JP2015034372A

JP2015034372A - 複合パネル

Info

Publication number: JP2015034372A
Application number: JP2013153885A
Authority: JP
Inventors: 八十雄林; Yasoo Hayashi
Original assignee: DEVERO CO Ltd
Current assignee: DEVERO CO Ltd
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-02-19

Abstract

【課題】発熱性試験の判定基準を満足すると共に、断熱性能の損失を抑制することができる複合パネルを提供する。【解決手段】複合パネル１０は、フェノール系樹脂の発泡体からなる第１のフェノールフォーム保温板１と、第１のフェノールフォーム保温板１の一の面１ａに接合される第１の金属板２と、第１のフェノールフォーム保温板１の他の面１ｂに接合される断熱板３と、を備え、第１のフェノールフォーム保温板１の厚さが、５０ｍｍ以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、不燃性能及び断熱性能を兼ね備えた複合パネルに関する。

従来の複合パネルは、一対の第１の断熱パネルの間に第２の断熱パネルが挟まれており、第１の断熱パネルの表面に金属板が接合されている。第１の断熱パネルは、不燃材料である炭酸カルシウム系発泡体で形成され、第２の断熱パネルは、可燃のポリスチレンフォーム樹脂で形成されている。よって、不燃であり、第２の断熱パネルの厚みを変更することにより、断熱条件を満足させることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２９１２５２号公報

特許文献１に記載される複合パネルは、炭酸カルシウム系発泡体が第１の断熱パネルに使用され、第１の断熱パネルの板厚が５ｍｍ以上であり、上限は特に限定されるものではなく例えば１５ｍｍ以下である。
これに対し、本願発明者は、板厚２０ｍｍ又は３０ｍｍの炭酸カルシウム系発泡体を第１の断熱パネルに使用した複合パネルを試験体として、建築基準法第２条第九号（不燃材料）の規定に基づく認定に係わる性能評価（不燃性能試験・評価方法）における発熱性試験（以下、単に「発熱性試験」と称す）を行なったところ、第２の断熱パネルが溶解し、第２の断熱パネル（複合パネル）の断熱性能を損なう可能性があることを見出した。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、発熱性試験の判定基準を満足すると共に、断熱性能の損失を抑制することができる複合パネルを提供することを目的とする。

この発明に係る複合パネルにおいては、フェノール系樹脂の発泡体からなる第１のフェノールフォーム保温板と、第１のフェノールフォーム保温板の一の面に接合される第１の金属板と、第１のフェノールフォーム保温板の他の面に接合される断熱板と、を備え、第１のフェノールフォーム保温板の厚さが、５０ｍｍ以上である。

この発明に係る複合パネルにおいては、発熱性試験の判定基準を満足すると共に、断熱板（複合パネル）の断熱性能の損失を抑制することができる。

（ａ）は第１の実施形態に係る複合パネルの一例を示す断面図であり、（ｂ）は第１の実施形態に係る複合パネルの他の例を示す断面図である。

（本発明の第１の実施形態）
複合パネル１０は、図１に示すように、芯材として、フェノール系樹脂の発泡体からなる第１のフェノールフォーム保温板１と、表面材として、第１のフェノールフォーム保温板１の一の面１ａ（複合パネル１０の不燃が要求される面側）に接合される第１の金属板２と、芯材として、第１のフェノールフォーム保温板１の他の面１ｂに接合される断熱板３と、を少なくとも備える。
特に、複合パネル１０は、第１のフェノールフォーム保温板１の厚さが５０ｍｍ以上であることを特徴とする。

また、複合パネル１０は、不燃の要求される面が片面のみであれば、図１（ａ）に示すように、裏面材として、第１のフェノールフォーム保温板１が接合される断熱板３の一の面３ａに対向する当該断熱板３の他の面３ｂに接合される第２の金属板５をさらに備える。

