JP2020019851A - 熱膨張性耐火樹脂組成物、熱膨張性耐火シート、及び熱膨張性耐火シートの施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐火性及び長期耐久性を有することができ、かつ形状保持性、及び追随性に優れる熱膨張性耐火樹脂組成物を提供する。【解決手段】熱膨張性耐火樹脂組成物は、メタロセンプラストマー（Ａ）と、含窒素発泡剤（Ｂ）と、リン系難燃剤（Ｃ）と、多価アルコール（Ｄ）と、二酸化チタン（Ｅ）と、を含有する。【選択図】図１

Description

本開示は、熱膨張性耐火樹脂組成物、熱膨張性耐火シート、及び熱膨張性耐火シートの施工方法に関する。詳しくは、木質系及び金属系構造部材、木質系及び無機系等の下地材に適する熱膨張性耐火樹脂組成物、この樹脂組成物から形成される樹脂層を備える熱膨張性耐火シート、及びこの熱膨張性耐火シートを下地材に固定して施工する施工方法に関する。

従来、建築物において耐火構造が必要とされる梁、柱、床、壁、屋根、及び階段などの施工部位は、主にコンクリート、又はＨ形鋼及び鉄骨などの金属で形成されている。耐火性能を高める目的で、特に鉄骨柱、及び梁を耐火被覆材で被覆することが行われてきた。耐火被覆材の被覆は、現場で湿式のロックウール吹付けが主流である。しかしながら、この手段は、作業時に粉塵が発生する点で衛生面の課題があった。さらに、吹付け後に養生が必要である点で工程面の課題もあった。

一方、ケイ酸カルシウム板（ケイカル板）、石膏ボード等を主原料とした板状部材が使用される場合もある。しかしながら、これらの板状部材は、脆弱であるため、運搬時に割れ、及びヒビといった破損が生じる点で課題があった。さらに、上記の板状部材は、重量物であり嵩張るため、施工現場において置き場所を確保しなければならない点でも課題があった。

近年、これらの課題を解決する手段として、シート状に加工でき、伸縮性を有する熱膨張性耐火シートが提案されている。このような熱膨張性耐火シートは、加熱により燃焼、膨張して燃焼残渣が断熱層を形成することで、耐火断熱性能を発現することができる。（例えば、特許文献１及び２）。

特開２００３−６４２６１号公報 国際公開第２０１２／１３２４７５号

しかしながら、特許文献１の発泡型防火性シートでは、火災加熱に対する十分な発泡性を長期に亘って確保することが困難であるという問題があった。また、特許文献２の耐火性ゴム組成物からなる耐火シートでは、火炎等の熱に曝されて形成された燃焼残渣（発泡断熱層）の形状を保持しておくことはできるが、シートを下地材へ納めた状態に維持しにくく、下地材への追随性が低いという問題があった。

本開示の目的は、耐火性及び長期耐久性を有することができ、かつ形状保持性、及び追随性に優れる熱膨張性耐火樹脂組成物、熱膨張性耐火シート、及び熱膨張性耐火シートの施工方法を提供することである。

本開示の一態様に係る熱膨張性耐火樹脂組成物は、メタロセンプラストマー（Ａ）と、含窒素発泡（Ｂ）と、リン系難燃剤（Ｃ）と、多価アルコール（Ｄ）と、二酸化チタン（Ｅ）とを含有する。

本開示の一態様に係る熱膨張性耐火シートは、前記熱膨張性樹脂組成物から形成される樹脂層を備える。

本開示の一態様に係る熱膨張性耐火シートの施工方法は、前記熱膨張性耐火シートを、建築構造部分に固定具で固定することを含む。

本開示によれば、耐火性及び長期耐久性を有することができ、かつ形状保持性、及び追随性に優れる。

図１は、本開示の一実施形態に係る熱膨張性耐火シートを示す概略断面図である。 図２は、同上の熱膨張性耐火シートの使用状態を示す概略断面図である。

１．概要
まず、本実施形態の概要について説明する。

本実施形態に係る熱膨張性耐火樹脂組成物は、メタロセンプラストマー（Ａ）と、含窒素発泡剤（Ｂ）と、リン系難燃剤（Ｃ）と、多価アルコール（Ｄ）と、二酸化チタン（Ｅ）と、を含有する。また、熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層１１から熱膨張性耐火シート１を作製できる。すなわち、熱膨張性耐火シート１は、上記の熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層１１を備える。熱膨張性耐火シート１は、例えば図２に示すように建築構造部分２０に固定して用いることができる。建築構造部分２０は、建築物を構成する部材であり、例えば壁、床、屋根、柱、屋根、階段及び梁等である。建築構造部分２０は、下地材２１等を含む。本実施形態の熱膨張性耐火樹脂組成物、及びこの組成物の樹脂層１１を備える熱膨張性耐火シート１は、耐火性及び長期耐久性を有する。さらに、熱膨張性耐火樹脂組成物、及びこの組成物の樹脂層１１を備える熱膨張性耐火シート１は、火災加熱を受けた場合であっても、形状保持性、及び建築構造部分２０に対する追随性に優れる。

ところで、建築等の壁の下地材に用いられる熱膨張性の耐火シートは、外側に外装材等の保護層が組み合わされて使用されている。また、壁などの下地材２１の建築構造部分２０の施工部において、熱膨張性の耐火シートは、木質系及び金属系構造部分、並びに木質系及び無機系等の下地材に、固定具等によって固定される。この熱膨張性の耐火シートが使用される周囲の環境は、外装材等の保護層があっても、高温多湿条件及び凍結融解を繰り返す条件といった過酷な条件下に曝露されることがある。さらにまた、上記のように熱膨張性の耐火シートが施工される位置は、下地材等の内部に位置したり、固定具等によって固定されたりしているため、張り替えあるいは塗り替えが難しい。そのため、熱膨張性の耐火シートには、長期耐久性を維持することが望まれている。

