JP2018179010A - Fireproof insulation sheet - Google Patents
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Abstract
【課題】 薄型で軽量であり、可撓性を有し、優れた耐火性能を有する耐火断熱シートを提供できる耐火断熱シートを提供する。【解決手段】 耐火繊維製織布で形成された袋体内に、積層タイプ断熱体が収納されている耐火断熱シートであって、前記積層タイプ断熱体が、ヒドロキシル基を有するシリカ系無機繊維の不織布で構成される熱エネルギー消費層を少なくとも1層;基材表面に金属層を有する金属層付き基材又は金属箔で構成される反射材を少なく1層;及び面方向に黒鉛結晶が配向されているグラファイト層を少なくとも1層が積層された積層体である。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refractory heat insulating sheet which is thin and lightweight, has flexibility and can provide a refractory heat insulating sheet having excellent fire resistance. SOLUTION: This is a fire-resistant heat insulating sheet in which a laminated type heat insulating material is housed in a bag made of a fire resistant fiber woven fabric, and the laminated type heat insulating body is a non-woven fabric of silica-based inorganic fiber having a hydroxyl group. At least one heat energy consuming layer composed of; one layer less reflective material composed of a base material with a metal layer having a metal layer on the surface of the base material or a metal foil; and graphite crystals oriented in the plane direction. It is a laminated body in which at least one layer of graphite layers is laminated. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、火災等の炎から通信ケーブル、発送電ケーブル等を保護するために、これらをコンパクトに被包して、ケーブル(特にケーブル被覆材)が損傷するような高温に達する時間を遅延させることができる耐火断熱シートに関する。 The present invention compactly encapsulates communication cables, dispatch cables and the like from fires and other flames, and delays the time to reach a high temperature that may damage the cables (especially the cable sheathing). It can be related to a fireproof insulation sheet.
近年の高度情報化の進展に伴い、光ファイバーや通信ケーブル、発送電ケーブル等を、火災等の突発的災害から保護する対策が求められている。
特に、ケーブルの被覆材が燃焼すると、ケーブル間の短絡が起こり、通信制御や電力供給が不可能となるため、これらの通信網への延焼を防ぐ措置をとることが求められている。
さらに、原子力発電所等の発電所においては、突発的な火災等から通信ケーブルや発送電ケーブル等を保護することは非常に重要である。
With the recent advancement of high-level computerization, there is a demand for measures to protect optical fibers, communication cables, dispatch cables and the like from sudden disasters such as fires.
In particular, when the cable sheathing burns, a short circuit between the cables occurs, and communication control and power supply become impossible, so it is required to take measures to prevent the spread of fire to these communication networks.
Furthermore, in a power plant such as a nuclear power plant, it is very important to protect communication cables and dispatch cables from sudden fires and the like.
近年、不燃性、難燃性の耐火断熱シートで、ケーブル束を被包するといった方法や、散水や消化ガス充満などによる延焼防止対策が採られるようになっている。耐火断熱シートを用いる防火対策は、複雑に配線されるケーブル等の防火対策として、スペースに制限がある場所や折れ曲がりなどのコーナー部がある場合にも対処できるという利点がある。 In recent years, a method of covering cable bundles with a non-combustible and non-combustible fire-resistant insulation sheet, and measures to prevent the spread of fire by sprinkling water or digestive gas fullness have been taken. The fire protection measures using the fireproof insulation sheet have an advantage of being able to cope with a case where there is a space limitation or a corner portion such as a bend as a fire prevention measure for a cable or the like which is complicatedly wired.
上記のような防火対策に用いられる耐火断熱シートしては、ケーブルラックの周辺が偏狭なため、断熱性に優れるだけでなく、ケーブルをコンパクトに被包できるように、軽量で且つ可撓性を有し、取扱い性に優れることも必要である。一般に用いられている耐火断熱シートは、セラミックファイバーをニードルパンチ等によりシート状とした耐火フェルトや、厚み10〜20mmのソフトタイプの耐火セラミックファイバーブランケット、さらに必要に応じて、これらを複数枚重ねて、耐熱性の織布で被包されたものが挙げられる。 The fireproof insulation sheet used for fire prevention measures as described above is not only excellent in heat insulation, but also light in weight and flexible so that the cable can be compactly packaged because the cable rack periphery is narrow. It is also necessary to have good handling. The fireproof insulation sheet generally used is a fireproof felt made of ceramic fibers in a sheet form by needle punching etc., a soft type fireproof ceramic fiber blanket of 10 to 20 mm in thickness, and a plurality of these as required. And those covered with a heat resistant woven fabric.
例えば、特開2002−95119号公報(特許文献1)には、薄くて、ケーブル束への取付作業が容易な、ケーブル保護用耐火断熱シートとして、セラミックファイバー、アルミナファイバー等の繊維質耐火素材の圧縮成形物からなる耐火シートが提案されている。かかる耐火シートは、耐火性布製袋体内に、前記圧縮成形物を収容することで、繊維質耐火素材が粉塵化して外部に漏出することを防止している。 For example, in JP-A-2002-95119 (patent document 1), as a fireproof insulation sheet for cable protection, which is thin and easy to attach to a cable bundle, a fiber fireproof material such as ceramic fiber or alumina fiber is used. A fire resistant sheet consisting of a compression molded product has been proposed. The fireproof sheet prevents the fibrous fireproofing material from being dusted and leaking to the outside by housing the compression-molded product in the fireproof cloth bag.
セラミックファイバーからなる耐火断熱シートとは別に、火災等の温度上昇に伴い、不燃性ガスを発生して膨張するとともに、それ自体が炭化することで気孔を有する炭化断熱層を形成する膨張タイプの耐火シートも提案されている(例えば、特開2000−192570号公報(特許文献2))。 In addition to the fireproof insulation sheet made of ceramic fiber, an expansion-type fireproof that generates non-combustible gas and expands with the rise of temperature such as fire, and carbonizes itself to form a carbonized insulation layer with pores. A sheet has also been proposed (e.g., JP-A-2000-192570 (Patent Document 2)).
一方、防火障壁のような構造体としては、例えば、特表2006−527152号公報(特許文献3)に、少なくとも1層のアルカリケイ酸塩樹脂組成物層と、膨張材料層(例えば膨張グラフィックシート)、反射材(例えばアルミニウム、ニッケル、クロムなどの高反射性金属の箔又は板)、断熱材(例えばアルミナ、ケイ酸化合物などの各種セラミック材)、閉込めガス領域を有する波形層などを種々組み合わせた耐火積層体(パネル)が提案されている。 On the other hand, as a structure like a fire barrier, for example, JP-A-2006-527152 (Patent Document 3) includes at least one alkali silicate resin composition layer and an expandable material layer (for example, an expanded graphic sheet) ), Reflectors (for example, foils or plates of highly reflective metals such as aluminum, nickel and chromium), heat insulators (for example, various ceramic materials such as alumina and silicates), corrugated layers having a confined gas region, etc. A combined fire resistant laminate (panel) has been proposed.
ところで、通信ケーブル等のように、損傷による影響が大きい重要な機器を備えた施設、例えば原子力発電所では火災によるケーブル損傷が重大な事故発生につながる可能性があるため、1000℃の炎に1時間さらされても、燃焼せず、ケーブル等をケーブルの被覆材の耐熱温度以下、例えば200℃以下に保持するといった厳しい耐火性能が求められる。 By the way, in facilities equipped with important equipment that is greatly affected by damage such as communication cables, for example, in a nuclear power plant, cable damage by fire may lead to a serious accident. Even if it is exposed for a long time, severe fire resistance is required such that it does not burn and keeps cables and the like at the heat resistant temperature or less of the cable covering material, for example, 200 ° C. or less.
一般的な断熱材の断熱性能については、厚みがパラメータとなることから、セラミックファイバー製耐火シートやガラス繊維を主体とする耐火シート単独の場合で、上記耐火性能を満足するためには、厚みを50mm以上とする必要がある。シートの厚みに比例して可撓性が低下することから、コーナー部等の折り曲げ仕様の箇所では、厚み50mm以上の耐火断熱シートの適用は困難である。
また、ケーブルが多段階に配線され、スプリンクラーが設置されているような複雑な配線網に対しては、スプリンクラーの散水効率の観点から、耐火断熱シートの厚みは、50mm以下のスペースに適用できる程度にまで薄くする必要がある。
このように、ケーブル束を被包する耐火断熱シートについては、上記耐火性能を充足しつつ、可撓性を有し、軽量、薄型であることが求められる。
With regard to the heat insulation performance of a general heat insulating material, since thickness is a parameter, in the case of a fireproof sheet made of ceramic fiber or a fireproof sheet composed mainly of glass fibers, in order to satisfy the above fire resistance performance. It is necessary to be 50 mm or more. Since the flexibility decreases in proportion to the thickness of the sheet, it is difficult to apply a fireproof heat insulating sheet having a thickness of 50 mm or more at a bending specification such as a corner.
In addition, for complex wiring networks where cables are wired in multiple stages and sprinklers are installed, the thickness of the fireproof insulation sheet can be applied to a space of 50 mm or less from the viewpoint of the sprinkler efficiency of sprinklers. Need to be as thin as
As described above, the fireproof thermal insulation sheet for encapsulating the cable bundle is required to be flexible, light in weight, and thin while satisfying the fire resistance performance.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、労働安全衛生法の規制対象でない安全な材料で、薄型で軽量であり、可撓性を有し、ケーブル配線、通信網などのスペース制限の厳しい部位でも、被包により、所望の耐火性能を付与できる耐火断熱シートを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is a safe material not restricted by the Industrial Safety and Health Act, which is thin, lightweight, flexible, and cable wiring. It is an object of the present invention to provide a fireproof insulation sheet capable of imparting a desired fire resistance performance by encapsulation even at a site where space restrictions are severe such as communication networks.
