JP2019127005A - 熱膨張性耐火シート - Google Patents

Abstract

【課題】非火災時には、吸湿しにくくして、耐火性能が劣化するのを抑制することができ、火災時には、発泡断熱層の形成を阻害しにくくして、耐火性能を発揮させることができる熱膨張性耐火シートの提供。【解決手段】耐熱シート１３と第１樹脂層１１と第２樹脂層１２とをこの順に備え、第１樹脂層１１は、発泡剤を含有し、第２樹脂層１２は、溶融温度が１５０℃以上４００℃以下の範囲内である熱膨張性耐火シート１。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に熱膨張性耐火シートに関し、より詳細には耐熱シート及び２種の樹脂層を備えた熱膨張性耐火シートに関する。

従来、建築物において耐火構造が必要とされる梁、柱、床、壁、屋根及び階段などの施工部位は、主にコンクリート又はＨ形鋼及び鉄骨などの金属で形成されている。耐火性能を高める目的で、特に鉄骨柱及び梁を耐火被覆材で被覆することが行われてきた。耐火被覆材の被覆は、現場における湿式のロックウール吹付けが主流である。しかしながら、この手段は、作業時に粉塵が発生する点で衛生面の課題があった。さらに吹付け後に養生が必要である点で工程面の課題もあった。

一方、ケイ酸カルシウム板及び石膏ボード等を主原料とした板状部材が使用される場合もある。しかしながら、これらの板状部材は脆弱であるため、運搬時に割れ及びヒビなどの破損が生じる点で課題があった。さらに上記の板状部材は重量物で嵩張るため、施工現場において置き場所を確保しなければならない点でも課題があった。

近年、これらの課題を解決する手段として、シート状の耐火被覆材が提案されている。すなわち、特許文献１は、熱発泡性耐火シートを開示している。この熱発泡性耐火シートは、繊維質シートと熱発泡性耐火材とから構成されている。熱発泡性耐火シートは、接着剤を用いることにより、耐火性を付与すべき部分に積層して用いられる。

特開２００４−０９２２５６号公報（請求項１、３、７）

特許文献１の熱発泡性耐火シートを構成する熱発泡性耐火材は、樹脂成分、難燃剤、発泡剤及び炭化剤を含有する。これらの成分のうち難燃剤及び炭化剤などは吸湿しやすいので、耐火性能が劣化するおそれがある。

本開示の目的は、非火災時には、吸湿しにくくして、耐火性能が劣化するのを抑制することができ、火災時には、発泡断熱層の形成を阻害しにくくして、耐火性能を発揮させることができる熱膨張性耐火シートを提供することにある。

本開示の一態様に係る熱膨張性耐火シートは、耐熱シートと、第１樹脂層と、第２樹脂層と、をこの順に備える。前記第１樹脂層は、発泡剤を含有する。前記第２樹脂層は、溶融温度が１５０℃以上４００℃以下の範囲内である。

本開示によれば、非火災時には、吸湿しにくくして、耐火性能が劣化するのを抑制することができ、火災時には、発泡断熱層の形成を阻害しにくくして、耐火性能を発揮させることができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る熱膨張性耐火シートを示す概略断面図である。 図２は、同上の熱膨張性耐火シートの使用状態を示す概略断面図である。

１．概要
図１に本実施形態に係る熱膨張性耐火シート１を示す。熱膨張性耐火シート１は、耐熱シート１３と、第１樹脂層１１と、第２樹脂層１２と、をこの順に備える。熱膨張性耐火シート１は、図２に示すように、建築構造部分９に固定して用いることができる。建築構造部分９は、建築物を構成する部材である。例えば、壁、床、屋根、柱及び梁などである。

第１樹脂層１１は、発泡剤を含有する。第１樹脂層１１は、火災加熱を受けると、発泡剤の働きにより、膨張、発泡して、発泡断熱層を形成する。このように第１樹脂層１１が発泡断熱層を形成することで、この発泡断熱層の両側の熱の出入りが遮断される。火災加熱の温度は、例えば６００℃以上である。

第２樹脂層１２は、溶融温度が１５０℃以上４００℃以下の範囲内である。第２樹脂層１２は、非火災時には第１樹脂層１１を覆い隠している。このように第２樹脂層１２によって、第１樹脂層１１が直接空気に触れないようにすることで、空気中の水分が第１樹脂層１１に侵入するのを抑制することができる。さらに第２樹脂層１２は、火災時には溶融、分解する。このように第２樹脂層１２が溶融することで、第１樹脂層１１の自由な膨脹及び発泡が可能となる。つまり、火災時には第２樹脂層１２は、第１樹脂層１１による発泡断熱層の形成を阻害しにくい。

このように、本実施形態に係る熱膨張性耐火シート１によれば、非火災時には、吸湿しにくくして、耐火性能が劣化するのを抑制することができ、火災時には、発泡断熱層の形成を阻害しにくくして、耐火性能を発揮させることができる。

