断熱材
【課題】 約１０００度以上の環境で使用可能な断熱材を提供することを目的とする。
【解決手段】 少なくとも発泡体から構成される基礎材１１０に、アルミナセメントが塗布された断熱材１００である。この断熱材１００においては、塗布されたアルミナセメントが、基礎材１１０の表面で固結して薄いアルミナセメント層１２０を形成しているのみならず、基礎材１１０の微孔にまで浸透して固結し、浸透層１３０を形成する。
【解決手段】 少なくとも発泡体から構成される基礎材１１０に、アルミナセメントが塗布された断熱材１００である。この断熱材１００においては、塗布されたアルミナセメントが、基礎材１１０の表面で固結して薄いアルミナセメント層１２０を形成しているのみならず、基礎材１１０の微孔にまで浸透して固結し、浸透層１３０を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音性、遮音性、断熱性、耐火性等の目的で容器や建築物の床、壁、天井、容器等に使用する断熱材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、次のような断熱材が提案された。すなわち、たとえば粉砕したざくろ石とバインダを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡成形させた断熱材である（特許文献１参照）。この従来の断熱材はざくろ石を使用しているが、ざくろ石を焼成したものは断熱性にすぐれ、表面にガスバーナの炎を近づけたままその反対側に手で触れても熱くないほどであるし、また保水性がなく水分を透過させるので結露やかびの発生がない。また、ざくろ石は製造や廃棄の際の加熱において有害成分を発生することがない。また、ざくろ石を焼成したものは加工性がよく、通常のカッタナイフで容易に切断することができる。したがって、この従来の断熱材によれば、安価で断熱性、耐火性、吸音性にもすぐれ、建築物や容器等の耐火性能や安全性、居住性を向上させることができる。また、この従来の断熱材は、空隙が大きく通気性に優れているため、フィルタとして使用したり、あるいは反応塔における触媒の担体としたり、薬剤を染み込ませてかびの発生を防止するなど、さまざまな利用法も考えられる。
【特許文献１】特開２００４−６９０６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ざくろ石は約１０００度で焼成するため、この焼成温度以上の環境に耐え得る断熱材を製造するためには、上記した従来の断熱材に新たな改良を加える必要がある。
そこで、本発明は、約１０００度以上の環境で使用可能な断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、上記した課題は、次の手段により解決される。
【０００５】
第１の発明は、少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが塗布されていることを特徴とする断熱材である。
ここで、アルミナセメントは、約２０００度で焼成する。したがって、従来は、発泡体を含む基礎材の表面にアルミナセメント層を「厚く」設ければ、断熱材を約１０００度以上の環境でも使用できるのではないかと考えられていた。他方で、従来は、発泡体を含む基礎材にアルミナセメントを「塗布」しただけでは、基礎材の表面にアルミナセメント層が「薄く」設けられるに過ぎないため、いかにアルミナセメントの焼成温度が約２０００度であっても、この断熱材を約１０００度以上の環境で使用すると、断熱材の周囲の温度が基礎材を構成する発泡体に伝達し、発泡体が焼成して、基礎材が変形などしてしまうと考えられていた。
しかしながら、第１の発明は、少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが塗布されている場合であっても、約１０００度以上の環境で使用できることを提案するものである。その原理は、仮説として、次のように説明される。
すなわち、少なくとも発泡体から構成される基礎材は、多孔質であるため、多くの微孔を備えている。したがって、基礎材にアルミナセメントを塗布した場合、塗布されたアルミナセメントは、基礎材の表面で固結するのみならず、基礎材の微孔にまで浸透して、固結する。よって、約１０００度以上の環境で使用した場合に、断熱材の周囲の温度が基礎材に伝達されたとしても、基礎材中の微孔で固結しているアルミナセメントによって、基礎材の変形は抑制される。また、アルミナセメントは、基礎材の表面だけではなく、微孔にまで浸透して固結しているため、厚みは薄いものの、ひび割れることなどがない。
したがって、第１の発明に係る断熱材は、約１０００度以上の環境で使用可能である。また、第１の発明に係る断熱材は、そのアルミナセメント層が薄いため、軽量で、使い勝手がよい。
【０００６】
ここで、基礎材は、少なくとも発泡体から構成されていれば足り、発泡体をバインダで固めたものや、所定の形状に切り出された発泡体などが基礎材に含まれる。
また、発泡体とは、発泡して多孔質となっている部材をいい、たとえば、発泡可能石を焼成して発泡させ多孔質としたものなどが含まれる。なお、発泡可能石とは、たとえば、黒曜石や真珠岩やざくろ石などをいう。ここで、ざくろ石は二価の金属と三価の金属とを含む珪酸塩鉱物の総称で、硬度が高いため研削・研磨材として使用される他、透明の美しい結晶はガーネットと呼ばれ、宝石として賞用される。
【０００７】
上記構成において、基礎材は、粉砕した発泡可能石とバインダとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、基礎材の成形に際して、発泡可能石を型枠内で発泡して発泡体とすることができるため、成形と発泡とを同一工程で行うことができる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。
また、上記構成において、基礎材は、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたものとバインダとを混合して型枠内に充填し、高温加熱により圧縮、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、高温加熱で圧縮すれば、成形可能となる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、「粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの」には、パーライトなどが含まれる。
また、上記構成において、基礎材は、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたものとバインダとを混合して型枠内に充填し、低温加熱により乾燥、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、低温加熱で乾燥させれば、成形可能となる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、「粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの」には、パーライトなどが含まれる。
また、上記構成において、基礎材は、所定の形状に切り出した発泡可能石を焼成し発泡したものであることが好ましい。このようにすれば、バインダを用いて成形しなくとも、発泡体から構成される基礎材を得ることができる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。
【０００８】
第２の本発明は、少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが含まれていることを特徴とする断熱材である。
第２の発明に係る断熱材によれば、基礎材のなかでアルミナセメントが固結しているため、約１０００度以上の環境で使用した場合に断熱材の周囲の温度が基礎材に伝達されたとしても、基礎材中で固結しているアルミナセメントによって、基礎材の変形は抑制される。
【０００９】
ここで、基礎材は、少なくとも発泡体から構成されていれば足り、発泡体をバインダで固めたものなどが基礎材に含まれる。
また、発泡体とは、発泡して多孔質となっている部材をいい、たとえば、発泡可能石を焼成して発泡させ多孔質としたものなどが含まれる。なお、発泡可能石とは、たとえば、黒曜石や真珠岩やざくろ石などをいう。ここで、ざくろ石は二価の金属と三価の金属とを含む珪酸塩鉱物の総称で、硬度が高いため研削・研磨材として使用される他、透明の美しい結晶はガーネットと呼ばれ、宝石として賞用される。
