(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂１００重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛８０〜１５０重量部及び無機充填剤３０〜５００重量部からなる厚み０．３〜６ｍｍのシート中に、１ｍ2 当たりの重量が２５〜２０００ｇの不燃性繊維状材料からなるネット又はマットが一体化されてなることを特徴とする耐火シート。
【請求項２】
エポキシ樹脂１００重量部、リン化合物３０〜１５０重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛８０〜１５０重量部及び無機充填剤３０〜５００重量部からなる厚み０．３〜６ｍｍのシート中に、１ｍ2 当たりの重量が２５〜２０００ｇの不燃性繊維状材料からなるネット又はマットが一体化されてなることを特徴とする耐火シート。
【請求項３】
上記不燃性繊維材料からなるネット又はマットが、ガラス繊維の織布若しくは不織布、セラミック繊維の織布若しくは不織布、炭素繊維の織布若しくは不織布、ラス又は金網から形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の耐火シート。
【請求項４】
上記無機充填剤が、含水無機物及び／又は金属炭酸塩であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐火シート。
【請求項５】
上記エポキシ樹脂が、可撓性を付与されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐火シート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐火シートが、鉄骨に被覆されてなることを特徴とする耐火鉄骨構造体。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐火シート及び不燃性材料層からなることを特徴とする壁用耐火構造体。
【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、壁材、防火戸、目地材、区画貫通部材、コンクリート爆裂防止材、換気部材など、耐火性能が必要な部位に使用される耐火シート、並びに、それを用いた耐火鉄骨構造体及び壁用耐火構造体に関する。
【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鉄骨や壁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鉄骨や壁には、建設省告示第２９９３号やＪＩＳ  Ａ  １３０４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、鉄骨の表面や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】
鉄骨に耐火性を付与するための被覆材料として、特開平６−３２６６４号公報には、水ガラスや水硬性セメントにバーミキュライト、ロックウール等の無機成分を混合したものが開示されている。しかしながら、このものは、施工時に現場で鉄骨に対して塗布又は吹き付ける必要があり、施工性が悪かった。また、形成される耐火被覆層の厚さにムラが生じやすく、ムラが生じた場合は十分な耐火性を発揮することができなかった。また、形成される耐火被覆層にヒビ割れが発生して耐火性が低下する場合があった。更には、湿式又は半乾式により吹き付けた場合は硬化するまで長時間必要であり、作業効率が悪かった。
【０００４】
三井金属塗料社等からは耐火塗料が市販されているが、このような耐火塗料は施工現場において２種類の塗料を混合する必要があるため、塗りムラが発生しやすく、鉄骨に対して均一な耐火性を付与することが困難であった。また、珪酸カルシウム板を鉄骨の回りを囲むように設置する方法もあるが、厚い珪酸カルシウム板を使用し、これを大量の釘、ビス等で固定する必要があるため、施工性が非常に悪く、また、珪酸カルシウム板切削時に多量の粉塵が発生するという不都合があった。
【０００５】
このように耐火被覆材としては従来無機材料が用いられているが、近年上記の問題点等から耐火性能を有する樹脂材料が要求されるようになってきた。すなわち、樹脂材料の耐火被覆材として、特開平８−３０２８５２号公報には、石油樹脂を主成分とする耐火シートが提案されている。しかしながら、このものは、軟化点の低い石油樹脂を用いているため、火災時に発泡断熱層を形成する前に樹脂が溶融して流れてしまい、耐火性能を十分に発揮しない場合があった。
【０００６】
