JPS58127757A - 耐火断熱フイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐火断熱フィルム、更に詳しくはシリコン樹脂
と繊維状チタン酸カリウムを必須の構成材とする耐火性
及び断熱性に優れたフィルム状の材料に関する。

従来から、製鉄工場などで製鉄、製鋼工程中の高温や飛
散する灼熱した鉄粉などから人体を保護したり又は溶接
もしくは溶断作業中に飛散するスラグから人体や周辺の
可燃物及び機材等を保護する目的で石綿繊維、アルミニ
ウム箔又は難燃性プラスチックスを主体とするシート等
が使用されている。しかし現用のこれら耐火断熱材はい
ずれも夫々の欠点を持っているので目的上満足なものと
は云えない。即ち、石綿繊維を主体とするものは機械的
強度及び耐水性等の面で耐久性に欠ける。またアルミニ
ウム箔を主体とするものは、輻射熱に対する遮熱性こそ
良好であるが、機械的強度に乏しいため溶接又は溶断時
のスラグが衝突したとき簡単に貫通を許すので、保護効
果が小さい。さらに難燃性のプラスチックスを主体とす
るものは灼熱した鉄粉やスラグに対し実質的に効果がな
いのみでなく、鉄粉やスラグの熱によシ分解して有毒ガ
スを生じる恐れさえある。

以上の慣用のもの以外に例えばガラス繊維布の表面に石
綿繊維もしくはロックウール繊維又はセラミックス、シ
リカもしくはガラス粒子よりなる被覆層を設けた複合シ
ートも提案されているが、これらのものの被覆層は遮熱
性が低く、しかも高温の鉄粉やスラグが衝突すると、た
やす〈穿孔されてしまうのでやはり実用性て欠ける。ま
た、最近ガラス繊維布の表面に、鱗片状の耐熱性無機物
質と無機質顔料とを分散させたシリコンワニス層を設け
た耐火シートが提案されたが、このものも耐火性は向上
しても断熱性が充分でない。

以上概観した如く、従来の断熱、耐火材は夫々一長一短
があって満足すべきものでは々くその、改良が要望され
ているが、殊に近年になって従来から最も広く使われて
きている石綿繊維を主体とするシートに対し、発癌性に
対する懸念から欧米各国を中心に使用禁止の動きがある
ことは注目さるべき事実である。

本発明者は以上の事実を踏まえより優れたフィルム状の
耐火、断熱材料の創製に鋭意努力した結果、ここに本発
明に到達した。

本発明の目的は耐火性及び断熱性に優れ、殊に輻射熱に
対する反射効果の高いフィルム状材料を提供することで
ある。本発明のなお別の目的はスラグ等の高温物体と接
触した場合でも分解、燃焼又は溶融の起こらない安定な
フィルム状材料を提供することである。本発明のさらに
他の目的は飛来する高温のスラグ等が衝突した場合でも
穿孔を受けない安全なフィルム状材料を提供することで
ある。

本発明に係る耐火断熱フィルムはシリコン樹脂と繊維状
チタン酸アルカリとを主体とし、さらに補助構成材とし
て高屈折率無機化合物及ツ又は吸熱型無機化合物を含む
。このものは、これらの構成材料をそのまま混合するか
又は必要に応じ有機溶剤で稀釈し、室温下又は加温下に
シート状に成形して作られる。成形手段としては例えば
混合組成物を剥離紙の表面に塗布して製膜後、剥離紙か
ら剥がし取ったシ又は圧延ロールで延伸するなどの方法
が採用されうる。