２．詳細
（１）第１樹脂層
第１樹脂層１１は、第１樹脂組成物をシート化して形成することができる。第１樹脂組成物は、第１樹脂層１１と同様に、発泡剤を含有する。好ましくは、第１樹脂層１１は、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）と、発泡剤である含窒素発泡剤（Ｂ）と、リン系難燃剤（Ｃ）と、炭化剤（Ｄ）と、二酸化チタン（Ｅ）と、を含有する。これにより、火災時に断熱性に優れた発泡断熱層を形成することができる。以下、（Ａ）〜（Ｅ）成分について説明する。

（１．１）エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）
エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）は、エチレンと酢酸ビニルとを共重合した熱可塑性樹脂である。エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）は、結合剤（バインダー）として機能する。エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）は、建築構造部分９に適した追随性を、熱膨張性耐火シート１に付与することができる。そのため、分子運動性が大きい材料が第１樹脂層１１に含有されていなくてもよい。分子運動性が大きい材料とは、例えば、可塑剤及びプロセスオイルである。エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）は、熱膨張性耐火シート１に耐火性を付与することもできる。さらにエチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）は、火災加熱時に、断熱性の優れた発泡断熱層を形成することができる。

エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）の酢酸ビニル含有率は、１５質量％以上３５質量％以下の範囲内であり、好ましくは２５質量％以上３０質量％以下の範囲内である。酢酸ビニル含有率が１５質量％未満であると、熱膨張性耐火シート１の建築構造部分９に対する追随性が損なわれるおそれがある。しかも凍結融解時に第１樹脂層１１が脆くなってしまい、長期耐久性を確保することが難しくなる。一方、酢酸ビニル含有率が３５質量％を超えると、火炎加熱を受けて形成された発泡断熱層の形状保持性及び耐火性が低下し、高温多湿雰囲気下での長期耐久性が損なわれてしまうおそれがある。なお、酢酸ビニル含有率は、ＪＩＳ Ｋ６９２４−１に準拠した方法で測定することができる。

エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）のメルトマスフローレイト（以下「ＭＦＲ」と表記する場合がある）は、１０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内であり、好ましくは１５ｇ／１０ｍｉｎ以上３５ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内である。ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、熱膨張性耐火シート１の建築構造部分９に対する追随性が損なわれるおそれがある。しかも凍結融解時に第１樹脂層１１が脆くなってしまい、長期耐久性を確保することが難しくなる。一方、ＭＦＲが４０ｇ／１０ｍｉｎを超えると、火炎加熱を受けて形成された発泡断熱層の形状保持性及び耐火性が低下し、高温多湿雰囲気下での長期耐久性が損なわれてしまうおそれがある。なお、ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ６９２４−１に準拠した方法で測定することができる。

エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）の含有量は、第１樹脂層１１の固形分１００質量部に対して、１５質量部以上４０質量部以下の範囲内であることが好ましい。エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）の含有量が１５質量部以上であることで、熱膨張性耐火シート１の靱性、耐火性、及び、高温多湿雰囲気下での長期耐久性を確保することができる。一方、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）の含有量が４０質量部以下であることで、火災加熱を受けて形成された発泡断熱層の形状保持性を確保することができる。なお、第１樹脂層１１の固形分と第１樹脂組成物の固形分とは同量であり、以下も同様である。

（１．２）含窒素発泡剤（Ｂ）
発泡剤は、特に限定されないが、含窒素発泡剤（Ｂ）が好ましい。含窒素発泡剤（Ｂ）は、窒素原子を含む発泡剤である。含窒素発泡剤（Ｂ）は、火災加熱を受けて分解し、不燃性ガスを発生させ、炭化していくエチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）及び炭化剤（Ｄ）を膨張、発泡させ、発泡断熱層を形成する役割を果たす。不燃性ガスとは、例えば、窒素及びアンモニアなどである。さらに含窒素発泡剤（Ｂ）は、熱膨張性耐火シート１に靱性を付与し、建築構造部分９への良好な追随性を発揮させることができる。

含窒素発泡剤（Ｂ）としては、特に限定されないが、例えば、メラミン、メラミン誘導体、ジシアンジアミド、アゾジカルボンアミド、尿素及びグアニジンが挙げられる。不燃性ガスの発生効率、建築構造部分９への追随性及び耐火性の観点から、含窒素発泡剤（Ｂ）は、少なくともメラミン及びジシアンジアミドのいずれかを含むことが好ましく、少なくともメラミンを含むことがより好ましい。第１樹脂層１１に含有される含窒素発泡剤（Ｂ）は、１種のみでもよいし２種以上でもよい。

含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量は、第１樹脂層１１の固形分１００質量部に対して、５質量部以上２５質量部以下の範囲内であることが好ましい。含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量が５質量部以上であることで、火災加熱を受けた場合に十分な発泡断熱層を形成することができる。しかも熱膨張性耐火シート１の靱性も確保することができる。一方、含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量が２５質量部以下であることで、火災加熱を受けて形成された発泡断熱層の形状保持性を確保することができる。しかも凍結融解を繰り返しても、熱膨張性耐火シート１は硬くなりにくくなり、耐火性が損なわれるのを抑制することもできる。

