特開 2017-179945 耐火シールド材及び耐火シールド構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-179945(P2017-179945A)

(43)【公開日】2017年10月5日

(54)【発明の名称】耐火シールド材及び耐火シールド構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/94 20060101AFI20170908BHJP

   B32B 5/02 20060101ALI20170908BHJP

   B32B 13/14 20060101ALI20170908BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/94 V

   B32B5/02 B

   B32B13/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-70259(P2016-70259)

(22)【出願日】2016年3月31日

(71)【出願人】

【識別番号】000204985

【氏名又は名称】大建工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森下 滋

【テーマコード（参考）】

2E001

4F100

【Ｆターム（参考）】

2E001DD01

2E001DE01

2E001DE04

2E001FA04

2E001GA12

2E001HA03

2E001HA21

2E001HA32

2E001HA34

2E001LA04

4F100AA00A

4F100AA00B

4F100AA00C

4F100AA17

4F100AA19

4F100AA37

4F100AB16

4F100AE03

4F100AE06E

4F100AE09E

4F100AG00

4F100AH06

4F100AJ04

4F100AJ07

4F100AK21

4F100AK22

4F100AK25

4F100AK41

4F100AK51

4F100AK53

4F100AR00D

4F100AR00E

4F100BA02

4F100BA03

4F100BA04

4F100BA05

4F100BA07

4F100BA10A

4F100BA10B

4F100BA10C

4F100BA10E

4F100CA01A

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4F100DG01

4F100DG06A

4F100DG06B

4F100DG06C

4F100GB07

4F100JA02A

4F100JA02D

4F100JA02E

4F100JJ02D

4F100JJ02E

4F100JJ03A

4F100JJ03B

4F100JJ03C

4F100JJ05C

4F100JJ05D

4F100JJ05E

4F100JJ07B

(57)【要約】

【課題】厚さの大きい複数枚の石膏ボードを重ねた構造と同等以上の遮熱性、耐火性がそれよりも薄い厚さの構造によって達成できるようにする。
【解決手段】耐火シールド材１は、ロックウール又はガラスウールからなる熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットに、加熱により膨張する膨張黒鉛やバーミキュライト等の加熱膨張材が配合された加熱膨張層と、同様のウールマットに、加熱により溶融して火炎の透過を防止するガラス等の加熱溶融材が配合された火炎防止層と、同様のウールマットに、熱を吸収する水酸化アルミニウム等の熱吸収材が配合された熱吸収層とのうちの２つの層が厚さ方向に積層されて圧密化された表裏層１ａ，１ｂからなるものとする。この耐火シールド材１と、耐火シールド材１の表裏面の少なくとも一方に一体的に積層された石膏ボード５，５からなる板状体とを設けて耐火シールド構造とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットに、加熱により膨張する加熱膨張材が機能材として配合された加熱膨張層と、
上記ウールマットに、加熱により溶融して火炎の透過を防止する加熱溶融材が機能材として配合された火炎防止層と、
上記ウールマットに、熱を吸収する熱吸収材が機能材として配合された熱吸収層とのうち、少なくとも２つの層が厚さ方向に積層されて圧密化された複数層からなることを特徴とする耐火シールド材。

【請求項2】

請求項１において、
複数層間の界面に伝熱抑制材が介在されていることを特徴とする耐火シールド材。

【請求項3】

請求項２において、
伝熱抑制材は、界面両側に隣接する層にそれぞれ配合されている機能材とは異なる機能を有することを特徴とする耐火シールド材。

【請求項4】

請求項２又は３において、
伝熱抑制材は、加熱により溶融して火炎の透過を防止する加熱溶融材であることを特徴とする耐火シールド材。

【請求項5】

請求項２又は３において、
伝熱抑制材は、加熱により膨張する加熱膨張材であることを特徴とする耐火シールド材。

【請求項6】

請求項２又は３において、
伝熱抑制材は、熱吸収材であることを特徴とする耐火シールド材。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１つの耐火シールド材と、
上記耐火シールド材の表裏面の少なくとも一方に一体的に積層された石膏ボード又はケイカル板の少なくとも一方からなる板状体とを備えていることを特徴とする耐火シールド構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐火シールド材及びそれを用いた耐火シールド構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、建物における木材構造材や鉄骨を火災等の加熱から保護するための耐火シールド構造として、複数枚の石膏板（強化石膏）を重ねた構造、木材構造材や鉄骨の表面に発泡系耐火膨張塗料を塗布して耐火塗膜を形成する構造、木材構造材や鉄骨の表面に発泡系耐火シートを施工する構造等が一般に知られている。

【0003】

複数枚の石膏板を重ねた構造では、例えば２１ｍｍ厚の石膏板（強化石膏）を２枚重ねにしたり、１５ｍｍ厚及び２１ｍｍ厚の石膏板（強化石膏）を重ねたりする仕様とすることで、火災時の火炎による高熱の伝導を抑制して木材構造材や鉄骨を保護し、或いは建物内への加熱を抑制して耐火構造を発現させている構法が一般的である。しかし、この構法では、厚さの大きい複数枚の石膏ボードを用いるので、総厚さが厚くなるだけでなく重量も増大することは避けられず、このことから施工負担等が大きくなる難がある。

