JP2002114914A

JP2002114914A - 耐火性樹脂組成物およびそのシート状成形体

Info

Publication number: JP2002114914A
Application number: JP2000306497A
Authority: JP
Inventors: Hitomi Muraoka; 仁美村岡; Kazuhiro Okada; 和廣岡田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-16

Abstract

(57)【要約】【課題】熱膨張性層状無機物を配合したシートにおい
て、効率よく膨張倍率が発現される耐火性樹脂組成物お
よびそれから得られる耐火性シートを提供。【解決手段】熱膨張性層状無機物を含有する樹脂組成
物であって、該樹脂組成物からのシートの任意の垂直断
面において存在する熱膨張性層状無機物がシートの面に
対して平行からプラスマイナス１０度の範囲内で配向し
ているものの比率（配向率）が６０％以上であることを
特徴とする耐火性樹脂組成物およびそれから得られる耐
火性シート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建材等の耐火被覆
材として用いることができる耐火性樹脂組成物及びそれ
からなる耐火性シート状成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の高層化に伴い、建築物の構成材
として軽量な鉄骨や壁材が用いられるようになってきて
いる。建築物の構造材として用いられる鉄骨や壁材には
建設省告示第２９９９号やＪＩＳＡ１３０４に定め
られた耐火性能基準を満たすことが義務づけられてい
る。この基準を満たすために、鉄骨の表面や壁材の裏面
を耐火性に優れた材料で被覆する方法が一般に行われて
いる。

【０００３】鉄骨等に耐火性を付与するための被覆材料
として、特開平６−３２６６４号公報には、水ガラスや
水硬性セメントにバーミキュライト、ロックウール等の
無機成分を混合したものが開示されている。しかしなが
ら、このものは、施工時に現場で鉄骨に対して塗布又は
吹き付ける必要があるため、施工性が問題であった。ま
た、形成される耐火被覆層の厚さにむらが生じやすく、
むらが生じた場合は、十分な耐火性能を発揮させること
ができなかった。さらに、形成される耐火被覆層にひび
割れが発生して耐火性が低下する場合があった。さらに
また、湿式又は半乾式により吹き付けた場合は、硬化す
るまでに長時間を必要とするため、作業効率が低下する
という問題点があった。

【０００４】また、鉄骨等に耐火性を付与するための被
覆材料として、三井金属塗料社等から耐火塗料が市販さ
れている。このような耐火塗料は、施行現場において２
種類の塗料を混合する必要があるため、塗りむらが発生
し易く、鉄骨に対して均一な耐火性を付与することが困
難であった。

【０００５】通常、耐火塗料は、火災時に皮膜状の膨張
断熱層を形成するが、この膨張断熱層は、厚みむらを生
じ易く、厚みの薄い部分が存在すると、火災時に建築物
の部材が倒壊して鉄骨に衝撃が加わる場合には、膨張断
熱層が崩れて十分な耐火性能を発揮することができない
という問題があった。

【０００６】耐火被覆材として、さらには、特開平３−
５０３６５４号公報で開示されるような、膨張性グラフ
ァイト、クロロプレンラテックス、フノール樹脂等から
なる材料をテープ状に塗布した形態のものがある。この
形態では、上述した施工性の欠点は改善されており、こ
のものは熱膨張性無機物を含有しているが、熱膨張性無
機物特有の膨張を最大限に利用できておらず、そのた
め、配合する熱膨張性層状無機物量の増加を余儀なくさ
れる場合もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、熱膨張性層状無機物を配合したシートにおい
て、最も効率よく膨張倍率が発現される耐火性樹脂組成
物およびそれから得られる耐火性シートを提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究をすすめた結果、シート面に対す
る熱膨張性層状無機物の配向比率を特定にすることによ
り十分な耐火性能を発揮することが可能な耐火性シート
が得られることを見出し、本発明を完成させた。

【０００９】すなわち、本発明の第１（請求項１の発
明）は、熱膨張性層状無機物を含有する樹脂組成物であ
って、該樹脂組成物からのシートの任意の垂直断面にお
いて存在する熱膨張性層状無機物がシートの面に対して
平行からプラスマイナス１０度の範囲内で配向している
ものの比率（配向率）が６０％以上であることを特徴と
する耐火性樹脂組成物である。

