JP2000282597A

JP2000282597A - 耐火被覆鉄骨構造体

Info

Publication number: JP2000282597A
Application number: JP11092323A
Authority: JP
Inventors: Bunji Yamaguchi; 文治山口; Kenji Otsuka; 健二大塚; Norio Numata; 憲男沼田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP3581597B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】厚みが薄く、耐火性に優れた耐火被覆鉄骨構
造体を提供する。【解決手段】鉄骨５側から順に、補助断熱層４、熱膨
張性耐火層３、不燃材又は準不燃材からなる遮炎層２が
被覆されてなる耐火被覆鉄骨構造体１であって、前記熱
膨張性耐火層３は、熱膨張性無機化合物を含有する樹脂
組成物からなり、かつ、５０ｋＷ／ｃｍ² の加熱条件下
で３０分間加熱することによる体積膨張が１．１〜３０
倍であり、前記補助断熱層４は、熱伝導率が１．５ｋｃ
ａｌ／ｍ・ｈ・℃以下であって、かつ、４００℃の加熱
条件下で１時間加熱することによる厚み方向の収縮率が
１０％以下であることを特徴とする耐火被覆鉄骨構造体
１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、柱、はり（梁）等
の耐火被覆鉄骨構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の高層化等にともない、建築物の
構造材をなす梁、柱等として軽量な鉄骨が用いられるよ
うになってきている。建築物の構造材として用いられる
鉄骨には、建設省告示第２９９９号やＪＩＳＡ１３
０４により耐火性能基準が定められており、その基準を
満たすために、鉄骨の表面を耐火性に優れた材料で被覆
することが一般的に行われている。

【０００３】しかし、ロックウール等の断熱材はそれ自
体の耐熱温度が低く、単独では約６００℃で体積収縮を
起こすため、耐火被覆材とし単独で用いることが困難で
あった。このため、耐火被覆材としてロックウールと金
属板を併せて用いた耐火鉄骨被覆構造体が考案されてお
り、例えば、スチールコートＣ−１（アスク社製、指
定番号；耐火Ｃ１０８１）が挙げられるが、前記耐火被
覆材は、比重１５０ｋｇ／ｍ³ 以上、かつ、厚み４０ｍ
ｍ以上と、厚く、重いため、取扱に支障が生じる等の問
題点があった。また、耐火被覆材が厚いことにより室内
空間を狭める等の問題点もあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、厚みが薄く、耐火性に優れた耐火被覆鉄骨構造体を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、鉄骨側から順
に、補助断熱層、熱膨張性耐火層、不燃材又は準不燃材
からなる遮炎層が被覆されてなる耐火被覆鉄骨構造体で
あって、前記熱膨張性耐火層は、熱膨張性無機化合物を
含有する樹脂組成物からなり、かつ、５０ｋＷ／ｃｍ²
の加熱条件下で３０分間加熱することによる体積膨張が
１．１〜３０倍であり、前記補助断熱層は、熱伝導率が
１．５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下であって、かつ、４０
０℃の加熱条件下で１時間加熱することによる厚み方向
の収縮率が１０％以下である耐火被覆鉄骨構造体であ
る。以下に本発明を詳細に説明する。

【０００６】本発明で用いる熱膨張性耐火層は、熱膨張
性無機化合物を含有する樹脂組成物からなる。上記熱膨
張性無機物質としては、例えば、熱膨張性黒鉛、バーミ
キュライト、ホウ砂等が挙げられる。このうち、熱膨張
性黒鉛及びバーミキュライトが好ましい。

【０００７】上記熱膨張性黒鉛は、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、過酸化水素等の強酸化剤とで処理することにより生
成するグラファイト層間化合物であり、炭素の層状構造
を維持したままの結晶化合物である。

