JP6414670B2

JP6414670B2 - 耐火集成材

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Publication number: JP6414670B2
Application number: JP2014152207A
Authority: JP
Inventors: 正之広田; 秀木水落
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: JP2015129431A

Description

本発明は、荷重を支持するための集成材からなる芯材と、この芯材の外側に設けられる燃え止まり層とを備える耐火集成材に関するものである。

木材は一般に、多くの長所を持っている。主なものとして、調湿性、衝撃安全性、断熱性、心身不調の低減、香りによるリラックス効果、わくわく感の向上、子供たちの情緒安定性の向上等があげられる。また、鉄骨といった既存の部材と比較し、トータルとしてのＣＯ_２の削減にも効果があり、有効利用が急務となっている。特に、間伐材などから製造した単板を利用した集成材は、構造的な性能も一様になり易く、比較的安定した供給も可能であり、活用が一段と増すものと考えられる。

一方、こうした集成材をはじめとする木材の最大の弱点が燃えてしまうことである。このため、壁・床・柱・梁等の木造部材は、燃え代分を見込んで燃え代設計が従来行われてきた。また、火災に面していない裏面の温度上昇を抑えるためにも、部材の厚みを増す方法は有効となる。しかし、その分、大きくなる部材は、コスト高、重量増、室の有効面積の低減を誘発する方向にあった。

さらに、１時間やそれ以上の耐火の性能として、燃え止まることが要求されるようになり、基準が一段と厳しいものとなった。このため、木造部材の厚みを増すだけでは対応が難しい。そこで、例えば図１２に示すように、燃え代層３の部分を厚くした上で芯材である荷重支持層１との間に、モルタル層からなる燃え止まり層２を入れた方式（例えば、特許文献１を参照）や、図１３に示すように、燃え代層３と芯材である荷重支持層１との間に、同じ石膏ボード４を幾重にも重ねて入れた方式（例えば、特許文献２を参照）などが提案されるようになり、燃え止まりが確保できるようになってきている。

特許第４８５７０３４号公報特許第４３５９２７５号公報

しかしながら、図１２、図１３のような方式によっても、部材が大きくなることは避けられず、コスト高、重量増、室の有効面積の低減等の問題を解決することはできない。このため、部材のスリム化を図ることができて、コスト高、重量増、室の有効面積の低減等の問題を解決することのできる耐火集成材の開発が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部材のスリム化を図ることのできる耐火集成材を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る耐火集成材は、荷重を支持する集成材からなる芯材と、芯材の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなる第２燃え止まり層と、第２燃え止まり層の外側に設けられ、加熱により増厚して断熱性を発現するシート状の第１燃え止まり層と、第１燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る他の耐火集成材は、荷重を支持する集成材からなる芯材と、芯材の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなる第２燃え止まり層と、第２燃え止まり層の外側に設けられ、断熱性を有し、不燃木材からなる第１燃え止まり層とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る他の耐火集成材は、上述した発明において、第１燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材を備え、仕上げ材は、金属からなる膜状の下地材と、下地材の外側に設けられ、不燃性または準不燃性の表面材とを含んで構成されることを特徴とする。

