JP6034596B2

JP6034596B2 - 不燃紙、不燃断熱パネル

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Publication number: JP6034596B2
Application number: JP2012119765A
Authority: JP
Inventors: 賢加藤; 渡邉　拓文; 拓文渡邉; 直哉冨田
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-05-25
Also published as: JP2013245414A

Description

本発明は、建築材料等に幅広く使用される不燃コート液、不燃紙及び不燃断熱パネルに関する。

従来、天井板等の建築材料等に使用される耐熱パネル、断熱パネル、不燃断熱パネルは、一般的にフェノール樹脂フォーム等の発泡樹脂の片面或は両面に、耐熱性、不燃性等を有する面材を一体的に貼着して積層することによって構成されていた。

特許文献１には、フェノール樹脂フォームからなる板状物の両側面に、接着剤を介し、セピオライト（含水けい酸マグネシウム）を主成分とする不燃性ボードを接着して構成した不燃断熱パネルが記載されている。

また、特許文献２には、含水けい酸マグネシウム化合物、パルプ、ガラス繊維、及びバインダーを含有する不燃紙や、該不燃紙にバーミキュライト及びポリエーテル樹脂またはポリエステル樹脂を含有してなる無機フィルム剤を塗布した複合紙が記載されている。

特開２００４−１００２２８号公報特開２００８−１６３５０８号公報

しかしながら、特許文献１の不燃断熱パネルにおいては、不燃ボードの成分としてセピオライト、補強繊維等が含有されているため、透湿性を有している。このため、パネルが加熱された場合には、構成材料（接着剤、フェノール樹脂フォーム）から可燃性ガスが発生し、不燃性材料試験等に於いて不合格になってしまう等の問題があった。

また、特許文献２の無機フィルム剤を塗布した複合紙においては、無機フィルム剤の不燃紙に対する密着性が劣ってしまうという問題があった。

本発明は、これらの問題点を解決するため、不燃性を維持し、かつ、密着性の高い不燃コート液を提供することを目的とする。また、上記不燃コート液の成分を含有する層を、セピオライトを含む紙の上に配置することにより、不燃性能を改善した不燃紙を提供することを目的とする。さらに、上記不燃紙をフェノール樹脂フォームに配置した不燃断熱パネルを提供することを目的とする。

本発明は、以下の［１］〜［３］に関する。

［１］バーミキュライト及びアクリル変性シリコーン含有物を含み、バーミキュライトは薄片状粒子であり、薄片状粒子の厚さの最大値が１μｍ未満であり、バーミキュライトの固形分１００重量部に対する前記アクリル変性シリコーン含有物の固形分が２０〜３００重量部である、不燃コート液。
［２］セピオライトを含む紙と、紙の少なくとも一方の面に形成された、［１］の不燃コート液の成分を含有する層と、を含む、不燃紙。
［３］フェノール樹脂フォームと、フェノール樹脂フォームの少なくとも一方の面に配置された、［２］の不燃紙と、を含む、不燃断熱パネル。

本発明によれば、不燃性を維持し、かつ、密着性の高い不燃コート液を提供することができる。また、上記不燃コート液の成分を含有する層を、セピオライトを含む紙の上に配置することにより、不燃性能を改善した不燃紙を提供することができる。さらに、上記不燃紙をフェノール樹脂フォームに配置した不燃断熱パネルを提供することができる。

本発明の実施形態に係る不燃紙の断面図である。本発明の実施形態に係る不燃断熱パネルの断面図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。

（不燃コート液）
本実施形態の不燃コート液は、バーミキュライト及びアクリル変性シリコーン含有物を含み、バーミキュライトは薄片状粒子であり、薄片状粒子の厚さの最大値が１μｍ未満であり、バーミキュライトの固形分１００重量部に対するアクリル変性シリコーン含有物の固形分が２０〜３００重量部である。

