JPH01126349A - 吸放湿性フェノール樹脂発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、吸放湿性フェノール樹脂発泡体に関する。本
発明の吸放湿性フェノール樹脂発泡体は、吸放湿性に優
れているとともに、軽量性、断熱性、防火性、耐火性、
施工性、堅牢性にも優れているので、調湿ボード等の建
材として好ましく利用される。

［従来の技術］ 住空間における湿分をコントロールすることによりカビ
等の発生を防止し、快適な環境を作ることは、梅雨期及
びこれに続く高温多湿の夏期のある我が国においては必
要なことである。

また美術館、博物館、資料保存庫において湿分をコント
ロールすることは文化財等を保護する上で重要なことで
ある。

このため従来より、ゾノトライト系珪酸カルシウムボー
ドやロックウール系ボードなどの無機質調湿ボードが用
いられているが、重量が重く取り扱いにくく、また断熱
性や施工性が不満足であるという欠点がある。

また従来より、ポリスチレン発泡体や硬質ウレタン発泡
体等が建材用ボードに用いられており、これらの発泡体
は、軽量性、断熱性、施工性に優れているものの、吸放
湿機能を付与したものは未だ開発されていない。

［発明が解決、しようとする問題点］ 従って本発明の目的は、従来の建材用無機質及び有機質
ボードが有する前記問題点を解決し、吸放湿性並びに軽
量性、断熱性、防火性、耐火性、施工性及び堅牢性の全
てを満足する新規な材料を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上述の目的を達成するために、種々の検討を加えた結果
、レゾール型フェノール樹脂を吸放湿剤の存在下に発泡
硬化させて得られる連続気泡率１０〜９０％のフェノー
ル樹脂発泡体が吸放湿性とともに軽量性、断熱性、防火
性、耐火性、施工性及び堅牢性をも満足し、建材用の調
湿ボードとして好適であることを見い出し、この知見に
基づき本発明を完成した。

従って本発明は、レゾール型フェノール樹脂、発泡剤、
整泡剤、硬化剤及び吸放湿剤を必須成分として含有する
組成物を発泡硬化してなり、独立気泡と連続気泡との総
和に対する連続気泡の割合が１０〜９０％の範囲である
ことを゛特徴とする吸放湿性フェノール樹脂発泡体であ
る。

以下、本発明の詳細な説明する。

一般にフェノール樹脂発泡体の製造方法としては、ノボ
ラック型フェノール樹脂を用いる方法とレゾール型フェ
ノール樹脂を用いる方法とがあるが、本発明は、後者の
レゾール型フェノール樹脂を用いる方法を採用するもの
である。その理由は、前者のノボラック型フェノール樹
脂を用いる方法では、樹脂とへキサメチレンテトラミン
を混合、融解し発泡させるが、溶融粘度が高いことおよ
び硬化温度が高いこと（通常１５０〜２５０°Ｃ）等成
形条件が制約され、また連続成形が難しいという欠点が
あり、さらに成形性も悪く、吸放湿剤も混合しにくいと
いう問題点があるのに対し、後者のレゾール型フェノー
ル樹脂を用いる方法では、このような成形条件の制約も
なく、また成形性も良好で、吸放湿剤との混合も良好で
あるからである。

本発明に用いられるレゾール型フェノール樹脂は、フェ
ノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール化合
物と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラ
ール等のアルデヒド化合物とをモル比１：１〜１：２．
５で反応させることにより得られるものである。なお上
記アルデヒド化合物の代りにパラホルムアルデヒド、ヘ
キサメチレンテトラミン、トリオキサン、テトラオキシ
メチルメタン等のアルデヒド生成性化合物を用い、レゾ
ール型フェノール樹脂の製造時に系内でアルデヒド化合
物を生成させても良い。また上記のフェノール化合物及
びアルデヒド化合物とともに、尿素、メラミン等の含窒
素化合物や、ビスフェノールＡ又は臭素化ビスフェノー
ルＡのグリシジルエーテル等のエポキシ樹脂、プロピレ
ンオキサイド等のアルキレンオキサイド、臭素化フェニ
ルグリシジルエーテル等のエポキシ化合物を適Ｉ併用す
ることもできる。レゾール型フェノール樹脂を得るため
の反応は、上述のモル比のフェノール化合物とアルデヒ
ド化合物とを、必要に応じて上記任意成分とともに配合
後、これにアルカリ金属、含窒素化合物、酢酸塩等の触
媒を所定量（通常１重量％前後）加え、温度５０℃以上
で６０分以上加熱縮合することにより行なわれる。反応
後、レゾール型フェノール樹脂液を中和、脱水して含水
率１５重量％以下、粘度５００ｃｐｓ以上に調整するこ
とにより得られたレゾール型フェノール樹脂が後続の発
泡硬化処理に付される。

