JPH01180331A - 無機質パネルの製造法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、建築物に使用される外壁、間仕切その他の
、パーティション、雨戸等の各種建材、トイレやプール
ハウス等の屋外施設、プレハブ冷蔵庫等に使用される不
燃性及び断熱性に優れた無機質パネルの製造法に関する
。

［従来の技術］ 従来、この種の無機質パネルは、先ず、粒状の無機質発
泡体と、バインダーとして使用される硅酸アルカリ溶液
と、金属硅素粉を主体゛とする上記バインダーの硬化剤
とを混合し、得られた反応混合物を成形用型枠内に充填
し、この型枠内で発泡させ硬化させて無機質断熱板を製
造し、この無機質断熱板の表面を研磨してパネル本体と
し、次いで、このパネル本体の表裏両面側に接着剤を介
して表面板を貼着して製造されている。

しかしながら、この方法においては、成形用型枠内で発
泡させ硬化させて得られた無機質断熱板が多孔質構造を
有するので、たとえ表面を研磨して平滑化させてもその
表面には多孔質構造に基く多数の孔が存在し、このため
に高価な接着剤が多量に必要になるほか、成形された無
機質断熱板の表面を平滑化するという面倒な研磨工程が
必要になり、また、表面板の接着工程で長時間のプレス
が要求されてコスト高の原因になっていたほか、接着面
、特にパネル本体側の強度を高めることが難しく、パネ
ル本体と表面板との間の接着強度が不足して剥れやすい
という問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、本発明の目的は、接着剤の使用量を必要にして
充分な量にできるほか、面倒な研磨工程や接着工程が不
要になって製品コストの低減を図ることができ、しかも
、パネル本体と表面板との間の接着強度を高めることが
できる無機質パネルの製造法を提供するこｉにある。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、粒状の無機質発泡体、バインダー
として使用される硅酸アルカリ溶液及び金属硅素粉を主
体とする上記バインダーの硬化剤を含有する反応混合物
を成形してなるパネル本体と、このパネル本体の表面に
貼着される表面板及び／又はパネル本体の周縁端面に貼
着される枠材とからなる無機質パネルを製造するに際し
、パネル本体の成形用型枠の上型及び／又は上記枠材に
ガス後孔を形成すると共に、このパネル本体の少なくと
も表裏いずれか片側表面に貼着される表面板及び／又は
枠材の内面側には熱硬化型接着剤を塗布し、上記成形用
型枠内に上記反応混合物を充填してパネル本体を成形す
る際の反応熱により成形されるパネル本体に上記表面板
及び／又は枠材を貼着する無機質パネルの製造法である
。

本発明方法において使用する粒状の無機質発泡体として
は、それが従来公知の如何なるものであってもよいが、
好ましくは黒曜石、蛭石、真珠岩又は松脂岩であり、こ
れらの無機質発泡体はその１種のみを使用できるほか、
２種以上の混合物としても使用することができる。この
無機質発泡体の粒径及び密度については、目的とする製
品断熱材の種類、用途等によって異なるが、通常０．５
〜７Ｊ１１１１の粒径及び通常０．１〜０．２５ｇ／ｃ
ｍ３の密度のものが使用される。また、特に軽量で断熱
性に優れたものが要求される場合には密度０゜１〜０．
１６ｇ／α３のものを使用するのが好ましい。

また、本発明方法でバインダーとして使用する硅酸アル
カリ溶液としては、通常、硅酸ナトリウム水溶液や珪酸
カリウム水溶液が使用されるが、水に対する溶解性や原
料コストの点から好ましくは硅酸ナトリウム水溶液であ
る。硅酸ナトリウムとしでは、５ｉｎ２とＮａ２Ｏのモ
ル比が通常２．０〜３．５の範囲のものであるが、好ま
しくは２゜３〜２．７のものであり、その水溶液の濃度
は通常３５〜４２重量％、好ましくは４０〜４２重量％
である。また、この硅酸アルカリ溶液の使用量について
は、その濃度によって異なるが、無機質発泡体１００重
量部に対して、通常３０〜１２０重量部、好ましくは５
０〜１００重」部である。

