため、複数枚のガラス板とスペーサを接着するための接着剤が必要であり、接着作業が非常に繁雑である。
【０００７】
またこの耐火性ガラスパネルは、熱膨張係数の異なるガラス板同士の間にスペーサが配置されて接着されてなるため、温度が変化する環境下に置かれると、スペーサ付近に熱歪みが発生し、良好な接着状態が保てなくなる虞れがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、火災時の高温下に曝されても割れることがなく、火炎を遮蔽することが可能であり、またスペーサを接着剤によって接着させる作業が不要であり、しかも熱膨張係数の異なるガラス板同士を用い、温度が大きく変化する環境下においても、良好な接着状態を保つ耐火性ガラスパネルを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の耐火性ガラスパネルは、複数枚の透明なガラス板が、対向する面の周囲に介在させたアクリル系樹脂からなる基材の両面に、接着剤が塗布されてなる両面接着テープにより、一定間隔を設けて接着固定して対設され、各ガラス板の間隙にアルカリケイ酸塩水溶液と平均粒径が５０ｎｍ以下のシリカ粒子からなり、全シリカの濃度が４〜３７重量％、含水率が６０重量％以上であるハイドロゲルが封入されてなり、少なくとも１枚のガラス板が、硼珪酸ガラスから作製されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明で使用するハイドロゲルは、アルカリケイ酸塩水溶液にシリカ粒子が混合されてなるものであるが、優れた断熱性を得るためには、アルカリケイ酸塩水溶液と平均粒径が５０ｎｍ以下のシリカ粒子からなり、全シリカの濃度が４〜３７重量％、含水率が６０重量％以上であるハイドロゲルを使用することが望ましい。
【００１１】
本発明で使用する硼珪酸ガラス板は、通常のフロート法、ダウンドロー法あるいはアップドロー法によって板状に成形され、２０〜４０×１０^-7／℃（３０〜７５０℃）の熱膨張係数を有し、表面品位に優れているものが適している。
【００１２】
本発明においては、全てのガラス板を硼珪酸ガラス板で構成しても良いが、透明な低膨張結晶化ガラス板やソーダ石灰ガラス板と組み合わせてパネルを構成することも可能である。
【００１３】
低膨張結晶化ガラス板は、火災発生時の熱膨張がゼロに近いガラス板であり、重量百分率で、Ｌｉ₂ Ｏ３〜５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ２０〜３５％、ＳｉＯ₂ ５５〜７０％、ＴｉＯ₂ １〜３％、ＺｒＯ₂ １〜４％、Ｐ₂ Ｏ₅ １〜５％、Ｎａ₂ Ｏ０〜４％、Ｋ₂ Ｏ０〜４％、Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏ０．５〜４％からなり、β−石英固溶体結晶を析出し、−１０〜１５×１０^-7／℃の熱膨張係数を有する透明結晶化ガラスが、非常に耐火性に優れているため好適である。
【００１４】
ソーダ石灰ガラス板は、通常、フロート法によって成形され、８０〜９０×１０^-7／℃の熱膨張係数を有し、他の成形法によって作製されるガラス板に比べて、非常に優れた表面品位を有していることを特徴とする。
【００１５】
本発明で使用する両面接着テープとしては、伸縮性を有している以外にも、高い接着性と耐水性を有していることが望ましく、具体的には、アクリル系の樹脂からなる基材の両面に、アクリル系、シリコン系の接着剤が塗布されてなるものが適している。
【００１６】
この両面接着テープは、ガラス板の周囲に貼り付けられるが、これを用いてガラス同士を接着する場合、この接着部にハイドロゲルの注入孔やガス抜き孔を形成するため、一部切り欠きを形成するようにしてガラス板のほぼ全周に亙って貼り付けるようにする。
【００１７】
本発明の耐火性ガラスパネルの場合、火災時にハイドロゲルが水分を放出し始めると、周囲の両面接着テープが剥がされて内部の水蒸気が抜けるが、ガラス板の間隙のいずれかの箇所にガス抜き孔を設け、例えばその孔の開口部に、両面接着テープより耐熱性の低いテープを貼り付けておくと、火災時にハイドロゲルが水分を放出しながら膨張しても、前記テープが熱により接着力を失ってガス抜き孔が開口するため、パネル内部に発生した水蒸気が外部に抜けやすくなる。
【００１８】
