JP7728538B2 - Fire-extinguishing laminate and method for manufacturing the same - Google Patents
Fire-extinguishing laminate and method for manufacturing the sameInfo
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Description
本発明は、消火用積層体及び消火用積層体の製造方法に関する。 The present invention relates to a fire-extinguishing laminate and a method for manufacturing the fire-extinguishing laminate.
合成樹脂製フィルムにより形成されたバッグと、該バッグ内に封入される消火剤を有する自動消火装置が知られている(例えば、特許文献1)。 An automatic fire extinguishing device is known that has a bag made of a synthetic resin film and a fire extinguishing agent sealed within the bag (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、引用文献1に記載された装置は、火災時に爆発等が生じた場合に、それによる衝撃に対して充分な耐性を有していない。 However, the device described in Cited Document 1 does not have sufficient resistance to impacts caused by explosions or other events during a fire.
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、火災時の爆発等による衝撃への耐性を有する消火用積層体を提供することを目的とする。また、本開示は、当該消火用積層体の製造方法を提供することを目的とする。 This disclosure was made in light of the above circumstances, and aims to provide a fire-extinguishing laminate that is resistant to impacts such as explosions during a fire. It also aims to provide a method for manufacturing such a fire-extinguishing laminate.
本開示の一側面に係る消火用積層体は、高強度耐熱性を有する有機繊維又は無機繊維を含む繊維層と、樹脂層と、を備え、繊維層及び樹脂層の少なくともいずれかが、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む。 A fire-extinguishing laminate according to one aspect of the present disclosure comprises a fiber layer containing organic or inorganic fibers with high strength and heat resistance, and a resin layer, wherein at least one of the fiber layer and the resin layer contains a fire-extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion.
上記消火用積層体を発火の危険性がある部分に設置しておくことで、発火又は発火までに発生する熱によりエアロゾル消火剤を周囲に即充満させることができる。また、発火に伴い爆発等の衝撃が発生した場合でも、上記消火用積層体であれば消火機能が損なわれ難い。これにより短時間で火災を止めることができ、周囲への延焼を回避することができる。さらに、火災時に人の手を直接介することなく初期消火が行えるため、上記消火用積層体は安全面においても優れている。 By placing the above-mentioned fire-extinguishing laminate in an area where there is a risk of fire, the heat generated during or before ignition can instantly fill the surrounding area with the aerosol fire-extinguishing agent. Furthermore, even in the event of an explosion or other shock following ignition, the above-mentioned fire-extinguishing laminate is unlikely to lose its fire-extinguishing function. This allows the fire to be extinguished in a short time and prevents the fire from spreading to the surrounding area. Furthermore, since the above-mentioned fire-extinguishing laminate can be extinguished in its initial stage without direct human intervention, it also offers excellent safety benefits.
一態様において、繊維層は、カーボン繊維、ガラス繊維、金属繊維及びセラミック繊維からなる群より選択される少なくとも一種を含んでよい。 In one embodiment, the fiber layer may contain at least one fiber selected from the group consisting of carbon fiber, glass fiber, metal fiber, and ceramic fiber.
一態様において、繊維層の厚さは0.02~2.0mmであってよい。 In one embodiment, the thickness of the fiber layer may be 0.02 to 2.0 mm.
一態様において、樹脂層は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、及びポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含んでよい。 In one embodiment, the resin layer may contain at least one resin selected from the group consisting of urethane resin, epoxy resin, silicone resin, vinyl chloride resin, polyolefin resin, and polyester resin.
本開示の一側面に係る、消火用積層体の製造方法は、以下のいずれかである。
液状成分、及び燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む第一液状組成物を、高強度耐熱性を有する有機繊維又は無機繊維を含む繊維層に含浸させる工程と、含浸させた第一液状組成物を乾燥させる工程と、液状成分、及び樹脂を含む第二液状組成物を、繊維層上に塗布する工程と、塗布した第二液状組成物を乾燥させる工程と、を備える、製造方法。
液状成分、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分、及び樹脂を含む第三液状組成物を、高強度耐熱性を有する有機繊維又は無機繊維を含む繊維層上に塗布する工程と、塗布した第三液状組成物を乾燥させる工程と、を備える、製造方法。
液状成分、及び燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む第一液状組成物を、高強度耐熱性を有する有機繊維又は無機繊維を含む繊維層に含浸させる工程と、含浸させた第一液状組成物を乾燥させる工程と、液状成分、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分、及び樹脂を含む第三液状組成物を、繊維層上に塗布する工程と、塗布した第三液状組成物を乾燥させる工程と、を備える、製造方法。
According to one aspect of the present disclosure, a method for producing a fire extinguishing laminate is any of the following.
The manufacturing method includes the steps of: impregnating a fiber layer containing organic or inorganic fibers having high strength and heat resistance with a first liquid composition containing a liquid component and a fire extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion; drying the impregnated first liquid composition; applying a second liquid composition containing the liquid component and a resin onto the fiber layer; and drying the applied second liquid composition.
The manufacturing method includes the steps of applying a third liquid composition containing a liquid component, a fire extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion, and a resin onto a fiber layer containing organic fibers or inorganic fibers having high strength and heat resistance, and drying the applied third liquid composition.
The manufacturing method includes the steps of: impregnating a fiber layer containing organic or inorganic fibers having high strength and heat resistance with a first liquid composition containing a liquid component and a fire extinguishing component that generates an aerosol upon combustion; drying the impregnated first liquid composition; applying a third liquid composition containing the liquid component, the fire extinguishing component that generates an aerosol upon combustion, and a resin onto the fiber layer; and drying the applied third liquid composition.
