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技術 複合耐火目地材

出願人 岐阜折版工業株式会社田中製紙工業株式会社北星ゴム工業株式会社
発明者 毛利忠之打田幸泰
出願日 2010年9月10日 (9年10ヶ月経過) 出願番号 2010-203232
公開日 2012年3月22日 (8年4ヶ月経過) 公開番号 2012-057402
状態 特許登録済
技術分野 建築環境
主要キーワード 温度測定箇所 目地近傍 コンクリート製床 天然鱗状黒鉛 無機繊維材料 四角筒 膨張性材料 発泡量
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年3月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

耐火性能を向上させることができるとともに、優れたシール性能を発揮することができる複合耐火目地材を提供する。

解決手段

複合耐火目地材11は、隣接する建築用パネル12の端面12a間に形成された目地13に配置される。この複合耐火目地材11は、無機繊維及び発泡性材料を含む耐火目地材15と、その外面に被覆されるガスケット材16とにより構成されている。耐火目地材15は、複数の発泡セラミックシート17が積層されて形成され、建築用パネル12の端面12aに向って発泡するようになっている。発泡セラミックシート17の発泡倍率は、2〜8倍であることが好ましい。

概要

背景

建築物外壁には、例えばケイ酸カルシウム板木毛セメント板ALC板軽量気泡コンクリート板)、ロックウール板等の建築用パネル耐火パネル)が用いられ、この建築用パネルが取付具によってコンクリート製床材等の構造躯体取付けられている。該建築用パネルの端面間に形成される目地には、そこを埋める目地材が配置されている。この目地材には建築用パネルと同様に厳しい耐火性能、具体的には60分の耐火試験において最高温度が180℃以下で、その平均値が140℃以下という耐火性能が要求されている。

このため、そのような耐火性能を満たすことができる耐火被覆材が検討されている(例えば、特許文献1を参照)。すなわち、該耐火被覆材は、無機繊維材料膨張性材料とを主成分としてそれらが混和されたスラリーを抄いて形成され、鉄骨梁等の対象物耐火性を確保するために該対象物を被覆するシート状のものである。前記無機繊維材料には、耐熱性の異なる2種類以上の無機繊維材料が含まれている。

概要

耐火性能を向上させることができるとともに、優れたシール性能を発揮することができる複合耐火目地材を提供する。複合耐火目地材11は、隣接する建築用パネル12の端面12a間に形成された目地13に配置される。この複合耐火目地材11は、無機繊維及び発泡性材料を含む耐火目地材15と、その外面に被覆されるガスケット材16とにより構成されている。耐火目地材15は、複数の発泡セラミックシート17が積層されて形成され、建築用パネル12の端面12aに向って発泡するようになっている。発泡セラミックシート17の発泡倍率は、2〜8倍であることが好ましい。

目的

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

建築用パネルの端面間に形成された目地に配置される複合耐火目地材であって、無機繊維及び発泡性材料を含む耐火目地材と、その外面に被覆されるガスケット材とにより構成されていることを特徴とする複合耐火目地材。

請求項2

前記耐火目地材は、建築用パネルの端面に向って発泡するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の複合耐火目地材。

請求項3

前記耐火目地材は板状に形成され、各板材が建築用パネルの端面に向って発泡するように積層されて構成されていることを特徴とする請求項2に記載の複合耐火目地材。

請求項4

前記耐火目地材の発泡倍率は、2〜8倍であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の複合耐火目地材。

請求項5

前記ガスケット材はゴムで形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の複合耐火目地材。

技術分野

0001

本発明は、例えば建築物外壁材として用いられる建築用パネルの端面間に形成された目地に配置されて使用される複合耐火目地材に関するものである。

背景技術

0002

建築物の外壁には、例えばケイ酸カルシウム板木毛セメント板ALC板軽量気泡コンクリート板)、ロックウール板等の建築用パネル(耐火パネル)が用いられ、この建築用パネルが取付具によってコンクリート製床材等の構造躯体取付けられている。該建築用パネルの端面間に形成される目地には、そこを埋める目地材が配置されている。この目地材には建築用パネルと同様に厳しい耐火性能、具体的には60分の耐火試験において最高温度が180℃以下で、その平均値が140℃以下という耐火性能が要求されている。

