(57)【要約】【課題】  外障子召合せ框と屋内側窓框の内障子召合せ框の間隙に起因した防火性の低さの問題を改善し、製造も容易であり軽量な合成樹脂製引違い窓を開発すること。【解決手段】  中空構造の合成樹脂製枠材を四周枠組みして形成された外障子窓框と内障子窓框とが窓枠内にそれぞれ建て込まれた引違い窓において、外障子召合せ框の室内側壁部及び内障子召合せ框の屋外側壁部の各内壁面又はこれら内壁面に近接させて、熱膨張性耐火材層、好適には熱膨張性黒鉛を含有する耐火シートを、閉窓時に各召合せ框の壁部を挟んでそれぞれの少なくとも一部が対面するように内設したことを特徴とする合成樹脂製引違い窓。【選択図】  図１
2005351008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造の合成樹脂製枠材を四周枠組みして形成された外障子窓框と内障子窓框とが窓枠内にそれぞれ建て込まれた引違い窓において、外障子召合せ框の室内側壁部及び内障子召合せ框の屋外側壁部の各内壁面又はこれら内壁面に近接させて、熱膨張性耐火材層を、閉窓時に各召合せ框の壁部を挟んでそれぞれの少なくとも一部が対面するように内設したことを特徴とする合成樹脂製引違い窓。
【請求項２】
外障子召合せ框の室内側壁部及び内障子召合せ框の屋外側壁部のいずれの外壁上にも、閉窓時に上記両召合せ部材の間隙を閉鎖するための金属製の煙返し材が設けられていない請求項１記載の合成樹脂製引違い窓。
【請求項３】
熱膨張性耐火材層を、外障子召合せ框及び内障子召合せ框の中空部内に各挿設した形鋼部材の板面上に形成することにより内設してなる請求項１または請求項２記載の合成樹脂製引違い窓。
【請求項４】
熱膨張性耐火材層が、熱膨張性黒鉛を含有する耐火シートである請求項１〜３のいずれか一項に記載の合成樹脂製引違い窓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製引違い窓、詳しくは、防火性に優れる合成樹脂製引違い窓に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窓枠や窓框は、本体がアルミニウムから形成されるものに代えて、硬質ポリ塩化ビニル樹脂の如き合成樹脂から形成されたものを用いることが広まってきている。これらの部材は、一般に、断熱性向上、或いは軽量化の目的から、一個又は二個以上に仕切られた中空構造をした合成樹脂製枠材を四周枠組みして形成されているのが一般的である。これら合成樹脂製の窓枠や窓框により形成された窓は、アルミニウム製等の金属製のものに比べて断熱性、防音性及び耐腐食性等に優れており、寒冷地における建造物或いは防音対策等が要望される建造物等において特に好都合に使用されている。
【０００３】
しかしながら、従来の合成樹脂製窓枠は防火性が低く、これらの部材や、同様の構造の合成樹脂製窓框を用いて形成された窓は、防火地域及び準防火地域での使用が許容される、防火設備の認定取得のための防火試験に合格することができなかった。このため、合成樹脂製の窓枠や窓框では、内部の中空部に、種々の耐火材を充填することが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、耐火材としては、石綿、石灰及び珪酸を含有する珪酸カルシウム板等の不燃材や炭酸カルシウム発泡建材等の燃焼焼結材などが使用されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１４０３８３号公報（特許請求の範囲、第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした耐火材の使用により、合成樹脂製窓の防火性は大きく向上するが、窓が引違い窓の場合において、その防火性を満足できるだけ十分に高めたものは知られていなかった。
【０００６】
