JP3455801B2 - 熱膨張性防火用組成物 - Google Patents

熱膨張性防火用組成物

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JP3455801B2 JP2000168796A JP2000168796A JP3455801B2 JP 3455801 B2 JP3455801 B2 JP 3455801B2 JP 2000168796 A JP2000168796 A JP 2000168796A JP 2000168796 A JP2000168796 A JP 2000168796A JP 3455801 B2 JP3455801 B2 JP 3455801B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な熱膨張性防
火用組成物及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】防火用膨張性材料又は防火用発泡性材料
(以下「防火用膨張性材料」という)は、例えば電力ケ
ーブル、通信ケーブル等のようなケーブル類、空調設備
等の配管類の周囲に被覆等により施工される。これらケ
ーブル類、配管類等は、防火区画体の貫通口を通じて複
数の防火区画体にまたがって配置される。
【0003】防火用膨張性材料が施工された部位は、火
災時等において加熱により膨張又は発泡して膨張層を形
成し、これにより貫通口を閉塞して火災の延焼防止を図
る。このため、防火用膨張性材料では、特に膨張層の形
成後、膨張層が炎熱によって容易に形崩れを起こさず、
所定の形状をできるだけ長時間保持できることが条件と
なる。
【0004】これに関し、例えばベース樹脂に無機系膨
張剤及び/又は有機系膨張剤と、ポリカーボネート樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケ
トン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂等の形崩れ
防止用樹脂とが同時に配合されてなることを特徴とする
防火用膨張性樹脂組成物(特開平9−176498号)
等が知られている。この防火用膨張性組成物によれば、
特に形崩れ防止用樹脂が配合されていることから、炎熱
を受けても膨張層が形崩れを起こさず、その形状を保持
し続けることができるとされている。
【0005】しかしながら、上記組成物においても、形
崩れ防止性能についてはなお改善の余地がある。特に、
上記組成物で使用されている形崩れ防止用樹脂は、それ
自身が溶融ひいては燃焼してしまうため、形成された膨
張層が燃焼又は灰化によって脆弱するおそれがある。膨
張層が脆弱化すれば、火災中に膨張層が脱落又は崩壊し
て十分な耐火性能が得られなかったり、膨張層が容易に
粉化して火災後の処理に支障をもたらす。
【0006】さらに、上記組成物に用いられている形崩
れ防止樹脂は比較的高価であり、コスト面においても問
題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、満足でき
る形崩れ防止性能が得られる防火用膨張性材料は未だ開
発されるに至っていないというのが現状である。
【0008】従って、本発明は、より優れた形崩れ防止
性能を発揮できる熱膨張性防火用組成物を提供すること
を主な目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、これら従来
技術の問題に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、熱膨張性防
火用組成物として特定組成を採用することにより、上記
目的を達成できることを見出し、ついに本発明を完成す
るに至った。
【0010】すなわち、本発明は、樹脂成分及び無機系
膨張剤を含み、無機系形崩れ防止剤としてホウ酸を含む
ことを特徴とする熱膨張性防火用組成物に係るものであ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の熱膨張性防火用組成物
は、樹脂成分及び無機系膨張剤を含み、無機系形崩れ防
止剤としてホウ酸を含むことを特徴とする。
【0012】樹脂成分としては、特に制限されず、公知
の防火用膨張性材料に使用されている樹脂類又はゴム類
をそのまま用いることができる。樹脂類としては、例え
ばポリ塩化ビニル、ポリエチレン、塩素化ポリエチレ
ン、ポリウレタン(軟質ウレタンフォームを除く。)等
が挙げられる。ゴム類としては、天然ゴム又は合成ゴム
のいずれでも良く、例えば天然ゴム、スチレン−ブタジ
エンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリブテンゴム、アク
リロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポ
リイソプレンゴム、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ゴム、塩素化ポリ
エチレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーン
ゴム、ポリウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム等が
挙げられる。その他にも、塩化ビニル系熱可塑性エラス
