JP2018076913A - 熱膨張性耐火材及び熱膨張性耐火材の施工の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】暗所でも熱膨張性耐火材を識別できること。【解決手段】熱膨張性耐火材１は、樹脂、エラストマー、ゴム、またはこれらの組み合わせであるマトリックス成分と熱膨張性黒鉛とを含有する耐火性組成物からなる耐火層２と、耐火層２に積層された基材層３とを備え、基材層３上に、紫外光が照射されることにより蛍光を発する蛍光塗料が施されている。【選択図】図１

Description

本発明は、熱膨張性耐火材、及び配管または配線周囲における熱膨張性耐火材の施工の検査方法に関する。

配管またはケーブル等の配線は、壁または床等の建築構造物のパイプスペースや天井空間等に施工される。パイプスペースや天井空間は狭小かつ照明がない場所が多いため、施工完了検査をする際に、検査担当者が懐中電灯等で確認しているのが実情であるため、暗くて良く視認できない。

また、パイプスペースや天井空間における配管または配線の周囲の耐火性を高めるために耐火材が施工されることがあるが、耐火材が複数種類の配管が施工されている場合、どの配管または配線にどの耐火材が施工されているのかを懐中電灯の明かりで視認するのは容易ではない。

特許文献１には、受口を備えた透明又は半透明である継手と、受口に挿入された管と、受口と管との間に介在して管を受口に固定すると共に、紫外光が照射されることにより蛍光を発する発光物質を含む接着剤とを有する配管構造が開示されている。特許文献１では紫外光が照射されることにより蛍光を発する発光物質を含む接着剤を使用することにより、管が継手の受口に固定されていることを確実に視認可能としている。

特開2014-234852

しかし、特許文献１は管と継手の接続状態を視認できるにすぎない。また、特許文献１の配管構造では耐火材を用いていないため、使用されている耐火材の種類を区別するということも困難である。

本発明の目的は、暗所でも紫外線照射により識別可能な熱膨張性耐火材を提供することにある。

本発明の別の目的は、より正確な耐火構造の施工の検査方法を提供することにある。

本発明者らは、上記の目的を達成すべく、熱膨張性耐火材の基材層上の表示を蛍光塗料により形成することで、かかる表示に紫外線を照射すれば熱膨張性耐火材を識別できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下を含む。
［１］樹脂、エラストマー、ゴム、またはこれらの組み合わせであるマトリックス成分と熱膨張性黒鉛とを含有する耐火性組成物からなる耐火層と、
耐火層に積層された基材層とを備え、
前記基材層上に、紫外光が照射されることにより蛍光を発する蛍光塗料が施されている
熱膨張性耐火材。
［２］基材層の上に表示を備え、
前記蛍光塗料が前記表示を構成する、［１］に記載の熱膨張性耐火材。
［３］前記表示が熱膨張性耐火材の製品名または型番を示す［２］に記載の熱膨張性耐火材。
［４］建築構造物に設けられた孔に配管または配線が挿入され、配管または配線の周囲に熱膨張性耐火材が貼り付けられた耐火構造の施工の検査方法であって、
［１］〜［３］のいずれかに記載の熱膨張性耐火材に、紫外線を照射することを含む、耐火構造の施工の検査方法。

本発明によれば、新たな部材を設けずとも、暗所で熱膨張性耐火材を識別することができる。また、熱膨張性耐火材を施工した耐火構造の施工状態の検査も、より正確に行うことができる。

（Ａ）本発明の一実施形態の熱膨張性耐火材の略平面図、（Ｂ）図１（Ａ）の略側面図。 耐火構造における施工の状態を示す略図。 蛍光灯下で観察した実施例１〜３及び比較例１〜６の基材の写真。 暗所にてブラックライトで照射した実施例１及び比較例１の基材の写真。 暗所にてブラックライトで照射した実施例２及び比較例２の基材の写真。 暗所にてブラックライトで照射した実施例３及び比較例３の基材の写真。

以下、本発明を熱膨張性耐火材に具体化した一実施形態について図１及び図２に従って説明する。

図１に示された本発明の一実施形態の熱膨張性耐火材１は、耐火層２と、耐火層２に積層された基材層３とを備え、基材層３の上には表示４が配置されている。表示４は基材層３における耐火層２に積層される面３ａとは反対側の面３ｂに設けられている。本実施形態では表示４は製品名である。

