JP2002339478A

JP2002339478A - 耐火パテ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002339478A
Application number: JP2001145486A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iizuka; 弘飯塚
Original assignee: Mitsui Kinzoku Paints and Chemicals Co Ltd
Current assignee: Mitsui Kinzoku Paints and Chemicals Co Ltd
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】熱膨張性黒鉛による着色を極力おさえて、人
目に付いた場所に施工しても美観を損なわない耐火パテ
を提供する。【解決手段】少なくとも熱膨張性黒鉛と、ポリリン酸
アンモニウム粉末が樹脂により被覆されてなるマイクロ
カプセルとを有機樹脂に混合してなる耐火パテであっ
て、前記熱膨張性黒鉛が前記有機樹脂に対して少なくと
も１０重量％以上含有され、明度が７以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防火区画貫通部の
防火措置工法などにおいて用いられる、熱膨張性黒鉛含
有の耐火パテに関し、熱膨張性黒鉛による着色を最低限
にして着色顔料による着色も可能となるように工夫した
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、防火区画貫通部の防火措置工法に
おいては、熱膨張性黒鉛及び有機樹脂等を含有する耐火
パテが使用される。かかる耐火パテは、火災にさらされ
た際に強固な発泡炭化複合膜を形成して防火及び耐火性
能を発揮するものである。

【０００３】かかる耐火パテとしては、熱膨張性黒鉛
と、バーミキュライト粉末と、ポリリン酸アンモニウム
粉末が樹脂により被覆されてなるマイクロカプセルと、
これらを混合可能な有機樹脂とを含有するものが知られ
ている（特開平１０−８５９５号公報）。このような耐
火パテは、熱膨張性黒鉛を有機樹脂に対して少なくとも
１０重量％含有するので、全てグレー色あるいは黒灰色
（マンセル値Ｎ４〜Ｎ２）である。

【０００４】このような耐火パテは、従来、鉄骨ビルデ
ィングの空調、給水、廃水等の導管等の設備に用いられ
るものであり、人目に付かない場所に使用されるのがほ
とんどであった。近年、住宅用のビルディングへの防火
処理の必要性から、例えば、マンションなどの共同廊下
側のエアコンの配管の周囲等の人目に付く場所への施工
が必要となってきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
耐火パテは、グレー色あるいは黒灰色であり、美観の点
で問題があり、壁の色と同系色で目立たない色の耐火パ
テの出現が望まれている。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑み、熱膨張性
黒鉛による着色を極力おさえて、人目に付いた場所に施
工しても美観を損なわない耐火パテを提供することを課
題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に種々検討を重ねた結果、熱膨張性黒鉛は、有機樹脂等
の他の材料と混練りする際に破砕されるほど、黒色が強
くなり、また、破砕を十分にするほど混練りしなくて
も、防火効果は変化ないことを知見し、本発明を完成さ
せた。

【０００８】かかる本発明は、少なくとも熱膨張性黒鉛
と、ポリリン酸アンモニウム粉末が樹脂により被覆され
てなるマイクロカプセルとを有機樹脂に混合してなる耐
火パテであって、前記熱膨張性黒鉛が前記有機樹脂に対
して少なくとも１０重量％以上含有され、明度が７以上
であることを特徴とする耐火パテにある。

【０００９】かかる第１の態様では、熱膨張性黒鉛が有
機樹脂に対して１０重量％以上含有されているにもかか
わらず、明度が７以上となり、防火効果を維持したま
ま、黒色の着色度合いが低減したものとなる。

【００１０】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、さらにバーミキュライト粉末が含有されていること
を特徴とする耐火パテにある。

【００１１】かかる第２の態様では、バーミキュライト
粉末を含有することにより、さらに熱伝導性の低い耐火
パテとなる。

【００１２】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、着色顔料が含有されていることを特徴とする
耐火パテにある。

【００１３】かかる第３の態様では、着色顔料により効
果的な着色が可能であり、壁の色等の環境にあわせた着
色が可能である。

【００１４】本発明の第４の態様は、少なくとも熱膨張
性黒鉛と、ポリリン酸アンモニウム粉末が樹脂により被
覆されてなるマイクロカプセルとを有機樹脂に混合して
なる耐火パテの製造方法であって、前記熱膨張性黒鉛以
外の原料を混練した後、前記熱膨張性黒鉛を前記有機樹
脂に対して少なくとも１０重量％以上添加して耐火パテ
とすることを特徴とする耐火パテの製造方法にある。

