(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２枚のガラス板の周縁部をスペーサで一定間隔に保持して該周囲をシール材で密封し、内部空間に含水ゲルを充填した建物の開口部やドアに用いられる防火ガラスにおいて、
前記ガラス板のうち、室外側のガラス板を表面圧縮応力が９０〜１２０ＭＰａの強化ガラスとすることにより、国際海事機関（ＩＭＯ）Ａ．７５４に基づいた標準火災試験法（船舶Ａ−６０等級防火窓試験）により、火災発生側より火炎による熱を放射させた時、加熱により熱割れするようにさせ、加熱によって室外側ガラスが熱割れし落下した後、充填された含水ゲルの構造が変化して発泡することによって炎、煙、輻射熱を遮断し、室内側のガラス板を表面圧縮応力を１５０ＭＰａ以上とした耐熱強化ガラスとして放水による破砕が無く、放水に耐えるガラスとしたことを特徴とする含水ゲル入り防火ガラス。
【請求項２】
対向する２枚のガラス板の周縁部をスペーサで一定間隔に保持して該周囲をシール材で密封し、内部空間に含水ゲルを充填した建物の開口部やドアに用いられる防火ガラスにおいて、前記ガラス板のうち一方のガラス板を表面圧縮応力が１５０ＭＰａ以上とした耐熱強化ガラスとし、他方のガラス板を表面圧縮応力が９０〜１２０ＭＰａの強化ガラスとし、耐熱強化ガラスを室内側の板ガラスとすることにより、屋外火災の火焔による高温加熱によって室外側ガラスが熱割れし落下した後、充填された含水ゲルの構造が変化して発泡することによって炎、煙、輻射熱を遮断し、破砕した強化ガラス板側からの放水により室内側のガラス板がガラス板内の温度差により破砕しないようにしたことを特徴とする含水ゲル入り防火ガラスを用いた延焼防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の開口部やドアなどにおいて、火災の延焼を防ぐために用いられる含水ゲル入り防火ガラスおよびこれを用いた延焼防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、建物の火災の発生時においては、火焔の伝播に対する防護、煙の拡散に対するバリヤー、さらには輻射熱に対する遮蔽等の防火性能を有し、しかも透視性のある窓部材が求められている。
【０００３】
前述の要求に対しては、防火戸用の窓に網入りガラスを用いたものが一般的に良く知られており従来より広く使用されていた。しかしながら、網入りガラスはガラス板の内部に網があるために透過性がやや劣り、断熱性が低く、耐火性能も必ずしも十分でないなどの欠点がある。
【０００４】
これらの欠点を解消するために、最近では網入りガラスの他に、含水ゲルや水ガラスなどの発泡性耐火物質を二枚の板ガラス間に充填したゲル入り防火ガラス、あるいは各種耐熱性板ガラスを建物の外壁の窓、室内の間仕切りあるいは通路等のドアの窓に設けたものが各種提案され実用化されてきている。
【０００５】
例えば特公昭６０−２４０６３号公報には、二枚以上のガラスシートを相互に平行に配置し、ガラスシートの空間にゲルを充填してなる耐火ペインにおいて、前記ゲルが少なくとも1 種のアクリル酸誘導体を含み、かつ、前記ゲルが蒸発熱の高い液、例えば水65〜95重量％と、前記ゲルと混和性であって熱線下で熱絶縁性の泡を形成し得る物質、例えばアルカリ金属塩もしくはアンモニウム塩からなる群から選んだ可溶塩１〜20重量％とを含むというものが開示されている。
【０００６】
また例えば、特開平３−２８６０５８号公報には、所定の間隔をもって平行に対設した一対の透明な耐熱性結晶化ガラスの間に、水ガラスが封入された構成が開示されている。
【０００７】
