JP2716380B2 - 耐熱性シート - Google Patents

耐熱性シート

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JP2716380B2
JP2716380B2 JP6271587A JP27158794A JP2716380B2 JP 2716380 B2 JP2716380 B2 JP 2716380B2 JP 6271587 A JP6271587 A JP 6271587A JP 27158794 A JP27158794 A JP 27158794A JP 2716380 B2 JP2716380 B2 JP 2716380B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は耐熱性シートに関するも
のであり、更に詳しく述べるならば耐熱性にすぐれ、か
つ縫製性および耐屈曲性にすぐれ、柔軟でフレキシブル
な繊維シートに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、ポリエステル繊維(融点255〜
260℃)、ポリアミド繊維(融点215〜260℃)
等からなる繊維性基布に、熱可塑性樹脂、例えば、ポリ
塩化ビニル(PVC、耐熱温度66〜79℃)、ポリウ
レタン(耐熱温度90〜120℃)、アクリル樹脂(耐
熱温度60〜88℃)、ポリエチレン(耐熱温度80〜
120℃)、ポリプロピレン(耐熱温度120〜160
℃)、ポリアミド(耐熱温度80〜150℃)又はポリ
エステル(耐熱温度約120℃)を被覆して得られるシ
ート材料が知られている。この場合、繊維性基布の融点
が比較的低いため、これを被覆する被膜材料としては、
繊維性基布が耐え得る程度の加工温度で被覆加工し得る
ものでなければならず、このため、被膜材料も、前記の
ように、比較的耐熱性の低い樹脂が用いられている。し
かしながら、近時においては、繊維シート材料を、例え
ば、火夫服、耐熱衣料、膜状建材等に使用される機会が
多くなり、火炎や火傷その他の熱的災害から安全を保つ
ために、不燃・難燃などの要求が高まってきている。こ
のため耐熱性シート材料の開発が強く望まれている。 【0003】上述のような要求に応じて、特開昭58−
120677号および特開昭58−127757号に
は、チタン酸アルカリおよびシリコーン樹脂を含んでな
る高温断熱塗料および耐火断熱フィルムが提案されてお
り、また特開昭58−130183号、特開昭58−1
99791号および特開昭59−35938号には、無
機質芯材、例えば、ガラス繊維性基布、アスベスト紙な
どの表面上にシリコーン樹脂およびチタン酸アルカリを
含む被覆層を形成して得られる耐火性シートが開示され
ている。 【0004】また、特開昭59−26987号および特
開昭59−36157号には、ポリオルガノホスフォニ
トリル化合物にシリコーン樹脂、又はアルキルシリケー
トなどを混合した耐熱組成物および、この耐熱組成物で
無機質芯材を被覆することが開示されている。これらの
無機繊維基布を用いた耐熱性シートは、すぐれた耐火断
熱性、防汚性、および耐候性などを有していたが、その
重量(目付)が大きくて使用や取扱いに不便であり、か
つ、縫製しにくく、しかも耐屈曲強さが低いため、使用
間特に、振動や、はためきを受ける用途、或は屈曲のは
げしい用途に用いられると折損しやすく、またミシン目
から裂断しやすいなどの問題点があり、この問題点の解
消が強く望まれていた。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、柔軟で耐熱
性のすぐれたシートにおいて、その耐屈曲強さを向上さ
せて振動や、はためきや、或は繰返し屈曲などに耐えら
れるようにし、縫製しやすくかつミシン目からの裂断を
生じにくくするものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明の耐熱性シート
は、無機繊維、および300℃以上の融点、又は加熱分
解点を有する耐熱性有機合成繊維を50:50〜90:
10の重量比で含んでなる編織物からなる基布と、この
基布に含浸又は塗布され、かつ300℃以下の融点を有
するテトラフルオロエチレン−パーフルオロオレフィン
共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(ア
ルキルビニルエーテル)共重合体、テトラフルオロエチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルエチレ
ン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビ
ニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、およ
びクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体から
選ばれた少なくとも1種からなる弗素含有樹脂を含む耐
熱被覆層とを有することを特徴とするものである。 【0007】 【作用】本発明の耐熱性シートは無機繊維と耐熱性有機
合成繊維とを含む編織物からなる基布と、300℃以下
の融点を有する弗素含有樹脂を含む耐熱被覆層とを有す
るものである。 【0008】本発明に用いられる基布を構成する無機繊
維は、石綿繊維、セラミック繊維、シリカ繊維、ガラス
繊維、カーボン繊維、金属繊維などから選ぶことができ
る。 【0009】また、本発明において基布に用いられる有
機繊維は、300℃以上の融点、又は加熱分解温度を有
する耐熱性有機合成繊維であって、必要により、それと
は異なる有機繊維を含んでいてもよい。このような異種
有機繊維は、天然繊維、例えば、木綿、麻など、再生繊
維、例えば、ビスコースレーヨン、キュプラなど、半合
成繊維、例えば、ジ−およびトリ−アセテート繊維な
ど、及び合成繊維、例えば、ポリアミド(ナイロン6、
ナイロン66等)繊維、ポリエステル(ポリエチレンテ
レフタレート等)繊維、アクリル繊維、などから選ぶこ
とができる。 【0010】前記高融点、又は高熱分解点を有する耐熱
性有機合成繊維を形成するポリマーとしては表1および
表2に示すようなものがある。 【0011】 【表1】【0012】 【表2】【0013】表1および表2に示された耐熱性ポリマー
のうちでは、特にポリメタフェニレンイソフタルアミド
及びポリパラフェニレンテレフタルアミドが一般的であ
り、前記以外のパラ系アラミド繊維として帝人(株)製
の「HM−50」等も使用できる。 【0014】かかる繊維に有用な芳香族ポリアミドは、
また、少なくとも50モル%の下記式(I)及び(I
I)、 −(Ar1 −CONH)− (I) −(Ar1 −CONH−Ar2 −NHCO)− (II) 〔上式中、Ar1 及びAr2 は二価の芳香族基を表わ
し、これらは互に同一であってもよく又は相異っていて
もよい〕で示される単位から選ばれる少なくとも1種を
主反復単位として有するものであるのが好ましい。上記
式(I)及び(II)において、Ar1 及びAr2 で表わ
される二価の芳香族基は、下記式、 【化1】〔上式中、Aは−O−,−S−,−SO−,−SO2
−,−CO−,−CH2 −又は−C(CH3)2 −を表わ
す〕で示される芳香族残基群から選ばれるのが好まし
い。これらの芳香族残基は、ハロゲン、アルキル基、ニ
トロ基などの不活性置換基を含んでいてもよい。 【0015】一般に、芳香族ポリアミドとしては、下記
式、 【化2】 で示される反復単位を主成分として有するものが更に好
ましい。 【0016】耐熱性有機合成繊維としては、以上のもの
のほか、融点又は加熱分解点が300℃以上のものであ
れば、弗素系繊維やその他の繊維を用いることもでき
る。 【0017】耐熱性有機合成繊維が用いられる場合、基
布中の耐熱性有機合成繊維の無機繊維に対する重量比は
50:50〜90:10の範囲内にあり、50:50〜
80:20の範囲内にあることが好ましい。また、耐熱
被覆層との接着性およびその他の性能を助長するため
に、300℃よりも低い融点又は加熱分解点を有する繊
維、例えば前記耐熱性有機合成繊維とは異種の有機繊維
を基布中に混用することもできる。しかし、基布中に耐
熱性繊維(無機繊維および耐熱性有機合成繊維の合計
量)が50重量%以上含有されることが好ましく、60
重量%以上含有されることが更に好ましい。 【0018】基布中における無機並びに耐熱性有機合成
繊維および異種有機繊維は、短繊維紡績糸条、長繊維糸
条、スプリットヤーン、テープヤーンなどのいずれの形
状にあってもよく、また基布は織物、および編物のいず
れであってもよい。しかし、縫製部分の強力や、耐屈曲
性を考慮すれば、基布としては織物であることが好まし
い。また、繊維の形態としては、ストレスに対する伸び
が少ない長繊維(フィラメント)の形状のものが好まし
く、且つ平織布を形成していることが好ましい。しか
し、基布の編織組織やその形態については特に限定はな
い。耐熱性有機合成繊維は、得られる耐熱性シートの機
械的強度を高いレベルに維持するために有用である。 【0019】基布内において、無機繊維と耐熱性有機合
成繊維とは、どのように混用されていてもよい。例えば
混紡糸、交編織物、交撚糸、引揃え糸などのいづれであ
ってもよい。しかし、基布中に耐熱性有機合成繊維が1
0〜50重量%含まれており、20〜50重量%含まれ
ることが好ましい。また無機繊維が基布中に90〜50
重量%含まれており、80〜50重量%含まれることが
好ましい。無機繊維と耐熱性有機合成繊維の混用比にお
いて、無機繊維の含有率が50重量%未満になると、得
られる耐熱性シートの耐熱性が所望水準に達しないこと