本発明の耐火断熱シートは、耐火繊維製織布で形成された袋体内に、積層タイプ断熱体が収納されている耐火断熱シートであって、前記積層タイプ断熱体が、ヒドロキシル基を有するシリカ系無機繊維の不織布で構成される熱エネルギー消費層を少なくとも1層;
基材表面に金属層を有する金属層付き基材又は金属箔で構成される反射材を少なく1層;及び面方向に黒鉛結晶が配向されているグラファイト層を少なくとも1層;が積層された積層体である。
The fireproof thermal insulation sheet of the present invention is a fireproof thermal insulation sheet in which a laminate type heat insulator is housed in a bag body formed of fireproof fiber woven fabric, and the laminate type heat insulator is a silica-based material having a hydroxyl group. At least one thermal energy consuming layer composed of inorganic fiber non-woven fabric;
At least one layer consisting of a metal layer-coated substrate or metal foil having a metal layer on the substrate surface or a reflector composed of metal foil; and at least one graphite layer in which graphite crystals are oriented in the plane direction; It is a body.
前記積層タイプ断熱体において、前記熱エネルギー消費層の片面に前記グラファイト層が積層された積層ユニットを含むことが好ましい。
また、前記熱エネルギー消費層の両面に、前記反射材が積層された積層ユニットを含むことが好ましい。
また、反射材,グラファイト層,熱エネルギー消費層、反射材の順で積層された積層ユニットを含むことが好ましい。
The laminated type heat insulator preferably includes a laminated unit in which the graphite layer is laminated on one side of the heat energy consuming layer.
Moreover, it is preferable to include the lamination | stacking unit in which the said reflector was laminated | stacked on both surfaces of the said heat energy consumption layer.
Further, it is preferable to include a laminated unit in which a reflector, a graphite layer, a thermal energy consumption layer, and a reflector are laminated in this order.
前記積層タイプ断熱体は、空孔率70%以上のシリカエアロゲルがシート状繊維塊に担持されているエアロゲル担持シートを、さらに含んでもよい。
前記エアロゲル担持シートを含む場合、前記グラファイト層と前記エアロゲル担持シートとの間には、少なくとも1層の前記エネルギー消費層が配設されていることが好ましい。
The laminated type heat insulator may further include an airgel support sheet in which a silica airgel having a porosity of 70% or more is supported on a sheet-like fiber mass.
When the airgel support sheet is included, it is preferable that at least one energy consumption layer is disposed between the graphite layer and the airgel support sheet.
前記積層タイプ断熱体は、少なくとも一方の最外面が前記反射材であることが好ましい。
また、前記グラファイト層は、膨張黒鉛シートであることが好ましい。
また、前記金属層付き基材は、ガラス繊維、シリカ繊維、セラミック繊維、又は鉱物繊維を編織してなる布帛の表面に金属が蒸着されている金属蒸着布帛であることが好ましい。
It is preferable that at least one outermost surface of the laminated type heat insulator is the reflector.
Preferably, the graphite layer is an expanded graphite sheet.
Moreover, it is preferable that the said base material with a metal layer is a metal vapor deposition fabric by which metal is vapor-deposited on the surface of the fabric which weaves and weaves glass fiber, a silica fiber, ceramic fiber, or mineral fiber.
本発明の耐火断熱シートは、局所的に加熱された場合であっても、面方向全体に熱伝導され、効率的に熱エネルギーを減衰させることができる。したがって、本発明の耐火断熱シートは、ケーブル束の被包、コーナー部などの取り付けに便利な、軽量、薄型で可撓性を有し、且つ優れた断熱性を有する。 The heat-resistant insulation sheet of the present invention can conduct heat in the entire surface direction even when heated locally, and can effectively attenuate the heat energy. Therefore, the fireproof thermal insulation sheet of the present invention is lightweight, thin, flexible, and has excellent thermal insulation, which is convenient for attaching a sheath, a corner portion and the like of a cable bundle.
図1は、本発明の代表的実施形態の耐火断熱シート10の構成を示す模式断面図である。図1に示す耐火断熱シート10は、耐火繊維製織布で形成された袋体1内に、積層タイプ断熱体2を収納したものである。
以下、袋体及び積層タイプ断熱体について詳述する。
FIG. 1: is a schematic cross section which shows the structure of the fireproof heat insulation sheet | seat 10 of typical embodiment of this invention. The fireproof thermal insulation sheet 10 shown in FIG. 1 accommodates the laminated type heat insulator 2 in a bag 1 formed of fireproof fiber woven fabric.
Hereinafter, the bag and the laminated type heat insulator will be described in detail.
<積層タイプ断熱体>
〔積層体の構成要素〕
はじめに、本発明の耐火断熱シートの本体となる積層タイプ断熱体を構成する各層について説明する。
<Laminated type insulation>
[Components of Laminate]
First, each layer which comprises the lamination | stacking type heat insulation body used as the main body of the fireproof insulation sheet | seat of this invention is demonstrated.
(1)熱エネルギー消費層(F)
熱エネルギー消費層とは、それ自体、熱エネルギーを消費することで、断熱効果を発揮することができるもので、具体的には、ヒドロキシル基を有するシリカ系無機繊維からなる不織布で構成される。
本発明で使用するヒドロキシル基を有するシリカ系無機繊維は、SiO2を81重量%以上有し、SiO−のネットワークの一部にSi(OH)が存在しているもので、加熱により下記(1)式の脱水縮合反応がおこり、H2Oを生成する。
(1) Thermal energy consumption layer (F)
The heat energy consuming layer is a layer capable of exerting a heat insulating effect by itself consuming heat energy, and specifically, is constituted by a non-woven fabric made of a silica based inorganic fiber having a hydroxyl group.
The silica-based inorganic fiber having a hydroxyl group used in the present invention has 81% by weight or more of SiO 2 , and Si (OH) is present in a part of the network of SiO −. Dehydration condensation reaction of the formula occurs to produce H 2 O.
上記シリカ系無機繊維の組成は、特に限定しないが、好ましくは、以下の組成を有する。
SiO2:81〜97重量%;
Al2O3:3〜19重量%;並びに
ZrO2、TiO2、Na2O、Li2O、K2O、CaO、MgO、SrO、BaO、Y2O3、La2O3、Fe2O3、およびこれらの混合物から選択される成分(「その他の成分」と称する)を2重量%以下。
The composition of the above-mentioned silica-based inorganic fiber is not particularly limited, but preferably has the following composition.
SiO 2 : 81 to 97% by weight;
Al 2 O 3 : 3 to 19% by weight; and ZrO 2 , TiO 2 , Na 2 O, Li 2 O, K 2 O, CaO, MgO, SrO, BaO, Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Fe 2 2% by weight or less of components selected from O 3 and mixtures thereof (referred to as “other components”).
具体的には、下記組成を有する出発ガラス物質を溶融し、
55〜80重量%のSiO2、
5〜19重量%のAl2O3、
15〜26重量%のNa2O、
0〜12重量%のZrO2、
0〜12重量%のTiO2、および
Li2O、K2O、CaO、MgO、SrO、BaO、Y2O3、La2O3、Fe2O3、およびこれらの混合物:1.5重量%以下;
当該溶融物からフィラメントまたはステープルファイバーを形成し;
得られたフィラメントまたはステープルファイバーを酸抽出し;
抽出したフィラメントまたはステープルファイバーから、残留する酸および/または塩残留物を除去後、乾燥することにより製造することができる。
Specifically, the starting glass material having the following composition is melted,
55 to 80% by weight of SiO 2,
5 to 19% by weight of Al 2 O 3 ,
15 to 26% by weight Na 2 O,
0-12 wt% of ZrO 2,
0-12 wt% of TiO 2, and Li 2 O, K 2 O, CaO, MgO, SrO, BaO, Y 2 O 3, La 2 O 3, Fe 2 O 3, and mixtures thereof: 1.5 wt %Less than;
Forming filaments or staple fibers from the melt;
Acid extracting the resulting filaments or staple fibers;
It can be produced by removing residual acid and / or salt residue from the extracted filaments or staple fibers and then drying.
酸処理において、アルカリ金属イオンは、酸処理によりプロトンに置換されるが、Si−Oネットワーク中にイオン(Al3+、TiO2+またはTi4+、およびZrO2+またはZr4+)が残存することになる。二酸化ケイ素骨格中のプロトンによって置換された金属イオンは、原子価に依存して、ある数のヒドロキシル基が残ると考えられる。これらのヒドロキシル基が、600〜800℃程度で、上記(1)式のように縮合反応して、新たなSi−O−Si結合を形成するとともに、H2Oを放出する。 In the acid treatment, alkali metal ions are replaced with protons by acid treatment, but the ions (Al 3+ , TiO 2+ or Ti 4+ , and ZrO 2+ or Zr 4+ ) will remain in the Si-O network. Metal ions substituted by protons in the silicon dioxide backbone are believed to leave a certain number of hydroxyl groups, depending on valence. These hydroxyl groups undergo a condensation reaction at about 600 to 800 ° C. as in the above formula (1) to form a new Si—O—Si bond and release H 2 O.
脱水縮合によって生じた水は、高温雰囲気下で気化する。このとき、気化熱として、シリカ系無機繊維製不織布に与えられた熱エネルギーを消費することから、不織布の温度上昇を抑制できる。 Water generated by dehydration condensation is vaporized in a high temperature atmosphere. At this time, since the heat energy given to the nonwoven fabric made of silica-based inorganic fiber is consumed as the heat of vaporization, the temperature rise of the nonwoven fabric can be suppressed.
尚、不織布を構成するシリカ系無機繊維は、組成内にSi(OH)が含まれるシリカ系無機繊維であれば特に限定しないが、例えば、AlO1.5・18〔(SiO2)0.6(SiO1.5OH)0.4〕で表される組成が挙げられる。
このような組成を有する無機繊維は、溶融紡糸により、径6〜13μm、好ましくは7〜10μm程度で、長さ3〜30mmのステープルファイバー、または径6〜13μm、好ましくは7〜10μm程度で、長さ30〜150mm程度のフィラメントとして製造することができる。フィラメント、ステープルファイバーのいずれにおいても、溶融後、連続紡糸により製造されるので、ショットを実質的に含んでいない。このため、労働安全衛生法施行令の安全基準をクリアし、特定化学物質障害予防規則による規制の対象とはならない。
The silica-based inorganic fiber constituting the non-woven fabric is not particularly limited as long as it is a silica-based inorganic fiber in which Si (OH) is contained in the composition, for example, AlO 1.5 · 18 [(SiO 2 ) 0.6 (SiO 1.5 OH) The composition represented by 0.4 ] is mentioned.
