JPH0815766B2 - 防火・耐火被覆マット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は主に建築物の主要構造物、例えば鉄骨、柱、
梁、床、壁等の耐火被覆材として、あるいはその他の防
火材料として、熱がかかると発泡または膨張する材料を
耐熱性表面シートと裏面シートとで挟み積層してマット
状にした防火・耐火被覆マットに関するものである。

（従来技術） 従来鉄骨等の耐火被覆材には、湿式吹き付け耐火被覆
材として、ロックウール、石綿等の無機質繊維やバーミ
キュライト、パーライト等の耐熱性軽量骨材等をセメン
トや石膏プラスター等の無機系バインダーとともにガン
先で水と一緒に吹きつけるか、あるいは一旦それらをミ
キサーで水と混練して、ペースト状になったものを圧送
ポンプにて送り、吹付ける吹付耐火被覆材や、セメント
モルタルのように鏝塗りにて塗布する鏝塗り湿式耐火被
覆材等がある。また、特殊な例として、塗布後に発泡硬
化して耐火被覆層を形成する常温発泡相火断熱被覆材
や、火災時にその熱で発泡膨張して防火・耐火効果をし
めす耐火塗料が使用される場合がある。一方、乾式耐火
被覆工法としては、ケイ酸カルシウム、石綿、ロックウ
ール、無機質繊維よりなる乾式ボードを張りつける工法
等が列挙されよう。

上記の工法のうち湿式吹き付け工法は、作業効率が良
い反面、塗布作業時のミストの飛散による材料の損失や
作業環境や周辺の汚染の問題、更には水を使用するため
施工後、その乾燥に多くの期間を必要とし、工期の短縮
化という現場の要望に対して対応しかねる欠点等があ
る。一方、耐火塗料においては、火災時に発泡はするが
表面発泡被膜の強度が弱くて風圧によって発泡材が剥離
し、耐火被覆材としての役割を果たさないという場合が
あったり、材料自体が耐水性に劣り長期の安定性に欠け
るため、経過年数と共に次第に発泡しにくくなってくる
という基本的な問題を内包している。また鏝塗り材料に
おいては飛散がないので作業環境を汚染することがない
反面、作業効率が劣るので、実用上使用部位が限定され
る。一方、乾式工法においては、切断、貼り付け等の作
業で被覆していくために、Ｈ型鋼材で構成されている梁
や柱のような形状の複雑な部位に対しては特に作業効率
が悪くなり、切断残材が多くなるため材料ロスが大き
い。更には取付け時や切断時において粉塵が発生する
等、作業環境上の問題がある。特に石綿を含有する材料
も多く、昨今取り沙汰されている石綿環境汚染からも大
きな社会問題になっている。

これらを解決するために、特開昭62−156459号にはロ
ックウールフェルトまたはグラスウールフェルトを基材
とし、そのうえにセラミック繊維フェルトまたは表面に
金属ラスを重ね合わせたセラミック繊維フェルトを積層
して一体に形成してなる耐火被覆材を鉄骨に被覆する鉄
骨の耐火被覆工法が示されている。

しかしながら、このようなフェルトを用いた鉄骨の耐
火被覆材料は、耐火被覆性能上厚くせざるをえず、その
厚み分だけ空間が狭くなり、他の建材との取り合いにお
いて支障をきたす場合が出てくる。また、施工後の外観
も悪い。更に、厚みが大きいため取り付け時の作業性に
劣り、鉄骨の入隅、出隅、接合部位等の施工が困難であ
る。また、繊維を用いているので雨水や結露水にあたる
と水を含みやすく、一旦水を含むと下地鋼材等が常に水
気にさらされた状態になり、鉄骨面に錆が生じやすくな
る。また、圧縮等の外圧に対しても潰れやすく、更に復
元力が小さいため、一旦潰れると所定の必要耐火厚みよ
り薄くなってしまうため、耐火性能上問題が出てくる場
合がある。

また、特開昭63−194051号には、無機質繊維を主材と
し、それに無機質バインダーを含浸した湿潤状態の繊維
フェルト材を用い、この湿潤状態の繊維フェルト材を鉄
骨面に取付け、乾燥硬化させそのまま耐火被覆とする鉄
骨の耐火被覆工法が示されている。しかしこれに就いて
も実際の作業性となると湿潤した状態の物を扱うため取
り付け作業においては作業者自体や周辺部位の汚れは避
けようがなく実用上問題が多い。

