JPH10266407A - 耐火パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属製枠体の内部に裏打材として不燃性フェノ
ール樹脂発泡体組成物を充填し成形硬化させ高度の耐火
性を有し吸水性が低く密実で物理的強度の高い耐火パネ
ルを提供することである。 【構成】金属製枠体の内部に裏打材としてレゾール型フ
ェノール樹脂３０〜１００重量部、発泡剤３〜１０重量
部、硬化剤１０〜５０重量部に圧縮強度６００ｋｇｆ／
ｃｍ^２以上で嵩比重０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３、融点１
５００℃以上のセラミック微細中空拉子１００〜８００
重量部及びガラス粉末及び／又は融剤２０〜２５０重量
部、水酸化アルミニウム１００〜２５０重量部に水若干
量を加えたものを充填し硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軽量で且つ耐火性、断熱
性に優れた不燃性のフェノール樹脂発泡体を金属製枠体
内部に充填した耐火パネルにして、建造物の壁材、屋根
材、床材、耐火保管庫等に使用することができる。

【０００２】

【従来の技術】従来建築用耐火パネルには、無機系ある
いは金属系の材料を使用したもののみであり、いずれも
断熱性は低く加工性も悪くしかも重量が重いためハンド
リングに支障をきたしていた。芯材に不燃性のフェノー
ル樹脂発泡体を使用したものも開発されていたがいずれ
もフェノール樹脂発泡体の難燃性を向上させるため水酸
化アルミニウムに珪酸カルシウムあるいは炭酸カルシウ
ム等の無機材を充填材として添加し、ガラス繊維などの
無機繊維を補強材として加え強度増強を図っているので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の耐火パネルは表
面材及び裏面材と芯材となるフェノール樹脂発泡体とが
一体となって初めて耐火性能を示すことができるもので
あり、芯材そのものが不燃性能を有するものではなかっ
た。又フェノール樹脂発泡体の表面が多孔質であるため
吸水性が高く接着剤を塗布して面材を接着することがは
なはだ困難であった。フェノール樹脂発泡体はフェノー
ル樹脂の発泡によって多孔質となり、多数の気泡を内部
に含有せしめるため物理的強度が低下した。このためガ
ラス繊維等を混入して強度の増加を図っているのであ
る。本発明は、表面平滑で高度の耐火性を有し吸水性の
低い密実にして物理的強度の高い不燃性フェノール樹脂
発泡体を金属製枠体内部に充填した耐火パネルを提供す
ることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は面材の周縁が立
ち上がり薄箱型形状をした金属製枠体の内部に不燃性フ
ェノール樹脂発泡体組成物を裏打材として充填し耐火パ
ネルとしたもので不燃性フェノール樹脂発泡体組成物
は、レゾール型フェノール樹脂３０〜１００重量部、発
泡剤３〜１０重量部、硬化剤１０〜５０重量部に圧縮強
度６００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上で嵩比重０．３〜０．５ｇ
／ｃｍ^３、融点１５００℃以上のセラミック微細中空粒
子１００〜８００重量部、ガラス粉末及び／又は融剤２
０〜２５０重量部、水酸化アルミニウム１００〜２５０
重量部及び水を若干量加えたものである。さらに耐火性
能及び加熱時の保形性能を高めるため上記組成物に無水
リン酸１０〜５０重量部、弗化カルシウム５〜３０重量
部添加し成形硬化させたものである。

【０００５】

【作用】本発明の耐火パネルは面材の周縁が立ち上がり
薄箱型形状をした金属製枠体の内部に不燃性フェノール
樹脂発泡体組成物を裏打材として充填する。裏打材とし
ての不燃性フェノール樹脂発泡体は、建設省告示第１８
２８号に基ずく不燃材料の加熱試験に耐え得るものを使
用することにより金属性枠体と相俊って優れた耐火性能
が発揮できるのである。

【０００６】本発明に使用する面材の周縁が立ち上がり
薄箱型形状をした金属製枠体は、金属平板をプレス成形
により容易に作製することができる。薄箱型形状をした
金属製枠体の寸法は使用部位によって任意に選択するこ
とができる。例えば横×縦が４００×６００ｍｍ、６０
０×６００ｍｍ、４５０×９００ｍｍ、６００×９００
ｍｍ、９００×９００ｍｍ、９００×１８００ｍｍ、１
０００×２０００ｍｍ等の寸法が可能である。

