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発明の名称 耐火パネル
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−262737(P2001−262737A)
公開日 平成13年9月26日(2001.9.26)
出願番号 特願2000−73801(P2000−73801)
出願日 平成12年3月16日(2000.3.16)
代理人 【識別番号】100091384
【弁理士】
【氏名又は名称】伴 俊光
【テーマコード(参考)】
2E001
2E162
4F100
【Fターム(参考)】
2E001 DE01 FA03 FA07 FA11 FA14 GA42 HA01 HA02 HA03 HA07 HA21 HA32 HD11 JA06 JA22 JA25 JA29 JB07 
2E162 CA01 CA02 CA05 CA06 CA14 CA21 CA35 CD04 FA00 FA14 FA16 FA20 FB07 FD07
4F100 AA00A AA03A AC10B AC10C AC10H AG00B AG00C AK33B AK33C BA02 BA03 BA06 BA10A BA10B BA10C DB00B DB00C DG12B DG12C DH02B DH02C GB07 GB08 JJ07 JK01 JK04 YY00 YY00A YY00B YY00C
発明者 山極 昌好
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 無機材料からなるコア材の少なくとも片面にフェノール樹脂をマトリックス樹脂とするFRPスキン層を設けたパネルであって、パネル全体の無機系材料が50〜82重量%の範囲にあることを特徴とする耐火パネル。
【請求項2】 コア材の重量が3kg/m2 以下である、請求項1の耐火パネル。
【請求項3】 コア材の厚み方向に延びるリブを有する、請求項1または2の耐火パネル。
【請求項4】 リブがFRPスキン層と一体に成形されている、請求項3の耐火パネル。
【請求項5】 リブの配設ピッチがコア材の厚みの0.5〜10倍の範囲にある、請求項3または4の耐火パネル。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐火性能を有する、建築物の床材、壁材、天井材、屋根材、間仕切り材等に好適な耐火パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】建築物等の耐火パネルとしては、一般に無機系コア材を主体としそれに石綿を含有させて強度を確保したものが用いられてきたが、特定化学物質等障害予防規則の改正(平成7年1月)により石綿の含有量についての規制が厳しくなったことから、石綿を含有しないか含有してもごく少量に抑えた無機系コア材の使用が要求されている。
【0003】このような無機系コア材を使用する場合、そのままでは耐火パネルとしての十分な強度や剛性を確保することが困難な場合が多いので、無機系コアボードの少なくとも片面に織布や不織布に樹脂を含浸させた表面材層、つまりFRPスキン層を設け、パネル全体としての強度、剛性をもたせるようにした構造が提案されている(特開平10−205057号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平10−205057号公報に開示された耐火パネル構造では、FRPスキン層をコア材の片面に設ける場合、また、コア材の両面に設ける場合においても、ある一定量以上のFRP層がないと、パネル全体に、風荷重等に耐えることができるだけの強度、剛性をもたせることが困難である。一方、パネル全体としてある一定量以上の無機質の材料がないと、十分な耐火性能が得られず、火災等に対しクラックが裏面にまで達し、裏面側の温度を規定したJIS−A−1304の耐火構造試験に合格しないことになる。
【0005】そこで本発明の課題は、上記のような従来技術の問題点に着目し、とくにJIS−A−1304に規定されている耐火構造試験に合格し得るとともに、パネル全体として十分に高い曲げ剛性、強度を備えた耐火パネルを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明の耐火パネルは、無機材料からなるコア材の少なくとも片面にフェノール樹脂をマトリックス樹脂とするFRPスキン層を設けたパネルであって、パネル全体の無機系材料が50〜82重量%の範囲にあることを特徴とするものからなる。