があり、また、耐熱性有機合成繊維の含有率が10重量
%未満になると、得られる耐熱性シートの耐折強さ、お
よび縫製性が所望水準に達しないことがあり、かつ高価
な耐熱性有機合成繊維の含有率が50重量%を超える
と、耐熱性シートのコストが高くなり、実用的でなくな
る。 【0020】無機繊維としてガラス繊維が用いられる場
合、その種類や繊度などに格別の限定はないが、一般に
太さが約2〜10μm、特に約3μm程度の、通常ベー
ターヤーンと称されるものが用いられている。 【0021】本発明の耐熱性シートにおいて、その耐熱
被覆層は、300℃以下の融点を有する弗素含有樹脂を
含むものである。 【0022】本発明に用いられる弗素含有樹脂は、30
0℃以下の融点を有するものであって、テトラフルオロ
エチレン−パーフルオロオレフィン共重合体(例えばテ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(アル
キルビニルエーテル)共重合体、テトラフルオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テ
トラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルエチレン
共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニ
リデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、および
クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体などか
ら選ばれた少なくとも1種を含んでなるものである。 【0023】上述の弗素含有樹脂の耐候性は極めて良好
であるけれども、基布を保護する目的で、これらの樹脂
中に紫外線吸収剤を配合してもよい。また、着色剤やそ
の他の性能付与剤を配合してもよいことは勿論である。
そして、これらの樹脂からなる被覆層は微多孔質であっ
てもよく、また連続もしくは不連続気泡を有するもので
あってもよい。 【0024】基布の表面を、上記耐熱被覆層で被覆する
方法としては、基布の表面に耐熱被覆用混合物をスプレ
ー塗装、刷毛塗り、ロールコート等の塗工による方法、
或は耐熱被覆用混合物を成型加工したフィルムを基布の
表面に貼着する方法又は基布を耐熱被覆用混合物中に浸
漬し含浸加工する方法等がある。 【0025】本発明の耐熱性シートは、例えば次のよう
にして製造される。即ち、弗素含有樹脂に適宜反応促進
剤及び添加剤を加えた後、更に必要に応じトルエン、キ
シレン、トリクレン等の有機溶剤を加えて適当な濃度の
分散液を調製する。この分散液を浸漬法、噴霧法、ロー
ルコート法、リバースロールコート法、ナイフコート法
等の従来よく知られている含浸、又は塗布手段により基
布に含浸するか、或はその一面又は両面に塗布する。 【0026】上記分散液の含浸は上記浸漬法によって行
われ、また塗布は、噴霧法、ロールコート法、リバース
ロールコート法、ナイフコート法などによって施され
る。含浸法、および塗布法のいづれを用いるかは、基布
の組織、厚さ、種類、並びに得られる耐熱性シートの用
途、および所望の性能、風合などに応じて適宜に設定す
ればよい。 【0027】次に、上記のように、弗素含有樹脂含有分
散液により含浸、又は塗布された基布を、400℃以
下、好ましくは150〜370℃、より好ましくは15
0〜350℃の範囲内で1〜30分間熱処理することに
より前述の基布に耐熱被覆層を一体的に固着せしめる。
耐熱被覆層中には、一般に常用されている無機質顔料、
無機質の増量用充填材、難燃性を付与する無機粉末等を
含有させてもよいが、これら添加無機材料の使用量は弗
素含有樹脂100重量部に対し400重量部以下であ
り、好ましくは300重量部以下である。 【0028】本発明の耐熱性シートの厚さは0.02mm
以上であることが好ましく、0.05〜2.0mmの範囲
内にあることがより好ましい。 【0029】基布と耐熱被覆層との接着及び耐久性を向
上させる目的で、両者間に接着性物質を介在させてもよ
い。この場合、接着力の向上を図る以上に特に厚く介在
させる必要はない。接着性物質は被膜形成のために用い
られるのではなく、従って接着剤として公知の物質を用
いることができる。例えば、アミノ基、イミノ基、エチ
レンイミン残基、アルキレンジアミン残基を含むアクリ
レート、アジリジニル基を含有するアクリレート、アミ
ノエステル変性ビニル重合体、芳香族エポキシ接着剤、
アミノ窒素含有メタクリレート重合体、その他の接着剤
を併用してもよい。またポリアミドイミド、ポリイミド
等の繊維基布を構成する樹脂と同質の樹脂やRFL変性
物質等を任意に選択することもできる。 【0030】本発明の耐熱性シートにおいて、耐熱被覆
