(57)【要約】【課題】ケーブルもしくはケーブルを収納したケーブル管などを火炎や機械的外力から保護するための、防炎特性が優れかつ廉価な防炎保護シートを得る。【解決手段】金属シート１上に多孔質発泡体層２を耐熱断熱層として接着層を介在しないで直接に形成し、前記多孔質発泡体層２をリン酸類、リン酸類の硬化剤、およびＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーを含む無機有機複合発泡体から形成することによって、耐熱性、断熱性、柔軟性に優れた耐火断熱層を得る。【選択図】図１
2004254407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属シート上に、多価金属リン酸塩、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーから得られるウレタン硬化物、および水酸化アルミニウムを含む多孔質発泡体層が形成されていることを特徴とする防炎保護シート。
【請求項２】
前記多孔質発泡体層の熱伝導率が０．０４〜０．２Ｗ／ｍ℃、厚さが２〜２０ｍｍである請求項１に記載の防炎保護シート。
【請求項３】
前記多孔質発泡体層が水酸化アルミニウムを５〜６０質量％含んでいる請求項１または２に記載の防炎保護シート。
【請求項４】
前記多孔質発泡体層が多価金属リン酸塩を３５〜８５質量％、ウレタン硬化物を５〜２０質量％含んでいる請求項１、２または３に記載の防炎保護シート。
【請求項５】
防炎保護シートが３．０ｋｇ／ｍ２以下である請求項１〜４のいずれか一つに記載の防炎保護シート。
【請求項６】
リン酸類の水溶液と該リン酸類の硬化剤および水酸化アルミニウムからなる無機質材料と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーからなる有機質材料との混合物に、必要により発泡剤を添加し、これらに水を加えて混合して水性混合物を調製し、該水性混合物を金属シート上に平滑に流延し、発泡硬化させて金属シート上に多孔質発泡体層を形成することを特徴とする防炎保護シートの製造方法。
【請求項７】
前記水性混合物を連続的に移送する帯状の金属シート上に平滑に流延し、発泡硬化させて多孔質発泡体層を形成する請求項６に記載の防炎保護シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力および通信用のケーブルやこのケーブルを収容するケーブル管または水道、ガス等の配管を火炎や機械的外力から守る防炎保護用シートおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電力および通信用のケーブルやこのケーブルを収容するケーブル管または水道、ガス等の配管（以下ケーブル等という）を、地上において布設する場合、ケーブル等を火炎その他の害から保護する方法が知られている。この方法の一つに、耐火断熱層を有する防炎シートでケーブル等を包覆する方法がある。その例として、例えば特開平１１−３４６４１６号公報が挙げられる。
【０００３】
特開平１１−３４６４１６号公報には、ステンレスシートなどの金属基材上に、炭素繊維を主体とする耐火断熱層を接着剤によって接着すると、防炎特性の優れた防炎シートが得られること、および、この防災シートを使用すると、ケーブルまたはケーブル管などの外周に容易に取り付けでき作業性が改善されることが開示されている。
【０００４】
【先行特許文献１】
特開平１１−３４６４１６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の防炎シートは断熱性を重視した断熱材で、外からの熱を内側に伝え難くするものであるが、該防炎シートではケーブルまたはケーブル管の保護材として充分でなく、結果として防炎性に劣るものであった。
【０００６】
また、適度な断熱性は必要であるものの、断熱性能を高めると電力ケーブルからの熱により防炎シートの熱伝導特性が変化して前記熱の放熱が充分にできなくなり、許容電力量が減少するという問題があった。
【０００７】
さらに、防炎シートを製造する場合には、金属基材に接着剤を塗布する工程と塗布した接着剤で耐火断熱層を金属基材に貼着する工程を伴うために生産性が低下するとともに、これらを実施するのに接着剤や設備装置が必要になり、更に時間と労力を要するため、コストが高騰するという問題があった。特に、耐火断熱層に炭素繊維を用いると、コストは一層高くなる。
【０００８】
