(57)【要約】【課題】  免震ゴムを積層した免震装置を覆う耐火パネルに構造物との隙間に用いられる防火用目地材において、取り付け作業性、耐久性が良好で、且つ可撓性、防火性に優れた防火用目地材を提供する。【解決手段】  本発明の防火用目地材は、特定量の熱可塑性エラストマーを含有したゴム成分に、膨張性黒鉛、ホウ酸、及び無機充填剤を添加、配合することにより、難燃性を有し、火災発生時には熱膨張し、しかも燃焼後の残渣が充分な形状保持性を有し、可撓性を有することを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性エラストマーを２０質量％以上含有するゴム成分１００質量部、膨張性黒鉛５〜１００質量部、ホウ酸１０〜１００質量部および無機充填剤１０〜３００質量部からなる防火用目地材。
【請求項２】
熱可塑性エラストマーが、ビニル芳香族炭化水素単量体を主体とするブロック重合体と共役ジエン単量体を主体とするブロック重合体とからなるブロック共重合体である請求項１記載の防火用目地材。
【請求項３】
ホウ酸と無機充填材との質量比率が１：５〜１０：１であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防火用目地材。
【請求項４】
無機充填材が水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載の防火用目地材。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の防火用目地材を用いたガスケット。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の防火用目地材からなる免震装置耐火パネル用の防火用目地材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防火用目地材および該防火用目地材を用いたガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
高層建築物には、鋼板とゴムシートを交互に積み重ねて構成された免震積層ゴムと、免震積層ゴム支承体からなる免震装置が建築物の上部構造体と下部構造体の間に設置される場合がある。この免震装置が火災で焼損しないように、耐火パネル等で装置を被覆している場合でも、地震発生時の免震効果を発揮させるために、部分的に隙間を有する場合があり、火災時にはその隙間から火炎が侵入し、免震装置が焼損する恐れがあった。
【０００３】
この問題を解決するために、火災時の熱でそれ自身が膨張して隙間を塞いだ後に硬化して火炎を免震装置内に侵入させない熱膨張性目地材を使用する方法が考えられる。
【０００４】
例えば、こうした熱膨張性目地材として、ゴムと膨張性黒鉛、エポキシ樹脂及び無機充填剤からなる可撓性防火用ゴム目地材が開示されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、高温下で膨張性黒鉛をつなぎ止めるために配合しているエポキシ樹脂が、目地材を配合混練するときに混練機器内壁に固着し、この除去が極めて困難で作業性が悪く、また高温時の形状保持性も必ずしも十分ではなかった。
【０００５】
本発明の組成に近似の組成物も開示されているが（特許文献２参照）、本発明の用途に向いているとは言えなかった。これに対して、免震装置用途として、装置全体を熱膨張性黒鉛並びに無機充填剤を含有する樹脂組成物からなる熱膨張性耐火シートで被覆する方法（例えば特許文献３参照）が提案されているが火災時に耐火シートが装着部より落下、剥離する可能性があった。
【特許文献１】特開２００２−１８１２６２号公報（第２頁：請求項１）
【特許文献２】特開２００１−３４８４８７号公報（第２頁：請求項１〜４）
【特許文献３】特開２００３−１７６６３８号公報（第２頁：請求項１〜９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
強度や、打ち抜き性、可撓性、形状保持性に優れた防火用目地材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、熱可塑性エラストマーを２０質量％以上含有するゴム成分１００質量部、膨張性黒鉛５〜１００質量部、ホウ酸１０〜１００質量部および無機充填剤１０〜３００質量部からなる防火用目地材である。
