JP2000345638A

JP2000345638A - 耐火複合面材、折板外壁及び防・耐火壁構成体

Info

Publication number: JP2000345638A
Application number: JP2000094742A
Authority: JP
Inventors: Bunji Yamaguchi; 文治山口; Kenji Otsuka; 健二大塚; Masaki Tono; 正樹戸野; Hitomi Muraoka; 仁美村岡; Kazuhiro Okada; 和廣岡田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2000-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】厚みが薄く、低温及び高温のいずれにおいて
も耐火性に優れた耐火複合面材、この耐火複合面材を用
いた折板外壁、及び、防・耐火壁構成体を提供する。【解決手段】耐火複合面材が、加熱面側に熱膨張性耐
火層、非加熱面側に補助断熱層を積層した積層体からな
る。前記熱膨張性耐火層は、熱膨張性無機化合物を含有
する樹脂組成物からなり、かつ、体積膨張率が１．１〜
１００倍である。前記補助断熱層は、熱伝導率が１．５
ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下であって、かつ、厚み方向の
収縮率が１０％以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、柱、はり（梁）等
の鉄骨及び壁材に使用される耐火複合面材、この耐火複
合面材を用いた折板外壁、及び、防・耐火壁構成体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の高層化等にともない、建築物の
構造材として軽量な壁材が用いられるようになってきて
いる。建築物の構造材として用いられる壁材には、建設
省告示第２９９９号やＪＩＳＡ１３０４により耐火
性能基準が定められており、その基準を満たすために、
壁材の裏面を耐火性に優れた材料で被覆することが一般
的に行われている。

【０００３】延焼防止の観点から防火・耐火外壁等には
２６０℃以下での断熱性能が要求されている。このよう
な断熱性能を発現するために、例えば、熱膨張性黒鉛や
バーミキュライトが配合された熱膨張性断熱材が用いら
れる。しかしながら、上記熱膨張性黒鉛の膨張開始温度
は約２００℃であり、３００℃以下ではその膨張倍率が
大幅に低下するため、３００℃以下での断熱効果は３０
０℃を超える場合に比べて効率が悪くなり、同様にバー
ミキュライトも４００℃以下での断熱効果は効率が悪か
った。従って、２６０℃以下において、熱膨張性断熱材
の非加熱面側は、未膨張又は低膨張であって熱伝導率が
高いため、熱膨張性断熱材一層のみで所定の断熱性を発
現しようとすると、厚みを厚くしなくてはならないとい
う問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、厚みが薄く、低温及び高温のいずれにおいても耐火
性に優れた耐火複合面材、この耐火複合面材を用いた折
板外壁、及び、防・耐火壁構成体を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱膨張性耐火
層を加熱面側に、補助断熱層を非加熱面側に積層してな
る耐火複合面材であって、前記熱膨張性耐火層は、熱膨
張性無機化合物を含有する樹脂組成物からなり、かつ、
５０ｋＷ／ｍ²の加熱条件下で３０分間加熱することに
よる体積膨張率が１．１〜１００倍であり、前記補助断
熱層は、熱伝導率が１．５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下で
あって、かつ、４００℃の加熱条件下で１時間加熱する
ことによる厚み方向の収縮率が１０％以下である耐火複
合面材である。

【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。

【０００７】本発明の耐火複合面材は、熱膨張性耐火層
を加熱面側に、補助断熱層を非加熱面側にそれぞれ積層
した積層体からなる。上記加熱面側とは、火災時に火炎
によって直接曝されたり、高温によって直接加熱される
面をいう。

【０００８】上記熱膨張性耐火層は、火災時に熱膨張し
て耐火断熱層を形成し、この耐火断熱層によって補助断
熱層に対する加熱が大幅に低減され、単独では断熱材と
して用いることが困難な材料も補助断熱層に使用でき、
耐火複合面材の厚みを薄くし軽量化を図ることができ
る。

【０００９】上記熱膨張性耐火層は、熱膨張性無機化合
物を含有する樹脂組成物から形成され、５０ｋＷ／ｍ²
の加熱条件下で３０分間加熱することによる体積膨張率
が１．１〜１００倍であれば、特に限定されるものでは
ない。熱膨張性耐火層の体積膨張率が１．１倍未満であ
ると断熱性能が不充分であり、１００倍を超えると耐火
断熱層の崩壊を招く。

【００１０】上記熱膨張性無機化合物としては、例え
ば、中和処理された熱膨張性黒鉛、バーミキュライト、
ホウ砂等が挙げられるが、これらの中で、中和処理され
た熱膨張性黒鉛、バーミキュライトが好ましい。

【００１１】上記熱膨張性耐火層としては、例えば、３
Ｍ社製「ファイアバリア」（クロロプレンゴムとバーミ
キュライトを含有する樹脂組成物からなるシート材
料）、三井金属塗料社製「メジヒカット」（ポリウレタ
ン樹脂と熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物からなるシ
ート材料）等の市販品が使用可能である。

【００１２】上記熱膨張性無機化合物を含有する樹脂組
成物としては、熱可塑性樹脂及び／若しくはゴム物質、
リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛並びに無機充
填剤からなる樹脂組成物（Ｉ）、又は、エポキシ樹脂、
リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛並びに無機充
填剤からなる樹脂組成物（II）を用いることがより好ま
しい。上記樹脂組成物（Ｉ）及び（II）は、熱膨張によ
り耐火断熱層を形成して充分な断熱性能を発揮し、シー
ト状に成形できるので、取り扱い性に優れる。

