JP2969216B2 - 建築用材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、間仕切り壁や天井の下地材などとして用い
られる建築用材の製造方法に関するものである。

【従来の技術】

間仕切り壁や天井の下地材などの建築用材は耐火性が
要求されるものであり、このような耐火性の建築用材と
しては従来から、石膏板や木毛セメント板など無機質水
硬性物質をバインダーとして形成したものや、合板やパ
ーティクルボードなどの基材の表面に金属板を貼り付け
たものなどが提供されている。

【発明が解決しようとする課題】

前者は、不燃材料を主成分とするために一応の耐火性
を有しているが、火炎にさらされたりすると水硬性物質
の結晶に含まれている水分が遊離して、この水分の蒸気
によって爆裂が生じたり強度が急激に低下したりするお
それがあるという問題があった。 また後者は、金属板の熱伝導率や熱膨張率が大きく基
材と熱伝導率や熱膨張率の差が大きいために、高温にさ
らされると基材と金属板との間に剥離が生じたり、反り
変形が生じたりするおそれがあるという問題があった。 このようにこれら従来の建築用材は耐火性が十分でな
く、これらを間仕切りや天井の下地などとして用いる
と、火災が発生したときに、くずれ落ちが突然発生した
り、避難口を形成している箇所では避難口が変形して扉
が開かなくなる等の問題が生じるものであった。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、耐火
性に優れると共に、しかも遮音性や電磁波シールド性、
非帯電性にも優れ、加えて製造が容易な建築用材の製造
法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

