JPH01234232A - 耐火性を有する建築用材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は耐火性、遮音性に優れた建築用材に関する。

従来技術と発明が解決しようとする課題従来、一般に、
間仕切り壁や天井等の下地材には、水硬性物質をバイン
ダーに用いた石膏板、木質セメント板等や、合板、パー
ティクルボードからなる基材の表面に金属板を貼着一体
化したしのが用いられている。

前者は不燃材料で構成されているので、一応の耐火性を
有しているが、火炎にさらされろと、結晶に含まれる水
分が遊離し、その蒸気により爆裂したり、強度が急激に
低下するという欠点があっノこ。

一方、後者は金属板の熱伝達率、熱膨張率が大きいので
、高温にさらされると、基材と金属板との界面に熱応力
か発生し、剥離や反りが生じるという欠点があった。

このため、前述の従来例にかかる建築用材を間仕切り壁
や天井に用いると、火災が発生した時に突然くずれ落ち
たり、１ｉ難口が変形して扉が開かない等の問題点が指
摘されていた。

これに対し、大きな断面積を有する木質材ては、その表
面が炭化するにすぎず、火災にあっても火炎による損傷
が内部まで進行けず、熱応力も小さいので、耐火性に優
れているという報告がある。

また、間仕切り壁や天井等は遮音性を要求されるが、前
述の建築用材では重量や厚みを増大させないと遮音効果
が上がらず、切削加工性や施工性を維持したまま、遮音
性能を向上させることができないという問題点があった
。

本発明は、ｎｉｊ記問題点に鑑み、軽量で優れた切断加
工性を保持するとともに、優れた遮音性、耐火性を何し
、特に、高温環境下において強度の低下が少ない耐火性
を有する建築用材を提供することを目的とする乙のであ
る。

課題を解決ケろための手段 本発明の要旨は、前記目的を達成するため、基材の表面
に、主として炭素成分からなる粉粒と熱Ｗ化性合成樹脂
とからなる保護層を設けた耐火性を有する建築用材にあ
る。

また、本発明は、同様の目的を逼成するため、基材の表
面に、主として炭素成分からなる粉粒と熱硬化性合成樹
脂とからなる保護層を設け、更に、その表面に化粧層を
設けた耐火性を有する建築用材であってもよい。

前記基材としては、合板、パーティクルボード。

ＬＶＬ、木材薄板等の木質材の他、石膏板、ケイ酸カル
シウム板１木片セメント板、スラグ石膏板等の水硬化性
無機質材が挙げられろか、基材は必ずしも板状のものに
限らず、柱状、棒状の乙のであってもよい。

基材が木質材である場合には、木質材それ自体が熱伝導
率が小さいとと乙に、後述する保護層との界面部に熱分
解によって炭化層が生成し、この炭化層か断熱材となる
ので、その内部の熱分解を効果的に防止する。また、前
記炭化層は基材と保護層との間に生ずる応力を緩和する
ので、表層剥離やクラックが生じにくいという利点があ
る。

一方、基材が無機質材である場合には、後述する保護層
によって基材が直接炎にさらされないので、結晶水の分
解か少なく、爆裂が生じにくくなり、基材の耐火性が一
段と向上するという利点がある。

主として炭素成分からなる前記粉粒は木材の他、コーリ
ャン、ムギ、サトウキビ、イネ、アワといった禾本科植
物の種子、外皮、幹、枝、葉等、例えば、モミガラを用
いたり、タールピッチ等のＴＴ　ｎ物を加熱分解、焼成
することによって得られ、処理温度が高いものほど好適
である。例えば、処理温度が３００℃〜５００℃であれ
ば、炭化は進行ずろが、１０００°Ｃ以上の温度で焼成
すると、炭の収縮がおこるとともに、比表面積が小さく
なり、しかし、炭素リッヂになるため、燃焼しにくくな
るので、より一層好ましい。