本開示によれば、火災時の爆発等による衝撃への耐性を有する消火用積層体を提供することができる。また、本開示によれば、当該消火用積層体の製造方法を提供することができる。 This disclosure makes it possible to provide a fire-extinguishing laminate that is resistant to impacts such as explosions during a fire. This disclosure also makes it possible to provide a method for manufacturing such a fire-extinguishing laminate.
本開示によれば、火災時の爆発等による衝撃に対しても形状を維持することができ、発火の懸念がある部位に容易に設置が可能であり、且つ発火時の初期消火に優れた効果を発揮する消火用積層体が提供される。そのような消火用積層体は、建装材、自動車部材、航空機部材、エレクトロニクス部材等の産業資材として好適に用いることができる。 This disclosure provides a fire-extinguishing laminate that can maintain its shape even when subjected to impacts such as explosions during a fire, can be easily installed in areas where there is a risk of fire, and is highly effective in extinguishing a fire in its early stages. Such fire-extinguishing laminates can be suitably used as industrial materials, such as building materials, automotive components, aircraft components, and electronics components.
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。ただし、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present disclosure are described in detail below. However, the present disclosure is not limited to the following embodiments.
<消火用積層体>
消火用積層体は、繊維層と、樹脂層と、を備える。繊維層及び樹脂層の少なくともいずれかが、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む。図1は、一実施形態に係る消火用積層体の模式断面図である。消火用積層体10は、繊維層1、及び樹脂層2をこの順に備える。
<Fire-extinguishing laminate>
The fire extinguishing laminate includes a fiber layer and a resin layer. At least one of the fiber layer and the resin layer contains a fire extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion. Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a fire extinguishing laminate according to one embodiment. The fire extinguishing laminate 10 includes a fiber layer 1 and a resin layer 2, in this order.
消火用積層体の厚さは、その層構成により変動するため必ずしも限定されないが、消火性能及び耐衝撃性を維持しつつ、設置スペースを問われないよう薄型化できる観点から、例えば0.1~20mmとすることができる。 The thickness of the fire-extinguishing laminate is not necessarily limited, as it varies depending on the layer structure. However, from the viewpoint of being able to maintain fire-extinguishing performance and impact resistance while being thin enough to accommodate a limited installation space, it can be, for example, 0.1 to 20 mm.
消火用積層体の主面(消火用積層体を鉛直方向上部から見たときの面)の面積は、消火性能、耐衝撃性及び取り扱い性の観点から、例えば1~1500cm2とすることができる。 The area of the main surface of the fire extinguishing laminate (the surface when the fire extinguishing laminate is viewed from above in the vertical direction) can be, for example, 1 to 1500 cm2 from the viewpoints of fire extinguishing performance, impact resistance, and ease of handling.
(繊維層)
繊維層は、高強度耐熱性を有する有機繊維又は無機繊維を含み、具体的には有機繊維及び無機繊維の少なくともいずれかを含む。有機繊維としては、カーボン繊維等が挙げられる。無機繊維としては、ガラス繊維、金属繊維(例えば、ステンレス繊維、アルミニウム繊維)、セラミック繊維等が挙げられる。これらの繊維は高強度耐熱性を有する。繊維層は、一方向に引き揃えられた繊維を樹脂で固定した繊維シートであってよく、繊維の織物、繊維の編物等であってもよい。繊維で形成された層(特に織物又は編物)であることにより、充分量の消火剤成分を担持し易く、軽量かつ発火時の熱や衝撃で変質し難く強度を保ち易い。これによりさらに安全を担保することができる。繊維層は異なる繊維を含む層を複数層含んでいてよい。
(fiber layer)
The fiber layer contains organic or inorganic fibers with high strength and heat resistance, specifically, at least one of organic and inorganic fibers. Examples of organic fibers include carbon fibers. Examples of inorganic fibers include glass fibers, metal fibers (e.g., stainless steel fibers, aluminum fibers), and ceramic fibers. These fibers have high strength and heat resistance. The fiber layer may be a fiber sheet in which unidirectionally aligned fibers are fixed with resin, or may be a woven or knitted fiber fabric. A layer formed of fibers (particularly a woven or knitted fabric) can easily support a sufficient amount of fire extinguishing agent components, is lightweight, and is resistant to deterioration due to heat or impact during ignition, making it easy to maintain strength. This further ensures safety. The fiber layer may include multiple layers containing different fibers.
繊維層は、火災による熱や衝撃に耐え得る、高い強度及び耐熱性を有する基材である。したがって、繊維層を、高強度耐熱基材と言うことができる。高強度耐熱性基材は、少なくとも以下に示される引張強さ及び耐熱温度を有する。 The fiber layer is a substrate with high strength and heat resistance that can withstand heat and impact caused by a fire. Therefore, the fiber layer can be called a high-strength, heat-resistant substrate. A high-strength, heat-resistant substrate has at least the tensile strength and heat-resistant temperature shown below.
JIS-R-3420に準拠して測定される繊維層の引張強さは5×103N/25mm以上とすることができ、50×103N/25mm以上であってもよい。引張強さの上限は特に制限されないが、1×106N/25mm以下とすることができる。引張強さは、繊維層に流れ方向MD及び垂直方向TDがある場合、両者の平均とすることができる。 The tensile strength of the fiber layer measured in accordance with JIS-R-3420 can be 5×10 3 N/25 mm or more, and may be 50×10 3 N/25 mm or more. There is no particular upper limit to the tensile strength, but it can be 1×10 6 N/25 mm or less. When the fiber layer has strength in the machine direction MD and the perpendicular direction TD, the tensile strength can be the average of both.
