(57)【要約】【課題】薄層で扱いやすい耐火被覆材を提供することができる。【解決手段】同量のロックウールとセラミックファイバーを有機バインダーと共に水に混和させて、このスラリーに膨張性材料を混和させる。そして、それらが混和されたスラリーを抄いて抄紙技術によって耐火シート２を形成し、耐火被覆材１はこの耐火シート２からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維材料と膨張性材料とを主成分としてそれらが混和されたスラリーを抄いて形成されて、対象物の耐火性を確保するために前記対象物を被覆するシート状の耐火被覆材であって、
前記無機繊維材料には耐熱性の異なる２種類以上の無機繊維材料が含まれていることを特徴とする耐火被覆材。
【請求項２】
前記無機繊維材料は、ロックウール、スラグウール、グラスウールのいずれかと、セラミックファイバー、シリカ繊維、ジルコニア繊維のいずれかとを含むことを特徴とする請求項１に記載の耐火被覆材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の耐火性能を確保するために対象物の表面を被覆するシート状の耐火被覆材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、構造物の鉄骨材などに例えばロックウールやセラミックファイバー等で形成された無機繊維シートを巻きつけて、構造物の耐火性を確保する耐火被覆工法が行われている。これらの工法では工場生産が可能な無機繊維シートを使用するので、建設現場での発塵量が少なく他工程の作業も並行して行うことができて工期短縮が可能であると共に、耐火被覆材の品質も安定しているなどという利点がある。また、耐火被覆材は主に無機質の材料によって構成されているので、加熱時の有毒ガスの発生量が非常に少ない。
【０００３】
また、特許文献１によれば、例えばロックウールやセラミックファイバー等の無機繊維材料と膨張性材料の黒鉛やひる石などを主成分としてそれらが混和されたスラリーを抄いて形成されたシート状の耐火被覆材が提案されている。
このシート状の耐火被覆材は火災時に膨張性材料が発泡し、耐火被覆材の厚さが面外方向に膨張して断熱層を形成し、所定の耐火性を確保することができるので、従来の膨張性材料を含まない無機繊維シートに比べ１／３〜１／２程度の厚さに形成することができる。このような薄層のシート状の耐火被覆材は従来の膨張性材料を含まない無機繊維シートに比べて運搬、揚重が行いやすく施工時の作業性も高い。
【特許文献１】特開２００８−４５２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の耐火被覆材では以下のような問題があった。
特許文献１によるシート状の耐火被覆材では、使用する無機繊維材料の耐熱性によって耐火性能を確保すると薄層化の程度に差があり、使用する無機繊維材料が例えばロックウールやスラグウールなどの場合では耐火被覆材の十分な薄層化が困難であった。これに対し無機繊維材料が例えばロックウールやスラグウールよりも耐熱性の高いセラミックファイバーやシリカ繊維などの場合では、耐火性能を確保しながら十分な薄層化が可能であるが、これらの無機繊維材料は割高なので、ロックウールやスラグウールを使用した場合に比べてコストがかかってしまうという問題があった。
【０００５】
一方、無機繊維材料としてロックウールを使用したシート状の耐火被覆材と、無機繊維材料としてセラミックファイバーを使用したシート状の耐火被覆材とに加熱試験を行うと以下のような結果となった。
ロックウールを使用したシート状の耐火被覆材は、ロックウールの最高使用温度が５００〜６００℃程度なので、約６５０℃を超えるとロックウールは熱収縮し加熱試験中に膨張した耐火層の厚みが薄くなってしまった。これに対し、セラミックファイバーを使用したシート状の耐火被覆材は、セラミックファイバーの最高使用温度が１０００℃〜１５００℃程度なので、加熱試験中に耐火被覆材が熱収縮することがなかった。
このように、セラミックファイバーを使用したシート状の耐火被覆材は耐熱性が高いので薄層化されても耐火性が確保できるが、セラミックファイバーよりも耐熱性の低いロックウールを使用した従来のシート状の耐火被覆材では十分な薄層化が難しいことがわかる。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、薄層で扱いやすい耐火被覆材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る耐火被覆材は、無機繊維材料と膨張性材料とを主成分としてそれらが混和されたスラリーを抄いて形成されて、対象物の耐火性を確保するために対象物を被覆するシート状の耐火被覆材であって、無機繊維材料には耐熱性の異なる２種類以上の無機繊維材料が含まれていることを特徴とする。
