(57)【要約】【課題】軽量であり、防火性、強靱性、および、加工性が優れた高圧防火材及びその製造方法を提供する。【解決手段】高圧防火材１は金属層１１と、少なくとも一つの繊維層１２と、少なくとも一つの接着層１３と、を備える。金属層１１は金属材料からなるシート材であり、その上には均一に複数の穴１１１がパンチ加工により形成され、接着層１３は金属層１１と繊維層１２との間に位置し、かつ穴１１１と繊維層１２の隙間に充満し、接着層１２は接着性を有する複合材が凝固することにより形成され、複合材は接着剤および防火材料が均一に混合されている。これにより、高圧防火材は繊維層１２の弾性と金属層１１の強靱性とを兼ね備えるほか、接着層１３によって絶好の防火効果を得ることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料により板状に形成され、パンチ加工により形成される複数の穴を有する少なくとも一つの金属層と、
繊維材料により板状に形成される少なくとも一つの繊維層と、
前記金属層と前記繊維層との間に設けられ、前記穴と前記繊維層の隙間に嵌着し、接着剤および防火材料を均一に混合されている粘性のある複合材が凝固することにより形成される少なくとも一つの接着層と、を備えることを特徴とする高圧防火材。
【請求項２】
前記金属層の厚さは、２ミリメートル以下であり、
前記穴の径は、前記金属層の厚さの１〜２倍であり、互いに隣接する前記穴の距離は前記穴径の１〜２倍であることを特徴とする請求項１記載の高圧防火材。
【請求項３】
前記繊維層および前記接着層を複数備え、
前記接着層は、互いに隣り合う２つの前記繊維層の間に設けられ、前記繊維層の隙間に嵌着することを特徴とする、請求項２記載の防火材。
【請求項４】
前記繊維層の厚さは２ミリメートル以下であることを特徴とする請求項２または３記載の高圧防火材。
【請求項５】
前記防火材料は、シリカサンド、水酸化アルミニウム、炭素、炭酸カルシウム、カルシウムアルミノフェライト、アルミノケイ酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化珪素、各種の酸化金属及び鉱石、各種の金属及び鉱石、石膏、石粉またはガラス粉末などの材料のうちいずれかの一種以上により、粉末または顆粒状を形成され、粒度が２００メッシュ／インチの篩いを通過可能であり、複合材に含まれる防火材料の重量パーセントは４５％〜６５％であることを特徴とする請求項４記載の高圧防火材。
【請求項６】
前記接着剤は、エポキシ樹脂またはポリエステル樹脂材料であることを特徴とする請求項５記載の高圧防火材。
【請求項７】
金属より少なくとも一つのシート体を形成し、前記シート体を金属層とするステップと、
前記金属層にてパンチ加工により複数の穴を形成するステップと、
繊維材料により少なくとも一つのシート材を形成し、前記シート材を繊維層とするステップと、
前記金属層または前記繊維層にて、接着剤および防火材料を均一に混ぜ合わせてなる接着性の複合材を塗布するステップと、
前記金属層と前記繊維層を互いに貼り合わせるステップと、
上型とダイを利用し、両側に圧力を加え、前記複合材を前記金属層の前記穴および前記繊維層の隙間に充満するステップと、
複合材を凝固して接着層を形成するステップと、を含むことを特徴とする高圧防火材の製造方法。
【請求項８】
前記上型および前記ダイの両側に少なくとも１００トン／平方メートルの圧力を継続して加圧することを特徴とする請求項７記載の高圧防火材の製造方法。
【請求項９】
金属より少なくとも一つのシート体を形成し、前記シート体を金属層とするステップと、
前記金属層にてパンチ加工により複数の穴を形成するステップと、
前記金属層にて、接着剤および防火材料が均一に混合されている接着性の複合材を塗布するステップと、
繊維材料を前記金属層の前記複合材が塗布された側面に散布するステップと、
上型とダイを利用し、両側に圧力を加え、前記繊維材料を繊維層に形成すると共に、前記複合材を前記金属層の前記穴と前記繊維層の隙間に充満するステップと、
前記複合材を凝固して接着層を形成するステップと、を含むことを特徴とする高圧防火材の製造方法。
【請求項１０】
