(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の発泡樹脂系断熱材用の吹付不燃材は、(A)ロックウールとセメントを主成分として含有するセメント含有ロックウール(A成分)と、(B)水とセメントを主成分として含有するセメントスラリー(B成分)とを、吹付け装置で合流させてなり、見掛け密度が0.6〜1.1g/cm
3であることを特徴とする。A成分とB成分とを合流させた後の吹付不燃材の見掛け密度が0.6g/cm
3未満の場合、発熱性試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が大きい。また、A成分とB成分とを合流させた後の吹付不燃材の見掛け密度が1.1g/cm
3を超えると天井面への吹付け施工後に自重で落下する虞が高い。試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が小さく且つ吹付け施工後の自重による落下が起き難いことから、吹付不燃材の見掛け密度が0.68〜1.0g/cm
3とすることが好ましく、0.75〜1.0g/cm
3とすることが更に好ましい。
【0012】
A成分とB成分とを合流させた後の吹付不燃材の見掛け密度を0.6〜1.1g/cm
3とするには、例えば軽装嵩密度が0.15〜0.25g/cm
3のA成分を用い、A成分とB成分とを合流させた後の吹付不燃材におけるセメントとロックウールの割合が、A成分のセメントとロックウールの合計100質量部に対し、B成分におけるセメントと水との質量比率をセメントの質量に対し2倍の質量の水を用いたB成分(水セメント比(W/C)200%としたB成分)を120質量部〜310質量部に調整すればよい。また、A成分とB成分とを合流させた後の吹付不燃材の見掛け密度を0.68〜1.0g/cm
3或いは0.75〜1.0g/cm
3とするには、例えば軽装嵩密度が0.15〜0.25g/cm
3のA成分を用い、A成分とB成分とを合流させた後の吹付不燃材におけるセメントとロックウールの割合が、A成分のセメントとロックウールの合計100質量部に対し、W/C200%としたB成分をそれぞれ155質量部〜275質量部、180質量部〜275質量部に調整すればよい。
【0013】
本発明で使用するセメント含有ロックウール(A成分)は、粒状又は粉状のロックウールと、セメントを混合したものである。用いるロックウールは、粒状のロックウールを主体としたものが、熱を発泡樹脂系断熱材に伝え難いことから好ましい。ロックウールを粒状とするには、ロックウールを解砕、解綿、切断、篩い分け等による分級、造粒等の工程の一種又は二種以上の組み合わせにより製造することができる。 本発明に使用するセメントは、水硬性セメントであればよく、例えば例えば普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱の各種ポルトランドセメント、エコセメント、並びにこれらのポルトランドセメント又はエコセメントに、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフューム又は石灰石微粉末等を混合した各種混合セメント、太平洋セメント社製「スーパージェットセメント」(商品名)や住友大阪セメント社製「ジェットセメント」(商品名)等の超速硬セメント、アルミナセメント等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用することができる。本発明に使用するセメントとして、好ましくはポルトランドセメント、エコセメント又は混合セメント等の珪酸カルシウム鉱物を主成分とするセメントであり、より好ましくはポルトランドセメントである。ここで珪酸カルシウム鉱物を主成分とするとは、含まれるセメントクリンカ粉砕物中において珪酸カルシウム鉱物(C
3S、C
2S)を50質量%以上含むことをいい、好ましくは60質量%以上含むことをいい、より好ましくは70質量%以上含むことをいう。
【0014】
