(57)【要約】【課題】  耐火不燃性と軽量性に加え優れた断熱性と防水防湿性を保持する無機発泡断熱材及びその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が、所要の寸法及び形状で且その外周面にアルミ箔が一体的に融着接合され、而もその発泡倍率が２乃至１０倍で連続気泡構造の酸化珪素態に加熱発泡形成された無機発泡断熱材。【選択図】図５
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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が、所要の寸法及び形状でその外周面にアルミ箔が一体的に融着接合され、且その発泡倍率が２乃至１０倍で連続気泡構造の酸化珪素態に加熱発泡形成されてなることを特徴とする無機発泡断熱材。
【請求項２】
発泡倍率が１．１乃至２．０倍で連続気泡構造のガラス化された酸化珪素態に高温加熱発泡形成されてなる、請求項１記載の無機発泡断熱材。
【請求項３】
シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の水分率が、３０乃至５５重量％割合まで脱水されたシロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物が用いられる、請求項１若しくは請求項２記載の無機発泡断熱材。
【請求項４】
アルミ箔が一体的に融着接合され発泡形成されたアルミ箔外表面全体に、ウレタン若しくはエポキシ樹脂コーティングが施されてなる請求項１乃至請求項３記載の無機発泡断熱材。
【請求項５】
鉄若しくは非鉄金属素材からなり、所要の寸法及び形状で且上端開口部には外方に所要の幅で保持縁が形成された枠体と、該枠体の保持縁全面に亘って密閉できる寸法及び形状の扁平な蓋体とからなる成形枠と、アルミ箔素材からなり枠体内面及び保持縁と密着し装着しえる寸法及び形状に形成された包着型と、蓋体の内側面に仮着され且包着型の開口部全面を密閉しえる寸法及び形状の包着型蓋とからなる成形型を用い、枠体内に装着された包着型内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を所要容量割合で注入のうえ、蓋体で密閉したうえ枠体の保持縁と蓋体とを適宜間隙を以って挟持させ、而して成形枠及び成形型全体を２５０乃至４５０℃の温度で加熱し、その水分蒸散により発泡倍率が２乃至１０倍で且加熱融着性により包着型及び包着型蓋とを一体的に融着接合させ、而も連続気泡構造で酸化珪素態に加熱発泡形成させたうえ徐冷し、枠体及び蓋体の挟持解除をなして無機発泡断熱材を取り出す無機発泡断熱材の製造方法。
【請求項６】
成形枠及び成形型全体を４５０乃至６５０℃の高温度で加熱し、発泡倍率が１．１乃至２．０倍で且連続気泡構造のガラス化された酸化珪素態に高温発泡形成させる、請求項５記載の無機発泡断熱材の製造方法。
【請求項７】
枠体内に装着された包着型内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を所要容量割合で注入し、他方の枠体内に包着型を装着のうえ対向配位させて密閉のうえ、相互の保持縁を適宜間隔を以って挟持させる請求項５若しくは請求項６記載の無機発泡断熱材の製造方法。
【請求項８】
加熱発泡形成のうえ徐冷し、枠体と蓋体とを挟持解除して無機発泡断熱材を取り出したうえ、その外表面全体にウレタン若しくはエポキシ樹脂を噴霧してコーティングを施す請求項５乃至請求項７記載の無機発泡断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は耐火不燃性と軽量性に加えて優れた断熱性並びに防水防湿性を保持した無機発泡断熱材及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  建築物における建物空間の保温や保冷のため、或いは熱機器等における熱エネルギーの外部逸散を防止するために極めて多種多様な断熱材が使用されているが、建築物における外断熱材としては耐火性や不燃性が要求されることから、発泡コンクリート板やセメント板に加工を施したサイジングボード或いはガルバニウム鋼板等が主として使用されており、更に熱機器における高温度の場合ではロックウールやスレート石綿等が使用されてきている。他方建築内断熱材としては耐火性や不燃性が要件とされぬため、発泡スチロール樹脂や発泡オレフィン樹脂、発泡ウレタン樹脂若しくは発泡フェノール樹脂等の発泡合成樹脂板材が専ら使用されている。【０００３】  而しながらこれら建築外断熱材は見掛比重が略０．７以上と多重のため施工性が悪く且断熱性も十分なものではないうえ、アスベストが配合使用された物も多いこと等により、その改善や改良が要望されている。
