JP2017141661A - Refractory material and wound body thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐火材およびその巻回体に関する。 The present invention relates to a refractory material and a wound body thereof.
住宅等の構造物に耐火性を付与するために、従来、樹脂成分に耐火性材料を含有させた耐火性樹脂組成物からなる熱膨張性耐火材が使用されており、例えば特許文献1には樹脂成分としてのポリ塩化ビニル系樹脂と、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛、及び無機充填剤とを含有するポリ塩化ビニル系樹脂組成物およびそのプレス成形体である熱膨張性耐火材が開示されている。 In order to impart fire resistance to a structure such as a house, conventionally, a thermally expandable refractory material made of a fire resistant resin composition containing a fire resistant material in a resin component has been used. A polyvinyl chloride resin composition containing a polyvinyl chloride resin as a resin component, a phosphorus compound, neutralized heat-expandable graphite, and an inorganic filler, and a heat-expandable refractory that is a press-molded product thereof A material is disclosed.
このようなポリ塩化ビニル系樹脂組成物からなる耐火材は耐火シートの形で使用されているが、施工しやすさ、部品加工のしやすさから、耐火シートの長尺化が要望されている。しかしながら、耐火材は耐火性を発現させる為に、熱膨張性黒鉛および難燃剤を初めとする無機充填剤等の原料を大量に含むことが一般的である。長尺化の為には巻き取り等に耐え得る強度を出すために、混練時にポリ塩化ビニル樹脂を充分にゲル化させ、前記原料を樹脂中に分散させることが必要となり、成型時に残留歪みが起こりやすいという問題があった。さらに、熱膨張性黒鉛を含む為に、成型時の工程内で充分に温度を高くすることができず、残留歪みの緩和工程を長時間とすることが困難である為、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物の熱収縮率が高くなってしまうという問題があった。その結果、耐火シートの巻回体の製造工程で熱を加えると収縮による剥がれが生じたり、寸法が足りなくなるという問題があった。 Although a refractory material made of such a polyvinyl chloride resin composition is used in the form of a refractory sheet, it is desired to lengthen the refractory sheet for ease of construction and ease of parts processing. . However, the refractory material generally contains a large amount of raw materials such as thermally expandable graphite and an inorganic filler such as a flame retardant in order to develop the fire resistance. In order to increase the length, it is necessary to sufficiently gel the polyvinyl chloride resin at the time of kneading and to disperse the raw material in the resin in order to obtain a strength that can withstand winding and the like. There was a problem that occurred easily. Furthermore, since it contains heat-expandable graphite, the temperature cannot be raised sufficiently in the molding process, and it is difficult to make the residual strain relaxation process a long time. There was a problem that the thermal contraction rate of the composition was increased. As a result, there is a problem that when heat is applied in the manufacturing process of the wound body of the refractory sheet, peeling due to shrinkage occurs or the dimensions become insufficient.
本発明の目的は、熱収縮率が低減されたポリ塩化ビニル系の耐火材およびその巻回体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a polyvinyl chloride refractory material having a reduced thermal shrinkage and a wound body thereof.
項1.ポリ塩化ビニル樹脂と熱膨張性黒鉛とを含有する樹脂組成物からなる耐火シートを備え、60℃,6時間の加熱処理の条件下での熱収縮率が5%以下である耐火材。
項2.前記耐火シートに繊維シートがさらに接着されている項1に記載の耐火材。
項3.組成が同じ、または、異なる2枚の前記耐火シートが前記繊維シートを介して接着されていることを特徴とする項2に記載の耐火材。
項4.前記耐火シートの片面または両面に前記繊維シートが接着されていることを特徴とする項2または3に記載の耐火材。
項5.1Hz下で温度分散での動的粘弾性を測定した際に現れる0〜140℃間のtanδピークの最大値が1.25以下であることを特徴とする項1〜4のいずれか一項に記載の耐火材。
Any one of
項6.融点温度が50℃以上の結晶性樹脂を含有する項1〜5のいずれか一項に記載の耐火材。
Item 6. Item 6. The refractory material according to any one of
項7.ガラス転移温度が50℃以上の樹脂を含有する項1〜5のいずれか一項に記載の耐火材。
Item 7. Item 6. The refractory material according to any one of
項8.ポリ塩化ビニル成分が耐火シートの35質量%以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の耐火材。
Item 8. The refractory material according to any one of
項9.項1〜8のいずれか一項に記載の耐火材を巻回してなる巻回体。
Item 9. Item 10. A wound body obtained by winding the refractory material according to any one of
本発明によれば、ポリ塩化ビニル系の耐火材およびその巻回体の熱収縮が低減されるため、耐火シートのハンドリングが良好となる。また、打ち抜き等の加工後の耐火シートの寸法精度が向上する。 According to the present invention, since the heat shrinkage of the polyvinyl chloride refractory material and its wound body is reduced, the handling of the refractory sheet is improved. Moreover, the dimensional accuracy of the fireproof sheet after processing such as punching is improved.
