JP2005180608A - 加熱膨張性線状部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、ケーブル等を単に付設するだけで防火構造を提供することができる加熱膨張性線状部材及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明の加熱膨張性線状部材は、ケーブルまたは管材から構成される芯材と、芯材の外周面上に被覆された加熱膨張性コーティング層からなることを特徴とし、該部材は、押出成形機のノズル部から芯材と加熱膨張性組成物を同時に引き出すことにより芯材の外周面上に加熱膨張性コーティング層を被覆することを特徴として製造することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱膨張性線状部材及びその製造方法に関するものである。

一般家屋やビル等の建造物や船舶等の壁面、床や天井等に、電線、光ケーブル、通信ケーブル等のケーブル類や、金属管、樹脂管、冷媒管、空気配管等の各種管類を配設する場合に、火災の際にケーブルの燃焼やケーブルを通すための貫通孔や管材等を伝って火災が延焼するのを防止するために、種々の延焼防止構造や防火構造が設けられている。

例えば、特許文献１には、第１床と該第１床から所定間隔を設けて設置された第２床とによって形成された空間部分内に敷設されたケーブルが防火区画となる壁の開口部を貫通しているアクセスフロアにおけるケーブルの壁貫通部の防火措置構造において、上板及びその両側に立設された側板を有する枠体と該枠体の外周を囲むように該枠体に固定したフランジとから成るスリーブ、及び柔軟性のある耐火材製ブロック体を具え；前記スリーブは前記ケーブルを跨ぐように前記開口部内に挿入された状態で前記第１床上に設置され、前記スリーブは前記フランジに設けた孔を経てビスで前記フランジを前記壁に止めることにより前記壁の表面に固定され、前記耐火材製ブロック体は前記固定されたスリーブと前記第１床との間に形成される貫通穴の体積と同等以上の体積を有し、かつ前記耐火材製ブロック体は圧縮された状態で前記貫通孔内の前記上板及び前記側板と前記ケーブルとの間の隙間に充填されていて前記貫通穴を封入するように構成したことを特徴とするアクセスフロアにおけるケーブルの壁貫通部の防火措置構造が開示されている。

また、特許文献２には、プラスチックパイプが貫通配置されている防火区画体の貫通孔の下方で且つプラスチックパイプの外周に熱発泡性耐火材を配置し、貫通孔とプラスチックパイプとの間には耐熱性発泡体を常圧状態よりも体積を少なくとも２０％圧縮して充填配置させてなることを特徴とするプラスチックパイプの防火区画体貫通部の防火措置構造が開示されている。

更に、特許文献３には、建物の耐火スラブに開設された貫通孔内に耐火材で防火空間に顆粒状耐火材を充填してなる耐火充填構造であって、該顆粒状耐火充填材が結合剤でおこし状に結合してなることを特徴とする建物耐火スラブの貫通部耐火構造が開示されている。

また、特許文献４には、建物の耐火スラブに開設された貫通孔に網状の金属製枠材料で上部が開口する防火空間を形成すると共に、この防火空間の上方に金属製枠材料で連通する防火空間を形成し、この両防火空間内に吸熱性・熱膨張性顆粒状耐火充填材を充填したことを特徴とする建物耐火スラブの貫通部防火構造が開示されている。

更に、特許文献５には、壁、床等の区画壁に穿設された貫通孔と、貫通孔内に挿通されたケーブル線や管等の挿通部材と、貫通孔内に充填された充填材とを備え、この充填材が、加熱により体積を膨張し得る耐熱性の熱膨張性材料を有するものからなることを特徴とする区画貫通部における延焼防止構造が開示されている。

また、特許文献６には、壁、床等の区画壁に穿設された貫通孔と、貫通孔内に挿通されたケーブル線、管、冷媒管等の挿通部材と、貫通孔内に充填された充填材とを備え、この充填材が、加熱により体積を膨張し得る耐熱性の熱膨張性材料を包含し、且つ、パテ状を呈するものからなることを特徴とする区画貫通部における延焼防止構造が開示されている。

