JP2007064468A - ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。 - Google Patents

Abstract

【課題】アスベストに代替しうる断熱材の提供。
【解決手段】ガラス繊維の集合体、例えばガラス繊維ロ−プ或はガラス繊維断熱剤の繊維間に、ケイ酸カリュウム溶液を、ガラス繊維表面への密着剤にて密着、含浸付着する事によって耐熱性を保持させる。また、ガラス繊維不織布をケイ酸カリュウム溶液槽を通過させて、両面ロ−ラ−で絞り、乾燥させることにより、ガラス繊維不織布にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布させることができる。ガラス繊維以外への適用例として、パルプ紙、綿状パルプあるいは樹木柱等へのケイ酸カリュウムの含浸塗布があげられる。
【選択図】図１

Description

全産業分野にわたる、耐熱素材の技術分野である。

従来の断熱材、特にアスベスト断熱材は全国的に健康被害をもたらしており、現状では、来れに代わる物が無い。

アスベストの微細繊維の気中浮遊とアスベストが持つ発病特性が、人類の健康に大きな被害をもたらした。

又、アスベストに限らず、従来から使用されているガラス繊維においても、ガラス自体が持つ溶解温度が６００℃前後でも、一旦繊維化すれば、３００℃から４００℃が最大であり、健在に使用のアルミ泊付きのガラス繊維に至っては、接着材によって２００℃強で着火燃焼する欠点さえ持っている。

又、断熱材、特に火災における金属の熱性強度劣化防御には、アスベストに代わる最短距離は、周知の事実で生産されているガラス繊維の強度昂進化もあり、従来の４００℃では高温化する火災には全く意味が無く、ガラス繊維を、より高温に耐え得る加工が望まれていた。

特に、断熱材では無い物性は使用に値しないが、それを加工する事によって９００℃前後の耐熱材に変化させる技術が望まれている。

以上に述べた通り、単なる日常生活に必要な省エネルギ−的断熱高価目的なら従来のガラス繊維でも十分であるが、一旦火災発生の場合、或はそれに匹敵する環境での耐熱材の使用ではガラス繊維では全く意味が無く、その使用に値しない環境で、しかもアスベストに代わるものとして利用出来るガラス繊維賭するには次の過大が存在する。

ガラス繊維の特徴である、同じ直系のピアノ線よりも高い抗張力、但し屈曲に弱い欠点は直系の微細口径化で対応できるが、耐熱性では３００℃を越えれば急速に劣化現象を起こす。

無アルカリ性の特殊ガラス繊維も４００℃耐熱性ではあるが、火災等、或はそれに匹敵する温度環境下では使用に値しない。

特に、数多い各種素材の中で、可燃物を不燃にする技術の確率が出来れば、幾何級数的に用途が拡大される。

ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱性は、ア−ク溶接棒の１６００℃以上の温度環境に使用される被覆材にも使用される物で、耐熱性能保持は言う間でもない。

このケイ酸カリュウムを、３００℃から４００℃迄の耐熱材に塗布含浸させる事によって、より高温に耐え得る耐熱性能を昂進して断熱性能を条させる。

もう一つは、植物素材の活性炭素の、板或は粒状物は、不燃材とはいっても、高温では灰化して消滅すれば断熱材の意味間無くなる事から、これらにケイ酸カリュウムを塗布含浸させる事によって、灰化消滅する事を防止し、断熱維持性能の付加となる。

もう一つは、不燃材には程遠い物質、植物綿や樹脂腐食布等に含浸させる事によって、可燃物が不燃物に変化するものである。

例えば、ケイ酸カリュウムを樹脂繊維不織布に含浸させるだけで、樹脂繊維自体に浸潤するまでもなく、繊維が細ければ細い程、不織布の毛細管現象によって繊維周囲に付着し、火炎接触部位が１ｍｍから１．５ｍｍの深さで黒変炭化するだけで、完全に近い耐熱素材都変化する。

但し、大きな可燃性物体で、芯まで含浸せずに表面部位にしか塗布含浸不能な場合は残念ながら、芯部位が可燃性維持である事はやむを得ない。

アスベストの健康被害が数十年経過後に頻発している現状では、一刻も早く、その代替え物質の開発が急がれている中で、アスベスト以外の不燃物の選択寄りも幾何級数的種類が有る可燃物を、ケイ酸カリュウム含浸塗布によって断熱材賭する事が、経済性とも相まって、大きなメリットを発揮する。