しかして、その要因の一つは、引違い窓は、外障子窓框と内障子窓框とを窓枠内にそれぞれ引違い状態に建て込んだ構造であり、そのため、閉窓時において、対面する外障子窓框の外障子召合せ框と内障子窓框の内障子召合せ框の間には、各窓框がスムーズに左右に動かせるだけの幅で間隙が形成されている（一般には５〜２０ｍｍ程度の間隔）ことにある。すなわち、該引違い窓では、火炎に曝された際において、この間隙から炎が屋内側或いは屋外側に伝わっていき、その防火性を大きく低下させてしまう。そして、前記中空部に耐火材を充填した従来の防火窓において、この引違い窓の召合せ框間の間隙に起因した防火性の低下を十分に防止するものは全く知られていなかった。
【０００７】
こうしたことから、従来の引違い窓においては、外障子召合せ框と内障子召合せ框の各外壁上に、閉窓時に互いに係合して、上記両召合せ框の間隙を閉鎖する、プラスチック製の召合せカバーや金属製の保護部材（煙返し部材）を取り付けることで対策されていることが多い。しかし、プラスチック製の召合せ保護カバーは、火炎に曝されると直ぐに焼け落ちたり熱変形して防火性の向上は火災初期の僅かの時期にしか効果がない。さらに、金属製の煙返し部材も、合成樹脂製窓框の外壁面に、このような金属部材を取り付けることは、外観の一体性や製造時の作業性を低下させたり、さらには、その断熱性等も低下させることになり、改善が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明者らは合成樹脂製引違い窓において、内部の中空部に耐火材を設ける方法により、十分な防火性を有するものを開発することを目的に鋭意研究を続けてきた。その結果、外障子召合せ框の室内側壁部及び内障子召合せ框の屋外側壁部の各内壁面又はこれら内壁面に近接させて、熱膨張性耐火材層を特定の態様で設けることにより、上記の課題が解決できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、中空構造の合成樹脂製枠材を四周枠組みして形成された外障子窓框と内障子窓框とが窓枠内にそれぞれ建て込まれた引違い窓において、外障子召合せ框の室内側壁部及び内障子召合せ框の屋外側壁部の各内壁面又はこれら内壁面に近接させて、熱膨張性耐火材層を、閉窓時に各召合せ框の側壁部を挟んでそれぞれの少なくとも一部が対面するように内設したことを特徴とする合成樹脂製引違い窓である。
【００１０】
また、本発明は、上記合成樹脂製引違い窓において、外障子召合せ框の室内側壁部及び内障子召合せ框の屋外側壁部のいずれの外壁上にも、閉窓時に上記両召合せ部材の間隙を閉鎖するための金属製の煙返し材が設けられていない態様のものも提供する。
【００１１】
また、本発明は、上記合成樹脂製引違い窓において、熱膨張性耐火材層を、外障子召合せ框及び内障子召合せ框の中空部内に各挿設した形鋼部材の板面上に形成することにより内設した構造のものも提供する。
【００１２】
さらに、本発明は、上記合成樹脂製引違い窓において、熱膨張性耐火材として、熱膨張性黒鉛を含有する耐火シートを用いたものも提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の合成樹脂製引違い窓は、火炎に曝されて、外障子召合せ框の室内側壁部及び内障子召合せ框の屋外側壁部が、燃焼や熱変形により壁に穴があいた場合には、それぞれの内部に設けられた熱膨張性耐火材層が熱膨張して、上記両召合せ框の間隙に双方から膨出し、この間隙を密閉性良く閉鎖する。その結果、本発明の合成樹脂製引違い窓は、該召合せ框の間隙に起因した防火性の低下の問題を大きく改善できる。
【００１４】
また、上記熱膨張性耐火材層は、各召合せ框を形成する枠材の内部に設けられているため、その外観は全く損なわれず、設ける耐火材も熱膨張性のものであるため使用量を最小限に抑えることができ、該部材の軽量化も達成できる。
【００１５】