このようにして人工的につくった炭や黒鉛の他に、天然
にｒ７−在する黒鉛や各種の炭を炭素粉粒として使用で
きろ。これらのうちの鱗片状の炭素粉粒を使用すれば、
保護層を形成する際に重なり合うので、緻密な保護層を
形成できるという利点がある。この炭素粉粒の粒径は３
０〜２０００ミクロンが好ましい。

リン片状の粉粒体として上記以外にマイカが挙げられろ
。又、上記粉粒にシリカ、アルミナ、マグネシア等を混
入してもよい。特に、禾本科植物等のモミガラはソリ均
分を多く含み、焼成すると炭素粉粒との混合物が一度に
できて好適である。

又、補強材や増単剤として’４８　；（ｅ状のものや軽
量骨材等を添加してもよい。

一方、熱硬化性合成樹脂としては、炭素粉粒との濡れ性
をよくするため、例えば、ノボラック型あるいはレゾー
ル型のフェノール樹脂、メラミン樹脂の初期縮合物が好
適である。特に、ツボノール樹脂は固定炭素量が多いの
で、熱分解で炭化ずろと、耐火性がより一層向上すると
いう利点がある。

保護層を形成する方法には各種の方法があるが、第１の
方法としては、炭素粉粒および熱硬化性低分子量材料か
らなる自硬化性炭素粉粒体をシ１１．材の表面に散布し
た後、加熱圧締する方法がある。

すなわち、自硬化性炭素粉粒体を得る方法としては、炭
素粉粒および固形の熱硬化性合成樹脂、例えば、レゾー
ル型フェノール樹脂の初期縮合物をニーグーに投入し、
これらをアルコール溶媒等で混練した後、混練物をニー
グーから取り出し、更に混合を良くするため、押し出し
て成形した成形物を乾燥し、ついで、粉砕して自硬化性
炭素粉粒体を得る方法がある。

また、炭素粉粒の表面に均一に樹脂を付着させた自硬化
性炭素粉粒体を得る別の方法としては、フェノール樹脂
を合成する際に、これらの炭素粉粒を予め反応容器に入
れて反応させることにより、炭素粉粒の表面に樹脂を均
一に付着させ、これを戸別した後、乾燥させることによ
り自硬化性炭素粉粒体を得る方法がある。

この自硬化性炭素粉粒体を基材の表面に散布した後、加
熱圧締することにより、保護層を形成する。

前述の方法によれば、炭素粉粒等の濡れにくいものでも
、熱硬化性合成樹脂が付着した自硬化性炭素粉粒体が得
られる。この結果、この自硬化性炭素粉粒体を基材の表
面に所定量散布して加熱圧締すれば、容易に保護層が得
られ、基材の耐火性にバラツキが生じないという利点が
ある。

尚、加熱圧締の際に、自硬化性炭素粉粒体の上に紙、布
、不織布または樹脂シートを配して化粧層を一体化して
もよい。

第２の方法としては、前記自硬化性炭素粉粒体を均一に
散布し、これを５０℃〜ｌＯＯ℃の温度でロール加圧し
て部分的に圧着し、所定厚さの自硬化性シート材を得、
この自硬化性シート材で基材の表面を被覆した後、加熱
圧締することにより、基材の表面に保護層を形成する方
法がある。

この方法によれば、均一な自硬化性シート材を基材の表
面に加熱圧締するので、大版の建築用材でも保護層が均
一になり、耐火性にバラツキか生じないという利点があ
る。

なお、この方法においては、自硬化性シート材を製造す
る際に、その片面に紙、布、不織布または樹脂シートを
配して一体化してもよく、化粧ンートであれば、後述す
る化粧層の貼着工程が省略できる。

