JP2966429B2 - 耐火材料 - Google Patents
耐火材料Info
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Description
本発明は、建築材等の表面に耐火層を形成させて火炎
から建築材等を保護するために用いられる耐火材料に関
するものである。
から建築材等を保護するために用いられる耐火材料に関
するものである。
建築材等を火炎から保護するための耐火材料として、
黒鉛粉末などの炭素粉末を用いることが本出願人等によ
って提案されている。この耐火材料は、炭素粉末を耐火
性充填材として含有すると共に樹脂をバインダーとして
含有して形成されているものであり、この耐火材料を成
形して建築材等の表面に耐火層として形成させることに
よって、建築材等に対する火炎の作用を耐火層で遮断
し、建築材等が火炎の作用で燃焼されて火災の規模が大
きくなったり類焼したりすることを防止するのである。 この耐火材料は、樹脂をバインダーとしているために
成形することによって耐火層の形成が容易であり、また
耐火性充填材として用いる炭素粉末の優れた耐火性によ
って火炎を遮断する効果が高い等の利点を有している。
黒鉛粉末などの炭素粉末を用いることが本出願人等によ
って提案されている。この耐火材料は、炭素粉末を耐火
性充填材として含有すると共に樹脂をバインダーとして
含有して形成されているものであり、この耐火材料を成
形して建築材等の表面に耐火層として形成させることに
よって、建築材等に対する火炎の作用を耐火層で遮断
し、建築材等が火炎の作用で燃焼されて火災の規模が大
きくなったり類焼したりすることを防止するのである。 この耐火材料は、樹脂をバインダーとしているために
成形することによって耐火層の形成が容易であり、また
耐火性充填材として用いる炭素粉末の優れた耐火性によ
って火炎を遮断する効果が高い等の利点を有している。
【発明が解決しようとする課題】 このものにあって、耐火層に火炎が作用することによ
って耐火層中のバインダー樹脂が炭化されることにな
り、このようにバインダー樹脂が炭化されるということ
は耐火層の断熱性が高まるという面等で望ましいことで
はある。しかし樹脂は炭化されると収縮するために、こ
の収縮によって耐火層にクラックが発生し、クラックに
よって生じる隙間の箇所から火炎が貫通して侵入するお
それがあるという問題があった。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、耐火
層にクラックが発生することを低減することができると
共に仮にクラックが発生しても火炎の侵入を防ぐことが
できる耐火材料を提供することを目的とするものであ
る。
って耐火層中のバインダー樹脂が炭化されることにな
り、このようにバインダー樹脂が炭化されるということ
は耐火層の断熱性が高まるという面等で望ましいことで
はある。しかし樹脂は炭化されると収縮するために、こ
の収縮によって耐火層にクラックが発生し、クラックに
よって生じる隙間の箇所から火炎が貫通して侵入するお
それがあるという問題があった。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、耐火
層にクラックが発生することを低減することができると
共に仮にクラックが発生しても火炎の侵入を防ぐことが
できる耐火材料を提供することを目的とするものであ
る。
本発明に係る耐火材料は、炭素粉末と膨張黒鉛粉末を
耐火性充填材として、樹脂をバインダーとしてそれぞれ
含有する耐火材料であって、樹脂原料を炭素粉末及び膨
張黒鉛粉末と混合させつつ反応させて調製される黒鉛・
膨張黒鉛・樹脂複合材によって形成されて成ることを特
徴とするものである。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明において耐火性充填材として用いる炭素粉末
は、炭素質の粉末であれば一般に使用することができる
ものであり、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラ
ック、コークス粉、木炭粉、籾殻炭などを使用すること
ができ、これらは一種単独でもあるいは複数種混合して
もいずれでも使用することができる。炭素粉末の粒径は
特に限定されるものではないが１〜200μｍ程度が好ま
しい。 耐火性充填材として用いる上記の炭素粉末の他に、膨
張黒鉛の粉末を配合することによって本発明に係る耐火
材料を得ることができる。この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、例えば濃硫酸と酸化剤の混合液などで