【０００８】上記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メッシュより小さく
なると、黒鉛の膨張度が小さく、所定の熱膨張性耐火層
が得られず、粒度が２０メッシュより大きくなると、黒
鉛の膨張度が大きいという利点はあるが、熱可塑性樹脂
及び／又はゴム物質と混練する際に分散性が悪くなり、
物性の低下が避けられない。

【０００９】バーミキュライトとしては特に限定され
ず、例えば、「バーミキュライト」（キンセイマテック
社製）等が挙げられる。

【００１０】上記樹脂組成物は、熱可塑性樹脂及び／又
はゴム物質、リン化合物、並びに、無機充填剤を含有し
てなるのが好ましい。上記樹脂組成物は、膨張により充
分な断熱性能を発揮し、シート状に成型でき、取り扱い
性に優れる。

【００１１】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質とし
ては特に限定されず、例えば、ポリプロピレン系樹脂、
ポリエチレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリ
（１−）ブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン
系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエー
テル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ
塩化ビニル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系
樹脂、ブチルゴム、ポリブテン、水素添加石油樹脂、ポ
リクロロプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、
ニトリルゴム等が挙げられる。

【００１２】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質のな
かでも、クロロプレン系樹脂、塩素化ブチル系樹脂等の
ハロゲン化された樹脂は、それ自体難燃性が高く、熱に
よる脱ハロゲン化反応により、架橋が起こり、加熱後の
残渣の強度が向上する点において好ましい。

【００１３】これらの樹脂は、非常に柔軟でゴム的性質
を持っていることから、上記無機充填剤を高充填するこ
とが可能であり、得られる樹脂組成物が柔軟でフレキシ
ブルなものとなる。より柔軟でフレキシブルな樹脂組成
物を得るためには、非加硫ゴムやポリエチレン系樹脂が
好適に用いられる。

【００１４】上記ポリエチレン系樹脂としては、例え
ば、エチレン単独重合体、エチレンを主成分とする共重
合体及びこれらの（共）重合体の混合物の他、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート
共重合体、エチレン−メタクリレート共重合体等が挙げ
られる。

【００１５】上記エチレンを主成分とする共重合体とし
ては例えば、エチレン部を主成分とするエチレンと他の
αオレフィンとの共重合体等が挙げられ、上記αオレフ
ィンとしては、例えば、１−ヘキセン、４−メチル−１
−ペンテン、１−オクテン、１−ブテン、１−ペンテン
等が挙げられる。

【００１６】上記エチレン単独重合体、及び、上記エチ
レンと他のαオレフィンとの共重合体としては、チーグ
ラー・ナッタ触媒、バナジウム触媒、４価の遷移金属を
含むメタロセン化合物等を重合触媒として重合されたも
のが挙げられるが、なかでも、４価の遷移金属を含むメ
タロセン化合物等を重合触媒として得られるポリエチレ
ン系樹脂が好ましい。

【００１７】上記メタロセン化合物に含まれる４価の遷
移金属としては特に限定されず、例えば、チタン、ジル
コニウム、ハフニウム、ニッケル、パラジウム、白金等
が挙げられる。

【００１８】上記メタロセン化合物は、上記４価の遷移
金属に、１つ又はそれ以上のシクロペンタジエニル環及
びその類縁体がリガンドとして１つ又はそれ以上存在す
る化合物をいう。

【００１９】上記４価の遷移金属を含むメタロセン化合
物等を重合触媒として得られるポリエチレン系樹脂とし
ては、例えば、ダウケミカル社製、商品名「ＣＧＣ
Ｔ」、「アフィニティー」、「エンゲージ」；エクソン
ケミカル社製、商品名「ＥＸＴＲＡＣＴ」等の市販品が
挙げられる。

【００２０】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質は、
単独で用いても、２種以上を併用してもよい。樹脂の溶
融粘度、柔軟性、粘着性等の調整のため、２種以上の樹
脂をブレンドしたものをベース樹脂として用いても良
い。

