(57)【要約】【課題】  耐火性と不燃性に加え、優れた断熱性と軽量性及び廃棄性を保持する内装用断熱板材を均質に且高生産性を以って製造する製造方法を提供する。【解決手段】  鉄若しくは非鉄金属素材を用い所要の幅と長さ及び深さで、その内面全体に剥離層が形成され、且長さ方向に沿って半割型で開閉可能に而も幅方向の一方側壁面には注入孔、対向する壁面に排気孔が形成された噴霧注入成形型を適宜加熱手段で所要温度に加熱のうえ、シロキサン及びシラノール多分子容量を所要容量割合に加圧噴霧注入して短時且均質に発泡形成させる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄若しくは非鉄金属素材で所要の幅と長さ及び深さで、その内面全体に剥離層が形成され且その長さ方向に沿って半割型で開閉可能なうえ幅方向一方側壁面の適宜位置には適宜孔径の注入孔が、更に対向側壁面の適宜位置には微細孔径の排気孔が形成されてなる噴霧注入成形型を、少なくとも１００℃以上の温度に適宜加熱手段で加熱保持させたうえ、加圧空気中にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を混合させた加圧噴霧手段のオリフィスを注入孔に装着のうえ、所要容量のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を噴霧注入せしめ、以って短時に且均質に発泡形成させることを特徴とする内装用断熱板材の製造方法。
【請求項２】
火炎若しくは加熱空気からなる加熱源により内容量の大きな加熱炉が所要の加熱温度に保持され且該加熱炉の一側面に適宜間隔に注入穴が設けられてなり、噴霧注入成形型の注入孔が該注入穴と合致されるよう加熱炉内に配位されて加熱がなされる、請求項１記載の内装用断熱板材の製造方法。
【請求項３】
噴霧注入成形型の外周囲に、その内部に電熱ヒーター或いは誘電加熱若しくは高周波加熱機構を内包してなる加熱枠が装着され噴霧注入成形型が加熱される、請求項１記載の内装用断熱板材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は水溶液状のシロキサン及びシラノール塩溶液を用いて、耐火性や不燃性と優れた断熱性並びに軽量性及び廃棄性をも保持する断熱板材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  現状における居住用建物を初め事務所、店舗、劇場、ホテル等の施設建物等には快適且衛生的な居住空間或いは建物空間を維持させるうえから、冷暖房機器や空調機器が付帯されており且これら冷暖房機器や空調機器では膨大な熱エネルギーが消費され、而も該居住建物や施設建物等は屋根や壁及び窓等が極めて大きな面積割合を以って外気と接触していることから、折角快適且衛生的居住空間や建物空間を維持させるために供給された熱エネルギーも容易に逸散漏出されるため、更なる熱エネルギーの補給とも相俟ってその維持費用は多大なものが強いられる。【０００３】  これがため居住用建物や施設建物等においては、外壁面にセラミックスや無機質素材からなる耐火性や不燃性で且耐水性や耐久性を保持する外壁板材が用いられるとともに、内装材には寸法精度の高い新建材等が使用され、且該内装材の裏面には軽量で安価なうえ断熱性に優れたポリスチレンやポリエチレン或いはポリウレタン若しくはフェノール樹脂等の合成樹脂素材を発泡させてなる内装用断熱板材が専ら使用されている。【０００４】  これがため今日の居住用建物や施設建物等では著しく密閉性が高められており、反面これら居住用建物や施設建物内には紙素材や繊維素材からなる可燃性の生活用品或いは製品や商品等が多量に収納されてなるため、一旦火災が発生すると可燃性生活用品や製品或いは商品が容易に燃焼するとともに、これら合成樹脂内装用断熱板材から猛烈な火炎とともに有害ガス及び煤煙が発生し、而もこれらが密閉性の高い建物や施設空間内に充満し連日尊い命が失われている事故が枚挙にいとまがない。
特に近年の都市部における居住用建物の高層化に加え、居住者の高齢化とも相俟って内装用断熱板材には耐火性や不燃性素材への代替が強く要請されている。【０００５】  かかる状況に鑑み、発明者等は先に火山灰、シラス等の自然無機物や石炭灰、焼成スラッジ等、無機産廃物中に多量に含有されてなる酸化珪素をアルカリ剤で溶解させて珪酸ソーダとなしたるうえ、そのシラノール基の縮合作用により多分子量化させたシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は、シロキサン及びシラノール塩からなる固形分が略２０乃至２５重量％と水が略７５乃至８０重量％割合からなる水溶液状で、且少なくとも１００℃以上の加熱によりその含有水分の蒸散に伴い発泡構造を生成すること、及び加熱に伴う高い加熱融着性を創出することを究明し、これにより所要の幅と長さ及び深さで金属性素材を用い扁平箱形で且閉塞蓋を有する成形型内にその発泡倍率を勘案した割合でシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を注入のうえ所要温度で加熱し、以って耐火性や不燃性とともに優れた断熱性と且軽量で安価な断熱性板材の製造に成功し、その内容については先願たる特願２００４−３００７５２号で開示している。