(57)【要約】      （修正有）【課題】火災時に、発煙発炎燃焼しないだけでなく、受熱温度に耐え、断熱性能を維持できる高温耐火発泡断熱材を提供する。【解決手段】高温耐熱処置剤３として塩化マグネシュウム４を、超極細ガラス繊維密集のグラスファイバー１やグラスウール２の繊維間隙に塗布含浸させる事によって、ガラス繊維５の表面に耐熱被覆６を形成する。ガラス溶解温度を遥かに越す火災時等の１０００℃前後の火災等による高温受熱時にも形状維持して断熱性能の持続する高温耐熱ガラス繊維が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
織布及び不織布グラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）を塗布含浸することにより、ガラス繊維（５）表面に耐熱皮膜（６）を構成し、周知のガラス繊維耐熱温度では溶解せずに形状維持し、周知のガラス溶解温度でも形状維持する、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項２】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、酸化マグネシュウム（７）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項３】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、硝酸マグネシュウム（８）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項４】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、水酸化マグネシュウム（９）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項５】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、炭酸マグネシュウム（１０）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項６】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、硫酸マグネシュウム（１１）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項７】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、ポリ塩化アルミニュウム（１２）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項８】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、水酸化アルミニュウム（１３）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項９】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、硫酸アルミニュウム（１４）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項１０】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、珪酸アルミニュウム（１５）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項１１】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、アンモニュウムミョウバン（１６）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項１２】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、コロイダル・シリカ（１７）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項１３】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）に代わって、硫酸チタン（１８）を塗布含浸した、請求項１記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【請求項１４】
高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）酸化マグネシュウム（７）、硝酸マグネシュウム（８）、水酸化マグネシュウム（９）、炭酸マグネシュウム（１０）、硫酸マグネシュウム（１１）、ポリ塩化アルミニュウム（１２）、水酸化アルミニュウム（１３）、硫酸アルミニュウム（１４）、珪酸アルミニュウム（１５）アンモニュウムミョウバン（１６）、コロイダルシリカ（１７）、硫酸チタン（１８）の各種を、複数種混合で塗布含浸した、請求項１乃至１２記載の、高温耐熱ガラス繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  健康被害によるアスベスト使用禁止以来、軽量高温耐火断熱材に乏しく、特に火災時高温の構造物断熱保護で強度保持の不燃断熱材の分野、及び一般の総合的断熱材分野でのガラス繊維の耐熱性向上に関する分野である。
