JP5965111B2

JP5965111B2 - 耐火パネル

Info

Publication number: JP5965111B2
Application number: JP2011146991A
Authority: JP
Inventors: 後藤　昌司; 昌司後藤
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: JP2013014891A

Description

本発明は、ビルや住宅などの外壁や間仕切り壁などを形成するための耐火パネルに関する。

従来、二枚の金属外皮の間に芯材を充填すると共に石膏ボードやケイ酸カルシウム板（無機硬質材）、ロックウール（無機質繊維材）等の耐火材を備えたサンドイッチパネルにより、断熱性と耐火性とを兼ね備えた耐火パネルが知られている。そして、このような耐火パネルでは、その強度を向上させることも種々検討されており、例えば、表面側の金属外皮を断面凹凸形状に形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。

特開平１０−１９６００９号公報

しかし、上記のような耐火パネルでは、耐火パネルの表面が凹凸に形成されるために施工に手間がかかる上、壁面や天井面等をフラットな外観にすることができないという問題があった。また、耐火材は耐火パネルの両端部にのみ設けるものであったので、耐火パネルの幅方向に対する耐火性能が損なわれるおそれもあり、そのため耐火パネル全体としては耐火性能に課題があるものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、耐火性能に優れると共にフラットな外観を損なわず、高い強度を有する耐火パネルを提供することを目的とするものである。

本発明に係る耐火パネルは、二枚の金属外皮の間に芯材が充填されて成る耐火パネルにおいて、前記芯材は断熱材と耐火材とで構成され、前記耐火材は前記芯材の幅方向に所定の間隔を介して複数設けられ、前記断熱材は隣り合う耐火材の間に介在され、前記幅方向の両側端部は表面側から前方平坦部と、前方凸条部と、中央平坦部とをこの順で有すると共に裏面側から後方凸条部と、後方平坦部とをこの順で有することを特徴とする。

また、本発明において、上記耐火材は上記芯材の長手方向及び厚み方向の略全長に亘って設けられることが好ましい。

本発明の耐火パネルは、耐火性能に優れると共にフラットな外観を損なうことなく高い強度を有するものである。

本発明の実施の形態の一例を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその水平断面図、（ｃ）はその側面視断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

本発明の耐火パネルＡは、図１に示すように、二枚の金属外皮１、２の間に、断熱材４と耐火材５とで構成される芯材３が充填された、いわゆるサンドイッチパネルとして形成されるものである。図１（ａ）は耐火パネルＡの斜視図を示しており、図１（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ断面図、図１（ｃ）は（ａ）におけるｂ−ｂ断面図を示している。

二枚の金属外皮１、２は、例えば、亜鉛めっき鋼板、塗装鋼板、ガルバリウム鋼板（登録商標）、ステンレス鋼板、アルミニウム鋼板、チタン板等の金属板を、ロール成形加工や曲げ加工等で所望の形状に成形することにより得ることができる。また、金属外皮１、２の厚みはいずれも、例えば、０．２〜２．０ｍｍにすることができる。一方の金属外皮１は表面板として形成され、他方の金属外皮２は裏面板として形成されている。本発明の耐火パネルＡを、例えば、建物の外装材として用いる場合、表面板を建物の屋外側に向け、裏面板を屋内側に向けるようにして施工することができる。

芯材３は、上述のように、断熱材４と耐火材５とで構成されるものであり、二枚の金属外皮１、２の間に充填されるものである。芯材３の寸法は、例えば、長さ３００〜１００００ｍｍ、幅３００〜１５００ｍｍ、厚み２０〜１２０ｍｍに形成されたものを使用できるが、これらに限定されるものではない。