【0004】

また、発泡系耐火膨張塗料を塗布して耐火塗膜を形成する構造では、安定した耐火性を得るために塗膜厚みの均一性等の施工管理をする必要があり、そのための負担が大きく、このことから総合的なコストが高くなるという問題がある。また、表面に化粧材を施すに当たり、凹凸感や平滑性に問題がある。

【0005】

さらに、発泡系耐火シートを用いる構造では、その施工は発泡系耐火塗料よりも容易であるものの、面材としての取り扱いが難しいので、大面積の施工が困難となる。また、平滑性が低くて化粧等を上面に施すことも困難である。また、価格が高いという問題もある。

【0006】

そこで、従来、例えば特許文献１に示されるように、ロックウールやセラミックウール等の鉱物繊維と加熱膨張性無機粉末とを含んだ加熱膨張型の繊維フェルトが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４２６４１６４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記特許文献１のものでは、フェルトが火災時に加熱されると、加熱膨張性無機粉末が膨張してフェルトの厚さ方向の熱伝導を抑制するようになり、耐火性が得られるようになっている。

【0009】

ところが、フェルトは、その組成物を含むスラリーから抄造されて乾燥硬化されただけのものであり、厚さを薄くするのに限度がある。さりとて、厚さを薄くすると、その分、耐火性能に影響を及ぼすのは避けられなくなる
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、鉱物繊維を含む耐火シールド材に工夫を凝らすことにより、厚さの大きい複数枚の石膏ボードを重ねた構造と同等以上の遮熱性や耐火性がそれよりも薄い厚さの構造によって達成できるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の目的の達成のため、この発明では、耐火シールド材は、熱溶融性耐熱無機繊維のウールマットに加熱膨張材、加熱溶融材料及び熱吸収材がそれぞれ含まれた３つの層のいずれか２つ以上を厚さ方向に積層して圧密化したものとした。

【0011】

具体的には、第１の発明の耐火シールド材は、熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットに、加熱により膨張する加熱膨張材が機能材として配合された加熱膨張層と、上記ウールマットに、加熱により溶融して火炎の透過を防止する加熱溶融材が機能材として配合された火炎防止層と、上記ウールマットに、熱を吸収する熱吸収材が機能材として配合された熱吸収層とのうち、少なくとも２つの層が厚さ方向に積層されて圧密化された複数層からなることを特徴とする。ここで、圧密化とは、緩やかに積み重なった熱溶融性耐熱無機繊維が圧縮により高密度にされ、繊維同士の密着度が高まった状態を示しており、ハンドリング性、施工性を高めたものである。

【0012】

この第１の発明では、耐火シールド材が例えば建物の外壁等に施工されて、その外壁が火災等の火炎に曝されると、積層されている複数の層の各々に配合されている異なる機能材（加熱膨張材、加熱溶融材、熱吸収材）が該機能材固有の特性を発揮し、これらの異なる特性が組み合わされて耐火シールド材の耐火性が得られる。

【0013】

例えば、加熱膨張層では、熱溶融性耐熱無機繊維のウールマットに含まれている加熱膨張材が加熱されて膨張し、その加熱膨張材によって加熱膨張層（耐火シールド材）が厚さ方向に膨張して断熱能力が発揮される。また、火炎防止層では、同様のウールマットに含まれている加熱溶融材が加熱により溶融して膜状になり、この溶融膜状の加熱溶融材がバリア層となって火炎の透過が防止され、断熱能力が発揮される。さらに、熱吸収層では、ウールマットに含まれている熱吸収材が熱を吸収することで、断熱能力が発揮される。

【0014】

仮に、これら３つの層にそれぞれ含まれている３種類の機能材（加熱膨張材、加熱溶融材、熱吸収材）を同時に同じウールマットに配合して１つの層のみの耐火シールド材を構成した場合、加熱膨張材の膨張により断熱能力を発揮させるために、加熱に対してレスポンスよく膨張させる必要があるのに対し、加熱溶融材の溶融により密な構造で熱気流を遮断する機能を発揮することは、加熱膨張材の膨張による断熱能力の発揮とは正反対の構造になり、また、熱吸収材により熱を抑えることも熱膨張のレスポンスを遅くすることになり、３種類の機能材を両立させることは困難である。

【0015】

これに対し、本発明では、耐火シールドに関する役割を層で分担し、ある意味で相反する複数の耐火の機能を各層に分けて持たせることで、それぞれの効能が個別に発揮されるようになり、中途半端でない顕著な機能を発揮することができる。

【0016】

また、そのとき、耐火シールド材における各層は、一般的な耐火膨張塗料やシート材料とは異なり、熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットをベースとしているので、例えばその抄造時に形成されるフロックの積層・絡み合い構造が有効な空隙を作り出し、断熱性が発現される。

