JP2000055244A

JP2000055244A - 防火区画貫通部材

Info

Publication number: JP2000055244A
Application number: JP10220634A
Authority: JP
Inventors: Masaki Tono; 正樹戸野; Bunji Yamaguchi; 文治山口; Norio Numata; 憲男沼田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】防火区画貫通部を貫通して施工された配管に
嵌め込まれて使用され、配管が、火災時に変形したり、
焼失するようことがあっても、仕切り部の一方の側で発
生した熱、火炎、煙等が他方側へ到達するのを防止する
防火区画貫通部材を提供する。【解決手段】建築物の仕切り部に形成された防火区画
貫通部を貫通する配管が挿通される防火区画貫通部材で
あって、該防火区画貫通部材が、熱膨張性材料からなる
筒状成形体から形成され、該筒状成形体の厚みが前記配
管外径の１〜２０％となされ、該筒状成形体の長さが前
記防火区画貫通部の厚さの５０〜１５０％となされてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の仕切り部
に形成された防火区画貫通部を貫通する配管に嵌め込ま
れて使用される防火区画貫通部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、建築物の床、壁、間仕切り等の仕
切り部には、配管等を貫通させるための貫通孔（区画貫
通部）を設け、この区画貫通部に配管（電線管、排水
管、ダクト等）を貫通させる。この区画貫通部が防火区
画貫通部の場合は、配管との隙間には、防耐火のため充
填材を充填して閉塞するための防火措置工法が行われて
いる。上記充填材による隙間の閉塞は、仕切り部の一方
の側で発生した火災による熱、火炎、煙等が他方の側へ
到達するのを遅らせたり、防止するために必要な措置で
ある。

【０００３】上記充填材としては、例えば、モルタル等
の液状のものを充填後に硬化させるタイプ：固体状の詰
め物タイプとが挙げられる。上記詰め物タイプの充填材
として、例えば、熱膨張性基材、セラミックファイバー
等の耐熱性繊維及び結合剤からなる、熱膨張性の弾性充
填材等が使用されている。

【０００４】上記配管材が金属管等のそれ自体に耐熱
性、不燃性を有する場合は、防火区画貫通部に従来の防
火措置工法を採用しても特に問題はないが、配管材が硬
質塩化ビニル管等の合成樹脂管の場合は、上記防火措置
工法を採用すると、配管材自体が燃焼性であったり、耐
熱性に劣るため、火災時に配管材が燃焼によて消失した
り、熱変形を起こしたりして防火区画貫通部に隙間が形
成されるため、仕切り部の一方の側で発生した熱、火
炎、煙等が他方側へ到達するのを防止することができな
かった。

【０００５】また、充填材等の従来の閉塞材料では１０
０ｍｍφ以上の大口径管を閉塞することはできなかっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
に鑑み、防火区画貫通部を貫通して施工された配管に嵌
め込まれて使用され、配管が火災時に変形したり、焼失
するようことがあっても、仕切り部の一方の側で発生し
た熱、火炎、煙等が他方側へ到達するのを防止する防火
区画貫通部材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の防火区画貫通部
材は、建築物の仕切り部に形成された防火区画貫通部を
貫通する配管が挿通される防火区画貫通部材であって、
該防火区画貫通部材が、熱膨張性材料からなる筒状成形
体から形成され、該筒状成形体の厚みが前記配管外径の
１〜２０％となされ、該筒状成形体の長さが前記防火区
画貫通部の厚さの５０〜１５０％となされていることを
特徴とする。

【０００８】本発明の防火区画貫通部材は、熱膨張性材
料からなる筒状成形体から形成される。上記筒状成形体
の厚みは、該筒状成形体を貫通する配管径の１〜２０％
に制限される。厚みが、配管径の１％未満では火災時に
十分な耐火断熱層が形成されず、２０％を超えると火災
時に耐火断熱層が十分に膨張しなくなるため、断熱性が
低下する。

【０００９】上記筒状成形体の長さは、防火区画貫通部
の（スラブ）厚さの５０〜１５０％に制限される。厚み
が、防火区画貫通部の厚さの５０％未満では火災時に十
分な耐火断熱層が形成されず、２０％を超えると火災時
に耐火断熱層が十分に膨張しなくなるため、断熱性が低
下する。