また、複合パネル１０は、不燃の要求される面が両面であれば、図１（ｂ）に示すように、芯材として、第１のフェノールフォーム保温板１が接合される断熱板３の一の面３ａに対向する当該断熱板３の他の面３ｂに接合され、フェノール系樹脂の発泡体からなる第２のフェノールフォーム保温板４と、裏面材として、第２のフェノールフォーム保温板４の他の面４ｂに接合される第２の金属板５と、をさらに備える。この場合に、複合パネル１０は、第２のフェノールフォーム保温板４の厚さが５０ｍｍ以上であることを特徴とする。

第１の金属板２及び第２の金属板５は、亜鉛めっき鋼板やステンレス鋼板などの各種鋼板、アルミニウム板などの軽金属板又はアルミニウム合金板などの軽金属合板などからなる。

なお、本実施形態に係る第１の金属板２及び第２の金属板５は、日本工業規格ＪＩＳＧ３３２１で規定する「溶融５５％アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板」、日新製鋼株式会社製（国土交通省大臣認定番号：MSTL-0064、MSTL-0065）の「溶解亜鉛−６％アルミニウム−３％マグネシウム合金めっき鋼板」、又は、日本工業規格ＪＩＳＧ４３０９で規定する「冷間圧延ステンレス鋼板」の鋼板を用いている。

本実施形態に係る第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４は、組成としてフェノール系樹脂及び発泡剤（ブタン、ペンタンの混合等）を混合加熱し、発泡反応によって得られる均一な発泡体である。

なお、複合パネル１０に耐火性能を具備させるのであれば、フェノールフォーム保温板の他に、石膏ボードやＡＬＣ（AutoclavedLightweightaeratedConcrete）パネルなどを使用することも考えられる。
しかしながら、石膏ボードやＡＬＣパネルは、断熱性能が低く、断熱性能を高めるために厚みを厚くする必要があり、重量が重くなり、保冷車や冷蔵・冷凍庫などに使用できずに使用用途が限られるという問題点がある。
このため、本実施形態に係る複合パネル１０は、適度の厚みで所望の断熱性能を備えるフェノールフォーム保温板を使用している。

また、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４は、厚さが５０ｍｍ以上であれば、後述する試験結果に示すように、発熱性試験の判定基準を満足すると共に、断熱板３の溶融及び収縮がほとんどなく、断熱板３の断熱性能の損失がほとんどない。このため、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４の厚さの上限値は、特に限定されるものではないが、フェノールフォーム保温板が他の材料からなる発泡プラスチック保温板と比較して高価であるため、複合パネル１０の低コスト化を図るためにも、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４は厚さが薄い（５０ｍｍ程度である）ことが好ましい。

なお、第１のフェノールフォーム保温板１は、一の面１ａ及び他の面１ａに、表面層及び裏面層として、ポリエステル繊維不織布を接合してもよい。
また、第２のフェノールフォーム保温板４は、一の面４ａ及び他の面４ｂに、表面層及び裏面層として、ポリエステル繊維不織布を接合してもよい。

断熱板３は、例えば、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、イソシアヌレートフォーム、発泡スチロールなどの発泡プラスチック（フェノールフォームを除く）からなる。

また、断熱板３は、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４の厚さが５０ｍｍ以上であれば、後述する試験結果に示すように、発熱性試験の判定基準を満足すると共に、断熱板３の溶融及び収縮がほとんどなく、断熱板３の断熱性能の損失がほとんどない。このため、断熱板３の厚さは、特に限定されるものではなく、複合パネル１０に要求される断熱性能に応じて適宜設定することが好ましい。

なお、断熱板３は、所定の厚さの板による一層で構成してもよいし、所定の厚さの板を複数積層した多層で構成してもよい。
例えば、断熱板３の厚さが１００ｍｍの場合は、１００ｍｍの厚さの板による一層で構成してもよいし、５０ｍｍの厚さの板を二枚積層した二層で構成してもよい。また、断熱板３の厚さが１００ｍｍを超える場合は、所定の厚さになるように、５０ｍｍ以上の厚さの板を二〜六枚積層した二〜六層の範囲で構成することが考えられる。