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800〜1000℃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、膨張黒鉛の粉末をそのまま圧縮すると分子間引力等
で結合するために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、一般にはシート状でガスケットや
パッキン等として使用されることが多いが、本発明では
シート状に成形する前の粉末の状態で膨張黒鉛を用いる
ものである。膨張黒鉛の粉末としては市販されているも
のをそのまま用いることができるが、その粒径は30〜80
0μｍ程度が好ましい。 またバインダーとして用いる樹脂は、特に限定される
ものではないが、加熱等することによって硬化する、す
なわち自硬化性を有する熱硬化性樹脂を使用するのが好
ましく、なかでもフェノール樹脂、メラミン樹脂、フラ
ン樹脂などが好適である。このバインダー樹脂は、炭素
粉末及び膨張黒鉛粉末の表面に付着させた自硬化性複合
材として用いるものである。自硬化性複合材を作成する
にあたって、熱硬化性樹脂の初期縮合物を調製する際に
同時にこの熱硬化性樹脂を炭素粉末及び膨張黒鉛粉末の
表面に付着させるようにしておこなうことができる。こ
れは本出願人によって特願昭61−191083号として提供さ
れている方法であり、例えばフェノール樹脂の初期縮合
物を調製するにあたって、反応容器にフェノール類とア
ルデヒド類とを触媒の存在下、炭素粉末及び膨張黒鉛粉
末と混合しつつ反応させることによって、炭素粉末及び
膨張黒鉛粉末の表面にフェノール樹脂を均一に付着さ
せ、そしてこれを濾別して乾燥することによって、球形
の粉粒体として自硬化性複合材を得ることができるもの
である。メラミン樹脂やフラン樹脂においてもこの方法
と同様にして自硬化性複合材を得ることができる。メラ
ミン樹脂の場合にはフェノール樹脂の場合と同様に球形
の粉粒体として自硬化性複合材を得ることができるが、
フラン樹脂の場合には一般的に球形の粉粒体に調製でき
ないので、凍結乾燥等して用いることになる。この自硬
化性複合材をそのまま本発明に係る耐火材料とすること
ができる。 炭素、特に黒鉛は一般的に樹脂と塗れが悪く、炭素粉
末や膨張黒鉛粉末と樹脂とをニーダーで混練して自硬化
性複合材を調製する場合には、炭素粉末や膨張黒鉛粉末
を均一に分散させることが難しいと共に多量のものを配
合することが難しいが、上記の方法のように熱硬化性樹
脂を合成する際に同時に炭素粉末や膨張黒鉛粉末を混合
して自硬化性複合材を調製する場合にはこのような問題
はなく、炭素粉末や膨張黒鉛粉末を均一に分散させると
共に多量の炭素粉末や膨張黒鉛粉末を配合した自硬化性
複合材を容易に調製することができる。耐火性を十分に
得るためには、耐火材料中の炭素粉末（膨張黒鉛粉末も
含む）の含有率が30重量％以上であることが好ましい。
尚、黒鉛の他に必要に応じてアルミナ、マグネシアなど
の粉粒体を配合することができ、さらに補強材や増量材
などとして繊維状のものや軽量骨材等を添加することも
できる。 上記のようにして得た耐火材料を加熱加圧成形してバ
インダー樹脂を硬化させることによって、シート状（薄
板状）等の任意の形態の耐火層を成形することができる
ものである。またこの耐火材料を用いて建築材などの基
材の表面に耐火層を形成するには、例えば次のようにし
ておこなうことができる。まず第１の方法は、基材の表
面に耐火材料を均一な厚みで散布したのちに加熱加圧成
形することによって、耐火層を基材の表面に一体的に積
層する方法であり、第２の方法は、耐火材料を均一に散
布してこれを50〜100℃程度に加熱したロール等で加圧
することによってバインダー樹脂を部分的に付着させて
シート材を作成し、そしてこのシート材を基材の表面に
重ねて加熱加圧成形することによって、基材の表面に耐
火層を一体的に積層する方法である。さらに、木片セメ
ント板やパーティクルボードなどを製造する際に同時に
耐火層を形成することもできる。すなわち、木片と接着
剤やセメントなどとを混練したフォーミングマットの表
面に耐火材料やあるいはそのシートを配し、そしてこれ
を加熱加圧成形することによって、木片セメント板やパ
ーティクルボードなどの製板と同時にその表面に耐火層
を一体的に積層することができるのである。 上記のように本発明の耐火材料で形成される耐火層に
あって、火災時に火炎が作用しても炭素粉末及び膨張黒
鉛粉末によって火炎を遮断して建築材などの基材が火炎
にさらされることを防止することができるものである。
また耐火層に含有されるバインダー樹脂が火炎の作用で
燃焼されると炭化されて炭化層が形成され、この炭化層
が断熱材となって基材に高温が作用することを防止する