さらに、本出願人は実開平５−６３５５８号公報において、２枚のガラス板の間に含水ゲルを充填した含水ゲル入り防火ガラスを開示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような、含水ゲル入り防火ガラスは、二枚の板ガラスにフロート板ガラスあるいは片側を強化ガラスなどにした構成が用いられており、屋外火災による加熱によって室外側板ガラスが熱割れし落下した後、充填された含水ゲルの構造が変化することによって炎、煙、輻射熱を遮断し、室内における安全性の確保に有効であることが知られているが、消防士の消火による放水が始まると、室内側の板ガラスが急激に冷やされ、ガラス板内に温度差（温度ムラ）が生じることで熱割れが発生し破砕してしまう恐れがあり、防火ガラスとしての機能がなくなり、とりわけ破砕したガラス片の飛散防止による避難者の安全性を確保するためにも、防火ガラスの性能向上が検討課題となっている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、含水ゲル入り防火ガラスの非火災発生側のガラス板を表面圧縮応力が１５０ＭＰａ以上とした耐熱強化ガラスとし、建物の開口部やドアなどにおいて、隣接地域の火災時に、火災の延焼を防ぐために消防士の消火による放水で非火災発生側板ガラスが急激に冷やされることによる熱割れを防止し、熱割れによって破砕するガラス片の飛散を防止し、火炎の進入を防ぐことにより、避難者の安全を確保し火災の延焼を防ぐことができることを見いだした。
【００１０】
すなわち、本発明は、対向する２枚のガラス板の周縁部をスペーサで一定間隔に保持して該周囲をシール材で密封し、内部空間に含水ゲルを充填した建物の開口部やドアに用いられる防火ガラスにおいて、
前記ガラス板のうち、室外側のガラス板を表面圧縮応力が９０〜１２０ＭＰａの強化ガラスとすることにより、国際海事機関（ＩＭＯ）Ａ．７５４に基づいた標準火災試験法（船舶Ａ−６０等級防火窓試験）により、火災発生側より火炎による熱を放射させた時、加熱により熱割れするようにさせ、加熱によって室外側ガラスが熱割れし落下した後、充填された含水ゲルの構造が変化して発泡することによって炎、煙、輻射熱を遮断し、室内側のガラス板を表面圧縮応力を１５０ＭＰａ以上とした耐熱強化ガラスとして放水による破砕が無く、放水に耐えるガラスとしたことを特徴とする含水ゲル入り防火ガラスである。
あるいは、本発明は、対向する２枚のガラス板の周縁部をスペーサで一定間隔に保持して該周囲をシール材で密封し、内部空間に含水ゲルを充填した建物の開口部やドアに用いられる防火ガラスにおいて、前記ガラス板のうち一方のガラス板を表面圧縮応力が１５０ＭＰａ以上とした耐熱強化ガラスとし、他方のガラス板を表面圧縮応力が９０〜１２０ＭＰａの強化ガラスとし、耐熱強化ガラスを室内側の板ガラスとすることにより、屋外火災の火焔による高温加熱によって室外側ガラスが熱割れし落下した後、充填された含水ゲルの構造が変化して発泡することによって炎、煙、輻射熱を遮断し、破砕した強化ガラス板側からの放水により室内側該一方のガラス板がガラス板内の温度差により破砕しないようにしたことを特徴とする含水ゲル入り防火ガラスを用いた延焼防止方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
スペーサーを介して２枚のガラス板を対向して平行に隔置し、２枚のガラス板とスペーサーで形成される密閉空間に含水ゲルを充填して防火ガラスが構成される。スペーサーは、含水ゲルを注入するための孔を少なくても１箇所以上設けておく。
【００１２】
火災が起こると想定した面、すなわち室外側のガラス板としては、無機質の透明ガラス板であって、無色または着色、ならびにその種類あるいは色調、形状等に特に限定されるものではなく、強化ガラス板を使用する。
【００１３】
前記強化ガラスの表面圧縮応力は、９０〜１２０ＭＰａである。
【００１４】
非火災発生側となる面、すなわち室内側のガラス板としては、同じく無機質の透明ガラス板であって、無色または着色、ならびにその種類あるいは色調、形状等について特に限定されるものではないが、耐熱性能を有する耐熱強化ガラスとした。
【００１５】
耐熱性のガラス板としては、低膨張防火ガラス、耐熱結晶化ガラス、耐熱強化ガラスの３種類が一般的によく知られているが、本発明はこのうち耐熱強化ガラスを使用するものである。
【００１６】
該耐熱強化ガラスは特殊な熱処理加工により表面圧縮応力を高めたものであり、表面圧縮応力を一般的な強化ガラスの９０〜１２０ＭＰａより大きくしたもので、１５０ＭＰａ以上の表面圧縮応力を有したものであり、１７０ＭＰａ以上のものがより好ましい。
