JP2024036240A

JP2024036240A - 耐熱性断熱材

Info

Publication number: JP2024036240A
Application number: JP2022141067A
Authority: JP
Inventors: 崇吉岡; Takashi Yoshioka
Original assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 2022-09-05
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2024-03-15
Also published as: WO2024053212A1

Abstract

【課題】効果的に熱を遮断できる高い断熱性と、発火を防止するための耐熱・難燃性とを併せ持ち、かつ高強度で経済性に優れた耐熱性断熱材とその製造方法を提供する。【解決手段】無機断熱フィラーとバインダを含有してなり、バインダが無機バインダからなる。無機断熱フィラーが鱗片状マイカ、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライト、シリカキセロゲルおよびシリカエアゲルから選択された少なくとも１種類であってもよい。バインダがシリコーン系バインダ、シリカ系バインダ、アルミナ系バインダおよびジルコニア・シリカ系バインダから選択された少なくとも１種類であってもよい。無機断熱フィラーおよび無機バインダは１種類に限定されず、複数の種類を混合してもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、難燃性と断熱性とが要求される種々の用途に適用でき、例えば二次電池セルの発火を防ぐ断熱素材などとして好適なシート状耐熱性断熱材に関する。

断熱材は、住宅、車両、航空機、あるいは梱包材など、社会の幅広い分野で使われている。さらに、断熱性に加えて難燃性を有する断熱材は、発熱して発火する可能性のある機器の周囲に配置して他の機器への波及を抑えるなどの目的で、幅広い分野で使用されている。例えば、車両用のマット、天井材、ダッシュボード、高温作業用の防護衣料、手袋などや、自動車の二次電池パックのセル間に配置して他のセルの加熱や発火を防ぐなどの目的でも使用されている。

例えば、厚さ１０～１００ｍｍであり、ガラス繊維および炭素繊維に少量の低融点有機繊維を均一に混綿し、嵩高い綿状素材に対して熱風を垂直方向に貫通させることによって全体をシート化した車両用断熱マットが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、繊維とシリカエアロゲルとを含む複合層と当該複合層中で厚み方向に配置された樹脂支柱とを含む断熱材が開示されている。この発明は、圧縮応力に対し、断熱材の構造を保持して熱伝導率の悪化を抑制した断熱材を得ることを目的としており、この断熱材を車載用電池の電池セル間に配置することが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、分散された気泡を有する熱可塑性ポリマーマトリックス、２重量％又はそれ以上で５重量％又はそれ以下で上記マトリックス中に分散された赤外線減衰剤、２．５～３．５重量％で上記マトリックス中に分散された臭素化難燃剤、並びに少なくとも０．１重量％で上記マトリックス中に分散されたエポキシ安定剤を含んでなるポリマーフォームが開示されている。この発明は、建築および建設用途への適用を主な目的としている（例えば、特許文献３参照）。

さらに、シリコーン樹脂を接着剤としてアスペクト比１００以上の鱗片状マイカ片を積層した断熱制振材が開示されている。この発明は自動車のディスクブレーキの鳴き止めシム用の断熱制振材に使用することを目的としている（例えば、特許文献４参照）。

さらに、シリコーン樹脂を含侵した合成集成マイカ層と接着剤層、裏打材層からなり、上記の内少なくとも１つ以上の層に粒径が５０μｍ以下の水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムを含有することを特徴とする高温電気絶縁用マイカシートが開示されている。この発明は、耐火バスダクトや耐火電線などの耐火熱絶縁用として用いることを目的としている（例えば、特許文献５参照）。

