JPS63173629A - マット強化シリコーンフォーム - 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】 本発明は繊維強化シリコーンフオームに関するものであ
る。更に詳しく言えば本発明は、不燃性かつ非融解性の
繊維補強材を含んだシリコーンフオーム防火材に関する
。

発明の背景 難燃性を必要とする多くの用途のため、保護用および断
熱用のシリコーンフオームが要望されている。今日、シ
リコーンフオームは電気機器、建物、飛行機、自動車お
よび家具の防火材として効果的に使用されている。

シリコーンフオームに火炎が直接に接触しても、ある程
度の時間ならば火炎の侵入は防止される。

すなわち、シリコーンフオームは火炎または熱の接触点
において炭化して保護用の灰層を生成する傾向がある。

かかる保護用の灰層はフオーム本体中への火炎の侵入を
防止すると共に、それの厚さの増大に伴ってシリコーン
フオームの分解灰化をも抑制するようになる。

シリコーンフオームはフィルムまたはシートとして使用
することができる。かがるシリコーンフオームはゴム状
弾性を有するため、曲げたり緊張させたりして各種の形
状に適合させることが可能である。しかしながら、シリ
コーンフオームシート中に鋭い屈曲部やかど部が存在す
ると、応力が発生し、そのために酸化や熱分解の際に亀
裂が生じることになる。その結果、シリコーンフオーム
シートの屈曲部またはかど部が火炎に暴露された場合、
表面が酸化して脆いシリカとなり、屈曲部の応力のため
にシート中に亀裂が生じ、そしてシート中に火炎が侵入
することになるのである。

本発明の目的の１つは、屈曲部、かど部またはその他の
応力発生部における火炎の侵入に対して改善された抵抗
性を示すシリコーンフオームシートを提供することにあ
る。

また、酸化状態で応力を受けた場合に亀裂を生じる傾向
の低減を示すシリコーンフオームシートを提供すること
も本発明の目的の１つである。

発明の詳細な説明 本発明に従って簡単に述べれば、（ａ）シリコーンフオ
ーム層および（ｂ）その中に包埋された不燃性かつ非融
解性繊維の連続マットから成ることを特徴とするシリコ
ーンフオームシートが提供される。

本発明において使用されるシリコーンフオームは、現在
、２つの基本的な方法によって製造されている。いずれ
の方法も、その場で水素ガスを発生させると同時に、シ
リコーンエラストマーの架橋を行うことに基づいている
。それほど好適ではないが、発泡剤を用いてシリコーン
エラストマーを発泡させる方法も使用可能である。

本発明において使用するのに適したシリコーンフオーム
組成物の一例は、（ａ）式 ［式中、ＲおよびＲ１は炭素原子数１〜８のアルキル基
、アリール基、ビニル基、および炭素原子数３〜８のフ
ルオロアルキル基から成る群より選ばれた基であって、
該重合体はＯ，ＯＯＯ２〜３（重量）％のビニル基を含
有し、またＸは２５℃で１００〜１，０００，０００セ
ンチポアズの範囲内の粘度を該重合体に付与するような
値であるコで表わされる１００重量部のビニル基含有基
礎重合体、（ｈ）０〜２００重量部の充填剤、（ｃ）　
１００　ｐｐｍないし１，５重量部の水、（ｄ）式 ［式中、Ｒ２は水素、炭素原子数１〜８のアルキル基、
およびアリール基から成る群より這ばれた秀 基であり　Ｒ３は炭素原子数８以下のアルキルお八 よびアリール基から成る群より選ばれた基であり、該重
合体は０．３〜１．６（重量）％の範囲内の水素含量を
有し、２およびｙは２５℃で５〜１００センチポアズの
範囲内の粘度を該重合体に付与するような値であり、ま
た該重合体中には水１モル当り少なくとも０．２モルの
ＳｉＨ基が存在する］で表わされる１〜５０重量部の水
素化重合体、並びに（ｃ）１〜２５０　ｐｐｍの白金触
媒から成るものである。上記のビニル基含有基礎重合体
は末端ビニル基のみを含有することが好ましいが、主鎖
上に多少のビニル基を含有していてもよい。水素化重合
体に関して言えば、適当なシリコーンフオームを生成さ
せるためには重合体主鎖上に水素原子が存在していなけ
ればならない。とは言え、主鎖上の水素原子に加えて末
端水素原子が存在していても差支えはない。なお、末端
水素原子のみを有する水素化重合体を架橋剤として使用
することはできない。適当なシリコーンフオームを生成
するのに十分な量の水素を遊離させるためには、上記の
通り、水素含有ポリシロキサンの架橋剤中には水１モル
当り少なくとも０．２モルの水素が存在していることが
必要である。

