JPH0145413B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、防火性積層体およびその製造方法に
関し、更に詳しくは、芯材を耐熱性硬質プラスチ
ツクスフオームで形成し、該芯材の補強材を、特
殊なガラス繊維で形成して、防火性能を付与した
積層体およびその製造方法に関するものである。 硬質プラスチツクスフオームを芯材とした積層
体は一般にサンドイツチパネル、ラミネートボー
ドと呼ばれ、優れた断熱性、軽量構造性、意匠性
などを有しているところから、断熱材、建材、構
造材などとして幅広く使用されている、近年、住
宅建造物の高層化密集化に伴い、建材の軽量性、
施工性の要求と共に防火性の要求が高くなつてい
る。これら、目的達成のため、従来から、芯材と
して使用する硬質プラスチツクスフオームそのも
のの防火性、耐熱性の改良が進められている。ま
た積層体としては、特開昭47−16585号の如く、
面材として金属箔を使用する方法、米国特許第
4028158号、特公昭第45−30233号の如く、ガラス
繊維を芯材中に分散させる方法などがある。ガラ
ス繊維などの鉱物繊維（無機繊維）を発泡体中に
分散させて複合物を製造する方法は、特公昭35−
13226号に示されており、当然公知の技術である。
確かに芯材を無機繊維で補強させることにより構
造強度等積層体としての性能を高めることはある
程度可能であるが、製造上の繁雑性、製品の再現
性の欠除、製品の均一性の不足、価格の上昇など
の問題点があり、実用には至つていない。 本発明は、かかる問題点を解決したものであ
る。即ち、芯材の補強用として使用するガラス繊
維および、芯材中への混入方法を鋭意研究した結
果、本発明を完成させたものである。即ち、本発
明は、２枚の平行な面材と芯材とよりなる防火性
積層体において、芯材を耐熱性硬質プラスチツク
スフオームで形成し、該芯材の補強材としてガラ
ス繊維フイラメントを集束させた複数のストラン
ドをランダムにかつループ状に堆積させてなるガ
ラス繊維マツトで形成し、上記補強材のストラン
ドを芯材の全域に亘つて略均一に分散させ該スト
ランドが芯材中で立体的に配列して任意の立体角
度で相互に交又していることを特徴とする防火性
積層体およびその製造方法に関する。 本発明を実施例を示す図面により詳細に説明す
る。 芯材１に対し２枚の平行な面材２，３が供給さ
れ、下側の面材２の上に補強材としてガラス繊維
フイラメントを集束させた複数のストランドをラ
ンダムにかつループ状に堆積させてなるガラス繊
維マツト４が供給され、耐熱性硬質プラスチツク
スフオーム原液の供給装置（図示省略）より供給
された原液は吐出装置５により、上記ガラス繊維
マツト４の上に吐出される。上記硬質プラスチツ
クスフオーム原液は、膨張発泡し、上側の面材３
と接着してダブルコンベヤ６により、硬化キユア
され、裁断装置７により、所定寸法に裁断され製
品となる。ここで供給されるガラス繊維マツト４
は、２対の延伸ロール８，９を通過する時にスト
ランド４′の長さ方向に所定の延伸率にしたがつ
て伸ばされ解繊される。解繊の方法はこの他に手
動でもよく、問わない。この際、延伸ロール９の
面速度はダブルコンベヤ６の表面速度と一致させ
ることが必要である。ダブルコンベヤ６の速度は
通常２〜100ｍ／min、好しくは５〜20ｍ／min
であるが、これは硬質プラスチツクスフオームの
発泡硬化速度との関連で決定されるべきである。
延伸ロール８，９は、表面にシリコーン、ポリウ
レタン、合成ゴムなどの可撓性を有するゴム硬化
物で被覆したロールで、直径50〜500mm好しくは
100〜350mmのものがよい、２対のロールの外径は
同一であることが好ましい。１対のロール（例え
ば８の上下ロール）は同速度で回転し、各々減速
器、加速器を付けて回転速度を変えられるように
する必要がある。この２対のロールによりガラス
