JP2021094809A - 難燃断熱シートおよび難燃断熱材 - Google Patents

難燃断熱シートおよび難燃断熱材 Download PDF

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Abstract

【課題】高い難燃性と高い断熱性を有する難燃断熱シートの提供。【解決手段】バインダー樹脂、低融点無機物、高融点無機物、および空隙を含む樹脂組成物(A)から形成される難燃断熱層と、断熱層とを含む難燃断熱シート。【選択図】図1

Description

本発明は、難燃断熱シートおよび難燃断熱材に関する。
建築物や車両などに求められる安全性の一つとして難燃性が挙げられる。このような難燃性を付与するための材料として、難燃断熱材料が提案されている(例えば、特許文献1−4)。
難燃断熱材料に難燃性を発現させる手段としては、例えば、使用場面に応じた難燃剤(例えば、ハロゲン系難燃剤や無機系難燃剤など)を適切に選択して難燃断熱材料内に混ぜ込んだり、使用場面に応じた難燃性樹脂を難燃断熱材料の主成分として用いたり、難燃性塗料(例えば、無機系塗料など)をコーティングしたりすることが行われている。
最近、例えば、発熱部材を備えた電気電子機器などの分野において、高い難燃性にさらに断熱性が付与された難燃断熱材料の開発が求められている。
特に、シート状の難燃断熱材料は、狭い空間や凹凸のある箇所への配置が容易であり、好ましい。
特開平7−186333号公報 特許第4491778号公報 特許第4539349号公報 特開2014−231597号公報
本発明の課題は、高い難燃性と高い断熱性を有する難燃断熱シートを提供することにある。また、そのような高い難燃性と高い断熱性を有する難燃断熱シートを有する難燃断熱材を提供することにある。
本発明の一つの実施形態の難燃断熱シートは、
樹脂組成物(A)から形成される難燃断熱層と、断熱層とを含む、難燃断熱シートであって、
該樹脂組成物(A)は、バインダー樹脂、低融点無機物、高融点無機物、および空隙を含む。
一つの実施形態においては、上記高融点無機物が上記空隙を有する。
一つの実施形態においては、上記高融点無機物が、ガラスバルーン、シリカバルーン、シラスバルーン、およびセラミックバルーンから選ばれる少なくとも1種である。
一つの実施形態においては、上記バインダー樹脂が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴムから選ばれる少なくとも1種である。
一つの実施形態においては、上記バインダー樹脂100重量部に対する上記低融点無機物の含有割合が、固形分換算で、50重量部〜500重量部である。
一つの実施形態においては、上記バインダー樹脂100重量部に対する該高融点無機物の含有割合が、固形分換算で、10重量部〜400重量部である。
一つの実施形態においては、上記樹脂組成物(A)中の、上記バインダー樹脂と上記低融点無機物と上記高融点無機物との合計の含有割合が、固形分換算で、80重量%〜100重量%である。
一つの実施形態においては、上記断熱層が、繊維系断熱材、プラスチック系断熱材、ナノ多孔体から選ばれる少なくとも1種である。
本発明の一つの実施形態の難燃断熱シートは、
樹脂組成物(B)から形成される難燃断熱層と、断熱層とを含む、難燃断熱シートであって、
該樹脂組成物(B)は、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂、低融点無機物、および、空隙および/または空隙形成剤を含む。
一つの実施形態においては、上記空隙形成剤が、化学発泡により空隙を形成する発泡剤である。
一つの実施形態においては、上記空隙が、化学発泡、機械発泡、溶媒除去発泡、超臨界流体発泡から選ばれる少なくとも1種から形成される空隙である。
一つの実施形態においては、上記加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂がシリコーン樹脂である。
一つの実施形態においては、上記加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂100重量部に対する上記低融点無機物の含有割合が、固形分換算で、50重量部〜500重量部である。
一つの実施形態においては、上記樹脂組成物(B)中の、上記加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂と上記低融点無機物と上記空隙形成剤の合計の含有割合が、固形分換算で、80重量%〜100重量%である。
一つの実施形態においては、上記断熱層が、繊維系断熱材、プラスチック系断熱材、ナノ多孔体から選ばれる少なくとも1種である。
一つの実施形態においては、上記難燃断熱シートは、厚みが20μm〜3000μmである。
一つの実施形態においては、上記低融点無機物がガラスフリットである。
一つの実施形態においては、上記ガラスフリットが、リン酸塩系ガラスフリット、ホウ珪酸塩系ガラスフリット、ビスマス系ガラスフリットから選ばれる少なくとも1種である。
本発明の一つの実施形態の難燃断熱材は、上記難燃断熱シートと基材を含む。
本発明によれば、高い難燃性と高い断熱性を有する難燃断熱シートを提供することができる。また、そのような高い難燃性と高い断熱性を有する難燃断熱シートを有する難燃断熱材を提供することができる。
図1は、熱伝導率の測定装置を説明する図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。
≪≪1.難燃断熱シート≫≫
本発明の難燃断熱シートは、難燃断熱層と、断熱層とを含む。難燃断熱層は、1層のみであってもよいし、2層以上であってもよい。断熱層は、1層のみであってもよいし、2層以上であってもよい。
本発明の難燃断熱シートは、2層で構成されるものであっても、3層で構成されるものであっても、4層以上で構成されるものであってもよい。本発明の難燃断熱シートが3層で構成されるものである場合は、最外層が、難燃断熱層および断熱層から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。本発明の難燃断熱シートが4層以上で構成されるものである場合は、最外層が、両方ともに難燃断熱層である構成、両方ともに断熱層である構成、一方が難燃断熱層であってもう一方が断熱層である構成から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の難燃断熱シートは、難燃断熱層と、断熱層とを含んでいれば、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な他の層を有していてもよい。このような他の層としては、例えば、層同士を貼り合わせるために用い得る粘着剤層(接着剤層の場合もある)などが挙げられる。
本発明の一つの実施形態の難燃断熱シートにおいては、難燃断熱層が樹脂組成物(A)から形成される。樹脂組成物(A)は、バインダー樹脂、低融点無機物、高融点無機物、および空隙を含む。本明細書においては、この実施形態の本発明の難燃断熱シートを難燃断熱シート(A)と称することがある。
本発明の別の一つの実施形態の難燃断熱シートにおいては、難燃断熱層が樹脂組成物(B)から形成される。樹脂組成物(B)は、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂、低融点無機物、および、空隙および/または空隙形成剤を含む、本明細書においては、この実施形態の本発明の難燃断熱シートを難燃断熱シート(B)と称することがある。
本明細書において、単に「本発明の難燃断熱シート」とある場合は、難燃断熱シート(A)と難燃断熱シート(B)の両方を包含することを意味する。難燃断熱シートは、難燃断熱テープの概念も含む。
難燃断熱シート(A)は、難燃断熱層が樹脂組成物(A)から形成されることにより、高い難燃性と高い断熱性を発現し得る。難燃断熱シート(A)は、さらに、断熱層を含むことにより、より高い断熱性を発現し得る。
難燃断熱シート(B)は、難燃断熱層が樹脂組成物(B)から形成されることにより、高い難燃性と高い断熱性を発現し得る。難燃断熱シート(B)は、さらに、断熱層を含むことにより、より高い断熱性を発現し得る。
難燃断熱シート(A)に含まれる難燃断熱層は、樹脂組成物(A)から形成される材料であり、その形成方法としては、本発明の効果を損なわない範囲で任意の適切な形成方法を採用し得る。このような形成方法としては、例えば、任意の適切な基材(例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム)上に、樹脂組成物(A)を乾燥後の厚みが所望の厚みになるように塗布し、加熱乾燥した後、上記基材を剥離することによって、難燃断熱層を形成する方法などが挙げられる。
難燃断熱シート(B)に含まれる難燃断熱層は、樹脂組成物(B)から形成される材料であり、その形成方法としては、本発明の効果を損なわない範囲で任意の適切な形成方法を採用し得る。このような形成方法としては、例えば、任意の適切な基材(例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム)上に、樹脂組成物(B)を乾燥後の厚みが所望の厚みになるように塗布し、加熱乾燥した後、上記基材を剥離することによって、難燃断熱層を形成する方法などが挙げられる。
樹脂組成物(A)および樹脂組成物(B)は、溶剤系の組成物であってもよいし、水分散系の組成物であってもよいし、無溶剤系の組成物(例えば、ホットメルト系など)であってもよい。例えば、塗料組成物であってもよい。
