JP2002187247A

JP2002187247A - 難燃性パネル

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Publication number: JP2002187247A
Application number: JP2000390976A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yanase; 聡柳瀬; Hidetoshi Masugi; 英俊真杉
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-07-02
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: JP4475800B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一般住宅の外壁に釘やビスなどで容易に取り
付けられるくらい軽量で、燃焼後の形状保持性能に優れ
た難燃性パネルを提供する。【解決手段】少なくともフェノール樹脂、水酸化アル
ミニウム、カオリンクレー及び無機繊維を含有するパネ
ル内部に無機繊維よりなるシート基材を含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼後のパネル形
状の維持性能に優れた難燃性パネルに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般住宅においては木造軸組構造
の場合、その外壁面は、表面を吹き付けによって塗装さ
れた木やモルタルによって仕上げられるのが一般的であ
る。この場合、モルタルの養生期間や塗料の乾燥期間が
必要であり、そのためこの構法は湿式構法と呼ばれる。
また、間柱に合板やパネルを釘付けし、その外側に窯業
系サイディングボードを釘付けしたり、タイル等を横レ
ールに引っかけるなどのプレハブ構法、ツーバイフォー
構法と呼ばれる構法による住宅も一般的であり、これら
の構法は乾式構法と呼ばれている。

【０００３】上記湿式構法は、例えば、外壁面に吹き付
けによる塗装を行った場合、近隣家屋への塗料液微粉の
飛散や塗料中の有機溶剤の揮散による環境負荷の増大が
問題となるばかりでなく、塗装仕上げによる外壁面は約
１０年で色調や表面樹脂層が劣化して外壁面の見栄えが
悪くなり、そのため再塗装を必要とするという問題もあ
った。また、レンガ、タイル等をモルタルを介して積み
重ねたり、貼り付けたりする構法でもやはり、養生のた
め長い工期を要する点という問題があった。

【０００４】一方、乾式構法においては、例えば、特開
平５−２０９４５４号公報に開示されているような窯業
系サイディングボードやタイル等を用いる場合、これら
の単位面積当たりの重量は重く、設計の段階から大きな
重量に耐えうる設計をしなければならなかった。特に木
造軸組構造の家屋のうち、築後１０年以降のいわゆる中
古住宅の外壁の改装（リフォーム）を再塗装によらずに
実施しようとして、窯業系サイディングボードやタイル
等を用いようとした場合には、既存の外壁材や柱の設計
強度を越えることになり、これらの大きな重量の窯業系
サイディングボードやタイル等は使用できない場合が多
い。窯業系サイディングボードや該タイル等を用いた家
屋そのもののリフォームであっても、既存の外壁材や柱
の設計荷重を越えないようにするための、既存外壁材の
除去や柱の増強等の別工事を必要とすることが多く、リ
フォーム工事の施工上極めて不便であった。

【０００５】また、窯業系サイディング材の施工では、
通常３尺×６尺（約９０ｃｍ×約１８０ｃｍ）板の大平
面のパネルを釘打ちで固定していくため、重量物である
該パネルの運搬や壁面での位置決め作業の際に施工者に
かかる負担も大きい。そのため、近年、軽量外壁材とし
て、金属サイディング等の軽量サイディング材が開発さ
れてきているが、これは、表層を構成するアルミニウム
等の金属薄板表面にエンボス状凹凸をつけ、その内層を
ウレタンフォーム等とした構造であり、これを釘打ちに
よって既存外壁面に取り付ける構法が採用されている。
この構法は、例えば、特開昭６３−１２５７７０号公報
に開示されている。

