JPH08143856A

JPH08143856A - 熱膨張性無機質繊維複合材

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Publication number: JPH08143856A
Application number: JP28673594A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hashimoto; 哲橋本; Masanori Seki; 正典関; Akiyasu Tanimura; 聡康谷村
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1994-11-21
Publication date: 1996-06-04
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JP2619818B2

Abstract

(57)【要約】【目的】膨張性能に優れ、加熱による形崩れのおそれ
がなく、防火ドア用シール材などに使用した際、高いシ
ール機能を発揮させることができるようにする。【構成】膨張材としての酸処理黒鉛と、耐熱補強材と
しての無機質繊維と、耐熱結合材としての繊維状無機質
充填材と、加熱前の形態保持材としての有機結合材とか
らなる混合物、あるいは、耐熱補強材としての無機質繊
維に代えて耐熱補強材および結合材としての膨張済黒鉛
を使用した混合物を抄造法によりシート状に形成して高
膨張タイプあるいは低膨張タイプの複合材を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば防火ドア用シ
ール材、セラミック触媒保持材、あるいはケーブル挿通
孔に対する延焼防止用の填隙材などに使用される熱膨張
性無機質繊維複合材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の複合材、例えば防火ドア用シー
ル材として、従来、特公昭５８−１２３１５号公報に示
されているように、膨張材としての酸処理黒鉛１００ｗ
ｔ部、有機結合材としてのポリクロロプレン２４ｗｔ
部、フエノール樹脂２０ｗｔ部、難燃性の無機質結合材
としての水酸化アルミニウム４８ｗｔ部、無機質充填材
としてのアスベスト繊維１０ｗｔ部、安定材２ｗｔ部の
混練物をガラス繊維からなる極薄のシート状基材に層状
に被覆したものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したような構成の
従来の複合材は、加熱時に補強するものがなく、５００
℃程度の加熱で形態が崩れる傾向にあり、しかも単に混
練物をシート状基材に被覆させただけのものであるか
ら、膨張の方向性がランダムであって、膨張性に劣り、
防火、防煙などのシール機能を十分に期待することはで
きないものであった。

【０００４】本発明は上記の実情に鑑みてなされたもの
で、加熱時の膨張性能に優れ、高温時の形態保持も確実
で、シール機能の著しい向上を図ることができる熱膨張
性無機質繊維複合材を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明に係る熱膨張性無機質繊維複合材
は、膨張材としての酸処理黒鉛と、耐熱補強材としての
無機質繊維と、耐熱結合材としての繊維状無機質充填材
と、加熱前の形態保持材としての有機結合材とからなる
混合物を抄造法によりシート状に形成したものである。

【０００６】上記請求項１の熱膨張性無機質繊維複合材
の配合比率としては、上記酸処理黒鉛が２０〜６０ｗｔ
％、無機質繊維が１０〜３５ｗｔ％、繊維状無機質充填
材が１０〜３５ｗｔ％、有機結合材が５〜２５ｗｔ％に
設定することが好ましい。

【０００７】また、請求項３の発明に係る熱膨張性無機
質繊維複合材は、膨張材としての酸処理黒鉛と、耐熱補
強材としての無機質繊維と、耐熱補強材および結合材と
しての膨張済黒鉛と、耐熱結合材としての繊維状無機質
充填材と、加熱前の形態保持材としての有機結合材とか
らなる混合物を抄造法によりシート状に形成したもので
ある。

【０００８】上記請求項３の熱膨張性無機質繊維複合材
の配合比率としては、上記酸処理黒鉛が１０〜３０ｗｔ
％、無機質繊維が１０〜３５ｗｔ％、膨張済黒鉛が１０
〜３０ｗｔ％、繊維状無機質充填材が１０〜３５ｗｔ
％、有機結合材が５〜２５ｗｔ％に設定することが好ま
しい。

【０００９】

【作用】請求項１の発明の複合材によれば、酸処理黒鉛
が加熱によって膨張するが、このとき、この酸処理黒鉛
だけを膨張させたのでは飛散して形態を保持することが
できないので、元のシート形状を保持させながら膨張さ
せる必要がある。このため、無機質繊維と繊維状無機質
充填材を所定量配合し、これらを酸処理黒鉛と均一に分
散してシート状に作成することで、無機質繊維が層状の
基材となって上記酸処理黒鉛を補強し、さらに無機質充
填材がシート全体を補強することになるので、シートの
形態を保持したままでの膨張が可能となる。したがっ
て、加熱状態でのシートの強度が保たれ、かつ、高い膨
張圧が得られるとともに、その膨張圧を長時間にわたっ
て維持することが可能である。これは、特に防火ドアシ
ールの相手であるドア枠、あるいは填隙材の相手材など
の強度が大きい場合のシール材や填隙材などとして使用
することによって、防火、防煙などのシール機能を十分
に発揮することになる。

