CN117222451A - 灭火用层叠体、灭火用层叠体的制造方法以及电子部件 - Google Patents

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CN117222451A CN202280031403.5A CN202280031403A CN117222451A CN 117222451 A CN117222451 A CN 117222451A CN 202280031403 A CN202280031403 A CN 202280031403A CN 117222451 A CN117222451 A CN 117222451A
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黑川真登
田边淳也
正田亮
户出良平
西山硕芳
富山升吾
堤明正
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Abstract

本公开涉及:第一灭火用层叠体,其具备一对基材;以及在一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层,基材的水蒸气透过度(40℃/90%RH条件下)为12g/m2/day以下;第二灭火用层叠体,其具备包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层和树脂层,纤维层及所述树脂层中的至少任一者包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分;或者第三灭火用层叠体,其具备一对基材;以及在一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层,基材的水蒸气透过度(根据JISK7129、40℃/90%RH条件下)为15g/m2/day以下。

Description

灭火用层叠体、灭火用层叠体的制造方法以及电子部件
技术领域
本发明涉及灭火用层叠体、灭火用层叠体的制造方法以及电子部件。本发明的灭火用层叠体涉及优选与电子设备部件、运输设备部件、建筑装饰材料等工业材料一起使用的部件,特别是涉及在这些工业材料发生起火、燃烧时立刻表现灭火功能并防止燃烧向附近蔓延的部件。
背景技术
首先说明第一发明的背景技术。一直以来,由合成树脂等形成的层叠膜主要在包装材料领域中使用,但最近开始在蓄电池等电子设备、汽车或飞机等运输设备、建筑装饰材料等领域中使用。在这种领域的用途中,要求层叠膜的阻燃化,进行了各种产品的开发。进而,近年来,除了阻燃化之外还具备灭火功能的膜的必要性有所提高。例如,在上述电子设备或运输设备中使用的蓄电池中,为了应对异常时因热失控导致的放热、起火,实施阻燃化对策。但是,为了进一步提高安全性,要求使用具有将向周围的燃烧蔓延等防患于未然的灭火功能的部件。
作为具备这种灭火功能的成形品,例如提出了在粘合剂树脂中含有以钾盐为主成分的灭火剂、加工成片材状的自灭火性成形品(例如专利文献1)。根据这种技术,通过将包含灭火剂的成形品张贴在成为对象的部件上,可以抑制因这些部件的异常而导致起火时向周围的燃烧蔓延,保证非常时期的安全性。
说明第二发明的背景技术。已知具有由合成树脂制膜形成的袋子和密封在所述袋子内的灭火剂的自动灭火装置(例如专利文献2)。
说明第三发明的背景技术。近年来随着科技的进步,我们的生活变得越加舒适,但为了产生该舒适性需要大量的能量。例如,空调、冰箱、洗衣机等生活上不可欠缺的电气产品多数连接于配线用插头连接器(插座),通过供给电进行运转。另外,智能手机或电动汽车等也通过利用锂离子电池等充电的电力进行运转。
然而,在流过电的位置处易于发生火灾。例如,在配电盘中,在因电缆的损伤等发生漏电或放热、或者尘埃等可燃物接触于通电部时,有时会导致起火。当尘埃等可燃物直接附着在配线用插头连接器(插座)的周围时,因插座的拔插时产生的静电,有时会着火并引起火灾。在太阳能发电等发电设施中使用的电力调节器中,由于因施工故障等而电阻增大所导致的放热,或者因盐害等导致生锈而产生开口部、水浸入导致漏电痕迹等,有时也会引起起火。锂离子电池因内部的杂质或者冲击等而发生短路时,有时也会因急剧的放热而引起起火、导致火灾。
对于这种火灾,专利文献3中提出了使用灭火液以及灭火器。专利文献4中提出了使用包含硝酸钾或高氯酸钾等碱金属盐的灭火性组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2018-047762号
专利文献2:国际公开第2018/012503号
专利文献3:日本特开平9-276440号公报
专利文献4:日本特表平7-503159号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
(第一发明)
引用文献1中记载的成形品有因进行保管或设置时的周围环境而其性状发生变化的担忧。例如,期待即便是在湿度高的环境下进行保管或设置时也能够以高水平抑制灭火功能降低。
本发明(第一发明)鉴于上述事实而完成,其目的在于提供灭火剂的性状稳定性优异、可以防止火灾的发生及扩大的灭火用层叠体。
(第二发明)
引用文献2中记载的装置在火灾时发生爆炸等时,对于由此产生的冲击没有充分的耐受性。
本发明(第二发明)鉴于上述事实而完成,其目的在于提供对于火灾时因爆炸等产生的冲击具有耐受性的灭火用层叠体。另外,本发明的目的在于提供所述灭火用层叠体的制造方法。
(第三发明)
专利文献3提出了对经过某种程度时间之后的火灾的处理方法。另一方面,从将火灾造成的损失抑制在最小限的观点出发,期待起火后立刻进行灭火(初期灭火)。另外,由于成为包含作为液体的水的灭火液的喷雾,因此当喷射至电器用品时,会导致短路、漏电痕迹破坏、金属零件的腐蚀等,对火灾部分以外也会引起损伤。
另外,使用如专利文献4的灭火性组合物时,因伴随着吸湿或温度变化的结露而组合物含水时,会发生膨胀,无法保证当初的尺寸。从初期灭火的观点出发,优选在电池等起火风险高的材料附近使用用灭火性组合物制作而成的灭火用层叠体,但若无法保证当初的尺寸,则在这种地方难以使用。其原因在于,例如在各种零件以高密度集成的电子部件中,由于吸湿并膨胀的灭火用层叠体会接触其它零件,由此有产生故障的担忧。
本发明(第三发明)鉴于上述事实而完成,其目的在于提供即便在包含水蒸气的环境中也可抑制膨胀的灭火用层叠体。另外,本发明的目的在于提供具备灭火用层叠体的电子部件。
用于解决技术问题的手段
(第一发明)
本发明的一个方面涉及一种灭火用层叠体,其具备一对基材、以及在一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层,其中,基材的水蒸气透过度(40℃/90%RH条件下)为12g/m2/day以下。
一个方式中,灭火剂成分可以包含含钾盐及钠盐中的至少一者的自由基产生剂。
一个方式中,灭火剂成分可以至少包含与粘合剂树脂一起燃烧并产生热能的无机氧化剂、以及自由基产生剂。另外,自由基产生剂的分解开始温度可以为90~260℃的范围。
一个方式中,自由基产生剂可以是醋酸钾及柠檬酸三钾中的至少一种。
一个方式中,一对基材中的至少一者可以包含含氧化铝或二氧化硅的金属氧化物层。
一个方式中,金属氧化物层可以朝向灭火剂含有层侧。
一个方式中,金属氧化物层可以是金属氧化物的蒸镀层。
一个方式中,灭火用层叠体可以进一步具备将灭火剂含有层的侧面密封的密封部。
(第二发明)
本发明一个方面涉及的灭火用层叠体具备包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层、以及树脂层,纤维层以及树脂层中的至少任一者包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分。
通过将上述灭火用层叠体预先设置在具有起火危险性的部分上,通过起火或起火之前产生的热,可以使气溶胶灭火剂立即充满周围。另外,即便是伴随着起火发生爆炸等冲击时,如果是上述灭火用层叠体,则也不易损害灭火功能。由此,可以在短时间内阻止火灾,可以避免向周围的燃烧蔓延。进而,在火灾时不用直接通过人手即可进行初期灭火,因此上述灭火用层叠体在安全方面也是优异的。
