WO2018164095A1 - 剛性と耐火性に優れる多色成形品成形材 - Google Patents

剛性と耐火性に優れる多色成形品成形材 Download PDF

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WO2018164095A1
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rubber
resin
fireproof
resins
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和洋 沢
聡志 前田
慎吾 宮田
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積水化学工業株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C2/00—Fire prevention or containment
    • A62C2/06—Physical fire-barriers
    • A62C2/065—Physical fire-barriers having as the main closure device materials, whose characteristics undergo an irreversible change under high temperatures, e.g. intumescent
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B5/00—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor
    • E06B5/10—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor for protection against air-raid or other war-like action; for other protective purposes
    • E06B5/16—Fireproof doors or similar closures; Adaptations of fixed constructions therefor

Definitions

  • the present invention relates to a fireproof molding material.
  • a fireproof molding material is attached to the joinery.
  • a thermally expansible material is attached to the frame body so that the flame does not penetrate through the frame body of the joinery installed in the opening of the structure.
  • Patent Document 1 discloses a fireproof panel using a thermoplastic elastomer, but since the material is flexible, it is not used for a portion requiring high rigidity.
  • a fire-resistant molding material having a fire-resistant function often uses a flexible material that easily follows deformation in order to increase the air tightness and water tightness of the opening.
  • a portion where rigidity is required cannot be applied with the above-described material.
  • An object of the present invention is to provide a fireproof molding material having high rigidity and excellent thermal expansion ratio.
  • Co-extrusion which is low in cost, is optimal when manufacturing a fire-resistant molding material in which a member that requires rigidity and a fire-resistant expansion part are integrated.
  • a member with high rigidity has a high extrusion temperature, and the expansion part starts to expand at that temperature, which causes problems such as shape instability, poor appearance, and deterioration in fire resistance due to inactivated graphite. .
  • the present invention can solve the above problem by increasing the viscosity of the expanded portion and suppressing the expansion of expanded graphite. That is, by increasing the viscosity of the expanded portion, coextrusion is possible, and a fire-resistant molding material having excellent rigidity can be manufactured. Moreover, by co-extrusion, it became possible to produce a refractory molded material without an adhesive layer / adhesion step.
  • the present invention provides the following fireproof molding materials.
  • Item 1. A fireproof molding material comprising a member A having a tensile modulus of 600 MPa or more and a member B having an expansion ratio of 10 times or more.
  • Item 2. Item 2. The fireproof molding material according to Item 1, wherein the Rockwell hardness of the member A is 70 or more.
  • Item 3. Item 3. The fireproof molding material according to Item 1 or 2, wherein the member Y has a tensile yield strength of 20 MPa or more.
  • Item 4. Item 4. The fireproof molding material according to any one of Items 1 to 3, wherein the member A contains a thermoplastic resin.
  • Item 5. Item 5.
  • Item 6. The fireproof molding material according to any one of Items 1 to 5, wherein the member B contains 100 parts by mass of a resin component and 3 to 300 parts by mass of thermally expandable graphite.
  • Item 7. Item 7. The fireproof molding material according to any one of Items 1 to 6, wherein the material is manufactured by coextrusion.
  • Sectional drawing of the fireproof molding material which concerns on one embodiment of this invention The perspective view which shows another example of the molded article of this invention.
  • the fireproof molding material of the present invention can be applied to windows (including sliding windows, open windows, raising / lowering windows, etc.), doors (that is, doors), doors and the like that require high rigidity.
  • the high rigidity of the refractory molding is provided by member A, and the fire resistance is provided by member B.
  • the fireproof molding material of the present invention includes a member A having a tensile modulus of 600 MPa or more and a member B having an expansion ratio of 10 times or more, and the member A and the member B are integrated.
  • the tensile elastic modulus of the member A is 600 MPa or more, preferably 800 MPa or more, more preferably 1000 MPa or more.
  • the upper limit of the tensile modulus of the member A is not particularly limited, but is set to 250,000 MPa or less.
  • the Rockwell hardness of the member A is preferably 70 or more, more preferably 75 or more, and further preferably 80 or more.
  • the upper limit of the Rockwell hardness of the member A is not particularly limited, but is 130 or less.
  • the tensile yield strength of the member A is preferably 20 MPa or more, more preferably 25 MPa or more, and further preferably 30 MPa or more.
  • the upper limit of the tensile yield strength of the member A is not particularly limited, but is 3000 MPa or less.
  • “Tensile modulus” is obtained by cutting a dumbbell-shaped test piece in accordance with JISIK 7161-2 from member A, and subjecting this dumbbell-shaped test piece to a tensile test in accordance with JIS K 7161-2.
  • a strain curve can be drawn and calculated by the following formula (I) using the first straight line portion of the curve.
  • ⁇ is the difference in stress due to the original average cross-sectional area between two points on the straight line, and ⁇ is the difference in strain between the same two points.
