JP2009525441A - フェノールフォームボード - Google Patents

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ゼッヘラール，リュート
ウェンハム，リチャード
ホブス，リンジー
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キングスパン・ホールディングス・（アイアールエル）・リミテッド
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Abstract

硬質の断熱フェノールフォーム体（８）は少なくとも１つの有孔フェーシング（１）を有する。フェーシング（１）は、該フェーシングをフォーム体に接着する前に穿孔することが好ましい。フェーシング（１）は、金属箔のようなガス不透過性材料とすることができる。ガス不透過性材料の穿孔（５）によって、ガス透過性フェーシングを有するフェノールフォーム体と比較したときに、フェノールフォーム体の乾燥及び硬化時間が減少する。
【選択図】図８

Description

フェノールフォームは、その優れた断熱性、並びに低発煙性及び耐炎性を含む燃焼特性のために、建築材料の断熱用途に使用されている。
一般にフェノールフォームは、レゾール樹脂（アルカリ性触媒の存在下でフェノールとホルムアルデヒドとの重縮合反応により得られる）、発泡剤（一般に空気より低い熱伝導率を有する揮発性の液体又は気体）、表面活性剤、及び硬化触媒を均一に混合することにより調製される発泡性組成物を膨張させかつ硬化させることにより製造される。可塑剤、難燃剤及び顔料のような他の添加物を任意により前記樹脂に混合することができる。
フォーム断熱パネルは、多くの場合に箔からなるフェーシングのようなガス不透過性フェーシングを有する。これらのフェーシングは、発泡樹脂の固有の接着能力を利用して、別の接着剤を必要とすることなく、フォームコアに接着される。これは、自着による接着として知られている。アルミニウム箔フェーシングのようなガス不透過性フェーシングを用いて、製品の放射率を減少させる。放射率は、フェーシングにより発せられるエネルギの完全黒体により発せられるエネルギに対する割合であり、その値が低いことはフェーシングの熱反射率が良好であることを示し、それが最終製品の断熱評価に寄与する。
フェノール及びホルムアルデヒドの重合反応の際に、多量の水が生成される。この水は乾燥処理により、良好な寸法安定性を有する製品を通常は別個の高温での乾燥又は硬化工程で得るために除去しなければならない。例えばアルミニウム箔などのガス不透過性フェーシングを用いた場合、製品を乾燥させるのに非常に長い硬化時間が必要となる。これらの製品を硬化させるために非常に高い温度（即ち１００℃以上）を用いることは、蒸気化した水がフォームの独立気泡内に過度の圧力を生じさせ、これら気泡の破裂や発泡剤の喪失を招き、該発泡剤は空気で置き換えられるので、断熱評価が相当低いものになる。
実際、両面を非ガス透過性のフェーシングで仕上げた断熱パネルの硬化時間は、製品の厚さに依存することになる。ガス不透過性フェーシングを有する断熱パネルは、ガス透過性フェーシングを有するパネルよりも、乾燥及び硬化させるのに３倍以上長い時間を要する。
硬化後に、接着剤で製品に接着させたアルミニウム箔のような非ガス透過性フェーシングで仕上げた製品は、追加の処理費用を要するという点で、商業的に実行不可能である。
本発明のフェノールフォーム断熱製品は、ガス不透過性フェーシング材料に穿孔を有する。これらの穿孔によって、ガス透過可能に仕上げた製品と比較したとき、乾燥及び硬化時間が減少する。このような製品は老化熱伝導率も改善される。前記穿孔は、フェノール断熱ボードの製造前にガス不透過性フェーシング材料に形成することが好ましい。フェノールフォーム断熱ボードの老化熱伝導率は、製造時に自着により接着された有孔ガス不透過性フェーシング材料で両面を仕上げたとき、０．０２Ｗ／ｍ．Ｋ未満である。前記穿孔は直径を０．０５〜２ｍｍとすることができ、かつ２ｍｍから５０ｍｍの間隔で離隔することができる。前記穿孔は一般に直径０．１〜１．５ｍｍであり、３ｍｍから３０ｍｍの間隔で離隔される。