【００１０】また、請求項３の発明によれば、酸処理黒
鉛の一部を、耐熱補強材および結合材としての膨張済黒
鉛に置き換えてあるので、この膨張済黒鉛によって加熱
時の膨張量は抑制されるものの、該膨張済黒鉛自体が成
形体として機能するので、高温時の形態保持力に優れた
複合材を得ることができる。このような低膨張タイプの
複合材は、防火ドアシールの相手であるドア枠、あるい
は填隙材の相手材などの強度が不充分であっても、その
相手材を膨張圧によって変形したり、壊すおそれがな
い。したがって、相手材の強度が不充分な場合のシール
材や填隙材として有効に使用することができる。

【００１１】また、請求項２および４の配合比率からな
る混合物は、水を媒体としての抄造法によって均一に分
散される。とくに、この抄造法によると、薄片状（鱗
状）の酸処理黒鉛が一方向へ積層されるので、膨張方向
が一定の方向に揃うために、該酸処理黒鉛の膨張性をシ
ール機能の上で有効に生かすことができる。

【００１２】上記酸処理黒鉛は、黒鉛を硫酸や過酸化水
素などで酸処理されたもので、その配合比率は２０〜６
０ｗｔ％にするのが好ましく、２０ｗｔ％未満になる
と、膨張力が抑えられる。また、６０ｗｔ％を越える
と、シート状に形成し加熱した時にわたのように膨らん
で十分な剛性が得られず、機械的強度の点で不安が残
る。また、無機質繊維としては、セラミック繊維、たと
えばＳＣバルクなどが使用される。この無機質繊維の配
合比率は１０〜３５ｗｔ％にするのが好ましく、１０ｗ
ｔ％未満では、加熱後の強度が低下し、また、３５ｗｔ
％を越えると、膨張特性が抑制される。

【００１３】さらに、繊維状無機質充填材としては、た
とえばセピオライト鉱物が好適であり、その配合比率は
１０〜３５ｗｔ％にするのが好ましい。１０ｗｔ％未満
であれば、加熱後の機械的強度が低くなり、また、３５
ｗｔ％を越えると、膨張特性の低下が著しい。さらにま
た、有機結合材とては、ゴムラテックス（スミカフレッ
クス）などが使用され、その配合比率は５〜２５ｗｔ％
が好ましく、５ｗｔ％未満では、初期の取り扱い性にお
いての効果がほとんど発揮されず、また、２５ｗｔ％を
越えると、加熱時に焼失し、機械的強度が低下する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１は本発明に係る熱膨張性無機質繊維複合材
を組み込んだ防火ドアの一部を破断して示すものであ
る。

【００１５】図１において、防火ドア１は、内外両側の
外装板２，３間に断熱材４が充填されており、木口被覆
板５，６の内側に熱膨張性無機質繊維複合材Ｍを配設し
ている。この複合材Ｍは、火災時に膨張し、その膨張力
で上記外装板２，３と被覆板５，６との接着を引き剥が
し、被覆板５，６をドア枠（図示せず）に密着させるよ
うに働くものである。この複合材Ｍの構成を以下の実施
例に示す。

【００１６】実施例１膨張材として、硫酸もしくは過酸化水素で処理した黒鉛
（８０ＭＬＴＥＵ中央化成製）を４５ｗｔ％、耐熱補
強材としての無機質繊維としてセラミック繊維（ＳＣバ
ルク１２６０−Ｄ新日化製）を２０ｗｔ％、耐熱結
合材としての繊維状無機質充填材であるセピオライト鉱
物（ミルコンＭＳ−２−２昭和鉱業製）を２０ｗｔ
％、加熱前の形態保持材としての有機結合材であるエチ
レン−アクリル−酢ビ共重合体・麻パルプ（スミカフレ
ックス９００住友化学製）を１５ｗｔ％の配合比率
で混合し、これを抄造して、かさ密度０．９０ｇ／ｃｍ
³、厚さ２．５０ｍｍのシート状に形成した。