【００１０】
上記構成において、断熱材は、粉砕した発泡可能石とバインダとアルミナセメントとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、断熱材の成形に際して、発泡可能石を型枠内で発泡して発泡体とすることができるため、成形と発泡とを同一工程で行うことができる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。
また、上記構成において、断熱材は、粉砕した発泡石を焼成して発泡させたものとバインダとアルミナセメントとを混合して型枠内に充填し、高温加熱により圧縮、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、高温加熱で圧縮すれば、成形可能となる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、「粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの」には、パーライトなどが含まれる。
また、上記構成において、断熱材は、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたものとバインダとアルミナセメントとを混合して型枠内に充填し、低温加熱により乾燥、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、低温加熱で乾燥させれば、成形可能となる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、「粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの」には、パーライトなどが含まれる。
【００１１】
第３の発明は、上記第１の発明及び第２の発明の構成において、前記アルミナセメントの組成は、Ａｌ２Ｏ３が９５〜９６％、ＳｉＯ２が２〜３％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０５〜０．０８％である、ことを特徴とする断熱材である。このようにすれば、断熱材の色を良好な白とすることができる。
【００１２】
上記第１の発明及び第２の発明において、発泡体をバインダで固める場合には、このバインダに、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムを主体とする無機バインダを用いることが好ましい。このようにすれば、発泡体を良好に固めることができる。なお、第１の発明及び第２の発明においては、バインダに、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムのいずれか一方を有する無機バインダを用いることもできる。
さらに、発泡体を固めるバインダとしては、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ、ＮａＯＨ）を有する無機バインダを用いることが好ましく、特に、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ、ＮａＯＨ）を主体とする無機バインダを用いることが望ましい。粉砕した発泡可能石とバインダとを混合して焼成する場合、あるいは粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたものとバインダとを混合して高温加熱により圧縮または低温加熱により乾燥する場合には、たとえ型を用いて成形したとしても、基礎材の反りが大きくなってしまう場合がある。しかしながら、上記のようにすれば、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムを主体とする無機バインダを用いる場合と比較して、基礎材の反りが小さくなり、基礎材の成形を良好に行うことができるようになる。
【００１３】
なお、上記第１の発明及び第２の発明に係る断熱材は、その形状が板状、管状、または容器状であることが好ましい。このようにすれば、約１０００度以上の環境で使用可能な断熱材を、より取り扱い易くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、約１０００度以上の環境で使用可能な断熱材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、第１の実施の形態に係る断熱材１００の概略を示す図であり、図１（ａ）は断熱材１００の斜視概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ断面の概略を示す図である。
図１に示すように、第１の実施の形態に係る断熱材１００は、少なくとも発泡体から構成される基礎材１１０に、アルミナセメントが塗布されている。この第１の実施の形態においては、塗布されたアルミナセメントが、基礎材１１０の表面で固結して薄いアルミナセメント層１２０を形成しているのみならず、基礎材１１０の微孔にまで浸透して固結し、浸透層１３０を形成する。このため、第１の実施の形態に係る断熱材１００は、約１０００度以上の環境で使用して、断熱材１００の周囲の温度が基礎材１１０に伝達されたとしても、焼成温度が約２０００度のアルミナセメントが浸透している浸透層１３０によって、基礎材１１０の変形は抑制される。また、第１の実施の形態に係る断熱材１００は、アルミナセメント層１２０のみならず、アルミナセメントが基礎材１１０の微孔に浸透して形成された浸透層１３０を備えているため、アルミナセメント層１２０は、その厚みは薄いものの、ひび割れることなどがない。また、第１の実施の形態に係る断熱材は、そのアルミナセメント層１２０が薄いため、軽量で、使い勝手がよい。
なお、ここで基礎材１１０は、少なくとも発泡体から構成されていれば足り、発泡体をバインダで固めたものや、所定の形状に切り出された発泡体などが基礎材に含まれる。
また、発泡体とは、発泡して多孔質となっている部材をいい、たとえば、発泡可能石を焼成して発泡させ多孔質としたものなどが含まれる。なお、発泡可能石とは、たとえば、黒曜石や真珠岩やざくろ石などをいう。ここで、ざくろ石は二価の金属と三価の金属とを含む珪酸塩鉱物の総称で、硬度が高いため研削・研磨材として使用される他、透明の美しい結晶はガーネットと呼ばれ、宝石として賞用される。
【００１７】
図２は、第１の実施の形態に係る断熱材１００の製造方法の概略を示す図である。
図２に示すように、第１の実施の形態に係る断熱材１００は、基礎材１１０を用意して（図２（ａ））、この用意した基礎材１１０にハケ３００などを用いてアルミナセメントを塗布し（図２（ｂ））、この塗布したアルミナセメントを乾燥させる（図２（ｃ））。このようにすれば、塗布されたアルミナセメントが基礎材１１０の表面で固結して薄いアルミナセメント層１２０が形成されるとともに、基礎材１１０の微孔にまでアルミナセメントが浸透して固結し、浸透層１３０が形成される。アルミナセメントの塗布は、たとえば、アルミナセメント粉末に水を加えて撹拌したものを、基礎材に塗布することにより行うことが好ましい。ここで、アルミナセメント粉末に対して加える水の量を、アルミナセメント粉末の重量に対して約５〜１５％とすれば、浸透層１３０におけるアルミナセメントの耐熱性や耐火性などの機能を損なうことなく、アルミナセメントを基礎材１１０の微孔に良好に浸透させることができる。また、アルミナセメントの基礎材１１０への塗布は、少なくとも１回以上であれば足りるが、２回以上塗布すれば、アルミナセメントが基礎材１１０の微孔に十分に浸透し、好ましい。また、アルミナセメントが塗布された基礎材１１０の乾燥は、自然乾燥でも足りるが、８０℃までの温度で行うことが好ましい。
【００１８】
図３は、第１の実施の形態において、基礎材１１０の製造方法の概略を示す図である。
図３（ａ）は基礎材１１０の製造方法の第１の例を示し、図３（ｂ）は基礎材１１０の製造方法の第２の例を示し、図３（ｃ）は基礎材１１０の製造方法の第３の例を示す。
まず、第１の例について説明する。図３（ａ）に示すように、第１の例では、４００は焼成がま、４１０は棚板、４２０は型枠、４３０は矢印に示すようにこれにかぶせる天板を用いる。型枠４２０内には、粉砕した発泡可能石１４０とバインダ１５０とが混合して充填されている。このような焼成がま４００を用いて、バインダ１５０と混合された発泡可能石１４０を焼成して発泡、成形させれば、基礎材１１０の成形に際して、発泡可能石１４０を型枠４２０内で発泡して発泡体とすることができ、成形と発泡とを同一工程で行うことができる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、必要に応じて天板４３０に重石を載せることも効果的である。
