JP2887601B2 - 耐火性複合材 - Google Patents
耐火性複合材Info
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Description
本発明は、耐火性の建築用板等として用いられる耐火
性複合材に関するものである。
性複合材に関するものである。
間仕切り壁等に用いられる建築用板は耐火性が要求さ
れるものであり、このような耐火性の建築用板としては
従来から、珪酸カルシウム板や石膏板、木毛セメント板
など無機質水硬性物質をバインダーとして形成したも
の、合板やパーティクルボードなどの木質板の表面に金
属板を貼り付けたもの等が提供されている。
れるものであり、このような耐火性の建築用板としては
従来から、珪酸カルシウム板や石膏板、木毛セメント板
など無機質水硬性物質をバインダーとして形成したも
の、合板やパーティクルボードなどの木質板の表面に金
属板を貼り付けたもの等が提供されている。
前者の無機質系のものは、不燃材料を主成分とするた
めに一応の耐火性を有しているが、火炎にさらされたり
すると水硬性物質の結晶に含まれている水分が遊離し
て、この水分の蒸気によって爆裂が生じたり強度が急激
に低下したりするおそれがあるという問題があった。ま
た後者の木質板を基材とするものは、金属板と木質板と
は熱伝導率や熱膨張率が大きく異なり、高温にさらされ
ると木質板と金属板との間に剥離が生じたり、反り変形
が生じたりするという問題があった。さらにこの木質板
に金属板を貼ったものでは金属板のために重量が増加す
ると共に切断などの加工が容易におこなうことができな
いという問題があり、そこで木質板の軽量さや加工のし
易さ等を生かすために木質板に難燃剤を含浸させて耐火
性を付与することがなされているが、木質板は有機材で
あるために高い耐火性を付与するとは難しく、防災上高
い耐火性を要求される部位には使用することができない
ものである。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、耐火
性を高めることができると共に、基材が軽量性や加工性
を有する木質材の特性を損なうことがない耐火性複合材
を提供することを目的とするものである。
めに一応の耐火性を有しているが、火炎にさらされたり
すると水硬性物質の結晶に含まれている水分が遊離し
て、この水分の蒸気によって爆裂が生じたり強度が急激
に低下したりするおそれがあるという問題があった。ま
た後者の木質板を基材とするものは、金属板と木質板と
は熱伝導率や熱膨張率が大きく異なり、高温にさらされ
ると木質板と金属板との間に剥離が生じたり、反り変形
が生じたりするという問題があった。さらにこの木質板
に金属板を貼ったものでは金属板のために重量が増加す
ると共に切断などの加工が容易におこなうことができな
いという問題があり、そこで木質板の軽量さや加工のし
易さ等を生かすために木質板に難燃剤を含浸させて耐火
性を付与することがなされているが、木質板は有機材で
あるために高い耐火性を付与するとは難しく、防災上高
い耐火性を要求される部位には使用することができない
ものである。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、耐火
性を高めることができると共に、基材が軽量性や加工性
を有する木質材の特性を損なうことがない耐火性複合材
を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために本発明は、木質材で形成さ
れる基材に、黒鉛を酸処理した後に加熱して膨張化処理
すると共にこれをバインダーを用いずに加圧成形して作
製された膨張黒鉛のシートを積層して耐火性複合材を作
成するようにしたものである。 以下本発明を詳細に説明する。 膨張黒鉛は鱗片状黒鉛の層間を層面と垂直方向に大き
く膨張させたものである。すなわち、黒鉛は炭素の六角
網状平面の層が積み重なった結晶構造をしており、この
層間に各種の物質を挿入させることができ、例えば硫酸
と硝酸の混合液などで処理すると層間に硫酸等が浸入し
て黒鉛層間化合物となり、これを急激に1000℃以下程度
の温度で加熱すると硫酸等が分解してガス化し、その圧
力で黒鉛層間が層面と垂直方向に数十倍乃至数百倍にも
膨張する。この膨張した黒鉛が膨張黒鉛（あるいは膨張
化黒鉛）と称されるものである。この膨張黒鉛はハニカ
ム構造を有しており、そのまま圧縮するとバインダーを
用いる必要なくシート状に形成することができる。膨張
黒鉛は圧縮されることによって分子間引力等で結合し、
