JP3245412U

JP3245412U - 難燃材

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Publication number: JP3245412U
Application number: JP2023003525U
Authority: JP
Inventors: 三徳石塚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-08-30
Filing date: 2023-08-30
Publication date: 2024-01-26
Anticipated expiration: 2033-08-30

Abstract

【課題】新規で且つ容易に製作可能であり、且つ多種の技術分野において用いられる薄手の材料として使い勝手の良い難燃材を提供する。【解決手段】難燃材１の基材２はホウ酸水溶液が含浸・乾燥されて成るので、基本的に難燃性を備える。基材２の薄厚一側に形成される石灰含有層３は、それ自体、防火性のある材料である。基材２の薄厚他側に形成される含有層４は、空気と熱の遮断性があって難燃剤の一つであるホウ酸を含む層である。石灰含有層３及びホウ酸含有層４は、それぞれ難燃性を備えており、ホウ酸が含浸された基材２と相俟って、全体として難燃性が優れた積層材となる。基材２が例えば布材であるような場合であっても、積層材は、柔軟性等の基材である布材の性質を損ねることがなく、布材としての利便性を活用できる。【選択図】図１

Description

本考案は、布生地のような布材或いはシート材や板材のような薄厚の材料であって、且つ燃えにくい性質を有する難燃材に関する。

従来、繊維製の衣服や身の回り用品としては、繊維を織った布や生地が縫製されて製品化されている。また、屋内の内装材や屋内に置かれる各種の物品のようなインテリア（室内装飾品）に属するものとして、部屋の壁に貼られる壁紙や、遮光、防音、覗き見防止などを目的として室内各所に吊り下げて使用されるカーテン、或いは部屋の床に敷かれるカーペットや絨毯のような敷物としての内装材がある。また、室内の各所には、ドア、間仕切り、建具、家具のような据付け具（和室ようとしては襖、障子の類）が置かれ、更にはホビー製品や置物、収納ケースのような生活雑貨も随所に置かれことがある。更に、屋外においては、フェンス、ガーデン、門扉、バルコニーのようなエクステリア製品がシート材、パネル材、板材等の材料で製造されている。これらの製品は、布材、シート材或いは薄板材のように比較的厚さの薄い素材が直接に用いられているものがあるが、そうした素材を適宜組み合わせて製品として構成されるものもある。

衣服に関して、消防士が着用する消防服或いは非常に高温の作業所で着用される作業衣には、耐火性、難燃性のある生地から縫製された衣服が用いられている。また、近年、生活向上の観点から、身の回り品、インテリア製品やエクステリア製品に用いられる材料には、重大な火災事故に至ることがないように、着火し難い或いは仮に着火することがあっても燃え広がり難い難燃材が用いられる傾向が高まっている。

これまでの耐熱性、耐火性又は防火性を考慮した材料としては、亜鉛メッキ鋼板等の金属製材料、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンのような化学素材を元にして例えばシート材や薄板材に成形される難燃性化学材料がある。また、アスベストの様な鉱物繊維、アルミニウムやシリカを原料としたセラミック繊維、或いはアラミド繊維やポリエステル繊維等の化学繊維を用いて、織物や布材に成形される難燃性繊維材料などがある。

こうした難燃材として、各種の材料が提案されている。その一つとして、植物繊維の上面には防炎ポリ塩化ビニル皮膜を、そして下面には再生紙を包含させた難燃材が提案されている（特許文献１）。また、硬質繊維板の片面又は両面に難燃処理した紙や布などのシートを貼着した難燃材が提案されている（特許文献２）。更に、ホウ酸又はホウ酸塩を含み、長期間固まらずに使用できるとともに、糊の臭いを抑制した難燃剤組成物が提案されている（特許文献３）。更に、一般的な不燃液・難燃剤としては、従来から、臭素系、塩素系、リン系、ホウ素系、シリコン系、窒素含有化合物等の難燃剤が知られている。また、ホウ酸の濃い水溶液はセルロース用の難燃剤（処理した木材は不燃木材となる）として知られており、紙や繊維材にホウ酸を塗したものはセルロースファイバーとして住宅用断熱材として利用されており、炭酸カルシウムを原料とする漆喰のような材料は、旧来より建築素材として利用されてきている。

