JP2002012678A

JP2002012678A - 耐火シート並びにそれを用いた耐火鉄骨構造体及び壁用耐火構造体

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Publication number: JP2002012678A
Application number: JP2001124763A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Okada; 和廣岡田; Hitomi Miura; 仁美三浦; Masaki Tono; 正樹戸野
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2021-04-23
Also published as: JP3673482B2

Abstract

(57)【要約】【課題】施工性及び耐火性に優れた耐火シート並びに
それを用いた耐火鉄骨構造体及び壁用耐火構造体を提供
する。【解決手段】エポキシ樹脂、中和処理された熱膨張性
黒鉛重量部及び無機充填剤からなる厚み０．３〜６ｍｍ
のシート中に、１ｍ²当たりの重量が２５〜２０００ｇ
の不燃性繊維状材料からなるネット又はマットが含浸さ
れてなる耐火シートを使用する。

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
の鉄骨、壁材、防火戸、目地材、区画貫通部材、コンク
リート爆裂防止材、換気部材など、耐火性能が必要な部
位に使用される耐火シート、並びに、それを用いた耐火
鉄骨構造体及び壁用耐火構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の高層化等にともない、建築物の
構造材として軽量な鉄骨や壁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や壁に
は、建設省告示第２９９３号やＪＩＳＡ１３０４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、鉄骨の表面や壁材の裏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】鉄骨に耐火性を付与するための被覆材料と
して、特開平６−３２６６４号公報には、水ガラスや水
硬性セメントにバーミキュライト、ロックウール等の無
機成分を混合したものが開示されている。しかしなが
ら、このものは、施工時に現場で鉄骨に対して塗布又は
吹き付ける必要があり、施工性が悪かった。また、形成
される耐火被覆層の厚さにムラが生じやすく、ムラが生
じた場合は十分な耐火性を発揮することができなかっ
た。また、形成される耐火被覆層にヒビ割れが発生して
耐火性が低下する場合があった。更には、湿式又は半乾
式により吹き付けた場合は硬化するまで長時間必要であ
り、作業効率が悪かった。

【０００４】三井金属塗料社等からは耐火塗料が市販さ
れているが、このような耐火塗料は施工現場において２
種類の塗料を混合する必要があるため、塗りムラが発生
しやすく、鉄骨に対して均一な耐火性を付与することが
困難であった。また、珪酸カルシウム板を鉄骨の回りを
囲むように設置する方法もあるが、厚い珪酸カルシウム
板を使用し、これを大量の釘、ビス等で固定する必要が
あるため、施工性が非常に悪く、また、珪酸カルシウム
板切削時に多量の粉塵が発生するという不都合があっ
た。

【０００５】このように耐火被覆材としては従来無機材
料が用いられているが、近年上記の問題点等から耐火性
能を有する樹脂材料が要求されるようになってきた。す
なわち、樹脂材料の耐火被覆材として、特開平８−３０
２８５２号公報には、石油樹脂を主成分とする耐火シー
トが提案されている。しかしながら、このものは、軟化
点の低い石油樹脂を用いているため、火災時に発泡断熱
層を形成する前に樹脂が溶融して流れてしまい、耐火性
能を十分に発揮しない場合があった。

【０００６】また特開平６−３３００４３号公報には、
発泡性鉱物と樹脂バインターからなる耐火被覆シートが
開示されている。しかしながら、このものは、火災時に
樹脂バインダーが燃焼し、発泡後の鉱物を結合する成分
が消失して発泡断熱層が崩れるため、耐火性能を十分に
発揮できなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、施工性及び耐火性に優れた耐火シート並びにそ
れを用いた耐火鉄骨構造体及び壁用耐火構造体を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究をすすめた結果、エポキシ樹脂に
特定の黒鉛、無機充填剤を特定量配合した樹脂組成物に
特定の不燃性材料からなるネット又はマットを含有させ
ることによって、施工性及び耐火性に優れた耐火シート
が得られることを見出し、本発明を完成させた。