【００１３】以下、樹脂組成物（Ｉ）について説明す
る。上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質としては特に
限定されず、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチ
レン系樹脂、ポリ（１−）ブテン系樹脂、ポリペンテン
系樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン系樹
脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂、
ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹
脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニ
ル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ブ
チルゴム、ポリブテン、水素添加石油樹脂、ポリクロロ
プレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ニトリル
ゴム等が挙げられる。

【００１４】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質のな
かでも、ハロゲン化されたものは、それ自体難燃性が高
く、熱による脱ハロゲン化反応により、架橋が起こり、
加熱後の残渣の強度が向上する点において好ましい。

【００１５】これらの樹脂は、非常に柔軟でゴム的性質
を持っていることから、上記無機充填剤を高充填するこ
とが可能であり、得られる樹脂組成物が柔軟でフレキシ
ブルなものとなる。より柔軟でフレキシブルな樹脂組成
物を得るためには、非加硫ゴムやポリエチレン系樹脂が
好適に用いられる。

【００１６】上記ポリエチレン系樹脂としては、例え
ば、エチレン単独重合体、エチレンを主成分とする共重
合体及びこれらの（共）重合体の混合物の他、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート
共重合体、エチレン−メタクリレート共重合体等が挙げ
られる。

【００１７】上記エチレンを主成分とする共重合体とし
ては例えば、エチレン部を主成分とするエチレンと他の
α−オレフィンとの共重合体等が挙げられ、上記α−オ
レフィンとしては、例えば、１−ヘキセン、４−メチル
−１−ペンテン、１−オクテン、１−ブテン、１−ペン
テン等が挙げられる。

【００１８】上記エチレン単独重合体、及び、上記エチ
レンと他のα−オレフィンとの共重合体としては、チー
グラー・ナッタ触媒、バナジウム触媒、４価の遷移金属
を含むメタロセン化合物等を重合触媒として重合された
ものが挙げられるが、なかでも、４価の遷移金属を含む
メタロセン化合物等を重合触媒として得られるポリエチ
レン系樹脂が好ましい。

【００１９】上記メタロセン化合物に含まれる４価の遷
移金属としては特に限定されず、例えば、チタン、ジル
コニウム、ハフニウム、ニッケル、パラジウム、白金等
が挙げられる。上記メタロセン化合物は、上記４価の遷
移金属に、１つ又はそれ以上のシクロペンタジエニル環
及びその類縁体がリガンドとして１つ又はそれ以上存在
する化合物をいう。

【００２０】上記４価の遷移金属を含むメタロセン化合
物等を重合触媒として得られるポリエチレン系樹脂とし
ては、例えば、ダウケミカル社製「ＣＧＣＴ」、「アフ
ィニティー」、「エンゲージ」；エクソンケミカル社製
「ＥＸＴＲＡＣＴ」等の市販品が挙げられる。

【００２１】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質は、
単独で用いても、２種以上を併用してもよい。樹脂の溶
融粘度、柔軟性、粘着性等の調整のため、２種以上の樹
脂をブレンドしたものをベース樹脂として用いても良
い。

【００２２】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質に
は、更に、本発明における熱膨張性耐火層の耐火性能を
阻害しない範囲で、架橋や変性が施されてもよい。上記
熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質の架橋や変性を行う時
期については特に限定されず、予め架橋、変性した熱可
塑性樹脂及び／又はゴム物質を用いてもよく、後述のリ
ン化合物や無機充填剤等の他の成分を配合する際同時に
架橋や変性してもよい。また、熱可塑性樹脂及び／又は
ゴム物質に他の成分を配合した後に架橋や変性してもよ
く、上記架橋や変性は、いずれの段階で行ってもよい。

【００２３】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質の架
橋方法については特に限定されず、熱可塑性樹脂又はゴ
ム物質について通常行われる架橋方法、例えば、各種架
橋剤、過酸化物等を使用する架橋方法、電子線照射によ
る架橋方法等が挙げられる。

【００２４】上記リン化合物としては特に限定されず、
例えば、赤リン；トリフェニルホスフェート、トリクレ
ジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレ
ジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホ
スフェート等の各種リン酸エステル；リン酸ナトリウ
ム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム等のリン酸金
属塩；ポリリン酸アンモニウム類；下記一般式（１）で
表される化合物等が挙げられる。これらのうち、耐火性
の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム類、及
び、下記一般式（１）で表される化合物が好ましく、性
能、安全性、費用等の点においてポリリン酸アンモニウ
ム類がより好ましい。

【００２５】

【化１】

【００２６】式中、Ｒ¹及びＲ³は、水素、炭素数１〜
１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素
数６〜１６のアリール基を表す。Ｒ²は、水酸基、炭素
数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素
数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、
炭素数６〜１６のアリール基、又は、炭素数６〜１６の
アリールオキシ基を表す。

【００２７】上記赤リンは、少量の添加で難燃効果を向
上する。上記赤リンとしては、市販の赤リンを用いるこ
とができるが、耐湿性、混練時に自然発火しない等の安
全性の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティング
したもの等が好適に用いられる。

【００２８】上記ポリリン酸アンモニウム類としては特
に限定されず、例えば、ポリリン酸アンモニウム、メラ
ミン変性ポリリン酸アンモニウム等が挙げられるが、取
扱性等の点からポリリン酸アンモニウムが好適に用いら
れる。市販品としては、例えば、クラリアント社製「Ｅ
ＸＯＬＩＴＡＰ４２２」、「ＥＸＯＬＩＴＡＰ４６
２」、住友化学工業社製「スミセーフＰ」、チッソ社製
「テラージュＣ６０」、「テラージュＣ７０」、「テラ
ージュＣ８０」等が挙げられる。