本実施形態におけるバーミキュライトは、粒子形状が薄片状である薄片状粒子であり、その厚さの分布の最大値が１μｍ未満のものである。厚さの最大値が１μｍを超えると、不燃コート液の被塗布物が加熱された場合に、被塗布物の分解による可燃性ガスが表面から出てくるのを抑制できない。厚み方向に垂直な方向の粒子径は、レーザー回折式粒度分布計で測定することができ、その５０％粒子径が２０μｍから２００μｍの範囲内であることが好ましい。粒子形状が薄片状でその厚さの分布の最大値が１μｍ未満であるバーミキュライトの例として、化学的剥離バーミキュライト（ＣｈｅｍｉｃａｌｌｙＥｘｆｏｌｉａｔｅｄＶｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ、略してＣＥＶ）があげられる。

バーミキュライトは、加熱することにより結晶内の層間が剥離することが知られているが、化学的剥離バーミキュライトとは、熱的に剥離したバーミキュライトとは異なるものであり、鉱物であるバーミキュライトに化学的処理をして水中で膨潤させることにより形成される。化学的剥離バーミキュライトの製法としては、例えば、バーミキュライト鉱石を飽和塩化ナトリウム水溶液で処理し、その後、バーミキュライト内のマグネシウムイオンをナトリウムイオンと置換した後、さらに、ｎ−ブチルアンモニウムクロライドで処理してナトリウムイオンをｎ−ブチルアンモニウムイオンに置換する。これを水で洗浄すると膨潤し、それに高いせん断をかけて層状に剥離したバーミキュライト粒子のスラリーを製造する。化学的剥離バーミキュライトの例としては、スペシャリティー・バーミキュライト社の商品名ＭｉｃｒｏＬｉｔｅＨＴＳ、ＭｉｃｒｏＬｉｔｅ９０３等があげられる。

本実施形態におけるアクリル変性シリコーン含有物とは、オルガノシロキサンの共縮合組成物をアクリル変性したものを含むものであって、オルガノシロキサンの共縮合組成物は、以下の一般式（１）で表される少なくとも１種以上、好ましくは２種以上を含むものである。

Ｒ_ｎＳｉ（１）
（式中、Ｒは水素、または、炭化水素基等であり、ｎは１〜４の整数を表し、各々、独立していても、同種のものでも構わない）

オルガノシロキサンの共縮合組成物は、上記一般式（１）で表される化合物、あるいは、構造単位、または、その双方を有するものであり、直鎖、分岐もしくは環状の構造を有するものである。Ｒとして、例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基等の炭素数１〜１１のアルキル基、芳香族環を有する、フェニル基、ナフタレン基等のアリール基、シクロヘキシル基、ビニル基等のアルケニル基、などの非置換炭化水素基、もしくは、炭化水素基の水素原子をハロゲン原子、希土類原子、シアノ基などで置換した置換炭化水素基、水酸基、アルコキシ基、トリメチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、メチルフェニルビニルシリル基、メチルジフェニルシリル基等を有するものである。好ましくは、上記化合物、構造単位のうちの少なくとも１種以上は、メルカプト基、あるいは、エチレン性不飽和基、あるいは、アルコキシ基、もしくは、それら複数により変性、もしくは、含有、あるいはその双方を有するものである。

上記前記アクリル変性シリコーン含有物は、エマルジョンの形態（アクリル変性シリコーンエマルジョン）としてもよい。

本実施形態において上記アクリル変性シリコーン含有物以外の樹脂の含有物を用いた場合には、十分な密着性を得るために、上記アクリル変性シリコーン含有物を用いた場合よりも多くの割合の樹脂含有物を必要とするため、不燃性能の改善が得られなくなる。

化学的剥離バーミキュライトとアクリル変性シリコーン含有物は、化学的剥離バーミキュライトの固形分を１００重量部とした場合、アクリル変性シリコーン含有物の固形分は、２０〜３００重量部の範囲とすることにより、不燃コートの密着性が良好でかつ不燃性能の改善効果が得られる。ここで、アクリル変性シリコーン含有物の固形分は、３０〜２００重量部とすることが好ましい。アクリル変性シリコーン含有物の固形分が、２０重量部よりも少ないと、不燃コート液を乾燥して得られた膜の密着性が悪くなる。また、アクリル変性シリコーン含有物の固形分が３００重量部よりも多いと、不燃性能の改善効果が得られない。

