自硬化性粉体および該自硬化性粉体の硬化体を含む物品又は部材
【課題】火災などにより高温に加熱された場合に強度を維持すると共に、誤操作による穿孔や極軽微な破損によっても充填物が漏れ出すことがなく、金属製補強材を使用しなくても通常使用時において十分な強度を有し、生産性にも優れる物品又は部材を得るため自硬化性粉体を提供すること。
【解決手段】無機中空粒子の集合体からなる粉体１００質量部と、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる粘結剤組成物２〜１７質量部と、当該粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂を硬化せしめるのに必要量の硬化剤とを混合して得られる自硬化性粉体を、常温で硬化させて、その硬化体を耐熱性部材兼補強部材として使用する。
【解決手段】無機中空粒子の集合体からなる粉体１００質量部と、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる粘結剤組成物２〜１７質量部と、当該粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂を硬化せしめるのに必要量の硬化剤とを混合して得られる自硬化性粉体を、常温で硬化させて、その硬化体を耐熱性部材兼補強部材として使用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性又は防火性断熱部材として有用な硬化体を与える自硬化性粉体、更には該硬化体を含む物品又は部材に関するものである。
なお、ここで、サッシ材とは、枠材、框材、方立て材を総称するものであり、またサッシ枠とは、所謂サッシ枠の他に、サッシ框を含めて指称し、同様に、枠は框を含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
従来、本体がアルミニウムから形成されたアルミニウム製サッシに代わり、断熱性、防音性に優れた樹脂サッシが、寒冷地を中心に普及している。この樹脂サッシは、断熱性に優れているため、結露しにくく、居住性を向上することができる。
【０００３】
しかし、そのような樹脂サッシは、防火性能が低いために、防火地域又は準防火地域等の防火戸あるいは窓に使用することができないという問題があり、防火性を付与する方法が検討されている。防火性を高める方法としては、樹脂サッシの中空部（空洞部）に耐熱性材料を充填する方法が知られている（特許文献１参照）。例えば、特許文献１に記載の方法では、防火仕様でない一般の樹脂サッシとして使用される、長手方向に沿う空洞を有する合成樹脂製形材の空洞内に、略コ字状の金属製部材に熱膨張性耐火材からなるシートをＬ字状に貼り合わせて一体化したものを挿入することにより、防火性が付与されている。
【０００４】
ところで、防火窓においては、サッシ材自体に防火性が要求されることは勿論であるが、火災時においてガラスあるいはガラスと一体化された障子が脱落し難いことも重要である。そして、ガラスや障子の脱落を防止する方法としては、樹脂製障子の上框、下框、左右の縦框に金属補強材をそれぞれ設けると共に、コーナー部において隣接した縦、横の金属補強材をコーナー金具でそれぞれ連結して、金属補強材を四周連続し、前記樹脂製窓枠の上枠に設けた金属補強材に受け金具を取り付け、前記樹脂製障子の上框に設けた金属補強材に支持金具を取り付け、前記樹脂製障子が閉じた状態で、前記樹脂製障子の框が軟化あるいは焼失した時に、支持金具と受け金具で樹脂製障子を吊り下げ支持するようにする方法が、知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
また、加熱時の荷重により有害な変形を生じない防火性樹脂サッシとして、樹脂サッシの空洞部に特定組成のセメント組成物を充填・硬化させたもの（特許文献３）、あるいは耐熱性無機粒子と、１００℃〜８００℃の温度に加熱されたときに、前記耐熱性無機粒子の結合剤として機能する高温結合剤とを含有してなる粒子状又は粉末状の耐熱性組成物を、樹脂サッシの空洞部に充填したもの（特許文献４）が、知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９３０４号公報
【特許文献２】特許第４２２９２８６号公報
【特許文献３】特許第２７７４８９７号公報
【特許文献４】特開２０１０−２７０４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載されたサッシ材は、防火サッシとして機能するばかりでなく、防火仕様でない一般の樹脂サッシ材を利用して簡単に製造することができるという優れたものである。しかしながら、そのような樹脂サッシ材で使用される熱膨張性耐火材は、膨張後においても自立する程度の強度を有するものの、その強度は、さほど高くないため、かかるサッシ材を用いてサッシ枠や窓を構成した場合に、使用するガラスの面積が大きくなったり、厚さが厚くなったりした場合には、その重さによって、加熱されたサッシ枠が変形し、ガラスが脱落することがあった。このような現象は、補強材としての機能を有する金属製部材を使用することによって、ある程度防止することができるのであるが、その効果には、限界があった。即ち、金属製部材の挿入のし易さの観点から、金属部材とサッシ材との間に隙間を設けることが多く、この隙間に熱膨張性耐火材を配置したとしても、ガラスの重さに起因する力により、金属部材が傾いてしまい、ガラスが脱落することがあったのである。また、サッシ材に複数の空洞が存在する場合に、全ての空洞に金属製部材を挿入することは、コスト及び手間の観点で困難であることから、金属部材の挿入されない空洞がある場合には、その空洞部の変形により、ガラスが脱落することがあった。
【０００８】
一方、前記特許文献２に記載された方法では、各種金属製部材（例えば補強材、コーナー金具、支持金具）同士を直接にビス固定するために、樹脂製形材の加工が必要になるばかりでなく、支持金具は外部に露出するため、腐蝕や外力による変形に起因する故障が懸念されるといった問題があった。
【０００９】
また、前記特許文献３に記載された防火性樹脂サッシ材は、性能自体は優れるものの、生産性に問題があった。即ち、セメント組成物は硬化する前は液状であり、取り扱い難いばかりでなく、硬化にも長時間を要するため、サッシ材の空洞に充填する場合は勿論、充填後においても、セメント組成物が硬化するまで、液漏れや液こぼれを起こさないように長時間注意して静置しておく必要があり、生産性の点で問題があった。
【００１０】
さらに、前記特許文献４に記載された防火性樹脂サッシ材は、火災時においては、優れた性能を発揮するものである。また、前記粉体組成物は火災時において加熱されて硬化し、高強度の硬化体を与えるため、防火性付与のために、特別な金属補強の必要はなく、中空のサッシ本体として、例えば防火仕様でない一般の樹脂製中空サッシ材がそのまま利用できるという利点がある。しかしながら、例えば、“無機中空粒子をノボラック樹脂とその硬化剤（例えばヘキサメチレンテトラミン）とを組み合わせた熱硬化性樹脂からなる高温結合剤でコートした粒子の集合体からなる粉体組成物”を、耐熱性組成物として用いた場合には、かかる粉体組成物は常温では硬化しないため、該防火性樹脂サッシ材を用いてサッシ枠や窓を構成し、それを建物に設置するときに誤って螺子孔を開けた場合、或いはサッシ材として実用上問題とならないような軽微な破損（例えば、パテ等により補修可能な小さな破損等）が発生してしまった場合等には、充填された前記粉体組成物が外部に流出してしまうことがあった。また、上記の粉体組成物は、（火災時以外の）通常の使用時において、補強効果を発揮しないため、通常使用時の強度を確保するためには、一般の樹脂製中空サッシ材と同様に、空洞内部に金属製補強材を挿入する必要があった。
【００１１】
そこで、本発明は、防火性を有し、火災等により高温に加熱された場合に強度を維持してガラスの脱落が起こり難いという特徴を有するばかりでなく、誤操作による穿孔や極軽微な破損によっても充填物が漏れ出すことがなく、且つ金属製補強材を削減することができ、更に生産性にも優れる防火性サッシ材、防火性サッシ枠或いは防火窓の製造に際して、耐火性又は防火性断熱部材として有用な硬化体を与える自硬化性粉体を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、上記防火性サッシ材等以外の物品又は部材にも好適に使用できる耐熱性部材の原料を提供することをも、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そして、本発明者らは、前記特許文献４に開示されている技術において、高温結合剤（より具体的には、その一態様である熱硬化性樹脂）として開示されているレゾール樹脂で無機中空粒子をコートしたものを、耐熱性組成物として使用した場合には、特に所定の温度に加熱しなくとも常温で硬化し得ることに着目し、その硬化時間を充填操作が可能な範囲内で十分に短くできれば、前記課題を解決することができるのではないかと考えた。
【００１４】
なお、鋳型製造の分野においては、有機自硬化鋳型造型法に用いられる粘結剤組成物として、水溶性フェノール樹脂を粘結剤として用い、これを有機エステルにより硬化せしめる組成物が知られている（例えば、特開平５−１９２７３７号公報等参照）。しかしながら、そのような組成物を用いた鋳型砂は、流動性及び模型等への充填性が悪いことが知られており、このような鋳型砂、更にはこのような鋳型砂に用いられるケイ砂に代えて、無機中空粒子を用いたものを、樹脂製中空サッシ材等の複雑な形状を有する中空部に充填できるか、否かは不明であった。例えば、鋳型砂を鋳枠に空気輸送法により充填する場合には、サンドマガジンと呼ばれる特殊な装置を用いる必要があり、これら粉体の輸送に一般的な空気輸送が適用できるのか否かさえ不明であった。
【００１５】
このような背景の下において、本発明者等が種々検討を行った結果、レゾール樹脂として水溶性フェノール樹脂を特定の固形分濃度として含む塩基性水溶液を用い、これを特定の量比で無機中空粒子に添加、混合することによって得られる粉体は、圧送による空洞への充填が可能で、充填後において室温で比較的速やかに自硬化して、優れた強度及び断熱性を有する硬化体を与え得ることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１６】
すなわち、本発明は、下記〔１〕〜〔６〕に示される態様において実施されるものである。
【００１７】
〔１〕 無機中空粒子の集合体からなる粉体１００質量部と、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる粘結剤組成物２〜１７質量部と、当該粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂を硬化せしめるのに必要量の硬化剤とを混合して得られる自硬化性粉体。
【００１８】
〔２〕 篩い振動数を３６００回／分、篩い振動幅を０．５〜０．８ｍｍとして振動させた、ロート角６０°、細口径４．７ｍｍのロートに、２０ｇの自硬化性粉体を投入した時のロート通過速度が、０．１ｇ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする上記〔１〕に記載の自硬化性粉体。
【００１９】
〔３〕 前記硬化剤の使用量が、前記粘結剤組成物１００質量部に対して、１０〜２００質量部であることを特徴とする上記〔１〕又は〔２〕に記載の自硬化性粉体。
【００２０】
〔４〕 前記硬化剤が、有機エステルからなることを特徴とする前記〔１〕乃至〔３〕の何れか一つに記載の自硬化性粉体。
【００２１】
〔５〕 前記粉体として、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が３０質量％以下であり、粒子径が３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が３０質量％以上であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が２０質量％以下である粒度分布を有する粉体を使用することを特徴とする前記〔１〕乃至〔４〕の何れか一つに記載の自硬化性粉体。
【００２２】
〔６〕 サッシ材、窓およびサッシ枠以外の物品又は部材であって、内部に空洞を有する物品又は部材の当該空洞内に、前記〔１〕乃至〔５〕の何れか一つに記載の自硬化性粉体の硬化体が充填されてなることを特徴とする物品又は部材。
【発明の効果】
【００２３】
上記〔１〕乃至〔５〕に示される本発明に係る自硬化性粉体は、例えば、無機中空粒子の集合体からなる粉体に、所定量の前記粘結剤組成物及び硬化剤を添加して、ミキサー等によって混練することにより、調製できる。このようにして得られる本発明に従う自硬化性粉体は、常温において自然に硬化する性質を有するが、調製後しばらくの間は、硬化せずに、圧送が可能な粉体流動性を有する。このため、中空サッシ材やそれを枠組みした枠体、障子等の“内部に空洞を有する部材又は物品”に容易に充填できるという特長を有する。更に、本発明に従う自硬化性粉体は、充填後において、比較的短時間で、室温で自硬化するので、充填対象となる部材や物品に誤操作による穿孔や極軽微な破損が起っても、充填物が漏れ出すことがない特徴を発揮する。
【００２４】
また、本発明に従う自硬化性粉体が自然に硬化して得られる硬化体は、優れた強度及び断熱性を有するので、火災時において防火材として機能するばかりでなく通常使用時における補強材としても有効に機能する。従って、上記〔６〕に示す本発明に従う物品又は部材は、優れた防火性を有し、従来必要であった補強材の使用を省略することもできる。
例えば、本発明に従う自硬化性粉体の硬化物が充填されてなる物品乃至は部材は、前記特許文献４に記載されているような従来の防火性サッシ材と比べて、次のような利点を有しているのである。即ち、上記従来の防火性サッシ材では、サッシ材本体として一般的な樹脂製サッシ材を用いた場合には遮炎性と強度確保のために、金属製補強部材を使用する必要があったのに対し、本発明の部品乃至は部材では、そのような金属製補強部材を用いなくても、必要な強度を確保することができ、且つ上記従来の防火性サッシ材と同等以上の防火性能を実現することができるのである。
また、本発明の物品乃至は部材の空洞内に充填される前記硬化体は、通水性を有し、水と接触しても有機成分が殆ど溶出することがないので、該物品乃至は部材を用いて構成した製品においては、台風時等において螺子部等の隙間から不可避的に滲入した水を排出するための流路を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】サッシ枠の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体を充填して、耐火補修した後の防火窓を、一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１におけるII−II線の要部拡大横断面図である。
【図３】充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体を充填する場合の、一実施形態を概略的に示す図である。
【図４】図３における円Ａの要部拡大縦断面図である。
【図５】第１筒状治具の斜視図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】図３における円Ｂの要部拡大横断面図である。
【図８】第２筒状治具の斜視図である。
【図９】図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】封止部材の斜視図である。
【図１１】同じく、封止部材の分解斜視図である。
【図１２】サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体を充填する場合の、他の実施形態を概略的に示す図である。
【図１３】第１筒状治具の他の実施形態を示す斜視図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV線断面図である。
【図１５】ロート通過速度の試験装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．本発明に従う自硬化性粉体
本発明に従う自硬化性粉体は、無機中空粒子の集合体からなる粉体の１００質量部と、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる粘結剤組成物の２〜１７質量部と、当該粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂を硬化せしめるのに必要量の硬化剤とを、混合して得られるものであることを特徴とする。以下、そのような本発明に従う自硬化性粉体について、その原料及び製造方法等を詳細に説明する。
【００２７】
（無機中空粒子の集合体からなる粉体）
無機中空粒子の原料となる粉体を構成する無機中空粒子としては、８００℃、好ましくは９００℃に加熱されても、軟化したり、溶融したりしない無機物質からなる中空の粒子又は粉末であれば、使用可能であり、例えばガラスバルーン、シラスバルーン、石炭灰バルーン（フライアッシュバルーン）、セラミック系バルーン等を挙げることができる。これら無機中空粒子は１種類のみを用いてもよく、異なる複数の種類を併用してもよい。自硬化性粉体は、かかる無機中空粒子を用いることにより、粉体が軽量化されて流動性が向上し、中空でない粒子と比べて、圧送による空洞への供給をスムースにして、より確実で、ムラのない充填を行うことができる。
【００２８】
上記粉体の粒度分布は、特に限定されるものではないが、本発明に従う自硬化性粉体としたときに、これを、長手方向に沿う空洞部を有する所定の物品乃至は部材の前記空洞部内に充填する場合の充填性からは、粒度分布を制御することが好ましい。例えば、建物躯体の開口部に装着したままの状態にある既成の窓枠のような、長手方向に沿う空洞部を有するサッシ材からなるサッシ枠の前記空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体を圧送して、充填する場合において、密充填され易く、充填後において自重や振動等により空隙が発生し難いという理由から、次の粒度分布を有することが好ましい。