特開２００５－１８６８５７号公報特開２０１７－２１５０１４号公報特許第５７８５１５９号公報特開平４－６５２５９号公報特許第２７９０２０７号公報

特許文献１の発明の断熱マットは不燃性と断熱性とを兼ね備えているが、鉄道車両用を目的としており、例えばリチウムイオン電池などの二次電池パックのセル間の断熱材として用いることは厚みの点から難しいという課題を有する。さらにこの発明では、無機繊維の織布またはフェルトからなる表面シートを厚さ１０～１００ｍｍのマット本体に不燃性樹脂で貼り合わせる方法も開示されている。しかし、不燃性樹脂での貼り合わせでは十分な接着強度を保持することができないため、表面シートが容易にはがれてしまうという課題も有する。

特許文献２の発明では、複合層の繊維はポリエチレンテレフタレートを用いることができ、また樹脂支柱はポリスチレンやポリプロピレンなどを用いることができるとしているので、難燃性については特に考慮されておらず、発火時に燃焼してしまうという課題を有する。

特許文献３の発明は、発泡性ポリマー中に分散された難燃剤として臭素化難燃剤を用いているが、これは燃焼時に表面が炭化し燃焼の進行を防止するというメカニズムに基づいている。しかし、この材料は使用上限温度が１００℃前後であるため、１００℃以上の高温域では使用できないという課題がある。

特許文献４の発明は、シリコーン樹脂を接着剤としてアスペクト比１００以上の鱗片状マイカを接着・積層しているが、アスペクト比１００以上のマイカは作成が難しく、また、積層も煩雑であるのでコスト的に課題がある。この発明においては、難燃性を付与することについては開示も示唆もない。

特許文献５に記載の発明は、シリコーン樹脂を含侵した合成マイカ層、接着剤層、裏打層の３層構造の高温電気絶縁用マイカシートであり、３層の内少なくとも１つ以上の層に粒径５０μｍ以下の水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムを含有することが特徴である。しかしながら、天然マイカの使用、難燃性については開示も示唆もない。

ハイブリッド自動車や電気自動車には、二次電池である複数のリチウムイオン電池セルをモジュール構造とした電池パックが搭載されている。リチウムイオン電池は化学的に不安定であるため、劣化や何らかの原因でショート等が発生した場合、その二次電池セルが発熱して熱暴走することがある。そうすると隣接する二次電池セルにも熱が伝わり、次々に熱暴走して大きな事故になる場合がある。これを防ぐためには、断熱性だけでなく、難燃性も有する断熱材が要求されている。

本発明は、上記課題を解決するもので、効果的に熱を遮断できる高い断熱性と、発火を防止するための耐熱・難燃性とを併せ持ち、かつ高強度で経済性に優れた耐熱性断熱材とその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の耐熱性断熱材は、無機断熱フィラーとバインダを含有してなり、上記バインダが無機バインダからなることを特徴とする。このような構成とすることにより、非常に優れた難燃性と断熱性とを兼ね備えたシート状の耐熱性断熱材を得ることができる。

上記構成において、無機断熱フィラーが鱗片状マイカ、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライト、シリカキセロゲルおよびシリカエアゲルから選択された少なくとも１種類であってもよい。無機断熱フィラーとして、上記の例えば鱗片状マイカを単独で用いてもよいし、鱗片状マイカとガラスバルーンとの２種類の混合フィラーを用いてもよい。あるいは、さらに例えばガラスバルーン、フライアッシュバルーンおよびパーライトの３種類を混合したフィラーを用いてもよい。どのように混合するかは、材料やコストなどを考慮して選択すればよい。

上記構成において、上記バインダが、シリコーン系バインダ、シリカ系バインダ、アルミナ系バインダおよびジルコニア・シリカ系バインダから選択された少なくとも１種類であってもよい。無機バインダであれば１種類に限定されず、複数の種類を混合することによりシート状としたときの引張強度をさらに改善できる場合がある。どのような材料を混合するかは、材料やコストあるいは必要とするシートの引張強度や厚み等を考慮して選択すればよい。
本発明の耐熱性断熱材は、引張強度、難燃性および熱伝導率を所定の目標値とすることが要求される。