ことができるものである。そしてこのように耐火層に火
炎が作用して耐火層中のバインダー樹脂が炭化されると
樹脂は収縮するが、耐火層に配合されている膨張黒鉛が
火炎の高温の作用で膨張し、樹脂の収縮に伴って耐火層
が収縮することを防止することができる。従って耐火層
が収縮することによって発生するクラックを防ぐことが
できるものであり、クラックの部分から火炎が耐火層を
通過して侵入することを防ぐことができるものである。
膨張黒鉛粉末はアスペクト比が大きいために、膨張黒鉛
自体の形態で耐火層が収縮したりクラックが発生したり
することを抑制することができるものである。また、仮
に耐火層にクラックが発生しても、膨張黒鉛によって耐
火層は膨張しているために、クラックによって生じる隙
間がこの膨張で塞がれることになり、クラックの部分か
ら火炎が侵入することを防ぐことができるものである。
このように膨張黒鉛は、バインダー樹脂が炭化収縮して
も耐火層を収縮させないようにするために用いられるも
のであり、従って膨張黒鉛粉末の配合量はバインダー樹
脂100重量部に対して５重量部以上に設定する必要があ
る。上限は特に規定されないが実用的には150重量部程
度である。
耐火性充填材として、樹脂をバインダーとしてそれぞれ
含有する耐火材料であって、樹脂原料を炭素粉末及び膨
張黒鉛粉末と混合させつつ反応させて調製される黒鉛・
膨張黒鉛・樹脂複合材によって形成されて成ることを特
徴とするものである。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明において耐火性充填材として用いる炭素粉末
は、炭素質の粉末であれば一般に使用することができる
ものであり、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラ
ック、コークス粉、木炭粉、籾殻炭などを使用すること
ができ、これらは一種単独でもあるいは複数種混合して
もいずれでも使用することができる。炭素粉末の粒径は
特に限定されるものではないが１〜200μｍ程度が好ま
しい。 耐火性充填材として用いる上記の炭素粉末の他に、膨
張黒鉛の粉末を配合することによって本発明に係る耐火
材料を得ることができる。この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、例えば濃硫酸と酸化剤の混合液などで
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800〜1000℃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、膨張黒鉛の粉末をそのまま圧縮すると分子間引力等
で結合するために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、一般にはシート状でガスケットや
パッキン等として使用されることが多いが、本発明では
シート状に成形する前の粉末の状態で膨張黒鉛を用いる
ものである。膨張黒鉛の粉末としては市販されているも
のをそのまま用いることができるが、その粒径は30〜80
0μｍ程度が好ましい。 またバインダーとして用いる樹脂は、特に限定される
ものではないが、加熱等することによって硬化する、す
なわち自硬化性を有する熱硬化性樹脂を使用するのが好
ましく、なかでもフェノール樹脂、メラミン樹脂、フラ
ン樹脂などが好適である。このバインダー樹脂は、炭素
粉末及び膨張黒鉛粉末の表面に付着させた自硬化性複合
材として用いるものである。自硬化性複合材を作成する
にあたって、熱硬化性樹脂の初期縮合物を調製する際に
同時にこの熱硬化性樹脂を炭素粉末及び膨張黒鉛粉末の
表面に付着させるようにしておこなうことができる。こ
れは本出願人によって特願昭61−191083号として提供さ
れている方法であり、例えばフェノール樹脂の初期縮合
物を調製するにあたって、反応容器にフェノール類とア
ルデヒド類とを触媒の存在下、炭素粉末及び膨張黒鉛粉
末と混合しつつ反応させることによって、炭素粉末及び
膨張黒鉛粉末の表面にフェノール樹脂を均一に付着さ
せ、そしてこれを濾別して乾燥することによって、球形
の粉粒体として自硬化性複合材を得ることができるもの
である。メラミン樹脂やフラン樹脂においてもこの方法
と同様にして自硬化性複合材を得ることができる。メラ
ミン樹脂の場合にはフェノール樹脂の場合と同様に球形
の粉粒体として自硬化性複合材を得ることができるが、
フラン樹脂の場合には一般的に球形の粉粒体に調製でき
ないので、凍結乾燥等して用いることになる。この自硬
化性複合材をそのまま本発明に係る耐火材料とすること
ができる。 炭素、特に黒鉛は一般的に樹脂と塗れが悪く、炭素粉
