JPH0218493A - 圧縮性防火封止材 - Google Patents

圧縮性防火封止材

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JPH0218493A
JPH0218493A JP1120213A JP12021389A JPH0218493A JP H0218493 A JPH0218493 A JP H0218493A JP 1120213 A JP1120213 A JP 1120213A JP 12021389 A JP12021389 A JP 12021389A JP H0218493 A JPH0218493 A JP H0218493A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は火炎や煙の通過を阻止するために、伸縮継手や
、カーテンウオールの隙間や、床および壁の穴を封止(
seal)するのに使用される防火性で圧縮性の膨張性
材料(intume8cent material)K
関する。
発明の背景 現代の建築構造物は火事の拡がシを止めるために耐火性
の壁および床を使用している;しかしながら、それでも
なお、機械用および電気用配管、電気ケーブル、および
ダクトが貫通しておシ、またこれ等組立物には構造隙間
、伸縮継手、およびカーテンウオール開口が見受けられ
る。開口および穴が封止されていないと、防火上評価さ
れている壁や床の有効性が減少し、煙および火炎が建物
内を通過するのを食い止められないので、生命、資産、
および操作が脅かされる。
防火仕切シは火事の初期段階ばかシでなく、火事が盛ん
になって防火仕切シが熱くな夛焼けたときにも封止性(
sealing property)を維持していなけ
ればならない。本質的に、このことは防火封止材は火事
または瞬間的火事の状態下でポリマー基材および/また
は充填剤および増量剤が尽きたときに失われる容積を補
償することができる成分またはそのような成分の組み合
わせを含有していなければならないことを意味している
。その失われる塊を補償するこの性質は膨張性(1nt
umeθcence)と通電体されている。
米国特許筒4,266,039号〔ホンスーオリビエ(
Hona−011vLer)等〕には、ニジストマー、
加硫剤、および膨張性鉱物を用いた弾性防火材料が開示
されている。ホンスーオリビエ等は膨張性物質(int
umeacent)として脱水されていないパーミキュ
ライ) (Vermicullte)鉱物を使用するこ
とを教示している。しかし、この鉱物を圧縮性組成物の
中に組み入れて繰シ返し試行した結果は、十分な柔軟性
を示すことができないスポンジ状構造体を生じた。バー
ミキュライトは膨張(expansion)が不十分で
あり、シかも炭化(char)時に脆くなるような組成
物をもたらす傾向がある。ASTMF8−814防火試
験(flretest)に合格するための最も重要な要
件は組成物の、膨大化し、かつホース水流試験(hos
e Stream test)に耐える十分な強度をも
って炭化する能力である。良好な膨張を得るためにバー
ミキュライトの量を増加させることは炭化時強度および
柔軟性に有害である。
従って、本発明の目的は火炎および熱に曝されながらも
使用されるための、有効な、圧縮性の、防火封止材を提
供することである。特に5防火封止材の、火炎および熱
く曝された後の、ホース水流による衝撃、浸食、および
冷却作用に対する抵抗性を改善することである。
発明の概要 本発明は火およびホース水流に対する抵抗性に優れた、
押出品または成形品の形態の、圧縮性防火封止材を提供
する。この封止材はニジストマー加硫剤、充填剤、軟化
剤、および膨張性鉱物から製造されている。
本発明の特徴はアルカリ金属珪酸塩の膨張性物質とナフ
テン系油の軟化剤とを組み合わせて使用することにある
。この組み合わせは、柔軟性、圧縮性、火炎および熱に
対する抵抗性、および消防ホース水流からの水の圧力に
耐える強度を兼ね備えた材料を得るための手段である。
予想外にも、アルカリ金属珪酸塩とナフテン系油とを含
有した材料はバーミキュライトを含有した材料よシも優
れた防火封止材をもたらす。アルカリ金属珪酸塩/ナフ
テン系油含有材料はバーミキュライト含有材料よシも柔
軟性および加熱時膨張性に優れている。アルカリ金属珪
酸塩含有材料は加熱されたときに、ガラス状の珪質マト
リックスになシ、炭化強度を非常に向上させる。炭化し
た珪質マトリックスは火の融食作用に抵抗する。
火事の初期段階で封止材が焦げ始めると、アルカリ金属
珪酸塩は膨張を開始する。この膨張は有機物の損失によ
る収縮を補って余シある。アルカリ金属珪酸塩の膨張と