JIS-R-3414に準拠して測定される繊維層の弾性率は3GPa以上とすることができ、10GPa以上であってもよく、50GPa以上であってもよい。弾性率の上限は特に制限されないが、300GPa以下とすることができる。弾性率は、繊維層に流れ方向MD及び垂直方向TDがある場合、両者の平均とすることができる。 The modulus of elasticity of the fiber layer, measured in accordance with JIS-R-3414, can be 3 GPa or more, 10 GPa or more, or 50 GPa or more. There is no particular upper limit to the modulus of elasticity, but it can be 300 GPa or less. If the fiber layer has a machine direction (MD) and a perpendicular direction (TD), the modulus of elasticity can be the average of both.
ISO15025に準拠して測定される繊維層の耐熱温度は300℃以上とすることができ、700℃以上であってもよく、1300℃以上であってもよい。耐熱温度の上限は特に制限されないが、1400℃以下とすることができる。 The heat resistance temperature of the fiber layer, measured in accordance with ISO 15025, can be 300°C or higher, or 700°C or higher, or even 1300°C or higher. There is no particular upper limit to the heat resistance temperature, but it can be 1400°C or lower.
繊維層の厚さは、引張強さ、屈曲性、設置スペース、コスト等の観点から、0.02~2.0mmとすることができ、0.4~1.0mmであってもよい。 The thickness of the fiber layer can be 0.02 to 2.0 mm, or may be 0.4 to 1.0 mm, taking into consideration tensile strength, flexibility, installation space, cost, etc.
繊維層が、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む場合、消火能力と消火剤保持の観点から、繊維層の全量に対し、消火剤成分の量は10~80質量%とすることができ、20~70質量%であってよい。 If the fiber layer contains a fire extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion, the amount of the fire extinguishing agent component can be 10 to 80% by mass, and may be 20 to 70% by mass, relative to the total amount of the fiber layer, from the standpoint of fire extinguishing ability and extinguishing agent retention.
(樹脂層)
樹脂層は、消火用積層体に種々の機能を付与する層であり、機能層ということができる。機能層としては、耐擦傷層(ハードコート層)、防汚層、撥水層、加飾層、紫外線吸収層、熱転写性層等が挙げられる。消火用積層体にどのような機能を付与するかは、用いる樹脂により調整することができる。樹脂層は、これらの構成を複数含んでいてよい。
(Resin layer)
The resin layer is a layer that imparts various functions to the fire extinguishing laminate, and can be called a functional layer. Examples of functional layers include an abrasion-resistant layer (hard coat layer), an antifouling layer, a water-repellent layer, a decorative layer, an ultraviolet absorbing layer, and a thermal transfer layer. The function imparted to the fire extinguishing laminate can be adjusted by the resin used. The resin layer may include a plurality of these structures.
樹脂層を構成する樹脂としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレンやポリプロピレン)、ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、平常時には安定して機能層内に定着しながら所定の機能を発揮し、かつ火災発生の異常時には消火剤成分に積極的に熱エネルギーを供給し易い。樹脂層が、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む場合、これらの樹脂(特にエポキシ樹脂)は消火剤成分との相溶性が良く、消火剤成分のバインダーとしても機能することができる。 Resins that make up the resin layer include urethane resin, epoxy resin, silicone resin, vinyl chloride resin, polyolefin resin (polyethylene or polypropylene), and polyester resin. These resins perform their intended functions while stably fixed within the functional layer under normal conditions, and are also likely to actively supply thermal energy to the extinguishing agent components in the event of an emergency such as a fire. When the resin layer contains extinguishing agent components that generate aerosols upon combustion, these resins (especially epoxy resins) are highly compatible with the extinguishing agent components and can also function as binders for the extinguishing agent components.
樹脂層の厚さは、消火機能、屈曲性、設置スペース、コスト等の観点から、0.050~1mmとすることができ、0.1~0.3mmであってもよい。 The thickness of the resin layer can be 0.050 to 1 mm, or 0.1 to 0.3 mm, taking into consideration factors such as fire extinguishing function, flexibility, installation space, and cost.
樹脂層が、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む場合、消火能力と塗工性の観点から、樹脂層の全量に対し、消火剤成分の量は60~97質量%とすることができ、70~93質量%であってよい。 If the resin layer contains a fire extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion, the amount of the fire extinguishing agent component can be 60 to 97% by mass, or may be 70 to 93% by mass, relative to the total amount of the resin layer, from the standpoints of fire extinguishing ability and coatability.
樹脂層は、その他の成分として、分散剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤、無機充填材、粘着剤等を含んでいてもよい。樹脂層におけるその他の成分の含有量は、樹脂層の全量100質量部に対し、20質量部以下とすることができる。 The resin layer may contain other components such as dispersants, colorants, antioxidants, flame retardants, inorganic fillers, and adhesives. The content of these other components in the resin layer may be 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of the resin layer.
(消火剤成分)
消火剤成分は、燃焼によってエアロゾルを発生するものである。消火剤成分は、例えば、無機酸化剤と、ラジカル発生剤とを少なくとも含む。ラジカル発生剤は燃焼ラジカルを安定化して燃焼の連鎖反応を抑制する作用(負触媒作用)を有する。
(Fire extinguishing agent component)
The fire extinguishing agent component generates an aerosol upon combustion. The fire extinguishing agent component includes, for example, at least an inorganic oxidizing agent and a radical generator. The radical generator has the effect of stabilizing combustion radicals and suppressing the chain reaction of combustion (negative catalytic action).
