JP5965112B2

JP5965112B2 - 耐火パネル

Info

Publication number: JP5965112B2
Application number: JP2011150200A
Authority: JP
Inventors: 後藤　昌司; 昌司後藤; 守弘松本; 真紀雄谷口
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2031-07-06
Also published as: JP2013014997A

Description

本発明は、ビルや住宅などの外壁や間仕切り壁などを形成するための耐火パネルに関する。

従来、二枚の金属外皮の間に芯材を充填すると共に石膏ボードやケイ酸カルシウム板（無機硬質材）、ロックウール（無機質繊維材）等の耐火材板を備えたサンドイッチパネルにより、断熱性と耐火性とを兼ね備えた耐火パネルが知られている。そして、このような耐火パネルの強度を向上させることも種々検討されており、例えば、表面側の金属外皮を断面凹凸形状に形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。

特開平１０−１９６００９号公報

しかし、上記のような耐火パネルでは、耐火パネルの表面が凹凸に形成されるために施工に手間がかかる上、壁面や天井面等をフラットな外観にすることができないという問題があった。また、上記耐火パネルでは、両端部に耐火性の材料を配置させることで、耐火パネルの耐火性能を向上させているが、この場合、耐火パネルの幅方向に対する耐火性能が充分ではなく、そのため耐火パネル全体としては耐火性能に課題があるものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、耐火性能に優れると共にフラットな外観を損なわず、高い強度を有する耐火パネルを提供することを目的とするものである。

本発明に係る耐火パネルは、二枚の金属外皮の間に芯材が充填されて成る耐火パネルにおいて、前記芯材は、樹脂断熱材と、耐火材板と、無機系断熱材とがこの順に前記芯材の厚み方向に積層されて構成されると共に、前記芯材の四辺の周端部には、全長にわたって耐火性材料が設けられていることを特徴とする。

また、前記耐火材板は金属板であることが好ましい。

また、前記無機系断熱材と隣接する金属外皮に複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。

本発明の耐火パネルは、芯材が第１の断熱材と、耐火材板と、第２の断熱材とがこの順に前記芯材の厚み方向に積層されて構成されることで、耐火性能に優れると共にフラットな外観を損なうことなく高い強度を有するものとなる。

本発明の実施の形態の一例を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその水平断面図、（ｃ）はその側面視断面図である。本発明の他の実施の形態の一例を示す断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す断面の斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

図１は本発明の耐火パネルＡの一例を示しており、（ａ）は耐火パネルＡの斜視図を示しており、図１（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ断面図、図１（ｃ）は（ａ）におけるｂ−ｂ断面図を示している。本発明の耐火パネルＡは、二枚の金属外皮１、２の間に、芯材３が充填された、いわゆるサンドイッチパネルとして形成されている。

二枚の金属外皮１、２は、例えば、亜鉛めっき鋼板、塗装鋼板、ガルバリウム鋼板（登録商標）、ステンレス鋼板、アルミニウム鋼板、チタン板等の金属板を、ロール成形加工や曲げ加工等で所望の形状に成形することにより得ることができる。また、金属外皮１、２の厚みはいずれも、例えば、０．２〜２．０ｍｍにすることができる。一方の金属外皮１は表面板として形成され、他方の金属外皮２は裏面板として形成されている。本発明の耐火パネルＡを、例えば、建物の外装材として用いる場合、表面板を建物の屋外側に向け、裏面板を屋内側に向けるようにして施工することができる。

芯材３は、断熱材４（４ａ、４ｂ）と耐火材板５とで構成されている。さらに具体的に説明すると、芯材３は、第１の断熱材４ａと、耐火材板５と、第２の断熱材４ｂとがこの順に、芯材３の厚み方向に積層されて形成されたものであり、図１では、表面板である金属外皮１からその順となっている。

芯材３の寸法は、例えば、長さが３００〜１００００ｍｍ、幅が３００〜１５００ｍｍ、厚みが２０〜１２０ｍｍに形成されたものを使用できるが、これらに限定されるものではない。

第１の断熱材４ａ及び第２の断熱材４ｂは、例えば、ロックウール、グラスウールやセラミックファイバー等の繊維状無機材料を細長いブロック状（角棒状や板状体）に切り出して成形された無機系断熱材であって、これを単独もしくは複数配設して接着させたもの、あるいは、ウレタンフォームやスチレンフォームやフェノールフォームやポリイソシアヌレートフォーム等の常温で液状の樹脂材料を発泡させて形成される樹脂断熱材を用いることができる。また、樹脂断熱材は、あらかじめ成形させた成形ボードを接着させて形成させても良い。

