JP5734585B2 - サッシ枠への防火性材料の充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば住宅や事務所等の建物躯体の開口部に組付けられる合成樹脂製窓の防火性能を向上させる方法及び合成樹脂製窓の防火性能を向上させるために用いる充填装置に関する。

合成樹脂製窓は、断熱性や遮音性の特徴を活かすために、一般に、長手方向に沿う空洞部を有する合成樹脂製のサッシ材を方形に組立てることにより、サッシ枠またはサッシ框として構成される。
本明細書においては、「サッシ材」とは、枠材、框材、方立て材を総称し、「サッシ枠」とは、所謂サッシ枠の他に、サッシ框を含めて指称する。同様に、「枠」は「框」を含むものとする。

すなわち、本発明は、サッシ枠を構成するサッシ材の長手方向に沿う空洞部内に防火性材料を作業効率よく、かつ可及的均一に充填させるサッシ枠への防火性材料の充填方法及びこの充填方法に用いられる前記空洞部内に防火性材料を充填するための充填装置に関する。

建物は、防災上の観点から不燃化が進められており、特に、火災時における窓からの類焼を避けるために、窓の外部から迫る火炎または輻射熱による着火等による類焼を防止することが重要な課題となっている。

例えば引違い戸式または開き戸式の開閉窓あるいは嵌殺し窓等における建物の窓枠を形成するサッシ材においては、アルミニウムからなるアルミニウム製のサッシ材に代わり、断熱性、防音性及び耐腐食性に優れた合成樹脂製のサッシ材が、特に寒冷地を中心に普及している。

このようなサッシ材については、火炎に対する防火性能が規定された建築基準法及び同施工令によって所定の防火性能を備えるようにすることが義務付けられている。
また一般に、新たに製造されるサッシ材について、所定の防火性能を付与すべきことは云うまでもないが、既成の窓枠などを形成するサッシ枠に対しても、防火性が付与されるように補修することが望まれる場合がある。

防火性能が付与された防火窓においては、サッシ枠自体に防火性能が要求されることは勿論であるが、火災時などにおいて、加熱されたサッシ枠がガラスの荷重により変形した場合、サッシ枠に、ガラスあるいはガラスが一体に組付けられた障子を、少なくとも上記建築基準法及び同施工令によって規定された時間を経過するまで脱落しないように遅延させて保持することも重要である。

このような火災時などにおけるガラスの荷重により有害な変形を生じさせないようにした防火性サッシ材としては、中空構造を有するサッシ材の空洞部に、耐熱性を有する特定組成のセメント組成物を充填し硬化させたものが知られている（特許文献１参照）。

しかし、前記特許文献１に記載された防火性サッシ材は、性能自体は優れるものの、セメント組成物の充填性に問題がある。
すなわち、セメント組成物は、硬化性を有するため、サッシ材の空洞部に充填する直前に調製しなければならず、また充填を均一にするためには、相応の工夫を要し、充填作業性に問題があるとともに、調製されたセメント組成物は、充填した後、硬化するまでに時間を要する。

また、建物躯体の開口部に装着したままの状態にある既成の窓枠を、防火構造となるように耐火補修を行うに際して、窓枠を形成するサッシ枠の空洞部に、従来知られているセメント組成物をポンプ等の材料圧送手段をもって充填する場合に、例えばサッシ枠が上枠、下枠及び左右の側枠からなる正面視矩形状をなすものであると、充填後において、硬化前のセメント組成物の自重、あるいは硬化後の収縮によって、特に上枠の左右端と左右の側枠上部との間のコーナー部などの特定部分に隙間や空洞などの非充填部分が生じ易く、その結果としてセメント組成物の充填率が不良となる場合がある。
また、サッシ枠の空洞部にセメント組成物を充填した直後に、充填口に挿着された充填治具を引抜くと、空洞部に充填されたセメント組成物が逆流して充填口から噴出し、作業者の着衣や周囲を汚す虞がある。
さらに、火災時に、サッシ枠が加熱されて軟化、溶解あるいは焼失すると、前記隙間や空洞部などの非充填部分から、所謂火炎の通抜けが発生し、火炎を遮断することができなくなり、隣接する建物の類焼やガラスの脱落の要因となって、防火性能を低下させるという問題があった。

特許第２７７４８９７号公報

本発明は、前記の現状に鑑み、サッシ枠を構成するサッシ材の長手方向に沿う空洞部内に防火性材料を作業効率よく、かつ可及的均一に充填させて、防火性能を一段と向上させるとともに、特に既成のサッシ枠の空洞部への防火性材料の充填率を大幅に高めることができるようにしたサッシ枠への防火性材料の充填方法及びこの充填方法に用いられる防火性材料の充填装置を提供することを目的とする。