バインダーを用いる必要なくシートに成形することがで
きるものであり、黒鉛が層状にち密に重なっているため
に面密度が高いが可撓性を有しており、このために可撓
性黒鉛シートとも呼ばれている。膨張黒鉛のシートは厚
みを0.1〜5.0mm程度に形成して用いるのが好ましい。 この膨張黒鉛のシートを積層する基材としては、合
板、パーティクルボード、LVL（ラミネーテッドベニヤ
ランバー）、木材薄板などの木質材を用いることができ
る。この基材としてはこれらのような板材のものに限ら
れず、柱状や棒状のものなどとして形成したものであっ
てもよい。 基材１に膨張黒鉛のシート２を積層するにあたって
は、第１図のように基材１の片面に膨張黒鉛のシート２
を積層したり、第２図のように基材１の両面に膨張黒鉛
のシート２を積層したり、第３図のように二枚の基材1,
1間に膨張黒鉛のシート２を挟んで積層したりすること
ができる。また第４図に示すように薄く形成された膨張
黒鉛のシート２を複数枚（２〜５枚程度）重ねて積層す
ることもできる。基材１への膨張黒鉛のシート２の積層
の態様はもちろんこれらのみに限定されるものではな
い。積層にあたっては、基材１に膨張黒鉛のシート２を
樹脂で接着することによっておこなうことができる。こ
の接着に用いる樹脂としては特に限定されるものではな
いが、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノ
ール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、フラン樹脂、
メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂が好ましい。なかでも
フェノール樹脂やフラン樹脂は残留炭素量が多く燃焼さ
せることによってカーボンボンドが形成され、耐熱衝撃
性が高くなるために特に好ましい。また基材１として例
えばパーティクルボードを用いるときには、パーティク
ルボードの製板と同時に積層をおこなうことができる。
すなわち、木片とイソシアネート系接着剤などの接着剤
とを混練してこれを均一厚みに散布することによってフ
ォーミングマットを作成すると共に、このフォーミング
マットに膨張黒鉛のシートを重ね、そしてこれを加熱加
圧成形することによって、フォーミングマットをパーテ
ィクルボードに製板すると同時に積層接着させることが
できるのである。 上記のようにして基材の表面に膨張黒鉛のシートを積
層して作成される本発明に係る複合材にあって、基材の
表面に膨張黒鉛のシートを積層した場合には、火災時に
火炎が作用しても膨張黒鉛の層で火炎を遮断して基材が
火炎にさらされることを防止することができるものであ
り、また基材の間に膨張黒鉛のシートを挟み込んで積層
した場合には、片側の基材が燃焼されても他の片側の基
材に火炎が及ぶことを膨張黒鉛の層で遮断することがで
きるものである。 膨張黒鉛のシートは火災の際の火炎の温度よりも融点
が高い黒鉛がち密に層状に重なったものであるために
（融点は2000℃以上）、火炎を確実に遮断することがで
きるものである。膨張黒鉛のシートは熱に対して面方向
と厚さ方向とでは異なった性質を示し、面方向では黒鉛
が密に連なるためにアルミニウムと同等の高い熱伝導率
を有すると共に優れた寸法安定性を有するのに対して、
厚さ方向では逆に黒鉛の密度が疎であるために高い断熱
性と熱膨張性を有する。従って膨張黒鉛のシートはその
厚さ方向では断熱性によって熱が基材へと伝わるのを遮
断する効果が大きく、またその面方向での寸法安定性が
高いために基材との間の熱伸縮が差が小さく、膨張黒鉛
のシートが基材から剥がれたり変形したりすることが少
ないものである。さらに膨張黒鉛のシートは面方向での
熱伝導率が高いために熱を面方向に分散させて、火炎が
接触する箇所に熱が集中して作用することを防ぐことが
でき、熱の集中による基材の発火等を防止することがで
きるものである。特に、既述したように膨張黒鉛のシー
トは加圧することによってバインダーを用いる必要なく
成形することができるために、熱の分散の効果を高く得
ることができる。すなわち、黒鉛を用いて火炎を遮断す
る層を形成する場合にあたっては、熱硬化性樹脂をバイ
ンダーとして多量に使用して黒鉛粉粒体を結合させるこ
とによっておこなうことが一般的であり、このように形
成される黒鉛の層では黒鉛による熱伝導が熱硬化性樹脂
バインダーによって遮断されて熱の伝導性が著しく低下
し、火炎が接触する箇所から熱が分散せず火炎の熱がそ
の箇所に集中することになるが、膨張黒鉛はバインダー
を用いる必要なく圧縮することによってシートに成形す