すなわち、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が３０質量％以下であり、粒子径が３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が３０質量％以上であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が２０質量％以下である粒度分布を有することが好ましく、中でも、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が２０質量％以下、特に１〜２０質量％であり、また粒子径が３００μｍ以上、５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が４０質量％以上、特に４０〜９０質量％であり、更に、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が１０質量％以下、特に５〜１０質量％であり、残余が粒子径が５００μｍを越え６００μｍ未満であるような粒度分布を有することが、特に好ましい。なお、上記粒子度分布は、乾式ふるい分け試験方法（ＪＩＳ Ｋ００６９）による粒度測定結果に基づくものである。
原料となる前記粉体が、このような粒度分布を有する場合には、所定の粘結剤組成物及び硬化剤と混合して、本発明に従う自硬化性粉体としても、良好な充填性を実現することができる。
【００２９】
（粘結剤組成物）
粘結剤組成物とは、これに含まれる水溶性フェノール樹脂が硬化剤の作用によって高分子化することによって、無機中空粒子同士を結合させるものであり、水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる。
本発明においては、前記粉体に対して使用して、自硬化性粉体を調製しようとしたときに、調製直後からある時間内では圧送可能な粉体流動性を保持し、そして常温或いは室温において適度な時間で硬化し、高い強度の硬化体を与えるという理由から、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である粘結剤組成物を、前記粉体の１００質量部に対して、２〜１７質量部の割合で使用する必要がある。このような条件を満足する場合には、細長い空間内に空気輸送（圧送）可能な粉体流動性とすることができ、更に、室温（例えば１０〜３０℃）における作業猶予時間を３分〜１時間内で、制御することができる。硬化物の強度の観点から、より好ましい粉体特性を有する自硬化性粉体を得るためには、粘結剤組成物中の水溶性フェノール樹脂の固形分濃度は３０〜５０質量％であることが好ましく、また粘結剤組成物の使用量は、前記粉体の１００質量部に対して、４〜１０質量部であることが好ましい。
なお、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度は、予めその質量を秤量した試料を、空気循環式炉内で１００℃、３時間乾燥させた後に、質量を測定し、乾燥前後の試料質量に基づいて決定されるものである。
【００３０】
粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂とは、フェノール類と、化学量論的に過剰量のアルデヒド類とを、塩基性触媒の存在下に反応させて得られる樹脂を意味し、一般にレゾール型と呼ばれるものである。本発明においては、有機エステル等の硬化剤と自硬化反応をし易いという観点から、水溶性フェノール樹脂としては、フェノール性水酸基１当量に対し０．１〜１．２当量のアルカリ金属を含有するアルカリフェノール樹脂を使用することが好ましい。このようなアルカリフェノール樹脂を用いた場合には、硬化剤に由来する酸によって、アルカリフェノール樹脂が中和され、更に高分子化することにより、無機中空粒子同士を結合する作用がより高くなる。
【００３１】
水溶性フェノール樹脂の原料となるフェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシノール、３，５−キシレノール、ビスフェノールＡ、その他置換フェノール、及びこれらの混合物を使用することができるが、水溶性と比較的安価という理由からフェノールを使用することが好ましい。
アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラールアルデヒド及びこれらの混合物を使用することができるが、ホルムアルデヒドを使用することが好ましい。アルデヒド類の使用量は、フェノール化合物と化学量論的に反応するのに必要な量以上の量であればよいが、一般に、フェノール類１モルに対して、１．２〜２．５モル使用することが好ましい。
塩基性触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物を使用することができる。塩基性触媒の使用量は、通常、フェノール類１モルに対して０．１〜１モルである。有機エステルを硬化剤として使用する場合は、０．４〜１モルが好ましい。
水溶性フェノール樹脂の合成は、次のようにして行うことができる。即ち、先ず、それぞれ所定量のフェノール類とアルデヒド類とを加熱下に水と混合して、均一な混合溶液を調製する。その後、一旦冷却してから、該混合溶液に所定量の塩基性触媒を水溶液の形で攪拌下に徐々に滴下して混合する。滴下終了後、混合液を徐々に昇温し、還流下で反応液が所定の粘度に達するまで、反応させればよい。
【００３２】
反応終了後は、必要に応じてアルカリ水溶液を添加して、水溶性フェノール樹脂のアルカリ度を調整したり、更に水を加えて、固形分濃度を調整したりすることにより、粘結剤組成物とすることができる。
【００３３】
粘結剤組成物には、尿素等のホルムアルデヒド捕捉剤及び／又はγ―アミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤からなる硬化体の強度増強剤を、上記粘結剤組成物１００質量部に対して、それぞれ、０．５〜５質量部、０．０５〜１質量部添加することが好ましい。
【００３４】
（硬化剤）
硬化剤とは、水溶性フェノール樹脂に作用して、これらを常温或いは室温（例えば１０〜３０℃）で自然に硬化させる機能を有する物質を意味し、例えば酸又は有機エステルが使用される。酸としては、例えば、硫酸、キシレンスルホン酸、トルエンスルホン酸等のスルホン酸、リン酸等が挙げられる。有機エステルとしては、例えば、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、乳酸エチル、セバシン酸メチル、エチレングリコールジアセテート、ジアセチン、トリアセチン、コハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、二塩基酸メチルエステル混合物等のカルボン酸エステル類、又はγ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類、又はエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、４−エチルジオキソロン、４−ブチルジオキソロン、４，４−ジメチルジオキソロン、４，５−ジメチルジオキソロン等の環状シルキレンカーボネート類（有機炭酸エステル類）等が挙げられる。これら硬化剤のなかでも、作業性の観点から、加水分解速度が比較的緩やかな二塩基酸エステルが好ましい。
【００３５】
硬化剤の使用量は、常温における作業猶予時間、粉体流動性及び強度を勘案して、適宜に決定すればよいが、より具体的には、常温における作業猶予時間を３分〜１時間に制御できるという観点から、粘結剤組成物１００質量部に対して１０〜２００質量部、特に１５〜１００質量部であることが好ましい。水溶性フェノール樹脂を完全に硬化させる理由から、１０質量部以上が望ましく、硬化阻害を起し強度を低下させてしまう理由からは、２００質量部以下が望ましいのである。特に、硬化剤の含有量は、粘結剤組成物の添加量が無機中空粒子１００質量部に対して２〜６質量部の範囲では、硬化剤の量を多めに入れても良く、粘結剤組成物１００質量部に対して１０〜２００質量部が好ましい。また、粘結剤組成物の添加量が６質量部より多くなると、硬化剤は粘結剤組成物の量以下程度に抑えるほうが良く、粘結剤組成物１００質量部に対して１０〜１００質量部が好ましい。このとき、粘結剤組成物と硬化剤の合計量は、無機中空粒子１００質量部に対して２〜３０質量部になるようにすることが望ましい。
【００３６】
２．本発明に従う自硬化性粉体の製造方法
本発明に従う自硬化性粉体は、次のような方法により、好適に製造することができる。即ち、前記無機中空粒子をミキサー等の攪拌機により攪拌させながら、硬化剤、必要に応じてホルムアルデヒド捕捉剤及び／又は強度増強剤を予め添加した粘結剤組成物を、順次攪拌機に投入することにより、容易に製造することができるのである。
【００３７】
３．本発明に従う自硬化性粉体の用途
本発明に従う自硬化性粉体は、常温で自然に硬化して、優れた強度及び断熱性を有する硬化体を与える。該硬化体は、火災時において遮炎材として機能するばかりでなく、補強材としても機能する。従って、内部に空洞を有する物品又は部材の当該空洞内に、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体が充填されてなる物品又は部材は、優れた防火性を有し、従来必要であった補強材の使用を省略することもできる。
【００３８】
例えば、長手方向に沿う空洞を有する中空形材からなるサッシ本体と、当該空洞内に充填される耐熱性部材とを含んでなる防火性サッシ材であって、前記耐熱性部材が本発明に従う自硬化性粉体の硬化体からなる防火性サッシ材にあっては、前記特許文献４に記載されているような従来の防火性サッシ材と比べて、次のような利点を有するものである。即ち、上記従来の防火性サッシ材では、サッシ材本体として一般的な樹脂製サッシ材を用いた場合には、遮炎性と強度確保のために金属製補強部材を使用する必要があったのに対し、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体が充填されてなる防火性サッシ材では、このような金属製補強部材を用いなくても、必要な強度を確保することができ、且つ上記従来の防火性サッシ材と同等の防火性能を実現することができるのである。このとき、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体が充填されてなる防火性サッシ材の空洞内に充填される前記硬化体は、通水性を有し、水と接触しても有機成分が殆ど溶出することがないので、該サッシ材を用いて構成した防火性窓やサッシ枠においては、台風時等においてガラスとのシール部から不可避的に滲入した水を排出するための流路を確保することができる。なお、これら防火性窓やサッシ枠が、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体が充填されてなる防火性サッシ材の前記特長を有することは、勿論である。
【００３９】
さらに、以下に詳しく説明する、本発明に従う自硬化性粉体を用いた充填方法によれば、特定の位置に設けられた充填口に第１筒状治具を挿着し、防火性材料としての自硬化性粉体をサッシ材の空洞部内に圧送すると共に、かかる第１筒状治具が挿着された位置と特定の関係を有する位置に設けられた排気口より、第２筒状治具を介して空洞部内の空気を排出することにより、空洞部内に自硬化性粉体を容易に充填できるので、充填作業の効率が向上し、また可及的均一に充填され、且つ充填率も大幅に高めることができる。その結果、防火性能を一段と向上させることができる。そのため、かかる充填方法は、建物躯体の開口部に装着したままの状態にある既成の窓枠を、防火構造となるようにする耐火補修方法（本充填方法を用いたこのような耐火補修方法を「本工法」と言う）として、好適である。
【００４０】
以下、本発明に従う自硬化性粉体を用いて得られるサッシ枠やその製造方法について、その実施形態を、図面に基づいて詳しく説明するが、本発明は、そのような具体的な態様に限定して解釈されるものではないことが理解されるべきである。例えば、サッシ材以外の物品又は部材であっても、それらが内部に空洞を有するものであり、その空洞内に、本発明に従う自硬化性粉体を充填し、自硬化させた場合には、サッシ材と同様に、耐熱性、耐火性、断熱性等の性能向上効果及び補強効果を得ることができる。なお、ここで、サッシ材とは、枠材、框材、方立て材を総称するものであり、またサッシ枠とは、所謂サッシ枠の他に、サッシ框を含めて指称し、同様に、枠は框を含むものとする。そして、本発明に従う物品又は部材は、特に、そのような防火性サッシ材、防火窓およびサッシ枠を除くものであって、具体的には、ドア、玄関ドア、断熱ボード・軒天材・壁等を挙げることができる。
【００４１】
４．本発明に従う自硬化性粉体が用いられたサッシ枠
以下、図面を参照して、本発明に従う自硬化性粉体を用いて得られるサッシ枠について、説明する。
図１は、充填装置を用いて、サッシ枠の空洞部内に防火性材料を充填して、耐火補修した後の防火窓を、一部破断して示す斜視図であり、図２は、図１におけるII−II線の要部拡大横断面図である。
なお、図示の実施例では、図２において、左側を「室内側」とし、右側を「室外側」として説明する。
【００４２】
かかる図１及び図２に示されるように、後記する充填装置を用いた耐火補修後の防火窓、例えば複層ガラス窓１は、住宅や事務所等の建物躯体２に設けた開口部３に、合成樹脂製のサッシ枠４を組み付けると共に、このサッシ枠４の内周面４ａに、複層ガラスＷを嵌め殺し状態をもって装着することにより、構成されている。
なお、サッシ枠４は、上枠４Ａ、下枠４Ｂ及び左右の側枠４Ｃを構成する、断面がやや横長矩形の中空形材からなる合成樹脂製のサッシ材５を方形に組み立てることにより、構成されている。
また、サッシ材５を構成する中空形材としては、例えば特開平９−１３７６７５号公報に開示されているような、塩化ビニル樹脂に、木材の粉砕物から調製したセルロース系微粉末を配合した樹脂組成物をもって形成した部材、特開平２０００−３０３７４３号公報に開示されているような、表面が透明あるいは着色されたアクリル樹脂で被覆された部材等が適宜に使用される。
【００４３】
なお、前記した本工法は、上記したような合成樹脂製のサッシ枠４について、好適に使用され得るものであるが、中空形材からなるアルミニウム又はアルミニウム合金製のサッシ材を用いたサッシ枠や、アルミニウム又はアルミニウム合金と樹脂を複合させて用いた、所謂アルミ樹脂複合サッシ材についても、同様に適用可能である。
サッシ枠４の内周面４ａには、図２に要部を拡大して示すように、前記サッシ材５と、このサッシ材５における室内側内周端縁の内側に向けて突出させた突出部６と、前記サッシ材５の室外側内周端縁に形成した取付凹部７に取り付けられた押え部材（押縁）８とにより囲まれた内周溝部９が、形成されている。この内周溝部９には、前記複層ガラスＷの外周端が、嵌合状態をもって保持されるようになっている。
【００４４】
複層ガラスＷは、例えば、室内側に配置される網入りガラスＷ１と室外側に配置されるフロートガラスＷ２とより、構成されている。なお、網入りガラスＷ１とフロートガラスＷ２とは、入れ替えた配置としてもよい。
【００４５】
サッシ枠４の内周面４ａと複層ガラスＷの外周端との間には、火災時に複層ガラスＷの周囲のサッシ材５が炭化劣化して、抜け落ちたとしても、火炎が複層ガラスＷの周囲を通り抜けないように、耐火部材１０が配設されている。この耐火部材１０としては、セラミックファイバー等の不燃性の繊維、例えば不燃性の繊維部材の全外周面を、シート状又はフィルム状の非通気性部材で被覆してなるものや、バーミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛、ケイ酸金属塩、ホウ酸塩等の熱膨張性無機物、及びこれらを組み合わせたものが、好適に使用することができる。
【００４６】
サッシ枠４の上枠４Ａ、下枠４Ｂ及び左右の側枠４Ｃを構成するサッシ材５には、長手方向に沿って空洞部１１が形成されており、この空洞部１１は、前記上枠４Ａ、下枠４Ｂ及び左右の側枠４Ｃの全周に亘って互いに連通し得るようになっている。
【００４７】
空洞部１１は、補強を兼ねた隔壁１２をもって、サッシ材５内のほぼ中心部に形成した比較的大きな主要空洞部１３と、この主要空洞部１３の室外側に隣接させて、上下方向の内外２段に形成した比較的小さな小空洞部１４Ａ，１４Ｂとに、複数に区画されている。主要空洞部１３は、更に隔壁１２Ａをもって、上下方向の内外２段の大空洞部１３Ａ，１３Ｂに区画されてなると共に、これら大空洞部１３Ａ，１３Ｂは、前記隔壁１２Ａに穿設した通孔１５をもって、互いに連通させてある。
【００４８】
主要空洞部１３には、防火性材料１６が、内外の空洞部１３Ａ，１３Ｂに跨って充填されており、この防火性材料１６の充填によって、前記サッシ枠４を、所望の防火性能を有する防火構造に補修することができる。なお、上記防火性材料１６は、充填前及び充填直後においては本発明に従う自硬化性粉体からなり、充填後、本発明に従う自硬化性粉体硬化時間を経過した後は、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体からなる。
【００４９】
なお、図１、図２には、従来一般的に使用されている代表的な樹脂製中空サッシ材、即ち、サッシ枠４を補強する目的で、スチール等の金属からなる断面ほぼコ字形をなす長尺な補強材１７が、サッシ材５の主要空洞部１３Ａ，１３Ｂの内部に保持されるように、ビス１８によって螺着されている樹脂製中空サッシ材をそのまま使用した例を示している。本発明に従う自硬化性粉体は、空洞部１３に充填された後、自然に硬化して、高強度の硬化体を与えるので、上記補強材１７の使用を省略することも可能である。
【００５０】
５．本工法
次に、建物躯体２の開口部３に装着された既成の複層ガラス窓１のサッシ枠４を防火構造に補修する本工法の作業工程を説明する。
