JP5438173B2 - 防火性樹脂サッシ - Google Patents
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Description
住宅等の構造物の内部または外部で火災が発生した場合にはこの火災による延焼を防ぐ必要がある。火災の炎等がサッシ等の建築部材を貫通して延焼することがないように、サッシ等の建築部材の耐火性を高めることが重要な課題となる。
この課題に関連して、サッシの耐火性を高める技術が提案されている。
具体的には、合成樹脂を成形して得られた枠材と金属製部材と耐火性のある板材とを備えたサッシについて、そのサッシに使用される枠材の長手方向に複数の空洞が設けられていて、断面形状が略コ字状または角パイプ状をしている金属製部材に、粘着性を有する平板状の熱膨張性耐火材を貼り合わせて一体化した耐火シート貼着部材が前記枠材の空洞の長手方向に沿って挿入されている防火性樹脂サッシが提案されている(特許文献1)。
この防火性樹脂サッシは枠材の長手方向に断面形状が前記略コ字状または角パイプ状の金属製部材が挿入されているため、合成樹脂を成形して得られた枠材が溶融、焼失した場合でも前記略コ字状または角パイプ状の金属製部材が前記耐火性のある板材を支えため、前記耐火性のある板材が、住宅等の構造物の開口部等から脱落し延焼が生じることを防ぐことができる。
しかし、サッシに使用される枠材の空洞内部に断面形状が略コ字状または角パイプ状の金属製部材を挿入した場合には、得られる防火性樹脂サッシは防火性能は優れるものの、防火性樹脂サッシ自体の重量が大きくなるため取り扱いにくい問題があった。
[1]長手方向に沿う複数の空洞を有する合成樹脂製枠部材を含む開口枠体と、
前記開口枠体の開口部に設置された耐火性を有する板材と、
前記板材の外周に設置された外周枠体と、
前記外周枠体および前記開口枠体の前記外周枠体に対向する面を貫通し、前記開口枠体の空洞に達する支持部材と、
前記支持部材が達した前記開口枠体の空洞内部に設置された補助安定板と、
を有する防火性樹脂サッシであって、
前記外周枠体が、前記板材の外周端面を支持する底壁部と、前記板材の両側の周縁部を支持する側壁部とを有し、
前記支持部材が、前記外周枠体の底壁部と前記補助安定板とを固定し、
前記補助安定板が、前記板材の外周端面と略平行であり、
前記補助安定板が設置された前記開口枠体の空洞を含む複数の空洞のうち、一または二以上の空洞内部に熱膨張性耐火材料が注入され、
前記空洞の内部に注入される前の前記熱膨張性耐火材料の25℃における粘度が、1000〜100000mPa・sの範囲であり、
前記熱膨張性耐火材料が、前記空洞の内部に注入された後に、25℃において前記空洞の内部で流動性を失うことを特徴とする、防火性樹脂サッシを提供するものである。
[2]前記支持部材が、前記補助安定板を挿通しているか、または前記支持部材の端部が、前記補助安定板の内部にある、上記[1]に記載の防火性樹脂サッシを提供するものである。
[3]前記支持部材が、前記合成樹脂製枠部材の長手方向に沿って、間隔をおいて複数設置されている、上記[1]または[2]に記載の防火性樹脂サッシを提供するものである。
[4]前記合成樹脂製枠部材の長手方向に対する垂直断面を基準として、前記外周枠体の底壁部の幅に対する前記補助安定板の幅の割合が、60〜120%の範囲である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の防火性樹脂サッシを提供するものである。
[5]前記補助安定板が、金属板、無機板および木板からなる群より選ばれる少なくとも一つである、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の防火性樹脂サッシを提供するものである。
[6]前記熱膨張性耐火材料が、反応硬化性樹脂成分、熱膨張成分および無機充填材を少なくとも含む、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の防火性樹脂サッシを提供するものである。
[7]前記熱膨張性耐火材料に含まれる反応硬化性樹脂成分が、ウレタン樹脂フォーム、イソシアヌレート樹脂フォーム、エポキシ樹脂フォーム、フェノール樹脂フォーム、尿素樹脂フォーム、不飽和ポリエステル樹脂フォーム、アルキド樹脂フォーム、メラミン樹脂フォーム、ジアリルフタレート樹脂フォームおよびシリコーン樹脂フォームからなる群から選ばれる少なくとも一つである、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の防火性樹脂サッシを提供するものである。
