耐火ダクト
【課題】火災の際に耐火ダクト内部を閉塞させることなく、かつ、火災の際に発生した炎や煙を耐火ダクト内部に侵入させない構造の耐火ダクトを提供すること。
【解決手段】
［１］金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方に耐火被覆層を備えるものであって、前記耐火被覆層は、熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の少なくとも三層が、前記金属ダクト側から熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の順に配置されていることを特徴とする、耐火ダクト。
【解決手段】
［１］金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方に耐火被覆層を備えるものであって、前記耐火被覆層は、熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の少なくとも三層が、前記金属ダクト側から熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の順に配置されていることを特徴とする、耐火ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性に優れた耐火ダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋やビル等の建築物には不燃性の防火壁を用いた防火区画が設けられていて、一つの防火区画で火災が発生した場合でも他の防火区画に対する延焼を防ぐことができる工夫がなされている。
この一方、外部の新鮮な空気を取り入れたり、内部の汚れた空気を排出したりするための換気用ダクト、空調用ダクト等に代表されるダクトが前記防火区画を縦横断する様に前記建築物に設けられていて、このダクトによりそれぞれの防火区画同士や前記建築物の外部との空間が連結されている。
このため、一つの防火区画で発生した火災や煙が前記ダクト内に侵入することにより、他の防火区画へ火災や煙が広がる問題がある。
この問題に対応するために前記ダクトの外周面や内周面に熱膨張性耐火材を貼着した耐火ダクトが提案されている（特許文献１）。
この耐火ダクトであれば、前記ダクトの外周面や内周面に熱膨張性耐火材があるため、火災の熱による前記ダクト内部へ火災の炎や煙が侵入せず、他の防火区画へ火災や煙が広がる問題を防止できるとされる。
しかしながらこの提案された耐火ダクトでは、前記耐火ダクトの内周に熱膨張性耐火材を貼着した場合、前記耐火ダクト内部が火災の熱により膨張した熱膨張性耐火材によって閉塞されることがある。このため前記耐火ダクトの排煙機能等が損なわれる等の問題があった。
【特許文献１】特開２００８−３１８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記耐火ダクトに対して排煙等の機能を維持すること等を念頭に本発明者が検討を継続したところ、新たな問題点があることを本発明者らは見出した。
【０００４】
以下、この問題点について説明する。
図１は金属ダクト１の外周に接して熱膨張性耐火材層２を設けた耐火ダクトの模式断面図である。図１（ａ）は火災の熱による加熱前の前記耐火ダクト１００の状態を例示したものであり、図１（ｂ）は火災の熱による加熱後の前記耐火ダクト１０１の状態を例示したものである。
【０００５】
断面が長方形等の前記耐火ダクト１０１の場合、図１（ｂ）に例示される様に長方形等の頂点３の部分は膨張後の熱膨張性耐火材層４が均質な扇状となって広がらない場合があるため、ひび割れや隙間が生じやすい。このひび割れや隙間を通じて火災の炎や熱が直接前記金属ダクト１に伝わり、前記金属ダクト１が変形して隙間が生じる等して前記耐火ダクト１０１内部に火災による炎や煙が侵入し、火災が発生した防火区画から他の防火区画へ延焼が生じたり、煙が拡散したりする問題が生じる可能性がある。
【０００６】
図２は金属ダクト５の外周に接して熱膨張性耐火材層２を設けた耐火ダクトの模式断面図である。図２（ａ）は火災の熱による加熱前の前記耐火ダクト１０２の状態を例示したものであり、図１（ｂ）は火災の熱による加熱後の前記耐火ダクト１０３の状態を例示したものである。
【０００７】
先の図１の場合は前記金属ダクト１の断面が長方形であったが、図２の場合は金属ダクト５の断面が円形である点が異なる。
【０００８】
図２に示される様に、前記耐火ダクト１０２の断面が円形である場合、前記金属ダクト５の外周に接して設けられた熱膨張性耐火材層２は火災の熱により膨張するものの、外側に向かって膨張すればするほど、膨張後の熱膨張性耐火材層４の外周は脆くひび割れやすくなる場合がある。このため、前記耐火ダクト１０２の設置場所や形状によっては火災の炎や熱が直接前記金属ダクト５に伝わり、先の図１の場合に説明した場合と同様に、火災が発生した防火区画から他の防火区画へ延焼が生じたり、煙が拡散したりする問題が生じる可能性もある。
【０００９】
本発明の目的は、火災の際に耐火ダクト内部を閉塞させることなく、かつ、火災の際に発生した炎や煙を耐火ダクト内部に侵入させない構造の耐火ダクトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため本発明者が鋭意検討した結果、金属ダクトの外周面および内周面の少なくとも一方に、熱膨張許容層を介して熱膨張性耐火材層を備えた耐火ダクトが本発明の目的に適うことを見出し本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち本発明は、
［１］金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方に耐火被覆層を備えるものであって、
前記耐火被覆層は、熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の少なくとも三層が、前記金属ダクト側から熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の順に配置されていることを特徴とする、耐火ダクトを提供するものである。
【００１２】
また本発明は、
［２］前記熱膨張許容層は、空気、不燃性発泡体および無機繊維からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、上記［１］に記載の耐火ダクトを提供するものである。
【００１３】
また本発明は、
［３］前記熱膨張許容層は、
前記金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方と、
前記熱膨張性耐火材層と、
の間に存在する空気からなり、
前記熱膨張性耐火材層は、前記金属ダクトに設置された鍔フランジの外周面および前記金属ダクトに設置された金属製スぺーサの少なくとも一方により保持されていることを特徴とする、上記［１］または［２］に記載の耐火ダクトを提供するものである。
【００１４】
また本発明は、
［４］前記熱膨張許容層の厚みが、前記金属ダクトの外周面と前記熱膨張性耐火材層との距離、または前記金属ダクトの内周面と前記熱膨張性耐火材層との距離を基準として、１〜１５ｍｍの範囲であることを特徴とする、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の耐火ダクトを提供するものである。
【００１５】
また本発明は、
［５］前記熱膨張性耐火材層は、熱膨張性層状無機物およびリン化合物の少なくとも一つを含むことを特徴とする、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の耐火ダクトを提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の耐火ダクトによれば、前記耐火ダクトが火災の炎等にさらされた場合には前記耐火ダクトに含まれる熱膨張性耐火材層が前記金属ダクトの外周面や内周面に向かって膨張することから、膨張した熱膨張性耐火材層により火災等の炎や煙が前記耐火ダクト内部に侵入することを防止することができる。このため建物内部の一つの防火区画で火災等が発生した場合でも、その火災等による炎や煙が他の防火区画へ広がることを防止することができる。
【００１７】
また本発明の耐火ダクトの場合、火災等の熱により前記熱膨張性耐火材層は前記金属ダクトの外周面や内周面に向かって膨張することから、膨張後の前記熱膨張性耐火材層に脆弱な部分が生じることを防止することができる。
【００１８】
さらに本発明の耐火ダクトによれば、火災等の熱により膨張した前記熱膨張性耐火材層が前記耐火ダクトに含まれる金属ダクトの内外周面と金属層とにより挟まれているためその形状保持性に優れる。このため膨張した前記熱膨張性耐火材層は容易に崩れることはなく、前記耐火ダクト内部への火災等の炎や煙の侵入を防止することができる。
【００１９】
また本発明の耐火ダクトによれば、前記熱膨張性耐火材層を前記耐火ダクトに含まれる金属ダクトの内周面側に設置した場合でも、前記熱膨張性耐火材層のさらに内側に金属層が存在するため、前記耐火ダクトに含まれる金属ダクト内部が膨張した前記熱膨張性耐火材層により閉塞されることがない。
このため、前記耐火ダクトの火災発生時の排煙機能や、避難者に対する新鮮な空気の供給機能等を阻害することがなく、火災等に伴う災害の拡大を防止することができる。
【００２０】
また本発明の耐火ダクトは複雑な構成を必要としないため容易に施工することができ、単位時間当たりの施工性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の耐火ダクトについて説明するが、最初に本発明に使用する金属ダクトについて説明する。
本発明に使用する金属ダクトは、通常アルミニウム、鋼鉄、ステンレス、銅等の金属製のものが使用されるがこれに限定されるものではない。
また前記金属ダクトの形状は、その断面が正方形、長方形、円形、楕円形、多角形等の一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００２２】
図３は本発明に使用する金属ダクトの具体例を例示した模式要部斜視図である。
図３に例示した金属ダクト６の形状はその断面が円形ものであり、鋼鉄により形成されている。
【００２３】
前記金属ダクト６の直径は、好ましくは３ｃｍ〜５ｍの範囲であり、さらに好ましくは３０ｃｍ〜２ｍの範囲である。
また図３に例示される金属ダクトユニット７の端部に設けられた鍔フランジ８同士をボルト９等の固定手段により固定することにより、前記金属ダクトユニット７同士が連結され、前記金属ダクト６が形成されている。
前記鍔フランジ８同士の間には必要に応じてリング状の耐熱パッキン、金属ワッシャー等を設置することができる。
【００２４】
図４は本発明に使用する、別の金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
先に図３により例示した前記金属ダクト６の形状はその断面が円形であったが、図４に例示した前記金属ダクト１０の形状はその断面が長方形である点が異なる。
前記金属ダクト１０の断面の短辺および長辺の長さは、好ましくは３ｃｍ〜５ｍの範囲であり、さらに好ましくは３０ｃｍ〜２ｍの範囲である。
【００２５】
また金属ダクトユニット７同士が連結され、前記金属ダクト１０が形成されている点、鍔フランジ８同士の間に必要に応じて枠状の耐熱パッキン、金属ワッシャー等を設置することができる点等は前記金属ダクト６の場合と同様である。
【００２６】
次に本発明に使用する耐火被覆層について説明する。
前記耐火被覆層は、熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の少なくとも三層を有するものである。
【００２７】
前記熱膨張許容層としては、空気、不燃性発泡体、無機繊維等を含んでなる層を挙げることができる。
前記不燃性発泡体としては、例えば、焼石膏粉末等の無機粉末とアルミニウム粉末等の金属粉末とを混合した後、フッ化水素酸を用いて反応させた無機金属系発泡体等、
フッ化ポリオレフィン等の不燃性樹脂を発泡させてなる不燃性樹脂発泡体等が挙げられる。
前記無機繊維としては、例えば、ロックウール、セラミックウール、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維、セラミックブランケット等が挙げられる。
【００２８】
また前記熱膨張性耐火材層としては、例えば、熱膨張性耐火材料をシート状に成形した熱膨張性耐火材シート等を挙げることができる。
【００２９】
前記熱膨張性耐火シートは、前記熱膨張性耐火材料からなるものに限定されず、例えば、前記熱膨張性耐火材料と金属箔類との積層体、前記熱膨張性耐火材料と無機繊維類との積層体、前記熱膨張性耐火材料と樹脂類との積層体等を使用することができる。
前記金属箔類としては、例えば、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、錫箔、鉛箔、錫鉛合金箔、クラッド箔、鉛アンチ箔等の金属箔等が挙げられる。