【００２９】上記一般式（１）で表される化合物として
は特に限定されず、例えば、メチルホスホン酸、メチル
ホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジエチル、エチ
ルホスホン酸、プロピルホスホン酸、ブチルホスホン
酸、２−メチルプロピルホスホン酸、ｔ−ブチルホスホ
ン酸、２，３−ジメチル−ブチルホスホン酸、オクチル
ホスホン酸、フェニルホスホン酸、ジオクチルフェニル
ホスホネート、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホ
スフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホ
スフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフ
ィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホ
スフィン酸、ビス（４−メトキシフェニル）ホスフィン
酸等が挙げられる。なかでも、ｔ−ブチルホスホン酸
は、高価ではあるが、高難燃性の点において好ましい。

【００３０】上記リン化合物は、単独で用いても、２種
以上を併用してもよい。

【００３１】上記熱膨張性黒鉛は、天然鱗状グラファイ
ト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉
末を、濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と、濃硝酸、
過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸
塩、過酸化水素等の強酸化剤とで処理することにより生
成するグラファイト層間化合物であり、炭素の層状構造
を維持したままの結晶化合物である。

【００３２】上述のように酸処理された熱膨張性黒鉛
は、更に、アンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金
属化合物、アルカリ土類金属化合物等で中和することに
よって、中和処理された熱膨張性黒鉛とする。

【００３３】上記脂肪族低級アミンとしては、特に限定
されず、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、
トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブ
チルアミン等が挙げられる。上記アルカリ金属化合物及
びアルカリ土類金属化合物としては、特に限定されず、
例えば、カリウム、ナトリウム、カルシウム、バリウ
ム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸
塩、有機酸塩等が挙げられる。

【００３４】上記中和処理された熱膨張性黒鉛の粒度
は、２０〜２００メッシュが好ましい。粒度が２００メ
ッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さく、所定
の耐火断熱層が得られず、粒度が２０メッシュより大き
くなると、黒鉛の膨張度が大きいという利点はあるが、
後述の樹脂分と混練する際に分散性が悪くなり、物性の
低下が避けられない。

【００３５】上記中和処理された熱膨張性黒鉛の市販品
としては、例えば、東ソー社製「フレームカットＧＲＥ
Ｐ−ＥＧ」、ＵＣＡＲＣａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧ
ＵＡＲＤ」等が挙げられる。

【００３６】上記バーミキュライトとしては、特に限定
されず、例えば、キンセイマテック社製「バーミキュラ
イト」等が挙げられる。

【００３７】上記無機充填剤としては特に限定されず、
例えば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシ
ウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチ
モン、フェライト類等の金属酸化物；水酸化カルシウ
ム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイド
ロタルサイト等の含水無機物；塩基性炭酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭
酸ストロンチウム、炭酸バリウム等の金属炭酸塩；硫酸
カルシウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム等のカルシウ
ム塩；シリカ、珪藻土、ドーソナイト、硫酸バリウム、
タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナ
イト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサ
イト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルン、窒
化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブ
ラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉
末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム
「ＭＯＳ」（商品名）、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミ
ニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステン
レス繊維、ホウ酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、フラ
イアッシュ等が挙げられる。中でも、含水無機物及び金
属炭酸塩が好ましい。

【００３８】上記水酸化マグネシウム、水酸化アルミニ
ウム等の含水無機物は、加熱時の脱水反応によって生成
した水のために吸熱が起こり、温度上昇が低減されて高
い耐熱性が得られる点、及び、加熱残渣として酸化物が
残存し、これが骨材となって働くことで残渣強度が向上
する点で特に好ましい。水酸化マグネシウムと水酸化ア
ルミニウムは、脱水効果を発揮する温度領域が異なるた
め、併用すると脱水効果を発揮する温度領域が広がり、
より効果的な温度上昇抑制効果が得られることから、併
用することが好ましい。

【００３９】上記炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の金属炭
酸塩は、上記リン化合物との反応で膨張を促すと考えら
れ、特に、リン化合物として、ポリリン酸アンモニウム
を使用した場合に、高い膨張効果が得られる。また、有
効な骨材として働き、燃焼後に形状保持性の高い残渣を
形成する。

【００４０】上記金属炭酸塩のなかでも、さらに、炭酸
ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩；炭酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム等のアルカリ
土類金属炭酸塩；炭酸亜鉛等の周期律表IIｂ族金属の炭
酸塩等が好ましい。一般的に、無機充填剤は、骨材的な
働きをすることから、残渣強度の向上や熱容量の増大に
寄与すると考えられる。

【００４１】上記無機充填剤の粒径としては、０．５〜
１００μｍのものが使用できる。上記無機充填剤は、添
加量が少ないときは、分散性が性能を大きく左右するた
め粒径の小さいものが好ましいが、０．５μｍ未満では
二次凝集が起こり、分散性が悪くなる。上記無機充填剤
の添加量が多いときは、高充填が進むにつれて、樹脂組
成物粘度が高くなり成型性が低下するが、粒径を大きく
することで樹脂組成物の粘度を低下させることができる
点から、粒径の大きいものが好ましい。粒径が１００μ
ｍを超えると、成型体の表面性、樹脂組成物の力学的物
性が低下する。より好ましくは、約１〜５０μｍであ
る。

【００４２】上記無機充填剤としては、例えば、水酸化
アルミニウムである粒径１μｍの「ハイジライトＨ−
４２Ｍ」（昭和電工社製）、粒径１８μｍの「ハイジラ
イトＨ−３１」（昭和電工社製）、及び、炭酸カルシウ
ムである粒径１．８μｍの「ホワイトンＳＢ赤」（白石
カルシウム社製）、粒径８μｍの「ＢＦ３００」（備北
粉化工社製）等が挙げられる。