本発明では、耐火被覆材に耐熱性の異なる２種類以上の無機繊維材料が含まれているので、所定の耐火性が確保できて、薄層の耐火被覆材を形成することができる。
【０００８】
また、本発明に係る耐火被覆材では、無機繊維材料は、ロックウール、スラグウール、グラスウールのいずれかと、セラミックファイバー、シリカ繊維、ジルコニア繊維のいずれかとを含むことが好ましい。
本発明では、無機繊維材料として比較的安価なロックウール、スラグウール、グラスウールのいずれかと、ロックウール、スラグウール、グラスウールよりも耐熱性の高いセラミックファイバー、シリカ繊維、ジルコニア繊維のいずれかとを含むので、所定の耐火性を確保し、安価で薄層の耐火被覆材を形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、耐火被覆材に耐熱性の異なる２種類以上の無機繊維材料が使用されているので、所定の耐火性を確保できて薄層の扱いやすい耐火被覆材を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態による耐火被覆材について、図１に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による耐火被覆材の設置例を示す断面図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施の形態による耐火被覆材１は、主に２種類の無機繊維材料と膨張性材料とから形成される薄層シート状の耐火シート２からなり、上部に例えばＡＬＣ床材５などが配設された鉄骨梁３の周りに、耐火被覆材１は鉄骨梁３を囲うように設置され溶接ピン４で点付け固定されて鉄骨梁３の耐火性を確保するものである。
２種類の無機繊維材料は、一方はロックウールなどの比較的安価な材料を採用し、他方はアルミナ及びシリカを主成分としたセラミックファイバー等のロックウールよりも耐熱性の高い材料を採用する。また、膨張性材料は加熱されると本体が膨張する性質の材料で、例えば膨張性黒鉛やひる石などを使用する。
【００１２】
耐火シート２の形成方法は、まず同量のロックウールとセラミックファイバーを例えばアクリル樹脂やフェノール樹脂などの有機バインダーと共に水に混和させて、このスラリーに膨張性材料を混和させる。このとき必要に応じてガラス繊維などの補強用の繊維を配合してもよい。そして混和されたスラリーを抄いて抄紙技術によってシート状に形成される。このように形成された耐火シート２は、火災時に膨張性材料が膨張して耐火シート２が面外方向に膨張し断熱層を形成するので、従来の無機繊維シートに比べて１／３〜１／２程度の厚さで従来の無機繊維シートと同様の耐火性能を得ることができる。
【００１３】
本実施の形態による耐火被覆材の耐熱性能を確認する耐火試験を行った。これについて図２に基づいて説明する。
図２は耐火試験に使用した試験体の概要を示す水平断面図である。
【００１４】
図２に示すように、本耐火試験に使用した試験体１０はＨ形鋼（１５０×１５０×７×１０）の鉄骨柱１３に耐火被覆材１１を巻きつけて溶接ピン４で点付け固定した構成である。試験体１０は本実施の形態による耐火被覆材と、従来の耐火被覆材と、他の従来の耐火被覆材をそれぞれ使用して形成された３種類が用意され、耐火被覆材の違いで試験体Ａ、試験体Ｂ、試験体Ｃと区別する。従来及び他の従来の耐火被覆材は、１種類の無機繊維材料と膨張性材料とを主成分としてそれらが混和されたスラリーを抄く抄紙技術によってシート状に形成された耐火シートからなる。
【００１５】
試験体Ａは本発明の実施の形態による耐火被覆材が使用され、耐火被覆材１１を構成する無機繊維材料にはセラミックファイバーとロックウールとが同量ずつ含まれている。試験体Ｂは、使用された耐火被覆材１１を構成する無機繊維材料がセラミックファイバーであり、試験体Ｃは、使用された耐火被覆材１１を構成する無機繊維材料がロックウールである。
これらの試験体Ａ、Ｂ、Ｃの耐火被覆材１１では膨張材料は膨張黒鉛を６ｗｔ％混入し、無機繊維材料の種類以外は同じ条件で、同じ厚さとした。鉄骨柱１３に巻きつけられた耐火被覆材１１の目地は突き合わせとした。  
試験体Ａ、Ｂ、Ｃは図示しない加熱炉で加熱されて、耐火試験はＩＳＯ８３４による耐火試験方法に準拠した１時間耐火試験を行ない、加熱による各試験体の鉄骨柱の昇温速度を時間と共に計測した。
【００１６】
次に本実施の形態による耐火被覆材の耐熱性能を確認する耐火試験の結果について図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に基づいて説明する。
