JP2009215721A

JP2009215721A - 耐火断熱シート

Info

Publication number: JP2009215721A
Application number: JP2008057782A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsuki; 敦松木
Original assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Current assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】現場での施工性や巻き取り性が良好で、防火性、断熱性に優れ、かつ火災発生時にも断熱層の厚みを保持し、断熱効果を維持できるシートを提供すること。
【解決手段】耐火断熱シート１は、熱により膨張して断熱層を形成する膨張性黒鉛を主体とする断熱性シート材４を不燃性シート材５により挟み込んだものである。また、不燃性シート材５の両面に難燃性樹脂７を塗布している。
【選択図】図２

Description

本発明は、耐火性および断熱性を有する耐火断熱シートに関する。

特許文献１記載の防火区画用スクリーン装置は、天井や梁下から垂下して設置されて建物の内部空間を遮蔽する不燃性及び耐火性を有するスクリーン装置である。このスクリーン装置は、シリカクロスなどからなる耐火スクリーンを主体とする装置である。

また、特許文献２に記載の耐火断熱シートは、不燃性繊維からなる厚み０．５〜１０ｍｍの織布又は不織布の繊維間に、中和処理された熱膨張性黒鉛、を担持する耐火断熱シートであって、前記中和処理された熱膨張性黒鉛の含有量は織布又は不織布１ｃｍ³当たり５〜２００ｍｇであることを特徴とする。この耐火断熱シートは、１０ｍｍ以下の初期厚みであっても、加熱・燃焼時に体積膨張することによって、強固な断熱膨張層を形成して耐火性能を発現するものである。

さらに、特許文献３に記載の耐火断熱材料は、リン酸塩懸濁液をガラス繊維に含浸した不織布である。耐火断熱材料を建物天井の電線配線等に用いることにより、低密度で高耐熱性の筒体を提供するものである。

さらに、特許文献４に記載の耐火被覆材は、不燃性繊維質材料よりなるフェルト状物であって、熱によって発泡膨張して発泡炭化断熱層を形成する発泡性耐火塗料が含浸されているものである。また、前記耐火被覆材は建物の梁、柱などの鉄骨に固定されている構成を要旨としている。

特許第３０８５２００号公報特許第３７４９６０５号公報特開昭６０−２０９０６７号公報実開平６−２０６１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のシリカクロス等からなる防火区画用スクリーン装置は、軽量で耐火・防火性には優れているが、巻き取り性を重要視しているため、耐火スクリーンが薄く、火災時には炎が耐火スクリーンにかかった場合、断熱性が不十分で、スクリーン反対面の温度が上昇し、周辺設備・人に損害を与え、最悪の場合延焼の可能性がある。

上記特許文献２に記載の耐火断熱シートは不燃性繊維からなる織布または不織布の繊維間に膨張性黒鉛を担持しているだけなので、火災発生時の風圧にさらされると、膨張した黒鉛が繊維から脱落し、飛散するという問題を生じる。

上記特許文献３に記載の耐火断熱材料を建物天井の電線配線等に手作業でラッピングする施工方法では、材料の厚みが厚くなり、また現場でのラッピング作業に手間がかかる等、施工性に問題がある。さらに高価でもある。

上記特許文献４に記載の耐火被覆材は不燃性繊維材料からなるフェルト状物に熱によって発泡膨張して発砲炭化断熱層を形成する発泡性耐火塗料を含浸させた構成である、又はこれらの積層品であるため、特にその厚み方向表面の領域において、火災時の風圧にさらされると発泡後の炭化断熱層が脱落し飛散するという問題を生じる。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであって、その目的は、現場での施工性や巻き取り性が良好で、防火性、断熱性に優れ、かつ火災発生時にも断熱層の厚みを保持し、断熱効果を維持できるシートを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明に係る耐火断熱シートは、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の耐火断熱シートは、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。

上記目的を達成するための本発明に係る耐火断熱シートにおける第１の特徴は、当該耐火断熱シートが、織布または不織布からなる少なくとも２枚の不燃性シート材と、この不燃性シート材の間に配置された断熱性シート材とを備えていることである。

