JP7312016B2 - 耐火多層シート - Google Patents

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Description

本発明は耐火多層シートに関し、特に、粉体塗装等の塗装が施される耐火多層シートに関する。
建築材料の分野において、耐火性能を有する樹脂材料が求められており、そのような材料として、バインダー(樹脂)と熱膨張性黒鉛とを含む熱膨張材が知られている。
熱膨張材は、目視可能な部分に取付けられることがあり、その際には熱膨張材の外観を、取り付けられる場所の色と合わせたり意匠性を付与したりするために塗料等で塗装することがある。
例えば、特許文献1では、バインダー樹脂と熱膨張性黒鉛とを含む熱膨張性樹脂組成物からなる熱膨張材と、熱膨張材に積層された基材とを備え、熱膨張材と基材との間に熱可塑性樹脂を含有する介在層が配置されている耐火多層シートが開示されている。
特開2017-202694号公報
ところで、塗料等で塗装する方法は種々あるが、なかでも粉体塗装は、溶剤の代わりに空気を用いるので溶剤による火災及び毒性の危険がなく、塗装機の自動化が容易なため塗膜品質が安定する等といったメリットがあり、耐火多層シートに対してもその適用が検討されている。
耐火多層シートの構成として、例えば、熱膨張材からなる熱膨張樹脂層の上下それぞれをポリエチレン等の接着層を介して不織布で両面を挟んだものが挙げられる。このような耐火多層シートに対し粉体塗装を行うと、その後の焼き付けで不織布が脱落してしまう問題があった。
そこで本発明者らは、脱落が起こらないように、上記の不織布及び接着層を、ポリエステル(具体的にはPET:ポリエチレンテレフタレート)で代替することを考えた。しかし、通常のPETを使用する場合、耐火多層シートを作製する際、あるいは耐火多層シートに粉末塗装をする際にゴム製のコンベアベルトで当該PETを搬送するが、このPETと搬送する際のコンベアベルトとの摩擦が大きくなり、搬送性が低下する問題が生じた。
以上から、本発明では、ゴム製のコンベアベルトに対し良好な搬送性を発揮し得る耐火多層シートを提供することを課題とする。
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、ゴム製のコンベアベルトに接触する耐火多層シートの基材表面の表面粗さを特定の範囲に小さくすることで、摩擦が低減して搬送性が良好になることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
[1] 第1の基材と熱膨張樹脂層と第2の基材とをこの順に備える耐火多層シートであって、前記熱膨張樹脂層が樹脂及び熱膨張性黒鉛を含み、第1の基材における前記熱膨張樹脂層が設けられていない側の面の表面粗さRaが、0.2μm~50μmである耐火多層シート。
[2] 第2の基材が白色である[1]に記載の耐火多層シート。
[3] 第1の基材及び第2の基材の軟化点が200℃以上である[1]又は[2]に記載の耐火多層シート。
[4] 前記樹脂が熱硬化性樹脂を含む[1]~[3]のいずれかに記載の耐火多層シート。
[5] 第1の基材における前記熱膨張樹脂層が設けられていない側の面に粘着剤及びセパレータの少なくともいずれかを備える[1]~[4]のいずれかに記載の耐火多層シート。
[6] 第2の基材における前記熱膨張樹脂層が設けられていない側の面の表面粗さRaが、0.5μm以下である[1]~[5]のいずれかに記載の耐火多層シート。
本発明によれば、ゴム製のコンベアベルトに対し良好な搬送性を発揮し得る耐火多層シートを提供することができる。
耐火多層シートの一実施形態に係る概略的な断面図である。 耐火多層シートを製造する際の積層方法を概略的に説明する説明図である。 実施例における耐火多層シートの摩擦試験方法を概略的に説明する説明図である。
<耐火多層シート>
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る耐火多層シート10は、第1の基材12と熱膨張樹脂層14と第2の基材16とをこの順に備え、熱膨張樹脂層14が樹脂及び熱膨張性黒鉛を含み、第1の基材12における熱膨張樹脂層14が設けられていない側の面12Aの表面粗さRaが、0.2μm~50μm以下となっている。以下、本発明の耐火多層シートについて詳細に説明する。
(第1の基材)
第1の基材の熱膨張樹脂層が設けられていない側の面の表面粗さRaは0.2μm~50μmとなっている。Raが0.2μm未満では、ゴム製のコンベアベルトと、これに接触する耐火多層シートの基材表面と摩擦力が大きくなり良好な搬送性が得られない。50μmを超えると、上記摩擦力が低くなりすぎて位置固定がしづらくなる等の問題が生じやすくなる。Raは0.4μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。また、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。表面粗さRaは実施例に記載の方法で測定することができる。