本発明者らは、鋭意研究の結果、熱膨張性の耐火シートを形成する材料に、可塑剤及びプロセスオイル等の比較的分子運動性が大きい成分を配合すると、熱膨張性の耐火シートのガスバリア性が低くなることを突き止めた。この場合、熱膨張性の耐火シートが、高温多湿条件及び凍結融解を繰り返す条件下に長期に亘って曝されると、火災加熱に対する十分な発泡性を維持しにくくなり、耐火性に影響を与えることが分かった。また、高耐火性のゴム組成物を含有する耐火シートの場合は、燃焼残渣（発泡断熱層）の形状は維持できるものの、下地材への追随性が低下しやすくなることが分かった。この場合の耐火シートは、壁下地の入隅及び出隅において、屈曲時の戻り角が大きくなり、入隅及び出隅に追従しにくいという問題が生じる。

そこで、本発明者らは、上記問題点に鑑み、本開示の構成に至った。すなわち、本実施形態に係る熱膨張性耐火樹脂組成物は、メタロセンプラストマー（Ａ）と、含窒素発泡剤（Ｂ）と、リン系難燃剤（Ｃ）と、多価アルコール（Ｄ）と、二酸化チタン（Ｅ）と、を含有する。本実施形態に係る熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層１１を備える熱膨張性耐火シート１が、耐火性及び長期耐久性を有することができ、かつ形状保持性、及びシート追随性に優れる理由は、明らかにはなっていないが、次のような理由によるものと推察される。

熱膨張性耐火樹脂組成物は、熱膨張性耐火シート１を構成する樹脂層１１に用いられる。すなわち、樹脂層１１は、熱膨張性耐火樹脂組成物から形成できる。そのため、樹脂層１１は、熱膨張性樹脂組成物の、メタロセンプラストマー（Ａ）と、含窒素発泡剤（Ｂ）と、リン系難燃剤（Ｃ）と、多価アルコール（Ｄ）と、二酸化チタン（Ｅ）と、を含有する。樹脂層１１は、例えば火災加熱等の熱を受けると、含窒素発泡剤（Ｂ）の働きにより、膨張及び発泡して、発泡断熱層を形成する。このように、樹脂層１１が発泡断熱層を形成することで、この発泡断熱層の両側の熱の出入りが遮断される。火災加熱の温度は、例えば６００℃以上である。

特に、熱膨張性耐火樹脂組成物は、メタロセンプラストマー（Ａ）を含有するため、熱膨張性耐火シートに耐火性を付与することができる。さらに、メタロセンプラストマー（Ａ）は、高温多湿条件及び凍結融解を繰り返す条件といった過酷な条件下に曝露されても、熱膨張性耐火樹脂組成物にガスバリア性を付与しうるため、熱膨張性耐火シート１は長期耐久性を確保することができる。また、メタロセンプラストマー（Ａ）は、熱膨張性耐火シート１が火災加熱を受けた場合であっても、建築構造部分２０に適した追随性を付与しうる。

したがって、本実施形態に係る熱膨張性樹脂組成物及びこの組成物から形成される樹脂層１１を備える熱膨張性耐火シート１は、耐火性及び長期耐久性を有することができ、かつ形状保持性、及びシート追随性に優れる。

２．詳細
本実施形態に係る熱膨張性耐火樹脂組成物及び熱膨張性耐火シート１の構成要素として含まれる各成分について、以下、具体的に説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、特に断りが無い限り、「熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層」を単に「樹脂層」ということがある。また、「凍結融解を繰り返す条件」は、単に「凍結融解条件」ということもある。また、「樹脂組成物の固形分」とは、樹脂組成物中に含まれる成分のうち、固体成分の合計量をいい、溶媒等の液体成分を含まない。

（１．１）メタロセンプラストマー（Ａ）
メタロセンプラストマー（Ａ）は、熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層１１が加熱された際に、樹脂層１１を優れた発泡断熱層とすることができる。また、熱膨張性耐火シート１にガスバリア性を付与できる。さらに、熱膨張性耐火シート１を下地材２１等の建築構造部分２０へ固定するにあたって、熱膨張性耐火シート１に追随性を付与できる。なお、「プラストマー」とは、加熱により容易に流動変形し、かつ冷却により変形された形状に固化できるという性質を有する高分子体を意味する。プラストマーは、エラストマー（外力を加えたときに、その外力に応じて変形し、かつ外力を除いたときに、短時間で元の形状を回復する性質を有するもの）に対する用語であり、エラストマーのような弾性変形を示さず、容易に塑性変形する特性を有する。本実施形態では、メタロセンプラストマー（Ａ）は、エチレン及びαーオレフィン等のオレフィンを、メタロセンを触媒とする触媒存在下で重合させた重合物である。

メタロセンプラストマー（Ａ）は、高い透明性、柔軟性、及び耐熱性、並びに優れた衝撃強度を有する。そのため、熱膨張性耐火樹脂組成物を成形して得られる樹脂層１１に耐衝撃性及び柔軟性を付与することができる。

メタロセンプラストマー（Ａ）の製造方法は、特に制限されないが、上記の通り、メタロセン触媒の存在下でエチレン及びα−オレフィン等のオレフィンを適宜の方法で、重合させることで得られる。メタロセンプラストマー（Ａ）の具体的な製品の例としては、住友化学株式会社製のエクセレン（登録商標）ＦＸシリーズのＣ６系エクセレンＦＸ（ＦＸ２０１、ＦＸ３０１、ＦＸ３０７、及びＦＸ４０２）、Ｃ４系エクセレンＦＸ（ＦＸ３５２，ＦＸ５５５、ＦＸ５５１、及びＦＸ５５８）、及び日本ポリエチレン株式会社製のカーネル（ＫＦ２６０Ｔ）等が挙げられる。もちろん、メタロセンプラストマー（Ａ）は、上記の具体的な例に限られず、既に述べたとおり、オレフィンをメタロセン触媒存在下で重合して得られる共重合物であればよい。

なお、メタロセンプラストマー（Ａ）は、後述のポリマー（Ｆ）とは区別される。そのため、メタロセンプラストマー（Ａ）に含まれる成分は、ポリマー（Ｆ）には含まれず、かつポリマー（Ｆ）に含まれる成分は、メタロセンプラストマー（Ａ）に含まれない。