本発明で使用するセメント含有ロックウールには、ロックウール及びセメント以外に、混和材料、骨材、水から選ばれる一種又は二種以上を本発明の効果を実質損なわない範囲で併用することができる。この混和材料としては、例えばセメント用ポリマー、膨張材、石膏、セメント分散剤(減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤、高性能減水剤、流動化剤を含む。)、防水材、防錆剤、収縮低減剤、増粘剤、保水剤、顔料、繊維、撥水剤、白華防止剤、急結剤(材)、急硬剤(材)、凝結遅延剤、消泡剤、発泡剤、高炉スラグ微粉末、石粉、シリカフューム、火山灰、空気連行剤、表面硬化剤等が挙げられる。また、骨材としては、例えば、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、パーライトや発泡ガラス粒(ガラスバルーン)等の人工骨材、スラグ骨材等が挙げられる。
【0015】
ロックウールとセメント、或いは必要により更に添加される材料を混合しセメント含有ロックウールを製造する方法及び装置は特に限定されない。例えば、V型混合機や可傾式コンクリートミキサ等の重力式ミキサ、ヘンシェル式ミキサ、リボンミキサ、パン型コンクリートミキサ、パグミル型コンクリートミキサ、重力式コンクリートミキサ、グラウトミキサ、ハンドミキサ、左官ミキサ等のミキサに、上記各材料を投入し混合することで製造することができる。また、ロックウールとセメントを別々の輸送管を通して別経路で圧送し、圧送途中でY字管等にて合流混合することで製造することもできる。また、圧送管やベルトコンベア等の輸送装置で輸送中のロックウールに、セメントを塗すように添加した後に圧送することで製造することもできる。ロックウールとセメント以外の材料は、ロックウール又はセメントと同様に材料の輸送経路中で添加しても良いし、予め、ロックウール及び/又はセメントと混合しても良い。
【0016】
セメント含有ロックウール(A成分)におけるセメントとロックウールの配合割合は、セメントとロックウールの合計100質量部に対し、セメントを20〜60質量部、ロックウールを40〜80質量部とすることが好ましい。セメントが20質量部より少ない、即ちロックウールが80質量部より多いと、試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が大きい或いは発泡樹脂系断熱材と吹付不燃材との界面における付着が悪い。また、セメントが60質量部より多い、即ちロックウールが40質量部より少ないと、吹付け施工時の粉塵発生量が多い。
【0017】
セメント含有ロックウール(A成分)における軽装嵩密度は0.06〜0.70g/cm
3とすることが好ましい。軽装嵩密度が0.05g/cm
3未満であると試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が大きい。また、軽装嵩密度が0.70g/cm
3を超えると吹付不燃材の断熱効果が低減し、発泡樹脂系断熱材に熱が伝わり易くなる。本発明における軽装嵩密度は、内容積(Vx)が判っている鋼製容器に試料(セメント含有ロックウール)を落差がつかないよう、静かに、溢れるまで充填し、容器上面より溢れた試料を定規ですり切ることで取り除いた後の、鋼製容器内の試料(セメント含有ロックウール)の質量(Wr)より、次式(1)により算出した値(Mr)を云う。
Mr=Wr/Vx ・・・・ (1)
【0018】
次に、水とセメントを主成分として含有するセメントスラリー(B成分)は、水とセメントを混合したものである。更に、他の混和材料又は骨材から選ばれる一種又は二種以上を、本発明の効果を実質損なわない範囲で併用することができる。この混和材料としては、上記のA成分に添加可能なものを用いることができる。また、骨材としては、例えば、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、パーライトや発泡ガラス粒(ガラスバルーン)等の人工細骨材、スラグ細骨材等が挙げられ、粒径2mm以下のものが材料分離し難い、即ちセメントスラリー(B成分)中において沈降し難いことから好ましい。また、セメントスラリー(B成分)に使用するセメントは、セメント含有ロックウール(A成分)に使用可能な上記の水硬性セメントの一種又は二種以上を使用することができる。