【背景技術】
【０００２】  ガラス繊維のみの織布或は不織布、又は短繊維のグラスウ−ル、その他では製造コスト削減面からガラス繊維に有機繊維混入の各種商品、これらの不燃材と称するものは、国家認定を受けていても単に一定量以上の発煙発炎燃焼しなければ合格する現状のＪＩＳ規格商品で、火災時の高温には耐え切れず、耐熱温度性能が不足して高温では溶解或は灰化消滅してしまう為に、自然界的環境或は人工的多少の高温環境の断熱剤でしか使えず、火災時等の緊急高温域での人命保護、機器保護等では使用不能が現状で、このような場合にはセラミック素材等の高価な断熱材に移行せざるを得ないのが現状である。【０００３】  しかし、現状のガラス繊維は不燃素材である為に種々の域で使用されているが、残念ながら船舶主機シリンダ−排気集合管はシリンダ−側近では温度が１０００℃以上にもなる排気管の防護断熱材にはガラス繊維は溶解縮小固形化する為に使用されず、これは時間経過でガラス繊維が順次溶解固形化して全く意味がない。【０００４】  ましてや、金属、ＬＰＧ或はＬＮＧのタンク或はタンカ−用不燃断熱材としての使用も燃焼性では単に国家認定不燃材を前面にうちだしているものの、一旦火災事故発生の場合には耐熱断熱性能温度の機能は全くないのが現状ある。【０００５】  ちなみに、ブタンガスでの１０００℃加炎試験では、溶解縮小、最後には消滅したものの、ＪＩＳ規定では不燃であるが、現実には火災時高温加熱によるガラス繊維自体の耐熱温度は繊維の為に非常に低く、火災時の１０００℃前後の域での断熱機能維持には程遠いのが現状である。
【発明の開示】
【０００６】ガラス繊維の耐熱温度向上に関する開示は見当たらない。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  ガラス繊維の長尺糸自体、或はガラス繊維撚糸織布、ガラス繊維不織布、長繊維或は短繊維のグラスウ−ル、等々、受熱表面の耐熱温度が極細繊維の為に非常に低く、特に火災時の温度上昇過程の早時に溶解し、ものによっては問題で二次災害の危険性すらある。
【０００８】  従って、主材のガラス繊維自体が不燃材であるということで断熱防護していても、火災加熱の場合には受熱で溶解消滅の上、火災時火炎接触、或は輻射熱によって、表面が受熱温度に耐えられずに溶解して厚みが急激に減少すれば断熱機能も減衰し、最後には短時間で断熱効果は消滅てしまう事が現状市販品の実験結果から明らかな現実として証明されている。
【０００９】  これは、建築基準法に基づくＪＩＳ検査規定での国家認定書は有るが、あくまでも自己燃焼性を逃げたに過ぎず、不燃材認定取得目的が、現状の建築基準法規定であって実際の火災時の１０００℃前後になる受熱では、不燃断熱には程遠い機能である事から、現状市販のガラス繊維断熱材は船舶では使用されない。
【００１０】  又、市販品ガラス繊維製品のパンフレットの機能表示欄には、用途記載はあっても、使用環境温度限度の記載が見当たらず、一般建築不燃性の断熱材使用は良いとしても、ＬＮＧ及びＬＰＧタンクや陸上化学薬品タンクでの使用の限界温度を明記すべきで、万一の事故火災発生した場合にはその火災時受熱吸収断熱が出来ずにタンク自体ガ爆発炎上の危険性が十分にあることの認識を持つべきであり、ユ−ザ−のミスリ−ドにもつながる事は言うまでもない。
【００１１】  各種構築物強度部材保護の不燃断熱材としての使用は、ハンドリング面から軽量でなければならない事は当然で、その為にはガラス繊維不燃断熱材の表面露出部位が高温に耐えられる機能でなければならないが、残念ながら現状のガラス繊維不燃素材には高温域での機能性は無く、高温耐熱断熱材としては高価なセラミック断熱素材、或は大きな質量の耐火素材しかなく、産業界に一石を投じているのが現状である。
【００１２】  不燃断熱効果を発揮するには素材が不燃素材が良いことは周知の事実であるが、柔軟性を保持することが商品として用途が広く有利であるが、耐熱温度向上の為の処理剤によってガラス繊維自体の柔軟性が減少すれば用途も減少する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  不燃断熱材の目的は、単なる発煙発炎燃焼しないだけでなく、火災時の受熱温度に耐え、しかも火災時高温受熱でも断熱性能維持が条件でなければならない事から下記各条項を全て満たさなければならない。
【００１４】１、可能な限りガラス繊維のみで、可燃性有機繊維の交織でない事。
【００１５】２、しかし、用途によっては、原価低減目的で可燃性有機繊維を混織することはやむを得ないが、その場合には高温耐熱不燃処理剤との関係で、化化学繊維よりも自然繊維を混入の事。
【００１６】３、ガラス繊維自体の表面周囲を高温断熱剤でコ−ティングすることで、繊維自体での表面高温耐熱層を鋼性し、一次不燃断熱層を構成する。
【００１７】４、この事により、一次断熱層で高温が減衰されて、受熱面より下部位のガラス繊維は、その積層に応じて高温溶解せずに形状を維持する。
【００１８】５、この構成で、ガラス繊維構成による不燃断熱材の厚み選定は、断熱保護される物体の目的温度によって決定され、火災受熱表面に塗布含浸した高温耐熱剤断熱材で、高温断熱を可能にし、あらゆる物体の高温からの保護に効果を表す。
