(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂および熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物を硬化して得られる熱膨張材を２個以上接続してなる長さ１．５ｍ以上の成形体であって、
隣り合う熱膨張材が接続材を介して接続されており、
隣り合う熱膨張材の各々が、前記樹脂組成物からなる層に積層された基材を備え、前記接続材が前記基材と同じ材料の第２の基材を備える、成形体。
【請求項２】
エポキシ樹脂および熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物を硬化して得られる熱膨張材を２個以上接続してなる長さ１．５ｍ以上の成形体であって、
隣り合う２つの熱膨張材の片面の上に、２つの熱膨張材に跨るように接続材が配置され、前記隣り合う２つの熱膨張材が、向かい合う端部において接続材を介して接続されており、
前記接続材が金属製の固定具である、成形体。
【請求項３】
エポキシ樹脂および熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物を硬化して得られる熱膨張材を２個以上接続してなる長さ１．５ｍ以上の成形体を巻回してなる巻回体である成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱膨張材からなる成形体、より詳細にはエポキシ樹脂系の熱膨張材からなる成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建物に耐火性能を付与するために、耐火性樹脂組成物からなる熱膨張材が使用されている。例えば、特許文献１には、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組成物およびそれを硬化、成形してなる耐火性樹脂熱膨張性シートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４３９４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、熱硬化性のエポキシ系樹脂は加熱による硬化が必要であり、設備的に長尺の熱膨張材を製造するのが困難であり、既存のエポキシ系樹脂の熱膨張材は１．３ｍ以下の長さの枚葉品、つまり規格により一定の寸法に切り揃えられたシート状の成形品か、その枚葉品を裁断した短冊状または小片状の成形品に限られていた。
【０００５】
そのため、１．３ｍを超える寸法を有する建物の箇所に作業者が熱膨張材を施工するときには、作業者が熱膨張材をつなぎ合わせなければならず、１．３ｍに満たない寸法を有する建物の箇所に熱膨張材を施工するときには、使われなかった余分な熱膨張材は廃棄され、無駄となっていた。
【０００６】
本発明の一つの目的は、熱膨張材を施工する建物の箇所の寸法に係わらず、作業者が効率良く施工できる、複数のエポキシ樹脂系の熱膨張材を接続してなる長尺の成形体を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、より無駄なく使用できる、複数のエポキシ樹脂系の熱膨張材を接続してなる長尺の成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の通りである。
【０００９】
項１．エポキシ樹脂および熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物を硬化して得られる熱膨張材を２個以上接続してなる長さ１．５ｍ以上の成形体。
【００１０】
項２． 隣り合う熱膨張材が接続材を介して接続されている項１に記載の成形体。
【００１１】
項３． 隣り合う熱膨張材の各々が、前記樹脂組成物からなる層に積層された基材を備え、前記接続材が前記基材と同じ材料の第２の基材を備える項１に記載の成形体。
【００１２】
項４．前記接続材が金属製の固定具である項１に記載の成形体。
【００１３】
項５．テープ状の巻回体である項１に記載の成形体。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の成形体は、１．３ｍを超える建物における長い寸法に施工できるため、作業者の作業効率が向上する。また、１．３ｍ以下の場合も、施工箇所の寸法に応じて成形体を切断すれば良いだけであり、作業者による作業は簡便であり、廃棄分になる熱膨張材も大幅に減少する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の成形体の略斜視図。
【図２】図１の成形体の製造方法を説明する部分側面図。
【図３】成形体の別例を示す部分側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に示すように、本発明の一実施形態の成形体１は熱膨張材２を２個以上接続してなる長さ１．５ｍ以上のテープ状の巻回体であり、テープの片面（図面では外面）には剥離シート６が設けられている。隣り合う剥離シート６は後述するように粘着テープ８が施された第２の基材７により接続されている。成形体１の長さの上限は特に限定されないが、２０ｍ以下であると使い易い。
【００１８】
成形体１の幅は特に限定されないが、通常１．３ｍ以下であり、好ましくは１ｍ以下である。一実施形態では成形体１の幅は５ｍｍ〜５０ｍｍである。
【００１９】
