JP2584391B2

JP2584391B2 - 発泡耐火シートの施工方法

Info

Publication number: JP2584391B2
Application number: JP4206828A
Authority: JP
Inventors: 武士藤原; 英男元木; 富夫大内; 圭一宮本
Original assignee: ESU KEE KAKEN KK; Kajima Corp
Current assignee: ESU KEE KAKEN KK; Kajima Corp
Priority date: 1992-08-03
Filing date: 1992-08-03
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPH0655680A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡耐火シートの施工
方法に関し、詳しくは、火災等による温度上昇に際し、
発泡・炭化して対象物の耐火性能を維持するための発泡
耐火シートのために好適な施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、建築構造物においては、建築
物を火災から保護する目的で、柱、粱、床、壁等の主要
構造物を耐火構造にしなければならないことが、法律上
定められている。例えば、鉄骨の柱や粱に対しては、水
で練り込んだスラリー状の材料を吹付けやコテ塗り等で
鉄骨に塗布し、耐火被覆層を施して耐火構造にする、い
わゆる湿式工法が多く使われている。

【０００３】このような湿式工法において使用するため
の塗材としては、セメント等の無機質バインダーに、ロ
ックウール、アスベスト、ガラス繊維等の無機質繊維状
物質や、パーライト、バーミキュライト等の軽量骨材、
結晶水を含有する無機質粉体等を混合し、水で混練して
ペースト状又はスラリー状にした材料を基材表面に厚付
けする湿式耐火被覆材がある。

【０００４】しかしながら、この湿式耐火被覆材ついて
は、材料の種類にもよるが、例えば十分な１時間耐火性
能を得ようとすると被覆厚み２０〜４０ｍｍ程度のかな
りの厚付けを必要とする。従って、このような塗材を建
築現場において施工する際には、多量の塗材を搬入しな
ければならず、重量が大きくなるため搬送費用がかさむ
という問題がある。また、厚付けによって基材から大き
く突き出し、これが、圧迫感を与えるため、施工後の外
観が、必ずしも美しいものとは言えない。そして、施工
後に剥離、脱落等の事故が生じることも多い。

【０００５】これに対して、基材に対して、吹付け又は
コテ塗り、刷毛塗り、ローラ塗りによって塗布しておく
ことによって、火災等の温度上昇時に塗膜が発泡して、
基材に耐火性を付与する発泡耐火塗料がある。これは塗
料の成分中に、温度上昇によって分解して不燃性のガス
を発生する発泡成分と、炭素化して多孔質の炭化層を形
成する炭化成分とを含有しており、不燃性ガスの発生に
よって火災の消火効果を発揮するとともに、多孔質炭化
層の形成によって断熱効果を発揮するものである。

【０００６】この発泡耐火塗料は、数倍〜数十倍に発泡
して断熱層を形成するため、もとの塗膜は通常数ｍｍ程
度以下の厚みに塗布されて使われる。従って、湿式耐火
被覆材に比較すると極端に薄くすることができるため、
圧迫感が少なくスッキリとした感じに仕上がる。また湿
式耐火被覆材に比較して使用材料が少なくて済み、搬送
上の問題も少ない。さらに、表面を容易にカラー塗装す
ることができるため化粧性に富む。そのため、建築物に
おいて耐火性が必要で、なお且つ鉄骨等の外観に化粧性
が必要とされる部位に対しては、発泡耐火塗料が好適で
ある。

【０００７】しかしながら、このように種々の利点を有
する発泡耐火塗料にも各種の問題点がある。

【０００８】第一には、多くの場合、刷毛、ローラー、
スプレー等によって施工するが、この場合、塗膜の全域
にわたって、常に均一な厚みを確保することが難しい。
特に発泡耐火塗料は、数ｍｍ程度と薄い塗膜を形成させ
て使用するため、多少の不均一さが発泡過程で大きく増
大されて、耐火性能に悪影響を与える。例えば、発泡厚
さが不均一になると、部分的に突起が形成されたり、垂
れを生じたり、著しい場合には発泡層が基材面から剥が
れ落ちたりして、耐火性能が低下してしまう。