【００１０】上記熱膨張性材料は、エポキシ樹脂、リン
化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤を
含有する樹脂組成物から形成されるものが好ましい。

【００１１】上記樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂
は、特に限定されないが、基本的にはエポキシ基をもつ
モノマーと硬化剤を反応させることにより得られる。上
記エポキシ基をもつモノマーとしては、２官能のグリシ
ジルエーテル型、グリシジルエステル型、多官能のグリ
シジルエーテル型等のモノマーが例示される。

【００１２】上記２官能のグリシジルエーテル型のモノ
マーとしては、例えば、ポリエチレングリコール型、ポ
リプロピレングリコール型、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型、
水添ビスフェノールＡ型等のモノマーが例示される。

【００１３】上記グリシジルエステル型のモノマーとし
ては、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸型、テトラヒ
ドロ無水フタル酸型、ダイマー酸型、ｐ−オキシ安息香
酸型等のモノマーが例示される。

【００１４】上記多官能のグリシジルエーテル型のモノ
マーとしては、例えば、フェノールノボラック型、オル
ソクレゾールノボラック型、ＤＰＰノボラック型、ジシ
クロペンタジエン・フェノール型等のモノマーが例示さ
れる。

【００１５】これらのエポキシ基をもつモノマーは、単
独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

【００１６】上記硬化剤としては、重付加型又は触媒型
のものが用いられる。重付加型の硬化剤としては、例え
ば、ポリアミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメル
カプタン等が例示される。また、上記触媒型の硬化剤と
しては、例えば、３級アミン、イミダゾール類、ルイス
酸錯体等が例示される。

【００１７】上記エポキシ樹脂の硬化方法は、特に限定
されず、公知の方法によって行うことができる。

【００１８】上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；下記一般式（１）で
表される化合物等が挙げられる。これらのうち、耐火性
の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム類、及
び、下記一般式（１）で表される化合物が好ましく、さ
らに、性能、安全性、コスト等の面から、ポリリン酸ア
ンモニウム類がより好ましい。

【００１９】

【化１】

【００２０】式中、Ｒ¹，Ｒ³は、水素、炭素数１〜１
６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。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
１〜１６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。

【００２１】上記赤リンは、少量の添加で難燃効果が向
上する。赤リンとしては、市販の赤リンを用いることが
できるが、耐湿性、混練時に自然発火しない等の安全性
の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティングした
もの等が好適に用いられる。

【００２２】上記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、
特に難燃性、安全性、コスト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。市販品としては、例え
ば、クラリアント社製「ＡＰ４２２」、「ＡＰ４６
２」；住友化学社製「スミセーフＰ」；チッソ社製「テ
ラージュＣ６０」、「テラージュＣ７０」、「テラージ
ュＣ８０」等が挙げられる。

【００２３】上記一般式（１）で表される化合物として
は特に限定されず、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。なかでも、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。

【００２４】上記リン化合物は、単独で用いられてもよ
く、２種以上が併用されてもよい。

【００２５】上記中和処理された熱膨張性黒鉛とは、従
来公知の物質である熱膨張性黒鉛を中和処理したもので
ある。上記熱膨張性黒鉛は、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することにより生成するグ
ラファイト層間化合物であり、炭素の層状構造を維持し
たままの結晶化合物である。

【００２６】上述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すること
により、上記中和処理された熱膨張性黒鉛が得られる。

【００２７】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。

【００２８】上記アルカリ金属化合物及びアルカリ土類
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。

【００２９】上記中和処理された熱膨張性黒鉛の粒度
は、２０〜２００メッシュが好ましい。粒度が、２００
メッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さく、所
定の耐火断熱層が得られず、また、２０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、樹脂分と混練する際に分散性が悪くなり、物性の低
下が避けられない。

【００３０】上記中和処理された熱膨張性黒鉛の市販品
としては、例えば、日本化成社製「ＣＡ−６０Ｓ」、東
ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」、ＵＣＡＲＣａｒｂｏｎ
社製「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ＃１６０」、「ＧＲＡＦＧＵ
ＡＲＤ＃２２０」等が挙げられる。

【００３１】上記無機充填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、ドーンナイト、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「ＭＯＳ」（商品名）、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、脱水汚泥等が
挙げられる。

【００３２】一般的に、上記無機充填剤は、骨材的な働
きをすることから、残渣強度の向上や熱容量の増大に寄
与すると考えられる。上記無機充填剤は、単独で用いら
れてもよく、２種以上が併用されてもよい。