このような本発明の合成樹脂製引違い窓は、上記の如く優れた防火性を有するため、外障子召合せ框と内障子召合せ框の外壁上に金属製の煙返し部材を設けずとも使用可能である。むしろ、本発明の合成樹脂製引違い窓では、このように金属製の煙返し材を設けることは、各召合せ框の壁部からの熱膨張性耐火材の膨出や、こうして膨出した熱膨張性耐火材の広がりの邪魔になり、その効果の発現の面からは設けない方が好ましい。また、このように金属製の煙返し部材を設けない態様は、引違い窓の外観も損なわれず、窓框の組み立ての作業性もより改善される。さらには、金属製の部材を、両召合せ框の間に存在させないため、合成樹脂製引違い窓が備える断熱性等の性状も損なわれず好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の合成樹脂製引違い窓の好適な具体例について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図２は、合成樹脂製引違い窓の代表的態様を、閉窓時に室内側から見た正面図（内観図）である。図示の引違い窓の構造は、建造物躯体（図示していない）の開口部に適宜の様式によって窓枠(1)が取付けられ、これに合成樹脂製の外障子窓框(2)及び内障子窓框(2')が、それぞれ引違い状態にて建て込まれている。これら窓框(2)(2')は、外障子召合せ框(4)、内障子召合せ框(4')、外障子戸先框(5)、内障子戸先框(5')、外障子上框(6)、内障子上框(6')、外障子下框(7)、及び内障子下框(7')の各合成樹脂製枠材が、四周枠組みされることにより形成されている。これら窓框(2)(2')の枠内には、ガラス(3)(3')が固定されている。
【００１８】
本発明において、窓框(2)(2')の素材となる合成樹脂は、硬質ポリ塩化ビニル樹脂等の合成樹脂が適宜に使用できる。本発明の引違い窓は、外障子窓框(2)と内障子窓框(2')とが上記合成樹脂により形成されていれば、窓枠(1)はアルミニウム等の他の素材で形成されていても良いが、一般には、該窓枠(1)も合成樹脂製であるのが好ましい。
【００１９】
図１は、図２の合成樹脂製引違い窓における、窓枠(1)に取付けられた外障子窓框(2)と内障子窓框(2')のＡ−Ａ線横断面図である。上記合成樹脂製引違い窓において、これら断面図に示された以外の各構成枠材及び関連部材の構造等は、本発明における新規特徴をなすものではなく、窓框のその他の構成枠材も中空構造の合成樹脂製であること以外は特に制限は無く当業者には周知の形態で良い。それ故に、これらについての詳細な説明は本明細書では省略する。
【００２０】
図１には、外障子召合せ框(4)及び内障子召合せ框(4')の横断面形状が図示されている。いずれの召合せ框も、断熱性向上、軽量化等の目的から中空構造をしている。中空部は、大口径の一個の空洞により形成されていても良いが、強度や断熱性向上の観点からは、仕切りをして２個以上の中空部｛外障子召合せ框(8)(9)(10)(11)(12)等｝｛内障子召合せ框(8')(9')(10')(11')(12')等｝に分けるのが好ましい。各中空部の断面形状は、各框材の断面形状に対応して適宜なものになるが、通常は、略方形等になる。
【００２１】
これら中空部には、適宜、補強材として形鋼部材(13)(13')を挿設するのが好ましい。通常、こうした形鋼部材は、複数設けられた中空部の内のできるだけ大口径のもの(8)(8')に挿設させるのが好ましい。この形鋼部材(13)(13')を挿設する大口径の中空部(8)(8')としては、枠の見込み方向（窓の内外方向）の径が、その召合せ框の上記見込み方向の厚みの少なくとも１／３以上の長さである口径のものが好ましい。形鋼部材(13)(13')は、召合せ框の機械的強度を向上させるだけでなく、火炎に曝された時には耐熱変形性も向上させる。
【００２２】
ここで、形鋼部材(13)(13')は、横断面形状が矩形の角形鋼板であるが、その他、みぞ形鋼、ハット形鋼、Ｈ形鋼、Ｚ形鋼、山形鋼等の何れであっても良い。
【００２３】