他方建築内断熱材としての発泡合成樹脂板材等は軽量安価で柔軟性とともに優れた断熱性を具備するため、従来までは極めて好適なものとして多用されてきたものの、近年に至っては建築物の耐火構造への転換と且建物空間の密閉性の高まりとにより一旦火災に見舞われると該発泡合成樹脂板材から猛烈な火炎と有害ガスが発生し、再々に亘って多くの人命が失われる事故が多発し、とりわけ高齢化社会の到来とともに高齢者の被害が急増しつつある状況にある。【０００４】  更に冷凍、冷蔵施設の断熱材や熱機器等における低温度の断熱材には、高い断熱性能が要請されることから無機発泡板材や発泡合成樹脂板材が好適とされるものの、発泡構造空隙内に吸水や吸湿がなされると該吸水吸湿水分が凍結膨張し断熱材が容易に破損や脆化することから防水防湿加工が余儀なくされている。
かかる実情に際して発明者は他方において耐火不燃性で軽量且優れた断熱性を保持する断熱板材の開発に取組み、使用素材としてシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を所要の寸法形状の成形型内で加熱発泡させて連続気泡構造で酸化珪素態の断熱板材の開発に成功しその内容は既に出願済である。【０００５】  然しながら該断熱板材は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が加熱発泡に際して加熱融着性と且シロキサン結合を促進させて広範囲の素材と強固な融着接合するため、成形型内には特別の剥離手段を講ずる必要が要請される。
そこで発明者はアルミ箔は耐熱性と吸水吸湿を遮断しえるばかりか副射熱の遮断にも極めて優れることに注目し、前記シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を用いて成形型内に該アルミ箔による包着型と且その開口部をアルミ箔の包着型蓋を配位させ、発泡形成される断熱板材の外周面に一体的に融着接合でき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】
【０００６】  本発明は耐火不燃性と軽量性に加えて優れた断熱性と防水防湿性を保持する無機発泡断熱材及びその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】
【０００７】  上述の課題を解決するために本発明が用いた技術手段は、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の水分率を３０乃至５５重量％割合まで脱水させたシロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物を用い、所要の寸法及び形状でその外周面にアルミ箔が一体的に融着接合され、且その発泡倍率が２乃至１０倍で連続気泡構造の酸化珪素態に加熱発泡形成させた無機発泡断熱材の構成、若しくは所要の寸法及び形状でその外周面にアルミ箔が一体的に融着接合され、而もその発泡倍率が１．１乃至２．０倍で連続気泡構造のガラス化された酸化珪素態に高温加熱発泡形成させた無機発泡断熱材の構成に存する。【０００８】  更に、鉄若しくは非鉄金属素材からなり、所要の寸法及び形状で上端開口部に所要の幅の保持縁が形成された枠体、及びこの枠体全面を密閉しえる蓋体とからなる成形枠と、アルミ箔素材からなり枠体内面及び保持縁に密着して装着しえる寸法及び形状に形成された包着型及び該包着型開口部全面を密閉しえる寸法及び形状で且蓋体に仮着される包着型蓋とからなる成形型を用い、枠体内に装着された包着型内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を所要容量割合で注入のうえ蓋体で密閉し、枠体の保持縁と蓋体とを挟持させたうえ成形枠及び成形型全体を２５０乃至４５０℃の温度で加熱して、その発泡倍率が２乃至１０倍で且その加熱融着により包着型及び包着型蓋とを一体的に融着接合させ、而も連続気泡構造で酸化珪素態に加熱発泡形成のうえ徐冷し、而して枠体及び蓋体の挟持解除により無機発泡断熱材を取り出す無機発泡断熱材の製造方法に存するものである。【０００９】  更には成形枠及び成形型全体を４５０乃至６５０℃の高温度で加熱し、その発泡倍率が１．１乃至２．０倍で、且連続気泡構造でガラス化された酸化珪素態に高温発泡形成させる無機発泡断熱材の製造方法、及び枠体内に装着された包着型内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を所要の容量割合で注入し、蓋体に代えて他の枠体内に包着型を装着させたうえ、対向配位させて且その保持縁相互を挟持して加熱発泡させ、実質的に２倍の厚さの無機発泡断熱の製造方法に存するものである。
【発明の効果】