【００３３】上記無機充填剤の粒径としては、０．５〜
２００μｍが好ましく、より好ましくは１〜５０μｍで
ある。無機充填剤は、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、０．５μｍ未満では二次凝集が起こり、分散性が悪
くなる。上記無機充填剤の添加量が多いときは、高充填
が進むにつれて、樹脂組成物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で樹脂組成物の粘度を
低下させることができる点から、上記範囲のなかでも粒
径の大きいものが好ましい。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。

【００３４】上記無機充填剤の中で、特に水酸化マグネ
シウム、水酸化アルミニ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、
加熱残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働
くことで残渣強度が向上する点で特に好ましい。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
する温度領域が広がり、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。

【００３５】上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。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。さらに、粒径の大きいものと小さいもの
とを組合わせることによって、より高充填化が可能とな
る。

【００３６】上記炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の金属炭
酸塩は、上記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、ポリリン酸アンモニウムとの反応で膨
張を促進すると考えられる。また、有効な骨材として働
き、燃焼後に形状保持性の高い残渣を形成する。

【００３７】上記無機充填剤の市販品では、例えば、水
酸化アルミニウムとして、粒径１μｍの「Ｈ−４２Ｍ」
（昭和電工社製）、粒径１８μｍの「Ｈ−３１」（昭和
電工社製）；炭酸カルシウムとして、粒径１．８μｍの
「ホワイトンＳＢ赤」（白石カルシウム社製）、粒径８
μｍの「ＢＦ３００」（白石カルシウム社製）等が挙げ
られる。また、粒径の大きい無機充填剤と粒径の小さい
ものを組み合わせて使用することがより好ましく、組み
合わせることによって、さらに高充填化が可能となる。

【００３８】上記樹脂組成物において、リン化合物の含
有量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して５０〜１５
０重量部である。リン化合物の含有量が、５０重量部未
満では十分な形状保持性が得られず、１５０重量部を超
えると機械的物性の低下が大きく使用に耐えられなくな
る。

【００３９】上記樹脂組成物において、中和処理された
熱膨張性黒鉛の含有量は、エポキシ樹脂１００重量部に
対して１５〜４０重量部である。中和処理された熱膨張
性黒鉛の含有量が、１５重量部未満では十分な熱膨張性
が得られず、４０重量部を超えると機械的物性がの低下
が大きく使用に耐えられなくなる。

【００４０】上記樹脂組成物において、無機充填剤の含
有量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して３０〜５０
０重量部である。中和処理された無機充填剤の含有量
が、３０重量部未満では十分な耐火性能が得られず、５
００重量部を超えると機械的物性がの低下が大きく使用
に耐えられなくなる。

【００４１】上記樹脂組成物において、リン化合物、中
和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の合計量は、
エポキシ樹脂１００重量部に対して２００〜６００重量
部である。合計量が、２００重量部未満では加熱後の残
渣量が不十分となり、十分な耐火性が得られず、６００
重量部を超えると機械的物性の低下が大きく、使用に耐
えられなくなる。

【００４２】上記中和処理された熱膨張性黒鉛とリン化
合物とを組合わせることによって、燃焼時の膨張性黒鉛
の飛散を抑え、形状保持性の向上を図ることができる。
上記耐火性樹脂組成物において、熱膨張性黒鉛が多すぎ
ると、燃焼時に膨張して黒鉛が飛散して加熱時に十分な
膨張断熱層が得られず、逆にリン化合物が多くなっても
加熱時に十分な膨張断熱層が得られないため、熱膨張性
黒鉛とリン化合物との重量比は、９：１〜１：１００が
好ましい。

【００４３】上記樹脂組成物には、その物性を損なわな
い範囲で、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、顔料等が添加されてもよい。

【００４４】上記樹脂組成物は、上記各成分を、バンバ
リーミキサー、ニーダーミキサー、二本ロール等公知の
混練装置を用いて混練することにより得ることができ
る。得られた樹脂組成物は、例えば、プレス型に充填し
て加熱硬化させることにより、筒状成形体に成形するこ
とができる。

