JPH10266403A - 発泡性ペレットを配合した耐火パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂製発泡体の内部に発泡性ペレットを分散
させることにより、外観，強度，軽量性及び耐火性に優
れた耐火パネルを得る。 【解決手段】 この耐火パネルは、無機質難燃剤を配合
した樹脂製発泡体１に発泡性ペレット４を分散させ、樹
脂製発泡体１の両面に金属製面板２，３を貼り合わされ
ている。 【効果】 高温雰囲気に曝されたとき発泡性ペレットが
発泡して体積膨張することにより、火災時等の加熱で炭
化した芯材に大きなクラックが発生することが抑制さ
れ、長時間の耐火性を呈する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属製面板の間に発泡
体を充填した外観，強度，軽量性及び耐火性に優れた耐
火パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から使用されている耐火パネルとし
ては、発泡コンクリート製の軽量パネル，発泡合成樹脂
製の芯材を金属板でサンドイッチしたパネル，パーライ
ト等の発泡軽量骨材を配合した発泡合成樹脂製芯材を金
属板でサンドイッチしたパネル等がある。たとえば、Ｎ
ａ₂ Ｏ，Ｂ₂ Ｏ₃ 等を内面に施した金属板でポリイソシ
アヌレートフォームをサンドイッチしたパネル（特開昭
５３−２７２２３号公報），合成樹脂発泡層を芯材とし
ネット状耐火物，無機質耐火層，不燃性板等を積層した
サンドイッチパネル（特開昭５５−９０３５２号公
報），リン酸セメントフォームを面材の間に注入したサ
ンドイッチパネル（特開平６−１３６８５１号公報）等
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発泡コンクリート製の
パネルは、耐火性に優れているものの、かなりの重量物
であるため、施工に大型の機材を必要とする。また、コ
ンクリートが表面に露出しているので、施工後に仕上げ
塗装が必要とされること等から施工期間が長くなる。発
泡合成樹脂製の芯材をサンドイッチした金属パネルは、
軽量であるが、耐熱性及び耐火性に劣る。すなわち、火
炎で加熱されたときに金属板が膨らんで変形し、芯材に
割れが発生し易く、耐熱性，耐火性に劣る。また、発泡
軽量骨材を配合した芯材では、面材に対する接着強度が
局部的に低下し、パネルの曲げ強度が低下する。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、発泡性ペレットを樹脂製発泡体に分散させることに
より、発泡性ペレットの体積膨張で芯材の割れを抑制
し、外観，強度，軽量性及び耐火性に優れた耐火パネル
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の耐火パネルは、
その目的を達成するため、無機質難燃剤を配合した樹脂
製発泡体と、樹脂製発泡体に分散している発泡性ペレッ
トと、樹脂製発泡体の両面に貼り合わされた金属製面板
とを備え、高温雰囲気に曝されたとき発泡性ペレットが
発泡して体積膨張することを特徴とする。

【０００５】

【実施の形態】本発明に従った耐火パネルは、たとえば
図１に示すように樹脂製発泡体１を金属製面板２と３と
の間に挟み込んだ構造をもっている。金属製面板２，３
には、板厚０．２〜２．０ｍｍの金属板が使用される。
具体的には、各種表面処理鋼板，Ｚｎめっき鋼板，Ｚｎ
−Ａｌめっき鋼板，Ａｌめっき鋼板，Ｃｕめっき鋼板，
Ａｌ板，塗装Ａｌ板等がある。一般的には平坦な金属板
であるが、ロール成形機等でエンボス加工や曲げ加工を
施すことにより意匠性や強度を向上させた金属板を使用
することもできる。樹脂製発泡体１としては、ウレタン
フォーム，イソシアヌレートフォーム，フェノールフォ
ーム等の発泡樹脂が使用される。なかでも、難燃性に優
れたフェノールフォーム樹脂発泡体が好ましい。フェノ
ールフォームは、レゾール樹脂系とノボラック樹脂系に
分類されるが、耐火パネル用の樹脂製発泡体１としては
レゾール樹脂系が好ましい。

