(57)【要約】【課題】  枠本体、及び該枠本体における、枠内開口部側に位置する壁部より突出する窓框との係合部を有する合成樹脂製枠材を四周枠組みして形成された引違い窓等の窓枠において、防火性を十分に高めたものを開発すること。【解決手段】  枠本体が中空構造であり、その枠内開口部側に位置する壁部の内壁面、または枠本体の中空部に挿設した形鋼部材の板面上に貼り付ける等して該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内設した合成樹脂製窓枠を提供する。【選択図】  図１
2005351009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠本体、及び該枠本体における、枠内開口部側に位置する壁部より突出する窓框との係合部を有する合成樹脂製枠材を四周枠組みして形成された窓枠であって、上記枠本体は中空構造であり、上記枠内開口部側に位置する壁部の内壁面または該内壁面に近接させて熱膨張性耐火材層を内設したことを特徴とする合成樹脂製窓枠。
【請求項２】
熱膨張性耐火材層を、枠本体の中空部に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記載の合成樹脂製窓枠。
【請求項３】
引違い窓である請求項１又は請求項２記載の合成樹脂製窓枠。
【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窓枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製窓、詳しくは、防火性に優れる合成樹脂製引違い窓等に適用するのに好適な合成樹脂製窓枠に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窓開口部に着設されて使用される窓枠は、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。こうした窓枠は、一般に、見込み方向断面が略方形であり中空構造をした枠本体、及びその枠内開口部側に位置する壁部より突出する窓框との係合部を有する合成樹脂製枠材を四周枠組みして形成されている。このような合成樹脂製窓枠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、合成樹脂製窓枠の防火性は大きく向上するが、それでも防火性が特に低い箇所である、窓枠と窓框の建て込み部において、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】
すなわち、上記窓枠と窓框の建て込み部、詳細に説明すれば、窓枠の枠本体における、枠内開口部側に位置する壁部と、その壁部から突出する窓框の係合部に係合された窓框との対面部分は、窓の開閉をスムーズに行うために、ある程度の間隔が空いている。しかして、このような合成樹脂製窓が、火炎に曝された場合には、閉窓時であっても、該隙間から炎が屋内側或いは屋外側に伝わっていき、防火性能を低下させる。特に、窓が引違い窓である場合には、窓框が左右方向にスムーズに移動可能な構造としなければならないため、この隙間は広く設けなければならず（一般には８〜２０ｍｍ程度の間隔）、この部分において防火性の低さが顕著であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明者らは合成樹脂製窓枠において、防火性を十分に高めた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、枠本体の中空部において、特定の態様で熱膨張性耐火材層を内設することにより、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。
【０００８】
すなわち、本発明は、枠本体、及び該枠本体における、枠内開口部側に位置する壁部より突出する窓框との係合部を有する合成樹脂製枠材を四周枠組みして形成された窓枠であって、上記枠本体は中空構造であり、上記枠内開口部側に位置する壁部の内壁面または該内壁面に近接させて熱膨張性耐火材層を内設したことを特徴とする合成樹脂製窓枠である。
【０００９】
また、本発明は、上記合成樹脂製窓枠において、熱膨張性耐火材層を、枠本体の中空部に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ものも提供する。
【００１０】
また、本発明は、引違い窓用である上記合成樹脂製窓枠も提供する。
【００１１】
さらに、本発明は、上記合成樹脂製窓枠において、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】
【００１２】
本発明の合成樹脂製窓枠は、火炎に曝されて、窓枠と窓框の建て込み部の隙間に炎が侵入し、窓枠の枠本体における、枠内開口部側に位置する壁部が燃焼や熱変形して穴があいた場合には、内部に設けられた熱膨張性耐火材層が熱膨張して膨出し、この隙間を密閉性良く閉鎖する。その結果、本発明の合成樹脂製窓枠は、該箇所に起因した防火性の低下の問題が大きく改善できる。
【００１３】
特に、防火性が低い、引違い窓の窓枠に本発明の構成を適用した場合には、その防火性向上の効果がより顕著に発揮される。
【００１４】
また、上記熱膨張性耐火材層は、窓枠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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の合成樹脂製窓枠は、建造物躯体の開口部に着設され、窓框が取り付けられる狭義の窓枠を意味し、窓框等は対象にならない。また、適用される窓としては、引違い窓、開き窓、上げ下げ窓等の窓框が取り付けられる窓であれば制限なく適用できる。はめ殺し方式の窓のように窓框を使用しないものは対象にならない。前記したように、引違い窓は、窓枠の枠において、窓框との隙間が特に広く、形成されており、本発明の防火性向上の効果が特に顕著に発揮されるため好ましい。
【００１６】
以下、本発明の合成樹脂製窓枠を、その好適な具体例である窓が引違い窓である場合を例に、添付図面により詳細に説明する。
