JP7377029B2 - Thermal runaway suppression fireproof sheet - Google Patents

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Description

本発明は、複数の素電池を備えた電池パックにおいて、一つの素電池が熱暴走し、発火した際に隣接する素電池の熱暴走を抑制し、延焼を防ぐ熱暴走抑制耐火シートに関する。 The present invention relates to a thermal runaway suppressing fireproof sheet that suppresses the thermal runaway of adjacent unit cells and prevents the spread of fire when one unit cell undergoes thermal runaway and ignites in a battery pack including a plurality of unit cells.

近年、電子機器の多様化にともない高容量、高電圧、高出力であって、かつ安全性の高い素電池や複数の素電池を備えた電池パックが求められている。特に、安全性の高い素電池や電池パックを提供するために、素電池や電池パックに、温度の上昇を防ぐためのPTC素子の装備や温度ヒューズ、さらに、素電池の内部圧力を感知して電流を遮断させる保護回路等、種々の保護手段を備える技術が知られている。また、素電池が異常状態(例えば、熱暴走状態)にならないように素電池の充放電を制御する制御回路を電池パックに備える技術も知られている。 BACKGROUND ART In recent years, with the diversification of electronic devices, there has been a demand for battery packs that include high capacity, high voltage, high output, and highly safe unit cells or multiple unit cells. In particular, in order to provide highly safe unit cells and battery packs, unit batteries and battery packs are equipped with PTC elements and thermal fuses to prevent temperature increases, as well as sensors that sense the internal pressure of the unit cells. Techniques are known that include various protection means, such as a protection circuit that interrupts current. Furthermore, a technique is also known in which a battery pack is provided with a control circuit that controls charging and discharging of a unit cell so that the unit cell does not go into an abnormal state (for example, a thermal runaway state).

しかしながら、上述のような保護手段や制御回路を備えていても、素電池が異常な条件下に置かれた場合、種々の原因で素電池は熱暴走を起こすことがある。熱暴走すると、素電池の温度は急激に上昇して300℃以上、場合によっては400℃以上になることもあり、内部から高温の可燃性ガスが噴出する可能性がある。そして、最悪の場合、発火し、素電池を収納している電池パックの筐体が破損や溶融するおそれがある。 However, even if the battery is equipped with the above-mentioned protection means and control circuit, if the battery is placed under abnormal conditions, the battery may undergo thermal runaway for various reasons. When thermal runaway occurs, the temperature of the unit cell rapidly rises to 300° C. or higher, and in some cases to 400° C. or higher, and there is a possibility that high-temperature flammable gas may blow out from inside. In the worst case scenario, there is a risk that the battery pack will catch fire and the housing of the battery pack containing the cells will be damaged or melted.

このような熱暴走を防止する技術として、特許文献1では、ガラス繊維シートの空間にシリカキセロゲルを担持し、繊維シートの外周部を緻密な樹脂層で覆うことによりシリカキセロゲルを固定する断熱シートが開示されている。この断熱シートは、断熱性に優れるものの、シリカキセロゲルを樹脂層で固定しているため、素電池の温度が300℃を超えた場合の耐熱性や耐火性に劣る問題があった。 As a technique for preventing such thermal runaway, Patent Document 1 discloses a heat insulating sheet that supports silica xerogel in the space of a glass fiber sheet and fixes the silica xerogel by covering the outer periphery of the fiber sheet with a dense resin layer. Disclosed. Although this heat insulating sheet has excellent heat insulating properties, since the silica xerogel is fixed with a resin layer, it has a problem of poor heat resistance and fire resistance when the temperature of the unit cell exceeds 300°C.

また、特許文献2では、鉱物系粉体及び難燃剤のうちの少なくとも一方を含有し、100~1000℃で吸熱反応を開始し、それに従って、相変化、膨張、発泡及び硬化からなる群から選択される少なくとも一種の構造変化が起こる熱暴走防止シートが開示されている。この熱暴走防止シートは、基材として、アルミニウム箔ラミネートガラスクロスを使用しており、鉱物系粉体及び難燃剤を含有する樹脂組成物を一軸押出機に供給し、押出成型して、熱吸熱性材料シートや耐火断熱シートを得て、さらに、得られた熱吸熱性材料シートや耐火断熱シートを組み合わせてプレス加工することで熱暴走防止シートが得られるため、非常に生産性が悪く、コスト高になる問題があった。また、樹脂組成物であるため、素電池が発火した際の耐火性に劣る問題があった。 Further, Patent Document 2 discloses that the powder contains at least one of a mineral powder and a flame retardant, starts an endothermic reaction at 100 to 1000°C, and accordingly selects from the group consisting of phase change, expansion, foaming, and hardening. A thermal runaway prevention sheet is disclosed in which at least one structural change occurs. This thermal runaway prevention sheet uses aluminum foil laminated glass cloth as the base material, and a resin composition containing mineral powder and flame retardant is fed into a single screw extruder and extrusion molded to absorb heat. The thermal runaway prevention sheet is obtained by obtaining a heat-absorbing material sheet or a fire-resistant heat-insulating sheet, and then pressing the obtained heat-absorbing material sheet or fire-resistant heat-insulating sheet in combination, which is extremely low in productivity and costly. There was a problem with getting high. Moreover, since it is a resin composition, there is a problem of poor fire resistance when the unit cell catches fire.

また、特許文献3では、ガラス繊維および生体溶解性無機繊維からなる群より選ばれる1種以上の無機繊維を30~95質量%含有し、β型セピオライトを5~40質量%含有する無機繊維シートの製造方法であって、前記無機繊維を含有するスラリーを湿式抄紙して不織布を製造する工程(i)と、前記不織布に対して、β型セピオライトを含有するスラリーを付着させる工程(ii)とを有する、無機繊維シートの製造方法が開示されている。しかしながら、この無機繊維シートは、ハニカム成型体とされた後、焼成されるフィルターの基材に好適に用いられるものであり、不織布自体の湿潤強度が十分でなく、焼成せずに使用した場合の無機繊維シートの耐火性や不燃性に劣る問題があった。 Further, in Patent Document 3, an inorganic fiber sheet containing 30 to 95% by mass of one or more inorganic fibers selected from the group consisting of glass fibers and biosoluble inorganic fibers and 5 to 40% by mass of β-type sepiolite. A manufacturing method comprising: (i) manufacturing a nonwoven fabric by wet paper-making the slurry containing the inorganic fiber; and (ii) adhering a slurry containing β-type sepiolite to the nonwoven fabric. A method for manufacturing an inorganic fiber sheet is disclosed. However, this inorganic fiber sheet is suitable for use as a base material for filters that are fired after being made into a honeycomb molded body, and the wet strength of the nonwoven fabric itself is insufficient, and when used without firing. There was a problem that inorganic fiber sheets were inferior in fire resistance and nonflammability.

国際公開第2018/110055号パンフレットInternational Publication No. 2018/110055 pamphlet 特開2018-206605号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-206605 特開2017-025458号公報JP 2017-025458 Publication

本発明の課題は、低坪量でも、基材の湿潤強度が強く、無機粒子層の塗工性に優れ、複数のリチウムイオン素電池を備えた電池パックにおいて、一つの素電池が熱暴走し、発火した際に、隣接するリチウムイオン素電池への延焼を防ぐことが可能な熱暴走抑制耐火シートとして、耐火性及び不燃性に優れた熱暴走抑制耐火シートを提供することにある。 The problem of the present invention is that even with a low basis weight, the base material has strong wet strength, the inorganic particle layer has excellent coating properties, and in a battery pack equipped with multiple lithium-ion cells, one cell can run away from heat. An object of the present invention is to provide a thermal runaway suppressing fireproof sheet that is excellent in fire resistance and nonflammability, as a thermal runaway suppressing fireproof sheet that can prevent the spread of fire to adjacent lithium ion cells when a fire ignites.

上記課題を解決するために鋭意研究した結果、下記発明を見出した。 As a result of intensive research to solve the above problems, the following invention was discovered.

(1)複数の素電池を備えた電池パックにおいて、一つの素電池が発火した際に隣接する素電池の延焼を防ぐ熱暴走抑制耐火シートであり、
該熱暴走抑制耐火シートは、基材と無機粒子層とを含有し、
該基材がガラス繊維と湿熱接着性バインダー繊維とフィブリル化耐熱性繊維を含有し、
該基材に含まれる全繊維成分に対して、ガラス繊維の含有率は75質量%以上95質量%以下であり、湿熱接着性バインダー繊維の含有率は3質量%以上20質量%以下であり、フィブリル化耐熱性繊維の含有率は2.0質量%以上10.0質量%以下であり、
該無機粒子層が無機粒子と無機バインダーを含有することを特徴とする熱暴走抑制耐火シート。
(1) A thermal runaway suppressing fireproof sheet that prevents the spread of fire to adjacent cells when one cell ignites in a battery pack equipped with a plurality of cells,
The thermal runaway suppressing fireproof sheet contains a base material and an inorganic particle layer,
The base material contains glass fibers, wet heat adhesive binder fibers, and fibrillated heat-resistant fibers,
With respect to all the fiber components contained in the base material, the content of glass fiber is 75% by mass or more and 95% by mass or less, the content of the moist heat adhesive binder fiber is 3% by mass or more and 20% by mass or less, The content of fibrillated heat-resistant fibers is 2.0% by mass or more and 10.0% by mass or less,
A thermal runaway suppressing fireproof sheet, wherein the inorganic particle layer contains inorganic particles and an inorganic binder.

(2)該湿熱接着性バインダー繊維がシラノール変性ポリビニルアルコール繊維である上記(1)記載の熱暴走抑制耐火シート。 (2) The thermal runaway suppressed fireproof sheet according to (1) above, wherein the moist heat adhesive binder fiber is a silanol-modified polyvinyl alcohol fiber.

(3)該フィブリル化耐熱性繊維の変法濾水度が40ml以上である上記(1)又は(2)記載の熱暴走抑制耐火シート。 (3) The thermal runaway suppressing fireproof sheet according to (1) or (2) above, wherein the fibrillated heat-resistant fiber has a modified freeness of 40 ml or more.

