JPS6020433B2 - 発泡性防火組成物及び該組成物からなる自己融着性テ−プ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、火焔により加熱されると発泡炭化膜を形成し
、該炭化膜により防火の機能をする新規な組成物に関し
、特に自己雛着性テープとして使用するのに適した組成
物に関するものである。

本発明者らは先に多価アルコールと、発泡剤と、難燃性
脱水剤と高分子重合体とからなる発泡性防火テープを提
案した。ところで、該発泡性防火テープは、延伸された
状態で溢水に接すると亀裂を生じる、火焔により生成す
る発泡炭化膜の火焔による焼失劣化、騒き細りの速度が
早く、このため防化性館が必ずしも充分でない、あるい
はテープを構成する組成物の加工性が充分でなく、性能
の均一なテープを得るうえに今一歩の感がある等の問題
を卒んでいる。

上記に鑑み、本発明は上記の欠点の改善されたテープを
提供し得る特許請求の範囲に記載の組成物及びテプを提
案するものである。本発明において用いる【ａ’成分た
る多価アルコールは、下記の式で定義される０町旨数が
少なくとも約０．２、好ましくは少くとも約０．８であ
るものである。

ＯＨ指数が上記数値より小さい多価アルコールは、後記
の‘ｂー成分、‘ｃ｝成分と共に用いられた場合におけ
る炭化発泡層の形成能が充分でない。。Ｈ指数＝１００
×〔１分子あたりのＯＨ基の数〕〔分子量〕なお、２種
以上の多価アルコールの混合物であって、その平均Ｏ批
旨数が上記の規定指数を満足するときはか）る混合物も
｛ａー成分として使用し得る。

更に｛ａ’成分としては、充分な炭化発泡層形態の観点
さら１分子中の炭素含有量が約３５〜７の重量％である
ものが好ましい。それら多価アルコールは１種又は２種
以上で用いられる。多価アルコ−ルの例としてもモノベ
ンタェリスリトール、ジベンタエリスリトール、トリベ
ンタエリスリト−ル、トリエチレングリコール、ソルビ
トール、レゾルシノール、ポリベンタエリスリトール、
グリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロールブ
ロパン、ジエチレングリコール、プロピレングリコール
、ヘキサメチレングリコール、イノシトール等があり、
又デキストリン、澱粉、グリコース、銭糖等の炭水化合
物類がある。これら【ａ’成分のうち、好ましいものは
モノベンタェリスリトール、ジベンタエリスリトール、
トリベンタエリスリトール、及び澱粉である。本発明で
使用する‘ｂ｝成分たる発泡剤は、熱分解して窒素、一
酸化炭素、炭酸ガス、ァンモニャ等のガスを発生するも
のであって、好ましくは約１２０〜４００℃の分解温度
を有するものである。

上記分解温度を有する‘ｂ’成分は、‘ａ｝成分及び後
記【ｃ｝成分とともに用いられたとき、良好な発泡作用
を示す。具体例としてはメラミン、尿素ホルムアルデヒ
ド、アミノ酢酸、トリメチロールメラミン、ヘキサメチ
ロールメラミン、メラミン樹脂、グアニジン等の有機ア
ミン類、ジシアンジアミド、ブチルウレア、ポリアミド
樹脂、カゼイン、アソジカルポンアミド、ニトロソスル
ホンアミド等の有機アミド類、塩素化パラフィン、パラ
クロロメタキシレノール、テトラクロロフタル酸樹脂、
ベンタクロロフェニル、グリセニールェーテル等のハロ
ゲン化有機化合物類、ベンゼンスルホンヒドラジド等の
スルホンヒドラジド類、及びアミノグアニルウレア等の
グアニル化合物類である。このうち好ましいものとして
は、一層優れた発泡作用を示すメラミン、トリメチロー
ルメラミン、ヘキサメチロールメラミン、ジシアンジア
ミン等である。特に好ましいものは３００メッシュの節
を全の少くとも９５重量％は通過する微粉末のメラミン
である。微粉末メラミンは、良好な発泡作用を有するほ
か、本発明組成物中での分散混合性がよく、このため、
外観の優れたテープが得易い利点もある。本発明におい
てそれらの１種又は２種以上が用いられる。本発明で用
いる‘ｃー成分たる難燃性脱水剤は、熱分解して前記【
ａー成分に含まれているヒドロキシル基と反応して発泡
炭化膜を生成する機能を有するものである。