図３（ａ）は本発明の実施の形態による耐火被覆材を被覆した鉄骨柱（試験体Ａ）を耐火試験した時の時間と鉄骨柱の昇温速度の関係を表す図、（ｂ）は従来の耐火被覆材を被覆した鉄骨柱（試験体Ｂ）を耐火試験した時の時間と鉄骨柱の昇温速度の関係を表す図、（ｃ）は他の従来の耐火被覆材を被覆した鉄骨柱（試験体Ｃ）を耐火試験した時の時間と鉄骨柱の昇温速度の関係を表す図である。
【００１７】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように鉄骨柱の昇温速度は、加熱開始後４０分間までは平均すると各試験体ともほぼ同じで、各耐火被覆材の耐火性能もほぼ同じと考えられる。しかし、加熱開始後４０分から加熱停止の６０分までは、試験体Ａと試験体Ｂの鉄骨柱の昇温速度は、ほぼ横ばい若しくは下降傾向にあり、試験体Ａと試験体Ｂの耐火被覆材は耐火性を発揮しているが、試験体Ｃの鉄骨柱の昇温速度は急激に上昇しており、試験体Ｃの耐火被覆材の耐火性能が低下していることがわかる。
これは４０分を過ぎると加熱炉内温度が約９００℃まで上昇しているので、耐火被覆材のロックウールが急激に熱収縮し、耐火性能が低下したためである。そして、試験体Ａの鉄骨柱は試験体Ｂの鉄骨柱よりも昇温速度が高めではあるが急激に上昇していないので、試験体Ａはロックウールの熱収縮による急激な耐火性能の低下が抑えられていることがわかる。
以上の実験結果より、無機繊維材料にロックウールのみを使用している耐火被覆材は一定の温度を超えると急激に耐火性能が低下し、無機繊維材料にロックウールに加えセラミックファイバーが混合して使用した耐火被覆材は温度上昇による急激な耐火性能の低下が抑えられていることがわかる。
【００１８】
次に、上述した本実施の形態による耐火被覆材の作用効果について図面を用いて説明する。
本実施の形態による耐火被覆材１によれば、耐火被覆材１を構成する無機繊維材料にロックウールとそれよりも耐熱性の優れたセラミックファイバーを混合して使用しており、ロックウールのみを使用する従来の耐火被覆材に比べて耐熱性が優れているので、耐火被覆材を薄層化しても十分に耐火性能が確保できる作用効果を奏する。そして、薄層化された耐火被覆材１は、現場における取り回しや加工などの施工性がよく運搬や揚重も行いやすい。
また、無機繊維材料にセラミックファイバーのみを使用した耐火被覆材は、従来から薄層化を実現できていたが、セラミックファイバーの量を減らしセラミックファイバーよりも安価なロックウールを混合することで無機繊維材料にセラミックファイバーのみを使用した従来の耐火被覆材に比べてコストを削減することができる。
【００１９】
上述した本実施の形態による耐火被覆材では、所定の耐火性能を確保できて薄層で扱いやすく安価な耐火被覆材を提供することができる。
【００２０】
以上、本発明による耐火被覆材の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、耐火被覆材１を鉄骨梁３の周りに設置して溶接ピン４で点付け固定しているが、鉄骨梁３に代えて、例えば鉄骨柱やブレースなどその他耐火性を必要とする対象物の周囲に設置してもよく、また、耐火被覆材１の対象物への固定方法は溶接ピン４を使用せずに例えば接着剤などで接着して固定してもよい。
例えば、上述した実施の形態では、無機繊維材料としてロックウールとセラミックファイバーを使用しているが、例えばロックウールに代わってスラグウールやグラスウールなどを使用し、セラミックファイバーに代わってシリカ繊維やジルコニア繊維などを使用してもよく、このほかの人造鉱物繊維、人造結晶繊維、天然鉱物繊維などを使用してもよい。
また上記の実施の形態では、２種類の無機繊維材料を同量ずつ使用しているが、３種類や４種類の無機繊維材料を混合して使用してもよく、各無機繊維材料の使用する割合は同量とならなくてもよい。
要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態による耐火被覆材の設置例を示す断面図である。
【図２】耐火試験に使用した試験体の概要を示す図の概要を示す水平断面図である。
【図３】（（ａ）は本発明の実施の形態による耐火被覆材を被覆した鉄骨柱（試験体Ａ）を耐火試験した時の時間と鉄骨柱の昇温速度の関係を表す図、（ｂ）は従来の耐火被覆材を被覆した鉄骨柱（試験体Ｂ）を耐火試験した時の時間と鉄骨柱の昇温速度の関係を表す図、（ｃ）は他の従来の耐火被覆材を被覆した鉄骨柱（試験体Ｃ）を耐火試験した時の時間と鉄骨柱の昇温速度の関係を表す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  耐火被覆材
２  耐火シート
３  鉄骨梁（対象物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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