有機マトリックスの炭化はこの材料をその場に固定させ
、空隙を封止する。
この封止材は1000℃を越す温度でも完全であり、そ
してマトリックスの強度は消防ホースからの水流の衝撃
によって封止材がその場から移動させられようとするの
を、試験開始から最低2時間は阻止するのに十分なもの
である。
発明の詳細 な説明はエラストマー 加硫剤、柔軟性を付与するため
に相溶性であるよう釦比較的高い芳香族含有量をもった
軟化剤、難燃性可塑剤、難燃性および機械的性質の両方
を付与するための充填剤、およびアルカリ金属珪酸塩の
膨張性物質からなる防火性封止剤に関する。スポンジ状
防火材料が要求される場合には、加工時にスポンジにな
るように、アゾカルボンアミドやベンゼンスルホニルヒ
ドラジドのような発泡剤の組み合わせが導入される。さ
らに、必要ならば、生強度を改善するためにメタ燐酸カ
ルシウムナトリウムを添加することもできる。
本発明の特徴はアルカリ金属珪酸塩たとえば水和珪酸ナ
トリウムを膨大化剤として、軟化用油特にナフテン系油
と組み合わせて使用することである。Oの組み合わせは
火およびホース水流に対する優れた抵抗性能、および建
設工業界で要求されている圧縮性を可能にさせる。
実施例に示されている本発明の圧縮性防火封止材の製造
に使用される成分を第1表に示す。
第 畏 ネyrプL/7WHV −100 (Neoprene  WHV−100)ブタクロルM
H−30 (Butachlor MH−30) ウイノグステイ101 00(Wjnもayloo) マグ−ペースト・ゴールド (Mag−Paste Gold ) 酸化鉄 酸化アンチモン エラスト−0−カル80 N5 (Elas to−o−Cal 80 N S )デュ
ポン (Dupont) A、シェルマン (A、Schulman) グツドイヤー (Goodyear) エラストケム (Blastochem ) T1.S、スチール (TJ、8 、8 teal ) バーウィック (Harwick) エラストケム 備   考 難燃剤 中〜高い領域のムーニー粘度を有する ポリクロロプレンゴム 難燃剤 高い領域のムーニー粘度を有するポリ クロロプレンゴム 酸化防止剤 7% 成シフ リールp−フェニレンジアミン加硫剤 有機バインダー中に分散された55%の高活性酸化マグ
ネシウム 着色剤 製鋼高炉の副生物 難燃剤 乾燥剤 有機バインダー中の80%の酸化カルシウム成分は通常
のゴム加工装置で混合される。この装置はゴム用ロール
機、バンバリーミキサ−またはインターミックス配合機
を含有する。混合後、#!シ素材(mill base
) f(スラグ化し、冷却し、そして最低24時間熟成
する。別法として、練シ素材を細片に切断し、フェスツ
−ン(fee toon)にし、冷却し、そして熟成し
てもよい。熟成後、練シ素材を所望の形状に押出または
成形し、そして熱風炉内で又は塩浴中で又は加熱プレス
機で加硫する。
押出または成形の代わシに、練り素材をカレンダー処理
またはプレス処理し、そして所望の形状に切断してもよ
い。スポンジは発泡剤を組み入れることによって得られ
る。
本発明の有用性を実証するために、実施例をもって説明
する。実施例において、PHRはゴム100重量部当た
シの部数を意味する。
実施例1 ネオプレンWHV−100 ブタクロルMH−3Q 70.0 30.0 ウィンゲスティ100 マグ−ベースト傘ゴールド 酸化鉄 酸化アンチモン エラスト−0−カル8 ONS ストラクトロールWB−222 ペトロラタム5R−172 クロロワックス65 ウルトラフレックス ソレムH−66 キヤデーO−シルM5 ECP (アr)−72 サンテン4240 PBETU−75 BTS 硫黄 エラスト−0−ジンク エクスパンドロール4 2.00 7.27 8.00 5.00 7.00 2.50 3.00 15.0 3.00 25.0 6.96 13.9 27.4 4.00 1.00 1、Oo 5.68 150゜ これ等成分をゴム用2本ロール機で配合した。
得られた練シ素材を細片に切断し、その細片を押出機に
供給した。得られた押出品を熱風炉で連続的に発泡させ
、かつ加硫した。
このスポンジには次のような性質が得られた:スポンジ
密度   50.7ポンド/立方フイート(812kg
/m3) 膨張      226% 圧縮−たわみ 10tsたわみ 2.77 psi (19−1kPa
 )25チたわみ 6−73 pal (46−4kP
a )33−1/3%たわみ10.7 p(11 (7
3,8kPa )50%たわみ 3).0 psi (
214kPa )防火試験: > 2.00時間骨 臀2時間試験後にホース水流試験に 合格した。
実施例2 ネオプL/7W″Hv−1o。