断熱材４は、例えば、ロックウール、グラスウールやセラミックファイバー等の繊維状無機材料を、細長いブロック状（角棒状）に切り出して成形されたもの、あるいは、ウレタンフォームやスチレンフォームやフェノールフォームやポリイソシアヌレートフォーム等の常温で液状の樹脂材料を発泡させて形成される樹脂断熱材を用いることができる。又、樹脂断熱材は、あらかじめ成形させた成形ボードを接着させて形成させても良い。断熱材４は、例えば、密度４０〜２００ｋｇ／ｍ^３に形成されたものを使用できるが、これらに限定されるものではない。

断熱材４は、耐火パネルＡの断熱性能を損なわないようにするために、芯材３の長手方向及び厚み方向の略全長に亘って設けられていることが好ましい。

耐火材５は、例えば、硫酸カルシウム２水和物を主成分とする石膏や珪酸カルシウム等を使用することができる。耐火材５の形状は特に限定されないが、長尺の矩形板状や略直方体状に形成されたものを使用することができ、例えば、市販の石膏ボードを所望の大きさに切断して形成することができる。

耐火材５は、図１（ｂ）に示すように、芯材３の幅方向に所定の間隔を介して複数設けられるものであり、具体的には少なくとも３個以上設けられる。耐火材５を設ける個数の上限は、２０個以下が好ましく、この範囲であれば断熱性能の低下を抑えることができる。

そして、隣り合う耐火材５の間には、断熱材４が充填されている。ここで、隣り合う耐火材５のすべての間に断熱材４が充填されている必要はなく、一部の間は空隙が存在していても良いが、より一層高い断熱性能を得るには、すべての隣り合う耐火材５の間に断熱材４が充填されていることが好ましい。すなわち、芯材３は断熱材４と耐火材５とが幅方向に交互に配置されて構成されていることが好ましい。

隣り合う耐火材５の配列ピッチ（間隔）は、例えば、５０〜１００ｍｍにすることができる。尚、各耐火材５の間隔は等間隔であっても良いし、異なっていても良い。また、各耐火材５の厚み寸法（芯材３の幅方向と同方向の長さ）は、５〜２５ｍｍにすることができる。

また、耐火材５は、芯材３の長手方向の略全長に亘って設けることができる。この場合、耐火材５は芯材３の縦辺（長手方向）の長さに略等しい矩形板状や略直方体状に形成されたものを使用して芯材３の長手方向の略全長に亘って設けるようにしても良い。あるいは、芯材３の縦辺よりも短いものを複数使用し、これらを長手方向の略全長に亘って一列に配設させて芯材３の長手方向の略全長に亘って設けるようにしても良い。このように芯材３の縦辺よりも短い複数の耐火材５を長手方向の全長に亘って一列に配設する場合、各耐火材５は一定の間隔を空けて一列に配設させても良い。尚、芯材３の長手方向は、耐火パネルＡの長手方向に相当するものである。

耐火材５は、芯材３の厚み方向の略全長に亘って設けても良いし、耐火材５と、金属外皮１、２との間に間隔を空け、その間隔に断熱材４が介在されるように設けても良い。耐火材５を芯材３の厚み方向の略全長に亘って設ける場合、耐火材５の金属外皮１、２と接する面には接着剤を塗布しておけば、耐火材５を金属外皮１、２に固定させることができる。

耐火材５が、矩形板状や略直方体状に形成されたものである場合は、耐火パネルＡの機械強度が向上するという点で、各耐火材５が互いに対向するように配置されていることが好ましい。

芯材３の四辺の周端部（耐火パネルＡの外周部）では、断熱材４が配置されていても良いし、耐火材５が配置されていても良いが、耐火パネルＡの耐火性がより優れるという点で耐火材５が四辺の周端部の略全長に亘って配置されていることが好ましい。

上記のように、本発明の耐火パネルＡでは、複数の耐火材５が芯材３の幅方向に所定の間隔で設けられていることによって、耐火パネルＡの耐火性が優れたものとなり、特に、耐火パネルＡの幅方向に対する耐火性能がさらに向上するものとなる。

