JPH0355306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、建築その他の各種産業分野において
用いられる防火性、断熱性等に優れたフエノール
樹脂フオームを芯材とする複合断熱材に関する。 ［従来の技術］ 従来、断熱材としては断熱性、難燃・防火性に
優れたフエノール樹脂フオームが建築その他の産
業分野に利用されている。フエノール樹脂フオー
ムはこのような優れた性能を有しているが、他の
プラスチツクフオームと比較し強度、弾力性等の
物理的な性能に弱点があり、このような性能を補
いかつ防火性をさらに高めるため各種無機質シー
ト又は難燃性の有機質シート等の面材との複合、
さらには、石膏ボード、アスベストセメント板、
珪酸カルシウム板、金属板等と複合された形で実
用に供されている。特にフエノール樹脂フオーム
−アスベスト配合無機質シートの複合断熱材が最
も広く実用に供されている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来の複合断熱材にはフエノール樹脂
フオームに複合する面材に次のような問題がある
ため、実際には今だ実用上十分に満足しうる断熱
材は市場に提供されていない。すなわち、従来の
面材のうち、無機質シートあるいは難燃性の有機
質シートとしてガラス繊維配合無機質シート、ア
スベスト繊維配合無機質シート、水酸化アルミニ
ウム等の無機物配合無機質シート、難燃化セルロ
ーズ紙等が使用されている無機質シートにおい
て、アスベスト繊維配合無機質シートは、フエノ
ール樹脂フオームの防火性を犠牲にする事なく、
面材として好適な性能を有するものの、アスベス
ト繊維が特定化学物質に指定され、公害防止、労
働環境衛生面から使用制限をうけ、一部の国では
使用禁止になつているのが現状である。ガラス繊
維配合無機質シートは防火性を犠牲にすることは
ないものの、ガラス繊維の特性に基因し作業性が
悪い（皮膚を刺戟）、シートの耐折性が劣り取扱
い性が悪い、面材としての補強性が弱い、高価で
ある等の欠点がある。水酸化アルミニウム等の無
機物配合無機質シートは不燃性ではあるものの、
燃焼時の面材の保形性がなく、防火性にはプラス
の効果がなく又面材として補強効果も弱い。有機
質シートにおいてはフエノール樹脂フオームを機
械的な面での改善はするものの防火性にはマイナ
スである。更に、前記無機質シート、有機質シー
トは、防湿性、防水性が不充分で、施行後の断熱
材の水分透湿により断熱性能の低下を来たす等の
問題点や防水性、防湿性を改良しようとして防水
層をこれら無機質シート又は有機質シートに付与
するとフエノール樹脂フオームとの接着性が悪く
なる等の問題点がある。以上述べたように、フエ
ノール樹脂フオーム用面材としての無機質シー
ト、有機質シートには防火性が不充分であるこ
と、環境衛生上の問題があること（アスベスト毒
性、皮膚刺激）、取扱い性が悪いこと、経済性
（高価）、面材としての補強性等の点で問題があ
る。 本発明の目的は、上記問題点に鑑み、アスベス
ト繊維又は高価な耐熱無機質繊維を使用しないで
防火性、経済性、環境衛生、面材としての補強
性、防湿性、防水性、フエノール樹脂フオームと
面材との接着性等の諸性能にすぐれた複合断熱材
を提供することである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、 (1) フエノール樹脂フオームを芯材とし、その片
面又は両面に珪酸カルシウム、水酸化アルミニ
ウム粉末、繊維物質、結合剤及び／又はその他
の添加剤からなる無機質シート及び所望により
前記無機質シートの表面に防湿・防水材を接合
一体化してなる複合断熱材、および (2) フエノール樹脂フオームを芯材とし、その片
面に珪酸カルシウム、水酸化アルミニウム粉
末、繊維物質、結合剤及び／又はその他の添加