【０００６】発泡性樹脂には、フェノールスルホン酸，
パラトルエンスルホン酸，キシレンスルホン酸，ベンゼ
ンスルホン酸等の有機スルホン酸等の硬化剤、石油エー
テル，ナフサ，ペンタン，ヘキサン等の揮発性石油類、
塩化メチレン，四塩化炭素，トリクロルエタン，フロロ
トリクロロメタン，トリフロロトリクロロメタン等の低
沸点炭化水素等の発泡剤、ポリオキシエチレンノニルフ
ェニルエーテル，ポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル，ポリオキシエチレンソルビタンステアレート，ポリ
オキシエチレンヒマシ油脂肪酸エステル，ポリオキシエ
チレンジメチルシリコン等の非イオン性界面活性剤等の
製泡剤が適宜添加される。レゾール樹脂系フォームは、
フェノール及びホルムアルデヒドをアルカリ触媒の下で
反応させて得られたレゾール樹脂に発泡剤，製泡剤等を
添加してレゾール樹脂コンパウンドを調製し、前掲した
硬化剤でレゾール樹脂コンパウンドを発泡硬化させるこ
とにより製造される。

【０００７】樹脂製発泡体１の製造に際し、結晶水を持
った粉末状の無機質難燃剤を樹脂コンパウンドに配合す
る。無機質難燃剤としては、水酸化アルミニウム，水酸
化マグネシウム，二水和石膏，ホウ砂，ホウ酸，ゼオラ
イト，リン酸アルミニウム等が使用される。添加された
難燃剤は、樹脂の熱分解温度近傍での熱分解に起因する
吸熱作用を呈し、また分解時に発生する多量の水蒸気等
の不燃性ガスによる希釈作用を発現させ、樹脂の燃焼を
抑制する。結晶水を持った粉末状無機質難燃剤は、所定
の耐火作用を得るために樹脂１００重量部に対して５重
量部以上の割合で配合することが好ましい。難燃剤の配
合量が５重量部未満では耐火性が劣る。しかし、１５０
重量部を超える多量の難燃剤が配合されると、レゾール
樹脂コンパウンドの液粘度が著しく上昇する。その結
果、発泡挙動に悪影響を及ぼし、樹脂が発泡しなくなる
虞れがある。

【０００８】樹脂製発泡体１は、発泡性ペレット４が配
合されて耐火芯材となる。発泡性ペレット４は、火災等
の際に周辺の樹脂製発泡体１が２００〜２５０℃程度の
温度に加熱されると、発泡して体積を増加させる。その
ため、同時進行する樹脂製発泡体１の熱分解による収縮
を吸収し、樹脂製発泡体１に発生しがちな割れが抑制さ
れる。使用する発泡性ペレット４は、発泡剤を合成樹脂
のバインダと混合して固めることにより製造される。合
成樹脂には、ウレタン樹脂，エポキシ樹脂，アクリル樹
脂，アルキッド樹脂等が使用される。発泡剤としては、
アゾジカルボンアミド，Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメ
チルテトラミン，４，４’−オキシビス（ベンゼンスル
ホニルヒドラジド），ヒドラゾジカルボンアミド，バリ
ウムアゾジカルボキシレート，炭酸水素ナトリウム，ポ
リリン酸アンモニウム等がある。

【０００９】発泡性ペレット４としては、直径１〜１０
ｍｍのペレットが好ましい。発泡性ペレット４の直径が
１ｍｍ未満では、発泡性が弱まり、芯材が熱分解しなが
ら収縮するときに発生する割れを抑制する効果が低下す
る。逆に１０ｍｍを超える直径になると、発泡性樹脂が
発泡して樹脂製発泡体１になるときの流動が阻害され、
発泡性ペレット４の周囲に発泡性樹脂が充填されていな
い空隙部が生じることがある。樹脂製発泡体１となる発
泡性樹脂に対する発泡性ペレット４の添加量は、発泡性
樹脂１００重量部に対し５〜３０重量部とすることが好
ましい。発泡性ペレット４の添加量が５重量部に満たな
いと、発泡性ペレット４の発泡力が小さく、樹脂製発泡
体１の熱分解・収縮時の割れを抑制する効果が低下す
る。逆に３０重量部を超える添加量では、加熱時に発泡
性ペレット４を構成する樹脂が燃焼し、耐火性が低下す
る虞れがある。

