JPS60137878A - 無機質常温発泡体用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Ｉ成約強度の優れた無橋貿営温発泡体を得る
為の組成物に係り、詳しくは無機貿営湛発泡体の注型や
充填等の用途の為に該組成物に特定の紺岨を配合して圧
縮強度、曲げ強度、耐衝撃性、耐振動性等の性質を著し
く改善した組成物に関するものである。

ｔＸ来より、注型や充填等の用途に使用される材料、例
えば成形板のコア材、構造体の中空部への注入材或いは
充ｔｌ材等には比較的軽量の材料が使用されることが多
（、係る用途には有機貿の発泡体や石膏ボード、石綿ス
レート、＠種繊維、発泡モルタル等が多く使用されてい
る。特に近年は、建築構造材を含む建築材料に対し高度
の不燃性、防火性、軽重性等が要求されており、係る用
途への上述要求性能は無輸具体的な用途によ）て多少異
なるが、次のように要約することができる。即ち、 （１）粘り強い物性を有すること（ｌｉｔ＜なく、適度
の弾性率を有すること） 口）不燃性を有し、且つ高度の耐熱性を有すること、（
３１ＩＮ簾性が高いこと、 （４）所定部位への設置作業が容易なこと、（５）所定
部位への充填効率が高いこと、（６）耐水性が優れるこ
と、 などを例示することができる。然るに、これらの諸性能
を８従来材料別に比較検討すると第１表に示す通りであ
る。

第１表 尚、第１表中の評価基準は以下の方法による。

圧縮強度：概ねの数値で、◎は１ｎｋｓ／ｃＡ以上、Ｏ
は４〜９　ｋｇ／　ｃｎｔ、△は１〜３ｋＢ／　ｃＪ、
ｘは１ｋｇ／ｃｎ１未満。曲げ強度：曲げ方向の力に対
して、◎は角度が９０度以上耐える、Ｏは３０〜９０度
耐える、Δは多少柔軟性を有する、Ｘは１５度以内で破
断する。耐衝撃性二衝撃に対し、◎はよく耐える、○は
ある程度クッション性を有する、△は多少柔軟性を有す
る、Ｘは脆い。耐振■力性：振動に対し、◎はよく耐え
る、Ｏはある程度クッション性を有する、△は多少柔軟
性を有する、Ｘは脆い。不燃性：◎は燃えない、Ｏは燃
えにくい、Δは燃えても自消性がある、Ｘはよく燃える
。耐熱性二６００℃程度の加熱に対し、◎はよく耐える
、Ｏはある程度耐える、△は危険である、×は完全に変
形する。Ｉ！鳳性：概ねの比重数値で、◎は０．１以下
、０Ｏ０１〜０．３、△は０．３〜０．Ｂ　、Ｘは０．
８以上。

作業性：設置作業に際し、作業の程度が、◎は極めて容
易、０は左程困龍てない、△は条件の設定が必要、Ｘは
接着剤や他の接合剤が必要である。

充填効率：充填効率が、◎は充填効率が非常に良い、Ｏ
は少し隙間ができる程度、△は他から接作を加える必要
がある、Ｘは成形板のかけや湾曲部等への充填が困難。

他方、本発明者等は以前より永年無機質常温発泡体用組
成物の研究を続けており、新しい当該組成物を創作し、
既に多くの発泡体用基本組成物及びそれをベースにした
複合組成物或いは応用方法の発明を多く為してきた。そ
れ等の基礎的な性質及び性状を簡単に述べると以下の通
りである。即ち、（ａ）水可溶性アルカリ珪酸塩、（ｂ
）水可溶性アルカリ珪酸塩の硬化剤及び［Ｃ）金属系発
泡剤、更に必要に応じて発泡安定剤を配合したものから
戒るもので、これ等（ａ）〜（Ｃ）（更に必要に応じて
発泡安定剤を含む）の威力を適宜ン昆配合し、その具体
的な使用方法にあわせ８種添加剤、増思材、充填材のよ
うな物質を配合し、ペースト化工程を経て、相当発泡倍
率の高い強固で種々性能の優れた発泡体が得られてきた
。係るペーストは注型、注入、吹付は塗付、コテ付け、
ローラー付は等の施工手段を通じて成形板のコア材、塗
装ネイ、接着剤、断熱材、耐火材等の用途に供せられて
いる。しかしながら、一般に当該用途への使用に際して
は左程機械的強度を要求されず、専ら本発明無機質常温
発泡体用組成物が有する断熱性、耐火性、耐熱性、軽重
性、不燃性等の機能性が主に重視されていた。

