Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7827436B2 - A method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C. - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7827436B2 - A method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C. - Google Patents

A method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C.

Info

Publication number
JP7827436B2
JP7827436B2 JP2021180703A JP2021180703A JP7827436B2 JP 7827436 B2 JP7827436 B2 JP 7827436B2 JP 2021180703 A JP2021180703 A JP 2021180703A JP 2021180703 A JP2021180703 A JP 2021180703A JP 7827436 B2 JP7827436 B2 JP 7827436B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
metal compound
substrate
compound
flame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021180703A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023069091A5 (en
JP2023069091A (en
Inventor
博 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2021180703A priority Critical patent/JP7827436B2/en
Publication of JP2023069091A publication Critical patent/JP2023069091A/en
Publication of JP2023069091A5 publication Critical patent/JP2023069091A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7827436B2 publication Critical patent/JP7827436B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Building Environments (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)

Description

本発明は、融点が840℃より高い金属からなる金属のナノ粒子同士が金属結合し、該金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した構造からなる被膜で、基材または部品の外界に晒された外面の全体を覆い、該被膜によって、基材または部品に、外界から遮断された気密性がもたらされ、可燃性または難燃性の基材または部品が、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する基材または部品に変えられる方法に関わる。
本発明に先行して、本発明者は、特願2019-169866(令和1年9月18日出願)として、可燃性または難燃性の基材または部品を、酸化アルミニウム微粒子とマグへマイト微粒子とからなる2種類の微粒子の集まりで覆い、基材または部品を不燃性に変える方法に関わる出願をしている。ここで、両者の違いを説明する。
先行出願は、酸化アルミニウムとマグヘマイトの2種類の微粒子の集まりで、基材または部品を覆い、可燃性または難燃性の基材または部品を、不燃性の基材または部品に変える方法に関わる。これに対し、本発明は、融点が840℃より高い金属からなる金属のナノ粒子同士が金属結合し、該金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した構造からなる被膜で、基材または部品を覆い、可燃性または難燃性からなる基材または部品を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する基材または部品に変える方法に関わる。
つまり、先行出願では、非磁性の酸化アルミニウムの微粒子の集まりに、強磁性のマグヘマイト微粒子同士に作用する磁気吸引力を作用させ、2種類の微粒子の集まりで被膜を構成させた。このため、酸化アルミニウムと酸化第一鉄との2種類の微粒子の集まりを同時に析出させ、さらに、酸化第一鉄の微粒子を、マグヘマイトの微粒子に酸化させる。さらに、マグヘマイトの微粒子に作用する磁気吸引力を増大させるため、マグヘマイトの微粒子の磁化を飽和させる着磁処理を行う。これに対し、本発明では、強磁性または非磁性に関わらず、融点が840℃より高い金属からなる金属のナノ粒子同士が金属結合し、該金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した被膜で、基材または部品を覆う。従って、本発明では、金属の微粒子の集まりを1度析出させるだけで済む。
なお、7段落で詳述するが、耐火電線または耐火ケーブルの耐火層の絶縁性能の規定が、最も厳しい耐熱性であるとの考えに基づき、火災時の最高温度を840℃とし、本発明における不燃性は、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する性質とした。
また、金属酸化物からなる非磁性体である酸化アルミニウムは、接触部で微粒子同士が金属結合せず、また、微粒子同士が磁気吸着しない。いっぽう、マグへマイトは、530℃を超えると、弱強磁性のヘマタイトへの相転移が始まり、640℃で相転移が終了し、全てのマグへマイトがヘマタイトに代わる。さらに、675℃を超えると、ヘマタイト微粒子が発する磁気が消滅し、微粒子同士を接合させる磁気吸引力はなくなる。このため、先行出願では、酸化アルミニウムと酸化第一鉄との微粒子の集まりを同時に析出させた後に、基材または部品に圧縮応力を加え、微粒子同士を摩擦熱で接合し、また、基材または部品の表面に析出した微粒子の集まりを、基材または部品の表面に摩擦熱で接合し、摩擦熱で接合した微粒子の集まりからなる被膜を、基材または部品の表面に結合させた。このため、基材または部品が平面状の形状でなければ、基材または部品の外形と同等の寸法からなる溝を有する金型内に、基材または部品を配置させ、2種類の微粒子の集まりが析出した後に、金型内で基材または部品に圧縮応力を加え、微粒子同士が摩擦熱で接合し、また、基材または部品の表面に析出した微粒子の集まりが、基材または部品の表面に摩擦熱で接合する。しかし、基材または部品の外界に晒された外面に凹凸がある場合は、基材または部品の表面に析出した微粒子の集まりを、基材または部品の表面全体に摩擦熱で接合することは難しい。さらに、金型に3方向の振動加速度を加え、金型から基材または部品を引き剥がし、金型から基材または部品を取り出す。これに対し、本発明では、金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した被膜で、外界を遮断する気密性の被膜を形成し、該気密性の被膜で、基材または部品の外界に晒された外面の全体を覆うため、金属の微粒子に圧縮応力を加える必要はない。このため、可燃性の基材または部品が、機械的な強度が弱くても、不燃性の基材または部品に変えることができる。
さらに、本発明では、基材または部品をペーストに浸漬し、基材または部品にペーストを吸着させ、この後、基材または部品を熱処理して金属化合物を熱分解し、基材または部品の外面の全体を、金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した被膜で覆う。このため、基材または部品の形状が平面状の形状でなくても、基材または部品の外面の全体にペーストが吸着する。このため、基材または部品に圧縮応力を加える処理は不要である。
さらに、先行出願では、酸化アルミニウムとマグヘマイトとの2種類の微粒子の大きさが40-60nmの大きさである。これに対し、本発明では、金属の微粒子の大きさが10nm前後である。微粒子の大きさが1/5程度小さいため、隣接する微粒子に形成される空隙は、微粒子の大きさに追従して、空隙の大きさも1/5近く狭くなる。このため、金属結合した金属微粒子をランダムに10層より多く積層することで、金属微粒子の集まりを貫通する空隙がなくなり、積層した金属微粒子の集まりからなる被膜が、外界を遮断する気密性の被膜になる。従って、本発明における気密性を有する被膜の厚みは、先行出願より1/2以上薄い。このため、気密性を有する被膜は殆ど質量をもたない。これによって、不燃性に変えられた基材または部品の重量増加は殆どない。
以上に説明したように、本発明は先行出願に比べて様々な利点を持つ。
次に、本発明に先行して、本発明者は、特許第6792834号(平成28年10月7日出願)として、金属結合した金属微粒子の集まりが積層した多層構造が内側の被膜を形成し、熱分解で金属を析出する金属化合物の熱分解温度より沸点が高い有機化合物の被膜が外側の被膜を形成し、該2重構造の被膜で可燃性物質を覆い、可燃性物質を不燃性に変える不燃性塗料に関わる特許を登録している。
なお、本発明は、可燃性または難燃性からなる基材または部品を、不燃性の基材または部品に変える発明の前に、可燃性物質または難燃性物質を気密性の被膜で覆い、可燃性物質または難燃性物質を不燃性物質に変えるペーストの製造方法に関わる発明を提案する。
ここで、両者の違いを説明する。
本発明は、前記したように、火災時の最高温度を840℃とし、本発明における不燃性は、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する性質とした。このため、融点が840℃より高い金属からなる金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した該金属のナノ粒子の集まりで、基材または部品を覆い、可燃性または難燃性からなる基材または部品を、不燃性の基材または部品に変える。これに対し、登録特許にいては、840℃の耐熱性と耐火性とを兼備する性質を不燃性とする思想はない。
つまり、登録特許における外側の被膜を形成する有機化合物は、沸点が金属化合物の熱分解温度より50℃以上高い。具体的には、金属化合物が290℃で熱分解し、金属を析出するオクチル酸金属化合物であるため、沸点が340℃以上で、発火点が390℃以上である芳香族カルボン酸エステル類に属する有機化合物を有機化合物として用いた。従って、390℃より高い温度においては、気化した有機化合物が発火する。このため、登録特許の不燃性は、390℃より低い温度における不燃性である。これに対し、本発明は、基材または部品を、金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した該金属のナノ粒子の集まりのみで覆う。このため、本発明における有機化合物は、沸点が金属化合物の熱分解温度より低く、金属化合物が熱分解する前に気化する。つまり、基材または部品を被膜で覆う前に、有機化合物が気化する。これによって、本発明における金属のナノ粒子の集まりからなる被膜は、840℃に耐えられる不燃性を持つ。
さらに、本発明における金属微粒子の大きさは、登録特許の金属微粒子の大きさの1/5程度である。このため、隣接する金属微粒子に形成される空隙も、登録特許の大きさの1/5程度である。このため、金属結合した金属微粒子をランダムに10層より多く積層することで、金属微粒子の集まりを貫通する空隙がなくなり、金属微粒子の集まりからなる被膜が、外界を遮断する気密性の被膜になる。従って、積層させる金属微粒子の層が、登録特許における金属微粒子の層より薄くても、気密性の被膜が形成できる。このため、本発明では、有機化合物からなる被膜は形成しない。いっぽう、登録特許においては、被膜に気密性を持たせるため、有機化合物の被膜の厚みは、金属微粒子の集まりの被膜の約2倍と厚い。
本発明における外界を遮断する気密性の被膜の厚みは、登録特許における金属微粒子の層より薄い。このため、本発明におけるペーストの粘度を、20℃において2mPa・秒より低い粘度とし、基材または部品に吸着させるペーストの厚みを1μmより薄い厚みとした。従って、本発明で用いる有機化合物は、登録特許の有機化合物より粘度が低く、また、登録特許の有機化合物の沸点より沸点が低い。
以上に説明したように、本発明は登録特許に比べて様々な利点を持つ。
The present invention relates to a method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C, by covering the entire outer surface of the substrate or part that is exposed to the outside with a coating having a structure in which metal nanoparticles made of a metal having a melting point higher than 840°C are metallically bonded to each other and the metal-bonded metal nanoparticles are stacked together, and the coating provides the substrate or part with airtightness that isolates it from the outside.
Prior to the present invention, the inventor filed Japanese Patent Application No. 2019-169866 (filed September 18, 2019) relating to a method for covering a flammable or flame-retardant substrate or part with a collection of two types of fine particles consisting of aluminum oxide fine particles and maghemite fine particles to make the substrate or part non-flammable. Here, the difference between the two methods will be explained.
The prior application relates to a method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a non-flammable one by covering the substrate or part with an aggregate of two types of fine particles, aluminum oxide and maghemite.In contrast, the present invention relates to a method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C by covering the substrate or part with a coating having a structure in which aggregates of metal nanoparticles that are metallically bonded to each other and are laminated together, the coating being made of a metal having a melting point higher than 840°C.
In other words, in the prior application, a magnetic attraction force acting between ferromagnetic maghemite particles is applied to a cluster of nonmagnetic aluminum oxide particles, forming a coating from a cluster of two types of particles. To achieve this, a cluster of two types of particles, aluminum oxide and ferrous oxide, is simultaneously precipitated, and the ferrous oxide particles are then oxidized to form maghemite particles. Furthermore, to increase the magnetic attraction force acting on the maghemite particles, a magnetization process is performed to saturate the magnetization of the maghemite particles. In contrast, in the present invention, regardless of whether the metal is ferromagnetic or nonmagnetic, metal nanoparticles made of a metal with a melting point higher than 840°C are metallically bonded to each other, and a coating consisting of a layer of clusters of these metallically bonded metal nanoparticles covers a substrate or component. Therefore, in the present invention, it is sufficient to precipitate a cluster of metal particles only once.
As will be described in detail in paragraph 7, the specifications for the insulating performance of the fire-resistant layer of a fire-resistant electric wire or fire-resistant cable are based on the idea that the most stringent heat resistance is specified, and the maximum temperature in the event of a fire is set at 840°C. Therefore, the non-flammability in this invention is defined as a property that combines heat resistance that can withstand 840°C and fire resistance that can withstand temperatures of 840°C.
Furthermore, aluminum oxide, a non-magnetic material made of metal oxide, does not allow metallic bonding between particles at contact points, nor does it magnetically attract to each other. On the other hand, maghemite begins a phase transition to weakly ferromagnetic hematite above 530°C, completing the phase transition at 640°C, with all maghemite replaced by hematite. Furthermore, above 675°C, the magnetism emitted by the hematite particles disappears, eliminating the magnetic attraction that bonds the particles together. For this reason, in the prior application, a group of aluminum oxide and ferrous oxide particles was simultaneously precipitated, followed by application of compressive stress to a substrate or component to bond the particles together by frictional heat, and the group of particles precipitated on the surface of the substrate or component was then frictionally bonded to the surface of the substrate or component, and a coating consisting of the group of particles bonded by frictional heat was then bonded to the surface of the substrate or component. Therefore, if the substrate or part is not planar, the substrate or part is placed in a mold having a groove with dimensions equivalent to the outer shape of the substrate or part. After two types of particle clusters are precipitated, compressive stress is applied to the substrate or part in the mold, causing the particles to bond together through frictional heat, and the clusters of particles precipitated on the surface of the substrate or part are bonded to the surface of the substrate or part through frictional heat. However, if the outer surface of the substrate or part exposed to the outside world is uneven, it is difficult to bond the clusters of particles precipitated on the surface of the substrate or part to the entire surface of the substrate or part through frictional heat. Furthermore, vibration acceleration is applied to the mold in three directions, and the substrate or part is peeled off from the mold and removed from the mold. In contrast, in the present invention, a coating made up of clusters of metal nanoparticles bonded together forms an airtight coating that blocks the outside world. This airtight coating covers the entire outer surface of the substrate or part exposed to the outside world, eliminating the need to apply compressive stress to the metal particles. This allows a flammable substrate or part to be converted into a non-flammable substrate or part even if the substrate or part has weak mechanical strength.
Furthermore, in the present invention, a substrate or a part is immersed in a paste, the paste is absorbed into the substrate or part, and then the substrate or part is heat-treated to thermally decompose the metal compound, and the entire outer surface of the substrate or part is covered with a coating made up of a layer of aggregates of metal nanoparticles bonded together. Therefore, even if the shape of the substrate or part is not flat, the paste is absorbed onto the entire outer surface of the substrate or part. Therefore, a process of applying compressive stress to the substrate or part is not necessary.
Furthermore, in the prior application, the sizes of the two types of fine particles, aluminum oxide and maghemite, are 40-60 nm. In contrast, in the present invention, the size of the metal fine particles is approximately 10 nm. Because the size of the fine particles is approximately 1/5 smaller, the gaps formed between adjacent fine particles follow the size of the fine particles and are nearly 1/5 narrower. Therefore, by randomly stacking more than 10 layers of metal-bonded metal fine particles, there are no gaps penetrating the group of metal fine particles, and the coating consisting of the group of stacked metal fine particles becomes an airtight coating that blocks the outside world. Therefore, the thickness of the airtight coating in the present invention is more than 1/2 thinner than that of the prior application. As a result, the airtight coating has almost no mass. As a result, there is almost no increase in weight of the substrate or part that has been converted to non-flammable.
As explained above, the present invention has various advantages over the prior art.
Next, prior to the present invention, the inventor has registered a patent, Patent No. 6792834 (filed on October 7, 2016), relating to a non-flammable paint in which an inner coating is made of a multilayer structure of stacked clusters of metal-bonded metal particles, and an outer coating is made of a coating of an organic compound whose boiling point is higher than the thermal decomposition temperature of a metal compound that precipitates metal through thermal decomposition, covering a flammable substance with this double-layered coating, thereby turning the flammable substance into a non-flammable substance.
In addition, the present invention proposes an invention relating to a method for producing a paste that converts a flammable or flame-retardant substrate or part into a non-flammable substrate or part by covering the flammable or flame-retardant substance with an airtight coating.
Here, the difference between the two will be explained.
As described above, the present invention sets the maximum temperature in the event of a fire at 840°C, and the non-combustibility in this invention is a property that combines heat resistance that can withstand 840°C and fire resistance that can withstand temperatures of 840°C. Therefore, a substrate or part is covered with a collection of metal nanoparticles that are layered with a collection of metal nanoparticles that are metal-bonded together and made of a metal with a melting point higher than 840°C, thereby converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a non-combustible substrate or part. In contrast, the registered patent does not consider the property of combining heat resistance to 840°C and fire resistance to be non-combustible.
In other words, the organic compound forming the outer coating in the registered patent has a boiling point 50°C or more higher than the thermal decomposition temperature of the metal compound. Specifically, because the metal compound is an octylate metal compound that thermally decomposes at 290°C and precipitates metal, an organic compound belonging to aromatic carboxylic acid esters with a boiling point of 340°C or higher and an ignition point of 390°C or higher was used as the organic compound. Therefore, the vaporized organic compound ignites at temperatures higher than 390°C. Therefore, the non-flammability of the registered patent is limited to temperatures below 390°C. In contrast, the present invention covers a substrate or component only with a cluster of metal nanoparticles, which are layers of metal-bonded metal nanoparticles. Therefore, the boiling point of the organic compound in the present invention is lower than the thermal decomposition temperature of the metal compound, and it vaporizes before the metal compound thermally decomposes. In other words, the organic compound vaporizes before covering the substrate or component with the coating. As a result, the coating composed of a cluster of metal nanoparticles in the present invention is non-flammable, able to withstand temperatures up to 840°C.
Furthermore, the size of the metal microparticles in the present invention is about 1/5 of the size of the metal microparticles in the registered patent. Therefore, the voids formed between adjacent metal microparticles are also about 1/5 of the size of the registered patent. Therefore, by randomly stacking more than 10 layers of metal-bonded metal microparticles, voids penetrating the cluster of metal microparticles are eliminated, and the coating consisting of the cluster of metal microparticles becomes an airtight coating that blocks the outside world. Therefore, even if the layer of stacked metal microparticles is thinner than the layer of metal microparticles in the registered patent, an airtight coating can be formed. Therefore, in the registered patent, a coating consisting of an organic compound is not formed. On the other hand, in order to make the coating airtight, the thickness of the organic compound coating is about twice as thick as the coating consisting of the cluster of metal microparticles.
The thickness of the airtight coating that blocks the outside world in the present invention is thinner than the layer of metal particles in the registered patent. Therefore, the viscosity of the paste in the present invention is set to be lower than 2 mPa·s at 20°C, and the thickness of the paste that is adsorbed onto the substrate or part is set to be thinner than 1 μm. Therefore, the organic compound used in the present invention has a lower viscosity than the organic compound in the registered patent, and a lower boiling point than the organic compound in the registered patent.
As explained above, the present invention has various advantages over issued patents.