このように従来の防炎シートは、断熱層を設けることにより外からの熱を内側に伝えないようにするものであるものの、この材料では充分な防炎性が得られない。また、このような観点から断熱性能を高めようとすると、逆に内側からの熱を外に伝えるいわゆる放熱が充分でなくなり、電力ケーブルにおける許容電力量の低下とコストの高騰を回避することが困難という大きな課題を有していた。このため、ケーブルやケーブル管などを火炎やその他の害から充分に保護できる防炎性能を備え、かつ低廉な防炎保護シートの開発が強く要望されている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、金属シート上に、適度の柔軟性を有し、かつ耐熱性と適度な断熱性を兼ね備えた多孔質発泡体層を直に形成することによって、火炎を受けても防炎性能が低下せず、かつ電力ケーブル等に用いる場合に許容電力量が減少しない低廉な防炎保護シートが得られることを見出し、完成したものである。
【００１０】
すなわち、本発明者は、防炎シートの耐火断熱層の材質について探求するとともに、接着剤を使用しないで金属シートと耐火断熱層を複合する方法について種々検討した結果、多孔質発泡体を耐火断熱層として金属基材に所望の厚さで直接に形成することによって、防炎性能の優れた防炎シートを接着剤なしに生産性よく低コストで製造できることを見出した。つまり、多価金属リン酸塩、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーから得られるウレタン硬化物、および水酸化アルミニウムを含む多孔質発泡体が、ケーブル等の防炎保護シートの耐火断熱層として優れていること、および金属シート上にこの多孔質発泡体を直に耐火断熱層として形成できることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】
かくして、本発明は以下のケーブル等の防炎保護シートとその製造方法を提供する。
（１）金属シート上に、多価金属リン酸塩、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーから得られるウレタン硬化物、および水酸化アルミニウムを含む多孔質発泡体層が形成されていることを特徴とする防炎保護シート。
（２）前記多孔質発泡体層の熱伝導率が０．０４〜０．２Ｗ／ｍ℃、厚さが２〜２０ｍｍである上記１の防炎保護シート。
（３）前記多孔質発泡体層が水酸化アルミニウムを５〜６０質量％含んでいる上記１または２の防炎保護シート。
（４）前記多孔質発泡体層が多価金属リン酸塩を３５〜８５質量％、ウレタン硬化物を５〜２０質量％含んでいる上記１、２または３の防炎保護シート。
（５）防炎保護シートが３．０ｋｇ／ｍ２以下である上記１〜４のいずれか一つの防炎保護シート。
（６）リン酸類の水溶液と該リン酸類の硬化剤および水酸化アルミニウムからなる無機質材料と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーからなる有機質材料との混合物に、必要により発泡剤を添加し、これらに水を加えて混合して水性混合物を調製し、該水性混合物を金属シート上に平滑に流延し、発泡硬化させて金属シート上に多孔質発泡体層を形成することを特徴とする防炎保護シートの製造方法。
（７）前記水性混合物を連続的に移送する帯状の金属シート上に平滑に流延し、発泡硬化させて多孔質発泡体層を形成する上記６の防炎保護シートの製造方法。
【００１２】
本発明の防炎保護シートによれば、後述するように柔軟性、耐熱性、断熱性を有する多孔質発泡体層を金属シートの上に接着層を介在しないで直接に形成していることによって、ケーブル等の外周に取り付けた状態で金属シートが火炎を受けて熱が前記発泡体層に伝わっても、該発泡体層が熱で劣化しないので、防炎保護シートの防炎性能は保持される。
【００１３】
また、本発明の防炎保護シートの製造方法によれば、多価金属リン酸塩、水酸化アルミニウムおよびＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーを含む水性混合物を金属シート上に流延し、多孔質発泡体層を金属シート上に直に形成することにより耐火断熱層が得られるので、金属シートと耐火断熱層との接着工程が一切不要となり、低コストで防炎保護シートを得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明に係わるケーブル等の防炎保護シートの一例を示す断面図である。
本発明の防炎保護シート３は、図１に示すように金属シート１と、該金属シート上に耐火断熱層として形成した多孔質発泡体層（以下、単に発泡体層ともいう）２とを具備しており、金属シート１に該発泡体層２を直に形成することによって得られる。以下に金属シート１および発泡体層２について具体的に説明する。
【００１５】