更に、特許文献７には、列状をなすケーブル群が挿通される防火隔壁に設けられたケーブル貫通孔と、挿通された前記ケーブル群の周囲の残余空間を塞ぐべく前記ケーブル貫通孔内に設けられた耐火材料を備えるケーブル防火隔壁貫通部において、前記ケーブル群の前記耐火材料からの立上がり部分を覆うように耐火シートが密着して貼りつけられた耐火シート貼設部と、前記ケーブル群の前記耐火材料と前記耐火シートの間での露出部を覆いかつ前記耐火シートの前記耐火材料側の端部にかかるように前記耐火材料から盛上げられた耐火パテ基部盛上げ部と、前記耐火シートの前記耐火材料の反対側の端部から前記ケーブル群にかけて隙間を塞ぐように盛付けられた耐火パテ端部盛付け部を備えることを特徴とするケーブル防火隔壁貫通部が開示されている。

また、特許文献８には、ケーブル表面に延焼防止塗料の塗布をおこない、塗布された乾燥固化する前の前記延焼防止塗料の上にシートを貼設し、前記シート上にさらに延焼防止塗料の塗布を行うケーブルへの延焼防止塗料の塗布方法（請求項１）；防火隔壁に設けられたケーブル貫通孔と前記貫通孔に挿通されたケーブルと前記貫通孔と前記ケーブルとの空間を埋める耐火材料を備えるケーブルの防火隔壁貫通部におけるケーブルへの延焼防止塗料の塗布方法において、前記耐火材料から所定の長さにわたりケーブル表面に延焼防止塗料の塗布をおこない、塗布された乾燥固化する前の前記延焼防止塗料の上にシートを貼設し、前記シート上にさらに延焼防止塗料の塗布をおこなうケーブルへの延焼防止塗料の塗布方法が開示されている。

更に、特許文献９には、無機質繊維４５〜６０重量％（質量％）、アラミド繊維５〜１０重量％（質量％）、ゴム１０〜２０重量％（質量％）及び膨張性黒鉛１０〜２５重量％（質量％）を含有してなることを特徴とする加熱膨張性断熱シール材が開示されている。

実開平５−７０１２７号公報 実用新案登録請求の範囲 実開平５−８１５８２号公報 実用新案登録請求の範囲 特開平５−１９１９１１号公報 特許請求の範囲 特開平８−４９５２号公報 特許請求の範囲 特開平１１−２３４８６１号公報 特許請求の範囲 特開平１１−３０８７３６号公報 特許請求の範囲 特開平１１−３４１６４７号公報 特許請求の範囲 特開平１１−３４１６４８号公報 特許請求の範囲 特開平５−２９５３５１号公報 特許請求の範囲

しかしながら、上記特許文献１ないし８に記載された防火構造は、いずれも貫通部位の空間に耐火部材を設置したり、パテや塗料等を塗布した構成のもので、設置されているケーブル等を取り外したり、設置し直す場合には、一旦設置されている防火構造を取り去り、再度防火構造を構築しなければならないという問題点がある。また、特許文献９に開示されている加熱膨張性断熱シール材はシート状またはロープ状の形態のものであり、特許文献９の加熱膨張性断熱シール材をケーブル等の防火構造に用いるためには特許文献１ないし８に記載されているような防火構造に組み込む必要があり、特許文献１ないし８と同様な問題点を有するものであった。

従って、本発明の目的は、ケーブル等を単に付設するだけで防火構造を提供することができる加熱膨張性線状部材及びその製造方法を提供することにある。

即ち、本発明の加熱膨張性線状部材は、ケーブルまたは管材から構成される芯材と、芯材の外周面上に被覆された加熱膨張性コーティング層からなることを特徴とする。

また、本発明の加熱膨張性線状部材は、ケーブルが、グラスファイバー製ケーブル、電線、光ケーブルまたは通信ケーブルであることを特徴とする。

更に、本発明の加熱膨張性線状部材は、管材が、柔軟性を有する合成樹脂製管または金属管であることを特徴とする。

また、本発明の加熱膨張性線状部材は、加熱膨張性コーティング層が、無機質繊維４５〜６０質量％、アラミド繊維５〜１０質量％、ゴム１０〜２０質量％及び膨張性黒鉛１０〜２５質量％の組成を有するものであることを特徴とする。

更に、本発明の加熱膨張性線状部材の製造方法は、押出成形機のノズル部から芯材と加熱膨張性組成物を同時に引き出すことにより芯材の外周面上に加熱膨張性コーティング層を被覆することを特徴とする。