（１．３）リン系難燃剤（Ｃ）
リン系難燃剤（Ｃ）は、リン単体及びリン化合物の少なくともいずれかを含む難燃剤である。リン系難燃剤（Ｃ）は、火災加熱を受けたときに炭化剤（Ｄ）を脱水し、チャーと呼ばれる薄膜を発泡断熱層の表面に形成する作用を有する。さらにリン系難燃剤（Ｃ）は、６００℃以上の高温で加熱された際に、二酸化チタン（Ｅ）と反応し、ピロリン酸チタニウムを生成する。ピロリン酸チタニウムは、灰化成分として発泡断熱層に残存することで、発泡断熱層の形状保持性を向上させることができる。

リン系難燃剤（Ｃ）としては、特に限定されないが、例えば、赤リン、リン酸エステル、リン酸金属塩、リン酸アンモニウム、リン酸メラミン、リン酸アミド及びポリリン酸アンモニウムが挙げられる。リン酸エステルには、トリフェニルホスフェート及びトリクレジルホスフェートなどが含まれる。リン酸金属塩には、リン酸ナトリウム及びリン酸マグネシウムなどが含まれる。ポリリン酸アンモニウムには、メラミン変性ポリリン酸アンモニウムなどが含まれる。発泡断熱層の十分な形成、発泡断熱層の形状保持性及び長期耐久性の観点から、リン系難燃剤（Ｃ）は、ポリリン酸アンモニウムを含むことが好ましい。第１樹脂層１１に含有されるリン系難燃剤（Ｃ）は、１種のみでもよいし２種以上でもよい。

ポリリン酸アンモニウムは、火災加熱を受けて分解温度に達すると、アンモニアを脱離して、リン酸及び縮合リン酸を生成する。このリン酸及び縮合リン酸が炭化剤（Ｄ）を脱水させ、炭化させると、チャーの形成につながる。また、ポリリン酸アンモニウムが分解して発生するアンモニアガス、含窒素発泡剤（Ｂ）が分解して発生するアンモニアガス及び窒素ガスなどは、第１樹脂層１１の全体を膨張、発泡させることになる。アンモニアガス及び窒素ガスなどの不燃性ガスが発生することで、酸素濃度が減少し、更なる燃焼を抑えることができる。さらにポリリン酸アンモニウムは、６００℃以上の高温で加熱された際に分解して、二酸化チタン（Ｅ）と反応し、ピロリン酸チタニウムを生成する。このピロリン酸チタニウムは、灰化成分として発泡断熱層に残存することで、発泡断熱層の形状保持性を向上させることができる。

リン系難燃剤（Ｃ）の含有量は、第１樹脂層１１の固形分１００質量部に対して、２０質量部以上５０質量部以下の範囲内であることが好ましい。リン系難燃剤（Ｃ）の含有量が２０質量部以上であることで、第１樹脂層１１を効果的に炭化、発泡させることができる。さらに形成された発泡断熱層の形状保持性を確保することができる。一方、リン系難燃剤（Ｃ）の含有量が５０質量部以下であることで、高温多湿時の耐火性を確保することができる。

（１．４）炭化剤（Ｄ）
炭化剤（Ｄ）は、火災加熱を受けたときに、リン系難燃剤（Ｃ）により脱水して炭化され、発泡断熱層を形成する。

炭化剤（Ｄ）の分解温度は、好ましくは１８０℃以上、より好ましくは２２０℃以上である。分解温度が１８０℃以上の炭化剤（Ｄ）としては、特に限定されないが、例えば、多価アルコール、多糖類及び少糖類が挙げられる。多価アルコールには、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びトリペンタエリスリトールが含まれる。多糖類には、デンプン及びセルロースが含まれる。少糖類には、グルコース及びフルクトースが含まれる。第１樹脂層１１に含有される炭化剤（Ｄ）は、１種のみでもよいし２種以上でもよい。発泡特性の観点から、炭化剤（Ｄ）は、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びトリペンタエリスリトールからなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。

炭化剤（Ｄ）の含有量は、第１樹脂層１１の固形分１００質量部に対して、５質量部以上２５質量部以下の範囲内であることが好ましい。炭化剤（Ｄ）の含有量が５質量部以上であることで、発泡断熱層を十分に形成することができる。さらに発泡断熱層の形状保持性を確保することもできる。一方、炭化剤（Ｄ）の含有量が２５質量部以下であることで、高温多湿時の耐火性を確保することができる。さらに建築構造部分９に対する熱膨張性耐火シート１の追随性を確保することもできる。

ここで、含窒素発泡剤（Ｂ）と炭化剤（Ｄ）との質量比〔（Ｂ）／（Ｄ）〕が０．２以上４．０未満の範囲内であることが好ましい。この範囲内に〔（Ｂ）／（Ｄ）〕が収まっていると、火災時においては、耐火性と、建築構造部分９に対する追随性とを確保したまま、形状保持性に優れた発泡断熱層を形成することができる。そのため、火炎により第１樹脂層１１から形成された発泡断熱層は建築構造部分９から脱落しにくく、火炎による建築物の延焼及び崩落を抑制することができる。