なお、表面粗さを上記範囲のように小さくすることで、第1の基材の熱膨張樹脂層が設けられていない側に粘着剤を付与させやすくなり、耐火多層シートに良好な粘着機能を持たせることができる。
Raを0.2μm~50μmとするには、熱膨張樹脂層が設けられない側の面にサンドブラスト処理やケミカルブラストを施せばよく、なかでもサンドブラスト処理が好ましい。サンドブラスト処理の方法としては、上記の面にショットブラスト機で研磨材を遠心力で投射する方法等が挙げられる。
また、天然樹脂、合成樹脂を第1の基材に使用する場合に、Raが0.2μm~50μmである不織布を熱膨張樹脂層が設けられない側の面に積層して第1の基材としてもよい。
第1の基材としては、布材、天然樹脂、合成樹脂等が挙げられる。
布材としては、例えば、木綿、絹、ナイロン、PET等のポリエステル、ポリプロピレン等のポリオレフィン等の織布、不織布が挙げられる。これらは主に、天然樹脂又は合成樹脂と組み合わせて使用することが好ましい。すなわち、天然樹脂製の基材又は合成樹脂製の基材の熱膨張樹脂層が設けられない側の面に、Raを0.2μm~50μmとするための布材を積層して、第1の基材とすることが好ましい。
天然樹脂としては、例えば、セルロース誘導体、ゼラチン、アルギン酸塩、キトサン、プルラン、ペクチン、カラゲナン、タンパク質、タンニン、リグニン、ロジン酸等を主成分とする高分子、天然ゴム等が挙げられる。
合成樹脂としては、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、1,2-ポリブタジエンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン-プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ポリイソブチレンゴム、塩化ブチルゴム等の合成ゴム、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ(1-)ブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂のポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、ポリエチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂が好ましい。
第1の基材は、異種若しくは同種の材料で2層以上としてもよい。2層以上とすることで、それぞれの素材を生かした基材することができる。例えば、第1の基材を、ポリエチレン基材又はPET基材の熱膨張樹脂層が設けられない側の面に不織布を積層した不織布積層基材とすると、良好な搬送性を有しながら、不織布による破断防止等の効果が得られる。
第1の基材の厚み(多層の場合はその合計)は特に限定されないが、10μm~1mmであることが好ましく、50~400μmがより好ましい。
(第2の基材)
第2の基材は、粉体塗装等の塗装が施される。したがって第2の基材としては、第1基材と同様であるが、なかでも白色であることが好ましい。ここで、「白色」とは完全に白色であることに限られず、黄白色、赤白色、黒白色(灰色)、緑白色、青白色、茶白色、金白色、銀白色等、白色以外の各色であって白色度が高いものを含む。本明細書において、白色度が十分であるとはJISZ8715(色の表示方法-白色度)の白色度指数が80以上であるものをいう。
第2の基材を白色とするには公知の方法を適用できる。例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、リトポン、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、クレイ等の無機材と既述の樹脂からなるペレットを押出機に供給し、280℃程度の温度で溶融押し出し、30μmカットフィルター等により濾過を行い、Tダイ口金に導入しシート状に押出成形することで白色の第2の基材が得られる。
第2の基材における熱膨張樹脂層が設けられていない側の面の表面粗さRaは、1.5μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましい。特にRaが0.5μm以下であることで、適度なツヤが得られて美観が増し、粉体塗装がしやすいといった効果が得られる。Raは、0.3μm以下であることがさらに好ましく、0.1μm以下であることがよりさらに好ましい。また、実際的には、Raは0.03μm以上となる。
第2の基材は、第1の基材と同様に、異種若しくは同種の材料で2層以上としてもよい。また、第2の基材の厚み(多層の場合はその合計)は特に限定されないが、30μm~0.4mmであることが好ましく、50~200μmがより好ましい。
本発明において、第1の基材及び第2の基材の軟化点はそれぞれ200℃以上であることが好ましい。200℃以上であることで、粉体塗装等の塗装で焼き付け処理等が施されても良好な形態保持性が得られる。軟化点は、JIS K 2207に準拠して測定した値とする。基材が多層の場合は、軟化点の低い方の値が200℃以上であることが好ましい。