【０００７】薄箱型形状をした金属製枠体の周縁の立ち
上がり寸法は横寸法及び縦寸法並びに使用部位の目的等
によって異なるが７〜５０ｍｍの範囲が好適であ。内部
に充填する不燃性フェノール樹脂発泡体の厚みは、この
周縁立ち上がり寸法によって決定される。

【０００８】薄箱型形状をした金属製枠体の箱の底面即
ち面材部分にあらかじめエンボス加工を行ない、凹凸形
状を形成せしめておくことにより耐火パネル面の化粧模
様とすることができる。

【０００９】薄箱型形状をした金属性枠体を形成する金
属平板はコイルあるいは切り板状の平板を使用するが、
金属平板としては塗装金属板、貼合わせ鋼板、電気亜鉛
めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛アルミ鋼
板、ホーロー鋼板、ステンレス鋼板、アルミ合金板、銅
板、銅メッキ鋼板、チタン板などが使用できる。金属平
板の厚みは０．１７〜１．６ｍｍの範囲である。

【００１０】裏打材として充填する不燃性フェノール樹
脂発泡体は、強度の高いセラミック微細中空同士が接合
し、この部分がフェノール樹脂で固着されているためき
わめて軽量で、その比重は０．４〜０．６ｇ／ｃｍ^３と
なる。又成形時に１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ^２で加圧す
るため緻密になり強度も高く圧縮強度は１００ｋｇｆ／
ｃｍ^２以上となる。裏打材としての不燃性フェノール樹
脂発泡体は建設省告示第１８２８号に基ずく不燃材料の
加熱試験に耐え得るものである。これ自身物理的強度の
高いものであるがさらに高強度を必要とする場合は不燃
性フェノール樹脂発泡体組成物にガラス繊維、無機系ク
ロス、ステンレスネット等の補強材を入れることもでき
る。又不燃性フェノール樹脂発泡体を加圧成形する場合
加圧プレス面にタイル模様、エンボス模様など種々の模
様を形成することにより不燃性フェノール樹脂発泡体の
表面を模様のある成形板とし、さらにこの面を塗装して
化粧面にすることができる。

【００１１】強度の高いセラミック微細中空粒子は、不
燃性フェノール樹脂発泡体中に完全に中空体の形で存在
することができるため、セラミック微細中空粒子間が点
接合により固着することによって点接合以外に無数の毛
細管状の空気流通孔が存在することを見出したのであ
る。

【００１２】この無数の網の目状に張りめぐらされた毛
細管状の空気流通孔によって僅か１ｋｇｆ／ｃｍ^２程度
の低い空気圧でも空気は表面から流れる。すなわち表面
からの空気は裏面のみならず四周に迄流れる。特に高熱
空気の場合は表面から大部分が上方及び左右方向に流れ
不燃性フェノール樹脂発泡体の全面から放散すめため裏
面温度は上昇しない。このため本発明になる耐火パネル
に火炎がかかっても火炎による高熱の空気は裏打材とし
ての不燃性フェノール樹脂発泡体全体に均等に流れる。
従って裏面温度の上昇は少なく全体が放熱板として作用
するのである。

【００１３】本発明のレゾール型フェノール樹脂発泡体
に使用されるフェノール樹脂はフェノール、クレゾー
ル、キシレノール、パラアルキルフェノール、パラフェ
ニルフェノール、レゾルシン等のフェノール類及びその
変性物とホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒト、フ
ルフラール、アセトアルデヒド等のアルデヒド類を水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、ヘ
キサメチレンテトラミン、トリメチルアミン、トリエチ
ルアミン等のアルカリ性触媒で反応させて製造するレゾ
ール型のものである。