前記上型および前記ダイ両側に少なくとも１００トン／平方メートルの圧力を継続して加圧することを特徴とする請求項９記載の高圧防火材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧防火材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内外に壁板、化粧板、床板、戸板、室外家具を建築するときは、木材、石材、セラミックタイルなどが主に使用されている。石材またはセラミックタイルを主な建材として使用する場合、これらの材料は防火機能を有しているが、加工が困難であるため、施工コストが高くなるほか、質量が重く、付着性が良くないなどの欠点を有する。そのため、輸送及び施工のコストが高くなり、石材またはセラミックタイルが壁の表面から剥がれることや落ちることなどのおそれがある。そのほか、石材またはセラミックタイルともコストが高いものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８０５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さらに、木材は、成長が遅く、材質特性の影響を受け、高価であり、かつ防火機能がない。また、湿気により変形し易いこと、虫害による侵食しやすいこと、表面の色あせすることなどの欠点を有する。通常、木材を建材とする場合、良く見かける主な建材のタイプは、ランバーコア合板、サンドイッチ板、積層材、または、パーチクルボードなどのタイプがある。そのうち、ランバーコア合板は主な建材としている。ランバーコア合板は、質量が石材またはセラミックタイルより軽く、かつ他の建材タイプの木材に比べ、変形しにくいなどの長所がある。しかし、他の材料と比べると、ランバーコア合板は、重く、使用不便の場合がある。さらに、サンドイッチ板、積層材またはパーチクルボードを主な建材に使用した場合、木屑を加工仕上げた板材であるため、質量は比較的に軽く、加工が便利などの長所を有する。しかし、大きい欠点として靱性不足という点が挙げられる。さらに、それらの上に止めねじを締め付ける場合、止めねじの把持力が良くないため、長期的に大きい作用力（たとえば、重量物をぶら下げる）を掛けると、止めねじが板材のねじ穴より抜け出すおそれがある。このため、業者と消費者ともこの種の板材の耐用性が良くないことを認めている。以上に挙げたそれぞれの欠点のほか、防火機能を有しないことは、すべての木材が共通する欠点である。
【０００５】
建築安全を重視する現代社会において、防火建材を使用して室内外に壁板、化粧板、床板、戸板、室外家具を建築することは、すでに普及しているやり方である。世界各国では防火建材について、厳しいテスト基準を設けられているほか、公共場所で使用する仕切り板または化粧板などに防火建材を使用する義務が付けられている。従来に使用していた各種建材は前述した種々の欠点を有するため、多くの業者は各種の防火建材を開発し、かつ販売されている。それぞれの場所も次から次へと防火材料を主な建材としている。一般として、現在の防火材料はセメント、石膏などから作られるため、質量が重い欠点が存在する。一部の業者はこの課題の解決するために、前述した公知の防火材料にひる石、樹脂、化学接着剤など軽量の断熱材を加えて、軽量の防火断熱材を提案する。しかし、それらの軽量の防火断熱材の材質は脆性が非常に高い。よって、業者がこれらの軽量の防火断熱材の取り扱う過程で破損するおそれがあるため、輸送と施工のコストが高くなることが現状である。
【０００６】
前述説明より、従来に使用していた木材、石材またはセラミックタイルなどの建材、あるいは公知の防火材料は、防火、軽量、強靱性および優れた加工性を兼ねて備えていないため、業者はこれらの建材または公知の防火材料を選択した場合、輸送と施工に莫大なコストが掛かる。さらに、一部の材料は実用性と耐用性とも理想と言えない（たとえば、止めねじを締め付けて重量物のぶら下げに適していない）。さらに、前述した石材またはセラミックタイルの加工が困難であり、木材または公知の防火材料は生産過程でパネル状または板状となっており、形状設計が大きく制限されている。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽量であり、防火性、強靱性、および、加工性が優れた高圧防火材及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による高圧防火材は、少なくとも一つの金属層と、少なくとも一つの繊維層と、少なくとも一つの接着層と、を備える。そのうち、金属層は金属材料（たとえば、アルミニウム、チタン、銅、鉄、鉛その他金属または合金など）から形成され板状であり、厚さは２ミリメートル以下であり、その上にはパンチ加工により均一に複数の穴が形成されている。各穴の穴径は金属層厚さの１〜２倍であり、かつ隣接する穴の距離は穴径の１〜２倍である。