炎を遮る防火設備に関わる規定は、建築基準法施行令の第109条の2で、火炎に依る熱が加えられた20分間を遮炎時間と規定し、遮炎時間内に加熱面以外の面で防火設備が火炎を出さない要件が規定されている。こうした防火設備として、防火戸、防火・防煙シャッター、防火・防煙ダンパー、防火・防煙垂れ壁、防火・防煙シート、防火・防煙スクリーン、防火・防煙パネル、ドレンチャーなどがある。この防火設備に求める要件は、火災発生時の当初の20分間だけは、加熱面以外の面に火炎を出さない遅燃性の規定であって、防火設備自体が燃えない不燃性の規定ではない。しかし、火災の発生から20分以内に燃えている建物から全ての人が避難できるとは限らない。また、防火設備が火災の発生から20分以降に燃焼すると、防火機能が損なわれ、火災の延焼をもたらす。従って、どのような規模の火災であっても、防火設備が不燃性を持てば、火災時における防火機能が継続して果たされ、その作用効果は大きい。 Article 109-2 of the Building Standards Act Enforcement Order, which regulates fire protection equipment, defines the 20-minute flame-blocking period after heat from a fire is applied as the flame-blocking period and stipulates that the fire protection equipment must not emit flames on surfaces other than the heated surface during the flame-blocking period. Examples of such fire protection equipment include fire doors, fire and smoke shutters, fire and smoke dampers, fire and smoke hanging walls, fire and smoke sheets, fire and smoke screens, fire and smoke panels, and drenchers. The requirement for this fire protection equipment is that it must be flame-retardant, preventing flames from emitting on surfaces other than the heated surface for the first 20 minutes of a fire, rather than requiring the fire protection equipment itself to be non-flammable. However, it is not guaranteed that everyone will be able to evacuate a burning building within 20 minutes of the fire's outbreak. Furthermore, if fire protection equipment burns after 20 minutes of a fire's outbreak, its fire-blocking function will be impaired, allowing the fire to spread. Therefore, regardless of the scale of the fire, if fire prevention equipment is non-flammable, it will continue to perform its fire prevention function in the event of a fire, and this has a significant effect.

いっぽう、燃え難さを表す耐燃性として、継続して燃焼しない性質として不燃性を用い、燃焼速度が遅く短い時間だけ燃焼する性質として難燃性を用い、炎に晒される間は燃えるが炎から離れれば消化する性質として自己消火性を用い、自己消火性はないが燃焼速度が遅い性質として遅燃性を用いる場合がある。しかし、これらの性質を性能として規定している事例が少ないため、前記のように遅燃性を不燃性に混同して用いる事例が起こる。
耐燃性に関わる規定として、例えば、防火材料の中で不燃性を有する材料の認定基準(国土交通省告知第1178号に依る)があり、火災に依る火勢が加えられた際に、火勢を加えた開始後20分間は燃焼せず、防火上有害な損傷を生じず、避難上有害な煙又はガスが発生しない規定がある。この規定は、前記した建築基準法施行令の第109条の2と同様に、火勢が加えられた20分間に限定した遅燃性の規定で、不燃性の規定ではない。
また、JIS-K6911に、熱硬化性樹脂の不燃性の定義があり、5×0.5×0.5インチの試験片に30秒間炎を当て、炎を取り去った後に試験片の燃焼が180秒以内に消え、かつ、燃焼した試験の長さが1インチ以下である定めがある。また、JIS-K6911における自己消化性の定義は、炎を取り去った後に試験片の燃焼が180秒以内に消え、かつ、燃焼した試験片の長さが1インチ以上で4インチ以下である定めがある。この熱硬化樹脂の不燃性に関わる定義は、火炎を取り去れば燃焼が継続しない性質であり、熱硬化樹脂が火炎によって燃えない不燃性の性質ではない。
さらに、耐火電線または耐火ケーブルは、火災時の非常用電源を確保するために耐火層の絶縁性能が保たれ、一定時間の通電が可能であり、消防法および建築基準法で定める各種非常用設備(非常用エレベーター、屋内消火栓設備、排煙設備など)の配線に使用されている。耐火層の絶縁性の規定は、消防庁の規定(自治省消防庁告示第10号、平成9年12月18日に基づく技術基準)に基づき、社団法人日本電線工業会JCSでの試験で認定され、30分間で840℃に達する火災温度曲線による加熱に耐える絶縁性能を持つことが求められる。さらに、耐熱電線または耐熱ケーブルは、前記の消防庁の規定に基づき社団法人日本電線工業会JCSでの試験で認定され、15分間で380℃に達する火災温度曲線による加熱に耐える絶縁性能を持つことが求められる。従って、耐火電線または耐火ケーブルにおける耐火層の絶縁性能の規定が最も厳しいが、火災時に耐火層が燃えない不燃性の規定ではない。
On the other hand, when describing flame resistance, which indicates difficulty in burning, "non-flammable" is used as the property of not burning continuously, "flame retardant" as the property of burning slowly and for only a short time, "self-extinguishing" as the property of burning while exposed to flame but extinguishing once removed from the flame, and "slow-flame" as the property of not self-extinguishing but having a slow burning speed. However, because there are few cases where these properties are specified as performance, there are cases where "slow-flame" is confused with "non-flammable," as mentioned above.
As a provision related to flame resistance, for example, there is a certification standard for non-combustible materials among fire-resistant materials (based on Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Notification No. 1178), which stipulates that when exposed to fire, the material will not burn for 20 minutes after the start of the application of fire force, will not cause damage harmful to fire prevention, and will not generate smoke or gases harmful to evacuation. Similar to Article 109-2 of the Enforcement Order of the Building Standards Act mentioned above, this provision is a flame-retardant provision limited to the 20-minute period after the application of fire force, and is not a non-combustible provision.
Furthermore, JIS-K6911 defines the non-combustibility of thermosetting resins as follows: a 5 x 0.5 x 0.5 inch test piece is exposed to a flame for 30 seconds, and after the flame is removed, the burning of the test piece is extinguished within 180 seconds, and the length of the burned test piece is 1 inch or less. JIS-K6911 also defines self-extinguishing as the burning of the test piece is extinguished within 180 seconds, and the length of the burned test piece is 1 inch or more and 4 inches or less. This definition of non-combustibility of thermosetting resins refers to the property that combustion does not continue once the flame is removed, and not the non-combustibility property of thermosetting resins that prevents them from burning when exposed to flame.
Furthermore, fire-resistant electric wires and cables maintain the insulating performance of the fire-resistant layer to ensure emergency power supply in the event of a fire, allowing current to flow for a certain period of time. They are used in wiring for various emergency equipment (emergency elevators, indoor fire hydrants, smoke exhaust systems, etc.) specified by the Fire Service Act and the Building Standards Act. The fire-resistant layer's insulating properties are required to be certified by testing at the Japan Electric Wire & Cable Makers' Association (JCS) based on Fire and Disaster Management Agency regulations (Technical Standards based on Ministry of Home Affairs Fire and Disaster Management Agency Notification No. 10, December 18, 1997), and must have insulating properties that can withstand heating according to a fire temperature curve that reaches 840°C in 30 minutes. Furthermore, heat-resistant electric wires and cables are required to have insulating properties that can withstand heating according to a fire temperature curve that reaches 380°C in 15 minutes, and must be certified by testing at the Japan Electric Wire & Cable Makers' Association (JCS) based on the Fire and Disaster Management Agency regulations. Therefore, while the insulating performance of the fire-resistant layer in fire-resistant electric wires and cables is the strictest, it does not require the fire-resistant layer to be non-combustible.

いっぽう、従来の難燃剤とは異なる材料構成からなる様々の難燃剤の開発が行われている。特許文献1には、高純度で生成したベントナイトと、ソープフリーのエマルジョン樹脂を主な成分とする難燃性の塗料が提案されている。しかし、ベントナイトは、400℃以上で分子構造が不安定になるため、400℃以上の高温環境下では、ベントナイトのガスバリア性が低下する。また、モンモリロナイトの含有量が85重量%以上の微粉末として、ベントナイトを精製する製造コストは安価ではない。また、エマルジョン樹脂は、前記した建築基準法の不燃性、つまり、加熱開始後の20分間は燃焼しなくても、さらに長時間加熱されれば燃焼する。なお、ベントナイトは、粘土鉱物の一種からなる無機物で、従来は塗料の沈澱防止剤として用いている。
また、特許文献2には、ホワイトセメントに無機系骨材、不燃剤を配合して粉剤とし、この粉剤に水性エマルジョン樹脂よりなる液剤を混練した主な成分からなる無機系及び有機系ハイブリッド型不燃塗料が提案されている。しかしながら、このような組成からなる塗料の不燃性を高めるには、塗料中にホワイトセメント、無機系骨材、不燃材の配合割合を高めなければならない。しかしながら、無機系の難燃剤を高めるほど、塗料の粘度が高まり、塗膜形成の作業性が劣る。また、下地との密着性が劣り、塗膜物性の経時劣化が早まる。また、水性エマルジョン樹脂は、前記した建築基準法の不燃性、つまり、加熱開始後の20分間は燃焼しない性質を持っても、さらに長時間加熱されれば燃焼する。
なお、エマルジョン樹脂に用いられているアクリル樹脂は、大気雰囲気の370℃付近から熱分解が始まり、沸点が101℃で発火点が421℃であるメタクリル酸メチルと、沸点が80℃で発火点が468℃であるアクリル酸メチルと、これらの類縁化合物とに分解される。また、代表的な可塑剤であるフタル酸ジブチルは、沸点が340℃で、発火点が402℃である。従って、エマルジョン樹脂と可塑剤とを成分に持つ不燃性塗料が塗布された可燃性物質は、400℃より低い温度で塗膜が熱分解して不燃性が失われ、熱分解で生成された可燃性物質が発火する。
Meanwhile, various flame retardants made from materials different from conventional flame retardants are being developed. Patent Document 1 proposes a flame-retardant paint primarily composed of high-purity bentonite and soap-free emulsion resin. However, bentonite's molecular structure becomes unstable above 400°C, and its gas barrier properties deteriorate in high-temperature environments above 400°C. Furthermore, the cost of purifying bentonite into a fine powder containing 85% or more by weight of montmorillonite is not inexpensive. Furthermore, emulsion resins meet the aforementioned non-combustibility requirements of the Building Standards Act, meaning that even if they do not burn for 20 minutes after heating begins, they will burn if heated for a longer period of time. Bentonite is an inorganic substance made from a type of clay mineral and has traditionally been used as a precipitation inhibitor in paints.
Patent Document 2 proposes an inorganic and organic hybrid non-flammable paint whose main components are a powder made by blending white cement with inorganic aggregate and a fire retardant, and then kneading this powder with a liquid agent made of an aqueous emulsion resin. However, to improve the fire retardancy of a paint with this composition, the blending ratio of white cement, inorganic aggregate, and fire retardant must be increased. However, the higher the inorganic fire retardant content, the higher the viscosity of the paint, which reduces the workability of coating film formation. Furthermore, adhesion to the substrate is poor, and the coating film properties deteriorate over time. Furthermore, even though aqueous emulsion resin meets the fire retardancy requirements of the Building Standards Act, i.e., it does not burn for 20 minutes after heating begins, it can still burn if heated for a longer period of time.
The acrylic resin used in emulsion resins begins to thermally decompose at temperatures around 370°C in the atmosphere, and decomposes into methyl methacrylate, which has a boiling point of 101°C and an ignition point of 421°C, methyl acrylate, which has a boiling point of 80°C and an ignition point of 468°C, and related compounds. Dibutyl phthalate, a typical plasticizer, has a boiling point of 340°C and an ignition point of 402°C. Therefore, when a flammable material is coated with a non-flammable paint containing emulsion resin and a plasticizer as ingredients, the coating film thermally decomposes at temperatures below 400°C, losing its non-flammability, and the flammable material produced by the thermal decomposition ignites.

特開20016-117810号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 20016-117810 特開20013-043891号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 20013-043891

鉱物学雑誌、第16巻、第3号、253-264、1983年11月Journal of Mineralogy, Vol. 16, No. 3, 253-264, November 1983 工業化学雑誌、第66巻、第11号(1963)92-96Industrial Chemistry Journal, Vol. 66, No. 11 (1963) 92-96 日本鉱業会誌、98巻、1133号(82年7月)575-578Journal of the Mining Industry of Japan, Vol. 98, No. 1133 (July 1982) 575-578

前記した建築基準法に規定された不燃性は、火災発生時の当初の20分間だけは、3項目の要件を満たす規定であり、正確に言えば不燃性ではなく遅燃性の規定である。しかし、火災の発生から20分以内に燃えている建物から全ての人が避難できるとは限らない。また、不燃性塗料が火災の発生から20分以降に燃焼すると、不燃性塗料が塗布された塗膜から可燃性物質が発火し、火災の延焼をもたらし、また、避難上有害な煙又はガスを発生する。従って、不燃性塗料が、自己発火せず着火しない真の意味での不燃性塗料に変えられれば、どのような火災でも不燃性が継続され、防災上の作用効果は大きい。
ここで、耐火性、耐燃性、難燃性、自己消火性、遅燃性などの性質と不燃性の性質とを比較する。どのような規模の火災でも、どのような物質による火災でも、つまり、可燃性または引火性のガス、可燃性または引火性の液体、可燃性または難燃性の固体が燃える火災でも、基材または部品が燃えなければ、つまり、基材または部品が不燃性を持てば、基材または部品は、耐火性、耐燃性、難燃性、自己消火性、遅燃性などの性質を全て兼備する。従って、耐火性、耐燃性、難燃性、自己消火性、遅燃性などの性質は、不燃性に含まれる。このため、不燃性の基材または部品は、耐火性、耐燃性、難燃性、自己消火性、遅燃性などの性質を全て兼備する。従って、不燃性の実現は、耐火性、耐燃性、難燃性、自己消火性、遅燃性の実現より技術的な困難を伴う。
次に、火災時の最高温度について検討する。火災時の最高温度を規定した基準に、耐火電線または耐火ケーブルの耐火層の絶縁性能がある。すなわち、耐火電線または耐火ケーブルは、火災時の非常用電源を確保するために耐火層の絶縁性能が保たれ、一定時間の通電が可能であり、消防法および建築基準法で定める各種非常用設備(非常用エレベーター、屋内消火栓設備、排煙設備など)の配線に使用されている。耐火層の絶縁性は、消防庁の規定(自治省消防庁告示第10号、平成9年12月18日に基づく技術基準)に基づき、社団法人日本電線工業会JCSでの試験で認定され、30分間で840℃に達する火災温度曲線による加熱に耐える絶縁性能を持つことが求められる。さらに、耐熱電線または耐熱ケーブルは、前記の消防庁の規定に基づき社団法人日本電線工業会JCSでの試験で認定され、15分間で380℃に達する火災温度曲線による加熱に耐える絶縁性能を持つことが求められる。従って、耐火電線または耐火ケーブルにおける耐火層の絶縁性能の規定が最も厳しいが、火災時に耐火層が燃えない不燃性の規定ではない。
この耐火電線または耐火ケーブルの耐火層の絶縁性能の規程に基づき、火災時の最高温度を840℃とし、本発明における不燃性は、840℃の耐熱性と耐火性とを兼備する性質とした。ここで、火災時の840℃においても、基材または部品が不燃性を持つことを実現する技術課題を検討する。
第一の課題は、可燃性または難燃性の基材または部品を、840℃の耐熱性と耐火性とを持つ被膜で覆う。つまり、可燃性または難燃性の基材または部品は、840℃より低い温度で確実に熱分解する。いっぽう、基材または部品を、840℃の耐熱性と耐火性との被膜で覆えば、熱分解で生成された全ての物質が外部に排出されない。このため、黒煙や有害ガスが排出されず、黒煙が視界を遮り、有害ガスが災害をもたらすことがない。また、熱分解で生成された可燃性物質が、自己発火せず着火しない。このため、火災の起点を作らず、火災を延焼させない。
第二の課題は、前記した被膜が外界を遮断する気密性を持つ。このため、840℃においても、基材または部品に酸素ガスが供給されない。いっぽう、燃焼とは酸素ガスとの酸化反応である。基材または部品が、840℃の耐熱性と耐火性とを持つ被膜で外界を遮断すれば、基材または部品が発火点及び引火点を超える温度に昇温されても、自己発火せず、また、着火しない。また、基材または部品が熱分解しても、熱分解で生成された可燃性物質が自己発火せず、また、着火しない。さらに、熱分解された可燃性物質が外部に排出されず、自己発火せず、また、着火しない。つまり、基材または部品を、840℃の耐熱性と耐火性とを有し、かつ、840℃でも外界を遮断する気密性を有する被膜で覆うことで、基材または部品は不燃性に変わる。従って、本発明における第一の課題は、840℃の耐熱性と耐火性とを有し、かつ、840℃でも外界を遮断する気密性を有する被膜を製造する方法と、該被膜で可燃性または難燃性の基材または部品を覆う方法を見出すことである。
ところで、全ての建物に、可燃性または難燃性の基材または部品、つまり、合成樹脂や木材や紙類などの有機物質を主成分とする製品、あるいは、有機物質と複合化した製品が多く用いられている。このため、可燃性または難燃性の基材または部品が、840℃の耐熱性と耐火性とを有し、かつ、840℃でも外界を遮断する気密性を持つ被膜で被覆される作用効果は極めて大きい。しかしながら、こうした作用効果をもたらす被膜は、現在のところ存在しない。
いっぽう、可燃性または難燃性の基材または部品は、建物内に様々な製品として用いられ、表面状態と形状と大きさと材質は多種多様である。従って、840℃の耐熱性と耐火性とを有し、かつ、840℃でも外界を遮断する気密性の被膜は、全ての可燃性または難燃性の基材または部品を覆わなければならない。従って、本発明の第二の課題は、可燃性または難燃性の基材または部品が、どのような表面状態であれ、どのような材質と形状と大きさであれ、840℃の耐熱性と耐火性とを有し、かつ、840℃でも気密性を有する被膜で基材または部品を覆うことである。
The aforementioned non-flammable paint stipulated in the Building Standards Act satisfies the three requirements for the first 20 minutes of a fire; more accurately, it is a retardant fire-proofing provision. However, it is not always possible for everyone to evacuate a burning building within 20 minutes of the fire's outbreak. Furthermore, if non-flammable paint burns after 20 minutes, flammable materials may ignite from the coating, causing the fire to spread and generating smoke or gases that are harmful to evacuation. Therefore, if non-flammable paint could be transformed into a truly non-flammable paint that does not self-ignite or catch fire, it would remain non-flammable in any fire, providing significant benefits in terms of disaster prevention.
Here, we compare properties such as fire resistance, flame resistance, flame retardancy, self-extinguishing, and flame retardancy with the property of non-combustibility. If a substrate or component does not burn in a fire of any scale or substance, i.e., a fire involving flammable or combustible gases, flammable or flammable liquids, or flammable or non-combustible solids, that is, if the substrate or component is non-combustible, then the substrate or component possesses all of the properties of fire resistance, flame resistance, flame retardancy, self-extinguishing, and flame retardancy. Therefore, properties such as fire resistance, flame resistance, flame retardancy, self-extinguishing, and flame retardancy are included in the term non-combustibility. Therefore, a non-combustible substrate or component possesses all of the properties of fire resistance, flame resistance, flame retardancy, self-extinguishing, and flame retardancy. Therefore, achieving non-combustibility involves more technical difficulties than achieving fire resistance, flame resistance, flame retardancy, self-extinguishing, and flame retardancy.
Next, we consider the maximum temperature during a fire. The standard for the maximum temperature during a fire is the insulating performance of the fire-resistant layer of a fire-resistant electric wire or cable. In other words, fire-resistant electric wires or cables maintain the insulating performance of the fire-resistant layer to ensure emergency power supply during a fire and are capable of carrying electricity for a certain period of time. These wires or cables are used in various emergency equipment (emergency elevators, indoor fire hydrants, smoke exhaust systems, etc.) specified by the Fire Service Act and the Building Standards Act. The insulating performance of the fire-resistant layer is required to be certified by testing at the Japan Electric Wire & Cable Makers' Association (JCS) based on the Fire and Disaster Management Agency's regulations (Technical Standards based on Ministry of Home Affairs Fire and Disaster Management Agency Notification No. 10, December 18, 1997), and must be able to withstand heat according to a fire temperature curve that reaches 840°C in 30 minutes. Furthermore, heat-resistant electric wires or cables are required to be certified by testing at the Japan Electric Wire & Cable Makers' Association (JCS) based on the Fire and Disaster Management Agency's regulations, and must be able to withstand heat according to a fire temperature curve that reaches 380°C in 15 minutes. Therefore, the regulations for the insulating performance of the fire-resistant layer in a fire-resistant electric wire or fire-resistant cable are the strictest, but they do not specify the incombustibility of the fire-resistant layer so that it will not burn in the event of a fire.
Based on the regulations for the insulating performance of the fire-resistant layer of this fire-resistant electric wire or fire-resistant cable, the maximum temperature during a fire is set at 840°C, and the non-flammability in this invention is defined as a property that combines heat resistance and fire resistance at 840°C. Here, we consider the technical challenges to achieve non-flammability of a substrate or component even at 840°C during a fire.
The first objective is to cover a flammable or flame-retardant substrate or part with a coating that is heat-resistant and fire-resistant up to 840°C. In other words, the flammable or flame-retardant substrate or part will decompose reliably at temperatures lower than 840°C. On the other hand, if the substrate or part is covered with a coating that is heat-resistant and fire-resistant up to 840°C, none of the substances produced by pyrolysis will be emitted to the outside. As a result, black smoke and harmful gases will not be emitted, the black smoke will not obscure visibility, and harmful gases will not cause disasters. In addition, the flammable substances produced by pyrolysis will not self-ignite or ignite. As a result, they will not create a fire start point or allow the fire to spread.
The second problem is that the coating has airtight properties that block the outside world. Therefore, oxygen gas is not supplied to the substrate or component even at 840°C. On the other hand, combustion is an oxidation reaction with oxygen gas. If the substrate or component is isolated from the outside world by a coating that is heat-resistant and fire-resistant up to 840°C, the substrate or component will not self-ignite or ignite even when heated to a temperature exceeding its ignition point or flash point. Furthermore, even if the substrate or component undergoes thermal decomposition, the flammable substances produced by the thermal decomposition will not self-ignite or ignite. Furthermore, the pyrolyzed flammable substances will not be emitted to the outside, and will not self-ignite or ignite. In other words, by covering the substrate or component with a coating that is heat-resistant and fire-resistant up to 840°C and has airtight properties that block the outside world even at 840°C, the substrate or component will become non-flammable. Therefore, the first object of the present invention is to find a method for producing a coating that has heat resistance and fire resistance up to 840°C and that is airtight enough to block out the outside world even at 840°C, and a method for covering a flammable or flame-retardant substrate or part with said coating.
Incidentally, most buildings use flammable or flame-retardant substrates or components, i.e., products whose main components are organic materials such as synthetic resins, wood, and paper, or products that are composites with organic materials. For this reason, the benefits of covering flammable or flame-retardant substrates or components with a coating that is heat-resistant and fire-resistant up to 840°C and that is airtight enough to block out the outside world even at 840°C would be extremely significant. However, no coating currently provides such benefits.
Meanwhile, flammable or flame-retardant substrates or parts are used in various products within buildings, and their surface conditions, shapes, sizes, and materials are diverse. Therefore, all flammable or flame-retardant substrates or parts must be covered with an airtight coating that has heat resistance and fire resistance at 840°C and that blocks the outside world even at 840°C. Therefore, a second object of the present invention is to cover a flammable or flame-retardant substrate or part with a coating that has heat resistance and fire resistance at 840°C and that is airtight even at 840°C, regardless of the surface condition, material, shape, and size of the substrate or part.