0003

このため、そのような耐火性能を満たすことができる耐火被覆材が検討されている(例えば、特許文献1を参照)。すなわち、該耐火被覆材は、無機繊維材料膨張性材料とを主成分としてそれらが混和されたスラリーを抄いて形成され、鉄骨梁等の対象物耐火性を確保するために該対象物を被覆するシート状のものである。前記無機繊維材料には、耐熱性の異なる2種類以上の無機繊維材料が含まれている。

先行技術

0004

特開2010−65462号公報

発明が解決しようとする課題

0005

前記特許文献1に記載されている耐火被覆材は薄層(従来の無機シートに比べて1/3から1/2の厚さ)に形成され、鉄骨梁の周りに該鉄骨梁を囲うように設置され、鉄骨梁の耐火性を確保するように構成されている。かかる耐火被覆材を建築用パネルの端面間に形成された目地に適用する場合には、建築用パネル端面間の目地の幅(隙間)が広い(例えば30mm)ことから、そのまま耐火被覆材を使用することはできない。

0006

このため、耐火被覆材を折り畳んで積層し、建築用パネル端面間の目地幅に合わせて調整しなければならず、そのような作業は煩雑であることから耐火目地材としては適していない。しかも、その場合には耐火被覆材の幅や厚みを目地として適切な寸法に設定することは難しく、耐火被覆材が高温に達して発泡したとき目地の部分を十分に塞ぐことはできず、耐火性能の向上を図ることはできないという問題があった。

0007

加えて、建築用パネル端面間の目地に前記耐火被覆材を適用した場合、耐火被覆材には水や空気に対するシール性能がないことから、該耐火被覆材と建築用パネルの端面との間の水密性気密性を保持することはできなかった。

0008

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、耐火性能を向上させることができるとともに、優れたシール性能を発揮することができる複合耐火目地材を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記の目的を達成するために、請求項1に係る複合耐火目地材は、建築用パネルの端面間に形成された目地に配置される複合耐火目地材であって、無機繊維及び発泡性材料を含む耐火目地材と、その外面に被覆されるガスケット材とにより構成されていることを特徴とする。

0010

請求項2に係る複合耐火目地材は、請求項1に係る発明において、前記耐火目地材は、建築用パネルの端面に向って発泡するように構成されていることを特徴とする。
請求項3に係る複合耐火目地材は、請求項2に係る発明において、前記耐火目地材は板状に形成され、各板材が建築用パネルの端面に向って発泡するように積層されて構成されていることを特徴とする。

0011

請求項4に係る複合耐火目地材は、請求項1から請求項3のいずれか1項に係る発明において、前記耐火目地材の発泡倍率は、2〜8倍であることを特徴とする。
請求項5に係る複合耐火目地材は、請求項1から請求項4のいずれか1項に係る発明において、前記ガスケット材はゴムで形成されていることを特徴とする。

発明の効果

0012

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項1に係る発明の複合耐火目地材は、無機繊維及び発泡性材料を含む耐火目地材と、その外面に被覆されるガスケット材とにより構成されている。このため、耐火目地材が高温に達したとき無機繊維が耐熱性を発揮することができるとともに、発泡性材料が発泡して建築用パネルの端面に圧接して目地を塞ぐことができる。さらに、ガスケット材が耐火目地材と建築用パネルの端面との間を水密状態又は気密状態に保持することができる。

0013

従って、本発明の複合耐火目地材によれば、耐火性能を向上させることができるとともに、優れたシール性能を発揮することができる。

図面の簡単な説明

0014

実施形態において建築用パネル端面間の目地に複合耐火目地材を配置した状態を示す断面図。
耐火目地材を構成する発泡セラミックシートを積層した状態を示す斜視図。
複合耐火目地材の耐火試験における目地近傍の断面図であって、(a)は目地の幅が30mmの場合の幅広目地に複合耐火目地材を配置した状態を示す断面図、(b)は目地の幅が20mmの場合の幅狭目地に複合耐火目地材を配置した状態を示す断面図。
上下方向に延びる幅広目地及び幅狭目地を有する建築用パネルの内面を示す正面図。
建築用パネルの内面側における温度と経過時間との関係を示すグラフ

0015

以下、本発明の実施形態を図1及び図2に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、複合耐火目地材11は、隣接する建築用パネル12の端面12a間に形成された目地13に配置される。建築用パネル12は、パネル本体20の端面に石膏ボード14が接合され、その状態で外面側(図1の上側)及び内面側(図1の下側)が鋼板21により被覆されて構成されている。各鋼板21の端部は直角に折曲げ形成されている。パネル本体20としては、ロックウールグラスウールスラグウール等で形成される耐火パネル、軽量気泡コンクリートALC)パネル等のコンクリートパネルが用いられる。

