JP2007162319A - Fireproof covering sheet for steel frame - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、施工が容易で、かつ、４ｍｍ以下の厚さでも鉄骨に２時間以上の耐火性能を付与することができる鉄骨用耐火被覆シートに関する。 The present invention relates to a fireproof covering sheet for steel frame that is easy to construct and can impart fireproof performance of 2 hours or more to a steel frame even with a thickness of 4 mm or less.
建築物の構造材をなす梁、柱等には、建築物の高層化にともなって軽量な鉄骨が使用されるようになっている。このような鉄骨は、火災による炎にさらされ一定温度を超えると座屈を生じて形状を保持できなくなり、建築物の崩壊を招く。従って、建築物の構造材として使用される鉄骨には、建築基準法やＪＩＳ Ａ １３０４により耐火性能基準が定められている。積載荷重の考え方から使用される階数により異なった基準が設定されており、例えば５階建て以上の建築物の場合、最上階から数えた階数が２以上で４以内の階であれば１時間の耐火性能が要求されるのに対し、最上階から数えた階数が５以上で１４未満の階は２時間の耐火性能、最上階から数えた階数が１５以上の階は３時間の耐火性能が求められる。また、このような耐火性能の評価基準として、ＩＳＯ ８３４等の国際基準も定められている。 Light steel frames are used for beams, pillars, etc., which are structural materials of buildings, as the height of buildings increases. When such a steel frame is exposed to a fire flame and exceeds a certain temperature, it buckles and cannot retain its shape, leading to the collapse of the building. Accordingly, fire resistance performance standards are defined by the Building Standard Law and JIS A 1304 for steel frames used as structural materials for buildings. Different standards are set depending on the number of floors used from the viewpoint of load capacity. For example, in the case of a building with 5 stories or more, if the number of floors counted from the top floor is 2 or more and 4 or less, 1 hour While fire resistance is required, floors counted from the top floor of 5 or more and less than 14 require 2 hours of fire resistance, and floors counted from the top floor of 15 or more require fire resistance of 3 hours. It is done. In addition, international standards such as ISO 834 are also established as evaluation standards for such fire resistance.
鉄骨に耐火性を付与する方法としては、耐火被覆を施す方法が一般的である。鉄骨に５階以上の高層建築物にも使用可能な２時間以上の高い耐火性能を付与する耐火被覆方法としては、例えば、無機繊維のふきつけ、マット状に加工された無機繊維の貼付、耐火塗料の厚塗り等が行われている。しかしながら、これらの方法は、人体・環境面への悪影響、施工性の問題、建築物としての省スペース化の問題等の種々の問題点があった。 As a method for imparting fire resistance to a steel frame, a method of applying a fireproof coating is common. Examples of fire-resistant coating methods that provide high fire resistance of 2 hours or more that can be used on high-rise buildings of 5 floors or higher on steel frames include, for example, wiping of inorganic fibers, sticking of inorganic fibers processed into mats, and fire-resistant paints Thick coating etc. are performed. However, these methods have various problems such as adverse effects on the human body and the environment, problems of workability, and space saving problems as buildings.
一方、近年、熱膨張性樹脂組成物等からなる難燃性の高い材料が提案されている。例えば、特許文献１には、無機系膨張剤と無機系形崩れ防止剤として硼酸を含有する防火区画体の貫通口を閉塞するのに好適な熱膨張性防火用組成物が開示されており、特許文献２には、ポリマーと熱膨張性黒鉛、更にアンチモン、ビスマス、ジルコニウム、モリブデン、タングステン、硼素、アルミニウム、マグネシウム及び亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物を含有する難燃性組成物が開示されており、特許文献３には、ポリオレフィン熱膨張性黒鉛、燐化合物を含有する樹脂組成物が開示されており、特許文献４や特許文献５には、熱可塑性樹脂又はゴムに対して熱膨張性黒鉛、リン化合物、無機充填材を含有した熱膨張性組成物が開示されており、特許文献６には、熱膨張性耐火層に補助断熱層及び不燃材を積層してなる耐火被覆鉄骨構造体が開示されており、特許文献７には、熱可塑性樹脂又はゴムに対して熱膨張性黒鉛、リン化合物、含水無機物及び金属炭酸塩を含有した形状保持性を有する熱膨張性シート（Ａ）層と、熱可塑性樹脂又はゴムに対して熱膨張性黒鉛、含水無機物又は金属炭酸塩を含有した形状保持性を有さない熱膨張性シート（Ｂ）層とを積層した多層シートが開示されている。
これらの難燃性材料をシート状に加工したものを被覆材として用いれば、高い施工性で鉄骨に耐火性を付与することができる。
On the other hand, in recent years, highly flame-retardant materials made of a thermally expandable resin composition or the like have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a thermally expandable fire-protective composition suitable for closing a through-hole of a fire-protective compartment containing boric acid as an inorganic expander and an inorganic deformation preventing agent,
If what processed these flame-retardant materials into the sheet form is used as a coating | covering material, fire resistance can be provided to steel frame with high workability.
しかしながら、これらの難燃性材料は、いわゆる「難燃性」を意図して開発されたものであることから、鉄骨に耐火性を付与する耐火被覆材としての性能は不充分なものであった。とりわけ鉄骨に５階以上の高層建築物にも使用可能な２時間以上の高い耐火性能を付与するためにはシートの初期の厚みを増したり、積層させる副資材の厚みを増したり、積層枚数を増やしたりする必要がある。そのため、施工時に重量が増加し、作業性が悪くなったり、工数が増加するデメリットが発生したり、省スペースのメリットが小さくなり、コストも上がるという問題があった。
本発明は、上記現状に鑑み、施工が容易で、かつ、４ｍｍ以下の厚さでも鉄骨に２時間以上の耐火性能を付与することができる鉄骨用耐火被覆シートを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the fireproof coating sheet for steel frames which is easy to construct in view of the said present condition, and can provide fire resistance performance for 2 hours or more to a steel frame even if it is 4 mm or less in thickness.
本発明は、アルミ基材層、形状保持性膨張層及び形状保持性断熱強化層がこの順に積層された積層体からなる鉄骨用耐火被覆シートであって、前記形状保持性膨張層は、熱可塑性樹脂及び／又はゴム、熱膨張性黒鉛、ポリリン酸アンモニウム並びに炭酸カルシウムを含有し、樹脂成分１００重量部に対する炭酸カルシウムの含有量が２０〜２００重量部、ポリリン酸アンモニウムの含有量が２０〜２００重量部であり、かつ、炭酸カルシウムとポリリン酸アンモニウムとの重量比が炭酸カルシウム／ポリリン酸アンモニウム＝０．６〜１．５であり、前記形状保持性断熱強化層は、熱可塑性樹脂及び／又はゴム、熱膨張性黒鉛並びに硼酸を含有し、樹脂成分１００重量部に対する硼酸の含有量が３０〜３００重量部である鉄骨用耐火被覆シートである。
以下に本発明を詳述する。
The present invention is a fireproof coating sheet for steel frames comprising a laminate in which an aluminum base layer, a shape-retaining expansion layer and a shape-retaining heat insulation reinforcing layer are laminated in this order, wherein the shape-retaining expansion layer is a thermoplastic Resin and / or rubber, thermally expandable graphite, ammonium polyphosphate and calcium carbonate are contained, the content of calcium carbonate is 20 to 200 parts by weight, and the content of ammonium polyphosphate is 20 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component. And the weight ratio of calcium carbonate and ammonium polyphosphate is calcium carbonate / ammonium polyphosphate = 0.6 to 1.5, and the shape-retaining thermal insulation reinforcing layer is made of a thermoplastic resin and / or rubber. , A thermally expandable graphite and boric acid, and the content of boric acid is 30 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component. It is.