本発明の最大の特徴は、斯様な構造をした合成樹脂製引違い窓において、外障子召合せ框(4)の室内側壁部(14)及び内障子召合せ框(4')の屋外側壁部(14')の各内壁面(15)(15')又はこれら内壁面に近接させて、熱膨張性耐火材層(16)(16')を各内設したことにある。この熱膨張性耐火材層(16)(16')は、閉窓時において、外障子召合せ框(4)の室内側壁部(14)と内障子召合せ框(4')の屋外側壁部(14')とを挟んでそれぞれの少なくとも一部が対面する位置関係で設ける。
【００２４】
このような態様で熱膨張性耐火材層(16)(16')を内設することにより、合成樹脂製引違い窓は、例えば屋外側から火炎に曝された場合には、図３に示すように、外障子召合せ框の室外側(21)や内障子召合せ框の室外側(21')から燃焼していくが、これに抗して、該熱膨張性耐火材層(16)(16')が中空部(8)(8')内に熱膨張して、該框材の防火性を高める。そして、燃焼が進行し、両召合せ框の間隙に設けられた、プラスチック製の召合せカバー(20)(20')が燃焼または熱変形し、さらに、該外障子召合せ框(4)の室内側壁部(14)及び内障子召合せ框(4')の屋外側壁部(14')が、燃焼や熱変形により壁に穴があいた場合には、該熱膨張性耐火材層(16)(16')が次のように機能して、その防火性を著しく高める。
【００２５】
すなわち、前述の如く熱膨張性耐火材層(16)(16')は、外障子召合せ框(4)の室内側壁部(14)及び内障子召合せ框(4')の屋外側壁部(14')の各内壁面(15)(15')又はこれらに近接させて設けてあるので、この熱膨張した該熱膨張性耐火材(19)(19')がこれら壁部(14)(14')から膨出する。この時、上記したように熱膨張性耐火材層(16)(16')は、各召合せ框(4)(4')の壁部(14)(14')を挟んでそれぞれの少なくとも一部が対面するように設けてあるため、双方の壁部(14)(14')から膨出した各熱膨張性耐火材(19)(19')は両召合せ框(4)(4')間の間隙(17)に各々広がって合着し、該間隙(17)を密閉性良く閉鎖する。その結果、両召合せ框(4)(4')間の間隙(17)では、炎や煙の流通することが防止され、上記引違い窓は、この部分に起因した防火性の低さが大きく改善される。
【００２６】
熱膨張性耐火材層(16)(16')を、外障子召合せ框(4)か、または内障子召合せ框(4')の一方の側のみに設けたり、或いは両側に設けたとしても、これらが壁部(14)(14')を挟んで互いに離れた位置関係（すなわち、対面させずに）で設けた場合には、熱膨張した熱膨張性耐火材(19)(19')による両召合せ框(4)(4')の間隙(17)の閉鎖性は悪化し、本発明のような優れた防火性の効果は得られない。
【００２７】
ここで、熱膨張性耐火材層(16)(16')は、各召合せ框(4)(4')の前記壁部(14)(14')の内壁面(15)(15')上に直接設けても良いが、合成樹脂製の壁部が燃焼や熱変形すると、支持を失って十分な効果が発揮できない場合があるため、中空部内に金属製の支持体等を設けて、これに貼り付る等して、該内壁面(15)(15')に近接させて設けるのが好ましい。この場合、上記支持体としては、中空部内に補強材として設ける前述の形鋼部材(13)(13')の板面を利用するのが効率的である。
【００２８】
すなわち、形鋼部材(13)(13')の中空部(8)(8')に対する挿設を、その外障子召合せ框(4)の室内側壁部(14)または内障子召合せ框(4')の室内側壁部(14')を向いた板面が、各内壁面(15)(15')から少し離間した態様で行い、この離間した板面上に熱膨張性耐火材層(16)(16')を設けるのが好ましい。こうした構造は、形鋼部材(13)(13')の板面上に、熱膨張性耐火材層(16)(16')を形成し、これを各召合せ框(4)(4')の中空部に挿入し、所定箇所でビス止め等して固定することにより製造できる。
【００２９】
なお、上記内壁面(15)(15')に近接とは、該内壁面から中空部の内側に２０mm以内、好適には１０ｍｍ、さらに好適には５ｍｍ以内の領域であり、この領域に熱膨張性耐火材層(16)(16')の表面が位置するように該層を設ける。上記間隔が２０mmを超えて空くと、防火性の改善効果が十分でなくなるおそれがある。