【0019】
セメントスラリー(B成分)におけるセメントと水の配合割合は、水セメント比で50〜300%が好ましい。50%より小さいと、セメントスラリーの粘性が高く、A成分と混合し難い。300%を超えると、発泡樹脂系断熱材と吹付不燃材との界面における付着が悪い。セメントスラリー(B成分)において、より好ましい水の配合割合は、水セメント比で100〜250%とする。
【0020】
セメント含有ロックウール(A成分)とセメントスラリー(B成分)とを合流させる吹付け装置は、吹付けロックウール、吹付けモルタル又は吹付けコンクリート或いは吹付け塗装等に用いられる吹付け装置を用いることができる。つまり、本発明の発泡樹脂系断熱材用の吹付不燃材は、セメント含有ロックウール(A成分)とセメントスラリー(B成分)とを、吹付けロックウール、吹付けモルタル又は吹付けコンクリート或いは吹付け塗装等に用いられる吹付け装置、或いはその他の吹付け装置で合流させて吹付け形成した吹付不燃材である。セメント含有ロックウール(A成分)とセメントスラリー(B成分)の合流は、A成分の圧送経路内にB成分を添加する方法、B成分の圧送経路内にA成分を添加する方法、吹付け装置の一部を形成する混合装置にA成分とB成分を別々に送りその混合装置で混合した後吐出口より吐き出し吹付ける方法、A成分を吹付け装置の一部を形成するノズルから吐き出しそのときB成分を噴霧することで混合する方法等が好適な例として挙げられる。このとき、B成分を吐き出し霧状に霧化させる噴霧ノズルの数は、1個でも複数でもよい。B成分用の噴霧ノズルが1個の場合は、A成分の吐出口の中央にB成分用噴霧ノズルを配置してもよく、A成分の吐出口から30cm以内の位置に配置し、吐出口から吐き出されるA成分に目掛けて霧化したB成分を合流させることができる位置にB成分用噴霧ノズルを配置してもよい。また、B成分用の噴霧ノズルが複数の場合は、吐出口から吐き出されるA成分に目掛けて霧化したB成分を合流させることができる位置に、A成分の吐出口を取り囲む用に各B成分用噴霧ノズルを配置することが好ましく、更にB成分用の噴霧ノズルの一部をA成分の吐出口の中央に配置してもよい。
【0021】
セメント含有ロックウール(A成分)100質量部に対し、セメントスラリー(B成分)が120〜310質量部とすることが好ましい。B成分が50質量部よりも少ないと、試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が大きい。200質量部を超えると、発泡樹脂系断熱材と吹付不燃材との界面における付着が悪い。試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量がより小さく且つ発泡樹脂系断熱材と吹付不燃材との界面における付着が良いことから、A成分100質量部に対し、B成分155〜275質量部とする。更に好ましくは、180〜270質量部とする。
【0022】
A成分とB成分とを合流させた後の吹付不燃材におけるセメントとロックウールの割合が、セメントとロックウールの合計100質量部に対し、セメントを45質量部〜85質量部且つロックウールを15質量部〜55質量部することが、発熱性試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が小さく且つ発泡樹脂系断熱材と吹付不燃材との界面における付着強度が高いことから好ましい。セメントが45質量部より少ない、即ちロックウールが55質量部より多いと、発熱性試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が大きい或いは発泡樹脂系断熱材と吹付不燃材との界面における付着が悪い虞がある。また、セメントが85質量部より多い、即ちロックウールが15質量部より少ないと、発泡樹脂系断熱材に対する変形追従性が悪く、発泡樹脂系断熱材と吹付不燃材がその界面で剥離又は吹付不燃材が破損し発熱性試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が大きい。より発熱性試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が小さく且つ発泡樹脂系断熱材と吹付不燃材との界面における付着強度が高いことから、セメントとロックウールの合計100質量部に対し、セメントを55質量部〜75質量部、ロックウールを45質量部〜25質量部することが更に好ましい。