然るに、今日種々の建築物に構造材又は非構造材として
使用される不燃性の建材をみると、かなり機械的強度が
向上しており、従って従来のクロき無４１貿′＃潟発泡
体用組成物のみではかような十分対応することができな
い壜台も出て来た。

本発明は、上述の問題を解決する為になされたものてあ
フて、即ち、ｆａ）水可溶性アルカリ珪酸塩、（切水可
溶性アルカリ珪酸塩の硬化剤及び（Ｃ）全屈系発泡剤か
ら成る組成物１００容貢部に対して（イ））太さが０．
１〜１圃で祷長が５〜５０聯の無機質又は有機貿圃維を
０．５〜５＠童部配合して威り、必要に応じて、更に（
８１発泡安定剤が配合されて威るものである。以下、よ
り具体的に述べる。

本発明において、第（ａｌ　１分としては水可溶性アル
カリ珪酸塩を使用し、これにより初めて常温下で他の原
料物質と混合するだけで容易に諸性能の優れた発泡物を
得ることができ、有効な粘結性を呈してその発泡反応を
効率良くなさしめる。通常の水ガラスカレットの如き水
離溶性乃至不溶性のアルカリ珪酸塩では上記目的は達成
されない。

この第（ａ）成分を構成するアルカリ威力としては、例
えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム等
のアルカリ金属珪酸塩を例示できるが、特にナトリウム
、カリウムの場合は安価で入手し易く、しかも組成物の
硬化効果の促進がｉｉであり、望ましい。すだ、第（ａ
）成分は水溶性である限り、その組成やアルカリ物質と
ＳｉＯとのモル比には制限されないが、通常上記モル比
を１，２〜４．０で、特に１．５〜３．１］程度とする
のが好ましい。

本発明において使用する第（ｂ）成分である水可溶性ア
ルカリ珪酸塩の硬化剤は、水硬性セメント、シリカダス
ト、酸性金ｒ！Ａ酸化物、高級脂肪酸の二価以上の金属
塩、カルボキシル基を有する水溶性高分子物質の二価以
上うの金属塩、リン酸塩、ホウ酸塩、二価金属の硫酸塩
及び二価金属の亜硫酸塩の群から選ばれる少なくとも１
種である。この硬化性成分を具体的に例示すれば次の通
りである。水硬性セメントとしては、水硬性石灰、天然
セメント、ポルトランドセメント、アルミナセメント等
の単味セメント、石灰；捏合セメント、高炉セメント、
シリカセメント、フライアッシュセメント、メーソンリ
ーセメント、高硫酸塩セメン２−ドの混合セメントが例
示できる。高級脂肪酸の二価以上の金属塩は、代表的な
ものとしてステアリン酸やパルミチン酸の亜鉛塩、アル
ミニウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム
塩、ニッケル塩等を例示できる。カルボキシル基を含有
する水溶性高分子の二価以上の塩とは、水溶性高分子が
アルギン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、セル
ロース誘導体、アルキッドｔｒＭ脂、アミノアルキッド
樹脂等で構成され、二価以上の金属がＺｎ、　Ｃｕ、　
Ｃａ、　８８、Ｂｅ、　Ｓｒ、　Ｂａ、　４１％Ｔｉ、
　Ｚｒ。