The inorganic fiber having such composition has a diameter of about 6 to 13 μm, preferably about 7 to 10 μm, a staple fiber having a length of 3 to 30 mm, or a diameter of 6 to 13 μm, preferably about 7 to 10 μm by melt spinning. It can be manufactured as a filament of about 30 to 150 mm in length. Both the filaments and staple fibers are substantially free of shot because they are produced by continuous spinning after melting. For this reason, it clears the safety standards of the Labor Safety and Health Act enforcement order and is not subject to the regulation under the Specific Chemical Substances Hazard Prevention Regulations.
このようなシリカ系無機繊維としては、市販のものを用いることができ、例えば、belChem Fiber Materials GmbH社のBELCOTEX(登録商標)などを用いることができる。 A commercially available thing can be used as such a silica type inorganic fiber, For example, BELCOTEX (trademark) of belChem Fiber Materials GmbH, etc. can be used.
BELCOTEX(登録商標)繊維は、一般にアルミナによって変性されたケイ酸から作成され、標準タイプのステープル繊維プレヤーンでは、約550テックスの平均繊度を有する。BELCOTEX(登録商標)繊維は、アモルファスであり、一般的には、約94.5質量パーセントのシリカ、約4.5質量パーセントのアルミナ、0.5質量パーセント未満の酸化物、および0.5質量パーセント未満の他の成分を含有する。平均径約9μmで径のばらつきは少なく、融点1500℃〜1550℃で、1100℃までの耐熱性がある。 BELCOTEX® fibers are generally made from silicic acid modified with alumina, and for standard type staple fiber pre-yarns, have an average denier of about 550 tex. BELCOTEX® fibers are amorphous, generally about 94.5 weight percent silica, about 4.5 weight percent alumina, less than 0.5 weight percent oxide, and 0.5 weight percent Contains less than a percent of other ingredients. There is little variation in diameter with an average diameter of about 9 μm, and there is heat resistance up to 1100 ° C. with a melting point of 1500 ° C. to 1550 ° C.
このようなシリカ系無機繊維を用いた不織布は、湿式法又は乾式法により形成したウエブを、水流交絡法、ニードルパンチ法等の従来公知の方法により、繊維を交絡させて製造することができる。 A non-woven fabric using such a silica-based inorganic fiber can be produced by intermingling fibers formed by a wet method or a dry method with a conventionally known method such as a water flow entanglement method or a needle punch method.
以上のようなシリカ系無機繊維製不織布で構成される熱エネルギー消費層の厚みは、特に限定しないが、好ましくは3〜10mm、より好ましくは5〜7mmである。薄すぎると、繊維量との関係で、十分な熱エネルギー減衰量が得られず、ひいては十分な断熱性能が得られにくい。一方、分厚くなりすぎると、多層構造とした場合に、全体の厚みとの関係で、積層体に組み込むことができる数が限定されてしまい、ひいては、本発明の効果が得られにくくなるからである。 The thickness of the heat energy consuming layer formed of the non-woven fabric made of silica-based inorganic fibers as described above is not particularly limited, but is preferably 3 to 10 mm, more preferably 5 to 7 mm. If it is too thin, sufficient thermal energy attenuation can not be obtained in relation to the amount of fiber, and as a result, sufficient thermal insulation performance can not be obtained. On the other hand, if the thickness is too large, in the case of a multilayer structure, the number that can be incorporated in the laminate is limited in relation to the overall thickness, which makes it difficult to obtain the effects of the present invention. .
尚、シリカ系無機繊維製不織布は、単独で熱エネルギー消費層(F)として用いられてもよいし、両面に反射材(R)が貼付された「R/F/R」の積層ユニットとして、用いられてもよい。
かかる積層ユニットとすることで、脱水縮合により生成した水が、他の層に拡散することなく、気化することになるので、シリカ系無機繊維製不織布内で熱エネルギーが有効に消費されることができる。
In addition, a silica-based inorganic fiber non-woven fabric may be used alone as a heat energy consuming layer (F), or as a lamination unit of “R / F / R” in which a reflective material (R) is attached on both sides, It may be used.
By using such a lamination unit, water generated by dehydration condensation is vaporized without being diffused to other layers, so that thermal energy is effectively consumed in the non-woven fabric made of silica-based inorganic fibers. it can.
(2)反射材(R)
反射材とは、熱エネルギーを反射する役割を有する層であり、金属箔、又は基材表面に金属を蒸着若しくは金属箔をラミネートした金属層付き基材が用いられる。
(2) Reflective material (R)
The reflector is a layer having a role of reflecting thermal energy, and a metal foil or a substrate with a metal layer in which a metal is vapor-deposited or a metal foil is laminated on the surface of the substrate is used.
金属箔または金属蒸着に用いられる金属としては、アルミニウム、ステンレス、チタン、クロム、ニッケル、金などの高反射性金属が挙げられ、好ましくはアルミニウムである。
このような高反射性金属の金属箔、好ましくはアルミニウム箔であり、通常5〜25μm、好ましくは10〜18μmである。分厚くなりすぎると、剛性が大きくなりすぎるため、最終的に形成される耐火断熱シートの可撓性の低下につながり、ひいては、耐火断熱シートの取扱い性低下の原因となる。
Examples of the metal used for metal foil or metal deposition include highly reflective metals such as aluminum, stainless steel, titanium, chromium, nickel and gold, with preference given to aluminum.
The metal foil of such a highly reflective metal, preferably an aluminum foil, is usually 5 to 25 μm, preferably 10 to 18 μm. If the thickness is too large, the rigidity is too large, which leads to a decrease in flexibility of the finally formed fireproof insulation sheet, which in turn leads to a decrease in the handleability of the fireproof insulation sheet.
上記金属層付き基材に用いられる基材としては、プラスチックフィルム又は布帛を用いる。 A plastic film or a cloth is used as a base material used for the said base material with a metal layer.
前記プラスチックフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアミドフィルムなどを用いることができ、好ましくは、耐熱温度が高いポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムである。使用するプラスチックフィルムの厚みは特に限定しないが、通常8μm〜500μm、好ましくは8〜300μm、より好ましくは10〜100μmである。薄すぎると基材としての役目が不十分となり、分厚すぎると積層タイプ断熱材の厚み増大の原因となって、耐火断熱シートの薄型化と所望の断熱性能の確保が困難となる。 As the plastic film, a polyolefin film such as polyethylene and polypropylene, a polyester film, a polycarbonate film, a polyamide film and the like can be used, and preferably a polyethylene terephthalate (PET) film having a high heat resistance temperature. Although the thickness of the plastic film to be used is not particularly limited, it is usually 8 μm to 500 μm, preferably 8 to 300 μm, more preferably 10 to 100 μm. If it is too thin, its role as a substrate will be insufficient, and if it is too thick, it will cause an increase in the thickness of the laminated type heat insulating material, making it difficult to make the fireproof heat insulation sheet thinner and secure the desired heat insulation performance.
前記布帛としては、薄型の要請の観点から、織布又は編布が好ましく用いられる。布帛を構成する糸状体(繊維)としては、レーヨン繊維等の天然繊維若しくは半合成繊維;アラミド繊維若しくはポリエステル繊維等の合成繊維;金属繊維;セラミック繊維;鉱物繊維;ガラス繊維;炭素繊維などを用いることができるが、これらのうち、耐熱性の観点からガラス繊維、シリカ繊維、セラミック繊維、鉱物繊維が好ましく、より好ましくは耐熱性、コストの点から、ガラス繊維が用いられる。ガラス繊維の耐熱性は、組成にもよるが、汎用タイプのEガラス(SiO2で:50〜60%、Al2O3:10〜15%)で、通常600〜800℃であり、金属層として好ましく用いられるアルミニウムの融点(約660℃)よりも高い。
したがって、反射材として金属層付き基材を用いる場合、厚み50μm〜2.5mmが好ましく、より好ましくは0.1mm〜1mmのガラス繊維製織布を基材として、この一面又は両面に金属を蒸着又は金属箔を貼付した金属層付き基材が挙げられる。
A woven fabric or a knitted fabric is preferably used as the fabric from the viewpoint of thinness. As yarns (fibers) constituting the fabric, natural fibers such as rayon fibers or semi-synthetic fibers; synthetic fibers such as aramid fibers or polyester fibers; metal fibers; ceramic fibers; mineral fibers; glass fibers; carbon fibers etc. Of these, glass fibers, silica fibers, ceramic fibers, and mineral fibers are preferable from the viewpoint of heat resistance, and more preferably glass fibers are used from the viewpoint of heat resistance and cost. The heat resistance of glass fiber depends on the composition, but it is usually 600 to 800 ° C with general-purpose type E glass (SiO 2 : 50 to 60%, Al 2 O 3 : 10 to 15%), metal layer Higher than the melting point (about 660 ° C.) of aluminum preferably used as
Therefore, when using a substrate with a metal layer as a reflector, the thickness is preferably 50 μm to 2.5 mm, more preferably 0.1 mm to 1 mm, and a glass fiber woven fabric is used as a substrate and metal is deposited on one side or both sides. Or the base material with a metal layer which affixed metal foil is mentioned.
また、布帛又はプラスチックフィルム表面に直接金属を蒸着又は金属箔を貼付した金属層付き基材だけでなく、ガラス繊維製織布等の布帛の一面に、プラスチックフィルムの両面に金属が蒸着されている金属層付き基材を貼着した、混合タイプ金属層付き基材であってもよい。混合タイプ金属層付き基材としては、市販のものを用いてもよい。例えば、GENTEX Corp.のDualMirror(登録商標)などが挙げられる。 In addition, metal is vapor-deposited on both sides of the plastic film on one surface of the cloth such as a glass fiber woven fabric as well as the metal-layer-provided substrate in which metal is directly vapor-deposited or metal foil is adhered to the surface of the fabric or plastic film. It may be a mixed type metal layer coated substrate to which a metal layer coated substrate is attached. A commercially available thing may be used as a base material with a mixed type metal layer. For example, GENTEX Corp. And DualMirror (registered trademark).
