(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱膨張性耐火シートを備えた建具であって、前記熱膨張性耐火シートは、熱膨張性黒鉛を有する耐火性樹脂組成物からなり、かつ内部に空隙を有する、建具。
【請求項２】
シート断面の空隙の割合が１５〜８５％である請求項１に記載の建具。
【請求項３】
前記耐火性樹脂組成物が、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂と、無機充填剤と、を含有する請求項１又は２に記載の建具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱により膨張して空隙を封止ことにより防火性を高める熱膨張性耐火シート及び当該熱膨張性耐火シートが装着された物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築材料、その他の分野において、耐火性能は重要な性能の一つである。上記耐火性能としては、単に合成樹脂材料自体が燃え難いばかりでなく、火炎が部材の裏側に廻らないような性能も要求されている。
【０００３】
しかし、耐火性を与えたい物品自体が開口部を有する場合、または火災により部材が焼失することにより開口部が生じてしまう場合には、火炎が部材の裏側に廻ってしまう。かかる状況を解決するためのものとして、エポキシ樹脂又はポリオレフィン樹脂、及び熱膨張性黒鉛を含む耐火性樹脂組成物が知られている（特許文献１）。かかる耐火性樹脂組成物をシート状に成形したものを開口部又は開口部が生じ得る箇所に装着すると、火災の際に加熱により膨張して開口部をふさぎ、所望の耐火性を与えることができる。
【０００４】
しかし、コスト削減、または建築材料自体の軽量化のために、より少ない量で所望の耐火性が得られる耐火シートが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許3898360
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来よりも少ない重量で所望の耐火性が得られる熱膨張性耐火シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる状況の下、本発明者は鋭意研究した結果、熱膨張性黒鉛を有する耐火性樹脂組成物からなり、かつ内部に空隙を有する熱膨張性耐火シートを用いることにより上記課題を解決し得ることを見出した。従って、本発明は以下の項を提供する：
項１．熱膨張性黒鉛を有する耐火性樹脂組成物からなり、かつ内部に空隙を有する熱膨張性耐火シート。
【０００８】
項２．シート断面の空隙の割合が１５〜８５％である請求項１に記載の熱膨張性耐火シート。
【０００９】
項３．項１又は２に記載の熱膨張性耐火シートが装着された物品。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内部に空隙を有する構造を有することにより、従来よりも少ない重量で所望の耐火性が得られる耐火シートを提供することができる。また、本発明によれば、空隙を有することにより、同重量あたりの厚みを増すことで、迅速に空間を閉塞し、火災時充分な耐火性能が得られ、かつ低コスト、軽量化という効果を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の熱膨張性耐火シートの１実施形態の断面図。
【図２】本発明の熱膨張性耐火シートの１実施形態の斜視図。
【図３】引き違い窓の正面図。
【図４】（Ａ）図３の引違い窓の３−３線における略断面図、（Ｂ）火災が生じた場合の図４（Ａ）の防火材の防火性能を示す略断面図。
【図５】片開き窓の斜視図。
【図６】（Ａ）図５の片開き窓の略断面図、（Ｂ）火災が生じた場合の図６（Ａ）の防火材の防火性能を示す略断面図。
【図７】図３の引違い窓の３−３線における、より詳細な断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、熱膨張性黒鉛を有する耐火性樹脂組成物からなり、かつ内部に空隙を有する熱膨張性耐火シートを提供する。本発明において、熱膨張性耐火シートが、内部に空隙を有する、とは、当該耐火シートが加熱により膨張していない状態で内部に空隙を有することを意味する。本発明においては、例えば、図１に断面図を示すように耐火シート内に１つの空隙を有していてもよい。
