JP6146854B2

JP6146854B2 - 断熱耐火パネル

Info

Publication number: JP6146854B2
Application number: JP2013003928A
Authority: JP
Inventors: 康明野間
Original assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-01-11
Also published as: JP2014134071A

Description

本発明は、壁材や屋根下地材などの建材等として好適に用いられる断熱耐火パネルに関するものである。

従来より、二枚の金属外皮の間に芯材を充填した断熱耐火パネル（サンドイッチパネル）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような断熱耐火パネルは、芯材が断熱性及び耐火性の高い材料を用いて形成されている。断熱性及び耐火性の高い材料としては、ロックウールなどの無機繊維材料やフェノールフォームなどの樹脂発泡材料などを例示することができる。また、金属外皮と芯材とは接着剤で接着するようにしている。

特開２０１１−０１２４０９号公報

しかし、上記のような断熱耐火パネルにおいては、火災時の炎に長時間曝されることにより耐火性能が低下する場合があった。具体的には、以下のような現象が生じる。

図３（ａ）に示すように、断熱耐火パネルＡは、常温時では、芯材３の片面に層状の接着剤４を介して金属外皮１が接着され、芯材３の他の片面にも層状の接着剤５を介して金属外皮２が接着されている。このような断熱耐火パネルＡは、火災発生時に、一方の金属外皮１の外面が約８００℃以上の火炎に曝されると、図３（ｂ）に示すように、接着剤４が燃え尽きて消失し、金属外皮１と芯材３との接着性が失われることがあった。また加熱された金属外皮１は伸長して波打つように屈曲し、これにより、断熱耐火パネルＡの平面部分や周端部分において、金属外皮１と芯材３との間に空間Ｓが発生することがあった。そして、この空間Ｓに火炎が侵入し、芯材３を加熱したりあるいは芯材３に火炎が侵入したりして、他方の金属外皮２の非加熱面の温度が上がりやすくなり危険であった。また、上記金属外皮１が屋外側面とし、上記金属外皮２を屋内側面（室内側面）とした場合に、火災により金属外皮１が火炎に晒されて加熱されると、室内側の金属外皮２の表面温度が２００℃以上に上昇し、高温となって危険であり、また防耐火関連の大臣認定試験において不合格となる場合もあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、耐火性能を向上させることができる断熱耐火パネルを提供することを目的とするものである。

本発明に係る断熱耐火パネルは、二枚の金属外皮の間に芯材が充填され、前記金属外皮と前記芯材とが接着剤により接合されている断熱耐火パネルにおいて、前記二枚の金属外皮のうち屋内側の金属外皮と前記芯材とを接合する接着剤には難燃剤及びフィラー成分が含有され、前記難燃剤の分解温度は前記フィラー成分の分解温度よりも低いことを特徴とするものである。

本発明にあっては、前記芯材として無機繊維材が用いられ、前記接着剤が前記芯材に含浸されていることが好ましい。

本発明にあっては、前記難燃剤として硫酸カルシウム二水和物と水酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一方が用いられていることが好ましい。

本発明では、屋内側の金属外皮と芯材とが、難燃剤を含有する接着剤で接合されているので、屋外側の金属外皮が火災により火炎に晒された場合でも、芯材から屋内側の金属外皮への熱伝導を前記接着剤により低減することができ、屋内側の金属外皮の温度上昇が抑えられて耐火性能を向上させることができるものである。

本発明の実施の形態の一例を示し、（ａ）（ｂ）は一部の断面図である。本発明の実施の形態の一例を示す斜視図である。従来例を示し、（ａ）（ｂ）は一部の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

本実施の形態の断熱耐火パネルＡは、図２に示すように、二枚の金属外皮１，２の間に芯材３を充填した所謂サンドイッチパネルとして形成することができる。屋外側面を構成する一方の金属外皮１と芯材３の片面とは接着剤４により接着されて接合することができる。屋内側面を構成する他方の金属外皮２と芯材３の他の片面とは他の接着剤５により接着されて接合することができる。また、断熱耐火パネルＡは、一端（例えば、上端部）に嵌合凸部６を有し、他の一端（例えば、下端部）に嵌合凹部７を備えて形成することができる。施工の際に隣接して配置される断熱耐火パネルＡは、嵌合凸部６と嵌合凹部とを嵌合することにより接続することができる。このような断熱耐火パネルＡは、外壁材や屋根下地材などとして用いることができる。