繊維マツトを延伸するには、ロール８に対してロ
ール９の表面速度を大きくして、２対のロール
８，９を通過する間にガラス繊維マツト４が延伸
されるようにする。即ち、ロール８の表面速度に
対して、ロール９の表面速度を３〜100％大きく
し、好しくは10〜50％大きくすることにより、ガ
ラス繊維マツト４は第４図から第５図に示す如く
ガラス繊維マツト４の長さ方向に解繊され、芯材
１中に均一に分散するのである。第５図でガラス
繊維４′の交又点の間隔が長くなつていることが
わかる。第５図における、矢印は延伸の方向を示
す。このように延伸ロール８，９により延伸され
たガラス繊維マツト４を下側面材２の上に供給し
て、その上から吐出装置５より上記硬質プラスチ
ツクフオーム原液が吐出される。この原液が発泡
膨張するのに伴い、解繊されたガラス繊維マツト
４は膨張して上記フオームの硬化により上記フオ
ーム中に固定される。しかしてストランド４′は、
芯材１の全域に亘つて略均一に分散し、かつ芯材
１中で立体的に（平面的ではなく）配列して任意
の立体角をもつて相互に交又していることになる
わけである。こうして得られたものの例を第２図
に縦断面図で示す。また第２図におけるＡ―Ａ断
面を第３図に示す。これらの図面から分る如く、
ストランド４′は、芯材１の全域に亘つて略均一
に分散しており、かつ芯材中で立体的に配列して
任意の立体角度をもつて、相互に交又しているこ
とがわかる。また、第３図の如く、ループ状に堆
積したストランド４′がランダムに分散している
ことがわかる。 補強材として使用するガラス繊維マツトとして
は、実公昭43−234号に示されるガラスフアイバ
ーマツトがあり、これは機能的、構造的に満足で
きるものである、即ち、本発明使用するにガラス
繊維マツトは、ガラス繊維フイラメントを集束さ
せた複数本のストランドをランダムにかつループ
状に堆積させたガラス繊維マツトをいい、一般に
コンテイヌアスストランドマツト（C.S.M）と称
されるもので、フイラメントを集束させる時およ
び、堆積させてマツト状にする時に必要に応じて
熱可塑性または熱硬化性樹脂をバインダーとして
使用することが出来るが、その使用量は出来る
丈、少量であることが望ましい。バインダーの全
使用量はガラス繊維の重量に対して、10％以下、
好しくは５％以下であることが必要である。バイ
ンダーの具体的な物質としては、ポリエステル樹
脂、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、メラミン樹脂などがある。また、ガラス繊維
の表面処理方法として、シラン処理、クロム処
理、加熱脱油処理などを施したものを使用すれ
ば、バインダーの結束効果を増すので、結局バイ
ンダーの使用量を低下でき、また芯材とのなじみ
性も良好になり、芯材中でのガラス繊維の分散状
態を良好にする。ガラス繊維の目付量は積層体の
最終厚味、用途によつて変るが、厚味20〜100mm
のものを建材として使用する場合は、50〜600
ｇ／m²、好ましくは100〜300ｇ／m²がよい。芯材
に対するガラス繊維の重量は３〜20％、好しくは
５〜10％がよい。３％未満では、積層体に充分な
る防火性構造強度を付与することは困難になり、
また20％を超える場合は防火性能上は好しいが、
ガラス繊維使用量を増し、積層体の価格を上昇さ
せること、ガラス繊維使用量の増加に伴い芯材の
見掛密度が上昇し、硬質プラスチツクスフオーム
の使用量を増して積層体の価格上昇につながるの
で、好ましくない。これらの点を考慮してガラス
繊維の重量は３〜20％、好しくは５〜10％がよ
い。 芯材として使用する耐熱性硬質プラスチツクス
フオームとしては、常温では液状であり、混合さ
せることにより発泡硬化するものであればすべて
使用できる。具体的には硬質ウレタンフオーム、
ウレタン変成イソシアヌレートフオーム、イソシ