熱膨張材２は、エポキシ樹脂および熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物を硬化して得られる樹脂組成物層３を有し、樹脂組成物層３は火炎等による熱により膨張して断熱層を形成する耐火材として機能する。
【００２０】
図２を参照すると、３つの熱膨張材２が示され、各熱膨張材２は樹脂組成物層３と、樹脂組成物層３の上下両側に積層された基材４と、下側の基材４に積層された粘着テープ等の粘着材５と、粘着材５に積層された剥離シート６とを備えている。各熱膨張材２の長さは通常１．３ｍ以下である。
【００２１】
隣り合う２つの熱膨張材２の片面（図２では上面）の上には、基材４と同じ材料の第２の基材７が２つの熱膨張材に跨るように配置され、第２の基材７に施された粘着テープ８を介して第２の基材７は２つの熱膨張材に接着され、隣り合う熱膨張材２は接続されている。粘着テープ８が施された第２の基材７は接続材として機能する。隣り合う２つの熱膨張材２のもう片方の面（図２では下面）の上には、第２の基材７が隣り合う２つの熱膨張材２の剥離シート６に跨るように配置され、第２の基材７に施された粘着テープ８を介して第２の基材７は２つの熱膨張材の剥離シート６に接着される。なお、この剥離シート６に接着された粘着テープ８が施された第２の基材７は、剥離シート６を基材４から剥がすときには剥離シート６と共に剥がれる。
【００２２】
図面右側の熱膨張材２は、その左隣の熱膨張材２と、粘着テープ８が施された第２の基材７を介して接続されるところであり、このような隣り合う２つの熱膨張材２の、粘着テープ８が施された第２の基材７による直列な接続の繰り返しにより、成形体１が製造される。複数の熱膨張材２が連結された成形体１の上には、成形体１を使用するまで塵、埃等から保護したり基材４および／または第２基材７の接着力を保持したりするための剥離シート６が積層される。
【００２３】
このようにして製造されたテープ状の巻回体である成形体１は１．５ｍ以上の長さを備えているため、寸法の大きい建物の箇所にも、巻回体から必要な量だけ繰り出して施工することができ、作業者の作業効率が向上する。また、１．５未満の長さの箇所に施工する場合も、やはり施工箇所の寸法に応じて成形体１を切断すれば良いため、作業者による作業は簡便であり、廃棄分になる熱膨張材も大幅に減少する。さらに、成形体１の建物への施工後には、成形体１のテープを巻き戻してコンパクトに収容することができる。
【００２４】
次に、樹脂組成物層３、基材４、粘着材５、剥離シート６、第２の基材７、および粘着テープ８の構成について説明する。
【００２５】
樹脂組成物層３を構成する耐火性の樹脂組成物は、エポキシ樹脂、熱膨張性黒鉛、および無機充填剤を含有する。本発明で用いられるエポキシ樹脂は、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。上記エポキシ基をもつモノマーとしては、例えば、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モノマーが例示される。
【００２６】
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、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。
【００２７】
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。
【００２８】
上記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。
【００２９】
これらの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。
【００３０】
上記硬化剤としては、重付加型又は触媒型のものが用いられる。重付加型の硬化剤としては、例えば、ポリアミン、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、ルイス酸錯体等が例示される。上記エポキシ樹脂の硬化方法は、特に限定されず、公知の方法によって行うことができる。
【００３１】
また、上記エポキシ樹脂は可撓性が付与されたものであってもよい。可撓性を付与するためには次の方法が用いられる。（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。
【００３２】
（１）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（例：硬化剤としてポリプロピレンジアミン等を用いる）。（２）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（例：硬化剤として２官能アミン、エポキシモノマーとして１官能エポキシ等を用いる）。（３）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（例：硬化剤として複素環状ジアミン、エポキシモノマーとしてアルキレングリコールグルシジルエーテル等を用いる）。
【００３３】
（４）は可塑剤として非反応性の希釈剤を添加する方法である（例：可塑剤としてＤＯＰ、タール、石油樹脂等を用いる）。（５）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。（６）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（例：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を用いる）。（７）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で可撓性を発現させる（例：エポキシ樹脂マトリックスとして分子量１０００〜５０００のポリエーテルを添加する）。