耐火層２は、樹脂、エラストマー、ゴム、またはこれらの組み合わせであるマトリックス成分と熱膨張性黒鉛とを含有する耐火性組成物からなる。樹脂としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂が挙げられる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ（１−）ブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソブチレン等の合成樹脂が挙げられる。

熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリウレタン、ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド等の合成樹脂が挙げられる。

エラストマーの例としてはオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、これらの組み合わせ等が挙げられる
ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（EPDM）、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多加硫ゴム、非加硫ゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴム等が挙げられる。

これらの樹脂、エラストマー、及び／又はゴムは、一種もしくは二種以上を使用することができる。

これらの樹脂、エラストマー、及び／又はゴムの中でも、柔軟でゴム的性質を有しているものが好ましい。より柔軟で扱い易い樹脂組成物を得るためには、ブチル等の非加硫ゴムおよびポリエチレン系樹脂が好適に用いられる。代わりに、樹脂自体の難燃性を上げて防火性能を向上させるという観点からは、エポキシ樹脂が好ましい。

熱膨張性黒鉛とは、加熱時に膨張する従来公知の物質であり、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、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものであり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物の一種である。熱膨張性黒鉛は、酸処理した熱膨張性黒鉛を更にアンモニア、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さらに中和した中和処理された熱膨張性黒鉛であってもよい。

耐火層２はさらに、発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、無機充填剤、リン化合物、可塑剤、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤、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、成型補助材等の添加剤、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。

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金属水酸化物；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；難燃剤としての無機リン酸塩；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、チタン酸ジルコン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、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。これらの無機充填剤は一種もしくは二種以上を使用することができる。

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；下記化学式（１）で表される化合物等が挙げられる。これらのうち、防火性能の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム、及び、下記化学式（１）で表される化合物が好ましく、性能、安全性、コスト等の点においてポリリン酸アンモニウムがより好ましい。

化学式（１）中、Ｒ¹およびＲ³は、同一又は異なって、水素、炭素数１〜１６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または、炭素数６〜１６のアリール基を示す。Ｒ²は、水酸基、炭素数１〜１６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖状あるいは分岐状のアルコキシル基、炭素数６〜１６のアリール基、または、炭素数６〜１６のアリールオキシ基を示す。リン化合物は一種もしくは二種以上を使用することができる。

可塑剤は、一般にポリ塩化ビニル樹脂成形体を製造する際に使用されている可塑剤であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジヘプチルフタレート（ＤＨＰ）、ジイソデシルフタレート（ＤＩＤＰ）等のフタル酸エステル可塑剤、
ジ−２−エチルヘキシルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）等の脂肪酸エステル可塑剤、
エポキシ化大豆油等のエポキシ化エステル可塑剤、
アジピン酸エステル、アジピン酸ポリエステル等のポリエステル可塑剤、
トリー２−エチルヘキシルトリメリテート（ＴＯＴＭ）、トリイソノニルトリメリテート（ＴＩＮＴＭ）等のトリメリット酸エステル可塑剤、
トリメチルホスフェート（ＴＭＰ）、トリエチルホスフェート（ＴＥＰ）、リン酸と陸レジル（ＴＣＰ）等の燐酸エステル可塑剤、
鉱油等のプロセスオイルなどが挙げられる。

前記可塑剤は一種もしくは二種以上を使用することができる。

耐火層２は、火災時などの高温にさらされた際にその膨張層により断熱し、かつその膨張層の強度があるものであれば特に限定されない。５０ｋＷ／ｍ²の加熱条件下で３０分間加熱した後の体積膨張率が３〜５０倍のものであれば好ましい。

基材層３は、特に限定されず、例えば、紙、織布、不織布、フィルム、金属箔、金網、これら基材の積層体等が用いられる。

上記紙としては、クラフト紙、和紙、Ｋライナー紙等、公知のものを使用することができる。水酸化アルミニウムや炭酸カルシウムを高充填した不燃紙；難燃剤を配合したり、難燃剤を表面に塗布した難燃紙；ロックウール、セラミックウール、ガラス繊維を用いた無機繊維紙、炭素繊維紙等を使用すると耐火性を向上させることができる。