【００１０】  本発明は上述の如き構成からなるもので、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が用いられ且その所要容量割合が、鉄若しくは非鉄金属素材からなり所要の寸法及び形状で且その開口部に保持縁が形成された枠体内に、アルミ箔素材からなり該枠体内に密着して装着された包着型内に注入されたうえ、この開口部全面を密閉できる鉄若しくは非鉄金属素材からなる蓋体と且その内側面に仮着された包着型蓋で密閉のうえその保持縁の適宜位置を挟持したうえ、２５０乃至４５０℃の温度で加熱するため、加熱エネルギーが効率良く注入された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に受熱されるため、短時に水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性が創出されて、その発泡倍率が２乃至１０倍で連続気泡構造で酸化珪素態の加熱発泡形成がなされるとともに、その外周面全面にアルミ箔からなる包着型及び包着型蓋が一体的に強固に融着接合される。【００１１】  そしてアルミ箔からなる包着型及び包着型蓋が一体的に強固に融着接合されたるうえは徐冷のうえ、枠体と蓋体との挟持解除をなすのみで本発明無機発泡断熱材が成形枠より容易に取り出せるため、極めて能率的に製造することができる。
加えてこの形成された無機発泡断熱材はその外周面全面にアルミ箔からなる包着型及び包着型蓋が一体的に強固に融着接合されてなるため連続気泡構造が一段と補強されるとともに、融着接合されたアルミ箔の熱線遮断作用と連続気泡構造内の空気層の断熱作用とによりきわめて高い断熱性が発揮され、而も吸水吸湿も防止され低温断熱材としての使用においても凍結損傷も防止される。【００１２】  更に枠体内に包着型を装着のうえシロキサン及びシラノール塩多分子量若しくはそのゲル状物を所要の容量割合で注入のうえ、包着型蓋が仮着された蓋体で密閉して挟持し４５０乃至６５０℃の高温度でその発泡倍率を１．１乃至２．０倍に高温加熱発泡させることにより、連続気泡構造が緻密に形成され且ガラス化された酸化珪素態に形成されるため、極めて耐圧縮強力が大きく強剛な無機発泡断熱材が形成しえ、而も枠体と装着される包着型を対向配位させて発泡形成させることにおいては２倍の厚さの無機発泡断熱材も容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  鉄板材で所要の寸法及び形状で且その開口部に保持縁を有する枠体並びに該枠体内及び保持縁に密着して装着しえ且アルミ箔からなる包着型と、この包着型開口部全面を密閉しえ且その内側面にアルミ箔からなる包着型蓋が仮着された蓋体とからなる成形型の包着型内に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注入のうえ密閉し、而も保持縁を適宜間隔を以って挟持のうえ２５０乃至４５０℃の温度でその発泡倍率が２乃至１０倍で連続気泡構造の酸化珪素態に加熱発泡させ、且その外周面全体に包着型及び包着型蓋を一体的に融着接合させ、而して徐冷のうえ枠体と蓋体とを挟持解除して形成される無機発泡断熱材及びその製造方法。
【実施例１】
【００１４】  以下に本発明実施例を製造方法の図とともに詳細に説明すれば、本発明は耐火不燃性と軽量性に加え、優れた断熱性と防水防湿性を保持する無機発泡断熱材及びその製造方法を提供するものであることから、使用素材としてシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１若しくは該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１の取扱い性を高めるため、その水分率を３０乃至５５重量％割合まで脱水させたゲル状物１Ａが用いられる。即ちこのシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１が使用される所以は、珪酸ソーダ所謂水ガラスのシラノール基を縮合作用させてその分子量を略４，０００程度に多分子量化させたもので、その性状としては比重が略１．３でシロキサン及びシラノール塩からなる固形分が略２５乃至３５重量％に水分が略６５乃至７５重量％割合からなる水溶液状で、少なくとも１００℃以上の加熱によりその水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性を創出し、略最大５０倍の連続気泡構造で且酸化珪素態の発泡体を形成することによる。【００１５】  かくしてなるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１は図１に示すごとく、加熱に際しての熱伝導性に優れ且加熱発泡に際しての内部圧力に対抗して所要の寸法及び形状に形成させるうえから、鉄若しくは非鉄金属素材を用いて所要の寸法及び形状に形成される枠体２の開口部２Ａには、外方に向って所要の幅を以って保持縁２Ｂが形成されている。かかる場合の枠体２は図示するように鉄板材や非鉄金属板材を折合させたものでも一体成形させたものでも特段に制限は無く、且具体的寸法や形状はその使用目的により決定されるが、保持縁２Ｂの幅は少なくとも２０ｍｍ以上で形成されることが安定した挟持５のうえから望まれる。