本発明で使用する繊維状チタン酸アルカリとしては、一
般式Ｍ２０．ｎＴ　ｉｏ２．　ｍＨ２Ｏ（式中ＭはＬｉ
、Ｎａ。

Ｋ等のアルカリ金属を、ｎは８以下の正の実数、ｍは０
又は４以下の正の実数を意味する。）で表わされる周知
の化合物であり、更に具体的には、Ｌｉ４Ｔｉ０４Ｌｉ
２ＴｉＯａ（０＜ｎ＜１　　ｍ二〇）で表わされる食塩
型構造のチタン酸アルカ！Ｊ　、Ｎａ２Ｔｉ７０＋５゜
Ｋ２Ｔｉ６０１ｓ、　Ｋ２ＴｉｓＯｔ７（ｎ＜６　ｍ＝
ｏ　）で表わされるトンネル構造のチタン酸アルカリ等
である。これらのうち、一般式に２ｍ−６Ｔｉ０２．ｍ
Ｈ２Ｏ（式中ｍは前記と同じ〕で表わされる６チタン酸
カリウム及びその水和物は、最終目的物の耐火、断熱性
をより大きく向上させる点で好適である。６チタン、酸
カリウムに限らずチタン酸アルカリは一般に粉末又は繊
維状の微細結晶体であるが、このうち、繊維長５μｍ以
上、アスペクト比２０以上特に１００以上のものは本発
明の耐火断熱フィルムの強度の向上に好ましい結果をも
たらす。まだ、特に繊維状チタン酸カリウムは比熱が高
いうえに断熱性能に優れ、本発明の耐火断熱フィルムの
性能を具現するのに特に好ましい。更に、本発明に使用
する高屈折率無機化合物は特に輻射熱に対する遮断性能
に優れ、また吸熱型無機化合物は溶接又は溶断時のスラ
グと直接接触した場合、当該接触面において加熱され、
その分解時に吸熱反応が起こシ、スラグの温度を低下さ
せるので、本発明フィルムの崩壊や貫通を抑える。

本発明における高屈折率無機化合物は屈折率１．５以上
のものであれば良いが、特に比重２．８以上のものが好
適であり、かかるものとして１）　ドロマイト （苦灰石　比重２８〜２９　屈折率１．５０〜１６８）
マグネサイト （菱苦土石　〃３０〜Ｂ、１　　　／／　　１．５１〜
１．７２）アラブナイト （１／　　２，９〜Ｂ、０　　　／／　　１，５３〜１
６８）アパタイト （リン灰石　　〃８．１〜Ｂ、２　　　　ｏ　　　１．
６８〜１６４）スピネル （尖晶石　〃８５〜８．６　　　／／　　１．７２〜１
７３）コランダム （ｔｔ　　３，９〜４．０　　　／／　　１．７６〜１
７７）ジルコン （ｔｔ　　ａ９ｏ〜４．１０　　／／　　１．７９〜１
８１）炭化ケイ素 （比重３１７〜８１９　　屈折率２６５〜２６９）等の
天然又は合成鉱物の破砕品の粉末。

２）フリット又は高屈折ガラスもしくは燐鉱石と蛇紋岩
との固溶体として得られる溶成燐肥その他類似の固溶体
の破砕粉末もしくは粒状物、繊維状物質又は発泡体など
をあげることができる。寸だ吸熱型無機化合物としては
１、焼石膏、明ばん、炭酸カルシウム、水酸化アルミニ
ウム、ハイドロサルサイト系ケイ酸アルミニウム等の結
晶水放出型、炭酸ガス放出型、分解吸熱型及び相転換型
等の吸熱型無機化合物を例示することができる。

以上の繊維状チタン酸アルカリ及び要すれば高屈折率無
機化合物、及び／又は吸熱型無機化合物をシリコン樹脂
中に混合分散せしめた後、シート状に成形加工すること
によシ、耐火断熱フィルムが得られる。混合分散方法と
しては公知の手段がすべて利用できる。この他、本発明
の耐火断熱フィルム中には各成分を均質に分散させるだ
めの分散剤や脱泡剤、色や機械強度等を調整するだめの
着色剤、樹脂粉末、難燃剤、金属粉、その他各種充填剤
を自由に混入し得る。

