JPS6280033A - 不燃断熱複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼板、発泡体、水ガラス層およびガラス繊維
マット断熱材とからなる基本積層構造を有する不燃断熱
複合材料に関するものであり、建築物の屋根材、内壁、
外壁などの高度の不燃断熱性と機械的強度を要求される
用途に有用な複合材料に関する。

（従来の技術） 従来、鋼板に発泡体を積層した複合材料は、無機の不燃
断熱材料に比較して断熱性および施工性に優れ、吸湿性
の問題がないという特徴により、たとえば、断熱折板屋
根などの建築材料として使用されている。しかしながら
、この従来の上記積層複合材料は、発泡体が可燃性でお
り、発熱量が大きいために、建設省告示第１８２８号に
規定されている不燃材料の規格を満足せず、その使用は
掻く限られたものであった。

このような従来の鋼板と発泡体を積層素材とする不燃断
熱複合材の欠点、断熱性、吸湿による腐蝕を改良し、取
扱い性の良好な不燃断熱材として、実公昭５８−１７５
０３６号公報には、発泡倍率を、たとえば２００倍以上
にした発泡体を使用することによって、発泡体に基づく
可燃性の樹脂量を制限した発泡体と鋼板とからなる積層
不燃断熱材が提案されている。

しかしながら、この不燃断熱材は、使用される発泡体の
樹脂量が少な過ぎるために、機械的強度か不充分であり
、折板加工の際にフオーム切れやセルの破壊が生じ易い
。しかも通常商業的に製造されている架橋ポリオレフィ
ン系樹脂発泡体は、発泡倍率が５〜４０倍程度であるか
ら、この提案のように２００倍にも及／Ｓ；超高倍率の
発泡体は、工業的に採用されている連続架橋発泡プロセ
スにより安定に製造すること難しく、結果として高価格
であるという実用上の制約がおる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、上記従来の不燃断熱複合材料の欠点を
解消する不燃性、断熱性、機械的強度に優れ、吸湿性の
ない不燃断熱複合材を提供するにある。さらに他の目的
は、このような不燃断熱複合材を工業的に有利に、低価
格で製造し得る方法提供するにある。

（問題点を解決するための手段） このような本発明の目的は、上記特許請求の範囲に記載
した発明、すなわち、ハロゲン系難燃剤を２〜３０重量
％、無機充填材を１０〜５０壬け％を含有し、０．０２
〜０．０６ＣＩ／ｃｍ３の見掛密度および０．５〜２．
５ｒｎｍの厚さを有するポリオレフィン系発泡体の非ス
ライス面に鋼板を該発泡体のスライス面に水ガラス層を
介してガラス繊維マット断熱材を設けてなる不燃断熱複
合材料によって達成することができる。

本発明の複合材を構成する鋼板としては、持に限定され
るものではなく、たとえば不燃材料として認定され、使
用されている亜鉛鉄板、カラー鉄板、塩ビ鋼板などを例
示することができる。しかしながら、この鋼板の厚さ（
ｄｌ）は発泡体の厚さ（ｄ２〉との関係、すなわちこの
鋼板の厚さ（ｄｌ）に対する発泡体の厚さ（ｄ２）の比
（ｄ１／ｄ２＞において、この比が少なくとも０．３以
上デアル。通常ｄ１は、０．２〜１．５ｍｍ、好ましく
は０．６〜１．２ｍｍの範囲内であるのがよい。

また、本発明の複合材を構成する発泡体は、ハロゲン系
の難燃剤と無機充填材を含有する不燃性のポリオレフィ
ン系樹脂からなり、０．０２〜０゜０６Ｃ１／ｃｍ３の
見掛密度と０．５〜２．５ｍｍの厚さを有する架橋発泡
体であることが必要である。