前記無機繊維類としては、例えば、ガラスクロス、シリカクロス、アルミナクロス等を挙げることができる。
前記樹脂類としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、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（ＡＢＳ）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、ポリイソブチレン等が挙げられる。
なお前記金属箔類、前記無機繊維類および前記樹脂類として列挙したものは例示であり、これらに限定されるものではない。
【００３０】
前記熱膨張性耐火材層の厚みは、耐火性の面から０．１〜１０ｍｍの範囲のものが好ましく、経済性の面から製造が困難にならない０．３〜３ｍｍの範囲であればさらに好ましい。
【００３１】
また前記金属層としては、例えば、アルミニウム、鋼鉄、ステンレス、銅等の金属板等、
アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、錫箔、鉛箔、錫鉛合金箔、クラッド箔、鉛アンチ箔等の金属箔類等に加えて、前記金属板と無機繊維類との積層体、前記金属箔類と無機繊維類との積層体、前記金属板、前記無機繊維類および前記金属箔類との積層体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記無機繊維類としては、先の場合と同様、ガラスクロス、シリカクロス、アルミナクロス等を使用することができる。
前記金属層の厚みは、取扱性の面から０．００１〜５ｍｍの範囲のものが好ましく、０．００５〜２ｍｍの範囲であればさらに好ましい。
【００３２】
前記熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層は、前記金属ダクト側からそれぞれ熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の順に配置されているものである。
【００３３】
図５〜７は前記耐火被覆層と前記金属ダクトとの関係を説明するための模式要部断面図である。
ここで図５〜７における前記熱膨張許容層１２として空気が使用されているものである。
図５では前記金属ダクト６の外周面１１側に熱膨張許容層１２が設けられていて、さらにその外側に熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が設けられている。
【００３４】
火災等の熱が前記金属層１４を通して前記熱膨張性耐火材層１３に伝わると、前記熱膨張性耐火材層は膨張し、前記熱膨張許容層１２を閉塞させる。これにより前記金属ダクト６内部に外部からの火災等の炎や煙の侵入を防止することができると共に、火災等の熱が直接前記金属ダクト６に伝わることを防止することができ、火災等の熱による前記金属ダクト６の変形等を防止することができる。
【００３５】
図６では前記金属ダクト６の内周面１５側に熱膨張許容層１２が設けられていて、さらにその内側に熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が設けられている。
火災等の熱により前記金属ダクト６が変形したり亀裂が生じたりした場合であっても、前記熱膨張性耐火材層１３が前記金属ダクト６の内周面に向かって膨張するため、外部から火災等による炎や煙が前記金属ダクト６内へ侵入することを防止することができる。
【００３６】
また前記金属層１４が膨張した熱膨張性耐火材層１３を押しとどめる機能を有するため前記金属ダクト６内部の全てが閉塞されることはなく、前記金属ダクト６の排煙機能や換気機能等を損なうことを防止することができる。
【００３７】
図７では前記金属ダクト６の外周面１１および内周面１５に熱膨張許容層１２がそれぞれ設けられている。
また図５および図６の場合と同様に熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が設けられている。
【００３８】
これにより、外部からの火災等による炎や煙が前記金属ダクト６内部へ侵入することを防止することができると共に、前記金属ダクト６内部が膨張した熱膨張性耐火材層１３により閉塞されることも防止することができる。
【００３９】
図５〜７に例示した前記耐火被覆層２００の厚みは、前記金属ダクトの外周面と前記熱膨張性耐火材層との距離、または前記金属ダクトの内周面と前記熱膨張性耐火材層との距離を基準として、１〜１５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００４０】
また熱膨張性耐火材層１３および金属層１４を形成する方法としては、例えば鋼鉄製等の金属板等に熱膨張性耐火材料を溶融押出する方法、鋼鉄製等の金属板等に熱膨張性耐火材シートを貼着する方法等を挙げることができる。
【００４１】
前記金属板等に熱膨張性耐火材シートを貼着する方法としては、例えば、前記金属板等と熱膨張性耐火材シートとを熱プレスにより溶融貼着する方法、前記熱膨張性耐火材シートに粘着性を持たせて前記金属板等に貼着する方法、接着剤により前記金属板等と熱膨張性耐火材シートとを貼着する方法等を挙げることができる。
【００４２】
次に前記耐火被覆層２００と前記金属ダクト６との関係について説明する。
図８は、前記金属ダクト６の外周面１１に前記耐火被覆層２００が設けられた状態を例示した模式部分断面図である。
【００４３】
図８に例示する様に、前記金属ダクト６を構成する金属ダクトユニット７の端部に設けられた鍔フランジ８の外周面により熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が保持されている。前記耐火被覆層２００のうち、熱膨張許容層１２は前記金属ダクト６の外周面と前記熱膨張性耐火材層１３との間に存在する空気により構成されている。
【００４４】
前記鍔フランジ８の外周面に熱膨張性耐火材層１３および金属層１４を保持させる方法としては、例えば、熱膨張性耐火材シートが貼着された金属板等を丸めて前記鍔フランジ８の外周面に接触させてから前記鍔フランジの外周面に溶接ピンで固定する方法、接着剤で接着する方法、
金属製の針金等により前記耐火被覆層２００の外周を固定する方法、
不燃性テープにより前記耐火被覆層２００の外周を接着する方法等の一種もしくは二種以上の方法により行うことができる。
【００４５】
図８の場合では前記鍔フランジ８の外周面により前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が保持されているが、この鍔フランジ８の外周面に代えて、または前記鍔フランジ８の外周面と共に、金属製スペーサを用いて前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４を保持することもできる。
【００４６】
図９は前記金属製スペーサを例示した模式要部斜視図である。
図９に例示した金属製スペーサ１６により、前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が保持されている。
【００４７】
前記金属製スペーサ１６の形状は、前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４を保持することができれば特に限定はないが、前記金属ダクト６の外周面から、前記熱膨張性耐火材層１３に前記金属製スペーサ１６が接触するまでの距離が、前記金属ダクト６の外周面から前記鍔フランジ８の外周面までの距離と略等しいものであれば好ましい。
【００４８】
また前記金属製スペーサ１６は、例えば、アルミニウム、鋼鉄、ステンレス、銅等の金属等の一種もしくは二種以上からなるものである。
【００４９】
前記金属製スペーサ１６は前記金属ダクト６に対して着脱可能に固定されている。
前記金属製スペーサ１６を前記金属ダクト６に対して着脱可能に固定する方法としては、例えば、半円状の二つの前記金属スペーサ本体をヒンジ等により組み合わせて開閉可能とした金属スペーサ等を利用する方法等を挙げることができる。
【００５０】
図１０は、前記金属ダクト６の内周面に前記耐火被覆層２００が設けられた状態を例示した模式部分斜視図である。
前記金属ダクト６の内周に接して設置することのできる金属スペーサ１６の内側に、熱膨張性耐火材層１３を外側に向けると共に金属層１４を内側に向けて、それぞれ前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が配置されている。
【００５１】
図９および図１０により説明した様に、前記鍔フランジ８や前記金属スペーサ１６等を使用することにより、前記金属ダクト６の外周面や内周面と、前記熱膨張性耐火材層１３との間に空間を設けることができ、空気による前記熱膨張許容層１２を設けることができる。
【００５２】
なお、前記熱膨張許容層１２の空気に代えて、もしくは空気と共に、前記熱膨張性耐火材層１３の膨張を阻害しない範囲で不燃性発泡体、無機繊維等を設けることもできる。
【００５３】
次に本発明の耐火ダクトに使用する熱膨張性耐火材料について説明する。
前記熱膨張性耐火材料としては、例えば、具体的には熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂成分、熱膨張性層状無機物、リン化合物、無機充填材等を含む樹脂組成物からなるもの等を挙げることができる。
【００５４】
前記樹脂組成物の各成分のうち、まず前記樹脂成分について説明する。
【００５５】
前記熱可塑性樹脂としては、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（ＡＢＳ）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、ポリイソブチレン等の合成樹脂類、
天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、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、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴム物質等が挙げられる。
【００５６】
これらの合成樹脂類及び／又はゴム物質は、一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００５７】
前記合成樹脂類及び／又はゴム物質の中でも、ハロゲン化されたものは、それ自体難燃性が高く、熱による脱ハロゲン化反応により架橋が起こり、加熱後の残渣の強度が向上する点において好ましい。
【００５８】
前記ポリエチレン系樹脂としては、例えば、エチレン単独重合体、エチレンを主成分とするエチレンと他のα−オレフィンとの共重合体、エチレンとα−オレフィン以外のモノマーとの共重合体及びこれらの共重合体や重合体の混合物等が挙げられる。
【００５９】
前記エチレンを主成分とするエチレンと他のα−オレフィンとの共重合体におけるα−オレフィンとしては、例えば、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−ブテン、１−ペンテン等が挙げられる。
【００６０】
また、前記エチレンとα−オレフィン以外のモノマーとの共重合体としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メタクリレート共重合体等が挙げられる。
【００６１】
前記エチレン単独重合体又はエチレンと他のα−オレフィンとの共重合体としては、例えば、チーグラー・ナッタ触媒、バナジウム触媒、４価の遷移金属を含むメタロセン化合物等を重合触媒として重合されたものが挙げられるが、中でも、４価の遷移金属を含むメタロセン化合物等を触媒として得られるポリエチレン系樹脂が好ましい。
【００６２】
前記合成樹脂類及び／又はゴム物質には、更に、本発明における発泡断熱材の耐火性能を阻害しない範囲で、架橋や変性が施されてもよい。
【００６３】
前記合成樹脂類及び／又はゴム物質の架橋や変性を行う時期については、特に限定されず、予め架橋、変性した前記合成樹脂類及び／又はゴム物質を用いてもよく、後述するリン化合物や無機充填材等の他の成分を配合する際に同時に架橋や変性を行ってもよい。
【００６４】
また、前記合成樹脂類及び／又はゴム物質に他の成分を配合した後に架橋や変性してもよく、上記架橋や変性は、いずれの段階で行ってもよい。
【００６５】
前記の架橋方法については特に限定されず、前記合成樹脂類及び／又はゴム物質について通常行われる架橋方法により実施することができる。例えば、各種架橋剤、過酸化物等を使用する架橋方法、電子線照射による架橋方法が挙げられる。
【００６６】
また、本発明に使用する樹脂成分のうち、先に示したエポキシ樹脂としては、特に限定はないが、例えば、エポキシ基を持つモノマーと硬化剤とを反応させて得られる樹脂等を挙げることができる。
【００６７】