層は片面のみに形成されてもよいが、基布の耐候性の低
さ等を補填するために両面に形成されてもよく、使用状
況によっては両面形成が必須の条件になることもある。 【0031】耐熱被覆層の厚さは5〜2000μm、特
に10〜1500μmであるのが好ましい。本発明の耐
熱性シートは、他の材料、例えば発泡体又はマットなど
と組合せて使用することもできる。本発明の耐熱性シー
トは、テープ状又は短冊状に形成されてもよいし、シー
ト状物を切断してテープ状又は短冊状にしてもよい。こ
のようなテープ状耐熱性シートは、電線やケーブルなど
の耐熱・難燃性を必要とする用途に、被覆又は巻きつけ
て使用することができる。また、他の材料、例えば、発
泡体、ネット、マットなどと組合せて使用してもよい。 【0032】 【実施例】本発明の耐熱性シートを実施例により更に詳
しく説明する。比較例1 基布として、下記組織のガラス繊維布帛を用いた。 DE150 1/2 3.3S ─────────────────── トルコ朱子織 51本/25.4mm×51本/25.4mm 目付 290g/m2 上記基布の両面にアクリル系接着剤(SC462、ソニ
ーケミカル社製)を30g/m2 の塗布量で塗布し乾燥
した。 【0033】別に下記組成の弗素含有樹脂組成物を調製
した。 組成: 成 分 量(重量部) テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン 100 共重合体(FEP、m.p.275℃)の50%水性分散液 水溶性アクリル樹脂(増粘剤) 0.65 この組成物の粘度は約900センチポイズであった。 【0034】上記基布を、上記組成物中に浸漬して絞
り、それを250〜300℃の温度に徐々に昇温乾燥
し、次に350℃の温度で被膜を形成した。得られた耐
熱被覆層の厚さは両表面ともに約150μmであった。 【0035】得られたシートを特開昭58−13018
3号に記載されている耐火断熱試験に供した。このとき
の耐火断熱性の評価基準は下記の通りであった。 A種:厚さ9mmの火花発生用鋼板を溶断する時、発生す
る火花に対し発炎及び防火上有害な貫通孔がないこと。 B種:厚さ4.5mmの火花発生用鋼板を溶断する時、発
生する火花に対し発炎及び防火上有害な貫通孔がないこ
と。 C種:厚さ3.2mmの火花発生用鋼板を溶断する時、発
生する火花に対し発炎及び防火上有害な貫通孔がないこ
と。 D種:厚さ3.2mmの火花発生用鋼板を溶断する時、防
火上有害な貫通孔が発生。 E種:厚さ3.2mmの火花発生用鋼板を溶断する時発
炎。 【0036】比較例1のシートの耐火断熱性はB種であ
った。比較例1のシートに対し、JIS P8115
(1976)「紙および板紙のMIT型試験器による耐
折強さ試験法」に準拠する試験を行ったところ、シート
は屈曲3000回で破断した。すなわち、比較例1のシ
ートは、ガラス繊維のみからなる基布を使用していたた
め、振動、はためき、或は屈曲に対し耐久性の低いもの
であった。 【0037】また、比較例1のシートに対し、シンガー
社製112W−115工業用ミシン(2本針、本縫糸送
り、テント用)を用い、縫糸としてノーメックスマルチ
フィラメント糸(500d)を使用し、本縫、直線、2
本縫により運針数50ピッチ/10cmで縫製したところ
縫製中に縫製部(ミシン目)が裂断した。 【0038】実施例1 比較例1に用いた基布の組織において、ガラス繊維糸条
1本に対し、芳香族ポリアミド繊維糸条(ケブラー、1
95デニール/130f)2本の割合で経、緯に用い
て、基布を作成した。この基布における無機繊維と耐熱
性有機合成繊維との重量混用比は60.5:39.5で
あった。上記基布に、比較例1と同様の接着剤処理およ
び耐熱被覆剤処理を施して、耐熱性シートを製造した。 【0039】この耐熱性シートの耐火断熱性はC種であ
りその耐折強さ試験においては、10,000回の屈曲
でも折損せず、ほぼ無限大の耐折強さを示した。また、
比較例1と同様の縫製を実施したが縫製部(ミシン目)
は裂断することなくスムーズに縫製することができた。 【0040】実施例2 実施例1と同様の操作を行った。但し、基布において、
前記ガラス繊維糸条の代りにカーボン繊維糸条を用い
た。この基布における無機繊維と耐熱性有機合成繊維と
の重量混用比は52.0:48.0であった。得られた
耐熱性シートの耐火断熱性はC種であり、耐折強さは1
0,000回以上であった。また、実施例1と同様に十
分な縫製性が得られた。 【0041】実施例3 実施例1と同様の操作を行った。但し、基布の経、緯に
おいて、ガラス繊維糸条1本に対し、ケブラー繊維糸条
1本およびポリエチレンテレフタレートマルチフィラメ
ント糸条1本を交織して用いた。この基布における無機
繊維と耐熱性有機合成繊維との重量混用比は65.4:
34.5であった。また熱処理温度は、最高280℃と