【００１７】
図２は、合成樹脂製引違い窓の代表的態様であり、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。この外障子窓框(2)及び内障子窓框(2')の枠内には、ガラス(3)(3')が固定されている。また、合成樹脂製引違い窓において、窓枠(1)は、下枠(4)、上枠(5)、右縦枠(6)、及び左縦枠(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。
【００１８】
本発明において、窓枠(1)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。上記引違い窓は、窓枠(1) がこのような合成樹脂により形成されていれば、窓框(2)(2')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)と同様に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、上枠(5)への外障子上框(8)、内障子上框(8')の建て込み状態を示すＡ−Ａ線縦断面図である。これら断面図に示された以外の窓枠に使用される種々の関連部材の構造は、本発明における新規特徴をなすものではなく、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には上枠(5)及び外障子上框(8)、内障子上框(8')の縦断面形状が図示されている。上枠(5)は、見込み方向断面が略方形である枠本体(9)、及び該枠本体の枠内開口部側に位置する壁部(22)より突出する窓框との係合部(10)(10')を有しており、その他、躯体開口部への取付け部(11)等を有している。断熱性向上、軽量化等の目的から上記枠本体(9)は中空構造をしている。この中空構造は、大口径の一個の空洞により形成されていても良いが、仕切りをして２個以上の中空部(12)(13)(14)等に分けて形成させるのが好ましい。各中空部の断面形状は、枠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(15)(16)(17)を挿設するのが好ましい。ここで、形鋼部材(15)(16)(17)は、横断面形状がコ字状のみぞ形鋼であるが、その他、ハット形鋼、Ｈ形鋼、Ｚ形鋼、角形鋼、山形鋼等の何れであっても良い。
【００２２】
一方、窓框との係合部(10)(10')は、上記のとおり枠本体(9)における、枠内開口部側に位置する壁部(22)より突出する部位であり、窓框(2)(2')の窓枠(1)への固定性を高めるために、該窓框(2)(2')と係合される。窓が開き窓であれば、窓の閉窓時に框の屋内側側壁を支える支持部として、上記壁部の屋内側に突出させて設けられる。図１及び図２に示した引違い窓の場合、外障子上框(8)と内障子上框(8')の各端壁に設けられた凹部(19)(19')に嵌入される嵌入部として、屋内側と屋外側の２箇所に突設される。この係合部(10)(10')は、各窓框(2)(2')の走行用ガイドとしても機能する。
【００２３】
こうした窓框との係合部(10)(10')は、前記枠本体(9)のように必ずしも中空構造である必要性はないが、断熱性向上、軽量化をより高めるためには、該部分も中空構造であるのが好ましい{中空部(18)(18')}。
【００２４】
本発明の最大の特徴は、斯様な構造をした合成樹脂製の窓枠(1)において、上枠(5)の枠本体(9)における、枠内開口部側に位置する壁部(22)の内壁面または該内壁面に近接させて熱膨張性耐火材層(20)を内設したことにある。このように熱膨張性耐火材層(20)を内設することにより、合成樹脂製引違い窓は、火炎に曝された場合には、図３に示すように、該熱膨張性耐火材層(20)が中空部(12)(13)(14)内に熱膨張して、上枠(5)の防火性を高める。なお、この図３は、合成樹脂製引違い窓が屋外側から火炎に曝された状況を示している。
【００２５】
そして、燃焼や熱変形により上記壁部(22)に穴があいた場合には、前述の如く熱膨張性耐火材層(20)は、その内壁面またはこれに近接させて設けてあるので、熱膨張した該熱膨張性耐火材(21)がこれら壁部(22)から膨出し、上枠(5)と上框(8)(8')とが対面する隙間(23)、すなわち、前記した窓枠と窓框の建て込み部の隙間(23)を密閉性良く閉鎖する。その結果、この隙間(23)では、炎や煙の流通が防止され、上記引違い窓は、この部分に起因した防火性の低下が大きく改善される。
【００２６】
ここで、上記熱膨張性耐火材層(20)は、上記位置に設けることが重要である。すなわち、枠本体(9)における、躯体開口部側に位置する壁部や側壁部の内壁面に設けても、上記建て込み部の隙間(23)から距離が空き過ぎるため、該隙間の密閉効果は十分でなくなる。
【００２７】
また、熱膨張性耐火材層(20)は、窓框との係合部(10)(10')が中空構造である場合には、その内部に設けても良いが、この部分のみに設けても、本発明の前記構成のような優れた防火性は得ることはできない。すなわち、該係合部(10)(10')は、炎に曝された際において、熱変形し易いため、このような変形が生じた場合には意図した場所以外に熱膨張した耐火材(21)が膨出する可能性が高く、十分な防火性向上の効果が得られない。
【００２８】
ここで、熱膨張性耐火材層(20)は、枠本体(9)における、枠内開口部側に位置する壁部(22)の内壁面上に直接設けても良いが、該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おそれがある。したがって、中空部(12)(13)(14)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(15)(16)(17)の板面を利用するのが効率的である。すなわち、中空部(12)に対する形鋼部材(15)(16)(17)の挿設を、その窓框(2)(2')側を向いた板面が、内壁面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(20)を設けるのが好ましい。こうした構造は、形鋼部材(15)(16)(17)の板面上に、熱膨張性耐火材層(20)を形成し、これを上枠(5)の中空部(12)(13)(14)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以内、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(20)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。
