JPH0248032B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 有機重合体母材100部当り50ないし450重量部
の水酸化アルミニウムより成る充填材料、及び該
母材100部当り100ないし150重量部の炭酸カルシ
ウム又は炭酸カルシウム−マグネシウムより成る
材料とより成ることを特徴とする実質的にハロゲ
ンを含まない火熱あるいは火炎防止材料。

２ 上記母材がエチレンエチルアクリレート共重
合体から成ることを特徴とする請求の範囲第１項
に記載の火熱あるいは火炎防止材料。

３ 上記共重合体100部当り２つ以上の潤滑剤、
弾性剤、乾燥剤、着色枯化剤あるいは酸化防止剤
30ないし40重量部を含んでいることを特徴とする
請求の範囲第１項に記載の火熱あるいは火炎防止
材料。

４ 上記潤滑剤は100部当り約10重量部の量で存
在するパラフインワツクス、上記乾燥剤は上記共
重合体100部当り約11重量部の量で存在する酸化
カルシウムとワツクスの混合物、上記可塑剤は上
記共重合体100部当り約11重量部の量で存在する
エチレンプロペンゴム、上記着色枯化剤は上記共
重合体100部当り約１重量部の量で存在するカー
ボンブラツク、上記酸化防止剤は上記共重合体
100部当り約1.5重量部の量で存在するトリメチル
ジヒドロキノリンである請求の範囲第２項又は第
３項記載の火熱あるいは火炎防止材料。

５ 上記充填材料が有機膨張剤として有効量のア
ゾジカルボンアミドを含んでいることを特徴とす
る請求の範囲第３項に記載の火熱あるいは火炎防
止材料。

６ 有機重合体母材100部当り水酸化アルミニウ
ムから成る充填材料50ないし450重量部、炭酸カ
ルシウム又は炭酸カルシウム−マグネシウムから
成る材料100ないし600重量部、潤滑剤８ないし15
重量部、弾性剤８ないし15重量部、乾燥剤10ない
し15重量部、冷却剤１ないし２重量部および酸化
防止剤1.5重量部以下から成ることを特徴とする
剛性火熱あるいは火炎防止材料。

７ 有機重合体母材としてエチレンエチルアクリ
レート100重量部、充填材料として水酸化アルミ
ニウム220重量部、炭酸カルシウム220重量部、潤
滑剤10重量部、弾性剤11重量部、乾燥剤11重量
部、着色剤１重量部および酸化防止剤1.5重量部
から成ることを特徴とする請求の範囲第６項に記
載の剛性火熱あるいは火炎防止材料。

８ 有機重合体母材100部当り水酸化アルミニウ
ムから成る充填材料130ないし170重量部、炭酸カ
ルシウム又は炭酸カルシウムマグネシウムから成
る材料130ないし170重量部、潤滑剤８ないし15重
量部、弾性剤25ないし40重量部、乾燥剤10ないし
15重量部、着色剤１ないし２重量部および酸化防
止剤1.5重量部以下からなることを特徴とする可
撓性火熱あるいは火炎防止材料。

９ エチレンエチルアクリレート共重合体80重量
部、合成ゴム30重量部、ポリイソブチレン10重量
部、パラフインワツクス10重量部、酸化カルシウ
ム11重量部、カーボンブラツク１重量部、水酸化
アルミニウム150重量部、炭酸カルシウム150重量
部より成ることを特徴とする実質的にハロゲンを
含まない火熱あるいは火炎防止材料。

１０ 重合材料90〜140重量部、潤滑剤14ないし
24重量部、酸化カルシウム８ないし13重量部、炭
酸カルシウム140ないし160重量部および水酸化ア
ルミニウム140ないし160重量部から成ることを特
徴とする、火熱あるいは火炎防止材料。