本発明において、金属シート１は、防炎保護シートの外側を構成する基材であり、その材料としてはケーブル等を火炎やその他の機械的外力から保護し、かつケーブル等への取り付け施工がしやすいように、機械的強度と可撓性に優れたものが好ましい。さらに、長期間、風雨に曝されても錆を発生しない防錆効果を有し、ケーブルによる電磁誘導によって発熱しにくい非磁性体材料が好ましい。この材料としては、従来この種の防炎シートの基材として知られている、例えば、ステンレスシート、亜鉛メッキした鉄板等が使用できる。なかでも、ステンレスシートは耐食性、防錆性に優れているとともに、電磁誘導による発熱も鉄を使用した他の材料に比べて小さく好適している。
【００１６】
前記金属シートの厚さは、防炎保護シートの使用方法や使用場所などの使用条件または金属シートの材質などによって適宜決めるが、その厚さとしては、０．０５〜０．２ｍｍ程度のものが望ましい。厚さが０．０５ｍｍ未満では機械的強度が小さくなるために、発泡体層２やケーブル等を機械的外力から充分に保護できなくなる恐れが生じる。また０．２ｍｍを超えると、剛性が大きくなり可撓性が悪くなるので、ケーブル等に取り付ける際の作業性が悪化する。特に、ケーブル等に取り付けるとき強い湾曲を必要とする防炎保護シートのときには、薄くて可撓性のよいものが好ましい。
【００１７】
なお、本発明において発泡体層２は金属シート１との接着性が大きく、金属シートの表面に強い接着力で形成できるが、発泡体層の接着性を改善するために、必要に応じて金属シート１の発泡体層２を形成する表面を粗面加工してもよい。また、さらに大きい接着性が要求される場合や他の機能を付与するために金属シートと発泡体層との間には必要に応じて中間層を介在させることもできる。
【００１８】
本発明において金属シート１の寸法は特に限定されない。防炎保護シート３の幅が、保護するケーブル等の種類、施工の仕方あるいは施工条件などによってあらかじめ決まっているときには、この幅に合わせて金属シート１の幅を決めるのが有利である。一方、金属シート１の長さは、連続する帯状の金属シート１に発泡体層２を連続形成して防炎保護シート３を製造しておき、使用する際に所望の長さに切断して用いるのが一般である。しかし、使用時の防炎保護シートの長さに合わせて所定の大きさに切断した金属シート１に発泡体層２を形成することもできる。
【００１９】
次に発泡体層２について説明する。本発明において発泡体層２は、多価金属リン酸塩、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーから得られるウレタン硬化物、および水酸化アルミニウムを含む多孔質発泡体によって形成されている。つまり、多価金属リン酸塩と水酸化アルミニウムを主成分とする無機発泡体と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーから得られるウレタン硬化物の有機発泡体との複合発泡体構造を有している。前記無機発泡体は難燃性、剛性に優れる反面、脆く柔軟性に欠けるが、本発明の多孔質発泡体はかかる無機発泡体に前記有機発泡体を複合化することによって、脆性が大幅に改善され、同時に適度の柔軟性が得られるので、無機発泡体と有機発泡体のそれぞれの長所を合わせ有している。
【００２０】
前記多孔質発泡体において、上記ウレタン硬化物は、多孔質発泡体中に５〜２０質量％含有されていることが好ましい。ウレタン硬化物の量が２０質量％を超えると、多孔質発泡体の防炎性が低下する。逆に５質量％未満であると、多孔質発泡体に所望の柔軟性が得られないとともに脆性の改善が不充分になるために、施工の作業性が悪くなる。防炎保護シート用の耐火断熱層としては、特に８〜１５質量％が好ましい。
【００２１】
前記多価金属リン酸塩は、リン酸類とその硬化剤とからなってなっており、前記リン酸類としては、例えばリン酸、亜リン酸、無水リン酸、縮合リン酸、これらの多価金属塩、これらの多価金属塩と水溶性アミンとの塩またはこれらの二種以上の混合物が使用される。なかでも、第一リン酸多価金属塩、第二リン酸多価金属塩等の酸性リン酸多価金属塩の使用が耐水性、耐湿性や発泡体の強度が高い等の理由で好ましい。前記多価金属としては、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、亜鉛、バリウム、鉄等が挙げられる。本発明で、多価金属リン酸塩は、塩の形態で添加、含有させる方法のほかに、リン酸、亜リン酸等のリン酸類と化学的に活性な金属化合物、例えば酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の多価金属酸化物や、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の多価金属水酸化物等を、前記のリン酸類と別々に系内に添加し、系内で反応させる方法をとることもできる。