尚、銅粉、ニッ’７／＆粉、黄銅粉、アルミニウム粉等
の金属粉の混入は表面熱反射効果及び貫通抑制効果の向
上の点から好ましい。

本発明に用いるシリコン樹脂には、 オルガノボリシロギサン系シリコン樹脂ポリアクリルオ
キシアルキルアルコキシシラン系シリコン樹脂 ポリビニルシラン系シリコン樹脂等が含まれる。これら
のうち、オルガノポリシロキサン系樹脂には、水素、ビ
ニル基、アリル基、ヒドロキシ／ｌ／ｉ、炭素数１〜４
のアルコキシル基、アミノ基、メルカプト基等の置換基
が少なくとも１個以上含まれている ポリジメチルシロキサン系シリコン樹脂ポリジフェニル
シロキサン系シリコン樹脂ポリメチルフェニルシロキサ
ン系シリコン樹月旨 及びこれらの共重合体及び、 更にはこれらを他の樹脂で変性したエポキシ変性シリコ
ン樹脂、ポリエステル変性シリコン樹脂、脂肪酸変性シ
リコン樹脂、アルキード変性シリコン樹脂、アミノ樹脂
変性シリコン樹脂等であり、またポリアクリルオキシア
ルキルアルコキシシラン系シリコンｍ　１Ｊｌｅ　Ｋ　
バ一般式　　　　Ｒ６−ｎ　　　ＯＲ’ 、　　　（ＲＯ）ｎ−８ｉ−Ｒ”−０−Ｃ−Ｃ＝ＣＨ２
（Ｒは炭素原子数１〜１０の一価炭化水素基、Ｒ′は水
素又は炭素原子数１〜１ｏの一価炭化水素基、Ｒ′は炭
素原子数２〜ＩＯの二価炭化水素基であり、ｎは１〜３
の整数である〕 で表わされるアクリルオキシアルキルアルコキシシラン
とエチレン系不飽和上ツマ−との共重合体が含まれ、更
に ポリビニルシラン系シリコン樹脂には 一般式 ％式％ 〔但しＲ′は前出と同じ、ＢはＯＲ’、又はＯＲ”−Ｏ
Ｒ’（Ｒ’、Ｒ〃は前出と同じ〕を示す。〕で表わされ
るビニルシラン化合物トエチレン系不飽和モノマーとの
共重合物が含寸れる。なお、ここに、エチレン系不飽和
上ツマ−は＞Ｃ＝Ｃ＜型の重合し得るエチレン系不飽和
基の少なくとも１個を有することを特徴とする重合し得
る単量体である。これらの単量体は単独であるいは組み
合わせで、ポリアクリルオキシアルキルアルコキシシラ
ン系シリコン樹脂又はポリビニルシラン系シリコン樹脂
製造時１〜５０重量％の間で使用される。因みに、上の
重合し得る該単量体は当業者間に周知であって、例えば
スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、エチル
スチレン等の炭化水素単量体、クロルスチレン、ブロモ
スチレン、フルオロスチレン、ニトロスチレン等の置換
されたスチレン、あるいはアクリル酸、メタアクリル酸
、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルア
、クリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタア
クリレ−ト、ブチルメタアクリレート、アクリルアミド
、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ
エチルメタアクリレート、アクリロニトリル、メタアク
リロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等のアクリ
ル単量体及び置換されたアクリル単量体、更にビニルア
セテート、ビニルクロロアセテート、ビニルフチレート
、ビニルクロライド、ビニルブロマイド、ビニルフルオ
ライド、ビニリデンクロライド等のビニルエステル類、
ビニルハロゲン化合物、ビニルエーテル類がある。

本発明ではこれらオルガノポリシロキサン系シリコン樹
脂、ポリアクリルオキシアルキルアルコキシシラン系シ
リコン樹脂、ポリビニルシラン系シリコン樹脂等の各種
のシリコン樹脂の１種又は２種以上の混合物を任意に併
用できるが、自消性を重視する場合には、オルガノポリ
シロキサン系シリコン樹脂においてはポリシロキサン成
分がシリコン樹脂中好ましくは７０重量％以上、ポリア
クリロオキシアルキルアルコキシシラン系シリコン樹脂
及びポリビニルシラン系シリコン樹脂においては共重合
させるエチレ視する場合には、変性されていないオルガ
ノポリシロキサン系シリコン樹脂が好ましい。尚、これ
らのシリコン樹脂は、形態的に室温で固体、可塑性ペー
スト、液体又はエマルション等の分散物として提供され
、必要によシ適宜溶媒を加えて使用する。また硬化機構
別に観ると、室温硬化型、加熱硬化型、紫外線　または
電子線硬化型に分類されるが、一般に当業者に周知の硬
化剤や硬化促進剤、例えば亜鉛、鉛、コバルト、鉄等の
金属カルボン酸塩、ジブチルスズオクトエート、ジブチ
ルスズラウレート、等の有機スズ化合物、テトラプロピ
ルチタネート、テトラオクチルチタネート等のチタンキ
レート化合物、Ｎ−Ｎ−ジメチルアニリン、トリエタノ
ールアミン等の三級アミン、あるいはベンゾイルパーオ
キサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−プチルパーオ
ギサイト等の過酸化物及び白金系触媒、等を併用するこ
とにより所望の三次元網目状構造体が得られる。従って
本発明の耐火Ｐｌｆｒ熱フィルムは例えば次のようにし
て製造される。