The present invention is described in detail below.
本発明者らは、鋭意検討の結果、アルミ基材層、特定の組成からなることにより形状保持性を有したまま膨張させることができる形状保持性に特化した形状保持性膨張層、及び、特定の組成からなることにより高い断熱性を発揮できる断熱性に特化した形状保持性断熱強化層をこの順に積層して用い、しかも、このような積層体を形状保持性断熱強化層側が鉄骨側に、アルミ基材層側が表面側になるように鉄骨に被覆することにより、耐火性能が格段に向上し、４ｍｍ以下の厚さでも鉄骨に２時間以上の耐火性能を付与することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the inventors have made an aluminum base material layer, a shape-retaining expandable layer specialized in shape retentivity that can be expanded while having shape retentivity by comprising a specific composition, and A shape-retaining heat insulation strengthening layer specialized in heat insulation that can exhibit high heat insulation by being composed of a specific composition is used by laminating in this order, and such a laminate is used on the steel frame side. Furthermore, it has been found that by covering the steel frame so that the aluminum base layer side becomes the surface side, the fire resistance is remarkably improved, and the fire resistance of 2 hours or more can be imparted to the steel even with a thickness of 4 mm or less. The present invention has been completed.
本発明の鉄骨用耐火被覆シートは、アルミ基材層、形状保持性膨張層及び形状保持性断熱強化層がこの順に積層された積層体からなる。
上記アルミ基材層は、最表層にあって反射効果により伝熱の低減効果を担うものである。上記形状保持性膨張層は、本発明の鉄骨用耐火被覆シートを鉄骨に被覆したときに表面側になるようにすることで、上記形状保持性断熱強化層に対する遮熱、遮炎の役割を担うものである。上記形状保持性断熱強化層は、上記形状保持性膨張層から伝わってきた熱に対し、比較的低温で膨張して高い断熱性を発揮する役割を担うものである。
The steel frame fireproof covering sheet of the present invention comprises a laminate in which an aluminum base layer, a shape-retaining expansion layer, and a shape-retaining heat insulation reinforcing layer are laminated in this order.
The aluminum base layer is on the outermost layer and bears a heat transfer reduction effect due to a reflection effect. The shape-retaining expansion layer plays a role of heat insulation and flame insulation with respect to the shape-retaining thermal insulation reinforcing layer by being on the surface side when the steel frame is coated with the steel fireproof covering sheet of the present invention. Is. The shape-retaining heat-insulating reinforcing layer plays a role of exhibiting high heat-insulating properties by expanding at a relatively low temperature with respect to the heat transferred from the shape-retaining expanded layer.
上記アルミ基材としては特に限定されないが、例えば、アルミ箔の他、樹脂フィルムと積層したアルミラミネート基材やアルミガラスクロス基材等も用いることができる。なかでも、アルミガラスクロス基材は、火災時にアルミニウムの溶融温度以上になってアルミニウムが溶解した場合に、ガラスクロスも溶融して形状保持性膨張層の燃焼残渣の形状を保持する効果が期待できることから好適である。 Although it does not specifically limit as said aluminum base material, For example, the aluminum laminated base material laminated | stacked with the resin film other than aluminum foil, an aluminum glass cloth base material, etc. can be used. In particular, the aluminum glass cloth base material can be expected to have an effect of maintaining the shape of the combustion residue of the shape-retaining expansion layer by melting the glass cloth when the aluminum melts at a temperature higher than the melting temperature of aluminum during a fire. To preferred.
上記アルミ基材層は、上記形状保持性膨張層の形状保持性断熱強化層側及び／又は形状保持性断熱強化層の片面若しくは両面に積層されることが好ましい。上記形状保持性膨張層の上記形状保持性断熱強化層側にアルミ基材層を積層することにより、比較的形状保持性に劣る上記形状保持性断熱強化層を強固に保持することができる。上記形状保持性断熱強化層の上記形状保持性膨張層とは反対側にアルミ基材層を積層することで、上記形状保持性断熱強化層の燃焼残渣の大きな脱落を防ぐという効果が付与される。なお、上記形状保持性膨張層と形状保持性断熱強化層との間にアルミ基材層を積層する場合は、上記形状保持性膨張層と形状保持性断熱強化層との両方にアルミ基材層が積層されてもよいし、上記形状保持性膨張層と形状保持性断熱強化層との一方にのみアルミ基材層が積層されてもよい。 The aluminum base layer is preferably laminated on one side or both sides of the shape-retaining heat-insulating / strengthening layer side of the shape-retaining expansion layer and / or the shape-retaining heat-insulating / reinforcing layer. By laminating the aluminum base material layer on the shape-retaining expansion layer side of the shape-retaining expansion layer, the shape-retaining heat-reinforcing reinforcement layer that is relatively inferior in shape retentivity can be firmly held. By laminating an aluminum base material layer on the opposite side of the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer from the shape-retaining heat-insulating layer, an effect of preventing a large drop of combustion residue of the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer is provided. . In addition, when laminating an aluminum base material layer between the shape-retaining expansion layer and the shape-retaining thermal insulation reinforcing layer, an aluminum base material layer is provided on both the shape-retaining expansion layer and the shape-retaining thermal insulation reinforcing layer. May be laminated, or an aluminum base material layer may be laminated only on one of the shape-retaining expansion layer and the shape-retaining heat insulation reinforcing layer.
上記形状保持性膨張層は、可塑性樹脂及び／又はゴム、熱膨張性黒鉛、ポリリン酸アンモニウム並びに炭酸カルシウムを含有する。
上記可塑性樹脂、ゴム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、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、ポリブテン、ポリクロロプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ブチルゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、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、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂、ゴムは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
The shape-retaining expanded layer contains a plastic resin and / or rubber, thermally expandable graphite, ammonium polyphosphate, and calcium carbonate.
The plastic resin and rubber are not particularly limited. For example, polyolefin resins such as polypropylene resins, polyethylene resins, poly (1-) butene resins, polypentene resins, polystyrene resins, acrylonitrile-butadiene-styrene resins. Resin, polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, acrylic resin, polyamide resin, polyvinyl chloride resin, phenol resin, polyurethane resin, polybutene, polychloroprene, polybutadiene, polyisobutylene, butyl rubber, nitrile rubber, isoprene rubber , Styrene-butadiene rubber, chlorinated butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, polyvulcanized rubber, silicone rubber, fluorine rubber, urea Ngomu, and the like. These thermoplastic resins and rubbers may be used alone or in combination of two or more.
上記熱可塑性樹脂、ゴムは、本発明の目的を阻害しない範囲で、架橋や変性が施されていてもよい。
上記架橋としては特に限定されず、例えば、架橋剤を用いる方法、過酸化物等を用いる方法、電子照射を行う方法等の熱可塑性樹脂、ゴムについて通常行われている方法による架橋が挙げられる。
上記変性としては特に限定されず、マレイン酸変性やグラフト化等の熱可塑性樹脂、ゴムについて通常行われている方法による変性が挙げられる。
The thermoplastic resin and rubber may be subjected to crosslinking or modification as long as the object of the present invention is not impaired.
The cross-linking is not particularly limited, and examples thereof include cross-linking by methods usually used for thermoplastic resins and rubbers such as a method using a cross-linking agent, a method using a peroxide, a method of performing electron irradiation, and the like.
The modification is not particularly limited, and examples thereof include modification by a conventional method for thermoplastic resins such as maleic acid modification and grafting, and rubber.
上記形状保持性膨張層において、上記熱膨張性黒鉛は、膨張剤としての役割を果たす。
本明細書において熱膨張性黒鉛とは、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してグラファイト層間化合物を生成させたものであって、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物を意味する。
In the shape-retaining expanded layer, the thermally expandable graphite plays a role as an expanding agent.