図３は、充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体からなる防火性材料を充填する場合の一実施形態を概略的に示す図、図４は、図３における円Ａの要部拡大縦断面図、図５は、第１筒状治具の斜視図、図６は、図５のVI−VI線断面図、図７は、図３における円Ｂの要部拡大横断面図、図８は、第２筒状治具の斜視図、図９は、図８のIX−IX線断面図、図１０は、封止部材の斜視図、図１１は、同じく、封止部材の分解斜視図である。
また、図１２は、充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体からなる防火性材料を充填する場合の他の実施形態を概略的に示す図、図１３は、第１筒状治具の他の実施形態を示す斜視図、図１４は、図１３のXIV−XIV線断面図である。
【００５１】
充填装置によるサッシ枠４への防火性材料１６の充填作業は、充填前に、先ず、複層ガラスＷ、押え部材８、耐火部材１０、その他のシール部材等を、サッシ枠４から取り除く。
【００５２】
次いで、図３〜図９に示すように、サッシ枠４における上枠４Ａの左右方向の一方の端部の内周面４ａに孔明け加工を施すことにより、充填口１９（図２、図４参照）を穿設する。
この充填口１９は、必ずしも、上枠４Ａに設ける必要はなく、図１２に示すように、側枠４Ｃの上端部の内周面に設けることもでき、この場合には、防火性材料１６の充填に際して、枠の形状（例えば図１２に示す方立て４Ｄの有無等）の影響を受け難いという利点がある。
一方、前記充填口１９とほぼ対角線上に位置する前記サッシ枠４の下枠４Ｂにおける左右方向の端部又は側枠４Ｃの下端部（本実施形態においては、側枠４Ｃの下端部）の内周面４ａに孔明け加工を施すことにより、充填口１９より下方に位置するように、排気口２０（図７参照）を離間させて穿設する。
これらの充填口１９及び排気口２０は、前記サッシ材５における空洞部１１の内部を主要空洞部１３Ａ，１３Ｂに区画する隔壁１２Ａに設けた通孔１５と対向する位置に孔明け加工されることが好ましい。
本工法では、充填口１９と排気口２０とを、前記したような位置関係で設けることにより、防火性材料１６を、このような空気による圧送により、サッシ材５の空洞部１１内に高い充填率で均一に充填することができる。
【００５３】
充填装置は、図３、図４、図１２に示すように、前記サッシ枠４における上枠４Ａの左右方向の一方の端部の内周面４ａに開口させた充填口１９から、前記サッシ材５における空洞部１１の内部に向けて挿着される第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´を備えている。
【００５４】
第１筒状治具２１は、図５、図６に示すように、例えば金属等の有底な円筒体２２からなり、この円筒体２２における長手方向のほぼ中間部外周には、充填口１９への挿着時に、前記上枠４Ａの内周面４ａに外側から当接するように張出す平面視矩形をなす金属等の当接板２３が溶接等によって固着されている。
前記充填口１９に挿着される第１筒状治具２１の当接板２３から上方部分の挿入端部２１ａとなる円筒体２２の上端面２１ｂは閉塞されていると共に、この挿入端部２１ａの周側面には、２つの吐出口２４が開口されている。
この２つの吐出口２４は、前記充填口１９に第１筒状治具２１を挿着した際に、サッシ材５の空洞部１１における主要空洞部１３の内部を区画する隔壁１２Ａに設けた通孔１５を通して大空洞部１３Ａ，１３Ｂに跨って連通し得るように配置される。
【００５５】
なお、前記した第１筒状治具２１´は、図１３、図１４に示すように、挿入端部２１ａが前記第１筒状治具２１とは異なる管状体からなるものを使用することも可能である。
この第１筒状治具２１´は、図５、図６に示す第１筒状治具２１において、その閉塞された挿入端部２１ａにおける上端面２１ｂの端面を開口させて、吐出口２４としてなるものである。
このような管状体である第１筒状治具２１´を用いた場合には、前記充填口１９に、該第１筒状治具２１´の挿入端部２１ａが大空洞部１３Ａ内に入っていれば、大空洞部１３Ａ内は勿論、大空洞部１３Ｂ内にも、通孔１５を通して問題なく防火性材料１６を充填することができる。
【００５６】
充填装置は、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´以外に、図３、図７、図１２に示すように、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´が挿着される前記充填口１９とほぼ対角線上に位置する側枠４Ｃの下端部の内周面４ａに開口させた排気口２０に挿着される第２筒状治具２５を備えている。
【００５７】
第２筒状治具２５は、図８、図９に示すように、前記第１筒状治具２１と同様に、例えば金属等の円筒体２６からなり、この円筒体２６における長手方向のほぼ中間部外周には、排気口２０への挿着時に、側枠４Ｃの内周面４ａに外側から当接するように張り出す平面視矩形をなす金属製の当接板２７が、溶接等によって固着されている。
円筒体２６の一方の端部は、前記排気口２０に挿入される第２筒状治具２５の挿入端部２５ａとなると共に、この挿入端部２５ａに、防火性材料１６を構成する本発明に従う自硬化性粉体の粒径又は粉径よりも小径の孔部を備えた金網等からなる有底円筒状のエアーフィルター部材２８を装着することによって、排気口部が形成される。
【００５８】
エアーフィルター部材２８は、前記排気口２０に第２筒状治具２５を挿着した際に、サッシ材５の主要空洞部１３の内部を区画する隔壁１２Ａに設けた通孔１５を通して大空洞部１３Ａ，１３Ｂに跨って連通し得るように配置されることが好ましい。
なお、エアーフィルター部材は、防火性材料１６が排気口２０から外部に排出されるのを防止し、空気のみを排出する機能を有するものであれば、その形状は、有底円筒状に限定されるものではなく、例えば第２筒状治具２５の端部の開口を覆うような膜状の物であってもよい。
【００５９】
前記充填口１９及び排気口２０には、図４、図７に示すように、封止部材２９が、サッシ枠４の内周面４ａと第１筒状治具２１の外周に設けた当接板２３、及び第２筒状治具２５の外周に設けた当接板２７との間に介在するようにして、被着されている。
【００６０】
封止部材２９は、図１０及び図１１に示すように、例えば硬質塩化ビニルからなる基板３０と、天然スポンジゴム等からなるバックアップシート３１と、基板３０とバックアップシート３１との間に配置した薄型のゴムシートからなる弾性的に伸縮自在な弾性膜３２とより、構成されている。
前記弾性膜３２は、基板３０の裏面に配置されていると共に、前記基板３０とバックアップシート３１との間に挟持させ、一体化されている。
これら基板３０、バックアップシート３１、及び弾性膜３２は、前記第１及び第２筒状治具２１の当接板２３、２７とほぼ同一な平面視矩形形状を有する。
【００６１】
基板３０とバックアップシート３１の中央部には、互いに整合する位置に、通孔３３、３４がそれぞれ穿設されている。
基板３０とバックアップシート３１との間に挟持され一体化された弾性膜３２の中央部には、前記通孔３３、３４に整合するように位置させて、それらの通孔３３、３４の孔径とほぼ同一長さのスリット状開口部３５が設けられている。
【００６２】
通孔３３、３４及びスリット状開口部３５を備える封止部材２９は、前記通孔３３、３４及びスリット状開口部３５を充填口１９又は排気口２０に位置を整合させて、充填口１９又は排気口２０に被着すると共に、前記弾性膜３２のスリット状開口部３５を、第１筒状治具２１及び第２筒状治具２５のそれぞれの挿入若しくは引抜き動作に応じて、弾性的に拡開状態若しくは縮閉状態になるようにしてある。
【００６３】
すなわち、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´の前記吐出口２４が形成された挿入端部２１ａ又は第２筒状治具２５の挿入端部２５ａを形成するエアーフィルター部材２８が、封止部材２９を構成する基板３０の通孔３３からバックアップシート３１の通孔３４に向けて挿入されると、弾性膜３２のスリット状開口部３５が強制的に拡開方向に伸長され、拡開状態となる。
これにより、充填口１９又は排気口２０が開口され、第１筒状治具２１あるいは第１筒状治具２１´又は第２筒状治具２５を、封止部材２９を介して、充填口１９又は排気口２０からサッシ枠４を構成するサッシ５の空洞部１１内へ向けて、挿着することができる。
【００６４】
一方、第１筒状治具２１あるいは第１筒状治具２１´又は第２筒状治具２５の挿着状態において、第１又は第２筒状治具２１，２１´，２５を、サッシ材５の空洞部１１から封止部材２９を介して引き抜くと、弾性膜３２のスリット状開口部３５が、拡開状態から縮閉状態に弾性的に復帰し得るように縮閉されることが好ましい。
これにより、第１筒状治具２１あるいは第１筒状治具２１´又は第２筒状治具２５が充填口１９又は排気口２０から引き抜かれた際にも、封止部材２９によって、充填口１９及び排気口２０を閉塞させることができる。
このため、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´及び第２筒状治具２５を再利用（使い回し）することが可能となる。
【００６５】
第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´及び第２筒状治具２５を取り外した後は、封止部材２９を取り外し、防水テープやキャップ等の部品をもって充填口１９及び排気口２０を閉塞することが好ましい。
そうすることにより、長期間使用しても枠内への水の侵入を防止することができるばかりでなく、封止部材２９を再利用することができる。
【００６６】
充填装置は、図３及び図１２に示すように、防火性材料１６を貯留するためのホッパー３６と、該ホッパー３６の上流に配置され、このホッパー３６内の防火性材料１６を圧送するための加圧空気を供給するためのエアーコンプレッサー３７と、該ホッパー３６と第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´とを接続する防火性材料移送管、具体的には供給ホース（防火性材料移送管）３８と、前記ホッパー３６内にエアーコンプレッサー３７からの加圧空気を供給するエアーホース３９と、より構成した材料圧送手段を備えていることが好ましい。
すなわち、前記第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´は、図３、図１２に示すように、防火性材料１６が貯留されるホッパー３６の供給口３６ａに、供給ホース３８を介して接続されていることが好ましい。
【００６７】
ホッパー３６内には、エアーコンプレッサー３７に接続されたエアーホース３９を介して、エアーコンプレッサー３７とホッパー３６との間に配置されている調圧弁４０により圧力が調整された空気がバルブ４１を介して圧送されるようになっており、これらホッパー３６とエアーコンプレッサー３７とにより材料圧送手段を構成している。
【００６８】
空気が圧送されたホッパー３６内の防火性材料１６は、供給ホース３８に接続された第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´を介して、空気と共にサッシ枠４の充填口１９から、サッシ材５の空洞部１１内に強制的に圧送される。
【００６９】
ホッパー３６内における供給口３６ａの上方近傍には、邪魔板４２が配設されている。
この邪魔板４２の外周面とホッパー３６の内周壁面との間には、防火性材料の流通間隙４３が形成されている。
邪魔板４２は、防火性材料１６の自重による負荷によって、ホッパー３６の供給口３６ａを閉塞するのを防止し、防火性材料１６をホッパー３６の流通間隙４３から供給口３６ａに向けて円滑に流出させるためのものである。
【００７０】
上記材料圧送手段を有する充填装置では、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´を、サッシ枠４の上枠４Ａの左右方向の一方の端部の内周面又は側枠４Ｃの上端部の内周面に設けられた充填口１９に挿着し、第２筒状治具２５を下枠４Ｂの端部の内周面又は側枠４Ｃの下端部の内周面に設けられた排気口２０に挿入し、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´を介して、防火性材料１６を前記空洞部１１内に加圧空気により圧送するので、防火性材料１６をサッシ材５の空洞部１１内に高い充填率で均一に充填することができる。このとき、充填装置においては、サッシ材５の空洞部１１内への防火性材料１６の充填を、より安定して行ために、図３に示されるように、第２筒状治具２０を介して、空洞部１１内の空気を吸引し外部に排気するための吸引排気手段を備えるものとすることが好ましい。
こうすることにより、材料圧送手段による空洞部１１内への空気の防火性材料１６との圧送力と、吸引排気手段による空洞部１１内の空気の吸引排気力とを最適にバランスさせることにより、防火性材料１６の充填率を向上させることができる。
【００７１】
すなわち、図３に示される態様においては、第２筒状治具２５は、吸引排気手段としての吸引ファン４４に、吸引ホース４５を介して接続されている。
吸引ファン４４は、ホッパー３６内からサッシ枠４におけるサッシ材５の空洞部１１内に空気と共に圧送された防火性材料１６を、第２筒状治具２５の挿入端部２５ａを形成するエアーフィルター部材２８によって、外部に漏洩しないように阻止して、空気のみを強制的に吸引し、外部に排気するようになっている。
これにより、サッシ枠４におけるサッシ材５の空洞部１１に防火性材料１６を密実に充填することができる。
【００７２】
また、充填装置においては、より安定して防火性材料１６をサッシ材５の空洞部１１内に向けて供給し、より確実且つ効率的に高充填率で充填して高い防火性能を得るために、図１２に示されるように、前記材料圧送手段における防火性材料移送管としての供給ホース３８の第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´側にエアーコンプレッサー３７から加圧空気を供給するようにすることが好ましい。
【００７３】
すなわち、図１２に示される態様では、調圧弁４０より下流側でエアーホース３９を２つに分岐させ、一方を、主管３９ａとしてホッパー３６側にバルブ４１を介して接続すると共に、もう一方を、枝管３９ｂとしてバルブ４６を介して供給ホース３８に接続することにより、防火性材料１６の圧送に際し、エアーコンプレッサー３７から供給される加圧空気を、供給ホース３８の途中から別途供給して防火性材料１６の圧送をアシストするようにしている。
こうすることにより、圧送を連続的に安定して行うことが可能になり、圧送時における一時的な詰まりを解消するために枠に振動を与える等の補助的手段を用いる必要がなくなるばかりでなく、サッシ枠４におけるサッシ材５の空洞部１１に防火性材料１６をより確実に密実に充填することができるようになる。
【００７４】
なお、前記枝管３９ｂが供給ホース３８に接続される位置は、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´より５〜２０ｃｍ、特に１０〜１５ｃｍ上流であることが好ましい。
【００７５】
防火性材料１６（本発明に従う自硬化性粉体）は、サッシ材５の空洞部１１内に圧送したときに密充填され易く、充填後において自重や振動等により空隙が発生し難いという理由から、次のような粒度分布を有するものであることが好ましい。
すなわち、本発明に従う自硬化性粉体に含まれる無機中空粒子が、液状成分が表面に付着していない状態で、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が３０質量％以下であり、粒子径が３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が３０質量％以上であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が２０質量％以下である粒度分布を有することが特に好ましい。
なお、上記粒子度分布は、乾式ふるい分け試験方法（ＪＩＳ Ｋ ００６９）による粒度測定結果に基づくものである。
例えば、１ｍの長さに切断した中空のサッシ材の一端にエアーフィルターを配置し、粒度分布の異なる防火性材料を圧送して密充填してから、サッシ材の側面をハンマーで叩くことにより振動を与えて、強制的に防火性材料を締め固めたときに発生する隙間の体積を測定したところ、前記粒度分布Ａから外れる粒度分布を有する防火性材料を用いたときに発生した隙間は、充填空間の全体積に対して１０〜１５％程度であったのに対し、粒度分布Ａ及びＢを有する防火性材料を用いたときに発生した隙間は、それぞれ５〜９％及び５〜７％であった。
【００７６】
空洞部１３に充填された防火性材料１６（本発明に従う自硬化性粉体）は、比較的速やかに硬化して優れた防火性を発揮する。このため、サッシ枠４の上枠４Ａ，下枠４Ｂ，側枠４Ｃ、方立て４Ｄを構成する各サッシ材５が、熱により強度を失ったとしても、空洞部１１に形成された硬化体により、複層ガラスＷを支持し続けることができるため、複層ガラスＷの脱落を防止することができる。
また、防火性材料１６は、無機中空粒子を使用しているので、その硬化体が高い断熱性能を有するため、火災時においても、サッシ材５の非加熱面の熱による損傷を大幅に低減することができ、より優れた防火性を発揮することができる。更に、サッシ材５の加熱面が炭化劣化や溶融して消失しても、硬化体は崩落しないので、複層ガラスＷを支持し続けることができるという効果が得られることになる。
【００７７】
また、サッシ枠４への防火性材料１６（本発明に従う自硬化性粉体）の充填に際して、防火性材料１６を圧送する空気の圧力及び流量の最適範囲は、図３及び図１２に示す態様と共に、例えば充填口１９における圧力と排気口２０における圧力の差（差圧）が０．１５〜０．２０ＭＰａとなるようにすることが好ましい。
５．本発明に従う自硬化性粉体を用いて得られる防火性サッシ材及び防火窓
以上、耐火補修をする場合を例に詳しく説明したが、新規に、本発明に従う自硬化性粉体を用いてサッシ枠を製造する場合は、生産工場にて、上記方法に準じて、本発明に従う自硬化粉体を充填すればよい。また、新規に本発明に従う自硬化性粉体を用いて防火性サッシ材を製造する場合には、本発明に従う自硬化粉体を圧送する必要は特になく、種々の充填方法が適用できる。例えば、連通する空洞部の下端を仮封し、上方から本発明に従う自硬化粉体を落下させて充填し、必要に応じて上端を仮封し、所定時間放置して本発明に従う自硬化粉体を硬化させてもよい。また、硬化を促進するために加熱することもできる。