【０００９】すなわち、本発明の請求項１記載の発明
（以下、第１発明という）は、エポキシ樹脂１００重量
部、中和処理された熱膨張性黒鉛１５〜１５０重量部及
び無機充填剤３０〜５００重量部からなる厚み０．３〜
６ｍｍのシート中に、１ｍ²当たりの重量が２５〜２０
００ｇの不燃性繊維状材料からなるネット又はマットが
含浸されてなることを特徴とする耐火シートである。

【００１０】また、本発明の請求項２記載の発明（以
下、第２発明という）は、エポキシ樹脂１００重量部、
リン化合物３０〜１５０重量部、中和処理された熱膨張
性黒鉛１５〜１５０重量部及び無機充填剤３０〜５００
重量部からなる厚み０．３〜６ｍｍのシート中に、１ｍ
²当たりの重量が２５〜２０００ｇの不燃性繊維状材料
からなるネット又はマットが含浸されてなることを特徴
とする耐火シートである。

【００１１】また、本発明の請求項３記載の発明（以
下、第３発明という）は、第１発明又は第２発明に記載
の不燃性繊維材料からなるネット又はマットが、ガラス
繊維の織布若しくは不織布、セラミック繊維の織布若し
くは不織布、炭素繊維の織布若しくは不織布、ラス又は
金網から形成されることを特徴とする耐火シートであ
る。

【００１２】また、本発明の請求項４記載の発明（以
下、第４発明という）は、第１発明乃至第３発明のいず
れかに記載の無機充填剤が、含水無機物及び／又は金属
炭酸塩であることを特徴とする耐火シートである。

【００１３】また、本発明の請求項５記載の発明（以
下、第５発明という）は、第１発明乃至第４発明のいず
れかに記載のエポキシ樹脂が、可撓性を付与されたもの
であることを特徴とする耐火シートである。

【００１４】また、本発明の請求項６記載の発明（以
下、第６発明という）は、第１発明乃至第５発明のいず
れかに記載の耐火シートが、鉄骨に被覆されてなること
を特徴とする耐火鉄骨構造体である。

【００１５】また、本発明の請求項７記載の発明（以
下、第７発明という）は、第１発明乃至第５発明のいず
れかに記載の耐火シート及び不燃性材料層からなるなる
ことを特徴とする壁用耐火構造体である。

【００１６】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
で用いるエポキシ樹脂は、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。

【００１７】上記エポキシ基をもつモノマーとしては、
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ものが挙げられ
る。

【００１８】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、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ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。

【００１９】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。

【００２０】また、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。

【００２１】上記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。

【００２２】上記硬化剤は、重付加型、触媒型のものが
挙げられる。重付加型の硬化剤としては、例えば、アミ
ン類、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、ルイス
塩基等が例示される。上記硬化剤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。

【００２３】また、上記エポキシ樹脂には、他の樹脂が
添加されてもよい。他の樹脂の添加量が多くなると、エ
ポキシ樹脂の効果が発現されなくなるので、エポキシ樹
脂１に対して他の樹脂の添加量は５（重量比）以下が好
ましい。

【００２４】また、上記エポキシ樹脂には、上記耐火シ
ート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よい。

【００２５】さらに、上記エポキシ樹脂には、可撓性が
付与されてもよく、可撓性を付与する方法としては、次
の方法が挙げられる。

【００２６】（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。

【００２７】上記（１）の方法は、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。硬化剤として、例えばポリプロピレンジア
ミン等が用いられる。

【００２８】上記（２）の方法は、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。硬化剤として、例えば２官能アミ
ン、エポキシモノマーとして、例えば１官能エポキシ等
が用いられる。

【００２９】上記（３）の方法は、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。硬化剤として、例えば複素環状
ジアミン、エポキシモノマーとして、例えばアルキレン
ジグリコールジグリシジルエーテル等が用いられる。

