(57)【要約】【課題】有機結合材（５）内に軽量の発泡性無機充填材（１２）が，大きな体積比をもって均等分散された耐火ボードの製造方法を提案する。【解決手段】低密度の無機充填材（１２）を使用して有機的に結合した可撓性耐火ボードを製造するに当たり，所定量の発泡性有機結合材（５）を皿状のモールド（１）内に注入し，モールド（１）の底壁（２）上に均等に分散させる。適量の無機充填材（１２）をモールド（１）内に注入して充填する。カバー（１６）によりモールド（１）を閉じると共にモールド（１）の内容積を減少させ，無機充填材（１２）を有機結合材（５）中に分散させた後，有機結合材（５）を発泡させて耐火ボードを成形する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　無機充填材（１２）を含む，有機的に結合された可撓性耐火ボード（２１）を製造する方法において，
　ａ）　所定量の発泡性有機結合材（５）を皿状のモールド（１）内に注入し；
　ｂ）　有機結合材（５）をモールド（１）の底壁（２）上に均等分散させ；
　ｃ）　適量の無機充填材（１２）をモールド（１）内に注入し；
　ｄ）　カバー（１６）でモールド（１）を閉じると共にモールド（１）の内容積を減少させ；
　ｅ）　モールド（１）内で有機結合材（５）を発泡させ；
　ｆ）　モールド（１）を開き，成形された耐火ボード（２１）を取り出すことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
　請求項1記載の方法において，有機結合材（５）の発泡を制御するために，モールド（１）を温度制御することを特徴とする製造方法。
【請求項３】
　請求項1又は２に記載の方法において，有機結合材（５）としてポリマー，好適にはポリウレタン又はフェノール樹脂を使用することを特徴とする製造方法。
【請求項４】
　請求項１〜３の何れか一項に記載の方法において，有機結合材（５）の注入前及び／又は注入後に，及び／又は無機充填材（１２）の注入後に，織物，編物又は不織布のマットをモールド（１）に敷設することを特徴とする製造方法。
【請求項５】
　請求項１〜４の何れか一項に記載の製造方法に従い，無機充填材（１２）を使用して有機的に結合した可撓性耐火ボード（２１）であって，
　無機充填材（１２）が，０．４ｇ／ｃｍ３未満の固有密度を有することを特徴とする耐火ボード。
【請求項６】
　請求項５記載の耐火ボードにおいて，無機充填材（１２）は，不規則な粒子サイズ及び粒子形状を有し，粒径が０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍ，好適には１．０ｍｍ〜６．０ｍｍである多孔質材料からなることを特徴とする耐火ボード。
【請求項７】
　請求項５又は６に記載の耐火ボードにおいて，発泡性有機結合材（５）は，ポリウレタン又はフェノール樹脂等のポリマーを含有することを特徴とする耐火ボード。
【請求項８】
　請求項５〜７の何れか一項に記載の耐火ボードにおいて，少なくとも１枚の織物，編物又は不織布よりなるマットを具えることを特徴とする耐火ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は，無機充填材を含み，有機的に結合された可撓性耐火ボードを製造する方法，及び耐火ボードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　有機的な発泡性重合成形体は，日常生活における広範な分野で使用されている。例えば，多孔性のソフトフォームはマットレス又は自動車用シートとして使用される。インテグラルフォームは，自動車用内装材，家具用クッション，自動車用バンパー等の緩衝部材として使用される。建設部門では，発泡性有機ポリマーが固定フォーム，継目シール，断熱プレート等として使用されている。
【０００３】
　受動的防火対策の技術分野において，発泡成形体は，その耐火性が制約されているため，ドイツ国の工業規格ＤＩＮ４１０２，第９部及び第11部に規定する燃焼テストの対象から除外されている。このような発泡成形体として，有機マトリックス材料と無機充填材とからプレート状材料を製造することは従来既知である。この種の発泡成形体は，十分な耐火性を有するが，密度が高く，十分な断熱性が得られない。プレート状材料を製造する既知の方法は，練成，攪拌，押し出し等の予備的な混合プロセス及び後続の圧縮・乾燥工程を含んでいる。軽量の発泡性無機充填材をプレート状材料の製造に使用する場合，既知の方法ではプレート状材料が容易に破壊を生じる。
【０００４】
　ポリウレタン反応（ＰＵＲ）を利用する反応射出成形の技術分野では，混合ヘッドを用いた連続射出工程により充填材と有機マトリックスとを均等に混合する技術が公知である。これらの技術においては，成形システムに対する充填材の体積比が１を超えると，加工処理が不可能となる。更に，混合すべき充填材自体も十分な圧縮強さを有する必要があり，０．４ｇ／ｃｍ３満の密度及びミリメートルオーダの直径を有する充填材は使用できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　本発明の課題は，有機結合材内に軽量の発泡性無機充填材が，大きな体積比をもって均等分散された耐火ボードの製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　この課題を解決するため，本発明による製造方法は，請求項１に記載された事項を特徴とするものである。本発明において，無機充填材を含む，有機的に結合された可撓性耐火ボードを製造する方法は，下記の工程を含むものである。