次に、第２の例について説明する。図３（ｂ）に示すように、第２の例では、型枠４２０内に、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０とバインダ１５０とを混合して型枠内に充填し、天板４３０を載せる。天板４３０は型枠４２０内を下降できる形状としてあるが、所定の高さ以下には下がらないよう、ストッパ４４０が挿入してある。粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０を用いているので、発泡は済んでおり、焼成温度で加熱する必要はないが、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０が軟化し、割れずに圧縮成形可能となる程度の高温、例えば８００〜１２００℃に高温加熱し、天板４３０の重量により、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０を圧縮して型枠４２０の内面形状に成形する。焼成後の厚みは天板４３０を支えるストッパ４４０の高さにより任意に設定可能である。なお、型枠４２０は、これを例えば石材を加工して作ることにより、高温で変形したり融着したりしないようにすることができる。この第２の例によれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、高温加熱で圧縮すれば、成形可能となる。また、焼成して発泡させる場合に比べて加熱温度の均一性に対する条件が多少ゆるやかなので、大寸法のものも問題なく製造できる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、天板４３０の重量によって圧縮を行う代わりに、ホットプレス等で直接圧縮してもよい。なお、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０としては、「パーライト」などを用いることができる。
次に、第３の例について説明する。図３（ｃ）に示すように、第３の例では、上枠５１０、下枠５２０はスペーサ５４０によって所定の間隔に保持された２枚重ねの型枠で、その中間に、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０とバインダ１５０とが混合してが充填される。上枠５１０、下枠５２０はいずれも多数の孔を設けた、例えばパンチメタルと呼ばれる金属板で作られており、支持材５５０で複数段重ねて支持され、型枠の中間に温風ダクト５３０から温風が吹き込まれる。温風は型枠の孔から型枠内に侵入してバインダを乾燥させ、内容物を型枠の形状に成形する。したがって温風は常温からせいぜい３００℃程度の温度でよい。温風の温度が高ければ処理時間が短縮されることはいうまでもない。乾燥の前工程として別途水切り処理を行うことが好ましい。図３（ｂ）で示した第２の例と同様に、大寸法のものの製造に好適であるが、型枠の中だれを防止するために適宜中間位置に補助支持材５５０を使用することが好ましい。この第３の例によれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、低温加熱で乾燥させれば、成形可能となる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０としては、「パーライト」などを用いることができる。
なお、図示しないが、第４の例として、発泡可能石を所定の形状に切り出して基礎材とすることもできる。このようにして製造された基礎材の微孔にも、アルミナセメントは好適に浸透する。
【００１９】
図４は、第２の実施の形態に係る断熱材２００の概略を示す図であり、図４（ａ）は断熱材２００の斜視概略図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ断面の概略を示す図である。
図４に示すように、第２の実施の形態に係る断熱材２００は、少なくとも発泡体から構成される基礎材２１０に、アルミナセメント２２０が含まれている。この第２の実施の形態に係る断熱材２００によれば、基礎材２１０の中でアルミナセメント２２０が固結しているため、約１０００度以上の環境で使用した場合に、断熱材２００の周囲の温度が基礎材２１０に伝達されたとしても、基礎材２１０中で固結している焼成温度が約２０００度のアルミナセメント２２０によって、基礎材２１０の変形は抑制される。また、第２の実施の形態に係る断熱材２００は、アルミナセメント層を基礎材の表面に厚く形成しなくてもよいため、軽量で、使い勝手がよい。
なお、ここで基礎材２１０は、少なくとも発泡体から構成されていれば足り、発泡体をバインダで固めたものなどが基礎材に含まれる。
また、発泡体とは、発泡して多孔質となっている部材をいい、たとえば、発泡可能石を焼成して発泡させ多孔質としたものなどが含まれる。なお、発泡可能石とは、たとえば、黒曜石や真珠岩やざくろ石などをいう。ここで、ざくろ石は二価の金属と三価の金属とを含む珪酸塩鉱物の総称で、硬度が高いため研削・研磨材として使用される他、透明の美しい結晶はガーネットと呼ばれ、宝石として賞用される。
【００２０】
図５は、第２の実施の形態に係る断熱材２００の製造方法の概略を示す図である。
以下、図５（ａ）は断熱材２００の製造方法の第１の例を示し、図５（ｂ）は断熱材２００の製造方法の第２の例を示し、図５（ｃ）は断熱材２００の製造方法の第３の例を示す。
まず、第１の例について説明する。図５（ａ）に示すように、第１の例では、４００は焼成がま、４１０は棚板、４２０は型枠、４３０は矢印に示すようにこれにかぶせる天板を用いる。型枠４２０内には、粉砕した発泡可能石２４０とバインダ２５０とアルミナセメント粉末２７０とが混合して充填されている。このような焼成がま４００を用いて、バインダ２５０及びアルミナセメント２７０が混合された発泡可能石２４０を焼成して発泡、成形させれば、発泡可能石２４０を型枠４２０内で発泡して発泡体とすることができ、成形と発泡とを同一工程で行うことができる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、必要に応じて天板４３０に重石を載せることも効果的である。
次に、第２の例について説明する。図５（ｂ）に示すように、第２の例では、型枠４２０内に、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０とバインダ２５０とアルミナセメント粉末２７０とを混合して型枠内に充填し、天板４３０を載せる。天板４３０は型枠４２０内を下降できる形状としてあるが、所定の高さ以下には下がらないよう、ストッパ４４０が挿入してある。粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０を用いているので、発泡は済んでおり、焼成温度で加熱する必要はないが、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０が軟化し、割れずに圧縮成形可能となる程度の高温、例えば８００〜１２００℃に高温加熱し、天板４３０の重量により、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０を圧縮して型枠４２０の内面形状に成形する。焼成後の厚みは天板４３０を支えるストッパ４４０の高さにより任意に設定可能である。なお、型枠４２０は、これを例えば石材を加工して作ることにより、高温で変形したり融着したりしないようにすることができる。この第２の例によれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、高温加熱で圧縮すれば、成形可能となる。また、焼成して発泡させる場合に比べて加熱温度の均一性に対する条件が多少ゆるやかなので、大寸法のものも問題なく製造できる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、天板４３０の重量によって圧縮を行う代わりに、ホットプレス等で直接圧縮してもよい。なお、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０としては、「パーライト」などを用いることができる。