【００１０】また、本発明の第２（請求項２の発明）
は、熱膨張性層状無機物が熱膨張性黒鉛であることを特
徴とする第１の発明に記載の耐火性樹脂組成物である。

【００１１】また、本発明の第３（請求項３の発明）
は、上記耐火性樹脂組成物が、樹脂成分１００重量部に
対し、熱膨張性層状無機物を２０〜３５０重量部含有す
ることを特徴とする第１又は２の発明に記載の耐火性樹
脂組成物である。

【００１２】また、本発明の第４（請求項４の発明）
は、第１乃至３のいずれかの発明に記載の耐火性樹脂組
成物からなるシート状成形体である。

【００１３】また、本発明の第５（請求項５の発明）
は、シート状成形体が、カレンダー成形法またはプレス
成形法により成形されてなることを特徴とする第４の発
明に記載のシート状成形体である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の耐火性樹脂組成物は、熱
膨張性層状無機物を含有する樹脂組成物であって、該樹
脂組成物からのシートの任意の垂直断面において存在す
る熱膨張性層状無機物がシートの面に対して平行からプ
ラスマイナス１０度の範囲内で配向しているものの比率
である配向率が６０％以上であることを特徴とする耐火
性樹脂組成物である。ここで、配向率（％）は、配向率
（％）＝（シートの垂直断面にてシート面に対して平行
からプラスマイナス１０度の範囲内で配向している熱膨
張性層状無機物の数／シートの垂直断面にて存在する熱
膨張性層状無機物の数）×１００である。

【００１５】シート内の熱膨張性層状無機物の配向率が
６０％以上であると、熱膨張性層状無機物が効率良くシ
ート面と垂直方向に膨張するため、十分な耐火断熱層が
得られ、シートを被覆した部材に良好な断熱性を付与で
きる。一方、配向率が６０％未満であると、熱膨張性層
状無機物が垂直方向以外の方向へも熱膨張するようにな
り、十分な耐火断熱層が得られず、断熱性が低下する。

【００１６】本発明の耐火性樹脂組成物は、シート状成
形体とした場合、上記の条件を満たすものであれば、特
に限定されないが、例えば、樹脂、熱膨張性層状無機物
及び無機充填材を含有する樹脂組成物や樹脂、熱膨張性
層状無機物、リン化合物及び無機充填材を含有する樹脂
組成物が挙げられる。

【００１７】上記樹脂組成物の樹脂としては、とくに限
定されないが、例えば、熱可塑性樹脂及び／又はゴム物
質、あるいはエポキシ樹脂が挙げられる。

【００１８】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロ
ピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ（１−）ブテ
ン系樹脂、ポリペンテン系樹脂等のポリオレフィン系樹
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
リウレタン系樹脂等が挙げられ、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。中でも、ポ
リオレフィン系樹脂が好ましく、ポリエチレン系樹脂が
より好ましい。

【００１９】上記ポリエチレン系樹脂としては、例え
ば、エチレン単独重合体、エチレンを主成分とする共重
合体及びこれらの（共）重合体の混合物の他、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート
共重合体、エチレン−メタクリレート共重合体等が挙げ
られる。

【００２０】上記エチレンを主成分とする共重合体とし
ては、例えば、エチレン部を主成分とするエチレン−α
−オレフィン共重合体等が挙げられ、α−オレフィンと
しては、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキ
セン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン等が挙
げられる。

【００２１】上記エチレン単独重合体と他のα−オレフ
ィンとの共重合体としては、チーグラー・ナッタ触媒、
バナジウム触媒、４価の遷移金属を含むメタロセン化合
物等を重合触媒として重合したものが挙げられるが、中
でも、４価の遷移金属を含むメタロセン化合物等を重合
触媒として得られるポリエチレン系樹脂が好ましい。

【００２２】上記メタロセン化合物に含まれる４価の遷
移金属としては、特に限定されず、例えば、チタン、ジ
ルコニウム、ハフニウム、ニッケル、パラジウム、白金
等が挙げられ、メタロセン化合物は、上記４価の遷移金
属に、１つ又はそれ以上のシクロペンタジエン環及びそ
の類縁体がリガンドとして１つ又はそれ以上存在する化
合物をいう。