無機酸化剤(以下、場合により、「(A)成分」という。)は、燃焼して熱エネルギーを発生する成分である。無機酸化剤として、塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸ストロンチウム、塩素酸アンモニウム、塩素酸マグネシウム、及び過塩素酸カリウムが挙げられる。これらのうち、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 The inorganic oxidizer (hereinafter sometimes referred to as "component (A)") is a component that burns to generate thermal energy. Examples of inorganic oxidizers include potassium chlorate, sodium chlorate, strontium chlorate, ammonium chlorate, magnesium chlorate, and potassium perchlorate. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
ラジカル発生剤(以下、場合により、「(B)成分」という。)は、無機酸化剤の燃焼により生じた熱エネルギーによりエアロゾル(ラジカル)を発生させるための成分である。ラジカル発生剤として、分解開始温度が90~260℃の範囲のものを使用することが好ましい。ラジカル発生剤として、カリウム塩及びナトリウム塩が挙げられる。カリウム塩として、酢酸カリウム、プロピオン酸カリウム、クエン酸一カリウム、クエン酸二カリウム、クエン酸三カリウム、エチレンジアミン四酢酸三水素一カリウム、エチレンジアミン四酢酸二水素二カリウム、エチレンジアミン四酢酸一水素三カリウム、エチレンジアミン四酢酸四カリウム、フタル酸水素カリウム、フタル酸二カリウム、シュウ酸水素カリウム、シュウ酸二カリウム及び重炭酸カリウムが挙げられる。ナトリウム塩として、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウムが挙げられる。これらのうち、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 The radical generator (hereinafter sometimes referred to as "component (B)") is a component that generates aerosols (radicals) using the thermal energy generated by the combustion of the inorganic oxidizer. It is preferable to use a radical generator with a decomposition onset temperature in the range of 90 to 260°C. Examples of radical generators include potassium salts and sodium salts. Potassium salts include potassium acetate, potassium propionate, monopotassium citrate, dipotassium citrate, tripotassium citrate, monopotassium trihydrogen ethylenediaminetetraacetate, dipotassium dihydrogen ethylenediaminetetraacetate, tripotassium monohydrogen ethylenediaminetetraacetate, tetrapotassium ethylenediaminetetraacetate, potassium hydrogen phthalate, dipotassium phthalate, potassium hydrogen oxalate, dipotassium oxalate, and potassium bicarbonate. Examples of sodium salts include sodium acetate, sodium citrate, and sodium bicarbonate. These may be used alone or in combination.
(A)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対し、例えば、10~60質量部であり、好ましくは20~50質量部であり、より好ましくは35~45質量部である。(B)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対し、例えば、40~90質量部であり、好ましくは50~80質量部であり、より好ましくは55~65質量部である。 The content of component (A) is, for example, 10 to 60 parts by mass, preferably 20 to 50 parts by mass, and more preferably 35 to 45 parts by mass, per 100 parts by mass of the combined total of components (A) and (B). The content of component (B) is, for example, 40 to 90 parts by mass, preferably 50 to 80 parts by mass, and more preferably 55 to 65 parts by mass, per 100 parts by mass of the combined total of components (A) and (B).
消火剤成分として、市販品を使用してもよい。市販の消火剤成分として、K-1(商品名、ヤマトプロテック株式会社製)、STAT-X(商品名、日本工機株式会社製)が挙げられる。 Commercially available fire extinguishing agents may be used. Examples of commercially available fire extinguishing agents include K-1 (trade name, manufactured by Yamato Protec Co., Ltd.) and STAT-X (trade name, manufactured by Nippon Koki Co., Ltd.).
消火剤成分は、バインダー樹脂と共に用いることができる。バインダー樹脂として、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ(1-)ブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン系樹脂、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン樹脂、エチレン-酢酸ビニル樹脂、エチレン-プロピレン樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂として、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、1,2-ポリブタジエンゴム(1,2-BR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン-プロピレンゴム(EPR、EPDM)、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、アクリルゴム(ACM、ANM)、エピクロルヒドリンゴム(CO、ECO)、多加硫ゴム(T)、シリコーンゴム(Q)、フッ素ゴム(FKM、FZ)、ウレタンゴム(U)等のゴム類、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂には硬化剤成分が含まれていてよい。 The fire extinguishing agent components can be used together with a binder resin. Thermoplastic and thermosetting resins can be used as binder resins. Thermoplastic resins include polyolefin resins such as polypropylene resins, polyethylene resins, poly(1-)butene resins, and polypentene resins, polystyrene resins, acrylonitrile-butadiene-styrene resins, methyl methacrylate-butadiene-styrene resins, ethylene-vinyl acetate resins, ethylene-propylene resins, polycarbonate resins, polyphenylene ether resins, acrylic resins, polyamide resins, and polyvinyl chloride resins. Thermosetting resins include rubbers such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), 1,2-polybutadiene rubber (1,2-BR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), nitrile rubber (NBR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene rubber (EPR, EPDM), chlorosulfonated polyethylene (CSM), acrylic rubber (ACM, ANM), epichlorohydrin rubber (CO, ECO), multi-vulcanized rubber (T), silicone rubber (Q), fluororubber (FKM, FZ), and urethane rubber (U), as well as polyurethane resins, polyisocyanate resins, polyisocyanurate resins, phenolic resins, and epoxy resins. The binder resin may contain a curing agent component.