また特開平６−３３００４３号公報には、発泡性鉱物と樹脂バインターからなる耐火被覆シートが開示されている。しかしながら、このものは、火災時に樹脂バインダーが燃焼し、発泡後の鉱物を結合する成分が消失して発泡断熱層が崩れるため、耐火性能を十分に発揮できなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、施工性及び耐火性に優れた耐火シート並びにそれを用いた耐火鉄骨構造体及び壁用耐火構造体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究をすすめた結果、エポキシ樹脂に特定の黒鉛、無機充填剤を特定量配合した樹脂組成物に特定の不燃性材料からなるネット又はマットを含有させることによって、施工性及び耐火性に優れた耐火シートが得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明の請求項１記載の発明（以下、第１発明という）は、エポキシ樹脂１００重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛８０〜１５０重量部及び無機充填剤３０〜５００重量部からなる厚み０．３〜６ｍｍのシート中に、１ｍ2 当たりの重量が２５〜２０００ｇの不燃性繊維状材料からなるネット又はマットが一体化されてなることを特徴とする耐火シートである。
【００１０】
また、本発明の請求項２記載の発明（以下、第２発明という）は、エポキシ樹脂１００重量部、リン化合物３０〜１５０重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛８０〜１５０重量部及び無機充填剤３０〜５００重量部からなる厚み０．３〜６ｍｍのシート中に、１ｍ2
当たりの重量が２５〜２０００ｇの不燃性繊維状材料からなるネット又はマットが一体化されてなることを特徴とする耐火シートである。
【００１１】
また、本発明の請求項３記載の発明（以下、第３発明という）は、第１発明又は第２発明に記載の不燃性繊維材料からなるネット又はマットが、ガラス繊維の織布若しくは不織布、セラミック繊維の織布若しくは不織布、炭素繊維の織布若しくは不織布、ラス又は金網から形成されることを特徴とする耐火シートである。
【００１２】
また、本発明の請求項４記載の発明（以下、第４発明という）は、第１発明乃至第３発明のいずれかに記載の無機充填剤が、含水無機物及び／又は金属炭酸塩であることを特徴とする耐火シートである。
【００１３】
また、本発明の請求項５記載の発明（以下、第５発明という）は、第１発明乃至第４発明のいずれかに記載のエポキシ樹脂が、可撓性を付与されたものであることを特徴とする耐火シートである。
【００１４】
また、本発明の請求項６記載の発明（以下、第６発明という）は、第１発明乃至第５発明のいずれかに記載の耐火シートが、鉄骨に被覆されてなることを特徴とする耐火鉄骨構造体である。
【００１５】
また、本発明の請求項７記載の発明（以下、第７発明という）は、第１発明乃至第５発明のいずれかに記載の耐火シート及び不燃性材料層からなることを特徴とする壁用耐火構造体である。
【００１６】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いるエポキシ樹脂は、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。
【００１７】
上記エポキシ基をもつモノマーとしては、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ものが挙げられる。
【００１８】
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、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ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型等のモノマーが例示される。
【００１９】
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例示される。
【００２０】
また、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例示される。
【００２１】
上記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。
【００２２】
上記硬化剤は、重付加型、触媒型のものが挙げられる。
重付加型の硬化剤としては、例えば、アミン類、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、３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。
上記硬化剤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。
【００２３】
また、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１に対して他の樹脂の添加量は５（重量比）以下が好ましい。
【００２４】
また、上記エポキシ樹脂には、上記耐火シート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。
【００２５】
さらに、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。
