(57)【要約】【課題】  高温の熱、または火炎が襲来したときに、その熱を感じて自動的に軒天井パネルの通気孔を封止すること。【解決手段】  プラスチック複合体は熱膨張性黒鉛の粒子径が８０メッシュオーバーの鱗片状黒鉛を５０％以上、好ましくは７０％以上含み、プラスチック粉体またはペレット１００重量部に対して２０〜７０重量部、好ましくは３０〜６０重量部の充填量の複合体として中心方向に大きく膨張するよう成形されている。プラスチック複合体を軒天井パネルに開けられた通気孔に嵌め込み、この通気孔から火炎が侵入する前に高温の熱風をプラスチック複合体がキャッチして膨張し、通気孔が塞がれる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軒天井に用いられるパネルであって、該パネルに開けられた通気孔に円筒状プラスチック複合体が嵌め込まれており、前記通気孔から火炎が侵入する前に高温の熱風を前記円筒状プラスチック複合体がキャッチして膨張し、前記通気孔を塞ぐことを特徴とする自己封止機能付き防火軒天井パネル。
【請求項２】
請求項１において、プラスチック複合体は熱膨張性黒鉛を含有させたことを特徴とする防火軒天井パネル。
【請求項３】
請求項２において、プラスチック複合体は補助的な添加剤として通常のプラスチック難燃剤、発泡剤を共存させていることを特徴とする防火軒天井パネル。
【請求項４】
請求項２において、円筒状プラスチック複合体は熱膨張性黒鉛の粒子径が８０メッシュオーバーの鱗片状黒鉛を５０％以上、好ましくは７０％以上含み、プラスチック粉体またはペレット１００重量部に対して２０〜７０重量部、好ましくは３０〜６０重量部の充填量の複合体として中心方向に大きく膨張するよう成形されていることを特徴とする防火軒天井パネル。
【請求項５】
請求項１において、円筒状プラスチック複合体はポリオレフィン系プラスチックの中でポリエチレン及びポリプロピレンで成形され、円筒の外壁面長手方向に０．２〜０．５ｍｍの凹凸の連続した溝を全面につけた成形体が嵌め込まれていることを特徴とする防火軒天井パネル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、プラスチック複合体は内径３〜７ｍｍ、肉厚１〜３ｍｍの円筒状に成形されていることを特徴とする防火軒天井パネル。
【請求項７】
熱膨張性黒鉛の粒子径が８０メッシュオーバーの鱗片状黒鉛を５０％以上、好ましくは７０％以上含み、プラスチック粉体またはペレット１００重量部に対して２０〜７０重量部、好ましくは３０〜６０重量部の充填量の複合体を、前記黒鉛粒子が厚さ方向(直径方向)に垂直に極度に配向させた状態で押出し成形し、連続して得られる円筒を切断して軒天井パネルに開けられた通気孔に嵌め込むことを特徴とする自己封止機能付き防火軒天井パネルの製造方法。
【請求項８】
接着剤、塗料等の水性樹脂エマルジョンまたは有機溶媒溶解樹脂に、８０メッシュオーバーの鱗片状黒鉛を５０％以上、好ましくは７０％以上含み、該鱗片状黒鉛を樹脂固形分として１００重量部に対して２０〜７０重量部、好ましくは３０〜６０重量部の充填量範囲となるよう均一分散させた後、アプリケータ、ドクターブレード等を利用して離型用ポリエチレンフイルム上に直接、またはその上に設置したペット不織布や紙のキャリヤー上にコンパウンドを展ばして塗布することで鱗片状黒鉛を配向させ、乾燥させたフイルムの１〜３ｍｍ厚のシートを軒天井パネルに開けられた通気孔の外周長さに切断して該通気孔に嵌め込むことを特徴とする自己封止機能付き防火軒天井パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軒天井ボードに開けられた多数の通気孔内壁に夫々熱膨張性黒鉛充填プラスチック複合体を埋設した火炎侵入防止ボード及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軒天井の通気用孔開きボードは屋根裏の換気を行う目的で設置されている。