JPH11323148A - 耐火性シート状成形体及びシート積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中和処理された熱膨張性黒鉛を含有する樹脂
組成物から形成され、小規模火災や火災初期の温度上昇
の低い条件下、又は壁等の熱伝導が遅い構造体におい
て、耐火断熱層を形成して耐火性能を十分に発揮するこ
とができる耐火性シート状成形体及びシート積層体を提
供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質よりな
る樹脂分、リン化合物、膨張開始温度が１４０〜１８０
℃の中和処理された熱膨張性黒鉛並びに無機充填剤を含
有する樹脂組成物から形成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天井材、床材、間
仕切り壁等の建築材料に使用される耐火性シート状成形
体及びシート積層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築材料には、耐火性、即ち、それ自体
が燃えにくく断熱性に優れ、更には火炎を裏面に廻すこ
とがない性能が要求される。耐火性の試験方法として
は、例えば表面から加熱して裏面温度を測定する方法が
あり、建築材料においては、表面を１０００℃程度に加
熱した際に裏面温度が２６０℃よりも低くなることが要
求されている。

【０００３】このような耐火性に優れた建築材料として
は、石膏、パーライト、ＡＬＣ等の材料からなる耐火壁
が広く用いられている。しかしながら、これらの材料に
充分な耐火性を発揮させるためには、厚みを増す必要が
あり、厚みを増すと施工性に問題があった。

【０００４】特開昭６１−１７５３号公報には、耐火壁
の周縁に加熱膨張層を付設したものが開示されている。
しかしながら、この技術は、耐火壁の収縮により目地部
に隙間が発生するのを防止することによって、火炎が裏
面に廻るのを阻止することを主目的とするものであり、
断熱性に劣るという問題点があった。

【０００５】特開平６−８０９０９号公報には、セメン
ト、含水無機物等からなる組成物の微粉を吹きつける方
法が開示されている。しかしながら、この方法は、現場
での吹きつけ施工を必要とするため施工性に劣り、ま
た、厚みが均一にならない場合は充分な耐火性を発揮す
ることができなかった。更には、施工する際に微粉が飛
散するために、健康面への影響が大きかった。

【０００６】施工性を向上するため、２枚の金属板の間
に、不燃性の無機質材料又は樹脂からなる板を挟みこん
だ建築パネルも開発されているが、１０００℃で加熱し
た場合には、裏面温度が基準値２６０℃よりも高くな
り、耐火性能という点では不充分であった。

【０００７】また、樹脂に多量の加熱膨張性の無機質材
料を混入した耐火性樹脂シートが建築材料として検討さ
れている。このような樹脂シートは、加熱により膨張し
て耐火断熱層（燃焼残渣）を形成し、耐火性能を発現す
る。上記樹脂シートは、通常、燃焼時に鋼材や壁材自身
の温度上昇を防ぐ目的で、柱、壁材等の建築材料に貼り
合わせて使用されることが多い。このため、垂直部位に
使用する場合には、燃焼時及び燃焼後共に、柱、壁材等
から断熱層となる燃焼残渣が崩れ落ちることなく、保持
されていることが必要となる。このため、燃焼残渣の強
度（形状保持性）が、耐火性能を発現する材料の重要な
性能因子である。

【０００８】上記耐火断熱層を形成し耐火性能を発現す
る材料として、例えば中和処理された熱膨張性黒鉛が使
用されている。しかし、従来の中和処理された熱膨張性
黒鉛の膨張開始温度は１８０℃以上であり、１８０℃よ
り低い温度では熱膨張性黒鉛の耐火断熱層が形成され難
いため、小規模火災や火災初期の温度上昇の低い条件
下、又は壁等の熱伝導が遅い構造体では耐火性能が十分
に発揮されないという問題点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、中和処理さ
れた熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物から形成され、
小規模火災や火災初期の温度上昇の低い条件下、又は壁
等の熱伝導が遅い構造体において、耐火断熱層を形成し
て耐火性能を十分に発揮することができる耐火性シート
状成形体及びシート積層体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明（以
下、第１発明という）の耐火性シート状成形体は、熱可
塑性樹脂及び／又はゴム物質よりなる樹脂分、リン化合
物、膨張開始温度が１４０〜１８０℃の中和処理された
熱膨張性黒鉛並びに無機充填剤を含有し、上記樹脂分１
００重量部に対して、リン化合物と中和処理された熱膨
張性黒鉛との合計量が２０〜２００重量部、並びに、無
機充填剤が５０〜５００重量部からなり、かつ、中和処
理された熱膨張性黒鉛とリン化合物との重量比が０．０
１〜９である樹脂組成物から形成されてなることを特徴
とする。