【００１５】かかる第４の態様では、熱膨張性黒鉛が有
機樹脂に対して１０重量％以上添加されているにもかか
わらず、明度が高く、防火効果を維持したまま、黒色の
着色度合いが低減した耐火パテを製造できる。

【００１６】本発明の第５の態様は、第４の態様におい
て、明度が７以上の耐火パテを得ることを特徴とする耐
火パテの製造方法にある。

【００１７】かかる第５の態様では、明度が７以上と、
いわゆる黒灰色ではない耐火パテとなり、着色も可能な
ものとなる。

【００１８】本発明の第６の態様は、第４又は５の態様
において、着色顔料を添加することを特徴とする耐火パ
テの製造方法にある。

【００１９】かかる第６の態様では、着色顔料により、
効果的に着色された耐火パテを得ることができる。

【００２０】本発明の第７の態様は、第４〜６の何れか
の態様において、バーミキュライト粉末を添加すること
を特徴とする耐火パテの製造方法にある。

【００２１】かかる第７の態様では、バーミキュライト
粉末を含有することにより、さらに熱伝導性の低い耐火
パテを得ることができる。

【００２２】かかる本発明では、熱膨張性黒鉛を従来と
同等量含有しているにもかかわらず、熱膨張性黒鉛によ
る着色を最低限に低下させて、明度の高い耐火パテを実
現することができる。

【００２３】本発明の耐火パテは、ベースとして有機樹
脂が用いられる。かかる有機樹脂には、以下のものが含
まれる。

【００２４】例えば、常温で液体または半固体の各種ゴ
ム系樹脂、例えばプロピレンゴム、クロロプレンゴム、
エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤ
Ｍ）、ブチルゴム、ニトリルゴムなどであるが、これに
限定されるものではない。

【００２５】さらに、熱可塑剤性の樹脂、例えばポリプ
ロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、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等があるが、これに限定される
ものではない。

【００２６】また、本発明の耐火パテは、可塑剤とし
て、必要に応じて、プロセスオイル、塩化パラフィン、
ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等を添加する。

【００２７】本発明の耐火パテは、必須成分として熱膨
張性黒鉛を含有する。この熱膨張性黒鉛は、加熱すると
黒鉛層間に存在する化合物が熱分解して全体が膨張する
性質を持つ黒鉛であり、公知のものを使用することがで
きる。この黒鉛の層間に存在して熱分解する前記化合物
は、特に限定はされないが、例えば、黒鉛酸性硫酸塩、
ナトリウム黒鉛、カリウム黒鉛、ハロゲン化黒鉛、黒鉛
酸化物、塩化アルミニウム黒鉛化物、塩化第二鉄黒鉛等
が挙げられる。

【００２８】熱膨張性黒鉛の使用量は、通常は、有機樹
脂に対して１０〜９０重量％の範囲である。これよりも
量が少ないと、加熱初期の防火性能が不充分となり、目
標とする防火性能が発揮されず、これよりも量が多いと
加熱時に剥離して防火の役目を果たさないからである。

【００２９】本発明の耐火パテは、好適には、バーミキ
ュライト粉末を含有する。バーミキュライトは、わが国
ではヒル石とも呼ばれる含水ケイ酸塩鉱物である。ウン
モ群鉱物によく似たフィロケイ酸塩、カンラン岩が熱水
変成により変質して生じたもの、またはウンモ群鉱物の
崩壊により生じた二次成鉱物である。加熱されるとＣ軸
方向に、もとの厚さの１０〜３０倍と著しく伸びる。

【００３０】バーミキュライト自体は極めて熱伝導が低
く、例えば、ケイ砂（ＳｉＯ_２）に比べて約１／４で
ある。従って、上記熱膨張性黒鉛を単独で用いた場合に
は熱膨張により多孔性であるが、バーミキュライトを併
用して空隙を充填することにより熱伝導を抑えることが
でき、防火性能をさらに向上させることができる。この
ように、熱膨張性黒鉛とバーミキュライトを併用して用
いることにより、併用効果が発現する。バーミキュライ
トの発砲温度は２３０℃位から始まるが、ほとんどが発
泡するのは４００〜６００℃と高い温度である。

【００３１】本発明に使用されるバーミキュライト粉末
は、加熱されて伸びた状態ではなく、鉱石をそのまま粉
末にしたものである。粒径としては、混合性、成形性等
の面から、直径３ｍｍ以下のものが望ましいが、これに
限定されるものではない。

