不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法
【課題】不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法において、金属Ｓｉと珪酸塩を用いた製造方法を提供する。
【解決手段】所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩を、所定の配合比率にて混合してなる断熱材の製造方法からなり、前記Ａｌ粉は、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状である。また、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなる耐火煉瓦の製造方法。
【解決手段】所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩を、所定の配合比率にて混合してなる断熱材の製造方法からなり、前記Ａｌ粉は、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状である。また、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなる耐火煉瓦の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、とくに建築材料、焼却炉などに使用される耐火、断熱材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、珪素粉末と、珪酸塩水溶液（所謂水ガラス）を使用した不燃物若しくは断熱材の製造技術が多数提案されている。水ガラスは古くからガラス、陶磁器などの接着剤、或いは耐火塗料のバインダー成分として利用されており、常温でも硬化し、また硬化後の被膜は耐熱性を有することから建築材料としての利用が期待されている。
【０００３】
例えば、珪素粉末叉は珪素を含有する合金粉末、孔質構造を有する無機質粉末及び水ガラスからなる混合物を圧縮してなる不燃物の製造方法がある（特許文献１参照。）。また無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩との混合物に発泡剤を添加、発泡、硬化させて無機質発泡体を製造する方法もある（特許文献２参照。）。そして、水溶性ケイ酸塩と、有機物として水親和性ポリイソシアネートとを水を溶媒または分散媒としたバインダー組成物およびこれを使用する不燃性成形体もあった（特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭４９−６０１５号公報
【特許文献２】特開平１１−４９５５５号公報
【特許文献３】特開２００１−１９７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１及び２に提案されている技術は、珪素と無機質粉末と珪酸塩とを混合して発泡硬化させるものであり、建材用の断熱材として有用なものであるが、焼却炉に使用される耐火煉瓦などの使用には、適さないものであった。また、特許文献３に記載の技術によって、有機溶剤を使用せずに安価な可撓性を有する不燃性成形体が製造できるが、本願発明の木材などの廃棄物を有効活用するものではない。
【０００６】
上記の問題点に鑑み本発明者らは、一般家屋、マンションにおける建築材料や、焼却炉などに広く使用されている耐火、断熱材を、簡単な処理で、且つ安価に製造できる方法を提供する。また、木材や竹などの廃棄物の有効活用が可能な技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明の不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法は、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合してなることを第一の特徴とする。
【０００８】
また、前記Ａｌ粉は、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状であることを第二の特徴とする。
【０００９】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなることを第三の特徴とする。
【００１０】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、木材若しくは竹材からなる有機物繊維と、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、珪酸塩とを所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなることを第四の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法によれば、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状のＡｌ片と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合して形成したため、常温、常圧下で発泡させることによって、高い耐熱性と断熱性を有する不燃物若しくは断熱材が得られるという効果を有する。
【００１２】
また、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧して形成するため、高温で焼成する工程を必要とせずに、高い耐熱性と断熱性を有する耐火煉瓦が作成できるという効果を有する。
【００１３】