繊維層は繊維材料（たとえば、薄い木片、木の皮、植物繊維、化学繊維、羊毛繊維、カーボン繊維または各種の繊維クロス、など）により形成され板状であり、厚さは２ミリメートル以下である。接着層は、金属層と繊維層との間に設けられるか、または互いに隣り合う二つの繊維層の間に設けられる。接着層は接着剤と防火材料とが均一に混合されている粘性を有する複合材が凝固することにより形成される。そのうち、接着剤はエポキシ樹脂またはポリエステル樹脂などの接着材料を使用し、防火材料はシリカサンド、水酸化アルミニウム、炭素、炭酸カルシウム、カルシウムアルミノフェライト、アルミノケイ酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化珪素、各種の酸化金属及び鉱石、各種の金属及び鉱石、石膏、石粉またはガラス粉末などの材料のうちいずれか一種以上により、粉末または顆粒状に形成されており、粒度は２００番メッシュを通過できるものとする。複合材に含まれる防火材料の重量パーセントは４５％〜６５％であり、複合材は均一に穴および繊維層の隙間を充満し、複合材が凝固して成形された接着層は穴および繊維層の隙間に嵌着することができる。
【０００９】
本発明による高圧防火材の製造方法は、金属からなるシート体を金属層とし、かつ金属層にてパンチ加工により複数の穴を形成するステップと、繊維材料からなるシート材を繊維層とし、金属層または金属層にて接着性の複合材を塗布した後、金属層と繊維層を互いに貼り合わせるステップと、上型とダイを利用し両側に圧力を加え、複合材を金属層の穴と繊維層の隙間に充満させ、複合材を凝固し接着層を形成するステップと、最後に、上型とダイを取り除き高圧防火材を得るステップと、を備える。これにより、金属層と繊維層は高圧雰囲気において、各接着層を介して、密着して一体となるため、高圧防火材は繊維層の弾性と金属層の強靱性とを兼ね備えるのみならず、接着層の防火材料が穴および繊維層へ均一に充満しており、炎が高圧防火材の最外層から接着層に延焼していても接着層の防火材料によって阻止され、引き続き燃焼することを抑制することができ、絶好の防火効果を得ることができる。このほか、金属層にて均一に配置された穴により、使用者はその上にて止めねじを簡単に締め付けることができ、さらに金属層の強靱性および繊維層の弾性により、止めねじに対して強い把持力を提供することによって、止めねじは抜けることなく、より大きい作用力の負荷に耐えられる。さらに、業者が様々な形状の上型とダイを利用し高圧防火材を圧縮成形し、高圧防火材を様々な形状に仕上げることで、高圧防火材の適用範囲を大幅に広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による高圧防火材の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による高圧防火材の分解斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態による高圧防火材の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による高圧防火材の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１、２に示す。図１と図２に示すように、高圧防火材１は金属層１１と、繊維層１２と、接着層１３と、を備える。そのうち、金属層１１は金属材料（たとえば、アルミ、チタン、銅、鉄、鉛、銀及びその他金属または合金など）からなるシート状であり、かつその上にて均一に複数の穴１１１がパンチ加工されている。本実施形態では金属層１１の厚さは２ミリメートル以下であり、かつ穴１１１は円形の貫通穴である。各穴１１１の穴径は金属層１１厚さの１〜２倍であり、隣接する穴１１１の距離は各穴１１１の穴径の１〜２倍である。ただし、本発明の孔の形状は図示の限りでない。実施するとき、業者は穴１１１を矩形、平行四辺径または六角形その他形状に形成しても良い。さらに各穴１１１の径及び隣接する穴１１１の距離は必要に応じて調節することができる。特に説明することは、本実施形態の穴１１１を図面上ではっきり表すため、図面は局所のみを表す。
【００１２】
引き続き、繊維層１２は繊維材料（たとえば、薄い木片、木の皮、植物繊維、化学繊維、羊毛繊維、カーボン繊維または各種の繊維クロス、など）からなるシート状である。本実施形態において、繊維層１２は、厚さが２ミリメートル以下であり、あらかじめシート状に仕上げられた後、金属層１１と相互に結合し、合わせて高圧防火材１の一部分を構成する。ただし、実施するときは、この限りでない。業者は繊維材料を金属層１１の一側に取り付けて置き、製造プロセスにおいて、金属層１１一側に散布していた繊維材料を繊維層１２に形成することもできる。具体的な製造方法については後述する。