【００７８】
さらに、防火性サッシ材の断面プロファイルはさまざまな要求に応じて変更可能である。また、防火性サッシ材は、框材又は立方材であってもよい。特に、防火性サッシ材が框材である場合には、図１及び２に示す実施形態について建物躯体開口部に固定する機能を有しないように微改変するだけで、図１に示す防火窓は防火障子と、図２に示す枠材は框材とすることができる。更に、これらの詳細についても、躯体取り付け部１１５ａ、１１５ｂ、付属備品固定用金具１８０、及びビス１９０に関する説明を除けば、防火窓を防火障子と、枠材を框材と読みかえれば、上に記した「図に示す実施形態の説明」が、ほぼそのまま適用できる。
【００７９】
また、防火窓は、所謂「はめ殺し窓」に限定されず、「建物躯体の開口部に設置される開口枠体に、前記難燃性パネルが、上下左右の框を有する障子として、前記枠内に開閉自在に装着された窓」であってもよい。このとき、前記開口枠体を構成する上枠、下枠、及び左右の縦枠の内、少なくとも下枠は、本発明に従う自硬化性粉体が用いられた防火性サッシ材からなる枠材であり、また前記下框は、本発明に従う自硬化性粉体が用いられた防火性サッシ材からなる框材であることが望ましい。
【実施例】
【００８０】
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって何等限定されるものではない。
【００８１】
（無機中空粒子）
無機中空粒子としてフライアッシュバルーンを用い、表１に示す粒度分布を有する粒子とした。なお、各目開きは、一段階大きな目開きは通過するものの、当該目開きを通過しない粒度の粒子の質量比で示されている。例えば、目開き４２５は、目開き３００は通過するが、目開き４２５を通過しない粒度の粒子の質量比を示している。
【００８２】
【表１】
【００８３】
（粘結剤組成物の調製）
フェノールの１１９０質量部に対して、９２％パラホルムアルデヒドの８２５．６質量部と、水の１０７３．３質量部とを加え、湯浴上で還流加熱することにより、混合液が均一になるまで加温して、フェノールとパラホルムアルデヒドとを完全に溶解させた。その後、かかる水溶液を一旦冷却し、これに、アルカリ触媒として、１３１．９質量部の４８質量％ＮａＯＨ水溶液と１８４．６質量部の４８質量％ＫＯＨ水溶液との混合液を、徐々に滴下し、８０℃まで徐々に昇温した後、その温度を保持して、還流下で反応させた。そして、反応液の粘度が、１５０ｍＰａ・ｓ／５０℃になった時点で冷却して、水溶性フェノール樹脂の合成を終了した。その後、かかる水溶性フェノール樹脂を含有する溶液に対して、更に、調整剤として、２９０．１質量部の４８％ＮａＯＨ水溶液と４０６．２質量部の４８％ＫＯＨ水溶液を添加し、その後、固形分が４５％になるように、水を加えた。更に、かかる混合溶液の全質量に対し、尿素を１％、及びγ―アミノプロピルトリエトキシシランを０．２％の割合となるように、それぞれ、添加することにより、粘結剤組成物を調製した。
【００８４】
（本発明に従う自硬化粉体の物性測定）
得られた無機中空粒子と粘結剤組成物から自硬化粉体を製造し、以下の測定を行った。
【００８５】
（１）ロート通過速度
自硬化性流体の流動性の測定を図１５に示す装置を用いて行う。この装置は、上から順に、篩網５１、篩網を振動させるための振動手段５２、粉体を投入するロート５３、重量計５４、及び、振動手段５２とロート５３を支持する支持台５５からなるものであり、振動手段５２は、ロート５３を固定する振動台と振動モーターから構成されている。なお、本試験で用いた装置は、安息角を測定する装置（ホソカワミクロン株式会社製 POWDER TESTER<TYPE PT-E>）のロート５３を通過して落ちた粉体が堆積する安息角測定用のテーブルの代わりに重量計５４を設置したものを用いている。本試験で用いるロート５３はガラス製のものを用いており、傾斜角度θを６０°、管部５６の管長ａを３５ｍｍとし、内径を４．７ｍｍとしている。測定方法は、先ず、無機中空粒子に粘結剤組成物及び硬化剤を適宜の割合で混合し自硬化性粉体を得る。次に、ロート５３に自硬化性粉体２０ｇ投入しセットする。そして、レオスタット（振動レベルつまみ）の目盛を５（振動巾０．５ｍｍ）に合わせて、振動を開始する。振動を１分間行った後、ロート５３を通過した自硬化性粉体の重量を測定する。１分間後に０．１ｇ以上の通過（０．１ｇ／ｍｉｎ以上）が有った場合、圧送による自硬性粉体の充填が可能な範囲とする。また、１分間以内に、自硬化性粉体２０ｇすべてがロートを通過した場合は、２０ｇ／ｍｉｎ以上と表記する。
【００８６】
（２）安息角
無機中空粒子に粘結剤組成物及び硬化剤を適宜の割合で混合し、自硬化性粉体を得て、ＪＩＳ Ｒ ９３０１−２−２の原理に準拠して、ホソカワミクロン株式会社製 POWDER TESTER<TYPE PT-E>にて安息角を測定する。本発明に従う自硬化性粉体は、空洞内へ自硬性粉体の充填を行うには、安息角が低くて、流動性の良い粉体が良く、一定圧をかけて空洞へ自硬性粉体を圧送して充填させるには、安息角が６５度以下であることがより望ましい。
【００８７】
（３）圧縮強度
無機中空粒子に粘結剤組成物及び硬化剤を適宜の割合で混合し、自硬化性粉体を得て、ＪＡＣＴ試験法ＨＭ−１に準拠して、φ５０ｍｍ×ｈ５０ｍｍの木型に自硬性粉体を流し込み突き固めした試料に、温度２５℃×湿度６０％の雰囲気で７日間放置した後、木型より抜型し、高千穂精機製抗圧力試験機（H3000D）にて圧縮強度を測定する。
【００８８】
実施例１
無機中空粒子をミキサー等の攪拌機により攪拌しながら、先ず、硬化剤としてグルタル酸ジメチルを、無機中空粒子１００質量部に対して０．３質量部投入し、３０秒攪拌した後、すみやかに粘結剤組成物を２質量部投入し、さらに３０秒攪拌して、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００８９】
実施例２
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．２質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９０】
実施例３
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を４質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９１】
実施例４
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．８質量部とし、粘結剤組成物を３質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９２】
実施例５
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．８質量部とし、粘結剤組成物を５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９３】
実施例６
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．０質量部とし、粘結剤組成物を５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９４】
実施例７
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．８質量部とし、粘結剤組成物を７質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９５】
実施例８
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．２質量部とし、粘結剤組成物を８質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９６】
実施例９
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．５質量部とし、粘結剤組成物を１０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９７】
実施例１０
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．８質量部とし、粘結剤組成物を１２質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９８】
実施例１１
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．３質量部とし、粘結剤組成物を１５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９９】
実施例１２
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．４質量部とし、粘結剤組成物を１６質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１００】
実施例１３
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．６質量部とし、粘結剤組成物を１７質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０１】
実施例１４
実施例１における硬化剤がエチレングリコールジアセテートを０．８質量部とし、粘結剤組成物を５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０２】
実施例１５
実施例１における硬化剤がトリアセチンを０．８質量部とし、粘結剤組成物を５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０３】
実施例１６
粘結剤組成物の調製において、水溶性フェノール樹脂の合成を終了した後、調製剤として４８％ＮａＯＨ水溶液と４８％ＫＯＨ水溶液を添加して、その後、固形分が１０％になるように水を加えることで、粘結剤組成物を調製した。実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．８質量部とし、この粘結剤組成物を５質量部とした以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０４】
実施例１７
粘結剤組成物の調製において、水溶性フェノール樹脂の合成を終了した後、調製剤として４８％ＮａＯＨ水溶液と４８％ＫＯＨ水溶液を添加して、その後、固形分が６０％になるように水を加えることで、粘結剤組成物を調製した。実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．８質量部とし、この粘結剤組成物を５質量部とした以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０５】
比較例１
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．７質量部とし、粘結剤組成物を１８質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０６】
比較例２
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を３．０質量部とし、粘結剤組成物を２０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０７】
比較例３
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．３質量部とし、粘結剤組成物を１質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０８】
比較例４
実施例１における無機中空粒子を硅砂に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０９】
【表２】
【０１１０】
表２より、実施例１〜１３と比較例１〜３の粘結剤組成物の配合量とロート通過速度の関係から、無機中空粒子１００質量部に対して粘結剤組成物が２〜１７質量部の範囲であれば、自硬性粉体の流動性を得ることができ、圧送により空洞に自硬性粉体を充填することが可能となると共に、圧縮強度を得ることができる。また、安息角が６５度以下となる実施例１〜９において、より高い流動性を得ることができ、構造が複雑になる空洞内においても、隅々まで自硬性粉体を充填することができる。粘結剤組成物を４〜１０質量部とした実施例５〜９は、流動性を向上したら圧縮強度が下がり、圧縮強度を上げると流動性が悪化する中で、特に流動性と圧縮強度のバランスの良い自硬性流体を得ることができる。また、実施例１〜３より、硬化剤の量が圧縮強度により大きく影響し、硬化剤の含有量は、粘結剤組成物１００質量部に対して１０〜２００質量部であることが望ましい。また、実施例１と比較例４の対比により、粒子に硅砂を用いた場合、粒子の重量が重くなって流動性が得られ難いのに対し、無機中空粒子を用いることで、良好な流動性を得ることができる。実施例１６〜１７より、固形分濃度は１０〜６０質量％の範囲にすることが望ましく、この範囲であれば、良好な自硬化粉体を得ることができる。
【０１１１】
（本発明に従う自硬化粉体を用いたサッシの実例）
実施例６，７で製造した自硬化粉体を本工法により塩ビ樹脂製の枠で構成されるＷ１０００Ｈ２１２０サイズの嵌め殺し窓の枠内に、前記の充てん工法にてほぼ満杯となる２．１ｋｇを充填した。充填後、該窓を７日以上室温で保存した後に、ＩＳＯ８３４の標準温度曲線に沿って、屋外側より２０分間の加熱試験をおこなった結果、何れの窓とも、室内側への火炎の噴出や発炎、火炎が通る亀裂等の損傷及び隙間が無く、サッシとしての遮炎性能を満足した。試験終了後、加熱面側の塩ビは焼失していたが、充てんされた自硬化性粉体は残存し、遮炎性上有効であることが確認された。
また、これとは別に、サイズがＷ１６９０Ｈ１３７０の LOW−E 硝子と網入りガラスの複層ガラスを入れた塩ビ樹脂製縦辷り出しと嵌め殺しの連窓に、自硬化性粉体を充填して、ＪＩＳ Ａ ４７１０に従って断熱性能を測定したところ、何れの場合も、自硬化粉体を充填しない連窓と比べて、０．１Ｗ／ｍ2 ・Ｋ程度断熱性能が向上していた。更に、水密試験時不可避的に滲入した水の排出性を確認したところ、流路は確保されており、排出された水には、有機成分が殆ど含まれていなかった。因みに、実施例１で製造した自硬化粉体を硬化させて得た硬化体について、硬化１２日以後のフェノール樹脂の溶出量は１０ｐｐｍ以下で、ｐＨは７〜８である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 複層ガラス窓 ２ 建物躯体
３ 開口部 ４ サッシ枠
４Ａ 上枠 ４Ｂ 下枠
４Ｃ 側枠 ４Ｄ 方立て
４ａ 内周面 ５ サッシ材
６ 突出部 ７ 取付凹部
８ 押え部材（押縁） ９ 内周溝部
１０ 耐火部材 １１ 空洞部
１２ 隔壁 １２Ａ 隔壁
１３ 主要空洞部 １３Ａ，１３Ｂ 大空洞部
１４Ａ，１４Ｂ 小空洞部 １５ 通孔
１６ 防火性材料（本発明に従う自硬化性粉体又はその硬化体）
１７ 補強材 １８ ビス
１９ 充填口 ２０ 排気口
２１、２１´ 第１筒状治具 ２１ａ 挿入端部
２１ｂ 上端面 ２２ 円筒体
２３ 当接板 ２４ 吐出口
２５ 第２筒状治具 ２５ａ 挿入端部
２６ 円筒体 ２７ 当接板
２８ エアーフィルター部材（吸引口部） ２９ 封止部材
３０ 基板 ３１ バックアップシート
３２ 弾性膜 ３３，３４ 通孔（開口部）
３５ スリット状開口部（開口部） ３６ ホッパー（材料圧送手段）
３６ａ 供給口
３７ エアーコンプレッサー（材料圧送手段）
３８ 供給ホース（防火性材料移送管） ３９ エアーホース
３９ａ 主管 ３９ｂ 枝管
４０ 調圧弁 ４１ バルブ
４２ 邪魔板 ４３ 流通間隙
４４ 吸引ファン（吸引排気手段） ４５ 吸引ホース
４６ バルブ ５１ 篩網
５２ 振動手段 ５３ ロート
５４ 重量計 ５５ 支持台
５６ 管部 Ｗ 複層ガラス
Ｗ１ 網入りガラス Ｗ２ フロートガラス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性又は防火性断熱部材として有用な硬化体を与える自硬化性粉体、更には該硬化体を含む物品又は部材に関するものである。
なお、ここで、サッシ材とは、枠材、框材、方立て材を総称するものであり、またサッシ枠とは、所謂サッシ枠の他に、サッシ框を含めて指称し、同様に、枠は框を含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
従来、本体がアルミニウムから形成されたアルミニウム製サッシに代わり、断熱性、防音性に優れた樹脂サッシが、寒冷地を中心に普及している。この樹脂サッシは、断熱性に優れているため、結露しにくく、居住性を向上することができる。
【０００３】
しかし、そのような樹脂サッシは、防火性能が低いために、防火地域又は準防火地域等の防火戸あるいは窓に使用することができないという問題があり、防火性を付与する方法が検討されている。防火性を高める方法としては、樹脂サッシの中空部（空洞部）に耐熱性材料を充填する方法が知られている（特許文献１参照）。例えば、特許文献１に記載の方法では、防火仕様でない一般の樹脂サッシとして使用される、長手方向に沿う空洞を有する合成樹脂製形材の空洞内に、略コ字状の金属製部材に熱膨張性耐火材からなるシートをＬ字状に貼り合わせて一体化したものを挿入することにより、防火性が付与されている。
【０００４】
ところで、防火窓においては、サッシ材自体に防火性が要求されることは勿論であるが、火災時においてガラスあるいはガラスと一体化された障子が脱落し難いことも重要である。そして、ガラスや障子の脱落を防止する方法としては、樹脂製障子の上框、下框、左右の縦框に金属補強材をそれぞれ設けると共に、コーナー部において隣接した縦、横の金属補強材をコーナー金具でそれぞれ連結して、金属補強材を四周連続し、前記樹脂製窓枠の上枠に設けた金属補強材に受け金具を取り付け、前記樹脂製障子の上框に設けた金属補強材に支持金具を取り付け、前記樹脂製障子が閉じた状態で、前記樹脂製障子の框が軟化あるいは焼失した時に、支持金具と受け金具で樹脂製障子を吊り下げ支持するようにする方法が、知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
