(57)【要約】【課題】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物より、耐火不燃性と軽量性並びに優れた断熱性を保持する無機発泡成形材を均等な性能と簡便且安価に製造する製造方法を提供する。【解決手段】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物を２００乃至６００℃で加熱し４乃至３０倍の発泡倍率の加熱発泡状物となしたうえ、１００乃至２００℃の加熱雰囲気中で、テトラフロロエチレンからなる成形トレー内に収納堆積のうえ加圧蓋で実質的に発泡倍率を２乃至１５倍に加圧圧縮して所要の寸法形状の無機発泡成形材に成形のうえ、徐冷し脱離のうえ型抜きをする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物を２００乃至６００℃の高温度で、その水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合を促進せしめて、その発泡倍率を一旦４乃至３０倍に発泡させて加熱発泡状物となしたうえ、その温度が１００乃至２００℃の加熱雰囲気中においてテトラフロロエチレン素材からなり所要の寸法形状で開口部を有する成形トレー内に所要の容積割合で収納堆積させたうえ、該成形トレーの開口部より密閉圧縮しえる寸法形状で且その外周面にテトラフロロエチレン素材からなる剥離層が形成された加圧成形板で、その実質的発泡倍率が２乃至１５倍に加圧圧縮させ所要の寸法形状の無機発泡成形材に成形し、而して徐冷のうえ加圧蓋の加圧解除による脱離と、成形トレーから無機発泡成形材の型抜きをなす無機発泡成形材の製造方法。
【請求項２】
成形トレー内への加熱発泡状物の収納堆積と、成形トレー内への加圧成形板による加圧圧縮並びに徐冷と成形トレー及び加圧成形板との加圧解除並びに脱離及び型抜きを、ベルトコンベア上で連動させてなす請求項１記載の無機発泡成形材の製造方法。
【請求項３】
成形トレーを形成する四壁面のそれぞれが可動可能に成形トレーを組立て若しくは解体でき、加圧圧縮され所要の寸法形状に無機発泡成形材が成形されたうえ、四壁面をそれぞれ解体させて脱離及び型抜きをなす、請求項１若しくは請求項２記載の無機発泡成形材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物から、無機発泡成形材を均等な性能を以って能率良く製造しえる無機発泡成形材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  無機素材若しくは有機素材を発泡させて、軽量化や単位容積当りの低コスト化を図ること或いは発泡構造に係る断熱性や緩衝性を活用して断熱材や梱包材及び包装材、更には連続気泡構造の通水性や通気性を利用して各種の濾材やフィルター材等極めて多岐に亘る実用使用がなされているもので、具体例を挙げれば建築用内断熱板材としてはポリスチロール、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリフェノール樹脂等の合成樹脂素材を発泡させた合成樹脂発泡板材が主に用いられ、更に建築用外断熱板材には耐火性や不燃性が求められるため発泡コンクリートやセメントサイジングボード或いはガルバニウム鋼板等が使用されており、更に冷暖機器等の断熱材としてポリウレタンやポリフェノール樹脂発泡板材等が使用されている。【０００３】  而して近年に至り環境保全や環境浄化が国際的に強く要請され、これに伴い我が国での廃棄物の排出規制や化学品や合成樹脂素材の使用規制や廃棄の規制等がなされたこととも相俟って代替素材による製品が強く求められている。
これがため発明者等は既に無機廃棄物中に多量に混在する酸化珪素を一旦アルカリ剤で溶解のうえ珪酸ソーダとなし、而して該珪酸ソーダのシラノール基を縮合作用させて、その分子量が略４，０００程度に多分子量化させてなるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を素材として、所要の寸法及び形状の成形型内に所要容量割合で注入のうえ密閉しつつ略１８０乃至３５０℃の温度で加熱することにより、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液中の水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合の促進とにより、その発泡倍率が２乃至１５倍で連続気泡構造と酸化珪素態の耐火不燃性と軽量性に加え、優れた断熱性能を保持する無機発泡板材が製造しえることを解明している。【０００４】  而してシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は加熱に伴う水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合の促進とにより、無加圧状態においては略５０倍程度にまで発泡するものの、かかる無加圧状態の発泡体は極めて脆弱で実用使用に供しえない。