【0017】

このような耐火シールド効果により、厚さの大きい複数枚の石膏ボードを重ねた構造と同等以上の遮熱性、耐火性をそれよりも薄い厚さの構造によって達成することができる。

【0018】

また、耐火シールド材の各層は、熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットに機能材が配合されて圧密化されたものであるので、加熱されて膨張しても無機繊維が溶融状態となって絡みが維持される。このことで、耐火シールド材が崩壊して膨張材が飛散することはなく、耐火シールド材が断熱層として安定して保形される。

【0019】

さらに、耐火シールド材は複数層からなる多層構造のものであるので、隣接する層間に存在する界面で層間の非連続性が生じる。耐火シールド材が加熱されたときに、その厚さ方向の熱伝導が非連続性の界面において抵抗となって抑制され、さらに耐火シールド効果を増大させることができる。

【0020】

第２の発明では、第１の発明において、耐火シールド材の複数層間の界面に伝熱抑制材が介在されていることを特徴とする。

【0021】

この第２の発明では、複数層間の界面に伝熱抑制材が介在されているので、耐火シールド材が加熱されたときに、その厚さ方向の熱伝導が界面の伝熱抑制材により阻止され、さらに耐火シールド効果を増大させることができる。

【0022】

第３の発明は、第２の発明において、上記伝熱抑制材は、界面両側に隣接する層にそれぞれ配合されている機能材とは異なる機能を有することを特徴とする。

【0023】

この第３の発明では、界面に介在されている伝熱抑制材の機能が、界面両側に隣接する層にそれぞれ配合されている機能材とは異なるので、２つの層と、両層の界面の伝熱抑制材とによって３種類の異なる耐火シールド機能を発揮させることができ、さらに耐火シールド効果を増大させることができる。

【0024】

第４の発明は、第２又は第３の発明において、上記伝熱抑制材は、加熱により溶融して火炎の透過を防止する加熱溶融材であることを特徴とする。

【0025】

この第４の発明では、耐火シールド材が加熱されたときに、加熱溶融材が加熱により溶融して火炎の透過が防止され、このことで、耐火シールド材の厚さ方向の熱伝導が界面の加熱溶融材により阻止され、さらに耐火シールド効果を増大させることができる。

【0026】

第５の発明は、第２又は第３の発明において、上記伝熱抑制材は、加熱により膨張する加熱膨張材であることを特徴とする。

【0027】

この第５の発明では、耐火シールド材が加熱されたときに、加熱膨張材が加熱により膨張して断熱層となり、このことで、耐火シールド材の厚さ方向の熱伝導が界面の加熱膨張材（断熱層）により阻止され、さらに耐火シールド効果を増大させることができる。

【0028】

第６の発明は、第２又は第３の発明において、伝熱抑制材は、熱吸収材であることを特徴とする。

【0029】

この第６の発明では、耐火シールド材が加熱されたときに、その耐火シールド材の厚さ方向に伝導する熱が界面の熱吸収材により吸収され、このことで、さらに耐火シールド効果を増大させることができる。

【0030】

第７の発明は耐火シールド構造に係り、この耐火シールド構造は、第１〜第６のいずれか１つの耐火シールド材と、この耐火シールド材の表裏面の少なくとも一方に一体的に積層された石膏ボード又はケイカル板の少なくとも一方からなる板状体とを備えていることを特徴とする。

【0031】

この第７の発明では、耐火シールド材とその表裏面の少なくとも一方に積層一体化された板状体とを有する耐火シールド構造が例えば建物の外壁等に施工され、その外壁が火災等の火炎に曝されると、耐火シールド材の複数の層の各々に配合されている機能材（加熱膨張材、加熱溶融材、熱吸収材）が該機能材固有の互いに異なる特性を発揮し、これらの異なる特性が組み合わされて耐火シールド材の耐火性が得られ、耐火シールド構造の断熱性が発現される。

【0032】

また、耐火シールド材の各層は、熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットに機能材が配合されて圧密化されているので、加熱されても無機繊維が溶融状態となって絡みが維持されるようになり、耐火シールド材が崩壊することはなく、耐火シールド材を断熱層として安定して保形することができる。

【発明の効果】

【0033】

以上説明のように、本発明によると、熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットに異なる種類の機能材がそれぞれ個別に配合された３つの層のうちのすくなくとも２つの層を厚さ方向に積層して圧密化し、異なる組成の複数層からなる耐火シールド材を設けたことにより、火災等による加熱より複数の層の各々に配合されている機能材が固有の特性を発揮し、これらの異なる特性が組み合わされて耐火シールド材の耐火性が得られる。よって、厚さの大きい複数枚の石膏ボードを重ねた構造と同等以上の遮熱性、耐火性がそれよりも薄い厚さの構造によって達成される。また、熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットが圧密化された耐火シールド材は、加熱により無機繊維が溶融状態となって絡みが維持され、耐火シールド材の崩壊が生じることはなく、耐火シールド材を断熱層として安定して保形することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】図１は、本発明の実施形態１に係る耐火シールド材を概略的に示す側面図である。