【０００７】
　先ず，第1工程では，所定量の発泡性有機結合材を，皿状のモールド内に注入する。モールドは，底壁と，この底壁を囲む側壁とを有する直方体形状とするのが好適である。側壁の高さは，製造すべき耐火ボードの肉厚以上とする。複数成分からなる有機結合材は，モールドへの注入前に，所望の比率で混合するのが好適である。本発明の方法により製造される耐火ボードの品質を均一に維持するため，有機結合材は，計量システムを介してモールド内に注入するのが好適である。
【０００８】
　第２工程において，有機結合材をモールドの底壁上に均等分散する。その結果，有機結合材は，底壁全体に亙って均一の肉厚を有する。
【０００９】
　次に，適量の無機充填材をモールド内に注入する。有機結合材に対する無機充填材の体積比は約９：１とする。有機結合材は，無機充填材の粒子を結合することを目的とし，更に，ボードの表面を最適に形成することも目的とするものである。無機充填材は，緩やかに注入してモールドを完全に充満するだけの分量としなければならない。モールドは，側壁の高さが製造すべきボードの厚さ以上であるため，モールドの上縁部まで均等に注入することができる。
【００１０】
　本発明の方法における次の工程では，カバーでモールドを閉じると共にモールドの内容積を減少させる。カバーに設けられたインサートは，カバーで閉じる際に無機充填材を有機結合材に圧入されが，無機充填材の破壊に至るまで強度に圧入されるものではない。
【００１１】
　さらに次の工程では，有機結合材を発泡させる。有機結合材は，化学的又は物理的に発泡可能な結合材である。触媒を用いて発泡反応を制御することにより，無機充填材をモールド内に完全に分散させるに十分な時間が確保され，モールドを閉じてから完全に発泡を終えた耐火ボードが可及的速やかにモールドから取り出し可能となる。
【００１２】
　最終段階でモールドを開くと，製造された耐火ボードを取り出すことができる。
【００１３】
　本発明による方法は，軽量フォーム状の無機充填材を破壊して耐火ボードの密度を高めるような機械的な予備混合を行うものではない。有機結合材は比較的高い粘性，すなわち１０００〜５０００ｍＰａの範囲内の粘性を有する。この粘性と，無機充填材の機械的に不安定な特性とにより，事前の混合プロセスは不可能となる。本発明により製造された耐火ボードは，低密度と良好な断熱性とを有する。同時に，本発明により製造された耐火ボードは規格に適った耐火性を有すると共に，加工が容易である。また，本発明による耐火ボードは，難燃性の防火壁として好適に使用することができる。熱膨張プロセスが生じないため，耐火ボードの機能は不燃仕様のみに存続する。
【００１４】
　有機結合材の発泡を制御するために，モールドの温度を制御するのが好適である。モールドの温度制御により，発泡プロセスの反応時間を可変的に最適化することが可能となり，例えば，電気的な加熱装置又は適切な冷却装置を使用して実現される。反応を制御し，かつ加速するために，モールドを１００℃未満の温度，好適には４０℃〜５０℃に維持するのが好適である。
【００１５】
　好適にはポリウレタン，フェノール樹脂等のポリマーを有機結合材として使用する。有機結合材のポリオール成分は，酸形成剤，難燃剤，灰分安定剤，微孔形成用の高温感応性充填材等を含むことができる。酸形成剤としては，燐酸又は硼酸から選ばれた非揮発性無機酸の塩又はエステルを使用するものとし，例えば燐酸アンモニウム，ポリ燐酸アンモニウム，ジアミン燐酸塩，メラミン硼酸塩，硼酸エステル等を挙げることができる。難燃剤としては，ハロゲンを含有する燐酸エステル等を使用する。灰分安定剤としては，アルミニウム，マグネシウム，鉄及び亜鉛から選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物又は塩を使用するものとし，例えば鉄酸化物，三酸化鉄，チタン酸化物又は硼酸塩（例えば，硼酸亜鉛）を挙げることができる。さらに，微孔形成用の高温感応性充填材としては，粒径が５０〜５００μｍのアルミニウム珪酸塩，ガラス又は飛散灰の中空球のような無機微粒中空球を使用する。
【００１６】
　有機結合材の注入前及び／又は注入後，及び／又は無機充填材の注入後に織物，編物又は不織布よりなるマットをモールドに敷設するのが好適である。このようなマットは，製造された耐火ボードの機械的安定性を高めるものであり，耐火ボードの切断性を損なうものではない。有機結合材の注入前及び／又は注入後にマットをモールドに敷設する場合，製造された耐火ボードは，二つの均等な表面を有する。このマットは，グラスファイバー，成層状態のシリケートファイバー及び非成層状態のシリケートファイバーから作製した織物マットとすることができる。更に，メタルメッシュを使用することも可能である。
【００１７】
　本発明による有機的に結合された可撓性耐火ボードは，無機充填材を含有する。この無機充填材は，０．４ｇ／ｃｍ３未満の固有密度を有する。この耐火ボードは，無機充填材の密度が低いと同時に，良好な断熱性を有する。無機充填材として，耐熱性の充填材粒子を使用するものとし，その材料としては，パーライトや膨張させたバーミキュライト等の，軽量の難燃性無機物質が挙げられる。