特に、本実施形態に係る断熱板３は、日本工業規格ＪＩＳＡ９５１１で規定する「発泡プラスチック保温材」であるビーズ法ポリスチレンフォーム保温材、押出法ポリスチレンフォーム保温材、硬質ウレタンフォーム保温材、ポリエチレンフォーム保温材及びフェノール保温材のうち、ポリスチレン樹脂に発泡剤（ブタン、クロロエタン等）及び添加剤（臭素系難燃剤、着色剤等）を溶融混合し、連続的に押出発泡成形した押出法ポリスチレンフォーム保温板を用いている。

なお、フェノールフォームは、押出法ポリスチレンフォームと比較して吸水率が高く、吸水することで断熱性能が劣化することになる。特に、複合パネル１０を冷蔵・冷凍庫のパネルに使用する場合には、冷蔵・冷凍庫の内部と外部との温度差により、複合パネル１０内に結露が発生することもある。
このため、本実施形態に係る複合パネル１０は、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４の外側に、断熱板３として透湿係数が低い押出法ポリスチレンフォーム保温板を使用することにより、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４への水分の浸入を防止し、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４の断熱性能の劣化を抑制することができる。

また、フェノールフォームは、芯材としての強度が弱いため、第１の金属板２及び第２の金属板５の他に第１のフェノールフォーム保温板１及び／又は第２のフェノールフォーム保温板４のみを複合パネル１０に使用することは、複合パネル１０に外壁としての所望の強度を得ることができない。
このため、本実施形態に係る複合パネル１０は、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４に、芯材としての強度が高く粘性のあるポリスチレン（押出法ポリスチレンフォーム保温板）を断熱板３として接合することにより、外壁としての所望の強度を得ることができる。

また、断熱板３は、ポリスチレンフォームと比較して断熱性能に優れる硬質ウレタンフォームを用いることも考えられるが、硬質ウレタンフォームは発泡剤として代替フロン（ＨＣＦＣ：Hydrochlorofluorocarbon）を使用する場合があり、２０２０年にＨＣＦＣの全廃時期が到来するため、断熱板３に硬質ウレタンフォームを使用することは困難である。

本実施形態に係る複合パネル１０は、第１の金属板２と第１のフェノールフォーム保温板１との接合、第１のフェノールフォーム保温板１と断熱板３との接合、断熱板３と第２の金属板５との接合、又は、断熱板３と第２のフェノールフォーム保温板４との接合、第２のフェノールフォーム保温板４と第２の金属板５との接合に、エポキシ系樹脂及び無機質系充填材を組成とする接着剤を用いている。

また、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４にポリエステル繊維不織布を接合する場合には、第１のフェノールフォーム保温板１とポリエステル繊維不織布との接合、第１の金属板２と第１のフェノールフォーム保温板１上のポリエステル繊維不織布との接合、第１のフェノールフォーム保温板１上のポリエステル繊維不織布と断熱板３との接合、断熱板３と第２の金属板５との接合、又は、第２のフェノールフォーム保温板４とポリエステル繊維不織布との接合、断熱板３と第２のフェノールフォーム保温板４上のポリエステル繊維不織布との接合、第２のフェノールフォーム保温板４上のポリエステル繊維不織布と第２の金属板５との接合に、エポキシ系樹脂及び無機質系充填材を組成とする接着剤を用いている。
また、複合パネル１０は、断熱板３を多層で構成する場合に、隣接する板同士の接合に、エポキシ系樹脂及び無機質系充填材を組成とする接着剤を用いている。

なお、接合に用いる接着剤は、エポキシ系樹脂に限られるものではなく、例えば、一般汎用として、ウレタン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂又はクロロプレンゴム系を用いることや、ホットメルト用として、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、Ｅ．Ｖ．Ａ（ethylene-vinylacetate：エチレン酢酸ビニル）系樹脂又はポリエステル系樹脂を用いることもできる。特に、ホットメルトは、常温で固形状をした接着剤であり、アプリケーターにより加熱溶融させて接合面に塗布し、塗布後、短時間で固化接着するために、複合パネル１０の製造時間を短縮することができる。