前記穿孔は、フェーシングの片側から又は両側から形成することができる。
前記穿孔はあらゆる形状にすることができ、例えば筒状、円錐状又はピラミッド状の形状を有する工具を用いて形成することができる。ピラミッド状のスパイク手段によって、中心間が一般に３．８ｍｍで幅が一般に１．０ｍｍのＸ字形穿孔を形成することができる。
本発明によれば、事前穿孔したフェーシングを有する硬質フェノール断熱フォーム体が提供される。
ある実施例では、前記フェーシングが実質的にガス不透過性の材料からなる。前記フェーシングは、アルミニウム箔のような金属箔で構成することができる。前記フェーシングは、ガラス組織上に積層した金属箔又はクラフト紙上に積層した金属箔のような積層体とすることができる。
ある実施例では、前記フォーム体が上面及び下面を有するボードからなり、かつ前記ガス不透過性フェーシングが前記ボードの少なくとも１面に設けられる。フェーシングは通常、前記ボードの上面及び下面の双方に設けられる。
また、本発明によれば、フォーム体を製造するための方法であって、下部フェーシングを敷設領域に案内する過程と、液状フォーム反応物を前記下部フェーシング上に敷設する過程とからなり、少なくとも一方の前記フェーシングが事前穿孔されており、上部フェーシングを前記フォーム反応物の上に案内する過程と、このように形成したサンドイッチ構造をオーブンの中に案内する過程と、このように形成したフォームボードを所望の長さに切断する過程とからなる方法が提供される。
両方の前記フェーシングを事前穿孔することができる。
前記フェーシングの少なくとも一方を実質的にガス不透過性の材料で構成することができる。前記フェーシングは、アルミニウム箔のような金属箔で構成することができる。前記フェーシングは、ガラス組織上に積層した金属箔又はクラフト紙上に積層した金属箔のような積層体とすることができる。
また、本発明によれば、有孔フェーシングを有する硬質ポリマ断熱フェノールフォーム体が提供される。前記フェーシングは、例えばアルミニウム箔などの金属箔のような常態でガス不透過性の材料で構成することができる。前記フェーシングは、ガラス組織上に積層した金属箔又はクラフト紙上に積層した金属箔のような積層体とすることができる。
ある実施例では、前記フォーム体が上面及び下面を有するボードからなり、かつ前記フェーシングが前記ボードの少なくとも一方の面に設けられる。フェーシングは、前記ボードの上面及び下面の双方に設けることができる。
更に、本発明によれば、フェノールフォーム体を製造するための方法であって、下部フェーシングを敷設領域に案内する過程と、液状フェノールフォーム反応物を前記下部フェーシング上に敷設する過程と、上部フェーシングを前記フォーム反応物の上に案内する過程と、このように形成したサンドイッチ構造をオーブンの中に案内する過程と、前記フェーシングの少なくとも一方を穿孔する過程と、このように形成したフォームボードを所望の長さに切断する過程とからなる方法が提供される。
ある実施例では、両方の前記フェーシングが穿孔されている。
少なくとも一方の前記フェーシングを、例えばアルミニウム箔などの金属箔のような実質的にガス不透過性の材料で構成することができる。前記フェーシングは、ガラス組織上に積層した金属箔又はクラフト紙上に積層した金属箔のような積層体とすることができる。
本発明は、添付図面を参照しつつ、以下に単なる実施例として記載される詳細な説明からより明確に理解することができる。
驚くべきことに、ガス不透過性フェーシングに小さい穿孔が存在することは、ボードの製造に続く断熱ボードの乾燥（硬化）時間を短縮することになることが分かった。この乾燥時間の短縮は、ガラス繊維フェーシングのようなガス透過性フェーシングを有する同じ厚さのフォーム断熱製品に必要な乾燥時間に匹敵するものである。
前記穿孔は、フェノールフォーム断熱パネルのフェーシングに、該フェーシングにフォームを付ける前に形成することが好ましい。別の実施例では、小さい穿孔を、フォームボードを形成した後に、前記フェーシングに設けることができる。フォームを付ける前に穿孔されるフェーシングの場合には、孔サイズ及び間隔を注意深く選択して（一般に０．１〜１．５ｍｍ、通例１ｍｍ未満）、液状プレポリマの滲み出しを回避する。
実施例１
この場合には、発泡工程の前に、穿孔をフェーシング自体に形成する。
