(57)【要約】【課題】有毒ガスの発生やコストの増大を抑えつつ、施工時の耐火被覆材の取り回しや現場での加工を行い易くするとともに取り合い部の施工性を向上させ、さらに、運搬コストを低減させることができる耐火被覆材を提供することを目的としている。【解決手段】対象物の耐火性を確保するために対象物の表面に被覆させるシート状の耐火被覆材１であって、無機質の繊維材と無機質の熱膨張性混和材とを含有する水溶液を抄いて成形される熱膨張性耐火シート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】
対象物の耐火性を確保するために対象物の表面に被覆させるシート状の耐火被覆材であって、
無機質の繊維材と無機質の熱膨張性混和材とを含有する水溶液を抄いて成形される熱膨張性耐火シートからなることを特徴とする耐火被覆材。
【請求項２】
請求項１記載の耐火被覆材において、
熱膨張性耐火シートの表面と熱膨張性耐火シートの内部との何れか一方又は両方に補強層が形成されていることを特徴とする耐火被覆材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の表面に被覆させるシート状の耐火被覆材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、構造物の鉄骨に対する耐火被覆工法として、ロックウールやセラミックファイバー等の無機繊維からなるシート状の耐火被覆材を鉄骨に巻き付ける技術が提供されている。この工法は、吹き付け工法に比べて建設現場での発塵量が少なく、他工種との並行作業が可能であるため工期短縮が望め、さらに、繊維シートが工場生産品であるため品質が安定するという利点がある。
【０００３】
一方、近年、無機繊維からなるフェルトに発泡性耐火塗料を含浸させてなる耐火被覆材が提案されている。この耐火被覆材によれば、耐火被覆材の薄層化および軽量化を図ることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】実開平６−２０６１９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、上記した前者の従来の耐火被覆材では、所定の耐火時間を得るために、耐火被覆材の厚みを厚くする必要がある。このため、施工時の耐火被覆材の取り回しや現場での加工等が行い難く、取合い部分の施工性も悪いという問題がある。また、厚みのある耐火被覆材はかさばるため、運搬コストが高くなるという問題もある。
【０００５】
また、上記した後者の従来の耐火被覆材では、無機繊維フェルトに含浸させる塗料には有機物が含まれているため、火災等の火で加熱されたときに有毒ガスが発生し、また、コストも嵩むという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、有毒ガスの発生やコストの増大を抑えつつ、施工時の耐火被覆材の取り回しや現場での加工を行い易くするとともに取り合い部の施工性を向上させ、さらに、運搬コストを低減させることができる耐火被覆材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、対象物の耐火性を確保するために対象物の表面に被覆させるシート状の耐火被覆材であって、無機質の繊維材と無機質の熱膨張性混和材とを含有する水溶液を抄いて成形される熱膨張性耐火シートからなることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、耐火被覆材が加熱されると、熱膨張性混和材が膨張して、耐火被覆材が面外方向に膨張される。また、抄紙の技術でシート化することによって、ロックウールの繊維がシートの面内方向に並ぶことによって、面外方向にのみ膨張し、面内方向には優れた寸法安定性を確保できる。したがって、耐火被覆材を構成する熱膨張性耐火シートは、運搬時及び施工時には、薄くかさばらない状態にすることができ、火災が発生したときには、耐火被覆材が加熱されて厚み方向にのみ膨張されることで、所定の耐火時間を得るための厚さの耐火被覆層が確保される。さらに、無機質の繊維材と無機質の熱膨張性混和材を配合した組成のために、長期にわたって安定した耐久性が確保され、メンテナンスフリーを実現できる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、熱膨張性耐火シートの表面と熱膨張性耐火シートの内部との何れか一方又は両方に補強層が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