前記エポキシ基を持つモノマーとしては、例えば、２官能のグリシジルエーテル型として、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、ネオペンチルグリコール型、１，６−ヘキサンジオール型、トリメチロールプロパン型、プロピレンオキサイド−ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型等のモノマーが挙げられる。
【００６８】
また、グリシジルエステル型として、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モノマーが挙げられる。
【００６９】
更に多官能のグリシジルエーテル型として、フェノールノボラック型、オルトクレゾール型、ＤＰＰノボラック型、ジシクロペンタジエン、フェノール型等のモノマーが挙げられる。
【００７０】
これらは、一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００７１】
また、前記硬化剤としては、例えば、重付加型硬化剤、触媒型硬化剤等が挙げられる。
前記重付加型硬化剤としては、例えば、ポリアミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメルカプタン等が挙げられる。
前記触媒型硬化剤としては、例えば三級アミン類、イミダゾール類、ルイス酸錯体等が挙げられる。
これらエポキシ樹脂の硬化方法は特に限定されず、公知の方法により行うことができる。
【００７２】
なお、前記樹脂成分の溶融粘度、柔軟性、粘着性等の調整のため、二種以上の樹脂成分をブレンドしたものを使用することができる。
【００７３】
次に前記樹脂組成物の各成分のうち、前記熱膨張性層状無機物について説明する。
【００７４】
前記熱膨張性層状無機物は加熱時に膨張するものであるが、かかる熱膨張性層状無機物に特に限定はなく、例えば、バーミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛等を挙げることができる。
【００７５】
前記熱膨張性黒鉛とは、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、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、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。
【００７６】
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たものを使用するのが好ましい。
【００７７】
前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。
【００７８】
前記アルカリ金属化合物および前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。
【００７９】
前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。
【００８０】
粒度が２０メッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さく、充分な耐火断熱層が得られにくく、また、粒度が２００メッシュより大きくなると、黒鉛の膨張度が大きいという利点はあるが、前記熱可塑性樹脂又はエポキシ樹脂と混練する際に分散性が悪くなり、物性が低下し易い。
【００８１】
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。
【００８２】
次に先の樹脂組成物の各成分のうち、前記無機充填材について説明する。
【００８３】
前記無機充填材としては、特に限定されないが、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、炭酸カルシウム、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、ケイ酸カルシウム等のカリウム塩、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、セビオライト、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、ホウ酸亜鉛、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、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等が挙げられる。
【００８４】
これらは、一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００８５】
前記無機充填材は骨材的役割を果たして、加熱後に生成する膨張断熱層強度の向上や熱容量の増大に寄与する。
【００８６】
このため、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛で代表される金属炭酸塩、骨材的役割の他に加熱時に吸熱効果も付与する水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムで代表される含水無機物が好ましく、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び周期律表ＩＩｂの金属炭酸塩又はこれらと前記含水無機物との混合物が好ましい。
【００８７】
また、リン化合物は、難燃性を向上させるため、または窒素化合物、アルコール類等と組み合わせて熱膨張性機能を発現するために用いられる。
【００８８】
前記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；リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム等のリン酸金属塩；ポリリン酸アンモニウム類；化学式１で表される化合物等が挙げられる。
【００８９】
これらのリン化合物は、一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００９０】
これらのうち、耐火性の観点から、赤リン、下記の化学式で表される化合物、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。
【００９１】
【化１】
上記化学式中、Ｒ１及びＲ３は、水素、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数６〜１６のアリール基を表す。
【００９２】
Ｒ２は、水酸基、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数１〜１
６の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、炭素数６〜１６のアリール基、又は、炭素数６〜１６のアリールオキシ基を表す。
【００９３】
前記化学式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。
【００９４】
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。
【００９５】
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等が挙げられるが、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適に用いられる。
【００９６】
市販品としては、例えば、クラリアント社製の「商品名：ＥＸＯＬＩＴ ＡＰ４２２」及び「商品名：ＥＸＯＬＩＴ ＡＰ４６２」等が挙げられる。
【００９７】
前記リン化合物は、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。
【００９８】
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。
【００９９】
前記窒素化合物としては、特に限定はないが、メラミン系化合物等であれば好ましい。
また前記アルコール類としては、特に限定はないが、ペンタエリスリトール等の多価アルコール等であれば好ましい。
【０１００】
本発明に使用する無機充填材が粒状の場合には、その粒径としては、０．５〜２００μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは、１〜５０μｍの範囲のものである。
【０１０１】
無機充填材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、粒径の小さいものが好ましいが、粒径０．５μｍ未満では二次凝集が起こり、分散性が悪くなることがある。
【０１０２】
また、無機充填材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が、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。
【０１０３】
なお、粒径が２００μｍを超えると、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がある。
【０１０４】
前記無機充填材の中でも、特に骨材的役割を果たす炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の金属炭酸塩；骨材的役割の他に加熱時に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の含水無機物が好ましい。
【０１０５】
前記含水無機物及び金属炭酸塩を併用することは、燃焼残渣の強度向上や熱容量増大に大きく寄与すると考えられる。
【０１０６】
前記無機充填材の中で、特に水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の含水無機物は、加熱時の脱水反応によって生成した水のために吸熱が起こり、温度上昇が低減されて高い耐熱性が得られる点、及び、燃焼残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働くことで燃焼残渣の強度が向上する点で好ましい。
【０１０７】
また、水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムは、脱水効果を発揮する温度領域が異なるため、併用すると脱水効果を発揮する温度領域が広くなり、より効果的な温度上昇抑制効果が得られることから、併用することが好ましい。
【０１０８】
前記含水無機物の粒径は、小さくなると嵩が大きくなって高充填化が困難となるので、脱水効果を高めるために高充填するには粒径の大きなものが好ましい。
【０１０９】
具体的には、粒径が１８μｍでは、１．５μｍの粒径に比べて充填限界量が約１．５倍程度向上することが知られている。
【０１１０】
さらに、粒径の大きいものと小さいものとを組み合わせることによって、より高充填化が可能となる。
【０１１１】
前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、粒径１μｍの「商品名：ハイジライトＨ−４２Ｍ」（昭和電工社製）、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。
【０１１２】
前記炭酸カルシウムの市販品としては、例えば、粒径１．８μｍの「商品名：ホワイトンＳＢ赤」（白石カルシウム社製）、粒径８μｍの「商品名：ＢＦ３００」（備北粉化社製）等が挙げられる。
【０１１３】
冒頭に説明したとおり、本発明に使用する熱膨張性耐火材としては、上記に説明した熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂成分、前記熱膨張性層状無機物、前記無機充填材等を含む樹脂組成物からなるもの等を挙げることができるが、次にこれらの配合について説明する。
【０１１４】
前記樹脂組成物は、前記熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂成分１００重量部に対し、前記熱膨張性層状無機物を２０〜３５０重量部及び前記無機充填材を５０〜４００重量部の範囲で含むものが好ましい。
【０１１５】
また、前記熱膨張性層状無機物および前記無機充填材の合計は、２００〜６００重量部の範囲が好ましい。
【０１１６】
かかる樹脂組成物は加熱によって膨張し耐火断熱層を形成する。この配合によれば、前記熱膨張性耐火材は火災等の加熱によって膨張し、必要な体積膨張率を得ることができ、膨張後は所定の断熱性能を有すると共に所定の強度を有する残渣を形成することもでき、安定した防火性能を達成することができる。
【０１１７】
前記熱膨張性層状無機物の量が２０重量部未満であると、膨張倍率が不足し、充分な耐火、防火性能が得られないことがある。
一方、熱膨張性層状無機物の量が３５０重量部を超えると、擬集力が不足するため、成形品としての強度が得られないことがある。
【０１１８】