ることができるために、膨張黒鉛のシートは黒鉛による
面方向での熱の伝導が遮断されることがなく面方向の熱
伝導性を高く保持することができ、火炎が接触する箇所
から熱を複合材の全体に拡散させて、火炎が接触する箇
所に火炎の熱が集中して基材に炭化や発火が発生するこ
とを低減することができるのである。また、熱硬化性樹
脂をバインダーとして黒鉛粉粒体を結合させた層では火
炎が作用すると熱硬化性樹脂バインダーの部分でクラッ
クが生じ、このクラックの箇所から火炎が基材へと浸入
するおそれがあるが、バインダーを用いる必要のない膨
張黒鉛のシートではこのような問題はない。 ここで基材が木質材である場合、仮に膨張黒鉛のシー
トを通して熱が木質材の表面に作用しても木質材の表面
が炭化されて炭化層が形成されこの炭化層が断熱材とな
ると共に、しかも木質材自体の熱伝導率が小さいため
に、その内部が熱分解されることが防止される。また、
この木質材の表面に形成される炭化層によって基材と膨
張黒鉛のシートとの間に生じる応力が緩和され、剥離や
クラックが一層生じにくくなるものである。 尚、膨張黒鉛のシートは鱗片状黒鉛が層状に重なり合
った状態に配向しているために、複合材を通過する音は
膨張黒鉛のシートによって減衰され、複合材は高い遮音
性能を有しているものである。また、膨張黒鉛のシート
が表面に現れる場合には、黒鉛による汚染を防止するた
めに、突き板、ポリ塩化ビニルシート等の合成樹脂シー
ト、メラミン化粧板、ポリエステル樹脂塗装など、化粧
層で膨張黒鉛の表面を被覆するようにしてもよく、この
場合には複合材をそのまま化粧部材として使用すること
ができる。さらに、基材として木質板を用いる場合は基
材に難燃化剤を塗布または含浸したり、あるいは膨張黒
鉛のシートを基材に接着する樹脂に難燃化剤を混合した
りして、耐火性を一層高めるようにするのが好ましい。
れる基材に、黒鉛を酸処理した後に加熱して膨張化処理
すると共にこれをバインダーを用いずに加圧成形して作
製された膨張黒鉛のシートを積層して耐火性複合材を作
成するようにしたものである。 以下本発明を詳細に説明する。 膨張黒鉛は鱗片状黒鉛の層間を層面と垂直方向に大き
く膨張させたものである。すなわち、黒鉛は炭素の六角
網状平面の層が積み重なった結晶構造をしており、この
層間に各種の物質を挿入させることができ、例えば硫酸
と硝酸の混合液などで処理すると層間に硫酸等が浸入し
て黒鉛層間化合物となり、これを急激に1000℃以下程度
の温度で加熱すると硫酸等が分解してガス化し、その圧
力で黒鉛層間が層面と垂直方向に数十倍乃至数百倍にも
膨張する。この膨張した黒鉛が膨張黒鉛（あるいは膨張
化黒鉛）と称されるものである。この膨張黒鉛はハニカ
ム構造を有しており、そのまま圧縮するとバインダーを
用いる必要なくシート状に形成することができる。膨張
黒鉛は圧縮されることによって分子間引力等で結合し、
バインダーを用いる必要なくシートに成形することがで
きるものであり、黒鉛が層状にち密に重なっているため
に面密度が高いが可撓性を有しており、このために可撓
性黒鉛シートとも呼ばれている。膨張黒鉛のシートは厚
みを0.1〜5.0mm程度に形成して用いるのが好ましい。 この膨張黒鉛のシートを積層する基材としては、合
板、パーティクルボード、LVL（ラミネーテッドベニヤ
ランバー）、木材薄板などの木質材を用いることができ
る。この基材としてはこれらのような板材のものに限ら
れず、柱状や棒状のものなどとして形成したものであっ
てもよい。 基材１に膨張黒鉛のシート２を積層するにあたって
は、第１図のように基材１の片面に膨張黒鉛のシート２
を積層したり、第２図のように基材１の両面に膨張黒鉛
のシート２を積層したり、第３図のように二枚の基材1,
1間に膨張黒鉛のシート２を挟んで積層したりすること
ができる。また第４図に示すように薄く形成された膨張
黒鉛のシート２を複数枚（２〜５枚程度）重ねて積層す
ることもできる。基材１への膨張黒鉛のシート２の積層
の態様はもちろんこれらのみに限定されるものではな
い。積層にあたっては、基材１に膨張黒鉛のシート２を
樹脂で接着することによっておこなうことができる。こ
の接着に用いる樹脂としては特に限定されるものではな
いが、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノ
ール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、フラン樹脂、
メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂が好ましい。なかでも
