JP2005068926A - 建築用無機質板 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の難燃性および機械的強度を保持しつつ、軽く安価な無機質建築板を提供することにある。
【解決手段】 無機質板状基材１４の少なくとも片面に、膨潤性無機化合物を必須成分とする難燃化剤を塗布して難燃化層１５を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも片面に難燃化層を形成した建築用無機質板に関する。

従来、建築用無機質板には、機械的物性を高めるため、有機系バインダーや補強用繊維等を添加する方法が採用されている。しかし、機械的物性を高めるために有機成分を増大させると、難燃性が低下する。そこで、難燃性を維持するために基材層に水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の難燃性物質を添加する方法が考えられている（特許文献１参照）。
特開２００３−１９１３９５号公報

しかしながら、基材層全体に水酸化アルミニウム等を添加すると、製造コストがアップするだけでなく、建築用無機質板全体の重量が増大するとともに、機械的強度が低下するという問題点がある。

本発明は、前記問題点に鑑み、所定の難燃性および機械的強度を保持しつつ、軽く安価な建築用無機質板を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明にかかる建築用無機質板は、前記目的を達成すべく、鉱物質繊維、無機粉状体および結合剤を必須成分とする表裏層部間に、無機発泡体、繊維状物および結合剤を必須成分とする中層部を介在させ、圧締一体化してなる無機質板状基材からなる建築用無機質板において、前記無機質板状基材の少なくとも片面に、膨潤性無機化合物を必須成分とする難燃化剤を塗布して難燃化層を形成した構成としてある。

本発明によれば、無機質板状基材の少なくとも片面に難燃化層を形成するので、本来、無機質板状基材自体が有する機械的強度を低下させないとともに、重量を増大させない。さらに、少なくとも片面に難燃化層を形成するだけでよいので、従来例のように製造コストをアップさせることなく軽い建築用無機質板が得られる。

本発明の実施形態としては、難燃化剤に水溶性高分子、水性樹脂バインダーまたはリン酸塩化合物の少なくともいずれか１種を添加しておいてもよい。
本実施形態によれば、水性樹脂バインダーの添加によって塗膜強度が向上する一方、リン酸塩化合物を添加することによって耐火性が向上するという効果がある。

本発明にかかる実施形態を図１の添付図面に従って説明する。
本実施形態にかかる建築用無機質板１０は、鉱物質繊維、無機粉状体および結合剤を必須成分とする表裏層部１１，１２間に、無機発泡体、繊維状物および結合剤を必須成分とする中層部１３を介在させ、圧締一体化してなる無機質板状基材１４の少なくとも片面に、膨潤性無機化合物を必須成分とする難燃化剤を塗布して難燃化層１５を形成したものである。

前記表裏層部１１，１２は、強度を発現させるためのものであり、主として鉱物質繊維，無機粉状体および結合剤からなるものである。

鉱物質繊維としては、ロックウール、スラグウール、グラスウール等を用いることができ、その添加量は２０〜８０重量％が好適である。２０重量％未満であると、曲げ強度が低くなるからであり、８０重量％を越えると、無機粉状体や結合剤の割合が相対的に低くなり、表面硬度および強度が低くなるからである。

無機粉状体は、表面硬度および平滑性を高めるためのものであり、例えば、炭酸カルシウム，珪砂，スラグ，マイクロシリカ等が挙げられ、その添加量は１０〜６５重量％である。１０重量％未満であると、所望の表面硬度や平滑性が得られないからであり、６５重量％を越えると、鉱物質繊維や結合剤の割合が相対的に低くなるので、所望の強度が得られないからである。

結合剤は、前記鉱物質繊維および無機粉状体を結合一体化するためのものである。例えば、澱粉，ポリビニルアルコール、イソシアネート（ＭＤＩ）を用いることができる。また、耐水性を高める場合にはフェノール樹脂，アクリル樹脂等を用いることができる。そして、前述の樹脂の添加量は５〜３０重量％が好適である。５重量％未満であると、所望の強度が得られないからであり、３０重量％を越えると、防火性を満足できなくなるからである。なお、結合剤としては、セメント，石膏，水ガラス等の無機質結合剤も利用できる。

さらに、強度を高めるため、パルプ，ポリプロピレン等の有機繊維を２〜１５重量％添加してもよい。

中層部１３は、化粧板の軽量化を発現するためのものであり、主として無機発泡体，繊維状物および結合剤からなるものである。

無機発泡体としては、例えば、パーライト，シラス発泡体，ガラス発泡体等を挙げることができ、その添加量は４０〜８０重量％である。４０重量％未満であると、十分な軽量化が行えないからであり、８０重量％を越えると、結合剤や繊維の割合が低下し、強度を向上できないからである。