剤からなる無機質シートしそてその他の片面に
石膏ボード、ロツクウール硬質板、珪酸カルシ
ウム板、アスベストセメント板、パルプセメン
ト板、金属板、ベニヤ板、木毛セメント板、木
片セメント板、塩化ビニルシート、不織布及び
紙から成る群から選ばれる面材を接合一体化し
てなる複合断熱材が提供される。 以下、本発明の複合断熱材について詳述する。 無機質シートの構成 本発明の無機質シートには、珪酸カルシウムと
水酸化アルミニウムを併用する。水酸化アルミニ
ウムは微細な粉末形状を呈しており、是に適切な
定着剤を添加してフロツクを形成させる事により
パルプ等の繊維に抱絡され抄紙されるが、坪量の
低下に伴ない抱絡される割合が低下し抄紙の歩留
り低下を招く。 これに対して、珪酸カルシウムを併用する事に
より、水酸化アルミニウム粒子が珪酸カルシウム
凝集物に抱絡され、該凝集体が繊維物質に抄き上
げられるため、低坪量に於ても歩留りが低下せ
ず、又得られた製品も水酸化アルミニウム−珪酸
カルシウム−繊維間の強固な結合により十分な強
度が得られる。 本発明でいう水酸化アルミニウムはAl（OH）₃
なる化学式で表わされ、通常純度は99％以上の白
色粉末状であり、粒度の粗いものはシートの表面
平滑性を阻害し、又シートの強度も低くなる所か
ら平均粒径として50μ以下、好ましくは15μ以下
である。 本発明でいう珪酸カルシウムは主成分がCaO−
SiO₂−H₂Oにより構成され、CaO／SiO₂のモル
比が１：２〜２：１の範囲であればウオラストナ
イト族、トバモライト族、ジヤイロライト族等特
にその種類を問わない。形状としては針状又は板
状又は薄膜状又はそれらの二次凝集体であればい
ずれでも良い。例えばＣ−Ｓ−Ｈゲルの様な上記
形状的特徴を有さない珪酸カルシウムは本発明に
おける無機質シートには使用されない。 本発明の無機質シートにおける珪酸カルシウム
は、その効用が第一義的には水酸化アルミニウム
に対する抱絡性に有るため、形状的特徴として針
状及び／又はその二次凝集体を有する物がより好
ましい。 上記珪酸カルシウムを原料として本発明におけ
る無機質シートを製造する場合、珪酸カルシウム
は少なく共、対固形分重量比で２倍以上、特に５
倍以上含水したものである事が好ましい。珪酸カ
ルシウムを圧縮又は加熱等により過度に脱水させ
た場合、再び大量の水の中で分散抄紙しても水酸
化アルミニウム粒子を抱絡する効果が減退するた
め、抄造時の歩留り低下を招く。 珪酸カルシウムと水酸化アルミニウムの比率は
重量比で２：８〜８：２の範囲である。珪酸カル
シウムの比率が過小になると得られる無機質シー
トの不燃性は高くなるが、シートの強度が不十分
であり、又抄紙時の濾水性が悪く生産性が著しく
低下し、本発明の製品は得られない。 一方、水酸化アルミニウムの比率が過小となる
と、自己消化性、即ち不燃性が低下し、且つ、抄
紙原料費が上昇する。 珪酸カルシウムと水酸化アルミニウムの合量の
重量比は40〜95％である事が必要である。40重量
％未満では十分な不燃性が確保されず、又95重量
％を越えると相対的に繊維量が減少するためシー
トとしての特性が損なわれる。シートとしての物
性、不燃性両面から見て珪酸カルシウムと水酸化
アルミニウムの合量は55〜85重量％である事が特
に好ましい。 本発明における無機質シートは上記珪酸カルシ
ウムと水酸化アルミニウム以外は繊維質及びその
他の添加剤よりなり、それらの合量が５〜60重量
％である事が必要とされ、更にその中に含まれる
有機繊維及び無機繊維が５〜30重量％である事が
必要条件である。有機繊維及び無機繊維の存在は
シートの形成のみならず強度、屈曲性、耐熱性、
しなやかさ等の特性の確保、及び抄紙時の歩留り
向上に寄与するため、本発明における無機質シー
トの構成に不可欠であるが、繊維が有機繊維の場
合にはその比率が増すと不燃性が低下する。従つ
てその範囲は５〜30重量％に限定される。 有機繊維、無機繊維は、それぞれ単独で配合し