上記機能を有する物質は全て本発明で使用対象とされる
が、就中次に示す含窒素リン酸が上記の機能の点で−優
れていることから特に好ましい。上記含窒素リン酸塩は
次式で示す一般式（Ｘ仏０・ＹＰ２０５）ｎ （ここで。

＜奈≦３，ｎは１−１４）を有するリン酸の１つ又は全
部の水素原子が窒素と水※及び／又は炭素とを主たる構
成元素とする一価、二価、又は三価の窒素含有基により
置換され、かつリン含有量が少くとも約７重量％、好ま
しくは少くとも約１の重量％であるものである。

上記窒素含有基の例としてはＮＨ＝，ＮＨ２＝，ＮＨ３
−，ＮＨ４−，一ＮＣ−，あるいはその様な基の複数個
が直鎖状あるいは環状に結合した基、たとえばトリアミ
ノーＳートリアジン基、グアニルウレァ基等である。含
窒素リン酸塩を例示すればリン酸１アンモニウム、リン
酸２アンモニウム、平均分子量約２００〜３００，００
０，窒素含有量約１０〜２５重量％のアンモニウムポリ
ホスフヱート等のリン酸アンモニウム類、リン酸１メラ
ミン、リン酸２メラミン、リン酸３メラミン等のリン酸
アミン類、グアニルウレアホスフエート、ウレアホスフ
エート、ポリホスホリルアミド、ホスホリルトリアニリ
ド等のリン酸アミド類等である。このうち、発泡炭化膜
生成機能の点から、好ましいものはリン酸１メラミン、
一般式日（ｎ−ｍ）十２（Ｎ比）ｍＰｎ○的十，（ここ
においてｎ／ｍは０．７〜１．１である）で表わされる
平均重合度２０〜４００のもの、あるいは一般式（ＮＨ
４）ｎ十２ＰｎＱｎ＋，で表わされる平均重合度１５０
〜２００の直鎖状縮合物のアンモニウムポリフオスフエ
ートである。【ｃ｝成分としては、上記以外に酸アンモ
ニウム、ハロゲン化アンモニウム等のアンモニウム塩や
硫酸水素パラニトロアニリン等の硫酸アミン類も使用し
得る。本発明においては、上記【ｃ）成分の１種又は２
種以上が用いられる。本発明において用いる【ｄー成分
としては、特定の分子量、塩素含有量を有する塩素化ポ
リスチレンと特定の含ハロゲンェラストマ−とを特定比
率で組合わせてなるものが用いられる。

