JP2006213537A - Thermally expansive inorganic material - Google Patents

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JP2006213537A
JP2006213537A JP2005025623A JP2005025623A JP2006213537A JP 2006213537 A JP2006213537 A JP 2006213537A JP 2005025623 A JP2005025623 A JP 2005025623A JP 2005025623 A JP2005025623 A JP 2005025623A JP 2006213537 A JP2006213537 A JP 2006213537A
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Japan
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inorganic material
weight
thermally expandable
present
fiber
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JP2005025623A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Okada
和廣 岡田
Kenji Otsuka
健二 大塚
Masaki Tono
正樹 戸野
Yukiyasu Uchida
幸泰 打田
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TANAKA SEISHI KOGYO KK
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
TANAKA SEISHI KOGYO KK
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermally expansive inorganic material which contributes to suppressing the expansion of damages such as the spread of fire or the diffusion of smoke to the minimum even when the fire breaks out and has shape holding property even when being exposed to a high temperature for a long period of time. <P>SOLUTION: The thermally expansive inorganic material has a composition comprising 55-85 wt.% inorganic fiber, 5-30 wt.% thermally expansive inorganic material, 5-15 wt.% organic binder and 5-25 wt.% sintering inorganic material having 650-1,000°C melting point. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱膨張性無機質材料に関する。   The present invention relates to a thermally expandable inorganic material.

従来、防火ドアの隙間用のシール材や防耐火用フェルト等の用途向けに、無機繊維、熱
膨張黒鉛、焼結性無機質材等からなる熱膨張性無機質材料が提案されている(特許文献1
、特許文献2および特許文献3)。
前記熱膨張性無機質材料は火災等により発生した熱により膨張する。防火ドアの隙間等
に前記熱膨張性無機質材料を事前に装着しておけば、万が一火災が発生した場合であって
も、前記熱膨張性無機質材料が有する膨張機能によって前記間隙は閉塞される。これによ
り延焼や煙の拡散等の被害の拡大を未然に防止することが可能となる。
この様に、前記熱膨張性無機質材料は火災等による熱を受ける前と受けた後とではその
形状が大きく変化する。火災等による熱により膨張した後であっても、膨張後の前記熱膨
張性無機質材料が容易に崩れ落ちたりしない様に、前記熱膨張性無機質材料には焼結性無
機質材が必須の構成要件とされている。
この焼結性無機質材は、前記熱膨張性無機質材料に含まれる無機繊維と火災等の熱によ
り焼結一体化する。この焼結一体化により膨張後の前記熱膨張性無機質材料が短時間の間
に崩れ落ちたりすることを防止することができ、シール材等としての使用を可能とするこ
とができる。
特許第2516556号公報 特許第2619818号公報 特開2000−199194号公報
Conventionally, a heat-expandable inorganic material composed of inorganic fibers, heat-expandable graphite, a sinterable inorganic material, and the like has been proposed for applications such as a seal material for a fire door gap and a fireproof felt (Patent Document 1).
Patent Document 2 and Patent Document 3).
The thermally expandable inorganic material expands due to heat generated by a fire or the like. If the thermally expansive inorganic material is attached in advance to the clearance of the fire door, the gap is closed by the expansion function of the thermally expansive inorganic material even in the event of a fire. This makes it possible to prevent the spread of damage such as fire spread and smoke diffusion.
Thus, the shape of the thermally expandable inorganic material changes greatly before and after receiving heat from a fire or the like. In order to prevent the thermally expandable inorganic material from being easily collapsed even after being expanded by heat due to fire or the like, a sinterable inorganic material is an essential constituent requirement for the thermally expandable inorganic material. Has been.
The sinterable inorganic material is sintered and integrated with the inorganic fibers contained in the thermally expandable inorganic material by heat such as fire. By this sintering integration, the thermally expandable inorganic material after expansion can be prevented from collapsing in a short time, and can be used as a sealing material or the like.
Japanese Patent No. 2516556 Japanese Patent No. 2619818 JP 2000-199194 A

