JP2019189777A - 耐火性樹脂組成物、成形体、巻回体 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐火性を維持しつつ、良好な作業性をも有する耐火性樹脂組成物を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂、熱膨張性黒鉛、リン化合物、及び液状ゴムを含有する耐火性樹脂組成物であり、柱、梁及び壁の耐火被覆材の用途、防火サッシの用途、防火区画貫通部構造の用途、並びに防火ドアの用途に使用されることが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、耐火性樹脂組成物、成形体、巻回体に関する。

建築材料の分野においては、従来から耐火性が重要な意味を持っている。近年、樹脂材料の用途拡大に伴って、建築材料として耐火性能を付与した樹脂材料が広く用いられるようになってきている。

例えば特許文献１は、エポキシ樹脂１００質量部、熱膨張性黒鉛１０〜３００質量部及び無機充填剤５０〜５００質量部からなる耐火性樹脂組成物を開示している。

特開２０００−１４３９４１号公報

しかし、特許文献１の耐火性樹脂組成物は、耐火性を付与するために、燃焼しない無機充填剤を多く含有している。このため、耐火性能は良くても、無機充填剤が粉末状であるため、これを含有する耐火性樹脂組成物の結合性が損なわれ、耐火性樹脂組成物のシート成形性又は巻き付け性等の作業性が低下するといった問題がある。

例えば、耐火性樹脂組成物に粉体の無機充填剤が大量に含まれていると、長尺シートに成形した際に湾曲しづらかったり、割れが生じたりすることから巻き付けが困難であったり、割れ、シワやその跡がつきやすいためにサッシ等の建築材料への取り付け作業に支障をきたしたりすることがある。

以上から本発明は、優れた耐火性を維持しつつ、良好な作業性をも有する耐火性樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは上記の目的を達成すべく、エポキシ樹脂、熱膨張性黒鉛及びリン化合物を含有してなる耐火性樹脂組成物において、さらに液状ゴムを含有させることで、優れた耐火性を有しながら、良好な作業性が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は下記のとおりである。

［１］ エポキシ樹脂、熱膨張性黒鉛、リン化合物、及び液状ゴムを含有する耐火性樹脂組成物。
［２］ 前記液状ゴムがポリブタジエンである［１］に記載の耐火性樹脂組成物。
［３］ さらに、無機充填剤を含有する［１］又は［２］に記載の耐火性樹脂組成物。
［４］ 前記エポキシ樹脂１００質量部に対して、前記熱膨張性黒鉛を４０〜１６０質量部、前記リン化合物と前記無機充填剤とを合計量で９０〜２６０質量部、前記液状ゴムを０．０１〜１１０質量部含有する［３］に記載の耐火性樹脂組成物。
［５］ 柱、梁及び壁の耐火被覆材の用途、防火サッシの用途、防火区画貫通部構造の用途、並びに防火ドアの用途に使用されるための、［１］〜［４］のいずれかに記載の耐火性樹脂組成物。
［６］ ［１］〜［５］のいずれかに記載の耐火性樹脂組成物を成形してなる、成形体。
［７］ 柱、梁及び壁の耐火被覆材の用途、防火サッシの用途、防火区画貫通部構造の用途、ならびに防火ドアの用途に使用されるための、［６］に記載の成形体。
［８］ 長手方向の長さが１ｍ以上である［６］又は［７］に記載の成形体。
［９］ ［１］〜［５］のいずれかに記載の耐火性樹脂組成物を巻回してなる、巻回体。
［１０］ 柱、梁及び壁の耐火被覆材の用途、防火サッシの用途、防火区画貫通部構造の用途、ならびに防火ドアの用途に使用されるための、［９］に記載の巻回体。

本発明によれば、耐火性を維持しつつ、良好な作業性をも有する耐火性樹脂組成物を提供することができる。
本発明の耐火性樹脂組成物は、耐火性と作業性に優れるため、サッシ等の建築材料への取り付けや巻き付け等の作業が可能となり、建築物等に被覆あるいは貼付する際に割れやシワが生じる可能性が低く、かつ優れた耐火性を付与することができる。

