(57)【要約】【課題】  本発明は、耐水性を有する耐火性樹脂組成物を提供する。【解決手段】  本発明の耐火性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００重量部、硫黄系化合物１５〜２００重量部、熱膨張性黒鉛１５〜２００重量部及び無機充填剤２０〜３００重量部を含有してなり、上記硫黄系化合物と上記熱膨張性黒鉛と上記無機充填剤の合計量が５０〜４００重量部であることを特徴とするので、耐水性に優れており、雨水などの水に晒される環境下にあっても長期間に亘って所望形態を確実に維持し、火災時には、火災による熱によって加熱、膨張して所望形態の発泡耐火物を形成して所望空間部を確実に閉塞して効果的に延焼を防止することができる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂１００重量部、硫黄系化合物１５〜２００重量部、熱膨張性黒鉛１５〜２００重量部及び無機充填剤２０〜３００重量部を含有してなり、上記硫黄系化合物と上記熱膨張性黒鉛と上記無機充填剤の合計量が５０〜４００重量部であることを特徴とする耐火性樹脂組成物。
【請求項２】
硫黄系化合物が硫黄であることを特徴とする請求項１に記載の耐火性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐水性に優れた耐火性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、火災時に加熱によって膨張して所定部位を閉塞することによって延焼を防止する耐火性樹脂組成物が用いられている。このような耐火性樹脂組成物としては、特許文献１に、樹脂成分及び無機系膨張剤を含み、無機系形崩れ防止剤としてホウ酸を含む熱膨張性防火用組成物が提案されている。
【０００３】
しかしながら、上記熱膨張性防火用組成物を耐水性が要求される用途に用いた場合、水溶性のホウ酸が水中に溶出するために、ホウ酸による型崩れ防止効果が低下して火災時に熱膨張性防火用組成物が型崩れを生じて防火性能を充分に発揮しないという問題点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４８４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、耐水性に優れた耐火性樹脂組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の耐火性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００重量部、硫黄系化合物１５〜２００重量部、熱膨張性黒鉛１５〜２００重量部及び無機充填剤２０〜３００重量部を含有してなり、上記硫黄系化合物と上記熱膨張性黒鉛と上記無機充填剤の合計量が５０〜４００重量部であることを特徴とする。
【０００７】
耐火性樹脂組成物を構成している熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリブテン、ポリクロロプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ブチルゴム、ニトリルゴム、水素添加石油樹脂などが挙げられ、ブチルゴムを含有していることが好ましく、ブチルゴム、ポリブテン及び水素添加石油樹脂を含有していることがより好ましい。なお、熱可塑性樹脂は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【０００８】
熱可塑性樹脂はその物性を阻害しない範囲で架橋又は変性されていてもよい。熱可塑性樹脂の架橋又は変性を行う時期については、特に限定されず、例えば、硫黄系化合物や無機充填剤などの他の成分と混合する前に予め熱可塑性樹脂を架橋又は変性しておいてもよく、硫黄系化合物や無機充填剤などの他の成分と混合する際に熱可塑性樹脂を架橋又は変性してもよく、熱可塑性樹脂と、硫黄系化合物や無機充填剤などの他の成分とを混合した後に熱可塑性樹脂を架橋又は変性してもよい。
【０００９】
熱可塑性樹脂の架橋方法は、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を汎用の架橋剤又は過酸化物を用いて架橋する方法、熱可塑性樹脂に電子線を照射して架橋する方法などが挙げられる。
【００１０】
耐火性樹脂組成物を構成している硫黄系化合物としては、特に限定されず、例えば、硫黄、塩化硫黄、二塩化硫黄、モルホリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、ジメチルジチオカルバミン酸セレンなどが挙げられ、硫黄が好ましい。