樹脂組成物(A)および樹脂組成物(B)の塗布方法としては、例えば、アプリケーター、キスコーティング、グラビアコーティング、バーコーティング、スプレーコーティング、ナイフコーティング、ワイヤーコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング、カーテンコーティング、ディスペンサーコーティング、スクリーン印刷、メタルマスク印刷などの、任意の適切な塗布方法が挙げられる。
本発明の難燃断熱シートに含まれる難燃断熱層は、樹脂組成物(A)または樹脂組成物(B)から形成されたものである。この場合、本発明の難燃断熱シートに含まれる難燃断熱層の形成材料である樹脂組成物(A)または樹脂組成物(B)と、本発明の難燃断熱シートに含まれる難燃断熱層の組成とは、同一ではないことがあり得る。例えば、樹脂組成物(A)を乾燥後の厚みが所望の厚みになるように任意の適切な基材上に塗布して加熱乾燥することにより、樹脂組成物(A)の少なくとも一部が硬化反応を起こす場合があり、このような場合は、難燃断熱シート(A)に含まれる難燃断熱層の形成材料である樹脂組成物(A)と、難燃断熱シート(A)の組成とは、同一とはならない。このため、本発明の難燃断熱シートに含まれる難燃断熱層をそれ自体の組成によって規定することは困難であるという事情が存在する。そこで、本発明の難燃断熱シートに含まれる難燃断熱層の形成材料である樹脂組成物(A)または樹脂組成物(B)を規定することによって、本発明の難燃断熱シートに含まれる難燃断熱層の「物」としての規定を行うものとする。
本発明の難燃断熱シートの厚みは、好ましくは50μm〜100000μmであり、より好ましくは100μm〜50000μmであり、さらに好ましくは200μm〜30000μmであり、特に好ましくは300μm〜10000μmであり、最も好ましくは500μm〜5000μmである。上記厚みが上記範囲内にあれば、本発明の難燃断熱シートが本発明の効果をより発現し得る。難燃断熱シートの厚みが小さすぎると、難燃断熱シートが十分な難燃性と十分な断熱性を発現できないおそれがある。難燃断熱シートの厚みが大きすぎると、シートとして扱いにくくなるおそれがある。
本発明の難燃断熱シートに含まれる難燃断熱層の厚みは、好ましくは20μm〜3000μmであり、より好ましくは40μm〜2000μmであり、さらに好ましくは60μm〜1000μmであり、特に好ましくは80μm〜500μmであり、最も好ましくは100μm〜300μmである。上記厚みが上記範囲内にあれば、本発明の難燃断熱シートが本発明の効果をより発現し得る。難燃断熱層の厚みが小さすぎると、難燃断熱シートが十分な難燃性と十分な断熱性を発現できないおそれがある。難燃断熱層の厚みが大きすぎると、シートとして扱いにくくなるおそれがある。
本発明の難燃断熱シートに含まれる断熱層の厚みは、好ましくは50μm〜100000μmであり、より好ましくは100μm〜50000μmであり、さらに好ましくは200μm〜30000μmであり、特に好ましくは300μm〜10000μmであり、最も好ましくは500μm〜5000μmである。上記厚みが上記範囲内にあれば、本発明の難燃断熱シートが本発明の効果をより発現し得る。断熱層の厚みが小さすぎると、難燃断熱シートが十分な断熱性を発現できないおそれがある。断熱層の厚みが大きすぎると、シートとして扱いにくくなるおそれがある。
本発明の難燃断熱シートが、層同士を貼り合わせるために用い得る粘着剤層を含む場合は、該粘着剤層の厚みは、好ましくは1μm〜200μmであり、より好ましくは2μm〜100μmであり、さらに好ましくは5μm〜80μmであり、特に好ましくは8μm〜50μmであり、最も好ましくは10μm〜30μmである。上記厚みが上記範囲内にあれば、本発明の難燃断熱シートが本発明の効果をより発現し得る。粘着剤層の厚みが小さすぎると、層同士の貼り合わせが十分にできないおそれがある。粘着剤層の厚みが大きすぎると、シートとして扱いにくくなるおそれがある。
本発明の難燃断熱シートは、幅150mm、長さ200mmのシート状に切り出した測定サンプルを水平に設置して、ガスバーナーで該シート状測定サンプルの下面(シート面)に10秒間接炎したときに、好ましくは、着火せずに、シート形状を維持し、より好ましくは、着火せずに、シート形状を維持し、シート形状の変形もない。本発明の難燃断熱シートは、このように、高い難燃性を発現し得る。
本発明の難燃断熱シートは、ISO 5660−1:2002に準じたコーンカロリーメーター試験において、好ましくは、10分間当たりの総発熱量が30MJ/m以下、最大発熱速度が300kW/m以下、着火時間が60秒以上である。本発明の難燃断熱シートは、このように、高い難燃性を発現し得る。
本発明の難燃断熱シートは、空気雰囲気下、昇温速度50℃/分において、室温から1000℃までスキャンさせる熱重量分析によって測定される重量減少量が、好ましくは48重量%以下であり、より好ましくは1重量%〜48重量%であり、さらに好ましくは5重量%〜45重量%であり、特に好ましくは10重量%〜40重量%であり、最も好ましくは15重量%〜35重量%である。本発明の難燃断熱シートは、このように、高い難燃性を発現し得る。なお、上記重量減少量は、例えば、試料をTGA(熱重量分析)測定装置にセットし、空気雰囲気下、昇温速度50℃/分で室温から1000℃までスキャンさせることにより測定を行い、1000℃における重量減少量の大きさを求めればよい。
本発明の難燃断熱シートは、熱伝導率が、好ましくは0.20W/m・K以下であり、より好ましくは0.14W/m・K以下であり、さらに好ましくは0.12W/m・K以下であり、特に好ましくは0.10W/m・K以下であり、最も好ましくは0.08W/m・K以下である。上記熱伝導率が上記範囲にあれば、本発明の難燃断熱シートは、高い断熱性を発現し得る。
本発明の難燃断熱シートは、好ましくは、優れた屈曲性を発現し得る。本発明の難燃断熱シートが優れた屈曲性を発現できれば、例えば、凹凸部分など、多種多様な形状の部材への適用が可能となる。
本発明の難燃断熱シート全体の比重は、好ましくは0.98以下であり、より好ましくは0.90以下であり、さらに好ましくは0.70以下であり、特に好ましくは0.50以下であり、最も好ましくは0.40以下である。上記比重の下限値は、好ましくは0.03以上であり、より好ましくは0.07以上であり、さらに好ましくは0.10以上であり、特に好ましくは0.15以上である。上記比重が高すぎると、難燃断熱シート(A)全体に含まれる空隙の割合が小さすぎて、十分な断熱性を発現できないおそれがある。上記比重が小さすぎると、難燃断熱シート(A)全体に含まれる空隙の割合が大きすぎて、難燃性を発現するための成分が少なくなり、十分な難燃性を発現できないおそれがあったり、体積が大きくなりすぎて、屈曲性に劣ったりするおそれがある。
本発明の難燃断熱シートは、本発明の効果を損なわない範囲で、表面に保護層を有していてもよい。
保護層の主成分は、好ましくはポリマーである。保護層としては、例えば、紫外線硬化系ハードコート層、熱硬化系ハードコート層、および有機無機ハイブリッド系ハードコート層からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。このような保護層は、1層のみからなっていてもよいし、2層以上からなっていてもよい。
紫外線硬化系ハードコート層は、紫外線硬化性樹脂を含む樹脂組成物から形成し得る。熱硬化系ハードコート層は、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物から形成し得る。有機無機ハイブリッド系ハードコート層は、有機無機ハイブリッド樹脂を含む樹脂組成物から形成し得る。
上記のような樹脂に用いられる硬化性化合物として、より具体的には、シラノール基、シラノール基の前駆体(例えば、アルコキシシリル基やクロロシリル基)、アクリロイル基、メタクリロイル基、環状エーテル基、アミノ基、イソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも1種を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー、または、シラザン化合物等が挙げられる。燃焼時に表面が炭化し難いという観点から、シラノール基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマーが好ましい。
ハードコート層を形成し得る樹脂組成物は、目的に応じて任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。このような添加剤としては、例えば、光重合開始剤、シランカップリング剤、離型剤、硬化剤、硬化促進剤、希釈剤、老化防止剤、変成剤、界面活性剤、染料、顔料、変色防止剤、紫外線吸収剤、柔軟剤、安定剤、可塑剤、消泡剤などが挙げられる。ハードコート層を形成し得る樹脂組成物に含有される添加剤の種類、数および量は、目的に応じて適切に設定され得る。
保護層の厚みは、本発明の効果を損なわない範囲で任意の適切な厚みを採用し得る。このような厚みとしては、好ましくは0.1μm〜200μmであり、より好ましくは0.2μm〜100μmであり、さらに好ましくは0.5μm〜50μmである。
≪1−1.難燃性および断熱性の発現のメカニズム≫