[8]前記熱膨張性耐火材料に含まれる熱膨張成分が、熱膨張性黒鉛および熱膨張性樹脂組成物の成形体粉砕品の少なくとも一方を含む、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の防火性樹脂サッシを提供するものである。
[9]前記熱膨張性耐火材料が、リン化合物を含む、上記[1]〜[8]のいずれかに記載の防火性樹脂サッシを提供するものである。
[10]前記熱膨張性耐火材料に含まれる無機充填材が、炭酸カルシウムを含む、上記[1]〜[9]のいずれかに記載の防火性樹脂サッシを提供するものである。
従来の防火性樹脂サッシは、断面形状が略コ字状または角パイプ状の金属製部材に、粘着性を有する平板状の熱膨張性耐火材を貼り合わせたものを前記合成樹脂製枠部材の空洞内部に挿入する必要があった。
このため前記合成樹脂製枠部材の空洞内部の形状が複雑である場合には、平板状の熱膨張性耐火材を前記合成樹脂製枠部材の空洞内部に挿入することが困難となる問題があった。
これに対し本発明に係る防火性樹脂サッシは前記合成樹脂製枠部材の空洞内部に熱膨張性耐火材料が注入されて形成されるため、簡単に本発明に係る防火性樹脂サッシを製造することができる。
この膨張残渣が前記補助安定板を支え、前記補助安定板に固定された前記外周枠体を支える。また前記合成樹脂製枠部材が溶融、焼失した場合であっても前記外周枠体に固定された前記板材は保持され、前記板材の周囲は前記熱膨張性耐火材料による膨張残渣により閉塞される。
本発明に係る防火性樹脂サッシの一方の面が火災等の熱にさらされた場合でも火災等の炎、煙等が、本発明に係る防火性樹脂サッシの他方の面へ伝わることを遅延させることができるから、本発明に係る防火性樹脂サッシは防火性に優れる。
本発明に係る防火性樹脂サッシは、例えば、一戸建住宅、集合住宅、高層住宅、高層ビル、商業施設、公共施設等の建築物、客船、輸送船、連絡船等の船舶等の構造物(以下、「住宅等の構造物」という。)の開口部に設置されるものが挙げられる。
一例を示すとすれば、例えば、開閉窓、固定窓等のサッシ等の建築部材等の用途に使用されるが、これらに限定されるものではない。
前記耐火補強建築部材の一例として、図1〜図4には固定サッシが例示されている。
前記外周枠体30の内部に前記板材20が挿入されて、前記外周枠体30が前記板材20を固定している。
前記外周枠体30の外周に開口枠体10が設置されていて、前記外周枠体30および前記開口枠体10を備えた前記板材20が、住宅等の構造物に形成された矩形の開口部に隙間なく装着されている。
前記縦合成樹脂枠部材11,11と前記横合成樹脂枠部材12,12とはそれぞれ長手方向に複数の空洞11a,11a,12a,12a等を有する。
各合成樹脂製枠部材11〜12の空洞内部には補助安定板40が設置されている。前記開口枠体10の前記外周枠体30に対向する面13および前記外周枠体30の底壁部31を貫いて支持部材50が設置されている。前記支持部材50は前記補助安定板40を挿通していて、前記外周枠体30および前記補助安定板40を固定している。
本発明に係る第一の防火性樹脂サッシ1では、前記支持部材50は螺子の形状を有していて、前記外周枠体30の底壁部31に設置された螺子孔および前記補助安定板40を貫いて設置された螺子孔に対して前記支持部材50をそれぞれ螺子止めすることができる。
なお本発明に使用する板材20は、透光性を有する窓ガラスに限定されず、金属板材やケイ酸カルシウム板のような遮光性を有するもの等であってもよい。
前記合成樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル等の塩素含有樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂等が挙げられる。
前記金属材としては、例えば、アルミニウム材、ステンレス材、鋼材、合金材等を挙げることができる。
前記無機材としては、例えば、ガラス、石膏、セラミック、セメント、ケイ酸カルシウム、パーライト等が挙げられる。
前記木材としては、天然の木材の他、木材片、木材シート等を樹脂により硬化させた成形木材等が挙げられる。
また前記板材20、前記外周枠体30および前記支持部材50は防火性の観点から、金属材および無機材を含むものが好ましい。
前記金属材等の具体例は、前記開口枠体10等で説明したものと同様である。
前記補助安定板40に使用される素材は、金属材、木材等が好ましい。
前記開口枠体10は防火性を向上させる観点から硬質塩化ビニル等の合成樹脂が用いられていて、前記合成樹脂を使用して押出成形や射出成形等により成形することができる。
前記縦合成樹脂枠部材11,11は硬質塩化ビニルを押出成形して得られた長尺材を切断して形成したものであり、長手方向に沿って貫通する空洞を有している。
前記縦合成樹脂枠部材11,11は、断面形状が2つの大きい矩形の空洞11a,11aと、この空洞を形成する内外の壁面の端部から開口側に延出する複数の小幅の空洞11cとを備えている。
