ほとんどの購入者は、カタログのチェックボックスにチェックを入れるように「難燃性シリコーン」を指定する。彼らは、それが単一の材料であり、単一の特性を持つものだと考えている。.
そうではありません。難燃性とは、特定の規格、特定のサンプル厚さ、および特定の方向に基づいて行われる試験結果です。水平燃焼試験に合格したグレードでも、垂直燃焼試験では不合格となる可能性があります。ベンチ上で自然消火する部品でも、鉄道の煙濃度や毒性の基準値を超え、認証時に不合格となる場合があります。.
このギャップはサンプリング時にはほとんど現れません。数か月後、型式認証時や防火監査時に、試験報告書が最終用途で実際に要求される規格と一致しないという形で現れます。ここでのリスクは、規格の読み間違いであり、配合不良ではありません。このページでは、シリコーンが火災時にどのような挙動を示すか、そして試験範囲がどこにあるかを説明します。火災挙動は、シリコーンのより広範な特性のほんの一部にすぎません。 材料特性, そして他のものと同様に、グレードや充填システムによって変化します。.
エグゼクティブサマリー
- 一般的なシリコーンゴムは「不燃性」ではありません。比較的耐火性が高く、自然消火する性質があり、燃焼すると非導電性の二酸化ケイ素（SiO₂）の灰になり、ハロゲンを放出しません。 しかし、基本グレードは通常UL94 HBまでしか達せず、V-0には達しません。.
- UL94 V-0規格、低煙濃度試験結果、およびEN 45545 / NFPA 130規格への適合性は、それぞれ独立した3つの試験です。. 1つの試験に合格したからといって、他の試験にも合格するとは限りません。鉄道や公共交通機関の部品は、発火ではなく、煙や毒性によって不合格となることが最も多いです。.
- 「難燃剤」という言葉ではなく、規格と危険度レベルを明記してください。“ グレード、充填システム、そしてセラミック化（回路完全性）シリコーンが必要かどうかは、部品が取得しなければならない認証によって決まります。.
シリコンは火災時にどのように振る舞うか
シリコーンの主鎖はケイ素-酸素（Si-O）結合であり、これは高エネルギー結合であるため、標準的な連続使用温度範囲である-40℃～230℃において安定性を保ちます。直接炎にさらされると、まず有機側鎖（主にメチル基）が酸化され、主鎖は非晶質シリカへと変化します。.
この変化こそが、シリコーンが火災時に熱可塑性樹脂とは異なる挙動を示す理由です。シリコーンは溶けて滴り落ちるのではなく、断熱性のシリカ灰層を形成し、下層の材料を保護して燃焼の進行を遅らせます。多くの汎用グレードは、火源が取り除かれると自然消火します。.
の 酸素限界指数（LOI） このことは、シリコーンゴムの比熱容量が充填剤の含有量や難燃剤の添加量によって26～39%の範囲にあることを反映している。一方、周囲の空気中の酸素の比熱容量は21%である。.
21%を超える値は、その材料が通常の空気中で容易に自燃しないことを意味します。一般用途グレードはこの範囲の下限に位置し、難燃性グレードは上限に位置します。.
判断のギャップ：「自己消火性」と「難燃性等級」は同じではありません。自己消火性とは、観察された挙動を指します。等級とは、定められた厚さで定められた試験に合格したことを意味します。この2つを混同して扱うチームは、認証機関から報告書を求められた際に問題が発覚します。.
UL94難燃性等級（HB～V-0）
仕様書に「V-0」と記載されている場合、それは UL94, これは、試料を一定の向きで、定められた厚さでどのように燃焼するかによって分類するものです。.
| UL94規格 | オリエンテーション | パス動作（簡略化） |
|---|---|---|
| HB | 水平 | 燃焼速度が遅く、限定的。最低ランク。. |
| V-2 | 垂直 | 30秒以内に自然消火します。炎が滴り落ちる程度は許容されます。. |
| V-1 | 垂直 | 30秒以内に自然消火し、炎が滴り落ちることはありません。. |
| V-0 | 垂直 | 10秒以内に自然消火し、炎が滴り落ちることはありません。. |
| 5VA / 5VB | 垂直方向の、より大きな炎 | 最高レベル。囲い込み用の容器としては一般的。. |
ベースシリコーンの硬度はHBであることが多い。V-0に達するには、通常、専用の難燃性グレード、すなわち調整された充填剤と相乗剤システムを備えたプラチナ硬化剤が必要となる。硬度は厚さによって異なり、3.0mmでV-0と認定されたコンパウンドが、1.0mmで自動的にV-0となるわけではない。「V-0」とだけ記載されていて厚さが明記されていない仕様は不完全であり、これは当社が受け取る図面で最もよく見られる誤りである。.
