JP4420497B2 - ダクトフランジ接合部用シール材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホテル、工場、病院、学校、百貨店、スーパー、食堂ビル等の排気・排煙ダクトとして広く使用されているダクトのフランジ接合部に用いるシール材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のダクトフランジ接合部用シール材としては、ブチル系のシール材が一般的に用いられている。
【０００３】
しかし、これらのブチル系シール材は通常熱軟化性であるため夏場等にはフランジの継目部分からはみ出したり、流れ出したりして、シール機能を損なうことがある。
【０００４】
また、最近では難燃化されたブチル系シール材も使用されるようになったが、これらは難燃性であっても発火点が３００℃以下と比較的低い耐発火性しか備えていない為、３００℃を越える高温下にさらされると、容易に発火する。このため熱風等で加熱されることの多いダクト用には火災の原因となる恐れがあり、使用することができない。さらに、これらのシール材は耐油性及び耐水性に乏しいという欠点を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような、従来のダクトフランジ接合部用シール材の機能面と安全面の欠点を解消することにより、より高度な機能性と安全性を合わせて有するダクトフランジ接合部用シール材を得ることを目的とする。即ち、本発明は従来解決することのできなかった▲１▼可燃物である弾性ポリマーをベースとするシール材にあって接合部への装着に際して該接合部へ容易に粘着しうる粘性を有し、３００℃以下の温度雰囲気下では発火することがないようなシール材を得ること、及び▲２▼Ｖ−０の難燃性（ＵＬ９４Ｖ法）と外熱によって軟化してダクトフランジの接合部分からはみ出したり流れ出したりしてシール性能を損なうことのないようなシール材を得ること、さらには▲３▼耐水性と耐油性を有するシール材を得ることという３つの課題を合わせて解決せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明はダクトフランジ接合部に装着するシール材であって、前記シール材が前記接合部へ容易に粘着し得る粘性と３００℃以下の温度雰囲気下では少なくとも発火しない耐発火性とＶ−０の難燃性（ＵＬ９４Ｖ法）と１００℃の経時加熱によって軟化し続けない耐熱性とを有することを特徴とするダクトフランジ接合部用シール材である。
本発明のシール材の好ましい態様では、ダクトフランジ接合部への粘着力が３Ｎ以上の粘性を有し、耐水性（１重量％以下の吸水率）と耐油性（１重量％以下の吸油率）とを有する。
【０００７】
上記シール材は耐油性エラストマーと耐水性エラストマーを含むベースポリマー１００重量部に対し、充填剤３５０〜５００重量部、難燃剤２５０〜３５０重量部、粘性付与剤５〜５０重量部を主要構成成分として配合したシール材であることが好ましく、シール材の総重量に対し、ベースポリマー量が１５重量％以下、充填剤量が５０重量％以上、難燃剤量が３０重量％以上、粘性付与剤が５重量％以下であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のダクトフランジ接合部用シール材を図面に基づき説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は巻きロール形状の本発明ダクトフランジ接合部用シール材の斜視図、図２は本発明ダクトフランジ接合部用シール材の断面図、図３は本発明ダクトフランジ接合部用シール材を取り付けた状態のダクトフランジ接合部の斜視図、図４はダクトフランジ接合部に本発明ダクトフランジ接合部用シール材を取り付けて接合施工したダクトの施工実施例図である。
尚、図面中、１は本発明のダクトフランジ接合部用シール材、２は離型紙、３は巻きロール、４はダクト、５はダクトフランジ部、６はダクトフランジ接合部、７はダクト支え金具、８はダクト吊り金具を示す。
【０００９】
