JPS6055471B2 - 防火性能に優れた無機質主体の発泡成形物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、防火性能に優れた無機質主体の発泡成形物に
関する。

更に詳しくは、３０〜５５重量％の二水石膏粉体、２５
〜印重量％の炭酸カルシウム粉体、４〜１３重量％の無
機質短繊維および４〜１瀘量％のバインダーより構成さ
れ、比重０．６以下に発泡された無機質主体の発泡成形
物に関する。従来、金属サイデイング材用裏打材として
は、石膏ボード、ロックウール板、あるいは発泡ポリウ
レタンに無機塩を加えたものなどが使用されてきた。し
かし、石膏ボードやロックウール板は重量が８〜１２に
９／ゴと大きく、取り扱い性が良くない。また、泡ポリ
ウレタンに無機塩を加えたものは軽量ではあるが有機分
が多いため燃え易い欠点があつた。本発明者らはこれら
の状況に鑑み、軽量で取り扱い性が良く、燃えにくく防
火性能に優れた金属サイデイング材用裏打材を得るべく
鋭意研究した結果、３０〜５５重量％の二水石膏粉体、
２５〜５腫量％の炭酸カルシウム粉体、４〜”重量％の
無機質短繊維および４〜１腫量％のバインダーより構成
され、比重０．６以下に発泡された無機質主体の発泡成
形物が、良好な結果を与えることを見い出し、本発明に
到達した。

なお、ここで発泡成形物とは、発泡構造を有するシート
状及び板状の成形物を意味する。本発明において用いら
れる二水石膏粉体は、排煙脱硫石膏、憐酸副性石膏、チ
タン副生石膏、天然産石膏等一般に使用されているもの
ならばいずれも使用できる。

粒径、粒度分布等は特に制限はないが、粒径２００μ以
下のものが好ましい。本発明において使用される炭酸カ
ルシウム粉体は、一般に使用される重質及び軽質及び軽
質の炭酸カルシウムのいずれも使用できる。また、粒″
径、粒度分布等は特に制限はないが、粒径１００μ以下
のものが好ましい。本発明の発泡成形物においては、二
水石膏と炭酸カルシウムの含有量の合計が５５重量％以
上（好ましくは７０重量％以上）であることが必要であ
；る。

また、二水石膏／炭酸カルシウムの配合比は重量基準で
３５／６５〜７０／３０の範囲にあることが必要である
。これらの範囲から外れる場合には、充分な防火性能を
得ることができない。よつて二水石膏粉体と炭酸カルシ
ウム粉体の、発泡成形物中における含有率は、二水石膏
粉体が３０〜５踵量％、炭酸カルシウム粉体が２５〜５
川％の範囲にあることが必要であり、これらの範囲にあ
れば上述の条件を常に満足することになる。本発明にお
いては、比重０．６以下の発泡成形物を得る上で無機質
短繊維の使用が必要である。

無機質短繊維を使用しない場合には、成形物の原料を発
泡した状態で安定に保つことが困難であり、本発明の発
泡成形物を一定の品質で製造するのが困難となる。また
、無機質短繊維のかわりに無機質短繊維を用いても発泡
性は向上するが、成形物の防火性能が低下するので好ま
しくない。無機質短繊維としては、具体的には岩綿、ガ
ラス繊維、石綿等をあげることができるが、成形物の低
比重比効果、作業性、安全衛生上の点から岩綿が好まし
い。ここでいう岩綿（ロックウール）とは、天燃の岩石
（玄武岩、蛇絞岩等）を原料として製造されるガラス質
繊維だけでなく、鉄スラグなどを原料として製造される
鉱さい綿（スラグウール）をも包含する。無機質短繊維
の平均繊維長は０．５醜以上のものが好ましく、使用量
は成形物中で４〜１３重量％になるようにする必要があ
る。１鍾量％より多くなると成形型、作業性が悪くなる
だけでなく、二水石膏粉体と炭酸カルシウム粉体の含有
量が低くなり防火性能が悪くなるので好ましくない。

また、無機質短繊維が４重量％以下になると発泡安定性
が充分でなくなるので好ましくな一い。本発明において
使用されるバインダーとしては、水溶性高分子一架橋剤
系及び熱可塑性樹脂エマルジョンをあげることができる
が、成形乾燥時の樹脂のマイグレーションが起こりにく
いこと、；成形物の耐水性が優れていること、及び成形
乾燥時の乾燥能率が優れていることなどの点で、熱可塑
性樹脂エマルジョンが好ましい。