１１ 有効量の着色枯化剤を含むことを特徴とす
る請求の範囲第１０項に記載の火熱あるいは火炎
防止材料。

１２ 上記重合材料がエチレンエチルアクリレー
ト共重合体70ないし100重量部および合成ゴム20
ないし40重量部から成り、上記潤滑剤がポリイソ
ブチレン８ないし12重量部およびパラフインワツ
クス６ないし12重量部から成ることを特徴とする
請求の範囲第１０項に記載の火熱あるいは火炎防
止材料。

１３ 有機重合体母材100部当り50ないし450重量
部の水酸化アルミニウムより成る充填材料と、該
母材100部当り100ないし150重量部の炭酸カルシ
ウム又は炭酸カルシウム−マグネシウムより成る
材料と、を混合する工程と、常温で乾燥し得られ
た混合物を150〜200℃溶融温度で押出して連続形
状の押出し物とする工程と、該連続形状の押出し
物を分割する工程とから成ることを特徴とする火
熱あるいは火炎防止材料を製造する方法。

１４ 30℃の温度でばら状混合物をつくるため実
質的に粉末形式の、重合材料90〜140重量部、潤
滑剤14ないし24重量部、酸化カルシウム８ないし
13重量部、炭酸カルシウム140ないし160重量部お
よび水酸化アルミニウム140ないし160重量部を混
合する工程と、130℃の温度で生ずる混合物を押
し出す工程と、押出物を冷却する工程と、環境温
度で貯蔵するため複数の粒子へ細分割する工程と
からなることを特徴とする火熱あるいは火炎防止
材料を製造する方法。

明細書 本発明は、防火あるいは防炎材料に係り、詳細
には、高温で選択的熱保護特性を有する高温遮熱
材料に関する。

発明の背景 従来、大炎あるいは火熱抑制剤として各種の材
料が提案されている。たとえば、耐火ケーブル通
過部の分野において、ネオプレン、シリコーンフ
オーム、無機成形材料および鉱毛マツトを基礎に
したような材料が使用されている。これらの公知
材料が各種の有用な断熱および耐火炎危険特性を
もつているのに、それらはいづれも同時に、(1)通
常の使用条件のもとでの良好な熱伝導性、(2)高温
時の膨張および隙間充填性および火災中に発生す
るような極めて高い温度での断熱および機械的保
護特性をもつているものはない。

しかしながら、本発明は、上述の特性を備えて
いる外同時に追加の加工特性および防炎および防
火熱特性をもちかつ比較的安価なプロセスおよび
成分を使用してつくられる火熱あるいは火炎防止
材料を目的としている。

本発明の概略説明 火熱あるいは高温度に露出される場合、本発明
の材料は、共に活性の遮熱を行ない、したがつて
保護を要する物体を保護する下記２つの基本的特
性を備えている。すなわち、 (1) 或る高温へ加熱される場合、吸熱反応が発生
する。この反応の副産物の１つは、蒸発の途中
で火熱に露出された表面を冷却する水である。

(2) 本発明の材料は、高温度に直接露出されると
き、堅固な発泡セラミツク状構造をもつ発泡性
防炎層を生成する。この発泡性防止層は、熱保
護材料の残つているすなわち露出されない部分
を遮へいし、したがつて約1260℃（2300〓）ま
でおよびそれ以上の温度で秀れた断熱特性を備
えている。

本発明の火熱あるいは火炎防止材料の遮熱特性
は、約250℃（480〓）以上の温度の時しか存在し
ない。この温度以下では、本発明の材料は、比較
的良好な伝熱体であり、したがつて過剰な熱を散
逸させている。

適宜な高温で本発明の材料を加熱するに当つ
て、発泡性防炎層が熱源へ近接する材料で生成さ
れるのに、熱源から比較的遠い材料の部分は、上
述の吸熱反応しか行なわれず、したがつて発泡性
防炎段階まで進行しない。

ハロゲンのない本発明の火熱あるいは火炎防止
材料は、燃焼している間少量の若干褐色の煙を発
生する。約12.5cm（5″）×約12.5cm（5″）×1.0cm厚
の試料の熱保護能力試験では、片側で約1205℃
（2200〓）へ露出されなくば、露出されない側の
温度は、露出後30分にして約235℃（450〓）を超
過しない。