即チ、シリコン樹脂、繊維状チタン酸アルカリならびに
要すれば高屈折率無機化合物及び／又は吸熱型無機化合
物の混合物に適宜硬化促進剤及び添加剤を加えた後、更
に必要に応じトルエン、キシレン、トリクレン等の有機
溶剤を加えて適当な濃度の分散液を作シ、この分散液を
浸漬法、噴霧法、ロールコート法、リバースロールコー
ト法、ナイフコート法等の従来よく知られている塗布手
段により、離型紙上に塗布じ、室温又は加熱下、好まし
くは１５０〜２００℃の範囲内で１〜３０分間熱処理を
することによりシリコン樹脂を硬化せしめたのち離型紙
を剥離してシート状に成型加工出来る。なお、本発明の
耐火断熱フィルムを前述分散物から直接作ることもでき
、その方法としては、上記分散物を非転着性の成紙ロー
ル等の展延機に供給し、室温又は加熱下でシリコン樹脂
を硬化せしめることにより、シート状に成型加工するこ
とができる。

本発明の耐火断熱クイｌレムは上述方法にて得られた成
型加工品をそのままの状態でも実用に供することが出来
るが、更に、成形加工したものを数枚貼シ合わせ又は重
ね合わせて所望の厚みのものとして用いても良く、この
際本発明の耐火断熱フィルムの間に不燃性のフィルムを
挾み込んで使用することができる。シリコン樹脂と繊維
状チタン酸アルカリ及び高屈折率無機化合物、吸熱型無
機化合物等の配合割合は使用するシリコン樹脂及び無機
化合物の種類及び粒度により異なるが、一般にシリコン
樹脂が少なすぎると耐火断熱性は向上するが、耐火断熱
フィルムとしての強度が不足する等の欠点が生じ、逆に
シリコン樹脂が多すぎると、耐熱性が低下し、著しい場
合には有炎燃焼することがある。

従って、本発明ではシリコン樹脂１００重量部（以下重
量部を部と略す。）に対して配合される繊維状チタン酸
アルカリの量は１〜２００部、好ましくけ３０〜］００
部であり、更にこれらに高屈折率無機質化合物及び／又
は吸熱型無機化合物等を配合する場合は４００部を限度
に同一重量から１７４の重量に相当する繊維状チタン酸
アルカリと置き換えて配合できるが、普通１０〜８００
部の範囲が好ましい。なお、これら高屈折率無機化合物
、吸熱型無機化合物の一部又は全量を一般に常用されて
いる無機質顔料、無機質の増量用充填剤、難燃性を付与
する無機粉末等に代え不ことができるが、その使用量は
シリコン樹脂１００部に対し４・００部以下、好ましく
は３００部以下にすべきである。

本発明フィルムの厚みは好ましくは０．１咽以上８ｍ以
内とする。この厚みがＯｏ−１部未満では十分な耐火断
熱性が得られず、まだ厚みが３咽を超えると耐火断熱性
は向上するが、コストが高くなる上、重量が増加して実
用的でなくなる。

以上のように本発明の耐火断熱フィルムは極めて優れた
耐火断熱性を有し、弾性シリコン樹脂スを採用した場合
などは柔軟性のある被覆層を形成することができ、溶接
時などに発生する高温溶融しだスラグなどと直接接触し
たときでも該被覆層が白く変色するのみで、燃焼、分解
、溶融することがなく、人体、可燃物、機材等の被保護
対象物を完全に保護することができる。

しかも軽量であって強靭性及び柔軟性を有し、取扱いが
容易である。

以下、実施例をあげて、本発明を具体的に説明するが、
もちろんこれは単に説明用のものであって、発明精神の
内包、外延を定めるだめのものではない。

実施例１ シリコン樹脂（ＴＳＥ２００（不揮発分１００％）、東
芝シリコーン■製〕８０部をキシレン７０部に溶かし、
これに硬化剤０．５部及び種々の曾のチタン酸カリウム
繊維（ＴＩＳＭＯＤ、出願入会社製）を添加して均一に
混和後、厚さ０．０５ｔａｎのテフロンシート上に種々
の厚みで展延し、５分間風乾させた後、２００℃で１５
分間加熱して硬化を完了させた。成形されたシートをテ
フロンシートがら剥離し、耐火断熱フィルムを得た。こ
のフィルムを夫々幅１００　ｃｍ、長さ１８０　ｃｍの
大きさに截断して被験試料を作り、これを後記試験法に
従って耐火、断熱試験を行い、表−１の結果を得た。因
みに、耐火断熱フィルムの性能は次のようにして試験し
、判定した。

