JPH04108975A

JPH04108975A - 木質防火戸

Info

Publication number: JPH04108975A
Application number: JP2226873A
Authority: JP
Inventors: Kenji Onishi; 兼司大西; Hiroaki Usui; 宏明碓氷; Yoshihiro Ota; 義弘太田; Yukihiko Yusa; 遊佐　幸彦; Hiroyuki Ishikawa; 博之石川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1992-04-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、一般住宅、集合住宅、高層建築物等に用い
られる木質防火戸に関する。

〔従来の技術〕

従来、一般住宅、集合住宅、高層建築物等に用いられる
防火戸は、金属製のものがほとんどである。

しかし、金属製の戸では、木材に特有の「やわらかさ」
や「あたたかさ」といった木質感が得られず、美観を損
なうという問題があった。

一方、木質戸は、前記木質感を有する反面、防火性（耐
火性）に劣るため、特に、集合住宅、ホテル等では、防
火規制の関係で、木材を用いた戸が使えないのが現状で
ある。しかし、ニーズの多様化に伴い、木質戸の要望も
まずまず高くなっている。

そこで、発明者らは、以下δこ述べるような、乙種防火
戸相当の防火性を有し、木質感の豊かな戸を開発し、す
でに特許出願している（特願平１２７９２００号等参照
）。すなわち、面状に構成され、かつ、空隙にセル構造
を持つ材料が充填された金属製の骨組み材の表裏両面に
、難燃（防火）処理が施された木材からなる表面板が金
属材料からなる補強材を介して合わせられ、前記骨組み
材の周囲端面に難燃処理が施された木材からなる端面板
が合わせられている木質防火戸である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、その後の検討で、上述した新規開発の木質防
火戸は、次のような問題点を有することがわかった。す
なわち、火災発生時、非加熱面倒の木材が早期に炭化し
、剥離・脱落して、非力１港面側への延焼を引き起こす
。そのため、高度な防火性を有する木質防火戸の要求が
高まってきた昨今の状況に対しては、防火性が不充分な
場合があるという問題であった。

このような事情に鑑の、この発明は、従来品に比べて、
非加熱面の温度上昇が起こりにくい木質防火戸を提供す
ることを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、発明者らは、種々検討を重ね
た。その結果、次のようなことがわかったのである。す
なわち、上記従来品では、骨組み材および補強材が熱伝
導性の高い金属材料でできており、そのために、火災発
生時、戸の加熱面側の補強材から骨組み利を経由して非
加熱面側の補強材へ熱が伝わりやすく、非加熱面側の補
強材の温度が短時間で上昇してしまい、非加熱面側にお
りる早期の木材の炭化、剥離、脱落が起きるということ
である。

そこで、このようなことの起きる原因を除くために、発
明者らは、骨組み材として、金属材料より熱伝導性の低
い非金属系材料を用いることとし、このようにすれば、
非加熱面側の温度上昇が起こりにくくなることを実験に
より確認して、この発明を完成した。

すなわち、この発明にかかる木質防火戸は、面状に構成
された骨組み材の表裏両面に、少なくとも最外面が木材
である表面板が金属材料からなる補強材を介して合わせ
られ、前記骨組み材の周囲端面に少なくとも最外面が木
材からなる端面板が合わせられている木質防火戸であっ
て、前記骨組み材が非金属系材料からなるものであるこ
とを特徴とするものである。

この発明では、火災発生時の戸の非加熱面側の温度上昇
を抑えるために、骨組み材が非金属系材料で構成されて
いることが必要である。骨組み材として用いられる非金
属系材料としては、特に限定はされないが、たとえば、
ケイカル板（ケイ酸カルシウム板）等の非金属系無機系
材料や、難燃処理が施された木材（以下、これを単に「
難燃処理木材ヨと称する。）等が挙げられる。これらの
材料は、一種のみ使用してもよいが、複数種の材料を併
用することもできる。

