(57)【要約】【課題】優れた防火性能、断熱性能を有し、板厚が薄く、軽量であると共に、火災時の有害ガス発生量が少なく、しかもリサイクル材として再利用できる複合板材とする。【解決手段】発泡硬質ウレタンの断熱層１０の両面に不燃材層２０がそれぞれ接合し、その不燃材層２０は不燃性ロックウール成形板２１が２枚重ね合せられ、その表面が鋼板２２で被覆されたものである複合板材。【選択図】        図１
2004285647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡硬質ウレタンの断熱層１０と、この両面にそれぞれ接合された不燃材層２０から成り、
前記各不燃材層２０は、不燃性ロックウール成形板２１を２枚重ね合せ、その断熱層１０と反対側の不燃性ロックウール成形板２１の表面を鋼板２２で被覆したことを特徴とする複合板材。
【請求項２】
断熱層１０の厚さは３０ｍｍ〜１５０ｍｍで、不燃性ロックウール成形板２１の板厚は１２ｍｍで、鋼板２２の板厚は０．４ｍｍ〜０．８ｍｍである請求項１記載の複合板材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍倉庫建物の外壁材、間仕切り材、備蓄倉庫、食品製造工場、保冷庫、恒温室の室内壁及び天井板、出入り口扉等に用いる防火性能、断熱性能が優れた複合板材、好ましくは法的に１時間の防火設備性能を満足する複合板材に関する。
【０００２】
前述の法的に１時間の防火設備性能を満足する板材とは、板材の一側面から９２４℃の温度で１時間加熱した時に、その板材の非加熱側面（他側面）の表面温度が平均１８０℃以下である板材である。
【０００３】
【従来の技術】
冷凍倉庫建物としては、軸組みされた建物躯体に外壁材を取付けて外壁とし、室内を用途に応じて間仕切り材で複数の室に間仕切りし、その建物躯体の上部に屋根材を取付けて屋根としたものが一般的である。
【０００４】
前述の外壁材、間仕切り材としては樹脂系断熱材により成る板材が知られ、この板材は断熱性能が優れているから室内と室外や、隣接した室を断熱することができる。
【０００５】
しかしながら、前述の板材は不燃性でないために防火性の優れた冷凍倉庫建物とする場合には、予め防火構造の外壁材、間仕切り材を構築し、その外壁材、間仕切り材の表面に後から前述の樹脂系断熱材より成る断熱板を取付けて防火断熱外壁、間仕切りとするか、外壁材、間仕切り材の表面に溶融した断熱材を吹きつけて断熱層として防火断熱外壁、間仕切りとしている。
【０００６】
前述のように、防火構造の外壁材、間仕切り材を現場で構築し、その後に表面に断熱板を取付けたり、溶融した断熱材を吹きつけて防火断熱外壁、間仕切りとする工法であると、多くの工数を要するので施工コストが高くなるばかりか、施工期間が長くなってしまう。
【０００７】
前述の工法の問題点を解決する工法としては、軸組みした建物躯体に防火断熱板材を取付ける工法が知られ、この工法であれば板材を予め工場で製造して建築現場において取付ければ良いから、工数が低減して施工コストが安くできるし、施工期間を短くできる。
【０００８】
しかしながら、前述の防火断熱板材はセメント系不燃材より成る防火板と樹脂系断熱材より成る断熱板を直接張り合わせたものであり、セメント系不燃材のために大重量となり、取扱いが面倒となる。また、火災時の火災による高温度で加熱された熱は不燃材より成る耐火板を透過し、樹脂系断熱材より成る断熱板との接合部の断熱層に阻まれた圧縮熱は更に高温度になり、樹脂系断熱材より成る断熱板を瞬時に延焼させる欠点があり、防火性能が十分でない。
【０００９】
また、前述の防火断熱外壁材としては不燃性断熱材を金属板で包み込んだものが開発されているが、この不燃性断熱材の断熱性能は樹脂系断熱材と比較して十分でなく、冷凍倉庫建物に要求されている−２５℃以上の低温に樹脂系断熱材と同等の断熱性能にするには、不燃性断熱材の厚さを相当量増す必要があり、建物の使用有効面積の減少等の経済性に不利な問題がある。
【００１０】
また、前述のように形成した防火断熱板材を複数隣接して接合して外壁、間仕切りとしているので、その接合部の隙間を接合材で閉塞しているが、その接合材は樹脂系材又は難燃加工した樹脂材であるから耐火性能が著しく劣り、火災時に溶融し炎が侵入して断熱材に引火するので、防火断熱材自体の防火性が良くとも外壁、間仕切りの耐火性が劣る。
【００１１】
前述のことを解消できる防火性能、断熱性能に優れた複合板材が、特許文献１に開示されている。