【００２６】
（１）架橋点間の分子量を大きくする。
（２）架橋密度を小さくする。
（３）軟質分子構造を導入する。
（４）可塑剤を添加する。
（５）相互侵入網目（ＩＰＮ）構造を導入する。
（６）ゴム状粒子を分散導入する。
（７）ミクロボイドを導入する。
【００２７】
上記（１）の方法は、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で、架橋点の間の距離が長くなり可撓性を発現させる方法である。硬化剤として、例えばポリプロピレンジアミン等が用いられる。
【００２８】
上記（２）の方法は、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、例えば２官能アミン、エポキシモノマーとして、例えば１官能エポキシ等が用いられる。
【００２９】
上記（３）の方法は、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、例えば複素環状ジアミン、エポキシモノマーとして、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。
【００３０】
上記（４）の方法は、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。
上記（５）の方法は、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）構造で可撓性を発現させる方法である。
【００３１】
上記（６）の方法は、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分散させる方法である。エポキシ樹脂マトリックスとしてポリエステルエーテル等が用いられる。
上記（７）の方法は、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り、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、分子量１０００〜５０００のポリエーテルが添加される。
【００３２】
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できる。
【００３３】
本発明で用いる中和処理された熱膨張性黒鉛とは、従来公知の物質である熱膨張性黒鉛を中和処理したものである。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。
【００３４】
上述のように酸処理して得ら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り、上記中和処理された熱膨張性黒鉛が得られる。
【００３５】
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。
【００３６】
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、有機酸塩などが挙げられる。
【００３７】
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、所定の膨張断熱層が得られず、また、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、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。
【００３８】
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「ＧＲＥＰ−ＥＧ」、ＵＣＡＲ  Ｃａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧｕｒａｄ１６０」、「ＧＲＡＦＧｕｒａｄ２２０」等が挙げられる。
【００３９】
本発明で用いられる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、けい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、窒化けい索、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、炭化けい素、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、脱水汚泥等が挙げられる。中でも、含水無機物及び金属炭酸塩が好ましい。
【００４０】
含水無機物の水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等は、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加熱残渣の強度が向上する点で特に好ましい。また、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。
【００４１】
上記金属炭酸塩は、第２発明で用いる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。
