JPH0635353B2 - 断熱耐火複合板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可撓性に優れた断熱耐火複合板の製造方法に
関し、特に製造操作が容易であり、工場での製造に限ら
ず、該断熱耐火複合板使用現場での製造を可能にした上
記断熱耐火複合板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、建築材料等として使用させる断熱耐火複合板は、
セメント板、木毛セメント板、木製合板、石膏ボード、
金属板等の基板上に、石綿、ロツクウール、グラスフア
イバ等の無機質の繊維質断熱材を適宜の接着剤にて積層
したり、ウレタンフオーム、スチロフオーム等のプラス
チツクフオーム材を裏打ちして製造していた。

しかし、上記の断熱材のうち、ロツクウールは可撓性に
乏しく、振動等で剥離や脱落等を生じ、グラスフアイバ
やプラスチツクフオーム材は耐火性に乏しく、特にプラ
スチツクフオーム材は可燃性で、かつ燃焼時に有害ガス
発生の危険性がある。

また、ロツクウールや石綿が剥離し、居住空間に浮遊し
た場合、この浮遊無機質繊維を吸い込んだ人間が各種の
障害を引起すといつた公害上の問題がある。

この公害上の問題を回避するために、セルローズフアイ
バー等の有機質の繊維質断熱材を使用することが考えら
れるが、有機質の場合は耐燃性が劣り、防火上好ましく
ない。

しかも、繊維質断熱材を固着する接着剤の過剰水分を蒸
発させるのに相当の時間を要し、乾燥炉等の煩雑で長大
な生産設備が必要である。

以上の諸点に鑑み、本発明者等は、先に耐水紙又は金属
板からなる基板上に、有機質の繊維質断熱材と半水又は
無水石膏（水硬性のもの）との混合物を熱可塑性樹脂エ
マルジヨンを接着剤として積層し、断熱複合板を製造す
る方法を提案した（特開昭５９−６９４８４号公報参
照）。

すなわち、有機質の繊維質断熱材は、可撓性に優れ、半
水又は無水石膏は水を結晶水として取込んで硬化し、こ
のとき生長する針状結晶が有機質の繊維質断熱材を包
み、この有機質の繊維質断熱材に耐燃性を付与すると共
に、熱可塑性樹脂エマルジヨンの過剰水分を吸収して、
断熱複合板を急速に乾燥固化する。しかも、接着剤とし
ての熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂や無機接着剤に比し
接着性や可撓性が格段に優れる。従つて、上記方法によ
れば、接着性、可撓性、耐燃性に優れ、かつ無公害の断
熱複合板を、煩雑で長大な生産設備を要することなく、
短時間で提供することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記の先提案の方法においては、熱可塑性樹脂
エマルジヨンを構成する水と半水又は水硬性無水石膏と
が急速に反応するため、熱可塑性樹脂エマルジヨンと半
水又は水硬性無水石膏との混合時期に制約があり、有機
質の繊維質断熱材を基板上に吹付ける直前又は吹付け時
に限られていた。

一方、熱可塑性樹脂エマルジヨンと半水又は水硬性無水
石膏の使用量は、製品断熱性複合板の接着性、耐燃性、
可撓性あるいは半水又は水硬性無水石膏の該エマルジヨ
ン中の水との反応による硬化速度等との関係から、無制
限にすることができず、一定の範囲内に調整する必要が
ある。

従つて、熱可塑性樹脂エマルジヨンと半水又は水硬性無
水石膏との混合時期が制限される前記の先提案の方法で
は、これらの使用量の調整が困難となり、製造作業上高
度の熟練度が要求されたり、あるいは煩雑な設備の自動
制御系が要求される等の問題があり、断熱複合板使用現
場での該複合板の製造を実質上不可能にしている。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもの
で、熱可塑性樹脂エマルジヨンと半水又は無水石膏との
混合時期を無制限にし、使用現場での製造を容易に行う
ことのできる断熱耐火複合板の製造方法を提案すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、リターダを使用
し、該リターダの使用により新たに生じる乾燥・固化時
間上の問題を急結剤の使用、あるいは該時間を更に速め
るための言わば促進剤の併用により解決するものであ
る。

すなわち本発明は、接着剤として熱可塑性樹脂エマルジ
ヨンを用い、有機質の繊維質断熱材を紙、耐水紙、石膏
ボード、木材又は金属からなる基板上に積層して可撓性
を有する断熱耐火複合板を製造する方法において、前記
熱可塑性樹脂エマルジヨンにリターダ、半水又は水硬性
無水石膏及び水を加えてスラリとなし、前記断熱材を圧
縮空気により前記基板上に吹付ける際に、該スラリと急
結剤とを該断熱材に混合することを特徴とする断熱耐火
複合板の製造方法に関する。