第１の断熱材４ａと第２の断熱材４ｂとは、互いに同じ種類のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよい。例えば、後述するように、一方の断熱材４がロックウール等の無機系断熱材、他方の断熱材４が樹脂断熱材のような組み合わせでもよい。

第１の断熱材４ａ及び第２の断熱材４ｂは、耐火パネルＡの断熱性能を損なわないようにするために、芯材３の長手方向及び厚み方向の略全長に亘って設けられていることが好ましい。また、第１の断熱材４ａ及び第２の断熱材４ｂの厚み寸法は、互いに同じ厚みでもよいし、異なる厚みであってもよく、例えば、いずれも１０〜６０ｍｍとすることができる。

耐火材板５は、第１の断熱材４ａ及び第２の断熱材４ｂよりも燃焼性が低い材料、すなわち燃えにくい材料を使用する。具体的な耐火材板５としては、亜鉛めっき鋼板、塗装鋼板、ガルバリウム鋼板（登録商標）、ステンレス鋼板、アルミニウム鋼板、チタン板等の金属板等が挙げられ、このような金属板は、上記で例示した断熱材４よりも燃焼性が小さいものであり、耐火材板５として有効である。一方、第１の断熱材４ａ及び第２の断熱材４ｂよりも燃焼性が低い材料であれば、上記金属板以外にも、例えば、硫酸カルシウム２水和物を主成分とする石膏ボードや珪酸カルシウム板等も使用できる。尚、耐火材板５の燃焼性については、例えば、ＪＩＳＡ１３２１やＵＬ９４燃焼性試験法等で評価することができる。

耐火材板５の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、０．２〜２．０ｍｍにすることができ、この範囲であれば、耐火パネルＡの断熱性、耐火性が損なわれにくくなり、また、耐火パネルＡの強度も損なわれるおそれも小さくなる。また、耐火材板５の長手及び短手寸法は、第１の断熱材４ａ及び第２の断熱材４ｂの寸法と略一致していることが好ましい。

上記のように、本発明の耐火パネルＡにおいては、芯材３に耐火材板５が第１の断熱材４ａと、第２の断熱材４ｂとの間に介在するように設けられているので、耐火パネルＡの耐火性が優れるものとなる。すなわち、芯材３には、第１の断熱材４ａ及び第２の断熱材４ｂよりも燃えにくい金属板等の耐火材板５が、耐火パネルＡの幅方向及び長手方向の全長に亘って設けられているので、耐火パネルＡの幅方向や長手方向に対する耐火性能に優れるものとなる。

また、耐火材板５が芯材３の長手方向の略全長に亘って配設されていることで、耐火パネルＡの圧縮強度や曲げ強度、引張り強度等の機械強度に優れるものとなる。特に、耐火材板５が上記金属板等である場合には、耐火パネルＡの長手方向及び幅方向に対する曲げ強度が大きく改善されるものとなる。そのため、耐火パネルＡの運搬時や施工時の耐火パネルＡの破損を防止しやすくなり、ビルや住宅などの外壁や間仕切り壁などに安定して施工することができるものとなる。

本発明の耐火パネルＡでは、耐火材板５が上記金属板である場合、その片面又は両面にさらに、硫酸カルシウム２水和物を主成分とする石膏ボード等を重ね合わされていてもよく、この場合、耐火パネルＡの耐火性及び機械強度がさらに向上するものとなる。

耐火パネルＡにおいて、芯材３の四辺の周端部には、耐火性材料８が四辺の周端部の略全長に亘って配置されていてもよく、この場合、耐火パネルＡの耐火性能が一層向上するものとなる。上記耐火性材料８としては、例えば、上述の硫酸カルシウム２水和物を主成分とする石膏や珪酸カルシウム等が使用され得る。

本発明の耐火パネルＡでは上下端部や左右端部の形状は、特に限定されるものでなく、所望の形状に形成され得るものであり、以下にその一例を説明する。

金属外皮１、２の左右両側端部の形状は、所望の形状に形成されて良く、図１の実施形態のように、表面板として形成される一方の金属外皮１の端部先端は、屈曲加工されて芯材３の側面の一部を覆うように形成されていても良い。具体的には、金属外皮１の端部先端が屈曲加工され、表面側から前方平坦部１１と、前方凸条部１２と、中央平坦部１０とがこの順に形成されている。前方平坦部１１は、金属外皮１の側部先端が芯材３側へ略垂直に屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの長手方向全長に亘って平坦に形成されている。前方凸条部１２は、前方平坦部１１の先端が外方へ折り返し屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの全長に亘って平面視略Ｕ字状に形成されている。中央平坦部１０は、前方凸条部１２の先端が裏面側へ略垂直に屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの長手方向全長に亘って平坦に形成されている。