フェノール樹脂やフラン樹脂は残留炭素量が多く燃焼さ
せることによってカーボンボンドが形成され、耐熱衝撃
性が高くなるために特に好ましい。また基材１として例
えばパーティクルボードを用いるときには、パーティク
ルボードの製板と同時に積層をおこなうことができる。
すなわち、木片とイソシアネート系接着剤などの接着剤
とを混練してこれを均一厚みに散布することによってフ
ォーミングマットを作成すると共に、このフォーミング
マットに膨張黒鉛のシートを重ね、そしてこれを加熱加
圧成形することによって、フォーミングマットをパーテ
ィクルボードに製板すると同時に積層接着させることが
できるのである。 上記のようにして基材の表面に膨張黒鉛のシートを積
層して作成される本発明に係る複合材にあって、基材の
表面に膨張黒鉛のシートを積層した場合には、火災時に
火炎が作用しても膨張黒鉛の層で火炎を遮断して基材が
火炎にさらされることを防止することができるものであ
り、また基材の間に膨張黒鉛のシートを挟み込んで積層
した場合には、片側の基材が燃焼されても他の片側の基
材に火炎が及ぶことを膨張黒鉛の層で遮断することがで
きるものである。 膨張黒鉛のシートは火災の際の火炎の温度よりも融点
が高い黒鉛がち密に層状に重なったものであるために
（融点は2000℃以上）、火炎を確実に遮断することがで
きるものである。膨張黒鉛のシートは熱に対して面方向
と厚さ方向とでは異なった性質を示し、面方向では黒鉛
が密に連なるためにアルミニウムと同等の高い熱伝導率
を有すると共に優れた寸法安定性を有するのに対して、
厚さ方向では逆に黒鉛の密度が疎であるために高い断熱
性と熱膨張性を有する。従って膨張黒鉛のシートはその
厚さ方向では断熱性によって熱が基材へと伝わるのを遮
断する効果が大きく、またその面方向での寸法安定性が
高いために基材との間の熱伸縮が差が小さく、膨張黒鉛
のシートが基材から剥がれたり変形したりすることが少
ないものである。さらに膨張黒鉛のシートは面方向での
熱伝導率が高いために熱を面方向に分散させて、火炎が
接触する箇所に熱が集中して作用することを防ぐことが
でき、熱の集中による基材の発火等を防止することがで
きるものである。特に、既述したように膨張黒鉛のシー
トは加圧することによってバインダーを用いる必要なく
成形することができるために、熱の分散の効果を高く得
ることができる。すなわち、黒鉛を用いて火炎を遮断す
る層を形成する場合にあたっては、熱硬化性樹脂をバイ
ンダーとして多量に使用して黒鉛粉粒体を結合させるこ
とによっておこなうことが一般的であり、このように形
成される黒鉛の層では黒鉛による熱伝導が熱硬化性樹脂
バインダーによって遮断されて熱の伝導性が著しく低下
し、火炎が接触する箇所から熱が分散せず火炎の熱がそ
の箇所に集中することになるが、膨張黒鉛はバインダー
を用いる必要なく圧縮することによってシートに成形す
ることができるために、膨張黒鉛のシートは黒鉛による
面方向での熱の伝導が遮断されることがなく面方向の熱
伝導性を高く保持することができ、火炎が接触する箇所
から熱を複合材の全体に拡散させて、火炎が接触する箇
所に火炎の熱が集中して基材に炭化や発火が発生するこ
とを低減することができるのである。また、熱硬化性樹
脂をバインダーとして黒鉛粉粒体を結合させた層では火
炎が作用すると熱硬化性樹脂バインダーの部分でクラッ
クが生じ、このクラックの箇所から火炎が基材へと浸入
するおそれがあるが、バインダーを用いる必要のない膨
張黒鉛のシートではこのような問題はない。 ここで基材が木質材である場合、仮に膨張黒鉛のシー
トを通して熱が木質材の表面に作用しても木質材の表面
が炭化されて炭化層が形成されこの炭化層が断熱材とな
ると共に、しかも木質材自体の熱伝導率が小さいため
に、その内部が熱分解されることが防止される。また、
この木質材の表面に形成される炭化層によって基材と膨
張黒鉛のシートとの間に生じる応力が緩和され、剥離や
クラックが一層生じにくくなるものである。 尚、膨張黒鉛のシートは鱗片状黒鉛が層状に重なり合
った状態に配向しているために、複合材を通過する音は
膨張黒鉛のシートによって減衰され、複合材は高い遮音
性能を有しているものである。また、膨張黒鉛のシート
が表面に現れる場合には、黒鉛による汚染を防止するた
めに、突き板、ポリ塩化ビニルシート等の合成樹脂シー
ト、メラミン化粧板、ポリエステル樹脂塗装など、化粧
層で膨張黒鉛の表面を被覆するようにしてもよく、この
場合には複合材をそのまま化粧部材として使用すること
ができる。さらに、基材として木質板を用いる場合は基
