JPH09137521A

JPH09137521A - 耐火断熱パネル

Info

Publication number: JPH09137521A
Application number: JP29226095A
Authority: JP
Inventors: Senichi Okuyama; 専一奥山; Hideki Takiguchi; 英喜滝口
Original assignee: IG Technical Research Inc
Current assignee: IG Technical Research Inc
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は建築、構築物の外装材、特に雄、雌
型連結部を有するサンドイッチ構造に断熱性、遮音性、
耐火性、美観性、長期に亘る接着強度を強化した耐火断
熱パネルに関するものである。【構成】長尺状で金属薄板からなる表面材２、裏面材
３で合成樹脂発泡体からなる芯材６をサンドイッチした
構造で、少なくとも表面材２の背面２ａに発泡接着剤層
５を介して特殊なシート状のアンカー材７を接着し、こ
のアンカー材７上に排気材８を積層すると共に、芯材６
の密度を防火強化材９を混入させて約８０〜４００ｋｇ
／ｍ³とした耐火断熱パネル１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建築、構築物の内壁材、
外壁材、間仕切り材、あるいは防火戸として使用でき、
かつ、プラスチックフォームと表面材等の剥離を防止
し、その上、表面材の変形をも抑制して美しい外観を長
期に亘って維持できる耐火断熱パネルに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種パネルにおいて、表面材の背面と
芯材となるプラスチックフォーム間の接着は、芯材自体
の発泡時の自己接着性により、一体に固着した構造とな
っていた。しかも、その後の改良により表面材と芯材間
に接着剤層を介在させた発明も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この
種、構造のパネルには下記するような諸点において問題
があった。すなわち、日射により表面材と芯材の伸縮
に「ズレ」があり、芯材が表面材裏面から剥離する。
芯材は日射による熱、湿度等により発泡組織が劣化し、
脆くなる。フェノールフォームを芯材とした場合は、
フォーム自体が弾力性に欠けるため表面材の伸縮との
「ズレ」がさらに大きい。フェノールフォームの芯材
では酸硬化剤が不可欠であり、これが接着剤、塗膜を破
壊する。フェノールフォームの脆さは表面材の変形に
追従できず、表面材と芯材間に剥離が生ずる。フェノ
ールフォーム芯材では脆さのため衝撃にも弱い。特に
レゾール型フェノールフォームでは未反応成分、余剰ガ
スが経時的に発生し、これが接着力の弱点部、剥離部に
集中し、さらに大きな圧力となって表面材、芯材間の剥
離を増強し、外観を損ねる。耐火性の強化のためリン
片状の水酸化アルミニウムを８０％位（重量比）添加す
るため重い。等の不利があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような欠
点を除去するため、表面材と芯材間に接着剤兼緩衝用の
発泡接着剤層を設け、かつ、この発泡接着剤層にアンカ
ー効果を発揮するシート材を接着し、このシート材上に
紐状の排気材を敷説して余剰ガスの芯材外への排気と表
面材と芯材の剥離を阻止し、かつ表面材の太陽熱による
伸縮を発泡接着剤層で吸収し、さらに芯材の硬化剤、そ
の他の余剰ガスによって表面材背面の塗膜が破壊されな
い構造とした軽量で断熱性にすぐれた耐火断熱パネル、
および発泡性グラファイト、水酸化アルミニウム粒等を
発泡接着剤層、芯材に添加することにより軽量で確実に
耐火構造試験（ＪＩＳ−Ａ−１３０４）に合格できる耐
火断熱パネルを提案するものである。

【０００５】

【実施例】以下に、図面を用いて本発明に係る耐火断熱
パネルの一実施例について詳細に説明する。図１、図２
は本発明に係る耐火断熱パネルの代表的な一例を示す説
明図であり、１は耐火断熱パネル、２は表面材、３は裏
面材、４は塗膜、５は発泡接着剤層、６は芯材でプラス
チックフォーム、７はアンカー材、８は排気材、９は防
火強化材で必要により発泡接着剤層５、芯材６に添加、
混合するものである。

【０００６】さらに具体的に説明すると、耐火断熱パネ
ル１は表面材２、裏面材３間に芯材６を一体に介在し、
かつ表面材２と芯材６間に塗膜４、発泡接着剤層５、シ
ート状のアンカー材７、排気材８の順に積層一体化した
耐火断熱パネル１と、上記発泡接着剤層５、芯材６の少
なくとも一方に防火強化材９を添加、混合した耐火断熱
パネル１である。