また前記無機充填材の量が５０重量部未満であると、燃焼後の残体積量が減少するため、充分な耐火断熱層が得られないことがある。
さらに可燃物の比率が増加するため、難燃性が低下することがある。
【０１１９】
一方、無機充填材の量が４００重量部を超えると樹脂成分の配合比率が減少するため、凝集力が不足して成形品としての強度が得られにくい。
【０１２０】
前記樹脂組成物における熱膨張性層状無機物及び無機充填材の合計量は、２００重量部未満では燃焼後の残渣量が不足して十分な耐火性能が得られにくく、６００重量部を超えると機械的物性の低下が大きくなり、使用に耐えられなくなることがある。
【０１２１】
さらに本発明に使用する前記樹脂組成物は、それぞれ本発明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、粘着付与樹脂等の添加剤、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。
また本発明に使用する熱膨張性耐火材層の力学的強度向上のためにガラス繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維、ステンレス繊維、スラグ繊維等を使用することもできる。
【０１２２】
次に前記樹脂組成物の製造方法について説明する。
前記樹脂組成物の製造方法に特に限定はないが、例えば、前記樹脂組成物に含まれる前記樹脂分が熱可塑性樹脂である場合は、前記樹脂組成物の各成分を押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー等公知の混練装置に供給して溶融混練する方法や、前記樹脂組成物の各成分を有機溶剤に懸濁さたり、加温して溶融させたりして塗料状にしたり、溶剤に分散してスラリーを調製する等の方法により、前記樹脂組成物を得ることができる。
【０１２３】
また、前記樹脂組成物に含まれる前記樹脂分が前記エポキシ樹脂である場合は、例えば、前記樹脂組成物を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や、溶剤に分散してスラリーを調製する等の方法、また前記樹脂組成物を加熱下に溶融させる等の方法により前記樹脂組成物を得ることができる。
【０１２４】
前記樹脂組成物は、上記各成分を単軸押出機、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ができる。
【０１２５】
また、エポキシ基をもつモノマーと硬化剤とに別々に充填材を混練しておき、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。
以上の様に混練した前記樹脂組成物は押出成形、射出成形、鋳型成形、プレス成形等の公知の成形技術により適宜必要な形状に成形することができる。
【０１２６】
以上説明した方法により、本発明に使用する前記熱膨張性耐火材料を得ることができる。
【０１２７】
前記熱膨張性耐火材料は市販品として入手可能であり、例えば、住友スリ―エム社製のファイアバリア（クロロプレンゴムとバーミキュライトを含有する樹脂組成物からなる熱膨張性耐火材、膨張率：３倍、熱伝導率：０．２０ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、三井金属塗料社のメジヒカット（ポリウレタン樹脂と熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物からなる熱膨張性耐火材、膨張率：４倍、熱伝導率：０．２１ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、積水化学工業社製フィブロック（ブチルゴムを含む熱膨張性耐火材）等の熱膨張性耐火材料等も挙げられる。
【０１２８】
前記熱膨張性耐火材料は、火災時などの高温にさらされた際にその膨張層により断熱し、かつその膨張層の強度があるものであれば特に限定されないが、５０ｋＷ／ｍ２の加熱条件下で３０分間加熱した後の体積膨張率が３〜５０倍のものであれば好ましい。前記体積膨張率が３倍を下回ると、膨張体積が前記樹脂成分の焼失部分を十分に埋めきれず防火性能が低下することがある。また５０倍を超えると、膨張層の強度が下がり、火炎の貫通を防止する効果が低下することがある。より好ましくは、体積膨張率が５〜４０倍の範囲であり、さらに好ましくは８〜３５倍の範囲である。
【０１２９】
前記膨張層が自立するためには、前記膨張層は強度の大きいことが必要であり、その強度としては、圧縮試験器にて０．２５ｃｍ２の圧子を用いて、前記膨張層のサンプルを０．１ｍ／ｓの圧縮速度で測定した場合の破断点応力が０．０５ｋｇｆ／ｃｍ２以上であれば好ましい。破断点応力が０．０５ｋｇｆ／ｃｍ２を下回ると、断熱膨張層が自立できなくなり防火性能が低下することがある。より好ましくは、０．１ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。
【０１３０】
次に本発明に耐火ダクトの実施態様について実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
なお、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【０１３１】
図１１は、実施例１に使用する金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
実施例１では金属ダクトとして鋼鉄製のスパイラルダクト２０が使用されている。このスパイラルダクト２０の破線Ａにより囲んだ鍔フランジ２１を拡大した模式要部断面図が図１２である。
図１２により例示される様に、前記スパイラルダクト２０の鍔フランジ２１は鋼鉄板を折り返すことにより形成されている。
【０１３２】
図１３は前記金属ダクトに耐火被覆層が設置された状態を説明するための模式要部断面図である。
厚さが１ｍｍのアルミニウム板２２に厚さ３ｍｍの熱膨張性耐火材シート２３が積層された積層板２４を、前記熱膨張性耐火シート２３が前記スパイラルダクト２０の外周面側となるように丸めて設置する。
【０１３３】
粘着テープで前記積層板２４を固定した後、タッカー等の固定手段を用いて前記熱膨張性耐火材シート２３が前記鍔フランジ２１の外周面に接する様に固定する。この施工により実施例１の耐火ダクト３００が得られる。
【０１３４】
前記耐火被覆層２５は、前記スパイラルダクト２０の外周面と前記熱膨張性耐火材シート２３との間に存在する空気からなる熱膨張許容層１２、前記熱膨張性耐火材シート２３からなる前記熱膨張性耐火材層および前記アルミニウム板２２からなる金属層の三層から構成されている。
【０１３５】
実施例１の耐火ダクトは前記金属ダクトの外周に対して金属板および熱膨張性耐火材シートが積層されてなる積層板を配置することにより得ることができ、簡便に施工することができ、単位時間当たりの生産性に優れる。
また耐火ダクトの外部で火災等が発生した場合には前記熱膨張性耐火材層が膨張して前記熱膨張許容層を閉塞させるため、外部で発生した火災等による炎や煙が前記金属ダクト内部に侵入することを防止することができる。また、膨張した前記熱膨張性耐火材層は脆弱な部分がないため形状保持性に優れる。
【実施例２】
【０１３６】
図１４は、実施例２に使用する金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
実施例２では金属ダクトとして、断面が長方形の鋼鉄製の角形ダクト３０が使用されている。
また前記角形ダクト３０の内部には鋼鉄製フレーム３１が金属製スペーサとして複数挿入されている。
【０１３７】
図１５は、前記金属ダクトに耐火被覆層が設置された状態を説明するための模式要部断面図である。
【０１３８】
２ｍｍのステンレス板３２に厚さ３ｍｍの熱膨張性耐火材シート３３が積層された積層板３４を、前記鋼製フレーム３１に挿入する。
【０１３９】
必要に応じてタッカー等の固定手段により前記積層板３４を固定する。この施工により耐火被覆層３５を備えた実施例２の耐火ダクト４００が得られる。
【０１４０】
前記耐火被覆層３５は、前記角形ダクト３０の内周面と前記熱膨張性耐火材シート３３との間に存在する空気からなる熱膨張許容層１２、前記熱膨張性耐火材シート３３からなる前記熱膨張性耐火材層およびステンレス板３２からなる金属層の三層から構成されている。さらには前記熱膨張性耐火材層である前記熱膨張性耐火材シート３３は熱膨張性耐火材からなる層３６およびアルミラミネートガラスクロス層３７を含む。
【０１４１】
実施例２の耐火ダクトは、前記金属製スペーサを用いて、金属板および熱膨張性耐火材シートを含んでなる積層板を配置することにより得ることができ、簡便に施工することができ、単位時間当たりの生産性に優れる。
【０１４２】
また耐火ダクトの外部で火災等が発生した場合には前記熱膨張性耐火材層が膨張して前記熱膨張許容層を閉塞させるため、外部で発生した火災等による炎や煙が前記金属ダクト内部に侵入することを防止することができる。また、膨張した前記熱膨張性耐火材層は脆弱な部分がないため形状保持性に優れる。さらには前記金属ダクト内部では前記金属板を越えて前記熱膨張性耐火材層が膨張しないため、前記金属ダクト内部全体が閉塞されることはなく、耐火ダクトの排気機能、換気機能等を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】金属ダクトの外周に接して熱膨張性耐火材層を設けた耐火ダクトの模式断面図である。
【図２】金属ダクトの外周に接して熱膨張性耐火材層を設けた耐火ダクトの模式断面図である。
【図３】本発明に使用する金属ダクトの具体例を例示した模式要部斜視図である。
【図４】本発明に使用する、別の金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
【図５】耐火被覆層と金属ダクトとの関係を説明するための模式要部断面図である。
【図６】耐火被覆層と金属ダクトとの関係を説明するための模式要部断面図である。
【図７】耐火被覆層と金属ダクトとの関係を説明するための模式要部断面図である。
【図８】金属ダクトの外周面に耐火被覆層が設けられた状態を例示した模式部分断面図である。
【図９】金属製スペーサを例示した模式要部斜視図である。
【図１０】金属ダクトの内周面に耐火被覆層が設けられた状態を例示した模式部分斜視図である。
【図１１】実施例１に使用する金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
【図１２】実施例１に使用する金属ダクトの鍔フランジを拡大して例示した模式要部断面図である。
【図１３】金属ダクトに耐火被覆層が設置された状態を説明するための模式要部断面図である。
【図１４】実施例２に使用する金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
【図１５】金属ダクトに耐火被覆層が設置された状態を説明するための模式要部断面図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１、５、６、１０ 金属ダクト
２、１３ 熱膨張性耐火材層
３ 頂点
４ 膨張後の熱膨張性耐火材層
７ 金属ダクトユニット
８、２１ 鍔フランジ
９ ボルト
１１ 金属ダクトの外周面
１２ 熱膨張許容層
１４ 金属層
１５ 金属ダクトの内周面
１６ 金属製スペーサ
２０ スパイラルダクト
２２ アルミニウム板
２３、３３ 熱膨張性耐火材シート
２４、３４ 積層板
３０ 鋼鉄製の角形ダクト
３１ 鋼鉄製フレーム
３２ ステンレス板
３６ 熱膨張性耐火材からなる層
３７ アルミラミネートガラスクロス層
１００、１０２、３００ 耐火ダクト
１０１、１０３ 加熱後の耐火ダクト
２５、３５、２００ 耐火被覆層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性に優れた耐火ダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋やビル等の建築物には不燃性の防火壁を用いた防火区画が設けられていて、一つの防火区画で火災が発生した場合でも他の防火区画に対する延焼を防ぐことができる工夫がなされている。
この一方、外部の新鮮な空気を取り入れたり、内部の汚れた空気を排出したりするための換気用ダクト、空調用ダクト等に代表されるダクトが前記防火区画を縦横断する様に前記建築物に設けられていて、このダクトによりそれぞれの防火区画同士や前記建築物の外部との空間が連結されている。
このため、一つの防火区画で発生した火災や煙が前記ダクト内に侵入することにより、他の防火区画へ火災や煙が広がる問題がある。
この問題に対応するために前記ダクトの外周面や内周面に熱膨張性耐火材を貼着した耐火ダクトが提案されている（特許文献１）。
この耐火ダクトであれば、前記ダクトの外周面や内周面に熱膨張性耐火材があるため、火災の熱による前記ダクト内部へ火災の炎や煙が侵入せず、他の防火区画へ火災や煙が広がる問題を防止できるとされる。