本発明の難燃断熱シートにおける、難燃性を発現するメカニズムは、難燃断熱シートが高温に曝された際に該難燃断熱シート内で相変化が起こって難燃性無機被膜が形成され、その難燃性無機被膜が火炎や燃焼ガスなどを効果的に遮断するという原理に基づく。相変化による難燃性無機被膜の形成のために必要な成分を検討した結果、次のことが判明した。
バインダー樹脂、低融点無機物、高融点無機物の3成分を共存させて高温に曝すと、バインダー樹脂が熱分解し、消失または炭化物を形成する。その後、低融点無機物が溶融し、液状化すると、低融点無機物は、高融点無機物もしくは炭化物のバインダー成分となり、被膜を形成する。液状化した低融点無機物と、高融点無機物、もしくは炭化物はすべて難燃性物質であるため、形成された被膜は、難燃性被膜となる。この場合、形成された被膜が空隙を有するように工夫すれば、難燃性とともに断熱性を発現できる。このような、形成された被膜が空隙を有するような工夫として、樹脂組成物(A)が、バインダー樹脂、低融点無機物、高融点無機物、および空隙を含むようにすることが挙げられる。この際、空隙としては、難燃性のバル−ン材料や発泡材料などの空隙含有材料を樹脂組成物(A)に含有させることが挙げられる。一つの実施形態としては、例えば、高融点無機物として、空隙を有する高融点無機物(ガラスバルーンやシリカバルーンなど)を採用すると、高融点無機物の存在が空隙の存在を兼ねることができる。
加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂、低融点無機物の2成分を共存させて高温に曝すと、バインダー樹脂が一部熱分解し、残存物として高融点無機物を形成する。その後、低融点無機物が溶融し、液状化すると、低融点無機物は、高融点無機物のバインダー成分となり、被膜を形成する。液状化した低融点無機物と、高融点無機物は、すべて難燃性物質であるため、形成された被膜は、難燃性被膜となる。この場合、形成された被膜が空隙を有するように工夫すれば、難燃性とともに断熱性を発現できる。このような、形成された被膜が空隙を有するような工夫として、樹脂組成物(B)が、バインダー樹脂、低融点無機物、および、空隙および/または空隙形成剤を含むようにすることが挙げられる。この際、空隙形成剤としては、例えば、高温によって空隙を形成する発泡性材料などが挙げられる。
≪1−2.樹脂組成物(A)から形成される難燃断熱層≫
難燃断熱シート(A)は、バインダー樹脂、低融点無機物、高融点無機物、および空隙を含む樹脂組成物(A)から形成される難燃断熱層を含む。すなわち、樹脂組成物(A)は、バインダー樹脂、低融点無機物、高融点無機物、および空隙を含む。バインダー樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。低融点無機物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。高融点無機物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。空隙は、同一形状であってもよいし、異なる形状であってもよいし、それらの混合形態であってもよい。
樹脂組成物(A)中の、バインダー樹脂と低融点無機物と高融点無機物の合計の含有割合は、固形分換算で、好ましくは80重量%〜100重量%であり、より好ましくは85重量%〜100重量%であり、さらに好ましくは90重量%〜100重量%であり、特に好ましくは95重量%〜100重量%であり、最も好ましくは98重量%〜100重量%である。樹脂組成物(A)中の、バインダー樹脂と低融点無機物と高融点無機物の合計の含有割合が、固形分換算で上記範囲内にあれば、難燃断熱シート(A)が本発明の効果をより発現し得る。樹脂組成物(A)中の、バインダー樹脂と低融点無機物と高融点無機物の合計の含有割合が、固形分換算で少なすぎると、難燃断熱シートが十分な難燃性と十分な断熱性を発現できないおそれがある。
樹脂組成物(A)中における、バインダー樹脂100重量部に対する低融点無機物の含有割合は、固形分換算で、好ましくは50重量部〜500重量部であり、好ましくは60重量部〜450重量部であり、より好ましくは70重量部〜400重量部であり、さらに好ましくは80重量部〜350重量部であり、特に好ましくは85重量部〜300重量部であり、最も好ましくは90重量部〜250重量部である。樹脂組成物(A)中における、バインダー樹脂100重量部に対する低融点無機物の含有割合が、固形分換算で上記範囲内にあれば、難燃断熱シート(A)が本発明の効果をより発現し得る。樹脂組成物(A)中における、バインダー樹脂100重量部に対する低融点無機物の含有割合が、固形分換算で上記範囲から外れると、難燃断熱シートが十分な難燃性を発現できないおそれがある。
樹脂組成物(A)中における、バインダー樹脂100重量部に対する高融点無機物の含有割合は、固形分換算で、好ましくは10重量部〜400重量部であり、より好ましくは30重量部〜350重量部であり、さらに好ましくは50重量部〜300重量部であり、特に好ましくは70重量部〜250重量部であり、最も好ましくは90重量部〜230重量部である。樹脂組成物(A)中における、バインダー樹脂100重量部に対する高融点無機物の含有割合が、固形分換算で上記範囲内にあれば、難燃断熱シート(A)が本発明の効果をより発現し得る。樹脂組成物(A)中における、バインダー樹脂100重量部に対する高融点無機物の含有割合が、固形分換算で上記範囲から外れると、難燃断熱シートが十分な難燃性を発現できないおそれがある。
樹脂組成物(A)中における空隙の割合は、例えば、樹脂組成物(A)から形成される難燃断熱層の比重が、好ましくは0.98以下であり、より好ましくは0.90以下であり、さらに好ましくは0.85以下であり、特に好ましくは0.80以下であり、最も好ましくは0.75以下である。上記比重の下限値は、好ましくは0.20以上であり、より好ましくは0.25以上であり、さらに好ましくは0.30以上であり、特に好ましくは0.35以上である。上記比重が高すぎると、樹脂組成物(A)中における空隙の割合、ひいては、難燃断熱シート(A)に含まれる難燃断熱層中における空隙の割合が小さすぎて、十分な断熱性を発現できないおそれがある。上記比重が小さすぎると、樹脂組成物(A)中における空隙の割合、ひいては、難燃断熱シート(A)に含まれる難燃断熱層中における空隙の割合が大きすぎて、難燃性を発現するための成分が少なくなり、十分な難燃性を発現できないおそれがある。
樹脂組成物(A)は、バインダー樹脂、低融点無機物、高融点無機物、および空隙以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な他の成分を含んでいてもよい。このような他の成分は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。このような他の成分としては、例えば、溶剤、架橋剤、顔料、染料、レベリング剤、可塑剤、増粘剤、乾燥剤、消泡剤、発泡剤、炭化促進剤、防錆剤などが挙げられる。
<1−2−1.バインダー樹脂>
バインダー樹脂としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切なバインダー樹脂を採用し得る。バインダー樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。このようなバインダー樹脂は、本発明の効果がより発現し得る点で、好ましくは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴムから選ばれる少なくとも1種である。
熱可塑性樹脂としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な熱可塑性樹脂を採用し得る。熱可塑性樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。
汎用プラスチックとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン;ポリ塩化ビニル(PVC)、塩化ビニリデン樹脂(PVDC)などの塩化ビニル系樹脂;ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂;ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、AAS樹脂、ACS樹脂、AES樹脂、MS樹脂、SMA樹脂、MBS樹脂などのスチレン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル;アルキド樹脂;不飽和ポリエステル樹脂;などが挙げられる。
エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン11、ナイロン12などのポリアミド(ナイロン);ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンエーテル(PPE)などのポリエーテル;ポリカーボネート;などが挙げられる。
スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)などのフッ素系樹脂;ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルスルホン(PES)などの含硫黄ポリマー;ポリイミド(PI);ポリアミドイミド(PAI);ポリエーテルイミド(PEI);ポリエーテルエーテルケトン(PEEK);などが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な熱硬化性樹脂を採用し得る。熱硬化性樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。このような熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂;ウレタン樹脂;ビニルエステル樹脂;フェノキシ樹脂;エポキシ樹脂;ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などのアミノ樹脂;フェノール樹脂;アクリルウレタン樹脂;アクリルシリコーン樹脂;などが挙げられる。
ゴムとしては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切なゴムを採用し得る。ゴムは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。このようなゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、合成ゴムなどが挙げられる。
合成ゴムとしては、例えば、スチレン・イソプレンブロックポリマー(SIS)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ポリイソブチレン(PIB)、エチレンプロピレンゴム(例えば、EPM、EPDMなど)、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、アクリルゴム(ACM)、フッ素ゴム(FKM)、エピクロロヒドリンゴム(CO)、ウレタンゴム(例えば、AU、EUなど)、シリコーンゴム(例えば、FMQ、FMVQ、MQ、PMQ、PVMQ、VMQなど)などが挙げられる。
<1−2−2.低融点無機物>
低融点無機物としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な低融点無機物を採用し得る。低融点無機物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。このような低融点無機物としては、好ましくは、1100℃以下の温度において溶融する無機物である。このような低融点無機物としては、本発明の効果がより発現し得る点で、好ましくは、ガラスフリットが挙げられる。ガラスフリットは、本発明の効果がより発現し得る点で、好ましくは、リン酸塩系ガラスフリット、ホウ珪酸塩系ガラスフリット、ビスマス系ガラスフリットから選ばれる少なくとも1種である。
ガラスフリットの屈伏点は、好ましくは300℃〜700℃であり、より好ましくは300℃〜650℃であり、さらに好ましくは300℃〜600℃である。ガラスフリットの屈伏点が上記範囲内にあれば、難燃断熱シート(A)が本発明の効果をより発現し得る。
ガラスフリットの平均粒子径は、好ましくは0.1μm〜50μmであり、より好ましくは0.5μm〜45μmであり、さらに好ましくは1μm〜40μmであり、特に好ましくは2μm〜35μmであり、最も好ましくは3μm〜30μmである。ガラスフリットの平均粒子径が上記範囲内にあれば、難燃断熱シート(A)が本発明の効果をより発現し得る。
<1−2−3.高融点無機物>
高融点無機物としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な高融点無機物を採用し得る。高融点無機物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。このような高融点無機物としては、好ましくは、1100℃以下の温度において溶融しない無機物である。このような高融点無機物は、本発明の効果がより発現し得る点で、好ましくは、窒化ホウ素、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、シリカ、チタン酸バリウム、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、水酸化アルミニウム、シリコーンパウダー、ガラスバルーン、シリカバルーン、タルクから選ばれる少なくとも1種である。
高融点無機物の平均粒子径は、好ましくは0.01μm〜50μmであり、より好ましくは0.05μm〜40μmであり、さらに好ましくは0.1μm〜35μmであり、特に好ましくは0.5μm〜30μmであり、最も好ましくは1μm〜25μmである。高融点無機物の平均粒子径が上記範囲内にあれば、難燃断熱シート(A)が本発明の効果をより発現し得る。
高融点無機物として、空隙を有する高融点無機物を採用すると、高融点無機物の存在が空隙の存在を兼ねることができる。このような空隙を有する高融点無機物としては、例えば、ガラスバルーンやシリカバルーンなどが挙げられる。高融点無機物として、空隙を有する高融点無機物を採用する場合、該空隙を有する高融点無機物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
<1−2−4.空隙>
樹脂組成物(A)が空隙を含むことにより、得られる難燃断熱材料(A)が高い断熱性を発現できる。空隙は、得られる難燃断熱材料(A)が空隙を有するような手段となるものであれば、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な手段を採用し得る。このような手段としては、例えば、
(1)難燃性のバル−ン材料や発泡材料などの空隙含有材料を樹脂組成物(A)に含有させる方法、
(2)発泡剤等による化学反応による化学発泡、機械的に空気等の気体を混入させる機械発泡、水等の溶媒の除去による溶媒除去発泡、超臨界流体を利用した超臨界流体発泡から選ばれる少なくとも1種から形成させる方法、
などが挙げられる。このような、樹脂組成物(A)に空隙を含有させる方法は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
前述の通り、高融点無機物として、空隙を有する高融点無機物を採用すると、高融点無機物の存在が空隙の存在を兼ねることができる。このような空隙を有する高融点無機物としては、例えば、ガラスバルーン、シリカバルーン、シラスバルーン、およびセラミックバルーンから選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
≪1−3.樹脂組成物(B)から形成される難燃断熱層≫
難燃断熱シート(B)は、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂、低融点無機物、および、空隙および/または空隙形成剤を含む樹脂組成物(B)から形成される難燃断熱層を含む。すなわち、樹脂組成物(B)は、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂、低融点無機物および、空隙および/または空隙形成剤を含む。加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。低融点無機物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。空隙は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。空隙形成剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
樹脂組成物(B)中の、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂と低融点無機物と空隙形成剤の合計の含有割合は、固形分換算で、好ましくは80重量%〜100重量%であり、より好ましくは85重量%〜100重量%であり、さらに好ましくは90重量%〜100重量%であり、特に好ましくは95重量%〜100重量%であり、最も好ましくは98重量%〜100重量%である。樹脂組成物(B)中の、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂と低融点無機物と空隙形成剤の合計の含有割合が、固形分換算で上記範囲内にあれば、難燃断熱シート(B)が本発明の効果をより発現し得る。樹脂組成物(B)中の、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂と低融点無機物と空隙形成剤の合計の含有割合が、固形分換算で少なすぎると、難燃断熱シートが十分な難燃性と十分な断熱性を発現できないおそれがある。
樹脂組成物(B)中における、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂100重量部に対する低融点無機物の含有割合は、固形分換算で、好ましくは50重量部〜500重量部であり、好ましくは60重量部〜450重量部であり、より好ましくは70重量部〜400重量部であり、さらに好ましくは80重量部〜350重量部であり、特に好ましくは85重量部〜300重量部であり、最も好ましくは90重量部〜250重量部である。樹脂組成物(B)中における、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂100重量部に対する低融点無機物の含有割合が、固形分換算で上記範囲内にあれば、難燃断熱シート(B)が本発明の効果をより発現し得る。樹脂組成物(B)中における、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂100重量部に対する低融点無機物の含有割合が、固形分換算で上記範囲から外れると、難燃断熱シートが十分な難燃性を発現できないおそれがある。