【００１７】実施例２硫酸もしくは過酸化水素で処理した黒鉛（８０ＭＬＴＥ
Ｕ中央化成製）を２０ｗｔ％、セラミック繊維（ＳＣ
バルク１２６０−Ｄ２新日化製）を２０ｗｔ％、膨
張済黒鉛を２０ｗｔ％（８０ＭＬＴＥＵを３００℃×１
Ｈｒ加熱処理したもの、中央化成製）、耐熱結合材とし
ての繊維状無機質充填材であるセピオライト鉱物２０ｗ
ｔ％（ミルコンＭＳ−２−２昭和鉱業製）、加熱前の
形態保持材としての有機結合材であるエチレン−アクリ
ル−酢ビ共重合体・麻パルプ（スミカフレックス９０
０住友化学製）を２０ｗｔ％の配合比率で混合し、こ
れを抄造して、かさ密度０．９０ｇ／ｃｍ³、厚さ２．
５０ｍｍのシート状に形成した。

【００１８】実施例３硫酸もしくは過酸化水素で処理した黒鉛（８０ＭＬＴＥ
Ｕ中央化成製）を１５ｗｔ％、セラミック繊維（ＳＣ
バルク１２６０−Ｄ２新日化製）を２５ｗｔ％、膨
張済黒鉛を１５ｗｔ％（８０ＭＬＴＥＵを３００℃×１
Ｈｒ加熱処理したもの、中央化成製）、耐熱結合材とし
ての繊維状無機質充填材であるセピオライト鉱物２５ｗ
ｔ％（ミルコンＭＳ−２−２昭和鉱業製）、加熱前の
形態保持材としての有機結合材であるエチレン−アクリ
ル−酢ビ共重合体・麻パルプ（スミカフレックス９０
０住友化学製）を２０ｗｔ％の配合比率で混合し、こ
れを抄造して、かさ密度０．９０ｇ／ｃｍ³、厚さ２．
５０ｍｍのシート状に形成した。

【００１９】比較例１発煙硝酸で処理した黒鉛を５０ｗｔ％、有機結合材とし
てのポリクロロプレンを１２ｗｔ％、フェノール樹脂を
１０ｗｔ％、難燃材としての水酸化アルミニウムを２４
ｗｔ％、無機質充填材としてのアスベスト繊維を４ｗｔ
％の配合比率の混練物をガラス繊維からなる極薄のシー
ト状基材に層状に被覆し、かさ密度０．９０ｇ／ｃ
ｍ³、厚さ２．５０ｍｍのシート状を形成した。

【００２０】上記実施例１，２，３と比較例１の評価と
して、６６ＫＰａの面圧を負荷した状態で昇温速度１０
℃／分で昇温させた時の各試料の膨張量の測定を行なっ
た。図２はそのための測定装置を示し、同図において、
２１，２２は電気炉のヒータ２３で加熱される試料Ｍを
挟持する上下一対の石英棒であり、上記の昇温速度で昇
温する試料Ｍが膨張を開始すると、石英棒２１を押し上
げるので、その変位をダイヤルケージ２４で測定するよ
うにしたものであり、上記ダイヤルケージ２４と石英棒
２１の荷重で試料Ｍには、６６ＫＰａの負荷が加わるよ
うになっている。

【００２１】ついで、実施例１，２，３と比較例１の評
価として、各試料Ｍの厚さに合わせた隙間に該試料Ｍを
充填し、一定の昇温速度で試料Ｍを昇温させた時の発生
膨張圧の測定を行なった、図３はそのための測定装置を
示し、同図に示すように、電気炉内のヒータ３１で加熱
されるφ２５．４ｍｍのシート状試料Ｍを、その厚さ５
ｍｍに合うように設定された上下の石英棒３２，３３の
隙間ｇに充填し、一定の昇温速度１０℃／分で５００℃
まで昇温させ、試料Ｍが膨張を開始した際の膨張圧をロ
ードセル３４で測定するようにしたものである。