【００４２】
また、上記金属炭酸塩の中では、更に、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族金属の炭酸塩が好ましい。
【００４３】
一般的に、無機充填剤は、骨材的な働きをすることから、加熱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。
【００４４】
上記無機充填剤の粒径としては、０．５〜４００μｍが好ましく、より望ましくは約１〜１００μｍである。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のが望ましいが、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、樹脂組成物の粘度が高くなり成形性が低下するが、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４００μｍを超えると、成形体の表面性、樹脂組成物の力学的物性が低下する。
【００４５】
上記無機充填剤としては、例えば、水酸化アルミニウムでは、粒径１μｍの「Ｈ−４２Ｍ」（昭和電工社製）、粒径１８μｍの「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」（備北粉化社製）、粒経８μｍの「ＢＦ３００」（備北粉化社製）等が挙げられる。
【００４６】
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良い。
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、耐火シート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。
【００４７】
第２の発明の耐火シートでは、上記の各成分に、さらにリン化合物を添加することにより、膨張断熱層の形状保持性が向上し、耐火性能がより優れる。
【００４８】
本発明で用いる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。
【００４９】
【化１】
0003673482.tif 000002
【００５０】
式（１）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。
【００５１】
上記赤リンは少量の添加で難燃効果を向上する。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。
【００５２】
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「ＡＰ４２２」、「ＡＰ４６２」、住友化学工業社製「スミセーフＰ」、チッソ社製「テラージュＣ８０」等が挙げられる。
【００５３】
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。中でも、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。
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。
【００５４】
第１発明におけるエポキシ樹脂組成物の各成分の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、中和処理された熱膨張性黒鉛８０〜１５０重量部及び無機充填剤３０〜５００重量部である。
【００５５】
上記中和処理された熱膨張性黒鉛の配合量が８０重量部未満であると、十分な膨張断熱層の厚みが確保できず耐火性能が低下する。また１５０重量部を超えると、機械的物性の低下が大きくなり、使用に耐えられなくなる。
【００５６】
上記無機充填剤の配合量が３０重量部未満であると、熱容量の低下に伴い十分な耐火性能が得られず、５００重量部を超えると、機械的物性の低下が大きく使用に耐えられなくなる。
【００５７】
第２発明におけるエポキシ樹脂組成物の各成分の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、リン化合物３０重量部〜１５０重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛８０〜１５０重量部及び無機充填剤３０〜５００重量部である。
【００５８】
上記リン化合物の配合量が３０重量部未満であると、膨張断熱層が形成されないため十分な耐火性能が得られず、また１５０重量部を超えると機械的物性の低下が大きく使用に耐えない。また、リン化合物と熱膨張性化合物の合計量は１１０〜２００重量部が好ましい。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、第１発明と同様の理由により上記範囲となされる。
【００５９】