本発明の火災あるいは火熱防止材料は、第１実
施例では、押出し、成形および機械加工できる熱
可塑樹脂材料にすることができる。この発明の材
料は、或る程度剛性あるいは可焼性（破壊時伸び
20％）にすることができる。またこの材料は従来
の材料で積層あるいは強化することができる。

本発明の火炎あるいは火熱防止材料は、たとえ
ば、火炎保護が要求される壁、床、天井、部屋、
船室の製作で有益に使用される。この材料は、電
気キヤビネツトおよびハウジング、取付物品、
管、ホース、ケーブル、パネル、ケーブル通過
部、ドアおよびハツチのような機械的および電気
的設備に対する保護被覆あるいは被膜としても使
用することができる。さらに、この材料は、爆発
性内容物を収容しかつ運びまた化学プラント、精
油所、車両、船舶および航空機で設けられるタン
クおよびパイプに対する被覆にも有効に使用する
ことができる。

本発明の火炎あるいは火熱防止材料は、粒子の
形式にすることができ、上記複数の粒子がそれだ
けでつくられているかあるいは細分割した押出物
としてつくられている。球状あるいは任意の適当
な形状および寸法をもつこれらの粒子は、特に大
きい寸法の貯蔵タンクあるいは容器のような貯蔵
装置の内側面と外側面との間にある断熱材料とし
て適宜使用してもよい。本発明火災あるいは火熱
防止材料の粒状形式のために、この材料は、上記
表面の間にある任意の空間を容易に充填すること
ができる。それらの粒子は粒子の形状および寸法
とその性質により断熱材料の基本材料として用い
ると適当な密度にすることが出来る。

粒状形式のこの火炎あるいは火熱防止材料は通
常の状態では構造上の公差および熱膨張により内
側面と外側面との間で若干の差を有する“弾性”
断熱部を構成する。火炎が発生する場合、それら
の粒子は、高温の結果として上述したような活性
遮熱材となる。それらの粒子を緩かな状態で貯蔵
するために、それらの粒子は、火災の間膨張しか
つ溶融し最終的には上記表面へ不当な圧力を生ず
ることなく堅固な発泡性防炎中間層を生成する。

【発明の詳細な説明】

本発明の火熱あるいは火炎防止材料は、有機あ
るいは無機母材、あるいはそれらの混合物から成
り、上記母材100部当り水酸化アルミニウムから
成る充填材50〜450重量部、および上記母材100部
当り100〜600重量部の炭酸カルシウムあるいは炭
酸カルシウムマグネシウムから成る。

本発明の火熱あるいは火炎防止材料は、上記母
材100部当り１つ又はそれ以上の潤滑剤、弾性剤、
乾燥剤、着色枯化剤あるいは酸化防止剤を30〜40
重量部含むことができる。

本発明の一つの実施例において、その火熱ある
いは火炎防止材料を、水を添加した複数の純粋無
機成分から構成している。

なを別の実施例ではその母材は、無機成分90重
量部までから構成することができ、残部を有機構
成剤、弛緩剤、熱可塑樹脂材料、強化プラスチツ
ク材料、弾性材料、ゴム等になつている。任意の
特定組成の選択は、材料が終局的にどのように加
工されるか、たとえば、成形、射出、押出し、あ
るいは火災あるいは熱に対して保護される物体へ
塗布される被覆材料として製造されるかに左右さ
れる。

本発明の好ましい実施例では火熱あるいは火炎
防止材料の母材は、有機重合体、なるべくエチレ
ンエチルアクリレート共重合体である。この好ま
しい実施例ではその充填材料は、上記有機重合体
母材100部当り、雲母で置き替えられる水酸化ア
ルミニウム200重量部までから成る。この好まし
い実施例においても、炭酸カルシウム０〜100重
量部は硅酸ナトリウムによつて置き替えることが
できる一方、潤滑剤は、上記重合体母材100部当
り約10重量部の量で存在するパラフインワツクス
である。

