JP2004224613A

JP2004224613A - 耐火断熱材料

Info

Publication number: JP2004224613A
Application number: JP2003012465A
Authority: JP
Inventors: Shun-Chi Chang; シュンチチャン; Chin-Hung Wu; チンハンウー
Original assignee: FREEDOM GROUP Ltd
Current assignee: FREEDOM GROUP Ltd
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12
Also published as: US20040134386A1

Abstract

【課題】長時間の燃焼に耐えられる耐火断熱材料を提供する。
【解決手段】少なくとも予定重量％で均等に混合する束形状の植物繊維、多孔形状の耐火微細粒及び無機膠着材料を含むものである。当該成分に水を添加し、高圧で定型させて乾燥した後、耐火断熱材料が製造される。無機膠着材料及び耐火微細粒を均等に植物の繊維の間に染み込ませ、植物の繊維表面に被覆させる。多孔形状の耐火微細粒自身の耐火断熱特性を利用して、有効に無機膠着材料及び植物繊維自身の耐火断熱能力を増加できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
当発明は、建築用の材料に関するものである。特に、一種の多孔形状の耐火微細粒及び植物繊維などの材料を使って作られた耐火断熱材料を指す。それは耐火断熱の機能を備える。且つ、長い時間で燃焼されてもパウダー化又は裂けることがないのである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、世界人口の継続成長のため、世界の各国の都市又は村及び町の中で商業及び居住の建物の設計及び建築のいずれもが上へ向かって発展する傾向があり、それは有限の建築地の上にもっと多くの事務所及び居住空間を創造するため、都会又は村及び町の中にはビルがあちこち立ち並んでいる。それは都市の景観及び生態の環境を変え、人々の生活の習慣も変わったのである。
【０００３】
都会に成長する人たちの居住、仕事及び娯楽などは、すべてビルの中で行うので、ビルの公共安全問題は時代の変遷により大衆に注目されるものになる。その中で、防振及び防火の問題は一番重要だと思われる。従来、ビルを建築する場合、レンガ又はコンクリートを建築材として使い、又は、直接スチールを主の構造体の建築材として使い、構造体を完了した後、レンガ又は石膏板を各階の仕切り材として使い、当該仕切りの中でレンガは堅実な特性があるが、重量が比較的重いので、建物の全体負担が増える。石膏板はは、重量が比較的軽いが、構造が弱いので、より大きい衝撃力及び振動に耐えられない。特に、当該従来の仕切り材は、ビルに火災が起こった場合、いずれも長い時間の燃焼に耐えられないので、高温で絶え間なく燃焼することにより材料の分子構造の材質が変わって、パウダー化或いは裂かれることが起こり、元の仕切り及び支える用途がなくなり、火が伸びて燃焼した後は止まらず、人間及び財産のひどい損害が発生する。このような記事はテレビのニュースでよく報道されているので、すでに不思議ではないことである。
【０００４】
ビル火災及び伸びて燃焼する原因は一々数えきれないが、最も重要な原因は、従来の仕切り材料が有効に火事の現場を仕切れないため、火が絶え間なく燃焼し、火の燃焼する範囲及び消火の難しさが増えることである。このため、どうやって仕切り材料が構造堅実及び重量が軽い特性を同時に備え、耐火断熱の特性を備え、高温で絶え間なく燃焼することにより材料の分子構造の材質が変わってパウダー化或いは裂かれることが生じないような材料を発明することは、現在建築材料の開発業者及び研究人員が克服及び解決しなければならない問題になるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレンガ及び石膏板などの仕切り材料は、長い間、構造及び特性に欠点があるので、当発明者は長年この領域にある実務経験及び研究経験により当発明の耐火断熱材料を発明したのである。
当発明の目的の一つは、耐火微細粒及び無機膠着材料を混合して、均等に植物の繊維の間に染み込ませ、植物の繊維表面に被覆することで、多孔形状の耐火微細粒自身の耐火断熱特性を利用して、有効に無機膠着材料及び植物繊維自身の耐火断熱能力を増加することで、従来の仕切り材料より高温で燃焼することに耐えられる耐火断熱材料を提供することにある。
【０００６】
当発明のもう一つの目的は、当該植物繊維を攪拌する過程で相互に交差連結して、均等に分布させ、断熱材料の強度を有効に増加することで、長い時間で燃焼されてもパウダー化又は裂けることがない耐火断熱材料を提供することにある。
【０００７】
当発明の又一つの目的は、当該植物繊維及び多孔形状の耐火微細粒自身に、軽い特性があるほか、表面に多くの粗い孔がある特徴があり、それを無機膠着材料と攪拌して混合する場合、各材料の分子の間により強い連結特性が生じる軽くて堅実な耐火断熱材料を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の耐火断熱材料のは、主に、一定の長さがある植物繊維（例えば、木の糸又は椰子の繊維など）をそれぞれの無機膠着材料（例えば、コンクリートなど）及び多孔形状の耐火粒（高温焼結のシリコン塩類鉱石粉末など）と一定の重量％で混合させてから、適量な水を入れて、無機膠着材料、耐火微細粒及び植物繊維を均等に混ぜて攪拌する。且つ、無機膠着材料及び耐火微細粒を均等に植物の繊維の間に染み込ませ、植物の繊維表面に被覆した後、金型に注入して、高圧で定型して乾燥してから、当発明の耐火断熱材料が製造されるのである。その耐火断熱材料の中での耐火微細粒を均等に無機膠着材料と均等に混合して、当該植物繊維の間に染み込んだので、自身の耐火断熱特性は、無機膠着材料及び植物繊維の耐火断熱能力を有効に増加できる。又、当該植物繊維を攪拌する過程に、相互に交差で連結して、耐火断熱材料の中に均等に分布するので、その断熱材料の強度を有効に増加とする。そのため、長い時間で燃焼されてもパウダー化又は裂けることがないのである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