一个方式中,纤维层可以包含选自碳纤维、玻璃纤维、金属纤维以及陶瓷纤维中的至少一种。
一个方式中,纤维层的厚度可以为0.02~2.0mm。
一个方式中,树脂层可以包含选自聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、以及聚酯树脂中的至少一种。
本发明一个方面涉及的灭火用层叠体的制造方法是以下的任一个。
一种制造方法,其具备以下工序:
使包含液态成分及通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分的第一液态组合物含浸在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层中的工序;
使含浸的第一液态组合物干燥的工序;
将包含液态成分及树脂的第二液态组合物涂布在纤维层上的工序;以及
使所涂布的第二液态组合物干燥的工序。
一种制造方法,其具备以下工序:
将包含液态成分、通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分、以及树脂的第三液态组合物涂布在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层上的工序;以及
使所涂布的第三液态组合物干燥的工序。
一种制造方法,其具备以下工序:
将包含液态成分及通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分的第一液态组合物含浸在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层中的工序;
使含浸的第一液态组合物干燥的工序;
将包含液态成分、通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分、以及树脂的第三液态组合物涂布在纤维层上的工序;以及
使所涂布的第三液态组合物干燥的工序。
(第三发明)
本发明一个方面的灭火用层叠体具备一对基材、以及在一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层,其中,基材的水蒸气透过度(根据JISK7129、40℃/90%RH条件下)为15g/m2/day以下。
一个方式中,灭火用层叠体可以在灭火剂含有层的侧面进一步具备密封部。
一个方式中,一对基材中的至少一者可以包含金属氧化物层。
一个方式中,灭火用层叠体可以在最外层进一步具备粘合层。
本发明一个方面的电子部件具备上述灭火用层叠体及电子零件。
发明效果
根据本发明(第一发明),可以提供灭火剂的性状稳定性优异、可以防止火灾的发生及扩大的灭火用层叠体。
根据本发明(第二发明),可以提供对于因火灾时的爆炸等造成的冲击具有耐受性的灭火用层叠体。另外,根据本发明,可以提供所述灭火用层叠体的制造方法。
根据本发明(第二发明),可以提供即便是对于因火灾时的爆炸等造成的冲击也可维持形状、可以容易地设置在具有起火担忧的部位上、且对起火时的初期灭火发挥优异效果的灭火用层叠体。这种灭火用层叠体可作为建筑装饰材料、汽车部件、飞机部件、电子部件等工业材料优选地使用。
根据本发明(第三发明),可以提供即便是在包含水蒸气的环境中也可抑制膨胀的灭火用层叠体。另外,本发明可以提供具备灭火用层叠体的电子部件。
灭火剂含有层的膨胀是由于吸湿引起的。根据本发明(第三发明),可以抑制因膨胀导致的灭火用层叠体的破裂、伴随破裂的漏水(吸湿的水分的飞散)、进而因漏水导致的电子部件的短路等。
以下将本发明(第一~第三发明)的优点简洁地归纳如下。
·将火焰燃烧蔓延导致的损失限制为最小限。即,可以初期灭火。
·人在确认火灾发生后,没有必要进行将灭火器搬运至灭火对象附近进行灭火活动。
·与自动灭火装置等设备相比,可以更为简易地设置,因此设置场所的限制少、且可以根据所需要的场所进行应用。
·由于灭火剂的性状稳定性优异,因此可以减少灭火用层叠体的更换频率。
附图说明
图1为第一实施方式的灭火用层叠体的示意截面图。
图2为第一实施方式的另一灭火用层叠体的示意截面图。
图3为第二实施方式的灭火用层叠体的示意截面图。
图4为第三实施方式的灭火用层叠体的示意截面图。
图5为第三实施方式的另一灭火用层叠体的示意截面图。
图6为第三实施方式的又一灭火用层叠体的示意截面图。
具体实施方式
以下详细地说明本发明的实施方式。但本发明并不限定于以下的实施方式。
~第一实施方式~
<灭火用层叠体>
灭火用层叠体具备一对基材、以及在一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层。可以将水蒸气透过度(40℃/90%RH条件下)为12g/m2/day以下的一对基材称作阻隔基材(具有水蒸气阻隔性的基材)。灭火用层叠体可以是片材状。灭火剂含有层由于被一对基材夹持,因此与以单层使用灭火剂含有层时(作为单纯的成形品使用时)相比,形状稳定性或强度优异。
图1为第一实施方式的灭火用层叠体的示意截面图。灭火用层叠体10依次具备基材1、灭火剂含有层2、以及基材3。基材1以及3可以称作灭火用层叠体10中的阻隔基材。如图1所示,灭火剂含有层2可以设置在基材1及基材3之间的整个面上。即,基材1、灭火剂含有层2、以及基材3的端面可以是同一水平面。灭火剂含有层2也可以设置在基材1及基材3之间的一部分上。例如,当灭火剂含有层2设置在基材1及基材3之间的中央部上时,易于保护灭火剂含有层2的侧面免受外部因素的影响。
图2为第一实施方式的另一灭火用层叠体的示意截面图。灭火用层叠体20依次具备基材1、灭火剂含有层2、以及基材3,具备将灭火剂含有层2的侧面密封的密封部4。
灭火用层叠体的厚度随其层构成而变动,因此并不是必须限定的,从在维持性状稳定性的同时、可以不问设置空间地进行薄型化的观点出发,例如可以为0.1~20mm。
灭火用层叠体的主面(从铅垂方向上部观察灭火用层叠体时的面)的面积从灭火性能以及处理性的观点出发,例如可以为9~620cm2
灭火用层叠体预先设置在有起火危险的对象物上或者对象物附近。由对象物发生起火时,利用灭火用层叠体进行初期灭火。
(基材)
作为具有水蒸气阻隔性的一对基材,可以选择树脂基材或金属基材。例如,作为树脂基材的材质,从具有所希望的水蒸气透过度、易于抑制灭火剂的劣化的观点出发,可举出聚烯烃(LLDPE、PP、COP、CPP等)、聚酯(PET等)、氟树脂(PTFE、ETFE、EFEP、PFA、FEP、PCTFE等)、PVC、PVA、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰胺、聚酰亚胺等。作为金属基材的材质,可举出铝以及不锈钢等金属等。通过选择具有透明性的材质,灭火用层叠体的外观检查或者更换时期的确认变得容易。
对基材所要求的水蒸气透过度(40℃/90%RH条件下)鉴于通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分的性状稳定性,为12g/m2/day以下,可以为10g/m2/day以下、可以为5g/m2/day以下、可以为1g/m2/day以下。水蒸气透过度的下限并无特别限制,例如若为金属基材,可以为1×10-6g/m2/day,若为树脂基材,可以为0.1g/m2/day。基材的水蒸气透过度可以通过厚度的变更、分子量的变更或者表面处理、后述金属氧化物层的形成等进行调整。当水蒸气阻隔性不充分时,具有因灭火剂成分的潮解导致灭火剂成分的功能降低、发生灭火用层叠体的膨胀、基材的变质等的危险。水蒸气透过度(40℃/90%RH条件下)根据JIS Z 0208:1976杯式法/JISK7129B MOCON法/ISO15106-5 DELTAPERM进行测定。
基材的厚度可以根据起火时的热量、冲击、所允许的空间等适当选择。例如,若为厚的基材,则易于抑制水蒸气透过,可获得强度或刚性,可以获得平面性高的形态,处理变得容易。另外,若为薄的基材,则可以在狭窄的空间内设置灭火用层叠体。基材的厚度例如可以为5~200μm、可以为10~100μm、可以为10~50μm、可以为12~20μm。具有水蒸气阻隔性的一对基材的厚度可以分别相同也可不同。