ブタクロルMH−30 ウィンゲスティ100 70.0 30.0 2.00 マグ−ペースト・ゴールド 酸化鉄 酸化アンチモン エラスト−0−カル80 NS ストラクトロールWB −22 ペトロラタム5R−172 クロロワックス65 ウルトラフレックス命ワックス ソレムH−66 キャブ−0−シルM5 セロテンM130 セロテンAZ 199 サンテン4240 PBETU −75 BTS 硫黄 エラスト−0−ジンク エクスパンドロール4 7.27 8.00 5.00 7.00 2.50 3.00 15.0 3.00 25.0 2.50 6.66 6.33 32.8 5.63 1.00 1.00 5.68 150゜ これ等成分をゴム用2本ロール機で配合した。得られた
練り素材を65℃で所定の厚さにホットプレスし、所定
のサイズに切断し、そして熱風炉で発泡させ、かつ加硫
した。
このスポンジには次のような性質が得られた:スポンジ
密度   43.9ボンド/立方フイート(703ゆ/
WL3) 157% スポンジ膨張 圧縮−たわみ 10%たわみ 25%たわみ 33−1/3%たわみ 50%たわみ 防火試験: 生強度(R,T、): 実施例6 3.94 p121  (27,2kPa )1 0.
8 pal(74−5kPa)1 6.4 pal  
(113kPa)35.7 p(11  (245kP
a)5.4時間 4.97 psi (34,3kPa )ネオプレニy
 WHV−100 ブタクロルMH−3Q ウィンゲスティ100 マグ−ペースト−イールド 70.0 30.0 2.00 7.27 酸化鉄                8.00酸化
アンチモン               5.00エ
ラスト−0−カル8ON8          7.0
0ストラクトロールWBK−2222,50ベトc*9
タムSR−1723,00 クロロワツクス65            15.0
ソレムH−3625,0 キ’ri −0−シルM 5            
7−50ECP (アf ) −7227,8 サンテン4240             17.8
pBErU−755,33 硫黄                  1.00エ
ラスト−O−ジンク            5.68
エクスパンドロール4           150゜
これ等成分をデム用2本ロール機で配合した。得られた
練シ素材を65℃で所定の厚さにホットプレスし、所定
のサイズに切断し、そして溶融塩浴中で発泡させ、かつ
加硫した。
このスポンジには次のような性質が得られた:スポンジ
密度 スポンジ膨張 圧縮−たわみ 10%たわみ 25%たわみ 33−1/3%たわみ 50%たわみ 防火試験 実施例4 41.8ボン)9/立方フイート (67Okl/m3> 162% 4.6 psi  (32kPa ) q、6 phi  (66kPa ) 13.9 psi (95,8kPa )46.8 p
al  (323kPa )4.7時間 ネオプv y WHV−100 ブタクロルMH−30 ウィンゲスティ100 マグ−ペースト−ゴールド 酸化鉄 酸化アンチモン エラスト−0−カル80 NS ストラクトロールWB−222 ペトロラタム5R−172 70,0 30,0 2,00 7,27 8,00 5,00 7,00 2,50 3,00 クロロワックス65           15.0ウ
ルトラフレツクス・ワックス      3.00ソレ
ムH−3625,0 メタ燐酸カルシウムナトリウム繊維     15.0
キャデー0−シルM 5          5.00
セロデンOT                8.3
3セoryAZ 130            11
−1セロデ:/AZ 199            
5.5<Sサンテン4240            
20.3PBKTTJ −755,33 MBT8                 1.00
硫黄              1.00エラスト−
O−ジンク           5.68エクスパン
ドロール4          150゜これ等成分を
ゴム用2本ロールで配合した。得られた練シ素材を65
°Cで所定の厚さにホットプレスし、所定サイズに切断
し、そして熱風炉内で発泡させ、かつ加硫した。
このスポンジには次のような性質が得られた:スポンジ
密度    48.6ボンド/立方フイート(779k
II/m3) スポンジ膨張   1(17% 圧縮−たわみ 10%たわみ   5.90 p(11 (40−7k
Pa )25%たわみ    12−3 pal (8
4,8kPa )33−1/3%たわみ 17.1 p
si  (118kPa )50チたわみ   49.