本発明で用いる不燃性繊維状材料からなるネット又はマットとしては、無機繊維若しくは金属繊維状材料からなるものが好ましく、例えば、ガラス繊維の織布（ガラスクロス、コンティニュアスストランドマット等）若しくは不織布（チョップドストランドマット等）、セラミック繊維の織布（セラミッククロス等）若しくは不織布（セラミックマット等）、炭素繊維の織布若しくは不織布、ラス又は金網から形成されるネット又はマットが好適に用いられる。
【００６０】
上記不燃性繊維状材料からなるネット又はマットの１ｍ2 当たりの重量は、２５〜２０００ｇである。１ｍ2 当たりの重量が２５ｇ未満であると、膨張断熱層の形状保持性を向上させる効果が低下し、２０００ｇを超えるとエポキシ樹脂組成物中に挿入するのが困難になる。
【００６１】
上記不燃性繊維状材料からなるネット又はマットの厚みは、４ｍｍ以下が好ましい。厚さが４ｍｍを超えると、耐火シートを施工する際曲げ等の変形が困難になる。
【００６２】
上記不燃性繊維状材料からなるネットの場合には、その開き目は０．１〜５０ｍｍであることが好ましい。開き目が０．１ｍｍ未満であると、エポキシ樹脂中に含浸するのが困難になり、５０ｍｍを超えると膨張断熱層の形状保持性を向上させる効果が低くなる。
【００６３】
上記不燃性繊維状材料からなるネット又はマットの厚みが耐火シートの厚みより薄い場合は、ネット又はマットの位置は耐火シートの厚み方向のいずれの位置であってもよいが、火炎に曝される表面側であることが好ましい。
【００６４】
本発明の耐火シートは、予め調製したエポキシ樹脂、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤（第２発明ではさらにリン化合物を添加）からなる組成物を、不燃性繊維状材料からなるネット又はマットと一体化して成形することにより得られる。
【００６５】
上記耐火シートの厚みは０．３〜６ｍｍである。厚みが０．３ｍｍ未満であると、加熱によって形成される膨張断熱層の厚みが薄くなり、十分な耐火性能を発揮することができない。また、６ｍｍを超えると耐火シートの重量が大きくなり、施工性が悪くなる。
【００６６】
本発明の耐火シートの製造方法としては、予めエポキシ樹脂組成物の混練物を作製しておき、該樹脂組成物をシート化する段階で不燃性繊維状材料からなるネット又はマットと一体化する成形方法が挙げられる。
【００６７】
上記エポキシ樹脂組成物の混練物は、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、混練ロール、ライカイ機、遊星式撹拌機等公知の装置を用いて混練することにより得ることができる。
また、エポキシ基をもつモノマーと硬化剤とに別々に充填剤を混練しておき、シート成形直前にスタティックミキサー、ダイナミックミキサー等で混練してもよい。
【００６８】
上記成形方法としては、例えば、プレス成形、ロール成形、コーター成形等により上記エポキシ樹脂混練物をシート化する際、不燃性繊維材料からなるネット又はマットをエポキシ樹脂中に含浸した後、エポキシ樹脂を硬化させる方法が挙げられる。上記エポキシ樹脂の硬化方法は、特に限定されず、プレスやロールによる加熱、加熱炉による加熱等公知の方法によって行うことができる。
【００６９】
上記耐火シートの片面または両面には、施工性や燃焼残渣の強度を改善する目的で基材層が積層されていてもよい。この基材層に用いられる材料としては、例えば、布、不織布、クラフト紙、プラスチックフィルム、割布、ガラスクロス、アルミガラスクロス、アルミ箔、アルミ蒸著フィルム、アルミクラフト紙、及び、これらの材料の積層体等が挙げられる。好ましくは、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のプラスチックフィルム、又は、アルミクラフト紙、アルミガラスクロスである。また、上記基材層の厚みは、０．２５ｍｍ以下が好ましい。
【００７０】
本発明の耐火シートは、壁耐火用途、鉄骨耐火用途、防火戸、目地材、区画貫通部材、コンクリート爆裂防止材、換気部材等、耐火性能が要求される用途などに好適に用いられる。
【００７１】
上記耐火シートを鉄骨耐火用途に用いる場合には、耐火シートを各種鉄骨の周囲に沿わせるように接着剤等で接着させるか、ビス又は溶接ピン等で固定して、耐火鉄骨構造体を形成することが好ましい。
また、鉄骨周囲に軽量鉄骨を設け、耐火シートを軽量鉄骨にビスで固定してもよい。ビスで固定する場合には平座金を併用してもよい。
ラス又は金網を含浸させた耐火シートの場合は、端部にラス又は金網を露出させ、金属部分を結束させるような形で固定する方法であってもよい。
【００７２】
また、上記エポキシ樹脂組成物からなるシートを単独で成形し、この単独シートを施工した後、さらにその外側に上記不燃性繊維状材料からなるネット又はマットを取り付けて施工してもよい。
【００７３】
上記耐火シートを壁耐火用途に用いる場合には、上記耐火シートと不燃材料層との積層体を使用して、壁用耐火構造体を形成することが好ましい。
不燃材料としては、特に限定されず、例えば、硬質木片セメント板、木繊維混入セメントケイ酸カルシウム板、繊維補強セメント板、繊維混入セメント石灰ケイ酸カルシウム板等の窯業系サイディング；石膏ボード、ダイライト、パーティクルボード、パーライト等のボード類；鉄板、ステンレス板、アルミニウム板、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、表面処理鋼板、チタン板、ホーロー鋼板、フッ素樹脂塗装鋼板、クラッド鋼板、銅板等の金属板などが挙げられる。