次に、第３の例について説明する。図５（ｃ）に示すように、第３の例では、上枠５１０、下枠５２０はスペーサ５４０によって所定の間隔に保持された２枚重ねの型枠で、その中間に、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０とバインダ２５０とアルミナセメント粉末２７０とが混合されて充填される。上枠５１０、下枠５２０はいずれも多数の孔を設けた、例えばパンチメタルと呼ばれる金属板で作られており、支持材５５０で複数段重ねて支持され、型枠の中間に温風ダクト５３０から温風が吹き込まれる。温風は型枠の孔から型枠内に侵入してバインダを乾燥させ、内容物を型枠の形状に成形する。したがって温風は常温からせいぜい３００℃程度の温度でよい。温風の温度が高ければ処理時間が短縮されることはいうまでもない。乾燥の前工程として別途水切り処理を行うことが好ましい。図５（ｂ）で示した第２の例と同様に、大寸法のものの製造に好適であるが、型枠の中だれを防止するために適宜中間位置に補助支持材５５０を使用することが好ましい。この第３の例によれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、低温加熱で乾燥させれば、成形可能となる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０としては、「パーライト」などを用いることができる。
【００２１】
上記説明したアルミナセメントの組成は、特に限定されないが、たとえば、
（１）Ａｌ２Ｏ３が９８．５％、ＳｉＯ２が０．５〜０．８％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０２〜０．０５％であるもの、
（２）Ａｌ２Ｏ３が９５〜９６％、ＳｉＯ２が２〜３％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０５〜０．０８％であるもの、
（３）Ａｌ２Ｏ３が９３〜９４％、ＳｉＯ２が３〜４％、Ｆｅ２Ｏ３が０．５〜０．８％、ＣａＯが０．０５〜０．１％、ＭｇＯが０．１〜０．２％であるもの、
（４）Ａｌ２Ｏ３が９１〜９４％、ＳｉＯ２が０．８〜１．２％、ＣａＯが４〜５％であるもの、
（５）Ａｌ２Ｏ３が９０〜９２％、ＳｉＯ２が０．８〜１．２％、ＣａＯが４〜５％であるもの、
（６）Ａｌ２Ｏ３が８８〜９０％、ＳｉＯ２が７〜８％であるもの、
（７）Ａｌ２Ｏ３が８９〜９１％、ＳｉＯ２が６〜７％、Ｆｅ２Ｏ３が０．３〜０．５％であるもの、
（８）Ａｌ２Ｏ３が９７〜９８％、ＳｉＯ２が０．７〜０．９％であるもの、
（９）Ａｌ２Ｏ３が９９．４〜９９．８％、ＳｉＯ２が０．０５〜０．１％であるもの、
などを用いることが好ましい。
そして、特に、（２）Ａｌ２Ｏ３が９５〜９６％、ＳｉＯ２が２〜３％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０５〜０．０８％であるものを用いれば、断熱材の色を良好な白とすることができ、望ましい。
【００２２】
また、上記説明した形態において、発泡体をバインダ１５０（２５０）で固める場合には、このバインダ１５０（２５０）に、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムを主体とする無機バインダを用いることが好ましい。このようにすれば、発泡体を良好に固めることができる。なお、バインダ１５０（２５０）には、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムのいずれか一方を有する無機バインダを用いることもできる。
さらに、発泡体を固めるバインダ１５０（２５０）としては、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ、ＮａＯＨ）を有する無機バインダを用いることが好ましく、特に、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ、ＮａＯＨ）を主体とする無機バインダを用いることが望ましい。粉砕した発泡可能石１４０（２４０）とバインダ１５０（２５０）とを混合して焼成する場合、あるいは粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０（２６０）とバインダ１５０（２５０）とを混合して高温加熱により圧縮または低温加熱により乾燥する場合には、たとえ型を用いて成形したとしても、基礎材１１０（２１０）の反りが大きくなってしまう場合がある。しかしながら、上記のようにすれば、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムを主体とする無機バインダを用いる場合と比較して、基礎材１１０（２１０）の反りが小さくなり、基礎材１１０（２１０）の成形を良好に行うことができるようになる。
【００２３】
なお、上記説明した第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、断熱材の形状が板状である場合について説明したが、本発明において、断熱材の形状は特に限定されず、板状のほか、たとえば、管状、または容器状などとすることもできる。なお、容器状の断熱材は、断熱材による蓋を取り付けて重要品を火災から守る保存容器とすることができるが、別の用途として、発泡体に保水性がないことを利用して緑化用パネルやヴェランダに置くプランタ等に使用することもできる。
【００２４】
上記実施の形態に係る断熱材は、これを２枚の表面材の中間にはさむ複合パネルに用いることができる。このようにすれば、複合パネルの断熱性及び耐火性をより向上させることができる。
【００２５】
なお、本発明においては、アルミナセメントが塗布された基礎材をポケット内に充填されたマットを、２枚の表面材の中間に挿入して、複合パネルとすることもできる。このようにしても、複合パネルの断熱性及び耐火性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態に係る断熱材１００の概略を示す図であり、図１（ａ）は断熱材１００の斜視概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ断面の概略を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る断熱材１００の製造方法の概略を示す図である。
【図３】第１の実施の形態において、基礎材１１０の製造方法の概略を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係る断熱材２００の概略を示す図であり、図４（ａ）は断熱材２００の斜視概略図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ断面の概略を示す図である。
【図５】第２の実施の形態に係る断熱材２００の製造方法の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００・・・断熱材、１１０・・・基礎材、１２０・・・アルミナセメント層、１３０・・・浸透層、１４０・・・粉砕した発泡可能石、１５０・・・バインダ、１６０・・・粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの、２００・・・断熱材、２１０・・・基礎材、２２０・・・アルミナセメント、２４０・・・粉砕した発泡可能石、２５０・・・バインダ、２６０・・・粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの、２７０・・・アルミナセメント粉末、３００・・・ハケ、４００・・・焼成がま、４１０・・・棚板、４２０・・・型枠、４３０・・・天板、４４０・・・ストッパ、５１０・・・上枠、５２０・・・下枠、５３０・・・温風ダクト、５４０・・・スペーサ、５５０・・・補助支持材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音性、遮音性、断熱性、耐火性等の目的で容器や建築物の床、壁、天井、容器等に使用する断熱材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、次のような断熱材が提案された。すなわち、たとえば粉砕したざくろ石とバインダを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡成形させた断熱材である（特許文献１参照）。この従来の断熱材はざくろ石を使用しているが、ざくろ石を焼成したものは断熱性にすぐれ、表面にガスバーナの炎を近づけたままその反対側に手で触れても熱くないほどであるし、また保水性がなく水分を透過させるので結露やかびの発生がない。また、ざくろ石は製造や廃棄の際の加熱において有害成分を発生することがない。また、ざくろ石を焼成したものは加工性がよく、通常のカッタナイフで容易に切断することができる。したがって、この従来の断熱材によれば、安価で断熱性、耐火性、吸音性にもすぐれ、建築物や容器等の耐火性能や安全性、居住性を向上させることができる。また、この従来の断熱材は、空隙が大きく通気性に優れているため、フィルタとして使用したり、あるいは反応塔における触媒の担体としたり、薬剤を染み込ませてかびの発生を防止するなど、さまざまな利用法も考えられる。