また、開口枠体10を構成する横合成樹脂枠部材12,12も、図示していないが同様に複数個の長手方向に貫通する空洞が形成されている。
前記補助安定板40,40の幅の割合が60%以上の場合は、比較的容易に前記開口枠体10の前記空洞11a,11aに前記補助安定板40,40を設置することができる。
また前記補助安定板40,40の幅の割合が120%以下の場合は、第一の実施形態の防火性樹脂サッシ1が火災等の炎にさらされた場合に、前記板材20が前記開口枠体10から外れることを防止することができる。
前記縦合成樹脂枠部材11,11の長手方向を基準とした前記補助安定板40,40の長さは、30〜3000mmの範囲が好ましく、200〜2500mmの範囲であればより好ましい。
なお本発明において対比する二つの面が略平行とは、一方の面の垂線に対し、他方の面が80〜100度以内の角度の範囲にあることをいう。
具体的には粘着テープ等を用いて二本の長尺棒に前記補助安定板40の一方の面の両端を貼着し、前記二本の長尺棒に貼着された補助安定板40を前記縦合成樹脂枠部材11の前記空洞11a内部にまず挿入する。この操作により、希望する前記空洞11a内部の位置に補助安定板40を移動させることができる。
前記空洞11a内部のどの位置に補助安定板40が存在するかは、前記長尺体の前記空洞11aの外部に出ている部分の長さを計測し、前記長尺体全体の長さと比較することにより確認することができる。
次に前記縦合成樹脂枠部材11を前記支持部材50により固定してから、前記二本の長尺棒を引き抜く。
この方法により前記補助安定板40,40を前記縦合成樹脂枠部材11,11の前記空洞11a,11aの内部にそれぞれ設置することができる。
上記の方法により前記空洞11a,11aの内部面にそれぞれ前記補助安定板40,40を接触させて設置させることができる。
具体的には粘着テープ等を用いて四本の長尺棒に前記補助安定板40の一方の面の両端および他方の面の両端を貼着し、前記四本の長尺棒に貼着された補助安定板40を前記縦合成樹脂枠部材11の前記空洞11a内部にまず挿入する。
次に前記縦合成樹脂枠部材11を前記支持部材50により固定してから、前記四本の長尺棒を引き抜く。
この方法により前記補助安定板40,40を前記縦合成樹脂枠部材11,11の前記空洞11a,11aの内部にそれぞれ設置することができる。
前記四本の長尺棒のうち、前記補助安定板40と前記空洞11aとの間にある二本の長尺棒の厚みを変化させることにより、前記補助安定板40と前記空洞11aとの距離を調整することができる。
前記支持部材50は、前記開口枠体10の外周に沿って間隔をおいて複数設置することができる。
具体的には、前記縦合成樹脂枠部材11,11の大きい空洞11a,11aには、熱膨張性耐火材料60が注入された後に、前記空洞11a,11a内部で熱膨張性耐火材料60が流動性を失っている。
これらの熱膨張性耐火材料60は耐火性を有する板材20を構成する窓ガラスの面に沿って平行な状態に配置され、窓ガラスと共に耐火面を形成している。このように形成された耐火面は、ガラス面と垂直な方向の開口枠体10の内部にあって窓ガラスに沿うほぼ全面を埋め尽くしている。
また前記開口枠体10の内部へピストンとシリンダー等を備えた加圧注入手段により前記熱膨張性耐火材料60を圧力を加えながら注入することもできる。
第一の実施形態に例示される防火補強建築部材1が火災等の炎にさらされた場合には前記開口枠体10を形成する前記合成樹脂製枠部材11〜12が加熱されて溶融、焼失する。
一方、前記補助安定板40は前記熱膨張性耐火材料60の膨張残渣により固定されていて、前記開口枠体10を形成する前記合成樹脂製枠部材11〜12が溶融、焼失した後でも間接的に前記板材20を支えることができる。
前記補助安定板40が前記板材20を支えるため、第一の実施形態に例示される防火補強建築部材1が火災等の炎にさらされた場合でも、住宅等の構造物に形成された矩形の開口部から前記板材20が傾いて脱落することを防止することができる。
図5は、本発明に係る第二の耐火防火性樹脂サッシ2を例示するための模式正面図である。また図6は、図5のA−A線に沿う要部断面図である。
前記第二の防火性樹脂サッシ2は、前記第一の防火性樹脂サッシ1と同様の構造を持つ防火性樹脂サッシ1’を二枚組み合わせた水平方向に移動可能の引き違いの構造となっていて、住宅等の構造物に形成された矩形の開口部に固定される。
第一の防火性樹脂サッシ1の場合は、前記開口枠体10が前記開口部に設置されていたが、第二の防火性樹脂サッシ2の場合は、固定開口枠体70が前記開口部に固定されている。そして前記固定開口枠体70の内部を二枚の防火樹脂サッシ1’が水平方向に移動できる。