また本発明の耐火性ガラスパネルは、２枚のガラス板を使用したパネルの場合には、両方のガラス板の内側面に、また３枚以上のガラス板を使用したパネルの場合には、少なくとも外側の２枚のガラス板の内側面に飛散防止用の透明フィルムを貼り付ける事によって、ガラス板に機械的衝撃が加わって破損した場合でも、貫通孔が発生したり、破片が落下することがなく、耐火性に加えて安全性能を付与することが可能となる。
【００１９】
ガラス板の表面に飛散防止用の透明フィルムを貼り付ける場合、例えばガラス板の表面全体に亙って透明フィルムを接着剤で貼り付ける方法や、ガラス板の表面の両面接着テープが接着される箇所を除いて透明フィルムを接着剤で貼り付ける方法が採られる。
【００２０】
前者の方法によると、ガラス板同士が、透明フィルムを介して両面接着テープによって接着されることになり、後者の方法によると、ガラス板同士が、直接両面接着テープによって接着されることになる。
【００２１】
飛散防止用の透明フィルムの材料としては、強靱で、透明度が高いという理由から、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂あるいはポリウレタン系樹脂が適している。
【００２２】
【作用】
本発明の耐火性ガラスパネルは、上記した構造を有するため、以下のような各種の優れた作用を得ることが可能となる。
【００２３】
耐火性ガラスパネルの近辺で火災が発生し、高温に曝されると、ハイドロゲルが徐々に水分を放出して熱を奪い、さらにハイドロゲルの水分が蒸発した後には、不透明なセラミック状多孔体となって熱線の透過を減少させるため、非加熱側の温度の上昇が抑制される。
【００２４】
少なくとも１枚のガラス板が、硼珪酸ガラスから作製されてなるため、長時間の加熱によって、仮に内部に形成されたセラミック状多孔体が焼結収縮や溶融して断熱性を失った場合でも、防火性が損なわれ難い。
【００２５】
対向するガラス板の周囲が、両面接着テープによって接着され、スペーサが不要であるため、接着作業が非常に簡単であり、軽量化を図ることが可能となる。
【００２６】
両面接着テープは、伸縮性に富むため、熱膨張係数が異なるガラス板を接着し、温度が変化する環境下においても、テープが熱歪みを吸収するため、良好な接着状態を保ち、優れた構造安定性が得られる。
【００２７】
外側の２枚のガラス板の内側面に飛散防止用の透明フィルムを貼り付けることによって、安全性能を付与することが可能であり、また３枚以上のガラス板を使用する場合には、外側のガラス板だけでなく、内側に位置するガラス板にも透明フィルムを貼り付けることによって、さらに高い安全性能を付与することが可能となる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の耐火性ガラスパネルを実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
（実施例１）
図１は、本発明の耐火性ガラスパネル１０の断面略図を示すものである。
【００３０】
図中、透明な硼珪酸ガラス板１１と、ソーダ石灰ガラス板１２は、１ｍｍの間隔を設けて対設しており、ガラス板１１、１２の間隙には、ハイドロゲル１３が封入され、またガラス板１１、１２の周囲は、両面接着テープ１４によって接着されている。
【００３１】
硼珪酸ガラス板１１は、通常のアップドロー法によって板状に成形されたものであり、３２×１０^-7／℃の熱膨張係数を有し、その寸法は、９１４×１８２９×５ｍｍであり、良好な表面品位を有している。
【００３２】
ソーダ石灰ガラス板１２は、通常のフロート法によって板状に成形されたものであり、８５×１０^-7／℃の熱膨張係数を有し、その寸法は、９１４×１８２９×３ｍｍであり、非常に優れた表面品位を有している。
【００３３】
ハイドロゲル１３は、ＳｉＯ₂ ／Ｋ₂ Ｏのモル比が３．４であるケイ酸カリウムを主成分とする水溶液中に、平均粒径が１０ｎｍのシリカ粒子を添加して、全シリカの濃度が２２重量％、含水率が７３重量％となるようにした。
【００３４】
両面接着テープ１４は、アクリル系樹脂からなる基材の両面にアクリル系接着剤が塗布されたものであり、厚さ１ｍｍ、幅２０ｍｍの寸法を有している。
【００３５】
以下、この耐火性ガラスパネル１０の作製方法を示す。
【００３６】
まず硼珪酸ガラス板１１を用意し、その片面のほぼ全周に亙って両面接着テープ１４を接着した。次にこの両面接着テープ１４にソーダ石灰ガラス板１２を硼珪酸ガラス板１１と重なるようにして接着することによって、硼珪酸ガラス板１１とソーダ石灰ガラス板１２が、両面接着テープ１４を介して所定の間隔で対設しており、一部に両面接着テープ１４が存在しないことによる小孔（図示せず）を有するパネルを形成した。その後、このパネルの小孔からハイドロゲルの原料溶液を注入し、次いで小孔を両面接着テープ１４によって閉じ、室温で３０時間保持して溶液をゲル化させることによって、耐火性ガラスパネル１０を作製した。