【００７４】
上記窯業系サイディング又はボード類の厚みは３〜５０ｍｍが好ましい。
厚みが３ｍｍ未満になると耐火性能や形状保持性が不足し、５０ｍｍを超えると重量が重くなり施工性が悪くなる。
また、上記金属板の厚みは０．１〜１．５ｍｍが好ましい。厚みが０．１ｍｍ未満になると防炎性能や形状保持性が不足し、１．５ｍｍを超えると耐火シートの膨張を阻害し、耐火性能が低下する。
【００７５】
上記耐火シートと不燃材料層との積層には、ビス、釘等で固定する方法が用いられてもよく、接着剤等で固定する方法が用いられてもよい。
さらに金属板と積層させる場合には、耐火シートを成形させる際に金属板に塗布して硬化させる方法を用いてもよい。
【００７６】
さらに、上記積層体に発泡体及び／又は緩衝材が積層されてもよい。
発泡体としては、特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、イソシアヌレート系等の樹脂発泡体又は無機系の発泡体などが挙げられる。これらの発泡体には、ガラス繊維、無機充填剤、添加剤などが添加されてもよい。
【００７７】
上記緩衝材としては、特に限定されず、例えば、上記樹脂発泡体の他、ガラスウール、セラミックブランケット、ロックウール、各種繊維マット、不織布などが挙げられる。
【００７８】
上記発泡体及び緩衝材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。また、金属板間にシート発泡体及び／又は緩衝材が積層されたものであってもよい。
【００７９】
（作用）
本発明の耐火シートは、エポキシ樹脂、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなるエポキシ樹脂組成物が用いられることにより、加熱時に熱膨張性黒鉛が膨張断熱層を形成して熱伝導を抑制し、耐火性能を発現する。
その際、樹脂分として用いられるエポキシ樹脂は炭化層を形成して膨張断熱層として寄与し、また架橋構造をとるため熱膨張後の形状保持性が優れる。無機充填剤は加熱時に熱容量を増大させる働きがある。また、不燃性繊維状材料からなるネット又はマットは、膨張断熱層の形状保持性の向上に寄与し、膨張断熱層の厚みが増大した場合でも膨張断熱層の脱落を防止する。
第２発明の耐火シートで用いられるリン化合物は、膨張断熱層の形成保持性を一層向上させる。
【００８０】
【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、実施例に限定されるものではない。尚、実施例における性能評価方法は、次の通りである。
【００８１】
（１）耐火性能：耐火シートを１００ｍｍ×ｌ００ｍｍ×３ｍｍ厚に切断して試験片とし、この試験片を垂直に設置した状態でコーンカロリーメーター（アトラス社製「ＣＯＮＥ２Ａ」）を用いて、５０ｋＷ／ｍ2 （垂直方向）の照射熱量を３０分間照射して燃焼させ、試験片の裏面（照射側と反対側）の温度をサーモピュア（日本電子データム社製）を用いて測定した。判定基準は試験片の裏面の温度が２６０℃以下のものを○、２６０℃を超えるものを×とした。
【００８２】
（２）形状保持性能：耐火性能評価において、試験終了後膨張断熱層が脱落しなかったものを○、崩壊して脱落したものを×とした。
【００８３】
（実施例１，２、比較例１，２）
表１に示した配合量の、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化シェル社製「Ｅ８０７」）、ジアミン系硬化剤（油化シェル社製「ＥＫＦＬ０５２」）、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」）、水酸化アルミニウム（昭和電工社製「Ｈ−３１」）、及び、炭酸カルシウム（備北粉化社製「ホワイトンＢＦ−３００」）を混練ロールで混練して、エポキシ樹脂組成物を得た。
得られたエポキシ樹脂組成物を加熱プレス機にて、ガラス繊維マット〔旭ファイバーグラス社製「グラスロン・コンテイニュアスストランドマット  Ｍ８３００」（３００ｇ／ｍ2 、厚み１．７ｍｍ）、若しくは、「グラスロン・チョップドストランドマット  ＣＭ６００」（６００ｇ／ｍ2 、厚み１．０ｍｍ）〕と一体にシート成形し、１００℃でｌ時間硬化させ、耐火シートを得た。
得られた耐火シートのサンプルについて、上記（１）及び（２）の性能評価を行い、その結果を表１に示した。
【００８４】
【表１】
0003673482.tif 000003
【００８５】
（実施例４〜９、比較例３，４）
表２に示した配合量の、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製「エピコート８０７」又は「エピコート８７１」）、ジアミン系硬化剤（ジャパンエポキシレジン社製「エピキュアＦＬ０５２」又は「ＨＭＤＡ」）、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」）、水酸化アルミニウム（昭和電工社製「Ｈ−３１」）、炭酸カルシウム（備北粉化社製「ホワイトンＢＦ−３００」）、及び、ポリリン酸アンモニウム（ヘキスト社製「ＥｘｏｌｉｔＡＰ４２２」）を混練ロールで混練して、エポキシ樹脂組成物を得た。