(熱膨張樹脂層)
熱膨張樹脂層は、樹脂と熱膨張性黒鉛とを含む。具体的には樹脂と熱膨張性黒鉛とを含む熱膨張性樹脂組成物から構成される。
(1)樹脂
樹脂としては、公知の樹脂を広く使用でき、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、及びエラストマー樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリウレタン、ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド等の合成樹脂が挙げられ、エポキシ樹脂が好ましい。
ここで、エポキシ樹脂は、特に限定されないが、基本的にはエポキシ基をもつモノマーと硬化剤を反応させることにより得られる。上記エポキシ基をもつモノマーとしては、2官能のグリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、多官能のグリシジルエーテル型等のものが挙げられる。
硬化剤は、重付加型、触媒型のものが挙げられる。重付加型の硬化剤としては、例えば、ポリアミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメルカプタン等が例示される。また、上記触媒型の硬化剤としては、例えば、3級アミン、イミダゾール類、ルイス酸錯体等が例示される。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ(1-)ブテン樹脂、及びポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、エチレンビニルアセテート樹脂(EVA)、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、及びポリイソブチレン等の合成樹脂が挙げられる。なかでも、エチレンビニルアセテート樹脂が好ましい。
エラストマー樹脂としては、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、液状エチレン-プロピレン-ジエンゴム(液状EPDM)、エチレン-プロピレンゴム、液状エチレン-プロピレンゴム、天然ゴム、液状天然ゴム、ポリブタジエンゴム、液状ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、液状ポリイソプレンゴム、スチレン-ブタジエンブロック共重合体、液状スチレン-ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン-ブタジエンブロック共重合体、液状水素添加スチレン-ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体、水素添加スチレン-イソプレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン-イソプレンブロック共重合体、水素添加スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、及び液状水素添加スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体等が挙げられる。なかでも、クロロプレンゴムが好ましい。
本発明においては、加熱時の熱収縮率が少なく、効果的に防火性能を向上させる観点から、熱硬化性樹脂を含むことが好ましく、樹脂自体の難燃性を上げて防火性能を向上させるという観点からは、エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。
熱膨張性樹脂組成物中の樹脂の含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは6質量%以上、さらに好ましくは8質量%以上である。熱膨張性樹脂組成物中の樹脂の含有量をこれら下限値以上とすると、熱膨張樹脂層とする際の成形性が向上する。また、上記含有量は、好ましくは85質量%以下、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下、よりさらに好ましくは15質量%以下である。
(2)熱膨張性黒鉛
熱膨張性黒鉛は加熱されることで膨張して大容量の空隙を形成し、難燃剤として機能する。その結果、耐火多層シートに着火した場合に延焼を抑制することができる。
熱膨張性黒鉛としては、加熱時に膨張する黒鉛であれば特に制限はなく、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、及びキッシュグラファイト等の粉末を無機酸と強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものが挙げられ、これらは炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物になっている。