【００４５】本発明の防火区画貫通部材は、配管の外側
に嵌め込まれた後防火区画貫通部に配置され、該防火区
画貫通部材と防火区画貫通部との隙間にモルタル等を充
填することにより密閉、固定される。上記防火区画貫通
部材の長さが、防火区画貫通部の（スラブ）厚さより短
い場合は防火区画貫通部の厚さ方向に均等になるように
配置することが好ましく、また、防火区画貫通部の（ス
ラブ）厚さより長い場合は両端への突出部が部分が均等
になるように配置することが好ましい。

【００４６】

【作用】本発明の防火区画貫通部材は、その中に挿通さ
れた配管が火災時に焼失したり、熱変形を起こして隙間
を形成しても、防火区画貫通部材自体が膨張して隙間を
閉塞するので、防火区画貫通部の一方の側で発生した
熱、火炎、煙等が他方側へ到達するのを防止することが
できる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下に実施例を掲げて本発明を更
に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。

【００４８】（実施例１）エポキシ樹脂（油化シェル社
製「Ｅ８０７」）４０重量部、ジアミン系硬化剤（油化
シェル社製「ＥＫＦＬ０５２」）６０重量部、ｔ−ブチ
ルホスホン酸４５重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛
２０重量部、及び、水酸化アルミニウム２００重量部を
含有する樹脂組成物を、プレス型に投入し１００℃で３
０分間加熱硬化させて、厚み１．５ｍｍ、内径１０２ｍ
ｍ、長さ７０ｍｍの防火区画貫通部材〔図１（イ）及び
（ロ）参照〕を作製した。この防火区画貫通部材内に、
外径１００ｍｍの硬質塩化ビニル管を挿通して試験体と
し、この試験体を図２に示したように、１００ｍｍ厚の
スラブに開けた直径約１２５ｍｍの孔に差し込み、試験
体とスラブとの間隙にモルタルを充填して固定した。

【００４９】（実施例２）実施例１と同様の樹脂組成物
を、プレス型に投入し１００℃で３０分間加熱硬化させ
て、厚み３ｍｍ、内径１５２ｍｍ、長さ１２０ｍｍの防
火区画貫通部材を作製した。この防火区画貫通部材内
に、外径１５０ｍｍの硬質塩化ビニル管を挿通して試験
体とし、この試験体を図３に示したように、１００ｍｍ
厚のスラブに開けた直径約１８０ｍｍの孔に差し込み、
試験体とスラブとの間隙にモルタルを充填して固定し
た。

【００５０】上記スラブに差し込んで固定した試験体に
つき、ＪＩＳＡ１３０４に準拠して２時間耐火試験
を行った。図２及び３のＡ点を所定の温度で加熱した
後、Ｂ点の温度を測定したところ、実施例１では２００
℃、実施例２では２２０℃であった。

【００５１】

【発明の効果】本発明の防火区画貫通部材は、上述の構
成であり、その中に挿通された配管が火災時に焼失した
り、熱変形を起こしても、防火区画貫通部材自体が膨張
して耐火断熱層を形成することにより、防火区画貫通部
が閉塞されるので、防火区画貫通部の一方の側で発生し
た熱、火炎、煙等が他方側へ到達するのを防止する。特
に、本発明の防火区画貫通部材は配管が合成樹脂管等の
燃焼や熱変形を起こし易い場合に、好適に使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（イ）は防火区画貫通部材を模式的に示し
た正面図であり、図１（ロ）は防火区画貫通部材を模式
的に示した側面図である。

【図２】実施例１の耐火試験の方法を示す模式的断面図
である。

【図３】実施例２の耐火試験の方法を示す模式的断面図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建築物の仕切り部に形成された防火区画
貫通部を貫通する配管が挿通される防火区画貫通部材で
あって、該防火区画貫通部材が、熱膨張性材料からなる
筒状成形体から形成され、該筒状成形体の厚みが前記配
管外径の１〜２０％となされ、該筒状成形体の長さが前
記防火区画貫通部の厚さの５０〜１５０％となされてい
ることを特徴とする防火区画貫通部材。
【請求項２】上記筒状成形体が、エポキシ樹脂１００
重量部に対して、リン化合物が５０〜１５０重量部、中
和処理された熱膨張性黒鉛１５〜４０重量部、及び無機
充填剤３０〜５００重量部からなり、前記リン化合物、
中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の合計量２
００〜６００重量部を含有する樹脂組成物から形成され
ることを特徴とする請求項１記載の防火区画貫通部材。