た場合の配合割合は、シートの強度、不燃性の面
から決定される。通常は有機繊維・無機繊維併用
が適しているが、無機繊維の配合割合は、作業
性、耐折性の点から０〜10重量％の配合が好まし
い。有機繊維としては通常、Ｎ型、又はＬ型のク
ラフトパルプ、再生パルプ、等のセルローズ繊
維、種々の合成繊維が利用出来るが、一般的に経
済性を点からセルローズ繊維を使用するのが好ま
しい。無機繊維としては、ガラス繊維、セラミツ
ク繊維、ロツクウールを利用出来るが、ロツクウ
ール、セラミツク繊維を使用する場合、これらの
繊維に含有される非繊維化物を除去しなければな
らず、工程を簡略化する上で、10mm以下にカツト
されたガラス繊維を使用するのが適切である。 上記配合物に関し、湿潤時の紙力強度、コスト
ダウン、固形組成物の抄紙留向上（リテンシヨ
ン）、抄紙性（濾水性）向上、シートの撥水性付
与、着色等を目的に、有機結合剤、無機充てん
材、定着剤、サイズ剤、着色剤等を０〜30重量％
配合する。上限値30重量％はシートの不燃性を維
持するために限定される。有機結合剤としてはア
クリル系樹脂、塩化ビニリデン樹脂、SBR、
NBR等の合成ゴム、エチレン酢酸ビニル樹脂、
フエノール樹脂等の熱硬化性樹脂の粉末、エマル
ジヨンがあげられる。無機充てん材は、コストダ
ウンを目的とするもので、炭酸カルシウム、石
膏、マイカ、珪砂、タルク等がげられる。定着剤
の代表例としては、硫酸バンド、ポリアクリルア
ミドがあげられる。サイズ剤としては、ニカワ、
アルキルケテンダイマー、ロジンサイズ、ワツク
スエマルジヨンをあげられる。着色剤としては、
有機・無機複合系又は無機系の一般市般の顔料を
使用する事が出来る。 無機質シートの製造 本発明の無機質シートを製造するには、予定割
合の珪酸カルシウム、水酸化アルミニウム、繊維
物質及びその他添加剤を多量の水の中へ固形分
0.5％以上で均一に分散させ長網式（フオードリ
ニヤタイブ）、円網式（オリバータイプ）、ロート
フオーマータイプ、傾斜タイプ等の抄紙機を用い
て常法により抄き上げる事により得る事が出来
る。ここで製造される無機質シートは密度0.4以
上であり、面材としての補強性付与の点から厚み
0.1mm以上である。 無機質シートの防湿・防水剤による表面加工 前記の方法で得られる無機質シートは、フエノ
ール樹脂フオームと接合一体化し複合し断熱材と
して利用出来るが、例えば、コンクリート直打込
みタイプとしての断熱下地板あるいはダクト保温
材に利用する場合には防水性、防湿性、熱線反射
性能を更に付与する必要性がある。係る目的に合
致させるため、プラスチツクフイルム又は不織布
とのラミネート複合、あるいはアルミ箔、アルミ
蒸着膜とのラミネート複合無機質シートとする事
が効果的である。プラスチツクフイルム又は不織
布としての選定基準は、厚みにもよるが防湿性、
防水性の点から水に難溶性で、且つ耐燃性のもの
が好ましい。これに適性なフイルムとしては、例
えば薄手のPEフイルム又はPPフイルム、薄手〜
中手のPETフイルム、ポリアミドフイルム塩ビ
樹脂フイルム、塩化ビニリデン樹脂フイルムをあ
げることが出来る。アルミ箔、アルミ蒸着膜との
ラミネートとしては、金属アルミニウム延展した
箔、又はPETフイルム等にアルミ蒸着したもの
を、前記無機質シートに転写させる等の方法でラ
ミネート加工が出来る。更に、フエノール樹脂フ
オームとの密着性改善を目的に、上記複合無機質
シートにコロナ放電処理による酸化被膜の形成、
あるいは無数の微細な孔をあけるシンプ加工、あ
るいは両方法を併用した処理をすることが好まし
い。 フエノール樹脂フオーム 本発明に使用する難燃性の高いフエノール樹脂
フオームとしては、従来、公知の如何なる種類の
フエノール樹脂フオームをも用いる事が出来る。
具体的には、粉末状のノボラツク型フエノール樹
脂、液状の水系あるいは非水系のレゾール型フエ