【００４３】上記無機充填剤は、単独で用いても、２種
以上を併用してもよい。また、粒径の大きい無機充填剤
と粒径の小さいものを組み合わせて使用することがより
好ましく、組み合わせて用いることによって、熱膨張性
耐火層の力学的性能を維持したまま、高充填化すること
が可能となる。

【００４４】上記樹脂組成物（Ｉ）において、上記リン
化合物及び中和処理された熱膨張性黒鉛の配合量は、上
記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質１００重量部に対し
て合計量で２０〜２００重量部が好ましく、上記熱膨張
性黒鉛とリン化合物との重量比〔（熱膨張性黒鉛）／
（リン化合物）〕は、０．０１〜９が好ましい。

【００４５】上記無機充填剤の配合量は、上記熱可塑性
樹脂及び／又はゴム物質１００重量部に対して５０〜５
００重量部が好ましく、上記無機充填剤とリン化合物と
の重量比〔（無機充填剤）／（リン化合物）〕は、０．
６〜１．５が好ましい。

【００４６】上記無機充填剤としては、上記含水無機
物、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び、周期律表
IIｂ族金属の金属炭酸塩が好ましく、より好ましくは、
含水無機物と金属炭酸塩の混合物である。

【００４７】以下、樹脂組成物（II）について説明す
る。樹脂組成物（II）は、エポキシ樹脂、リン化合物、
中和処理された熱膨張性黒鉛並びに無機充填剤からな
る。

【００４８】上記樹脂組成物（II）で用いられるエポキ
シ樹脂は、特に限定されないが、基本的にはエポキシ基
をもつモノマーと硬化剤とを反応させることにより得ら
れる。エポキシ樹脂の硬化方法は、特に限定されず、公
知の方法によって行うことができる。上記エポキシ基を
もつモノマーとしては、例えば、２官能のグリシジルエ
ーテル型、グリシジルエステル型、多官能のグリシジル
エーテル型等のモノマーが例示される。

【００４９】上記２官能のグリシジルエーテル型のモノ
マーとしては、例えば、ポリエチレングリコール型、ポ
リプロピレングリコール型、ネオペンチルグリコール
型、１、６−ヘキサンジオール型、トリメチロールプロ
パン型、プロピレンオキサイド−ビスフェノールＡ型、
水添ビスフェノールＡ型等のモノマーが挙げられる。

【００５０】上記グリシジルエステル型のモノマーとし
ては、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸型、テトラヒ
ドロ無水フタル酸型、ダイマー酸型、ｐ−オキシ安息香
酸型等のモノマーが挙げられる。

【００５１】上記多官能のグリシジルエーテル型のモノ
マーとしては、例えば、フェノールノボラック型、オル
ソクレゾールノボラック型、ＤＰＰノボラック型、ジシ
クロペンタジエン・フェノール型等のモノマーが挙げら
れる。

【００５２】これらのエポキシ基をもつモノマーは、単
独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

【００５３】上記硬化剤としては、重付加型又は触媒型
のものが用いられる。重付加型の硬化剤としては、例え
ば、ポリアミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメル
カプタン等が例示される。また、上記触媒型の硬化剤と
しては、例えば、三級アミン、イミダゾール類、ルイス
酸、ルイス塩基等が例示される。

【００５４】上記エポキシ樹脂には他の樹脂が添加され
てもよい。他の樹脂の添加量が多くなると、エポキシ樹
脂の効果が発現されなくなるので、エポキシ樹脂１００
重量部に対して５００重量部以下が好ましい。

【００５５】上記エポキシ樹脂には、可撓性が付与され
てもよく、可撓性を付与する方法としては、次の方法が
挙げられる。架橋点間の分子量を大きくする。架橋密度を小さくする。軟質分子構造を導入する。可塑剤を添加する。相互侵入網目（ＩＰＮ）構造を導入する。ゴム状粒子を分散導入する。ミクロボイドを導入する。

【００５６】は予め分子鎖の長いエポキシモノマー及
び／又は硬化剤を用いて反応させることにより、架橋点
の間の距離を長くして可撓性を発現させる方法である。
硬化剤としては、例えばポリプロピレンジアミン等が用
いられる。は官能基の少ないエポキシモノマー及び／
又は硬化剤を用いて反応させることにより、一定領域の
架橋密度を小さくして可撓性を発現させる方法である。
硬化剤としては、例えば２官能アミン、エポキシモノマ
ーとしては、例えば１官能エポキシ等が用いられる。
は軟質分子構造をとるエポキシモノマー及び／又は硬化
剤を導入して可撓性を発現させる方法である。硬化剤と
しては、例えば複素環状ジアミン、エポキシモノマーと
しては、例えばアルキレンジグリコールジグリシジルエ
ーテル等が用いられる。は可塑剤として非反応性の希
釈剤、例えばＤＯＰ、タール、石油樹脂等を添加する方
法である。

【００５７】はエポキシ樹脂の架橋構造に別の軟質構
造をもつ樹脂を導入する相互侵入網目（ＩＰＮ）構造に
よって可撓性を発現させる方法である。はエポキシ樹
脂マトリックスに液状又は粒状のゴム粒子を配合させる
方法である。エポキシ樹脂マトリックスとしては、例え
ばポリエステルエーテル等が用いられる。は１μｍ以
下のミクロボイドをエポキシ樹脂マトリックスに導入さ
せることによって、可撓性を発現させる方法である。エ
ポキシ樹脂マトリックスとしては、例えば分子量１００
０〜５０００のポリエーテルが添加される。

【００５８】上記エポキシ樹脂の剛性、可撓性を調整す
ることによって、硬い板状物から柔軟性を有するシート
の成形が可能となり、耐火性能が要求される様々な部位
に適応可能となる。