【特許文献１】特開２００４−６９０６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ざくろ石は約１０００度で焼成するため、この焼成温度以上の環境に耐え得る断熱材を製造するためには、上記した従来の断熱材に新たな改良を加える必要がある。
そこで、本発明は、約１０００度以上の環境で使用可能な断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、上記した課題は、次の手段により解決される。
【０００５】
第１の発明は、少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが塗布されていることを特徴とする断熱材である。
ここで、アルミナセメントは、約２０００度で焼成する。したがって、従来は、発泡体を含む基礎材の表面にアルミナセメント層を「厚く」設ければ、断熱材を約１０００度以上の環境でも使用できるのではないかと考えられていた。他方で、従来は、発泡体を含む基礎材にアルミナセメントを「塗布」しただけでは、基礎材の表面にアルミナセメント層が「薄く」設けられるに過ぎないため、いかにアルミナセメントの焼成温度が約２０００度であっても、この断熱材を約１０００度以上の環境で使用すると、断熱材の周囲の温度が基礎材を構成する発泡体に伝達し、発泡体が焼成して、基礎材が変形などしてしまうと考えられていた。
しかしながら、第１の発明は、少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが塗布されている場合であっても、約１０００度以上の環境で使用できることを提案するものである。その原理は、仮説として、次のように説明される。
すなわち、少なくとも発泡体から構成される基礎材は、多孔質であるため、多くの微孔を備えている。したがって、基礎材にアルミナセメントを塗布した場合、塗布されたアルミナセメントは、基礎材の表面で固結するのみならず、基礎材の微孔にまで浸透して、固結する。よって、約１０００度以上の環境で使用した場合に、断熱材の周囲の温度が基礎材に伝達されたとしても、基礎材中の微孔で固結しているアルミナセメントによって、基礎材の変形は抑制される。また、アルミナセメントは、基礎材の表面だけではなく、微孔にまで浸透して固結しているため、厚みは薄いものの、ひび割れることなどがない。
したがって、第１の発明に係る断熱材は、約１０００度以上の環境で使用可能である。また、第１の発明に係る断熱材は、そのアルミナセメント層が薄いため、軽量で、使い勝手がよい。
【０００６】
ここで、基礎材は、少なくとも発泡体から構成されていれば足り、発泡体をバインダで固めたものや、所定の形状に切り出された発泡体などが基礎材に含まれる。
また、発泡体とは、発泡して多孔質となっている部材をいい、たとえば、発泡可能石を焼成して発泡させ多孔質としたものなどが含まれる。なお、発泡可能石とは、たとえば、黒曜石や真珠岩やざくろ石などをいう。ここで、ざくろ石は二価の金属と三価の金属とを含む珪酸塩鉱物の総称で、硬度が高いため研削・研磨材として使用される他、透明の美しい結晶はガーネットと呼ばれ、宝石として賞用される。
【０００７】
上記構成において、基礎材は、粉砕した発泡可能石とバインダとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、基礎材の成形に際して、発泡可能石を型枠内で発泡して発泡体とすることができるため、成形と発泡とを同一工程で行うことができる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。
また、上記構成において、基礎材は、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたものとバインダとを混合して型枠内に充填し、高温加熱により圧縮、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、高温加熱で圧縮すれば、成形可能となる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、「粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの」には、パーライトなどが含まれる。
また、上記構成において、基礎材は、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたものとバインダとを混合して型枠内に充填し、低温加熱により乾燥、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、低温加熱で乾燥させれば、成形可能となる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、「粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの」には、パーライトなどが含まれる。
また、上記構成において、基礎材は、所定の形状に切り出した発泡可能石を焼成し発泡したものであることが好ましい。このようにすれば、バインダを用いて成形しなくとも、発泡体から構成される基礎材を得ることができる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。
【０００８】
第２の本発明は、少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが含まれていることを特徴とする断熱材である。
第２の発明に係る断熱材によれば、基礎材のなかでアルミナセメントが固結しているため、約１０００度以上の環境で使用した場合に断熱材の周囲の温度が基礎材に伝達されたとしても、基礎材中で固結しているアルミナセメントによって、基礎材の変形は抑制される。
【０００９】
ここで、基礎材は、少なくとも発泡体から構成されていれば足り、発泡体をバインダで固めたものなどが基礎材に含まれる。
また、発泡体とは、発泡して多孔質となっている部材をいい、たとえば、発泡可能石を焼成して発泡させ多孔質としたものなどが含まれる。なお、発泡可能石とは、たとえば、黒曜石や真珠岩やざくろ石などをいう。ここで、ざくろ石は二価の金属と三価の金属とを含む珪酸塩鉱物の総称で、硬度が高いため研削・研磨材として使用される他、透明の美しい結晶はガーネットと呼ばれ、宝石として賞用される。
【００１０】
上記構成において、断熱材は、粉砕した発泡可能石とバインダとアルミナセメントとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、断熱材の成形に際して、発泡可能石を型枠内で発泡して発泡体とすることができるため、成形と発泡とを同一工程で行うことができる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。
また、上記構成において、断熱材は、粉砕した発泡石を焼成して発泡させたものとバインダとアルミナセメントとを混合して型枠内に充填し、高温加熱により圧縮、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、高温加熱で圧縮すれば、成形可能となる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、「粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの」には、パーライトなどが含まれる。
また、上記構成において、断熱材は、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたものとバインダとアルミナセメントとを混合して型枠内に充填し、低温加熱により乾燥、成形したものであることが好ましい。このようにすれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、低温加熱で乾燥させれば、成形可能となる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、「粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの」には、パーライトなどが含まれる。