（本発明が解決しようとする問題点） 以上のように従来の防火・耐火被覆材料においては下
記のような問題点を有していた。

1.吹きつけ、鏝塗り等で行う湿式工法では、粉塵やミス
ト、水による作業環境汚染、乾燥期間の確保による工期
の長期化がある。

2.ボードの張りつけ工法では、作業効率が悪く、粉塵、
石綿公害等がある。

3.一方、無機質繊維によるフェルト状被覆材は厚みが大
きく作業性や空間の点で問題を有しているとともに、水
分を含みやすく圧縮等に弱く潰れやすい。

本発明においては、これらの諸問題を解決する耐火被
覆材料を提供するものである。

（問題点を解決するための方法） 本発明は、第１図に示すように、熱にさらされた時点
で初めて発泡膨張する膨張性材料を、表面が折り重ねら
れた耐熱性表面シートと裏面シートとの間に、不燃性糸
または、不燃性糸と可燃性糸によって両面から縫い合わ
せ膨張材料を積層パッケージングすることによって構成
された防火・耐火被覆マットを用いることでこれらの問
題点を解決しようとするものである。

すなわち、耐熱性表面シートと裏面シートによって膨
張材料を挟み不燃性糸または、不燃性糸と可燃性糸によ
って縫い合わせた薄いマット状のもので鉄骨、梁、柱、
床、壁等を被覆するため、平常の状態下では薄いままで
あり、一旦火災が発生した時点でその熱により膨張性材
料が発泡または膨張を開始し、それに伴い耐熱性表面シ
ートを突き上げ、厚み方向に膨らませる。一方それは不
燃性糸によって裏面シートと固定されているので剥離脱
落することがなく、また内部の膨張材料を包みこんだ状
態のままで保持し続けるので膨張材料が脱落することも
なく、安定した耐火被覆の機能を発揮するものである。

ここで本発明の耐火被覆マットにおいて、耐熱性表面
シート材として伸長性を有するものを用いるのがより好
ましい。すなわち、伸縮するものを用いることにより、
膨張性材料が発泡または膨張するとともに追従して厚み
方向に伸長するものである。

本発明では、第１図に示すような、折重ねの部分を可
燃性糸および／または有機系接着剤であらかじめ固定し
た状態のものを膨張性材料および耐熱性裏面シートとと
もに不燃性糸で縫い合わせても良いし、あるいはただ単
に折重ねただけの状態の耐熱性表面シートを膨張性材料
および耐熱性裏面シートとともに不燃性糸によって縫い
合わせても良い。但し、ただ単に折り重ねただけの（折
り目を固定していない。）シートを使う場合には膨張性
材料や耐熱性裏面シートと縫い合わせるときに不燃性糸
と共に可燃性糸も併用して折り重ね部分が平常時には固
定されているようにする必要がある。また、不燃性糸は
折り目と平行に、かつ膨張性材料が発泡または膨張した
時、耐熱性表面シートの折り目が伸びるのを妨げない位
置に縫い合わせる。こうして出来たマットは火災発生時
には熱によって積層マット中間部の膨張性材料が発泡、
膨張すると同時に、可燃性糸および／または有機系接着
材が焼けて、折り重ね状態にあった耐熱性表面シートは
その折重ねがほどけて膨張性材料の膨張とともに折り目
が伸びてくる。この時本発明の防火・耐火被覆マット
は、不燃性糸を縫い合わせる位置によって第５図もしく
は、第６図のごとき発泡過程を経る。

また本発明においては表面の化粧性を付与する目的で
あったり、あるいは表面の保護、例えば、機械的破損を
防ぐこととか、水の害から守るとか、更には例えば内部
膨張性材料が水気等に対して変質しやすいような場合
に、それらを遮断して長期安定性を確保する目的等で耐
熱性表面シートの上に、ポリ塩化ビニルやポリエチレン
シート等の表面保護層を積層することも可能である。こ
の場合にはそれらの表面層は熱がかかった時点ですみや
かに燃えたり溶融したりして耐熱性表面シートが膨張す
るのを妨げないような材料を選定する必要がある。

本発明において耐熱性表面シート材としては、ガラス
繊維ペーパー、セラミックペーパー、ロックウールペー
パー、炭素繊維ペーパー、セラミックファイバークロ
ス、セラミックファイバーシート、耐熱ガラス繊維シー
ト、高珪酸ガラス繊維シート、炭化珪素繊維シート、炭
素繊維シート、珪酸カルシウム繊維シート、アルミナフ
ァイバーシート、耐熱金属薄膜、炭素繊維紙等があげら
れる。

