(57)【要約】【課題】断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）に優れた断熱扉用断熱材を提供する。【解決手段】石膏発泡体からなる、断熱扉用断熱材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏発泡体からなる、断熱扉用断熱材。
【請求項２】
石膏、起泡成分及び強度保持成分を含む、請求項１に記載の断熱扉用断熱材。
【請求項３】
石膏１００質量部に対して、起泡成分を０．１５〜５質量部、強度保持成分を０．５〜５０質量部含有している、請求項２に記載の断熱扉用断熱材。
【請求項４】
石膏、起泡成分、強度保持成分及び水を含む混和剤組成物の硬化物である、請求項１に記載の断熱扉用断熱材。
【請求項５】
前記混和剤組成物は、石膏１００質量部に対して、起泡成分を０．１５〜５質量部、強度保持成分を０．５〜５０質量部、水を２５〜２５０質量部含有している、請求項４に記載の断熱扉用断熱材。
【請求項６】
前記起泡成分が界面活性剤である、請求項２〜５のいずれか1項に記載の断熱扉用断熱材。
【請求項７】
前記強度保持成分が樹脂エマルジョンである、請求項２〜６のいずれか1項に記載の断熱扉用断熱材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか1項に記載の断熱扉用断熱材を用いた断熱扉。
【請求項９】
外扉表鉄板と内扉壁とによって形成される空間内に、前記断熱扉用断熱材が充填されている、請求項８に記載の断熱扉。
【請求項１０】
冷凍倉庫、冷蔵倉庫、保冷コンテナ、貯蔵タンク、又は一般住宅用の断熱扉である、請求項９に記載の断熱扉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱扉用断熱材及びそれを用いた断熱扉に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍倉庫、冷蔵倉庫等の冷却設備においては、庫内の温度が庫外の温度よりも低く、その温度差が大きいので、冷凍倉庫、冷蔵倉庫等が防火区画となる場合は、出入口に用いる扉（断熱扉）は断熱性に優れたものが要求されている。また、一般住宅でも寒冷地では結露防止のため断熱扉が用いられており、室内外の温度差が大きいため、その開口部（特に玄関）が延焼の恐れがある部分に該当すると防火戸とする必要があり、やはり使用する断熱扉としては断熱性に優れたものが要求されている。
【０００３】
断熱扉は、一般に、扉中空部に有機系断熱材を芯材として充填し、構成されている。このような有機系断熱材としては、例えば、スチレンフォーム、ウレタンフォーム、フェノールフォーム等が知られている。特許文献１には、フェノール樹脂発泡体からなり、不織布により表裏面が保護された断熱材を使用することが記載されている。また、特許文献２には、芯材に発泡ウレタンフォームを使用した断熱材が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１９４７８６号
【特許文献２】特許第５４３２０４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通常芯材として使用される有機系断熱材は、火災の際に内部から分解ガスを生じるため、耐火性能は低い。有機系断熱材のなかでも、特許文献１に記載のフェノールフォームについては、他の有機系断熱材と比較すると燃えにくく、遮熱性も有しているが、非加熱面（裏面）に火炎が発生する等遮炎性は十分とは言えない。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決しようとするものであり、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）に優れた断熱扉用断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究を重ねた結果、石膏発泡体が、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）に優れるため、断熱扉用途に適していることを見出した。本発明者らは、このような知見に基づきさらに研究を重ね本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下の態様を包含する。
項１．石膏発泡体からなる、断熱扉用断熱材。
項２．石膏、起泡成分及び強度保持成分を含む、項１に記載の断熱扉用断熱材。
項３．石膏１００質量部に対して、起泡成分を０．１５〜５質量部、強度保持成分を０．５〜５０質量部含有している、項２に記載の断熱扉用断熱材。
項４．石膏、起泡成分、強度保持成分及び水を含む混和剤組成物の硬化物である、項１に記載の断熱扉用断熱材。