しかも、木材若しくは竹材からなる有機物繊維と、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、珪酸塩とを所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧して形成するため、木材や竹などの廃棄物の有効活用が可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法に使用される金属Ｓｉとしては、３ｍｍアンダーの粒状のものが使用される。この金属Ｓｉに対してＡｌ片（２ｍｍ角、０．１ｍｍ厚の鋸屑状）を加えて攪拌し、さらに珪酸塩水溶液を加えよく攪拌を行なう。この際Ａｌ片の量は、金属Ｓｉに対して重量比で１０〜１８％であることが望ましい。
【００１５】
上記に使用する珪酸塩溶液は、市販のメタ珪酸塩溶液などが使用できるが、金属Ｓｉの微粉末にＮａＯＨを加え、さらに水を加えて作成した珪酸塩溶液に、この珪酸塩溶液に含まれる金属Ｓｉの重量の７％のＡｌ粉末を加えた液も使用される。
【００１６】
珪酸塩溶液の濃度としては、少なくとも２５％が望ましく、また添加する珪酸塩溶液の量は金属Ｓｉに対して重量比で３０〜６０％が望ましい。
【００１７】
上記構成の配合後約３０分で発泡して、高い耐熱性を持つ断熱材が形成される。尚、この断熱材の発泡倍率（若しくは体積）は、珪酸塩溶液の添加量によって容易に調節することが可能となる。
【００１８】
次に、Ａｌ片に替えてＡｌ粉を使う場合は、金属Ｓｉに対して重量比で５〜１８％のＡｌ粉を加えて、攪拌を行い、さらに珪酸塩溶液を加えて所定の型枠に投入して加圧する。この際、添加する珪酸塩溶液の量は金属Ｓｉに対して重量比１０％が望ましい。
【００１９】
上記構成の配合後加圧すると、約３０分で発熱して水分が抜け、伸縮のない高い耐火温度の耐火煉瓦が得られる。
【００２０】
さらに、木材若しくは竹材からなる有機物繊維を使用して不燃ボードを作ることもできる。まず、繊維状に粉砕した木材若しくは竹材を準備する。この繊維状の木材若しくは竹材に対して重量比で３０％の珪酸塩溶液を加え攪拌を行い、次いで、木材若しくは竹材からなる有機物繊維の重量に対して同量の金属Ｓｉの粉末を加え、十分攪拌を行なって加圧する。この際、有機物繊維と珪酸塩溶液と金属Ｓｉの粉末とを適宜の型枠に投入して加圧することも可能である。
【００２１】
上記構成の配合および加圧後、約３時間で固化し不燃物（ボード）となる。
【実施例】
【００２２】
（発泡処理）
Ａ、金属Ｓｉ（３ｍｍアンダー）に、Ａｌ片（２ｍｍ角、０．１ｍｍ厚）を金属Ｓｉの重量比１５％加えて、良く攪拌を行なう。
Ｂ、２５％珪酸溶液を、金属Ｓｉの重量比６０％を加えて良く攪拌を行ない、約３０分放置する。
上記の発泡処理によって２．５倍の体積の断熱材が得られた。
（耐火テスト）
上記の発泡処理によって得られ断熱材を、焼却テスト炉に設置して耐火テストを行なった。
（結果）
加熱温度約１、６４０℃の条件でも、溶解することがなかった。また、この断熱材は厚み１０ｃｍの場合、加熱側と反対面での表面温度は約３００℃であり、極めて断熱性が高いものであった。
【００２３】
（耐火煉瓦の作成）
Ａ、金属Ｓｉ（３ｍｍアンダー）に、Ａｌ粉を金属Ｓｉの重量比５％加えて、良く攪拌を行なう。
Ｂ、２５％珪酸溶液を、金属Ｓｉの重量比１０％を加えて良く攪拌を行ない、型に入れてプレス（１０ｔ）を行なう。
プレス後、約３０分で発熱を生じ、水分が抜け耐火煉瓦が得られた。
（耐火テスト）
上記の発泡処理によって得られた耐火煉瓦材を、アセチレンバーナー２本を使用して耐火テストを行なった。
（結果）
加熱温度約２、２００℃の条件でも、耐火煉瓦に割れを生じることがなく、高い耐火性が得られることが判った。また、この耐火煉瓦は伸縮がなく高い寸法安定性をもつものであった。
【００２４】
（不燃ボードの作成）
Ａ、乾燥させた竹材繊維に対して、この繊維の重量比３０％の珪酸塩溶液を加えて良く攪拌を行い、繊維に珪酸塩を馴染ませる。
Ｂ、竹材繊維と同重量の金属Ｓｉを加えて良く攪拌を行ない、型に入れて珪酸塩溶液が滲み出ない程度プレスを行なう。
プレス後、約３時間で固化し、有機物繊維を使用した不燃ボードが得られた。
（耐火テスト）
上記の処理によって得られた１ｃｍ厚の不燃ボードを、バーナーを使用して耐火テストを行なった。
（結果）
バーナーによる１、０００℃〜１、２００℃の加熱によって、約５分でボードに孔が開いた。また、バーナーによる加熱を止めるとすぐに火が消えた。すなわち高い耐火性と断熱性を持つボードが得られる。
【００２５】
以上の構成からなる本発明の不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法によれば、金属Ｓｉと、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状のＡｌ片と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合して形成したため、常温、常圧下で発泡させることによって、高い耐熱性と断熱性が得られる。さらに、木材若しくは竹材からなる有機物繊維と、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、珪酸塩とを所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧して形成するため、木材や竹などの廃棄物の有効活用が可能となる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、とくに建築材料、焼却炉などに使用される耐火、断熱材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、珪素粉末と、珪酸塩水溶液（所謂水ガラス）を使用した不燃物若しくは断熱材の製造技術が多数提案されている。水ガラスは古くからガラス、陶磁器などの接着剤、或いは耐火塗料のバインダー成分として利用されており、常温でも硬化し、また硬化後の被膜は耐熱性を有することから建築材料としての利用が期待されている。
【０００３】
