JP2007205472A - 防火部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 防火区画体貫通部を通す配管の端部開口部を防火構造にするために、配管に簡単に装着できかつ防火性能を保持することを課題とする。
【解決手段】 円柱状の空芯部を有した円柱状の熱膨張性スポンジ材の一方の端面と、管状のゴム成形体の一方の端面が接合された防火部品であって、熱膨張性スポンジ材の円柱軸、空芯部の円柱軸及びゴム成形体の管の円柱軸が同一線上にあるように接合されたことを特徴とする防火部品。また、その防火部品の円中軸方向に一方の端面から他方の端面まで連続して切開された防火部品
【選択図】 図４

Description

本発明は、建築物の壁や床などの防火区画体を配管が貫通する部分に使用する防火部品に関する。

コンクリート建築構造物の床、壁、天井等には給水・排水管、ガス管、配電管等が貫通しており、樹脂製配管が使用される場合が多い。これらの区画では火災が発生した場合、樹脂製配管やその中に引き込まれているケーブルの被覆ゴムが延焼して他の区画に火災が広がる危険がある。そのため従来は区画体貫通部に配管を設置した後に、配管と貫通部の隙間にモルタルを充填し固化させたり耐火パテ材やロックウール等の耐火材を充填する方法が行われていた。

しかしながらこれらの方法ではモルタルが固化するまでの養生期間が必要であり、また耐火材を隙間に充填する場合には充填剤が落下しないように耐火ボード（石膏ボードや珪酸カルシウム板等）で保持させる等の現場作業が必要で、それぞれ迅速性に欠けていた。これらの欠点を改善するために、熱膨張性の加硫ゴムを配管に巻き付けて区画体貫通部の穴に挿入する方法（例えば特許文献１参照）が提案されており、火災時には熱膨張性加硫ゴム材が膨張して貫通孔および樹脂製配管を閉塞させて延焼を防止するものであるが、熱膨張性加硫ゴムのサイズが穴の径と正確に適合しないと簡単に挿入出来ないという問題がある。また、筒状の硬質樹脂製または金属製カバーにシート状の熱膨張性耐火材を貼り付け配管部をカバーする方法（例えば特許文献２参照）が提案されているが筒状部材のコストや穴のサイズと筒状部材のサイズとの適合の問題がある。
特開２００３−２２６７７２号公報（第２頁：請求項１〜７） 特開平１０−１３７３５３号公報（第２頁：請求項１〜２）

本発明は、火災発生時には熱膨張性スポンジ材が熱膨張し、貫通孔および樹脂製配管を閉塞させるとともに材料が固化し充分な形状保持性を有するため煙遮断及び延焼を防止でき、かつ簡便に配管に装着し施工が容易な防火部品を提供するものである。

貫通した円柱状の空芯部を有した円柱状の熱膨張性スポンジ材の一方の端面と、管状のゴム成形体の一方の端面とが接合された防火部品であって、ゴム成形体の管が、管の両端面に穴のあいた円盤が接合された形状であって、その穴の中心と円盤の中心が同一であり、同時に熱膨張性スポンジ材の円柱軸、空芯部の円柱軸及びゴム成形体の管の円柱軸が同一線上にあるという条件を満足することを特徴とする防火部品である。
また、この防火部品の熱膨張性スポンジ材が、水性ウレタンプレポリマーから得られる軟質ウレタンフォームと、熱膨張性黒鉛と、亜リン酸アルミニウム又はホウ酸の少なくとも一方と、無機充填剤とを含むスポンジ材か、あるいは加硫可能なゴムと、熱膨張性黒鉛と、亜リン酸アルミニウムと、無機充填剤とを含み発泡加硫されたスポンジ材であり、ゴム成形体が、加硫可能なゴムと、熱膨張性黒鉛と、亜リン酸アルミニウムと、無機充填剤とを含み加硫されたゴム成形体であって、ゴム成形体の管が、その円周方向にリブを少なくとも一つ有するか、または蛇腹状になっていて、防火部品の円柱軸方向に一方の端面から他方の端面まで連続して切開されていることを特徴とする防火部品である。
更に、本発明は、建築物の防火区画の仕切壁に設けられる貫通孔部に配管施工する場合において、防火部品を配管に装着し、かつ防火部品が貫通孔部内に位置するように配管を貫通孔部に挿入し、配置する配管施工方法である。

本発明の防火部品は、使用される熱膨張性スポンジ材が火災時に熱膨張し不燃性の防火層を形成し、長時間高温にさらされてもその防火層は脆弱化しにくく、優れた防火性能を有している。更にこの防火部品は、簡単に配管に装着でき、貫通孔のサイズが防火部品の径より小さくともスポンジ部は圧縮が可能で、スポンジと一体化されている管状のゴム成形体が変形可能なため貫通孔への挿入が容易で、かつ貫通孔との隙間を簡単に塞ぐことができ、施工の煩わしさが解消されるものである。