基材中的至少一者从调整水蒸气透过度的观点出发可以包含金属氧化物层。即,作为基材中的至少一者,可以使用表面具有金属氧化物层的基材。金属氧化物层可以形成在基材的一个面上,也可以形成在两个面上。金属氧化物层形成于基材的一个面上时,从保护金属氧化物层、抑制因外部因素的水蒸气阻隔性的劣化的观点出发,金属氧化物层可以朝向灭火剂含有层侧。
作为金属氧化物,可举出氧化铝或二氧化硅。作为金属氧化物层,可举出金属氧化物的蒸镀层(氧化铝蒸镀层或二氧化硅蒸镀层)。从对于因灭火剂成分的潮解而产生的碱水的耐腐蚀性的观点出发,可优选使用二氧化硅蒸镀层。金属氧化物层的厚度从水蒸气阻隔性以及成本的观点出发可以为3~100nm。
(灭火剂含有层)
灭火剂含有层是包含灭火剂成分和粘合剂树脂的层。灭火剂成分通过燃烧产生气溶胶。灭火剂成分例如至少包含无机氧化剂和自由基产生剂。自由基产生剂具有稳定燃烧自由基、抑制燃烧的连锁反应的作用(负催化作用)。灭火剂成分具有潮解性。
灭火剂含有层的厚度根据灭火用层叠体的设置场所、要配合的灭火剂成分的量适当设定即可。灭火剂含有层的厚度例如为1mm以下即可,可以为30~1000μm、可以为150~500μm。
灭火剂含有层的灭火剂成分的含有率(灭火剂含有层的质量基准)例如为50~97质量%、优选为60~95质量%、更优选为70~92质量%。通过灭火剂成分的含有率为50质量%以上,可以达成优异的灭火性能,而通过为97质量%以下,可以达成优异的成形性。灭火剂成分的每单位面积的量根据要灭火的对象进行设定即可。例如,对于蜡烛程度的小火力,为25g/m2以上即可。对于固体燃料1g的火力,为90g/m2以上即可。对于大规模火灾或者由锂离子电池的起火等大的火力,优选为100g/m2以上。
[灭火剂成分]
灭火剂含有层如上所述,作为灭火剂成分包含无机氧化剂和自由基产生剂。以下说明这些成分。
无机氧化剂(以下根据情况称作“(A)成分”)是与粘合剂树脂一起燃烧并产生热能的成分。作为无机氧化剂,可举出氯酸钾、氯酸钠、氯酸锶、氯酸铵、氯酸镁、以及高氯酸钾。其中,可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
自由基产生剂(以下根据情况称作“(B)成分”)是用于利用粘合剂树脂及无机氧化剂的燃烧所产生的热能而产生气溶胶(自由基)的成分。作为自由基产生剂,优选使用分解开始温度为90~260℃范围者。作为自由基产生剂,可举出钾盐以及钠盐。作为钾盐,可举出醋酸钾、丙酸钾、柠檬酸一钾、柠檬酸二钾、柠檬酸三钾、乙烯二胺四醋酸三氢一钾、乙烯二胺四醋酸二氢二钾、乙烯二胺四醋酸一氢三钾、乙烯二胺四醋酸四钾、苯二甲酸氢钾、苯二甲酸二钾、草酸氢钾、草酸二钾以及碳酸氢钾。作为钠盐,可举出醋酸钠、柠檬酸钠以及碳酸氢钠。其中,可单独使用一种,也可并用两种以上。
(A)成分的含量相对于(A)成分以及(B)成分的总量100质量份例如为10~60质量份、优选为20~50质量份、更优选为35~45质量份。(B)成分的含量相对于(A)成分以及(B)成分的总量100质量份例如为40~90质量份、优选为50~80质量份、更优选为55~65质量份。
作为配合在灭火剂含有层中的灭火剂成分,可以使用市售品。作为市售的灭火剂成分,可举出K-1(商品名、Yamatoprotec株式会社制)、STAT-X(商品名、日本工机株式会社制)。
[粘合剂树脂]
作为粘合剂树脂,可以使用热塑性树脂以及热固化性树脂。作为热塑性树脂,可举出聚丙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚(1-)丁烯系树脂、聚戊烯系树脂等聚烯烃系树脂,聚苯乙烯系树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯系树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯树脂、乙烯-丙烯树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯醚系树脂、丙烯酸系树脂、聚酰胺系树脂、聚氯乙烯系树脂等。作为热固化性树脂,可举出天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、1,2-聚丁二烯橡胶(1,2-BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯-丙烯橡胶(EPR、EPDM)、氯磺化聚乙烯(CSM)、丙烯酸橡胶(ACM、ANM)、表氯醇橡胶(CO、ECO)、聚硫橡胶(T)、有机硅橡胶(Q)、氟橡胶(FKM、FZ)、氨基甲酸酯橡胶(U)等橡胶类,聚氨酯树脂、聚异氰酸酯树脂、聚异氰脲酸酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂等。粘合剂树脂中可以包含固化剂成分。
从与灭火剂成分的相容性优异、同时可溶于后述醇溶媒中且稳定性高的方面来说,环氧树脂适于粘合剂树脂。环氧树脂由于与钾盐以及钠盐(自由基产生剂)的相容性优异,因此易于获得厚度均匀的灭火剂含有层。进而,由于环氧树脂不会发生因湿热导致的水解及脆化,因此作为粘合剂树脂包含环氧树脂的灭火剂含有层具有优异的稳定性。另外,灭火剂含有层在燃烧时在约260~350℃下开始热分解,可以在不损害灭火性能的情况下产生气溶胶。
作为粘合剂树脂,优选使用具有水蒸气阻隔性者。作为该粘合剂树脂的市售品,可举出作为环氧树脂的Maxive(商品名、三菱气体化学株式会社制)。环氧树脂例如可以与胺系固化剂一起使用。
以灭火剂含有层的总量为基准的粘合剂树脂的含有率例如为3~50质量%、优选为5~40质量%、更优选为8~30质量%。通过粘合剂树脂的含有率为3质量%以上,可以达成优异的成形性,而通过为50质量%以下,可以达成优异的灭火性能。
[其它成分]
作为配合在灭火剂含有层中的其它成分,可举出分散剂、溶剂、着色剂、抗氧化剂、阻燃剂、无机填充材料以及粘合剂。这些成分根据灭火剂含有层的组成以及粘合剂树脂的种类适当选择即可。灭火剂含有层中的其它成分的含有率(灭火剂含有层的质量基准)例如为10质量%以下。
(密封部)
灭火用层叠体可以进一步具备将灭火剂含有层的侧面密封的密封部。通过在灭火用层叠体中设置密封部,灭火剂成分不会接触空气,可以进一步抑制灭火剂成分的功能降低。
密封部可以使用水蒸气透过度充分低(例如12g/m2/day以下)的膜或带。例如,图2中作为密封部4使用密封带,将包含灭火剂含有层侧面的灭火用层叠体的侧面密封。该图中,为了能够更牢固地将侧面密封,按照密封带环绕至基材1及基材3的表面一部分的方式进行应用,但也可仅应用于侧面。作为密封膜及密封带,可举出具备粘合剂(粘接剂)的树脂膜以及金属膜。
(灭火对象物)
作为灭火对象物,只要是具有起火危险的物质则无特别限制。作为具有起火危险的物质,例如可举出电线、配电盘、分电盘、控制盘、蓄电池(锂离子电池等)、建筑材料用壁纸、天花板材料等建筑材料、锂离子电池回收用箱(再利用箱)、垃圾箱、汽车相关部件、插座、插座盖等各部件。灭火用层叠体可以利用粘接剂或粘合剂粘贴在这些灭火对象物上进行使用。粘贴的灭活对象物的表面是水蒸气透过度极低的铝箔或者铁板等金属、玻璃等无机物等时,灭火剂含有层的性状易于更为稳定。
<灭火用层叠体的制造方法>
灭火用层叠体的制造方法并无特别限制,可以通过适当层叠上述各层进行制造。
在基材1上形成灭火剂含有层2的方法例如可以具备以下工序:制备包含上述灭火剂成分和上述粘合剂树脂的涂液的工序(涂液制备工序);使用所述涂液在基材1的表面上形成涂膜的工序(涂布工序);以及通过对涂膜进行干燥处理而在基材1的表面上形成灭火剂含有层2的工序(干燥工序)。
在涂液制备工序中,作为涂液的制备中使用的溶媒,可以使用醇溶媒(例如乙醇、IPA)。醇溶媒由于灭火剂成分的分散性优异、同时是低挥发性的,因此作为用于制备涂液的溶媒是适合的。作为溶媒,可以使用乙酸乙酯。溶媒相对于灭火剂成分及粘合剂树脂的量的量比根据所希望的涂液粘度适当调整即可。