【００２３】上記４価の遷移金属を含むメタロセン化合
物等を重合触媒として得られるポリエチレン系樹脂とし
ては、例えば、ダウケミカル社製の商品名「ＣＧＣ
Ｔ」、「アフィニティー」、「エンゲージ」、エクソン
ケミカル社製の商品名「ＥＸＡＣＴ」等の市販品が挙げ
られる。

【００２４】上記ゴム物質としては、天然ゴム（Ｎ
Ｒ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（Ｂ
Ｒ）、１，２−ポリブタジエンゴム（１，２−ＢＲ）、
スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴ
ム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（Ｉ
ＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ、ＥＰＤ
Ｍ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アク
リルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、エピクロルヒドリンゴム
（ＣＯ、ＥＣＯ）、多加硫ゴム（Ｔ）、シリコーンゴム
（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ、ＦＺ）、ウレタンゴム
（Ｕ）等が挙げられる。ゴム系樹脂の溶融温度、柔軟
性、粘着性等を調節するために、２種以上が併用されて
もよい。

【００２５】上記クロロプレンゴム等のハロゲン化物
は、それ自体難燃性が高く、熱による脱ハロゲン化反応
により架橋が起こり、熱膨張性耐火層の強度が向上する
点において好ましい。

【００２６】上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質に
は、熱膨張性耐火層の性能を阻害しない範囲で架橋や変
性が施されていてもよい。架橋や変性を行う時期につい
ては、特に限定されず、いずれの段階で行ってもよい。
すなわち、予め架橋、変性した熱可塑性樹脂及び／又は
ゴム物質を用いてもよく、後述するリン化合物や無機充
填材等の他の成分を配合する際に同時に架橋や変性を行
ってもよく、また、熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質に
他の成分を配合した後に架橋や変性を行ってもよい。

【００２７】上記上記熱可塑性樹脂及び／又はゴム物質
の架橋方法としては、特に限定はなく、樹脂の通常の架
橋方法、例えば、各種架橋剤、過酸化物等を利用する架
橋方法、電子線照射による架橋方法等を用いることがで
きる。

【００２８】本発明で用いられるエポキシ樹脂として
は、特に限定されないが、基本的にはエポキシ基を持つ
モノマーと硬化剤を反応させて得られる樹脂である。

【００２９】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。

【００３０】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型、ポ
リプロピレングリコール型、ネオペンチルグリコール
型、１，６−ヘキサンジオール型、トリメチロールプロ
パン型、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、プ
ロピレンオキサイド−ビスフェノールＡ型、水添ビスフ
ェノールＡ型等が挙げられる。

【００３１】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型、テトラヒ
ドロ無水フタル酸型、ダイマー酸型、ｐ−オキシ安息香
酸型等のモノマーが挙げられる。

【００３２】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型、オル
トクレゾール型、ＤＰＰノボラック型、ジシクロペンタ
ジエン・フェノール型等のモノマーが挙げられる。

【００３３】これらのエポキシ基をもつモノマーは、単
独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよ
い。

【００３４】また、硬化剤としては、重付加型として、
ポリアミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメルカプ
タン等が、触媒型として、３級アミン、イミダゾール
類、ルイス酸錯体等が挙げられる。これらエポキシ樹脂
の硬化方法は、特に限定されず、公知の方法により行う
ことができる。

【００３５】また、上記エポキシ樹脂は、可撓性が付与
されてもよく、可撓性を付与する方法としては、以下の
手法が挙げられる。

【００３６】（１）架橋点間の分子量を大きくする。（２）架橋密度を小さくする。（３）軟質分子構造を導入する。（４）可塑剤を添加する。（５）相互侵入網目（ＩＰＮ）構造を導入する。（６）ゴム状粒子を分散導入する。（７）ミクロボイドを導入する。

【００３７】上記（１）の方法は、予め分子鎖の長いエ
ポキシモノマー及び／又は硬化剤を用いて反応させるこ
とで、架橋点の間の距離が長くなり可撓性を発現させる
方法である。硬化剤として、例えばポリプロピレンジア
ミン等が用いられる。

