JPS61106469A - 耐火断熱壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金庫、耐火庫、耐火パネル等における耐火断
熱壁の改良に関するものである。

〔従来技術〕

この種の耐火断熱壁は通常、セメント、石膏のような耐
熱性を有する水性硬化剤を基材とし、該基材中にアスベ
ストのような耐火断熱材を混入するとか、アルミ粉末の
ような起泡剤を混入して壁体に無数の微少気泡を形成す
るとかしてその熱伝導率を低下させるようにしていた。

この場合、断熱性能は混入される断熱材又は気泡剤の量
に比例するが、これらを大量に混入すると壁体の強度低
下をもたらすためその混入量に限界があり、断熱効果を
高めるには壁を厚くせねばならないという問題があった
。

そこで本願出願人は、セメント等と化学的結合すること
なく壁体内に自由水として存在する水分が蒸発時に多量
の潜熱を吸収することに着目し、先に出願した特公昭５
４−３２２４６号において、シリカゲル等のように常温
では水分放出量の少ない吸収剤に予め水分を吸収させ、
これを壁体内に混入することを提案した。すなわち、吸
水剤は常温でほとんど水分を放出しないで壁体内には多
量の水分が自由水として長期間保持される一方、火災等
において加熱されるとその水分が徐々に放出され、それ
が蒸発するときの吸熱作用を利用することによって長時
間断熱作用を維持するようにしたもので、これによって
従来と同等の厚さでありながら格段にすぐれた断熱効果
を得るに至った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし前記公報のものも幾つかの欠点を生ずることが分
１．た。すなわち、断熱効果は壁体内に含まれる自由水
の量、より正確にはセメント等の基材の量と吸水剤に含
まれた水分の量との比率に依存するが、前記先行技術に
おける吸水剤はその含水率があまり高くなく且つ、壁体
内に大量に混入した場合壁体の強度低下をもたらすため
前記比率を一定値以上にすることができない、又、吸水
剤の水分放出量が小さいといっても完全に密封されてい
る訳ではないのでその水分は徐々に大気中に放出され、
このため経年的に断熱性能が低下するということは否め
なかった。

本発明は、壁体内に含まれた自由水の蒸発潜熱を利用し
て断熱効果を向上させるにおいて、壁体の強度低下をも
たらすことなく含水量を増大できるようにして断熱性能
を飛曙的に向上させると共に、経年的な断熱性能の低下
も完全に防止することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕すなわち本発
明では、予め含水させた吸水材を常温では非透水性の被
覆体にて被包して粒体を形成し、これを壁体内に混入す
るようにしたものである。

このようにして壁体を構成すると、吸水材に含まれた水
分は被覆体内に密封されていてセメント等の基材とは非
接触であるから、当該基材の量とは無関係に水分を壁体
内に含ませることができ、基材に対する自由水の存在比
率を大巾に高めることができると共に、被覆体を適当な
硬さをもつ材料で形成することによって当該被覆体が骨
材としての機能を果し、大量に混入しても壁体の強度低
下をもたらすことがない、そして、火災等によって壁体
の温度が上昇すると粒体全体が熱せられ、内部の水分が
蒸発して外皮殻である被覆体を通して壁体内部に放出さ
れ、その蒸発潜熱の吸熱作用によって壁体の温度上昇を
防止することになる。

又、吸水材を被包した被覆体は常温では非透水性である
から常温下で粒体内の水分が放出されることは皆無で、
故に断熱性能が経年的に低下するという問題も生じない
のである。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明すると、１は、耐火セ
メント等の耐火性を有する水性硬化剤を水で練った基材
２中に、アルミ粉末等の起泡剤及び第１図で示すような
予め含水させた吸水剤４を被覆材５で被包して成る粒体
３を、それぞれ適宜量混合して硬化させた耐火断熱壁を
示し、実施例では前記基材２として、起泡材の作用によ
ってコン−クリート中に無数の微小気泡（図示せず）が
形成された発泡コンクリートを用いている。

この場合、基材２としてはセメントに代えて石膏等を用
いてもよいし、また、起泡剤に代えて又は起泡剤と共に
アスベスト、セラミックスファイバー、軽量骨材等の耐
火断熱材を混入するようにしてもよい。