エポキシ樹脂は、消火剤成分との相溶性に優れるとともに、後述のアルコール溶媒に可溶であり且つ安定性が高い点で、バインダー樹脂に適している。エポキシ樹脂は、カリウム塩及びナトリウム塩(ラジカル発生剤)と相溶性に優れるため、厚さが均一の消火剤含有層が得られやすい。これに加え、エポキシ樹脂は湿熱による加水分解及び脆化が生じないため、エポキシ樹脂をバインダー樹脂として含む消火剤含有層は優れた安定性を有する。また、消火剤含有層の燃焼時には約260~350℃で熱分解が始まり、消火性能を損なうことなく、エアロゾルを発生することができる。 Epoxy resins are suitable as binder resins because they are highly compatible with fire extinguishing agent components, soluble in alcohol solvents (described below), and highly stable. Because epoxy resins are highly compatible with potassium salts and sodium salts (radical generators), it is easy to obtain a fire extinguishing agent-containing layer with a uniform thickness. In addition, epoxy resins do not hydrolyze or become embrittled due to moist heat, so fire extinguishing agent-containing layers that use epoxy resins as binder resins have excellent stability. Furthermore, when the fire extinguishing agent-containing layer burns, thermal decomposition begins at approximately 260-350°C, allowing aerosol to be generated without compromising fire extinguishing performance.
バインダー樹脂の量は、消火剤成分の固定化や優れた消火性能発現の観点から、消火剤成分の全量100質量部に対し、5~40質量部とすることができ、10~30質量部であってよい。 From the perspective of immobilizing the fire extinguishing agent components and achieving excellent fire extinguishing performance, the amount of binder resin can be 5 to 40 parts by mass, or may be 10 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the total amount of the fire extinguishing agent components.
(接着層)
消火用積層体は、繊維層及び樹脂層間にさらに接着層を備えていてよい。接着層は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の接着剤を用いて形成することができる。接着層の厚さは、例えば1~10μmとすることができ、2~5μmであってよい。
(Adhesive layer)
The fire-extinguishing laminate may further include an adhesive layer between the fiber layer and the resin layer. The adhesive layer may be formed using an adhesive such as an epoxy resin, an acrylic resin, or a urethane resin. The thickness of the adhesive layer may be, for example, 1 to 10 μm, and may be 2 to 5 μm.
<消火用積層体の製造方法>
消火用積層体は、例えば以下の(1)~(3)の製造方法により製造することができる。
(1)液状成分、及び燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む第一液状組成物を、高強度耐熱性を有する有機繊維又は無機繊維を含む繊維層に含浸させる工程と、含浸させた第一液状組成物を乾燥させる工程と、液状成分、及び樹脂を含む第二液状組成物を、繊維層上に塗布する工程と、塗布した第二液状組成物を乾燥させる工程と、を備える、製造方法。
(2)液状成分、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分、及び樹脂を含む第三液状組成物を、高強度耐熱性を有する有機繊維又は無機繊維を含む繊維層上に塗布する工程と、塗布した第三液状組成物を乾燥させる工程と、を備える、製造方法。
(3)液状成分、及び燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む第一液状組成物を、高強度耐熱性を有する有機繊維又は無機繊維を含む繊維層に含浸させる工程と、含浸させた第一液状組成物を乾燥させる工程と、液状成分、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分、及び樹脂を含む第三液状組成物を、繊維層上に塗布する工程と、塗布した第三液状組成物を乾燥させる工程と、を備える、消火用積層体の製造方法。
<Method of manufacturing the fire-extinguishing laminate>
The fire extinguishing laminate can be produced, for example, by the following production methods (1) to (3).
(1) A manufacturing method comprising the steps of: impregnating a fiber layer containing organic or inorganic fibers having high strength and heat resistance with a first liquid composition containing a liquid component and a fire extinguishing component that generates an aerosol upon combustion; drying the impregnated first liquid composition; applying a second liquid composition containing the liquid component and a resin onto the fiber layer; and drying the applied second liquid composition.
(2) A manufacturing method comprising the steps of: applying a third liquid composition containing a liquid component, a fire extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion, and a resin onto a fiber layer containing organic fibers or inorganic fibers having high strength and heat resistance; and drying the applied third liquid composition.
(3) A method for producing a fire-extinguishing laminate, comprising the steps of: impregnating a fiber layer containing organic or inorganic fibers having high strength and heat resistance with a first liquid composition containing a liquid component and a fire-extinguishing component that generates an aerosol upon combustion; drying the impregnated first liquid composition; applying a third liquid composition containing the liquid component, the fire-extinguishing component that generates an aerosol upon combustion, and a resin onto the fiber layer; and drying the applied third liquid composition.
上記(1)により、消火剤成分を含む繊維層と、樹脂層と、を備える消火用積層体を得ることができる。(2)により、繊維層と、消火剤成分を含む樹脂層と、を備える消火用積層体を得ることができる。(3)により、消火剤成分を含む繊維層と、消火剤成分を含む樹脂層と、を備える消火用積層体を得ることができる。これらの方法により、消火用積層体を低価格で大量に製造することが可能となる。 By using the above method (1), a fire extinguishing laminate can be obtained that includes a fiber layer containing a fire extinguishing agent component and a resin layer. By using the method (2), a fire extinguishing laminate can be obtained that includes a fiber layer and a resin layer containing a fire extinguishing agent component. By using the method (3), a fire extinguishing laminate can be obtained that includes a fiber layer containing a fire extinguishing agent component and a resin layer containing a fire extinguishing agent component. These methods make it possible to mass-produce fire extinguishing laminates at low cost.