【図2】図２は、耐火シールド構造を概略的に示す側面図である。

【図3】図３は、実施形態２に係る耐火シールド材を概略的に示す側面図である。

【図4】図４は、耐火シールド構造の変形例を概略的に示す側面図である。

【図5】図５は、耐火シールド構造の試験結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

【0036】

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る耐火シールド材１を示す。この耐火シールド材１は、各々厚さが例えば３ｍｍの表層１ａ及び裏層１ｂを有する厚さ６ｍｍの２層構造の薄い板材からなり、両層１ａ，１ｂ間に界面１ｃが形成されている。

【0037】

耐火シールド材１における表層１ａ及び裏層１ｂの組成は互いに異なり、以下の３種類の層のうちの２層の組み合わせとなっている。

【0038】

すなわち、３種類の層とは、例えばロックウールからなる熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットに、機能材として加熱膨張材が配合された加熱膨張層と、同様のウールマットに他の機能材として加熱溶融材が配合された火炎防止層と、同様のウールマットにさらに他の機能材として熱吸収材が配合された熱吸収層との３つである。そして、表層１ａ及び裏層１ｂは、これら３種類の中から選ばれて組み合わされた２つの層であり、耐火シールド材１は、表層１ａ及び裏層１ｂが厚さ方向に積層されて圧密化された２層（複数層）からなっている。

【0039】

これら加熱膨張層、火炎防止層及び熱吸収層の３つのうちから２層を組み合わせる場合、（Ａ）加熱膨張層及び火炎防止層を組み合わせ、それらの一方を表層１ａとし、他方を裏層１ｂとする組み合わせと、（Ｂ）火炎防止層及び熱吸収層の一方を表層１ａとし、他方を裏層１ｂとする組み合わせと、（Ｃ）熱吸収層及び加熱膨張層の一方を表層１ａとし、他方を裏層１ｂとする組み合わせとの３種類の組み合わせがある。

【0040】

上記加熱膨張層に含まれる加熱膨張材は、加熱されて膨張する材料であり、この加熱膨張材がウールマットに配合されていることにより、加熱膨張層（従って耐火シールド材１）は加熱時に加熱膨張材の膨張によって厚さ方向に膨張するようになっている。加熱膨張材としては、例えば膨張黒鉛やバーミキュライト等が用いられる。

【0041】

また、火炎防止層に含まれる加熱溶融材は、加熱により溶融して膜状になり火炎の透過を防止するもので、例えばガラス等が用いられる。

【0042】

さらに、熱吸収層に含まれる熱吸収材は、加熱されたときにその熱を吸収する材料であり、例えば水酸化アルミニウム等が用いられる。

【0043】

耐火シールド材１は、スラリーから湿式抄造により成形される。このスラリーは、耐火シールド材１の表裏層１ａ，１ｂ毎に、例えば上記熱溶融性耐熱無機繊維と、加熱膨張材、加熱溶融材又は熱吸収材のいずれか１つとを主成分としてそれらを水に投入し撹拌して形成される２種類のもので、これら２種類のスラリーを同時に抄造して２枚のウェットマットを成形し、それらウェットマットを加熱プレス等により圧密接着することで、２層構造の耐火シールド材１が形成される。このような抄造後のプレス処理により、耐火シールド材１は、表層１ａ及び裏層１ｂのいずれにおいても熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットとなり、そのウールマットに加熱膨張材、加熱溶融材又は熱吸収材が配合されて圧密化されたものとなる。耐火シールド材１の比重は０．１〜１．２の範囲であり、０．９程度が好ましい。

【0044】

上記熱溶融性耐熱無機繊維としては、通常、ロックウールとして製鉄高炉スラグを原料としたスラグウールを用いるが、ロックウールの代わりにガラスウールを用いてもよく、ロックウール及びガラスウールを混在させたものでもよい。要は、加熱により溶融される性質を有し、その溶融により被膜を形成して耐火シールド材１の崩壊を抑制できる無機繊維であればよく、セラミックウール等のように熱で溶融しないものは、このような作用効果が生じないので、好ましくない。

【0045】

また、耐火シールド材１の表裏層１ａ，１ｂに、加熱によりヤニ化する成分、例えばペンタエリスリトール等の糖類が添加されていてもよい。耐火シールド材１は、上記の如く、その熱溶融性耐熱無機繊維（ロックウール等）の絡みが加熱時の崩壊を防ぎ、また積み重ね構造のために厚さ方向の膨張を誘導するので、本来、ヤニ化成分の添加を必要としない。しかし、ヤニ化成分を添加することで、加熱時の崩壊をさらに確実に防ぐことができる。