【００１４】裏打材として充填する不燃性フェノール樹
脂発泡体組成物に使用する発泡剤は、例えばメチレンク
ロライド、炭酸塩、ペンタン、ヘキサン、イソプロビル
エーテル、塩化メチレン等でレゾール型フェノール樹脂
に対して３〜１０重量部添加する。又レゾール型フェノ
ール樹脂発泡体に使用される硬化剤として硫酸、リン酸
等の無機酸、ベンゼンスルホン酸、ナフトールスルホン
酸、フェノールスルホン酸等の有機酸が挙げられる。

【００１５】不燃性フェノール樹脂発泡体組成物に使用
するセラミック微細中空粒子は、従来の微細中空発泡体
に比較して特に圧縮強度が高いものであり不燃性フェノ
ール樹脂発泡体製造過程で生ずる高い応力、剪断力に対
して耐え得ることができるものである。さらに加圧成形
することによって軽量であるにもかかわらず高強度で且
つ緻密な不燃性フェノール樹脂発泡体とすることができ
るのである。

【００１６】セラミック微細中空粒子あるいは微細中空
発泡体の圧縮強度とは耐水圧強度と同意語であり、圧縮
強度の測定は、微細中空発泡体を水中で加圧し水に加え
られた圧力が微細中空発泡体に伝わり微細中空発泡体が
破壊する圧力を圧縮強度とするのである。

【００１７】優れた性能を示すことのできる裏打材とし
ての不燃性フェノール樹脂発泡体は、攪拌・混練工程が
充分でなければならず、均一な製品で品質の良い不燃性
フェノール樹脂発泡体には特に重要である。本発明にお
けるが如き組成物に対して充分な攪拌・混練を行なう場
合セラミック微細中空粒子に加わる応力及び剪断力は、
約４００ｋｇｆ／ｃｍ^２前後になる。従来の微細中空発
泡体には、このような高圧に耐え得るものが無かったの
で、かかる不燃性フェノール樹脂発泡体として使用し充
分な性能が得られるものは皆無であった。即ち大部分が
破壊してしまうからである。

【００１８】次にセラミック微細中空粒子を裏打材とし
ての不燃性フェノール樹脂発泡体に使用する場合重要な
ことは熱伝導率である。微細中空発泡体はその粒径によ
るが一般に０．１（ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃）前後であり、
充填した微細中空発泡体の半分が破壊されたものである
場合熱伝導率は大体０．２（ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃）に低
下する。破壊されない完全な微細中空発泡体が使用され
た場合にのみ優れた効果が得られるのである。本発明に
使用するセラミック微細中空粒子は従来の微細中空発泡
体であるシラスバルーン、ガラスバルーン、シリカバル
ーン、フライアッシュバルーンなどに比較して格段に圧
縮強度が高いものであり、裏打材としての不燃性フェノ
ール樹脂発泡体のセラミックス微細中空粒子は１００％
完全な球状で残存している。従来の微細中空発泡体の圧
縮強度は８０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ^２である。

【００１９】不燃性フェノール樹脂発泡体組成物に使用
するセラミック微細中空粒子の融点は１５００℃以上で
ある。セラミック微細中空粒子はその材質に起因するの
は当然であるが一般的に融点の高いもの程圧縮強度も高
くなる。圧縮強度を６００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上とするな
らばその融点は１５００℃以上になるのである。

【００２０】以上により本発明において使用するセラミ
ック微細中空粒子はシリカ５０〜６０％、アルミナ４０
〜４５％、その他１．５〜２．５％からなるセラミック
組成物を発泡生成せしめたものを使用し、その物性は圧
縮強度７００ｋｇｆ／ｃｍ^２、融点１６００℃、嵩比重
０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率０．１（ｋｃａｌ
／ｍｈｒ℃）で完全な中空粒子のみで構成されている。
セラミック微細中空粒子の粒径は、５〜３５０μｍの範
囲のものを使用し、細目５〜７５μｍ、中目７５〜１５
０μｍ、荒目１５０〜３５０μｍとして粒度調整により
混合使用する。嵩比重は粒度の細かいものは重く、荒い
ものは軽くなる。このため嵩比重の範囲は０．３〜０．
５ｇ／ｃｍ^３となる。