【0023】
発泡樹脂系断熱材表面に被覆する吹付不燃材の厚みは15〜60mmとすることが、試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が小さく且つ吹付け施工後に自重による落下が起き難いことから好ましい。吹付不燃材の厚みが15mmより薄いと試験後の発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が大きい。また、吹付不燃材の厚みが60mmより大きいと、施工後において自重により落下する虞が高い。
【0024】
また、本発明の不燃性断熱構造は、発泡樹脂系断熱材の表面に、上記の吹付不燃材が被覆されてなることを特徴とする。つまり、セメント含有ロックウール(A成分)とセメントスラリー(B成分)とを吹付け装置で合流させ、発泡樹脂系断熱材の表面に吹付け、吹付不燃材を発泡樹脂系断熱材表面に被覆することで、本発明の不燃性断熱構造を形成する。発泡樹脂系断熱材の表面に吹付不燃材を被覆するときに、発泡樹脂系断熱材と吹付不燃材との接着強度を高めるために所謂プライマー即ち接着剤が塗布され、発泡樹脂系断熱材層と吹付不燃材層との間に、プライマー層(接着剤層)が形成されていてもよく、またその方が好ましい。プライマーとしては、例えば、スチレン・ブタジエン共重合体,クロロプレンゴム,アクリロニトリル・ブタジエン共重合体又はメチルメタクリレート・ブタジエン共重合体等の合成ゴム、天然ゴム、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリクロロピレン、ポリアクリル酸エステル、スチレン・アクリル共重合体、オールアクリル共重合体、ポリ酢酸ビニル,酢酸ビニル・アクリル共重合体,酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合体,変性酢酸ビニル,エチレン・酢酸ビニル共重合体,エチレン・酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体,酢酸ビニルビニルバーサテート共重合体,アクリル・酢酸ビニル・ベオバ(t-デカン酸ビニルの商品名)共重合体等の酢酸ビニル系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂及びエポキシ樹脂等の合成樹脂、アスファルト及びゴムアスファルト等の瀝青質等が好ましい例として挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。また、プライマーとしては、合成樹脂及び瀝青質から選ばれる1種又は2種以上と、セメント、セメントスラリー、モルタルから選ばれる1種又は2種以上とを混合したセメントペースト又はモルタルをプライマーとして用いることも好ましい。発泡樹脂系断熱材の表面に吹付不燃材を被覆するときに、合成樹脂及び瀝青質から選ばれる1種又は2種以上のエマルション、或いは更にセメント、セメントスラリー、モルタルから選ばれる1種又は2種以上を混合したセメントペースト又はモルタルからなるプライマーを発泡樹脂系断熱材の表面に塗布した上で吹付不燃材を被覆することで、発泡樹脂系断熱材層と吹付不燃材層との間にプライマー層を設けると、発泡樹脂系断熱材層と吹付不燃材層との接着力がますことから好ましい。また、上記同様に、発泡樹脂系断熱材表面に被覆する吹付不燃材の厚みは15〜60mmとすることが好ましい。
【0025】