すなわち、厚さ１８０〜２００ｍｍの発泡硬質ウレタンの断熱層の厚さ方向両面に厚さ２５ｍｍの内側のけい酸カルシウム板がそれぞれ設けられ、この各内側のけい酸カルシウム板にアルミナシリケート繊維紙がそれぞれ接合され、この各アルミナシリケート繊維紙に厚さ５〜８ｍｍの外側のけい酸カルシウム板がそれぞれ接合され、この各外側のけい酸カルシウム板に鋼板がそれぞれ接合された複合板材である。
この複合板材であれば、その両面からの熱によって発泡硬質ウレタンの断熱層が長期間に亘って融解、引火しないから両面からの火災に耐えることができると共に、断熱性に優れ軽量とすることができる。
【００１２】
【特許文献１】
特許第３３４５７４２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の複合板材は、発泡硬質ウレタンの断熱層が長時間に亘って融解、引火しないようにすることで優れた防火性能を有するものとしているので、その両面にそれぞれ設けた内側のけい酸カルシウム板、アルミナシリケート繊維紙、外側のけい酸カルシウム板の接合材は、前述のことを満足するために板厚を厚くしている。すなわち、３０ｍｍ〜３３ｍｍの厚さとして発泡硬質ウレタンの断熱層に熱が伝わり難くしている。
また、けい酸カルシウム板を用いているために、複合板材の断熱性能は、主として発泡硬質ウレタンの断熱層の断熱性能で決定されるので、その断熱層を厚く（１８０〜２００ｍｍ）して複合板材の断熱性能を優れたものにしている。
このために、従来の複合板材はその板厚が厚い。
【００１４】
また、けい酸カルシウム板は比重が０．７と大きいので、前述した板厚さが厚いことと相俟って大重量で、従来の複合板材は大重量である。
【００１５】
このように、従来の複合板材は、板厚が厚く、大重量であるから取り扱いが面倒であるし、コストが高く経済性が不利である。
また、断熱層が厚いので、発泡硬質ウレタンの使用料が多く、火災時の有害ガス発生量が多い。
【００１６】
前述の従来の複合板材に用いているけい酸カルシウム板は、リサイクル材として再利用が困難で、廃棄処分する際に産業廃棄物となり、その廃棄に費用がかかる。
【００１７】
本発明は、前述のことに鑑みなされたものであって、その目的は、優れた防火性能、断熱性能を有すること、板厚が薄く、軽量であると共に、火災時の有害ガス発生量が少ないこと、リサイクル材として再利用できること、を満足した複合板材を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、発泡硬質ウレタンを断熱材として用い、その両面に不燃材を接合して設けた複合板材の防火性能について鋭意研究実験した結果、次のことを見出した。
つまり、一方の不燃材に火炎を当てて加熱したところ、発泡硬質ウレタンの温度が上昇し、２００℃で溶解して溶解ガス化し、この溶解ガスが、加熱した一方の不燃材が収縮しながら湾曲変形することで、その端部と取付部との間に生じた隙間から外部に吹き出して燃焼した。そして、他方の不燃材の温度が燃焼温度まで上昇せずに、所定の防火性能が得られた。
このことから、従来のように発泡硬質ウレタンが燃焼、溶解しないように不燃材を選択する必要がなく、その不燃材は発泡硬質ウレタンが燃焼、溶解する程度で良いことが判明した。
【００１９】
前述の条件を満足する不燃材を種々選択検討したところ、不燃性ロックウールが好ましいことを見出した。
つまり、不燃性ロックウールは比重が０．４で小さく軽量であると共に、断熱性が良く、しかもリサイクル材として再利用できることから好ましい。
【００２０】
前述のことに鑑み、不燃性ロックウールと発泡硬質ウレタンを用いた複合板材を種々研究実験した結果、本発明に到った。
本発明は、発泡硬質ウレタンの断熱層１０と、この両面にそれぞれ接合された不燃材層２０から成る複合板材において、
前記各不燃材層２０は不燃性ロックウール成形板２１を２枚重ね合せ、その断熱層１０と反対側の不燃性ロックウール成形板２１の表面を鋼板２２で被覆したことを特徴とする複合板材である。
【００２１】
前記断熱層１０の厚さは３０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲が好ましく、不燃性ロックウール成形板２１の板厚は１２ｍｍが好ましい。
前記鋼板２２の板厚は０．４ｍｍ〜０．８ｍｍが好ましい。
【００２２】
また、前記断熱層１０として用いる発泡硬質ウレタンは、ノンフロンガスで発泡したものが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、断熱層１０として発泡硬質ウレタンを用い、その両面に不燃材層２０がそれぞれ接合されて複合板材１としてある。