アヌレートフオーム、カルボジイミドフオーム、
ポリアミドイミドフオーム、フエノールフオーム
などがあるがこれらの例に限定されるものではな
い。これらの硬質プラスチツクスフオームの見掛
密度は、防火性能、構造強度、寸法安定性などを
考慮すると、20Kg／m³以上、好しくは25Kg／m³以
上であることが望ましい。価格面から考慮すれ
ば、勿論低い方が有利であることは当然である。 平行な面材としては金属箔、金属板、石綿紙、
金属箔と石綿紙を積層したものなどが使用でき
る。経済性、加工性を考慮すると、金属箔、特に
アルミニウム箔、鉄箔、鋼箔などが好しく必要に
応じて、防錆処理、防蝕処理などの表面加工を施
してもよい。また必要に応じて僅かの凹凸模様
（エンボス加工）を付して、意匠性を付与するこ
ともできる。金属箔の厚味は積層体の防火性能な
どを考慮すれば、10μｍ以上、好しくは20μｍ以
上が望しい。 本発明に使用できる積層体製造装置（ラミネー
ト装置）は通常の硬質フレタンフオームボード製
造装置にガラス繊維マツト延伸装置を付加すれば
よい。また予め、ガラス繊維マツトを別の延伸装
置で延伸しておき、上記の硬質ウレタンフオーム
ボード製造装置に供給することもできる。この場
合解繊したガラス繊維マツトが、互いにもつれぬ
よう、クラフト紙などを挿入しつつ巻き付ける配
慮が必要である。 したがつて本発明によれば、次の如き効果を有
する防火性積層体を得ることができる。即ち、
防火性能にすぐれる。JISA―1321の試験により
難燃２級に合格する。ガラス繊維マツトが芯材の
全域に亘つてほぼ均一に分散し、かつ立体的に配
列しているので、火炎によつて積層体の表面が熱
せられても炭化層の亀裂を防止し、この亀裂防止
効果により展炎を防止することができる。構造
強度が大きい。ガラス繊維マツトが立体的に配列
されているので、任意の角度からの力に対しても
強く作用し、強度の方向性がない。芯材のフオ
ーム密度が低く経済的である。ガラス繊維マツト
が芯材の全域に亘つて略均一に分散されている処
から補強効果が充分発揮されるので芯材のフオー
ム密度を低くすることができる。面材、芯材を
一体発泡するので面材、芯材の接着性が良好であ
る。ガラス繊維マツトのストランドはランダム
にかつループ状に任意の立体角度で絡み合つて芯
材の全域に略均一に分散しているから、寸法安定
性がよい。例えば150℃×24時間、70℃、95％相
対湿度×48時間、−30℃×48時間でも寸法安定性
良好である。上記の如く亀裂を防止するから耐
炎性が高い、1000℃のペンシル炎を接炎させても
貫通孔はあかない。さらに、断熱性を損ねず
に、上記諸効果を奏することができる。 また本発明方法によれば、積層体製造時の再現
性、均一性に優れ、コスト低下に寄与するという
効果がある。即ち、一定の延伸率で延伸して解繊
したガラス繊維マツトを一定量使用するので繊維
の絡みの抵抗が少なくなり、フオーム原液の含
浸、発泡膨張、硬化のコントロールがし易く、再
現性がよい。またガラス繊維マツトとしてストラ
ンドマツトを使用するから、取扱中の飛散などに
よるロスが少なく芯材中に一定量を正確に混入す
ることができるのである。 かくして、本発明の防火性積層体は、JISA―
1321難燃２級（準不燃材料）に合格し、建材とし
て、幅広く使用される。構造強度が高く、寸法安
定性が高いことより、高温用断熱材として、例え
ば、太陽熱湯水器のコレクター用断熱材、蓄湯槽
用断熱材、などとして、使用することができる。
勿論、従来の積層体が使用されている分野、例え
ば、冷蔵倉庫、冷凍倉庫用断熱材（保冷材）、プ
ラント船舶用断熱材としても、使用することもで
きる。 次に、本発明の実施態様を実施例をもつて説明
する。勿論、この実施例に限定されるものではな
い。 実施例 １―３ 次の配合のウレタン変成イソシアヌレートフオ