【０００６】しかしながら、該アルミニウム表面の凹凸
形状は光沢感が出過ぎるため外観の高級感に欠けること
が多い。またアルミニウムは、その融点が６６０℃であ
るため、火災等によって外壁表面に裸火が激しく接する
ような場合、防火性の面で問題がある。同じく軽量外壁
材として、熱可塑性樹脂を主原料としてパネル状に成形
したものが特開平７−２１７０５９号公報に開示されて
いる。しかしながら熱可塑性樹脂系のサイディング材は
防火性に乏しく、防火地域に指定された地区では外壁材
として使用することができないといった問題がある。と
りわけこれら熱可塑性樹脂系のサイディング材において
は、燃焼する際に材料が元のパネルとしての形状を保持
することが難しいという問題もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
を背景に、一般住宅の外壁に釘やビスなどで容易に取り
付けられるくらい軽量で、燃焼後のパネル形状の維持性
能に優れた難燃性パネルを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、以上のよう
な現状を背景に、上記課題を解決するために鋭意研究し
た結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、（１）少なくともフェノール樹脂、水酸化アルミ
ニウム、カオリンクレー及び無機繊維を含有するパネル
であって、パネル内部に無機繊維よりなるシート基材を
含有していることを特徴とする難燃性パネル、（２）
パネルの表面が防火性能を有する塗材で塗装されている
ことを特徴とする(1)記載の難燃性パネル、である。

【０００９】本発明は、難燃性に優れたフェノール樹脂
を主たる樹脂成分とするパネルにおいて、少なくとも無
機フィラーとして水酸化アルミニウムとカオリンクレイ
を含み、かつパネル内部に無機繊維よりなるシート基材
を含有しているパネルが、防火性能に優れるばかりでな
く、燃焼後のパネル形状の維持特性に優れた効果を発揮
することを見出したことに基くものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明について詳細に説
明する。まず本発明の難燃性パネルは、少なくともフェ
ノール樹脂、水酸化アルミニウム、カオリンクレー及び
無機繊維を含有するパネルである。上記フェノール樹脂
としては、レゾール系フェノール樹脂であっても、ノボ
ラック系フェノール樹脂であっても良く、また、これら
の樹脂に、必要に応じて重合度を高める目的で、レゾー
ル型フェノール樹脂では酸触媒、ノボラック型フェノー
ル樹脂では塩基性触媒を添加して用いても良いが、常温
で液状を示すレゾール系フェノール樹脂を無触媒で用い
ることが、成形加工が容易にでき生産性が上げられる点
から好ましい。

【００１１】またフェノール樹脂の含量はパネル中の樹
脂量として１０ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下であること
が好ましく、さらに好ましくは１５ｗｔ％以上、４０ｗ
ｔ％以下が特に推奨される。フェノール樹脂の含量は、
成形したパネルの耐久性の観点から１０ｗｔ％以上が好
ましく、防火性の観点から６０ｗｔ％以下が好ましい。
本発明のパネルは無機フィラーとして、水酸化アルミニ
ウムとカオリンクレーを含んでいることが必要である。
水酸化アルミニウムとカオリンクレーは２００〜６００
℃の範囲で吸熱作用を示し、パネルの燃焼時に燃焼反応
を阻害する効果を有する。水酸化アルミニウムとカオリ
ンクレイの混合比は質量比で好ましくは１：９〜９：１
の範囲、より好ましくは１:５〜５:１の範囲、特に好ま
しくは１:３〜３:１の範囲で効果を発現する。この水酸
化アルミニウムとカオリンクレーの合計のパネル中の含
有量は３０ｗｔ％以上、８０ｗｔ％以下が好ましく、よ
り好ましくは４０ｗｔ％以上、７０ｗｔ％以下である。
２００〜６００℃の範囲で吸熱作用を示す無機物とし
て、水酸化アルミニウムとカオリンクレイの他に水酸化
カルシウム、水酸化マグネシウム、ドーソナイト、アル
ミン酸カルシウム、ホウ酸亜鉛などがあるが、本発明に
おいては水酸化アルミニウムとカオリンクレー以外にこ
れらの無機物をパネル中の含有量として２０ｗｔ％以下
であれば含んでいても良い。なお無機フィラーとして
は、先に挙げた吸熱作用を示す無機物の他に、防火性能
を損ねない範囲で炭酸カルシウム、タルク、マイクロバ
ルーン、硫化バリウム、無水ケイ酸、けい藻土、ガラス
パウダー、マイカ、炭酸マグネシウム、三酸化アンチモ
ン、ゾノトライト、トバモライト、ワラストナイト、け
い砂、石膏等が混合されていても良い。