本発明に係る耐火集成材によれば、荷重を支持する集成材からなる芯材と、芯材の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなる第２燃え止まり層と、第２燃え止まり層の外側に設けられ、加熱により増厚して断熱性を発現するシート状の第１燃え止まり層と、第１燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材とを備える。ここで、第１燃え止まり層および第２燃え止まり層は、耐火性を有する被覆層ということができ、外側の被覆層（第１燃え止まり層に相当）は内側の被覆層への燃焼の進行を遅らせる機能を有する。また、内側の被覆層（第２燃え止まり層に相当）は、外側の被覆層が火災により上記機能を失った後に、芯材への熱の伝達を防止し、芯材を炭化や燃焼させない機能を有する。このように、燃え止まり層が、第１燃え止まり層と第２燃え止まり層とによる機能・材料の異なる２層からなり、これらの層厚を薄くしても、火災時の断熱性を確保することができ、例えば、少なくとも１時間耐火の性能を確保可能である。また、燃え止まり層全体の厚さを薄くできるので、同じ断面積の芯材を有する耐火仕様の部材において、部材全体の断面積を小さくできる。したがって、本発明によれば、所定の耐火性能を有しつつ、部材のスリム化が図られた耐火集成材を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の耐火集成材によれば、荷重を支持する集成材からなる芯材と、芯材の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなる第２燃え止まり層と、第２燃え止まり層の外側に設けられ、断熱性を有し、不燃木材からなる第１燃え止まり層とを備える。ここで、第１燃え止まり層および第２燃え止まり層は、耐火性を有する被覆層ということができ、外側の被覆層（第１燃え止まり層に相当）は内側の被覆層への燃焼の進行を遅らせる機能を有する。また、内側の被覆層（第２燃え止まり層に相当）は、外側の被覆層が火災により上記機能を失った後に、芯材への熱の伝達を防止し、芯材を炭化や燃焼させない機能を有する。このように、燃え止まり層が、第１燃え止まり層と第２燃え止まり層とによる機能・材料の異なる２層からなり、これらの層厚を薄くしても、火災時の断熱性を確保することができ、例えば、少なくとも１時間耐火の性能を確保可能である。また、燃え止まり層全体の厚さを薄くできるので、同じ断面積の芯材を有する耐火仕様の部材において、部材全体の断面積を小さくできる。したがって、本発明によれば、所定の耐火性能を有しつつ、部材のスリム化が図られた耐火集成材を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の耐火集成材によれば、上述した発明において、第１燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材を備え、仕上げ材は、金属からなる膜状の下地材と、下地材の外側に設けられ、不燃性または準不燃性の表面材とを含んで構成される。ここで、仕上げ材のうち表面材が火災により消失しても、金属からなる膜状の下地材が第１燃え止まり層の表面を覆う状態で残り、周囲からの輻射熱を反射するので、火災時の断熱性を向上することができる。また、燃え止まり層が、第２燃え止まり層と第１燃え止まり層とによる機能・材料の異なる２層からなり、これらの層厚を薄くしても、火災時の断熱性を確保することができ、例えば、少なくとも１時間耐火の性能を確保可能である。また、仕上げ材を含めた燃え止まり層全体の厚さを薄くできるので、同じ断面積の芯材を有する耐火仕様の部材において、部材全体の断面積をより一層小さくできる。したがって、本発明によれば、所定の耐火性能を有しつつ、部材のスリム化がより一層図られた耐火集成材を提供することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態１を示す概略断面図である。図２は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態１を示す概略斜視断面図である。図３は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態２を示す概略断面図である。図４は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態２を示す概略斜視断面図である。図５は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態３を示す概略断面図である。図６は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態３を示す概略斜視断面図である。図７は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態３の作用効果を説明する側断面図であり、（ａ）は仕上げ材がない場合の図、（ｂ）は仕上げ材がある場合の図である。図８は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態１の変形例を示す概略断面図である。図９は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態２の変形例を示す概略断面図である。図１０は、本発明に係る耐火集成材の実施の形態３の変形例を示す概略断面図である。図１１は、耐火集成材の加熱試験結果の一例であり、芯材の表面温度の時間変化を示す図である。図１２は、従来の特許文献１に記載されている部材の一例を示す断面図である。図１３は、従来の特許文献２に記載されている部材の一例を示す断面図である。

以下に、本発明に係る耐火集成材の実施の形態（実施の形態１〜３）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施の形態１］
まず、本発明の実施の形態１について図１および図２を参照しながら説明する。
図１および図２に示すように、本実施の形態１に係る耐火集成材１０は、芯材１２と、第２燃え止まり層１４と、第１燃え止まり層１６と、仕上げ材１８とを備えるものである。

芯材１２は、荷重を支持する集成材（木材）からなり、例えば、スギやカラマツなどの一般的な集成材で構成することができる。

第２燃え止まり層１４は、耐火性を有する被覆層であり、芯材１２の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなるものである。この第２燃え止まり層１４は、火災時においては、外側の第１燃え止まり層１６が火災によりその機能を失った後であっても、隣接する内側の芯材１２への熱の伝達を防止し、芯材１２を炭化や燃焼させない機能を持っており、芯材１２への熱伝導を抑制する作用を発揮する。第２燃え止まり層１４をなす無機質材料としては、強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板（ケイ酸カルシウム板）等のボード状の材料を用いることができる。また、その厚さは、用途に応じて適宜調整可能である。厚くすると、熱伝導を抑制する効果は向上する。これらのボードは、重ねて所定の厚さにしてもよい。ここで、強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板（ケイ酸カルシウム板）等の材料は、極めて安価に入手できるとともに、高い断熱性と吸熱性とを有することから、第２燃え止まり層１４として好適である。