しかしながらこの提案された耐火ダクトでは、前記耐火ダクトの内周に熱膨張性耐火材を貼着した場合、前記耐火ダクト内部が火災の熱により膨張した熱膨張性耐火材によって閉塞されることがある。このため前記耐火ダクトの排煙機能等が損なわれる等の問題があった。
【特許文献１】特開２００８−３１８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記耐火ダクトに対して排煙等の機能を維持すること等を念頭に本発明者が検討を継続したところ、新たな問題点があることを本発明者らは見出した。
【０００４】
以下、この問題点について説明する。
図１は金属ダクト１の外周に接して熱膨張性耐火材層２を設けた耐火ダクトの模式断面図である。図１（ａ）は火災の熱による加熱前の前記耐火ダクト１００の状態を例示したものであり、図１（ｂ）は火災の熱による加熱後の前記耐火ダクト１０１の状態を例示したものである。
【０００５】
断面が長方形等の前記耐火ダクト１０１の場合、図１（ｂ）に例示される様に長方形等の頂点３の部分は膨張後の熱膨張性耐火材層４が均質な扇状となって広がらない場合があるため、ひび割れや隙間が生じやすい。このひび割れや隙間を通じて火災の炎や熱が直接前記金属ダクト１に伝わり、前記金属ダクト１が変形して隙間が生じる等して前記耐火ダクト１０１内部に火災による炎や煙が侵入し、火災が発生した防火区画から他の防火区画へ延焼が生じたり、煙が拡散したりする問題が生じる可能性がある。
【０００６】
図２は金属ダクト５の外周に接して熱膨張性耐火材層２を設けた耐火ダクトの模式断面図である。図２（ａ）は火災の熱による加熱前の前記耐火ダクト１０２の状態を例示したものであり、図１（ｂ）は火災の熱による加熱後の前記耐火ダクト１０３の状態を例示したものである。
【０００７】
先の図１の場合は前記金属ダクト１の断面が長方形であったが、図２の場合は金属ダクト５の断面が円形である点が異なる。
【０００８】
図２に示される様に、前記耐火ダクト１０２の断面が円形である場合、前記金属ダクト５の外周に接して設けられた熱膨張性耐火材層２は火災の熱により膨張するものの、外側に向かって膨張すればするほど、膨張後の熱膨張性耐火材層４の外周は脆くひび割れやすくなる場合がある。このため、前記耐火ダクト１０２の設置場所や形状によっては火災の炎や熱が直接前記金属ダクト５に伝わり、先の図１の場合に説明した場合と同様に、火災が発生した防火区画から他の防火区画へ延焼が生じたり、煙が拡散したりする問題が生じる可能性もある。
【０００９】
本発明の目的は、火災の際に耐火ダクト内部を閉塞させることなく、かつ、火災の際に発生した炎や煙を耐火ダクト内部に侵入させない構造の耐火ダクトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため本発明者が鋭意検討した結果、金属ダクトの外周面および内周面の少なくとも一方に、熱膨張許容層を介して熱膨張性耐火材層を備えた耐火ダクトが本発明の目的に適うことを見出し本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち本発明は、
［１］金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方に耐火被覆層を備えるものであって、
前記耐火被覆層は、熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の少なくとも三層が、前記金属ダクト側から熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の順に配置されていることを特徴とする、耐火ダクトを提供するものである。
【００１２】
また本発明は、
［２］前記熱膨張許容層は、空気、不燃性発泡体および無機繊維からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、上記［１］に記載の耐火ダクトを提供するものである。
【００１３】
また本発明は、
［３］前記熱膨張許容層は、
前記金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方と、
前記熱膨張性耐火材層と、
の間に存在する空気からなり、
前記熱膨張性耐火材層は、前記金属ダクトに設置された鍔フランジの外周面および前記金属ダクトに設置された金属製スぺーサの少なくとも一方により保持されていることを特徴とする、上記［１］または［２］に記載の耐火ダクトを提供するものである。
【００１４】
また本発明は、
［４］前記熱膨張許容層の厚みが、前記金属ダクトの外周面と前記熱膨張性耐火材層との距離、または前記金属ダクトの内周面と前記熱膨張性耐火材層との距離を基準として、１〜１５ｍｍの範囲であることを特徴とする、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の耐火ダクトを提供するものである。
【００１５】
また本発明は、
［５］前記熱膨張性耐火材層は、熱膨張性層状無機物およびリン化合物の少なくとも一つを含むことを特徴とする、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の耐火ダクトを提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の耐火ダクトによれば、前記耐火ダクトが火災の炎等にさらされた場合には前記耐火ダクトに含まれる熱膨張性耐火材層が前記金属ダクトの外周面や内周面に向かって膨張することから、膨張した熱膨張性耐火材層により火災等の炎や煙が前記耐火ダクト内部に侵入することを防止することができる。このため建物内部の一つの防火区画で火災等が発生した場合でも、その火災等による炎や煙が他の防火区画へ広がることを防止することができる。
【００１７】
また本発明の耐火ダクトの場合、火災等の熱により前記熱膨張性耐火材層は前記金属ダクトの外周面や内周面に向かって膨張することから、膨張後の前記熱膨張性耐火材層に脆弱な部分が生じることを防止することができる。
【００１８】
さらに本発明の耐火ダクトによれば、火災等の熱により膨張した前記熱膨張性耐火材層が前記耐火ダクトに含まれる金属ダクトの内外周面と金属層とにより挟まれているためその形状保持性に優れる。このため膨張した前記熱膨張性耐火材層は容易に崩れることはなく、前記耐火ダクト内部への火災等の炎や煙の侵入を防止することができる。
【００１９】
また本発明の耐火ダクトによれば、前記熱膨張性耐火材層を前記耐火ダクトに含まれる金属ダクトの内周面側に設置した場合でも、前記熱膨張性耐火材層のさらに内側に金属層が存在するため、前記耐火ダクトに含まれる金属ダクト内部が膨張した前記熱膨張性耐火材層により閉塞されることがない。
このため、前記耐火ダクトの火災発生時の排煙機能や、避難者に対する新鮮な空気の供給機能等を阻害することがなく、火災等に伴う災害の拡大を防止することができる。
【００２０】
また本発明の耐火ダクトは複雑な構成を必要としないため容易に施工することができ、単位時間当たりの施工性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の耐火ダクトについて説明するが、最初に本発明に使用する金属ダクトについて説明する。
本発明に使用する金属ダクトは、通常アルミニウム、鋼鉄、ステンレス、銅等の金属製のものが使用されるがこれに限定されるものではない。
また前記金属ダクトの形状は、その断面が正方形、長方形、円形、楕円形、多角形等の一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００２２】
図３は本発明に使用する金属ダクトの具体例を例示した模式要部斜視図である。
図３に例示した金属ダクト６の形状はその断面が円形ものであり、鋼鉄により形成されている。
【００２３】
前記金属ダクト６の直径は、好ましくは３ｃｍ〜５ｍの範囲であり、さらに好ましくは３０ｃｍ〜２ｍの範囲である。
また図３に例示される金属ダクトユニット７の端部に設けられた鍔フランジ８同士をボルト９等の固定手段により固定することにより、前記金属ダクトユニット７同士が連結され、前記金属ダクト６が形成されている。
前記鍔フランジ８同士の間には必要に応じてリング状の耐熱パッキン、金属ワッシャー等を設置することができる。
【００２４】
図４は本発明に使用する、別の金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
先に図３により例示した前記金属ダクト６の形状はその断面が円形であったが、図４に例示した前記金属ダクト１０の形状はその断面が長方形である点が異なる。
前記金属ダクト１０の断面の短辺および長辺の長さは、好ましくは３ｃｍ〜５ｍの範囲であり、さらに好ましくは３０ｃｍ〜２ｍの範囲である。
【００２５】
また金属ダクトユニット７同士が連結され、前記金属ダクト１０が形成されている点、鍔フランジ８同士の間に必要に応じて枠状の耐熱パッキン、金属ワッシャー等を設置することができる点等は前記金属ダクト６の場合と同様である。
【００２６】
次に本発明に使用する耐火被覆層について説明する。
前記耐火被覆層は、熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の少なくとも三層を有するものである。
【００２７】
前記熱膨張許容層としては、空気、不燃性発泡体、無機繊維等を含んでなる層を挙げることができる。
前記不燃性発泡体としては、例えば、焼石膏粉末等の無機粉末とアルミニウム粉末等の金属粉末とを混合した後、フッ化水素酸を用いて反応させた無機金属系発泡体等、
フッ化ポリオレフィン等の不燃性樹脂を発泡させてなる不燃性樹脂発泡体等が挙げられる。
前記無機繊維としては、例えば、ロックウール、セラミックウール、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維、セラミックブランケット等が挙げられる。
【００２８】
また前記熱膨張性耐火材層としては、例えば、熱膨張性耐火材料をシート状に成形した熱膨張性耐火材シート等を挙げることができる。
【００２９】
前記熱膨張性耐火シートは、前記熱膨張性耐火材料からなるものに限定されず、例えば、前記熱膨張性耐火材料と金属箔類との積層体、前記熱膨張性耐火材料と無機繊維類との積層体、前記熱膨張性耐火材料と樹脂類との積層体等を使用することができる。
前記金属箔類としては、例えば、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、錫箔、鉛箔、錫鉛合金箔、クラッド箔、鉛アンチ箔等の金属箔等が挙げられる。
前記無機繊維類としては、例えば、ガラスクロス、シリカクロス、アルミナクロス等を挙げることができる。
前記樹脂類としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、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（ＡＢＳ）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、ポリイソブチレン等が挙げられる。
なお前記金属箔類、前記無機繊維類および前記樹脂類として列挙したものは例示であり、これらに限定されるものではない。
【００３０】
前記熱膨張性耐火材層の厚みは、耐火性の面から０．１〜１０ｍｍの範囲のものが好ましく、経済性の面から製造が困難にならない０．３〜３ｍｍの範囲であればさらに好ましい。
【００３１】
また前記金属層としては、例えば、アルミニウム、鋼鉄、ステンレス、銅等の金属板等、
アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、錫箔、鉛箔、錫鉛合金箔、クラッド箔、鉛アンチ箔等の金属箔類等に加えて、前記金属板と無機繊維類との積層体、前記金属箔類と無機繊維類との積層体、前記金属板、前記無機繊維類および前記金属箔類との積層体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記無機繊維類としては、先の場合と同様、ガラスクロス、シリカクロス、アルミナクロス等を使用することができる。
前記金属層の厚みは、取扱性の面から０．００１〜５ｍｍの範囲のものが好ましく、０．００５〜２ｍｍの範囲であればさらに好ましい。
【００３２】
前記熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層は、前記金属ダクト側からそれぞれ熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の順に配置されているものである。
【００３３】
図５〜７は前記耐火被覆層と前記金属ダクトとの関係を説明するための模式要部断面図である。
ここで図５〜７における前記熱膨張許容層１２として空気が使用されているものである。
図５では前記金属ダクト６の外周面１１側に熱膨張許容層１２が設けられていて、さらにその外側に熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が設けられている。
【００３４】
