(57)【要約】【課題】常温では柔軟であるとともに、火災時に膨張して断熱層を形成し、強度の高い板状となって、断熱性と気密性に優れる耐火断熱シート１０を提供する。【解決手段】無機質繊維層２０の両面に、熱により膨張する膨張性樹脂層３０が形成されてなる。膨張性樹脂層３０における膨張成分として、亜リン酸アルミニウムが含まれている。膨張性樹脂層３０における樹脂成分として、アクリル樹脂、ウレタン樹脂又はＥＶＡ樹脂が含まれている。無機質繊維層２０は、ケイ素を含む繊維が好ましい。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質繊維層の両面に、熱によって膨張する膨張性樹脂層が形成されてなることを特徴とする耐火断熱シート。
【請求項２】
前記膨張性樹脂層における膨張成分として、亜リン酸アルミニウムが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の耐火断熱シート。
【請求項３】
前記膨張性樹脂層における樹脂成分として、アクリル樹脂、ウレタン樹脂またはＥＶＡ樹脂が含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐火断熱シート。
【請求項４】
前記無機質繊維層が、ケイ素を含む繊維であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の耐火断熱シート。
【請求項５】
前記無機質繊維層の重量が、１平方メートル当たり１５０〜６００グラムであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の耐火断熱シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の内部空間を遮蔽する防火シャッタースクリーン装置などに使用可能な耐火断熱シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
火災時に建物内の延焼や煙の拡散を防ぎ、避難を容易にするために、空間内を防火区画または防煙区画することが行われている。そして、防火シャッタースクリーン装置などの設備が計画的に配置されている。
【０００３】
特許文献１には、巻取り軸を備える巻取り装置を天井裏に設けた防火シャッタースクリーン装置が紹介されている。巻取り装置には耐火断熱シートが収納されており、火災の際には、天井からこの耐火断熱シートが床面まで降下して、自動的に防火・防煙区画を行うものである。
【０００４】
特許文献１には、耐火断熱シートについて詳しく記載されている。
すなわち、この耐火断熱シートは、２枚の不燃性シートの間に断熱性シートを配置したものである。断熱性シートは、膨張性黒鉛を主体とするシートであり、膨張性黒鉛としてグラファイト層間化合物が使用されている。
【０００５】
断熱性シートは、厚さが２ｍｍ程度に形成されるが、火災の際には膨張性黒鉛の膨張によって約２０倍の厚さとなり、膨張黒鉛断熱層となることが記載されている。
そして、膨張黒鉛断熱層の高い断熱性によって、耐火断熱シートの一方の面に高温の炎が当たっても、他方の面は低い温度に抑えられることが記載されている。
【０００６】
しかしながら、火災によって２０倍の厚さに膨張した断熱性シートは、粗い粒子の集合体となり、非常に脆いシートとなっている。また、粗い粒子の集合体によって、気密性のないシートとなっている。特許文献１では、この点について、不燃性シートの表面に難燃性樹脂層を形成することが簡単に記載されているのみである。
【０００７】
耐火断熱シートは、火災の際に室内の空間を区画するものであるから、断熱性シートが膨張した後も、強固な壁構造を維持する機械的な強度を備えていなければならない。
また、耐火断熱シートは、火災の際に室内の防火・防煙を行うものであるから、火炎や煙を遮断する気密性を備えていなければならない。
【０００８】
耐火断熱シートに求められる「断熱性」とは、単に断熱層の熱伝導率が低いというだけでは不十分である。断熱層を火炎が貫通すれば、全く意味のない層となるからである。
結局、耐火断熱シートは、その膨張後において、耐熱性、機械的強度、断熱性及び気密性を備えていることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２１５７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、火災時に高温で膨張して強度の高い板状の断熱層を形成する耐火断熱シートを提供することを目的とする。そして、熱伝導率が低く優れた断熱性を備えるとともに、火炎及び煙を完全に遮蔽することが可能な気密性の高い断熱層を形成する耐火断熱シートを提供することを目的とする。
同時に、常温では柔軟性が高く、巻取り装置に容易に収納できる耐火断熱シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の耐火断熱シートは、無機質繊維層の両面に、熱によって膨張する膨張性樹脂層が形成されてなることを特徴としている。
【００１２】