本発明を長尺シート状の耐火材およびその巻回体に具体化した第1実施形態について図1および2にしたがって説明する。 A first embodiment in which the present invention is embodied in a long sheet-like refractory material and its wound body will be described with reference to FIGS.
図1に示される本発明の第1実施形態の巻回体1は、塩化ビニル樹脂を含有する耐火性樹脂組成物から形成された一層の耐火性シート3からなる耐火材2を巻回してなる。図2に示すように、図1の巻回体1を、耐火性シート3が平面状になるように延ばすと、Xが耐火性シート3の長さ、Yが耐火性シート3の幅、Zが耐火性シート3の厚みである。本発明では、耐火性シート3(つまり耐火材2)の全長Xは20m以上であり、上限値は好ましくは800m以下である。耐火性シート3の幅Yは特に限定されないが、好ましくは1mm以上2m以下である。耐火性シート3の厚みZは特に限定されないが、好ましくは0.2mm以上であり、かつ厚みばらつきが10%以下である。厚みZの上限値は好ましくは5mm以下である。このように厚みを大きくし、厚みばらつきを小さくすることで、耐火材2の長尺化が可能である。
A
「MD」は、耐火性シート3の成形時の耐火性樹脂組成物の流動方向(MD方向)を指し、「TD」は耐火性樹脂組成物の流動方向に直角な直角方向(TD方向)を指す。
“MD” refers to the flow direction (MD direction) of the refractory resin composition during molding of the
なお、図1および2では巻回体1を延ばしたものを耐火材2と称しているが、巻回体1を長手方向および/または幅方向に切断して巻回体1の一部となったものも耐火材2に含まれる。
In FIGS. 1 and 2, the rolled
耐火材2を構成する耐火樹脂材料について以下、詳しく説明する。
Hereinafter, the refractory resin material constituting the
耐火材2を構成する耐火樹脂材料は、ポリ塩化ビニル系樹脂の樹脂成分に、熱膨張性黒鉛と、無機充填剤とを含む耐火性樹脂組成物である。
The refractory resin material constituting the
樹脂成分のポリ塩化ビニル系樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル単独重合体;塩化ビニルモノマーと、該塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和結合を有するモノマーとの共重合体;塩化ビニル以外の(共)重合体に塩化ビニルをグラフト共重合したグラフト共重合体等が挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、2種以上が併用されてもよい。さらに、ポリ塩化ビニルは塩素化されていてもよい。塩素化塩化ビニル系樹脂は、ポリ塩化ビニル系樹脂又は塩化ビニル系共重合体を後塩素化することによって得ることができる。塩素化塩化ビニル系樹脂については例えば特開平9−227747に記載されている。 Examples of the resin component polyvinyl chloride resin include, for example, a polyvinyl chloride homopolymer; a copolymer of a vinyl chloride monomer and a monomer having an unsaturated bond copolymerizable with the vinyl chloride monomer; Examples include graft copolymers obtained by graft copolymerization of vinyl chloride with (co) polymers, and these may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, the polyvinyl chloride may be chlorinated. The chlorinated vinyl chloride resin can be obtained by post-chlorinating a polyvinyl chloride resin or a vinyl chloride copolymer. The chlorinated vinyl chloride resin is described in, for example, JP-A-9-227747.
また、耐火材2を構成する耐火性樹脂組成物の樹脂成分として、ポリ塩化ビニル系樹脂以外の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム物質、およびそれらの組み合わせをさらに含んでいてもよい。
The resin component of the refractory resin composition constituting the
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ(1−)ブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイソブチレン等の合成樹脂類が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include polypropylene resins, polyethylene resins, poly (1-) butene resins, polyolefin resins such as polypentene resins, polystyrene resins, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resins, and polycarbonates. And synthetic resins such as polyresin, polyphenylene ether resin, (meth) acrylic resin, polyamide resin, phenolic resin, polyurethane resin, and polyisobutylene.
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、ポリイミド等が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include polyurethane, polyisocyanate, polyisocyanurate, phenol resin, epoxy resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, polyimide, and the like.
ゴム物質としては、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、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物質等が挙げられる。 Rubber materials include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, 1,2-polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, chlorinated butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber And rubber materials such as epichlorohydrin rubber, polyvulcanized rubber, non-vulcanized rubber, silicon rubber, fluororubber, and urethane rubber.
これらの合成樹脂類及び/又はゴム物質は、一種もしくは二種以上を使用することができる。 These synthetic resins and / or rubber substances can be used alone or in combination of two or more.
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。 Thermally expandable graphite is a conventionally known substance that expands when heated, and powders such as natural scaly graphite, pyrolytic graphite, and quiche graphite are mixed with inorganic acids such as concentrated sulfuric acid, nitric acid, and selenic acid, concentrated nitric acid, excess A graphite intercalation compound produced by treatment with a strong oxidizing agent such as chloric acid, perchlorate, permanganate, dichromate, dichromate, hydrogen peroxide, etc. A type of crystalline compound that maintains its structure.