（１．５）二酸化チタン（Ｅ）
二酸化チタン（Ｅ）は、６００℃以上の高温で加熱された際に、リン系難燃剤（Ｃ）と反応し、ピロリン酸チタニウムを生成する。ピロリン酸チタニウムは、灰化成分として発泡断熱層に残存することで、発泡断熱層の形状保持性を向上させることができる。

二酸化チタン（Ｅ）の結晶構造は、アナターゼ型でもルチル型でもよく、特に制限されない。二酸化チタン（Ｅ）の平均粒径は、０．０１μｍ以上２００μｍ以下の範囲内が好ましく、０．１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内がより好ましい。なお、平均粒径は、体積基準で求めた粒度分布の、全体積を１００％とした累積体積分布曲線において５０％となる点の粒子径、すなわち体積基準累積５０％径（Ｄ５０）を意味する。平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置により測定して得られる。

二酸化チタン（Ｅ）の含有量は、第１樹脂層１１の固形分１００質量部に対して、５質量部以上３０質量部以下の範囲内であることが好ましい。二酸化チタン（Ｅ）の含有量が５質量部以上であることで、６００℃以上の高温で加熱された際に、十分な量のピロリン酸チタニウムを生成させることができる。灰化成分としてのピロリン酸チタニウムが十分に残存するので、発泡断熱層の形状保持性を更に向上させることができる。一方、二酸化チタン（Ｅ）の含有量が３０質量部以下であることで、発泡倍率の低下を抑制し、凍結融解時の耐火性、及び、建築構造部分９に対する追随性を更に向上させることができる。

（１．６）ポリマー（Ｆ）
第１樹脂層１１は、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）以外のポリマー（Ｆ）を更に含有することが好ましい。ポリマー（Ｆ）としては、特に限定されないが、例えば、ブチルゴム（ＩＩＲ）、多硫化ゴム（Ｔ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、ポリオレフィン及び熱可塑性エラストマーが挙げられる。このようなポリマー（Ｆ）が第１樹脂層１１に含有されていると、火炎により第１樹脂層１１が膨張、発泡して形成された発泡断熱層の形状保持性を維持したまま、建築構造部分９に適した追随性と耐火性とを更に向上させることができる。

ポリマー（Ｆ）の含有量は、第１樹脂層１１の固形分１００質量部に対して、３質量部以上１０質量部以下の範囲内であることが、建築構造部分に適した追随性と耐火性とを向上させることができる点で好ましい。

第１樹脂層１１がポリマー（Ｆ）を更に含有する場合、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）とポリマー（Ｆ）との質量比〔（Ａ）／（Ｆ）〕が１．０以上であることが好ましい。〔（Ａ）／（Ｆ）〕が１．０以上であると、建築構造部分９に適した追随性と耐火性とをより確保しやすくなる。

（１．７）その他
本実施形態の効果を損なわない範囲であれば、必要に応じて、第１樹脂層１１は、可塑剤、粘着付与剤、無機充填材、酸化防止剤、滑剤及び加工助剤などを含有してもよい。

可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、炭化水素類、フタル酸類、リン酸エステル類、アジピン酸エステル類、サバチン酸エステル類、リシノール酸エステル類、ポリエステル類、エポキシ類及び塩化パラフィン類などが挙げられる。

粘着付与剤としては、特に限定されないが、例えば、ロジン樹脂、ロジン誘導体、ダンマル、ポリテルペン樹脂、テルペン変性体、脂肪族系炭化水素樹脂、シクロペンタジエン樹脂、芳香族系石油樹脂、フェノール樹脂、アルキルフェノール−アセチレン樹脂、スチレン樹脂、キシレン樹脂、クマロン−インデン樹脂、及び、ビニルトルエン−αメチルスチレン共重合体が挙げられる。

無機充填材としては、特に限定されないが、例えば、無機塩、無機酸化物、無機繊維及び無機微粒子が挙げられる。無機塩には、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、カオリン、クレー、ベントナイト及びタルクなどが含まれる。無機酸化物には、ガラスフレーク及びワラストナイトなどが含まれる。無機繊維には、ロックウール、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維及びシリカ繊維などが含まれる。無機微粒子には、カーボン及びヒュームドシリカなどが含まれる。

酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノール化合物を含む抗酸化剤、硫黄原子を含む抗酸化剤、及び、ホスファイト化合物を含む抗酸化剤が挙げられる。

滑剤としては、特に限定されないが、例えば、ワックス類、ロウ類、エステルワックス類、有機酸類、有機アルコール類及びアミド系化合物が挙げられる。ワックス類には、ポリエチレン、パラフィン及びモンタン酸などが含まれる。ロウ類には、トール油、サブ油、蜜ロウ、カルナウバロウ及びラノリンなどが含まれる。有機酸類には、ステアリン酸、パルミチン酸及びリシノール酸などが含まれる。有機アルコール類には、ステアリルアルコールなどが含まれる。アミド系化合物には、ジメチルビスアミドなどが含まれる。

