JP4146571B2 - 耐火構成体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、壁、梁、柱等の耐火構成体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築材料の分野においては、従来から、耐火性が重要な意味をもっている。
即ち、それ自体が燃えにくく断熱性に優れ、さらには火炎を裏面に回すことがない性質が要求される。耐火性の試験方法としては、壁の場合、表面を１０００℃程度に加熱した場合の裏面の温度を測定する方法があり、建築材料においては、裏面の温度が２６０℃よりも低くなることが要求される。
また、梁、柱等の鉄骨構造材の場合には、耐火試験の際に鋼材の平均温度が３５０℃以下であることが要求される。
【０００３】
このような耐火性に優れた外壁材として、ＡＬＣ板、ＰＣ板等が挙げられるが、これらの材料が上記耐火性能（裏面温度２６０℃以下）を満たすためには、その外壁材の厚みが厚く、重量も大きいため施工性を含めた取扱いが困難であった。また、鉄骨構造材の耐火被覆としてロックウール吹きつけが挙げられるが、これも厚みが厚く、しかも施工に技術が必要であり、更に辺りが非常に汚れるという問題がある。また、樹脂成分をバインダーとした各種膨張材料を耐火材料として用いる場合、樹脂成分及び有機成分は、本質的に燃焼又は溶融する性質を有するので、いかに長時間このような状態にならないか、含有される無機成分が、いかに長時間脱落しないか等が問題となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記に鑑み、厚みが薄いため施工性が優れ、しかも耐火膨張層の燃焼残渣が十分な形状保持能力を有することにより、顕著な耐火性能を発現する耐火構成体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明（以下、第１発明という）である耐火構成体は、不燃性材料からなる層（Ａ）と、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【０００６】
上記耐火膨張層（Ｂ）は、エポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる樹脂組成物より構成される。
【０００７】
上記エポキシ樹脂は、特に限定されず、エポキシ基をもつモノマーと硬化剤との反応により得られるものが用いられる。
上記エポキシ基をもつモノマーとしては、例えば、２官能のグリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、多官能のグリシジルエーテル型等のモノマーが挙げられる。上記エポキシ樹脂の硬化方法としては、特に限定されず、従来公知の方法が用いられる。
【０００８】
上記２官能のグリシジルエーテル型のモノマーとしては、例えば、ポリエチレングリコール系、ポリプロピレングリコール系、ネオペンチルグリコール系、１，６−ヘキサンジオール系、トリメチロールプロパン系、プロピレンオキサイド−ビスフェノールＡ系、水添ビスフェノールＡ系等のモノマーが挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【０００９】
上記グリシジルエステル型のモノマーとしては、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸系、テトラヒドロ無水フタル酸系、ダイマー酸系、ｐ−オキシ安息香酸系等のモノマーが挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１０】
上記多官能のグリシジルエーテル型のモノマーとしては、例えば、フェノールノボラック系、ｏ−クレゾールノボラック系、ＤＰＰノボラック系、ジシクロペンタジエン・フェノール系等のモノマーが挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１１】
上記硬化剤としては、例えば、ポリアミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメルカプタン等の重附加型；三級アミン、イミダゾール類、ルイス酸錯体等の触媒型などが用いられる。
【００１２】
上記エポキシ樹脂には、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の樹脂が添加されてもよい。その他の樹脂の添加量は、エポキシ樹脂（エポキシモノマー＋硬化剤）に対して重量比で５倍までが好ましい。
【００１３】
上記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類；下記一般式（１）で表される化合物等が挙げられる。これらのうち、耐火性の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム類、及び、下記一般式（１）で表される化合物が好ましく、性能、安全性、コスト等の点から、ポリリン酸アンモニウム類がより好ましい。
【００１４】
【化１】
【００１５】
式中、Ｒ1 、Ｒ3 は、水素、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数６〜１６のアリール基を表す。Ｒ2 は、水酸基、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、炭素数６〜１６のアリール基、又は、炭素数６〜１６のアリールオキシ基を表す。
【００１６】
上記赤リンは、少量の添加で難燃効果が向上する。上記赤リンとしては、市販の赤リンを用いることができるが、耐湿性、混練時に自然発火しない等の安全性の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティングしたもの等が好適に用いられる。
【００１７】
上記ポリリン酸アンモニウム類としては、特に限定されず、例えば、ポリリン酸アンモニウム、メラミン変性ポリリン酸アンモニウム等が挙げられるが、難燃性、安全性、コスト等の点からポリリン酸アンモニウムが好適に用いられる。
市販品としては、例えば、ヘキスト社製「ＡＰ４２２」、「ＡＰ４６２」；住友化学社製「スミセーフＰ」；チッソ社製「テラージュＣ６０」、「テラージュＣ７０」、「テラージュＣ８０」等が挙げられる。
【００１８】
上記一般式（１）で表される化合物としては特に限定されず、例えば、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジエチル、エチルホスホン酸、プロピルホスホン酸、ブチルホスホン酸、２−メチルプロピルホスホン酸、ｔ−ブチルホスホン酸、２，３−ジメチル−ブチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ジオクチルフェニルホスホネート、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホスフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス（４−メトキシフェニル）ホスフィン酸等が挙げられる。上記リン化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１９】
上記中和処理された熱膨張性黒鉛とは、従来公知の物質である熱膨張性黒鉛を中和処理したものである。上記熱膨張性黒鉛は、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、過酸化水素等の強酸化剤とで処理することにより生成するグラファイト層間化合物であり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物である。
【００２０】
上述のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、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中和されることにより、上記中和処理された熱膨張性黒鉛が得られる。
【００２１】
上記脂肪族低級アミンとしては特に限定されず、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等が挙げられる。
【００２２】
上記アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、特に限定されず、例えば、カリウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩等が挙げられる。
【００２３】
上記中和処理された熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、日本化成社製「ＣＡ−６０Ｓ」、東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」、ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ＃１６０」、「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ＃２２０」等が挙げられる。
【００２４】
上記中和処理された熱膨張性黒鉛の粒度は、２０〜２００メッシュが好ましい。粒度が２００メッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さく、所定の耐火断熱層が得られず、粒度が２０メッシュより大きくなると、黒鉛の膨張度が大きいという利点はあるが、樹脂と混練する際に分散性が悪くなり、物性の低下が避けられない。
【００２５】