上記課題は、「特許請求の範囲」の欄における各請求項に記載するように、次のような構成からなる発明によって解決される。
（１） 長手方向に沿う空洞部を有するサッシ材からなるサッシ枠の前記空洞部内に、粒子状または粉末状をなす熱硬化性の防火性材料を充填する際に、サッシ枠の上枠の左右方向の一方の端部の内周面または側枠の上端部の内周面に、前記空洞部に連通する充填口を設け、この充填口に第１筒状治具を挿着し、この第１筒状治具を介して前記防火性材料を空洞部内に圧送するとともに、前記充填口に対してほぼ対角線の位置関係に位置する、下枠の端部の内周面または側枠の下端部の内周面に、前記空洞部が外部に連通する排気口を設け、この排気口に第２筒状治具を挿着し、この第２筒状治具を介して空洞部内の空気を外部に排気しうるようにするサッシ枠への防火性材料の充填方法に使用される充填装置であって、
サッシ材の充填口に挿着され、吐出口が、サッシ材の空洞部に連通するように配置される第１筒状治具と、排気口に挿着され、前記空洞部に連通しうるように配置される第２筒状治具とを備えるとともに、第１筒状治具を介して、防火性材料を前記空洞部内に圧送しうるようにし、かつ第２筒状治具を介して、空洞部内の空気を外部に排気しうるようにし、かつサッシ枠の充填口及び排気口に、開口部を備える封止部材を、前記開口部を充填口または排気口に位置を整合させて被着するとともに、この封止部材の開口部を、第１筒状治具及び第２筒状治具のそれぞれの挿入もしくは引抜き動作に応じて、弾性的に拡開状態もしくは縮閉状態になるようにして、第１筒状治具及び第２筒状治具が、前記封止部材の開口部から引抜かれた際に、開口部の縮閉によって、充填口及び排気口を閉塞しうるようにする。

（２） 上記（１）項において、封止部材を、充填口または排気口に整合する通孔を中央部に形成した基板と、中央部に前記通孔に整合する通孔を形成したバックアップシートと、前記各通孔に整合する位置にスリット状開口部を設けた弾性膜とにより構成するとともに、この弾性膜を前記基板とバックアップシートとをもって挟持させ一体化することにより形成し、かつ封止部材の開口部を、前記基板と前記バックアップシートの２つの通孔および前記弾性膜のスリット状開口部をもって構成する。

（３） 上記（１）項または（２）項のいずれかにおいて、第２筒状治具の排気口部に、防火性材料の粒径または粉径よりも小径の孔部を備えたエアーフィルター部材を装着する。

本発明によると、次のような効果を奏することができる。
請求項１または２に記載の発明によれば、特定の位置に設けられた充填口に第１筒状治具を挿着し、防火性材料をサッシ材の空洞部内に圧送するとともに、該第１筒状治具が挿着された位置と特定の関係を有する位置に設けられた排気口より第２筒状治具を介して空洞部内の空気を排出することにより、空洞部内に防火性材料を容易に充填できるので、充填作業の効率が向上し、また可及的均一に充填され、かつ充填率も大幅に高めることができる。
その結果、防火性能を一段と向上させることができる。また、サッシ材の空洞部に防火性材料を充填した直後に、充填口及び排気口に挿着された筒状治具を引抜いても、空洞部に充填された防火性材料が逆流して充填口及び排気口から噴出すことがない。
このため、第１筒状治具および第２筒状治具を再利用（使い回し）することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、サッシ材における空洞部内からの防火性材料の外部への漏洩を防止することができるとともに、空気のみを外部に排気することにより、防火性材料を損失することなくサッシ材の空洞部内へ充填することができる。
発明の具体的な内容は、次のとおりである。

本発明における充填装置を用いて、サッシ枠の空洞部内に防火性材料を充填して耐火補修した後の防火窓を一部破断して示す斜視図である。 図１におけるII−II線の要部拡大横断面図である。 充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に防火性材料を充填する場合の一実施形態を概略的に示す図である。 図３における円Ａの要部拡大縦断面図である。 第１筒状治具の斜視図である。 図５のVI−VI線断面図である。 図３における円Ｂの要部拡大横断面図である。 第２筒状治具の斜視図である。 図８のIX−IX線断面図である。 封止部材の斜視図である。 同じく、封止部材の分解斜視図である。 充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に防火性材料を充填する場合の他の実施形態を概略的に示す図である。 第１筒状治具の他の実施形態を示す斜視図である。 図１３のXIV−XIV線断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明における充填装置を用いて、サッシ枠の空洞部内に防火性材料を充填して耐火補修後した後の防火窓を一部破断して示す斜視図、図２は、図１におけるII−II線の要部拡大横断面図である。
なお、図示の実施例では、図２において、左側を「室内側」とし、右側を「室外側」として説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の後記する充填装置を用いた耐火補修後の防火窓、例えば複層ガラス窓１は、住宅や事務所等の建物躯体２に設けた開口部３に、合成樹脂製のサッシ枠４を組付けるとともに、このサッシ枠４の内周面４ａに、複層ガラスＷを嵌め殺し状態をもって装着することにより構成されている。
なお、サッシ枠４は、上枠４Ａ、下枠４Ｂ及び左右の側枠４Ｃを構成する断面がやや横長矩形の中空形材からなる合成樹脂製のサッシ材５を方形に組立てることにより構成されている。
また、サッシ材５を構成する中空形材としては、例えば特開平９−１３７６７５号公報に開示されているような、塩化ビニル樹脂に、木材の粉砕物から調製したセルロース系微粉末を配合した樹脂組成物をもって形成した部材、特開平２０００−３０３７４３号公報に開示されているような、表面が透明あるいは着色されたアクリル樹脂で被覆された部材等が適宜使用される。

なお、本発明の充填方法及び充填装置は、前記したような合成樹脂製のサッシ枠４について好適に使用できるが、中空形材からなるアルミニウムまたはアルミニウム合金製のサッシ材を用いたサッシ枠についても同様に適用できる。