Ｓｎ、　Ｃｒ、　Ｎｏ、Ｗ、、Ｓｂ、、Ｍｎ、　Ｆｅ、
　Ｇｏ、Ｎｉ、Ｖから選ばれる金属であフて、該水溶性
高分子と金属とて塩を形梗しているものである。シリカ
ダストとは、電熱冶金法によフて珪素や珪素合金を製造
する際に副生されるものである。望ましいシリカダスト
とは、粒子径約０．１〜１．０ｒ程度、比表面積約５〜
５０ｎ（／ｇ程度、並びにがさ比重約０．１勺０．３程
度でＳｉ０分が６０重皿％以上、好ましくは８０重重％
以上のものである。酸性金Ｎｉｌ化物とは、ＺｎＯ、Ｃ
ｒ、Ｏ，、ＭｎＯ２、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｃｏｏ　％Ｐｂ
Ｏ等が、またリン酸塩としてはリン酸アルミニウム、リ
ン酸カルシウム、リン酸亜鉛、リン酸タリウム、リン酸
スクロンチウム、リン酸バリウム、リン酸マグネシウム
、リン酸マンガン等が、ホウ酸塩としてはホウ酸亜鉛、
ホウ酸マグネシウム、ホウ酸マンガン、ホウ酸鉛、ホウ
酸ニッケル、ホウ酸カルシウム等が、二価金属の硫酸塩
としては硫酸マグネシウム、硫酸亜鈴、硫酸カルシウム
、硫酸バリウムが、二価金属の亜硫酸塩としては亜硫酸
カルシウム、亜Ｍ酸マグネシウム、亜硫酸亜鉛、亜研酸
銅等が例示できる。

また、第（Ｃ１Ｆ＆分としては金属系発泡剤を使用し、
＠種の金属元素及び金属合金乃至金属間化合物が使用で
きる。金属元素としては周期律表の■Ｂ５１ｒＡ％ＭＢ
、ＩＶＡ、■Ｂ、ＶＡ、ＶＢ、ＶＩＢ、■Ｂ及び■族に
属するものが好ましく、係る金属元素としては、Ｃｒ、
　Ｍｎ、Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｖ％Ｓｉ、　Ｇｅ、　Ｓｂ。

Ｃｏ、　Ｎｉ％Ｃｕ、　Ｚｎ、＾Ｉ、　Ｃａ等が例示で
き、特にＴｉ。

２ｒ、　Ｖ、　４１、Ｓｉ、　Ｇｅ、　Ｓｂ、　２ｎ等
は望ましいものである。合金乃至金属間化合物（全屈相
互間もしくは金属と非金属との化学結合体ンの代表的な
ものを例示すれば、＾ｌ−８＋　％＾１−Ｔｉ　、　Ａ
Ｉ−’Ｍｎ’、　Ａｌ−Ｃｕ　。

Ａｌ−Ｃｕ−５ｉ、Ｚｎ−３，Ｚｎ−８ｎ　、　Ｃｕ−
８ｒ　、Ｆｅ−３ｉ　。

５ｉ−Ｎｉ％Ｇｏ−３ｂ等が挙げられる。この金属系発
泡剤は通ｔ＃１種又は２種以上を微粉末の形態で使用す
る。

以上の３威分に、太さが０．１〜１ｍで繭長が５〜５０
ｍの無機質又は有機質ｔｉｇ維＜第（ｄ）成分）を使用
するのであるが、該線維の材質としては、金属、合線、
セラミックス、天然繊維状物質から任意に選択されるも
ので、取扱い上の便宜さから例えばスチール、ステンレ
ススチール、ポリエステル、銅、黄銅、青銅、表面処理
アルミニウム、アルミニウム合金、豚毛等を挙げること
ができる。その形状については特段の規格はないけれど
、該繊維の引き抜き抵抗（所謂アンカー効果）の高いも
のが好ましい。繊維の太さは０．１〜ｌ’ｎｉとし、０
．１ｍ未満の太さの時は発泡体の強度が左程良くならず
、作業上も支障が出易い。また繊維の長さは５〜５０ｍ
ｍで、望ましくは２０〜４０ｎｗｎとし、短過ぎる場合
は本発明効果が少なく、逆に長過ぎる場合は組成物の混
合時の絡み、組成物の流−力性不良、発泡体の部分欠陥
発生等が生じ易くなる。これ等の条件を満足する市販製
品を例示すると：日本冶金工業株式会社の「ＮＡｓファ
イバー」、東京製鋼株式会社の「グイパックファイバー
」、日鉄建材株式会社の「スチイーバー」、三井石油化
学工業株式会社の「ボンフィックス」、帝人株式会社の
「テトロンモノフィラメント５Ｃ−２７Ｊ等である。

本発明は、第（ａｌ〜（Ｃ１戒分１００容鳳部に対し第
Ｔｄｌ威力を０．５〜５容思部、望ましくは１．５〜３
容鳳部配合して成る。０．５容量部より少ない時は本発
明効果が得られず、５容重部を越えると、組成物の混合
が困難になり、それによる発泡体の強度や断熱性等の平
均−性算害が出るし、又組成物の発泡にも悪い影響を及
ぼす。