このような特徴により、熱膨張性耐火シートが補強層により補強され、耐火被覆材の強度が増大することになり、所定寸法の裁断・梱包作業・巻き付け施工のし易さ、熱膨張性混和材の落下防止等が図れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る耐火被覆材によれば、運搬時及び施工時には薄くかさばらない状態にすることができるため、施工時の耐火被覆材の取り回しや現場での加工を行い易くなり、また、取り合い部の施工性も向上し、さらに、運搬コストを低減させることができる。一方、火災による加熱で耐火被覆材が面外方向に膨張されて耐火被覆材の厚さが厚くなるため、火災時等に所定の耐火時間を得ることができる。また、無機質の熱膨張性混和材が混和されているため、加熱されても有害ガスの発生が少なく、また、コストの増大を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る耐火被覆材の第１、第２、第３の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００１３】
［第１の実施の形態］
まず、本発明に係る耐火被覆材の第１の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は第１の実施の形態における耐火被覆材１が巻き付けられた鉄骨材Ｓ（対象物）の断面図である。
図１に示すように、耐火被覆材１は、無機質の繊維材を主材とする耐火シート２からなる。この耐火シート２は、紙抄き（漉き）技法により成形された抄紙材であり、具体的には、無機質の繊維材と無機質の熱膨張性混和材とを含有する水溶液を抄いて成形される耐火シートである。つまり、耐火シート２は、繊維材と有機バインダー（フェノール樹脂やメラミン樹脂）を水に溶かしたどろどろの液体の中に熱膨張性混和材を混入し、その原料をシート状にすくい上げて乾かすことで成形されるものである。
【００１５】
上記した無機質の繊維材としては、例えば、ロックウールやセラミックファイバー等がある。また、上記した無機質の熱膨張性混和材は、熱が加わることで膨張（発泡）されるものであり、例えば、熱膨張性の黒鉛やひる石等がある。なお、これら繊維材に対する熱膨張性混和材の配合比は、１％〜１０％（重量％）の範囲内であり、好ましくは５％にする。
【００１６】
上記した構成からなる耐火被覆材１は、建築物の鉄骨梁や鉄骨柱等の鉄骨材Ｓの表面に被覆されてその鉄骨材Ｓの耐火性能を向上させるものである。耐火被覆材１の鉄骨材Ｓへの取り付け方法としては、公知の方法を利用することができ、例えば、図１に示すように溶接ピンＰによって点付け固定することができる。なお、耐火被覆材１は、水ガラス系接着剤などにより対象物（鉄骨材Ｓ等）に貼り着けて被覆してもよい。
【００１７】
次に、上記したような耐火被覆材１の熱膨張性を確認する実験について説明する。
【００１８】
図２は耐火被覆材１の熱膨張性を確認する実験の状況を表した断面図である。
図２（ａ）に示すように、まず、試験体Ｘとして、セラミックファイバーと黒鉛とを含有する水溶液を抄いて成形された耐火シート２からなる耐火被覆材を用意する。この試験体Ｘは、加熱前の状態で厚さ９ｍｍのシート状の矩形部材である。
【００１９】
次に、この試験体Ｘを平らな載置台Ｂ上に設置し、これを図示せぬ電気炉に入れて加熱し、加熱による試験体Ｘの膨張状態を確認した。具体的には、３００℃で１５分間加熱し、その後、７００℃で３０分間加熱した。加熱前は厚さ９ｍｍであった試験体Ｘは、３００℃で１５分間加熱されることで、図２（ｂ）に示すように、その厚さが１９ｍｍとなり、試験体Ｘが面外方向に２．１倍膨張したことが確認された。このとき、試験体Ｘの表層付近で黒鉛が発泡（膨張）していることが確認された。また、７００℃で３０分間加熱した後は、図２（ｃ）に示すように、試験体Ｘの厚さが２９ｍｍとなり、試験体Ｘが面外方向に３．２倍膨張したことが確認された。このとき、試験体Ｘは比較的面材としてしっかりしており、指触により脆く破壊されることはなかったが、発泡した黒鉛が容易に飛散する状態となった。また、面内方向への膨張や収縮は殆ど見られなかった。
【００２０】
