JP4595107B2 - 建材用frpサンドイッチパネル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、充分な耐火・断熱性能を備え、火災時に引き起こされる大変形や表層板の破壊を防止できるようにした建材用FRPサンドイッチパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、建材用FRPサンドイッチパネルは、樹脂を繊維基材に浸透させるのに、常圧でローラー等の樹脂含浸治具を用いて行うハンドレイアップ法や、圧力差を利用して樹脂を行き渡らせるRTM法等で製造され、FRP等の表層板の内部にコア材が密閉された構造を有し、軽量で高耐久性の特性を活かして例えば複雑な形状が要求される外装材、海浜地区等の建物に適用される外装材、構造体への負担を軽減したい時に使用される外装材等として広く利用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の建材用FRPサンドイッチパネルにおいては、表層板、リブ、コア材等の構成材料が温度が上昇することで気化する成分を含んでいると、火災時にパネル内にガスが発生して内部圧力が増大する。この内部圧力によりFRPサンドイッチパネルが大きな変形を起こしたり、或は表層板が破壊し又は部分的に吹き飛んだりして充分な耐火・断熱性能を発揮できない問題がある。このため、表層板に小孔を設けて、火災時に内部に発生するガスを放出させるようにした建材用FRPサンドイッチパネルも考案されているが、平時に雨水や湿気等が浸入して内部を損傷する問題がある。
【0004】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされ、火災時にパネル内部にガスが発生しても、大変形や表層板の破壊等が生じることなく、平時には雨水や湿気等が浸入しないように改良した建材用FRPサンドイッチパネルを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための具体的手段として、本発明は、強化繊維と樹脂とからなる表層板と、リブ及びコア材とで形成される建材用FRPサンドイッチパネルであって、表層板にガス抜き用小孔が設けられ、前記コア材はリブによって区画されたセル内に充填され、前記ガス抜き用小孔は各セルに対応する位置に設けられ且つ火災時に溶け落ちるシール材で閉塞された構成の建材用FRPサンドイッチパネルを要旨とする。
又、この建材用FRPサンドイッチパネルにおいて、外面側表層板のガス抜き用小孔と、内面側表層板のガス抜き用小孔とは、溶け落ちる温度の異なるシール材で閉塞されたこと、を要旨とするものである。
【0006】
本発明は、火災時に建材用FRPサンドイッチパネルのガス抜き用小孔を閉塞しているシール材が溶け落ちるためガス抜き用小孔が開放され、内部に発生したガスを放出することで建材用FRPサンドイッチパネルの大変形や表層板の破壊等を防止することができる。平常時には、ガス抜き用小孔がシール材により閉塞されているため、建材用FRPサンドイッチパネルの内部に雨水や湿気等が浸入することはない。
又、ガス抜き用小孔を閉塞するシール材は、建材用FRPサンドイッチパネルの外面側と表面側とで溶け落ちる温度を異ならせることで、直射日光の加熱等に対しても適正に対処することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る建材用FRPサンドイッチパネルの実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1は、建材用FRPサンドイッチパネルPの基本構成を示すもので、表裏面の表層板1,2と、この表層板1,2の間に格子状に配設されたリブ3と、このリブ3によって区画されたセル内に充填されたコア材4と、リブ3と同じ材料で形成された側板5及び端板6とから構成されている。
【0008】
この場合、表層板1、2はフェノール樹脂を用いたCFGFRPで、リブ3と側板5及び端板6はフェノール樹脂を用いたGFRPで、コア材4はフェノール樹脂発泡体又は用途によっては無機質材でそれぞれ形成されている。
【0009】