この構成によると、断熱性シート材の両側に織布または不織布からなる不燃性シート材が配置されているので、断熱性シート材は、この不燃性シート材により保護される。そのため、火災発生時にも、断熱性シート材断熱層の厚みを保持し、断熱効果を維持することができる。また、不燃性シート材は、織布または不織布から構成されるので、その厚さを薄くすることができ、その結果、現場での施工性や巻き取り性が良好で、かつ防火性、断熱性に優れた耐火断熱シートとすることができる。

また、本発明に係る耐火断熱シートにおける第２の特徴は、断熱性シート材が、膨張性黒鉛を主体としてなるシート材であることである。

この構成によると、火災発生時に断熱性シート材が熱膨張することにより、不燃性シート材の間に膨張黒鉛断熱層が形成される。この膨張黒鉛断熱層は、その両側に不燃性シート材が位置するので、火災時の風圧などによって飛散することが防止される。そのため、火災発生時にも、断熱性シート材断熱層の厚みを保持し、断熱効果を維持することができる。一方、通常（火災発生前）、断熱性シート材は、膨張した状態ではなく、薄いシート状であるため、耐火断熱シート全体としての厚さを薄くすることができ、施工性や巻き取り性にも優れる。

また、本発明に係る耐火断熱シートにおける第３の特徴は、断熱性シート材が、少なくともシリカ繊維不織布からなることである。

この構成によると、シリカ繊維不織布は、耐熱性及び断熱性に優れているため、高温用素材として適しており、本発明の耐火断熱シートの素材として最適なものを得ることができる。

また、本発明に係る耐火断熱シートにおける第４の特徴は、断熱性シート材の両面が、不燃性シート材に接着され、一体化されていることである。

この構成によると、不燃性シートと断熱性シートとが分離することはない。そのため、断熱性シート材は、その両側に配置された不燃性シート材により、より保護される。

また、本発明に係る耐火断熱シートにおける第５の特徴は、不燃性シート材の少なくとも片面に不通気性の難燃性樹脂層が形成されていることである。

この構成によると、不燃性シート材に難燃性樹脂を、含浸、塗布、または、含浸および塗布させて、当該不燃性シート材に不通気性の難燃性樹脂層を形成することで、不燃性シート材の不通気性が上がり、その結果、不燃性シート材、ひいては耐火断熱シートの遮煙性が向上する。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、以下の説明においては、本発明に係る耐火断熱シートを、防火シャッタースクリーン装置のスクリーン材に適用した場合の実施形態について説明するが、本発明に係る耐火断熱シートは、このような用途のみに限られず、例えば建物の梁・柱などの建築材料を本発明に係る耐火断熱シートで覆うことにより、建築材料を火災時の熱から保護することができる。すなわち、本発明に係る耐火断熱シートを、建築材料を保護するためのシートなどとしても用いることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る耐火断熱シート１を示す概略の斜視図である。図１に示すように、耐火断熱シート１は、巻取り装置２により巻取り軸３に巻き取られて巻取り装置２内に収納され、火災等の発生時に下降し、防火区画を形成するものである。耐火断熱シート１と、耐火断熱シート１が巻き取られる巻取り軸３と、天井５０などに設置され耐火断熱シート１が巻き取られる巻取り装置２とで、防火シャッタースクリーン装置Ａを形成する。

（耐火断熱シートの構成）
図２は、図１に示す耐火断熱シート１の断面図である。図２（ａ）は通常時（火災発生前）の耐火断熱シート１を示した図であり、断熱性シート材４は膨張していない状態である。図２（ｂ）は断熱性シート材４が火災発生により膨張した耐火断熱シート１を示す。

図２に示すように、本実施形態の耐火断熱シート１は、シリカ繊維織布からなる２枚の不燃性シート材５と、この２枚の不燃性シート材５の間に配置された断熱性シート材４とを具備している。尚、本実施形態においては、不燃性シート材５を２枚、断熱性シート材４を１枚、用いているが、断熱性シート材４が不燃性シート材５の間に配置されていればよく、例えば不燃性シート材５を３枚、断熱性シート材４を２枚、用いてもよい。

また、不燃性シート材５としては、シリカ繊維織布に限定されるものではなく、アルミナシリカ系繊維、アルミナ繊維、ロックウール（岩綿）、スラグウール、または高耐熱性のガラス繊維などからなる織布でもよく、その耐熱性の基準としては、安全使用温度が６００℃以上であることが好ましい。尚、不燃性シート材５は、織布ではなく、不織布であってもよく、断熱性向上の為、使用可能な範囲内で厚い方が望ましい。

