(57)【要約】【課題】施工が容易であるとともに、湾曲面を有する基材に対しても優れた耐火性能が発揮できる発泡性耐火層の形成方法を提供する。【解決手段】耐火性を付与すべき基材に対し、シート末端部どうしを突き合わせて発泡性耐火シートを貼着した後、当該突き合わせ部を跨いで発泡性耐火塗料を塗付積層する。発泡性耐火シートとしては、繊維質シートを有する発泡性耐火シートを用い、当該繊維質シートが接着剤または粘着剤を介して基材に接するように貼着することが望ましい。【選択図】図２
2005060946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性を付与すべき基材に対し、
シート末端部どうしを突き合わせて発泡性耐火シートを貼着した後、
当該突き合わせ部を跨いで発泡性耐火塗料を塗付積層することを特徴とする発泡性耐火層の形成方法。
【請求項２】
基材と接する発泡性耐火シートが、繊維質シートを有する発泡性耐火シートであり、繊維質シートが接着剤または粘着剤を介して基材に貼着されていることを特徴とする請求項１に記載の発泡性耐火層の形成方法。
【請求項３】
耐火性を付与すべき基材が、角鋼管、丸鋼管及びＨ型鋼の少なくとも１種である請求項１または２に記載の発泡性耐火層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡性耐火層の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物、土木構築物等の構造物が火災等により高温に晒された場合には、これら構造物の基材である鉄骨、コンクリート等の機械的強度が急激に低下するという問題がある。これに対して、例えば、特許文献１には、火災等の高温時に発泡して炭化層を形成することにより基材の温度上昇を遅延させ、基材の物理的強度の低下を一時的に抑える発泡性耐火シートが開示されている。
このような発泡性耐火シートの利点としては、一般的な耐火被覆材に比べて膜厚を薄くできる点、施工時の膜厚管理が容易である点等が挙げられる。また発泡性耐火シートの施工において、シートの継ぎ目部分にパテ、シーリング材等を充填することにより平滑なシート仕上げ面を得ることも可能である。
【０００３】
しかしながら、角鋼管、丸鋼管、Ｈ型鋼等のように、平面以外の湾曲面を有する基材に発泡性耐火シートを貼着した場合には、多くの場合にシートに歪みが生じる。そのため、火災等による高温時にシートが発泡した際には、図１に示すようにシート内部に応力が生じ、継ぎ目部分に充填されたパテ、シーリング材等が両側のシートに引っ張られ、最終的に亀裂、割れ等が生じる場合がある。
継ぎ目部分に亀裂、割れ等が生じた場合には、いかに発泡性耐火シートの耐火性能が優れていても、亀裂、割れ等の部分から基材温度が急激に上昇し、基材の物理的強度は著しく低下する。したがって、平面以外の湾曲面を有する基材に発泡性耐火シートを貼着した場合には、実用上、高温時における亀裂、割れ等の発生が効果的に防止できる継ぎ目処理を行うことが重要である。
【０００４】
ところで、発泡性耐火シートでは、シートの膜厚を調整することにより、耐火性能を変化させることができる。一般にシートの膜厚を大きくすれば、耐火性能を高めることができる。しかしながら、シートの膜厚を大きくすれば、可撓性が低下して折り曲げ加工が困難となる。そのため、特に湾曲面を有する基材に発泡性耐火シートを貼着する場合には、施工性に問題が生じやすくなる。すなわち、施工性を考慮すると、発泡性耐火シートの膜厚を大きくして耐火性能を高めるには限界がある。
【０００５】
以上のような背景より、施工が容易であるとともに、湾曲面を有する基材に対しても優れた耐火性能が発揮できる工法の開発が求められている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６０７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、施工が容易であるとともに、湾曲面を有する基材に対しても優れた耐火性能が発揮できる発泡性耐火層の形成方法を提供することを主な目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、基材に発泡性耐火シートを貼着した後、当該発泡性耐火シートの突き合わせ部を跨いで発泡性耐火塗料を塗付積層することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．耐火性を付与すべき基材に対し、