ここで、ポリオレフィン系樹脂としては、オレフィンを
必須上ツマとするポリオレフィン単独ポリマ１、ポリオ
レフィン系共重合体およびそれらのブレンド物で必り、
さらに具体的には、エチレン、プロピレン、ブテン−１
，４−メチル−ペンテン−１などのα−オレフィンの単
独ポリマ、およびこれらを主成分とする共重合体があり
、ざらにこれらのモノマに酢酸ビニル、アクリル酸エス
テルなどのビニル化合物、ブタジェン、イソプレンなど
の共役ジエン化合物などを少なくとも一種を共重合成分
とする非品性共重合体および上記重合体を実質的に主成
分として含む熱可塑性樹脂組成物を挙げることができる
。

発泡体中に多量の難燃剤および／または無機充＠材を配
合し、発泡倍率の高い、柔軟な発泡体とする場合は、低
結晶性の熱可塑性樹脂、たとえば密度法による結晶化度
が４０％以下のゴム状熱可塑性樹脂または変成ポリオレ
フィン樹脂を主成分として、好ましくは５０重量％以上
使用するのがよい。

このようなゴム状熱可塑性樹脂または変成ポリオレフィ
ン樹脂の例としては、酢酸ビニルを６〜３５重ｆｆｉ％
含有スル密度が０．９１０−、−０．９７０のエチレン
−酢酸ビニル系共重合体、エチレンーエヂルアクリレー
ト系共重合体（好ましくはエチルアクリレートを５．〜
２０重量％含有するもの）、エチレン−α−オレフィン
系共重合体（好ましくは密度が０．９１０未満のα−オ
レフィンを５〜３０重四％含有するもの）、熱可塑性ポ
リブタジェン系樹脂（好ましくはシンジオタクチック１
゜２−ポリブタジェンであって、１，２−結合を９０％
以上含むもの）、熱可塑性スヂレンーブタジエン共単合
体樹脂（好ましくはスヂレンを１０〜５０手足％含有す
るもの）、塩素化ポリエチレン（好ましくは塩素を２５
〜４５重量％含有するもの）などが必り、上記α−オレ
フィンの例としては、プ白ピレン、ブテンなどの炭素原
子数が３〜８のオレフィンを挙げることができる。

これらの低結晶性熱可塑性樹脂の中でも、無機物を高充
填した発泡体に柔軟性を付与するためには、エチレン−
酢酸ビニル系共重合体、エチレン−α−オレフィン（０
３〜Ｃａ）系共重合体が好ましく、さらに好ましくはエ
チレン−酢酸ビニル系共重合体かよい。

なお、上記の本発明の発泡体の製造に使用する樹脂組成
物には、その押出し成形性を向上させることを目的とし
て、流動性の良好なポリエチレン、たとえばメルトフロ
ーレートが５０〜２００Ｃ１／１０分の低密度ポリエチ
レンなどを適宜添加、配合することができる。

また、本発明の複合材中に配合されるハロゲン系難燃剤
としては、ハロゲン化脂肪族系、ハロゲン化芳香族系お
よびハロゲン化脂環族系の難燃剤、好ましくは臭素系の
難燃剤があり、これらの１種または２種以上が使用され
る。

これらの難燃剤の具体例としては、デカブロモジフェニ
ルエーテル、ヘキサブロモベンゼン、“ファイヤガード
”３０００．”ファイヤガード゛７０００、　　“デク
ロランプラス″２５、ＣＩＴＥＸ”−ＢＴ９３、ＥＳＢ
−４００，５Ｒ−ＴＢＡ−４００，５Ｒ−ＴＢＡ４００
Ｐ−１、ＥＢＲ−７００，ＥＢＲ−７３４などを挙げる
ことができるが、特にビスフェノールＡ・デカブロモビ
スフェノールＡ・エピクロルヒドリングリシジルエーテ
ル縮合物（たとえば、ＥＢＲ−７００など）、ビスフェ
ノールＡ系臭素化エポキシ樹脂またはそのプレポリマお
よびその架橋物が好ましい。

これらの難燃剤のほかに、三酸化アンチモン、ｆｌ酸亜
鉛、赤リンなどの難燃助剤、リン化合物などの他種の難
燃剤、熱安定剤、耐候性剤、可塑剤、顔料を併用しても
よいことはもちろんである。