メタロセンプラストマー（Ａ）のメルトマスフローレイト（ＭＦＲ：Melt ｍass-Flow Rate）は、２ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であることが好ましい。メルトマスフローレイトが２ｇ／１０ｍｉｎ以上であれば、熱膨張性耐火シート１を下地材２１等の建築構造部分２０に配置した場合の追随性を良好に維持することができる。また、凍結融解時に、熱膨張性耐火シート１における樹脂層１１が脆くなりにくく、凍結融解に対する長期耐久性を良好に確保することができうる。また、メルトマスフローレイトが４０ｇ／１０ｍｉｎ以下であれば、火炎により形成される発泡断熱層の形状保持性を良好に維持することができる。さらに、この場合、熱膨張性耐火シート１のガスバリア性をより低下しにくくすることができ、高温多湿雰囲気下での長期耐久性を良好に確保することができる。メルトマスフローレイトは、４ｇ／１０ｍｉｎ以上３０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であることがより好ましい。なお、メルトマスフローレイトは、ＪＩＳ Ｋ６９２４−１に準拠した方法で測定することができる。

熱膨張性耐火樹脂組成物の固形分１００質量部に対する、メタロセンプラストマー（Ａ）の含有量は、１５質量部以上４０質量部以下の範囲内であることが好ましい。メタロセンプラストマー（Ａ）の含有量が１５質量部以上であると、熱膨張性耐火樹脂組成物から樹脂層１１を形成した際の、熱膨張性耐火シート１の靱性を向上させることができる。また、この場合、熱膨張性耐火シート１の良好なガスバリア性を確保することができ、高温多湿条件下での長期耐久性を良好に維持することができる。一方、メタロセンプラストマー（Ａ）の含有量が４０質量部以下であると、熱膨張性耐火シート１が火災加熱を受けた際の発泡断熱層の形状を良好に保持することができる。熱膨張性耐火樹脂組成物の固形分１００質量部に対する、メタロセンプラストマー（Ａ）の含有量は、１８質量部超３５質量部未満の範囲内であればより好ましく、１８質量部超２８質量部未満の範囲内であれば更に好ましい。

（１．２）含窒素発泡剤（Ｂ）
含窒素発泡剤（Ｂ）は、窒素原子を含む発泡剤である。含窒素発泡剤（Ｂ）は、火災加熱を受けて分解し、窒素及びアンモニアといった不燃性ガスを発生する。また、火災加熱により炭化していくメタロセンプラストマー（Ａ）及び多価アルコール（Ｄ）を膨張、発泡させ、発泡断熱層を形成する役割を有する。なお、後述するポリマー（Ｆ）を含有する場合も、同様に作用しうる。さらに、含窒素発泡剤（Ｂ）は、熱膨張性耐火シート１に靱性を付与することができる。これにより、熱膨張性耐火シート１の、建築構造部分２０への良好な追随性を発揮させることができる。

含窒素発泡剤（Ｂ）は、特に限定されないが、例えばメラミン、メラミン誘導体、ジシアンジアミド、アゾジカルボンアミド、尿素、及びグアニジン等が挙げられる。すなわち、含窒素発泡剤（Ｂ）は、これらからなる群から選択される少なくとも一種を含む。不燃性ガスの発生効率、建築構造部分２０への追随性、及び耐火性の観点から、含窒素発泡剤（Ｂ）は、少なくともメラミンとジシアンジアミドとのうちいずれかを含むことが好ましく、少なくともメラミンを含むことがより好ましい。

熱膨張性耐火樹脂組成物の固形分１００質量部に対する含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量は、５質量部以上２５質量部以下の範囲内であることが好ましい。含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量（Ｂ）が５質量部以上であることで、火災加熱を受けた場合に十分な発泡断熱層を形成することができる。しかも、熱膨張性耐火シート１の靱性も確保することができる。一方、含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量が２５質量部以下であることで、火災加熱を受けて形成された発泡断熱層の形状保持性を確保することができる。しかも、凍結融解を繰り返しても、熱膨張性耐火シート１は硬くなりにくくなり、耐火性が損なわれるのを抑制することもできる。熱膨張性耐火樹脂組成物の固形分１００質量部に対する含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量は、８質量部以上２３質量部以下であることがより好ましい。

（１．３）リン系難燃剤（Ｃ）
リン系難燃剤（Ｃ）は、リン単体及びリン化合物の少なくともいずれかを含む難燃剤である。リン系難燃剤（Ｃ）は、火災加熱を受けたときに多価アルコール（Ｄ）を脱水し、チャーと呼ばれる薄膜を、発泡断面層の表面に形成する作用を有する。さらに、リン系難燃剤（Ｃ）は、６００℃以上の高温で加熱された際に、二酸化チタン（Ｅ）と反応しピロリン酸チタニウムを生成する、ピロリン酸チタニウムは、灰化成分として発泡断熱層に残存することで発泡断熱層の形状保持性を向上させることができる。

リン系難燃剤（Ｃ）としては、特に限定されないが、例えば赤リン、リン酸エステル、リン酸金属塩、リン酸アンモニウム、リン酸メラミン、リン酸アミド及びポリリン酸アンモニウム類が挙げられる。リン酸エステルには、トリフェニルホスフェート及びトリクレジルホスフェート等が含まれる。リン酸金属塩には、リン酸ナトリウム及びリン酸マグネシウム等が含まれる。ポリリン酸アンモニウム類には、ポリリン酸アンモニウム、及びメラミン変性ポリリン酸アンモニウム等が含まれる。これらのうち、特に、発泡断熱層の十分な形成、発泡断熱層の形状保持性及び長期耐久性の観点から、リン系難燃剤（Ｃ）は、ポリリン酸アンモニウム類を含むことが好ましい。リン系難燃剤（Ｃ）は、上記からなる群の一種のみであってもよく、二種以上であってもよい。ポリリン酸アンモニウム類は、火災加熱を受けて分解温度に達すると、アンモニアを脱離して、リン酸及び縮合リン酸を生成する。このリン酸及び縮合リン酸が多価アルコール（Ｄ）を脱水させ、炭化させると、チャーの形成につながる。また、ポリリン酸アンモニウム類が分解して発生するアンモニアガス、含窒素発泡剤（Ｂ）が分解して発生するアンモニアガス及び窒素ガスなどは、熱膨張性耐火樹脂組成物の全体を膨張、発泡させることになる。アンモニアガス及び窒素ガスなどの不燃性ガスが発生することで、酸素濃度が減少し、更なる燃焼を抑えることができる。さらに、ポリリン酸アンモニウム類も、６００℃以上の高温で加熱された際に分解して、二酸化チタン（Ｅ）と反応し、ピロリン酸チタニウムを生成する。このピロリン酸チタニウムは、灰化成分として発泡断熱層に残存することで、発泡断熱層の形状保持性を向上させることができる。