樹脂組成物(B)中における空隙の割合は、例えば、樹脂組成物(B)から得られる難燃断熱材料(B)の比重が、好ましくは0.98以下であり、より好ましくは0.90以下であり、さらに好ましくは0.85以下であり、特に好ましくは0.80以下であり、最も好ましくは0.75以下である。上記比重の下限値は、好ましくは0.20以上であり、より好ましくは0.25以上であり、さらに好ましくは0.30以上であり、特に好ましくは0.35以上である。上記比重が高すぎると、樹脂組成物(B)中における空隙の割合、ひいては、難燃断熱材料(B)中における空隙の割合が小さすぎて、十分な断熱性を発現できないおそれがある。上記比重が小さすぎると、樹脂組成物(B)中における空隙の割合、ひいては、難燃断熱材料(B)中における空隙の割合が大きすぎて、難燃性を発現するための成分が少なくなり、十分な難燃性を発現できないおそれがある。
樹脂組成物(B)中における、空隙および/または空隙形成剤の割合は、例えば、樹脂組成物(B)から形成される難燃断熱層の比重が、好ましくは0.90以下であり、より好ましくは0.85以下であり、さらに好ましくは0.80以下であり、特に好ましくは0.75以下である。上記比重の下限値は、好ましくは0.20以上であり、より好ましくは0.25以上であり、さらに好ましくは0.30以上であり、特に好ましくは0.35以上である。上記比重が高すぎると、樹脂組成物(B)中における、空隙および/または空隙形成剤の割合、ひいては、難燃断熱シート(B)に含まれる難燃断熱層中における空隙の割合が小さすぎて、十分な断熱性を発現できないおそれがある。上記比重が小さすぎると、樹脂組成物(B)中における、空隙および/または空隙形成剤の割合、ひいては、難燃断熱シート(B)に含まれる難燃断熱層中における空隙の割合が大きすぎて、難燃性を発現するための成分が少なくなり、十分な難燃性を発現できないおそれがある。
樹脂組成物(B)は、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂、低融点無機物、および、空隙および/または空隙形成剤以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な他の成分を含んでいてもよい。このような他の成分は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。このような他の成分としては、例えば、溶剤、架橋剤、高融点無機物、顔料、染料、レベリング剤、可塑剤、増粘剤、乾燥剤、消泡剤、炭化促進剤、防錆剤などが挙げられる。
<1−3−1.加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂>
加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂を採用し得る。加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。このような加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂は、本発明の効果がより発現し得る点で、好ましくは、シリコーン樹脂である。
シリコーン樹脂としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切なシリコーン樹脂を採用し得る。このようなシリコーン樹脂としては、例えば、付加反応型シリコーン、縮合反応型シリコーン、シリコーンレジン、シリコーンゴムが挙げられる。
加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂としてシリコーン樹脂を採用すると、該シリコーン樹脂が高温に曝された場合、シリコーンの一部が熱分解し、残存物としてシリカを形成する。その後、低融点無機物が溶融し、液状化すると、低融点無機物は、シリカのバインダー成分となり、被膜を形成する。液状化した低融点無機物と、シリカは、すべて難燃性物質であるため、形成された被膜は、難燃性被膜となる。
<1−3−2.低融点無機物>
樹脂組成物(B)に含まれる低融点無機物については、<1−2−2.低融点無機物>の項における説明を援用しうる。
<1−3−3.空隙>
樹脂組成物(B)に含まれる空隙については、<1−2−4.空隙>の項における説明を援用しうる。
<1−3−4.空隙形成剤>
空隙形成剤としては、高温によって空隙を形成し得る材料であれば、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な材料を採用し得る。このような材料としては、発泡性材料などが挙げられる。発泡性材料としては、例えば、化学発泡により空隙を形成する発泡剤が挙げられ、代表的には、発泡粒子が挙げられる。
発泡粒子としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な発泡粒子を採用し得る。発泡粒子としては、好ましくは、難燃性の発泡粒子である。
≪1−4.断熱層≫
本発明の難燃断熱シートに含まれる断熱層としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な断熱層を採用し得る。このような断熱層としては、例えば、グラスウール、ロックウール、セルロースファイバーなどの繊維系断熱材;ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォームなどのポリオレフィンフォーム、硬質ウレタンフォーム、フェノールフォーム、アクリルフォーム、シリコーンフォームなどのプラスチック系断熱材;エアロゲルなどのナノ多孔体;などが挙げられる。
本発明の難燃断熱シートが、難燃断熱層とともに断熱層を含むことにより、本発明の難燃断熱シートの断熱効果をより向上させることができる。なお、断熱層は、可能な範囲で、難燃性を有するものが好ましい。しかしながら、断熱層を燃焼可能性のある環境側に向けて配置することをできるだけ避けることにより、すなわち、難燃断熱層を燃焼可能性のある環境側にできるだけ向けて配置することにより、難燃性は難燃断熱層によって担保され得るとともに、高い断熱性も担保し得る。
≪1−5.粘着剤層≫
粘着剤層は、本発明の難燃断熱シートを構成する層同士を貼り合わせるために用い得る。このような粘着剤層としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な粘着剤層を採用し得る。
粘着剤層は、粘着剤組成物から形成される。粘着剤層は、粘着剤組成物を層状に形成できる方法であれば、任意の適切な方法によって形成され得る。例えば、粘着剤層は、粘着剤組成物を、任意の適切な基材上に塗布して、必要に応じて加熱等や活性エネルギー線(紫外線など)照射や乾燥等を行い、必要に応じて硬化させて、該基材上において粘着剤層を形成する方法が挙げられる。このような塗布の方法としては、例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、エアーナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター、ダイレクトコーター、ロールブラッシュコーターなどの方法が挙げられる。
粘着剤組成物は、好ましくは、樹脂成分を含む。樹脂成分としては、本発明の効果を損なわない範囲で、粘着剤組成物に通常用いられる任意の適切な樹脂成分を採用し得る。このような樹脂成分としては、本発明の効果をより発現し得る点で、好ましくは、シリコーン樹脂である。
粘着剤組成物に含まれ得る樹脂成分は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
シリコーン樹脂としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切なシリコーン樹脂を採用し得る。このようなシリコーン樹脂としては、例えば、付加反応型シリコーン、縮合反応型シリコーン、シリコーンレジン、シリコーンゴムが挙げられる。
粘着剤組成物は、架橋剤を含んでいてもよい。架橋剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
粘着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な他の成分を含有し得る。このような他の成分としては、例えば、重合開始剤、連鎖移動剤、溶剤、シリコーン樹脂以外の樹脂成分、架橋促進剤、架橋触媒、シランカップリング剤、粘着付与樹脂(ロジン誘導体、ポリテルペン樹脂、石油樹脂、油溶性フェノールなど)、老化防止剤、無機充填剤、有機充填剤、金属粉、着色剤(顔料や染料など)、箔状物、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、帯電防止剤、導電剤、安定剤、表面潤滑剤、レベリング剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、重合禁止剤、滑剤、溶剤、触媒などが挙げられる。これらの他の成分の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な含有量を採用し得る。
≪≪2.難燃断熱材≫≫
本発明の難燃断熱材は、本発明の難燃断熱シートと基材を含む。本発明の難燃断熱材は、基材を含むことにより、例えば、取り扱い性が良好になり得る。