ところが、先の提案にある通り、融点が180℃程度のホウ酸等や、あるいは融点が1300℃を超えるセピオライト等の焼結性無機質材を使用した場合には、火災等の熱により前記熱膨張性無機質材料が十分に膨張する前に前記焼結性無機質材と前記無機繊維とが焼結一体化してしまったり、逆に前記熱膨張性無機質材料が十分に膨張した後になっても、前記焼結性無機質材と前記無機繊維とが十分に焼結一体化しないことがあり、長時間高温にさらされた場合の形状保持性が未だ十分ではないとの問題があった。
本発明の目的は、長時間高温にさらされた場合であっても、その形状保持性に優れる熱
膨張性無機質材料を提供することにある。
However, as suggested in the previous proposal, when a sinterable inorganic material such as boric acid having a melting point of about 180 ° C. or sepiolite having a melting point exceeding 1300 ° C. is used, the thermal expansion is caused by heat from a fire or the like. Even if the sinterable inorganic material and the inorganic fiber are sintered and integrated before the expandable inorganic material is sufficiently expanded, or after the thermally expandable inorganic material is sufficiently expanded, There has been a problem that the caustic inorganic material and the inorganic fiber are not sufficiently sintered and integrated, and the shape retainability when exposed to a high temperature for a long time is not yet sufficient.
An object of the present invention is to provide a thermally expandable inorganic material having excellent shape retention even when exposed to high temperatures for a long time.

本発明者は前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、融点が650〜1000℃
の範囲であるという、特定の融点を有する焼結性無機質材を含む下記の熱膨張性無機質材
料が本発明の目的に適うことを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor has a melting point of 650 to 1000 ° C.
It was found that the following thermally expansible inorganic materials including a sinterable inorganic material having a specific melting point within the range of the above range meet the purpose of the present invention, and the present invention has been completed.

すなわち本発明は、
無機繊維55〜85重量%、熱膨張性無機物5〜30重量%、有機質バインダー5〜1
5重量%および融点が650〜1000℃の範囲である焼結性無機質材5〜25重量%か
らなる熱膨張性無機質材料を提供するものである。
That is, the present invention
55 to 85% by weight of inorganic fiber, 5 to 30% by weight of thermally expandable inorganic substance, 5 to 1 of organic binder
A thermally expandable inorganic material comprising 5% by weight and 5-25% by weight of a sinterable inorganic material having a melting point in the range of 650 to 1000 ° C. is provided.

本発明によれば、長時間高温にさらされた場合であっても、その形状保持性に優れる熱
膨張性無機質材料を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where it is exposed to high temperature for a long time, the thermally expansible inorganic material which is excellent in the shape retainability can be provided.

まず本発明に使用する無機繊維について説明する。
本発明に使用する無機繊維としては、特に限定はないが、例えば、セラミック繊維等を
挙げることができる。
この様なセラミック繊維としては、例えば、具体的にはシリカアルミナ繊維、アルミナ
繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等が挙げられる。
かかるセラミック繊維は、耐熱性の観点から融点が1300℃以上のものが好ましく、
1500℃以上のものであればさらに好ましい。
なお本発明において融点という場合、純物質等の様にその融点を明確に示す物質についてはその融点を意味し、混合物等の様にその融点を明確に示さないものについては、JIS R3103−1に準じて測定された軟化点を意味するものとする。
First, the inorganic fibers used in the present invention will be described.
The inorganic fibers used in the present invention are not particularly limited, and examples thereof include ceramic fibers.
Specific examples of such ceramic fibers include silica alumina fibers, alumina fibers, silica fibers, and zirconia fibers.
Such ceramic fibers preferably have a melting point of 1300 ° C. or higher from the viewpoint of heat resistance,
If it is 1500 degreeC or more, it is still more preferable.
In the present invention, the melting point means a melting point for a substance that clearly shows the melting point, such as a pure substance, and a substance that does not clearly show the melting point, such as a mixture, in JIS R3103-1. It shall mean the softening point measured accordingly.

前記無機繊維は、一種もしくは二種以上を使用することができる。   The said inorganic fiber can use 1 type, or 2 or more types.

本発明に使用する無機繊維の配合量は、本発明の熱膨張性無機質材料の重量を基準とし
て、55〜85重量%であることが必要である。
前記無機繊維の配合量が55重量%未満の場合には断熱層の形状保持性が低下し、また
85重量%を超える場合には本発明の熱膨張性無機質材料の製造作業性が低下する。
本発明に使用する無機繊維の配合量は、60〜80重量%の範囲であれば好ましい。
The compounding quantity of the inorganic fiber used for this invention needs to be 55 to 85 weight% on the basis of the weight of the thermally expansible inorganic material of this invention.
When the amount of the inorganic fiber is less than 55% by weight, the shape retention of the heat insulating layer is lowered, and when it exceeds 85% by weight, the workability of the thermally expandable inorganic material of the present invention is lowered.
The amount of the inorganic fiber used in the present invention is preferably in the range of 60 to 80% by weight.

前記無機繊維の直径は、通常0.01〜100μmの範囲であり、好ましくは0.1〜
30μmの範囲である。また前記無機繊維はシランカップリング剤等の集束剤により複数
の繊維を一本にまとめたものを使用することができる。
The diameter of the inorganic fiber is usually in the range of 0.01 to 100 μm, preferably 0.1 to 100 μm.
The range is 30 μm. In addition, the inorganic fiber may be a bundle of a plurality of fibers combined with a sizing agent such as a silane coupling agent.