以下、本発明の耐火性樹脂組成物、成形体、巻回体に係る実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［１．耐火性樹脂組成物］
本実施形態に係る耐火性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と熱膨張性黒鉛とリン化合物と液状ゴムとを含有する。ここで、液状ゴムとは、２０℃、１気圧（１．０１×１０^−１ＭＰａ）の条件下にて流動性を有する合成ゴムをいう。
液状ゴムはエポキシ樹脂と相溶若しくは混和し、シート状等とした場合における柔軟性や伸びを高めることができる推察される。その結果、耐火性樹脂組成物のシート成形性又は巻き付け性等の作業性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る耐火性樹脂組成物の耐火性能は、熱膨張性黒鉛、及びリン化合物の２成分がそれぞれの性質を発揮することにより発現される。具体的には、加熱時に熱膨張性黒鉛が膨張断熱層を形成して熱の伝達を阻止する。リン化合物は、膨張断熱層及び任意の無機充填材に形状保持能力を付与する。

（液状ゴム）
液状ゴムとしては、ジエン系ゴム、オレフィン系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、ポリサルファイド系ゴム、フッ素系ゴム等を例示することができるが、ジエン系ゴムが好ましい。

ジエン系ゴムとしては、例えばスチレンブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリクロロプレン、アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられる。

上記ジエン系ゴムのなかでも、柔軟性の観点からポリブタジエンが好ましい。ポリブタジエンは、そのポリブタジエン構造の効果により、シート状等とした場合における柔軟性や伸びをより高めることができる。本発明に係るポリブタジエンとは、ブタジエンホモポリマー、変性ポリブタジエン及びブタジエンコポリマー等の各種ポリブタジエンをいう。

変性ポリブタジエンとしては、エポキシ変性ポリブタジエン、酸変性ポリブタジエン、末端水酸基変性ポリブタジエン等が挙げられる。
上記のうち、酸変性ポリブタジエンの酸変性成分としては、特に限定されないが、不飽和カルボン酸を挙げることができる。不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸が好ましく、マレイン酸、無水マレイン酸が好ましく、マレイン酸がさらに好ましい。したがって、酸変性ポリブタジエンとしては、マレイン酸変性ポリブタジエン、無水マレイン酸変性ポリブタジエンが好ましい。

ブタジエンコポリマーとしては、ブタジエン・スチレン・ランダムコポリマー等が挙げられる。また、この他にも、無変性液体ポリブタジエン等も使用することができる。

ポリブタジエンは低分子量で液状のポリブタジエンが好ましく、その数平均分子量（Ｍｎ）は、１４００〜８０００であることが好ましく、１５００〜５０００であることがより好ましい。なお、ポリブタジエンの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法（ポリスチレン換算）で測定される。
ポリブタジエンとしては、より優れた作業性を得る観点から、エポキシ変性ポリブタジエンや、水酸基やアミン等と反応して柔軟性を付与することができるマレイン酸変性ポリブタジエンが好ましい。

液状ゴムの含有量は特に限定されないが、液状ゴムが多すぎるとエポキシ樹脂の配合比率が減少することがあり、十分な凝集力が得られず、逆に液状ゴムが少なすぎると耐火性樹脂組成物の柔軟性が不十分となることがある。かかる観点から、液状ゴムの含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して０．０１〜１１０質量部であることが好ましく、５〜７０質量部であることがより好ましく、１０〜３０質量部がさらに好ましい。

（エポキシ樹脂）
本実施形態で用いられるエポキシ樹脂は、特に限定されないが、基本的にはエポキシ基をもつエポキシ化合物と硬化剤とを反応させることにより得られる。
上記エポキシ化合物としては、具体的には、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型が例示される。グリジシルエーテル型は、２官能でもよいし、３官能以上の多官能でもよい。また、グリシジルエステル型も同様である。エポキシ化合物は、架橋度を調整するためなどに１官能のものを含んでもよい。これらの中では、２官能のグリシジルエーテル型が好ましい。

上記２官能のグリシジルエーテル型のエポキシ化合物としては、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などのアルキレングリコール型、ネオペンチルグリコール型、１，６−ヘキサンジオール型、水添ビスフェノールＡ型等の脂肪族エポキシ化合物が例示される。さらには、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、エチレンオキサイド−ビスフェノールＡ型、プロピレンオキサイド−ビスフェノールＡ型などの芳香族環を含む芳香族エポキシ化合物が挙げられる。これらの中では、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型などの芳香族エポキシ化合物が好ましい。

上記グリシジルエステル型のエポキシ化合物としては、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エポキシ化合物が例示される。
多官能のグリシジルエーテル型エポキシ化合物としては、例えば、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、ＤＰＰノボラック型、ジシクロペンタジエン・フェノール型等が例示される。
これらのエポキシ化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