これがためには成形型内において、加熱発泡倍率を強制的に抑制させ内部圧力を付与せしむることが不可欠となり、成形型内容量に対して所要容量割合のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を注入し密閉し、成形型内容量を超える余りの発泡倍率を内部圧力として付加させる技術思想を用いている。【０００５】  当然に加熱発泡倍率に対し成形型内容量が小さい程内部圧力は大きく付加されるもので、完全密閉時においては加熱温度が３００℃の場合略８０ｋｇｆ／ｃｍ２にも内部圧力が増大するとされている。
しかしながらシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を加熱し酸化珪素態の無機発泡板材となすためには、該成形型内より完全に水分蒸散放出させる必要があり、これがためには成形器を構成する成形型と成形蓋とを密閉のうえ挟持具により挟持させるものの、内部圧力の増大とともに密閉挟持部分より漏出され内部圧力増大は抑制されるが、多数枚に亘る加熱発泡に際してはそれぞれの成形器の密閉挟持度合も少しづつ異なるため内部圧力付加もそれぞれに相違し、特に使用目的により厳格な耐圧縮強度や引張強度が要請されるものには未だに十分なものとは言えない。【０００６】  かかる問題に鑑み、発明者等は鋭意研究を重ねた結果、使用素材たるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物は、少なくとも１００℃以上の加熱と無加圧下においては最大５０倍程度までの発泡倍率を以って発泡体を形成すること、及び該発泡体の形成に際して内部圧力を付与することにより緻密な連続気泡構造で且その内部圧力に対応して耐圧縮強度や引張強度等も向上するものであるから、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物を、少なくとも２００乃至６００℃の高温度で加熱して加熱融着状態に加熱させて、所望の発泡倍率で且所要の寸法形状で収納容量の成形トレー内に収納させ、而して該収納トレー内に収納された加熱発泡状物に所定の内部圧力が付加されるよう密閉加圧して徐冷させることにより、均等な寸法形状と物理的性質を保持する無機発泡成形材を形成しえることを究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】
【０００７】  本発明はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物より、耐火不燃性と軽量性並びに優れた断熱性を保持する無機発泡成形材を、均等な性能で且簡便安価に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】
【０００８】  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、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物を、少なくとも２００乃至６００℃の温度で加熱のうえ、その水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合を促進させつつ、その発泡倍率を一旦略４乃至３０倍程度に発泡させた加熱発泡状物を、その加熱発泡を抑制させるために１００乃至２００℃の加熱雰囲気で且剥離性素材からなる所要の寸法形状の成形トレー内に収納堆積させ、而して該成形トレーの開口部より密閉圧縮しえる加圧成形板で収納堆積された加熱発泡状物の見掛容積に対して実質的発泡倍率が２乃至１５倍となるよう加圧圧縮成形させ緻密な連続気泡構造と酸化珪素態で均等な物理的性質を保持する無機発泡成形材に成形させ、而して徐冷のうえ成形トレーに変形力を付加して該成形トレーより無機発泡成形材を型抜きする、無機発泡成形材の製造方法に存する。
【発明の効果】