第１燃え止まり層１６は、耐火性を有する被覆層であり、第２燃え止まり層１４の外側に設けられ、加熱により増厚して断熱性を発現するシート状のものである。この第１燃え止まり層１６は、火災時においては、その断熱性により隣接する内側の第２燃え止まり層１４への燃焼の進行を遅らせる機能を持ち、第２燃え止まり層１４への熱伝導を抑制する作用を発揮する。この第１燃え止まり層１６としては、熱を受けると発泡して著しく厚みを増し、断熱性を発現する耐火シートや耐火フィルムなどの材料を用いることができる。また、その厚さは、第２燃え止まり層１４の厚さに応じて適宜調整可能であるが、例えば、１ｍｍ〜１２ｍｍ程度とするのが好ましく、１．５ｍｍ〜６ｍｍ程度とするのがより好ましい。

このように、上記の燃え止まり層１４、１６は、耐火性を有する被覆層ということができ、外側の被覆層（第１燃え止まり層１６に相当）は内側の被覆層への燃焼の進行を遅らせる機能を持っている。また、内側の被覆層（第２燃え止まり層１４に相当）は、外側の被覆層が火災により上記機能を失った後に、芯材１２への熱の伝達を防止し、芯材１２を炭化や燃焼させない機能を持つものである。

仕上げ材１８は、木材からなり、第１燃え止まり層１６の外側に木質感を付与するために設けられる。したがって、耐火集成材１０の外表面１８ａは、この仕上げ材１８によって木質感や木目調の外観を呈している。仕上げ材１８は、木材や集成材等の木質材料であることが望ましいが、クロス材等の建築用仕上げ材を用いてもよい。仕上げ材１８の厚さは、例えば３ｍｍ〜３０ｍｍ程度とすることが好ましいが、もちろん、これよりも薄くして、燃え代としてほとんど機能しないように構成しても構わない。

このように、本実施の形態１の耐火集成材１０によれば、燃え止まり層が、第２燃え止まり層１４と第１燃え止まり層１６とによる機能・材料の異なる２層からなり、これらの層厚を薄くしても、火災時の断熱性を確保することができ、例えば、少なくとも１時間耐火の性能を確保可能である。また、燃え止まり層全体の厚さを薄くできるので、同じ断面積の芯材を有する耐火仕様の部材において、部材全体の断面積を小さくできる。したがって、本実施の形態１によれば、所定の耐火性能を有しつつ、部材のスリム化が図られた耐火集成材を提供することができる。

さらに、本実施の形態１によれば、耐火集成材の断面積に占める芯材による木材部分の面積を大きくすることができるので、同じ断面積の耐火仕様の部材において、特に構造上重要な芯材部分に木材を多く使用できる。しかも、本実施の形態１の耐火集成材は、現場で加工が可能であるとともに、施工性が良く、木質感が損なわれない。この耐火集成材を用いれば、木造架構の自由度を高めることができる。また、第２燃え止まり層１４として、低コストで調達可能な強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板（ケイ酸カルシウム板）等を使用できるため、製作コストを安価に抑えることができる。したがって、本実施の形態１によれば、部材のスリム化を図ることができて、コスト高、重量増、構造材の断面積、室の有効面積の低減といった問題を解決することが可能である。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について図３および図４を参照しながら説明する。
図３および図４に示すように、本実施の形態２に係る耐火集成材２０は、芯材２２と、第２燃え止まり層２４と、第１燃え止まり層２６とを備えるものである。