本発明の熱暴走抑制耐火シートは、ガラス繊維と湿熱接着性バインダー繊維とフィブリル化耐熱繊維を含有する基材を含有している。ガラス繊維とフィブリル化耐熱性繊維が絡み合い、絡み合った交点を湿熱接着性バインダー繊維で固定するため、低坪量でも基材の湿潤強度が優れており、無機粒子層形成用塗工液を基材へ塗工する際の操業安定性に優れている。また、該基材の湿熱接着性バインダー繊維として、シラノール変性ポリビニルアルコール繊維を含有した場合、ガラス繊維との接着性がさらに高まるため、基材の湿潤強度をさらに高めることができる。また、無機粒子と無機バインダーを含有する無機粒子層を含有させることにより、熱暴走によって素電池が発火した場合、耐火性及び不燃性に優れるという効果を達成できる。そして、基材がフィブリル化耐熱性繊維を含有するため、無機粒子層形成用塗工液の浸透性と液保持性に優れるため、無機粒子の含有率を高めることができ、耐火性及び不燃性を高めることができる。 The thermal runaway suppressing fireproof sheet of the present invention contains a base material containing glass fibers, moist heat adhesive binder fibers, and fibrillated heat-resistant fibers. Glass fibers and fibrillated heat-resistant fibers are intertwined, and the intertwined intersections are fixed with moist heat adhesive binder fibers, so the wet strength of the base material is excellent even with a low basis weight. Excellent operational stability when coating. Further, when silanol-modified polyvinyl alcohol fibers are contained as the wet heat adhesive binder fibers of the base material, the adhesiveness with glass fibers is further increased, so that the wet strength of the base material can be further increased. In addition, by including an inorganic particle layer containing inorganic particles and an inorganic binder, it is possible to achieve the effect of excellent fire resistance and nonflammability when the unit cell ignites due to thermal runaway. In addition, since the base material contains fibrillated heat-resistant fibers, it has excellent permeability and liquid retention for the coating liquid for forming an inorganic particle layer, so the content of inorganic particles can be increased, resulting in fire resistance and noncombustibility. can be increased.

本発明において、熱暴走抑制耐火シートは、基材と無機粒子層とを含有し、該基材がガラス繊維と湿熱接着性バインダー繊維とフィブリル化耐熱性繊維を含有し、該無機粒子層が無機粒子と無機バインダーを含有することを特徴とするシートである。 In the present invention, the thermal runaway suppressing fireproof sheet contains a base material and an inorganic particle layer, the base material contains glass fiber, a wet heat adhesive binder fiber, and a fibrillated heat-resistant fiber, and the inorganic particle layer contains an inorganic particle layer. This sheet is characterized by containing particles and an inorganic binder.

本発明におけるガラス繊維としては、例えば、チョップドストランド、グラスウール、グラスフレークが挙げられる。折れ難く、基材の形成能があればいずれのガラス繊維でも良い。ガラス繊維の繊維径は、1~18μmであることが好ましく、2~13μmであることがより好ましく、3.1~10μmであることがさらに好ましい。繊維径が1μm未満の場合、細かすぎて抄造時に基材からガラス繊維が脱落し、強度、厚みが不十分となる場合がある。繊維径が18μmを超えた場合、ガラス繊維が太くなり過ぎて、基材の隙間が大きくなり、加工性に劣り、さらに皮膚への刺激性がある等、作業性に支障を来たして利用し難くなる場合がある。 Examples of the glass fiber in the present invention include chopped strands, glass wool, and glass flakes. Any glass fiber may be used as long as it is hard to break and has the ability to form a base material. The fiber diameter of the glass fiber is preferably 1 to 18 μm, more preferably 2 to 13 μm, and even more preferably 3.1 to 10 μm. If the fiber diameter is less than 1 μm, the glass fiber may fall off from the base material during papermaking because it is too fine, resulting in insufficient strength and thickness. If the fiber diameter exceeds 18 μm, the glass fiber becomes too thick, resulting in large gaps between the base materials, poor workability, and irritation to the skin, which impairs workability and makes it difficult to use. It may happen.

また、本発明におけるガラス繊維の繊維長は、1~30mmであることが好ましく、2~15mmであることがより好ましく、3~12mmであることがさらに好ましい。繊維長が1mm未満では、強度不足となる場合があり、繊維長が30mmを超えた場合、基材の地合が悪くなり、品質にバラツキが生じる場合がある。 Further, the fiber length of the glass fiber in the present invention is preferably 1 to 30 mm, more preferably 2 to 15 mm, and even more preferably 3 to 12 mm. If the fiber length is less than 1 mm, the strength may be insufficient, and if the fiber length exceeds 30 mm, the texture of the base material may deteriorate and the quality may vary.

また、本発明におけるガラス繊維の含有率は、基材に含まれる全繊維成分に対して、75~95質量%であることが好ましく、80~93質量%であることがより好ましく、85~90質量%であることがさらに好ましい。含有率が75質量%未満であると、耐火性又は不燃性が悪くなる場合があり、含有量が95質量%を超えると、ガラス繊維同士の結合は弱いことから、基材強度が弱くなり、さらに無機粒子層を設けるために塗工する際に、ガラス繊維が脱落する場合がある。 Further, the content of glass fiber in the present invention is preferably 75 to 95% by mass, more preferably 80 to 93% by mass, and more preferably 85 to 90% by mass, based on the total fiber components contained in the base material. More preferably, it is expressed in mass %. If the content is less than 75% by mass, the fire resistance or nonflammability may deteriorate, and if the content exceeds 95% by mass, the bond between the glass fibers is weak, so the strength of the base material is weakened, Furthermore, during coating to provide an inorganic particle layer, glass fibers may fall off.

本発明に用いるバインダー繊維は湿熱接着性バインダー繊維である。湿熱接着性バインダー繊維とは、湿潤状態において、ある温度で繊維状態から流動、又は容易に変形して接着機能を発現する繊維のことを言う。具体的には、熱水(例えば、80~120℃程度)で軟化して自己接着、又は他の繊維に接着可能な熱可塑性繊維であり、例えば、ポリビニル系繊維(ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタールなど)、セルロース系繊維(メチルセルロースなどのC1-3アルキルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのヒドロキシC1-3アルキルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのカルボキシC1-3アルキルセルロース、又はその塩など)、変性ビニル系共重合体からなる繊維(イソブチレン、スチレン、エチレン、ビニルエーテルなどのビニル系単量体と、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸、又は、その無水物との共重合体、又はその塩など)などが挙げられる。本発明に用いる湿熱接着性バインダー繊維としては、ポリビニル系繊維が好ましく、ポリビニルアルコール(PVA)繊維がより好ましく、基材強度がより高くなり、また、繊維間に皮膜を形成しやすく、無機粒子を繊維間に保持しやすくなる。 The binder fiber used in the present invention is a wet heat adhesive binder fiber. The wet heat adhesive binder fiber refers to a fiber that flows or easily deforms from a fibrous state at a certain temperature in a wet state to exhibit an adhesive function. Specifically, it is a thermoplastic fiber that can be softened in hot water (e.g., about 80 to 120°C) and self-adhesive or can adhere to other fibers, such as polyvinyl fibers (polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl ether, polyvinyl (alcohol, polyvinyl acetal, etc.), cellulose fibers (C1-3 alkyl cellulose such as methyl cellulose, hydroxy C1-3 alkyl cellulose such as hydroxymethyl cellulose, carboxy C1-3 alkyl cellulose such as carboxymethyl cellulose, or its salts, etc.), modified vinyl Fibers made of copolymers (copolymers of vinyl monomers such as isobutylene, styrene, ethylene, vinyl ether, and unsaturated carboxylic acids such as maleic anhydride, or their anhydrides, or salts thereof) Examples include. As the wet heat adhesive binder fiber used in the present invention, polyvinyl fiber is preferable, and polyvinyl alcohol (PVA) fiber is more preferable, since the base material strength is higher, it is easy to form a film between the fibers, and inorganic particles are It becomes easier to hold between the fibers.

本発明に用いる湿熱接着性バインダー繊維としては、架橋性官能基を有するモノマーで変性されたポリビニルアルコール繊維、或いは、架橋剤を用いて紡糸時、或いは、紡糸後に温和な条件下で架橋を行ったポリビニルアルコール繊維が、低延伸糸に耐熱水性を付与することが可能となり、より好ましい。 The wet heat adhesive binder fiber used in the present invention is a polyvinyl alcohol fiber modified with a monomer having a crosslinkable functional group, or a polyvinyl alcohol fiber that is crosslinked using a crosslinking agent during or after spinning under mild conditions. Polyvinyl alcohol fibers are more preferred because they can impart hot water resistance to the low-drawn yarn.

架橋性官能基としては、シラノール基、カルボキシル基、メチロール基等が挙げられる。かかる架橋性官能基を有するモノマーで変性されたポリビニルアルコールを、pH等を調整することによって架橋させることなく水に溶解し、紡糸後、或いは、紡糸時に架橋させることによって、繊維を得ることができる。変性度は、好ましくは0.01~10mol%であり、より好ましくは、0.1~5mol%である。好適な例としては、シラノール変性ポリビニルアルコール(変性度0.1~2mol%)をアルカリ溶液(pH9~13)に溶解し、該溶液を酸性(pH5~6)にすることにより架橋させつつ紡糸し、乾燥後熱処理する方法が挙げられる。 Examples of the crosslinkable functional group include a silanol group, a carboxyl group, and a methylol group. Fibers can be obtained by dissolving polyvinyl alcohol modified with a monomer having a crosslinkable functional group in water without crosslinking by adjusting the pH, etc., and crosslinking the polyvinyl alcohol after or during spinning. . The degree of modification is preferably 0.01 to 10 mol%, more preferably 0.1 to 5 mol%. As a preferred example, silanol-modified polyvinyl alcohol (denaturation degree 0.1 to 2 mol%) is dissolved in an alkaline solution (pH 9 to 13), and the solution is made acidic (pH 5 to 6) to crosslink and spin. , a method of performing heat treatment after drying.

一方、自己架橋性のない未変性ポリビニルアルコールを紡糸後、各種有機系或いは無機系架橋剤を付与して架橋せしめる方法で繊維を得ても良い。無機系架橋剤としては、リン酸、リン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸チタニル等が挙げられ、また、有機系架橋剤として、メチロール系、エポキシ系、オソシアネート系、アルデヒド系等が挙げられる。これらの架橋剤を未変性ポリビニルアルコール紡糸原液に添加して紡糸した後、或いは、未変性ポリビニルアルコールを単独で紡糸して架橋剤含有浴を通した後、熱処理することで架橋を進行させることができる。また、これらの方法を併用することも可能である。 On the other hand, fibers may also be obtained by spinning unmodified polyvinyl alcohol that does not have self-crosslinking properties and then applying various organic or inorganic crosslinking agents to crosslink it. Examples of inorganic crosslinking agents include phosphoric acid, ammonium phosphate, ammonium sulfate, titanyl sulfate, etc., and examples of organic crosslinking agents include methylol type, epoxy type, oisocyanate type, aldehyde type, etc. After these crosslinking agents are added to an unmodified polyvinyl alcohol spinning stock solution and spun, or after unmodified polyvinyl alcohol is spun alone and passed through a crosslinking agent-containing bath, crosslinking can be progressed by heat treatment. can. It is also possible to use these methods in combination.