【０００９】  本発明は上述の如き技術的手段を用いてなるもので、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物が２００乃至６００℃の高温度で加熱されるため、極めて短時に加熱に伴う水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合の促進とにより予め４乃至３０倍程度の発泡倍率で且酸化珪素態に発泡された加熱発泡状物が多量に形成しえ、而もこの加熱発泡状物をテトラフロロエチレン素材からなる所要の寸法形状で、その上面が開口した成形トレー内に収納堆積させるとともに、この収納堆積された加熱発泡状物が１００乃至２００℃の加熱雰囲気に保持されるため過剰な発泡が抑制され且加熱融着状態も保持されるとともに、該成形トレー内に収納堆積された加熱発泡状物を実質的に２乃至１５倍の発泡倍率となるよう加圧圧縮しえるテトラフロロエチレン素材からなる加圧成形板で加圧圧縮させるため、加熱発泡状物は成形トレー内で所要の寸法形状と所要の発泡倍率を以って無機発泡成形材に成形される。【００１０】  かくして所要の発泡倍率に加圧圧縮されることにより、成形された無機発泡成形材は均等な連続気泡構造の酸化珪素態からなるため、寸法形状が安定し且耐圧縮強度や引張強度等均等な物理的性能を保持するものが形成される。
そして加圧圧縮されて成形された無機発泡成形材は、成形トレーが徐冷されたうえ加圧成形板を脱離させることにより、該加圧成形板が使用素材の剥離性により容易に剥離され、且成形トレー内の無機発泡成形材も成形トレーに僅かな変形力を与えるのみで、素材の剥離性により簡単に型抜きがなされ、更には成形トレーを形成する四壁面のそれぞれが可動可能に成形トレーを組立て若しくは解体できるよう構成されることにより加圧圧縮されて所要の寸法形状に形成された無機発泡成形材が、該四壁面の可動解体により極めて容易に脱離と型抜きがなされることとなる。
加えて本発明はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物を、予め高温度で加熱し水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合の促進とにより一旦その発泡倍率を略４乃至３０倍程度の加熱発泡状物となすため多量に該加熱発泡状物が形成され且成形トレー内へ該加熱発泡状物の収納堆積も短時になされるから、成形トレーを連続移送させて収納堆積と加圧圧縮させることにより、極めて多量の無機発泡成形材が連続して製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物を、２００乃至６００℃の高温度で加熱し、予めその発泡倍率を略４乃至３０倍程度の加熱発泡状物となしたるうえ、１００乃至２００℃の加熱雰囲気中でテトラフロロエチレン素材からなる所要の寸法形状で開口部を有する成形トレー内に所要容量割合で収納堆積のうえ、該成形トレー開口部より密閉加圧しえるテトラフロロエチレン素材からなる加圧成形板で実質的に２乃至１５倍に加圧圧縮せしめたうえ徐冷した成形トレーからの加圧成形板の脱離と型抜きをする。
【実施例１】
【００１２】  以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は本発明の工程説明図であり図２は加熱発泡状物の形成方法の例示図であって、本発明は使用素材にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物１を所要の寸法形状で且均等な発泡度合と物理的性能、とりわけ耐火不燃性と断熱性を保持する無機発泡成形材を能率的且安価に製造するものであって、これがためには予めシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物１を加熱し、その発泡倍率を略４乃至３０倍の加熱発泡状物２となしたるうえ、剥離性を保持する成形トレー３及び加圧成形板３Ａにより加圧圧縮して所要の寸法形状と均等な発泡倍率並びに物理的性能を保持する無機発泡成形材４を形成するものである。【００１３】  そこで原料素材として使用するシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物１は、無機産業廃棄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解させて珪酸ソーダ即ち水ガラスとなしたるうえ、該水ガラスに含有されるシラノール基の縮合作用を用いて分子量を略４，０００程度まで多分子量化させたシロキサン及びシラノール塩の錯化合物様となしたもので、その性状はシロキサン及びシラノール塩からなる固形分が３５乃至４５重量％に水分５５乃至６５重量％割合からなる水溶液のもので、且１００℃以上の加熱によりその水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合の促進とにより、無加圧状態では略５０倍の発泡体を形成するものである。