シート末端部どうしを突き合わせて発泡性耐火シートを貼着した後、
当該突き合わせ部を跨いで発泡性耐火塗料を塗付積層することを特徴とする発泡性耐火層の形成方法。
２．基材と接する発泡性耐火シートが、繊維質シートを有する発泡性耐火シートであり、繊維質シートが接着剤または粘着剤を介して基材に貼着されていることを特徴とする１．に記載の発泡性耐火層の形成方法。
３．耐火性を付与すべき基材が、角鋼管、丸鋼管及びＨ型鋼の少なくとも１種である１．または２．に記載の発泡性耐火層の形成方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発泡性耐火層の形成方法によれば、発泡性耐火シートの突き合わせ部が、いずれも発泡性耐火塗料層により跨れているため、火災等の高温時に突き合わせ部から基材が露出することを防止できる。突き合わせ部にパテ、シーリング材等を充填した場合おいて、火災時にパテ、シーリング材等に亀裂が発生しても、亀裂、割れ等の部分から基材が露出しないため、耐火性能の低下を確実に抑制できる。
本発明は、平面基材に対して適用できるだけでなく、湾曲面を有する基材、特に角鋼管、丸鋼管及びＨ型鋼の少なくとも１種に対しても好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（耐火性を付与すべき基材）
耐火性を付与すべき基材としては、建築物・土木構築物などの構造物において耐火性が求められる部分が該当する。例えば、壁、柱、床、梁、屋根、階段等が挙げられる。基材の材質は特に限定されず、例えば、金属、コンクリート、木材、樹脂等が挙げられる。基材の表面形状も特に限定されず、平面でもよく、湾曲面を有していてもよい。
湾曲面を有する基材としては、例えば、角鋼管、丸鋼管、Ｈ型鋼等が挙げられる。このような金属で形成された基材には、予め防錆塗料等により防錆処理を施しておいてもよい。
【００１２】
（発泡性耐火シート）
本発明で使用する発泡性耐火シート（以下「シート」ともいう）は、火災等により周辺温度が所定の発泡温度に達すると発泡し、炭化断熱層を形成するものであれば特に限定されない。
【００１３】
このようなシートとしては、例えば、発泡性耐火塗料を公知の方法により塗膜化してシート状としたもの（１）、発泡性耐火塗料を不織布、織布等の繊維質シートに含浸したもの（２）、前記（１）や（２）を積層したもの、前記（１）や（２）を不燃性網状物上に積層したもの、等が挙げられる。発泡性耐火塗料としては特に限定されないが、例えば、特開平７−２７６５５２号公報に開示されるような発泡性耐火塗料が好適なものとして挙げられる。
具体的に、特開平７−２７６５５２号公報には、固形分換算で、バインダー１００重量部に対して、難燃剤２００〜６００重量部、発泡剤４０〜１５０重量部、炭化剤４０〜１５０重量部及び充填剤５０〜１６０重量部を組み合せて構成される発泡性耐火塗料が開示されている。
【００１４】
シートの厚みは、好適な可撓性が得られる範囲において、シートの性能、適用部位等に応じて適宜設定できるが、通常０．２〜６ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍ程度である。シートの厚みが０．２ｍｍ未満の場合には、耐火性能が不十分となるおそれがある。６ｍｍを超える場合には、可撓性が低下して折り曲げ加工が困難となるおそれがある。シートの厚みを好適な可撓性が得られる範囲とすることにより、湾曲面を有する基材、特に角鋼管、丸鋼管、Ｈ型鋼等に積層する場合にも、良好な施工性が得られる。
【００１５】
このようなシートの種類は、適用部位、基材の材質等に応じて適宜選択でき、また必要に応じて、公知のものまたは市販品が使用できる。
【００１６】
基材に発泡性耐火シートを貼着する方法は、シート端部どうしを突き合わせて貼着するのであれば特に限定されない。例えば、（１）基材及びシートの少なくとも一方に公知の接着剤または粘着剤（以下「接着剤等」とも言う）を塗付して貼着する方法、（２）接着剤等を用いずに、熱融着により直接貼着する方法、（３）基材及び／またはシートの一部に接着剤等を塗付してシートを仮固定し、次いで熱融着により貼着する方法、等が挙げられる。なお、接着剤または粘着剤としては、アクリル樹脂等の合成樹脂を結合剤とする有機系接着剤が好適である。