引張強度は、０．５ＭＰａ以上であるようにすることが好ましい。引張強度が０．５ＭＰａ以上あれば、例えばリチウムイオン電池などの二次電池セルの周囲に配置する場合に、破れることなく安定な作業を行うことができる。引張強度は５ＭＰａ以上が好ましく、１０ＭＰａ以上がさらに好ましい。引張強度が０．５ＭＰａよりも小さいと、破れやすくなり安定な作業を行うことができない。引張強度は、使用する無機断熱フィラーや無機バインダとの組み合わせや作製する厚みによっても変化するが、種々の用途に対応するために要求される引張強度の上限値は概略２５ＭＰａ以下である。
また、本発明の耐熱性断熱材は、後述する難燃性試験をクリアーすることが要求される。

さらに、本発明の耐熱性断熱材は、熱伝導率が０．２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることが要求される。好ましくは０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、より好ましくは０．１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、さらに好ましくは０．０８Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、特に好ましくは０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以下、最も好ましくは０．０３Ｗ／ｍ・Ｋである。熱伝導率が上記範囲にあれば、本発明の耐熱性断熱材は優れた断熱性を発現する。

つぎに、本発明の二次電池パックは、収納部と、この収納部内に固定された複数の電池セルと、複数の電池セル間に設けられた難燃性断熱材とを備え、難燃性断熱材が上記記載の耐熱性断熱材を用いたことを特徴とする。

上記構成の二次電池パックは、複数の電池セルのいずれかが何らかの原因で発熱し発火した場合であっても、それらを取り囲んで設けられている難燃性断熱材が他の電池セルへ熱が伝わるのを防ぎ、発火を防止することができる。

本発明によれば、無機断熱フィラーと無機バインダとを含有してシート状の耐熱性断熱材を作製しているので、軽量、かつ、耐熱性、難燃性に優れ、しかも必要とする引張強度を確保でき、難燃性と断熱性とが要求される種々の分野の使用に大きな効果を奏する。

本発明の耐熱性断熱材を二次電池パックの難燃性断熱材として用いた状態を示す断面図である。

（第１の実施の形態）

本発明の第１実施の形態にかかる耐熱性断熱材について説明する。本実施の形態に係る耐熱性断熱材は、無機断熱フィラーとバインダを含有してなり、上記バインダが無機バインダからなる。

さらに、無機断熱フィラーが鱗片状マイカ、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライト、シリカキセロゲルおよびシリカエアロゲルから選択された少なくとも１種類であってもよい。無機断熱フィラーとして、上記の例えば鱗片状マイカを単独で用いてもよいし、鱗片状マイカとガラスバルーンとの２種類の混合フィラーを用いてもよい。あるいは、さらに例えばガラスバルーン、フライアッシュバルーンおよびパーライトの３種類を混合したフィラーを用いてもよい。どのように混合するかは、材料やコストなどを考慮して選択すればよい。

さらに無機バインダが、シリコーン系バインダ、シリカ系バインダ、アルミナ系バインダおよびジルコニア・シリカ系バインダから選択された少なくとも１種類であってもよい。無機バインダであれば１種類に限定されず、複数の種類を混合することによりシート状としたときの引張強度をさらに改善できる場合がある。どのような材料を混合するのかは、材料やコストあるいは必要とするシートの引張強度や厚み等を考慮して選択すればよい。
つぎに、本発明の耐熱性断熱材を構成する無機断熱フィラーと無機バインダについて説明する。
（無機断熱フィラー）

無機断熱フィラーとしては、断熱効果が得られる限り、任意の適切な形状、組成を使用できる。例えば、セピオライト、タルク、カオリン、マイカ粉末、セリサイト等の珪酸塩鉱物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ハードクレー、焼成クレー、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、ウォラストナイト、重炭酸ナトリウム、ホワイトカーボン・溶融シリカ等の合成シリカ、珪藻土等の天然シリカ、シリカナノ粒子、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ガラスビーズ等の無機バルーンが挙げられ、これらは単独又は複数を組み合わせて用いられる。