本発明における可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法は、
メタノールに分子状態で分散するが、メタノールに溶解しない第一の性質と、熱分解で融点が840℃より高い金属を析出する第二の性質とを兼備する金属化合物をメタノールに分散し、該金属化合物のメタノール分散液を作成し、この後、該金属化合物のメタノール分散液から前記メタノールを気化させ、該金属化合物の結晶の集まりを、100nmより小さい結晶として析出させる、
さらに、前記金属化合物の結晶の集まりを容器に充填し、該金属化合物の結晶の集まりの表面全体を覆う板材を、該金属化合物の結晶の集まりの上に被せる、この後、該板材の表面全体に、前記容器の大きさに応じて、10-50kg重に相当する圧縮荷重を加え、前記容器内の前記金属化合物の結晶を破砕する、さらに、前記容器の側面と底面とに、前後、左右、上下の3方向の衝撃加速度を、前記容器の大きさに応じて、0.2-0.5Gの衝撃加速度として繰り返し加え、前記破砕された金属化合物の結晶の集まりを、前記容器内で再配列させる、この後、前記板材の表面全体に再度前記圧縮荷重を加え、前記金属化合物の結晶の破砕をさらに進める、さらに、前記容器の側面と底面とに前記3方向の衝撃加速度を再度繰り返し加える、こうした前記圧縮荷重を加える処理と前記衝撃加速度を加える処理とからなる一対の処理を繰り返し、前記板材に前記圧縮荷重を加えた際に、該板材の動きが無くなった時点で、前記金属化合物の結晶の破砕が完了したと判断し、前記一対の処理を停止する、この後、前記板材を前記容器から取り外す、この結果、前記金属化合物の結晶の大きさは、該金属化合物の結晶が析出した時点の大きさに比べ、1/5に近い20nm前後になる、
さらに、20℃における粘度が1mPa・秒より低い第一の有機化合物に溶解する第一の性質と、前記金属化合物溶解及び分散しない第二の性質と、沸点が前記第一の有機化合物の沸点より高く、かつ、前記金属化合物の熱分解温度より低い第三の性質と、20℃における粘度が4-7mPa・秒である第四の性質とを兼備する第二の有機化合物を、20℃における粘度が2mPa・秒より低くなるように、前記第一の有機化合物に溶解させ、該溶解液を、前記容器内の前記金属化合物の破砕した結晶の集まりに混合し、溶解液中に前記破砕した金属化合物の結晶の集まりが分散した懸濁液を作成する、
前記した処理によって製造した前記懸濁液を、可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストとして用いる、可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法。
The method for producing a paste for converting a flammable or flame-retardant substance into a substance having both heat resistance capable of withstanding 840°C and fire resistance capable of withstanding a temperature of 840°C in the present invention is as follows:
a metal compound having both a first property of being dispersed in methanol in a molecular state but not dissolved in methanol and a second property of precipitating a metal having a melting point higher than 840°C upon thermal decomposition, is dispersed in methanol to prepare a methanol dispersion of the metal compound, and then the methanol is evaporated from the methanol dispersion of the metal compound to precipitate a collection of crystals of the metal compound as crystals smaller than 100 nm ;
Furthermore, the collection of metal compound crystals is filled into a container, and a plate material that covers the entire surface of the collection of metal compound crystals is placed on top of the collection of metal compound crystals. Thereafter, a compressive load equivalent to 10-50 kg weight is applied to the entire surface of the plate material depending on the size of the container, thereby crushing the metal compound crystals in the container. Furthermore, impact accelerations of 0.2-0.5 G are repeatedly applied to the sides and bottom of the container in three directions, front-to-back, left-to-right, and up-to-down, depending on the size of the container , to rearrange the crushed collection of metal compound crystals within the container. Thereafter, the entire surface of the plate material is again crushed. The compressive load is applied to further crush the metal compound crystals, and the impact acceleration in the three directions is again repeatedly applied to the side and bottom of the container. This pair of processes consisting of the process of applying the compressive load and the process of applying the impact acceleration is repeated, and when the plate stops moving when the compressive load is applied to the plate, it is determined that the crushing of the metal compound crystals is complete and the pair of processes is stopped. Thereafter, the plate is removed from the container. As a result, the size of the metal compound crystals becomes approximately 20 nm, which is nearly 1/5 of the size of the metal compound crystals at the time of precipitation.
Furthermore, a second organic compound having a first property of being soluble in a first organic compound having a viscosity of less than 1 mPa·sec at 20°C, a second property of not dissolving or dispersing the metal compound, a third property of having a boiling point higher than the boiling point of the first organic compound and lower than the thermal decomposition temperature of the metal compound, and a fourth property of having a viscosity of 4-7 mPa·sec at 20°C is dissolved in the first organic compound so that the viscosity at 20°C is lower than 2 mPa·sec, and the solution is mixed with the clusters of crushed crystals of the metal compound in the container to prepare a suspension in which the clusters of crushed crystals of the metal compound are dispersed in the solution .
A method for producing a paste for converting a flammable or flame-retardant substance into a substance having both heat resistance and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C, wherein the suspension produced by the above-mentioned treatment is used as a paste for converting a flammable or flame-retardant substance into a substance having both heat resistance and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C.

本発明におけるペーストは、次の3つのいずれも簡単な処理によって作成する。各々の処理方法と、各々の処理がもたらす作用効果を説明する。
第一の処理で、金属化合物の結晶の集まりを析出させる。このため、金属化合物をメタノールに分散し、この後、メタノールを気化させ、金属化合物の結晶の集まりを析出させる。つまり、熱分解で840℃より融点が高い金属を析出する金属化合物を、最も汎用的な有機溶剤であるメタノールに分散すると、金属化合物が分子状態となってメタノールに分散する。これに対し、金属化合物がメタノールに溶解すると、金属化合物を構成する金属が金属イオンとなってメタノール中に溶出し、溶解した金属化合物は、溶解前の金属化合物に戻ることができない。このため、金属化合物のメタノール溶解液からメタノールを気化させても、溶解前の金属化合物の結晶が析出しない。従って、熱分解で金属を析出する金属化合物は、メタノールに溶解せず分散する金属化合物を用いる。これによって、金属化合物のメタノール分散液からメタノールを気化させると、金属化合物が、100nmより小さい金属化合物の結晶として析出する。この結晶は、分子状態でメタノール中に分散した金属化合物が、結晶として析出したため、金属化合物の単分子が形成する結晶が集積した結晶の集まりである。従って、結晶に応力を加えると結晶が破砕され、微細な結晶になる。いっぽう、結晶が微細になるほど、結晶に応力を加えることが難しくなり、結晶の微細化には限界がある。なお、840℃より融点が低い汎用金属として、融点が低い順に、錫、鉛、亜鉛、マグネシウム、アルミニウムがある。従って、本発明で用いる金属化合物は、これら5種類の金属以外の金属を熱分解で析出する。また、気化したメタノールは回収機で回収し、再利用する。
第二の処理で、金属化合物の結晶を、1/5程度の大きさに破砕する。このため、金属化合物の結晶の集まりを容器に充填し、容器内の金属化合物の結晶の集まりに板材を被せ、金属化合物の結晶の集まりを容器内に拘束し、板材を介して金属化合物の結晶の集まりを圧縮する。この際、結晶の大きさが相対的に大きい結晶ほど破砕されやすい。このため、相対的に大きい結晶が優先して破砕され、圧縮荷重が加えられている間は、結晶の破砕が進む。いっぽう、容器内の結晶の集まりにおいては、結晶の破砕によって新たな空隙が形成され、圧縮荷重が加えられている間は、空隙を埋めるように結晶が移動する。この後、印加する圧縮荷重を停止し、容器に前後、左右、上下の3方向の衝撃加速度を繰り返し加える。この際、結晶は、板材で容器内に拘束されているため飛散せず、空隙を埋めるように結晶が移動し、破砕された結晶の集まりが容器内で再配列する。さらに、印加する衝撃加速度を停止した後に、再度、板材を介して破砕された結晶の集まりに圧縮荷重を加える。この際、より微細になった結晶の集まりに対し、前記した破砕された結晶の破砕が進む。この後、再度、容器に3方向の衝撃加速度を繰り返し加え、さらに微細になった結晶の集まりの再配列を進める。こうした圧縮荷重を加える処理と、3方向の衝撃加速度を加える処理とからなる一対の処理を繰り返す。いっぽう、結晶が微細になるほど、圧縮荷重を加えも、結晶に圧縮応力を加えることが難しくなり、結晶の微細化には限界がある。結晶の微細化が限界になると、板材に圧縮荷重を加えても、結晶の破砕が進まず、圧縮荷重を加えた板材に動きがみられなくなる。この時点で一対の処理を停止する。この結果、結晶の大きさは、析出した時点の大きさに比べ、1/5に近い20nm前後になる。なお、板材に加える圧縮荷重は、容器の大きさに応じて、10-50kg重に相当する圧縮荷重を加える。また、容器に加える衝撃加速度は、容器の大きさに応じて、0.2-0.5Gの衝撃加速度を加える。
第三の処理で、20℃における粘度が4-7mPa・秒である第二の有機化合物を、20℃における溶解液の粘度が2mPa・秒より低くなるように、20℃における粘度が1mPa・秒より低い第一の有機化合物に溶解させ、該溶解液を、金属化合物の破砕した結晶の集まりに混合し、懸濁液を作成する。なお、金属化合物の破砕した結晶の大きさが20nm前後と極めて微細であり、破砕した結晶はほとんど質量を持たない。また、溶解液の粘度が、20℃において2mPa・秒より低い。このため、溶解液の重量が、破砕した結晶の集まりの重量より少なくても、破砕した結晶の集まりは、容易に溶解液中に均一に分散する。なお、金属化合物は、第一の有機化合物と第二の有機化合物との双方に溶解も分散もしない。このため、懸濁液において、金属化合物、溶解液に溶解も分散もしない。つまり、金属化合物が分散する有機化合物は、炭素原子の数が4個以下の直鎖脂肪族アルコールに限定される。
以上に説明した3つの処理で作成した懸濁液を、可燃性物質または難燃性物質を不燃性物質に変えるペーストとして用いる。な、溶解液の粘度が、20℃において2mPa・秒より低いため、基材または部品に付着するペーストの厚みは1μmより薄い。
また、ペーストの製造に用いる金属化合物、第一の有機化合物、第二の有機化合物は、いずれも汎用的な工業用の薬品である。さらに、前記した3つの処理は、いずれも簡単な処理である。このため、安価な費用でペーストが製造できる。
The paste of the present invention is prepared by the following three simple processes. Each process and the effects brought about by each process will be explained below.
In the first process, a cluster of crystals of the metal compound is precipitated. To this end, the metal compound is dispersed in methanol, and then the methanol is evaporated to precipitate a cluster of crystals of the metal compound. That is, when a metal compound that precipitates a metal with a melting point higher than 840°C upon thermal decomposition is dispersed in methanol, the most commonly used organic solvent, the metal compound becomes a molecular state and disperses in the methanol. In contrast, when a metal compound dissolves in methanol, the metal constituting the metal compound becomes a metal ion and dissolves in the methanol, and the dissolved metal compound cannot return to the metal compound before dissolution. Therefore, even if methanol is evaporated from a methanol solution of the metal compound, crystals of the metal compound before dissolution do not precipitate. Therefore, a metal compound that does not dissolve in methanol but disperses in methanol is used as a metal compound that precipitates a metal upon thermal decomposition. In this way, when methanol is evaporated from a methanol dispersion of the metal compound, the metal compound precipitates as crystals of the metal compound smaller than 100 nm. These crystals are a cluster of crystals formed by the accumulation of crystals formed by single molecules of the metal compound, since the metal compound dispersed in methanol in a molecular state precipitates as crystals. Therefore, when stress is applied to the crystals, they are crushed and become finer. On the other hand, the finer the crystals, the more difficult it is to apply stress to them, and there is a limit to how fine the crystals can be made. Commonly used metals with melting points lower than 840°C include tin, lead, zinc, magnesium, and aluminum, in descending order of melting point. Therefore, the metal compound used in the present invention precipitates metals other than these five types of metals through thermal decomposition. Furthermore, the vaporized methanol is recovered in a recovery machine and reused.
In the second process, the metal compound crystals are crushed to about 1/5 of their original size. To this end, a container is filled with a collection of metal compound crystals, and a plate is placed over the collection of metal compound crystals in the container to constrain the collection of metal compound crystals within the container, compressing the collection of metal compound crystals via the plate. In this process, the larger the crystal size, the more easily it is crushed. Therefore, relatively larger crystals are crushed first, and the crushing of the crystals progresses while the compressive load is applied. Meanwhile, in the collection of crystals within the container, new voids are formed by the crushing of the crystals, and while the compressive load is applied, the crystals move to fill the voids. After this, the applied compressive load is stopped, and impact acceleration is repeatedly applied to the container in three directions: front-to-back, left-to-right, and up-to-down. At this time, the crystals do not scatter because they are constrained within the container by the plate, but instead move to fill the voids, and the crushed collection of crystals is rearranged within the container. Furthermore, after the applied impact acceleration is stopped, a compressive load is again applied to the crushed collection of crystals via the plate. At this time, the crushed crystals described above are crushed against the cluster of finer crystals. After this, three-directional impact acceleration is repeatedly applied to the container again to further promote rearrangement of the cluster of finer crystals. A pair of processes consisting of a process of applying a compressive load and a process of applying three-directional impact acceleration is repeated. On the other hand, the finer the crystals, the more difficult it becomes to apply compressive stress to the crystals even when a compressive load is applied, and there is a limit to how much the crystals can be refined. When the limit of crystal refinement is reached, applying a compressive load to the plate material does not further fracture the crystals, and no movement is observed in the plate material to which the compressive load is applied. At this point, the pair of processes is stopped. As a result, the size of the crystals becomes approximately 20 nm, nearly 1/5 of the size at the time of precipitation. The compressive load applied to the plate material is a compressive load equivalent to 10-50 kg weight, depending on the size of the container. The impact acceleration applied to the container is 0.2-0.5 G, depending on the size of the container.
In the third process, a second organic compound having a viscosity of 4-7 mPa·sec at 20°C is dissolved in a first organic compound having a viscosity of less than 1 mPa·sec at 20°C so that the viscosity of the solution at 20°C is less than 2 mPa·sec. The solution is then mixed with the aggregate of crushed crystals of the metal compound to form a suspension. The crushed crystals of the metal compound are extremely fine, measuring approximately 20 nm, and the crushed crystals have almost no mass. The viscosity of the solution is less than 2 mPa·sec at 20°C. Therefore, even if the weight of the solution is less than the weight of the aggregate of crushed crystals, the aggregate of crushed crystals is easily dispersed uniformly in the solution. The metal compound is neither dissolved nor dispersed in either the first organic compound or the second organic compound. Therefore, in the suspension, the metal compound is neither dissolved nor dispersed in the solution. In other words, the organic compound in which the metal compound disperses is limited to linear aliphatic alcohols having four or fewer carbon atoms.
The suspension prepared by the three processes described above is used as a paste to convert flammable or flame-retardant materials into non-flammable materials. Since the viscosity of the solution is less than 2 mPa·s at 20°C, the thickness of the paste applied to the substrate or part is less than 1 μm.
In addition, the metal compound, the first organic compound, and the second organic compound used in the production of the paste are all general-purpose industrial chemicals. Furthermore, all three of the above-mentioned processes are simple. Therefore, the paste can be produced at low cost.