【００１７】
シート端部どうしの突き合わせ部には、必要に応じて、パテ、シーリング材等を充填して継ぎ目処理を行ってもよい。発泡性耐火塗料を充填することもできる。また、細幅の発泡性耐火シートを突き合わせ部に重ねて、熱融着処理することにより継ぎ目処理を行ってもよい。シート端部どうしを重ね合わせた後、当該重ね合わせ部分を熱融着して均すこともできる。
【００１８】
上記の貼着方法の中でも、特に接着剤等を介してシートを基材に貼着する場合（上記（１）の場合）には、繊維質シートを有する発泡性耐火シートを用いて、かつ繊維質シートが接着剤等を介して基材と接するように貼着することが望ましい。このうような方法によれば、繊維質シートが熱による溶融成分を効率良く吸収するため、基材からのシートの脱落、ズレ落ち等を防止または抑制できる。
【００１９】
繊維質シートを有する発泡性耐火シートとしては、例えば、発泡性耐火塗料と繊維質シートとを組み合せたシートが挙げられる。繊維質シートとしては、例えば、有機繊維及び／または無機繊維からなるシートが挙げられる。
【００２０】
有機繊維としては、例えば、パルプ繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、塩化ビニル繊維、セルロース繊維等及びこれら繊維の織布、不織布等が挙げられる。このような有機繊維は、熱による溶融成分を効率よく吸収するため、基材からのシート（炭化断熱層を含む）の脱落、ズレ落ち等を抑制する効果が高い。有機繊維としては、特に１５０℃程度では溶融しないものが好ましい。
【００２１】
有機繊維シート（有機繊維の織布または不織布）の目付は特に限定されないが、通常５〜３００ｇ／ｍ２、好ましくは８〜２００ｇ／ｍ２程度である。有機繊維シートの厚さも特に限定されないが、通常３０〜１０００μｍ、好ましくは５０〜８００μｍ程度である。
【００２２】
無機繊維としては、例えば、ロックウール、ガラス繊維、シリカ繊維、シリカ−アルミナ繊維、カーボン繊維、炭化珪素繊維等が挙げられる。また鉄、銅等の金属細線も挙げられる。このような無機繊維は、熱により溶融せず、かつ補強材としても作用するため、炭化断熱層を確実に保持し、基材からのシートの脱落、ズレ落ち等を抑制する効果が高い。特に無機繊維が網目状に配列されている場合には、炭化断熱層をより強固に補強でき、基材からの脱落、ズレ落ち等を確実に防止または抑制できる。
【００２３】
無機繊維の太さは特に限定されないが、通常０．０１〜１．５ｍｍ、好ましくは０．０５〜１ｍｍ程度である。無機繊維の太さとは、網目構造を形成する１本の太さのことであり、無機繊維１本または２本以上からなる糸状の束の太さである。特に無機繊維が網目状に配列される場合には、無機繊維が２〜３０ｍｍの間隔で配列されているのが好ましい。
【００２４】
このような繊維質シートでも、特に有機繊維及び無機繊維を組み合せてなる複合シートであって、無機繊維が網目状に配列されており、無機繊維の少なくとも一方（片面）に有機繊維の織布または不織布が積層され、無機繊維の網目の一部または全部を有機繊維が塞いでいる構造のものが好ましい。このような構造では、無機繊維が網目状に配列することにより、炭化断熱層を確実に補強する効果が得られるとともに、有機繊維による溶融成分の吸収効果により、炭化断熱層の基材からの脱落、ズレ落ち等を相乗的に防止または抑制できる。また無機繊維の網目の一部または全部を有機繊維が塞ぐことにより、無機繊維の網目構造が壊れにくいという効果も得られる。
【００２５】
（発泡性耐火塗料）
本発明では、発泡性耐火シートを貼着した後、当該突き合わせ部を跨いで発泡性耐火塗料を塗付積層する。
【００２６】
本発明で使用する発泡性耐火塗料は、その形成塗膜が、火災等により周辺温度が所定の発泡温度に達すると発泡し、炭化断熱層を形成するものであれば特に限定されない。発泡性耐火塗料の種類は、適用部位、基材の材質等に応じて適宜選択でき、また必要に応じて、公知のものまたは市販品が使用できる。好適な発泡性耐火塗料としては、例えば、特開平７−２７６５５２号公報に記載のものが挙げられる。特開平７−２７６５５２号公報には、固形分換算で、バインダー１００重量部に対して、難燃剤２００〜６００重量部、発泡剤４０〜１５０重量部、炭化剤４０〜１５０重量部及び充填剤５０〜１６０重量部を組み合せて構成される発泡性耐火塗料が開示されている。