火災等の熱が前記金属層１４を通して前記熱膨張性耐火材層１３に伝わると、前記熱膨張性耐火材層は膨張し、前記熱膨張許容層１２を閉塞させる。これにより前記金属ダクト６内部に外部からの火災等の炎や煙の侵入を防止することができると共に、火災等の熱が直接前記金属ダクト６に伝わることを防止することができ、火災等の熱による前記金属ダクト６の変形等を防止することができる。
【００３５】
図６では前記金属ダクト６の内周面１５側に熱膨張許容層１２が設けられていて、さらにその内側に熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が設けられている。
火災等の熱により前記金属ダクト６が変形したり亀裂が生じたりした場合であっても、前記熱膨張性耐火材層１３が前記金属ダクト６の内周面に向かって膨張するため、外部から火災等による炎や煙が前記金属ダクト６内へ侵入することを防止することができる。
【００３６】
また前記金属層１４が膨張した熱膨張性耐火材層１３を押しとどめる機能を有するため前記金属ダクト６内部の全てが閉塞されることはなく、前記金属ダクト６の排煙機能や換気機能等を損なうことを防止することができる。
【００３７】
図７では前記金属ダクト６の外周面１１および内周面１５に熱膨張許容層１２がそれぞれ設けられている。
また図５および図６の場合と同様に熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が設けられている。
【００３８】
これにより、外部からの火災等による炎や煙が前記金属ダクト６内部へ侵入することを防止することができると共に、前記金属ダクト６内部が膨張した熱膨張性耐火材層１３により閉塞されることも防止することができる。
【００３９】
図５〜７に例示した前記耐火被覆層２００の厚みは、前記金属ダクトの外周面と前記熱膨張性耐火材層との距離、または前記金属ダクトの内周面と前記熱膨張性耐火材層との距離を基準として、１〜１５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００４０】
また熱膨張性耐火材層１３および金属層１４を形成する方法としては、例えば鋼鉄製等の金属板等に熱膨張性耐火材料を溶融押出する方法、鋼鉄製等の金属板等に熱膨張性耐火材シートを貼着する方法等を挙げることができる。
【００４１】
前記金属板等に熱膨張性耐火材シートを貼着する方法としては、例えば、前記金属板等と熱膨張性耐火材シートとを熱プレスにより溶融貼着する方法、前記熱膨張性耐火材シートに粘着性を持たせて前記金属板等に貼着する方法、接着剤により前記金属板等と熱膨張性耐火材シートとを貼着する方法等を挙げることができる。
【００４２】
次に前記耐火被覆層２００と前記金属ダクト６との関係について説明する。
図８は、前記金属ダクト６の外周面１１に前記耐火被覆層２００が設けられた状態を例示した模式部分断面図である。
【００４３】
図８に例示する様に、前記金属ダクト６を構成する金属ダクトユニット７の端部に設けられた鍔フランジ８の外周面により熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が保持されている。前記耐火被覆層２００のうち、熱膨張許容層１２は前記金属ダクト６の外周面と前記熱膨張性耐火材層１３との間に存在する空気により構成されている。
【００４４】
前記鍔フランジ８の外周面に熱膨張性耐火材層１３および金属層１４を保持させる方法としては、例えば、熱膨張性耐火材シートが貼着された金属板等を丸めて前記鍔フランジ８の外周面に接触させてから前記鍔フランジの外周面に溶接ピンで固定する方法、接着剤で接着する方法、
金属製の針金等により前記耐火被覆層２００の外周を固定する方法、
不燃性テープにより前記耐火被覆層２００の外周を接着する方法等の一種もしくは二種以上の方法により行うことができる。
【００４５】
図８の場合では前記鍔フランジ８の外周面により前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が保持されているが、この鍔フランジ８の外周面に代えて、または前記鍔フランジ８の外周面と共に、金属製スペーサを用いて前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４を保持することもできる。
【００４６】
図９は前記金属製スペーサを例示した模式要部斜視図である。
図９に例示した金属製スペーサ１６により、前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が保持されている。
【００４７】
前記金属製スペーサ１６の形状は、前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４を保持することができれば特に限定はないが、前記金属ダクト６の外周面から、前記熱膨張性耐火材層１３に前記金属製スペーサ１６が接触するまでの距離が、前記金属ダクト６の外周面から前記鍔フランジ８の外周面までの距離と略等しいものであれば好ましい。
【００４８】
また前記金属製スペーサ１６は、例えば、アルミニウム、鋼鉄、ステンレス、銅等の金属等の一種もしくは二種以上からなるものである。
【００４９】
前記金属製スペーサ１６は前記金属ダクト６に対して着脱可能に固定されている。
前記金属製スペーサ１６を前記金属ダクト６に対して着脱可能に固定する方法としては、例えば、半円状の二つの前記金属スペーサ本体をヒンジ等により組み合わせて開閉可能とした金属スペーサ等を利用する方法等を挙げることができる。
【００５０】
図１０は、前記金属ダクト６の内周面に前記耐火被覆層２００が設けられた状態を例示した模式部分斜視図である。
前記金属ダクト６の内周に接して設置することのできる金属スペーサ１６の内側に、熱膨張性耐火材層１３を外側に向けると共に金属層１４を内側に向けて、それぞれ前記熱膨張性耐火材層１３および金属層１４が配置されている。
【００５１】
図９および図１０により説明した様に、前記鍔フランジ８や前記金属スペーサ１６等を使用することにより、前記金属ダクト６の外周面や内周面と、前記熱膨張性耐火材層１３との間に空間を設けることができ、空気による前記熱膨張許容層１２を設けることができる。
【００５２】
なお、前記熱膨張許容層１２の空気に代えて、もしくは空気と共に、前記熱膨張性耐火材層１３の膨張を阻害しない範囲で不燃性発泡体、無機繊維等を設けることもできる。
【００５３】
次に本発明の耐火ダクトに使用する熱膨張性耐火材料について説明する。
前記熱膨張性耐火材料としては、例えば、具体的には熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂成分、熱膨張性層状無機物、リン化合物、無機充填材等を含む樹脂組成物からなるもの等を挙げることができる。
【００５４】
前記樹脂組成物の各成分のうち、まず前記樹脂成分について説明する。
【００５５】
前記熱可塑性樹脂としては、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（ＡＢＳ）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、ポリイソブチレン等の合成樹脂類、
天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、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、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴム物質等が挙げられる。
【００５６】
これらの合成樹脂類及び／又はゴム物質は、一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００５７】
前記合成樹脂類及び／又はゴム物質の中でも、ハロゲン化されたものは、それ自体難燃性が高く、熱による脱ハロゲン化反応により架橋が起こり、加熱後の残渣の強度が向上する点において好ましい。
【００５８】
前記ポリエチレン系樹脂としては、例えば、エチレン単独重合体、エチレンを主成分とするエチレンと他のα−オレフィンとの共重合体、エチレンとα−オレフィン以外のモノマーとの共重合体及びこれらの共重合体や重合体の混合物等が挙げられる。
【００５９】
前記エチレンを主成分とするエチレンと他のα−オレフィンとの共重合体におけるα−オレフィンとしては、例えば、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−ブテン、１−ペンテン等が挙げられる。
【００６０】
また、前記エチレンとα−オレフィン以外のモノマーとの共重合体としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メタクリレート共重合体等が挙げられる。
【００６１】
前記エチレン単独重合体又はエチレンと他のα−オレフィンとの共重合体としては、例えば、チーグラー・ナッタ触媒、バナジウム触媒、４価の遷移金属を含むメタロセン化合物等を重合触媒として重合されたものが挙げられるが、中でも、４価の遷移金属を含むメタロセン化合物等を触媒として得られるポリエチレン系樹脂が好ましい。
【００６２】
前記合成樹脂類及び／又はゴム物質には、更に、本発明における発泡断熱材の耐火性能を阻害しない範囲で、架橋や変性が施されてもよい。
【００６３】
前記合成樹脂類及び／又はゴム物質の架橋や変性を行う時期については、特に限定されず、予め架橋、変性した前記合成樹脂類及び／又はゴム物質を用いてもよく、後述するリン化合物や無機充填材等の他の成分を配合する際に同時に架橋や変性を行ってもよい。
【００６４】
また、前記合成樹脂類及び／又はゴム物質に他の成分を配合した後に架橋や変性してもよく、上記架橋や変性は、いずれの段階で行ってもよい。
【００６５】
前記の架橋方法については特に限定されず、前記合成樹脂類及び／又はゴム物質について通常行われる架橋方法により実施することができる。例えば、各種架橋剤、過酸化物等を使用する架橋方法、電子線照射による架橋方法が挙げられる。
【００６６】
また、本発明に使用する樹脂成分のうち、先に示したエポキシ樹脂としては、特に限定はないが、例えば、エポキシ基を持つモノマーと硬化剤とを反応させて得られる樹脂等を挙げることができる。
【００６７】
前記エポキシ基を持つモノマーとしては、例えば、２官能のグリシジルエーテル型として、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、ネオペンチルグリコール型、１，６−ヘキサンジオール型、トリメチロールプロパン型、プロピレンオキサイド−ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型等のモノマーが挙げられる。
【００６８】
また、グリシジルエステル型として、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モノマーが挙げられる。
【００６９】
更に多官能のグリシジルエーテル型として、フェノールノボラック型、オルトクレゾール型、ＤＰＰノボラック型、ジシクロペンタジエン、フェノール型等のモノマーが挙げられる。
【００７０】
これらは、一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００７１】
また、前記硬化剤としては、例えば、重付加型硬化剤、触媒型硬化剤等が挙げられる。
前記重付加型硬化剤としては、例えば、ポリアミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメルカプタン等が挙げられる。
前記触媒型硬化剤としては、例えば三級アミン類、イミダゾール類、ルイス酸錯体等が挙げられる。
これらエポキシ樹脂の硬化方法は特に限定されず、公知の方法により行うことができる。
【００７２】
なお、前記樹脂成分の溶融粘度、柔軟性、粘着性等の調整のため、二種以上の樹脂成分をブレンドしたものを使用することができる。
【００７３】
次に前記樹脂組成物の各成分のうち、前記熱膨張性層状無機物について説明する。
【００７４】
前記熱膨張性層状無機物は加熱時に膨張するものであるが、かかる熱膨張性層状無機物に特に限定はなく、例えば、バーミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛等を挙げることができる。
【００７５】
前記熱膨張性黒鉛とは、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、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、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。
【００７６】
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たものを使用するのが好ましい。
【００７７】
前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。
【００７８】