【００１３】
本発明にかかる熱膨張性耐火シートの空隙率は特に限定されないが、例えば、１５〜８５％であることが好ましく、２０〜５０％であることがより好ましい。空隙率は耐火シートが加熱により膨張していない状態で、断面方向に切断し、［樹脂＋空隙］の面積と空隙の面積との比を求めることにより測定することができる。例えば、熱膨張性耐火シートが短冊状、シート状の場合、長手方向に垂直な面の断面の［樹脂＋空隙］の面積と空隙の面積との比を求めることにより測定することができる。切り取る断面により［樹脂＋空隙］の面積と空隙の面積との比が異なる場合、長手方向の端部から端部までの平均値を空隙率とする。
【００１４】
本発明にかかる熱膨張性耐火シートを構成する耐火性樹脂組成物に含まれる熱膨張性黒鉛としては、例えば、前記特許文献１に記載されている中和処理された熱膨張性黒鉛等が挙げられる。具体的には、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、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。
【００１９】
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、日本化成社製「ＣＡ−６０Ｓ」、東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」、ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ＃１６０」、「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ＃２２０」等が挙げられる。
本発明にかかる熱膨張性耐火シートを構成する耐火性樹脂組成物は、上記熱膨張性黒鉛に加えて、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂、無機充填剤等をさらに含んでいてもよい。当該実施形態において、例えば、耐火性樹脂組成物は、膨張性黒鉛を混練した上記樹脂等の、加熱により膨張する熱膨張材料から形成される。耐火性樹脂組成物が、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂と、熱膨張性黒鉛と、無機充填剤とを含む場合、これらの成分の割合は特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂１００重量部に対して熱膨張性黒鉛が１０〜３００重量部、無機充填剤が３０〜５００重量部である。このような熱膨張材料を構成する耐火性樹脂組成物は種々のものが公知であり、例えば熱可塑性樹脂に、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛、及び無機充填剤を含有し、それぞれの含有量が、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して、リン化合物と中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量が２０〜２００重量部、無機充填剤が５０〜５００重量部であり、中和処理された熱膨張性黒鉛：リン化合物の重量比が、９：１〜１：１００であることを特徴とする耐火性樹脂組成物（特開平9-227716）；エポキシ樹脂１００重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛１０〜３００重量部及び無機充填剤５０〜５００重量部からなることを特徴とする耐火性樹脂（特開2000-143941）；エポキシ樹脂１００重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛１５〜１５０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含浸されてなることを特徴とする耐火シート組成物（特開2002-12678）；非架橋ゴム及び／又は部分架橋ゴムからなるゴム成分（Ａ）に、熱膨張性無機物（特には、中和処理された熱膨張性黒鉛）（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）及び平均分子量２０００〜４０００の液状樹脂（Ｄ）を配合してなることを特徴とする粘着性耐火性ゴム組成物（特開2003-192840）；及びポリ塩化ビニル系樹脂に熱膨張性黒鉛を含有させた耐火性樹脂組成物であって、配合比がポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛が１〜１０重量部である耐火性樹脂組成物（特開2008-180068）等が挙げられる。