上記のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、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てもよい。熱膨張性黒鉛の粒度は、20〜200メッシュが好ましい。粒度が200メッシュかそれより小さいと、黒鉛の膨張度が膨張断熱層を得るのに十分であり、また粒度が20メッシュかそれより大きいと、樹脂に配合する際の分散性が良く、物性が良好である。熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、東ソー社製「GREP−EG」、GRAFTECH社製「GRAFGUARD」等が挙げられる。 The heat-expandable graphite obtained by acid treatment as described above may be further neutralized with ammonia, an aliphatic lower amine, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, or the like. The particle size of the thermally expandable graphite is preferably 20 to 200 mesh. When the particle size is 200 mesh or smaller, the degree of expansion of the graphite is sufficient to obtain an expanded heat insulating layer, and when the particle size is 20 mesh or larger, the dispersibility when blended in the resin is good and the physical properties are It is good. Examples of commercially available products of thermally expandable graphite include “GREP-EG” manufactured by Tosoh Corporation, “GRAFGUARD” manufactured by GRAFTECH, and the like.
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、フェライト類等の金属酸化物;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含水無機物;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等が挙げられる。 When the expanded heat insulating layer is formed, the inorganic filler increases the heat capacity and suppresses heat transfer, and works as an aggregate to improve the strength of the expanded heat insulating layer. The inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include metal oxides such as alumina, zinc oxide, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, antimony oxide, and ferrites; calcium hydroxide, magnesium hydroxide Hydrous minerals such as aluminum hydroxide and hydrotalcite; metal carbonates such as basic magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, strontium carbonate and barium carbonate; inorganic phosphates as flame retardants .
また、無機充填剤としては、これらの他に、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、シリカ系バルーン、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「MOS」(商品名)、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単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 In addition to these, inorganic fillers include calcium salts such as calcium sulfate, gypsum fiber, calcium silicate; silica, diatomaceous earth, dosonite, barium sulfate, talc, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated clay, sepiolite. , Imogolite, sericite, glass fiber, glass beads, silica-based balloon, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, carbon black, graphite, carbon fiber, carbon balloon, charcoal powder, various metal powders, potassium titanate, magnesium sulfate MOS ”(trade name), lead zirconate titanate, zinc stearate, calcium stearate, aluminum borate, molybdenum sulfide, silicon carbide, stainless steel fiber, zinc borate, various magnetic powders, slag fiber, fly ash, dehydrated sludge, etc. All It is. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.
無機充填剤の粒径としては、0.5〜100μmが好ましく、より好ましくは1〜50μmである。無機充填剤は、添加量が少ないときは、分散性が性能を大きく左右するため、粒径の小さいものが好ましいが、0.5μm以上であると、分散性が良好である。添加量が多いときは、高充填が進むにつれて、耐火性樹脂組成物の粘度が高くなり成形性が低下するが、粒径を大きくすることで耐火性樹脂組成物の粘度を低下させることができる点から、粒径の大きいものが好ましいが、100μm以下の粒径が成形体の表面性、耐火性樹脂組成物の力学的物性の点で望ましい。 As a particle size of an inorganic filler, 0.5-100 micrometers is preferable, More preferably, it is 1-50 micrometers. When the amount of the inorganic filler added is small, the dispersibility greatly affects the performance, so that the particle size is preferably small, but if it is 0.5 μm or more, the dispersibility is good. When the addition amount is large, the viscosity of the refractory resin composition increases and the moldability decreases as the high filling proceeds, but the viscosity of the refractory resin composition can be decreased by increasing the particle size. From the point of view, those having a large particle size are preferred, but a particle size of 100 μm or less is desirable from the viewpoint of the surface properties of the molded article and the mechanical properties of the fireproof resin composition.
無機充填剤としては、例えば、水酸化アルミニウムでは、粒径18μmの「ハイジライトH−31」(昭和電工社製)、粒径25μmの「B325」(ALCOA社製)、炭酸カルシウムでは、粒径1.8μmの「ホワイトンSB赤」(備北粉化工業社製)、粒径8μmの「BF300」(備北粉化工業社製)等が挙げられる。 As the inorganic filler, for example, for aluminum hydroxide, “Hijilite H-31” (manufactured by Showa Denko) having a particle size of 18 μm, “B325” (manufactured by ALCOA) having a particle size of 25 μm, and calcium carbonate, Examples include 1.8 μm “Whiteon SB Red” (manufactured by Bihoku Powdered Industries Co., Ltd.), “BF300” (manufactured by Bihoku Powdered Industries Co., Ltd.) having a particle size of 8 μm, and the like.