上記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、フェライト類等の金属酸化物；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含水無機物；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；硫酸カルシウム、石膏繊維、けい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、窒化けい素、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「ＭＯＳ」（商品名）、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化けい素、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、脱水汚泥などが挙げられる。これらは、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２６】
一般的に、上記無機充填剤は、骨材的な働きをすることから、燃焼後の残渣強度の向上や熱容量の増大に寄与すると考えられる。上記無機充填剤は、単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００２７】
上記無機充填剤の粒径としては、０．５〜１００μｍのものが使用でき、より好ましくは、１〜５０μｍである。
また、粒径の大きい無機充填剤と粒径の小さいものを組み合わせて使用することがより好ましく、組み合わせて用いることによって、樹脂組成物の力学的性能を維持したまま、高充填化することが可能となる。
【００２８】
上記無機充填剤としては、含水無機物及び金属炭酸塩の併用が特に好ましい。
【００２９】
上記無機充填剤の中で、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等の含水無機物は、加熱時の脱水反応によって生成した水のために吸熱が起こり、温度上昇が低減されて高い耐熱性が得られる点、及び、燃焼残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働くことで燃焼残渣の強度が向上するので特に好ましい。また、水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムは、脱水効果を発揮する温度領域が異なるため、併用することにより脱水効果を発揮する温度領域が広くなり、より効果的に温度上昇を抑制する効果が得られるので、併用することが好ましい。
【００３０】
周期律表II族又は III族に属する金属の金属炭酸塩又は金属酸化物の使用は、燃焼時に発泡して発泡焼成物を形成するため、形状保持性を高める点から好ましい。具体的には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。
上記金属炭酸塩は、上記リン化合物との反応で膨張を促すと考えられ、特に、リン化合物として、ポリリン酸アンモニウムを使用した場合に、高い膨張効果が得られる。また、上記金属炭酸塩は有効な骨材として働き、燃焼後に形状保持性の高い燃焼残渣を形成する。
【００３１】
上記含水無機物及び金属炭酸塩は、骨材的な働きをすることから、残渣強度の向上や熱容量の増大に寄与すると考えられ、添加量が少ないときは、分散性が性能を大きく左右するため粒径の小さいものが好ましいが、０．５μｍ未満では二次凝集が起こり分散性が悪くなる。
また、上記含水無機物及び金属炭酸塩の添加量が多いときは、高充填が進むにつれて樹脂組成物の粘度が高くなり成形性が低下するが、粒径を大きくすることで樹脂組成物の粘度を低下させることができる点から、上記範囲のなかでも粒径の大きいものが好ましい。しかしながら、粒径が１００μｍを超えると、成形体の表面性や樹脂組成物の力学的性質が低下するので好ましくない。
【００３２】
上記含水無機物及び金属炭酸塩の粒径は、小さくなると嵩が大きくなって高充填化が困難となるので、脱水効果を高めるために高充填するには粒径の大きなものが好ましい。具体的には、粒径が１８μｍでは、１．５μｍの粒径に比べて充填限界量が約１．５倍程度向上することが知られている。さらに、粒径の大きいものと小さいものとを組合わせることによって、より高充填化が可能となる。
【００３３】
上記樹脂組成物は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、リン化合物５０〜１５０重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛１５〜４０重量部、及び、無機充填剤３０〜５００重量部からなるものが好ましい。
【００３４】
上記リン化合物の量が、５０重量部未満では十分な形状保持性が得られず、１５０重量部を超えると機械的物性の低下が大きくなり使用に耐えられなくなる。
上記中和処理された熱膨張性黒鉛の量が、１５重量部未満では十分な膨張性能が得られず、４０重量部を超えると機械的物性の低下が大きくなる。
上記無機充填剤の量が、３０重量部未満では十分な膨張性能が得られず、５００重量部を超えると機械的物性の低下が大きくなる。
【００３５】
上記樹脂組成物において、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の合計量は、少なくなると十分な耐火性能が得られず、多くなると機械的性能の低下が大きく使用に耐えられなくなるので、エポキシ樹脂１００重量部に対して、２００〜６００重量部が好ましい。
【００３６】
上記樹脂組成物において、リン化合物と中和処理された熱膨張性黒鉛とを併用することによって、燃焼時の熱膨張性黒鉛の飛散を抑え、形状保持性を向上させることができる。ここで、熱膨張性黒鉛の量が多くなると、燃焼時に膨張した黒鉛が飛散し、加熱時に十分な膨張断熱層が得られず、リン化合物の量が多くなると、十分な膨張断熱層が得られないので、熱膨張性黒鉛とリン化合物との重量比は、熱膨張性黒鉛：リン化合物＝９：１〜１：１００の範囲が好ましい。
【００３７】
また、燃焼時の形状保持性という観点からは、中和処理された熱膨張性黒鉛：リン化合物＝１：３〜１：１００の範囲が好ましく、より好ましくは１：３〜１：１００、さらに好ましくは１：５〜１：６０、特に好ましくは１：１０〜１：４０である。樹脂組成物自体が難燃性であっても形状保持性が不十分であると、形成された膨張断熱層が脆くなって崩れ落ち、火炎を貫通させてしまうため形状保持性が十分か否かによって用途が異なる。
【００３８】
上記耐火膨張層（Ｂ）に用いられる樹脂組成物としては、特にエポキシ樹脂、ポリリン酸アンモニウム、中和処理された熱膨張性黒鉛、水酸化アルミニウム及び炭酸カルシウムからなるものが特に好ましい。
【００３９】
上記水酸化アルミニウムの市販品としては、例えば、粒径１μｍの「Ｈ−４２Ｍ」（昭和電工社製）、粒径１８μｍの「Ｈ−３１」（昭和電工社製）が挙げられる。また、上記炭酸カルシウムの市販品としては、例えば、粒径１．８μｍの「ホワイトンＳＢ赤」（白石カルシウム社製）、粒径８μｍの「ＢＦ３００」（白石カルシウム社製）等が挙げられる。
【００４０】
上記樹脂組成物には、該樹脂組成物の物性を損なわない範囲で、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、顔料等が添加されてもよい。
【００４１】
上記樹脂組成物は、上記各成分を押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、二本ロール等公知の混練装置を用いて溶融混練することにより得ることができる。
【００４２】
第１発明の耐火構成体は、上記不燃性材料からなる層（Ａ）上に、上記樹脂組成物を所定の厚みに塗布し、加熱硬化させて耐火膨張層（Ｂ）を形成することによって得られる。上記層（Ａ）は耐火膨張層（Ｂ）の両面に積層されていてもよい。
【００４３】
上記不燃性材料からなる層（Ａ）としては、特に限定されず、例えば、鉄板、ステンレス板、アルミニウム板、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、表面処理鋼板、チタン板、ホーロー鋼板、フッ素樹脂塗装鋼板、クラッド鋼板、銅板等の金属板等が用いられる。これらの金属板には着色や表面処理が施されていてもよい。
【００４４】
上記金属板からなる層（Ａ）の厚みは、０．１〜１．５ｍｍが好ましい。
厚みが、０．１ｍｍ未満では防炎性能や形状保持性が不足し、１．５ｍｍを超えると耐火膨張層（Ｂ）の膨張を阻害し、耐火性能が低下する。
【００４５】
また、不燃性材料からなる層（Ａ）には、例えば、硬質木片セメント板、木繊維混入セメントケイ酸カルシウム板、繊維補強セメント板、繊維混入セメント石灰ケイ酸カルシウム板等の窯業系サイディングが用いられてもよい。
【００４６】
上記窯業系サイディングの市販品としては、例えば、ニチハ社製「モエンエクセラード」、「モエンサイディング」、クボタ社製「セラディール」、「セラステート」、旭硝子社製「ほんばん」、松下電工社製「ベルマティエ」等が挙げられる。
【００４７】
上記耐火膨張層（Ｂ）は、例えば、上記不燃性材料からなる層（Ａ）上に塗布して加熱硬化させることにより得られ、その厚みは、０．３〜２０ｍｍが好ましい。厚みが、０．３ｍｍ未満では膨張しても十分な断熱性を発揮せず、２０ｍｍを超えると重量が重くなるため施工性が悪くなり価格も高くなる。
【００４８】
本発明の請求項２記載の発明（以下、第２発明という）である耐火構成体は、不燃性材料からなる層（Ａ）と、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）と、発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【００４９】
上記不燃性材料からなる層（Ａ）及び耐火膨張層（Ｂ）は、第１発明と同様のものが用いられる。
【００５０】
上記層（Ｃ）に用いられる発泡体としては、特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン、イソシアヌレート系等の発泡樹脂層又は無機系の発泡体層等が挙げられ、これらの発泡体には、ガラス繊維、無機充填剤、添加剤等が添加されていてもよい。
【００５１】
上記層（Ｃ）に用いられる緩衝材としては、特に限定されず、例えば、上記発泡樹脂系緩衝材の他、ガラスウール、セラミックブランケット、ロックウール、各種繊維マット、不織布などが用いられる。