本発明においては複数の開口枠体を設置することができ、前記開口枠体の外部に開口枠体を追加して設置することができる。第二の実施形態の場合は、追加して設置される開口枠体が前記固定開口枠体70として図5および図6に示されている。
なお、図5および図6における参照符号の意味は、図1〜4の場合と同様である。
前記開口枠体10’は合成樹脂製枠部材である左右の縦合成樹脂枠部材11,11と上下の横合成樹脂枠部材12,12とから形成されている。各合成樹脂製枠部材11〜12に囲まれた内部が開口部となっている。そして、2枚の板材20,20は前記の開口部に設置されるものであり構造的には略同一構成である。中央側の縦合成樹脂枠部材11,11が前後に重なって、二枚の板材20,20の前後の隙間を閉塞できる構造となっている。
前記固定開口枠体70の枠体71〜74の内部には、前記枠体71〜74の内部を長手方向に貫く空洞75〜78が形成されていて、前記空洞75〜78の内部にも前記熱膨張性耐火材料60が注入されて流動性を失っている。
このため、二枚の前記板材20,20が、前記住宅等の構造物に形成された矩形の開口部から脱落することを防止することができる。このため、第二の実施形態に例示される防火性樹脂サッシ2も、第一の実施形態に例示される防火性樹脂サッシ1の場合と同様、防火性に優れる。
前記反応硬化性樹脂成分としては、例えば、時間の経過と共に前記反応硬化性樹脂成分に含まれる構成成分の反応が進むことにより粘度が増大し、当初は流動性があるが時間の経過と共に流動性を失うものであれば特に限定はない。
前記反応硬化性樹脂成分としては、具体例を挙げるとするなら、例えば、ウレタン樹脂、イソシアヌレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
前記ウレタン樹脂の主剤であるポリイソシアネート化合物としては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。
前記脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ジメチルジシシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
前記ポリイソシアネート化合物は一種もしくは二種以上を使用することができる。
前記ウレタン樹脂の主剤は、使い易いこと、入手し易いこと等の理由から、ジフェニルメタンジイソシアネート等であれば好ましい。
前記脂環族ポリオールとしては、例えば、シクロヘキサンジオール、メチルシクロヘキサンジオール、イソホロンジオール、ジシクロヘキシルメタンジオール、ジメチルジシシクロヘキシルメタンジオール等が挙げられる。
前記脂肪族ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等が挙げられる。
前記ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、多塩基酸と多価アルコールとを脱水縮合して得られる重合体、ε−カプロラクトン、α−メチル−ε−カプロラクトン等のラクトンを開環重合して得られる重合体、ヒドロキシカルボン酸と上記多価アルコール等との縮合物が挙げられる。
また前記多価アルコールとしては、具体的には、例えば、ビスフェノールA、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、1,6−ヘキサングリコール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。
また前記ヒドロキシカルボン酸としては、具体的には、例えば、ひまし油、ひまし油とエチレングリコールの反応生成物等が挙げられる。
前記当量比が1.2以上ではウレタン樹脂の粘度が高くなりすぎることを防ぐことができ、15以下では良好な接着強度を保つことができる。
イソシアヌレート樹脂の主剤と硬化剤については先のポリウレタン樹脂の場合と同様である。
前記重付加型硬化剤としては、例えば、ポリアミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメルカプタン等が挙げられる。
前記触媒型硬化剤としては、例えば三級アミン類、イミダゾール類、ルイス酸錯体等が挙げられる。
これらエポキシ樹脂の硬化方法は特に限定されず、公知の方法により行うことができる。
前記レゾール型フェノール樹脂組成物は、例えば、主剤としてのレゾール型フェノール樹脂、硬化剤等を含むものである。
フェノール類等とアルデヒド類の混合割合は特に限定はないが、モル比で通常1.0:1.5〜1.0:3.0の範囲である。前記混合割合は、1.0:1.8〜1.0:2.5の範囲であれば好ましい。
前記尿素とホルムアルデヒド等は重合反応により尿素樹脂を形成する。