【０００６】  然るにかかる手段による断熱性板材の製造方法においては、内装用断熱板材では幅９０ｃｍ長さ１８０ｃｍ及び厚さが４乃至３０ｃｍにも亘る厚いものであるため、成形型内にその発泡倍率に対応した割合量で注入されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の加熱発泡のための受熱が、成形型を火炎や電熱により或いは電磁誘導加熱や高周波加熱等により加熱された成形型を介して加熱されるものであるが、該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は加熱発泡に伴い高い融着性が創出され成形型と強固に接着し型抜きが不能となるため、これの剥離のためにテトラフルオロエチレン等による剥離層を成形型内面全体に形成させる必要がある。【０００７】  従って該剥離層が形成された成形型内に注入されたシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の加熱発泡のための受熱は、成形型並びに剥離層を経て受熱されることとなるため加熱効率が極めて悪く、十分な加熱発泡のためには極めて大加熱容量の加熱手段が要請されるばかりか、該剥離層と接触する面のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が受熱し加熱発泡が生成されて、この加熱発泡により断熱作用が働き内部や上部のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の受熱が著しく阻害され、全体に亘る均質な発泡構造の生成に斑が発生したり或いは加熱発泡に長時を要する問題を孕んでいる。【０００８】  発明者等はかかる問題に鑑み更なる研究を重ねた結果、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は、シロキサン及びシラノール塩からなる固形分が略２０乃至２５重量％に水が略７５乃至８０重量％の低粘度な水溶液状であるため、比較的低圧力を以って微滴状に噴霧が可能であること並びに微滴状のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は受熱のための表面積率が極めて大きく高い受熱効率により短時に加熱発泡が均質になしえることとなり、所望形状の断熱板材が能率的に製造しえることを解明し本発明に至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  本発明はシロキサン及びシラノール塩溶液より、耐火性と不燃性に加え優れた断熱性と軽量性及び廃棄性を有する断熱板材を均質に且高生産性を以って製造しえる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、鉄若しくは非鉄金属素材からなり、所要の幅と長さ及び深さを有し且その長さ方向に沿って半割型で開閉可能に形成され且その内面全体に剥離層が形成され、而も幅方向の一方側壁面適宜位置にはシロキサン及びシラノール塩溶液を噴霧注入する適宜孔径の注入孔が設けられ、更に該注入孔と対向する壁面の適宜位置には、内部の空気を排気させて加熱噴霧注入されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を分散充填させるうえから、及び加熱蒸散される水蒸気の排気のための微細孔径の排気孔が設けられた噴霧注入成形型と、該噴霧注入成形型を１００℃以上の適宜温度に加熱保持しえるよう火炎、電熱、加熱空気或いは誘電加熱若しくは高周波加熱による熱源を用いた加熱手段と、所要の送風圧及び送風量を送風しえる加圧送風機と連結された送風管の先端側には、シロキサン及びシラノール塩溶液を送風される加圧空気と混合させる混合弁が設けられたうえ、噴霧注入成形型の注入孔に装着でき且噴霧注入しえるオリフィスが設けられた加圧噴霧手段とからなり、加熱手段により適宜温度に加熱され且閉塞されてなる噴霧注入成形型の注入孔に、加圧噴霧手段のオリフィスを装着のうえ、シロキサン及びシラノール塩からなる固形分が２０乃至２５重量％及び水７５乃至８０重量％で、且その分子量が４，０００乃至８，０００程度のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、その発泡倍率に対応した容量割合で加圧噴霧注入させ、以って噴霧注入成形型内全体に微滴状のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を分散充填させ、高い受熱効率により短時且均質に噴霧注入成形型内に発泡成形させる構成に存する。
【発明の効果】