【００１１】第１発明の耐火性シート状成形体は、熱可
塑性樹脂及び／又はゴム物質よりなる樹脂分、リン化合
物、中和処理された熱膨張性黒鉛ならびに無機充填剤を
含有する樹脂組成物（Ｉ）から形成される。

【００１２】上記樹脂分としては特に限定されず、例え
ば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等のポ
リオレフィン系樹脂、ポリ（１−）ブテン系樹脂、ポリ
ペンテン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリ
ル−ブタジエン−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系
樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、アクリル系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、フェノ
ール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリブテン、ブチル
ゴム、ポリクロロプレン、ポリブタジエン、ポリイソブ
チレン、ニトリルゴム等が挙げられる。

【００１３】中でも、クロロプレン系樹脂、塩素化ブチ
ル系樹脂等のハロゲン化された樹脂は、それ自体難燃性
が高く、さらに熱による脱ハロゲン化反応により、架橋
が起こり、加熱後の残渣の強度が向上する点において好
ましい。上記樹脂分として例示したものは、非常に柔軟
でゴム的性質を持っていることから、上記無機充填剤を
高充填することが可能であり、得られる樹脂組成物が柔
軟でフレキシブルなものとなる。より柔軟でフレキシブ
ルな樹脂組成物を得るためには、非加硫ゴムやポリエチ
レン系樹脂が好適に用いられる。

【００１４】上記樹脂分は、単独で用いても、２種以上
を併用してもよい。樹脂分の溶融粘度、柔軟性、粘着性
等の調整のため、２種以上の樹脂分をブレンドしたもの
をベース樹脂として用いてもよい。

【００１５】上記樹脂分には、耐火性能を阻害しない範
囲で、架橋や変性が施されてもよい。上記樹脂分の架橋
や変性を行う場合は、予め樹脂分に架橋や変性を施して
もよく、後述のリン化合物や無機充填剤等の他の成分の
配合時又は配合した後で架橋や変性を施してもよい。

【００１６】上記架橋方法については、特に限定され
ず、上記樹脂分について通常行われる架橋方法、例え
ば、各種架橋剤、過酸化物等を使用する架橋方法、電子
線照射による架橋方法などが挙げられる。

【００１７】上記樹脂分の溶融、軟化温度は、後述する
中和処理された熱膨張性黒鉛の膨張開始温度以下である
ことが好ましい。

【００１８】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、費用等の点においてポリリン酸アンモニウ
ム類がより好ましい。

【００１９】

【化１】

【００２０】式中、Ｒ¹ 及びＲ³ は、水素原子、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６〜１
６のアリールオキシ基を表す。

【００２１】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。

【００２２】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、取
扱い性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「ＡＰ
４２２」、「ＡＰ４６２」、チッソ社製「テラージュＣ
６０」、「テラージュＣ７０」、「テラージュＣ８０」
等が挙げられる。

【００２３】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。なかでも、ｔ−ブチルホスホン酸
は、高価ではあるが、高難燃性の点においては好まし
い。上記リン化合物は、単独で用いても、２種以上を併
用してもよい。

【００２４】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。

【００２５】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すること
により、上記中和処理された熱膨張性黒鉛とする。

【００２６】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。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。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、東ソー社製「ＧＲ
ＥＰ−ＥＧ」、ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦ
Ｇｕａｒｄ＃１６０」、「ＧＲＡＦＧｕａｒｄ＃２２
０」等が挙げられる。

【００２７】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いため、
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、熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質と混練する際に分
散性が悪くなり、物性の低下が避けられない。

