JP2002363541A - 防火シール材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 防火シール材として優れた防火性能を持ちな
がら、環境・人体に対する安全性、製造加工のしやす
さ、施工のしやすさを併せ持ち、長年月にわたり経年変
化のない形状安定性の優れたノンハロゲン、非重金属、
無アスベストの防火シール材を提供する。 【解決手段】 分子内にハロゲン原子を含まないノンハ
ロゲンポリマと、吸熱型無機充填材と、植物油脂と、有
機繊維とを混練した防火シール材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防火組成物に係
り、特に、ノンハロゲンのパテ状の防火シール材に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ビル、プラント、工場、発・変電所など
には、電力用の電線・ケーブルが多量に使われている。
さらに近年、情報化社会の到来とともに、ＯＡ化、ＦＡ
化が推進されるに伴い、これまでの電力用電線・ケーブ
ルに加え、情報通信関係の電線・ケーブルも多量に使わ
れるようになってきている。

【０００３】これら電線・ケーブルはエネルギーや情報
の伝送に大きな役割を果たす反面、火災時には火炎の延
焼・伝搬路になり、火炎を広げたり、被害を大きくする
ことがしばしば発生しており、これらの難燃化や延焼防
止対策が重要視されている。

【０００４】特にこれら電線・ケーブルが防火区画の壁
や床を貫通する箇所では、延焼防止のため、防火性の優
れた不燃性のダムを構築する防火措置工法が提案されて
いる。

【０００５】本方法は、火災、煙や有害ガスなどの拡大
や拡散を同時に防止できる有効な手段であり、２時間防
火措置工法として、財団法人日本建築センタ（ＢＣＪ）
が評定（評価）を行ってきた。

【０００６】図１に電線・ケーブル床・壁貫通部防火措
置工法の一例を示す。

【０００７】床或いは壁１０に形成した開口１１を通し
て、電線・ケーブル１２を貫通させる場合、珪酸カルシ
ウム等の耐火仕切板１３に、電線・ケーブル１２が貫通
できるような孔を形成し、床或いは壁１０の開口１１に
電線・ケーブル１２を貫通させると共に開口１１内にロ
ックウールなどの耐火充填材１６を詰め込み、その開口
１１の両面から、珪酸カルシウム等の耐火仕切板１３
を、アンカーボルト１４により取り付け、電線・ケーブ
ル１２と耐火仕切板１３の隙間を防火シール材１５で埋
めると共に、両側の耐火仕切板１３の上に電線・ケーブ
ル１２を取り囲むように防火シール材１５をテーパ状に
所定寸法まで盛り上げることにより、耐火構造が形成さ
れる。

【０００８】こうした防火シール材１５は、電線・ケー
ブル１２と耐火仕切板１３との間に生ずる隙間部を埋め
るため、難燃性、防火性、気密性、施工性、充填性に優
れていることが要求される。このため、その組成には液
状ポリマを主体に各種の添加剤が使用される。

【０００９】例えば、液状クロロプレンポリマなど難燃
性のポリマに不燃性の珪酸アルミニウム、炭酸カルシウ
ムなどの無機充填材、塩素、臭素系の難燃材と酸化アン
チモン、安定剤として三塩基性硫酸塩などの鉛化合物、
滑材として脂肪酸鉛などを使用している。

【００１０】さらに、耐火性やコールドフローなどを防
止するために、アスベスト繊維やガラス繊維等を加えた
ものが使用されるケースもある。可燃性のブタジエンポ
リマやアクリロニトリルポリマなどの場合には、塩素や
臭素系の難燃材と三酸化アンチモンの添加や水酸化アル
ミニウム、水酸化マグネシウムなどの脱水吸熱型無機充
填剤、さらにアスベスト繊維やガラス繊維などを用いて
難燃性、防火性などを保持していた。

【００１１】なお、関連技術として、特公昭６３−３４
９１９号公報、特公平４−９８２５号公報、特公平７−
１１９４００号公報がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、人や地
球に優しいを合い言葉に、あらゆる分野で環境問題や安
全問題がクローズアップされ、こうした問題に対応でき
ない製品や商品は、市場から淘汰され始めている。

【００１３】防火シール材製造加工時、ケーブル貫通部
の区画貫通部防火措置施工時あるいは撤去時などで廃棄
物に有害な物質が含まれていないこと、また万が一の火
災時においても、有害なガスを発生しない製品が求めら
れるようになってきている。

【００１４】従来使用されてきた防火シール材は、ハロ
ゲン化合物、重金属類、アスベスト繊維など人体・環境
に有害な物質が含まれているという問題がある。

【００１５】ハロゲン化合物は、火災時には有害なハロ
ゲン化水素となり、機器を腐食したり、人体に悪影響を
及ぼす。またこれらのガスは避難誘導あるいは消火活動
において大きな障害となることから、低減することが要
求される。