【００５９】上記リン化合物、中和処理された熱膨張性
黒鉛並びに無機充填剤は、樹脂組成物（Ｉ）と同様の成
分が用いられる。

【００６０】上記樹脂組成物（II）において、上記リン
化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の
配合量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して合計量で
５０〜９００重量部が好ましい。また、上記熱膨張性黒
鉛とリン化合物との重量比〔（熱膨張性黒鉛）／（リン
化合物）〕は、０．０１〜９が好ましく、上記無機充填
剤とリン化合物との重量比〔（無機充填剤）／（リン化
合物）〕は、０．６〜１．５が好ましい。

【００６１】上記樹脂組成物（Ｉ）及び（II）におい
て、熱膨張性黒鉛は、加熱により膨張して断熱層を形成
し、熱の伝達を阻止する。無機充填剤は、その際の熱容
量の増大により寄与し、リン化合物は膨張断熱層の形状
保持能力を有する。

【００６２】上記熱膨張性耐火層は、２５℃での初期の
かさ密度が０．８〜２ｇ／ｃｍ³であるのが好ましい。
２５℃での初期のかさ密度を０．８〜２ｇ／ｃｍ³の範
囲内とすることによって、上記熱膨張性耐火層に要求さ
れる断熱性、耐火性等の物性を損なわず、しかも、作業
性に優れたものとすることができる。

【００６３】上記熱膨張性耐火層の２５℃における初期
のかさ密度が、０．８ｇ／ｃｍ³未満であると、樹脂組
成物中に充分な量の膨張剤、炭化剤、不燃性充填剤等を
添加することができず、加熱後の膨張倍率、残渣量が不
充分となり、耐火断熱層を形成することができなくな
る。２５℃における初期のかさ密度が、２ｇ／ｃｍ³を
超えると、上記樹脂組成物の重量が大きくなりすぎるた
めに、上記耐火複合面材の取扱い性が低下する。より好
ましくは、１〜１．８ｇ／ｃｍ³である。

【００６４】上記熱膨張性耐火層は、５００℃で１時間
加熱したときのかさ密度が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ³
であるのが好ましい。５００℃で１時間加熱したときの
かさ密度が、０．０５ｇ／ｃｍ³未満であると、隙間が
多すぎるため、膨張時の崩れにより耐火断熱層がその形
状を保持することができず、０．５ｇ／ｃｍ³を超える
と、膨張倍率が不充分となり、耐火性能を充分に発揮す
ることができず、いずれの場合も耐火断熱層を形成する
ことができなくなる。より好ましくは、０．１〜０．３
ｇ／ｃｍ³である。

【００６５】本発明においては、上記樹脂組成物に、上
記樹脂組成物の物性を損なわない範囲で、難燃剤、酸化
防止剤、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、架橋剤、
滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与樹脂等が添加されてもよ
い。

【００６６】上記樹脂組成物は、上記各成分を単軸押出
機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサ
ー、二本ロール、らいかい機、遊星式撹拌機等公知の混
練装置を用いて溶融混練することにより得ることができ
る。得られた樹脂組成物は、例えば、プレス成形、押出
し成形、カレンダー成形等の従来公知の方法により、シ
ート状の熱膨張性耐火層に成形することができる。

【００６７】上記補助断熱層としては、例えば、セラミ
ックブランケット、ガラスウール板、ガラスマット、ロ
ックウール板、石膏ボード、セラミック板、軽量気泡コ
ンクリート板（ＡＬＣ）、コンクリート板、セメント
板、ケイ酸カルシウム板、含水無機物含有ボード、及
び、これらの複合板等が挙げられる。市販品としては、
例えば、フレックスガード（ニチアス社製「セラミック
ブランケット」）、スーパーフェルトン（ニチアス社製
「ガラスマット」）、ＭＧフェルト（ニチアス社製「ロ
ックウール」）、タイガーボード（吉野石膏社製「石膏
ボード」）、セルストン（アスク社製「ケイ酸カルシウ
ム板」）等が挙げられる。これらの中で、セメント板、
ケイ酸カルシウム板、含水無機物含有ホード、石膏ボー
ドが好ましい。これらは、その内部に結晶水を含んでい
るため、吸熱効果を併せて有する。上記補助断熱層は、
単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。

【００６８】上記補助断熱層は、熱伝導率が１．５ｋｃ
ａｌ／ｍ・ｈ・℃以下であり、かつ、４００℃の加熱条
件下で１時間加熱することによる厚み方向の収縮率が１
０％以下であるものが好ましい。上記補助断熱層の熱伝
導率は低いほど好ましく、１．５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃
を超えると充分な断熱性を確保するためには膨張後の熱
膨張性耐火層と同程度の厚みが必要となり、耐火複合面
材の肉薄化が困難になる。

【００６９】また、４００℃の加熱条件下で１時間加熱
することによる厚み方向の収縮率が１０％を超えると、
収縮が断熱効果に大きな影響を与えるため、耐火複合面
材の肉薄化が困難になる。なお、一般的な樹脂発泡体は
加熱されると溶融又は燃焼して体積が著しく減少し、４
００℃の加熱条件下で１時間加熱した場合の収縮率は１
０％を超え、断熱機能を全く発揮しない状態になる。

【００７０】上記補助断熱層は、示差走査熱量計（ＤＳ
Ｃ）により、１０℃／分の昇温速度で６００℃まで加熱
した場合の総吸熱量が、１００Ｊ／ｇ以上であることが
好ましい。１００Ｊ／ｇ以上であると、温度上昇速度が
遅くなり、断熱性能がより良好となる。