前記不飽和ポリエステル樹脂の主剤としては、具体的には、例えば、無水マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。
前記不飽和ポリエステル樹脂は、必要に応じて無水フタル酸、イソフタル酸等の飽和多塩基酸を併用することもできる。
前記不飽和ポリエステル樹脂の触媒としては、具体的には、例えば、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン等の有機過酸化物等が挙げられる。
前記アルキド樹脂の主剤としては、具体的には、例えば、無水マレイン酸、無水フタル酸、アジピン酸等が挙げられる。
前記油脂としては、例えば、大豆油、ヤシ油、アマニ油等を挙げることができる。
必要に応じて、前記組成物にベンゾグアナミン等を添加することもできる。
前記架橋剤としては、例えば、スチレン、酢酸ビニル等が挙げられる。
前記ジアルキルシリルジオールとしては、具体的には、例えば、ジメチルシリルジオール、ジエチルシリルジオール、ジプロピルシリルジオール等が挙げられる。
前記トリアルキルシリルクロリドとしては、具体的には、例えば、トリメチルシリルクロリド、トリエチルシリルクロリド、トリプロピルシリルクロリド等が挙げられる。
前記トリアルキルシリルジオールとしては、具体的には、例えば、トリメチルシリルオール、トリエチルシリルオール、トリプロピルシリルオール等が挙げられる。
前記反応抑制剤は、ポリシロキサン主鎖の末端に結合し、反応を制御してポリシロキサン主鎖の重合度を制御する役割を果たす。
本発明に使用する反応硬化性樹脂成分は、取り扱い性の面からエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂等であることがより好ましい。
前記反応硬化性樹脂成分に対する整泡剤の使用量は、使用する前記反応硬化性樹脂成分により適宜設定されるが、一例を示すとすれば、例えば、前記樹脂成分100重量部に対して、0.01〜5重量部の範囲であれば好ましい。
前記熱膨張成分は加熱時に膨張するものであるが、かかる熱膨張成分として具体例を挙げるとすれは、例えば、バーミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛等の無機膨張成分、熱膨張性樹脂組成物の成形体粉砕品等を挙げることができる。
かかる成形体粉砕品に使用する熱膨張性耐火シート等の具体例としては、例えば、積水化学工業社製のフィブロック(登録商標。エポキシ樹脂、ゴム樹脂等の樹脂成分、熱膨張性黒鉛等の熱膨張成分、リン化合物、無機充填材等を含む熱膨張性樹脂組成物の成形体)、住友スリーエム社のファイアバリア(クロロプレンゴムとバーキュライトを含有する樹脂組成物からなるシート材料、膨張率:3倍、熱伝導率:0.20kcal/m・h・℃)、三井金属塗料化学社のメジヒカット(ポリウレタン樹脂と熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物からなるシート材料、膨張率:4倍、熱伝導率:0.21kcal/m・h・℃)等が挙げられる。
前記熱膨張性樹脂組成物の成形体粉砕品は、5〜20メッシュの範囲のものが好ましい。
前記リン化合物は、難燃性を向上させるため、または窒素化合物、アルコール類等と組み合わせて熱膨張性機能を発現するために用いられる。
トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート等の各種リン酸エステル、
リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム等のリン酸金属塩;ポリリン酸アンモニウム類、
下記化学式1で表される化合物等が挙げられる。
リリン酸アンモニウム類が好ましく、性能、安全性、費用等の点においてポリリン酸アンモニウム類がより好ましい。
いものが好ましいが、粒径0.5μm以上では二次凝集を防ぐことができ、分散性が良好となる。
一方、前記熱膨張成分の量が150重量部以下であると、前記熱膨張性耐火材料の25℃における流動性を確保することができる。
さらに可燃物の比率が増加するため、難燃性が低下することがある。
前記粘度が1000mPa・s以上であれば、前記開口枠体の空洞の狭い隙間でも前記熱膨張性耐火材料を容易に充填することができる。また前記開口枠体の空洞に前記熱膨張性耐火材料を注入するための圧力、注入機器の押圧等が必要以上に高くなることがなく、容易に注入を行うことができる。
前記粘度は2000から60000 mPa・sの範囲であれば好ましく、10000〜40000 mPa・sの範囲であればより好ましい。
そこで本発明においては使用する熱膨張性耐火材料を二以上に分割し、それぞれの重量比に応じた粘度を加算した値を熱膨張性耐火材料の粘度とした。