実用新案登録第３１１３５３０号公報実開昭６０－１０５１４１号公報特許第６９１０６２４号公報

そこで、新規で且つ容易に製作可能であり且つ使い勝手の良い難燃材を得る点で解決すべき課題がある。本考案の目的は、新規で且つ容易に製作可能であり、且つ多種の技術分野において用いられる薄手の材料として使い勝手の良い難燃材を提供することである。

本考案による難燃材は、
薄厚状の繊維材、シート材又は板材からなり、ホウ酸水溶液が含浸・乾燥されて成る基材に対して、
前記基材の一側表面に、石灰水を混合した水性塗料が塗布・乾燥されて成る炭酸カルシウム含有層、及び
前記基材の他側表面に、高濃度ホウ酸水溶液が含浸・乾燥されて成るホウ酸含有層が積層されて成っている。

この難燃材によれば、基材はホウ酸水溶液が含浸・乾燥されて成るので、基本的にホウ酸を含んでいて、難燃性を備える。
基材の薄厚一側に形成される石灰含有層においては、石灰水は水酸化カルシウムが溶けた水溶液であるが乾燥することで二酸化炭素を吸収しながら硬化（炭酸化）して炭酸カルシウムを含む層が形成される。炭酸カルシウムを含む層は、建材の一種である漆喰としても知られているように、それ自体、防火性のある材料である。石灰水に水性塗料を混ぜた液を基材の一側表面に対して塗布し乾燥させることによって、基材に対して厚みの薄い炭酸カルシウムの層として容易に形成される。
基材の薄厚他側に形成されるホウ酸含有層においては、高濃度のホウ酸水溶液が含浸・乾燥されて成り、十分な厚みの層としてのホウ酸含有層が形成される。ホウ酸系の素材は空気と熱の遮断性があって難燃剤の一つである。
この考案による難燃材によれば、石灰含有層もホウ酸含有層の難燃性を備えているので、ホウ酸が含浸された基材と相俟って、全体として難燃性が優れた積層材となる。基材が例えば布材であるような場合であっても、この積層材は、柔軟性等の基材である布材の性質を損ねることがなく、布材としての利便性を活用できる。
この難燃材は沸騰時代に生まれた使用対象や使用目的により添い変化自在の難燃材たり得る側面も有す。例えば，ＣａＣＯ３と水性塗料の布と不織布Ｈ_３ＢＯ_３含浸したもの丈観察しても５００℃の炎に１０称以上焼いても火が通らない。布と不織布の間に窒素化合物を少量添加した程度で驚くべき効果と結果を得たのである。勿論表皮はポリエチレン窒素化合物で覆われているなど応用例といえる。

この難燃材において、前記炭酸カルシウム含有層は前記石灰水を混合した前記水性塗料の塗布・乾燥を反復することで多重層に形成することができ、また前記ホウ酸含有層は前記高濃度ホウ酸水溶液の含浸・乾燥を反復することで多重層に形成することができる。
炭酸カルシウム含有層とホウ酸含有層とを、それぞれ塗布又は含浸・乾燥の反復により多重層に形成することで、酸カルシウム含有層とホウ酸含有層のそれぞれの層の難燃性と強度を高め、延いては基材を含む積層材としての難燃材の難燃性と強度を高めることができる。

本考案による難燃材によれば、紙材、布等の繊維材、シート材又は板材のような薄手の

、特に、衣服や身の周り品、インテリア製品やエクステリア製品に適用した場合には、使用・着用するのに安全・安心で、且つ耐熱性、耐火性、防火性に優れた製品となる。
石灰含有層もホウ酸含有層の難燃性を備えているので、これらの層をホウ酸が含浸された基材に積層させた素材とすることで、難燃性が優れた積層材となる。基材が例えば布材であるような場合であっても、この積層材は、柔軟性等の基材である布材の性質を損ねることがなく、布材としての利便性を活用できる。また、基材がシート材や板材であっても、同様に、これらの素材の性質を損ねることなく、同様に利便性を活用できる。