【００３０】
熱膨張性耐火材層(16)(16')は、各召合せ框(4)(4')の横幅（窓の引違い方向の幅）の全長にわたって内設しても良いが、所望される防火性効果を超えて必要以上に広範囲に設けるのは経済的ではない。十分な防火性が得られるのであれば、対象となる壁部(14)(14')に面する複数の中空部の内の大口径のもの(8)(8')のみに設けるのが効率的である。その場合、熱膨張性耐火材層(16)(16')は、防火性効果の高さを考慮すると、召合せ框(4)(4')の横幅の１０〜７０％に該当する長さで設けるのが好ましい。
【００３１】
一方、外障子召合せ框(4)に設ける熱膨張性耐火材層(16)と内障子召合せ框に設ける熱膨張性耐火材層(16')の、壁部(14)(14')を挟んで対面する長さは、上記召合せ框(4)(4')の横幅の１０〜５０％に該当する長さであるのが、両召合せ框(4)(4')間の間隙(17)を十分に閉鎖する観点から好ましい。
【００３２】
なお、熱膨張性耐火材層(16)(16')の形成厚みは、通常、０．３〜５mmであるのが好ましい。
【００３３】
熱膨張性耐火材層(16)(16')は、６００℃の加熱条件下で１０分間加熱したときの厚み方向の膨張倍率が３〜６０倍、より好ましくは２０〜４０倍であるものが用いられる。膨張倍率が、３倍未満の場合、十分な防火性能が発現させるために必要な熱膨張性耐火材層の厚みが厚くなり、６０倍を超えると、熱膨張した後の耐火材の機械的強度が低下する。
【００３４】
このような熱膨張性耐火材としては、耐火性の熱膨張性化合物を含有する公知のものが制限なく使用できる。一般には、熱膨張性無機化合物と合成樹脂成分からなるシート状のものが用いられ、これを目的とする面に貼着することにより、熱膨張性耐火材層(16)(16')として設けられる。その他、ぺースト上の熱膨張性耐火材を塗布したり、粉粒状のものをコートすること等により、該熱膨張性耐火材層を設けても良い。
【００３５】
熱膨張性無機化合物としては、熱膨張性黒鉛の他、バーミキュライト、カオリン、マイカ等の加熱時に膨張する層状無機物が挙げられる。これらの中でも、発泡開始温度が低く、耐火性効果も高いことから熱膨張性黒鉛を用いるのが好ましい。
【００３６】
外障子召合せ框(4)及び内障子召合せ框(4')において、熱膨張性耐火材層(16)(16')は、上記説明した位置以外の位置にも、適宜設けて〔図１では(18)(18')(22)(22')〕、該枠材全体の防火性を高めるのが好ましい。さらには、外障子戸先框(5)、内障子戸先框(5')、外障子上框(6)、内障子上框(6')、外障子下框(7)、及び内障子下框(7')の中空部にも、同様の熱膨張性耐火材層を設けて外障子窓框(2)及び内障子窓框(2')全体の防火性を高めるのが好ましい。もちろん、窓枠(1)も、合成樹脂製の枠材で形成されている場合には、その各構成枠材の中空部に、同様の熱膨張性耐火材層を適宜設けて、引違い窓全体の防火性を高めるのが好ましい。
【００３７】
実施例
以下に実施例をあげて本発明をさらに詳細に述べるが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。
【００３８】
実施例１
図１〜２に示すとおりの形態をした引違い窓を製造した。外障子召合せ框(4)及び内障子召合せ框(4')は、それぞれ見込み方向の長さが４．４ｃｍであり、中空構造をした硬質ポリ塩化ビニル樹脂製（壁の厚み２．５ｍｍ）であった。対面する外障子召合せ框(4)と内障子召合せ框(4')の間隙は８mmであった。
【００３９】
熱膨張性耐火材層(16)(16')(18)(18')(22)(22')としては、熱膨張性黒鉛を主成分とし、６００℃の加熱条件下で１０分間加熱したときの厚み方向の膨張倍率が３０倍である厚さ１ｍｍの熱膨張性シートを使用した。また、内壁面(15)(15')と熱膨張性耐火材層(16)(16')の表面との間隙は１ｍｍであった。さらに、熱膨張性耐火材層(16)(16')の形成幅は、召合せ框(4)(4')の横幅の１８％に該当する長さであった。他方、外障子召合せ框(4)に設ける熱膨張性耐火材層(16)と内障子召合せ框に設ける熱膨張性耐火材層(16')の、壁部(14)(14')を挟んで対面する長さは、上記召合せ框(4)(4')の横幅の１５％に該当する長さであった。