無機酸としては濃硫酸、硝酸、及びセレン酸等が挙げられ、強酸化剤としては濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、及び過酸化水素等が挙げられる。
熱膨張性黒鉛は更に中和処理を行ったものでもよい。具体的には、酸処理により得られた熱膨張性黒鉛を、更にアンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等で中和することが好ましい。
熱膨張性黒鉛の粒度は、20~200メッシュが好ましい。膨張性黒鉛の粒度が上記範囲内であると、膨脹して大容量の空隙を作りやすくなるため難燃性が向上する。また、樹脂への分散性も向上する。
熱膨張性黒鉛の平均アスペクト比は、2以上が好ましく、5以上がより好ましく、10以上が更に好ましい。熱膨張性黒鉛の平均アスペクト比の上限は特に限定されないが、熱膨張性黒鉛の割れ防止の観点から、1,000以下であることが好ましい。熱膨張性黒鉛の平均アスペクト比が2以上であることにより、膨張して大容量の空隙を作りやすくなるため難燃性が向上する。
熱膨張性黒鉛の平均アスペクト比は、10個の熱膨張性黒鉛について、それぞれ最大寸法(長径)及び最小寸法(短径)を測定し、最大寸法(長径)を最小寸法(短径)で除した値の平均値を平均アスペクト比とする。熱膨張性黒鉛の長径及び短径は、例えば、電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて測定することができる。
熱膨張性樹脂組成物中の熱膨張性黒鉛の含有量は樹脂100質量部に対して、10~200質量部が好ましく、20~150質量部がより好ましく、30~100質量部が更に好ましい。熱膨張性黒鉛の含有量が前記範囲内であると、熱膨張性樹脂組成物中に大容量の空隙を作りやすくなるため難燃性が向上する。
(3)難燃剤
熱膨張性樹脂組成物は、防火性能を向上させるために、熱膨張性黒鉛以外の難燃剤をさらに含有してもよい。難燃剤としては、例えば、赤リン、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、及びキシレニルジフェニルホスフェート等の各種リン酸エステル、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、及びリン酸マグネシウム等のリン酸金属塩、ポリリン酸アンモニウム、下記一般式(1)で表される化合物等が挙げられる。
一般式(1)中、R及びRは、同一又は異なって、水素、炭素数1~16の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、又は炭素数6~16のアリール基を示す。Rは、水酸基、炭素数1~16の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1~16の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、炭素数6~16のアリール基、又は炭素数6~16のアリールオキシ基を示す。
一般式(1)で表される化合物の具体例としては、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジエチル、エチルホスホン酸、n-プロピルホスホン酸、n-ブチルホスホン酸、2-メチルプロピルホスホン酸、t-ブチルホスホン酸、2,3-ジメチル-ブチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ジオクチルフェニルホスホネート、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホスフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス(4-メトキシフェニル)ホスフィン酸等が挙げられる。難燃剤は、単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
難燃剤の中でも、耐火シートの難燃性を向上させる観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム、及び前記一般式(1)で表される化合物が好ましく、難燃性能、安全性、及びコスト等の観点からポリリン酸アンモニウムがより好ましい。
本発明の耐火樹脂組成物が難燃剤を含有する場合、その含有量は樹脂100質量部に対して、1~300質量部が好ましく、5~200質量部がより好ましい。難燃剤の含有量が上記範囲内であると、耐火多層シートが着火した場合に延焼を抑制することができる。
(4)無機充填剤
熱膨張性樹脂組成物は、熱膨張性黒鉛及び難燃剤以外の無機充填剤をさらに含有してもよい。