本実施形態の不燃コート液には、本発明の効果を低減させない範囲内で、通常の水系塗料に添加配合される成分、例えば、水、溶剤、増粘剤、成膜助剤、可塑剤、凍結防止剤、消泡剤、分散剤、湿潤剤、染料、防腐剤、防黴剤、防藻剤、顔料、帯電防止剤、導電性材料、絶縁材料、紫外線吸収剤、光安定剤などを加えることができる。

（不燃紙）
本実施形態において、不燃紙は、セピオライトを含む紙と、紙の少なくとも一方の面に形成された、上記不燃コート液の成分を含有する層と、を含むものである。

図１は、本実施形態に係る不燃紙の断面図である。図１に示すように、不燃紙１０は、セピオライトを含む紙１の上面に、上記不燃コート液の成分を含有する層２が形成されている。また、不燃コート液の成分を含有する層２は、セピオライトを含む紙１の片面だけでなく、両面に形成されていてもよい。

セピオライトは、高温の火炎に接した場合、８５０℃付近でメタ化して反応性の高い半溶融状態のメタセピオライトとなり、ち密な構造に変化して、より高い耐火性能、不燃性能を有する。紙１として配合する成分のうち、セピオライトは５０重量％以上であることが好ましい。

セピオライトを含む紙１の厚さは、０．２ｍｍから２．０ｍｍが好ましい。０．２ｍｍ未満であると高温の火炎に接した場合、破れやすくなってしまうことから好ましくない。また、２．０ｍｍを越えても効果がより改善されるわけではなく、紙としての重量は重くなりコストもかさむため不経済であることから好ましくない。

不燃コート液の成分を含有する層２を、セピオライトを含む紙１に配置する量としては、不燃コート液の固形分で５〜５０ｇ／ｍ^２が好ましく、７〜４０ｇ／ｍ^２がより好ましい。５ｇ／ｍ^２未満では不燃性能の改善効果が得られにくくなってしまうことから好ましくない。また、５０ｇ／ｍ^２より多く配置しても不燃性能がより高くなるわけではなく、不経済になってしまうことから好ましくない。

本実施形態の不燃コート液を、セピオライトを含む紙１に配置する方法としては、例えば、不燃コート液を塗布し乾燥させるという方法があげられる。塗布する方法としては、既知のいずれの方法を用いてもよく、ヘラ塗り、刷毛塗り、ローラー塗り、吹き付け、浸漬、静電塗装、電着塗装、ロールコーター、フローコーター等が使用できる。塗布は、セピオライトを含む紙１の片面だけでもよいし、両面に塗布してもよい。また、塗布された不燃コート液を乾燥させて膜にする方法としては、既知のいずれの方法を用いてもよく、自然乾燥、熱風循環乾燥、赤外線乾燥等が使用できる。

（不燃断熱パネル）
本実施形態において、不燃断熱パネルは、フェノール樹脂フォームと、該フェノール樹脂フォームの少なくとも一方の面に配置された上記不燃紙と、を含むものである。

図２は、本実施形態に係る不燃断熱パネルの断面図である。図２に示すように、不燃断熱パネル２０は、フェノール樹脂フォーム１１の上面側に、セピオライトを含む紙１及び不燃コート液の成分を含有する層２から構成される不燃紙１０が配置されている。また、フェノール樹脂フォーム１１と不燃紙１０の間には接着剤層１２が介在している。

本実施形態においてフェノール樹脂フォーム１１とは、例えば、ＪＩＳＡ９５１１で規定されているフェノールフォーム保温板等をいい、厚さが９．７〜３６．７ｍｍ、質量が４３１ｇ／ｍ^２〜１５６５ｇ／ｍ^２（有機質量１５６５ｇ／ｍ^２以下）、かさ比重０．０３７〜０．０４５、酸素指数２６以上、組成はフェノール樹脂９４〜９８重量％、発泡剤２〜６重量％のもの等である。

フェノール樹脂フォーム１１は、両面にポリエステル不織布等が張られたものでもよく、該ポリエステル不織布は、例えば、厚さ０．１１〜０．３０ｍｍ、質量２７〜６６ｇ／ｍ^２（有機質量２７〜６６ｇ／ｍ^２）、組成はポリエチレンテレフタレート９８〜１００重量％、酸化チタン０〜１．０重量％、有機質系着色剤０〜１．０重量％のもの等である。