発泡硬化処理は、レゾール型フェノール樹脂に必須成分
として発泡剤、整泡剤及び硬化剤を添加した後、例えば
２０℃以上の温度で硬化することにより行なわれる。こ
こで用いられる発泡剤としては、トリクロロモノフルオ
ロメタン、１，１゜２−トリクロロ−１，２，２−）リ
フルオロエタン、ジクロロジフルオロメタン等のハロゲ
ン化炭化水素が好ましく用いられ、その好ましい使用量
はレゾール型フェノール樹脂１００重量部に対して１〜
３０重量部である。また整泡剤としては、ヒマシ油エチ
レンオキサイド付加物、ポリジメチルシロキサン−ポリ
オキシアルキレン共重合体、アルコキシシラン、ポリシ
リルホスホネート、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオ
キシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレンアルキルフェノール等の非イオン界面活性剤が好
ましく用いられ、その好ましい使用量はレゾール型フェ
ノール樹脂１００重量部に対して０．５〜１０重量部で
ある。また硬化剤としては、パラトルエンスルホン酸、
フェノールスルホン酸、リン酸等の有機又は無機酸が好
ましく用いられ、その好ましい使用量はレゾール型フェ
ノール樹脂１００重量部に対して５〜３０重量部である
。

本発明においては、フェノール樹脂発泡体に吸放湿性を
付与するために、発泡硬化時に発泡剤、整泡剤、硬化剤
とともに、吸放湿剤が必須成分として用いられる。ここ
で用いられる吸放湿剤としては、セピオライト、アタパ
ルジャイト、モンモリロナイト、ゾノトライト、クリス
トバライト、ケイソウ土、ゼオライト、シリカゲル、塩
化カルシウム等の無機質吸放湿剤やポリビニルアルコー
ル、メチルセルロース、アクリル樹脂、澱粉等の有機質
吸放湿側が挙げられるが、本発明のフェノール樹脂発泡
体の特長の１つである″防火性に特に寄与する点で無機
質吸放湿剤を用いるのが好ましい。吸放湿剤の好ましい
添加量はレゾール型フェノール樹脂１００重量部に対し
て５〜３０重量部である。

なお、発泡硬化に際して、亜鉛、アルミニウムあるいは
これら金属の酸化物の粉末等の防食剤、ポリリン酸アン
モニウム、ホウ酸、三酸化アンチモン、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム等の難燃剤、炭酸カルシウム
、ガラス繊維、ロックウール、セラミックウール、チタ
ン酸カリウムホイスカー、クレイ、タルク、パーライト
、シラスバルーン、パルプ、合成有機繊維等の軽量骨材
、補強材、充填材を適宜使用することができる。

本発明のフェノール樹脂発泡体は、上述の如く、レゾー
ル型フェノール樹脂、発泡剤、整泡剤、硬化剤及び吸放
湿剤を必須成分として含有する組成物を発泡硬化して得
られたものであることを第１の要件とするものであるが
、更に独立気泡と連続気泡の総和（以下、全気泡という
）に対する連続気泡の割合（以下、連続気泡率という）
が１０〜９０％の範囲であることを第２の要件とするも
のである。

この第２の要件である連続気泡率を１０〜９０％の範囲
にコントロールすることは、発泡剤、整泡剤、硬化剤の
種類及び量を変化させたり、発泡硬化条件（例−えば温
度や時間）を変動させることにより達成される。例えば
整泡剤の量を減少させ、場合によっては零にすることに
より連続気泡率を高くすることができ、逆に整泡剤の量
を増加させれば連続気泡率を低くすることができる。ま
た低温で長時間発泡硬化することにより独立気泡を多く
し、逆に高温で短時間発泡硬化することにより連続気泡
を多くすることができる。

