バインダーシーラント

接着剤／シーラント／接着難燃剤の塗布

建設分野：防火扉、防火壁、防火板の設置

電子・電気分野：回路基板、電子部品

自動車産業：シート、ダッシュボード、ドアパネル

航空宇宙分野：航空計器、宇宙船構造

家庭用品：家具、床材、壁紙

難燃性粘着転写テープ：金属、発泡体、ポリエチレンなどのプラスチックに最適です。

難燃剤の作用

難燃剤は、炎の中での化学反応を抑制したり、材料の表面に保護層を形成したりすることによって、火災の延焼を抑制または遅延させる。

難燃剤は、基材に混合される場合（添加剤型難燃剤）と、化学的に結合する場合（反応型難燃剤）がある。鉱物系難燃剤は一般的に添加剤型であるが、有機化合物は反応型または添加剤型のいずれにもなり得る。

難燃性接着剤の設計

火災には実質的に4つの段階がある。

開始

成長

定常状態、そして

減衰

代表的な熱硬化性接着剤の分解温度の比較
火災の様々な段階で救出された人々と共に

各状態には、図に示すように対応する劣化温度があります。難燃性接着剤を設計する際には、配合者は用途に応じて適切な燃焼段階で耐熱性を発揮するように努める必要があります。

● 例えば、電子機器の製造においては、接着剤は、故障によって温度が上昇した場合に、電子部品が発火する、あるいは発火する傾向を抑制する必要がある。

● タイルやパネルを接着する場合、接着剤は、炎に直接触れても、成長段階と安定状態の段階で剥離に抵抗する必要があります。

● また、有毒ガスや煙の発生を最小限に抑える必要もあります。耐力構造物は、火災の4つの段階すべてを経験する可能性が高いです。

燃焼サイクルの限界

燃焼サイクルを制限するには、火災の原因となるプロセスの1つまたは複数を、以下のいずれかの方法で除去する必要があります。

● 冷却などによる揮発性燃料の除去

●炭化などによる熱障壁の生成、それによって熱伝達を減少させることで燃料を除去する、または

● 適切なラジカル捕捉剤を添加するなどして、炎の中で連鎖反応を消炎する

難燃添加剤は、凝縮相（固体）または気相において、化学的および／または物理的に作用し、以下のいずれかの機能を発揮することで、難燃性を実現します。

●チャー形成者：通常はリン化合物が炭素燃料源を除去し、火の熱に対する断熱層を形成する。炭化物の形成メカニズムは2つある。
分解に関わる化学反応を、COやCO2ではなく炭素を生成する反応に有利な方向に転換し、
保護炭化物の表面層の形成

●熱吸収体：通常は、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水和物が用いられ、難燃剤の構造から水分が蒸発することで熱を奪う。

●消火剤：通常は臭素または塩素をベースとしたハロゲン系化合物で、炎の中で起こる反応を阻害する。

● 相乗効果を発揮する成分：通常はアンチモン化合物であり、これらは消火器の性能を向上させる。

防火における難燃剤の重要性

難燃剤は、火災発生のリスクを低減するだけでなく、延焼リスクも低減するため、防火対策において重要な役割を果たします。これにより避難時間が延長され、人命、財産、そして環境を保護することができます。

接着剤を難燃性にする方法は数多くあります。ここでは、難燃剤の分類について詳しく見ていきましょう。

難燃性接着剤の需要は増加しており、その使用範囲は航空宇宙、建設、エレクトロニクス、公共交通機関（特に鉄道）など、さまざまな産業分野に広がっている。

1：したがって、明白な重要な基準の1つは、難燃性/不燃性であること、またはさらに良いことに、炎を抑制すること、つまり適切に難燃性であることです。

2：接着剤は、過剰な煙や有毒な煙を発生させてはならない。

3：接着剤は高温下でも構造的完全性を維持する必要があります（できるだけ優れた耐熱性を持つ必要があります）。

4：分解された接着剤には、有毒な副生成物が含まれていてはならない。

これらの要件を満たす接着剤を開発するのは至難の業のように思えます。しかも、現時点では、粘度、色、硬化速度、推奨硬化方法、隙間充填性、強度性能、熱伝導率、パッケージングといった要素はまだ考慮されていません。しかし、開発担当の化学者たちは難題に挑戦するのが大好きなので、ぜひとも挑戦してみてください！