【００２１】レゾール型フェノール樹脂３０〜１００重
量部に対して、発泡剤３〜１０重量部、硬化剤は１０〜
５０重量部であり、これに加えるセラミック微細中空粒
子は１００〜８００重量部とする。１００重量部以下で
は裏打材としての不燃性フェノール樹脂発泡体の耐火
性、断熱性が充分発現できず、８００重量部以上では強
度の低下が大きくなるからである。裏打材としての不燃
性フェノール樹脂発泡体の所要物理的強度、比重等によ
ってセラミック微細中空粒子の量を加減することができ
る。

【００２２】本発明に使用するガラス粉末は、酸化物ガ
ラス中の硅酸塩ガラスでＮａ_２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ_２系
のソーダ石灰ガラスを粉末にしたものが最適である。こ
のガラス粉末に、融剤としては例えば長石、長灰石、炭
酸マグネシウム、リン酸石灰、酸化鉛、硼酸、炭酸ソー
ダ、硝酸ソーダ、酸化亜鉛などいずれか１種又は２種以
上を添加する。又ガラス粉末のみ又は融剤のみ単独で使
用添加してもよい。ガラス粉末及び融剤の粒径は５〜１
００μｍの範囲が好適で、裏打材としての不燃性フェノ
ール樹脂発泡体が加熱された場合の耐火性を向上させる
結合材として効果を発揮する。ガラス粉末及び／又は融
剤の添加量はレゾール型フェノール樹脂３０〜１００重
量部に対して２０〜２５０重量部である。２０重量部以
下では耐火性を示す結合材としての効果が発揮できず、
２５０重量部以上では強度低下を示すからである。

【００２３】水酸化アルミニウムは加熱されることによ
って容易に水を失って酸化アルミニウムとなるので、裏
打材としての不燃性フェノール樹脂発泡体の不燃性、耐
火性を向上させるために有効なものである。水分率が０
〜３０％で粒度が１００μ以下純度９９％のものが好適
である。レゾール型フェノール樹脂３０〜１００重量部
に対して１００〜２５０重量部配合する。

【００２４】無水リン酸とは五酸化二リンが水和してで
きる酸を総称したものであり、メタリン酸、ピロリン
酸、オルトリン酸、三リン酸、四リン酸などがある。本
発明ではオルトリン酸又は正リン酸を使用する。加熱す
るとピロリン酸となり更に温度が上がるとメタリン酸と
なって裏打材としての不燃性フェノール樹脂発泡体の耐
火性向上に寄与する。配合割合はレゾール型フェノール
樹脂３０〜１００重量部に対して１０〜５０重量部の範
囲とする。

【００２５】弗化カルシウムは天然にホタル石として産
出するもの又は炭酸カルシウムや水酸化カルシウムを弗
化水素酸に溶解し溶液を蒸発して得たものを使用する。
本発明における裏打材としての不燃性フェノール樹脂発
泡体に弗化カルシウムを配合するのは不燃性フェノール
樹脂発泡組成物の流動性を増加させると共に融剤として
使用し、加熱時における不燃性フェノール樹脂発泡体の
保形性維持に効果を示すものである。配合割合はレゾー
ル型フェノール樹脂３０〜１００重量部に対して５〜３
０重量部が好適である。

【００２６】不燃性フェノール樹脂発泡体組成物の前記
主要構成材料の他、性状向上を図るため分散剤、抗菌・
抗かび剤、安定剤等の混和剤や無機質体質顔料などを用
いる。又注型加圧成形性を図るため増粘剤例えばメチル
セルローズ、カルボキシルメチルセルローズ等を添加し
てもよく、チタン粉末、アルミナ粉末等を耐火性及び物
性向上のため添加してもよい。

