(57)【要約】【課題】耐火性と遮音性に優れた樹脂製配線ボックスを提供すること。【解決手段】耐火樹脂製配線ボックスは、合成樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせであるマトリックス成分及び熱膨張性黒鉛を含む耐火性樹脂組成物より形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせであるマトリックス成分及び熱膨張性黒鉛を含む耐火性樹脂組成物より形成された耐火樹脂製配線ボックス。
【請求項２】
配線用の開口部を備えた中空壁の内部へ、開口部の周囲を包囲して開口部を覆うように請求項１に記載の配線ボックスを設置した耐火構造であって、配線ボックスが加熱により膨張すると、配線ボックスの前面と中空壁が接触した状態を維持するように構成されている耐火構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火樹脂製配線ボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建築物の中空壁の内部には、配線ボックス（例えば、コンセントボックス、アウトレットボックス、又はスイッチボックス）が設置される。
【０００３】
従来、配線ボックスに耐火性を付与するためには、樹脂製配線ボックスでは耐火性がないため、鋼等の金属製配線ボックスが用いられていたが、金属製配線ボックスの場合、加熱時の変形を抑制するために、特許文献１に記載されているようにコンセントボックスの内側又は外側に合成樹脂製の耐火性材料を別途設ける必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許5016357
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属製配線ボックスの内側又は外側に合成樹脂製の耐火性材料を別途設ける場合、配線ボックスの構成が複雑となる。また、金属製配線ボックスは導電性があるためアース（接地）工事が必要であり、壁への施工に手間がかかった。
【０００６】
本発明の目的は、簡素な構成で耐火性を有する耐火樹脂製の配線ボックスを提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、遮音性に優れた耐火樹脂製の配線ボックスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく、配線ボックスをマトリックス成分及び熱膨張性黒鉛を含む耐火性樹脂組成物より形成することで、配線ボックスに耐火性と遮音性を付与できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下を含む。
［１］合成樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせであるマトリックス成分及び熱膨張性黒鉛を含む耐火性樹脂組成物より形成された耐火樹脂製配線ボックス。
［２］配線用の開口部を備えた中空壁の内部へ、開口部の周囲を包囲して開口部を覆うように［１］に記載の配線ボックスを設置した耐火構造であって、配線ボックスが加熱により膨張すると、配線ボックスの前面と中空壁が接触した状態を維持するように構成されている耐火構造。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡素な構成で、配線ボックスに耐火性と遮音性を与えることができる。また、壁への配線ボックスの設置にはアース工事は不要である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の配線ボックスを示す斜視図。
【図２】（Ａ）中空壁における図１の配線ボックスの設置箇所の構造を示す垂直断面図。（Ｂ）図２（Ａ）の構造を示す水平断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を熱膨張性耐火材に具体化した一実施形態について図１及び図２に従って説明する。
【００１３】
本明細書において、「前」「後」「上」及び「下」は各図面で説明する方向を指す。
【００１４】
図１に示すように、本発明の一実施形態の配線ボックス１０は、４つの側部１２と底部１４とを備え、これら４つの側部１２及び底部１４により電線等を収容かつ配線するための凹部１６が区画形成されている。配線ボックス１０は、コンセントボックス、アウトレットボックス、又はスイッチボックスとも称される。各側部１２は前端１８を有し、本実施形態では、上下の側部１２の各前端１８から、前端１８に略垂直（図面で上下方向）かつ凹部１６の内方に向かって一対の突出部２０が延びている。各突出部２０は配線ボックス１０を中空壁に取り付けるためのビス穴２２を有する。上下の側部１２の各々には、配線ボックス１０を後述のコネクタと接続するための円形の開口部（ノックアウト）２４も設けられている。
【００１５】
配線ボックス１０は合成樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせであるマトリックス成分及び熱膨張性黒鉛を含む耐火性樹脂組成物より形成されている。
【００１６】
マトリックス成分の合成樹脂としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００１７】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ（１−）ブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソブチレン等の合成樹脂が挙げられる。
【００１８】
熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリウレタン、ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド等の合成樹脂が挙げられる。
【００１９】
エラストマーの例としてはオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、これらの組み合わせ等が挙げられる。
【００２０】
ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（EPDM）、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多加硫ゴム、非加硫ゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴム等が挙げられる。
【００２１】
これらの合成樹脂、エラストマー、及び／又はゴムは、一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００２２】
これらの合成樹脂、エラストマー、及び／又はゴムの中でも、柔軟でゴム的性質を有しているものが好ましい。より柔軟で扱い易い耐火性樹脂組成物を得るためには、ブチル等の非加硫ゴム及びポリエチレン系樹脂が好適に用いられる。代わりに、樹脂自体の難燃性を上げて防火性能を向上させるという観点からは、エポキシ樹脂が好ましい。
【００２３】
熱膨張性黒鉛とは、加熱時に膨張する従来公知の物質であり、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等の粉末を、濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と、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、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものであり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物の一種である。熱膨張性黒鉛は、酸処理した熱膨張性黒鉛を更にアンモニア、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等でさらに中和した中和処理された熱膨張性黒鉛であってもよい。
【００２４】
耐火性樹脂組成物は、マトリックス成分１００重量部に対し、熱膨張性黒鉛を１０〜３５０重量部の範囲で含むものが好ましい。
【００２５】
耐火性樹脂組成物はさらに、無機充填剤を含むことができる。無機充填剤は、膨張断熱層が形成される際、熱容量を増大させ伝熱を抑制するとともに、骨材的に働いて膨張断熱層の強度を向上させる。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、フェライト等の金属酸化物；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等の金属水酸化物；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、炭酸バリウム等の金属炭酸塩；難燃剤としての無機リン酸塩；硫酸カルシウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム等のカルシウム塩；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、炭素バルーン、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、チタン酸ジルコン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、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、脱水汚泥等が挙げられる。これらの無機充填剤は一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００２６】
耐火性樹脂組成物は、マトリックス成分１００重量部に対し、無機充填剤を３０〜４００重量部の範囲で含むものが好ましい。
【００２７】
また、熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の合計は、マトリックス成分１００重量部に対し、５０〜６００重量部の範囲が好ましい。
【００２８】
耐火性樹脂組成物における熱膨張性黒鉛及び無機充填剤の合計量が５０重量部以上であると燃焼後の残渣量を満足して十分な耐火性能が得られ、６００重量部以下であると機械的物性が維持される。
【００２９】
耐火性樹脂組成物はさらに、膨張断熱層の強度を増加させ防火性能を向上させるために、リン化合物を含むことができる。リン化合物としては、特に限定されず、例えば、赤リン；トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート等の各種リン酸エステル；リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム等のリン酸金属塩；ポリリン酸アンモニウム；下記化学式（１）で表される化合物等が挙げられる。これらのうち、防火性能の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム、及び、下記化学式（１）で表される化合物が好ましく、性能、安全性、コスト等の点においてポリリン酸アンモニウムがより好ましい。
【００３０】
【化１】
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【００３１】
化学式（１）中、Ｒ1及びＲ3は、同一又は異なって、水素、炭素数１〜１６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数６〜１６のアリール基を示す。Ｒ2は、水酸基、炭素数１〜１６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖状あるいは分岐状のアルコキシル基、炭素数６〜１６のアリール基、又は、炭素数６〜１６のアリールオキシ基を示す。リン化合物は一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００３２】
耐火性樹脂組成物はさらに、耐火性樹脂組成物の成形性を高めるために、可塑剤を含むことができる。
【００３３】
可塑剤は、一般にポリ塩化ビニル樹脂成形体を製造する際に使用されている可塑剤であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジヘプチルフタレート（ＤＨＰ）、ジイソデシルフタレート（ＤＩＤＰ）等のフタル酸エステル可塑剤、