本発明に係る建築用材の製造方法は、主に炭素成分か
らなる粉粒体をバインダーに分散して液状に調製し、こ
れを基材の表面に塗装して乾燥させることによって保護
層を形成するようにしたことを特徴とするものである。 主に炭素成分からなる粉粒体（以下炭素粉粒体と略称
する）としては、例えば黒鉛を用いることができるが、
その他、木材、コーリャン、麦、サトウキビ、稲、粟等
の禾本科植物の種子、外皮、幹、枝、葉等や、タールピ
ッチ等の有機物を、加熱分解、焼成することによって得
られるものを用いることもできる。これらの粉粒体とし
ては30〜2000μｍ程度の大きさのものが好ましい。 この炭素粉粒体をバインダー、すなわち粘着剤や接着
剤などに混合して分散させることによって、液状乃至ペ
ースト状に調製して使用するものである。バインダーと
しては、一般的な熱可塑性樹脂、例えばポリビニルアル
コール、カルボキシメチルセルロース、塩化ビニル樹
脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニル
アセタール、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリアセター
ル、飽和ポリエステル樹脂などや、一般的な熱硬化性樹
脂、例えば尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ウレタン
樹脂、フラン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、ケイ素樹脂などを用いることができる。これらは
液状のものでも、固形あるいは粉粒状のものでもいずれ
でも用いることができ、各種溶剤に溶解させたり、エマ
ルジョン化したり、各種の液体に分散等させたりして液
状に調製して使用するものである。 バインダーに炭素粉粒体を混合して液状に調製する方
法としては種々の方法があるが、液状のバインダーに炭
素粉粒体を直接添加して混合する方法がある。例えば、
液状のバインダーをニーダーに入れると共にこれに炭素
粉粒体を加え、必要に応じてさらに溶剤や水等を加え、
そしてこれを分散、混合、溶解させることによって、炭
素粉粒体をバインダーに混合して液状に調製することが
できる。また、塊状や粉粒状の固形のバインダーを用い
る場合には、バインダーをニーダーや混合機に投入し、
炭素粉粒体と共に溶剤や水等を加えて、これを分散、混
合、溶解させることによって、炭素粉粒体をバインダー
に混合して液状に調製することができる。バインダーが
主剤と硬化剤とでなる場合には、主剤と硬化剤とを別々
にしたりあるいは同時に加えて上記と同様に炭素粉粒体
をバインダーに混合して液状に調製することができる。
この場合、主剤と硬化剤とを別々にしたものは使用前に
所定割合で主剤と硬化剤とを混合して使用する。上記の
ように炭素粉粒体をバインダーに混合して液状に調製す
るにあたって、必要に応じて増量材や補強材として繊維
状のものや軽量骨材等を配合するようにしてもよい。ま
たこのように炭素粉粒体をバインダーに混合するにあた
って、炭素粉粒体の混合割合は、バインダーの固形分10
0重量部に対して100重量部〜1000重量部程度の範囲が好
ましい。 一方、基材としては、合板、パーティクルボード、LV
L（単板積層材）、木材単板などの木質板の他、石膏
板、ケイ酸カルシウム板、木質セメント板、スラグ石膏
板などの無機質水硬性物質をバインダーとして形成した
無機質板を用いることができる。この基材としてはこれ
らのような板状のものに限らず、柱状や棒状などとして
形成したものであってもよい。 そしてこの基材の表面に、上記の炭素粉粒体をバイン
ダーに混合して液状に調製したものを刷毛塗りやコテ塗
りしたり、あるいはスプレーガンを用いて塗布したりす
ることによって塗装し、これを乾燥させると共に、必要
に応じて常温硬化や加熱硬化させ、さらに必要に応じて
加圧圧締することによって、基材の表面に保護層を形成
することができるものである。この保護層の厚みは0.1
〜3.0mm程度、好ましくは0.5〜2mm程度に形成するのが
好ましい。このように保護層の形成は、基材に炭素粉粒
体をバインダーに混合して液状に調製したものを塗装す
ることによっておこなうことができるために、保護層の
形成を容易におこなうことができるものであり、また施
工現場で既存の間仕切り壁や天井下地材等の表面に塗装
をおこなって保護層を形成することが可能になるもので
ある。基材への保護層の形成は、基材の片面のみでよい
が、基材の両面に保護層を形成するようにすれば、いわ
ゆるサンドイッチ構造となって材料の物理的、力学的性
質が安定して反りが生じにくくなり、しかも保護層の合
成厚が厚くなって火災時に火災が一層貫通しにくくなる
と共に、遮音性や電磁波シールド性、非帯電性を一層高
めることができる。尚、保護層の表面には突き板や合成
樹脂シート、ガラスクロスなどの化粧材を貼着するよう
にしてもよく、この場合には建築用材をそのまま化粧部
材として使用することができる。 上記のようにして基材の表面に保護層を積層して作成
される本発明に係る建築用材にあって、火災時に火炎が
作用しても炭素粉粒体を含有する保護層で遮断され、基
材が火炎にさらされることを防止することができるもの
である。しかも保護層に含有される熱可塑性樹脂や熱硬
化性樹脂などのバインダーが火炎の作用で燃焼されると
炭化されて炭化層が形成され、この炭化層が断熱材とな
って基材に高温が作用することを防止することができる
ものである。熱硬化性樹脂の中でもフェノール樹脂やフ
ラン樹脂は、残留炭素量が多く燃焼されることによって
カーボンボイドが形成され、保護層の耐熱衝撃性を著し
く高めることができるために、保護層のバインダーとし
て用いて特に好ましい。また、保護層は炭素粉粒体が配
合されているために火災時に加熱されても熱伸縮挙動が
抑制されるものであり、基材と保護層との間に熱伸縮の
差で剥離が生じたり、あるいは反り変形が生じたりする
ようなおそれがないものである。 ここで基材が木質材である場合、仮に保護層を通して
熱が木質材の表面に作用しても木質材の表面が炭化され
て炭化層が形成されこの炭化層が断熱材となると共に、
しかも木質材自体の熱伝導率が小さいために、その内部
が熱分解されることが防止される。また、この木質材の
表面に形成される炭化層によって基材と保護層との間に
生じる応力が緩和され、基材と保護層との間に剥離やク
ラックが生じにくくなるものである。一方基材が無機質
材である場合、保護層で遮断されて火炎が基材に直接作
用しないために、無機質材中の水硬性物質の結晶水の分
解が少なく、爆裂が発生することが防止される。 また、保護層に含有される炭素粉粒体は導電性を有す
るために、保護層によって高い電磁波シールド効果や帯
電防止効果を建築用材に付与することができるものであ
り、さらに炭素粉粒体によって保護層に高い遮音性を付
与することができるものである。

