JP4514966B2 - 新規な火炎止めおよびその使用 - Google Patents

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Description

【0001】
技術分野
本発明は、建築物内に火炎止めを形成する時に使用する装置、および該装置を使用する方法に関する。
【0002】
背景技術
建築物内の概して壁、床および天井を含む仕切りは、電話線およびコンピュータの配線、光ファイバ、空調ダクト、暖房ダクトなどを収容するための換気管、排水管、水道管、ガス管、電気配線、導管などのような物品を通すための孔をこうした仕切り内に有する。1つの孔は、こうした物品を1つまたは数個収容することができる。孔とこの孔を通る物品との間の環状空間は、特に管が崩壊するか、または熱の影響で燃焼する場合、熱および火炎が拡散する可能性がある通路を形成する。したがって、こうした空間を充填または遮断して、孔を通る熱および火炎の拡散を防止することが望ましい。この目的のために周知されている装置および材料がある。こうした装置および材料は、使用するのが面倒である、設置に工具および技能を必要とする、永久的に設置するためには金属枠およびねじまたはグラウトもしくはコーキングが必要になる場合があるという欠点がある。これら装置および材料は、熱および火炎の通過を防止する封止部を設置時に形成する必要がある。こうした装置および材料は、配管および配線系統を修理するかまたは改造するために再度接近することを困難にする。さらに、多くの場合、後の目視検査では、装置または材料が正しく設置されているかまたは設置されていないかを容易に明らかにすることはできない。
【0003】
本発明の目的は、上記の欠点を多少またはすべて解決することである。
【0004】
発明の概要
本発明は、熱に暴露した時に膨張する材料、この膨張性材料の一方の表面に接続される接着剤のパッチ、接着剤を被覆し、引っ張ることにより接着剤から容易に剥離して接着剤を露出させるライナーを含む装置を提供する。
【0005】
本発明のもう1つの態様では、仕切り内の孔と、孔を通る物品との間の空間内に火炎止めを提供する方法であって、上記の装置をその物品の周囲に巻くステップと、装置を物品に沿って孔内に摺動させるステップと、プルタブを引っ張って接着剤を露出させ、接着剤により装置を物品上に永久的に固定するステップとを含む方法を提供する。
【0006】
好適な実施態様の詳細な説明
以下の好ましい実施態様の説明では、具体的に示すために、孔を通る管に言及する。この管は、孔を通る物品を単に例示するに過ぎず、こうした物品の例は上記の通りであることを理解すべきである。
【0007】
装置が孔内に存在し、火炎からの熱が装置に加わると、膨張性材料が著しく膨張し、その結果孔を遮断し、熱、火炎、煙などが通過するのを防止する。適切な膨張性材料としては、米国特許第5,830,319号に開示されている可撓性火炎障壁フェルトが挙げられ、この特許の開示事項は、引用することにより本明細書に包含する。このフェルトは、有機ポリマー結合剤、ヒドロキシル側基を有する有機繊維、たとえばセルロース繊維、適切に膨張性化合物である熱吸収性化合物、たとえばラファイト層間化合物、雲母、真珠岩、ヒル石、水和ケイ酸ナトリウム、およびリン化合物を含む。
【0008】
本発明に適するこうした膨張性材料の1つは、3MがInteram Ultra GSの商標で市販している可撓性火炎障壁フェルトである。このフェルトは、約2in幅および約_in厚のストリップ状で市販されている。このフェルトは、少なくとも300°F(149℃)の温度に暴露されると急速に膨張し、元の体積の約25倍まで拡張する。このフェルトは、硬質の木炭状になって、熱、火炎、煙および気体が通過するのを妨げるかまたは防止する。この材料はさらに、孔内の物品に相当の圧力を与え、配管および配線材料を圧縮し、火炎、熱、煙などに対して孔を封止する効果を示す。この材料は、温度上昇を遅延させるのに役立つ化学結合水も放出する。
【0009】