当発明は耐火断熱材料に関するものである。それは、主に、一定の長さまで加工した植物繊維をそれぞれ予定の重量％の無機膠着材料及び多孔形状の耐火微細粒と混合させてから、予定の重量％の水を入れて、無機膠着材料、耐火微細粒及び植物繊維を均等に混ぜて攪拌する。且つ、無機膠着材料及び耐火微細粒を均等に植物の繊維の間に染み込ませ、植物の繊維表面に被覆した後、前述のものを混合して金型に注入して、高圧で定型させて乾燥してから、当発明の耐火断熱材料が製造されるのである。当発明の中で、大自然の植物繊維が材料として使われ、植物繊維は木の糸、椰子、麦藁または棕櫚などの長い繊維がある植物繊維が使える。植物繊維を均等に攪拌して混合する過程で、相互に交差連結して均等に分布できる。又、耐火微細粒は、大自然の鉱石が材料として使われ、それが砕く処理及び１０００℃以上の高温で焼結されると、多孔形状の微細粒が形成される。市販の滴虫土（ｉｎｆｕｓｏｒｉａｌｅａｒｔｈ）、珪酸（ｓｉｌｉｃａ）又はホワイトカーボン（ｗｈｉｔｅｃａｒｂｏｎ）などの材料が典型的な代表であり、そのような材料の主要な成分はすべて二酸化珪素（ｓｉｌｉｃｏｎｄｉｏｘｉｄｅ）であるので、高温で焼結された後、当該材料は素晴らしい耐火断熱性を備える。無機膠着材料は、市販のプトランコンクリート、シリケート無機接着剤（又は水ガラスｗａｔｅｒｇｌａｓｓをいう）又は当該材料の混合物などが使われる。その主な作用は、植物繊維及び耐火微細粒を均等に混合してから、高圧で定型して乾燥する場合、材料を相互に膠着させるものである。当発明で使用される材料は、すべて大自然で取り易い植物繊維及び鉱石を使用するため、製造された耐火断熱材料は環境保護の要求に合っている他、製造コストが増えることもないのである。
【００１０】
当発明のベスト実施例の一つは、図１の製造プロセスをご参照ください。植物繊維は木の糸の繊維を使ったものであり、繊維は幅約０．７〜６ｍｍであり、厚さは約０．１〜０．６ｍｍの束形状を呈し、それは抗菌処理が行なわれ、加工で３センチ以上で５〜１７センチぐらいになるのがベストのものである。耐火微細粒は一般市販の二酸化珪素を使い、粒の大きさは粒の直径が４μｍ〜６ｍｍの範囲以内である。無機膠着材料は市販のプトランコンクリートを使う。当該材料をそれぞれ下記の重量％で均等に混合するものである。
【００１１】
（１）植物繊維：１５％〜３０％。
（２）耐火微細粒：１０％〜３５％。
（３）無機膠着材料：４５％〜７０％。
【００１２】
その後、上述により混合した材料に対し、重量％が４０％〜６０％の水を添加し、無機膠着材料、耐火微細粒及び植物繊維を均等に混ぜて攪拌する。且つ、無機膠着材料及び耐火微細粒を均等に植物の繊維の間に染み込ませ、植物の繊維表面に被覆した後、最後、前述のものを混合して一定形状又は造形のある金型に注入して、高圧で定型させて乾燥してから、当発明の耐火断熱材料が製造されるのである。
【００１３】
実施例の中で、図１をご参照ください。当該無機膠着材料を高圧で定型させて乾燥させるプロセスの中で、素早く植物繊維と耐火微細粒とを膠着できる。又、攪拌の過程で適切な重量％の素早い強化剤を添加して、製造する時間を短縮できるものである。
【００１４】
耐火断熱材料の製造が完了された場合、図２をご参照ください。構造の中で、耐火微細粒を均等に無機膠着材料と混合して、当該植物繊維の間に染み込ませ、植物繊維の表面に被覆する。前述の通り、多孔形状の耐火微細粒自身は素晴らしい耐火断熱特性を備えるため、有効に無機膠着材料及び植物繊維自身の耐火断熱能力を増加できるので、従来の断熱材料より高い燃焼温度に耐えられる。又、当発明は、前述の製造プロセスでの中で当該材料を攪拌する場合、植物繊維はその上にある長い繊維のために簡単に相互に交差連結して、均等に断熱材料の中に分布するため、有効に断熱材料の組織強度を増加し、断熱材料は長い時間で燃焼しても、パウダー化して裂けることがないのである。
【００１５】
その他、当該植物繊維及び多孔形状の耐火微細粒自身は軽く、その表面は粗く多孔という特徴があるので、それを攪拌する場合、無機膠着材料と均等に混合でき、それぞれの材料を高圧で定型して乾燥した後、製造された耐火断熱材料は自然に軽くて堅実な物理特性を備えるものである。
【００１６】
当発明の製造した耐火断熱材料を例として、一つの長さが２０センチ、幅が２０センチ及び厚さが５センチの規格であり、重量が約０．９キロであり、水含有率が約１．８％である耐火断熱レンガを用意して、耐火断熱レンガを密封した燃焼室の側壁にはめて、その一面を燃焼室の中方向に配置し、他の一面を燃焼室の外方向に配置し、国家標準第ＣＮＳ１２５１４及びＣＮＳ６５３２号の規範による内側面の防火性能を実際的にテストとする。燃焼室の中では、ディーゼルオイルを主な燃料として、１５分間加熱した後、７２５℃に達する。燃焼室の中での温度向上曲線は図３をご参照ください。続いて３時間燃焼した後、当発明の耐火断熱レンガはパウダー化して裂ける現象がなかった以外に、その側面（即ち背面）に探知された最高温度は約８５℃ぐらいであった。温度向上曲線は図３をご参照ください。厚さが約５センチの耐火断熱レンガにとって、耐火断熱効果はすでに１級の断熱効果を達するので、素晴らしい防火材料と言える。その効果は従来の仕切り材料と比較できないものである。又、耐火断熱レンガを３時間燃焼する過程の中で、いずれの有毒ガスも生じることはない。且つ、その後、国家標準第ＣＮＳ１０１０号の規範による強度テストを行う場合、圧力テイコウする強度は１５１．７５キロ／ｍ^２に達するので、素晴らしい圧力抵抗特性を維持するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による耐火断熱材料の製造プロセスを示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例による耐火断熱材料の防火性テストの際の燃焼室中の温度向上を示す図である。
【図３】本発明の一実施例による耐火断熱材料の防火性テストの際の外側面の温度向上を示す図である。