【００１１】  本発明は上述の如き技術的手段を用いてなるもので、噴霧注入成形型が鉄若しくは非鉄金属素材を用いその長さ方向に沿って半割型で開閉可能に形成され且該噴霧注入成形型の内面全体に亘って剥離層が形成されてなるから、加熱発泡されたうえ大きな内部圧力が付加されて形成される内装用断熱板材も、該噴霧注入成形型の半割型を開口させることにより簡便に型抜き作業がなしえる。【００１２】  そして噴霧注入成形型の幅方向の一方側壁面の適宜位置には適宜孔径の注入孔が設けられ、且対向する壁面の適宜位置には加熱蒸散される余剰の水蒸気を排気させる微細孔径の排気孔が設けられてなるから、所要温度に加熱保持された噴霧注入成形型内に注入孔よりシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を加圧噴霧注入されると、噴霧注入成形型内の空気が排気孔より排気されて噴霧注入されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の微滴が噴霧注入成形型内全体に亘って分散注入され、而も微滴なため受熱表面積率が極めて大きなため短時に効率良く受熱され、噴霧注入成形型全体に均質な加熱発泡がなされ、更にそれぞれの微滴は加熱発泡とともに融着性が創出されて連着し、噴霧注入成形型に対応した形状で内装用断熱板材が作成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  鉄若しくは非鉄金属素材で所要の幅と長さ及び深さで、且その長さ方向に沿って半割型で開閉可能なうえその内面全体に剥離層が形成され、而も幅方向の一方側壁面の適宜位置には適宜孔径の注入孔が設けられ、且対向する他方側壁面の適宜位置には微細孔径の排気孔が設けられた噴霧注入成形型を、火炎や電熱若しくは加熱空気或いは誘電加熱、高周波加熱等の加熱手段で所要温度に加熱保持させたうえ、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を該噴霧注入成形型の注入孔より微滴状に且その発泡倍率に対応した容量割合で加圧噴霧注入させ、短時且に均質に加熱発泡させて内装用断熱板材を作成する。
【実施例】
【００１４】  以下に本発明実施例を図とともに説明すれば、図１は噴霧注入成形型１の見取図、図２は同断面説明図であって、該噴霧注入成形型１は加熱手段２における熱エネルギーを噴霧注入成形型１内に効率良く伝達させること、及び加熱発泡に際しての内部圧力に対抗しえる強度を保持させること等から、素材としては鉄若しくは非鉄金属が用いられるもので、非鉄金属素材の具体的なものとしてはステンレスやアルミニウム等が挙げられる。【００１５】  そして本発明の使用目的である内装用断熱板材４は、一般的な大きさとして幅が９０ｃｍ、長さ１８０ｃｍで且具体的使用場所によりその厚さも４乃至６ｃｍ程度のものから１０乃至３０ｃｍ程度の極めて厚い物も使用されるため、噴霧注入成形型１の大きさはその内寸法においてこれらが形成しえるよう作成される。【００１６】  加えて肝要なことは、該噴霧注入成形型１内に加圧噴霧注入されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを加熱発泡させて形成される内装用断熱板材４は、幅及び長さも大きく且厚さも比較的厚いものであるから、実用使用に供しえる発泡構造強度を保持させるうえからその発泡倍率に相応した大きな内部圧力が付加され、而も加熱発泡に際しては高い融着性も創出されるため剥離不能や型抜き不能も招来される。
そこで噴霧注入成形型１の内面全体に強固に剥離層１Ａが形成されるとともに、発泡形成された内装用断熱板材４の型抜きを容易となすうえから、該噴霧注入型１はその長さ方向に沿って開閉自在に半割型１Ｂ、１Ｂで構成されている。かかる場合の半割型１Ｂ、１Ｂの開閉手段には特段の制約は無いが一般的には長さ方向の半割型１Ｂ、１Ｂ相互を蝶番１０Ｂで連結し、長さ方向の他側に相互の半割型１Ｂ、１Ｂを閉塞し係止固定する適宜の係止具（図示せず）を設けておけば良い。【００１７】  更に本発明においては、発泡形成のためのシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを噴霧注入成形型１内に加圧噴霧注入させるため、その幅方向の一方側壁面の適宜位置には適宜の孔径を有する注入孔１Ｃが設けられており、且この注入孔１Ｃと対向する他方側の壁面の適宜位置には、加圧噴霧注入させるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａの噴霧注入に際して、噴霧注入成形型１内の空気を排気させて噴霧注入される微滴が該噴霧注入成形型１内全体に亘って分散注入されるよう、且加熱発泡に際して蒸散される余剰水蒸気の排気のために微細孔径からなる排気孔１Ｄが適宜数穿孔形成されることにある。【００１８】  ここで本発明に用いるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａは、火山灰やシラス等の無機自然物や、石炭灰若しくは鋳造廃砂や焼却スラッジ等無機産廃物中に多量に含有されてなる酸化珪素を一旦アルカリ剤で溶出させて珪酸ソーダとなしたるうえ、その水分蒸散による発泡構造の生成と且加熱融着性を創出せしめるうえから、含有されるシラノール基の縮合作用によりその分子量を略４，０００乃至８，０００程度に多分子量化させたものであり、且シロキサン及びシラノール塩からなる固形分が略２０乃至２５重量％に水が略７５乃至８０重量％からなる水溶液状のものである。【００１９】  そして注入孔１Ｃからの噴霧注入圧力は加熱発泡により形成される内装用断熱板材４が５倍発泡の場合では噴霧注入成形型１内の内部圧力が略５５乃至６０ｋｇｆ／ｃｍ２、１０倍発泡の場合で略１５乃至１７ｋｇｆ／ｃｍ２、２０倍発泡の場合で略４乃至６ｋｇｆ／ｃｍ２程度と考えられるため、噴霧注入圧力としてはその内部圧力より高い圧力で噴霧注入すれば良い。