サッシ枠４の内周面４ａには、図２に要部を拡大して示すように、前記サッシ材５と、このサッシ材５における室内側内周端縁の内側に向けて突出させた突出部６と、前記サッシ材５の室外側内周端縁に形成した取付凹部７に取付けられた押え部材（押縁）８とより囲まれた内周溝部９が形成されている。
この内周溝部９には、前記複層ガラスＷの外周端が、嵌合状態をもって保持されるようになっている。

複層ガラスＷは、例えば、室内側に配置される網入りガラスＷ１と室外側に配置されるフロートガラスＷ２とより構成されている。
なお、網入りガラスＷ１とフロートガラスＷ２とは、入れ替えた配置としてもよい。

サッシ枠４の内周面４ａと複層ガラスＷの外周端との間には、火災時に複層ガラスＷの周囲のサッシ材５が炭化劣化して抜け落ちたとしても、火炎が複層ガラスＷの周囲を通り抜けないように、耐火部材１０が配設されている。
この耐火部材１０としては、セラミックファイバー等の不燃性の繊維、例えば不燃性の繊維部材の全外周面を、シート状またはフィルム状の非通気性部材で被覆してなるものや、バーミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛、ケイ酸金属塩、ホウ酸塩等の熱膨張性無機物、及びこれらを組合せたものが好適に使用することができる。

サッシ枠４の上枠４Ａ、下枠４Ｂ及び左右の側枠４Ｃを構成するサッシ材５には、長手方向に沿って空洞部１１が形成されており、この空洞部１１は、前記上枠４Ａ、下枠４Ｂ及び左右の側枠４Ｃの全周に亘って互いに連通しうるようになっている。

空洞部１１は、補強を兼ねた隔壁１２をもって、サッシ材５内のほぼ中心部に形成した比較的大きな主要空洞部１３と、この主要空洞部１３の室外側に隣接させて上下方向の内外２段に形成した比較的小さな小空洞部１４Ａ，１４Ｂとに複数に区画されている。
主要空洞部１３は、更に隔壁１２Ａをもって、上下方向の内外２段の大空洞部１３Ａ，１３Ｂに区画されてなるとともに、これら大空洞部１３Ａ，１３Ｂは、前記隔壁１２Ａに穿設した通孔１５をもって、互いに連通させてある。

主要空洞部１３には、後記する粒子状または粉末状をなす熱硬化性の乾式耐火材料からなる防火性材料１６が、内外の空洞部１３Ａ，１３Ｂに跨って充填されており、この防火性材料１６の充填によって、前記サッシ枠４を、所望の防火性能を有する防火構造に補修することができる。

なお、図１、図２に示すように、サッシ枠４を補強する目的で、ステンレススチールなどの金属からなる断面ほぼコ字形をなす長尺な補強材１７が、サッシ材５の主要空洞部１３Ａ，１３Ｂの内部に保持されるように、ビス１８によって螺着されている。

次に、建物躯体２の開口部３に装着された既成の複層ガラス窓１のサッシ枠４を防火構造に補修する作業工程を説明する。

図３は、充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に防火性材料を充填する場合の一実施形態を概略的に示す図、図４は、図３における円Ａの要部拡大縦断面図、図５は、第１筒状治具の斜視図、図６は、図５のVI−VI線断面図、図７は、図３における円Ｂの要部拡大横断面図、図８は、第２筒状治具の斜視図、図９は、図８のIX−IX線断面図、図１０は、封止部材の斜視図、図１１は、同じく、封止部材の分解斜視図である。
また、図１２は、充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に防火性材料を充填する場合の他の実施形態を概略的に示す図、図１３は、第１筒状治具の他の実施形態を示す斜視図、図１４は、図１３のXIV−XIV線断面図である。

本発明に係る充填装置によるサッシ枠４への防火性材料１６の充填作業は、充填前に、まず、複層ガラスＷ、押え部材８、耐火部材１０、その他のシール部材などをサッシ枠４から取除く。

次いで、図３〜図９に示すように、サッシ枠４における上枠４Ａの左右方向の一方の端部の内周面４ａに孔明け加工を施すことにより、充填口１９（図２、図４参照）を穿設する。
この充填口１９は、必ずしも上枠４Ａに設ける必要はなく、図１２に示すように、側枠４Ｃの上端部の内周面に設けることもでき、この場には、防火性材料１６の充填に際して、枠の形状（例えば図１２に示す方立て４Ｄの有無など）の影響を受け難いという利点がある。
一方、前記充填口１９とほぼ対角線上に位置する前記サッシ枠４の下枠４Ｂにおける左右方向の端部または側枠４Ｃの下端部（本実施形態においては、側枠４Ｃの下端部）の内周面４ａに孔明け加工を施すことにより、充填口１９より下方に位置するように、排気口２０（図７参照）を離間させて穿設する。
これらの充填口１９及び排気口２０は、前記サッシ材５における空洞部１１の内部を主要空洞部１３Ａ，１３Ｂに区画する隔壁１２Ａに設けた通孔１５と対向する位置に孔明け加工されることが好ましい。
本発明の方法では、充填口１９と排気口２０とを、前記したような位置関係で設けることにより、防火性材料１６を、このような空気による圧送により、サッシ材５の空洞部１１内に高い充填率で均一に充填することができる。

充填装置は、図３、図４、図１２に示すように、前記サッシ枠４における上枠４Ａの左右方向の一方の端部の内周面４ａに開口させた充填口１９から、前記サッシ材５における空洞部１１の内部に向けて挿着される第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´を備えている。