この各不燃材層２０は、不燃性ロックウール成形板２１を２枚重ね合せ、その断熱層１０と反対側の不燃性ロックウール成形板２１の表面を鋼板２２で被覆してある。
【００２４】
この実施の形態の複合板材１は、２つの不燃材層２０を間隔を置いて配置し、その両者の空間に、ウレタン、例えばイソシヤネート５０％とポリウール５０％を混合したものを注入充填してノンフロンガスで発泡して発泡硬質ウレタンの断熱層１０としている。これに限ることはなく、所定の厚さと大きさの発泡硬質ウレタンをあらかじめ製造し、その両面に不燃材層２０をそれぞれ接合して設けても良い。
【００２５】
前記不燃性ロックウール成形板は、酸化ケイ素、酸化カルシウム系繊維合成成形板が好ましい。
例えば、スラグ系鉱物繊維（酸化ケイ素、酸化カルシウム系繊維）８６（質量％）、有機バインダー（でん粉）６（質量％）、クレー５（質量％）、その他（撥水剤、凝集剤等）３（質量％）を組成とし、質量１０．０ｋｇ／ｍ３，かさ比重０．４のもの。
また、スラグ系鉱物繊維（酸化ケイ素、酸化カルシウム系繊維）１６〜８６（質量％）、水酸化アルミニウム０〜７０（質量％）、有機バインダー（でん粉）６（質量％）、クレー５（質量％）、その他（撥水剤、凝集剤等）３（質量％）を組成とし、質量２．４ｋｇ／ｍ３〜１５．０ｋｇ／ｍ３で、かさ比重０．４〜０．６のもの。
【００２６】
図１においては、２つの複合板材１を連結してある。
例えば、一方の複合板材１の不燃材層２０と他方の複合板１材の不燃材層２０を隙間を置いて対向し、その隙間に加熱膨張材３０を設けると共に、耐火シーリング材３１で閉塞することで２つの複合板材１を突き合せ連結してある。
【００２７】
次に前述の複合板材のＪＩＳ規格加熱炉を使用しての火炎加熱１時間における防火性能実験を説明する。
（不燃材層２０の決定実験）
不燃材層２０として多種不燃材から不燃性ロックウール成形板を選出した。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、不燃性ロックウール成形板２１単板で、板厚１２ｍｍ、１５ｍｍと、図２（ｃ）に示すように、板厚１２ｍｍ＋板厚６ｍｍ合成板と、図２（ｄ）に示すように板厚１２ｍｍ＋板厚１２ｍｍ合成板に、加熱側に鋼板２２（厚さ０．４ｍｍ）を貼りつけて一体化した不燃材層２０を加熱炉で火炎加熱温度８００℃時点で２０分間加熱における各試験体の試験体透過温度約２００℃を確保できる性能厚さを求める実験を実施した。
必要とする透過温度約２００℃とは、断熱層としての発泡硬質ウレタンを初期融解し融解ガス化を作り出す条件に合致する状態が得られることによる。
【００２８】
その結果は、図３の図表に示すとおりであった。
このことから、ＮＯ．４の板厚１２ｍｍ＋板厚１２ｍｍの合成板に鋼板２２を貼りつけた不燃材層２０が、裏面温度が２００℃となる時間が長く、この不燃材層２０が最も好ましいことが判明した。
【００２９】
（発泡硬質ウレタンの厚さによる防火性能実験）
図４に示すように、密閉加熱炉４０に、前述の板厚１２ｍｍ＋板厚１２ｍｍの不燃性ロックウール成形板２１の合成板に鋼板２２を貼りつけた不燃材層２０を用い、その不燃材層２０の間隔、つまり発泡硬質ウレタンより成る断熱層１０の厚さを変えた複合板材１をセットし、最高温度９３０℃の火炎で１時間加熱した時の防火性能を確認した。
前記確認の仕方として、加熱側の不燃材層２０の裏面▲１▼の温度、加熱側と反対側の不燃材層２０の裏面▲２▼の温度、２枚の不燃性ロックウール成形板２１の重せ面▲３▼の温度、外側の不燃性ロックウール成形板２１の鋼板２２の表面▲４▼の温度を測定した。
図４において、火炎口４１から火災が矢印で示すように複合板材１に向けて吹きつけられ、一方の不燃材層２０の鋼板２２が加熱面である。
【００３０】
断熱材層１０の厚さが３０ｍｍの実施結果は図５に示すとおりであった。
断熱材層１０の厚さが６０ｍｍの実施結果は図６に示すとおりであった。
断熱材層１０の厚さが９０ｍｍの実施結果は図７に示すとおりであった。
断熱材層１０の厚さが１２０ｍｍの実施結果は図８に示すとおりであった。
断熱材層１０の厚さが１５０ｍｍの実施結果は図９に示すとおりであった。
なお、図６〜図９において▲３▼の温度を三角印、▲４▼の温度を丸印で図示したが、これは他の温度と区別するためで、図５のように実線で示したものと同様である。
【００３１】
以上の実験結果から次のことが判明した。
不燃材層２０で被覆した断熱層１０としての発泡硬質ウレタンが加熱融解し溶解ガス化燃焼して非加熱側表面温度に及ぼすのは、断熱層１０の重量ではなく不燃材層２０間の空間巾（断熱層１０の厚さ）である。