更に該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の取扱いを容易なさしめるために、その水分率を２０乃至５０重量％割合まで蒸散脱水せしめてシロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物となしたものも使用しえる。【００１４】  かくしてなるシロキサン及びシラノール塩多分子量液若しくはそのゲル状物１は、少なくとも２００乃至６００℃の温度で加熱し短時にその水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合の促進を図り、その発泡倍率を予め４乃至３０倍程度の大きな発泡倍率に加熱発泡させた加熱発泡状物２を効率的に且多量に形成させるもので、この加熱発泡状物２の形成方法としては多様な方法が提案されるが、その具体例としては図２のＡに示すように加熱キルン２０によるものが挙げられ、該加熱キルン２０による場合では回転自在で所要の傾斜を以って設けられ且その温度が２００乃至６００℃に加熱された加熱キルン２０の一方側よりシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物１を注入し加熱せしめて、水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合を促進させ、その発泡倍率を一旦４乃至３０倍程度まで発泡させた加熱発泡状物２となし排出させる方法である。【００１５】  或いは図２のＢに示すように傾斜加熱板２１によるものでは、所要の傾斜を以って設けられた所要の幅と長さの傾斜加熱板２１の頂部側２１Ａより、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはゲル状物１を注入供給し、該傾斜加熱板２１を２００乃至６００℃に加熱させておくことにより、該傾斜加熱板２１の上面で水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合の促進をさせつつ、その発泡倍率を４乃至３０倍程度に加熱させて加熱発泡状物２となしたうえ、その下端側２１Ｂより排出させるものである。
更に図２のＣに示す加熱移送筒２２を用いるものでは、該加熱移送筒２２の一方側の供給部２２Ａよりシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物１を供給するもので、該加熱移送筒２２を用いる場合には、とりわけゲル状物の使用が好適である。
そして該加熱移送筒２２はその温度が２００乃至６００℃に加熱されたシリンダー２２Ｂ内に移送スクリュー２２Ｃが設けられてなるため、シリンダー２２Ｂ及び移送スクリュー２２Ｃにおいて水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合の促進とにより、その発泡倍率を一旦４乃至３０倍程度まで発泡させた加熱発泡状物２として、その排出口２２Ｄより排出させる方法等が挙げられる。かかる場合の加熱温度は２００℃以下では加熱発泡状物２の形成に長時間を要し、反面６００℃を超えると加熱発泡状物２が酸化珪素態からガラス層化されることによる【００１６】  かくして加熱され且４乃至３０倍程度に発泡された加熱発泡状物２は、該加熱発泡状物２に対して剥離性を保持するテトラフロロエチレン素材からなり、所要の寸法形状で且その上面に開口部３Ａを有する成形トレー３内に、所要の容量割合で収納堆積される。かかる場合に成形トレー３を形成するテトラフロロエチレン素材は、その融点が３２７℃とされてなるため収納堆積される場合の加熱発泡状物２の温度としては最高でも３２０℃以下になるよう配慮すべきである。
そしてこの成形トレー３内への収納堆積に際しては、高温度のままでは加熱発泡倍率が更に促進され、反面１００℃以下では固化して所望の寸法形状や加圧圧縮が不能となるために、成形トレー３内への収納堆積及び加圧成形板３Ｂによる密閉圧縮は１００乃至２００℃の加熱雰囲気４においておこなわれる。【００１７】  成形トレー３は成形される無機発泡成形材８の寸法形状に合せて形成されるものであるが、該成形トレー３においては所要の容量割合で収納堆積された加熱発泡状物２を、その開口部３Ａより該開口部３Ａ内を密閉挿通しえる寸法形状で且その外周面がテトラフロロエチレン素材からなる加圧成形板３Ｂで密閉圧縮せしめて、その実質的発泡倍率が２乃至１５倍となるよう圧縮させ緻密な連続気泡構造で酸化珪素態の無機発泡成形材８に成形させるものであるから、その深さについては形成される無機発泡成形材８の厚さの略５乃至１０倍程度に形成されることが望まれる。【００１８】  そして加圧成形板３Ｂは成形トレー３の開口部３Ａ内を上下方向に可動して、その内部に収納堆積された加熱発泡状物２を実質的に２乃至１５倍の発泡倍率となるよう加圧圧縮させるうえから十分に強剛に形成させる必要が有り、これがためには主要部を鋼材３０Ｂで形成のうえその外周面にテトラフロロエチレン素材からなる剥離層３１Ｂを形成させたものが好都合である。