上記の耐火性樹脂組成物は、前記樹脂成分100重量部に対し、熱膨張性黒鉛を10〜350重量部および無機充填剤を30〜400重量部の範囲で含むものが好ましい。 The refractory resin composition preferably contains 10 to 350 parts by weight of thermally expandable graphite and 30 to 400 parts by weight of an inorganic filler with respect to 100 parts by weight of the resin component.
また、熱膨張性黒鉛および前記無機充填剤の合計は、樹脂成分100重量部に対し、50〜600重量部の範囲が好ましい。 The total of the thermally expandable graphite and the inorganic filler is preferably in the range of 50 to 600 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component.
上記耐火性樹脂組成物は加熱によって膨張し耐火断熱層を形成する。この配合によれば、前記熱膨張性耐火材は火災等の加熱によって膨張し、必要な体積膨張率を得ることができ、膨張後は所定の断熱性能を有すると共に所定の強度を有する残渣を形成することもでき、安定した防火性能を達成することができる。 The refractory resin composition expands by heating to form a refractory heat insulating layer. According to this composition, the thermally expandable refractory material expands by heating such as a fire, and can obtain a necessary volume expansion coefficient. After expansion, a residue having a predetermined heat insulation performance and a predetermined strength is formed. It is also possible to achieve stable fireproof performance.
上記耐火性樹脂組成物における熱膨張性黒鉛および無機充填剤の合計量は、50重量部以上では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。 When the total amount of the thermally expandable graphite and the inorganic filler in the above refractory resin composition is 50 parts by weight or more, a sufficient amount of fire resistance can be obtained by satisfying the amount of residues after combustion. The physical properties are maintained.
上記耐火性樹脂組成物は、前記の各成分に加えて、可塑剤をさらに含んでいてもよい。可塑剤は、樹脂成分がポリ塩化ビニル樹脂である場合に、加工助剤として作用する。 The refractory resin composition may further contain a plasticizer in addition to the components described above. The plasticizer acts as a processing aid when the resin component is a polyvinyl chloride resin.
可塑剤としては、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系可塑剤;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系可塑剤;エポキシ化大豆油等のエポキシ化エステル系可塑剤;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系可塑剤;トリ−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系可塑剤;トリメチルホスフェート(TMP)、トリエチルホスフェート(TEP)等の燐酸エステル系可塑剤などが挙げられ、これらは単独で用いられても、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the plasticizer include phthalate plasticizers such as di-2-ethylhexyl phthalate (DOP), dibutyl phthalate (DBP), diheptyl phthalate (DHP), diisodecyl phthalate (DIDP), etc .; di-2-ethylhexyl adipate (DOA), fatty acid ester plasticizers such as diisobutyl adipate (DIBA), dibutyl adipate (DBA); epoxidized ester plasticizers such as epoxidized soybean oil; polyester plasticizers such as adipic acid esters and adipic acid polyesters; Trimellitic acid ester plasticizers such as tri-2-ethylhexyl trimellitate (TOTM) and triisononyl trimellitate (TINTM); Phosphate ester plasticizers such as trimethyl phosphate (TMP) and triethyl phosphate (TEP) Etc., and these can be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
上記可塑剤の使用量は、樹脂成分100重量部に対して、好ましくは20〜200重量部であり、より好ましくは30〜100重量部である。可塑剤の使用量が20重量部以上であると、充分な耐衝撃性が得られ、200重量部以下であると、難燃性が発揮される。 The amount of the plasticizer used is preferably 20 to 200 parts by weight and more preferably 30 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component. When the amount of the plasticizer used is 20 parts by weight or more, sufficient impact resistance is obtained, and when it is 200 parts by weight or less, flame retardancy is exhibited.
上記耐火性樹脂組成物は、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、前記の各成分に加えて、さらにリン化合物を含んでもよい。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類;下記化学式(1)で表される化合物等が挙げられる。ただし、上記の可塑剤は除く。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類、および、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類がより好ましい。 The fireproof resin composition may further contain a phosphorus compound in addition to the components described above in order to increase the strength of the expanded heat insulating layer and improve the fireproof performance. The phosphorus compound is not particularly limited. For example, red phosphorus; various phosphate esters such as triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate; sodium phosphate, Examples thereof include metal phosphates such as potassium phosphate and magnesium phosphate; ammonium polyphosphates; compounds represented by the following chemical formula (1), and the like. However, the above plasticizer is excluded. Of these, red phosphorus, ammonium polyphosphates, and compounds represented by the following chemical formula (1) are preferable from the viewpoint of fireproof performance, and ammonium polyphosphates are more preferable in terms of performance, safety, cost, and the like. .
化学式(1)中、R1およびR3は、水素、炭素数1〜16の直鎖状あるいは分岐状のアルキル基、または、炭素数6〜16のアリール基を表す。R2は、水酸基、炭素数1〜16の直鎖状あるい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、または、炭素数6〜16のアリールオキシ基を表す。 In the chemical formula (1), R 1 and R 3 represent hydrogen, a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. R 2 is a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 16 carbon atoms, an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, or carbon. The aryloxy group of Formula 6-16 is represented.