つぎに、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４の厚さが５０ｍｍ以上にすることによる作用効果について、発熱性試験の結果に基づき説明する。
第１の試験は、一般財団法人建材試験センターが定めた「防耐火性能試験・評価業務方法書」の不燃性能試験・評価方法に基づく試験方法（加熱時間２０分、設定輻射熱量５０ｋＷ／ｍ２、排気ガス流量速度０．０２４ｍ３／ｓ）による発熱性試験であり、試験結果を下表１に示す。

なお、試験体は、押出法ポリスチレンフォーム保温板、フェノールフォーム保温板及びガルバリウム鋼板を接合した積層構造（下表１の試験体記号「Ａ／ＰＦ４５／ＰＳ５」、「Ｂ／ＰＦ４５／ＰＳ５」）と、押出法ポリスチレンフォーム保温板、フェノールフォーム保温板及びカラー鋼板を接合した積層構造（下表１の試験体記号「ＰＦ４０／ＰＳ１０」、「ＰＦ４５／ＰＳ５」）と、フェノールフォーム保温板及びカラー鋼板を接合した積層構造（下表１の試験体記号「ＰＦ５０」）とである。
すなわち、試験体は、複合パネル１０として、第１のフェノールフォーム保温板１の材料がフェノールフォームであり、第１の金属板２の材料がガルバリウム鋼板又はカラー鋼板であり、断熱板３の材料が押出法ポリスチレンフォームである。

表１に示すように、試験体記号「Ａ／ＰＦ４５／ＰＳ５」、「Ｂ／ＰＦ４５／ＰＳ５」、「ＰＦ４０／ＰＳ１０」、「ＰＦ４５／ＰＳ５」及び「ＰＦ５０」は、発熱性試験の判定基準「（１）加熱開始後２０分間の総発熱量が、８ＭＪ／ｍ２以下であること。」、「（２）加熱開始後２０分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がないこと。」及び「（３）加熱開始後２０分間、最高発熱速度が、１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ２を越えないこと。」を全て満足するものであった。

しかしながら、試験体記号「ＰＦ４０／ＰＳ１０」（フェノールフォーム保温板の厚さ：４０ｍｍ）と、試験体記号「Ａ／ＰＦ４５／ＰＳ５」、「Ｂ／ＰＦ４５／ＰＳ５」及び「ＰＦ４５／ＰＳ５」（フェノールフォーム保温板の厚さ：４５ｍｍ）は、試験終了後の観察において、試験体裏面側の押出法ポリスチレンフォーム保温板（断熱板３）に溶融が認められた。

なお、第１の金属板２の材料がガルバリウム鋼板の場合は、カラー鋼板の場合と比較して、総発熱量が極めて少なく、第１の金属板２の材料にガルバリウム鋼板を用いることが、下層（フェノールフォーム保温板、押出法ポリスチレンフォーム保温板）への加熱の影響を少なくするうえで好ましいことがわかった。

第２の試験は、ＩＳＯ５６６０−１「コーンカロリーメータ法」に準拠する発熱性試験（加熱時間２０分）であり、試験結果を下表２に示す。
なお、試験体は、図１（ａ）に示す構造であり、第１の金属板２である溶融５５％アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板（日本工業規格ＪＩＳＧ３３２１）、第１のフェノールフォーム保温板１であるフェノールフォーム保温板（日本工業規格ＪＩＳＡ９５１１）、断熱板３である押出法ポリスチレンフォーム保温板（日本工業規格ＪＩＳＡ９５１１）及び第２の金属板５である溶融５５％アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板（日本工業規格ＪＩＳＧ３３２１）をエポキシ系樹脂接着剤で接合した積層構造（下表２の試験体１〜３）である。

表２に示すように、試験体１〜４は、発熱性試験の判定基準「（１）加熱開始後２０分間の総発熱量が、８ＭＪ／ｍ２以下であること。」、「（２）加熱開始後２０分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がないこと。」及び「（３）加熱開始後２０分間、最高発熱速度が、１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ２超えないこと。」を全て満足するものであった。