【0046】

図２は、このような耐火シールド材１を用いた耐火シールド構造Ｓを示している。この耐火シールド構造Ｓは、例えば建物の外壁等に耐火シールド用途として施工される。耐火シールド構造Ｓは、上記耐火シールド材１と、この耐火シールド材１の表裏面にそれぞれ一体的に積層された２枚の板状体としての石膏ボード５，５とを備え、これらが一体化された構造となっている。

【0047】

上記各石膏ボード５は、いずれも例えば耐火用の強化石膏ボードからなり、表側（図２上側）の石膏ボード５の厚さは例えば１２ｍｍであり、裏側（図２下側）の石膏ボード５の厚さは表側よりも厚い例えば１５ｍｍである。従って、耐火シールド構造Ｓの総厚さは例えば３３（＝６＋１２＋１５）ｍｍである。

【0048】

また、耐火シールド材１と２枚の石膏ボード５，５とは、必ずしも連結されていなくてもよく、積層状態で一体化されていればよい
さらに、耐火シールド材１と裏面側の石膏ボード５との間には金属箔７が介在されている。この金属箔７は、厚さ１５μｍ〜４０μｍでアルミニウム箔が好ましい。アルミニウム箔の代わりに例えば銅箔、銀箔、金箔等を用いてもよい。

【0049】

尚、耐火シールド材１と表面側の石膏ボード５との間に金属箔７を介在させてもよく、さらには耐火シールド材１と表裏面側の石膏ボード５，５との間にそれぞれ金属箔７を介在させてもよい。

【0050】

耐火シールド材１の組成及び製造方法は以下の通りである。

【0051】

（組成）
（1）熱溶融性耐熱無機繊維
メインとなる材料でロックウール、スラグウール、ガラス繊維、ニッケルウールが用いられ、添加率は２０〜７５重量％である。
（2）加熱膨張材
膨張黒鉛やバーミキュライトからなり、添加率は２〜４５重量％である。一般的な膨張黒鉛の熱膨張倍率は２００倍（ｃｍ^３／ｇ）程度で、４０％の添加率は過剰（加熱時の膨張により崩壊しやすい）である。一方、バーミキュライトの熱膨張倍率は１０から１５倍で膨張黒鉛に及ばないため４５％程度の添加でもよい。

【0052】

尚、バーミキュライトは硫酸系化合物の含浸処理で発泡開始温度を低下させることができる。
（3）加熱溶融材
８００℃以下で溶融するガラス、フリットや、ヤニ化成分（ペンタエリスリトール）が用いられる。添加率は０〜３０重量％である。
（4）熱吸収剤
水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等が用いられる。結晶水の蒸発で温度を下げ、加熱時の不必要な高速膨張を抑え、膨張体の崩壊を防止、裏面への温度伝達を抑えるためのものである。添加率は０〜３０重量％である。
（5）高分子水系接着剤
耐水性接着剤で不足する強度を補うもので、ＰＶＡ、でんぷん、酢酸ビニルエマルジョン等からなる。添加率は、耐水性や寸法安定性の観点より１５重量％以下が望ましい。
（6）耐水性接着剤
粉体バインダーとしては、フェノール系（レゾール系、ノボラック系）が、またエマルジョン系バインダーとしては、自己乳化タイプのイソシアネート系接着剤（ＭＤＩ等）、各種エポキシ、アクリル系、アクリルウレタン系、ウレタン系がそれぞれ用いられる。添加率は０．１〜１５％以下である。
（7）凝集剤
ポリアクリルアマイド（アニオンタイプ）、ポリ塩化アルミニウム、エピクロルヒドリン（カチオン凝集剤）、ポリエチレンイミン（カチオン系高分子）等が使用される。尚、凝集剤は接着剤としても機能する。
（8）有機繊維
ポリエステル系、ポリプロピレン系、ビニロン系、セルロース系（各種パルプ、故紙）、麻系（麻、亜麻）が用いられる。添加率は必要に応じて１０％以下とされる。
（9）その他
シランカップリング剤（無機と有機を強固に結合）や、その他各種カップリング剤（チタネート系、アルミネート系）も使用可能である。

【0053】

（製造方法）
熱溶融性耐熱無機繊維、加熱膨張剤（加熱溶融材、熱吸収剤）、接着剤、有機繊維等を水中に分散させてスラリーとし、そのスラリーに凝集剤を添加してフロックを生成し、丸網式や長網式の抄造機で抄き上げてウェットマットを形成する。その脱水後、ウェットマットを複数枚積層して熱圧し、薄板状の耐火シールド材を得る。

【0054】

また、施工後の火災時に膨張や反りにより目地部から火の侵入を防止するために、耐火シールド材に実加工をしてもよいが、その場合は、５ｍｍ以上の厚さが必要となり、実部の強度を向上するために水系の樹脂（エポキシ系エマルジョン、アクリルスチレン系エマルジョン、ウレタン系エマルジョン）を含浸させることが好ましい。

【0055】

したがって、この実施形態においては、耐火シールド構造Ｓが建物の外壁等に施工され、その外壁が火災等の火炎に曝されると、耐火シールド構造Ｓを構成している耐火シールド材１の表裏層１ａ，１ｂがそれぞれ耐火シールドのための固有の特性を発揮し、これらの異なる特性が組み合わされて耐火シールド材の耐火性が得られる。