【００２８】上記中和処理された熱膨張性黒鉛として
は、膨張開始温度１４０〜１８０℃のものが用いられ
る。膨張開始温度が、１４０℃未満では熱可塑性樹脂及
び／又はゴム物質との混練時に膨張して耐火性能が低下
し、１８０℃を超えると小規模火災や火災初期の温度上
昇の低い条件下や、壁等の熱伝導が遅い構造体では耐火
性能が十分に発揮されなくなる。

【００２９】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。これらの中で
も、含水無機物及び金属炭酸塩が好ましい。

【００３０】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、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。

【００３１】上記無機充填剤の粒径としては、０．５〜
１００μｍが好ましく、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
のとを組み合わせて使用することがより好ましく、この
ような組み合わせによって、シート状成形体の力学的性
能を維持したまま、高充填化することが可能となる。

【００３２】上記樹脂組成物（Ｉ）において、リン化合
物及び中和処理された熱膨張性黒鉛の配合量は、樹脂分
１００重量部に対して２０〜２００重量部が好ましい。
配合量が、２０重量部未満では加熱後の燃焼残渣量が不
十分となり、２００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。

【００３３】上記中和処理された熱膨張性黒鉛とリン化
合物との重量比（熱膨張性黒鉛／リン化合物）は０．０
１〜９である。中和処理された熱膨張性黒鉛の配合比率
が多くなると、燃焼時に膨張した黒鉛が飛散し、十分な
膨張断熱層が形成されず、リン化合物との配合比率が多
くなると、十分な膨張断熱層が形成されないため、十分
な断熱性能が得られない。

【００３４】次に、請求項２記載の発明（以下、第２発
明という）の耐火性シート状成形体について説明する。
第２発明の耐火性シート状成形体は、熱可塑性樹脂及び
／又はゴム物質よりなる樹脂分、リン化合物、膨張開始
温度が１４０〜１８０℃と１８０℃を超えて２５０℃以
下の２種の中和処理された熱膨張性黒鉛の混合物並びに
無機充填剤を含有し、樹脂分１００重量部に対して、リ
ン化合物と２種の中和処理された熱膨張性黒鉛の混合物
との合計量２０〜２００重量部、並びに、無機充填剤５
０〜５００重量部からなり、かつ、膨張開始温度が１４
０〜１８０℃の中和処理された熱膨張性黒鉛と１８０℃
を超えて２５０℃以下の中和処理された熱膨張性黒鉛と
の重量比が０．１〜１０であり、リン化合物と２種の中
和処理された熱膨張性黒鉛の混合物との重量比が０．０
１〜９である樹脂組成物から形成されてなることを特徴
とする。

【００３５】第２発明の耐火性シート状成形体は、熱可
塑性樹脂及び／又はゴム物質からなる樹脂分、リン化合
物、膨張開始温度が１４０〜１８０℃と１８０℃を超え
て２５０℃以下の２種の中和処理された熱膨張性黒鉛の
混合物並びに無機充填剤を含有する樹脂組成物（II）か
ら形成される。

【００３６】上記樹脂組成物（II）における樹脂分、リ
ン化合物及び無機充填剤としては、樹脂組成物（Ｉ）と
同様のものが用いられる。

【００３７】上記樹脂組成物（II）において、中和処理
された熱膨張性黒鉛として、膨張開始温度が１４０〜１
８０℃であるものと、１８０℃を超えて２５０℃以下で
あるものとの２種の混合物が用いられる。このように膨
張開始温度の異なる２種の熱膨張性黒鉛を用いることに
よって、幅広い温度範囲で耐火断熱層を形成し、様々な
火災条件下で良好な耐火性能を発揮することができる。

【００３８】上記混合物において、膨張開始温度が１４
０〜１８０℃の中和処理された熱膨張性黒鉛（以下、Ｅ
Ｇ１という）と、１８０℃を超えて２５０℃以下の中和
処理された熱膨張性黒鉛（以下、ＥＧ２という）との重
量比（ＥＧ１／ＥＧ２）は、０．１〜１０の範囲に制限
される。混合物中、ＥＧ１の割合が多くなると混練時に
膨張する熱膨張性黒鉛が多くなって耐火性能が低下し、
ＥＧ２の割合が多くなると火災初期の低温条件や壁等の
熱伝導が遅い構造体では十分な耐火性能が発揮され難く
なる。