  • “Tensile yield strength” can be measured based on JISK7161-2.
  • “Rockwell hardness” can be measured based on JIS K7202-2.
  • the expansion ratio of the member B of the present invention is 10 times or more, preferably 15 times or more, more preferably 20 times or more.
  • the upper limit of the expansion ratio of member B is not particularly limited, but is 50 times or less.
  • Residue ⁇ of member B of the present invention 0.3 kgf / cm 2 or more, preferably 0.4 kgf / cm 2 or more, more preferably 0.5 kgf / cm 2 or more.
  • the upper limit of the residual hardness of the member B is not particularly limited, but is set to 3.0 kgf / cm 2 or less.
  • the material constituting the member A may be, for example, a metal, a non-expandable resin, or a composite material thereof, and is preferably a non-expandable resin.
  • the non-expandable resin is composed of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an elastomer, a rubber, or a combination thereof, and preferably includes a thermoplastic resin.
  • thermoplastic resins include fluororesin, polyphenylene ether, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polyether imide, polyether ether ketone, polyarylate, polyamide, polyamide imide, polybutadiene, polyimide, acrylic resin, polyacetal, polyamide , Polyethylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyester, polystyrene, polyphenylene sulfide, polybutylene terephthalate, polypropylene, polyvinyl chloride, ABS resin, AS resin, and the like.
  • thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, Melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane, thermosetting polyimide, etc.
  • elastomers include olefin elastomers, styrene elastomers, ester elastomers, amide elastomers, and vinyl chloride elastomers.
  • Examples of rubbers include natural rubber, silicone rubber, styrene / butadiene rubber, Examples include isoprene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, nitrile butadiene rubber, butyl rubber, ethylene / propylene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, urethane rubber, silicone rubber, and fluorine rubber.
  • the member B is a resin composition containing thermally expandable graphite as a resin component.
  • thermoplastic resins thermosetting resins
  • rubber substances thermosetting resins
  • combinations thereof thermoplastic resins, thermosetting resins, rubber substances, and combinations thereof.
  • thermoplastic resin examples include polypropylene resins, polyethylene resins, poly (1-) butene resins, polypentene resins and other polyolefin resins, polystyrene resins, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resins, polycarbonate resins, polyphenylene ether resins, ( Examples thereof include synthetic resins such as (meth) acrylic resins, polyamide resins, polyvinyl chloride resins, novolac resins, polyurethane resins, polyisobutylenes, and ethylene vinyl acetate resins.
  • synthetic resins such as (meth) acrylic resins, polyamide resins, polyvinyl chloride resins, novolac resins, polyurethane resins, polyisobutylenes, and ethylene vinyl acetate resins.
  • thermosetting resin examples include polyurethane, polyisocyanate, polyisocyanurate, phenol resin, epoxy resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, polyimide, and other synthetic resins.
  • Rubber materials include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, 1,2-polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, chlorinated butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber And rubber materials such as epichlorohydrin rubber, polyvulcanized rubber, non-vulcanized rubber, silicone rubber, fluororubber, urethane rubber, and olefinic thermoplastic elastomer (TPO).
  • TPO thermoplastic elastomer
  • the resin component having such properties can be highly filled with an inorganic filler, and the resulting resin composition is flexible and easy to handle.
  • a non-vulcanized rubber such as butyl and a polyethylene resin are preferably used.
  • an epoxy resin is preferable from the viewpoint of improving the fire resistance by increasing the flame retardancy of the resin itself.
  • Thermally expandable graphite is a conventionally known substance, and powders such as natural scaly graphite, pyrolytic graphite, and quiche graphite are mixed with inorganic acids such as concentrated sulfuric acid, nitric acid, and selenic acid, and concentrated nitric acid, perchloric acid, and perchlorine.
  • a graphite intercalation compound is produced by treatment with strong oxidants such as acid salts, permanganates, dichromates, dichromates, hydrogen peroxide, etc., while maintaining the layered structure of carbon It is a kind of crystalline compound.
  • the thermally expandable graphite obtained by the above acid treatment may be further neutralized with ammonia, an aliphatic lower amine, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, or the like.
  • thermally expandable graphite examples include “GREP-EG” manufactured by Tosoh Corporation, “GRAFGUARD” manufactured by GRAFTECH, and the like.
  • the member B can contain, for example, 3 to 300 parts by mass of thermally expandable graphite with respect to 100 parts by mass of the resin component.
  • the member B may further contain an inorganic filler.
  • the inorganic filler increases the heat capacity and suppresses heat transfer, and works as an aggregate to improve the strength of the expanded heat insulating layer.
  • the inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include metal oxides such as alumina, zinc oxide, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, antimony oxide, and ferrite; calcium hydroxide, magnesium hydroxide, Water-containing inorganic substances such as aluminum hydroxide and hydrotalcite; metal carbonates such as basic magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, strontium carbonate, barium carbonate and the like.
