JPH0511758B2 - - Google Patents

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、パーテイシヨン、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つていたほか、
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つた。

［発明が解決しようとする課題］ 従つて、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つ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とにある。

［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
つてもよいが、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、用途等によつて異なるが、通常0.5〜
７mmの粒径及び通常0.1〜0.25g／cm³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／cm³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
ム水溶液や硅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
としては、SiO₂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
によつて異なるが、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50〜100重
量部である。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、120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あつてもよい。

さらに、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
であるフエロシリコン、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
の種類や濃度によつても異なるが、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
液のアルカリ量によつて決まり、硅酸アルカリ溶
液の種類や濃度によつても異なるが、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重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（SiO₂）を生じ、 Na₂O・SiO₂＋H₂O NaOH＋NaHSiO₃ NaHSiO₃＋H₂O NaOH＋H₂SiO₃ Si＋2NaOH＋nH₂O →Na₂SiO₃＋2H₂↑ 次第にこの硅酸分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、例えばスチールフアイバー、ガラス繊維、ロ
ツクウー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硅
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つて異なるが、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、セラミツク製、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、好ましくは金属製であり、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
じであつても異なつていてもよく、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、フエノール系、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。

さらに、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
型の種類や大きさ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つて異なるが、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つてもよいが、
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は、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約2.0mm、密度
0.13g／cm³の黒曜石発泡体10Kg、水ガラス８Kg、
フエロシリコン2.4Kg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1800mm×横900mm×深
さ40mm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
ほとんどおさまつ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１０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100mm×100mm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〜
７Kg／cm²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が塗布された縦1800mm×横900mm×深
さ40mm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をセツトして0.5Kg／
cm²・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３〜７Kg／cm²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200mm×横200mm×深さ
40mm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ぶせ、この表面板３ｆの上方
に上型９をセツトして0.5Kg／cm²・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つて硬化反応
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
の周縁端面に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、表面両面側に
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を製造し
た。

実施例１と同様に引張り強度を測定したが、結
果は３〜７Kg／cm²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、接着剤の使用量を必要に
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，３
ｂ，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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 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 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
   の表裏面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 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 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 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 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 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 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。