各液状組成物の調製に使用する液状成分としては、アルコール溶媒(例えば、エタノール、IPA)が挙げられる。アルコール溶媒は消火剤成分の分散性に優れるとともに低揮発性であるため、液状組成物を調製するための溶媒として適している。消火剤成分及び樹脂(バインダー樹脂)の量に対する液状成分の量比は、所望の液状組成物粘度が得られるよう適宜調整すればよい。 Liquid components used in preparing each liquid composition include alcohol solvents (e.g., ethanol, IPA). Alcohol solvents have excellent dispersibility for fire extinguishing agent components and low volatility, making them suitable as solvents for preparing liquid compositions. The ratio of the amount of liquid component to the amount of fire extinguishing agent components and resin (binder resin) can be adjusted appropriately to obtain the desired viscosity of the liquid composition.
液状組成物は、上記のとおり含浸用、あるいは塗布用に用いることができる。塗布は、任意の適切な方法により行うことができる。塗布は、例えばグラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター等のウェット成膜法により行うことができる。 The liquid composition can be used for impregnation or coating as described above. Coating can be carried out by any suitable method. Coating can be carried out by a wet film-forming method using, for example, a gravure coater, dip coater, reverse coater, wire bar coater, or die coater.
液状組成物の乾燥は、液状成分を充分に除去しつつ、かつ消火剤成分の反応を抑制する観点から、例えば50~100℃で液状組成物を加熱することで実施できる。 The liquid composition can be dried by heating it to, for example, 50 to 100°C, in order to thoroughly remove the liquid components while suppressing the reaction of the fire extinguishing agent components.
その他の製造方法としては、例えば消火剤成分を含む繊維層と樹脂層とを、繊維層と消火剤成分を含む樹脂層とを、又は消火剤成分を含む繊維層と消火剤成分を含む樹脂層とを、それぞれ準備し、両者を接着層を介して積層する方法が挙げられる。 Other manufacturing methods include preparing a fiber layer containing a fire extinguishing agent component and a resin layer, a fiber layer and a resin layer containing a fire extinguishing agent component, or a fiber layer containing a fire extinguishing agent component and a resin layer containing a fire extinguishing agent component, and laminating the two together via an adhesive layer.
本開示を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本開示はこれらの例に限定されるものではない。 The present disclosure will be further described in detail with reference to the following examples, but the present disclosure is not limited to these examples.
繊維層として表1に示す材料を準備した。 The materials shown in Table 1 were prepared for the fiber layer.
表1中、各層の引張強さはJIS-R-3420に準拠して測定し、弾性率はJIS-R-3414に準拠して測定し、耐熱温度はISO15025に準拠して測定した。 In Table 1, the tensile strength of each layer was measured in accordance with JIS-R-3420, the modulus of elasticity was measured in accordance with JIS-R-3414, and the heat resistance temperature was measured in accordance with ISO 15025.
<消火用積層体の作製>
表2に示す消火用積層体を作製した。各例の詳細を以下に示す。
<Preparation of Fire-Extinguishing Laminate>
The fire-extinguishing laminates shown in Table 2 were prepared. Details of each example are given below.
(実施例1)
ヤマトプロテック株式会社製のエアロゾル消火剤K-1エタノールスラリーとバインダー樹脂(東洋インキ株式会社製、エポキシ樹脂、K468HP92墨)とを、固形分の質量比でバインダー樹脂:消火剤=10:90として混合して液状組成物を調製した。これを、表1に示す繊維層に塗布して塗膜を形成した。これを90℃で4分乾燥させ、繊維層上に厚さ200μmの樹脂層(加飾層)を形成した。これにより消火用積層体を得た。
Example 1
A liquid composition was prepared by mixing an aerosol fire extinguisher K-1 ethanol slurry manufactured by Yamato Protec Co., Ltd. with a binder resin (epoxy resin, K468HP92 India ink manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) at a solid mass ratio of binder resin:fire extinguisher = 10:90. This was applied to the fiber layer shown in Table 1 to form a coating film. This was dried at 90°C for 4 minutes to form a resin layer (decorative layer) with a thickness of 200 μm on the fiber layer. This resulted in a fire extinguishing laminate.
(実施例2~4)
繊維層を表1のとおりとしたこと以外は、実施例1と同様にして消火用積層体を得た。
(Examples 2 to 4)
A fire-extinguishing laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the fiber layer was as shown in Table 1.
(実施例5)
ヤマトプロテック株式会社製のエアロゾル消火剤K-1エタノールスラリーとバインダー樹脂(東洋インキ株式会社製、エポキシ樹脂、K468HP92墨)とを、固形分の質量比でバインダー樹脂:消火剤=30:70として混合して液状組成物を調製した。これに、表1に示す繊維層を含浸させた。これを90℃で4分乾燥させ、消火剤成分を担持した繊維層を得た。繊維層の全量に対し、消火剤成分の量は50質量%とした。
Example 5
A liquid composition was prepared by mixing an ethanol slurry of aerosol fire extinguisher K-1 manufactured by Yamato Protec Co., Ltd. with a binder resin (epoxy resin, K468HP92 India ink manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) at a solid mass ratio of binder resin:fire extinguisher = 30:70. A fiber layer shown in Table 1 was impregnated with this liquid composition. This was dried at 90°C for 4 minutes to obtain a fiber layer carrying the fire extinguisher component. The amount of the fire extinguisher component was 50 mass% of the total amount of the fiber layer.
次に、エタノールにバインダー樹脂(東洋インキ株式会社製、エポキシ樹脂、K468HP92墨)を加えて液状組成物を調製した。これを、消火剤成分を担持した上記繊維層に塗布して塗膜を形成した。これを90℃で4分乾燥させ、繊維層上に厚さ200μmの機能層(加飾層)を形成した。これにより消火用積層体を得た。 Next, a binder resin (epoxy resin, K468HP92 ink, manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) was added to ethanol to prepare a liquid composition. This was then applied to the above-mentioned fiber layer carrying the fire extinguishing agent components to form a coating. This was then dried at 90°C for 4 minutes, forming a 200 μm-thick functional layer (decorative layer) on the fiber layer. This resulted in a fire-extinguishing laminate.