硬化剤としては、重付加型または触媒型のものが用いられる。重付加型の硬化剤としては、例えば、ポリアミン系硬化剤、ジアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ポリフェノール系硬化剤、ポリメルカプタン等が挙げられる。また、上記触媒型の硬化剤としては、例えば、３級アミン、イミダゾール類、ルイス酸錯体等が例示される。
エポキシ樹脂の硬化方法は、特に限定されず、公知の方法によって行うことができ、例えば、エポキシ化合物に硬化剤を混合して加熱することで硬化できる。

また、上記エポキシ樹脂は可撓性が付与されたものであってもよい。可撓性を付与するためには次の方法が用いられる。
（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（ＩＰＭ）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。

上記（１）は、エポキシ化合物及び硬化剤の少なくともいずれかに予め分子鎖の長いものを用いて、これらを反応させることで、架橋点間の距離が長くなり可撓性を発現させる方法である。例えば、硬化剤としてポリプロピレンジアミン等などのポリエーテル系ジアミンなどを使用するとよい。
（２）は、エポキシ化合物及び硬化剤の少なくともいずれかに官能基の少ないものを用いて、これらを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。例えば、硬化剤として２官能アミン、エポキシ化合物の少なくとも一部に１官能エポキシ化合物等を用いるとよい。
（３）は、エポキシ化合物及び硬化剤の少なくともいずれかに軟質分子構造を有するものを用いて可撓性を発現させる方法である。例えば硬化剤として複素環状ジアミンを使用し、又は、エポキシ化合物としてアルキレングリコールグルシジルエーテル等を用いるとよい。

（４）は可塑剤を耐火シートに非反応性の希釈剤として添加する方法である。
（５）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。
（６）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。
（７）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。

（熱膨張性黒鉛）
上記熱膨張性黒鉛は加熱時に膨張するものであるが、その熱膨張開始温度が異なるものを市販品として入手することができる。
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、無機酸と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。無機酸としては、濃硫酸、硝酸、セレン酸等が挙げられ、強酸化剤としては過酸化水素等が挙げられる。

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て使用するのが好ましい。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上記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。

上記熱膨張性黒鉛の粒度は、２０〜２００メッシュの範囲のものが好ましい。粒度が２０メッシュ以上となると、黒鉛の膨張度が大きく、充分な膨張残渣が得られやすくなる。また、粒度が２００メッシュ以下となると、黒鉛の膨張度が大きいという利点とともに、上記エポキシ樹脂と混練する際に分散性を良好とし、物性を維持し易い。上記中和された熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、ＵＣＡＲ ＣＡＲＢＯＮ社製の「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ＃１６０」、「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ＃２２０」、東ソー社製の「ＧＲＥＰ−ＥＧ」等が挙げられる。
膨張断熱層をより形成しやすくする観点から、熱膨張性黒鉛は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、４０〜１６０質量部であることが好ましく、４５〜１５５質量部であることがより好ましい。

（リン化合物）
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、ＰＸ−２００（大八化学工業社製）、ＣＲ−７３３Ｓ（大八化学工業社製）等のビスフェノールＡ由来の縮合リン酸エステル、ＣＲ−７４１Ｓ（大八化学工業社製）等のキシレノール由来の縮合リン酸エステル等の縮合型リン酸エステル、上記のリン酸エステルおよび縮合型リン酸エステルの構造中に塩素等のハロゲンを含有する含ハロゲンリン酸エステルおよび含ハロゲン縮合型リン酸エステル、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム等のリン酸金属塩、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸アルミニウム等の亜リン酸金属塩、ポリリン酸アンモニウム類、ポリリン酸アルミニウム類、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸メラム、ポリリン酸メレム、低級リン酸塩、下記式（１）で表される化合物等が挙げられる。

式（１）中、Ｒ^１およびＲ^３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、又は、炭素数６〜１６のアリール基を示す。Ｒ^２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。

上記リン化合物は、一種もしくは二種以上を使用することができる。
これらのうち、防火性の観点から、赤リン、上記の式（１）で表される化合物、及び、ポリリン酸アンモニウム類が好ましく、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。

