JP2007030416A

JP2007030416A - 可燃性材料の不燃化方法及び不燃材料

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Publication number: JP2007030416A
Application number: JP2005219317A
Authority: JP
Inventors: Osao Hori; 長生堀; Koichiro Takahashi; 晃一郎高橋
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】可燃性材料を簡単な方法で不燃化する。
【解決手段】所定の不燃レベルに達していない可燃性材料１の表面に、ガス遮蔽性及び高反射性を有する金属薄膜シート２を貼り付け、この可燃性材料１を不燃化とする。可燃性材料１は、古紙成形体、木炭成形体、合板、又は古紙ボード間に木チップを介装させた成形体等からなり、金属薄膜シート２は、厚さが３．０μｍ以上のアルミニウム箔、チタン箔、ステンレス箔からなり、接着剤を介して可燃性材料１の表面に貼り付けられる。金属製薄膜シート２により輻射熱が高反射されるとともに、可燃性材料１が熱分解して発生する可燃性ガスが遮蔽され、これらの２つの機能により可燃性材料１の着火が抑制され、可燃性材料が不燃化される。
【選択図】図１

Description

本発明は、可燃性材料の不燃化方法及び不燃材料に関し、特に、床材、壁材、天井材等の建材として有効な可燃性材料の不燃化方法及び不燃材料に関する。

従来、可燃性材料に難燃性能を付与する方法として、可燃性材料からなる基材に無機成分（例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等）を添加する方法、可燃性材料からなる基材を難燃剤溶液（例えば、ホウ酸溶液等）に浸漬させる方法等が知られている。

例えば、特許文献１には、古紙ボードに難燃性能を付与する方法として、古紙を主原料とする解繊ファイバーに、窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）、粉粒体状の難燃剤、及び無機質繊維状の不燃材料を添加、混合する方法、予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを設け、難燃シートと予備成形体とを一体に熱圧縮する方法が記載されている。

また、他の例として、特許文献２には、無機質充填剤を含むポリオレフィン樹脂からなる芯材層と、芯材層の両側に一体に積層される０．１５〜０．４ｍｍの厚さのアルミニウムからなる外装板とからなる準不燃性パネルが記載されている。
特許第３６４１２４６号公報特開平６−３１６０３１号公報

ところで、特許文献１に記載されている方法は、所定の難燃性レベル以上の難燃性能を付与するために、液体難燃剤、粉粒体状の難燃剤、及び無機質繊維状の不燃材料を解繊ファイバーの細部にまで行き渡らせなければならない。このため、多量の液体難燃剤、粉粒体状の難燃剤、及び無機質繊維状の不燃材料が必要になり、古紙本来の特性が損われたり、コストが嵩む問題が生じる。また、フェノール樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートと予備成形体とを一体化しなければならないため、製造に手間がかかり、コストが嵩む。さらに、難燃化することはできても、不燃化することはできない。

一方、特許文献２に記載されている例では、芯材層に難燃剤や無機成分を添加する必要がないので、特許文献１に記載されているもののように、芯材層本来の特性が損われたり、コストが嵩むような問題は生じない。

しかし、外装板は、芯材層の形状を保持するために使用されているため、外装材を芯材層の両側に設けなければならず、製造に手間がかかり、コストが嵩む。また、難燃化することはできても、不燃化することはできない。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、材料の本来の特性が損われるようなことがなく、また、コストが嵩むようなこともなく、さらに、床材、壁材、天井材等の建材として使用でき、さらに、可燃性材料を完全に不燃化することができる、可燃性材料の不燃化方法及び不燃材料を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、所定の不燃レベルに達していない可燃性材料の表面に、ガス遮蔽性及び高反射性を有する金属薄膜シートを貼り付け、該可燃性材料を不燃化とすることを特徴とする。

本発明による可燃性材料の不燃化方法によれば、火災時の輻射熱を金属薄膜シートによって高反射させることができるので、可燃性材料への熱の入射を抑制することができ、可燃性材料の熱分解を低減させることができる。また、金属薄膜シートによって可燃性材料の表面を遮蔽することができるので、可燃性材料が熱分解して発生する可燃性ガスが表面に放出するのを防止できる。従って、可燃性材料が着火するのを抑制でき、可燃性材料を不燃化することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の可燃性材料の不燃化方法であって、前記可燃性材料は、古紙成形体、木炭成形体、合板、又は古紙ボード間に木チップを介装させた成形体であることを特徴とする。

本発明による可燃性材料の不燃化方法によれば、可燃性材料は、古紙成形体、木炭成形体、合板、又は古紙ボード間に木チップを介装させた成形体からなり、この可燃性材料の表面に貼り付けた金属薄膜シートにより、可燃性材料が不燃化されることになる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の可燃材料の不燃化方法であって、前記金属薄膜シートは、厚さが３．０μｍ以上のアルミニウム箔、チタン箔、ステンレス箔であることを特徴とする。