【００１０】

【実施例】

実施例：芯材として、レゾール樹脂（昭和高分子株式会
社製 ＢＲＬ２５７Ｚ）を使用した。レゾール樹脂１０
０重量部に対し硬化剤（昭和高分子株式会社製 ＡＲＬ
０１３）２３重量部，水酸化アルミニウム６０重量部，
硼酸６０重量部をそれぞれ添加し、更に１０重量部の発
泡性ペレット４を添加し、混合撹拌することにより発泡
性ペレット４が均一分散した発泡性樹脂コンパウンドを
調製した。発泡性ペレット４としては、耐火リットＳ−
２００（日本ペイント株式会社製）を乾燥し、直径６ｍ
ｍ，高さ３ｍｍの円筒状にしたペレットを使用した。底
板となる金属製面板２で形成されたパネル内部に発泡性
樹脂コンパウンドを充填し、他方の金属製面板３で蓋を
した。そして、６０℃に１５分加熱することにより、充
填した樹脂を発泡させ、長さ５００ｍｍ，幅５００ｍ
ｍ，厚み３５ｍｍの耐火パネルを作製した。

【００１１】比較例１：発泡性ペレット４を配合するこ
となく、実施例と同じ条件下で耐火パネルを作製した。 比較例２：実施例と同じ発泡性ペレット４を発泡性樹脂
コンパウンドに４０重量部配合する以外は、実施例と同
じ条件下で耐火パネルを作製した。 得られた各耐火パネル数枚をＪＩＳ Ａ１３０４「建築
構造物の耐火試験法」に準拠して耐火試験し、木材の炭
化開始温度２６０℃を評価温度としてパネル裏面側への
到達温度を測定した。図２の測定結果にみられるよう
に、発泡性ペレット４を配合していない比較例１の耐火
パネルでは、５８分程度で裏面温度が２６０℃を超え
た。４０重量部と多量の発泡性ペレット４を配合した比
較例２の耐火パネルでは、５５分程度で裏面温度が２６
０℃を超えた。これに対して、適量の発泡性ペレット４
を配合した実施例の耐火パネルでは、８０分で裏面温度
が２６０℃に到達しており、耐火性に優れていることが
判る。

【００１２】耐火試験後の各パネルを解体し、芯材とし
て使用したフェノールフォームの変質を調査した。比較
例１の耐火パネルは、図３に示すように他方の金属製面
板３に達する大きなクラック５が耐火芯材に発生してお
り、これにより耐火時間が低下したものと考えられる。
多量の発泡性ペレットを配合した比較例２の耐火パネル
では、図４に示すようにクラック５の発生や成長は抑え
られたが、発泡性ペレット４自体の燃焼が観察された。
これに対し、実施例の耐火パネルでは、図５に示すよう
にクラック５は発生したものの、何れも小さく、他方の
金属製面板３に達する大きなクラック５が検出されなか
った。発生したクラック７も、発泡したペレット６で埋
め尽くされていた。このことからも、本発明の耐火パネ
ルが優れた耐火性を示すことが判る。

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の耐火パ
ネルは、パネル内部に充填される樹脂製発泡体に発泡性
ペレットを分散させた芯材としているので、加熱により
炭化した芯材に発生するクラックが発泡したペレットで
埋め尽くされ、大きなクラックが発生することが抑制さ
れる。その結果、耐火時間が長くなり、耐火性が要求さ
れる各種建築物，構造物等の建材として使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従った耐火パネルの断面図

【図２】 発泡性ペレットの分散が耐火性の向上に及ぼ
す影響を示したグラフ

【図３】 発泡性ペレットを分散させていない芯材をも
つ耐火パネルを耐火試験した後で芯材に大きなクラック
が発生したことを示す断面図

【図４】 過剰量の発泡性ペレットを分散させた芯材を
もつ耐火パネルを耐火試験した後でペレットが燃焼した
ことを示す断面図

【図５】 適量の発泡性ペレットを分散させた芯材をも
つ耐火パネルを耐火試験した後で発生したクラックが発
泡したペレットで埋められていることを示す断面図

【符号の説明】

１：樹脂製発泡体 ２，３：金属製面板 ４：
発泡性ペレット ５：クラック ６：発泡したペレット ７：発泡し
たペレットで埋められたクラック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 輿石 謙二 千葉県市川市高谷新町７番１号 日新製鋼 株式会社技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機質難燃剤を配合した樹脂製発泡体
   と、樹脂製発泡体に分散している発泡性ペレットと、樹
   脂製発泡体の両面に貼り合わされた金属製面板とを備
   え、高温雰囲気に曝されたとき発泡性ペレットが発泡し
   て体積膨張することを特徴とする発泡性ペレットを配合
   した耐火パネル。