【００２２】
リン酸類としては、なかでも、リン酸、第一リン酸マグネシウム、第一リン酸アルミニウム、第一リン酸亜鉛またはこれら二種以上の混合物の使用が好ましい。その理由は、耐水性、耐湿性や発泡体の強度が高いためである。また、リン酸類として、酸性リン酸多価金属塩を選び、好ましくは該酸性リン酸多価金属塩とジエチルアミン、トリエチルアミン等の水溶性アミン類とを併用する方法も採用される。
【００２３】
本発明において、前記のリン酸類と反応して多価金属リン酸塩の発泡体を形成するリン酸類の硬化剤としては、多価金属炭酸塩、多価金属酸化物、多価金属水酸化物、および／または酸またはアルカリと反応してガスを発生する軽金属が使用される。
【００２４】
多価金属炭酸塩の好ましい例としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩基性炭酸マグネシウム、塩基性炭酸亜鉛等が挙げられる。また、炭酸アンモニウムも使用できる。なかでも、好ましいものは塩基性炭酸マグネシウムである。
【００２５】
多価金属酸化物の好ましい例としては、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛が挙げられ、また多価金属水酸化物は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛が挙げられる。前記軽金属の好ましい例としては、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛等が挙げられる。
【００２６】
本発明の多孔質発泡体におけるリン酸類の含有量は、この発泡体中のリンの原子量換算値で好ましくは３〜２０質量％、特に４〜１８質量％が好適である。この含有量が３質量％未満では得られる発泡体の防炎性能が低下することがある。逆に、リン酸類の含有量が２０質量％を超えると、前記ウレタン硬化物の分散性が低下し、均一な発泡体が得られなくなることがある。
【００２７】
一方、前記リン酸類の硬化剤の使用量は、多孔質発泡体の好ましくは５〜５０質量％、特に好ましくは１０〜３０質量％である。この使用量は、使用するリン酸類や硬化剤の種類、目的とする多孔質発泡体の特性などに合わせて前記範囲で適宜設定するのが好ましい。硬化剤の使用量が前記範囲より少なすぎると、リン酸類の硬化反応が弱くなり、また多すぎると硬化が強くなって有機発泡体との複合化が適切に得られなくなるために、多孔質発泡体の脆性改善が不充分となることがある。
【００２８】
本発明の多孔質発泡体における多価金属リン酸塩の含有量は、多孔質発泡体中に３５〜８５質量％であることが好ましく、４５〜７０質量％であることがより好ましい。含有量が３５質量％未満であると、無機骨格が充分に形成できないと考えられ、発泡しても形状が維持できずにつぶれが生じるため好ましくない。逆に８５質量％を超えると、多孔質発泡体の脆性改善が不充分となり好ましくない。
【００２９】
本発明の多孔質発泡体を形成する場合、必要により発泡剤を用いることができる。前記硬化剤の種類によっては、別の発泡剤を使わなくてもよい。硬化剤が前記炭酸塩および軽金属の場合、これら自体が発泡剤の機能も有しているからである。一方、金属酸化物は硬化剤の機能しかないので、発泡剤が必要である。発泡剤としては、好ましくは揮発性の低沸点有機溶剤または熱分解によりガスを発生させる有機化合物が挙げられる。この揮発性の低沸点有機溶剤（沸点１２０℃以下）としては、エーテル類、ケトン類、炭化水素類、フロン類が挙げられ、なかでも沸点が０〜１００℃のハロゲン化炭化水素類やケトン類が好ましく、特に常温で液体のハロゲン化炭化水素類やアセトンが好ましい。これらの発泡剤は、単独、または二種以上の混合物として使用することができる。
【００３０】
上記で使用される発泡剤の量は、目的とする発泡倍率に応じて任意に設定できる。前記リン酸類の硬化剤として、金属酸化物を用いた場合には、発泡剤を別に用いるために、硬化剤に対し発泡剤およびその量を適切に選択することによって、硬化反応に対する発泡時間を適宜調整することが可能となる。また、硬化剤と発泡剤の量をそれぞれ調整することが可能なため、多孔質発泡体を所望の硬さにすることが容易にできる。
【００３１】