当然のことながら注入孔１Ｃの孔径が大きくなると注入圧力も高圧力が必要となるばかりか、発泡形成された内装用断熱板材４の一部に注入孔１Ｃの痕跡も残ることから、該注入孔１Ｃの孔径としてはせいぜい６乃至１０ｍｍ以内とすることが望ましい。【００２０】  かくしてなる噴霧注入成形型１には、噴霧注入されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを加熱発泡させるために少なくとも１００℃以上の温度に加熱保持させるための加熱手段２が施される。
この加熱手段２における加熱源２Ａとしては火炎や電熱ヒーター、加熱空気或いは誘電加熱若しくは高周波加熱等を用いることが可能であるが、加熱源それぞれにより使用方法もやや異にする。【００２１】  即ち火炎や加熱空気による場合には、図３に示すように火炎や加熱空気によりその内部全体が所要温度に調整可能な十分に収納容量の大きい加熱炉２Ｂ内に、所要の間隔を以って載置可能な配位棚等（図示せず）に噴霧注入成形型１を、その注入孔１Ｃが該加熱炉２Ｂの一方側に開けた注入穴２Ｃと合致するよう配位させたうえ、所要の温度に加熱されたそれぞれの噴霧注入成形型１の注入孔１Ｃに、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａを加圧噴霧注入させることによりなされる。【００２２】  他方電熱ヒーターによる場合には、図４に示すように噴霧注入成形型１の外周囲に電熱ヒーターを内包した加熱枠２Ｄを装着させることが挙げられ、更に誘電加熱や高周波加熱による場合にも該加熱枠２Ｄに誘電若しくは高周波発生機構を組込み、鉄若しくは非鉄金属素材からなる噴霧注入成形型１自体を加熱させることも採用できる。
本発明における加熱発泡のための加熱温度は、１００℃以上９００度程度までが適用できるが生産性や安全性のうえからは略２００乃至３５０℃で十分である。【００２３】  図５は本発明の工程説明図であって、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａは、所要の圧力と送風量を送風しえる加圧送風機３Ｂに連結されてなる送風管３Ｃの先端側に、該加圧空気と混合される混合弁３Ｄにおいて混合させたうえその先端に設けたオリフィス３Ｅを噴霧注入成形型１の注入孔１Ｃに装着させたうえ、該オリフィス３Ｅの前部に設けられた開閉弁３Ｆの開閉操作により所要容量を噴霧注入させるもので、これらにより加圧噴霧手段３が構成されている。【００２４】  かかる場合において、噴霧注入成形型１の内容量に対する加圧噴霧注入されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａの注入容量割合とにより、発泡倍率及び内部圧力が決定され且発泡形成される内装用断熱板材４の基本物性も決定されるため、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａの注入容量を管理するうえからは、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液３Ａが収納されるホッパー３Ｇに計量目盛りを付与させておくことが望まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】  本発明は断熱板材はもとより、無機多孔性であるから耐火性、不燃性を要する各種板材の生産が可能なばかりか、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液に砂、石炭灰、シラス等の無機質増量材を混合することにより広範囲の土木用や建築用板材等の生産も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】  噴霧注入成形型の見取図である。
【図２】  噴霧注入成形型の断面説明図である。
【図３】  火炎若しくは加熱空気による加熱手段の説明図である。
【図４】  電熱ヒーターによる加熱手段の説明図である。
【図５】  本発明の工程説明図である。
【図６】  内装用断熱板材の見取図である。
【符号の説明】
【００２６】    １    噴霧注入成形態
１Ａ  剥離層
１Ｂ  半割型
１Ｃ  注入孔
１Ｄ  排気孔
１０Ｂ  蝶番
２    加熱手段
２Ａ  加熱源
２Ｂ  加熱炉
２Ｃ  注入穴
２Ｄ  加熱枠
３    加圧噴霧手段
３Ａ  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液
３Ｂ  加圧送風機
３Ｃ  送風管
３Ｄ  混合弁
３Ｅ  オリフィス
３Ｆ  開閉弁
３Ｇ  ホッパー
４    内装用断熱板材
【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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【図６】
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