小型の孔および小型の管に使用するのに適する本発明の1つの単純な実施態様では、接着剤のパッチは、膨張性火炎障壁フェルトのストリップの表面に直接存在する。ライナーを接着剤パッチから剥離し、フェルトを曲げて孔の中に押し込むと、接着剤は管の外面または孔の内面に付着し、フェルトは永久的に所定の位置に保持される。もう1つの単純な実施態様では、膨張性フェルトストリップは、たとえばプラスチックシート、織布、または好ましくはアルミニウム箔のコーティングに含まれ、接着剤パッチがコーティング上に存在する。膨張性フェルト材料および接着剤は、直接物理的に接触しないにも関わらず、コーティングを介して互いに作動的に接続される。コーティングは膨張性材料を含み、膨張性材料は先ず熱に遭遇して膨張し、膨張した材料は孔内に収容された状態を保って孔を遮断するので、おそらく孔の周囲に火炎流が吹いて、孔が遮断されない状態になることはない。これら実施態様は、公称直径約1in以下の小型管、公称直径約1in以下の小型の孔に使用するのにより適する。
【0010】
1inを超える管および1inを超える孔に使用するには、膨張性材料を容器内に封入することが好ましい。
【0011】
膨張性材料を囲む容器は可撓性であり、一定の強度を有することが好ましい。こうした可撓性容器に適する材料としてはプラスチック材料があり、熱によって融解して封止を促進するポリオレフィン、特にポリエチレンが挙げられる。使用できるもう1種類の可撓性容器材料は、アルミニウム箔などのような金属箔である。さらにもう1種類の材料は、布帛、たとえばポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ガラスまたはセラミックなどのような繊維の織物である。特により過酷な条件に好ましい容器は、たとえばポリアミド、ポリエステル、ガラス、セラミックなどから製造された布帛または繊維強化材料に取り付けられる薄いアルミニウムシートまたは箔から構成される。適切な材料としては、米国、ニュージャージー州、ウッドブリッジのAlpha Associates, Inc.が市販している布帛網強化アルミニウム箔、特にAlpha Style 4413−VLSTM(登録商標)の名称で市販されている箔が挙げられる。
【0012】
装置を公称直径約1inの管に使用できるようにするため、可撓性容器は、倒して置いた時に一般に長形であり、使用する時点で折り畳み、一方の端部を他方の端部に接触させて環形を形成する。好ましい実施態様では、何らかの手段により両端を接触させた状態を保つ。両端を保持する特定の手段は、重要ではない。当業者は、クリップもしくはクランプ、テープ、Velcroなど、この目的に考えられる多くの手段を提案することができるであろう。剥離可能なライナーで被覆された接着剤は好ましく、剥離可能なライナーを剥離し、容器の両端を一緒に圧迫して接着剤で保持すると、環形を容易に形成することができる。この接着剤に対する要求は特に厳密ではなく、適切な接着剤は、3MからScotch(登録商標)467 HiPerformance Adhesiveおよび468 HiPerformance Adhesiveの名称で市販されている。
【0013】
本発明の装置は、容器を形成する可撓性材料のシートを入手して製造することができる。シートの長さは、容器を倒して置いた時の最大長さに必要なおおよその長さに、必要なら膨張性材料を封入するために各端部を封止するための余裕を加えた長さである。シートの幅は、未膨張の膨張性材料の幅および高さの両方を囲むのに十分な幅に、やはり必要なら一方の縁部に沿って封止するための余裕を加えた幅である。次に、材料を未膨張の膨張性材料上で折り畳み、一方の縁部および両端に沿って封止して、必要な囲いを形成する。このための1つの適切な方法は溶封だが、やはり、たとえば接着剤の使用または縫製など、その他多くの手段で行うことができることは明白である。可撓性容器は、膨張性材料が膨張する時に、膨張によって可撓性容器に応力が加わる前に多少の膨張に適応するように、膨張性材料上に緊密に適合してはならない。可撓性容器は、膨張性材料が熱に遭遇して最初に膨張し、所定の位置に留まって孔内に閉じ込められ、孔を通る管を囲むように、膨張性材料を収容することが重要である。容器は、膨張性材料を少なくともこの初期の短時間だけ保持する。封止が破壊するか、またはその後容器に亀裂が生じた場合も、限られた空間内における膨張性材料の膨張は、膨張した多量の材料を所定の位置に保持し、効果的な火炎止めを形成する。