材に難燃化剤を塗布または含浸したり、あるいは膨張黒
鉛のシートを基材に接着する樹脂に難燃化剤を混合した
りして、耐火性を一層高めるようにするのが好ましい。
以下本発明を実施例によって例証する。 実施例１ 天然鱗片状黒鉛を濃硫酸と濃硝酸との混酸で処理した
のちに、水洗・脱水をおこなって過剰な酸及び黒鉛の表
面に吸着している酸を除き、次いでこれを800℃の炉中
で高温急加熱処理して膨張黒鉛を調製し、これをロール
で加圧することによって厚み0.4mmの膨張黒鉛のシート
を成形した。 この膨張黒鉛のシートの片面にレゾール型フェノール
樹脂（リグナイト株式会社製Ｌ−3036）を100g/m2の塗
布量で塗布し、400×350mmの大きさの枠体で形成される
フォーミングボックス内に樹脂塗布面が上になるように
膨張黒鉛のシートを敷き、フォーミングボックス内にお
いてこの膨張黒鉛シートの上にイソシアネート系接着剤
を噴霧塗布した後述の比較例１と同じパーティクル1600
gを均一な厚みに散布し、さらにこの上に上記と同様に
樹脂を塗布した膨張黒鉛のシートを樹脂塗布面が下にな
るようにして重ねた。この後にフォーミングボックスを
外して得られるフォーミングマットを160℃、25kgf/cm2
の条件で15分間加熱加圧成形することによって、パーテ
ィクルボードの両面に膨張黒鉛のシートを積層した、全
体の厚みが20mmで全体の密度が0.61g/cm3の木質系耐火
性複合材を得た。 実施例２ 膨張黒鉛のシートに塗布する接着剤樹脂としてレゾー
ル型フェノール樹脂に変えてパーティクルボードの製造
に使用するイソシアネート系接着剤を用いると共に塗布
量を120g/m2に設定し、さらにパーティクルボードの成
形の際の加熱条件と成形時間を160℃、12分に変更した
他は、実施例１と同様にして、全体の厚みが20mmで全体
の密度が0.60g/cm3の木質系耐火性複合材を得た。 実施例３ 厚さ18mmのラワン合板の両面にそれぞれ、接着剤とし
てエポキシ変性フェノール樹脂（リグナイト株式会社製
Ｌ−4030）を100g/m2の塗布量で用いて、厚み0.35mmの
膨張黒鉛のシート（東洋炭素株式会社製可撓性黒鉛シー
トPF−35）を貼り付けることによって、全体の厚みが19
mmで全体の密度が0.59g/cm3の木質系耐火性複合材を得
た。 実施例４ 厚み1.5mmの膨張黒鉛のシート（東洋炭素株式会社製
可撓性黒鉛シートPF−150）の両面にエポキシ変性フェ
ノール樹脂（リグナイト株式会社製Ｌ−4030）を100g/m
2の塗布量で塗布し、この膨張黒鉛のシートの両面にそ
れぞれ厚さ9mmのラワン合板を接着することによって、
全体の厚みが21mmで全体の密度が0.56g/cm3の木質系耐
火性複合材を得た。 比較例１ ラワンを破砕して作成したパーティクル1520gをロー
タリーブレンダーに投入して撹拌しつつ、アセトンで希
釈したイソシアネート系接着剤（群栄化学工業株式会社
製UL−4800）200gを噴霧してパーティクルに接着剤を塗
布した。次ぎに400×350mmの大きさの枠体で形成される
フォーミングボックス内にこのパーティクル1680gを均
一な厚みで散布し、次いでフォーミングボックスを外し
て得られるフォーミングマットを160℃、25kgf/cm2の条
件で５分間加熱加圧成形することによって、全体の厚み
が20mmで全体の密度が0.62g/cm3のパーティクルボード
を得た。 比較例２ 厚さが18mmで密度が0.62g/cm3のラワン合板を比較例
２とした。 比較例３ 厚さが9mmのラワン合板をエポキシ樹脂接着剤（三井
石油化学工業株式会社製Ｒ−140;硬化剤Ｑ−692及びＱ
−693）で２枚貼り合わせたものを比較例３とした。 比較例４ 天然鱗片状黒鉛とレゾール型フェノール樹脂（リグナ
イト株式会社製Ｌ−3036）とを混練して、平均粒径が50
μでフェノール樹脂の含有量が40重量％の自硬化性黒鉛
粒体を調製し、そして400×350mmの大きさの枠体で形成
されるフォーミングボックス内にまず240gの自硬化性黒
鉛粒体を均一な厚みに散布し、次にこの上に比較例１と
同様に接着剤を塗布したパーティクル1105gを均一な厚
みに散布し、さらにこの上に240gの自硬化性黒鉛粒体を
均一な厚みに散布した。次いでフォーミングボックスを
外して得られるマットを160℃、25kgf/cm2の条件で15分
間加熱加圧成形することによって、パーティクルボード
の両面にそれぞれ厚みが0.4mmの黒鉛を含有する耐火層
を積層した木質系耐火性複合材を得た。 比較例５ 比較例４で調製した自硬化性黒鉛粉体を490g/m2の散