上記の組成物を用いてシリコーンフオームを生成させる
ためには、諸成分を混合して２つの基本反応を行わせさ
えすればよい。第１の反応は、水と水素化重合体との反
応により水素ガスを発生させて組成物を発泡させるとい
うものである。第２の反応は、ビニル官能基と水素化重
合体との反応により組成物を硬化させてシリコーンエラ
ストマーに転化するというものである。勿論、加熱を行
えば反応は非常に早い速度で進行する。このようなシリ
コーンフオーム組成物は、米国特許第４１８９５４５号
明細書中に一層詳しく記載されている。

本発明において使用するのに適したシリコーンフオーム
組成物のもう１つの例は、（ａ）平均して１分子当り少
なくとも３個のケイ素結合水素原子を有し、平均してケ
イ素原子１個当り１個以下のケイ素結合水素原子を有し
、かつ炭素原子数１〜６のアルキル基、フェニル基、お
よび３，３．３−トリフルオロプロピル基から成る群よ
り選ばれた有機基を有するオルガノハイドロジエンシロ
キサン、（ｂ）平均して１分子当り１．０個を越えて２
５個までのケイ素結合ヒドロキシル基を有し、かつ炭素
原子数１〜６のアルキル基、フェニル基、および３，３
．３−）リフルオロプロピル基から成る群より選ばれた
平均してケイ素原子１個当り少なくとも１個の有機基を
有するヒドロキシル化オルガノシロキサン、並びに（Ｃ
）組成物の全重量を基準として５〜約２００　ｐｐｍの
白金を含有する白金触媒から成るものである。上記のオ
ルガノハイドロジエンシロキサンおよびヒドロキシル化
オルガノシロキサンは、ケイ素結合水素原子とケイ素結
合ヒドロキシル基とのモル比を２．５〜４０の範囲内に
あるようにするのに十分な量で使用する必要がある。

このようなシリコーンフオーム組成物は、諸成分を混合
して反応させるだけで容易に発泡する。

その場合には、基本反応により、水素ガスが発生して組
成物が発泡すると同時に、重合体が架橋して組成物の硬
化が起こる。

かかる基本反応の機序は、ヒドロキシル化オルガノシロ
キサン上のヒドロキシル基の水素原子がオルガノハイド
ロジエンシロキサン上の水素原子と反応して水素分子お
よび５ｉ−０−３ｉ結合を生成するというものである。

このようなシリコーンフオーム組成物は、米国特許第４
１８９５４５号明細書中に一層詳しく記載されている。

上記に例示されたシリコーンフオーム組成物の各々を構
成する諸成分は、通常の技術に従って混合することがで
きる。たとえば、水素化重合体（またはオルガノハイド
ロジエンシロキサン）を先ず白金触媒と混合し、次いで
ビニル基含有基礎重合体および水（またはヒドロキシル
化オルガノシロキサン）と混合すればよい。あるいはま
た、白金触媒を先ずビニル基含有基礎重合体および水（
またはヒドロキシル化オルガノシロキサン）と混合し、
次いで水素化重合体（またはオルガノハイドロジェンシ
ロキサン）と混合してもよい。その他の混合方法も適宜
に使用することができる。