本発明の多孔質発泡体を構成するウレタン硬化物を得るためには、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーを用いることが好ましい。ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーとしては、有機ポリイソシアネート化合物と活性水素含有化合物とから誘導され、かつＮＣＯ基を分子内に有するものが好ましい。前記有機ポリイソシアネート化合物の好ましい例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチルシクロヘキサン−２，４−ジイソシアネート（水添ＴＤＩ）、２，４−または２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、または４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）である。
【００３２】
前記活性水素含有化合物としては、例えば、低分子量ポリオールや高分子量ポリオールが挙げられ、特に好ましいものは、ポリオキシアルキレンポリオールのうちのエチレンオキサイド付加物であり、エチレンオキサイド付加物を単独、もしくは活性水素含有化合物の一部として使用することが好ましい。この場合、活性水素含有化合物中のオキシエチレン単位の含有量は、１０〜９５質量％、特に５０〜９０質量％とするのが好ましい。エチレンオキサイド付加物を使用することにより、水性混合物とする際の前記プレポリマーの分散性が向上する。
【００３３】
本発明の多孔質発泡体には、水酸化アルミニウムが含有されることが重要である。水酸化アルミニウムは、後述するように、難燃剤としての機能を果たす上に、外部からの炎等の熱を吸収して防炎性を向上させる。また多孔質発泡体の発泡倍率を下げて、熱伝導率や熱抵抗の調整機能を有している。多孔質発泡体中に含有される水酸化アルミニウムの量は、好ましくは５〜７０質量％、特には１０〜５０質量％が好適である。前記量が５質量％未満であると、水和水による吸熱性が低下しケーブルに熱を伝えやすくなって防炎性が劣り、逆に７０質量％を超えると脆性が増し取り扱い性が劣り好ましくない。
【００３４】
また、本発明の多孔質発泡体には、前記した成分のほかに必要に応じて無機充填材、有機充填材が含有されていてもよい。さらに、本発明の多孔質発泡体は、高い防火性を付与するため、難燃剤を加えて発泡硬化させることもできる。難燃剤の好ましい例としては、前述した水酸化アルミニウムのほかに、非ハロゲン燐酸エステル、ハロゲン含有燐酸エステル、活性水素含有難燃剤、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化亜鉛等が挙げられる。これらは、二種以上併用できる。難燃剤の含有量はウレタンプレポリマー１００質量部に対して、好ましくは４０質量部以下、特には０．１〜３０質量部が適切である。
【００３５】
本発明の防炎保護シートを製造する場合、上記の多孔質発泡体を形成する、リン酸類、硬化剤、プレポリマー、水、および必要により発泡剤等を混合して水性混合物とし、これを金属シート上に平滑に流延して発泡硬化させる。水性混合物中の水の量は、スラリー化が可能な範囲であれば、必要以上には水を加える必要はなく、水が多いほど発泡硬化物の乾燥に時間や手間を要することになる。水の量は、水性混合物中の固形分の濃度が５０〜９０質量％程度になるようするのが好ましい。
【００３６】
本発明において、有機発泡体を形成するプレポリマーの硬化速度を制御するために、例えば、触媒を使用することができる。触媒の好ましい例としては、ジブチルチンジラウレート、アルキルチタン酸塩、有機珪素チタン酸塩、スタナスオクトエート、オクチル酸鉛、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ビスマス、ジブチル錫ジオルソフェニルフェノキサイト、錫オキサイドとエステル化合物（ジオクチルフタレート等）の反応生成物等の金属系触媒、モノアミン類（トリエチルアミン等）、ジアミン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン等）、トリアミン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン等）、環状アミン類（トリエチレンジアミン等）等のアミン系触媒等が挙げられる。触媒の量は、プレポリマーの１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜５質量部である。
【００３７】
また、本発明では、形成される多孔質発泡体の発泡構造を制御または改善するために、整泡剤を使用することができる。整泡剤の好ましい例としては、シリコン系界面活性剤が挙げられ、例えば、東レ・ダウコーニング  シリコ−ン社製の”ＳＨ−１９２”、”ＳＨ−１９３”、”ＳＨ−１９４”、”ＳＦ−２９３５”、”ＳＦ−２９４５”、  ”ＳＦ−２９３９”、東芝シリコーン社製の”ＴＦＡ−４２００”、日本ユニカー社製の”Ｌ−５３２０”、”Ｌ−５３４０”、”Ｌ−５３５０”、”ＳＺ−１６９８”、  ”ＳＺ−１６６９”、信越シリコン社製の”Ｆ−１２１”、”Ｆ−１２２”  、”Ｆ−５０２”、”Ｆ−３０５Ｍ”が挙げられる。整泡剤の添加量は、ウレタンプレポリマーの１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜１質量部である。