好ましくは、バルーン構造物を含む。バルーン構造物とは、ビーズ内部に気体層を含む構造物をいう。気体層としては、空気、窒素、希ガスなどが挙げられる。このような無機バルーンとしては、例えば、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シリカバルーン、パーライトなどが挙げられる。これらの中でも、特に好ましくはガラスバルーンである。これらの無機バルーンの添加は、高温雰囲気下の形状維持と断熱性向上といった効果を示す。

無機バルーンの粒子径は、無機バインダと均一に混合可能であれば特に限定されないが、平均粒子径は１μｍ以上、１００μｍ以下が好ましく、３μｍ以上、７０μｍ以下であることがより好ましい。

また、上記シリカナノ粒子としては、湿式シリカ、乾式シリカ、エアロゲルおよびフュームドシリカ等を使用することができる。シリカナノ粒子とは、球形あるいは球形に近い、平均粒子径が１μｍ未満のナノメートルオーダーのシリカの粒子である。シリカナノ粒子の平均粒子径を１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下とすると、特に常温での温度領域において、断熱性をより一層向上させることができる。シリカナノ粒子の平均粒子径は、２ｎｍ以上であることがより好ましく、３ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、シリカナノ粒子の平均粒子径は、５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。

ここでエアロゲルは、ゾルーゲル法による加水分解、縮重合によって得られた湿潤ゲル体を超臨界流体或いは臨界未満で乾燥させて得られる。そして、得られたエアロゲルは、平均粒子径が２０ｎｍの粒子が数珠状に連結した、細孔径５～３０ｎｍの多孔質構造を有しており、見かけ比重０．０３～０．３ｇ／ｃｍ^３、比表面積５００～９００ｍ^２／ｇであって、固形分が５％以下で、残りの９５％以上が空気層で囲まれている。なお、エアロゲルは超臨界流体で乾燥させて得られたもの、キセロゲルは、臨界未満で乾燥して得られたもので区別されることもあるが、本発明においてエアロゲルはキセロゲルを含む。ここで、比表面積は単位重量当たりの表面積のことである。

また、フュームドシリカとは、四塩化ケイ素などのハロゲン化シランを酸水素炎中で加水分解する方法（所謂、乾式法）により得られるものである。得られたフュームドシリカは、粒子径が１０～３０ｎｍの真球状の粒子が数珠状に凝集・融着した、細孔径１０ｎｍ～１００ｎｍの多孔質構造を有しており、見かけ比重０．０３～０．１ｇ／ｃｍ^３、比表面積４０～４００ｍ^２／ｇであって、粒子径１００～４００ｎｍの凝集体である。

なお、シリカゲルは見かけ比重０．７～１．３ｇ／ｃｍ^３、比表面積３００～８００ｍ^２／ｇ、平均細孔径１ｎｍ～１０ｎｍの構造を有するものであり、シリカエアロゲルとフュームドシリカは一般的なシリカゲルと異なり見かけ比重が小さいものである。

上記した種々の材料からなる無機断熱フィラーは、それぞれ単独で使用してもよいが、複数の材料を混合して使用してもよい。あるいは、単独の材料であっても粒径や外形の異なるものを混合して使用してもよい。
（無機バインダ）

本発明の耐熱性断熱材は、各種の無機バインダを含有する。無機バインダとしては、皮膜形成性のある無機物質であればいずれのものでもよい。例えば、シリコーン系樹脂、シリカ系樹脂、アルミナ系樹脂、ジルコニア・シリカ系樹脂、サポナイト、ヘクトライト、モンモリロナイトなどのスメクタイト群、バーミキュライト群、カオリナイト、ハロイサイトなどのカオリナイト－蛇紋石群、セピオライトなどの天然粘土鉱物の他、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナおよびこれらの変性物、合成無機高分子化合物、硫酸カルシウム、けい酸カルシウム、水ガラス、ポルトランドセメント、アルミナセメント、アルミナシリケート、酸化カルシウム、粘土などが挙げられ、これらの皮膜形成性のある無機物質を各々単独に、または複数組み合わせて使用することができる。
（耐熱性断熱材）