【0007】すなわち本発明は、耐火性能向上のために無機系材料のパネル全体に対する重量構成を最適な範囲内に設定するとともに、併せてパネル全体の剛性や強度を十分に高く保つことができるようにしたものである。
【0008】パネル全体における無機系材料には、コア材を構成する無機材料に加え、FRPスキン層に含まれる無機系材料を含む。
【0009】上記コア材の重量としては、3kg/m2 以下であることが好ましい。これよりも重くなると、パネル全体の重量が大きくなり、取り扱いにくくなる。
【0010】また、上記耐火パネルは、コア材の厚み方向に延びるリブを有することが好ましく、このリブはFRPスキン層と一体に成形されていることが好ましい。したがって、コア材の両面にFRPスキン層が配置される場合には、リブは両FRPスキン層を接続する構成とすることが好ましい。リブの存在により、耐火パネル全体としての強度、剛性がより高められる。このリブの配設ピッチは、コア材の厚みの0.5〜10倍、好ましくは1〜5倍の範囲にあることが望ましい。
【0011】このような本発明に係る耐火パネルにおいては、無機材料からなるコア材と、耐火性能に優れたフェノール樹脂をマトリックス樹脂とするFRPスキン層とからなるサンドイッチパネル構造とされ、かつ、パネル全体の無機系材料の重量構成が50〜82重量%の範囲とされるので、最適な無機系材料比により十分に高い耐火性能が確保されつつ、サンドイッチ構造により十分に高い強度、剛性が確保される。無機系材料の構成比が50重量%未満では、十分に高い耐火性能が得られないおそれが生じ、JIS−A−1304に規定の耐火試験に合格しない場合が生じるおそれがある。逆に82重量%を超えると、無機系材料の含有率が高くなりすぎ、耐火性能としては十分であるものの、パネル全体として十分に高い強度、剛性を確保することが困難になる。本発明で規定した範囲とすることにより、JIS−A−1304に規定の耐火構造試験時にも熱炎が裏面に達することはなく、確実に試験に合格できるようになり、同時にパネル全体としての必要な強度、剛性を確保できるようになる。
【0012】また、無機系コア材の厚み方向に延びるリブを適切なピッチで設けることにより、パネル全体としての曲げ剛性、強度をさらに高めることが可能になり、耐火特性のみならず機械特性にも優れた耐火パネルを実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施態様に係る耐火パネル1を示している。耐火パネル1は、無機材料からなるコア材2と、その片面に設けられた、フェノール樹脂をマトリックス樹脂とするFRPスキン層3とからなる。
【0014】コア材2として用いる無機材料としては、たとえば珪酸カルシウム、気泡コンクリート、モルタル、軽量骨材コンクリート、石綿スレート、パーライト板、パルプセメント板、木毛セメント板、木片セメント板、ロックウール板、泡ガラス、石膏ボード等を使用できる。
【0015】FRPスキン層3においては、マトリックス樹脂として、耐火性能に優れたフェノール樹脂を用い、強化繊維として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維や、無機ウィスカー、ロックファイバー、ロックウール等の無機繊維、金属繊維、およびこれらの混合物が使用できる。マトリックス樹脂中には、不燃性の有機成分を極力減らすため、タルク、クレー、カオリン、焼石膏、水酸化アルミニウム等の無機粉末を加え、さらに耐火性能を向上させることができる。
【0016】そして本発明においては、コア材2を構成する無機材料と、FRPスキン層3に含まれる無機系材料(上記のような強化繊維およびFRPスキン層3に添加される無機物)のパネル全体に対する総重量が、50〜82重量%の範囲内とされる。
【0017】このように構成された耐火パネル1においては、パネル全体に対する無機系材料が50重量%以上であるので、優れた耐火性能を発揮することができ、JIS−A−1304に規定の耐火試験に容易に合格できるようになる。
【0018】また、パネル全体に対する無機系材料が82重量%以下であるので、過剰な無機系材料の配合によりパネルの強度や剛性が大きく低下することが防止され、パネル全体として必要な強度や剛性を確保できるようになる。
