JP2007064468A5

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Publication number: JP2007064468A5
Application number: JP2005280757A
Authority: JP
Filing date: 2005-08-28
Publication date: 2008-08-21

Description

断熱材

全産業分野にわたって使用可能な断熱材である。

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、こ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は、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、建材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を持っている。

又、断熱材、特に火災における金属の熱性強度劣化防御として、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であるが、従来の４００℃で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。
特開平５−２９６３８７号公報

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効果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とするには次の課題が存在する。

ガラス繊維の特徴である、同じ直径のピアノ線よりも高い抗張力、但し屈曲に弱い欠点は直径の微細口径化で対応できるが、耐熱性は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立が出来れば、幾何級数的に用途が拡大される。

前記する課題を解決するために、本願発明に係る断熱材は、基材に、ケイ酸カリュウムが含浸塗布されてなることを特徴とする。

また、前記基材は、ガラス繊維であることを特徴とする。

また、前記基材は、ガラス繊維不織布であることを特徴とする。

また、前記基材は、ガラス繊維織布であることを特徴とする。

また、前記基材は、ガラス繊維綿であることを特徴とする。

また、前記基材は、パルプ紙であることを特徴とする。

また、前記基材は、綿状パルプであることを特徴とする。

また、前記基材は、植物繊維であることを特徴とする。

また、前記基材は、植物繊維不織布であることを特徴とする。

また、前記基材は、植物繊維織布であることを特徴とする。

また、前記基材は、樹木の破砕粉であることを特徴とする。

また、前記基材は、化学繊維であることを特徴とする。

また、前記基材は、化学繊維不織布であることを特徴とする。

また、前記基材は、化学繊維織布であることを特徴とする。

また、前記基材は、木炭であることを特徴とする。

また、前記基材は、塊状炭素であることを特徴とする。

また、前記基材は、粒状炭素であることを特徴とする。

また、前記基材は、各種廃棄物であることを特徴とする。

また、前記基材の断熱材の少なくとも二つからなることを特徴とする。

基材に、ケイ酸カリュウムが含浸塗布されてなる断熱材は、アーク溶接棒の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向上させる。

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が無くなる事から、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へと変化する。

但し、大きな可燃性物体で、芯まで含浸せずに表面部位だけ塗布含浸可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とする事が、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、間伐材を破砕粉化して、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、吹きつけ岩綿材と同様の効果が発揮され、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。

以下、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とケイ酸ソーダ、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ーダ、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、一例として、処理物がティッシュペーパーで、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、ブタンガスバーナーで一点集中バーニングしても１．５ｍｍ以下の深部迄の炭化が進行せず、２ｍｍ厚みの裏側は全くバーニング前と色も変化無く、断熱と耐火性能を表した。

（糸状）ガラス繊維の集合体、例えばガラス繊維ロープ或はガラス繊維断熱材の繊維間に、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化或は不燃化して耐熱効果を表す。

ガラス繊維不織布に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布することによって、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、両面ローラーで絞り、乾燥させたが、上下、或は左右ローラー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。

ガラス繊維織布に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布することは、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℃バー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。

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ーティングにも、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ーボンクロスで、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。

パルプ紙に、ケイ酸カリュウムを含浸塗布したもので、最もユニークであったものは、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、完全な耐熱ボードが形成された。

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ームで、外部からの引火危険性防止で、キャブレター濾過紙の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、ライター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。

植物性綿状パルプに、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布することで、型押し乾燥によって種々形状成型が出来、自動車マフラー内に使用されているアスベスト型成型品の代替にもなり、この種の製品はこれに限らず、各種素材でも可能である。

植物繊維に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布する場合、もともとの素材が可燃物であってもその不燃化、又は難燃化は、全ての素材において適用される用途目的毎の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化さえ可能である。

植物繊維不織布に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布することによって、その用途は巾広く、内装用加圧ボード不燃建材から、列車、自動車、船舶にいたる迄、その用途は無限である。

植物繊維織布に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布することによって、可燃物を不燃化、難燃化する事になり、用途の増大化も図った。

樹木の破砕粉（樹木破砕粉）に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布することによって、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ーチクルボード等は、完全な難燃ボード、或は不燃ボードに変化し、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ードや石膏ボードの代替にも有効であった。

全ての物質で共通な事であるが、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、単なる浸潤から加圧浸潤迄さまざまな吸液方法があり、特に樹木破砕粉では２ｍｍ乃至３ｍｍ以上の粒度では浸潤時間を調整するか、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。

化学繊維に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布する場合、化学繊維には吸水性を有するものがあり、この種の樹脂繊維が望ましく、繊維自体のデニー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。

化学繊維不織布に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布させれば、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ある、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％のニードルパンチ不織布で、繊維は１５０デニール、不織布厚みは１０ｍｍ，２５ｍｍ，５０ｍｍで実施した。

化学繊維織布に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布する場合、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としたことにより効果が有る事は言うまでも無い。

種々ある炭素に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布することで、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。

塊状炭素に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布する場合、椰子殻活性炭を使用したが、全く木炭の場合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。

粒状炭素に、ケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布することによって、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。

上述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、本願発明の一例として斜視図を示すが、これ以外にも多くの実施例が有り、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。

ガラス繊維マットにケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布し、成型した物を建築強度部材に装着した、斜視図である。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。ガラス繊維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。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。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。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。パルプ紙にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布した物を、各種用途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。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。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、不燃クロスで包み込み、可燃物等移送管継手に装着した、斜視図である。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。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。植物繊維織布にケイ酸カリュウム溶液を含浸塗布し、工場等での不燃カーテンに加工した、斜視図である。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、難燃のパーチクルボードの斜視図である。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。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。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。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ーテン仕切り等に有効でその斜視図である。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。塊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、燃えない建築材ボードの、斜視図である。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、建築鋼材の火災時断熱強度保持の斜視図である。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ードの斜視図である。ケイ酸カリュウムを含浸させた、綿状パルプを、化学繊維不織布で包み込んだ、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ガラス繊維マット
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ガラス繊維綿
６パルプ紙
７綿状パルプ
８樹木柱
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木炭
１６塊状炭素
１７粒状活性炭

Claims

基材に、ケイ酸カリュウムが含浸塗布されてなることを特徴とする断熱材。
前記基材は、ガラス繊維であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、ガラス繊維不織布であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、ガラス繊維織布であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、ガラス繊維綿であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、パルプ紙であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、綿状パルプであることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、植物繊維であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、植物繊維不織布であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、植物繊維織布であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、樹木の破砕粉であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、化学繊維であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、化学繊維不織布であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、化学繊維織布であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、木炭であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、塊状炭素であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、粒状炭素であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
前記基材は、各種廃棄物であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
請求項２ないし請求項１８に記載の断熱材の少なくとも二つからなることを特徴とする断熱材。