芯材２２は、荷重を支持する集成材（木材）からなり、例えば、スギやカラマツなどの一般的な集成材で構成することができる。

第２燃え止まり層２４は、耐火性を有する被覆層であり、芯材２２の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなるものである。この第２燃え止まり層２４は、火災時においては、外側の第１燃え止まり層２６が火災によりその機能を失った後であっても、隣接する内側の芯材２２への熱の伝達を防止し、芯材２２を燃焼させない機能を持っており、芯材２２への熱伝導を抑制する作用を発揮する。第２燃え止まり層２４をなす無機質材料としては、強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板（ケイ酸カルシウム板）等のボード状の材料を用いることができる。また、その厚さは、用途に応じて適宜調整可能である。厚くすると、熱伝導を抑制する効果は向上する。これらのボードは、重ねて所定の厚さにしてもよい。ここで、強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板（ケイ酸カルシウム板）等の材料は、極めて安価に入手できるとともに、高い断熱性と吸熱性とを有することから、第２燃え止まり層２４として好適である。

第１燃え止まり層２６は、耐火性を有する被覆層であり、第２燃え止まり層２４の外側に設けられ、断熱性を有し、仕上げ材を兼ねるものである。この第１燃え止まり層２６は、火災時においては、その断熱性により隣接する内側の第２燃え止まり層２４への燃焼の進行を遅らせる機能を持ち、第２燃え止まり層２４への熱伝導を抑制する作用を発揮する。この第１燃え止まり層２６としては、外面側が木目調の外観や木質感を呈するような燃えにくい不燃性の材料、例えば木材にホウ酸等の薬剤を含浸させて不燃処理した不燃木材を用いることができる。また、第１燃え止まり層２６の厚さは用途に応じて適宜調整可能であるが、例えば１５ｍｍ〜４５ｍｍ程度とするのが好ましく、３０ｍｍ程度とするのがより好ましい。

また、第１燃え止まり層２６は、耐火集成材２０に木目調の外観や木質感を付与する仕上げ材としての機能も兼ねている。したがって、耐火集成材２０の外表面２６ａはこの第１燃え止まり層２６によって木目調の外観を呈している。必要に応じて、この外側に仕上げ材を設けてもよい。

このように、上記の燃え止まり層２４、２６は、耐火性を有する被覆層ということができ、外側の被覆層（第１燃え止まり層２６に相当）は内側の被覆層への燃焼の進行を遅らせる機能を持っている。また、内側の被覆層（第２燃え止まり層２４に相当）は、外側の被覆層が火災により上記機能を失った後に、芯材２２への熱の伝達を防止し、芯材２２を炭化や燃焼させない機能を持つものである。

このように、本実施の形態２の耐火集成材２０によれば、燃え止まり層が、第２燃え止まり層２４と第１燃え止まり層２６とによる機能・材料の異なる２層からなり、これらの層厚を薄くしても、火災時の断熱性を確保することができ、例えば、少なくとも１時間耐火の性能を確保可能である。また、燃え止まり層全体の厚さを薄くできるので、同じ断面積の芯材を有する耐火仕様の部材において、部材全体の断面積を小さくできる。したがって、本実施の形態２によれば、所定の耐火性能を有しつつ、部材のスリム化が図られた耐火集成材を提供することができる。

さらに、本実施の形態２によれば、耐火集成材の断面積に占める芯材による木材部分の面積を大きくすることができるので、同じ断面積の耐火仕様の部材において、特に構造上重要な芯材部分に木材を多く使用できる。しかも、本実施の形態２の耐火集成材は、現場で加工が可能であるとともに、施工性が良く、木質感が損なわれない。この耐火集成材を用いれば、木造架構の自由度を高めることができる。また、第２燃え止まり層２４として、低コストで調達可能な強化石膏ボード、石膏ボード等を使用できるため、製作コストを安価に抑えることができる。したがって、本実施の形態２によれば、部材のスリム化を図ることができて、コスト高、重量増、構造材の断面積、室の有効面積の低減といった問題を解決することが可能である。

［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３について図５〜図７を参照しながら説明する。
図５および図６に示すように、本実施の形態３に係る耐火集成材３０は、芯材３２と、第２燃え止まり層３４と、第１燃え止まり層３６と、仕上げ材４２とを備えるものである。