無機充填剤は、膨張断熱層が形成される際、熱容量を増大させ伝熱を抑制するとともに、骨材的に働いて膨張断熱層の強度を向上させる。無機充填剤としては特に限定されず、例えば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン、フェライト等の金属酸化物;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト等の含水無機物;塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム等の金属炭酸塩等が挙げられる。なかでも、炭酸カルシウムが好ましい。
また、無機充填剤としては、これらの他に、硫酸カルシウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム等のカルシウム塩;シリカ、珪藻土、ドーソナイト、硫酸バリウム、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、ホウ酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、フライアッシュ、脱水汚泥等が挙げられる。これらの無機充填剤は単独で用いることができるし、2種以上を併用することもできる。
無機充填剤の平均粒子径としては、0.5~100μmが好ましく、より好ましくは1~50μmである。無機充填剤は、添加量が少ないときは、分散性が性能を大きく左右するため、粒径の小さいものが好ましいが、0.5μm以上であると、分散性が良好である。添加量が多いときは、高充填が進むにつれて、熱膨張性樹脂組成物の粘度が高くなり成形性が低下するが、粒径を大きくすることで熱膨張性樹脂組成物の粘度を低下させることができる点から、平均粒子径の大きいものが好ましいが、100μm以下の平均粒子径が熱膨張樹脂層の力学的物性の点で望ましい。
なお、本明細書において平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置により測定したメディアン径(D50)の値である。
無機充填剤の含有量は樹脂100質量部に対して、好ましくは10~300質量部、より好ましくは10~200質量部である。無機充填剤の含有量が前記範囲内であると、これを用いた熱膨張樹脂層の機械的物性を向上させることができる。
(5)可塑剤
熱膨張性樹脂組成物は可塑剤をさらに含有してもよい。
可塑剤は、一般にポリ塩化ビニル樹脂成形体を製造する際に使用されている可塑剤であれば特に限定されない。具体的には、例えば、ジ-2-エチルヘキシルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジヘプチルフタレート(DHP)、ジイソデシルフタレート(DIDP)等のフタル酸エステル可塑剤、ジ-2-エチルヘキシルアジペート(DOA)、ジイソブチルアジペート(DIBA)、ジブチルアジペート(DBA)等の脂肪酸エステル可塑剤、エポキシ化大豆油等のエポキシ化エステル可塑剤、アジピン酸エステル、アジピン酸ポリエステル等のアジピン酸エステル可塑剤、トリー2-エチルヘキシルトリメリテート(TOTM)、トリイソノニルトリメリテート(TINTM)等のトリメリット酸エステル可塑剤、鉱油等のプロセスオイル等が挙げられる。可塑剤は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱膨張性樹脂組成物が可塑剤を含有する場合、その含有量は、樹脂100質量部に対して5~40質量部が好ましく、5~35質量部がより好ましい。可塑剤の含有量が上位範囲内であると、押出成形性が向上する傾向があり、また成形体が柔らかくなり過ぎることを抑制することができる。
さらに熱膨張性樹脂組成物は、それぞれ本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤の他、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与樹脂、成型補助材等の添加剤、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。
熱膨張樹脂層の厚みは、取り扱い性の観点から、0.5~2.5mmが好ましく、1.0~2.0mmがより好ましい。
耐火多層シートの厚みは特に限定はないが、0.1~3mmが好ましく、0.3~2mmがより好ましい。なお、本明細書における耐火多層シートの「厚み」とは、耐火多層シートの幅方向3点の平均厚みを指す。
また、耐火多層シートは、第1の基材における熱膨張樹脂層が設けられていない側の面に粘着剤及びセパレータの少なくともいずれかを備えることが好ましい。
粘着剤としては、特に制限はなく、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられるが、これらに限定されない。粘着剤からなる粘着剤層の厚みは、特に限定されないが、例えば、3~500μm、好ましくは10~200μmである。
また、セパレータとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(1-ブテン)、ポリペンテン等のポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルホン、紙等のようなものが挙げられ、その厚みは、例えば、20~200μm、好ましくは50~100μmである。セパレータは、上記粘着剤を介して、又は、直接第1の基材に設けられていてもよい。