【００３０】上記（４）の方法は、可塑剤として非反応
性の希釈剤、例えば、ＤＯＰ、タール、石油樹脂等を添
加する方法である。上記（５）の方法は、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。

【００３１】上記（６）の方法は、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。エポキシ樹脂マトリックスとしてポリエステル
エーテル等が用いられる。上記（７）の方法は、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
させることにより、可撓性を発現させる方法である。エ
ポキシ樹脂マトリックスとして、分子量１０００〜５０
００のポリエーテルが添加される。

【００３２】上記エポキシ樹脂の剛性、可撓性を調整す
ることによって、硬い板状物から柔軟性を有するシート
の成形が可能となり、耐火性能が要求される様々な部位
に適応できる。

【００３３】本発明で用いる中和処理された熱膨張性黒
鉛とは、従来公知の物質である熱膨張性黒鉛を中和処理
したものである。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。

【００３４】上述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中和すること
により、上記中和処理された熱膨張性黒鉛が得られる。

【００３５】上記脂肪族低級アミンとしては、特に限定
されず、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、
トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブ
チルアミン等が挙げられる。

【００３６】上記アルカリ金属化合物及びアルカリ土類
金属化合物としては、特に限定されず、例えば、カリウ
ム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム
等の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩など
が挙げられる。

【００３７】上記中和処理された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
定の膨張断熱層が得られず、また、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、樹脂分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。

【００３８】上記中和処理された熱膨張性黒鉛の市販品
としては、例えば、東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」、Ｕ
ＣＡＲＣａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧｕｒａｄ１６
０」、「ＧＲＡＦＧｕｒａｄ２２０」等が挙げられる。

【００３９】本発明で用いられ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、けい酸カルシウム
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、窒化けい
索、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
けい素、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。
中でも、含水無機物及び金属炭酸塩が好ましい。

【００４０】含水無機物の水酸化マグネシウム、水酸化
アルミニウム等は、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加熱残渣の強度が向
上する点で特に好ましい。また、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。

【００４１】上記金属炭酸塩は、第２発明で用いるリン
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。

【００４２】また、上記金属炭酸塩の中では、更に、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
酸塩が好ましい。

【００４３】一般的に、無機充填剤は、骨材的な働きを
することから、加熱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。

【００４４】上記無機充填剤の粒径としては、０．５〜
４００μｍが好ましく、より望ましくは約１〜１００μ
ｍである。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のが望
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。粒径が４００μｍを超えると、成形体
の表面性、樹脂組成物の力学的物性が低下する。

【００４５】上記無機充填剤としては、例えば、水酸化
アルミニウムでは、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）、粒経８μｍの
「ＢＦ３００」（備北粉化社製）等が挙げられる。

【００４６】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、耐火シー
ト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。

【００４７】第２の発明の耐火シートでは、上記の各成
分に、さらにリン化合物を添加することにより、膨張断
熱層の形状保持性が向上し、耐火性能がより優れる。

【００４８】本発明で用いる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。

【００４９】

【化１】

【００５０】式（１）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。

【００５１】上記赤リンは少量の添加で難燃効果を向上
する。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。

【００５２】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Ｃ８０」等が挙げ
られる。

【００５３】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。中でも、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
よい。

【００５４】第１発明におけるエポキシ樹脂組成物の各
成分の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、
中和処理された熱膨張性黒鉛１５〜１５０重量部及び無
機充填剤３０〜５００重量部である。

【００５５】上記中和処理された熱膨張性黒鉛の配合量
が１５重量部未満であると、十分な膨張断熱層の厚みが
確保できず耐火性能が低下する。また１５０重量部を超
えると、機械的物性の低下が大きくなり、使用に耐えら
れなくなる。

【００５６】上記無機充填剤の配合量が３０重量部未満
であると、熱容量の低下に伴い十分な耐火性能が得られ
ず、５００重量部を超えると、機械的物性の低下が大き
く使用に耐えられなくなる。