Claims

少なくとも予定重量％で均等に混合する下記成分として、束形状の植物繊維、多孔形状の耐火微細粒、及び無機膠着材料を含むものであり、当該成分に水を添加し、高圧で定型させて乾燥した後、製造され、その中において無機膠着材料及び耐火微細粒が均等に植物繊維の間に染み込み、植物繊維表面を被覆することを特徴とする耐火断熱材料。
請求項１で述べた耐火断熱材料であって、植物繊維の重量％は１５％〜３０％であることを特徴とする耐火断熱材料。
請求項２で述べた耐火断熱材料であって、長い繊維を備える植物繊維が使用され、それにより当該植物繊維は均等に混合する過程で相互に交差連結して、均等に断熱材料の中に分布可能であることを特徴とする耐火断熱材料。
請求項３で述べた耐火断熱材料であって、植物繊維の長さは、少なくとも３センチ以上の束形状を呈することを特徴とする耐火断熱材料。
請求項１で述べた耐火断熱材料であって、耐火微細粒の重量％は１０％〜３５％であることを特徴とする耐火断熱材料。
請求項５で述べた耐火断熱材料であって、当該耐火微細粒は二酸化珪素を主要な成分とする鉱石が使え、それを砕く処理を行った後、多孔形状の微細粒が形成されるものであることを特徴とする耐火断熱材料。
請求項６で述べた耐火断熱材料であって、耐火微細粒の直径は４μｍ〜６ｍｍの範囲以内であることを特徴とする耐火断熱材料。
請求項１で述べた耐火断熱材料であって、無機膠着材料の重量％は４５％〜７０％であることを特徴とする耐火断熱材料。