JP2020006185A - 熱膨張性耐火材、開口枠体、および建具 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]第1の熱膨張性耐火材と、第1の熱膨張性耐火材よりも高い膨張温度で膨張を開始する第2の熱膨張性材耐火材とが積層されてなる熱膨張性耐火性複合材。
[2]シートまたは成形体である項1に記載の熱膨張性耐火性複合材。
[3]開口部を有する開口枠体と、該開口枠体の開口部を閉塞する板材とを有する建具を構成する開口枠体であって、該開口枠体に、第1の熱膨張性耐火材と、第1の熱膨張性耐火材よりも高い膨張温度で膨張を開始する第2の熱膨張性材耐火材とが積層されてなる熱膨張性耐火性複合材が配置されている、開口枠体。
[4]前記開口枠体の各枠部材が、該枠部材の長手方向に沿って延びる空洞を有し、前記熱膨張性耐火性複合材が前記空洞内に配置されている項3に記載の開口枠体。
[5]前記熱膨張性耐火性複合材の第1の熱膨張性耐火材が空洞内で第2の熱膨張性耐火材よりも枠部材に近い側に配置されている項4に記載の開口枠体。
[6]項3〜5のいずれか一項に記載の開口枠体と、前記開口枠体の開口部を閉塞する板材とを有する建具。
[7]前記板材が、板材の外周を支持する外周枠体を備え、外周枠体の枠部材に項1または2に記載の熱膨張性耐火性複合材が配置されている項6に記載の建具。
本発明の第1実施形態を図1〜4を参照しながら説明する。
可能になるように、可撓性が付与されてもよく、可撓性を付与する方法は特許第4691324号に記載されている。前記エポキシ樹脂の可撓性を調整することによって、硬い板状物から柔軟性を有する成形体が得られ、種々の空洞の形状および寸法に応じて、熱膨張性耐火材2,3を挿入することが可能となる。
り小さいと、樹脂に配合する際の分散性が良く、物性が良好である。熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、東ソー社製「GREP−EG」、GRAFTECH社製「GRAFGUARD」等が挙げられる。
観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム類、および、下記化学式(1)で表される化合物が好ましく、性能、安全性、コスト等の点においてポリリン酸アンモニウム類がより好ましい。
CROS 484」、「FR CROS 487」等が挙げられる。
は、樹脂成分100重量部に対して30〜300重量部である。配合量が30重量部以上であると、膨張断熱層の強度を向上させる効果が発揮され、300重量部以下であると、組成物が機械的強度が使用に耐えられる程度に維持される。より好ましくは40〜250重量部である。
熱した後の体積膨張率が3〜50倍の材料である。体積膨張率が3倍以上であると、熱膨張性耐火材2,3が膨張性能を発揮するのに十分な程度に膨張し、また50倍以下であると膨張断熱層の強度が維持され、火炎の貫通が防止される。より好ましくは、熱膨張性耐火材2,3の体積膨張率が5〜40倍であり、さらに好ましくは8〜35倍である。
膨張性耐火材2が先に膨張を開始する。
スが好ましい。また基材層の厚みは、防火性能あるいは施工上影響を及ぼさなければいずれでもよいが、好ましくは0.25mm以下である。
ときに、空洞の内壁面に粘着できて施工が容易となる。
・図5の実施形態では、熱膨張性耐火性複合材1が開口枠体10の四つの辺の枠材11〜14に連続して配置されているが、図6に示されるように、熱膨張性耐火性複合材1は、各枠材11〜14のうちの少なくとも一つにおいて長手方向に間隔を空けて整列した構成となっていてもよい。この場合、離間して隣り合う2つの熱膨張性耐火性複合材1の間の間隔は、間隔が大き過ぎると火災時に火が通過して防火性能が損なわれるが、好ましくは加熱時に熱膨張性耐火性複合材1が膨張して隣り合う2つの熱膨張性耐火性複合材1間の間隔が埋められ、それらの熱膨張性耐火性複合材1同士が接触する大きさに設定される。