(57)【要約】【課題】  基材の脱塩素化を図りつつ、保形性が高く、加工性の良好な熱膨張性組成物を提供する。【解決手段】  少なくともＣＲ以外のゴム成分または樹脂を含有する基材に、熱膨張性グラファイトおよび難燃化剤を添加して形成してあり、前記難燃化剤としてクレー、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、フライアッシュから選ばれる少なくとも一種を１０〜１５０ｐｈｒ添加してある。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＣＲ以外のゴム成分を含有する基材に、熱膨張性グラファイトおよび難燃化剤を添加して形成してあり、前記難燃化剤としてクレー、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、フライアッシュから選ばれる少なくとも一種を１０〜１５０ｐｈｒ添加してなる熱膨張性組成物。
【請求項２】
前記基材がＳＢＲを主成分とし、前記難燃化剤を５０〜１００ｐｈｒ添加してある請求項１記載の熱膨張性組成物。
【請求項３】
前記基材がＮＲを主成分とし、前記難燃化剤を５０〜１００ｐｈｒ添加してある請求項１記載の熱膨張性組成物。
【請求項４】
樹脂を含有する基材に、熱膨張性グラファイトおよび難燃化剤を添加して形成してあり、前記難燃化剤としてクレー、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、フライアッシュから選ばれる少なくとも一種を５〜１０ｐｈｒ添加してある熱膨張性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の防火区画の仕切壁、建築物の層間を形成する床面等に設けられる貫通孔部やその貫通孔部と配管との間の隙間等を閉塞する技術に関し、特に、このような施工の際に好適に用いられる、熱膨張性グラファイトを含有する熱膨張性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱膨張性組成物としては、ＣＲ（クロロプレンゴム）からなるゴム基材に熱膨張性グラファイトおよび難燃化剤としてのクレー（ケイ酸アルミニウム）等を２０〜５０ｐｈｒ（基材１００重量部に対する添加量：ｐｅｒ  ｈｕｎｄｒｅｄ  ｒｕｂｂｅｒ）添加したものが実用されている。
【０００３】
建築物の防火区画の仕切壁に設けられる貫通孔部に配管を施工する配管施工する際には、管に前記熱膨張性ゴムを巻回し、かつ、その管を貫通孔部に挿通させた状態にし、前記熱膨張性ゴムが前記貫通孔部内に位置するように固定する。
【０００４】
すると、このように配置された熱膨張性ゴムが火災等による高熱を受けた際に、前記熱膨張性ゴムが膨張し、前記貫通孔の内部が消失してもその空間を充填してしまうため、前記貫通孔を通じての延焼、類焼を防止することが出来るとともに、前記管が樹脂管の様な場合には、前記樹脂管が消失する前に、前記熱膨張性ゴムが膨張しつつ管路を閉塞する効果を発揮するため、さらに効果的に火災等による被害の拡大を防止できるようになる。
【０００５】
しかし、上述のような熱膨張性組成物は、硬質であるとともに、膨張性が低い等の理由から、組成の変更が検討され、また、ダイオキシン対策の一環として、熱膨張性組成物からの脱塩素化を図る趣旨からも、基材をＮＲ（天然ゴム）やＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）に変更することが検討されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−１８１２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような熱膨張性組成物は、加熱軟化時の粘性が低く、その熱膨張性組成物の充填されていた領域で、熱膨張性グラファイトが膨張したとしても、その熱膨張性組成物が流動しつつ膨張することになって、形状保持性を維持しにくく、防火性能が十分発揮されにくいものとなる場合がある。そこで、エポキシ樹脂を添加して形状保持性を向上させる等の必要があるが、このような添加剤の使用によって、熱膨張性組成物自体の加工性が低下するなどの問題がある。
【０００７】
また、最適化を考慮すべき成分数が増えると、特に好適に使用可能な組成を見出すのが困難となる一方、その成分毎に熱膨張性組成物全体の物性に与える影響を予測することが困難になっている。たとえば、熱膨張性組成物中の熱膨張性グラファイトを増加させることにより、このような不都合を回避することも考えられるが、熱膨張性グラファイト自体の量が増えると、逆に熱膨張性組成物の成形加工性が低下し、貫通孔部やその貫通孔部と配管との間の隙間等を閉塞する充填材等を成形加工することが困難になるという問題が生じることが見出されている。
【０００８】
従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑み、基材にＣＲ以外のゴム成分を含有させて熱膨張性組成物中の脱塩素化を図りつつ、形状保持性が高く、加工性の良好な熱膨張性組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、熱膨張性組成物の形状保持性や加工性には、この熱膨張性組成物に添加される難燃化剤の添加量が大きく影響していることを新たに見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