【００５２】
上記層（Ｃ）としては、発泡体及び緩衝材が、それぞれ単独で用いられてもよく、両者が併用されてもよい。
【００５３】
第２発明の耐火構成体は、上記層（Ａ）、耐火膨張層（Ｂ）及び層（Ｃ）の積層体から形成される。層（Ａ）、（Ｂ）及び層（Ｃ）の積層順序は特に限定されないが、火炎が直接当たる外側には層（Ａ）を用いることが好ましい。
上記層（Ａ）は外側２面に設けられてもよく、上記耐火膨張層（Ｂ）と層（Ｃ）とはいずれの順序で積層されてもよい。また、上記層（Ａ）、耐火膨張層（Ｂ）及び層（Ｃ）相互の積層には接着剤が用いられてもよい。
【００５４】
本発明の請求項３記載の発明（以下、第３発明という）である耐火構成体は、不燃性材料からなる層（Ａ）と、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）と、該耐火膨張層（Ｂ）の熱膨張を妨げることなく形状を保持する部材（Ｄ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【００５５】
上記不燃性材料からなる層（Ａ）及び耐火膨張層（Ｂ）は、第１発明と同様のものが用いられる。
【００５６】
上記耐火膨張層（Ｂ）の熱膨張を妨げることなく形状を保持する部材（Ｄ）としては、例えば、金網、金属ラス等が挙げられる。このような部材（Ｄ）によって、耐火膨張層（Ｂ）の燃焼残渣の形状保持性が改善される。
このような部材（Ｄ）は、例えば、耐火膨張層（Ｂ）の形成時に耐火膨張層（Ｂ）と積層することができる。
【００５７】
本発明の請求項８記載の発明（以下、第８発明という）である耐火構成体は、金属板間に、発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）が積層された複合ボードと、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【００５８】
上記複合ボードは、金属板間に発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）が積層されたものである。上記発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）は、第２発明と同様のものが用いられる。また、上記金属板と層（Ｃ）との積層には粘着剤が用いられてもよい。
【００５９】
上記金属板及び耐火膨張層（Ｂ）は第１発明と同様のものが用いられる。
【００６０】
本発明の請求項９記載の発明（以下、第９発明という）である耐火構成体は、厚さ１２〜３０ｍｍの窯業系サイディングと、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる、厚さ０．３〜５ｍｍの耐火膨張層（Ｂ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【００６１】
第９発明の耐火構成体は、窯業系サイディングと耐火膨張層（Ｂ）との積層体からなる。上記窯業系サイディング及び耐火膨張層（Ｂ）は第１発明と同様のものが用いられる。
【００６２】
上記窯業系サイディングの厚みは１２〜３０ｍｍが好ましい。
厚みが、１２ｍｍ未満では耐火構成体の耐火性が低下し、３０ｍｍを超えると耐火構成体全体の厚みが厚くなり、取扱い性が悪くなる。
【００６３】
上記耐火膨張層（Ｂ）の厚みは０．３〜５ｍｍが好ましい。
厚みが、０．３ｍｍ未満では膨張しても十分な耐火断熱性が発揮されず、５ｍｍを超えると重量が重くなり、取扱い性が悪くなる。
【００６４】
上記耐火構成体の耐火断熱性が不十分の場合、耐火膨張層（Ｂ）側に補助断熱材としてロックウールボードが積層されてもよい。
上記ロックウールボードとしては、例えば、ロックウールにフェノール樹脂バインダーを加えてボード状に成形した保温材が好ましく、市販品として、例えば、ニチアス社製「ＭＧフェルト」、「ＭＧボード」等が用いられる。
【００６５】
上記ロックウールボードの厚みは５〜４０ｍｍが好ましい。
厚みが、５ｍｍ未満では耐火性が不十分であり、４０ｍｍを超えると耐火構成体全体の厚みが厚くなるため取扱い性が悪くなる。
【００６６】
また、上記ロックウールボードの密度は４０〜３００ｋｇ／ｍ3 が好ましい。密度が、４０ｋｇ／ｍ3 未満では耐火性が不十分であり、３００ｋｇ／ｍ3 を超えるとロックウールボード自体の成形が困難となるばかりでなく、ロックウールボード自体が脆くなるので取扱い性が低下する。
【００６７】
上記耐火構成体のロックウールボード側に、さらに金属板が積層されてもよい。上記金属板は、窯業系サイディングが耐火試験中又は耐火試験後非常に脆くなった場合、ファイアストップ（炎貫通防止）と耐衝撃材の役割を果たす。
上記金属板としては、第１発明と同様のものが用いられる。
【００６８】
上記金属板の厚みは０．１〜１．５ｍｍが好ましい。
厚みが、０．１ｍｍ未満では耐衝撃性が低下するだけでなく、ファイアストップ（炎貫通防止）性も不十分となり、１．５ｍｍを超えると耐火材料の膨張が阻害されて、耐火性能が低下する。
【００６９】
上記ロックウールボードと金属板との積層には、粘着剤が使用されてもよい。
【００７０】
本発明の耐火構成体の厚みは、１０〜１００ｍｍが好ましい。
厚みが、１０ｍｍ未満では十分な耐火性能が得られず、１００ｍｍを超えると重くなって施工性が低下する。
【００７１】
本発明の耐火構成体は、壁、梁、柱等に被覆もしくはこれらの構造の一部として使用され、好ましくは耐火外壁、鉄骨構造材の耐火被覆材として使用される。
【００７２】
【作用】
本発明の耐火構成体において、耐火膨張層（Ｂ）は、加熱時に熱膨張性黒鉛が膨張断熱層を形成して熱の伝達を阻止する。その際、エポキシ樹脂を用いているため樹脂分も炭化して膨張断熱層として寄与し、架橋構造をとるため熱膨張後の形状保持性が優れる。無機充填剤はその際に熱容量を増大させ、リン化合物は膨張断熱層及び無機充填剤の形状保持性を向上させる。
【００７３】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００７４】
・耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物の調製
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製「Ｅ８０７」）４０重量部、ジアミン系硬化剤（油化シェル社製「ＥＫＦＬ０５２」６０重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」）２０重量部、ポリリン酸アンモニウム（ヘキスト社製「ＡＰ４２２」）１００重量部、水酸化アルミニウム（昭和電工社製「Ｈ−３１」）７５重量部、及び、炭酸カルシム（備北粉化社製「ホワイトンＢＦ−３００」）７５重量部をミキシングロールを用いて混練し、耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を調製した。
【００７５】
・耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物の調製
ウレタン変性ビスフェノールＡ型エポキシモノマー（油化シェル社製「Ｅ２９２」）４５重量部、ジアミン系硬化剤（油化シェル社製「ＥＫＦＬ０５２」５５重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」）３０重量部、ポリリン酸アンモニウム（ヘキスト社製「ＡＰ４２２」）１００重量部、及び、炭酸カルシム（備北粉化社製「ホワイトンＢＦ−３００」）１５０重量部をミキシングロールを用いて混練し、耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物を調製した。
【００７６】
（実施例１）
０．５ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)上に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて４ｍｍ厚の耐火膨張層を形成した後、さらに耐火膨張層上に２４ｍｍ厚のフェノール発泡体 (Ｃ1)を粘着剤により積層して、３層構造の耐火構成体〔金属板 (Ａ1)／耐火膨張層 (Ｂ1)／フェノール発泡体 (Ｃ1)〕を作製した。
【００７７】
（実施例２）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)上に耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて１０ｍｍ厚の耐火膨張層を形成した後、耐火膨張層上に２０ｍｍ厚のポリエチレン発泡体 (Ｃ2)を粘着剤により積層し、さらに、その上へ０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層して、４層構造の耐火構成体〔亜鉛鋼板 (Ａ2)／耐火膨張層 (Ｂ2)／ポリエチレン発泡体 (Ｃ2)／亜鉛鋼板 (Ａ2)〕を作製した。
【００７８】
（実施例３）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)上に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて１ｍｍ厚の耐火膨張層を形成した後、耐火膨張層上に２５ｍｍ厚のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤により積層し、さらに、１ｍｍ厚の耐火膨張層 (Ｂ1)を形成した０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層し、５層構造の耐火構成体〔亜鉛鋼板（Ａ2)／耐火膨張層 (Ｂ1)／ロックウールボード (Ｃ3)／耐火膨張層 (Ｂ1)／亜鉛鋼板 (Ａ2)〕を作製した。
【００７９】
