JPS5932421B2 - 発泡性断熱剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱により発泡する物質からなり未発泡の核体と
し、熱により発泡して耐火不燃性の発泡体を形成する無
機物質が前記核体の全表面をバインダを介して被覆して
いる発泡性断熱剤に関するものである。

建築構築用の合成樹脂製部材、例えば断熱材として使用
される発泡合成樹脂に耐火不燃性の無機質の粉粒物また
は泡状粒子を添加混入し難燃化を計ることはよく知られ
ている。

これらの添加物は硼酸、硅酸またはこれらの金属塩、硼
砂、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、パーライト粒
、気泡硝子等であって、合成樹脂の耐熱温度以下の温度
に熱せられたとき発泡膨張する性質のものも含まれてい
る。

これらの添加物の内で熱により発泡膨張する性質のもの
は合成樹脂の表面および内部へ発泡拡大し熱の遮断作用
を行うように働くもので、少なくとも最大限に発泡膨張
したときこれらが互いに接して隙間のない発泡層を形成
して合成樹脂と入れ換り熱が隙間を通って内部へ伝わる
ことのないようにしなければ難燃化の目的は達せられな
い。

しかしながら、現在知られている熱発泡性の無機物質の
粉粒物をそのまま合成樹脂に添加混入し分散させたとき
、これらが発泡膨張して隙間のない発泡層を形成させる
ためには発泡倍率に限度のあることからかなり大量°に
添加しなければならず、原価が高くつく原因になる。

また熱の影響を直接受ける表面に無機物質を集中させて
添加することも考えられるが、これは建築構築用の合成
樹脂のパネル等を成形する工程を徒らに複雑化し実用的
でない。

本発明は熱発泡性の有機または無機の物質を核体として
熱発泡性の無機物質の層を設けたことにより、内部の核
体が発泡して無機物質の発泡体を拡大させ、従って著し
く大きく発泡拡大して比較的少量の無機物質で隙間のな
い発泡層を形成しすぐれた断熱効果を発揮することがで
きるようにしたものである。

以下本発明の実施例を図面に就いて説明すると、第１図
に示したのは合成樹脂の耐熱温度附近またはそれ以下の
温度例えば１００〜２００℃に熱せられたとき発泡して
膨張する物質からなる核体１の全表面に水硝子からなる
バインダ２を塗布し、このバインダ２によって無機物質
３の層を適当厚さ設けたものである。

核体１としてはスチレンビーズのような有機物、硅酸ソ
ーダに液体フレオンを封入しカプセル化したものその他
が使用され、直径１〜３ミリメートル程度の球形とする
。

バインダ２としては水硝子の他に合成樹脂、水その他接
着能力を有するものが使用されるが、水硝子のような不
燃性の無機物或いは無機物質３が有する結晶水を利用す
るのが望ましい。

無機物質３としては合成樹脂の耐熱温度またはそれ以下
の温度に熱せられたとき発泡して膨張するものが用いら
れ、硼酸、硅酸またはそれらの金属塩、硼砂、第二燐酸
ソーダ等の粉粒物が適する。

殊に、酸化硼素、オルト硼酸、メク硼酸、ピロ硼酸、ア
ルカリ硼酸塩等の無水物または水化物からなる硼素化合
物と力性ソーダ、炭酸ソーダ等の無水物または水化物か
らなるアルカリとを水を加え常温下で、或いは硼素化合
物の結晶水を利用し約５０〜９０℃に加温して混合する
ことによって得られる一般式％式％ （） で表わされる組成物からなる粉粒物は成分の比率に応じ
て軟化溶融温度が変化し広い温度域に亘りすぐれた流動
性と発泡性とを示し且つ緻密な発泡体を形成して安定し
た断熱作用を期待できる。

このような無機物質３の層は外径が約３〜６ミリメード
ル程度の球形となるような厚さに被覆されるもので、例
えば核体１に水硝子、合成樹脂液等のバインダ２を流動
状態で注ぎかけて充分撹拌し、バインダ２を全表面に耐
着させた後に無機物質３の一種または二種以上からなる
粉粒物中に入れ混合撹拌して核体１を一粒ずつ分離する
さ共にそれぞれの全表面に無機物質３を耐着被覆して製
造される。

或いは無機物質３を加温してその結晶水により軟化した
状態で、または無機物質３に水硝子、合成樹脂液等を加
え混合した状態で核体１の全表面に被覆して製造される
。

尚、無機物質３が硼砂のように弱アルカリ性であり且つ
風解性を有するものからなるときはその表面をゴム、合
成樹脂、パラフィン、乾性油等の不通気性被膜４で覆い
、金属部材が接触したときこれを腐蝕させ或いは結晶水
を放出して発泡力を次第に低下する等の不都合を生じな
いようにする。

第２図は本発明に係る発泡性断熱剤の使用例を示し、発
泡ウレタン樹脂からなる合成樹脂１１の適宜厚さの板の
一つの表面に鋼板、石膏板、石綿セメント板等の耐火不
燃の硬質板１２が一体的に積層されていると共に、反対
側の表面に防水紙、アスファルトフェルト、アスベスト
紙、合成樹脂フィルム、金属箔またはそれらの積層物質
からなる裏張り材１３が一体的に積層され、合成樹脂１
１の内部および場合によって表面に一部が露出して符号
１０で示される発泡性断熱剤が添加混合されている。