本発明による可燃性材料の不燃化方法によれば、金属薄膜シートを、厚さが３．０μｍ以上のアルミニウム箔、チタン箔、ステンレス箔で構成することができるので、使用箇所に応じて金属薄膜シートの厚みを換えることにより、広範囲に利用することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載の可燃性材料の不燃化方法であって、前記金属薄膜シートの裏面には紙シートが裏打ちされ、該紙シートを前記可燃性材料の表面に貼り付けることを特徴とする。

本発明による可燃性材料の不燃化方法によれば、金属薄膜シートを紙シートによって補強することができるので、金属薄膜シートに３．０μm程度の厚さのものを使用した場合であっても、金属薄膜シートを破損させることなく、可燃性材料の表面に貼り付けることができる。

請求項５に係る発明は、所定の不燃レベルに達していない可燃性材料からなる基材と、該可燃性材料の表面に貼り付けられるガス遮蔽性及び高反射性を有する金属薄膜シートとからなることを特徴とする。

本発明による不燃材料によれば、火災時の輻射熱を金属薄膜シートによって高反射させることができるので、可燃性材料からなる基材への熱の入射を抑制することができ、基材の熱分解を低減させることができる。また、金属薄膜シートによって基材の表面を遮蔽することができるので、基材が熱分解して発生する可燃性ガスが表面に放出するのを防止できる。従って、基材が着火するのを抑制でき、可燃性材料からなる基材を完全に不燃化することができる。

以上、説明したように、本発明の請求項１に記載の可燃材料の不燃化方法によれば、建材等として使用した場合に、火災時の輻射熱を金属薄膜シートによって高反射させることができるので、可燃性材料への熱の入射を抑制することができ、可燃性材料の熱分解を低減させることができる。また、金属薄膜シートによって可燃性材料の表面を遮蔽することができるので、可燃性材料が熱分解して発生する可燃性ガスが表面に放出するのを防止できる。従って、可燃性材料が着火するのを抑制でき、可燃性材料を不燃化することができる。また、可燃性材料の表面に金属薄膜シートを貼り付けるだけでよいので、可燃性材料の組成を変えることなく、不燃化することができる。さらに、容易に不燃化することができるので、不燃化に要する費用を削減することができる。

また、本発明の請求項２に記載の可燃性材料の不燃化方法によれば、可燃性材料は、古紙成形体、木炭成形体、合板、又は古紙ボード間に木チップを介装させた成形体からなり、この可燃性材料の表面に貼り付けた金属薄膜シートにより、不燃化されることになる。
従って、可燃性材料である古紙成形体、木炭成形体、合板、又は古紙ボード間に木チップを介装させた成形体を金属薄膜シートで容易に不燃化することができるので、不燃化に要するコストを削減することができる。

さらに、本発明の請求項３に記載の可燃性材料の不燃化方法によれば、金属薄膜シートを、厚さが３．０μｍ以上のアルミニウム箔、チタン箔、ステンレス箔で構成することができるので、使用箇所に応じて金属薄膜シートの厚みを換えることにより、壁材、天井材、床材等の建材として使用でき、使用可能な範囲を広げることができる。

さらに、本発明の請求項４に記載の可燃性材料の不燃化方法によれば、金属薄膜シートを紙シートによって補強することができるので、金属薄膜シートに３．０μm程度の厚さのものを使用した場合であっても、金属薄膜シートを破損させることなく可燃性材料の表面に貼り付けることができる。

さらに、本発明の請求項５に記載の不燃材料によれば、建材等として使用した場合に、火災時の輻射熱を金属薄膜シートによって高反射させることができるので、可燃性材料への熱の入射を抑制することができ、可燃性材料の熱分解を低減させることができる。また、金属薄膜シートによって可燃性材料の表面を遮蔽することができるので、可燃性材料が熱分解して発生する可燃性ガスが表面に放出するのを防止できる。従って、可燃性材料が着火するのを抑制でき、可燃性材料を不燃化することができる。また、可燃性材料の表面に金属薄膜シートを貼り付けるだけでよいので、可燃性材料の組成を変えることなく、不燃化することができる。さらに、容易に不燃化することができるので、不燃化に要する費用を削減することができる。

以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４には、本発明による可燃性材料の不燃化方法及び不燃材料の一実施の形態が示されていて、この可燃性材料の不燃化方法及び不燃材料は、壁材、床材、天井材等の建材等に有効に適用できるものである。