通気は１０ｍｍ前後の厚みの不燃材である無機スレート板等に開けられた直径５ｍｍ前後でパネル１枚に連続されて多数個開けられた孔を通じて行っている。孔の直径は蜂が容易に天井裏に入り込んで営巣しないようできるだけ小さな径にするが、大き目の場合は内側に金網等のネットを付置して、虫、蜂等の侵入防止対策がとられている。しかし隣家等からの火災に対するもらい火の対応はなされていなのが現実である。
一方、このボードは高所に下向きに設置されている場合が多いため、非常時に下方から塞ぐことは困難であるという問題を含んでいる。
また、熱膨張性黒鉛を難燃性樹脂組成物に添加して用いる方法は、例えば、特許文献１〜３などによって提案されている。これらは電気製品の筐体等比較的大きなプラスチック成形品の難燃化を想定しており、実用的見地から品物に要求される引張強度、圧縮強度、曲げ強度、衝撃強度等の力学物性や比重を重視してこれらの物性値が大きく犠牲にならない程度の黒鉛の充填率、粒子径に配慮している。
【０００３】
【特許文献１】特許第3431944号公報
【特許文献２】特許第3431943号公報
【特許文献３】特許第2800282号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、軒天井部分の通気孔に高温の熱、または火炎が襲来したときに、その熱を感じて自動的に各通気孔を封止するプラスチック複合体の挿入された防火軒天井パネル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明の自己封止機能付き防火軒天井パネルはパネルに開けられた通気孔に円筒状プラスチック複合体が嵌め込まれており、前記通気孔から火炎が侵入する前に高温の熱風を前記円筒状プラスチック複合体がキャッチして膨張し、前記通気孔を塞ぐことを特徴としている。
本発明では内径5mm前後の通気孔に挿入される１個の円筒状プラスチックの容積は長さ10mm肉厚1〜3mm、とすれば高々0.67cm3〜0.75cm3と少容積で負荷荷重もかからず、力学的な物性値は重要でない。200℃前後の熱で通気孔に挿入された円筒状プラスチック複合体が中心方向に効率的に膨らんで孔の通気を難燃性のプラスチック複合体で塞ぐことが目的で高充填が好ましい。
ここで用いられる樹脂はポリオレフィン系樹脂、特に低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、や酢酸ビニル水性エマルジョンが考えられる。またこれらの樹脂に混合して樹脂の劣化、凝集に関係なければ従来から用いられている難燃剤は使用が可能であるが、ハロゲン化物は発生ガスの有害性から除外する。例えば水酸化マグネシウム、ホウ酸が上げられる。また添加剤としてマイカ、タルク、炭酸カルシウム等の通常の無機系フィラーや樹脂層の膨らみを加熱の早期段階で促進するための不燃性ガスの発泡剤を用いることも可能であり、例えば炭酸ガス発生の重炭酸ナトリウム、窒素ガス発生のアゾジカルボンアミドなどである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、通常は外気温の変動や風の流れで自動的に屋根裏と外部との間で空気の移動が行われているが、ひとたび、隣家の火災等により吹き付けられる200℃以上の高温の熱や火炎は通気口を通過して屋根裏に流れ込もうとする。その際、通気口の回りにはめ込まれたプラスチックが高温によって軟化すると同時にプラスチックに充填されている熱膨張性黒鉛が大きく膨張し、通気孔を塞ぎ、後続の火炎の侵入を阻止する工夫が施された軒天井パネルが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【０００８】