もつとも、この合成樹脂１１には熱発泡性の既知の無機
物質、水酸化アルミニウム、アルミナ、硼砂、炭酸ソー
ダ、硝子繊維、石綿、パーライト粒、気泡硝子その他既
知の難燃化剤の一種または二種以上を発泡性断熱剤１０
と併用して添加することを妨げない。

また合成樹脂１１はメラミン樹脂、尿素樹脂、フェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂
、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂等の熱可
塑性樹脂のいずれもが用いられる。

第３図は硬質板１２の側から熱を受けて発泡性断熱剤１
０が発泡した状態を示している。

例えば・ 家屋、工場、倉庫、船舶の壁等に用いられて
いて火災が発生したとき、硬質板１２を通して熱が合成
樹脂１１に伝わり数十度以上に熱せられると先ず無機物
質ｉが結晶水により或いは周囲の合成樹脂中の水分また
は無機物質３に添加した水分により軟化溶融を開始し、
一部の水が蒸発して周囲温度の上昇を防止するように働
くが、更に加熱され１００〜２００°Ｃに達すると核体
１が発泡膨張すると共にその表面の無機物質３が発泡膨
張し、無機物質３の発泡体３ａは核体１の発泡体１ａに
押されて拡大し周囲の溶融し或いは炭化して生じた合成
樹脂１１の空隙に充満し、最終的には最大限に発泡した
ときまたはそれ以前の発泡途中で発泡体３ａが互いに接
触し隙間なく連係して実質的に一枚の発泡層１４が形成
されるのである。

この発泡層１４は耐火不燃性の無機質の被膜で構成され
、中空であるために熱を遮断し熱が深部更に反対側表面
へ伝わるのを防止する。

核体１が有機質で作られている場合、その発泡体１ａは
継続して熱を受けると無機物質３による発泡体３ａの内
側で炭化し消滅するが発泡層１４の機能には関係ない。

不通気性被膜４は軟化溶融し或いは炭化するかまたは発
泡圧力によって破られ、発泡膨張作用に支障を与えるこ
とがない。

合成樹脂１１の深部および反対側の表面に近い部分の発
泡性断熱剤１０はそのまま残るか、または符号１０ａで
示すように若干発泡膨張するにとどまる。

尚、無機物質３が軟化溶融して核体１の発泡が開始され
ると核体１は全表面を無機物質３で覆われた状態のまま
発泡膨張を続け、無機物質３による発泡体３ａは核体１
による発泡体１ａを完全に包んで大きく拡げられるもの
で、このように無機物質３の発泡体３ａによる断熱効果
が核体１に及ぶ前に核体１が発泡するように発泡開始温
度を選定して核体１と無機物質３とを組合せるのがよい
。

また、核体１は無機物質３による発泡体３ａを内側から
押し拡げその見掛けの膨張率を大きくするものであるか
ら、その発泡による膨張素が無機物質３のそれより大き
いものを使用するのが望ましＧ）。

更に、核体１と無機物質３のいずれかまたは両方に石膏
等の無機物の水化物或いはポリビニルアルコール、カル
ボキシメチルセルロース等の有機物のゲル状体を添加し
て殊に無機物質３の発泡膨張作用と溶融軟化部分の流動
性の向上および周囲の温度上昇抑制作用の助長とに有効
な水分を多量に保有させることがある。

これらの含水物質はバインダ２としての機能も有してい
る。

第４図は本発明の異なる実施例を示し、核体１の全表面
にバインダ２と無機物質３とを混合したものからなる適
当厚さの層を設は更にその表面を不通気性被膜４にて覆
ったものである。

第５図の実施例は複数個の核体１をバインダ２によって
結合しその上を無機物質３の適当厚さの層が被膜してい
ると共にその表面を不通気性被膜４で覆ったものである
。

第６図の実施例は第１図、第４図または第５図に示した
ものにおいて不通気性被膜４を有しない断熱剤１０の複
数個をバインダ２により一体に結合しその上に無機物質
３の適当厚さの層を被覆すると共に不通気性被膜４にて
覆ったものである。

以上のよう１こ本発明は熱発泡性の物質を未発泡の状態
で核体としてその全表面に熱発泡性の無機物質の層を被
覆させたものであるから、熱を受けたときこれらが発泡
して核体による発泡体が無機物質による発泡体を内側か
ら押し拡げ、耐火不燃性の無機物質による発泡体を著し
く大きく拡大するのである。

また、無機物質はバインダを用いて被覆したので核体の
全表面に任意の厚さに成層することができ、従ってこの
ような発泡性断熱剤を適描大きさに造粒して建築構築用
の合成樹脂製部材に添加混入するとき、比較的少量を添
加して合成樹脂部材のもつ性質を損わないようにできる
ばかりか、熱を受けたときはこの発泡性断熱剤の一粒ず
つがそれぞれ著しく大きく膨張するため発泡体が互いに
接して隙間のない発泡層を形成し耐火不燃の断熱層を作
るもので、熱が深部更に反対側へ伝わるのを効果的に防
止できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図はその
使用例の縦断面図、第３図は発泡状態の縦断面図、第４
図、第５図および第６図は本発明のそれぞれ異なる実施
例を示す縦断面図である。 １・・・・・・核体、２・・・・・・バインダ、３・・
・・・・無機物質、４・・・・・・不通気性被膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱発泡性の物質からなり未発泡の核体と、バインダ
   を介してその全表面を覆った熱発泡性の無機物質の層と
   からなることを特徴とする発泡性断熱剤。