(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に凹部を有する無垢木材の当該凹部に、防火性発泡材を装填し、その後、この防火性発泡材を発泡させて前記凹部に充填することを特徴とする耐火型無垢木材の製造方法。
【請求項２】
木造構造物の構造材として使用される無垢木材であって、その外周部に凹部を有する無垢木材の当該凹部に防火性発泡材を装填し、その後、この防火性発泡材を発泡させて前記凹部内に充填することを特徴とする木造構造物の耐火工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐火処理が施された耐火型無垢木材の製造方法並びに木造構造物の耐火工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
伝統木造建築等で使用される無垢木材には、乾燥によるひび割れや変形等が回避するために、その外周から樹心に届くように意図的に割れ目が設けられている。この割れ目は「背割り」と呼ばれ、この他に、乾燥を促進させたり木材全体のねじれや反り等のクセを取り除いたりする効果がある。この「背割り」が入っていない場合には、「湿ると伸び、乾くと縮む」という性質から、乾燥が進むにつれて、無垢木材に４方から割れが入ってしまうなどの不具合が生じた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、建築基準法の性能規定化により、伝統木造構造物の木材も載荷加熱試験を行い所定の防火性能が得られることが実証されれば、耐火構造あるいは準耐火構造の認定が取得できるようになった。
【０００４】
しかし、無垢木材の場合、前述した「背割り」が熱の侵入経路となるため、防火上の認定を受けることはきわめて困難であった。そこで、従来から、防災上または美観上の理由から、この「背割り」に断面くさび型をした木材片を装入して「背割り」を埋める「背割り埋め」と呼ばれる耐火対策が施されている。しかし、この耐火対策は、木材片を「背割り」に差し込むのに熟練した技術が必要であるため、作業が煩雑となり時間や手間がかかるといた問題が生じていた。このことから、もっと簡便にかつ効率よく短時間に耐火処理を施すことが可能な技術の登場が望まれていた。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、木造構造物の構造材等として使用される無垢木材の外周部に形成された背割り部等の凹部に対して簡便に耐火処理を施すことが可能な耐火型無垢木材の製造方法並びに木造構造物の耐火工法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る耐火型無垢木材の製造方法にあっては、無垢木材の外表面部に形成された凹部に防火性発泡材を装填し、その後、この防火性発泡材を発泡させて前記凹部内に充填することを特徴とする（請求項１）。この製造方法にあっては、無垢木材の凹部に防火性発泡材を装填してから、当該防火性発泡材を発泡させるだけで済むことから、本発明の耐火型無垢木材を非常に簡単に製造することができる。
【００１１】
また、本発明に係る木造構造物の耐火工法にあっては、木造構造物の構造材として使用される無垢木材であって、その外周部に凹部を有する無垢木材の当該凹部に防火性発泡材を装填し、その後、当該防火性発泡材を発泡させて前記凹部に充填することを特徴とする（請求項２）。この耐火工法にあっては、構造材として使用されている無垢木材の凹部に防火性発泡材を装填して当該防火性発泡材を発泡させるだけで木造構造物において簡単に耐火対策を施すことができ、既存の木造構造物等でも後から簡便に耐火対策を施すことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る耐火型無垢木材及びその製造方法並びに木造構造物の耐火工法の実施の形態について添付図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る耐火型無垢木材の一実施形態を示したものである。
【００１３】
この無垢木材２は、図１（ａ）に示すように断面円形状に成形された木材であり、原木を加工して得た製材である。無垢木材２は、その外周部２ａに長手方向に沿って溝状の背割り部４を有する。この背割り部４は、無垢木材２の外周部２ａからその樹心部２ｂに到達するようにその断面半径方向に沿って深く切り込み形成されている。この背割り部４は、従来の技術でも説明したように、無垢木材２の乾燥によるひび割れや変形等を回避する役割を果たす。