【発明の効果】
【００１９】  本発明の、高温耐熱剤に塩化カリュウムを表面に塗布した２０ｍｍ厚みのガラス繊維不織布で、１００ｍｍ角の木柱周囲を囲い、柱周囲側近で炎が柱に接する様にしたガソリン充填皿に点火して３０分経過後にガソリン消火、柱周囲のガラス繊維不織布を撤去した結果、ガラス繊維不織布断熱材表面が受熱して２ｍｍ前後不定型で厚み現象が見られたが、ガラス繊維不織布内部のは以上がなく、形状維持したままで、柱自体は全く色調も変わらず、設置前と同様であった。
【００２０】３、本発明の、高温耐熱剤に塩化カリュウムを表面に塗布した１５ｍｍ厚みの高温耐熱樹脂発泡断熱材で角型鋼材柱の周囲を囲い、９００℃ブタンガスバ−ナ−で炎が柱に当たる様に直噴バ−ナ−点火して１０分経過後でも柱鋼材温度は９０℃であり、高温耐熱樹脂発泡断熱材表面が受熱して一次断熱層層を形成し、見かけ厚みは約１３ｍｍにはなったが、柱鋼材自体の温度は強度劣化温度には程遠い状態で、鋼材表面錆び止め塗料は設置前と変化が無かった事から、高温耐熱樹脂発泡断熱材の厚み選定は目的に応じて決定すれば良く、これこそ二次的災害防止の断熱剤にも大きく貢献するものである。
【００２１】  液化ガスタンクの断熱で、可燃接着剤でタンク内側に断熱剤を装着する場合が多くあるが、タンクの鋼材低温強度減衰防止の為であり、鋼材内部が低温とは言え、外部からの１０００℃前後の受熱では液化蒸発爆発の危険性もあり、本発明を、タンク外部や内部に珪酸ナトリュウム又は珪酸カリュウムでタンク鋼材に張りつければ、爆発の危険性は現象する。
【００２２】４、本発明の高温耐熱剤に塩化カリュウム以外の、請求項２乃至１３記載の複合種の高温耐熱剤を塗布含浸ものも同様であった。
【００２３】５、短繊維のグラスウ−ル綿塊状に本発明の高温耐熱剤を塗布含浸させたものを、５ｍｍ厚みの鋼板表面に、厚み３０ｍｍで不燃接着剤で吹きつけ装着し、鋼板表面装着の短繊維状に９００℃ブタンガスバ−ナ−で直噴炎で１５分間加熱したが、鋼板温度は９５℃であり、これから想定すれば火災時の鋼材強度劣化はあり得ない安全な事も判明した。
【００２４】  上記により、火災時の引火爆発性物質の貯留槽等での保護には安価で効率が良く、この上ない高温耐熱材であることが証明された。
【発明の実施する為の最良の形態】
【００２５】  請求項１」は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として塩化マグネシュウム（４）を塗布含浸させた。
【００２６】  高温耐熱処理剤（３）としての塩化マグネシュウム（４）は、安全性を重視して、古来からの塩田製法で自然の海水を約３５倍に濃縮して塩分を概除去し、海水含有の諸ミネラルを含有させたままで塩化マグネシュウム成分％を増大させて使用した。
【００２７】  塩分除去後の海水を海水抽出塩化マグネシュウムとして使用したが、その他の含有成分は食品栄養素の一部でもあり、腎機能障害や肝機能障害保持社以外では安全で、ナトリュウム、カルシュウム、鉄、カリュウムでる。
【００２８】  この塩化マグネシュウム（４）高率含有海水を、ガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として塗布含浸し、微細なガラス繊維（５）表面を覆うことにより、表面に耐熱皮膜（６）を構成し、周知の既成事実である微細ガラス繊維の溶解温度を遥かに越える受熱にも耐えて形状を維持し、断熱性能の劣化を極力防止する。
【００２９】    液体塩化マグネシュウム（４）は、加熱すれば無水物とならずに６００℃前後で酸化マグネシュウムとなり、耐熱性能を持ち、市販工業用をも別途使用したが、機能性は全く同様であった。
【００３０】  請求項２は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として酸化マグネシュウム（７）を塗布含浸させたが、機能性は塩化マグネシュウム（４）と同様であった。
【００３１】  酸化マグネシュウム（７）は、融点が２８００℃で高く、高温耐火機能性がある。
【００３２】  請求項３は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として硝酸マグネシュウム（８）を水に溶解し、水性硝酸マグネシュウム（８）として塗布含浸させたが、機能性は、塩化マグネシュウム（４）と同様であった。
【００３３】  請求項４は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として水酸化マグネシュウム（９）を塗布含浸させたが、機能性は、塩化マグネシュウム（４）よりも多少機能性は弱いが、ほぼ使用の域に当たる。
【００３４】  請求項５は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として炭酸マグネシュウム（１０）を塗布含浸させたが、炭酸マグネシュウム（１０）は、７００℃加熱によって酸化マグネシュウムになり、機能性は、塩化マグネシュウム（４）と、ほぼ使用同等であった。
【００３５】  請求項６は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として硫酸マグネシュウム（１１）を塗布含浸させたが、硫酸マグネシュウム（１１）反応は中性で、加熱すれば無水物となり、１１２４℃で分解するが、火災温度からみて、機能性は、塩化マグネシュウム（４）と同等であった。