そして、耐火材５が芯材３の長手方向の略全長に亘って配設されていることで、耐火パネルＡの曲げ強度がより優れるものとなり、特に、耐火パネルＡにおいて、耐火パネルＡの一方の短手側から他方の短手側へ曲げようとしたときの曲げ強度に優れる。すなわち、耐火材５は、上記のように、石膏や珪酸カルシウム等の硬質の材料で構成されるものであり、このような耐火材５が耐火パネルＡの長手方向全長に亘って設けられることで、耐火パネルＡの曲げに対する抵抗力が高まるのである。さらに、耐火材５が芯材３の厚み方向の略全長に亘って設けられていれば、耐火パネルＡの表面や裏面に対する圧縮強度も優れるものとなる。この場合も耐火材５が硬質であるので、耐火パネルＡの表面や裏面から厚み方向に応力がかけられても、耐火材５が金属外皮１、２の間で支えの役割を果たし、厚み方向での圧縮に対する抵抗力を高めることができる。そのため、耐火パネルＡの運搬時や施工時の耐火パネルＡの破損を防止しやすくなり、ビルの外壁や住宅の外壁などに安定して施工することができるものとなる。また、表面の金属外皮１を断面凹凸形状に形成することもないので、加工にも手間がかからない上、表面がフラットであるので外観も良好なものとなる。

以上のように、耐火パネルＡは曲げ強度や圧縮強度に優れるものであるが、特に、図１に示すように、各耐火材５が、矩形板状に形成されて互いに対向するように配置され、かつ、芯材３の長手方向及び厚み方向の略全長に亘って設けられることで、耐火パネルＡは曲げ強度や圧縮強度がいっそう向上するものとなる。

このように耐火パネルＡの曲げ強度が飛躍的に向上するので、耐火パネルＡを外壁に施工すれば、胴縁間隔を広げることが可能となる。そのため、建物の耐風圧設計が容易になることに加え、下地鉄骨の数も減らせることができるようになり、施工速度を上げることができ、材料費のコストダウン及び施工コストの低減にもつながるものとなる。

本発明の耐火パネルＡでは上下端部や左右端部の形状は、特に限定されるものでなく、所望の形状に形成されるものであり、以下にその一例を説明する。

金属外皮１、２の左右両側端部の形状は、所望の形状に形成されて良く、図１の実施形態のように、表面板として形成される一方の金属外皮１の側端部先端は、屈曲加工されて芯材３の側面の一部を覆うように形成されていても良い。具体的には、金属外皮１の側端部先端が屈曲加工され、表面側から前方平坦部１１と、前方凸条部１２と、中央平坦部１０とがこの順に形成されている。前方平坦部１１は、金属外皮１の側端部先端が芯材３側へ略垂直に屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの全長に亘って平坦に形成されている。前方凸条部１２は、前方平坦部１１の先端が外方へ折り返し屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの全長に亘って平面視略Ｕ字状に形成されている。中央平坦部１０は、前方凸条部１２の先端が裏面側へ略垂直に屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの全長に亘って平坦に形成されている。

また、裏面板として形成される他方の金属外皮２の両側端部の形状も、金属外皮１と同様に、金属外皮２の側端部先端も屈曲加工されて芯材３の側面の一部を覆うように形成されていても良い。具体的には、金属外皮２の側端部先端が屈曲加工され、裏面側から後方凸条部１３と、後方平坦部１４とがこの順に形成されている。後方凸条部１３は、金属外皮２の側部先端の先端が折り返し屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの全長に亘って平面視略Ｕ字状に形成されている。後方平坦部１４は、後方凸条部１３の先端が表面側へ略垂直に屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの全長に亘って平坦に形成されている。