【００２０】
本発明はまた、熱膨張性耐火シートが装着された物品を提供する。本発明の熱膨張性耐火シートが装着される物品としては、特に限定されないが、例えば、扉（すなわちドア）、サッシ、窓、障子、戸、ふすま、及び欄間等の建具；船舶；並びにエレベータ等の構造体に対して使用されてもよい。本発明にかかる物品の非限定的な実施形態の例を図面を参照して説明する。尚、本発明において、装着とは、対象となる物品に熱膨張性耐火シートを挿入すること、貼り付けること等を包含する概念である。
【００２１】
まず、本発明の熱膨張性耐火シート１を開口部装置に取り付けた例を説明する。図３は閉窓時に室内側から見た典型的な引違い窓の正面図である。図示の引違い窓の構造では、建造物躯体である構造体（ 非図示） の開口部に適宜の様式によって窓枠１０が取付けられ、これに合成樹脂製の外障子窓框１１及び内障子窓框１１' が、それぞれ引違い状態にて建て込まれている。これら窓框１１，１１' は、外障子召合せ框１３，内障子召合せ框１３' 、外障子戸先框１４、内障子戸先框１４'、外障子上框１５、内障子上框１５' 、外障子下框１６、及び内障子下框１６' の各枠材が、四周枠組みされることにより形成されている。なお、窓枠１０及び各枠材の構成は周知の形態であってよく、また窓枠１０及び各枠材は、アルミを初めとする金属製、木製、合成樹脂製等、任意の材料から形成されてよい。窓框１１，１１' の枠内には、ガラス１２，１２' が固定されている。鍵１７を下方向に回動させて開錠すると窓框１１，１１'は左右方向にスライド可能となる。
【００２２】
図４（Ａ）は図３の引違い窓の３−３線における略断面図である。図４（Ｂ）火災が生じた場合の図４（Ａ）の熱膨張性耐火シート１の防火性能を示す略断面図である。なお、図４（Ａ），（Ｂ）では本発明の説明に必要な部材のみを模式的に示し、外障子窓框１１及び内障子窓框１１'の内部構造等の詳細は省略している。図４（Ａ）の構成では、閉窓時に、外障子召合せ框１３及び内障子召合せ框１３'のそれぞれの対向面１３ａ及び対向面１３'ａの間に間隙１５が存在し、対向面１３'ａには熱膨張性耐火シート１が、粘着テープ５を接着させた状態で被取付体としての内障子召合せ框１３の長手方向に沿って、好ましくは内障子召合せ框１３の長手方向の全長に延びるように配置されている。
【００２３】
図４（Ｂ）に示されるように、矢印の方向から火災が発生すると熱膨張性耐火シート１が火の熱により膨張し、間隙１５を塞ぐ。これにより、窓框１１と窓框１１'（外障子召合せ框１３と内障子召合せ框１３）の間からの火災や煙の侵入が低減又は防止され、引き違い窓の防火性が大きく改善される。なお、熱膨張性耐火シート１は、対向面１３ａに配置してもよいし、対向面１３ａと対向面１３'ａの両方に配置してもよい。
【００２４】
図５及び図６（Ａ），（Ｂ）は別の開口部装置に熱膨張性耐火シート１を取り付けた例であり、図５は片開き窓の斜視図、図６（Ａ）は図５の片開き窓の略断面図、図６（Ｂ）は火災が生じた場合の図６（Ａ）の防火材の防火性能を示す略断面図である。なお、図６（Ａ），（Ｂ）では本発明の説明に必要な部材のみを模式的に示し、窓枠３０の内部構造等の詳細は省略している。
【００２５】
図５及び図６（Ａ）において、図示の片開き窓の構造では、建造物躯体である構造体（図示していない） の開口部に適宜の様式によって断面Ｌ字形の窓枠２０が取付けられ、これに合成樹脂製の四周枠の窓框３０が建て込まれている。窓框３０は先端側框３１及び基端側框３２を備え、なお、窓枠２０及び窓框３０の構成は周知の形態であってよく、また窓枠２０及び窓框３０は、アルミを初めとする金属製、木製、合成樹脂製等、任意の材料から形成されてよい。開錠時には、ハンドル３７を右回りに回して窓框３０が実線で示した位置から点線で示した位置へと回動可能である。閉窓時に、窓框３０と重なって延びる窓枠２０の部分２１と先端側框３１の対向面２１ａ，３１ａ、並びに窓框３０と重なって延びる窓枠２０の部分２２と基端側框３２の対向面２２ａ，３２ａの間に間隙３５が存在し、対向面２１ａ，２２ａには熱膨張性耐火シート１が、粘着テープ５を接着させた状態で被取付体としての部分２１，２２の長さに沿って、好ましくは部分２１，２２の長手方向の全長に延びるように配置されている。