熱膨張性耐火樹脂組成物の固形分１００質量部に対する、リン系難燃剤（Ｃ）の含有量は、２０質量部以上５０質量部以下の範囲内であることが好ましい。リン系難燃剤（Ｃ）の含有量が２０質量部以上であることで、樹脂層１１を備える熱膨張性耐火シート１を効果的に炭化、発泡させることができる。さらに形成された発泡断熱層の形状保持性を確保することができる。一方、リン系難燃剤（Ｃ）の含有量が５０質量部以下であることで、高温多湿時の耐火性を確保することができる。熱膨張性耐火樹脂組成物の固形分１００質量部に対する、リン系難燃剤（Ｃ）の含有量は、３０質量部以上５０質量部以下であればより好ましい。

（１．４）多価アルコール（Ｄ）
多価アルコール（Ｄ）は、火災加熱を受けたときに、リン系難燃剤（Ｃ）により脱水して炭化され、樹脂層１１から発泡断熱層が形成されるのに寄与する。多価アルコール（Ｄ）の分解温度は、１８０℃以上であることが好ましく、２２０℃以上であることがより好ましい。多価アルコール（Ｄ）としては、例えばモノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びトリペンタエリスルトール、でんぷん及びセルロース等の多糖類、並びにグルコース及びフルクトース等の少糖類が挙げられる。多価アルコール（Ｄ）は、上記の成分のうち、単独であってもよく、二種以上の組み合わせであってもよい。特に、多価アルコール（Ｄ）は、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びトリペンタエリスルトールからなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。この場合、熱膨張性耐火シート１の発泡性が特に向上しうる。

熱膨張性耐火樹脂組成物１００質量部に対する多価アルコール（Ｄ）の含有量は、５質量部以上２５質量部以下の範囲内であることが好ましい。多価アルコール（Ｄ）の含有量が５質量部以上であることで、熱膨張性耐火樹脂組成物を含有する樹脂層１１から発泡断熱層を十分に形成することができる。さらに、発泡断熱層の形状保持性を確保することもできる。一方、多価アルコール（Ｄ）の含有量が２５質量部以下であると、高温多湿条件下であっても樹脂層１１を備える熱膨張性耐火シート１のガスバリア性を維持することができ、良好な耐火性を維持することができる。さらに、建築構造部分２０に対する熱膨張性耐火シート１の追随性を確保することもできる。

ここで、含窒素発泡剤（Ｂ）と多価アルコール（Ｄ）との質量比〔（Ｂ）／（Ｄ）〕が０．２以上４．０未満の範囲内であることが好ましい。質量比〔（Ｂ）／（Ｄ）〕がこの範囲内にあることで、高温多湿条件下及び凍結融解条件下でのガスバリア性を確保することができ、かつ火災時においては、耐火性と、建築構造部分２０に対する追随性を確保することができる。すなわち、この場合、熱膨張性耐火シート１は、耐火性及び追随性を確保したまま、形状保持性に優れた発泡断熱層を形成することができる。そのため、火炎により、樹脂層１１から形成された発泡断熱層は建築構造部分２０から脱落しにくく、火炎による建築物の延焼、及び崩落を抑制することができる。

（１．５）二酸化チタン（Ｅ）
二酸化チタン（Ｅ）は、６００℃以上の高温で加熱された際に、リン系難燃剤（Ｃ）と反応し、ピロリン酸チタニウムを生成する。ピロリン酸チタニウムは、灰化成分として発泡断熱層に残存することで、発泡断熱層の形状保持性を向上させることができる。

二酸化チタン（Ｅ）の結晶構造は、アナターゼ型であってもよく、ルチル型であってもよく、これに制限されない。二酸化チタン（Ｅ）の平均粒径は、０．０１μｍ以上２００μｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。なお、平均粒径は、体積基準で求めた粒度分布の、全体積を１００％とした累積体積分布曲線において５０％となる点の粒子径、すなわち体積基準累積５０％径（Ｄ５０）を意味する、平均粒径は、例えばレーザー回折式粒度分布測定装置により測定して得られる。

熱膨張性耐火樹脂組成物の固形分１００質量部に対する二酸化チタン（Ｅ）の含有量は、５質量部以上３０質量部以下の範囲内であることが好ましい。二酸化チタン（Ｅ）の含有量が、５質量部以上であることで、６００℃以上の高温で加熱された際に、十分なピロリン酸チタニウムを生成させることができる。これにより、灰化成分としてのピロリン酸チタニウムが発泡断熱層に十分に残存するので、発泡断熱層の形状保持性を更に向上させることができる。一方、二酸化チタン（Ｅ）の含有量が、３０質量部以下であることで、発泡倍率の低下を抑制し、凍結融解時の耐火性及び建築構造部分２０に対する追随性を更に向上させることができる。