【0019】本発明においては、パネルの断面構成として、種々の形態を採り得る。たとえば図2に示すように、無機材料からなるコア材12の両面にFRPスキン層13を配したサンドイッチ構造の耐火パネル11とすることができる。
【0020】また、パネル全体の強度、剛性をより高めるために、コア材の厚み方向に延びるリブを配設することができる。リブは、前述したように、FRPスキン層と一体に成形することが好ましく、配設ピッチはコア材の厚みの0.5〜10倍の範囲にあることが好ましい。
【0021】たとえば図3に示す耐火パネル21では、コア材22の片面に設けられたFRPスキン層23に対してリブ24が一体に成形されている。リブ24は、FRPスキン層23と同種のFRPからなることが、強度、剛性向上の点から好ましい。また、図4に示す耐火パネル31では、コア材32の両面に設けられたFRPスキン層33の間にリブ34が設けられ、リブ34で両FRPスキン層33が一体に接合されている。
【0022】
【実施例】以下、本発明を、実施例に基づいて説明する。
実施例1図3に示した、コア材の両面にFRPスキン層を配したサンドイッチ構造の耐火パネルで、リブのない一様な断面形状の耐火パネルを作成した。コア材には、厚さ50mmの軽量珪酸カルシウム板(重量:5500g/m2 )を用い、FRPスキン層には、フェノール樹脂をマトリックス樹脂とし(樹脂重量:5000g/m2 )、ガラスロービングクロス(1層当たり重量:580g/m2 )を5プライ積層し、それを上下のスキン層に配置した(このクロスの総重量:5800g/m2 )。また、このFRPスキン層には無機充填材としてタルクを1200g/m2 添加した。
【0023】その結果、パネル全体に対する無機系材料の重量構成は71重量%であった。このパネル構成(トータル厚み:56mm)にて、幅600mm、長さ2400mmに成形した耐火パネルを、スパン2100mmで4点曲げ(圧子間隔:700mm)試験した結果、曲げ強度は52MPaと十分に高い値が得られた。また、JIS−A−1304に規定の30分耐火試験を行った結果、パネル裏面温度を130℃(260℃以下が合格)と十分に低く抑えることができた。
【0024】実施例2実施例1に比べ、コア材に厚さ30mmの軽量珪酸カルシウム板(重量:3300g/m2 )を用い、フェノール樹脂重量を8000g/m2 とし、タルクを添加しなかった。その他は実施例1と同様にして試験したところ、パネル全体に対する無機系材料の重量構成は53重量%であり、曲げ強度は55MPa、30分耐火試験裏面温度は160℃と良好な結果が得られた。
【0025】実施例3実施例1に比べ、ガラスロービングクロスを上下FRPスキン層において2プライ積層し(クロス総重量:2320g/m2 )、フェノール樹脂重量を2100g/m2 とし、タルク充填量をを240g/m2 に変更した以外、実施例1と同様にして試験した。パネル全体に対する無機系材料の重量構成は79重量%であり、曲げ強度は23MPa、30分耐火試験裏面温度は130℃と良好な結果が得られた。
【0026】比較例1コア材を厚さ15mmの軽量珪酸カルシウム板(重量:1650g/m2 )とし、フェノール樹脂重量を9000g/m2 とし、タルクを添加しなかったこと以外、実施例1と同様にして試験した。パネル全体に対する無機系材料の重量構成は45重量%であり、曲げ強度は47MPa、30分耐火試験裏面温度は300℃となり、とくに耐火性能に劣っていた。
【0027】比較例2実施例1に比べ、ガラスロービングクロスを上下FRPスキン層において1プライづつとし(クロス総重量:1160g/m2 )、フェノール樹脂重量を1200g/m2 とし、タルクを240g/m2 添加して試験した。パネル全体に対する無機系材料の重量構成は85重量%となり、曲げ強度は8.7MPa、30分耐火試験裏面温度は170℃となり、とくに曲げ強度に劣っていた。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐火パネルによれば、コア材、フェノール樹脂を用いたFRPスキン層からなるパネル全体に対する無機系材料の重量構成を50〜82重量%の範囲とすることにより、優れた耐火性能と、パネルに必要な強度、剛性との両方を、同時に達成できる。




 

 


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