図１は、この発明による難燃材の概略を示す斜視図である。図２は、この発明による難燃材の製造工程の一例を示す概略工程図である。

図１に示す斜視図には、この考案による難燃材の例が概略に示されている。図１（ａ）は、この考案による難燃材１の一例であり、基材２は薄厚状の繊維材、ホウ酸水溶液が含浸・乾燥されたシート材又は板材から成っている。基材２に対して、その薄厚一側には、石灰水を混合した水性塗料が塗布・乾燥されて成る炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）含有層３が積層形成されている。また、基材２に対して、その薄厚他側には、高濃度ホウ酸（ホウ酸Ｈ３ＢＯ３又はＢ（ＯＨ）３）水溶液が含浸・乾燥されて成るホウ酸含有層４が積層形成されている。

基材２の一側表面の石灰含有層３は、石灰水は水酸化カルシウムが溶けた水溶液であるが乾燥することで二酸化炭素を吸収しながら硬化（炭酸化）して炭酸カルシウムを含んだ層である。石灰含有層３は、それ自体、耐熱性、耐火性及び防火性のある層である。また、基材２の他側表面のホウ酸含有層４は、耐熱性、耐火性及び防火性のある層である。基材２はホウ酸水溶液が含浸・乾燥されて成る層であり、難燃材１は、その表裏に石灰含有層３とホウ酸含有層４を備えているので難燃性が優れた積層材となる。基材２が例えば布材であるような場合には、その表裏に層３、４を積層した難燃材１は、柔軟性等の基材である布材の性質を損ねることがなく、布材としての利便性を活用できる。

図１（ｂ）は、この考案による難燃材の別の例であり、図１（ｂ）に示す難燃材１ａは、図１（ａ）に示す難燃材１に対して、基材２の一側表面では石灰含有層３が反復形成されることで多層（この例では２層）に重ねられた多重石灰含有層５となっており、基材２の他側表面ではホウ酸含有層４が反復形成されることで多層（この例では２層）に重ねられた多重ホウ酸含有層６となっている。多重石灰含有層５と多重ホウ酸含有層６は、単層の石灰含有層３とホウ酸含有層４と比較して、塗布と乾燥を反復して得られたものであるから、各層５，６の層の密度が高まって強度が向上する他、難燃材としての耐熱性、耐火性及び防火性が優れた層となる。この例では、多重層５，６については、それぞれ２層の積層として示したが、層数はそれ以上であってもよく、また互いに異なる積層数であってもよい。

ここで、薄厚とは、繊維製の布や生地のように、人の手の力で容易に撓む、曲がる、折れる、畳む等の日常経験する変形が可能な厚さである。
また、繊維製の布や生地以外のシートや板材である場合には、繊維製の布や生地と同等、又はそれよりも強度を持ち、人の手指で容易に挟む、掴むことができるような厚みを言う。

この考案による難燃材は、例えば図２に示す工程を順に経て製造される。
基材２の元になる布生地１０を用意する（工程１）。
用意した布生地１０をホウ酸水溶液１１に漬けることで、布生地１０にホウ酸水を含浸させる（工程２）。
ホウ酸水が含浸された布生地１０ａを乾燥させて基材２を得る（工程３）。
基材２の一側表面に石灰水を混合した水性塗料１２を刷毛等の塗布手段１３にて塗布する（工程４）。
石灰水を混合した水性塗料１２が塗布された基材２を乾燥して基材２ａとする（工程５）。
基材２ａの他側表面に高濃度ホウ酸水溶液１４を刷毛等の塗布手段１５にて塗布する（工程６）。
高濃度ホウ酸水溶液１４が塗布された基材２ｂを乾燥して難燃材１を得る（工程７）。
工程４の塗布と工程５の乾燥の工程、及び工程６の塗布と工程７の乾燥の工程は、それぞれ反復して行うことができ、そうすることで、図１（ｂ）に示す難燃材１ａのように、基材２の一側表面と他側表面に多重石灰含有層５と多重ホウ酸含有層６を形成することができる。