【0056】

例えば表裏層１ａ，１ｂの一方が加熱膨張層である場合（上記組み合わせ（Ａ）又は（Ｃ）の場合）、その加熱膨張層内の加熱膨張材が加熱されて膨張する。この加熱膨張層（表裏層１ａ，１ｂの一方）は、耐熱無機繊維が積み重ね構造となっているために、加熱膨張材の膨張に伴い、厚さ方向に膨張が誘導され、その加熱膨張材によって耐火シールド材１自体が厚さ方向に膨張する。

【0057】

また、耐火シールド構造Ｓは、耐火シールド材１の表裏面にそれぞれ計２枚の石膏ボード５，５（板状体）が一体的に積層されたものであるので、その２枚の石膏ボード５，５が耐火シールド材１の厚さ方向への膨張に伴って押圧されて、耐火シールド構造Ｓの厚さ方向に膨らむようになる。このような耐火シールド材１自体及び石膏ボード５，５の厚さ方向への膨張により、耐火シールド構造Ｓが厚さ方向に空隙を持った耐火耐熱層となり、この耐火耐熱層により熱の伝導が阻止され、耐火シールド構造Ｓによる耐火シールド効果を得ることができる。

【0058】

一方、表裏層１ａ，１ｂの一方が火炎防止層である場合（組み合わせ（Ａ）又は（Ｂ）の場合）、その火炎防止層内の加熱溶融材が加熱されて溶融して膜状になり、この溶融膜状の加熱溶融材がバリア層となって火炎の透過が防止され、断熱能力が発揮される。

【0059】

さらに、表裏層１ａ，１ｂの一方が熱吸収層である場合（組み合わせ（Ｂ）又は（Ｃ）の場合）、熱吸収層に含まれている熱吸収材が熱を吸収することで、断熱能力が発揮される。

【0060】

仮に、これら３つの層にそれぞれ含まれている３種類の機能材（加熱膨張材、加熱溶融材、熱吸収材）を同時に同じウールマットに配合して１層のみの耐火シールド材を構成した場合、そのうちの加熱膨張材の膨張により断熱能力を発揮させるために、加熱に対してレスポンスよく膨張させる必要があるが、それに対し、他の機能材である加熱溶融材の溶融により密な構造で熱気流を遮断する機能を発揮することは、上記加熱膨張材の膨張による断熱能力の発揮とは正反対の構造になる。また、さらに他の機能材である熱吸収材により熱を抑えることも、加熱膨張材による熱膨張のレスポンスを遅くすることになる。これらのことから、１層のみの耐火シールド材で３種類の機能材を両立させることは困難になる。

【0061】

これに対し、本実施形態では、耐火シールド材１における耐火シールドに関する役割を表裏層１ａ，１ｂで分担し、加熱膨張材、加熱溶融材及び熱吸収材が持っているある種相反する複数の耐火機能を各層１ａ，１ｂに分けて持たせることで、それぞれの効能が個別に発揮されるようになる。このような効能の相乗的に働きにより、中途半端でない顕著な耐火シールド機能を発揮することができるのである。

【0062】

そして、上記いずれの組み合わせであっても、耐火シールド材１は、一般的な耐火膨張塗料やシート材料とは異なり、抄造時に形成されるフロックの積層・絡み合い構造が有効な空隙を作り出し、断熱性が発現される。

【0063】

しかも、耐火シールド材１は表裏層１ａ，１ｂが積層一体化された２層構造のものであるので、２層１ａ，１ｂ間に存在する界面１ｃで非連続性が生じる。この非連続性の界面１ｃにより、耐火シールド材１が加熱されたときに熱伝導が界面１ｃで抵抗となって抑制され、耐火シールド効果を増大させることができる。

【0064】

また、この実施形態では、耐火シールド材１と裏側の石膏ボード５（板状体）との間に金属箔７が介在されているので、この金属箔７が耐火シールド構造Ｓにおいて熱反射層になる。すなわち、この金属箔７により加熱源（火災等の火炎）からの輻射熱が反射されるようになり、耐火シールド構造Ｓの耐火シールド効果をさらに高めることができる。

【0065】

これらの結果、本実施形態では、このような顕著な耐火シールド効果により、厚さの大きい複数枚の石膏ボードを重ねた通常の構造、例えば厚さ２１ｍｍの２枚の石膏ボードを重ねた総厚さ４２ｍｍの耐火性能と同等以上の遮熱性、耐火性がそれよりも薄い厚さ（例えば総厚さ３３ｍｍ）の耐火シールド構造Ｓによって達成することができる。