(実施例6~8)
繊維層、バインダー樹脂、及び繊維層の全量に対する消火剤成分の量を表1及び表2のとおりとしたこと以外は、実施例5と同様にして消火用積層体を得た。
(Examples 6 to 8)
A fire-extinguishing laminate was obtained in the same manner as in Example 5, except that the amounts of the fire-extinguishing agent component relative to the total amount of the fiber layer, binder resin, and fiber layer were as shown in Tables 1 and 2.
(実施例9)
実施例5と同様にして、消火剤成分を担持した繊維層を得た。この繊維層上に、実施例1と同様にして厚さ200μmの樹脂層(加飾層)を形成した。これにより消火用積層体を得た。
Example 9
A fiber layer carrying a fire extinguishing agent component was obtained in the same manner as in Example 5. A resin layer (decorative layer) having a thickness of 200 μm was formed on this fiber layer in the same manner as in Example 1. This resulted in a fire extinguishing laminate.
(実施例10~12)
繊維層、バインダー樹脂、及び繊維層の全量に対する消火剤成分の量を表1及び表2のとおりとしたこと以外は、実施例9と同様にして消火用積層体を得た。
(Examples 10 to 12)
A fire-extinguishing laminate was obtained in the same manner as in Example 9, except that the amounts of the fire-extinguishing agent component relative to the total amount of the fiber layer, binder resin, and fiber layer were as shown in Tables 1 and 2.
(比較例1)
エタノールにバインダー樹脂(東洋インキ株式会社製、エポキシ樹脂、K468HP92墨)を加えて液状組成物を調製した。これを、表1に示す基材に塗布して塗膜を形成した。これを90℃で4分乾燥させ、基材上に厚さ200μmの機能層(加飾層)を形成した。これにより積層体を得た。
(Comparative Example 1)
A liquid composition was prepared by adding a binder resin (epoxy resin, K468HP92 India ink, manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) to ethanol. This was applied to the substrate shown in Table 1 to form a coating film. This was dried at 90°C for 4 minutes to form a functional layer (decorative layer) with a thickness of 200 μm on the substrate. This resulted in a laminate.
<燃焼落球消火試験>
各例で得られた消火用積層体を70mm×120mm角に切り出し、試験用サンプルとした。
JIS B 2238-1996 呼び圧力5K、SOP型フランジの、呼び径A32、B11/4、2個の間に、上記サンプルを、サンプル中心とフランジ中心が一致するようにして、ボルト及びナットでフランジに固定した。
外形φ32mm、内径φ28、長さ1mのステンレス製サポート管を、サンプル面上部に対し垂直になるよう設置した。
ろうそく又は固形燃料1gを着火し、炎の先端をフランジ開口部のサンプル下面にあてた後3~5秒以内に、直径20mm、重さ33gの鉄球をサポート管の中を通してサンプル上面に落下させた。落球の持つエネルギーは0.32N・mと試算した。
このようにして、サンプルの消火性及び耐衝撃性を評価した。評価基準は以下のとおりとした。結果を表3に示す。
消火性:炎に接触させた後、5秒以内に消火できた場合をA評価、炎に接触させた後、5秒超で消火できた場合をB評価、消火できなかった場合をC評価、とした。
耐衝撃性:形状が維持された場合をA評価、形状が維持されなかった場合をB評価とした。
<Combustion Drop Fire Extinguishing Test>
The fire-extinguishing laminate obtained in each example was cut into a 70 mm x 120 mm square to prepare a test sample.
The sample was placed between two JIS B 2238-1996 SOP type flanges with nominal diameters of A32 and B11/4, nominal pressure 5K, and fixed to the flanges with bolts and nuts so that the center of the sample coincided with the center of the flange.
A stainless steel support tube having an outer diameter of 32 mm, an inner diameter of 28 mm, and a length of 1 m was placed perpendicular to the upper surface of the sample.
One gram of candle or solid fuel was ignited, and the tip of the flame was applied to the underside of the sample at the flange opening. Within 3 to 5 seconds, an iron ball with a diameter of 20 mm and a weight of 33 g was dropped onto the top of the sample through the support tube. The energy of the falling ball was estimated to be 0.32 N m.
In this way, the fire extinguishing properties and impact resistance of the samples were evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 3.
Fire extinguishing property: If the fire was extinguished within 5 seconds after contact with the flame, it was rated A; if the fire was extinguished in more than 5 seconds after contact with the flame, it was rated B; and if the fire could not be extinguished, it was rated C.
Impact resistance: When the shape was maintained, it was rated A, and when the shape was not maintained, it was rated B.
1…繊維層、2…樹脂層、10…消火用積層体。
1...fiber layer, 2...resin layer, 10...fire extinguishing laminate.
Claims (11)
JIS-R-3420に準拠して測定される前記繊維層の引張強さが5×10 3 N/25mm以上であり、ISO15025に準拠して測定される前記繊維層の耐熱温度が300℃以上であり、
前記繊維層及び前記樹脂層の少なくともいずれかが、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む、消火用積層体。 A fiber layer containing organic fibers or inorganic fibers having high strength and heat resistance, and a resin layer,
the tensile strength of the fiber layer measured in accordance with JIS-R-3420 is 5×10 3 N/25 mm or more, and the heat resistance temperature of the fiber layer measured in accordance with ISO 15025 is 300° C. or more;
At least one of the fiber layer and the resin layer contains a fire extinguishing agent component that generates an aerosol when burned.