【００１１】
耐火性樹脂組成物中における硫黄系化合物の含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して１５〜２００重量部に限定され、３０〜１８０重量部が好ましく、５０〜１５０重量部がより好ましい。耐火性樹脂組成物中における硫黄系化合物の含有量が少ないと、耐火性樹脂組成物が膨張、炭化して形成される発泡耐火物の形状保持性が低下し、多いと、耐火性樹脂組成物の膨張性能が低下する。
【００１２】
耐火性樹脂組成物を構成している熱膨張性黒鉛は、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイトなどの黒鉛粉末を、濃硫酸、硝酸、セレン酸などの無機酸と、濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素などの強酸化剤とで処理することにより生成するグラファイト層間化合物であり、炭素の層状構造を維持した結晶化合物である。上記のように酸処理された熱膨張性黒鉛は、アンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などで中和処理された上で用いられてもよい。
【００１３】
上記脂肪族低級アミンとしては、特に限定されず、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンなどが挙げられる。上記アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、特に限定されず、例えば、カリウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウムなどの水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩又は有機酸塩などが挙げられる。
【００１４】
熱膨張性黒鉛の粒度は、２０〜２００メッシュが好ましい。粒度が２００メッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さくなり、所定の発泡耐火層が得られず、粒度が２０メッシュより大きくなると、黒鉛の膨張度が大きいという利点はあるが、後述の樹脂分と混練する際に分散性が悪くなり、物性の低下が避けられない。中和処理された熱膨張性黒鉛は、例えば、東ソー社から商品名「フレームカットＧＲＥＰ−ＥＧ」、ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ社から商品名「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ」にて市販されている。
【００１５】
耐火性樹脂組成物中における熱膨張性黒鉛の含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して１５〜２００重量部に限定され、３０〜１８０重量部が好ましく、５０〜１５０重量部がより好ましい。熱膨張性黒鉛の含有量が少ないと、耐火性樹脂組成物の膨張が不充分となり、充分な厚さの発泡耐火物を得ることができず、耐火性能が低下する。熱膨張性黒鉛の含有量が多いと、耐火性樹脂組成物の機械的強度が低下して使用できない虞れがある。
【００１６】
耐火性樹脂組成物を構成している無機充填剤としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン、フェライト類などの金属酸化物；水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイトなどの含水無機物；塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウムなどの金属炭酸塩；硫酸カルシウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウムなどのカルシウム塩；シリカ、珪藻土、ドーソナイト、硫酸バリウム、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム「ＭＯＳ」（商品名）、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、ホウ酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、フライアッシュなどが挙げられ、含水無機物、金属炭酸塩が好ましい。
【００１７】
含水無機物は、加熱時の脱水反応によって水が生成し、この水によって吸熱が生じ温度上昇が低減されて高い耐熱性が得られる点、及び、加熱残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働くことで、耐火性樹脂組成物を膨張、炭化させて得られる発泡耐火物の強度が向上する点から好ましい。