以上の実験結果により、セラミックファイバー（繊維材）と黒鉛（熱膨張性混和材）とを含有する水溶液を抄いて成形された耐火シートからなる試験体Ｘ（耐火被覆材）が熱により膨張してその厚さが厚くなることが確認された。
【００２１】
また、図３はロックウールと黒鉛とを含有する水溶液を抄いて成形された耐火シート２の試験体の耐火試験結果を示す表であり、図４は黒鉛の配合量と膨張倍率との関係を示したグラフである。
図３に示すように、本試験では、黒鉛の配合量が異なる５つの試験体を用意し、各試験体の膨張倍率を確認した。具体的には、まず、黒鉛を０％、２％、４％、６％、８％配合した５種類の試験体を用意した。次に、これらの試験体を図示せぬ電気炉に入れて、４００℃で１０分間保持し、その後、電気炉で７００℃まで昇温させた。また、この加熱時（４００℃、６００℃、７００℃）における各試験体の膨張状態（厚さ）を確認した。
【００２２】
図３、図４に示すように、上記した試験によって、黒鉛の配合量と膨張倍率が比例関係にあり、黒鉛２％の配合で厚み方向に１．６〜１．８倍程度膨張することが確認された。また、４００℃の１０分間の加熱後には膨張がほぼ完了しており、その後の加熱では殆ど膨張しないことが確認された。これは、黒鉛の膨張開始温度がおよそ２００℃であるためと考えられる。なお、面内方向への膨張および収縮はみられなかった。また、黒鉛は配合しない場合（黒鉛配合量０％の試験体）でも、１．２〜１．３倍程度膨張した。これは、有機バインダーの燃焼ガスと燃焼に伴い繊維同士の結合力が消失したことによるものと考えられる。
【００２３】
上記した構成からなる耐火被覆材１によれば、無機質の繊維材と無機質の熱膨張性混和材とを含有する水溶液を抄いて成形される熱膨張性耐火シートからなるため、上記した実験結果からも分かるように、火災時の熱で耐火被覆材１が加熱されると、熱膨張性混和材が膨張して、耐火被覆材１が面外方向に膨張される。したがって、耐火被覆材を構成する熱膨張性耐火シートは、その厚さ（加熱前の厚さ）を無機繊維のみからなる従来の耐火被覆材の１／５〜１／２程度まで薄くすることができ、その運搬時及び施工時には薄くかさばらない状態になる。これにより、施工時の耐火被覆材１の取り回しや現場での加工を行い易くなり、また、取り合い部の施工性も向上し、さらに、運搬コストを低減させることができる。一方、火災が発生して耐火被覆材１が加熱されたときには、耐火被覆材１は膨張して所定の耐火時間を得るための厚さが確保される。これにより、耐火被覆材１によって火災時に所定の耐火性能を発揮することができる。また、耐火シート２の原料である水溶液には無機質の熱膨張性混和材が混和されているため、加熱されても有害ガスが発生することがなく、また、コストの増大を抑えることができる。
【００２４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る耐火被覆材の第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態の説明では、上述した第１の実施の形態で説明した構成については、第１の実施の形態と同様の符号を付すことでその説明を省略する。
【００２５】
図５は第２の実施の形態における耐火被覆材１０１を表す斜視図である。
図５に示すように、耐火被覆材１０１は、無機質の繊維材を主材とする耐火シート２と、耐火シート２の両側の表面にそれぞれ形成された補強層１０３,１０３とからなる。補強層１０３は、耐火シート２を補強するための薄い板状の部材（面材）からなり、例えば、不織布やアルミ加工クロス等からなる。この補強層１０３は、耐火シート２の紙抄き成形後に上記した面材を耐火シート２の表面に貼着させることで形成してもよく、或いは、耐火シート２を紙抄き成形する際に上記した面材を所定位置に配設しておき、耐火シート２と一体に形成してもよい。
【００２６】
上記した構成からなる耐火被覆材１０１によれば、第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。また、耐火シート２が補強層１０３,１０３により補強され、耐火被覆材１０１の強度が増大する。これにより、膨張した耐火シート２が脆い状態になっても、耐火被覆材１０１が崩れることがなく、耐火被覆材１０１が破損・落下することによる耐火性能の低下を防止することができる。
【００２７】
［第３の実施の形態］