つまり、この目的を達成するための本発明の熱膨張性組成物の特徴構成は、
少なくともＣＲ以外のゴム成分を含有する基材に、熱膨張性グラファイトおよび難燃化剤を添加して形成してあり、前記難燃化剤としてクレー、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、フライアッシュから選ばれる少なくとも一種を１０〜１５０ｐｈｒ添加してある点にある。
【００１１】
前記基材がＳＢＲまたはＮＲを主成分とする場合、より好ましくは、前記難燃化剤を５０〜１００ｐｈｒ添加する。
【００１２】
ゴム成分に代えて基材をＰＥ、ＴＰＥ等の樹脂からなるものとした場合には、熱膨張性グラファイトおよびクレー、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、フライアッシュから選ばれる少なくとも一種を５〜２０ｐｈｒ添加することが好ましい。
【００１３】
〔作用効果〕
本発明の熱膨張性組成物は、基材に少なくともＣＲ以外のゴム成分を含有する。そのため、材料の脱塩素化が図られ、廃棄焼却等に伴うダイオキシン等有毒物質の発生を抑制することができ、より環境保護に役立てられる。
【００１４】
また、前記熱膨張性組成物は、熱膨張性グラファイトを含有するために、建物の貫通孔部用の充填材等として用いられた場合に、熱を受けて膨張し、その貫通孔内の空間を完全に閉塞するとともに、火炎に耐え、前記貫通孔部等を介しての延焼を防止することができる。この熱膨張性組成物は、ＣＲ以外のゴム成分を含有するため、その熱膨張性組成物を加熱した時の流動性は、ＣＲのみを基材とするものに比べて非常に高くなりやすく、高温時に流動性が高まったり微粉化したりして形状を保持できず、防炎・防火性能を発揮しにくくなることが新たに見出された。
【００１５】
これに対して後述の実施例より、クレー、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、フライアッシュから選ばれる少なくとも一種の難燃化剤の添加量を増加させることによって、熱膨張性組成物の形状保持性を向上させられることがわかり、また、熱膨張性組成物に対する難燃化剤の添加量によっては、前記熱膨張性組成物の成形性が低下するものの、添加量を最適化することによって、形状保持性と成形性とがともに良好な熱膨張性組成物が得られるという新知見が得られ、基材に難燃化剤を１０〜１５０ｐｈｒ添加することが好ましいことがわかった。また、これら難燃化剤は、安価で取り扱いが容易で、高い効果が期待できる。
【００１６】
尚、前記基材がＳＢＲまたはＮＲを主成分とする場合、ＳＢＲ、ＮＲの物性により前記難燃化剤の添加量が影響を受けるため、より好ましくは、前記難燃化剤を５０〜１００ｐｈｒ添加する事により、より高い成形性が実現できる。
【００１７】
ゴム成分に代えて基材を樹脂とした場合には、熱膨張性グラファイトおよび難燃化剤を添加して形成してあり、前記難燃化剤を５〜２０ｐｈｒ添加することによって、同様の効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の熱膨張性組成物は、主成分としてＣＲ，ＳＢＲを含有する基材に、種々添加剤を添加してあり、ロール成形により混練成形される。尚、以下表中、ＴＥＧとは、熱膨張性グラファイトを指す。
【００１９】
ＣＲ        ７０（デュポン社製ネオプレンＷＢ）
ＳＢＲ      ３０（Ｃｈｉ  Ｍｅｉ社製ＫＩＢＩＰＯＬ  ＰＲ１２０５）
ＴＥＧ      ２０
難燃化剤    ５０（水酸化マグネシウム）
加工助剤    ５４
加硫促進剤    ２．４
亜鉛華        ５
硫黄          １        （単位ｐｈｒ）
【００２０】
この熱膨張性組成物は、シート状に加工して、貫通孔部に対する充填材に成形される。
【００２１】
この充填材は、デュロメーター硬さＨＡがＡ６０であるから、成形容易で、熱膨張率（４００℃、３０分）が４．８で、極めて高い膨張性を有するとともに、形状保持性も高く、高い防炎・防火性能を発揮することがわかった。また、難燃化剤を三酸化アンチモンとした場合には、ＨＡがＡ５３、熱膨張率（４００℃、３０分）が５．１となり、いずれの場合も高い防炎・防火性能を発揮することがわかった。
【実施例】
【００２２】
（１：難燃化剤添加効果の基材による違い）
種々の基材を元に難燃化剤としてのクレーを添加した熱膨張性組成物から充填材を成形し、その熱膨張性組成物へのクレー添加効果の相違を調べたところ表１のようになった。
【００２３】
尚、以下表中、形状保持とあるものは、建築物の層間を形成する床面に設けられる貫通孔部と配管との間の隙間部に、それぞれ、前記熱膨張性組成物を充填し、前記熱膨張性組成物を３０分間４００℃に加熱し、膨張させた際の形状保持性を目視により調べたものである。さらに、ロール加工性、押出加工性については、前記熱膨張性組成物を一般的なロール加工機、押出加工機に供給した際の成形加工性を目視により調べたものである。結果は下記のように判断した。
【００２４】