建材用FRPサンドイッチパネルPは、RTM法等で製造することができ、厚さや大きさについては構造設計を行って決定するが、例えば非耐力壁の場合はコア材4の厚さは50mm程度、表層板1,2の厚さは5〜7mm程度とし、型枠と場所に制限がなければ、かなりの大きさのものまで一体成型することが可能である。
【0010】
前記表層板1,2には、図2のように複数のガス抜き用小孔7が前記各セルに対応して設けられる。このガス抜き用小孔7は、例えば直径1mm程度の大きさとするが、後記のシール材で閉塞できる範囲で且つ表層板1,2の構造性能に影響を与えない範囲の大きさであれば良い。又、ガス抜き用小孔7の数は最終的にはセルの容積によって決定するものとする。
【0011】
建材用FRPサンドイッチパネルPが外装材として使用される場合には、平常時にはガス抜き用小孔7から雨水や湿気等が浸入するので閉塞する必要があるが、一方火災時にはガス抜き用小孔7が閉塞されたままであるとガス抜き作用が得られないことになる。このため、平常時はガス抜き用小孔7を閉塞しているが、火災時には溶け落ちてガス抜き用小孔7が開放するようなシール材を詰め込んでおくことが要求される。
【0012】
ここで、建材用FRPサンドイッチパネルPの具体的な使用例として、30分間の耐火性能の要求される非耐力壁の外装材を考える。この場合、内側は200℃を構造上の限界温度ということで建材用FRPサンドイッチパネルPが設計される。建材用FRPサンドイッチパネルPの取り付けに際しては、部屋の内側となる表層板2側を構造的に支持するので、火災時の脱落を防止するためには耐火的にそこの温度を200℃にしないように設計する必要がある。
【0013】
このような事情を踏まえると、表層板2側のガス抜き用小孔7に詰め込むシール材8は、200℃より低い温度で溶け落ちる必要がある。この条件を満足するものとしては、例えば150℃〜200℃で溶け落ちるシリコンシーラントを用いることができる。一方、部屋の外側となる表層板1側のガス抜き用小孔7に詰め込むシール材9は、直射日光が当たる場所ではかなりの高温となるため、シリコーンシーラントより温度の高い300℃〜400℃で溶け落ちるポリエステル樹脂等が好ましい。ちなみに、一般的な火災加熱を表すと言われている標準加熱を行った場合、耐火試験炉の温度は10分で約700℃、20分で約800℃、30分で約840℃に達し、シール材9は前記のように300℃〜400℃で溶け落ちるため、標準加熱開始後10分以内に溶け落ちてガス抜き用小孔7が開放し、ガス抜き機能が開始することになる。
【0014】
この建材用FRPサンドイッチパネルPは、施工に際しては通常図3のようにパネルつなぎ材10を介して縦横に連結すると共に、パネル支持材11を介して梁等に取り付けられる。図4(a)、(b)はパネルつなぎ材10による連結状態を詳細に示す図で、一方の建材用FRPサンドイッチパネルP1の端部にボルトで固定された第1の固定板10aと、他方の建材用FRPサンドイッチパネルP2の端部に固定された第2の固定板10bとの間に連結板10cを差し渡し、この連結板10cの一方の端部は第2の固定板10b(2枚)間に挟み込んで固定し、他方の端部で第1の固定板10aを押し付け固定する構造になっている。
【0015】
図5はパネル支持材11による取付状態を詳細に示す図で、耐風梁等の梁材12にボルトで上下対称に固定された断面L型の第1の取付金具11aと、これら第1の取付金具11aの端部にボルトで上下対称に固定された断面L型の第2の取付金具11bとを備え、これら第2の取付金具11bの端部を、一方の建材用FRPサンドイッチパネルP3と、他方の建材用FRPサンドイッチパネルP4とにそれぞれ固定して支持する構造になっている。この時、建材用FRPサンドイッチパネルP3、P4の被支持部には、インサートナット13がそれぞれ挿着され、このインサートナット13にボルト14を螺着して前記第2の取付金具11bの端部に固定するようにしてある。これにより、建材用FRPサンドイッチパネルP3、P4は、パネル支持材11、11を介して梁材12に取り付けることができる。尚、建材用FRPサンドイッチパネルP3、P4間の目地部分には、シリコーン系のガスケット15及びセラミックウール16が介在される。