芯材３２は、荷重を支持する集成材（木材）からなり、例えば、スギやカラマツなどの一般的な集成材で構成することができる。

第２燃え止まり層３４は、耐火性を有する被覆層であり、芯材３２の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなるものである。この第２燃え止まり層３４は、火災時においては、外側の第１燃え止まり層３６が火災によりその機能を失った後であっても、隣接する内側の芯材３２への熱の伝達を防止し、芯材３２を燃焼させない機能を持っており、芯材３２への熱伝導を抑制する作用を発揮する。第２燃え止まり層３４をなす無機質材料としては、強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板（ケイ酸カルシウム板）等のボード状の材料を用いることができる。また、その厚さは、用途に応じて適宜調整可能である。厚くすると、熱伝導を抑制する効果は向上する。これらのボードは、重ねて所定の厚さにしてもよい。ここで、強化石膏ボード、石膏ボード、ケイカル板（ケイ酸カルシウム板）等の材料は、極めて安価に入手できるとともに、高い断熱性と吸熱性とを有することから、第２燃え止まり層３４として好適である。

第１燃え止まり層３６は、耐火性を有する被覆層であり、第２燃え止まり層３４の外側に設けられ、断熱性を有するものである。この第１燃え止まり層３６は、火災時においては、その断熱性により隣接する内側の第２燃え止まり層３４への燃焼の進行を遅らせる機能を持ち、第２燃え止まり層３４への熱伝導を抑制する作用を発揮する。この第１燃え止まり層３６としては、燃えにくい不燃性の材料、例えば木材にホウ酸等の薬剤を含浸させて不燃処理した不燃木材を用いることができる。また、第１燃え止まり層３６の厚さは用途に応じて適宜調整可能であるが、例えば１５ｍｍ〜４５ｍｍ程度とするのが好ましく、３０ｍｍ程度とするのがより好ましい。

このように、上記の燃え止まり層３４、３６は、耐火性を有する被覆層ということができ、外側の被覆層（第１燃え止まり層３６に相当）は内側の被覆層への燃焼の進行を遅らせる機能を持っている。また、内側の被覆層（第２燃え止まり層３４に相当）は、外側の被覆層が火災により上記機能を失った後に、芯材３２への熱の伝達を防止し、芯材３２を炭化や燃焼させない機能を持つものである。

仕上げ材４２は、第１燃え止まり層３６の外側であって耐火集成材３０の最外部に設けられる不燃材あるいは準不燃材である。この仕上げ材４２は、金属からなる膜状の下地材３８と、この下地材３８の外側に塗布等によって設けられる不燃性または準不燃性の表面材４０とからなる。この仕上げ材４２の全体の厚さは用途に応じて適宜調整可能であるが、例えば１ｍｍ未満とするのが好ましい。

下地材３８は、金属箔や金属膜によって構成することができる。下地材３８に使用する金属は、高温になると多少溶けるものでもよいが、例えば９５０℃を超えても溶融しないものが好ましく、例えば銅などの金属を用いるのが好適である。さらに、熱反射率の高い金属であることが望ましい。

表面材４０は、耐火集成材３０の外表面４０ａに木質感や木目調の外観を付与するために設けられる。表面材４０は、木材や集成材等の木質材料であることが望ましいが、クロス材等の建築用仕上げ材を用いてもよい。表面材４０は、燃え代としてほとんど機能しないように薄く構成しても構わない。

火災時においては、仕上げ材４２がない場合には、図７（ａ）に示すように、第１燃え止まり層３６の表面で火災時の輻射熱を反射できないので、芯材３２に輻射熱が伝達するおそれがある。これに対し、本実施の形態のように仕上げ材４２がある場合には、仕上げ材４２のうち表面材４０は高温により消失するが、金属の下地材３８は表面材４０が消失した後で表出する。図７（ｂ）に示すように、さらに時間が経過しても、金属の下地材３８は高温環境下でも溶けずにそのまま第１燃え止まり層３６の表面を覆った状態に維持される。下地材３８は、黒色になりやすい第１燃え止まり層３６とは異なり、自身を構成している膜状の金属によって、周囲からの輻射熱を反射し、芯材３２への熱の伝達を低減し、芯材３２を炭化や燃焼から守るように作用する。