【００１２】本発明の難燃性パネルは無機繊維を含んで
いることが必要である。無機繊維とはガラス繊維、金属
繊維、鉱物繊維等を指し、これらを単独または混合して
用いることができる。中でもガラス繊維は高い強度を持
ちコスト的にも有利なため推奨される。ガラス繊維の種
類としてはＥ−ガラス、Ｃ−ガラス、Ｔ−ガラス、ＡＲ
−ガラス、Ｄ−ガラスのいずれの種類のガラスを用いて
も良いが、コスト面などからＥ−ガラスが好ましい。ま
たガラス繊維の繊維径は３〜３０μｍ程度の繊維径のも
のが好ましく、より好ましくは６〜１５μｍである。ガ
ラス繊維の繊維長は成形物の強度の観点から０．１ｍｍ
以上が好ましく、無機フィラーとフェノール樹脂とから
なる成形用樹脂組成物の流動性の観点から１００ｍｍ以
下が好ましい。より好ましくは３〜３０ｍｍである。

【００１３】パネル中のガラス繊維の含量としてはパネ
ルの強度の観点から３ｗｔ％以上が好ましく、フェノー
ル樹脂および無機フィラーと混合した際の流動性の観点
から３０ｗｔ％以下が好ましい。より好ましくは５ｗｔ
％以上、２０ｗｔ％以下である。本発明の難燃性パネル
は、パネル内部に無機繊維よりなるシート基材を含有し
ている。ここで無機繊維よりなるシート基材とはガラス
繊維、金属繊維、鉱物繊維等の無機繊維が不織布状、織
布状、マット状等に成形されてシート状となっている材
料を示す。本発明のパネルには、このシート状の無機繊
維以外にも無機繊維が含まれているが、この無機繊維
は、シート状の形態をとらずに繊維状でパネル中に分散
した状態で存在するものであり、シート基材を構成する
無機繊維とは独立に量、種類を変えることができるもの
である。

【００１４】本発明において、無機繊維よりなるシート
基材は無機繊維の長さ、径は特に限定されるものではな
いが、十分な強度を発現させるためその秤量については
１０ｇ／ｍ²以上、３００ｇ／ｍ²以下が好ましく、より
好ましくは２０ｇ／ｍ²以上、２５０ｇ／ｍ²以下であ
る。得られたパネルの燃焼後の形状保持性の観点から、
秤量は１０ｇ／ｍ²以上が好ましく、パネルの成形性の
観点から、３００ｇ／ｍ²以下が好ましい。

【００１５】また無機繊維よりなるシート基材にはその
シート形状を保持するためのバインダーが無機繊維表面
に付着していてもよく、バインダーとしてはアクリル
系、エポキシ系、ポリエステル系などの有機系樹脂が好
ましく用いられる。また本発明において、このシート基
材はパネル全体を覆うように埋設させるのが好ましい
が、パネルの形状からしてシート基材を埋設させること
が困難な場合はこの限りではない。しかしながら十分な
補強効果を発現するためには、好ましくはパネル面積の
８０％以上、より好ましくは９０％以上を覆うものであ
ることが推奨される。

【００１６】シート基材の厚みについては埋設されるパ
ネルの厚味の２〜２０％が好ましく、５〜１０％がより
好ましい。シート基材の含有量についてはパネルの２ｗ
ｔ％以上、２０ｗｔ％以下が好ましく、５ｗｔ％以上、
１０ｗｔ％以下がより好ましい。さらに、１枚のパネル
に複数枚のシート基材を用いてもよい。またパネルに表
裏があり、どちらか一方に意匠面がある場合は、シート
基材を含有していることがわからないように意匠面とは
反対側に埋設させるのが好ましい。本発明による難燃性
パネルがシート基材を含んでいるか否かは、シート基材
の秤量が大きい場合はパネルの表面を見てシート基材が
浮き彫りになっているか否かで判定がつく。またシート
基材の秤量が小さな場合は加熱炉でパネルを完全に燃焼
させた際、その残さにシート状の無機繊維が残るか否か
で判定することができる。