【００１６】ハロゲンを含む材料では、安定剤として鉛
など、難燃性向上のためにアンチモン化合物などが用い
られているが、これらの重金属は人体に悪影響を及ぼす
と言われている。

【００１７】アスベスト繊維が防火シール材のコールド
フローやダレ防止のために使用されることがあるが（例
えば特公平２−４３７９４号公報）、アスベストが健康
に悪影響を及ぼすことが報告されていることは周知の事
実である。

【００１８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、防火シール材として優れた防火性能を持ちながら、
環境・人体に対する安全性、製造加工のしやすさ、施工
のしやすさを併せ持ち、長年月にわたり経年変化のない
形状安定性の優れたノンハロゲン、非重金属、無アスベ
ストの防火シール材を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、分子内にハロゲン原子を含まな
いノンハロゲンポリマと、吸熱型無機充填材と、植物油
脂と、有機繊維とを混練した防火シール材である。

【００２０】請求項２の発明は、前記ノンハロゲンポリ
マが、常温で液状のポリマと固形状のゴムの２成分の組
合せである請求項１記載の防火シール材である。

【００２１】請求項３の発明は、吸熱型無機充填材が水
酸化アルミニウムで、２μｍ以下と２０μｍ以上の２つ
の組合せである請求項１記載の防火シール材である。

【００２２】請求項４の発明は、植物油脂が不乾性油脂
のヒマシ油である請求項１の防火シール材である。

【００２３】請求項５の発明は、有機繊維が燃焼時に炭
化性を有する請求項１の防火シール材である。

【００２４】請求項６の発明は、可塑剤、充填材、着色
剤、滑材、安定剤、酸化防止剤などを加えた請求項１〜
５に記載の防火シール材である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
詳述する。

【００２６】分子内にハロゲン原子を含まないノンハロ
ゲンポリマは、常温で液状のポリマと固形状のゴムの２
成分の組合せであり、吸熱型無機充填剤は、水酸化アル
ミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水和物であり、
植物油脂としては、不乾性油のヒマシ油であり、有機繊
維としては、硬化フェノール・ホルムアルデヒド樹脂な
どからなり、燃焼時に炭化性を有するものとする。

【００２７】更に必要に応じ、可塑剤、充填剤、着色
剤、酸化防止剤などを加えるものとする。

【００２８】まず、常温で液状のノンハロゲンポリマと
しては、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリブテ
ン、ポリイソブチレンなどが挙げられる。

【００２９】常温で固形状のノンハロゲンゴムとして
は、エチレンプロピレンジエンゴム、ポリイソプレンゴ
ム、ブタジエンゴム、イソプロピレンジエンゴム（ブチ
ルゴム）、天然ゴムなどが挙げられる。

【００３０】なお、本発明のノンハロゲンポリマ及びノ
ンハロゲンゴムとして下記の物質は除外する。

【００３１】１）分子中にシアン基（−ＣＮ）やウレタ
ン結合（−ＣＯＮＨ）を有するアクリルポリマやゴムあ
るいはアクリルニトリルポリマやゴム。これらは、燃焼
時に有害なシアン化水素などを発生する。

【００３２】２）分子中にベンゼン環を有するスチレン
ブタジエンポリマ及びゴム。これらは、燃焼時に多量の
黒煙が発生する。

【００３３】液状ポリマと固形状ゴムの比率は、液状ポ
リマ１００重量部に対し、固形状ゴム３０重量部以下が
望ましい。理由は防火シール材のコールドフロー性やダ
レ性と軟らかさや壁・床の貫通部への充填性などのバラ
ンスによるものである。

【００３４】吸熱性無機充填剤としては、燃焼時脱水反
応を起こし吸熱作用が大きく、経済性に優れる水酸化ア
ルミニウム、水酸化マグネシウムが特に好ましい。吸湿
性防止や加工性向上などの点から脂肪酸やチタネート化
合物などによる表面処理を施したのもこの範囲である。
これらの粒径としては２μｍ以下の微粒子と２０μｍ以
上の粗粒子の２つの粒径を併用したものが防火シール材
の製造作業性、難燃性、軟らかさ、粘着性などのバラン
スに優れる点で好ましい。またこれら粒径の異なる吸熱
性無機充填剤の併用比率は上記各特性バランスから、２
μｍ以下と２０μｍ以上の比率は、前者が１に対し、後
者が０．５以下が望ましい。

【００３５】これら吸熱型無機充填剤の添加量は防火シ
ール材に要求される諸特性により決まるものであり、好
ましくはポリマ１００重量部に対して５００重量部から
１２００重量部である。５００重量部以下では、最も重
要な特性である防火性能が得られない。また、１２００
重量部以上では、防火シール材が硬くなり、防火隔壁で
の施工性、狭い間隙部への充填性、比重が増大すること
による脱落性などに重大な支障を生じる。