好ましい熱可塑性エラストマーは、ビニル芳香族炭化水素単量体を主体とするブロック重合体と共役ジエン単量体を主体とするブロック重合体とからなるブロック共重合体であり、更にホウ酸と無機充填材との好ましい質量比率は１：５〜１０：１で、好ましい無機充填材は水酸化アルミニウムである。
更に、本発明は、この防火用目地材を用いたガスケット、ならびにこの防火用目地材を用いた免震装置の防火用目地材である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の防火用目地材およびガスケットは、充分な可撓性を有し、かつ火災発生時には熱膨張し、その残渣が充分な形状保持性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明で使用するゴム成分には、例えばエチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリブテンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、クロルスルホン化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴムが使用できる。
【００１０】
これらのゴム成分は混練性、シート成形性、押出し成形性、プレス成形性等を改善するために２種以上をブレンドして使用しても良い。
【００１１】
本発明で用いられる熱可塑性エラストマーは、例えば、塩化ビニル系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等があるが、特にスチレン系エラストマーが好ましい。スチレン系エラストマーでも、ビニル芳香族炭化水素単量体を主体とするブロック重合体と共役ジエン単量体を主体とするブロック重合体とからなるブロック共重合体であると更に好ましい。ゴム成分中にこのような熱可塑性エラストマーが少なくとも２０質量％以上含有されることが好ましく、２０質量％〜７０質量％であれば更に好ましい。
【００１２】
ビニル芳香族炭化水素単量体を主体とするブロック重合体と共役ジエン単量体を主体とするブロック重合体とからなるブロック共重合体は、１）芳香族炭化水素単量体を主体とするブロック重合体部が火災発生時には熱により溶融し、熱膨張した膨張性黒鉛を一時的につなぎとめる役割を果たし、２）その中の芳香族炭化水素単量体を主体とするブロック重合体部が溶融し流動性を発現して成形性を向上させ、３）芳香族炭化水素単量体を主体とするブロック重合体部が成形品の寸法安定性を改善し、４）共役ジエン単量体を主体とするブロック重合体部が常温でゴム弾性を発現し強度及び可撓性を発揮することにより、防火用目地材やガスケットを装着施工する際の強度及び可撓性のバランスが良好となる。
【００１３】
ビニル芳香族炭化水素単量体を主体とするブロック重合体と共役ジエン単量体を主体とするブロック重合体とからなるブロック共重合体で使用されるビニル芳香族炭化水素単量体としては、例えばスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルキシレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノブロモスチレン等が挙げられ、これらは単独又は２種以上組み合わせて使用される。これらのうち特に好ましいものはスチレンである。
共役ジエン単量体としては、例えば１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン等が挙げられ、これらは単独又は２種以上組み合わせて使用される。これらのうち、好ましいものは１，３−ブタジエンあるいはイソプレンであり、特に好ましいものは１，３−ブタジエンである。
【００１４】
スチレン系エラストマーのビニル芳香族炭化水素単量体と共役ジエン単量体の比率の２０／８０〜６０／４０質量％が好ましく、２５／７５〜４０／６０質量％が更に好ましい。ビニル芳香族炭化水素単量体が２０質量％より少ないと防火用目地材の成形性が低下し、６０質量％を越えると可撓性が低下する傾向がある。
【００１５】
本発明で用いられるスチレン系エラストマーは、公知のアニオン重合により製造される。
【００１６】