UL94には通常、隣接する2つの試験が同梱されます。
酸素限界指数（LOI）
ASTM D2863 / ISO 4589は、材料が燃焼し続けるために必要な最小酸素濃度を測定する規格です。燃焼等級のように部品の形状に依存しないため、難燃性等級を比較する上で最も分かりやすい単一の数値です。.
グローワイヤ試験（IEC 60695）
のために 電気・電子機器用筐体, IEC 60695-2-12/13 (GWFI / GWIT) は UL94 よりも重要です。これは、熱線からの着火性をテストします。これは、 キーパッド, 故障電流の近くにあるコネクタシールまたはハウジング、裸火ではない。.
煙の濃度と毒性に関する要件
着火抵抗は、誰もが最初にテストする部分です。そして、着火抵抗が原因で不合格になることはめったにありません。トンネル、鉄道車両、航空機の客室といった密閉された環境では、材料が発火するかどうかではなく、燃焼時に放出される物質がリスクを左右するのです。.
これがシリコーンの構造的な利点であり、その根底には燃焼化学がある。.
| 側面 | 標準シリコーンゴム | ポリ塩化ビニル |
|---|---|---|
| 主な残渣 | 非晶質シリカ（SiO₂）、断熱灰 | 炭素炭化物＋溶融残留物 |
| 酸性ガス | なし — ハロゲンフリー | 塩化水素（HCl）、腐食性 |
| 煙 | 低光密度 | 濃い黒煙 |
| 炎上時の行動 | 液だれしない；灰の形を保つ | 柔らかくなり、滴り落ちる |
ここで関連する規格はUL94とは別個のものです。
- 煙の濃度： ASTM E662（NBSスモークチャンバー）およびISO 5659-2は光学的煙量（Ds）を測定する。.
- ハロゲンフリー／酸性ガス： IEC 60754は、腐食性ハロゲンガスが存在しないことを確認している。.
- 毒性： EN 45545-2では、ガス分析から導出される従来型毒性指数（CIT）を使用している。.
この件に関する判断のずれは高くつく。グレードによっては垂直燃焼試験をきれいにクリアしても、密閉用途における煙またはCIT制限を超えることがある。ハロゲンフリー燃焼こそがシリコーンが取って代わる理由である。 ポリ塩化ビニル ケーブル配線と アザラシ 火災発生時に人々が閉じ込められる場所。燃焼性能のみを重視する購入者は、FR等級が確定した後になって初めて、煙や毒性に関する要件に気づくことになる。.
鉄道および公共交通機関の認証：EN 45545およびNFPA 130
ここで「難燃性シリコーン」は材料特性を示すものではなく、構成要素の分類となる。.
EN 45545-2（欧州鉄道規格）
EN 45545-2 材料単体を認証するものではありません。完成した部品を危険度レベル（HL1、HL2、HL3）で分類します。HL3は最も厳しい基準であり、地下やトンネル工事などの環境に適用されます。要件は、製品の種類と車両内での位置に応じて、要件セット（R番号）にグループ化され、酸素指数、煙濃度、毒性に関する制限が設けられています。.
その結果、同じシリコーン化合物でも、あるRセットには適合しても、別のRセットには適合しないという事態が生じる。材料自体がEN 45545規格に「準拠」しているわけではなく、部品は規定された危険度レベルと製品カテゴリーに基づいて評価される。HLとRセットを指定せずに「EN 45545シリコーン」を要求するのは、鉄道業界において、厚さを指定せずにV-0を要求するのと同等の行為である。.