【０００７】さらに説明すると、表面材２、裏面材３と
しては、金属薄板、例えば鉄、アルミニウム、銅、ステ
ンレス、チタン、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、ホーロ
ー鋼板、クラッド鋼板、ラミネート鋼板（塩ビ鋼板
等）、サンドイッチ鋼板（制振鋼板等）、ガルバリウム
鋼鈑、等（勿論、これらを各種色調に塗装したカラー金
属板を含む）の一種をロール成形、プレス成形、押し出
し成形等によって各種形状に形成したもの、あるいは無
機質材、もしくは表面材２と別材質とした場合の裏面材
３は、アスベスト紙、クラフト紙、アスファルトフェル
ト、金属箔（Ａｌ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｃｕ）、合成樹脂シー
ト、ゴムシート、布シート、石膏紙、水酸化アルミ紙、
ガラス繊維不繊布等の１種、または２種以上をラミネー
トしたもの、あるいは防水処理、難燃処理されたシート
等の一種よりなるものである。

【０００８】塗膜４は表面材２と裏面材３の背面２ａ、
背面３ａに防錆、接着力強化等のために形成したもので
あり、約３〜１０ミクロン位で芯材６との相様性のある
合成樹脂、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、その他周知の合成樹
脂、もしくはその変性タイプの合成樹脂、等からなるも
のである。

【０００９】発泡接着剤層５は約２〜２０倍位の発泡倍
率で弾力性があり、緩衝層、接着層として機能するもの
であり、約０．３〜５ｍｍ位の厚さに形成し、その一部
はアンカー材７に含浸するものである。その性状として
はゲル状、ホットメルト状、フォーム状である。勿論、
塗膜４とは接着性がよいものである。

【００１０】芯材６は少なくとも高熱下で炭素骨格を一
部形成し、かつ通常状態においても断熱材、耐熱材、寸
法安定材、接着材、補強材、嵩上材、緩衝材、接着剤と
して機能するプラスチックフォーム単体、もしくは後記
するような防火強化材９を添加、混合した構成であり、
その密度は約８０〜４００ｋｇ／ｍ³である。

【００１１】芯材６となるプラスチックフォームの具体
例としてはレゾール型フェノールフォーム樹脂からなる
フェノールフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、
フェノール変性ウレタンフォーム、ユリアフォーム、ポ
リウレタンフォームを主体とし、これに各樹脂に対応し
てポリリン酸アンモニウム、触媒、整泡剤、酸硬化剤等
を添加したものである。

【００１２】シート状のアンカー材７は図３（ａ）、
（ｂ）、および図４（ａ）、（ｂ）に示すようなもので
あり、発泡接着剤層５と一体に固着したものであり、主
に発泡接着剤層５と芯材６とを一体化し、表面材２と芯
材６の剥離を防止するのに役立つものである。さらに詳
説すると、発泡接着剤層５を介した表面材２と芯材６間
に境界部分の接着強度の強化（アンカー効果による剥離
防止）、温度変化および合成樹脂発泡体よりなる芯材６
の経時的収縮に対する緩衝層（フォームの破壊抑制）、
高熱下における断熱層（炭化層）、芯材６内の余剰ガス
抜き材としても役立つものであり、その一例としてはロ
ックウール繊維、ガラス繊維、綿、膨張性グラファイ
ト、非膨張性グラファイト、合成樹脂繊維、カーボンブ
ラック等の長短繊維の１種以上を素材として用いるもの
である。

【００１３】アンカー材７の具体的な一例としては、図
３（ａ）、（ｂ）、および図４（ａ）、（ｂ）に示すよ
うな構成、すなわち、図３（ａ）図は不繊布状のもので
あり、粗から高密度なものまで発泡接着剤層５と芯材６
の浸透性を勘案して選択したアンカー材７ａである。

【００１４】図３（ｂ）はネット状に形成したアンカー
材７ｂ、図４（ａ）はフォーム状の層αとシート状の面
材βとを一体に複合化し、かつフォーム状の層αに貫通
孔、窪部γを形成したアンカー材７ｃであり、図４
（ｂ）は約１〜２０ｍｍの長さの起毛θを有する紐状Ａ
をネット状に形成したアンカー材７ｄである。