【0066】

さらに、耐火シールド構造Ｓの耐火シールド材１は、熱溶融性耐熱無機繊維が積み重なって絡み合ったウールマットに加熱膨張材が配合されて圧密化されたものであるので、加熱されて厚さ方向に膨張しても、無機繊維が部分的に溶けて溶融状態となることにより、この無機繊維の絡みがそのまま維持される。この絡みのある無機繊維により耐火シールド材１が崩壊せず、崩壊に伴う膨張材の飛散が防止され、耐火シールド材１が断熱層として安定して保形される。尚、耐火シールド材１は、このように耐熱無機繊維の絡みにより加熱時の崩壊が抑制され、積み重ね構造のために厚さ方向の膨張が誘導されるので、本来、ヤニ化成分の添加を必要としないものの、上述の如く、ヤニ化成分を添加しておけば、加熱時の崩壊をさらに確実に防ぐことができる。

【0067】

（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２に係る耐火シールド材１を示す（尚、以下の実施形態及び変形例では、図１及び図２と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）。

【0068】

この実施形態では、耐火シールド材１は、実施形態１と同様に、異なる組成の表裏層１ａ，１ｂを有する２層構造のものであるが、それらの表裏層１ａ，１ｂ間の界面１ｃに、伝熱を抑えるための伝熱抑制材２が介在されている。このような伝熱抑制材２を界面１ｃに介在させるためには、スラリーを抄造して２枚のウェットマットを成形した後、それらのウェットマットを加熱プレス等により圧密接着する際に、両ウェットマット間に伝熱抑制材２を挟み込むようにすればよく、それらのウェットマットを加熱プレス等により圧密接着することで、表裏層１ａ，１ｂ間の界面１ｃに伝熱抑制材２が介在された２層構造の耐火シールド材１が形成される。

【0069】

上記伝熱抑制材２としては、例えば加熱溶融材、加熱膨張材、熱吸収材等が挙げられる。これら加熱溶融材、加熱膨張材及び熱吸収材は、いずれも加熱時に耐火シールド材１に厚さ方向に熱が伝導されるのを阻止する機能を有するものであり、この伝熱抑制材２の介在により、耐火シールド材１に厚さ方向への伝熱が阻止されて、熱遮断性能を高めることができる。

【0070】

具体的に、加熱溶融材は、上記火炎防止層に含まれる機能材と同じで、加熱により溶融して火炎の透過を防止する例えばガラス等の素材である。この加熱溶融材が表裏層１ａ，１ｂ間の界面１ｃに介在されていると、耐火シールド材が加熱されたときに、その厚さ方向の熱伝導が界面１ｃの伝熱抑制材２により阻止され、さらに耐火シールド効果を増大させることができる。

【0071】

また、加熱膨張材は、上記加熱膨張層に配合されている機能材と同様の、加熱により膨張する膨張黒鉛やバーミキュライト等の素材である。このような加熱膨張材が表裏層１ａ，１ｂ間の界面１ｃに介在されていると、加熱膨張材が加熱により膨張して断熱層となり、この界面１ｃの加熱膨張材（断熱層）により耐火シールド材１の厚さ方向の熱伝導が阻止され、やはり耐火シールド効果を増大させることができる。

【0072】

さらに、熱吸収材は、上記熱吸収層に含まれる機能材と同じで、熱を吸収する例えば水酸化アルミニウム等の素材である。この熱吸収材が表裏層１ａ，１ｂ間の界面１ｃに介在されていれば、耐火シールド材１が加熱されたときに、その耐火シールド材１の厚さ方向に伝導する熱が界面１ｃの熱吸収材により吸収され、このことで、耐火シールド効果を増大させることができる。

【0073】

その場合、上記伝熱抑制材２は、耐火シールド材１において界面１ｃ両側に隣接する表裏層１ａ，１ｂ内にそれぞれ配合されている機能材とは異なる機能を有するものとすることが望ましい。例えば、加熱膨張層及び火炎防止層の一方を表層１ａとし、他方を裏層１ｂとする組み合わせ（Ａ）の場合、その加熱膨張層に含まれる加熱膨張材（機能材）と、火炎防止層に含まれる加熱溶融材（機能材）とのいずれとも異なる機能を有する熱吸収材を伝熱抑制材２として界面１ｃに介在させるようにする。

【0074】

このようにすれば、界面１ｃに介在されている伝熱抑制材２（上記例では熱吸収材）の機能が、界面１ｃ両側に隣接する表裏層１ａ，１ｂにそれぞれ配合されている機能材（上記例では加熱膨張材及び加熱溶融材）とは異なるので、表裏２つの層１ａ，１ｂと、両層１ａ，１ｂの界面１ｃの伝熱抑制材２とによって３種類の異なる耐火シールドのための機能を発揮できるようになり、さらに耐火シールド効果を増大させることができる利点がある。

【0075】

図４は、耐火シールド構造Ｓの変形例を示す。この例では、上記図２に示す耐火シールド構造Ｓにおける表側の石膏ボード５に代えて新たな別の耐火シールド材１を積層したものであり、この表側の耐火シールド材１は、裏側の耐火シールド材１と同じ組成及び厚さ（例えば６ｍｍ）を有している。すなわち、この実施形態の耐火シールド構造Ｓは、２枚の耐火シールド材１，１を重ねて積層し、その裏側に１枚の石膏ボード５を積層したものであり、総厚さは例えば２７ｍｍとなる。各耐火シールド材１は、実施形態１又は２の構成を有する。