【００２１】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質に
は、更に、本発明における熱膨張性耐火層の耐火性能を
阻害しない範囲で、架橋や変性が施されても良い。上記
熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質の架橋や変性を行う時
期については特に限定されず、予め架橋、変性した熱可
塑性樹脂及び／又はゴム物質を用いても良く、後述のリ
ン化合物や無機充填剤等の他の成分を配合する際同時に
架橋や変性しても良い。また、熱可塑性樹脂及び／又は
ゴム物質に他の成分を配合した後に架橋や変性しても良
く、上記架橋や変性は、いずれの段階で行っても良い。

【００２２】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質の架
橋方法については特に限定されず、熱可塑性樹脂又はゴ
ム物質について通常行われる架橋方法、例えば、各種架
橋剤、過酸化物等を使用する架橋方法、電子線照射によ
る架橋方法等が挙げられる。

【００２３】上記リン化合物としては特に限定されず、
例えば、赤リン；トリフェニルホスフェート、トリクレ
ジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレ
ジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホ
スフェート等の各種リン酸エステル；リン酸ナトリウ
ム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム等のリン酸金
属塩；ポリリン酸アンモニウム類；下記一般式（１）で
表される化合物等が挙げられる。これらのうち、耐火性
の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム類、及
び、下記一般式（１）で表される化合物が好ましく、性
能、安全性、費用等の点においてポリリン酸アンモニウ
ム類がより好ましい。

【００２４】

【化１】

【００２５】式中、Ｒ¹ 及びＲ³ は、水素、炭素数１〜
１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素
数６〜１６のアリール基を表す。Ｒ² は、水酸基、炭素
数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素
数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、
炭素数６〜１６のアリール基、又は、炭素数６〜１６の
アリールオキシ基を表す。

【００２６】上記赤リンは、少量の添加で難燃効果を向
上する。上記赤リンとしては、市販の赤リンを用いるこ
とができるが、耐湿性、混練時に自然発火しない等の安
全性の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティング
したもの等が好適に用いられる。

【００２７】上記ポリリン酸アンモニウム類としては特
に限定されず、例えば、ポリリン酸アンモニウム、メラ
ミン変性ポリリン酸アンモニウム等が挙げられるが、取
扱性等の点からポリリン酸アンモニウムが好適に用いら
れる。市販品としては、例えば、クラリアント社製「Ａ
Ｐ４２２」、「ＡＰ４６２」、住友化学工業社製「スミ
セーフＰ」、チッソ社製「テラージュＣ６０」等が挙げ
られる。

【００２８】上記一般式（１）で表される化合物として
は特に限定されず、例えば、メチルホスホン酸、メチル
ホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジエチル、エチ
ルホスホン酸、プロピルホスホン酸、ブチルホスホン
酸、２−メチルプロピルホスホン酸、ｔ−ブチルホスホ
ン酸、２，３−ジメチル−ブチルホスホン酸、オクチル
ホスホン酸、フェニルホスホン酸、ジオクチルフェニル
ホスホネート、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホ
スフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホ
スフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフ
ィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホ
スフィン酸、ビス（４−メトキシフェニル）ホスフィン
酸等が挙げられる。なかでも、ｔ−ブチルホスホン酸
は、高価ではあるが、高難燃性の点において好ましい。
上記リン化合物は、単独で用いても、２種以上を併用し
ても良い。

【００２９】上記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、フェライト類等の金属酸化物；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；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
「ＭＯＳ」（商品名）、チタン酸ジルコン酸鉛、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。なかでも、含水
無機物及び金属炭酸塩が好ましい。

【００３０】上記水酸化マグネシウム、水酸化アルミニ
ウム等の含水無機物は、加熱時の脱水反応によって生成
した水のために吸熱が起こり、温度上昇が低減されて高
い耐熱性が得られる点、及び、加熱残渣として酸化物が
残存し、これが骨材となって働くことで残渣強度が向上
する点で特に好ましい。水酸化マグネシウムと水酸化ア
ルミニウムは、脱水効果を発揮する温度領域が異なるた
め、併用すると脱水効果を発揮する温度領域が広がり、
より効果的な温度上昇抑制効果が得られることから、併
用することが好ましい。