前記無機繊維を得るための製造方法に限定はないが、例えば、この無機繊維の原料を軟
化させて線引きして得られた繊維を巻き取るロッド法、溶融させた前記原料をノズルから
排出し、得られた繊維を巻き取るポット法、有機溶剤に溶かした前記原料の前駆体を繊維
状にし、これをプレカーサーとして焼結して得られた繊維を巻き取る前駆ポリマー法等の
方法により得られたもの等を市販品として入手することができる。
There is no limitation on the production method for obtaining the inorganic fiber, for example, a rod method for winding the fiber obtained by softening and drawing the inorganic fiber raw material, discharging the molten raw material from the nozzle, Obtained by a method such as a pot method for winding the obtained fiber, a precursor polymer method for winding the fiber obtained by sintering the precursor of the raw material dissolved in an organic solvent as a precursor, and the like. A thing etc. can be obtained as a commercial item.

次に本発明に使用する熱膨張性無機物について説明する。
本発明に使用する熱膨張性無機化合物としては、加熱時に膨張するものであれば特に限
定はないが、例えば、バーミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛等が挙げられ
る。これらの中でも、発泡開始温度が低いことから熱膨張性黒鉛が好ましい。
Next, the thermally expandable inorganic substance used in the present invention will be described.
The thermally expandable inorganic compound used in the present invention is not particularly limited as long as it expands when heated, and examples thereof include vermiculite, kaolin, mica, and thermally expandable graphite. Among these, heat-expandable graphite is preferable because the foaming start temperature is low.

前記熱膨張性黒鉛とは、従来公知の物質であり、天然鱗状グラファイト、熱分解グラフ
ァイト、キッシュグラファイト等の粉末を濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と、濃硝酸
、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とで
処理してグラファイト層間化合物を生成させたもので、炭素の層状構造を維持したまま
の結晶化合物である。
The heat-expandable graphite is a conventionally known substance, and powders such as natural scaly graphite, pyrolytic graphite, and quiche graphite are mixed with an inorganic acid such as concentrated sulfuric acid, nitric acid, selenic acid, concentrated nitric acid, perchloric acid, peroxygen, and the like. It is a crystalline compound that maintains the carbon layer structure by producing a graphite intercalation compound by treatment with a strong oxidizing agent such as chlorate, permanganate, dichromate, or hydrogen peroxide. .

上記のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、更にアンモニア、脂肪族低級アミン
、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等で中和したものを使用するのが好まし
い。
The heat-expandable graphite obtained by acid treatment as described above is preferably further neutralized with ammonia, an aliphatic lower amine, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, or the like.

上記脂肪族低級アミンとしては、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメ
チルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等が挙げられる。上記アルカ
リ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、例えば、カリウム、ナトリウム、カ
ルシウム、バリウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩等
が挙げられる。
Examples of the aliphatic lower amine include monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, propylamine, and butylamine. Examples of the alkali metal compound and alkaline earth metal compound include hydroxides such as potassium, sodium, calcium, barium, and magnesium, oxides, carbonates, sulfates, and organic acid salts.

前記熱膨張性黒鉛の粒度は、20〜200メッシュの範囲のものが好ましい。粒度が2
00メッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さく、十分な耐火断熱層が得られず
、また、粒度が20メッシュより大きくなると、黒鉛の膨張度が大きいという利点はある
が、熱膨張性無機質材料に保持されにくくなる。
The thermal expandable graphite preferably has a particle size in the range of 20 to 200 mesh. Granularity is 2
If it is smaller than 00 mesh, the degree of expansion of graphite is small and a sufficient fireproof heat insulating layer cannot be obtained. If the particle size is larger than 20 mesh, there is an advantage that the degree of expansion of graphite is large. It becomes difficult to be retained.

前記中和処理された熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、UCAR CARBON
社製「GRAFGUARD」、東ソー株式会社製「GREP−EG」等が挙げられる。
As a commercial item of the said thermal expansion graphite by which the neutralization process was carried out, for example, UCAR CARBON
“GRAFGUARD” manufactured by the company, “GREP-EG” manufactured by Tosoh Corporation, and the like.

前記熱膨張性無機物は一種もしくは二種以上を使用することができる。   The said thermally expansible inorganic substance can use 1 type, or 2 or more types.