第１筒状治具２１は、図５、図６に示すように、例えば金属などの有底な円筒体２２からなり、この円筒体２２における長手方向のほぼ中間部外周には、充填口１９への挿着時に、前記上枠４Ａの内周面４ａに外側から当接するように張出す平面視矩形をなす金属などの当接板２３が溶接等によって固着されている。
前記充填口１９に挿着される第１筒状治具２１の当接板２３から上方部分の挿入端部２１ａとなる円筒体２２の上端面２１ｂは閉塞されているとともに、この挿入端部２１ａの周側面には、２つの吐出口２４が開口されている。
この２つの吐出口２４は、前記充填口１９に第１筒状治具２１を挿着した際に、サッシ材５の空洞部１１における主要空洞部１３の内部を区画する隔壁１２Ａに設けた通孔１５を通して大空洞部１３Ａ，１３Ｂに跨って連通しうるように配置される。

なお、前記した第１筒状治具具２１´は、図１３、図１４に示すように、挿入端部２１ａが前記第１筒状治具２１とは異なる管状体からなるものを使用することも可能である。
この第１筒状治具２１´は、図５、図６に示す第１筒状治具２１において、その閉塞された挿入端部２１ａにおける上端面２１ｂの端面を開口させて、吐出口２４としてなるものである。
このような管状体である第１筒状治具２１´を用いた場合には、前記充填口１９に、該第１筒状治具２１´の挿入端部２１ａが大空洞部１３Ａ内に入っていれば、大空洞部１３Ａ内は勿論大空洞部１３Ｂ内にも通孔１５を通して問題なく防火性材料１６を充填することができる。

充填装置は、第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´以外に、図３、図７、図１２に示すように、第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´が挿着される前記充填口１９とほぼ対角線上に位置する側枠４Ｃの下端部の内周面４ａに開口させた排気口２０に挿着される第２筒状治具２５を備えている。

第２筒状治具２５は、図８、図９に示すように、前記第１筒状治具２１と同様に、例えば金属などの円筒体２６からなり、この円筒体２６における長手方向のほぼ中間部外周には、排気口２０への挿着時に、側枠４Ｃの内周面４ａに外側から当接するように張出す平面視矩形をなす金属製の当接板２７が溶接等によって固着されている。
円筒体２６の一方の端部は、前記排気口２０に挿入される第２筒状治具２５の挿入端部２５ａとなるとともに、この挿入端部２５ａに、防火性材料１６を構成する乾式耐火材料の粒径または粉径よりも小径の孔部を備えた金網等からなる有底円筒状のエアーフィルター部材２８を装着することによって、排気口部が形成される。

エアーフィルター部材２８は、前記排気口２０に第２筒状治具２５を挿着した際に、サッシ材５の主要空洞部１３の内部を区画する隔壁１２Ａに設けた通孔１５を通して大空洞部１３Ａ，１３Ｂに跨って連通しうるように配置されることが好ましい。
なお、エアーフィルター部材は、防火性材料１６が排気口２０から外部に排出されるのを防止し、空気のみを排出する機能を有するものであれば、その形状は有底円筒状に限定されるものではなく、例えば第２筒状治具２５の端部の開口を覆うような膜状の物であってもよい。

前記充填口１９及び排気口２０には、図４、図７に示すように、封止部材２９が、サッシ枠４の内周面４ａと第１筒状治具２１の外周に設けた当接板２３、及び第２筒状治具２５の外周に設けた当接板２７との間に介在するようにして被着されている。

封止部材２９は、図１０および図１１に示すように、例えば硬質塩化ビニルからなる基板３０と、天然スポンジゴム等からなるバックアップシート３１と、基板３０とバックアップシート３１との間に配置した薄型のゴムシートからなる弾性的に伸縮自在な弾性膜３２とより構成されている。
前記弾性膜３２は、基板３０の裏面に配置されているとともに、前記基板３０とバックアップシート３１との間に挟持させ一体化されている。
これら基板３０、バックアップシート３１、及び弾性膜３２は、前記第１及び第２筒状治具２１の当接板２３、２７とほぼ同一な平面視矩形形状を有する。

基板３０とバックアップシート３１の中央部には、互いに整合する位置に通孔３３、３４がそれぞれ穿設されている。
基板３０とバックアップシート３１との間に挟持され一体化された弾性膜３２の中央部には、前記通孔３３、３４に整合するように位置させて、それらの通孔３３、３４の孔径とほぼ同一長さのスリット状開口部３５が設けられている。

通孔３３、３４及びスリット状開口部３５を備える封止部材２９は、前記通孔３３、３４及びスリット状開口部３５を充填口１９または排気口２０に位置を整合させて、充填口１９または排気口２０に被着するとともに、前記弾性膜３２のスリット状開口部３５を、第１筒状治具２１及び第２筒状治具２５のそれぞれの挿入もしくは引抜き動作に応じて、弾性的に拡開状態もしくは縮閉状態になるようにしてある。

すなわち、第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´の前記吐出口２４が形成された挿入端部２１ａまたは第２筒状治具２５の挿入端部２５ａを形成するエアーフィルター部材２８が、封止部材２９を構成する基板３０の通孔３３からバックアップシート３１の通孔３４に向けて挿入されると、弾性膜３２のスリット状開口部３５が強制的に拡開方向に伸長され、拡開状態となる。
これにより、充填口１９または排気口２０が開口され、第１筒状治具２１あるいは第１筒状治具２１´または第２筒状治具２５を、封止部材２９を介して充填口１９または排気口２０からサッシ枠４を構成するサッシ５の空洞部１１内へ向けて挿着することができる。