【実施例】

以下本発明を実施例によって例証する。 実施例１ 双腕式ニーダーに黒鉛粉末を7kg入れ、さらに重合度
が1000のポリビニルアルコールの30％水溶液を10kgを加
え、30分間攪拌混練した後に払い出して、25℃における
粘度が0.5Pa・ｓのペースト状の混練物を得た。 このものを厚さ12mmのパーティクルボードの両面に塗
布して乾燥することによって、両面に厚みがそれぞれ0.
6mmの保護層を形成した建築用材を得た。 実施例２ 万能混合機に黒鉛粉末を7kg入れ、これにエポキシ当
量195の液状エポキシ樹脂を2.63kg、アセトン5kgを加え
て30分間攪拌混合した後、さらに硬化財としてトリエチ
ルテトラミンを0.37kgを加え、３分間高速で攪拌するこ
とによって、25℃における粘度が1.5Pa・ｓの混練物を
得た。 このものを実施例１と同じパーティクルボードの両面
に塗布して乾燥すると共にエポキシ樹脂を硬化させるこ
とによって、両面に厚みがそれぞれ0.5mmの保護層を形
成した建築用材を得た。 実施例３ 万能混合機に黒鉛粉末を7kg入れ、これに軟化点85℃
の固形レゾール型フェノール樹脂の30％メチルアルコー
ル溶液を10kg加え、30分間混合することによって、25℃
における粘度が1.5Pa・ｓペースト状の混練物を得た。 このものを実施例１と同じパーティクルボードの両面
に塗布して乾燥し、さらにフェノール樹脂を硬化させる
ために予め150℃にセットしたプレス盤で25kgf/cm²、10
分間の条件で圧締することによって、両面に厚みがそれ
ぞれ0.5mmの保護層を形成した建築用材を得た。 上記実施例１〜３で得た建築用材について、JIS A 59
08に準拠する方法で曲げ強さを測定し、また火炎下の曲
げクレープ試験をおこなった。火炎下のクリープ試験は
高温環境下での耐火曲げ性能を知り、火災時の床や耐力
壁の燃え落ちを検討するためのものである。試験は、一
定流量になるよう安定器を介して都市ガスが供給される
ブンゼンバーナーの火炎の先端を試料の中央集中荷重点
の裏面側に接触させ、火炎先端の温度を約800℃に設定
すると共に試料の曲げ破壊強度の1/5に設定した荷重を
試料端に加えながら、破壊に至るまでの時間（耐火時
間）を測定しておこなった。また上記実施例１〜３で得
た建築用材について電磁波のシールド性能を測定した。
試験は、実施例１〜３で得た各建築用材から縦×横×厚
み＝150mm×70mm×4mmの試験片を切り出し（従って保護
層は片面にのみ設けられている）、この試験片について
ASTM ES7−83に準拠したDual Chanber法（近接電界）
によって電磁波の透過損失を計測することによっておこ
なった。 そして比較のために、厚み12mm、比重1.15の木片セメ
ント板を比較例１として、厚み12mm、比重0.76の石膏ボ
ードを比較例２として用い、それぞれについて上記と同
様にして火炎下の曲げクリープ試験をおこない、また電
磁波のシールド性能を測定した。 結果を次表に示す。 表の結果、各実施例のものは耐火性能や電磁波シール
ド性能が各比較例のものよりも優れていることが確認さ
れる。

【発明の効果】

上述のように本発明は、主に炭素成分からなる粉粒体
をバインダーに混合して液状に調製し、これを基材の表
面に塗装して乾燥させることによって保護層を形成する
ようにしたので、火災時に火炎が作用しても炭素成分か
らなる粉粒体を含有する保護層で遮断され、基材が火炎
にさらされることを防止することができるものであり、
しかも炭素成分からなる粉粒体を含有する保護層は熱伸
縮挙動が抑制され、基材から保護層が剥離したり反り変
形が発生したりすることを防ぐことができるものであっ
て、このために耐火性が著しく向上して火災時にくずれ
落ちが生じたりするおそれがなくなるものである。また
炭素成分からなる粉粒体を含有するために保護層は高い
電磁波シールド性能や帯電防止性能、遮音性を有するも
のであり、これらの優れた特性を有する建築用材を得る
ことができるものである。また、粉粒体をバインダーに
混合して液状に調製し、これを基材の表面に塗装して乾
燥させることによって保護層を形成するようにしたの
で、粉粒体をそのまま取り扱う場合のような飛散等の問
題なく液状物の塗装で保護層を形成することができ、ま
た施工現場で既存の間仕切り壁や天井下地材等の表面に
塗装を行なって保護層を形成することが可能になるもの
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川井 秀一 京都府京都市伏見区深草谷口町70―35 (56)参考文献 特開 平１−234233（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04B 1/94 B32B 9/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主に炭素成分からなる粉粒体をバインダー
   に混合して液状に調製し、これを基材の表面に塗装して
   乾燥させることによって保護層を形成することを特徴と
   する建築用材の製造方法。