つぎに、上記の無機断熱フィラーと無機バインダとを含有してなるシート状の耐熱性断熱材について説明する。本発明において、耐熱性断熱材の厚みは特に限定されるものではなく、その目的や用途に応じて適宜決定することができる。ただし、耐熱性断熱材の厚みは、経済性や加工のし易さ等の観点から１００ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１～５０ｍｍ、さらに好ましくは０．３～３０ｍｍである。

無機断熱フィラーと無機バインダの合計の割合（重量比）は、無機断熱フィラー／無機バインダの割合が１０／９０～９７／３、好ましくは２０／８０～９５／５、さらに好ましくは２５／７５～９２／８、特に好ましくは３０／７０～９０／１０であってもよい。このような割合であると耐熱性、難燃性に優れた耐熱性断熱材を得ることができる。

本発明の耐熱性断熱材は、キャスト（流延塗布）成型法、Ｔダイ押出し成型法、インフレーション成型法及びカレンダー成型法等の一般的なフィルムの成形方法により製造することができる。

本発明の耐熱性断熱材は、難燃性、断熱性、引張強度及び加工性等の観点から、嵩密度が０．０１～１０ｇ／ｃｍ^３の範囲内が好ましく、さらに０．０５～８ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることがより好ましく、さらに好ましくは０．０８～５ｇ／ｃｍ^３、特に好ましくは０．１～３ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることが望ましい。このように、耐熱性断熱材の嵩密度を制御することによって、耐熱性断熱材中の空気（酸素）の割合が一定範囲内に制御されて、優れた難燃性、断熱性及び引張強度が付与される。

また、本発明の耐熱性断熱材は、必要に応じて染料や顔料で着色されていてもよい。なお、本発明の耐熱性断熱材には、その難燃性や引張強度を更に向上させるために必要に応じて、アクリル樹脂エマルジョン、リン酸エステル系難燃剤、ハロゲン系難燃剤または水和金属化合物などの公知の難燃剤を配合したアクリル樹脂エマルジョンあるいはアクリル樹脂溶液等をコーティング又は含浸させてもよい。

本発明の耐熱性断熱材には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、シリカ繊維、アルミナ繊維、玄武岩繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリベンズチアゾール繊維、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトンケトン繊維、ポリアミドイミド繊維、耐炎繊維等の短繊維；有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系等の光安定剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤；帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤；アミド系、有機金属塩系等の滑剤；含臭素系有機系、リン酸系、メラミンシアヌレート系、三酸化アンチモン等の難燃剤；低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等の延伸助剤；有機顔料；無機顔料；無機充填剤；有機充填剤；金属イオン系等の無機抗菌剤、有機抗菌剤等が挙げられる。

これら組成物の調製は、例えば無機断熱フィラーと無機バインダに対し、揮発性溶剤、例えばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド等を投入して充分に混練し、これらを均一に分散させることによって行われる。上記混練は、例えば高速分散機、縦型分散機、ニーダー、ボールミル、３本ロールミル、ジェットミル、インペラー等を用いて行うことができる。

以下、実施例を用いて本発明の耐熱性断熱材についてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例における各特性値の測定方法は次の通りである。
（１）厚み：ＪＩＳＬ－１０９６に準拠して荷重を１ｋＰａとして測定した。
（２）引張強度：ＪＩＳＬ－１０９６に準拠して縦方向の引張強度を測定した。加工性、耐久性、及び耐摩耗性の観点から０．５ＭＰａ以上の必要があり、５ＭＰａ以上が好ましく、１０ＭＰａ以上がさらに好ましい。
（３）難燃試験：ＵＬ－９４５Ｖ平板状試験片垂直燃焼試験に準拠した。
（４）熱伝導率：ＪＩＳＡ－１４１２－２に準拠して測定した。
また、以下の実施例で用いた無機断熱フィラーを表１に、無機バインダを表２に示す。