このために、２つの別個のフェーシングに穿孔し、かつそれらを用いてフォームパネルを形成した。第１のフェーシングは、ガラス組織上に積層したアルミニウム箔で構成した。
図３乃至図８を参照して、フェーシング１は、複数のスパイク３を有するスパイク付きローラ２を用いて穿孔することができ、これによってフェーシング１に複数の穿孔５が形成される。スパイク付きローラは、英国特許文献GE-A-2,383,971号公報に記載されている。
アルミニウム箔−ガラス繊維フェーシングの穿孔パターン及び０．７ｍｍの穿孔サイズを図１（ａ）に示す。
両方のフェーシングを穿孔して、５０ｍｍの厚さのフェノールフォーム断熱パネル８を製造した。
厚さ５０ｍｍのフェノールホルムアルデヒドフォーム断熱ボードは、ガラス組織上に積層したアルミニウム箔からなるガス不透過性フェーシングを用いて製造した。前記穿孔フェーシングは両面にフェーシングとして用いた。本発明のフェノールフォームの製造方法によれば、発泡性フェノール樹脂組成物を連続的に移動する有孔フェーシング上に吐出させ、発泡させかつ所定形状のフェノールフォーム製品に成型するために加熱区域の中を通過させる。この製造工程では、移動する有孔フェーシング材料上に吐出させたフェノール樹脂組成物が、一般に５０〜１００℃の加熱オーブン内を通過するコンベヤベルトにより約２〜１５分間支持される。膨張してくるフォーム組成物の上面は、上部コンベヤベルトにより搬送される別の有孔フェーシング材料で押し下げる。前記フォームの厚さは、事前に決められた所望の厚さに制御する。次に、前記オーブンを出たフェノールフォームを所定の長さに切断する。
上述したのと同じ工程を用いて、クラフト紙−アルミニウム箔積層体からなるフェーシングを用いてフォームボードを製造した。アルミニウム−クラフト紙フェーシングの穿孔パターン及び０．１ｍｍの穿孔サイズを図１（ｂ）に示す。前記フェーシングは、上述した螺旋状スパイク付きローラを用いて穿孔することができる。穿孔した前記フェーシングは、両面にフェーシングとして用いた。
制御基準として、同じ厚さのパネルからなるサンプルを、同じフェーシングで穿孔していないもので製造した。これらのサンプルは８０℃のオーブンで５時間乾燥させた。
表１は、８０℃で５時間乾燥させた後の製品の重量減少を示している。
Figure 2009525441
前記箔の穿孔は、フォームパネル製品の乾燥速度を増加させることになる。０．１ｍｍの穿孔サイズで乾燥速度が約２倍になる。
実施例１で上述したフェーシングの事前穿孔は、フェーシングとフォーム表面との間で時々形成されるガスのブリスタ即ち膨れを排除するという利点を有するので、本発明の好ましい実施例である。これらの膨れは、気密なフェーシングで製造したときに起こり、製造工程でフォームからガスが解放され（水蒸気又は発泡剤から）、これがガス不透過性フェーシングを通って逃げることができないときに生じることがあり、フェーシングとフォーム表面との間に気泡を生じさせ、その領域でフェーシングの接着を少なくする結果となる。これらの膨れは、直径数ｍｍから数１０ｃｍまで大きさが変化し得るので、美感及びフェーシングの引張特性の低下の双方において望ましくない。
実施例２
厚さ８０ｍｍのフェノールホルムアルデヒドフォーム断熱ボードを、両面にガス不透過性２層アルミニウム箔−ガラス繊維組織積層体フェーシングを用いて製造した。この２層フェーシングの組立ては、前記２層フェーシングのガラス繊維層がフェノールフォームに接着されるように構成した。本発明のフェノールフォームを製造するための方法によれば、発泡性フェノール樹脂組成物を連続的に移動するフェーシング上に吐出させ、発泡させかつ所定形状のフェノールフォーム製品に成型するために加熱区域の中を通過させる。この製造工程では、移動するフェーシング材料上に吐出させた前記フェノール樹脂組成物が、一般に５０〜１００℃の加熱オーブン内を通過するコンベヤベルトにより約２〜１５分間支持される。膨張するフォーム組成物の上面は、上部コンベヤベルトにより搬送される別のフェーシング材料で押し下げる。前記フォームの厚さは、事前に決定した所望の厚さに制御される。次に、前記オーブンを出るフェノールフォームを所定の長さに切断する。