【００１５】排気材８はアンカー材７と芯材６間に一体
に介在したものであり、主に表面材２と芯材６の境界部
分に発生する余剰ガス、水分等を芯材６の外部へ放散さ
せるものであり、約１〜１０ｍｍφの紐状物を約１０〜
５０ｃｍ間隔で耐火断熱パネル１の幅方向にほぼ平行に
植設するものである。排気材８は多数の繊維を撚り合わ
せた断面、積層した断面、カール状にした断面等で少な
くとも連通空隙を有する構造である。その素材としては
ガラスウール繊維、ロックウール繊維、麻、セルロース
ファイバー、炭素繊維、綿、木綿、合成樹脂繊維、化学
繊維の１種以上で必要により界面処理剤、難燃処理剤、
炭化促進剤（ポリリン酸アンモニウム）、部分バインダ
ー材等を付加したものである。

【００１６】防火強化材９としては、炭酸カルシウム、
ケイ酸カルシウム、アルミナ（水酸化アルミニウム、樹
脂コーティングされたリン片状・ビーズ状の水酸化アル
ミニウムも含む）、シラスバルーン、パーライト、チタ
ン粉、ゼオライト、発泡性グラファイト、未発泡性グラ
ファイト、カーボンブラック、タルク石、もみ殻、レゾ
ール型フェノールフォーム樹脂粒子未焼成・焼成ビーズ
も含み粒径は０．０５〜１．５ｍｍφ位、嵩密度は０．
６〜０．８ｇ／ｃｍ³等の一種以上からなる。

【００１７】なお、発泡接着剤層５、芯材６への添加量
は目的によって異なるが、少なくとも発泡接着剤層５、
芯材６自体が十分なバインダーとして機能する重量であ
り、例えば芯材６の全体としての密度が８０〜４００ｋ
ｇ／ｍ³となる量を添加するものである。勿論、防火強
化材９を界面活性剤等で表面処理するとその添加量を細
密充填構造とすることも可能である。

【００１８】（実施例１）芯材６としてポリイソシアヌレートフォームの場合（ａ）ポリオール６０重量部（ｂ）ポリイソシアネート（ＭＤＩ）１７０重量部（ｃ）発泡剤（代替フロン１４１ｂ）４０重量部（ｄ）整泡剤（東レシリコン１９３Ｈ）２重量部（ｅ）触媒（商品名ダブコ）５重量部塗膜４としてはポリエステル樹脂（約５ミクロン）、発
泡接着剤層５としてはポリウレタン樹脂で約５倍発泡し
た厚さ３ｍｍの層を全面的に塗膜４上に形成した。シー
ト状のアンカー材７は図３（ａ）に示すような不繊布で
厚さ０．５ｍｍのガラス繊維からなるシートであり、密
度は粗の状態で発泡接着剤層５と芯材６とが浸透する組
織である。排気材８は多数の木綿を太さ５ｍｍφ位に撚
ったものであり、約１５ｃｍピッチで配列したものであ
る。これで、図１に示す厚さ５０ｍｍの耐火断熱パネル
１を製造した。

【００１９】（実施例２）芯材６としてフェノールフォームの場合（ａ）レゾール型フェノール樹脂１００重量部（不揮発分８０％粘度２０００ｃｐｓ／２０℃）（ｂ）硬化剤２０重量部（６５％パラトルエンスルホン酸水溶液）（ｃ）発泡剤１３重量部（代替フロン１４１ｂ）（ｄ）添加剤５重量部（シリコーン、ポリリン酸アンモン等）塗膜４、発泡接着剤層５、アンカー材７、排気材８は実
施例１と同じとした。

【００２０】（実施例３）実施例１において、発泡接着
剤層５、芯材６に水酸化アンモニウムビーズ（フェノー
ル樹脂コーテング）で粒径４０ミクロンを約１００重量
部と炭酸カルシウム（２００メッシュ）を１００重量部
と、発泡性グラファイトとして約０．５〜３ｍｍの粒、
リン片状等に形成し、これを約５〜１０重量部添加した
厚さ５０ｍｍの耐火断熱パネル１である。