（実施例１）

本実施例では、無機バインダとしてシリコーン系バインダを用い、ガラスバルーンＡの混合量を変化させたときの引張強度との特性の変化を調べた。実施例１－１は、ガラスバルーンＡを９０重量部、シリコーン系バインダを１０重量部とした。実施例１－２は、ガラスバルーンＡを４０重量部、シリコーン系バインダを６０重量部とした。実施例１－３は、ガラスバルーンＡを６０重量部、シリコーン系バインダを４０重量部とした。実施例１－４は、ガラスバルーンＡを１０重量部、シリコーン系バインダを９０重量部とした。比較例１－１は、ガラスバルーンＡを９８重量部、シリコーン系バインダを２重量部とした。比較例１－２は、ガラスバルーンＡを５重量部、シリコーン系バインダを９５重量部とした。

無機断熱フィラーであるガラスバルーンＡと無機バインダとを上記の割合とし、さらにトルエンを１００重量部、イソプロピルアルコーを５０重量部、硬化剤を表３に示す割合で加え、十分に撹拌混合した後、離型ライナー上に流延塗布成型し、乾燥（１００℃×５分）、熱硬化（１５０℃×８時間）して、厚みが０．７ｍｍで種々の混合割合の耐熱性断熱材を製造した。作製した耐熱性断熱材の物性評価結果を表３に示す。

表３からわかるように、ガラスバルーンＡの混合量を増やすと引張強度が低下する傾向がみられた。特に、ガラスバルーンＡの混合量が９０重量部では、引張強度が１５．６ＭＰａであったのに対して、９８重量部では０．９ＭＰａとなり急激に小さくなることがわかった。これは、無機バインダであるシリコーン系バインダの混合量が少なすぎて、無機断熱フィラーであるガラスバルーンＡ同士を十分に結合できなくなったからと推定される。実施例１－４は、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋとなったが、目標値はクリアーした。したがって、実施例１－１から実施例１－４までについては、引張強度、難燃性及び熱伝導率のすべてをクリアーした。しかし、比較例１－１は、引張強度が目標値をクリアーしなかった。また、比較例１－２は、引張強度と難燃性とは目標値をクリアーしたが、熱伝導率が目標値をクリアーしなかった。この結果と追加の試験結果から、ガラスバルーンＡの許容混合量は１０重量部～９７重量部の範囲が好ましいことがわかった。
（実施例２）

本実施例では、無機バインダとしてシリコーン系バインダを用い、無機断熱フィラーの種類をかえた耐熱性断熱材を作製して特性を評価した。本実施例では、実施例２－１は鱗片状マイカ粉末、実施例２－２はガラスバルーンＢ、実施例２－３はガラスバルーンＣ、実施例２－４はフライアッシュバルーン、実施例２－５はシリカバルーン、実施例２－６はパーライト、実施例２－７はシリカエアロゲル、および、実施例２－８はガラスバルーンＡ（４５重量部）とシリカエアロゲル（４５重量部）との混合を用いた。それ以外は実施例１と同様にして耐熱性断熱材を作製した。作製した耐熱性断熱材の物性評価結果を表４に示す。

表４からわかるように、種々の無機断熱フィラーを用いた場合、引張強度、難燃性及び熱伝導率のすべてにおいて目標値をクリアーした。この結果、無機バインダを１０重量部としても無機断熱フィラー同士を十分に結合でき、その結果引張強度を大きくできることが確認できた。熱伝導率も十分に小さな値を得ることができた。
（実施例３）