本発明に使用する熱膨張性無機物の配合量は、本発明の熱膨張性無機質材料の重量を基
準として、5〜30重量%の範囲であることが必要である。
前記熱膨張性無機物の配合量が5重量%未満の場合には燃焼後の膨張体積が少なく、十
分な耐火断熱層が得られない。また30重量%を超える場合には膨張後の熱膨張性無機質
材料の強度が低下する。
本発明に使用する熱膨張性無機物の配合量は、10〜25重量%の範囲であれば好まし
い。
The blending amount of the thermally expandable inorganic material used in the present invention needs to be in the range of 5 to 30% by weight based on the weight of the thermally expandable inorganic material of the present invention.
When the blending amount of the heat-expandable inorganic material is less than 5% by weight, the expansion volume after combustion is small, and a sufficient fireproof heat insulating layer cannot be obtained. On the other hand, when it exceeds 30% by weight, the strength of the thermally expandable inorganic material after expansion is lowered.
The amount of the thermally expandable inorganic material used in the present invention is preferably in the range of 10 to 25% by weight.

次に本発明に使用する焼結性無機質材について説明する。
本発明に使用する焼結性無機質材としては、例えば、電気絶縁性ガラス等を例示するこ
とができる。
前記電気絶縁性ガラスとしては、例えば、具体的には二酸化ケイ素が50〜60重量%
、酸化アルミニウムが10〜20重量%、酸化カルシウムが10〜20重量%、酸化マグ
ネシウムが1〜10重量%、酸化ホウ素が8〜13重量%等の範囲で含まれるEガラスと
呼ばれるもの等を挙げることができる。
Next, the sinterable inorganic material used in the present invention will be described.
As a sinterable inorganic material used for this invention, an electrically insulating glass etc. can be illustrated, for example.
As the electrically insulating glass, for example, silicon dioxide is specifically 50 to 60% by weight.
Examples include E-glass containing 10 to 20% by weight of aluminum oxide, 10 to 20% by weight of calcium oxide, 1 to 10% by weight of magnesium oxide, and 8 to 13% by weight of boron oxide. be able to.

本発明に使用する焼結性無機質材は、鉛金属塩およびアルカリ金属酸化物含有量が前記
焼結性無機質材の重量に対してそれぞれ1重量%未満のものであれば好ましい。
前記鉛金属塩としては、例えば、PbO、PbO、Pb等を挙げることができ
る。
また前記アルカリ金属酸化物としては、例えば、NaO、KO等を挙げることがで
きる。
The sinterable inorganic material used in the present invention is preferable if the content of the lead metal salt and the alkali metal oxide is less than 1% by weight with respect to the weight of the sinterable inorganic material.
As the lead metal salts, for example, a PbO, PbO 2, Pb 3 O 4 or the like.
Examples of the alkali metal oxide include Na 2 O and K 2 O.

本発明に使用する焼結性無機質材の中でも前記Eガラスは、アルカリ金属酸化物含有量
が少なく、建築構造材に対する影響が少ないことから好ましい。
Among the sinterable inorganic materials used in the present invention, the E glass is preferred because it has a low alkali metal oxide content and has little influence on building structural materials.

本発明に使用する焼結性無機質材は、650〜1000℃の範囲の融点を有するもので
ある。これにより、本発明の熱膨張性無機質材料が火災等の熱により膨張した後であって
も前記熱膨張性無機質材料に含まれる無機繊維等を一体のまとまりのある形状に保つこと
ができることに加え、長時間高温にさらされた場合であってもその形状保持性が維持され
る。
前記融点が650℃未満の場合には、火災等の熱により、本発明の熱膨張性無機質材料
が十分に膨張する前に前記焼結性無機質材と前記無機繊維とが焼結一体化するため、長時
間高温にさらされた場合の形状保持性に劣り、前記融点が1000℃を超える場合には、
本発明の熱膨張性無機質材料が十分に膨張した後になっても、前記焼結性無機質材と前記
無機繊維とが十分焼結一体化しないことがあり、同様に長時間高温にさらされた場合の形
状保持性に劣る。
前記融点の範囲は700〜900℃であれば好ましく、750〜850℃の範囲であれ
ばさらに好ましい。
The sinterable inorganic material used in the present invention has a melting point in the range of 650 to 1000 ° C. As a result, the inorganic fibers contained in the thermally expandable inorganic material can be maintained in a unitary and coherent shape even after the thermally expandable inorganic material of the present invention is expanded by heat such as a fire. Even when exposed to high temperatures for a long time, the shape retention is maintained.
When the melting point is less than 650 ° C., the sinterable inorganic material and the inorganic fiber are sintered and integrated before the heat-expandable inorganic material of the present invention sufficiently expands due to heat from a fire or the like. Inferior in shape retention when exposed to high temperature for a long time, and when the melting point exceeds 1000 ° C.,
Even after the thermally expandable inorganic material of the present invention has sufficiently expanded, the sinterable inorganic material and the inorganic fiber may not be sufficiently sintered and integrated, and similarly when exposed to a high temperature for a long time. Inferior in shape retention.
The melting point is preferably 700 to 900 ° C, more preferably 750 to 850 ° C.