【００３８】上記（２）の方法は、官能基の少ないエポ
キシモノマー及び／又は硬化剤を用いて反応させること
により、一定領域の架橋密度を小さくして可撓性を発現
させる方法である。硬化剤として、例えば２官能アミ
ン、エポキシモノマーとして、例えば１官能エポキシ等
が用いられる。

【００３９】上記（３）の方法は、軟質分子構造をとる
エポキシモノマー及び／又は硬化剤を導入して可撓性を
発現させる方法である。硬化剤として、例えば複素環状
ジアミン、エポキシモノマーとして、例えばアルキレン
ジグリコールジグリシジルエーテル等が用いられる。

【００４０】上記（４）の方法は、可塑剤として非反応
性の希釈剤、例えば、ＤＯＰ、タール、石油樹脂等を添
加する方法である。

【００４１】上記（５）の方法は、エポキシ樹脂の架橋
構造に別の軟質構造をもつ樹脂を導入する相互侵入網目
（ＩＰＮ）構造で可撓性を発現させる方法である。

【００４２】上記（６）の方法は、エポキシ樹脂マトリ
ックスに液状又は粒状のゴム粒子を配合分散させる方法
である。エポキシ樹脂マトリックスとしてポリエステル
エーテル等が用いられる。

【００４３】上記（７）の方法は、１μｍ以下のミクロ
ボイドをエポキシ樹脂マトリックスに導入させることに
より、可撓性を発現させる方法である。エポキシ樹脂マ
トリックスとして、分子量１０００〜５０００のポリエ
ーテルが添加される。

【００４４】上記エポキシ樹脂の剛性、可撓性を調整す
ることによって、硬い板状物から柔軟性を有するシート
の成形が可能となり、耐火性能が要求される様々な部位
に適応できる。

【００４５】上記熱膨張性層状無機物としては、加熱時
に膨張する熱膨張性層状無機物であって、例えば、バー
ミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛等が挙
げられる。これらの中でも、熱膨張性黒鉛又はバーミキ
ュライトが好ましい。

【００４６】熱膨張性黒鉛とは、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、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、炭
素の層状構造を維持したままの結晶化合物である。

【００４７】上記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したもの
を使用するのが好ましい。

【００４８】上記脂肪族低級アミンとしては、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、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。

【００４９】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、十分な耐火断熱層が得られ
ず、また、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、熱可塑性樹脂又
はエポキシ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。

【００５０】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「フレームカットＧＲＥ
Ｐ−ＥＧ」、ＵＣＡＲＣａｒｂｏｎ社製「ＧＲＡＦＧ
ｕｒａｄ１６０」、「ＧＲＡＦＧｕｒａｄ２２０」等が
挙げられる。

【００５１】上記バーミキュライトとしては、例えば、
キンセイマテック社製「バーミキュライト」等が挙げら
れる。

【００５２】また、難燃性を向上させるために加えられ
る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。

【００５３】

【化１】

【００５４】式（１）中、Ｒ^l及び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６〜１
６のアリールオキシ基を表す。

【００５５】上記赤リンは、少量の添加で難燃効果を向
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。

【００５６】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
工業社製「スミセーフＰ」、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。

【００５７】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。中でも、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
良い。

【００５８】上記無機充填材としては、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、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
「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。

【００５９】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で燃焼残渣の強度が向上するので
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
ることにより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ので、併用する
ことが好ましい場合もある。

【００６０】上記金属炭酸塩は、リン化合物との反応で
燃焼後に形状保持性の高い残渣を形成すると考えられ
る。特に、リン化合物として、ポリリン酸アンモニウム
を使用した場合に燃焼後に形状保持性の高い残渣を形成
する。

【００６１】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金属の炭酸塩
等が好ましい。

【００６２】一般的に、上記無機充填材は、骨材的な働
きをすることから、熱容量の増大に寄与すると考えられ
る。上記無機充填材は、単独で用いてもよく、２種以上
を併用してもよい。

【００６３】上記無機充填材の粒径としては、０．５〜
４００μｍが好ましく、より好ましくは１〜１００μｍ
である。無機充填材の添加量が少ないときは、分散性を
大きく左右するため、粒径の小さいものが好ましいが、
粒径が０．５μｍ未満になると二次凝集が起こり分散性
が悪くなる。また、無機充填材の添加量が多いときは、
高充填が進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により樹脂組成物
の粘度を低下させることができる点から、粒径の大きい
ものが好ましい。しかし、粒径が４００μｍを超えると
成形体の表面性、樹脂組成物の力学的性質が低下する。