末や膨張黒鉛粉末と樹脂とをニーダーで混練して自硬化
性複合材を調製する場合には、炭素粉末や膨張黒鉛粉末
を均一に分散させることが難しいと共に多量のものを配
合することが難しいが、上記の方法のように熱硬化性樹
脂を合成する際に同時に炭素粉末や膨張黒鉛粉末を混合
して自硬化性複合材を調製する場合にはこのような問題
はなく、炭素粉末や膨張黒鉛粉末を均一に分散させると
共に多量の炭素粉末や膨張黒鉛粉末を配合した自硬化性
複合材を容易に調製することができる。耐火性を十分に
得るためには、耐火材料中の炭素粉末（膨張黒鉛粉末も
含む）の含有率が30重量％以上であることが好ましい。
尚、黒鉛の他に必要に応じてアルミナ、マグネシアなど
の粉粒体を配合することができ、さらに補強材や増量材
などとして繊維状のものや軽量骨材等を添加することも
できる。 上記のようにして得た耐火材料を加熱加圧成形してバ
インダー樹脂を硬化させることによって、シート状（薄
板状）等の任意の形態の耐火層を成形することができる
ものである。またこの耐火材料を用いて建築材などの基
材の表面に耐火層を形成するには、例えば次のようにし
ておこなうことができる。まず第１の方法は、基材の表
面に耐火材料を均一な厚みで散布したのちに加熱加圧成
形することによって、耐火層を基材の表面に一体的に積
層する方法であり、第２の方法は、耐火材料を均一に散
布してこれを50〜100℃程度に加熱したロール等で加圧
することによってバインダー樹脂を部分的に付着させて
シート材を作成し、そしてこのシート材を基材の表面に
重ねて加熱加圧成形することによって、基材の表面に耐
火層を一体的に積層する方法である。さらに、木片セメ
ント板やパーティクルボードなどを製造する際に同時に
耐火層を形成することもできる。すなわち、木片と接着
剤やセメントなどとを混練したフォーミングマットの表
面に耐火材料やあるいはそのシートを配し、そしてこれ
を加熱加圧成形することによって、木片セメント板やパ
ーティクルボードなどの製板と同時にその表面に耐火層
を一体的に積層することができるのである。 上記のように本発明の耐火材料で形成される耐火層に
あって、火災時に火炎が作用しても炭素粉末及び膨張黒
鉛粉末によって火炎を遮断して建築材などの基材が火炎
にさらされることを防止することができるものである。
また耐火層に含有されるバインダー樹脂が火炎の作用で
燃焼されると炭化されて炭化層が形成され、この炭化層
が断熱材となって基材に高温が作用することを防止する
ことができるものである。そしてこのように耐火層に火
炎が作用して耐火層中のバインダー樹脂が炭化されると
樹脂は収縮するが、耐火層に配合されている膨張黒鉛が
火炎の高温の作用で膨張し、樹脂の収縮に伴って耐火層
が収縮することを防止することができる。従って耐火層
が収縮することによって発生するクラックを防ぐことが
できるものであり、クラックの部分から火炎が耐火層を
通過して侵入することを防ぐことができるものである。
膨張黒鉛粉末はアスペクト比が大きいために、膨張黒鉛
自体の形態で耐火層が収縮したりクラックが発生したり
することを抑制することができるものである。また、仮
に耐火層にクラックが発生しても、膨張黒鉛によって耐
火層は膨張しているために、クラックによって生じる隙
間がこの膨張で塞がれることになり、クラックの部分か
ら火炎が侵入することを防ぐことができるものである。
このように膨張黒鉛は、バインダー樹脂が炭化収縮して
も耐火層を収縮させないようにするために用いられるも
のであり、従って膨張黒鉛粉末の配合量はバインダー樹
脂100重量部に対して５重量部以上に設定する必要があ
る。上限は特に規定されないが実用的には150重量部程
度である。
次に本発明を実施例と比較例によって例証する。 比較例１ 反応容器にフェノールを770重量部、37％ホルマリン
を1328重量部、ヘキサメチレンテトラミンを80重量部仕
込み、さらに平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛粉末を1362
重量部仕込み、これを混合攪拌しつつ60分を要して90℃
まで昇温し、そのまま３時間反応をおこなった。これを
冷却後、濾別して乾燥することによって、球形の黒鉛・
フェノール樹脂自硬化性複合材を得た。この自硬化性複
合材は平均粒径が130μｍであり、黒鉛粉末の含有率は6
5重量％であった。この黒鉛・フェノール樹脂自硬化性
複合材を耐火材料とした。 実施例１ 比較例１において鱗片状黒鉛粉末1362重量部の替わり
に、鱗片状黒鉛粉末1226重量部と、見掛け密度が0.06g/
cc、粒度範囲が100〜600μｍの膨張黒鉛粉末（日本黒鉛
工業株式会社製EXP−Ｐ）136重量部とを用いるように
し、あとは比較例１と同様に反応をおこなって、球形の