In the present specification, the heat-expandable graphite refers to powders such as natural scaly graphite, pyrolytic graphite, and quiche graphite, inorganic acids such as concentrated sulfuric acid, nitric acid, and selenic acid, concentrated nitric acid, perchloric acid, and perchlorate. , A graphite intercalation compound produced by treatment with a strong oxidizing agent such as permanganate, dichromate, hydrogen peroxide, etc., and means a crystalline compound that maintains the layered structure of carbon .
上記熱膨張性黒鉛としては、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されたものが好適である。
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、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。
このように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」、東ソー株式会社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」等が挙げられる。
As the heat-expandable graphite, those neutralized with ammonia, an aliphatic lower amine, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound or the like are preferable.
The aliphatic lower amine is not particularly limited, and examples thereof include monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, propylamine, and butylamine. The alkali metal compound or alkaline earth metal compound is not particularly limited, and examples thereof include hydroxides such as potassium, sodium, calcium, barium, and magnesium, oxides, carbonates, sulfates, and organic acid salts. .
Commercially available products of the heat-expandable graphite thus neutralized include, for example, “GRAFGUARD” manufactured by UCAR CARBON, “GREP-EG” manufactured by Tosoh Corporation.
上記熱膨張性黒鉛としては、２００〜２０メッシュの粒度のものが好適である。２００メッシュ未満であると、熱膨張性黒鉛の膨張性が小さく、充分な耐火断熱効果が得られないことがあり、２０メッシュを超えると、熱可塑性樹脂及び／又はゴムへの分散性が悪くなり、得られるシートの物性が低下することがある。 As the thermally expandable graphite, those having a particle size of 200 to 20 mesh are suitable. If it is less than 200 mesh, the expandability of the heat-expandable graphite may be small, and a sufficient fire-resistant and heat insulating effect may not be obtained. If it exceeds 20 mesh, the dispersibility in thermoplastic resin and / or rubber will deteriorate. In some cases, the physical properties of the obtained sheet may deteriorate.
上記形状保持性膨張層における上記熱膨張性黒鉛の配合量としては特に限定されないが、樹脂成分１００重量部に対する好ましい下限は２０重量部、好ましい上限は１００重量部である。２０重量部未満であると、熱膨張性が不足し、充分な遮熱機能を果たすことができないことがあり、１００重量部を超えると、物性が低下して表面が割れたり、燃焼時に自重に耐えきれず途中で燃焼残渣が崩落したりすることがある。より好ましい下限は３０重量部、より好ましい上限は８０重量部であり、更に好ましい下限は４５重量部、更に好ましい上限は６５重量部である。
なお、本明細書において、樹脂成分には、上記熱可塑性樹脂及び／又はゴムの他、樹脂バインダーの改質のために添加する可塑剤や粘着付与剤等も含まれる。
A blending amount of the thermally expandable graphite in the shape-retaining expanded layer is not particularly limited, but a preferable lower limit with respect to 100 parts by weight of the resin component is 20 parts by weight, and a preferable upper limit is 100 parts by weight. If the amount is less than 20 parts by weight, the thermal expansibility may be insufficient, and a sufficient heat shielding function may not be achieved. If the amount exceeds 100 parts by weight, the physical properties may deteriorate and the surface may crack, or the weight may be reduced during combustion. Combustion residue may collapse on the way without being able to endure. A more preferred lower limit is 30 parts by weight, a more preferred upper limit is 80 parts by weight, a still more preferred lower limit is 45 parts by weight, and a still more preferred upper limit is 65 parts by weight.
In the present specification, the resin component includes, in addition to the thermoplastic resin and / or rubber, a plasticizer and a tackifier that are added to modify the resin binder.
上記ポリリン酸アンモニウムは、上記形状保持性膨張層において形状保持剤としての役割を果たす。
上記形状保持性膨張層における上記ポリリン酸アンモニウムの配合量としては、樹脂成分１００重量部に対する下限が２０重量部、上限が２００重量部である。２０重量部未満であると、火災時に形状保持能力が不足し、遮熱、遮炎機能を充分に果たすことができず、２００重量部を超えると、シート状成形体としての可とう性が劣り、成形が困難となる。好ましい下限は３０重量部、好ましい上限は１５０重量部であり、より好ましい下限は６０重量部、より好ましい上限は１２０重量部である。
The ammonium polyphosphate serves as a shape-retaining agent in the shape-retaining expanded layer.
As a compounding quantity of the said ammonium polyphosphate in the said shape retention expansion layer, the minimum with respect to 100 weight part of resin components is 20 weight part, and an upper limit is 200 weight part. When the amount is less than 20 parts by weight, the shape retention ability is insufficient at the time of a fire and the heat shielding and flame shielding functions cannot be sufficiently achieved. When the amount exceeds 200 parts by weight, the flexibility as a sheet-like molded article is inferior. , Molding becomes difficult. The preferred lower limit is 30 parts by weight, the preferred upper limit is 150 parts by weight, the more preferred lower limit is 60 parts by weight, and the more preferred upper limit is 120 parts by weight.
上記形状保持性膨張層における上記熱膨張性黒鉛とポリリン酸アンモニウムとの重量比としては、熱膨張性黒鉛／ポリリン酸アンモニウムの値の好ましい下限が０．０１、好ましい上限が９である。０．０１未満であると、膨張性が不充分となり、充分な耐火性能を発揮できないことがあり、９を超えると、燃焼残渣が脆くなり、形状保持効果を発揮できないことがある。より好ましい下限は０．３、より好ましい上限は７であり、更に好ましい下限は０．５、更に好ましい上限は５である。 As the weight ratio of the thermally expandable graphite and ammonium polyphosphate in the shape-retaining expanded layer, the preferred lower limit of the value of thermally expandable graphite / ammonium polyphosphate is 0.01, and the preferred upper limit is 9. If it is less than 0.01, the expansibility becomes insufficient and sufficient fire resistance performance may not be exhibited. If it exceeds 9, the combustion residue may become brittle and the shape retention effect may not be exhibited. A more preferred lower limit is 0.3, a more preferred upper limit is 7, a still more preferred lower limit is 0.5, and a still more preferred upper limit is 5.
上記炭酸カルシウムは、上記形状保持性膨張層においてポリリン酸アンモニウムと相互作用することによりより強固な燃焼残渣を形成させて、形状保持性を更に向上させる役割を有する。
上記形状保持性膨張層における上記炭酸カルシウムの配合量としては、樹脂成分１００重量部に対する下限が２０重量部、上限が２００重量部である。２０重量部未満であると、充分な形状保持効果が得られず、燃焼残渣が脆いものとなって充分な遮熱、遮炎効果を発揮できず、２００重量部を超えると、シート状成形体としての可とう性が劣り、成形が困難となる。好ましい下限は３０重量部、好ましい上限は１５０重量部であり、より好ましい下限は６０重量部、より好ましい上限は１２０重量部である。
The calcium carbonate has a role of further improving shape retention by forming a stronger combustion residue by interacting with ammonium polyphosphate in the shape retention expanded layer.
As a compounding quantity of the said calcium carbonate in the said shape maintenance expansion | swelling layer, the minimum with respect to 100 weight part of resin components is 20 weight part, and an upper limit is 200 weight part. When the amount is less than 20 parts by weight, a sufficient shape retention effect cannot be obtained, and the combustion residue becomes brittle, so that sufficient heat shielding and flame shielding effects cannot be exhibited. As a result, the flexibility becomes inferior and molding becomes difficult. The preferred lower limit is 30 parts by weight, the preferred upper limit is 150 parts by weight, the more preferred lower limit is 60 parts by weight, and the more preferred upper limit is 120 parts by weight.