項５．前記混和剤組成物は、石膏１００質量部に対して、起泡成分を０．１５〜５質量部、強度保持成分を０．５〜５０質量部、水を２５〜２５０質量部含有している、項４に記載の断熱扉用断熱材。
項６．前記起泡成分が界面活性剤である、項２〜５のいずれか1項に記載の断熱扉用断熱材。
項７．前記強度保持成分が樹脂エマルジョンである、項２〜６のいずれか1項に記載の断熱扉用断熱材。
項８．項１〜７のいずれか1項に記載の断熱扉用断熱材を用いた断熱扉。
項９．外扉表鉄板と内扉壁とによって形成される空間内に、前記断熱扉用断熱材が充填されている、項８に記載の断熱扉。
項１０．冷凍倉庫、冷蔵倉庫、保冷コンテナ、貯蔵タンク、又は一般住宅用の断熱扉である、項９に記載の断熱扉。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）に優れているため、断熱扉用途に適した断熱材を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．断熱扉用断熱材
本発明の断熱扉用断熱材は、石膏発泡体からなる。従来から断熱扉用断熱材として使用されているスチレンフォーム及びウレタンフォームは遮熱性及び遮炎性が不十分であり、フェノールフォームは遮炎性が不十分である。石膏発泡体は、これらと比較すると、特に耐火性（遮熱性、遮炎性等）に優れており、また、断熱性も遜色ない。このため、本発明の断熱扉用断熱材は、断熱性能を向上させることができるとともに、火災が発生した際の非加熱面の加熱及び火炎発生を抑制することができる。
【００１０】
このような石膏発泡体は、特に制限されるわけではないが、石膏、起泡成分及び強度保持成分を含むことが好ましい。これにより、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）を向上させることができる。このような石膏発泡体は、石膏を含有する水硬性結合材であり、石膏、起泡成分、強度保持成分及び水を含む混和剤組成物の硬化体とすることが好ましい。このような石膏発泡体は、例えば、上記混和剤組成物から水分を除去して硬化させることで得ることができる。
【００１１】
（１−１）石膏
石膏は硫酸カルシウムとして理解され、石膏としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏等が挙げられる。これらの石膏は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。石膏を用いることで、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）を向上させることが可能である。
【００１２】
（１−２）起泡成分
起泡成分は、石膏発泡体を軽量化しつつ、流動性、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）を高めるために添加することが好ましい。また、起泡成分の含有量を調整することにより、得られる石膏発泡体の比重を所望の範囲に設定することができる。
【００１３】
起泡成分としては、特に制限されないが、界面活性剤が好ましい。界面活性剤としては、例えば、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等が挙げられる。イオン性界面活性剤としては、例えば、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。これらの界面活性剤は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。イオン性界面活性剤の中でも、後述の強度保持成分、特には樹脂エマルジョンと同じ電荷であり互いの作用を相殺しにくい点で、陰イオン性界面活性剤が好ましい。
【００１４】
陰イオン性界面活性剤の例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物等が挙げられる。ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩が、起泡性が特に高く、且つ特に安価である点で好ましい。これらの陰イオン性界面活性剤は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。
【００１５】
陽イオン性界面活性剤の例としては、例えば、アルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの陽イオン性界面活性剤は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。
【００１６】