ただし、開口枠体10自体が耐火性を有するため、隣り合う2つの熱膨張性耐火性複合材1間の間隔が埋められない場合であっても本発明の範囲に包含される。一つの実施形態では、上下の横枠材13,14に一つの連続的な熱膨張性耐火性複合材1がそれぞれ配置され、左右の縦枠材11,12に、複数の熱膨張性耐火性複合材1が間隔を空けて配置される。別の実施形態では、熱膨張性耐火性複合材1は、上下側の横枠材13、14に複数の熱膨張性耐火性複合材1が間隔を空けて配置され、左右の縦枠材11,12に、一つの連続的な熱膨張性耐火性複合材1がそれぞれ配置されるか、複数の熱膨張性耐火性複合材1が間隔を空けて配置されてもよい。さらに、上記の実施形態において、枠材11〜14のうちのいずれか一つには、熱膨張性耐火性複合材1が配置されなくてもよい。火災時に全ての枠材の面を膨張材で塞がなくても、枠体自体にもある程度耐火性があるため、枠材11〜14の欠損部分(ビスで穴を開けている箇所や、切欠がある箇所)等のような弱い部分に少なくとも熱膨張性耐火性複合材1を貼り付ければ、耐火性を発揮する。また、放熱性も確保できる。さらに、上記の実施形態において、各枠材11〜14に配置される1つまたは複数の熱膨張性耐火性複合材1の長さの合計が、その枠体の全長の40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、または80%以上の長さである。
・熱膨張性耐火性複合材1の配置と、熱膨張性耐火性複合材1’の配置とは同じでも異なっていてもよい。
・熱膨張性耐火性複合材1が配置される位置は、枠材11〜14の空洞に長手方向に延びるものに限定されない。例えば、サッシ1の枠材11〜14に樹脂製の部品(ピース部材)が設けられている箇所や、サッシ1が特にアルミサッシである場合の枠材11〜14の欠損部分には、火が通過しやすいため、その上下15cm内の周囲に熱膨張性耐火性複合材1を優先的に配置することが望まれる。
・熱膨張性耐火性複合材1は枠材11〜14の外表面に配置されてもよい。加熱時に開口枠体10と障子20との間の空間を埋める位置で、枠材11〜14の外表面に貼り付ければ、建具に防火性能が付与される。
・熱膨張性耐火性複合材1が配置される位置は、枠材11〜14の空洞への直接貼り付け、つまり枠材11〜14の内側への張り付けに限られず、枠材11〜14の内部に配置される金属補強材に貼り付けて、枠材11〜14に挿入してもよい。
・熱膨張性耐火性複合材1は開口枠体10の上に直接配置される以外に、熱膨張性耐火性複合材1と開口枠体10の間に他の部材が介在していてもよいし、第1の熱膨張性耐火材2と第2の熱膨張性耐火材3とが直接接触せず、第1の熱膨張性耐火材2と第2の熱膨張性耐火材3との間にも他の部材が介在していてもよい。
・第1の熱膨張性耐火材2と第2の熱膨張性耐火材3に加えて、第1の熱膨張性耐火材2または第2の熱膨張性耐火材3と組成が同一であっても異なっていてもよい第3の熱膨張性耐火材やそれよりも多くの熱膨張性耐火材がさらに熱膨張性耐火性複合材1の構成要素として設けられてもよい。
・熱膨張性耐火性複合材1’の配置のパターンは、図4に示すものに限定されず、熱膨張性耐火性複合材1の図5および6など、熱膨張性耐火性複合材1と同様なパターンで障子20の一対のうちの少なくとも一方の、少なくとも一辺、すなわち障子10を構成する4つの枠材21〜24のうちの少なくとも一つの辺を構成する枠材に、複数の熱膨張性耐火性複合材1’が配置されていればよい。
・熱膨張性耐火性複合材1’が配置される位置も、框材21〜24の空洞に枠材21〜24の長手方向に延びるものに限定されない。例えば、鍵(クレセント)や取っ手の部分の取り付けのビス穴などの障子20の框材21〜24における欠損部分(例えば)には、火が通過しやすいため、その上下15cm内の周囲に熱膨張性耐火性複合材1’を優先的に配置することが望まれる。
・熱膨張性耐火性複合材1の各々は同じ形状かつ同じ大きさでなくてもよく、異なる形状および/または異なる同じ大きさでもよい。