また、本発明では、断熱材等の乾燥固化を促進するため
に、CaOを言わば促進剤として急結剤と共に使用するこ
とができる。

〔作用〕

接着剤としての熱可塑性樹脂エマルジヨンと、半水又は
水硬性無水石膏と、水とを混合しスラリ化しようとする
と、半水又は水硬性無水石膏は、熱可塑性樹脂エマルジ
ヨン中の水分やスラリ化のための水と、例えば CaSO₄＋２H₂O→CaSO₄・２H₂O CaSO₄・1/2H₂O＋3/2H₂O→CaSO₄・２H₂O のように反応し、二水石膏の結晶を生成し、急速に固化
してしまう。

本発明は、この急速固化をリターダの使用により防止す
る。すなわち、上記のスラリ化の際にリターダを介在さ
せておくと、上記の反応が阻害され、半水又は水硬性無
水石膏の固化は生じず、スラリ状態が一定時間安定して
維持される。

しかし、このスラリは、有機質の繊維質断熱材が圧縮空
気により基板上に吹付けられる際に、この断熱材に混合
されるのであるが、リターダの作用により半水又は水硬
性無水石膏は、断熱材と共に基板上に吹付けられた後に
も急速固化することはない。

本発明は、この弊害を急結剤の使用により解決する。す
なわち、上記の吹付けの際に、急結剤をも混合し、リタ
ーダの作用を解除して、半水又は水硬性無水石膏の急速
固化を生じさせる。

このとき生成する二水石膏の結晶（針状結晶）が有機質
の繊維質断熱材をカバーし、かつこの結晶の分解温度が
該断熱材の発火温度よりも低く、該断熱材の発火前に分
解し、結晶水を放出することと合俟つて、有機質の繊維
質断熱材に耐燃性を付与する。

一方、熱可塑性樹脂エマルジヨンは水分を奪われて固化
し、上記の断熱材を結合すると共に、基板と断熱材とを
固着する。固化した熱可塑性樹脂は上記の二水石膏の針
状結晶によりカバーされ、耐燃性となる。

本発明におけるリターダは、一般に、市販の熱可塑性樹
脂エマルジヨンからなる接着剤、あるいはこれを水で薄
めた接着剤に添加して使用される。

リターダの使用量は少な過ぎれば上記のリターダの作用
が発現せず、逆に多過ぎれば半水又は水硬性無水石膏の
固化反応を遅延し過ぎ生産性が低減するため、上記の接
着剤に対し１〜２０wt％程度添加するのが好ましい。な
お、５〜１０wt％程度の添加では、１〜３時間程度の硬
化遅延となり、２０wt％程度の添加では６時間程度の硬
化遅延となる。

リターダが添加されている熱可塑性樹脂エマルジヨン
と、半水又は水硬性無水石膏と、水とからなるスラリの
これら各成分の混合割合は、一概には特定できないが、
工場生産においては、上記エマルジヨン：上記石膏：水
＝１：１〜２０：１〜８０（重量比）程度とするのが一
般的である。

半水又は水硬性無水石膏が上記量より少ないと、相対的
に水分量が多くなり過ぎ、急速固化・乾燥作用が発現し
なくなる。上記量より多くなると相対的に熱可塑性樹脂
分が少なくなり、可撓性を喪失する。

また、水は、基板上に基板の上方から下向きで吹付けて
複合板を生産する場合は、上記範囲の量（乾燥速度を高
める上では、上記比において１〜４程度が好ましい）で
よいが、例えば現場等にて上向きあるいは横向きで吹付
けて複合板の生産を行う場合、上記の範囲に限定されな
い。

何故なら、水の量は製品複合板の密度に密接な関係があ
り、水の量が多ければ基板上に吹付けられた有機質の繊
維質断熱材が石膏や樹脂と共に沈降し、高密度の複合板
となるが、水の量が少なければ斯る沈降現象は生ぜず、
低密度の複合板となる。しかし、このような水の量によ
る沈降・非沈降の現象は下向き吹付けの場合にのみ生
じ、上向きあるいは横向き吹付けでは生じない。従つ
て、現場等で上向きあるいは横向きで吹付ける場合は、
作業性、乾燥速度、その他の要因により、水の量は適宜
選定される。

また、上記のスラリと有機質の繊維質断熱材との割合
は、一般に、この断熱材：スラリ＝１：３〜５０（重量
比）程度が適している。スラリがこれより少な過ぎれば
耐熱性、固着性等に欠け、これより多過ぎれば可撓性等
に欠ける。

このスラリと共に混合される急結剤は、少な過ぎればリ
ターダの作用を解除することができず、多量に使用して
もこの解除効果は飽和してしまい、一般にはリターダの
作用量に対し１〜２０倍量程度とする。