繊維状物は強度を高めるために添加されるものであり、例えば、パルプ，ポリプロピレン等の有機繊維を４〜３０重量％添加してもよい。また、必要に応じ、炭酸カルシウム，珪砂等の無機粉状体を添加してもよい。ただし、軽量化を維持するためには５０重量％以下にする必要がある。

結合剤は前記無機発泡体，繊維状物を結合一体化するものであり、表裏層部１１，１２の結合剤と同様のものを使用でき、その添加量は５〜３０重量％が好適である。添加量が５重量％未満であると、所望の強度が得られないからであり、３０重量％を越えると、防火性を満足できなくなるからである。

表裏層部１１，１２の比重は０.８〜１.２、芯層部１５の比重は０.２〜０.７、全体比重は０.４〜０.９のものが適当である。表裏層部１１，１２の比重が０.８未満であると、所望の強度が得られないからであり、１.２を越えると、表裏層が硬くなり，加工性が悪くなるからである。また、中層部１３の比重が０.２未満であると、中層部１３としての強度が保持できないからであり、０.７を越えると、十分な軽量化が図れないからである。

無機質板状基材１４の製造方法は、既存の湿式、乾式およびこれらの方法を適宜組み合わせて使用でき、特に限定するものではない。
例えば、鉱物質繊維、無機粉状体および結合剤等を水中に投入，攪拌してスラリーを得、これを抄造して表裏層部１１，１２となるウェットマットを得る。一方、無機発泡体、繊維状物および結合剤等を水の噴霧下で混合して中層部用混合物を得る。そして、表層部１１となる前記ウェットマット上に前記混合物を散布，堆積して中層部１３を形成した後、裏層部１２となる前記ウェットマットを重ね合わせる。ついで、ホットプレスで加熱，圧締した後、ドライヤーで乾燥することにより、表裏層部１１，１２の比重が０．８〜１．２、中層部１３の比重が０．２〜０．７、全体比重が０.６〜０.９の無機質板状基材１４が得られる。

難燃層１５を形成するための難燃化剤の必須成分である膨潤性無機化合物は、ＳｉＯ^２、ＭｇＯ、ＡＩ_２Ｏ_３を主成分とするものであり、例えば、カオリン族、スメクタイト族、バーミキュライト族、雲母族などの天然の鉱物あるいは合成物が挙げられる。特に、膨潤性の高いスメクタイト族のモンモリロナイト、バーミキュライト族、雲母族の膨潤性マイカ等が好ましい。

前記膨潤性無機化合物の添加量は７０重量％以上とする。添加量が７０重量％未満であると、難燃性を満足できなくなるからである。

前記難燃化剤には、必要に応じて水溶性高分子、水性樹脂バンイダーを添加してもよい。前記水溶性高分子は、可燃性ガスの漏洩を防止するために添加されるものであり、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等の合成高分子化合物、カルボキシメチルセルロースやヒドロキシエチルセルロース等の天然の多糖誘導体などが挙げられる。特に、前記膨潤性無機化合物は層間に水を取り込んで膨潤する性質を示すことから、水溶性高分子としてはポリビニルアルコール等のように前記膨潤性無機化合物の層間に入り込んで複合体を形成し、可燃性ガスの漏洩を防止するガスバリア性を発現するものが好ましい。

水溶性高分子の添加量は２０重量％以下が好適である。２０重量％を越えると、難燃性を満足できなくなるからである。

水性樹脂バインダーは、塗膜の強度を高めるために添加されるものであり、例えば、水性塗料や糊剤が含まれ、より具体的には、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の合成樹脂塗料、デンプン、マンナン、アルギン酸塩等の天然高分子材料等の糊剤が挙げられる。そして、用途や要求性能に応じて単体あるいは２種以上を組み合わせて用いられる。

水性樹脂バインダーの添加量は、水溶性高分子との合計が２０重量％以下となるようにすることが好ましい。これらの添加量の合計が２０重量％を越えると、難燃性を満足できなくなるからである。

前記難燃化剤には、一般の塗料に用いられるリン酸系難燃剤を添加して耐火性を高めてもよい。例えば、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム等が挙げられ、用途や要求性能に応じて適宜用いることができる。さらに、難燃化剤には、顔料、分散剤、消泡剤などの種々の添加物を必要に応じて添加しておいてもよい。

鉱物質繊維としてロックウール４５重量％、無機粉状体として炭酸カルシウム４０重量％、補強繊維としてパルプ５重量％、結合剤として粉末フェノール樹脂６重量％およびスターチ４重量％を清水中に投入，攪拌して固形成分約２％のスラリーを得た。そして、このスラリーを湿式抄造機で抄造し、表裏層部１１，１２となる厚さ３．０ｍｍの湿潤マットを得た。