上記不織布としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、セルロース繊維等からなる湿式不織布、長繊維不織布等を使用することができる。上記フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の樹脂フィルム等を使用することができる。上記金属箔としては、アルミニウム箔、ステンレス箔等を使用することができる。上記金網としては、通常使用されている金網の他に、金属ラス等が使用可能である。

また、これら基材の積層体を用いてもよく、例えば、ポリエチレンフィルム積層不織布、ポリプロピレン積層不織布、アルミニウム箔積層紙、アルミガラスクロス等が挙げられる。

基材層３は、シリコーン処理等の離型処理されているものであってもよい。

上記基材層３は、耐火層２の片面又は両面に積層されてもよく、一方の片面に基材層３を、他の片面に同種または異種の基材層３を積層させてもよい。

耐火層２と基材層３を備えた熱膨張性耐火材は市販品として入手可能であり、例えば、積水化学工業社製フィブロック等の熱膨張性耐火材等が挙げられる。

表示４は、紫外光が照射されることにより蛍光を発する蛍光塗料により形成されている。本実施形態では、蛍光塗料は紫外光が照射されることにより蛍光を発する発光物質を含んでいる。従って、ブラックライト等により紫外線が照射されると、表示４は蛍光を発する。蛍光の波長は可視波長域とされている。このような発光物質としては、例えばクマリン系、スチルベン系、ローダミン系等の有機化合物で 、有機溶剤に可溶なものが挙げられる。蛍光の波長は、５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下であることが好ましい。蛍光の波長がかかる範囲内であれば、人間の視感度が高く、ブラックライト等の紫外線光源が発する励起波長の青色の光とも区別し易くなるため、表示４における蛍光の視認性及び識別性が高められる。このような発光物質としては、例えば３−［（キノリン−２−イル）メチリデン］ イソインドリン−１−オン（化学式：Ｃ₁₈Ｈ₁₂Ｎ₂Ｏ）が挙げられる。

表示４における発光物質の含有量は、ブラックライト等の一般的な紫外線光源から表示４に紫外光を照射した際に、発光物質から作業者が充分に視認可能な蛍光が発せられる量とされる。具体的には、蛍光塗料における発光物質の含有量は、０．０００１重量％以上１．０重量％以下であることが好ましく、０．００２重量％以上０．０２重量％ 以下であることがより好ましく、０．０１重量％以上０．０２重量％以下であることが更に好ましい。表示４における発光物質の含有量が前記下限値以上であれば、発光物質から瞬時に視認可能とする充分な強度の蛍光が発光されるため、好ましい。表示４における発光物質の含有量が前記上限値以下であると、発光物質の使用量が無駄にならず好ましい。

このように、表示４は紫外光が照射されると蛍光を発し、暗所でも視認及び識別することができる。表示４を印字する塗料自体が蛍光塗料であるため、暗所で熱膨張性耐火材１を発光させるために表示４とは別の部材が必要なく、熱膨張性耐火材１を簡便な構成とすることができる。表示４は製品名であるため、紫外光が照射されると熱膨張性耐火材１がどの製品かを暗所でも識別することができる。

本発明の一実施形態によれば、上記に記載した熱膨張性耐火材１に、紫外線を照射することを含む、耐火構造の施工の検査方法が提供される。

図２に示すように、耐火構造１０は、防火区画の一部を示したものであるが、建築構造物としての壁１１に設けられた略円筒形の孔１２（図では３つ）に配管１３（図では３本）が挿入され、配管１３の周囲に熱膨張性耐火材１が貼り付けられた構造である。配管１３の内部には、導線が架橋ポリエチレン系又は塩化ビニル系等の樹脂材料で被覆されたケーブル１４が挿入されている。

より具体的には、熱膨張性耐火材１は厚さ０．１ｍｍ〜１０ｍｍの接着性の熱膨張性耐火シートであり、配管１３と壁１１との間の孔１２における空間１５を覆うように、つまり壁１１から延びている配管１３の側から熱膨張性耐火材１を見たときに孔１２が見えないように、配管１３の周囲及び壁１１に接着により貼り付けられている。