【０００９】第二には、発泡倍率がより大きく、かつ発
泡後の塗膜が丈夫であることが望まれており、発泡倍率
を大きくすることは、耐火性能上望ましいことであるに
もかかわらず、これまでの耐火塗料では、発泡倍率が大
きくなると、発泡層自体の強度が弱くなって、火災時に
生じる風圧によって飛散してしまうことがあった。

【００１０】第三には、発泡層中の気泡が不均一で、場
合によっては大きな空洞を生じたり、表面に突起となっ
て現れたりすることがあった。

【００１１】第四には、発泡層自体が発泡過程で垂れ易
い傾向のものがあった。すなわち、発泡過程で垂れる
と、極端な場合は発泡層が剥がれ落ちてしまうことがあ
った。

【００１２】第五には発泡耐火塗料は吹付けや、コテ塗
りによって塗布するため、施工作業中の塗料ミストの飛
散、塗料の床への付着というような、作業環境の汚染や
作業者の衣服への汚染の問題があり、これは、昨今の環
境保全の動きに反するものであり、改善が求められてい
た。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、発泡
耐火塗料を使用した発泡倍率が高く且つ高強度の発泡層
を形成することができる発泡耐火性の塗材、均一な厚み
の耐火被覆を容易に形成できる発泡耐火性の塗材、長時
間にわたって保存することができ、工場での生産が可能
な発泡耐火性の塗材を提供し、このような発泡耐火性の
塗材を耐火構造にしようとする対象物に施工するのに好
適な施工方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な課題を解決するため、鋭意研究を行った結果、従来の
発泡耐火塗料を可燃性の布状物に含浸又は担持させて、
シートとして使用すると、施工が容易になり、しかも発
泡が均一に起こって耐火性能が向上することを見出し、
本発明を完成した。

【００１５】すなわち、本発明は、発泡耐火塗料を含浸
又は担持させた可燃性布状物を未乾燥状態で基材に接着
することを特徴とする発泡耐火シートの施工方法にあ
る。

【００１６】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１７】発泡耐火塗料（発泡性防火塗料と呼ばれる
こともある）は、高温度に接すると塗膜が数倍から数十
倍の厚さに膨れる塗料であり、一般に、バインダー、発
泡剤及び炭素生成材料を必須成分として含有し、必要に
応じて無機質粉体等を含有する。本発明においては従来
より使用されているもの、例えば、「岡田一雄・安田
清，表面，Ｖｏｌ．１３（Ｎｏ．４），２３１−２４０
（１９７８）」、特開昭５２−９６０３８号公報、特開
昭５３−９６０３８号公報等に記載のものを使用するこ
とができる。

【００１８】発泡耐火塗料の必須構成成分であるバイン
ダーとしては、ポリシロキサン、アルカリ金属珪酸塩、
石膏等の無機系バインダー；合成樹脂エマルション、ラ
テックス等の分散型有機系バインダー；ポリエチレン、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等の熱
可塑性樹脂又はエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノー
ル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ポ
リエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する樹脂溶液型
有機系バインダーを使用することができる。

【００１９】発泡剤としては、ジシアンジアミド系発泡
剤、メラミン系発泡剤、塩素化パラフィン系発泡剤、リ
ン酸塩系発泡剤等を使用することができる。中でも、リ
ン酸塩系のポリリン酸アンニウムが優れている。ポリリ
ン酸アンモニウムは、オルトリン酸の縮合物であるピロ
リン酸、トリリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン
酸等のアンモニウム塩であり、３００℃程度以上の熱に
より分解して、不燃性のアンモニアガスの発生と水の脱
離とによって火災の消火効果を発揮するものである。

【００２０】炭素生成材料としては、多価アルコール、
多糖類、熱膨脹性黒鉛等の、炭素、酸素、水素以外の元
素を含まない化合物を使用することができる。中でも多
価アルコールが好ましく、特にペンタエリスリトールが
優れている。ペンタエリスリトールは、熱によって炭化
する性質を有し、発泡剤の発泡中には、気泡を内部に含
む多孔質の炭化層を形成する。