【００１７】
スペーサーとガラス板とはポリイソブチレン、ポリイソブチレン−ブチル系、ブチル系等の合成ゴム系の非透水性かつ粘着性接着剤で接着するのが好ましい。
【００１８】
尚、通常接着剤中の補強充填剤として、シリカ、ホワイトカーボン、酸化チタン、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム等、粘着性付与剤として不飽和炭化水素系樹脂、クロマン樹脂、テルペン樹脂、ロジン誘導体等も適宜添加できる。
【００１９】
前記接着剤はガラス質板状体が外気圧変動や水性ゲルの膨縮により撓んでも、粘着力を以てこれを広い温度域で保持することができ、また水性ゲルにおける水性媒体の逸出を阻止し、長期にわたり安定性を維持するものである。
【００２０】
さらにスペーサーの外周部は同様な合成ゴム系シーリング材、例えばシリコーン系、多硫化ゴム系、ポリウレタン系、ポリブタジエン−ポリスチレン系ゴム等のシーリング材で封着する。
【００２１】
該シーリング材中には適宜耐熱無機材粉等の充填剤その他の添加剤を混合できる。該シーリング材は、もちろん粘着性を有するものであるが、特にガラス板およびスペーサーを堅固に保持し、水性ゲルの外部との遮断をより完全にするうえで重要な構成要素である。
【００２２】
含水ゲルは、アクリル酸ナトリウムビニールアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル系重合体ケン化物などのアクリル系の合成高分子類、ポリビニールアルコール架橋重合体などのポリビニールアルコール系の合成高分子類などの高吸水性ポリマーと、水と、シリカ等の無機物とを適宜配合したものであって、例えば、水４０〜７０重量％、ポリアクリル酸ナトリウムなどのアクリル系高吸水性モノマー５〜３０重量％、シリカ等の無機物１５〜４０重量％を混合した溶液である。前記含水ゲルは、含水ゲルの液に水溶性染料を混合させて着色したものであっても良い。前記含水ゲルの溶液を２枚のガラス板とスペーサーで形成される密閉空間に充填し、紫外線を照射して架橋硬化させる。
【００２３】
なお、ガラス板と含水ゲルとは適宜、厚み等を変え複数層とすることでもよい。
【００２４】
一方のガラス板面には紫外線を反射させる紫外線反射膜を設けるようにしても良く、紫外線反射膜としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法などによってガラス板に成膜された酸化金属膜もしくは金属膜などであり、透明な高分子フィルムに設けて、ガラス板に接着してもよい。
【００２５】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【００２６】
実施例１  図１は、本発明によって作製した含水ゲル入り遮熱防火ガラス１の断面図であり、図２は、火災時の放水による消火状態となった本発明の含水ゲル入り遮熱防火ガラス１の断面図を示す。
【００２７】
縦横の各辺の寸法が１，８００ｍｍ×２，４００ｍｍ、厚み５ｍｍの強化ガラス３と、同寸法、同厚みの耐熱強化ガラス２の２枚を対向させて、その周囲に間隔保持用の約１９ｍｍのコの字型スペーサー４を設けて一定間隔に配置し、ブチル系の一次シール材６で接着して空間部を形成した。
【００２８】
図示しない注入孔を残して前記スペーサー４の外周と前記ガラス板２、３の端面にシリコン系の二次シール材７で密封した後、前記注入孔から含水ゲル５を注入し、脱気完了後、該注入孔を前記二次シール材７と同じシリコーン系の材料で封止させ、１２０Ｗの紫外線ランプを用いて含水ゲル５を硬化させ、含水ゲル入り防火ガラス１とした。
【００２９】
前記含水ゲル５は、水６０重量％、ポリアクリル酸ナトリウムなどのアクリル系高吸水性モノマー１５重量％、シリカ等の無機物２５重量％を混合した溶液からなる。
【００３０】
このようにして、含水ゲル入り防火ガラス１を各３枚作製し、強化ガラス３側を火災発生側とし、非火災発生側を耐熱強化ガラス２として、国際海事機関（ＩＭＯ）Ａ．７５４に基づいた標準火災試験法（船舶Ａ−６０等級防火窓試験）により、含水ゲル入り防火ガラス１の火災発生側より火炎１２による熱を放射させた処、火災発生側のガラス板３は加熱による熱割れによって落下したが、非火災発生側の耐熱強化ガラス２は割れることなく、３枚の各試験体共に加熱時間６０分を満足した。