【００３６】  請求項７は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）としてポリ塩化アルミニュウム（１２）を塗布含浸させたが、ｐＨ反応はほぼ中性で、一般的には排水処理剤であるにもかかわらず、、ガラス繊維に塗布含浸すればガラス繊維の耐熱性向上に効果があり、機能性は、塩化マグネシュウム（４）よりも多少劣るが、十分に８００℃前後で形状維持の効果があった。
【００３７】  請求項８は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として水酸化アルミニュウム（１３）を塗布含浸させたが、高温加熱すればアルミナになり、酸にもアルカリにも溶けて、酸溶解はアルミニュウム塩に、アルカリ溶解はアルミン酸塩となり、機能性は、塩化マグネシュウム（４）と同等の形状維持の効果があった。
【００３８】  請求項９は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として硫酸アルミニュウム（１４）を塗布含浸させたが、水溶液は酸性で排水処理剤に使われるが、水溶液を高温加熱すれば塩基性硫酸アルミニュウムとなり、機能性は、塩化マグネシュウム（４）と同等の形状維持の効果があった。
【００３９】  請求項１０は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）としてケイ酸アルミニュウム（１５）を塗布含浸させたが、人工製造原料珪酸ナトリュウムとミョウバンで、カ性ソ−ダ液で加熱すれば完全に溶け、水溶液を塗布含浸すれば、機能性は、塩化マグネシュウム（４）と同等の形状維持の効果があった。
【００４０】  請求項１１は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）としてアンモニュウムミョウバン（１６）を塗布含浸させたが、水溶液は酸性で、高温加熱では６５０℃前後で酸化アルミニュウムとなり、機能性は、塩化マグネシュウム（４）と同等の８００℃以上でも形状維持の効果があった。
【００４１】  請求項１２は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）としてコロイダル・シリカ（１７）を塗布含浸させたが、コロイダル・シリカ（１７）は超微粒子の為に塗布含浸すれば高圧蜜織りのガラス繊維織布であっても，如何なる部位にでも浸透し、無水珪酸を約３０％含有し、ｐＨ１０前後でガラス繊維への異常影響はなく、酸にも安定で、水とは容易に混合でき、機能性は塩化マグネシュウム（４）と同等の８００℃以上でも形状維持の効果があった。
【００４２】  請求項１３は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として硫酸チタン（１８）を塗布含浸させたが、チタンの融点は１８５８℃であり、毒性はなく、塗布含浸すれば、機能性は、塩化マグネシュウム（４）と同等の８００℃以上でも形状維持の効果があった。
【００４３】  請求項１４は、主材であるガラス繊維の織布と不織布のグラスファイバ−（１）、及びグラスウ−ル（２）に、高温耐熱処理剤（３）として、塩化マグネシュウム（４）、酸化マグネシュウム（７）、硝酸マグネシュウム（８）、水酸化マグネシュウム（９）、炭酸マグネシュウム（１０）、硫酸マグネシュウム（１１）、ポリ塩化アルミニュウム（１２）、水酸化アルミニュウム（１３）、硫酸アルミニュウム（１４）、ケイ酸アルミニュウム（１５）、アンモニュウムミョウバン（１６）、コロイダル・シリカ（１７）、硫酸チタン（１８）を、複数種で混合して塗布含浸させたが、機能性は、８００℃以上でも形状維持の効果があった。
【図面の簡単な説明】高温耐熱ガラス繊維。【００４４】
【図１】長ガラス繊維のグラスファイバ−不織布布全体に高温耐熱処理剤塗布構成の、斜視図である。
【図２】ガラス繊維表面に高温耐熱処理剤塗布構成のＡ−Ａ拡大断面図である。
【図３】鋼製柱周囲に装着した高温耐熱樹脂発泡断熱材の斜視断面図である。
【図４】重要施設電気コントロ−ル電線保護の高温耐熱樹脂発泡断熱材の斜視断面図である。
【図５】防火扉内部充填の高温耐熱樹脂発泡断熱材の斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】１    織布及び不織布グラスファイバ−
２    グラスウ−ル
３    高温耐熱処理剤
４    塩化マグネシュウム
５    ガラス繊維
６    耐熱被服
７    酸化マグネシュウム
８    硝酸マグネシュウム
９    水酸化マグネシュウム
１０  炭酸マグネシュウム
１１  硫酸マグネシュウム
１２  ポリ塩化アルミニュウム
１３  水酸化アルミニュウム
１４  硫酸アルミニュウム
１５  珪酸アルミニュウム
１６  アンモニュウムミョウバン
１７  コロイダル・シリカ
１８  硫酸チタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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