【００５７】第２発明におけるエポキシ樹脂組成物の各
成分の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、
リン化合物３０重量部〜１５０重量部、中和処理された
熱膨張性黒鉛１５〜１００重量部及び無機充填剤３０〜
５００重量部である。

【００５８】上記リン化合物の配合量が３０重量部未満
であると、膨張断熱層が形成されないため十分な耐火性
能が得られず、また１５０重量部を超えると機械的物性
の低下が大きく使用に耐えない。また、リン化合物と熱
膨張性化合物の合計量は２０〜２００重量部が好まし
い。中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の配合
量は、第１発明と同様の理由により上記範囲となされ
る。

【００５９】本発明で用いる不燃性繊維状材料からなる
ネット又はマットとしては、無機繊維若しくは金属繊維
状材料からなるものが好ましく、例えば、ガラス繊維の
織布（ガラスクロス、コンティニュアスストランドマッ
ト等）若しくは不織布（チョップドストランドマット
等）、セラミック繊維の織布（セラミッククロス等）若
しくは不織布（セラミックマット等）、炭素繊維の織布
若しくは不織布、ラス又は金網から形成されるネット又
はマットが好適に用いられる。

【００６０】上記不燃性繊維状材料からなるネット又は
マットの１ｍ²当たりの重量は、２５〜２０００ｇであ
る。１ｍ²当たりの重量が２５ｇ未満であると、膨張断
熱層の形状保持性を向上させる効果が低下し、２０００
ｇを超えるとエポキシ樹脂組成物中に挿入するのが困難
になる。

【００６１】上記不燃性繊維状材料からなるネット又は
マットの厚みは、４ｍｍ以下が好ましい。厚さが４ｍｍ
を超えると、耐火シートを施工する際曲げ等の変形が困
難になる。

【００６２】上記不燃性繊維状材料からなるネットの場
合には、その開き目は０．１〜５０ｍｍであることが好
ましい。開き目が０．１ｍｍ未満であると、エポキシ樹
脂中に含浸するのが困難になり、５０ｍｍを超えると膨
張断熱層の形状保持性を向上させる効果が低くなる。

【００６３】上記不燃性繊維状材料からなるネット又は
マットの厚みが耐火シートの厚みより薄い場合は、ネッ
ト又はマットの位置は耐火シートの厚み方向のいずれの
位置であってもよいが、火炎に曝される表面側であるこ
とが好ましい。

【００６４】本発明の耐火シートは、予め調製したエポ
キシ樹脂、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤
（第２発明ではさらにリン化合物を添加）からなる組成
物を、不燃性繊維状材料からなるネット又はマットと一
体化して成形することにより得られる。

【００６５】上記耐火シートの厚みは０．３〜６ｍｍで
ある。厚みが０．３ｍｍ未満であると、加熱によって形
成される膨張断熱層の厚みが薄くなり、十分な耐火性能
を発揮することができない。また、６ｍｍを超えると耐
火シートの重量が大きくなり、施工性が悪くなる。

【００６６】本発明の耐火シートの製造方法としては、
予めエポキシ樹脂組成物の混練物を作製しておき、該樹
脂組成物をシート化する段階で不燃性繊維状材料からな
るネット又はマットと一体化する成形方法が挙げられ
る。

【００６７】上記エポキシ樹脂組成物の混練物は、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、混練ロール、ライカイ機、遊星
式撹拌機等公知の装置を用いて混練することにより得る
ことができる。また、エポキシ基をもつモノマーと硬化
剤とに別々に充填剤を混練しておき、シート成形直前に
スタティックミキサー、ダイナミックミキサー等で混練
してもよい。

【００６８】上記成形方法としては、例えば、プレス成
形、ロール成形、コーター成形等により上記エポキシ樹
脂混練物をシート化する際、不燃性繊維材料からなるネ
ット又はマットをエポキシ樹脂中に含浸した後、エポキ
シ樹脂を硬化させる方法が挙げられる。上記エポキシ樹
脂の硬化方法は、特に限定されず、プレスやロールによ
る加熱、加熱炉による加熱等公知の方法によって行うこ
とができる。