・本発明は、防火性樹脂サッシだけでなく、金属、木、または金属、木、および樹脂のうちの少なくとも2つからなる複合材料から形成されたサッシや、障子、ドア(すなわち扉)、戸、ふすま、および欄間等の建具にも適用される。
図7,8(A),8(B)は本発明を防火ドアに具現化した第2実施形態を示す。図7は防火ドアの例を示す略図であり、図8(A)は図7のB−B線における要部横断面図、図8(B)火災が生じた場合の図8(A)の熱膨張性耐火性複合材1の防火性能を示す略断面図である。
したのと同様に、種々の態様に変形可能である。
実施例1
表1に示すように、第2の熱膨張性耐火材料として、エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製「JER825」)、ジアミン系硬化剤(三菱化学株式会社製「FL052」)、熱膨張性黒鉛(エア・ウォーター株式会社製CA−60(膨張開始温度210℃)、炭酸カルシウム(白石カルシウム株式会社製「ホワイトンSSB(赤)」)、およびポリリン酸アンモニウム(ドイツ国Budenheim社、TERRAJU S−10)をディスパー撹拌して
第1の耐火性樹脂組成物を得、これを150℃で15分間プレス成形して硬化させ、厚さ0.6mmのシート状の第2熱膨張層を得た。また、第1の熱膨張性耐火材料として、第2の膨張層に対して熱膨張性黒鉛をエア・ウォーター株式会社製「50LTE−UN」)に代えた以外は同じ組成のものを混練ロールで混練して第2の耐火性樹脂組成物を得、これを第2の膨張層を基材として積層し、150℃で15分間プレス成形して硬化させ、厚さ1.0mmのシート状の第1熱膨張層を得た。この第1熱膨張層と第2熱膨張層とからなる熱膨張性耐火性複合材を、耐火性評価の評価に用いた。
表1に示すように第1膨張層および第2膨張層の樹脂成分としてポリ塩化ビニル樹脂を用い、第1膨張層および第2膨張層を構成する第1の耐火性樹脂組成物および第2の耐火性樹脂組成物を混練ロール(オープンロール)にて混練し、第1膨張層と第2膨張層を同時押出成形した以外は、実施例1と同様にシート状の熱膨張性耐火材を得た。
樹脂成分をそれぞれエポキシ樹脂(比較例1)およびポリ塩化ビニル樹脂(比較例2)とし、熱膨張性黒鉛をエア・ウォーター株式会社製「50LTE−UN」)とする厚さ1.6mmの単一層のみからなるシート状の熱膨張性耐火材を得た。
実施例1,2および比較例1,2の熱膨張性耐火材から10cm(縦)×10cm(横)を切り出してコーンカロリメーター試験用サンプルとし、ISO−5660に準拠し、放射熱強度50kW/m2にて各試験用サンプルを燃焼させたときの、加熱開始から15秒後および90秒後の膨張倍率について測定した。 結果は表1に示す通りである。
Claims (7)
- 第1の熱膨張性耐火材と、第1の熱膨張性耐火材よりも高い膨張温度で膨張を開始する第2の熱膨張性材耐火材とが積層されてなる熱膨張性耐火性複合材。
- シートまたは成形体である請求項1に記載の熱膨張性耐火性複合材。
- 開口部を有する開口枠体と、該開口枠体の開口部を閉塞する板材とを有する建具を構成する開口枠体であって、該開口枠体に、第1の熱膨張性耐火材と、第1の熱膨張性耐火材よりも高い膨張温度で膨張を開始する第2の熱膨張性材耐火材とが積層されてなる熱膨張性耐火性複合材が配置されている、開口枠体。
- 前記開口枠体の各枠部材が、該枠部材の長手方向に沿って延びる空洞を有し、前記熱膨張性耐火性複合材が前記空洞内に配置されている請求項3に記載の開口枠体。
- 前記熱膨張性耐火性複合材の第1の熱膨張性耐火材が空洞内で第2の熱膨張性耐火材よりも枠部材に近い側に配置されている請求項4に記載の開口枠体。
- 請求項3〜5のいずれか一項に記載の開口枠体と、前記開口枠体の開口部を閉塞する板材とを有する建具。
- 前記板材が、板材の外周を支持する外周枠体を備え、外周枠体の枠部材に前記請求項1または2に記載の熱膨張性耐火性複合材が配置されている請求項6に記載の建具。
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