膨張性黒鉛は、特に限定されない。膨張性黒鉛は天然グラファイト、熱分解グラファイト等の粉末を硫酸、硝酸等の無機酸と濃硝酸、過マンガン酸塩等の強酸化剤とで処理され、グラファイト層状構造を維持した結晶化合物で、２００℃程度以上の温度に曝されると１００倍以上に熱膨張するものである。また、膨張性黒鉛には粉末を脱酸処理した後、更に中和処理したタイプ等、各種品種があるがいずれも使用可能である。粒度は２０〜４００メッシュが好ましい。同質量を配合しても、４００メッシュより粒度が小さくなると防火用目地材の熱膨張が少なくなり、また２０メッシュより粒度が大きくなると分散性が悪くなって防火用目地材の引張り応力が低下することがある。
【００１７】
膨張性黒鉛の含有量は、所望の膨張倍率等によって適宜設定することが出来るが、ゴム成分１００質量部に対し５〜１００質量部が好ましく、２０〜８０質量部であると更に好ましい。５質量部より少ないと火災発生時の防火用目地材の熱膨張倍率が小さく、１００質量部を超えると熱膨張倍率は大きくなるものの、得られる防火用目地材の硬度が上昇し、引張り応力が低下する傾向がある。またシートの成形性が劣りガスケットに成形した場合に表面肌が悪くなり易い。
【００１８】
ホウ酸は、公知の製法により得られるものや市販品を用いることができる。ホウ酸は、オルトホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、メタホウ酸（ＨＢＯ２）等のいずれでも良いが、通常はオルトホウ酸を使用すれば良い。
【００１９】
ホウ酸は、通常は粉末の形態で使用される。この場合、粉末の粒径は特に制限されないが、防火性目地材に求められる可撓性から、その平均粒径は１００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下であれば更に好ましい。なお、この平均粒径はレーザー回析法で求めたものである。
【００２０】
ホウ酸の含有量は、使用する膨張性黒鉛の使用量によって適宜設定することができるが、ゴム成分１００質量部に対し１０〜１００質量部が好ましく、３０〜９０質量部であれば更に好ましい。１０質量部より少ないと、膨張性黒鉛をつなぎとめる効果が小さく、火災時に膨張後の形状を保持する性能を示す形状保持性が劣る恐れがある。また、１００質量部を超えて使用すると防火用目地材の硬度が高くなって可撓性が劣り、防火用目地材やそれからなるガスケットの装着作業時に作業性が低下する恐れがある。
【００２１】
ホウ酸と膨張性黒鉛の割合は、好ましくは質量比で１：５〜１０：１、より好ましくは１：２〜５：１である。この範囲にあると、防火用目地材製造時の加工性や、シート状の成形品からガスケット製品を打ち抜く際の打ち抜き性、可撓性、引張り応力等のバランスが良好となる。
【００２２】
無機充填剤は、例えばシリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化鉄、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、ベントナイト、活性白土、セピオライト、ガラス繊維、ガラスビーズ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等であり、これらはシートの加工性やガスケット製造時の打ち抜き性等を改善する。これらは２種以上を併用しても良い。また粒径はゴム中への分散性の観点から平均粒径は１〜５０μｍが好ましい。
【００２３】
上記無機充填剤の中では、水酸化アルミニウムが加熱時の脱水反応により生成する水のために吸熱が起こり、温度上昇が抑えられるという点で防火用目地材として好ましい。
【００２４】
無機充填剤は、ゴム成分１００質量部に対して１０〜３００質量部を添加使用するのが好ましい。１０質量部より少ないと、シート成形性、打ち抜き性を改善する効果が小さく、３００質量部を超えて使用すると、防火用目地材の硬度が高くなり、シート加工時やそれを成形したガスケットの可撓性が劣り、防火用目地材やそれからなるガスケットの装着作業時に作業性が低下する恐れがある。
【００２５】
ゴム成分に、熱可塑性エラストマーと膨張性黒鉛、ホウ酸、無機充填剤を配合混練するには、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、二本ロール等公知の混練装置を用いることができる。更に、混練したものを例えば、プレス成型、ロール成型、押し出し成型、カレンダー成型等の従来公知の成型方法でゴムシートに加工することが出来る。このシートから、公知の抜き打ち刃を有した装置を用いて紐状あるいはリング状に打ち抜き、防火用目地材やガスケットを得ることができる。
【００２６】