赤リンとしては、市販の赤リンを用いることができるが、耐湿性、混練時に自然発火しない等の安全性の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティングしたもの等が好適に用いられる。ポリリン酸アンモニウム類としては特に限定されず、例えば、ポリリン酸アンモニウム、メラミン変性ポリリン酸アンモニウム等が挙げられるが、取り扱い性等の点からポリリン酸アンモニウムが好適に用いられる。市販品としては、例えば、クラリアント社製「AP422」、「AP462」、Budenheim Iberica社製「FR CROS 484」、「FR CROS 487」等が挙げられる。 As red phosphorus, commercially available red phosphorus can be used, but from the viewpoint of safety such as moisture resistance and not spontaneously igniting during kneading, a material in which the surface of red phosphorus particles is coated with a resin is preferably used. The ammonium polyphosphates are not particularly limited, and examples thereof include ammonium polyphosphate and melamine-modified ammonium polyphosphate. Ammonium polyphosphate is preferably used from the viewpoint of handleability and the like. Examples of commercially available products include “AP422” and “AP462” manufactured by Clariant, “FR CROS 484” and “FR CROS 487” manufactured by Budenheim Iberica.
化学式(1)で表される化合物としては特に限定されず、例えば、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジエチル、エチルホスホン酸、プロピルホスホン酸、ブチルホスホン酸、2−メチルプロピルホスホン酸、t−ブチルホスホン酸、2,3−ジメチル−ブチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ジオクチルフェニルホスホネート、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホスフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス(4−メトキシフェニル)ホスフィン酸等が挙げられる。中でも、t−ブチルホスホン酸は、高価ではあるが、高難燃性の点において好ましい。前記のリン化合物は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The compound represented by the chemical formula (1) is not particularly limited. For example, methylphosphonic acid, dimethyl methylphosphonate, diethyl methylphosphonate, ethylphosphonic acid, propylphosphonic acid, butylphosphonic acid, 2-methylpropylphosphonic acid, t- Butylphosphonic acid, 2,3-dimethyl-butylphosphonic acid, octylphosphonic acid, phenylphosphonic acid, dioctylphenylphosphonate, dimethylphosphinic acid, methylethylphosphinic acid, methylpropylphosphinic acid, diethylphosphinic acid, dioctylphosphinic acid, phenylphosphine Examples include acid, diethylphenylphosphinic acid, diphenylphosphinic acid, bis (4-methoxyphenyl) phosphinic acid and the like. Among them, t-butylphosphonic acid is preferable in terms of high flame retardancy although it is expensive. The above phosphorus compounds may be used alone or in combination of two or more.
リン化合物が用いられる場合、例えばリン化合物は、樹脂成分100重量部に対して、上記リン化合物と上記熱膨張性黒鉛との合計量が20〜400重量部となるよう含有される。 When a phosphorus compound is used, for example, the phosphorus compound is contained so that the total amount of the phosphorus compound and the thermally expandable graphite is 20 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component.
さらに本発明に使用する前記耐火性樹脂組成物は、それぞれ本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の他、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。 Further, the refractory resin composition used in the present invention is a range that does not impair the object of the present invention, and if necessary, in addition to antioxidants such as phenols, amines, sulfurs, etc. , Additives such as antistatic agents, stabilizers, crosslinking agents, lubricants, softeners, pigments, tackifying resins, molding aids, and tackifiers such as polybutenes and petroleum resins.