【００６９】上記耐火シートの片面または両面には、施
工性や燃焼残渣の強度を改善する目的で基材層が積層さ
れていてもよい。この基材層に用いられる材料として
は、例えば、布、不織布、クラフト紙、プラスチックフ
ィルム、割布、ガラスクロス、アルミガラスクロス、ア
ルミ箔、アルミ蒸著フィルム、アルミクラフト紙、及
び、これらの材料の積層体等が挙げられる。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、又
は、アルミクラフト紙、アルミガラスクロスである。ま
た、上記基材層の厚みは、０．２５ｍｍ以下が好まし
い。

【００７０】本発明の耐火シートは、壁耐火用途、鉄骨
耐火用途、防火戸、目地材、区画貫通部材、コンクリー
ト爆裂防止材、換気部材等、耐火性能が要求される用途
などに好適に用いられる。

【００７１】上記耐火シートを鉄骨耐火用途に用いる場
合には、耐火シートを各種鉄骨の周囲に沿わせるように
接着剤等で接着させるか、ビス又は溶接ピン等で固定し
て、耐火鉄骨構造体を形成することが好ましい。また、
鉄骨周囲に軽量鉄骨を設け、耐火シートを軽量鉄骨にビ
スで固定してもよい。ビスで固定する場合には平座金を
併用してもよい。ラス又は金網を含浸させた耐火シート
の場合は、端部にラス又は金網を露出させ、金属部分を
結束させるような形で固定する方法であってもよい。

【００７２】また、上記エポキシ樹脂組成物からなるシ
ートを単独で成形し、この単独シートを施工した後、さ
らにその外側に上記不燃性繊維状材料からなるネット又
はマットを取り付けて施工してもよい。

【００７３】上記耐火シートを壁耐火用途に用いる場合
には、上記耐火シートと不燃材料層との積層体を使用し
て、壁用耐火構造体を形成することが好ましい。不燃材
料としては、特に限定されず、例えば、硬質木片セメン
ト板、木繊維混入セメントケイ酸カルシウム板、繊維補
強セメント板、繊維混入セメント石灰ケイ酸カルシウム
板等の窯業系サイディング；石膏ボード、ダイライト、
パーティクルボード、パーライト等のボード類；鉄板、
ステンレス板、アルミニウム板、アルミ・亜鉛合金メッ
キ鋼板、表面処理鋼板、チタン板、ホーロー鋼板、フッ
素樹脂塗装鋼板、クラッド鋼板、銅板等の金属板などが
挙げられる。

【００７４】上記窯業系サイディング又はボード類の厚
みは３〜５０ｍｍが好ましい。厚みが３ｍｍ未満になる
と耐火性能や形状保持性が不足し、５０ｍｍを超えると
重量が重くなり施工性が悪くなる。また、上記金属板の
厚みは０．１〜１．５ｍｍが好ましい。厚みが０．１ｍ
ｍ未満になると防炎性能や形状保持性が不足し、１．５
ｍｍを超えると耐火シートの膨張を阻害し、耐火性能が
低下する。

【００７５】上記耐火シートと不燃材料層との積層に
は、ビス、釘等で固定する方法が用いられてもよく、接
着剤等で固定する方法が用いられてもよい。さらに金属
板と積層させる場合には、耐火シートを成形させる際に
金属板に塗布して硬化させる方法を用いてもよい。

【００７６】さらに、上記積層体に発泡体及び／又は緩
衝材が積層されてもよい。発泡体としては、特に限定さ
れず、例えば、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、イソシアヌレ
ート系等の樹脂発泡体又は無機系の発泡体などが挙げら
れる。これらの発泡体には、ガラス繊維、無機充填剤、
添加剤などが添加されてもよい。

【００７７】上記緩衝材としては、特に限定されず、例
えば、上記樹脂発泡体の他、ガラスウール、セラミック
ブランケット、ロックウール、各種繊維マット、不織布
などが挙げられる。