【００３１】上記炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の金属炭
酸塩は、上記リン化合物との反応で膨張を促すと考えら
れ、特に、リン化合物として、ポリリン酸アンモニウム
を使用した場合に、高い膨張効果が得られる。また、有
効な骨材として働き、燃焼後に形状保持性の高い残渣を
形成する。

【００３２】上記金属炭酸塩のなかでも、さらに、炭酸
ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩；炭酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム等のアルカリ
土類金属炭酸塩；炭酸亜鉛等の周期律表IIｂ族金属の炭
酸塩等が好ましい。一般的に、無機充填剤は、骨材的な
働きをすることから、残渣強度の向上や熱容量の増大に
寄与すると考えられる。

【００３３】上記無機充填剤の粒径としては、０．５〜
１００μｍのものが使用できる。上記無機充填剤は、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未満では
二次凝集が起こり、分散性が悪くなる。上記無機充填剤
の添加量が多いときは、高充填が進むにつれて、樹脂組
成物粘度が高くなり成型性が低下するが、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。粒径が１００μ
ｍを超えると、成型体の表面性、樹脂組成物の力学的物
性が低下する。より好ましくは、約１〜５０μｍであ
る。

【００３４】上記無機充填剤としては、例えば、水酸化
アルミニウムである粒径１μｍの「Ｈ−４２Ｍ」（昭和
電工社製）、粒径１８μｍの「Ｈ−３１」（昭和電工社
製）、及び、炭酸カルシウムである粒径１．８μｍの
「ホワイトンＳＢ赤」（備北粉化社製）、粒径８μｍの
「ＢＦ３００」（備北粉化社製）等が挙げられる。

【００３５】上記無機充填剤は、単独で用いても、２種
以上を併用しても良い。また、粒径の大きい無機充填剤
と粒径の小さいものを組み合わせて使用することがより
好ましく、組み合わせて用いることによって、熱膨張性
耐火層の力学的性能を維持したまま、高充填化すること
が可能となる。

【００３６】上記熱膨張性耐火層に用いられる好ましい
樹脂組成物としては、例えば、以下に説明する樹脂組成
物（１）及び（２）が挙げられる。

【００３７】上記樹脂組成物（１）は、熱可塑性樹脂及
び／又はゴム物質、リン化合物、熱膨張性黒鉛及び無機
充填剤からなり、上記リン化合物及び上記熱膨張性黒鉛
の配合量は、上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質１０
０重量部に対して合計量で２０〜２００重量部が好まし
く、上記熱膨張性黒鉛と上記リン化合物との重量比
〔（熱膨張性黒鉛）／（リン化合物）〕は、０．０１〜
９が好ましい。

【００３８】上記無機充填剤の配合量は、上記熱可塑性
樹脂及び／又はゴム物質１００重量部に対して５０〜５
００重量部が好ましく、上記無機充填剤と上記リン化合
物との重量比〔（無機充填剤）／（リン化合物）〕は、
０．６〜１．５が好ましい。

【００３９】上記樹脂組成物（１）における無機充填剤
としては、上記含水無機物、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、及び、周期律表IIｂ族金属の金属炭酸塩が好ま
しく、より好ましくは、含水無機物と金属炭酸塩の混合
物である。

【００４０】上記樹脂組成物（１）において、熱膨張性
黒鉛は、加熱により膨張して断熱層を形成し、熱の伝達
を阻止する。無機充填剤は、その際の熱容量の増大によ
り寄与し、リン化合物は膨張断熱層の形状保持能力を有
する。樹脂組成物（１）の配合比は、これらの諸機能が
バランスよく発現するようになされている。