【００２７】
発泡性耐火塗料の塗装は、発泡性耐火シートの表面及び突き合わせ部を含む面に対して行う。このようにシートの突き合わせ部を跨ぐように発泡性耐火塗料を塗付積層することにより、シート突き合わせ部から基材が露出するのを防止でき、火災等の高温時における基材の物理的強度低下を確実に抑制できる。また、シートの突き合わせ部にパテ、シーリング材等により継ぎ目処理をした場合において、火災時等にパテ、シーリング材等に亀裂、割れ等が発生しても基材が露出しないため、耐火性能の低下を確実に抑制できる。湾曲面を有する基材に積層した場合にも、同様に基材の露出を防止できるため、優れた耐火性能を付与することができる。
【００２８】
発泡性耐火塗料の塗装においては、スプレーガン、エアレススプレーガン、圧送機等による吹付塗装、コテ塗り、刷毛塗り、ローラー塗り等を採用することができる。塗装時には、希釈溶剤で適宜塗料粘性を調整することもできる。
発泡性耐火塗料による形成塗膜の厚みは、発泡性耐火層の性能、適用部位等に応じて適宜設定できるが、通常０．１〜６ｍｍ、好ましくは０．３〜３ｍｍ程度である。発泡性耐火塗料の塗装においては、塗膜が所定の厚みとなるように重ね塗りを行うこともできる。
【００２９】
発泡性耐火塗料による形成塗膜の発泡開始温度は特に限定されないが、発泡性耐火シートの発泡開始温度より低く設定することにより、耐火性能を高めることもできる。
【００３０】
（化粧層）
発泡性耐火塗料を塗付積層した後、必要に応じて化粧層を設けることができる。化粧層の形成により、美観性を付与することができ、発泡性耐火層の耐久性を高めることもできる。化粧層は、公知の施工方法で形成すればよい。例えば、各種塗料を塗装する方法、化粧フィルム、化粧シート等を積層する方法等によって施工することができる。
【００３１】
（上塗層）
また、上記化粧層の保護を主目的として、さらにクリヤー塗料を塗付して上塗層を形成することもできる。クリヤー塗料としては特に限定されず、公知のものまたは市販品を使用できる。例えば、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、アクリルシリコン樹脂系、フッ素樹脂系等の塗料が使用できる。クリヤー塗料は、艶消しタイプまたは艶有りタイプのいずれでもよい。クリヤー塗料の塗装方法は、公知の方法に従えばよく、例えば、吹付塗装、刷毛塗り、ローラー塗り等の塗装方法により実施できる。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより明確にする。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３３】
（発泡性耐火シートの製造）
（１）発泡性耐火シートＡ
アクリル樹脂１００重量部、メラミン７５重量部、ジペンタエリスリトール７５重量部、ポリリン酸アンモニウム３７０重量部、酸化チタン１０５重量部を含む原料混合物を、ニーダーを用いて充分に混練後、繊維質シートとともに、カレンダーロールで圧延することにより、膜厚２ｍｍの発泡性耐火シートＡを作製した。
なお、繊維質シートとしては、ガラスメッシュ（太さ０．１８ｍｍ、網目の間隔１０ｍｍ×１０ｍｍ）にポリエステル繊維の不織布が積層されたものを使用した。
【００３４】
（２）発泡性耐火シートＢ
アクリル樹脂１００重量部、メラミン７５重量部、ジペンタエリスリトール７５重量部、ポリリン酸アンモニウム３７０重量部、酸化チタン１０５重量部を含む原料混合物を、ニーダーを用いて充分に混練後、カレンダーロールで圧延することにより、膜厚２ｍｍの発泡性耐火シートＢを作製した。
【００３５】
（３）発泡性耐火シートＣ
アクリル樹脂１００重量部、メラミン７５重量部、ジペンタエリスリトール７５重量部、ポリリン酸アンモニウム３７０重量部、酸化チタン１０５重量部を含む原料混合物を、ニーダーを用いて充分に混練後、カレンダーロールで圧延することにより、膜厚３ｍｍの発泡性耐火シートＣを作製した。
【００３６】
（発泡性耐火塗料の製造）