両性界面活性剤の例としては、例えば、アルキルベタイン、アルキルアミンオキサイド等が挙げられる。これらの両性界面活性剤は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。
【００１７】
非イオン性界面活性剤の例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル等が挙げられる。これらの非イオン性界面活性剤は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。
【００１８】
石膏発泡体中の起泡成分の含有量は特に限定されないが、石膏１００質量部に対して０．１５〜５質量部であることが好ましく、０．４〜２．４質量部であることがより好ましい。この範囲とすることにより、コストを過度に高くすることなく、より十分に起泡させて流動性、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）をより向上させるとともに、より軽量化させることができる。なお、上記の含有量は、石膏発泡体中の起泡成分の含有量であるが、その原料である混和剤組成物中の起泡成分の含有量も同様とすることが好ましい。
【００１９】
（１−３）強度保持成分
強度保持成分は、石膏組成物の強度を保持しつつ流動性を向上させるために添加する。
【００２０】
強度保持成分としては、好ましくは樹脂エマルジョンである。樹脂エマルジョンは、水又は水性溶媒中に樹脂を分散させたものであり、公知の方法、例えば乳化剤による乳化重合法又は超音波乳化法等で合成したものを用いることもでき、市販品を使用することもできる。このような樹脂エマルジョンとしては、消泡剤が包含されているものも存在するが、十分に発泡させて流動性及び断熱性をより高める観点からは、消泡剤が包含されていないものが好ましい。ただし、少量であれば、消泡剤が包含されている樹脂エマルジョンを使用することも可能である。
【００２１】
このような樹脂エマルジョンとしては、イオン性樹脂エマルジョン及び非イオン性樹脂エマルジョンのいずれも採用でき、イオン性樹脂エマルジョン及び非イオン性樹脂エマルジョンを組合せて使用することもできる。イオン性界面活性剤としては、陰イオン性樹脂エマルジョン及び陽イオン性界面活性剤のいずれも採用でき、陰イオン性樹脂エマルジョン及び陽イオン性界面活性剤を組合せて使用することもできる。イオン性樹脂エマルジョンの中でも、起泡成分と同じ電荷であり互いの作用を相殺しにくい点で、陰イオン性樹脂エマルジョンが好ましい。
【００２２】
陰イオン性樹脂エマルジョンの例としては、例えば、酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、酢酸ビニル−アクリル系樹脂エマルジョン、アクリル系樹脂エマルジョン、スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、塩化ビニル−アクリル系樹脂エマルジョン、ウレタン系樹脂エマルジョン等が挙げられる。なお、「〜系樹脂エマルジョン」とは、「〜系」の前の樹脂を含有するエマルジョンを意味する。アクリル系樹脂エマルジョンは、起泡を阻害しにくく流動性及び強度保持性能が特に高い点で好ましい。これらの陰イオン性樹脂エマルジョンは、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。
【００２３】
陽イオン性樹脂エマルジョンの例としては、例えば、アクリル系樹脂エマルジョン、酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。これらの陽イオン性樹脂エマルジョンは、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。
【００２４】
非イオン性樹脂エマルジョンの例としては、例えば、酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、アクリル系樹脂エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、エポキシ系樹脂エマルジョン、塩化ビニル系樹脂エマルジョン等が挙げられる。これらの非イオン性樹脂エマルジョンは、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。
【００２５】
強度保持成分の含有量は特に限定されないが、石膏１００質量部に対して０．５〜５０質量部であることが好ましく、５〜２５質量部であることがより好ましい。この範囲とすることにより、より起泡しやすく流動性、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）をより向上させるとともに、強度もより向上させることができる。なお、上記の含有量は、石膏発泡体中の起泡成分の含有量であるが、その原料である混和剤組成物中の起泡成分の含有量も同様とすることが好ましい。
