JP4394587B2 - Thermally expansive inorganic material - Google Patents

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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のフェルト等のシート材料として、無機
繊維、熱膨張性黒鉛、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)。
これらの熱膨張性無機質材料は、火災発生時の熱により膨張して開口部を閉塞させ、火
災に伴う延焼や煙の拡散を防止する機能を有している。
特許第2516556号公報 特許第2619818号公報 特開2000−199194号公報
Conventionally, as a sheet material such as a sealing material for a fire door gap or a fireproof felt, a thermally expandable inorganic material made of inorganic fiber, thermally expandable graphite, a sinterable inorganic material, or the like has been proposed (
Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).
These thermally expansive inorganic materials have a function of expanding due to heat at the time of a fire to close the opening and preventing the spread of fire and the diffusion of smoke accompanying the fire.
Japanese Patent No. 2516556 Japanese Patent No. 2619818 JP 2000-199194 A

これらの熱膨張性無機質材料を用いて通気孔等の開口部がある壁等の建築部材を覆う場
合には、前記熱膨張性無機質材料から前記開口部に対応する位置にある前記材料部分を除
去する必要がある。
しかしながら先の熱膨張性無機質材料では、火災等の熱を受けた場合であっても前記材
料部分を除去した後に残る開口部分が十分に閉塞されないという問題があった。
本発明の目的は、材料の一部分を除去した後に残る開口部分が火災等の熱にさらされた
場合であっても、前記開口部分が熱により閉塞する熱膨張性無機質材料を提供することに
ある。
When using these thermally expandable inorganic materials to cover building members such as walls with openings such as ventilation holes, the material portions at positions corresponding to the openings are removed from the thermally expandable inorganic material. There is a need to.
However, the above-described thermally expandable inorganic material has a problem that even if it receives heat such as a fire, the opening portion remaining after removing the material portion is not sufficiently blocked.
An object of the present invention is to provide a thermally expandable inorganic material in which the opening portion remaining after the removal of a part of the material is exposed to heat such as a fire, and the opening portion is blocked by heat. .

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、シート材料中の無機繊維が
前記シート材料表面に対する法線方向に略配向している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 of the present invention is suitable for the purpose of the present invention, in which the inorganic fiber in the sheet material is substantially oriented in the normal direction to the surface of the sheet material. As a result, the present invention has been completed.

すなわち本発明は、
無機繊維55〜85wt%、熱膨張性無機物5〜30wt%、焼結性無機質材5〜25
wt%および有機質バインダー5〜15wt%からなるシート材料であって、前記無機繊
維が、前記シート材料の表面に対する法線方向に略配向してなることを特徴とする熱膨張
性無機質材料を提供するものである。
That is, the present invention
55-85 wt% inorganic fiber, 5-30 wt% thermally expandable inorganic material, 5-25 sinterable inorganic material
A sheet material comprising wt% and an organic binder of 5 to 15 wt%, wherein the inorganic fiber is substantially oriented in a normal direction with respect to the surface of the sheet material. Is.

本発明によれば、材料の一部分を除去した後に残る開口部分が火災等の熱にさらされた
場合であっても、前記開口部分が熱により閉塞す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 the opening part which remains after removing a part of material is exposed to heat, such as a fire, the said thermally expansible inorganic material with which the said opening part is obstruct | occluded with a heat 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 inorganic acids such as concentrated sulfuric acid, nitric acid and selenic acid, concentrated nitric acid, perchloric acid, 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中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 held inside.

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%であることが必要である。
The blending amount of the thermally expandable inorganic material used in the present invention needs to be 5 to 30% by weight based on the weight of the thermally expandable inorganic material of the present invention.

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。
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特に制限はないが、例えば、ホウ酸、ホウ砂
等のホウ素化合物類、低融点フリット、水ガラス、電気絶縁性ガラス、コロイダルシリカ
等を挙げることができる。
Next, the sinterable inorganic material used in the present invention will be described.
The sinterable inorganic material used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include boron compounds such as boric acid and borax, low melting point frit, water glass, electrically insulating glass, colloidal silica and the like. it can.

これらの中でも、本発明の熱膨張性無機質材料が熱により膨張した後の形状保持性に優
れることから、電気絶縁性ガラス、コロイダルシリカ等が好ましく、電気絶縁性ガラスであればより好ましい。
Among these, since the heat-expandable inorganic material of the present invention is excellent in shape retention after being expanded by heat, electrically insulating glass, colloidal silica and the like are preferable, and an electrically insulating glass is more preferable.

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。
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.

また前記コロイダルシリカとしては、例えば、水ガラスを主成分とする通常のコロイダ
ルシリカ、水ガラスに対して過酸化水素等の酸化剤にて処理した後、イオン交換樹脂によ
り処理して得られる高純度コロイダルシリカ、テトラアルコキシシラン等を加水分解して
得られる高純度コロイダルシリカ等を挙げることができる。
Examples of the colloidal silica include ordinary colloidal silica mainly composed of water glass, and high purity obtained by treating water glass with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide and then treating with an ion exchange resin. Examples include high-purity colloidal silica obtained by hydrolyzing colloidal silica, tetraalkoxysilane, and the like.