布量で均一に散布して150℃、25kg/cm2の条件で10分間
加熱することによって、厚み0.35mmの黒鉛を含有するシ
ートを作成した。そして厚さ18mmのラワン合板の両面に
それぞれ接着剤としてエポキシ変性フェノール樹脂（リ
グナイト株式会社製Ｌ−4030）を100g/m2の塗布量で塗
布し、ラワン合板の両面にこの黒鉛のシートを貼り付け
ることによって木質系耐火性複合材を得た。 上記実施例１〜３及び比較例１〜５のものについて耐
火性能の測定をおこなった。耐火性能の測定はJIS A 13
04に基づく加熱試験及び火炎貫通試験によっておこなっ
た。JIS A 1304に基づく加熱試験は、試験板の表面をJI
S A 1304に規定された標準加熱曲線に沿って一様に加熱
すると共に熱電対を用いて試験板の裏面の温度変化を測
定し、裏面温度が260℃に達するのに要する時間を求め
ることによっておこなった。また火炎貫通試験は、火炎
温度が1130〜1300℃、火炎長さが150mmの高温高速火炎
をバーナから100mm離して保持した試験板の表面に垂直
に当てた際に、試験板を燃え抜けて火炎が貫通するに要
する時間を求めることによっておこなった。結果を第１
表に示す。 表の結果、各実施例のものでは耐火性能等において各
比較例のものよりも優れていることが確認される。
のちに、水洗・脱水をおこなって過剰な酸及び黒鉛の表
面に吸着している酸を除き、次いでこれを800℃の炉中
で高温急加熱処理して膨張黒鉛を調製し、これをロール
で加圧することによって厚み0.4mmの膨張黒鉛のシート
を成形した。 この膨張黒鉛のシートの片面にレゾール型フェノール
樹脂（リグナイト株式会社製Ｌ−3036）を100g/m2の塗
布量で塗布し、400×350mmの大きさの枠体で形成される
フォーミングボックス内に樹脂塗布面が上になるように
膨張黒鉛のシートを敷き、フォーミングボックス内にお
いてこの膨張黒鉛シートの上にイソシアネート系接着剤
を噴霧塗布した後述の比較例１と同じパーティクル1600
gを均一な厚みに散布し、さらにこの上に上記と同様に
樹脂を塗布した膨張黒鉛のシートを樹脂塗布面が下にな
るようにして重ねた。この後にフォーミングボックスを
外して得られるフォーミングマットを160℃、25kgf/cm2
の条件で15分間加熱加圧成形することによって、パーテ
ィクルボードの両面に膨張黒鉛のシートを積層した、全
体の厚みが20mmで全体の密度が0.61g/cm3の木質系耐火
性複合材を得た。 実施例２ 膨張黒鉛のシートに塗布する接着剤樹脂としてレゾー
ル型フェノール樹脂に変えてパーティクルボードの製造
に使用するイソシアネート系接着剤を用いると共に塗布
量を120g/m2に設定し、さらにパーティクルボードの成
形の際の加熱条件と成形時間を160℃、12分に変更した
他は、実施例１と同様にして、全体の厚みが20mmで全体
の密度が0.60g/cm3の木質系耐火性複合材を得た。 実施例３ 厚さ18mmのラワン合板の両面にそれぞれ、接着剤とし
てエポキシ変性フェノール樹脂（リグナイト株式会社製
Ｌ−4030）を100g/m2の塗布量で用いて、厚み0.35mmの
膨張黒鉛のシート（東洋炭素株式会社製可撓性黒鉛シー
トPF−35）を貼り付けることによって、全体の厚みが19
mmで全体の密度が0.59g/cm3の木質系耐火性複合材を得
た。 実施例４ 厚み1.5mmの膨張黒鉛のシート（東洋炭素株式会社製
可撓性黒鉛シートPF−150）の両面にエポキシ変性フェ
ノール樹脂（リグナイト株式会社製Ｌ−4030）を100g/m
2の塗布量で塗布し、この膨張黒鉛のシートの両面にそ
れぞれ厚さ9mmのラワン合板を接着することによって、
全体の厚みが21mmで全体の密度が0.56g/cm3の木質系耐
火性複合材を得た。 比較例１ ラワンを破砕して作成したパーティクル1520gをロー
タリーブレンダーに投入して撹拌しつつ、アセトンで希
釈したイソシアネート系接着剤（群栄化学工業株式会社
製UL−4800）200gを噴霧してパーティクルに接着剤を塗
布した。次ぎに400×350mmの大きさの枠体で形成される
フォーミングボックス内にこのパーティクル1680gを均
一な厚みで散布し、次いでフォーミングボックスを外し
て得られるフォーミングマットを160℃、25kgf/cm2の条
件で５分間加熱加圧成形することによって、全体の厚み
が20mmで全体の密度が0.62g/cm3のパーティクルボード
を得た。 比較例２ 厚さが18mmで密度が0.62g/cm3のラワン合板を比較例
２とした。 比較例３ 厚さが9mmのラワン合板をエポキシ樹脂接着剤（三井