【００１６】  この枠体２内には、該枠体２内及びその保持縁２Ｂに亘って密着して装着できる寸法及び形状で、且アルミ箔３Ａにより形成される包着型３が密着装着される。かかる場合の包着型３にはその内部に注入され加熱発泡されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１若しくはゲル状物１Ａの加熱により付加される内部圧力に対抗しえる強力を保持させるうえから、その外側の枠体２の厚さとしては少なくとも２ｍｍ以上が望ましく、且発泡形成される無機発泡断熱材７が大型の場合では４乃至５ｍｍ程度のものが望ましい。そして包着型３のアルミ箔３Ａは、とりわけアルミ−マンガンやアルミ−マグネシウムからなる合金系アルミ箔３Ａが好適である。
更に該包着型３は、アルミ箔３Ａを枠体２内及びその保持縁２Ｂに装着しえる包着縁３Ｂを有する形状に一体成形即ちトレー状に成形させたものでも、或いは枠体２内及びその保持縁２Ｂに密着して装着しえる展開形状に裁断し、而して所要の寸法及び形状に成形させたものでも良い。【００１７】  そしてシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１若しくはそのゲル状物１Ａを加熱発泡形成させて無機発泡断熱材７を形成する場合に、無加圧で自由発泡させた場合には略５０倍程度に発泡するものの、その発泡構造が極めて脆弱で実用性能を具備しない。
これがためにはその発泡倍率を２乃至１０倍に抑制させて内部圧力を付加させ緻密な連続気泡構造に形成させる必要がある。そこで図２に示すように熱伝導性と且十分な強靭性を保持する鉄若しくは非鉄金属素材からなり、枠体２及びその保持縁２Ｂに密着して装着される包着型３全面を密閉できる寸法及び形状で、且その内側面にはアルミ箔３Ａからなる包着型蓋４Ａが仮着された蓋体４により密閉させ加熱発泡がなされることとなる。かかる場合において蓋体４への包着型蓋４Ａの仮着手段には特段の制約はなく、略２５０℃以上の加熱により融解しえる素材からなる接着剤等が挙げられる。【００１８】  而して枠体２内に包着型３が密着し装着された包着型３内には、該包着型３の内容量に対して所要容量割合でシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１若しくはそのゲル状物１Ａが注入されるものであるが、本発明では一方において軽量性を、他方においては実用使用に供しえる構造強度の連続気泡構造を形成させるうえから、内部圧力を付加させ且その発泡倍率を２乃至１０倍に発泡形成させる必要がある。
この包着型３の内容量に対するシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１若しくはそのゲル状物１Ａの注入容量割合は、内部圧力の付加割合と発泡倍率とにより具体的に決定されるが、概ね包着型３容量に対する注入容量割合は１／発泡倍率＋２０乃至３０％容量割合が目処となる。【００１９】  かくして包着型３内に所要の注入容量割合でシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１若しくはそのゲル状物１Ａが注入されたうえは、図３に示す如く枠体２及びその保持縁２Ｂに密着して装着された包着型３の包着縁３Ｂに亘って密閉でき、且その内側面に包着型蓋４Ａが仮着された蓋体４で密閉のうえ、保持縁２Ｂと蓋体４とを適宜間隔毎に適宜の挟持具５Ａで挟持５させる。かかる場合の挟持５は完全な密閉挟持の必要はなく、加熱発泡に伴う加熱蒸気が逸散できる程度に挟持５されれば良い。【００２０】  枠体２の保持縁２Ｂと蓋体４とが挟持５された後は加熱６による加熱発泡がなされる。この加熱６は多様な手段が使用できるもので図４には加熱炉６Ａ内における連続加熱発泡の状態が示されてなるもので、この他に窯や電気炉或いは高周波加熱による加熱発泡も採用できる。そしてこの加熱６においての加熱温度はなるべく短時間内にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１若しくはそのゲル状物１Ａの水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性を創出せしめて、２乃至１０倍の発泡倍率で連続気泡構造の酸化珪素態に加熱発泡させ且包着型３及び包着型蓋４Ａとを一体的に融着接合させるため、少なくとも２５０℃以上望ましくは３００乃至４５０℃が好適である。
更に加熱時間はその加熱温度及び発泡倍率により決定される注入割合容量によっても異なるが、発泡倍率が２乃至１０倍で加熱温度が３００乃至４５０℃では略３０乃至４５分程度が目処となる。【００２１】  かかる如くして所要の加熱発泡形成がなされたうえは徐冷をなし、而して枠体２及び蓋体４とを挟持している挟持具５Ａの挟持解除をなすことにより図５に示す如き本発明無機発泡断熱材７が作成される。