骨組み材に用いられる難燃処理木材の樹種については、
何ら限定されない。また、同木材の祠構成についても特
に限定されず、たとえば、１枚板、合板等が挙げられる
。難燃処理木材の種類としては、特に限定されず、たと
えば、リン酸アンモニウムやホウ酸系無機塩を注入した
市販の難燃合板、有機高分子化合物を木材に注入し複合
させたＷＰＣ等が挙げられるが、戸の防火性をより高め
るためには、後で詳しく述べる、内部に不溶性不燃性無
機物を含む木材の使用が好ましい。これらの難燃処理木
材は、一種のみ使用してもよいし、複数種を併用、たと
えば、市販難燃合板と、内部に不溶性不燃性無機物を含
む木材とを併用してもよい。

骨組み材の構造としては、特に限定はされないが、たと
えば、四周囲の枠のみで構成されているものや、枠内部
に縦桟や横桟が挿入されたもののほか、枠内部に、格子
組み、輪組み、弧状組み等が組み込まれているもの等が
挙げられる。これらの骨組み材の空隙は空間であっても
よいが、必要に応じては、骨組み材の空隙に、充填材と
して、戸の断熱性を高める等の目的でロックウール、ガ
ラスウール等の断熱材や、セル構造を持つコア材等が充
填されていてもよいし、あるいは、戸の防火性を高める
等の目的で前記難燃処理木材等が充填されていてもよい
。前記コア材については、ロールコア状、ハニカムコア
状等、特に限定されず、その材質も、可燃性、不燃性を
問わない。これらのコア材のセル内は空間であってもよ
いが、必要に応じては、さらに戸の断熱性を高めるため
にセル内にガラスウール、ロックウール等の断熱材が挿
入されていてもよい。以下では、骨組み材単独、または
、骨組み材の空隙に充填材が充填されてなる構成体を「
芯材」と称することがある。

この発明の木質防火戸の表面板および端面板は、全体が
木材で構成されている必要は必ずしもなく、戸に木質感
を持たせるためには、少なくとも最外面が木材であれば
よい。すなわち、最外面を除く部分に木材以外の材料が
使われていてもよいのである。また、表面板および端面
板に用いられる木材は、全部が難燃処理木材である必要
は必ずしもなく、たとえば、一部または全部が未処理の
木材であってもよい。木材の樹種についても特に限定さ
れない。

この発明で用いられる補強材を構成する金属材料として
は、特に限定されず、たとえば、亜鉛メツキ鋼板等が挙
げられる。

以上の材料を用いて木質防火戸を作製する際の、加工、
組み立て方法等は特に限定されない。また、この発明に
かかる木質防火戸の型式は、フランシュドア型、かまち
ドア型等、特に限定されない。

なお、前述したように、この発明では、骨組み材に使用
される非金属系材料として、内部に不溶性不燃性無機物
を含む木材を用いてもよい。この内部に不溶性不燃性無
機物を含む木材は、以下に説明するような理由により、
極めて難燃性に優れた木材である。

一般に、木材に難燃性を付与するための改質方法は、以
下のような難燃化のメカニズムに基づいて大別されてい
る。

ｆａｌ　　無機物による被覆山）炭化促進（Ｃ１発炎燃焼における連鎖反応の阻害（ｄ）　　不燃
性ガスの発生（ｅ）　　分解・結晶水放出による吸熱（ｆｌ　　発泡
層による断熱ここで、木材中に不溶性不燃性無機物を含ませるという
改質方法は、以下に説明するように、上記（ａｌ以外に
も、無機物の種類によっては、（ｂｌ、（Ｃ）、（ｄ）
等による効果も併せて期待できる優れた方法である。し
かも、不溶性不燃性無機物は、−旦、木材組織内に定着
させられれば、木材から溶は出す恐れが少ないので、前
記効果が薄れるといった心配も少ない。

上記（ａｌから（ｄｌまでの難燃化のメカニズムについ
て、次に詳しく説明する。

（ａｌの無機物による被覆は、たとえ可燃性の材料であ
っても、それを不燃性の無機物と適当な配合比で複合す
ることにより難燃化しうるということである。たとえば
、従来知られている木片セメント板は、可燃性木材を不
燃性のセメントと約３対１ないし１対１の重量配合比で
混合し、板状に成形したものであって、ＪＩＳで準不燃
材料として認められている。