熱可塑性樹脂エマルジョンとしては、例えば酢酸ビニル
系重合体エマルジョン、アクリル系重合体エマルジヨく
ン、塩化ビニル系重合体エマルジョン、塩化ビニリデン
系重合体エマルジョン、ウレタン系重合体エマルジョン
、スチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン等をあげ
ることができるが、酢酸ビニル系重合体が特に好ましい
。更に酢酸ビニル系重合体としては、酢酸ビニル単独重
合体のほかに、例えばエチレン、（メタ）アクリル酸エ
ステル類、（メタ）アクリル酸、マレイン酸エステル類
あるいはマレイン酸などとの共重合体が用いられる。最
も好ましいのは、酢酸ビニル含有量が６０〜９５重量％
のエチレンー酢酸ビニル共重合体である。発泡成形物中
のバインダーの含有量は４〜１０重量％の範囲が適当で
ある。４重量％より少いとノバインダー効果が充分でな
く、発泡成形物が脆くなるので好ましくない。また、１
リ１量％より多くなると防火性が低下するので好ましく
ない。本発明の発泡成形物には、上述した必須成分以外
に無機質系軽量微小球体、気泡連行剤、界面活性剤、撥
水剤、防カビ剤、顔料、熱硬化性樹脂、補強材、吸熱補
助剤（硼酸等）等を併用することも可能である。特に無
機質系軽量微小球体は、発泡成形物の圧縮強度を高める
効果を有するのが好ましい。無機質系軽量微小球体とは
、無機質系軽量微小球体及び無機質系中空微小球体の両
方を包含するものであり、例えば球状パーライト、バー
ミキユライト、膨張頁岩、シリカアルミナ系マイクロバ
ルーン、マイクロガラスバルーン、マイクロシラスバル
ーン等をあげることができる。作業性、成形性、成形物
の防火性能、力学的性質などの点でシリカアルミナ系マ
イクロバルーンが最も好ましい。無機質系軽量微小球体
を使用する場合には、２〜２鍾量％の範囲で配合するの
が適当である。２重量％以下では効果の発現が充分でな
く、２濾量％以上では成形物の防火性能が低下するので
好ましくない。

本発明の発泡成形物の製造は、例えば以下に述べるよう
な方法により行うことができる。すなわち、攪拌機付き
の適当な大きさの容器に、バインダー成分（例えば熱可
塑性樹脂エマルジョン）及び必要に応じて撥水剤、硬化
剤、顔料、防カビ剤、成形性改良のための各種安定剤、
増粘剤、水等を添加した後、攪拌混合を続けながら、二
水石膏粉体、炭酸カルシウム粉体、無機質短繊維及び必
要に応じて無機質系軽量微小球体を徐々に添加し、スラ
リーを調製する。次いで加圧下に混練発泡することによ
りスラリーを低比重化する。次に、該スラリーをエマー
を注入しながら高速回転発泡機に通してさらに発泡低比
重化した後、例えばドクターブレード法または押し出し
法等により、離型加工したシート基材上に流延し、乾燥
する。この際取り扱い性を良くするため、同時に不織布
を複合したりあるいは断熱性を一層高める目的で、アル
ミ箔またはアルミクラスト紙等を複合！することもでき
る。本発明の発泡成形物が優れた防火性を有する理由は
明確ではないが、恐らく二水石膏の結晶水放出による熱
量吸収作用と炭酸カルシウムの脱二酸化炭酸反応による
熱量吸収作用及び発泡構造によノる断熱作用が相乗的に
作用するためと推定される。

なお、本発明の発泡成形物は、金属サイデイング材用裏
打材としてたけでなく、単独あるいは他の素材との複合
により広く建築材料としての用途を有している。

以下実施例により、本発明を具体的に記述するが、これ
らは本発明を何等限定するものではない。

尚、材料の防火性については、建設省告示昭和３排２５
４５号に記載されている方法で試験し、評価判定した。
即ち、試験の片側の面から１紛間で常温から８４０℃ま
で標準加熱曲線に沿つて加熱し、再び温度を下げて、加
熱面とは反対側の面の最高温度（裏面最高温度）を測定
して防火性を評価した。したがつて裏面最高温度が低い
ほど防火性が優れていることになる。なお、例中の部は
すべて重量基準である。

実施例１ 排煙脱硫工程より副生した二水石膏を乾燥後１６メッシ
ュの篩に通す。

この二水石膏４４．？と重質炭酸カルシウム（日東粉化
製ＮＳ＃１００）４０．６部及び無機質短繊維として的
ンクウール（新日本製鉄化学製エスフアイバー）８．６
部、バインダー成分として酢酸ビニル−エチレン共重合
体エマルジョン（クラレ製パンフレックス０Ｍ−７００
０）を樹脂分て５．９部用い、その他に気泡連行剤、増
粘剤、発泡剤、架橋剤、有機短繊維を少量添加し、充分
混合後、高速攪拌して発泡させて比重０．３８ｙ／Ｃｌ
ｌのスラリーを調製し、これを離型性の優れた基体シー
ト上にクリアランス１３．４？でドクターブレードを用
いて塗工流延し、不縮布を複合し、次に１２０′Ｃの乾
燥器中で１時間４０分乾燥して、厚さ１２．１Ｗｒ！ｎ
１比重０．２８５ｙ／ＣＴｌｔのボード状物を得た。該
試料について、防火性の試験を行なつた所、裏面最高温
度は２３３′Ｃであつた。ちなみに、比重が０．７２５
ｙ／Ｃｌｌと重い市販の石膏ボードで厚さがそれぞれ９
７９！、１２ｍのものの加熱試験の裏面最高温度はそれ
ぞれ２８６２Ｃ１２４５゜Ｃであつた。実施例２実施例
１と同様にして得た比重０．４３０ダ／ａｌのスラリー
を塗工流延して、比重０．３０、厚さ１０．０ｗｎのボ
ード状物を得た。