上記式（１）で表される化合物としては、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。

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、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸ピペラジン、ポリリン酸アンモニウムアミド、および上記ポリリン酸アンモニウム類に発泡剤としてメラミンおよび／またはペンタエリスリトール等を加えた物が挙げられるが、難燃性、安全性、コスト、取扱性等の点からポリリン酸アンモニウムが好ましい。市販品としては、例えば、クラリアント社製の「商品名：ＥＸＯＬＩＴ ＡＰ４２２」および「商品名：ＥＸＯＬＩＴ ＡＰ４６２」等が挙げられる。

上記リン化合物は、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の金属炭酸塩と反応して、金属炭酸塩の膨張を促すと考えられ、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、有効な骨材として働き、燃焼後に形状保持性の高い残渣を形成する。

形状保持性の観点から、リン化合物は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、９０〜２６０質量部であることが好ましく、９５〜２５５質量部であることがより好ましい。

（無機充填剤）
本実施形態に係る耐火性樹脂組成物は無機充填剤をさらに含有することが好ましい。無機充填剤は、既述の熱膨張性黒鉛及びリン化合物は除く無機物であって、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、特には金属水酸化物、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、難燃剤としての無機リン酸塩、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、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一種もしくは二種以上を使用することができる。なお、上記金属酸化物、上記含水無機物、金属炭酸塩、上記カルシウム塩他、金属元素とその他の元素とを含む化合物を、金属化合物と称する。

また、上記無機充填剤は骨材的役割を果たして、加熱後に生成する膨張残渣強度の向上や熱容量の増大に寄与するものが好ましい。

具体的には、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛で代表される金属炭酸塩、骨材的に役割を果たす酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物、骨材的役割の他に加熱時の吸熱効果を付与する水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等に代表される含水無機物が好ましい。その中でも骨材としての効果が高いため金属炭酸塩または金属酸化物を使用することがより好ましく、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素を使用することが更に好ましく、炭酸カルシウムが最も好ましい。

本発明に使用する無機充填剤が粒状の場合には、その平均粒径としては、０．５〜２００μｍの範囲のものが好ましく、１〜５０μｍの範囲のものがより好ましい。当該平均粒径は、空気透過法により測定することができる。

無機充填剤の添加量が少ないときは、分散性が性能を大きく左右するため、平均粒径の小さいものが好ましいが、平均粒径０．５μｍ以上では二次凝集を防止することができ、分散性が悪くなることを防ぐことができる。

また、無機充填剤の添加量が多いときは、高充填が進むにつれて、樹脂組成物の粘度が高くなり成形性が低下する。しかし、粒径を大きくすることによって樹脂組成物の粘度を低下させることができる点から、上記範囲の中でも粒径の大きいものが好ましい。なお、平均粒径が２００μｍ以下であれば、成形体の表面性、樹脂組成物の力学的物性が低下することを防ぐことができる。

上記含水無機物の市販品としては、例えば、水酸化アルミニウムとして、平均粒径１μｍの「商品名：ハイジライトＨ−４２Ｍ」（昭和電工社製）、平均粒径１８μｍの「商品名：ハイジライトＨ−３１」（昭和電工社製）等が挙げられる。上記炭酸カルシウムの市販品としては、例えば、平均粒径１．８μｍの「商品名：ホワイトンＳＢ赤」（白石カルシウム社製）、平均粒径８μｍの「商品名：ＢＦ３００」（備北粉化社製）等が挙げられる。

加熱後に生成する膨張残渣強度の向上や熱容量の増大の観点から、無機充填剤は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、２０〜１６０質量部であることが好ましく、２５〜１５５質量部であることがより好ましい。
なお、リン化合物の含有を前提として、リン化合物と無機充填剤との合計量は９０〜２６０質量部であることが好ましい。

また、本実施形態においては、熱膨張性黒鉛とリン化合物を組み合わせることにより、燃焼時の熱膨張性黒鉛の飛散を抑え、形状保持を図ることができる。熱膨張性黒鉛が多すぎると、燃焼時に膨張した黒鉛が飛散し、加熱時に十分な膨張断熱層が得られず、逆にリン化合物が多すぎても、断熱層が十分でなく、望む効果が得られにくくなる。そのため、熱膨張性黒鉛とリン化合物との質量比は、好ましくは、熱膨張性黒鉛：リン化合物＝１０：３〜１０：６０であり、より好ましくは１０：５〜１０：５５であり、さらに好ましくは１０：７〜１０：５０である。