しかしながら、これらの難燃剤は、本発明の発泡体中に
２〜３０重量％、好ましくは４〜２５重量％の範囲内で
配合されるのがよく、配合量が２重量％未満になると、
難燃効果が不充分になり、塞材試験において発熱量を抑
制することが困難になるし、他方３０重量％を越えると
、燃焼時の発煙量が増加するので好ましくない。

次に、無機充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、タルク、クレー、酸化ジルコニウム、ベント
ナイト、アタパルジャイト、ＩＩＩバリウム、硼酸亜鉛
、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグ
ネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、酸化錫水和物など
を例示することができ、・これらの１種または２種以上
が配合されるが、好ましくは平均粒径が０．０１〜５０
ミクロン、好ましくは０．１〜２０ミクロン、ざらに好
ましくは０．５〜１０ミクロンのものがよい。

特に分子中に結合水または熱分解して水分を発生する水
酸基を含有し、かつ水分放出温度が２５０°Ｃ以上であ
る水酸化アルミニウムや塩基性炭酸マグネシウムなどに
代表される無機化合物が好ましい。

これらの無機充填材は、樹脂との混合に先立ち高級脂肪
酸、高級脂肪酸塩、シランカップリング剤、チタネート
系表面処理剤などで処理したものであってもよいことは
もらろんである。

しかしながら、これらの無機充填材は、発泡体中に１０
〜５０重量％の範囲内で配合するのがよく、１０％より
も少ないと、発泡体が燃焼する際の発熱量を抑制するこ
とが困難になるし、また５０％を越えると、発泡体製造
工程において発泡時にガス汰けを起し易くなり、高発泡
倍率の発泡体を製造することが困難になるので好ましく
ない。−このような難燃剤および無機充填材を含有し、
見掛密度が０．０２〜０．０６Ｃ１／ｃｍ３の独立気泡
を有する本発明のポリオレフィン系樹脂発泡体、好まし
くはその形状がシート状でおる発泡体は、そのスライス
面に水ガラス層を介してガラス繊維マット断熱材が積層
され、その非スライス面に鋼板が積層されることが重要
である。

ここで非スライス面とは、発泡体の製造工程を経由して
得られた発泡体表面そのものを指し、スライス面とは、
この発泡体を鋭利な刃物で切断することによって形成さ
れた面を指す。

本発明になる不燃断熱複合材の特徴は、この発泡体の非
スライス面に接して鋼板を積層一体向に接合し、かつ該
スライス面に水力ラス層を介してガラス繊維マット断熱
材を形成した点にある。

本発明の発泡体のスライス面に形成される水ガラス層と
しては、 一般式：Ｍ２０’ｎ５ｉ０２ （ただし、ＭはＬ＋、　Ｎａ、になどのアルカリ金属ま
たは第４アンモニウム基であり、ｎは０．５〜４の有理
数である。） によって示される水溶性のアルカリ金属シリケートであ
る。

このような水ガラスの具体例としては、１〜４号水ガラ
スとして市販されている液状の水ガラスがおり、これら
の水ガラスには硬化剤として、たとえば珪弗化す１〜リ
ウム、燐酸アルミニウム類、硫酸グリオキザールまたは
そのε−カプロラクトンなどを適量配合したものを挙げ
ることができる。

また、本発明の発泡体のに積層される鋼板としては、前
述したように、亜鉛鉄板、カラー鉄板、塩ビ鋼板などが
あるが、本発明においては、この鋼板の厚さ（ｄｌ）と
発泡体の厚さ（ｄ２）との比（ｄｌ／ｄ２）が０．３以
上、好ましくは０゜５以上であり、発泡体の厚さ（ｄ２
）が０．５〜２．５ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍ
の範囲内であることが必要である。

すなわち、上記比（ｄ１／ｄ２）が０．３未満のときは
、本発明の不燃断熱複合材は、鋼板の吸熱作用か小さ過
ぎて、基材試験における発熱量か基準値を越えるように
なるので好ましくないのである。

また、発泡体の厚さ（ｄ２）がＱ、５ｍｍよりも小さく
なると、本発明の不燃断熱材の断熱効果が低くなり好ま
しくないし、２．５ｍｍを越えると該複合材が燃焼し易
くなり、基材試験の基準値を満足しなくなるため好まし
くない。