また、裏面板として形成される他方の金属外皮２の両側端部の形状も、金属外皮１と同様に、金属外皮２の端部先端も屈曲加工されて芯材３の側面の一部を覆うように形成されていても良い。具体的には、金属外皮２の端部先端が屈曲加工され、裏面側から後方凸条部１３と、後方平坦部１４とがこの順に形成されている。後方凸条部１３は、金属外皮２の側部先端の先端が折り返し屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの長手方向全長に亘って平面視略Ｕ字状に形成されている。後方平坦部１４は、後方凸条部１３の先端が表面側へ略垂直に屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの全長に亘って平坦に形成されている。

一方、金属外皮１、２の上下端部も、所望の形状に形成されるものであり、図１（ｃ）に示すように、金属外皮１の上端部先端は、屈曲加工されて芯材３の上面の一部を覆うように形成されていても良い。具体的には、金属外皮１の端部先端が屈曲加工され、表面側から上側平坦部前片１５と、上側凸条部１６とがこの順に形成されている。上側平坦部前片１５は、金属外皮１の上部先端が芯材３側へ略垂直に屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの幅方向の全長に亘って平坦に形成されている。上側凸条部１６は、上側平坦部前片１５の先端が外方へ折り返し屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの幅方向の全長に亘って平面視略Ｕ字状に形成されている。

また、金属外皮２の端部先端も屈曲加工されて芯材３の上面の一部を覆うように形成されていても良い。具体的には、金属外皮２の上部先端が芯材３側へ略垂直に屈曲加工され、上側平坦部後片１７が、耐火パネルＡの幅方向の全長に亘って平坦に形成されている。

尚、金属外皮１、２の下端部も上端部と同様に形成されており、上端部が上下反転した形状となっている。この場合、金属外皮１が屈曲加工されて、表面側から下側平坦部前片１８と、下側凸条部１９とがこの順に形成され、金属外皮２が屈曲加工されて、下側平坦部後片２０が形成されている。

金属外皮１、２の上下左右端部が上記のような形状に形成されることによって、耐火パネルＡを建物等に施工した場合、隣り合う耐火パネルＡの間の防水性や防火性を高めることができるものとなる。すなわち、耐火パネルＡの端部には上側凸条部１６等の複数の凸条部があることで、裏面側への水の浸入を防止することができ、加えて、火災時の火炎が裏面側へ到達するのを防ぐことができるものとなる。

尚、金属外皮１、２の上下左右端部は上記のような形状に限定されるものではなく、例えば、平坦部のみで形成されるものであったり、他の耐火パネルＡの端部と嵌合できるように形成されるものであったりしても良い。

図２は、耐火パネルＡの他の実施の形態を示しており、本実施の形態では、第１の断熱材４ａ又は前記第２の断熱材４ｂのうち、第１の断熱材４ａを樹脂断熱材とし、他方の、第２の断熱材４ｂを無機系断熱材にした例を示している。

耐火パネルＡは、上記構成のように、前記第１の断熱材４ａ又は前記第２の断熱材４ｂのうち少なくとも一方が無機系断熱材であることによって、断熱性能及び防火性能の両方の特性に優れるものとなる。すなわち、無機系断熱材は、樹脂系断熱材よりも燃えにくく、かつ、防火性の高いものであるので、耐火パネルＡの防火性能が向上し、樹脂系断熱材は、その独立気泡構造により断熱性が高いものであるので、耐火パネルＡの断熱性が向上するのである。

本実施の形態の場合、無機系断熱材としては、例えば、厚み２０〜９０ｍｍで密度８０〜２００ｋｇ／ｍ^３のロックウールを用いることができ、樹脂系断熱材としては、例えば、厚み１０〜８０ｍｍで密度３５〜６０ｋｇ／ｍ^３のポリウレタンフォームを用いることができる。無機系断熱材のロックウールは、樹脂系断熱材のポリウレタンフォームよりも防火性能が高いので、本実施の形態では好適に用いることができるのである。また、ウレタンフォームは、その熱伝導率が、例えば、密度が５０ｋｇ／ｍ^３であれば０．０２１６Ｗ／ｍｋであり、無機系断熱材であるロックウールは、その密度が１５０ｋｇ／ｍ^３であれば、熱伝導率が０．０４６５Ｗ／ｍｋとなる。そのため、これらのような密度のポリウレタンフォームとロックウールとを組み合わせた場合、耐火パネルＡの断熱性能がより高いものにすることができる。尚、本実施の形態では、表面側に配置された第１の断熱材４ａとして樹脂断熱材、裏面側に配置された第２の断熱材４ｂとして無機系断熱材が使用された場合の例を示しているが、当然、第１の断熱材４ａとして無機系断熱材、第２の断熱材４ｂとして樹脂断熱材が使用されてもよい。