また、燃焼時の形状保持性という点からは、熱膨張性黒鉛：リン化合物＝１０：５〜１０：５０の範囲が優れている。組成自身が難燃性であっても形状保持性が不十分であると、脆くなった残渣が崩れ落ち、火炎を貫通させてしまうため、形状保持性が十分か否かにより、耐火性組成物の用途形態が大きく異なる。

さらに本実施形態においては、そ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、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。

次に本実施形態に係る耐火性樹脂組成物の製造方法について説明する。
上記製造方法としては、例えば、上記耐火性樹脂組成物の各原料であるエポキシ化合物、硬化剤、熱膨張性黒鉛、リン化合物、液状ゴム、無機充填材等をそれぞれ有機溶剤に懸濁させたり、加温して溶融させたりして塗料状とする方法が挙げられる。また、有機溶剤に分散してスラリーを調製する等の方法、上記各原料を加熱下に溶融させる等の方法により上記耐火性樹脂組成物を得ることができる。中でも、有機溶剤を除去する工程が不要なため、有機溶剤を使用しないことが好ましい。

また、上記耐火性樹脂組成物は、上記各原料を単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、混練ロール、ライカイ機、遊星式撹拌機等公知の装置を用いて混練することにより得ることもできる。

上記耐火性樹脂組成物を製造する際には、エポキシ樹脂の未反応成分とエポキシ硬化剤とに別々に混練しておき、成形直前にスタティックミキサー、ダイナミックミキサー等で混練して得ることもできる。

［２．成形体及び巻回体］
本実施形態に係る成形体は、耐火性樹脂組成物を成形してなる。当該成形体は、耐火性樹脂組成物を成形することにより製造することができる。成形にはプレス成形、押し出し成形、射出成形、ロール成形が含まれる。耐火性樹脂組成物をシートの形状に成形した場合、シートの厚みは特に限定されないが、０．２〜１０ｍｍが好ましい。また、当該シートは長尺状であることが好ましく、長手方向の長さが１ｍ以上であることが好ましく、２〜４００ｍであることがより好ましい。また、この場合のシート幅は、０．００５〜２．０ｍであることが好ましい。

また、本実施形態に係る巻回体は、耐火性樹脂組成物を巻回してなる。当該巻回体は、耐火性樹脂組成物を公知の装置を用いて混練し、公知の成形方法で成形して耐火シートを得て、これを巻回体として巻取りロールにて巻取ることにより得ることができる。当該巻回体も長手方向の長さが１ｍ以上であることが好ましく、この場合のシート幅は、０．００５〜２．０ｍであることが好ましい。

以上のような本実施形態に係る耐火性樹脂組成物、成形体、及び巻回体はそれぞれ、柱、梁及び壁の耐火被覆材の用途、防火サッシの用途、防火区画貫通部構造の用途、並びに防火ドアの用途に使用されることが好ましい。
なお、「防火区画」とは、一般建築物で、火災発生時に火災の拡大や煙の伝播を防止する目的で準耐火構造の壁・床・防火戸等によって区切られた防火上有効な区画をいう。この防火区画の壁や床をケーブルが貫通する場合は、その貫通部にも防火措置が必要となる。

上記の他にも、窓（引き違い窓、開き窓、上げ下げ窓等を含む）、障子、扉（すなわちドア）、戸、ふすま等の建具、柱、鉄骨コンクリート等の壁に配置して、火災や煙の侵入を低減又は防止することができる。

以下に実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。なお本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。

１．耐火性樹脂組成物の製造
下記表１に示した材料を準備した。これら各材料の詳細は次の通りである。なお、各表の単位は質量部である。

（１）エポキシ化合物
ビスフェノールＦ型エポキシ化合物（油化シェル社製「Ｅ８０７」）
（２）硬化剤
ヘキサメチレンジアミン誘導体（三菱化学社製「ＦＬ０５２」）
（３）熱膨張性黒鉛
熱膨張性黒鉛（東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」）
（４）リン化合物
ポリリン酸アンモニウム（クラリアント社製「ＡＰ−４２２」）
（５）無機充填材
炭酸カルシウム（備北粉化社製「ＢＦ−３００」）

（６）ポリブタジエン
Ａ−１：エポキシ変性ポリブタジエン（クレイバレー社製「Ｒｉｃｏｎ ６５７」）
Ａ−２：マレイン酸変性ポリブタジエン（クレイバレー社製「Ｒｉｃｏｎ １３０ＭＡ１３」）
Ａ−３：末端水酸基変性液状ポリブタジエン（クレイバレー社製「Ｋｒａｓｏｌ ＬＢＨ−Ｐ２０００」）
Ａ−４：ブタジエン・スチレン・ランダムコポリマー（クレイバレー社製「Ｒｉｃｏｎ １８１
Ａ−５：ブタジエンホモポリマー（クレイバレー社製「Ｒｉｃｏｎ １３１」）