所望の融点を有する前記焼結性無機質材は、前記焼結性無機質材に含まれる成分の調整
を行なうことにより得ることができる。
例えば、具体的には前記Eガラスの場合であれば、二酸化ケイ素が55重量%、酸化ア
ルミニウムが15重量%、酸化カルシウムが15重量%、酸化マグネシウムが5重量%、
酸化ホウ素が10重量%等含まれる場合、その融点は700℃である。このEガラスに対
し、その中に含まれる酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の量を増加させることにより
、このEガラスに含まれる二酸化ケイ素等の共有結合の割合を減少させることができるこ
とから、融点を700℃以下に下げることが可能となる。
逆に、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の量を減少させることにより、このEガラ
スに含まれる二酸化ケイ素等の共有結合の割合を増加させることができることから、融点
を700℃以上に上げることが可能となる。
The sinterable inorganic material having a desired melting point can be obtained by adjusting the components contained in the sinterable inorganic material.
For example, in the case of the E glass, specifically, silicon dioxide is 55% by weight, aluminum oxide is 15% by weight, calcium oxide is 15% by weight, magnesium oxide is 5% by weight,
When boron oxide is contained at 10% by weight or the like, the melting point is 700 ° C. By increasing the amount of calcium oxide, magnesium oxide and the like contained in the E glass, the ratio of covalent bonds such as silicon dioxide contained in the E glass can be reduced. It becomes possible to lower the temperature below ℃.
Conversely, by reducing the amount of calcium oxide, magnesium oxide, etc., the proportion of covalent bonds such as silicon dioxide contained in this E glass can be increased, so that the melting point can be raised to 700 ° C. or higher. Become.

本発明に使用する焼結性無機質材の配合量は、本発明の熱膨張性無機質材料の重量を基
準として、5〜25重量%であることが必要である。
前記焼結性無機質材の配合量が5重量%未満の場合または25重量%を超える場合には
、本発明の熱膨張性無機質材料が長時間高温にさらされた場合、その形状保持性が低下す
る。
本発明に使用する焼結性無機質材の配合量は、10〜15重量%の範囲であれば好まし
い。
The compounding quantity of the sinterable inorganic material used for this invention needs to be 5-25 weight% on the basis of the weight of the thermally expansible inorganic material of this invention.
When the amount of the sinterable inorganic material is less than 5% by weight or more than 25% by weight, when the thermally expandable inorganic material of the present invention is exposed to a high temperature for a long time, its shape retention is reduced. To do.
The amount of the sinterable inorganic material used in the present invention is preferably in the range of 10 to 15% by weight.

前記焼結性無機質材の形状には特に限定はないが、例えば、繊維形状体、繊維形状体が
絡み合ったウール形状体、粉体形状体等を挙げることができる。
The shape of the sinterable inorganic material is not particularly limited, and examples thereof include a fiber-shaped body, a wool-shaped body in which the fiber-shaped body is intertwined, and a powder-shaped body.

前記焼結性無機質材として繊維形状体を使用する場合には、前記繊維の直径は、通常0
.01〜100μmの範囲であり、好ましくは0.1〜30μmの範囲である。この場合
、前記繊維形状体はシランカップリング剤等の集束剤により複数の繊維を一本にまとめた
ものを使用することができる。
When a fiber shaped body is used as the sinterable inorganic material, the diameter of the fiber is usually 0.
. The range is from 01 to 100 μm, preferably from 0.1 to 30 μm. In this case, as the fiber shaped body, a plurality of fibers combined into one by a sizing agent such as a silane coupling agent can be used.

この様な繊維形状体を得る方法としては特に限定はないが、例えば、この焼結性無機質
材の原料を軟化させて線引きして得られた繊維を巻き取るロッド法、溶融させた前記原料
をノズルから排出し、得られた繊維を巻き取るポット法等の方法により得られたもの等を
市販品として入手することができる。
The method for obtaining such a fiber-shaped body is not particularly limited. For example, the rod method of winding the fiber obtained by softening and drawing the raw material of the sinterable inorganic material, the molten raw material What was obtained by methods, such as the pot method discharged | emitted from a nozzle and winding up the obtained fiber, can be obtained as a commercial item.

また、前記焼結性無機質材として粉体形状体を使用する場合には、前記粉体状体の平均
粒径は、通常5〜500μmの範囲である。前記粉体状体は通常市販品として入手するこ
とができる。
Moreover, when using a powder-shaped body as said sinterable inorganic material, the average particle diameter of the said powder-shaped body is the range of 5-500 micrometers normally. The powdery body can usually be obtained as a commercial product.