本発明の不燃断熱複合材は、該水ガラス層にガラス繊維
マット断熱材が積層されるが、このガラス繊維マット断
熱材としては、ガラス長繊維、カットファイバー、これ
らの繊維屑などを交絡したり、マット化した後ニードル
パンチを施したもの、ざらに場合によってはこれらのガ
ラス繊維シートの表面を各種の不織布で被覆したり、樹
脂でガラス繊維相互を接着することによって得られる長
尺シート、具体的には市販の゛スーパーフェルトン″に
ヂアス（株）製）、“フジマット″（富士樹脂（株）製
）“ジーフネン″（漬水化学（株）製）などがある。

このガラス繊維マット断熱材を該水ガラス層に積層した
不燃断熱複合材において、前記のガラス繊維マット断熱
材の厚さ（ｄ３）は、３．Ｑｍｍ以上、好ましくは４．
□ｍｍ以上であることが望ましく、この厚さが３ｍｍよ
りも小さくなると、複合材全体としての厚さが薄くなり
、基材試験用試験体中の複合材の枚数を多くせざるを得
ず、結果として発泡体の量が増加するので、発熱量が基
材試験の基準を越えるために好ましくない。

ざらに、本発明の不燃断熱複合材においては、該ガラス
繊維マット断熱材面にに対して鋼板や別の本発明の不燃
断熱複合材のガラス繊維マット断熱材面を積層し、一体
に接合し、両面が鋼板からなる、建築物の内壁はもちろ
ん外壁にも使用することが可能な多層積層複合材とする
ことができる。

本発明になる不燃断熱複合材の製造法としては、鋼板に
前述したポリオレフィン系樹脂発泡体の非スライス面を
融着または該非スライス面に必らかしめ少量の接着剤を
塗布した状態で加熱圧着し・、鋼板が該発泡体の非スラ
イス面に積層接合された積層体を形成し、次いで該発泡
体のスライス面に水ガラスを塗布し、この水ガラス塗布
面にノコラス繊維マツ１−断熱材を積層して、加熱圧着
することにより製造することができる。上記水力ラスの
塗１５量は、発泡体のスライス面とガラス繊維マツ１〜
断熱材が充分な接着強度を示し、実用上問題がない範囲
で塗布すればよく、特に限定されるものではない。

（発明の効果） かくして得られる鋼板、特定の発泡体、水力ラス層およ
びガラス繊維断熱材からなる本発明の不燃断熱複合材は
、 （１）建築基準法、不燃材料基準の規定に合格する防火
性能を有する。

（２）断熱性に優れ、かつ結露防止性を有する。

（３）ガラス繊維マット断熱材を設けたものは、保水性
能を有するにも拘らず、鋼板の腐蝕を完全に防止する耐
湿性を有する。

したがって、本発明になる不燃断熱複合材は、軽量、か
つ加工性および取扱い性に優れており、折板加工によっ
て各種の屋根材料としたり、建築物の内壁、外壁その他
の不燃断熱材料として広く利用することができる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

なお、本発明において、発泡体の見掛密度および発泡倍
率、次の測定法により測定した値であり、不燃材料試験
は以下に述べる測定法にしたがって試験した。

Ａ、見掛密度および発泡倍率 １０ｃｍｘ１０ｃｍの大きさに切出した発泡体について
、その重量および厚さを測定し、その重量を発泡体の体
積で割って単位体積当りの重量（ｇ／Ｃｍ３）を算出し
、見掛密度とした。この見掛密度の逆数をもって発泡体
の発泡倍率とした。

Ｂ、不燃材料試験 Ｊ　ｌ５−Ａ−１３２１−１９７５の「建築物の内装材
料および工法の難燃性試験方法」に規定されいてる測定
法に準じて、本発明の不燃断熱複合材の表面試験および
基材試験を行った。

測定結果の判定基準は次の通り。

表面試験については、燃焼時の時間・温度面積（ｔｄθ
）と発煙係数（ＣＡ）を、基材試験においては、炉内設
定温度（７５０’Ｃ）を超過した温度（Ｔ　’Ｃ）をと
り、次の範囲内の値をとる場合は合格とした。