本発明のダクトフランジ接合部用シール材１は、例えば図４に示す如き排気、排煙ダクト４のフランジ部５の接合部６に図３に示すように封入されて用いられるものであり、その形状は持ち運びに便利な巻きロール状の他、段積みして持ち運びができるシート状、ダクトフランジ部の形状に沿うような円形、正方形、長方形、楕円形、菱形など、所望の打ち抜き形状で得られるカットシート状などいずれの形状も採用することができる。
【００１０】
本発明のシール材１は、図１に示すごとき巻きロール３状の形状をとる場合、シール材配合物を図２に示すごとき厚みが略１ｍｍ〜１０ｍｍ、幅が１０ｍｍ〜５０ｍｍ、長さが略５ｍ〜３０ｍの帯状に押し出し、又は圧延成形し、これを両面に離形処理を施した離形紙２の片面上に貼り合わせた後巻取ることによって得ることができる。
【００１１】
また、本発明のシール材１は、特に限定するものではないが、離形紙２と貼り合わされることが好ましく、その際に図２に示すごとく離形紙２の幅より狭い幅で貼り合わされることが望ましい。これは運搬等におけるシール材側面の汚れ等を防止したり、押圧等によりシール材１が離形紙２よりはみ出さない効果を有する。
【００１２】
ここにおいて、本発明のシール材１は、ダクトフランジ接合部５への装着に際して、該接合部へ容易に粘着し得る粘性を有することが必要であり、具体的にはシール材１の粘着力が３Ｎ以上の粘性を有することが好ましい。この訳は粘着力が３Ｎ未満のものはダクトフランジ接合部５への装着において、強く押しつけなければ粘着しなかったり、せっかく貼り付けても自重等ではがれおちたりするなど施工上問題となる場合が多いからである。
【００１３】
また、本発明のシール材１は、３００℃以下、好ましくは５００℃以下の温度雰囲気下では少なくとも発火しない耐発火性とＶ−０の難燃性（ＵＬ９４Ｖ法）を有することが必要である。この訳はダクトの施工箇所によっては熱風が吸気され、ダクトが２００℃以上にも加熱された状態になることがあり、このような熱風等で加熱されるダクト４の入口付近のフランジ接合部５にシール材１を使用する場合、そのシール材１は自らの発火をできるだけ抑えると共にたとえ発火しても、自身の有炎の滴下物が下部の物品を着火させたりすることがないようにしなければならないからである。
【００１４】
また、本発明のシール材１は１００℃の経時加熱によって軟化し続けない耐熱性を有することが必要であり、さらに耐水性（１重量％以下の吸水率）と耐油性（１重量％以下の吸油率）を有することが好ましい。この訳は、ダクトフランジ接合部５へ貼着されたシール材１はダクト６の通常の使用状態（０℃〜１００℃）において、その経時により軟化してはみ出したり、流れ出したりしてダクトフランジ部のシール機能をなくすようなことを避けるためであり、さらには、油蒸気や水蒸気がダクト内を排気・排煙される場合にこれらに対する耐性が求められるからである。
【００１５】
次に、このような機能を有する本発明のシール材１の主要構成成分について述べれば、本発明のシール材１を構成する主成分のうちベースポリマー成分としては、例えばアクリロニトリル含有量が２５重量％以上のニトリルゴム、クロロプレンゴム、塩素化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムから選択された１種又は２種以上の耐油性エラストマーと、ブチルゴム、部分架橋ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリイソブチレンから選択された１種又は２種以上の耐水性エラストマーが使用される。
【００１６】
ここにおいて、耐油性ポリマー・耐水性ポリマーの含有量はベースポリマー成分を１００重量部とした場合、いずれも４５重量部以上であることが好ましい。この理由は、これらのポリマーが４５重量部未満の場合は耐油性、耐水性を求められる場所で使用されるときに十分に機能し得ないからである。
【００１７】
尚、シール材１に使用されるこれらのベースポリマーの総量はシール材１の略１５重量％以下が適当である。これは一つには、有機可燃物としてのポリマー量を抑えシール材としての難燃性を高めるためであり、さらにもう一つには、経時加熱によるシール材１の軟化を防ぐためである。
【００１８】