【００７１】上記熱膨張性耐火層及び補助断熱層の厚み
は、特に限定されないが、熱膨張性耐火層の厚みは５ｍ
ｍ以下が好ましく、より好ましくは０．４〜３ｍｍであ
り、補助断熱層の厚みは１０ｍｍ以下が好ましく、より
好ましくは２〜５ｍｍである。この範囲であれば、取扱
い性が良好で室内空間を狭めることもない。

【００７２】上記熱膨張性耐火層として粘着性を有する
材料からなるものを用いると、耐火複合面材を作製する
際の作業性が向上する。粘着性を有するとは、後述する
遮炎層及び／又は補助断熱層に仮止め固定が可能となる
ような性質を有することを意味し、広く粘着性及び／又
は接着性を有することをいう。

【００７３】上記熱膨張性耐火層に粘着性が不足する場
合は、例えば、上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質に
粘着付与剤を添加することにより、粘着性を付与するこ
とができる。上記粘着付与剤としては特に限定されず、
例えば、粘着付与樹脂、可塑剤、油脂類、高分子低重合
物等が挙げられる。

【００７４】また、上記熱膨張性耐火層の片面には、施
工性や燃焼残渣の強度を改善する目的で、例えば、ラ
ス、金網、アルミ箔、アルミガラスクロス、布、不織
布、樹脂フィルム、割布、ガラスクロス等からなる燃焼
残渣補強材層が積層されてもよい。上記樹脂フィルムと
しては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレ
ンフィルム、ポリエステルフィルム等が挙げられる。

【００７５】上記燃焼残渣補強材層は熱膨張性耐火層の
加熱側表面に積層されてもよく、熱膨張性耐火層と後述
する補助断熱層との間に積層されてもよい。燃焼残渣補
強材層としては、ラス、金網、アルミ箔、アルミガラス
クロス等のように、直火によって着火、燃焼することの
ないものであれば、加熱面側に配置することによって、
燃焼残渣の強度補強をより効果的に行うことができる。
また、燃焼残渣補強材層を熱膨張性耐火層と補助断熱層
との間に樹脂フィルムを配置すると、熱融着によって補
助断熱層との積層が可能になるというメリットがある。
上記樹脂フィルムの燃焼残渣補強材層の場合は、厚み
０．２５ｍｍ以下が好ましい。

【００７６】本発明の耐火複合面材は、上記熱膨張性耐
火層の加熱面側に更に不燃材又は準不燃材からなる遮炎
層を積層することが好ましい。上記不燃材又は準不燃材
としては、例えば、鉄板、ステンレス板、亜鉛めっき鋼
板、アルミ板、その他の金属板、及び、塩ビ鋼板、カラ
ー鋼板等更に塗装等の処理が施された金属板、セラミッ
ク板、石膏ボード、軽量気泡コンクリート板（ＡＬ
Ｃ）、コンクリート板、セメント板、ケイ酸カルシウム
板、並びに、これらの複合板等が用いられる。上記不燃
材又は準不燃材は、単独で用いても、２種以上を併用し
てもよい。

【００７７】上記遮炎層の厚みは０．１〜３ｍｍである
ことが好ましい。厚みが、０．１ｍｍ未満であると遮炎
機能が不充分であり、３ｍｍを超えると上記熱膨張性耐
火層の膨張を阻害する可能性がある。

【００７８】また、上記不燃材又は準不燃材は表装加工
された金属板であることが好ましい。表装加工として
は、意匠、錆・腐食・耐久性対策のための塗装等の表面
処理、意匠・強度向上のためのエンボス形状・波板形状
・溝形状等の賦形処理等が挙げられる。

【００７９】本発明において、上記表装加工された金属
板を不燃材又は準不燃材として用いることにより、折鈑
外壁を得ることができる。上記折板外壁の製造方法とし
ては特に限定されず、例えば、次の様な方法が挙げられ
る。まず、カラー鋼板の裏面に熱膨張性耐火層を積層し
た後、エンボス・波板・溝形状を付与する曲げ加工を行
い、更にその後に補助断熱層を積層して折板外壁とする
方法である。このときの補助断熱層は折板形状に追従し
やすい点から、ロックウール、ガラスマット、セラミッ
クブランケット等の柔軟性を有し、かつ形状追従性が良
好な物が好適に使用できる。

【００８０】本発明の耐火複合面材の構成としては、
（１）熱膨張性耐火層／補助断熱層、（２）熱膨張性耐
火層ａ／補助断熱層／熱膨張性耐火層ｂ、（３）熱膨張
性耐火層／補助断熱層ａ／補助断熱層ｂ、（４）熱膨張
性耐火層ａ／熱膨張性耐火層ｂ／補助断熱層、（５）遮
炎層／熱膨張性耐火層／補助断熱層、（６）燃焼残渣補
強材層／熱膨張性耐火層／補助断熱層等が挙げられる。
なお、上記構成において左側が加熱面側、右側が非加熱
面側をそれぞれ表す。

【００８１】上記構成の耐火複合面材の製造方法として
は、特に限定されず、予めシート化した熱膨張性耐火層
を自己粘着性により補助断熱層に貼合わせてもよいし、
接着剤により貼合わせてもよい。補助断熱層、遮炎層又
は燃焼残渣補強材層に熱膨張性耐火層を構成する樹脂組
成物をコーター、ラミネーター等により直接塗布して製
造することにより、工程数を削減することも可能であ
る。