一方、無機発泡体としてパーライト６５重量％、無機粉状体として炭酸カルシウム２０重量％、補強繊維としてパルプ５重量％、結合剤として粉末フェノール樹脂５重量％およびスターチ５重量％に清水を噴霧しながら均一に混合して中層部用混合物を得た。

そして、前記表層部１１となる前記湿潤マット上に前記中層部用混合物を厚さ２０ｍｍとなるように均一に散布，堆積して中層部１３を形成し、その表面に裏層部１２となる前記湿潤マットを積み重ね、厚さ２６ｍｍの積層体を得た。さらに、前記積層体を熱圧プレスで厚さ９ｍｍまで圧締し、これを乾燥して全体比重０．７の無機質板状基材１４を得た。

一方、２００メッシュを通過したバーミキュライト９０．８重量％、ポリビニルアルコール水溶液９．２重量％（固形成分）に、水を添加してミキサーにてスラリーとし、固形分５０重量％の塗装用難燃化剤を得た。そして、前記無機質板状基材１４に前記塗装用難燃化剤を２００ｇ／ｍ^２（固形分換算１００ｇ／ｍ^２）の割合で塗布，乾燥して建築用無機質板１０を得、これをサンプルとした。

２００メッシュを通過したバーミキュライト５０．５重量％、モンモリナイト４４．７重量％、ポリビニルアルコール水溶液４．８重量％（固形分）に、水を添加してミキサーにてスラリーとし、固形分５０重量％の塗装用難燃化剤を得た。そして、実施例１で使用した無機質板状基材１４に、前記塗装用難燃化剤を実施例１と同様に塗布，処理して建築用無機質板１０を得、これをサンプルとした。

２００メッシュを通過したバーミキュライト９４．４重量％、ポリビニルアルコール水溶液４．７重量％（固形分）、ヘキサメタリン酸ナトリウム０．９重量％に水を添加してミキサーにてスラリーとし、固形分５０重量％の塗装用難燃化剤を得た。他は前述の実施例１と同様に処理して建築用無機質板１０を得、これをサンプルとした。

２００メッシュを通過した膨潤性マイカ９０．８重量％、ポリビニルアルコール水溶液９．２重量％（固形分）に、水を添加してミキサーにてスラリーとし、固形分５０重量％の塗装用難燃化剤を得た。他は前述の実施例１と同様に処理して建築用無機質板１０を得、これをサンプルとした。

比較例１

実施例１で得られた塗装前の無機質板状基材１４単体をサンプルとした。

比較例２

２００メッシュを通過した非膨潤性マイカ９０．８重量％、ポリビニルアルコール水溶液９．２重量％（固形分）に水を添加してミキサーにてスラリーとし、固形分５０重量％の塗装用難燃化剤を得た。他は前述の実施例１と同様に処理して建築用無機質板１０を得、これをサンプルとした

得られた各サンプルについて建築基準法（準不燃材料）の規定に基づくコーンカロリーメーター法による発熱性試験を行った。測定結果を図２に示す。

図２から明らかなように、実施例１〜４のいずれの総発熱量が３（ＭＪ／ｍ^２）以下であるのに対し、比較例１，２のいずれの総発熱量も１０（ＭＪ／ｍ^２）以上である。このため、比較例１，２の評価が「難燃」にすぎないのに対し、実施例１〜４の評価はいずれも「準不燃」の基準をクリアした。したがって、実施例１〜４は比較例１，２よりも無機質板状基材中の有機成分の燃焼を抑制し、優れた難燃性を有することが判った。

本発明にかかる建築用無機質板は、天井材に限らず、壁材にも適用できる。

本発明にかかる建築用無機質板の一実施形態を示す部分断面図である。 実施例および比較例の測定結果を示す図表である。

符号の説明

１０：建築用無機質板
１１：表層部
１２：裏層部
１３：中層部
１４：無機質板状基材
１５：難燃化層

Claims (4)

1. 鉱物質繊維、無機粉状体および結合剤を必須成分とする表裏層部間に、無機発泡体、繊維状物および結合剤を必須成分とする中層部を介在させ、圧締一体化してなる無機質板状基材からなる建築用無機質板において、
   前記無機質板状基材の少なくとも片面に、膨潤性無機化合物を必須成分とする難燃化剤を塗布して難燃化層を形成したことを特徴とする建築用無機質板。
2. 難燃化剤に水溶性高分子を添加したことを特徴とする請求項１に記載の建築用無機質板。
3. 難燃化剤に水性樹脂バインダーを添加したことを特徴とする請求項１または２に記載の建築用無機質板。
4. 難燃化剤にリン酸塩化合物を添加したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の建築用無機質板。
   

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