硅酸アルカリ溶液の使用量が３０重量部より少ないと結
合力が小さく、強度の低下という問題が生じ、また、１
２０重量部より多いとバインダーが過剰になり、発熱・
脱水硬化反応の段階でバインダー分を流出してしまう結
果となり、有効に作用しないという問題が生じる。なお
、本発明で使用する硅酸アルカリは、単一物質としての
硅酸アルカリに限らず、二酸化硅素と水酸化アルカリと
を加熱溶融して得られるいわゆる水ガラスも包含される
もので、メタ硅酸ナトリウム、オルト硅酸ナトリウム、
二硅酸ナトリウム、四硅酸ナトリウム等の混合物でおっ
てもよい。

ざらに、本発明で使用するバインダーの硬化剤としては
、例えば、金属硅素、鉄と硅素との合金であるフェロシ
リコン、金属硅素と二酸化硅素の混合物等、金属硅素と
しての性質を有する金属硅素粉を単独又は２種以上の混
合物として使用することができるが、好ましくは圧縮強
度や耐水性の改善を目的に硬化剤の他の成分として燐酸
塩を併用使用する。この目的で使用する燐酸塩としては
、硬化反応時にそれが硅酸アルカリと反応して水難溶性
で熱安定性に優れたバインダー物質を生成するものであ
ればよく、好ましくは燐酸アルミニウム、燐酸マグネシ
ウム、燐酸鉄、燐酸亜鉛等の燐酸金属塩や、ポリ燐酸の
金属塩や、金属酸化物と五酸化リンとが所定の比率で結
合している縮合燐酸金属塩等があり、より好ましくは縮
合燐酸アルミニウムで代表される縮合燐酸金属塩である
。

上記金属硅素粉の使用量は、硅酸アルカリ′溶液の種類
や濃度によっても異なるが、この硅酸アルカリ１００重
量部に対して、通常１０〜２０重量部、好ましくは１３
〜１５重量部である。金属硅素粉の使用量が１０重量部
より少ないと圧縮強度や耐水性の改善が不十分になり、
また、２０重量部より多いと金属硅素粉が酸化し有効に
作用しないという問題が生じる。また、圧縮強度や耐水
性の改善を目的として添加する燐酸塩の使用量は、硅酸
アルカリ溶液のアルカリ最によって決まり、硅酸アルカ
リ溶液の種類や濃度によっても異なるが、この硅酸アル
カリ溶液１００重量部に対して、通常２〜３０重量部、
好ましくは１０〜２０重量部である。燐酸塩の使用量が
２重量部より少ないとこの燐酸塩を添加する効果がなく
、また、３０＠量部より多くしても圧縮強度や耐水性に
対する改善効果の向上がみられない。

本発明において、上記バインダーとして使用される硅酸
アルカリ、例えば硅酸ナトリウムは、硬化剤として使用
される金属硅素粉、例えば金属硅素と次のように反応し
て硅酸（Ｓｉ０２　）を生じ、Ｎ　ａ　　ＯΦＳ　ｉ　
０２　＋　Ｈ２０−”ＮａＯＨ＋Ｎａ１−ＩＳｉＯ３ ＮａＨ８ｉ　０３　＋Ｈ２０ ”　Ｎ　ａ　ＯＨ＋　Ｈ２Ｓ　！　０３Ｓ　ｉ＋２Ｎａ
ＯＨ＋ｎＨ２０ −Ｎ　ａ２　Ｓ　ｉ　０３　＋　２　Ｈ２↑次第にこの
硅酸弁の高い硅酸ナトリウムを生成する。

なお、本発明方法においては、必要に応じて補強用添加
材を配合し、製造される製品の機械的強度、例えば引張
り強度等の向上を図ることができ、この目的で使用され
る補強用添加材としては、例えばスチールファイバー、
ガラス繊維、ロックウ。

−ル等の鉱物質繊維を挙げることができ、その配合割合
については、製品無機質パネルの用途等に応じて適宜選
択することができる。なお、この補強用添加材を配合し
た場合における上記珪酸アルカリ溶液及び硬化剤の使用
量は、この補強用添加材を無機質発泡体の一部として考
慮し、補強用添加材の種類によって異なるが、若干の増
量を必要とする。