その上、この好ましい実施例では、弾性剤は、
上記重合体母材100部当り約10重量部の量で存在
するエチレンプロペンゴムでありまた乾燥剤は、
酸化カルシウムおよび上記重合体母材100部当り
約11重量部の量で存在するワツクスの添加剤であ
る。

さらに、この好ましい実施例において、着色枯
化剤は、いづれも上記重合体母材100部を基礎に
して着色枯化剤が約１重量部の量で存在するカー
ボンブラツクでありまた酸化防止剤が約1.5重量
部の量で存在するポリトリメチルジヒドロキノリ
ンである。

本発明のさらに別の実施例では火熱あるいは火
炎防止材料は剛性にすることができる。この実施
例においてその材料は、有機母材、好ましくはエ
チレンエチルアクリレート100部当り水酸化アル
ミニウムから成る充填材料50〜450重量部、炭酸
カルシウムおよび炭酸カルシウムマグネシウムか
ら成る群から選択される部材100〜600重量部、潤
滑剤８〜15重量部、弾性剤８〜15重量部、乾燥剤
10〜15重量部、着色剤１〜２重量部および酸化防
止剤０〜1.5重量部から成る。

本発明の代表的剛性の火熱あるいは火炎防止材
料は、母材としてエチレンエチルアクリレート
100部当り水酸化アルミニウム220重量部、炭酸カ
ルシウム220重量部、潤滑剤10重量部、弾性剤11
重量部、乾燥剤11重量部、着色剤１重量部および
酸化防止剤1.5重量部を含んでいる火熱あるいは
火炎防止材料である。

本発明のなを別の実施例ではその火熱あるいは
火炎防止材料は可撓性にすることができる。この
実施例においてその材料は、有機母材、再び好ま
しくはエチレンエチルアクリレート100部当り水
酸化アルミニウムから成る充填材130〜170重量
部、炭酸カルシウムおよび炭酸カルシウムマグネ
シウムから成る群から選択される部材130〜170重
量部、潤滑剤８〜15重量部、弾性剤25〜40重量
部、乾燥剤10〜15重量部、着色剤１〜２重量部お
よび酸化防止剤０〜1.5重量部から成る。

本発明による代表的可撓性火熱あるいは火炎防
止材料は、母材としてエチレンエチルアクリレー
ト30重量部、水酸化アルミニウム150重量部、炭
酸カルシウム150重量部、潤滑剤10重量部、弾性
剤30重量部、乾燥剤11重量部、および着色剤１重
量部を含んでいる火熱あるいは火炎防止材料であ
る。

本発明の材料が火熱防止ケーブル通過部の製造
に使用される場合、通過部は、水酸化アルミニウ
ムを含有しているので、強烈な熱、たとえば火災
あるいは放射熱の影響を受けてこの材料が通過部
に沿つた煙、高温ガスおよび火炎のいかなる侵入
をも阻止するように膨張する。もし一部分の水酸
化アルミニウムが天然あるいは水和された雲母で
置換されるならば、膨張度はかなり広い範囲内で
変更することができる。なぜならば雲母の添加が
防止材料へこね粉稠度を与え、したがつて高温で
この材料の大きい膨張を行なうからである。

加うるに、膨張剤として水酸化アルミニウムの
添加は、アゾジカルボンアミドのような有機膨張
剤で部分的に置換することができる。

有機成分の燃焼温度以上の温度で、たとえば、
火災状態では、本発明の火熱防止材料は、秀れた
断熱特性および高温安定性をもつ強い発泡性防炎
層を生成し、すなわち、1100℃の温度まで耐え
る。その発泡性防炎層は、この発明の材料で塗布
されあるいは被覆される物品あるいは物体の効果
的な熱的および機械的絶縁に対して貢献する。