本発明の難燃断熱材は、本発明の難燃断熱シートと基材を含んでいれば、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な他の部材を含んでいてもよい。
基材は、最終的に剥離するものであってもよい。
基材は、1層であってもよいし、2層以上であってもよい。
基材の厚みとしては、本発明の効果をより発現させ得る点で、好ましくは5μm〜300μmであり、より好ましくは10μm〜200μmであり、さらに好ましくは10μm〜150μmであり、特に好ましくは10μm〜130μmであり、最も好ましくは20μm〜120μmである。
基材の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル系樹脂から構成されるプラスチックフィルム;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のα−オレフィンをモノマー成分とするオレフィン系樹脂から構成されるプラスチックフィルム;ポリ塩化ビニル(PVC)から構成されるプラスチックフィルム;酢酸ビニル系樹脂から構成されるプラスチックフィルム;ポリカーボネート(PC)から構成されるプラスチックフィルム;ポリフェニレンスルフィド(PPS)から構成されるプラスチックフィルム;ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のアミド系樹脂から構成されるプラスチックフィルム;ポリイミド系樹脂から構成されるプラスチックフィルム;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)から構成されるプラスチックフィルム;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のオレフィン系樹脂から構成されるプラスチックフィルム;ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体などのフッ素系樹脂などから構成されるプラスチックフィルム;などが挙げられる。
基材は、延伸されたものであってもよい。
基材は、表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理、下塗り剤によるコーティング処理などが挙げられる。
基材には、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な添加剤が含まれていてもよい。
基材は、剥離性を付与するため、離型層を有していてもよい。基材が離型層を有する場合、代表的には、離型層の側が、難燃断熱シートに直接に積層されてなる。
離型層の形成材料は、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な形成材料を採用し得る。このような形成材料としては、例えば、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、長鎖アルキル系離型剤、脂肪酸アミド系離型剤などが挙げられる。これらのなかでも、シリコーン系離型剤が好ましい。離型層は、塗布層として形成することができる。
離型層の厚みとしては、本発明の効果を損なわない範囲で、目的に応じて、任意の適切な厚みを採用し得る。このような厚みとしては、好ましくは10nm〜2000nmであり、より好ましくは10nm〜1500nmであり、さらに好ましくは10nm〜1000nmであり、特に好ましくは10nm〜500nmである。
離型層は、1層のみであってもよいし、2層以上であってもよい。
シリコーン系離型層としては、例えば、付加反応型シリコーン樹脂が挙げられる。付加反応型シリコーン樹脂としては、具体的には、例えば、信越化学工業製のKS−774、KS−775、KS−778、KS−779H、KS−847H、KS−847T;東芝シリコーン製のTPR−6700、TPR−6710、TPR−6721;東レ・ダウ・コーニング製のSD7220、SD7226;などが挙げられる。シリコーン系離型層の塗布量(乾燥後)は、好ましくは0.01g/m〜2g/mであり、より好ましくは0.01g/m〜1g/mであり、さらに好ましくは0.01g/m〜0.5g/mである。
離型層の形成は、例えば、上記の形成材料を、任意の適切な層上に、リバースグラビアコート、バーコート、ダイコート等、従来公知の塗布方式により塗布した後に、通常、120〜200℃程度で熱処理を施すことにより硬化させることにより行うことができる。また、必要に応じて熱処理と紫外線照射等の活性エネルギー線照射とを併用してもよい。
≪≪3.用途≫≫
本発明の難燃断熱シート、本発明の難燃断熱材は、高い難燃性と高い断熱性を発現できるので、鉄道車両、航空機、自動車、船舶、エレベーター、エスカレーターなどの輸送機の内装部材(輸送機用内装部材)、輸送機用外装部材、建築材料部材、ディスプレイ部材、家電部材、電子回路部材として利用できる。
以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は、それらに何ら制限されるものではない。なお、以下の説明において、「部」および「%」は、特に明記のない限り、重量基準である。
<燃焼試験>
幅150mm、長さ200mmに切り出したシート状の難燃断熱シートまたは材料(シート状測定サンプル)を水平に設置して、ガスバーナーで該シート状測定サンプルの下面(シート面)に10秒間接炎した。接炎後の難燃断熱シートまたは材料の形状を、下記の基準で評価した。
〇:着火なく、シート形状を維持し、変形なし。
△:着火なく、シート形状を維持し、変形あり。
×:シート形状を維持できない。
<熱伝導率>
図1に示す熱特性評価装置を用い、熱伝導率の測定を行った。
具体的には、1辺が20mmの立方体となるように形成されたアルミニウム製(A5052、熱伝導率:140W/m・K)の一対のブロック(ロッドと称する場合もある。)L間に、測定サンプル1(実施例で得られた難燃断熱シートまたは比較例で得られたシート)(20mm×20mm)を挟み込んだ。
そして、一対のブロックLが上下となるように発熱体(ヒーターブロック)Hと放熱体(冷却水が内部を循環するように構成された冷却ベース板)Cとの間に配置した。具体的には、上側のブロックLの上に発熱体Hを配置し、下側にブロックLの下に放熱体Cを配置した。
このとき、一対のブロックLは、発熱体Hおよび放熱体Cを貫通する一対の圧力調整用ネジTの間に位置している。なお、圧力調整用ネジTと発熱体Hとの間にはロードセルRが配置されており、圧力調整用ネジTを締め込んだときの圧力が測定されるように構成されており、この圧力を測定サンプル1に加わる圧力とした。
具体的には、この試験において、圧力調整用ネジTを、測定サンプル1に加わる圧力が25N/cm(250kPa)となるように締め込んだ。
また、下側のブロックLおよび測定サンプル1を放熱体C側から貫通するように接触式変位計の3本のプローブP(直径1mm)を設置した。このとき、プローブPの上端部は、上側のブロックLの下面に接触した状態になっており、上下のブロックL間の間隔(測定サンプル1の厚み)を測定可能に構成されている。
発熱体Hおよび上下のブロックLには温度センサーDを取り付けた。具体的には、発熱体Hの1箇所に温度センサーDを取り付け、各ブロックLの5箇所に上下方向に5mm間隔で温度センサーDをそれぞれ取り付けた。
測定は、まず初めに、圧力調整用ネジTを締め込んで、測定サンプル1に圧力を加え、発熱体Hの温度を80℃に設定するともに、放熱体Cに20℃の冷却水を循環させた。
そして、発熱体Hおよび上下のブロックLの温度が安定した後、上下のブロックLの温度を各温度センサーDで測定し、上下のブロックLの熱伝導率(W/m・K)と温度勾配から測定サンプル1を通過する熱流束を算出するとともに、上下のブロックLと測定サンプル1との界面の温度を算出した。そして、これらを用いて圧力における熱伝導率(W/m・K)を、下記の熱伝導率方程式(フーリエの法則)を用いて算出した。
Q=−λgradT
Q:単位面積あたりの熱流速
gradT:温度勾配
λ:熱伝導率
<屈曲性>
幅10mm、長さ50mmに切り出したシート状の難燃断熱シートまたは材料(シート状測定サンプル)を、直径10mmの金属棒に2周巻きつけた。巻き付け後のシートを、下記の基準で評価した。
〇:亀裂や割れなし
△:亀裂もしくは割れあり
×:巻き付けることができない
<比重>
10mm四方に切り出したシート状の難燃断熱層、難燃断熱シート、または材料(シート状測定サンプル)について、電子比重計(MD−200S、アルファーミラージュ製)を用いて、比重を算出した。
〔合成例1〕
撹拌機を備えた容器に、シリコーン系粘着剤(商品名:KR−3700、固形分濃度:60重量%、信越化学工業社製):167重量部、白金系触媒(商品名:CAT−PL−50T、信越化学工業社製):0.8重量部、中空ガラスビーズ(商品名:Spherical 25P45、ポッターズ・バロティーニ社製):100重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):100重量部、トルエン:134重量部、を添加し、撹拌混合して、シリコーン組成物Aを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例2〕