反射材として金属箔を用いる場合、耐火断熱シートの厚みにほとんど影響を与えることなく、反射材としての役目を果たすことができる。
一方、金属層付き基材の場合、基材の種類にもよるが、金属箔に比べて分厚くなる傾向にあり、また重量も増大することになる。しかしながら、基材としてガラス繊維製布帛を用いる場合のように、金属層の融点よりも高い融点を有する基材を用いることで、金属箔が焼失してしまうような条件であっても、基材により、金属層が保持され、積層タイプ断熱体の形状も保持できるという利点がある。また、ガラス繊維製布帛に基づく断熱効果も得られる。したがって、厚み及び重量の許容範囲内で、金属箔と金属層付き基材(又は混合タイプ金属層付き基材)を貼付したユニットとして使用したり、積層体中に、金属箔と金属層付き基材(又は混合タイプ金属層付き基材)の双方を、反射材として含むように使用することが好ましい。
When a metal foil is used as the reflector, it can serve as a reflector with almost no influence on the thickness of the fireproof insulation sheet.
On the other hand, in the case of a substrate with a metal layer, although depending on the type of substrate, it tends to be thicker than metal foil, and the weight also increases. However, as in the case of using a glass fiber fabric as the base material, the base material having a melting point higher than the melting point of the metal layer can cause the metal foil to be burnt out even if the base material is burnt out. This has the advantage that the metal layer is retained and the shape of the laminated type thermal insulator can also be retained. Moreover, the heat insulation effect based on the glass fiber cloth is also obtained. Therefore, within the allowable range of thickness and weight, a metal foil and a substrate with a metal layer (or a substrate with a mixed type metal layer) may be used as a unit attached, or in a laminate, a substrate with a metal foil and a metal layer It is preferable to use both of the materials (or the mixed type metal layer-provided substrate) as the reflector.
金属箔、金属層付き基材は、それぞれ単独で、本発明の積層タイプ断熱体中に含まれていてもよいし、適宜組み合わせて含まれていてもよい。例えば、2枚以上の金属箔を重ねた状態で、反射材を構成してもよいし、金属箔と金属層付き基材とを重ね合わせて、反射材を構成してもよい。
反射材が、複数の金属箔、金属層付き基材、又はこれらの組合せの場合、使用する金属箔及び/又は金属層付き基材を構成する金属の種類は、同じであってもよいし、異なる種類の組み合わせであってもよい。また、複数の金属層付き基材を用いる場合、金属層付き基材の基材としては、すべての基材がプラスチックフィルムの金属層付き基材、すべての基材が布帛の金属層付き基材、プラスチックフィルムを基材とする金属層付き基材とガラス繊維製織布等の布帛を基材とする金属層付き基材との組み合わせであってもよい。
The metal foil and the substrate with a metal layer may be contained alone or in combination in the laminate-type heat insulator of the present invention. For example, the reflector may be configured in a state in which two or more metal foils are stacked, or the reflector may be configured by overlapping the metal foil and the metal layer-attached substrate.
When the reflective material is a plurality of metal foils, a substrate with a metal layer, or a combination thereof, the types of metal constituting the metal foil and / or the substrate with a metal layer to be used may be the same. It may be a combination of different types. In addition, when using a plurality of metal layer-provided substrates, as the substrate of the metal layer-provided substrate, all the substrates are substrates with a metal layer of a plastic film, and all the substrates are substrates with a metal layer of a fabric It may be a combination of a substrate with a metal layer based on a plastic film and a substrate with a metal layer based on a fabric such as a glass fiber woven fabric.
以上のような反射材は、輻射熱の反射材としての役割を有する。したがって、反射材で、熱エネルギー消費層(F)を挟持することで、熱エネルギー消費層、すなわちシリカ系無機繊維に基づいて、有効に熱エネルギーを減衰させることができる。すなわち、シリカ系無機繊維製不織布の両面に反射材を積層した積層ユニットでは、熱エネルギー消費層が閉鎖空間となるため、熱エネルギー消費層を構成するシリカ系無機繊維製不織布内で温度上昇し、そこで上記(1)式の脱水縮合反応を開始しやすくする。そして、脱水縮合により生成した水分は、反射材により拡散が抑制されるために、さらなる温度上昇により気化することになる。こうして、熱源から伝達された熱エネルギーが消費され、結果として、シリカ繊維製不織布の厚みに応じて得られる断熱効果だけでなく、気化熱による熱エネルギー減衰効果も得られることになり、効率的な温度低減が達成できる。 The reflector as described above has a role as a reflector of radiant heat. Therefore, by sandwiching the thermal energy consuming layer (F) with the reflective material, thermal energy can be effectively attenuated based on the thermal energy consuming layer, that is, the silica-based inorganic fiber. That is, in the laminated unit in which the reflective material is laminated on both sides of the silica-based inorganic fiber nonwoven fabric, the thermal energy consumption layer becomes a closed space, and the temperature rises in the silica-based inorganic fiber nonwoven fabric constituting the thermal energy consumption layer, Then, it makes it easy to start the dehydration condensation reaction of said Formula (1). And the water | moisture content produced | generated by dehydration condensation will be vaporized by further temperature rise, since spreading | diffusion is suppressed by a reflecting material. Thus, the heat energy transmitted from the heat source is consumed, and as a result, not only the heat insulation effect obtained according to the thickness of the non-woven fabric made of silica fiber but also the heat energy attenuation effect due to vaporization heat can be obtained. Temperature reduction can be achieved.
(3)グラファイト層(G)
積層タイプ断熱体の構成要素となるグラファイト層としては、面方向に黒鉛結晶が配向されたもので、黒鉛含有率が80〜100重量%、好ましくは90〜100重量%のグラファイトシートが用いられる。
(3) Graphite layer (G)
As a graphite layer to be a component of the laminate type heat insulator, a graphite sheet having a graphite content of 80 to 100% by weight, preferably 90 to 100% by weight is used, in which graphite crystals are oriented in the plane direction.
このようなグラファイトシートとしては、膨張黒鉛を、圧延して成形することで、シート状とすることができる膨張黒鉛シート、あるいは芳香族ポリイミドシートのような高分子フィルムを、還元雰囲気・加圧下で、2500℃超にまで加熱処理してグラファイト化することによっても得ることができる高分子型グラファイトシートを用いることができる。耐熱性の観点から、膨張黒鉛シートが好ましく用いられる。 As such a graphite sheet, an expanded graphite sheet which can be made into a sheet by rolling and forming expanded graphite, or a polymer film such as an aromatic polyimide sheet under a reducing atmosphere and pressure. A polymer-type graphite sheet which can be obtained by heat treatment to graphitization to over 2500 ° C. can also be used. From the viewpoint of heat resistance, an expanded graphite sheet is preferably used.
膨張黒鉛は、例えば、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイトなどのグラファイト粉末を、硫酸、硝酸等の無機酸と、濃硝酸、過塩素酸、重クロム酸塩、過酸化水素などの強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させ、水洗、乾燥し、急激に1000℃以上に加熱することで、層間化合物をガス化し、グラファイト層が押し上げられて体積が数百倍程度まで膨張することにより製造することができる。
膨張黒鉛シートは、製造方法にもよるが、通常、厚み10μm〜3mm程度、好ましくは50μm〜1mmである。また、耐熱温度は、短時間では1000℃超であり、長時間では酸化消耗するため500℃程度である。この膨張黒鉛シートは、グラファイト層間が押し広げられていて、可撓性に優れ、耐熱性に優れる。
Expanded graphite is, for example, graphite powder such as natural scaly graphite, pyrolytic graphite, kish graphite, etc., inorganic acid such as sulfuric acid or nitric acid, and strongly oxidized such as concentrated nitric acid, perchloric acid, dichromate, hydrogen peroxide or the like The compound is treated with an agent to form a graphite intercalation compound, washed with water, dried, and rapidly heated to 1000 ° C. or more to gasify the intercalation compound, and the graphite layer is pushed up and the volume expands to about several hundred times Can be manufactured by
The expanded graphite sheet usually has a thickness of about 10 μm to 3 mm, preferably 50 μm to 1 mm, though depending on the production method. Further, the heat resistant temperature is over 1000 ° C. in a short time, and is about 500 ° C. because it is oxidized and consumed in a long time. This expanded graphite sheet has the graphite layers pushed apart, is excellent in flexibility, and is excellent in heat resistance.
また、高分子型グラファイトシートでは、厚みが20〜100μm、好ましくは25〜75μmであり、耐熱温度は出発原料、製造方法等にもよるが、通常、400〜800℃程度である。 Further, in the polymer type graphite sheet, the thickness is 20 to 100 μm, preferably 25 to 75 μm, and the heat resistant temperature is usually about 400 to 800 ° C. although it depends on the starting material, the manufacturing method and the like.
このようなグラファイトシートは、熱伝導の異方性に優れていることから、例えば、耐火断熱シートの一部に炎があたった場合、シート面全体に熱伝導することで、局所的温度上昇を抑制することができ、さらに積層タイプ断熱体を構成する層の損傷を緩和できる。
さらに、グラファイトシートとして膨張黒鉛シートを用いる場合、層間の空間に基づく断熱効果も得られる。
Since such a graphite sheet is excellent in the anisotropy of heat conduction, for example, when a part of the fireproof insulation sheet has a flame, heat is conducted to the entire sheet surface to locally raise the temperature. It is possible to suppress the damage of the layers constituting the laminated type heat insulator.
Furthermore, when using an expanded graphite sheet as a graphite sheet, the heat insulation effect based on the space between layers can also be obtained.
グラファイトシートの熱伝導の異方性効果による温度上昇抑制効果、層損傷緩和効果を効果的に得るためには、その両面に熱輻射機能を有する反射材を積層した「反射材/グラファイト層/反射材」の積層ユニットで用いることが好ましい。
また、膨張黒鉛シートを用いる場合、シート枚数に比例して断熱効果を得ることができるので、断熱シートの仕様態様に応じて、複数枚積層することが好ましい。複数枚積層する場合、グラファイトシート同士を積層してもよいし、金属層やシリカ系無機繊維製不織布などを介在させて、離間した状態で積層配置してもよい。
In order to effectively obtain the temperature rise suppression effect and the layer damage alleviation effect by the anisotropic effect of the heat conduction of the graphite sheet, “Reflector / graphite layer / reflection with a heat-radiating reflector laminated on both sides” It is preferable to use in the lamination | stacking unit of material.
When an expanded graphite sheet is used, a heat insulating effect can be obtained in proportion to the number of sheets, so it is preferable to stack a plurality of sheets according to the specification of the heat insulating sheet. In the case of laminating a plurality of sheets, the graphite sheets may be laminated, or may be laminated in a separated state with a metal layer, a nonwoven fabric made of silica-based inorganic fiber, or the like interposed.