NFPA 130（北米交通規格）
NFPA 130 固定軌道式鉄道および旅客鉄道を規制する規格です。単一の材料評価ではなく、部品レベルの試験（燃焼性試験はASTM E162、発煙密度試験はASTM E662）を参照します。欧州のHL3規格に適合した部品であっても、北米のプロジェクトではNFPA 130規格に基づく独自の証明書が必要となります。これらの報告書は互換性がありません。.
セラミック化可能なシリコーンと回路の完全性
通常の難燃性シリコーンと混同されやすいため、特に注意すべき特殊な種類があります。それは、耐火ケーブルに使用されるセラミック化（セラミック化可能）シリコーンです。.
火災発生時、このグレードのケーブルは単に炭化するだけではありません。充填材システムが焼結して一体化した自立型のセラミック皮膜を形成し、ポリマーが燃え尽きた後も絶縁性を維持します。これにより回路の完全性が保たれ、火災発生時でもケーブルは信号や電力を伝送し続けます。これは、非常用照明、警報、信号回路に求められる要件です。.
これらの基準は、それぞれ具体的かつ個別的なものである。
| 懸念 | 標準 | 測定対象 |
|---|---|---|
| 発火性／燃焼性 | UL94（IEC 60695-11-10/20） | 自己消火性クラス（HB～V-0） |
| 酸素指数 | ASTM D2863 / ISO 4589 | 燃焼を維持するために必要な最低酸素量%（LOI） |
| グローワイヤー | IEC 60695-2-12/13 | 活線からの着火性（電子機器） |
| 煙の濃度 | ASTM E662 / ISO 5659-2 | 光学煙（Ds） |
| ハロゲン／酸性ガス | IEC 60754 | ハロゲンフリー認証 |
| 鉄道（ヨーロッパ） | EN 45545-2 | 危険度分類（HL1～HL3） |
| 交通機関（北米） | NFPA 130 | ガイドウェイ輸送時の炎の広がりと煙 |
| 回路の完全性 | IEC 60331 / BS 6387 | 火災発生時もケーブルは機能し続ける |
難燃性シリコーンを注文する際に指定すべき事項
「難燃性シリコーン」を注文しないでください。この表現は、私たちが構築できる範囲を何ら制限するものではなく、最終段階での不合格のほとんどは、この表現が原因です。.
実際に認定試験に合格する成績を提示するには、以下が必要です。
- 目標規格、および鉄道の場合は危険度レベルとR値（例：EN 45545-2 HL2、R22）またはNFPA 130の参照値。.
- UL94およびLOIの結果は厚さによって変化するため、評価が維持されなければならないサンプルの厚さ。.
- 回路の完全性が求められるかどうかによって、通常の難燃性シリコーンとセラミック化シリコーンのどちらを使用するかが決まり、これらは異なる材料群であり、コストも異なります。.
- 密閉環境における煙の濃度および毒性に関するあらゆる制限値。.
- 顧客が監査するのは化合物名ではなく、報告書の内容であるため、認証機関または検査機関が重要です。.
計画の対象となる境界条件が2つあります。FRグレードとセラミックグレードは、材料費が高く、試験リードタイムも長くなります。 汎用シリコーン, LOIを上げる充填材の含有量が多いほど、 硬度を高め、伸びを減少させる ―そのため、難燃性（FR）要件によって、シールやキーパッドの機械的特性が静かに変化する可能性があります。部品が難燃性評価対象部品であると同時に精密シール要素でもある場合は、耐火規格と併せて機械的仕様をお送りください。金型製作前に、両方の要件を1つのコンパウンドで満たせるかどうかを確認いたします。.
次に必要な情報は、管理規格、定格厚さ、そして用途が密閉型かどうかです。これらの3つの情報があれば、どのグレードファミリーが適用されるか、またコストと納期がどのように変化するかをお伝えできます。.
よくある質問
シリコンは燃やすことができますか？
はい、シリコーンは持続的な直火にさらされると燃えますが、一般的なプラスチックとは挙動が異なります。溶けて滴り落ちるのではなく、有機側鎖が酸化し、ケイ素-酸素骨格が絶縁性の非晶質シリカ（SiO₂）灰に変化します。この灰層が下層の材料を保護し、燃焼を遅らせるため、多くのグレードのシリコーンは火源が取り除かれると自然に消火します。.