【００４１】上記樹脂組成物（２）は、非加硫ゴム、リ
ン化合物、熱膨張性黒鉛、及び、無機充填剤からなり、
上記リン化合物、熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の合計量
は、非加硫ゴム１００重量部に対して５０〜９００重量
部が好ましい。

【００４２】上記熱膨張性黒鉛とリン化合物との重量比
〔（熱膨張性黒鉛）／（リン化合物）〕は、０．０１〜
９、上記無機充填剤とリン化合物との重量比〔（無機充
填剤）／（リン化合物）〕は、０．６〜１．５がそれぞ
れ好ましい。

【００４３】上記樹脂組成物（２）においては、加熱に
よりリン化合物は脱水、発泡すると共に、炭化触媒とし
て作用する。無機充填剤は、その際熱容量の増大に寄与
し、また、リン化合物は膨張断熱層の形状保持能力を有
する。熱膨張性黒鉛は、その際に膨張し断熱層を形成
し、熱の伝達を阻止するためにより有効に作用する。

【００４４】本発明で用いる熱膨張性耐火層は、５０ｋ
Ｗ／ｃｍ² の加熱条件下で３０分間加熱することによる
体積膨張が１．１〜３０倍である。上記熱膨張性耐火層
は、火炎時に、断熱層を形成する。この断熱層により補
助断熱層に対する加熱は大幅に低減され、単独では断熱
材として用いることが困難な材料も補助断熱層に使用で
き、耐火材の厚みを薄くし軽量化を図ることができる。
体積膨張が１．１倍未満であると、断熱性能が不充分で
あり、３０倍を超えると断熱層の崩壊を招く。

【００４５】本発明で用いる熱膨張性耐火層は、２５℃
での初期のかさ密度が０．８〜２．０ｇ／ｃｍ³ である
のが好ましい。２５℃での初期のかさ密度を０．８〜
２．０ｇ／ｃｍ³ の範囲内とすることによって、上記熱
膨張性耐火層に要求される断熱性、耐火性等の物性を損
なわず、しかも、作業性に優れたものとすることができ
る。

【００４６】２５℃における初期のかさ密度が、０．８
ｇ／ｃｍ³ 未満であると、樹脂組成物中に充分な量の膨
張剤、炭化剤、不燃性充填剤等を添加することができ
ず、加熱後の膨張倍率、残渣量が不充分となり、耐火断
熱層を形成することができなくなる。２５℃における初
期のかさ密度が、２．０ｇ／ｃｍ³ を超えると、上記樹
脂組成物の重量が大きくなりすぎるために、上記耐火被
覆鉄骨構造体の取扱い性が低下する。より好ましくは、
１〜１．８ｇ／ｃｍ³ である。

【００４７】上記熱膨張性耐火層は、５００℃で１時間
加熱したときのかさ密度が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ³
であるのが好ましい。５００℃で１時間加熱したときの
かさ密度が、０．０５ｇ／ｃｍ³ 未満であると、隙間が
多すぎるため、膨張時の崩れにより耐火断熱層がその形
状を保持することができず、０．５ｇ／ｃｍ³ を超える
と、膨張倍率が不充分となり、耐火性能を充分に発揮す
ることができず、いずれの場合も耐火断熱層を形成する
ことができなくなる。より好ましくは、０．１〜０．３
ｇ／ｃｍ³ である。

【００４８】本発明においては、上記熱膨張性耐火層を
構成する上記樹脂組成物に、上記樹脂組成物の物性を損
なわない範囲で、難燃剤、酸化防止剤、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
着付与樹脂等が添加されても良い。

【００４９】上記樹脂組成物は、上記各成分を単軸押出
機、二軸押出機、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溶融混練する
ことにより得ることができる。得られた樹脂組成物は、
例えば、プレス成型、押出し成型、カレンダー成型等の
従来公知の方法により、上記熱膨張性耐火層に成型する
ことができる。

