JPH05169579A - 断熱性板材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】断熱性に優れた板材を作業環境を悪化させるこ
となく、生産性よく製造する。 【構成】ベンジリックエーテル型フェノール樹脂に、ト
リスクロロエチルフォスフェート（難燃剤）、シリコン
系整泡剤を混合し、さらにＮ−エチルモルホリン（硬化
促進剤）およびフロン−１４１ｂ（発泡剤）を添加混合
し、ウレタン系樹脂主剤を得、これとミリオネートＭＲ
−１００〔クルードＭＤＩ〕とを２液混合スプレー装置
で混合し、木質合板の片面の縁に木材角材を釘打ちし枠
を設けた板材枠内に、上記混合物を発泡液を塗布し、乾
燥、硬化エージングして、断熱性壁材を得た。 【効果】ガラス繊維を内張りした従来の断熱性壁材に比
べ、断熱性に優れた壁材が得られた。またガラス繊維の
飛散による作業環境の悪化も見られず、断熱性壁材の生
産性も向上した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、断熱性板材及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の断熱性板材は、角材の枠を接合し
た平板の枠内の平板上に接着剤を塗布して、その上に枠
内径とほぼ同じ大きさのガラス繊維マットをのせて接着
させた後、鋲で止め、ガラス繊維マット側の枠に平板を
接合して製造されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
繊維は微小浮遊物を発生し、口から吸い込んで病気を併
発したり、皮膚にかゆみやただれを起こすという欠点が
あり、作業環境を悪化させる。しかも断熱性板材を製造
するに際しては上記したような多くの工程を経なければ
ならず、生産性が悪いのに相まってさらに作業従事者が
長時間ガラス繊維雰囲気にさらされるため事態は一層深
刻な問題となっている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記実状
に鑑み鋭意検討したところ、角材の枠と平板により形成
された枠内壁面に、合成樹脂発泡原料を塗布又は注入し
て、合成樹脂発泡体を枠内の平板上に積層させて断熱性
板材を製造すれば、ガラス繊維マットを用いないでもガ
ラス繊維マットを用いたのと同様以上の性能を有する断
熱性板材が得られ、しかもその製造工程を簡略化でき、
その生産性をも向上できることを見出だし本発明を完成
するに至った。

【０００５】即ち本発明は、角材の枠と平板により形成
された中空板材の中空部分の内壁面の枠内に合成樹脂発
泡体が積層されている断熱性板材、及び角材の枠と平板
により形成された枠内壁面に、合成樹脂発泡原料を塗布
又は注入して、合成樹脂発泡体を枠内の平板上に積層さ
せてなる断熱性板材の製造方法を提供するものである。

【０００６】本発明において中空板材とは、内部が空洞
となっている板材を言い、中空部分とはその空洞を言
う。中空板材の製造方法等については詳しく後述する。
中空板材の材料としては、通常は木材、石膏ボード、珪
酸カルシウム板、スレート板あるいは鉄、鋳鉄、ステン
レス鋼あるいは合金等の金属を用いるのが一般的である
がフェノールＦＰＲのような難燃繊維強化成形体を用い
ることもできる。

【０００７】本発明において、中空板材の中空部分に充
填されているは、合成樹脂発泡体である。この発泡体の
合成樹脂成分は特に限定されるものではなく、公知慣用
の合成樹脂がいずれも使用できるが、代表的にはフェノ
ール系樹脂又はウレタン系樹脂であり、それらの混合で
も良い。勿論フェノール系樹脂やウレタン系樹脂には、
必要に応じてさらにメラミン系樹脂や尿素樹脂をそれに
併用してもよい。

【０００８】本発明で用いるフェノール系樹脂として
は、例えばレゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フ
ェノール樹脂、ベンジリックエーテル型フェノール樹
脂、レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン、クレゾ
ール、アルキルフェノール、ビスフェノール等の単独に
よるあるいは変性されたフェノール樹脂等があげられ
る。好ましくはベンジリックエーテル型フェノール樹脂
がよく、アルキルフェノール等で変性されたベンジリッ
クエーテル型フェノール樹脂でもよい。

【０００９】フェノール系樹脂として、レゾール型フェ
ノール樹脂を使用するときは、酸硬化触媒が通常用いら
れる。酸硬化触媒としては、例えばｐ−トルエンスルホ
ン酸、フェノールスルホン酸、キシレンスルホン酸、ベ
ンゼンスルホン酸等の有機酸、硫酸、塩酸、燐酸等の無
機酸があげられる。

【００１０】フェノール系樹脂が、ノボラック型フェノ
ール樹脂の場合には、例えばジビニルベンゼンやヘキサ
メチレンテトラミン等の硬化剤が用いられる。またフェ
ノール系樹脂の硬化に際してはポリイソシアネート類も
硬化剤として使用できる。

【００１１】さらには硬化剤としての酸を加熱により発
生する化合物も用いることができる。このようなものと
してはｐ−トルエンスルホン酸エステル類、具体的には
ｐ−トルエンスルホン酸メチル、ｐ−トルエンスルホン
酸エチル等が挙げられる。