【００１８】
　無機充填材は多孔質材料として不規則な粒子サイズ及び粒子形状を有し，粒径０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍ，好適には１．０ｍｍ〜６．０ｍｍとする。不規則な粒子サイズとは，生成された無機充填材の大部分が含まれる全ての粒子サイズを含む概念である。粒子を球状として形成する以外にも，粒子を多面体として形成することもできる。耐火ボードを製造するために機械的な混合工程は行われず，軽量の発泡性無機充填材が有機結合材によって単に発泡するだけであるため，無機充填材の粒子サイズ及び粒子形状は維持される。したがって，本発明に係る耐火ボードは均一な構造を有する。
【００１９】
　発泡性有機結合材は，好適にはポリウレタン又はフェノール樹脂とするポリマーを含有する。
【００２０】
　耐火ボードは，織物，編物又は不織布よりなる少なくとも1枚のマットを具える構成とするのが有利である。マットは，耐火ボードの表面及び／又は内部に配置することができ，難燃性のものとするのが有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
　以下，本発明を図示の実施形態について更に具体的に説明する。なお，各実施形態において，機能的に対応する構成要素は同一の参照数字を付して表す。
【００２２】
　図１〜図６は，耐火ボードの製造方法における各工程を示す。図１は，その第１工程を示す。本発明において，プレート状の耐火ボードを製造するために使用するモールド１は，所定の長さ，幅及び高さを有する略直方体形状を有する。モールド１は，底壁２及び側壁３を具え，側壁３の高さは製造すべき耐火ボードの厚さ以上である。所定量の発泡性有機結合材５を計量システム４から注入する。この有機結合材は，複数成分から構成される。本実施形態において，有機結合材は二成分Ａ，Ｂによって代表される。これら二成分Ａ，Ｂは，既知の態様で計量され，有機結合材５に混合される。有機結合材５をモールド１に注入する前に，モールド１の底壁２上にグラスファイバー織物７を敷設する。このグラスファイバー織物７は，耐火ボードの機械的特性を向上することを目的とする。混合された有機結合材５は，ノズル６を介してモールド１に注入され，底壁２上に均等分散される。
【００２３】
　図２に示す次工程では，貯蔵容器１１に収めた無機充填材１２がモールド１に注入され，側壁３の上縁部１３まで充填される。有機結合材５の発泡反応を制御することにより，無機充填材１２を完全に計量するに十分な時間が確保される。
【００２４】
　図３は，閉じた状態のモールド１を示す。モールド１を閉じるためのカバー１６は，インサート１７を具える。カバー１６を適切に形成することにより，モールド１を閉じた状態で底壁２の上縁部とカバー１６の下縁部との間に残される中間スペースは，製造すべき耐火ボードの高さに一致する。モールド１をカバー１６で閉じると，開いていたモールド１の内容積は低減する。その際，無機充填材１２は有機結合材５に押入されるが，無機充填材１２が破壊されるほど強くは押圧されない。
【００２５】
　図４は，有機結合材５の発泡工程を示している。モールド１が閉じると，有機結合材５の発泡プロセスが開始する。発泡した有機結合材は，無機充填材１２の各粒子間の空隙に侵入するが，粒子を破壊することはない。モールド１の温度を制御することにより，有機結合材５の発泡プロセスにおける反応時間を可変として最適化することができる。
【００２６】
　図５は，モールドを開き，本発明による方法で製造された耐火ボードをモールドから取り出す工程を示している。すなわち，有機結合材５の発泡プロセスが終了すると，カバー１６を取り出してモールド１を開き，成形された耐火ボード２１をモールド１から取り出すものである。
【００２７】
　上述したところから明らかなとおり，本発明によれば，密度及び断熱性の機械的特性を最適化するにも拘らず，十分な耐火性及び加工性を有し，発泡性無機充填材が有機結合材内に大きな体積比をもって均等分散された軽量の耐火ボードを製造することが可能である。本発明による耐火ボードには，熱膨張性物質が含まれない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】有機結合材の注入及び分散工程を示す説明図である。
【図２】無機充填材の注入工程を示す説明図である。
【図３】モールドの閉鎖工程を示す説明図である。
【図４】有機結合材の発泡工程を示す説明図である。
【図５】モールドの開放及び耐火ボードの取り出し工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１　モールド
２　底壁
３　側壁
４　計量システム
５　有機結合材
６　ノズル
７　グラスファイバー織物
１１　貯蔵容器
１２　無機充填材
１３　上縁部
１６　カバー
１７　インサート
２１　耐火ボード
【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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