3 psil (340kPa )防火試験:    
 3.00時間 生強度(R,T、):  9.48 pal (65,
4kpa )モ゛/サント社から得られるメタ燐酸カル
シウムナトリウム繊維はスポンジ柔軟性を損なわずに生
強度を改善させた。組成物の中にウォラスティナイ) 
(Wolastinite)繊維が組み入れられた場合
には、スポンジ柔軟性はかな夛減少した。組成物にとっ
て必須ではないが、メタ燐酸カルシウムナトリウム繊維
の添加はスポンジ加工における寛容度を大きくさせる。
上記各実施例に列挙された成分は成形方法によっても気
泡質防火封止材にすることができる。発泡剤を除けば、
非気泡質防火封止材が得られる。
好ましい組成物において、可塑剤濃度が調節される。次
の実施例においては、可塑剤含有量を低下させ、非気泡
質のものを製造するために発泡剤を除去し、そして必ず
しも必要ではないが、乾燥剤および加工助剤も除去した
実施例5 成形品 70.0 30.0 2.00 7.27 8.00 5.00 15.0 ワックス      3.00 25.0 6.96 10.0 ネ、tyしywHv−100 ブタクロルMH−30 ウィンゲスティ100 マグ−ペースト・ビールド 酸化鉄 酸化アンチモン クロロワックス65 ウルトラフレックス・ ソレムH−36 キヤデーO−シルM、5 サンテン4240 PBETU −754,00 MBT8                     
    1.00硫黄              1
.00エラスト−0−ジンク          5.
68エクスパンドロール4          150
゜これ等成分をビム用2本ロール機で配合した。得られ
た練り素材を149°Cで、6.4 ml x 30.
5 anx3Q、5(mのシートに10分間成形するか
、又は165°Cで1.6α内径X2.3crn外径X
 32.4 c!nの管に5分間成形した。
性質:脣 密度 76.8ボンド/立方フイート (1230kg/m3) 13.1ボンド/立方フイート (210kg/rn3) 3)6% 360pei (2180kPa) 457% 60.0 〉2.0時間 炭化後密度 膨張 引張強さ 極限伸び ショアA硬度 防火試験 蒼防火試験は成形管に対して行われた。その他の試験は
成形シートから採取された試験片に対して行われた。
比較例として、米国特許第4,266.039号(ホン
スーオリビエ等)の実施例1.2、および6の教示を利
用して実験を行った。さらに別の比較例として、本発明
の実施例におけるアルカリ金属珪酸塩の代わシにバーミ
キュライトを使用して実験した。どちらの場合にも、得
られた圧縮性防火封止材はASTME−814防火試験
に合格できなかった。本発明の好ましい膨張性物質は弐
M20 : xSiO2 (但し、Mはアルカリ金属で
ある)と、少なくとも1種のオキシホウ素化合物と、水
とによって表わされるアルカリ金属珪酸塩の混合物から
なる組成物であり、X(アルカリ金属酸化物に対するシ
リカの重量比)が約1.5〜約4の範囲にあり、Mに対
するホウ素のモル比が約0.2〜約0.9であり、そし
て水が組成物全体の約5〜約15重t%を構成する。
有効なアルカリ金属珪酸塩塩の例は珪酸ナトIJウム、
珪酸リチウム、および珪酸カリウムである。
珪酸ナトリウムが好ましい。複数のアルカリ金属珪酸塩
の混合物も使用できる。従って、Mは珪酸塩形態におけ
るアルカリ金属の混合物を表わしていてもよい。
この記述のための用語「オキシホウ素」または「ホウ酸
塩」はホウ素と酸素を含有する基(例えば、メタボレー
ト、テトラボレート、ペルざレート、またはポリボレー
ト基のような)を有する化合物を意味する。適するオキ
シホウ素化合物の例はホウ酸、およびI族および■族元
素のホウ酸塩であり、がラックス(borax)やコレ
マナイト(colemani te)のような天然に生
じるホウ酸塩化合物も包含される。■族および■族元素
は周期表のIA族、IB族、ffA族、およびIIB族
の全ての元素を意味する。適するホウ酸塩のその他の例
はメタホウ酸カルシウム、ホウ酸マグネシウム、および
ホウ酸亜鉛である。
これ等珪酸塩組成物によって膨張(expanslon
)または膨張性(intume8cence)が始まる
温度は用途に応じてコントロールできる。一般に、水の
濃度が低いと、膨張性の温度は高くなる。好ましくは、
約5〜10重量%の水が組成物中に存在する。
また、膨張性活性化温度の高いものが要求される場合に
は、これは基本配合物に水酸化カルシウムを添加するこ
とによって遂行できる。低い活性化温度が要求される場
合には、オキシホウ素化合物としてホウ酸の代わシにボ
ラツクスを使用できる。