同時に、環境保全のリサイクル、省エネルギ−の面からは、間伐材の破砕樹木粉化して、ケイ酸カリュウムを含浸塗布すれば、岩綿以上の耐熱材も可能であり、同時に、古紙パルプにケイ酸カリュウムを含浸塗布すれば、吹きつけ岩綿材と動揺の効果が発揮され、鉄骨吹き付けが素材は紙である事の、夢の話しが現実に実証された。

発明の実施するための最良の形態

以下、各請求項に従って、実施例を説明するが、その前に、ケイ酸カリュウムの性状を記す。

ケイ酸カリュウムの素材は珪砂ケイ酸ソ−ダ、苛性カリが原料で、健康に害を及ぼすものではない。

この珪砂とケイ酸ソ−ダ、カ性カリの比率によって種々効力に差が生じるが、不燃処理対応物によって選択が出来る。

ケイ酸カリュウム液を目的物に塗布含浸して火炎放射での耐熱効果は、一例都して、処理物ティッシュペ−パ−で超可燃物で有るにもかかわらず、ケイ酸カリュウム液浸潤で２ｍｍ板状乾燥では、被火炎部位が１ｍｍ乃至１．５ｍｍの深さまでの炭化で、炭化部位が断熱層になり、ブタンガスバ−ナ−で一点集中バ−ニングしても１．５ｍｍ以下の深部迄の炭化で進行せず、２ｍｍ厚みの裏側は全くバ−ニング前と色も変化無く、断熱と耐火性能を表した。

「請求項１」は、ガラス繊維の集合体、例えばガラス繊維ロ−プ或はガラス繊維断熱剤の繊維間に、ケイ酸カリュウム溶液に、ガラス繊維表面への密着剤にて密着、含浸付着する事によって耐熱性を保持し、仮に火災時の様な高温になって密着剤が高温化してもケイ酸カリュウムによって密着剤も難燃或は不燃化して耐熱効果を表す。

「請求項２」は、ガラス繊維不織布にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布したもので、不織布だけに毛細管現象同様に非常に多くのケイ酸カリュウム溶液を抱き込み、耐熱効果は上がるがコストの問題も有り、加工方法としては、ガラス繊維不織布をケイ酸カリュウム溶液槽を通過させて、両面ロ−ラ−で絞り、乾燥させたが、上下、或は左右ロ−ラ−を思いっきり加圧して絞っても、機能性に変化はなかった。

「請求項３」は、ＦＲＰ強化プラスティック等に使用されるガラスクロスの耐熱性向上と、難燃性樹脂成型用の強化材に使用する目的で加工したが、本発明のＦＲＰ強化プラスチック板の燃焼試験では、５００℃バ−ニング試験では樹脂が燃焼消滅した後も、最後迄残ったのはケイ酸カリュウム溶液含浸塗布のガラス繊維織布であった。

「請求項４」は、ガラス繊維綿にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布させれば、全くの高温不燃性綿が誕生し、アスベスト吹きつけ工程と同様の作業工程で、不燃材の建築物吹きつけ作業が可能であった。
又、可燃性液体、或は可燃性ガス等の移送管継手の断熱材コ−ティングにも、全くアスベストに勝る効果を表した。
この場合には、一例として、温度管理のレベルで選択されたガラスクロス又はカ−ボンクロスで、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布乾燥させたガラス繊維綿を座布団様式で包み、管継手を覆う事によって目的を果たした。

「請求項５」は、ケイ酸カリュウムに含浸塗布したもので、最もユニ−クであったものは、古紙再生過程の綿状古紙に含浸させて、鋼製建材に吹きつけ、アスベスト同様の目的が達成された事である。

又、古紙再生段階でケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布し、圧密乾燥させれば、完全な耐熱ボ−ドが形成された。

もう一つは、製鋼所高炉の溶解鉄サンプリングで、紙管にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布し、千数百度の溶解鉄のサンプリングに、一定時間とは言え使用可能であった事も特筆すべきである。

同時に、車社会でのトンネル内火災時の最も危険なエンジンル−ムで、外部からの引火危険性防止で、キャブレタ−濾過紙の４００℃発火不能試験でも、濾過機能の低下もなく、含浸塗布濃度の調整だけで効果を上げた。

忘れてはならない含浸塗布加工物は、和風建築に欠かせない障子紙で、ケイ酸カリュウム溶液を希釈して障子紙に吹きつけるだけで、ライタ−の炎を直に付けても、黒く炭化するだけで、煙も出ない現象であった。