【００１４】
本実施形態では、この無垢木材２の背割り部４に、図１（ａ）に示すように帯状の防火性発泡材６を挿入する。この防火性発泡材６とは、例えば不燃性材料等の火や熱などを遮断する性質を有しかつ発泡性を有する材料に形成された部材のことである。ここで使用される防火性発泡材６は、外部からの加熱によって発泡する加熱型発泡材であり、外部からの熱により発泡すると、その体積が例えば数倍〜数十倍程度に膨張する。本実施形態では、この防火性発泡材６の幅寸法が背割り部４の深さ寸法よりも幅狭に形成されるとともに、その厚さ寸法が背割り部４の溝幅寸法よりも大きく、例えば３〜４ｍｍ程度に設定される。これによって、背割り部４の溝長方向に沿って挿入されたときに、防火性発泡材６は、図１（ｂ）に示すように、背割り部４の最奥部４ａに装填され、背割り部４内に弾性的に係止される。このため、特に接着剤等を使用しなくても、防火性発泡材６を簡単に固定することができる。さらに挿入するだけなので、挿入用の金物等を用いることで、さらに誰でも簡単に装填することができる。
【００１５】
防火性発泡材６の発泡倍率については、なるべく高く設定するのが好ましい。これは、本実施形態の防火性発泡材６が背割り部４のような狭い隙間に充填されるからである。通常、防火性発泡材６は発泡倍率が高いとふわふわな状態となり、風などからの影響を受けやすくなり、簡単に吹き飛ばされてしまう。しかし、背割り部のように狭い隙間に防火性発泡材６が充填されれば、風などにより吹き飛ばされる心配もなく、従って発泡倍率を高く設定することができる。発泡倍率を高くすることで、その使用量を抑制しつつ背割り部全体に充填を行うことができる。
【００１６】
さらに、この防火性発泡材６にあっては、十分な耐水性を備えているものが好ましい。また、この防火性発泡材６は、背割り部４の隙間の大きさに合致した形状に簡単に成形させることができたり、また、外観上あまり目立たないようにするために無垢木材２と同じ色に簡単に着色することができるような形状自由度や着色自由度の高いものを使用するのが好ましい。
【００１７】
このような条件を満たす防火性発泡材６としては次のようなものがある。すなわち、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）ポリリン酸塩化合物と、（Ｃ）可塑剤とからなるものである。この防火性発泡材６は、優れた耐水性を備えるとともに、任意の形状や色に非常に簡単に設定することができる。ここで、（Ａ）熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン及びポリエチレン等のポリオレフィン類、ポリスチレン、ＡＢＳ、ＭＢＳ、アクリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリブタジエン、スチレン−イソプレン−スチレン等のブロック共重合物等よりなる群から選択されるものを使用するのが好ましい。
【００１８】
また、（Ｂ）ポリリン酸塩化合物としては、加熱環境下において、有機物の脱水触媒として作用するほか、自らも不燃性の無機質リン酸被覆を形成する働きを持つものである。ポリリン酸塩化合物としては、ポリリン酸の塩またはその誘導体であれば、特に制限はない。
【００１９】
また、（Ｃ）可塑剤は、柔軟性等のゴム特性や成形流動性を向上する目的で、また、成形体の耐水性を向上する目的で配合される。可塑剤としては特に限定されず一般的なものを用いることができるが、（Ａ）熱可塑性樹脂と相溶性が良いものが好ましい。
【００２０】
防火性発泡材６の装填後、外部から熱を加えて背割り部の内部の防火性発泡材６を発泡させる。この発泡した防火性発泡材６は、その体積が膨張して背割り部４内部全体に充填される。図２は、防火性発泡材６が発泡したときの様子を示したものである。ここでは、防火性発泡材６が発泡して背割り部４からはみ出てしまっている。このように発泡した防火性発泡材６が背割り部４からはみ出てしまった場合には、そのはみ出た部分６ａを無垢木材２の外周面２ａに合わせて削り取る。
【００２１】