【００３４】
熱膨張性黒鉛は、従来公知の物質であり、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、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものであり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物の一種である。
【００３５】
上記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さらに中和してもよい。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メッシュかそれより小さいと、黒鉛の膨張度が膨張断熱層を得るのに十分であり、また粒度が２０メッシュかそれより大きいと、樹脂に配合する際の分散性が良く、物性が良好である。熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」、ＧＲＡＦＴＥＣＨ社製「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ」等が挙げられる。
【００３６】
無機充填剤は、膨張断熱層が形成される際、熱容量を増大させ伝熱を抑制するとともに、骨材的に働いて膨張断熱層の強度を向上させる。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等が挙げられる。
【００３７】
また、無機充填剤としては、これらの他に、硫酸カルシウム、石膏繊維、ケイ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、窒化ケイ素、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、チタン酸ジルコン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、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。これらの無機充填剤は単独で用いることができるし、２種以上を併用することもできる。
【００３８】
無機充填剤の粒径としては、０．５〜１００μｍが好ましく、より好ましくは１〜５０μｍである。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、粒径の小さいものが好ましいが、０．５μｍ以上であると、分散性が良好である。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が、１００μｍ以下の粒径が成形体の表面性、樹脂組成物の力学的物性の点で望ましい。
【００３９】
無機充填剤のうち、水酸化アルミニウムの具体例としては、例えば、水酸化アルミニウムでは、粒径１８μｍの「ハイジライトＨ−３１」（昭和電工社製）、粒径２５μｍの「Ｂ３２５」（ＡＬＣＯＡ社製）、炭酸カルシウムでは、粒径１．８μｍの「ホワイトンＳＢ赤」（備北粉化工業社製）、粒径８μｍの「ＢＦ３００」（備北粉化工業社製）等が挙げられる。
【００４０】
前記樹脂組成物は、エポキシ樹脂１００重量部に対し、前記熱膨張性黒鉛を１０〜３５０重量部及び前記無機充填剤を３０〜４００重量部の範囲で含むものが好ましい。
【００４１】
また、前記熱膨張性黒鉛および前記無機充填剤の合計は、エポキシ樹脂１００重量部に対し、５０〜６００重量部の範囲が好ましい。
【００４２】
かかる樹脂組成物は加熱によって膨張し耐火断熱層を形成する。この配合によれば、前記熱膨張材は火災等の加熱によって膨張し、必要な体積膨張率を得ることができ、膨張後は所定の断熱性能を有すると共に所定の強度を有する残渣を形成することもでき、安定した防火性能を達成することができる。
【００４３】
前記樹脂組成物における熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の合計量は、エポキシ樹脂１００重量部に対し、５０重量部以上では燃焼後の残渣量を満足して十分な耐火性能が得られ、６００重量部以下であると機械的物性が維持される。
【００４４】
さらに本発明に使用する前記樹脂組成物は、それぞれ本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、リン化合物、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤の他、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、成型補助材等の添加剤、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。
【００４５】
上記樹脂組成物は、上記各成分を、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、二本ロール等公知の混練装置を用いて混練することにより得ることができ、上記樹脂組成物を、例えば、プレス成形、押出し成形、カレンダー成形等の従来公知の成形方法により、樹脂組成物層３の熱膨張性シートに成形することができる。