【００１１】
第３の発明は、上記第１の発明及び第２の発明の構成において、前記アルミナセメントの組成は、Ａｌ２Ｏ３が９５〜９６％、ＳｉＯ２が２〜３％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０５〜０．０８％である、ことを特徴とする断熱材である。このようにすれば、断熱材の色を良好な白とすることができる。
【００１２】
上記第１の発明及び第２の発明において、発泡体をバインダで固める場合には、このバインダに、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムを主体とする無機バインダを用いることが好ましい。このようにすれば、発泡体を良好に固めることができる。なお、第１の発明及び第２の発明においては、バインダに、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムのいずれか一方を有する無機バインダを用いることもできる。
さらに、発泡体を固めるバインダとしては、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ、ＮａＯＨ）を有する無機バインダを用いることが好ましく、特に、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ、ＮａＯＨ）を主体とする無機バインダを用いることが望ましい。粉砕した発泡可能石とバインダとを混合して焼成する場合、あるいは粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたものとバインダとを混合して高温加熱により圧縮または低温加熱により乾燥する場合には、たとえ型を用いて成形したとしても、基礎材の反りが大きくなってしまう場合がある。しかしながら、上記のようにすれば、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムを主体とする無機バインダを用いる場合と比較して、基礎材の反りが小さくなり、基礎材の成形を良好に行うことができるようになる。
【００１３】
なお、上記第１の発明及び第２の発明に係る断熱材は、その形状が板状、管状、または容器状であることが好ましい。このようにすれば、約１０００度以上の環境で使用可能な断熱材を、より取り扱い易くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、約１０００度以上の環境で使用可能な断熱材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、第１の実施の形態に係る断熱材１００の概略を示す図であり、図１（ａ）は断熱材１００の斜視概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ断面の概略を示す図である。
図１に示すように、第１の実施の形態に係る断熱材１００は、少なくとも発泡体から構成される基礎材１１０に、アルミナセメントが塗布されている。この第１の実施の形態においては、塗布されたアルミナセメントが、基礎材１１０の表面で固結して薄いアルミナセメント層１２０を形成しているのみならず、基礎材１１０の微孔にまで浸透して固結し、浸透層１３０を形成する。このため、第１の実施の形態に係る断熱材１００は、約１０００度以上の環境で使用して、断熱材１００の周囲の温度が基礎材１１０に伝達されたとしても、焼成温度が約２０００度のアルミナセメントが浸透している浸透層１３０によって、基礎材１１０の変形は抑制される。また、第１の実施の形態に係る断熱材１００は、アルミナセメント層１２０のみならず、アルミナセメントが基礎材１１０の微孔に浸透して形成された浸透層１３０を備えているため、アルミナセメント層１２０は、その厚みは薄いものの、ひび割れることなどがない。また、第１の実施の形態に係る断熱材は、そのアルミナセメント層１２０が薄いため、軽量で、使い勝手がよい。
なお、ここで基礎材１１０は、少なくとも発泡体から構成されていれば足り、発泡体をバインダで固めたものや、所定の形状に切り出された発泡体などが基礎材に含まれる。
また、発泡体とは、発泡して多孔質となっている部材をいい、たとえば、発泡可能石を焼成して発泡させ多孔質としたものなどが含まれる。なお、発泡可能石とは、たとえば、黒曜石や真珠岩やざくろ石などをいう。ここで、ざくろ石は二価の金属と三価の金属とを含む珪酸塩鉱物の総称で、硬度が高いため研削・研磨材として使用される他、透明の美しい結晶はガーネットと呼ばれ、宝石として賞用される。
【００１７】
図２は、第１の実施の形態に係る断熱材１００の製造方法の概略を示す図である。
図２に示すように、第１の実施の形態に係る断熱材１００は、基礎材１１０を用意して（図２（ａ））、この用意した基礎材１１０にハケ３００などを用いてアルミナセメントを塗布し（図２（ｂ））、この塗布したアルミナセメントを乾燥させる（図２（ｃ））。このようにすれば、塗布されたアルミナセメントが基礎材１１０の表面で固結して薄いアルミナセメント層１２０が形成されるとともに、基礎材１１０の微孔にまでアルミナセメントが浸透して固結し、浸透層１３０が形成される。アルミナセメントの塗布は、たとえば、アルミナセメント粉末に水を加えて撹拌したものを、基礎材に塗布することにより行うことが好ましい。ここで、アルミナセメント粉末に対して加える水の量を、アルミナセメント粉末の重量に対して約５〜１５％とすれば、浸透層１３０におけるアルミナセメントの耐熱性や耐火性などの機能を損なうことなく、アルミナセメントを基礎材１１０の微孔に良好に浸透させることができる。また、アルミナセメントの基礎材１１０への塗布は、少なくとも１回以上であれば足りるが、２回以上塗布すれば、アルミナセメントが基礎材１１０の微孔に十分に浸透し、好ましい。また、アルミナセメントが塗布された基礎材１１０の乾燥は、自然乾燥でも足りるが、８０℃までの温度で行うことが好ましい。
【００１８】
図３は、第１の実施の形態において、基礎材１１０の製造方法の概略を示す図である。
図３（ａ）は基礎材１１０の製造方法の第１の例を示し、図３（ｂ）は基礎材１１０の製造方法の第２の例を示し、図３（ｃ）は基礎材１１０の製造方法の第３の例を示す。
まず、第１の例について説明する。図３（ａ）に示すように、第１の例では、４００は焼成がま、４１０は棚板、４２０は型枠、４３０は矢印に示すようにこれにかぶせる天板を用いる。型枠４２０内には、粉砕した発泡可能石１４０とバインダ１５０とが混合して充填されている。このような焼成がま４００を用いて、バインダ１５０と混合された発泡可能石１４０を焼成して発泡、成形させれば、基礎材１１０の成形に際して、発泡可能石１４０を型枠４２０内で発泡して発泡体とすることができ、成形と発泡とを同一工程で行うことができる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、必要に応じて天板４３０に重石を載せることも効果的である。
次に、第２の例について説明する。図３（ｂ）に示すように、第２の例では、型枠４２０内に、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０とバインダ１５０とを混合して型枠内に充填し、天板４３０を載せる。天板４３０は型枠４２０内を下降できる形状としてあるが、所定の高さ以下には下がらないよう、ストッパ４４０が挿入してある。粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０を用いているので、発泡は済んでおり、焼成温度で加熱する必要はないが、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０が軟化し、割れずに圧縮成形可能となる程度の高温、例えば８００〜１２００℃に高温加熱し、天板４３０の重量により、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０を圧縮して型枠４２０の内面形状に成形する。焼成後の厚みは天板４３０を支えるストッパ４４０の高さにより任意に設定可能である。なお、型枠４２０は、これを例えば石材を加工して作ることにより、高温で変形したり融着したりしないようにすることができる。この第２の例によれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、高温加熱で圧縮すれば、成形可能となる。また、焼成して発泡させる場合に比べて加熱温度の均一性に対する条件が多少ゆるやかなので、大寸法のものも問題なく製造できる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、天板４３０の重量によって圧縮を行う代わりに、ホットプレス等で直接圧縮してもよい。なお、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０としては、「パーライト」などを用いることができる。