【００３７】
このような作製方法によると、硼珪酸ガラス板１１とソーダ石灰ガラス板１２を両面接着テープ１４によって接着するため、接着作業が非常に簡単であった。またこの防火性ガラスパネル１０の外観を観察したところ、フロート法によって成形した１枚のソーダ石灰ガラス板の外観とほぼ同等であった。
【００３８】
次にこの防火性ガラスパネル１０を、硼珪酸ガラス板１１が非加熱側になるようにして輻射型電気ヒーターにセットし、ＪＩＳＡ−１３０４に規定されている標準加熱曲線に従って加熱試験に供した。加熱開始後、ソーダ石灰ガラス板１２に亀裂が入ったが、ハイドロゲル１３が沸騰を伴うことなく、徐々に水分を放出しながら膨張し、白色のセラミック状多孔体に変化し、良好な断熱性を示した。また加熱開始から１時間後には、電気ヒーターの温度が９２５℃に達し、加熱側のソーダ石灰ガラス板１２が軟化変形して脱落したが、非加熱側の硼珪酸ガラス板１１の表面温度は、３００℃であり、破損は認められなかった。
【００３９】
（実施例２）
図２は、本発明の他の態様の耐火性ガラスパネル１５の断面略図を示すものであり、１枚の硼珪酸ガラス板１６の両側にソーダ石灰ガラス板１７、１８が各々１ｍｍの間隔を設けて対設し、各ガラス板１６、１７、１８の間隙には、各々ハイドロゲル１９、２０が封入され、また各ガラス板１６、１７、１８の周囲は、両面接着テープ２１、２２によって接着されている。
【００４０】
この耐火性ガラスパネル１５を構成するガラス板１６、１７、１８及び両面接着テープ２１、２２は、全て実施例１で使用したガラス板と同じものを使用し、ハイドロゲル１９、２０は、ＳｉＯ₂ ／Ｋ₂ Ｏのモル比が３．０であるケイ酸カリウムを主成分とする水溶液中に、平均粒径が２０ｎｍのシリカ粒子を添加して、全シリカの濃度が２５重量％、含水率が７０重量％となるようにした。
【００４１】
この耐火性ガラスパネル１５の外観を観察したところ、実施例１とほとんど同等であった。
【００４２】
次にこの耐火性ガラスパネル１５を、ソーダ石灰ガラス板１８が加熱側になるようにして実施例１と同様の加熱試験に供したところ、実施例１とほぼ同じ現象を示し、良好な断熱性を示した。また加熱開始から１時間後、加熱側のソーダ石灰ガラス板１８は、軟化変形して脱落したが、非加熱側のソーダ石灰ガラス板１７の表面温度は、２００℃であった。また２時間後には、非加熱側のソーダ石灰ガラス板１７に亀裂が発生したが、硼珪酸ガラス板１６には、破損は認められなかった。
【００４３】
（実施例３）
図３も、本発明の他の態様の耐火性ガラスパネル２３の断面略図を示すものであり、１枚の硼珪酸ガラス板２４の両側にソーダ石灰ガラス板２５、２６が各々１ｍｍの間隔を設けて対設し、各ソーダ石灰ガラス板２５、２６の内側面には、ポリエステル樹脂からなる飛散防止用の透明フィルム２７、２８がアクリル系接着剤によって貼り付けられている。硼珪酸ガラス板２４と、各ガラス板２５、２６の間隙には、各々ハイドロゲル２９、３０が封入され、また各ガラス板２４、２５、２６の周囲は、両面接着テープ３１、３２によって接着されている。尚、透明フィルム２７、２８は、約５０μｍの厚みを有し、両面接着テープ３１、３２の接着部を除いて貼り付けられている。
【００４４】
この耐火性ガラスパネル２３を構成するガラス板２４、２５、２６及び両面接着テープ３１、３２は、全て実施例２で使用した材料と同じものを使用し、ハイドロゲル２９、３０は、ＳｉＯ₂ ／Ｋ₂ Ｏのモル比が３．４であるケイ酸カリウムを主成分とする水溶液中に、平均粒径が７ｎｍのシリカ粒子を添加して、全シリカの濃度が２８重量％、含水率が６５重量％となるようにした。
【００４５】
この耐火性ガラスパネル２３の外観を観察したところ、実施例２とほぼ同等であった。
【００４６】
次にこの耐火性ガラスパネル２３を、ソーダ石灰ガラス板２６を加熱側にして実施例１と同様の加熱試験に供したところ、実施例１とほぼ同じ現象を示し、良好な断熱性を示した。また加熱開始から１時間後に加熱側のソーダ石灰ガラス板２６は、軟化変形して脱落したが、非加熱側のソーダ石灰ガラス板２５の表面温度は、１９０℃であった。また２時間後には、非加熱側のソーダ石灰ガラス板２５に亀裂が発生したが、硼珪酸ガラス板２４には、破損は認められなかった。