8段落に記載した懸濁液を可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストとして用い、可燃性物質または難燃性物質からなる基材または部品を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する基材または部品に変える方法は、
前記ペーストを容器に充填し、可燃性物質または難燃性物質からなる基材または部品の全体を、前記容器内のペーストに浸漬し、この後、該基材または該部品を前記容器から取り出し、該基材または該部品の外界に晒された外面の全体に、前記ペーストからなる1μmより厚みが薄い被膜を吸着させる、
この後、該基材または該部品を、8段落に記載した20nm前後の大きさに破砕された金属化合物の微細結晶が熱分解する雰囲気に晒し、さらに、該金属化合物の微細結晶が熱分解する温度まで昇温する、これによって、8段落に記載した第一の有機化合物と8段落に記載した第二の有機化合物とが沸点に応じて順番に気化し、この後、前記金属化合物の20nm前後の大きさからなる微細結晶の熱分解が始まり、該金属化合物の20nm前後の大きさからなる微細結晶は、無機物の分子または有機物の分子と、金属の分子とに分解し、該無機物の分子または該有機物の分子が気化熱を奪って気化し、該無機物の分子または該有機物の分子の気化が完了した瞬間に、前記金属の分子の集まりが、10nm前後の大きさからなる金属のナノ粒子を形成し、前記基材または前記部品の外界に晒された外面の全体に、融点が840℃より高い金属からなる10nm前後の大きさからなる金属のナノ粒子の集まりが斉に析出し、該析出した金属のナノ粒子同士が互いに接触する部位で金属結合するとともに、該金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層し、前記基材または前記部品の外界に晒された外面の全体が、前記金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した該金属のナノ粒子の集まりからなる外界を遮断する気密性の被膜で覆われる、
これによって、可燃性物質または難燃性物質からなる前記基材または前記部品の外界に晒された外面の全体が、前記金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した該金属のナノ粒子の集まりからなる外界を遮断する気密性の被膜で覆われ、可燃性物質または難燃性物質からなる前記基材または前記部品が、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する前記基材または前記部品に変えられる、可燃性物質または難燃性物質からなる基材または部品を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する基材または部品に変える方法。
A method for converting a substrate or part made of a combustible or flame-retardant material into a substrate or part that is heat-resistant and fire-resistant to a temperature of 840°C, using the suspension described in paragraph 8 as a paste for converting a combustible or flame-retardant material into a material that is heat-resistant and fire-resistant to a temperature of 840°C, comprises the steps of:
The paste is filled into a container, and a substrate or a part made of a flammable or flame-retardant material is entirely immersed in the paste in the container, and then the substrate or the part is removed from the container, and a coating made of the paste and having a thickness of less than 1 μm is adsorbed onto the entire outer surface of the substrate or the part exposed to the outside.
Thereafter, the substrate or the part is exposed to an atmosphere in which the fine crystals of the metal compound crushed to a size of about 20 nm as described in paragraph 8 are thermally decomposed, and further, the temperature is raised to a temperature at which the fine crystals of the metal compound are thermally decomposed, whereby the first organic compound described in paragraph 8 and the second organic compound described in paragraph 8 are vaporized in order according to their boiling points, after which the thermal decomposition of the fine crystals of the metal compound having a size of about 20 nm begins, the fine crystals of the metal compound having a size of about 20 nm are decomposed into inorganic molecules or organic molecules and metal molecules, the inorganic molecules or the organic molecules absorb the heat of vaporization and are vaporized , and the inorganic molecules or the moment the evaporation of the organic molecules is completed, the aggregation of the metal molecules forms metal nanoparticles with a size of about 10 nm, and aggregations of metal nanoparticles with a size of about 10 nm made of a metal with a melting point higher than 840°C precipitate all at once on the entire outer surface of the substrate or the part exposed to the outside world, the precipitated metal nanoparticles are metallically bonded at the sites where they come into contact with each other, and the metallically bonded aggregations of metal nanoparticles are stacked, so that the entire outer surface of the substrate or the part exposed to the outside world is covered with an airtight coating that blocks the outside world and is made of the metallic nanoparticles that are stacked together.
As a result, the entire outer surface of the substrate or part made of a flammable or flame-retardant material that is exposed to the outside world is covered with an airtight coating that blocks the outside world and is made of a collection of metal nanoparticles stacked with collections of metal-bonded metal nanoparticles, and the substrate or part made of a flammable or flame-retardant material is transformed into a substrate or part that has both heat resistance that can withstand temperatures of 840°C and fire resistance that can withstand temperatures of 840°C.This is a method for transforming a substrate or part made of a flammable or flame-retardant material into a substrate or part that has both heat resistance that can withstand temperatures of 840°C and fire resistance that can withstand temperatures of 840°C.

本発明における可燃性または難燃性からなる基材または部品を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する基材または部品に変える方法は、次の2つのいずれも簡単な処理による。各々の処理方法と、各々の処理がもたらす作用効果を説明する。
第一の処理は、基材または部品の全体をペーストに浸漬し、基材または部品を容器から取り出し、基材または部品の外界に晒された外面の全体に、1μmより厚みが薄いペーストを吸着させる。このため、基材または部品に吸着したペーストの厚みが1μmより薄くなるように、第二の有機化合物を第一の有機化合物で溶解させた溶解液の粘度を、20℃において2mPa・秒より低くする。なお、溶解液の粘度が低いため、基材または部品の表面の凹凸や大きさや形状に関わらず、基材または部品の外界に晒された外面の全体に、1μmより厚みが薄いペーストが吸着する。
第二の処理は、ペーストが吸着した基材または部品を、20nm前後の大きさに破砕された金属化合物の微細結晶が熱分解する雰囲気に晒し、さらに、金属化合物の微細結晶が熱分解する温度まで昇温する。この際、最初に、第一の有機化合物と第二の有機化合物とが沸点に応じて順番に気化する。なお、気化した第一の有機化合物と第二の有機化合物は、回収して再利用する。この後、金属化合物の20nm前後の大きさからなる微細結晶の熱分解が始まり、金属化合物の20nm前後の大きさからなる金属化合物の微細結晶は、無機物の分子または有機物の分子と、金属の分子とに分解し、無機物の分子または有機物の分子が気化熱を奪って気化する。なお、気化した無機物の分子または有機物の分子は、回収して再利用する。無機物の分子ないしは有機物の分子の気化が完了した瞬間に、金属の分子の集まりが、10nm前後の大きさからなる金属のナノ粒子を形成し、基材または部品の外界に晒された外面の全体に、融点が840℃より高い金属からなる金属のナノ粒子の集まりが一斉に析出する。従って、熱分解する金属化合物のモル数に応じて、莫大な数の金属のナノ粒子の集まりが析出する。また、金属化合物が熱分解する際に、ペーストに含まれ、沸点が金属化合物の熱分解温度より低い、水分、有機物、水酸化物などの不純物は全て気化る。属のナノ粒子の集まりが一斉に析出する際に、金属のナノ粒子同士が互いに接触する部位で金属結合するとともに、金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層し、基材または部品の外界に晒された外面の全体が、金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した100nmよりは厚みが厚い外界を遮断する気密性の被膜で覆われる。
ここで、基材または部品の外界に晒された外面の全体を、融点が840℃より高い金属からなる金属のナノ粒子同士が金属結合し、該金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した構造からなる被膜で覆う作用効果を説明する。
第一に、基材または部品の表面の凹凸や大きさや形状に関わらず、外界を遮断する気密性の被膜で、基材または部品を覆うことができる。これによって、可燃性または難燃性の基材または部品を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する基材または部品に変えることができる。
第二に、被膜は、金属微粒子同士の金属結合力に基づく機械的強度を持つ。すなわち、被膜を構成する各々の金属微粒子は、同一の積層面においては、隣接する6個の金属微粒子と、上下の積層面においては、隣接する5-6個の金属微粒子とからなる、合計16-18個の金属微粒子と接触して金属結合する。このため、2m程度の高さから基材または部品を落下させても、被膜は破壊されない機械的強度を持つ。
第三に、被膜は外界を遮断する気密性を持つ。つまり、被膜は、10nm前後の大きさからなる粒状の金属のナノ粒子が、隙間なくランダムに積み重なって積層し、隣接する金属のナノ粒子同士が金属結合する。この際に、隣接するナノ粒子同士には空隙が形成されるが、金属結合したナノ粒子がランダムに積層すると、空隙が埋められ、10個より多い金属結合したナノ微粒子がランダムに積層すると、金属結合したナノ粒子が積層した該ナノ粒子の集まりに、連通する空隙がなくなる。このため、金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した構造からなる被膜は、外界を遮断する気密性を持つ。
第四に、被膜は金属の性質を持つ。すなわち、被膜は金属微粒子の集まりで構成されるため、被膜は金属微粒子を構成する金属の性質を持つ。これによって、被膜で覆われた基材または部品に、金属の導電性と熱伝導性が付与される。また、被膜は、電磁波シールド膜、帯電防止膜の機能を持つ。
第五に、被膜は全ての液体をはじく。すなわち、被膜の表面は、10nm前後の大きさからなる金属微粒子が金属結合している。このため、液体の表面張力によって、液体は被膜の表面ではじかれ、被膜の内部に侵入できない。従って、不燃性がもたらされた基材または部品は、液中でも、屋外でも、長期間に亘って使用できる。
第六に、被膜は撥水性と防汚性を兼備する。すなわち、被膜の表面は、10nm前後の大きさからなる金属微粒子が金属結合しているため、被膜の表面の平坦度が極めて高い。このため、被膜は撥水性と防汚性を兼備し、被膜に異物が付着しない。従って、不燃性がもたらされた基材または部品は、屋外で長期にわたって使用できる。
第七に、被膜は摺動性に優れる。すなわち、被膜の表面は、10nm前後の大きさからなる金属のナノ粒子が金属結合しているため、表面は極めて平坦度が高く、平滑性に優れる。このため、被膜に他の基材や部品が摺動すると、他の基材や部品は被膜の表面で滑る。また、金属のナノ粒子と接触する他の基材や部品の接触面積が極めて僅かである。従って、被膜は、摩擦係数が小さい潤滑被膜として作用する。いっぽう、被膜の厚みは100nmよりは厚いがごく薄い被膜である。しかし、被膜の摩耗速度が遅いため、被膜がもたらす作用効果の寿命が長い。
第八に、火災時に、被膜で覆われた基材ないしは部品が晒される温度が急激に変わっても、微粒子同士の接合力は変わらない。すなわち、10nm前後の大きさからなる微粒子の熱膨張・熱収縮は極めて微小である。このため、火災時に、基材ないしは部品が晒される温度が急激に変わっても、被膜は殆ど熱膨張・熱収縮を起こさない。このため、金属微粒子同士の金属結合力は変わらず、火災時の急激な温度変化でも被膜は破壊れない。
第九に、被膜は、金属微粒子を構成する金属の融点に近い耐熱性と耐火性とを持つ。いっぽう、840℃より融点が低い汎用金属として、融点が低い順に、錫、鉛、亜鉛、マグネシウム、アルミニウムがある。これら5種類の金属を除く金属を、熱分解で析出する金属化合物を用いれば、被膜は、840℃より高く、金属の融点に近い温度で耐えられる耐熱性と、840℃より高く、金属の融点に近い温度で耐えられる耐火性とを兼備する。このため、火災時の最高温度が840℃であるため、被膜はどのような火災に遭遇しても、耐熱性と耐火性とを兼備する。
なお、火災時において、金属化合物が熱分解し、金属のナノ粒子が析出した温度より高い温度に、被膜が晒される場合がある。この際、基材または部品の表面を除く金属のナノ粒子は、外界から遮断されていたため、不純物がない金属のナノ粒子が再度活性化される。金属のナノ粒子は、昇温によって、粒状粒子から徐々に扁平粒子に粒子形状を変えて粒子が粗大化する。このため、昇温される温度が高くなるほど、ナノ粒子の扁平化が進む。いっぽう、ナノ粒子の扁平化が進むことによって、上下、左右で接触する金属のナノ粒子同士の接触部の体積が増え、金属結合部の体積が増える。これによって、被膜の機械的強度が増大するとともに、被膜の外界を遮断する気密性が向上する。さらに、金属の融点に近づくと、扁平化が進んだ粒子同士が金属結合し、被膜は、金属結合した厚みが極めて薄い薄膜に近づく。従って、被膜の外界を遮断する気密性は継続して維持され、火災時の衝撃を受けても被膜は破壊されない。この結果、被膜は840℃に耐えられる気密性を維持する。
第十に、被膜の表面は金属の光沢を持つ。このため、基材または部品に、不燃性とともに金属の光沢性が付与され、基材または部品に新たな価値が付与される。
第十一に、被膜は殆ど重量を持たない。つまり、金属の10nm前後のナノ粒子が10個より多く積層して被膜を構成するため、被膜は殆ど重量を持たない。このため、基材または部品に不燃性を付与することで、基材または部品の重量増加は殆どない。
第十二に、安価な材料で簡単な処理で製造する安価なペーストを用いて、簡単な2つの処理で被膜が形成できる。従って、様々な作用効果をもたらす被膜は安価である。
この結果、7段落に記載した全ての課題が解決される。
以上に説明したように、本発明における基材または部品の外面全体を覆う被膜は、基材または部品に840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを付与するのみならず、多くの優れた作用効果をもたらす。
The following two simple treatments are used to transform a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that is heat-resistant to 840°C and fire-resistant to 840°C. Each treatment method and the effects of each treatment are described below.
In the first treatment, the entire substrate or component is immersed in the paste, the substrate or component is removed from the container, and a paste having a thickness of less than 1 μm is adsorbed onto the entire outer surface of the substrate or component exposed to the outside. To achieve this, the viscosity of a solution obtained by dissolving a second organic compound in a first organic compound is reduced to less than 2 mPa·s at 20° C. so that the thickness of the paste adsorbed onto the substrate or component is less than 1 μm. Note that because the viscosity of the solution is low, the paste having a thickness of less than 1 μm is adsorbed onto the entire outer surface of the substrate or component exposed to the outside, regardless of the surface irregularities, size, or shape of the substrate or component.
In the second treatment, the substrate or part to which the paste is adsorbed is exposed to an atmosphere in which the fine crystals of the metal compound crushed to a size of approximately 20 nm are thermally decomposed, and the temperature is then raised to a temperature at which the fine crystals of the metal compound are thermally decomposed. During this treatment, the first organic compound and the second organic compound are vaporized in order according to their boiling points. The vaporized first organic compound and second organic compound are recovered and reused. After this, the fine crystals of the metal compound, each approximately 20 nm in size , begin to thermally decompose, and the fine crystals of the metal compound, each approximately 20 nm in size, decompose into inorganic or organic molecules and metal molecules. The inorganic or organic molecules absorb the heat of vaporization and vaporize. The vaporized inorganic or organic molecules are recovered and reused. At the moment when the vaporization of the inorganic or organic molecules is complete, the metal molecules form metal nanoparticles approximately 10 nm in size, and metal nanoparticles made of metals with melting points higher than 840°C precipitate simultaneously on the entire outer surface of the substrate or component exposed to the outside world. Therefore, a huge number of metal nanoparticles precipitate depending on the moles of the metal compound that thermally decomposes. Furthermore, when the metal compound thermally decomposes, all impurities contained in the paste, such as moisture, organic matter, and hydroxides, whose boiling points are lower than the thermal decomposition temperature of the metal compound, vaporize . When the metal nanoparticles precipitate simultaneously, the metal nanoparticles bond with each other at the contact points, and the metal-bonded metal nanoparticles stack up, covering the entire outer surface of the substrate or component exposed to the outside world with an airtight coating thicker than 100 nm that blocks the outside world.
Here, we will explain the effect of covering the entire outer surface of a substrate or part exposed to the outside world with a coating consisting of a layered structure of metal nanoparticles made of a metal with a melting point higher than 840°C, which are bonded to each other through metal bonding.
First, it is possible to cover a substrate or part with an airtight coating that blocks the outside world, regardless of the surface irregularities, size, or shape of the substrate or part, thereby converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance (capable of withstanding temperatures of 840°C) and fire resistance (capable of withstanding temperatures of 840°C).
Second, the coating has mechanical strength based on the metallic bonding force between the metal particles. That is, each metal particle constituting the coating comes into contact with and forms a metallic bond with a total of 16-18 metal particles, consisting of six adjacent metal particles on the same layered surface and five or six adjacent metal particles on the upper and lower layers. Therefore, the coating has enough mechanical strength to withstand being destroyed even if the substrate or part is dropped from a height of about 2 m.
Third, the coating has airtightness that blocks the outside world. In other words, the coating is made up of granular metal nanoparticles with a size of about 10 nm that are randomly stacked without any gaps, and adjacent metal nanoparticles are metallically bonded to each other. During this process, voids are formed between adjacent nanoparticles, but when metal-bonded nanoparticles are randomly stacked, the voids are filled, and when more than 10 metal-bonded nanoparticles are randomly stacked, there are no interconnected voids in the cluster of metal-bonded nanoparticles. Therefore, a coating made up of a structure in which clusters of metal-bonded metal nanoparticles are stacked has airtightness that blocks the outside world.
Fourth, the coating has metallic properties. That is, since the coating is composed of a collection of metal particles, the coating has the properties of the metal that makes up the metal particles. This gives the substrate or part covered with the coating the electrical and thermal conductivity of a metal. The coating also functions as an electromagnetic wave shielding film and an antistatic film.
Fifth, the coating repels all liquids. That is, the surface of the coating is made up of metal particles with a size of about 10 nm that are metallically bonded. Therefore, due to the surface tension of the liquid, the liquid is repelled by the surface of the coating and cannot penetrate into the interior of the coating. Therefore, the non-flammable substrate or part can be used for a long period of time, both in liquid and outdoors.
Sixth, the coating has both water repellency and antifouling properties. That is, the surface of the coating is made of metal particles of about 10 nm in size that are bonded together, resulting in an extremely high degree of flatness of the surface of the coating. As a result, the coating has both water repellency and antifouling properties, and foreign matter does not adhere to the coating. Therefore, the non-flammable substrate or part can be used outdoors for a long period of time.
Seventh, the coating has excellent sliding properties. That is, the surface of the coating is extremely flat and smooth because metal nanoparticles with a size of approximately 10 nm are metallically bonded. Therefore, when other substrates or parts slide on the coating, the other substrates or parts slide on the surface of the coating. Furthermore, the contact area of the other substrates or parts that come into contact with the metal nanoparticles is extremely small. Therefore, the coating acts as a lubricating coating with a low coefficient of friction. Meanwhile, the thickness of the coating is very thin, although it is thicker than 100 nm. However, because the coating wears slowly, the effects it provides last a long time.
Eighth, even if the temperature to which the substrate or part coated with the coating is exposed changes suddenly during a fire, the bonding strength between the fine particles does not change. In other words, the thermal expansion and contraction of fine particles, which are approximately 10 nm in size, is extremely small. Therefore, even if the temperature to which the substrate or part is exposed changes suddenly during a fire, the coating hardly experiences any thermal expansion or contraction. Therefore, the metallic bonding strength between the metal fine particles does not change, and the coating will not be destroyed even by the sudden temperature change that occurs during a fire.
Ninth, the coating has heat resistance and fire resistance close to the melting point of the metal that constitutes the metal microparticles. On the other hand, general-purpose metals with melting points lower than 840°C include tin, lead, zinc, magnesium, and aluminum, in order of decreasing melting point. If metals other than these five types of metals are used as metal compounds that precipitate by thermal decomposition, the coating will have both heat resistance that can withstand temperatures higher than 840°C and close to the melting point of the metal, and fire resistance that can withstand temperatures higher than 840°C and close to the melting point of the metal. Therefore, since the maximum temperature during a fire is 840°C, the coating will have both heat resistance and fire resistance regardless of any fire it encounters.
In a fire, the coating may be exposed to temperatures higher than the temperature at which the metal compound thermally decomposes and metal nanoparticles precipitate. In this case, the metal nanoparticles, excluding those on the surface of the substrate or component, are isolated from the outside world, and thus the impurity-free metal nanoparticles are reactivated. As the temperature rises, the metal nanoparticles gradually change shape from granular to flattened particles, resulting in particle coarsening. Therefore, the higher the temperature, the more the nanoparticles flatten. Meanwhile, as the nanoparticles flatten, the volume of the contact areas between metal nanoparticles that are in contact with each other vertically and horizontally increases, increasing the volume of the metal bonding areas. This increases the mechanical strength of the coating and improves its airtightness, which isolates it from the outside world. Furthermore, as the temperature approaches the metal's melting point, the flattened particles form a metallic bond, and the coating approaches an extremely thin metallically bonded film. Therefore, the coating's airtightness, which isolates it from the outside world, is continuously maintained, and it is not destroyed even when subjected to impact during a fire. As a result, the coating maintains its airtightness to withstand temperatures of 840°C.
Tenth, the surface of the coating has a metallic luster, which imparts flame retardancy and metallic luster to the substrate or part, thereby adding new value to the substrate or part.
Eleventh, the coating has almost no weight. In other words, since the coating is made up of more than 10 metal nanoparticles of about 10 nm stacked together, the coating has almost no weight. Therefore, by imparting non-combustibility to a substrate or part, there is almost no increase in the weight of the substrate or part.
Twelfth, the coating can be formed in two simple steps using an inexpensive paste made from inexpensive materials and simple processes. Therefore, the coating that provides various effects is inexpensive.
As a result, all of the problems described in paragraph 7 are solved.
As described above, the coating of the present invention that covers the entire outer surface of a substrate or component not only imparts to the substrate or component heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C, but also provides many other excellent effects.