また、加熱時の荷重により有害な変形を生じない防火性樹脂サッシとして、樹脂サッシの空洞部に特定組成のセメント組成物を充填・硬化させたもの（特許文献３）、あるいは耐熱性無機粒子と、１００℃〜８００℃の温度に加熱されたときに、前記耐熱性無機粒子の結合剤として機能する高温結合剤とを含有してなる粒子状又は粉末状の耐熱性組成物を、樹脂サッシの空洞部に充填したもの（特許文献４）が、知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９３０４号公報
【特許文献２】特許第４２２９２８６号公報
【特許文献３】特許第２７７４８９７号公報
【特許文献４】特開２０１０−２７０４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載されたサッシ材は、防火サッシとして機能するばかりでなく、防火仕様でない一般の樹脂サッシ材を利用して簡単に製造することができるという優れたものである。しかしながら、そのような樹脂サッシ材で使用される熱膨張性耐火材は、膨張後においても自立する程度の強度を有するものの、その強度は、さほど高くないため、かかるサッシ材を用いてサッシ枠や窓を構成した場合に、使用するガラスの面積が大きくなったり、厚さが厚くなったりした場合には、その重さによって、加熱されたサッシ枠が変形し、ガラスが脱落することがあった。このような現象は、補強材としての機能を有する金属製部材を使用することによって、ある程度防止することができるのであるが、その効果には、限界があった。即ち、金属製部材の挿入のし易さの観点から、金属部材とサッシ材との間に隙間を設けることが多く、この隙間に熱膨張性耐火材を配置したとしても、ガラスの重さに起因する力により、金属部材が傾いてしまい、ガラスが脱落することがあったのである。また、サッシ材に複数の空洞が存在する場合に、全ての空洞に金属製部材を挿入することは、コスト及び手間の観点で困難であることから、金属部材の挿入されない空洞がある場合には、その空洞部の変形により、ガラスが脱落することがあった。
【０００８】
一方、前記特許文献２に記載された方法では、各種金属製部材（例えば補強材、コーナー金具、支持金具）同士を直接にビス固定するために、樹脂製形材の加工が必要になるばかりでなく、支持金具は外部に露出するため、腐蝕や外力による変形に起因する故障が懸念されるといった問題があった。
【０００９】
また、前記特許文献３に記載された防火性樹脂サッシ材は、性能自体は優れるものの、生産性に問題があった。即ち、セメント組成物は硬化する前は液状であり、取り扱い難いばかりでなく、硬化にも長時間を要するため、サッシ材の空洞に充填する場合は勿論、充填後においても、セメント組成物が硬化するまで、液漏れや液こぼれを起こさないように長時間注意して静置しておく必要があり、生産性の点で問題があった。
【００１０】
さらに、前記特許文献４に記載された防火性樹脂サッシ材は、火災時においては、優れた性能を発揮するものである。また、前記粉体組成物は火災時において加熱されて硬化し、高強度の硬化体を与えるため、防火性付与のために、特別な金属補強の必要はなく、中空のサッシ本体として、例えば防火仕様でない一般の樹脂製中空サッシ材がそのまま利用できるという利点がある。しかしながら、例えば、“無機中空粒子をノボラック樹脂とその硬化剤（例えばヘキサメチレンテトラミン）とを組み合わせた熱硬化性樹脂からなる高温結合剤でコートした粒子の集合体からなる粉体組成物”を、耐熱性組成物として用いた場合には、かかる粉体組成物は常温では硬化しないため、該防火性樹脂サッシ材を用いてサッシ枠や窓を構成し、それを建物に設置するときに誤って螺子孔を開けた場合、或いはサッシ材として実用上問題とならないような軽微な破損（例えば、パテ等により補修可能な小さな破損等）が発生してしまった場合等には、充填された前記粉体組成物が外部に流出してしまうことがあった。また、上記の粉体組成物は、（火災時以外の）通常の使用時において、補強効果を発揮しないため、通常使用時の強度を確保するためには、一般の樹脂製中空サッシ材と同様に、空洞内部に金属製補強材を挿入する必要があった。
【００１１】
そこで、本発明は、防火性を有し、火災等により高温に加熱された場合に強度を維持してガラスの脱落が起こり難いという特徴を有するばかりでなく、誤操作による穿孔や極軽微な破損によっても充填物が漏れ出すことがなく、且つ金属製補強材を削減することができ、更に生産性にも優れる防火性サッシ材、防火性サッシ枠或いは防火窓の製造に際して、耐火性又は防火性断熱部材として有用な硬化体を与える自硬化性粉体を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、上記防火性サッシ材等以外の物品又は部材にも好適に使用できる耐熱性部材の原料を提供することをも、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そして、本発明者らは、前記特許文献４に開示されている技術において、高温結合剤（より具体的には、その一態様である熱硬化性樹脂）として開示されているレゾール樹脂で無機中空粒子をコートしたものを、耐熱性組成物として使用した場合には、特に所定の温度に加熱しなくとも常温で硬化し得ることに着目し、その硬化時間を充填操作が可能な範囲内で十分に短くできれば、前記課題を解決することができるのではないかと考えた。
【００１４】
なお、鋳型製造の分野においては、有機自硬化鋳型造型法に用いられる粘結剤組成物として、水溶性フェノール樹脂を粘結剤として用い、これを有機エステルにより硬化せしめる組成物が知られている（例えば、特開平５−１９２７３７号公報等参照）。しかしながら、そのような組成物を用いた鋳型砂は、流動性及び模型等への充填性が悪いことが知られており、このような鋳型砂、更にはこのような鋳型砂に用いられるケイ砂に代えて、無機中空粒子を用いたものを、樹脂製中空サッシ材等の複雑な形状を有する中空部に充填できるか、否かは不明であった。例えば、鋳型砂を鋳枠に空気輸送法により充填する場合には、サンドマガジンと呼ばれる特殊な装置を用いる必要があり、これら粉体の輸送に一般的な空気輸送が適用できるのか否かさえ不明であった。
【００１５】
このような背景の下において、本発明者等が種々検討を行った結果、レゾール樹脂として水溶性フェノール樹脂を特定の固形分濃度として含む塩基性水溶液を用い、これを特定の量比で無機中空粒子に添加、混合することによって得られる粉体は、圧送による空洞への充填が可能で、充填後において室温で比較的速やかに自硬化して、優れた強度及び断熱性を有する硬化体を与え得ることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１６】
すなわち、本発明は、下記〔１〕〜〔６〕に示される態様において実施されるものである。
【００１７】
〔１〕 無機中空粒子の集合体からなる粉体１００質量部と、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる粘結剤組成物２〜１７質量部と、当該粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂を硬化せしめるのに必要量の硬化剤とを混合して得られる自硬化性粉体。
【００１８】
〔２〕 篩い振動数を３６００回／分、篩い振動幅を０．５〜０．８ｍｍとして振動させた、ロート角６０°、細口径４．７ｍｍのロートに、２０ｇの自硬化性粉体を投入した時のロート通過速度が、０．１ｇ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする上記〔１〕に記載の自硬化性粉体。
【００１９】
〔３〕 前記硬化剤の使用量が、前記粘結剤組成物１００質量部に対して、１０〜２００質量部であることを特徴とする上記〔１〕又は〔２〕に記載の自硬化性粉体。
【００２０】
〔４〕 前記硬化剤が、有機エステルからなることを特徴とする前記〔１〕乃至〔３〕の何れか一つに記載の自硬化性粉体。
【００２１】
〔５〕 前記粉体として、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が３０質量％以下であり、粒子径が３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が３０質量％以上であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が２０質量％以下である粒度分布を有する粉体を使用することを特徴とする前記〔１〕乃至〔４〕の何れか一つに記載の自硬化性粉体。
【００２２】
〔６〕 サッシ材、窓およびサッシ枠以外の物品又は部材であって、内部に空洞を有する物品又は部材の当該空洞内に、前記〔１〕乃至〔５〕の何れか一つに記載の自硬化性粉体の硬化体が充填されてなることを特徴とする物品又は部材。
【発明の効果】
【００２３】
上記〔１〕乃至〔５〕に示される本発明に係る自硬化性粉体は、例えば、無機中空粒子の集合体からなる粉体に、所定量の前記粘結剤組成物及び硬化剤を添加して、ミキサー等によって混練することにより、調製できる。このようにして得られる本発明に従う自硬化性粉体は、常温において自然に硬化する性質を有するが、調製後しばらくの間は、硬化せずに、圧送が可能な粉体流動性を有する。このため、中空サッシ材やそれを枠組みした枠体、障子等の“内部に空洞を有する部材又は物品”に容易に充填できるという特長を有する。更に、本発明に従う自硬化性粉体は、充填後において、比較的短時間で、室温で自硬化するので、充填対象となる部材や物品に誤操作による穿孔や極軽微な破損が起っても、充填物が漏れ出すことがない特徴を発揮する。
【００２４】
また、本発明に従う自硬化性粉体が自然に硬化して得られる硬化体は、優れた強度及び断熱性を有するので、火災時において防火材として機能するばかりでなく通常使用時における補強材としても有効に機能する。従って、上記〔６〕に示す本発明に従う物品又は部材は、優れた防火性を有し、従来必要であった補強材の使用を省略することもできる。
例えば、本発明に従う自硬化性粉体の硬化物が充填されてなる物品乃至は部材は、前記特許文献４に記載されているような従来の防火性サッシ材と比べて、次のような利点を有しているのである。即ち、上記従来の防火性サッシ材では、サッシ材本体として一般的な樹脂製サッシ材を用いた場合には遮炎性と強度確保のために、金属製補強部材を使用する必要があったのに対し、本発明の部品乃至は部材では、そのような金属製補強部材を用いなくても、必要な強度を確保することができ、且つ上記従来の防火性サッシ材と同等以上の防火性能を実現することができるのである。
また、本発明の物品乃至は部材の空洞内に充填される前記硬化体は、通水性を有し、水と接触しても有機成分が殆ど溶出することがないので、該物品乃至は部材を用いて構成した製品においては、台風時等において螺子部等の隙間から不可避的に滲入した水を排出するための流路を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】サッシ枠の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体を充填して、耐火補修した後の防火窓を、一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１におけるII−II線の要部拡大横断面図である。
【図３】充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体を充填する場合の、一実施形態を概略的に示す図である。
【図４】図３における円Ａの要部拡大縦断面図である。
【図５】第１筒状治具の斜視図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】図３における円Ｂの要部拡大横断面図である。
【図８】第２筒状治具の斜視図である。
【図９】図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】封止部材の斜視図である。
【図１１】同じく、封止部材の分解斜視図である。
【図１２】サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体を充填する場合の、他の実施形態を概略的に示す図である。
【図１３】第１筒状治具の他の実施形態を示す斜視図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV線断面図である。
【図１５】ロート通過速度の試験装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．本発明に従う自硬化性粉体
本発明に従う自硬化性粉体は、無機中空粒子の集合体からなる粉体の１００質量部と、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる粘結剤組成物の２〜１７質量部と、当該粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂を硬化せしめるのに必要量の硬化剤とを、混合して得られるものであることを特徴とする。以下、そのような本発明に従う自硬化性粉体について、その原料及び製造方法等を詳細に説明する。
【００２７】
（無機中空粒子の集合体からなる粉体）
無機中空粒子の原料となる粉体を構成する無機中空粒子としては、８００℃、好ましくは９００℃に加熱されても、軟化したり、溶融したりしない無機物質からなる中空の粒子又は粉末であれば、使用可能であり、例えばガラスバルーン、シラスバルーン、石炭灰バルーン（フライアッシュバルーン）、セラミック系バルーン等を挙げることができる。これら無機中空粒子は１種類のみを用いてもよく、異なる複数の種類を併用してもよい。自硬化性粉体は、かかる無機中空粒子を用いることにより、粉体が軽量化されて流動性が向上し、中空でない粒子と比べて、圧送による空洞への供給をスムースにして、より確実で、ムラのない充填を行うことができる。
【００２８】
上記粉体の粒度分布は、特に限定されるものではないが、本発明に従う自硬化性粉体としたときに、これを、長手方向に沿う空洞部を有する所定の物品乃至は部材の前記空洞部内に充填する場合の充填性からは、粒度分布を制御することが好ましい。例えば、建物躯体の開口部に装着したままの状態にある既成の窓枠のような、長手方向に沿う空洞部を有するサッシ材からなるサッシ枠の前記空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体を圧送して、充填する場合において、密充填され易く、充填後において自重や振動等により空隙が発生し難いという理由から、次の粒度分布を有することが好ましい。
すなわち、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が３０質量％以下であり、粒子径が３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が３０質量％以上であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が２０質量％以下である粒度分布を有することが好ましく、中でも、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が２０質量％以下、特に１〜２０質量％であり、また粒子径が３００μｍ以上、５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が４０質量％以上、特に４０〜９０質量％であり、更に、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が１０質量％以下、特に５〜１０質量％であり、残余が粒子径が５００μｍを越え６００μｍ未満であるような粒度分布を有することが、特に好ましい。なお、上記粒子度分布は、乾式ふるい分け試験方法（ＪＩＳ Ｋ００６９）による粒度測定結果に基づくものである。
原料となる前記粉体が、このような粒度分布を有する場合には、所定の粘結剤組成物及び硬化剤と混合して、本発明に従う自硬化性粉体としても、良好な充填性を実現することができる。
【００２９】
（粘結剤組成物）
粘結剤組成物とは、これに含まれる水溶性フェノール樹脂が硬化剤の作用によって高分子化することによって、無機中空粒子同士を結合させるものであり、水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる。
本発明においては、前記粉体に対して使用して、自硬化性粉体を調製しようとしたときに、調製直後からある時間内では圧送可能な粉体流動性を保持し、そして常温或いは室温において適度な時間で硬化し、高い強度の硬化体を与えるという理由から、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である粘結剤組成物を、前記粉体の１００質量部に対して、２〜１７質量部の割合で使用する必要がある。このような条件を満足する場合には、細長い空間内に空気輸送（圧送）可能な粉体流動性とすることができ、更に、室温（例えば１０〜３０℃）における作業猶予時間を３分〜１時間内で、制御することができる。硬化物の強度の観点から、より好ましい粉体特性を有する自硬化性粉体を得るためには、粘結剤組成物中の水溶性フェノール樹脂の固形分濃度は３０〜５０質量％であることが好ましく、また粘結剤組成物の使用量は、前記粉体の１００質量部に対して、４〜１０質量部であることが好ましい。
なお、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度は、予めその質量を秤量した試料を、空気循環式炉内で１００℃、３時間乾燥させた後に、質量を測定し、乾燥前後の試料質量に基づいて決定されるものである。
【００３０】
粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂とは、フェノール類と、化学量論的に過剰量のアルデヒド類とを、塩基性触媒の存在下に反応させて得られる樹脂を意味し、一般にレゾール型と呼ばれるものである。本発明においては、有機エステル等の硬化剤と自硬化反応をし易いという観点から、水溶性フェノール樹脂としては、フェノール性水酸基１当量に対し０．１〜１．２当量のアルカリ金属を含有するアルカリフェノール樹脂を使用することが好ましい。このようなアルカリフェノール樹脂を用いた場合には、硬化剤に由来する酸によって、アルカリフェノール樹脂が中和され、更に高分子化することにより、無機中空粒子同士を結合する作用がより高くなる。
【００３１】
水溶性フェノール樹脂の原料となるフェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシノール、３，５−キシレノール、ビスフェノールＡ、その他置換フェノール、及びこれらの混合物を使用することができるが、水溶性と比較的安価という理由からフェノールを使用することが好ましい。
アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラールアルデヒド及びこれらの混合物を使用することができるが、ホルムアルデヒドを使用することが好ましい。アルデヒド類の使用量は、フェノール化合物と化学量論的に反応するのに必要な量以上の量であればよいが、一般に、フェノール類１モルに対して、１．２〜２．５モル使用することが好ましい。
塩基性触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物を使用することができる。塩基性触媒の使用量は、通常、フェノール類１モルに対して０．１〜１モルである。有機エステルを硬化剤として使用する場合は、０．４〜１モルが好ましい。
水溶性フェノール樹脂の合成は、次のようにして行うことができる。即ち、先ず、それぞれ所定量のフェノール類とアルデヒド類とを加熱下に水と混合して、均一な混合溶液を調製する。その後、一旦冷却してから、該混合溶液に所定量の塩基性触媒を水溶液の形で攪拌下に徐々に滴下して混合する。滴下終了後、混合液を徐々に昇温し、還流下で反応液が所定の粘度に達するまで、反応させればよい。
【００３２】
反応終了後は、必要に応じてアルカリ水溶液を添加して、水溶性フェノール樹脂のアルカリ度を調整したり、更に水を加えて、固形分濃度を調整したりすることにより、粘結剤組成物とすることができる。
【００３３】
粘結剤組成物には、尿素等のホルムアルデヒド捕捉剤及び／又はγ―アミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤からなる硬化体の強度増強剤を、上記粘結剤組成物１００質量部に対して、それぞれ、０．５〜５質量部、０．０５〜１質量部添加することが好ましい。
【００３４】
（硬化剤）
硬化剤とは、水溶性フェノール樹脂に作用して、これらを常温或いは室温（例えば１０〜３０℃）で自然に硬化させる機能を有する物質を意味し、例えば酸又は有機エステルが使用される。酸としては、例えば、硫酸、キシレンスルホン酸、トルエンスルホン酸等のスルホン酸、リン酸等が挙げられる。有機エステルとしては、例えば、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、乳酸エチル、セバシン酸メチル、エチレングリコールジアセテート、ジアセチン、トリアセチン、コハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、二塩基酸メチルエステル混合物等のカルボン酸エステル類、又はγ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類、又はエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、４−エチルジオキソロン、４−ブチルジオキソロン、４，４−ジメチルジオキソロン、４，５−ジメチルジオキソロン等の環状シルキレンカーボネート類（有機炭酸エステル類）等が挙げられる。これら硬化剤のなかでも、作業性の観点から、加水分解速度が比較的緩やかな二塩基酸エステルが好ましい。
【００３５】
硬化剤の使用量は、常温における作業猶予時間、粉体流動性及び強度を勘案して、適宜に決定すればよいが、より具体的には、常温における作業猶予時間を３分〜１時間に制御できるという観点から、粘結剤組成物１００質量部に対して１０〜２００質量部、特に１５〜１００質量部であることが好ましい。水溶性フェノール樹脂を完全に硬化させる理由から、１０質量部以上が望ましく、硬化阻害を起し強度を低下させてしまう理由からは、２００質量部以下が望ましいのである。特に、硬化剤の含有量は、粘結剤組成物の添加量が無機中空粒子１００質量部に対して２〜６質量部の範囲では、硬化剤の量を多めに入れても良く、粘結剤組成物１００質量部に対して１０〜２００質量部が好ましい。また、粘結剤組成物の添加量が６質量部より多くなると、硬化剤は粘結剤組成物の量以下程度に抑えるほうが良く、粘結剤組成物１００質量部に対して１０〜１００質量部が好ましい。このとき、粘結剤組成物と硬化剤の合計量は、無機中空粒子１００質量部に対して２〜３０質量部になるようにすることが望ましい。
【００３６】
２．本発明に従う自硬化性粉体の製造方法
本発明に従う自硬化性粉体は、次のような方法により、好適に製造することができる。即ち、前記無機中空粒子をミキサー等の攪拌機により攪拌させながら、硬化剤、必要に応じてホルムアルデヒド捕捉剤及び／又は強度増強剤を予め添加した粘結剤組成物を、順次攪拌機に投入することにより、容易に製造することができるのである。
【００３７】
３．本発明に従う自硬化性粉体の用途
本発明に従う自硬化性粉体は、常温で自然に硬化して、優れた強度及び断熱性を有する硬化体を与える。該硬化体は、火災時において遮炎材として機能するばかりでなく、補強材としても機能する。従って、内部に空洞を有する物品又は部材の当該空洞内に、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体が充填されてなる物品又は部材は、優れた防火性を有し、従来必要であった補強材の使用を省略することもできる。
【００３８】
例えば、長手方向に沿う空洞を有する中空形材からなるサッシ本体と、当該空洞内に充填される耐熱性部材とを含んでなる防火性サッシ材であって、前記耐熱性部材が本発明に従う自硬化性粉体の硬化体からなる防火性サッシ材にあっては、前記特許文献４に記載されているような従来の防火性サッシ材と比べて、次のような利点を有するものである。即ち、上記従来の防火性サッシ材では、サッシ材本体として一般的な樹脂製サッシ材を用いた場合には、遮炎性と強度確保のために金属製補強部材を使用する必要があったのに対し、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体が充填されてなる防火性サッシ材では、このような金属製補強部材を用いなくても、必要な強度を確保することができ、且つ上記従来の防火性サッシ材と同等の防火性能を実現することができるのである。このとき、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体が充填されてなる防火性サッシ材の空洞内に充填される前記硬化体は、通水性を有し、水と接触しても有機成分が殆ど溶出することがないので、該サッシ材を用いて構成した防火性窓やサッシ枠においては、台風時等においてガラスとのシール部から不可避的に滲入した水を排出するための流路を確保することができる。なお、これら防火性窓やサッシ枠が、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体が充填されてなる防火性サッシ材の前記特長を有することは、勿論である。
【００３９】
さらに、以下に詳しく説明する、本発明に従う自硬化性粉体を用いた充填方法によれば、特定の位置に設けられた充填口に第１筒状治具を挿着し、防火性材料としての自硬化性粉体をサッシ材の空洞部内に圧送すると共に、かかる第１筒状治具が挿着された位置と特定の関係を有する位置に設けられた排気口より、第２筒状治具を介して空洞部内の空気を排出することにより、空洞部内に自硬化性粉体を容易に充填できるので、充填作業の効率が向上し、また可及的均一に充填され、且つ充填率も大幅に高めることができる。その結果、防火性能を一段と向上させることができる。そのため、かかる充填方法は、建物躯体の開口部に装着したままの状態にある既成の窓枠を、防火構造となるようにする耐火補修方法（本充填方法を用いたこのような耐火補修方法を「本工法」と言う）として、好適である。
【００４０】
以下、本発明に従う自硬化性粉体を用いて得られるサッシ枠やその製造方法について、その実施形態を、図面に基づいて詳しく説明するが、本発明は、そのような具体的な態様に限定して解釈されるものではないことが理解されるべきである。例えば、サッシ材以外の物品又は部材であっても、それらが内部に空洞を有するものであり、その空洞内に、本発明に従う自硬化性粉体を充填し、自硬化させた場合には、サッシ材と同様に、耐熱性、耐火性、断熱性等の性能向上効果及び補強効果を得ることができる。なお、ここで、サッシ材とは、枠材、框材、方立て材を総称するものであり、またサッシ枠とは、所謂サッシ枠の他に、サッシ框を含めて指称し、同様に、枠は框を含むものとする。そして、本発明に従う物品又は部材は、特に、そのような防火性サッシ材、防火窓およびサッシ枠を除くものであって、具体的には、ドア、玄関ドア、断熱ボード・軒天材・壁等を挙げることができる。
【００４１】
４．本発明に従う自硬化性粉体が用いられたサッシ枠
以下、図面を参照して、本発明に従う自硬化性粉体を用いて得られるサッシ枠について、説明する。
図１は、充填装置を用いて、サッシ枠の空洞部内に防火性材料を充填して、耐火補修した後の防火窓を、一部破断して示す斜視図であり、図２は、図１におけるII−II線の要部拡大横断面図である。
なお、図示の実施例では、図２において、左側を「室内側」とし、右側を「室外側」として説明する。
【００４２】
かかる図１及び図２に示されるように、後記する充填装置を用いた耐火補修後の防火窓、例えば複層ガラス窓１は、住宅や事務所等の建物躯体２に設けた開口部３に、合成樹脂製のサッシ枠４を組み付けると共に、このサッシ枠４の内周面４ａに、複層ガラスＷを嵌め殺し状態をもって装着することにより、構成されている。
なお、サッシ枠４は、上枠４Ａ、下枠４Ｂ及び左右の側枠４Ｃを構成する、断面がやや横長矩形の中空形材からなる合成樹脂製のサッシ材５を方形に組み立てることにより、構成されている。
また、サッシ材５を構成する中空形材としては、例えば特開平９−１３７６７５号公報に開示されているような、塩化ビニル樹脂に、木材の粉砕物から調製したセルロース系微粉末を配合した樹脂組成物をもって形成した部材、特開平２０００−３０３７４３号公報に開示されているような、表面が透明あるいは着色されたアクリル樹脂で被覆された部材等が適宜に使用される。
【００４３】
なお、前記した本工法は、上記したような合成樹脂製のサッシ枠４について、好適に使用され得るものであるが、中空形材からなるアルミニウム又はアルミニウム合金製のサッシ材を用いたサッシ枠や、アルミニウム又はアルミニウム合金と樹脂を複合させて用いた、所謂アルミ樹脂複合サッシ材についても、同様に適用可能である。
サッシ枠４の内周面４ａには、図２に要部を拡大して示すように、前記サッシ材５と、このサッシ材５における室内側内周端縁の内側に向けて突出させた突出部６と、前記サッシ材５の室外側内周端縁に形成した取付凹部７に取り付けられた押え部材（押縁）８とにより囲まれた内周溝部９が、形成されている。この内周溝部９には、前記複層ガラスＷの外周端が、嵌合状態をもって保持されるようになっている。
【００４４】
複層ガラスＷは、例えば、室内側に配置される網入りガラスＷ１と室外側に配置されるフロートガラスＷ２とより、構成されている。なお、網入りガラスＷ１とフロートガラスＷ２とは、入れ替えた配置としてもよい。
【００４５】
サッシ枠４の内周面４ａと複層ガラスＷの外周端との間には、火災時に複層ガラスＷの周囲のサッシ材５が炭化劣化して、抜け落ちたとしても、火炎が複層ガラスＷの周囲を通り抜けないように、耐火部材１０が配設されている。この耐火部材１０としては、セラミックファイバー等の不燃性の繊維、例えば不燃性の繊維部材の全外周面を、シート状又はフィルム状の非通気性部材で被覆してなるものや、バーミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛、ケイ酸金属塩、ホウ酸塩等の熱膨張性無機物、及びこれらを組み合わせたものが、好適に使用することができる。
【００４６】
サッシ枠４の上枠４Ａ、下枠４Ｂ及び左右の側枠４Ｃを構成するサッシ材５には、長手方向に沿って空洞部１１が形成されており、この空洞部１１は、前記上枠４Ａ、下枠４Ｂ及び左右の側枠４Ｃの全周に亘って互いに連通し得るようになっている。
【００４７】
空洞部１１は、補強を兼ねた隔壁１２をもって、サッシ材５内のほぼ中心部に形成した比較的大きな主要空洞部１３と、この主要空洞部１３の室外側に隣接させて、上下方向の内外２段に形成した比較的小さな小空洞部１４Ａ，１４Ｂとに、複数に区画されている。主要空洞部１３は、更に隔壁１２Ａをもって、上下方向の内外２段の大空洞部１３Ａ，１３Ｂに区画されてなると共に、これら大空洞部１３Ａ，１３Ｂは、前記隔壁１２Ａに穿設した通孔１５をもって、互いに連通させてある。
【００４８】
主要空洞部１３には、防火性材料１６が、内外の空洞部１３Ａ，１３Ｂに跨って充填されており、この防火性材料１６の充填によって、前記サッシ枠４を、所望の防火性能を有する防火構造に補修することができる。なお、上記防火性材料１６は、充填前及び充填直後においては本発明に従う自硬化性粉体からなり、充填後、本発明に従う自硬化性粉体硬化時間を経過した後は、本発明に従う自硬化性粉体の硬化体からなる。
【００４９】
なお、図１、図２には、従来一般的に使用されている代表的な樹脂製中空サッシ材、即ち、サッシ枠４を補強する目的で、スチール等の金属からなる断面ほぼコ字形をなす長尺な補強材１７が、サッシ材５の主要空洞部１３Ａ，１３Ｂの内部に保持されるように、ビス１８によって螺着されている樹脂製中空サッシ材をそのまま使用した例を示している。本発明に従う自硬化性粉体は、空洞部１３に充填された後、自然に硬化して、高強度の硬化体を与えるので、上記補強材１７の使用を省略することも可能である。
【００５０】
５．本工法
次に、建物躯体２の開口部３に装着された既成の複層ガラス窓１のサッシ枠４を防火構造に補修する本工法の作業工程を説明する。
図３は、充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体からなる防火性材料を充填する場合の一実施形態を概略的に示す図、図４は、図３における円Ａの要部拡大縦断面図、図５は、第１筒状治具の斜視図、図６は、図５のVI−VI線断面図、図７は、図３における円Ｂの要部拡大横断面図、図８は、第２筒状治具の斜視図、図９は、図８のIX−IX線断面図、図１０は、封止部材の斜視図、図１１は、同じく、封止部材の分解斜視図である。
また、図１２は、充填装置を用いて、サッシ枠を構成するサッシ材の空洞部内に、本発明に従う自硬化性粉体からなる防火性材料を充填する場合の他の実施形態を概略的に示す図、図１３は、第１筒状治具の他の実施形態を示す斜視図、図１４は、図１３のXIV−XIV線断面図である。
【００５１】
充填装置によるサッシ枠４への防火性材料１６の充填作業は、充填前に、先ず、複層ガラスＷ、押え部材８、耐火部材１０、その他のシール部材等を、サッシ枠４から取り除く。
【００５２】
次いで、図３〜図９に示すように、サッシ枠４における上枠４Ａの左右方向の一方の端部の内周面４ａに孔明け加工を施すことにより、充填口１９（図２、図４参照）を穿設する。
この充填口１９は、必ずしも、上枠４Ａに設ける必要はなく、図１２に示すように、側枠４Ｃの上端部の内周面に設けることもでき、この場合には、防火性材料１６の充填に際して、枠の形状（例えば図１２に示す方立て４Ｄの有無等）の影響を受け難いという利点がある。
一方、前記充填口１９とほぼ対角線上に位置する前記サッシ枠４の下枠４Ｂにおける左右方向の端部又は側枠４Ｃの下端部（本実施形態においては、側枠４Ｃの下端部）の内周面４ａに孔明け加工を施すことにより、充填口１９より下方に位置するように、排気口２０（図７参照）を離間させて穿設する。
これらの充填口１９及び排気口２０は、前記サッシ材５における空洞部１１の内部を主要空洞部１３Ａ，１３Ｂに区画する隔壁１２Ａに設けた通孔１５と対向する位置に孔明け加工されることが好ましい。
本工法では、充填口１９と排気口２０とを、前記したような位置関係で設けることにより、防火性材料１６を、このような空気による圧送により、サッシ材５の空洞部１１内に高い充填率で均一に充填することができる。
【００５３】
充填装置は、図３、図４、図１２に示すように、前記サッシ枠４における上枠４Ａの左右方向の一方の端部の内周面４ａに開口させた充填口１９から、前記サッシ材５における空洞部１１の内部に向けて挿着される第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´を備えている。
【００５４】
第１筒状治具２１は、図５、図６に示すように、例えば金属等の有底な円筒体２２からなり、この円筒体２２における長手方向のほぼ中間部外周には、充填口１９への挿着時に、前記上枠４Ａの内周面４ａに外側から当接するように張出す平面視矩形をなす金属等の当接板２３が溶接等によって固着されている。
前記充填口１９に挿着される第１筒状治具２１の当接板２３から上方部分の挿入端部２１ａとなる円筒体２２の上端面２１ｂは閉塞されていると共に、この挿入端部２１ａの周側面には、２つの吐出口２４が開口されている。
この２つの吐出口２４は、前記充填口１９に第１筒状治具２１を挿着した際に、サッシ材５の空洞部１１における主要空洞部１３の内部を区画する隔壁１２Ａに設けた通孔１５を通して大空洞部１３Ａ，１３Ｂに跨って連通し得るように配置される。
【００５５】
なお、前記した第１筒状治具２１´は、図１３、図１４に示すように、挿入端部２１ａが前記第１筒状治具２１とは異なる管状体からなるものを使用することも可能である。