上記形状保持性膨張層における上記炭酸カルシウムとポリリン酸アンモニウムの重量比としては、炭酸カルシウム／ポリリン酸アンモニウムの値の下限が０．６、上限が１．５である。０．６未満であると、火災時に燃焼残渣が粘ちょうになり、燃焼残渣のだれ等を生じたり、形状保持性が劣り、１．５を超えると、燃焼残渣が粉っぽくなり、鉄骨のたわみが生じた場合に燃焼残渣が追従できずに容易に破断してしまう。好ましい下限は０．８、好ましい上限は１．２であり、より好ましい下限は１．０、より好ましい上限は１．１である。 As a weight ratio of the calcium carbonate and ammonium polyphosphate in the shape-retaining expanded layer, the lower limit of the calcium carbonate / ammonium polyphosphate value is 0.6 and the upper limit is 1.5. If it is less than 0.6, the combustion residue becomes sticky at the time of a fire, causing combustion residue dripping, or poor shape retention, and if it exceeds 1.5, the combustion residue becomes powdery and When deflection occurs, the combustion residue cannot follow and easily breaks. The preferred lower limit is 0.8, the preferred upper limit is 1.2, the more preferred lower limit is 1.0, and the more preferred upper limit is 1.1.
上記形状保持性膨張層は、形状保持性の向上を目的として、セラミックファイバー、ガラスファイバー、カーボンファイバー等の繊維を含有したり、補強材として金属からなる織物・網状物等を内包してもよい。 The shape-retaining expansion layer may contain fibers such as ceramic fibers, glass fibers, and carbon fibers for the purpose of improving shape-retaining properties, or may include a woven fabric / net-like material made of metal as a reinforcing material. .
上記形状保持性膨張層は、本発明の目的を阻害しない範囲で、粘着性付与、耐寒性向上、流動調整等の目的で液状成分を含有してもよい。
上記液状成分としては特に限定されず、例えば、フタル酸系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤、サバチン酸エステル系可塑剤、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。また、動物性油脂、植物性油脂、鉱物油、シリコーン油等の油脂類も液状成分として用いることができる。更に、粘度の小さい高分子低重合物も液状成分として用いることができる。
The shape-retaining expanded layer may contain a liquid component for the purpose of imparting tackiness, improving cold resistance, adjusting the flow, and the like as long as the object of the present invention is not impaired.
The liquid component is not particularly limited. For example, phthalic acid plasticizer, phosphate ester plasticizer, adipic acid ester plasticizer, sabatic acid ester plasticizer, ricinoleic acid ester plasticizer, polyester plasticizer , Epoxy plasticizer, chlorinated paraffin and the like. Moreover, fats and oils, such as animal fats and oils, vegetable fats and oils, mineral oil, silicone oil, can also be used as a liquid component. Furthermore, a low molecular weight polymer having a low viscosity can also be used as a liquid component.
上記高分子低重合物としては特に限定されず、例えば、ポリブテン、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、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（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、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）等の低重合体等が挙げられる。天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、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（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、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）等の低重合体等が挙げられる。 The polymer low polymer is not particularly limited. For example, polybutene, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), 1,2-polybutadiene rubber (1,2-BR), styrene -Butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), nitrile rubber (NBR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene rubber (EPM, EPDM), chlorosulfonated polyethylene (CSM), acrylic rubber (ACM, ANM), Examples include low polymers such as epichlorohydrin rubber (CO, ECO), polyvulcanized rubber (T), silicone rubber (Q), fluorine rubber (FKM, FZ), and urethane rubber (U). Natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), 1,2-polybutadiene rubber (1,2-BR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), nitrile rubber (NBR) ), Butyl rubber (IIR), ethylene-propylene rubber (EPM, EPDM), chlorosulfonated polyethylene (CSM), acrylic rubber (ACM, ANM), epichlorohydrin rubber (CO, ECO), polyvulcanized rubber (T), silicone rubber (Q), low polymers such as fluoro rubber (FKM, FZ) and urethane rubber (U).
上記形状保持性膨張層は、本発明の目的を阻害しない範囲で、難燃剤、酸化防止剤、金属害防止剤、耐電防止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与剤等の従来公知の添加剤を含有してもよい。 The shape-retaining expanded layer is a flame retardant, an antioxidant, a metal hazard inhibitor, an antistatic agent, a stabilizer, a crosslinking agent, a lubricant, a softener, a pigment, and a tackifier as long as the object of the present invention is not impaired. Conventionally known additives such as these may be contained.
上記添加剤としては特に限定されず、例えば、シリカ、珪藻土、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、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、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム、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、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、各種磁性粉、スラグ繊維、フライアッシュ、無機系リン化合物等が挙げられる。これらの添加剤は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 The additive is not particularly limited, for example, silica, diatomaceous earth, alumina, zinc oxide, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, antimony oxide, ferrites, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, Aluminum hydroxide, basic magnesium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, barium carbonate, dosonite, hydrotalcite, calcium sulfate, barium sulfate, gypsum fiber, calcium silicate, talc, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated clay, Sepiolite, imogolite, sericite, glass fiber, glass beads, silica-based balun, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, carbon black, graphite, carbon fiber, carbon balun, charcoal powder, various metal powders, potassium titanate , Magnesium sulfate, lead zirconate titanate, aluminum borate, molybdenum sulfide, silicon carbide, stainless steel fiber, various magnetic powder, slag fibers, fly ash, inorganic phosphorus compounds, and the like. These additives may be used alone or in combination of two or more.
上記形状保持性断熱強化層は、熱可塑性樹脂及び／又はゴム、熱膨張性黒鉛並びに硼酸を含有する。
上記熱可塑性樹脂、ゴムとしては特に限定されず、上記形状保持性膨張層と同様のものを用いることができる。分解温度が高い樹脂を用いた方が初期の燃焼速度が遅くなるため断熱性面から有利である一方で、含有する硼酸の溶融による形状保持効果を発揮する温度には変化がないため、最終的に必要な耐火性能と必要なシートの可とう性のみから判断し、分解温度を指標として樹脂を選択してもよい。これらの観点から、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が好適である。
なお、形状保持性膨張層と形状保持性断熱強化層とを構成する樹脂成分は、同じ樹脂であってもよいし、異なる樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂又はゴムの一部でも共通する場合には、ラミネート加工、接着剤塗工による加工を行ったときに接着強度も増し、接着剤の選択の幅も広がる。また、ブチルゴムのように自己粘着性を有するゴムを用いる場合には、上記形状保持性膨張層と形状保持性断熱強化層とともに用いる方が積層加工が簡便に行える場合がある。ただし、形状保持性膨張層の形状保持効果と形状保持性断熱強化層の断熱効果を最大限に発揮させるためには、異なる樹脂を選択した方が耐火性能が良好な場合もある。
The shape-retaining heat insulating reinforcing layer contains a thermoplastic resin and / or rubber, thermally expandable graphite, and boric acid.
It does not specifically limit as said thermoplastic resin and rubber | gum, The thing similar to the said shape retention expansion | swelling layer can be used. The use of a resin with a high decomposition temperature is advantageous from the viewpoint of heat insulation because the initial burning rate is slow, but the temperature at which the shape retention effect due to the melting of the contained boric acid is not changed. The resin may be selected using only the fire resistance necessary for the sheet and the flexibility of the necessary sheet and using the decomposition temperature as an index. From these viewpoints, nitrile rubber (NBR), styrene-butadiene rubber (SBR) and the like are preferable.