このように、本実施の形態３の耐火集成材３０によれば、仕上げ材４２のうち表面材４０が火災により消失しても、金属の膜状の下地材３８が第１燃え止まり層３６の表面を覆う状態で残り、周囲からの輻射熱を反射するので、火災時の断熱性を向上することができる。また、燃え止まり層が、第２燃え止まり層３４と第１燃え止まり層３６とによる機能・材料の異なる２層からなり、これらの層厚を薄くしても、火災時の断熱性を確保することができ、例えば、少なくとも１時間耐火の性能を確保可能である。また、仕上げ材４２を含めた燃え止まり層全体の厚さを薄くできるので、同じ断面積の芯材を有する耐火仕様の部材において、部材全体の断面積をより一層小さくできる。したがって、本実施の形態３によれば、所定の耐火性能を有しつつ、部材のスリム化がより一層図られた耐火集成材を提供することができる。

さらに、本実施の形態３によれば、耐火集成材の断面積に占める芯材による木材部分の面積を大きくすることができるので、同じ断面積の耐火仕様の部材において、特に構造上重要な芯材部分に木材を多く使用できる。しかも、本実施の形態３の耐火集成材は、現場で加工が可能であるとともに、施工性が良く、木質感が損なわれない。この耐火集成材を用いれば、木造架構の自由度を高めることができる。また、第２燃え止まり層３４として、低コストで調達可能な強化石膏ボード、石膏ボード等を使用できるため、製作コストを安価に抑えることができる。さらに仕上げ材４２によって、より一層の部材のスリム化と断熱性の向上が可能となる。したがって、本実施の形態３によれば、部材のスリム化をより一層図ることができて、コスト高、重量増、構造材の断面積、室の有効面積の低減といった問題を解決することが可能である。

なお、上記の実施の形態３において、第１燃え止まり層として、第１燃え止まり層３６を用いた場合を例にとり説明したが、第１燃え止まり層３６の代わりに、上記の実施の形態１で説明した第１燃え止まり層１６を用いて構成してもかまわない。このようにしても、上記したものと同様な作用効果を奏することができる。

なお、上記の実施の形態１〜３では、独立柱を想定した場合の耐火集成材の構成について説明した。本耐火集成材を、耐火性能を有する他の平面部材、例えば鉄筋コンクリート製スラブや防火壁等に接する形態で使用する場合、すなわち梁や壁付き柱として使用する場合には、例えば図８〜図１０に示すように、床スラブまたは壁である平面部材２８に接する部分の燃え止まり層は省略することもできる。

［本発明の効果の検証］
次に、本発明の効果について図１１を参照しながら説明する。

図１１は、耐火集成材の加熱試験結果の一例であり、耐火集成材を炉内に入れて加熱し、加熱開始後６０分において加熱停止した場合の芯材の表面温度の時間変化を示したものである。図１１中、「燃え止まり層（単層）」は、２７０ｍｍ角の芯材の外側に、厚さ６０ｍｍの不燃木材を設けて構成した耐火集成材（燃え止まり層が単層）を示している（以下、単層タイプという。）。また、「燃え止まり層（２層）」は、２７０ｍｍ角の芯材の外側に、火の内部への進展を止める第２燃え止まり層として厚さ２１ｍｍの強化石膏ボードを設け、さらにこのボードの外側に火の内部への進展を遅らせる第１燃え止まり層として厚さ３０ｍｍの不燃木材を設けて構成した耐火集成材（機能・材料が異なる燃え止まり層が２層）を示している（以下、複層タイプという。）。複層タイプが燃え止まり層全体の厚さを薄くできる本発明の耐火集成材に相当する。

図１１からわかるように、加熱停止後に温度が上昇することが多く、特に、構造耐火集成材は長時間にわたって温度観察を行う必要がある。この加熱試験の例では、加熱停止後（約９０分以降）において、燃え止まり層の厚さが厚くなる単層タイプの芯材表面温度が複層タイプの芯材表面温度を上回っていることがわかる。また、複層タイプは、概ね１００℃付近を維持し、単層タイプよりも総合的な吸熱性や断熱性が効いていることがわかる。