【００２７】

【実施例】以下本発明の実施例について詳述するが本発
明はその要旨を越えない限り実施例に限定されるもので
はない。

【００２８】実施例１ 面材の寸法横９００ｍｍ、縦１
８００ｍｍで周縁の立ち上がり５０ｍｍの薄箱型形状金
属製枠体を板厚０．２７ｍｍの塗装金属板（東邦シート
フレーム社製「アサヒノーブル１０」）をプレス成形に
より作製し、その内部に裏打材としてレゾール型フェノ
ール樹脂１００重量部、発泡剤として塩化メチレン５重
量部に圧縮強度７００ｋｇｆ／ｃｍ^２、嵩比重０．３〜
０．５ｇ／ｃｍ^３、融点１６００℃、熱伝導率０．１
（ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃）で完全中空粒子のみで構成され
ているセラミック微細中空粒子７５０重量部、ガラス粉
末を２００重量部、水酸化アルミニウム２００重量部、
水１００重量部、その他混和剤に分散剤、安定剤等を各
々適量加えた組成物を充分攪拌・混練した後リン酸系の
硬化剤を５０重量部加えさらに充分攪拌・混練したもの
を充填して板状としその表面を１０ｋｇｆ／ｃｍ^２で加
圧成形後１２５℃７０分養生して硬化させた。

【００２９】実施例２ 実施例１と同じ金属製枠体の内
部に裏打材としてレゾール型フェノール樹脂７０重量
部、発泡剤として塩化メチレン５重量部に圧縮強度７０
０ｋｇｆ／ｃｍ^２、嵩比重０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３、
融点１６００℃、熱伝導率０．１（ｋｃａｌ／ｍｈｒ
℃）で完全中空粒子のみで構成されているセラミック微
細中空粒子６００重量部、ガラス粉末４０重量部、水酸
化アルミニウム１５０重量部、無水リン酸２５重量部、
弗化カルシウム１３重量部、水５０重量部その他混和剤
に分散剤、安定剤等を各々適量加えた組成物を充分攪拌
・混練した後リン酸系の硬化剤を５０重量部加えさらに
充分攪拌・混練し型枠に打設して板状としその表面を１
０ｋｇｆ／ｃｍ^２で加圧成形後１３０℃８０分養生して
硬化させた。

【００３０】実施例で作製した耐火パネルについてＪＩ
ＳＡ１３０４に基ずく建築構造部分の耐火試験を行なっ
た結果実施例１及び実施例２共に合格した。

【００３１】

【発明の効果】以上述べた如く本発明の耐火パネルは金
属製枠体の裏打材として不燃性フェノール樹脂発泡体組
成物を充填し成形硬化させる。フェノール樹脂の充填材
にセラミック微細中空粒子及びガラス粉末及び／又は融
剤、水酸化アルミニウム等を使用することによって、従
来のフェノール樹脂発泡体では得られなかった耐火性を
得ることができた。また従来のフェノール樹脂発泡体は
フェノール樹脂自身の発泡のみであるため連続気泡とな
り多孔質で吸水性が高く、物理的強度も充分では無かっ
た。

【００３２】セラミック微細中空粒子の面と面がフェノ
ール樹脂によって点接合しさらにセラミック微細中空粒
子間の空隙にガラス粉末及び／又は融剤、水酸化アルミ
ニウム等が充填することにより加熱されると一層セラミ
ック微細中空粒子の面と面の点接合が強固なものとなり
フェノール樹脂自身の発泡のみによるものとは全く異な
った構成によって表面平滑で高度な耐火性を示し吸水性
の低い、密実にして物理的強度が高くしかも断熱性にも
優れた不燃性フェノール樹脂発泡体を裏打材として充填
した耐火パネルを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】耐火パネル斜視図

【図２】耐火パネル断面図

【符号の説明】

１．金属製枠体 ２．不燃性フェノール樹脂発泡体 ３．金属製枠体の面材 ４．金属製枠体の周縁立ち上がり部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面材の周縁が立ち上がり薄箱型形状をし
   た金属製枠体の内部にレゾール型フェノール樹脂３０〜
   １００重量部、発泡剤３〜１０重量部、硬化剤１０〜５
   ０重量部に圧縮強度６００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上で嵩比重
   ０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３、融点１５００℃以上のセラ
   ミック微細中空粒子１００〜８００重量部、ガラス粉末
   及び／又は融剤２０〜２５０重量部、水酸化アルミニウ
   ム１００〜２５０重量部に水を加えた不燃性フェノール
   樹脂発泡体組成物を裏打材として充填し成形硬化させた
   ことを特徴とする耐火パネル。
2. 【請求項２】 請求項１記載の組成物にさらに無水リン
   酸１０〜５０重量部、弗化カルシウム５〜３０重量部添
   加したことを特徴とする請求項１記載の耐火パネル。