例えば、前記熱膨張性耐火材料を二つに分割した一方の粘度が10000mPa・sであり、分割された他方の粘度が40000mPa・sであり、それぞれの配合重量比が60:40の場合は、(10000×0.6+40000×0.4)=22000mPa・sとなる。
この場合、二つに分割された熱膨張性耐火材料のそれぞれの成分は粘度測定に支障がないように25℃で安定に保存することができ、二つに分割された熱膨張性耐火材料のそれぞれの成分を混合した後に硬化反応が始まるようにそれぞれの成分を分割すればよい。
使用する熱膨張性耐火材料を三以上に分割した場合も同様である。
例えば、前記熱膨張性耐火材料に含まれる熱膨張成分、無機充填材等の重量割合を減少させると、25℃における熱膨張性耐火材料の粘度を小さくすることができる。加えて、25℃の温度で液状の無機充填材を適宜選択することにより、粘度を小さくすることもできる。
また逆に前記熱膨張性耐火材料に含まれる熱膨張成分、無機充填材等の重量割合を増加させると、25℃における熱膨張性耐火材料の粘度を大きくすることができる。
前記熱膨張性耐火材料の製造方法に特に限定はないが、例えば、前記熱膨張性耐火材料を有機溶剤に懸濁させたり、加温して溶融させたりして塗料状とする方法、溶剤に分散してスラリーを調製する等の方法、また前記熱膨張性耐火材料に含まれる反応硬化性樹脂成分に25℃の温度において固体である成分が含まれる場合には、前記熱膨張性耐火材料を加熱下に溶融させる等の方法により前記樹脂組成物を得ることができる。
さらに触媒を除く前記熱膨張性耐火材料の成分と、触媒とを注入直前に同様に混練して得ることもできる。
ここで流動性を有する、とは前記熱膨張性耐火材料を静置したときに一定形状を有しない場合をいい、流動性を有しない、とは前記熱膨張性耐火材料を静置したときに一定形状を有する場合をいう。
前記体積膨張率が1.1倍を下回ると、膨張体積が前記樹脂成分の焼失部分を十分に埋めきれず防火性能が低下することがある。また6倍を超えると、膨張層の強度が下がり、火炎の貫通を防止する効果が低下することがある。より好ましくは、体積膨張率が1.2〜5倍の範囲であり、さらに好ましくは1.3〜4倍の範囲である。
また鋼製の四角筒形状のスタッド102が前記防火性樹脂サッシ100およびケイ酸カルシウム板101を支えている。
前記ケイ酸カルシウム板101および前記板材120の加熱面側には、厚さが6mmのセラミックブランケットからなる無機繊維シート103が設置されている。
また前記板材120の外周には外周枠体130が設置されている。前記外周枠体130は、それぞれ前記板材120の外周端面121を支持する底壁部131と、前記板材120の両側の周縁部122,122を支持する側壁部132,132とを有する。
前記外周枠体130の内部に前記板材120が挿入されて、前記外周枠体130が前記板材120を固定している。
前記外周枠体130の外周に開口枠体110が設置されていて、前記外周枠体130および前記開口枠体110を備えた前記板材120が、前記ケイ酸カルシウム板101に形成された矩形の開口部に隙間なく装着されている。
前記縦合成樹脂枠部材111,111と前記横合成樹脂枠部材112,112とはそれぞれ長手方向に複数の空洞111a,111a,112a,112a等を有する。
また前記補助安定板140は、前記板材120の外周端面121に平行に設置されている。
実施例1に使用される前記支持部材150はドリルタッピングビスであり、その長さは25mmである。
具体的には前記熱膨張性耐火材料60としてポリウレタン樹脂を使用した。A成分の樹脂成分としてポリウレタン樹脂の硬化剤としてポリエーテルポリオールを用い、B成分の樹脂成分としてポリウレタン樹脂の主剤としてポリイソシアネート化合物を用いた。
前記ウレタン樹脂の主剤であるポリイソシアネート化合物と硬化剤であるポリエーテルポリオールとを、ポリオール化合物中の活性水素基(OH)とポリイソシアネート化合物中の活性イソシアネート基(NCO)の割合(NCO/OH)が当量比で、1.64:1となる様に調整した。
得られたA成分とB成分とのそれぞれの粘度を、A成分とB成分との重量比の割合で加算して全体粘度を得た。この値を表1に示す。
注入された熱膨張性耐火材料60は、空洞の内部で発泡しながら硬化して流動性を失い、ウレタン樹脂フォームを形成した。
次に前記防火性樹脂サッシ100に対してISO834の条件に従い、耐火試験を実施した。
実施例1に使用した前記開口枠体110を切断して長さ100mmの試験部材104を作成した。
図9は、前記試験部材104を使用した実施例1に係る防火性樹脂サッシ100の強度の測定方法を説明するための模式断面図である。
前記試験部材104は、前記開口枠体110の空洞内部に前記熱膨張性耐火材料60が充填され、前記外周枠体130および前記補助安定板140が前記支持部材150に固定されている。