また、グラファイト層は、熱エネルギー消費層(シリカ系無機繊維製不織布)と組み合わせた積層ユニット、すなわち「グラファイト層/熱エネルギー消費層」として、好ましくは「反射材/グラファイト層/熱エネルギー消費層/反射材」として用いる。「反射材/グラファイト層/熱エネルギー消費層/反射材」の積層ユニットを、グラファイト層が熱源に近い側となるように用いることで、局所的に加熱される場合であっても、グラファイト層により面全体にわたって熱伝導され、熱エネルギー消費層を構成するシリカ系無機繊維製不織布の全体に万遍なく熱エネルギーを伝導することができる。これによりシリカ系無機繊維製不織布に万遍なく、熱エネルギーが加えられることになり、不織布全体にわたって、脱水縮合反応が起こるようにできる。ひいては、熱エネルギーを効率的に消費でき、ひいては優れた温度低減効果を得ることができる。 In addition, the graphite layer is preferably a laminated unit combined with a heat energy consuming layer (nonwoven fabric made of silica based inorganic fibers), that is, a "graphite layer / heat energy consuming layer", preferably "reflecting material / graphite layer / heat energy consuming layer / Used as a reflector. By using the laminated unit of “reflector / graphite layer / thermal energy consumption layer / reflector” so that the graphite layer is closer to the heat source, the graphite layer can be used even if it is locally heated. It is thermally conducted over the entire surface, and the thermal energy can be conducted uniformly to the entire silica-based inorganic fiber non-woven fabric constituting the thermal energy consuming layer. As a result, thermal energy is uniformly applied to the non-woven fabric made of silica-based inorganic fibers, and a dehydration condensation reaction can be caused throughout the non-woven fabric. As a result, thermal energy can be efficiently consumed, and an excellent temperature reduction effect can be obtained.
(4)エアロゲル担持シート
エアロゲル担持シートとは、シート状繊維塊を担持体として、空孔率70%以上、好ましくは80%以上のシリカエアロゲルを含浸担持させたものである。
(4) Airgel-Supporting Sheet The airgel-supporting sheet is a sheet-like fiber mass as a supporting body, in which a silica airgel having a porosity of 70% or more, preferably 80% or more, is impregnated and carried.
シリカエアロゲルの担持体となるシート状繊維塊としては、ガラス繊維;シリカ繊維、アルミナ繊維、チタニア繊維、炭化ケイ素繊維等のセラミックファイバー;金属繊維;ロックウール、バサルト繊維等の人造鉱物繊維;炭素繊維、ウイスカーなどを、抄造法にて紙状又はボード状にするか、適宜バインダーを添加してシート状に成形した不織布、マット、フェルトなどのシート状成形物を用いることができる。これらのうち、シリカエアロゲルの断熱効果を有効に得るためには、シリカエアロゲルの耐熱温度(750℃程度)でも担持体としての形状を保持できることが望まれる。かかる点、コストの点から、好ましくは人造鉱物繊維、特にロックウールのシート状物が好ましく用いられる。 The sheet-like fiber mass serving as a support of silica airgel is glass fiber; ceramic fiber such as silica fiber, alumina fiber, titania fiber, silicon carbide fiber, etc .; metal fiber; artificial mineral fiber such as rock wool, basart fiber; carbon fiber A whisker or the like may be made into a paper or board shape by a paper-making method, or a sheet-like molding such as a non-woven fabric, a mat, a felt or the like formed into a sheet by adding a binder as appropriate. Among these, in order to effectively obtain the heat insulation effect of the silica airgel, it is desirable that the shape as the support can be maintained even at the heat resistance temperature (about 750 ° C.) of the silica airgel. From such a point of view and cost, preferably, a sheet of artificial mineral fiber, particularly rock wool is preferably used.
担持されるシリカエアロゲルは、ナノサイズの空孔が、気孔率70体積%以上、好ましくは80体積%以上、より好ましくは90体積%以上で有する、粒径50nm〜5mm、気孔率90%以上が粒径1μm〜5mmの範囲内、より好ましくは1μm〜500μm、さらに好ましくは5μm〜400μmの範囲内にあるゲル粒子ある。このようなエアロゲルは、かさ密度0.1〜0.4g/cm3程度と非常に軽い。 The silica airgel to be supported has nano-sized pores having a porosity of 70% by volume or more, preferably 80% by volume or more, more preferably 90% by volume or more, particle size 50 nm to 5 mm, porosity 90% or more The gel particles have a particle diameter in the range of 1 μm to 5 mm, more preferably in the range of 1 μm to 500 μm, and still more preferably in the range of 5 μm to 400 μm. Such an airgel is very light with a bulk density of about 0.1 to 0.4 g / cm 3 .
シリカエアロゲルは、単にシート状繊維塊中に含浸され分散しているだけでもよいし、バインダー等を用いてシート状繊維塊の構成繊維上に担持されるようにしてもよい。
担持体であるシート状繊維塊とシリカエアロゲルとの含有比率(重量比)は、9:1〜5:5であることが好ましく、より好ましくは、8:2〜6:4である。
The silica airgel may be simply impregnated and dispersed in the sheet-like fiber mass, or may be supported on the constituent fibers of the sheet-like fiber mass using a binder or the like.
It is preferable that the content ratio (weight ratio) of the sheet-like fiber lump which is a support body and a silica airgel is 9: 1-5: 5, More preferably, it is 8: 2-6: 4.
このようなエアロゲル担持シートとしては、例えば、ロックウールのシート状物を担持体として用いる場合、脱ショットを行ったロックウールとエアロゲル(シリカエアロゲル)の混合物を主原料として、各種バインダーを添加して、シート状に成形することにより、製造することができる。
かかるエアロゲル担持シートは、通常、熱伝導率が0.028W/mK以下で、好ましくは0.013W/mK〜0.025W/mK程度である。
As such an airgel support sheet, for example, when using a sheet of rock wool as a support, various binders are added by using a mixture of rock wool and airgel (silica aerogel) subjected to de-shot as a main raw material. It can manufacture by shape | molding in a sheet form.
Such an airgel-carrying sheet usually has a thermal conductivity of 0.028 W / mK or less, preferably about 0.013 W / mK to about 0.025 W / mK.
エアロゲル担持シートの厚みは、通常2〜20mm、好ましくは3〜15mm、より好ましくは3〜5mmである。軽量、薄型、可撓性の観点からは薄い程好ましいが、担持体が薄くなりすぎると、担持されるエアロゲル量も少なくなり、ひいては十分な断熱性が得られにくくなる。 The thickness of the airgel carrier sheet is usually 2 to 20 mm, preferably 3 to 15 mm, more preferably 3 to 5 mm. From the viewpoint of light weight, thinness and flexibility, it is preferable to be thin. However, if the carrier is too thin, the amount of aerogel to be carried becomes small, and as a result, it becomes difficult to obtain sufficient heat insulation.
エアロゲル担持シートは、担持体に基づく空孔に加えて、エアロゲルに基づく空孔の断熱効果が得られることから、エアロゲルが担持されていない同厚みの不織布やマットよりも断熱性に優れている。しかしながら、エアロゲル担持シートは、上記のように、他の層と比べて分厚いため、断熱体の薄型化の観点からは、積層体に含まれる層数は、断熱体の仕様、使用態様に応じて、適宜選択される。
また、エアロゲル担持シートは、空孔内の対流とその低い熱伝導率により、優れた断熱性を示す。しかしながら、シリカエアロゲル自体の耐熱性は、750℃程度であり、熱エネルギー消費機能が小さいことから、積層タイプ断熱体を構成する層の加熱による損傷を防止する効果は小さいので、熱エネルギー消費層、グラファイト層よりも熱源から離れた位置に積層配置することが好ましい。
The airgel-supporting sheet is superior in heat insulation to non-woven fabrics and mats of the same thickness on which the airgel is not supported, since the heat insulation effect of the airgel-based holes is obtained in addition to the holes based on the support. However, since the airgel carrier sheet is thicker than the other layers as described above, the number of layers included in the laminate is in accordance with the specification and usage of the heat insulator from the viewpoint of thinning the heat insulator. And will be selected accordingly.
In addition, the airgel-carrying sheet exhibits excellent thermal insulation due to the convection in the pores and the low thermal conductivity. However, since the heat resistance of the silica airgel itself is about 750 ° C. and the heat energy consumption function is small, the heat energy consumption layer has a small effect of preventing damage due to heating of the layers constituting the laminate type heat insulator. It is preferable to laminately arrange at a position farther from the heat source than the graphite layer.
(5)その他の層
耐火断熱シートを構成する層としては、上記の他、所望により、また厚みの許容範囲内で、耐熱温度が高いガラス繊維製、シリカ繊維やアルミナ系繊維等のセラミックファイバー製の織布、不織布等の布帛を設けてもよい。
(5) Other layers As the layers constituting the fireproof thermal insulation sheet, other than above, if desired, glass fibers made of high heat resistance temperature within the allowable range of thickness, ceramic fibers such as silica fibers and alumina fibers A cloth such as a woven or non-woven fabric may be provided.
〔積層タイプ断熱体の層構成〕
次に、積層タイプ断熱体の層構成について説明する。
本発明の耐火断熱シートの本体を構成する積層タイプ断熱体は、上記熱エネルギー消費層(シリカ系繊維製不織布)、反射材(金属箔及び/又は金属層付き基材)、グラファイト層、所望によりエアロゲル担持シートを積層した積層体である。これらの層数、積層順番は、特に限定しないが、各層の役割の点から、以下に基づいて積層配置されることが好ましい。
[Layer configuration of laminated type heat insulator]
Next, the layer configuration of the laminated type heat insulator will be described.
The laminate type heat insulator constituting the main body of the fireproof heat insulation sheet of the present invention comprises the above-mentioned heat energy consuming layer (silica fiber non-woven fabric), reflector (metal foil and / or substrate with metal layer), graphite layer, It is a laminated body which laminated | stacked the airgel carrier sheet. The number of layers and the stacking order are not particularly limited, but in terms of the role of each layer, it is preferable that the layers be arranged based on the following.