（１．６）ポリマー（Ｆ）
熱膨張性耐火樹脂組成物は、上記で説明したメタロセンプラストマー（Ａ）以外のポリマー（Ｆ）を更に含有することが好ましい。ポリマー（Ｆ）は、メタロセンプラストマー（Ａ）以外の高分子成分であって、かつ水蒸気透過度が１００ｇ／ｍ²・２４ｈ以下であることが好ましい。ポリマー（Ｆ）の水蒸気透過度が１００ｇ／ｍ²・２４ｈ以下であれば、熱膨張性耐火シート１のガスバリア性を良好に確保することができる。熱膨張性耐火樹脂組成物が、ポリマー（Ｆ）を含有すると、火炎により熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層１１が膨張、発泡して形成された発泡断熱層の形状保持性を維持したまま、建築構造部分２０に適した追随性と耐火性とを更に向上させることができる。なお、水蒸気透過度は、ＪＩＳ Ｋ ７１２９に規定されている方法で測定することができる。

ポリマー（Ｆ）は、上記を満たす高分子成分であれば、特に制限されないが、例えばブチルゴム（ＩＩＲ）、多硫化ゴム（Ｔ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、ポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体及び熱可塑性エラストマーが挙げられる。なかでも、特に、エチレン酢酸ビニル共重合体を含有すると、発泡断熱層の形状保持性を維持したまま、建築構造部分２０に適した追随性と耐火性とを更に向上させることができ好ましい。なお、熱可塑性エラストマーは、加熱すると軟化して流動性を示し、冷却するとゴム状に戻る性質を有する成分である。

熱膨張性耐火樹脂組成物がポリマー（Ｆ）を含有する場合、メタロセンプラストマー（Ａ）とポリマー（Ｆ）との質量比〔（Ａ）／（Ｆ）〕は、１．０以上であることが好ましい。この場合、樹脂層１１に、更に優れた耐火性及びガスバリア性を付与することができ、かつ熱膨張性耐火シート１の、建築構造部分２０に適した追随性をより確保しやすくなる。なお、質量比〔（Ａ）／（Ｆ）〕は、１．０未満であってもよい。また、質量比〔（Ａ）／（Ｆ）〕の上限は特に制限されないが、例えば１００である。

熱膨張性耐火樹脂組成物１００質量部に対するポリマー（Ｆ）の含有量は、３質量部以上４０質量部以下の範囲内であることが好ましい。また、熱膨張性耐火樹脂組成物１００質量部に対するポリマー（Ｆ）とメタロセンプラストマー（Ａ）との合計含有量は、１５質量部以上４５質量部以下の範囲内であることが好ましい。

（１．７）その他
本実施形態の効果を損なわない範囲であれば、必要に応じて、熱膨張性耐火樹脂組成物は、可塑剤、粘着付与剤、無機充填材、酸化防止剤、滑剤及び加工助剤等といった添加剤を添加することができる。

可塑剤としては、特に限定されないが、例えば炭化水素類、フタル酸類、リン酸エステル類、アジピン酸エステル類、サバチン酸エステル類、リシノール酸エステル類、ポリエステル類、エポキシ類及び塩化パラフィン類等が挙げられる。本実施形態では、熱膨張性耐火樹脂組成物は、可塑剤を含有しないことが好ましい。可塑剤を含有しない場合、熱膨張性樹脂組成物から形成される熱膨張性耐火シート１のガスバリア性を更に向上させることができる。

粘着付与剤としては、特に限定されないが、例えばロジン樹脂、ロジン誘導体、ダンマル、ポリテルペン樹脂、テルペン変性体、脂肪族系炭化水素樹脂、シクロペンタジエン樹脂、芳香族系石油樹脂、フェノール樹脂、アルキルフェノール−アセチレン樹脂、スチレン樹脂、キシレン樹脂、クマロン−インデン樹脂、及びビニルトルエン−αメチルスチレン共重合体等が挙げられる。

無機充填材としては、特に限定されないが、例えば無機塩、無機酸化物、無機繊維及び無機微粒子が挙げられる。無機塩には、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、カオリン、クレー、ベントナイト及びタルクなどが含まれる。無機酸化物には、ガラスフレーク及びワラストナイトなどが含まれる。無機繊維には、ロックウール、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維及びシリカ繊維などが含まれる。無機微粒子には、カーボン及びヒュームドシリカなどが含まれる。

酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノール化合物を含む抗酸化剤、硫黄原子を含む抗酸化剤、及びホスファイト化合物を含む抗酸化剤等が挙げられる。

滑剤としては、特に限定されないが、例えばワックス類、ロウ類、エステルワックス類、有機酸類、有機アルコール類及びアミド系化合物等が挙げられる。ワックス類には、ポリエチレン、パラフィン及びモンタン酸等が含まれる。ロウ類には、トール油、サブ油、蜜ロウ、カルナウバロウ及びラノリン等が含まれる。有機酸類には、ステアリン酸、パルミチン酸及びリシノール酸等が含まれる。有機アルコール類には、ステアリルアルコール等が含まれる。アミド系化合物には、ジメチルビスアミド等が含まれる。

加工助剤としては、特に限定されないが、例えば塩素化ポリエチレン、メチルメタクリレート−エチルアクリレート共重合体、及び高分子量のポリメチルメタクリレート等が挙げられる。

なお、上記で説明した添加剤等のその他の成分は一例であり、これらに限らず、熱膨張性耐火樹脂組成物、及び後述の熱膨張性耐火シートに要求される特性、並びに熱膨張性耐火シートの施工方法に応じて、適宜の成分を配合してもよい。

（１．８）樹脂層の作製方法
熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層１１は、例えば次のようにして作製することができる。

樹脂層１１は、上述の（Ａ）〜（Ｅ）成分、必要に応じて（Ｆ）成分及びその他の成分を適宜の混練装置で混練する方法、あるいは各成分を有機溶剤又は可塑剤に懸濁させたり、加温することで溶融させたりすることにより、混合物を調製する。混練装置としては、特に制限されないが、加圧式ニーダ、押出機、バンバリーミキサー、ニーダミキサー及び二本ロール等が挙げられる。混練温度は、樹脂組成物が適度に溶融する温度であり、かつ、多価アルコール（Ｄ）が分解しない温度であればよく、例えば８０℃以上２００℃以下の範囲内である。混練等によって調整した混合物を、熱プレス成形、押出成形、カレンダー成形等の成形方法によりシート状に成形することで、樹脂層１１が作製される。