（実施例１）
表１の配合に従い、エポキシ化合物４０質量部、硬化剤６０質量部、熱膨張性黒鉛１００質量部、ポリリン酸アンモニウム１５０質量部、炭酸カルシウム３０質量部、エポキシ変性ポリブタジエン２０質量部を、遊星式撹拌機に供給し、混練して耐火性樹脂組成物を得た。

得られた耐火性樹脂組成物を、２５ｃｍ×２５ｃｍ×１．５ｍｍになるようにポリエチレンテレフタレートシートではさみ、加熱電気プレスを使用して、４０℃、３０秒加圧して耐火性樹脂組成物シートを作製した。
上記耐火性樹脂組成物シートを９０℃オーブンで２４時間加温することにより硬化させ、実施例１の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例２）
エポキシ変性ポリブタジエン２０質量部を０．１質量部に変更したこと以外は実施例１の同様にして、実施例２の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例３）
エポキシ変性ポリブタジエン２０質量部を１００質量部に変更したこと以外は実施例１同様にして、実施例３の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例４）
エポキシ変性ポリブタジエンに代えてマレイン酸変性ポリブタジエン０．１質量部を使用したこと以外は実施例１同様にして、実施例４の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例５）
エポキシ変性ポリブタジエンに代えてマレイン酸変性ポリブタジエン２０質量部を使用したこと以外は実施例１の場合と同様にして、実施例５の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例６）
エポキシ変性ポリブタジエンに代えてマレイン酸変性ポリブタジエン１００質量部を使用したこと以外は実施例１と同様にして、実施例６の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例７）
エポキシ変性ポリブタジエンに代えて末端水酸基変性液状ポリブタジエン２０質量部を使用したこと以外は実施例１と同様にして、実施例７の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例８）
エポキシ変性ポリブタジエンに代えてブタジエン・スチレン・ランダムコポリマー２０質量部を使用したこと以外は実施例１と同様にして、実施例８の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例９）
熱膨張性黒鉛１００質量部を５０質量部に変更し、ポリリン酸アンモニウム１５０質量部を２５０質量部に変更し、炭酸カルシウム３０質量部を含まないこと以外は実施例１と同様にして、実施例９の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例１０）
熱膨張性黒鉛１００質量部を５０質量部に変更し、ポリリン酸アンモニウム１５０質量部を１００質量部に変更し、炭酸カルシウム３０質量部を含まないこと以外は実施例１同様にして、実施例１０の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例１１）
実施例１の場合と比較して、熱膨張性黒鉛１００質量部を１５０質量部に変更し、ポリリン酸アンモニウム１５０質量部を２５０質量部に変更し、炭酸カルシウム３０質量部を含まないこと以外は、実施例１と全く同様に実験を行い、実施例１１の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例１２）
熱膨張性黒鉛１００質量部を１５０質量部に変更し、ポリリン酸アンモニウム１５０質量部を１００質量部に変更し、炭酸カルシウム３０質量部を含まないこと以外は実施例１と同様にして、実施例１２の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（実施例１３）
エポキシ変性ポリブタジエンに代えてブタジエンホモポリマー１００質量部を使用したこと以外は実施例１と同様にして、実施例１３の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（比較例１）
エポキシ変性ポリブタジエンを含まないこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（比較例２）
エポキシ変性ポリブタジエンを含まず、ポリリン酸アンモニウムの使用量を１５０質量部から１００質量部に変更し、炭酸カルシウムの使用量を３０質量部から１５０質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例２の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

（比較例３）
エポキシ変性ポリブタジエンを含まず、ポリリン酸アンモニウムの使用量を１５０質量部から１２５質量部に変更し、炭酸カルシウムの使用量を３０質量部から１００質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例３の耐火性樹脂組成物シートを作製した。

２．各耐火性樹脂組成物シートの評価
上記の実施例１〜１３及び比較例１〜３の耐火性樹脂組成物シートについて、耐火性及び柔軟性を以下のように評価した。結果を下記表１〜表３に示す。