前記粒体３における吸水材４は水分を保持することを目
的とするもので、その材料としては例えばでんぷん質系
又はアクリル酸重合体系等の高粘度化薬剤、多孔性樹脂
のような吸水性樹脂、綿、シラス、火山岩、軽石など多
種のものが挙げられる。ただし、本発明の目的よりする
と粒体３内に含まれる水分の量は多ければ多い程望まし
く、この点前記高粘度化薬剤は自重の約千倍の水分を吸
収し含水率が極めて高いので最も通している。

また、前記被覆体５は、常温下では吸水材４に含まれた
水分を密封すると共に一定以上の温度に熱せられるとそ
の水分を外部に放出し、更に基材２の強度を高める骨材
としての機能を有するもので、このため、常温で非透水
性でかつ一定の硬さをもつことと、ある程度の高温にな
ると透水性になる性質をもつこととが条件とされる。こ
のような条件を満たす材料としては、例えばエチレン・
酢酸ビニル共重合体（Ｅ　Ｖ　Ａ）のような合成樹脂と
か水ガラス、低融点金属合金等が挙げられる。このうち
合成樹脂製材料としては前記ＥＶＡの他にポリ酢酸ビニ
ル、酢酸ビニル・コポリマー、酢酸ビニルアクリル酸エ
ステル、酢酸ビニルマレイン酸−ジブチル、酢酸とニル
ーベオバ、酢酸ビニル−エチレン、アクリル酸エステル
・コポリマー、アクリル酸エステル−メタクリル酸メチ
ル、アクリル酸エステル−スチレン、塩化ビニリデン・
コポリマー、塩化ビニル・コポリマーエチレン、エポキ
シ樹脂、合成ゴム、ラテックス等も利用される。

この場合、被覆体５は必ずしも単層のみとは限らず、例
えば第１図一点鎖線で示すように内外二層５．６に形成
し、内外二層５．６のうちいずれか一方をコンクリート
のような硬度はあるが透水性もある材料で形成し、他方
の層を非透水性の弱熱性材料で形成するようにしてもよ
い。このように二層に形成すると、各層５，６は水分を
密封する機能と粒体３を一定の硬さに造粒成形する機能
とを分担できることになるので、各層５．６を形成する
材料の満たすべき条件が緩和され、材料選択の巾がより
広がることになる。

なお、粒体３の粒径は造粒の容易性及び骨材としての役
割に鑑みると３〜１５ｍ５程度が望ましい。

このように構成した壁体１が外部から加熱されて一定温
度に達すると、被覆体５はその熱によって溶解するとか
内圧によって破れる等して内外連通し、内部の水分が壁
体１内に放出され、それが蒸発するとき多量の気化熱を
奪って壁体１の温度上昇を阻止するのである。この場合
、熱は壁体１の外側から内側に向って伝わっていくから
、粒体３は外側寄りのものから順次破壊されていき、水
分の放出は連続的かつ長時間に亘って行なわれることに
なる。従うて、壁体１を構成するセメント等の基材２に
対する粒体３の混入割合を増減することで所望の耐火断
熱性能が得られる。

なお、金庫、耐火庫等の壁を構成するに際しては、第４
図で示すように肉厚ｔｏの壁全体を本願発明に係る耐火
断熱壁１で形成してもよいし、第３図で示すように全厚
さく１）の壁のうち一例の厚さくｔｌ）部分のみを本願
発明の耐火断熱壁１で形成するようにしてもよい、ある
いは他の断熱材層と重ね合わせてサンドインチ状に構成
するなどしてもよく、壁に求められる機能に即して適宜
組み合わせたらよい。