【００３９】上記膨張開始温度が１４０〜１８０℃の中
和処理された熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、
ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧｕａｒｄ＃１
６０」（膨張開始温度が約１６０℃）が挙げられ、膨張
開始温度が１８０℃を超えて２５０℃以下の中和処理さ
れた熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、ＵＣＡＲ
Ｃａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧｕａｒｄ＃２２０」
（膨張開始温度が約２２０℃）が挙げられる。

【００４０】上記樹脂組成物（II）において、各成分の
含有量は、上記樹脂組成物（Ｉ）と同様の理由により、
樹脂分１００重量部に対して、リン化合物と２種の中和
処理された熱膨張性黒鉛の混合物との合計量２０〜２０
０重量部、並びに、無機充填剤５０〜５００重量部であ
る。

【００４１】また、上記リン化合物と２種の中和処理さ
れた熱膨張性黒鉛の混合物（ＥＧ１＋ＥＧ２）との重量
比（リン化合物／熱膨張性黒鉛の混合物）は、上記樹脂
組成物（Ｉ）と同様の理由により、０．０１〜９であ
る。

【００４２】次に、請求項３記載の発明（以下、第３発
明という）のシート積層体について説明する。第３発明
のシート積層体は、耐火性シート状成形体からなるＡ層
とＢ層とが積層されたシート積層体であって、Ａ層とＢ
層との合計厚みが０．１〜１５ｍｍ、かつ、Ａ層とＢ層
との厚み比（Ａ層／Ｂ層）が０．０１〜１００であり、
Ａ層が、熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質よりなる樹脂
分１００重量部に対して、リン化合物と膨張開始温度が
１４０〜１８０℃の中和処理された熱膨張性黒鉛との合
計量２０〜２００重量部、並びに、無機充填剤が５０〜
５００重量部からなり、かつ、中和処理された熱膨張性
黒鉛とリン化合物との重量比が０．０１〜９である樹脂
組成物から形成され、Ｂ層が、熱可塑性樹脂及び／又は
ゴム物質よりなる樹脂分１００重量部に対して、リン化
合物と膨張開始温度が１８０℃を超えて２５０℃以下の
中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量２０〜２００重
量部、並びに、無機充填剤５０〜５００重量部からな
り、かつ、中和処理された熱膨張性黒鉛とリン化合物と
の重量比が０．０１〜９である樹脂組成物から形成され
てなることを特徴とする。

【００４３】第３発明のシート積層体は、耐火性シート
状成形体からなるＡ層とＢ層とが積層されたものであっ
て、Ａ層とＢ層との合計厚みが０．１〜１５ｍｍ、か
つ、Ａ層とＢ層との厚み比（Ａ層／Ｂ層）が０．０１〜
１００である。

【００４４】上記シート積層体の厚みは、０．１ｍｍ未
満では膨張しても十分な厚みの耐火断熱層が形成され
ず、１５ｍｍを超えると重くなって取扱い性が悪くな
る。また、Ａ層とＢ層との厚み比において、Ａ層の比率
が増加すると混練時の温度上昇によって膨張して火災時
の耐火性能が低下し、Ｂ層の比率が増加すると温度上昇
の低い条件や熱伝導が遅い構造体で、十分な耐火性能が
発揮され難くなるので、厚み比（Ａ層／Ｂ層）は０．０
１〜１００に制限される。

【００４５】上記シート積層体において、Ａ層は、熱可
塑性樹脂及び／又はゴム物質よりなる樹脂分、リン化合
物と膨張開始温度が１４０〜１８０℃の中和処理された
熱膨張性黒鉛、並びに、無機充填剤を含有する樹脂組成
物 (III)から形成され、Ｂ層は、熱可塑性樹脂及び／又
はゴム物質よりなる樹脂分、リン化合物と膨張開始温度
が１８０℃を超えて２５０℃以下の中和処理された熱膨
張性黒鉛、並びに、無機充填剤を含有する樹脂組成物
（IV）から形成される。

【００４６】上記樹脂組成物 (III)及び（IV）における
樹脂分、リン化合物及び無機充填剤としては、樹脂組成
物（Ｉ）と同様のものが用いられる。上記樹脂組成物
(III)において、中和処理された熱膨張性黒鉛は、膨張
開始温度１４０〜１８０℃のものが用いられる。また、
上記樹脂組成物（IV）において、中和処理された熱膨張
性黒鉛は、膨張開始温度が１８０℃を超えて２５０℃以
下のものが用いられる。