【００５０】また、上記熱膨張性耐火層の片面には、施
工性や燃焼残渣強度を改善する目的で基材層が積層され
ていても良い。この基材層に用いられる材料としては、
例えば、布、不織布、プラスチックフィルム、割布、ガ
ラスクロス、アルミ箔、アルミガラスクロス等が挙げら
れる。好ましくは、ポリエチレンフィルム、ポリプロピ
レンフィルム、ポリエステルフィルム等のプラスチック
フィルムである。上記基材層の厚みは、０．２５ｍｍ以
下が好ましい。上記基材層が積層された上記熱膨張性耐
火層は、上記基材層のある面が、上記補助断熱層と接す
るようにして使用する。

【００５１】上記熱膨張性耐火層として粘着性を有する
材料からなるものを用いると、耐火被覆鉄骨構造体を作
製する際の作業性が向上する。粘着性を有するとは、上
記遮炎層及び／又は上記補助断熱層に仮止め固定が可能
となるような性質を有することを意味し、広く粘着性及
び／又は接着性を有することをいう。

【００５２】上記熱膨張性耐火層への粘着性の付与は、
例えば、上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質に粘着付
与剤を添加することにより行うことができる。上記粘着
付与剤としては特に限定されず、例えば、粘着付与樹
脂、可塑剤、油脂類、高分子低重合物等が挙げられる。

【００５３】本発明で用いる補助断熱層は、熱伝導率が
１．５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下であり、かつ、４００
℃の加熱条件下で１時間加熱することによる厚み方向の
収縮率が１０％以下である。上記補助断熱層の熱伝導率
は低いほど好ましく、１．５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃を超
えると充分な断熱性を確保するためには膨張後の熱膨張
性耐火層と同程度の厚みが必要となり、耐火被覆鉄骨構
造体の肉薄化が困難になる。また、４００℃の加熱条件
下で１時間加熱することによる厚み方向の収縮率が１０
％を超えると、収縮が断熱効果に大きな影響を与えるた
め、耐火被覆鉄骨構造体の肉薄化が困難になる。なお、
一般的な樹脂フォームは加熱されると溶融又は燃焼し、
体積が著しく減少し、４００℃の加熱条件下で１時間加
熱した場合の収縮率は１０％を超え、断熱機能を全く発
揮しない状態になる。

【００５４】上記補助断熱層としては、例えば、セラミ
ックブランケット、ガラスウール板、ガラスマット、ロ
ックウール板、石膏ボード、セラミック板、軽量気泡コ
ンクリート板（ＡＬＣ）、コンクリート板、セメント
板、ケイ酸カルシウム板、含水無機物含有ボード、及
び、これらの複合板等が挙げられる。市販品としては、
例えば、フレックスガード（ニチアス社製、セラミック
ブランケット）、スーパーフェルトン（ニチアス社製、
ガラスマット）、ＭＧフェルト（ニチアス社製、ロック
ウール）、タイガーボード（吉野石膏社製、石膏ボー
ド）、セルストン（アスク社製、ケイ酸カルシウム板）
等が挙げられる。このうち、セメント、ケイ酸カルシウ
ム板、含水無機物含有ホード、石膏ボード等が好まし
い。これらは、その内部に結晶水を含んでいるため、吸
熱効果を併せて有する。これらの補助断熱層は、単独で
用いても、２種類以上を併用してもよい。

【００５５】上記補助断熱層は、示差走査熱量計（ＤＳ
Ｃ）により、１０℃／分の昇温速度で６００℃まで加熱
した場合の総吸熱量が、１００Ｊ／ｇ以上であることが
好ましい。１００Ｊ／ｇ以上であると、温度上昇が遅く
なり、断熱性能がより良好となる。

【００５６】本発明の耐火被覆鉄骨構造体は上記熱膨張
性耐火層と上記補助断熱層の厚みの合計が５０ｍｍ以下
で、補助断熱層と熱膨張性耐火層の厚みの比（補助断熱
層／熱膨張性耐火層）が１〜１５０であることが好まし
い。厚みの合計が５０ｍｍを超えると肉厚となり、作業
性に劣り、また、室内空間を狭める。