すなわち、この可燃性材料の不燃化方法は、可燃性材料をその組成を変えることなく、後述する不燃材料の基準を満たすように不燃化するように構成したものであって、この可燃性材料の不燃化方法によって不燃化された不燃材料５は、図１に示すように、所定の不燃レベルに達していない可燃性材料から形成される板状の基材１と、基材１の表面に貼り付けられる金属薄膜シート２とを備えている。

基材１を構成する可燃性材料としては、例えば、古紙成形体、木炭成形体、合板、又は古紙ボード間に木チップを介装させた成形体等が挙げられる。但し、これらに限定することなく、所定の不燃レベルに達していないものであれば、使用することができる。

ここで、所定の不燃レベルとは、建築基準法に定められている不燃材料としての基準である。すなわち、コーンカロリー計試験機を用いて行う防火材料認定試験において、試験時間２０分内で最大発熱速度２００ｋＷ／ｍ^２以下、総発熱量８ＭＪ／ｍ^２以下を満たすものが不燃材料として認定されるので、この不燃材料としての認定条件を満たしていないものを、所定の不燃レベルに達していない可燃性材料としている。

金属薄膜シート２は、ガス遮蔽性が高い特性を有するアルミニウム箔、チタン箔、ステンレス箔等から形成される。金属薄膜シート２は、基材１の表面に樹脂系、ゴム系等の接着剤３を介して一体に貼り付けられる。金属薄膜シート２の表面は、高反射性を有する輝面に形成されている。金属薄膜シート２の表面を輝面に形成する方法としては、特に制限はなく、周知の方法を使用することができる。

金属薄膜シート２には、金属薄膜シート２単体からなるもの、金属薄膜シート２の裏面に補強用の紙シートを裏打ちしたものがあり、何れのタイプものを使用してもよい。紙シートを裏打ちしたものは、紙シートが基材１と金属薄膜シート２との間に介在することになるので、金属薄膜シート２の強度を高めることができ、基材１への貼り付け時、建材としての使用時等に破損するのを防止できる。

金属薄膜シート２としては、厚さが３．０μｍ以上のものが使用される。厚さを３．０μｍ以上としているのは、製造上の限界厚さが３．０μｍであり、現在、市場に流通しているものも３．０μｍ以上だからである。金属薄膜シート２は、薄いものほど単価が安いので、薄いものを使用するほどコストを低減させることができる。但し、薄いものほど強度が低下するので、使用箇所に応じて適宜の厚さのものを使用する必要がある。

上記のような構成の不燃材料５は、建物の床材、壁材、天井材等の建材として使用した場合に、火災の発生時に建材が受ける輻射熱を金属薄膜シート２によって高反射させることができるので、熱の基材１への入射を抑制することができ、基材１の熱分解を低減させることができる。例えば、金属薄膜シート２にアルミニウム箔を使用した場合には、輻射エネルギー（放射エネルギー）の９０％以上を反射させることができる。また、金属薄膜シート２によって基材１の表面を遮蔽することができるので、基材１が熱分解して発生する可燃性ガスが表面に放出するのを防止できる。従って、輻射熱と高反射する機能とガスを遮蔽する機能の２つの機能の協働により、基材１が着火するのを抑制することができ、基材１を不燃化することができる。

図２に、本発明による可燃性材料の不燃化方法により不燃化した不燃材料及び可燃性材料の防火性能試験の結果を示す。
この防火性能試験においては、不燃材料として、古紙再生ボードの表面に金属薄膜シートを貼り付けたもの（試験体１〜４）を用い、可燃性材料として、古紙再生ボード（試験体５）を用いた。
（１）試験体
試験体１；古紙再生ボード＋アルミ箔（６．５μｍ）、試験体２；古紙再生ボード＋アルミ箔（２０μｍ）、試験体３；古紙再生ボード＋アルミ箔（１２μｍ）、試験体４；古紙再生ボード＋銀紙（５０μｍ）、試験体５；古紙再生ボードである。

（２）試験条件
試験装置としてコーンカロリー計試験機を用い、所定の条件のもとに防火性能試験を行い、最大発熱速度と総発熱量を求めた。
ここで、評定基準は、難燃材料；試験時間５分、最大発熱速度２００ｋＷ／ｍ^２以下、総発熱量８ＭＪ／ｍ^２以下、準不燃材料；試験時間１０分、最大発熱速度２００ｋＷ／ｍ^２以下、総発熱量８ＭＪ／ｍ^２以下、不燃材料；試験時間２０分、最大発熱速度２００ｋＷ／ｍ^２以下、総発熱量８ＭＪ／ｍ^２以下、である。