シリコンは燃えやすいですか？
シリコーンは、真の意味での「不燃性」というよりは、比較的耐火性に優れていると言えるでしょう。その限界酸素指数（LOI）は通常26～39%の範囲にあり、周囲の空気中の酸素濃度21%と比較すると、通常の条件下では容易に自ら炎を燃やし続けることはありません。しかし、基本グレードは通常UL94 HB等級にしか達せず、自己消火性のV-0等級に達するには、専用の難燃グレードが必要となります。.
自己消火性と難燃性の違いは何ですか？
“「自己消火性」とは、炎を取り除くと材料の燃焼が止まるという、観察された挙動を指します。「評価」とは、特定の厚さと向きにおいて、定められた試験（UL94 V-0など）に合格したことを示す文書化された結果です。この2つは互換性がなく、認証機関は観察された挙動ではなく、試験報告書を要求します。.
シリコンを燃焼させると、有毒ガスや腐食性ガスが発生しますか？
標準的なシリコーンはハロゲンを含まないため、PVCが生成する塩化水素（HCl）のような腐食性の酸性ガスを放出しません。また、燃焼時の煙密度が低く、非導電性のシリカ灰を残します。とはいえ、密閉された用途（鉄道、公共交通機関、航空機など）では、煙密度（ASTM E662 / ISO 5659-2）と毒性（EN 45545-2 CIT）を別々に試験します。そのため、燃焼試験に合格しても、煙または毒性の制限値を超えるグレードが存在する可能性があります。.
UL94 V-0規格は、シリコーンにとって具体的にどのような意味を持つのでしょうか？
UL94 V-0とは、指定された厚さにおいて、垂直方向で10秒以内に自己消火し、炎を伴う滴下がないことを意味します。この等級は厚さによって異なり、3.0mmでV-0と認定された化合物が、1.0mmでも自動的にV-0となるわけではありません。厚さの記載がない「V-0」という仕様は不完全です。.
鉄道や輸送機器の部品には、難燃性シリコーンで十分でしょうか？
それだけでは不十分です。EN 45545-2（欧州鉄道規格）は、完成部品を危険度レベル（HL1～HL3）と要求事項に基づいて分類する一方、NFPA 130（北米交通規格）はASTM E162やASTM E662などの部品レベルの試験を参照しています。材料自体がEN 45545に「準拠」しているわけではなく、部品は規定された危険度レベルと製品カテゴリに基づいて評価されるものであり、欧州規格と北米規格の報告書は互換性がありません。.
セラミック化（セラミック化可能）シリコーンとは何ですか？
これは耐火ケーブルに使用される特殊グレードです。火災発生時には、その充填材システムが焼結して一体化した自己支持型のセラミック皮膜を形成し、ポリマーが燃え尽きた後も絶縁性を維持し、回路の完全性を保ちます（IEC 60331 / BS 6387準拠）。これは非常用照明、警報、信号回路の要件であり、通常の難燃性シリコーンとは異なる、より高価な材料群です。.
参考文献および規格
- UL94 — 機器および器具の部品に使用されるプラスチック材料の燃焼性（Underwriters Laboratories; IEC 60695-11-10に準拠）。. 参照
- 限界酸素指数（LOI） —燃焼を維持するために必要な最低酸素濃度。ASTM D2863 / ISO 4589 に従って測定。. 参照
- IEC 60695-2-12:2021 — 材料のグローワイヤー燃焼性指数（GWFI）試験方法（IEC）。. 参照
- ISO 5659-2:2017 — 煙の発生：単室試験による光学密度の測定（ISO）。. 参照
- EN 45545-2:2020 — 鉄道用途：材料および部品の火災挙動に関する要件（CEN）。. 参照
- NFPA 130 — 固定軌道式公共交通機関および旅客鉄道システムに関する規格（NFPA）。. 参照
- IEC 60331-1:2018 — 火災および機械的衝撃下におけるケーブルの回路健全性試験（IEC）。. 参照