【0016】
次に耐火試験を行うために、図3のように連結された建材用FRPサンドイッチパネルの一部を切り出して耐火試験体Tを作製した。この耐火試験体Tは、最も弱いと思われる部分を想定するため、縦目地と横目地とが集まる4枚の建材用FRPサンドイッチパネルPの連結部分が含まれるように選択されている。
【0017】
この耐火試験体Tに対し、所定の実験条件(30分間の標準加熱)により耐火試験を行ったところ、直接炎が当たる外側の表層板1は、加熱開始後10分以内にシール材9が溶け落ちてガス抜き用小孔7が開放され、各セルの内部で発生したガスを外部に放出することができた。又、内側の表層板2は、表面温度が200℃以下の段階でシール材8が溶け落ちてガス抜き用小孔7が開放され、各セルの内部で発生したガスを外部に放出することができた。
【0018】
この結果、耐火試験体Tの大変形又は表層板1,2の破壊や部分的な飛散を未然に防止することができた。又、目地部分の抜け落ちも見られず、連結状態及び取付状態も異常なく30分間の標準耐火試験に充分耐えることが判明した。
【0019】
尚、本発明の建材用FRPサンドイッチパネルは、外側はそのまま露出して使用されるが、ゲルコート塗装等で仕上げする場合があり、内側は部分的(目地部分)に耐火被膜を施すことが好ましい。内側は仕上げ塗装等は行わないので、その部分が居室等の場合に化粧材でカバーすることがある。又、建材用FRPサンドイッチパネルの施工に関し、目地部(接合部)を凹凸嵌合等の係合構造にしてパネルつなぎ材を不要としたり、或は目地部に耐火材を取り付けて耐火性能の向上と、接合部の強度アップを図るようにしても良い。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、建材用FRPサンドイッチパネルの表層板のガス抜き用小孔に、火災時に溶け落ちるシール材を充填して閉塞したので、火災時にはそのシール材が溶け落ちて内部に発生するガスを放出することができ、建材用FRPサンドイッチパネルの大変形、破壊等を防止する効果を奏する。ガス抜き用小孔は、リブによって区画された各セル内に対応する位置に設けられているため、火災時のガス抜き機能を充分発揮させることができる。又、平常時にはガス抜き用小孔を閉塞しているシール材により雨水や湿気等の浸入を防ぎ、建材用FRPサンドイッチパネルを充分保護する効果を奏する。更に、外面側表層板のガス抜き用小孔と、内面側表層板のガス抜き用小孔とは、溶け落ちる温度の異なるシール材で閉塞することで、火災時の加熱のみならず直射日光による加熱等に対しても適正に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る建材用FRPサンドイッチパネルの一部破断概略斜視図
【図2】建材用FRPサンドイッチパネルの一部概略断面図
【図3】建材用FRPサンドイッチパネルの連結状態及び耐火試験体の切り出し部分を示す説明図
【図4】パネルつなぎ材を介して連結された状態を示す図で、(a)は内側から見た図、(b)はその上面図
【図5】パネル支持材を介して取り付けられた状態を示す要部の断面図
【符号の説明】
1,2…表層板
3…リブ
4…コア材
5…側板
6…端板
7…ガス抜き用小孔
8、9…シール材
10…パネルつなぎ材
11…パネル支持材
12…梁材
13…インサートナット
14…ボルト
15…ガスケット
16…セラミックウール
P…建材用FRPサンドイッチパネル
Claims (2)
- 強化繊維と樹脂とからなる表層板と、リブ及びコア材とで形成される建材用FRPサンドイッチパネルであって、表層板にガス抜き用小孔が設けられ、前記コア材はリブによって区画されたセル内に充填され、前記ガス抜き用小孔は各セルに対応する位置に設けられ且つ火災時に溶け落ちるシール材で閉塞されたことを特徴とする建材用FRPサンドイッチパネル。
- 前記建材用サンドイッチパネルの外面側表層板のガス抜き用小孔と、内面側表層板のガス抜き用小孔とは、溶け落ちる温度の異なるシール材で閉塞された請求項1記載の建材用FRPサンドイッチパネル。
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