撹拌機を備えた容器に、シリコーン系粘着剤(商品名:KR−3700、固形分濃度:60重量%、信越化学工業社製):167重量部、白金系触媒(商品名:CAT−PL−50T、信越化学工業社製):0.8重量部、中空ガラスビーズ(商品名:Spherical 25P45、ポッターズ・バロティーニ社製):200重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):100重量部、トルエン:201重量部を添加し、撹拌混合して、シリコーン組成物Bを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例3〕
撹拌機を備えた容器に、シリコーン系粘着剤(商品名:KR−3700、固形分濃度:60重量%、信越化学工業社製):167重量部、白金系触媒(商品名:CAT−PL−50T、信越化学工業社製):0.8重量部、中空ガラスビーズ(商品名:Spherical 25P45、ポッターズ・バロティーニ社製):100重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):200重量部、トルエン:105重量部を添加し、撹拌混合して、シリコーン組成物Cを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例4〕
撹拌機を備えた容器に、シリコーン系粘着剤(商品名:KR−3700、固形分濃度:60重量%、信越化学工業社製):167重量部、白金系触媒(商品名:CAT−PL−50T、信越化学工業社製):0.8重量部、中空ガラスビーズ(商品名:Spherical 25P45、ポッターズ・バロティーニ社製):200重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):200重量部、トルエン:105重量部を添加し、撹拌混合して、シリコーン組成物Dを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例5〕
撹拌機を備えた容器に、付加型シリコーン樹脂(商品名:KE−106、固形分濃度:100重量%、信越化学工業社製):100重量部、白金系触媒(商品名:CAT−RG、信越化学工業社製):10重量部、中空ガラスビーズ(商品名:Spherical 25P45、ポッターズ・バロティーニ社製):100重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):200重量部、トルエン:176重量部を添加し、撹拌混合して、シリコーン組成物Eを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例6〕
撹拌機を備えた容器に、合成ゴム(Quintac3520、日本ゼオン社製):100重量部、中空ガラスビーズ(商品名:Spherical 25P45、ポッターズ・バロティーニ社製):100重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):200重量部、トルエン:266重量部を添加し、撹拌混合して、合成ゴム組成物Aを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例7〕
撹拌機を備えた容器に、エポキシ樹脂(商品名:jER1256B40、固形分濃度:40%、三菱化学社製):250重量部、硬化剤(商品名:IBMI12、三菱化学社製):10部、中空ガラスビーズ(商品名:Spherical 25P45、ポッターズ・バロティーニ社製):100重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):200重量部、トルエン:26重量部を添加し、撹拌混合して、エポキシ組成物Aを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例8〕
撹拌機を備えた容器に、アクリルゴム(商品名:SKダイン1429DTB、固形分濃度:30%、綜研化学社製):333重量部、中空ガラスビーズ(商品名:Spherical 25P45、ポッターズ・バロティーニ社製):100重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):200重量部を添加し、撹拌混合して、アクリルゴム組成物Aを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例9〕
撹拌機を備えた容器に、シリコーン系粘着剤(商品名:KR−3700、固形分濃度:60重量%、信越化学工業社製):167重量部、白金系触媒(商品名:CAT−PL−50T、信越化学工業社製):0.8重量部、熱膨張性粒子(商品名:マツモトマイクロスフェアーF501D、松本油脂社製):50重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):200重量部、トルエン:84重量部を添加し、撹拌混合して、シリコーン組成物Fを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例10〕
撹拌機を備えた容器に、付加型シリコーン樹脂(商品名:KE−106、固形分濃度:100重量%、信越化学工業社製):100重量部、白金系触媒(商品名:CAT−RG、信越化学工業社製):10重量部、ガラスフリット(商品名:VY0053M、日本フリット社製):200重量部、トルエン:75重量部を添加し、撹拌混合して、シリコーン組成物Gを得た。
結果を表1に示した。
〔合成例11〕
撹拌機を備えた容器に、シリコーン系粘着剤(商品名:KR−3700、固形分濃度:60重量%、信越化学工業社製):167重量部、白金系触媒(商品名:CAT−PL−50T、信越化学工業社製):0.8重量部、トルエン:83重量部を添加し、撹拌混合して、シリコーン組成物Hを得た。
〔製造例1〕
合成例1で得られたシリコーン組成物Aを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが300μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層A−1を得た。
〔製造例2〕
合成例2で得られたシリコーン組成物Bを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが300μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層B−1を得た。
〔製造例3〕
合成例3で得られたシリコーン組成物Cを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが300μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層C−1を得た。
〔製造例4〕
合成例4で得られたシリコーン組成物Dを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが300μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層D−1を得た。
〔製造例5〕
合成例5で得られたシリコーン組成物Eを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが300μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層E−1を得た。
〔製造例6〕
合成例6で得られた合成ゴム組成物Aを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが300μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層F−1を得た。
〔製造例7〕
合成例7で得られたエポキシ組成物Aを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが300μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層G−1を得た。
結果を表2に示した。
〔製造例8〕
合成例8で得られたアクリルゴム組成物Aを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが300μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層H−1を得た。
〔製造例9〕
合成例9で得られたシリコーン組成物Fを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが900μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層I−1を得た。
〔製造例10〕
合成例10で得られたシリコーン組成物Gを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが200μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がすことにより、難燃断熱層J−1を得た。
〔製造例11〕
合成例11で得られたシリコーン組成物Hを、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm、商品名:MRS、三菱ケミカル社製)上に、テスター産業社製のアプリケーターを用いて、乾燥後の厚さが20μmになるように塗布し、その後、熱風循環式オーブンで、80℃で2分間、140℃で2分間加熱乾燥して、シリコーン系粘着剤がポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成された粘着性シートを得た。