また、前記膨張性樹脂層における膨張成分として、亜リン酸アルミニウムが含まれている構成とすることができる。
また、前記膨張性樹脂層における樹脂成分として、アクリル樹脂、ウレタン樹脂またはＥＶＡ樹脂が含まれている構成とすることができる。
【００１３】
また、前記無機質繊維層が、ケイ素を含む繊維である構成とすることができる。
また、前記無機質繊維層の重量が、１平方メートル当たり１５０〜６００グラムである構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成された本発明の耐火断熱シートは、火災時には膨張性樹脂層が膨張して熱伝導率の低い難燃性の断熱層を形成する。形成された断熱層は、気密性と機械的強度の高い防火壁となり、火炎及び煙を完全に遮蔽することが可能である。
また、常温では柔軟性が高く、巻取り装置に容易に収納することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の一つの実施形態である耐火断熱シートの概略断面図である。
【図１Ｂ】本発明の他の実施形態である耐火断熱シートの概略断面図である。
【図１Ｃ】本発明のさらに別の実施形態である耐火断熱シートの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１Ａは、本発明の一実施形態である耐火断熱シート１０を模式的に示している。
この耐火断熱シート１０は、無機質繊維層２０の両面に、熱によって膨張する膨張性樹脂層３０、３０が形成されている。
耐火断熱シート１０は、無機質繊維層２０と膨張性樹脂層３０を貼り合わせた場合などの状態を示し、相互に重なり合うことなく、それぞれが独立した層となっている。
【００１７】
図１Ｂは、他の実施形態である耐火断熱シート１１を模式的に示している。
この耐火断熱シート１１は、耐火断熱シート１０と同様に、無機質繊維層２０の両面に熱によって膨張する膨張性樹脂層３０、３０が形成されている。
しかし、無機質繊維層２０と膨張性樹脂層３０とが、一部において相互に重なり合った状態となっている。これは、無機質繊維層２０の両面に、膨張性樹脂を塗布した場合などを想定している。
【００１８】
図１Ｃは、また別の実施形態である耐火断熱シート１２を模式的に示している。
この耐火断熱シート１２は、耐火断熱シート１０と同様に、無機質繊維層２０の両面に熱によって膨張する膨張性樹脂層３０、３０が形成されている。
しかし、無機質繊維層２０の全体に亘って、膨張性樹脂が浸透した状態となっている。これは、無機質繊維層２０の両面に膨張性樹脂を塗布する際に、無機質繊維層２０の繊維密度が粗く、無機質繊維層２０の全体に亘って繊維間に膨張性樹脂が浸透する場合を想定している。
【００１９】
耐火断熱シート１０、１１、１２は、全て本発明の基本的構成を示しているが、以下の説明においては、便宜的に耐火断熱シート１０を代表として用いる。
【００２０】
無機質繊維層２０は、例えば、０．５ｍｍ（ミリメートル）程度の厚さである。また、片側の膨張性樹脂層３０は、例えば、０．５〜２．０ｍｍ（ミリメートル）程度の厚さである。
この程度の厚さとすることにより、柔軟性の高い耐火断熱シート１０とすることが可能であり、防火シャッタースクリーン装置の内部に、巻き取られた状態で収納可能なシートとすることができる。
【００２１】
火災の際は、耐火断熱シート１０は、防火シャッタースクリーン装置から解放されて、床面に向かって降下する。このとき、床面に対して密接するように、シートの下端に棒状の錘を備えることが好ましい。また、壁面に対して左右の両端部がガイドの隙間に沿って降下することが好ましい。このため、耐火断熱シート１０は、適度の錘によって無理なく広がり、適度の強度を備えていることが必要である。
【００２２】
耐火断熱シート１０は、天井から吊り下げられた状態で、２００〜３００℃程度の温度に加熱されると、膨張性樹脂層３０が膨張して断熱層を形成する。形成される断熱層の厚さは、元の膨張性樹脂層３０の厚さに対して５〜１０倍程度となることが好ましい。この程度の膨張によって、熱伝導率が低く、気密性の高い断熱層とすることができる。
【００２３】
耐火断熱シート１０は、火災時に天井から吊り下げられた状態を維持する必要がある。すなわち、膨張性樹脂層３０の膨張で形成された断熱層は、無機質繊維層２０から剥離することなく、熱風の風圧に耐える強度と難燃性を備える必要がある。また、気密性の高い板状の壁構造として、空間を区画して防火及び防煙機能を発揮する必要がある。
【００２４】
無機質繊維層２０は、シリカ繊維、アルミナ繊維、アルミナシリカ系繊維、ガラス繊維及びロックウールなどの一般的な無機質繊維の他に、ステンレス繊維などの金属繊維及び炭素繊維を使用することが可能である。
【００２５】
すなわち、本発明において「無機質繊維」とは、これらの繊維を、単独又は複数で使用した繊維であり、これらの繊維が少なくとも重量で９０％以上含まれる繊維と定義する。高温での安定した耐火性を持続できる点で、ケイ素を含む無機質繊維が好ましく、二酸化ケイ素として、重量で９０％以上含む無機質繊維であることが好ましい。
【００２６】