【００４７】
さらにこの耐火性ガラスパネル２３を、ＪＩＳＲ−３２０５の方法に基づいてショットバック試験に供したところ、８０ｃｍの高さからショットバックを衝突させても、衝撃側のソーダ石灰ガラス２５に亀裂が発生しただけで、貫通孔や破片の落下は生じなかった。
【００４８】
（実施例４）
図４も、本発明の他の態様の耐火性ガラスパネル３３の断面略図を示すものであり、１枚の低膨張結晶化ガラス板３４の両側に、２枚の硼珪酸ガラス板３５、３６が各々１ｍｍの間隔を設けて対設し、各硼珪酸ガラス板３５、３６の内側面には、フッ素樹脂からなる飛散防止用の透明フィルム３７、３８が貼り付けられている。低膨張結晶化ガラス板３４と、各硼珪酸ガラス板３５、３６の間隙には、各々ハイドロゲル３９、４０が封入され、また各ガラス板３４、３５、３６の周囲は、両面接着テープ４１、４２によって接着されている。尚、透明フィルム３７、３８は、約５０μｍの厚みを有し、両面接着テープ４１、４２の接着部を除いて貼り付けられている。
【００４９】
この耐火性ガラスパネル３３を構成する硼珪酸ガラス板３５、３６及び両面接着テープ４１、４２は、実施例３と同様のものを使用し、ハイドロゲル３９、４０は、ＳｉＯ₂ ／Ｋ₂ Ｏのモル比が３．４であるケイ酸カリウムを主成分とする水溶液中に、平均粒径が３０ｎｍのシリカ粒子を添加して、全シリカの濃度が３０重量％、含水率が６６重量％となるようにした。また低膨張結晶化ガラス板３４は、重量百分率で、ＳｉＯ₂ ６７％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ２３％、Ｌｉ₂ Ｏ４％、ＴｉＯ₂ ２％、ＺｒＯ₂ ３％、Ｐ₂ Ｏ₅ １％からなり、β−石英固溶体結晶を析出し、−３×１０^-7℃（３０〜７５０℃）の熱膨張係数を有し、９１４×１８２９×５ｍｍの寸法を有するものを使用した。
【００５０】
この耐火性ガラスパネル３３の外観を観察したところ、実施例１とほぼ同等であった。
【００５１】
次にこの耐火性ガラスパネル３３を、硼珪酸ガラス板３６を加熱側にして実施例１と同様の加熱試験に供したところ、実施例１とほぼ同じ現象を示し、良好な断熱性を示した。また加熱開始から１時間後の非加熱側の硼珪酸ガラス板３５の表面温度は１９０℃であり、２時間後に加熱側の硼珪酸ガラス板３６は、軟化変形したが、他のガラス板３４、３５には破損が認められなかった。
【００５２】
さらにこの耐火性ガラスパネル３３を実施例３と同様のショットバック試験に供したところ、８０ｃｍの高さからショットバックを衝突させても、衝撃側の硼珪酸ガラス板３５に亀裂が発生しただけで、貫通孔や破片の落下は生じなかった。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明の耐火性ガラスパネルは、優れた防火性能を有し、作業性良く組み立てることが可能で、構造安定性に優れているため、防火戸に使用される耐火性ガラスパネルとして好適である。
【００５４】
さらに少なくとも外側の２枚のガラス板の内側面に飛散防止用の透明フィルムを貼り付けることによって、安全性も付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐火性ガラスパネルの断面略図である。
【図２】本発明の他の態様の耐火性ガラスパネルの断面略図である。
【図３】本発明の他の態様の耐火性ガラスパネルの断面略図である。
【図４】本発明の他の態様の耐火性ガラスパネルの断面略図である。
【符号の説明】
１０、１５、２３、３３耐火性ガラスパネル
１１、１６、２４、２５、２６硼珪酸ガラス板
１２、１７、１８、２７、２８ソーダ石灰ガラス板
１３、１９、２０、２９、３０、３９、４０ハイドロゲル
１４、２１、２２、３１、３２、４１、４２両面接着テープ
２７、２８、３７、３８透明フィルム
３４低膨張結晶化ガラス板

Claims

複数枚の透明なガラス板が、対向する面の周囲に介在させたアクリル系樹脂からなる基材の両面に接着剤が塗布されてなる両面接着テープにより、一定間隔を設けて接着固定して対設され、各ガラス板の間隙にアルカリケイ酸塩水溶液と平均粒径が５０ｎｍ以下のシリカ粒子からなり、全シリカの濃度が４〜３７重量％、含水率が６０重量％以上であるハイドロゲルが封入されてなり、少なくとも一枚のガラス板が硼珪酸ガラスから作製されてなることを特徴とする耐火性ガラスパネル。
少なくとも外側の２枚のガラス板の内側面に、飛散防止用の透明フィルムが貼り付けられてなることを特徴とする請求項１の耐火性ガラスパネル。