また、本発明の不燃性断熱構造の構築方法は、構造物表面に発泡樹脂系断熱材を配置し、次に、該発泡樹脂系断熱材の表面に上記の吹付不燃材を吹付け工法により被覆することを特徴とする。つまり、構造物表面に発泡樹脂系断熱材を配置し、その発泡樹脂系断熱材表面に、セメント含有ロックウール(A成分)とセメントスラリー(B成分)とを吹付け装置で合流させ吹付け被覆することを特徴とする。構造物表面に発泡樹脂系断熱材を配置する方法は特に限定されない。例えば、構造物表面に発泡樹脂系断熱材を刷毛、ローラー、吹付け装置等を用いて塗布する方法、構造物表面に発泡樹脂系断熱材を接着剤を用いて接着する方法、構造物表面に発泡樹脂系断熱材を螺子、ボルト、ナット、釘又は取付け具等を用いて取り付ける方法、発泡樹脂系断熱材を塗布又は接着したシート、板又はブロックを構造物表面に接着剤を用いて貼り付ける方法、発泡樹脂系断熱材を塗布又は接着したシート、板又はブロックを構造物表面に螺子、ボルト、ナット、釘又は取付け具等を用いて取り付ける方法、発泡樹脂系断熱材を塗布又は接着したシート、板又はブロックを構造物表面を覆うように、構造物又はその空隙に嵌め込む方法等が挙げられ、これらを併用してもよい。また、発泡樹脂系断熱材の表面に上記の吹付不燃材を吹付け工法により被覆する前に、該発泡樹脂系断熱材の表面にプライマー(接着剤)を塗布してもよい。プライマーとしては、上記のプライマー、特に合成樹脂及び瀝青質から選ばれる1種又は2種以上のエマルション、或いは更にセメント、セメントスラリー、モルタルから選ばれる1種又は2種以上を混合したセメントペースト又はモルタルからなるプライマーを用いることが好ましい。また、上記同様に、発泡樹脂系断熱材表面に被覆する吹付不燃材の厚みは15〜60mmとすることが好ましい。
【実施例】
【0026】
[実施例1]
フレキシブルボード(910×910×5mm)の一平面に、硬質ウレタンを吹付け、厚み20mmの硬質ウレタンフォームからなる発泡樹脂系断熱材層を形成した。1週間室内で養生後、半乾式吹付けロックウールの吹付けに使用されている吹付け装置を用いて、表1に示す配合割合作製した吹付材を発泡樹脂系断熱材の表面に、厚み30mmになるように吹付けた。吹付材を発泡樹脂系断熱材の表面に吹付ける前に、プライマーとして、プライマーA;41.4gを発泡樹脂系断熱材の表面に塗布した。
【0027】
また、吹付材は、解綿機及び定量供給機が備わり且つブロアが接続された吹付け機で定量圧送されたA成分(予めミキサで粒状ロックウールとセメントを乾式混合により製造したセメント含有ロックウール)と、ポンプで定量圧送されたB成分(水とセメントをミキサで混合して製造したセメントスラリー)を、ノズル先端から別々に吐出させた上で合流させ吹付材を製造した。吹付材を製造すると同時に発泡樹脂系断熱材の表面に吹付けた。吹付材の使用材料及び使用したプライマーを以下に示した。
[吹付材の使用材料]
・セメント : 普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、珪酸カルシウム鉱物を70質量%以上含有)
・粒状ロックウール : ロックウール粒状綿(太平洋マテリアル社製)
・水 : 水道水(千葉県佐倉市上水道水)
[使用したプライマー]
・プライマーA : 太平洋マテリアル社製「太平洋スプレーボンド」(商品名、アクリル系共重合体エマルジョン、固形分60質量%)、記号:A
【0028】
【表1】
【0029】
作製したA成分(セメント含有ロックウール)、吹付材(吹付不燃材)又は不燃性断熱構造の品質試験として、以下に示す通り、軽装嵩密度の測定、見掛け密度の測定、付着強度試験及び発熱性試験を行った。A成分の軽装嵩密度の測定結果については表1に、その他の試験結果については表2にそれぞれ示した。
<軽装嵩密度の測定>
以下の手順により、作製したA成分(セメント含有ロックウール)の軽装嵩密度を求めた。
・内容積(Vx)が判っている鋼製容器に(本試験においては2Lとした。)の質量(Wx)を測定した。
・セメント含有ロックウールを鋼製容器に、落差がつかないよう、静かに、鋼製容器から溢れるまでA成分の試料を充填した。
・次に、容器上面に盛られた状態のA成分の試料(容器上面より溢れた試料)を、定規ですり切ることで取り除いた。
・A成分の試料で満たした容器の質量(試料と鋼製容器の合計質量)(Wy)を測定し、以下の(2)式より鋼製容器内の試料(セメント含有ロックウール)の質量(Wr)を算出した。
Wr=Wy−Wx ・・・・ (2)