混合攪拌タンクに、アクリル樹脂溶液（固形分４０重量％）２５０重量部と、希釈溶剤９０重量部を投入した後、これをディゾルバーで混合攪拌した。次いで、メラミン１００重量部、ジペンタエリスリトール１００重量部、ポリリン酸アンモニウム４００重量部、及び酸化チタン１２０重量部を投入し、均一となるまで攪拌して、発泡性耐火塗料Ａを作製した。
【００３７】
（実施例１）
基材として、錆止め塗装された角鋼管（断面１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、長さ２００ｍｍ）を用いた。この基材にアクリル樹脂粘着剤をローラーにて全面塗付した後、上記方法により得た発泡性耐火シートＡ３枚を、図２に示されるように、シート端部どうしの突き合わせ部分の目地幅が２ｍｍとなるように貼着した。突き合わせ部の目地には、湿気硬化型ウレタン系シーリング材をへらで充填した。
次いで、発泡性耐火シートＡを貼着した外周面全面（突き合わせ部を含む）に、発泡性耐火塗料Ａを乾燥膜厚が０．５ｍｍとなるように刷毛塗りし、７日間養生乾燥した。
【００３８】
以上の方法によって作製した試験体について、加熱試験を行った。加熱試験は、建築構造物の耐火試験方法ＪＩＳ  Ａ１３０４の「４．加熱等級；付図１」に規定する標準曲線に基づいて、電気炉で６０分加熱することにより実施した。
加熱試験後、試験体の外観、発泡倍率及び基材温度を評価した。評価方法及び評価基準は、以下の通りである。
【００３９】
加熱後の外観
加熱後の外観を目視にて確認した。評価基準は、
○：異常なし
×：異常あり（亀裂、割れ等発生）
とした。
発泡倍率
加熱後の発泡炭化層の厚みを測定し、初期厚みに対する発泡倍率を算出した。
基材温度
加熱中の基材温度測定データからその最高値を確認した。評価基準は、
◎：５５０℃未満
○：５５０℃以上６００℃未満
△：６００℃以上６５０℃未満
×：６５０℃以上
とした。
【００４０】
外観、発泡倍率、基材温度の評価結果を表１に示す。
【００４１】
（実施例２）
発泡性耐火シートとして発泡性耐火シートＢを用いた他は、実施例１と同様にして試験体を作製し、加熱試験を行った。
【００４２】
（比較例１）
基材として、錆止め塗装された角鋼管（断面１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、長さ２００ｍｍ）を用いた。この基材にアクリル樹脂粘着剤をローラーにて全面塗付した後、発泡性耐火シートＣ３枚を、図３に示されるように、シート端部どうしの突き合わせ部分の目地幅が約２ｍｍとなるように貼着した。
次いで、シート突き合わせ部の目地に、湿気硬化型ウレタン系シーリング材を、へらを用いて充填した。
作製した試験体について、実施例１と同様に加熱試験を行った。
【００４３】
【表１】
2005060946.tif 000003
【００４４】
実施例１について、脱落・ズレ試験を実施した。試験方法は以下の通りである。
２２５ｍｍ×４５０ｍｍ×１．６ｍｍの鉄板を用意し、鉄板の上端から１５０ｍｍまでアクリル樹脂粘着剤をローラーで塗付し、鉄板の上端から１５０ｍｍまでを覆うように発泡性耐火シートＡを貼着した。さらに、そのシートＡ表面に、発泡性耐火塗料Ａを乾燥膜厚が０．５ｍｍとなるように刷毛塗りし、７日間養生乾燥した。
上記方法によって得られた試験体の表面を、プロパンガスバーナーの炎（約１０００℃）で約５分間加熱し、加熱による脱落及びズレを目視にて確認した。その結果、特に異常はみられなかった。
上記脱落・ズレ試験において、発泡性耐火シートＡに替えて発泡性耐火シートＢを用いた場合は、ズレが発生してしまった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】シート内部に応力が生じて、継ぎ目部分のパテ、シーリング材等が両側のシートに引っ張られ、亀裂、割れ等が生じていることを示す断面図である。
【図２】実施例１及び２で作製した試験体の断面図である。
【図３】比較例１で作製した試験体の断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：基材
２：発泡性耐火シート
３：パテまたはシーリング材
４：発泡性耐火塗料
【図１】
2005060946.tif 000004
【図２】
2005060946.tif 000005
【図３】
2005060946.tif 000006