8段落に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変える可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストの製造する方法は、
8段落に記載した金属化合物が、無機物の分子ないしは無機物のイオンが配位子となって金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機塩で構成された無機金属化合物であり、該無機金属化合物を8段落に記載した金属化合物として用い、8段落に記載した方法に従ってペーストを製造する、8段落にに記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法。
A method for producing a paste for converting a flammable or flame-retardant substance described in paragraph 8 into a substance having both heat resistance and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C, the paste comprising:
The metal compound described in paragraph 8 is an inorganic metal compound composed of an inorganic salt having a metal complex ion in which an inorganic molecule or an inorganic ion acts as a ligand and is coordinately bonded to a metal ion, and the inorganic metal compound is used as the metal compound described in paragraph 8 to produce a paste according to the method described in paragraph 8 , which converts a flammable or flame-retardant substance described in paragraph 8 into a substance having both heat resistance capable of withstanding 840°C and fire resistance capable of withstanding a temperature of 840°C.

つまり、無機物からなる分子ないしは無機物からなるイオンが配位子となって、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機塩からなる無機金属化合物を、還元雰囲気で熱処理すると、最初に配位結合部が分断され、無機物と金属とに分解する。さらに昇温すると、無機物が気化熱を奪って気化し、180-220℃の温度範囲で無機物の気化が完了し、金属の分子が集まって、金属が析出する。
なお、9段落に記載したように、金属化合物の結晶の破砕を繰り返すと、20nm前後の大きさの結晶まで破砕される。従って、20nm前後の大きさからなる無機金属化合物の微細結晶を熱分解すると、無機物が気化した後に、10nm前後の大きさの金属のナノ粒子が析出する。
すなわち、無機金属化合物を構成するイオンの中で、分子の中央に位置する金属イオンが最も大きく、金属イオンと配位子との距離が最も長い。この無機金属化合物を還元雰囲気で熱処理すると、金属イオンが配位子と結合する配位結合部が最初に分断され、金属と無機物とに分解する。さらに温度が上がると、無機物が気化熱を奪って気化し、無機物の気化が完了すると金属が析出し、熱分解を終える。金属が析出する温度は、金属化合物の熱分解で金属が析出する温度の中で最も低い。従って、熱処理費用が安価で済む。また、金属錯イオンを有する無機塩からなる無機金属化合物は、メタノールに10重量%近く分散し、メタノールに溶解しない。このため、無機金属化合物は、8段落に記載した2つの性質を兼備する金属化合物として用いることができる。
すなわち、無機物からなる分子ないしは無機物からなるイオンが配位子になって、金属イオンに配位結合する金属錯イオンは、他の金属錯イオンに比べて合成が容易である。このような金属錯イオンとして、アンモニアNHが配位子となって金属イオンに配位結合するアンミン金属錯イオン、水HOが配位子となって金属イオンに配位結合するアクア金属錯イオン、水酸基OHが配位子となって金属イオンに配位結合するヒドロキソ金属錯イオン、塩素イオンClが、ないしは塩素イオンClとアンモニアNHとが配位子となって金属イオンに配位結合するクロロ金属錯イオンなどがある。さらに、このような金属錯イオンを有する塩化物、硫酸塩、硝酸塩などの無機塩からなる無機金属化合物は、合成が容易で、無機塩の分子量が少ないため、180-220℃の温度範囲で無機物の気化が完了し金属を析出する。金属が析出する温度は、金属化合物の熱分解で金属を析出する温度の中で最も低い。こうした無機金属化合物は、汎用的な工業用の薬品である。
In other words, when an inorganic-metal compound consisting of an inorganic salt having a metal complex ion coordinated to a metal ion, with inorganic molecules or ions as ligands, is heat-treated in a reducing atmosphere, the coordinate bond is first broken and the compound decomposes into the inorganic substance and the metal. As the temperature is further increased, the inorganic substance absorbs the heat of vaporization and vaporizes. Vaporization of the inorganic substance is completed in the temperature range of 180-220°C, and the metal molecules gather together, resulting in the deposition of the metal.
As described in paragraph 9, repeated crushing of metal compound crystals leads to crushing down to crystals of about 20 nm in size. Therefore, when fine crystals of an inorganic metal compound of about 20 nm in size are thermally decomposed, metal nanoparticles of about 10 nm in size are precipitated after the inorganic substance is vaporized.
That is, among the ions constituting the inorganic metal compound, the metal ion located at the center of the molecule is the largest, and the distance between the metal ion and the ligand is the longest. When this inorganic metal compound is heat-treated in a reducing atmosphere, the coordinate bond between the metal ion and the ligand is first broken, resulting in decomposition into the metal and the inorganic substance. As the temperature rises further, the inorganic substance absorbs the heat of vaporization and vaporizes. Once the inorganic substance has completely vaporized, the metal precipitates, completing the thermal decomposition. The temperature at which the metal precipitates is the lowest of all temperatures at which metal precipitates during the thermal decomposition of metal compounds. Therefore, the cost of heat treatment is low. Furthermore, inorganic metal compounds composed of inorganic salts containing metal complex ions disperse in methanol at nearly 10% by weight and are insoluble in methanol. Therefore, inorganic metal compounds can be used as metal compounds that combine the two properties described in paragraph 8.
That is, metal complex ions in which inorganic molecules or inorganic ions function as ligands and are coordinated to metal ions are easier to synthesize than other metal complex ions. Examples of such metal complex ions include ammine metal complex ions in which ammonia (NH3 ) functions as a ligand and is coordinated to a metal ion; aqua metal complex ions in which water ( H2O ) functions as a ligand and is coordinated to a metal ion; hydroxo metal complex ions in which hydroxyl groups (OH- ) function as ligands and are coordinated to a metal ion; and chloro metal complex ions in which chloride ions (Cl- ) or chloride ions (Cl- ) and ammonia (NH3 ) function as ligands and are coordinated to a metal ion. Furthermore, inorganic metal compounds containing such metal complex ions and inorganic salts such as chlorides, sulfates, and nitrates are easy to synthesize. Because the molecular weight of the inorganic salt is low, the inorganic compounds vaporize completely and the metal precipitates in a temperature range of 180-220°C. This temperature is the lowest temperature at which metals precipitate through the thermal decomposition of metal compounds. These inorganic metal compounds are common industrial chemicals.

8段落に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストの製造する方法は、
8段落に記載した金属化合物が、オクチル酸金属化合物であり、該オクチル酸金属化合物を8段落に記載した金属化合物として用い、8段落に記載した方法に従ってペーストを製造する、8段落に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法。
A method for producing a paste for converting a flammable or flame-retardant material as described in paragraph 8 into a material having both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C, comprising the steps of:
The metal compound described in paragraph 8 is a metal octylate compound, and a paste is produced according to the method described in paragraph 8 using the metal octylate compound as the metal compound described in paragraph 8, and a method for producing a paste that converts a flammable or flame-retardant substance described in paragraph 8 into a substance that has both heat resistance capable of withstanding 840°C and fire resistance capable of withstanding a temperature of 840°C.

つまり、オクチル酸金属化合物は、大気雰囲気の290℃で熱処理すると、金属を析出する。また、メタノールに10重量%近く分散し、メタノールに溶解しない。従って、オクチル酸金属化合物は、8段落に記載した2つの性質を兼備する金属化合物として用いることができる。
なお、9段落に記載したように、金属化合物の結晶の破砕を繰り返すと、20nm前後の大きさの結晶まで破砕される。従って、20nm前後の大きさからなるオクチル酸金属化合物の微細結晶を熱分解すると、オクチル酸が気化した後に、10nm前後の大きさの金属のナノ粒子が析出する。
すなわち、オクチル酸金属化合物を構成するイオンの中で、金属イオンが最も大きい。従って、オクチル酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合するオクチル酸金属化合物においては、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの距離が、他のイオン同士の距離より長い。こうした分子構造の特徴を持つオクチル酸金属化合物を大気雰囲気で熱処理すると、オクチル酸の沸点の228℃を超えると、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの結合部が最初に分断され、オクチル酸と金属とに分離する。さらに、オクチル酸が飽和脂肪酸であるため、炭素原子が水素原子に対して過剰となる不飽和構造を持たないため、オクチル酸が気化熱を奪って気化し、気化が完了する290℃で金属が析出する。なお、オクチル酸金属化合物を窒素雰囲気で熱処理すると、340℃で金属が析出する。いっぽう、熱分解温度が相対的に低い合成樹脂を、窒素雰囲気で昇温すると、合成樹脂の熱分解反応が、発熱を伴う分解反応ではなく、吸熱を伴う分解反応であるため、合成樹脂の熱分解温度が高温側にシフトする。従って、基材または部品が合成樹脂で構成される場合は、窒素雰囲気でオクチル酸金属化合物を熱分解するのが好ましい。
つまり、飽和脂肪酸からなるカルボン酸のカルボキシラートアニオン(R-COO)が、金属イオンと共有結合するカルボン酸金属化合物は、熱分解で金属を析出する。こうしたカルボン酸金属化合物として、金属を析出する熱分解温度が低い順に、オクチル酸金属化合物、ラウリン酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物がある。従って、熱分解温度が最も低いオクチル酸金属化合物を用いると、7段落に記載した懸濁液が安価に製造できる。なお、ラウリン酸金属化合物とステアリン酸金属化合物は、オクチル酸金属化合物と同様に、メタノールに10重量%近く分散し、メタノールに溶解しない。
つまり、ラウリン酸の沸点は296℃であり、ラウリン酸金属化合物の熱分解温度が360℃である。しかし、ラウリン酸金属化合物とステアリン酸金属化合物の熱分解温度が、オクチル酸金属化合物の熱分解温度より高い。従って、金属を析出する原料として、オクチル酸金属化合物を用いるのが望ましい。
なお、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物は、飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物に比べ、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、熱分解によって金属酸化物、例えば、オレイン酸銅の場合は、酸化第一銅CuOと酸化第二銅CuOとが同時に析出し、酸化第一銅と酸化第二銅とを銅に還元する処理費用を要する。特に、酸化第一銅は、大気雰囲気より酸素がリッチな雰囲気で酸化第二銅に酸化させ、さらに、還元雰囲気で銅に還元させる必要があるため、処理費用がかさむ。このため、熱分解で金属を析出する金属化合物として、飽和脂肪酸からなるカルボン酸のカルボキシラートアニオン(R-COO)が、金属イオンと共有結合するカルボン酸金属化合物が好ましい。
さらに、オクチル酸金属化合物は、容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、オクチル酸を強アルカリと反応させるとオクチル酸アルカリ金属化合物が生成される。この後、オクチル酸アルカリ金属化合物を無機金属化合物と反応させると、様々な金属からなるオクチル酸金属化合物が生成される。また、オクチル酸が汎用的な有機酸である。従って、オクチル酸金属化合物は、有機金属化合物の中で最も安価な有機金属化合物である。このため、13段落で説明した無機金属化合物からなる錯体より熱分解温度が高くなるが、錯体より安価な金属化合物である。
In other words, when metal octylate compounds are heat-treated at 290°C in an air atmosphere, they precipitate metal. Furthermore, they disperse in methanol at nearly 10% by weight, but are insoluble in methanol. Therefore, metal octylate compounds can be used as metal compounds that combine the two properties described in paragraph 8.
As described in paragraph 9, repeated crushing of metal compound crystals leads to crushing down to crystals of about 20 nm in size. Therefore, when fine crystals of a metal octylate compound of about 20 nm in size are thermally decomposed, metal nanoparticles of about 10 nm in size are precipitated after the octylate is vaporized.
That is, among the ions constituting the metal octylate compound, the metal ion is the largest. Therefore, in a metal octylate compound in which the oxygen ion constituting the carboxyl group of octylic acid is covalently bonded to a metal ion, the distance between the oxygen ion constituting the carboxyl group and the metal ion is longer than the distance between other ions. When a metal octylate compound with such molecular structure is heat-treated in an air atmosphere, the bond between the oxygen ion constituting the carboxyl group and the metal ion is first broken when the temperature exceeds the boiling point of octylic acid, 228°C, and the compound separates into octylic acid and the metal. Furthermore, since octylic acid is a saturated fatty acid, it does not have an unsaturated structure in which carbon atoms are in excess of hydrogen atoms. Therefore, the octylic acid absorbs the heat of vaporization and vaporizes, and the metal precipitates at 290°C, when vaporization is complete. Furthermore, when a metal octylate compound is heat-treated in a nitrogen atmosphere, the metal precipitates at 340°C. On the other hand, when a synthetic resin, which has a relatively low thermal decomposition temperature, is heated in a nitrogen atmosphere, the thermal decomposition temperature of the synthetic resin shifts to a higher temperature because the thermal decomposition reaction of the synthetic resin is an endothermic reaction rather than an exothermic reaction. Therefore, when a substrate or part is made of a synthetic resin, it is preferable to thermally decompose the metal octylate compound in a nitrogen atmosphere.
In other words, metal carboxylate compounds in which the carboxylate anion (R—COO ) of a carboxylic acid composed of saturated fatty acid is covalently bonded to a metal ion precipitate a metal upon thermal decomposition. Examples of such metal carboxylate compounds, in order of decreasing thermal decomposition temperature at which they precipitate a metal, include metal octylate compounds, metal laurate compounds, and metal stearates. Therefore, by using metal octylate compounds, which have the lowest thermal decomposition temperature, the suspension described in paragraph 7 can be produced inexpensively. Note that, like metal octylate compounds, metal laurate compounds and metal stearates compounds disperse in methanol at nearly 10% by weight and are insoluble in methanol.
That is, the boiling point of lauric acid is 296°C, and the thermal decomposition temperature of metal laurate compound is 360°C. However, the thermal decomposition temperatures of metal laurate compound and metal stearate compound are higher than that of metal octylate compound. Therefore, it is desirable to use metal octylate compound as a raw material for depositing metal.
Compared to carboxylic acid metal compounds made from saturated fatty acids, carboxylic acid metal compounds made from unsaturated fatty acids have an excess of carbon atoms relative to hydrogen atoms, and therefore, upon thermal decomposition, metal oxides, such as copper oleate, are precipitated simultaneously as copper (I) oxide (Cu 2 O) and copper (II) oxide (CuO), resulting in the cost of reducing the copper (I) oxide and copper (II) oxide to copper. In particular, copper (I) oxide must be oxidized to copper (II) oxide in an atmosphere richer in oxygen than air, and then further reduced to copper in a reducing atmosphere, resulting in increased processing costs. For this reason, preferred metal compounds that precipitate metals upon thermal decomposition are carboxylic acid metal compounds in which the carboxylate anion (R—COO ) of a carboxylic acid made from saturated fatty acids is covalently bonded to the metal ion.
Furthermore, metal octylate compounds are inexpensive industrial chemicals that can be easily synthesized. That is, when octylic acid is reacted with a strong alkali, an alkali metal octylate compound is produced. Then, when the alkali metal octylate compound is reacted with an inorganic metal compound, metal octylate compounds composed of various metals are produced. Furthermore, octylic acid is a commonly used organic acid. Therefore, metal octylate compounds are the least expensive organometallic compounds. Therefore, although their thermal decomposition temperature is higher than that of the complexes composed of inorganic metal compounds described in paragraph 13, they are less expensive metal compounds than the complexes.