【0014】
管の周囲および遮断される孔内に永久的に装置を配置するには、容器の一方の外面にある接着剤パッチを使用する。接着剤は、装置を環状に賦形した時に内面になる表面に配置することができる。装置の設置は特に重要ではないが、装置は、設置時には封止を形成せず、膨張性材料が膨張した時にのみ形成するように、管に付着することが条件である。設置時、装置を管の周囲に巻いて、環形を形成するために容器の一方の端部に接着剤またはその他の封止手段を使用して環形またはカラーを形成し、次に、孔の内部に押し込む。装置を所望の位置に配置したら、接着剤パッチ上のライナーに取り付けられているか、またはライナーと一体になって、孔から突出しているプルタブを引っ張って、ライナーを接着剤パッチから取り外す。装置を孔内に挿入する時、装置の内面と管のとの間に通常ある程度の摩擦があり、この摩擦は、接着剤パッチを露出させて永久的な結合を形成する前に、装置を所定の位置に保持するのに役立つ。次に、接着剤を管に接触させ、装置を所望の位置で接着剤により永久的に保持する。一方の端部が永久的に容器に付着しているプルタブおよびライナーは、孔から突出して、装置が所定の位置にあることを示すフラグまたはマーカーとして役立つ。この段階で、または後の検査時に、孔を容易に目視検査して、装置がフラグで示される孔内の所定の位置にあるかどうかを確認することができる。環形の内面上の接着剤ストリップと管の外面との間の付着も、当然検査することができる。
【0015】
本発明の範囲には、上記段落に記載した装置に類似するが、装置を環形に賦形した時に外面になる表面に接着剤パッチを有する点が異なる装置も含まれる。この装置の場合、接着剤は、管の外部ではなく孔の内部に付着する。この装置の1つの用途は、両側で向かい合う間柱(stud)と石膏のウォールボードから成る隔壁にある。効果的に防火するには、2種類の火炎止め、つまりウォールボードの各部分に1種類の火炎止めを使用するか、またはウォールボードの2つの部分を貫通して延在して、間柱の幅に相当する隙間に渡るスリーブを挿入する必要がある。この場合、一方の火炎止めは、たとえばPVCまたは24もしくは28ゲージのシートメタルであるスリーブ内に挿入することができる。装置は、装置の外面をスリーブの内面に付着させる接着剤パッチにより所定の位置に保持することができる。
【0016】
上記のとおり、本発明の装置の場合、熱、煙、火炎などの通過を防止するために封止部は、設置時に形成するのではなく、膨張性材料が熱に暴露されて急速に膨張すると形成される。急速に膨張する膨張性材料は、どのような空間でも塞ぎ、微妙な形状に容易に適合する。たとえば、場合によっては、直径が異なる2個の管間に肘管または継手があるか、または2個以上の小型管が1個の孔を通っている管が孔の内部に存在することがある。その結果、微妙な形状が形成され、剛性材料から成り、設置直後に封止部を形成するように設計された火炎止めの場合は問題を示す。しかし、これは、膨張性材料がどのような空間の形状の中でも膨張して所定の封止部を形成するため、本発明の火炎止めの場合には問題にならない。
【0017】
本発明の意図は、火炎止め装置の表面と管の外面または孔の内面との間の付着が場合によって永久的であり、したがって温度の変化、湿気条件に対する暴露、湿度の欠如、振動、気体および付着を低下または破損する傾向があるその他の条件に対する暴露に耐えることができることである。したがって、こうした接着材料に対する需要は、輪形を形成する容器の両端を結合する材料に対する需要より大きい。両端を結合する材料が付着しない場合、装置は依然として所定の位置に保持されるため無効である。対照的に、装置を管に保持する接着剤は所定の位置に保持されなければならないので、表面エネルギーが低い材料に付着する能力を持つべきである。適切な接着剤は、たとえば米国特許第5,602,221号、第5,616,670号および第5,654,387号で周知されており、これら特許の開示事項は、引用することにより本明細書に包含する。