<耐火多層シートの製造方法>
本発明の耐火多層シートは、第1の基材と熱膨張樹脂層と第2の基材とをこの順に積層し、この積層体をプレス処理等して、必要に応じて硬化炉にて加熱硬化させて製造することができる。
ここで上記積層体は、例えば図2に示すようにして作製することができる。まず、コンベア20により搬送される第1の基材12上に熱膨張樹脂層となる熱膨張性樹脂組成物14Aを容器22から供給して塗膜を形成する。その後、熱膨張性樹脂組成物14Aの塗膜上にロール24から繰り出される第2の基材16が塗膜上に積層されて、積層体が得られる。
なお、熱膨張性樹脂組成物の種類によっては押出成型により第1の基材12上に熱膨張樹脂組成物の成型物を付与し、ロール24から繰り出される第2の基材16をさらに積層する等して積層体としてもよい。
この一連のプロセスでコンベア20のコンベアベルト表面と、これに接する第1の基材12との摩擦が大きいと滑りがなくなりうまく搬送できなくなる。しかし、本発明の耐火多層シートの第1の基材10は、ベルトとの接触面の表面粗さが所定の範囲とされているため、摩擦力が低減し良好な搬送性が得られ、耐火多層シートとされた後も摩擦力が低減し良好な搬送性が得られる。
以上のような耐火多層シートは、第2の基材上に粉体塗装などの塗装処理が施される。塗装処理の際には、耐火多層シートの第1の基材がゴム製ベルト表面に載置されて搬送されるが、既述のとおり、第1の基材は、ゴム製ベルトとの接触面の表面粗さが所定の範囲とされているため良好な搬送性が得られる。
塗装処理後は、被着体の寸法に合わせてカット等し、例えば、一戸建住宅、集合住宅、高層住宅、高層ビル、商業施設、公共施設等の各種の建築物、自動車、電車などの各種車両、船舶、航空機などに使用できる。これらの中では建築物に使用されることが好ましい。
また、粉体塗装などの塗装処理が施された耐火多層シートは、上記建築物、車両、船舶、航空機などを構成する部材に取り付けられて使用される。より具体的には、壁、床、レンガ、屋根、板材、窓、障子、扉、ドア、戸、ふすま、欄間、配線、配管などに取り付けられるが、これらに限定されない。
ここで、粉体塗装としては、流動浸漬法、静電法、溶射法、回転成形法などの塗装方法が挙げられる。粉体による塗膜が形成された後は、加熱炉に投入し粉体が完全に溶融し平滑な表面に仕上がるまで加熱し、その後冷却する。
加熱温度(焼付温度)は、粉体塗料の種類に応じて選択される。一例として、加熱温度(焼付温度)は、例えば、90℃以上250℃以下が好ましく、100℃以上220℃以下がより好ましく、120℃以上200℃以下が更に好ましい。なお、加熱時間(焼付時間)は、加熱温度(焼付温度)に応じて調節する。
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
<実施例1>
(第1の基材)
厚さ0.01mmのPETフィルム(帝人デュポンフィルム(株)社製、商品名:メリネックス)に50g/mの不織布(PET繊維)を260℃の条件でドライラミネートした、不織布積層基材(第1の基材、厚み0.25mm)を用意した。
表面粗さRaは、キーエンス社製の形状測定マイクロスコープVK-X100を用いて、5倍の倍率で表面を観察した際の表面粗さ解析を行い測定した。
(第2の基材)
厚さ0.1mmの白色PETフィルム(東レ(株)社製、商品名:ルミラーE20)を用意し、これを第2の基材とした。なお、白色度は、93であり、Raは0.08μmであった。
(熱膨張性樹脂組成物)
エポキシ樹脂:E807(三菱化学社製) 60質量部
ジアミン系硬化剤:EKFL052(三菱化学社製)40質量部
熱膨張性黒鉛:CA60N(エアウォーター社製)100質量部
ポリリン酸アンモニウム:AP422(クラリアントケミカルズ社製)100質量部
炭酸カルシウム:BF300(白石カルシウム社製)100質量部
(耐火多層シートの作製)
第1の基材のPETフィルム面に熱膨張性樹脂組成物を塗布し、その後、第2の基材を積層し、プレス処理を施し、硬化炉にて90℃で15時間、加熱硬化させて耐火多層シート(厚さ:1.8mm)を作製した。
<実施例2>
厚さ0.1mmのPETフィルム(帝人デュポンフィルム(株)社製、商品名:メリネックス)の片面にサンドブラスト処理を行って、表面粗さRaを0.5μmとした第1の基材を得た。その後、得られた第1の基材を用いた以外は実施例1と同様にして耐火多層シートを作製した。
なお、実施例におけるブラスト処理は、粒子径80~200μmのアルミナ粒子を基材に投射処理して行った。
<実施例3>
第1の基材を、サンドブラスト処理を施したポリブチレンテレフタレートフィルム(厚さ0.1mm、Ra:0.5μm)とした以外は実施例2と同様にして耐火多層シートを作製した。
<実施例4>
実施例1の第1の基材におけるPETフィルムを、ポリエチレンフィルムとした以外は実施例1と同様にして耐火多層シートを作製した。
<実施例5>