（比較例１）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)上に２５ｍｍ厚のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤により積層し、さらにロックウールボード (Ｃ3)上に０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層して、３層構造の耐火構成体〔亜鉛鋼板 (Ａ2)／ロックウールボード (Ｃ3)／亜鉛鋼板 (Ａ2)〕を作製した。
【００８０】
（実施例４）
０．５ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)、２４ｍｍ厚のフェノール発泡体 (Ｃ1)及び０．５ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)を粘着剤を使用して積層した複合ボードの一方のステンレス板 (Ａ1)上に、耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて４ｍｍ厚の耐火膨張層を形成して、４層構造の耐火構成体〔金属板 (Ａ1)／フェノール発泡体 (Ｃ1)／金属板 (Ａ1)／耐火膨張層 (Ｂ1)〕を作製した。
【００８１】
（実施例５）
耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物に代えて、耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物を加熱硬化させて３ｍｍ厚の耐火膨張層を形成したこと以外は、実施例４と同様にして４層構造の耐火構成体〔金属板 (Ａ1)／フェノール発泡体 (Ｃ1)／金属板 (Ａ1)／耐火膨張層 (Ｂ2)〕を作製した。
【００８２】
（実施例６）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)、２４ｍｍ厚のウレタン発泡体 (Ｃ4)及び０．３ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)からなる複合ボードを接着剤による積層によって作製した後、ステンレス板 (Ａ1)側に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて４ｍｍ厚の耐火膨張層を形成して、４層構造の耐火構成体〔金属板 (Ａ2)／ウレタン発泡体 (Ｃ4)／金属板 (Ａ1)／耐火膨張層 (Ｂ1)〕を作製した。
【００８３】
（比較例２）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)、２４ｍｍ厚のウレタン発泡体 (Ｃ4)及び０．３ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)を粘着剤により積層して、３層構造の耐火構成体〔亜鉛鋼板 (Ａ2)／ウレタン発泡体 (Ｃ4)／ステンレス板 (Ａ1)〕を作製した。
【００８４】
（実施例７）
２４ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（ニチハ社製「モエンエクセラード」）上に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて４ｍｍ厚の耐火膨張層を形成して、２層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／耐火膨張層 (Ｂ1)〕を作製した。
【００８５】
（実施例８）
１６ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（クボタ社製「セラディール」）上に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて３ｍｍ厚の耐火膨張層を形成し、さらに、その上に１０ｍｍ厚、２５０ｋｇ／ｍ3 のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤によって積層し、３層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／耐火膨張層 (Ｂ1)／ロックウールボード (Ｃ3)〕を作製した。
【００８６】
（実施例９）
１４ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（クボタ社製「セラディール」）上に０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層した後、耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて２．５ｍｍ厚の耐火膨張層を形成し、さらに、その上に１０ｍｍ厚、２５０ｋｇ／ｍ3 のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤により積層して、４層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／亜鉛鋼板 (Ａ2)／耐火膨張層 (Ｂ2)／ロックウールボード (Ｃ3)〕を作製した。
【００８７】
（比較例３）
２４ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（ニチハ社製「モエンエクセラード」）上に０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層し、さらに、その上に１０ｍｍ厚、２５０ｋｇ／ｍ3 のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤により積層して、３層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／亜鉛鋼板 (Ａ2)／ロックウールボード (Ｃ3)〕を作製した。
【００８８】
（比較例４）
２４ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（ニチハ社製「モエンエクセラード」）上に０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層して、２層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／亜鉛鋼板 (Ａ2)〕を作製した。
【００８９】
上記で得られた耐火構成体につき、下記の外壁に適用した評価を行い、その結果を表１に示した。
▲１▼耐火性能
ＪＩＳ Ａ １３０４に準拠して６０分間の外壁耐火試験を行い、加熱裏面温度が２６０℃を超えないものを○、２６０℃を超えたものを×、と表示した。
▲２▼形状保持性
ＪＩＳ Ａ １３０４に準拠して６０分間の外壁耐火試験を行い、燃焼によって形成された耐火膨張層の形状保持性を目視観察により評価し、脱落等が見られず形状が保持されていたものを○、脱落等により形状が崩れていたものを×、と表示した。
【００９０】
また、上記で得られた耐火構成体につき、下記柱被覆に適用した評価を行い、その結果を表１に示した。
▲３▼耐火性能
ＪＩＳ Ａ １３０４に準拠して６０分間の柱耐火試験を行い、鋼材温度の平均が３５０℃を超えないものを○、３５０℃を超えたものを×、と表示した。
▲４▼形状保持性
ＪＩＳ Ａ １３０４に準拠して６０分間の柱耐火試験を行い、燃焼によって形成された耐火膨張層の形状保持性を目視観察により評価し、脱落等が見られず形状が保持されていたものを○、脱落等により形状が崩れていたものを×、と表示した。
【００９１】
柱被覆は、図１に示したように、四角柱（鋼管柱）の周囲に耐火構成体を密着させ、耐火構成体の端部が接する部分の垂直方向に５ｃｍ間隔でビス留めを行い固定した。四角柱（鋼管柱）としては、鋼材厚み８ｍｍ、３０ｃｍ角、高さ１２０ｃｍのものを使用し、図２に示したように、四角柱（鋼管柱）の高さ６０ｃｍの位置における隅部４箇所及び辺部４箇所の合計８箇所（図中、○で示す）について温度を測定した。
尚、本評価は実施例２、実施例３、実施例８、比較例１及び比較例３の耐火構成体についてのみ行ない、表中で示した耐火構成体の左側が表面側となり、右側が鋼管柱と接するように配置した。
【００９２】
【表１】
【００９３】
【発明の効果】
本発明の耐火構成体は、上述の構成であり、厚みが薄いので施工性が優れると共に、耐火膨張層の燃焼残渣が十分な形状保持能力を有することにより、顕著な耐火性能を発現する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、壁、梁、柱等の耐火構成体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築材料の分野においては、従来から、耐火性が重要な意味をもっている。
即ち、それ自体が燃えにくく断熱性に優れ、さらには火炎を裏面に回すことがない性質が要求される。耐火性の試験方法としては、壁の場合、表面を１０００℃程度に加熱した場合の裏面の温度を測定する方法があり、建築材料においては、裏面の温度が２６０℃よりも低くなることが要求される。
また、梁、柱等の鉄骨構造材の場合には、耐火試験の際に鋼材の平均温度が３５０℃以下であることが要求される。
【０００３】
このような耐火性に優れた外壁材として、ＡＬＣ板、ＰＣ板等が挙げられるが、これらの材料が上記耐火性能（裏面温度２６０℃以下）を満たすためには、その外壁材の厚みが厚く、重量も大きいため施工性を含めた取扱いが困難であった。また、鉄骨構造材の耐火被覆としてロックウール吹きつけが挙げられるが、これも厚みが厚く、しかも施工に技術が必要であり、更に辺りが非常に汚れるという問題がある。また、樹脂成分をバインダーとした各種膨張材料を耐火材料として用いる場合、樹脂成分及び有機成分は、本質的に燃焼又は溶融する性質を有するので、いかに長時間このような状態にならないか、含有される無機成分が、いかに長時間脱落しないか等が問題となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記に鑑み、厚みが薄いため施工性が優れ、しかも耐火膨張層の燃焼残渣が十分な形状保持能力を有することにより、顕著な耐火性能を発現する耐火構成体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明（以下、第１発明という）である耐火構成体は、不燃性材料からなる層（Ａ）と、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【０００６】