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は、650〜1000℃の温度範囲において溶融する
ものであれば好ましい。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に保
つことができる。
前記温度範囲は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 is preferably one that melts in a temperature range of 650 to 1000 ° C. Thereby, even after the heat-expandable inorganic material of the present invention is expanded by heat such as a fire, the inorganic fibers and the like contained in the heat-expandable inorganic material can be kept in a single unit.
The temperature range is preferably 700 to 900 ° C, and more preferably 750 to 850 ° C.

所望の融点を有する前記焼結性無機材は、前記焼結性無機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。
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。
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.
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、メチルメタクリレート−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 methacrylate-butadiene-styrene resin, ethylene-vinyl acetate resin, ethylene-propylene resin, polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, acrylic resin, polyamide resin, polyvinyl chloride resin, etc. Thermoplastic 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としては、例えば、吸着成形法による方法が挙
げられる。
Next, a method for producing the thermally expandable inorganic material of the present invention will be described.
As a manufacturing method of the thermally expansible inorganic material of this invention, the method by the adsorption molding method is mentioned, for example.

この吸着成形法の一実施態様について、図1を参照しつつ具体的な工程を挙げて例示す
ると次の通りである。
(1)例えば、前記熱膨張性無機質材料の各構成成分を溶解しない溶剤を準備しておき、
かかる溶剤中に前記熱膨張性無機質材料の各構成成分を懸濁させたスラリー1を準備して
おく。
(2)前記スラリー1を吸入するための枠体吸入口2と、前記枠体吸引口2の一方の側に
備えられた前記スラリー1から前記熱膨張性無機質材料の各構成成分を分離するための濾
過部材3と、前記濾過部材3を通して前記スラリー1から前記溶剤を回収するための吸引
装置4とを備えた吸着成形装置5により前記スラリーを吸引する。
(3)前記吸着成形装置5の前記枠体吸入口2から前記濾過手段3との間には、例えば、
スラリー1に含まれる無機繊維を一方向に配向させるための仕切りを設けることができる
(図示せず。)。この仕切りは各区画の一辺が他辺に比べて十分に長く設けられているた
め、吸引成形装置5の内部においてこの長い辺の方向に沿って無機繊維6が順次前記濾過
部材3側から堆積する。
なお説明の便宜上、図1においては無機繊維の長さは実際よりも長く描かれている。
前記仕切りは吸引操作終了後、もしくは吸引操作を行いながら前記枠体吸引口2から抜
き取ることにより、前記吸着成形装置5の内部には前記無機繊維が一定方向に略配向した
濾過物が形成される。
(4)吸引後、得られた濾過物に含まれる溶剤を吸引、圧縮、遠心、加熱、送風等の手段
により除去する。
(5)続いて切断等の手段を用いて、所望の形状に成形することができる。
An embodiment of this adsorption molding method is exemplified as follows with reference to FIG.
(1) For example, a solvent that does not dissolve each component of the thermally expandable inorganic material is prepared,
A slurry 1 is prepared in which the constituent components of the thermally expandable inorganic material are suspended in such a solvent.
(2) In order to separate the components of the thermally expandable inorganic material from the frame suction port 2 for sucking the slurry 1 and the slurry 1 provided on one side of the frame suction port 2 The slurry is sucked by an adsorption molding device 5 including the filter member 3 and a suction device 4 for recovering the solvent from the slurry 1 through the filter member 3.
(3) Between the frame body inlet 2 of the adsorption molding device 5 and the filtering means 3, for example,
A partition for orienting the inorganic fibers contained in the slurry 1 in one direction can be provided (not shown). Since this partition is provided with one side of each section sufficiently longer than the other side, the inorganic fibers 6 are sequentially deposited from the filtration member 3 side along the direction of the long side in the suction molding apparatus 5. .
For convenience of explanation, in FIG. 1, the length of the inorganic fiber is drawn longer than the actual length.
The partition is pulled out from the frame body suction port 2 after the suction operation is completed or while performing the suction operation, so that a filtered material in which the inorganic fibers are substantially oriented in a certain direction is formed inside the adsorption molding device 5. .
(4) After suction, the solvent contained in the obtained filtrate is removed by means such as suction, compression, centrifugation, heating, and air blowing.
(5) Subsequently, it can be formed into a desired shape using means such as cutting.

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。   Through the above steps, the thermally expandable inorganic material of the present invention can be obtained.

前記濾過部材としては、例えば、濾紙、濾布、フィルター、金属メッシュ等により濾過
する手段を挙げることができる。また前記溶剤としては、本発明の熱膨張性無機質材料の
各構成成分を溶解しないものであれば、特に限定はないが、例えば、具体的には水、メチ
ルアルコール等を挙げることができる。
前記溶剤は取り扱い性の観点から水であることが好ましい。
Examples of the filtering member include means for filtering with a filter paper, a filter cloth, a filter, a metal mesh, and the like. The solvent is not particularly limited as long as it does not dissolve each component of the heat-expandable inorganic material of the present invention. Specific examples thereof include water and methyl alcohol.
The solvent is preferably water from the viewpoint of handleability.