このようにシート状に作製される樹脂層１１は、後述の熱膨張性耐火シート１に用いることができる。

（２）熱膨張性耐火シート
次に、熱膨張性耐火シート１について説明する。

熱膨張性耐火シート１は、上記の熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層１１を備える。すなわち、熱膨張性耐火シート１は、熱膨張性耐火樹脂組成物を構成する上記の各成分を含有する。このため、熱膨張性耐火シート１は、耐火性及び長期耐久性を有することができ、かつ形状保持性、及びシート追随性に優れる。

熱膨張性耐火シート１の樹脂層１１の厚みは、特に限定されないが、例えば下地材等の建築構造部分２０へ施工する際の、建築構造部分２０への追随性の観点から、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内であれば好ましい。熱膨張性耐火シート１の樹脂層１１の厚みは、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内であればより好ましい。

熱膨張性耐火シート１は、シート状に成形された樹脂層１１のみから構成されてもよいが、上記の樹脂層１１と、この樹脂層１１の一方の面に無機層、有機層、及び金属層等の層を積層することで、構成されてもよい。無機層、有機層、及び金属層の厚み、並びに積層する数、種類、積層する順番等は、特に限定されず、使用場所、目的等に応じて適宜選択すればよい。無機層、有機層、及び金属層等の層の厚み（２層以上重ねる場合は、全体の厚み）は、例えば０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内である。

本実施形態の熱膨張性耐火シート１は、上記の樹脂層１１と、この樹脂層１１に重なる無機層１２を備える。無機層１２としては、例えば、ロックウール、ガラスウール、ガラスクロス、セラミックウール等の無機繊維が挙げられる。なかでも、無機層１２は、ガラス繊維を含有することが好ましい。無機層１２がガラス繊維を含有する場合、下地材２１等の建築構造部分２０に対し、比較的大きな面積の熱膨張性耐火シート１をタッカー等の工具で固定しても、樹脂層１１が火災により膨張、発泡し形成された発泡断熱層の脱落をよりさせにくくすることができる。ガラス繊維は、ガラスペーパであることが好ましく、その目付量（単位面積当たりの質量）は、１０ｇ／ｍ²以上１００ｇ／ｍ²以下であることが好ましく、３０ｇ／ｍ²以上６０ｇ／ｍ²以下であることがより好ましい。

有機層としては、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂類、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂類、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂類、のエーテル系樹脂類、不飽和エステル樹脂類、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体等の共重合樹脂類等を挙げることができる。有機層の形状としては、フィルム、不織布等を挙げることができる。

金属層としては、例えば、鉄、鋼、ステンレス、亜鉛メッキ鋼、アルミ亜鉛合金メッキ鋼、アルミニウム等が挙げられる。特に取り扱い性の観点からアルミニウム箔等が好ましい。

図１に示す、樹脂層１１と、上記のいずれかの層のうち少なくとも一層（図１では無機層１２）とを備える熱膨張性耐火シート１は、例えば次のように作製できる。

上記（１．８）で説明した、シート状に成形した樹脂層１１と、無機層１２とをこの順に重ね、適宜の方法により、一体化することによって、熱膨張性耐火シート１を作製することができる。この場合、熱膨張性耐火シート１は、熱膨張性耐火樹脂組成物の樹脂層１１と、無機層１２とからなる２層構造を有する。なお、熱膨張性耐火シート１は、無機層１２の、樹脂層１１とは反対側の面に更に無機層等を積層して３層以上で構成されてもよい。また、成形方法、成形時の温度及び圧力については、（１．８）と同様であってよい。

（３）熱膨張性耐火シートの施工方法
上記（２）で説明した熱膨張性耐火シート１は、図２に示すように下地材２１等の建築構造部分２０に、固定具３０で固定することで施工される。具体的には、例えば図２に示すように、まず熱膨張性耐火シート１の無機層１２の、樹脂層１１とは反対側の面１２ｂを建築構造部分２０に重ねる。続いて、樹脂層１１の無機層１２とは反対側の面１１ａ側から固定具３０で固定することで施工することができる。建築構造部分２０（下地材２１）としては、特に限定されないが、例えば、壁、床、屋根、柱、及び梁などが挙げられる。下地材２１の材料としては、特に限定されないが、例えばスレート板、セラミック板、オートクレーブ養生した軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ：Autoclaved Lightweight aerated Concrete）、コンクリート板、各種セメント板、ケイ酸カルシウム板、含水無機物含有ボード、石膏ボード、木片セメント板及び木質板が挙げられる。木質板には、合板、配向性ストランドボード（ＯＳＢ：Oriented Strand Board）、パーティクルボード、直交集成板（ＣＬＴ：Cross Laminated Timber）、集成材等が挙げられる。下地材は、それ自身、面材として強度を有するものが好適に用いられる。熱膨張性シートを、下地材に固定する方法としては、例えばタッピンネジ等の固定具３０による方法、あるいはタッカー等の工具でステープル等の固定具３０を打ち込む方法等を挙げることができる。また、熱膨張性耐火シート１を固定する固定具３０には、粘着剤、及び接着剤等が含まれる。熱膨張性耐火シート１を固定するにあたっては、これらの固定具３０による固定方法を２種以上併用してもよい。なお、熱膨張性耐火シート１の樹脂層１１の、無機層１２とは反対側の面１２ｂを建築構造部分２０に重ねて、固定具３０で固定してもよい。

このように、熱膨張性耐火シート１は、例えば木質系及び金属系構造部材、木質系及び無機系といった壁下地材等に、好適に用いることができる。

３．まとめ
以上説明したように、第一の態様に係る熱膨張性耐火樹脂組成物は、メタロセンプラストマー（Ａ）と、含窒素発泡剤（Ｂ）と、リン系難燃剤（Ｃ）と、多価アルコール（Ｄ）と、二酸化チタン（Ｅ）と、を含有する。