２枚の不燃性シート材５は、いずれもその両面に不通気性の難燃性樹脂層７が形成されている。この難燃性樹脂層７は、例えば、水酸化アルミニウム・酸化チタン・臭素系化合物からなる難燃剤（大京化学ビゴールＴＭ-２３）を有機溶剤系ポリウレタンに混合させてえた混合樹脂液を、不燃性シート材５の表面に塗布することにより形成される。尚、難燃性樹脂層７は、上記混合樹脂液を、不燃性シート材５に含浸させ乾燥後、不燃性シート材５の表面に塗布することにより形成されてもよい。また、本実施形態においては、２枚の不燃性シート材５の両面に難燃性樹脂層７が形成されている例を示したが、２枚の不燃性シート材５の計４つの表面のうち、少なくとも１つの表面に難燃性樹脂層７が形成されていればよい。不燃性シート材５に難燃性樹脂層７を形成することで、不燃性シート材５の不通気性が上がり、その結果、不燃性シート材５、ひいては耐火断熱シート１の遮煙性が向上する。また、難燃性樹脂層７は不燃性シート材５の耐火性も向上させる。加えて、内部の断熱性シート４が火災時の風圧等により飛散することを確実に防止する。

また、上記混合樹脂液にシリコーン化合物（シリコーンオイル、例えば大京化学ダイソフトシリコンＦＺ）を混合させていてもよい。これにより、耐火断熱シート１の柔軟性が損なわれることを抑制することができる。

断熱性シート材４は、膨張性黒鉛を主体とするシート材である。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。また、膨張性黒鉛は中和処理されていることが好ましい。そして、この膨張性黒鉛を主体とする断熱性シート材４は、熱によって膨張して不燃性シート材５の間に膨張黒鉛断熱層を形成する（図２（ｂ）参照）。この断熱性シート材４の膨張倍率は、約２０倍である。

尚、断熱性シート材４は、熱膨張して断熱層を形成する膨張性黒鉛を主体とするシート材に限定されることはなく、例えば、耐熱性のある無機系バインダに炭酸水素ナトリウムを添加させてなるシート材を用いてもよいし、シリカ繊維不織布からなるシート材を用いてもよい。

また、断熱性シート材４の両面に粘着剤６が塗布され、断熱性シート材４は不燃性シート材５に粘着されている。断熱性シート材４と不燃性シート材５とを粘着することにより、両面から挟み込む不燃性シート材５と断熱性シート材４とが分離されることはない。そのため、単独で耐火断熱シートとして使用しても、施工性は良好である。ここで、粘着剤とは、接着剤の一種のことであり、物と物とをはり合わせるのに用いるが、あとではがすことができるもののことをいう。同様に、粘着とは、接着の一種のことであり、物と物とをはり合わせることをいうが、あとではがすことができる状態のことをいう。尚、断熱性シート材４と不燃性シート材５とを、あとではがすことができないような接着剤で完全に接着させてもよい。

（実施例）
不燃性シート材５は、二酸化ケイ素比率が９６％、酸化アルミ比率が３．５％のシリカ繊維不織布を用いた。不燃性シート材５の両面に難燃性樹脂層７が形成され、不燃性シート材５の厚さは、難燃性樹脂層７を含めて１枚あたり約０．６ｍｍとした。不燃性シート材５は、耐熱性及び断熱性に優れているシリカ繊維を素材とする織布であるため高温用素材として適しており、耐火断熱シートの素材として適している。また、不燃性シート材５の厚さが約０．６ｍｍと薄いため、耐火断熱シート１として巻き取り性に優れる。

次に、断熱性シート材４は、膨張性黒鉛を主体とするシート材であり、その厚さは約２ｍｍとした。断熱性シート材４は、その厚みが２ｍｍと薄いものであるが、火災発生時には体積膨張（膨張倍率２０倍）することにより、膨張黒鉛断熱層を形成するため、耐火断熱シート１の炎が当たっていない反対側の面の温度上昇は低く抑えられる。その結果、高い断熱性を備えた耐火断熱シート１を得ることができるため、周辺設備や人に損害を与える可能性、火災の延焼の危険性等を低減させることができる。