次に、第３の例について説明する。図３（ｃ）に示すように、第３の例では、上枠５１０、下枠５２０はスペーサ５４０によって所定の間隔に保持された２枚重ねの型枠で、その中間に、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０とバインダ１５０とが混合してが充填される。上枠５１０、下枠５２０はいずれも多数の孔を設けた、例えばパンチメタルと呼ばれる金属板で作られており、支持材５５０で複数段重ねて支持され、型枠の中間に温風ダクト５３０から温風が吹き込まれる。温風は型枠の孔から型枠内に侵入してバインダを乾燥させ、内容物を型枠の形状に成形する。したがって温風は常温からせいぜい３００℃程度の温度でよい。温風の温度が高ければ処理時間が短縮されることはいうまでもない。乾燥の前工程として別途水切り処理を行うことが好ましい。図３（ｂ）で示した第２の例と同様に、大寸法のものの製造に好適であるが、型枠の中だれを防止するために適宜中間位置に補助支持材５５０を使用することが好ましい。この第３の例によれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、低温加熱で乾燥させれば、成形可能となる。また、このようにして製造された基礎材の微孔には、アルミナセメントが好適に浸透する。なお、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０としては、「パーライト」などを用いることができる。
なお、図示しないが、第４の例として、発泡可能石を所定の形状に切り出して基礎材とすることもできる。このようにして製造された基礎材の微孔にも、アルミナセメントは好適に浸透する。
【００１９】
図４は、第２の実施の形態に係る断熱材２００の概略を示す図であり、図４（ａ）は断熱材２００の斜視概略図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ断面の概略を示す図である。
図４に示すように、第２の実施の形態に係る断熱材２００は、少なくとも発泡体から構成される基礎材２１０に、アルミナセメント２２０が含まれている。この第２の実施の形態に係る断熱材２００によれば、基礎材２１０の中でアルミナセメント２２０が固結しているため、約１０００度以上の環境で使用した場合に、断熱材２００の周囲の温度が基礎材２１０に伝達されたとしても、基礎材２１０中で固結している焼成温度が約２０００度のアルミナセメント２２０によって、基礎材２１０の変形は抑制される。また、第２の実施の形態に係る断熱材２００は、アルミナセメント層を基礎材の表面に厚く形成しなくてもよいため、軽量で、使い勝手がよい。
なお、ここで基礎材２１０は、少なくとも発泡体から構成されていれば足り、発泡体をバインダで固めたものなどが基礎材に含まれる。
また、発泡体とは、発泡して多孔質となっている部材をいい、たとえば、発泡可能石を焼成して発泡させ多孔質としたものなどが含まれる。なお、発泡可能石とは、たとえば、黒曜石や真珠岩やざくろ石などをいう。ここで、ざくろ石は二価の金属と三価の金属とを含む珪酸塩鉱物の総称で、硬度が高いため研削・研磨材として使用される他、透明の美しい結晶はガーネットと呼ばれ、宝石として賞用される。
【００２０】
図５は、第２の実施の形態に係る断熱材２００の製造方法の概略を示す図である。
以下、図５（ａ）は断熱材２００の製造方法の第１の例を示し、図５（ｂ）は断熱材２００の製造方法の第２の例を示し、図５（ｃ）は断熱材２００の製造方法の第３の例を示す。
まず、第１の例について説明する。図５（ａ）に示すように、第１の例では、４００は焼成がま、４１０は棚板、４２０は型枠、４３０は矢印に示すようにこれにかぶせる天板を用いる。型枠４２０内には、粉砕した発泡可能石２４０とバインダ２５０とアルミナセメント粉末２７０とが混合して充填されている。このような焼成がま４００を用いて、バインダ２５０及びアルミナセメント２７０が混合された発泡可能石２４０を焼成して発泡、成形させれば、発泡可能石２４０を型枠４２０内で発泡して発泡体とすることができ、成形と発泡とを同一工程で行うことができる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、必要に応じて天板４３０に重石を載せることも効果的である。
次に、第２の例について説明する。図５（ｂ）に示すように、第２の例では、型枠４２０内に、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０とバインダ２５０とアルミナセメント粉末２７０とを混合して型枠内に充填し、天板４３０を載せる。天板４３０は型枠４２０内を下降できる形状としてあるが、所定の高さ以下には下がらないよう、ストッパ４４０が挿入してある。粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０を用いているので、発泡は済んでおり、焼成温度で加熱する必要はないが、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０が軟化し、割れずに圧縮成形可能となる程度の高温、例えば８００〜１２００℃に高温加熱し、天板４３０の重量により、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０を圧縮して型枠４２０の内面形状に成形する。焼成後の厚みは天板４３０を支えるストッパ４４０の高さにより任意に設定可能である。なお、型枠４２０は、これを例えば石材を加工して作ることにより、高温で変形したり融着したりしないようにすることができる。この第２の例によれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、高温加熱で圧縮すれば、成形可能となる。また、焼成して発泡させる場合に比べて加熱温度の均一性に対する条件が多少ゆるやかなので、大寸法のものも問題なく製造できる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、天板４３０の重量によって圧縮を行う代わりに、ホットプレス等で直接圧縮してもよい。なお、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０としては、「パーライト」などを用いることができる。
次に、第３の例について説明する。図５（ｃ）に示すように、第３の例では、上枠５１０、下枠５２０はスペーサ５４０によって所定の間隔に保持された２枚重ねの型枠で、その中間に、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０とバインダ２５０とアルミナセメント粉末２７０とが混合されて充填される。上枠５１０、下枠５２０はいずれも多数の孔を設けた、例えばパンチメタルと呼ばれる金属板で作られており、支持材５５０で複数段重ねて支持され、型枠の中間に温風ダクト５３０から温風が吹き込まれる。温風は型枠の孔から型枠内に侵入してバインダを乾燥させ、内容物を型枠の形状に成形する。したがって温風は常温からせいぜい３００℃程度の温度でよい。温風の温度が高ければ処理時間が短縮されることはいうまでもない。乾燥の前工程として別途水切り処理を行うことが好ましい。図５（ｂ）で示した第２の例と同様に、大寸法のものの製造に好適であるが、型枠の中だれを防止するために適宜中間位置に補助支持材５５０を使用することが好ましい。この第３の例によれば、すでに発泡済みのものをバインダで成形することとなるため、成形の際の温度を焼成温度まで高めなくとも、低温加熱で乾燥させれば、成形可能となる。また、このようにして製造した断熱材においては、発泡体の微孔でアルミナセメントが好適に固結する。なお、粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの２６０としては、「パーライト」などを用いることができる。