また、無機質繊維層２０の形態としては、織布、不織布及び紙を使用することができるが、無機質繊維層２０に膨張性樹脂を塗布する際に、無機質繊維層２０の内部に膨張性樹脂が浸透して、図１Ｃに示した耐火断熱シート１２の形態となることが好ましい。
例えば、比較的粗く織った平織りは、この目的に適している。
【００２７】
無機質繊維層２０の厚さとしては、火災の際に高温となった耐火断熱シート１０自身の荷重と、火炎の風圧に耐え得る強度を推定して決めることが可能であり、強度の高い繊維を使用すれば１ｍｍ以下の厚さとすることができる。また、無機質繊維層２０の使用量としては、１平方メートル当たり１５０〜６００ｇ（グラム）とすることができる。
【００２８】
膨張性樹脂層３０は、膨張成分と樹脂成分との混合物である。
膨張成分としては、膨張性黒鉛や亜リン酸系の難燃剤を使用できるが、中でも亜リン酸アルミニウムを使用することが好ましい。
亜リン酸系の難燃剤にはホスフィン（ＰＨ３）が発生する問題があったが、亜リン酸アルミニウムはホスフィンの発生を抑制することができる。
【００２９】
樹脂成分としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、またはＥＶＡ樹脂（Ethylene Vinyl Acetate Copolymer）などを用いることができる。何れも、常温における柔軟性及び強度に優れるとともに、高温に加熱されたときに、膨張後も、破壊されることなく強度のある壁構造を維持することができる。
【００３０】
膨張性樹脂層３０を形成する樹脂成分と膨張成分の混合割合は、幅広い使用が可能であるが、耐火断熱シート１０の常温における良好な性質が長期間に亘って維持され、高温時における好ましい性質が長時間持続できることを併せ考えて決定する。
【００３１】
すなわち、常温においては、巻回された状態で防火シャッタースクリーン装置の内部に長期間保管された耐火断熱シート１０が、変形及び変質を起こさない性質を備えることであり、火災時に正常に降下できることである。
【００３２】
また、加熱によって膨張した耐火断熱シート１０が、耐熱性及び断熱性に優れるとともに、気密性を維持して防火及び防煙効果を発揮することである。
例えば、樹脂成分がアクリル樹脂である場合、膨張性樹脂層３０中に含まれる亜リン酸アルミニウムを、重量で５〜９５％とすることが可能であるが、５０〜８０％程度とすることが好ましい。
【００３３】
また、膨張性樹脂層３０には、膨張成分及び樹脂成分以外に、より好ましい性質とするための成分を加えることができる。
例えば、ブロムアンチモンを少量添加することにより、好ましい防煙効果を得ることができる。また、酸化チタンを少量添加することにより、ホスフィンの発生を十分抑制することができる。
【実施例】
【００３４】
無機質繊維層２０として、１平方メートル当たりの重量が３１０グラムであり、層厚さが約０．５ｍｍの平織りのシリカクロスを使用した。
膨張性樹脂層３０は、アクリル樹脂３５重量％、亜リン酸アルミニウム重量６５％の混合物に、さらに少量のブロムアンチモンと酸化チタンを加えた混合物を使用した。
そして、無機質繊維層２０の両面に膨張性樹脂を塗布し、全体の厚さが約３．５ｍｍの図１Ｃに示す耐火断熱シート１２を作製した。
作製した耐火断熱シート１２は、直径５０ｍｍ程度に巻回可能な柔軟性を備え、機械的強度も十分に備えていた。
【００３５】
（試験例）
幅３．０ｍ、高さ３．２ｍの耐火試験炉を用いて、試験炉の開口部に、上記の耐火断熱シート１２を固定し、その耐火・断熱性を試験した。すなわち、ガスバーナーにより炉内を加熱昇温し、炉内温度（耐火断熱シート１２からの距離２００ｍｍ）と非加熱面温度（耐火断熱シート１２の炉外面）を熱電対で測定した。
【００３６】
(試験結果)
試験開始から２０分後、炉内温度８８５℃、非加熱面温度２７２℃であった。
試験開始から４０分後、炉内温度９８９℃、非加熱面温度２７５℃であった。
試験開始から６０分後、炉内温度９９４℃、非加熱面温度２７６℃であった。
【００３７】
試験後の耐火断熱シート１２を冷却して観察したところ、その厚さは約１５ｍｍに膨張していたが、強固な板状構造が保持されており、破損個所などは見当たらなかった。
また、加熱面側には多少の炭化が認められたが、非加熱面側は滑らかな樹脂の状態で、気密性に優れることが確認された。
【００３８】
以上、図面を参照して具体的な作成例を示して本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００３９】
例えば、耐火断熱シート１０の片面又は両面に化粧用フィルム層を形成して図形や文字を描き、緊急時における指示などを記載することが好ましい。
また、本発明は、防火シャッタースクリーン装置を構成するシート材料として説明したが、片面に粘着剤を介して剥離紙を貼着し、建築材料の鉄骨材に張り付けて被覆する耐火断熱材として使用することもできる。
【符号の説明】
【００４０】
１０、１１、１２：  耐火断熱シート
２０：  無機質繊維層
３０：  膨張性樹脂層
【図１Ａ】
2017109428.tif 000003
【図１Ｂ】
2017109428.tif 000004
【図１Ｃ】
2017109428.tif 000005