トマー、スチレン系熱可塑性エラストマー等の各種熱可
塑性エラストマーが使用できる。これらの樹脂成分は1
種又は2種以上を用いることができる。本発明では、こ
れら樹脂成分の中でもゴム類、特にブチルゴム、エチレ
ン−プロピレンゴム、ポリブテンゴム、ポリブタジエン
ゴム等が好ましい。
【0013】また、樹脂成分は、発泡するタイプ又は発
泡しないタイプのいずれも使用できる。発泡タイプのも
のとしては、例えばポリエチレン発泡体、ポリプロピレ
ン発泡体、ポリスチレン発泡体、フェノール樹脂発泡
体、メラミン樹脂発泡体等の公知の発泡体を用いること
ができる。
【0014】樹脂成分の含有量は、無機系形崩れ防止剤
及び無機系膨張剤の種類及び使用量等に応じて適宜設定
できるが、通常は無機系形崩れ防止剤及び無機系膨張剤
の合計量が本発明組成物中20〜90重量%程度、好ま
しくは50〜80重量%となるように樹脂成分を調節す
れば良い。上記合計量が90重量%を超える場合は樹脂
成分が少ないため、得られる組成物から所定の成形体を
得ることが困難になることがある。
【0015】無機系膨張剤としては、加熱により発泡な
いしは膨張する性質を有する無機系材料であれば特に制
限されず、公知の発泡性樹脂組成物に使用されている無
機系膨張剤をそのまま用いることもできる。例えば、膨
張性黒鉛(鱗片黒鉛粉末を濃硫酸等で酸化処理して黒鉛
層間に化合物をインターカレーションしたもの、膨張黒
鉛ともいう)、ホウ砂、パーライト、ひる石等が挙げら
れる。これらは1種又は2種以上を用いることができ
る。これら無機系膨張剤の中でも、膨張性黒鉛が好まし
い。
【0016】無機系膨張剤の含有量は、樹脂成分の種
類、所望の発泡倍率等によって適宜設定することができ
るが、通常は本発明組成物中5〜45重量%程度、好ま
しくは10〜30重量%とすれば良い。
【0017】本発明組成物では、上記2成分に加えて、
無機系形崩れ防止剤としてホウ酸を用いる。ホウ酸自体
は、公知の製法により得られるもの又は市販品を用いる
ことができる。ホウ酸は、オルトホウ酸(H3BO3)、
メタホウ酸(HBO2)等のいずれでも良いが、通常は
オルトホウ酸を使用すれば良い。ホウ酸は、通常は粉末
の形態で使用すれば良い。この場合、粉末の粒径は特に
制限されないが、比較的粒径の小さなもの(通常100
μm程度以下、好ましくは20μm程度以下)が好まし
く使用できる。
【0018】ホウ酸の含有量は、使用する無機系膨張剤
の種類・使用量等によって適宜設定することができる
が、通常は本発明組成物中20〜80重量%程度、好ま
しくは30〜70重量%程度とすれば良い。この範囲内
で特に優れた形崩れ防止性能を得ることができる。
【0019】また、ホウ酸と無機系膨張剤との割合は、
用いる無機系膨張剤の種類等に応じて適宜設定すれば良
く、好ましくは重量比で1:1〜10:1程度、より好
ましくは2:1〜5:1となるようにすれば良い。この
範囲内に設定することによって、より優れた形崩れ防止
性能と耐火性とを得ることができる。
【0020】本発明組成物では、本発明の効果を妨げな
い範囲内で有機系形崩れ防止剤を配合することも可能で
ある。例えば、コーンスターチ、ポリカーボネート、フ
ェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ
フェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポ
リエーテル・エーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホ
ン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアク
リレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フッ素樹脂等
が挙げられる。
【0021】さらに、本発明組成物では、必要に応じて
公知の防火用膨張性材料で用いられている各種添加剤も
適宜含まれていても良い。例えば、界面活性剤、架橋
剤、整泡剤、触媒、発泡剤、鎖延長剤、難燃剤、安定
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料、老化防止剤、繊
維類、フィラー等を挙げることができる。また、必要に
応じてアゾジカルボンアミド、ジニトロペンタメチレン
テトラミン、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニル
ヒドラジド等の有機系膨張剤も添加することができる。
【0022】本発明組成物は、これらの各成分を均一に
混合すれば製造できる。混合順序等も均一な混合ができ
る限り特に制限されない。例えば、これらの成分の所定
量を公知のミキサー、混練機、ニーダー、バンバリーミ
キサー、二軸混練押出機等に投入し、必要に応じて加熱
及び/又は加圧し、均一に混合されるまで攪拌すれば良
い。本発明組成物はいずれの形態でも用いることができ
る。例えば、シート状、テープ状、粒状等に成形した
り、あるいはパテ状で用いることもできる。
【0023】本発明組成物は、その熱膨張性、熱膨張後
の形状保持性、遮熱性、耐火性等の特性が要求される様
々な分野に使用できるが、防火用膨張性材料を用いる公
知の工法にも適用でき、各工法における使用方法に従っ
て用いれば良い。使用部位も特に制限されず、防火区画
体をはじめ、防火性(特に火災における延焼防止)が要