  • inorganic fillers include calcium salts such as calcium sulfate, gypsum fiber, calcium silicate; silica, diatomaceous earth, dosonite, barium sulfate, talc, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated clay, sepiolite.
  • calcium salts such as calcium sulfate, gypsum fiber, calcium silicate; silica, diatomaceous earth, dosonite, barium sulfate, talc, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated clay, sepiolite.
  • the inorganic filler may be included in the range of 1 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component.
  • the total of the thermally expandable graphite and the inorganic filler is preferably in the range of 3 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component.
  • the melt viscosity of the resin composition constituting the member B is preferably 1000 to 2500 Pa ⁇ s, more preferably 1200 to 2100 Pa ⁇ s at a temperature of 160 ° C. and a shear rate of 120 (1 / s).
  • Such a resin composition expands by heating to form a fireproof heat insulating layer.
  • the refractory molding material expands by heating such as a fire, and can obtain a necessary volume expansion rate, and after expansion, forms a residue having a predetermined heat insulation performance and a predetermined strength. It is possible to achieve stable fire prevention performance.
  • the resin composition constituting the fireproof molding material is within a range that does not impair the purpose of the present invention, as necessary, in order to increase the strength of the expansion heat insulating layer and improve the fireproof performance.
  • Various phosphoric acid esters such as triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate; phosphoric acid such as sodium phosphate, potassium phosphate, magnesium phosphate Metal salt; Ammonium polyphosphate; Phosphorus compounds such as a compound represented by the following chemical formula (1) can be included.
  • R 1 and R 3 are the same or different and each represents hydrogen, a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms.
  • R 2 is a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 16 carbon atoms, an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, or carbon Represents an aryloxy group of formula 6-16.
  • the resin composition constituting the refractory molding material is within the range that does not impair the object of the present invention, as required, in addition to antioxidants such as phenol-based, amine-based, sulfur-based, metal harm-preventing agent, charging Additives such as inhibitors, stabilizers, crosslinking agents, lubricants, softeners, pigments, tackifying resins, molding aids, and tackifiers such as polybutenes and petroleum resins can be included.
  • antioxidants such as phenol-based, amine-based, sulfur-based, metal harm-preventing agent
  • Additives such as inhibitors, stabilizers, crosslinking agents, lubricants, softeners, pigments, tackifying resins, molding aids, and tackifiers such as polybutenes and petroleum resins can be included.
  • the member B is also available as a commercial product.
  • a fire barrier manufactured by Sumitomo 3M Limited a fire-resistant molding material comprising a resin composition containing chloroprene rubber and vermiculite, expansion ratio: 3 times, thermal conductivity: 0) .20 kcal / m ⁇ h ⁇ ° C., Mitsuji Metal Paint Co., Ltd., medium-cut (fireproof molding material comprising a resin composition containing polyurethane resin and thermally expandable graphite, expansion ratio: 4 times, thermal conductivity: 0.21 kcal / M ⁇ h ⁇ ° C.), Sekisui Chemical Co., Ltd. Fiblock, etc.
  • the fireproof molding material of the present invention may further include a coating layer.
  • a coating layer may be comprised from the arbitrary materials which accept
  • thermoplastic resins include fluororesin, polyphenylene ether, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polyether imide, polyether ether ketone, polyarylate, polyamide, polyamide imide, polybutadiene, polyimide, acrylic resin, polyacetal, polyamide Polyethylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyester, polystyrene, polyphenylene sulfide, polybutylene terephthalate, polypropylene, polyvinyl chloride, ABS resin, and AS resin.
  • elastomers include olefin elastomers, styrene elastomers, ester elastomers, amide elastomers, and vinyl chloride elastomers.
  • rubbers include natural rubber, silicone rubber, styrene / butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, nitrile butadiene rubber, butyl rubber, ethylene / propylene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, and urethane rubber. , Silicone rubber, fluorine rubber, and the like.
  • the thickness of the coating layer made of thermoplastic resin, elastomer, rubber, or a combination thereof is not particularly limited, but is usually 0.5 to 6 mm.
  • the coating layer may be composed of a metal, a metal alloy, or a combination of a metal and the above flammable material.
  • the appearance of the coating layer may be arbitrary, and the color and pattern can be determined according to the purpose.
  • the color of the covering layer is the same color as the frame of the joinery to which the fireproof molding material is attached.
  • the color of the coating layer may be aluminum. Similar colors mean three elements represented by color characteristics, that is, hues that are the same or close to each other among hue, brightness, and saturation. Specifically, warm colors, cold colors, white and milky white, transparent and translucent, etc. can be defined as similar colors.
  • the coating layer can be given a design by giving an arbitrary pattern such as visually producing warmth as a wood grain.
  • it is possible to improve the designability of the black-gray member B by covering the member B with the coating layer.
  • the weather resistance of the member B is improved, and the long-term durability of the fireproof molding material is also improved.