・次式(3)により、A成分(セメント含有ロックウール)の軽装嵩密度(Mr)を算出した。
Mr=Wr/Vx ・・・・ (3)
【0030】
<見掛け密度の測定>
以下の手順により、作製した吹付材(吹付不燃材)の見掛け密度を求めた。
・上記で作製したフレキシブルボードの上に硬質ウレタンフォームからなる発泡樹脂系断熱材と吹付材(吹付不燃材)が積層した上記試験体を、作製後1ヶ月間室内で養生した。
・厚みゲージにより、不燃性断熱構造の吹付材(吹付不燃材)と発泡樹脂系断熱材を合わせた厚み(Xa)を測定した。
・内径80mmの吹付けロックウール専用切抜き器により、吹付材(吹付不燃材)のみ切抜きを行った。
・吹付材(吹付不燃材)のみ切抜いた箇所の、発泡樹脂系断熱材の厚み(Xb)を、厚みゲージを用いて測定し、XaからXbを差し引き、吹付材の厚み(Xc)を求めた。
・次式(4)により、切り抜いた吹付材の体積を算出した。
V(cm
3)=4×4×π×(Xa−Xb) ・・・・ (4)
・切り抜いた吹付材を、乾燥器を用いて105℃において質量が恒量となるまで乾燥させた。
・次式(5)により、質量が恒量となったときの質量w(g)を用いて、吹付材(吹付不燃材)の見掛け密度ρを求めた。
ρ(g/cm
3)=w(g)÷V(cm
3) ・・・・・ (5)
【0031】
<発熱性試験>
・JIS A 5430の発熱性試験を行い、加熱開始後20分間の総発熱量を求めた。このとき、試験体は、フレキシブルボード(100×100×5mm)の上に厚み20mm硬質ウレタンフォームからなる発泡樹脂系断熱材と、所定の厚み吹付材(吹付不燃材)が積層した試験体とした。作製した試験体を、作製後1ヶ月間室内で養生した後に試験に供した。
・20分間加熱して、試験体の中央付近の断面が観察できるように試験後の試験体を切断し、加熱前後の硬質ウレタンフォームからなる発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量を求めた。
・不燃性の評価として、加熱開始後20分間の総発熱量が8.0MJ/m
2以下、20分間の加熱による発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が10mm以下であり、且つ加熱後の発泡樹脂系断熱材に焼損(燃焼跡)が生じなかった場合を、不燃性良好(記号;○)と判断し、それ以外を不良(記号;×)と判断した。
【0032】
<天井面付着性試験>
以下の手順により、作製した吹付材(吹付不燃材)の天井面への吹付け施工時の付着性能を確認した。
・硬質ウレタンフォームからなる発泡樹脂系断熱材を天井面に設置し、吹付けノズルを上方に向けた状態で吹付材を設置した発泡樹脂系断熱材の下面に吹付けた。
・所定の厚みまで吹付け際の吹付材の落下の有無を確認した。
・天井面付着性の評価として、所定の厚みまで吹付材を吹付けた際に吹付材が落下しなかった場合を天井面付着性良好(記号;○)と判断し、それ以外を不良(記号;×)と判断した。
【0033】
【表2】
【0034】
本発明の実施例に当たる吹付材(配合No.1〜4)は、何れも加熱開始後20分間の総発熱量が8.0MJ/m
2以下、且つ20分間の加熱による発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が10mm以下であり、且つ加熱後の発泡樹脂系断熱材に焼損が見られず、不燃性の評価が良好であった。これらの試験結果から、吹付材(吹付不燃材)の見掛け密度が0.75〜1.0g/cm
3の範囲では不燃性の評価は良好であり、吹付材(吹付不燃材)の見掛け密度の誤差の許容範囲が10%であることから、吹付材(吹付不燃材)の見掛け密度が0.675〜1.10g/cm
3の範囲では不燃性の評価は良好と判断できる。それに対し、本発明の比較例に当たる配合No.5の吹付材は、加熱開始後20分間の総発熱量が8.0MJ/m
2を超過し、20分間の加熱による発泡樹脂系断熱材の厚みの減少量が10mmを超えており不燃性の評価が不良であった。また、本発明の比較例に当たる配合No.6及びNo.7の吹付材は、不燃性の評価は良好であったが、天井面付着性試験の吹付け時に吹付材の落下が生じたため、天井面付着性の評価が不良であった。