また、２枚の不燃性シート材５と１枚の断熱性シート材４とは、断熱性シート材４の両面に塗布された粘着剤６により粘着されている。そして、耐火断熱シート１は、厚さ約３．２ｍｍの複合シートとした。尚、耐火断熱シート１を、その全周にわたって縫製し、不燃性シート材５と断熱性シート材４とを強固に固定してもよい。

厚さ約３．２ｍｍの上記耐火断熱シート１を、巻取り軸３に取り付け、巻取り装置２で巻き取った。そして、巻取り装置２を駆動して耐火断熱シート１を２０００回、繰り返し昇降させた。２０００回の昇降を繰り返したあとも、耐火断熱シート１の巻取り軸３への巻取り性は良好であった。また、２０００回の昇降を繰り返したあと、耐火断熱シート１の片側から煙をあてたが、煙の漏れはなく、十分な不通気性能を確認できた。

また、火災発生時を想定して、上記耐火断熱シート１の片面にバーナーの炎を当てる（不燃性シート材の表面温度は９００℃）と、挟み込まれた断熱性シート材４（膨張性黒鉛）が膨張し、それが断熱層となって、加熱開始から１０分経過しても、反対面の耐火断熱シート１の表面温度は２５０℃と低く、断熱性良好であった。これに対し、不燃性シート材５の間に断熱性シート材４がない不燃性シート材５のみの場合は、加熱開始から１０分経過した反対面の表面温度が９００℃となり断熱効果は得られなかった。

以上説明したように本実施形態の耐火断熱シート１によると、断熱性シート材４の両側に織布または不織布からなる不燃性シート材５が配置されているので、断熱性シート材４は、この不燃性シート材５により保護される。そのため、火災発生時にも、断熱性シート材４の構成主体である膨張性黒鉛が火災の風圧により脱落し飛散することはなく、断熱性シート材４断熱層の厚みを保持し、断熱効果を維持することができる。

また、不燃性シート材５は、シリカ繊維からなる織布又は不織布で構成されるので、その厚さを薄くすることができ、現場での施工性や巻き取り性が良好で、かつ防火性、断熱性に優れた耐火断熱シート１を得ることができる。

図３は、本発明の実施例として、配管や建築材料に耐火断熱シート１を被覆させたものの断面概略図を示す。図３（ａ）は、建物等の配管８に用いられる金属管又はプラスチック管に耐火断熱シート１を被覆させたものの断面概略図を示す。図３（ｂ）は、建築材料の柱鉄骨９（角型鋼材）に耐火断熱シート１を被覆させたものの断面概略図を示す。図３（ｃ）は、建築材料の柱鉄骨９（Ｈ型鋼材）に耐火断熱シート１を被覆させたものの断面概略図を示す。

尚、耐火断熱シート１を配管や鉄骨に固定させる手段としては、接着剤あるいはピンのスポット溶接などの手段が用いられるが、火災時に断熱性シート４が体積膨張するのを阻害するものでなければ、他の固定手段でもよい。

図３に示す、耐火断熱シート１により被覆された配管、鉄骨は、火災発生時に断熱性シート４が体積膨張することにより、膨張黒鉛断熱層を形成するため、防火性及び断熱性が向上する。さらに、本発明の耐火断熱シート１は薄いため、施工性や取り巻き性は良好である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

本発明の一実施形態に係る耐火断熱シートを示す概略の斜視図である。図１に示す耐火断熱シートの断面図である。配管、鉄骨への本発明に係る耐火断熱シートの施工例である。

符号の説明

Ａ防火シャッタースクリーン装置
１耐火断熱シート
２巻取り装置
３巻取り軸
４断熱性シート
５不燃性シート
６粘着材
７難燃性樹脂
８配管
９鉄骨
５０天井

Claims

織布または不織布からなる少なくとも２枚の不燃性シート材と、
前記不燃性シート材の間に配置された断熱性シート材と、を備えていることを特徴とする、耐火断熱シート。
前記断熱性シート材が、膨張性黒鉛を主体としてなるシート材であることを特徴とする、請求項１に記載の耐火断熱シート。
前記断熱性シート材が、シリカ繊維不織布からなることを特徴とする、請求項１に記載の耐火断熱シート。
前記断熱性シート材の両面が、前記不燃性シート材に接着され、一体化されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐火断熱シート。
前記不燃性シート材の少なくとも片面に不通気性の難燃性樹脂層が形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐火断熱シート。