（ｂｌの炭化促進は、次のようなメカニズムである。木
材は、加熱されると熱分解して可燃性ガスを発生し、こ
れが発炎燃焼するわけであるが、この時、リン酸あるい
はホウ酸が存在すると、木材の熱分解、すなわち炭化が
促進され、速やかに炭化層が形成される。この炭化層が
断熱層として作用し、難燃効果が生じる。したがって、
不溶性不燃性無機物がリン酸成分あるいはホウ酸成分を
含む場合は、難燃効果が一層高いものとなる。

（Ｃ）の発炎燃焼における連鎖反応の阻害とは、ハロゲ
ンにより寄与されるものであり、炎中でのラジカル的な
酸化反応において、ハロゲンが連鎖移動剤として作用す
る結果、酸化反応が阻害されてＨ燃効果が生じるという
メカニズムである。したがって、不溶性不燃性無機物が
ハロゲンを含んでおれば、このメカニズムによる難燃効
果も得られる。

（ｄ＋の不燃性ガスの発生は、次のようなメカニズムで
ある。すなわち、炭酸塩、アンモニウム塩等の化合物が
、熱分解により炭酸ガス、亜硫酸ガス、ハロゲン化水素
などの不燃性ガスを発生し、これらのガスが可燃性ガス
を希釈することにより燃焼を妨げるというメカニズムで
ある。したがって、不溶性不燃性無機物が炭酸塩等の不
燃性ガスを発生しうるちのを含んでいれば、このメカニ
ズムによる難燃効果も併せて得られる。

内部に不溶性不燃性無機物を含む木材を得るための方法
としては、特に限定はされないが、次のような方法が好
ましい。

すなわち、混合することにより不溶性不燃性無機物を生
じさせるカチオン含有処理液とアニオン含有処理液の組
み合わせのうちの一方を原料木材に含浸させた後に他方
を含浸させて零相組織内に前記不溶性不燃性無機物を生
成・定着させるようにする方法である（特開昭６１−２
４６００３号公報等参照）。この方法によれば、不溶性
不燃性無機物を、固体粒子として浸透させるのではなく
、イオンの形で水などの媒体中に溶存させた状態で浸透
させるので、含浸が容易であり、極めて多量の不溶性不
燃性無機物を効率良く木材内に含ませることができる。

このような方法により内部に不溶性不燃性無機物を含む
木材を得るための原料木材としては、特に限定はされず
、原木丸太、製材品、スライス単板、合板等が例示され
る。それらの樹種等についても何ら限定されることはな
い。

この方法において、木材中に生成させて木材組織内に分
散・定着させる不溶性不燃性無機物（不溶性生成物）と
しては、特に限定はされないが、たとえば、ホウ酸塩、
リン酸塩、リン酸水素塩、炭酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩
、ケイ酸塩、硝酸塩、水酸塩等の各種塩が挙げられる。

これらの塩のうち、たとえば炭酸塩について具体例を挙
げると、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＦｅＣＯ３、ＭｇＣ
０ｚ　、ＭｎＣ０ｚ　、ＮｉＣＯ３、ＺｎＣ０ｚ等であ
る。これらは、２種以上が木材中に共存するようであっ
てもよい。木材内の不溶性不燃性無機物は、木材セルロ
ースと反応した形で定着していてもよい。

なお、１種の不溶性不燃性無機物中に、後述のカチオン
および／またはアニオン部分がそれぞれ２種以上含まれ
ていてもよい。

前記の不溶性不燃性無機物を木材組織内で生成させるた
めには、同不溶性不燃性無機物のカチオン部分を構成す
る１群の無機化合物で調製された水溶液、すなわちカチ
オン含有処理液と、アニオン部分を構成する他の１群の
無機化合物で調製された水溶液、すなわちアニオン含有
処理液とを別々に順次木材組織内に含’／＋？ｘ透させ
る。カチオン含有処理液およびアニオン含有処理液は、
交互に１回または複数回含浸させることができる。複数
回含浸させる場合は、交互でなく、連続して含浸させで
もよい。