上記耐火膨張層（Ｂ）は、エポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる樹脂組成物より構成される。
【０００７】
上記エポキシ樹脂は、特に限定されず、エポキシ基をもつモノマーと硬化剤との反応により得られるものが用いられる。
上記エポキシ基をもつモノマーとしては、例えば、２官能のグリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、多官能のグリシジルエーテル型等のモノマーが挙げられる。上記エポキシ樹脂の硬化方法としては、特に限定されず、従来公知の方法が用いられる。
【０００８】
上記２官能のグリシジルエーテル型のモノマーとしては、例えば、ポリエチレングリコール系、ポリプロピレングリコール系、ネオペンチルグリコール系、１，６−ヘキサンジオール系、トリメチロールプロパン系、プロピレンオキサイド−ビスフェノールＡ系、水添ビスフェノールＡ系等のモノマーが挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【０００９】
上記グリシジルエステル型のモノマーとしては、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸系、テトラヒドロ無水フタル酸系、ダイマー酸系、ｐ−オキシ安息香酸系等のモノマーが挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１０】
上記多官能のグリシジルエーテル型のモノマーとしては、例えば、フェノールノボラック系、ｏ−クレゾールノボラック系、ＤＰＰノボラック系、ジシクロペンタジエン・フェノール系等のモノマーが挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１１】
上記硬化剤としては、例えば、ポリアミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメルカプタン等の重附加型；三級アミン、イミダゾール類、ルイス酸錯体等の触媒型などが用いられる。
【００１２】
上記エポキシ樹脂には、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の樹脂が添加されてもよい。その他の樹脂の添加量は、エポキシ樹脂（エポキシモノマー＋硬化剤）に対して重量比で５倍までが好ましい。
【００１３】
上記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類；下記一般式（１）で表される化合物等が挙げられる。これらのうち、耐火性の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム類、及び、下記一般式（１）で表される化合物が好ましく、性能、安全性、コスト等の点から、ポリリン酸アンモニウム類がより好ましい。
【００１４】
【化１】
式中、Ｒ1 、Ｒ3 は、水素、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数６〜１６のアリール基を表す。Ｒ2 は、水酸基、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、炭素数６〜１６のアリール基、又は、炭素数６〜１６のアリールオキシ基を表す。
【００１６】
上記赤リンは、少量の添加で難燃効果が向上する。上記赤リンとしては、市販の赤リンを用いることができるが、耐湿性、混練時に自然発火しない等の安全性の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティングしたもの等が好適に用いられる。
【００１７】
上記ポリリン酸アンモニウム類としては、特に限定されず、例えば、ポリリン酸アンモニウム、メラミン変性ポリリン酸アンモニウム等が挙げられるが、難燃性、安全性、コスト等の点からポリリン酸アンモニウムが好適に用いられる。
市販品としては、例えば、ヘキスト社製「ＡＰ４２２」、「ＡＰ４６２」；住友化学社製「スミセーフＰ」；チッソ社製「テラージュＣ６０」、「テラージュＣ７０」、「テラージュＣ８０」等が挙げられる。
【００１８】
上記一般式（１）で表される化合物としては特に限定されず、例えば、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジエチル、エチルホスホン酸、プロピルホスホン酸、ブチルホスホン酸、２−メチルプロピルホスホン酸、ｔ−ブチルホスホン酸、２，３−ジメチル−ブチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ジオクチルフェニルホスホネート、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホスフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス（４−メトキシフェニル）ホスフィン酸等が挙げられる。上記リン化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１９】
上記中和処理された熱膨張性黒鉛とは、従来公知の物質である熱膨張性黒鉛を中和処理したものである。上記熱膨張性黒鉛は、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、過酸化水素等の強酸化剤とで処理することにより生成するグラファイト層間化合物であり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物である。
【００２０】
上述のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、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中和されることにより、上記中和処理された熱膨張性黒鉛が得られる。
【００２１】
上記脂肪族低級アミンとしては特に限定されず、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等が挙げられる。
【００２２】
上記アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、特に限定されず、例えば、カリウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩等が挙げられる。
【００２３】
上記中和処理された熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、日本化成社製「ＣＡ−６０Ｓ」、東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」、ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ＃１６０」、「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ＃２２０」等が挙げられる。
【００２４】
上記中和処理された熱膨張性黒鉛の粒度は、２０〜２００メッシュが好ましい。粒度が２００メッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さく、所定の耐火断熱層が得られず、粒度が２０メッシュより大きくなると、黒鉛の膨張度が大きいという利点はあるが、樹脂と混練する際に分散性が悪くなり、物性の低下が避けられない。
【００２５】
上記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、フェライト類等の金属酸化物；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含水無機物；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；硫酸カルシウム、石膏繊維、けい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、窒化けい素、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「ＭＯＳ」（商品名）、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化けい素、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、脱水汚泥などが挙げられる。これらは、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２６】
一般的に、上記無機充填剤は、骨材的な働きをすることから、燃焼後の残渣強度の向上や熱容量の増大に寄与すると考えられる。上記無機充填剤は、単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００２７】
上記無機充填剤の粒径としては、０．５〜１００μｍのものが使用でき、より好ましくは、１〜５０μｍである。
また、粒径の大きい無機充填剤と粒径の小さいものを組み合わせて使用することがより好ましく、組み合わせて用いることによって、樹脂組成物の力学的性能を維持したまま、高充填化することが可能となる。
【００２８】
上記無機充填剤としては、含水無機物及び金属炭酸塩の併用が特に好ましい。
【００２９】