図３に示す耐火パネルＡでは、一方の断熱材４（図示では第２の断熱パネル４ｂ）が無機系断熱材である場合に、この無機系断熱材と隣接する金属外皮２に複数の貫通孔６が形成されており、この場合、耐火パネルＡに吸音性能を付与することができる。以下、この実施の形態の耐火パネルＡの詳細について説明する。

貫通孔６は、その孔径が３〜２０ｍｍとすることができる。また、開孔率（金属外皮２の片面の面積全体に対する各貫通孔６の総合計面積の割合）は、３０〜７０％の範囲とすることができる。貫通孔６の孔径、開孔率が上記範囲であれば、充分な吸音性能を有するものとなり、また、耐火性能、断熱性能、機械強度が損なわれるおそれも小さくなる。従って、貫通孔６を形成する個数は、孔径、開孔率の設定範囲に応じて調整することができる。

本実施の形態では、上記のように、貫通孔６が形成された金属外皮２と隣接する断熱材４（図３では第２の断熱材４ｂに相当）は、無機系断熱材が使用され、この場合、上記で例示したものと同じ無機系断熱材を挙げることができる。特に、吸音性能が優れるという点で、ロックウールやグラスウール等が好ましい。

一方、他方の金属外皮１には、貫通孔６は形成されておらず、図１で説明した金属外皮１と同様のものを使用できる。そして、貫通孔６が形成されていない金属外皮１に隣接する断熱材４（図３では第１の断熱材４ａに相当）は、無機系断熱材、樹脂断熱材のいずれを使用してもよい。尚、この場合の使用可能な無機系断熱材や樹脂断熱材は上記で例示したものと同様のものを使用できる。

尚、この実施の形態とは逆に、金属外皮１の方に貫通孔６が形成されていてもよく、この場合は、金属外皮１に隣接する第１の断熱材４ａが無機系断熱材となり、他方の金属板２には貫通孔は形成されていないものとなる。

上記のように、一方の断熱材４（第２の断熱材４ｂ）が無機系断熱材であり、この無機系断熱材と隣接する金属外皮２に複数の貫通孔６が形成されていることにより、耐火パネルＡを吸音パネルとして使用することが可能となる。具体的には、この耐火パネルＡを建物の外壁材等に使用する場合、貫通孔６を有する金属外皮２を屋内側、貫通孔６を有しない金属外皮１を屋外側に位置するように耐火パネルＡを設ける。この場合、建物の屋内で発生する騒音は、耐火パネルＡの屋内側の金属外皮２の貫通孔６を介して耐火パネルＡ内に伝達され、この騒音をロックウール等の無機系断熱材が吸音することとなる。そのため、騒音が耐火パネルＡで反射するのを防止でき、屋内の騒音を低減できる。そして、屋内で発生した騒音が耐火パネルＡを介して屋外へ伝達されるのも抑制されるので、屋外への騒音の漏れも低減することができるものである。

また、冬季のように屋外の気温が屋内側よりも低い場合、芯材３に耐火材板５が設けられていないようなサンドイッチパネルでは、パネル内に侵入した水蒸気が屋外側の金属外皮１に到達したときに、外気で冷やされた金属外皮１によって結露してしまうことがあったが、本実施の形態の耐火パネルＡではそのようなおそれが小さいものである。すなわち、室内の空気中の水蒸気が貫通孔６から耐火パネルＡ内に侵入したとしても、耐火材板５によって第１の断熱材４ａ側への水蒸気の侵入が阻止され、屋外側の金属外皮１への水蒸気の到達が防げるのである。しかも、第１の断熱材４ａの存在によって、屋外側の外気による耐火材板５の温度低下も抑制されているので、耐火材板５で水蒸気が結露するおそれもない。このように、耐火パネルＡ内での結露を防止することもできるので、断熱材４や耐火材板５等の劣化が起こりにくいものとなり、耐火パネルＡの耐久性という点でも優れる。

Ａ耐火パネル
１金属外皮
２金属外皮
３芯材
４断熱材
４ａ第１の断熱材
４ｂ第２の断熱材
５耐火材
６貫通孔

Claims

二枚の金属外皮の間に芯材が充填されて成る耐火パネルにおいて、
前記芯材は、
樹脂断熱材と、耐火材板と、無機系断熱材とがこの順に前記芯材の厚み方向に積層されて構成されると共に、前記芯材の四辺の周端部には、全長にわたって耐火性材料が設けられている
ことを特徴とする耐火パネル。
前記耐火材板が金属板である
ことを特徴とする請求項１に記載の耐火パネル。
前記無機系断熱材と隣接する金属外皮に複数の貫通孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐火パネル。