ノール樹脂、ウレタン、エポキシ、メラミン、尿
素変性フエノール樹脂をも含有する。該フエノー
ル樹脂にヘキサメチレンテトラミン等のアミン、
リン酸、塩酸等の無機酸、パラトルエンスルホン
酸、フエノールスルホン酸等の有機酸から選ばれ
た硬化剤、シリコーン系非イオン型界面活性剤等
の整泡剤、フルオロカーボン等の発泡剤を配合
し、加熱発泡硬化されたフエノール樹脂フオーム
をあげる事が出来る。 複合断熱板の製法 前記無機質シートは、フエノール樹脂フオーム
と接合一体化して、最終的には複合断熱材の形を
とるが、係る接合方法としては、フエノール樹脂
を発泡硬化させる段階で、片面又は両面に無機質
シートを置いて注入あるいは塗布発泡硬化させて
一体化させるが、出来たフエノール樹脂フオーム
にエポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、ゴム系の樹脂
等の一般市販の接着剤を塗布して後加工による接
合一体化する方法をとる事も出来る。 更に、片面に、石膏ボード、ロツクウール硬質
板、珪酸カルシウム板、アスベストセメント板、
パルプセメント板、木毛セメント板、ベニヤ板、
金属板、塩化ビニルシート、不織布、紙を用いる
場合も、前記複合化と同等の方法で行なう事が出
来る。 本発明の複合断熱材の構成の態様を図示すると
第１図〜第４図の通りである。第１図は無機質シ
ート１、フエノール樹脂フオーム３から成る複合
断熱材であり、第２図は無機質シート１−フエノ
ール樹脂フオーム３−無機質シート１から成る複
合断熱材であり、第３図及び第４図は無機質シー
ト１−フエノール樹脂フオーム３−面材２から成
る複合断熱材である。特に第４図は面材が金属パ
ネルである場合の複合断熱材の一つの態様であ
る。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する (1) 複合断熱材の製造 フエノール84重量部、37％ホルマリン558重
量部、水酸化カルシウム11.1重量部をフラスコ
に投入し、90℃で60分間等温反応させ、続いて
臭素化クレゾールモノグリシジルエーテル85重
量部を添加し、更に20分間反応させた後、反応
液のPHが7.0〜7.3になるようにしゆう酸を添加
し、反応液を中和し、減圧下80℃で脱水し、固
形分89重量％、30℃における粘度57ポイズ、遊
離フエノール3.0重量％、遊離ホルマリン1.9重
量％のレゾール型フエノール樹脂液を得た。こ
の樹脂液100重量部に、発泡剤のトリクロルモ
ノフルオルメタン20重量部、整泡剤（ユニオン
カーバイド社製Ｌ−5340）0.2重量部、硬化剤
のパラトルエンスルホン酸15重量部、添加剤
（難燃化剤）三酸化アンチモン10重量部を配合
し、更に配合物のPHが中性となるようにPH調整
剤を加えたのち、これを次の構成を有する無機
質シート−面材間又は無機質シート−無機質シ
ート間に供給し70℃で20分間加熱して発泡硬化
させた。あるいは別に板状に成型したフエノー
ル樹脂フオームを無機質シートを接着剤を用い
接着させた。 [] (A) フエノール樹脂フオーム密度：42Kg／
m³、厚み：16mm (B) 石膏ボード：一般市販品（９mm厚み） (C) 無機質シート：下記のもの 珪酸カルシウム（ゾノトライト）；水熱合
成により得られたスラリー中の固形分濃
度５重量％の珪酸カルシウム。大部分が
微細な針状結晶及びその二次凝集体をな
しており、Ｘ線回折を行つた結果大部分
がゾノライトであつた。 水酸化アルミニウム；純度99.7％平均粒子
径4μ.（日本軽金属(株)製） ガラス繊維：Ｅガラス カツト長３mm パルプ；LBKP／NBKPの比が８／２で
カナダ標準フリーネスが350c.c.に叩解し
たもの 定着剤；アニオン性−明成化学工業(株)製、
品名フアイレツクスＭカチオン性−明成
化学工業(株)製、品名フアイレツクス