配管としては、例えば、冷媒管、熱媒管、水道管、下水管、注排水管、燃料移送管、油圧配管等の液体移送用管類、ガス管、暖冷房用媒体移送管、通気管等の気体移送用管類等が挙げられる。配線としては、電線ケーブル、光ファイバーケーブル、船舶用ケーブル等の配線が挙げられる。

本実施形態の耐火構造の検査方法によれば、熱膨張性耐火材１、より具体的には表示４に紫外光を照射することで表示４に含まれる発光物質が励起され、蛍光を発する。その結果、熱膨張性耐火材１の位置、及び、熱膨張性耐火材１とそれが貼り付けられている配管１３又は壁１１との接続状態、つまり耐火構造１０における施工の状態を、暗所でも簡便かつ正確に検査することができる。

ここまで、本発明を第１実施形態を例にとって説明してきたが、本発明はこれに限られず、以下のような種々の変形が可能である。

・基材層３上の表示は表示４の製品名に限らず、型番、背景、線、模様、図形、文字等であってもよい。表示が型番の場合、ある製品のうちでもさらにどの型番の熱膨張性耐火材であるかを暗所でも識別することができる。

・蛍光塗料は基材層３の表示を構成する以外の形式で、基材層３の上に施されてもよい。例えば、蛍光塗料は基材層３の面３ｂに塗布される等して基材層３の上に施されてもよい。

・熱膨張性耐火材１は壁１１に限定されず、床やその他の建築構造物に施工されてもよい。

基材であるラフト紙を作業台に置き、縦半分に３−［（キノリン−２−イル）メチリデン］イソインドリン−１−オンを含む蛍光塗料を塗布した。蛍光塗料を塗布した基材の部分を実施例１、蛍光塗料を塗布しない基材の部分を比較例１とした。

基材であるポリエチレンフィルムを作業台に置き、縦半分に３−［（キノリン−２−イル）メチリデン］イソインドリン−１−オンを含む蛍光塗料を塗布した。蛍光塗料を塗布した基材の部分を実施例２、蛍光塗料を塗布しない基材の部分を比較例２とした。

基材であるアルミ箔を作業台に置き、縦半分に３−［（キノリン−２−イル）メチリデン］イソインドリン−１−オンを含む蛍光塗料を塗布した。蛍光塗料を塗布した基材の部分を実施例３、蛍光塗料を塗布しない基材の部分を比較例３とした。

図３に、蛍光灯下での実施例１〜３及び比較例１〜６の様子を示す。（１）が実施例１、（２）が実施例２、（３）が実施例３、（４）が比較例１、（５）が比較例２、（６）が比較例３である。

実施例１〜３及び比較例１〜３の基材を、紫外線光源である市販のブラックライトで暗所で照射したところ、図４に示すように、比較例１の基材は暗いが、実施例１の基材は明瞭に視認できた。同様に、図５に示すように、比較例２の基材は暗いが、実施例２の基材は明瞭に視認でき、図６に示すように、比較例３の基材は暗いが、実施例３の基材は明瞭に視認できた。

以上のように、蛍光塗料を用いると基材上の蛍光塗料が施された箇所を明瞭に視認できることは明らかである。

１・・・熱膨張性耐火材、２…耐火層、３…基材層、４…表示、１０…耐火構造、１１…建築構造物としての壁、１２…孔、１３…配管、１４・・・配線としてのケーブル。

Claims (4)

1. 樹脂、エラストマー、ゴム、またはこれらの組み合わせであるマトリックス成分と熱膨張性黒鉛とを含有する耐火性組成物からなる耐火層と、
   耐火層に積層された基材層とを備え、
   前記基材層上に、紫外光が照射されることにより蛍光を発する蛍光塗料が施されている
   熱膨張性耐火材。
2. 基材層の上に表示を備え、
   前記蛍光塗料が前記表示を構成する、請求項１に記載の熱膨張性耐火材。
3. 前記表示が熱膨張性耐火材の製品名または型番を示す請求項２に記載の熱膨張性耐火材。
4. 建築構造物に設けられた孔に配管または配線が挿入され、配管または配線の周囲に熱膨張性耐火材が貼り付けられた耐火構造の施工の検査方法であって、
   請求項１〜３のいずれかに記載の熱膨張性耐火材に、紫外線を照射することを含む、耐火構造の施工の検査方法。