得られたエポキシ樹脂組成物を加熱プレス機にて、ガラスクロス〔（ユニチカグラスファイバー社製「Ｌ９０ＭＮ１００ＦＺ」（９０ｇ／ｍ2 、厚み０．２ｍｍ）若しくは「Ｌ１７５Ｍ１００ＬＦＨ」（１７５ｇ／ｍ2 、厚み０．４ｍｍ）〕、ガラス繊維マット〔旭ファイバーグラス社製「グラスロン・コンテイニュアスストランドマット  Ｍ８３００」（３００ｇ／ｍ2 、厚み１．７ｍｍ）若しくは「グラスロン・チョップドストランドマット  ＣＭ６００」（６００ｇ／ｍ2 、厚み１．０ｍｍ）〕、又は、平織金網（光洋金網社製、９００ｇ／ｍ2 、開き目４．３３ｍｍ）と一体にシート成形し、１００℃でｌ時間硬化させ、所定厚みの耐火シートを得た。
得られた耐火シートのサンプルについて、上記（１）及び（２）並びに下記（３）の性能評価を行い、その結果を表２に示した。
尚、実施例６は加熱プレス時に、さらに０．３ｍｍ厚の溶融亜鉛メッキ鋼板を挿入し、鋼板との積層体を使用した。
【００８６】
（３）膨張倍率
上記（１）耐火性能の評価時において、膨張断熱層の厚みを任意の５箇所で測定し、その厚みのと耐火シートの初期厚みから、下記式に従って膨張倍率を測定した。
膨張倍率（倍）＝膨張断熱層の厚み平均値／耐火シートの初期厚み
【００８７】
【表２】
0003673482.tif 000004
【００８８】
（実施例１０）
表３に示した配合量の、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製「エピコート８０７」）、ジアミン系硬化剤（ジャパンエポキシレジン社製「エピキュアＦＬ０５２」）、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」）、炭酸カルシウム（備北粉化社製「ホワイトンＢＦ−３００」）、及び、ポリリン酸アンモニウム（ヘキスト社製「ＥｘｏｌｉｔＡＰ４２２」）を大型遊星式撹拌機で混練して、エポキシ樹脂組成物を得た。
得られたエポキシ樹脂組成物をロールコーターにて、ガラスクロス〔（ユニチカグラスファイバー社製「Ｌ９０ＭＮ１００ＦＺ」（９０ｇ／ｍ2 、厚み０．２ｍ）〕に塗布し、ガラスクロスと反対側にアルミガラスクロス（ＡＬＧＣ）（日本金属箔工業社製、０．１４０ｇ／ｍ2 、厚み０．２５ｍｍ）を積層した後、１００℃でｌ時間硬化させて所定厚みの耐火シートを得た。
【００８９】
この耐火シートをＡＬＧＣが内側となるようにハット型に折り曲げた後、厚み５０ｍｍのケイ酸カルシウム板の下面に接着剤で取り付けたＨ綱梁（サイズ４００ｍｍ×２００ｍｍ×８ｍｍ×１３ｍｍ、長さ１２００ｍｍ）の周囲を被覆するように取り付け、図１に示した耐火鉄骨構造体を作製した。
尚、長さ６００ｍｍの耐火シートを２枚接続して長さ１２００ｍｍとし、耐火シート同士の突き合わせ部をアルミテーブで固定した。また、耐火シートの取り付けには、セルフドリリングビスを用いて、耐火シートの両端を折り曲げて設けたフランジ部をケイ酸カルシウム板へ固定した。
【００９０】
（実施例１１）
表３に示した配合量の、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ジアミン系硬化剤、中和処理された熱膨張性黒鉛、水酸化アルミニウム（昭和電工社製「Ｈ−３１」）、炭酸カルシウム、及び、ポリリン酸アンモニウム大型遊星式撹拌機で混練して、エポキシ樹脂組成物を得た。
得られたエポキシ樹脂組成物を加熱プレス機にて、１００℃でｌ時間硬化させ、所定厚みの耐火シートを得た。
【００９１】
上記耐火シートを、鋼管柱（サイズ３００ｍｍ×３００ｍｍ×９ｍｍ、長さ１２００ｍｍ）の周囲に巻き付けて被覆し、耐火鉄骨構造体を作製した。
尚、長さ６００ｍｍの耐火シートを２枚接続して長さ１２００ｍｍとし、耐火シート同士の突き合わせ部をアルミテーブで固定した。さらに、耐火シートの外側を６００ｍｍ×１２１５ｍｍのラス（開き目：１０ｍｍ×１５ｍｍ、線形０．５ｍｍ）で被覆し、ラス端部同士を針金で固定した。
【００９２】
実施例１０及び１１で得られた耐火鉄骨構造体について、ＩＳＯ８３４に準拠して耐火１時間の試験を行い、鋼材表面の平均温度及び最高温度を測定し、表３に示した。
【００９３】
【表３】
0003673482.tif 000005
【００９４】
【発明の効果】
本発明の耐火シートは、上述の構成であり、加熱時に燃焼残渣による膨張断熱層を形成し、さらにその膨張断熱層が十分な形状保持性を有することによって、優れた耐火性能を発現するので、柱、梁等の鉄骨、壁材、防火戸、目地材、区画貫通部材、コンクリート爆裂防止材、換気部材等、耐火性能が要求される幅広い用途に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１０の耐火鉄骨構造体を示す模式断面図である。
【図１】
0003673482.tif 000006