【００３６】植物油脂は、植物の果実、種子などから採
取される油脂である。植物性油脂には、アマニ油、キリ
油に代表される乾性油、大豆油、綿実油などに代表され
る半乾性油、ヒマシ油、オリーブ油に代表される不乾性
油がある。植物油脂は防火シール材の製造加工機械への
粘着性防止にきわめて有効である。また防火隔壁用部材
や電線・ケーブル材料との密着性、粘着性に優れている
ことが極めて重要である。

【００３７】植物油脂のうち、乾性油、半乾性油は、空
気中放置で固化する性質を有するため経日変化し硬くな
ったり、変色したり、表面にひび割れが発生するなどで
好ましくない。

【００３８】植物油脂の使用量はポリマ１００重量部に
対し、少なくとも２重量部から２０重量部が望ましい。
２重量部以下では防火シール材の製造加工時、加工設備
への粘着力、接着力を防止する効果が得られない。２０
重量部以上では、製造時の加工設備への接着・粘着性は
防止できるが防火隔壁施工時に隔壁部材や電線・ケーブ
ルへの接着性や粘着力がなくなり、容易に脱落・落下し
てしまう問題がある。

【００３９】繊維については、アスベスト繊維、ガラス
繊維に代表される無機繊維は発ガン性や皮膚刺激性の点
で原材料取扱時は勿論防火シール材に加工するときある
いは防火隔壁施工時において好ましくない。従って、有
機繊維が好ましく、有機繊維の中でも、火炎にさらされ
たときに炭化し、防火シール材がひび割れたり、脱落し
たりせず、良好に形状保持できるようなものが望まし
い。例えば、硬化フェノール・ホルムアルデヒド樹脂か
らなる有機繊維などである。５重量部以下では防火シー
ル材のコールドフロー性やごく微小の外圧で容易に変形
し、形状保持ができなくなる。３０重量部以上では、製
造加工性、施工性、充填性などに不具合が生じる。

【００４０】以上の必須の材料に加えて実質的な防火シ
ール材であるためには、必要に応じて可塑剤、充填剤、
着色剤、芳香剤、安定剤、酸化防止剤などを加える。

【００４１】

【実施例】

【表１】

【００４２】表１に示すように、実施例Iは、ノンハロ
ゲン液状ポリマとして平均分子量１３５０で４０℃の動
粘性が２４０００センチストークスのポリブテンポリマ
を８５重量部、ノンハロゲン固形状ゴムとしてエチレン
含有５６パーセント、ジエン含有６重量パーセントのエ
チレンプロピレンジエンゴム１５重量部の合計１００重
量部、吸熱型無機充填剤として平均粒径２μｍの水酸化
アルミニウム５５０重量部、平均粒径５０μｍの水酸化
アルミニウム２５０重量部の合計８００重量部、植物油
としてヒマシ油を５重量部、硬化フェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂繊維（有機繊維カイノール）１０重量部、
その他可塑剤にジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、灰色
の色相とするためにカーボンブラックとチタン白の着色
剤、フェノール系酸化防止剤を必要量加えた。

【００４３】これらの配合物をロールで混練加工した。

【００４４】また比較例I〜IVとして、エチレンプロピ
レンジエンゴムを混入しないもの（比較例I，II，I
V）、平均粒径５０μｍの水酸化アルミニウムを加えな
いのも（比較例II）、ヒマシ油を加えないもの（比較例
III）、有機繊維カイノールを加えないもの（比較例I
V）を表１のように配合して実施例Iと同様にロールで混
練加工した。さらに従来例Iとして、表１のように配合
して実施例Iと同様にロールで混練加工した。

【００４５】１）製造加工性 実施例Iの防火組成物はロールに粘着することなく、シ
ート・ブロック状の成形加工性良好であった。作業時に
手への粘り着きもなく良好であった。

【００４６】これに対して、エチレンプロピレンジエン
ゴムと、平均粒径５０μｍの水酸化アルミニウムしなか
った比較例IIは、人体粘着性があり、ヒマシ油を加えな
い比較例IIIは、ロール粘着性があり、人体粘着性もあ
った。

【００４７】また、実施例Iの防火シール材の針入度
（ＪＩＳＡ５７５２に準拠）は７０〜８５であったが、
比較例I，IIは、１４０，１５０で不良であった。

【００４８】なお、実施例Iの酸素指数（ＪＩＳＫ６２
６９に準拠）は８１であった。また実施例Iのハロゲン
化水素発生量（ＪＩＳＣ５３に準拠）は０であるが、従
来例Iでは、ハロゲン含有、塩化水素ガス、鉛、アンチ
モンの重金属が認められた。