ームを使用し、Viking Engirreering Co.製水平
ラミネーターで積層体を製造した（コンベア速度
５ｍ／min） ポリオール＊ 100重量部 シリコーンオイル ３ 〃 酢酸カリ 4.5 〃 トリクロロモノクロロメタン 120 〃 粗製MGI＊＊ 507 〃 ＊１，２プロピレングリコールを開始剤として
エチレンオキシド40モル％、プロピレンオキ
シド60モル％を付加したポリエーテルポリオ
ールで１級ヒドロキシル基含有率75％、ヒド
ロキシル価350のもの。 ＊＊ポリメチレンポリフエニレンポリイソシアナ
ートの粗製物で、遊離イソシアナートは31％
のもの。 ガラス繊維マツトは、コンテイヌアスストラン
ドマツトを使用し、延伸ロールで、25％の延伸を
与えたものを使用した。面材は上下とも、30ミク
ロンメートルのアルミニウム箔を使用した。得ら
れた積層体の厚味は35mmであつた。いずれも、準
不燃試験に合格するものであつた。 比較例 １ ガラス繊維マツトを使用しないこと以外は同様
に試験した。実施例１と同様に積層体を製造し
た。 実施例 ４〜６ 実施例１と同様にして、積層体を製造した。た
だし面材は上下とも30ミクロンメートルの鉄箔
（亜鉛メツキ付）を使用した。積層体の厚味は、
50、65、80mmである。

【表】

【表】 実施例６で得られた積層体の芯部より、40×40
×40mmの試験片を、３ケ採取し、JISA―9514に
準拠して圧縮強度を測定した。結果は次の通りで
ある。 ｘ方向＊ 1.5Kg＊＊＊＊ ／cm² （1.8Kg／cm²） ｙ〃 ＊＊ 1.3 〃 （1.0 〃 ） ｚ〃 ＊＊＊ 1.4 〃 （1.0 〃 ） ＊厚さ方向 ＊＊製品の幅方向 ＊＊＊製品の長さ方向（製造時にコンベヤが進
む方向） ＊＊＊＊ガラス繊維マツトを使用しないで同様に
積層体を製造した場合の圧縮強さを示
す。（フオーム密度27.1Kg／m³）。 この様に、３方向の強度差が殊どない状態を示
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する概略側面図、
第２図は本発明による積層体の実施例を示す断面
図、第３図は第２図のAA断面図、第４図は本発
明で使用するガラス繊維マツトの拡大部分図（延
伸前）、第５図は同上（延伸後）である。 １…芯材、２…面材（下側）、３…面材（上
側）、４…補強材（ガラス繊維マツト）、４′…ス
トランド、５…吐出装置、６…ダブルコンベヤ、
７…裁断装置、８…延伸ロール、９…延伸ロー
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２枚の平行な面材と芯材とよりなる防火性積
   層体において、芯材を耐熱性硬質プラスチツクス
   フオームで形成し、該芯材の補強材としてガラス
   繊維フイラメントを集束させた複数のストランド
   をランダムにかつループ状に堆積させてなるガラ
   ス繊維マツトで形成し、上記補強材のストランド
   を芯材の全域に亙つて略均一に分散させ該ストラ
   ンドが芯材中で立体的に配列して任意の立体角度
   で相互に交叉していることを特徴とする防火性積
   層体。 ２ ２枚の平行な面材と芯材とよりなる防火性積
   層体の製造方法において、下側の面材の上に芯材
   の補強材としてガラス繊維フイラメントを集束さ
   せた複数のストランドをランダムにかつループ状
   に堆積させてなるガラス繊維マツトをガラス繊維
   マツトの長さ方向に予め延伸して解繊したガラス
   繊維マツトを供給し、その上に芯材となる硬質プ
   ラスチツクスフオームの原液を供給して、上記原
   液の発泡膨張に伴つて上記解繊されたストランド
   を芯材の全域に亙つて略均一に分散させ該ストラ
   ンドを芯材中で立体的に配列して任意の立体角度
   で相互に交叉せしめることを特徴とする防火性積
   層体の製造方法。