【００６４】また、粒径の大きい充填材と粒径の小さい
充填材と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り、耐火性シートの力学的
性能を維持したまま、高充填化することが可能となる。

【００６５】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、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」（備北紛化
工社製）、粒径８μｍの「ＦＢ３００」（備北紛化工社
製）等が挙げられる。

【００６６】また、本発明の耐火性樹脂組成物には、そ
の物性を損なわない範囲で、更にフェノール系、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。

【００６７】本発明の耐火性樹脂組成物における、無機
充填材の配合量は、樹脂成分１００重量部に対して、５
０〜４００重量部が好ましい。無機充填材の配合量が５
０重量部未満では、燃焼後の残渣量が減少するため、十
分な耐火断熱層が得られない。また、可燃物の比率が増
加するため、難燃性が低下する。一方、４００重量部を
超えると、樹脂成分の配合比率が減少するため、粘着力
が不足する。

【００６８】本発明の耐火性樹脂組成物における、熱膨
張性層状無機物の配合量は、樹脂成分１００重量部に対
して、２０〜３５０重量部が好ましい。熱膨張性層状無
機物の配合量が２０重量部未満では、膨張倍率が不足
し、十分な耐火、防火性能が得られない。一方、３５０
重量部を超えると、凝集力が不足するため、成型品とし
ての強度が得られない。

【００６９】また、硬くまとまりのある残渣を必要とす
る場合は、熱膨張性層状無機物とリン化合物の合計量が
樹脂成分１００重量部に対して、２０〜３５０重量部が
好ましい。熱膨張性層状無機物とリン化合物の合計量が
２０重量部未満であると、膨張断熱層が形成されないた
め、十分な耐火性が得られず、３５０重量部を超えると
機械的物性の低下が大きく使用に耐えない。より好まし
くは２０〜２００重量部である。

【００７０】さらに、熱膨張性層状無機物とリン化合物
との重量比（熱膨張性層状無機物／リン化合物）は、
０．０１〜９が好ましい。熱膨張性層状無機物とリン化
合物との重量比を０．０１〜９とすることによって、膨
張断熱層の形状保持性と高い耐火性能を得ることが可能
となる。熱膨張性層状無機物の配合比率が多すぎると、
燃焼時に膨張した熱膨張性層状無機物、特に黒鉛が飛散
し、十分な膨張断熱層が形成されない。一方、リン化合
物の配合比率が多すぎると、膨張断熱層の膨張倍率が小
さくなり、十分な耐火性能が発揮されない。

【００７１】本発明の樹脂組成物から得られる耐火シー
トは、粘着性を有することが好ましい。粘着性を有する
とは、仮止め固定が可能となるような性質を有すること
を意味し、広く粘着性及び／又は接着性を有することを
いう。本発明の耐火シートが粘着性を有することによ
り、後述する耐火被覆材において、面材との積層が容易
になり、耐火被覆材の仮止め固定が可能となるため施工
性が向上する。

【００７２】本発明の耐火シートに粘着性を付与するた
めには、例えば、上記樹脂組成物の樹脂分に粘着付与剤
を添加する方法が挙げられる。粘着付与剤としては、特
に限定されず、例えば、粘着付与樹脂、可塑剤、油脂
類、高分子低重合物等が挙げられる。

【００７３】上記粘着付与樹脂としては、例えば、ロジ
ン、ロジン誘導体、ダンマル樹脂、コーパル、クマロン
−インデン樹脂、ポリテルペン、非反応性フェノール樹
脂、アルキッド樹脂、石油系炭化水素樹脂、キシレン樹
脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

【００７４】上記可塑剤は、単独で上記耐火シートに粘
着性を付与することは難しいが、粘着付与樹脂と併用す
ることにより、粘着性を向上させることができる。可塑
剤としては、例えば、フタル酸エステル系可塑剤、リン
酸エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤、セ
バシン酸エシテル系可塑剤、リシノール酸エステル系可
塑剤、ポリエステル系可塑剤、エポキシ系可塑剤、塩化
パラフィン等が挙げられる。