加工助剤としては、特に限定されないが、例えば、塩素化ポリエチレン、メチルメタクリレート−エチルアクリレート共重合体、高分子量のポリメチルメタクリレートが挙げられる。

（１．８）作製方法
発泡剤、好ましくは上述の（Ａ）〜（Ｆ）成分及びその他の成分を適宜の混練装置で混練することによって、第１樹脂組成物を調製することができる。混練装置としては、特に限定されないが、例えば、加圧式ニーダー、押出機、バンバリーミキサー及びニーダーミキサーが挙げられる。混練温度は、第１樹脂組成物が適度に溶融する温度であり、かつ炭化剤（Ｄ）が分解しない温度であればよく、例えば、８０℃以上２００℃以下の範囲内である。

第１樹脂組成物を適宜の成形方法によりシート化することによって、単一物としての第１樹脂層１１を作製することができる。成形方法としては、特に限定されないが、例えば、熱プレス成形、押出成形及びカレンダー成形が挙げられる。

（２）第２樹脂層
第２樹脂層１２は、溶融温度が１５０℃以上４００℃以下の範囲内であり、好ましくは２００℃以上３００℃以下の範囲内である。このような第２樹脂層１２は、非火災時には、多湿条件下であっても、第１樹脂層１２を覆い隠していることによって、第１樹脂層１２の吸湿を抑制することができる。火災時には、第２樹脂層１２は、適度なタイミングで溶融し、消失する。第２樹脂層１２が溶融するタイミングが早すぎると、十分な不燃性ガスを第１樹脂層１１内にとどめておくことができずに、発泡断熱層の形成が不十分となる。つまり、発泡断熱層内の気泡の大きさが小さくなったり、気泡の量が少なくなったりする。一方、第２樹脂層１２が溶融するタイミングが遅すぎると、発泡断熱層を大きく膨らませることができなくなるおそれがある。

第２樹脂層１２が溶融するタイミングは、第２樹脂層１２の溶融温度と関連する。すなわち、第２樹脂層１２の溶融温度が１５０℃未満であると、火災の初期の段階で第２樹脂層１２が溶融、分解するおそれがある。このように早い段階で第２樹脂層１２が失われると、第１樹脂層１１から発生する不燃性ガスが発泡断熱層の形成に寄与しないまま放散して失われるおそれがある。一方、第２樹脂層１２の溶融温度が４００℃を超えると、火災がある程度進んでも、第２樹脂層１２が溶融しないおそれがある。そうすると、第２樹脂層１２によって、第１樹脂層１１の自由な膨張及び発泡が阻害される。

例えば、第２樹脂層１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、硬質塩化ビニル（硬質ＰＶＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ナイロン６（ＰＡ６）、ナイロン６６（ＰＡ６６）、ナイロン１２（ＰＡ１２）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ、ＰＳＵ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、アセチルセルロース（ＣＡ）、ニトロセルロース（ＣＮ）、プロピオン酸セルロース（ＣＰ）、エチルセルロース（ＥＣ）からなる群より選ばれた少なくとも１種を含有する。これらの樹脂の溶融温度は１５０℃以上４００℃以下の範囲内である。好ましくは、第２樹脂層１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含有する。上記に列挙した第２樹脂層１２の具体例の中でも、特にポリエチレンテレフタレートは、取り扱い性に優れ、コスト面で有利である。したがって、第２樹脂層１２がポリエチレンテレフタレートを含有すると、比較的低コストで熱膨張性耐火シート１の耐火性及び高温多湿耐久性を更に向上させることができる。

第２樹脂層１２は、第２樹脂組成物をシート化して形成することができる。第２樹脂組成物は、第２樹脂層１２と同様に、例えば上記に列挙した樹脂の少なくとも１種を含有する。第２樹脂層１２の溶融温度が１５０℃以上４００℃以下の範囲内となるならば、第２樹脂組成物は、その他の成分を含有してもよい。その他の成分は（１．７）欄と同様である。

例えば上記に列挙した樹脂の少なくとも１種、必要に応じてその他の成分を適宜の混練装置で混練することによって、第２樹脂組成物を調製することができる。第２樹脂組成物を適宜の成形方法によりシート化することによって、単一物としての第２樹脂層１２を作製することができる。なお、混練装置、混練温度、成形方法、成形時の温度及び圧力については、（１．８）欄と同様である。

（３）耐熱シート
耐熱シート１３は、第１樹脂層１１を保持し、第１樹脂層１１から形成された発泡断熱層も保持する。耐熱シート１３が存在することで、火災時に発泡断熱層が脱落することを抑制することができる。