【００８２】上記耐火複合面材の用途は特に限定されな
いが、例えば、自動車産業、電気及び電子産業、建築材
料分野等の断熱性及び耐火性が要求される用途で使用す
ることができる。また、各用途によって、上記樹脂組成
物の配合成分、及び、その配合割合を適宜選択すること
ができる。また、建築材料分野においては、本発明の耐
火複合面材は、鉄骨の被覆材、複合壁材、天井、床、間
仕切り壁等の壁の裏打ち材等として好適に用いることが
できる。但し、目地部分の被覆のみに用いられる目地材
は、本発明の範囲ではない。

【００８３】本発明の防・耐火壁構成体は、壁材の裏面
（屋内）側に耐火複合面材が配置されたものである。上
記壁材としては特に限定されず、例えば、鋼板、ステン
レス板、アルミ−亜鉛合金板、アルミニウム板、ケイ酸
カルシウム板、炭酸カルシウム板、石膏ボード、パーラ
イトセメント板、ロックウール板、スレート板、ＡＬＣ
板、窯業系板、モルタル、プレキャストコンクリート
板、セメントと木片との複合体等が挙げられる。市販品
としては、例えば、モエンサイディング（ニチハ社製、
窯業性サイディング）、ベルマティエ（松下電工社製、
窯業性サイディング）、アスロック（ノザワ社製、押出
セメント板）、メース（三菱マテリアル社製、押出セメ
ント板）、ヘーベル（旭化成建材社製、ＡＬＣ板）等が
挙げられる。

【００８４】上記耐火複合面材は、上記補助断熱層が壁
材側となるようにして被覆した後、溶接ビス、釘、ビ
ス、ボルト等によって固定することができる。

【００８５】上記防・耐火壁構成体は、火災等で３００
℃を超える高温になる場合は、上記熱膨張性耐火層が膨
張し耐火断熱層を形成して伝熱を阻止し、さらに上記補
助断熱層が壁材に熱が伝わるのを防止する。しかしなが
ら、３００℃以下の低温の場合は、上記熱膨張性耐火層
の膨張による耐火断熱層の形成が不充分であるため、主
に補助断熱層が壁材に熱が伝わるのを防止する。このよ
うな防・耐火壁構成体は、例えば、自動車産業、電気・
電子産業、建築物の壁装材等として好適に用いることが
できる。

【００８６】上記防・耐火壁構成体の施工方法として
は、予め積層体とした耐火複合面材を壁材に被覆する方
法の他に、壁材の裏面に補助断熱層を被覆し、更にその
上に、熱膨張性耐火層を被覆する方法が挙げられる。上
記熱膨張性耐火層及び上記補助断熱層を、上記壁材の裏
面に被覆する方法としては特に限定されず、例えば、溶
接ビス、釘、ビス、ボルト等によって固定する方法等を
採用することができる。好ましくは、上記熱膨張性耐火
層と上記補助断熱層とを共通の溶接ビス等により一度に
固定する方法である。

【００８７】上記耐火複合面材を鉄骨や壁材に設置する
際には、耐火複合面材の接合目地から火炎が侵入するこ
とを防止するために、隣接する耐火複合面材同士の遮炎
層同士が重なり合うように設置することが好ましい。

【００８８】また、以下のような観点から補強部材を用
いてもよい。上記耐火複合面材のような耐火被覆材は、
例えば、ＪＩＳＡ１３０４の耐火試験に規定される
耐火性能基準を満足する必要がある。

【００８９】上記耐火複合面材の接合部、及び、上記遮
炎層、燃焼残渣補強材層、熱膨張性耐火層、補助断熱層
等の接合部のような部分は機械的に弱く、衝撃にも弱い
ため、衝撃により耐火複合面材が変形するおそれがあ
る。実際の火災時においても、建築部材等が落下した場
合に、上記接合部等から耐火複合面材が変形し易く、そ
のために変形部分から熱が侵入し、骨材が変形や破壊を
起こす原因となる。そこで、上記接合部に補強部材を配
置することにより、その機械的強度及び耐衝撃性を改善
することが好ましい。

【００９０】

【発明の実施の形態】以下に実施例を掲げて本発明を更
に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。

【００９１】熱膨張性耐火層を構成する樹脂組成物表１に示す配合量の樹脂組成物Ａ〜Ｇをシート化して所
定厚みの熱膨張性耐火層を作製した。尚、樹脂組成物Ａ
〜Ｃ及びＧは混練ロールで混練後、熱プレスによって所
定厚みのシートに成形した。また、樹脂組成物Ｄ〜Ｆは
エポキシモノマーと硬化剤の混合物を混練ロールで混練
後、熱プレスにより１００℃で１時間硬化を行い、所定
厚みのシートに成形した。

【００９２】

【表１】

【００９３】表１中、下記の成分、材料を使用した。ブチルゴム：エクソン社製「ブチル＃０６５」ポリブテン：出光石油化学社製「ポリブテン＃１００
Ｒ」水素添加石油樹脂：トーネックス社製「エスコレッツ＃
５３２０」メタロセンポリエチレン：ダウケミカル社製「ＥＧ８２
００」エポキシ樹脂：油化シェル社製「ビスフェノールＦ型エ
ポキシモノマーＥ８０７」と油化シェル社製「ジアミン
系硬化剤ＦＬ０５２」を重量比４０：６０で混合熱膨張性黒鉛：東ソー社製「フレームカットＧＲＥＰ−
ＥＧ」バーミキュライト：キンセイマテツク社製ポリリン酸アンモニウム：クラリアント社製「ＥＸＯＬ
ＩＴＡＰ４２２」水酸化アルミニウム：昭和電工社製「ハイジライトＨ−
３１」炭酸カルシウム：備北粉化工社製「ＢＦ３００」メジヒカット：三井金属塗料社製、ウレタン樹脂と熱膨
張性黒鉛からなる樹脂シート材料ファイアバリア：住友３Ｍ社製、クロロプレンとバーミ
キュライトからなる樹脂シート材料