ところで本発明無機発泡断熱材７の外周面全体に一体的に融着接合されてなるアルミ箔３Ａは酸化劣化や塩害に弱く、従って現在市場において多量に使用されているアルミ箔材には酸化防止のための多様なコーティングが施されている。してみると本発明無機発泡断熱材７も、結露発生の多い場所での使用や、潮風に晒される場所での使用に際しては酸化防止や塩害防止手段を施すことが要請される。これがためには形成された無機発泡断熱材７のアルミ箔３Ａの外表面全体に、該アルミ箔３Ａと塗着性並びに耐久性に優れるウレタン若しくはエポキシ樹脂を噴霧してなるウレタン若しくはエポキシ樹脂コーティング８を施すこともなされる。【００２２】  加えて実用使用において高温度や極低温度で使用され或いは大きな加重が付加される状態で使用される場合等では、耐高温並びに低温性の向上とともに発泡構造強度を更に強化する必要がある。これがためには枠体２内に包着型３が装着され、且その内部に所要容量割合にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１若しくはそのゲル状物１Ａが注入され、而も包着型蓋４Ａが仮着された蓋体４で挟持のうえ、その温度を４５０乃至６５０℃の高温度で加熱６を施し、且その発泡倍率を１．１乃至２．０倍の緻密な連続気泡構造でガラス化された酸化珪素態に発泡形成させたものが好適である。【００２４】  そして本発明無機発泡断熱材７は多様な使用目的に使用されるものであるから、その使用目的により寸法と形状及び厚さも異にするもので、建築内断熱材ではその厚さが４．５及び６ｃｍ程度で対処できるが、屋根断熱材では１０乃至３０ｃｍにも及ぶ厚い物が要請されること等から、それぞれの使用目的に合せて枠体２や包着型３を用意する必要上多大な設備費用が強いられることとなる。これがため図６に示すように枠体２に包着型３が装着され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１若しくはそのゲル状物１Ａが注入されたうえ、他方の枠体２に包着型３を装着させたものを対向配位させ、而して相互の枠体２、２の保持縁２Ｂ、２Ｂを挟着具５Ａを用いて適宜間隔毎に挟持５のうえ加熱６を施し所要の発泡倍率に加熱発泡させることで、一種類の枠体２及び包着型３で２種類の厚さの異なる無機発泡断熱材７を形成することも可能となる。【００２５】  以下に本発明無機発泡断熱材についての性能を述べれば、縦及び横２０ｃｍ深さ４ｃｍの枠体内に、アルミ−マンガン合金からなる厚さ２０μｍのアルミ箔を用いた包着型と、蓋体内側面に該アルミ箔からなる包着型蓋を仮着のうえ、包着型内に所要容量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し密閉挟持し、３２０℃５０分間の加熱により発泡倍率６．５倍で形成した無機発泡断熱材を試料１とし、更に６００℃４０分間の加熱で発泡倍率１．５倍で形成したものを試料２とし、対照には枠体内にテフロンシートを張設し３２０℃５０分間で発泡倍率６．５倍でアルミ箔無使用の無機発泡断熱板を用いたもので、結果は表１の通りである。【００２６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２７】  使用目的に合せた寸法及び形状に形成することで、断熱材として即時に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】  枠体及び包着型の説明図である。
【図２】  蓋体及び包着型蓋の説明図である。
【図３】  挟持状態の説明図である。
【図４】  加熱方法の例示図である。
【図５】  本発明無機発泡断熱材の説明図である。
【図６】  密閉方法の説明図である。
【図７】  コーティングが施された無機発泡断熱材の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】  １    シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液
１Ａ  シロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物
２    枠体
２Ａ  枠体開口部
２Ｂ  保持縁
２０    成形枠
３    包着型
３Ａ  アルミ箔
３Ｂ  包着縁
３０    成形型
４    蓋体
４Ａ  包着型蓋
５    挟持
５Ａ  挟持具
６    加熱
６Ａ  加熱炉
７    無機発泡断熱材
８    コーティング
【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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【図７】
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