【００４９】２）コールドフロー性 ５０×５０×１００ｍｍのブロック状試料上に１００ｇ
の荷重を置き３０℃及び６０℃で２４時間試験し、形状
変化を観測した。

【００５０】実施例I３０℃、６０℃とも形状の変化は
認められなかったが、比較例I，II，IVは、６０℃コー
ルドフローで形状変化が認められ、比較例IVでは、有機
繊維を加えていないため、３０℃コールドフローでも形
状変化が認められた。

【００５１】３）形状保持試験 １００×１００×５０ｍｍの金枠に防火シール材を充填
し、その中心に長さ３００ｍｍのビニル絶縁ビニルシー
ス制御ケーブルを３本通す。８５℃で２４時間、−１５
℃で２４時間の１０サイクルのヒートサイクル試験を行
った。実施例Iにおいては、いずれのサイクルにおいて
も形状の変化はなかったが、比較例I，II，IVでは、不
良であった。

【００５２】４）難燃試験 形状保持試験に使用した試料を用い、外炎長１３０ｍ
ｍ、内炎６０ｍｍのブンゼンバーナ炎を垂直に保持した
制御ケーブルに対し２０度傾けて接炎し、１０分間燃焼
する。炎を取り去った後、難燃性、防火組成物のひび割
れ、剥離、脱落などを観測する。実施例Iでは、いずれ
の性能も問題なく良好であったが、比較例IVは、ひび割
れが認められた。

【００５３】その結果、実施例Iは、隔壁施工性、充填
作業性は良好であった。また珪酸カルシウム板、ＣＶケ
ーブルへの粘着性も良好であった。比較例IIIでは、手
に粘着性があり、施工作業性に問題があった。

【００５４】５）２時間耐火試験 図２に示す構造で、幅３００ｍｍ、縦方向長さ２００ｍ
ｍ、厚さ１００ｍｍの開口部をもつ寸法の燃焼試験炉１
８の壁１０に６００Ｖトリプレックス形架橋ポリエチレ
ン絶縁ビニルシース電力ケーブル（ＣＶケーブル）１２
を用いて、図１で説明したように、防火シール材により
防火措置を行い、バーナ１９により加熱し、２時間の壁
貫通部耐火試験を行った。

【００５５】先ず施工性については、実施例Iは、隔壁
施工性、充填作業性は良好であった。また珪酸カルシウ
ム板の隙間、３本のケーブルが寄り合わされたＣＶケー
ブルへの間隙部への充填、施工性もよく、粘着性も良好
であった。比較例IIIでは、手に粘着性があり、施工作
業性に問題があった。

【００５６】また耐火試験においては、実施例Iでは、
剥離や脱離や脱落がなく、火災及び煙の遮断は完全で、
２時間後のケーブル表面温度上昇も３４０℃を大幅に下
回るものであった。

【００５７】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、優れた防
火性能を持ちながら、環境・人体に対する安全性、製造
のしやすさ、施工のしやすさを併せ持ち、長年月にわた
り経時変化のない形状安定性の優れたハロゲン、重金
属、無アスベストの組成物とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシール材が適用される電線・ケーブル
床・壁貫通部防火措置工法の一例を示す図である。

【図２】２時間防火措置試験方法を説明する燃焼試験炉
の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 壁 １２ 電線・ケーブル １６ シール材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 邦男 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線メクテック株式会社内 (72)発明者 鈴木 重孝 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線メクテック株式会社内 (72)発明者 木村 圭伺 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 Ｆターム(参考） 4H017 AA04 AA14 AA22 AA24 AA35 AA39 AB07 AC01 AD05 AE05 4H028 AA01 AA12 AA42 AB04 BA06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分子内にハロゲン原子を含まないノンハ
   ロゲンポリマと、吸熱型無機充填材と、植物油脂と、有
   機繊維とを混練したことを特徴とする防火シール材。
2. 【請求項２】 前記ノンハロゲンポリマが、常温で液状
   のポリマと固形状のゴムの２成分の組合せである請求項
   １記載の防火シール材。
3. 【請求項３】 吸熱型無機充填材が水酸化アルミニウム
   で、２μｍ以下と２０μｍ以上の２つの組合せである請
   求項１記載の防火シール材。
4. 【請求項４】 植物油脂が不乾性油脂のヒマシ油である
   請求項１の防火シール材。
5. 【請求項５】 有機繊維が燃焼時に炭化性を有する請求
   項１の防火シール材。
6. 【請求項６】 可塑剤、充填材、着色剤、滑材、安定
   剤、酸化防止剤などを加えた請求項１〜５に記載の防火
   シール材。