本発明において全気泡に対する連続気泡率を１０〜９０
％に限定したのは、連続気泡率が１０％未満で、独立気
泡が著しく多くなると、吸放湿性能が極度に低下し、一
方連続気泡率が９０％を超え、独立気泡が著しく少なく
なると、断熱性、堅牢性が極度に低下するばかりでなく
、吸放湿性も連続気泡率が１０〜９０％の場合と比べて
悪化するからである。連続気泡率の特に好ましい範囲は
５０〜８０％の範囲である。

従来のポリスチレン発泡体や硬貰ウレタン発泡体は、独
立気泡のみからなるもので、独立気泡と連続気泡とから
なるものは得られないなめに、吸放湿機能を付与するこ
とができなかったが、本発明のフェノール樹脂発泡体は
、連続気泡率を１０〜９０％に設定することにより、優
れた吸放湿性を実現する。

また本発明のフェノール樹脂発泡体は、実用性の面から
その密度を３０〜８０ｋｇ／ｒｒｒに設定することがで
き、３００ｋｇ／ｒｒｔ’以上の密度を有する従来の珪
酸カルシウム系やロックウール系の無機質調湿ボードと
比べて軽量であるという利点があり、さらに断熱性に関
して、例えば０．０２ｋｃａｌ／ｍ−ｈｒ・℃の熱伝導
率を有し、これは従来の珪酸カルシウム系やロックウー
ル系の無機質調湿ボードの熱伝導率（０，０４〜０．０
６ｋｃａｌ／ｍ　−ｈｒ・℃）と比べ著しく低く、断熱
性にも優れている。

また本発明のフェノール樹脂発泡体は、他の有機発泡体
にはない防火性、耐火性を有するばがってなく、カッタ
ーナイフ等により切断が容易であるので、施工性にも優
れ、さらに建材として要求される機械的強度を有し、堅
牢性にも優れている。

本発明のフェノール樹脂発泡体は、そのまま調湿ボード
等の建材として使用することができるが、フェノール樹
脂発泡体を芯材とし、その少なくとも一面に面材を接合
乃至複合することにより面材自体が有する優れた特長を
付加した調湿ボードとすることもできる。面材としては
、吸放湿性を損なわないものであれば、いずれも使用可
能であるが、フェノール樹脂発泡体との密着性、難燃性
、′表面強度をも満足するものが好ましい。このような
面材としては、ポリアミドフィルムの如きプラスチック
フィルム、アルミ箔の如き金属箔またはシート、一般紙
、クラフト紙、無機繊維や充填材配合の難燃性紙、石膏
ボード紙の如き無機ボード紙又はこれらのラミネートが
挙げられ、これらは、さらに吸放湿性を維持、向上させ
るために、通常穴あけ加工されることもある。また吸放
湿剤を配合した市販の調湿シート（穴なし）を面材とし
て用いることもできる。

表面に面材を有する調湿ボードは、フェノール樹脂発泡
体を予め製造し、その表面に面材を無機又は有機接着剤
で接合一体化することにより得ても良く、また発泡硬化
用容器の底面等に面材を敷き、その上に発泡硬化用樹脂
組成物を吐出し加熱発泡硬化させることにより得ても良
いが、発泡体の形成と、発泡体と面材との接合一体化が
同時に行なえる点で後者の方法が優れている。

また本発明のフェノール樹脂発泡体は、従来の無機質調
湿ボードや無機質ボード等と、両者が相接するように積
層して用いることもできる。

［実施例コ 以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。

なお実施例及び比較例における各種物性の測定方法は以
下の通りである。

（１）吸放湿性　温度２５℃、関係湿度５０％で恒ｊｌ
Ｌ（Ａｇ／ｒｒｆ）の状態の試料を温度２５℃、関係湿
度９０％で２４時間放置後の重量（Ｂｇ／ＩＴ１′）を
測定した。次いで温度２５℃、関係湿度５０％で２４時
間放置後の重量（Ｃｇ／ｒｒｉ’）を測定した。

