JP5234930B2 - 耐熱シート - Google Patents
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Description
そこで、ゴムコンパウンドに、耐熱性を有する無機充填材を含有させ、耐熱性を向上させる技術が知られている。しかしながら、この技術においても、耐熱性を向上させることは可能であるが、溶融金属のように1000℃を超える熱に晒される作業環境では、作業者側に熱が伝わりやすく、作業者のための高耐熱及び高耐火性能を得ることはできなかった。
シートとしての耐熱性は優れるものの、断熱性が劣るとともに、ゴム材料への分散混合性の面で好ましくない。300μmを超える場合には、耐熱シートとしての柔軟性が低下するほか、平滑なゴム層を形成することが困難になる。
一方、中空の無機充填材が100重量部未満の場合には、中空の無機充填材の比率が低くなり、耐熱性及び断熱性が不十分なものとなるほか、必要な耐熱性及び断熱性とするために、中空の無機充填材を含有するゴム層を、より厚くする必要があるため、保護衣としてのシートの厚みが厚くなり好ましくない。また、中空の無機充填材が800重量部を超える場合には、シートとしての柔軟性が低下するほか、耐熱性繊維層に積層させた際、耐熱性繊維層への積層作業性が悪くなり、平滑なゴム層を形成することが困難になる。
また、中空の無機充填材を含有するゴム層の厚みは、0.05〜0.5mmの範囲にすることが好ましく、特に0.1〜0.3mmの範囲にすればさらに好ましい。この範囲では、優れた断熱性を維持しながら、シートとしての軽量化を図ることができる。一方、このゴム層の厚みを0.05mm未満にした場合には、熱伝導が速く、断熱性としては不十分なものとなり、0.5mmを超えるようにした場合には、断熱性としては十分なものとなるが、シートとしての重量が重くなるほか、シートとしての柔軟性が低下する。
なお、中空の無機充填材を含有するゴム層の製造において、カレンダー成形等で、上記好ましい厚み0.05〜0.5mmを一回で成形しようとした場合、中空の無機充填材の影響で、平滑な層にできないおそれがある。よって、ナイフコーターやダイコーター等で製造することが好ましく、この場合、一回に0.01mm程度の厚みしか出せないため、上記好ましい厚み0.05〜0.5mmにするために、複数回に分けて層を形成することが好ましい。ゴム層を複層で形成する場合に、各層に含有される中空の無機充填材は、同一粒径のものを使用してもよいし、各層の粒径が異なっていてもよい。例えば、下層部分は、断熱性を確保するために比較的大きい粒径のものを使用し、上層部分は、表面の平滑性等を向上させるために、小粒径のものを使用してもよい。
このようなアルミ層は熱反射性に優れているため、このような形態にすることで耐熱性、耐火性を向上させることが可能となる。
また、柔軟ゴム層として、ゴム材料100重量部に対して、可塑剤10〜60重量部を配合することが好ましく、可塑剤が10重量部未満の場合には、柔軟性を十分に得ることができず、逆に、60重量部を超える場合には、ブリードし、表面にタック性が出るほか、引っ張り強度が低下する。
ジオクチルアジペート(DOA)、ジイソデシルアジペート(DIDA)、ジブチルグリコールアジペート、ジブチルカルビトールアジペート等のアジペート系可塑剤;ジオクチルセバケート(DOS)、ジブチルセバケート(DBS)等のセバケート系可塑剤;トリクレジルフォスフェート(TCP)、クレジルフェニルフォスフェート(CDP)、トリブチルフォスフェート(TBP)、トリオクチルフォスフェート(TOP)、トリブトキシエチルフォスフェート(TBXP)等のフォスフェート系可塑剤のほか、ジ−2−エチルへキシルアゼレート(DOZ)、ジ−2−エチルヘキシルドデカンジオエート(DODN)等が挙げられ、それらの一種或いは二種以上を組み合わせてもよい。
接着ゴム層を構成するゴム材料としては、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、ニトリルゴム(NBR)、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、フッ素ゴム(FKM)等が使用できる。
接着ゴム層には、イソシアネートを配合することが好ましく、イソシアネートと耐熱性繊維層とが反応することにより、接着性を向上させることができる。この際の接着強度としては、10〜30N/2cm(JIS K 6404−5)である。
また、ジイソシアネートとしては、1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、イソホロンジイソシアネート等を挙げることができる。
,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン等の有機過酸化物、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の金属酸化物等を使用することができる。