求される箇所に幅広く適用することができる。
【0024】特に、本発明組成物は、防火区画体に設け
られた貫通口の一部又は全部を閉塞するために好適に用
いられる。具体的には、防火壁、床スラブ等の防火区画
体に設けられた貫通口を通るケーブル、パイプ等の周囲
又は周辺を本発明組成物で被覆したり、あるいは本発明
組成物によるシート、テープ等を取り付けることによっ
て施工することができる。
【0025】
【発明の効果】本発明組成物によれば、特に、無機系形
崩れ防止剤としてホウ酸を無機系膨張剤との組み合わせ
で採用しているので、従来技術よりも優れた耐火性能を
発揮することができる。すなわち、膨張層の形崩れを有
効に防止できるだけでなく、長時間高温でさらされても
脆弱化しにくい。その結果、どのような火災においても
優れた耐火性能を安定して得ることができる。また、火
災後においても、膨張層が崩れにくいため、火災後の処
理も円滑かつ安全に行うことができる。
【0026】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴とするところをより一層明確にする。なお、本発明
は、これら実施例に限定されるものではない。
【0027】実施例1〜6 表1に示す成分をニーダーで均一に混練することによっ
て熱膨張性防火用組成物を調製した。ブチルゴムは商品
名「BUTYL 268」(JSR製)、ポリブテンは
商品名「INDOPOL H300」(AMOCO
製)、ホウ酸はオルトホウ酸(微粉型、U.S.BOR
AX製)、膨張性黒鉛は商品名「CA−60」「50−
LTE−U」(ともに住金ケミカル製)をそれぞれ用い
た。次いで、各混練物をロールで厚さ8mmのシート状
に成形した。各実施例について、混練性、シート成形性
及び硬度とともに、加熱時の膨張倍率及び形状保持性を
調べた。その結果を表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】各物性の測定方法を以下に示す。 (1)混練性 各成分を混練したときの混練物の状態を調べた。流動可
能で均一な混練物が得られる場合を○、パサパサした状
態で流動性のない場合又は均一な混練物が得られない場
合を×と評価した。 (2)シート成形性 得られた混練物をロールで厚さ8mmのシートに成形
し、得られたシートの外観等を観察した。ひび割れ等の
問題がないシートを○、シートにひび割れ、ちぎれ等が
生じたものを△、混練物がロールに付着し、シート成形
できなかったものを×とした。 (3)硬度 シート成形体にC型ゴム硬度計(高分子計器(株)製)
を当て、シート成形体に上記硬度計を当てた直後の指示
を読み取ることにより測定した。 (4)加熱時の膨張倍率及び形状保持性 シート成形体を300℃で保持された雰囲気内に0.5
時間放置した後の膨張倍率を測定した。
【0030】また、シート成形体の形状保持性は、シー
ト成形体(厚さ8mm)を図1に示す装置に取り付け、
JIS A 1304に規定される標準加熱曲線に従って
室温から1050℃まで加熱した時における膨張体(シ
ート成形体)の上記装置段差部分への落下の有無と膨張
体の硬さを触感で評価した。膨張体が堅くしっかりして
いるものを○、やや脆いが容易に壊れないものを△、非
常に脆く容易に崩壊するものを×とした。
【0031】比較例1 表1に示す成分を用いたほかは、実施例1と同様にして
シート成形体を作製した。また、実施例1と同様に、混
練性、シート成形体等を調べた。その結果を表2に示
す。
【0032】比較例2 形崩れた防止用樹脂を用いた市販の熱膨張性耐火組成物
について、加熱時の膨張倍率及び形状保持性を実施例1
と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1においてシート成形体の形状保持性を
調べるための加熱装置の概要(断面)を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 柘植 研一 岐阜県本巣郡穂積町大字野田新田字北沼 4064−1 日本インシュレーション株式 会社生産事業部中央技術研究所内 (72)発明者 水野 克明 岐阜県本巣郡穂積町大字野田新田字北沼 4064−1 日本インシュレーション株式 会社生産事業部中央技術研究所内 (56)参考文献 特開 平9−59439(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 1/00 - 101/16

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】防火区画体に設けられた貫通口の一部又は
    全部を閉塞するために用いられる熱膨張性防火用組成物
    であって、樹脂成分及び無機系膨張剤を含み、無機系形
    崩れ防止剤としてホウ酸を含むことを特徴とする熱膨張
    性防火用組成物。
  2. 【請求項2】無機系膨張剤が、膨張性黒鉛である請求項
    1記載の熱膨張性防火用組成物。
  3. 【請求項3】ホウ酸が20〜80重量%含有する請求項
    1又は2に記載の熱膨張性防火用組成物。
  4. 【請求項4】ホウ酸と無機系膨張剤との重量比が1:1
    〜10:1である請求項1〜3のいずれかに記載の熱膨
    張性防火用組成物。
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