【００３２】バーミキュライトの使用量は、通常は、有
機樹脂に対して１０〜９０重量％の範囲である。この量
よりも少ないと熱伝導率が大きくなり充分な防火性能が
得られなくなり、これよりも量が多いと、加熱時に剥離
して防火の役目を果さなくなる。

【００３３】本発明の耐火パテは、ポリリン酸アンモニ
ウム粉末が完全またはほぼ完全に樹脂により被覆されて
なるマイクロカプセルを含有する。

【００３４】ポリリン酸アンモニウムをマイクロカプセ
ル化する方法としては、特に限定はされないが、例え
ば、界面重合法、イン・サイテュー（Ｉｎｓｉｔｕ）
重合法、液中硬化法、相分離法、液中乾燥法、融解分散
冷却法、スプレードライング法、粉床法等の公知の方法
を採用することができる。マイクロカプセル化に使用で
きる樹脂としては、特に限定はされないが、水が透過し
にくく耐水性に優れた被膜を形成するものが好ましく、
例えば、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、エポキ
シ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹
脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース系樹脂、アルキッド樹
脂、セラック樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアミ
ド樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。これ
らは、１種のみを用いてもよいし２種以上を併用しても
よい。上記の樹脂の中でも、より完全な樹脂による被
覆、樹脂の耐水性、カプセルの強度、より微細なカプセ
ル化が可能等の観点から、メラミンホルムアルデヒド樹
脂が好ましく用いられる。

【００３５】ポリリン酸アンモニウムのマイクロカプセ
ルの粒子径は、特に限定されるわけではないが、１００
μｍ以下であることが好ましい。１００μｍ超の粒子径
を持つものの割合が多くなると、発泡型防火組成物中で
の硬沈降が生じて発泡型防火性成形品の製造が困難にな
ったり、均一な脱水・炭化が困難になったりするため、
好ましくないからである。

【００３６】ポリリン酸アンモニウムは、リン含有量３
１．５±０．５重量％、窒素含有量１４．５±０．５重
量％、分解温度２７５℃以上のものが好適である。この
ようなポリリン酸アンモニウムとしては、特に限定はさ
れないが、例えば、クラリアントジャパン（株）製のポ
リリン酸アンモニウム（商品名「ＥＸＯＬＩＴ４６
２」）等が挙げられる。

【００３７】ポリリン酸アンモニウムのマイクロカプセ
ルの配合量は、通常は、有機樹脂に対して１０〜９０重
量％の範囲である。この配合量がこの量よりも少ない
と、有機物全体を効果的に炭化することが困難になり、
熱膨張性黒鉛やバーミキュライトの発泡物の飛散を抑え
ることが出来ず、充分な防火性能が得られなくなる。こ
れよりも量が多いと他の成分である熱膨張性黒鉛やバー
ミキュライトの配合量が少なくなり、全体として、防火
及び耐火性のある発泡炭化複合体の形成が出来ず、充分
な防火性能が得られなくなるからである。

【００３８】本発明の耐火パテは、必要に応じて、酸化
チタン、アイアンオキシドイエロー、ライトイエロー５
０、アイアンオキシドブラウン、アイアンオキシドレッ
ド、ライトブルー１００、クロムオキシドグリーンＧＮ
等の着色顔料が選択使用される。

【００３９】本発明の耐火パテは、必要に応じて補助成
分（任意成分）を含有してもよい。かかる補助成分は特
に限定されないが、例えば、シリカ、タルク、硫酸バリ
ウム、炭酸カルシウム等の体質顔料；水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、カオリン、リン酸水素カルシ
ウム、ヘクトライト、亜硫酸ナトリウム・７水和物、エ
トリンジャイト、明礬石（アルナイト）、水滑石（ブル
ース石）、ダイアスポア、ギブス石（ハイドラーギライ
ト）、カオリナイト、モンモリロナイト、蛇紋石、消石
灰、石膏、リン酸亜鉛等の、加熱により水蒸気を発生す
る無機充填剤；ガラス繊維、セピオライト、ナイロン繊
維、植物繊維等の繊維状の物質、一般に発泡、膨張型耐
火塗料に使用されるジペンタエリスリット、メラミン等
の物質、フリット等のガラス粉等の配合も出来る。