その後、これらフォーム断熱パネルの１つを、英国特許文献GB-A-2,383,971号公報に記載されるような螺旋状スパイク付きローラを用いて片面を穿孔した。前記穿孔のパターン及び深さを図２に示す。前記穿孔のそれぞれの直径は約０．５ｍｍである。
両面を同じアルミニウム箔−ガラス繊維組織フェーシングで仕上げた別の厚さ８０ｍｍのフェノールホルムアルデヒドフォーム断熱パネルの両面を、同じ螺旋状スパイク装置を用いて図２に示すパターンに従って穿孔した。この構成が図９及び図１０に示され、フォームボード１０が、スパイク１１ａ、１２ａを有する２つの螺旋状スパイク付きローラ１１、１２の間を通過して、両面にフェーシング１４、１５を有するフォームボード１３を形成する。両方のフェーシング１４、１５が穿孔されている。
これら穿孔したサンプルを、同じアルミニウム箔−ガラス組織フェーシングであるが穿孔していないものを両側に有するフェノールフォームパネルのサンプルと、ガス透過性の簡単なガラス組織で仕上げた断熱パネルと共に、７０℃のオーブン内に配置した。４時間、８時間及び１２時間後に、これらサンプルの重量減少を測定した。
表２は、これら４つのサンプルの重量減少を乾燥時間の関数として示している。
Figure 2009525441
表２は、両面を穿孔した製品の重量減少が、ガラス繊維組織のようなガス透過性フェーシングで仕上げた製品の重量減少に匹敵することを示している。
表３は、これら厚さ８０ｍｍのサンプルの７０℃で８時間の乾燥処理後の物理特性を示している。全部の測定は、EN131662001に従って行った。
Figure 2009525441
圧縮強さは、全製品について同等のものである。
フェーシングを穿孔することは、層間剥離強度を僅かに改善すると思われる。有孔製品の促進老化後の熱伝導率は、ガス透過性フェーシングを有する製品に匹敵するものである。有孔アルミニウム−ガラス繊維組織で仕上げた製品の初期熱伝導率は僅かに高い。これはアルミニウムフェーシングによるものであり、それが熱伝導率測定装置の示度を僅かに高くしている。〔Fox Laser comp 314〕
穿孔の無い製品は高い初期熱伝導率を示し、熱老化の後の熱伝導率の増加は有孔製品と比較して高いものである。
実施例３
フェノールフォームを４０ｍｍの厚さで製造した。実施例２の場合と同様にして、製品の両面をガス不透性の２層アルミニウム−ガラス組織フェーシングで仕上げた。次に、この断熱パネルのサンプルを上述したように片面に穿孔した。前記穿孔のパターン及び深さを図２に示す。
実施例２の場合のように、これらのサンプルを乾燥オーブン内に配置し、７０℃に調節した。このサンプルに穿孔していない基準サンプルを並べた。また、この評価に、簡単なガラス組織で仕上げたサンプルを含めた。
表４は、これら３つのサンプルの重量減少を乾燥時間の関数として示している。
Figure 2009525441
表４は、片面を穿孔した製品の重量減少が、不透過性フェーシングで仕上げた製品の重量減少と比較して非常に高いことを示している。
表５は、これら厚さ４０ｍｍのサンプルの７０℃で４時間の乾燥処理後の製品特性を示している。
全部の測定は、EN131662001に従って行った。
Figure 2009525441
本発明は上述した実施例に限定されるものでなく、その詳細において様々に変化させることができる。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、事前穿孔したフェーシングの穿孔パターンを示す概略図である。 別の穿孔パターンを示す概略図である。 スパイク付きローラを用いてフェーシングに穿孔を形成する過程を示す図である。 穿孔したフェーシングの平面図である。 穿孔したフェーシングの斜視図である。 フェーシングに穿孔を形成する過程を示す別の図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、フェーシングに穿孔を形成する過程を示す図である。 事前穿孔したフェーシングを有するフォームボードの図である。 フォームボードのフェーシングに穿孔を形成する過程を示す側面図である。 図９の装置を用いて穿孔を形成する過程を示す断面図である。

Claims (31)

  1. 事前穿孔したフェーシングを有する硬質フェノール断熱フォーム体。