「請求項６」は、植物性綿状パルプにケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布したも種で、型押し乾燥によって種々形状成型が出来、自動車マフラ−内に使用されて種るアスベスト型成型品の代替えにもなり、この種の製品はこの項に限らず、各種素材でも可能である。

「請求項７」は、植物繊維にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布したもので、もともとの素材が可燃物であっても不燃か、又は難燃化は、全ての項目にも適用される用途目的毎にケイ酸カリュウム溶液の希釈で対応が可能であり、自動車関連では多くの不燃かさえ可能である。

「請求項８」は、植物繊維不織布にケイ酸カリュウム溶液の含浸塗布したもので、用途は巾広く、内装用加圧ボ−ド不燃建材から、列車、自動車、船舶にいたる迄、その用途は無限である。

「請求項９」は、植物繊維織布にケイ酸カリュウム溶液の含浸塗布したものであり、可燃物を不燃化、難燃化する事により、用途の増大かも図った。

「請求項１０」は、樹木破砕粉にケイ酸カリュウム溶液の含浸塗布したもので、樹木破砕粉、例えば製材鋸屑、或は他の用途での破砕微粉屑等、又目的を持った樹木微細粉利用のパ−チクルボ−ド等は、完全な難燃ボ−ド、或は不燃ボ−ドに変化し、付加価値は勿論、粉塵飛散で健康障害をもたらしたフレキボ−ドや石膏ボ−ドの代替えにも有効であった。

全ての物質の項目で共通な事は、ケイ酸カリュウム溶液を吸液させる事は、その粒度の大きさによっての、単なる浸潤から加圧浸潤迄さまざまであり、特に本項目の樹木粉では２ｍｍ乃至３ｍｍ以上の粒度では浸潤時間調整か、或は加圧浸潤で深部迄吸液させる事が望ましいが、これは、目的物の難燃度合いによる。

「請求項１１」は、化学繊維に、ケイ酸カリュウム溶液の含浸塗布したものである種の化学繊維は吸水性が有るものもあり、この種の樹脂繊維が望ましいが、繊維自体のデニ−ル細さが細ければ細い程、ケイ酸カリュウム溶液の付着どあいが多くなり、完全不燃に近い効果が有った。

「請求項１２」は、化学繊維不織布に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布したもので、繊維間隙に浸潤したケイ酸カリュウム溶液により、樹脂繊維の種類を問わず、不燃断熱効果では絶大であった。

可燃性物質移送管継手フランジのパッキン保護目的の実施例では、２５ｍｍ厚みの二つ割り嵌合成型品では、９００℃局部火炎放射で内部管継手の温度上昇はアスベスト座布団巻きよりも効果が有り、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した化学繊維不織布自体の焼損は全く無かった。

ちなみに、本実施例に使用した化学繊維不織布は、ポリエステル１００％のニ−ドルパンチ不織布で、繊維は１５０デニ−ル、不織布厚みは１０ｍｍ，２５ｍｍ，５０ｍｍで実施した。

「請求項１３」は、化学繊維織布に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物で、不織布の様な厚みを必要とせず、断熱効果よりも化学繊維織布自体の不燃化或は難燃化を目的にした物に効果が有る事は言うまでも無い。

「請求項１４」は、種々ある炭素に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物で、炭素がもつ着火性を防止し、同時に炭素特有の不燃性を維持して断熱効果を表すものであり、例えば一般的木炭そのままでの８００℃火炎放射では無焔燃焼して暖炉、火鉢の着火炭同様となるが、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物は、全く着火せずに８００℃火炎放射に耐え得た。

「請求項１５」は、塊状炭素に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物で、椰子殻活性炭を使用したが、全く前項目と同様の着火不能の機能を果たし、目的によっては有効である事は間違いない。

「請求項１６」は、粒状炭素に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物で、この用途は無限であろうと思われる。

粒状炭素に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物に僅かなバインダ−を混合して成型すれば軽量の不燃成型品が出来、不燃の織布又は不織布で座布団の様に包み込めばこれまた有効な断熱構造ともなり、鋼製防火扉や金庫等の充填材にも使用出来、その用途は無限である。

「請求項１７」は、上述の「請求項１」から「請求項１６」迄の各種素材の混合又は組み合わせによって高度な断熱構成も可能であり、それぞれの請求項目における一例として斜視図で示したもので、これ以外にも多くの実施例も有り、全産業分野での用途におけるより良い構成での断熱構造商品の開発が可能である。