前記不溶性不燃性無機物のカチオン部分を構成するもの
としては、たとえば、Ｎａ　　Ｋなとのアルカリ金属、
Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属、Ｍｎ
、Ｎｉ、Ｃｄ等の遷移元素、Ｓｉ、Ｐｂ等の炭素族元素
、Ｚｎ、Ａ／ｉなどが挙げられる。これらのうちでも、
Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、ＺｎおよびＡβカチオンが好ましい
。

前記不溶性不燃性無機物のアニオン部分を構成するもの
としては、たとえば、Ｂ４０．　、ＢＯ。

、ＢＯ４、ＣＯ８、ＳＯ４、ＮＯ３、Ｃｐ、、Ｂｒ、Ｆ
、ＩおよびＯＨ等が挙げられる。これらのうちでも、Ｂ
Ｏ８、ＰＯ４、ＣＯ！、Ｓ０４およびＯＨアニオンが好
ましい。また、前記アニオンのうちで８４０．　、ＢＯ
，およびＰＯ４は、炭化促進のメカニズムによる難燃化
効果、ＣＯｔは、不燃性ガスの発生のメカニズムによる
難燃化効果、Ｃｆｆ、、Ｆ、Ｂｒなどのハロゲンは、発
炎燃焼における連鎖反応の阻害および不燃性ガスの発生
のメカニズムによる難燃化効果が、それぞれ、期待でき
る。

上記カチオンとアニオンは、木材内に生じさせようとす
る所望の不溶性不燃性無機物の組成に応じて任意に選択
され、それらの各イオンを含んだ水溶性無機物を別々に
水に熔かすことにより、所望のカチオンを含んだカチオ
ン含有処理液、および、所望のアニオンを含んだアニオ
ン含有処理液が調製される。ただし、前記カチオンとア
ニオンとの組み合わせに関しては、木材組織内で不溶性
不燃性無機物が生成されやすいような組み合わせが適宜
選択される。

水に溶けて上記所望のカチオンを生じさせる無機物とし
ては、ＭｇＣＩＬ　、ＭｇＢｒｚ　、Ｍｇ５０４−Ｈ，
０１Ｍｇ　（ＮＯｓＬ　　−６Ｈｚ　Ｏ，ＣａＣｌ１＊
　、Ｃａ　Ｂ　ｒ２　、Ｃａ　　（Ｎｏｗ）ｉ、Ｂ　ａ
　Ｃ６ｔ　　・２Ｈｚ　Ｏ，ＢａＢ　ｒｚ　、Ｂａ　（
Ｎｏｗ）ｚ　、Ａｊ！　Ｃ１ｓ　、ＡＩＩＢ　ｒｚ　、
Ａｆｆ、ｚ（ＳＯ４）−、／’−１２（Ｎｏｗ）ｘ　　
・９Ｈ−０、Ｚ　ｎ　Ｃ１ｚ等が一例として挙げられる
が、これらに限定されない。水に溶けて上記所望のアニ
オンを生じさせる無機物とじては、たとえば、Ｎ　ａ　
２　ＣＯｘ、（ＮＨ，）、Ｃｏ３、Ｈｚ　　ＳＯ４、Ｎ
ａｇ　　ＳＯ４、（ＮＨ４）！　　ＳＯ４、Ｈｓ　　Ｐ
　Ｏ４、Ｎ　ａ　２　　ＨＰ　Ｏ４、（ＮＨ４）２　　
ＨＰＯａ　、Ｈ２Ｂｏｘ　、Ｎａ　ＢＯ３、ＮＨ４ＢＯ
Ｚなどが挙げられるが、やはり、これらに限定されるこ
とはない。以上の水溶性無機物は、各々が単独で用いら
れるほか、互いに反応せずに均一な水溶液を形成できる
範囲内で、１処理液中に複数種が併用されるようでもよ
い。