前記焼結性無機質材は一種もしくは二種以上を使用することができる。   The said sinterable inorganic material can use 1 type, or 2 or more types.

次に本発明に使用する有機質バインダーについて説明する。
本発明に使用する有機質バインダーに特に限定はないが、例えば、具体的にはポリプロ
ピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ(1−)ブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂等
のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン系樹脂、メチルタタクリレート−ブタジエン−スチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹
脂、エチレン−プロピレン樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹
脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂類、
天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、1,2−ポリ
ブタジエンゴム(1,2−BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレン
ゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン
ゴム(EPR、EPDM)、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、アクリルゴム(
ACM、ANM)、エピクロルヒドリンゴム(CO、ECO)、多加硫ゴム(T)、シリ
コーンゴム(Q)、フッ素ゴム(FKM、FZ)、ウレタンゴム(U)等のゴム類、
ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂類、
上記熱可塑性樹脂類、ゴム類等のラテックス類、
上記熱可塑性樹脂類、ゴム類等のエマルジョン類等を挙げることができる。
Next, the organic binder used in the present invention will be described.
The organic binder used in the present invention is not particularly limited. For example, specifically, polyolefin resins such as polypropylene resins, polyethylene resins, poly (1-) butene resins, polypentene resins, polystyrene resins, Acrylonitrile-butadiene-styrene resin, methyl tataacrylate-butadiene-styrene resin, ethylene-vinyl acetate resin, ethylene-propylene resin, polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, acrylic resin, polyamide resin, polyvinyl chloride Thermoplastic resins such as resins,
Natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), 1,2-polybutadiene rubber (1,2-BR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), nitrile rubber (NBR) ), Butyl rubber (IIR), ethylene-propylene rubber (EPR, EPDM), chlorosulfonated polyethylene (CSM), acrylic rubber (
ACM, ANM), epichlorohydrin rubber (CO, ECO), polyvulcanized rubber (T), silicone rubber (Q), fluoro rubber (FKM, FZ), rubbers such as urethane rubber (U),
Thermosetting resins such as polyurethane resin, polyisocyanate resin, polyisocyanurate resin, phenol resin, epoxy resin,
Latexes such as the above thermoplastic resins and rubbers,
Examples thereof include emulsions such as the above thermoplastic resins and rubbers.

中でも取り扱い性の面等から、ゴム類のラテックス類、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ア
クリル系樹脂エマルジョン等が好ましい。
Of these, rubber latexes, ethylene-vinyl acetate resins, acrylic resin emulsions, and the like are preferable from the viewpoint of handleability.

前記有機質バインダーは一種もしくは二種以上を使用することができる。   The organic binder can be used alone or in combination of two or more.

本発明に使用する有機質バインダーの配合量は、本発明の熱膨張性無機質材料の重量を
基準として、5〜15重量%であることが必要である。
有機質バインダーの配合量が5重量%未満の場合、本発明の熱膨張性無機質材料を製造
する作業性が低下する。また15重量%を超える場合には、本発明の熱膨張性無機質材料
が長時間高温にさらされた場合、その形状保持性が低下する。
本発明に使用する有機質バインダーの配合量は、5〜10重量%の範囲であれば好まし
い。
The compounding quantity of the organic binder used for this invention needs to be 5 to 15 weight% on the basis of the weight of the thermally expansible inorganic material of this invention.
When the blending amount of the organic binder is less than 5% by weight, workability for producing the thermally expandable inorganic material of the present invention is lowered. On the other hand, when the content exceeds 15% by weight, the shape-retaining property is lowered when the thermally expandable inorganic material of the present invention is exposed to a high temperature for a long time.
The amount of the organic binder used in the present invention is preferably in the range of 5 to 10% by weight.

また本発明の熱膨張性無機質材料に対しては、本発明の目的を損なわない範囲で、着色
剤、酸化防止剤、難燃剤、無機充填材等の各種添加剤を使用することができる。
In addition, various additives such as a colorant, an antioxidant, a flame retardant, and an inorganic filler can be used for the thermally expandable inorganic material of the present invention as long as the object of the present invention is not impaired.

次に本発明の熱膨張性無機質材料を製造する方法について説明する。
本発明の熱膨張性無機質材料の製造方法については特に限定はなく、いかなる方法によ
っても製造することができるが、例えば、抄造法による方法、本発明の熱膨張性無機質材
料の各成分と有機溶剤との混合物を成形した後、有機溶剤を除去する方法等が挙げられる

中でも、均質な熱膨張性無機質材料を製造する観点から、抄造法による製造方法が好ま
しい。
Next, a method for producing the thermally expandable inorganic material of the present invention will be described.
The method for producing the thermally expandable inorganic material of the present invention is not particularly limited and can be produced by any method. For example, a method by a papermaking method, each component of the thermally expandable inorganic material of the present invention and an organic solvent And a method of removing the organic solvent after molding the mixture.
Among these, from the viewpoint of producing a homogeneous thermally expandable inorganic material, a production method by a papermaking method is preferable.