本実施例では、種々の無機バインダを混合して耐熱性断熱材を作製し、特性を評価した。実施例３－１はシリカ系バインダ、実施例３－２はアルミナ系バインダ、実施例３－３はジルコニア・シリカ系バインダを用いた。さらに、比較例３－１では、有機系のウレタン系バインダを用いた。本実施例では、硬化剤は使用していない。また、熱硬化条件を（１５０℃×１時間）に変更した以外は、実施例１の場合と同様の条件で耐熱性断熱材を作製した。作製した耐熱性断熱材の特性評価結果を表５に示す。

表５からわかるように、種々の無機バインダを１０重量部混合した耐熱性断熱材は、引張強度、難燃性およぶ熱伝導率のすべてにおいて目標値をクリアーした。しかし、有機系のウレタン系バインダを用いると難燃性試験をクリアーできなかった。この結果から、無機バインダを用いることが耐熱性・難燃性を改善するために大きな効果を与えることが見いだされた。
（第２の実施の形態）
つぎに、本発明の第２の実施の形態に係る二次電池パックについて説明する。

図１は、本発明の耐熱性断熱材を二次電池パックの断熱材として用いた状態を示す断面図である。本発明の二次電池パック１０は、収納部１３と、この収納部１３内に固定された複数の電池セル１１と、複数の電池セル１１間に設けられた難燃性断熱材１２とを備えており、難燃性断熱材１２が本発明の耐熱性断熱材を用いている。

複数の電池セルのいずれかが何らかの原因で発熱し発火した場合であっても、それらを取り囲んで設けられている難燃性断熱材１２が他の電池セル１１への熱伝導を防ぎ、発火を防止することができる。

本発明の耐熱性断熱材はシート状であるので、その目的や用途に合せて公知の方法等を適用して適宜な大きさ、形状等に加工することが容易である。したがって、種々の用途に用いることができる。

特に、自動車の二次電池パックに使用した場合、二次電池セル、二次電池パックや二次電池モジュールから何らかの原因で発火した際に、火炎が延焼するのを防止することができるだけでなく、二次電池モジュールから外部への延焼も防ぐことができる。

本発明の耐熱性断熱材は、難燃性と断熱性とが求められる用途の全てに用いることができる。例えば、自動車、貨車等の車輌、航空機や船舶等の輸送用機器の内装材、土木・建築用の壁用部材、床用部材や天井用部材等の土木・建築用資材、冷凍コンテナ等の梱包材、寝装品、または、吸音部材等に好適に使用することができる。

その他、自動車の天井材、リアパッケージ、ドアトリム用途、自動車、電車や航空機などのダッシュボードのインシュレータ用途、各種の保温材、遮熱材、断熱材用途、消防用や高温作業用などの防護衣料、防護手袋、防護帽子などの用途、溶接現場の防護シート用途、防草材用途、スピーカー用振動板用途、電気カーペットの積層材用途等、幅広い用途に用いることができる。

本発明の耐熱性断熱材は、シート状であるので、柔軟で、必要な形状に打抜き加工が容易であり、かつ、難燃性と断熱性とを有するので遮熱や断熱性が要求される幅広い分野に有用である。

１０二次電池パック
１１電池セル
１２難燃性断熱材
１３収納部

Claims

無機断熱フィラーとバインダとを含有してなるシート状の耐熱性断熱材であって、
前記バインダが、無機バインダからなることを特徴とする耐熱性断熱材。
前記無機断熱フィラーが、鱗片状マイカ、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライト、シリカキセロゲル、および、シリカエアゲルから選択された少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１記載の耐熱性断熱材。
前記バインダが、シリコーン系バインダ、シリカ系バインダ、アルミナ系バインダ、および、ジルコニア・シリカ系バインダから選択された少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１記載の耐熱性断熱材。
収納部と、
前記収納部内に固定された複数の電池セルと
前記複数の電池セル間に設けられた難燃性断熱材とを備え、
前記難燃性断熱材が、請求項１から３までのいずれか１項に記載の耐熱性断熱材を用いたことを特徴とする二次電池パック。