【００４７】上記樹脂組成物 (III)及び（IV）におい
て、各成分の含有量は、上記樹脂組成物（Ｉ）と同様の
理由により、樹脂分１００重量部に対して、リン化合物
と中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量２０〜２００
重量部、並びに、無機充填剤５０〜５００重量部であ
る。

【００４８】上記樹脂組成物 (III)及び（IV）におい
て、上記リン化合物と中和処理された熱膨張性黒鉛との
重量比（リン化合物／熱膨張性黒鉛の混合物）は、上記
樹脂組成物（Ｉ）と同様の理由により、０．０１〜９で
ある。

【００４９】上記シート積層体は、膨張開始温度の異な
る中和処理された熱膨張性黒鉛を含有するＡ層とＢ層と
を積層することによって、幅広い温度範囲で耐火断熱層
を形成することができる。

【００５０】本発明において、上記水酸化マグネシウ
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、加熱
残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働くこ
とにより残渣強度が向上するので特に好ましい。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、併用すると脱水効果を発揮
する温度領域が広がり、より効果的な温度上昇抑制効果
が得られることから、併用することが好ましい。

【００５１】上記炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の金属炭
酸塩は、上記リン化合物との反応で膨張を促進すると考
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。

【００５２】上記金属炭酸塩の中でも、さらに、炭酸ナ
トリウム等のアルカリ金属炭酸塩；炭酸マグネシウム、
炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム等のアルカリ土類
金属炭酸塩；炭酸亜鉛等の周期律表IIｂ族金属の炭酸塩
などが好ましい。

【００５３】上記樹脂組成物には、樹脂組成物の物性を
損なわない範囲で、難燃剤、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。また、後述の耐火性シート状成
形体又はシート積層体に粘着性を付与するために粘着付
与剤が添加されてもよい。

【００５４】上記樹脂組成物は、上記各成分を単軸押出
機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサ
ー、二本ロール等従来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。得られた樹脂組成物
は、例えば、プレス成形、押出成形、カレンダー成形
等、従来公知の成形方法によって、耐火性シート状成形
体とすることができる。

【００５５】上記シート積層体は、Ａ層用及びＢ層用耐
火性シート状成形体を積層することにより得られる。積
層方法としては、例えば、プレス成形、共押出成形等、
従来公知の方法が挙げられる。

【００５６】本発明の耐火性シート状成形体、シート積
層体は、例えば、鉄骨等の耐火被覆材として用いられ
る。耐火被覆材として用いる場合は、構成として鉄骨の
周囲に上記耐火性シート状成形体又はシート積層体を配
置し、さらにその外側に不燃性材料からなるシートを配
置することが好ましい。配置方法に関しては、内側から
順を追って行ってもよく、鉄骨に対して予め積層してお
いた耐火性シート状成形体又はシート積層体と不燃性材
料からなるシートとを配置してもかまわない。

【００５７】上記耐火性シート状成形体、シート積層体
は、例えば、火災の際に熱を受けて膨張することにより
耐火断熱層を形成し、この耐火断熱層によって鉄骨へ熱
が伝わるのを防止する。従って、この耐火断熱層は、鉄
骨の全周で隙間なく形成されることが好ましい。また、
上記不燃性材料からなるシートとしては、上記耐火性シ
ート状成形体又はシート積層体の膨張によって形成され
る耐火断熱層に追随してある程度変形し、耐火断熱層の
形状が崩れないように保持し得る材料が好ましい。

【００５８】上記不燃性材料からなるシートとしては、
不燃性を有するものであれば特に限定されず、例えば、
鋼板、亜鉛メッキ鋼板、ステンレス板、アルミ・亜鉛合
金板、アルミニウム板等の金属板材料；珪酸カルシウム
板、繊維混入珪酸カルシウム板、炭酸カルシウム板、石
膏ボード板、強化石膏板、パーライトセメント板、繊維
強化セメント板、木片セメント板、木粉セメント板、ス
ラグ石膏板等の無機質板；ロックウール保温板、セラミ
ックウールブランケット、アルミナシリカ繊維フェル
ト、セラミック紙、水酸化アルミ紙等のシート状物が挙
げられる。上記不燃性材料からなるシートは、これらの
シート状物が複数枚貼り合わされたものであってもよ
い。