更に、本発明では、上記の急結剤と共に、乾燥固化の促
進剤としてCaOを使用することができる。

CaOはスラリ中の水分等と CaO＋H₂O→Ca(OH)₂ の水和反応を生起する。この水和反応は発熱反応であ
り、多量の熱を放出し、この熱により前述の半水又は水
硬性無水石膏と水との反応や水分の蒸発を促進し、乾燥
・固化速度を加速する。

CaOの使用量は、スラリ中の水分量、あるいは作業環境
温度等により異なるため、作業状況に応じ適宜最適の量
が選定されるが、一般には半水又は水硬性無水石膏の１
０重量％以下が好ましい。

また、必要に応じてスラリ供給手段をヒータ等で加熱し
たり、あるいは基板に吹付けられた断熱材、スラリ等に
赤外線照射を行い、前述の半水又は水硬性無水石膏と水
との反応を促進し、乾燥・固化速度を加速することもで
きる。

次に、本発明で使用できる具体的な材料を説明する。

リターダとしては、糖密、多糖類、ペプトン、クエン酸
ソーダ等があげられ、急結剤としては明バン、硫酸カリ
ウム、その他の中性ないし弱酸性硫酸塩類があげられ
る。なお、急結剤は一般に水溶液の形で使用される。

熱可塑性樹脂エマルジヨンとしては、この種分野におい
て接着剤として用いられている通常のものが使用され、
半水又は水硬性無水石膏も市販品がそのまま使用され
る。

有機質の繊維質断熱材としては、無公害で、可撓性があ
り、しかも低コスト等の点から各種のセルロース系フア
イバ、例えば故紙、各種のプラスチツク繊維、例えば屑
ナイロン、屑ウレタン、炭素繊維等が使用できる。

また、基板としては、可撓性を有する通常の紙、耐水
紙、石膏ボードの他に、アルミニウム、トタン、ステン
レススチール、銅等の金属板、木製合板等の木材からな
る板等が使用できる。

〔実施例〕

(1) スラリの調製 市販の耐熱断熱用アクリル樹脂エマルジヨン６４．
２重量部に、リターダとしてのペプトン３．４重量部
と、水３２．４重量部とを混合して接着剤を調製した。

この接着剤１．７kgと、半水石膏２５kgと水２２，３
２，４２とを混合し、スラリー１〜３を調製した。

市販のビニル樹脂エマルジヨン（菊水化学社製）に
対し、該エマルジヨンの１．２５重量％のペプトンをリ
ターダとして加え、このリターダ添加のエマルジヨン
（接着剤）と水と半水石膏とを下表の量で混合し、スラ
リー４〜７を調製した。

(2) スラリの性状 上記のスラリー１〜７のいずれも、調製から１．５〜
２．５時間経過後に目視したところ、調製初期の性状を
維持していた。

(3) 断熱耐火複合板の製造 ベルトコンベア等で供送されている長尺のアルミニ
ウム板の表面に、故紙（市販品で、商品名がジエツトフ
アイバＬＦＧ）を５〜６／分の量で下向きで吹付け、
同時に上記の(1)−で調製したスラリー３と、急結剤
としての明バン水（明バン１kgを水２０に溶かしたも
の）とCaOとを各々ノズルで、繊維：スラリ：急結剤：C
aO＝２：１５：４：０．５（重量比）となるように下向
きで噴射し、赤外線灯で照射加熱した。

アルミニウム板表面のこれら混合物は１０分程度で乾燥
・固化した。

このようにして得られた断熱耐火複合板の比重は約０．
１であつた。

また、この断熱耐火複合板について、2゜の曲げ試験を
行つた結果、混合物層のひび割れ、剥離等は見られなか
つた。

また、大気中で８００℃に加熱しても、変質せず、発火
もしなかつた。

更に、試験片を切り取り、ウエザオメータにより耐久性
をテストした結果、長時間の使用に耐えることが確認さ
れた。

ビルの建築現場の壁面に設置された石膏ボードの表
面に、(3)−で使用したものと同じジエツトフアイバ
を(3)−と同じ量で横向きで吹付け、同時に上記(1)−
で調整したスラリー１と、急結剤として(3)−で使
用したものと同じ明バン水とを各々ノズルで、繊維：ス
ラリ：急結剤＝２：１５：４（重量比）となるように横
向きで噴射した。

このとき、第１図(A)の概略側面図と第１図(B)の概略正
面図に示すノズルを使用した。

すなわち、中央孔１からジエツトフアイバを圧縮空気で
吹付け、この中央孔１を囲繞して設けられた複数の孔２
の一部からスラリー１を、残りの孔２から急結剤を各々
ポンプにて噴射したが、これらの吹付け、噴射に先立ち
複数の孔２の間に４個（等間隔で）設けられた孔３から
接着剤（上述のスラリー１に使用している接着剤と同一
のもの）を噴射し、壁面に設置された石膏ボード面４に
予め接着剤の薄膜５を形成し、その直後に上記の中央孔
１及び複数孔２からジエツトフアイバ及びスラリー１を
噴射した。