［耐火性評価］
＜形状保持性＞
上記耐火性樹脂組成物シートから９８ｍｍ×９８ｍｍで厚さ１．５ｍｍの試験片を切り出し、上記試験片を電気炉にて６００℃で３０分間加熱した。加熱後、試験片の形状が保持されている場合を〇、加熱後の試験片を逆さまにしても形状が保持されている場合を◎、加熱後、試験片の形状が保持されておらず崩れた場合を×と評価した。
なお、加熱後の試験片が十分な保形性を有していれば、これによって、樹脂組成物自体が燃え難く、また、火炎が該樹脂組成物を通過し難くなり、その結果、良好な耐火性を有することとなる。

＜膨張性＞
上記耐火性樹脂組成物シートから９８ｍｍ×９８ｍｍで厚さ１．５ｍｍの試験片を切り出し、上記試験片を電気炉にて６００℃で３０分間加熱した。加熱後、試験片の厚さが３０ｍｍ以上（下記方法で算出される膨張倍率が２０倍以上）の場合を◎、試験片の厚みが１５ｍｍ以上３０ｍｍ未満（膨張倍率が１０倍以上２０倍未満）の場合を〇、試験片の厚みが１５ｍｍ未満（膨張倍率が１０倍未満）の場合を×と評価した。
なお、加熱後の試験片が十分に膨張していれば、それだけ空隙を試験片の体積で埋めることができ、より火炎が透過し難くなり、その結果、良好な耐火性を有することとなる。
膨張倍率の算出方法：膨張倍率＝加熱後の厚み÷加熱前の厚み

［柔軟性評価］
＜シート成形性＞
上記各例で作製した直後の耐火性樹脂組成物シートの外観を目視にて観察し、以下のように評価した。
Ａ：ヒビ等がなく、表面が平滑であるもの
Ｂ：ヒビ等はないが、若干、表面が荒れているもの
Ｃ：割れやシワ、ヒビが存在するもの

＜作業性＞
実施例及び比較例の各々の耐火性樹脂組成物シートを、直径が１００ｍｍ又は２００ｍｍのローラーに巻付け、作業性としての巻き付け易さを作業者の感覚で評価すると共に、巻き付けた耐火性樹脂組成物シートの割れなどを観察し、以下のように評価した。
Ａ：ローラーの直径が１００ｍｍでヒビ等なし
Ｂ：ローラーの直径が１００ｍｍでヒビ等があったが、ローラーの直径が２００ｍｍでヒビ等なし
Ｃ：ローラーの直径が２００ｍｍでヒビ等あり
耐火性としては〇以上、柔軟性としてはＢ以上が求められ、より好ましくは耐火性が◎、柔軟性がＡとなるものである。

延焼防止の観点から、耐火性樹脂組成物の成形体は、加熱燃焼後に形状を保持していなければならず、長尺シート品作製の観点から、一定の柔軟性の条件を満たす必要がある。本発明にかかる耐火性樹脂組成物の成形体は上記性能を満たすことから、建具に広く応用することができる。

Claims (10)

1. エポキシ樹脂、熱膨張性黒鉛、リン化合物、及び液状ゴムを含有する耐火性樹脂組成物。
2. 前記液状ゴムがポリブタジエンである請求項１に記載の耐火性樹脂組成物。
3. さらに、無機充填剤を含有する請求項１又は２に記載の耐火性樹脂組成物。
4. 前記エポキシ樹脂１００質量部に対して、前記熱膨張性黒鉛を４０〜１６０質量部、前記リン化合物と前記無機充填剤とを合計量で９０〜２６０質量部、前記液状ゴムを０．０１〜１１０質量部含有する請求項３に記載の耐火性樹脂組成物。
5. 柱、梁及び壁の耐火被覆材の用途、防火サッシの用途、防火区画貫通部構造の用途、並びに防火ドアの用途に使用されるための、請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐火性樹脂組成物。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐火性樹脂組成物を成形してなる、成形体。
7. 柱、梁及び壁の耐火被覆材の用途、防火サッシの用途、防火区画貫通部構造の用途、ならびに防火ドアの用途に使用されるための、請求項６に記載の成形体。
8. 長手方向の長さが１ｍ以上である請求項６又は７に記載の成形体。
9. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐火性樹脂組成物を巻回してなる、巻回体。
10. 柱、梁及び壁の耐火被覆材の用途、防火サッシの用途、防火区画貫通部構造の用途、ならびに防火ドアの用途に使用されるための、請求項９に記載の巻回体。