本発明方法においては、上記無機質発泡体、硅酸アルカ
リ溶液及び硬化剤を含有する反応混合物を成形してパネ
ル本体を形成する際に成形されるパネル本体に表面板及
び／又は枠材を同時に貼着する。すなわち、パネル本体
の成形用型枠の上型にガス抜孔を形成すると共に、パネ
ル本体の表裏いずれか一方の表面に貼着される表面板の
内面側に熱硬化型接着剤を塗布し、成形時にパネル本体
の表裏いずれか一方の表面に表面板を貼着し、次いでパ
ネル本体の他方の表面に従来と同様の方法により表面板
を貼着するか、あるいは、パネル本体の周縁端面に貼着
される枠材にガス抜孔を形成すると共に、このパネル本
体の表裏両面側に貼着される表面板及び上記枠材の内面
側に熱硬化型接着剤を塗布し、成形時にパネル本体の表
裏両面側に表面板を貼着し、必要により型材に形成され
たガス抜孔を適当なシール材、好ましくはアルミ成形板
の接着等の耐水性に優れたシール手段で塞ぐのがよい。

この目的で使用される表面板としては、その材質が金属
製、セラミック製、樹脂製等、如何なるものでもよいが
、耐熱性や靭性等の点を考慮すると、好ましくは金ＦＫ
［であり、また、パネル本体の表裏両面に貼着される表
面板はそれが互いに同じであっても異なっていてもよく
、用途等に応じて適宜選択される。

また、パネル本体の表面に表面板を貼着するために使用
する熱硬化型接着剤としては、ポリウレタン系、ユリア
系、フェノール系、レゾルシノール系、エポキシ系、ポ
リエステル系、ポリイミド系等の種々のものが挙げられ
るが、好ましくはポリウレタン系のものである。

ざらに、パネル本体の成形用型枠の上型及び／又は上記
枠材に形成するガス抜孔については、それが型枠内で反
応混合物を発泡させ硬化させる際に発生する水素や水蒸
気等のガスを充分に放出し得るものであればよい。

そして、本発明において、パネル本体の成形の際には、
反応混合物を成形用型内に充填し、この成形用型内の反
応混合物を適当な加熱手段を用いて外部から積極的に加
熱して硬化させてもよい。

このように硬化反応の際に外部から加熱する加熱温度に
ついては、成形時における種々の条件、例えば反応混合
物の配合あるいは使用する成形用型の種類や大きざ等や
使用する熱硬化型接着剤の種類やその硬化温度等によっ
て異なるが、通常３０〜１００℃であり、製造工程をオ
ンライン化するためには反応完了までの反応時間を２〜
３分程度に短縮する必要があり、このために好ましくは
５０〜８０℃の範囲である。

そして、成形用型内の反応混合物を加熱するための加熱
手段としては、例えば加熱室内に設置して熱風により加
熱する熱風加熱機や遠赤外線加熱等の従来公知の如何な
る手段であってもよいが、好ましくは高周波加熱炉等を
使用する高周波加熱がよい。この高周波加熱によれば、
高周波が金属板以外のものを透過するので、、木板製や
無機質板製等の成形用型を使用することにより、たとえ
この成形用型の厚さを大きくしてもこの成形用型内の反
応混合物を均一に加熱することができ、均一な品質の製
品を製造する上で特に有利である。なお、製品のパネル
本体中にその強度向上のためのラス網を入れる場合に１
；ｔ、このラス網に通電して加熱することもできる。

［作　用］ 本発明方法によれば、パネル本体を成形する際に同時に
その表面に表面板を熱硬化型接着剤で貼着するので、成
形されるパネル本体と表面板との間の密着性が極めて良
好になり、パネル本体側の表面に多孔質構造に基く多数
の孔が形成されて多量の接着剤が必要になるということ
がないほか、接着強度も改善され、しかも、面倒な研磨
工程や接着工程を省略できる。