本発明に用いる湿熱接着性バインダー繊維は上記に限定されるものではないが、シラノール変性ポリビニルアルコール繊維は、ガラス繊維との接着性に良いことから、特に好ましい。 The moisture-heat adhesive binder fiber used in the present invention is not limited to the above, but silanol-modified polyvinyl alcohol fiber is particularly preferred because it has good adhesiveness with glass fiber.

湿熱接着性バインダー繊維の繊度は、0.1~5.6デシテックスであることが好ましく、0.4~2.2デシテックスであることがより好ましく、0.6~1.1デシテックスであることがさらに好ましい。繊度が0.1デシテックス未満の場合、繊維自体が非常に高価になり、また、基材が緻密で薄いものになってしまうことがある。一方、5.6デシテックスを超えた場合、ガラス繊維との接点が少なくなり、湿潤状態での強度維持が困難になることがある。また、均一な地合が取れないことがある。湿熱接着性バインダー繊維の繊維長は、1~15mmであることが好ましく、2~10mmであることがより好ましく、3~5mmであることがさらに好ましい。繊維長が1mm未満の場合、抄造時に抄紙ワイヤーから抜け落ちることがあり、十分な強度が得られないことがある。一方、15mmを超えた場合、水に分散する際にもつれ等を起こすことがあり、均一な地合が得られないことがある。 The fineness of the wet heat adhesive binder fiber is preferably 0.1 to 5.6 dtex, more preferably 0.4 to 2.2 dtex, and preferably 0.6 to 1.1 dtex. More preferred. When the fineness is less than 0.1 decitex, the fiber itself becomes very expensive, and the base material may become dense and thin. On the other hand, if it exceeds 5.6 decitex, the number of points of contact with the glass fibers will decrease, making it difficult to maintain strength in a wet state. Also, it may not be possible to obtain a uniform texture. The fiber length of the wet heat adhesive binder fiber is preferably 1 to 15 mm, more preferably 2 to 10 mm, and even more preferably 3 to 5 mm. If the fiber length is less than 1 mm, the fibers may fall off from the papermaking wire during papermaking, and sufficient strength may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 15 mm, tangles may occur when dispersed in water, and a uniform formation may not be obtained.

本発明で用いる湿熱接着性バインダー繊維の含有率は、基材に含まれる全繊維成分に対して、3質量%以上20質量%以下であることが好ましく、4質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。湿熱接着性バインダー繊維が3質量%未満の場合、基材の強度が低下し、無機粒子を塗工する際に断紙する場合やガラス繊維が脱落する場合がある。一方、湿熱接着性バインダー繊維の含有率が20質量%を超えた場合、基材を湿式抄造法で抄紙する際、ドライヤーからの剥離性が悪化する場合があり、また、無機粒子を塗工する際に、基材への浸透性が低下する場合があり、熱暴走抑制耐火シートの耐火性が悪化する場合がある。

The content of the moist heat adhesive binder fiber used in the present invention is preferably 3% by mass or more and 20% by mass or less, and 4% by mass or more and 15% by mass or less, based on the total fiber components contained in the base material. It is more preferable that the amount is at least 5% by mass and not more than 10% by mass. If the content of the wet heat adhesive binder fiber is less than 3% by mass, the strength of the base material decreases, and paper breakage may occur or glass fibers may fall off when applying inorganic particles. On the other hand, if the content of the wet heat adhesive binder fiber exceeds 20% by mass, the peelability from the dryer may deteriorate when the base material is made into paper using a wet papermaking method, and the inorganic particles may not be coated. In this case, the permeability into the base material may decrease, and the fire resistance of the thermal runaway suppressed fire-resistant sheet may deteriorate.

本発明に用いるフィブリル化耐熱性繊維としては、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリ-p-フェニレンベンゾビスチアゾール、ポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂からなるフィブリル化繊維が用いられる。これらの中でも、親水性が高く、フィブリル化しやすい全芳香族ポリアミドが好ましい。 The fibrillated heat-resistant fibers used in the present invention include fully aromatic polyamide, fully aromatic polyester, polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polybenzimidazole, poly-p-phenylenebenzobisthiazole, poly- Fibrillated fibers made of heat-resistant resins such as p-phenylenebenzobisoxazole and polytetrafluoroethylene are used. Among these, wholly aromatic polyamides, which have high hydrophilicity and are easily fibrillated, are preferred.

本発明におけるフィブリル化耐熱性繊維の変法濾水度は40ml以上であり、好ましくは50ml以上700ml以下であり、より好ましくは100ml以上600ml以下であり、さらに好ましくは300ml以上450ml以下である。変法濾水度が700mlを超えた場合、フィブリル化があまり進んでいないため、ガラス繊維との絡み合いが少なくなるため、湿潤強度の向上効果が低下する場合がある。また、無機粒子層形成用塗工液の浸透性や液保持性の向上効果が低下する場合がある。一方、変法濾水度が40ml未満の場合、フィブリル化耐熱性繊維のファイン分が増えて、基材から脱落する割合が増える場合があり、また、基材の厚みが薄くなりやすく、高密度化するため、基材の空隙が減少し、無機粒子層形成用塗工液の浸透性や液保持性が低下する場合がある。 The modified freeness of the fibrillated heat-resistant fiber in the present invention is 40 ml or more, preferably 50 ml or more and 700 ml or less, more preferably 100 ml or more and 600 ml or less, and still more preferably 300 ml or more and 450 ml or less. When the modified freeness exceeds 700 ml, fibrillation has not progressed so much that entanglement with glass fibers is reduced, and the effect of improving wet strength may be reduced. Furthermore, the effect of improving the permeability and liquid retention of the coating liquid for forming an inorganic particle layer may be reduced. On the other hand, if the modified freeness is less than 40 ml, the fine content of the fibrillated heat-resistant fibers may increase and the rate of shedding from the base material may increase, and the base material tends to become thinner and denser. As a result, the voids in the base material may decrease, and the permeability and liquid retention of the coating liquid for forming an inorganic particle layer may decrease.

本発明において、変法濾水度とは、ふるい板として線径0.14mm、目開き0.18mmの80メッシュ金網を用い、試料濃度を0.1%にした以外はJIS P8121-2:2012に準拠して測定した値のことである。 In the present invention, modified freeness refers to JIS P8121-2:2012 except that an 80-mesh wire mesh with a wire diameter of 0.14 mm and an opening of 0.18 mm was used as the sieve plate, and the sample concentration was 0.1%. This is the value measured in accordance with the .

本発明のフィブリル化耐熱性繊維において、質量加重平均繊維長は、0.02mm以上1.50mm以下であることが好ましい。また、長さ加重平均繊維長は、0.02mm以上1.00mm以下であることが好ましい。平均繊維長が好ましい範囲よりも短い場合、基材からフィブリル化耐熱性繊維が脱落する場合がある。平均繊維長が好ましい範囲よりも長い場合、繊維の離解が悪くなり、分散不良が発生しやすくなる。 In the fibrillated heat-resistant fiber of the present invention, the mass weighted average fiber length is preferably 0.02 mm or more and 1.50 mm or less. Further, the length weighted average fiber length is preferably 0.02 mm or more and 1.00 mm or less. If the average fiber length is shorter than the preferred range, the fibrillated heat-resistant fibers may fall off from the base material. If the average fiber length is longer than the preferred range, fiber disintegration will be poor and poor dispersion will likely occur.

フィブリル化耐熱性繊維が、上記の質量加重平均繊維長と長さ加重平均繊維長を持つ場合、基材に含まれるフィブリル化耐熱性繊維の含有率が少ない場合でも、フィブリル化耐熱性繊維間やフィブリル化耐熱性繊維とガラス繊維との間において、繊維による緻密なネットワーク構造が形成され、湿潤強度が高く、無機粒子塗工液の浸透性や液保持性を高めることができる基材が得られやすくなる。 If the fibrillated heat-resistant fibers have the above mass-weighted average fiber length and length-weighted average fiber length, even if the content of the fibrillated heat-resistant fibers in the base material is small, the fibrillated heat-resistant fibers will A dense network structure of fibers is formed between the fibrillated heat-resistant fibers and the glass fibers, resulting in a base material with high wet strength that can improve the permeability and liquid retention of inorganic particle coating liquids. It becomes easier.

フィブリル化耐熱性繊維の平均繊維幅は、0.5μm以上40.0μm以下が好ましく、3.0μm以上35.0μm以下がより好ましく、5.0μm以上30.0μm以下がさらに好ましい。平均繊維幅が40.0μmを超えた場合、フィブリル化耐熱性繊維とガラス繊維の絡み合いが減少するため、湿潤引張強度が低下する場合があり、平均繊維幅が0.5μm未満の場合、基材からフィブリル化耐熱繊維が脱落するようになり、交点が増え過ぎるために湿熱接着性バインダー繊維を増やさないと、湿潤引張強度が低下する場合がある。 The average fiber width of the fibrillated heat-resistant fibers is preferably 0.5 μm or more and 40.0 μm or less, more preferably 3.0 μm or more and 35.0 μm or less, and even more preferably 5.0 μm or more and 30.0 μm or less. If the average fiber width exceeds 40.0 μm, the entanglement of the fibrillated heat-resistant fibers and glass fibers may decrease, resulting in a decrease in wet tensile strength. If the average fiber width is less than 0.5 μm, the base material The fibrillated heat-resistant fibers begin to fall off, and the number of intersections increases too much, so unless the wet heat adhesive binder fibers are increased, the wet tensile strength may decrease.

本発明において、フィブリル化耐熱性繊維の質量加重平均繊維長、長さ加重平均繊維長及び平均繊維幅は、KajaaniFiberLabV3.5(Metso Automation社製)を使用して、投影繊維長(Proj)モードにおいて測定した質量加重平均繊維長(L(w))、長さ加重平均繊維長(L(l))及び繊維幅である。 In the present invention, the mass-weighted average fiber length, length-weighted average fiber length, and average fiber width of the fibrillated heat-resistant fibers are determined in projected fiber length (Proj) mode using Kajaani FiberLab V3.5 (manufactured by Metso Automation). These are the measured mass-weighted average fiber length (L(w)), length-weighted average fiber length (L(l)), and fiber width.