【００１８】
含水無機物のうち、水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムは、脱水効果を発揮する温度領域が異なるため、両者を併用することによって脱水効果を発揮する温度領域が広がり、より効果的な温度上昇の抑制効果が得られるので、水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムとを併用することが好ましい。
【００１９】
金属炭酸塩は、加熱残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働くことで、耐火性樹脂組成物を膨張、炭化させて得られる発泡耐火物の強度が向上する点から好ましい。
【００２０】
無機充填剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。無機充填剤は、含水無機物と金属炭酸塩とが併用されることが好ましい。含水無機物と金属炭酸塩は、骨材的な働きをするところから、燃焼残渣の強度向上や熱容量の増大に寄与するものと考えられる。
【００２１】
無機充填剤の平均粒径は、０．５〜１００μｍが好ましく、１〜５０μｍがより好ましい。無機充填剤の平均粒径が小さいと、無機充填剤の凝集が生じて耐火性樹脂組成物中に均一に分散させることが難しくなる。無機充填剤の平均粒径が大きいと、耐火性樹脂組成物の機械的強度が低下する。
【００２２】
なお、無機充填剤は、粒径の大きいものと粒径の小さいものを組み合わせて用いられることが好ましく、組み合わせて用いられることによって、耐火性樹脂組成物の機械的強度を維持したまま、無機充填剤を耐火性樹脂組成物中に高濃度に含有させることができる。
【００２３】
無機充填剤としては、例えば、昭和電工社から商品名「ハイジライトＨ−４２Ｍ」にて市販されている平均粒径が１μｍの水酸化アルミニウム、昭和電工社から商品名「ハイジライトＨ−３１」にて市販されている平均粒径が１８μｍの水酸化アルミニウム、白石カルシウム社から商品名「ホワイトンＳＢ赤」にて市販されている平均粒径が１．８μｍの炭酸カルシウム、備北粉化工社から商品名「ＢＦ３００」にて市販されている平均粒径が８μｍの炭酸カルシウムなどが挙げられる。
【００２４】
耐火性樹脂組成物中における無機充填剤の含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して２０〜３００重量部に限定され、４０〜２５０重量部が好ましく、６０〜２００重量部がより好ましい。無機充填剤の含有量が少ないと、耐火性樹脂組成物の熱容量が低下して、耐火性樹脂組成物の耐火性が低下する。無機充填剤の含有量が多いと、耐火性樹脂組成物の機械的強度が低下して使用できない虞れがある。
【００２５】
耐火性樹脂組成物中において、硫黄系化合物と熱膨張性黒鉛と無機充填剤の合計量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して５０〜４００重量部に限定され、１００〜３５０重量部が好ましく、１６０〜３００重量部がより好ましい。耐火性樹脂組成物中における硫黄系化合物と熱膨張性黒鉛と無機充填剤の合計量は少ないと、耐火性樹脂組成物を加熱して膨張、炭化して形成される発泡耐火物の嵩密度が小さくなって断熱性が低下して耐火性が低下し、多いと、耐火性樹脂組成物の機械的強度が低下して使用できない虞れがある。
【００２６】
又、耐火性樹脂組成物の粘着性が不足している場合には、耐火性樹脂組成物中に粘着付与剤を含有させてもよい。このような粘着付与剤としては、例えば、粘着付与樹脂、可塑剤、油脂類、高分子低重合物などが挙げられる。
【００２７】
なお、耐火性樹脂組成物には、その物性を損なわない範囲内で、難燃剤、酸化防止剤、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、滑剤、軟化剤、顔料などが含有されていてもよい。
【００２８】
本発明の耐火性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、硫黄系化合物、熱膨張性黒鉛及び無機充填剤、並びに、必要に応じて含有される他の添加剤を公知の混練装置を用いて溶融混練することにより得ることができる。なお、混練装置としては、例えば、押出機、ニーダーミキサー、二本ロール、バンバリーミキサーなどが挙げられる。シート状の耐火性樹脂組成物を製造したい場合には、例えば、押出機の先端にＴダイを取り付けてＴダイから耐火性樹脂組成物をシート状に押出せばよい。