【００９４】熱膨張性耐火層の膨張倍率測定上記熱膨張性耐火層Ａ〜Ｇのシートを１００ｍｍ×１０
０ｍｍのサイズに切断したサンプルを、内寸１００ｍｍ
×１００ｍｍ×高さ３０ｍｍのステンレス製容器の底面
に配置した後、ＡＴＬＡＳ社製コーンカロリメーター
「ＣＯＮＥ２」を用いて５０ｋＷ／ｍ²の熱量を熱膨張
性耐火層側に３０分間照射して燃焼、膨張（中規模火災
時の燃焼条件に相当）させ、耐火断熱層を形成した。得
られた耐火断熱層の厚みから、下式により厚み方向の膨
張倍率を算出し、表２及び３に示した。厚み方向の膨張
倍率（倍）＝ｔ／ｔ₀、ここでｔは膨張後の厚み、ｔ₀
は膨張前の厚みをそれぞれ示す。尚、上記容器の使用に
よって、膨張は厚み方向のみに限定されるため、厚み方
向の膨張倍率は体積膨張率と見なされる。

【００９５】（実施例１〜１０、比較例１〜３）上記熱
膨張性耐火層の片面に、所定厚みの遮炎層、燃焼残渣補
強層、熱膨張性耐火層及び補助断熱層を積層して、表２
及び３に示した構成の耐火複合面材を作製した。尚、実
施例１，２，５，６及び１０は、熱膨張性耐火層の自己
粘着性を利用して各層を積層し、耐火複合面材を得た。
実施例３はエポキシ系接着剤を用いて各層を積層した。
また、実施例４，８及び９は、エポキシ樹脂の硬化を利
用して、遮炎層、燃焼残渣補強層と熱膨張性耐火層を積
層し、補助断熱層の積層はエポキシ系接着剤を用いて行
った。また、補助断熱層と鉄板との積層はエポキシ系接
着剤を用いて行った。

【００９６】上記実施例及び比較例で得られた耐火複合
面材（サイズ１ｍ×１ｍ）を試験サンプルとし、この試
験サンプルについて、ＪＩＳＡ１３０４に準拠して
耐火試験を行い、１時間加熱後の耐火複合面材の裏面
（補助断熱層又は鉄板側）温度を測定し、表２及び３に
示した。

【００９７】

【表２】

【００９８】

【表３】

【００９９】

【発明の効果】本発明の耐火複合面材は、上述の構成か
らなるので、３００℃以下の低温においても耐火性に優
れる。これにより、本発明の耐火複合面材は、肉薄であ
りながら、低温及び高温のいずれにおいても耐火性に優
れると共に、取扱い性や室内空間の確保性に優れる。そ
のため、柱・梁等の鉄骨並びに壁材等様々な部位、用途
に使用可能である。また、本発明の防・耐火壁構成体
も、耐火性に優れると共に、作業性や室内空間の確保性
に優れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｋ 3/34 Ｃ０８Ｋ 3/34 Ｃ０８Ｌ 21/00 Ｃ０８Ｌ 21/00 63/00 63/00 Ｃ 101/00 101/00 (72)発明者村岡仁美大阪府三島郡島本町百山２−１積水化学工業株式会社内 (72)発明者岡田和廣大阪府三島郡島本町百山２−１積水化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱膨張性耐火層を加熱面側に、補助断熱
層を非加熱面側に積層してなる耐火複合面材であって、
前記熱膨張性耐火層は、熱膨張性無機化合物を含有する
樹脂組成物からなり、かつ、５０ｋＷ／ｍ²の加熱条件
下で３０分間加熱することによる体積膨張率が１．１〜
１００倍であり、前記補助断熱層は、熱伝導率が１．５
ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下であって、かつ、４００℃の
加熱条件下で１時間加熱することによる厚み方向の収縮
率が１０％以下であることを特徴とする耐火複合面材。
【請求項２】熱膨張性無機化合物が、熱膨張性黒鉛で
あることを特徴とする請求項１記載の耐火複合面材。
【請求項３】熱膨張性無機化合物が、バーミキュライ
トであることを特徴とする請求項１記載の耐火複合面
材。
【請求項４】樹脂組成物（Ｉ）が、熱可塑性樹脂及び
／又はゴム物質、リン化合物、熱膨張性無機化合物、並
びに、無機充填剤を含有することを特徴とする請求項
１、２又は３記載の耐火複合面材。
【請求項５】樹脂組成物（II）が、エポキシ樹脂、リ
ン化合物、熱膨張性無機化合物、及び、無機充填剤を含
有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の耐火
複合面材。
【請求項６】補助断熱層は、示差走査熱量計（ＤＳ
Ｃ）により１０℃／分の昇温速度で６００℃まで加熱し
た場合の総吸熱量が、１００Ｊ／ｇ以上であることを特
徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐火複合
面材。
【請求項７】熱膨張性耐火層の加熱面側に更に不燃材
又は準不燃材からなる遮炎層が積層されてなる請求項１
〜６のいずれか１項に記載の耐火複合面材。
【請求項８】不燃材又は準不燃材が、表装加工された
金属板であることを特徴とする請求項７記載の耐火複合
面材。
【請求項９】熱膨張性耐火層の加熱面側に燃焼残渣補
強材層が積層されてなる請求項１〜６のいずれか１項に
記載の耐火複合面材。
【請求項１０】請求項８記載の耐火複合面材を使用して
なる折板外壁。
【請求項１１】請求項１〜９のいずれか１項に記載の
耐火複合面材を壁材の裏面側に設置してなる防・耐火壁
構成体。