涂布工序可以通过湿式涂布实施,也可以通过将基材含浸在涂液中实施。
干燥工序从充分除去溶媒、同时抑制灭火剂成分的反应的观点出发,例如可以通过将涂膜加热至50~100℃来实施。
另外,灭火用层叠体例如可以通过分别准备基材及灭火剂含有层之后、利用层压进行粘贴的方法;或者将基材及灭火剂含有层共挤出成形的方法等来制造。灭火用层叠体可以利用适于所使用的材料的方法进行制造。
~第二实施方式~
<灭火用层叠体>
灭火用层叠体具备纤维层和树脂层。纤维层及树脂层中的至少任一者包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分。图3为第二实施方式的灭火用层叠体的示意截面图。灭火用层叠体210依次具备纤维层21及树脂层22。
灭火用层叠体的厚度由于因其层构成而变动,因此并不是必须限定的,从在维持灭火性能以及耐冲击性的同时、可以不问设置空间地进行薄型化的观点出发,例如可以为0.1~20mm。
灭火用层叠体的主面(从铅垂方向上部观察灭火用层叠体时的面)的面积从灭火性能、耐冲击性以及处理性的观点出发,例如可以为1~1500cm2
(纤维层)
纤维层包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维,具体地说包含有机纤维以及无机纤维中的至少任一者。作为有机纤维,可举出碳纤维等。作为无机纤维,可举出玻璃纤维、金属纤维(例如不锈钢纤维、铝纤维)、陶瓷纤维等。这些纤维具有高强度耐热性。纤维层可以是用树脂将在一个方向上对齐的纤维进行了固定的纤维片材,也可以是纤维的纺织物、纤维的编织物等。由于是由纤维形成的层(特别是纺织物或编织物),因此易于载持充分量的灭火剂成分,轻量且不易因起火时的热或冲击而变质,易于保持强度。由此可以进一步保证安全。纤维层可以包含多层含不同纤维的层。
纤维层是具有能够耐受因火灾导致的热或冲击的高强度及耐热性的基材。因此,可以将纤维层称作高强度耐热基材。高强度耐热性基材至少具有以下所示的拉伸强度以及耐热温度。
根据JIS-R-3420测定的纤维层的拉伸强度可以为5×103N/25mm以上,可以为50×103N/25mm以上。拉伸强度的上限并无特别限制,可以为1×106N/25mm以下。拉伸强度在纤维层具有流动方向MD及垂直方向TD时,可以为两者的平均。
根据JIS-R-3414测定的纤维层的弹性模量可以为3GPa以上、可以为10GPa以上、可以为50GPa以上。弹性模量的上限并无特别限定,可以为300GPa以下。弹性模量在纤维层具有流动方向MD及垂直方向TD时,可以为两者的平均。
根据ISO15025测定的纤维层的耐热温度可以为300℃以上、可以为700℃以上、可以为1300℃以上。耐热温度的上限并无特别限定,可以为1400℃以下。
纤维层的厚度从拉伸强度、弯曲性、设置空间、成本等观点出发,可以为0.02~2.0mm、可以为0.4~1.0mm。
纤维层在包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分时,从灭火能力和灭火剂保持的观点出发,相对于纤维层的总量,灭火剂成分的量可以为10~80质量%、可以为20~70质量%。
(树脂层)
树脂层是对灭火用层叠体赋予各种功能的层,可以称为功能层。作为功能层,可举出耐擦伤层(硬涂层)、防污层、疏水层、装饰层、紫外线吸收层、热转印性层等。对灭火用层叠体等赋予何种功能可以通过所使用的树脂进行调整。树脂层可以包含多个这些构成。
作为构成树脂层的树脂,可举出聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氯乙烯树脂、聚烯烃树脂(聚乙烯或聚丙烯)、聚酯树脂等。这些树脂在平常时稳定,在固定于功能层内的同时发挥规定的功能,且在火灾发生的异常时易于对灭火剂成分积极地供给热能。当树脂层包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分时,这些树脂(特别是环氧树脂)与灭火剂成分的相容性良好,也可作为灭火剂成分的粘合剂发挥功能。
树脂层的厚度从灭火功能、弯曲性、设置空间、成本等观点出发,可以为0.050~1mm、可以为0.1~0.3mm。
树脂层包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分时,从灭火能力和涂饰性的观点出发,相对于树脂层的总量,灭火剂成分的量可以为60~97质量%,可以为70~93质量%。
树脂层可以包含分散剂、着色剂、抗氧化剂、阻燃剂、无机填充材料、粘合剂等作为其它成分。树脂层中的其它成分的含量相对于树脂层的总量100质量份可以为20质量份以下。
(灭火剂成分)
灭火剂成分通过燃烧产生气溶胶。灭火剂成分例如至少包含无机氧化剂和自由基产生剂。自由基产生剂具有稳定燃烧自由基、抑制燃烧的连锁反应的作用(负催化作用)。
无机氧化剂((A)成分)是燃烧并产生热能的成分。无机氧化剂的具体方式如上所述。
自由基产生剂((B)成分)是用于利用通过无机氧化剂的燃烧而产生的热能产生气溶胶(自由基)的成分。自由基产生剂的具体方式如上所述。
(A)成分的含量以及(B)成分的含量如上所述。
作为灭火剂成分,可以使用市售品。市售的灭火剂成分如上所述。
灭火剂成分可以与粘合剂树脂一起使用。粘合剂树脂的具体方式如上所述。
粘合剂树脂的量从灭火剂成分的固定化或者表现优异的灭火性能的观点出发,相对于灭火剂成分的总量100质量份可以为5~40质量份、可以为10~30质量份。
(粘接层)
灭火用层叠体可以在纤维层以及树脂层之间进一步具备粘接层。粘接层例如可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等粘接剂形成。粘接层的厚度例如可以为1~10μm、可以为2~5μm。
<灭火用层叠体的制造方法>
灭火用层叠体例如可以利用以下(1)~(3)的制造方法进行制造。
(1)一种制造方法,其具备以下工序:
使包含液态成分及通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分的第一液态组合物含浸在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层中的工序;
使含浸的第一液态组合物干燥的工序;
将包含液态成分及树脂的第二液态组合物涂布在纤维层上的工序;以及
使所涂布的第二液态组合物干燥的工序。
(2)一种制造方法,其具备以下工序:
将包含液态成分、通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分、以及树脂的第三液态组合物涂布在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层上的工序;以及
使所涂布的第三液态组合物干燥的工序。
(3)一种制造方法,其具备以下工序:
将包含液态成分及通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分的第一液态组合物含浸在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层中的工序;
使含浸的第一液态组合物干燥的工序;
将包含液态成分、通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分、以及树脂的第三液态组合物涂布在纤维层上的工序;以及
使所涂布的第三液态组合物干燥的工序。
通过上述(1),可以获得具备包含灭火剂成分的纤维层及树脂层的灭火用层叠体。通过(2),可以获得具备纤维层和包含灭火剂成分的树脂层的灭火用层叠体。通过(3),可以获得具备包含灭火剂成分的纤维层和包含灭火剂成分的树脂层的灭火用层叠体。通过这些方法,能够以低价格、大量地制造灭火用层叠体。
作为各液态组合物的制备中使用的液态成分,可举出醇溶媒(例如乙醇、IPA)。醇溶媒由于灭火剂成分的分散性优异,同时是低挥发性的,因此作为用于制备液态组合物的溶媒是适合的。液态成分相对于灭火剂成分及树脂(粘合剂树脂)的量的量比按照获得所希望的液态组合物粘度的方式进行适当调整即可。