【００１７】本発明における難燃性パネルには、得られ
たパネルにさらなる難燃性、耐候性、成形時の離型性等
を付与するために難燃剤、紫外線吸収剤、内部離型剤、
増粘剤等の添加剤を加えてもよく、特に成形性を向上さ
せるため内部離型剤を添加することが推奨される。内部
離型剤の添加量は、パネル中の含量としては０．１ｗｔ
％以上、１０ｗｔ％以下が好ましく、より好ましくは１
ｗｔ％以上、５ｗｔ％以下である。内部離型剤としては
脂肪族炭化水素系のもの、高級脂肪族アルコール系のも
の、脂肪酸アマイド系のもの、金属石けん系のもの、リ
ン酸系のものなどが挙げられ、中でもステアリン酸亜
鉛、中和性リン酸アルコールは離型効果が高く好まし
い。

【００１８】本発明における難燃性パネルとは、表面が
平坦な平板、表面にパネル素材によって型取られた意匠
を有するもの、または塗装によって装飾を施されたパネ
ル状の成形体を指す。本発明によって得られるパネルは
外壁材、内壁材、床材、屋根材、天井素材等の建築用素
材として利用可能であるが、その耐久性、防火性、意匠
性から特にリフォーム用の外壁材として好適である。こ
のためパネルの構造を工夫してより簡易に施工でき、か
つ頑健なものとすることが好ましい。

【００１９】パネルの厚みは薄すぎると燃焼後のパネル
の形状保持、強度低下が顕著になるため、パネルの平均
厚みは１ｍｍ以上、５ｍｍ以下とすることが推奨され
る。またパネル一枚の大きさを０．２ｍ²以上、１ｍ²以
下とすることが好ましく、パネル一枚の質量は０．５ｋ
ｇ以上、６ｋｇ以下が好ましく、パネルの上下左右部に
嵌合構造を持たせることなども推奨される。なおここで
嵌合構造とはパネルの一部分に凸部、別のパネルの一部
分に凹部を持たせて２枚のパネルの凸部と凹部をはめ込
んでパネルを継ぎ足していくことができる構造を指す。

【００２０】本発明の難燃性パネルの製造法としては、
目的のパネル形状をなした上下分離可能な金型を準備
し、金型に成形用の原料を必要な量だけ投入し、加熱加
圧し、その後金型を開き目的のパネルを取り出して得ら
れる。この時、無機繊維よりなるシート基材を含有させ
るには、金型の上にシート基材をセットしてから原料を
投入し加熱加圧することでシートを含有したパネルを得
ることができる。なおここで成形用の原料とはフェノー
ル樹脂、無機フィラー、無機繊維およびその他の添加剤
の混合物である。

【００２１】本発明の難燃性パネルは、長期使用時にお
ける色調を一定にするために、その表面を塗装すること
が好ましい。ここで表面とはパネルの表の面と裏の面の
どちらか一方、またはその両方を指す。表面の塗装に用
いられる塗料としては耐光性塗料が好ましく、アクリル
シリコン系、ウレタン系、シリコン系、フッ素樹脂系の
いずれを用いても良いが、コスト面からアクリルシリコ
ン系が好ましい。また本発明のパネルの場合、塗料とし
て防火性能を有する塗材を用いることはパネルの防火性
能をさらに向上させるためより好ましい。

【００２２】防火性能を有する塗材とは、その塗材をパ
ネルに塗布することによってパネルを燃焼させた際の発
熱量を抑制する効果を発揮する塗材を示す。発熱量の抑
制効果は、例えば東洋精機(株)のコーンカロリーメータ
III装置を用い、(財)日本建築総合試験所編「防耐火性
能試験・評価業務方法書」に基づいて行う燃焼試験で、
総発熱量を評価することによって判定ができる。防火性
能を有する塗材の例としては塗材中に三酸化アンチモ
ン、酸化ジルコニウム、メタホウ酸バリウム、ポリリン
酸アンモニウム、メラミン、ペンタエリスリトル、ホウ
酸亜鉛、リン酸エステル、トリクレジルホスフェート等
を含む塗料が挙げられる。これらの塗材は単独で用いる
ことも混合して用いることもできる。また防火塗材とア
クリルシリコン系耐光性塗料をそれぞれ塗布して塗膜を
２層とすることもできる。