上記無機充填剤の中で、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等の含水無機物は、加熱時の脱水反応によって生成した水のために吸熱が起こり、温度上昇が低減されて高い耐熱性が得られる点、及び、燃焼残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働くことで燃焼残渣の強度が向上するので特に好ましい。また、水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムは、脱水効果を発揮する温度領域が異なるため、併用することにより脱水効果を発揮する温度領域が広くなり、より効果的に温度上昇を抑制する効果が得られるので、併用することが好ましい。
【００３０】
周期律表II族又は III族に属する金属の金属炭酸塩又は金属酸化物の使用は、燃焼時に発泡して発泡焼成物を形成するため、形状保持性を高める点から好ましい。具体的には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。
上記金属炭酸塩は、上記リン化合物との反応で膨張を促すと考えられ、特に、リン化合物として、ポリリン酸アンモニウムを使用した場合に、高い膨張効果が得られる。また、上記金属炭酸塩は有効な骨材として働き、燃焼後に形状保持性の高い燃焼残渣を形成する。
【００３１】
上記含水無機物及び金属炭酸塩は、骨材的な働きをすることから、残渣強度の向上や熱容量の増大に寄与すると考えられ、添加量が少ないときは、分散性が性能を大きく左右するため粒径の小さいものが好ましいが、０．５μｍ未満では二次凝集が起こり分散性が悪くなる。
また、上記含水無機物及び金属炭酸塩の添加量が多いときは、高充填が進むにつれて樹脂組成物の粘度が高くなり成形性が低下するが、粒径を大きくすることで樹脂組成物の粘度を低下させることができる点から、上記範囲のなかでも粒径の大きいものが好ましい。しかしながら、粒径が１００μｍを超えると、成形体の表面性や樹脂組成物の力学的性質が低下するので好ましくない。
【００３２】
上記含水無機物及び金属炭酸塩の粒径は、小さくなると嵩が大きくなって高充填化が困難となるので、脱水効果を高めるために高充填するには粒径の大きなものが好ましい。具体的には、粒径が１８μｍでは、１．５μｍの粒径に比べて充填限界量が約１．５倍程度向上することが知られている。さらに、粒径の大きいものと小さいものとを組合わせることによって、より高充填化が可能となる。
【００３３】
上記樹脂組成物は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、リン化合物５０〜１５０重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛１５〜４０重量部、及び、無機充填剤３０〜５００重量部からなるものが好ましい。
【００３４】
上記リン化合物の量が、５０重量部未満では十分な形状保持性が得られず、１５０重量部を超えると機械的物性の低下が大きくなり使用に耐えられなくなる。
上記中和処理された熱膨張性黒鉛の量が、１５重量部未満では十分な膨張性能が得られず、４０重量部を超えると機械的物性の低下が大きくなる。
上記無機充填剤の量が、３０重量部未満では十分な膨張性能が得られず、５００重量部を超えると機械的物性の低下が大きくなる。
【００３５】
上記樹脂組成物において、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の合計量は、少なくなると十分な耐火性能が得られず、多くなると機械的性能の低下が大きく使用に耐えられなくなるので、エポキシ樹脂１００重量部に対して、２００〜６００重量部が好ましい。
【００３６】
上記樹脂組成物において、リン化合物と中和処理された熱膨張性黒鉛とを併用することによって、燃焼時の熱膨張性黒鉛の飛散を抑え、形状保持性を向上させることができる。ここで、熱膨張性黒鉛の量が多くなると、燃焼時に膨張した黒鉛が飛散し、加熱時に十分な膨張断熱層が得られず、リン化合物の量が多くなると、十分な膨張断熱層が得られないので、熱膨張性黒鉛とリン化合物との重量比は、熱膨張性黒鉛：リン化合物＝９：１〜１：１００の範囲が好ましい。
【００３７】
また、燃焼時の形状保持性という観点からは、中和処理された熱膨張性黒鉛：リン化合物＝１：３〜１：１００の範囲が好ましく、より好ましくは１：３〜１：１００、さらに好ましくは１：５〜１：６０、特に好ましくは１：１０〜１：４０である。樹脂組成物自体が難燃性であっても形状保持性が不十分であると、形成された膨張断熱層が脆くなって崩れ落ち、火炎を貫通させてしまうため形状保持性が十分か否かによって用途が異なる。
【００３８】
上記耐火膨張層（Ｂ）に用いられる樹脂組成物としては、特にエポキシ樹脂、ポリリン酸アンモニウム、中和処理された熱膨張性黒鉛、水酸化アルミニウム及び炭酸カルシウムからなるものが特に好ましい。
【００３９】
上記水酸化アルミニウムの市販品としては、例えば、粒径１μｍの「Ｈ−４２Ｍ」（昭和電工社製）、粒径１８μｍの「Ｈ−３１」（昭和電工社製）が挙げられる。また、上記炭酸カルシウムの市販品としては、例えば、粒径１．８μｍの「ホワイトンＳＢ赤」（白石カルシウム社製）、粒径８μｍの「ＢＦ３００」（白石カルシウム社製）等が挙げられる。
【００４０】
上記樹脂組成物には、該樹脂組成物の物性を損なわない範囲で、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、顔料等が添加されてもよい。
【００４１】
上記樹脂組成物は、上記各成分を押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、二本ロール等公知の混練装置を用いて溶融混練することにより得ることができる。
【００４２】
第１発明の耐火構成体は、上記不燃性材料からなる層（Ａ）上に、上記樹脂組成物を所定の厚みに塗布し、加熱硬化させて耐火膨張層（Ｂ）を形成することによって得られる。上記層（Ａ）は耐火膨張層（Ｂ）の両面に積層されていてもよい。
【００４３】
上記不燃性材料からなる層（Ａ）としては、特に限定されず、例えば、鉄板、ステンレス板、アルミニウム板、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、表面処理鋼板、チタン板、ホーロー鋼板、フッ素樹脂塗装鋼板、クラッド鋼板、銅板等の金属板等が用いられる。これらの金属板には着色や表面処理が施されていてもよい。
【００４４】
上記金属板からなる層（Ａ）の厚みは、０．１〜１．５ｍｍが好ましい。
厚みが、０．１ｍｍ未満では防炎性能や形状保持性が不足し、１．５ｍｍを超えると耐火膨張層（Ｂ）の膨張を阻害し、耐火性能が低下する。
【００４５】
また、不燃性材料からなる層（Ａ）には、例えば、硬質木片セメント板、木繊維混入セメントケイ酸カルシウム板、繊維補強セメント板、繊維混入セメント石灰ケイ酸カルシウム板等の窯業系サイディングが用いられてもよい。
【００４６】
上記窯業系サイディングの市販品としては、例えば、ニチハ社製「モエンエクセラード」、「モエンサイディング」、クボタ社製「セラディール」、「セラステート」、旭硝子社製「ほんばん」、松下電工社製「ベルマティエ」等が挙げられる。
【００４７】
上記耐火膨張層（Ｂ）は、例えば、上記不燃性材料からなる層（Ａ）上に塗布して加熱硬化させることにより得られ、その厚みは、０．３〜２０ｍｍが好ましい。厚みが、０．３ｍｍ未満では膨張しても十分な断熱性を発揮せず、２０ｍｍを超えると重量が重くなるため施工性が悪くなり価格も高くなる。
【００４８】
本発明の請求項２記載の発明（以下、第２発明という）である耐火構成体は、不燃性材料からなる層（Ａ）と、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）と、発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【００４９】
上記不燃性材料からなる層（Ａ）及び耐火膨張層（Ｂ）は、第１発明と同様のものが用いられる。
【００５０】
上記層（Ｃ）に用いられる発泡体としては、特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン、イソシアヌレート系等の発泡樹脂層又は無機系の発泡体層等が挙げられ、これらの発泡体には、ガラス繊維、無機充填剤、添加剤等が添加されていてもよい。
【００５１】
上記層（Ｃ）に用いられる緩衝材としては、特に限定されず、例えば、上記発泡樹脂系緩衝材の他、ガラスウール、セラミックブランケット、ロックウール、各種繊維マット、不織布などが用いられる。
【００５２】
上記層（Ｃ）としては、発泡体及び緩衝材が、それぞれ単独で用いられてもよく、両者が併用されてもよい。
【００５３】
第２発明の耐火構成体は、上記層（Ａ）、耐火膨張層（Ｂ）及び層（Ｃ）の積層体から形成される。層（Ａ）、（Ｂ）及び層（Ｃ）の積層順序は特に限定されないが、火炎が直接当たる外側には層（Ａ）を用いることが好ましい。
上記層（Ａ）は外側２面に設けられてもよく、上記耐火膨張層（Ｂ）と層（Ｃ）とはいずれの順序で積層されてもよい。また、上記層（Ａ）、耐火膨張層（Ｂ）及び層（Ｃ）相互の積層には接着剤が用いられてもよい。
【００５４】
本発明の請求項３記載の発明（以下、第３発明という）である耐火構成体は、不燃性材料からなる層（Ａ）と、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）と、該耐火膨張層（Ｂ）の熱膨張を妨げることなく形状を保持する部材（Ｄ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【００５５】
上記不燃性材料からなる層（Ａ）及び耐火膨張層（Ｂ）は、第１発明と同様のものが用いられる。
【００５６】
上記耐火膨張層（Ｂ）の熱膨張を妨げることなく形状を保持する部材（Ｄ）としては、例えば、金網、金属ラス等が挙げられる。このような部材（Ｄ）によって、耐火膨張層（Ｂ）の燃焼残渣の形状保持性が改善される。
このような部材（Ｄ）は、例えば、耐火膨張層（Ｂ）の形成時に耐火膨張層（Ｂ）と積層することができる。
【００５７】
本発明の請求項８記載の発明（以下、第８発明という）である耐火構成体は、金属板間に、発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）が積層された複合ボードと、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【００５８】