各々の耐火断熱フィルムを幅１００ｃｒｎ、長さ１８０
ｃｒｎの大きさに截断して試料とする。この試料（Ｐ）
を、第１図に示すように幅約１００ｍ、長さ約１８０ｍ
、高さ約１００ｃｒｎの直方体（フレーム〕（２）であ
って、その４つの側面中の少なくとも一面から耐熱強化
ガラスを通して内部を観察できると共に他の面は耐熱強
化ガラス又は鉄板と鉄製アングルで補強され、かつ上面
には幅１０α、長さ６０Ｃ１ｎのＪＩＳ　　Ｇ３１（’
１１規定の鋼板（４）を載せることのできると共に、さ
らに該鋼板の上面に少なくとも４０Ｃｒｎ以上移動可能
な自動切断機（３）を取シ付けて成る試験装置（１）内
に該鋼板（４）の下面からＰの谷底部までの距離が５ｏ
ｃｎ１になるように、たるませて取シ付ける。別に、試
料の直下の鋼板（４）の下面から１００ｃｒｎの位置に
ＪＩＳ、Ａ　　９５０５規定の保温板２号２０Ｋ、呼び
厚み２５ｍｍのガラスウール保温材（６）及びさらにそ
の上に貫通孔判定用マットとしてＪＩＳＰ３１０４規定
の５１．Ｅｌ／ｍ’に相当する紙（７）を敷き、切断機
の火口光穴径］、、Ｏｍｍφ、切断焔長９〜１．４　ｃ
ｍ、火口（５）と鋼板（４）間の距離を６〜９ｍ＋＋と
じ、切断速度５０〜７０＋ｎ＋ｎｚ扮の条件で切断長４
０ｃｍとなるように切断機を移動させて鋼板を切断し、
試料（ｐ）の発炎の有無及び貫通孔測定用マツドア）の
発炎の有無にょシ耐火断熱性を評価する。

尚、耐火断熱性能の評価は以下の５種に級別した。

Ａ種：厚さ９ｍｍの火花発生用鋼板を溶断する時発生す
る火花に対し発炎及び防火上有害な貫通孔がないこと。

８種：厚さ４．５調の火花発生用鋼板を溶断する時発生
する火花に対し発炎及び防火上有害な貫通孔がないこと
。

０種：厚さ８．２−の火花発生用鋼板を溶断する時発生
する火花に対し発炎及び防火上有害な貫通孔がないこと
。

０種：厚さ３．２ｍの火花発生用鋼板を溶断する時防火
上有害な貫通孔が発生。

Ｅ種：厚さ３．２ｍｍの火花発生用鋼板を溶断する時発
炎。

（以下余白） 実施例２ シリコン樹脂ＴＳＲ２０３８（不揮発分１００％、東芝
シリコーン■製）５０部、キシレン１００部、チタン酸
カリウム（ＴＩＳＭＯＤ、前出）２５ｆＩケイ酸アルミ
ニウム２０部、ジルコンサンド５部、水酸化アｌレミニ
ウム５部及び硬化剤３部の混合物をディソルバーを用い
て混合、分散させ、均質の分散液を得だ。この分散液を
用い、前例と同様の方法で厚さｌ＋＋＋＋ｎの耐火断熱
フィルムを製造し、前掲の耐火試験を行ったところ、評
価Ａ種の結果を得た。

実施例３〜１２ シリコン樹脂の種類と使用量、チタン酸アルカリの種類
と量及び他の補助材料の種類と量を種々変更して前各例
と同様に耐火断熱フィルムを製造し、前掲の耐火試験を
行って評価した。

結果を表−２として示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明耐火断熱材の試験に用いた耐火性試験装
置の概略側面図である。図中の符号の意味は以下のとお
り： １：試験装置（全体）、２：フレーム、３：ガス切断機
、４：鋼板、５：火口、６：保温材、７：測定用マット
（紙）、：Ｐ：試料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維状チタン酸アルカリとシリコン樹脂を主材と
   −する膜状物であることを特徴とする耐火断熱フィルム
   。
2. （２）　　膜状物が補助構成材として高屈折率無機化合
   物及び／又は吸熱型無機化合物を含む特許請求の範囲第
   ｉｌ＋項記載のフィルム。