この態様によれば、熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層（１１）に優れたガスバリア性を付与できるため、熱膨張耐火樹脂組成物から形成される樹脂層（１１）に長期耐久性を付与できる。また、熱膨張性耐火シート（１）は、下地材（２１）等の建築構造部分（２０）に適した追随性を有しうる。さらに、火災加熱等に対して樹脂層（１１）から優れた発泡断熱層を形成することができる。そのため、熱膨張性耐火樹脂組成物からなる樹脂層（１１）を備える熱膨張性耐火シート（１）は、耐火性及び長期耐久性有し、かつ発泡樹脂層の優れた形状保持性、及び優れた追随性が実現できる。

第二の態様に係る熱膨張性耐火樹脂組成物は、第一の態様において、ポリマー（Ｆ）を更に含有する。ポリマー（Ｆ）は、ＪＩＳ Ｋ７１２９で規定される水蒸気透過度が１００ｇ／ｍ²・２４ｈ以下である。

この態様によれば、熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層（１１）の火災加熱によって膨張、発泡して形成された発泡断熱層の形状保持性を維持したまま、熱膨張性耐火シート（１）のガスバリア性、及び下地材等に対する追随性をより向上させることができる。

第三の態様に係る熱膨張性耐火樹脂組成物は、第一又は第二の態様において、熱膨張性耐火樹脂組成物の固形分１００質量部に対する、メタロセンプラストマー（Ａ）の含有量は、１５質量部以上４０質量部以下である。

この態様によれば、熱膨張性耐火樹脂組成物を含有する熱膨張性耐火シート（１）のガスバリア性及び下地材等に対する追随性を確保したまま、熱膨張性耐火シート（１）が火炎により、膨張及び発泡しても、脱落しにくい発泡断熱層を形成することができる。このため、熱膨張性耐火シート（１）において、火災加熱等を受けた際の発泡断熱層の形状保持性をより向上できることで、熱膨張性耐火シート（１）の火災加熱による延焼及び脱落を抑制することができる。

第四の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第一から第三のいずれかの態様の熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層（１１）を備える。

この態様によれば、耐火性及び長期耐久性有し、かつ発泡樹脂層の優れた形状保持性、及び優れた追随性を有する熱膨張性耐火シート（１）が実現できる。

第五の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第四の態様において、樹脂層（１１）に重なる無機層（１２）を更に備える。無機層（１２）は、ガラス繊維を含む。

この態様によれば、熱膨張性耐火シート（１）が、火災加熱によって膨張及び発泡して樹脂層（１１）から発泡断熱層を形成した場合の、発泡断熱層の脱落をより抑制することができる。

第六の態様に係る熱膨張性耐火シートの施工方法は、第四又は五の態様の熱膨張性耐火シート（１）を、建築構造部分（２０）に固定具（３０）で固定することを含む。

この態様によれば、熱膨張性耐火シート（１）を、下地材（２１）等に固定するにあたって、比較的大きな面積の熱膨張性耐火シート（１）を固定した場合でも、火災加熱等を受けても、発泡断熱層が脱落しにくい。このため、熱膨張性耐火シート（１）を建築構造部分（２０）に固定して、耐火性材料として好適に用いることができる。

以下、本開示を実施例によって、更に詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できれば設計に応じて種々の変更が可能である。

（１）熱膨張性耐火樹脂組成物の調製 表１に示す含有量で、メタロセンプラストマー（Ａ）、含窒素発泡剤（Ｂ）、リン系難燃剤（Ｃ）、多価アルコール（Ｄ）、二酸化チタン（Ｅ）、及び加工助剤を、加圧式ニーダを用いて、１３０℃で混練することにより、熱膨張性樹脂組成物を調製した。なお、実施例６〜１０及び比較例１〜２では、上記成分とともに、表１に示す含有量でポリマー（Ｆ）を配合した。表１に示す各成分の詳細は、次の通りである。
・メタロセンプラストマーＡ：C6系、ＭＦＲ：８．０ｇ/１０ｍｉｎ（住友化学株式会社製 品名：エクセレンＦＸ４０２）。
・メタロセンプラストマーＢ：C４系、ＭＦＲ：２．０ｇ/１０ｍｉｎ（日本ポリエチレン株式会社製 品名カーネル２６０Ｆ）。
・含窒素発泡剤Ａ：メラミン（日産化学株式会社製）。
・含窒素発泡剤Ｂ：ジシアンジアミド（三菱化学株式会社製 品名：ＤＩＣＹ７）。
・無機系発泡剤：大塚化学株式会社製 品名Ｐ-５。
・リン系難燃剤Ａ：ポリリン酸アンモニウム（クラリアントジャパン株式会社製 品名：ＡＰ４２２）。
・リン系難燃剤Ｂ：亜リン酸アルミニウム（太平化学社産業株式会社製 品名：ＡＰＡ１００）。
・多価アルコール：ペンタエリスリトール（広栄化学株式会社製 品名：ジペンタリット）。
・二酸化チタン：平均粒径０．２４μｍ（ハンツマン株式会社製 品名ＴＲ９２）。
・炭酸カルシウム：白石工業株式会社製 品名：ＢＦ３００。
・ポリマーＡ：ブチルゴム。水蒸気透過度５８ｇ/ｍ^２・２４ｈ（ＪＳＲ株式会社製 品名：ＪＳＲ０６５）。
・ポリマーＢ：ポリエチレン。水蒸気透過度３．５ｇ/ｍ^２・２４ｈ（住友化学株式会社製 品名：スミカセンＧＨ０３０）。
・ポリマーＣ：エチレン酢酸ビニル共重合体。水蒸気透過度３．１ｇ/ｍ^２・２４ｈ（東ソー株式会社製 品名：ウルトラセン７２２）。
・ポリマーＤ：ＰＶＣ。水蒸気透過度７．３ｇ/ｍ^２（カネカ株式会社製 品名：ＰＳＬ−６７５）。
・加工助剤：三菱化学株式会社製 品名：メタブレンＡ３０００。