上記複合ボードは、金属板間に発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）が積層されたものである。上記発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）は、第２発明と同様のものが用いられる。また、上記金属板と層（Ｃ）との積層には粘着剤が用いられてもよい。
【００５９】
上記金属板及び耐火膨張層（Ｂ）は第１発明と同様のものが用いられる。
【００６０】
本発明の請求項９記載の発明（以下、第９発明という）である耐火構成体は、厚さ１２〜３０ｍｍの窯業系サイディングと、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる、厚さ０．３〜５ｍｍの耐火膨張層（Ｂ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする。
【００６１】
第９発明の耐火構成体は、窯業系サイディングと耐火膨張層（Ｂ）との積層体からなる。上記窯業系サイディング及び耐火膨張層（Ｂ）は第１発明と同様のものが用いられる。
【００６２】
上記窯業系サイディングの厚みは１２〜３０ｍｍが好ましい。
厚みが、１２ｍｍ未満では耐火構成体の耐火性が低下し、３０ｍｍを超えると耐火構成体全体の厚みが厚くなり、取扱い性が悪くなる。
【００６３】
上記耐火膨張層（Ｂ）の厚みは０．３〜５ｍｍが好ましい。
厚みが、０．３ｍｍ未満では膨張しても十分な耐火断熱性が発揮されず、５ｍｍを超えると重量が重くなり、取扱い性が悪くなる。
【００６４】
上記耐火構成体の耐火断熱性が不十分の場合、耐火膨張層（Ｂ）側に補助断熱材としてロックウールボードが積層されてもよい。
上記ロックウールボードとしては、例えば、ロックウールにフェノール樹脂バインダーを加えてボード状に成形した保温材が好ましく、市販品として、例えば、ニチアス社製「ＭＧフェルト」、「ＭＧボード」等が用いられる。
【００６５】
上記ロックウールボードの厚みは５〜４０ｍｍが好ましい。
厚みが、５ｍｍ未満では耐火性が不十分であり、４０ｍｍを超えると耐火構成体全体の厚みが厚くなるため取扱い性が悪くなる。
【００６６】
また、上記ロックウールボードの密度は４０〜３００ｋｇ／ｍ3 が好ましい。密度が、４０ｋｇ／ｍ3 未満では耐火性が不十分であり、３００ｋｇ／ｍ3 を超えるとロックウールボード自体の成形が困難となるばかりでなく、ロックウールボード自体が脆くなるので取扱い性が低下する。
【００６７】
上記耐火構成体のロックウールボード側に、さらに金属板が積層されてもよい。上記金属板は、窯業系サイディングが耐火試験中又は耐火試験後非常に脆くなった場合、ファイアストップ（炎貫通防止）と耐衝撃材の役割を果たす。
上記金属板としては、第１発明と同様のものが用いられる。
【００６８】
上記金属板の厚みは０．１〜１．５ｍｍが好ましい。
厚みが、０．１ｍｍ未満では耐衝撃性が低下するだけでなく、ファイアストップ（炎貫通防止）性も不十分となり、１．５ｍｍを超えると耐火材料の膨張が阻害されて、耐火性能が低下する。
【００６９】
上記ロックウールボードと金属板との積層には、粘着剤が使用されてもよい。
【００７０】
本発明の耐火構成体の厚みは、１０〜１００ｍｍが好ましい。
厚みが、１０ｍｍ未満では十分な耐火性能が得られず、１００ｍｍを超えると重くなって施工性が低下する。
【００７１】
本発明の耐火構成体は、壁、梁、柱等に被覆もしくはこれらの構造の一部として使用され、好ましくは耐火外壁、鉄骨構造材の耐火被覆材として使用される。
【００７２】
【作用】
本発明の耐火構成体において、耐火膨張層（Ｂ）は、加熱時に熱膨張性黒鉛が膨張断熱層を形成して熱の伝達を阻止する。その際、エポキシ樹脂を用いているため樹脂分も炭化して膨張断熱層として寄与し、架橋構造をとるため熱膨張後の形状保持性が優れる。無機充填剤はその際に熱容量を増大させ、リン化合物は膨張断熱層及び無機充填剤の形状保持性を向上させる。
【００７３】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００７４】
・耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物の調製
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製「Ｅ８０７」）４０重量部、ジアミン系硬化剤（油化シェル社製「ＥＫＦＬ０５２」６０重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」）２０重量部、ポリリン酸アンモニウム（ヘキスト社製「ＡＰ４２２」）１００重量部、水酸化アルミニウム（昭和電工社製「Ｈ−３１」）７５重量部、及び、炭酸カルシム（備北粉化社製「ホワイトンＢＦ−３００」）７５重量部をミキシングロールを用いて混練し、耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を調製した。
【００７５】
・耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物の調製
ウレタン変性ビスフェノールＡ型エポキシモノマー（油化シェル社製「Ｅ２９２」）４５重量部、ジアミン系硬化剤（油化シェル社製「ＥＫＦＬ０５２」５５重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」）３０重量部、ポリリン酸アンモニウム（ヘキスト社製「ＡＰ４２２」）１００重量部、及び、炭酸カルシム（備北粉化社製「ホワイトンＢＦ−３００」）１５０重量部をミキシングロールを用いて混練し、耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物を調製した。
【００７６】
（実施例１）
０．５ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)上に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて４ｍｍ厚の耐火膨張層を形成した後、さらに耐火膨張層上に２４ｍｍ厚のフェノール発泡体 (Ｃ1)を粘着剤により積層して、３層構造の耐火構成体〔金属板 (Ａ1)／耐火膨張層 (Ｂ1)／フェノール発泡体 (Ｃ1)〕を作製した。
【００７７】
（実施例２）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)上に耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて１０ｍｍ厚の耐火膨張層を形成した後、耐火膨張層上に２０ｍｍ厚のポリエチレン発泡体 (Ｃ2)を粘着剤により積層し、さらに、その上へ０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層して、４層構造の耐火構成体〔亜鉛鋼板 (Ａ2)／耐火膨張層 (Ｂ2)／ポリエチレン発泡体 (Ｃ2)／亜鉛鋼板 (Ａ2)〕を作製した。
【００７８】
（実施例３）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)上に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて１ｍｍ厚の耐火膨張層を形成した後、耐火膨張層上に２５ｍｍ厚のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤により積層し、さらに、１ｍｍ厚の耐火膨張層 (Ｂ1)を形成した０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層し、５層構造の耐火構成体〔亜鉛鋼板（Ａ2)／耐火膨張層 (Ｂ1)／ロックウールボード (Ｃ3)／耐火膨張層 (Ｂ1)／亜鉛鋼板 (Ａ2)〕を作製した。
【００７９】
（比較例１）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)上に２５ｍｍ厚のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤により積層し、さらにロックウールボード (Ｃ3)上に０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層して、３層構造の耐火構成体〔亜鉛鋼板 (Ａ2)／ロックウールボード (Ｃ3)／亜鉛鋼板 (Ａ2)〕を作製した。
【００８０】
（実施例４）
０．５ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)、２４ｍｍ厚のフェノール発泡体 (Ｃ1)及び０．５ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)を粘着剤を使用して積層した複合ボードの一方のステンレス板 (Ａ1)上に、耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて４ｍｍ厚の耐火膨張層を形成して、４層構造の耐火構成体〔金属板 (Ａ1)／フェノール発泡体 (Ｃ1)／金属板 (Ａ1)／耐火膨張層 (Ｂ1)〕を作製した。
【００８１】
（実施例５）
耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物に代えて、耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物を加熱硬化させて３ｍｍ厚の耐火膨張層を形成したこと以外は、実施例４と同様にして４層構造の耐火構成体〔金属板 (Ａ1)／フェノール発泡体 (Ｃ1)／金属板 (Ａ1)／耐火膨張層 (Ｂ2)〕を作製した。
【００８２】
