JP2021147942A - 防火性積層体及び防火性積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る防火性積層体の模式断面図である。防火性積層体10は、基材1(基材層)と、消火剤含有層2とをこの順に備える。消火剤含有層2は基材1の一方の表面の少なくとも一部に設けられていればよいが、図1に示すように、表面の全面に設けられていてもよい。基材1は、該基材1内でありかつ消火剤含有層2側に消火剤成分及びバインダー樹脂の担持領域1aを有する。
基材1は空隙を有しており、例えば不燃性若しくは難燃性の繊維を絡ませてなる不織布、あるいは不燃性若しくは難燃性の繊維を編み込む等してなる織布形状を有している。不燃性又は難燃性の繊維としては、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、金属繊維、セルロース繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、熱硬化性樹脂繊維等が挙げられる。優れた不燃性を有する観点からは、ガラス繊維及びセラミック繊維を用いることができる。基材1としては、ガラスクロス、不燃紙等が挙げられる。基材としては、JIS Z 2150−1966で定める防炎1級に該当する不燃性基材を用いてよい。
基材1における担持領域1aは、消火剤成分及びバインダー樹脂を含む塗液を用いて基材1の表面上に塗膜を形成する際に、塗液の一部が基材1中に浸入することにより形成される。基材1は、消火剤成分及びバインダー樹脂の担持領域1aと、それらの非担持領域1bとを備えるということができる。
消火剤含有層2は、消火剤成分と、バインダー樹脂とを含む層である。消火剤成分は、燃焼によってエアロゾルを発生するものである。消火剤成分は、例えば、無機酸化剤と、ラジカル発生剤とを少なくとも含む。ラジカル発生剤は燃焼ラジカルを安定化して燃焼の連鎖反応を抑制する作用(負触媒作用)を有する。
消火剤含有層2は、上述のとおり、消火剤成分として無機酸化剤とラジカル発生剤とを含む。以下、これらの成分について説明する。
バインダー樹脂として、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂として、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−スチレン系樹脂、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、エチレン−プロピレン樹脂、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、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂として、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、1,2−ポリブタジエンゴム(1,2−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)、エチレン−プロピレンゴム(EPR、EPDM)、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、アクリルゴム(ACM、ANM)、エピクロルヒドリンゴム(CO、ECO)、多加硫ゴム(T)、シリコーンゴム(Q)、フッ素ゴム(FKM、FZ)、ウレタンゴム(U)等のゴム類、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂には硬化剤成分が含まれていてよい。
消火剤含有層2に配合するその他の成分として、水等の分散剤、溶剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤、無機充填材及び粘着剤が挙げられる。これらの成分は、消火剤含有層2の組成及びバインダー樹脂の種類によって適宜選択すればよい。消火剤含有層2におけるその他の成分の含有率(消火剤含有層2の質量基準)は、例えば、30質量%以下である。
防火性積層体10の製造方法は、上記消火剤成分と、上記バインダー樹脂とを含む塗液を調製する工程(塗液調製工程)と、基材1の表面上に塗液を用いて塗膜を形成する工程(塗布工程)と、塗膜を乾燥処理することによって基材1の表面上に消火剤含有層2を形成する工程(乾燥工程)とを備える。
他の基材3としては、上記基材1について記載したものと同様のものを用いることができる。
接着剤層4は、有機系接着剤及び無機系接着剤を用いて形成することができる。有機系接着剤としては、トーヨーケム株式会社製のSP−205等が挙げられる。無機系接着剤としては、例えば、シリカを主成分とするシリカ系接着剤、セラミックを主成分とするセラミック系接着剤、セメントを主成分とするセメント系接着剤等が挙げられる。接着剤層4は、不燃性接着剤又は難燃性接着剤であることが好ましい。接着剤層4は、耐火性の観点から無機系接着剤であることが好ましい。
[空隙を有する不燃性基材]
・ガラスクロス1(Eガラスよりなる綾織のガラスクロス、坪量640g/m2、厚さ500μm、空隙率69%)
・ガラスクロス2(Eガラスよりなる平織のガラスクロス、坪量23g/m2、厚さ21μm、空隙率57%)
・不燃紙(ケイ酸マグネシウムを主成分(含有率:80質量%)とする不燃紙、坪量350g/m2、厚さ490μm、空隙率71%)
[消火剤成分]
・エアロゾル消化剤(商品名:K−1、ヤマトプロテック株式会社製)
[溶媒]
・エタノール
[バインダー樹脂]
・エポキシ樹脂(商品名:マクシーブM−100、三菱ガス化学株式会社製)
・アミン系のエポキシ樹脂硬化剤(商品名:マクシーブC−93、三菱ガス化学株式会社製)
[接着剤]
・無機系接着剤(アモルファスシリカを主成分とする接着剤)
・有機系接着剤(商品名:SP−205、トーヨーケム株式会社製)
エアロゾル消火剤にエタノールを加えてスラリーを調製した。得られたスラリーに、バインダー樹脂(エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤)を加えて塗液を調製した。バインダー樹脂とエアロゾル消火剤との混合比は、乾燥後の塗膜の状態における質量比で10:90(消火剤含有層の全量を基準とするバインダー樹脂の含有率が10質量%)とした。塗液の粘度は180Pa・sであった。