〔実施例1〕
製造例1で得られた難燃断熱層A−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートA−2を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例2〕
製造例2で得られた難燃断熱層B−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートB−2を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例3〕
製造例3で得られた難燃断熱層C−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートC−2を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例4〕
製造例4で得られた難燃断熱層D−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートD−2を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例5〕
製造例5で得られた難燃断熱層E−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートE−2を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例6〕
製造例6で得られた難燃断熱層F−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートF−2を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例7〕
製造例7で得られた難燃断熱層G−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートG−2を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例8〕
製造例8で得られた難燃断熱層H−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートH−2を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例9〕
製造例9で得られた難燃断熱層I−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートI−2を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例10〕
製造例1で得られた難燃断熱層A−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリスチレンフォーム(厚さ:20mm、商品名スタイロフォームIB、デュポン・スタイロ社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートA−3を得た。
結果を表2に示した。
〔実施例11〕
製造例10で得られた難燃断熱層J−1に、製造例11で得られた粘着性シートのシリコーン系粘着剤を塗布した面を貼り合わせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、露出した面と、ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を貼り合わせて、難燃断熱シートJ−2を得た。
結果を表2に示した。
〔比較例1〕
製造例10で得られた難燃断熱層J−1を、シートc1を得た。
結果を表2に示した。
〔比較例2〕
ポリオレフィンフォーム(厚さ:900μm、商品名FZ−2000、イノアックコーポレーション社製)を、シートc2とした。
結果を表2に示した。
〔比較例3〕
ポリスチレンフォーム(厚さ:20mm、商品名スタイロフォームIB、デュポン・スタイロ社製)を、シートc3とした。
結果を表2に示した。
Figure 2021094809
Figure 2021094809
本発明の難燃断熱シート、本発明の難燃断熱材は、例えば、鉄道車両、航空機、自動車、船舶、エレベーター、エスカレーターなどの輸送機の内装部材(輸送機用内装部材)、輸送機用外装部材、建築材料部材、ディスプレイ部材、家電部材、電子回路部材として好適に利用できる。
1 測定サンプル

Claims (19)

  1. 樹脂組成物(A)から形成される難燃断熱層と、断熱層とを含む、難燃断熱シートであって、
    該樹脂組成物(A)は、バインダー樹脂、低融点無機物、高融点無機物、および空隙を含む、
    難燃断熱シート。
  2. 前記高融点無機物が前記空隙を有する、請求項1に記載の難燃断熱シート。
  3. 前記高融点無機物が、ガラスバルーン、シリカバルーン、シラスバルーン、およびセラミックバルーンから選ばれる少なくとも1種である、請求項2に記載の難燃断熱シート。
  4. 前記バインダー樹脂が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴムから選ばれる少なくとも1種である、請求項1から3までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  5. 前記バインダー樹脂100重量部に対する前記低融点無機物の含有割合が、固形分換算で、50重量部〜500重量部である、請求項1から4までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  6. 前記バインダー樹脂100重量部に対する該高融点無機物の含有割合が、固形分換算で、10重量部〜400重量部である、請求項1から5までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  7. 前記樹脂組成物(A)中の、前記バインダー樹脂と前記低融点無機物と前記高融点無機物との合計の含有割合が、固形分換算で、80重量%〜100重量%である、請求項1から6までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  8. 前記断熱層が、繊維系断熱材、プラスチック系断熱材、ナノ多孔体から選ばれる少なくとも1種である、請求項1から7までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  9. 樹脂組成物(B)から形成される難燃断熱層と、断熱層とを含む、難燃断熱シートであって、
    該樹脂組成物(B)は、加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂、低融点無機物、および、空隙および/または空隙形成剤を含む、
    難燃断熱シート。
  10. 前記空隙形成剤が、化学発泡により空隙を形成する発泡剤である、請求項9に記載の難燃断熱シート。
  11. 前記空隙が、化学発泡、機械発泡、溶媒除去発泡、超臨界流体発泡から選ばれる少なくとも1種から形成される空隙である、請求項1から10までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  12. 前記加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂がシリコーン樹脂である、請求項9から11までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  13. 前記加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂100重量部に対する前記低融点無機物の含有割合が、固形分換算で、50重量部〜500重量部である、請求項9から12までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  14. 前記樹脂組成物(B)中の、前記加熱によって高融点無機物を生成するバインダー樹脂と前記低融点無機物と前記空隙形成剤の合計の含有割合が、固形分換算で、80重量%〜100重量%である、請求項9から13までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  15. 前記断熱層が、繊維系断熱材、プラスチック系断熱材、ナノ多孔体から選ばれる少なくとも1種である、請求項9から14までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  16. 厚みが20μm〜3000μmである、請求項1から15までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  17. 前記低融点無機物がガラスフリットである、請求項1から16までのいずれかに記載の難燃断熱シート。
  18. 前記ガラスフリットが、リン酸塩系ガラスフリット、ホウ珪酸塩系ガラスフリット、ビスマス系ガラスフリットから選ばれる少なくとも1種である、請求項17に記載の難燃断熱シート。
  19. 請求項1から18までのいずれかに記載の難燃断熱シートと基材を含む、難燃断熱材。
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