【００３８】
本発明の防炎保護シートにおいて、前記ウレタン硬化物、多価金属リン酸塩および水酸化アルミニウムを含む多孔質発泡体層は、前記したようにリン酸類、硬化剤、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマー、水酸化アルミニウムおよび水を含む水性混合物を金属シート上に流延し、発泡硬化させることにより形成される。
【００３９】
前記水性混合物を発泡硬化させる好ましい方法は次のようである。水性混合物は、上記した成分のほかに、必要により使用される発泡剤、無機もしくは有機の充填材を含有していてもよい。水性混合物に含有される成分は、一括に混合しても、あるいはリン酸類またはその水溶液とプレポリマーを混合した後、硬化剤、および必要により使用される発泡剤等をそれぞれ別個に、またはこれらを予め混合しスラリー化したものを混合してもよい。
【００４０】
前記水性混合物を金属シート上に流延する方法としては、特に限定はなく、金属シート上にスラリー状の水性混合物をスリットから平滑に流出する方法、ノズルから流出した水性混合物を平面状に慣らす方法、吹き付けによる方法、あるいはノズルをラインと垂直に往復させる方法等が挙げられる。これらの方法において、金属シート上に流延した水性混合物は、金属シート上に均一な厚さで分布し、かつその表面ができるだけ平坦であることが好ましい。本発明において水性混合物が平滑とは、このような状態を意味する。なお、水性混合物は、必ずしも金属シートの全面に流延する必要はなく、金属シートの幅方向の一方または両方の端部に発泡体層を形成したくない場合には、この部分に水性混合物が延及しないようにする。その方法としては、例えば金属シートの前記部分にダミー部材または仕切り部材を設けた状態で、水性混合物を平滑に流延すればよい。
【００４１】
金属シート上に延在した前記水性混合物は、好ましくは、常温、常圧条件下において数秒〜数十分間で発泡し、次いで硬化が終了し発泡体を形成する。但し、冬期のように気温が低い場合や、工程上発泡硬化時間を短縮したい場合は、静置中に５０℃程度に加熱してもよい。発泡硬化後、必要により８０〜１５０℃に加熱して余剰水をとばしてもよい。
【００４２】
図２は、本発明における防炎保護シート３の製造方法の一例を示す断面説明図である。この方法は、連続する帯状の金属シートを移送する間に、該金属シートの片面に前記水性混合物を流延し発泡硬化させて発泡体層を形成するものである。すなわち、図２に示すように金属シート１はロール巻きして製造ラインの入口部に用意しておき、該金属シート１を搬送装置１３により矢印方向に移送して製造装置に一定速度で連続的に送給する。搬送装置１３の上方には混合機９が設置されていて、該混合機９に所定の比率で配合した粉体混合物と水を供給し、水性混合物１０を調製する。金属シート１が送給されてくると、混合機９の下部に設けたノズルから、調製された水性混合物１０を金属シート１上に平滑となるように連続的に供給する。この場合、必要があるときは金属シート１の端部に仕切り部材を設けて水性混合物の流出を防ぐ。
【００４３】
金属シート１の上に流延された水性混合物は直ちに発泡を開始するが、この発泡を促進するために、通常は加熱室１１において例えば約常温〜６０℃に加熱することによって短時間で発泡硬化を終了し、金属シート１の上面に発泡体層２が無機有機複合発泡体として形成される。そして、好ましくは加熱室１１の下流に設置した乾燥室１２おいて、更に例えば約６０〜１２０℃に加熱して発泡体層２の余剰水分を取り除くことによって防炎保護シート３を得ることができる。出来上がった防炎保護シート３はロールに巻き取られる。
【００４４】
本発明の多孔質発泡体は、上記したように優れた特性を有するが、特に上記水性混合物に含まれる多価金属炭酸塩、軽金属、発泡剤の添加量を制御することにより、その比重を０．０１〜１．５の広い範囲に調整でき、同時に断熱特性を適宜変えることができる。特に、本発明の多孔質発泡体では、比重が０．３以下の小さい場合に発泡体の柔軟性が強く発現し、結果として、得られる防炎保護シートは適度の柔軟性を有する。また、比重が０．１〜１．０では適度な断熱性を有することが可能となり、防炎性の向上と許容電力量の低下の抑制を図ることができる。かくして、本発明では、硬質から軟質のものまで幅広い発泡体層を有する防炎保護シートを得ることができる。
【００４５】