【００７８】上記発泡体及び緩衝材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。また、金属板間
にシート発泡体及び／又は緩衝材が積層されたものであ
ってもよい。

【００７９】（作用）本発明の耐火シートは、エポキシ
樹脂、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤から
なるエポキシ樹脂組成物が用いられることにより、加熱
時に熱膨張性黒鉛が膨張断熱層を形成して熱伝導を抑制
し、耐火性能を発現する。その際、樹脂分として用いら
れるエポキシ樹脂は炭化層を形成して膨張断熱層として
寄与し、また架橋構造をとるため熱膨張後の形状保持性
が優れる。無機充填剤は加熱時に熱容量を増大させる働
きがある。また、不燃性繊維状材料からなるネット又は
マットは、膨張断熱層の形状保持性の向上に寄与し、膨
張断熱層の厚みが増大した場合でも膨張断熱層の脱落を
防止する。第２発明の耐火シートで用いられるリン化合
物は、膨張断熱層の形成保持性を一層向上させる。

【００８０】

【発明の実施の形態】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、実施例に限定されるも
のではない。尚、実施例における性能評価方法は、次の
通りである。

【００８１】（１）耐火性能：耐火シートを１００ｍｍ
×ｌ００ｍｍ×３ｍｍ厚に切断して試験片とし、この試
験片を垂直に設置した状態でコーンカロリーメーター
（アトラス社製「ＣＯＮＥ２Ａ」）を用いて、５０ｋＷ
／ｍ²（垂直方向）の照射熱量を３０分間照射して燃焼
させ、試験片の裏面（照射側と反対側）の温度をサーモ
ピュア（日本電子データム社製）を用いて測定した。判
定基準は試験片の裏面の温度が２６０℃以下のものを
○、２６０℃を超えるものを×とした。

【００８２】（２）形状保持性能：耐火性能評価におい
て、試験終了後膨張断熱層が脱落しなかったものを○、
崩壊して脱落したものを×とした。

【００８３】（実施例１〜３、比較例１，２）表１に示
した配合量の、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（油化
シェル社製「Ｅ８０７」）、ジアミン系硬化剤（油化シ
ェル社製「ＥＫＦＬ０５２」）、中和処理された熱膨張
性黒鉛（東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」）、水酸化アル
ミニウム（昭和電工社製「Ｈ−３１」）、炭酸カルシウ
ム（備北粉化社製「ホワイトンＢＦ−３００」）、及
び、ポリリン酸アンモニウム（ヘキスト社製「Ｅｘｏｌ
ｉｔＡＰ４２２」）を混練ロールで混練して、エポキシ
樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を加熱
プレス機にて、ガラス繊維マット〔旭ファイバーグラス
社製「グラスロン・コンテイニュアスストランドマット
Ｍ８３００」（３００ｇ／ｍ²、厚み１．７ｍｍ）、
若しくは、「グラスロン・チョップドストランドマット
ＣＭ６００」（６００ｇ／ｍ²、厚み１．０ｍ
ｍ）〕、又は、平織金網（光洋金網社製、９００ｇ／ｍ
²、開き目４．３３ｍｍ）と一体にシート成形し、１０
０℃でｌ時間硬化させ、耐火シートを得た。得られた耐
火シートのサンプルについて、上記（１）及び（２）の
性能評価を行い、その結果を表１に示した。