後記する平均分子量以外の平均分子量を有する塩素化ポ
リエチレンではテープ形成性に問題があり、また塩素含
有量が後記の下限値より小さいものはテープとしての自
己融着性に問題を生じ、一方後記上限値より大きいもの
は機械強度の優れた炭化発泡層を形成させるうえで問題
がある。更に、塩素化ポリエチレンと含ハロゲンヱラス
トマーとの使用比率が後記の範囲からはずれると、テー
プとしての形成性、自己融着性、機械強度の優れた炭化
発泡層形成性の各面に好ましくない煩向があらわれる。
而して、‘ｂ｝成分としては、平均分子量が３０，００
０〜５００，００以塩素含有量３０〜４５重量％の塩素
化ポリエチレン、好ましくは平均分子量３０，０００〜
２２５，０００で塩素含有量３５〜４５重量％の塩素化
ポリエチレン特に好ましくは平均分子量３０．０００〜
７００，０００で塩素含有量４０〜４５重量％の塩素化
ポリヱチレンと含ハロゲンェラストマーとの混合物とか
らなり、該塩素化ポリエチレンｌｏＧ重量部あたり含ハ
ロゲンェラストマー約１０〜２０の重量部、好ましくは
約１５〜１０の重量部のものが用いられる。塩素化ポリ
エチレンと混合使用される含ハロゲンヱラストマーとし
てはポリクロロプレン、クロロスルホン化ポリエチレン
、ポリエピクロルヒドリンからなる群から選ばれた少な
くとも一種又は二種以上が使用し得る。特に好ましいも
のは、ポリクロロプレンであり、その中でもＷタイプが
良い。本発明において用いる‘ｅ’成分たる可塑剤は、
フタル酸ェステル類たとえばフタル酸ジー２ーェチルヘ
キシル、フタル酸ジーｎ−オクチル、フタル酸ジトリデ
シル、芳香族カルボン酸ェステル類、たとえばトリオク
チルトリメリテート、脂肪族二塩基酸ェステル類、たと
えば７ジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジ
ー２ーェチルヘキシル、ェボキシ系可塑剤類、たとえば
ェポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、含塩素可塑
剤類、たとえば４０重量％塩素化パラフィンワックス、
リン酸ェステル類、たとえばリン酸トリクレジル、リン
酸トリオクチル、リン酸トリブチル、リン酸トリス８ー
クロルェチル、ポリエステル系可塑剤類、たとえばポリ
プロピレングラィコールアジベート、ポリプロピレング
ライコールセバケート、脂肪酸ェステル議導体類、たと
えばフェニルステアリン酸ブチル、ジベンタェリスリツ
トヘキサェステル等が例示し得、また通常ゴムで使用さ
れる石油系、脂肪油系軟化剤も上記【ｅ｝成分の可塑剤
と同様に使用される。‘ｃ’成分の使用量が少なすぎる
と、テーポ加工性、テープの自己敵着‘性に問題が生じ
、一方その使用量が多過ぎると、機械的強度の優れた発
泡層が形成させるうえで問題がある。而して‘ｅ｝成分
の必要量は‘ｄ’成分１０の重量部に対し５〜４の重量
部で、好ましくは１０〜３の重量部が良い。核【ｅ’成
分は通常の可塑剤の役割り以外に驚くべきことに本発明
組成物の発泡性能を高める作用のあることが認められた
。この‘ｄ成分のうち好ましくは、リン酸ェステル系可
塑剤剤頚、特にリン酸トリクレジル、フタル酸ェステル
系可塑剤類、特にフタル酸ジー２−エチルヘキシル、脂
肪族二塩基酸ェステル可塑剤類、特にアジピン酸ジー２
ーェチルヘキシル等あるいはそれ等の混合物であり、特
に好ましくはリン酸トリクレジルの単独が良いｏ本発明
において用いるの成分たる金属粉、金属元素含有物質は
平均粒子径が１００ムの以下、好ましくは５０ｒ肌以下
の微粒子状のものであって、上記より大きい（粗い）粒
子のものと異ってそれらは本発明の組成物が加熱された
ときに生じる発泡炭化膜の熱劣化の速度を大中に低減し
得る効果がある。