した。得られた耐熱性シートの耐火断熱性はC種であ
り、10,000回以上の耐折強さを示し、かつ、実施
例1と同様の良好な縫製性を示した。 【0042】実施例4 実施例1と同様の操作を行った。但し、前記弗素含有樹
脂組成物をロールコーターを用いて基布の両面に塗布
し、各面に厚さ約150μmの耐熱被覆層を形成した。
得られた耐熱性シートの性能及び縫製性は、実施例1と
ほぼ同じであった。 【0043】比較例2 実施例1と同様の操作を行った。但し、弗素含有樹脂組
成物の調製において、テトラフルオロエチレン−ヘキサ
フルオロプロピレン共重合体50%水性分散液の代り
に、下記組成の難燃処理液を用いた。 成 分 重量部 難燃性シリコーン樹脂KR2038(* 1) 100 (商標、信越化学工業(株)製、固形分100%) 難燃性シリコーン架橋剤D2038 2 (商標、信越化学工業(株)製) トルエン 40 液粘度(B型6号、20r.p.m ) 35ポイズ 〔註:(*)1 …ビニル基含有オルガノシロキサン〕 基布を上記処理液に浸漬し、絞り、100℃において2
分間乾燥し、200℃において1分間熱処理した。得ら
れた耐熱性シートの耐折強さは10,000回であった
が、表面を被覆するシリコーン樹脂の表面が柔らかく、
かすかな粘着性を示し、脆く、これに起因して耐折強さ
試験後の状態を表面観察すると樹脂の剥離が明瞭に認め
られた。またその耐火断熱性はC種であり、その縫製性
は、シートが柔らかく粘着気味であるため、縫製時のシ
ートの送りが悪く、針の通りも摩擦が強くスムーズでは
なく、作業性の面からも不満足なものであった。 【0044】比較例3 実施例1と同様にして耐熱性シートを作製した。但し、
弗素含有樹脂組成物の調製において、テトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体50%水性
分散液の代りに、ポリテトラフルオロエチレン(PTF
E,m.p.327℃)水性分散液(固形分:60%)を用
い、被膜形成温度を480℃にした。得られた耐熱性シ
ートは、それに含まれる有機繊維が劣化および硬化した
ため、粗硬で脆くなり、その耐折強さは3,000回未
満であって実用に供し得るものではなかった。また、被
膜形成温度を、350℃にした場合、被膜の形成および
固着が不十分であって、基布から容易に剥落し、実用に
供し得るものではなかった。 【0045】 【発明の効果】本発明の耐熱性シートは、無機繊維に所
要量の耐熱性有機合成繊維が混用され、特定の被覆層が
形成されているため、所望の耐熱性を保持しながら、柔
軟ですぐれた耐折れ強さを有し、しかもすぐれた縫製性
を有するものであって、従って高温で繰り返し屈曲や、
はげしい振動やはためきを受ける用途(例えば耐火服、
開閉カーテンおよび建築用膜材など)に広く使用するこ
とができる。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.無機繊維、および300℃以上の融点、又は加熱分
    解点を有する耐熱性有機合成繊維を50:50〜90:
    10の重量比で含んでなる編織物からなる基布と、この
    基布に含浸又は塗布され、かつ300℃以下の融点を有
    するテトラフルオロエチレン−パーフルオロオレフィン
    共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(ア
    ルキルビニルエーテル)共重合体、テトラフルオロエチ
    レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、
    テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルエチレ
    ン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビ
    ニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、およ
    びクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体から
    選ばれた少なくとも1種からなる弗素含有樹脂を含む耐
    熱被覆層とを有する耐熱性シート。 2.前記無機繊維が、石綿繊維、セラミック繊維、シリ
    カ繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、および金属繊維か
    ら選ばれる、特許請求の範囲第1項記載の耐熱性シー
    ト。 3.前記基布が、前記耐熱性有機合成繊維とは異なる有
    機繊維を更に含む、特許請求の範囲第1項記載の耐熱性
    シート。
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