たとえば、ビニル基含有基礎重合体および水（またはヒ
ドロキシル化オルガノシロキサン）を２つの部分に分け
、そして第１の部分を白金触媒と混合する一方、第２の
部分を水素化重合体くまたはオルガノハイドロジエンシ
ロキサン）と混合してもよい、その場合、これら２種の
混合物を合体させればシリコーンフオームが生成される
。更にまた、シリカ充填剤のごとき各種の随意成分を１
種以上の所要成分と適宜に混合することもできる。

このような「パッケージ」は、全ての成分を合体させる
以前に早期反応が起こりさえしなければ、成分を任意に
組合わせた状態で処方することができる。なお、貯蔵を
目的とする場合には、水素化重合体またはオルガノハイ
ドロジエンシロキサンを白金触媒と混合して「パッケー
ジ」を形成することはガス発生が起こるために好ましく
ない。

同時に起こる発泡反応および硬化反応を抑制するため、
ポリメチルビニルシロキサン環状体およびアセチレン性
アルコールのごとき白金触媒阻害剤を添加することもで
きる。白金触媒阻害剤は当業界において公知であって、
数多くの種類のものが利用可能である。とは言え、これ
らの阻害剤は発泡および硬化を妨害して本発明のシリコ
ーンフオーム生成物を破壊するようなものであってはな
らない。なお、成分を混合すれば直ちに発泡が開始する
から、成分の混合は予定の使用場所において行うべきで
ある。しかるに、白金触媒阻害剤を用いて可使時間を延
長すれば、成分を混合してから予定の使用場所に移送す
ることもできる。発泡および硬化の開始を調節するため
には、かかる阻害剤は比較的少ない量で使用すればよい
のであって、たとえばポリメチルとニルシロキサン環状
体ならば２重量部以下の量で使用される。かかるポリメ
チルビニルシロキサン環状体は当業界において公知であ
って、たとえばメチルビニルジクロロシランの加水分解
によって調製することができる。

上記のごときシリコーンフオームの密度は、必要もしく
は所望に応じ、ＭＤＱポリオルガノシロキサン樹脂の混
入によって低下させることができる。かかる樹脂は、Ｒ
’３　Ｓ　ｉｏ　ｏ５（Ｍ　）、Ｒ’２３ｉ０（Ｄ）お
よび５ｉＯ２（Ｑ）単位（式中、Ｒ４は１価の置換およ
び非置換炭化水素基の中から選ばれた基である〉から成
るものである。このような樹脂および上記目的に対する
それらの使用は、米国特許第４４１８１５７号明細書中
に−・層詳しく記載されている。

本発明において使用するのに適した不燃性かつ非融解性
の繊維マットとしては、無機繊維（たとえば、ガラス繊
維、石綿繊維、黒鉛繊維など）から成るもの、および耐
熱性の非常に良い有ａ！ｌ繊維（たとえばポリイミド繊
維）から成るものが挙げられる。通常の火炎温度、すな
わち少なくとも約３００℃もしくはそれ以上の温度、好
ましくは少なくとも約５００℃もしくはそれ以上の温度
に暴露された場合、繊維マットが燃焼も融解もしないこ
とは本発明にとって必須である。

本明細書中において使用される「マット」という用語は
、不織布、織布、二一ドルドマットまたはその他の形態
を成すように繊維を合体させることによって得られ、そ
して加えられた荷重を広い表面積にわたって分配するた
めに役立つ層状物を指す。かかるマットは、たとえば、
平行な連続繊維または連続繊維の束をそれらに直交する
繊維と間欠的に接合して成るものであり得る。あるいは
また、かかるマットは短繊維を織って作ったマットであ
ってもよい、かかるマットはけば立ちのあるもの（すな
わち、繊維がマットの平面から突出している粗い織物）
であってもよいし、あるいはけば立ちのないもの（すな
わち、繊維がマットの平面にしっかりと保持された密な
ｍ物）であってもよい０本発明において使用するのに好
適な非融解性の無機繊維マットは、一般に約ｌＸｌ０−
３ｇ／ｃ１１２から約５　Ｘ　１０−”　ｇ／ｃｍ２ま
で、好ましくは約５　Ｘ　１０　＝ｇ／ｃｍ２から約Ｉ
　Ｘ　１０−’ｇ／ｃ１１２までの繊維含量を有するも
のである。