（実施例１〜３）
厚さ10ｍｍの軒天井パネルに開けられた一個当たりの通気孔の大きさ・形状は通常直径５ｍｍ程度で円柱状に貫通しており、パネルには多数の有孔部が配置されている。この有孔部に埋め込むプラスチック複合体の最適形状・サイズを検討するため埋め込み深さを10mm、8mm、5ｍｍの3段階、孔径を７mm、8mm、9mmの３段階からなる加工をスレート板に行って図1に示す9種の形状（ａ−１〜ｃ−３）の通気孔を作製した。
【０００９】
低密度ポリエチレンとして旭化成株式会社製のミューティックＦ−500Ｒ、MI 4.0、MP 110℃、密度0.940の粉体100部と熱膨張性黒鉛としてエア・ウォターケミカル株式会社製の80LTE-Uで膨張度(200℃)  7.8 cc/g、粒度（+83mesh）85.6％の50部を加熱押出し器で混練した後、押出し器先端に取り付けたチューブダイスを通してチューブ状に押出し、さらにサイジングダイで内径５ｍｍ、外径7ｍｍ(肉厚1ｍｍ)の形状を持つ連続したチューブに成形した。水冷後、長さ10ｍｍ、8ｍｍ、5ｍｍに切断して図１の形状a−1(実施例１)、ｂ−1(実施例２)、ｃ−1（実施例３）に埋め込んで試験片を作製した。
【００１０】
防火通気孔として埋め込まれたプラスチック複合体の加熱膨張後、封止状態の評価は以下の方法で行った。
加熱はセラミックヒータ表面の温度を650℃に制御し、ヒータ表面から下向きに50ｍｍの距離を隔て且つベースから50ｍｍ浮かせたステンレスフレーム上に試験片を設置した。１０分間加熱、冷却後にライトにかざして膨張状況を観察し、光が漏れない状況を○印、少し漏れる状況を△印、明らかに貫通部分が認められた場合を×印とした3段階評価とした。
実施例１〜３の評価結果を表1に示す。
【００１１】
（実施例４〜６）
実施例１〜３と同一素材但し熱膨張性黒鉛量を40部とし、同一手法で内径５ｍｍ、外径8ｍｍ(肉厚1.5ｍｍ)の形状を持つ連続したチューブに成形した。長さ10mm、8mm、5ｍｍにカッティングして図１の形状a−2(実施例４)、ｂ−2(実施例５)、ｃ−2（実施例６）に埋め込んで試験片を作製した。加熱試験と評価は実施例１〜３と同じ方法で行い、結果を表１に示した。
【００１２】
（実施例７〜９）
実施例１〜３と同一素材、但し熱膨張性黒鉛量を30部とし、同一手法で内径５ｍｍ、外径9ｍｍ(肉厚2ｍｍ)の形状を持つ連続したチューブに成形した。長さ10mm、8mm、5ｍｍにカッティングして図１の形状a−3(実施例７)、ｂ−3(実施例８)、ｃ−3（実施例９）に埋め込んで試験片を作製した。加熱試験と評価は実施例１〜３と同じ方法で行い、結果を表１に示した。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
（比較例１〜９）
実施例１〜３と同一素材、但し熱膨張性黒鉛量を20部とし、同一手法で内径５ｍｍ、外径7ｍｍ(肉厚1ｍｍ)、8ｍｍ(肉厚1.5ｍｍ)、9ｍｍ(肉厚2ｍｍ)の形状を持つ連続したチューブに成形した。長さ10ｍｍ、8ｍｍ、5ｍｍにカッティングして図１の形状a−1(比較例１)〜ｃ−3（比較例９）に埋め込んで試験片を作製した。加熱試験と評価は実施例１〜３と同じ方法で行い、結果を表２に示した。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
（実施例１０〜１２）