一つの実施形態において、耐火シート3を構成する耐火性樹脂組成物は樹脂成分としてポリ塩化ビニル樹脂の他に、結晶性樹脂を含有する。結晶性樹脂とは、熱可塑性樹脂のうち、分子鎖が規則正しく配列した「結晶」の部分を有する樹脂を指す。結晶性樹脂を含有することにより、耐火材2の巻回体1の製造時に熱を加えても耐火シート3の収縮が抑制される。好ましくは、結晶性樹脂の融点温度は50℃以上である。結晶性樹脂の融点温度が50℃以上であると、夏場の高温時を含めた耐火材2の使用時の温度に対し、耐火材2は耐候性を備えることができる。結晶性樹脂としては、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリエチレンテレフタラート(PET)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂等が挙げられる。耐火シート3の樹脂成分の含有量は、例えば耐火シートを構成する樹脂成分中のポリ塩化ビニル樹脂が95重量%〜50重量%であり、結晶性樹脂が5重量%〜45重量%である。ポリ塩化ビニル樹脂への相溶性の観点から、塩素化ポリエチレン樹脂が好ましい。
In one embodiment, the refractory resin composition constituting the
別の実施形態において、耐火シート3を構成する耐火性樹脂組成物は樹脂成分としてポリ塩化ビニル樹脂の他に、ガラス転移温度が50℃以上である樹脂を含有する。ガラス転移温度が50℃以上である樹脂を含有することにより、耐火材2の巻回体1の製造時に熱を加えても耐火シート3の収縮が抑制される。また、耐火シート3の使用時の耐候性の点でも有利である。ガラス転移温度が50℃以上である樹脂としては、ポリメタクリレートまたはその共重合体もしくはその変性物、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ポリエチレンテレフタラート(PET)等が挙げられる。耐火シート3の樹脂成分の含有量は、例えば耐火シートを構成する樹脂成分中のポリ塩化ビニル樹脂が95重量%〜5量%であり、ガラス転移温度が50℃以上である樹脂が5重量%〜45重量%である。ポリ塩化ビニル樹脂への相溶性の観点から、ポリメタクリレートまたはその共重合体もしくはその変性物が好ましい。
In another embodiment, the refractory resin composition constituting the
前記樹脂組成物は、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があるものであれば特に限定されないが、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倍のものであれば好ましい。前記体積膨張率が3倍以上であると、膨張体積が前記樹脂成分の焼失部分を十分に埋めることができ、また50倍以下であると、膨張層の強度が維持され、火炎の貫通を防止する効果が保たれる。 The resin composition is not particularly limited as long as it is thermally insulated by the expanded layer when exposed to a high temperature such as a fire, and has the strength of the expanded layer, but under a heating condition of 50 kW / m 2. It is preferable if the volume expansion coefficient after heating for 30 minutes is 3 to 50 times. When the volume expansion coefficient is 3 times or more, the expansion volume can sufficiently fill the burned-out portion of the resin component, and when it is 50 times or less, the strength of the expansion layer is maintained and flame penetration is prevented. Effect is maintained.
耐火性樹脂組成物の各成分を単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、混練ロール、ライカイ機、遊星式撹拌機等公知の装置を用いて混練し、ニップロールやカレンダーロール等で所定のロール間のクリアランスに混練物を通すことでシート状に成型する。得られたシート成型品を巻き取りロールにて巻き取ることで、耐火材2を巻回体1として得ることができる。巻き取りの際は、従来公知の技術により、巻き取り張力を制御し、巻き取り時の歪を最小限にして巻き取ることが望ましい。
Each component of the refractory resin composition is kneaded using a known apparatus such as a single-screw extruder, twin-screw extruder, Banbury mixer, kneader mixer, kneading roll, reiki machine, planetary stirrer, nip roll, calendar roll, etc. Then, the kneaded material is passed through a clearance between predetermined rolls to form a sheet. The fire-
ポリ塩化ビニル樹脂と熱膨張性黒鉛とを含有する樹脂組成物からなる耐火シートを備えた本発明の耐火材2は、60℃,6時間の加熱処理の条件下での熱収縮率が5%以下である。60℃,6時間の加熱処理における熱収縮率の程度は、耐火材2の使用時の温度に対する対耐性を評価するための指標となる。この構成によれば、耐火シートの巻回体の製造工程で熱を加えても、収縮による剥がれや、寸法の不足が抑制される。
The
本発明の耐火材2(耐火性シート3)の熱収縮率は、MD方向は好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下であり、TD方向は好ましくは1%以下である。 The heat shrinkage ratio of the refractory material 2 (fireproof sheet 3) of the present invention is preferably 5% or less in the MD direction, more preferably 3% or less, even more preferably 1% or less, and preferably 1% in the TD direction. It is as follows.