前記アルカリ金属化合物および前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。
【００７９】
前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。
【００８０】
粒度が２０メッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さく、充分な耐火断熱層が得られにくく、また、粒度が２００メッシュより大きくなると、黒鉛の膨張度が大きいという利点はあるが、前記熱可塑性樹脂又はエポキシ樹脂と混練する際に分散性が悪くなり、物性が低下し易い。
【００８１】
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。
【００８２】
次に先の樹脂組成物の各成分のうち、前記無機充填材について説明する。
【００８３】
前記無機充填材としては、特に限定されないが、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、炭酸カルシウム、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、ケイ酸カルシウム等のカリウム塩、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、セビオライト、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、ホウ酸亜鉛、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、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等が挙げられる。
【００８４】
これらは、一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００８５】
前記無機充填材は骨材的役割を果たして、加熱後に生成する膨張断熱層強度の向上や熱容量の増大に寄与する。
【００８６】
このため、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛で代表される金属炭酸塩、骨材的役割の他に加熱時に吸熱効果も付与する水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムで代表される含水無機物が好ましく、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び周期律表ＩＩｂの金属炭酸塩又はこれらと前記含水無機物との混合物が好ましい。
【００８７】
また、リン化合物は、難燃性を向上させるため、または窒素化合物、アルコール類等と組み合わせて熱膨張性機能を発現するために用いられる。
【００８８】
前記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；リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム等のリン酸金属塩；ポリリン酸アンモニウム類；化学式１で表される化合物等が挙げられる。
【００８９】
これらのリン化合物は、一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００９０】
これらのうち、耐火性の観点から、赤リン、下記の化学式で表される化合物、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。
【００９１】
【化１】
上記化学式中、Ｒ１及びＲ３は、水素、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数６〜１６のアリール基を表す。
【００９２】
Ｒ２は、水酸基、炭素数１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数１〜１
６の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、炭素数６〜１６のアリール基、又は、炭素数６〜１６のアリールオキシ基を表す。
【００９３】
前記化学式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。
【００９４】
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。
【００９５】
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等が挙げられるが、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適に用いられる。
【００９６】
市販品としては、例えば、クラリアント社製の「商品名：ＥＸＯＬＩＴ ＡＰ４２２」及び「商品名：ＥＸＯＬＩＴ ＡＰ４６２」等が挙げられる。
【００９７】
前記リン化合物は、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。
【００９８】
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。
【００９９】
前記窒素化合物としては、特に限定はないが、メラミン系化合物等であれば好ましい。
また前記アルコール類としては、特に限定はないが、ペンタエリスリトール等の多価アルコール等であれば好ましい。
【０１００】
本発明に使用する無機充填材が粒状の場合には、その粒径としては、０．５〜２００μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは、１〜５０μｍの範囲のものである。
【０１０１】
無機充填材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、粒径の小さいものが好ましいが、粒径０．５μｍ未満では二次凝集が起こり、分散性が悪くなることがある。
【０１０２】
また、無機充填材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が、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。
【０１０３】
なお、粒径が２００μｍを超えると、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がある。
【０１０４】
前記無機充填材の中でも、特に骨材的役割を果たす炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の金属炭酸塩；骨材的役割の他に加熱時に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の含水無機物が好ましい。
【０１０５】
前記含水無機物及び金属炭酸塩を併用することは、燃焼残渣の強度向上や熱容量増大に大きく寄与すると考えられる。
【０１０６】
前記無機充填材の中で、特に水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の含水無機物は、加熱時の脱水反応によって生成した水のために吸熱が起こり、温度上昇が低減されて高い耐熱性が得られる点、及び、燃焼残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働くことで燃焼残渣の強度が向上する点で好ましい。
【０１０７】
また、水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムは、脱水効果を発揮する温度領域が異なるため、併用すると脱水効果を発揮する温度領域が広くなり、より効果的な温度上昇抑制効果が得られることから、併用することが好ましい。
【０１０８】
前記含水無機物の粒径は、小さくなると嵩が大きくなって高充填化が困難となるので、脱水効果を高めるために高充填するには粒径の大きなものが好ましい。
【０１０９】
具体的には、粒径が１８μｍでは、１．５μｍの粒径に比べて充填限界量が約１．５倍程度向上することが知られている。
【０１１０】
さらに、粒径の大きいものと小さいものとを組み合わせることによって、より高充填化が可能となる。
【０１１１】
前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、粒径１μｍの「商品名：ハイジライトＨ−４２Ｍ」（昭和電工社製）、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。
【０１１２】
前記炭酸カルシウムの市販品としては、例えば、粒径１．８μｍの「商品名：ホワイトンＳＢ赤」（白石カルシウム社製）、粒径８μｍの「商品名：ＢＦ３００」（備北粉化社製）等が挙げられる。
【０１１３】
冒頭に説明したとおり、本発明に使用する熱膨張性耐火材としては、上記に説明した熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂成分、前記熱膨張性層状無機物、前記無機充填材等を含む樹脂組成物からなるもの等を挙げることができるが、次にこれらの配合について説明する。
【０１１４】
前記樹脂組成物は、前記熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂成分１００重量部に対し、前記熱膨張性層状無機物を２０〜３５０重量部及び前記無機充填材を５０〜４００重量部の範囲で含むものが好ましい。
【０１１５】
また、前記熱膨張性層状無機物および前記無機充填材の合計は、２００〜６００重量部の範囲が好ましい。
【０１１６】
かかる樹脂組成物は加熱によって膨張し耐火断熱層を形成する。この配合によれば、前記熱膨張性耐火材は火災等の加熱によって膨張し、必要な体積膨張率を得ることができ、膨張後は所定の断熱性能を有すると共に所定の強度を有する残渣を形成することもでき、安定した防火性能を達成することができる。
【０１１７】
前記熱膨張性層状無機物の量が２０重量部未満であると、膨張倍率が不足し、充分な耐火、防火性能が得られないことがある。
一方、熱膨張性層状無機物の量が３５０重量部を超えると、擬集力が不足するため、成形品としての強度が得られないことがある。
【０１１８】
また前記無機充填材の量が５０重量部未満であると、燃焼後の残体積量が減少するため、充分な耐火断熱層が得られないことがある。
さらに可燃物の比率が増加するため、難燃性が低下することがある。
【０１１９】
一方、無機充填材の量が４００重量部を超えると樹脂成分の配合比率が減少するため、凝集力が不足して成形品としての強度が得られにくい。
【０１２０】
前記樹脂組成物における熱膨張性層状無機物及び無機充填材の合計量は、２００重量部未満では燃焼後の残渣量が不足して十分な耐火性能が得られにくく、６００重量部を超えると機械的物性の低下が大きくなり、使用に耐えられなくなることがある。
【０１２１】
さらに本発明に使用する前記樹脂組成物は、それぞれ本発明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、粘着付与樹脂等の添加剤、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。
また本発明に使用する熱膨張性耐火材層の力学的強度向上のためにガラス繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維、ステンレス繊維、スラグ繊維等を使用することもできる。
【０１２２】
次に前記樹脂組成物の製造方法について説明する。
前記樹脂組成物の製造方法に特に限定はないが、例えば、前記樹脂組成物に含まれる前記樹脂分が熱可塑性樹脂である場合は、前記樹脂組成物の各成分を押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー等公知の混練装置に供給して溶融混練する方法や、前記樹脂組成物の各成分を有機溶剤に懸濁さたり、加温して溶融させたりして塗料状にしたり、溶剤に分散してスラリーを調製する等の方法により、前記樹脂組成物を得ることができる。
【０１２３】
また、前記樹脂組成物に含まれる前記樹脂分が前記エポキシ樹脂である場合は、例えば、前記樹脂組成物を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や、溶剤に分散してスラリーを調製する等の方法、また前記樹脂組成物を加熱下に溶融させる等の方法により前記樹脂組成物を得ることができる。
【０１２４】
前記樹脂組成物は、上記各成分を単軸押出機、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ができる。
【０１２５】
また、エポキシ基をもつモノマーと硬化剤とに別々に充填材を混練しておき、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。
以上の様に混練した前記樹脂組成物は押出成形、射出成形、鋳型成形、プレス成形等の公知の成形技術により適宜必要な形状に成形することができる。