・熱エネルギー消費層と反射材とは、積層ユニットとして用いられることが好ましい。
・グラファイト層は「グラファイト層/熱エネルギー消費層」として、好ましくは「反射材/グラファイト層/熱エネルギー消費層/反射材」として用いることが好ましい。
・グラファイト層は、積層タイプ断熱体の厚み方向中間位置より熱源側に積層配置されることが好ましい。
・エアロゲル担持シートを含む場合、グラファイト層、熱エネルギー消費層よりも熱源と反対側(熱源よりも遠い側)に積層配置されることが好ましい。また、グラファイト層とエアロゲルシートとの間には、少なくとも1層の熱エネルギー消費層が配設されていることが好ましい。
・反射材を構成する金属箔、金属層付き基材は、単独で積層タイプ断熱体の構成層として組み込まれてもよいし、複数枚の金属箔を積層した積層ユニットとして組み込まれてもよいし、金属箔と金属層付き基材を積層したユニットとして組み込まれてもよい。
・積層タイプ断熱体の少なくとも一側の最外面は、反射材で構成されることが好ましい。反射材を構成する金属層は、熱エネルギーを反射できる一方、面方向の熱伝導も高いので、局所的に加熱された場合、グラファイト層と同様に、積層タイプ断熱体の積層面方向に熱を伝導することで、局所的損傷を緩和できる。この点、グラファイト層は反射機能を有しないため、熱源に近い側に配置すると、熱エネルギーの面方向拡散効果を十分に発揮する前に、損傷してしまうおそれがある。
・積層数が多くなるほど、断熱性能は一般に増大するが、層数の増大は、耐火断熱シートの厚みの増大、重量増大をもたらす原因となることから、各層の厚み、重量、求められる耐熱性に応じて、上記に基づき適宜選択することができる。
The heat energy consuming layer and the reflective material are preferably used as a lamination unit.
The graphite layer is preferably used as a "graphite layer / thermal energy consuming layer", preferably as a "reflecting material / graphite layer / thermal energy consuming layer / reflecting material".
The graphite layer is preferably stacked on the heat source side from the middle position in the thickness direction of the stacked type heat insulator.
When the airgel support sheet is included, the graphite layer is preferably laminated on the side opposite to the heat source (the side farther from the heat source) than the heat energy consuming layer. Preferably, at least one heat energy consuming layer is disposed between the graphite layer and the airgel sheet.
-The metal foil constituting the reflective material and the substrate with a metal layer may be incorporated alone as a constituent layer of a laminate type heat insulator, or may be incorporated as a laminate unit in which a plurality of metal foils are laminated. And the metal foil and the base material with a metal layer may be integrated as a unit.
-It is preferable that the outermost surface of at least one side of the laminated type heat insulator is made of a reflective material. The metal layer that composes the reflector can reflect thermal energy, but it also has high thermal conductivity in the surface direction, so when it is locally heated, heat is applied in the layer surface direction of the laminated type heat insulator, similar to the graphite layer. Conduction can mitigate local damage. In this respect, since the graphite layer does not have a reflective function, if it is disposed close to the heat source, the graphite layer may be damaged before sufficiently exerting the planar energy diffusion effect.
・ The heat insulation performance generally increases as the number of laminated layers increases, but an increase in the number of layers causes an increase in the thickness and weight of the fireproof thermal insulation sheet, so the thickness, weight, and heat resistance required of each layer Depending, according to the above it is possible to select appropriately.
以上の観点から、不織布(F)、反射材(R)、グラファイトシート(G)、エアロゲル担持シート(A)として、積層体の層構成例としては、熱源側から「R/G/F/R」の積層ユニット、熱源側から「R/F/R/A」、「R/F/R/A/R」又は「R/G/F/R/A」の積層ユニットを少なくとも含むことが好ましい。 From the above viewpoints, as a non-woven fabric (F), a reflector (R), a graphite sheet (G), and an airgel support sheet (A), as an example of the layer configuration of the laminate, from the heat source side, "R / G / F / R It is preferable to include at least the stacked unit of “R / F / R / A”, “R / F / R / A / R” or “R / G / F / R / A” from the heat source side. .
したがって、「R/G/F/R/A」が最も薄型で、効率的に温度低減効果を得ることが可能と考えられるが、更なる温度低減効果を得るために、例えば、「R/F/R」積層ユニットを適宜介在させる(例えば「R/G/F/R/F/R/A」)、熱源に近い側にグラファイト層を複数積層する(例えば「R/G/G/F/R/A」)、あるいは「R/G/F/R」の積層ユニットを繰り返し単位で介在させる(例えば「R/G/F/R/G/F/R/A」)、あるいは表面に近い側に、エアロゲル担持シートを複数含有させたり(例えば「R/G/F/R/A/R/A」)、「R/F/R/A」の積層ユニットを繰り返し単位として複数介在させる(例えば「R/G/F/R/F/R/A/R/F/R/A」)ことで、より大きな温度低減効果を、効率的に得ることができる。
また、反射材(R)は、金属箔(M)、金属層付き基材(MD)のいずれか一方だけで構成してもよいが、燃焼による反射材としての役割消失、断熱体の形状維持の観点から、「M/MD」のユニット、あるいは厚みとの関係で「M/M」として、用いてもよい。
Therefore, although "R / G / F / R / A" is the thinnest and it is considered possible to obtain the temperature reduction effect efficiently, in order to obtain a further temperature reduction effect, for example, "R / F "R" / "R" lamination unit is appropriately interposed (for example, "R / G / F / R / F / R / A"), and a plurality of graphite layers are laminated on the side close to the heat source (for example, "R / G / G / F / R / A ") or" R / G / F / R "stacked units are interposed in a repeating unit (eg" R / G / F / R / G / F / R / A ") or close to the surface On the side, a plurality of airgel support sheets may be contained (for example, "R / G / F / R / A / R / A") or a plurality of lamination units of "R / F / R / A" may be intervened as a repeating unit ( For example, “R / G / F / R / F / R / A / R / F / R / A”) makes the temperature lower Effect can be to give efficient.
Also, the reflector (R) may be composed of only one of the metal foil (M) and the substrate with a metal layer (MD), but the role as a reflector due to combustion disappears, and the shape maintenance of the heat insulator From the point of view, it may be used as “M / M” in relation to “M / MD” unit or thickness.
以上のような構成を有する積層タイプ断熱体は、熱源に最も近い側が反射材となるように使用する。さらに、グラファイト層と熱エネルギー消費層との関係では、グラファイト層が熱源に近い側となるように用いる。また、エアロゲル担持シートを含む場合、熱エネルギー消費層、グラファイト層が熱源に近い側となるように用いられる。これにより、熱源、炎が、積層タイプ断熱体の一部に局所的に熱せられる状態であっても、耐火断熱シートの全面に熱伝導されて局所的に加熱、燃焼することを抑制する。さらに、グラファイト層を介して全面が熱せられた後は、隣接する熱エネルギー消費層であるシリカ系無機繊維製不織布が加熱される。加熱により温度上昇すると、ヒドロキシル基を有するシリカ系無機繊維が脱水縮合反応を起こし、水を生成する。生成した水は、不織布内を拡散するが、反射材を構成する金属層により、さらなる拡散が妨げられ、不織布内の熱エネルギーを使って、気化する。不織布に接している反射材は、不織布の加熱にしたがって温度上昇するが、その熱エネルギーは、エアロゲル担持シートに含まれているエアロゲルの断熱作用により、エアロゲル担持シートの加熱源との反対側の温度を低下させることになる。 The laminated type heat insulator having the above configuration is used such that the side closest to the heat source is the reflector. Furthermore, in the relationship between the graphite layer and the thermal energy consuming layer, the graphite layer is used so as to be closer to the heat source. When the airgel support sheet is included, the heat energy consuming layer and the graphite layer are used so as to be closer to the heat source. Thereby, even if the heat source and the flame are in a state of being locally heated by a part of the laminated type heat insulator, the heat conduction to the entire surface of the fireproof heat insulating sheet is suppressed to locally heat and burn. Furthermore, after the entire surface is heated through the graphite layer, the silica-based inorganic fiber non-woven fabric which is the adjacent heat energy consuming layer is heated. When the temperature rises by heating, the silica-based inorganic fiber having a hydroxyl group undergoes a dehydration condensation reaction to form water. The generated water diffuses in the non-woven fabric, but the metal layer constituting the reflector prevents the further diffusion and evaporates using the heat energy in the non-woven fabric. The temperature of the reflective material in contact with the non-woven fabric rises with the heating of the non-woven fabric, but the heat energy is the temperature of the airgel support sheet opposite to the heating source due to the heat insulating effect of the airgel contained in the airgel support sheet. Will lower the
<袋体>
以上のような構成を有する積層タイプ断熱体は、耐火繊維製織布で構成される袋体に収納されている。
ここで、耐火繊維とは、耐熱性900℃以上、好ましくは1000℃以上の繊維である。具体的には、アルミナ含有率が20%以上のガラスファイバー、シリカ繊維、又はセラミックファイバーの織布、好ましくはシリカ繊維の織布を縫製により袋状にした袋体が用いられる。
<Bag body>
The laminated type heat insulator having the above configuration is housed in a bag made of fireproof fiber woven fabric.
Here, the fire resistant fiber is a fiber having a heat resistance of 900 ° C. or more, preferably 1000 ° C. or more. Specifically, a bag made of a woven fabric of glass fibers, silica fibers or ceramic fibers, preferably a woven fabric of silica fibers, having an alumina content of 20% or more is used.
耐火繊維製織布の厚みは、織布の種類(織布を構成する繊維の種類)に応じて異なるが、当該織布は、直接、熱源にさらされることになるので、積層タイプ断熱体の収納用袋として、1時間以上、加熱にさらされても、崩壊しない耐熱性を有する必要があり、かかる観点から、シリカ繊維製織布(シリカクロス)の場合、厚み0.2〜1.3mm程度とすることが好ましい。厚み0.2〜1.3mm程度のシリカクロスは、耐熱温度900〜1100℃程度である。 Although the thickness of the fire-resistant fiber woven fabric varies depending on the type of woven fabric (the type of fibers constituting the woven fabric), the woven fabric is directly exposed to a heat source, so As a storage bag, it is necessary to have heat resistance that does not collapse even if exposed to heating for 1 hour or more, and from such a viewpoint, in the case of a woven fabric made of silica fiber (silica cloth), thickness 0.2 to 1.3 mm It is preferable to set it as a degree. The silica cloth having a thickness of about 0.2 to 1.3 mm has a heat resistant temperature of about 900 to 1100 ° C.