裏面シートとしては上述の耐熱性表面シートをそのま
ま使用しても良いが、その他に裏面シート部は中間層の
膨張性材料が熱がかかった時点で膨張して断熱してくれ
るため表面シートのようには熱がかからないので条件に
よっては耐熱性を必要としない場合もある。そのときに
は有機繊維布等を使用しても良い。

膨張性材料としては、膨張性黒鉛、硼砂、メタ硼酸ソ
ーダ、硼酸ソーダ、メタ珪酸ソーダ、オルト珪酸ソー
ダ、リン酸ソーダ、第２リン酸ソーダ、ピロリン酸ソー
ダ、硼酸カリウム、リン酸塩フリット、未焼成バーミキ
ュライト等があげられ、これらを単独または混合して、
粉体もしくは粒体のまま用いるか、無機質、あるいは有
機質バインダー等と混合して塗布しても良い。あるいは
あらかじめシート状に成形しておいても良い。更には耐
火塗料として市販されている無機系、有機系被熱発泡膨
張塗料をそのまま使用しても構わない。

更に、不燃性糸としては、炭素繊維、ガラス繊維、高
純度シリカ繊維、シリカアルミナ繊維、炭化珪素繊維等
の他に、ステンレス等の耐熱性金属の糸状や針金状のも
のが使用でき、それらは火災時の高温下で燃えないもの
であれば特に限定されるものではない。

また、可燃性糸は火災時の高熱により溶けるか焼けて
しまうものであれば特に限定はされないが例えばナイロ
ン、ビニロン等があげられる。

このような防火・耐火被覆マットを鉄骨に対して無機
バインダーで接着するか、ピンによって物理的に固定す
るかする。

（作用） 本発明の防火・耐火被覆マットは、火災前は、薄い状
態で鉄骨に直接被覆する。そして、火災が発生して高温
になると耐熱性表面シートと裏面シートによって挟まれ
た膨張性材料が発泡、膨張するとともに表面耐熱シート
が膨れていく。更にこの時、不燃性糸は燃えないので、
下地に固定された裏面シートから膨張材料と表面耐熱シ
ートが剥離脱落せず、鉄骨等の防火・耐火を要求されて
いる部位を火災等の熱から守る効果を発揮する。

また、折り重ね部を固定していた可燃性糸や可燃性接
着材は熱で焼け切れるため、膨張材料の発泡膨張ととも
に折り目が伸びてマットの厚さ方向に膨張していく。こ
のように、その表面を耐熱シートで保護しながら膨張し
て行くため、膨張倍率の大きい材料を使用しても十分に
耐火被覆性能を発揮し、膨張追従できる。

（効果） 本発明の防火・耐火被覆マットを防火・耐火被覆材と
して使用することによる効果は、以下の通りである。

従来の湿式工法と違い、水を使用しないため施工現場
を汚さない。また吹き付け工法のような材料の周辺への
飛散がないため、施工部位以外の箇所をシート等で汚さ
ないように養生する必要がない。

その加工に際しては、カッター等で切断するためケイ
酸カルシウム板等ののこぎり切断と異なり、粉塵が立ち
難いため作業環境を汚染しない。

スプレーや刷毛で施工する膨張性耐火塗料と異なり、
工場で一定厚みに加工するので被覆厚さが正確に一定に
確保されるため、耐火性能にばらつきがない。

マット状で柔軟性に富んでいるので、乾式ボードと異
なり複雑な形状の部位にも容易に追従させることができ
るので取り付け作業が容易である。

ロックウール等を用いたフェルト状被覆材と異なり厚
さが薄くかさばらないため、材料の搬送時や取り付け作
業時等において極めて取り扱いやすい。

被覆平常時は被覆厚さが薄いため、その分、室内空間
を広く使える。

耐火塗料においてはその多くは耐水性に乏しいが本発
明の構成で表面に防湿防水保護層を設けることにより、
そうした材質の膨張性材料も長期にわたって安定した状
態で使用可能となった。

色付けや模様付け等を施した表面保護層を用いること
で、耐火被覆施工と同時に、これまでの耐火被覆材では
できないような化粧性、意匠性に富んだ表面が得られる
ため改めて表面化粧行程を必要としない。

以下に本発明の防火・耐火被覆マットの実施例に付い
て述べるが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