【００１３】
引き続き、図２を参照する。本実施形態において、高圧防火材１（図１に示す）は２つの金属層１１と、複数の繊維層１２と、を備える。各繊維層１２はそれぞれ一つの金属層１１またはもう一つの繊維層１２と相互に貼り合わせて高圧防火材１を構成する。業者は実務の必要に応じて、金属層１１または繊維層１２の数を増減し、高圧防火材１全体の厚さを調整することができる。特に説明する必要があることは、業者が多層の金属層１１を使用して高圧防火材１を製造するとき、各金属層１１はまったく同じ金属より形成する必要はない。たとえば、そのうち一つの金属層１１はアルミニウムより形成され、もう一つの金属層１１は鉛より形成されることもできる。同じく、各繊維層１２もまったく同じ材料より形成する必要はない。換言すれば、材料は業者の実務需要に応じて、自由に変化及び組み合わせすることができる。本実施形態において、高圧防火材１の製造方法は繊維層１２の一側または両側にて、一層の粘着性複合材を均一に塗布した後、繊維層１２にて複合材が塗布された側面を金属層１１の一側面に貼り合わせるか、またはもう一つの繊維層１２の一側面に貼り合わせるなど、繊維層１２と金属層１１が互いに貼り合わせることができるまで、前述ステップを繰り返す。特に説明する必要があることは、前述ステップにおいて、複合材は繊維層１２に貼り合わせられている。ただし、実施するときは当然として、複合材を金属層１１の一側または両側に貼り付け、かつ一つまたは２つの繊維層１２を金属層１１の一側または両側に貼り付けることができる。このほか、前段に説明したとおり、業者は複合材を金属層１１の一側に塗布した後、繊維材料を金属層１１の複合材が塗布された側面に散布して取り付けることができ、繊維材料をあらかじめ繊維層１２に形成する必要はない。ただし、当業者が容易に想到する変化または修飾は、なお本発明の請求範囲に含まれる。
【００１４】
複合材は接着剤と防火材料を均一に混ぜ合わせて形成される。そのうち、複合材に含まれる防火材料の重量パーセントは４５％〜６５％である。本実施形態において、複合材に含まれる防火材料の重量パーセントは６０％である。接着剤はエポキシ樹脂またはポリエステル樹脂材料などの接着材料であり、防火材料はシリカサンド、水酸化アルミニウム、炭素、炭酸カルシウム、カルシウムアルミノフェライト、アルミノケイ酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化珪素、各種の酸化金属及び鉱石、各種の金属及び鉱石、石膏、石粉またはガラス粉末のうちいずれか一つ以上により、粉末または顆粒状に形成される。本実施形態において、防火材料の粒度は７５ミクロン（μｍ）であり、つまり２００番メッシュ（穴数／インチ、単位符号＃）を通過できる大きさとする。業者は高圧防火材１を製造するとき、より多い金属層１１または繊維層１２を使用した場合は、金属層１１と金属層１１に貼り付けられている２つの繊維層１２との間、または相互に貼り付けられている２つの繊維層１２の間は、一層の複合材を塗布しなければならない。ただし、前述とおり、複合材はまったく同じ成分または比例より形成される必要はなく、防火材料または接着剤それぞれの成分または防火材料と接着剤との組み合わせ比率は、業者が実務の需要に応じて、自由に調整及び変化することができる。
【００１５】
（第２実施形態）
図３、４に基づいて、第２実施形態の高圧防火材１の製造方法を説明する。
ステップ（３０１）は、金属層からなるシート材を金属層１１にするステップである。
ステップ（３０２）は、金属層１１にて、複数の穴１１１をパンチ加工するステップである。
ステップ（３０３）は、金属層１１または繊維層１２にて、接着性の複合材を塗布するステップである。
【００１６】
ステップ（３０４）は、少なくとも一つの金属層１１と、少なくとも一つの繊維層１２とを互いに貼り合わせるステップである。
ステップ（３０５）は、上型２１とダイ２２を利用し、両側に圧力を加えるステップである。
ステップ（３０６）は、複合材を金属層１１の穴１１１と繊維層１２の隙間に充満させ、接着層１３を形成するステップである。
ステップ（３０７）は、上型２１とダイ２２を取り除くステップである。
【００１７】