更に、ゴム成分に一般に使用される可塑剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤、粘着付与剤、加硫剤等を適宜併用することができる。
【００２７】
防火用目地材およびガスケットは、その弾性や柔軟性、熱膨張性、断熱性、耐火性、制振性、防音性等の特性から様々な分野に利用できるが、膨張性防火材料を用いる公知の工法にも適用でき、各工法における使用方法に従って用いればよい。
【００２８】
防火用目地材およびガスケットは、特に建造物の免震装置の防火部位に好適に用いられる。具体的には、免震装置を覆う耐火パネルの端部に本発明の防火用目地材およびガスケットを粘着剤や接着剤で貼り付けるか、ボルトや釘などで固定して使用することが出来る。
【実施例】
【００２９】
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものでない。なお、以下の説明における部および％は質量基準に基づく。
「実施例１〜３」「比較例１〜５」
【００３０】
実施例及び比較例において、使用した材料は下記の通りである。
（１） ゴム成分：ブチルゴム（ＪＳＲ(株)製、「ブチル２６８」）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＤＳＭジャパン(株)製、「ケルタン２６３０Ａ」）、ＳＢＳ（ＪＳＲシェル(株）、クレイトンＤ１１０１、ビニル芳香族炭化水素単量体／共役ジエン単量体＝３０／７０）。
（２） 熱膨張性黒鉛：（エアー・ウォーター・ケミカル（株）製「ＳＳ−３」、膨張開始温度２６０℃）
（３） ホウ酸：（ＢＯＲＡＸ（株）製）
（４） 無機充填剤：水酸化アルミニウム（昭和電工（株）製、「ハイジライトＨ−４２」）
（５） 軟化剤：ナフテン系オイル（出光興産（株）製、「ＮＰ−２４」）
（６） 加工助剤：グリセリン脂肪酸エステル（理研ビタミン（株）製「エマスター５１０Ｐ」）。
【００３１】
各成分を３リットルニーダーにて混練し、二本ロールにて５ｍｍ厚さにシート化した。８０〜１００℃の熱い状態のシートから、引張り応力測定用にＪＩＳ３号ダンベルを、可撓性評価用にＪＩＳ１号ダンベルを、更に熱膨張性試験片として５ｍｍ厚×５０ｍｍ幅×７０ｍｍ長さの試験片をそれぞれ打ち抜き刃で打ち抜き、直ちに水に１０秒間浸漬し冷却した。その後取り出して風乾、更に５０℃ギアオーブン中にて約３時間乾燥させた。
【００３２】
上記試験片を用いて引張り応力、硬度、打ち抜き性、可撓性、熱膨張性、形状保持性、酸素指数を次のように評価した。
【００３３】
引張り応力：ＪＩＳ３号ダンベルにて速度５００ｍｍ／分で引張り、最大応力を求めた。
【００３４】
硬度：熱膨張用評価用試験片にて、デュロメーターＡ硬度計を使用し、押し当て直後の値を読み取った。
【００３５】
打ち抜き性：ＪＩＳ３号ダンベルを打ち抜く際に、打ち抜き部の表面状態が良好の場合を○（良）、荒れている場合を×（悪）と評価した。
【００３６】
可撓性：ＪＩＳ１号ダンベルの一端を固定し、他端を４５度の角度まで曲げたときの屈曲部の亀裂発生の程度を、亀裂なしの場合を○（良）、亀裂ありの場合を×（悪）として評価した。
【００３７】
熱膨張性：耐火レンガと耐火レンガの隙間１０ｍｍの間に熱膨張性試験片の下部５０ｍｍが埋まり上部２０ｍｍが突き出るように挿入し設置し、この状態のままギアオーブン中にて、３００℃で１時間熱処理した。１０ｍｍの隙間が完全に閉塞した場合は○（良）、そうでない場合は×（悪）と評価した。
【００３８】
形状保持性：熱膨張性試験の終了後に、試験片の上部２０ｍｍの部分を指触と目視にて形状安定性と変形度合いを評価した。指触したとき形が崩れにくくそのときの変形が小さい場合は○、指触ですぐに形が崩れて変形する場合は×、と評価した。結果を表１、表２にまとめた。
【００３９】
酸素指数：ＪＩＳ  Ｋ  ７２０１に準拠し、熱膨張性試験片を用いてスガ試験機（株）製ＯＮ−１Ｄ型装置にて測定した。 
【００４０】
【表１】
2006087819.tif 000002
【００４１】
【表２】
2006087819.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に関わる免震装置の断面図
【符号の説明】
【００４３】
１ａ  上部構造体
１ｂ  下部構造体
２ａ  上部ベースプレート
２ｂ  下部ベースプレート
３    耐火パネル
４    防火用目地材
５    免震装置
【図１】
2006087819.tif 000004