しかしながら、試験体１（フェノールフォーム保温板の厚さ：３０ｍｍ）及び試験体２（フェノールフォーム保温板の厚さ：４０ｍｍ）は、試験終了後の観察において、押出法ポリスチレンフォーム保温板（断熱板３）が、厚み方向に収縮して１ｍｍ以下の厚みになっていた。
また、試験体３（フェノールフォーム保温板の厚さ：５０ｍｍ）は、試験終了後の観察において、押出法ポリスチレンフォーム保温板（断熱板３）が、中央部分で厚み方向に最大７ｍｍ程度の収縮が生じているが、裏面までには達していなかった。

すなわち、第１のフェノールフォーム保温板１は、厚さが５０ｍｍ未満であれば、発熱性試験の判定基準を満足するものの、断熱板３が溶融及び収縮して、断熱板３の厚みをほぼ失い、断熱板３（複合パネル１０）の断熱性能を損なうことがわかる。
これに対し、第１のフェノールフォーム保温板１は、厚さが５０ｍｍ以上であれば、断熱板３が部分的に溶融又は収縮するものの、溶融又は収縮部分が裏面に達することなく、断熱板３の他の面３ｂと第２の金属板５との接着強度を確保できることがわかる。
また、第１のフェノールフォーム保温板１は、厚さが５０ｍｍ以上であれば、発熱性試験前の断熱板３の厚みをほぼ維持することができ、厚さが５０ｍｍ未満の場合と比較して、断熱板３（複合パネル１０）の断熱性能の損失がほとんどないことがわかる。

以上のように、本実施形態に係る複合パネル１０においては、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４の厚さが５０ｍｍ以上であることにより、発熱性試験の判定基準を満足すると共に、第１のフェノールフォーム保温板１及び第２のフェノールフォーム保温板４の厚さが５０ｍｍ未満の場合と比較して、断熱板（複合パネル１０）の断熱性能の損失を抑制することができるという作用効果を奏する。

１第１のフェノールフォーム保温板
１ａ一の面
１ｂ他の面
２第１の金属板
３断熱板
３ａ一の面
３ｂ他の面
４第２のフェノールフォーム保温板
４ａ一の面
４ｂ他の面
５第２の金属板
１０複合パネル

Claims

フェノール系樹脂の発泡体からなる第１のフェノールフォーム保温板と、
前記第１のフェノールフォーム保温板の一の面に接合される第１の金属板と、
前記第１のフェノールフォーム保温板の他の面に接合される断熱板と、
を備え、
前記第１のフェノールフォーム保温板の厚さが、５０ｍｍ以上であることを特徴とする複合パネル。
前記請求項１に記載の複合パネルにおいて、
前記第１の金属板が、溶融５５％アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板、溶解亜鉛−６％アルミニウム−３％マグネシウム合金めっき鋼板、又は、冷間圧延ステンレス鋼板であることを特徴とする複合パネル。
前記請求項１又は２に記載の複合パネルにおいて、
前記第１のフェノールフォーム保温板が接合される前記断熱板の一の面に対向する当該断熱板の他の面に接合され、フェノール系樹脂の発泡体からなる第２のフェノールフォーム保温板と、
前記第２のフェノールフォーム保温板の一の面に接合される第２の金属板と、
を備え、
前記第２のフェノールフォーム保温板の厚さが、５０ｍｍ以上であることを特徴とする複合パネル。
前記請求項３に記載の複合パネルにおいて、
前記第２の金属板が、溶融５５％アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板、溶解亜鉛−６％アルミニウム−３％マグネシウム合金めっき鋼板、又は、冷間圧延ステンレス鋼板であることを特徴とする複合パネル。
前記請求項１乃至４のいずれかに記載の複合パネルにおいて、
前記断熱板が、ポリスチレン樹脂の発泡体からなるポリスチレンフォーム保温板であることを特徴とする複合パネル。