In addition, the same resin may be sufficient as the resin component which comprises a shape-retainable expansion layer and a shape-retention heat insulation reinforcement | strengthening layer, and different resin may be sufficient as it. In the case where a part of the thermoplastic resin or rubber is also common, the adhesive strength is increased when the laminating process or the adhesive coating process is performed, and the range of selection of the adhesive is widened. Moreover, when using the rubber | gum which has self-adhesiveness like butyl rubber, the one where it uses together with the said shape-retaining expansion | swelling layer and a shape-retaining heat insulation reinforcement | strengthening layer may perform a lamination process easily. However, in order to maximize the shape-retaining effect of the shape-retaining expansion layer and the heat-retaining effect of the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer, it may be better to select different resins for better fire resistance.
上記熱膨張性黒鉛としては特に限定されず、上記形状保持性膨張層と同様のものを用いることができる。
上記形状保持性断熱強化層における上記熱膨張性黒鉛の配合量としては特に限定されないが、樹脂成分１００重量部に対する好ましい下限は２０重量部、好ましい上限は１００重量部である。２０重量部未満であると、熱膨張性が不足し、充分な遮熱機能を果たすことができないことがあり、１００重量部を超えると、物性が低下して表面が割れたり、燃焼時に自重に耐えきれず途中で燃焼残渣が崩落したりすることがある。より好ましい下限は３０重量部、より好ましい上限は８０重量部であり、更に好ましい下限は４５重量部、更に好ましい上限は６５重量部である。
The heat-expandable graphite is not particularly limited, and the same material as the shape-retaining expandable layer can be used.
The blending amount of the thermally expandable graphite in the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer is not particularly limited, but a preferable lower limit with respect to 100 parts by weight of the resin component is 20 parts by weight, and a preferable upper limit is 100 parts by weight. If the amount is less than 20 parts by weight, the thermal expansibility may be insufficient, and a sufficient heat shielding function may not be achieved. If the amount exceeds 100 parts by weight, the physical properties may deteriorate and the surface may crack, or the weight may be reduced during combustion. Combustion residue may collapse on the way without being able to endure. A more preferred lower limit is 30 parts by weight, a more preferred upper limit is 80 parts by weight, a still more preferred lower limit is 45 parts by weight, and a still more preferred upper limit is 65 parts by weight.
上記硼酸は、上記形状保持性断熱強化層において形状保持剤としての役割を果たす。
上記硼酸は、安価で汎用性のある材料で、かつ、耐水性、耐久性が良好な物質であるため、形状保持剤として非常に有効であり、膨張剤との組み合わせで良好な熱膨張性組成物を構成する。しかしながら、この組成物は、残渣の耐熱性が低いため、表面の炭化分の酸化がすすんで灰化し、表面の脱落や残さの目減りによる断熱性低下が生じるため、高い耐火性を発現することができない。
残渣の熱劣化を防ぐために、アルミ箔からなる基材を表面に積層することは有効策であるが、この組成物に関しては、基材のアルミ成分と反応が生じて、アルミ箔の融点が低下し、早期にアルミ箔の溶融が生じるため、充分な効果が得られない。
本発明では、この良好な硼酸を形状保持剤とする形状保持性断熱強化層の表面に、アルミ基材とポリリン酸アンモニウムと炭酸カルシウムとを形状保持剤として有する形状保持性膨張層を積層させることで残渣の耐熱性を大幅に向上し、高い耐火性能を有する熱膨張製積層体を得るに至ったものである。
The boric acid plays a role as a shape-retaining agent in the shape-retaining heat insulation reinforcing layer.
Boric acid is an inexpensive and versatile material, and is a substance with good water resistance and durability, so it is very effective as a shape-retaining agent, and has a good thermal expansion composition in combination with an expansion agent. Composing things. However, since this composition has low heat resistance of the residue, oxidation of the carbonization of the surface is accelerated and ashed, resulting in deterioration of heat insulation due to dropout of the surface and loss of residue, so that high fire resistance can be expressed. Can not.
In order to prevent thermal degradation of the residue, it is effective to laminate a base material made of aluminum foil on the surface, but this composition causes a reaction with the aluminum component of the base material, and the melting point of the aluminum foil decreases. However, since the aluminum foil is melted at an early stage, a sufficient effect cannot be obtained.
In the present invention, a shape-retaining expansion layer having an aluminum base, ammonium polyphosphate, and calcium carbonate as a shape-retaining agent is laminated on the surface of the shape-retaining heat-resistant reinforcing layer having good boric acid as a shape-retaining agent. Thus, the heat resistance of the residue is greatly improved, and a thermal expansion laminate having high fire resistance is obtained.
上記形状保持性断熱強化層における上記硼酸の配合量としては特に限定されないが、樹脂成分１００重量部に対する下限が３０重量部、上限が３００重量部である。３０重量部未満であると、充分な形状保持効果を発揮できず、残渣の自重が大きくなって、膨張倍率向上による断熱性強化効果が得られず、３００重量部を超えると、シートとしての可とう性が低下するため成形が困難となる。好ましい下限は４０重量部、好ましい上限は２５０重量部であり、より好ましい下限は４５重量部、より好ましい上限は２３０重量部である。 The blending amount of the boric acid in the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer is not particularly limited, but the lower limit with respect to 100 parts by weight of the resin component is 30 parts by weight, and the upper limit is 300 parts by weight. If the amount is less than 30 parts by weight, the sufficient shape retention effect cannot be exhibited, the weight of the residue increases, and the effect of enhancing the heat insulating property by improving the expansion ratio cannot be obtained. Molding becomes difficult due to a decrease in flexibility. The preferred lower limit is 40 parts by weight, the preferred upper limit is 250 parts by weight, the more preferred lower limit is 45 parts by weight, and the more preferred upper limit is 230 parts by weight.
上記形状保持性断熱強化層は、形状保持性の向上を目的として、セラミックファイバー、ガラスファイバー、カーボンファイバー等の繊維を含有したり、補強材として金属からなる織物・網状物等を内包してもよい。上記形状保持性断熱強化層がガラスファイバーを含有する場合には、硼酸、硼砂等の硼素含有成分を併用することでガラスファイバーの溶融が促進され、形状保持能力を向上させることが可能である。 The shape-retaining heat-insulating reinforcing layer may contain fibers such as ceramic fiber, glass fiber, and carbon fiber for the purpose of improving shape-retaining property, or may include a woven fabric / net-like material made of metal as a reinforcing material. Good. When the shape-retaining heat insulation reinforcing layer contains glass fibers, the use of boron-containing components such as boric acid and borax can promote melting of the glass fibers and improve the shape-retaining ability.
上記形状保持性断熱強化層は、本発明の目的を阻害しない範囲で、粘着性付与、耐寒性向上、流動調整等の目的で液状成分を含有してもよい。上記液状成分としては特に限定されず、例えば、上記形状保持性膨張層に用いるものと同様のものを用いることができる。 The shape-retaining heat-insulating reinforcing layer may contain a liquid component for the purpose of imparting tackiness, improving cold resistance, adjusting the flow, etc., as long as the object of the present invention is not impaired. It does not specifically limit as said liquid component, For example, the thing similar to what is used for the said shape maintenance expansion | swelling layer can be used.
上記形状保持性断熱強化層は、本発明の目的を阻害しない範囲で、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、粘着付与剤等の従来公知の添加剤を含有してもよい。 The shape-retaining heat-insulating reinforcing layer is a flame retardant, antioxidant, metal damage inhibitor, antistatic agent, stabilizer, cross-linking agent, lubricant, softener, pigment, and tackifier as long as the object of the present invention is not impaired. You may contain conventionally well-known additives, such as an agent.