本発明の複合製品を製造するためには、シリコーンフオ
ーム組成物を非融解性無機繊維マットの少なくとも一方
の面に塗布して発泡させればよい。

最良の結果を得るためには、シリコーンフオーム組成物
は２５℃で高々１，０００，０００センチポアズのｍ→
粘度を有するように処方する必要がある。とりわけ、シ
リコーンフオーム組成物の粘度は２５℃で約５００〜１
０００００センチポアズの範囲内にあることが好ましい
。粘度調整の目的は、マット中への浸透性を調節すると
共に、シリコーンフオーム中における良好な気泡の形成
を達成することにある。マット中への完全な浸透が達成
される場合には、マットの両側にフオーム層を有する複
合物（すなわち、マットを完全に包埋した複合物）が得
られる。しかしながら、マットの一面を複合物の外面と
して使用することくすなわち、マットを部分的に包埋し
た複合物を得ること）が所望される場合もある。このよ
うな場合には、部分的な浸透（すなわち、マットの一面
に対する付着のために十分な浸透）のみが得られるよう
にすればよい、更にまた、処方および発泡条件の選定に
際しては、約０．０８〜０．４ｇ／ｃ＋ｏ３好ましくは
約０．１６〜０．３２　ｇ／ｃｍ’の密度を持ったシリ
コーンフオームが得られるようにすることも必要である
。

シリコーンフオーム組成物をマットに塗布するためには
、ローラー塗布、ナイフ塗布などのごとき公知の方法を
使用することができる。一般に、マットの一面上に少な
くとも約１．５　ｍｍの厚さのフオーム層を形成するの
に十分な量のシリコーンフオーム組成物を塗布する必要
がある。厚さがそれ以下であると、火炎の侵入に対する
抵抗性がほとんど得られない。また、所望される防火性
の度合に応じて厚さを増大させることも必要である。多
くの用途において使用される通常のフオーム層厚さは約
６〜約５１ｍｍの範囲内にある。

シリコーンフオーム組成物は、マットへの塗布の直前に
パッケージから出して混合することが好ましい。なお、
たとえば低粘度のシリコーン重合体を使用する場合には
、マット表面上において混合を行い得ることも理解すべ
きである。

シリコーンフオーム組成物をマットに塗布するための好
適な一方法に従えば、２個のローラーによって形成され
たニップ中に２枚の不浸透性フィルム（たとえばポリオ
レフィンフィルム）を通過させると共に、それらのポリ
オレフィンフィルムが互いに接触もしくは近接する部位
に形成されなニップ中に、片面もしくは両面上にシリコ
ーンフオーム組成物を配置したマット層を供給すればよ
い。勿論、こうして得られたシリコーンフオームは剥離
可能なポリオレフィンの面材を有することになる。かか
る不浸透性フィルムの使用は、水素ガスの脱出を抑制す
ると共に、シリコーンフオーム組成物がローラーに付着
するのを防止するためにも役立つ。

シリコーンフオーム組成物の発泡は加熱によって促進す
ることができる。発泡作用が激し過ぎると、気泡の破裂
が起こり、そのために不規則な形状のシリコーンフオー
ムが生じる。とは言え、加熱を行うことにより、生産速
度を増大させると共に、マット中へのシリコーンフオー
ム組成物の浸透を調節することができる。かかる加熱は
対流または放射によって行えばよい。シリコーンフオー
ム内部の温度は約６５℃を越えてはならないが、炉内温
度またはシリコーンフオームの表面温度はそれより高く
ても差支えない。