【００２１】（比較例）フェノールフォームの場合（ａ）レゾール型フェノール樹脂１００重量部（不揮発分８０％粘度２０００ｃｐｓ／２０℃）（ｂ）硬化剤２０重量部（６５％パラトルエンスルホン酸水溶液）（ｃ）発泡剤１３重量部（代替フロン１４１ｂ）（ｄ）添加剤５重量部（シリコーン、ポリリン酸アンモン等）

【００２２】なお実施例１〜３、比較例において、表面
材２と裏面材３はいずれも０．５ｍｍ厚のカラー鋼鈑、
耐火断熱パネル１の総厚みは５０ｍｍとしたものであ
る。

【００２３】そこで、実施例１〜比較例までを図１、図
２に示すような基本構成の耐火断熱パネル１に構成し
た。次に、この耐火断熱パネル１に対し、はＪＩＳ−
Ａ−１３２１による試験、は１０％歪における強度、
は投光機にて加熱、表面温度を８５〜９５℃に上昇さ
せ３日間維持する。圧力センサーは（株）クローネル
製、ＡＢ型５０ＰＳＩ、導管系１．５ｍｍφである。な
お、比較例におけるガス圧は常温において製造後、数時
間の間は０．３ｋｇ／ｍ²になり、後に加温により下表
１のようになった。はＪＩＳ−Ａ−１６１３に準じて
行う（テストピースの大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍ）。
は９０℃〜−３０℃で湿度は外気と同じ、１２時間づ
つの６０日間行った。は耐火構造１時間試験のＪＩＳ
−Ａ−１３０４を行った。

【００２４】その結果は下表１のようになる。

【表１】

【００２５】なお、比較例では反応発泡時の芯材６の余
剰ガス成分の逃げ道がなく、表面材２と芯材６の境界部
分の発泡組織を荒らし、かつ縮合水、酸硬化剤が発泡組
織に悪影響をおよぼしているためであった。

【００２６】また、実施例１〜３においての性能は表
面材２とアンカー材７とは発泡接着剤層５を介在して芯
材６と一体化された結果であり、の性能は上記アンカ
ー材７と芯材６間の余剰ガス等がアンカー材７、排気材
８の機能により芯材６外へ放出されたためである。ま
た、のヒートサイクル試験の結果、実施例１〜実施例
３は殆ど接着強度が低下しないのに対し、比較例は大幅
に劣化していく傾向が見られ、これは表面材２と芯材６
の剥離に直結するものである。

【００２７】また、図５は本発明に係る耐火断熱パネル
１の一実施例を示す説明図である。すなわち、長手方向
の側面に雄型連結部１０と雌型連結部１７を形成した耐
火断熱パネル１であり、雄型連結部１０は無機ボード１
６と、固定具収納溝１１とガイドおよび係合力の強化を
図る上突起１２と後記する主凸条２０を嵌挿する嵌挿凹
条１３とが芯材６によって一体に固着された側端部分と
防火防水用のパッキング材１５と、雌型連結部１７のカ
バー部１８が化粧面から突出せず、ほぼ面一に収納する
段差部１４とから構成したものである。

【００２８】雌型連結部１７は耐火性の強化材として機
能する無機ボード１６、上突起１２と嵌合する嵌挿溝１
９、嵌挿凹条１３に嵌合する主凸状２０と、パッキング
材１５とから構成したものである。このように連結して
形成した壁構造では耐火断熱パネル１は耐火１時間に十
分に合格でき、しかもグラファイトが膨張し、表面材２
と芯材６間の高熱下における断熱層も十分に形成されて
いた。また、カバー部１８にはパッキング材２１を形成
するものである。

【００２９】また、パッキング材１５、パッキング材２
１としては、例えばポリ塩化ビニール系、クロロプレン
系、クロロスルホン化ポリエチレン系、エチレンプロピ
レン系、アスファルト含浸ポリウレタン系、ＥＰＭ、Ｅ
ＰＤＭ系、ロックウール系、セラミックウール、ガラス
ウール、耐火被覆系スポンジ状パッキング、等の１種以
上から構成したものである。

【００３０】無機ボード１６は図５に示すように雄型連
結部１０、雌型連結部１７の側面の途中で、かつ断面形
状対応した長方形で一端を傾斜面とした長さ１〜２ｍの
板材を連続状で形成したものであり、主に耐火断熱パネ
ル１の連結部の防火性の強化のため用いるもので、例え
ばケイ酸カルシウム板、炭酸カルシウム板、石膏ボー
ド、パーライトセメント板、ロックウール板、ネット状
物で厚さが０．５〜１０ｍｍ位、密度としては低密度、
約１０〜５０ｋｇ／ｍ³位である。