一方、金属外皮１、２の上下端部も、所望の形状に形成されるものであり、図１（ｃ）に示すように、金属外皮１の上端部先端は、屈曲加工されて芯材３の上面の一部を覆うように形成されていても良い。具体的には、金属外皮１の上端部先端が屈曲加工され、表面側から上側平坦部前片１５と、上側凸条部１６とがこの順に形成されている。上側平坦部前片１５は、金属外皮１の上部先端が芯材３側へ略垂直に屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの幅方向の全長に亘って平坦に形成されている。上側凸条部１６は、上側平坦部前片１５の先端が外方へ折り返し屈曲加工されたものであり、耐火パネルＡの幅方向の全長に亘って平面視略Ｕ字状に形成されている。

また、金属外皮２の上端部先端も屈曲加工されて芯材３の上面の一部を覆うように形成されていても良い。具体的には、金属外皮２の上部先端が芯材３側へ略垂直に屈曲加工され、上側平坦部後片１７が、耐火パネルＡの幅方向の全長に亘って平坦に形成されている。

尚、金属外皮１、２の下端部も上端部と同様に形成されており、上端部が上下反転した形状となっている。この場合、金属外皮１が屈曲加工されて、表面側から下側平坦部前片１８と、下側凸条部１９とがこの順に形成され、金属外皮２が屈曲加工されて、下側平坦部後片２０が形成されている。

耐火パネルＡの端部が上記のように形成されるので、複数の耐火パネルＡを上下左右に並設して施工された外壁において、耐火パネルＡ、Ａ間に水が浸入するのを防止しやすくなる。すなわち、通常は、上側平坦部前片１５や前方平坦部１１等の表面にはシーリング材が施されるものであるが、仮にシーリング切れ等が発生したとしても、上側凸条部１６や前方凸条部１２等の凸状部によって止水することができ、防水性能に優れるものとなる。

尚、金属外皮１、２の上下や左右の端部は上記のような形状に限定されるものではなく、例えば、他の耐火パネルＡの端部と嵌合できるように形成されるものであったりしても良い。

本発明の耐火パネルＡを製造するにあたっては、例えば、以下のように行うことができる。まず、二枚の金属外皮１、２を用意し、その間に複数の耐火材５を幅方向に所定の間隔を介しながら互いに対向させるように配置する。この場合、耐火材５は、二枚の金属外皮１、２に接着材等で固定させればよい。次いで、各耐火材５の間に断熱材４を配置させるが、断熱材４が無機系の場合は、耐火材５の間に直接充填させれば良い。また、断熱材４が樹脂断熱材の場合は、各耐火材５の間に液状の樹脂材料を注入した後、加熱等することにより液状の樹脂材料を発泡させると共に硬化させることによって断熱材４を形成することができる。このようにして断熱材４と耐火材５で構成される芯材３が形成され、金属外皮１、２と接着して一体化することにより耐火パネルＡを製造することができる。上記製造方法では、耐火材５を二枚の金属外皮１、２の間にあらかじめ所定の間隔を介して配置させてから断熱材４をその隙間に充填させるので、製造が簡便であり、安定した形状の耐火パネルＡを製造することができるものとなる。

Ａ耐火パネル
１金属外皮
２金属外皮
３芯材
４断熱材
５耐火材
１０中央平坦部
１１前方平坦部
１２前方凸条部
１３後方凸条部
１４後方平坦部

Claims

二枚の金属外皮の間に芯材が充填されて成る耐火パネルにおいて、前記芯材は断熱材と耐火材とで構成され、前記耐火材は前記芯材の幅方向に所定の間隔を介して複数設けられ、前記断熱材は隣り合う耐火材の間に介在され、前記幅方向の両側端部は表面側から前方平坦部と、前方凸条部と、中央平坦部とをこの順で有すると共に裏面側から後方凸条部と、後方平坦部とをこの順で有することを特徴とする耐火パネル。
前記芯材は前記断熱材と前記耐火材とが幅方向に交互に配置されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の耐火パネル。
前記耐火材は前記芯材の長手方向及び厚み方向の略全長に亘って設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐火パネル。