金属外皮１，２は金属板をロール加工や曲げ加工などで加工して任意の形状に形成することができる。金属外皮１，２の金属板としては塗装鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板などの建材で使用される公知のものを用いることができる。また、金属外皮１，２の厚みは０．２０〜１．５ｍｍに形成することができるが、これに限定されるものではない。

芯材３は断熱材３ａと耐火材３ｂとで構成することができる。断熱材３ａとしてはロックウールやグラスウールなどの無機繊維材で形成することができる。また断熱材３ａとしてはフェノールフォームやウレタンフォームなどの樹脂発泡材で形成することもできる。断熱材３ａとしては後述の接着剤５が含浸させやすい無機繊維材で形成することが好ましい。また、接着剤５の含浸性や断熱性などを考慮すると、断熱材３ａの密度は９０〜２５０ｋｇ／ｍ^３とすることが好ましい。耐火材３ｂとしては断熱材３ａよりも耐火性能が高い材料で形成することができる。耐火材３ｂは硫酸カルシウム二水和物を主成分とする石膏や珪酸カルシウムなどの無機材料で形成することができ、例えば、石膏ボードを加工して耐火材３ｂとして用いることができる。芯材３は厚み（金属外皮１と金属外皮２の間の寸法）を例えば３５〜２００ｍｍに形成することができる。また耐火材３ｂは断熱耐火パネルＡの端部（上端部や下端部や側端部）の５〜５０ｍｍの範囲に充填することができる。断熱材３ａは耐火材３ｂが充填されない断熱耐火パネルＡの中央部分に充填することができる。

接着剤４は、樹脂成分とフィラー成分とを含有することができる。樹脂成分としては、ウレタン系樹脂（一液型又は二液型）、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂などを用いることができる。フィラー成分としては炭酸カルシウムなどの無機材料を用いることができるが、これに限定されるものではない。接着剤４は、樹脂成分１００質量部に対してフィラー成分を１０〜２００質量部の割合で含有することにより調製することができる。

接着剤５は、樹脂成分と難燃剤とを含有し、必要に応じてフィラー成分を含有することができる。樹脂成分及びフィラー成分は上記接着剤４の場合と同様のものを用いることができる。難燃剤としてはフィラー成分よりも分解温度の低いものを用いるのが好ましい。また難燃剤としてはフィラー成分よりも吸熱量が多いものを用いるのが好ましい。難燃剤としては、具体的には、硫酸カルシウム二水和物や水酸化アルミニウムなどの無機材料を用いることができる。硫酸カルシウム二水和物は分解温度が約３９０Ｋで吸熱量が約７５０Ｊ／ｇである。水酸化アルミニウムは分解温度が約４８０Ｋで吸熱量が約２０００Ｊ／ｇである。従って、フィラー成分としては炭酸カルシウム（分解温度が約１８００Ｋで吸熱量が約１８００Ｊ／ｇ）を用いた場合は、難燃剤として硫酸カルシウム二水和物や水酸化アルミニウムの一方又は両方を用いることが好ましい。接着剤５は、樹脂成分１００質量部に対して難燃剤を１０〜２００質量部、フィラー成分を０〜６０質量部の割合で含有することにより調製することができる。また接着剤５は、上記接着剤４のフィラー成分を１〜１００％の範囲で難燃剤に置き換えるようにして調製することができる。また接着剤５は芯材３の断熱材３ａの表面近傍（断熱材３ａの表面から厚みの１〜２５％の範囲）に含浸することが好ましい。これにより、接着剤５で芯材３に接着される金属外皮２に、金属外皮１からの熱伝導を低減することができ、火災時の金属外皮２の温度上昇を抑えることができる。接着剤５を断熱材３ａの表面近傍に含浸させるにあたっては、接着剤５の粘度は２００〜２０００Ｐａ・ｓとすることが好ましい。接着剤５の粘度は適宜の溶剤の配合量で調整することができる。また接着剤５に含有される難燃剤やフィラー成分が断熱材３ａに含浸することが好ましいので、難燃剤やフィラー成分の粒径は０．１〜６０μｍであることが好ましい。尚、接着剤４及び接着剤５において、樹脂成分とフィラー成分と難燃剤との混合は、塗布作業の直前に行うことが好ましい。これにより、接着剤４と接着剤５の貯蔵時において、樹脂成分に対するフィラー成分や難燃剤の分離や沈殿が発生しにくくなり、樹脂成分に対するフィラー成分や難燃剤の均一分散性を高めることができる。