【００４０】本発明の耐火パテは、加熱により、最初に
熱膨張性黒鉛が膨張し、同時に、防火付与組成物が混入
された有機樹脂成分がポリリン酸アンモニウムにより脱
水、炭化され、加熱により膨張した熱膨張性黒鉛のから
み合いと炭化された樹脂成分の固化作用により、飛散、
脱落のない発泡物が形成され、更に加熱温度が高くなる
と、この発泡物の中でバーミキュライト粉末が膨張し
て、お互いにからみ合った熱膨張性黒鉛と、炭化され固
定化された樹脂成分の中で固定化され、膨張したバーミ
キュライトとなり、膨張した熱膨張性黒鉛及び炭化され
て固定化された樹脂成分との発泡複合体を形成し、この
発泡体が、火災に際して隙間から炎、煙、ガス等の侵入
または流出を防いだり、熱の伝導を抑えたりして、防火
区画貫通部の防火または耐火の性能を発揮する。

【００４１】バーミキュライト粉末を熱膨張性黒鉛と併
用しないで使用すると、発泡複合体によって防火性能を
発揮するこの系統の防火機構からすれば、バーミキュラ
イトの発泡温度は２３０℃位から発泡を始めるとはい
え、ほとんどの発泡が４００℃以上と高いので、火災初
期に於ける防火性能の面で不充分であり、また、発泡に
際しての発泡圧力が強いこともあって、すでに低い温度
で脱水、炭化されて固定化した有機樹脂組成物の炭化物
が、バーミキュライトの発泡により破壊され、結果とし
て、バーミキュライト発泡体の飛散、脱落を防止するこ
とが出来ない。熱膨張性黒鉛、バーミキュライト、カプ
セル化ポリリン酸アンモニウムの配合比率は任意の割合
で配合出来る。バーミキュライトの比率を高くすれば、
それだけ熱伝導の低い複合発泡物を作ることが出来る
が、反面、複合発泡物が飛散、脱落しやすくなる。

【００４２】このような組成を有する本発明の耐火パテ
は、基本的には、各成分を混合することにより得ること
ができるが、熱膨張性黒鉛を有機樹脂に対して１０重量
％以上含有するので、通常の作り方をすると、黒灰色
（マンセル値Ｎ４〜Ｎ２）の耐火パテとなるが、混練の
際に熱膨張性黒鉛が微粒子状に粉砕されないようにする
ことにより、明度が７以上の耐火パテとすることができ
る。また、熱膨張性黒鉛が微粒子状に粉砕されないよう
にすると共に着色顔料である酸化チタンを添加すること
による相乗効果により、明度が向上し、７以上の耐火パ
テを得ることができる。

【００４３】すなわち、例えば、熱膨張性黒鉛以外の成
分を必要に応じて加熱しながら予め混合した後、粘度が
低下しているうちに熱膨張性黒鉛を添加して均一に混合
することにより、熱膨張性黒鉛が必要以上に粉砕される
ことなく、明度が７以上の耐火パテとすることができ
る。

【００４４】かかる耐火パテの色調は明るいグレーであ
るが、必要に応じて、着色顔料で着色可能なものであ
る。例えば、酸化チタンなどの白色顔料を添加すれば、
マンセル値Ｎ８〜Ｎ９の色調となり、さらに、黄色や緑
色、茶色等の着色顔料を添加することにより、それぞれ
の色調を有する耐火パテとすることができる。なお、着
色顔料は他の成分と共に最初から混合しておくのが好ま
しい。

【００４５】なお、熱膨張性黒鉛をできるだけ最後に混
合して粉砕の程度を小さくするようにすれば、それ以外
の成分の配合順序、混合方法等は特に限定されない。

【００４６】以上説明したように、本発明の耐火パテ
は、熱膨張性黒鉛を所定量以上含有しているにもかかわ
らず、従来のように黒灰色（マンセル値Ｎ４〜Ｎ２）で
はなく、所望により、着色顔料で着色できる明度７以上
のものであり、人目に付く場所への施工に好適なもので
ある。

【００４７】本発明の耐火パテは、例えば、図１に示す
ように使用される。図１に示すように、壁１に形成され
た貫通孔２に、空調設備等に用いられる導管３及び断熱
材４が貫通するように設けられている場合、耐火パテ５
は、導管３を覆う断熱材４と貫通孔２との隙間を埋める
ように設けられる。なお、導管３は一本ではなく複数本
配置される場合もある。