石油化学工業株式会社製Ｒ−140;硬化剤Ｑ−692及びＱ
−693）で２枚貼り合わせたものを比較例３とした。 比較例４ 天然鱗片状黒鉛とレゾール型フェノール樹脂（リグナ
イト株式会社製Ｌ−3036）とを混練して、平均粒径が50
μでフェノール樹脂の含有量が40重量％の自硬化性黒鉛
粒体を調製し、そして400×350mmの大きさの枠体で形成
されるフォーミングボックス内にまず240gの自硬化性黒
鉛粒体を均一な厚みに散布し、次にこの上に比較例１と
同様に接着剤を塗布したパーティクル1105gを均一な厚
みに散布し、さらにこの上に240gの自硬化性黒鉛粒体を
均一な厚みに散布した。次いでフォーミングボックスを
外して得られるマットを160℃、25kgf/cm2の条件で15分
間加熱加圧成形することによって、パーティクルボード
の両面にそれぞれ厚みが0.4mmの黒鉛を含有する耐火層
を積層した木質系耐火性複合材を得た。 比較例５ 比較例４で調製した自硬化性黒鉛粉体を490g/m2の散
布量で均一に散布して150℃、25kg/cm2の条件で10分間
加熱することによって、厚み0.35mmの黒鉛を含有するシ
ートを作成した。そして厚さ18mmのラワン合板の両面に
それぞれ接着剤としてエポキシ変性フェノール樹脂（リ
グナイト株式会社製Ｌ−4030）を100g/m2の塗布量で塗
布し、ラワン合板の両面にこの黒鉛のシートを貼り付け
ることによって木質系耐火性複合材を得た。 上記実施例１〜３及び比較例１〜５のものについて耐
火性能の測定をおこなった。耐火性能の測定はJIS A 13
04に基づく加熱試験及び火炎貫通試験によっておこなっ
た。JIS A 1304に基づく加熱試験は、試験板の表面をJI
S A 1304に規定された標準加熱曲線に沿って一様に加熱
すると共に熱電対を用いて試験板の裏面の温度変化を測
定し、裏面温度が260℃に達するのに要する時間を求め
ることによっておこなった。また火炎貫通試験は、火炎
温度が1130〜1300℃、火炎長さが150mmの高温高速火炎
をバーナから100mm離して保持した試験板の表面に垂直
に当てた際に、試験板を燃え抜けて火炎が貫通するに要
する時間を求めることによっておこなった。結果を第１
表に示す。 表の結果、各実施例のものでは耐火性能等において各
比較例のものよりも優れていることが確認される。
上述のように本発明に係る複合材は、基材に膨張黒鉛
のシートを積層して形成したので、膨張黒鉛のシートは
火炎の温度よりも融点が高い黒鉛が層状に重なったもの
であって火炎を確実に遮断することができ、火災時に火
炎が作用しても膨張黒鉛の層で火炎を遮断して基材が火
炎にさらされることを防止することができるものであ
り、しかも膨張黒鉛のシートは黒鉛を酸処理した後に加
熱して膨張化処理すると共にこれをバインダーを用いず
に加圧成形して作製されたものであるので、膨張黒鉛の
シートにおいては黒鉛による熱の面方向での伝導がバイ
ンダーで遮断されることなく良好であって、火炎が接触
する箇所から熱を複合材の全体に拡散させて熱の集中を
防止することができ、熱の集中による基材の発火等を防
止することができるものである。 また、膨張黒鉛のシートは面方向での寸法安定性が良
好で熱伸縮挙動が小さく、基材との間に熱伸縮の差で剥
離が生じたり、あるいは反り変形が生じたりするような
おそれがないものであり、しかも膨張黒鉛のシートは金
属材と比べて軽量で切断加工性もよく、基材として木質
材を用いるにあたって、木質材の軽量性や加工性などの
特性を損なうことがないものである。
のシートを積層して形成したので、膨張黒鉛のシートは
火炎の温度よりも融点が高い黒鉛が層状に重なったもの
であって火炎を確実に遮断することができ、火災時に火
炎が作用しても膨張黒鉛の層で火炎を遮断して基材が火
炎にさらされることを防止することができるものであ
り、しかも膨張黒鉛のシートは黒鉛を酸処理した後に加
熱して膨張化処理すると共にこれをバインダーを用いず
に加圧成形して作製されたものであるので、膨張黒鉛の
シートにおいては黒鉛による熱の面方向での伝導がバイ
ンダーで遮断されることなく良好であって、火炎が接触
する箇所から熱を複合材の全体に拡散させて熱の集中を
防止することができ、熱の集中による基材の発火等を防
止することができるものである。 また、膨張黒鉛のシートは面方向での寸法安定性が良
好で熱伸縮挙動が小さく、基材との間に熱伸縮の差で剥
離が生じたり、あるいは反り変形が生じたりするような
おそれがないものであり、しかも膨張黒鉛のシートは金
属材と比べて軽量で切断加工性もよく、基材として木質
材を用いるにあたって、木質材の軽量性や加工性などの