この目的のための1種類の接着剤は、3MからScotch 300LSE HiStrength Adhesiveの商標で市販されている。同じ構成の火炎止め装置は、各種プラスチック材料、たとえば気泡コアPVC(ccPVC)、PVC、架橋PVC(CPVC)、難燃性ポリプロピレン(FRPP)、PVDF、ccABSおよびABSを含むがこれらだけに限らない材料、鋼、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム、防錆性オイル仕上げを施されているか、または塗装されている銅または軟鋼などのような多くの異なる材料から製造された管に使用でき、接着剤がこれらのどの材料にも永久的かつ確実に付着する点に留意するべきである。
【0018】
建築物内に使用する管および導管は、一定の公称サイズである傾向がある。外径には、多少の変動がある。なぜなら、引用される直径は、多くの場合内径であり、様々な目的の様々な管が様々な壁厚を有するからである。しかし、建築物内で遭遇する管の外径は、様々な非常に狭い寸法範囲に集まっており、適切なサイズの装置が各々の範囲に応じて製造される。
【0019】
別法によると、または管のサイズに関して装置のサイズを決定するほかに、孔のサイズに関して装置のサイズを決定することもできる。
【0020】
一般に製造時に、管が内部を通る孔は、管の直径が孔の直径の約50〜80%であるようにサイズが決定される。この場合、火炎止めを形成するのに必要なのは、適切なサイズに製造された本発明の1つの装置だけである。しかし、場合によっては、孔が管よりはるかに大きい場所に火炎止めを挿入する必要がある。これは、改造時に特に言えることであり、つまり3inの管を孔から取り外して、改造時に1inの管を孔に通す場合である。こうした場合、本発明の装置を2個使用することができる。1inの管のために適切なサイズに製造された装置を1inの管の周囲に直接配置し、その周囲に、第2のより大きい本発明の装置を配置する。別法によると、孔には非膨張性材料、たとえば鉱滓綿を部分的に充填する。
【0021】
上記のとおり、装置を設置すると、プルタブはフラグとして役立つ。フラグは、装置のサイズを指示するために、たとえば各種の色で符号化することができる。
【0022】
図1は、延在してプルタブ4を形成するライナー3で被覆された接着材料2を表面に塗布される基材1を示す。図に0°で示す方向にプルタブを引っ張る場合、プルタブの剥離に抵抗する剪断力が非常に大きく、接着剤が剥離するのではなく、プルタブが分裂する傾向がある。90°で示す方向、つまり接着剤を支持する表面に垂直な方向に引っ張る場合、ライナーを剥離するのに必要な力は著しく小さい。180°で示す方向に引っ張ると、ライナーの剥離に対する抵抗も少なくなる。図2〜図5に示す本発明の実施態様は、この現象を利用している。
【0023】
図2、図3および図4は、設置前の本発明による装置を示す。可撓性容器5は、膨張性材料のストリップ10を囲み、この容器は、溶封ストリップ7により閉鎖される。容器の一方の端部には、接着剤のストリップ6があり、これは、剥離可能なライナー6aで被覆され、容器の他方の端部に付着して、可撓性容器を環形に賦形する時に両端を保持する。可撓性容器の一方の表面には、可撓性容器の長さの一部上にあり、容器が環形を形成する時に内面を形成する容器の表面にある両面接着剤のパッチ9上のライナーとして役立つプルタブ8が付着されている。図4から分かるとおり、ライナーおよびプルタブ8は上方にループを形成し、その結果、プルタブを矢印方向に引っ張ると、プルタブは、最初は接着表面に対して約180°であるから、ライナーは比較的容易に剥離する。ライナーの取付け位置が可撓性容器の縁部に接近すると、角度は90°に近くなり、剥離抵抗性が増加する。ライナーの多くの部分が剥離すると、角度は0°に近くなり、上記のとおり剥離抵抗性がさらに増加する。剥離抵抗性が増加する時点では、管に接触する接着剤パッチが露出する。接着剤は管に接触して付着する。プルタブは孔から延在し、装置が挿入されたことを示すフラグとして役立つ。したがって、装置は所定の位置に保持される。装置を挿入する際、装置を所定の位置に保するために、工具、特定の能力、ねじ、グラウトまたはコーキングを使用する必要はなく、非常に容易に迅速に目視検査を行って、正しく設置されたことを判定することができることが分かるであろう。