  • thermosetting resin such as an extruder, a Banbury mixer, a kneader mixer, a kneading roll, etc. It can be obtained by using a known kneading apparatus such as a reiki machine or a planetary stirrer.
  • a two-component thermosetting resin particularly an epoxy resin
  • a kneaded mixture of each of the two components and the filler is prepared separately by the kneading method, and is used with a plunger pump, a snake pump, a gear pump, etc.
  • Each kneaded product may be supplied and mixed with a static mixer, a dynamic mixer or the like to produce a kneaded product.
  • the kneaded material can be molded using a known method such as press molding, calendar molding, extrusion molding, injection molding, or the like.
  • a known method for molding a two-component thermosetting resin, particularly an epoxy resin a known method such as roll molding by SMC (Sheet Molding Compound) or a coater molding by a roll coater or a blade coater is appropriately used according to the shape. Can be used.
  • the member A and the member B may be coextrusion molded, or may be integrally bonded to each other by an adhesive means such as an adhesive sheet or an adhesive. You may couple
  • the members A and B are preferably coextruded.
  • the thickness of the member B is not limited, but is preferably 0.1 to 6 mm. When the thickness is 0.1 mm or more, sufficient fireproof performance can be exhibited by the thickness of the expanded heat insulating layer formed by heating. Moreover, if it is 6 mm or less, the insertion into a cavity may be easy.
  • the fireproof molding material of the present invention can be used by being attached to a window, a shoji, a door (that is, a door), a door, a bran, a balustrade, or the like used for an opening of a structure such as a house or a building.
  • the fireproof molding material of the present invention can also be used as a shoji screen or frame for a resin sash.
  • a fireproof molding material according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the fireproof molding material 1 includes a member A having a tensile elastic modulus of 600 MPa or more and a member B having an expansion ratio of 10 times or more, and the members A and B are integrally molded into a sheet shape. Has been.
  • a pair of opposed rail-like ridges 2 a and 2 b extending along the longitudinal direction of the frame body 2 are provided.
  • 2a and 2b and the two protrusions 3 have a substantially L-shaped cross section in the longitudinal direction of the refractory molding material 1, and each of the raised portions 2a and 2b engages with the two protrusions 3.
  • FIG. 2 and 3 show still another embodiment of the fireproof molding material of the present invention.
  • FIG. 2 shows an architectural gasket 30 of a glazing channel type mounted on the peripheral edge of the glass panel 38 (see FIG. 3).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a use state of the gasket 30 of FIG. 2 in the glass panel.
  • the gasket 30 includes a bottom wall portion 32 that faces the end surface 39 of the glass panel 38, and is provided on both sides of the bottom wall portion 32 so as to be continuous with the bottom wall portion 32, along the longitudinal direction of the glass panel end surface 39. And a side wall portion 33 that covers the portion 40.
  • the bottom wall portion 32 and the side wall portion 33 form the main body portion 31 of the gasket 30.
  • the main body 31 is formed of the member A.
  • a protrusion 34 is provided on the upper side of each side wall 33.
  • Each protrusion 34 has an outer fin portion 35 and an inner fin portion 36 protruding toward the inside, that is, the glass panel 38 side.
  • Each protrusion 34 has a groove 37 on the outside, that is, on the side opposite to the glass panel. By inserting the end portion of the sash into the groove portion 37, the gasket 30 can be fixed to the sash.
  • the protrusion 34 is made of the member B.
  • the gasket 30 can be formed by coextrusion of the main body 31 and the protrusion 34.
  • Examples 1 to 3 The resin composition containing each component is kneaded with the components and blending amounts (parts by mass) of the component A shown in Table 1 and the components and blending amounts (parts by mass) of the member B shown in Table 2, and coextruded to give a sheet-like fire resistance A molding material was obtained. About the obtained fireproof molding material, melt viscosity, tensile elasticity modulus, Rockwell hardness, tensile yield strength, expansion ratio, and residual hardness were measured under the measurement conditions described in Table 3, Table 4, and Table 5. The measurement conditions of expansion ratio and residue hardness are shown in the following (i) to (ii), and the results are shown in Table 3, Table 4, and Table 5.
  • Examples 4-5 The resin composition containing each component was kneaded and coextruded with the components and blending amounts (parts by mass) of the components A shown in Tables 6 and 8 and the components and blending amounts (parts by mass) of the members B shown in Tables 7 and 9.
  • a sheet-like fireproof molding material was obtained. About the obtained fireproof molding material, melt viscosity, tensile elastic modulus, Rockwell hardness, tensile yield strength, expansion ratio, and residual hardness were measured under the measurement conditions described in Tables 10 and 11. The measurement conditions for the expansion ratio and the residue hardness are the same as in the above (i) to (ii), and the results are shown in Tables 10 and 11.