液态组合物如上所述可以用于含浸用或者涂布用。涂布可以利用任意适当的方法进行。涂布例如可以利用凹版涂布机、浸渍涂布机、反向涂布机、丝棒涂布机、模涂机等的湿式成膜法进行。
液态组合物的干燥从充分除去液态成分,同时抑制灭火剂成分的反应的观点出发,例如可以通过在50~100℃下加热液态组合物来实施。
作为其它制造方法,例如可举出分别准备包含灭火剂成分的纤维层和树脂层、准备纤维层和包含灭火剂成分的树脂层、或者准备包含灭火剂成分的纤维层和包含灭火剂成分的树脂层,然后介由粘接层将两者层叠的方法。
~第三实施方式~
<灭火用层叠体>
灭火用层叠体具备一对基材、以及在一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层。可以将水蒸气透过度(根据JISK7129、40℃/90%RH条件下)为15g/m2/day以下的一对基材称作阻隔基材(具有水蒸气阻隔性的基材)。灭火用层叠体可以是片材状。
图4为第三实施方式的灭火用层叠体的示意截面图。灭火用层叠体310依次具备基材31、灭火剂含有层32、以及基材33。基材31及33可以称作灭火用层叠体310中的阻隔基材。如图4所示,灭火剂含有层32可以设置在基材31及基材33之间的整个面上。即,基材31、灭火剂含有层32、以及基材33的端面可以是同一水平面。
图5为第三实施方式的另一灭火用层叠体的示意截面图。灭火用层叠体320依次具备基材34、基材31、灭火剂含有层32、以及基材35,在灭火剂含有层32的侧面具备密封部36。基材31及基材35、或基材34及基材35可以称作灭火用层叠体310中的阻隔基材。基材31及34可以均是具有水蒸气阻隔性的基材。
图6为第三实施方式的又一灭火用层叠体的示意截面图。灭火用层叠体330依次具备粘合层37、基材34、基材31、灭火剂含有层32、以及基材35,在灭火剂含有层32的侧面具备密封部36。基材31及基材35、或基材34及基材35可以称作灭火用层叠体330中的阻隔基材。基材31及34可以均是具有水蒸气阻隔性的基材。
灭火用层叠体的厚度由于因其层构成而变动,因此并不是必须限定的,从在维持灭火性能的同时、可以不问设置空间地进行薄型化的观点出发,例如可以为0.1~20mm。
灭火用层叠体的主面(从铅垂方向上部观察灭火用层叠体时的面)的面积从灭火性能以及处理性的观点出发,例如可以为9~620cm2。灭火用层叠体具备密封部时,例如在灭火用层叠体的截面视图中,垂直于构成最外层的基材的层叠方向的方向上的长度可以比灭火剂含有层的同方向上的长度长2mm以上。
(基材)
作为具有水蒸气阻隔性的一对基材,可以选择树脂基材。例如,作为树脂基材的材质,从具有所期待的水蒸气透过度、易于抑制灭火剂的劣化的观点出发,可举出聚酯等。通过选择具有透明性的材质,灭火用层叠体的外观检查或者更换时期的确认变得容易。
对具有水蒸气阻隔性的一对基材所要求的水蒸气透过度(根据JISK7129、40℃/90%RH条件下)鉴于使用通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分为15g/m2/day以下,可以为10g/m2/day以下、可以为5g/m2/day以下、可以为1.5g/m2/day以下、可以为1g/m2/day以下。水蒸气透过度的下限并无特别限制,例如可以为0.5g/m2/day。基材的水蒸气透过度可以通过厚度的变更、分子量的变更或者表面处理、后述金属氧化物层的形成等进行调整。当水蒸气阻隔性不充分时,由于灭火剂成分的潮解、灭火用层叠体发生膨胀,进而有碱水泄露的情况。例如在电子部件中设置灭火用层叠体时,具有因碱水发生设置场所周边部的短路或者腐蚀等的危险。
具有水蒸气阻隔性的一对基材的厚度或者断裂强度等可以根据着火时的热量、冲击、所允许的空间等适当选择。例如,若为厚的基材,则易于抑制水蒸气透过、可获得强度或刚性、可获得平面性高的形态,处理变得容易。另外,若为薄的基材,则可以在狭窄的空间内设置灭火用层叠体。具有水蒸气阻隔性的一对基材的厚度例如可以为4.5~1000μm、可以为10~100μm、可以为10~50μm、可以为12~20μm。具有水蒸气阻隔性的一对基材的厚度可以分别相同也可不同。
具有水蒸气阻隔性的一对基材中的至少一者从调整水蒸气透过度的观点出发可以包含金属氧化物层。即,作为具有水蒸气阻隔性的一对基材中的至少一者,可以使用表面具有金属氧化物层的基材。金属氧化物层可以形成于基材的一个面上,也可以形成在两面上。作为金属氧化物层,可举出金属氧化物的蒸镀层(氧化铝蒸镀层或者二氧化硅蒸镀层)。从对于因灭火剂成分的潮解而产生的碱水的耐腐蚀性的观点出发,可以优选使用二氧化硅蒸镀层。金属氧化物层的厚度从水蒸气阻隔性以及成本的观点出发,可以为3~100nm。
作为如图5中的基材31那样并非必须具有水蒸气阻隔性的基材,除了树脂基材之外,还可举出金属基材、玻璃纤维布、耐火纸等。其中,从绝缘性或耐腐蚀性的观点出发,可以使用树脂基材(例如聚酯膜)、玻璃纤维布、耐火纸。可以没有水蒸气阻隔性的基材的厚度从耐火性、作为基材的形状保持性、省空间性等的观点出发,可以为20~1000μm、可以为25~300μm。
(灭火剂含有层)
灭火剂含有层是包含灭火剂成分和粘合剂树脂的层。灭火剂成分是通过燃烧产生气溶胶的成分。灭火剂成分例如至少包含无机氧化剂和自由基产生剂。自由基产生剂具有稳定燃烧自由基、抑制燃烧的连锁反应的作用(负催化作用)。灭火剂成分具有潮解性。
灭火剂含有层的厚度根据灭火用层叠体的设置场所、要配合的灭火剂成分的量适当设定即可。灭火剂含有层的厚度例如为1mm以下即可,可以为30~1000μm、可以为150~500μm。
灭火剂含有层的灭火剂成分的含有率(灭火剂含有层的质量基准)例如为50~97质量%、优选为60~95质量%、更优选为70~92质量%。通过灭火剂成分的含有率为50质量%以上,可以达成优异的灭火性能,而通过为97质量%以下,可以达成优异的成形性。灭火剂成分的每单位面积的量根据要灭火的对象进行设定即可。例如对于蜡烛程度的小火力,为25g/m2以上即可。对于固体燃料1g的火力,为90g/m2以上即可。对于大规模火灾或者由锂离子电池的起火等大的火力,优选为100g/m2以上。
[灭火剂成分]
灭火剂含有层如上所述,作为灭火剂成分包含无机氧化剂和自由基产生剂。以下说明这些成分。
无机氧化剂((A)成分)是与粘合剂树脂一起燃烧并产生热能的成分。无机氧化剂的具体方式如上所述。
自由基产生剂((B)成分)是用于利用粘合剂树脂及无机氧化剂的燃烧所产生的热能而产生气溶胶(自由基)的成分。自由基产生剂的具体方式如上所述。
(A)成分的含量以及(B)成分的含量如上所述。
作为配合在灭火剂含有层中的灭火剂成分,可以使用市售品。市售的灭火剂成分如上所述。
[粘合剂树脂]
粘合剂树脂的具体方式如上所述。
以灭火剂含有层总量为基准的粘合剂树脂的含有率如上所述。
[其它成分]
作为配合在灭火剂含有层中的其它成分,可举出分散剂、溶剂、着色剂、抗氧化剂、阻燃剂、无机填充材料以及粘合剂。这些成分根据灭火剂含有层的组成以及粘合剂树脂的种类适当选择即可。灭火剂含有层中的其它成分的含有率(灭火剂含有层的质量基准)例如为10质量%以下。
(粘接层)
灭火用层叠体可以进一步具备粘接层。例如,图4中在灭火剂含有层32与基材33之间、图5及图6中在基材31与基材34之间及/或灭火剂含有层32与基材35之间可以具备粘接层。灭火剂含有层的端面与粘接层的端面可以是同一水平面,但两者并非必须是同一水平面。按照将粘接剂从灭火剂含有层的端面向外侧超出的方式进行使用时,超出的粘接剂将成为最外层的基材彼此粘接,同时可以表现作为密封部的功能。
粘接层例如可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等粘接剂来形成。其中,从水蒸气阻隔性的观点出发可以使用环氧树脂,例如可以使用Maxive(商品名、三菱气体化学株式会社制)。环氧树脂例如可以与胺系固化剂一起使用。
粘接层的厚度例如可以为1~10μm、可以为2~5μm。
(密封部)