本発明の鉄骨用被覆耐火シートにおいて、上記形状保持性膨張層と形状保持性断熱強化層との厚みの比としては、形状保持性断熱強化層／形状保持性膨張層の好ましい下限は１．１、好ましい上限は１０である。本発明者らは、上記形状保持性断熱強化層側が鉄骨側に、上記アルミ基材層側が表面側になるように鉄骨に被覆したときに、形状保持性膨張層の厚さが形状保持性断熱強化層よりも小さい方が、耐火性能の点で有利であることを見出した。１．１未満であると、断熱性が低下するため、総厚みを増加する必要が生じ、省スペースメリットが小さくなることがあり、１０を超えると、形状保持を担う形状保持性膨張層の体積が小さすぎて形状保持性断熱強化層の自重を充分に保持できなくなり、残渣崩落の可能性が高くなることがある。より好ましい下限は１．３、より好ましい上限は４であり、更に好ましい下限は１．５、更に好ましい上限は３である。 In the steel frame coated refractory sheet of the present invention, as the ratio of the thickness of the shape-retaining expanded layer and the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer, the preferred lower limit of the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer / the shape-retaining heat-insulating layer is 1.1. The preferred upper limit is 10. When the present invention covers the steel frame so that the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer side is on the steel side and the aluminum base layer side is on the surface side, the thickness of the shape-retaining expansion layer is the shape-retaining heat insulating property. It has been found that a smaller layer than the reinforcing layer is advantageous in terms of fire resistance. If it is less than 1.1, the heat insulating property is lowered, so that it is necessary to increase the total thickness, and the space-saving merit may be reduced. If it exceeds 10, the volume of the shape-retaining expandable layer responsible for shape retention. May be too small to hold the weight of the shape-retaining heat insulation reinforcing layer sufficiently, and the possibility of residue collapse may increase. A more preferred lower limit is 1.3, a more preferred upper limit is 4, a still more preferred lower limit is 1.5, and a still more preferred upper limit is 3.
本発明の鉄骨用被覆耐火シートを製造する方法としては特に限定されず、一般的な樹脂のシート成形方法が用いられ、例えば、各々の層を構成する成分をニーダーやフィーダールーダーを用いて溶融混練した後、得られた樹脂組成物をカレンダー成形法や二軸スクリュー押出機により上記アルミ基材上に塗工する方法等が挙げられる。
上記形状保持性膨張層と形状保持性断熱強化層とは、多層ラミネート機を用いてラミネートして積層してもよいし、施工時にビス等を用いて積層してもよい。
The method for producing the steel frame-coated fireproof sheet of the present invention is not particularly limited, and a general resin sheet forming method is used. For example, the components constituting each layer are melt-kneaded using a kneader or a feeder ruder. Then, the method etc. which apply | coat the obtained resin composition on the said aluminum base material with a calendar molding method or a twin screw extruder are mentioned.
The shape-retaining expanded layer and the shape-retaining heat insulation reinforcing layer may be laminated and laminated using a multilayer laminating machine, or may be laminated using screws or the like during construction.
本発明の鉄骨用被覆耐火シートは、極めて耐火性能に優れており、鉄骨に施工することにより４ｍｍ以下の厚みであっても２時間以上の耐火性能を付与することができるものであり、優れた耐火性能と省スペースとを両立することができる。本発明の鉄骨用被覆耐火シートを、例えば１時間の耐火性能が必要な箇所に適用する場合には、更に薄くしても充分な効果が得られ、高い省スペース効果を発揮できる。
例えば、上記形状保持性膨張層のみを用いた場合、少なくとも６ｍｍ以上の厚さとしないと２時間以上の耐火性能を得ることはできない。厚さが６ｍｍ以上となると、省スペース性に劣るとともに、かさ密度が１．４〜１．７ｇ／ｃｍ３であるため１ｍ２あたり約１０ｋｇもの重量となり、作業性に劣る。
また、形状保持性断熱強化層の形状保持剤として用いる硼酸は、安価で汎用性のある材料であり、耐水性、耐久性にも優れることから、熱膨張性黒鉛等の膨張剤との組み合わせにより良好な熱膨張性の組成物を構成する。しかし、上記形状保持性断熱強化層のみを用いた場合、燃焼残渣の耐熱性が低いために、表面炭化分の酸化が進んで灰化し、表面の脱落や燃焼残渣の目減りによる断熱性低下が生じるため、高い耐火性能を発揮することができない。更に、上記アルミニウム層は、最表面に積層することにより優れた熱反射効果を発揮するものの、例えば、上記アルミニウム層と形状保持性断熱強化層とのみを組み合わせても、形状保持性断熱強化層中の成分とアルミニウムとが反応してアルミニウムの融点が低下する現象が生じるため充分な効果を発揮できない。
４ｍｍ以下の厚みであっても２時間以上の耐火性能を付与するには、上記アルミ基材層、形状保持性膨張層及び形状保持性断熱強化層をこの順に積層することが重要である。即ち、アルミニウム層の裏打ち層としてポリリン酸アンモニウムと炭酸カルシウムとを含有する形状保持性膨張層を配置することにより、アルミニウム層の熱劣化抑制効果、反射による伝熱の低減効果、形状保持効果を最大限に発揮させることができ、更に、上記形状保持性膨張層に硼酸を形状保持剤として含有する形状保持性断熱強化層を積層することにより、燃焼残渣の耐熱性を大幅に向上し、高い耐火性能が得られる。
The steel frame coated fireproof sheet of the present invention is extremely excellent in fireproof performance, and can be imparted with fireproof performance of 2 hours or more even when the thickness is 4 mm or less by being applied to the steel frame. Both fire resistance and space saving can be achieved. For example, when the coated fireproof sheet for steel frame of the present invention is applied to a place where fire resistance performance for 1 hour is required, for example, a sufficient effect can be obtained even if it is made thinner, and a high space-saving effect can be exhibited.
For example, when only the shape-retaining expansion layer is used, a fire resistance of 2 hours or more cannot be obtained unless the thickness is at least 6 mm. When the thickness is 6 mm or more, the space-saving property is inferior, and the bulk density is 1.4 to 1.7 g / cm 3 , so that the weight is about 10 kg per 1 m 2 and the workability is inferior.
In addition, boric acid used as a shape-retaining agent for the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer is an inexpensive and versatile material and has excellent water resistance and durability, so it can be combined with an expanding agent such as thermally expandable graphite. It constitutes a good thermally expandable composition. However, when only the shape-retaining heat insulation strengthening layer is used, the heat resistance of the combustion residue is low, so the oxidation of the surface carbonization proceeds and ashing occurs, resulting in a decrease in heat insulation due to the dropout of the surface and the reduction of the combustion residue. Therefore, high fire resistance performance cannot be demonstrated. Furthermore, although the aluminum layer exhibits an excellent heat reflection effect by being laminated on the outermost surface, for example, even if only the aluminum layer and the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer are combined, A sufficient effect cannot be exhibited because the melting point of aluminum is lowered due to the reaction between this component and aluminum.
In order to provide fire resistance of 2 hours or more even when the thickness is 4 mm or less, it is important to laminate the aluminum base layer, the shape-retaining expansion layer, and the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer in this order. In other words, by placing a shape-retaining expansion layer containing ammonium polyphosphate and calcium carbonate as the backing layer of the aluminum layer, the effect of suppressing thermal deterioration of the aluminum layer, the effect of reducing heat transfer due to reflection, and the shape-retaining effect are maximized. Furthermore, by laminating a shape-retaining heat-insulating reinforcing layer containing boric acid as a shape-retaining agent on the shape-retaining expanded layer, the heat resistance of the combustion residue is greatly improved and high fire resistance is achieved. Performance is obtained.