【００５７】上記不燃材又は準不燃材からなる遮炎層と
しては、例えば、鉄板、ステンレス板、亜鉛めっき鋼
板、アルミ板、その他の金属板、及び、塩ビ鋼板、カラ
ー鋼板等更に塗装等の処理が施された金属板、セラミッ
ク板、石膏ボード、軽量気泡コンクリート板（ＡＬ
Ｃ）、コンクリート板、セメント板、ケイ酸カルシウム
板、並びに、これらの複合板等が挙げられる。これらの
遮炎層は、単独で用いても、２種類以上を併用してもよ
い。

【００５８】上記遮炎層の厚みは０．１〜３ｍｍである
のが好ましい。０．１ｍｍ未満であると遮炎機能が不充
分となり、３ｍｍを超えると上記熱膨張性耐火層の膨張
を阻害する可能性がある。

【００５９】本発明の被覆対象となる鉄骨としては特に
限定されず、例えば、Ｈ型、Ｉ型、Ｃ型（ボックス型）
等の鋼材からなる鉄骨等が挙げられる。

【００６０】本発明の耐火被覆鉄骨構造体は、鉄骨側か
ら順に、補助断熱槽、熱膨張性耐火層、不燃材又は準不
燃材からなる遮炎層が被覆され、溶接ビス、釘、ビス、
ボルト等によって固定することができる。この場合、遮
炎層、熱膨張性耐火層、補助断熱層が積層されてなる被
覆材を鉄骨の面にはわせるように設置してもよいし、箱
型の枠の外側に上記被覆材を設置し、箱ごと鉄骨にはめ
込んで設置してもよい。

【００６１】火災時には上記熱膨張性耐火層が膨張して
耐火断熱層を形成し、上記補助断熱層が鉄骨に熱が伝わ
るのを防止する。耐火被覆鉄骨構造体を鉄骨に被覆して
なる耐火被覆鉄骨構造体は、例えば、鉄骨建築物の梁、
柱等として好適に用いることができる。

【００６２】本発明の耐火被覆鉄骨構造体の施工方法と
しては、予め作成しておいた遮炎層、熱膨張性耐火層、
補助断熱層からなる被覆材を鉄骨に被覆する方法の他
に、鉄骨の表面に、補助断熱層を被覆し、その上に熱膨
張性耐火層を、更にその上に遮炎層を被覆する方法が挙
げられる。

【００６３】以下に、図面を参照しながら、本発明の耐
火被覆鉄骨構造体について更に説明する。なお、本発明
は以下に示す実施の形態のみに限定されるものではな
い。図１は、本発明の耐火被覆鉄骨構造体の一の実施の
形態を模式的に示したものである。本実施の形態ではＨ
型鋼である鉄骨５の周囲に補助断熱層４を配置し、補助
断熱層４の外側には熱膨張性耐火層３を配置し、更にそ
の外側には遮炎層２を配置する。遮炎層２の端部７ａ及
びｂは外側に折り曲げられ釘６で固定される。本発明の
耐火被覆鉄骨構造体は、更に、図４〜８に示すような構
成を採ることもできる。

【００６４】本発明の耐火被覆鉄骨構造体は、鉄骨に設
置する際に、その接合目地から火焔が侵入することを防
止するために、接合目地部の遮炎層が重なるように設置
することが好ましい。また、接合目地の部分に別の補強
部材を用いてもよい。

【００６５】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。実施例１〜６、比較例１〜５下記の表１に記載の組成で熱膨張性耐火層を構成する樹
脂組成物を調製し、熱膨張性耐火層に成型した。