【００２１】無機粉末としては、必要に応じて、珪酸
塩、炭酸塩、酸化アルミニウム、粘土、クレー、シラ
ス、マイカ、二酸化チタン等を使用することができる。

【００２２】無機繊維としては、必要に応じて、アスベ
スト、ロックウール、ガラス繊維、シリカアルミナ繊
維、シリコンカーバイド繊維等を使用することができ
る。

【００２３】発泡耐火塗料の各成分の構成比率は、公知
の発泡性耐火塗料の配合組成を参考にして適宜に選定す
ることができる。具体的に好適な範囲はバインダーの種
類によっても異なるが、例えば、アルキド樹脂を含有す
る樹脂溶液型のバインダーを使用する場合には、樹脂の
固形分に換算したバインダーの配合量を１００重量部と
すると、発泡剤例えばポリリン酸アンモニウムの配合量
は１００〜６００重量部、炭素生成材料例えばペンタエ
リスリトールの配合量は２５〜３００重量部、メラミン
の配合量は２５〜３００重量部、無機粉末の配合量は２
５〜２００重量部、無機繊維の配合量は１〜５重量部の
範囲内から選択するのがよい。

【００２４】可燃性布状物は、連続気孔を有する有機系
の可燃物である。具体的には、天然ゴム、ネオプレン、
ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエンラバー）、ＳＢ
Ｒ（スチレン・ブタジエンラバー）等によって形成され
たゴムスポンジ；ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等によって形成されたプラス
チックフォーム；木材系多孔体、わら、しゅろ、海綿等
の天然高分子多孔体；各種の繊維によって形成された編
織物、フェルト、不織布；木毛等によって形成された繊
維集合体等を挙げることができる。中でも、ナイロン、
ポリプロピレン、ポリアミド、ビニロン、レーヨン、ポ
リエチレンテレフタレート等による不織布が好適であ
る。

【００２５】本発明の発泡耐火シートは、可燃性布状物
に発泡耐火塗料を含浸又は担持させたものである。含浸
方法、担持方法としては、例えば、スラリー状の発泡耐
火塗料を可燃性布状物に塗布した後に押圧する方法、液
状の発泡耐火塗料に可燃性布状物を浸漬する方法等を採
用することができる。そして、発泡耐火塗料の含浸量又
は担持量の好適な範囲は、要求耐火性能又は布状物の厚
みにも左右されるが、一般的には布状物の面積に対して
０．１〜１０ｋｇ／ｍ²程度、実用的には０．２〜５ｋ
ｇ／ｍ²、特に好ましくは０．５〜３ｋｇ／ｍ²である。
そして、搬送時や施工時における実用性を考慮した場
合、厚みが０．５〜３．０ｍｍ程度の発泡耐火シートが
優れており、発泡耐火シートとしての厚みがこの程度に
なるように発泡耐火塗料を含浸又は担持させるのがよ
い。

【００２６】本発明の発泡耐火シートは、耐火構造にし
ようとする対象物、例えば各種の建築構造物等の表面に
接着させて使用するのに適している。その施工方法とし
ては、可燃性布状物に含浸又は担持している発泡耐火塗
料がまだ未乾燥の状態にある発泡耐火シートを対象物の
表面に接着してから乾燥させ、その接着力によって接着
させる方法が好適である。

【００２７】そして、本発明の発泡耐火シートは賦形性
があるため、鉄骨等のコーナー（エッジ部についても、
確実に厚みを確保することができる。参考までに、図１
として本発明の発泡耐火シートをＨ型鋼（１）に接着し
て耐火被覆層（２）を形成させたときの断面図を示す。
また、図２として従来の発泡耐火塗料をＨ型鋼（１）に
スプレー法によって塗布して耐火被覆層（２）を形成さ
せたときの断面図を示す。図１より本発明によれば、エ
ッジ部分（３）についても耐火被覆層（２）の厚みが確
保されていることが判る。一方、図２より従来の発泡耐
火塗料では、エッジ部分（３）について耐火被覆層
（２）の厚みをほとんど確保できないことが判る。

【００２８】本発明の発泡耐火シートを施工現場で製造
することは実用的でないため、工場で製造して施工現場
に搬送して使用するのが有利であるが、一般的に、可燃
性布状物に含浸又は担持させた発泡耐火塗料を未乾燥の
状態に保持することは困難である。そこで本発明では、
発泡耐火シートをフィルムでパッキングすることによっ
て発泡耐火塗料を未乾燥の状態に保持する。そして、施
工時に、このフィルムを剥がして使用する。