フェノール樹脂フォーム１１の片面あるいは両面に不燃紙を配置する方法としては、フェノール樹脂フォームと不燃紙との間に接着剤を用いて配置しても、あるいは、物理的に引っかけ部やビス等の部材を設けて配置してもよい。

なお、本実施形態の不燃断熱パネルを製造する方法としては、まず本実施形態の不燃紙を製造し、それをフェノール樹脂フォームの片面あるいは両面に配置するという順番で製造してもよいし、あるいは、フェノール樹脂フォームの片面あるいは両面にセピオライトを含む紙を配置し、その紙の上から本実施形態の不燃コートを塗布するという順番で製造してもよい。

以下、実施例に従って本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例及び比較例で用いた原料は下記の通りである。

・バーミキュライト
（Ａ）化学的剥離バーミキュライト、製品名：ＭｉｃｒｏＬｉｔｅＨＴＳ、スペシャリティ・バーミキュライト社製、薄片状粒子の厚さの最大値１μｍ未満、レーザー回折式粒度分布計による５０％粒子径５７μｍ、固形分１５ｗｔ％、水８５ｗｔ％。
（Ｂ）バーミキュライト粉砕品バーミキュライト粉（径１ｍｍ）を粉砕後、７μｍ〜５００μｍにふるい分けして得られたもの。粒子の厚さの最大値１０μｍ、レーザー回折式粒度分布計による５０％粒子径１００μｍ、固形分１００ｗｔ％。

・アクリル変性シリコーンエマルジョン
（Ｃ）Ｘ−４３１１、旭化成ケミカルズ社製、Ｓｉ架橋成分７．７％以上、ｐＨ＝８．８、固形分４０ｗｔ％
（Ｄ）Ｘ−４３１１Ｋ、旭化成ケミカルズ社製、Ｓｉ架橋成分７．７％以上、ｐＨ＝９．５、固形分４０ｗｔ％
（Ｅ）Ｘ−４３１０、旭化成ケミカルズ社製、Ｓｉ架橋成分４．５％以上、ｐＨ＝８．１、固形分４０ｗｔ％

上記の（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、オルガノシロキサンの共縮合組成物をアクリル変性したものを含むエマルジョンであって、オルガノシロキサンの共縮合組成物は、以下の一般式（１）で表される１種以上を含むものである。

オルガノシロキサンの共縮合組成物は、上記一般式（１）で表す化合物、あるいは、構造単位、または、その双方を有するものであり、直鎖、分岐もしくは環状の構造を有するものである。Ｒとして、例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基等の炭素数１〜１１のアルキル基、芳香族環を有する、フェニル基、ナフタレン基等のアリール基、シクロヘキシル基、ビニル基等のアルケニル基、などの非置換炭化水素基、もしくは、炭化水素基の水素原子をハロゲン原子、希土類原子、シアノ基などで置換した置換炭化水素基、水酸基、アルコキシ基、トリメチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、メチルフェニルビニルシリル基、メチルジフェニルシリル基等を有するものである。さらに、前記化合物、構造単位のうちの少なくとも１種以上は、メルカプト基、あるいは、エチレン性不飽和基、あるいは、アルコキシ基、もしくは、それら複数により変性、もしくは、含有、あるいはその双方を有するものである。

・アクリルエマルジョン
（Ｆ）製品名：Ｚ１３０、旭化成ケミカルズ社製、固形分５６ｗｔ％、ｐＨ＝８．０
（Ｇ）製品名：Ｅ３９０Ｍ、旭化成ケミカルズ社製、固形分５０ｗｔ％、ｐＨ＝８．４
（Ｈ）製品名：Ｅ７８０、旭化成ケミカルズ社製、固形分５０ｗｔ％、ｐＨ＝８．１

・バーミキュライトとポリエーテル樹脂との混合物
（Ｉ）製品名：ＡＧＣコート、グランデックス社製、固形分１２ｗｔ％（固形分中、バーミキュライト９０％、ポリエーテル樹脂１０％）、水８８ｗｔ％