灭火用层叠体可以在灭火剂含有层的侧面进一步具备密封部。即,灭火用层叠体可以具备将基材中成为最外层的基材的周边彼此接合的密封部。通过设置密封部,将灭火剂含有层的侧面密封。由此,灭火剂成分不会接触空气,可以抑制因灭火剂成分导致的吸湿。
密封部可以使用上述粘接层或者在灭火剂成分的热分解温度以下表现热封性的LDPE或LLDPE等膜(热封材料)来形成。例如,在图5中,使用粘接剂将基材31与基材34粘接时,形成于基材34上的粘接剂存在于较灭火剂含有层32的端面更为外侧的位置。此状态下,通过使粘接剂固化,在基材31与基材34之间形成粘接层的同时,在灭火剂含有层32的侧面形成密封部36。此时,密封部36还起到作为将基材34与基材35粘接的粘接层的作用。
另外,图5中,将热封材料形成在基材34及35上,使所述热封材料相向而夹持灭火剂含有层32,在此状态下在层叠方向上对热封材料端部进行加热加压,由此利用热封材料将灭火剂含有层32密封。此时,形成于热封材料端部的热封部成为灭火剂含有层32侧面的密封部36。此外,热封材料也可以介由上述粘接层形成在基材34及35上。
(粘合层)
灭火用层叠体可以在最外层进一步具备粘合层。由此,可以将灭火性层叠体设置在靠近具有起火危险的场所的任意场所上。在粘合层上为了提高处理性可以形成有脱模层。作为脱模层,可举出有机硅涂覆PET或者PP涂覆纸等。
粘合层例如可以使用氨基甲酸酯脲醛树脂、丙烯酸树脂等粘合剂形成。其中,从易剥离性的观点出发,可以使用氨基甲酸酯脲醛树脂。氨基甲酸酯脲醛树脂例如可以与氨基甲酸酯系固化剂一起使用。
<灭火用层叠体的制造方法>
如上所述,灭火用层叠体的制造方法并无特别限制,可以通过适当层叠上述各层并根据需要进行热封等来制造。
此外,在基材31上形成灭火剂含有层32的方法具备以下工序:制备包含上述灭火剂成分和上述粘合剂树脂的涂液的工序(涂液制备工序);使用所述涂液在基材31的表面上形成涂膜的工序(涂布工序);以及通过将涂膜进行干燥处理而在基材31的表面上形成灭火剂含有层32的工序(干燥工序)。
在涂液制备工序中,作为涂液的制备中使用的溶媒,可以使用醇溶媒(例如乙醇、IPA)。醇溶媒由于灭火剂成分的分散性优异,同时是低挥发性的,因此作为用于制备涂液的溶媒是适合的。作为溶媒,可以使用乙酸乙酯。溶媒相对于灭火剂成分以及粘合剂树脂的量的量比根据所希望的涂液粘度适当调整即可。
涂布工序可以通过湿式涂布实施,也可以通过将基材含浸于涂液中来实施。
干燥工序从在充分地除去溶媒的同时、抑制灭火剂成分的反应的观点出发,例如可以通过将涂膜加热至50~100℃来实施。
<电子部件>
电子部件具备上述灭火用层叠体和电子零件。上述灭火用层叠体即便是在高湿环境下也可抑制因吸湿导致的膨胀。因此,即便是组装在电子部件中时,也可避免灭火用层叠体引起的故障。
作为电子零件,具体地可举出电池、电缆、电力调节器等。另外,作为电子部件,具体地可举出配电盘、太阳能发电装置等。
~各实施方式的概要~
[发明1]
一种灭火用层叠体,其具备:
一对基材;以及
在上述一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层,
其中,上述基材的水蒸气透过度(40℃/90%RH条件下)为12g/m2/day以下。
[发明2]
发明1所述的灭火用层叠体,其中,上述灭火剂成分包含含钾盐以及钠盐中的至少一者的自由基产生剂。
[发明3]
发明1或2所述的灭火用层叠体,其中,
上述灭火剂成分至少包含与上述粘合剂树脂一起燃烧并产生热能的无机氧化剂、及自由基产生剂,
上述自由基产生剂的分解开始温度为90~260℃的范围。
[发明4]
发明3所述的灭火用层叠体,其中,上述自由基产生剂为醋酸钾以及柠檬酸三钾中的至少一种。
[发明5]
发明1~4中任一项所述的灭火用层叠体,其中,上述一对基材中的至少一者包含含氧化铝或二氧化硅的金属氧化物层。
[发明6]
发明5所述的灭火用层叠体,其中,上述金属氧化物层朝向上述灭火剂含有层侧。
[发明7]
发明5或6所述的灭火用层叠体,其中,上述金属氧化物层为金属氧化物的蒸镀层。
[发明8]
发明1~7中任一项所述的灭火用层叠体,其进一步具备将上述灭火剂含有层的侧面密封的密封部。
[发明9]
一种灭火用层叠体,其具备:
包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层;以及
树脂层,
其中,上述纤维层及上述树脂层中的至少任一者包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分。
[发明10]
发明9所述的灭火用层叠体,其中,上述纤维层包含选自碳纤维、玻璃纤维、金属纤维以及陶瓷纤维中的至少一种。
[发明11]
发明9或10所述的灭火用层叠体,其中,上述纤维层的厚度为0.02~2.0mm。
[发明12]
发明9~11中任一项所述的灭火用层叠体,其中,上述树脂层包含选自聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、以及聚酯树脂中的至少一种。
[发明13]
一种灭火用层叠体的制造方法,
其具备以下工序:
使包含液态成分及通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分的第一液态组合物含浸在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层中的工序;
使含浸的上述第一液态组合物干燥的工序;
将包含液态成分及树脂的第二液态组合物涂布在上述纤维层上的工序;以及
使所涂布的上述第二液态组合物干燥的工序,
或者具备以下工序:
将包含液态成分、通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分、以及树脂的第三液态组合物涂布在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层上的工序;以及
使所涂布的上述第三液态组合物干燥的工序,
或者具备以下工序:
将包含液态成分及通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分的第一液态组合物含浸在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层中的工序;
使含浸的上述第一液态组合物干燥的工序;
将包含液态成分、通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分、以及树脂的第三液态组合物涂布在上述纤维层上的工序;以及
使所涂布的上述第三液态组合物干燥的工序。
[发明14]
一种灭火用层叠体,其具备:
一对基材;以及
在上述一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层,
其中,上述基材的水蒸气透过度(根据JISK7129、40℃/90%RH条件下)为15g/m2/day以下。
[发明15]
发明14所述的灭活用层叠体,其中,在上述灭火剂含有层的侧面进一步具备密封部。
[发明16]
发明14或15所述的灭活用层叠体,其中,上述一对基材中的至少一者包含金属氧化物层。
[发明17]
发明14~16中任一项所述的灭活用层叠体,其中,在最外层进一步具备粘合层。
[发明18]
一种电子部件,其具备:
发明14~17中任一项所述的灭火用层叠体;以及
电子零件。
实施例
利用以下实施例更加详细地说明本发明,但本发明并不受这些例子所限定。
~实验1(第一发明)~
<使用材料的准备>
准备以下的材料。
·灭火剂成分
气溶胶灭火剂(商品名:K-1、Yamatoprotec株式会社制)
·溶媒
乙醇
·粘合剂树脂
环氧树脂(商品名:Maxive M-100、三菱气体化学株式会社制)
胺系的环氧树脂固化剂(商品名:Maxive C-93、三菱气体化学株式会社制)
·基材
铝基材(商品名:1N30-O、UACJ制箔)
PET基材(商品名:Diafoil、三菱Chemical)
GL-AE基材(凸版印刷株式会社制:具有氧化铝蒸镀层的厚度为12μm的PET膜)