【0024】
容器内部の膨張性材料を膨張性材料10の2つのストリップとして示す。上記のとおり、各々の装置は、特定サイズの管に使用するように設計されており、図2、図3および図4に示す装置は、外径が約2inの管を意図している。膨張性材料Interam Ultra GSは、約2in幅およびin厚のストリップとして市販されている。2inの管に使用するための装置の場合、一方は長さ7in、他方は長さ8inの2つの材料ストリップを使用する。一方のストリップは他方のストリップの上に配置され、比較的互いに自由に移動するが、これらストリップは、当然可撓性容器内に閉じ込められる。長さが短い方の膨張性材料は、外面に接着剤パッチ9およびライナー8を支持する箔容器の側に隣接する。装置は管の周囲に巻かれるので、2層の膨張性材料は比較的互いに移動して、環形の形成に適応する。2inの管の場合、可撓性容器は、倒して置いた状態で長さ約10in×幅7inのシートから形成される。2層の膨張性材料をこのシートの上に配置する。次に、シートを長さ方向に折り畳んで膨張性材料を囲み、一方の縁部に沿って溶封して、何れかの端部に封止部7を形成する。接着剤6およびライナー6aを一方の端部に貼付し、その後接着剤パッチ9およびライナー8を取り付ける。4inの管の場合、可撓性容器は、適切には長さ約19inであり、Interam Ultra GS 膨張性材料の4つのストリップを備え、最も短いストリップは長さ約14inであり、最も長いストリップは長さ約17inである。
【0025】
図5は、ライナー8を剥離する前に所定の位置に保持された装置の略図を示す。管11は、コンクリート壁12内の穴を貫通して延在する。本発明の装置は、コンクリート内における管の外面と孔の内面との間の空間に配置される。図から分かるとおり、ライナーを矢印方向に引っ張ると、接着剤が露出して管に付着する。ライナー8は、装置から完全には剥離せずに所定の位置に保持され、装置が設置されたかどうかを示すフラグとして役立つ。
【0026】
上記の説明から、図2〜図6の装置を管に付着させる接着剤は、接着剤の環形の内円全周に延在する必要はないことが明白である。接着剤の面積は、所定の位置に保持された時に、少なくとも約25°、好ましくは約50°のセクターを占める面積である。このセクターのサイズは、ある程度、装置、および装置により包装される管のサイズおよび重量に依存する。より大きい装置および直径がより大きい管の場合、接着剤パッチにより範囲が定められるセクターは、より小さくても良い。重力が装置を引っ張る傾向がある特に床または天井内の孔に使用する場合、接着剤の量および粘性は、非摩擦状態で、つまり摩擦を利用せずに低エネルギー表面に装置の重量を永久的に支持するのに十分でなければならない。
【0027】
図6は、ライナーおよびプルタブ8の好ましい実施態様の詳細を、接着剤パッチ9から引っ張った後の向きで示す。ライナーおよびプルタブは、シリコーン剥離塗布紙15、つまり接着剤パッチ9から容易に剥離するように両面に低表面エネルギーのシリコーンを塗布された紙から成る。プルタブ8は、永久的なフラグまたはマーカーとして所定の位置に保持されるので、概して装置から剥離してはならない。容器5と紙15との間の付着を強化するため、3MからDouble Sided Adhesive9731として市販されている両面接着剤を使用する。この接着剤は、シリコーン剥離塗布紙15に十分に付着するScotch 300LSE HiStrength Adhesiveの層16が一方の面に存在するスクリムから成る。スクリムの他方の面には、容器5の布帛に十分に付着するアクリレート接着剤の層15が存在する。紙15のストリップの他方の端部には、やはり3Mの3MのDouble Sided Adhesive 9731を使用して紙15に接着されているプラスチックシート18のストリップがあり、300LSE HiStrength Adhesiveは紙15に接触し、アクリレートはプラスチックシート18に接触する。