0016

複合耐火目地材11は目地13の内端部に配置され、無機繊維及び発泡性材料を含む耐火目地材15と、その外周面に被覆されるガスケット材16とにより構成されている。図2に示すように、耐火目地材15は、断面矩形状をなす発泡セラミックシート(板材)17が3枚積層されて構成されている。図1に示すように、発泡セラミックシート17の積層方向は、建築用パネル12の端面12a方向になるように設定され、発泡セラミックシート17が高温に達して発泡したとき建築用パネル12の端面12aに直交する方向(建築用パネル12の延びる図1の矢印方向)に向かって発泡されるようになっている。

0017

発泡セラミックシート17は、無機繊維及び発泡性材料を含む発泡用原料が混合されたスラリーを抄紙法に準じた方法で形成される。無機繊維としては、アルミナ及びシリカを主成分とするセラミックファイバーのほか、グラスファイバー、ロックウール、アルミナファイバー等が用いられる。発泡性材料は高温に加熱されると発泡(膨張)する材料であり、好ましくは天然鱗状黒鉛熱分解黒鉛キッシュ黒鉛等の粉末濃硫酸濃硝酸過塩素酸塩、過マンガン酸塩等の強酸化剤で処理して黒鉛グラファイト層間化合物を生成させたもので、炭素層状構造を維持した状態の結晶化合物である。膨張黒鉛は、この層間化合物を経由して作製される。すなわち、化学反応を利用して層間に物質を挿入した黒鉛層間化合物急熱すると、層間に挿入された物質が燃焼してガス化し、そのガスの放出が層と層との間を押し広げるため、黒鉛が層の積層方向に膨張する。

0018

発泡用原料には有機バインダーが配合される。この有機バインダーとしては、アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム(NBR)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)等のゴムラテックスアクリル樹脂フェノール樹脂等が挙げられる。さらに、発泡用原料には、凝集剤としての硫酸アルミニウム硫酸バンド)、ポリ塩化アルミニウム(PAC)等を用いることもできる。

0019

そして、無機繊維、有機バインダー等を水に混合してスラリー化し、そこへ発泡性材料を加えて混和する。このスラリーを抄紙法の常法に従ってシート状に形成することにより発泡セラミックシート17が得られる。この発泡セラミックシート17は、例えば300℃以上の高温に晒されたとき発泡性材料によって発泡する。この発泡セラミックシート17の発泡方向は、シートの厚み方向(図1の矢印で示す方向)である。

0020

前記耐火目地材15の発泡倍率は、2〜8倍であることが好ましく、3〜5倍であることがさらに好ましい。この発泡倍率が2倍を下回る場合には、耐火目地材15が高温に晒されて発泡したとき、発泡量不足して目地13における耐火性能を十分に発揮することができなくなる。その一方、発泡倍率が8倍を上回る場合には、耐火目地材15の発泡が過剰になって目地13からはみ出したりし、かえって耐火性能が低下する。

0021

前記ガスケット材16は厚みが5mm程度のシート状のゴムで形成され、耐火目地材15の外周面に巻かれて接着剤で接合されている。このように、耐火目地材15の外周面を弾力性のあるガスケット材16で被覆することにより、複合耐火目地材11と建築用パネル12の端面12aとの間のシール性能を高めるとともに、耐火目地材15の割れを防止し、複合耐火目地材11の耐震性を向上させることができる。ゴムとしては、エチレンプロピレンジエン共重合ゴム(EPDM)、シリコーンゴム等が使用される。

0022

図1に示すように、目地13の外端部にはゴム製のシール材18が配置され、外部から目地13内に水が入り込まないようになっているとともに、目地13の外観が良好に保持されるようになっている。このシール材18は両側面が鋼板21に接着剤で接合されている。なお、このシール材18と前記複合耐火目地材11との間には空間部19が形成されて水がそこから落ちるようになっているが、シール材18等で埋めて空間部19を省略するように構成することもできる。

0023

次に、上記のように構成された複合耐火目地材11についてその作用を説明する。
さて、建築用パネル12間の目地13に複合耐火目地材11を設置する場合には、まず図2に示すように、3枚の発泡セラミックシート17をその厚み方向に積層して接着剤で接合し、耐火目地材15を製作する。このとき、積層される各発泡セラミックシート17の位置をずらすことにより、発泡時に各発泡セラミックシート17が突き合わせ面で離れないようにして一体的に発泡させることができる。