係る抄造法による製造方法としては、例えば、次の工程による方法を挙げることができ
る。
(1)先に説明した前記熱膨張性無機質材料の各種成分を、ミキサーやミル等の装置を用
いて溶剤に分散し、記熱膨張性無機質材料の溶剤スラリーを調製する。
(2)前記溶剤スラリーをロートフォーマー等の抄造機により抄造し、所望の形状に成形
する。
(3)必要に応じて水分を吸引、圧縮、遠心、加熱、送風等の手段により溶剤分を除去す
る。
以上の工程により、本発明の熱膨張性無機質材料を得ることができる。
As a manufacturing method by such a papermaking method, for example, a method by the following steps can be mentioned.
(1) Various components of the above-described thermally expandable inorganic material are dispersed in a solvent using an apparatus such as a mixer or a mill to prepare a solvent slurry of the thermally expandable inorganic material.
(2) The solvent slurry is made by a paper making machine such as a rot former and formed into a desired shape.
(3) Remove the solvent by means such as sucking, compressing, centrifuging, heating, or blowing air as necessary.
Through the above steps, the thermally expandable inorganic material of the present invention can be obtained.

なお前記溶剤は、前記熱膨張性無機質材料の各種成分を溶解しないものが好ましく、例
えば、水、メタノール等を挙げることができる。これらの中でも取り扱い性の面から、前
記溶剤は水であることが好ましい。
The solvent preferably does not dissolve the various components of the thermally expandable inorganic material, and examples thereof include water and methanol. Among these, from the viewpoint of handleability, the solvent is preferably water.

また、前記有機溶剤との混合物を成形する方法の具体例としては、例えば、有機質バイ
ンダーが溶解する有機溶剤に、無機繊維、熱膨張性無機物、焼結性無機質材および有機質
バインダーを混合してパテ状混合物を作製し、成形機にて各種形状に成形した後、有機溶
剤を除去する方法が挙げられる。この方法によっても本発明の熱膨張性無機質材料を得る
ことができる。
As a specific example of the method of forming a mixture with the organic solvent, for example, an organic solvent in which the organic binder is dissolved is mixed with inorganic fibers, a thermally expandable inorganic material, a sinterable inorganic material, and an organic binder. There is a method in which an organic solvent is removed after preparing a mixture and forming it into various shapes with a molding machine. Also by this method, the thermally expandable inorganic material of the present invention can be obtained.

本発明の熱膨張性無機質材料の形状は目的に応じて適宜決定することができるが、通常
はシート形状である。
前記熱膨張性無機質材料をシート形状とした際の厚みは、通常0.1〜100mmの範
囲であり、3〜10mmの範囲であれば好ましい。
The shape of the thermally expandable inorganic material of the present invention can be appropriately determined according to the purpose, but is usually a sheet shape.
The thickness of the thermally expandable inorganic material in the form of a sheet is usually in the range of 0.1 to 100 mm, preferably 3 to 10 mm.

本発明の熱膨張性無機質材料のかさ密度は、通常0.10〜0.40g/cmの範囲
であり、0.15〜0.35g/cmの範囲であれば好ましい。
The bulk density of the thermally expandable inorganic material of the present invention is usually in the range of 0.10 to 0.40 g / cm 3, preferably ranges from 0.15~0.35g / cm 3.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.

表1に示した配合比のセラミック繊維(新日化サーマルセラミックス株式会社製「SC
バルク」)、熱膨張性黒鉛(東ソー株式会社製「GREP−EG」)、ガラス繊維(旭フ
ァイバーグラス株式会社製「グラスロンチョップドストランド」、Eガラス長繊維、繊維
径:約10μm、繊維長:約3mm)、ガラスウール(旭ファイバーグラス株式会社製「
グラスロンウール」、繊維径:約4〜7μm)、アクリル樹脂系ラテックス(日本ゼオン
株式会社製「LX874」)の水分散液を調整し、抄造法にて表1に記載のかさ密度、厚
みのシート材料を作製した。
作製した熱膨張性無機質材料について、下記の性能評価を行った。実施例2および3に
ついても、表1に示した配合比にて実施例1の場合と同様に実施した。結果を表1にまと
めた。
Ceramic fibers with the compounding ratios shown in Table 1 (“SC” manufactured by Nikka Chemicals Co., Ltd.
"Bulk"), thermal expandable graphite ("GREP-EG" manufactured by Tosoh Corporation), glass fiber ("Glass chopped strand" manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd.), E glass long fiber, fiber diameter: about 10 [mu] m, fiber length: About 3mm), glass wool (Asahi Fiber Glass Co., Ltd. “
“Glasslon wool”, fiber diameter: about 4 to 7 μm), an aqueous dispersion of acrylic resin latex (“LX874” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was prepared, and the bulk density and thickness shown in Table 1 were determined by papermaking A sheet material was prepared.
The following performance evaluation was performed about the produced thermally expansible inorganic material. Examples 2 and 3 were also carried out in the same manner as in Example 1 with the compounding ratios shown in Table 1. The results are summarized in Table 1.