次に、シール材１の主要構成成分の一つである充填剤としては、ホワイトカーボン等の珪酸及び珪酸塩類、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムに代表される炭酸塩類、クレー、タルク、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、チタン白、アルミナ水和物等の無機補強充填剤、カーボンブラック、ハイスチレン樹脂、クマロインデン樹脂、フェノール系樹脂、石油系樹脂、リグニン、変性メラニン樹脂等の有機補強充填剤が使用される。
【００１９】
又、これらの充填剤の総量はベースポリマー１００重量部に対し、３５０〜５００重量部であることが好ましく、シール材１の総重量の５０重量％以上であることが好ましい。この配合量は少なくとも３００℃以下の温度雰囲気下では発火しない耐発火性を得るために必要である。尚、これらの充填剤は上記耐発火性を得るため、その９５重量％以上は無機補強充填剤であることが好ましい。
【００２０】
一方、他の主要構成成分である難燃剤としては、塩化パラフィン、パークロロペンタシクロデカンなどの塩素系難燃剤と酸化アンチモンを必須難燃剤として使用する他、ホウ酸亜鉛や金属水酸化物（例えば水酸化アルミニウム）等の無機化合物難燃剤、トリクレジルフォスフェート等のリン酸エステル系難燃剤が適宜選択されて使用される。
【００２１】
また、難燃剤の総量はベースポリマー１００重量部に対し２５０〜３５０重量部であることが好ましく、シール材１の総重量の３０重量％以上であることが好ましい。難燃剤のうち、塩素系難燃剤の占める割合は、難燃剤の総量に対して、４０重量％の塩素含有量のもので５０重量％以上、８０重量％の塩素含有量のもので２５重量％以上が適当である。一方、酸化アンチモンの占める割合は難燃剤の総量に対して、１０重量％以上が適当である。これらの量は、Ｖ−０（ＵＬ９４Ｖ法）の難燃剤を得るために必要な量であって、これらの量未満ではＶ−０（ＵＬ９４Ｖ法）の難燃性が得にくいので好ましくない。
【００２２】
さらに、本発明のシール材では上述の構成成分の他、ダクトフランジ接合部へ容易に粘着しうる粘性（３Ｎ以上）を付与するため、粘性付与剤が配合される。粘性付与剤としては、フェノール・アセチレン樹脂、フェノールホルムアルデビド系樹脂、クマロインデン樹脂、キシレンホルムアルデビド樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン及びロジン誘導体、石油系樹脂、ポリテルペン、パインタール、植物系・鉱物系軟化剤、プロセスオイル、可塑剤、ポリブテン、ＣＲ、ＩＲ等の液状ゴム、シリコーンオイル等が挙げられ、ベースポリマー１００重量部に対し、５〜５０重量部配合されることが好ましく、シール材１の総量の５重量％以下であることが好ましい。
【００２３】
尚、粘性付与剤の配合量を上述のようにする訳は、ベースポリマー１００重量部に対し、５０重量部を越える添加は、得られるシール材の難燃性及び発火点を低下させる恐れがあるからであり、５重量部未満の添加では粘着力が３Ｎ以上の望ましい粘性をシール材に与えることができにくいからである。
【００２４】
本発明のシール材１には上述の主要構成成分の他、必要によりタンニン酸、ペトロラタムピッチ等の防食剤や顔料を耐火性等の特性を損なわない程度において適宜選択し、配合することができる。本発明のシール材１はこれらの配合物を押出成型又は圧延成型により所望の形状に得ることができる。
【００２５】
【実施例】
ベースポリマー（ニトリルゴム（アクリロニトリル含量５０重量％）５０重量％＋ブチルゴム５０重量％）１００重量部に対して充填剤（ホワイトカーボン５重量％＋クレー２３重量％＋炭酸カルシウム６５重量％＋硫酸バリウム７重量％）４５０重量部、難燃剤（塩化パラフィン３５重量％＋酸化アンチモン１０重量％＋ホウ酸亜鉛２０重量％＋水酸化アルミニウム３５重量％）３００重量部、粘性付与剤（石油系炭化水素樹脂）２０重量部からなる配合物を厚さ３ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ１０ｍの形状寸法に押出成型して本発明ダクトフランジ接合部用シール材１を得ると共にこのシール材１より長さ３ｃｍのサンプルを採取した。このサンプルをＴ型の試験用ホルダーの枠底面部に貼り付けた後、直径１５mm、重量２０±０．０２ｇの支持棒付き鉄球をサンプル上に静かに置き、１８０ｇの荷重を１０秒間加えた。次いで、前記ホルダーをイーストロン引張り試験機の下部チャックに、鉄球支持棒を上部チャックに取り付け、３００ｍｍ±２０ｍｍ／分の速度で引張りサンプルと鉄球が引き離される時の値を測定した（Ｎ＝３）。この結果、シール材１の粘着力は３回の平均値で５．５Ｎであった。