【００４６】
熱膨張材は市販品としても入手可能であり、例えば、住友スリーエム社製のファイアバリア（クロロプレンゴムとバーミキュライトとを含有する樹脂組成物からなる熱膨張材、膨張率：３倍、熱伝導率：０．２０ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、三井金属塗料社のメジヒカット（ポリウレタン樹脂と熱膨張性黒鉛とを含有する樹脂組成物からなる熱膨張材、膨張率：４倍、熱伝導率：０．２１ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、積水化学工業社製フィブロック等の熱膨張材等も挙げられる。
【００４７】
基材４は、樹脂組成物層３の加熱膨張性能を損なわない範囲で樹脂組成物層３に積層されてもよく、基材４を構成する材料としては特に限定されず、例えば、紙、織布、不織布、フィルム、金属箔、金網、これらの組み合わせ等が用いられる。また、第２の基材７を構成する材料としては特に限定されず、例えば、紙、織布、不織布、耐火性の樹脂フィルム、金属箔、金網、これらの基材の積層体、もしくはこれらの基材に離型処理を施したものが用いられる。好ましくは、基材４および第２の基材７を同じ材料、例えば不織布から構成すれば、防火の認定が認められやすい点で有利である。
【００４８】
上記紙としては、クラフト紙、和紙、Ｋライナー紙等、公知のものを使用することができる。水酸化アルミニウムや炭酸カルシウムを高充填した不燃紙；難燃剤を配合したり、難燃剤を表面に塗布した難燃紙；ロックウール、セラミックウール、ガラス繊維を用いた無機繊維紙、炭素繊維紙等を使用すると耐火性を向上させることができる。
【００４９】
上記不織布としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、セルロース繊維等からなる湿式不織布、長繊維不織布等を使用することができる。
【００５０】
上記フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の樹脂フィルム等を使用することができる。
【００５１】
上記金属箔としては、アルミニウム箔、ステンレス箔等を使用することができる。
【００５２】
上記金網としては、通常使用されている金網の他に、金属ラス等が使用可能である。また、これら基材の積層体を用いてもよく、例えば、ポリエチレンフィルム積層不織布、ポリプロピレン積層不織布、アルミニウム箔積層紙、アルミガラスクロス等が挙げられる。
【００５３】
上記離型基材は、特に制限はなく、シリコーン処理等の通常の離型処理されているものが挙げられ、上記基材を離型処理したものを用いてもよい。
【００５４】
粘着材５は特に限定されず、アクリル系粘着剤等の公知の粘着剤、もしくはアクリル系粘着シートまたは粘着テープ等の公知の粘着シートまたは粘着テープであってよい。粘着材５は粘着テープ８と同じ材料から構成されてもよい。
【００５５】
剥離シート６は特に限定されず、上記の紙、織布、不織布、耐火性の樹脂フィルム、金属箔、金網、これらの基材の積層体等のシートにシリコーン処理等の通常の離型処理を施したものを用いてもよい。
【００５６】
粘着テープ８は特に限定されず、上記の紙、織布、不織布、耐火性の樹脂フィルム、金属箔、金網、これらの基材の積層体等の基材にアクリル系樹脂等の粘着剤を塗布したものである粘着テープ、またはかかる粘着剤からなる基材レスな粘着テープを用いてもよい。
【００５７】
ここまで、本発明を第１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、以下のような種々の変形が可能である。
【００５８】
○粘着テープ８の代わりに、アクリル系粘着剤等の任意の粘着剤を用いてもよい。つまり、第２の基材７の少なくとも一面に粘着剤を施して、基材４に対して第２の基材７を接着してもよい。
【００５９】
○第２の基材７自体を粘着性材料より構成して、粘着テープ８を省略してもよい。
【００６０】
○基材４は省略してもよい。その場合、隣り合う２つの熱膨張材２の樹脂組成物層３は、接続材としての粘着シート６または粘着剤で接続されるか、またはそれ自体粘着性のある第２の基材７により接続することができる。
【００６１】
○樹脂組成物層の両面に積層されてもよく、その場合、一方の片面に設けた基材と、他の片面に設けた基材は同一材料であっても異なる材料であってもよい。
【００６２】
○粘着材５および剥離シート６は、基材４および／または第２基材７に粘着性がない場合には省略してもよい。
【００６３】
○第１実施形態における粘着テープ８が施された第２の基材７の代わりに、接続材として金属製の固定具を使用してもよい。例えば図３に示すように、隣り合う２つの熱膨張材２を接続するために、２つの熱膨張材２の向かい合う端部にステープル９を埋設してもよい。ここではステープル９はコの字型の金属製の針として示されている。隣り合う２つの熱膨張材２を接続可能な任意の他の形状であることもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・成形体、２…熱膨張材、３…樹脂組成物層、４…基材、５…粘着材、６…粘着テープ、７…第２の基材、８…剥離シート、９…接続材としてのステープル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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