耐熱シート１３は、ガラスクロス、ガラスペーパー、ロックウールペーパー、金属製網、金属製マット、アラミド繊維布及びアラミド繊維不織布からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。その理由は、これらの耐熱シート１３は特に耐熱性に優れているからである。そのため、熱膨張性耐火シート１の断熱性を更に向上させることができる。耐熱シート１３の目付（単位面積当たりの質量）は、好ましくは１０ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下の範囲内であり、より好ましくは３０ｇ／ｍ^２以上６０ｇ／ｍ^２以下の範囲である。耐熱シート１３は、１種のみでもよいし、２種以上を重ねてもよい。

（４）製造方法
図１に示す熱膨張性耐火シート１は、次のようにして製造することができる。すなわち、耐熱シート１３と、単一物としての第１樹脂層１１と、単一物としての第２樹脂層１２と、をこの順に重ね、適宜の成形方法により一体化することによって、熱膨張性耐火シート１を製造することができる。このように、熱膨張性耐火シート１は、耐熱シート１３、第１樹脂層１１及び第２樹脂層１２からなる３層構造を有する。なお、成形方法、成形時の温度及び圧力については、（１．８）欄と同様である。

ここで、第１樹脂層１１の厚さは０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。第２樹脂層１２の厚さは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。耐熱シート１３の厚さ（２種以上重ねる場合は全体の厚さ）は、０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。熱膨張性耐火シート１の厚さは、建築構造部分９への追随性の観点から、好ましくは０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内であり、より好ましくは０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内である。

（５）使用方法
熱膨張性耐火シート１は、図２に示すように、建築構造部分９に固定して用いることができる。このとき熱膨張性耐火シート１の耐熱シート１３を建築構造部分９に重ね、第２樹脂層１２を外側に配置する。建築構造部分９としては、特に限定されないが、例えば、壁、床、屋根、柱、はりなどが挙げられる。建築構造部分９の材料としては、特に限定されないが、例えば、スレート板、セラミック板、オートクレーブ養生した軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）、コンクリート板、各種セメント板、ケイ酸カルシウム板、含水無機物含有ボード、石膏ボード、木片セメント板及び木質板が挙げられる。木質板には、合板、配向性ストランドボード（ＯＳＢ）、パーティクルボード、直交集成板（ＣＬＴ）及び集成材などが含まれる。

熱膨張性耐火シート１は、次のようにして建築構造部分９に固定することができる。すなわち、タッカーを用いて、ステープルにより熱膨張性耐火シート１を建築構造部分９に固定することができる。またタッピンネジで熱膨張性耐火シート１を建築構造部分９に固定してもよい。また接着剤又は粘着剤で熱膨張性耐火シート１を建築構造部分９に固定してもよい。さらにこれらの固定方法を２種以上併用してもよい。

３．まとめ
以上説明したように、第１の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、耐熱シート（１３）と、第１樹脂層（１１）と、第２樹脂層（１２）と、をこの順に備える。第１樹脂層（１１）は、発泡剤を含有する。第２樹脂層（１２）は、溶融温度が１５０℃以上４００℃以下の範囲内である。

この態様によれば、非火災時には、吸湿しにくくして、耐火性能が劣化するのを抑制することができ、火災時には、発泡断熱層の形成を阻害しにくくして、耐火性能を発揮させることができる。

第２の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第１の態様において、第２樹脂層（１２）がポリエチレンテレフタレートを含有する。

この態様によれば、比較的低コストで熱膨張性耐火シート（１）の耐火性及び高温多湿耐久性を更に向上させることができる。

第３の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第１又は２の態様において、耐熱シート（１３）が、ガラスクロス、ガラスペーパー、ロックウールペーパー、金属製網、金属製マット、アラミド繊維布及びアラミド繊維不織布からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。

この態様によれば、熱膨張性耐火シート（１）の断熱性を更に向上させることができる。

第４の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第１〜３のいずれかの態様において、第１樹脂層（１１）は、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）と、発泡剤である含窒素発泡剤（Ｂ）と、リン系難燃剤（Ｃ）と、炭化剤（Ｄ）と、二酸化チタン（Ｅ）と、を含有する。エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）は、酢酸ビニル含有率が１５質量％以上３５質量％以下の範囲内であり、かつ、メルトマスフローレイトが１０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内である。

この態様によれば、火災時に断熱性に優れた発泡断熱層を形成することができる。

第５の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第４の態様において、第１樹脂層（１１）の固形分１００質量部に対して、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）の含有量が１５質量部以上４０質量部以下の範囲内である。

この態様によれば、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）の含有量が１５質量部以上であることで、熱膨張性耐火シート（１）の靱性、耐火性、及び、高温多湿雰囲気下での長期耐久性を確保することができる。一方、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）の含有量が４０質量部以下であることで、火災加熱を受けて形成された発泡断熱層の形状保持性を確保することができる。

第６の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第４又は５の態様において、第１樹脂層（１１）の固形分１００質量部に対して、含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量が５質量部以上２５質量部以下の範囲内である。