以上の４成分の伯に、第（Ｃ）　Ｉ’ｆｆ１分の効率向
上の為必要に応じて、更に発泡安定剤（第（ｅｌ　成分
）を配合できる。係る物質としては、シリカゲル、ゼオ
ライト、カーボンブラック、活性炭、タルク、マイカ、
パリゴルスカイト、セピオライクから選ばれる無機物質
、界皿活性剤、及び従来よりセメント系起泡剤として公
知の動物蛋白質やジメチルシリコン誘導体の如き有機物
質を使用できる。この第（ｅｌ威威力主に第［Ｃ）成分
の組成物系内への分散状態を均一化して発泡状態を安定
化する作用を有し微細均一気泡の生成に有効であるが、
必要に応じて使用する。その配合量は、第（ａ）〜（Ｃ
）成分１００１ｉｔ部に対し２００重重部以内とする。

その他、発泡体製造の補助成分として合１’１１．樹脂
エマルションやＩ！鳳骨材、８種粉末充填材を適宜配合
使用できるが、その配合量は本発明の目的とする発泡体
を得る作用を阻害するものであフてはならない。

この発泡体は、注型や充填等の用途に使用され、その具
体的な用途を例示すると、以下の通りである：カーテン
ウオール、防火外装サンドイッチパネル、防火間仕切サ
ンドイッチパネル、防火ドア、防火断熱シャッター、床
暖房パネル心材、壁裏面充填材、隙間充填材、耐火ロッ
カー、その他。

次に、実権例を示す。

実施例１ 次の配合から威る組成物を調合した。

珪酸ソーダ３５％水溶液　１００重置部金属アルミニウ
ム籾末、　３重重部 セメント　６０重量部 珪石粉末　３０重重部 パーライト　１０重ｉ部 上記調合物をペースト伏にしてこれを１００容量部とし
、これに対し２容皿部のスチールファイバー（日鉄建材
株式会社製の「スチーパー」で、太さ０．３５〜０．？
　ｎｗｎ、長さ３Ｑｍｍ、断面は台形、引張強度５６　
ｋｇ　／　ｃＡ以上）を配合し、ただちに４０ｘ４０Ｘ
１６０ｍｍの寸法の型枠に入れ、発泡硬化せしめた新約
１時間後に発泡体が得られた。その後、２４時間経通し
てから、スパン間隔１　’００　ｍ　ｍで一点加重の曲
げ加重試験を行フだ。曲げ強度の結果は第２表に：又歪
一応力曲線は第１図に示す通りであフだ。

実施例２ 実施例１のペースト調合物に更に活性炭を２重量部配合
した他は実施例１と同様にして発泡体を得、結果は第２
表及び第１図に示す通りであった。

比較例１ 実施例１のペーストｍ合物にスチールファイバーを配合
しない他は実施例１と同様にして発泡体を得、結果は第
２表及び第１図に示す通りてあフだ。

比較例２ 実施例１のスチールファイバーに替えて太さ０．０１ｍ
ｍ、長さ１０（財）、断面は円形のガラス線維を使用し
た他は実施例１と同様にして発泡体を得、結果は第２表
及び第１図に示す通りてあフた。この発泡体の製造は繊
維が絡み作業が難行した。

第　２　表 ＊強度／比重は（曲げ強度）＋（かさ比ｒｌ）の値で、
この数値が高い程軽重発泡体の性能が良いことを表す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例及び比較例で得られた発泡体の歪一応
力曲線を表す。 （以上） 特許出願人　四国化研工業株式会社 図面 第　／　図 →歪（ｍｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１ａ）水可溶性アルカリ珪酸塩、（ｂ）水可溶性アル
   カリ珪酸塩の硬化剤及びＦＣ＋金属系発泡剤から成る組
   成物１００＠麗部に対して（ｄ）太さが０．１〜１ｗｌ
   て縮長が５〜５０ｍｍの無機質又は有機貿繊岨を０．５
   〜ら容量部配合して成る無機質常温発泡体用組成物。 ２、更に、〔ｅ）発泡安定剤が配合されて成る特許請求
   の範囲第１項に記載の無機質常温発泡体用組成物。