【００４０】
また、図１の引違い窓において、外障子(2)及び内障子(2')をそれぞれ構成する、外障子戸先框(5)、内障子戸先框(5')、外障子上框(6)、内障子上框(6')、外障子下框(7)、及び内障子下框(7')も、上記外障子召合せ框(4)及び内障子召合せ框(4')に準じた中空構造しており、その対応する中空部に熱膨張性耐火材層が設けられたものであった。
【００４１】
さらに、上記各枠材を四周枠組みして形成された外障子窓框(2)及び内障子窓框(2')を建て込む窓枠(1)も、上記窓框を構成する枠材と同様に、熱膨張性耐火材層を中空部の要所に配することで、その防火性を十分に高めたものであった。
【００４２】
この合成樹脂製引違い窓について、ＩＳＯ８３４に準拠して２０分間の耐火試験を行ったところ、非加熱側へ１０秒を超えて継続する火炎の噴出がなく、また、火炎が通る亀裂等の損傷及び隙間も生じなかったため、その防火性能が確認できた。
【００４３】
比較例１
実施例１において、外障子召合せ框(4)側の熱膨張性耐火材層(16)は設けず、他方、内障子召合せ框(4')には、熱膨張性耐火材層を、中空部(8')だけでなく、これに隣接する中空部(12')内にも同様の態様で設ける（中空部内に平板状の形鋼部材を挿設して、その板面上に同じ形成幅で設ける）以外は、該実施例１と同様に実施して合成樹脂製引違い窓を作成した。
【００４４】
この合成樹脂製引違い窓について、ＩＳＯ８３４に準拠して２０分間の耐火試験を行ったところ、非加熱側へ１０秒を超えて継続する火炎の噴出または、火炎が通る亀裂等の損傷及び隙間が生じ、防火性能は不十分であった。
【００４５】
比較例２
実施例１において、熱膨張性耐火材層(16)(16')を、外障子召合せ框(4)及び内障子召合せ框(4')の各中空部(8)(8')内のいずれにも設けずに、代わりに、該中空部に隣接する中空部(12)(12')内にそれぞれ同様の態様で設ける（中空部内に平板状の形鋼部材を挿設して、その板面上に同じ形成幅で設ける）以外は、該実施例１と同様に実施して合成樹脂製引違い窓を作成した。
【００４６】
この合成樹脂製引違い窓について、ＩＳＯ８３４に準拠して２０分間の耐火試験を行ったところ、非加熱側へ１０秒を超えて継続する火炎の噴出または、火炎が通る亀裂等の損傷及び隙間が生じ、防火性能は不十分であった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、図２の合成樹脂製引違い窓におけるＡ−Ａ線横断面図である。
【図２】図２は、合成樹脂製引違い窓の代表的態様を室内側から見た正面図（内観図）である。
【図３】図３は、図１の合成樹脂製引違い窓が火炎に曝された状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１；窓枠
２；外障子窓框
２’；内障子窓框
３，３’；ガラス
４；外障子召合せ框
４’；内障子召合せ框
５；外障子戸先框
５’；内障子戸先框
６；外障子上框
６’；内障子上框
７；外障子下框
７’；内障子下框
８，８’；中空部（大口径）
９，９’，１０，１０’，１１，１１’，１２，１２’；中空部
１３，１３’；形鋼部材
１４；室内側壁部
１４’；屋外側壁部
１５；室内側壁部内壁面
１５’；屋外側壁部内壁面
１６，１６’，１８，１８’，２２，２２’；熱膨張性耐火材層
１７；召合せ框間の間隙
１９，１９’；熱膨張した熱膨張性耐火材
２０，２０’；召合せカバー
２１，２１’；召合せ框の室外側
【図１】
2005351008.tif 000003
【図２】
2005351008.tif 000004
【図３】
2005351008.tif 000005