燃焼する前に、本発明の材料は弾性的かつ振動
および機械的荷重に対して著しく耐える。

本発明のもう一つの実施例ではその母材はコン
クリートモルタルにすることができる。

なをもう一つの変形例は母材として火災から保
護される物体を被覆あるいは塗布するように完成
製品を使用できるような成分を使用することがで
きる。この種の成分は、たとえば、アルキド、ポ
リウレタン、ビニルアセテート、アクリレート等
の溶液あるいは懸濁液である。

本発明は、また上述の火熱あるいは火炎防止材
料を製造する方法にも関し、上記プロセスが環境
温度での材料の成分の混合、乾燥、連続形式の押
出物を形成するように約150〜200℃の溶融温度で
生ずる混合物の押出しおよび上記押出物の細分割
から成る。

連続形式、たとえば、紐状形式の押出物は貯蔵
するため比較的短かい長さあるいは立方体へ切断
することができる。これらの細分割した押出物
は、それから火災から保護される物品あるいは物
体に対する被覆部をつくるように、約150〜200℃
の温度で押し出すことができる。

その上、本発明の火熱あるいは火炎防止材料
は、露出されるケーブル、あるいはさらに重要な
ことに壁に隠されているケーブルに対する被覆部
を形成するように容易に押し出すことができる。

本発明の火熱あるいは火炎防止材料でなされた
試験の示すところによれば、Ａ等級火災試験に対
して、この材料は180分間火熱に耐えて、その時
点でこの試験が中止された。比較では、実質的に
同じＡ等級火災試験条件のもとに公知のPVC材
料は約60分間しか火熱に耐えず、その時点でこの
PVC材料が化学的に分解され、したがつて危険
な塩素ガスを発生した。

本発明のさらにもう一つの好ましい実施例で
は、その火熱あるいは火炎防止材料は、重合性母
材90〜140重量部、生産潤滑剤14〜24重量部、酸
化カルシウム８〜13重量部、炭酸カルシウム140
〜160重量部および水酸化アルミニウム140〜160
重量部から成る。さらにこの材料は、有効量のカ
ーボンブラツクのような着色老化剤を含むことも
できる。

その重合性材料は、なるべくエチレンエチルア
クリレート共重合体70〜100重量部および合成ゴ
ム、たとえば、EPDM20〜40重量部から成る。
その生産潤滑剤は、好ましくはポリイソブチレン
８〜12重量部およびパラフインワツクス６〜12重
量部から成る。

たつた今上述したばかりの本発明によるこの実
施例の火炎あるいは火熱防止材料は、ばらの混合
物をつくるためほぼ30℃の温度で実質的に粉末形
式の材料成分を一緒に混合して調製することがで
きる。生ずる乾燥混合物は、二軸スクリユー押出
機を介してほぼ130℃の温度で押し出される。生
ずる押出物は、部分的に冷却されかつ穿孔板を介
して供給され、この板の出口で粉状形式へ細分割
される。その後それらの粒子は、125℃まで漸次
が熱するにつれて押出機を介して管あるいは導管
へ加工することができる。

押し出される導管は、強化塗布、また最適に、
たとえば、プラスチツク材料でつくられる外側保
護被覆を備えることができる。

このように強化される火炎あるいは火熱防止材
料から成る導管は、特に電気ケーブル用の耐熱性
外殻として有用である。

上述の強化導管は、火災状況へ暴露される場
合、秀れた断熱特性および高温安定性を有する発
泡性防炎層を生成する。この防炎層は、層内に収
容されるケーブルの有効な熱的および機械的絶縁
に貢献する。その発泡性防炎層は、強化塗布によ
つて支持される。

特に電気ケーブルを保護する電線管の形式にし
てつくられる本発明の火炎あるいは火熱防止材料
の例として、以下の成分は、約30℃の温度で共に
混合され、それらの成分が本質的に粉末形式にさ
れており、エチレンエチルアクリレート共重合体
80重量部、EDPMのような合成ゴム30重量部、
ポリイソブチレン10重量部、パラフインワツクス
10重量部、酸化カルシウム11重量部、カーボンブ
ラツク１重量部、水酸化アルミニウム150重量部
および炭酸カルシウムから成る。それから生ずる
乾燥混合物は、２重スクリユー押出機を介して
130℃の温度で供給され、それから部分的に冷却
状態の押出物が穿孔板を介しかつこの板からの出
口で粒状形式へ細かく切断される。