次に、本発明に係る耐火被覆材の第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態の説明では、上述した第１,第２の実施の形態で説明した構成については、第１,第２の実施の形態と同様の符号を付すことでその説明を省略する。
【００２８】
図６は第３の実施の形態における耐火被覆材２０１を表す斜視図である。
図６に示すように、耐火被覆材２０１は、無機質の繊維材を主材とする耐火シート２と、耐火シート２の内部に形成された補強層２０３とからなる。補強層２０３は、耐火シート２を補強するために耐火シート２内に埋設されたシート状の心材からなり、例えば、金属メッシュ等からなる。この補強層２０３は、耐火シート２を紙抄き成形する際に上記した心材を所定位置に配設しておき、耐火シート２と一体に形成される。なお、上記した心材は、耐火シート２の真中位置に埋設されており、補強層２０３は耐火シート２の真中位置に形成されている。
【００２９】
上記した構成からなる耐火被覆材２０１によれば、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００３０】
以上、本発明に係る耐火被覆材の実施の形態について説明したが、本発明は上記した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、上記した実施の形態では、建築物の鉄骨梁や鉄骨柱等の鉄骨材に被覆される耐火被覆材１,１０１,２０１について説明したが、本発明は、鉄骨材以外に被覆される耐火被覆材であってもよく、例えば、耐火被覆材が、天井面や壁面に被覆されてもよく、或いは、排煙ダクト等の設備部材に被覆されていてもよい。
【００３１】
また、上記した実施の形態では、耐火シート２が、無機質の繊維材を水に溶かして無機質の熱膨張性混和材を混入した原料からなるが、本発明は、上記した繊維材や熱膨張性混和材に加えて他の材料を添加してなる原料により耐火シートを成形してもよく、例えば、補強のためにアラミド繊維やガラス繊維等を混和させてもよい。
【００３２】
また、上記した第２の実施の形態では、耐火シート２の両側の表面に補強層１０３,１０３が形成されているが、本発明は、耐火シートの何れか一方の表面にだけ補強層が形成されていてもよい。
【００３３】
また、上記した第３の実施の形態では、耐火シート２の真中位置に補強層２０３が形成されているが、本発明は、耐火シートの内部に形成される補強層が何れか一方側に片寄った位置に形成されていてもよい。
また、上記した第３の実施の形態では、耐火シート２を紙抄き成形する際に心材を所定位置に配設しておき、耐火シート２と一体に補強層２０３が形成されているが、本発明は、耐火シートを２枚成形し、これら２枚の耐火シートを貼り合せるとともにそれらの耐火シート間に心材を介在させる構成にしてもよい。
【００３４】
さらに、上記した第２の実施の形態における補強層１０３と、上記した第３の実施の形態における補強層２０３とがそれぞれ備えられた構成であってもよい。つまり、耐火シートの表面に補強層が形成されているとともに、耐火シートの内部にも補強層が形成された構成にしてもよい。
【００３５】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための耐火被覆材の斜視図である。
【図２】本発明に係る耐火被覆材の熱膨張性を確認するための実験の状況を表した断面図である。
【図３】本発明に係る耐火被覆材の熱膨張性を確認するための試験の試験結果を示した表ある。
【図４】本発明に係る耐火被覆材の熱膨張性を確認するための試験の試験結果を示したグラフある。
【図５】本発明の第２の実施の形態を説明するための耐火被覆材の斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を説明するための耐火被覆材の斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１, １０１,２０１  耐火被覆材
２  耐火シート（熱膨張性耐火シート）
１０３,２０３  補強層
【図１】
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【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】
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