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Abstract

本発明は、引張弾性率が600MPa以上である部材Aと、膨張倍率が10倍以上である部材Bを備える耐火成形材を提供するものである。

Description

剛性と耐火性に優れる多色成形品成形材
　本発明は、耐火成形材に関する。
　住宅等の構造物の開口部に使用する窓、障子、扉（すなわちドア）、戸、ふすま、及び欄間等の建具に要求される性能の一つに防火性能があり、防火性能を高めるために、建具に耐火成形材を装着することが行われている。従来、構造物の開口部に設置される建具の枠体には、火炎が貫通しないように、枠体に熱膨張性材料が装着されていた。
　特許文献１には、熱可塑性エラストマーを用いた耐火パネルが示されているが、素材が柔軟であるため、高剛性が要求される部位には用いられない。
特許第３８１３９５５号
　従来耐火機能を有する耐火成形材は、開口部の気密性・水密性を上げるために変形に容易に追従するような柔軟素材を使用することが多かった。しかし、その一方で、剛性が必要とされる部位は、上記素材では適応できないという課題があった。
　本発明の目的は、剛性が高く、熱膨張倍率に優れた耐火成形材を提供することにある。
　剛性が必要とされる部材と耐火膨張部が一体となった耐火成形材を製造する場合、低コストである共押出が最適である。しかし、一般に剛性が高い部材は押出温度が高く、膨張部はその温度だと膨張開始してしまうため、形状不安定、外観不良、膨張黒鉛失活による耐火性能の低下が起きるといった問題が発生する。
　本発明は、膨張部の粘度を上げ、膨張黒鉛の膨張を抑制することで、上記の問題が解決できることがわかった。すなわち、膨張部の粘度を上げることで、共押出可能となり、剛性に優れた耐火成形材を製造可能になった。また、共押出することで、接着層・接着工程がなくても耐火成形材を製造できるようになった。
　本発明は、以下の耐火成形材を提供するものである。
項１．　引張弾性率が600MPa以上である部材Aと、膨張倍率が10倍以上である部材Bを備える耐火成形材。
項２．　部材Aのロックウェル硬度が70以上であることを特徴とする項1に記載の耐火成形材。
項３．　部材Aの引張降伏強度が、20MPa以上であることを特徴とする項1又は2に記載の耐火成形材。
項４．部材Aが熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする項1～3のいずれか1項に記載の耐火成形材。
項５．　部材Bの残渣硬さが、0.3kgf/cm2以上であることを特徴とする項1～4のいずれか1項に記載の耐火成形材。
項６．　部材Bが樹脂成分100質量部、熱膨張性黒鉛3～300質量部を含有することを特徴とする項1～5のいずれか1項に記載の耐火成形材。
項７．　共押出して製造されたものであることを特徴とする項1～6のいずれか1項に記載の耐火成形材。
　本発明によれば、剛性に優れる部分と熱膨張部が一体となった耐火成形材が提供できる。
本発明の１つの実施形態に係る耐火成形材の断面図。 本発明の成形品の別例を示す斜視図。 図２の成形品の使用状態を示す部分断面図。
　本発明の耐火成形材は、高い剛性が要求される窓（引き違い窓、開き窓、上げ下げ窓等を含む）、扉（すなわちドア）、戸等に適用することができる。耐火成形材の高剛性は、部材Ａにより提供され、耐火性は部材Ｂにより提供される。
　本発明の耐火成形材は、引張弾性率が600MPa以上である部材Ａと、膨張倍率が10倍以上である部材Ｂを備え、部材Ａと部材Ｂは一体化されている。
　部材Ａの引張弾性率は、600MPa以上、好ましくは800MPa以上、より好ましくは1000MPa以上である。部材Aの引張弾性率の上限は特に限定されないが、250000MPa以下とされる。
　部材Ａのロックウェル硬度は、好ましくは70以上、より好ましくは75以上、さらに好ましくは80以上である。部材Aのロックウェル硬度の上限は特に限定されないが、130以下とされる。
　部材Ａの引張降伏強度は、好ましくは20MPa以上、より好ましくは25MPa以上、さらに好ましくは30MPa以上である。部材Aの引張降伏強度の上限は特に限定されないが、3000MPa以下とされる。
　「引張弾性率」は、部材Ａから、ＪIＳ Ｋ ７１６１－２に準拠したダンベル形試験片を切り出し、このダンベル形試験片を同じくＪIＳ Ｋ ７１６１－２に準拠して引張試験に供し、引張応力－ひずみ曲線を描き、この曲線の初めの直線部分を用いて以下の式（Ｉ）によって算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 （式（１）中、Δσは直線上の２点間の元の平均断面積による応力の差であり、Δεは同じ２点間のひずみの差である。）
　「引張降伏強度」は、ＪＩＳＫ７１６１－２に基づき測定することができる。
　「ロックウェル硬度」は、ＪＩＳ　Ｋ７２０２－２に基づき測定することができる。
　本発明の部材Ｂの膨張倍率は、10倍以上、好ましくは15倍以上、より好ましくは20倍以上である。部材Bの膨張倍率の上限は特に限定されないが、50倍以下とされる。
　本発明の部材Ｂの残渣硬さは、0.3kgf/cm2以上、好ましくは0.4 kgf/cm2以上、より好ましくは0.5 kgf/cm2以上である。部材Bの残渣硬さの上限は特に限定されないが、3.0kgf/cm2以下とされる。
　部材Ａを構成する材料は、例えば、金属、非膨張性樹脂、またはこれらの複合材であってよく、非膨張性樹脂が好ましい。非膨張性樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせから構成され、熱可塑性樹脂を含むものが好ましい。熱可塑性樹脂の例としては、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリブタジエン、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS樹脂、及びAS樹脂等が挙げられ、熱硬化性樹脂の例としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等が挙げられ、エラストマーの例としてはオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、及び塩化ビニル系エラストマー等が挙げられ、ゴムの例の例としては、天然ゴム、シリコーンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、及びフッ素ゴム等が挙げられる。