フィブリル化耐熱性繊維は、耐熱性繊維をリファイナー、ビーター、ミル、摩砕装置、高速の回転刃によりせん断力を与える回転式ホモジナイザー、高速の回転する円筒の内刃と固定された外刃との間でせん断力を生じる二重円筒式の高速ホモジナイザー、超音波による衝撃で微細化する超音波破砕器、繊維懸濁液に少なくとも20MPaの圧力差を与えて小径のオリフィスを通過させて高速度とし、これを衝突させて急減速することにより、繊維にせん断力、切断力を加える高圧ホモジナイザー等を用いて処理することによって得ることができる。 Fibrillated heat-resistant fibers can be produced using heat-resistant fibers in refiners, beaters, mills, trituration devices, rotary homogenizers that apply shearing force using high-speed rotating blades, and high-speed rotating cylindrical inner blades and fixed outer blades. A double cylindrical high-speed homogenizer that generates shear force between the fibers, an ultrasonic crusher that atomizes the fibers by impacting them with ultrasonic waves, and a pressure difference of at least 20 MPa to the fiber suspension to make it pass through a small diameter orifice to achieve high speed. It can be obtained by processing using a high-pressure homogenizer or the like that applies shearing force and cutting force to the fibers by colliding them and rapidly decelerating them.

本発明において、基材に含まれる全繊維成分に対して、フィブリル化耐熱性繊維の含有率は2.0質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、3.0質量%以上8.0質量%以下であることがより好ましく、3.5質量%以上6.0質量%以下であることがさらに好ましく、3.5質量%以上5.0質量%以下であることが特に好ましい。フィブリル化耐熱性繊維の含有率が10.0質量%を超えた場合、湿熱接着性バインダー繊維の配合量を増やす必要があり、耐火性や不燃性が低下する場合がある。また、基材の厚みが薄くなりやすく、基材の空隙が減少するため、無機粒子層形成用塗工液の浸透性や液保持性が低下し、無機粒子の含有量が減少するため、耐火性や不燃性が悪化する場合がある。一方、フィブリル化耐熱性繊維の含有率が2.0質量%未満である場合、フィブリル化耐熱性繊維間やフィブリル化耐熱性繊維とガラス繊維との緻密なネットワーク構造が形成されにくく、湿潤強度の向上効果が発現しにくくなる。 In the present invention, the content of fibrillated heat-resistant fibers is preferably 2.0% by mass or more and 10.0% by mass or less, and 3.0% by mass or more and 8% by mass or less, based on the total fiber components contained in the base material. It is more preferably .0 mass% or less, even more preferably 3.5 mass% or more and 6.0 mass% or less, and particularly preferably 3.5 mass% or more and 5.0 mass% or less. When the content of the fibrillated heat-resistant fiber exceeds 10.0% by mass, it is necessary to increase the amount of the wet heat adhesive binder fiber, and fire resistance and nonflammability may decrease. In addition, the thickness of the base material tends to become thinner, and the voids in the base material decrease, which reduces the permeability and liquid retention of the coating liquid for forming an inorganic particle layer, and reduces the content of inorganic particles, which increases fire resistance. The property and flammability may deteriorate. On the other hand, when the content of fibrillated heat-resistant fibers is less than 2.0% by mass, it is difficult to form a dense network structure between the fibrillated heat-resistant fibers or between the fibrillated heat-resistant fibers and the glass fibers, and the wet strength decreases. It becomes difficult to realize the improvement effect.

本発明において、ガラス繊維、湿熱接着性バインダー繊維、フィブリル化耐熱性繊維に加えて、必要に応じて、性能を阻害しない範囲で、各種繊維を配合することができる。その結果、さらに空隙部を増やすことができ、無機粒子の保持性や熱暴走抑制耐火シートの強度を向上させることができる。このような繊維としては、レーヨン、キュプラ、リヨセル繊維等の再生繊維、アセテート、トリアセテート、プロミックス等の半合成繊維、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリアクリル系、ビニロン系、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル系、ベンゾエート、ポリクラール、フェノール、メラミン、フラン、尿素、アニリン、不飽和ポリエステル、フッ素、シリコーン、これらの誘導体等の合成樹脂繊維、金属繊維、炭素繊維、アルミナ、シリカ、セラミックス、岩石繊維等の無機繊維を加えることができる。 In the present invention, in addition to glass fibers, wet heat adhesive binder fibers, and fibrillated heat-resistant fibers, various fibers may be blended as needed within a range that does not impede performance. As a result, the number of voids can be further increased, and the retention of inorganic particles and the strength of the thermal runaway suppressed fireproof sheet can be improved. Such fibers include recycled fibers such as rayon, cupro, and lyocell fibers, semi-synthetic fibers such as acetate, triacetate, and promix, polyolefins, polyamides, polyacrylics, vinylon, vinylidene, polyvinyl chloride, and polyester. Synthetic resin fibers such as benzoate, polychlor, phenol, melamine, furan, urea, aniline, unsaturated polyester, fluorine, silicone, and derivatives thereof, inorganic fibers such as metal fibers, carbon fibers, alumina, silica, ceramics, rock fibers, etc. Fiber can be added.

合成樹脂繊維は、単一の樹脂からなる繊維(単繊維)であっても良いし、2種以上の樹脂からなる複合繊維であっても良い。また、本発明の熱暴走抑制耐火シートに含まれる合成樹脂繊維は、1種でも良いし、2種以上を組み合わせて使用しても良い。複合繊維としては、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型が挙げられる。 The synthetic resin fiber may be a fiber (single fiber) made of a single resin, or a composite fiber made of two or more resins. Moreover, the number of synthetic resin fibers contained in the thermal runaway suppressing fireproof sheet of the present invention may be one type, or two or more types may be used in combination. Examples of composite fibers include core-sheath type, eccentric type, side-by-side type, sea-island type, orange type, and multi-bimetal type.

本発明において、基材の厚みは、0.25mm以上であることが好ましく、0.40mm以上であることがより好ましく、0.60mm以上であることがさらに好ましい。また、2.00mm以下であることが好ましく、1.50mm以下であることがより好ましく、1.20mm以下であることがさらに好ましい。基材の厚みを上記の範囲とした場合において、本発明における基材では、抄紙工程や塗工工程で必要な引張強度を維持でき易くなるため、基材の抄造性も含め、各工程での作業性を損なうことがない。基材の厚みが2.00mmを超えると、基材の剛度が強くなり過ぎるため、抄紙工程のリーラーで巻き取り難くなる場合がある。基材の厚みが0.25mm未満であると、基材の空隙が大きくなり、塗工し難くなる他、無機粒子を多く塗工する必要が出てくる場合がある。 In the present invention, the thickness of the base material is preferably 0.25 mm or more, more preferably 0.40 mm or more, and even more preferably 0.60 mm or more. Moreover, it is preferably 2.00 mm or less, more preferably 1.50 mm or less, and even more preferably 1.20 mm or less. When the thickness of the base material is within the above range, the base material of the present invention can easily maintain the necessary tensile strength in the paper making process and the coating process, so it is easy to maintain the tensile strength required in the paper making process and the coating process. No loss of workability. When the thickness of the base material exceeds 2.00 mm, the rigidity of the base material becomes too strong, which may make it difficult to wind it up with a reeler in the papermaking process. If the thickness of the base material is less than 0.25 mm, the voids in the base material will become large, making it difficult to coat, and may require coating with a large amount of inorganic particles.

本発明における基材の密度は、0.07g/cm以上であることが好ましく、0.10g/cm以上であることがより好ましい。また、0.30g/cm以下であることが好ましく、0.20g/cm以下であることがより好ましい。密度が0.07g/cm未満である場合、基材の引張強度が弱くなり過ぎて、基材の取り扱い時や塗工時に破損するおそれがあり、0.30g/cmを超えた場合、基材の剛度が高くなり過ぎて、抄紙のリーラーで巻き取り難くなる場合や無機粒子層の塗工量が低下する場合がある。 The density of the base material in the present invention is preferably 0.07 g/cm 3 or more, more preferably 0.10 g/cm 3 or more. Further, it is preferably 0.30 g/cm 3 or less, more preferably 0.20 g/cm 3 or less. If the density is less than 0.07 g/cm 3 , the tensile strength of the base material becomes too weak and there is a risk of damage during handling or coating, and if the density exceeds 0.30 g/cm 3 , If the rigidity of the base material becomes too high, it may become difficult to wind it up with a paper reeler, or the amount of coating of the inorganic particle layer may decrease.

本発明における基材は、湿式抄造法によって製造される湿式不織布であることが好ましい。湿式抄造法は繊維を水に分散して均一な抄紙スラリーとし、この抄紙スラリーを抄紙機で抄きあげて湿式不織布を製造する。抄紙機としては、円網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型抄紙機、傾斜短網抄紙機、これらの複合機が挙げられる。また、複数のヘッドボックスを有し、ワイヤー上で湿紙を重ね合わせる抄紙機にて製造することができる。抄紙スラリーには、繊維原料の他に、必要に応じて、分散剤、紙力増強剤、増粘剤、無機填料、有機填料、消泡剤などを適宜添加することができる。抄紙スラリーの固形分濃度は、0.5~0.001質量%程度であることが好ましい。この抄紙スラリーを、さらに所定濃度に希釈してから抄造する。ついで、抄造された湿紙ウェブは、プレスロールなどでニップされ、ついで、ヤンキードライヤーを使用し、湿熱接着性バインダー繊維を溶融させて、強度を発現させる。ヤンキードライヤーにて乾燥することにより、乾燥された表面は平滑となり、表面の凹凸が少ない面を形成できる。その他、補助乾燥として、熱風乾燥機、加熱ロール、赤外線ヒーターなどの加熱装置を併用しても問題ない。この時の乾燥温度としては、湿紙ウェブの水分が十分に除去でき、湿熱接着性バインダー繊維により強度を発現できる温度とすることが好ましい。 The base material in the present invention is preferably a wet nonwoven fabric manufactured by a wet papermaking method. In the wet papermaking method, fibers are dispersed in water to form a uniform papermaking slurry, and this papermaking slurry is processed using a paper machine to produce a wet nonwoven fabric. Examples of the paper machine include a cylinder paper machine, a fourdrinier paper machine, an inclined paper machine, an inclined short-mesh paper machine, and a combination machine thereof. It can also be manufactured using a paper machine that has a plurality of head boxes and stacks wet paper webs on a wire. In addition to the fiber raw material, a dispersant, a paper strength enhancer, a thickener, an inorganic filler, an organic filler, an antifoaming agent, and the like can be appropriately added to the papermaking slurry, if necessary. The solid content concentration of the papermaking slurry is preferably about 0.5 to 0.001% by mass. This papermaking slurry is further diluted to a predetermined concentration before papermaking. The paper-formed wet paper web is then nipped with press rolls or the like, and then a Yankee dryer is used to melt the wet heat adhesive binder fibers to develop strength. By drying with a Yankee dryer, the dried surface becomes smooth and a surface with few surface irregularities can be formed. In addition, there is no problem even if a heating device such as a hot air dryer, heating roll, or infrared heater is used in combination as auxiliary drying. The drying temperature at this time is preferably a temperature at which moisture from the wet paper web can be sufficiently removed and strength can be developed by the wet heat adhesive binder fibers.