【００２２】最後に、実施例１，２，３と比較例１の評
価として、一定の隙間に各試料Ｍを防火ドアシール材と
して充填した後、熱処理し、その後、各試料Ｍの圧縮剛
性を測定した。図４はそのための測定装置を示し、防火
ドア用シール材としての各試料Ｍを１０ｍｍの隙間Ｇに
充填し、電気炉のヒータ４１で常温から５００℃まで３
０分間、ならびに５００℃×３０分間の加熱処理を行な
い、各試料Ｍの圧縮剛性を１．６ＫＰａおよび１８．１
ＫＰａで測定した。上記各測定結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１から明らかなように、実施例１のもの
は、高い膨張圧および膨張量を発生し得るので、図１に
示すような防火ドアのシール材として使用した際、火災
時に被覆板５，６を押し広げる力が長時間にわたって発
生し続け、有効な密封効果を発揮させることができる。
また、無機質繊維が層状となって酸処理黒鉛を補強し、
さらに、繊維状無機質充填材がシート全体を補強するの
で、形態を保持したままでの膨張が可能であることがわ
かった。

【００２５】また、実施例２，３のものは、圧縮剛性が
高く、形態保持性能に優れていることが判る。さらに、
酸処理黒鉛の一部が膨張済黒鉛に置き換えられた配合比
により、実施例１のものよりも膨張性が抑えられてい
る。このため、これら実施例２，３のものは、防火ドア
のドア枠や填隙材の相手部材などの強度が充分でない場
合のシール材として有効に使用することができる。

【００２６】比較例１のものは、膨張性能が実施例１〜
３のものよりも劣っており、さらに、膨張材を支える耐
熱補強材などがないので、５００℃×３０分の熱処理で
シート強度が失われる。このため、防火・防災に対して
安定したシール性を発揮させることは難しい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、請求項１および２の発明
によれば、膨張材としての酸処理黒鉛に、補強材として
の無機質繊維や繊維状無機質充填材、さらには、加熱前
の形態保持材としての有機結合材を加え、これらを抄造
してシート状に成形したので、膨張の方向性が一定とな
り、形崩れのおそれのなく高い膨張特性が得られるとと
もに、補強作用によって加熱状態での高い膨張圧が確保
されて、防火ドアなどの填隙用として優れたシール機能
を発揮させることができる。特に、請求項１の発明の複
合材は、膨張性能を重視したもので、所定のシール機能
を十分に発揮させることができ、また、請求項２の発明
の複合材は、相手材の強度が不充分な場合にその相手材
を変形させたり、壊すことにない反面、特に高温時の形
態保持性に優れている。

【００２８】また、請求項３，４の発明によれば、酸処
理黒鉛の一部を膨張済黒鉛に置き換えた配合比であるの
で、膨張量が抑制されるが、高温時の形態保持力が高め
られ、相手材の強度が不充分な場合の使用に好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による熱膨張性無機質繊維複
合材を組み込んだ防火ドアの一部を破断して示す斜視図
である。

【図２】膨張率の測定装置を示す概略構成図である。

【図３】膨張圧の測定装置を示す概略構成図である。

【図４】形態保持力の測定装置を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】１防火ドア２，３外装板４断熱材５，６被覆板Ｍ熱膨張性無機質繊維複合材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膨張材としての酸処理黒鉛と、耐熱補強
材としての無機質繊維と、耐熱結合材としての繊維状無
機質充填材と、加熱前の形態保持材としての有機結合材
とからなる混合物を抄造法によりシート状に形成したこ
とを特徴とする熱膨張性無機質繊維複合剤。
【請求項２】上記酸処理黒鉛を２０〜６０ｗｔ％、無
機質繊維を１０〜３５ｗｔ％、繊維状無機質充填材を１
０〜３５ｗｔ％、有機結合材を５〜２５ｗｔ％の配合比
率に設定してなる請求項１の熱膨張性無機質繊維複合
材。
【請求項３】膨張材としての酸処理黒鉛と、耐熱補強
材としての無機質繊維と、耐熱補強材および結合材とし
ての膨張済黒鉛と、耐熱結合材としての繊維状無機質充
填材と、加熱前の形態保持材としての有機結合材とから
なる混合物を抄造法によりシート状に形成したことを特
徴とする熱膨張性無機質繊維複合材。
【請求項４】上記酸処理黒鉛を１０〜３０ｗｔ％、無
機質繊維を１０〜３５ｗｔ％、膨張済黒鉛を１０〜３０
ｗｔ％、繊維状無機質充填材を１０〜３５ｗｔ％、有機
結合材を５〜２５ｗｔ％の配合比率に設定してなる請求
項３の熱膨張性無機質繊維複合材。