<耐火断熱シート>
図1に示す耐火断熱シート10は、シリカクロスの袋体1に、積層タイプ断熱体2を収納密封したものである。かかる構成では、積層タイプ断熱体2の積層状態の固定に対する要求を緩和することができる。すなわち、耐熱温度の低い接着剤を用いた接着では、高温劣化により炭化し、積層状態の安定性を確保できないおそれがあるが、耐熱温度が高い織布で製袋した袋体1内に収納しておくことで、袋体1が破損するような熱劣化が起こらない限り、内部の積層体の積層状態を安定的に保持できる。すなわち、多層構造の耐火断熱シートを一体的に取り扱うことができるので、便利である。
<Fireproof insulation sheet>
The fireproof thermal insulation sheet 10 shown in FIG. 1 is obtained by housing and sealing a laminated type heat insulator 2 in a bag 1 of silica cloth. In such a configuration, it is possible to ease the requirement for fixing the laminated state of the laminated type heat insulator 2. That is, in the bonding using an adhesive having a low heat resistance temperature, carbonization occurs due to high temperature deterioration, and there is a possibility that the stability of the laminated state can not be secured. As long as thermal degradation that may damage the bag 1 does not occur, the laminated state of the internal laminate can be stably maintained. That is, it is convenient because the multi-layered fireproof insulation sheet can be handled integrally.
また、積層タイプ断熱体として、薄型化を図ることにより、1枚の耐火断熱シートとして、折り曲げたり、折りたたんだりすることができるので、防火対策の施工箇所として汎用性が高い。分厚い布のように取扱いできることから、平板以外の曲面構造や直方体等のトレーにも、包むようにして囲繞施工が可能である。
また、取り付け施工は、リベット、ねじ、釘、クリップ、結束バンド、ワイヤなどの固定具を用いて行うことができる。
Moreover, since it can be bend | folded and folded as a fireproof heat insulation sheet | seat of 1 sheet by achieving thickness reduction as a lamination | stacking type heat insulator, versatility as a construction site of fire prevention measures is high. Since it can be handled like a thick cloth, it is possible to wrap around a curved surface structure other than a flat plate or a tray of a rectangular solid or the like.
Moreover, attachment construction can be performed using fasteners, such as a rivet, a screw, nail, a clip, a binding band, and a wire.
図2は、分割部3により分割された収納部11aを複数有する分割タイプ袋体11を用いた耐火遮熱シート12を、ケーブルを収納した箱体5の被包に適用した場合を示している。このような耐火断熱シート12は、角部を有する箱体5に収納された機器に対しても、分割部3が角部となるように被包することで、耐火断熱シートである積層体を折り曲げることなく、容易に被包することが可能となる。これにより、耐火断熱シートの積層タイプ断熱体への機械的負荷を減じることができる。
なお、図2中、耐火遮熱シート12の箱体5への取り付け固定は、リベット4により行っている。
FIG. 2 shows the case where a fireproof and heat insulating sheet 12 using a split type bag body 11 having a plurality of storage parts 11a divided by the division part 3 is applied to the encapsulation of a box 5 containing cables. . Such a fireproof heat insulating sheet 12 is also coated on the equipment housed in the box 5 having the corner so that the division 3 is the corner, thereby forming a laminate which is a fireproof heat insulating sheet. It becomes possible to package easily, without bending. This can reduce the mechanical load on the laminated insulation of the fireproof insulation sheet.
In FIG. 2, the fireproof and heat shielding sheet 12 is attached and fixed to the box 5 by the rivet 4.
〔耐火断熱シートの作製〕
耐火断熱シートの構成要素として、以下のものを使用した。
(1)熱エネルギー消費層(F)
belChem社のbelCotex(登録商標)110(組成はAlO1.5・18〔(SiO2)0.6(SiO1.5OH)0.4〕)、繊維径9μmのシリカ系繊維製不織布(厚み5.1mm、かさ密度0.15g/cm3)を用いた。
[Preparation of fireproof insulation sheet]
The following were used as components of the fireproof insulation sheet.
(1) Thermal energy consumption layer (F)
belChem's belCotex (registered trademark) 110 (composition is AlO 1.5 · 18 [(SiO 2 ) 0.6 (SiO 1.5 OH) 0.4 ]), a silica fiber non-woven fabric with a fiber diameter of 9 μm (thickness 5.1 mm, bulk density 0. 15 g / cm 3 ) was used.
(2)反射材(R)
以下のようなアルミニウム箔(M)又はアルミ層付き基材(MD)を用いた。
(2−1)アルミニウム箔(M)
厚み0.02mm、密度1.95g/cm3のアルミニウム箔を用いた。
(2−2)Al層付き基材(MD)
異なる厚みを有するガラス繊維製織布の両面にアルミニウムが蒸着された下記2種類のAl蒸着織布(MD1、MD2)を用いた。
を用いた。
MD1:厚さ0.4mm、かさ密度1.29g/cm3
MD2:厚さ0.1mm、かさ密度1.40g/cm3
(2) Reflective material (R)
The following aluminum foil (M) or a substrate with an aluminum layer (MD) was used.
(2-1) Aluminum foil (M)
An aluminum foil having a thickness of 0.02 mm and a density of 1.95 g / cm 3 was used.
(2-2) Substrate with Al layer (MD)
The following two types of Al-deposited woven fabrics (MD 1 , MD 2 ) were used in which aluminum was deposited on both sides of glass fiber woven fabrics having different thicknesses.
Was used.
MD 1 : Thickness 0.4 mm, bulk density 1.29 g / cm 3
MD 2 : thickness 0.1 mm, bulk density 1.40 g / cm 3
(3)グラファイト層(G)
膨張黒鉛シート(日立化成工業株式会社の「カ−ボフィット」(登録商標))を用いた。これは、厚み0.4mm、かさ密度1.02g/cm3である。
(3) Graphite layer (G)
An expanded graphite sheet ("Cavofit" (registered trademark) of Hitachi Chemical Co., Ltd.) was used. This has a thickness of 0.4 mm and a bulk density of 1.02 g / cm 3 .
(4)エアロゲル担持シート(A)
繊維粒子を除去したロックウールとシリカエアロゲル(空孔率90%)を、ロックウール(担持体):シリカエアロゲル=7:3の割合で水中にて混合し、混合物の水性分散液を得た。これに、バインダー、ガラス繊維を加えて、抄紙することにより、エアロゲル担持シートを製造した。得られたエアロゲル担持シートの組成は、ロックウール57.6重量%、シリカエアロゲル24.6重量%、ガラス繊維10重量%、バインダー4.8重量%である。また、得られたエアロゲル担持シートは、厚み3.8mm、かさ密度0.19g/cm3である。
(4) Aerogel support sheet (A)
The rock wool from which the fiber particles were removed and the silica airgel (porosity 90%) were mixed in water at a ratio of rock wool (support): silica airgel = 7: 3 to obtain an aqueous dispersion of the mixture. A binder and glass fiber were added to this, and papermaking was carried out to produce an airgel carrying sheet. The composition of the obtained airgel carrier sheet is 57.6% by weight of rock wool, 24.6% by weight of silica airgel, 10% by weight of glass fiber, and 4.8% by weight of binder. Moreover, the obtained airgel support sheet has a thickness of 3.8 mm and a bulk density of 0.19 g / cm 3 .
(5)袋体(SB)
厚さ0.8mm、かさ密度0.93g/cm3の、ユニチカ株式会社製の耐熱ガラスクロスで形成した袋体を用いた。この耐熱ガラスクロスは、SiO2含有率が96%以上の高ケイ酸ガラス繊維の織布で、945℃で1時間の加熱に対しても耐熱性を有する。
(5) Bag body (SB)
A bag body having a thickness of 0.8 mm and a bulk density of 0.93 g / cm 3 and formed of a heat resistant glass cloth manufactured by Unitika Co., Ltd. was used. This heat-resistant glass cloth is a woven fabric of high silicate glass fibers having a SiO 2 content of 96% or more, and also has heat resistance to heating at 945 ° C. for one hour.
〔熱エネルギー消費層における生成水の確認〕
M1/F1/M2/M3/F2/M4/M5/F3/M7/M8/F4/M9/MDの積層構造を有する積層タイプ断熱体を袋体に収納し、密封して耐火断熱シートを作製した。この耐火断熱シートの片側面(M1側)を加熱炉に接触させることにより、耐火断熱シートの片側を、ISO834標準加熱曲線に従って加熱した。加熱開始後43分の時点(炉内温度約900℃)で、耐火断熱シートを加熱炉から取り出した。加熱温度、耐火断熱シートの加熱されていない側の表面温度(熱電対による測定)の変化は、図3に示すとおりである。熱源とは反対側面の、加熱開始43分後の表面温度は約80℃であった
[Confirmation of generated water in heat energy consuming layer]
A bag laminated type heat insulating material having a laminated structure of M 1 / F 1 / M 2 / M 3 / F 2 / M 4 / M 5 / F 3 / M 7 / M 8 / F 4 / M 9 / MD It stored and sealed and the fireproof insulation sheet was produced. By bringing one side (M 1 side) of the fireproof insulation sheet into contact with the heating furnace, one side of the fireproof insulation sheet was heated according to the ISO 834 standard heating curve. At 43 minutes after the start of heating (in-furnace temperature: about 900 ° C.), the fireproof insulation sheet was taken out of the heating furnace. The changes of the heating temperature and the surface temperature (measured by the thermocouple) of the non-heated side of the fireproof insulation sheet are as shown in FIG. The surface temperature on the side opposite to the heat source 43 minutes after the start of heating was about 80 ° C
取り出した耐火断熱シートの袋体を開封し、積層体を取り出して観察した。熱源から最も離れた位置のシリカ系無機繊維製不織布(F4)および反射材(アルミニウム箔M9、アルミ蒸着織布MD)が湿っていて、水滴を確認することができた。
したがって、本発明の耐火断熱シートでは、シリカ系無機繊維製不織布は、不織布の厚みに比例した断熱効果に加えて、シリカ系無機繊維の脱水縮合反応により生じた水の気化熱による、熱エネルギーの減衰効果が得られ、温度上昇を抑制すると考えられる。
The bag body of the fireproof insulation sheet taken out was opened, and the laminate was taken out and observed. The silica-based inorganic fiber non-woven fabric (F 4 ) and the reflector (aluminum foil M 9 , aluminum-deposited woven fabric MD) located farthest from the heat source were wet, and water droplets could be confirmed.