本発明のシリコーンフオーム組成物には、かかるシリコ
ーンフオームの製造に際して通例使用される充填剤を添
加することができる。このような充填剤としては、フユ
ームドシリ力、ゲイソウ土、酸化亜鉛、炭酸カルシウム
、石英粉末などが挙げられる。添加し得る充填剤の最大
量は、所望されるシリコーンフオームの性質に依存する
。一般的に言えば、約６０（重量）％以下の充填剤を使
用すればよい。

上記のごときシリコーンフオームの耐燃性を向上させる
ため、その他の耐燃性添加剤を使用することもできる。

たとえば、シリコーンフオーム組成物の樹脂成分１００
重量部当り０．１〜１０重量部好ましくは０．５〜２重
量部のカーボンブラックを添加することにより、シリコ
ーンフオームの耐燃性を向上させることができる。カー
ボンブラックを使用した場合、シリコーンフオームはよ
り短かい時間で自消性を示すようになる。

本発明を更に詳しく説明するため、以下に実施例を示す
、これらの実施例はもっばら例示を目的としたものであ
って、本発明の範囲を制限するものと解すべきでない。

実施例１ ８０．０００センチポアズの粘度を有する１００重量部
のビニル基末端停止ジメチルポリシロキサン油状体、２
５重量部のＭ　Ｄ　ＶＩ　Ｑ樹脂、１重量部の水、２０
分でフオームのゲル化を誘起し得る２０　ｐｐｍの白金
触媒、および５０重量部の粉砕シリカ充填剤から成る組
成物Ａを調製した。また、８ｏ、ｏ　ｏ　ｏセンチポア
ズの粘度を有する２０重量部のビニル基末端停止ジメチ
ルポリシロキサン油状体、および３０センチポアズの粘
度を有する８０重量部のトリメチル基末端停止メチルハ
イドロジエンシロキサン油状体から成る組成物Ｂを調製
した。１０重量部の組成物Ａと１重量部の組成物Ｂとを
混合したところ、２５，０００〜４０，０００センチポ
アズの粘度を有するシリコーンフオーム組成物が得られ
た。このシリコーンフオーム組成物は直ちに反応および
硬化を開始した。

実施例２ 実施例１のシリコーンフオーム組成物を混合した後、２
個のローラーによって形成されたニップ中に通過させた
２枚のポリエチレン連続フィルムの間にそれを連続的に
供給した。こうして得られたシリコーンフオームシート
は約５分でｌ／１６インチの厚さに硬化した。その後、
ポリエチレン面材を剥離した。

実施例３ 実施例２のシリコーンフオームシートの断片を鉛直に配
置し、そしてそれの両面を露出させた。

約２１００下の温度を有するガス炎を断片の一面の中心
に当てたところ、表面上には直ちに酸化ケイ素層が生成
された。火炎を当て続けたところ、火炎の衝撃を受ける
部分には亀裂が生じ、そしてもっばら火炎の衝撃力のた
めにその部分が脱落し始めた。このようにして、火炎は
シリコーンフオームシートを自由に貫通した。

実施例４ 実施例２のシリコーンフオームシートの断片に対し、９
０°の角を成すようにゆるく曲げることによって応力を
加えた。屈曲部の外面にガス炎を当てなところ、表面上
には直ちに酸化ケイ素層が生成された。火炎を当て続け
たところ、火炎の衝撃を受ける部分には亀裂が生じ、そ
してもっばら火炎の衝撃力のためにその部分が脱落し始
めた。