一方、第１筒状治具２１あるいは第１筒状治具２１´または第２筒状治具２５の挿着状態において、第１または第２筒状治具２１，２１´，２５を、サッシ材５の空洞部１１から封止部材２９を介して引抜くと、弾性膜３２のスリット状開口部３５が、拡開状態から縮閉状態に弾性的に復帰しうるように縮閉されることが好ましい。
これにより、第１筒状治具２１あるいは第１筒状治具２１´または第２筒状治具２５が充填口１９または排気口２０から引抜かれた際にも、封止部材２９によって充填口１９および排気口２０を閉塞させることができる。
このため、第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´及び第２筒状治具２５を再利用（使い回し）することが可能となる。

第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´及び第２筒状治具２５を取り外した後は、前記弾性膜３２のスリット状開口部３５からセラミックス繊維やガラス繊維などの不燃性繊維を詰め込んで充填口１９および排気口２０を塞ぎ、充填した防火性材料１６がこぼれ出ないようにしてから、封止部材２９を取り外し、キャップ等の部品をもって充填口１９及び排気口２０を閉塞することが好ましい。
そうすることにより、長期間使用しても防火性材料１６が外部にこぼれ出ることを防止することができるばかりでなく、封止部材２９を再利用することができる。

充填装置は、図３及び図１２に示すように、防火性材料１６を貯留するためのホッパー３６と、該ホッパー３６の上流に配置され、このホッパー３６内の防火性材料１６を圧送するための加圧空気を供給するためのエアーコンプレッサー３７と、該ホッパー３６と第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´とを接続する防火性材料移送管、具体的には供給ホース（防火性材料移送管）３８と、前記ホッパー３６内にエアーコンプレッサー３７からの加圧空気を供給するエアーホース３９と、より構成した材料圧送手段を備えていることが好ましい。
すなわち、前記第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´は、図３、図１２に示すように、防火性材料１６が貯留されるホッパー３６の供給口３６ａに、供給ホース３８を介して接続されていることが好ましい。

ホッパー３６内には、エアーコンプレッサー３７に接続されたエアーホース３９を介して、エアーコンプレッサー３７とホッパー３６との間に配置されている調圧弁４０により圧力が調整された空気がバルブ４１を介して圧送されるようになっており、これらホッパー３６とエアーコンプレッサー３７とにより材料圧送手段を構成している。

空気が圧送されたホッパー３６内の防火性材料１６は、供給ホース３８に接続された第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´を介して、空気と共にサッシ枠４の充填口１９から、サッシ材５の空洞部１１内に強制的に圧送される。

ホッパー３６内における供給口３６ａの上方近傍には、邪魔板４２が配設されている。
この邪魔板４２の外周面とホッパー３６の内周壁面との間には、防火性材料の流通間隙４３が形成されている。
邪魔板４２は、防火性材料１６の自重による負荷によって、ホッパー３６の供給口３６ａを閉塞するのを防止し、防火性材料１６をホッパー３６の流通間隙４３から供給口３６ａに向けて円滑に流出させるためのものである。

上記材料圧送手段を有する充填装置では、第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´を、サッシ枠４の上枠４Ａの左右方向の一方の端部の内周面又は側枠４Ｃの上端部の内周面に設けられた充填口１９に挿着し、第２筒状治具２５を下枠４Ｂの端部の内周面又は側枠４Ｃの下端部の内周面に設けられた排気口２０に挿入し、第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´を介して、防火性材料１６を前記空洞部１１内に加圧空気により圧送するので、防火性材料１６をサッシ材５の空洞部１１内に高い充填率で均一に充填することができる。このとき、充填装置においては、サッシ材５の空洞部１１内への防火性材料１６の充填を、より安定して行ために、図３に示されるように、第２筒状治具２０を介して、空洞部１１内の空気を吸引し外部に排気するための吸引排気手段を備えるものとすることが好ましい。
こうすることにより、材料圧送手段による空洞部１１内への空気の防火性材料１６との圧送力と、吸引排気手段による空洞部１１内の空気の吸引排気力とを最適にバランスさせることにより、防火性材料１６の充填率を向上させることができる。

すなわち、図３に示される態様においては、第２筒状治具２５は、吸引排気手段としての吸引ファン４４に、吸引ホース４５を介して接続されている。
吸引ファン４４は、ホッパー３６内からサッシ枠４におけるサッシ材５の空洞部１１内に空気と共に圧送された防火性材料１６を、第２筒状治具２５の挿入端部２５ａを形成するエアーフィルター部材２８によって、外部に漏洩しないように阻止して、空気のみを強制的に吸引し外部に排気するようになっている。
これにより、サッシ枠４におけるサッシ材５の空洞部１１に防火性材料１６を密実に充填することができる。

また、充填装置においては、より安定して防火性材料１６をサッシ材５の空洞部１１内に向けて供給し、より確実且つ効率的に高充填率で充填して高い防火性能を得るために、図１２に示されるように、前記材料圧送手段における防火性材料移送管としての供給ホース３８の第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´側にエアーコンプレッサー３７から加圧空気を供給するようにすることが好ましい。