吸湿量及び放湿量は次式により求めた。

吸湿量（ｉｒ／ｒｄ’）　＝Ｂ　−Ａ　（ｉｔ／ば〉放
湿量（ｔｒ／ｒｄ＞　＝Ｂ　　Ｃ（ｔｒ／ｒｄ’）（２
）連続気泡率　ＡＳＴＭ　　Ｄ−２８５６により測定し
な。

（３）限界酸素指数　ＪＩＳ　　Ｋ−７２０１により測
定した。

（４）熱伝導率　ＪＩＳ　　Ａ−１４１３により測定し
た。

（５）圧縮強度　ＪＩＳ　　Ｋ−７２２０により測定し
た。

°１〜３び　１〜２ レゾール型フェノール樹脂（粘度４０００ｃｐｓ（２５
℃）、水分率１１．０％）、発泡剤（フロン系の１．１
．２−）リクロロー１．２．２−トリフルオロエタン〉
、整泡剤（ヒマシ油エチレンオキサイド付加物）、硬化
剤（パラトルエンスルホン酸）、吸放湿剤（アタパルジ
ャイト又はセピオライト）及び難燃剤（水酸化アルミニ
ウム粉末）を第１表記載の割合で混合し、第１表記載の
温度で加熱発泡硬化し、得られたフェノール樹脂発泡体
の物性を測定した。測定結果は第１表に示す。

第１表より明らかなように、連続気泡率が８％の比較例
１のフェノール樹脂発泡体の場合、軽量性、断熱性、防
火性、圧縮強度等は満足するが、吸湿量及び放湿量が５
０　ｔ　／　ｎｉ’のオーダーであり、吸放湿性が不十
分であるのに対し、連続気泡率が２３％の実施例１のフ
ェノール樹脂発泡体の場合、比較例１とほぼ同等の軽量
性、断熱性、防火性、圧縮強度等を有し、かつ吸湿量及
び放湿量がいずれも１１０ｆ／ｒｒｉ’以上であり、そ
の値は比較例１の値の約２倍である。このことは、連続
気泡率８％（比較例１）と２３％（実施例１）との間に
位置する１０％に本発明における連続気泡率の下限を設
定したことに技術的意味があることを示している。連続
気泡率を２３％（実施例１）から６３％（実施例２）に
上昇させると、吸湿１及び放湿量ともに約１２０ｇ／ｎ
−ｉ’まで上昇するが、８５％（実施例３）に上昇させ
ても吸湿量及び放湿量の上昇はなく、更に９５％（比較
例２）に上昇させると、逆に８５％（実施例３）の場合
よりも吸湿量及び放湿量が低下することが観察され、か
つ８５％（実施例３）の場合に比べ熱伝導率が著しく上
昇して断熱性が低下し、さらに圧縮強度が著しく低下し
堅牢性も低下することが明らかである。

このことは、連続気泡率８５％（実施例３）と９５％（
比較例２）との丁度中間に位置する９０％に本発明にお
ける連続気泡率の上限を設定したことに技術的意味があ
ることを示している。

（以下余白） 比婁匣ＬＴｈ互 市販の硬質ウレタン発泡体く比較例３）、市販のポリス
チレン発泡体（比較例４）、市販のゾノトライト系珪酸
カルシウム調湿ボード（比較例５）及び市販のロックウ
ール系調湿ボード（比較例６）について同様の試験を行
なった結果、比較例３．４の有機質発泡体はいずれも吸
放湿性が殆んどなく、また比較例５．６の無機質ボード
は、密度がそれぞれ４５０ｋｇ／ｍ’、４２０ｋｇ／耐
であって重量が重く取り扱いにくく、また熱伝導率がそ
れぞれ０　、０６５ｋｃａｌ／　ｍ　−ｈｒ−’Ｃ１０
，０５２ｋｃａｌ／ｍ−ｈｒ・℃であって断熱性が劣る
という欠点を有していた。

比較■ユ 発泡体用樹脂として塩化ビニル樹脂を、吸放湿剤として
ポリビニルアルコールを用いて、吸放湿性を有する発泡
体を以下のようにして製造した。

すなわち、可塑剤を含有する塩化ビニル樹脂１０００重
量部にポリビニルアルコール粉末（粒径５０μ程度）１
５重１部と発泡剤１重量部を添加して混練し、発泡成形
して塩化ビニル樹脂発泡体（厚さ２５ｍｍ）を得た。得
られた塩化ビニル樹脂発泡体は、熱伝導率が０．０３３
ｋＣａｌ／ｍ　−ｈｒ−°Ｃで本実施例品よりも高く、
断熱性に劣るばかりでなく、限界酸素指数が２９で本実
施例品よりも低く、燃えやすく、燃えると有毒な塩化水
素ガスが発生ずるという欠点を有していた。また最高使
用温度は６０℃で本実施例品の１３０°Ｃよりも大幅に
低いという欠点も有していた。