　本発明の好ましい実施形態において、部材Ｂは、樹脂成分に熱膨張性黒鉛を含む樹脂組成物である。
　樹脂成分としては、公知の樹脂成分を広く使用でき、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム物質、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
　熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ（１－）ブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニル樹脂等の合成樹脂が挙げられる。
　熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリウレタン、ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド等の合成樹脂が挙げられる。
　ゴム物質としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２－ポリブタジエンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、エチレン－プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多加硫ゴム、非加硫ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）等のゴム物質等が挙げられる。
　これらの合成樹脂及び／又はゴム物質は、一種もしくは二種以上を使用することができる。
　これらの合成樹脂及び／又はゴム物質の中でも、柔軟でゴム的性質を有しているものが好ましい。この様な性質を有する樹脂成分は無機充填材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扱い易いものとなる。より柔軟で扱い易い樹脂組成物を得るためには、ブチル等の非加硫ゴムおよびポリエチレン系樹脂が好適に用いられる。
　代わりに、樹脂自体の難燃性を上げて防火性能を向上させるという観点からは、エポキシ樹脂が好ましい。
　熱膨張性黒鉛は、従来公知の物質であり、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、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものであり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物の一種である。
　上記の酸処理を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さらに中和してもよい。熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、東ソー社製「ＧＲＥＰ－ＥＧ」、ＧＲＡＦＴＥＣＨ社製「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ」等が挙げられる。
　部材Ｂは、例えば樹脂成分１００質量部に対し、熱膨張性黒鉛を３～３００質量部含有することができる。部材Ｂには、さらに無機充填剤を配合してもよい。
　無機充填剤は、膨張断熱層が形成される際、熱容量を増大させ伝熱を抑制するとともに、骨材的に働いて膨張断熱層の強度を向上させる。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等が挙げられる。
　また、無機充填剤としては、これらの他に、硫酸カルシウム、石膏繊維、ケイ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、窒化ケイ素、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、チタン酸ジルコン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、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、脱水汚泥等が挙げられる。これらの無機充填剤は単独で用いることができるし、２種以上を併用することもできる。
　部材Ｂを構成する樹脂組成物において、樹脂成分１００質量部に対し、前記無機充填材を1～300質量部の範囲で含んでいてもよい。
　部材Ｂが無機充填剤を含む場合、前記熱膨張性黒鉛および前記無機充填材の合計は、樹脂成分１００質量部に対し、3～300質量部の範囲が好ましい。
　部材Ｂを構成する樹脂組成物の溶融粘度は、温度１６０℃、せん断速度１２０（１/ｓ）で好ましくは1000～2500 Pa・s、より好ましくは1200～2100 Pa・sである。部材Ｂの樹脂組成物の粘度を上げることで、部材Ａと部材Ｂを共押出したときに、部材Ｂの膨張を抑制することができる。
　かかる樹脂組成物は加熱によって膨張し耐火断熱層を形成する。この配合によれば、前記耐火成形材は火災等の加熱によって膨張し、必要な体積膨張率を得ることができ、膨張後は所定の断熱性能を有すると共に所定の強度を有する残渣を形成することもでき、安定した防火性能を達成することができる。