【００８４】

【表１】

【００８５】（実施例４〜９、比較例３，４）表２に示
した配合量の、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャ
パンエポキシレジン社製「エピコート８０７」又は「エ
ピコート８７１」）、ジアミン系硬化剤（ジャパンエポ
キシレジン社製「エピキュアＦＬ０５２」又は「ＨＭＤ
Ａ」）、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製「Ｇ
ＲＥＰ−ＥＧ」）、水酸化アルミニウム（昭和電工社製
「Ｈ−３１」）、炭酸カルシウム（備北粉化社製「ホワ
イトンＢＦ−３００」）、及び、ポリリン酸アンモニウ
ム（ヘキスト社製「ＥｘｏｌｉｔＡＰ４２２」）を混練
ロールで混練して、エポキシ樹脂組成物を得た。得られ
たエポキシ樹脂組成物を加熱プレス機にて、ガラスクロ
ス〔（ユニチカグラスファイバー社製「Ｌ９０ＭＮ１０
０ＦＺ」（９０ｇ／ｍ²、厚み０．２ｍｍ）若しくは
「Ｌ１７５Ｍ１００ＬＦＨ」（１７５ｇ／ｍ²、厚み
０．４ｍｍ）〕、ガラス繊維マット〔旭ファイバーグラ
ス社製「グラスロン・コンテイニュアスストランドマッ
トＭ８３００」（３００ｇ／ｍ²、厚み１．７ｍｍ）
若しくは「グラスロン・チョップドストランドマット
ＣＭ６００」（６００ｇ／ｍ²、厚み１．０ｍｍ）〕、
又は、平織金網（光洋金網社製、９００ｇ／ｍ²、開き
目４．３３ｍｍ）と一体にシート成形し、１００℃でｌ
時間硬化させ、所定厚みの耐火シートを得た。得られた
耐火シートのサンプルについて、上記（１）及び（２）
並びに下記（３）の性能評価を行い、その結果を表２に
示した。尚、実施例６は加熱プレス時に、さらに０．３
ｍｍ厚の溶融亜鉛メッキ鋼板を挿入し、鋼板との積層体
を使用した。

【００８６】（３）膨張倍率上記（１）耐火性能の評価時において、膨張断熱層の厚
みを任意の５箇所で測定し、その厚みのと耐火シートの
初期厚みから、下記式に従って膨張倍率を測定した。膨
張倍率（倍）＝膨張断熱層の厚み平均値／耐火シートの
初期厚み

【００８７】

【表２】

【００８８】（実施例１０）表３に示した配合量の、ビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジ
ン社製「エピコート８０７」）、ジアミン系硬化剤（ジ
ャパンエポキシレジン社製「エピキュアＦＬ０５
２」）、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製「Ｇ
ＲＥＰ−ＥＧ」）、炭酸カルシウム（備北粉化社製「ホ
ワイトンＢＦ−３００」）、及び、ポリリン酸アンモニ
ウム（ヘキスト社製「ＥｘｏｌｉｔＡＰ４２２」）を大
型遊星式撹拌機で混練して、エポキシ樹脂組成物を得
た。得られたエポキシ樹脂組成物をロールコーターに
て、ガラスクロス〔（ユニチカグラスファイバー社製
「Ｌ９０ＭＮ１００ＦＺ」（９０ｇ／ｍ²、厚み０．２
ｍ）〕に塗布し、ガラスクロスと反対側にアルミガラス
クロス（ＡＬＧＣ）（日本金属箔工業社製、０．１４０
ｇ／ｍ²、厚み０．２５ｍｍ）を積層した後、１００℃
でｌ時間硬化させて所定厚みの耐火シートを得た。

【００８９】この耐火シートをＡＬＧＣが内側となるよ
うにハット型に折り曲げた後、厚み５０ｍｍのケイ酸カ
ルシウム板の下面に接着剤で取り付けたＨ綱梁（サイズ
４００ｍｍ×２００ｍｍ×８ｍｍ×１３ｍｍ、長さ１２
００ｍｍ）の周囲を被覆するように取り付け、図１に示
した耐火鉄骨構造体を作製した。尚、長さ６００ｍｍの
耐火シートを２枚接続して長さ１２００ｍｍとし、耐火
シート同士の突き合わせ部をアルミテーブで固定した。
また、耐火シートの取り付けには、セルフドリリングビ
スを用いて、耐火シートの両端を折り曲げて設けたフラ
ンジ部をケイ酸カルシウム板へ固定した。