【００５９】上記不燃性材料からなるシートとして好ま
しくは、厚みの薄い金属板（箔）である。厚みの薄い金
属板は、耐火性シート状成形体又はシート積層体が膨張
する際に変形や湾曲することによって、破れや切断を起
こさずに膨張を吸収する。上記金属板の厚みは、０．１
〜１ｍｍが好ましい。厚みが、０．１ｍｍ未満では防炎
材料や形状保持材として機能せず、１ｍｍを超えると湾
曲による膨張代の確保が難しくなる。

【００６０】また、火災時の膨張代確保のために空間を
設けたり、燃焼時に熱収縮し空間確保につながる材料と
して、ハニカム構造体や発泡体を耐火性シート状成形体
もしくはシート積層体の片側又は両側に配置してもよ
い。このとき使用される発泡体としては、一般にあるイ
ソシアヌレートフォーム、ウレタンフォーム、ポリプロ
ピレンフォーム等いずれのものも使用可能であり、厚み
としては耐火性シート状成形体やシート積層体の膨張性
能に合わせて設定するのが好ましい。

【００６１】上記シート状成形体又はシート積層体は、
熱照射量５０ｋＷ／ｃｍ² の条件下で完全燃焼させた際
に、初期厚み（Ｄ₀)と燃焼後の厚み（Ｄ₁)との関係が、
Ｄ₁／Ｄ₀ ＝１．１〜２０であるようになされてことが
好ましい。Ｄ₁ ／Ｄ₀ が、１．１未満では加熱によって
膨張しても十分な断熱性を発現せず、２０を超えると発
泡倍率が高くなり過ぎて燃焼残渣の強度が不足する。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を説明す
る。 （実施例１，２、比較例１，２）表１に示した配合量
の、樹脂分、水添石油樹脂、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、炭酸カルシウムを二軸押出機に供給し溶融混練した
後、Ｔダイより押出成形して３ｍｍ厚の耐火性シート状
成形体を得た。

【００６３】（実施例３）表１に示した配合量の、樹脂
分、水添石油樹脂、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
カルシウムを二軸押出機に供給し溶融混練した後、Ｔダ
イより押出成形して、１ｍｍ厚のＡ層用及びＢ層用耐火
性シート状成形体を得た。このＡ層用耐火性シート状成
形体１枚とＢ層用耐火性シート状成形体２枚を重ね合わ
せてプレス成形し、３ｍｍ厚のシート積層体を得た。

【００６４】上記耐火性シート状成形体及びシート積層
体につき下記項目の性能評価を行い、その結果を表１に
示した。 （１）膨張倍率 ４０ｍｍ×４０ｍｍ×３ｍｍ厚の耐火性シート状成形体
又はシート積層体（試験片）をホットプレート上に置
き、異なる昇温速度で３０℃から４５０℃まで昇温し、
４５０℃で１時間保持した。次いで、２５℃まで冷却し
た後試験片の厚みを測定し、加熱前後の厚み比から膨張
倍率（加熱後の厚み／加熱前の厚み）を算出した。 〔昇温速度〕 （イ）３０℃から４５０℃まで２０分間かけて昇温（昇
温速度２０℃／分） （ロ）３０℃から４５０℃まで８５分間かけて昇温（昇
温速度５℃／分）

【００６５】（２）耐火性能 １００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍ厚のステンレス板
の裏面に、耐火性シート状成形体又はシート積層体（試
験片）を重ね合わせ垂直に設置した状態で、コーンカロ
リーメーター（アトラス社製「ＣＯＮＥ２Ａ」）を用い
て、ステンレス板側に３５ｋＷ／ｍ² の照射熱量を照射
したときの膨張開始時間と１時間放置後の裏面温度を測
定した。