生ずる粒子は、必要に応じて、後から使用する
ため通常の室温で貯蔵できるか、あるいはそれら
の粒子が管あるいは導管形式へ押し出すために
125℃まで漸進的加熱をして直接押出機へ案内す
ることができる。

押し出された導管は、外側の強化部を備えてお
り、その後強化導管が、たとえば所望ならばポリ
塩化ビニールの外側保護塗布で被覆されている。

重合性母材、すなわち、エチレンエチルアクリ
レート共重合体および合成ゴムは、生ずる導管の
弾性剤成分を生成し、これらの２つの成分の相対
量が重合体混合物で吸収されるべき充填材料の量
に対して所望される弾性度に左右されて平均され
ることができる。ポリイソブチレンは、重合体混
合物において充填材料を混合する工程の援助とし
て添加され、パラフインワツクスは、その製造工
程の間その混合物に十分な可撓性を与えるために
潤滑材として添加されている。

上記混合物の水分を吸収する酸化カルシウム
は、乾燥剤として適量に添加され、重合体化合物
および各種の添加物を混合する場合、気孔影響の
危険を減少させるようにする。酸化カルシウムは
比較的均一な素材になるように貢献する。

カーボンブラツクは、着色剤として使用され、
混合物に対して若干の程度の酸化防止性をも考え
る。

充填成分である水酸化アルミニウムおよび炭酸
カルシウムは、本発明の材料が燃焼状況へ露出さ
れる場合、燃焼しない気孔質材料を生成し、また
それらの添加物の間の相互関係は、燃焼の際発生
する発泡に対する正しい稠度を与える。この発泡
は、後で堅くなり秀れた断熱特性および高温安定
性をもつ強固な発泡性防炎層となる。

本発明の管あるいは、導管形状保護物品は通常
の使用状況のもとに秀れた機械的保護作用を行な
いかつ燃焼の際にハロゲンガスあるいは、検出で
きる煙を発生しない。有機材料を別として、本発
明の保護導管は容易に燃焼せずかつ高温度で熱的
に安定したセラミツク状発泡性防炎層を生成し、
この層が秀れた断熱特性をもち、また金属あるい
は他の従来の材料の編組のような強化手段によつ
て然るべき個所に保護される。

燃焼状温のもとに、その化学反応は、前に述べ
たように冷却作用をもつ水を生成する。本発明の
材料は、低い燃焼熱をももつている。本発明の保
護導管は、標準装置を使用してつくることがで
き、かつ入手容易な材料のために比較的安価であ
る。

実施例 以下本発明の実施例を説明する。

エチレンエチルアクリレート共重合体100重量
部、水酸化アルミニウム220重量部、炭酸カルシ
ウム220重量部、パラフインワツクス10重量部、
エチレンプロペンゴム11重量部、酸化カルシウム
11重量部、カーボンブラツク1.5重量部、ポリト
リメチルジヒドロキノリン1.5重量部と混合し、
常温で乾燥させた。

この混合物を約200℃で溶融して押出し断面六
角棒状の連続した押出し物を形成した。この押出
し物を1000℃で焼成した後に、一辺が10.95mmで
厚さが15.40mmの正三角形の試料に切断した。

この試料を一方が固定され他方が移動する鋼板
間に挟持し50mm／minの速度で他方の鋼板を移動
させ圧縮試験機で破砕強度を測定した。その結
果、圧縮強さは1.89Mpaであつた。

一方、上記と同様にして得られた押出し物を一
辺が12.5cmで厚さが10mmの正三角形の試料に切断
した。

この試料の片面を1205℃（2200F°）の熱風に30
分間曝らし、その後他面の表面温度を調べたとこ
ろ235℃（450F°）しかなく、きわめて優れた断熱
効果を示すことが分つた。