ｔｄθ（’Ｃ−ｍ１ｎ＞＜Ｏ ＣＡ≦３０ Ｔ　（’Ｃ）　＜５０ 実施例１〜６、比較例１〜３ 密度が０．９４０．メルトフローレート（Ｍ。

■）が４ｇ／１０分の酢酸ビニルを１４重量％含有する
エチレン・酢酸ビニル共重合体３０〜３５重量％、Ｍ、
Ｉが２００ｇ／１０分の低密度ホラエチレン５〜１０重
量％、水酸化アルミニウム３０〜４０重通％、ビスフェ
ノールＡ系臭素化エポキシ樹脂プレポリマ（ＳＲ−ｒＢ
Ａ４００Ｐ−１＞１０重量％およびアゾジカルボンアミ
ド８〜１２゛　　は吊％をヘンシェルミキナを用いて配
合し、加圧式ニーグーで溶融、混練した後、３０ｍｍφ
の二軸押出機を使用してペレット化した。

このペレットを原料として３Ｑｍｍφ押出機を用いて１
４０’Ｃで溶融押出し、２ｍｍ厚のシートを作成した。

このシートに電子線照射装置により５Ｍｒａｄの電子線
を照射し、架橋させた。得られた架橋シートを２３０℃
の加熱溶融ツル１〜浴中で加熱、発泡させ、厚さが５〜
５ｍｍ、発泡倍率２０〜４０倍の発泡体を得た。

この発泡体の片面をスライスして、厚さが０゜５〜３．
Ｑｍｍのスライス面と非スライス面を有する発泡体を作
成した。この発泡体の非スライス面に加熱した亜鉛鉄板
（厚さ０．６〜１．２ｍｍ）を積層し、熱融着させ、ロ
ールで巻取った。次いで、該亜鉛鉄板を積層した発泡体
のスライス面に水ガラスを塗布し、熱風を吹付けながら
、ガラス繊維マット断熱材を熱ロールで圧縮しながら積
層し、複合材を作成した。

得れた本発明の不燃断熱複合材について、表面試験およ
び基材試験を行った。　その結果をガラス繊維マット断
熱材（比較例１）、鉄板の厚さが本発明に規定する範囲
外の複合材（比較例２）およは（ｄ１／ｄ２）比が本発
明に規定する範囲外の複合材（比較例３）についての測
定結果と共に第１表に示した。

なあ、前記の亜鉛鉄板（厚さ０．６ｍｍ＞を発泡体の非
スライス面に積層、熱融着しただけについて積層体の表
面試験を行った結果、ｔｄθく０１ＣＡ＜３０の値を示
し、難燃性は１級でめった。

第１表に示すように、本発明になる不燃断熱複合材は、
表面試験および基材試験の双方共に不燃材料としての規
格を十分に満足しているのに対して、ガラス繊維マット
断熱材（比較例１）鉄板の厚さが本発明に規定する範囲
外の複合材（比較例２）および（ｄ１〜ｄ２）比が本発
明に規定する範囲外の複合材（比較例３）の材料は、い
ずれも基材試験における炉内温度が基準値を大幅に超過
しており、不燃断熱複合材としては不適格なものであっ
た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハロゲン系難燃剤を２〜３０重量％、無機充填材
   を１０〜５０重量％を含有し、０．０２〜０．０６ｇ／
   ｃｍ＾３の見掛密度および０．５〜２．５ｍｍの厚さを
   有するポリオレフィン系樹脂発泡体の非スライス面に鋼
   板を該発泡体のスライス面に水ガラス層を介してガラス
   繊維マット断熱材を設けてなる不燃断熱複合材料。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、鋼板の厚さ（ｄ
   ＿１）とポリオレフィン系樹脂発泡体の厚さ（ｄ＿２）
   との比（ｄ＿１／＿２）が少なくとも０．３以上であり
   、かつガラス繊維マット断熱材の厚さが少なくとも３．
   ０ｍｍである不燃断熱複合材料。