本発明の鉄骨用被覆耐火シートにより鉄骨を被覆する場合には、上記形状保持性断熱強化層側が鉄骨側に、上記アルミ基材層側が表面側になるように鉄骨に被覆することが好ましい。このような態様で被覆した場合にはじめて、所定の耐火性向上効果を得ることができる。
本発明の鉄骨用被覆耐火シートにより鉄骨を被覆する工法であって、形状保持性断熱強化層側が鉄骨側に、アルミ基材層側が表面側になるように上記鉄骨用被覆耐火シートを鉄骨に被覆する鉄骨被覆工法もまた、本発明の１つである。
When the steel frame is coated with the coated fireproof sheet for the steel frame of the present invention, it is preferable to coat the steel frame so that the shape-retaining heat-resistant reinforcing layer side is on the steel frame side and the aluminum base material layer side is on the surface side. Only when coated in such a manner, a predetermined fire resistance improvement effect can be obtained.
A method of coating a steel frame with the steel frame-coated fireproof sheet of the present invention, wherein the steel frame is coated with the above-mentioned steel frame-coated fireproof sheet so that the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer side is on the steel frame side and the aluminum base layer side is on the surface side The steel coating method is also one aspect of the present invention.
本発明の鉄骨用被覆耐火シートは、通常、大面積では重量が大きくなり取り扱いがしづらいため、作業しやすい大きさに切断し、施工することが好ましい。しかしながら、鉄骨に対して切れ目のない１枚のシートで施工しないのであれば、必ず目地部が存在し、その目地部は耐火性上の弱点となり、目地部の処理によって大きく耐火性が左右される。本発明の鉄骨被覆工法においては、目地部を端部突きつけとし、該突きつけ部の表面にアルミテープを貼付することが好ましい。目地部をオーバーラップさせずに、端部を突きつけて、物理的に開かないようにアルミテープを貼るだけで、火災時に最も効果的に耐火性を発揮させることができる。なお、図１に、本発明の鉄骨用被覆耐火シートの施工例として端部突きつけ及びアルミテープ施工の場合を、図２に、オーバーラップ施工の場合を示した。 The coated refractory sheet for steel frames of the present invention usually has a large area and is heavy and difficult to handle. Therefore, it is preferable to cut and construct it to a size that is easy to work with. However, if construction is not performed with a single sheet that is unbroken with respect to the steel frame, there is always a joint, and the joint is a weak point in fire resistance, and the fire resistance is greatly affected by the treatment of the joint. . In the steel coating method according to the present invention, it is preferable that the joint portion is abutted at the end and an aluminum tape is applied to the surface of the butted portion. The fire resistance can be exhibited most effectively in the event of a fire by simply affixing the aluminum tape so as not to physically open the end part without being overlapped with the joint part. In addition, in FIG. 1, the case of end part butt | butting and aluminum tape construction is shown as an example of construction of the covering fireproof sheet for steel frames of this invention, and the case of overlap construction is shown in FIG.
本発明によれば、施工が容易で、かつ、４ｍｍ以下の厚さでも鉄骨に２時間以上の耐火性能を付与することができる鉄骨用耐火被覆シートを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fireproof coating sheet for a steel frame that is easy to construct and can impart a fireproof performance of 2 hours or more to a steel frame even with a thickness of 4 mm or less.
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（実施例１〜８及び比較例１〜１３）
表１及び表２に示した各配合を、ニーダーを用いて溶融混練した後、得られた樹脂組成物をカレンダー成形法によりアルミ基材上に塗工し、乾燥させることにより所定厚み形状保持性膨張層と形状保持性断熱強化層とを作製した。これらの各層を表３、４に示した構成で積層して鉄骨用耐火被覆シートを得た。
(Examples 1-8 and Comparative Examples 1-13)
Each composition shown in Table 1 and Table 2 is melt-kneaded using a kneader, and then the obtained resin composition is coated on an aluminum substrate by a calendar molding method and dried to maintain a predetermined thickness and shape. An expanded layer and a shape-retaining heat insulation reinforcing layer were produced. These layers were laminated in the configurations shown in Tables 3 and 4 to obtain a fireproof coating sheet for steel frames.
表１、２中で用いた各材料は以下のようである。ブチルゴム（エクソンモービル化学社製「ブチル＃０６５」）、メタロセンポリエチレン（ダウケミカル社製「ＥＧ８２００」）、ＮＢＲ（ＬＡＮＸＥＳＳ社製「Ｋｒｙｎａｃ＃３３７０Ｆ」）、ＳＢＲ（日本ゼオン社製「Ｎｉｐｏｌ＃９５５０」）、ポリブテン１（新日本石油化学社製「ポリブテンＨＶ−１００」）、ポリブテン２（新日本石油化学社製「ポリブテンＨＶ−５０」）、可塑剤１（大八化学社製「ＢＸＡ−Ｒ」、ビス（ブチルジグリコール）アジペート）、可塑剤２（ＢＡＹＥＲ社製「メザモール」、アルキルスルフォン酸フェニルエステル）、水添石油樹脂（出光石油化学社製「アイマーブＰ−１２５」）、ポリリン酸アンモニウム（クラリアント社製「ＥＸＯＬＩＴ ＡＰ４２２」）、熱膨張性黒鉛１（東ソー社製「フレームカットＧＲＥＰ−ＥＧ」）、熱膨張性黒鉛２（ＧｒａｆＴｅｃｈ社製「１６０−５０Ｎ」）、水酸化アルミニウム（アルコア化成社製「Ｂ３２５」）、炭酸カルシウム（備北粉化工業社製「ＢＦ３００」）、酸化アルミニウム（日本軽金属社製「普通粒アルミナＡ１１」）、硼酸（Ｕ．Ｓ．ＢＯＲＡＸ社製「Ｏｐｔｉｂｏｒ ＴＧ」）。 The materials used in Tables 1 and 2 are as follows. Butyl rubber ("Butyl # 065" manufactured by ExxonMobil Chemical Co., Ltd.), metallocene polyethylene ("EG8200" manufactured by Dow Chemical Company), NBR ("Krynac # 3370F" manufactured by LANXESS), SBR ("Nipol # 9550" manufactured by Zeon Japan) , Polybutene 1 (“Nippon Petrochemical Co., Ltd.“ Polybutene HV-100 ”), polybutene 2 (Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd.“ Polybutene HV-50 ”), plasticizer 1 (Daihachi Chemical Co., Ltd.“ BXA-R ”, Bis (butyl diglycol) adipate), plasticizer 2 ("Mezamol" manufactured by BAYER, alkyl sulfonic acid phenyl ester), hydrogenated petroleum resin ("Imerb P-125" manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.), ammonium polyphosphate (Clariant) "EXOLIT AP422"), thermal expansive graphite 1 (Tosoh Corporation Mukot GREP-EG "), thermal expandable graphite 2 (" 160-50N "manufactured by GrafTech), aluminum hydroxide (" B325 "manufactured by Alcoa Kasei Co., Ltd.), calcium carbonate (" BF300 "manufactured by Bihoku Powder Chemical Co., Ltd.), Aluminum oxide (“Normal Alumina A11” manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.), boric acid (“Optibor TG” manufactured by US BORX).
得られた形状保持性膨張層、形状保持性断熱強化層、鉄骨用被覆耐火シートについて、以下の方法により評価を行った。
結果を表３、４に示した。
The obtained shape-retaining expanded layer, shape-retaining heat-insulating reinforcing layer, and coated steel fireproof sheet were evaluated by the following methods.
The results are shown in Tables 3 and 4.