また、接着剤を塗布した基材の表面に前記自硬化性シー
ト材を重ね合わせ、加熱圧締してもよい。

第３の方法としては、木材小片と接着剤、セメント等の
バインダーとを混練してなるフォーミングマットの上面
又は下面に前記自硬化性粉粒体または自硬化性シート材
を配し、これを加熱圧締することにより、成板と同時に
保護層を形成する方法がある。

この方法によれば、基材と保護材との界面部に混在一体
化した層が形成されるので、強力に固着し、剥離やクラ
ックが生じにくいという利点がある。

第４の方法としては、炭素粉粒体および熱硬化性低分子
蛍材料を各種の溶媒を介してペースト状に混練した後、
そのままロールで加圧してシート状に押し出し、これを
基材の表面に配した後、加熱圧締して保護層を形成する
方法であり、同時に紙、布、不織布または樹脂シートを
配してもよい。

第５の方法としては黒鉛に強酸を加えて層間化合物を生
成し、これを加熱して約１０−１００倍に膨張させた後
、常温下、ロールで加圧してシート状としたものに熱硬
化性低分子型材料を含浸させ、これを基材の表面に配し
て加熱圧締することにより、保護層を形成する方法があ
る。

なお、保護層における炭素粉粒の固定含有量は重量比で
５０％以上、好ましくは６０〜９５％が良く、保護層の
比重は０．８以上、好ましくは１゜０〜１．４が良い。

また、保護層の厚さは０．５〜５■、好ましくは１〜３
ａｍが良い。

さらに、基材の表裏面に保護層を設ければ、いわゆるサ
ンドイッチコンストラクションとなって材料の物理的、
力学的性質が安定するため、反りが生じにくくなり、し
かも、保護層が厚くなるので、火災時に火炎が貫通しに
くくなるとともに、遮音性が高まるという利点がある。

更に、予め形成した前記保護層の表面には、木材薄板１
合成樹脂シート、ガラスクロス等の化粧シート等による
化粧層を設けておくことが好ましい。

実施例１ 双腕式ニーグーに鱗片状炭素粉粒およびレゾール型フェ
ノール樹脂を重量比で６５：３５の割合で投入し、３０
分間撹拌混練した後、この、ｆ２練物を連続混練押出機
で押し出し成形し、この成形物を風乾して溶剤を種数し
、ついで、これを粉砕機で粉砕して自硬化性炭素粉粒体
を得た。

次に、この自硬化性炭素粉粒体を厚さ１７ｍｍ、比重０
．７０のパーティクルボード（市販品）の表裏面に散布
し、１６０°Ｃて５分間加熱圧締して表裏面に厚さ１．
５ｍｍ、比重ｌ　２の保護層を有する建築用材を得、こ
れをサンプルとした。

実施例２ 双腕式ニーグーに鱗片状炭素粉粒および粘度が２００ポ
アズのレゾール型フェノール樹脂を重量比で１００＋６
５の割合で投入し、３０分間撹拌。

混紗して払い出した後、このペースト状の混練物をロー
ルで加圧してシート状自硬化性保護材を得、これを石膏
ボードの表裏面に配し、ワイヤーメツシュ、パンチング
メタルを介して脱気しながら１６０℃で１０分間加熱圧
締することにより、表裏面に厚さＩ　、　５　ｍｍ、比
重１．０の保護層を有する全体厚さ１５ｍｍの建築用材
を得、これをサンプルとした。