次にフェノール樹脂発泡体を芯材として用い、これに面
材を接合一体化した調湿ボードの製造例を実施例４〜６
に示す。

大旌劣互 石膏ボード原紙（０，２ｍｍ厚）、アルミ箔とクラフト
紙とからなるラミネート紙＜０．１５ｍｍ厚）及びポリ
アミドフィルム（０，１ｍ（ＩＩ厚）をそれぞれ穴あけ
加工し、０．１ｍｍφの穴を１００００個／耐の割合で
形成させたちの並びに市販の穴なし調湿面ｖｉ＜０．２
ｍｍ厚）を実施例２で得られたフェノール樹脂発泡体の
上下両面に接合一体化して、４種の面材被覆調湿ボード
を得、これらの吸、放湿量を測定した。得られ結果は第
２表に示すように、本実施例の調湿ボードは吸放湿性に
優れてい実施泗５ レゾール型フェノール樹脂（粘度１０００ｃｐｓ（２５
℃）、水分率１２．５％）１００重量部に実施例２と同
一の発泡剤、整泡剤及び硬化剤を実施例２と同量加え、
これに更にセピオライト（吸放湿剤）５重１部、水酸化
アルミニウム（難燃剤）２０重量部、ホウ酸（難燃剤）
５重量部を混合し、８０℃にて発泡硬化させて密度５５
ｋｇ／ｒｒｌ’、厚さ２５ｍｍ、連続気泡率７１％のフ
ェノール樹脂発泡体を得た。この発泡体の両面にポリマ
ー処理した穴あき鋼板（０，４ｍｍ厚）を積層したもの
は、ＪＩｓ　　Ａ−１３０４の耐火試験において、耐火
３０分に合格し、また吸湿量１１３ｇ／ｒｒｆ’、放湿
１１０７ｇ／ｒ＆であり、吸放湿性にも優れていた。

失施用互 １．５ｍｍの鋼板にロックウール製軽量ボード（日東紡
（株）製　密度１５０ｋｇ／ｍ’、厚み３０市）を接合
させた後１、次いで鋼材製スタッドを介して、実施例２
のフェノール樹脂発泡体く厚み１３叩）の片面にアルミ
箔とクラフト紙とからなるラミネート紙（厚み０．１５
ｍｍで穴あけ加工したもの）を積層したものをラミネー
ト紙が外側となるように接合し、更に市販石膏ボード（
厚み１２ｍｍ）を順次接合した複合ボードについて、Ｊ
ＩＳＡ−１３０４による耐火試験を行なったところ、耐
火１時間に合格し、また吸湿量１０３ｔ／ｒｄ、放湿量
１０１ｒ／ｒｒ＋１であり、吸放湿性に優れていた。

「発明の効果コ 吸放湿剤を必須成分とし、かつ連続気泡率を１０〜９０
％の範囲にコントロールすることにより得られた本発明
のフェノール樹脂発泡体は、吸放湿剤に優れているだけ
でなく、軽量性、断熱性、防火性、耐火性、施工性、堅
牢性をも満足する。

したがって本発明のフェノール樹脂発泡体はそのまま、
またはこれを芯材として面材を被覆した調湿ボードの形
で用いられ、住空間の湿分をコントロールすることによ
り、カビ等の発生を抑え、快適な住環境作りに寄与する
。また美術館、博物館、資料保存庫等で用いれば美術工
芸品等の保存に対して優れた効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レゾール型フェノール樹脂、発泡剤、整泡剤、硬
   化剤及び吸放湿剤を必須成分として含有する組成物を発
   泡硬化してなり、独立気泡と連続気泡との総和に対する
   連続気泡の割合が１０〜９０％の範囲であることを特徴
   とする吸放湿性フェノール樹脂発泡体。