防火部品の熱膨張性スポンジ材は図１の符号１に示すような貫通した円柱状の空芯部を有した円柱形状のものであって、この一方の端面に図１の符号２に示すような管状のゴム成形体を接合したものである。筒状のゴム成形体はその両端に管の中心と同じ中心を持つ穴が開いた円盤が接合された形状であることが必要である。更に、熱膨張性スポンジ材の円柱軸、空芯部の円柱軸及びゴム成形体の円柱軸が同一線上にあることが必要である。これらにより、熱膨張性スポンジ材とゴム成形体によって内部に通す配管を安定に保持できる。

ゴム成形体の管は、その両端に管の中心と同じ中心を持つ穴を有した円盤が接合された形状であることが必須であるが、二つの円盤の外径と熱膨張性スポンジ材の外径とが同じであれば好ましく、更に円盤の外径より管の胴部の外径が小さく、かつ管の胴部の内径が円盤の穴の径より大きいとより好ましい。この防火部品の外径や長さは施工場所の貫通孔の径や長さに基づいて決めればよく、空芯部の径や円盤の穴の径はこの防火部品を適用する配管の径で適宜決めればよい。また、管の肉厚は、特に限定されるものではないが、配管の保持や配管への装着のし易さから１〜２０ｍｍが好ましい。

熱膨張性スポンジ材は、火災時に自ら熱膨張し火炎や煙を遮断する能力を有するものであれば特に限定されるものではないが、熱膨張スポンジ材が水性ウレタンプレポリマーから得られる軟質ウレタンフォーム１００質量部に対して、熱膨張性黒鉛を１０〜１００質量部と、亜リン酸アルミニウム又はホウ酸の少なくとも一方を１０〜１００質量部と、無機充填剤を１０〜１５０質量部とを含むスポンジ材であることが好ましい。亜リン酸アルミニウム及びホウ酸は、火災時に熱膨張したスポンジ材燃焼残渣の形状保持材として働き、煙遮断や延焼防止の効果がある。

また、熱膨張性スポンジ材は、加硫可能なゴム材１００質量部に対して、熱膨張性黒鉛を５〜１００質量部と、亜リン酸アルミニウムを５〜２００質量部とを含み、発泡剤で発泡し、更に加硫処理したスポンジ材であることが好ましい。

ゴム成形体はゴム状材質であれば特に限定されるものではないが、天然ゴム、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ等の加硫剤によって加硫によって強度が向上するゴムであれば好ましく、また、熱可塑性エラストマーも使用することが出来る。

ゴム成形体は、加硫可能なゴム材１００質量部に対して、熱膨張性黒鉛を５〜１００質量部と、亜リン酸アルミニウムを１０〜１５０質量部とを含み、加硫処理された熱膨張性ゴムであると更に好ましい。

ゴム成形体は、図２の符号３に示すように、管の円周全体にリブ部を有するものであると、貫通孔に防火部品を挿入したときにリブが変形することで防火部品を保持し、貫通孔との隙間を塞ぐ効果もある。このリブは柔軟性を有し、数は少なくとも１枚以上必要である。

ゴム成形体は、図３の符号４に示すように、管の部分が蛇腹状であっても良い。この形状であると、貫通孔の長さが変わっても管部分を作り直す必要が少なくなる上、蛇腹の凸部の外径を貫通孔とほぼ同じ大きさにすると、複数の凸部が貫通孔内面に接するので配管を安定に保持でき、隙間を塞ぐ効果も高い。

この防火部品は図４の符号５に示すように、その円柱軸方向に一方の端面から他方の端面まで連続して切開されていることが好ましい。この切開部は熱膨張性スポンジ材とゴム成形体を接合した後に切開してもよいが、好ましくは予め成形金型に切開該当部分に必要な形状を設けるのがよい。をこの防火部品はその切開部を開いて、簡単に配管に装着することができる。装着後配管と一体化された防火部品は図５に示すように符号７の配管に装着され、符号６の区画体に開けられた貫通部孔に挿入し施工される。

熱膨張性スポンジ材の外径が貫通孔より大きい場合には熱膨張性スポンジ材を圧縮し、またゴム成形体は円盤部分又はリブ部を変形させることにより容易に孔に挿入が可能である。