【００２６】
（１−４）水
混和剤組成物中の水の含有量は特に限定されないが、石膏１００質量部に対して２５〜２５０質量部であることが好ましく、５０〜１５０質量部であることがより好ましい。この範囲とすることにより、石膏と混和しやすくダマになりにくく、石膏が沈殿しにくく、得られる石膏発泡体の強度がより向上し水硬性を発現しやすい。
【００２７】
（１−５）混和剤組成物
上記した石膏発泡体の原料である混和剤組成物は、好ましい一実施形態では、石膏１００質量部に対して、起泡成分０．１５〜５質量部、強度保持成分０．５〜５０質量部、水２５〜２５０質量部を含有することが好ましい。さらに好ましい一実施形態では、混和剤組成物は、石膏１００質量部に対して、起泡成分０．４〜２．４質量部、強度保持成分５〜２５質量部、水５０〜１５０質量部を含有することが好ましい。
【００２８】
以上のような構成の混和剤組成物を用いて発泡石膏体を製造した場合には、より軽量で特に高い流動性と特に高い断熱性と特に高い強度とを兼ね備えた石膏発泡体を得ることができる。
【００２９】
混和剤組成物には、上記以外の成分をさらに含んでいてもよく、そのような成分として、セメント、骨材、繊維等が挙げられる。骨材としては砂、砕砂、砂利、砕石等が挙げられる。セメント及び骨材を添加することにより、石膏発泡体の強度をより高めることができる。
【００３０】
また、そのような成分として無機充填剤、分散剤、水溶性高分子、ＡＥ剤、遅延剤、早強剤、促進剤、発泡剤、消泡剤、防水剤、防錆剤、着色剤、防黴剤、ひびわれ低減剤、膨張剤、繊維類、染料、顔料等の添加剤が挙げられる。これらは単独で使用することもでき、2種以上を組合せて使用することもできる。
【００３１】
このような混和剤組成物は、硬化後の石膏組成物（石膏硬化体）の比重を０．３０未満、好ましくは０．２５以下、より好ましくは０．２０以下、さらに好ましくは０．１０以下とすることができる。この範囲とすることにより、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）をさらに向上させることができる。なお、硬化後の石膏組成物（石膏硬化体）の比重の下限値は特に制限はないが、通常０．０１程度である。
【００３２】
（１−６）石膏発泡体及び断熱箱体
石膏組成物を形成する場合、各成分の添加順序は特に制限されず、同時に添加することもでき、逐次的に添加することもできる。なかでも、各原料を添加中に反応が進行しにくくする（石膏は水等と触れた瞬間から反応が進行する）ため、水、起泡成分、強度保持成分及び石膏の順に添加することが好ましい。また、石膏の自重を考慮しても石膏を沈殿しにくくするため、途中段階では混合せず、全ての成分を添加した後に、ミキサー等の公知の混合装置により混合することが好ましい。混合は、石膏粉を飛散しにくくするため、低い強度で予備混合した後に、高い強度で本撹拌することが好ましい。添加及び混合の好ましい圧力は大気圧であり、好ましい温度は１５〜６０℃である。また、混合時間は、混和剤組成物の質量によって適宜設定することが好ましい。
【００３３】
このようにして得た混合物（混和剤組成物）から水分を除去して硬化させることにより、石膏発泡体からなる本発明の断熱扉用断熱材を得ることができる。このようにして得られる石膏発泡体は、軽量で優れた断熱性と耐火性（遮熱性、遮炎性等）と強度とを有する。また、このようにして得られた石膏発泡体の比重は０．３０未満、好ましくは０．２５以下、より好ましくは０．２０以下、さらに好ましくは０．１０以下とすることができる。この範囲とすることにより、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）をさらに向上させることができる。なお、石膏発泡体の比重の下限値は特に制限はないが、通常０．０１程度である。また、石膏発泡体の熱伝導率は特に限定されないが、好ましくは０．０７０未満、より好ましくは０．０４０未満である。
【００３４】
このような本発明の断熱扉用断熱材を断熱扉に適用する場合、まず、外扉表鉄板と内扉壁とによって形成される空間内に、上記の混合物（混和剤組成物）を流し込むことが好ましい。この際、上記した混合物（混和剤組成物）は流動性に優れるため、外扉表鉄板と内扉壁とによって形成される空間が複雑な形状をしていた場合であっても、隅々まで行き渡らせることが可能である。このため、本発明によれば、外扉表鉄板と内扉壁とによって形成される空間の隅々まで断熱材を充填することが可能であり、断熱性を特に向上させることが可能である。また、本発明の断熱扉用断熱材は耐火性にも優れる。
【００３５】