次にこのボードにアルミ箔（２０μ厚）をゴム糸接着剤
（サイデン化学製サイビノールＳＲ−６９０）で貼付し
、試料を作製した。この試料について加熱試験を行なつ
た所、裏面最高温度は２４７Ｃであつた。比較例１ 二水石膏と炭酸カルシウムを用いるかわりに、二水石膏
８５．５部のみを用い他は実施例１と同様にして比重０
．３８ｙ／ｄのスラリーを調製し、これを実施例１と同
じ条件で成形して厚さ１２．２Ｔｆｒ！ｎ比重０．２９
４ｙ／Ｃｌｌのボード状物を得た。

該試料について、前述の加熱試験を実施した所、裏面最
高温度は３２０℃であつた。このように二水石こうのみ
をフィラーとして用いる場合には、充分な防火性能は発
現しない。比較例２ 二水石膏に代えて重質炭酸カルシウム（１）東粉化ＮＳ
＃１００）８５．５部をフィラーとして使用する以外は
比較例１と同様にして、厚さ１１．８Ｗｒｆｎ１比重０
．３１１ｆ／ａｌのボード状物を得た。

該試料について同様に加熱試験を実施した所、裏面最高
温度は３０８℃であつた。このように炭酸カルシウムの
みノをフィラーとして用いる場合にも、充分な防火性能
は発現しない。比較例３二水石膏粉体の量を６５部、炭
酸カルシウム粉体の量を２０．５部としたほかは実施例
１と同じ条件て夕発泡成形物をつくり、厚さ１１．９Ｔ
ｖｎ、比重０．２９６ｑ／ｄの成形物を得た。

該試料について加熱試験を実施したところ、裏面最高温
度は２８５℃であつた。このように、二水石膏と炭酸カ
ルシウムを併用しても、本発明の範囲外では、充分な防
火性はＯ得られない。比較例４ 二水石膏粉体の量を２５．５部、炭酸カルシウム粉体の
量を（１）部としたほかは実施例１と同じ条件で発泡成
形物をつくり、厚さ１２．０？比重０．２９０Ｊ／ＣＴ
Ｉの発泡成形物を得た。

該試料について前述の加熱試験を実施した所、裏面温度
は３０３℃であつた。このように二水石こうの量が少な
すぎ、炭酸カルシウムの量が多すぎるような本発明の範
囲外では二水石こう粉体及び炭酸カルシウム粉体を使用
しても、充分な防火性能は発現しない。実施例３ 排煙脱硫工程より副生した二水石膏を乾燥後１６メッシ
ュの篩に通し、この二水石膏４１．８部、重質炭酸カル
シウム田東粉化ＮＳ＃１００）３７．７部及び無機質系
軽量シリカアルミナ系マイクａｌ〈ルーン（キューセル
＃２００、フイラデルフイヤクオーツ社製）８．４部、
無機質短繊維としてロックウール（新日東製鉄化学製エ
スフアイバー）６．３部、バインダー成分として酢酸ビ
ニルーエチｌ・ン共重合体エマルジョン（クラレ製パン
フレックス０Ｍ一７０００）を純分で５．８部用いその
他に気泡連行剤、増粘剤、発泡剤、架橋剤、有機短繊維
を少量添加し、充分混合後高速攪拌して発泡させた比重
０．４５ｙ／ｄのスラリーを離型性の優れた基体シート
上！看こクリアランス１２．７？ｍでドクターブレード
により塗工流延し、不織布を複合し次に１２０℃の乾燥
器中で１時間４０分乾燥して、厚さ１２．２Ｔｆｎ１比
重０．２９０ｙ／ｄのボード状物を得た。

該試料について、加熱試験を行なつた所、裏面最高温度
は２２５℃であつた。実施例４ シリカアルミナ系マイクロバルーンの代わりに球状パー
ライト（東邦パーライト製）８．４部を用いた以外は実
施例３と同様にして厚さ１２．０ＷＲ１比重０．２９３
ｙ／ａｌのボード状物を得た。

得られた試料について加熱試験を行なつたところ、裏面
最高温度は２３０゜Ｃであつた。また、実施例３及び４
で得られた発泡成形物の圧縮強度は、実施例１で得られ
たものに比して優れていた。以上の結果をまとめて表１
に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３０〜５５重量％の二水石膏粉体、２５〜５０重量
   ％の炭酸カルシウム粉体、４〜１３重量％の無機質短繊
   維および４〜１０重量％のバインダーより構成され、比
   重０．６以下に発泡された無機質主体の発泡成形物。 ２ ３０〜５５重量％の二水石膏粉体、２５〜５０重量
   ％の炭酸カルシウム粉体、４〜１３重量％の無機質短繊
   維、２〜２０重量％の無機質系軽量微小球体および４〜
   １０重量％のバインダーより構成され、比重０．６以下
   に発泡された無機質主体の発泡成形物。