【００６６】

【表１】

【００６７】下記の表２に記載の構成を有する積層体に
より、表２に記載のようにＨ型鋼を被覆し、耐火被覆鉄
骨構造体を作製した。なお、表２に記載の耐火被覆鉄骨
構造体の模式図は図１〜図６に示した。作製した耐火被
覆鉄骨構造体に対して、ＪＩＳＡ１３０４に準じた
耐火試験を行い、試験後の鉄骨の平均温度を測定した。
鉄骨の温度が、最高温度が４５０℃以下で、平均温度が
３５０℃以下であったら合格と判定した。結果は表２に
示した。

【００６８】

【表２】

【００６９】

【発明の効果】本発明の耐火被覆鉄骨構造体は、上述の
構成からなるので、肉薄でありながら、耐火性に優れ、
更に、作業性や室内空間の確保に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の耐火被覆鉄骨構造体の一実施形態（構
成Ａ）を模式的に示した断面図である。

【図２】耐火被覆鉄骨構造体の一実施形態（構成Ｂ）を
模式的に示した断面図である。

【図３】耐火被覆鉄骨構造体の一実施形態（構成Ｃ）を
模式的に示した断面図である。

【図４】本発明の耐火被覆鉄骨構造体の一実施形態（構
成Ｄ）を模式的に示した断面図である。

【図５】本発明の耐火被覆鉄骨構造体の一実施形態（構
成Ｅ）を模式的に示した断面図である。

【図６】本発明の耐火被覆鉄骨構造体の一実施形態（構
成Ｆ）を模式的に示した断面図である。

【図７】本発明の耐火被覆鉄骨構造体の一実施形態（構
成Ｇ）を模式的に示した断面図である。

【図８】本発明の耐火被覆鉄骨構造体の一実施形態（構
成Ｈ）を模式的に示した断面図である。

【符号の説明】

１耐火被覆鉄骨構造体２遮炎層３熱膨張性耐火層４補助断熱層５鉄骨６釘７ａ、７ｂ端部

フロントページの続きＦターム(参考） 2E001 DD01 DE01 DE04 FA01 FA02 GA12 GA22 GA23 GA24 GA28 GA29 GA52 GA55 HA01 HA03 HA07 HA21 HA32 HA33 HA34 HB02 HB03 HB04 HC05 HD11 HE01 HF12 JA13 KA01 LA04 LA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄骨側から順に、補助断熱層、熱膨張性
耐火層、不燃材又は準不燃材からなる遮炎層が被覆され
てなる耐火被覆鉄骨構造体であって、前記熱膨張性耐火
層は、熱膨張性無機化合物を含有する樹脂組成物からな
り、かつ、５０ｋＷ／ｃｍ² の加熱条件下で３０分間加
熱することによる体積膨張が１．１〜３０倍であり、前
記補助断熱層は、熱伝導率が１．５ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・
℃以下であって、かつ、４００℃の加熱条件下で１時間
加熱することによる厚み方向の収縮率が１０％以下であ
ることを特徴とする耐火被覆鉄骨構造体。
【請求項２】熱膨張性無機化合物は、熱膨張性黒鉛で
あることを特徴とする請求項１記載の耐火被覆鉄骨構造
体。
【請求項３】熱膨張性無機化合物は、バーミキュライ
トであることを特徴とする請求項１記載の耐火被覆鉄骨
構造体。
【請求項４】補助断熱層は、示差走査熱量計（ＤＳ
Ｃ）により、１０℃／分の昇温速度で６００℃まで加熱
した場合の総吸熱量が、１００Ｊ／ｇ以上であることを
特徴とする請求項１、２又は３記載の耐火被覆鉄骨構造
体。
【請求項５】熱膨張性耐火層と補助断熱層の厚み合計
は、５０ｍｍ以下で、かつ、補助断熱層と熱膨張性耐火
層の厚みの比（補助断熱層／熱膨張性耐火層）は、１〜
１５０であることを特徴とする請求項１、２、３又は４
記載の耐火被覆鉄骨構造体。