（３）試験結果
図２の試験結果から、試験体５（古紙再生ボード）の最大発熱速度が２４４．１１（ｋＷ／ｍ^２）であるのに対して、試験体１（古紙再生ボード＋アルミ箔（６．５μｍ））、試験体２（古紙再生ボード＋アルミ箔（２０μｍ））、試験体３（古紙再生ボード＋アルミ箔（１２μｍ））、試験体４（古紙再生ボード＋アルミ箔（５０μｍ））の最大発熱速度は、５．１２９（ｋＷ／ｍ^２）、３．７７８（ｋＷ／ｍ^２）、４．５９８（ｋＷ／ｍ^２）、３．１０２２（ｋＷ／ｍ^２）であり、大幅に減少していることが分かる。

また、不燃材料の試験時間である２０分間で発生した総発熱量についても、試験体５（古紙再生ボード）が９９．４５（ＭＪ／ｍ^２）であるのに対し、試験体１（古紙再生ボード＋アルミ箔（６．５μｍ））、試験体２（古紙再生ボード＋アルミ箔（２０μｍ））、試験体３（古紙再生ボード＋アルミ箔（１２μｍ））、試験体４（古紙再生ボード＋アルミ箔（５０μｍ））は、３．１４（ＭＪ／ｍ^２）、０．４１（ＭＪ／ｍ^２）、２．３（ＭＪ／ｍ^２）、０．５（ＭＪ／ｍ^２）であり、大幅に減少していることが分かる。

図３、図４に、他の種類の不燃性材料及び可燃性材料の防火性能試験の結果を示す。ここで、試験体１；古紙ボード、試験体２；古紙ボード上にアルミ箔を貼り付けたもの、試験体．３；古紙ボード間に木片チップを介在させたもの、試験体４；古紙ボード間に木片チップを介在させ、さらにその上にアルミ箔を貼り付けたものである。図４は、発熱速度の経時的変化を示したものである。

試験方法は、図２に示す防火性能試験と同様に、試験装置としてコーンカロリー計試験機を用い、所定の条件のもとに防火性能試験を行い、最大発熱速度と総発熱量とを求めた。認定基準は、図２に示すものと同様である。

図３、図４の試験結果から、試験体１（古紙ボード）、試験体３（古紙ボード間に木片チップを介在させたもの）は、最大発熱速度が１９５．０５３（ｋＷ／ｍ^２）、１７３．９８（ｋＷ／ｍ^２）であるのに対し、試験体２（古紙ボード上にアルミ箔を貼り付けたもの）、試験体４（古紙ボード間に木片チップを介在させ、さらにその上にアルミ箔を貼り付けたもの）は、最大発熱速度が３．１０２（ｋＷ／ｍ^２）６．４０４（ｋＷ／ｍ^２）であり、大幅に減少していることが分かる。

また、不燃材料の試験時間である２０分間で発生した総発熱量についても、試験体１（古紙ボード）、試験体３（古紙ボード間に木片チップを介在させたもの）が１１１．１３（ＭＪ／ｍ^２）、１０８．４８（ＭＪ／ｍ^２）であるのに対し、試験体２（古紙ボード上にアルミ箔を貼り付けたもの）、試験体４（古紙ボード間に木片チップを介在させ、さらにその上にアルミ箔を貼り付けたもの）は、０．５（ＭＪ／ｍ^２）、２．９８（ＭＪ／ｍ^２）であり、大幅に減少していることが分かる。

本発明による不燃材料の一実施の形態を示した縦断面図である。本発明による不燃材料及び可燃性材料の一例の防火性能試験結果を示した説明図である。本発明による不燃材料及び可燃性材料の他の例の防火性能試験結果を示した説明図である。図３の発熱速度の経時的変化を示した説明図である。

符号の説明

１基材
２金属薄膜シート
３接着剤
５不燃材料

Claims

所定の不燃レベルに達していない可燃性材料の表面に、ガス遮蔽性及び高反射性を有する金属薄膜シートを貼り付け、該可燃性材料を不燃化とすることを特徴とする可燃性材料の不燃化方法。
前記可燃性材料は、古紙成形体、木炭成形体、合板、又は古紙ボード間に木チップを介装させた成形体であることを特徴とする請求項１に記載の可燃性材料の不燃化方法。
前記金属薄膜シートは、厚さが３．０μｍ以上のアルミニウム箔、チタン箔、ステンレス箔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の可燃材料の不燃化方法。
前記金属薄膜シートの裏面には紙シートが裏打ちされ、該紙シートを前記可燃性材料の表面に貼り付けることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の可燃性材料の不燃化方法。
所定の不燃レベルに達していない可燃性材料からなる基材と、該可燃性材料の表面に貼り付けられるガス遮蔽性及び高反射性を有する金属薄膜シートとからなることを特徴とする不燃材料。