この態様によれば、含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量が５質量部以上であることで、火災加熱を受けた場合に十分な発泡断熱層を形成することができる。しかも熱膨張性耐火シート（１）の靱性も確保することができる。一方、含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量が２５質量部以下であることで、火災加熱を受けて形成された発泡断熱層の形状保持性を確保することができる。しかも凍結融解を繰り返しても、熱膨張性耐火シート（１）は硬くなりにくくなり、耐火性が損なわれるのを抑制することもできる。

第７の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第４〜６のいずれかの態様において、第１樹脂層（１１）の固形分１００質量部に対して、リン系難燃剤（Ｃ）の含有量が２０質量部以上５０質量部以下の範囲内である。

この態様によれば、リン系難燃剤（Ｃ）の含有量が２０質量部以上であることで、第１樹脂層（１１）を効果的に炭化、発泡させることができる。さらに形成された発泡断熱層の形状保持性を確保することができる。一方、リン系難燃剤（Ｃ）の含有量が５０質量部以下であることで、高温多湿時の耐火性を確保することができる。

第８の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第４〜７のいずれかの態様において、第１樹脂層（１１）の固形分１００質量部に対して、炭化剤（Ｄ）の含有量が５質量部以上２５質量部以下の範囲内である。

この態様によれば、炭化剤（Ｄ）の含有量が５質量部以上であることで、発泡断熱層を十分に形成することができる。さらに発泡断熱層の形状保持性を確保することもできる。一方、炭化剤（Ｄ）の含有量が２５質量部以下であることで、高温多湿時の耐火性を確保することができる。さらに建築構造部分（９）に対する熱膨張性耐火シート（１）の追随性を確保することもできる。

第９の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第４〜８のいずれかの態様において、第１樹脂層（１１）の固形分１００質量部に対して、二酸化チタン（Ｅ）の含有量が５質量部以上３０質量部以下の範囲内である。

この態様によれば、二酸化チタン（Ｅ）の含有量が５質量部以上であることで、６００℃以上の高温で加熱された際に、十分な量のピロリン酸チタニウムを生成させることができる。一方、二酸化チタン（Ｅ）の含有量が３０質量部以下であることで、発泡倍率の低下を抑制し、凍結融解時の耐火性、及び、建築構造部分（９）に対する追随性を更に向上させることができる。

第１０の態様に係る熱膨張性耐火シート（１）は、第４〜９のいずれかの態様において、含窒素発泡剤（Ｂ）と炭化剤（Ｄ）との質量比〔（Ｂ）／（Ｄ）〕が０．２以上４．０未満の範囲内である。

この態様によれば、火災時においては、耐火性と、建築構造部分（９）に対する追随性とを確保したまま、形状保持性に優れた発泡断熱層を形成することができる。

以下、本開示を実施例によって具体的に説明するが、本開示は、以下の実施例には限定されない。

（第１樹脂層）
表１に示す含有量で、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）、含窒素発泡剤（Ｂ）、リン系難燃剤（Ｃ）、炭化剤（Ｄ）、二酸化チタン（Ｅ）及び加工助剤を、加圧式ニーダーを用いて１３０℃で混練することによって、第１樹脂組成物を調製した。引き続き、第１樹脂組成物を、ホットプレスを用いて１３０℃でシート化することによって、単一物としての第１樹脂層を作製した。

（第２樹脂層）
第２樹脂層として、以下のフィルムを準備した（表２参照）。

・実施例１：硬質塩化ビニル（硬質ＰＶＣ）フィルム（オカモト株式会社、厚さ８０μｍ）
・実施例２：ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム（東洋紡株式会社、厚さ２５μｍ）
・実施例３：ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム（オージーフィルム株式会社、厚さ１５μｍ）
・実施例４：ポリスチレン（ＰＳ）フィルム（大石産業株式会社、厚さ１５μｍ）
・実施例５：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡株式会社、厚さ１２μｍ）
・実施例６：ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（帝人株式会社、厚さ２５μｍ）
・実施例７：ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）フィルム（東レ株式会社、厚さ２５μｍ）
・実施例８：ポリアミドイミド（ＰＡＩ）フィルム（ユニチカ株式会社、厚さ２５μｍ）
・比較例１：アルミニウムフィルム（東洋アルミニウム株式会社、厚さ２０μｍ）
・比較例２：ポリエチレン（ＰＥ）フィルム（東洋紡株式会社、厚さ３０μｍ）
なお、比較例３については第２樹脂層を形成しなかった。

（耐熱シート）
耐熱シートとして、王子エフテックス株式会社製のガラスペーパー（目付５０ｇ／ｍ^２）を用意した。

（実施例１〜８）
耐熱シート、第１樹脂層及び第２樹脂層をこの順に重ねて、ホットプレスを用いて１３０℃で一体化することによって、熱膨張性耐火シートを製造した。

（比較例１）
第２樹脂層の代わりにアルミニウムフィルムを使用するようにした以外は、各実施例と同様にして、熱膨張性耐火シートを製造した。

（比較例２）
第２樹脂層としてＰＥを含む樹脂層を使用するようにした以外は、各実施例と同様にして、熱膨張性耐火シートを製造した。

（比較例３）
第２樹脂層を形成しないようにした以外は、各実施例と同様にして、熱膨張性耐火シートを製造した。

（試験体）
厚さ１０ｍｍのケイ酸カルシウム板を２枚重ねて壁下地材とした。この壁下地材の表面に、耐熱シートが重なるようにして、熱膨張性耐火シートをタッカーで固定した。さらに２０ｍｍの空隙ができるように間柱を置き、表面材として厚さ１２ｍｍのケイ酸カルシウム板を取り付けることによって、試験体を作製した。