【００４８】このような施工において、壁１の一方側で
発生した火災が反対側へ延焼するのを防止することがで
きる。すなわち、断熱材４の燃焼による延焼を防止し、
導管３が樹脂製の場合には、導管３自体の燃焼による延
焼を防止し、導管３が金属製の場合には、導管３を介し
ての熱伝導による反対側での発火をも防止することがで
きる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体的な実施例
および比較例を示すが、本発明は下記実施例に限定され
ない。下記実施例および比較例中、「部」は「重量部」
を表す。なお、表１には配合表を示す。

【００５０】（実施例１）可塑剤として、出光興産
（株）製のプロセスオイル（商品名「ダイアナプロセス
オイルＰＳ−３２）５．０部、有機樹脂として、日本石
油（株）製のワックス（商品名「日石マイクロワックス
１８０」）５．０部、日本ブチル（株）製のブチルゴム
（商品名「ＪＳＲＢＵＴＹＬ０６５」）２．０部、
及び電気化学工業（株）製のクロロプレンゴム（商品名
「デンカクロロプレンＳ−４０Ｖ」）５．５部と、
防火付与剤として、クラリアントジャパン（株）製のカ
プセル化ポリリン酸アンモニウム（商品名「ＥＸＯＬＩ
Ｔ４６２」）５．５部、及びバーミキュライト６．０部
と、体質顔料として、沈降性硫酸バリウム５１．０部と
をニーダーに投入し、加熱しながら攪拌して樹脂成分を
溶解し、その後、ダイアナプロセスオイル５．０部、日
石マイクロワックス１８０を９．０部加えて均一に攪拌
した。最後に、住金ケミカル（株）製の熱膨張性黒鉛
６．０部を投入して均一になるまで混合して耐火パテと
した。

【００５１】樹脂を溶解するまでに要したニーダーの攪
拌時間は２時間であり、混練物の最高温度は１２３℃で
あった。

【００５２】得られた耐火パテの色調は、マンセル値で
Ｎ−７の近似値であった。

【００５３】（実施例２）最初の段階で、沈降性硫酸バ
リウムを４８．０部とすると共に、着色顔料として、酸
化チタン（チタン白）３．０部を添加した以外は、実施
例１と同様にして耐火パテを得た。

【００５４】得られた耐火パテの色調は、マンセル値で
Ｎ−８．５の近似値であった。

【００５５】（実施例３）最初の段階で、着色顔料とし
て、酸化チタン（チタン白）２．９部及びマピコイエロ
ー０．１部を添加した以外は、実施例２と同様にして耐
火パテを得た。

【００５６】得られた耐火パテの色調は、マンセル値で
１０Ｙ−８．５／２の近似値であった。

【００５７】（比較例）最初の段階で、熱膨張性黒鉛を
添加した以外は、実施例１と同様にして耐火パテを得
た。

【００５８】得られた耐火パテの色調は、マンセル値で
Ｎ−４であった。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐火パテ
は、熱膨張性黒鉛による着色を極力おさえて、人目に付
いた場所に施工しても美観を損なわないようなものであ
り、必要に応じて所望の色に着色できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の耐火パテの使用態様の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１壁２貫通孔３導管４断熱材５耐火パテ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも熱膨張性黒鉛と、ポリリン酸
アンモニウム粉末が樹脂により被覆されてなるマイクロ
カプセルとを有機樹脂に混合してなる耐火パテであっ
て、前記熱膨張性黒鉛が前記有機樹脂に対して少なくと
も１０重量％以上含有され、明度が７以上であることを
特徴とする耐火パテ。
【請求項２】請求項１において、さらにバーミキュラ
イト粉末が含有されていることを特徴とする耐火パテ。
【請求項３】請求項１又は２において、着色顔料が含
有されていることを特徴とする耐火パテ。
【請求項４】少なくとも熱膨張性黒鉛と、ポリリン酸
アンモニウム粉末が樹脂により被覆されてなるマイクロ
カプセルとを有機樹脂に混合してなる耐火パテの製造方
法であって、前記熱膨張性黒鉛以外の原料を混練した
後、前記熱膨張性黒鉛を前記有機樹脂に対して少なくと
も１０重量％以上添加して耐火パテとすることを特徴と
する耐火パテの製造方法。
【請求項５】請求項４において、明度が７以上の耐火
パテを得ることを特徴とする耐火パテの製造方法。
【請求項６】請求項４又は５において、着色顔料を添
加することを特徴とする耐火パテの製造方法。
【請求項７】請求項４〜６の何れかにおいて、バーミ
キュライト粉末を添加することを特徴とする耐火パテの
製造方法。