本発明において、無機粒子層は、無機粒子と無機バインダーを含有している層である。この無機粒子層が基材の空隙に充填されていることによって、シートの耐火性と不燃性の効果が得られる。無機粒子としては、水酸化アルミニウム、水酸化酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、二水和石膏、及びアルミン酸化カルシウム、クレー、カオリン、焼成カオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、タルク、二酸化チタン等の水分散性の良い無機粒子が使用できる。 In the present invention, the inorganic particle layer is a layer containing inorganic particles and an inorganic binder. By filling the voids of the base material with this inorganic particle layer, the fire resistance and noncombustibility of the sheet can be achieved. Inorganic particles include aluminum hydroxide, aluminum hydroxide oxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, dihydrated gypsum, and calcium aluminium oxide, clay, kaolin, calcined kaolin, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, talc, Inorganic particles with good water dispersibility such as titanium dioxide can be used.

無機粒子の中でも、水酸化酸化アルミニウム、クレー、カオリン、焼成カオリン、炭酸塩系の無機粒子は、火炎が当たった際に無機粒子が固化し、シートから無機粒子の脱落を防止できるので好ましい。さらに、水酸化酸化アルミニウム、クレー、カオリン、焼成カオリンは高温化で保持した場合でも、耐火性と不燃性に優れ、シート強度を維持できるため、より好ましい。 Among the inorganic particles, aluminum hydroxide oxide, clay, kaolin, calcined kaolin, and carbonate-based inorganic particles are preferred because they solidify when exposed to flame and can prevent the inorganic particles from falling off the sheet. Furthermore, aluminum hydroxide oxide, clay, kaolin, and calcined kaolin are more preferable because they have excellent fire resistance and nonflammability and can maintain sheet strength even when kept at high temperatures.

本発明において、無機粒子の粒子径は、0.08μm以上2.00μm以下であることが好ましく、0.30μm以上1.50μm以下であることがより好ましい。粒子径が2.00μmを超えると、熱暴走抑制耐火シートの耐火性が悪化する場合や熱暴走抑制耐火シートを高温下に曝した際の断熱性が悪化する場合がある。一方、粒子径が0.08μm未満の場合、無機粒子を分散する際に増粘しやすく、分散し難くなり、基材に塗工した場合、無機粒子が基材から脱落しやすくなることや、脱落を防ぐためにバインダーを増量する必要がある。なお、本発明で言う粒子径とは、無機粒子のSEM写真から得られた無機粒子の面積から真円の直径を換算した値である。 In the present invention, the particle diameter of the inorganic particles is preferably 0.08 μm or more and 2.00 μm or less, more preferably 0.30 μm or more and 1.50 μm or less. When the particle size exceeds 2.00 μm, the fire resistance of the thermal runaway suppressing fireproof sheet may deteriorate, and the heat insulation properties of the thermal runaway suppressing fireproof sheet when exposed to high temperatures may deteriorate. On the other hand, if the particle size is less than 0.08 μm, the inorganic particles tend to increase in viscosity and become difficult to disperse, and when coated on a substrate, the inorganic particles may easily fall off from the substrate. It is necessary to increase the amount of binder to prevent it from falling off. In addition, the particle diameter as used in the present invention is a value obtained by converting the diameter of a perfect circle from the area of the inorganic particles obtained from a SEM photograph of the inorganic particles.

本発明において、無機粒子層は無機バインダーを含むことができる。無機バインダーとしては、例えば、セピオライト、コロイダルシリカ、水ガラス、アルミナゾル、ベントナイトなどが挙げられる。上記無機バインダーは、単独で使用しても良いし、2種以上組み合わせて使用しても良い。 In the present invention, the inorganic particle layer can contain an inorganic binder. Examples of the inorganic binder include sepiolite, colloidal silica, water glass, alumina sol, and bentonite. The above inorganic binders may be used alone or in combination of two or more.

本発明において、無機粒子層に含まれる無機バインダーの含有率は、無機粒子の総量に対して、2質量%以上100質量%以下であることが好ましく、5質量%以上50質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上30質量%以下であることがさらに好ましい。無機バインダーの量が2質量%未満の場合、無機粒子が基材から脱落しやすくなる場合がある。また、無機バインダーの量が100質量%を超えた場合、無機粒子の塗工性が悪化する場合がある。 In the present invention, the content of the inorganic binder contained in the inorganic particle layer is preferably 2% by mass or more and 100% by mass or less, and 5% by mass or more and 50% by mass or less, based on the total amount of inorganic particles. is more preferable, and even more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less. When the amount of the inorganic binder is less than 2% by mass, the inorganic particles may easily fall off from the base material. Furthermore, if the amount of the inorganic binder exceeds 100% by mass, the coating properties of the inorganic particles may deteriorate.

無機粒子層形成用塗工液を調製するための媒体としては、無機バインダーや無機粒子を均一に溶解又は分散できるものであれば特に限定されない。例えば、トルエン等の芳香族炭化水素類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メチルエチルケトン等のケトン類、イソプロピルアルコール等のアルコール類、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、水等を必要に応じて用いることができる。また、使用する媒体は、基材を膨張させない媒体又は基材を溶解しない媒体が好ましい。 The medium for preparing the coating liquid for forming an inorganic particle layer is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse the inorganic binder and inorganic particles. For example, aromatic hydrocarbons such as toluene, ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as methyl ethyl ketone, alcohols such as isopropyl alcohol, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, Water etc. can be used as necessary. Further, the medium used is preferably a medium that does not expand the base material or a medium that does not dissolve the base material.

無機粒子層の含有率は、「無機粒子層の塗工量(g/m)/基材坪量(g/m)×100」で算出される値で、90質量%以上が好ましく、100質量%以上がより好ましく、130質量%以上がさらに好ましい。無機粒子層の含有率が90質量%以上であれば、熱暴走抑制耐火シートに火炎を当てた場合でも、シートの溶融や損傷がほとんどない。無機粒子層の含有率が高いほど、シートの厚みが増加し、耐火性と断熱性は高くなる。 The content of the inorganic particle layer is a value calculated by "coating amount of inorganic particle layer (g/m 2 )/base weight (g/m 2 ) x 100", and is preferably 90% by mass or more, The content is more preferably 100% by mass or more, and even more preferably 130% by mass or more. If the content of the inorganic particle layer is 90% by mass or more, even when the thermal runaway suppressing fireproof sheet is exposed to flame, the sheet will hardly melt or be damaged. The higher the content of the inorganic particle layer, the thicker the sheet, and the higher the fire resistance and heat insulation properties.

無機粒子層を形成するために、無機粒子を基材に塗工する装置としては、各種の塗工装置を用いることができる。例えば、2ロールサイズプレス、ゲートロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リップコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、エアーナイフコーター、ロッドコーター、キスタッチコーター、ディップコーター等の含浸、又は塗工装置による各種コーターを用いることができるが、これに限定されるものではない。 Various coating devices can be used to coat inorganic particles onto a base material to form an inorganic particle layer. For example, impregnation such as 2-roll size press, gate roll coater, gravure coater, die coater, lip coater, blade coater, curtain coater, air knife coater, rod coater, kiss touch coater, dip coater, or various coaters using coating equipment. can be used, but is not limited to this.

本発明において、無機粒子層には、前記無機粒子及び無機バインダーの他に、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の各種分散剤、塗工液の液安定性を増すため、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリエチレンオキサイド等の各種増粘剤、各種保水剤、各種の濡れ剤、防腐剤、消泡剤等の各種添加剤を、必要に応じて添加することもできる。一般に、媒体として有機溶剤を使用した非水系塗工液は表面張力が低く、媒体として水を用いた水系塗工液の表面張力は高い。本発明の基材は、塗工液の受理性が高いため、非水系塗工液も水系塗工液も、両方共に問題なく塗工することができるが、本発明において、媒体として水のみを用いた水系塗工液を使用することが好ましい。 In the present invention, the inorganic particle layer includes, in addition to the inorganic particles and inorganic binder, various dispersants such as polyacrylic acid and sodium carboxymethylcellulose, and hydroxyethylcellulose and sodium carboxymethylcellulose to increase the stability of the coating solution. , various thickeners such as polyethylene oxide, various water retention agents, various wetting agents, preservatives, antifoaming agents, and other various additives may be added as necessary. Generally, non-aqueous coating liquids using an organic solvent as a medium have a low surface tension, while aqueous coating liquids using water as a medium have a high surface tension. Since the substrate of the present invention has high receptivity to coating liquids, it can be coated with both non-aqueous coating liquids and aqueous coating liquids without any problem. However, in the present invention, only water is used as the medium. It is preferable to use the same aqueous coating liquid as previously used.

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例において百分率(%)及び部は、断りのない限り全て質量基準である。また、塗工量は乾燥塗工量である。 The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way. In addition, in the examples, all percentages (%) and parts are based on mass unless otherwise specified. Moreover, the coating amount is a dry coating amount.

実施例1
<基材の作製>
ガラス繊維(商品名:ECS06I-33G、日本電気硝子株式会社製、繊維径10μm×繊維長6mm)を90部、シラノール変性PVA繊維(湿熱接着性バインダー繊維、商品名:SPG056-11、株式会社クラレ製、0.6デシテックス×3mm)を5部、全芳香族ポリアミド繊維のパルプ状物(平均繊維長1.7mm、平均繊維径10μm)を、高圧ホモジナイザーを用いて変法濾水度350mlまでフィブリル化させたフィブリル化耐熱性繊維5部を、パルパーにより水中に分散し、濃度0.5%の均一な抄紙スラリーを調成し、円網抄紙機を用いて湿紙ウェブを得て、表面温度140℃のシリンダードライヤーによって乾燥し、坪量50.1g/m、厚み0.286mmの基材を作製した。
Example 1
<Preparation of base material>
90 parts of glass fiber (product name: ECS06I-33G, made by Nippon Electric Glass Co., Ltd., fiber diameter 10 μm x fiber length 6 mm), silanol-modified PVA fiber (moist heat adhesive binder fiber, product name: SPG056-11, Kuraray Co., Ltd.) 5 parts of fully aromatic polyamide fiber pulp (average fiber length 1.7 mm, average fiber diameter 10 μm) was fibrillated to a modified freeness of 350 ml using a high-pressure homogenizer. Five parts of the fibrillated heat-resistant fibers were dispersed in water using a pulper to prepare a uniform papermaking slurry with a concentration of 0.5%, and a wet paper web was obtained using a cylinder paper machine. It was dried using a cylinder dryer at 140° C. to produce a base material having a basis weight of 50.1 g/m 2 and a thickness of 0.286 mm.