環境規制は、業界や地域によって異なる傾向がある。

調査対象となった難燃剤の多くは、環境面および健康面で良好な特性を有していることが判明した。それらは以下のとおりである。

●ポリリン酸アンモニウム

● ジエチルホスフィン酸アルミニウム

●水酸化アルミニウム

●水酸化マグネシウム

● メラミンポリリン酸塩

● ジヒドロオキサホスファフェナントレン

● スズ酸亜鉛

●水酸化スズ酸亜鉛

難燃性

接着剤は、段階的な難燃性レベルに合わせて開発できます。以下に、Underwriters Laboratories Testing（UL）の分類の詳細を示します。接着剤メーカーとして、当社では主にUL94 V-0規格、そして時折HB規格のご要望をいただいております。

UL94

● HB：水平試料上での緩やかな燃焼。厚さ3mm未満の場合、燃焼速度は76mm/分未満、または100mmに達する前に燃焼が停止する。
● V-2：（垂直方向の）燃焼は30秒以内に停止し、滴下液は炎を帯びる可能性がある
● V-1: (垂直) 燃焼は30秒未満で停止し、滴下は許容される (ただし、ない燃えている）
● V-0（垂直）燃焼は10秒未満で停止し、滴下は許容されます（ただし、ない燃えている）
● 5VB（垂直プラーク標本）の燃焼は60秒以内に停止し、滴下はありません。標本に穴が開く場合があります。
● 5VAは上記と同様だが、穴を開けることは許されない。

後者の2つの分類は、接着剤のサンプルではなく、接着されたパネルに関するものである。

テストは非常に簡単で、高度な機器は必要ありません。基本的なテスト設定は以下のとおりです。

接着剤によっては、このテストを単独で行うのはかなり難しい場合があります。特に、閉じた接合部以外では適切に硬化しない接着剤の場合はそうです。この場合、接着された基材間でのみテストできます。ただし、エポキシ接着剤とUV接着剤は、固体のテストサンプルとして硬化させることができます。次に、テストサンプルをクランプスタンドのジョーに挿入します。近くに砂のバケツを用意し、排気装置の下またはドラフトチャンバー内で行うことを強くお勧めします。煙感知器を鳴らさないでください。特に、緊急サービスに直接接続されているものは鳴らさないでください。サンプルに火をつけ、炎が消えるまでの時間を計測します。下に液だれがないか確認してください（できれば使い捨てのトレイを用意してください。そうでないと、素敵な作業台が台無しになります）。

接着剤の化学者は、難燃性接着剤を作るために様々な添加剤を組み合わせており、場合によっては消火性を持たせることもあります（ただし、現在では多くの製品メーカーがハロゲンフリーの配合を求めているため、この機能を実現するのは以前より難しくなっています）。

耐火性接着剤の添加剤には、

● 有機炭化化合物は、熱と煙を抑え、下地の材料がさらに燃えるのを防ぐのに役立ちます。

● 熱吸収剤。これらは通常の金属水和物であり、接着剤に優れた熱特性を与えるのに役立ちます（多くの場合、最大の熱伝導率が要求されるヒートシンクの接着用途には、難燃性接着剤が選択されます）。

これらの添加剤は、強度、レオロジー特性、硬化速度、柔軟性など、他の接着剤の特性に干渉する可能性があるため、慎重なバランスが求められます。

耐火性接着剤と難燃性接着剤には違いがありますか？

はい、あります。どちらの用語も記事中で使われていますが、ここで明確にしておくのが最善でしょう。

耐火性接着剤

これらは無機系接着剤やシーラントなどの製品であることが多い。燃えにくく、極端な高温にも耐える。これらの製品の用途としては、高炉やオーブンなどが挙げられる。燃焼そのものを止める効果はないが、燃えている部品をしっかりと固定する優れた働きをする。

難燃性接着剤

これらは炎を消し止め、火災の延焼を遅らせるのに役立ちます。

多くの業界がこれらのタイプの接着剤を求めている

● 電子機器電子機器の封止やカプセル化、ヒートシンクや回路基板の接着などに使用されます。電子機器の短絡は容易に火災の原因となります。しかし、プリント基板には難燃性化合物が含まれているため、接着剤にも同様の難燃性があることがしばしば重要になります。

●建設外装材や床材（特に公共エリア）は、多くの場合、不燃性でなければならず、難燃性接着剤で接着する必要がある。

● 公共交通機関鉄道車両、バスの車内、路面電車など。難燃性接着剤の用途には、複合パネル、床材、その他の備品や設備の接着が含まれます。これらの接着剤は火災の延焼を防ぐだけでなく、見苦しくガタガタする機械的な留め具を使わずに、美しい接合部を実現します。

● 航空機前述のとおり、客室内装材には厳しい規制があります。難燃性である必要があり、火災発生時に客室内に黒煙が充満しないことが求められます。

難燃剤の規格および試験方法

防火試験に関する規格は、材料の炎、煙、毒性（FST）に関する性能を判定することを目的としています。これらの条件に対する材料の耐性を判定するために、いくつかの試験が広く用いられています。