（実施例１） まず、耐熱性表面シートとして、日本無機（株）製セ
ラミックペーパーPAPICERAM HMCタイプを用いて第１図
のごとく折りたたみ有機系接着剤で第３図のように折り
目の部分を貼りつけた。次に、裏面シートとして耐熱性
表面シートと同様に日本無機（株）製セラミックペーパ
ーPAPICERAM HMCタイプを用い、これら耐熱性表面シー
トと裏面シートの間に膨張性材料として、日本黒鉛工業
（株）製膨張黒鉛 EXP−HMと硼砂を重量比で１対１混
合し厚さ約２ミリ程度となるように挟み、さらに不燃性
糸として、日本無機（株）製ガラス繊維SILIGLASS BY
−850で全体を耐熱製表面シートの折り目にそって縫い
合わせた。このようにしてなる防火・耐火被覆マットの
厚みを測定すると約５ミリであった。さらに、この防火
・耐火被覆マットを、鉄骨に無機系耐熱接着剤をもって
第７図のように貼りつけ、電気炉中1000℃で１時間加熱
後に炉より取り出し、防火・耐火被覆マットの厚みを測
定すると約40ミリまで膨張しており、鉄骨には目立った
変化は認められなかった。

（実施例２） 実施例１の有機系接着剤の代わりにナイロン糸によっ
て第２図のように耐熱性表面シートを縫い合わせる他は
実施例１と同様にして防火・耐火被覆マットの厚みを測
定すると約４ミリであった。

さらに、この防火・耐火被覆マットを、鉄骨に無機系耐
熱接着剤をもって第７図のように貼りつけ、電気炉中10
00℃で１時間加熱後に炉より取り出し、防火・耐火被覆
マットの厚みを測定すると約38ミリまで膨張しており、
鉄骨には目立った変化は認められなかった。

（実施例３） 実施例１の有機系接着剤に加えて、耐熱性表面シート
をナイロン糸によって折り目と直角方向に縫い合わせる
他は、実施例１と同様にして防火・耐火被覆マットの厚
みを測定すると約５ミリであった。さらに、この防火・
耐火被覆マットを、鉄骨に無機系耐熱接着剤をもって第
７図のように貼りつけ、電気炉中1000℃で１時間加熱後
に炉より取り出し、防火・耐火被覆マットの厚みを測定
すると約40ミリまで膨張しており、鉄骨には目立った変
化は認められなかった。

（実施例４） 耐熱性表面シートを折り畳んだだけで膨張性材料と耐
熱性裏面シートとともに積層し、これらを第４図のよう
に、不燃性糸によって折り目と平行に縫い合わせ、さら
に可燃性糸で不燃性糸と直角方向に縫い合わせた。この
時それぞれの材料は、実施例１と同様のものを用いた。
この防火・耐火被覆マットの厚みを測定すると約４ミリ
であったさらに防火・耐火被覆マットを、鉄骨に無機系
耐熱接着剤をもって第７図のように貼りつけ、電気炉中
1000℃で１時間加熱後に炉より取り出し、防火・耐火被
覆マットの厚みを測定すると約40ミリまで膨張してお
り、鉄骨には目立った変化は認められなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、耐熱性表面シートを折りたたんだものであ
る。第２図、第３図は第１図の耐熱性表面シートの折り
目を可燃性糸、有機系接着剤でそれぞれ固定したところ
を断面図によって示したものである。第４図は本発明の
防火・耐火被覆マットのうち表面に折り畳んだ耐熱性表
面シートを用いたものである。第５図、第６図は、第４
図の防火・耐火被覆マットが不燃性糸の位置によって耐
火布の膨れる過程の異なる様子を第２図のＡ−Ａ′断面
によって示したものである。第７図、第８図は鉄骨に被
覆した場合の一例を示す。（但し、折り重ね部分の詳細
は省略した。） ａ……耐熱性表面シート ｂ……膨張性材料 ｃ……裏面シート ｄ……不燃性糸 ｅ……可燃性糸 ｆ……鉄骨 ｇ……有機系接着剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱がかかると発泡または膨張する膨張性材
   料が、耐熱性表面シートと裏面シートの間に不燃性糸、
   または可燃性糸と不燃性糸によって両側より縫い合わさ
   れ、積層固定されていることを特徴とし、さらに耐熱性
   表面シートが折り重ねられ可燃性糸および／または有機
   系接着材によって固定されており、熱がかかり発泡した
   時、可燃性糸および有機系接着材が焼けて折り目が伸び
   発泡膨張材に追従することができることを特徴とする防
   耐火被覆マット。