形状保持；
◎：貫通孔部を完全に閉塞し、熱膨張性組成物の変形が認められなかったもの
○：貫通孔部を完全に閉塞したもの
△：貫通孔部の防火・防炎が可能であったもの
×：貫通孔部の防火・防炎が不十分であるもの
尚、充填材の酸素指数を調べたところ、△以上の評価のものについては、酸素指数（ＪＩＳＫ６２６９）が２２以上であることが確認されており、自己消化性を有し、火炎に接しても防火用充填材として十分使用に耐えるものであることがわかった。
【００２５】
ロール加工性；
◎：きわめて良好である。
【００２６】
○：良好である
△：良好とはいえないが量産可能である
×：量産するのは現実的でない
押出加工性；
◎：きわめて良好である
○：良好である
△：良好とはいえないが製品化できる
×：製品化困難
【００２７】
【表１】
2005225991.tif 000002
表１より、ＣＲではクレー（難燃化剤）の添加により形状保持性と加工性とを容易に両立することができるのに対して、ＣＲ以外のゴム材を含む基材を用いた場合には、形状保持性が低下し、特にＮＲ基材を用いた場合には防火・防炎性能が不十分になってしまうことがわかった。
【００２８】
（２：熱膨張性グラファイト添加効果）
つぎにＳＢＲを含有する基材を用いて、ＴＥＧの添加量による加工性と形状保持性との相関について調べたところ、表２のようになった。
【００２９】
【表２】
2005225991.tif 000003
表２より、ＴＥＧ量を増やせば形状保持性は向上するものの、加工性が低下することがわかる。そのため、ＴＥＧの添加量によらず、形状保持性、加工性を調整するための技術が必要であることがわかる。
【００３０】
尚、ＴＥＧ添加量は、２０〜５０ｐｈｒ、特に好ましくは２０〜３０ｐｈｒが好ましいことがわかる。
【００３１】
（３：難燃化剤種による効果の違い）
つぎに種々の難燃化剤をＣＲ／ＳＢＲ基材に添加した場合における形状保持性、加工性を調べたところ、表３のようになった。
【００３２】
尚、以下表中、タンカルとは、炭酸カルシウム、アンチモンとは、三酸化アンチモンを指す。
【００３３】
【表３】
2005225991.tif 000004
表３より、難燃化剤の有無により形状保持性が大きく改善され、かつ、加工性を維持していることがよみとれるとともに、種々の難燃化剤により、同様の効果が発揮されていることがわかる。
【００３４】
（４：ＳＢＲに対する難燃化剤添加効果）
基材をＳＢＲとして、代表的な難燃化剤（クレー、水酸化マグネシウム、アンチモン）について、形状保持効果と加工性との難燃化剤添加量依存性を調べたところ、表４のようになった。
【００３５】
【表４】
2005225991.tif 000005
表４より、難燃化剤はいずれの場合であっても、１０ｐｈｒ以上の添加により形状保持性が発揮され、５０ｐｈｒ以上の添加により、貫通孔部の閉塞に従い、より確実な防火・防炎性能を発揮させることができることがわかる。一方添加量を増加させるに従い次第に加工性が低下し、１００ｐｈｒ以上で押出加工が困難になるとともに、１５０ｐｈｒ以上でロール加工が困難になることがわかる。従って、１０〜１５０ｐｈｒの添加により形状保持性(△以上の評価)と、加工性（少なくともいずれかが△以上の評価）とをともに満たすことができ、より好ましくは、５０〜１００ｐｈｒでより確実な防火・防炎性能(○以上の評価)を発揮させることができる事がわかった。
【００３６】
（５：ＮＲに対する難燃化剤添加効果）
基材をＮＲとして、代表的な難燃化剤（クレー、水酸化マグネシウム、アンチモン）について、形状保持効果と加工性との難燃化剤添加量依存性を調べたところ、表５のようになった。
【００３７】
【表５】
2005225991.tif 000006
表５より、難燃化剤はいずれの場合であっても、１０ｐｈｒ以上の添加により形状保持性が発揮され、５０ｐｈｒ以上の添加により、貫通孔部の閉塞に従い、より確実な防火・防炎性能を発揮させることができることがわかる。一方添加量を増加させるに従い次第に加工性が低下し、１００ｐｈｒ以上で押出加工・ロール加工が低下しはじめ、１５０ｐｈｒ以上で加工が困難になることがわかる。この傾向は、先の表４のものと合わせて、ゴム基材の充填材一般に当てはまるものと考えられ、１０〜１５０ｐｈｒの添加により、形状保持性(△以上の評価)と、加工性（少なくともいずれかが△以上の評価）とをともに満たすことができ、より好ましくは、５０〜１００ｐｈｒ（○以上の評価）でより確実な防火・防炎性能を発揮させることができる事がわかった。
【００３８】
（６：ＰＥに対する難燃化剤添加効果）
ゴム基材に代え樹脂基材のものであっても同様に難燃化剤の添加効果が得られるか否かを調べた。表６にＴＥＧを含有するＰＥエラストマーに、水酸化マグネシウムおよびアンチモンを添加した場合の形状保持性、加工性の添加量依存性を示す。
【００３９】
【表６】
2005225991.tif 000007
表６より、ゴム基材に代え樹脂基材の充填材であっても難燃化剤の添加量を好適に設定することにより、高い形状保持性、加工性を両立させられることがわかった。この際、樹脂に対しては難燃化剤を少量添加するだけで形状保持効果が発揮され始め、また、加工性の低下も観測され、具体的には５〜１０ｐｈｒの添加により、形状保持性、加工性を両立させられることがわかる。