本発明の第２実施形態において、高圧防火材１は一つの金属層１１と、２つの繊維層１２と、これらの纖維層１２と金属層１１を密着して一体にする接着層１３と、を備える。前述とおり、業者は同じまたは異なる金属により複数のシート体を形成することができ、シ―ト体を高圧防火材１の複数の金属層１１にする。また異なる繊維材料から複数のシート材を形成し、各シート材をそれぞれ纖維層１２にすることができる。業者が前述フローのステップ（３０１）から（３０４）に従い、各繊維層１２にて複合材を塗布された側面（本もう一つの好ましい実施例において、複合材に含まれる防火材料の重量パーセントは５０％）を、それぞれ金属層１１の両側に貼り合わせた後、上型２１とダイ２２を使用し、金属層１１の両側より少なくとも１００トン／平方メートルの圧力を継続して加圧する。加圧の過程において、複合材は均一に穴１１１に充満し、各繊維層１２の隙間（図において、破線をマークされた箇所）にも均一に充満する。繊維層１２は圧力を受けた後、より堅実となり、繊維層１２の材料密度が向上する。ここで、特に説明すべきことは、本発明の他の実施形態において、前述フローのステップ（３０３）及び（３０４）を変更し、金属層１１にて接着性を有する複合材を塗布した後、繊維材料を金属層１１の複合材が塗布された側面に散布して配置することができる。引き続きステップ（３０５）に進み、上型２１とダイ２２を利用して両側に加圧するとき、金属層１１の一側に散布し配置された繊維材料は繊維層１２に圧縮成形される。
【００１８】
複合材を凝固し接着層１３を形成して、金属層１１と繊維層１２とを密着して一体形成した後、本発明の高圧防火材１を完成することができる。このとき、上型２１とダイ２２の圧力を解除することができる。前述とおり、業者は実務の必要に応じて、金属層１１または繊維層１２の数を自由に調節することができる。よって、図面に示すものは本発明を制限するものではない。さらに、金属層１１は高圧防火材１の内層に覆われることに限られず、実施するとき、業者は金属層１１を高圧防火材１の一番外層に貼り合わせることができる。前述フローのステップ（３０５）及び（３０６）において、業者は実務の必要に応じて、特定形状の上型２１とダイ２２を選択できる。これにより、加圧の過程において、金属層１１と繊維層１２は特定の形状に圧縮成形され、かつ複合材を凝固して接着層１３を形成した後、高圧防火材１の特定形状の維持をサポートすることができる。前述フローのステップ（３０７）は、上型２１とダイ２２の解除を説明しているが、実務の必要に応じて、業者はあらかじめ製作された化粧板を上型２１及びダイ２２にすることはできるほか、上型２１とダイ２２により高圧防火材１を圧縮成形した後、上型２１とダイ２２を高圧防火材１の一番外層とすることができる。よって、前述フローのステップ（３０７）はそもそも本発明の必需ステップではなく、かつ本発明の請求範囲を制限するものではない。
【００１９】
引き続き、図３と図４に示すとおり、金属層１１と繊維層１２は高圧雰囲気において、各接着層１３によって密着し一体に形成されるため、高圧防火材１は繊維層１２の弾性と金属層１１の強靱性とを兼ね備えるのみならず、接着層１３の防火材料が同時に穴１１１と繊維層１２を均一に充満しており、炎が高圧防火材１の最外層から接着層１３に延焼していても、接着層１３の防火材料に阻止され、引き続き燃焼することを抑制することができ、絶好の防火効果を得ることができる。このほか、金属層１１にて均一に配置された穴１１１によって、使用者は簡単にその上にて止めねじを締め付けることができ、さらに金属層１１の強靱性および繊維層１２の弾性により、止めねじに対して強い把持力を与えることによって、止めねじは抜けることなく、より大きい作用力の負荷に耐えられる。さらに、業者が様々な形状の上型とダイを利用し高圧防火材１を圧縮成形し、高圧防火材１を様々な形状にし、高圧防火材の適用範囲を大幅に広げることができる。以上の説明より、本発明の金属層を備える防火材料は、防火のみならず、軽量、強靱性及び優れる加工性などの長所を有することがわかる。
【００２０】
以上の説明は本発明の実施形態にすぎず、本発明の技術特徴はこれに限らない。当該技術を熟知する者は、本発明の技術分野において、容易に変化又は修飾ができるものは、なお本発明の特許請求範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２１】
１・・・高圧防火材、
１１・・・金属層、
１１１・・・穴、
１２・・・繊維層、
１３・・・接着層、
２１・・・上型、
２２・・・ダイ。
【図１】
2014040763.tif 000003
【図２】
2014040763.tif 000004
【図３】
2014040763.tif 000005
【図４】
2014040763.tif 000006