以上説明したように、本発明に係る耐火集成材によれば、荷重を支持する集成材からなる芯材と、芯材の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなる第２燃え止まり層と、第２燃え止まり層の外側に設けられ、加熱により増厚して断熱性を発現するシート状の第１燃え止まり層と、第１燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材とを備える。ここで、第１燃え止まり層および第２燃え止まり層は、耐火性を有する被覆層ということができ、外側の被覆層（第１燃え止まり層に相当）は内側の被覆層への燃焼の進行を遅らせる機能を有する。また、内側の被覆層（第２燃え止まり層に相当）は、外側の被覆層が火災により上記機能を失った後に、芯材への熱の伝達を防止し、芯材を炭化や燃焼させない機能を有する。このように、燃え止まり層が、第１燃え止まり層と第２燃え止まり層とによる機能・材料の異なる２層からなり、これらの層厚を薄くしても、火災時の断熱性を確保することができ、例えば、少なくとも１時間耐火の性能を確保可能である。また、燃え止まり層全体の厚さを薄くできるので、同じ断面積の芯材を有する耐火仕様の部材において、部材全体の断面積を小さくできる。したがって、本発明によれば、所定の耐火性能を有しつつ、部材のスリム化が図られた耐火集成材を提供することができる。

また、本発明に係る他の耐火集成材によれば、荷重を支持する集成材からなる芯材と、芯材の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなる第２燃え止まり層と、第２燃え止まり層の外側に設けられ、断熱性を有し、不燃木材からなる第１燃え止まり層とを備える。ここで、第１燃え止まり層および第２燃え止まり層は、耐火性を有する被覆層ということができ、外側の被覆層（第１燃え止まり層に相当）は内側の被覆層への燃焼の進行を遅らせる機能を有する。また、内側の被覆層（第２燃え止まり層に相当）は、外側の被覆層が火災により上記機能を失った後に、芯材への熱の伝達を防止し、芯材を炭化や燃焼させない機能を有する。このように、燃え止まり層が、第１燃え止まり層と第２燃え止まり層とによる機能・材料の異なる２層からなり、これらの層厚を薄くしても、火災時の断熱性を確保することができ、例えば、少なくとも１時間耐火の性能を確保可能である。また、燃え止まり層全体の厚さを薄くできるので、同じ断面積の芯材を有する耐火仕様の部材において、部材全体の断面積を小さくできる。したがって、本発明によれば、所定の耐火性能を有しつつ、部材のスリム化が図られた耐火集成材を提供することができる。

また、本発明に係る他の耐火集成材によれば、上述した発明において、第１燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材を備え、仕上げ材は、金属からなる膜状の下地材と、下地材の外側に設けられ、不燃性または準不燃性の表面材とを含んで構成される。ここで、仕上げ材のうち表面材が火災により消失しても、金属からなる膜状の下地材が第１燃え止まり層の表面を覆う状態で残り、周囲からの輻射熱を反射するので、火災時の断熱性を向上することができる。また、燃え止まり層が、第２燃え止まり層と第１燃え止まり層とによる機能・材料の異なる２層からなり、これらの層厚を薄くしても、火災時の断熱性を確保することができ、例えば、少なくとも１時間耐火の性能を確保可能である。また、仕上げ材を含めた燃え止まり層全体の厚さを薄くできるので、同じ断面積の芯材を有する耐火仕様の部材において、部材全体の断面積をより一層小さくできる。したがって、本発明によれば、所定の耐火性能を有しつつ、部材のスリム化がより一層図られた耐火集成材を提供することができる。

以上のように、本発明に係る耐火集成材は、荷重を支持するための集成材からなる芯材と、この芯材の外側に設けられる燃え止まり層とを備える耐火集成材に有用であり、特に、部材のスリム化を図るのに適している。

１０，２０，３０耐火集成材
１２，２２，３２芯材
１４，２４，３４第２燃え止まり層
１６，２６，３６第１燃え止まり層
１８，４２仕上げ材
１８ａ，２６ａ，４０ａ外表面
２８平面部材（床スラブまたは壁）
３８下地材
４０表面材

Claims

荷重を支持する集成材からなる芯材と、
芯材の外側に設けられ、吸熱性および断熱性を有する無機質材料からなる第２燃え止まり層と、
第２燃え止まり層の外側に設けられ、加熱により増厚して断熱性を発現するシート状の第１燃え止まり層と、
第１燃え止まり層の外側に設けられる仕上げ材とを備えることを特徴とする耐火集成材。
仕上げ材は、金属からなる膜状の下地材と、下地材の外側に設けられ、不燃性または準不燃性の表面材とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の耐火集成材。