以上のような本発明に係る耐火断熱壁１と従来品との耐
火性能の比較を示したのが第６図のグラフである。これ
は、第５図に示すような耐火試験についてのＪＩＳＡ１
３０４の規定に基づく加熱曲線に従って壁の外面を加熱
し、横軸に時間経過を縦軸に壁の内面の表面温度をとっ
て両者の関係を示したものである。このうち実線及び破
線で示した曲線が本発明の実施品を示すもので、実線で
示した曲線は、第３図で示したように肉厚ｔ＝４０鶴の
壁のうち外側寄りの２５鶴を従来の発泡コンクリート７
で、内側のｔｌ＝１５０を発泡コンクリート中に粒体３
を混入した本発明に係る耐火断熱壁１で形成した場合の
耐火性能を示す。

又、破線で示した曲線は、第４図のように肉厚ｔｏ＝４
０ｍの壁全体を本願発明に係る耐火断熱壁で形成した場
合の耐火曲線である。尚、両方とも１５分毎の測定値を
プロットしている。

一方、一点鎖線及び二点鎖線で示す曲線は共に全体を発
泡コンクリートのみで形成した場合で、一点鎖線は壁厚
６０ｆｌの場合、二点鎖線は同４０８の場合の耐火性能
曲線である。この図より明らか゛な通り、肉厚４０ｍｍ
の壁の全部又は一部を本発明に係る構成にすることによ
って、従来品の６０態壁と同等又はそれに勝る耐火断熱
性能を得ることが実証された。

なお、粒体３の製造方法について述べると、これは転勤
造粒法、噴霧造粒法等によって造粒成形される。このう
ち転勤造粒法は、予め含水させた粒状の吸水材４を傾斜
面を転がしつつ特殊セメント又はＥＶＡ粉末等を吹きつ
けて全体にまぶし、速やかに固化して被覆体５を形成す
るもの、又、噴霧造粒法は、予め含水させた粒状の吸水
材４の表面に粉末状態にした被覆体５の材料を吹きつけ
るという作業を何回か繰り返して略均−な厚さの被覆体
５を形成するものである。被覆体を合成樹脂で形成する
場合は、エマルジョン状態にしてから吸水材４を被覆す
るようにしてもよい。この場合、吸水材４を造゛粒機に
て予め成形して後造粒すると造粒が容易となると共に、
略均−の大きさの粒体３が得られ効果的である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に従えば、吸水材に水分を含ませこ
れを非透水性の被覆体内に密封して壁体に混入するもの
であるから、壁体内に多量の水分を自由水として保持す
ることができ、火災等においてはこれが連続的且つ長９
時間に亘って壁体内に放出されるから、自由水の蒸発潜
熱による断熱作用を飛■的に向上させることができる。

従って、壁体の厚さを変えることなく耐火断熱性能を向
上させることができると共に、被覆体は常温では非透水
性であるから内部の水分が経年的に放出されることは皆
無で、その高い断熱性能を永久に持続できる。

更に、吸水材を被包する粒体は一定の硬さを有し、壁体
の強度を高める骨材としての機能を果たすから、壁体内
に大量に混入しても当該壁体の強度低下をもたらすこと
はない。従って、セメント等の壁体基材に対する自由水
の比率を自在に調整でき、壁厚を変えることなく耐火性
能を広範囲に亘って変化させることができる。特に金庫
、耐火庫等に適用すれば物品の収納スペースを狭めるこ
とな（耐火性能を向上できるので便利である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は粒体の拡大断面
図、第２図は壁体の部分拡大断面図、第３図は壁体の全
体を示す断面図、第４図は他の実施例の断面図、第５図
はＪＩＳＡ１３０４に規定された耐火試験における加熱
曲線を示す図、第６図は本発明品と従来品との耐火性能
を示した図である。 １・・・・耐火断熱壁、３・・・・粒体、４・・・・吸
水材、５・・・・被覆体、７・・・・発泡コンクリート
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐火性の水性硬化剤に耐火断熱性添加物又は起泡
   剤を混合して壁体を形成するにおいて、前記壁体内には
   、予め含水させた吸水材を常温では非透水性の被覆体で
   被覆して成る粒体を適量混入したことを特徴とする耐火
   断熱壁。
2. （２）、前記吸水材が高粘度化薬剤である特許請求の範
   囲第１項記載の耐火断熱壁。
3. （３）、前記被覆体がエチレン・酢酸ビニル共重合体で
   形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の耐火断熱壁。