【００３１】
さらに加熱時間の終了に続いて、消火水流試験を行った処、放水ノズル１３からの放水開始時より２００秒経過後でも非火災発生側の耐熱強化ガラス２の破砕が無く、放水開始時より試験体毎平方メートルあたり０．６５分の放水に耐えることと規定されている試験規格を満足し合格できた。
【００３２】
尚、図２に、一般的な防火ガラスの標準施工例を示すが、下辺のサッシ枠と防火ガラス下辺間に例えば２個のセッティングブロック９を配置し、防火ガラスの両面側の側端縁部とサッシ枠間にはセラミック繊維系のバックアップ材１０を配し、さらに防火ガラスとサッシ枠間の隙間に難燃性シーリング材（シリコーン系）１１を充填した。
【００３３】
比較例１  図３には、従来の含水ゲル入り防火ガラス１’の断面図を示す。
【００３４】
縦横の各辺の寸法が１，８００ｍｍ×２，４００ｍｍ、厚み５ｍｍのフロート板ガラス３’と、同寸法、同厚みの強化ガラス２’の２枚を対向させて、その周囲に間隔保持用の約１９ｍｍのコの字型スペーサー４を設けて一定間隔に配置し、ブチル系の一次シール材６で接着して空間部を形成した。
【００３５】
実施例１と同様にして、図示しない注入孔部分を残して前記スペーサー４の外周と前記ガラス板２’、３’の端面にシリコン系の二次シール材７で密封した後、前記注入孔から含水ゲル５を注入し、脱気完了後、該注入孔を前記二次シール材７と同じシリコーン系の材料で封止させ、１２０Ｗの紫外線ランプを用いて含水ゲル５を硬化させて、含水ゲル入り防火ガラス１’とした。前記含水ゲル５は、実施例１と同様の構成からなる混合液からなる。
【００３６】
このようにして、含水ゲル入り防火ガラス１’を各３枚作製し、フロート板ガラス３’側を火災発生側とし、非火災発生側を強化ガラス２’として、国際海事機関（ＩＭＯ）Ａ．７５４に基づいた標準火災試験法（船舶Ａ−６０等級防火窓試験）により、含水ゲル入り防火ガラス１’の火災発生側より火炎１２による熱を放射させた処、火災発生側のフロート板ガラス３’は加熱による熱割れによって落下したが、非火災発生側の強化ガラス２’は割れることなく、３枚の各試験体共に加熱時間６０分を満足した。
【００３７】
しかしながら、さらに加熱時間の終了に続いて、消火水流試験を行った処、放水開始時より２０秒経過後に非火災発生側の強化ガラス２’に破砕が発生し、放水開始時より試験体毎平方メートルあたり０．６５分の放水に耐えることと規定されている試験規格を満足せず不合格となった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、含水ゲル入り防火ガラスの片側のガラス板を耐熱強度の大きい耐熱強化ガラスとし、該耐熱強化ガラスを室内側に配設することで、屋外火災時の放水によって室外側ガラスの熱割れによる落下後に、放水により、室内側のガラス板内の温度差が非常に高くなった場合でも室内側ガラス板の熱割れが無くなり、安全性および防火性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の含水ゲル入り防火ガラスの断面図。
【図２】  火災時の放水による消火状態となった本発明の含水ゲル入り防火ガラスの断面図。
【図３】  従来の含水ゲル入り防火ガラスの断面図。
【符号の説明】
１      本発明の含水ゲル入り防火ガラス
２      耐熱強化ガラス
３      強化ガラス
４      スペーサー
５      含水ゲル
６      一次シール材（ブチル系）
７      二次シール材（シリコーン系）
８      サッシ枠
９      セッティングブロック
１０      バックアップ材
１１      難燃性シーリング材（シリコーン系）
１’    従来の含水ゲル入り防火ガラス
２’    強化ガラス
３’    フロート板ガラス
【図１】
0004091733.tif 000002
【図２】
0004091733.tif 000003
【図３】
0004091733.tif 000004