【００６６】

【表１】

【００６７】表１から中和処理された熱膨張性黒鉛の膨
張開始温度により１時間後の表面温度が大きく異なるこ
とが分かる。

【００６８】尚、表１中で使用した成分は下記の通りで
ある。 ・メタロセンＰＥ（ポリエチレン）：ダウケミカル社製
「ＥＧ８２００」 ・ブチルゴム：エクソン化学社製「ブチルゴム＃０６
５」 ・ポリブテン：出光石油化学社製「ポリブテン１００
Ｒ」 ・水添石油樹脂：トーネックス社製「エスコレッツ532
0」

【００６９】・ポリリン酸アンモニウム：チッソ社製
「テラージュＣ６０」 ・中和処理された熱膨張性黒鉛： ：ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧｕａｒｄ
＃１６０」 ：ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧｕａｒｄ
＃２２０」 ：東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＰＧ」 ・水酸アルミニウム：昭和電工社製「Ｈ−４２Ｍ」 ・炭酸カルシウム：白石カルシウム社製「ホワイトンＳ
Ｂ赤」

【００７０】

【発明の効果】本発明の耐火性シート状成形体及びシー
ト積層体は、従来より低温で膨張する中和処理された熱
膨張性黒鉛を含有することにより、小規模火災や火災初
期の温度上昇の低い条件下、又は壁等の熱伝導が遅い構
造体において、耐火断熱層を形成して耐火性能を十分に
発揮する。また、従来より低温及び高温で膨張する２種
の中和処理された熱膨張性黒鉛を含有することにより、
幅広い温度範囲で耐火断熱層を形成し、様々の火災条件
下で耐火性能を発揮する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｋ 5/49 Ｃ０８Ｋ 5/49

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質よりな
   る樹脂分、リン化合物、膨張開始温度が１４０〜１８０
   ℃の中和処理された熱膨張性黒鉛並びに無機充填剤を含
   有し、上記樹脂分１００重量部に対して、リン化合物と
   中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量２０〜２００重
   量部、並びに、無機充填剤５０〜５００重量部からな
   り、かつ、中和処理された熱膨張性黒鉛とリン化合物と
   の重量比が０．０１〜９である樹脂組成物から形成され
   てなることを特徴とする耐火性シート状成形体。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質よりな
   る樹脂分、リン化合物、膨張開始温度が１４０〜１８０
   ℃と１８０℃を超えて２５０℃以下の２種の中和処理さ
   れた熱膨張性黒鉛の混合物並びに無機充填剤を含有し、
   上記樹脂分１００重量部に対して、リン化合物と２種の
   中和処理された熱膨張性黒鉛の混合物との合計量２０〜
   ２００重量部、並びに、無機充填剤５０〜５００重量部
   からなり、かつ、膨張開始温度が１４０〜１８０℃の中
   和処理された熱膨張性黒鉛と１８０℃を超えて２５０℃
   以下の中和処理された熱膨張性黒鉛との重量比が０．１
   〜１０であり、リン化合物と２種の中和処理された熱膨
   張性黒鉛の混合物との重量比が０．０１〜９である樹脂
   組成物から形成されてなることを特徴とする耐火性シー
   ト状成形体。
3. 【請求項３】 耐火性シート状成形体からなるＡ層とＢ
   層とが積層されたシート積層体であって、Ａ層とＢ層と
   の合計厚みが０．１〜１５ｍｍ、かつ、Ａ層とＢ層との
   厚み比（Ａ層／Ｂ層）が０．０１〜１００であり、Ａ層
   が、熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質よりなる樹脂分１
   ００重量部に対して、リン化合物と膨張開始温度が１４
   ０〜１８０℃の中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量
   ２０〜２００重量部、並びに、無機充填剤が５０〜５０
   ０重量部からなり、かつ、中和処理された熱膨張性黒鉛
   とリン化合物との重量比が０．０１〜９である樹脂組成
   物から形成され、Ｂ層が、熱可塑性樹脂及び／又はゴム
   物質よりなる樹脂分１００重量部に対して、リン化合物
   と膨張開始温度が１８０℃を超えて２５０℃以下の中和
   処理された熱膨張性黒鉛との合計量２０〜２００重量
   部、並びに、無機充填剤５０〜５００重量部からなり、
   かつ、中和処理された熱膨張性黒鉛とリン化合物との重
   量比が０．０１〜９である樹脂組成物から形成されてな
   ることを特徴とするシート積層体。