【００７５】上記油脂類は、可塑剤と同様の作用を有
し、可塑性付与と粘着調整剤の目的で用いることができ
る。油脂類としては、例えば、動物性油脂、植物性油
脂、鉱物油、シリコーン油等が挙げられる。

【００７６】上記高分子低重合物は、粘着性付与以外
に、耐寒性向上、流動性調整等の目的で用いることがで
きる。高分子低重合物としては、例えば、上記のゴム物
質の低重合体やポリ（１−）ブテン系樹脂の低重合体が
挙げられる。

【００７７】本発明の樹脂組成物は、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、ライカイ機等の公知の混練装置を
用いて溶融混練することにより得ることができる。ま
た、本発明のシート状成形物である耐火シートは、上記
樹脂組成物を用い、例えば、プレス成形、押出成形、カ
レンダー成形等の成形方法によりシート状等に成形して
得られ、特に、カレンダー成形、プレス成形が好まし
い。

【００７８】本発明の耐火性シート状成形体において、
熱膨張性層状無機物のシート中の配向率を６０％以上に
するためには、単なる配合によらず、次の方法が特に好
ましい。すなわち、樹脂組成物を混練後カレンダー成形
を行うような成形方法であれば、配向率９０％以上のシ
ートを得ることが可能であるし、混練後プレス成形を行
うのでれば、配向率６０％以上のシートを得ることが可
能である。

【００７９】

【実施例】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、実施例に限定されるものではな
い。なお、評価方法は、次の通りである。

【００８０】（１）配向率：ＫＥＹＥＮＣＥ社製高精細
デジタルマイクロスコープ「ＶＨ−６３００」を用い
て、２５〜５０倍の倍率でシート面４ｍｍの垂直断面部
を観測した。４ｍｍの垂直断面部内存在する熱膨張性黒
鉛とシート面との角度を５点以上測定し、平行からプラ
スマイナス１０度以内のものの比率を算出した。さらに
繰り返し、任意で５ヶ所の４ｍｍ部分の垂直断面部を観
測し、算出した比率の平均値を求め、配向率とした。

【００８１】（２）膨張倍率の比（α）：上面のみに膨
張が可能となるよう四辺に枠を取り付け、耐熱シートを
つぎの条件で膨張させて膨張倍率の配向比を測定した。条件１：１００×１００ｍｍのシートを同サイズの鉄板
に貼り付け、シート面と垂直な方向に膨張させた。条件２：１００×１００ｍｍのシートをサンプル厚み
（ｍｍ）で切断し、断面部が上面にくるよう貼り合わせ
て１分間熱プレスを行い、元々のシート断面部方向に膨
張させた。膨張倍率の配向比（α）＝条件２での膨張倍率（倍）／
条件１での膨張倍率（倍）ただし、加熱は、電気炉にてすべて６００℃、１０分間
行った。

【００８２】（３）加熱時における膨張の水平方向への
広がり（β）：６０×６０ｍｍのシートを水平方向への
膨張を全く妨げない形で加熱、膨張させ、膨張後の水平
方向の面積と初期の比を測定した。（β）＝膨張後の水平方向の面積／初期の面積ただし、加熱は、電気炉にてすべて６００℃、１０分間
行った。

【００８３】（３）断熱温度の変化：１００×１００ｍ
ｍのシートを同サイズの鉄板に取り付け、鉄板面と逆の
面にラス金網をとりつけた。ＡＴＬＡＳ社製コーンカロ
リメーター「ＣＯＮＥ２」を使用し、照射熱量５０ｋＷ
／ｍ²下で垂直方向加熱を行った。加熱は、鉄板側から
１５分間実施し、裏面側の温度を観察し、断熱温度の変
化を次式により求め、断熱温度の変化が１０℃以上を×
とし、１０℃未満を○とした。断熱温度の変化（℃）＝枠のない場合の裏面温度−枠の
ある場合の裏面温度

【００８４】なお、断熱温度の変化の評価は、シートの
端部に枠のような束縛がなかった場合、加熱時の膨張が
シートに対して垂直方向だけでなく水平方向に広がるこ
とで、枠を設けた場合と比較して、加熱時に熱膨張性シ
ートが発揮する断熱性が低下するかどうかの確認であ
り、断熱温度の変化が１０℃以上の場合、シートが本来
有している膨張性能が端部拘束がなければ、十分有効に
発揮できないと考えられ、１０℃未満であれば、有効に
性能発揮できていると考えられる。