8段落に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストの製造する方法は、
8段落に記載した金属化合物が、無機物の分子ないしは無機物のイオンが配位子となって金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機塩で構成された無機金属化合物である場合は、8段落に記載した4つの性質を兼備する第二の有機化合物が、沸点が前記第一の有機化合物の沸点より高く、かつ、180℃より低いアルコール類に属する有機化合物であり、また、8段落に記載した金属化合物が、オクチル酸金属化合物である場合は、8段落に記載した4つの性質を兼備する第二の有機化合物が、沸点が前記第一の有機化合物の沸点より高く、かつ、290℃より低いアルコール類に属する有機化合物であり、8段落に記載した金属化合物が前記無機金属化合物である場合は、8段落に記載した第二の有機化合物として、前記沸点が180℃より低いアルコール類に属する有機化合物を用い、また、8段落に記載した金属化合物がオクチル酸金属化合物である場合は、8段落に記載した第二の有機化合物として、前記沸点が180℃より高く290℃より低いアルコール類に属する有機化合物を用い、また、8段落に記載した第一の有機化合物が、20℃における粘度が1mPa・秒より低い第一の性質と、前記第二の有機化合物に溶解する第二の性質と、沸点が前記第二の有機化合物の沸点より低い第三の性質を兼備する酢酸エステル類に属する有機化合物であり、該酢酸エステル類に属する有機化合物を8段落に記載した第一の有機化合物として用い、8段落に記載した方法に従ってペーストを製造する、8段落に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法。
A method for producing a paste for converting a flammable or flame-retardant material as described in paragraph 8 into a material having both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C, comprising the steps of:
When the metal compound described in paragraph 8 is an inorganic metal compound composed of an inorganic salt having a metal complex ion in which an inorganic molecule or an inorganic ion acts as a ligand and is coordinately bonded to a metal ion, When the second organic compound having the four properties described in paragraph 8 is an organic compound belonging to the alcohols having a boiling point higher than that of the first organic compound and lower than 180°C , and when the metal compound described in paragraph 8 is a metal octylate compound, the second organic compound having the four properties described in paragraph 8 is an organic compound belonging to the alcohols having a boiling point higher than that of the first organic compound and lower than 290°C, and when the metal compound described in paragraph 8 is an inorganic metal compound, the second organic compound described in paragraph 8 is an organic compound belonging to the alcohols having a boiling point lower than 180°C, and when the metal compound described in paragraph 8 is a metal octylate compound, the second organic compound described in paragraph 8 is an organic compound belonging to the alcohols having a boiling point higher than 180°C but lower than 290°C, and when the metal compound described in paragraph 8 is a metal octylate compound, the second organic compound described in paragraph 8 is an organic compound belonging to the alcohols having a boiling point higher than 180°C but lower than 290°C, and when the first organic compound described in paragraph 8 is a method for producing a paste that converts a flammable or flame-retardant substance as described in paragraph 8 into a substance that has both heat resistance capable of withstanding 840°C and fire resistance capable of withstanding a temperature of 840°C , the method comprising using an organic compound belonging to acetate esters as the first organic compound as described in paragraph 8, the organic compound having a first property of having a viscosity of less than 1 mPa·s at 20°C, a second property of being soluble in the second organic compound, and a third property of having a boiling point lower than the boiling point of the second organic compound, the paste being produced according to the method as described in paragraph 8.

8段落に記載した4つの性質を兼備する第二の有機化合物として、アルコール類に属する有機化合物がある。また、8段落に記載した20℃における粘度が1mPa・秒より低い第一の有機化合物として、酢酸エステル類に属する有機化合物がある。
最初に、8段落に記載した金属化合物が、13段落に記載した無機金属化合物であり、沸点が180℃より低いアルコール類に属する有機化合物を説明する。
3-メチル-1-ブタノール(CHCH(CHOHは、20℃における粘度が3.7mPa・秒で、沸点が131℃である。
ターシャルアミルアルコールCHCHCOH(CHは、20℃における粘度が3.8mPa・秒で、沸点が103℃である。
2-ブタノールCHCHCH(OH)CHは、20℃における粘度が3.9mPa・秒で、沸点が99℃である。
2-メチル-1-ブタノールCHCHCH(CH)CHOHは、20℃における粘度が4.0mPa・秒で、沸点が108℃である。
2-ヘプタノールCH(CHCH(OH)CHは、20℃における粘度が4.0mPa・秒で、沸点が159℃である。
イソブチルアルコール(CHCHCHOHは、20℃における粘度が4.0mPa・秒で、沸点が108℃である。
4-メチル-2-ペンタノール(CHCHCHCHOHCHは、20℃における粘度が4.1mPa・秒で、沸点が132℃である。
2-オクタノールCH(CHCH(OH)CHは、20℃における粘度が6.2mPa・秒で、沸点が178℃である。
3-ペンタノールCHCHCH(OH)CHCHは、20℃における粘度が6.4mPa・秒で、沸点が116℃である。
1-ヘプタノールCH(CHOHは、20℃における粘度が7.4mPa・秒で、沸点が176℃である。
これら10種類のアルコールは、酢酸エステル類に溶解する第一の性質と、金属化合物の結晶が溶解及び分散しない第二の性質と、沸点が酢酸エステル類の沸点より高く、かつ、無機金属化合物の熱分解温度より低い第三の性質と、20℃における粘度が4-7mPa・秒である第四の性質とを兼備する。
次に、8段落に記載した金属化合物が、15段落に記載したオクチル酸金属化合物であり、沸点が180℃より高く290℃より低いアルコール類に属する有機化合物を説明する。
1-オクタノールCH(CHOHは、沸点が194℃で、25℃における粘度が7.3mPa・秒である。
1-オクタノールは、酢酸エステル類に溶解する第一の性質と、金属化合物の結晶が溶解及び分散しない第二の性質と、沸点が酢酸エステル類の沸点より高く、かつ、オクチル酸金属化合物の熱分解温度より低い第三の性質と、20℃における粘度が4-7mPa・秒である第四の性質とを兼備する。
次に、20℃における粘度が1mPa・秒より低く、20℃における粘度が4-7mPa・秒である前記したアルコールに溶解する酢酸エステル類を説明する。
酢酸メチルCHCOOCHは、21℃の粘度が0.366mPa・秒で、沸点が57℃である。
酢酸エチルCHCOOCHCHは、25℃の粘度が0.462mPa・秒で、沸点が77℃である。
酢酸イソプロピルCHCOOCH(CHは、20℃の粘度が0.525mPa・秒で、沸点が89℃である。
酢酸ノルマルプロピルCHCOO(CHCHは、20℃の粘度が0.6mPa・秒で、沸点が101℃である。
酢酸イソブチルはCHCOOCHCH(CH、20℃の粘度が0.68mPa・秒で、沸点が118℃である。
酢酸ノルマルブチルCHCOOCは、20℃の粘度が0.738mPa・秒で、沸点が126℃である。
これら6種類の酢酸エステル類に属する有機化合物は、20℃における粘度が1mPa・秒より低く、20℃における粘度が4-7mPa・秒である前記アルコール類に溶解する。
The second organic compound having all four properties described in paragraph 8 includes an organic compound belonging to alcohols. Also, the first organic compound having a viscosity of less than 1 mPa·s at 20°C described in paragraph 8 includes an organic compound belonging to acetate esters.
First, the metal compound described in paragraph 8 is the inorganic metal compound described in paragraph 13, and an organic compound belonging to alcohols having a boiling point lower than 180° C. will be described.
3-Methyl-1-butanol (CH 3 ) 2 CH(CH 2 ) 2 OH has a viscosity of 3.7 mPa·sec at 20°C and a boiling point of 131°C.
Tertiary amyl alcohol CH3CH2COH ( CH3 ) 2 has a viscosity of 3.8 mPa·s at 20°C and a boiling point of 103°C.
2-butanol CH3CH2CH (OH) CH3 has a viscosity of 3.9 mPa· s at 20°C and a boiling point of 99°C.
2-Methyl-1-butanol CH3CH2CH ( CH3 ) CH2OH has a viscosity of 4.0 mPa·sec at 20°C and a boiling point of 108°C.
2-Heptanol CH3 ( CH2 ) 4CH (OH) CH3 has a viscosity of 4.0 mPa·s at 20°C and a boiling point of 159°C.
Isobutyl alcohol ( CH3 ) 2CHCH2OH has a viscosity of 4.0 mPa·sec at 20°C and a boiling point of 108°C.
4-Methyl-2-pentanol (CH 3 ) 2 CHCH 2 CHOHCH 3 has a viscosity of 4.1 mPa·s at 20°C and a boiling point of 132°C.
2-Octanol CH3 ( CH2 ) 5CH (OH) CH3 has a viscosity of 6.2 mPa·s at 20°C and a boiling point of 178°C.
3-Pentanol CH3CH2CH (OH) CH2CH3 has a viscosity of 6.4 mPa ·s at 20°C and a boiling point of 116°C.
1-heptanol CH 3 (CH 2 ) 6 OH has a viscosity of 7.4 mPa·sec at 20°C and a boiling point of 176°C.
These 10 types of alcohols have the following characteristics: a first property of being soluble in acetate esters; a second property of not dissolving or dispersing crystals of metal compounds; a third property of having a boiling point higher than that of acetate esters and lower than the thermal decomposition temperature of inorganic metal compounds; and a fourth property of having a viscosity of 4-7 mPa sec at 20°C.
Next, the metal compound described in paragraph 8 is the metal octylate compound described in paragraph 15, and is an organic compound belonging to alcohols having a boiling point higher than 180°C and lower than 290°C.
1-Octanol CH 3 (CH 2 ) 7 OH has a boiling point of 194°C and a viscosity of 7.3 mPa·sec at 25°C.
1-Octanol has a first property of being soluble in acetate esters, a second property of not dissolving or dispersing crystals of the metal compound, a third property of having a boiling point higher than that of acetate esters and lower than the thermal decomposition temperature of the metal octylate compound, and a fourth property of having a viscosity of 4-7 mPa sec at 20°C.
Next, the above-mentioned alcohol-soluble acetate esters having a viscosity of less than 1 mPa·sec at 20° C., and a viscosity of 4-7 mPa·sec at 20° C. will be described.
Methyl acetate CH3COOCH3 has a viscosity of 0.366 mPa ·s at 21°C and a boiling point of 57°C.
Ethyl acetate CH3COOCH2CH3 has a viscosity of 0.462 mPa ·s at 25°C and a boiling point of 77°C.
Isopropyl acetate CH3COOCH ( CH3 ) 2 has a viscosity of 0.525 mPa·s at 20°C and a boiling point of 89°C.
Normal propyl acetate CH3COO ( CH2 ) 2CH3 has a viscosity of 0.6 mPa ·s at 20°C and a boiling point of 101°C.
Isobutyl acetate is CH3COOCH2CH ( CH3 ) 2 , has a viscosity of 0.68 mPa·sec at 20°C and a boiling point of 118°C.
Normal butyl acetate CH3COOC4H9 has a viscosity of 0.738 mPa ·sec at 20 ° C and a boiling point of 126°C.
These six organic compounds belonging to acetate esters have a viscosity of less than 1 mPa·sec at 20°C and are soluble in the above-mentioned alcohols having a viscosity of 4-7 mPa·sec at 20°C.

銅微粒子の集まりでメラミン化粧板を覆った状態を、模式的に説明した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a melamine decorative board covered with a cluster of copper particles.