【００２６】
図６（Ｂ）に示されるように、矢印の方向から火災が発生すると熱膨張性耐火シート１が火の熱により膨張し、間隙３５を塞ぐ。これにより、窓框３０と窓枠２０の間からの火災や煙の侵入が低減又は防止され、片開き窓の防火性が大きく改善される。なお、防火材１は、対向面３１ａ及び／又は３２ａに配置してもよいし、対向面２１ａ，２２ａと対向面３１ａ，３２ａの両方に配置してもよい。
【００２７】
次に、図７は図３の引違い窓の３−３線における、より詳細な断面図である。図７に示す実施形態においては、窓枠１０がその内部に有する空洞内に熱膨張性耐火シート１が装着されている。また当該実施形態においては、外障子戸先框１４、内障子戸先框１４'がその内部に有する空洞内にも熱膨張性耐火シート１が装着されている。当該実施形態においては、火災時に窓枠１０、外障子戸先框１４、及び内障子戸先框１４'又はこれらの一部が熱により焼失しても、熱膨張性耐火シート１が膨張して焼失により生じた開口部をふさいで充分な耐火性能を示すことができる。
【００２８】
ここまで、本発明を上記の実施形態を例にとって説明してきたが、本発明はこれに限られず、種々の変形が可能である。また、本明細書中に引用されているすべての特許出願および文献の開示は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【００２９】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【実施例】
【００３０】
比較例１
下記表１に示す組成の配合物を、幅２０ｍｍ、厚み１．０ｍｍのシート状に押し出した。
【００３１】
【表１】
0006475514.tif 000002
【００３２】
HA-53K：塩素化塩化ビニル樹脂、徳山積水社製、重合度１０００、塩素含有量６７．３重量％
GREP-EG：中和処理された熱膨張性黒鉛、東ソ一社製
ホワイトンBF300：炭酸カルシウム、白石カルシウム社製
DIDP：ジイソデシルフタレート、ジェイ・プラス社製
ＮＴ-231：Ｃａ−Ｚｎ複合安定剤、水沢化学社製
SC-100：ステアリン酸カルシウム、堺化学社製
135A：塩素化ポリエチレン、威海金弘社製
P-530A：ポリメチルメタクリレート、三菱レーヨン社製
実施例１
比較例１と同一成分を押出機を用い、図１に断面図を示すような形状の金型にて押し出すことにより。長手方向に貫通する１つの空洞を形成させ、１ｍあたりの重量が比較例１と同重量で、かつ、幅２０ｍｍ、厚み５ｍｍの試験シートを得た。尚、当該試験シートにおいて、図１における空洞の上の層と下の層とは同一の厚みであり、空洞の右側の槽と左側の層とも同一の厚みとした。
（評価方法）
図４に示した通りの高さ１１００ｍｍ×幅１７００ｍｍのアルミニウム製引き違い窓を用いた。引き違い窓の各窓ガラスは、屋外側に厚６．８ミリの網入り板ガラス及び屋内側に厚４ミリのフロート板ガラスからなり、両板ガラスの間に９ミリの空気層が存在する複層ガラスから構成される。実施例１、実施例２、及び比較例２の防火材は引き違い窓の２つの召し合わせ框の対向面の一方に、召し合わせ框の長手方向に沿って召し合わせ框の全体に延びるように粘着テープにて貼り付けた。
【００３３】
上記の引き違い窓にてＩＳＯ８３４に準拠し２０分間の加熱試験を実施し、２０分間で下記判定１．〜３．のすべてに適合したものを○とした。また、いずれか１つでも適合しない物を×とした。
１．加熱裏面側において１０秒以上の継続した発炎がない
２．加熱裏面側へ１０秒以上の継続した火炎の噴出がない
３．亀裂あるいは損傷、隙間などが発生しない
結果を表１に示す。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・防火材、２・・・熱膨張材、１３，２１，２２，４０…被取付体。
【図１】
0006475514.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006475514.tif 000008
【図７】
0006475514.tif 000009