すなわち、図１２に示される態様では、調圧弁４０より下流側でエアーホース３９を２つに分岐させ、一方を主管３９ａとしてホッパー３６側にバルブ４１を介して接続するとともに、もう一方を枝管３９ｂとしてバルブ４６を介して供給ホース３８に接続することにより、防火性材料１６の圧送に際し、エアーコンプレッサー３７から供給される加圧空気を、供給ホース３８の途中から別途供給して防火性材料１６の圧送をアシストするようにしている。
こうすることにより、圧送を連続的に安定して行うことが可能になり、圧送時における一時的な詰まりを解消するために枠に振動を与えるなどの補助的手段を用いる必要がなくなるばかりでなく、サッシ枠４におけるサッシ材５の空洞部１１に防火性材料１６をより確実に密実に充填することができるようになる。

なお、前記枝管３９ｂが供給ホース３８に接続される位置は、第１筒状治具２１または第１筒状治具２１´より５〜２０ｃｍ、特に１０〜１５ｃｍ上流であることが好ましい。

防火性材料１６は、熱硬化性であれば特に制限されないが、圧送するためには、粒子状または粉末状であることが好ましい。
また、防火性材料１６をサッシ材５の空洞部１１内に圧送したときに密充填され易く、充填後において自重や振動などにより空隙が発生し難いという理由からは、次のような粒度分布を有する粒子状又は粉末状のものを使用することが好ましい。
すなわち、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が３０質量％以下（０〜３０質量％）であり、粒子径が３００μｍ以上、５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が３０質量％以上（３０〜１００質量％）であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が２０質量％以下（０〜２０質量％）であるような粒度分布（以下、粒度分布Ａともいう。）を有する粒子状または粉末状のものを使用することが好ましく、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が２０質量％以下、特に１〜２０質量％であり、粒子径が３００μｍ以上、５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が４０質量％以上、特に４０〜９０質量％であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が１０質量％以下、特に５〜１０質量％であり、残余が粒子径が５００μｍを越え６００μｍ未満であるような粒度分布（以下、「特に」で規定される粒度分布を粒度分布Ｂともいう。）を有する粒子状又は粉末状のものを使用することが特に好ましい。
なお、上記粒子度分布は、乾式ふるい分け試験方法（JIS K 0069）による粒度測定結果に基づくものである。
たとえば、１ｍの長さに切断した中空のサッシ材の一端にエアーフィルターを配置し、粒度分布の異なる防火性材料を圧送して密充填してからサッシ材の側面をハンマーで叩くことにより振動を与えて強制的に防火性材料を締め固めたときに発生する隙間の体積を測定したところ、前記粒度分布Ａから外れる粒度分布を有する防火性材料を用いたときに発生した隙間は充填空間の全体積に対して１０〜１５％程度であったのに対し、粒度分布ＡおよびＢを有する防火性材料を用いたときに発生した隙間は、それぞれ５〜９％及び５〜７％であった。

防火性材料１６としては、例えば、粒子状または粉末状をなす熱硬化性の乾式耐火材料からなり、耐熱性無機粒子と、１００℃〜８００℃の温度に加熱されたときに、前記耐熱性無機粒子の結合剤として機能する高温結合剤とを含有しているものが好ましく使用される。
かかる防火性材料１６を用いれば、火災時などにおいて、高温に加熱された場合には、高温結合剤が耐熱性無機粒子の結合剤として機能し、高い強度を有するとともに、耐熱性、耐火性を有する硬化体が形成される。
サッシ枠４の上枠４Ａ，４Ｂ，４Ｃ、４Ｄを構成する各サッシ材５が、熱により強度を失ったとしても、空洞部１１に形成された硬化体により、複層ガラスＷを支持し続けることができるため、複層ガラスＷの脱落を防止することができる。

前記耐熱性組成物における耐熱性無機粒子としては、８００℃、好ましくは９００℃に加熱されても、軟化したり、溶融したりしない無機物質からなる粒子または粉末であれば使用可能であり、砂、珪砂、天然岩石の粉砕物、珪藻土、シラス、アルミナ、クレー、カオリン、タルク等の天然鉱物、陶、磁器粉、ガラス粉、フライアッシュ等の合成無機材料が使用できる。
例えば、軽量化という観点から好適に使用できる耐熱性無機粒子を例示すれば、パーライト、バーミキュライト、ガラスバルーン、シラスバルーン、石炭灰バルーン、セラミック系バルーン等をあげることができる。
これら耐熱性無機粒子は、１種類のみを用いてもよく、異なる複数の種類を併用してもよい。

これら耐熱性無機粒子の中でも、断熱性の高いガラスバルーン、シラスバルーン（フライアッシュバルーン）、セラミック系バルーン等の無機中空粒子を、特に好ましく使用することができる。
このような無機中空粒子を使用した場合には、その硬化体が高い断熱性能を有するため、火災時においても、サッシ材５の非加熱面の熱による損傷を大幅に低減することができ、より優れた防火性を発揮することができる。
なお、耐熱性無機粒子として断熱性の高い無機中空粒子を使用した場合には、加熱面からの熱が伝わりにくいため、サッシ材５の空洞部１１内の耐熱性組成物が全て硬化することはないが、加熱面近傍においては、十分な硬化が起こり、更に熱が伝わらない部分のサッシ材５は、熱損傷を殆んど受けない。
したがって、残存するサッシ材５と加熱面近傍との硬化体が、未硬化の耐熱性無機粒子を保持することになり、サッシ材５の加熱面が炭化劣化や溶融して消失しても、未硬化の耐熱性無機粒子は崩落しないので、複層ガラスＷを支持し続けることができるという効果が得られることになる。
このような観点から、耐熱性組成物としては、耐熱性無機粒子の３０容積％以上、特に５０容積％以上が無機粒子であることが好ましく、就中８０容積％以上が無機中空粒子であることが最も好ましい。