EVA水性エマルジョン樹脂は株式会社クラレ製のOM4000をそのまま使用した。樹脂固形分は約50重量％である。熱膨張性黒鉛はエア・ウォターケミカル株式会社製50LTE-Uで膨張度(200℃)  8.7cc/g、粒度（+50mesh）81.5％をそのまま使用した。樹脂固形分100重量部に対して熱膨張性黒鉛55重両部を加え撹拌の後ポリエチレンフイルム上にアプリケータで展開し、乾燥途中でテフロン（登録商標）ローラを用いて圧縮した後、最終乾燥を行い、熱膨張性黒鉛含有シートを乾燥後の厚みで約1ｍｍ、になるよう調整した。
【００１７】
厚さ10ｍｍの軒天井パネルに開けられた通気孔の形状・サイズは実施例１〜３の場合と同じである。
得られた厚み1mmのシートから横共通の22ｍｍ（直径7mm の外周長さに対応）で縦10mm、８ｍｍ、５mmの3種の異なる小片に切断した後、それぞれ図１のa−１(実施例１０)、ｂ−１(実施例１１)、ｃ−3（実施例１２）の孔サイズに円筒状に丸めて挿入した。小片はあらかじめ孔の外周に塗布されたマトリックス樹脂と同じEVAエマルジョン接着剤で固定した。
【００１８】
防火通気孔として埋め込まれたプラスチック複合体の加熱試験及び加熱膨張後の封止状態評価は実施例１〜3の方法で行った。
実施例１０〜１２の評価結果を表３に示す。
【００１９】
（実施例１３〜１５）
実施例１０〜１２と同一素材、但し加熱膨張性黒鉛量のみを45部ブレンドし、同一手法で約1.5ｍｍにシート化した。得られたシートから横共通の25ｍｍ（直径8mm の外周長さに対応）で縦10mm、８ｍｍ、５mmの3種の異なる小片に切断した後、それぞれ図１のa−2(実施例１３)、ｂ−2(実施例１４)、ｃ−3（実施例１５）の孔サイズに円筒状に丸めて挿入し、EVAエマルジョン接着剤で固定した。
試験片の加熱及び評価法は実施例１〜３と同一の方法で行い、実施例１３〜１５の評価結果を表３に示す。
【００２０】
（実施例１６〜１８）
実施例１０〜１２と同一素材、但し加熱膨張性黒鉛量のみを30部で作製したシート(厚み1ｍｍ前後)を横が共通50mmで縦10mm、８ｍｍ、５mmの3種の異なる小片に切断した後、ニ重に巻いて厚み2mm前後のリング状にしてそれぞれ図１のa−3(実施例１６)、ｂ−3(実施例１７)、ｃ−3（実施例１８）の孔サイズに挿入した。小片はあらかじめ孔の外周とシートの片面に塗布されたマトリックス樹脂と同じEVAエマルジョン接着剤で固定した。試験片の加熱及び評価法は実施例１〜３と同一の方法で行い、実施例１５〜１７の評価結果を表３に示す。
【００２１】
【表３】
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【００２２】
（比較例１０〜１２）
実施例１０〜１２と同一素材、但し加熱膨張性黒鉛量のみを20部、同一手法で作製したシート(厚み1ｍｍ)から横が共通22ｍｍ（直径7ｍｍの外周長さに対応）で縦10ｍｍ、8ｍｍ、５ｍｍの３種の異なる小片を切断して、図１の形状ａ―１（比較例１０）、ｂ―１（比較例１１）、ｃ―１（比較例１２）に埋め込んで試験片を作製した。加熱試験と評価は実施例１０〜１２と同じ方法で行い、結果を表４に示す。
【００２３】
（比較例１３〜１５）
実施例１０〜１２と同一素材、但し加熱膨張性黒鉛量のみを20部、同一手法で作製したシート(厚み1.5ｍｍ)から横が共通25ｍｍ（直径8ｍｍの外周長さに対応）で縦10ｍｍ、8ｍｍ、５ｍｍの３種の異なる小片を切断して、図１の形状ａ―２（比較例１３）、ｂ―２（比較例１４）、ｃ―２（比較例１５）に埋め込んで試験片を作製した。試験片の加熱試験と評価は実施例１０〜１２と同じ方法で行い、結果を表４に示す。
【００２４】
（比較例１６〜１８）