「請求項１」のガラス繊維マットにケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布成型物を建築強度部材に装着した、斜視図である。 「請求項２」のガラス繊維不織布にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物の、斜視図である。 「請求項３」のガラス繊維不織布にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した、斜視図である。 「請求項４」のガラス繊維綿にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物の、斜視図である。 「請求項４」のガラス繊維綿にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物を、土木建築鋼材に吹きつけ装着した、斜視図である。 「請求項５」のガラス繊維綿にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物を、土木建築鋼材に成型装着した、斜視図である。 「請求項６」のパルプ紙にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物を、各種用との一例で可燃物移送管継手の型製品で装着した、斜視図である。 「請求項７」の綿状パルプにケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物を、土木建築鋼材に吹きつけ装着した、斜視図である。 「請求項８」の綿状パルプにケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物を、不燃クロスで筒も込み、可燃性等移送管継手に装着した、斜視図である。 「請求項９」の植物繊維である樹木柱にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物で、虫もつかない不燃建築室内不燃柱の斜視図である。 「請求項９」の植物繊維である不織布にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布し、自動車消音器内装填成型加工したものの斜視図である。 「請求項９」の植物繊維織布にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布し、工場等での不燃カ−テンに加工した斜視図である。 「請求項１０」の樹木破砕粉にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布し、乾燥圧密板状加工したもので、不燃、難燃のパ−チクルボ−ドの斜視図である。 「請求項１０」の樹木破砕粉にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布して乾燥圧密押型加工したもので、建築物強度鋼材保護状態の斜視図である。 「請求項１１」の化学繊維の織り屑にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布して圧密押型加工したもので、建築物等火災時鋼材強度保護状態の斜視図である。 「請求項１２」の化学繊維不織布にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布したもので、建築物強度鋼材保護状態の斜視図である。 「請求項１３」の化学繊維織布にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布したもので、可燃物製造工場内のカ−テンし切り等に有効でその斜視図である。 「請求項１４」の炭素である木炭にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布したもので、燃えない木炭つまり不燃木炭の斜視図である。 「請求項１５」の塊状炭素である椰子殻活性炭に珪酸ナトリュウム溶液を含浸塗布したもので、バインダ−により成型加工して、燃えない建築材ボ−ドの、斜視図である。 「請求項１６」の粒状炭素である椰子殻活性炭にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布したもので、バインダ−により成型加工して、建築鋼材の火災字断熱強度保持の斜視図である。 「請求項１７」の各種廃棄物の有効利用でのケイ酸カリュウムを含浸塗布する事で耐熱材化するもので、破砕粉にケイ酸カリュウムを含浸させて強度部材として化学繊維を混入した建材ボ−ドの斜視図である。 「請求項１８」の全請求項の内での混合製品で、ケイ酸カリュウムを含浸させた、「請求項６」の綿状パルプを、「請求項１２」の化学繊維不織布で包み込み、ダイナマイト等の弾薬庫内の保管箱の斜視図である。

符号の説明

１ 糸状ガラス繊維
２ ケイ酸カリュウム含浸
３ ガラス繊維不織布
４ ガラス繊維織布
５ ガラス繊維織綿
６ パルプ紙
７ 綿状パルプ
８ 植物
９ 植物繊維不織布
１０ 植物繊維織布
１１ 樹木破砕粉
１２ 化学繊維
１３ 化学繊維不織布
１４ 化学繊維織布
１５ 炭素
１６ 塊状炭素
１７ 粒状炭素
１８ 各種廃棄物

Claims (19)

1. 糸状ガラス繊維（１）に、珪酸ナトリュウム（２）を溶着塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
2. ガラス繊維不織布（３）に、ケイ酸カリュウム（２）が含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
3. ガラス繊維織布（４）に、ケイ酸カリュウム（２）が含浸塗布し、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
4. ガラス繊維綿（５）に、ケイ酸カリュウム（２）が含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
5. ガラス繊維綿（５）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布し、各種成型した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
6. パルプ紙（６）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
7. 綿状パルプ（７）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
8. 樹木柱（８）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の不燃、難燃の木柱。
9. 植物繊維不織布（９）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
10. 植物繊維織布（１０）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
11. 樹木破砕粉（１１）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
12. 化学繊維（１２）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
13. 化学繊維不織布（１３）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
14. 化学繊維織布（１４）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
15. 木炭（１５）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
16. 塊状炭素（１６）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
17. 粒状炭素（１７）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
18. 各種廃棄物（１８）に、ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。
19. ケイ酸カリュウム（２）を含浸塗布した請求項１乃至１７記載各素材の複合による、ケイ酸カリュウム塗布含浸基材の断熱材。

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