(57)【要約】【課題】充分に薄層化できて施工性に優れる薄層シート状の耐火被覆材とその製造方法を提供する。【解決手段】無機繊維材料と発泡性材料とを主成分としてそれらを混和した溶液を抄いてシート材を形成し、該シート材をプレス加工することにより薄層シート状に形成する。プレス加工によりシート材を薄層シート状に形成した後、もしくはプレス加工する際に、シート材の表面に仕上げ材を一体に積層することもできる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性能を付与するべき対象物の表面に装着される薄層シート状の耐火被覆材であって、
無機繊維材料と発泡性材料とを主成分としてそれらが混和された溶液が抄かれて形成されたシート材がプレス加工されて薄層シート状に形成されてなることを特徴とする耐火被覆材。
【請求項２】
表面に仕上げ材が一体に積層されてなることを特徴とする請求項１記載の耐火被覆材。
【請求項３】
耐火性能を付与するべき対象物の表面に装着される薄層シート状の耐火被覆材を製造する方法であって、
無機繊維材料と発泡性材料とを主成分としてそれらを混和した溶液を抄いてシート材を形成し、該シート材をプレス加工することにより薄層シート状に形成することを特徴とする耐火被覆材の製造方法。
【請求項４】
プレス加工によりシート材を薄層シート状に形成した後、もしくはプレス加工によりシート材を薄層シート状に形成する際に、シート材の表面に仕上げ材を一体に積層することを特徴とする請求項３記載の耐火被覆材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性能を付与するべき対象物の表面に装着される薄層シート状の耐火被覆材、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、建物の施工に際してその躯体である鉄骨材の耐火性能を確保するための耐火被覆工法としては、ロックウール等の吹付耐火材を鉄骨材の表面に吹き付けるという吹付工法が最も一般的であるが、近年においてはロックウールやセラミックファイバー等の無機繊維材料をシート状に加工した耐火被覆材を使用してそれを鉄骨材に巻き付けるという工法も一般化しつつあり、そのような工法によれば、吹付工法に比べて建設現場での発塵量が少ない、他工種との並行作業が可能であるため工期短縮が図れる、工場生産品のため品質が安定している等の利点があり、今後広く普及する気運にある。
【０００３】
しかし、従来までに開発されている一般的なシート状の耐火被覆材は所定の耐火性能を得るためには大きな厚みを必要とするものであって、１時間耐火では20mm、2時間耐火では40mm、3時間耐火では60mmもの厚さを必要とすることから、仕上がりに圧迫感がある、施工時の材料の取り回しや現場での加工等の作業性が悪い、取り合い部や仕口部の施工性が悪い、材料が嵩張るので運搬コストが高くなるといった問題があり、その点での改善が望まれているものでもあった。
【０００４】
そのため、耐火被覆材のさらなる薄層化が望まれており、それを可能とする代表的なものとして対象物の表面に数mm程度の厚さで塗布するだけで所定の耐火性能を確保し得るという発泡性耐火塗料が開発されている。
また、特許文献１にはそのような発泡耐火塗料を無機繊維フェルトに含浸させてなる耐火被覆材が提案されており、これによれば上述したような従来のシート状の耐火被覆材と同様のシート状の形態でありながらそれに比べて充分な薄層化と軽量化を図ることができるとされている。
【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】
【０００５】
しかし、発泡性耐火塗料はコストが非常に高いばかりでなく、火災時には有害ガスを発生する懸念があるのでその対策が必要であるし、また、これを現場にて直接塗布する場合には、有機溶剤の揮発がある、塗布回数が多く施工の手間がかかる、塗布厚の管理を厳密に行う必要がある、といった問題があり、経済性や施工性の点では必ずしも満足し得るものではないので広く一般に適用するに至っていない。
また、特許文献１に示されるような発泡性耐火塗料を含浸させたシート状の耐火被覆材は、発泡性耐火塗料を現場で直接塗布する場合に比べれば施工性を改善できるものではあるが、基本的に発泡性耐火塗料を用いていることからコスト高であるし、火災時に有害ガスの発生の懸念がある点では同様の問題を残しているものである。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は充分な薄層化と低コスト化を実現でき、また発泡性耐火塗料を用いる場合のような問題もない有効適切なシート状の耐火被覆材とその製造方法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】