0024

続いて、図1に示すように、耐火目地材15の外周面にガスケット材16を巻き付けて接着剤で接合し、複合耐火目地材11を調製する。得られた複合耐火目地材11を目地13の内端部に配置し、建築用パネル12端面12aの鋼板21に接着剤で接合する。その後、目地13の外端部にシール材18を配置し、その両側面を接着剤で鋼板21に接着する。このようにして、建築用パネル12間の目地13に複合耐火目地材11及びシール材18が設置される。目地13に複合耐火目地材11が設置された状態では、発泡セラミックシート17の外周面がガスケット材16で被覆され、そのガスケット材16が鋼板21に密着されていることから、目地13における水密性及び気密性を発現することができる。

0025

そして、火災の発生によって建築用パネル12及び目地13の外面側が高温になったとき、目地13の部分においてはシール材18が変形し、さらに消失して複合耐火目地材11が高温に晒される。このとき、ガスケット材16が変形乃至は消失する一方、耐火目地材15を構成する発泡セラミックシート17は積層方向つまり建築用パネル12の端面12aと直交方向(図1の矢印方向)へ発泡し、鋼板21に圧接される。従って、目地13の部分には隙間が形成されることなく、遮蔽状態が維持され、耐火性能が保持される。

0026

以上の実施形態によって発揮される効果を以下にまとめて記載する。
(1)本実施形態の複合耐火目地材11は、発泡セラミックシート17が積層された耐火目地材15と、その外面に被覆されるガスケット材16とにより構成されている。このため、耐火目地材15が高温に到ったとき無機繊維が耐熱性を発揮すると同時に、発泡性材料が発泡して目地13内で膨らみ、目地13の閉鎖状態を維持することができる。加えて、ガスケット材16が耐火目地材15と建築用パネル12の端面12aとの間を水密及び気密に保持することができる。

0027

従って、本実施形態の複合耐火目地材11によれば、火災時における耐火性能を向上させることができるとともに、常には優れたシール性能を発揮することができる。
(2)耐火目地材15を構成する発泡セラミックシート17は、建築用パネル12の端面12aに向って発泡するように構成されている。このため、耐火目地材15が建築用パネル12の端面12aに圧接され、複合耐火目地材11の耐火性能を一層向上させることができる。
(3)耐火目地材15は発泡セラミックシート17で形成され、各発泡セラミックシート17が建築用パネル12の端面12aに向って発泡するように積層されて構成されている。このため、建築用パネル12の端面12aへの発泡が一層有効に行われ、耐火性能をより一層向上させることができる。
(4)耐火目地材15の発泡倍率は2〜8倍に設定されていることから、目地13における発泡を適切な範囲で行うことができ、優れた耐火性能を発現することができる。
(5)ガスケット材16は柔軟性を有するゴムで形成されていることから、耐火目地材15や建築用パネル12の端面12aの形状に良好に追従することができ、シール性能を高めることができる。

0028

以下に、実施例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
(実施例1)
建築用パネル12の端面12a間に形成されている目地13に複合耐火目地材11を配置した状態で耐火試験を行った。すなわち、図4は建築用パネル12を内面側から見た正面図であり、同図に示すように、3枚の建築用パネル12間には、上下方向に延びる2本の目地13が形成されている。図中右側の幅広目地13aは幅30mmに形成され、左側の幅狭目地13bは幅20mmに形成されている。そして、温度測定箇所として、幅狭目地13bにおいて3箇所〔(1)、(2)及び(3)〕、幅広目地13aにおいて3箇所〔(5)、(6)及び(7)〕、幅狭目地13bと幅広目地13aの間における建築用パネル12において1箇所〔(4)〕設定した。なお、図4においては、石膏ボード14が省略されている。

0029

図3(a)に示すように、建築用パネル12の端面12a間の幅広目地13aにおける前後中央位置には、複合耐火目地材11がそのガスケット材16を建築用パネル12の端面12aに接着して配設されている。この場合、耐火目地材15は3枚の発泡セラミックシート17が積層されて構成されている。また、図3(b)に示すように、建築用パネル12の端面12a間の幅狭目地13bにおける前後中央位置には、前述した複合耐火目地材11がそのガスケット材16を建築用パネル12の端面12aに接着して配設されている。この場合、耐火目地材15は2枚の発泡セラミックシート17が積層されて構成されている。