黒鉛・フェノール樹脂自硬化性複合材を得た。この自硬
化性複合材は平均粒径が130μｍであり、黒鉛粉末の含
有率は58重量％、膨張黒鉛粉末の含有率は６重量％であ
った。この黒鉛・フェノール樹脂自硬化性複合材を耐火
材料とした。 比較例２ 平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛粉末742重量部をニー
ダーに入れ、これに固形レゾール型フェノール樹脂の65
％メタノール溶液615重量部を加え、これを30分間混練
した。この混練の後に風乾をおこなってメタノールを飛
散させ、次いで45℃にセットした乾燥機中に入れて２時
間乾燥し、さらに粗粉砕機で粉砕して、黒鉛・フェノー
ル樹脂自硬化性複合材を得た。この自硬化性複合材は粒
径が1mmアンダーであり、黒鉛粉末の含有率は65重量％
であった。この黒鉛・フェノール樹脂自硬化性複合材を
耐火材料とした。 比較例３ 反応容器に平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛を1100重量
部、フルフリルアルコールを980重量部、37％ホルマリ
ンを405重量部、水を500重量部、さらに反応触媒として
10％リン酸水溶液を30重量部仕込み、これを混合攪拌し
ながら還流下で180分間反応をおこなった。このものを
冷却後水を分離したのちに冷凍乾燥をおこない、若干粘
着性のある黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を得た。こ
の自硬化性複合材は黒鉛粉末の含有率が61.8重量％であ
った。この黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を耐火材料
とした。 実施例２ 比較例３において鱗片状黒鉛粉末1000重量部の替わり
に、鱗片状黒鉛粉末900重量部と実施例１と同じ膨張黒
鉛粉末100重量部とを用いるようにし、あとは比較例３
と同様に反応させて黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を
得た。この自硬化性複合材は黒鉛粉末の含有率が62.5重
量％、膨張黒鉛粉末の含有率が6.3重量％であった。こ
の黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を耐火材料とした。 比較例４ 反応容器に平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛を1100重量
部、メラミンを750重量部、37％ホルマリンを960重量
部、水を1150重量部、さらに反応触媒としてギ酸を110
重量部仕込み、約30分を要して70℃まで昇温させてその
まま240分間反応おこなわせた。これを冷却後濾別して
乾燥をおこなうことによって、球形の黒鉛・メラミン樹
脂自硬化性複合材を得た。この自硬化性複合材は平均粒
径が280μｍであり、黒鉛粉末の含有率は58.5重量％で
あった。この黒鉛・メラミン樹脂自硬化性複合材を耐火
材料とした。 実施例３ 比較例４において鱗片状黒鉛粉末1000重量部の替わり
に、鱗片状黒鉛粉末850重量部と実施例１と同じ膨張黒
鉛粉末150重量部とを用いるようにし、あとは比較例４
と同様に反応させて黒鉛・メラミン樹脂自硬化性複合材
を得た。この自硬化性複合材は平均粒径が320μｍであ
り、黒鉛粉末の含有率が61.1重量％、膨張黒鉛粉末の含
有率が9.2重量％であった。この黒鉛・メラミン樹脂自
硬化性複合材を耐火材料とした。 上記のようにして得た各実施例及び各比較例の耐火材
料を、160℃に予熱した縦×横＝100mm×100mmの金型に
充填し、10分間加熱加圧することによって硬化させ、耐
火層として使用される３〜4mm厚の板を成形した。 この板について火炎貫通試験をおこなった。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ーから100mm離して保持した板の
表面中央に垂直に当てた際に、板を燃え抜けて火炎が貫
通するのに要する時間、又はクラックが発生して火炎が
貫通するのに要する時間を求めることによっておこなっ
た。また各板の重量減量及び板の収縮率を測定した。こ
れらは火炎貫通試験の前と後との比較で算出したもので
ある。これらの結果を第１表に示す。 第１表にみられるように、膨張黒鉛粉末を配合しない
各比較例のものは、火炎が作用した箇所においてクラッ
クが発生して短時間で火炎が貫通したが、膨張黒鉛粉末
を配合した各実施例のものは、クラックが発生せず長時
間に亘って火炎を遮断できることが確認される。
を1328重量部、ヘキサメチレンテトラミンを80重量部仕