また、本発明において発泡体層は、熱伝導率が０．０４〜０．２Ｗ／ｍ℃のものが好ましく、０．０５〜０．１Ｗ／ｍ℃であると更に好ましい。熱伝導率が０．０４Ｗ／ｍ℃未満では、発泡体層の断熱性が高くなりすぎ、電力ケーブルの場合には通電時に発生する熱の放熱が充分に得られなくなるため、その分ケーブルの許容電流が低下する。一方、０．２Ｗ／ｍ℃を超えると、防炎保護シートが火炎を受け加熱されたとき、熱が発泡体層を伝導してケーブルやケーブル管を強く加熱するため、これらを火炎から保護することが困難となる。
【００４６】
本発明において、かかる発泡体層の熱伝導率は、前記水性混合物の組成を調整して多孔質発泡体の発泡率を制御し、特に比重を制御することによって所望のものを得ることができる。この場合、電力ケーブルまたは電力ケーブル管用の防炎保護シートでは、前記したようにケーブルからの放熱のため、多孔質発泡体の断熱性能は厳しく調節管理されるが、放熱を伴わない用途のときは、主として断熱に重点をおいて調節すればよい。
【００４７】
本発明において、発泡体層の厚さは特に限定はないが、発泡体層の断熱性能と放熱性能の面から、発泡体層の厚さは２〜２０ｍｍ程度であることが好ましい。特に好ましい厚さは４〜１０ｍｍの範囲である。厚さが２ｍｍ未満であると、断熱効果が不充分となり、ケーブル等を防炎から充分に保護することが困難となる。逆に２０ｍｍを超えると、ケーブル等への取り付けの際に施工がしにくくなり、また電力ケーブルにおいては前記したように放熱が不充分となって、許容電流を低下せざるを得なくなる。
【００４８】
本発明の防炎保護シートは、金属シートと発泡体層とを合わせた全体重量が３．０ｋｇ／ｍ２以下であることが好ましい。前記値が３．０ｋｇ／ｍ２を超えると、電線に必要以上の張力がかかり作業性が劣るため好ましくない。
【００４９】
次にこのような防炎保護シートのケーブル等への取り付けについて説明する。図３は、４本のケーブルまたはケーブルを収納したケーブル管（以下、単にケーブル管とする）４を防炎保護シート３により包覆する場合の一例である。図３に示すように防炎保護シート３をケーブル管４の外周に発泡体層を内側にして、ケーブル管４の長手方向に沿って継ぎ目８に隙間が生じないように突き合せながら順次取り付け捲きつけ、防炎保護シート３の端部の重ね合せ部と前記継ぎ目８に例えば粘着テープ６を貼りつけて固定する。粘着テープ６としては、通常ステンレステープや耐熱繊維製テープなどが好ましく使用される。該粘着テープ６は前記重ね合せ部の全長に防炎保護シート３の長手方向に沿って貼りつけされ、また継ぎ目８の全周に貼りつけされる。
【００５０】
この場合、図３に示すように上に重ねる側の防炎保護シート３の端部に、発泡体層３を防炎保護シートの製造時にあらかじめ設けないでおくか、または金属シートの全面に形成した防炎保護シートでは、製造後にこの部分の発泡体層３を部分的に取り除くことにより、重ね合わせ部に段部が生じないようにすることができる。また、本例のように複数本のケーブル管４に防炎保護シート３を取り付けるときには、ケーブル管４の外周を金属線や紐などの線材５で仮留めしてから防炎保護シート３を巻き付けると、取り付け作業がしやすくなりかつ良好な外観に取り付けできる。
【００５１】
かくして、粘着テープ６で固定された防炎保護シート３は、長期間にわたってケーブル管４を保持するために、更に防炎保護シート３の所々を外側から従来でも行なわれているように例えば金属バンド７で締め付ける。この金属バンド７としては、電力工事などで使用されている、耐食性の優れたステンレスバンドが好適する。
【００５２】
なお、防炎保護シート３の取り付けは上記方法に限定されないで、防炎保護するケーブル等の形態や種類、布設する場所などによって適宜最適な方法を採ることができる。
【００５３】
本発明の防炎保護シートは施工現場においてケーブル等に簡単に取り付けることができ、ケーブル等を火炎やその他の機械的外力から安全に保護し、また電力ケーブルのように発熱するものについては放熱を妨げることなく保護できる。したがって、上記した電力用や通信用の各種ケーブルもしくはケーブル管の保護のほかに、ガスや水道の配管に対しても同じように適用でき、本発明のケーブル等とはこれら全てを含んでいる。
【００５４】
以下に、本発明について実施例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明の解釈はかかる実施例によって制限されるものでないことはもちろんである。
【００５５】
【実施例】
第１リン酸マグネシウムを含有するリン酸類の水溶液、水、塩基性炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、およびＴＤＩプレポリマー（空気中の水分と反応しないように窒素で置換してタンクに収容）を、表１に示した所定の質量比率（第１リン酸マグネシウムは固形物換算）で配合した粉体混合物を混合機に供給し、水性混合物を調製した。