（実施例６）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)、２４ｍｍ厚のウレタン発泡体 (Ｃ4)及び０．３ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)からなる複合ボードを接着剤による積層によって作製した後、ステンレス板 (Ａ1)側に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて４ｍｍ厚の耐火膨張層を形成して、４層構造の耐火構成体〔金属板 (Ａ2)／ウレタン発泡体 (Ｃ4)／金属板 (Ａ1)／耐火膨張層 (Ｂ1)〕を作製した。
【００８３】
（比較例２）
０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)、２４ｍｍ厚のウレタン発泡体 (Ｃ4)及び０．３ｍｍ厚のステンレス板 (Ａ1)を粘着剤により積層して、３層構造の耐火構成体〔亜鉛鋼板 (Ａ2)／ウレタン発泡体 (Ｃ4)／ステンレス板 (Ａ1)〕を作製した。
【００８４】
（実施例７）
２４ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（ニチハ社製「モエンエクセラード」）上に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて４ｍｍ厚の耐火膨張層を形成して、２層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／耐火膨張層 (Ｂ1)〕を作製した。
【００８５】
（実施例８）
１６ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（クボタ社製「セラディール」）上に耐火膨張層 (Ｂ1)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて３ｍｍ厚の耐火膨張層を形成し、さらに、その上に１０ｍｍ厚、２５０ｋｇ／ｍ3 のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤によって積層し、３層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／耐火膨張層 (Ｂ1)／ロックウールボード (Ｃ3)〕を作製した。
【００８６】
（実施例９）
１４ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（クボタ社製「セラディール」）上に０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層した後、耐火膨張層 (Ｂ2)用樹脂組成物を塗布し、１００℃で３０分間加熱硬化させて２．５ｍｍ厚の耐火膨張層を形成し、さらに、その上に１０ｍｍ厚、２５０ｋｇ／ｍ3 のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤により積層して、４層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／亜鉛鋼板 (Ａ2)／耐火膨張層 (Ｂ2)／ロックウールボード (Ｃ3)〕を作製した。
【００８７】
（比較例３）
２４ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（ニチハ社製「モエンエクセラード」）上に０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層し、さらに、その上に１０ｍｍ厚、２５０ｋｇ／ｍ3 のロックウールボード (Ｃ3)を粘着剤により積層して、３層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／亜鉛鋼板 (Ａ2)／ロックウールボード (Ｃ3)〕を作製した。
【００８８】
（比較例４）
２４ｍｍ厚の窯業系サイディング（Ａ3)（ニチハ社製「モエンエクセラード」）上に０．３ｍｍ厚の亜鉛鋼板 (Ａ2)を粘着剤により積層して、２層構造の耐火構成体〔窯業系サイディング（Ａ3)／亜鉛鋼板 (Ａ2)〕を作製した。
【００８９】
上記で得られた耐火構成体につき、下記の外壁に適用した評価を行い、その結果を表１に示した。
▲１▼耐火性能
ＪＩＳ Ａ １３０４に準拠して６０分間の外壁耐火試験を行い、加熱裏面温度が２６０℃を超えないものを○、２６０℃を超えたものを×、と表示した。
▲２▼形状保持性
ＪＩＳ Ａ １３０４に準拠して６０分間の外壁耐火試験を行い、燃焼によって形成された耐火膨張層の形状保持性を目視観察により評価し、脱落等が見られず形状が保持されていたものを○、脱落等により形状が崩れていたものを×、と表示した。
【００９０】
また、上記で得られた耐火構成体につき、下記柱被覆に適用した評価を行い、その結果を表１に示した。
▲３▼耐火性能
ＪＩＳ Ａ １３０４に準拠して６０分間の柱耐火試験を行い、鋼材温度の平均が３５０℃を超えないものを○、３５０℃を超えたものを×、と表示した。
▲４▼形状保持性
ＪＩＳ Ａ １３０４に準拠して６０分間の柱耐火試験を行い、燃焼によって形成された耐火膨張層の形状保持性を目視観察により評価し、脱落等が見られず形状が保持されていたものを○、脱落等により形状が崩れていたものを×、と表示した。
【００９１】
柱被覆は、図１に示したように、四角柱（鋼管柱）の周囲に耐火構成体を密着させ、耐火構成体の端部が接する部分の垂直方向に５ｃｍ間隔でビス留めを行い固定した。四角柱（鋼管柱）としては、鋼材厚み８ｍｍ、３０ｃｍ角、高さ１２０ｃｍのものを使用し、図２に示したように、四角柱（鋼管柱）の高さ６０ｃｍの位置における隅部４箇所及び辺部４箇所の合計８箇所（図中、○で示す）について温度を測定した。
尚、本評価は実施例２、実施例３、実施例８、比較例１及び比較例３の耐火構成体についてのみ行ない、表中で示した耐火構成体の左側が表面側となり、右側が鋼管柱と接するように配置した。
【００９２】
【表１】
【発明の効果】
本発明の耐火構成体は、上述の構成であり、厚みが薄いので施工性が優れると共に、耐火膨張層の燃焼残渣が十分な形状保持能力を有することにより、顕著な耐火性能を発現する。
Claims (13)
- 不燃性材料からなる層（Ａ）と、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする耐火構成体。
- 不燃性材料からなる層（Ａ）と、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）と、発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする耐火構成体。
- 不燃性材料からなる層（Ａ）と、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）と、該耐火膨張層（Ｂ）の熱膨張を妨げることなく形状を保持する部材（Ｄ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする耐火構成体。
- 上記耐火膨張層（Ｂ）が、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂１００重量部に対して、リン化合物５０〜１５０重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛１５〜４０重量部、及び、無機充填剤３０〜５００重量部からなる樹脂組成物により構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐火構成体。
- 上記無機充填剤が、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、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムからなる群より選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐火構成体。
- 不燃性材料が金属板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐火構成体。
- 不燃性材料が窯業系サイディングであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐火構成体。
- 金属板間に、発泡体及び／又は緩衝材からなる層（Ｃ）が積層された複合ボードと、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる耐火膨張層（Ｂ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする耐火構成体。
- 厚さ１２〜３０ｍｍの窯業系サイディングと、２官能のグリシジルエーテル型のモノマーと硬化剤との反応により得られるエポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤からなる、厚さ０．３〜５ｍｍの耐火膨張層（Ｂ）とが積層されてなり、前記無機充填剤が、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する金属の金属炭酸塩であることを特徴とする耐火構成体。
- 請求項９記載の耐火膨張層（Ｂ）側に、厚さ５〜４０ｍｍ、密度４０〜３００ｋｇ／ｍ ３ のロックウールボードが積層されてなることを特徴とする耐火構成体。
- 請求項１０記載のロックウールボード側に、厚さ０．１〜１．５ｍｍの金属板が積層されてなることを特徴とする耐火構成体。
- 請求項１〜１１記載の耐火構成体が耐火外壁として用いられることを特徴とする耐火構成体。
- 請求項１〜１１記載の耐火構成体が鉄骨構造材の耐火被覆材として用いられることを特徴とする耐火構成体。
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- 1999-04-05 JP JP09779599A patent/JP4146571B2/ja not_active Expired - Lifetime
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