込み、さらに平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛粉末を1362
重量部仕込み、これを混合攪拌しつつ60分を要して90℃
まで昇温し、そのまま３時間反応をおこなった。これを
冷却後、濾別して乾燥することによって、球形の黒鉛・
フェノール樹脂自硬化性複合材を得た。この自硬化性複
合材は平均粒径が130μｍであり、黒鉛粉末の含有率は6
5重量％であった。この黒鉛・フェノール樹脂自硬化性
複合材を耐火材料とした。 実施例１ 比較例１において鱗片状黒鉛粉末1362重量部の替わり
に、鱗片状黒鉛粉末1226重量部と、見掛け密度が0.06g/
cc、粒度範囲が100〜600μｍの膨張黒鉛粉末（日本黒鉛
工業株式会社製EXP−Ｐ）136重量部とを用いるように
し、あとは比較例１と同様に反応をおこなって、球形の
黒鉛・フェノール樹脂自硬化性複合材を得た。この自硬
化性複合材は平均粒径が130μｍであり、黒鉛粉末の含
有率は58重量％、膨張黒鉛粉末の含有率は６重量％であ
った。この黒鉛・フェノール樹脂自硬化性複合材を耐火
材料とした。 比較例２ 平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛粉末742重量部をニー
ダーに入れ、これに固形レゾール型フェノール樹脂の65
％メタノール溶液615重量部を加え、これを30分間混練
した。この混練の後に風乾をおこなってメタノールを飛
散させ、次いで45℃にセットした乾燥機中に入れて２時
間乾燥し、さらに粗粉砕機で粉砕して、黒鉛・フェノー
ル樹脂自硬化性複合材を得た。この自硬化性複合材は粒
径が1mmアンダーであり、黒鉛粉末の含有率は65重量％
であった。この黒鉛・フェノール樹脂自硬化性複合材を
耐火材料とした。 比較例３ 反応容器に平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛を1100重量
部、フルフリルアルコールを980重量部、37％ホルマリ
ンを405重量部、水を500重量部、さらに反応触媒として
10％リン酸水溶液を30重量部仕込み、これを混合攪拌し
ながら還流下で180分間反応をおこなった。このものを
冷却後水を分離したのちに冷凍乾燥をおこない、若干粘
着性のある黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を得た。こ
の自硬化性複合材は黒鉛粉末の含有率が61.8重量％であ
った。この黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を耐火材料
とした。 実施例２ 比較例３において鱗片状黒鉛粉末1000重量部の替わり
に、鱗片状黒鉛粉末900重量部と実施例１と同じ膨張黒
鉛粉末100重量部とを用いるようにし、あとは比較例３
と同様に反応させて黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を
得た。この自硬化性複合材は黒鉛粉末の含有率が62.5重
量％、膨張黒鉛粉末の含有率が6.3重量％であった。こ
の黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を耐火材料とした。 比較例４ 反応容器に平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛を1100重量
部、メラミンを750重量部、37％ホルマリンを960重量
部、水を1150重量部、さらに反応触媒としてギ酸を110
重量部仕込み、約30分を要して70℃まで昇温させてその
まま240分間反応おこなわせた。これを冷却後濾別して
乾燥をおこなうことによって、球形の黒鉛・メラミン樹
脂自硬化性複合材を得た。この自硬化性複合材は平均粒
径が280μｍであり、黒鉛粉末の含有率は58.5重量％で
あった。この黒鉛・メラミン樹脂自硬化性複合材を耐火
材料とした。 実施例３ 比較例４において鱗片状黒鉛粉末1000重量部の替わり
に、鱗片状黒鉛粉末850重量部と実施例１と同じ膨張黒
鉛粉末150重量部とを用いるようにし、あとは比較例４
と同様に反応させて黒鉛・メラミン樹脂自硬化性複合材
を得た。この自硬化性複合材は平均粒径が320μｍであ
り、黒鉛粉末の含有率が61.1重量％、膨張黒鉛粉末の含
有率が9.2重量％であった。この黒鉛・メラミン樹脂自
硬化性複合材を耐火材料とした。 上記のようにして得た各実施例及び各比較例の耐火材
料を、160℃に予熱した縦×横＝100mm×100mmの金型に
充填し、10分間加熱加圧することによって硬化させ、耐