加えて肝要なことは、かかる成形トレー３内に所要の容量割合で収納堆積される加熱発泡状物２は、高温度の状態で放置すると発泡倍率が更に促進されることとなるため、この抑制を図るうえからその温度が１００乃至２００℃に保持された加熱雰囲気４内で行うことが望ましく、これがためには加熱温度が外部に漏出されぬよう耐熱性布帛等により適宜の加熱区画４０を設けることが好適である。【００１９】  成形トレー３及び加圧成形板３Ｂにより、所望の発泡倍率に加圧圧縮されて成形された無機発泡成形材８は徐冷５が施される。
この徐冷５は常温下においてなしても良いが、短時間内に徐冷を図る必要がある場合には、冷風等による強制徐冷も使用できる。
而して徐冷５がなされた成形トレー３及び加圧成形板３Ｂは、該加圧成形板３Ｂの加圧解除により成形トレー３と加圧成形板３Ｂとの脱離６を図るもので、かかる場合に加圧成形板３Ｂの外周面にはテトラフロロエチレン素材からなる剥離層３１Ｂが形成されてなるから、無機発泡成形材８の上面と加圧成形板３Ｂとは容易に剥離し脱離６がなされる。
更に他の手段として、成形トレー３を形成する四壁面３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ及び３Ｆがそれぞれ可動可能に成形トレー３を組立て若しくは解体しえるよう構成することにより、加圧圧縮され所要の寸法形状に成形された無機発泡成形材８より、該四壁面３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆを解体させることにより、剥離し脱離６がなされ且型抜き６Ａもなされる。【００２０】  而して加圧成形板３Ｂが成形トレー３より脱離６されたうえは、該成形トレー３内に加圧され成形されてなる無機発泡成形材８も、成形トレー３がテトラフロロエチレン素材から形成されてなるために剥離性が働き、該成形トレー３に僅かな変形力を与えるのみで簡便に型抜き６Ａがなされる。
そして本発明ではシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物１を、２００乃至６００℃の高温度で加熱しその発泡倍率を予め４乃至３０倍に加熱発泡させてなる加熱発泡状物２が短時に且多量に形成されるため、この加熱発泡状物２を成形トレー３内に連続的に収納堆積させ、且加圧成形板３Ｂで加圧圧縮して均等な寸法形状と物理的性能を保持する無機発泡成形材８に成形し、徐冷５のうえ脱離６及び型抜き６Ａをなすうえからは、これらをベルトコンベア７上で連動させてなすことが極めて好都合である。【００２１】  以下に本発明により製造した無機発泡成形材についての性能試験結果を述べれば、使用素材にはシロキサン及びシラノール塩からなる固形分が４５重量％水分５５重量％割合の組成からなるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を３２０℃で加熱のうえ、その発泡倍率が略１２倍の加熱発泡状物となしたうえ、１８０℃の温度に保持された加熱雰囲気中でテトラフロロエチレン素材からなり縦及び横それぞれ２０ｃｍ、深さ１２ｃｍの成形トレー内に２，０００ｃｍ３の容量割合で収納堆積のうえ加圧成形板で実質的発泡倍率を６倍に加圧圧縮のうえ、徐冷と脱離及び型抜きした厚さ２．５ｃｍの無機発泡成形材を試料として用いたもので、その物理的性能は表１の通りである。【００２２】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２３】  耐火不燃性と軽量性並びに断熱性が要請される無機発泡成形材を簡便且安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  本発明の工程説明図である。
【図２】  加熱発泡状物の形成方法の例示図である。
【図３】  成形トレーと加圧成形板の説明図である。
【図４】  本発明による連続生産の場合の説明図である。
【符号の説明】
１    シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物
２    加熱発泡状物
２０    加熱キルン
２１    傾斜加熱板
２１Ａ  傾斜加熱板の頂部側
２１Ｂ  傾斜加熱板の下端側
２２    加熱移送筒
２２Ａ  加熱移送筒の供給部
２２Ｂ  シリンダー
２２Ｃ  移送スクリュー
２２Ｄ  排出口
３    成形トレー
３Ａ  成形トレーの開口部
３Ｂ  加圧成形板
３Ｃ  四壁面
３Ｄ  四壁面
３Ｅ  四壁面
３Ｆ  四壁面
３０Ｂ  鋼材
３１Ｂ  剥離層
４    加熱雰囲気
４０    加熱区画
５    徐冷
６    脱離
６Ａ  型抜き
７    ベルトコンベア
８    無機発泡成形材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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