図３は、耐火試験を行ったときの炭化の様子を示したものである。図３（ａ）は、無垢木材２の背割り部４に本発明に係る防火性発泡材６が充填された場合の炭化の様子を示し、図３（ｂ）は、無垢木材２の背割り部４に何も充填せず、空隙のまま放置しておいた場合の炭化の様子を示した無垢木材２の断面図である。背割り部４に何も充填していない図３（ｂ）に示す無垢木材２では、背割り部４を通じて内部に熱が侵入して無垢木材２の内部に炭化が及んでいる様子が伺い知れる。これに対して背割り部４に防火性発泡材６を充填した図３（ａ）に示す無垢木材２では、防火性発泡材６により熱の侵入が阻止されて無垢木材２の内部に炭化が及んでいないことが認められる。このように背割り部４に防火性発泡材６を充填することで、無垢木材２の内部への熱の侵入を阻止し、炭化を防止することができる。
【００２２】
以上この耐火型無垢木材２にあっては、その外周部２ａの背割り部４に防火性発泡材６を充填したことで、当該背割れ部４を通じて無垢木材２の内部に熱が侵入するのを阻止することができ、これによって無垢木材２の内部に炭化が及ぶことを防止することができる。さらにこの耐火型無垢木材２にあっては、その耐火処理が背割り部４に防火性発泡材８を充填するだけで済むことから、従来のように熟練した技術が必要なく、従って非常に簡単に短時間に作業を済ませることができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、無垢木材２の断面形状が円形状に成形されているが、本発明にあっては、例えば三角形状や四角形状等の多角形状など他の形状に断面が成形された無垢木材２に適用することも可能である。
【００２４】
また、本実施形態では、無垢木材２の背割り部４に対して防火性発泡材６の充填を行っていたが、本発明にあっては、このような背割り部４に限らず、この他に、無垢木材２の内部に熱の侵入を許してしまって炭化を招いてしまうような凹部、例えば無垢木材２の外周部２ａから内部に向かって深く切り込まれるなどして形成されて、両側が壁部により囲まれた狭い空隙経路を有するような凹部等に好適に適用することができる。
【００２５】
また、本実施形態では、防火性発泡材６が外部からの加熱により発泡する加熱型発泡材であったが、本発明にあってはこのような加熱型発泡材に限らず、加熱以外の他の方法により発泡する発泡材を使用することもできる。
【００２６】
次に本発明に係る木造構造物の耐火工法の実施の形態について説明する。この耐火工法は、前述したような防火性発泡材６を使用した方法である。すなわち、木造構造物の構造材として使用される無垢木材２の外周部２ａに形成された背割り部４等の凹部に、前述したような防火性発泡材６を装填し、そして、この防火性発泡材６を発泡させて凹部内に充填する方法である。ここで、無垢木材２は、既に木造構造物の構造材として木造構造物に構成されていても、これから使用されるところであってもどちらでも構わない。また、木造構造物は、新規のものであっても既存のものであってもどちらであっても構わない。このように木造構造物の構造材として使用される無垢木材２の凹部に防火性発泡材６を充填することで、無垢木材２内部に熱が侵入するのを阻止することができ、これにより無垢木材２内部に炭化が及ぶのを防止することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る耐火型無垢木材の製造方法にあっては、無垢木材の凹部に防火性発泡材を装填してから当該防火性発泡材を発泡させるという作業だけで済むから、本発明の耐火型無垢木材を非常に簡単に製造することができる（請求項１）。
【００３１】
また、本発明に係る木造構造物の耐火工法にあっては、構造材として使用されている無垢木材の凹部に防火性発泡材を装填してから、当該防火性発泡材を発泡させるだけで、木造構造物においても簡単に耐火対策を施すことができ、しかも既存の木造構造物であっても後から簡便に耐火対策を施すことができる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る耐火型無垢木材とその製造方法を示した説明図である。
【図２】本発明に係る耐火型無垢木材の背割り部に装填された防火性発泡材が発泡したときの様子を示した断面図である。
【図３】本発明に係る耐火型無垢木材と従来の無垢木材との炭化の進行状況を示した比較図である。
【符号の説明】
２  無垢木材
２ａ  外周部
４  背割り部（凹部）
６  防火性発泡材
【図１】
0003899889.tif 000002
【図２】
0003899889.tif 000003
【図３】
0003899889.tif 000004