前記耐熱性組成物の１成分として使用される高温結合剤とは、１００℃〜８００℃の温度に加熱されたときに、反応、あるいは粘着性を発現することによって、互いに隣接する耐熱性無機粒子同士を結合させて強度を高める働きをするものを意味する。
高温結合剤としては、このような機能を有するものであれば、特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂及び／又はその前駆体、又は軟化温度が１００℃〜８００℃であるガラスフリット等を使用することができる。
ガラスフリットを用いた場合には、例えば８００℃を超えるような高温に加熱すると、ガラスフリットの粘性が低下し、流動し易くなるために、変形防止能が低下することがあるが、熱硬化性樹脂及び／又はその前駆体を用いた場合には、加熱により硬化するので、高い強度を維持することができる。
このような理由から、高温結合剤としては、熱硬化性樹脂及び／又はその前駆体を使用することが好ましい。

ここで、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂（ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂）、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂（アリル樹脂）、アルキド樹脂、ウレタン樹脂（ポリウレタン）、及びケイ素樹脂（シリコーン）を挙げることができる。
これら熱硬化性樹脂は、比較的低分子量で加熱することにより、更に硬化するものであることが好ましいが、硬化がほぼ完了したものを含んでいてもよい。
また、熱硬化性樹脂の前駆体とは、加熱することによって反応し、熱硬化性樹脂を与えるような原料物質であり、各種プレポリマーや硬化剤などを意味する。
例えば８００℃を超えるような高温においても分解し難い高耐熱性熱硬化性樹脂の前駆体、または分解したとしても炭素成分が残存して硬化体の形状を維持することのできる熱硬化性樹脂の前駆体を使用することが好ましい。
また、取扱いの容易さという観点から、常温で固体であるものを使用することが好ましい。
このような理由から、フェノール樹脂及び／又はその前駆体、具体的には、ノボラック樹脂とその硬化剤（例えばヘキサメチレンテトラミンなど）との組合せ、レゾール樹脂などを使用することが、特に好ましい。

前記耐熱性組成物における耐熱性無機粒子と高温結合剤との配合割合は、高温結合剤が有効に機能するものであれば特に限定されず、使用する材料の種類に応じて適宜決定すればよい。
好適な配合割合は、使用する材料によって異なるため、一概に規定することはできないが、通常、耐熱性無機粒子１リットルに対し、高温結合剤１０〜１５０ｇ、好ましくは３０〜１２０ｇの範囲である。

前記耐熱性組成物において、高温結合剤は、単に耐熱性無機粒子と混合して使用することができるが、高温結合剤として機能を十分発揮させるためには、耐熱性組成物として前記サッシ材５の空洞部９内に充填したときに偏在しないように耐熱性無機粒子と均一に分散させることが好ましい。
また、このような均一分散の状態を確実に実現するためには、耐熱性無機粒子の表面を覆う被膜として存在することが好ましい。別言すれば、前記耐熱性組成物は、高温結合剤で被覆された耐熱性無機粒子（以下、コーティング粒子ともいう。）の集合体である粒状もしくは粉末状の組成物であることが好ましい。

コーティング粒子を製造し易くするためには、フェノール樹脂及び／又はその前駆体、具体的には、ノボラック樹脂とその硬化剤（例えばヘキサメチレンテトラミンなど）との組合せを使用することが特に好ましい。
このようなコーティング粒子は、特開平４−１１４９７６号公報、特開平４−３７１８０６号公報などに記載された方法により容易に製造することができる。
また、このようなコーティング粒子は、耐水性を有するが、より高い耐水性を付与するために、撥水処理などを施してもよい。

なお、このような方法により製造されるコーティング粒子からなる耐熱性組成物、例えばフライアッシュバルーンやシラスバルーンをフェノール樹脂でコートした複合体粒子からなる耐熱性組成物は、例えば１８０℃に加熱することにより硬化し、曲げ強度が１９０〜２２０ｋｇ／ｃｍ²、曲げ弾性率が１．８５×１０⁴〜２．５×１０⁴ｋｇ／ｃｍ²といった、高い強度を有する硬化体となる。
このような強度は、硬化体単独で複層ガラスＷを支えるに十分なものである。

前記耐熱性組成物は、その効果を損なわない範囲で、耐熱性無機粒子及び高温結合剤以外の成分として耐熱発泡材料、セラミックス繊維などの難燃性材料を含んでいてもよい。
また、前記耐熱性組成物は、硬化に影響を及ぼさず、かつ液体成分が遊離せずに表面が乾いた状態の粒状もしくは粉体となるような量であれば、液体成分を含むこともできる。

本実施形態におけるサッシ枠４のサッシ材５では、複層ガラスＷの荷重を支えるという観点から、主要空洞部１３のみに防火性材料１６を充填しているが、加熱時において、より強固に複層ガラスＷを支持するためには、主要空洞部１３の室外側に隣接する小空洞部１４Ａ，１４Ｂの内部にも充填することが、一層好ましい。

一般に、火災時においては、室内側から加熱されることが多いが、隣家において火災が発生した場合には、室外側から加熱されることになる。
いずれの場合においても、高い防火性を発揮させるためには、サッシ材５の主要空洞部１３及び小空洞部１４Ａ，１４Ｂの全て、更には押え部材の内部に存在する空洞部にも防火性材料１６を充填することが最も好ましい。