RC107 結合剤；塩化ビニリデン樹脂エマルジヨン
（約40％濃度、呉羽化学(株)製） 上記原料を、珪酸カルシウム33％、パル
プ30％、ガラス繊維３％、水酸化アルミニ
ウム30％、結合剤３％及び定着剤１％の重
量比でかつ水中に約１％の濃度で分散し、
長網式抄紙機により抄紙、プレス乾燥して
無機質シートを得た。得られた無機質シー
トの物性は以下の通りである。 無機質シートの物性： 密度…0.51、厚み…0.27mm、坪量…138
ｇ／m²、引張強度（タテ）…3.4Kg／15mm
巾、引張強度（ヨコ）…2.3Kg／15mm巾、
透気度…43秒、制限酸素指数…41、難燃性
…防炎一級合格。 ＜測定法＞ 引つ張り強度；JIS Ｐ 8113 酸素制限指数；JIS Ｋ 7201 透 気 度 ；JIS Ｐ 8117 難 燃 性 ；JIS Ａ 1332 45゜メツケルバーナー法、 加熱時間は３分 [] (A) フエノールフオーム密度：58Kg／m³、厚
み：15mm (B) 珪酸カルシウム板：一般市販品（10mm厚
み） (C) 無機質シート：の無機質シートにPE
フイルム（約10μ厚み）をラミネートした
もの、厚み：0.28mm [] (A) フエノールフオーム密度：45Kg／mm³、
厚み：13mm (B) ロツクウール硬質板：密度0.4、厚み12
mm、準不燃（難燃二級合格）タイプ、日東
紡(株)製ミネラボード (C) 無機質シート：の無機質シートに２イ
ンチ間隔でコロナ放電及びシンプ加工をし
たもの、厚み：0.28mm [] (A) フエノール樹脂フオーム密度：62Kg／
m³、厚み：25mm (B) 無機質シート：無機質シートにアルミ
蒸着膜（約3μ厚み）ラミネートしたもの
２枚 [] (A) フエノール樹脂フオーム密度：55Kg／
m³、厚み：20mm (B) 金属板：着色亜鉛鋼板、厚み0.45mm、ポ
リマーコート処理タイプ（一般市販品） (C) 無機質シート：無機質シートにアルミ
蒸着膜（約3μ厚み）PE（約10μ厚み）を順
次ラミネートし、コロナ放電及びシンプ加
工をしたもの、厚み：0.29mm [] (A) フエノール樹脂フオーム密度：50Kg／
m³、厚み：25mm (B) 無機質シート：の無機質シート２枚 [] (A) フエノール樹脂フオーム密度：57Kg／
m³、厚み：25mm (B) 無機質シート：₉の無機質シート１枚 なお、上記複合断熱材の製造において、その
基本的構成については［］〜［］は第３図
を［］及び［］は第２図を、［］は第４
図と、そして［］は第１図を参照。 (2) 複合断熱材の性能 上記の如く製造した複合断熱材［］〜
［］の無機質シートとフエノール樹脂フオー
ムとの間の接着性をピーリング法により評価し
た結果、接着強度として0.2〜0.4Kg／cmの値を
示し、且つ、フエノール樹脂フオーム材質が面
材に付着し、接着性が良好であつた。本発明の
複合断熱材［］〜［］と、比較のため、市
販ウレタン樹脂フオーム（密度25Kg／cm³、厚み
25mm）に前記複合断熱材［］で使用したもの
と同じ無機質シートを塩化ビニリデン接着剤で
接合一体化させて得た複合断熱材について、そ
の他の特性値を次の性能試験結果表に示す。 なお、曲げ強度はJIS A9514により、熱伝導
率はJIS A1413によりそして防火性は建設省告
示第1231号による準不燃性試験により測定し
た。

【表】

【表】 ［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の複合断熱材は、防
火性、断熱性、防湿性、機械的特性等の諸性能が
著しく優れており建材のほか各種産業分野の素材
として有用である。さらに本発明の複合断熱材は
詳細に説明した如く構成され、発泡フエノール樹
脂層と表面材板が一体成形されているので、樹脂
層と表面材板の接着に優れているため、断納熱及
び内装の施工を容易に行なうことができ、施工の