【0028】
本発明は、図面に関して上記で述べた方法とは異なる何らかの方法で実施することができる。たとえば、管の直径がより大きい場合、より大きい装置が必要であり、in厚の材料Interam Ultra GSの3枚もしくは4枚、または5枚以上ものストリップが使用される場合がある。膨張性材料は、固体ストリップの形態ではなく微粉状でも良い。膨張性材料を収容する可撓性容器を封止する方法は重要ではないが、封止材料は、少なくとも大部分の膨張性材料が管と孔との間の環形内の所定の位置に保持され、実際に火炎止めを形成するのに十分な程度まで初期力に耐えることが条件である。ライナーおよびプルタブは、同じ材料から形成されるか、または当然、数種類の異なる材料の複合材から製造しても良い。適切な材料は、シートプラスチックおよび紙、またはこれら2種類の材料の組合せであり、この目的での材料の選択は重要ではないことは明白である。ライナーおよびプルタブは、装置に取り付けられた状態を保ち、これは、上記のとおり接着剤により行われるか、またはライナーは、たとえば縫製などのような適切な手段により装置の一方の末端に固定するか、または材料を折り畳んで膨張性材料を囲んだ時に、容器材料の一方の表面から延在する尾部があり、この尾部が上に折り畳まれて接着剤を被覆し、ライナーおよびプルタブとして役立つように賦形される材料から可撓性容器を製造することにより、装置の一方の末端に固定することができる。
【0029】
図2〜図6の実施態様のもう1つの変形は、プルタブ8および接着剤パッチ9を省略し、溶封領域7の長手方向のストリップに沿って接着剤を配置することである。接着剤は、使用するまで剥離ライナーで被覆する。使用時、剥離ライナーを剥離し、管の周囲に装置を巻いて孔の内部に入念に滑り込ませ、正しく配置されたら、溶封ストリップ7上の接着剤を必要に応じて管の外部かまたは孔の内部に対して圧迫する。この実施態様は、装置の設置を示すフラグを提供しないことが分かるであろう。また、この実施態様では、接着剤は、装置を配置する以前に露出されるので、装置を管に沿って所定の位置まで摺動させる際に注意しなければならない。
【0030】
さらにもう1つの変形では、たとえば厚い箔または薄い金属の部材が可撓性容器の内部にあり、膨張性材料を部分的に囲み、膨張性材料の膨張および特定方向における流れを指示する。
【図面の簡単な説明】
本発明について、一例として本発明の好ましい実施態様を示す添付の図面にさらに示す。
【図1】 本発明のいくつかの好ましい実施態様を利用するライナー被覆接着剤の特定の特性を示す。
【図2】 本発明による可撓性容器を平面図で示す。
【図3】 本発明の装置を長手方向断面で示す。
【図4】 本発明の装置を断面で示す。
【図5】 設置工程における装置を示す。
【図6】 ライナーおよびプルタブの詳細を示す。

Claims (3)

  1. 伸長可撓性火炎止め装置であって、
    (a)可撓性膨張性材料(10)、
    (b)膨張性材料(10)のストリップをゆるく囲み、そのことで膨張性材料(10)が容器内で膨張することを可能にしている可撓性容器(5)、
    (c)該容器(5)上に配置された接着剤の第1のパッチ(9)、および
    (d)該接着剤(9)を覆うライナーであって、該ライナーが上方にループを形成し、該装置が所望の位置に配置された後に接着剤(2;9)を露出させるプルタブ(8)を用いて該接着剤(9)から容易に剥離可能なライナー(3;8)
    を備える、該装置を孔を通る物品(11)の周囲に巻き、ライナー(8)を引っ張って接着剤(2;9)を露出させ、そのことで装置を取り外せないように所望の位置に保持し得る、隔壁(12)中の孔と孔を通る物品(11)との間の空間の火炎止め用伸長可撓性火炎止め装置。
  2. 該可撓性容器(5)がポリエチレンの溶封層を備えた布帛網強化アルミニウム箔を含有する、請求項1記載の火炎止め装置。
  3. 該装置の末端を互いに接触させて環を形成し、かつ該装置が更に該装置の末端を保持する手段を共に含む、請求項1記載の火炎止め装置。
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