【００２６】
又、このシール材１を図３に示すごときダクトフランジ接合部５へ設置したところ、該シール材１はフランジ接合部へ極めて容易に接合することが認められた。一方、上記の測定において粘着力の異なるサンプルを準備して測定したところ、粘着力が３Ｎ以上のものはダクト接合部への粘着が極めて容易であったが、粘着力が３Ｎ未満のものはダクトフランジ接合部５への装着において、強く押しつけなければ粘着しなかったり、せっかく貼り付けても自重等で剥がれ落ちたりするなどＴＤＣ工法によるダクトフランジ接合部５への装着の場合などでは特に好ましくなかった。
【００２７】
次に、前述の配合物サンプルを用いて、ＡＳＴＭ−Ｅ６５９法即ち「細く粉砕したサンプル１００ｍｇを５００ｃｍ^３の丸底フラスコに入れ、発火点測定器（加熱炉）内に、フラスコの外側をアルミホイルでラップした状態で、該フラスコをセットする。次いで、炉を加熱してフラスコ内の温度を上昇させていき、点火源がなくても試料が燃焼を開始する温度、即ち発火点を測定する。発火の測定はフラスコをセットした発火点測定器の上部に取り付けられたミラーにより確認する。尚、発火点温度は、５℃間隔で測定する。」により発火点温度を測定したところ、当該サンプルの発火点温度は５４５℃であることが認められた。
【００２８】
さらに、前述の配合物を幅１２．７ｍｍ、厚さ２ｍｍ、長さ１０ｍに押出成型し、これより長さ１２７ｍｍの試験片５枚を採取し、ＵＬ９４法により難燃性のテストを以下の通り行った。即ち、
▲１▼ 長さ１２７ｍｍ（５ｉｎ）、幅１２．７（０．５ｉｎ）、厚さ２．０ｍｍの試験片を準備する。
▲２▼ 準備した５枚の試験片を試験前に２３℃、５０％ＲＨで４８時間調整し、次に、７０℃で１６８時間空気循環槽で調整し、その後デシケータに入れて４時間冷却する。
▲３▼ 測定用治具に試験片をセットする。
▲４▼ 試験炎を試験片の下端の中心線にあて、１０秒間そのまま継続する。そして炎を１５２ｍｍ（６ｉｎ）離し、試験片が炎を出して燃える時間を測定する。
▲５▼ 試験片の炎が消えると直ちに試験炎を再び試験片の下端の中心線にあてる。そして１０秒間後、再び炎を遠ざけ、有炎及び無炎の燃焼時間を記録する。
▲６▼ 試験中には次の事項について観察、記録する。
Ａ 第１回に炎をあてた後の有炎燃焼の時間
Ｂ 第２回に炎をあてた後の有炎燃焼の時間
Ｃ 第２回に炎をあてた後の有炎と無炎燃焼の時間
Ｄ 試験片が保持クランプの所まで燃えたかどうか
Ｅ 有炎の滴下物が脱脂綿を着火させたかどうか
【００２９】
この結果、本発明のダクトフランジ接合部用シール材１は以下の評価条件Ａ〜Ｅを全てクリアし、ＵＬ９４Ｖ法によるＶ−０と認定された。
Ａ すべての試験片は毎回炎をあてた後、１０秒以上炎を出して燃焼しないこと。
Ｂ 各組５枚の試験片に合計１０回の接炎を行い炎を出して燃焼する時間の合計が５０秒を越えないこと。
Ｃ すべての試験片に有炎又は無炎の燃焼が支持クランプの所まで達しないこと。
Ｄ すべての試験片に有炎の滴下物により試験片の３０５ｍｍ（１２ｉｎ）下にある乾燥した外科用脱脂綿を着火させないこと。
Ｅ すべての試験片は第２回目に炎をあてた後、３０秒以上無炎の燃焼を続けないこと。
【００３０】
さらに又、本発明シール材１について、Ｃ型硬度計を用いた硬度変化測定による耐熱テストを実施したところ、常態４０度の硬度が６０度になるまでの時間は１００℃で１９日、１３６℃で２日、２００℃で６時間であり、本シール材は高温下においてはすみやかに硬化し、とけて流れ落ちる等の現象を示さないことが認められた。
【００３１】
次に、本発明シール材１の吸油率・吸水率を次の方法で測定した。厚さ３ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍの本発明シール材１のサンプルを６枚採取し、このサンプルをデシケータに入れ２３±２℃の温度に２４時間放置後取り出し、それぞれの試料重量を１ｍｇまで正確に測定した。次に、サンプル３枚を蒸留水を入れた容器に２４±１時間浸漬し、残る３枚を２３±２℃の菜種油を入れた容器に２４±１時間浸漬した後、それぞれ取り出し、表面に付着した水又は油を乾燥したろ紙で拭き、各サンプルの重量を１ｍｇまで正確に測定し、次式により吸水率・吸油率を算出した（Ｎ＝３）。