【００３１】さらに、耐火断熱パネル１のその他の実施
例としては図６（ａ）〜（ｅ）〜図８に示すように形成
することもできる。なお、図６（ａ）〜（ｅ）〜図８に
おいては塗膜４、発泡接着剤層５、アンカー材７、排気
材８、防火強化材９は省略して示すものである。また、
図示しないが、表面材２の背面２ａには塗膜４を設ける
ことなく、発泡接着剤層５を直接に背面２ａに形成する
こともできる。さらに、アンカー材７としてはシート材
の代わりに長さ１〜１０ｍｍ位の短繊維を植毛し、その
上に排気材８を積層した構造とすることもできる。

【００３２】

【発明の効果】上述したように本発明に係る耐火断熱パ
ネルによれば、表面材の背面と芯材間に発泡接着剤層、
アンカー材、排気材の順に積層した構造のため、表面
材が太陽熱によって伸縮しても発泡接着剤層が緩衝体と
して機能し、芯材と表面材の剥離を抑制する。シート
状のアンカー材は発泡接着剤層と芯材の一体化を面で行
うために、接着強度が強化される。排気材とアンカー
材と発泡接着剤層の相乗効果によって芯材、特にフェノ
ールフォームではその境界部分における剥離、脆さが大
きく改善される。芯材に防火強化材を添加した耐火断
熱パネルでは耐火構造試験（ＪＩＳ−Ａ−１３０４）に
合格できる。表面材の背面に形成した塗膜は発泡接着
剤層によって保護されるために、レゾール型フェノール
フォーム樹脂の酸硬化剤によっても破壊されず、表面材
と芯材の一体化が図れる。アンカー材と排気材とは表
面材背面の境界部に発生する不要ガスをアンカー材で外
部へ放散させるため、表面材と芯材間の剥離を防止でき
る。長期的には太陽による余剰ガスの膨張による悪さ
を回避できる。排気材は余剰ガス圧を従前の１／１０
以下に低減できる。圧縮強度、遮音性も大幅に強化で
きる。等の特徴、効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る耐火断熱パネルの一実施例を示す
説明図である。

【図２】本発明に係る耐火断熱パネルの一実施例を示す
説明図である。

【図３】本発明に係る耐火断熱パネルの要部であるアン
カー材の一例を拡大して示す説明図である。

【図４】本発明に係る耐火断熱パネルの要部であるアン
カー材の一例を拡大して示す説明図である。

【図５】本発明に係る耐火断熱パネルの一実施例を示す
説明図である。

【図６】本発明に係る耐火断熱パネルのその他の実施例
を示す説明図である。

【図７】本発明に係る耐火断熱パネルのその他の実施例
を示す説明図である。

【図８】本発明に係る耐火断熱パネルのその他の実施例
を示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ紐状 α 層 β 面材 γ 窪部 θ 起毛１耐火断熱パネル２表面材２ａ背面３裏面材３ａ背面４塗膜５発泡接着剤層６芯材７アンカー材７ａアンカー材７ｂアンカー材７ｃアンカー材７ｄアンカー材８排気材９防火強化材１０雄型連結部１１固定具収納溝１２上突起１３嵌挿凹条１４段差部１５パッキング材１６無機ボード１７雌型連結部１８カバー部１９嵌挿溝２０主凸条２１パッキング材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面材と裏面材間に高熱下で炭化するプ
ラスチックフォームを一体に介在させた耐火断熱パネル
において、上記表面材の背面に発泡接着剤層を介してシ
ート状のアンカー材、紐状の排気材の順に積層し、かつ
前記プラスチックフォーム発泡の際の自己接着性で、一
体に固着したことを特徴とする耐火断熱パネル。
【請求項２】発泡接着剤層、プラスチックフォームの
少なくとも１つに発泡性グラファイト、炭酸カルシウ
ム、フェノール樹脂粒、水酸化アルミニウム粒もしくは
粉、ポリリン酸アンモニウム、無機繊維等からなる防火
強化材の少なくとも１種以上を混入させた請求項１記載
の耐火断熱パネル。