このようにして、火炎はシリコーンフオームシートを自
由に貫通した。

実施例５ アメリカ合衆国ニューヨーク州ホワイトブレーンズ市所
在のクラーク・シュウニブル・ファイバーグラス・カン
パニー（Ｃ１ａｒｋ　Ｓｃｈｗｅｂｌｅ　Ｆｉｂｅｒ−
ｇｌａｓｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造された連続
ガラスマット（タイプ１６０９、仕上Ｃ５−２１０＞を
ローラーのニップ中に追加供給しながら実施例２の操作
を繰返した。かかるガラスマットは１平方インチ当り３
０Ｘ１０本の繊維束を含み、かつ５．ＩＸ　１０−３ｇ
／ｃｍ２の重量を有していた。この場合には、ガラスマ
ットの一面上にのみシリコーンフオーム組成物を配置し
た結果、マットの他面は部分的に露出していた。

実施例６ 実施例５のシリコーンフオームシートのフオーム側にガ
ス炎を当てることによって実施例３の操作を繰返した。

火炎を当て続けたところ、火炎の衝撃を受ける部分には
亀裂が生じたが、その部分の脱落は起こらなかった。長
時間の火炎暴露の後にも、火炎はシリコーンフオームシ
ートを貫通しなかった。

実施例７ 実施例５のシリコーンフオームシートのフオーム側にガ
ス炎を当てることによって実施例４の操作を繰返した。

火炎を当て続けたところ、火炎の衝撃を受ける部分には
亀裂が生じたが、その部分の脱落は起こらなかった。長
時間の火炎暴露の後にも、火炎はシリコーンフオームシ
ートを貫通しなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）シリコーンフォーム層および（ｂ）その中に
   包埋された不燃性かつ非融解性繊維の連続マットから成
   ることを特徴とするシリコーンフォームシート。 ２、前記繊維が少なくとも約３００℃もしくはそれ以上
   の温度に暴露された場合に燃焼も融解もしない特許請求
   の範囲第１項記載のシリコーンフォームシート。 ３、前記繊維が少なくとも約４００℃もしくはそれ以上
   の温度に暴露された場合に燃焼も融解もしない特許請求
   の範囲第１項記載のシリコーンフォームシート。 ４、前記繊維が無機繊維である特許請求の範囲第２項記
   載のシリコーンフォームシート。 ５、前記繊維が耐熱性有機繊維である特許請求の範囲第
   ２項記載のシリコーンフォームシート。 ６、前記連続マットが部分的に包埋されている特許請求
   の範囲第１項記載のシリコーンフォームシート。 ７、前記連続マットが完全に包埋されている特許請求の
   範囲第１項記載のシリコーンフォームシート。 ８、前記連続マットが約１×１０＾−＾３ｇ／ｃｍ＾２
   から約５×１０＾−＾１ｇ／ｃｍ＾２までの繊維含量を
   有する特許請求の範囲第１項記載のシリコーンフォーム
   シート。 ９、前記連続マットが約５×１０＾−＾３ｇ／ｃｍ＾２
   から約１×１０＾−＾１ｇ／ｃｍ＾２までの繊維含量を
   有する特許請求の範囲第１項記載のシリコーンフォーム
   シート。 １０、前記繊維が連続繊維である特許請求の範囲第１項
   記載のシリコーンフォームシート。 １１、前記繊維が短繊維から形成された連続的な繊維束
   である特許請求の範囲第１項記載のシリコーンフォーム
   シート。 １２、前記シリコーンフォームが少なくとも約１．５ｍ
   ｍの厚さを有する特許請求の範囲第１項記載のシリコー
   ンフォームシート。 １３、前記シリコーンフォームが約６〜約５１ｍｍの厚
   さを有する特許請求の範囲第１項記載のシリコーンフォ
   ームシート。 １４、前記シリコーンフォームが約０．０８〜約０．４
   ｇ／ｃｍ＾３の密度を有する特許請求の範囲第１項記載
   のシリコーンフォームシート。 １５、白金硬化触媒の残留物を含有する特許請求の範囲
   第１項記載のシリコーンフォームシート。