スピードアツプを計ることができる。更に、発泡
フエノール樹脂層が難燃性で、発煙及び有害ガス
の発生がないことから、優れた実用効果を発揮す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の複合断熱材の断面
図である。 １…無機質シート、２…面材、３…フエノール
樹脂フオーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フエノール樹脂フオームを芯材とし、その片
   面又は両面に珪酸カルシウム、水酸化アルミニウ
   ム粉末、繊維物質、結合剤及び／又はその他の添
   加剤からなる無機質シート及び所望により前記無
   機質シートの表面に防湿・防水材を接合一体化し
   てなる複合断熱材。 ２ 前記無機質シートが、 (イ) 重量比で２：８〜８：２の範囲内の珪酸カル
   シウム及び水酸化アルミニウム粉末40〜95重量
   ％、 (ロ) 有機繊維及びガラス繊維、セラミツク繊維及
   びロツクウール繊維から成る群から選ばれた無
   機繊維５〜30重量％及び (ハ) 結合剤その他の添加剤０〜30重量％からな
   り、 前記珪酸カルシウムの主成分がCaO−SiO₂
   −H₂Oであり、前記CaOと前記SiO₂がモル比
   で１：２〜２：１の範囲にあり、前記CaO−
   SiO₂−H₂Oの結晶形状が針状、板状、薄膜状
   又はそれらの二次凝集体である、 組成物を水中に分散させ抄紙してなる無機質シー
   トである、特許請求の範囲第１項記載の複合断熱
   材。 ３ 前記防湿・防水材が防湿性、防水性を有する
   合成樹脂フイルム又は不織布である、特許請求の
   範囲第１項記載の複合断熱材。 ４ 前記防湿・防水材がアルミニウム蒸着膜又は
   箔である、特許請求の範囲第１項記載の複合断熱
   材。 ５ 前記防湿・防水材が(イ)防湿性、防水性を有す
   る合成樹脂フイルム又は不織布及び(ロ)アルミニウ
   ム蒸着膜又は箔を任意の順に積層したものであ
   る、特許請求の範囲第１項記載の複合断熱材。 ６ 前記無機質シートがコロナ放電処理、シンプ
   加工のいずれか一方又は両方を施してなる無機質
   シートである、特許請求の範囲第１項記載の複合
   断熱材。 ７ 前記防湿・防水材が、コロナ放電処理、シン
   プ加工のいずれか一方又は両方を施してなる、防
   湿性、防水性を有する合成樹脂フイルム又は不織
   布又はアルミニウム蒸着膜又は箔である、特許請
   求の範囲第１項又は第５項記載の複合断熱材。 ８ フエノール樹脂フオームを芯材とし、その片
   面に珪酸カルシウム、水酸化アルミニウム粉末、
   繊維物質、結合剤及び／又はその他の添加剤から
   なる無機質シートそしてその他の片面に石膏ボー
   ド、ロツクウール硬質板、珪酸カルシウム板、ア
   スベストセメント板、パルプセメント板、金属
   板、ベニヤ板、木毛セメント板、木片セメント
   板、塩化ビニルシート、不織布及び紙から成る群
   から選ばれる面材を接合一体化してなる複合断熱
   材。 ９ 無機質シートが、 (イ) 重量比で２：８〜８：２の範囲内の珪酸カル
   シウム及び水酸化アルミニウム粉末40〜95重量
   ％、 (ロ) 有機繊維及びガラス繊維、セラミツク繊維及
   びロツクウール繊維からなる群から選ばれた無
   機繊維５〜30重量％及び、 (ハ) 結合剤その他の添加剤０〜30重量％からな
   り、 前記珪酸カルシウムの主成分がCaO−SiO₂
   −H₂Oであり、前記CaOと前記SiO₂がモル比
   で１：２〜２：１の範囲にあり、前記CaO−
   SiO₂−H₂Oの結晶形状が針状、板状、薄膜状
   若しくはそれらの二次凝集体である、 組成物を水中に分散させ抄紙してなる無機質シー
   トである、特許請求の範囲第８項記載の複合断熱
   材。