JP2017077994A - 組成物及び不燃材 - Google Patents
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Abstract
Description
ウレタン樹脂発泡体の耐燃焼性を向上する技術としては、アルカリ金属炭酸塩、イソシアネート類、水及び反応触媒で発泡体を形成する断熱材料に関する技術(特許文献1)、リチウム、ナトリウム、カリウム、ホウ素、及びアルミニウムからなる群より選ばれる金属の、水酸化物、酸化物、炭酸塩類、硫酸塩、硝酸塩、アルミン酸塩、ホウ酸塩、及びリン酸塩類からなる群より選ばれる一種又は二種以上の無機化合物と水とイソシアネート類とからなる硬化性組成物で、主にトンネルの地盤改良用の注入材に関する技術(特許文献2)がある。これらの発明は、断熱性について明確化されていない。特に、アルカリ金属炭酸塩30%以上の水溶液とイソシアネート類を反応させ、多量の水を使用するため未反応の水が多量に残ることから断熱材として使用するためには乾燥する必要があり、作業工程が多い。
減圧含浸装置を図1に示す。減圧含浸装置は、減圧含浸装置(容器本体)1、減圧室2,減圧室と発泡樹脂成形体をセットする部分の仕切り板3,不織布4,発泡樹脂成形体5,不燃材スラリー6,トラップ容器7,真空ポンプ8から構成される。
発泡樹脂成形体A1:市販されているポリスチレン発泡ビーズ(直径2〜5mm)にEVAエマルジョンを1質量%加え、ビーズ表面に均一に塗布されるように混合し、金型に詰めて加圧し、発泡樹脂成形体を作製した。連続気泡率35体積%、熱伝導率0.034W/m・K
カルシウムアルミネートa:CaO:43質量%、Al2O3:53質量%となるように調製し、電気炉で溶融・急冷した非晶質カルシウムアルミネート、ブレーン比表面積値6100cm2/g
カルシウムアルミネートb:電気化学工業社製アルミナセメント1号、CaO:36質量%、ガラス化率90%以上
セッコウ:天然無水セッコウ粉砕品、ブレーン比表面積値4600cm2/g、pH8以下
無機粉末ア:アクシーズケミカル社製シラスバルーン、商品名:MSB−301、平均粒子径50μm
無機粉末イ:アクシーズケミカル社製シラスバルーン、商品名:ISM−F015、平均粒子径10μm
無機粉末ウ:アクシーズケミカル社製シラスバルーン、商品名:MSB−5011、平均粒子径70μm
廃ガラス発泡体粉末α:DENNERT PORAVER GMBH社製廃ガラス発泡体粉末、商品名:Poraver(0.04〜0.125mm粒度品)、軟化点700〜750℃、平均粒子径90μm
廃ガラス発泡体粉末β:廃ガラス発泡体粉末αを粉砕した粒度調整品、軟化点700〜750℃、平均粒子径15μm
廃ガラス発泡体粉末γ:DENNERT PORAVER GMBH社製廃ガラス発泡体粉末、商品名:Poraver(0.1〜0.3mm粒度品)の粒度調整品、軟化点700〜750℃、平均粒子径140μm
ガラス粉末θ:旭ガラス社製、商品名:AFS1717、平均粒子径2.5μm、軟化点808℃
水:水道水
表1に示すカルシウムアルミネート100質量部、表1に示す量のセッコウ、カルシウムアルミネートとセッコウの合計100質量部に対して表1に示す量の中空構造を有する無機粉末(以下無機粉末をいうこともある)、カルシウムアルミネートとセッコウの合計100質量部に対して表1に示す量の廃ガラス発泡体粉末を混合することにより不燃材を調製した。水を不燃材100質量部に対して250質量部となるように、攪拌しながら少量ずつ加えた。全ての水を加えてから5分間攪拌し、不燃材スラリーを調製した。調製した不燃材スラリーを発泡樹脂成形体上面に流し込んだ。流し込んだ不燃材スラリーの容量は950cm3(連続気泡率に対して1.36倍の容量)である。
ブレーン比表面積値:JIS R5201に従い、測定した。
平均粒子径:レーザ回折式粒度分布計で測定した。機種は、LA−920(堀場製作所)を使用した。
均一性:装置から取り出した不燃断熱材を縦方向及び横方向で4分割し、更に、分割した不燃断熱材ブロックを厚さ方向に2分割し、合計8個の分割成形体としてそれぞれの密度を求めた。求めた密度の最小値と最大値の差を求め、差か小さい程均一に充填していると評価した。
密度:均一性を求めるために8点の密度の平均値を算出した。
不燃性:ISO 5660−1:2002に示されたコーンカロリーメータによる発熱試験に準拠して測定した。縦10cm×横10cm×厚さ5cmの不燃断熱材を試験体にした。この試験体を用いて加熱時間が20分間の時の総発熱量が8MJ/m2以下であれば不燃性を示す。
熱伝導率:縦10cm×横5cm×厚み5cmの試験体を用いて迅速熱伝導率計(ボックス式プローブ法)で測定した。
形状保持性:不燃性試験後の試験体に亀裂、割れ、崩壊、収縮がない場合を○、そうでない場合を×とした。