以下に‘ｆー成分の例、及び上記効果を奏し得る点で好
ましいも、特に好ましいものをも含めて示す。

｛ｆ｝成分の例としては、まず金属粉が挙げられる。

火災時において極めて短時間内（たとえば秒単位乃至数
分）に昇華、沸騰等により気化するもの、あるいはか）
る易気化性物質に変質するものは好ましくないが、そう
でないものは本発明において使用し得る。好ましい金属
粉の例を挙げると、鉛、アルミニウム、銅、コバルト、
ニッケル等である。又、火災時においても変質せず、か
つ前記程度の易揮発性でない無機又は有機の金属元素含
有物質が使用し得る。あるいは火災時又は加熱により前
記程度の易揮発性でない物質を生成する物質、たとえば
フェロセンポリマーのように加熱により酸化鉄を生成す
る無機又は有機の金属元素含有物質も使用し得る。か）
る物質の例を挙げるとＰｂ○，Ｆｅ２〇３，Ｆｅ３０４
，ＡＩ２〇３，Ｚｎ○，Ｃｄ０．Ｃり○，Ｓｎ０２，Ｃ
ｒ２Ｑ，Ｃｏｏ，Ｍｇ０，Ｎｉ○，Ｓｉび，Ｎａ２０，
Ｚの２，Ｃａ０，Ｂａ０，Ｔｉ０２，Ｖ２は，Ｗ０３，
ステァリン酸リチウム、ステアリン酸アルミニウム、ス
テアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステア
リン酸鉛、二塩基性ステアリン酸鉛、三塩基性マレィン
酸鈴、サリチル酸鉛、二塩基性フタル酸鉛、サリチル酸
酸鉛、二塩基性フタル酸鉛、三塩基性硫酸鉛、二塩基性
亜リン酸鉛、塩基性ケィ硫酸鉛、フェロセンポリマ−の
如きポリメタロセン類、各種キレート化合物類等である
。金属元素含有物質としては、その金属成分の含有量が
少くとも５重量％、特に少くとも１の重量％あるものが
好まし、。上記のうち好ましいものとしては鉛、ケイ素
、アルミニウム、Ｐｂ○，ＡＩ２０３，Ｓｉ０２，Ｚｎ
０．ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、二
塩基性ステアリン酸鉛、三塩基性硫酸鉛、二塩基性歴リ
ン酸鉛が良く、特に好ましくは二塩基性ステアリン酸塩
、三塩基性硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛の単独およびそ
れ等の混合物である。

本発明においては、‘ｄ｝成分１０の重量部あたり‘ａ
｝成分、‘ｂ｝成分、‘ｃ’成分の合計量が約３０〜４
０の重量部、好ましくは約９０〜３００重量部であり、
‘ｅ）成分は約５〜４の重量部、好ましくは約１０〜３
の重量部であり、的成分は約２〜１５重量部、好ましく
は約３〜ｌａ重３部である。

一方、上記｛ａ’成分、‘ｂー成分、及び｛ｃ｝成分の
配合比については、それらのうちの０一成分又は二成分
が過少量であると配合の効果が乏しく、一方過大量であ
ると残る一成分又は二成分の配合基が過少となってやは
りその残る成分の配合効果が乏しくなるので第１図に示
す三角座標上においてＱ点（６０，１０，３０）、３点
（６０，３０，夕１０）、ｙ点（３０，６０，１０）、
６点（１０，６０，３０）、ご点（１０，３０，６０）
、及びさ点（３０，１０，６０）の各点を順次結んだ直
線でかこまれた領域内特に同図の三角座標中の三角形で
示される領域、即ちＡ点（即，３０，２０）、Ｂ点（２
０，６０，２０）及びＣ点０（２０．３０，５０）の各
点を順次結んだ直線で囲まれた領域内とする。‘ａ｝成
分〜【ｃ｝成分の合計量が、上記の下限値より少ないと
組成物の炭化発泡性が乏しくなり、一方上記上限値より
多いとテープとしての加工性が乏ふしくなる。

また、｛ｆ’成分の量が上記下限値より少ないと使用の
効果がなく、一方上記上限量より多いとテープとしての
加工性が乏しくなる。本発明の【ｄ｝成分１０の重量部
あたり、ゴムに通常配合されている充填剤、老化防止剤
、顔料等の添０加剤を２の重量部以下であれば配合して
もよい。

本発明の組成物は、押出成形により被防火体上に施与し
得るが、通常の方法でテープに加工し使用すると均質に
してかつ高度の発泡防火性能を有する自己融着性テープ
縛られる。その場合、テータプの厚みを０．４〜１．仇
舷、好ましくは０．５〜０．８帆とすると被防火体への
施与性、自己融着性の優れたものが得られる。以下実施
例により本発明を詳細に説明すると共に、比較例をも挙
げて本発明の極めて顕著な効果０を示す。

〔実施例１〜１０比較例１〜１０〕 第１表に示す実施例１〜１６及び第２表に示す比較例１
〜１０の各組成物を２本ロールにより混合、混練後、８
インチ逆Ｌ型カレンダーロールにより０．７肋厚に圧延
後約４０肋幅に切断しテープとした。