フェニル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン(IPPN)、N,N’−ジアリル−p−フェニレンジアミン、フェノチアジン誘導体、ジアリル−p−フェニレンジアミン混合物、アルキル化フェニレンジアミン、4,
4’−α、α−ジメチルベンジルジフェニルアミン、p,p−トルエンスルフォニルアミノジフェニルアミン、N−フェニル−N’−(3−メタクリロイロキシ−2−ヒドロプロピル)−p−フェニレンジアミン等を使用することができる。
更に、中空の無機充填材を含有するゴム層の表面に、アルミ層を積層すれば、アルミ層の熱反射性に優れた特性により、耐熱性、耐火性を向上させることが可能となる。
また、耐熱性繊維層と中空の無機充填材を含有するゴム層との間に、柔軟ゴム層を積層することにより、シートとしての柔軟性が優れたものにできるだけでなく、必要な耐熱性とするための、中空の無機充填材を含有するゴム層の積層回数軽減を図ることができるほか、耐熱性繊維層の表面を平滑にすることができるため、平滑なゴム層を形成することができる。
この際、柔軟ゴム層と耐熱性繊維層との間に、接着ゴム層を介在させれば、柔軟ゴム層と耐熱性繊維層との接着性が向上して好ましい。
ここで図1は本発明に係る耐熱シートの第1構成例を示す説明図、図2は第2構成例を示す説明図、図3は第3構成例を示す説明図、図4は第4構成例を示す説明図である。
(1)アラミド繊維((株)帝健製、「XF1910」)
(2)ゴム材料;CSM(東ソー(株)製、「TS530」)
(3)無機充填材;・空隙率95%の平均粒径10μmセラミックバルーン(住友スリーエム(株)製、「iM30k」)
・空隙率95%の平均粒径75μmセラミックバルーン(太平洋セメント(株)製、「E−spheres SL75」)
・空隙率95%の平均粒径300μmセラミックバルーン(太平洋セメント(株)製、「SL−300」)
・中実の平均粒径10μmセラミックビーズ(ポッターズ・バロティーニ(株)、「EMB−20」)
・空隙率95%の平均粒径0.005μmセラミックバルーン(NASA製、「HSR−Z−21」)
・空隙率95%の平均粒径350μmセラミックバルーン(太平洋セメント(株)製、「LS−350」)
(4)可塑剤;TCP(大八化学工業(株)製)
(5)ジイソシアネート;エチレンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業(株)製、「コロネート3015」)
(6)架橋剤;酸化マグネシウム(神島化学工業(株)製、「スターマグ」)
(7)架橋促進剤;エチレンジメタクリレート(三新化学工業(株)製、「EG」)
(8)老化防止剤;フェニルα−ナフチルアミン(大内新興化学工業(株)製、「ノクラック」)
(9)充填材;シリカ(東ソー・シリカ(株)製、「VN3」)
(10)アルミペースト(旭化成ケミカルズ(株)製、「4FS」)
14cm×14cmの試料を、ピン枠に固定し、バーナーで火炎を暴露し、穴・亀裂が生じたときの時間を測定した(火炎の温度:1100℃)。なお、本発明に必要な耐熱性は30秒以上であり、60秒以上が好ましい。
耐熱シートの断熱性に関しては、熱伝導率で評価した。14cm×14cmの試料の上に、熱板を押し当てて、その時の熱伝導率を測定した。なお、熱伝導率の測定は、QTM−500(京都電子工業(株))を用いた。なお、本発明に必要な断熱性は0.2W/mK以下である。
JIS L 1096 A法(45°カンチレバー法)に基づき測定した。なお、本発明に必要な柔軟性は100mm以下である。
しかしながら、比較例1、5では、本発明に必要な耐熱性、断熱性を得ることができず、比較例2、3では、本発明に必要な断熱性を得ることができなかった。また、比較例4、6では、本発明に必要な柔軟性を得ることができなかった。
Claims (4)
- 少なくとも耐熱性繊維層及び中空の無機充填材を含有するゴム層を積層した耐熱シートであり、前記耐熱性繊維層の耐熱性繊維の経密度および緯密度は30〜70本/インチであり、前記ゴム層は、ゴム材料100重量部に対して、平均粒径0.01〜300μmである中空の無機充填材100〜800重量部を含有し、且つ厚みが0.05〜0.5mmであり、1000℃を超える熱に晒される作業環境において被災を防止できる防護服として用いられることを特徴とする耐熱シート。
- 前記中空の無機充填材を含有するゴム層の表面に、アルミ層を積層することを特徴とする請求項1に記載の耐熱シート。
- 前記耐熱性繊維層及び中空の無機充填材を含有するゴム層との間に、中空の無機充填材を含有しないゴム層が積層されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の耐熱シート。
- 前記中空の無機充填材を含有しないゴム層と耐熱性繊維層との間に、接着ゴム層を介在させることを特徴とする請求項3に記載の耐熱シート。
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