【００１２】またフェノール系樹脂やウレタン系樹脂と
ともにメラミン樹脂を用いる場合には、例えば２−アミ
ノ−２−メチル−１−プロパノール塩酸塩等の塩酸アミ
ン塩、イミドジスルホン酸アンモニウム等のスルホン酸
アンモニウム塩、燐酸ブタノールハーフエステル等の燐
酸アルコールエステル等が挙げられるが、なかでも塩酸
のアミン塩又はスルホン酸アンモニウム塩が好ましい。

【００１３】ウレタン系樹脂原料としては、一般に硬質
ウレタンフォームに使用されているポリオールを主成分
としたウレタン系樹脂主剤と硬化剤である各種ポリイソ
シアネートとの２液を混合して用いれば良い。

【００１４】この際には、公知慣用のポリオール、例え
ばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、
ポリエーテルエステルジール、シリコーンジオール、含
フッ素ジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカ
ーボネートジオール、ベンジリックエーテル型フェノー
ル樹脂等が挙げられる。

【００１５】ポリイソシアネート類としては、トルエン
−２，４−ジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレン
ジイソシアネート、１，４−テトラメチレンジイソシア
ネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネー
ト、カルボジイミド変性ポリイソシアネート、アジリジ
ン変性ポリイソシアネート、トリレンジイソシアネー
ト、クルードＭＤＩ類等のほかにポリイソシアネートと
活性水素を有するポリオールとのプレポリマーであっ
て、その平均的構造中にイソシアネート基を２個以上有
するものもポリイソシアネートとして使用される。さら
にこれらに合わせてイソシアヌレートは難燃性をより高
める場合に併用することもできる。上記硬化剤を単独あ
るいは２種以上混合して使用することができる。

【００１６】ウレタン系樹脂の場合は硬化促進剤として
は、一般にウレタンフォームで使用されるものであれば
良く、ジブチル錫ジラウレート、スタナスオクトエー
ト、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸鉛等の有機金
属触媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、トリエチ
レンジアミン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミ
ン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジア
ミン等の三級アミン類が例示される。

【００１７】本発明における合成樹脂発泡体は、樹脂成
分のみから形成されていてもよいが、必要に応じて、充
填剤、繊維質基材、整泡剤、難燃剤等を含んだ形で形成
されていてもよい。

【００１８】充填剤は有機系のものと無機系のものに大
別できる。無機機充填材としては、水酸化アルミニウ
ム、クレー、亜鉛粉末、フェライト、マグネタイト、ほ
う酸アンモニウム、ほう酸カリウム、燐酸亜鉛、燐酸ア
ルミニウム、二酸化珪素等が挙げられるが、火山レキの
ようなものでもよい。有機充填材としてはフェノール樹
脂ゲル化物の粉末、メラミン、ジシアンジアミド等があ
げられる。

【００１９】発泡剤としては、化学的発泡剤と物理的発
泡剤のいずれも使用できる。物理的発泡剤は、いわゆる
気体あるいは容易に気化する液体と、膨張性熱可塑性樹
脂粒子に大別できる。

【００２０】気体あるいは容易に気化する液体として
は、例えばフェノールフォームあるいはウレタンフォー
ム等の従来の発泡技術において使用されている各種フロ
ン、メチレンクロライド、ブタン、ペンタン、炭酸ガ
ス、窒素ガス等が挙げられる。

【００２１】膨張性熱可塑性樹脂粒子としては、例えば
塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体を殻としそ
の内部に上記した気体を含有する膨張性熱可塑性樹脂粒
子のような膨張性性樹脂粒子等が挙げられる。この粒子
は、熱により殻内部の気体が膨張するとともに熱可塑性
樹脂が軟化膨張し、周囲に存在する合成樹脂の見かけ体
積を大きくさせるものである。一方、化学的発泡剤と
は、反応あるいは熱分解により気体を発生する物質を言
い、例えば炭酸ガス、窒素ガス等のガスを発生させる物
質としては、アゾジカルボンアミド、アゾイソブチロニ
トリル、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，
４’−オキシビスベンゾスルホニルヒドラジッド、パラ
トルエンスルホニルヒドラジッド、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム等が挙げ
られる。これらの発泡剤は、単独あるいは混合して用い
ることができる。

【００２２】本発明で用いられる整泡剤としては、シリ
コン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等があげられ
る。合成樹脂発泡体の中には繊維質基材を導入されてい
てもよく、繊維質基材としては、例えばガラス繊維、ア
スベスト、炭素繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、
ノボロイド繊維、セラミック繊維、各種金属繊維等が挙
げられる。繊維質基材の発泡体への導入方法としては、
塗布あるいは注入する前に合成樹脂と混合することが好
ましい。繊維質基材の形態も特に制限されないが、塗布
あるいは注入するための装置に適当な形状であることが
好ましい。