（１）形状保持性膨張層の形状保持性
６００℃に設定した電気炉中に、６０×６０ｍｍの大きさにカットした表面層の熱膨張性シートを内寸６０×６０×８０（Ｈ）ｍｍであるＳＵＳ製金属枠中にはめ込んで３０分間加熱を行った後、取り出した。この燃焼残渣を試験に供した。なお、６００℃電気炉加熱の状態は、耐火試験後の表面層の状態を簡易的に再現したものである。
圧縮試験機（カトーテック社製フィンガーフィーリングテスター）を用いて、断面積直径０．２５ｃｍ２の圧子にて速度０．１ｃｍ／ｓｅｃで燃焼残渣の圧縮試験を行い、荷重−圧縮曲線の破断を示す最大点をとり、残渣かたさ（破断点荷重）（ｋｇｆ／ｃｍ２）とした。残渣かたさが大きいもの程、燃焼残渣が強固に保持されて形状保持性が高いものだと言える。
残渣かたさが０．１ｋｇｆ／ｃｍ２以上である場合を○、０．１ｋｇｆ／ｃｍ２未満である場合を×と評価した。
(1) Shape-retainable expanded layer shape-retained In an electric furnace set to 600 ° C., a surface layer thermally expandable sheet cut to a size of 60 × 60 mm is internally dimensioned 60 × 60 × 80 (H) mm It was inserted into a SUS metal frame and heated for 30 minutes, and then taken out. This combustion residue was subjected to the test. The state of 600 ° C. electric furnace heating is a simple reproduction of the state of the surface layer after the fire resistance test.
Using a compression tester (a finger feeling tester manufactured by Kato Tech Co., Ltd.), a compression test of the combustion residue is performed at a speed of 0.1 cm / sec using an indenter having a cross-sectional area diameter of 0.25 cm 2 to break the load-compression curve. The maximum point shown was taken as the residue hardness (load at break) (kgf / cm 2 ). It can be said that the larger the residue hardness, the stronger the combustion residue and the higher the shape retention.
The case where the residue hardness was 0.1 kgf / cm 2 or more was evaluated as ◯, and the case where it was less than 0.1 kgf / cm 2 was evaluated as x.
（２）形状保持性膨張層及び形状保持性断熱強化層の熱膨張性
６００℃に設定した電気炉中に、６０×６０ｍｍの大きさにカットした形状保持性膨張層又は形状保持性断熱強化層を内寸６０×６０×８０（Ｈ）ｍｍであるＳＵＳ製金属枠中にはめ込んで３０分間加熱を行った後、取り出した。この燃焼残渣の膨張倍率を以下の方法で算出した。
６００℃加熱時の膨張倍率（倍）＝（加熱後の厚み）／（加熱前の厚み）。
６００℃電気炉加熱の状態は、耐火試験後の表面層または裏面層の状態を簡易的に再現したものであるため、実際の火災時にこの程度の膨張倍率で断熱層を形成するという目安となる値である。
(2) Thermal expansion of shape-retaining expanded layer and shape-retaining heat-insulating reinforcing layer Shape-retaining expanded layer or shape-retaining heat-insulating reinforcing layer cut into a size of 60 × 60 mm in an electric furnace set at 600 ° C. Was inserted into a SUS metal frame having an internal size of 60 × 60 × 80 (H) mm, heated for 30 minutes, and then taken out. The expansion ratio of the combustion residue was calculated by the following method.
Expansion ratio during heating at 600 ° C. (times) = (thickness after heating) / (thickness before heating).
The state of 600 ° C. electric furnace heating is a simple reproduction of the state of the surface layer or the back surface layer after the fire resistance test, so it becomes a guideline to form a heat insulating layer at this degree of expansion in an actual fire. Value.
（３）耐火試験
得られた鉄骨用被覆耐火シートを、図１又は図２に示す態様で、厚さ５０ｍｍのケイ酸カルシウム板面に設置したＨ鋼梁（サイズ４００ｍｍ×２００ｍｍ×８ｍｍ×１３ｍｍ、長さ１２００ｍｍ）の周囲に被覆したものを試験体とした。なお、鉄骨用被覆耐火シートの継ぎ目部は、表３、４中に示唆した目地処理方法にて処理を行った。
作製した試験体について、ＩＳＯ ８３４の試験方法に準拠した方法により２時間の耐火性能試験を行い、Ｈ鋼梁表面の平均温度を測定して、載荷加熱試験における合否判定の基準である５５０℃以下の場合を○、５５０℃を超える場合を×と評価した。
(3) Fire resistance test In the embodiment shown in FIG. 1 or FIG. 2, the obtained steel frame-coated fireproof sheet is an H steel beam (size 400 mm × 200 mm × 8 mm × 13 mm, A sample having a length of 1200 mm was coated as a test specimen. In addition, the joint part of the coated fireproof sheet for steel frames was processed by the joint processing method suggested in Tables 3 and 4.
The prepared specimen is subjected to a fire resistance performance test for 2 hours by a method based on the test method of ISO 834, the average temperature of the surface of the H steel beam is measured, and it is 550 ° C. or less which is a criterion for pass / fail judgment in the loading heating test The case where it exceeded (circle) and 550 degreeC was evaluated as x.
本発明によれば、施工が容易で、かつ、４ｍｍ以下の厚さでも鉄骨に２時間以上の耐火性能を付与することができる鉄骨用耐火被覆シートを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fireproof coating sheet for a steel frame that is easy to construct and can impart a fireproof performance of 2 hours or more to a steel frame even with a thickness of 4 mm or less.
１ 鉄骨用被覆耐火シート
２ 鉄骨
３ アルミテープ
1 Steel
Claims (4)
前記形状保持性膨張層は、熱可塑性樹脂及び／又はゴム、熱膨張性黒鉛、ポリリン酸アンモニウム並びに炭酸カルシウムを含有し、樹脂成分１００重量部に対する炭酸カルシウムの含有量が２０〜２００重量部、ポリリン酸アンモニウムの含有量が２０〜２００重量部であり、かつ、炭酸カルシウムとポリリン酸アンモニウムとの重量比が炭酸カルシウム／ポリリン酸アンモニウム＝０．６〜１．５であり、
前記形状保持性断熱強化層は、熱可塑性樹脂及び／又はゴム、熱膨張性黒鉛並びに硼酸を含有し、樹脂成分１００重量部に対する硼酸の含有量が３０〜３００重量部である
ことを特徴とする鉄骨用耐火被覆シート。 A steel fireproof covering sheet comprising a laminate in which an aluminum base layer, a shape-retaining expansion layer, and a shape-retaining heat insulation reinforcing layer are laminated in this order,
The shape-retaining expanded layer contains a thermoplastic resin and / or rubber, thermally expandable graphite, ammonium polyphosphate and calcium carbonate, and the content of calcium carbonate is 20 to 200 parts by weight relative to 100 parts by weight of the resin component. The content of ammonium acid is 20 to 200 parts by weight, and the weight ratio of calcium carbonate to ammonium polyphosphate is calcium carbonate / ammonium polyphosphate = 0.6 to 1.5,
The shape-retaining heat insulating reinforcing layer contains a thermoplastic resin and / or rubber, thermally expandable graphite and boric acid, and the boric acid content is 30 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component. Fireproof coating sheet for steel frames.
形状保持性断熱強化層側が鉄骨側に、アルミ基材層側が表面側になるように前記鉄骨用被覆耐火シートを鉄骨に被覆する
ことを特徴とする鉄骨被覆工法。 A method of coating a steel frame with the coated fireproof sheet for steel frame according to claim 1 or 2,
A steel frame coating method characterized in that the steel frame is coated with the above-mentioned coated fireproof sheet for steel so that the shape-retaining heat-insulating reinforcing layer side is on the steel frame side and the aluminum base material layer side is on the surface side.
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