0030

上記発泡セラミックシート17を形成する発泡用原料の組成は、セラミックファイバー79.0質量%、グラスファイバー4.9質量%、硫酸で処理した黒鉛10.8質量%、NBRのラテックス3.9質量%及び硫酸アルミニウム1.4質量%である。そして、セラミックファイバー、グラスファイバー、ラテックス及び硫酸アルミニウムを水に混合してスラリー化し、そこへ黒鉛を加えて混和した。このスラリーを通常の抄紙法に従ってシート状に成形することにより発泡セラミックシート17を得た。この発泡セラミックシート17は、加熱されて300℃以上に達すると発泡し、発泡倍率は4倍であった。

0031

耐火試験では、建築用パネル12の外面側を加熱炉で、60分後に925℃に到るように加熱し、経過時間1分毎に前記温度測定箇所(1)〜(7)にて温度を測定した。その結果を表1及び図5に示した。表1においては、経過時間10分毎の温度変化を示し、60分経過したその後の欄には最高温度を示した。また、図5において、曲線αは建築用パネル12の外面側における加熱炉の温度変化を示す。

0032

表1及び図5に示すように、各温度測定箇所における最高温度は、温度測定箇所(6)での155.5℃であった。また、6箇所の温度測定箇所における最高温度からそれぞれの初期温度(経過時間0分の温度)を差し引いた温度の平均値は、113.9℃であった。従って、最高温度が180℃以下で、前記平均値が140℃以下という耐火基準が満たされており、目地13に配置されている複合耐火目地材11の耐火性能は非常に高いことが示された。
(実施例2)
前記実施例1において、発泡用原料の組成として、黒鉛を5.0質量%、セラミックファイバーを73.2質量%に変更した以外は実施例1と同じ組成とした。この発泡用原料から発泡セラミックシート17を得た。該発泡セラミックシート17の発泡倍率は2倍であった。この発泡セラミックシート17を使用して複合耐火目地材11を形成し、実施例1と同様の耐火試験を行った。その結果、各温度測定箇所における最高温度とその平均値は、実施例1とほぼ同等であった。
(実施例3)
前記実施例1において、発泡用原料の組成として、黒鉛を20.0質量%、セラミックファイバーを69.8質量%に変更した以外は実施例1と同じ組成とした。この発泡用原料から発泡セラミックシート17を得た。該発泡セラミックシート17の発泡倍率は8倍であった。この発泡セラミックシート17を使用して複合耐火目地材11を形成し、実施例1と同様の耐火試験を行った。その結果、各温度測定箇所における最高温度とその平均値は、実施例1に近い値であった。

0033

なお、前記各実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記耐火目地材15を、発泡セラミックシート17を積層して構成することなく、1つの成形体で構成することも可能である。

0034

・ 前記耐火目地材15の発泡方向は、建築用パネル12の端面12aに対して直交方向でなくともよく、斜め方向であっても差し支えない。
・複合耐火目地材11を目地13の外端部に配置することができ、或いは目地13の前後中間部のいずれかの位置に配置することも可能である。

0035

・建築用パネル12の端面に接合された石膏ボード14を省略することも可能である。
・ガスケット材16を四角筒状に形成し、その内側に耐火目地材15を収容するように構成することも可能である。

実施例

0036

・建築用パネル12を構成する鋼板21をアルミニウム板等の他の金属板に変更することもできる。
次に、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
(イ)前記ガスケット材は、耐火目地材の外周面に接着剤で接合されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の複合耐火目地材。このように構成した場合、請求項1から請求項5のいずれかに係る発明の効果に加えて、ガスケット材を耐火目地材に強固に一体化することができ、耐火性能を向上させ、複合耐火目地材の施工性等の取扱性を向上させることができる。
(ロ)前記目地の内端側に複合耐火目地材が配置されるとともに、外端側にはゴム製のシール材が配置されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の複合耐火目地材。このように構成した場合、請求項1から請求項5のいずれか1項に係る発明の効果に加えて、目地におけるシール性能を一層向上させることができる。

0037

11…複合耐火目地材、12…建築用パネル、12a…端面、13…目地、15…耐火目地材、16…ガスケット材、17…耐火目地材を構成する発泡セラミックシート。

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