【００２３】以下、本発明を実施例に基づいて説明す
る。

【００２４】

【実施例１】レゾール系フェノール樹脂（昭和高分子
（株）製ＢＲＬ−２４０）２５．０質量部、増粘剤とし
て水酸化カルシウム（関東化学（株）製試薬特級）
０．３質量部、内部離型剤としてステアリン酸亜鉛（関
東化学（株）製試薬一級）１．０質量部、水酸化アルミ
ニウム（昭和電工（株）製ハイジライトＨ３２）３２．
５質量部、カオリンクレイ(ENGELHARD社製ＡＳＰ−４
００Ｐ)３２．５質量部、繊維長３ｍｍのガラス繊維(日
東紡績株式会社製ＣＳ−３ＳＫ)５．０質量部をオム
ニミキサー（千代田技研工業（株）製ＯＭ−５）にて約
１分間、混合撹拌して成形用原料を得た。１８０℃に加
熱した加圧プレスに装着された表面クロムメッキ仕上げ
の鋼製金型へ、金型の形と同形に切断したシート基材と
してガラス繊維不織布 (日本電気ガラス（株）製秤量
１００ｇ／ｍ²)と、そのマット上に成形用原料を素早く
所定量セットし、金型を閉めて加熱加圧(1.17×10⁷Ｐ
ａ)したところ、金型内形状と同型のパネルを得た。得
られたパネルの平均厚みは２ｍｍ、単位面積当たりの質
量が４ｋｇ／ｍ²であった。

【００２５】このパネルを10センチ角の大きさに切り出
し、７５０℃のオーブン中で２０分間焼成させたとこ
ろ、焼成後のパネルは１０ｃｍ角の形状を保持してお
り、このパネルを２ｍの高さから落下させても破損しな
かった。結果を表１に示す。

【００２６】

【実施例２〜４】無機繊維よりなるシート基材の種類を
変えた以外は、実施例 1と同様にしてパネルを作製し、
燃焼後のパネル形状の観察と落下試験をおこなった。結
果を表１に示す。シート基材を含有したパネルは燃焼後
のパネルの形状保持性にすぐれ、落下試験においても破
損がないことがわかる。

【００２７】

【実施例５】実施例１で作製したパネルの表面にポリリ
ン酸アンモニウム含有の不燃塗料を５０ｇ／ｍ²の塗布
量で塗装したあとパネルを１０ｃｍ角の大きさに切り出
し、７５０℃のオーブン中で２０分間焼成させ、実施例
１と同様に燃焼後のパネル形状の観察と落下試験をおこ
なった。燃焼後のパネルは灰化していない部分が多数残
っておりパネルの形状を保持していた。またこのパネル
を２ｍの高さから落下させても破損しなかった。結果を
表１に示す。

【００２８】

【比較例1】パネルの成形時に無機繊維よりなるシート
基材を使用せず、それ以外は実施例１と同様にしてパネ
ルを作製し、燃焼後のパネル形状の観察と落下試験をお
こなった。燃焼後のパネルにはそりがみられた。またパ
ネルを２ｍの高さから落下させると複数の破片に破損し
た。結果を表１に示す。

【００２９】

【比較例２】原料中の水酸化アルミニウムとカオリンク
レイの全量を炭酸カルシウムとし、それ以外は実施例１
と同様にしてパネルを作製し、燃焼後のパネル形状の観
察と落下試験をおこなった。燃焼後のパネルは表面の灰
化が激しく、またこのパネルを２ｍの高さから落下させ
ると複数の破片に破損した。結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によって燃焼後の形状と強度の維
持性能に優れた難燃性パネルを得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2E001 DE01 FA04 FA06 FA11 FA14 FA16 GA24 GA27 GA28 GA29 GA42 HA31 HA33 HB00 HB04 HD02 4F100 AA00A AA19A AC10A AG00 AK33A AT00A BA01 BA02 BA03 BA06 CC00B DG01 DG01A DG15 EH46 EJ17 EJ42 GB07 GB08 JJ07 JJ07A JJ07B JK10 JL03 JL04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】少なくともフェノール樹脂、水酸化アル
ミニウム、カオリンクレー及び無機繊維を含有するパネ
ルであって、該パネル内部に無機繊維よりなるシート基
材を含有していることを特徴とする難燃性パネル。
【請求項2】パネルの表面が防火性能を有する塗材で
塗装されていることを特徴とする請求項１記載の難燃性
パネル。