基材2(不燃紙)を用いずに、ガラスクロス1の一方の面上に上記塗液を塗布して塗膜を形成した。このこと以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
ガラスクロス1と不燃紙の一方の面とを無機系接着剤で貼り合わせた。その後、不燃紙の他方の面上に上記塗液を塗布して塗膜を形成した。このこと以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。消火剤含有層の厚さは80μmであった。不燃紙内には消火剤成分及びバインダー樹脂の担持領域が形成されていた。不燃紙内に形成された担持領域は30μmであった。
ガラスクロス1に代えて不燃紙を用いたこと以外は、実施例2と同様にして積層体を得た。
ガラスクロス2の一方の面上に上記塗液を塗布して塗膜を形成した。これを90℃で4分間乾燥させて消火剤含有層を形成した。ガラスクロス2の消火剤含有層が形成された面と不燃紙とを無機系接着剤で貼り合わせた。このこと以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。消火剤含有層の厚さは80μmであった。ガラスクロス2内には消火剤成分及びバインダー樹脂の担持領域が形成されていた。
無機系接着剤に代えて有機系接着剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
無機系接着剤に代えて有機系接着剤を用いたこと以外は、実施例3と同様にして積層体を得た。
塗液調製時に、バインダー樹脂とエアロゾル消火剤との混合比を、乾燥状態の質量比で5:95とした。このこと以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
塗液調製時に、バインダー樹脂とエアロゾル消火剤との混合比を、乾燥状態の質量比で50:50とした。このこと以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
塗液調製時に、バインダー樹脂を用いず、すなわちバインダー樹脂とエアロゾル消火剤との混合比を、乾燥状態の質量比で0:100とした。このこと以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
消火剤含有層を形成しなかったこと、また無機系接着剤に代えて有機系接着剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
[消火性]
各例で作製した積層体を20mm角の大きさにカットし、評価サンプルとした。アルミ製の容器の内部で蝋燭を燃やし、蝋燭の炎の先端から高さ20mmの位置にまで、評価サンプルの消火剤含有層を近づけた。そして、5秒以内に消火できるか(消火の可否)を確認した。表1に評価結果を示す。なお、実施例5については、評価サンプルのガラスクロス2側を炎に近づけた。
各例で作製した積層体を20mm角の大きさにカットし、評価サンプルとした。アルミ製の容器の内部で蝋燭を燃やし、蝋燭の炎の先端から高さ20mmの位置にまで、評価サンプルの消火剤含有層側を近づけた。そして、5秒以内の積層体の形状維持具合を確認した。表1に評価結果を示す。なお、実施例5については、評価サンプルのガラスクロス2側を炎に近づけた。
A:基材及び接着剤層の形状が維持された。
B:基材の形状は維持されたが、接着剤層の形状は維持されなかった。
各例で作製した積層体を40℃90%RH環境下に7日間保持した。その後、消火剤含有層の形状を確認したところ、バインダー樹脂を用いた例では消火剤含有層の外観に変化はなかったが、バインダー樹脂を用いなかった実施例10では消火剤含有層の外観に変化(消火剤含有層の変色、膨潤等)があった。
Claims (10)
- 燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分と、バインダー樹脂とを含む塗液を調製する工程と、
空隙を有する不燃性又は難燃性の基材の表面上に前記塗液を用いて塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を乾燥処理することによって前記基材の表面上に、前記消火剤成分と前記バインダー樹脂とを含む消火剤含有層を形成する工程と、
を備える、防火性積層体の製造方法。 - 前記塗液の粘度が100〜5000Pa・sである、請求項1に記載の製造方法。
- 前記基材の空隙率が30〜80%である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 空隙を有する不燃性又は難燃性の基材と、
前記基材の表面上に設けられており、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分と、バインダー樹脂とを含む消火剤含有層と、を備え、
前記基材が、該基材内の前記消火剤含有層側に前記消火剤成分及び前記バインダー樹脂の担持領域を有する、防火性積層体。 - 前記消火剤成分が、前記バインダー樹脂とともに燃焼して熱エネルギーを発生する無機酸化剤と、ラジカル発生剤とを少なくとも含み、
前記ラジカル発生剤の分解開始温度が90〜260℃の範囲である、請求項4に記載の防火性積層体。 - 前記ラジカル発生剤がカリウム塩及びナトリウム塩の少なくとも一方である、請求項5に記載の防火性積層体。
- 前記消火剤含有層の全量を基準とする前記バインダー樹脂の含有率が3〜50質量%である、請求項4〜6のいずれか一項に記載の防火性積層体。
- 前記消火剤含有層の厚さが30〜1000μmである、請求項4〜7のいずれか一項に記載の防火性積層体。
- 前記担持領域の厚さが前記基材の厚さの95%以下である、請求項4〜8のいずれか一項に記載の防火性積層体。
- 前記基材の空隙率が30〜80%である、請求項4〜9のいずれか一項に記載の防火性積層体。
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