本発明の耐火被覆材は、無機繊維材料と発泡性材料とを主成分としてそれらが混和された溶液が抄かれて形成されたシート材がプレス加工されて薄層シート状に形成されてなることを特徴とする。
本発明の耐火被覆材の表面には、予め仕上げ材を一体に積層しておくこともできる。
【０００８】
本発明の製造方法は上記の耐火被覆材を製造するための方法であって、無機繊維材料と発泡性材料とを主成分としてそれらを混和した溶液を抄いてシート材を形成し、該シート材をプレス加工することにより薄層シート状に形成することを特徴とする。
本発明の製造方法においては、シート材をプレス加工により薄層シート状に形成した後、もしくはシート材をプレス加工により薄層シート状に形成する際に同時に、その表面に仕上げ材を一体に積層することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の耐火被覆材は、発泡性材料と無機繊維材料とが混合された溶液が抄紙工程と同様の工程によりシート状に抄かれたうえで、さらにプレス加工により薄層化されたものであるので、充分なる薄層化と軽量化を実現でき、しかも安価に製造することができる。また、本発明の耐火被覆材は耐火被覆するべき対象物である鉄骨材等の表面に対して通常の手法により装着することができ、耐火被覆工事の施工性を大きく改善し得てそれに関わる工期短縮と工費削減をはかることが可能である。
勿論、火災時には発泡性材料が大きく膨張して全体の厚みが増大することにより所望の耐火性能を発揮することはもとより、発泡性材料として膨張黒鉛やひる石等の天然素材を用いるものであって発泡性耐火塗料や各種の溶剤を用いるものではないので、有害ガスが発生する懸念もなく、その対策も不要である。
また、耐火被覆材の表面に仕上げ材を予め積層しておくことにより、これを対象物に装着することのみで仕上げ工事を省略することができ、施工性をより改善することができる。
【００１０】
本発明の製造方法は、各分野の製造工程において広く採用されている一般的な抄紙工程と同様の工程と、一般的なプレス工程（加圧工程）とを基本とするものであって、特殊な工程や複雑な製造設備を必要とせず、したがって簡易な製造施設で簡便に製造することができるし、所定規格で効率的に大量生産することが可能であるので、高価な発泡性耐火塗料や各種の溶剤を用いるものではないことと相まって充分な低価格化を実現できるし、製造時の品質確保も容易である。
さらに、表面に仕上げ材を一体に積層する工程も同様に簡易に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の耐火被覆材は、無機繊維材料と発泡性材料とを主成分とし、必要に応じて補強用の繊維や有機バインダーを配合して製造されるものである。
主成分の無機繊維材料としてはロックウールやセラミックファイバーが好適に採用可能であり、発泡性材料としては膨張黒鉛やひる石等の天然素材が好適に採用可能である。
また、補強用の繊維としてはガラス繊維や有機繊維が好適に採用可能であり、有機バインダーとしてはアクリル樹脂が好適に採用可能である。
【００１２】
図１に各成分の配合例（３種）を示す。いずれも、無機繊維材料としてセラミックファイバー、発泡性材料として膨張黒鉛、補強用繊維として合成繊維およびガラス繊維、有機バインダーとしてアクリル樹脂を使用し、それぞれの成分を図示の配合比で配合したものである。
【００１３】
本発明の耐火被覆材の製造方法は、各成分を上記のような配合比で配合し、その溶液を抄紙の手法で抄き、乾燥時にプレス加工によりロール圧力を加えながら乾燥するか、あるいは、湿潤状態で抄紙機から取り出してホットプレス加工（ホットプレス温度１５０℃以下）を行うことにより、所定の厚み２〜３mm程度にまで充分に薄層化した耐火被覆材を形成するものである。
【００１４】
上記の製造方法により形成される耐火被覆材は、厚さが２〜３mm程度の充分に薄層化されたものであり、かつ充分に柔軟なものであるので、これを耐火被覆するべき対象物である鉄骨材等の表面に装着する作業を極めて容易に行うことができる。
その装着作業は従来一般のシート状耐火被覆材の取付手法、たとえば接着剤による固定、溶接ピンによる係止、等の手法をそのまま採用可能である。