第2の基材の非積層面を細かめにサンドブラスト処理した白色PET(Ra:0.4μm)とした以外は実施例2と同様にして耐火多層シートを作製した。
<実施例6>
第2の基材の非積層面を粗めにサンドブラスト処理した白色PET(Ra:1μm)とした以外は実施例2と同様にして耐火多層シートを作製した。
<実施例7>
熱膨張性樹脂組成物について、下記原料を用い押出成型により成型した以外は実施例2と同様にして耐火多層シートを作製した。なお基材を積層した後の厚みは2.2mmであった。
(熱膨張性樹脂組成物)
クロロプレンゴム:MT-10(デンカ社製) 80質量部
熱膨張性黒鉛:CA60N(エアウォーター社製)100質量部
ポリリン酸アンモニウム:AP422(クラリアントケミカルズ社製)50質量部
炭酸カルシウム:BF300(白石カルシウム社製)30質量部
<実施例8>
熱膨張性樹脂組成物について、下記原料を用い押出成型により成型した以外は実施例2と同様にして耐火多層シートを作製した。なお基材を積層した後の厚みは0.8mmであった。
(熱膨張性樹脂組成物)
エチレンビニルアセテート樹脂:EV460(三井ダウケミカル社製) 80質量部
熱膨張性黒鉛:CA60N(エアウォーター社製)100質量部
ポリリン酸アンモニウム:AP422(クラリアントケミカルズ社製)50質量部
炭酸カルシウム:BF300(白石カルシウム社製)30質量部
<比較例1>
PETフィルム(市販品、厚さ:100μm)を用い、これを第1の基材とした以外は実施例1と同様にして耐火多層シートを作製した。なお、このときの第1の基材の表面粗さは0.05μmであった。
<比較例2>
PETフィルム(市販品、厚さ:100μm)を用い、熱膨張樹脂層が設けられない側の面の表面粗さを100μmとしてこれを第1の基材とした以外は実施例1と同様にして耐火多層シートを作製した。
<搬送性の評価>
図3に示すように、ゴム製のベルトを有するベルトコンベヤー30上に耐火多層シート(20cm×20cm)10を、第1の基材12の熱膨張樹脂層が設けられてない側の面12Aが下面となるように置いた。耐火多層シートの第2の基材16上に20kgの重り32を載せて、耐火多層シート10にフォースゲージ34を取り付けて、これを真横(矢印方向)に引っ張り、重り32が動き始めるときにゲージにかかる力を摩擦力(N)として観測した。結果を下記表1に示す。
なお、摩擦力は5~20Nであれば合格であり、8~15Nであると好ましい。
<膨張倍率>
試験片(長さ100mm、幅100mm)を実施例及び比較例で作製した耐火多層シートから切り出して電気炉に供給し、500℃で30分間加熱した。その後、試験片の厚さを測定し、(加熱後の試験片の厚さ/加熱前の試験片の厚さ)を計算し、その値が130%以上の場合を「A」、100%以上130%未満を「B」、70%以上100%未満を「C」と評価した。なお、熱膨張材の膨張倍率が70%以上の耐火多層シートは建材として使用可能なものである。
<残渣硬さ>
膨張倍率を測定した加熱後の試験片を圧縮試験機(カトーテック社製フィンガーフィリングテスター)に供給し、0.25cmの圧子で0.1cm/秒の速度で圧縮し、破断点応力を測定した。破断点応力が0.2kgf/cm以上である場合を「A」、0.15kgf/cm以上0.2kgf/cm未満である場合を「B」、0.10以上0.15未満である場合を「C」と評価した。なお、熱膨張材の残渣硬さが0.10以上の耐火多層シートは建材として使用可能なものである。
実施例1~8はすべて摩擦力が合格であり、ゴム製のコンベアベルトに対し良好な搬送性を発揮し得ることがわかった。なお、実施例4は軟化点が他の実施例よりも低く、粉体塗装後の焼き付け温度については考慮する必要がある。また、実施例6は、第2の基材の表面粗さが大きいため、粉体塗装後の仕上がりで美観の面で多少劣る可能性がある。
10 耐火多層シート
12 第1の基材
12A 熱膨張樹脂層14が設けられていない側の面
14 熱膨張樹脂層
16 第2の基材

Claims (6)

  1. 第1の基材と熱膨張樹脂層と第2の基材とをこの順に備える耐火多層シートであって、
    前記熱膨張樹脂層が樹脂及び熱膨張性黒鉛を含み、
    第1の基材における前記熱膨張樹脂層が設けられていない側の面の表面粗さRaが、0.2μm~50μmである耐火多層シート。
  2. 第2の基材が白色である請求項1に記載の耐火多層シート。
  3. 第1の基材及び第2の基材の軟化点が200℃以上である請求項1又は2に記載の耐火多層シート。
  4. 前記樹脂が熱硬化性樹脂を含む請求項1~3のいずれか1項に記載の耐火多層シート。
  5. 第1の基材における前記熱膨張樹脂層が設けられていない側の面に粘着剤及びセパレータの少なくともいずれかを備える請求項1~4のいずれか1項に記載の耐火多層シート。
  6. 第2の基材における前記熱膨張樹脂層が設けられていない側の面の表面粗さRaが、0.5μm以下である請求項1~5のいずれか1項に記載の耐火多層シート。



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