　耐火成形材を構成する樹脂組成物は、それぞれ本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、膨張断熱層の強度を増加させ防火性能を向上させるために、前記の各成分に加えて、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；下記化学式（１）で表される化合物等のリン化合物等を含むことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　化学式（１）中、Ｒ1およびＲ3は、同一又は異なって、水素、炭素数１～１６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または、炭素数６～１６のアリール基を示す。Ｒ2は、水酸基、炭素数１～１６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数１～１６の直鎖状あるいは分岐状のアルコキシル基、炭素数６～１６のアリール基、または、炭素数６～１６のアリールオキシ基を示す。
　さらに耐火成形材を構成する樹脂組成物は、それぞれ本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤の他、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与樹脂、成型補助材等の添加剤、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。
　部材Bは市販品としても入手可能であり、例えば、住友スリーエム社製のファイアバリア（クロロプレンゴムとバーミキュライトとを含有する樹脂組成物からなる耐火成形材、膨張倍率：３倍、熱伝導率：０．２０ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、三井金属塗料社のメジヒカット（ポリウレタン樹脂と熱膨張性黒鉛とを含有する樹脂組成物からなる耐火成形材、膨張倍率：４倍、熱伝導率：０．２１ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、積水化学工業社製フィブロック等が挙げられる。
　本発明の耐火成形材は、さらに被覆層を備えていてもよい。被覆層は、加熱に伴う部材Ｂの膨張を許容する任意の材料から構成されてもよく、可燃性材料であることもできるし、不燃性材料であることもできる。被覆層が可燃性材料の場合、部材Ｂの膨張をより容易にし、所定の耐火性能が良好に発現される。
　耐火成形材に被覆層を設ける場合、被覆層を部材Ｂと接するように設けてもよく、部材Ａと接するように設けてもよく、部材Ａと部材Ｂの両方と接するように設けても構わない。
　可燃性材料は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせを使用することが好ましい。熱可塑性樹脂の例としては、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリブタジエン、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS樹脂、及びAS樹脂等が挙げられる。エラストマーの例としてはオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、及び塩化ビニル系エラストマー等が挙げられる。ゴムの例としては、天然ゴム、シリコーンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、及びフッ素ゴム等が挙げられる。熱可塑性樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせからなる被覆層の厚みは特に限定されないが、通常０．５～６ｍｍである。
　また、被覆層は金属、金属合金、又は金属と上記の可燃性材料との組み合わせから構成されてもよい。
　被覆層の外観は任意のものであってよく、色や模様は目的に応じて決定し得る。一実施形態では、被覆層の色は、耐火成形材が取り付けられる建具の枠体と同系色である。例えば、アルミ製の窓枠に耐火成形材１が取り付けられる場合、被覆層の色もアルミ色とし得る。同系色とは、色の特性で表される３要素、すなわち色相、明度、彩度の内、色相が同一又は近いもののことを意味する。具体的には、暖色同士、寒色同士、白色と乳白色、透明と半透明などを、互いに同系色として規定することができる。また、被覆層には木目調として視覚的に暖かみを演出する等、任意の模様を施して意匠性を付与することができる。このように、部材Ｂを被覆層で被覆することにより黒灰色の部材Ｂの意匠性を高めることが可能である。さらに、被覆層で被覆することにより、部材Ｂの耐候性が向上し、耐火成形材の長期耐久性も向上する。
　部材Ａ、部材Ｂを各々構成する樹脂組成物の混練物は、前記の各成分を押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、混練ロール等、またエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の場合は、さらに、ライカイ機、遊星式撹絆機等、公知の混練装置を用いることにより得ることができる。また二液性の熱硬化性樹脂、特にエポキシ樹脂の場合は、二液それぞれと充填剤の混練物を、前記混練方法にて別々に作製しておき、プランジャーポンプ、スネークポンプ、ギアポンプ等でそれぞれの混練物を供給し、スタティックミキサー、ダイナミックミキサー等で混合を行って混錬物を作製してもよい。
　部材Ａ、部材Ｂを各々構成する樹脂組成物の成形方法としては、前記の混練物を例えば、プレス成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等、公知の方法を用いて成形することができる。また二液性の熱硬化性樹脂、特にエポキシ樹脂の成形方法としては、さらにＳＭＣ（Sheet Molding Compound）等によるロール成形、ロールコーターやブレードコーターによるコーター成形等、適宜形状に応じて公知の方法を用いることができる。