実施例１０〜１２と同一素材、但し加熱膨張性黒鉛量のみを20部、同一手法で作製したシート(厚み1ｍｍ前後)を横が共通50ｍｍ（直径9ｍｍの外周長さに対応）で縦10ｍｍ、8ｍｍ、５ｍｍの３種の異なる小片を切断した後、二重に巻いて厚み2ｍｍ前五のリング状にしてそれぞれ図１の形状ａ―３（比較例１６）、ｂ―3（比較例１7）、ｃ―3（比較例１８）の孔サイズに挿入した。小片はあらかじめ孔の外周とシートの片面に塗布されたマトリックス樹脂と同じＥＶＡエマルジョン接着剤で固定した。試験片の加熱及び評価は実施例１０〜１２と同じ方法で行い、結果を表４に示す。
【００２５】
【表４】
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【００２６】
表１に示されるように本発明の防火軒天井パネル９種の通気孔構造において低密度ポリエチレン円筒製のブラスチック複合体押出し成形物の挿入パネルは膨張性黒鉛粒子の充填量が比較的高い30部から50部の範囲では加熱試験で優れた封止機能を発揮した。
【００２７】
一方、表２の比較例に示すように膨張性黒鉛粒子の充填量を表１の場合より下げて20重量部にしてプラスチック複合体を押出し成形したものを挿入したパネルは円筒の肉厚、長さによって評価が×から○に分かれた。円筒の肉厚が厚く、長さが長くなる構造に適用すれば封止機能を再現することが分かる。
【００２８】
また、表３に示したようにＥＶＡエマルジョンから得られたシート状プラスチック複合体から厚み、面積の異なる長方形を切断して円筒状に丸めて9種の通気孔構造に嵌め込んだパネルは膨張性黒鉛粒子の充填量が比較的高い55部から30部の範囲では加熱試験で優れた封止機能を発揮した。
【００２９】
一方、表４の比較例にしめすたように膨張性黒鉛粒子の充填量を表３の場合より下げて20重量部にしてプラスチック複合体をシート状に製膜したものから厚み、明晰の異なる長方形に切断して円筒状に丸めて９種の通気孔構造に嵌め込んだパネルは膨張性黒鉛粒子の充填量を下げて20重量部にした場合、シートの厚さ、長さによって評価が×から○に分かれた。嵌め込まれたシートの厚さが厚く、長さが長くなる構造に適用すれば封止機能が表２の場合と同様に再現することが分かる。
【００３０】
（実施例１９）
実施例１〜３と同一組成物を押し出し成形する際、円筒状プラスチック複合体１の外表面に図２に示す形状のＶ型溝５を形成させた。成形体は内径5mm、外形8.2mmの内、Ｖ型溝部分の山と谷の間の高さを0.2mm前後になるように成形して図１ａ−２の形状を持つ通気孔２に木槌を使って押し込んだ。この際パネル３の通気孔２の周りには予め２液常温硬化エポキシ樹脂接着剤を塗布しておいた。２３℃の部屋に３日間放置して硬化させた。
接着剤を塗布しないで押し込んだ円筒状成形物は前者に比べて弱い力で押出されることが分かった。
【００３１】
添加剤に水酸化マグネシウム50ｗｔ%入り低密度ポリエチレン単繊維と発泡剤として炭酸水素ナトリウム粉末を使用した。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る自己封止機能付き防火軒天井パネルの実施例の説明図である。
【図２】円筒状プラスチック複合体の他の実施例の説明図である。
【００３３】
１  断面で示す円筒状プラスチック複合体
２  通気孔
３  軒天井パネル
４  通気孔に円筒状プラスチック複合体を押し込んだ状態
５  Ｖ型溝
【図１】
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【図２】
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