次の配合および調整方法で、熱膨張性スポンジ材とゴム成形体を作製し、次にそれをゴム用接着剤にて接合して、図４のような形状の円柱軸方向の長さが３０ｃｍで外形が１３ｃｍ防火部品を作製した。なお、熱膨張性スポンジ材の円柱軸方向の長さは１０ｃｍとした。
［熱膨張性スポンジ材の作製］
水性ウレタンプレポリマー：三井化学（株）製、「ＥＧＨ−４０１」
熱膨張性黒鉛：エア・ウォーター・ケミカル（株）製、「ＳＳ−３」
亜リン酸アルミニウム：太平化学産業（株）製、「ＡＰＡ−１００」
無機充填剤：日本軽金属（株）製、水酸化アルミニウム「Ｂ５３」
以上の水性ウレタンプレポリマー１００質量部、熱膨張性黒鉛５０質量部、亜リン酸 アルミニウム４０質量部、水酸化アルミニウム８０質量部及び水１００質量部の割合で総質量３．７Ｋｇを一括して混合し、型に注入して発泡成形させ、乾燥後所定の形状に切削し、熱膨張性スポンジ材を作製した。
［ゴム成形体の作製］
エチレン−プロピレン−ジエンゴム：住友化学（株）製、「エスプレン５０５」
熱膨張性黒鉛：エア・ウォーター・ケミカル（株）製、「ＳＳ−３」
亜リン酸アルミニウム：太平化学産業（株）製、「ＡＰＡ−１００」
無機充填剤：水酸化アルミニウム（住友化学（株）製、「Ｃ−３０１Ｒ」）
加硫剤：粉末硫黄（細井化学工業（株）製）
加硫促進剤：大内新興(株)製、「ノクセラーＣＺ」、「ノクセラーＴＴ」
エチレン−プロピレン−ジエンゴム１００質量部、熱膨張性黒鉛５０質量部、亜リン酸アルミニウム４０質量部、水酸化アルミニウム５０質量部、加硫剤１質量部及び加硫促進剤（ノクセラーＣＺ１．５質量部、ノクセラーＴＴ０．５質量部）の割合で総質量２．４２Ｋｇをニーダーミキサーで混練し、得られたゴム組成物を所定の金型に充填した後熱加硫してゴム成形体を作製した。

得られた防火部品を外径５ｃｍの電源ケーブルに装着し、厚さ３０ｃｍのコンクリート壁の内径１２．７ｃｍの貫通孔に挿入した。次いでハンドバーナーで熱膨張性スポンジ材の方向から貫通孔に向けて火炎を３０秒あてたが、火炎が貫通孔を通過することはなく、また煙も壁の反対側には出なかった。

防火部品を模式的に表した斜視図 リブを有した防火部品を模式的に表した斜視図 管胴部が蛇腹形状である防火部品を模式的に表した斜視図 切開部を有した防火部品を模式的に表した斜視図 配管に装着した防火部品を貫通部孔に装着した概念断面図

符号の説明

１ 熱膨張性スポンジ材
２ ゴム成形体
３ ゴム成形体のリブ
４ 蛇腹形状の管胴部
５ 切開部
６ 防火区画対の壁
７ 配管

Claims (9)

1. 貫通した円柱状の空芯部を有した円柱状の熱膨張性スポンジ材の一方の端面と、管状のゴム成形体の一方の端面とが接合された防火部品であって、熱膨張性スポンジ材の円柱軸、空芯部の円柱軸及びゴム成形体の管の円柱軸が同一線上にあるように接合されたことを特徴とする防火部品。
2. 熱膨張性スポンジ材が、水性ウレタンプレポリマーから得られる軟質ウレタンフォームと、熱膨張性黒鉛と、亜リン酸アルミニウム又はホウ酸の少なくとも一方と、無機充填剤とを含むスポンジ材である請求項１に記載の防火部品。
3. 熱膨張性スポンジ材が、加硫可能なゴムと、熱膨張性黒鉛と、亜リン酸アルミニウムと、無機充填剤とを含み発泡加硫されたスポンジ材である請求項１に記載の防火部品。
4. ゴム成形体が、加硫可能なゴムと、熱膨張性黒鉛と、亜リン酸アルミニウムと、無機充填剤とを含み加硫されたゴム成形体である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載した防火部品
5. 管が、管の両端面に穴のあいた円盤が接合された形状であって、その穴の中心と円盤の中心が同一である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載した防火部品
6. 管が、その円周方向にリブを少なくとも一つ有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載した防火部品
7. 管が、蛇腹状になっていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載した防火部品
8. 防火部品の円柱軸方向に一方の端面から他方の端面まで連続して切開されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の防火部品。
9. 建築物の防火区画の仕切壁に設けられる貫通孔部に配管施工する場合において、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の防火部品を配管に装着し、かつ、貫通孔部に防火部品が貫通孔部内に位置するように配管を挿入し、配置する配管施工方法。
   
   
   

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