GL-RD基材(凸版印刷株式会社制:具有氧化铝蒸镀层的厚度为12μm的PET膜)
<灭火用层叠体的制作>
(实施例1)
在气溶胶灭火剂中添加乙醇制备浆料。在所得浆料中添加粘合剂树脂(环氧树脂及环氧树脂固化剂)制备涂液。粘合剂树脂与气溶胶灭火剂的混合比以干燥后涂膜状态下的质量比计为10:90(以灭火剂含有层总量为基准的粘合剂树脂的含有率为10质量%)。在脱模片材上按照干燥状态下成为475g/m2(干燥后的涂膜的每单位面积的质量)的方式涂布上述涂液,形成涂膜。将其在90℃下干燥2分钟,形成厚度为220μm的灭火剂含有层。
将上述获得的灭火剂含有层剪切为15mm见方并配置在剪切为50mm见方的铝基材的中央,进而在其上配置剪切为50mm见方的铝基材,获得层叠体。将所得层叠体的4个侧面如图2所示那样使用铝箔胶带密封,获得灭火用层叠体。
(其它实施例以及比较例)
除了将层构成如表2所示那样进行变更以外,与实施例1同样地获得灭火用层叠体。对于GL-AE基材以及GL-RD基材,将蒸镀层朝向灭火剂含有层侧进行配置。
<各种评价>
基材的水蒸气透过度(40℃/90%RH)是根据JIS Z 0208:1976杯式法/JISK7129BMOCON法/ISO15106-5 DELTAPERM测定的(表1)。将结果示于表2中。
表1
将各例的灭火用层叠体在40℃/75%RH的环境下保管10天,观察之后的外观变化。将结果示于表2中。
无外观变化:未确认到灭火剂含有层的潮解或者基材的变质。
有外观变化:确认到灭火剂含有层的潮解或者基材的变质(基材的腐蚀)。
可知实施例的灭火用层叠体的灭火剂的性状稳定性优异,能够防止火灾的发生以及扩大。
~实验2(第二发明)~
作为纤维层准备表3所示的材料。
表3
表3中,各层的拉伸强度根据JIS-R-3420进行测定、弹性模量根据JIS-R-3414进行测定、耐热温度根据ISO15025进行测定。
<灭火用层叠体的制作>
制作表4所示的灭火用层叠体。以下示出各例的详细情况。
(实施例2-1)
将Yamatoprotec株式会社制的气溶胶灭火剂K-1乙醇浆料和粘合剂树脂(东洋INK株式会社制、环氧树脂、K468HP92墨)以固体成分的质量比计为粘合剂树脂:灭火剂=10:90进行混合,制备液态组合物。将其涂布在表3所示的纤维层上形成涂膜。将其在90℃下干燥4分钟,在纤维层上形成厚度为200μm的树脂层(装饰层)。由此获得灭火用层叠体。
(实施例2-2~2-4)
除了使纤维层为表3所述那样之外,与实施例2-1同样地获得灭火用层叠体。
(实施例2-5)
将Yamatoprotec株式会社制的气溶胶灭火剂K-1乙醇浆料和粘合剂树脂(东洋INK株式会社制、环氧树脂、K468HP92墨)以固体成分的质量比计为粘合剂树脂:灭火剂=30:70进行混合,制备液态组合物。在其中含浸表3所示的纤维层。将其在90℃下干燥4分钟,获得载持有灭火剂成分的纤维层。相对于纤维层的总量,灭火剂成分的量为50质量%。
接着,在乙醇中添加粘合剂树脂(东洋INK株式会社制、环氧树脂、K468HP92墨)制备液态组合物。将其涂布在载持有灭火剂成分的上述纤维层上形成涂膜。将其在90℃下干燥4分钟,在纤维层上形成厚度为200μm的功能层(装饰层)。由此获得灭火用层叠体。
(实施例2-6~2-8)
除了使纤维层、粘合剂树脂、以及相对于纤维层总量的灭火剂成分的量为表3以及表4所述那样之外,与实施例2-5同样地获得灭火用层叠体。
(实施例2-9)
与实施例2-5同样地操作,获得载持有灭火剂成分的纤维层。在该纤维层上与实施例2-1同样地形成厚度为200μm的树脂层(装饰层)。由此获得灭火用层叠体。
(实施例2-10~2-12)
除了使纤维层、粘合剂树脂、以及相对于纤维层总量的灭火剂成分的量为表3以及表4所述那样之外,与实施例2-9同样地获得灭火用层叠体。
(比较例2-1)
在乙醇中添加粘合剂树脂(东洋INK株式会社制、环氧树脂、K468HP92墨)制备液态组合物。将其涂布在表3所示的基材上形成涂膜。将其在90℃下干燥4分钟,在基材上形成厚度为200μm的功能层(装饰层)。由此获得层叠体。
<燃烧落球灭火试验>
将各例中获得的灭火用层叠体剪切为70mm×120mm见方,作为试验用样品。
在JIS B 2238-1996公称压力为5K、SOP型轮缘的公称直径为A32、B11/4的2个之间,将上述样品按照样品中心与轮缘中心达到一致的方式利用螺栓及螺母固定在轮缘上。
将外形为φ32mm、内径为φ28、长度为1m的不锈钢制支撑管按照相对于样品面上部处于垂直的方式进行设置。
点燃蜡烛或固体燃料1g,使火焰的前端接触轮缘开口部的样品下面之后,在3~5秒内使直径为20mm、重量为33g的铁球通过支撑管的中间落在样品上面。落球所带有的能量估算为0.32N·m。
如此评价样品的灭火性以及耐冲击性。评价标准如下所述。将结果示于表5中。
灭火性:将使其接触于火焰后在5秒钟以内灭火了的情况评价为A;将使其接触于火焰后超过5秒钟灭火了的情况评价为B;将未能灭活的情况评价为C。
耐冲击性:将维持了形状的情况评价为A;将未能维持形状的情况评价为B。
表5
~实验3(第三发明)~
<灭火用层叠体的制作>
(实施例3-1)
在Yamatoprotec株式会社制的气溶胶灭火剂K-1中加入乙醇制备浆料。将所得浆料和粘合剂树脂(三菱气体化学株式会社制、聚环氧树脂Maxive M-100,聚胺树脂固化剂C-93)按照以干燥后的质量比计为粘合剂:灭火剂=10:90进行混合制备涂液,将其按照在干燥状态下达到235g/m2的方式涂布在Toray株式会社制的PET膜(基材A:S10、厚度为50μm)上形成涂膜。将其在90℃下干燥4分钟,在PET膜上形成厚度为200μm的灭火剂含有层。
在单面具有以二氧化硅为主成分的蒸镀层(二氧化硅蒸镀层、厚度为50nm)的PET膜(基材B:厚度为12μm)的二氧化硅蒸镀层侧上涂布粘接剂(三菱气体化学株式会社制、聚环氧树脂Maxive M-100,聚胺树脂固化剂C-93)并使其干燥(90℃、1分钟),形成厚度为5μm的粘接层。
使基材A上的灭火剂含有层与基材B上的粘接层相向进行粘贴,从而获得灭火用层叠体。
(实施例3-2)
与实施例3-1同样地在作为基材A的PET膜上形成厚度为200μm的灭火剂含有层。
准备相比较于基材A、纵和宽均长20mm的方形基材C及D。基材C及D是在单面具有以二氧化硅为主成分的蒸镀层(二氧化硅蒸镀层、厚度为50nm)的PET膜(厚度为12μm)。其中,在基材C的二氧化硅蒸镀层侧上与实施例3-1同样地形成厚度为5μm的粘接层。
使基材A与基材C上的粘接层相向、并使基材A上的灭火剂含有层与基材D的二氧化硅蒸镀层相向,进行层叠并粘贴,从而获得灭火用层叠体。此时,基材A按照配置于基材C及D的中央的方式调整位置。本例中,在基材A及基材C之间形成粘接层,同时在基材A及灭火剂含有层的侧面上由构成粘接层的粘接剂成分的固化物形成密封部。
(实施例3-3)
除了使用将基材C及D的二氧化硅蒸镀层替换成以氧化铝为主成分的蒸镀层(氧化铝蒸镀层、厚度为50nm)的基材C’及D’以外,与实施例3-2同样地获得灭火用层叠体。
(实施例3-4)
使基材A上的灭火剂含有层与基材C上的粘接层相向、并使基材A与基材D的二氧化硅蒸镀层相向,进行层叠并粘贴,从而获得灭火用层叠体。本例中,在基材A上的灭火剂含有层及基材C之间形成粘接层,同时在基材A及灭火剂含有层的侧面上由构成粘接层的粘接剂成分的固化物形成密封部。
(实施例3-5)
与实施例3-1同样地在作为基材A的PET膜上形成厚度为200μm的灭火剂含有层。
在基材C及D的二氧化硅蒸镀层侧上与实施例3-1同样地形成厚度为5μm的粘接层。
使基材A与基材C上的粘接层相向、并使基材A上的灭火剂含有层与基材D的粘接层相向,进行层叠并粘贴,从而获得灭火用层叠体。本例中,在基材A及基材C之间以及基材A上的灭火剂含有层及基材D之间形成粘接层,同时在基材A及灭火剂含有层的侧面上由构成粘接层的粘接剂成分的固化物形成密封部。
(实施例3-6)
与实施例3-1同样地在作为基材A的PET膜上形成厚度为200μm的灭火剂含有层。