即ち、断熱層１０の厚さ（空間）が狭いほど非加熱側にある不燃材層２０表面温度が高くなり防火性能としては、不利なる。図５に示す結果から断熱層１０の厚さが３０ｍｍで非加熱側の不燃材層２０の表面温度が７５℃で、求める防火性能を確保できた。
このことから、断熱材層１０の最小厚さを３０ｍｍとした。
また、この場合には厚さ３０ｍｍの発泡硬質ウレタンで求める断熱性能を確保できた。
【００３２】
図６に示す結果から、断熱性能をアップするために発泡硬質ウレタン（断熱層１０）の厚さを６０ｍｍとした場合には、前述の空間巾が大きくなることにより発泡硬質ウレタン量が多くなり、そのウレタンが溶解ガス化して燃焼した場合に、前述の表面▲２▼の温度が３０ｍｍの場合よりも低く、非加熱側の不燃材層２０の表面温度が約５０℃と低かった。
このことから、耐火性能が優れたものとなる。
【００３３】
図７、図８、図９に示す結果から、発泡硬質ウレタン（断熱層１０）の厚さが９０ｍｍ、１２０ｍｍ、１５０ｍｍと厚くすることで、非加熱側の不燃材層２０の表面温度が約４７℃、約４０℃、約３０℃と順次低くなり、耐火性能がより優れたものとなる。
【００３４】
以上の実験での総合結果から、不燃性ロックウール成形板２１と鋼板２２より成る不燃材層２０で発泡硬質ウレタンを被覆密閉した複合板材では、可燃材である発泡硬質ウレタンを用いても初期の火炎加熱時に、ウレタンを融解ガス化させ、これの燃焼させることにより複合板材の非加熱側温度を低下させる作用が働き火災温度に達さないので、この複合板材での区画火災が他に延焼させない。また区画外での防火が区画内に延焼しない防火性能を確保できることが判明した。
【００３５】
前述の各実験において、加熱側の不燃材層１０の端部と炉壁４２との間から溶解ガスが炉内に吹き出して燃焼した。
このことは、加熱された不燃材層２０が収縮しながら湾曲変形し、その端部と炉壁４２との間に隙間が生じたためと考えられる。
【００３６】
図１に示す加熱膨張材３０は、グラフライト系無機質膨張材とセラミック系繊維を主材として板状に成形したシート状であることが好ましい。これにより、初期加熱３００℃で小口より膨張を開始しシート全体に温度が及んだ時点で元の厚さの約９．５倍以上の膨張作用で隙間を密閉して火炎の進入を防止することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、一方側の不燃材層２０が加熱された際に、発泡硬質ウレタンが溶解して溶解ガス化し、その溶解ガスが加熱側に吹き出して燃焼することで非加熱側の不燃材層２０の表面温度が低く、燃焼温度まで上昇しないから、耐火性能を確保できる。
このことから、不燃材層２０として比重が小さい不燃性ロックウール成形板２１を用いて板厚を薄くすることで、耐火性能を確保できる複合板材とすることができる。
また、不燃性ロックウール成形板２１は断熱性が良いから、発泡硬質ウレタンを薄くして求める断熱性能を確保できる。
しかも、不燃性ロックウール成形板２１はリサイクル材として再利用できる。
【００３８】
これらが相俟って、優れた防火性能、断熱性能を有し、板厚が薄く、軽量であると共に、火災時の有害ガス発生量が少なく、しかもリサイクル材として再利用できる複合板材である。
【００３９】
請求項２に係る発明によれば、１時間の防火設備性能を満足する複合板材とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合板材の断面図である。
【図２】種々の不燃材層の断面図である。
【図３】種々の不燃材層の加熱実験結果を示す図表である。
【図４】密閉加熱炉による加熱実験の概略説明図である。
【図５】加熱実験結果を示す図表である。
【図６】加熱実験結果を示す図表である。
【図７】加熱実験結果を示す図表である。
【図８】加熱実験結果を示す図表である。
【図９】加熱実験結果を示す図表である。
【符号の説明】
１０…断熱層、２０…不燃材層、２１…不燃材ロックウール成形板、２２…剛板。
【図１】
2004285647.tif 000003
【図２】
2004285647.tif 000004
【図３】
2004285647.tif 000005
【図４】
2004285647.tif 000006
【図５】
2004285647.tif 000007
【図６】
2004285647.tif 000008
【図７】
2004285647.tif 000009
【図８】
2004285647.tif 000010
【図９】
2004285647.tif 000011