ホウ酸塩がアルカリ金属の塩(例えば、ボラックスまた
はホウ酸ナトリウム)である場合Vζは、このオキシホ
ウ素化合物に由来するアルカリ金属も組成物の構成員に
なシ、このアルカリ金属は上記に規定されているシリカ
とアルカリ金属との間の比IO算出に含まれている。
気泡質の圧縮性防火封止材が要求される場合には、この
好ましい膨張性物質の量は130 PHR〜200PH
R,好ましくは140 PHR〜180 PHRである
べきである。非気泡質の圧縮性防火封止材が要求される
場合には、この好ましい膨張性物質の量は100 PH
R〜200 PHR好ましくは130PHR〜170 
PHRであるべきである。
さらに、本発明の教示によれば、好ましい軟化剤はナフ
テン系油である。気泡質の圧縮性防火封止材が要求され
る場合には、この好ましい軟化剤の量は25 PHR〜
45 PHR、好ましくは30 P)(R〜43 PH
Rであるべきである。非気泡質の圧縮性防火封止材が要
求される場合には、ナフテン系油の量は5 PHR〜3
QPHR,好ましくは15 PHR〜20 PHRであ
るべきである。
当業者にとっては、特許請求の範囲に規定されている本
発明の範囲および思想を逸脱することなく、ここに記載
されている原理のもとに、様々な削除、改変、または変
更が可能になろう。例えば、水和酸化アルミニウムまた
はシリカに代わる有効な充填剤はクレーである。
手続補

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)低温および高温の煙、火炎、およびホース水流に
    対して抵抗性の障壁を提供するための、低温で圧縮性で
    あり、かつ高温で膨張する、 エラストマー、加硫剤、充填剤、軟化剤、および膨張性
    鉱物を含む防火封止材。 (2)膨張性鉱物がアルカリ金属珪酸塩である、請求項
    (1)の防火封止材。 (3)アルカリ金属珪酸塩が、式M_2O:xSiO_
    2(但しMはアルカリ金属である)と;ホウ酸および
    I 族およびII族元素のホウ酸塩からなる群から選択され
    た少なくとも1種のオキシホウ素化合物と;水とによつ
    て表わされる組成物であり、しかして、重量比xは約1
    .5〜約4の範囲にあり、Mに対するホウ素のモル比は
    約0.2〜約0.9であり、そして水は組成物全体の約
    5〜15重量%を構成する請求項(2)の防火封止材。 (4)アルカリ金属珪酸塩が珪酸ナトリウム、珪酸カリ
    ウム、および珪酸リチウムからなる群から選択される、
    請求項(2)の防火封止材。 (5)アルカリ金属珪酸塩が珪酸ナトリウムからなる、
    請求項(2)の防火封止材。 (6)オキシホウ素化合物がホウ酸、メタホウ酸カルシ
    ウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸亜鉛、およびコレマナ
    イトからなる群から選択される、請求項(3)の防火封
    止材。 (7)オキシホウ素化合物がホウ酸である、請求項(6
    )の防火封止材。 (8)封止材が気泡質であり、そしてアルカリ金属珪酸
    塩が130PHR〜200PHR、好ましくは140P
    HR〜180PHRの量で存在する、請求項(2)の防
    火封止材。(9)封止材が非気泡質であり、そしてアル
    カリ金属珪酸塩が100PHR〜200PHR、好まし
    くは130PHR〜170PHRの量で存在する、請求
    項(2)の防火封止材。 (10)軟化剤がナフテン系油である、請求項(1)の
    防火封止材。 (11)封止材が気泡質であり、そしてナフテン系油の
    量が25PHR〜45PHR、好ましくは30PHR〜
    40PHRである、請求項(10)の防火封止材。 (12)封止材が非気泡質であり、そしてナフテン系油
    の量が5PHR〜30PHR、好ましくは15PHR〜
    20PHRである、請求項(10)の防火封止材。 (13)エラストマーがハロゲン化ゴムである、請求項
    (1)の防火封止材。 (14)ハロゲン化ゴムがポリクロロプレンゴムである
    、請求項(13)の防火封止材。(15)加硫剤が酸化
    マグネシウム、酸化亜鉛、および酸化鉛からなる群から
    選択される、請求項(1)の防火封止材。 (16)充填剤が水和酸化アルミニウム、シリカ、およ
    びクレーから選択される、請求項(1)の防火封止材。 (17)メタ燐酸カルシウムナトリウム繊維が添加され
    ている、請求項(1)の防火封止材。
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