　耐火成形材１の製造方法は、特に限定されないが、部材Ａおよび部材Ｂを共押出成形してもよいし、粘着シートや接着剤等の接着手段で互いに一体に結合してもよいし、物理固定により一体に結合してもよい。部材Ａおよび部材Ｂは共押出することが好ましい。
　部材Ｂの厚みは限定されないが、０．１～６ｍｍが好ましい。厚みが０．１ｍｍ以上であると、加熱によって形成される膨張断熱層の厚みによって、十分な防火性能を発揮することができる。また、６ｍｍ以下であれば、空洞内への挿入が容易であり得る。
　本発明の耐火成形材は、住宅、ビル等の構造物の開口部に使用する窓、障子、扉（すなわちドア）、戸、ふすま、及び欄間等の建具に装着して使用することができる。また本発明の耐火成形材は、樹脂サッシの障子框や枠体として使用することもできる。
　本発明の１つの実施形態に係る耐火成形材を図１に従って説明する。
　図１に示すように、耐火成形材１は、引張弾性率が600MPa以上である部材Ａと膨張倍率が10倍以上である部材Ｂとを備え、部材Ａ及び部材Ｂはシート状に一体に成型されている。
　枠体２の上端部には、枠体２の長手方向に沿って延びる一対の対向するレール状の隆起部２ａならびに２ｂが設けられている。２ａならびに２ｂ及び２つの突起部３は耐火成形材１の長手方向における断面が略Ｌ字状であり、隆起部２ａならびに２ｂのそれぞれが２つの突出部３と係合する。
　図２および図３に、本発明の耐火成形材のさらに別の実施形態を示す。図２は、ガラスパネル３８（図３参照）の周縁部に装着されるグレージングチャネル型の建築用のガスケット３０である。図３は図２のガスケット３０のガラスパネルにおける使用状態を説明するための断面図である。
　ガスケット３０は、ガラスパネル３８の端面３９に対向する底壁部３２と、底壁部３２の両側に底壁部３２と連続して設けられてガラスパネル端面３９の長手方向に沿ってガラスパネル周縁部４０を覆う側壁部３３とを有する。底壁部３２と側壁部３３とが、ガスケット３０の本体部３１を形成する。本体部３１は、部材Ａにより形成されている。
　各側壁部３３の上部には突起部３４が設けられている。各突起部３４は、内側、すなわちガラスパネル３８側に向かって突き出た外ヒレ部３５および内ヒレ部３６を有する。
　また各突起部３４は、外側、すなわちガラスパネル側とは反対側に、溝部３７を有する。サッシの端部を溝部３７に挿入することにより、サッシにガスケット３０を固定することができる。突起部３４は、部材Ｂからなる。
　ガスケット３０は本体部３１と突起部３４の共押出により成形することができる。
　以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
　実施例１～３
　表１に示す部材Ａの成分及び配合量(質量部)、表２に示す部材Ｂの成分及び配合量(質量部)で各成分を含む樹脂組成物を混練し、共押出してシート状の耐火成形材を得た。得られた耐火成形材について、溶融粘度、引張弾性率、ロックウェル硬度、引張降伏強度、膨張倍率、残渣硬さを表３，表４、表５に記載する測定条件で測定した。膨張倍率、残渣硬さの測定条件を以下の(i)～(ii)に示し、結果を表３、表４、表５に示す。
(i)膨張倍率
　予め600℃に加熱した電気炉に200メッシュの金網に含浸したサンプルをSUS製の箱枠に投入し、30分間加熱を行った。取出したサンプルの残渣厚みをノギスにより測定し、以下の式により膨張倍率を算出した。
膨張倍率(倍) ＝燃焼後残渣の厚み　/　耐火ゴム組成物シートの初期厚み
(ii)残渣硬さ
　膨張倍率を測定した後、引張試験機(テンシロンRTC、オリエンテック社製)を用いて、残渣を0.25cm2の圧子にて圧縮速度0.1cm/minで圧縮し、最初に現れる最大点荷重を残渣硬さとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
部材Bは溶融粘度が高いため、膨張が抑制され、外観は良好であった。
表3，4，5，10，11の「判定」の基準を以下に示す。
Ａ：良好
Ｂ：不良
実施例４～５
　表６，８に示す部材Ａの成分及び配合量(質量部)、表７，９に示す部材Ｂの成分及び配合量(質量部)で各成分を含む樹脂組成物を混練し、共押出してシート状の耐火成形材を得た。得られた耐火成形材について、溶融粘度、引張弾性率、ロックウェル硬度、引張降伏強度、膨張倍率、残渣硬さを表１０，表１１に記載する測定条件で測定した。膨張倍率、残渣硬さの測定条件は、上記の(i)～(ii)と同じであり、結果を表１０、表１１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　１　耐火成形材
　２　枠体
　２ａ　隆起部
　２ｂ　隆起部
　３　突起部
３０　ガスケット
３１　本体部
３２　底壁部
３３　側壁部
３４　突起部
３５　外ヒレ部
３６　内ヒレ部
３７　溝部
３８　ガラスパネル
３９　ガラスパネル端面
４０　ガラスパネル周縁部

Claims (7)

  1. 引張弾性率が600MPa以上である部材Aと、膨張倍率が10倍以上である部材Bを備える耐火成形材。
  2. 部材Aのロックウェル硬度が70以上であることを特徴とする請求項1に記載の耐火成形材。
  3. 部材Aの引張降伏強度が、20MPa以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の耐火成形材。
  4. 部材Aが熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項1～3のいずれか1項に記載の耐火成形材。
  5. 部材Bの残渣硬さが、0.3kgf/cm2以上であることを特徴とする請求項1～4のいずれか1項に記載の耐火成形材。
  6. 部材Bが樹脂成分100質量部に対して、熱膨張性黒鉛3～300質量部を含有することを特徴とする請求項1～5のいずれか1項に記載の耐火成形材。
  7. 共押出して製造されたものであることを特徴とする請求項1～6のいずれか1項に記載の耐火成形材。
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