なお、スラリーと急結剤とは中央孔１の中にパイプ（図
示省略）を通し、このパイプから噴射させ、接着剤は中
央孔１の周囲から噴射させるようにしてもよい。

石膏ボード表面のこれら混合物は、吹付けるそばから乾
燥・固化し、吹付後約３０分で完全に乾燥・固化し、乾
燥・固化のための特別の工程は不要であつた。

このようにして得られた断熱耐火複合板の比重は約０．
０４であつた。

また、この壁面にバーナ火炎を５分間接触させたが、変
質も、発火もしなかつた。

ベルトコンベヤ等で供給される合板の表面に、(3)
−で使用したものと同じジエツトフアイバを(3)−
と同一量で下向きで吹付け、同時に上記(1)−(2)で調製
したスラリー４〜７と、急結剤としての明バン水（明バ
ン３kgを水６０kgに溶かしたもの）とを各々ノズルで繊
維：スラリ：急結剤＝１：４：１．７（重量比）となる
ように下向きで噴射し、赤外線灯で照射加熱した。

合板表面の上記混合物は約２０分で乾燥・固化した。

これらの断熱耐火複合板について２゜の曲げ試験を行つ
たが、混合物層のひび割れ、剥離は勿論、混合物層と合
板との剥離も生じなかつた。

また、大気中８００℃に加熱したが、いずれの断熱耐火
複合板も、変質や発火は見らなかつた。

更に上記(3)−と同様の耐久性テストの結果を示し
た。

ビルの建築現物の屋根に設置された折曲げトタン板
の天井面に、上記(2)−と同じジエツトフアイバを(3)
−と同じ量で上向きで吹付け、同時に上記(1)−で
調製したスラリー６と、急結剤としての明バン水（上記
(3)−で使用したものと同じもの）とを各々ノズル
で、繊維：スラリ：急結剤＝１：４：１．７（重量比）
となるように上向きで噴射した。

このとき、上記(3)−で使用した第１図(A)，(B)に示
すノズルを使用し、上記のジエツトフアイバ、スラリー
６及び急結剤の噴射に先立つて、速乾性接着剤（ボステ
ツクジヤパン社製の市販品）を天井面に噴射した。

この混合層も吹付けるそばから乾燥・固化し、噴付後約
３０分で完全に乾燥・固化し、乾燥・固化のための特別
の工程は不要であつた。

この天井面にバーナ火炎を１０分間接触させたが、変質
も、発火もしなかつた。

上記(3)−の断熱耐火複合板の製造を−１０℃の
環境で行つた。

このときスラリー４〜７は、噴射直前に投げ込みヒータ
で約５０℃に加熱しておき、また明バン水は、同じく噴
射直前に投げ込みヒータで約８０℃に加熱しておき、こ
れらの加熱されたスラリー４〜７と明バン水とを加熱さ
れたパイプを用いてノズルまで送り噴射した。

この結果、上記(3)−で得られた断熱耐火複合板と同
様の物性を有するものが得られた。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明方法によれば、予め熱可塑
性樹脂エマルジヨンと半水又は無水石膏とを混合してお
くことができるため、製造現場においての製造材料配合
量の厳密なコントロールは不要となり、ビルの壁材や天
井材等として使用する場合、ビル建築現場においても容
易に断熱耐火複合板の製造ができる。

しかも、本発明方法によれば、断熱層の乾燥・固化速度
が速いため、別途乾燥・固化工程を設ける必要がなく、
従来法のような長大な生産設備が不要となる。

また、本発明方法で得られる断熱耐火複合板は、公害の
問題がなく、更に可撓性、耐燃性、接着性、耐久性に優
れ、建築材料として優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図(A)，(B)本発明の実施例で使用したノズルの説明
図で、第１図(A)の概略側面図、第１図(B)が概略正面図
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接着剤として熱可塑性樹脂エマルジヨンを
   用い、有機質の繊維質断熱材を紙、耐水紙、石膏ボー
   ド、木材又は金属からなる基板上に積層して可撓性を有
   する断熱耐火複合板を製造する方法において、前記熱可
   塑性樹脂エマルジョンにリターダ、半水又は水硬性無水
   石膏及び水を加えてスラリとなし、前記断熱材を圧縮空
   気により前記基板上に吹付ける際に、該スラリと急結剤
   とを該断熱材に混合することを特徴とする断熱耐火複合
   板の製造方法。
2. 【請求項２】急結剤と共にCaOを使用する特許請求の範
   囲第１項記載の方法。