[膨張倍率・破断点応力の測定]
実施例1〜3により得られたサンプルを用いて、電気炉にて1000℃1h加熱し、膨
張倍率を加熱後の厚みの、加熱前の厚みに対する比(加熱後の厚み/加熱前の厚み)とし
てそれぞれ算出した。
また加熱膨張後の本発明の熱膨張性無機質材料の形状保持性の指標として、加熱後のサ
ンプルを圧縮試験機(カトーテック株式会社製「フィンガーフィーリングテスター」)を
用いて、0.25cmの圧子で0.1cm/sの圧縮速度にて破断点応力を測定した。
結果を表1に示す。
なお、前記サンプルの破断点応力が、0.05kgf/cm以上であると、垂直に保
持させた状態において耐火試験を行ったとしても、加熱膨張後の本発明の熱膨張性無機質
材料の形状が崩れることなく耐火性能を十分に発揮することができる。
[Measurement of expansion ratio and stress at break]
Using the samples obtained in Examples 1 to 3, heated at 1000 ° C. for 1 h in an electric furnace, and the ratio of the expansion ratio after heating to the thickness before heating (thickness after heating / thickness before heating) Respectively.
In addition, as an index of the shape retention property of the thermally expandable inorganic material of the present invention after the heat expansion, the sample after the heating is 0.25 cm 2 using a compression tester (“Finger feeling tester” manufactured by Kato Tech Co., Ltd.). The stress at break was measured at a compression rate of 0.1 cm / s with an indenter.
The results are shown in Table 1.
Note that the shape of the thermally expandable inorganic material of the present invention after thermal expansion is obtained even when a fire resistance test is performed in a state where the sample is held vertically when the stress at break of the sample is 0.05 kgf / cm 2 or more. The fireproof performance can be sufficiently exhibited without breaking down.

[実施例4]
300mm角に切り出した実施例1のサンプルの裏面に0.5mmのステンレス板を積
層し、ISO834の方法に準拠して、表面側から耐火1時間の加熱試験を行い、裏面温
度を測定した。その結果、1時間後の裏面温度は307℃であった。
[Example 4]
A 0.5 mm stainless steel plate was laminated on the back surface of the sample of Example 1 cut out to a 300 mm square, and a heat test for 1 hour from the front surface was performed in accordance with the method of ISO834 to measure the back surface temperature. As a result, the back surface temperature after 1 hour was 307 ° C.

[比較例1]
比較として、実施例4のサンプルの代わりに厚み30mmのセラミックブランケットを
使用した以外は、実施例4と場合と同様の耐火試験を行った。
この結果、1時間後の裏面温度は305℃であった。厚み30mmのセラミックブラン
ケットは、鉄骨被覆の耐火1時間の性能を有していることから、熱膨張性無機質材料は同
等の性能を有していることが分かる。
[Comparative Example 1]
As a comparison, the same fire resistance test as in Example 4 was performed except that a ceramic blanket having a thickness of 30 mm was used instead of the sample in Example 4.
As a result, the back surface temperature after 1 hour was 305 ° C. Since the ceramic blanket having a thickness of 30 mm has a fire-resistant performance of 1 hour of steel frame coating, it can be seen that the thermally expandable inorganic material has the same performance.

Figure 2006213537
Figure 2006213537

Claims (1)

無機繊維55〜85重量%、熱膨張性無機物5〜30重量%、有機質バインダー5〜1
5重量%および融点が650〜1000℃の範囲である焼結性無機材5〜25重量%から
なる熱膨張性無機質材料。
55 to 85% by weight of inorganic fiber, 5 to 30% by weight of thermally expandable inorganic substance, 5 to 1 of organic binder
A heat-expandable inorganic material comprising 5% by weight and 5-25% by weight of a sinterable inorganic material having a melting point of 650-1000 ° C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009138397A (en) * 2007-12-05 2009-06-25 Shimizu Corp Refractory covering material and manufacturing method therefor
JP2009185445A (en) * 2008-02-01 2009-08-20 Shimizu Corp Fire resistive covering material and its manufacturing method

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