なお、耐火材2の熱収縮率は、ポリ塩化ビニル樹脂に対する熱膨張性黒鉛、リン化合物、可塑剤、および無機充填剤の量を適宜選択することにより当業者には実現可能である。応力歪みの緩和成分を減らし、弾性成分を増加させる観点より、無機充填剤と膨張開始黒鉛の合計量が樹脂成分(可塑剤が樹脂組成物に含まれる場合は、可塑剤も含む)に対して等量以上であることが好ましい。さらに、緩和成分を減らす観点より、樹脂成分が樹脂組成物(樹脂組成物が耐火シートである場合は耐火シート)の35質量%以下であることが好ましく、ポリ塩化ビニル樹脂が樹脂組成物の35質量%以下であることがより好ましい。
The heat shrinkage ratio of the
任意選択で、耐火材2の熱収縮率は、耐火性樹脂組成物の製造時のアニールによりさらに改善することもでき、例えば温度110℃で30分〜2時間程度、耐火性樹脂組成物をアニーリングすることにより、耐火材2の熱収縮率を低下させることができる。
Optionally, the thermal shrinkage of the
また好ましくは、本発明の耐火材2は1Hzで温度分散での動的粘弾性を測定した際の0〜140℃間のtanδピークの最大値が1.25以下である。この構成によれば、tanδの値が低い程、弾性成分が強いため、耐火材製造の際に生じる残留歪が小さい傾向にあり、その結果収縮による剥がれや、寸法の不足が抑制される。
Also preferably, the
耐火材2は、構造体、特には窓、障子、扉(すなわちドア)、戸、ふすま、及び欄間等の建具;船舶;並びにエレベータ等の構造体に耐火性を付与するために使用され得る。特にはこれらの構造体の開口部又は間隙の密封及び防火に使用される。例えば、耐火材2は、建具の気密性又は水密性を改善するためのタイト材やシール材等の気密材として使用され得る。構造体は金属製、合成樹脂製、木製、またはそれらの組み合わせ等の任意の材料から構成されていてもよい。なお「開口部」は構造体と他の構造体との間または構造体中に存在する開口部を指し、「間隙」は開口部の中でも向かい合う2つの部材又は部分間に生じる開口部を指す。
The
以上、本発明を第1実施形態の巻回体1および耐火材2に関して説明したが、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。
As mentioned above, although this invention was demonstrated regarding the
耐火材2は図2の耐火シート3以外の、別の任意の追加層を備えていてもよい。
The
耐火材2を図2に示すように一層の耐火シート3から構成される代わりに、図3に示すように複数の上記耐火シート3から構成された複合耐火材としてもよい。耐火材2が複数の上記耐火シート3から構成される場合、耐火シート3の各々は同じ組成の耐火性樹脂組成物から構成されてもよいし、別の耐火性樹脂組成物から構成されてもよい。例えば、耐火シート3の一層をポリ塩化ビニル樹脂と結晶性樹脂とを含む層とし、もう一層をポリ塩化ビニル樹脂を含むが結晶性樹脂を含まない層としてもよい。耐火シート3の一層をポリ塩化ビニル樹脂とガラス転移温度が50℃以上である樹脂とを含む層とし、もう一層をポリ塩化ビニル樹脂を含むがガラス転移温度が50℃以上である樹脂を含まない層としてもよい。耐火材2が複数の上記耐火シート3から構成される場合も、耐火材2は、耐火シート3以外の別の任意の追加層を備えていてもよい。
The
積層は、複数の耐火シート3を接着剤等の接着手段にて貼り合わせることにより行ってもよいし、熱圧着または一体成形等の公知技術により行ってもよい。この場合も、複数の耐火シート3からなる耐火材2の厚みは図2のZと同じとするのが好ましい。
Lamination may be performed by bonding a plurality of
耐火材2の熱収縮を抑制するために、耐火材2を、図4(a)に示すように、基材層としての繊維シート4の層が2つの耐火シート3の間に挟まれている複合耐火材の構成としてもよい。さらには、図4(b)に示すように、耐火材2を、繊維シート4を1または複数の耐火シート3と積層させ、繊維シート4を最外層として配置した複合耐火材の構成としてよい。さらには、図4(c)に示すように、耐火シート3の両面に繊維シート4が接着されていてもよい。繊維シート4は1層又は複数層であってもよく、厚みは限定されず、例えば0.01mm〜1mmであってよい。繊維シート4を構成する繊維材料は、無機繊維あるいは金属繊維状材料が好ましく、織布であっても不織布であってもよく、不燃性の材料であってもなくてもよい。例えば、繊維シート4を構成する材料として、ガラス繊維の織布( ガラスクロス、ロービングクロス、コンティニュアスストランドマット等) あるいは不織布( チョップドストランドマット等) 、セラミック繊維の織布( セラミッククロス等) あるいは不織布( セラミックマット等) 、炭素繊維の織布あるいは不織布、または金網から形成されたシート状のネットまたはマットが好適に用いられる。
In order to suppress the heat shrinkage of the
耐火シート3と繊維シート4とは、接着剤、熱圧着または一体成形等の公知技術により接着してよい。このような繊維シート4を設けることで、耐火材2の強度が補強され、耐火材2の熱収縮が抑制される。
The
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
1.耐火材の製造方法
表1に示す配合で、実施例1〜20および比較例1の耐火材を製造した。表中の各成分の単位は質量部である。
1. Production method of refractory material The refractory materials of Examples 1 to 20 and Comparative Example 1 were produced with the formulation shown in Table 1. The unit of each component in the table is part by mass.
表1に示した配合物をニーダーにて混合した後、その混合物をカレンダーロールにてシート化に成型し、幅150mm、厚み1.5mm、長さ5mの耐火性樹脂成形体としての耐火シートを得た。また、ニーダー温度は130℃、ニーダーでの混練時間は黒鉛を投入後、5分に統一して試験を行った。 After mixing the composition shown in Table 1 with a kneader, the mixture was formed into a sheet with a calender roll, and a fire-resistant sheet as a fire-resistant resin molded body having a width of 150 mm, a thickness of 1.5 mm, and a length of 5 m was obtained. Obtained. In addition, the kneader temperature was 130 ° C., and the kneading time in the kneader was unified to 5 minutes after the graphite was added, and the test was conducted.