【００３０】
壁部(22)の内壁面に対して、熱膨張性耐火材層(20)は、見込み方向（窓の内外方向）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。上方視して、上框(8)(8')と位置的にほぼ重なるように、複数の中空部内に設けるのが、防火性の効果を効率的に発現させる観点から好ましい。
【００３１】
なお、形成する熱膨張性耐火材層(20)の厚みは、通常、０．３〜５mmであるのが好ましい。
【００３２】
熱膨張性耐火材層(20)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。
【００３３】
このような熱膨張性耐火材としては、防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(20)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(20)を設けても良い。
【００３４】
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、防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。
【００３５】
上枠(5)において、熱膨張性耐火材層(20)は、上記説明した位置以外の位置〔図１では(24)〕にも適宜設けて、該枠材全体の防火性を高めるのが好ましい。
【００３６】
以上の説明では、熱膨張性耐火材層(20)を設ける本発明の特徴的構造は、上枠(5)に適用した場合を例に説明したが、この構造は、窓枠(1)を形成する他の枠材、すなわち、下枠(4)、右縦枠(6)、及び左縦枠(7)に適用しても良い。無論、これら窓枠(1)の構成枠材の全てに適用した場合において、窓枠(1)の防火性は最も優れたものになる。
【００３７】
なお、窓框(2)(2')も、合成樹脂製枠材により形成する場合には、その各構成枠材の中空部に、同様の熱膨張性耐火材層を設けるのが、合成樹脂製窓全体の防火性を高める上でより好ましい。さらに、かかる窓框においては、上記本発明の窓枠の構造と同様に、ガラス側に位置する壁部の内壁面または該内壁面に近接させて、熱膨張性耐火材層を設けるのも、該ガラスと框との間の隙間の防火性を高める観点から好適である。
【００３８】
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。
【００３９】
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。上枠(5)は、見込み方向の長さが１１．９cm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。また、外障子窓框(2)及び内障子窓框(2')の各枠内に嵌め込まれるガラスの見込み方向の長さは４．４ｃｍであった。
【００４０】
熱膨張性耐火材層(20)(24)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。このうち、熱膨張性耐火材層(20)は、上方視して、上框(8)(8')の見込み方向のほぼ全長にわたって、位置的に重なるように設けた。内壁面と熱膨張性耐火材層(20)の表面との間隙は２〜４ｍｍであった。さらに、上枠(5)と上框(8)(8')との間の隙間(23)は、１２〜１３ｍｍであった。
【００４１】
また、図１の引違い窓において、窓枠(1)を形成する下枠(4)、右縦枠(6)、及び左縦枠(7)の構造も、上枠(5)に準じた中空構造しており、その対応する中空部の同じ位置に熱膨張性耐火材層が設けられたものであった。
【００４２】
さらに、上記各枠材を四周枠組みして形成された窓枠(1)に建て込まれる外障子窓框(8)及び内障子窓框(8')も、中空構造をした合成樹脂製であり、上記窓枠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。
【００４３】
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。
【００４４】
比較例１
実施例１において、上枠(5)の枠本体(9)における中空部(12)(13)(14)の全てにおいて内部に熱膨張性耐火材層(20)を設けずに、代わりに、窓框との係合部(10)(10')の中空部内(18)(18')に、上記中空部(12)(13)(14)に使用していた合計量と同じ量の熱膨張性耐火材層を設ける以外は、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。
【００４５】
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】
【００４６】
【図１】図１は、図２の合成樹脂製引違い窓におけるＡ−Ａ線縦断面図である。
【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縦断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１；窓枠
２；外障子窓框
２’；内障子窓框
３，３’；ガラス
４；下枠
５；上枠
６；右縦枠
７；左縦枠
８；外障子上框
８’；内障子上框
９；枠本体
１０，１０’；上框との係合部
１１；躯体開口部への取付け部
１２，１３，１４，１８，１８’；中空部
１５，１６，１７；形鋼部材
１９，１９’；凹部
２０，２４；熱膨張性耐火材層
２１；熱膨張した熱膨張性耐火材
２２；枠内開口部側に位置する壁部
２３；隙間
【図１】
2005351009.tif 000003
【図２】
2005351009.tif 000004
【図３】
2005351009.tif 000005