  2. 前記フェーシングがガス不透過性材料からなる請求項１に記載のフォーム体。
  3. 前記フェーシングが金属箔からなる請求項２に記載のフォーム体。
  4. 前記フェーシングがアルミニウム箔からなる請求項２又は３に記載のフォーム体。
  5. 前記フェーシングが積層体である請求項３又は４に記載のフォーム体。
  6. 前記積層体が、ガラス組織上に積層した金属箔からなる請求項５に記載のフォーム体。
  7. 前記積層体が、クラフト紙に積層した金属箔からなる請求項５に記載のフォーム体。
  8. 前記フォーム体が上面及び下面を有するボードからなり、前記フェーシングが前記ボードの少なくとも一方の面に設けられる請求項１乃至７のいずれかに記載のフォーム体。
  9. 前記ボードの上面及び下面の双方にフェーシングが設けられる請求項８に記載のフォーム体。
  10. フェノールフォーム体を製造するための方法であって、
    下部フェーシングを敷設領域に案内する過程と、
    液状フェノールフォーム反応物を前記下部フェーシング上に敷設する過程と、
    上部フェーシングを前記フォーム反応物上に案内する過程とからなり、
    少なくとも一方の前記フェーシングが事前穿孔されており、
    このように形成したサンドイッチ構造をオーブンの中に案内する過程と、
    このように形成したフォームボードを所望の長さに切断する過程とからなる方法。
  11. 両方の前記フェーシングが事前穿孔されている請求項１０に記載の方法。
  12. 少なくとも一方の前記フェーシングがガス不透過性材料からなる請求項１０又は１１に記載の方法。
  13. 前記フェーシングが金属箔からなる請求項１２に記載の方法。
  14. 前記フェーシングがアルミニウム箔からなる請求項１３に記載の方法。
  15. 前記フェーシングが積層体である請求項１３又は１４に記載の方法。
  16. 前記積層体がガラス組織上に積層した金属箔からなる請求項１５に記載の方法。
  17. 前記積層体がクラフト紙上に積層した金属箔からなる請求項１５に記載の方法。
  18. 事前穿孔したフェーシングを有する硬質重合断熱フェノールフォーム体。
  19. 前記フェーシングが常態でガス不透過性の材料からなる請求項１８に記載のフェノールフォーム体。
  20. 前記フェーシングが金属箔からなる請求項１９に記載のフェノールフォーム体。
  21. 前記フェーシングがアルミニウム箔からなる請求項１９又は２０に記載のフェノールフォーム体。
  22. 前記フェーシングが積層体である請求項２０又は２１に記載のフォーム体。
  23. 前記積層体がガラス組織上に積層した金属箔からなる請求項２２に記載のフォーム体。
  24. 前記積層体がクラフト紙上に積層した金属箔からなる請求項２２に記載のフォーム体。
  25. 前記フォーム体が上面及び下面を有するボードからなり、前記フェーシングが前記ボードの少なくとも一方の面に設けられる請求項１８乃至２４のいずれかに記載のフェノールフォーム体。
  26. 前記ボードの上面及び下面の双方にフェーシングが設けられる請求項２５に記載のフェノルフォーム体。
  27. フェノールフォーム体を製造するための方法であって、
    下部フェーシングを敷設領域に案内する過程と、
    液状フェノールフォーム反応物を前記下部フェーシング上に敷設する過程と、
    上部フェーシングを前記フォーム反応物の上に案内する過程と、
    このように形成したサンドイッチ構造をオーブンの中に案内する過程と、
    前記フェーシングの少なくとも一方を、該フェーシングを前記フォームに接着させた後に穿孔する過程と、
    このように形成したフォームボードを所望の長さに切断する過程とからなる方法。
  28. 両方の前記フェーシングを穿孔する請求項２７に記載の方法。
  29. 少なくとも一方の前記フェーシングがガス不透過性材料からなる請求項２７又は２８に記載の方法。
  30. 前記フェーシングが金属箔からなる請求項２９に記載の方法。
  31. 前記フェーシングがアルミニウム箔からなる請求項３０に記載の方法。
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