本発明の加熱膨張性線状部材は、ケーブルや管材のような芯材の外周面上に長さ方向全体にわたり設置された加熱膨張性コーティング層が火災などによる熱に曝されると膨張して壁、床、天井等の貫通部位では、貫通孔を閉塞して火炎の延焼を防止することができると共に、膨張したコーティング層は断熱性を有するため、芯材を熱から保護できるという効果を奏するものである。

本発明の加熱膨張性線状部材は、ケーブルや管材のような芯材の外周面上に加熱膨張性コーティング層を被覆してなるものである。ここで、本発明の加熱膨張性線状部材において、芯材となるケーブルとしては例えばグラスファイバー製ケーブル、電線、光ケーブルまたは通信ケーブル等のような各種ケーブル類を挙げることができる。また、管材としては、例えば柔軟性を有する合成樹脂製管または金属管等を挙げることができる。

本発明の加熱膨張性線状部材においては、上述のような材質よりなる芯材の外周面上に加熱膨張性コーティングを被覆する。加熱膨張性コーティング層としては、例えば無機質繊維４５〜７０質量％、アラミド繊維５〜１０質量％、ゴム１０〜２０質量％及び膨張性黒鉛１０〜２５質量％の組成を有するものを使用することができる。ここで、無機質繊維としては、例えばガラス繊維、岩綿、セラミック繊維等の人造繊維あるいはセピオライト、ワラストナイト等の天然鉱物繊維が使用できる。無機質繊維の配合量が４５質量％未満であると、ゴム、アラミド繊維、膨張性黒鉛が燃焼焼失した後の断熱層の形状保持が困難となり、また、７０質量％を超えると、加熱膨張性コーティング層を芯材の外周面上に被覆する際に、可撓性が損なわれるために好ましくない。なお、無機質繊維の好適な配合量は、４５〜６０質量％の範囲内である。

また、アラミド繊維の配合量が５質量％未満であると、加熱膨張性コーティング層を芯材の外周面上に被覆する際に、可撓性が得られず、また、ゴム、膨張性黒鉛及び無機質繊維への充分な絡み性が得られないために好ましくない。また、１０質量％を超えると、アラミド繊維同志の絡みが多くなり、膨張抑制効果が働き過ぎて配合効果を失うために好ましくない。

更に、ゴムとしては、例えばＮＢ、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＩＲ、アクリルゴム、シリコンゴム等が使用でき、また、これらのゴムのラテックスも使用できる。ゴムの配合量が１０質量％未満であると、充分なバインダー効果が得られないために好ましくない。また、２０質量％を超えると、ゴム焼失後の形状保持が困難となるために好ましくない。

また、膨張性黒鉛としては、天然に得られる結晶性の鱗片状黒鉛を酸処理して熱膨張性能をもたせたものが使われ、中でも１０〜６０メッシュの大きさの粒径をもつものが好ましい。これは一般に粒径の大きなものほど膨張比率が大きく、従って、加熱膨張性コーティングに用いる際に、膨張効果を得易いためである。膨張性黒鉛の配合量が１０質量％未満であると、充分な膨張効果が得られないために好ましくない。また、２５質量％を超えると、膨張後の形状保持が困難となるために好ましくない。

なお、加熱膨張性コーティング層には、上記成分に加えてゴムの老化防止剤やゴムの難燃化剤を配合することができる。ゴムの老化防止剤としては例えばアミン系老化防止剤、アミン・ケトン系老化防止剤（ＴＭＤＱ）を使用することができ、その配合量は上記成分の合計量当り外割で０．３〜３質量％、好ましくは０．５〜１．５質量％の範囲内である。また、ゴムの難燃化剤としては塩化パラフィンのようなハロゲン系難燃化剤やリン酸エステル系難燃化剤等を使用することができ、その配合量は老化防止剤を除く合計量当り外割で３〜７質量％、好ましくは４〜６質量％の範囲内である。また、加熱膨張性コーティング層に、無機系着色剤を配合して加熱膨張性コーティング層を適宜着色することもできる。無機系着色剤としては例えばカーボンブラック、ホワイトカーボン、ベンガラ等を挙げることができる。無機系着色剤の配合量は上記成分の合計量当り外割で０．５〜３質量％、好ましくは１〜２質量％の範囲内である。

なお、加熱膨張性コーティング層の厚さは特に限定されるものではなく、加熱膨張性線状部材を配設する部位の隙間の容積や要求される断熱性等を勘案して適宜設定することができる。