以上のカチオン含有処理液およびアニオン含有処理液に
よる原料木材の無機物含浸処理は、たとえば、以下のよ
うに行われる。

まず、両処理液のうちのいずれか一方（第１液）を、同
処理液中に上記原料木材を浸漬させるなどして、木材中
に含浸させる。この第１液の含浸後、同第１液と反応す
る相手方のイオンを含んだ処理液（第２液）を同様に含
浸させて、木材内部において不溶性不燃性無機物を生成
させる。

次に、上記のごとくして、アニオン含有処理液およびカ
チオン含有処理液の２液が含浸された後、さらに必要に
応じては、第３液、第４液・・・等を用意して繰り返し
含浸させ、生成物層の緻密化を図るようにしてもよい。

このとき用いられるカチオン／アニオン含有側処理液は
、それぞれ、同一種のものであっても、異種のものであ
っても構わないし、その濃度等も特に限定はされない。

各液の含浸処理方法、含浸処理時間等も、特に限定され
ることはなく、減圧下または加圧下で含浸させたり、塗
布による含浸を行ったりすることもできる。

なお、第１液の含浸処理に先立ち、原料木材に飽水処理
を施して、木材を充分に飽水された状態にしておくこと
が推奨される。これにより、木材中の水を媒体として第
１液に含まれているイオンが速く拡散していくようにな
り、処理時間を短縮することができるためである。飽水
処理方法は、特に限定されないが、水中貯木、スチーミ
ング、減圧下含浸、加圧下含浸などで行う。なお、第１
液を減圧下含浸または加圧下含浸させる場合には、この
飽水処理を行う必要は必ずしもない。

含浸処理後には、必要に応じて養生を行って不溶性不燃
性無機物の生成反応を促進させることもできる。

以上の含浸処理により木材内に不溶性不燃性無機物を生
成・定着させた後、必要に応じては、木材表面の水洗等
を行い、乾燥させて、目的とする内部に不溶性不燃性無
機物を含む木材を得る。

以上の各処理により、内部に不溶性不燃性無機物を含む
ため、高度に難燃性に優れた木材を効率良く得ることが
できる。得られた木材は、無機物が木材内部に含浸・定
着されているため、木質感が損なわれておらず、上記性
能に加えて外観的にも優れた木材となっている。

〔作　　　用〕

骨組み材を非金属系材料で作製するようにすると、一般
に、非金属系材料は、金属材料より熱伝導性が低いので
、骨組み材として金属材料を用いている従来の木質防火
戸の場合に比べて、火災発生時に戸の加熱面から骨組み
材を経由して非加熱面に伝わる熱の伝導速度が遅くなり
、非加熱面の温度の急激な上昇が抑えられる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明にかかる木質防火戸を、図面を参照し
ながら詳しく説明する。

第１図および第２図は、この発明ｔこかかる木質防火戸
の一実施例を表す。なお、第２図では、木質防火戸の平
面断面が、実際のものに比べて、戸の幅方向を縮小して
示されている。これらの図にみるように、この木質防火
戸は、非金属系材料からなる骨組み材１が枠状に組み立
てられて面状に構成されており、その表裏両面に、木材
からなる表面板２が金属材料からなる補強材３を介して
合わせられた構造を有する。枠状になった骨組み材１の
空隙内には、戸の断熱性を高めるために、セル構造を持
つコア材４が充填されて、芯材が構成されている。上記
芯材の強度をさらに高める等のために、骨組み材１を、
第１図にみるような枠状の骨組み構造の空間内に、さら
に、縦桟状や横桟状に組み込んだり、縦横桟状に、すな
わち、格子状に組み込んだりすることがある。第２図に
みるように、骨組み材１からなる枠部の周囲端面には、
木材５からなる端面板が合わされている。なお、第１図
では、この端面板５の図示が省略されている。