【０１２６】
以上説明した方法により、本発明に使用する前記熱膨張性耐火材料を得ることができる。
【０１２７】
前記熱膨張性耐火材料は市販品として入手可能であり、例えば、住友スリ―エム社製のファイアバリア（クロロプレンゴムとバーミキュライトを含有する樹脂組成物からなる熱膨張性耐火材、膨張率：３倍、熱伝導率：０．２０ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、三井金属塗料社のメジヒカット（ポリウレタン樹脂と熱膨張性黒鉛を含有する樹脂組成物からなる熱膨張性耐火材、膨張率：４倍、熱伝導率：０．２１ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、積水化学工業社製フィブロック（ブチルゴムを含む熱膨張性耐火材）等の熱膨張性耐火材料等も挙げられる。
【０１２８】
前記熱膨張性耐火材料は、火災時などの高温にさらされた際にその膨張層により断熱し、かつその膨張層の強度があるものであれば特に限定されないが、５０ｋＷ／ｍ２の加熱条件下で３０分間加熱した後の体積膨張率が３〜５０倍のものであれば好ましい。前記体積膨張率が３倍を下回ると、膨張体積が前記樹脂成分の焼失部分を十分に埋めきれず防火性能が低下することがある。また５０倍を超えると、膨張層の強度が下がり、火炎の貫通を防止する効果が低下することがある。より好ましくは、体積膨張率が５〜４０倍の範囲であり、さらに好ましくは８〜３５倍の範囲である。
【０１２９】
前記膨張層が自立するためには、前記膨張層は強度の大きいことが必要であり、その強度としては、圧縮試験器にて０．２５ｃｍ２の圧子を用いて、前記膨張層のサンプルを０．１ｍ／ｓの圧縮速度で測定した場合の破断点応力が０．０５ｋｇｆ／ｃｍ２以上であれば好ましい。破断点応力が０．０５ｋｇｆ／ｃｍ２を下回ると、断熱膨張層が自立できなくなり防火性能が低下することがある。より好ましくは、０．１ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。
【０１３０】
次に本発明に耐火ダクトの実施態様について実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
なお、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【０１３１】
図１１は、実施例１に使用する金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
実施例１では金属ダクトとして鋼鉄製のスパイラルダクト２０が使用されている。このスパイラルダクト２０の破線Ａにより囲んだ鍔フランジ２１を拡大した模式要部断面図が図１２である。
図１２により例示される様に、前記スパイラルダクト２０の鍔フランジ２１は鋼鉄板を折り返すことにより形成されている。
【０１３２】
図１３は前記金属ダクトに耐火被覆層が設置された状態を説明するための模式要部断面図である。
厚さが１ｍｍのアルミニウム板２２に厚さ３ｍｍの熱膨張性耐火材シート２３が積層された積層板２４を、前記熱膨張性耐火シート２３が前記スパイラルダクト２０の外周面側となるように丸めて設置する。
【０１３３】
粘着テープで前記積層板２４を固定した後、タッカー等の固定手段を用いて前記熱膨張性耐火材シート２３が前記鍔フランジ２１の外周面に接する様に固定する。この施工により実施例１の耐火ダクト３００が得られる。
【０１３４】
前記耐火被覆層２５は、前記スパイラルダクト２０の外周面と前記熱膨張性耐火材シート２３との間に存在する空気からなる熱膨張許容層１２、前記熱膨張性耐火材シート２３からなる前記熱膨張性耐火材層および前記アルミニウム板２２からなる金属層の三層から構成されている。
【０１３５】
実施例１の耐火ダクトは前記金属ダクトの外周に対して金属板および熱膨張性耐火材シートが積層されてなる積層板を配置することにより得ることができ、簡便に施工することができ、単位時間当たりの生産性に優れる。
また耐火ダクトの外部で火災等が発生した場合には前記熱膨張性耐火材層が膨張して前記熱膨張許容層を閉塞させるため、外部で発生した火災等による炎や煙が前記金属ダクト内部に侵入することを防止することができる。また、膨張した前記熱膨張性耐火材層は脆弱な部分がないため形状保持性に優れる。
【実施例２】
【０１３６】
図１４は、実施例２に使用する金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
実施例２では金属ダクトとして、断面が長方形の鋼鉄製の角形ダクト３０が使用されている。
また前記角形ダクト３０の内部には鋼鉄製フレーム３１が金属製スペーサとして複数挿入されている。
【０１３７】
図１５は、前記金属ダクトに耐火被覆層が設置された状態を説明するための模式要部断面図である。
【０１３８】
２ｍｍのステンレス板３２に厚さ３ｍｍの熱膨張性耐火材シート３３が積層された積層板３４を、前記鋼製フレーム３１に挿入する。
【０１３９】
必要に応じてタッカー等の固定手段により前記積層板３４を固定する。この施工により耐火被覆層３５を備えた実施例２の耐火ダクト４００が得られる。
【０１４０】
前記耐火被覆層３５は、前記角形ダクト３０の内周面と前記熱膨張性耐火材シート３３との間に存在する空気からなる熱膨張許容層１２、前記熱膨張性耐火材シート３３からなる前記熱膨張性耐火材層およびステンレス板３２からなる金属層の三層から構成されている。さらには前記熱膨張性耐火材層である前記熱膨張性耐火材シート３３は熱膨張性耐火材からなる層３６およびアルミラミネートガラスクロス層３７を含む。
【０１４１】
実施例２の耐火ダクトは、前記金属製スペーサを用いて、金属板および熱膨張性耐火材シートを含んでなる積層板を配置することにより得ることができ、簡便に施工することができ、単位時間当たりの生産性に優れる。
【０１４２】
また耐火ダクトの外部で火災等が発生した場合には前記熱膨張性耐火材層が膨張して前記熱膨張許容層を閉塞させるため、外部で発生した火災等による炎や煙が前記金属ダクト内部に侵入することを防止することができる。また、膨張した前記熱膨張性耐火材層は脆弱な部分がないため形状保持性に優れる。さらには前記金属ダクト内部では前記金属板を越えて前記熱膨張性耐火材層が膨張しないため、前記金属ダクト内部全体が閉塞されることはなく、耐火ダクトの排気機能、換気機能等を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】金属ダクトの外周に接して熱膨張性耐火材層を設けた耐火ダクトの模式断面図である。
【図２】金属ダクトの外周に接して熱膨張性耐火材層を設けた耐火ダクトの模式断面図である。
【図３】本発明に使用する金属ダクトの具体例を例示した模式要部斜視図である。
【図４】本発明に使用する、別の金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
【図５】耐火被覆層と金属ダクトとの関係を説明するための模式要部断面図である。
【図６】耐火被覆層と金属ダクトとの関係を説明するための模式要部断面図である。
【図７】耐火被覆層と金属ダクトとの関係を説明するための模式要部断面図である。
【図８】金属ダクトの外周面に耐火被覆層が設けられた状態を例示した模式部分断面図である。
【図９】金属製スペーサを例示した模式要部斜視図である。
【図１０】金属ダクトの内周面に耐火被覆層が設けられた状態を例示した模式部分斜視図である。
【図１１】実施例１に使用する金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
【図１２】実施例１に使用する金属ダクトの鍔フランジを拡大して例示した模式要部断面図である。
【図１３】金属ダクトに耐火被覆層が設置された状態を説明するための模式要部断面図である。
【図１４】実施例２に使用する金属ダクトを例示した模式要部斜視図である。
【図１５】金属ダクトに耐火被覆層が設置された状態を説明するための模式要部断面図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１、５、６、１０ 金属ダクト
２、１３ 熱膨張性耐火材層
３ 頂点
４ 膨張後の熱膨張性耐火材層
７ 金属ダクトユニット
８、２１ 鍔フランジ
９ ボルト
１１ 金属ダクトの外周面
１２ 熱膨張許容層
１４ 金属層
１５ 金属ダクトの内周面
１６ 金属製スペーサ
２０ スパイラルダクト
２２ アルミニウム板
２３、３３ 熱膨張性耐火材シート
２４、３４ 積層板
３０ 鋼鉄製の角形ダクト
３１ 鋼鉄製フレーム
３２ ステンレス板
３６ 熱膨張性耐火材からなる層
３７ アルミラミネートガラスクロス層
１００、１０２、３００ 耐火ダクト
１０１、１０３ 加熱後の耐火ダクト
２５、３５、２００ 耐火被覆層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方に耐火被覆層を備えるものであって、
前記耐火被覆層は、熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の少なくとも三層が、前記金属ダクト側から熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の順に配置されていることを特徴とする、耐火ダクト。
【請求項２】
前記熱膨張許容層は、空気、不燃性発泡体および無機繊維からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の耐火ダクト。
【請求項３】
前記熱膨張許容層は、
前記金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方と、
前記熱膨張性耐火材層と、
の間に存在する空気からなり、
前記熱膨張性耐火材層は、前記金属ダクトに設置された鍔フランジの外周面および前記金属ダクトに設置された金属製スぺーサの少なくとも一方により保持されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の耐火ダクト。
【請求項４】
前記熱膨張許容層の厚みが、前記金属ダクトの外周面と前記熱膨張性耐火材層との距離、または前記金属ダクトの内周面と前記熱膨張性耐火材層との距離を基準として、１〜１５ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の耐火ダクト。
【請求項５】
前記熱膨張性耐火材層は、熱膨張性層状無機物およびリン化合物の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の耐火ダクト。
【請求項１】
金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方に耐火被覆層を備えるものであって、
前記耐火被覆層は、熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の少なくとも三層が、前記金属ダクト側から熱膨張許容層、熱膨張性耐火材層および金属層の順に配置されていることを特徴とする、耐火ダクト。
【請求項２】
前記熱膨張許容層は、空気、不燃性発泡体および無機繊維からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の耐火ダクト。
【請求項３】
前記熱膨張許容層は、
前記金属ダクトの外周面および金属ダクトの内周面の少なくとも一方と、
前記熱膨張性耐火材層と、
の間に存在する空気からなり、
前記熱膨張性耐火材層は、前記金属ダクトに設置された鍔フランジの外周面および前記金属ダクトに設置された金属製スぺーサの少なくとも一方により保持されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の耐火ダクト。
【請求項４】
前記熱膨張許容層の厚みが、前記金属ダクトの外周面と前記熱膨張性耐火材層との距離、または前記金属ダクトの内周面と前記熱膨張性耐火材層との距離を基準として、１〜１５ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の耐火ダクト。
【請求項５】
前記熱膨張性耐火材層は、熱膨張性層状無機物およびリン化合物の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の耐火ダクト。
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１５】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２４９９７６（Ｐ２００９−２４９９７６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０１９５７（Ｐ２００８−１０１９５７）
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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