<無機粒子層形成用塗工液の調製>
カオリン(商品名:ASP(登録商標) NC X-1、BASF CORPORATION製)100部と、水溶性アクリル酸系分散剤(商品名:アロン(登録商標)T-50、東亞合成株式会社製)0.4部を水中に混合し十分撹拌し、カオリン分散液を調製した。ついで、セピオライト(商品名:ミルコン(登録商標)SP-2、昭和KDE株式会社製)20部と水溶性アクリル酸系分散剤(アロンT-50)1.0部を水中に混合し十分攪拌し、セピオライト分散液を調製した。ついで、カオリン分散液全量とセピオライト分散液全量を混合、撹拌し、水で濃度を調整して、固形分濃度40%の塗工液を調製した。
<Preparation of coating liquid for forming inorganic particle layer>
100 parts of kaolin (product name: ASP (registered trademark) NC .4 parts were mixed in water and thoroughly stirred to prepare a kaolin dispersion. Next, 20 parts of sepiolite (trade name: Mircon (registered trademark) SP-2, manufactured by Showa KDE Co., Ltd.) and 1.0 part of a water-soluble acrylic acid dispersant (Aron T-50) were mixed in water and thoroughly stirred. , a sepiolite dispersion was prepared. Next, the entire amount of the kaolin dispersion and the entire amount of the sepiolite dispersion were mixed and stirred, and the concentration was adjusted with water to prepare a coating solution with a solid content concentration of 40%.

<熱暴走抑制耐火シートの作製>
前記基材に、サイズプレスにて塗工液を含浸し、乾燥し、絶乾塗工量55.1g/m、総坪量105.2g/m、厚み0.306mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。
<Production of thermal runaway suppression fireproof sheet>
The base material is impregnated with a coating liquid using a size press, dried, and has an absolutely dry coating weight of 55.1 g/m 2 , a total basis weight of 105.2 g/m 2 , and a thickness of 0.306 mm. A sheet was produced.

実施例2
実施例1で使用したガラス繊維を90部、実施例1で使用したシラノール変性PVA繊維を5部と、全芳香族ポリアミド繊維のパルプ状物(平均繊維長1.7mm、平均繊維径10μm)を、高圧ホモジナイザーを用いて変法濾水度45mlまでフィブリル化させたフィブリル化耐熱性繊維5部を、実施例1と同様な抄紙方法で、坪量49.9g/m、厚み0.270mmの基材を作製した。
Example 2
90 parts of the glass fiber used in Example 1, 5 parts of the silanol-modified PVA fiber used in Example 1, and a pulp of wholly aromatic polyamide fiber (average fiber length 1.7 mm, average fiber diameter 10 μm) , 5 parts of fibrillated heat-resistant fibers that had been fibrillated to a modified freeness of 45 ml using a high-pressure homogenizer were processed using the same paper-making method as in Example 1 to have a basis weight of 49.9 g/m 2 and a thickness of 0.270 mm. A base material was prepared.

この基材に実施例1で用いた塗工液をサイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量53.5g/m、総坪量103.4g/m、厚み0.304mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This base material was impregnated with the coating liquid used in Example 1 using a size press and dried to give an absolute dry coating weight of 53.5 g/m 2 , a total basis weight of 103.4 g/m 2 , and a thickness of 0.304 mm. A fireproof sheet with thermal runaway suppression was produced.

実施例3
実施例1で使用したガラス繊維を90部、PVA繊維(湿熱接着性バインダー繊維、商品名:VPB107-1、株式会社クラレ製、1.1デシテックス×3mm)を5部、実施例1で使用したフィブリル化耐熱性繊維5部を、実施例1と同様な抄紙方法で坪量50.2g/m、厚み0.295mmの基材を作製した。
Example 3
90 parts of the glass fiber used in Example 1 and 5 parts of PVA fiber (wet heat adhesive binder fiber, trade name: VPB107-1, manufactured by Kuraray Co., Ltd., 1.1 decitex x 3 mm) were used in Example 1. A base material having a basis weight of 50.2 g/m 2 and a thickness of 0.295 mm was prepared from 5 parts of fibrillated heat-resistant fibers using the same paper-making method as in Example 1.

この基材に実施例1で用いた塗工液をサイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量59.1g/m、総坪量109.3g/m、厚み0.318mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This base material was impregnated with the coating liquid used in Example 1 using a size press, and dried to give an absolute dry coating weight of 59.1 g/m 2 , a total basis weight of 109.3 g/m 2 , and a thickness of 0.318 mm. A fireproof sheet with thermal runaway suppression was produced.

実施例4
実施例1で使用したガラス繊維を90部、実施例1で使用したシラノール変性PVA繊維を5部、全芳香族ポリアミド繊維のパルプ状物(平均繊維長1.7mm、平均繊維径10μm)を、高圧ホモジナイザーを用いて変法濾水度650mlまでフィブリル化させたフィブリル化耐熱性繊維5部を、実施例1と同様な抄紙方法で坪量50.5g/m、厚み0.293mmの基材を作製した。
Example 4
90 parts of the glass fiber used in Example 1, 5 parts of the silanol-modified PVA fiber used in Example 1, a pulp of wholly aromatic polyamide fiber (average fiber length 1.7 mm, average fiber diameter 10 μm), 5 parts of fibrillated heat-resistant fibers fibrillated to a modified freeness of 650 ml using a high-pressure homogenizer were processed using the same papermaking method as in Example 1 to form a base material with a basis weight of 50.5 g/m 2 and a thickness of 0.293 mm. was created.

この基材に実施例1で用いた塗工液をサイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量56.8g/m、総坪量107.3g/m、厚み0.313mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This base material was impregnated with the coating solution used in Example 1 using a size press and dried to give an absolutely dry coating weight of 56.8 g/m 2 , a total basis weight of 107.3 g/m 2 , and a thickness of 0.313 mm. A fireproof sheet with thermal runaway suppression was produced.

実施例5
実施例1で使用したガラス繊維を90部、実施例1で使用したシラノール変性PVA繊維を5部、全芳香族ポリアミド繊維のパルプ状物(平均繊維長1.7mm、平均繊維径10μm)を、高圧ホモジナイザーを用いて変法濾水度35mlまでフィブリル化させたフィブリル化耐熱性繊維5部を、実施例1と同様な抄紙方法で坪量48.5g/m、厚み0.263mmの基材を作製した。
Example 5
90 parts of the glass fiber used in Example 1, 5 parts of the silanol-modified PVA fiber used in Example 1, a pulp of wholly aromatic polyamide fiber (average fiber length 1.7 mm, average fiber diameter 10 μm), 5 parts of fibrillated heat-resistant fibers fibrillated to a modified freeness of 35 ml using a high-pressure homogenizer were made into a base material with a basis weight of 48.5 g/m 2 and a thickness of 0.263 mm using the same papermaking method as in Example 1. was created.

この基材に実施例1で用いた塗工液をサイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量52.0g/m、総坪量100.5g/m、厚み0.296mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This base material was impregnated with the coating liquid used in Example 1 using a size press, and dried to give an absolute dry coating weight of 52.0 g/m 2 , a total basis weight of 100.5 g/m 2 , and a thickness of 0.296 mm. A fireproof sheet with thermal runaway suppression was produced.

実施例6
実施例1で使用したガラス繊維を93部、実施例1で使用したシラノール変性PVA繊維を5部、実施例1で使用したフィブリル化耐熱性繊維2部を、実施例1と同様な抄紙方法で坪量50.1g/m、厚み0.313mmの基材を作製した。
Example 6
93 parts of the glass fiber used in Example 1, 5 parts of the silanol-modified PVA fiber used in Example 1, and 2 parts of the fibrillated heat-resistant fiber used in Example 1 were processed using the same papermaking method as in Example 1. A base material having a basis weight of 50.1 g/m 2 and a thickness of 0.313 mm was produced.

この基材に実施例1で用いた塗工液をサイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量58.0g/m、総坪量108.1g/m、厚み0.317mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This base material was impregnated with the coating solution used in Example 1 using a size press and dried to give an absolute dry coating weight of 58.0 g/m 2 , a total basis weight of 108.1 g/m 2 , and a thickness of 0.317 mm. A fireproof sheet with thermal runaway suppression was produced.

実施例7
実施例1で使用したガラス繊維を85部、実施例1で使用したシラノール変性PVA繊維を5部、実施例1で使用したフィブリル化耐熱性繊維10部を、実施例1と同様な抄紙方法で坪量49.8g/m、厚み0.266mmの基材を作製した。
Example 7
85 parts of the glass fiber used in Example 1, 5 parts of the silanol-modified PVA fiber used in Example 1, and 10 parts of the fibrillated heat-resistant fiber used in Example 1 were processed using the same papermaking method as in Example 1. A base material having a basis weight of 49.8 g/m 2 and a thickness of 0.266 mm was produced.

この基材に実施例1で用いた塗工液をサイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量47.3g/m、総坪量97.1g/m、厚み0.281mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This base material was impregnated with the coating solution used in Example 1 using a size press, and dried to give an absolute dry coating weight of 47.3 g/m 2 , a total basis weight of 97.1 g/m 2 , and a thickness of 0.281 mm. A fireproof sheet with thermal runaway suppression was produced.

実施例8
無機粒子層形成用塗工液として、実施例1で使用したカオリン100部と水溶性アクリル酸系分散剤(アロンT-50)0.4部を、水中に混合し十分撹拌し、カオリン分散液を調製した。ついで、ベントナイト(商品名:クニピア(登録商標)G、クニミネ工業株式会社製)15部と水溶性アクリル酸系分散剤(アロンT-50)1.0部を、水中に混合し十分撹拌し、ベントナイト分散液を調製した。ついで、カオリン分散液全量とベントナイト分散液全量を混合、撹拌し、水で濃度を調整して、固形分濃度20%の塗工液を調製した。
Example 8
As a coating solution for forming an inorganic particle layer, 100 parts of kaolin used in Example 1 and 0.4 parts of a water-soluble acrylic acid dispersant (Aron T-50) were mixed in water and thoroughly stirred to form a kaolin dispersion. was prepared. Next, 15 parts of bentonite (trade name: Kunipia (registered trademark) G, manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.) and 1.0 part of a water-soluble acrylic acid dispersant (Aron T-50) were mixed in water and thoroughly stirred. A bentonite dispersion was prepared. Next, the entire amount of the kaolin dispersion and the entire amount of the bentonite dispersion were mixed and stirred, and the concentration was adjusted with water to prepare a coating solution with a solid content concentration of 20%.