実施例1,3,16,17では、配合(1)の塩化ビニル樹脂を含有する耐火性樹脂組成物から形成された耐火性シートと、配合(2)の塩化ビニル樹脂を含有する耐火性樹脂組成物から形成された耐火性シートとを作成した。樹脂組成物は130℃にてニーダーにて混練し、カレンダーロールにて厚さ0.75mmのシートに成型した。このようにして製造した2つの耐火性シートを基材としてのガラスペーパー(平米目付け60g・厚さ50μm)(実施例1,3)またはPET不織布(実施例16,17)を介してニップロールにて120℃で接着し、耐火材を作製した。 In Examples 1, 3, 16, and 17, a refractory sheet formed from the refractory resin composition containing the vinyl chloride resin of Formula (1) and the refractory resin containing the vinyl chloride resin of Formula (2) A refractory sheet formed from the composition was prepared. The resin composition was kneaded with a kneader at 130 ° C. and molded into a sheet having a thickness of 0.75 mm with a calendar roll. By using nip rolls through the glass paper (the basis weight of 60 g, thickness of 50 μm) (Examples 1 and 3) or the PET nonwoven fabric (Examples 16 and 17) as base materials using the two fireproof sheets thus produced Bonding at 120 ° C. produced a refractory material.
実施例2では、配合(1)の塩化ビニル樹脂を含有する耐火性樹脂組成物から形成された耐火性シートの両面に、基材としてのガラスペーパーを接着し、耐火材を作製した。 In Example 2, the glass paper as a base material was adhere | attached on both surfaces of the fireproof sheet formed from the fireproof resin composition containing the vinyl chloride resin of a mixing | blending (1), and the fireproof material was produced.
実施例4〜15、18〜20および比較例1では、配合(1)の塩化ビニル樹脂を含有する耐火性樹脂組成物から形成された耐火性シートの単層からなる耐火材を作製した。 In Examples 4 to 15, 18 to 20, and Comparative Example 1, a refractory material composed of a single layer of a refractory sheet formed from a refractory resin composition containing the vinyl chloride resin of Formula (1) was produced.
2.熱収縮率の測定
実施例1〜20および比較例1の耐火材からMD,TD方向に沿って100mm角の評価サンプルを切り出した。サンプル取り出し位置は長さ中央(3m)の中心部から切り出した。切り出したサンプルのMD方向、TD方向にラインを3本ずつ引き(外辺より、2.5cm、5cm、7.5cmの位置、計6本)、加熱処理前後の各ラインの長さを計測した。計測はデジタルノギスにて計測した。60℃,6時間加熱処理し、以下の式に従い熱収縮率を測定した。測定値は方向毎、3点の平均値にて算出した。結果を表1に示す。
熱収縮率(%)=(加熱処理前の長さ−加熱処理後の長さ)/加熱処理前の長さ×100
2. Measurement of Thermal Shrinkage A 100 mm square evaluation sample was cut out from the refractory materials of Examples 1 to 20 and Comparative Example 1 along the MD and TD directions. The sample removal position was cut out from the center of the length center (3 m). Three lines were drawn in the MD direction and TD direction of the cut sample (positions of 2.5 cm, 5 cm, and 7.5 cm from the outer side, a total of 6 lines), and the length of each line before and after the heat treatment was measured. . The measurement was performed with a digital caliper. It heat-processed at 60 degreeC for 6 hours, and measured the thermal contraction rate according to the following formula | equation. The measured value was calculated by the average value of three points for each direction. The results are shown in Table 1.
Heat shrinkage rate (%) = (length before heat treatment−length after heat treatment) / length before heat treatment × 100
3.tanδ測定
得られた耐火シートを直径20mmの円形に切り抜き、粘弾性測定装置(レオメトリックス社製「ARES」)を用いて、せん断法にて、歪み量1.0%及び周波数1Hzの条件で、昇温速度5℃/分で0℃〜140℃の範囲で動的粘弾性の温度分散測定を行った。当該温度範囲のtanδの最大値を測定した。
3. tan δ measurement The obtained fire-resistant sheet was cut out into a circle with a diameter of 20 mm, and using a viscoelasticity measuring device (“ARES” manufactured by Rheometrics Co., Ltd.), using a shear method, with a strain amount of 1.0% and a frequency of 1 Hz, Temperature dispersion measurement of dynamic viscoelasticity was performed in the range of 0 ° C. to 140 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min. The maximum value of tan δ in the temperature range was measured.
実施例1〜20の耐火材ではMD収縮率が5%以下と低く、比較例1の耐火材では5%を超えていた。また、実施例1〜20の耐火材ではtanδピークの最大値が1.25以下であった。 In the refractory materials of Examples 1 to 20, the MD shrinkage rate was as low as 5% or less, and in the refractory material of Comparative Example 1, it exceeded 5%. Moreover, in the refractory materials of Examples 1 to 20, the maximum value of the tan δ peak was 1.25 or less.
1・・・巻回体、2…耐火材、3…耐火シート、4…繊維シート。
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