難燃剤の試験項目

耐燃性
ASTM D635	「プラスチックの燃焼率」
ASTM E162	「プラスチック材料の可燃性」
UL 94	「プラスチック材料の可燃性」
ISO 5657	「建築製品の発火性」
BS 6853	「火炎伝播」
FAR 25.853	「耐空性基準 ― 客室内部」
NF T 51-071	「酸素指数」
NF C 20-455	「グローワイヤーテスト」
DIN 53438	「火炎伝播」

高温耐性
BS 476 パートNo.7	「表面における火炎伝播 ― 建築材料」
DIN 4172	「建築材料の火災挙動」
ASTM E648	「床材 – 輻射式パネル」

毒性
SMP 800C	「毒性試験」
BS 6853	「煙の排出」
NF X 70-100	「毒性試験」
ATS 1000.01	「煙の濃度」

煙の発生
BS 6401	「煙の比光学密度」
BS 6853	「煙の排出」
NES 711	「燃焼生成物の煙指数」
ASTM D2843	「プラスチック燃焼による煙の濃度」
ISO CD5659	「比光学密度 – 発煙量」
ATS 1000.01	「煙の濃度」
DIN 54837	「煙世代」

燃焼耐性試験

燃焼耐性を測定するほとんどの試験において、適切な接着剤とは、発火源を取り除いた後、相当な期間燃焼が続かない接着剤のことである。これらの試験では、硬化した接着剤サンプルを、被着体とは無関係に発火させることができる（接着剤はフリーフィルムとして試験される）。

この方法は実際の状況を完全に再現するものではないが、接着剤の燃焼に対する相対的な耐性に関する有用なデータを提供する。

接着剤と被着材の両方を含むサンプル構造も試験できます。被着材による影響はプラスにもマイナスにもなり得るため、これらの結果は実際の火災における接着剤の性能をより正確に反映している可能性があります。

UL-94垂直燃焼試験

本報告書は、電気機器、電子機器、家電製品、その他の用途で使用されるポリマーの相対的な可燃性と滴下性に関する予備的な評価を提供するものです。着火性、燃焼速度、火炎伝播、燃料寄与率、燃焼強度、燃焼生成物といった最終用途特性について検討します。

作業手順とセットアップ - この試験では、フィルムまたはコーティングされた基板サンプルを、風通しの良い密閉空間内に垂直に設置します。サンプルの下にバーナーを10秒間置き、燃焼時間を計測します。サンプルから滴り落ちた液体が、サンプルから12インチ下に置かれた医療用綿に引火した場合は、その旨を記録します。

このテストにはいくつかの分類があります。

94 V-0：試験片は点火後10秒以上燃焼しないこと。試験片は保持クランプまで燃え上がらず、綿に滴り落ちて発火せず、試験炎を取り除いた後30秒間赤熱燃焼が続かないこと。

94 V-1：試験片は、点火後30秒以上燃焼し続けてはならない。試験片は、保持クランプまで燃え上がったり、綿に滴り落ちて発火したり、60秒以上の残光を示したりしてはならない。

94 V-2: これはV-1と同じ基準ですが、試験片が滴り落ちて試験片の下の綿に引火することが許容されます。

燃焼抵抗を測定するためのその他の戦略

材料の燃焼抵抗を測定するもう一つの方法は、限界酸素指数（LOI）を測定することです。LOIとは、室温において材料の燃焼をかろうじて維持する、酸素と窒素の混合物の体積パーセントで表される最小酸素濃度です。

火災時の高温に対する接着剤の耐性は、炎、煙、毒性の影響とは別に、特別な考慮が必要です。多くの場合、下地材が接着剤を火災から保護します。しかし、火災の温度によって接着剤が緩んだり劣化したりすると、接合部が破損し、下地材と接着剤が分離する可能性があります。そうなると、接着剤自体が二次下地材とともに露出します。これらの新たに露出した表面は、火災をさらに拡大させる可能性があります。

NIST煙濃度測定チャンバー（ASTM D2843、BS 6401）は、密閉チャンバー内に垂直に設置された固体材料およびアセンブリから発生する煙を測定するために、あらゆる産業分野で広く使用されています。煙濃度は光学的に測定されます。

接着剤が2つの基材の間に挟まれている場合、基材の耐火性と熱伝導率が接着剤の分解と発煙を制御する。

煙密度試験では、最悪の条件を想定するために、接着剤を単独でフリーコーティングとして試験することができる。