この塗工液を実施例1で作製した基材の表裏両面にロッドコーターで塗工し、乾燥し、絶乾塗工量50.5g/m、総坪量100.6g/m、厚み0.292mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This coating solution was applied to both the front and back surfaces of the base material prepared in Example 1 using a rod coater, and dried to give an absolutely dry coating weight of 50.5 g/m 2 , total basis weight of 100.6 g/m 2 , and thickness. A 0.292 mm thermal runaway suppressed fireproof sheet was produced.

実施例9
無機粒子層形成用塗工液として、非膨潤性雲母(商品名:ミクロマイカMK-100、片倉コープアグリ株式会社製)100部と水溶性アクリル酸系分散剤(商品名:アロンT-50、東亞合成株式会社製)0.4部を水中に混合し十分撹拌し、雲母分散液を調製した。ついで、実施例1で使用したセピオライト20部と水溶性アクリル酸系分散剤(アロンT-50)1.0部を、水中に混合し十分撹拌し、セピオライト分散液を調製した。ついで、雲母分散液全量とセピオライト分散液全量を混合、撹拌し、水で濃度を調整して、固形分濃度40%の塗工液を調製した。
Example 9
As a coating liquid for forming an inorganic particle layer, 100 parts of non-swellable mica (product name: Micromica MK-100, manufactured by Katakura Co-op Agri Co., Ltd.) and a water-soluble acrylic acid dispersant (product name: Aron T-50, (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was mixed in water and sufficiently stirred to prepare a mica dispersion. Next, 20 parts of sepiolite used in Example 1 and 1.0 part of a water-soluble acrylic acid dispersant (Aron T-50) were mixed in water and thoroughly stirred to prepare a sepiolite dispersion. Next, the entire amount of the mica dispersion and the entire amount of the sepiolite dispersion were mixed and stirred, and the concentration was adjusted with water to prepare a coating solution with a solid content concentration of 40%.

この塗工液を実施例1で作製した基材にサイズプレスで含浸し、乾燥し、絶乾塗工量54.0g/m、総坪量104.1g/m、厚み0.299mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This coating liquid was impregnated into the base material prepared in Example 1 using a size press, and dried to give an absolutely dry coating weight of 54.0 g/m 2 , a total basis weight of 104.1 g/m 2 , and a thickness of 0.299 mm. A fireproof sheet that suppresses thermal runaway was produced.

比較例1
実施例1で使用したガラス繊維90部、実施例3で使用した湿熱接着性PVA繊維5部、未叩解NBKPを5部とした以外、実施例1と同様な抄紙方法で坪量50.2g/m、厚み0.295mmの基材を作製した。
Comparative example 1
The same paper making method as in Example 1 was used except that 90 parts of the glass fiber used in Example 1, 5 parts of the wet heat adhesive PVA fiber used in Example 3, and 5 parts of unbeaten NBKP were used to produce a paper with a basis weight of 50.2 g/ A base material having a size of 0.295 mm and a thickness of 0.295 mm was prepared.

この基材に実施例1で用いた塗工液をサイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量56.5g/m、総坪量106.7g/m、厚み0.296mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This base material was impregnated with the coating solution used in Example 1 using a size press and dried to give an absolute dry coating weight of 56.5 g/m 2 , a total basis weight of 106.7 g/m 2 , and a thickness of 0.296 mm. A fireproof sheet with thermal runaway suppression was produced.

比較例2
比較例1で作製した坪量50.2g/m、厚み0.295mmの基材に、無機粒子層形成用塗工液として、セピオライト分散液をサイズプレスで含浸し、乾燥し、絶乾塗工量16.7g/m、総坪量66.9g/m、厚み0.295mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。
Comparative example 2
A base material having a basis weight of 50.2 g/m 2 and a thickness of 0.295 mm prepared in Comparative Example 1 was impregnated with a sepiolite dispersion liquid as a coating liquid for forming an inorganic particle layer using a size press, dried, and completely dry coated. A thermal runaway suppressed fireproof sheet with a work load of 16.7 g/m 2 , a total basis weight of 66.9 g/m 2 , and a thickness of 0.295 mm was produced.

比較例3
実施例1で使用したガラス繊維95部と、実施例1で使用したシラノール変性PVA繊維5部とを、実施例1と同様な抄紙方法で坪量50.0g/m、厚み0.294mmの基材を作製した。
Comparative example 3
95 parts of the glass fibers used in Example 1 and 5 parts of the silanol-modified PVA fibers used in Example 1 were made into paper with a basis weight of 50.0 g/m 2 and a thickness of 0.294 mm using the same paper making method as in Example 1. A base material was prepared.

この基材に実施例1で用いた塗工液をサイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量55.8g/m、総坪量105.8g/m、厚み0.307mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This base material was impregnated with the coating solution used in Example 1 using a size press and dried to give an absolute dry coating weight of 55.8 g/m 2 , a total basis weight of 105.8 g/m 2 , and a thickness of 0.307 mm. A fireproof sheet with thermal runaway suppression was produced.

比較例4
無機粒子層形成用塗工液として、実施例1で使用したカオリン100部と水溶性アクリル酸系分散剤0.4部と塩化ビニル系エマルジョン(商品名:ビニブラン(登録商標)278、固形分濃度43%、日信化学工業株式会社製)20部を水中で混合し十分撹拌し、固形分濃度40%の塗工液を調製した。
Comparative example 4
As a coating liquid for forming an inorganic particle layer, 100 parts of kaolin used in Example 1, 0.4 parts of a water-soluble acrylic acid dispersant, and a vinyl chloride emulsion (trade name: Vinibran (registered trademark) 278, solid content concentration) were used. 43% (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) in water and thoroughly stirred to prepare a coating liquid with a solid content concentration of 40%.

この塗工液を実施例1で作製した坪量50.1g/m、厚み0.286mmの基材に、サイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量55.5g/m、総坪量105.6g/m、厚み0.318mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。 This coating liquid was impregnated into the base material prepared in Example 1 with a basis weight of 50.1 g/m 2 and a thickness of 0.286 mm using a size press, and dried, with an absolute dry coating weight of 55.5 g/m 2 A thermal runaway suppressed fireproof sheet having a total basis weight of 105.6 g/m 2 and a thickness of 0.318 mm was produced.

比較例5
比較例1と同じ配合で坪量99.0g/m、厚み0.582mmの基材を作製した。
この基材に実施例1で用いた塗工液をサイズプレスにて含浸し、乾燥し、絶乾塗工量99.0g/m、総坪量198.0g/m、厚み0.582mmの熱暴走抑制耐火シートを作製した。
Comparative example 5
A base material having a basis weight of 99.0 g/m 2 and a thickness of 0.582 mm was prepared using the same formulation as in Comparative Example 1.
This base material was impregnated with the coating solution used in Example 1 using a size press, and dried to give an absolute dry coating weight of 99.0 g/m 2 , a total basis weight of 198.0 g/m 2 , and a thickness of 0.582 mm. A fireproof sheet with thermal runaway suppression was produced.

実施例及び比較例の熱暴走抑制耐火シート用基材及び熱暴走抑制耐火シートについて、下記物性の測定と評価を行い、結果を表1に示した。 The following physical properties were measured and evaluated for the base materials for thermal runaway suppressed fireproof sheets and thermal runaway suppressed fireproof sheets of Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 1.

<基材の坪量及び無機粒子層の塗工量>
JIS P8124:2011に準拠して、基材の坪量及び無機粒子層の塗工量を測定した。無機粒子層の塗工量は熱暴走抑制耐火シートの総坪量から基材の坪量を差し引いて算出した。
<Basic weight of base material and coating amount of inorganic particle layer>
The basis weight of the base material and the coating amount of the inorganic particle layer were measured in accordance with JIS P8124:2011. The coating amount of the inorganic particle layer was calculated by subtracting the basis weight of the base material from the total basis weight of the thermal runaway suppressing fireproof sheet.

<基材及び熱暴走抑制耐火シートの厚み>
JIS B7502:2016に規定された外側マイクロメーターを用いて、5N荷重時の厚みを測定した。
<Thickness of base material and thermal runaway suppression fireproof sheet>
The thickness at a load of 5N was measured using an outside micrometer specified in JIS B7502:2016.

<基材の引張強度>
各基材について、長辺が流れ方向になるように、流れ方向250mm×幅方向50mmのサンプル片を5枚切り出し、卓上型万能試験機(株式会社エー・アンド・デイ製、商品名STB-1225S)を用いて、JIS P8113:1998に準じて、引張速度100mm/minで引張試験を行った。引張応力の最大値を「引張強度」とし、5枚の平均値とした。
<Tensile strength of base material>
For each base material, cut out five sample pieces measuring 250 mm in the flow direction x 50 mm in the width direction so that the long side is in the flow direction, and use a tabletop universal testing machine (manufactured by A&D Co., Ltd., product name STB-1225S). ), a tensile test was conducted at a tensile speed of 100 mm/min according to JIS P8113:1998. The maximum value of the tensile stress was defined as the "tensile strength", and the average value of the five sheets was taken.

<基材の湿潤引張強度>
各基材について、長辺が流れ方向になるように、流れ方向250mm×幅方向50mmのサンプル片を5枚切り出し、23℃のイオン交換水中に3分間浸漬し、サンプル片を取り出した後、表面のイオン交換水をキムタオル(登録商標)で軽く拭き取り、卓上型万能試験機(株式会社エー・アンド・デイ製、商品名STB-1225S)を用いて、JIS P8113:1998に準じて、引張速度100mm/minで引張試験を行った。引張応力の最大値を「湿潤引張強度」とし、5枚の平均値とした。
<Wet tensile strength of base material>
For each base material, cut out five sample pieces measuring 250 mm in the flow direction x 50 mm in the width direction so that the long side is in the flow direction, immerse them in 23°C ion exchange water for 3 minutes, take out the sample pieces, and then Lightly wipe off the ion-exchanged water with Kim Towel (registered trademark), and test at a tensile speed of 100 mm using a tabletop universal testing machine (manufactured by A&D Co., Ltd., product name STB-1225S) in accordance with JIS P8113:1998. A tensile test was conducted at /min. The maximum value of the tensile stress was defined as the "wet tensile strength", and the average value of the five sheets was taken as the "wet tensile strength".