実施例1
銅微粒子の集まりで、メラミン化粧板を覆う実施例である。なお、銅の融点は1085℃であり、1段落に記載した火災時の最高温度である840℃より高い。
メラミン化粧板は、家具・什器・建具等の強度が必要な部分に使用する表面材料の一種で、メラミン樹脂とフェノール樹脂とをそれぞれ印刷紙・クラフト紙に含浸させ、乾燥させた含浸紙を重ね合わせ、150℃で100kg/cmの圧力を加えて積層成形する。メラミン樹脂は大気雰囲気の230-320℃で低分子量の炭化物に分解し、320-475℃において炭化残渣物の熱分解がゆっくり進み、475-570℃において炭化残渣物が燃焼する。また、ノボラック型フェノール樹脂は、260℃付近から可燃性の可塑剤の脱離が始まり、360℃付近まで続き、この後、390℃から吸熱を伴う高分子の熱分解が始まり、可燃性ガスのフェノールやクレゾールなどを生成し、700℃付近で終了し、固体の残査(灰分)を65%残す。従って、フェノール樹脂も、大気雰囲気の熱分解に伴って燃焼する。
銅化合物として、テトラアンミン銅硝酸塩[Cu(NH](NO(例えば、三津和化学薬品株式会社の製品)を用いた。第二の有機化合物として、20℃における粘度が3.7mPa・秒で、沸点が131℃である3-メチル-1-ブタノール(例えば、富士フィルム和光純薬工業株式会社の製品)を用いた。また、第一の有機化合物として、20℃の粘度が0.68mPa・秒で、沸点が118℃である酢酸イソブチル(例えば、富士フィルム和光純薬工業株式会社の製品)を用いた。
最初に、テトラアンミン銅硝酸塩の51g(0.2モルに相当)が10重量%になるようにメタノールに分散し、この後、テトラアンミン銅硝酸塩のメタノール分散液を65℃に昇温し、メタノールを気化させ、テトラアンミン銅硝酸塩の結晶の集まりを析出させた。さらに、テトラアンミン銅硝酸塩の結晶の集まりを、6cm×6cm×2cmの容器に移した。さらに、テトラアンミン銅硝酸塩の結晶の集まりの上に、6cm×6cm×1cmの板を被せ、板の上に1kgの重り5個を等間隔に離間させて載せ、この後、重りを除き、容器の側面と底面とに対し、前後、左右、上下の3方向の0.2Gからなる衝撃加速度を繰り返し加えた。こうした圧縮荷重を加える処理と衝撃加速度を加える処理とを、3回繰り返した後に、重りを板の上に載せたが、板の動きがなかったため、テトラアンミン銅硝酸塩の結晶の破砕が完了したと考えた。
さらに、35ccの3-メチル-1-ブタノールを、65ccの酢酸イソブチルに溶解させ、20℃における粘度を1.7mPa・秒とした。この溶解液に、テトラアンミン銅硝酸塩の破砕した結晶の集まりを混合し、懸濁液を作成し、懸濁液を容器に充填した。
この後、厚みが0.95mmのメラミン化粧板(アイカ工業株会社の製品XJN2085KV04)を5cm×5cmの大きさで5個を切り出し、切り出したメラミン化粧板を、前記した懸濁液に浸漬し、切り出したメラミン化粧板を懸濁液から引き上げ、5個のメラミン化粧板を、200℃に昇温した水素雰囲気の熱処理装置を通過させ、5個の試料を作成した。
次に、1つの試料を中央部で切断し、試料の表面と断面とを電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡は、JFEテクノリサーチ株式会社が所有する極低加速電圧SEMを用いた。この装置は100Vからの極低加速電圧による表面観察が可能で、導電性の被膜を形成せずに直接表面が観察できる。
最初に、反射電子線の900-1000Vの間にある2次電子線を取り出して画像処理を行い、試料表面を観察した。試料の表面は、10nm前後の大きさからなる粒状の微粒子で満遍なく覆われていた。次に、特性エックス線のエネルギーとその強度を画像処理し、表面に形成された微粒子を構成する元素の種類を分析した。銅微粒子であることが分かった。従って、試料の表面は銅微粒子で覆われた。
次に、試料の断面を電子顕微鏡で観察した。15個前後の微粒子の集まりが隙間なく積み重なって積層し、メラミン化粧板を覆っていた。図1に、試料の断面を模式的に示す。1は銅微粒子の集まりであり、2はメラミン化粧板である。
なお、試料を切断する際に、切断した部位に隣接する微粒子の集まりが、試料の表面から解離しなかった。このため、銅微粒子の集まりが、一定の強度でメラミン化粧板に接合していた。また、5個の試料を2mの高さから床に自然落下させたが、試料表面に変化がなかった。このため、銅微粒子の集まりが一定の強度で接合されていた。
さらに、4個の試料を、840℃の大気雰囲気からなる熱処理装置に2分間放置した。この際、試料からは火炎や黒煙や異臭は一切発生しなかった。また、試料の表面にクラックなどの異常は認められなかった。この後、1つの試料を切断した。試料を切断する際に、試料の表面を覆う銅微粒子の集まりは崩れなかったが、メラミン化粧板の灰分は崩れ落ちた。これらの結果から、銅微粒子の集まりは、840℃の耐熱性と耐火性とを兼備するとともに、気密性を持ってメラミン化粧板を被覆し、メラミン化粧板に不燃性をもたらした。
Example 1
This example shows a melamine decorative panel covered with a cluster of copper particles. Note that the melting point of copper is 1085°C, which is higher than the maximum temperature of 840°C in the event of a fire, as described in paragraph 1.
Melamine decorative laminates are a type of surface material used in furniture, fixtures, and other applications requiring strength. They are made by impregnating printed paper and kraft paper with melamine resin and phenolic resin, respectively, and then layering the dried impregnated papers together under a pressure of 100 kg/ cm² at 150°C. Melamine resin decomposes into low-molecular-weight chars at 230-320°C in ambient air. The resulting charred residue undergoes slow thermal decomposition at 320-475°C and burns at 475-570°C. For novolac phenolic resins, desorption of flammable plasticizers begins around 260°C and continues until around 360°C. After this, endothermic thermal decomposition of the polymer begins at 390°C, producing flammable gases such as phenol and cresol. The decomposition process ends around 700°C, leaving behind a solid residue (ash) of 65%. Therefore, the phenolic resin also burns due to thermal decomposition in the atmosphere.
Tetraammine copper nitrate [Cu(NH 3 ) 4 ](NO 3 ) 2 (e.g., a product of Mitsuwa Chemical Co., Ltd.) was used as the copper compound. 3-methyl-1-butanol (e.g., a product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which has a viscosity of 3.7 mPa·s at 20°C and a boiling point of 131°C, was used as the second organic compound. Furthermore, isobutyl acetate (e.g., a product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which has a viscosity of 0.68 mPa·s at 20°C and a boiling point of 118°C, was used as the first organic compound.
First, 51 g (equivalent to 0.2 moles) of tetraamine copper nitrate was dispersed in methanol to a concentration of 10 wt %. The methanol dispersion of tetraamine copper nitrate was then heated to 65°C, the methanol evaporated, and a cluster of tetraamine copper nitrate crystals was precipitated. The cluster of tetraamine copper nitrate crystals was then transferred to a 6 cm x 6 cm x 2 cm container. A 6 cm x 6 cm x 1 cm plate was then placed over the cluster of tetraamine copper nitrate crystals, and five 1 kg weights were placed evenly spaced on the plate. The weights were then removed, and impact accelerations of 0.2 G were repeatedly applied to the sides and bottom of the container in three directions: front-to-back, left-to-right, and up-to-down. After three cycles of applying compressive loads and impact accelerations, the weights were placed on the plate. Since there was no movement of the plate, it was considered that the crushing of the tetraamine copper nitrate crystals was complete.
Furthermore, 35 cc of 3-methyl-1-butanol was dissolved in 65 cc of isobutyl acetate to give a viscosity of 1.7 mPa·sec at 20° C. A mass of crushed crystals of tetraammine copper nitrate was mixed with this solution to prepare a suspension, which was then filled into a container.
After this, five pieces measuring 5 cm x 5 cm were cut out from a 0.95 mm thick melamine decorative board (XJN2085KV04, a product of Aica Kogyo Co., Ltd.), the cut melamine decorative boards were immersed in the above-mentioned suspension, and the cut melamine decorative boards were removed from the suspension. The five melamine decorative boards were then passed through a heat treatment device in a hydrogen atmosphere heated to 200°C, and five samples were produced.
Next, one sample was cut in the center, and the surface and cross section of the sample were observed using an electron microscope. An ultra-low accelerating voltage SEM owned by JFE Techno Research Corporation was used as the electron microscope. This device allows surface observation at ultra-low accelerating voltages starting from 100 V, and allows direct surface observation without forming a conductive coating.
First, a secondary electron beam between 900-1000V of the reflected electron beam was extracted and image-processed to observe the surface of the sample. The surface of the sample was found to be evenly covered with granular particles approximately 10 nm in size. Next, the energy and intensity of the characteristic X-rays were image-processed to analyze the type of element that made up the particles formed on the surface. They were found to be copper particles. Therefore, the surface of the sample was covered with copper particles.
Next, the cross section of the sample was observed under an electron microscope. Clusters of around 15 particles were stacked tightly together, covering the melamine decorative laminate. Figure 1 shows a schematic diagram of the cross section of the sample. 1 is a cluster of copper particles, and 2 is the melamine decorative laminate.
When the sample was cut, the clusters of copper particles adjacent to the cut area did not dissociate from the surface of the sample. Therefore, the clusters of copper particles were bonded to the melamine decorative panel with a certain strength. Furthermore, five samples were allowed to fall naturally from a height of 2 m onto the floor, but no change was observed on the sample surface. Therefore, the clusters of copper particles were bonded with a certain strength.
Furthermore, four samples were left in a heat treatment device consisting of an air atmosphere at 840°C for two minutes. During this time, no flames, black smoke, or strange odors were generated from the samples. Furthermore, no abnormalities such as cracks were observed on the surface of the samples. After this, one sample was cut. When the sample was cut, the clusters of copper particles covering the surface of the sample did not crumble, but the ash of the melamine decorative board crumbled. From these results, it was found that the clusters of copper particles had both heat resistance and fire resistance at 840°C, and also coated the melamine decorative board with airtightness, making the melamine decorative board non-flammable.

実施例2
銅微粒子の集まりで、天然木突板化粧合板を覆う実施例である。天然木突板化粧板は、床材や建具などの建材や、家具の表面化粧材に用いられており、木材を0.2-0.6mmの厚みで薄くスライスした突板の複数枚を合板に貼合わせ、100℃を超えた温度で接着剤を乾燥する。なお、木材は大気雰囲気で、400-460℃の温度で発火する。
銅化合物として、オクチル酸銅[CH(CHCH(C)COO]Cu(例えば、三津和化学薬品株式会社の製品)を用いた。第二の有機化合物として、沸点が194℃で、25℃における粘度が7.3mPa・秒である1-オクタノール(例えば、富士フィルム和光純薬工業株式会社の製品)を用いた。また、第一の有機化合物として、20℃の粘度が0.738mPa・秒で、沸点が126℃である酢酸ノルマルブチル(例えば、富士フィルム和光純薬工業株式会社の製品)を用いた。
最初に、オクチル酸銅の70g(0.2モルに相当)が10重量%になるようにメタノールに分散し、この後、オクチル酸銅のメタノール分散液を65℃に昇温し、メタノールを気化させ、オクチル酸銅の結晶の集まりを析出させた。さらに、オクチル酸銅の結晶の集まりを、6cm×6cm×2cmの容器に移した。さらに、オクチル酸銅の結晶の集まりの上に、6cm×6cm×1cmの板を被せ、板の上に1kgの重り5個を等間隔に離間させて載せ、この後、重りを除き、容器の側面と底面とに対し、前後、左右、上下の3方向の0.2Gからなる衝撃加速度を繰り返し加えた。こうした圧縮荷重を加える処理と衝撃加速度を加える処理とを、3回繰り返した後に、重りを板の上に載せたが、板の動きがなかったため、テトラアンミン銅硝酸塩の結晶の破砕が完了したと考えた。
この後、10ccの1-オクタノールを、90ccの酢酸ノルマルブチルに溶解させ、20℃における粘度を1.4mPa・秒とした。この溶解液に、オクチル酸銅の破砕した結晶の集まりを混合し、懸濁液を作成し、容器に懸濁液を充填した。
厚みが2.5mmの天然木突板化粧合板(松本合板株式会社のタモ柾目製品)を、5cm×5cmの大きさで5個切り出し、実施例1と同様に懸濁液に浸漬し、さらに、290℃の大気雰囲気の熱処理装置を通過させ、5個の試料を作成した。
実施例1と同様に、試料の表面と断面とを電子顕微鏡で観察した。試料の表面に、銅微粒子の集まりが析出していた。また、12個前後の銅微粒子の集まりが積層して、天然木突板化粧合板を覆っていた。
なお、試料を切断する際に、切断した部位に隣接する微粒子の集まりが、試料の表面から解離しなかった。また、銅微粒子の集まりが、一定の強度で天然木突板化粧合板に接合していた。また、5個の試料を2mの高さから床に自然落下させたが、試料表面に変化がなかった。このため、銅微粒子の集まりが一定の強度で接合されていた。
さらに、実施例1と同様に、4個の試料を、840℃の大気雰囲気からなる熱処理装置に2分間放置した。この際、試料からは火炎や黒煙や異臭は一切発生しなかった。また、試料の表面にクラックなどの異常は認められなかった。この後、1つの試料を切断した。試料を切断する際に、銅微粒子の集まりは崩れなかったが、天然木突板化粧合板の灰分は崩れ落ちた。従って、銅微粒子の集まりは、840℃の耐熱性と耐火性とを兼備するとともに、気密性を持って天然木突板化粧合板を被覆し、天然木突板化粧合板に不燃性をもたらした。
Example 2
This example shows a natural wood veneer decorative plywood covered with clusters of copper particles. Natural wood veneer decorative boards are used as building materials such as flooring and fixtures, and as the surface decorative material for furniture. Multiple thin slices of wood, 0.2-0.6 mm thick, are glued to plywood, and the adhesive is dried at temperatures exceeding 100°C. Wood ignites at temperatures of 400-460°C in the atmosphere.
The copper compound used was copper octoate [ CH3 ( CH2 ) 3CH ( C2H5 )COO] 2Cu (for example, a product of Mitsuwa Chemical Industries , Ltd.). The second organic compound used was 1-octanol (for example, a product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which has a boiling point of 194°C and a viscosity of 7.3 mPa·s at 25°C. The first organic compound used was n-butyl acetate (for example, a product of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which has a viscosity of 0.738 mPa·s at 20°C and a boiling point of 126°C.
First, 70 g (equivalent to 0.2 moles) of copper octylate was dispersed in methanol to a concentration of 10 wt %. The methanol dispersion of copper octylate was then heated to 65°C, the methanol was evaporated, and a cluster of copper octylate crystals was precipitated. The cluster of copper octylate crystals was then transferred to a 6 cm x 6 cm x 2 cm container. A 6 cm x 6 cm x 1 cm plate was then placed over the cluster of copper octylate crystals, and five 1 kg weights were placed evenly spaced on the plate. The weights were then removed, and an impact acceleration of 0.2 G was repeatedly applied to the sides and bottom of the container in three directions: front-to-back, left-to-right, and up-to-down. After repeating this process of applying a compressive load and impact acceleration three times, a weight was placed on the plate. Since there was no movement of the plate, it was considered that the crushing of the tetraammine copper nitrate crystals was complete.
Thereafter, 10 cc of 1-octanol was dissolved in 90 cc of normal butyl acetate to give a viscosity of 1.4 mPa·sec at 20° C. The resulting solution was mixed with a cluster of crushed copper octoate crystals to prepare a suspension, which was then filled into a container.
Five pieces of 5 cm x 5 cm were cut out of a 2.5 mm thick natural wood veneer decorative plywood (a straight grain ash product from Matsumoto Plywood Co., Ltd.), immersed in the suspension as in Example 1, and then passed through a heat treatment device in an air atmosphere at 290°C to create five samples.
The surface and cross section of the sample were observed under an electron microscope in the same manner as in Example 1. Clusters of copper particles were found to have precipitated on the surface of the sample. Furthermore, clusters of approximately 12 copper particles were stacked and covered the natural wood veneer decorative plywood.
When the sample was cut, the clusters of copper particles adjacent to the cut area did not dissociate from the surface of the sample. The clusters of copper particles were bonded to the natural wood veneer decorative plywood with a certain strength. Five samples were allowed to fall from a height of 2 m onto the floor, but no change was observed on the sample surface. Therefore, the clusters of copper particles were bonded with a certain strength.
Furthermore, as in Example 1, four samples were left in a heat treatment device in an air atmosphere at 840°C for two minutes. During this time, no flames, black smoke, or strange odors were generated from the samples. Furthermore, no abnormalities such as cracks were observed on the surface of the samples. After this, one sample was cut. When the sample was cut, the clusters of copper particles did not crumble, but the ash of the natural wood veneer decorative plywood crumbled. Therefore, the clusters of copper particles had both heat resistance and fire resistance at 840°C, and coated the natural wood veneer decorative plywood with airtightness, making the natural wood veneer decorative plywood non-flammable.

2つの実施例は、一部の事例に過ぎない。つまり、懸濁液に基材や部品を浸漬し、この後、基材や部品に吸着した銅化合物を熱分解すれば、可燃性ないしは難燃性の基材や部品の表面を、銅微粒子の集まりで覆うことができる。また、金属微粒子は、銅微粒子に限らず、可燃性ないしは難燃性の基材や部品の表面を、金属化合物の熱分解で析出した様々な金属微粒子の集まりで覆うことができる。
すなわち、基材ないしは部品の材質、形状、大きさ、また、表面状態に関わらず、基材ないしは部品を懸濁液に浸漬すれば、懸濁液の粘度に応じて懸濁液が、基材ないしは部品の表面に付着する。2つの実施例では、平板状の板材を用いたが、部品であっても、部品を懸濁液に浸漬すれば、部品の材質、形状、大きさ、また、表面状態に関わらず、懸濁液の粘度に応じて懸濁液が部品の表面に付着する。
また、基材ないしは部品に付着した懸濁液の厚みは、懸濁液の粘度で決まる。この結果、基材ないしは部品を覆う銅微粒子の集まりが隙間なく積み重なって積層した銅微粒子の個数が、懸濁液の粘度で自在に変えられる。2つの実施例では、銅微粒子が隙間なく積み重なって積層した微粒子が12個前後と15個前後であったが、全ての銅微粒子同士が接合し、銅微粒子の集まりが基材ないしは部品に接合するため、銅微粒子の集まりは気密性を発揮した。従って、基材ないしは部品の材質、形状、大きさまた、表面状態に拘わらず、気密性を持つ金属微粒子の集まりで、基材ないしは部品を覆うことができる。このため、840℃の高温でも、気密性を持つ金属微粒子の集まりが基材ないしは部品に不燃性をもたらす。この不燃性を、全ての可燃性ないしは難燃性の基材ないしは部品に付与できる。
The two examples are only a partial list. In other words, by immersing a substrate or a component in the suspension and then thermally decomposing the copper compound adsorbed on the substrate or component, the surface of the flammable or flame-retardant substrate or component can be covered with a collection of copper fine particles. Furthermore, the metal fine particles are not limited to copper fine particles; the surface of the flammable or flame-retardant substrate or component can be covered with a collection of various metal fine particles precipitated by thermal decomposition of the metal compound.
That is, when a substrate or a part is immersed in the suspension, the suspension adheres to the surface of the substrate or part in accordance with the viscosity of the suspension, regardless of the material, shape, size, or surface condition of the substrate or part. In the two examples, a flat plate material was used, but even in the case of a part, when the part is immersed in the suspension, the suspension adheres to the surface of the part in accordance with the viscosity of the suspension, regardless of the material, shape, size, or surface condition of the part.
Furthermore, the thickness of the suspension adhered to the substrate or component is determined by the viscosity of the suspension. As a result, the number of copper microparticles stacked tightly on the substrate or component can be freely changed by adjusting the viscosity of the suspension. In the two examples, the number of copper microparticles stacked tightly on the substrate or component was approximately 12 and 15, respectively. However, all of the copper microparticles bonded to each other, and the copper microparticle clusters bonded to the substrate or component, so the copper microparticle clusters exhibited airtightness. Therefore, regardless of the material, shape, size, or surface condition of the substrate or component, the substrate or component can be covered with an airtight cluster of metal microparticles. Therefore, even at high temperatures of 840°C, the airtight cluster of metal microparticles provides non-flammability to the substrate or component. This non-flammability can be imparted to all flammable and flame-retardant substrates or components.

