JP7312016B2 - 耐火多層シート - Google Patents
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Description
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。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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/m2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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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
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。
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。
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。
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。
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、0.25cm2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/cm2以上である場合を「A」、0.15kgf/cm2以上0.2kgf/cm2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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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