図１（ａ）に示すように、断熱耐火パネルＡは、屋外側面を構成する金属外皮１と芯材３の片面とを接着剤４により接着して形成される。この場合、接着剤４は５０〜５００ｇ／ｍ^２の付着量とすることができる。また接着剤４は断熱材３ａにあまり含浸せず、金属外皮１と芯材３の間で層状に形成されている。また断熱耐火パネルＡは、屋内側面を構成する金属外皮２と芯材３の他の片面とを接着剤５により接着して形成される。この場合、接着剤５は２５０〜８００ｇ／ｍ^２の付着量とすることができる。また接着剤５は断熱材３ａの表面近傍に含浸しながら金属外皮２と芯材３の間で層状に形成されている。接着剤５は断熱材３ａに含浸させるために、芯材３の表面に塗布することができる。また接着剤５は断熱材３ａに含浸させるために、二度塗りなどの複数回で塗布することができる。尚、接着剤４は金属外皮１の表面あるいは芯材３の表面のいずれに塗布しても良い。また接着剤５は芯材３だけでなく、金属外皮２の表面に塗布しても良い。

本実施の形態の断熱耐火パネルＡは、屋外側の金属外皮１が火災により火炎に晒された場合でも、芯材３から屋内側の金属外皮２への熱伝導を接着剤５により低減することができ、屋内側の金属外皮２の温度上昇を抑えることができる。すなわち、本実施の形態の断熱耐火パネルＡにおいても従来と同様に、火災発生時に、一方の金属外皮１の外面が８００〜１０００℃の火炎に曝されると、接着剤４が燃え尽きて消失し、金属外皮１と芯材３との接着性が失われることがある。また図１（ｂ）に示すように、加熱された金属外皮１は伸長して波打つように屈曲し、これにより、断熱耐火パネルＡの平面部分や周端部分において、金属外皮１と芯材３との間に空間Ｓが発生し、この空間Ｓに火炎が侵入し、芯材３を加熱したりあるいは芯材３に火炎が侵入したりする場合がある。しかし、本実施の形態の断熱耐火パネルＡでは、難燃剤を含有する接着剤５で芯材３と屋内側の金属外皮２とを接着しているため、火災時の熱で接着剤５中の難燃剤が分解して吸熱することができ、金属外皮２の非加熱面（火炎に直接晒されない面）の温度が上がりにくくなるものである。従って、例えば、火災により屋外側の金属外皮１が火炎に晒されて加熱されても、屋内側（室内側）の金属外皮２の表面温度が約１０分間で１００〜１５０℃程度に維持することが可能となり、防耐火関連の大臣認定試験において合格しやすくなるものである。

尚、屋外側の金属外皮１と芯材３との接着剤４として、接着剤５と同様に、難燃剤を含有しても良い。この場合、コストや生産性等を考慮して、接着剤４の難燃剤の含有量は接着剤５の難燃剤の含有量よりも少なくすることができる。また接着剤４と接着剤５として同等のものを用いることもできる。

１金属外皮
２金属外皮
３芯材
４接着剤
５接着剤

Claims

二枚の金属外皮の間に芯材が充填され、前記金属外皮と前記芯材とが接着剤により接合されている断熱耐火パネルにおいて、前記二枚の金属外皮のうち屋内側の金属外皮と前記芯材とを接合する接着剤には難燃剤及びフィラー成分が含有され、前記難燃剤の分解温度は前記フィラー成分の分解温度よりも低いことを特徴とする断熱耐火パネル。
前記芯材として無機繊維材が用いられ、前記接着剤が前記芯材に含浸されていることを特徴とする請求項１に記載の断熱耐火パネル。
前記難燃剤として硫酸カルシウム二水和物と水酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一方が用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の断熱耐火パネル。