【００８５】実施例１〜３表１に示した配合量のブチルゴム（エクソン化学社製
「ブチル０６５」）、ポリブテン（出光石油化学社製
「ポリブテン１００Ｒ」）、水添石油樹脂（トーネック
ス社製「エスコレッツ５３２０」）、ポリリン酸アンモ
ニウム（クラリアント社製「Ｅｘｏｌｉｔ４２２」）、
熱膨張性黒鉛（東ソー社製「フレームカットＧＲＥＰ−
ＥＧ」）、水酸化アルミニウム（昭和電工社製「ハイジ
ライトＨ−３１」）、炭酸カルシウム（備北粉化工社製
「ホワイトンＢＦ−３００」）からなる混合物をニーダ
ー又はロールで加熱混練した後、カレンダー成形機又は
プレス成形機にて熱膨張性耐火シートを調製した。得ら
れた熱膨張性耐火シートの配向率、膨張倍率、断熱温度
の変化を測定し、表１に記載した。

【００８６】比較例１市販の耐火塗料である、「インツメックス」（ケミー・
リンツ社製）を用い実施例と同様に耐火性能試験を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００８７】比較例２市販の耐火塗料である、「ヒートメルサイレンス」（古
河テクノマテリアル社製）を用い実施例と同様に耐火性
能試験を行った。その結果を表１に示す。

【００８８】

【表１】

【００８９】表１から明らかなように、耐火シートの垂
直断面において、熱膨張性層状無機物がシート面に対し
て平行からプラスマイナス１０度の範囲内で配向してい
るものの比率である配向率が高いと、膨張倍率の配向比
（α）は小さくなり、水平方向への広がり（β）は小さ
くなる。すなわち、耐火シート面と垂直な方向をのぞい
た任意の方向への膨張は抑制され、水平方向への広がり
は抑制される。その結果、耐火シートが本来有している
膨張性能を示す断熱温度の変化において有効に働くこと
がわかる。

【００９０】

【発明の効果】本発明の耐火性樹脂組成物からなるシー
ト状成形体の耐火シートは、その含有する熱膨張性層状
無機物がシート面に対して平行からプラスマイナス１０
度の範囲内で配向しているものの比率が高いため、垂直
方向への熱膨張が促進され、良好な膨張断熱層を形成す
ることができ、建築物の耐火性材料として有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｋ 21/02 Ｃ０９Ｋ 21/02 Ｅ０４Ｂ 1/94 Ｅ０４Ｂ 1/94 Ｕ // Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｆターム(参考） 2E001 DE01 GA24 HD11 HF12 JA00 JD02 JD08 LA16 MA08 4F071 AA14 AA15 AA20 AA24 AA31 AA50 AA51 AA54 AA69 AA77 AB03 AH03 BA01 BB03 BB04 BC01 4F204 AE10 AG01 FA06 FB02 FG02 FQ31 4H028 AA03 AB03 BA03 BA06 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AC091 BB021 BB111 BB161 BD031 BD121 BN151 CC031 CG011 CH071 CK021 CL001 CP031 DA026 DJ006 DJ036 DJ056 FA016 FD010 FD130 FD140 FD340 GL00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱膨張性層状無機物を含有する樹脂組成
物であって、該樹脂組成物からのシートの任意の垂直断
面において存在する熱膨張性層状無機物がシートの面に
対して平行からプラスマイナス１０度の範囲内で配向し
ているものの比率（配向率）が６０％以上であることを
特徴とする耐火性樹脂組成物。
【請求項２】熱膨張性層状無機物が熱膨張性黒鉛であ
ることを特徴とする請求項１に記載の耐火性樹脂組成
物。
【請求項３】上記耐火性樹脂組成物が、樹脂成分１０
０重量部に対し、熱膨張性層状無機物を２０〜３５０重
量部含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の
耐火性樹脂組成物。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の耐火
性樹脂組成物からなるシート状成形体。
【請求項５】シート状成形体が、カレンダー成形法ま
たはプレス成形法により成形されてなることを特徴とす
る請求項４に記載のシート状成形体。