また、サッシ枠４への防火性材料１６の充填に際して、防火性材料１６を圧送する空気の圧力及び流量の最適範囲は、図３及び図１２に示す態様と共に、例えば充填口１９における圧力と排気口２０における圧力の差（差圧）が０．１５〜０．２０ＭＰａとなるようにすることが好ましい。
このとき、安全性の観点から充填口１９における圧力は、０．０５ＭＰａＧ（ＭＰａＧは、ゲージ圧、すなわち絶対圧から大気圧を差し引いた圧力（ＭＰａ）を意味する。）以上、０．２ＭＰａＧ以下、特に０．１ＭＰａＧ〜０．１５ＭＰａＧとなるようにすることが好ましい。
また、好適な流量は、大気圧下における空気の流量で表して１５０〜２５０リットル／分、特に１８０〜２２０リットル／分である。

また、このような耐熱性組成物は、常温では硬化しないため、長期間の保存が可能であり、耐熱性組成物を調製してから充填するまでの時間的制限がないという利点もある。
したがって、耐熱性組成物を製造する場所や時期は任意に決めることができる。
さらに、充填後に硬化処理などの後処理も不要である。

１ 複層ガラス窓
２ 建物躯体
３ 開口部
４ サッシ枠
４Ａ 上枠
４Ｂ 下枠
４Ｃ 側枠
４Ｄ 方立て
４ａ 内周面
５ サッシ材
６ 突出部
７ 取付凹部
８ 押え部材（押縁）
９ 内周溝部
１０ 耐火部材
１１ 空洞部
１２ 隔壁
１２Ａ 隔壁
１３ 主要空洞部
１３Ａ，１３Ｂ 大空洞部
１４Ａ，１４Ｂ 小空洞部
１５通孔
１６ 防火性材料
１７ 補強材
１８ ビス
１９ 充填口
２０ 排気口
２１、２１´ 第１筒状治具
２１ａ 挿入端部
２１ｂ 上端面
２２ 円筒体
２３ 当接板
２４ 吐出口
２５ 第２筒状治具
２５ａ 挿入端部
２６ 円筒体
２７ 当接板
２８ エアーフィルター部材（吸引口部）
２９ 封止部材
３０ 基板
３１ バックアップシート
３２ 弾性膜
３３，３４ 通孔（開口部）
３５ スリット状開口部（開口部）
３６ ホッパー（材料圧送手段）
３６ａ 供給口
３７ エアーコンプレッサー（材料圧送手段）
３８ 供給ホース（防火性材料移送管）
３９ エアーホース
３９ａ 主管
３９ｂ 枝管
４０ 調圧弁
４１ バルブ
４２ 邪魔板
４３ 流通間隙
４４ 吸引ファン（吸引排気手段）
４５ 吸引ホース
４６ バルブ
Ｗ 複層ガラス
Ｗ１ 網入りガラス
Ｗ２ フロートガラス

Claims (3)

1. 長手方向に沿う空洞部を有するサッシ材からなるサッシ枠の前記空洞部内に、粒子状または粉末状をなす熱硬化性の防火性材料を充填する際に、サッシ枠の上枠の左右方向の一方の端部の内周面または側枠の上端部の内周面に、前記空洞部に連通する充填口を設け、この充填口に第１筒状治具を挿着し、この第１筒状治具を介して前記防火性材料を空洞部内に圧送するとともに、前記充填口に対してほぼ対角線の位置関係に位置する、下枠の端部の内周面または側枠の下端部の内周面に、前記空洞部が外部に連通する排気口を設け、この排気口に第２筒状治具を挿着し、この第２筒状治具を介して空洞部内の空気を外部に排気しうるようにするサッシ枠への防火性材料の充填方法に使用される充填装置であって、
   サッシ材の充填口に挿着され、吐出口が、サッシ材の空洞部に連通するように配置される第１筒状治具と、排気口に挿着され、前記空洞部に連通しうるように配置される第２筒状治具とを備えるとともに、第１筒状治具を介して、防火性材料を前記空洞部内に圧送しうるようにし、かつ第２筒状治具を介して、空洞部内の空気を外部に排気しうるようにし、かつサッシ枠の充填口及び排気口に、開口部を備える封止部材を、前記開口部を充填口または排気口に位置を整合させて被着するとともに、この封止部材の開口部を、第１筒状治具及び第２筒状治具のそれぞれの挿入もしくは引抜き動作に応じて、弾性的に拡開状態もしくは縮閉状態になるようにして、第１筒状治具及び第２筒状治具が、前記封止部材の開口部から引抜かれた際に、開口部の縮閉によって、充填口及び排気口を閉塞しうるようにしたことを特徴とするサッシ枠への防火性材料の充填装置。
2. 封止部材を、充填口または排気口に整合する通孔を中央部に形成した基板と、中央部に前記通孔に整合する通孔を形成したバックアップシートと、前記各通孔に整合する位置にスリット状開口部を設けた弾性膜とにより構成するとともに、この弾性膜を前記基板とバックアップシートとをもって挟持させ一体化することにより形成し、かつ封止部材の開口部を、前記基板と前記バックアップシートの２つの通孔および前記弾性膜のスリット状開口部をもって構成した請求項１記載の防火性材料の充填装置。
3. 第２筒状治具の排気口部に、防火性材料の粒径または粉径よりも小径の孔部を備えたエアーフィルター部材を装着した請求項１または２のいずれかに記載の防火性材料の充填装置。

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