【００２１】
上記説明したアルミナセメントの組成は、特に限定されないが、たとえば、
（１）Ａｌ２Ｏ３が９８．５％、ＳｉＯ２が０．５〜０．８％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０２〜０．０５％であるもの、
（２）Ａｌ２Ｏ３が９５〜９６％、ＳｉＯ２が２〜３％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０５〜０．０８％であるもの、
（３）Ａｌ２Ｏ３が９３〜９４％、ＳｉＯ２が３〜４％、Ｆｅ２Ｏ３が０．５〜０．８％、ＣａＯが０．０５〜０．１％、ＭｇＯが０．１〜０．２％であるもの、
（４）Ａｌ２Ｏ３が９１〜９４％、ＳｉＯ２が０．８〜１．２％、ＣａＯが４〜５％であるもの、
（５）Ａｌ２Ｏ３が９０〜９２％、ＳｉＯ２が０．８〜１．２％、ＣａＯが４〜５％であるもの、
（６）Ａｌ２Ｏ３が８８〜９０％、ＳｉＯ２が７〜８％であるもの、
（７）Ａｌ２Ｏ３が８９〜９１％、ＳｉＯ２が６〜７％、Ｆｅ２Ｏ３が０．３〜０．５％であるもの、
（８）Ａｌ２Ｏ３が９７〜９８％、ＳｉＯ２が０．７〜０．９％であるもの、
（９）Ａｌ２Ｏ３が９９．４〜９９．８％、ＳｉＯ２が０．０５〜０．１％であるもの、
などを用いることが好ましい。
そして、特に、（２）Ａｌ２Ｏ３が９５〜９６％、ＳｉＯ２が２〜３％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０５〜０．０８％であるものを用いれば、断熱材の色を良好な白とすることができ、望ましい。
【００２２】
また、上記説明した形態において、発泡体をバインダ１５０（２５０）で固める場合には、このバインダ１５０（２５０）に、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムを主体とする無機バインダを用いることが好ましい。このようにすれば、発泡体を良好に固めることができる。なお、バインダ１５０（２５０）には、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムのいずれか一方を有する無機バインダを用いることもできる。
さらに、発泡体を固めるバインダ１５０（２５０）としては、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ、ＮａＯＨ）を有する無機バインダを用いることが好ましく、特に、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ、ＮａＯＨ）を主体とする無機バインダを用いることが望ましい。粉砕した発泡可能石１４０（２４０）とバインダ１５０（２５０）とを混合して焼成する場合、あるいは粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの１６０（２６０）とバインダ１５０（２５０）とを混合して高温加熱により圧縮または低温加熱により乾燥する場合には、たとえ型を用いて成形したとしても、基礎材１１０（２１０）の反りが大きくなってしまう場合がある。しかしながら、上記のようにすれば、珪酸ソーダおよび珪酸カリウムを主体とする無機バインダを用いる場合と比較して、基礎材１１０（２１０）の反りが小さくなり、基礎材１１０（２１０）の成形を良好に行うことができるようになる。
【００２３】
なお、上記説明した第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、断熱材の形状が板状である場合について説明したが、本発明において、断熱材の形状は特に限定されず、板状のほか、たとえば、管状、または容器状などとすることもできる。なお、容器状の断熱材は、断熱材による蓋を取り付けて重要品を火災から守る保存容器とすることができるが、別の用途として、発泡体に保水性がないことを利用して緑化用パネルやヴェランダに置くプランタ等に使用することもできる。
【００２４】
上記実施の形態に係る断熱材は、これを２枚の表面材の中間にはさむ複合パネルに用いることができる。このようにすれば、複合パネルの断熱性及び耐火性をより向上させることができる。
【００２５】
なお、本発明においては、アルミナセメントが塗布された基礎材をポケット内に充填されたマットを、２枚の表面材の中間に挿入して、複合パネルとすることもできる。このようにしても、複合パネルの断熱性及び耐火性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態に係る断熱材１００の概略を示す図であり、図１（ａ）は断熱材１００の斜視概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ断面の概略を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る断熱材１００の製造方法の概略を示す図である。
【図３】第１の実施の形態において、基礎材１１０の製造方法の概略を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係る断熱材２００の概略を示す図であり、図４（ａ）は断熱材２００の斜視概略図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ断面の概略を示す図である。
【図５】第２の実施の形態に係る断熱材２００の製造方法の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００・・・断熱材、１１０・・・基礎材、１２０・・・アルミナセメント層、１３０・・・浸透層、１４０・・・粉砕した発泡可能石、１５０・・・バインダ、１６０・・・粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの、２００・・・断熱材、２１０・・・基礎材、２２０・・・アルミナセメント、２４０・・・粉砕した発泡可能石、２５０・・・バインダ、２６０・・・粉砕した発泡可能石を焼成して発泡させたもの、２７０・・・アルミナセメント粉末、３００・・・ハケ、４００・・・焼成がま、４１０・・・棚板、４２０・・・型枠、４３０・・・天板、４４０・・・ストッパ、５１０・・・上枠、５２０・・・下枠、５３０・・・温風ダクト、５４０・・・スペーサ、５５０・・・補助支持材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが塗布されていることを特徴とする断熱材。
【請求項２】
少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが含まれていることを特徴とする断熱材。
【請求項３】
前記アルミナセメントの組成は、Ａｌ２Ｏ３が９５〜９６％、ＳｉＯ２が２〜３％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０５〜０．０８％である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の断熱材。
【請求項１】
少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが塗布されていることを特徴とする断熱材。
【請求項２】
少なくとも発泡体から構成される基礎材に、アルミナセメントが含まれていることを特徴とする断熱材。
【請求項３】
前記アルミナセメントの組成は、Ａｌ２Ｏ３が９５〜９６％、ＳｉＯ２が２〜３％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０５〜０．０８％である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の断熱材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−５０９３４（Ｐ２００８−５０９３４Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９１５４０（Ｐ２００７−１９１５４０）
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（５９３１９３７５６）株式会社三和製作所 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（５９３１９３７５６）株式会社三和製作所 (17)
【Ｆターム（参考）】
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