無機粉末エ:東海工業社製フライアッシュバルーン分級品、平均粒子径45μm
材料分離防止剤I:信越化学工業社製メチルセルロース、商品名:SM4000
材料分離防止剤II:日産化学工業社製コロイダルシリカ分散液、商品名:スノーテックス50
材料分離防止剤III:クニミネ工業社製ベントナイト、商品名:クニゲルGS
スラリー粘度(粘度):不燃材スラリーの粘度をB型粘度計で測定した。
発泡樹脂成形体A(A1〜A4):市販されている発泡ポリスチレン樹脂ビーズ(粒径2〜5mm)に市販のEVAエマルジョンを1質量%加えて混合し、金型に詰め加圧し、連続気泡を有する発泡ポリスチレン樹脂成形体とした。連続気泡率は加圧度合いを調整することで制御した。不燃材スラリー未充填の発泡樹脂成形体の熱伝導率は0.034W/m・K
発泡樹脂成形体B(B1〜B4):市販されている発泡硬質ポリウレタン樹脂成形体を砕き、粒径2〜5mmの粒状物に調整した。市販のEVAエマルジョンを1質量%加えて混合し、金型に詰め加圧し、連続気泡を有する発泡ポリウレタン樹脂成形体とした。連続気泡率は加圧度合いを調整することで制御した。不燃材未充填の発泡樹脂成形体の熱伝導率は0.027W/m・K
発泡樹脂成形体C(C1〜C4):市販されているポリエチレンフォームを使い、発泡樹脂成形体Bと同様に行った。不燃材未充填の発泡樹脂成形体の熱伝導率は0.030W/m・K
発泡樹脂成形体D(D1〜D4):市販されているフェノール樹脂フォームを使い、発泡樹脂成形体Bと同様に行った。不燃材未充填の発泡樹脂成形体の熱伝導率は0.022W/m・K
連続気泡率:作製した発泡樹脂成形体の上面以外にエポキシ樹脂を塗装し遮水膜を形成させた。上面より、振動を加えながら溢れるまで水を流し込み、溢れた水をふき取り充填された水の量を測定することで連続気泡率を算出した。
連続気泡率(体積%)=〔(水を充填した後の樹脂成形体質量−水を充填する前の樹脂成形体質量)/樹脂成形体の体積〕×100、但し、水を充填した後の樹脂成形体質量は、塗装に使用したエポキシ樹脂質量を除いた質量
その結果、実験No.1−13の不燃断熱材を用いた箱体は1時間後に11℃温度が低下した。不燃材スラリーを充填する前の断熱材の場合は1時間後に10℃低下した。不燃材スラリーを充填しても、断熱性は低下しないことが判った。セッコウボードのみの場合は1時間後に18℃低下し、外気温度とほぼ同じ温度になり、断熱性を示さなかった。
2 減圧室
3 減圧室と発泡樹脂成形体をセットする部分の仕切り板
4 不織布
5 発泡樹脂成形体
6 不燃材スラリー
7 トラップ容器
8 真空ポンプ
Claims (16)
- (1)CaO含有量が40質量%以上のカルシウムアルミネート、(2)セッコウ、(3)平均粒子径が20〜60μmの中空構造を有する無機粉末、(4)平均粒子径が20〜130μmの廃ガラス発泡体粉末を含有する組成物であり、(2)の使用量が(1)100質量部に対して70〜300質量部であり、(3)の使用量が(1)と(2)の合計100質量部に対して20〜150質量部であり、(4)の使用量が(1)と(2)の合計100質量部に対して20〜100質量部である組成物。
- (3)が、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、火山性堆積物の加熱発泡体からなる群の1種以上である請求項1記載の組成物。
- (4)の軟化点が800℃以下である請求項1又は2記載の組成物。
- (5)材料分離防止剤を含有する請求項1〜3のうちの1項記載の組成物。
- 請求項1〜4のうちの1項記載の組成物からなる不燃材。
- 樹脂成形体に充填するのに使用する請求項1〜4のうちの1項記載の組成物からなる不燃材。
- 請求項1〜4のうちの1項記載の組成物と水を含有するスラリー。
- 水の使用量が、組成物100質量部に対して150〜500質量部である請求項7記載のスラリー。
- 粘度が400〜700mPa・sである請求項7又は8記載のスラリー。
- 樹脂成形体に請求項7〜9のうちの1項記載のスラリーを充填した不燃断熱材。
- 樹脂成形体が、発泡ポリウレタン樹脂、発泡ポリスチレン樹脂、発泡ポリオレフィン樹脂、発泡フェノール樹脂からなる群の1種以上である請求項10記載の不燃断熱材。
- 樹脂成形体が、連続気泡を有する請求項10又は11記載の不燃断熱材。
- 連続気泡率が25〜70体積%である請求項12記載の不燃断熱材。
- 密度が70〜300kg/m3である請求項10〜13のうちの1項記載の不燃断熱材。
- 樹脂成形体に請求項7〜9のうちの1項記載のスラリーを充填することにより得られる不燃断熱材の製造方法。
- 請求項10〜13記載のうちの1項記載の不燃断熱材を用いて断熱する断熱方法。
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