［実施例］ 以下、実施例及び比較例に基いて、本発明方法を具体的
に説明する。

実施例１ 無機質発泡体として平均粒径的２．０ｍ＋＋、密度０、
１３９／ｃｍ３の黒曜石発泡体１ＯＮｆｆ、水ガラスＢ
Ｋｇ、フェロシリコン２．４に’Ｊ及び燐酸アルミニウ
ム０．２４ｇとを配合し混合して反応混合物１を調製し
た。

第１図に示すように、内面にウレタン系熱硬化型接着剤
２が塗布された縦１８００ｍＸ横９００ＭＸ深ざ４０ｍ
の鋼板製表面板３ａをヒーター４が設けられた成形用型
枠の下型５上に設置し、上記表面板３ａ内には上記反応
混合物１を充填し、また、表面板３ａの側方にはスペー
サ６を配設し、多数のガス抜孔７とガス抜スペース８と
を有する上型９を閉じてこの上型９を固定し、上記ヒー
ター４で約５０〜７０℃に加熱した。加熱開始約５分後
に激しい脱水反応が始まり、８分後にはこの脱水反応が
ほとんどおさまって硬化反応が終了した。

次に、このようにして成形され、下面側に表面板３ａが
貼着されたパネル本体の上にウレタン系接着剤１Ｇが塗
布された他の鋼板製表面板３ｂを載置し３〜４時間プレ
スして接着し、第２図に示す製品無機質パネルＰを製造
した。

得られた無機質パネルＰから１００ｍＸ１００門の大き
さの試験片を切出し、両表面板３ａ、３ｂに治具を取付
け、引張り強度を測定した。結果は３〜７Ｋｌ／ｒ：ｔ
Ａでいずれも芯材が破壊した。

実施例２ 第３図に示すように、内面にウレタン系熱硬化型接着剤
２が塗布ｇれた縦１８００＃１ｌｌＩＸ横９００＃１ｌ
ＩＸ深さ４０ＪＩＩＩ１１の鋼板製表面板３ｃ内両側に
それぞれ多数のガス抜孔７を有する断面略Ｃ形状の枠材
１１を配設し、これを成形用型枠の下枠５上に配置し、
表面板３Ｃと枠材１１とで形成された空間内には上記実
施例１で調製したと同じ反応混合物１を充填し、さらに
、上記と同様に内面にウレタン系熱硬化型接着剤２が塗
布された同じ大きさの鋼板製表面板３ｄを充填された反
応混合物１の上方から上記表面板３Ｃと対象になるよう
にかぶせ、この表面板３ｄの上方に上型９をセットして
０．５Ｎｆｆ／ｃｕｔ・Ｇの圧力でプレスし、実施例１
と同様にヒーター４で約５０〜７０℃に加熱した。加熱
開始約５分で脱水反応が始まり、両側面に設けたガス抜
孔７から激しく水蒸気が噴出し、約８分後にこの脱水反
応が終了して無機質パネルＰを得た。

実施例１と同様に、得られた無機質パネルＰの引張り強
度を測定したが、結果は３〜７Ｋｆｌ／ｃｉでいずれも
芯材が破壊した。

実施例３ 第４図に示すように、内面にウレタン系熱硬化型接着剤
２が塗布された縦２００ＭＩＩＸ横２００ｓ×深さ４０
ｍの無機質製表面板３ｅ内両側にそれぞれ多数のガス抜
孔７を有する側面枠材１１を配設し、これを成形用型枠
の下型５上に設置し、表面板３ｅと枠材１１とで形成さ
れた空間内には上記実施例１で調製したと同様の反応混
合物１を充填し、さらに、上記と同様に内面にウレタン
系熱硬化型接着剤２が塗布された同じ大きさの無機質製
表面板３ｆを内部に反応混合物１が充填された表面板３
ｅ及び枠材１１の上から上記表面板３ｅと対象の関係に
なるようにか、Ｓせ、この表面板３ｆの上方に上型９を
セットして０．５Ｎｆｆ／ｃｄ−Ｇの圧力でプレスし、
これを図示外の高周波加熱炉内に設置して高周波加熱に
より約５０〜８０℃に加熱した。加熱開始約３０秒後に
激しい脱水反応が始まり、６０秒後にはこの脱水反応が
ほとんどおさまって硬化反応が終了した。