いずれにしても、従来一般のシート状耐火被覆材は１時間耐火で20mm程度の厚さが必要であったのに対して、本発明のものではその１／１０程度以下の2〜3ｍｍに薄層化されており、同時に充分に軽量化されかつ嵩が大きく減少しているので、対象物への装着作業を格段に容易に行うことができて作業性を大きく改善することができ、したがって充分に工期短縮を図ることができるし、保管スペースや運搬コストの削減も図ることができる。
【００１５】
そして、本発明の耐火被覆材は、製造時および施工時にはわずか２〜３mm程度の薄層のものであっても、火災時には大きく膨張してその厚さが増大することにより充分な耐火性能を発揮するものである。
すなわち、本発明の耐火被覆材により被覆された対象物（鉄骨材等）が火災により高温にさらされると、耐火被覆材の成分である発泡性材料（膨張黒鉛やひる石等）が発泡して面外方向に大きく膨張し、それにより耐火被覆材の厚さが充分に大きくなって優れた耐火断熱性能を発揮し、要求される所定の耐火性能を支障なく確保することができる。
【００１６】
図２は、図１に示した配合の３種の耐火被覆材を対象として、加熱試験により膨張倍率を測定した結果を示すものである。加熱試験はISO834に準じた1時間加熱（常温から60分間で約900℃まで加熱した後、自然冷却する）とした。
（ａ）に示すように、発泡性材料としての膨張黒鉛の配合比が3％（無機繊維材料としてのセラミックスファイバーの配合比は90％）であり、加熱前の厚さが2.26mmであった試験体No.1は、加熱後の厚さは12mmとなって面外方向の膨張倍率は5.3倍となった。
膨張黒鉛の配合比が6％（セラミックスファイバーの配合比は87％）、加熱前の厚さが2.78mmであった試験体No.2は、加熱後の厚さは20mmとなって膨張倍率は7.2倍となった。
膨張黒鉛の配合比が12％（セラミックスファイバーの配合比は81％）、加熱前の厚さが2.53mmであった試験体No.3は、加熱後の厚さは29mmとなって膨張倍率は11.5倍となった。
【００１７】
以上の結果から、（ｂ）に示すように膨張黒鉛の配合率が大きいほど膨張倍率も大きくなり、それに伴って耐火性能も向上すると判断することができる。
但し、上記の加熱試験においては、試験体No.1およびNo.2では加熱後の膨張層の組織はしっかりとしていて充分に良好な耐火断熱層を形成したが、試験体No.3では膨張倍率は高いものの膨張層はやや脆弱であって火災時に剥離して脱落する可能性も考えられた。したがって、膨張黒鉛の配合率は3〜10％の範囲、特に6％程度とすることが最適であり現実的であると考えられる。
【００１８】
以上のように、本発明の耐火被覆材は充分に薄層でありながら優れた耐火性能を有するものであることに加え、主成分としての発泡性材料として膨張黒鉛やひる石等の天然素材を用いるものであって、高価な発泡性耐火塗料や各種の溶剤を用いるものではないことから、発泡性耐火塗料やそれを含浸させたシート状の耐火被覆材を用いる場合に比べて遙かに安価に製造できるものであるし、当然に火災時に有害ガスが発生するような懸念もない。
勿論、本発明の製造方法は、各分野の製造工程において広く採用されている一般的な抄紙工程と同様の工程と、一般的なプレス工程とを基本とするものであって、何ら特殊な工程や複雑な製造設備を必要とせず、したがって簡易な製造施設で簡便に製造することができるし、所定規格で効率的に大量生産することが可能であるので、充分な低価格化を実現できるし、製造時の品質確保も容易である。
【００１９】
また、本発明の耐火被覆材はその表面に予め仕上げ材を一体に積層しておくこともできるし、そのような仕上げ材付きの耐火被覆材も容易に製造することができる。すなわち、上記の製造工程におけるプレス加工を行った後に、もしくはプレス加工を行う際に、その表面にたとえば不織布やアルミ加工クロス等の化粧材を積層して適宜手法により一体化させれば良い。また、抄紙工程で２層抄きにすることにより１層を仕上げ材（化粧材）にすることもできる。
そのように仕上げ材を一体に積層した耐火被覆材を用いてそれを柱や梁等の鉄骨材の露出部分に装着することにより、そこに対する格別の仕上げ工事を不要とすることができ、施工性をより改善することができる。
なお、仕上げ材を積層することに代えて、耐火被覆材を施工後に各種塗装仕上げとすることもでき、好みの色着を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の耐火被覆材の各配合成分と配合比の例を示す図である。
【図２】本発明の耐火被覆材の加熱時における膨張倍率を示す図である。
【図１】
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【図２】
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