次に、本発明の加熱膨張性線状部材の製造方法について説明する。
芯材の外周面上への加熱膨張性コーティング層の被覆は、例えば図１に示すような押出成形機を用いて行なうことができる。
まず、トルエン、アセトン、ＭＥＫ等の有機溶剤にてゴムを溶解したゴム糊またはラテックスへ、無機質繊維、アラミド繊維、膨張性黒鉛並びに各種添加剤を湿式混合して粘土状混合物（加熱膨張性組成物）とする。次に、得られた粘土状混合物を図１に示す押出成形機の原料投入口（１）へ投入し、原料フィーダー（２）及びスクリュー（３）を介して原料を圧縮状態とし、芯材挿入口（６）から押出成形内に供給された芯材（５）と共に、ノズル（４）から引き出す。ここで、ノズル（４）の口径（ｍｍ）を芯材の直径（ｍｍ）＋加熱膨張性コーティング層の厚さ（ｍｍ）×２とすることにより、所定の厚さの加熱膨張性コーティング層（７）を芯材（５）の外周面上に被覆することができる。例えば、１０ｍｍφの芯材に１ｍｍ厚の加熱膨張性コーティング層を被覆する場合には、ノズル（４）の口径を１２ｍｍとすれば良い。
得られた加熱膨張性コーティング層（７）を有する芯材（５）は、次に乾燥炉等にて有機溶剤を蒸発除去することにより本発明の加熱膨張性線状部材とすることができる。

以下に実施例を挙げて本発明の加熱膨張性線状部材を更に説明する。
実施例１
線径５ｍｍの塩化ビニル被覆電線を芯材とし、ガラス繊維１質量％、セラミック繊維１０質量％、セピオライト４５質量％、アラミド繊維６質量％、膨張性黒鉛１６質量％、ＮＲ１１質量％、ＮＢＲ１１質量％、アミン系老化防止剤１質量％（外割）及びハロゲン系難燃化剤及びリン酸エステル系難燃化剤合計量６質量％（外割）、カーボンブラック２質量％（外割）及びトルエンからなる粘土状混合物を用い、ノズルの口径を７ｍｍとして図１に示す押出成形機にて押出成形することにより、芯材上に厚さ１ｍｍの加熱膨張性コーティング層を形成した。
得られた加熱膨張性コーティング層を有する芯材を熱風乾燥炉中に通すことにより、トルエンを飛散乾燥して本発明の加熱膨張性線状部材とした。

次に、得られた加熱膨張性線状部材を電気加熱炉にて、２００℃、２５０℃、３００℃及び３５０℃の温度で５分間にわたり加熱した後の加熱膨張性線状部材の直径は下記の通りであった：
加熱温度 加熱膨張性線状部材の直径（ｍｍ）
２００℃ ２０
２５０℃ ３０
３００℃ ３０
３５０℃ ３０

本発明の加熱膨張性線状部材は、耐火性、断熱性等が要求される建築物や船舶の配線、配管として好適に使用することができる。

芯材の外周面上に加熱膨張性コーティング層を被覆する際に使用可能な押出成形機の１実施態様を示す図である。

符号の説明

１ 原料投入口
２ 原料投入フィーダー
３ スクリュー
４ ノズル
５ 芯材
６ 芯材挿入口
７ 加熱膨張性コーティング層

Claims (5)

1. ケーブルまたは管材から構成される芯材と、芯材の外周面上に被覆された加熱膨張性コーティング層からなることを特徴とする加熱膨張性線状部材。
2. ケーブルは、グラスファイバー製ケーブル、電線、光ケーブルまたは通信ケーブルである、請求項１記載の加熱膨張性線状部材。
3. 管材は、柔軟性を有する合成樹脂製管または金属管である、請求項１記載の加熱膨張性線状部材。
4. 加熱膨張性コーティング層が、無機質繊維４５〜６０質量％、アラミド繊維５〜１０質量％、ゴム１０〜２０質量％及び膨張性黒鉛１０〜２５質量％の組成を有するものである、請求項１ないし３のいずれか１項記載の加熱膨張性線状部材。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載の加熱膨張性線状部材の製造方法において、押出成形機のノズル部から芯材と加熱膨張性組成物を同時に引き出すことにより芯材の外周面上に加熱膨張性コーティング層を被覆することを特徴とする加熱膨張性線状部材の製造方法。

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