ジ−２−エチルヘキシルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）等の脂肪酸エステル可塑剤、
エポキシ化大豆油等のエポキシ化エステル可塑剤、
アジピン酸エステル、アジピン酸ポリエステル等のポリエステル可塑剤、
トリー２−エチルヘキシルトリメリテート（ＴＯＴＭ）、トリイソノニルトリメリテート（ＴＩＮＴＭ）等のトリメリット酸エステル可塑剤、
トリメチルホスフェート（ＴＭＰ）、トリエチルホスフェート（ＴＥＰ）、リン酸と陸レジル（ＴＣＰ）等の燐酸エステル可塑剤、
鉱油等のプロセスオイルなどが挙げられる。
【００３４】
前記可塑剤は一種もしくは二種以上を使用することができる。
【００３５】
前記可塑剤の添加量は、少ないと成形性が低下する傾向があり、多くなると得られた成形体が柔らかくなり過ぎる傾向がある。このため可塑剤の添加量は限定されないが、マトリックス成分１００重量部に対して２０〜２００重量部の範囲であることが好ましい。
【００３６】
また耐火性樹脂組成物は、遮音性を高めるために、硫酸バリウム及び三酸化アンチモンを初めとする２０℃における比重が４ｇ／ｍＬ以上の金属塩又は金属酸化物を含むことができる（ただし、金属塩又は金属酸化物は上記無機充填剤である場合を除く）。
【００３７】
配線ボックス１０を構成する耐火性樹脂組成物はさらに、発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与樹脂、成型補助材等の添加剤、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。
【００３８】
耐火性樹脂組成物及びこれにより形成された配線ボックス１０は、火災時などの高温にさらされた際にその膨張層により断熱し、かつその膨張層の強度を有する。耐火性樹脂組成物及びこれにより形成された配線ボックス１０は、５０ｋＷ／ｍ2の加熱条件下で３０分間加熱した後の体積膨張率が３〜５０倍であれば好ましい。
【００３９】
以上の構成により、本発明の一実施形態の配線ボックス１０は、簡素な構成で耐火性を有すると共に、遮音性に優れている。また、配線ボックス１０は耐火性樹脂組成物により形成されているため、アース工事も不要である。
【００４０】
次に、図１の配線ボックス１０を中空壁の内部へ設置した耐火構造について説明する。
【００４１】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、中空壁５０は、間隔をおいて配置された支柱としての軽量鉄骨６４の両面に石膏ボード等の耐火ボード５２を張り付けて構成され、耐火ボード５２には配線用の開口部５４が設けられている。中空壁５０の内部で、互いに離れた耐火ボード５２の間の空間５５において、開口部５４に対応する位置には配線ボックス１０が開口部５４の周囲を包囲して及び開口部５４を覆うように設けられている。開口部５４の周囲は、開口部５４を外側から塞ぐようにコンセント５６が取り付けられている。
【００４２】
中空壁５０内には電線管５８が配管され、電線管５８内に配線された電線６２は、電線管５８の端部を配線ボックス１０に接続するコネクタ６０を介して、配線ボックス１６内に引き出され、その端部においてコンセント５６に接続される。
【００４３】
遮音材が取り付けられた配線ボックス１０は、配線ボックス１０を所定の位置に設置すべく軽量鉄骨６４に取り付けられた支持金具６６に対して、配線ボックス１０の底部１４に設けられた孔３０(図１)を介してボルトナット６８により固定される。
【００４４】
また、配線ボックス１０は、自己接着性がある場合には、配線ボックス１０自体を開口部５４の周囲で耐火ボード５２に接触させ、配線ボックス１０の前面で耐火ボード５２に直接取り付けてもよい。自己接着性がない場合には、配線ボックス１０の上に接着剤又は接着性のシートを施し、これを耐火ボード５２に接触させて耐火ボード５２に間接的に取り付けてもよい。代わりに、配線ボックス１０に自己接着性がなくても、接着剤又は接着性のシートを施さず、配線ボックス１０を耐火ボード５２に接着させなくてもよい。つまり、配線ボックス１０の前面と耐火ボード５２は直接対面し、配線ボックス１０の前面と耐火ボード５２の間には他の部材が存在しなくてもよい。
【００４５】
次に、配線ボックス１０をビス穴２２（図１を参照）を介してボルト５３の締結手段により耐火ボード５２に固定する。
【００４６】
かかる構造にすることで、耐火ボード５２の開口部５４が配線ボックス１０に外側で塞がれた状態となり、配線ボックス１０の設置箇所の遮音性が向上する。遮音性の確認は、JISA1416による空間音圧レベル差測定により行うことが可能である。
【００４７】
また、配線ボックス１０が熱膨張性であるため、配線ボックス１０は加熱により膨張して、配線ボックス１０の前面と耐火ボード５２は接触した状態を維持する。好ましくは、配線ボックス１０の前面と耐火ボード５２は開口部５４の全周で接触した状態を維持する。このため、開口部５４を介して中空壁５０の外から内部へ、又は中空壁５０の内部から外への火の通過が防止される。よって、本実施形態の配線ボックス１０は耐火性にも優れている。
【００４８】
ここまで本発明を上記実施形態を例にとって説明してきたが、本発明はこれに限られず、以下のような種々の変形が可能である。
・配線ボックス１０の底部１４は上記実施形態では略正方形であったが、略長方形のような他の矩形であってよいし、矩形以外の形状をしていてもよい。
・配線ボックス１０の上に、さらに耐火性の基材層を設けてもよい。例えば、配線ボックスの全面を基材層により覆ってもよいし、配線ボックスの前端１８、底部１４の外面、及び４つの側部１２の外面２８を基材層で覆ってもよい。そのような例として、アルミニウムガラスクロスのテープ又はシートが挙げられる。
・上記実施形態では、配線ボックス１０が中空壁５０の内部に設置されているが、配線ボックス１０は方壁などの任意の壁に取り付けられてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０・・配線ボックス。
【図１】
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【図２】
2019037058.tif 000005