この第１筒状治具２１´は、図５、図６に示す第１筒状治具２１において、その閉塞された挿入端部２１ａにおける上端面２１ｂの端面を開口させて、吐出口２４としてなるものである。
このような管状体である第１筒状治具２１´を用いた場合には、前記充填口１９に、該第１筒状治具２１´の挿入端部２１ａが大空洞部１３Ａ内に入っていれば、大空洞部１３Ａ内は勿論、大空洞部１３Ｂ内にも、通孔１５を通して問題なく防火性材料１６を充填することができる。
【００５６】
充填装置は、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´以外に、図３、図７、図１２に示すように、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´が挿着される前記充填口１９とほぼ対角線上に位置する側枠４Ｃの下端部の内周面４ａに開口させた排気口２０に挿着される第２筒状治具２５を備えている。
【００５７】
第２筒状治具２５は、図８、図９に示すように、前記第１筒状治具２１と同様に、例えば金属等の円筒体２６からなり、この円筒体２６における長手方向のほぼ中間部外周には、排気口２０への挿着時に、側枠４Ｃの内周面４ａに外側から当接するように張り出す平面視矩形をなす金属製の当接板２７が、溶接等によって固着されている。
円筒体２６の一方の端部は、前記排気口２０に挿入される第２筒状治具２５の挿入端部２５ａとなると共に、この挿入端部２５ａに、防火性材料１６を構成する本発明に従う自硬化性粉体の粒径又は粉径よりも小径の孔部を備えた金網等からなる有底円筒状のエアーフィルター部材２８を装着することによって、排気口部が形成される。
【００５８】
エアーフィルター部材２８は、前記排気口２０に第２筒状治具２５を挿着した際に、サッシ材５の主要空洞部１３の内部を区画する隔壁１２Ａに設けた通孔１５を通して大空洞部１３Ａ，１３Ｂに跨って連通し得るように配置されることが好ましい。
なお、エアーフィルター部材は、防火性材料１６が排気口２０から外部に排出されるのを防止し、空気のみを排出する機能を有するものであれば、その形状は、有底円筒状に限定されるものではなく、例えば第２筒状治具２５の端部の開口を覆うような膜状の物であってもよい。
【００５９】
前記充填口１９及び排気口２０には、図４、図７に示すように、封止部材２９が、サッシ枠４の内周面４ａと第１筒状治具２１の外周に設けた当接板２３、及び第２筒状治具２５の外周に設けた当接板２７との間に介在するようにして、被着されている。
【００６０】
封止部材２９は、図１０及び図１１に示すように、例えば硬質塩化ビニルからなる基板３０と、天然スポンジゴム等からなるバックアップシート３１と、基板３０とバックアップシート３１との間に配置した薄型のゴムシートからなる弾性的に伸縮自在な弾性膜３２とより、構成されている。
前記弾性膜３２は、基板３０の裏面に配置されていると共に、前記基板３０とバックアップシート３１との間に挟持させ、一体化されている。
これら基板３０、バックアップシート３１、及び弾性膜３２は、前記第１及び第２筒状治具２１の当接板２３、２７とほぼ同一な平面視矩形形状を有する。
【００６１】
基板３０とバックアップシート３１の中央部には、互いに整合する位置に、通孔３３、３４がそれぞれ穿設されている。
基板３０とバックアップシート３１との間に挟持され一体化された弾性膜３２の中央部には、前記通孔３３、３４に整合するように位置させて、それらの通孔３３、３４の孔径とほぼ同一長さのスリット状開口部３５が設けられている。
【００６２】
通孔３３、３４及びスリット状開口部３５を備える封止部材２９は、前記通孔３３、３４及びスリット状開口部３５を充填口１９又は排気口２０に位置を整合させて、充填口１９又は排気口２０に被着すると共に、前記弾性膜３２のスリット状開口部３５を、第１筒状治具２１及び第２筒状治具２５のそれぞれの挿入若しくは引抜き動作に応じて、弾性的に拡開状態若しくは縮閉状態になるようにしてある。
【００６３】
すなわち、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´の前記吐出口２４が形成された挿入端部２１ａ又は第２筒状治具２５の挿入端部２５ａを形成するエアーフィルター部材２８が、封止部材２９を構成する基板３０の通孔３３からバックアップシート３１の通孔３４に向けて挿入されると、弾性膜３２のスリット状開口部３５が強制的に拡開方向に伸長され、拡開状態となる。
これにより、充填口１９又は排気口２０が開口され、第１筒状治具２１あるいは第１筒状治具２１´又は第２筒状治具２５を、封止部材２９を介して、充填口１９又は排気口２０からサッシ枠４を構成するサッシ５の空洞部１１内へ向けて、挿着することができる。
【００６４】
一方、第１筒状治具２１あるいは第１筒状治具２１´又は第２筒状治具２５の挿着状態において、第１又は第２筒状治具２１，２１´，２５を、サッシ材５の空洞部１１から封止部材２９を介して引き抜くと、弾性膜３２のスリット状開口部３５が、拡開状態から縮閉状態に弾性的に復帰し得るように縮閉されることが好ましい。
これにより、第１筒状治具２１あるいは第１筒状治具２１´又は第２筒状治具２５が充填口１９又は排気口２０から引き抜かれた際にも、封止部材２９によって、充填口１９及び排気口２０を閉塞させることができる。
このため、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´及び第２筒状治具２５を再利用（使い回し）することが可能となる。
【００６５】
第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´及び第２筒状治具２５を取り外した後は、封止部材２９を取り外し、防水テープやキャップ等の部品をもって充填口１９及び排気口２０を閉塞することが好ましい。
そうすることにより、長期間使用しても枠内への水の侵入を防止することができるばかりでなく、封止部材２９を再利用することができる。
【００６６】
充填装置は、図３及び図１２に示すように、防火性材料１６を貯留するためのホッパー３６と、該ホッパー３６の上流に配置され、このホッパー３６内の防火性材料１６を圧送するための加圧空気を供給するためのエアーコンプレッサー３７と、該ホッパー３６と第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´とを接続する防火性材料移送管、具体的には供給ホース（防火性材料移送管）３８と、前記ホッパー３６内にエアーコンプレッサー３７からの加圧空気を供給するエアーホース３９と、より構成した材料圧送手段を備えていることが好ましい。
すなわち、前記第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´は、図３、図１２に示すように、防火性材料１６が貯留されるホッパー３６の供給口３６ａに、供給ホース３８を介して接続されていることが好ましい。
【００６７】
ホッパー３６内には、エアーコンプレッサー３７に接続されたエアーホース３９を介して、エアーコンプレッサー３７とホッパー３６との間に配置されている調圧弁４０により圧力が調整された空気がバルブ４１を介して圧送されるようになっており、これらホッパー３６とエアーコンプレッサー３７とにより材料圧送手段を構成している。
【００６８】
空気が圧送されたホッパー３６内の防火性材料１６は、供給ホース３８に接続された第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´を介して、空気と共にサッシ枠４の充填口１９から、サッシ材５の空洞部１１内に強制的に圧送される。
【００６９】
ホッパー３６内における供給口３６ａの上方近傍には、邪魔板４２が配設されている。
この邪魔板４２の外周面とホッパー３６の内周壁面との間には、防火性材料の流通間隙４３が形成されている。
邪魔板４２は、防火性材料１６の自重による負荷によって、ホッパー３６の供給口３６ａを閉塞するのを防止し、防火性材料１６をホッパー３６の流通間隙４３から供給口３６ａに向けて円滑に流出させるためのものである。
【００７０】
上記材料圧送手段を有する充填装置では、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´を、サッシ枠４の上枠４Ａの左右方向の一方の端部の内周面又は側枠４Ｃの上端部の内周面に設けられた充填口１９に挿着し、第２筒状治具２５を下枠４Ｂの端部の内周面又は側枠４Ｃの下端部の内周面に設けられた排気口２０に挿入し、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´を介して、防火性材料１６を前記空洞部１１内に加圧空気により圧送するので、防火性材料１６をサッシ材５の空洞部１１内に高い充填率で均一に充填することができる。このとき、充填装置においては、サッシ材５の空洞部１１内への防火性材料１６の充填を、より安定して行ために、図３に示されるように、第２筒状治具２０を介して、空洞部１１内の空気を吸引し外部に排気するための吸引排気手段を備えるものとすることが好ましい。
こうすることにより、材料圧送手段による空洞部１１内への空気の防火性材料１６との圧送力と、吸引排気手段による空洞部１１内の空気の吸引排気力とを最適にバランスさせることにより、防火性材料１６の充填率を向上させることができる。
【００７１】
すなわち、図３に示される態様においては、第２筒状治具２５は、吸引排気手段としての吸引ファン４４に、吸引ホース４５を介して接続されている。
吸引ファン４４は、ホッパー３６内からサッシ枠４におけるサッシ材５の空洞部１１内に空気と共に圧送された防火性材料１６を、第２筒状治具２５の挿入端部２５ａを形成するエアーフィルター部材２８によって、外部に漏洩しないように阻止して、空気のみを強制的に吸引し、外部に排気するようになっている。
これにより、サッシ枠４におけるサッシ材５の空洞部１１に防火性材料１６を密実に充填することができる。
【００７２】
また、充填装置においては、より安定して防火性材料１６をサッシ材５の空洞部１１内に向けて供給し、より確実且つ効率的に高充填率で充填して高い防火性能を得るために、図１２に示されるように、前記材料圧送手段における防火性材料移送管としての供給ホース３８の第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´側にエアーコンプレッサー３７から加圧空気を供給するようにすることが好ましい。
【００７３】
すなわち、図１２に示される態様では、調圧弁４０より下流側でエアーホース３９を２つに分岐させ、一方を、主管３９ａとしてホッパー３６側にバルブ４１を介して接続すると共に、もう一方を、枝管３９ｂとしてバルブ４６を介して供給ホース３８に接続することにより、防火性材料１６の圧送に際し、エアーコンプレッサー３７から供給される加圧空気を、供給ホース３８の途中から別途供給して防火性材料１６の圧送をアシストするようにしている。
こうすることにより、圧送を連続的に安定して行うことが可能になり、圧送時における一時的な詰まりを解消するために枠に振動を与える等の補助的手段を用いる必要がなくなるばかりでなく、サッシ枠４におけるサッシ材５の空洞部１１に防火性材料１６をより確実に密実に充填することができるようになる。
【００７４】
なお、前記枝管３９ｂが供給ホース３８に接続される位置は、第１筒状治具２１又は第１筒状治具２１´より５〜２０ｃｍ、特に１０〜１５ｃｍ上流であることが好ましい。
【００７５】
防火性材料１６（本発明に従う自硬化性粉体）は、サッシ材５の空洞部１１内に圧送したときに密充填され易く、充填後において自重や振動等により空隙が発生し難いという理由から、次のような粒度分布を有するものであることが好ましい。
すなわち、本発明に従う自硬化性粉体に含まれる無機中空粒子が、液状成分が表面に付着していない状態で、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が３０質量％以下であり、粒子径が３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が３０質量％以上であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が２０質量％以下である粒度分布を有することが特に好ましい。
なお、上記粒子度分布は、乾式ふるい分け試験方法（ＪＩＳ Ｋ ００６９）による粒度測定結果に基づくものである。
例えば、１ｍの長さに切断した中空のサッシ材の一端にエアーフィルターを配置し、粒度分布の異なる防火性材料を圧送して密充填してから、サッシ材の側面をハンマーで叩くことにより振動を与えて、強制的に防火性材料を締め固めたときに発生する隙間の体積を測定したところ、前記粒度分布Ａから外れる粒度分布を有する防火性材料を用いたときに発生した隙間は、充填空間の全体積に対して１０〜１５％程度であったのに対し、粒度分布Ａ及びＢを有する防火性材料を用いたときに発生した隙間は、それぞれ５〜９％及び５〜７％であった。
【００７６】
空洞部１３に充填された防火性材料１６（本発明に従う自硬化性粉体）は、比較的速やかに硬化して優れた防火性を発揮する。このため、サッシ枠４の上枠４Ａ，下枠４Ｂ，側枠４Ｃ、方立て４Ｄを構成する各サッシ材５が、熱により強度を失ったとしても、空洞部１１に形成された硬化体により、複層ガラスＷを支持し続けることができるため、複層ガラスＷの脱落を防止することができる。
また、防火性材料１６は、無機中空粒子を使用しているので、その硬化体が高い断熱性能を有するため、火災時においても、サッシ材５の非加熱面の熱による損傷を大幅に低減することができ、より優れた防火性を発揮することができる。更に、サッシ材５の加熱面が炭化劣化や溶融して消失しても、硬化体は崩落しないので、複層ガラスＷを支持し続けることができるという効果が得られることになる。
【００７７】
また、サッシ枠４への防火性材料１６（本発明に従う自硬化性粉体）の充填に際して、防火性材料１６を圧送する空気の圧力及び流量の最適範囲は、図３及び図１２に示す態様と共に、例えば充填口１９における圧力と排気口２０における圧力の差（差圧）が０．１５〜０．２０ＭＰａとなるようにすることが好ましい。
５．本発明に従う自硬化性粉体を用いて得られる防火性サッシ材及び防火窓
以上、耐火補修をする場合を例に詳しく説明したが、新規に、本発明に従う自硬化性粉体を用いてサッシ枠を製造する場合は、生産工場にて、上記方法に準じて、本発明に従う自硬化粉体を充填すればよい。また、新規に本発明に従う自硬化性粉体を用いて防火性サッシ材を製造する場合には、本発明に従う自硬化粉体を圧送する必要は特になく、種々の充填方法が適用できる。例えば、連通する空洞部の下端を仮封し、上方から本発明に従う自硬化粉体を落下させて充填し、必要に応じて上端を仮封し、所定時間放置して本発明に従う自硬化粉体を硬化させてもよい。また、硬化を促進するために加熱することもできる。
【００７８】
さらに、防火性サッシ材の断面プロファイルはさまざまな要求に応じて変更可能である。また、防火性サッシ材は、框材又は立方材であってもよい。特に、防火性サッシ材が框材である場合には、図１及び２に示す実施形態について建物躯体開口部に固定する機能を有しないように微改変するだけで、図１に示す防火窓は防火障子と、図２に示す枠材は框材とすることができる。更に、これらの詳細についても、躯体取り付け部１１５ａ、１１５ｂ、付属備品固定用金具１８０、及びビス１９０に関する説明を除けば、防火窓を防火障子と、枠材を框材と読みかえれば、上に記した「図に示す実施形態の説明」が、ほぼそのまま適用できる。
【００７９】
また、防火窓は、所謂「はめ殺し窓」に限定されず、「建物躯体の開口部に設置される開口枠体に、前記難燃性パネルが、上下左右の框を有する障子として、前記枠内に開閉自在に装着された窓」であってもよい。このとき、前記開口枠体を構成する上枠、下枠、及び左右の縦枠の内、少なくとも下枠は、本発明に従う自硬化性粉体が用いられた防火性サッシ材からなる枠材であり、また前記下框は、本発明に従う自硬化性粉体が用いられた防火性サッシ材からなる框材であることが望ましい。
【実施例】
【００８０】
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって何等限定されるものではない。
【００８１】
（無機中空粒子）
無機中空粒子としてフライアッシュバルーンを用い、表１に示す粒度分布を有する粒子とした。なお、各目開きは、一段階大きな目開きは通過するものの、当該目開きを通過しない粒度の粒子の質量比で示されている。例えば、目開き４２５は、目開き３００は通過するが、目開き４２５を通過しない粒度の粒子の質量比を示している。
【００８２】
【表１】
【００８３】
（粘結剤組成物の調製）
フェノールの１１９０質量部に対して、９２％パラホルムアルデヒドの８２５．６質量部と、水の１０７３．３質量部とを加え、湯浴上で還流加熱することにより、混合液が均一になるまで加温して、フェノールとパラホルムアルデヒドとを完全に溶解させた。その後、かかる水溶液を一旦冷却し、これに、アルカリ触媒として、１３１．９質量部の４８質量％ＮａＯＨ水溶液と１８４．６質量部の４８質量％ＫＯＨ水溶液との混合液を、徐々に滴下し、８０℃まで徐々に昇温した後、その温度を保持して、還流下で反応させた。そして、反応液の粘度が、１５０ｍＰａ・ｓ／５０℃になった時点で冷却して、水溶性フェノール樹脂の合成を終了した。その後、かかる水溶性フェノール樹脂を含有する溶液に対して、更に、調整剤として、２９０．１質量部の４８％ＮａＯＨ水溶液と４０６．２質量部の４８％ＫＯＨ水溶液を添加し、その後、固形分が４５％になるように、水を加えた。更に、かかる混合溶液の全質量に対し、尿素を１％、及びγ―アミノプロピルトリエトキシシランを０．２％の割合となるように、それぞれ、添加することにより、粘結剤組成物を調製した。
【００８４】
（本発明に従う自硬化粉体の物性測定）
得られた無機中空粒子と粘結剤組成物から自硬化粉体を製造し、以下の測定を行った。
【００８５】
（１）ロート通過速度