・増粘剤
（Ｊ）メチルセルロース、信越化学社製、製品名：９０ＳＨ４０００
・セピオライト含有紙
（Ｋ）製品名：グランデックス紙、グランデックス社製、厚さ１ｍｍ、セピオライト含有量７４ｗｔ％
（Ｌ）試験製作品、厚さ０．８ｍｍ、セピオライト含有量６０ｗｔ％

・フェノール樹脂フォーム
（Ｍ）製品名：ネオマフォーム、旭化成建材社製、厚さ３０ｍｍ、密度４０ｋｇ／ｍ^３

（実施例１）
表１の配合で原料を撹拌混合することにより、分散液を作製した。上記分散液をセピオライト含有紙（Ｋ）に、刷毛を用いて表１に示す量を塗布し、８０℃６分間乾燥させた。
乾燥終了から１日以上経過した後に、コーンカロリーメーターを用いて、６００秒間、５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を加え、発熱量を測定し、不燃性の評価とした。すなわち、発熱量が２ＭＪ／ｍ^２未満のものを合格（○）とし、２ＭＪ／ｍ^２以上のものを不合格（×）とした。

また、ＪＩＳ５６００−５−６（塗膜付着性；クロスカット法）に準じ、密着性評価を行った。すなわち、２ｍｍ間隔で６本縦横にカッターナイフで切り込みを入れ、５個×５個＝２５個の格子パターンを作り、そこにセロハンテープを付着し、一気にはがし、２５個の格子パターン内でどの程度塗膜に剥離が生じたかの面積割合（％）をカウントした。密着性（％）＝１００−剥離面積割合（％）とした。密着性が３０％以上のものを合格（○）とし、３０％未満のものを不合格（×）とした。

（実施例２、３、比較例１、４）
表１に記した原料又は配合以外は、実施例１と同様とした。

（比較例２）
セピオライト含有紙（Ｋ）に何も塗布せずに試験した以外は、実施例１と同様とした。

（比較例３）
バーミキュライトとポリエーテルの混合物（Ｉ）を塗布した以外は、実施例１と同様とした。

（実施例４）
あらかじめ、フェノール樹脂フォーム（Ｍ）の片面に、セピオライト含有紙（Ｋ）をエポキシ接着剤（塗布量１５０ｇ／ｍ^２）にて貼合し一週間以上養生しておいた。次に、表２に示す原料の配合で撹拌混合することにより、分散液を作製した。
上記貼合品のセピオライト含有紙上に、上記分散液を、ローラーを用いて表２に示す量を塗布し、８０℃６分間乾燥させた。
乾燥終了から１日以上経過した後に、コーンカロリーメーターを用いて、１２００秒間、５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を加え、発熱量を測定し、不燃性の評価とした。すなわち、発熱量が５ＭＪ／ｍ^２未満のものを合格（○）とし、５ＭＪ／ｍ^２以上のものを不合格（×）とした。

（実施例５〜１１、比較例５、８〜１５）
表２、あるいは表３に記した原料又は配合以外は、実施例４と同様とした。

（実施例１２）
セピオライト含有紙（Ｋ）の代わりにセピオライト含有紙（Ｌ）を用い、表２に記した以外は、実施例４と同様とした。

（比較例６）
上記貼合品のセピオライト含有紙上に何も塗布せずに試験した以外は、実施例４と同様とした。

（比較例７）
バーミキュライトとポリエーテルの混合物（Ｉ）を表３に記したように塗布した以外は、実施例４と同様とした。

１…セピオライトを含む紙、２…不燃コート液の成分を含有する層、１０…不燃紙、１１…フェノール樹脂フォーム、１２…接着剤層、２０…不燃断熱パネル。

Claims

セピオライトを含む紙と、
前記紙の少なくとも一方の面に形成された、不燃コート液の成分を含有する層と、を含み、
前記不燃コート液は、バーミキュライト及びアクリル変性シリコーン含有物を含み、
前記バーミキュライトは薄片状粒子であり、前記薄片状粒子の厚さの最大値が１μｍ未満であり、
前記バーミキュライトの固形分１００重量部に対する前記アクリル変性シリコーン含有物の固形分が２０〜３００重量部である、不燃紙。
フェノール樹脂フォームと、
前記フェノール樹脂フォームの少なくとも一方の面に配置された、請求項１記載の不燃紙と、を含む、不燃断熱パネル。