在基材C及D的二氧化硅蒸镀层侧上与实施例3-1同样地形成厚度为5μm的粘接层。进而,将各个粘接层与三井化学Tohcello株式会社制的LLDPE膜(热封材料、MC-S、厚度为30μm)的电晕处理面侧粘贴。
使基材A与基材C上的LLDPE膜相向、并使基材A上的灭火剂含有层与基材D的LLDPE膜相向,进行层叠,利用加热至120℃的热轧辊进行热封处理,从而获得灭火用层叠体。本例中,基材A及灭火剂含有层的整体被热封材料密封。在基材A及灭火剂含有层的侧面上通过热封材料彼此的热熔融粘合形成密封部。
(实施例3-7)
与实施例3-6同样地使基材A与基材C上的LLDPE膜相向、并使基材A上的灭火剂含有层与基材D上的LLDPE膜相向,进行层叠。
在基材C侧上涂布粘合剂(Toyo-Chem株式会社制、氨基甲酸酯脲系主剂SP-205、氨基甲酸酯系固化剂T-501B)并使其干燥,形成厚度为15μm的粘合层。进而,在粘合层上粘贴TORAY FILMS加工株式会社制的有机硅涂覆PET(脱模层、Cerapeel、厚度为75μm)的有机硅涂覆面。
将所得层叠体与实施例3-6同样地进行热封处理,从而获得带粘合层的灭火用层叠体。
(比较例3-1)
除了在基材C及D上不设置二氧化硅蒸镀层以外,与实施例3-7同样地获得带粘合层的灭火用层叠体。
<各种评价>
(水蒸气透过度)
各例中使用的基材的水蒸气透过度是根据JISK7129在40℃/90%RH条件下测定的。将结果示于表6中。
表6
(灭火性)
评价灭火剂含有层的灭火性(初期灭火性)。准备内尺寸是高度为139mm、宽度为109mm、深度为36mm的长方体、且由高度和深度形成的2个侧面上分别各开有3个直径为18mm的圆形孔的SUS制容器。在底部中央放置含石蜡的压缩木片(Captainstag株式会社制固体燃料防火块点火剂)1.5g份,在由高度和宽度形成的容器的内侧面上,按照灭火用层叠体的下端位于距离底边40mm的位置上的方式粘贴灭火用层叠体。此时,按照相对于灭火用层叠体的基材A、灭火剂含有层所处的侧(在表7的基材构成中是记载于右侧的层侧)与含石蜡压缩木片相向的方式粘贴灭火用层叠体。关于没有粘合层的层叠体,形成粘合层后进行粘贴。使含石蜡的压缩木片着火时,确认灭火用层叠体是否能够在反应后10秒以内灭火。
(膨胀)
对各例中获得的灭火用层叠体进行高温高湿环境试验。具体地说,将灭火用层叠体在80℃、85%RH环境下静置168小时。之后,利用游标卡尺测定灭火用层叠体的中央部的厚度(层叠方向的最大厚度),与试验前的厚度进行比较。将结果示于表7中。
OK厚度增加量小于500μm。
NG厚度增加量为500μm以上。
表7
如上所述,若为具备一对阻隔基材的实施例的灭火用层叠体,即便是静置在高温高湿环境之后,也将层叠方向的膨胀抑制为小于500μm。
另外,在灭火剂含有层的侧面上形成有密封部的实施例3-2~3-7以及比较例3-1的层叠体在80℃、85%RH环境下静置168小时后,也未能在层叠体侧面上目视确认到水滴。
作为金属氧化物层使用二氧化硅蒸镀层的实施例3-2、3-4~3-7的层叠体在80℃、85%RH环境下静置168小时后,其外观也未见变化(灭火剂含有层的溶胀等)。
设有粘合层的实施例3-7以及比较例3-1的层叠体可以施工性良好地粘贴在SUS制对象物上。
产业上的可利用性
本发明的灭火用层叠体可特别优选地用于在建筑装饰材料、汽车部件、飞机部件、电子部件等工业材料中使用的部件。
符号说明
1,3基材、2灭火剂含有层、4密封部、10,20灭火用层叠体、21纤维层、22树脂层、210灭火用层叠体、31,33,34,35基材、32灭火剂含有层、36密封部、37粘合层、310,320,330灭火用层叠体。

Claims (18)

1.一种灭火用层叠体,其具备:
一对基材;以及
在所述一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层,
其中,所述基材的40℃/90%RH条件下的水蒸气透过度为12g/m2/day以下。
2.根据权利要求1所述的灭火用层叠体,其中,所述灭火剂成分包含含钾盐以及钠盐中的至少一者的自由基产生剂。
3.根据权利要求1或2所述的灭火用层叠体,其中,
所述灭火剂成分至少包含与所述粘合剂树脂一起燃烧并产生热能的无机氧化剂、及自由基产生剂,
所述自由基产生剂的分解开始温度为90~260℃的范围。
4.根据权利要求3所述的灭火用层叠体,其中,所述自由基产生剂为醋酸钾以及柠檬酸三钾中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的灭火用层叠体,其中,所述一对基材中的至少一者包含含氧化铝或二氧化硅的金属氧化物层。
6.根据权利要求5所述的灭火用层叠体,其中,所述金属氧化物层朝向所述灭火剂含有层侧。
7.根据权利要求5所述的灭火用层叠体,其中,所述金属氧化物层为金属氧化物的蒸镀层。
8.根据权利要求1或2所述的灭火用层叠体,其进一步具备将所述灭火剂含有层的侧面密封的密封部。
9.一种灭火用层叠体,其具备:
包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层;以及
树脂层,
其中,所述纤维层及所述树脂层中的至少任一者包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分。
10.根据权利要求9所述的灭火用层叠体,其中,所述纤维层包含选自碳纤维、玻璃纤维、金属纤维以及陶瓷纤维中的至少一种。
11.根据权利要求9或10所述的灭火用层叠体,其中,所述纤维层的厚度为0.02~2.0mm。
12.根据权利要求9或10所述的灭火用层叠体,其中,所述树脂层包含选自聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氯乙烯树脂、聚烯烃树脂、以及聚酯树脂中的至少一种。
13.一种灭火用层叠体的制造方法,
其具备以下工序:
使包含液态成分及通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分的第一液态组合物含浸在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层中的工序;
使含浸的所述第一液态组合物干燥的工序;
将包含液态成分及树脂的第二液态组合物涂布在所述纤维层上的工序;以及
使所涂布的所述第二液态组合物干燥的工序,
或者具备以下工序:
将包含液态成分、通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分、以及树脂的第三液态组合物涂布在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层上的工序;以及
使所涂布的所述第三液态组合物干燥的工序,
或者具备以下工序:
将包含液态成分及通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分的第一液态组合物含浸在包含具有高强度耐热性的有机纤维或无机纤维的纤维层中的工序;
使含浸的所述第一液态组合物干燥的工序;
将包含液态成分、通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分、以及树脂的第三液态组合物涂布在所述纤维层上的工序;以及
使所涂布的所述第三液态组合物干燥的工序。
14.一种灭火用层叠体,其具备:
一对基材;以及
在所述一对基材之间的包含通过燃烧产生气溶胶的灭火剂成分及粘合剂树脂的灭火剂含有层,
其中,所述基材的根据JISK7129、40℃/90%RH条件下的水蒸气透过度为15g/m2/day以下。
15.根据权利要求14所述的灭活用层叠体,其中,在所述灭火剂含有层的侧面进一步具备密封部。
16.根据权利要求14或15所述的灭活用层叠体,其中,所述一对基材中的至少一者包含金属氧化物层。
17.根据权利要求14或15所述的灭活用层叠体,其中,在最外层进一步具备粘合层。
18.一种电子部件,其具备:
权利要求14或15所述的灭火用层叠体;以及
电子零件。
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