例えば、珪素粉末叉は珪素を含有する合金粉末、孔質構造を有する無機質粉末及び水ガラスからなる混合物を圧縮してなる不燃物の製造方法がある（特許文献１参照。）。また無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩との混合物に発泡剤を添加、発泡、硬化させて無機質発泡体を製造する方法もある（特許文献２参照。）。そして、水溶性ケイ酸塩と、有機物として水親和性ポリイソシアネートとを水を溶媒または分散媒としたバインダー組成物およびこれを使用する不燃性成形体もあった（特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭４９−６０１５号公報
【特許文献２】特開平１１−４９５５５号公報
【特許文献３】特開２００１−１９７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１及び２に提案されている技術は、珪素と無機質粉末と珪酸塩とを混合して発泡硬化させるものであり、建材用の断熱材として有用なものであるが、焼却炉に使用される耐火煉瓦などの使用には、適さないものであった。また、特許文献３に記載の技術によって、有機溶剤を使用せずに安価な可撓性を有する不燃性成形体が製造できるが、本願発明の木材などの廃棄物を有効活用するものではない。
【０００６】
上記の問題点に鑑み本発明者らは、一般家屋、マンションにおける建築材料や、焼却炉などに広く使用されている耐火、断熱材を、簡単な処理で、且つ安価に製造できる方法を提供する。また、木材や竹などの廃棄物の有効活用が可能な技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明の不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法は、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合してなることを第一の特徴とする。
【０００８】
また、前記Ａｌ粉は、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状であることを第二の特徴とする。
【０００９】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなることを第三の特徴とする。
【００１０】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、木材若しくは竹材からなる有機物繊維と、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、珪酸塩とを所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなることを第四の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法によれば、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状のＡｌ片と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合して形成したため、常温、常圧下で発泡させることによって、高い耐熱性と断熱性を有する不燃物若しくは断熱材が得られるという効果を有する。
【００１２】
また、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧して形成するため、高温で焼成する工程を必要とせずに、高い耐熱性と断熱性を有する耐火煉瓦が作成できるという効果を有する。
【００１３】
しかも、木材若しくは竹材からなる有機物繊維と、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、珪酸塩とを所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧して形成するため、木材や竹などの廃棄物の有効活用が可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法に使用される金属Ｓｉとしては、３ｍｍアンダーの粒状のものが使用される。この金属Ｓｉに対してＡｌ片（２ｍｍ角、０．１ｍｍ厚の鋸屑状）を加えて攪拌し、さらに珪酸塩水溶液を加えよく攪拌を行なう。この際Ａｌ片の量は、金属Ｓｉに対して重量比で１０〜１８％であることが望ましい。
【００１５】
上記に使用する珪酸塩溶液は、市販のメタ珪酸塩溶液などが使用できるが、金属Ｓｉの微粉末にＮａＯＨを加え、さらに水を加えて作成した珪酸塩溶液に、この珪酸塩溶液に含まれる金属Ｓｉの重量の７％のＡｌ粉末を加えた液も使用される。
【００１６】
珪酸塩溶液の濃度としては、少なくとも２５％が望ましく、また添加する珪酸塩溶液の量は金属Ｓｉに対して重量比で３０〜６０％が望ましい。
【００１７】
上記構成の配合後約３０分で発泡して、高い耐熱性を持つ断熱材が形成される。尚、この断熱材の発泡倍率（若しくは体積）は、珪酸塩溶液の添加量によって容易に調節することが可能となる。
【００１８】
次に、Ａｌ片に替えてＡｌ粉を使う場合は、金属Ｓｉに対して重量比で５〜１８％のＡｌ粉を加えて、攪拌を行い、さらに珪酸塩溶液を加えて所定の型枠に投入して加圧する。この際、添加する珪酸塩溶液の量は金属Ｓｉに対して重量比１０％が望ましい。
【００１９】
上記構成の配合後加圧すると、約３０分で発熱して水分が抜け、伸縮のない高い耐火温度の耐火煉瓦が得られる。
【００２０】
さらに、木材若しくは竹材からなる有機物繊維を使用して不燃ボードを作ることもできる。まず、繊維状に粉砕した木材若しくは竹材を準備する。この繊維状の木材若しくは竹材に対して重量比で３０％の珪酸塩溶液を加え攪拌を行い、次いで、木材若しくは竹材からなる有機物繊維の重量に対して同量の金属Ｓｉの粉末を加え、十分攪拌を行なって加圧する。この際、有機物繊維と珪酸塩溶液と金属Ｓｉの粉末とを適宜の型枠に投入して加圧することも可能である。