得られた加熱後の試験部材104を測定用テーブル105に載せ、台座106により固定し、前記測定用テーブル105および前記台座106を、固定具107により固定した。
この強度検査により、実施例1に係る防火性樹脂サッシ100の前記板材120に対する垂直方向の強度を調べることができる。
得られた結果を図16に示す。実施例1の場合は400N近くの加重に耐えることができた。
この耐火試験により、実施例1に係る防火性樹脂サッシ100は防火性に優れることが実証された。
図10は本発明の実施例2に係る防火性樹脂サッシ200の構造を説明するための模式要部断面図である。
実施例1の場合は、前記補助安定板140は、前記空洞111a,111a,112a,112aの内部の前記板材120側の面に接して設置されていた。
これに対し、実施例2の場合は前記補助安定板140が、前記空洞111a,111a,112a,112aの内部の前記ケイ酸カルシウム板101側の面に接して設置されていること、前記支持部材151が前記空洞111a,111a,112a,112aの内部を貫通している点が異なる。
また前記支持部材151は長さ50mmのドリルタッピングビスである。
結果を表1と図16に示す。
上記の結果から、実施例2に係る防火性樹脂サッシ200が火災等の炎などにさらされた場合でも、前記防火性樹脂サッシ200から容易には前記板材120が脱落しないことが分かった。
この耐火試験により、実施例2に係る防火性樹脂サッシ200は防火性に優れることが実証された。
図11は本発明の実施例3に係る防火性樹脂サッシ300の構造を説明するための模式要部断面図である。
実施例1の場合は、長さ25mmのドリルタッピングビスが前記支持部材150として使用されていた。
これに対し、実施例3の場合は、前記ドリルタッピングビスに代えて、リベットが支持部材152として使用されている。
それ以外は実施例1の場合と同様である。
結果を表1と図16に示す。
上記の結果から、実施例3に係る防火性樹脂サッシ300が火災等の炎などにさらされた場合でも、前記防火性樹脂サッシ300から容易には前記板材120が脱落しないことが分かった。
この耐火試験により、実施例3に係る防火性樹脂サッシ200は防火性に優れることが実証された。
図12は本発明の実施例4に係る防火性樹脂サッシ400の構造を説明するための模式要部断面図である。
実施例1の場合は、前記補助安定板140として鋼板が使用されていた。これに対し実施例4の場合は前記補助安定板143として各合成樹脂製枠部材111〜112の長手方向を基準とした長さが100mm、各合成樹脂製枠部材111〜112の長手方向の垂直断面を基準とした幅が、35mm、同垂直断面を基準とした厚みが、9mmの構造用合板が使用されている。
それ以外は実施例1の場合と同様である。
結果を表1と図16に示す。
上記の結果から、実施例4に係る防火性樹脂サッシ400が火災等の炎などにさらされた場合でも、前記防火性樹脂サッシ400から容易には前記板材130が脱落しないことが分かった。
この耐火試験により、実施例4に係る防火性樹脂サッシ400は防火性に優れることが実証された。
図13は本発明の実施例3に係る防火性樹脂サッシ500の構造を説明するための模式要部断面図である。
実施例1の場合は、前記補助安定板140として鋼板が使用されていた。これに対し実施例5の場合は前記補助安定板144として各合成樹脂製枠部材111〜112の長手方向を基準とした長さが100mm、各合成樹脂製枠部材111〜112の長手方向の垂直断面を基準とした幅が、35mm、同垂直断面を基準とした厚みが、9mmの構造用合板が使用されている。
それ以外は実施例1の場合と同様である。
結果を表1と図16に示す。
上記の結果から、実施例5に係る防火性樹脂サッシ500が火災等の炎などにさらされた場合でも、前記防火性樹脂サッシ500から容易には前記板材130が脱落しないことが分かった。
この耐火試験により、実施例4に係る防火性樹脂サッシ500は防火性に優れることが実証された。
比較例1では防火性樹脂サッシ600を作製して耐火試験を実施した。この試験およびその結果について説明する。
図14は本発明の比較例1に係る防火性樹脂サッシ600の構造を説明するための模式要部断面図である。
実施例1の場合は、前記補助安定板140として鋼板が使用されていた。これに対し比較例の場合では、前記補助安定板140を使用しなかった点が異なる。
またケイ酸カルシウム板からなる耐火性を有する板材120に代えて窓用ガラスからなる板材220を使用し、前記セラミックブランケットからなる無機繊維シート103を使用しなかった他は、実施例1の場合と同様に耐火試験を実施した。
耐火試験の結果、加熱側に前記板材121が大きく湾曲し、前記板材121の外周端部から炎の漏出が認められた。