なお、本発明の断熱扉は、断熱材として本発明の断熱扉用断熱材を充填すること以外の構成は、従来から公知の構成とすることができる。このような本発明の断熱扉は、冷凍倉庫、冷蔵倉庫、保冷コンテナ、貯蔵タンク、一般住宅用等の断熱扉に適用することができる。例えば、冷凍倉庫、冷蔵倉庫等が防火区画となる場合は、出入口に用いる扉（断熱扉）は断熱性に優れたものが要求されている。また、一般住宅でも寒冷地では結露防止のため断熱扉が用いられており、室内外の温度差が大きいため、その開口部（特に玄関）が延焼の恐れがある部分に該当すると防火戸とする必要があり、やはり使用する断熱扉としては断熱性に優れたものが要求されている。本発明の断熱扉を適用することで、断熱性及び耐火性（遮熱性、遮炎性等）を向上させることができる。
【実施例】
【００３６】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００３７】
実施例１
大気圧下、室温で、純水１００質量部、起泡成分としての界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム；花王（株）製のエマールＤ−３−Ｄ）０．８質量部、強度保持成分としての酢酸ビニルエマルジョン（積水フーラー（株）製；消泡剤を含有しない）１０質量部、石膏（吉野石膏（株）製のサクラ印焼石膏Ａ級）１００質量部をこの順に添加し、ケンウッド社製の卓上型ミキサーＫＭＭ７７０を用いて、回転数２３８ｒｐｍの条件で１５秒間予備混合（プレミックス）した後に、回転数６７３ｒｐｍの条件で１２０秒間本撹拌し、混和剤組成物（比重０．０７）を得た。
【００３８】
試験例１：熱伝導率（断熱性）
大きいサイズの塩化ビニル板の上に、直径１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの円筒型の透明チューブ（塩化ビニル）を、軸方向が上下となるように鉛直方向に水平に設置した。この透明チューブの上から、実施例１で得た混和剤組成物を作製後にビニール袋の端部を切ってすぐに充填し、ヘラで端面（表面）を均した。一昼夜空気乾燥した後、６０℃のオーブン中で１５時間加熱することで水分除去及び硬化させ、透明チューブ中に直径１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの評価試験用サンプルとして石膏発泡体（比重０．１８）を作製した。
【００３９】
熱伝導率の測定には、京都電子工業（株）製の迅速熱伝導率計ＱＴＭ−５００を使用した。上記で得られた石膏発泡体の上部及び下部から、ニードル型プローブＰＤ−Ｎ０を５０ｍｍの長さで差し込み、任意に選択した３点の熱伝導率を測定し、平均を算出した。そのうえで、熱伝導率が０．０３５Ｗ／ｍＫ以下である場合を○、０．０３５Ｗ／ｍＫをこえる場合を×として評価した。結果を表１に示す。この結果、実施例１で得た混和剤組成物を用いたサンプルの熱伝導率は０．０３４Ｗ／ｍＫであり、十分に小さいことから、本発明の断熱扉用断熱材は優れた断熱性を有することが理解できる。なお、参考までに、実施例１で得た混和剤組成物の代わりに、市販のフェノールフォーム（旭化成建材（株）製のネオマフォーム）、押出型ポリスチレンフォーム（ダウ加工（株）製のスタイロエース）、硬質ウレタンフォーム（アキレス（株）製のアキレスボード）を用いた場合の結果もあわせて示す。
【００４０】
試験例２：耐火性（遮熱性及び遮炎性）
まず、厚さ１．６ｍｍの亜鉛メッキ鋼板を用いて、□６００ｍｍ×６００ｍｍ、厚さ３５ｍｍの箱型を作製し、その中に、実施例１で得た混和剤組成物を作製後にビニール袋の端部を切ってすぐに隙間なく充填し、ヘラで端面（表面）を均した。その後、裏面を同様の亜鉛メッキ鋼板で蓋をするように施工し、断熱扉の模擬試験体とした。その後、得られた断熱扉の模擬試験体に対して、ＩＳＯ８３４の加熱曲線に従い、耐火試験を２０分間行った。そのうえで、遮熱性については、加熱２０分後の裏面温度が１００℃以下である場合を○、１００℃をこえる場合を×と評価した。また、遮炎性については、加熱中に裏面への火炎噴出がない場合を○、裏面へ火炎が噴出した場合を×と評価した。結果を表１に示す。なお、参考までに、実施例１で得た混和剤組成物の代わりに、市販のフェノールフォーム（旭化成建材（株）製のネオマフォーム）、押出型ポリスチレンフォーム（ダウ加工（株）製のスタイロエース）、硬質ウレタンフォーム（アキレス（株）製のアキレスボード）を用いた場合の結果もあわせて示す。この結果、フェノールフォームは遮炎性に劣り、ポリスチレンフォーム及びウレタンフォームは遮熱性及び遮炎性に劣っていたのに対し、実施例１で得た混和剤組成物を用いた場合は遮熱性及び遮炎性のいずれも優れており、耐火性に優れていることが理解できる。
【００４１】
【表１】
2019143694.tif 000002