<無機粒子層の塗工性>
基材に無機粒子層を形成する際の塗工しやすさを、次の評価基準で評価した。
<Coatability of inorganic particle layer>
The ease of coating when forming an inorganic particle layer on a base material was evaluated using the following evaluation criteria.

○:塗工液を塗工する際に、基材に断紙や亀裂や割れの発生がない場合
×:塗工液を塗工する際に、基材に断紙や亀裂や割れの発生がある場合
○: When applying the coating liquid, there are no paper breaks, cracks, or cracks on the base material. ×: When applying the coating liquid, there are no paper breaks, cracks, or cracks on the base material. If there is

<耐火性>
熱暴走抑制耐火シートの耐火性の評価としては、各シートから幅方向100mm×流れ方向100mmサイズの試験片を3枚切り出し、各試験片の中央部にバーナー(商品名:ラボバーナーAPTL、株式会社フェニックスデント製)の火炎を5分間当てた。その後、火炎を当てた側の耐火シートの表面を目視にて観察し、次の評価基準で評価した。バーナーの火炎温度は、1170℃であった。
<Fire resistance>
To evaluate the fire resistance of thermal runaway suppressing fireproof sheets, three test pieces with a size of 100 mm in the width direction x 100 mm in the machine direction were cut out from each sheet, and a burner (product name: Labo Burner APTL, Inc.) was placed in the center of each test piece. A flame (manufactured by Phoenix Dent) was applied for 5 minutes. Thereafter, the surface of the fireproof sheet on the side to which the flame was applied was visually observed and evaluated using the following evaluation criteria. The flame temperature of the burner was 1170°C.

○:耐火シートに穴や亀裂や溶融がない。
△:火炎を当てた耐火シートの表面に溶融や凹みがわずかに見られる。
×:耐火シートに穴や亀裂がある。
○: There are no holes, cracks, or melting in the fireproof sheet.
△: Slight melting and dents are observed on the surface of the fireproof sheet exposed to flame.
×: There are holes and cracks in the fireproof sheet.

<不燃性>
熱暴走抑制耐火シートを不燃性の評価としては、各シートから幅方向100mm×流れ方向100mmサイズの試験片を2枚切り出し、各試験片を750℃±5℃に保持できる加熱電気炉の中に挿入し、次の評価基準で評価した。
<Nonflammability>
To evaluate the noncombustibility of thermal runaway suppressing fireproof sheets, cut out two test pieces with a size of 100 mm in the width direction x 100 mm in the flow direction from each sheet, and place each test piece in a heating electric furnace that can maintain the temperature at 750°C ± 5°C. It was inserted and evaluated using the following evaluation criteria.

○:挿入後、発火しない。
×:挿入後、シート表面が発火する。
○: No fire after insertion.
×: After insertion, the sheet surface ignites.

Figure 0007377029000001
Figure 0007377029000001

表1に示した通り、実施例1~9で作製した熱暴走抑制耐火シートは、基材と無機粒子層とを含有し、該基材がガラス繊維と湿熱接着性バインダー繊維とフィブリル化耐熱性繊維を含有し、該無機粒子層が無機粒子と無機バインダーを含有している。ガラス繊維とフィブリル化耐熱性繊維が緻密に絡み合い、その絡み合った交点を湿熱接着性バインダー繊維が固定するため、湿潤引張強度が強くなり、坪量を50g/mに下げて、無機粒子層形成用塗工液を塗工しても断紙することがなかった。また、実施例1~9で作製した熱暴走抑制耐火シートは、耐火性と不燃性に優れていた。 As shown in Table 1, the thermal runaway suppressing fireproof sheets produced in Examples 1 to 9 contained a base material and an inorganic particle layer, and the base material contained glass fibers, moist heat adhesive binder fibers, and fibrillated heat resistant sheets. It contains fibers, and the inorganic particle layer contains inorganic particles and an inorganic binder. Glass fibers and fibrillated heat-resistant fibers are closely intertwined, and the wet heat adhesive binder fibers fix the intertwined intersections, resulting in strong wet tensile strength, lowering the basis weight to 50 g/m 2 , and forming an inorganic particle layer. There was no paper breakage even when the coating solution was applied. Further, the thermal runaway suppressed fireproof sheets produced in Examples 1 to 9 were excellent in fire resistance and nonflammability.

実施例1と実施例3を比較すると、湿熱接着性バインダー繊維として、シラノール変性したポリビニルアルコール繊維を使用することで、湿潤引張強度はさらに良化することが判った。 Comparing Example 1 and Example 3, it was found that the wet tensile strength was further improved by using silanol-modified polyvinyl alcohol fiber as the wet heat adhesive binder fiber.

実施例1と実施例4を比較すると、フィブリル化耐熱性繊維の変法濾水度を高くなると、ガラス繊維とフィブリル化耐熱性繊維の絡み合いが減少するため、湿潤引張強度が低下することが判った。 Comparing Example 1 and Example 4, it was found that when the modified freeness of the fibrillated heat-resistant fibers was increased, the entanglement between the glass fibers and the fibrillated heat-resistant fibers was reduced, resulting in a decrease in wet tensile strength. Ta.

一方、実施例2と実施例5を比較すると。フィブリル化耐熱性繊維の変法濾水度が低くなり過ぎると、ファイン分が多くなるため、坪量の減少が見られ、絡み合いが増えるものの、湿熱接着性バインダー繊維を増やさないと交点が固定できないため、湿潤引張強度が低下することが判った。 On the other hand, when comparing Example 2 and Example 5. Modified method of fibrillated heat-resistant fibers When the freeness becomes too low, the fine content increases, resulting in a decrease in basis weight and increased entanglement, but the intersections cannot be fixed unless the moist heat adhesive binder fibers are increased. Therefore, it was found that the wet tensile strength decreased.

比較例1~3と比較例5の熱暴走抑制耐火シートは、フィブリル化耐熱性繊維を含まない場合であるが、坪量が50g/mの比較例1~3は湿潤引張強度が弱く、無機粒子層形成用塗工液を塗工する際に断紙が発生した。坪量が99.0g/mの比較例5は無機粒子層形成用塗工液を塗工する際に断紙することはなかった。 The thermal runaway suppressing fireproof sheets of Comparative Examples 1 to 3 and Comparative Example 5 do not contain fibrillated heat-resistant fibers, but Comparative Examples 1 to 3 with a basis weight of 50 g/m 2 have a weak wet tensile strength. Paper breakage occurred when applying the coating solution for forming an inorganic particle layer. In Comparative Example 5, which had a basis weight of 99.0 g/m 2 , there was no paper breakage when applying the coating liquid for forming an inorganic particle layer.

セルロース成分を含む比較例1~2と比較例5の熱暴走抑制シートでは、750℃の電気炉に挿入した際、表面が発火し、不燃性が不十分であった。また、比較例2の熱暴走抑制耐火シートは、無機粒子層として、無機バインダーのセピオライトのみを含浸した場合であるが、耐火性も不十分であった。 In the thermal runaway suppression sheets of Comparative Examples 1 and 2 and Comparative Example 5 containing cellulose components, when inserted into an electric furnace at 750° C., the surface ignited and the nonflammability was insufficient. Further, the thermal runaway suppressed fireproof sheet of Comparative Example 2 was impregnated with only the inorganic binder sepiolite as the inorganic particle layer, but the fire resistance was also insufficient.

比較例4の熱暴走抑制耐火シートは、無機粒子層に有機系バインダーを使用した場合であるが、750℃の電気炉に挿入した際、表面が発火し、不燃性が不十分であった。 The thermal runaway suppressing fireproof sheet of Comparative Example 4 used an organic binder in the inorganic particle layer, but when inserted into an electric furnace at 750°C, the surface caught fire and its nonflammability was insufficient.

本発明の熱暴走抑制耐火シートは、複数のリチウムイオン素電池を搭載した電池パック等に好適に使用できる。 The thermal runaway suppressing fireproof sheet of the present invention can be suitably used for battery packs equipped with a plurality of lithium ion cells.

Claims (3)

複数の素電池を備えた電池パックにおいて、一つの素電池が発火した際に隣接する素電池の延焼を防ぐ熱暴走抑制耐火シートであり、
該熱暴走抑制耐火シートは、基材と無機粒子層とを含有し、
該基材がガラス繊維と湿熱接着性バインダー繊維とフィブリル化耐熱性繊維を含有し、 該基材に含まれる全繊維成分に対して、ガラス繊維の含有率は75質量%以上95質量%以下であり、湿熱接着性バインダー繊維の含有率は3質量%以上20質量%以下であり、フィブリル化耐熱性繊維の含有率は2.0質量%以上10.0質量%以下であり、
該無機粒子層が無機粒子と無機バインダーを含有することを特徴とする熱暴走抑制耐火シート。
A thermal runaway suppressing fireproof sheet that prevents the spread of fire to adjacent cells when one cell ignites in a battery pack equipped with multiple cells,
The thermal runaway suppressing fireproof sheet contains a base material and an inorganic particle layer,
The base material contains glass fibers, wet heat adhesive binder fibers, and fibrillated heat-resistant fibers, and the content of glass fibers is 75% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the total fiber components contained in the base material. The content of the moist heat adhesive binder fiber is 3% by mass or more and 20% by mass or less, the content of the fibrillated heat-resistant fiber is 2.0% by mass or more and 10.0% by mass or less,
A thermal runaway suppressing fireproof sheet, wherein the inorganic particle layer contains inorganic particles and an inorganic binder.
該湿熱接着性バインダー繊維がシラノール変性ポリビニルアルコール繊維である請求項1記載の熱暴走抑制耐火シート。 The thermal runaway suppressing fireproof sheet according to claim 1, wherein the moist heat adhesive binder fiber is a silanol-modified polyvinyl alcohol fiber. 該フィブリル化耐熱性繊維の変法濾水度が40ml以上である請求項1又は2記載の熱暴走抑制耐火シート。
変法濾水度:ふるい板として線径0.14mm、目開き0.18mmの80メッシュ金網を用い、試料濃度を0.1%にした以外はJIS P8121-2:2012に準拠して測定した値。
The thermal runaway suppressing fireproof sheet according to claim 1 or 2, wherein the fibrillated heat-resistant fiber has a modified freeness of 40 ml or more.
Modified freeness: Measured in accordance with JIS P8121-2:2012, except that an 80-mesh wire mesh with a wire diameter of 0.14 mm and an opening of 0.18 mm was used as a sieve plate, and the sample concentration was 0.1%. value.
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