以下では、この発明のより具体的な実施例および比較例
を示すが、この発明は下記実施例およびすでに述べた実
施例に限定されない。

実施例１−１骨組み材を構成する非金属系材料として、内部に不溶性
不燃性無機物を含む木材からなる合板（以下、これを単
に「無機処理合板」と称する。）を用いた木質防火戸を
以下のようにして作製した内部に不溶性不燃性無機物を
含む木材の原料木材として、ロータリーレースにより切
削された厚さ３１ｍのペイマツ材単板を用い、この単板
に飽水処理を施して、木材内部まで充分水を含浸させた
飽水処理後の単板を、５０℃の塩化亜鉛水溶液（濃度２
ｍｏｌ／水１β）からなる第１浴に２４時間浸漬し、次
いで、５０°Ｃのリン酸水素二ナトリウム水溶液（濃度
４　ｍｏｌ／水１β）からなる第２浴に２４時間浸漬し
た。

この浸漬処理単板を熱風乾燥し、含水率５〜１０％の内
部に不溶性不燃性無機物を含む単板を得た。

この単板を積層、接着させて、無機処理合板を作製し、
この無機処理合板を加工し枠状に組んで、骨組み材を得
た。この骨組み材の枠内の空隙にペーパーハニカムを充
填して、芯材を得た。この芯材の表裏両側からｌ　＋＋
ｎ厚の亜鉛メツキ鋼板で挟んで、パネル構造体を得た。

次に、このパネル構造体の表裏両面および端面に厚さ０
．６■のナラ突板を貼り付けて、木質防火戸を得た。

一実施例１−２実施例１−１において、骨組み材を構成する非金属系材
料として無機処理合板の代わりにケイカル板を用いた以
外は実施例１−１と同様にして、木質防火戸を得た。

実施例１−３実施例１−１において、骨組み材を構成する非金属系材
料として無機処理合板の代わりに市販の難燃合板を用い
た以外は実施例１−１と同様にして、木質防火戸を得た
。

比較例− 実施例１−１において、骨組み材を構成する非金属系材
料として無機処理合板の代わりに厚さ１゜５鶴の角型鋼
を用いた以外は実施例１−１と同様にして、木質防火戸
を得た。

以上の実施例１−１〜１−３および比較例で得られた木
質防火戸について、以下のような耐火試験を行った。

戸の一方の側から表面板を、ＪＩＳ規格の耐火標準曲線
に則って３０分間加熱し、他方の側の表面板を構成する
ナラ突板が炭化するまでの時間を耐火時間として測定し
た。また、３０分間加熱後の非加熱面の最終温度を測定
した。それらの結果を第１表に示した。

第１表第１表にみるように、実施例１−１〜１−３で得られた
木質防火戸は、比較例で得られた木質防火戸に比べて、
４〜６倍も長い耐火時間を有し、かつ、非加熱面の温度
上昇が小さいことがわかる用いているため、骨組み材を
構成する材料として熱伝導性の高い金属材料を用いてい
る従来品に比べて、さらに高い防火性を有している。こ
の発明にかかる木質防火戸は、また、外面に表れる部分
に木材が用いられているため、木質感の豊かなものとな
っている。

〔発明の効果〕

Claims

【特許請求の範囲】１　面状に構成された骨組み材の表裏両面に、少なくと
も最外面が木材である表面板が金属材料からなる補強材
を介して合わせられ、前記骨組み材の周囲端面に少なく
とも最外面が木材からなる端面板が合わせられている木
質防火戸であって、前記骨組み材が非金属系材料からな
るものであることを特徴とする木質防火戸。２　非金属系材料が無機系材料である請求項１記載の木
質防火戸。３　非金属系材料が、難燃処理が施された木材である請
求項１記載の木質防火戸。４　難燃処理が施された木材が、混合することにより不
溶性不燃性無機物を生じさせるカチオン含有処理液とア
ニオン含有処理液の組み合わせのうちの一方を原料木材
に含浸させた後に他方を含浸させて木材組織内に前記不
溶性不燃性無機物を生成・定着させることにより得られ
たものである請求項３記載の木質防火戸。５　カチオン含有処理液が、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ａｌお
よびＺｎカチオンからなる群の中から選ばれた少なくと
も１種を含むものであり、アニオン含有処理液が、ＢＯ
＿３、ＰＯ＿４、ＣＯ＿３、ＳＯ＿４およびＯＨアニオ
ンからなる群の中から選ばれた少なくとも１種を含むも
のである請求項４記載の木質防火戸。