次に、このようにして成形された無機質パネルの周縁端
面（貼着されている各枠材１１のガス抜孔７に図示外の
シール材を充填し、表裏両面側に表面板３ｅ及び３ｆ並
びに周縁端面にそれぞれ枠材１１が貼着された製品無機
質パネルＰ＠製造した。

実施例１と同様に引張り強度を測定したが、結果は３〜
７Ｋｔ／ｃｄでいずれも芯材が破壊した。

［発明の効果］ 本発明方法によれば、パネル本体の成形時に同時に熱硬
化型接着剤を使用してその表面に表面板や枠材を貼着す
るので、接着剤の使用最を必要にして充分な量にできる
ほか、その間の接着強度の向上を図ることができ、しか
も、面倒な研磨工程や接着工程が不要になり製品コスト
の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る無機質パネルの製造法を
説明するための説明図、第２図は第１図に示す実施例で
製造される無機質パネルの断面図、第３図及び第４図は
他の実施例に係る無機質パネルの製造法を説明するため
の説明図である。 符号の説明 （Ｐ）・・・無機質パネル、（１）・・・反応混合物、
（２）・・・ウレタン系熱硬化型接着剤、（３ａ）　（
３ｂ）　（３ｃ）（３ｄ）（３ｅ）　（３ｆ）・・・表
面板、（５）・・・成形用型枠の下型、（７）・・・ガ
ス抜孔、（９）・・・成形用型枠の上型、（１１）・・
・枠材。 特許出願人　　　　新日軽株式会社

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒状の無機質発泡体、バインダーとして使用され
   る硅酸アルカリ溶液及び金属硅素粉を主体とする上記バ
   インダーの硬化剤を含有する反応混合物を成形してなる
   パネル本体と、このパネル本体の表面に貼着される表面
   板及び／又はパネル本体の周縁端面に貼着される枠材と
   からなる無機質パネルを製造するに際し、パネル本体の
   成形用型枠の上型及び／又は上記枠材にガス抜孔を形成
   すると共に、このパネル本体の少なくとも表裏いずれか
   片側表面に貼着される表面板及び／又は枠材の内面側に
   は熱硬化型接着剤を塗布し、上記成形用型枠内に上記反
   応混合物を充填してパネル本体を成形する際の反応熱に
   より成形されるパネル本体に上記表面板及び／又は枠材
   を貼着することを特徴とする無機質パネルの製造法。
2. （２）パネル本体の成形用型枠の上型にガス抜孔を形成
   すると共に、パネル本体の表裏いずれか一方の表面に貼
   着される表面板の内面側に熱硬化型接着剤を塗布し、成
   形時にパネル本体の表裏いずれか一方の表面に表面板を
   貼着する特許請求の範囲第１項記載の無機質パネルの製
   造法。
3. （３）パネル本体の周縁端面に貼着される枠材にガス抜
   孔を形成すると共に、このパネル本体の表裏両面側に貼
   着される表面板及び上記枠材の内面側に熱硬化型接着剤
   を塗布し、成形時にパネル本体の表裏両面側に表面板を
   貼着する特許請求の範囲第１項記載の無機質パネルの製
   造法。
4. （４）表面板が金属製表面板である特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれかに記載の無機質パネルの製造
   法。
5. （５）熱硬化性接着剤がウレタン系接着剤である特許請
   求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の無機質
   パネルの製造法。
6. （６）パネル本体の成形時に成形用型枠内に充填された
   反応混合物を加熱手段により積極的に加熱する特許請求
   の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の無機質パ
   ネルの製造法。
7. （７）加熱温度範囲が３０〜１００℃の範囲内である特
   許請求の範囲第６項記載の無機質パネルの製造法。
8. （８）加熱手段が高周波加熱である特許請求の範囲第６
   項又は第７項記載の無機質パネルの製造法。
9. （９）加熱手段が遠赤外線加熱である特許請求の範囲第
   ６項又は第７項記載の無機質パネルの製造法。