【００２９】
このようにして得られた耐火性樹脂組成物は、上述の要領で所望形状に成形された上で用いられる。耐火性樹脂組成物の使用要領としては、例えば、壁面に形成された貫通孔に管体が挿通している構造体において、貫通孔とこれに対向する管体外周面との間に形成された隙間に、管体の外周面にシート状の耐火性樹脂組成物を巻回状態にして配設する使用形態などが挙げられる。
【００３０】
そして、本発明の耐火性樹脂組成物中に含有されている硫黄系化合物は、耐火性樹脂組成物の形状を保持する作用を奏しているが、この硫黄系化合物は水に不溶又は殆ど溶解しないことから、耐火性樹脂組成物を耐水性が要求される用途に用いた場合にあっても耐火性樹脂組成物中に含有されている硫黄系化合物が外部に溶出するようなことはなく、耐火性樹脂組成物は長期間に亘って所望形態を確実に維持する。
【００３１】
しかるに、火災が発生すると、耐火性樹脂組成物は、火災時に発生する熱によって加熱されて膨張、炭化して発泡耐火物を形成し、この発泡耐火物が所定の空間部を閉塞することによって延焼を防止する。この際、上述のように、耐火性樹脂組成物は、耐水性に優れており、耐火性樹脂組成物が外部に配設されて雨水などに晒された場合にあっても耐火性樹脂組成物は長期間に亘って所望形態を確実に維持して火災時には所望形状の発泡耐火物を形成し、延焼の原因となる空間部を発泡耐火物によって確実に閉塞して延焼を防止する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の耐火性樹脂組成物は、上述の通りの構成を有しているので、耐水性に優れており、雨水などの水に晒される環境下にあっても長期間に亘って所望形態を確実に維持し、火災時には、火災による熱によって加熱、膨張して所望形態の発泡耐火物を形成して所望空間部を確実に閉塞して効果的に延焼を防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
次に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３４】
（実施例１）
ブチルゴム（日本ブチル社製  商品名「ブチル０６５」）４２重量部、ポリブテン（新日本石油社製  商品名「日石ポリブテンＨＶ−１００」）５０重量部、水素添加石油樹脂（出光興産社製  商品名「アイマーブＰ−１２５」）８重量部、硫黄（鶴見化学社製「硫黄」）１００重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製  商品名「フレームカットＧＲＥＰ−ＥＧ」、粒度：６０メッシュ）３０重量部、水酸化アルミニウム（昭和電工社製  商品名「ハイジライトＨ−３１」、平均粒径：１８μｍ）５０重量部、及び、炭酸カルシウム（備北粉化工社製  商品名「ＢＦ３００」、平均粒径：８μｍ）１００重量部をニーダーに供給して溶融、混練してカレンダー成形によって厚みが０．５ｍｍのシート状の耐火性樹脂組成物を得た。
【００３５】
（比較例１）
硫黄の代わりにホウ酸１００重量部を用いたこと以外は実施例１と同様にしてシート状の耐火性樹脂組成物を得た。
【００３６】
得られた耐火性樹脂組成物について、膨張倍率、破断点応力、水浸漬後の膨張倍率及び水浸漬後の破断点応力を下記に示した要領にて測定し、その結果を表１に示した。
【００３７】
（膨張倍率）
得られたシート状の耐火性樹脂組成物の厚みＴ1を測定した。次に、シート状の耐火性樹脂組成物を電気炉にて６００℃で３０分間加熱し、発泡耐火層を得た。この発泡耐火層の厚みＴ2を測定し、下記式に基づいて膨張倍率を算出した。
膨張倍率（％）＝１００×発泡耐火層の厚みＴ2／耐火性樹脂組成物の厚みＴ1
【００３８】
（破断点応力）
膨張倍率の測定で得られた発泡耐火層に微少圧縮試験機を用いて０．２５ｃｍ2の圧子を０．１ｃｍ／秒の速度にて押圧して発泡耐火層を圧縮させて破断点応力を測定した。
【００３９】
（水浸漬後の膨張倍率）
得られたシート状の耐火性樹脂組成物を水中に完全に浸漬して１週間に亘って放置した。しかる後、シート状の耐火性樹脂組成物を水中から取り出して耐火性樹脂組成物を自然乾燥させた。次に、シート状の耐火性樹脂組成物の膨張倍率を上述と同様の要領で測定した。
【００４０】
（水浸漬後の破断点応力）
得られたシート状の耐火性樹脂組成物を水中に完全に浸漬して１週間に亘って放置した。しかる後、シート状の耐火性樹脂組成物を水中から取り出して耐火性樹脂組成物を自然乾燥させた。次に、シート状の耐火性樹脂組成物の破断点応力を上述と同様の要領で測定した。なお、比較例１の耐火性樹脂組成物の破断点応力は測定限界以下であった。
【００４１】
【表１】
2011157454.tif 000002