火層として使用される３〜4mm厚の板を成形した。 この板について火炎貫通試験をおこなった。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ーから100mm離して保持した板の
表面中央に垂直に当てた際に、板を燃え抜けて火炎が貫
通するのに要する時間、又はクラックが発生して火炎が
貫通するのに要する時間を求めることによっておこなっ
た。また各板の重量減量及び板の収縮率を測定した。こ
れらは火炎貫通試験の前と後との比較で算出したもので
ある。これらの結果を第１表に示す。 第１表にみられるように、膨張黒鉛粉末を配合しない
各比較例のものは、火炎が作用した箇所においてクラッ
クが発生して短時間で火炎が貫通したが、膨張黒鉛粉末
を配合した各実施例のものは、クラックが発生せず長時
間に亘って火炎を遮断できることが確認される。
上述のように本発明は、炭素粉末を耐火性充填材とし
て、樹脂をバインダーとしてそれぞれ含有する耐火材料
において、これに膨張黒鉛粉末を配合するようにしたの
で、この耐火材料を成形して形成される耐火層に火炎が
作用して耐火層中のバインダー樹脂が炭化収縮しても、
耐火層に配合されている膨張黒鉛が火炎の高温の作用で
膨張し、しかも膨張黒鉛自体の高いアスペクト比を有す
る形態で、樹脂の収縮に伴って耐火層が収縮してクラッ
クガ発生することを防止することができるものであっ
て、クラックを通過して火炎が貫通侵入することを防ぐ
ことができるものであり、また仮に耐火層にクラックが
発生しても、膨張黒鉛の膨張によってクラックの部分に
生じる隙間は塞がれることになり、クラックの部分から
火炎が貫通侵入することを防ぐことができるものであ
る。 また請求項１の発明は、樹脂原料を炭素粉末及び膨張
黒鉛粉末と混合させつつ反応させて調製される黒鉛・膨
張黒鉛・樹脂複合材によって耐火材料を形成するように
したので、炭素粉末及び膨張黒鉛を均一に分散させるこ
とができ、耐火材料の耐火性能を高く得ることができる
ものである。
て、樹脂をバインダーとしてそれぞれ含有する耐火材料
において、これに膨張黒鉛粉末を配合するようにしたの
で、この耐火材料を成形して形成される耐火層に火炎が
作用して耐火層中のバインダー樹脂が炭化収縮しても、
耐火層に配合されている膨張黒鉛が火炎の高温の作用で
膨張し、しかも膨張黒鉛自体の高いアスペクト比を有す
る形態で、樹脂の収縮に伴って耐火層が収縮してクラッ
クガ発生することを防止することができるものであっ
て、クラックを通過して火炎が貫通侵入することを防ぐ
ことができるものであり、また仮に耐火層にクラックが
発生しても、膨張黒鉛の膨張によってクラックの部分に
生じる隙間は塞がれることになり、クラックの部分から
火炎が貫通侵入することを防ぐことができるものであ
る。 また請求項１の発明は、樹脂原料を炭素粉末及び膨張
黒鉛粉末と混合させつつ反応させて調製される黒鉛・膨
張黒鉛・樹脂複合材によって耐火材料を形成するように
したので、炭素粉末及び膨張黒鉛を均一に分散させるこ
とができ、耐火材料の耐火性能を高く得ることができる
ものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川井 秀一 京都府京都市伏見区深草谷口町70―35 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09K 21/02 C08K 3/04 C08L 101/00 E04B 1/94
Claims (2)
- 【請求項１】炭素粉末と膨張黒鉛粉末を耐火性充填材と
して、樹脂をバインダーとしてそれぞれ含有する耐火材
料であって、樹脂原料を炭素粉末及び膨張黒鉛粉末と混
合させつつ反応させて調製される黒鉛・膨張黒鉛・樹脂
複合材によって形成されて成ることを特徴とする耐火材
料。 - 【請求項２】バインダー樹脂100重量部に対して膨張黒
鉛粉末が５重量部以上配合されて成ることを特徴とする
請求項１記載の耐火材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1135288A JP2966429B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 耐火材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1135288A JP2966429B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 耐火材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03793A JPH03793A (ja) | 1991-01-07 |