なお、第１表、第２表において、‘ａ成分としては、モ
ノペンタエリスリトールとジベンタエリスリトールを、
‘ｂ）成分としてメラミンを、‘ｃ’成分として、リン
酸メラミンとポリリン酸アンモニウムを、‘ｅー成分と
してリン酸トリクレジルと、フタル酸ジー２−エチルヘ
キシル、及びアジピン酸ジ−２ーェチルヘキシルを、ま
た、‘ｆ｝成分として、二塩基性ステアリン酸鉛と、三
塩基性硫酸鉛と、二塩基性亜リン酸鉛と、一酸化鉛と、
フェロセンポリマーとを用いた。

第１表および第２表においては、各成分の配量は重量部
で示されている。

各組成物から製造されたテープを６００Ｖ ３×３．５
松ＣＶケーブルの上に１／２ラップで２回手巻さし約２
綱厚さに巻回被覆したものについて後記する試験方法及
び評価基準に従いテープの自己雛着性、発泡防火性能、
常温水浸漬後の発泡防火性能、６０℃の温水浸溝におけ
るテープ亀裂発生の有無と発泡防火性能の耐水性並びに
耐熱性等を評価した結果を第４表に示した。〔発泡防火
性能評価試験法〕６００Ｖ３×３．５脚ＣＶケーブル（
約３０仇長）にテープを約２側厚巻回被覆した試料電線
に燃焼試験時にシース直下の温度を測定するため、火焔
のあたる箇所のコア−とシース間に熱電対を挿入する。

上記試料を火炎温度１１００〜１２００℃に温議したコ
ン＊＊ラドンンガスバーナーによって燃焼する。試料が
火炎と銭蝕した直後に線間にＡＣ６００Ｖの電圧を謀重
して短絡するまでの時間を計測する。一方、火炎に接触
している中心部のシース内面の温度をあらかじめ挿入し
ておいた熱電対で連続的に記録する。試験成績は以下に
記する基準で５段階でランク付けした。即ちＡＣ６００
Ｖ課電下における短絡時間が４Ｇ分以上でかつ火炎中心
部があたっているシース内面の温度が４０び０に昇温す
る時間が４０分以上の防火能を有するものを秀とし、短
絡時間が３０分以上でかつ昇温時間が３０分以上のもの
を優、短絡時間がｌｑ分以上でかつ昇温時間が１０分以
上のものを良、短絡時間が４分以上でかつ昇温時間が４
分以上のものを可、短絡時間が４分以内でかつ昇温時間
が３分以内のものを不可と判定した。なお、テ−プを巻
回被覆していない通常の６００Ｖ３×３．５松ＣＭケー
ブル及び短絡時間が２〜３分であり、昇温時間は２分以
内であつた。

〔耐水性評価試験法〕 ■ ３０ｑｏ水中浸溝 長さ約７０仇の試料電線を３０『０に温調した水槽内へ
両端を水面上から出した状態で浸潰し、７日間放置した
後取り出し、乾燥後上記発泡性防火能評価試験法に従っ
て発泡性防火館を調べ、第３表に示す判定基準に基づい
て耐水性を表示した。

第３表 ■ ６０ｏｏ温水浸糟によるテープ亀裂発生の有無長さ
約７瓜ネの試料電線を６０ｑｏに温調した水槽内へ両端
を水面上から出した状態で浸潰し、その浸糟中における
テープ亀裂の発生の有無を観察しテープ亀裂の発生のな
いものは７日間放置した。

評価は、テープ亀裂発生の有無を明示し亀発生なく７日
間放置した試料は乾燥後上記発泡性防火性能評価試験法
に従って発泡防火性能を調べ、第３表に示す判定基準に
基づいて耐水性を表示した。

〔耐熱性評価試験法〕

試料電線を長さ約３０仇に切断し、７０ｑｏに温調した
ギャーオーブン内に３０日間放置後取り出し、上記発泡
性防火館評価試験法に従って発泡防火性能を調べ、第３
表に示す判定基準に基づいて耐熱性を表示した。