実施例３ ５１２の四つロフラスコに、フェノール７７０ｇ。

３７％ホルマリン１３２８ｇ、ヘキサメチレンテトラミ
ン８０ｇを仕込み、さらに、平均粒径５μｍのリン片状
黒鉛１１００ｇを仕込んだ。

約６０分を要して９０°Ｃまで昇温し、そのまま３時間
反応を行い、冷却後、１別した。これを風乾して、平均
粒径５０μｍの自硬化性炭素粉粒体を１８３０ｇ得た。

得られた粉粒体中のフェノール樹脂の含ａ量は、４０％
であった。

この自硬化性炭素粉粒体を実施例１と同様に操作して得
た建築用材をサンプルとした。

比較例！ 市販の比重１．１５の木片セメント板をサンプルとした
。

比較例２ 市販の石膏ボード（汎用品）をサンプルとした。

比較例３ 比重０．７０のパーティクルボート単体をサンプルとし
た。

そして、前記実施例１　、２．、３および比較例１゜２
．３について火炎下の曲げクリープ試験を行なった。

火炎下の曲げクリープ試験は高温環境下における耐火曲
げ性能を知るためのもので、ＪＩＳＡ５９０８に準する
ボードの曲げ性能試験方法および装置を用いており、前
記装置は、中央集中荷重点の裏面側に１１１当する場所
に、一定流量になるように安定器を介して都市ガスを供
給されるブンゼンバーナーの火炎の先端をあてるように
配しである。

この火炎の先端温度は約７００℃であり、サンプルの曲
げ破壊強度の１１５に設定した荷重を加え、破壊に至る
までの所要時間と荷重点の変泣重とを測定した。

測定結果を第１表に示す。

第１表 以上の測定結果から明らかなように、実施例１゜２．３
はいずれら、比較例！、２．３よりも６倍ないし１０倍
の耐火性能があることかわかった。

また、５００１−ｒｚにおける遮音性能を測定し１−と
ころ、実施例！が２０ｄＢ、実施例２が２２ｄＩ３であ
ったのに対し、比較例２力月６ｄＢであったことから、
実施例１．２は比較例２とほぼ同等の比重であるが、比
較例２よりも良好な遮音性を有することがわかった。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基材
の表面が炭素粉粒および熱硬化性合成樹脂からなる保護
層で被覆されることになる。特に、炭素粉粒が鱗片状の
ものであれば、炭素粉粒が重なり合って保護層を形成す
るので、緻密な保護層で被覆されることになる。

そして、油脂保護層を形成する炭素粉粒は、それ自身が
熱硬化性合成樹脂を介して体質顔料的な機能を有するの
で、基材が多孔質であっても、基材の空孔に侵入して基
材と強力に一体化するとともに、炭素粉粒からなる保護
層は熱膨張が小さい。

特に、炭素粉粒が鱗片状のも省であれば、一定方向に配
向されるので、配向方向に応力の緩和作用がある。この
ため、高温の環境下で基材と保護層との間に生じる剪断
応力が小さく、反り、はく離。

クラック等が生じにくく、火災時においても充分な強度
を長時間維持し得る。

また、炭素粉粒および合成樹脂からなる保護層で被覆さ
れた本願建築用材は、前記炭素粉粒の酸素指数が大きい
ため、空気中で着火、展炎しにく特に、炭素粉粒が鱗片
状のものであれば、鱗片状の炭素粉粒が重なりあって緻
密な保護層を形成するので、酸素が遮断される。このた
め、耐火性かより一層向上し、例えば、基材が木質材で
あっても内部か燃焼什ず、火炎が貫通したすせず、火災
時に突然くずれ落ちたりすることがなく、耐火上有用な
効果かある。

さらに、保護層は遮音性に優れており、特に、炭素粉粒
が鱗片状のらのであれば、重なり合って配向性を何する
保護層を形成するので、高い剛性を有する一方、その下
方に位置する基材との剛性の差により、保護層が音の伝
播エネルギーを効果的に吸収するので、遮音特性が良い
という効果がある。

特許出願人　大建工業株式会社　外１名代理人　弁理士
　前出　葆　外１名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材の表面に、主として炭素成分からなる粉粒と
   熱硬化性合成樹脂とからなる保護層を設けたことを特徴
   とする耐火性を有する建築用材。
2. （２）基材の表面に、主として炭素成分からなる粉粒と
   熱硬化性合成樹脂とからなる保護層を設け、更に、その
   表面に化粧層を設けたことを特徴とする耐火性を有する
   建築用材。