| JP2966429B2 true JP2966429B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=15148195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1135288A Expired - Lifetime JP2966429B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 耐火材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966429B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190051190A (ko) * | 2017-11-06 | 2019-05-15 | (주)유송엔지니어링 | 단열재용 시멘트계 바탕조정재 조성물 및 이를 포함하는 단열재용 시멘트계 바탕조정재 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3013238B2 (ja) * | 1997-07-03 | 2000-02-28 | 日本シャフト株式会社 | パタークラブ |
| ES2324423T3 (es) * | 2006-05-04 | 2009-08-06 | Sgl Carbon Se | Material compuesto resistente a altas temperaturas. |
| DE102009055442A1 (de) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | Sgl Carbon Se, 65203 | Graphithaltige Platte und Verfahren zur Herstellung einer graphithaltigen Platte |
| JP5829827B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-12-09 | 積水化学工業株式会社 | 反応硬化型熱膨張性樹脂組成物 |
| WO2019087258A1 (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-09 | 日立化成株式会社 | 樹脂組成物、硬化物、成形体及びその製造方法、並びに、フィルムコンデンサ及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53139400A (en) * | 1977-05-11 | 1978-12-05 | Minnesota Mining & Mfg | Combined flame retarder |
| JPS63132993A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-04 | Hitachi Cable Ltd | 防火組成物 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0621140B2 (ja) * | 1986-08-14 | 1994-03-23 | リグナイト株式会社 | 黒鉛・フエノ−ル樹脂粒状物の製造方法 |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP1135288A patent/JP2966429B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53139400A (en) * | 1977-05-11 | 1978-12-05 | Minnesota Mining & Mfg | Combined flame retarder |
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| KR20190051190A (ko) * | 2017-11-06 | 2019-05-15 | (주)유송엔지니어링 | 단열재용 시멘트계 바탕조정재 조성물 및 이를 포함하는 단열재용 시멘트계 바탕조정재 |
| KR101989927B1 (ko) | 2017-11-06 | 2019-06-17 | (주)유송엔지니어링 | 단열재용 시멘트계 바탕조정재 조성물 및 이를 포함하는 단열재용 시멘트계 바탕조정재 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03793A (ja) | 1991-01-07 |
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