【００９０】（実施例１１）表３に示した配合量の、ビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂、ジアミン系硬化剤、中
和処理された熱膨張性黒鉛、水酸化アルミニウム（昭和
電工社製「Ｈ−３１」）、炭酸カルシウム、及び、ポリ
リン酸アンモニウム大型遊星式撹拌機で混練して、エポ
キシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を
加熱プレス機にて、１００℃でｌ時間硬化させ、所定厚
みの耐火シートを得た。

【００９１】上記耐火シートを、鋼管柱（サイズ３００
ｍｍ×３００ｍｍ×９ｍｍ、長さ１２００ｍｍ）の周囲
に巻き付けて被覆し、耐火鉄骨構造体を作製した。尚、
長さ６００ｍｍの耐火シートを２枚接続して長さ１２０
０ｍｍとし、耐火シート同士の突き合わせ部をアルミテ
ーブで固定した。さらに、耐火シートの外側を６００ｍ
ｍ×１２１５ｍｍのラス（開き目：１０ｍｍ×１５ｍ
ｍ、線形０．５ｍｍ）で被覆し、ラス端部同士を針金で
固定した。

【００９２】実施例１０及び１１で得られた耐火鉄骨構
造体について、ＩＳＯ８３４に準拠して耐火１時間の試
験を行い、鋼材表面の平均温度及び最高温度を測定し、
表３に示した。

【００９３】

【表３】

【００９４】

【発明の効果】本発明の耐火シートは、上述の構成であ
り、加熱時に燃焼残渣による膨張断熱層を形成し、さら
にその膨張断熱層が十分な形状保持性を有することによ
って、優れた耐火性能を発現するので、柱、梁等の鉄
骨、壁材、防火戸、目地材、区画貫通部材、コンクリー
ト爆裂防止材、換気部材等、耐火性能が要求される幅広
い用途に適応可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１０の耐火鉄骨構造体を示す模式断面図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 ＣＥ０４Ｂ 1/94 Ｅ０４Ｂ 1/94 ＣＦターム(参考） 2E001 DE01 EA01 EA05 FA01 FA02 FA03 GA24 HF12 JA06 JA21 JD00 4F072 AA04 AA07 AB09 AB10 AB11 AB28 AB29 AD23 AF01 AF04 4J002 CD001 DA026 DA047 DH047 DH057 DL007 EW047 FA047 FD017 FD137 GL00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エポキシ樹脂１００重量部、中和処理さ
れた熱膨張性黒鉛１５〜１５０重量部及び無機充填剤３
０〜５００重量部からなる厚み０．３〜６ｍｍのシート
中に、１ｍ²当たりの重量が２５〜２０００ｇの不燃性
繊維状材料からなるネット又はマットが含浸されてなる
ことを特徴とする耐火シート。
【請求項２】エポキシ樹脂１００重量部、リン化合物
３０〜１５０重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛１５
〜１５０重量部及び無機充填剤３０〜５００重量部から
なる厚み０．３〜６ｍｍのシート中に、１ｍ²当たりの
重量が２５〜２０００ｇの不燃性繊維状材料からなるネ
ット又はマットが含浸されてなることを特徴とする耐火
シート。
【請求項３】上記不燃性繊維材料からなるネット又は
マットが、ガラス繊維の織布若しくは不織布、セラミッ
ク繊維の織布若しくは不織布、炭素繊維の織布若しくは
不織布、ラス又は金網から形成されることを特徴とする
請求項１又は２記載の耐火シート。
【請求項４】上記無機充填剤が、含水無機物及び／又
は金属炭酸塩であることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の耐火シート。
【請求項５】上記エポキシ樹脂が、可撓性を付与され
たものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
１項に記載の耐火シート。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐
火シートが、鉄骨に被覆されてなることを特徴とする耐
火鉄骨構造体。
【請求項７】請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐
火シート及び不燃性材料層からなるなることを特徴とす
る壁用耐火構造体。