1 銅微粒子が積層した銅微粒子の集まり 2 メラミン化粧板

1. A collection of copper particles stacked together 2. Melamine decorative board

Claims (5)

可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法は、
メタノールに分子状態で分散するが、メタノールに溶解しない第一の性質と、熱分解で融点が840℃より高い金属を析出する第二の性質とを兼備する金属化合物をメタノールに分散し、該金属化合物のメタノール分散液を作成し、この後、該金属化合物のメタノール分散液から前記メタノールを気化させ、該金属化合物の結晶の集まりを、100nmより小さい結晶として析出させる、
さらに、前記金属化合物の結晶の集まりを容器に充填し、該金属化合物の結晶の集まりの表面全体を覆う板材を、該金属化合物の結晶の集まりの上に被せる、この後、該板材の表面全体に、前記容器の大きさに応じて、10-50kg重に相当する圧縮荷重を加え、前記容器内の前記金属化合物の結晶を破砕する、さらに、前記容器の側面と底面とに、前後、左右、上下の3方向の衝撃加速度を、前記容器の大きさに応じて、0.2-0.5Gの衝撃加速度として繰り返し加え、前記破砕された金属化合物の結晶の集まりを、前記容器内で再配列させる、この後、前記板材の表面全体に再度前記圧縮荷重を加え、前記金属化合物の結晶の破砕をさらに進める、さらに、前記容器の側面と底面とに前記3方向の衝撃加速度を再度繰り返し加える、こうした前記圧縮荷重を加える処理と前記衝撃加速度を加える処理とからなる一対の処理を繰り返し、前記板材に前記圧縮荷重を加えた際に、該板材の動きが無くなった時点で、前記金属化合物の結晶の破砕が完了したと判断し、前記一対の処理を停止する、この後、前記板材を前記容器から取り外す、この結果、前記金属化合物の結晶の大きさは、該金属化合物の結晶が析出した時点の大きさに比べ、1/5に近い20nm前後になる、
さらに、20℃における粘度が1mPa・秒より低い第一の有機化合物に溶解する第一の性質と、前記金属化合物溶解及び分散しない第二の性質と、沸点が前記第一の有機化合物の沸点より高く、かつ、前記金属化合物の熱分解温度より低い第三の性質と、20℃における粘度が4-7mPa・秒である第四の性質とを兼備する第二の有機化合物を、20℃における粘度が2mPa・秒より低くなるように、前記第一の有機化合物に溶解させ、該溶解液を、前記容器内の前記金属化合物の破砕した結晶の集まりに混合し、溶解液中に前記破砕した金属化合物の結晶の集まりが分散した懸濁液を作成する、
前記した処理によって製造した前記懸濁液を、可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストとして用いる、可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法。
A method for producing a paste that converts a flammable or flame-retardant material into a material that has both heat resistance and fire resistance to a temperature of 840°C, comprising the steps of:
a metal compound having both a first property of being dispersed in methanol in a molecular state but not dissolved in methanol and a second property of precipitating a metal having a melting point higher than 840°C upon thermal decomposition, is dispersed in methanol to prepare a methanol dispersion of the metal compound, and then the methanol is evaporated from the methanol dispersion of the metal compound to precipitate a collection of crystals of the metal compound as crystals smaller than 100 nm ;
Furthermore, the collection of metal compound crystals is filled into a container, and a plate material that covers the entire surface of the collection of metal compound crystals is placed on top of the collection of metal compound crystals. Thereafter, a compressive load equivalent to 10-50 kg weight is applied to the entire surface of the plate material depending on the size of the container, thereby crushing the metal compound crystals in the container. Furthermore, impact accelerations of 0.2-0.5 G are repeatedly applied to the sides and bottom of the container in three directions, front-to-back, left-to-right, and up-to-down, depending on the size of the container , to rearrange the crushed collection of metal compound crystals within the container. Thereafter, the entire surface of the plate material is again crushed. The compressive load is applied to further crush the metal compound crystals, and the impact acceleration in the three directions is again repeatedly applied to the side and bottom of the container. This pair of processes consisting of the process of applying the compressive load and the process of applying the impact acceleration is repeated, and when the plate stops moving when the compressive load is applied to the plate, it is determined that the crushing of the metal compound crystals is complete and the pair of processes is stopped. Thereafter, the plate is removed from the container. As a result, the size of the metal compound crystals becomes approximately 20 nm, which is nearly 1/5 of the size of the metal compound crystals at the time of precipitation.
Furthermore, a second organic compound having a first property of being soluble in a first organic compound having a viscosity of less than 1 mPa·sec at 20°C, a second property of not dissolving or dispersing the metal compound, a third property of having a boiling point higher than the boiling point of the first organic compound and lower than the thermal decomposition temperature of the metal compound, and a fourth property of having a viscosity of 4-7 mPa·sec at 20°C is dissolved in the first organic compound so that the viscosity at 20°C is lower than 2 mPa·sec, and the solution is mixed with the clusters of crushed crystals of the metal compound in the container to prepare a suspension in which the clusters of crushed crystals of the metal compound are dispersed in the solution .
A method for producing a paste for converting a flammable or flame-retardant substance into a substance having both heat resistance and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C, wherein the suspension produced by the above-mentioned treatment is used as a paste for converting a flammable or flame-retardant substance into a substance having both heat resistance and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C.
請求項1に記載した懸濁液を可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストとして用い、可燃性物質または難燃性物質からなる基材または部品を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する基材または部品に変える方法は、
前記ペーストを容器に充填し、可燃性物質または難燃性物質からなる基材または部品の全体を、前記容器内のペーストに浸漬し、この後、該基材または該部品を前記容器から取り出し、該基材または該部品の外界に晒された外面の全体に、前記ペーストからなる1μmより厚みが薄い被膜を吸着させる、
この後、該基材または該部品を、請求項1に記載した20nm前後の大きさに破砕された金属化合物の微細結晶が熱分解する雰囲気に晒し、さらに、該金属化合物の微細結晶が熱分解する温度まで昇温する、これによって、請求項1に記載した第一の有機化合物と請求項1に記載した第二の有機化合物とが沸点に応じて順番に気化し、この後、前記金属化合物の20nm前後の大きさからなる微細結晶の熱分解が始まり、該金属化合物の20nm前後の大きさからなる微細結晶は、無機物の分子または有機物の分子と、金属の分子とに分解し、該無機物の分子または該有機物の分子が気化熱を奪って気化し、該無機物の分子または該有機物の分子の気化が完了した瞬間に、前記金属の分子の集まりが、10nm前後の大きさからなる金属のナノ粒子を形成し、前記基材または前記部品の外界に晒された外面の全体に、融点が840℃より高い金属からなる10nm前後の大きさからなる金属のナノ粒子の集まりが斉に析出し、該析出した金属のナノ粒子同士が互いに接触する部位で金属結合するとともに、該金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層し、前記基材または前記部品の外界に晒された外面の全体が、前記金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した該金属のナノ粒子の集まりからなる外界を遮断する気密性の被膜で覆われる、
これによって、可燃性物質または難燃性物質からなる前記基材または前記部品の外界に晒された外面の全体が、前記金属結合した金属のナノ粒子の集まりが積層した該金属のナノ粒子の集まりからなる外界を遮断する気密性の被膜で覆われ、可燃性物質または難燃性物質からなる前記基材または前記部品が、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する前記基材または前記部品に変えられる、可燃性物質または難燃性物質からなる基材または部品を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する基材または部品に変える方法。
A method for converting a substrate or part made of a combustible or flame-retardant material into a substrate or part that is heat-resistant and fire-resistant to a temperature of 840°C, by using the suspension according to claim 1 as a paste for converting a combustible or flame-retardant material into a material that is heat-resistant and fire-resistant to a temperature of 840°C, comprises the steps of:
The paste is filled into a container, and a substrate or a part made of a flammable or flame-retardant material is entirely immersed in the paste in the container, and then the substrate or the part is removed from the container, and a coating made of the paste and having a thickness of less than 1 μm is adsorbed onto the entire outer surface of the substrate or the part exposed to the outside.
Thereafter, the substrate or the part is exposed to an atmosphere in which the fine crystals of the metal compound crushed to a size of about 20 nm as described in claim 1 are thermally decomposed, and further, the temperature is raised to a temperature at which the fine crystals of the metal compound are thermally decomposed. As a result, the first organic compound as described in claim 1 and the second organic compound as described in claim 1 are vaporized in order according to their boiling points. After this, the thermal decomposition of the fine crystals of the metal compound having a size of about 20 nm begins, and the fine crystals of the metal compound having a size of about 20 nm are decomposed into inorganic molecules or organic molecules and metal molecules, and the inorganic molecules or organic molecules absorb the heat of vaporization and are vaporized , and the inorganic molecules Alternatively, at the moment when the evaporation of the organic molecules is completed, the aggregation of the metal molecules forms metal nanoparticles with a size of about 10 nm, and aggregations of metal nanoparticles with a size of about 10 nm made of a metal with a melting point higher than 840°C precipitate all at once on the entire outer surface of the substrate or the part exposed to the outside world, the precipitated metal nanoparticles are metallically bonded at the sites where they come into contact with each other, and the metallically bonded aggregations of metal nanoparticles are stacked, so that the entire outer surface of the substrate or the part exposed to the outside world is covered with an airtight coating that blocks the outside world and is made of the metallic nanoparticles that are stacked together.
As a result, the entire outer surface of the substrate or part made of a flammable or flame-retardant material that is exposed to the outside world is covered with an airtight coating that blocks the outside world and is made of a collection of metal nanoparticles stacked with collections of metal-bonded metal nanoparticles, and the substrate or part made of a flammable or flame-retardant material is transformed into a substrate or part that has both heat resistance that can withstand temperatures of 840°C and fire resistance that can withstand temperatures of 840°C.This is a method for transforming a substrate or part made of a flammable or flame-retardant material into a substrate or part that has both heat resistance that can withstand temperatures of 840°C and fire resistance that can withstand temperatures of 840°C.
請求項1に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変える可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストの製造する方法は、
請求項1に記載した金属化合物が、無機物の分子ないしは無機物のイオンが配位子となって金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機塩で構成された無機金属化合物であり、該無機金属化合物を請求項1に記載した金属化合物として用い、請求項1に記載した方法に従ってペーストを製造する、請求項1に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法。
A method for producing a paste for converting a flammable or flame-retardant substance into a substance having both heat resistance and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C according to claim 1, comprising the steps of:
A method for producing a paste that converts a flammable or flame-retardant substance as defined in claim 1 into a substance that has both heat resistance capable of withstanding 840°C and fire resistance capable of withstanding a temperature of 840°C, wherein the metal compound defined in claim 1 is an inorganic metal compound composed of an inorganic salt having a metal complex ion in which an inorganic molecule or an inorganic ion acts as a ligand and is coordinately bonded to a metal ion, and the inorganic metal compound is used as the metal compound defined in claim 1 to produce a paste according to the method defined in claim 1.
請求項1に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストの製造する方法は、
請求項1に記載した金属化合物が、オクチル酸金属化合物であり、該オクチル酸金属化合物を請求項1に記載した金属化合物として用い、請求項1に記載した方法に従ってペーストを製造する、請求項1に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法。
The method for producing a paste for converting a flammable or flame-retardant substance as described in claim 1 into a substance having both heat resistance capable of withstanding a temperature of 840°C and fire resistance capable of withstanding a temperature of 840°C, comprises the steps of:
A method for producing a paste that converts a flammable or flame-retardant substance described in claim 1 into a substance that has both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C, wherein the metal compound described in claim 1 is a metal octylate compound, and the paste is produced according to the method described in claim 1 using the metal octylate compound as the metal compound described in claim 1.
請求項1に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストの製造する方法は、
請求項1に記載した金属化合物が、無機物の分子ないしは無機物のイオンが配位子となって金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機塩で構成された無機金属化合物である場合は、請求項1に記載した4つの性質を兼備する第二の有機化合物が、沸点が前記第一の有機化合物の沸点より高く、かつ、180℃より低いアルコール類に属する有機化合物であり、また、請求項1に記載した金属化合物が、オクチル酸金属化合物である場合は、請求項1に記載した4つの性質を兼備する第二の有機化合物が、沸点が前記第一の有機化合物の沸点より高く、かつ、290℃より低いアルコール類に属する有機化合物であり、請求項1に記載した金属化合物が前記無機金属化合物である場合は、請求項1に記載した第二の有機化合物として、前記沸点が180℃より低いアルコール類に属する有機化合物を用い、また、請求項1に記載した金属化合物がオクチル酸金属化合物である場合は、請求項1に記載した第二の有機化合物として、前記沸点が180℃より高く290℃より低いアルコール類に属する有機化合物を用い、また、請求項1に記載した第一の有機化合物が、20℃における粘度が1mPa・秒より低い第一の性質と、前記第二の有機化合物に溶解する第二の性質と、沸点が前記第二の有機化合物の沸点より低い第三の性質を兼備する酢酸エステル類に属する有機化合物であり、該酢酸エステル類に属する有機化合物を請求項1に記載した第一の有機化合物として用い、請求項1に記載した方法に従ってペーストを製造する、請求項1に記載した可燃性物質または難燃性物質を、840℃に耐えられる耐熱性と、840℃の温度に耐えられる耐火性とを兼備する物質に変えるペーストを製造する方法。
The method for producing a paste for converting a flammable or flame-retardant substance as described in claim 1 into a substance having both heat resistance capable of withstanding a temperature of 840°C and fire resistance capable of withstanding a temperature of 840°C, comprises the steps of:
When the metal compound described in claim 1 is an inorganic metal compound composed of an inorganic salt having a metal complex ion in which an inorganic molecule or an inorganic ion acts as a ligand and is coordinately bonded to a metal ion, the second organic compound having the four properties described in claim 1 is an organic compound belonging to alcohols having a boiling point higher than that of the first organic compound and lower than 180°C , and when the metal compound described in claim 1 is an octylic acid metal compound, the second organic compound having the four properties described in claim 1 is an organic compound having a boiling point lower than that of the first organic compound. When the metal compound described in claim 1 is an inorganic metal compound, the second organic compound described in claim 1 is an organic compound belonging to alcohols having a boiling point lower than 180°C, and when the metal compound described in claim 1 is an octylate metal compound, the second organic compound described in claim 1 is an organic compound belonging to alcohols having a boiling point higher than 180°C and lower than 290°C, and when the metal compound described in claim 1 is an octylate metal compound, the second organic compound described in claim 1 is an organic compound belonging to alcohols having a boiling point higher than 180°C and lower than 290°C, and A method for producing a paste that converts a flammable or flame-retardant substance as defined in claim 1 into a substance that has both heat resistance capable of withstanding 840°C and fire resistance capable of withstanding a temperature of 840°C, the method comprising using an organic compound that belongs to acetate esters and has a first property of having a viscosity at 20°C of less than 1 mPa·s, a second property of being soluble in the second organic compound, and a third property of having a boiling point lower than the boiling point of the second organic compound, the organic compound belonging to acetate esters being used as the first organic compound as defined in claim 1, and producing a paste according to the method as defined in claim 1.
JP2021180703A 2021-11-04 2021-11-04 A method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C. Active JP7827436B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021180703A JP7827436B2 (en) 2021-11-04 2021-11-04 A method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021180703A JP7827436B2 (en) 2021-11-04 2021-11-04 A method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2023069091A JP2023069091A (en) 2023-05-18
JP2023069091A5 JP2023069091A5 (en) 2024-10-28
JP7827436B2 true JP7827436B2 (en) 2026-03-10

Family

ID=86327972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021180703A Active JP7827436B2 (en) 2021-11-04 2021-11-04 A method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C.

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7827436B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130251900A1 (en) 2007-12-27 2013-09-26 Lockheed Martin Corporation Nano-structured refractory metals, metal carbides, and coatings and parts fabricated therefrom
JP2016145140A (en) 2015-02-09 2016-08-12 小林 博 Glass paste manufacturing and method for manufacturing glass paste
JP2017075385A (en) 2015-10-14 2017-04-20 小林 博 Manufacture of aggregate of pellets of synthetic resin covered with aggregate of particulates of metal or alloy and manufacture of compact of synthetic resin having properties of metal or alloy
JP2017125252A (en) 2016-01-13 2017-07-20 小林 博 Production of nanoparticles composed of metal or metal oxide dispersed in organic compounds
JP2017179318A (en) 2016-03-30 2017-10-05 小林 博 Manufacture of non-flammable synthetic resin moldings
JP2018044138A (en) 2016-09-14 2018-03-22 小林 博 Method for producing non-combustible paint

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130251900A1 (en) 2007-12-27 2013-09-26 Lockheed Martin Corporation Nano-structured refractory metals, metal carbides, and coatings and parts fabricated therefrom
JP2016145140A (en) 2015-02-09 2016-08-12 小林 博 Glass paste manufacturing and method for manufacturing glass paste
JP2017075385A (en) 2015-10-14 2017-04-20 小林 博 Manufacture of aggregate of pellets of synthetic resin covered with aggregate of particulates of metal or alloy and manufacture of compact of synthetic resin having properties of metal or alloy
JP2017125252A (en) 2016-01-13 2017-07-20 小林 博 Production of nanoparticles composed of metal or metal oxide dispersed in organic compounds
JP2017179318A (en) 2016-03-30 2017-10-05 小林 博 Manufacture of non-flammable synthetic resin moldings
JP2018044138A (en) 2016-09-14 2018-03-22 小林 博 Method for producing non-combustible paint

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023069091A (en) 2023-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yin et al. Flame-retardant activity of ternary integrated modified boron nitride nanosheets to epoxy resin
Zhang et al. Temperature-responsive resistance sensitivity controlled by L-ascorbic acid and silane co-functionalization in flame-retardant GO network for efficient fire early-warning response
Xia et al. Green construction of multi-functional fire resistant epoxy resins based on boron nitride with core-shell structure
Qian et al. Hydrothermal Synthesis of Lanthanum‐Doped MgAl‐Layered Double Hydroxide/Graphene Oxide Hybrid and Its Application as Flame Retardant for Thermoplastic Polyurethane
Luo et al. Killing three birds with one stone: a novel regulate strategy for improving the fire safety of thermoplastic polyurethane
Gong et al. In-situ encapsulated MXene nanosheets with bimetallic phosphate: Towards for reducing the fire risk of epoxy composites
Wang et al. Constructing piperazine pyrophosphate@ LDH@ rGO with hierarchical core-shell structure for improving thermal conductivity, flame retardancy and smoke suppression of epoxy resin thermosets
Zhao et al. Facile preparation of microcapsuled PN@ MXene flame retardant using layer-by-layer assembly strategy towards enhanced fire safety of epoxy resin
CN1252176C (en) The flame retardant interior sheet with low smoke emission
Liu et al. Core/shell structure magnesium hydroxide@ polyphosphate metal salt: preparation and its performance on the flame retardancy for ethylene vinyl acetate copolymer: H. Liu et al.
Panda et al. Development of hexagonal boron nitride and zinc oxide nanocomposite for fire retardant and anti-electromagnetic construction coatings
JP7827436B2 (en) A method for converting a flammable or flame-retardant substrate or part into a substrate or part that has both heat resistance capable of withstanding temperatures of 840°C and fire resistance capable of withstanding temperatures of 840°C.
EP3035342A1 (en) Composition for forming conductive pattern, and resin structure having conductive pattern
Li et al. A cost-effective strategy to construct highly effective flame-retardant coatings of modified epoxy resin/layered double hydroxide/zinc borate for polystyrene foam
Gao et al. Ionic liquids modified MXene as a flame retardant synergist for the unsaturated polyester resin
Lyu et al. Synthesis of ZnFe2O4@ Mg‐Al‐SDBS LDH composites for regulating heat and fire safety properties of polyurea
JP2023069091A5 (en)
Qiu et al. Flame‐retardant thermoplastic polyurethane‐based nanocomposites: Research status, prospects and challenges
JP6792833B2 (en) A method of covering a flammable substance with an airtight film to make the flammable substance nonflammable.
JP2018044138A5 (en)
JP2021045714A (en) Method for converting flammable or flame-retardant base material or component into non-flammable one by covering with aggregate of two kinds of fine particles composed of aluminum oxide fine particles and maghemite fine particles
Yu et al. A double encapsulation strategy for enhancing the comprehensive performance of PO cable materials
KR20180109245A (en) Multi-layer graphene-metal-polymer sheet for shielding electromagnetic wave
JP2015056392A (en) Production and production method of conductive paste material
JP6748392B2 (en) Method for producing transparent noncombustible sheet having properties of not self-igniting and not igniting

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241018

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241022

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250910

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20251011

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20260217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20260226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7827436

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150