【0076】

その他の構成は図２に示す耐火シールド構造Ｓと同じである。したがって、この例でもと同様の作用効果が得られる。

【0077】

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、耐火シールド材１を表裏層１ａ，１ｂの２層構造としているが、表裏層１ａ，１ｂ間に１つ以上の中間層を加えた３層以上の多層構造にすることもできる。その場合、上記加熱膨張層、火炎防止層及び熱吸収層のうちの３つがそれぞれ厚さ方向に積層されて圧密化された複数層とし、隣接する層間に界面１ｃが形成されていればよく、それらの層の配置は必要に応じて適宜選択することができる。そうすることで上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、隣接する層間の界面に伝熱抑制材を介在させれば、実施形態２と同様の作用効果が得られる。

【0078】

また、上記実施形態では、耐火シールド構造Ｓにおいて、耐火シールド材１に一体的に積層される板状体として石膏ボード５を用いているが、この石膏ボード５に代えてケイカル板を用いてもよく、石膏ボード５とケイカル板との両方を用いてもよい。

【0079】

また、耐火シールド構造Ｓにおいて、耐火シールド材１及び石膏ボード５（ケイカル板）の各枚数は必要に応じて変えることができるが、耐火シールド構造Ｓの総厚さを薄くできる点では、上記のように耐火シールド材１及び石膏ボード５をいずれも１枚又は２枚用いるのが好ましい。

【0080】

また、耐火シールド材１と石膏ボード５との間に介在される金属箔７は必須ではないが、耐火シールド構造Ｓにおいて熱反射層を形成して、耐火シールド構造Ｓの耐火シールド効果を高め得る点では設けるのが好ましい。

【実施例】

【0081】

次に、具体的に実施した例について説明する。上記実施形態１の構成を有する総厚さ３３ｍｍの耐火シールド構造（図２参照）を実施例１とし、実施形態２の構成を有する総厚さ２７ｍｍの耐火シールド構造（図３参照）を実施例２として、各々の試験片を作製した。

【0082】

また、比較例１は、厚さ１５ｍｍの１枚の石膏ボードの表面側に、厚さ１２．５ｍｍの２枚の火山性ガラス質複層板（例えば大建工業株式会社製の商品名「ダイライト」）を重ねて積層した構造のものとした（総厚さ４０ｍｍ）。

【0083】

さらに、比較例２は、比較例１において、石膏ボードの厚さを１２ｍｍに変えたものである（総厚さ３７ｍｍ）。

【0084】

これら実施例及び比較例に対し、必要に応じた簡易耐火試験及び小型炉試験を行った。簡易耐火試験では、耐火シールド構造（試験片）に表面から１２００℃〜１３００℃の一定温度のバーナの火炎を当てて裏面の温度を測定するようにした。また、小型炉試験では、密閉箱形の耐火炉の裏側壁部に耐火シールド構造の試験片をその表面が耐火炉内に面するように取り付け、耐火炉内で試験片（耐火シールド構造）の表面にＩＳＯ指定の昇温カーブでバーナの火炎を当てて裏面の温度を測定するようにした。いずれも正式な試験に合格できるかどうかの概要を知る上で有用である。

【0085】

いずれの試験でも、加熱時間を１時間とし、その１時間の経過後に消火してバーナの火炎を当てるのを停止し、その間の温度を測定した。その測定温度の変化を図５に示す。

【0086】

この図５の測定結果を見ると、比較例２を除いたいずれも温度の上昇が１２０℃未満の温度になっている。このことから、例えば「加熱から１時間経過した後の試験片裏面の温度が気温＋１８０℃以下となる」という耐火シールド基準を設定したときに、比較例２を除いたいずれもその基準を満たしている。

【0087】

そして、比較例１の総厚さは４０ｍｍ、比較例２の総厚さは３７ｍｍであるのに対し、実施例１及び２は総厚さが２７〜３３ｍｍでいずれも比較例よりも薄くなっている。このことから、本発明の耐火シールド材を備えた耐火シールド構造では、厚さの大きい複数枚の石膏ボードを重ねた構造と同等以上の遮熱性、耐火性がそれよりも薄い厚さによって達成できることが明らかである。

【産業上の利用可能性】

【0088】

本発明は、厚さの大きい複数枚の石膏ボードを重ねた構造と同等以上の遮熱性、耐火性がそれよりも薄い厚さの構造によって達成することができ、耐火シールド構造の分野で極めて有用となる。

【符号の説明】

【0089】

Ｓ 耐火シールド構造
１ 耐火シールド材
１ａ 表層
１ｂ 裏層
１ｃ 界面
２ 機能材
５ 石膏ボード（板状体）
７ 金属箔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】