第１表 （注１） 平均扮子量約４５，０００でかつ塩素含有量
（重量％） ４５（注２） 〃 約１９５，００
０ 〃 （ 〃 ） ４０（注３） 〃
約４１０，０００ ″ （ 〃 ） ４０
（注４） ムーニ＊品夏（ＭＬ，十４ １００℃） ４
０（注５） ４５（洋６）
〃 ５０（注７） 住友化学予
丑製，庭師も名 スミセーフＰ，（ＮＨ４）ｎ＋２Ｐｎ
０３ｎ＋，（ｎは約１７０）（性８） 特公昭５１−１
２６８０号籾細書の勤織りＩＫ示された方法で得たもの
ｏ第２表（注１） 平均分子量 約 ４５，０００でか
つ塩素含有量（重量※）４５（注２） 約１
９５，０００ （ 〃 ）４０（注３）
約４１０，０００ （ 〃 ）４
０（注４） 約 ５８，０００
（ 〃 ）２０（注５） ムーニ治髭夏（ＭＬ，十４
１００℃） ４０（注６） 住友化学３出製，商品も名
スミセーフＰ，（ＮＨ４）ｎ＋２Ｐｎ０３ｎ＋，（ｎは
約１７０）第４表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において用いる｛ａ｝成分、｛ｂー成分
、【ｃ’成分の成分比を示す三角座標である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）多価アルコールと、（ｂ）発泡剤と、（ｃ）
   難燃性脱水剤と、（ｄ）平均分子量３０，０００〜５０
   ０，０００、塩素含有量３０〜４５重量％の塩素化ポリ
   エチレン１００重量部と含ハロゲンエラストマー１０〜
   ２００重量部との混合物と、（ｅ）可塑剤と、（ｆ）平
   均粒子径が１００μｍ以下の金属粉又は金属元素含有物
   質とからなり、かつ上記（ｄ）成分１００重量部あたり
   、上記（ａ）成分と（ｂ）成分と（ｃ）成分の合計量が
   ３０〜４００重量部、（ｅ）成分は５〜４０重量部、（
   ｆ）成分は２〜１５重量部であり、また（ａ）成分、（
   ｂ）成分、（ｃ）成分の重量比が三角座標上においてα
   点（６０，１０，３０）、β点（６０，３０，１０）、
   γ点（３０，６０，１０）、δ点（１０，６０，３０）
   、ε点（１０，３０，６０）、及びζ点（３０，１０，
   ６０）の各点を順次結んだ直線でかこまれた領域内にあ
   ることを特徴とする発泡性防火組成物。 ２ （ｆ）成分が５０μｍ以下であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項の発泡性防火組成物。 ３ （ａ）成分がモノペンタエリスリトール、ジベンタ
   エリスリトール及びトリペンタエリスリトールからなる
   グループから選ばれた少くとも１種であり、（ｂ）成分
   がメラミン、モノリン酸メラミン、ジリン酸メラミン、
   及びポリリン酸メラミンからなるグループから選ばれた
   少くとも１種であり、（ｃ）成分が次の一般式 （ＸＨ
   ＿２Ｏ・ＹＰ＿２Ｏ＿５）＿ｎ ここで Ｏ＜Ｘ／Ｙ≦３，ｎは１−１４ で表わされるリン酸の１つ又は全部の水素原子が一価、
   二価、又は三価の窒素含有基で置換されてなる含窒素リ
   ン酸塩であることを特徴とする特許請求の範囲第２項の
   発泡性防火組成物。 ４ （ｄ）成分が上記塩素化ポリエチレン１００重量部
   とポリクロロプレン１０〜１５０重量部とからなる混合
   物であることを特徴とする特許請の範囲第３項の発泡性
   防火組成物。 ５ （ｆ）成分が二塩基性ステアリン酸鉛、三塩基性硫
   酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛から成るグループの少くとも
   １種もしくは全部の混合物であることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項の発泡性防火組成物。 ６ （ａ）多価アルコールと、（ｂ）発泡剤と、（ｃ）
   難燃性脱水剤と（ｄ）平均分子量３０，０００〜５００
   ，０００塩素含有量３０〜４５重量％の塩素化ポリエチ
   レン１００重量部と含ハロゲンエラストマー１０〜２０
   ０重量部との混合物と（ｅ）可塑剤と、（ｆ）平均粒子
   径が１００μｍ以下の金属粉又は含金属物質とからなり
   、かつ厚さ０．４〜１．０ｍｍであることを特徴とする
   自己融着性発泡防火テープ。