Therefore, in the refractory thermal insulation sheet of the present invention, the silica-based inorganic fiber non-woven fabric has thermal energy due to the heat of vaporization of water generated by the dehydration condensation reaction of the silica-based inorganic fiber in addition to the heat insulating effect proportional to the thickness of the non-woven fabric. A damping effect is obtained, which is considered to suppress temperature rise.
〔耐火断熱シートNo.1〜5の評価〕
表1に示すような積層構成を有する30cm×30cmの積層タイプ断熱体を、袋体に収納し、密封して、耐火断熱シートNo.1〜5を作製した。各耐火断熱シートの厚み、重量は表1に示すとおりである。
[Fireproof insulation sheet No. Evaluation of 1 to 5]
A 30 cm × 30 cm laminate type heat insulator having a laminate configuration as shown in Table 1 was housed in a bag and sealed, and a fireproof heat insulation sheet No. 1 was prepared. 1 to 5 were made. The thickness and weight of each fireproof insulation sheet are as shown in Table 1.
上記で作製した耐火断熱シートNo.1〜No.5について燃焼評価試験を行った。燃焼評価試験は、図4に示すように、耐火断熱シート20の中央部に炎21を当てた状態で、1時間加熱した。耐火断熱シート20の炎があたっている側と反対側の面(背面)に熱電対22を貼付し、加熱の間の背面の温度変化を測定記録した。加熱1時間後の背面の温度を、表1に示す。 The fireproof thermal insulation sheet No. 1 produced above. 1 to No. The combustion evaluation test was conducted for No.5. In the combustion evaluation test, as shown in FIG. 4, heating was performed for 1 hour with the flame 21 applied to the central portion of the fireproof insulation sheet 20. A thermocouple 22 was attached to the surface opposite to the flamed side of the fireproof insulation sheet 20 (back side), and the temperature change on the back side during heating was measured and recorded. The temperature on the back side after one hour of heating is shown in Table 1.
また、燃焼試験後、袋体を開封し、積層タイプ断熱体の各層の状態を観察した。燃焼によりシート(層)に穴があいたり、変質したり、あるいはシートが形状保持できなくなったなどの損傷が観察された層数を数えた結果(損傷層数)を表1に併せて示す。
また、耐火断熱シートNo.1とNo.2の背面温度の測定結果(グラフ)を図5に示す。
また、耐火断熱シートNo.2、No.4の燃焼試験後の層状態を示す写真をそれぞれ図6、図7に示す。
Moreover, after the combustion test, the bag was opened and the state of each layer of the laminated type heat insulator was observed. Results of counting the number of layers in which damage such as formation of holes in the sheet (layer) or deterioration due to combustion or loss of shape of the sheet was observed (number of damaged layers) are also shown in Table 1.
Moreover, fireproof insulation sheet No. 1 and No. The measurement result (graph) of back surface temperature 2 is shown in FIG.
Moreover, fireproof insulation sheet No. 2, No. Photographs showing the state of layers after the combustion test of No. 4 are shown in FIGS. 6 and 7, respectively.
No.2の耐火断熱シートは、No.1と比べて、熱源側にグラファイトシートを2枚介在させた積層タイプ断熱体を用いたものである。グラファイト層を介在させることで、燃焼試験後の表面温度は10℃も下げることができ、しかも燃焼による損傷層数11層と少なくなっていた。局所加熱に対して、グラファイト層が面方向に熱伝導することで、積層体全体の温度上昇、積層タイプ断熱体の構成層の損傷を緩和できたためと考えられる。 No. No. 2 fireproof insulation sheet No. As compared with 1, a laminated type heat insulator in which two graphite sheets are interposed on the heat source side is used. By interposing the graphite layer, the surface temperature after the combustion test can be lowered by as much as 10 ° C., and the number of layers damaged by combustion is as low as 11 layers. It is considered that the thermal conductivity of the graphite layer in the surface direction with respect to the local heating alleviated the temperature rise of the entire laminate and the damage of the constituent layers of the laminate type heat insulator.
No.3の耐火断熱シートは、グラファイトシートの代わりにエアロゲル担持シートを、積層タイプ断熱体の中間よりも熱源から離れた位置(背面側)に介層したものである。No.1と比べて背面温度が20℃以上も低下し、優れた断熱効果を示したが、耐火断熱シートとして分厚くなり、また、損傷層数を低減する効果は得られなかった。エアロゲル担持シートが、熱源から12層目に配置されたため、損傷枚数低減効果が限定的又は発揮できなかったためと考えられる。 No. The fireproof thermal insulation sheet of 3 interposes the airgel carrier sheet instead of the graphite sheet at a position (rear side) farther from the heat source than the middle of the laminate type thermal insulator. No. Although the back surface temperature was lowered by 20 ° C. or more compared to 1 and showed an excellent heat insulating effect, it became thick as a fireproof heat insulating sheet, and the effect of reducing the number of damaged layers was not obtained. Since the airgel support sheet is disposed in the 12th layer from the heat source, it is considered that the reduction effect on the number of damaged sheets is limited or can not be exhibited.
No.4はグラファイトシートを積層体タイプ断熱体の燃焼側の最外層に配置し、エアロゲル担持シートを中間部に積層配置したものである。断熱体としてNo.1、No.2よりも分厚くなっているにもかかわらず、温度低減効果はNo.1よりも3℃低くなっただけであり、損傷層数はNo.1よりも多くなっていた。断熱シートの最も熱源に近い面がグラファイトシートであったため、グラファイトシートが損傷し、グラファイトシートによる熱伝導効果を十分に発揮できなかったため、損傷枚数が増大したと考えられる。またグラファイトシートに隣接する層は金属箔であったため、グラファイトシートによる面方向の熱拡散効果が発揮できなかったためと考えられる。したがって、グラファイトシートによる面方向の熱拡散効果は、熱エネルギー消費層と接触した場合に得られやすいといえる。 No. Graph No. 4 arranges a graphite sheet in the outermost layer on the burning side of the laminate type heat insulator, and laminates an airgel carrier sheet in the middle part. No. 1 as a heat insulator. 1, No. The temperature reduction effect is no. It is only 3 ° C. lower than 1 and the number of damaged layers is No. 1 It was more than one. Since the surface closest to the heat source of the heat insulation sheet was a graphite sheet, the graphite sheet was damaged, and the heat conduction effect of the graphite sheet could not be sufficiently exhibited. Moreover, since the layer adjacent to a graphite sheet was metal foil, it is considered that the heat diffusion effect of the surface direction by a graphite sheet was not able to be exhibited. Therefore, it can be said that the thermal diffusion effect in the surface direction by the graphite sheet is easily obtained when in contact with the thermal energy consuming layer.
No.5は、グラファイトシート2層、エアロゲル1層、熱エネルギー消費層を2層とし、合計厚みは、No.1の70%程度であったが、背面温度は同程度であり、損傷層数はNo.1よりも少なかった。熱源側の最外層に反射材を配置し、さらに「G/F」の積層ユニットをグラファイト層が熱源側となるように配置するとともに、エアロゲル担持シートとグラファイト層との間に熱エネルギー消費層を積層配置することで、損傷層数を効率的に減らし、厚みに対する温度低減効果を高めることができることがわかる。 No. No. 5 has two layers of graphite sheet, one layer of aerogel, and two layers of thermal energy consumption layer. The back surface temperature is about the same as that of No. 1, but the number of damaged layers is No. 1 It was less than one. A reflective material is disposed in the outermost layer on the heat source side, and a laminate unit of “G / F” is further disposed so that the graphite layer is on the heat source side, and a thermal energy consumption layer is provided between the airgel support sheet and the graphite layer. It can be seen that by stacking and arranging, the number of damaged layers can be reduced efficiently and the temperature reduction effect on thickness can be enhanced.
本発明の耐火断熱シートは、薄型、軽量であるにもかかわらず、局所的に加熱された場合に、熱エネルギーを耐火断熱シートの全体に万遍なく伝導させるとともに気化熱を利用して熱エネルギーを減衰させることで、効率的に温度上昇を抑制し、さらに積層タイプ断熱体の燃焼による損傷が抑制されているので、ケーブル束の被包やコーナー部といった箇所の耐火断熱に用いる耐火断熱シートとして有用である。よって、施工するスペースに応じて、積層タイプ断熱体の層構成を適宜選択設計することで、スペース制限のある箇所であっても、効率的な防火対策に用いることができる。 Although the fireproof insulation sheet of the present invention is thin and lightweight, when it is locally heated, the heat energy is uniformly conducted to the whole of the fireproof insulation sheet and the heat energy is utilized to utilize the heat of vaporization. Since the temperature rise is efficiently suppressed and the damage due to the combustion of the laminated type heat insulator is suppressed by attenuating it, it is used as a fireproof insulation sheet used for fireproof insulation of places such as encapsulation of cable bundle and corner parts. It is useful. Therefore, according to the space to be constructed, by appropriately selecting and designing the layer configuration of the laminated type heat insulator, it can be used for efficient fire prevention measures even at a place having a space restriction.
1 袋体
2 積層タイプ断熱体
3 分割部
4 固定具
10,20 耐火断熱シート
11 分割タイプ袋体
12 分割タイプ耐火断熱シート
Reference Signs List 1 bag body 2 laminated type heat insulator 3 split portion 4 fixture 10, 20 fireproof heat insulating sheet 11 split type bag body 12 split type fire resistant heat insulating sheet
Claims (9)
ヒドロキシル基を有するシリカ系無機繊維の不織布で構成される熱エネルギー消費層を少なくとも1層;
基材表面に金属層を有する金属層付き基材又は金属箔で構成される反射材を少なく1層;及び
面方向に黒鉛結晶が配向されているグラファイト層を少なくとも1層
が積層された積層体である耐火断熱シート。 It is a fireproof thermal insulation sheet in which a laminate type heat insulator is housed in a bag body formed of fireproof fiber woven fabric, wherein the laminate type heat insulator is
At least one heat energy consuming layer composed of a non-woven fabric of silica-based inorganic fibers having a hydroxyl group;
Laminated body in which at least one layer of at least one layer of a graphite layer in which graphite crystals are oriented in the surface direction is used. Fireproof insulation sheet.
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