特性を損なうことがないものである。
第１図乃至第４図はそれぞれ本発明の各態様を示す断面
図である。 １は基材、２は膨張黒鉛のシートである。
図である。 １は基材、２は膨張黒鉛のシートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−242395（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−234232（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00
Claims (1)
- 【請求項１】木質材で形成される基材に、黒鉛を酸処理
した後に加熱して膨張化処理すると共にこれをバインダ
ーを用いずに加圧成形して作製された膨張黒鉛のシート
が積層されて成ることを特徴とする耐火性複合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153089A JP2887601B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 耐火性複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153089A JP2887601B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 耐火性複合材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02231135A JPH02231135A (ja) | 1990-09-13 |
| JP2887601B2 true JP2887601B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=12889576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5153089A Expired - Fee Related JP2887601B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 耐火性複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2887601B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5443894A (en) * | 1994-07-29 | 1995-08-22 | Ucar Carbon Technology Corporation | Fire retardant oriented strand board structure element |
| NL1026746C2 (nl) * | 2004-07-30 | 2006-02-06 | Opstalan B V | Dragerlaag samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal, werkwijze ter vervaardiging daarvan alsmede een wand-, gevel- en dakconstructie. |
| WO2006100730A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Kyosetu Corporation | 断熱材及びその製造方法 |
| US9233526B2 (en) | 2012-08-03 | 2016-01-12 | Productive Research Llc | Composites having improved interlayer adhesion and methods thereof |
| JP6099375B2 (ja) * | 2012-11-30 | 2017-03-22 | エスゲーエル カーボン ソシエタス ヨーロピアＳＧＬ Ｃａｒｂｏｎ ＳＥ | 膨張黒鉛の使用方法 |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP5153089A patent/JP2887601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02231135A (ja) | 1990-09-13 |
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