自硬化性流体の流動性の測定を図１５に示す装置を用いて行う。この装置は、上から順に、篩網５１、篩網を振動させるための振動手段５２、粉体を投入するロート５３、重量計５４、及び、振動手段５２とロート５３を支持する支持台５５からなるものであり、振動手段５２は、ロート５３を固定する振動台と振動モーターから構成されている。なお、本試験で用いた装置は、安息角を測定する装置（ホソカワミクロン株式会社製 POWDER TESTER<TYPE PT-E>）のロート５３を通過して落ちた粉体が堆積する安息角測定用のテーブルの代わりに重量計５４を設置したものを用いている。本試験で用いるロート５３はガラス製のものを用いており、傾斜角度θを６０°、管部５６の管長ａを３５ｍｍとし、内径を４．７ｍｍとしている。測定方法は、先ず、無機中空粒子に粘結剤組成物及び硬化剤を適宜の割合で混合し自硬化性粉体を得る。次に、ロート５３に自硬化性粉体２０ｇ投入しセットする。そして、レオスタット（振動レベルつまみ）の目盛を５（振動巾０．５ｍｍ）に合わせて、振動を開始する。振動を１分間行った後、ロート５３を通過した自硬化性粉体の重量を測定する。１分間後に０．１ｇ以上の通過（０．１ｇ／ｍｉｎ以上）が有った場合、圧送による自硬性粉体の充填が可能な範囲とする。また、１分間以内に、自硬化性粉体２０ｇすべてがロートを通過した場合は、２０ｇ／ｍｉｎ以上と表記する。
【００８６】
（２）安息角
無機中空粒子に粘結剤組成物及び硬化剤を適宜の割合で混合し、自硬化性粉体を得て、ＪＩＳ Ｒ ９３０１−２−２の原理に準拠して、ホソカワミクロン株式会社製 POWDER TESTER<TYPE PT-E>にて安息角を測定する。本発明に従う自硬化性粉体は、空洞内へ自硬性粉体の充填を行うには、安息角が低くて、流動性の良い粉体が良く、一定圧をかけて空洞へ自硬性粉体を圧送して充填させるには、安息角が６５度以下であることがより望ましい。
【００８７】
（３）圧縮強度
無機中空粒子に粘結剤組成物及び硬化剤を適宜の割合で混合し、自硬化性粉体を得て、ＪＡＣＴ試験法ＨＭ−１に準拠して、φ５０ｍｍ×ｈ５０ｍｍの木型に自硬性粉体を流し込み突き固めした試料に、温度２５℃×湿度６０％の雰囲気で７日間放置した後、木型より抜型し、高千穂精機製抗圧力試験機（H3000D）にて圧縮強度を測定する。
【００８８】
実施例１
無機中空粒子をミキサー等の攪拌機により攪拌しながら、先ず、硬化剤としてグルタル酸ジメチルを、無機中空粒子１００質量部に対して０．３質量部投入し、３０秒攪拌した後、すみやかに粘結剤組成物を２質量部投入し、さらに３０秒攪拌して、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００８９】
実施例２
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．２質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９０】
実施例３
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を４質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９１】
実施例４
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．８質量部とし、粘結剤組成物を３質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９２】
実施例５
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．８質量部とし、粘結剤組成物を５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９３】
実施例６
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．０質量部とし、粘結剤組成物を５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９４】
実施例７
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．８質量部とし、粘結剤組成物を７質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９５】
実施例８
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．２質量部とし、粘結剤組成物を８質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９６】
実施例９
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．５質量部とし、粘結剤組成物を１０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９７】
実施例１０
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を１．８質量部とし、粘結剤組成物を１２質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９８】
実施例１１
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．３質量部とし、粘結剤組成物を１５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【００９９】
実施例１２
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．４質量部とし、粘結剤組成物を１６質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１００】
実施例１３
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．６質量部とし、粘結剤組成物を１７質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０１】
実施例１４
実施例１における硬化剤がエチレングリコールジアセテートを０．８質量部とし、粘結剤組成物を５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０２】
実施例１５
実施例１における硬化剤がトリアセチンを０．８質量部とし、粘結剤組成物を５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０３】
実施例１６
粘結剤組成物の調製において、水溶性フェノール樹脂の合成を終了した後、調製剤として４８％ＮａＯＨ水溶液と４８％ＫＯＨ水溶液を添加して、その後、固形分が１０％になるように水を加えることで、粘結剤組成物を調製した。実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．８質量部とし、この粘結剤組成物を５質量部とした以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０４】
実施例１７
粘結剤組成物の調製において、水溶性フェノール樹脂の合成を終了した後、調製剤として４８％ＮａＯＨ水溶液と４８％ＫＯＨ水溶液を添加して、その後、固形分が６０％になるように水を加えることで、粘結剤組成物を調製した。実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．８質量部とし、この粘結剤組成物を５質量部とした以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０５】
比較例１
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を２．７質量部とし、粘結剤組成物を１８質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０６】
比較例２
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を３．０質量部とし、粘結剤組成物を２０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０７】
比較例３
実施例１における硬化剤（グルタル酸ジメチル）を０．３質量部とし、粘結剤組成物を１質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０８】
比較例４
実施例１における無機中空粒子を硅砂に変更した以外は、実施例１と同様にして、自硬化性粉体を得た。この自硬化性粉体で測定した物性を、表２に示す。
【０１０９】
【表２】
【０１１０】
表２より、実施例１〜１３と比較例１〜３の粘結剤組成物の配合量とロート通過速度の関係から、無機中空粒子１００質量部に対して粘結剤組成物が２〜１７質量部の範囲であれば、自硬性粉体の流動性を得ることができ、圧送により空洞に自硬性粉体を充填することが可能となると共に、圧縮強度を得ることができる。また、安息角が６５度以下となる実施例１〜９において、より高い流動性を得ることができ、構造が複雑になる空洞内においても、隅々まで自硬性粉体を充填することができる。粘結剤組成物を４〜１０質量部とした実施例５〜９は、流動性を向上したら圧縮強度が下がり、圧縮強度を上げると流動性が悪化する中で、特に流動性と圧縮強度のバランスの良い自硬性流体を得ることができる。また、実施例１〜３より、硬化剤の量が圧縮強度により大きく影響し、硬化剤の含有量は、粘結剤組成物１００質量部に対して１０〜２００質量部であることが望ましい。また、実施例１と比較例４の対比により、粒子に硅砂を用いた場合、粒子の重量が重くなって流動性が得られ難いのに対し、無機中空粒子を用いることで、良好な流動性を得ることができる。実施例１６〜１７より、固形分濃度は１０〜６０質量％の範囲にすることが望ましく、この範囲であれば、良好な自硬化粉体を得ることができる。
【０１１１】
（本発明に従う自硬化粉体を用いたサッシの実例）
実施例６，７で製造した自硬化粉体を本工法により塩ビ樹脂製の枠で構成されるＷ１０００Ｈ２１２０サイズの嵌め殺し窓の枠内に、前記の充てん工法にてほぼ満杯となる２．１ｋｇを充填した。充填後、該窓を７日以上室温で保存した後に、ＩＳＯ８３４の標準温度曲線に沿って、屋外側より２０分間の加熱試験をおこなった結果、何れの窓とも、室内側への火炎の噴出や発炎、火炎が通る亀裂等の損傷及び隙間が無く、サッシとしての遮炎性能を満足した。試験終了後、加熱面側の塩ビは焼失していたが、充てんされた自硬化性粉体は残存し、遮炎性上有効であることが確認された。
また、これとは別に、サイズがＷ１６９０Ｈ１３７０の LOW−E 硝子と網入りガラスの複層ガラスを入れた塩ビ樹脂製縦辷り出しと嵌め殺しの連窓に、自硬化性粉体を充填して、ＪＩＳ Ａ ４７１０に従って断熱性能を測定したところ、何れの場合も、自硬化粉体を充填しない連窓と比べて、０．１Ｗ／ｍ2 ・Ｋ程度断熱性能が向上していた。更に、水密試験時不可避的に滲入した水の排出性を確認したところ、流路は確保されており、排出された水には、有機成分が殆ど含まれていなかった。因みに、実施例１で製造した自硬化粉体を硬化させて得た硬化体について、硬化１２日以後のフェノール樹脂の溶出量は１０ｐｐｍ以下で、ｐＨは７〜８である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 複層ガラス窓 ２ 建物躯体
３ 開口部 ４ サッシ枠
４Ａ 上枠 ４Ｂ 下枠
４Ｃ 側枠 ４Ｄ 方立て
４ａ 内周面 ５ サッシ材
６ 突出部 ７ 取付凹部
８ 押え部材（押縁） ９ 内周溝部
１０ 耐火部材 １１ 空洞部
１２ 隔壁 １２Ａ 隔壁
１３ 主要空洞部 １３Ａ，１３Ｂ 大空洞部
１４Ａ，１４Ｂ 小空洞部 １５ 通孔
１６ 防火性材料（本発明に従う自硬化性粉体又はその硬化体）
１７ 補強材 １８ ビス
１９ 充填口 ２０ 排気口
２１、２１´ 第１筒状治具 ２１ａ 挿入端部
２１ｂ 上端面 ２２ 円筒体
２３ 当接板 ２４ 吐出口
２５ 第２筒状治具 ２５ａ 挿入端部
２６ 円筒体 ２７ 当接板
２８ エアーフィルター部材（吸引口部） ２９ 封止部材
３０ 基板 ３１ バックアップシート
３２ 弾性膜 ３３，３４ 通孔（開口部）
３５ スリット状開口部（開口部） ３６ ホッパー（材料圧送手段）
３６ａ 供給口
３７ エアーコンプレッサー（材料圧送手段）
３８ 供給ホース（防火性材料移送管） ３９ エアーホース
３９ａ 主管 ３９ｂ 枝管
４０ 調圧弁 ４１ バルブ
４２ 邪魔板 ４３ 流通間隙
４４ 吸引ファン（吸引排気手段） ４５ 吸引ホース
４６ バルブ ５１ 篩網
５２ 振動手段 ５３ ロート
５４ 重量計 ５５ 支持台
５６ 管部 Ｗ 複層ガラス
Ｗ１ 網入りガラス Ｗ２ フロートガラス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機中空粒子の集合体からなる粉体１００質量部と、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる粘結剤組成物２〜１７質量部と、当該粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂を硬化せしめるのに必要量の硬化剤とを混合して得られる自硬化性粉体。
【請求項２】
篩い振動数を３６００回／分、篩い振動幅を０．５〜０．８ｍｍとして振動させた、ロート角６０°、細口径４．７ｍｍのロートに、２０ｇの自硬化性粉体を投入した時のロート通過速度が、０．１ｇ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項１に記載の自硬化性粉体。
【請求項３】
前記硬化剤の使用量が、前記粘結剤組成物１００質量部に対して、１０〜２００質量部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自硬化性粉体。
【請求項４】
前記硬化剤が、有機エステルからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の自硬化性粉体。
【請求項５】
前記粉体として、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が３０質量％以下であり、粒子径が３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が３０質量％以上であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が２０質量％以下である粒度分布を有する粉体を使用することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の自硬化性粉体。
【請求項６】
サッシ材、窓およびサッシ枠以外の物品又は部材であって、内部に空洞を有する物品又は部材の当該空洞内に、請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の自硬化性粉体の硬化体が充填されてなることを特徴とする物品又は部材。
【請求項１】
無機中空粒子の集合体からなる粉体１００質量部と、水溶性フェノール樹脂の固形分濃度が１０〜６０質量％である水溶性フェノール樹脂のアルカリ水溶液または分散液からなる粘結剤組成物２〜１７質量部と、当該粘結剤組成物に含まれる水溶性フェノール樹脂を硬化せしめるのに必要量の硬化剤とを混合して得られる自硬化性粉体。
【請求項２】
篩い振動数を３６００回／分、篩い振動幅を０．５〜０．８ｍｍとして振動させた、ロート角６０°、細口径４．７ｍｍのロートに、２０ｇの自硬化性粉体を投入した時のロート通過速度が、０．１ｇ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項１に記載の自硬化性粉体。
【請求項３】
前記硬化剤の使用量が、前記粘結剤組成物１００質量部に対して、１０〜２００質量部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自硬化性粉体。
【請求項４】
前記硬化剤が、有機エステルからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の自硬化性粉体。
【請求項５】
前記粉体として、粒子径が２００μｍ以下である粒子の含有割合が３０質量％以下であり、粒子径が３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にある粒子の含有割合が３０質量％以上であり、粒子径が６００μｍ以上である粒子の含有割合が２０質量％以下である粒度分布を有する粉体を使用することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の自硬化性粉体。
【請求項６】
サッシ材、窓およびサッシ枠以外の物品又は部材であって、内部に空洞を有する物品又は部材の当該空洞内に、請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の自硬化性粉体の硬化体が充填されてなることを特徴とする物品又は部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１１１５９（Ｐ２０１３−１１１５９Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８３６０（Ｐ２０１１−２５８３６０）
【出願日】平成２３年１１月２６日（２０１１．１１．２６）
【分割の表示】特願２０１１−１４３２９０（Ｐ２０１１−１４３２９０）の分割
【原出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００１１７１０２）旭有機材工業株式会社 (235)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２６日（２０１１．１１．２６）
【分割の表示】特願２０１１−１４３２９０（Ｐ２０１１−１４３２９０）の分割
【原出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００１１７１０２）旭有機材工業株式会社 (235)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]