前記枠体吸入口の形状を適宜選択することにより、所望の形状の熱膨張性無機質材料を
得ることができる。
A heat-expandable inorganic material having a desired shape can be obtained by appropriately selecting the shape of the frame inlet.

上記の操作により前記スラリーを吸引する際に、吸引方向に無機繊維の配向方向を揃え
ることができ、シート形状の熱膨張性無機質材料中に含まれる無機繊維を、前記材料の表
面に対する法線方向に略配向させることができる。
前記無機繊維が前記材料の表面に対する法線方向に略配向することにより、本発明の熱
膨張性無機質材料は、シート厚み方向に比べて、シート表面方向に大きく膨張する。
これにより、本発明の熱膨張性無機質材料の一部に開口部があった場合であっても、前
記開口部を火災等の熱に基づく膨張により閉塞させることができる。
When sucking the slurry by the above operation, the orientation direction of the inorganic fibers can be aligned in the suction direction, and the inorganic fibers contained in the sheet-like thermally expandable inorganic material are in the normal direction to the surface of the material. Can be substantially oriented.
When the inorganic fibers are substantially oriented in the normal direction with respect to the surface of the material, the thermally expandable inorganic material of the present invention expands greatly in the sheet surface direction as compared with the sheet thickness direction.
Thereby, even if it is a case where an opening part exists in a part of thermally expandable inorganic material of this invention, the said opening part can be obstruct | occluded by expansion | swelling based on heat, such as a fire.

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.

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「LX87
4」)を、表1に示した配合比にて水に分散させスラリーを調製した。幅300mm×長
さ450mm×厚み30mmの金型を用い、抄造法にて厚み方向から吸引(吸着成形法)し
て、無機繊維が略一定方向に配向した所定のかさ密度の熱膨張性無機質材料を作製した後
、無機繊維の配向方法と垂直方向にスライスして、所定厚みの熱膨張性無機質材料サンプ
ルを得た。
Ceramic fibers (“SC bulk” manufactured by Nippon Kayaku Thermal Ceramics Co., Ltd.), thermally expandable graphite (“GREP-EG” manufactured by Tosoh Corporation), glass fibers (“Glasslon Chopped Strand” manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd.) Glass long fiber, fiber diameter: about 10 μm, fiber length: about 3 mm), glass wool (“Glasslon Wool” manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd.)
Fiber diameter: about 4-7 μm), acrylic resin latex (“LX87” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
4 ”) was dispersed in water at the compounding ratio shown in Table 1 to prepare a slurry. A heat-expandable inorganic material having a predetermined bulk density in which inorganic fibers are oriented in a substantially constant direction by suction (adsorption molding method) from a thickness direction by a papermaking method using a mold of width 300 mm × length 450 mm × thickness 30 mm Then, the sample was sliced in the direction perpendicular to the orientation method of the inorganic fibers to obtain a thermally expandable inorganic material sample having a predetermined thickness.

作製したサンプルについて、体積膨張倍率の評価を行った。
[得られたサンプルの評価]
50mm角の上記サンプルを電気炉にて1000℃の温度にて一時間加熱し、幅・長さ
・厚みを測定して、体積膨張倍率を加熱後の体積の、加熱前の体積に対する比(加熱後の
体積/加熱前の体積)として算出した。
加熱後のサンプルは、主として繊維方向と平行になる方向に優先的に膨張するが、繊維
方向、すなわち厚み方向にも膨張が見られた。
About the produced sample, volume expansion magnification was evaluated.
[Evaluation of the obtained sample]
The above sample of 50 mm square was heated in an electric furnace at a temperature of 1000 ° C. for 1 hour, and the width, length, and thickness were measured. Calculated as (after volume / volume before heating).
The heated sample preferentially expanded mainly in a direction parallel to the fiber direction, but expansion was also observed in the fiber direction, that is, the thickness direction.

本発明の熱膨張性無機質材料を製造するための装置の概略を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the outline of the apparatus for manufacturing the thermally expansible inorganic material of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 スラリー
2 枠体吸入口
3 樹脂
4 吸引装置
5 吸着成形装置
6 無機繊維
7 配管
8 スラリー槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slurry 2 Frame body inlet 3 Resin 4 Suction apparatus 5 Adsorption molding apparatus 6 Inorganic fiber 7 Piping 8 Slurry tank

Claims (1)

無機繊維55〜85wt%、熱膨張性無機物5〜30wt%、無機質バインダー5〜2
5wt%および有機質バインダー5〜15wt%からなるシート材料であって、前記無機
繊維が、前記シート材料の表面に対する法線方向に略配向してなることを特徴とする熱膨
張性無機質材料。
55-85 wt% inorganic fiber, 5-30 wt% thermally expandable inorganic material, 5-2 inorganic binder
A heat-expandable inorganic material, which is a sheet material composed of 5 wt% and 5-15 wt% of an organic binder, wherein the inorganic fibers are substantially oriented in a normal direction to the surface of the sheet material.
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