【００２９】発泡耐火シートをパッキングするための具
体的な方法としては、発泡耐火塗料を含浸又は担持させ
た可燃性布状物の表面及び／又は裏面を非通気性のフィ
ルムで被覆する方法の他、発泡耐火塗料を含浸又は担持
させた可燃性布状物を単独で又は複数枚重ねた状態で、
非通気性の材料で作成した袋又は容器に格納する方法を
挙げることができる。

【００３０】前者で使用する非通気性のフィルムとして
は、フエノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、ポリエチ
レン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン
等の樹脂製のフィルム；アルミ箔等の金属薄膜；ラミネ
ートされた金属薄膜；紙等を挙げることができる。この
場合、発泡耐火シートの作成方法として以下の方法を採
用することができる。すなわち、非通気性フィルムの上
に重ね合せるようにして可燃性布状物を載置し、その表
面に発泡耐火塗料を塗り延べ、更にフィルムを積層し、
両面のフィルムの端部を、ヒートシール、粘着剤又は接
着剤によって密封する方法を採用することができる。な
お、非通気性フィルムとして非粘着性の表面処理を施し
たものを使用すると、施工時にフィルムを剥離しやすい
という利点がある。

【００３１】また、後者の場合にも、各発泡耐火シート
の表面及び／又は裏面をフィルムで被覆しておき、施工
時に剥離して使用する方法を採用するのがよい。この場
合に使用するフィルムとしては非通気性のものでも通気
性のものでもよい。

【００３２】

【作用】現在のところ、本発明の発泡耐火シートの詳細
な反応機構を解明するまでには至っていない。ただし、
本発明者らの知見によると、可燃性布状物の燃焼が発泡
耐火塗料の発泡・炭化機構と相互に作用しあって、形成
される多孔質炭化層の強度と発泡倍率とのバランスが取
られているものと考えられる。その結果、発泡倍率の向
上、それに伴う垂れの防止、不均一発泡による突起形成
の防止が可能になっているものと考えられる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば。可燃性布状物の作用に
よって、発泡耐火塗料の発泡倍率が向上し、なお且つ形
成される多孔質炭化層の強度が向上するため、多孔質炭
化層の垂れ、不均一発泡による突起の形成を防止でき
る。

【００３４】また、発泡耐火塗料を、一定厚みの可燃性
布状物に含浸又は担持させることによって、事前に耐火
被覆層の厚みを調整することができる。

【００３５】さらに、本発明の発泡耐火シートによれ
ば、従来のローラーやコテ塗りによって発泡耐火塗料を
塗布する方法においては、耐火被覆層の厚みを確保する
のが困難な鉄骨等のコーナー（エッジ部）についても、
確実に厚みを確保することができる（図１及び図２参
照）。

【００３６】そして、本発明の施工方法によれば、未乾
燥の発泡耐火シートを接着させるだけで基材に耐火被覆
層を施せるので、従来のスプレーで発泡耐火塗料等を吹
き付ける方法で問題になるミストの飛散等の問題がな
く、作業環境を汚染することもない。また、熟練者でな
くとも厚みが均一な耐火被覆層を形成させることがで
き、耐火性能の信頼性も格段に向上する。

【００３７】

【実施例】

〔発泡耐火塗料の調製及び発泡耐火シートの製造〕実施例１一液変性エポキシ樹脂溶剤系バインダー１００重量部、
ポリリン酸アンモニウム１１２．７重量部、ペンタエリ
スリトール２６．０重量部、メラミン粉末３４．７重量
部、二酸化チタン粉末５３．３重量部及び希釈剤６６．
７重量部を配合した。

【００３８】次に、ポリエンチレン製のフィルム（３０
０×３００ｍｍ）を敷き、その上面の中ほどの２００×
２００ｍｍの範囲にわたって、上記のようにして調製し
た発泡耐火塗料を約６０ｇ塗布した。その直後に、２０
０×２００ｍｍに切った厚さ１ｍｍのＰＥＴ（ポリエチ
レンテレフタレート樹脂）／アクリル樹脂製繊維を芯材
とする不織布をその上に載せた。更に、その上から約１
００ｇの耐火塗料を塗布した後、ポリエチレンフィルム
を更に載せて、板で静かに押さえて、塗料を不織布に含
浸させた。このときフィルムの厚さを測定したところ
１．３ｍｍであった。その後、このフィルムの端部をヒ
ートシールして、パッキングされた発泡耐火シートを得
た。