以下、基材を布としたときの、難燃性の比較試験結果の一例を示す。各実施例とも温度５５０度～６００度で難燃材を加熱した。
実施例１は、布の一側表面に炭酸カルシウム含有層３が積層形成（反復せず１回の形成）され、他側表面にホウ酸含有層４が積層形成（反復せず１回の形成）された例であって、２０秒の加熱時間で布の変速は「小」の「中」であった。全体の状態は少し変色した状態であった。
実施例２は、布の一側表面に炭酸カルシウム含有層３が積層形成（反復せず１回の形成）され、他側表面にホウ酸含有層４が積層形成（反復１回の形成）された例であって、３０秒の加熱時間で布の変速は「小」の「小」であった。全体の状態は殆ど変色なしの状態であった。
比較例は、布の一側表面に石灰水を含まず塗料のみを塗布・乾燥させたものである。１５秒の加熱時間で布の変速は「大」であり、全体の状態も黒焦げ状態であった。

本考案による難燃材の適用例としては、耐熱、耐火、防火性が期待される分野であることは勿論であるが、以下のような例が考えられる。
まず、本考案による難燃材は、衣類製品としては、耐熱・耐火性を備えた消防服のような専用服、或いは高温作業環境下で用いられる作業服が考えられる。これら専用服、作業服の服飾生地（生地となる元の基材は、天然繊維、化学繊維、或いはその混合繊維でよい）に、この難燃材を適用して、適宜の縫製によって衣類に仕立てることができる。
その他にも、本考案による難燃材は、傘、鞄、帽子のような身の回り品；紙（耐熱・防火紙として例えば、障子、襖に適用可能）；布やフィルム、シート、パネル等から成るカーテン、家具等のインテリア製品；フェンス、ガーデン、門扉、バルコニーのようなエクステリア製品；テントやハンモック等のキャンプ用品のようなアウトドア製品；鍋敷や鍋掴み等の調理補助具；消火マット、消火クロス、消火毛布のような防災グッズ；布、シートやパネルから成る一般建築素材；軍、電車、航空機のような交通機関の椅子やシート等の内装材に用いることができる。これらの場合にあっては、火災に遭遇するような場合であっても、それらの製品の耐熱性、耐火性、防火性を向上させることができる。

１，１ａ難燃材２基材２ａ，２ｂ塗布された基材
３炭酸カルシウム含有層４ホウ酸含有層
５多重石灰含有層６多重ホウ酸含有層
１０，１０ａ布生地１１ホウ酸水溶液
１２石灰水を混合した水性塗料１３塗布手段
１４高濃度ホウ酸水溶液１５塗布手段

Claims

薄厚状の繊維材、シート材又は板材からなり、ホウ酸水溶液が含浸・乾燥されて成る基材、
前記基材の一側表面に、石灰水を混合した水性塗籵が塗布・乾繰されて形成されて成る炭酸カルシウム含有層、及び
前記基材の他側表面に、高濃度ホウ酸水溶液が含浸・乾燥されて形成されて成るホウ酸含有層
から成る難燃材。
前記炭酸カルシウム含有層は、前記石灰水を混合した前記水性塗料の塗布・乾燥を反復することで多重層に形成されて成り、
前記ホウ酸含有層はまた前記高濃度ホウ酸水溶液の含浸・乾燥を反復することで多重層に形成されて成る
ことから成る請求項１に記載の難燃材
前記請求項１の布に不織布のホウ酸水含浸し乾燥の布に窒素化合物

強化するなどが１つの応用例と言える多様性・変化自在性を有する難燃材。