＜耐火性＞
ＪＩＳ Ａ１３０４の標準加熱曲線に準拠して、電気炉にて試験体を加熱し、放冷後に発泡断熱層の発泡状態の断面観察を行った。

Ａ：大きく発泡している
Ｂ：大きく発泡しているが、Ａよりやや小さい
Ｃ：発泡しているが、やや小さい（ＢとＤとの中間）
Ｄ：ほとんど発泡していない
＜高温多湿耐久性＞
温度４０℃、湿度９５％を１８時間、温度６０℃、６時間を１サイクルとするプログラムを５０サイクル実施後、耐火性と同様の評価を実施した。評価基準も同様である。

耐火性及び高温多湿耐久性の試験結果を表２に示す。

表２から明らかなように、実施例１〜８では、耐火性も高温多湿耐久性も良好であった。実施例１、２と実施例３〜８との対比から、第２樹脂層の材質としては、ＰＢＴ、ＰＳ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＰＳ及びＰＡＩが有効であることが分かった。さらに第２樹脂層の溶融温度は２００℃以上が好ましいことも分かった。

比較例１では、耐火性も高温多湿耐久性も悪かった。第２樹脂層に対応するアルミニウムフィルムの溶融温度が高すぎて、第１樹脂層の膨脹及び発泡が阻害されたためであると推定される。

比較例２では、比較例１ほどではないが、耐火性も高温多湿耐久性も悪かった。その理由は、第２樹脂層の溶融温度が低すぎて、形成中の発泡断熱層に不燃性ガスをとどめておくことができなかったためであると推定される。

比較例３では、第２樹脂層が存在しないため、耐火性も高温多湿耐久性も悪かった。

１ 熱膨張性耐火シート
１１ 第１樹脂層
１２ 第２樹脂層
１３ 耐熱シート

Claims (10)

1. 耐熱シートと、第１樹脂層と、第２樹脂層と、をこの順に備え、
   前記第１樹脂層は、発泡剤を含有し、
   前記第２樹脂層は、溶融温度が１５０℃以上４００℃以下の範囲内である、
   熱膨張性耐火シート。
2. 前記第２樹脂層がポリエチレンテレフタレートを含有する、
   請求項１に記載の熱膨張性耐火シート。
3. 前記耐熱シートが、ガラスクロス、ガラスペーパー、ロックウールペーパー、金属製網、金属製マット、アラミド繊維布及びアラミド繊維不織布からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む、
   請求項１又は２に記載の熱膨張性耐火シート。
4. 前記第１樹脂層は、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）と、前記発泡剤である含窒素発泡剤（Ｂ）と、リン系難燃剤（Ｃ）と、炭化剤（Ｄ）と、二酸化チタン（Ｅ）と、を含有し、
   前記エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）は、酢酸ビニル含有率が１５質量％以上３５質量％以下の範囲内であり、かつ、メルトマスフローレイトが１０ｇ／１０ｍｉｎ以上４０ｇ／１０ｍｉｎ以下の範囲内である、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱膨張性耐火シート。
5. 前記第１樹脂層の固形分１００質量部に対して、前記エチレン酢酸ビニル共重合体（Ａ）の含有量が１５質量部以上４０質量部以下の範囲内である、
   請求項４に記載の熱膨張性耐火シート。
6. 前記第１樹脂層の固形分１００質量部に対して、前記含窒素発泡剤（Ｂ）の含有量が５質量部以上２５質量部以下の範囲内である、
   請求項４又は５に記載の熱膨張性耐火シート。
7. 前記第１樹脂層の固形分１００質量部に対して、前記リン系難燃剤（Ｃ）の含有量が２０質量部以上５０質量部以下の範囲内である、
   請求項４〜６のいずれか１項に記載の熱膨張性耐火シート。
8. 前記第１樹脂層の固形分１００質量部に対して、前記炭化剤（Ｄ）の含有量が５質量部以上２５質量部以下の範囲内である、
   請求項４〜７のいずれか１項に記載の熱膨張性耐火シート。
9. 前記第１樹脂層の固形分１００質量部に対して、前記二酸化チタン（Ｅ）の含有量が５質量部以上３０質量部以下の範囲内である、
   請求項４〜８のいずれか１項に記載の熱膨張性耐火シート。
10. 前記含窒素発泡剤（Ｂ）と前記炭化剤（Ｄ）との質量比〔（Ｂ）／（Ｄ）〕が０．２以上４．０未満の範囲内である、
    請求項４〜９のいずれか１項に記載の熱膨張性耐火シート。

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