【００３９】実施例２発泡耐火塗料のバインダーとして、一液変性エポキシ樹
脂溶剤系バインダーに代えて、同量の常乾型アルキド樹
脂溶剤系バインダーを使用し、ＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート樹脂）／アクリル樹脂製繊維を芯材とする
不織布に代えて、ポリプロピレン製繊維を芯材とする不
織布を使用し、ポリエチレンフィルムに代えてＰＶＣ
（ポリ塩化ビニル樹脂）製フィルムを使用した他は実施
例１と同様にして発泡耐火シートを製造した。

【００４０】実施例３発泡耐火塗料の成分としてメラミン粉末に代えて同量の
ジシアンジアミドを使用した他は実施例１と同様にして
発泡耐火シートを製造した。

【００４１】実施例４発泡耐火塗料の成分としてメラミン粉末に代えて同量の
ジシアンジアミドを使用した他は実施例２と同様にして
発泡耐火シートを製造した。

【００４２】実施例５発泡耐火塗料のバインダーとして、一液変性エポキシ樹
脂溶剤系バインダーに代えて、同量の常乾型アルキド樹
脂溶剤系バインダーを使用した他は実施例１と同様にし
て発泡耐火シートを製造した。

【００４３】実施例６発泡耐火塗料のバインダーとして、常乾型アルキド樹脂
溶剤系バインダーに代えて、同量の常乾型アルキド樹脂
水系バインダーを使用した他は実施例２と同様にして発
泡耐火シートを製造した。

【００４４】〔耐火被覆の形成（発泡耐火シートの施
工）〕実施例１〜６上記のようにして製造した発泡耐火シートのフィルムの
端部を切り落とし、片面のフィルムを剥離して、発泡耐
火塗料が含浸している不織布が露出した面を、３００×
３００×９ｍｍの熱間圧延鋼板に貼り付けた後、反対の
面のフィルムを剥離して発泡耐火塗料を乾燥させた。そ
の結果、厚みが均一な耐火被覆（防火塗膜）を形成する
ことができた。

【００４５】比較例１実施例１で使用した発泡耐火塗料を３００×３００×９
ｍｍの熱間圧延鋼板にスプレー法で塗布して耐火被覆を
形成させた。

【００４６】比較例２実施例２で使用した発泡耐火塗料を３００×３００×９
ｍｍの熱間圧延鋼板にスプレー法で塗布して耐火被覆を
形成させた。

【００４７】比較例３実施例１で使用した発泡耐火塗料を３００×３００×９
ｍｍの熱間圧延鋼板にコテ塗りによって塗布して耐火被
覆を形成させた。

【００４８】〔評価〕実施例１〜６、比較例１〜３上記のようにして耐火被覆を形成した熱間圧延鋼板を試
験片とし、電気炉で、ＪＩＳ−Ａ−１３０４に規定する
標準加熱曲線に基づいて４０分間にわたって昇温・加熱
した後、形成された発泡炭化層を観察して、発泡倍率、
気泡の大きさ（気泡の均一性）、発泡炭化層の垂れ（発
泡炭化層のズレ）、表面の突起、空洞の有無（基材との
界面での発生）について評価した。また、施工時の作業
性についても評価した。結果を表１に示す。また、各項
目の評価基準を表２に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発泡耐火シートを表面に接着したＨ
型鋼の断面図である。なお、図中の黒色部分が発泡耐火
シート層である。

【図２】従来の発泡耐火塗料をスプレー法によって表
面に塗布したＨ型鋼の断面図である。なお、図中の黒色
部分が発泡耐火塗料層である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大内富夫東京都調布市飛田給二丁目19番１号鹿島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者宮本圭一東京都調布市飛田給二丁目19番１号鹿島建設株式会社技術研究所内 (56)参考文献特開昭61−185439（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−279549（ＪＰ，Ａ) 実開平１−110919（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発泡耐火塗料を含浸又は担持させた可燃
性布状物を未乾燥状態の発泡耐火塗料の接着力により、
耐火構造にしようとする対象物に接着することを特徴と
する発泡耐火シートの施工方法。