JIS-R-3414に準拠して測定される前記繊維層の弾性率が3GPa以上であり、ISO15025に準拠して測定される前記繊維層の耐熱温度が300℃以上であり、the elastic modulus of the fiber layer measured in accordance with JIS-R-3414 is 3 GPa or more, and the heat resistance temperature of the fiber layer measured in accordance with ISO 15025 is 300°C or more;
前記繊維層及び前記樹脂層の少なくともいずれかが、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分を含む、消火用積層体。At least one of the fiber layer and the resin layer contains a fire extinguishing agent component that generates an aerosol when burned.
含浸させた前記第一液状組成物を乾燥させる工程と、
液状成分、及び樹脂を含む第二液状組成物を、前記繊維層上に塗布する工程と、
塗布した前記第二液状組成物を乾燥させる工程と、
を備え、
JIS-R-3420に準拠して測定される前記繊維層の引張強さが5×10 3 N/25mm以上であり、ISO15025に準拠して測定される前記繊維層の耐熱温度が300℃以上である、消火用積層体の製造方法。 a step of impregnating a fiber layer containing organic fibers or inorganic fibers having high strength and heat resistance with a first liquid composition containing a liquid component and a fire extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion;
drying the impregnated first liquid composition;
applying a second liquid composition containing a liquid component and a resin onto the fiber layer;
drying the applied second liquid composition;
Equipped with
The method for producing a fire extinguishing laminate, wherein the tensile strength of the fiber layer measured in accordance with JIS-R-3420 is 5 x 10 3 N/25 mm or more, and the heat resistance temperature of the fiber layer measured in accordance with ISO15025 is 300°C or more.
含浸させた前記第一液状組成物を乾燥させる工程と、drying the impregnated first liquid composition;
液状成分、及び樹脂を含む第二液状組成物を、前記繊維層上に塗布する工程と、applying a second liquid composition containing a liquid component and a resin onto the fiber layer;
塗布した前記第二液状組成物を乾燥させる工程と、drying the applied second liquid composition;
を備え、Equipped with
JIS-R-3414に準拠して測定される前記繊維層の弾性率が3GPa以上であり、ISO15025に準拠して測定される前記繊維層の耐熱温度が300℃以上である、消火用積層体の製造方法。A method for producing a fire extinguishing laminate, wherein the fiber layer has an elastic modulus of 3 GPa or more as measured in accordance with JIS-R-3414 and a heat resistance temperature of 300°C or more as measured in accordance with ISO15025.
塗布した前記第三液状組成物を乾燥させる工程と、drying the applied third liquid composition;
を備え、Equipped with
JIS-R-3420に準拠して測定される前記繊維層の引張強さが5×10The tensile strength of the fiber layer measured in accordance with JIS-R-3420 is 5×10 33 N/25mm以上であり、ISO15025に準拠して測定される前記繊維層の耐熱温度が300℃以上である、消火用積層体の製造方法。N/25 mm or more, and the heat resistance temperature of the fiber layer measured in accordance with ISO 15025 is 300°C or more.
塗布した前記第三液状組成物を乾燥させる工程と、drying the applied third liquid composition;
を備え、Equipped with
JIS-R-3414に準拠して測定される前記繊維層の弾性率が3GPa以上であり、ISO15025に準拠して測定される前記繊維層の耐熱温度が300℃以上である、消火用積層体の製造方法。A method for producing a fire extinguishing laminate, wherein the fiber layer has an elastic modulus of 3 GPa or more as measured in accordance with JIS-R-3414 and a heat resistance temperature of 300°C or more as measured in accordance with ISO15025.
含浸させた前記第一液状組成物を乾燥させる工程と、drying the impregnated first liquid composition;
液状成分、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分、及び樹脂を含む第三液状組成物を、前記繊維層上に塗布する工程と、applying a third liquid composition onto the fiber layer, the third liquid composition including a liquid component, a fire extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion, and a resin;
塗布した前記第三液状組成物を乾燥させる工程と、drying the applied third liquid composition;
を備え、Equipped with
JIS-R-3420に準拠して測定される前記繊維層の引張強さが5×10The tensile strength of the fiber layer measured in accordance with JIS-R-3420 is 5×10 33 N/25mm以上であり、ISO15025に準拠して測定される前記繊維層の耐熱温度が300℃以上である、消火用積層体の製造方法。N/25 mm or more, and the heat resistance temperature of the fiber layer measured in accordance with ISO 15025 is 300°C or more.
含浸させた前記第一液状組成物を乾燥させる工程と、drying the impregnated first liquid composition;
液状成分、燃焼によってエアロゾルを発生する消火剤成分、及び樹脂を含む第三液状組成物を、前記繊維層上に塗布する工程と、applying a third liquid composition onto the fiber layer, the third liquid composition including a liquid component, a fire extinguishing agent component that generates an aerosol upon combustion, and a resin;
塗布した前記第三液状組成物を乾燥させる工程と、drying the applied third liquid composition;
を備え、Equipped with
JIS-R-3414に準拠して測定される前記繊維層の弾性率が3GPa以上であり、ISO15025に準拠して測定される前記繊維層の耐熱温度が300℃以上である、消火用積層体の製造方法。A method for producing a fire extinguishing laminate, wherein the fiber layer has an elastic modulus of 3 GPa or more as measured in accordance with JIS-R-3414 and a heat resistance temperature of 300°C or more as measured in accordance with ISO15025.
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