Ａ＝｛（Ｗ２−Ｗ１）／ Ｗ１｝×１００
式中、Ａ ；吸水率（％）又は吸油率（重量％）
Ｗ１ ；吸水（吸油）前のサンプルの重量（ｍｇ）
Ｗ２ ；吸水（吸油）後のサンプルの重量（ｍｇ）
この結果、本発明のシール材１は吸水率・吸油率共に１重量％以下の値を示した。
【００３２】
又、本発明のシール材１を実際に厨房用ダクト（使用時平均ダクト温度６５℃）に施工して１年間の経時観察を行った結果、本発明のシール材１は四季を通じてフランジの継目等からはみ出したり、流れ出したりすることもなく、十分シール機能を果たすことが認められた。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のダクトフランジ接合部用シール材は接合部への粘着力が３Ｎ以上の粘性と３００℃以下の温度雰囲気下では少なくとも発火しない耐発火性とＶ−０の難燃性（ＵＬ９４Ｖ法）と１００℃の経時加熱によって軟化しつづけない耐熱性と耐水性（吸水率１重量％以下）と耐油性（吸油率１重量％以下）とを有するようにしたので、下記のような種々の利点を有する。
▲１▼ 接合部へ容易に粘着し、施工性に優れる。
▲２▼ ３００℃以下の高温下でも発火することがない。
▲３▼ 有炎滴下物の被着による着火火災がない。
▲４▼ 経時加熱によって軟化してフランジの接合部分からはみ出したり、流れ出したりしてシール機能を失うことがない。
▲５▼ 耐水・耐油性に優れるので油煙や水蒸気を多く吸い込む過酷なダクト使用条件においても長期間のシール機能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】巻きロール形状の本発明ダクトフランジ接合部用シール材の斜視図である。
【図２】本発明ダクトフランジ接合部用シール材の断面図である。
【図３】本発明ダクトフランジ接合部用シール材を取り付けた状態のダクトフランジ接合部の斜視図である。
【図４】ダクトフランジ接合部に本発明ダクトフランジ接合部用シール材を取り付けて接合部分を施工したダクトの施工実施例図である。
【符号の説明】
１ 本発明ダクトフランジ接合部用シール材
２ 離形紙
３ 巻きロール
４ ダクト
５ ダクトフランジ部
６ ダクトフランジ接合部
７ ダクト支え金具
８ ダクト吊り金具

Claims (4)

1. ダクトフランジ接合部への粘着力が３Ｎ以上の粘性と、３００℃以下の温度雰囲気下では少なくとも発火しない耐発火性と、Ｖ−０の難燃性（ＵＬ９４Ｖ法）と、１００℃の経時加熱によって軟化し続けない耐熱性と、１重量％以下の吸油率の耐油性と、１重量％以下の吸水率の耐水性とを有する厨房用ダクトフランジ接合部用シール材であって、前記シール材が、アクリロニトリル含有量が２５重量％以上のニトリルゴム、クロロプレンゴム、塩素化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムから選択された１種又は２種以上の耐油性エラストマーと、ブチルゴム、部分架橋ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリイソブチレンから選択された１種又は２種以上の耐水性エラストマーとを含むベースポリマー１００重量部に対し、充填剤３５０〜５００重量部、難燃剤２５０〜３５０重量部、粘性付与剤５〜５０重量部を主要構成成分として配合していることを特徴とする厨房用ダクトフランジ接合部用シール材。
2. シール材の総重量に対し、ベースポリマー量が１５重量％以下、充填剤量が５０重量％以上、難燃剤量が３０重量％以上、粘性付与剤が５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のダクトフランジ接合部用シール材。
3. 配合される充填剤の９５重量％以上が無機補強充填剤であることを特徴とする請求項２に記載のダクトフランジ接合部用シール材。
4. 配合される難燃剤のうち少なくとも５０重量％が４０重量％の塩素含有量の塩素系難燃剤であり、少なくとも１０重量％が酸化アンチモンであることを特徴とする請求項２に記載のダクトフランジ接合部用シール材。

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