【００２１】
上記構成の配合および加圧後、約３時間で固化し不燃物（ボード）となる。
【実施例】
【００２２】
（発泡処理）
Ａ、金属Ｓｉ（３ｍｍアンダー）に、Ａｌ片（２ｍｍ角、０．１ｍｍ厚）を金属Ｓｉの重量比１５％加えて、良く攪拌を行なう。
Ｂ、２５％珪酸溶液を、金属Ｓｉの重量比６０％を加えて良く攪拌を行ない、約３０分放置する。
上記の発泡処理によって２．５倍の体積の断熱材が得られた。
（耐火テスト）
上記の発泡処理によって得られ断熱材を、焼却テスト炉に設置して耐火テストを行なった。
（結果）
加熱温度約１、６４０℃の条件でも、溶解することがなかった。また、この断熱材は厚み１０ｃｍの場合、加熱側と反対面での表面温度は約３００℃であり、極めて断熱性が高いものであった。
【００２３】
（耐火煉瓦の作成）
Ａ、金属Ｓｉ（３ｍｍアンダー）に、Ａｌ粉を金属Ｓｉの重量比５％加えて、良く攪拌を行なう。
Ｂ、２５％珪酸溶液を、金属Ｓｉの重量比１０％を加えて良く攪拌を行ない、型に入れてプレス（１０ｔ）を行なう。
プレス後、約３０分で発熱を生じ、水分が抜け耐火煉瓦が得られた。
（耐火テスト）
上記の発泡処理によって得られた耐火煉瓦材を、アセチレンバーナー２本を使用して耐火テストを行なった。
（結果）
加熱温度約２、２００℃の条件でも、耐火煉瓦に割れを生じることがなく、高い耐火性が得られることが判った。また、この耐火煉瓦は伸縮がなく高い寸法安定性をもつものであった。
【００２４】
（不燃ボードの作成）
Ａ、乾燥させた竹材繊維に対して、この繊維の重量比３０％の珪酸塩溶液を加えて良く攪拌を行い、繊維に珪酸塩を馴染ませる。
Ｂ、竹材繊維と同重量の金属Ｓｉを加えて良く攪拌を行ない、型に入れて珪酸塩溶液が滲み出ない程度プレスを行なう。
プレス後、約３時間で固化し、有機物繊維を使用した不燃ボードが得られた。
（耐火テスト）
上記の処理によって得られた１ｃｍ厚の不燃ボードを、バーナーを使用して耐火テストを行なった。
（結果）
バーナーによる１、０００℃〜１、２００℃の加熱によって、約５分でボードに孔が開いた。また、バーナーによる加熱を止めるとすぐに火が消えた。すなわち高い耐火性と断熱性を持つボードが得られる。
【００２５】
以上の構成からなる本発明の不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法によれば、金属Ｓｉと、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状のＡｌ片と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合して形成したため、常温、常圧下で発泡させることによって、高い耐熱性と断熱性が得られる。さらに、木材若しくは竹材からなる有機物繊維と、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、珪酸塩とを所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧して形成するため、木材や竹などの廃棄物の有効活用が可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ片と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合してなる断熱材の製造方法。
【請求項２】
前記Ａｌ片は、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材の製造方法。
【請求項３】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなる耐火煉瓦の製造方法。
【請求項４】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、木材若しくは竹材からなる有機物繊維と、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなる断熱ボードの製造方法。
【請求項１】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ片と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合してなる断熱材の製造方法。
【請求項２】
前記Ａｌ片は、少なくとも２ｍｍ角、且つ０．１ｍｍ厚の鋸屑状であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材の製造方法。
【請求項３】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、Ａｌ粉と、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなる耐火煉瓦の製造方法。
【請求項４】
不燃物、断熱材、若しくは耐火物の製造方法であって、木材若しくは竹材からなる有機物繊維と、所定の粒状性を有する金属Ｓｉと、珪酸塩とを、所定の配合比率にて混合し、型枠に投入し、加圧してなる断熱ボードの製造方法。
【公開番号】特開２０１２−７６９６９（Ｐ２０１２−７６９６９Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２５３０１（Ｐ２０１０−２２５３０１）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（５９８００５８１２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（５９８００５８１２）
【Ｆターム（参考）】
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