【００５６】
この水性混合物を厚さ０．１ｍｍ、幅６０ｃｍの帯状のステンレスシート上に流延して平滑化した後、発泡硬化させて厚さが５．０ｍｍの発泡体層をステンレスシート上に形成して防炎保護シートを作製した。この防炎保護シートの全体重量は１．８１ｋｇ／ｍ２であり、また発泡体層の目付は０．９５ｋｇ／ｍ２、発泡体層の密度は１９０ｋｇ／ｍ２であった。この発泡体層の断熱特性を測定したところ、熱伝導率は０．０７Ｗ／ｍ℃であった。
【００５７】
この防炎保護シートを、内部にケーブルを収納した、外径が１５ｃｍの塩化ビニル樹脂をマトリックス樹脂としたＦＲＰ製ケーブル管の外側に捲きつけ、図３の方法で固定してケーブル管に取り付けした後、防炎保護シートの外側から加熱バーナー（ＪＩＳ防火２級曲線）で２０分間加熱し、防炎特性を観測した。その結果、発泡体層中の水酸化アルミニウムから発生する水和水の作用で熱を吸収して防炎性が向上すると考えられ、ケーブル管およびケーブルの加熱を抑えることができるので、ケーブルの表面温度は８０℃であり、ケーブル管およびケーブルが火炎の影響を何ら受けていないことを確認できた。
【００５８】
（比較例）
実施例の発泡体層を、厚さ５．０ｍｍ、目付０．８ｋｇ／ｍ２、熱伝導率０．０３Ｗ／ｍ℃のカーボンファイバーフェルトに変えて、該フェルトと実施例で用いたステンレスシートとをクロロプレンゴム系接着剤を用いて接着して防炎保護シートを得た。この防炎保護シートの全体重量は１．６６ｋｇ／ｍ２であり、フェルト層の密度は１６０ｋｇ／ｍ２であった。この防炎保護シートを実施例と同様の固定方法でケーブル管に取り付けて同じ条件で加熱し、防炎特性を観察した。
【００５９】
その結果、接着剤を用いた比較例では防炎保護シートを作成する際に手間を要した。また、防炎特性としてもカーボンファイバーフェルトの防炎性が劣るためか、接着剤が溶けたためか理由は定かでないが、防炎性能が低下するためにケーブルの表面温度が１４０℃となり、ケーブル管の塩化ビニル樹脂が若干溶けていることが確認された。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
【発明の効果】
本発明の防炎保護シートは、耐熱性と断熱性を有する多孔質発泡体層を金属シートの上に接着層を介在しないで形成しており、かつ該多孔質発泡体層を無機発泡体と有機発泡体の複合発泡体によって形成し、難燃性と剛性に優れているが脆性に危ない点のある無機発泡体を、ウレタンプレポリマーによって得られる有機発泡体と複合化することによって脆性を大幅に改善しているので、無機発泡体では得られない柔軟性のある耐火断熱層を得ることができる。
【００６２】
さらに、かかる発泡体層が大きな接着力で金属シートに接着し一体化しているので、ケーブル等に簡単に取り付けできるのは勿論、ケーブル等の外周に取り付けた状態で金属シートが火炎を受けて熱が前記発泡体層に伝わっても、発泡体層が大きな耐熱性を有しているため、防炎保護シートの防炎性能が火炎を受ける前と後で実質的に変わらないとともに、補修する場合でも防炎保護シートをそのまま再使用できる。また、防炎保護シートが加熱されたとき、発泡体層中の水酸化アルミニウムから発生する水和水の作用で熱が吸収されて防炎性が向上するため、ケーブル管およびケーブルの加熱を効率的に抑えることができる。
【００６３】
また、本発明の防炎保護シートの製造方法によれば、リン酸類、硬化剤およびＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーを含む水性混合物を金属シート上に流延して平滑化し、多孔質発泡体層を金属シート上に形成することにより耐火断熱層が得られるので、金属シートと耐火断熱層との接着工程が一切不要であり、防炎保護シートを低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるケーブル等の防炎保護シートの断面図。
【図２】本発明に係わるケーブル等の防炎保護シートの製造方法の一例を示す断面説明図。
【図３】本発明に係わるケーブル等の防炎保護シートをケーブル等に取り付ける方法の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１：金属シート
２：発泡体層
３：防炎保護シート
４：ケーブル管
６：粘着テープ
７：金属バンド
８：継ぎ目
９：混合機
１０：水性混合物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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