比較例1では防火性樹脂サッシ700を作製して耐火試験を実施した。この試験およびその結果について説明する。
図15は本発明の比較例1に係る防火性樹脂サッシ700の構造を説明するための模式要部断面図である。
実施例1の場合は、前記補助安定板140として鋼板が使用されていた。これに対し比較例の場合では、前記補助安定板140を使用しなかった点が異なる。それ以外は、実施例1の場合と同様である。
結果を図16に示す。
上記の結果から、比較例2に係る防火性樹脂サッシ700が火災等の炎などにさらされた場合、比較例2に係る防火性樹脂サッシ700の前記板材120に対する垂直方向の強度は低いことが判明した。
2 第二の防火性樹脂サッシ
10,110 開口枠体
11,111 縦合成樹脂枠部材
11a,12a,111a,112a 空洞
12,112 横合成樹脂枠部材
13,113 開口枠体の面
20,120 板材
21,121 板材の外周端面
23、24 横框体
22 板材の周縁部
30,130 外周枠体
31,131 外周枠体の底壁部
32,132 外周枠体の側壁部
40,140,143,144 補助安定板
50,150,151,152,153,154 支持部材
60 熱膨張性耐火材料
70 固定開口枠体
71,72,73,74 枠体
100,200,300,400,500,600,700 防火性樹脂サッシ
101 ケイ酸カルシウム板
102 スタッド
103 無機繊維シート
104 試験部材
105 測定用テーブル
106 台座
107 加圧具
220 窓用ガラスからなる板材
Claims (10)
- 長手方向に沿う複数の空洞を有する合成樹脂製枠部材を含む開口枠体と、
前記開口枠体の開口部に設置された耐火性を有する板材と、
前記板材の外周に設置された外周枠体と、
前記外周枠体および前記開口枠体の前記外周枠体に対向する面を貫通し、前記開口枠体の空洞に達する支持部材と、
前記支持部材が達した前記開口枠体の空洞内部に設置された補助安定板と、
を有する防火性樹脂サッシであって、
前記外周枠体が、前記板材の外周端面を支持する底壁部と、前記板材の両側の周縁部を支持する側壁部とを有し、
前記支持部材が、前記外周枠体の底壁部と前記補助安定板とを固定し、
前記補助安定板が、前記板材の外周端面と略平行であり、
前記補助安定板が設置された前記開口枠体の空洞を含む複数の空洞のうち、一または二以上の空洞内部に熱膨張性耐火材料が注入され、
前記空洞の内部に注入される前の前記熱膨張性耐火材料の25℃における粘度が、1000〜100000mPa・sの範囲であり、
前記熱膨張性耐火材料が、前記空洞の内部に注入された後に、25℃において前記空洞の内部で流動性を失うことを特徴とする、防火性樹脂サッシ。 - 前記支持部材が、前記補助安定板を挿通しているか、または前記支持部材の端部が、前記補助安定板の内部にある、請求項1記載の防火性樹脂サッシ。
- 前記支持部材が、前記合成樹脂製枠部材の長手方向に沿って、間隔をおいて複数設置されている、請求項1または2に記載の防火性樹脂サッシ。
- 前記合成樹脂製枠部材の長手方向に対する垂直断面を基準として、前記外周枠体の底壁部の幅に対する前記補助安定板の幅の割合が、60〜120%の範囲である、請求項1〜3のいずれかに記載の防火性樹脂サッシ。
- 前記補助安定板が、金属板、無機板および木板からなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項1〜4のいずれかに記載の防火性樹脂サッシ。
- 前記熱膨張性耐火材料が、反応硬化性樹脂成分、熱膨張成分および無機充填材を少なくとも含む、請求項1〜5のいずれかに記載の防火性樹脂サッシ。
- 前記熱膨張性耐火材料に含まれる反応硬化性樹脂成分が、ウレタン樹脂フォーム、イソシアヌレート樹脂フォーム、エポキシ樹脂フォーム、フェノール樹脂フォーム、尿素樹脂フォーム、不飽和ポリエステル樹脂フォーム、アルキド樹脂フォーム、メラミン樹脂フォーム、ジアリルフタレート樹脂フォームおよびシリコーン樹脂フォームからなる群から選ばれる少なくとも一つである、請求項1〜6のいずれかに記載の防火性樹脂サッシ。
- 前記熱膨張性耐火材料に含まれる熱膨張成分が、熱膨張性黒鉛および熱膨張性樹脂組成物の成形体粉砕品の少なくとも一方を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の防火性樹脂サッシ。
- 前記熱膨張性耐火材料が、リン化合物を含む、請求項1〜8のいずれかに記載の防火性樹脂サッシ。
- 前記熱膨張性耐火材料に含まれる無機充填材が、炭酸カルシウムを含む、請求項1〜9のいずれかに記載の防火性樹脂サッシ。
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