（２）熱膨張性耐火シートの作製及び試験体の作製
次に、熱膨張性樹脂組成物を、目付５０ｇ／ｍ^２のガラスペーパ（王子エフテック株式会社製）の片面に塗布し、１００℃に設定した加熱プレス機を用いて成形した。これにより、熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層と、樹脂層に重なる耐熱シートを備える熱膨張性耐火シートを得た。得られた熱膨張性耐火シートの樹脂層の厚さは、１．０ｍｍであった。続いて、下地材（壁下地材）として、厚さ１０ｍｍのケイ酸カルシウム板（ケイカル板）を２枚用意し、この２枚のケイカル板を重ねてから、上記の熱膨張性シートのガラスペーパの面を一方のケイカル板上に重ね、タッカーにより、固定具で固定した。続いて、表面材として、厚さ１２ｍｍのケイカル板を用意し、この表面材と、上記の熱膨張性シートを固定した壁下地材との間に２０ｍｍの空隙ができるように、熱膨張性シートを固定した壁下地材の熱膨張性シート（の樹脂層）側に間柱を固定した。そして、間柱に表面材を固定して、熱膨張性耐火シートを備える壁下地材、間柱、及び表面材をこの順に備える試験体を作製した。

（３）評価試験
（３−１）耐火性
ＪＩＳ Ａ１３０４の標準加熱曲線に準拠して、電気炉にて試験体を加熱し、加熱開始から1時間経過した後の電気炉内とは反対側にある試験体の表面の最高到達温度を熱電対により、測定し、次のように評価した。評価結果を表１及び表２に示す。
Ａ：最高到達温度が１６２℃未満である
Ｂ：最高到達温度が１６２℃以上２００℃以下である
Ｃ：最高到達温度が２００℃を超える

（３−２）形状保持性
ＪＩＳ Ａ１３０４に準拠して、試験体に対し、耐火試験を１時間実施した後の、熱膨張性耐火シートの燃焼残渣（発泡断熱層）の状態を目視により、次の基準で評価した。評価結果を表１及び２に示す。
Ａ：試験体から燃焼残渣が脱落していない
Ｂ：試験体から燃焼残渣の一部が脱落した
Ｃ：試験体から燃焼残渣のほとんどが脱落した

（３−３）追随性（耐屈曲性）
ＪＩＳ Ｋ５６００−５−１（耐屈曲性（円筒形マンドレル））に準拠して、試験体を屈曲させたときの、試験体における熱膨張性耐火シートのクラックの状態を目視により、次の基準で評価した。評価結果を表１及び２に示す。
Ａ：マンドレルの直径が５ｍｍ未満でクラックが見られない、又は軽微なクラックが見られる
Ｂ：マンドレルの直径が５ｍｍ未満で大きなクラックが見られるが、５ｍｍ以上ではクラックが見られない、又は軽微なクラックが見られる
Ｃ：マンドレルの直径が５ｍｍ以上で大きなクラックが見られる

（３−４）凍結融解耐久性（凍結融解条件下における耐久性）
ＪＩＳ Ａ１４３５（建築用外装材料の凍結融解試験）に準拠して、試験体に対し、気中凍結気中融解法を、５０サイクル実施した。そして、試験体における熱膨張性耐火シートの耐火性及び追随性を上記（３−１）及び（３−３）と同様の評価基準に基づき、耐火性及び追随性を判定し、以下の基準で評価した。評価結果を表１及び２に示す。
Ａ：耐火性で最高到達温度が１６２℃未満であり、かつ追随性でマンドレルの直径が５ｍｍ未満でクラックが見られない、又は軽微なクラックが見られる
Ｂ：ＡおよびＣ以外
Ｃ：耐火性で最高到達温度が２００℃を超える、又は追随性でマンドレルの直径が５ｍｍ以上で大きなクラックが見られる

（３−５）高温多湿耐久性（高温多湿条件下における耐久性）
温度４０℃、湿度９５％の条件下１８時間、及び温度６０℃の条件下で６時間を１サイクルとするプログラムを５０サイクル実施した。そして、試験体における熱膨張性耐火シートの耐火性及び追随性を（３−１）及び（３−３）と同様の評価基準に基づき、耐火性及び追随性を判定し、以下の基準で評価した。評価結果を表１及び２に示す。
Ａ：耐火性で最高到達温度が１６２℃未満であり、かつ追随性でマンドレルの直径が５ｍｍ未満でクラックが見られない、又は軽微なクラックが見られる
Ｂ：ＡおよびＣ以外
Ｃ：耐火性で最高到達温度が２００℃を超える、または、追随性でマンドレルの直径が５ｍｍ以上で大きなクラックが見られる

１ 熱膨張性耐火シート
１１ 樹脂層
１２ 無機層
２０ 建築構造部分
２１ 下地材
３０ 固定具

Claims (6)

1. メタロセンプラストマー（Ａ）と、
   含窒素発泡剤（Ｂ）と、
   リン系難燃剤（Ｃ）と、
   多価アルコール（Ｄ）と、
   二酸化チタン（Ｅ）と、を含有する、
   熱膨張性耐火樹脂組成物。
2. ポリマー（Ｆ）を更に含有し、
   前記ポリマー（Ｆ）は、ＪＩＳ Ｋ７１２９で規定される水蒸気透過度が１００ｇ／ｍ²・２４ｈ以下である、
   請求項１に記載の熱膨張性耐火樹脂組成物。
3. 前記熱膨張性耐火樹脂組成物の固形分１００質量部に対する、前記メタロセンプラストマー（Ａ）の含有量は、１５質量部以上４０質量部以下である、
   請求項１又は２に記載の熱膨張性耐火樹脂組成物。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の熱膨張性耐火樹脂組成物から形成される樹脂層を備える、
   熱膨張性耐火シート。
5. 前記樹脂層に重なる無機層を更に備え、
   前記無機層は、ガラス繊維を含む、
   請求項４に記載の熱膨張性耐火シート。
6. 請求項４又は５に記載の熱膨張性耐火シートを、建築構造部分に固定具で固定することを含む、
   熱膨張性耐火シートの施工方法。

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