【００２３】また難燃剤を添加してもよい。難燃剤とし
ては、一般にフェノールフォームあるいはウレタンフォ
ームで使用するものであれば良く、トリメチルフォスフ
ェート、トリエチルフォスフェート、トリブチルフォス
フェート、トリスクロロエチルフォスフェート、トリス
クロロプロピルフォスフェート、トリスジクロロプロピ
ルフォスフェート、トリスクレジルフォスフェート、ト
リスキシレニルフォスフェート、クレジルジフェニルフ
ォスフェート、キシレニルジフェニルフォスフェート等
が例示される。

【００２４】中空板材中への合成樹脂発泡体の導入にお
いて、合成樹脂発泡体と中空板材との接着性があまり良
くない時には、中空板材の内面にフェノール樹脂系ある
いはウレタン系プライマー処理、またはエポキシ系接着
剤等を用いるとより接着性が向上し、強度の高い断熱性
板材を得ることができる。

【００２５】合成樹脂の塗布あるいは注入には、フェノ
ールフォーム業界あるいはウレタンフォーム業界で一般
に使用されている低圧発泡機あるいは高圧発泡機を用い
ることができる。

【００２６】合成樹脂原料の主剤および硬化剤の温度は
必ずしも制限されないが一般的には３０〜６０℃の範囲
で合成樹脂粘度あるいは反応速度との関連を含めて調整
される。

【００２７】合成樹脂発泡体を作成する際の樹脂の配合
処方は、特に限定されるものではなく、得るべき発泡体
の密度、強度によるが、用いる合成樹脂がたとえばレゾ
ール型フェノール樹脂の場合、樹脂固形分１００重量部
に対して整泡剤０．１〜１０部、化学的発泡剤１〜４０
部、硬化触媒１〜１２０部、充填剤１０〜２００部とす
ることが好ましい。ウレタン系樹脂の場合、主剤である
ポリオール成分１００重量部に対して整泡剤０．１〜５
部、化学発泡剤１〜４０部、充填剤１０〜２００部、硬
化剤はポリオールの水酸基価を１００とした場合、イソ
シアネート基含有量が水酸基価１００〜３００に相当す
る量を用いる。また硬化促進剤は０．０１〜１０部内で
発泡硬化性が好ましい範囲内である量を添加する。上記
配合に難燃剤を入れる場合は、主剤１００部に対して１
〜５０部程度加える事ができる。

【００２８】本発明で好ましく使用される合成樹脂発泡
体としては、密度が１５〜１００kg/m³のものが好まし
く、ウレタン系樹脂発泡体を例にとって説明すれば、上
記主剤と硬化剤の組み合わせによりこの範囲に入る様に
適宜調製してやればよい。

【００２９】また発泡硬化性は、主剤と硬化剤との混合
物のクリームタイムを３〜４０秒に、タックフリータイ
ムを１０〜３００秒、ライズタイムを１０〜３００秒と
なるようにして用いることが好ましい。フェノール系樹
脂のみで用いる場合やウレタン系樹脂とフェノール系樹
脂を併用する際には、その条件を試行により適宜選択す
ることが好ましい。

【００３０】本発明の板材の中空部分に充填されている
合成樹脂は、最終的に発泡した状態（発泡体）で充填さ
れていればよく、予め発泡させた合成樹脂を充填して発
泡体を形成させてもよいし、未発泡の合成樹脂を充填し
た後発泡させて発泡体を形成させてもよい。発泡体は、
中空部分の角材枠内壁面１面の満たしていても、内壁面
両面を満たしていても、中空部分がないように全体が満
たされていてもよい。

【００３１】中空部分に充填されている合成樹脂は、合
成樹脂の発泡体の単層であってもよいが、その他の合成
樹脂との積層体であってもよい。積層体構造の一例を挙
げるとすれば、例えばフェノール系樹脂の発泡体とウレ
タン系樹脂発泡体との積層体が挙げられる。積層の順は
適宜選択すればよい。

【００３２】断熱性板材の製造方法としては、適当な断
熱性板材が製造できる方法であれば良く、その製造方法
は限定されるわけではないが、例えば次の様な方法が挙
げられる。

【００３３】まず冒頭で定義した中空板材の製造方法は
特に制限されないが、たとえば所定の大きさ・形状の箱
を作成する。この場合の箱は、例えば平板に角材を接着
剤あるいは釘打ち等により平板と角材を一体化させる方
法あるいは角材の両面に平板を一体化させたる方法等で
製造できる。続いて、上記方法により作成された中空板
材の枠内壁面に合成樹脂を塗布あるいは注入する方法等
があげられる。

【００３４】本発明は、両面が平板で構成されるような
断熱性板材をも包含する。この様な断熱性板材を製造す
るに当たっては、枠内壁面に合成樹脂が塗布又は注入で
きる様に直径１０〜５０mm程度の穴（以下、注入口とい
う）が少なくとも１つ開いた両面が平板で構成されるよ
うな断熱性板材を用い、その注入口から合成樹脂を塗布
又は注入すればよい。

【００３５】本発明の断熱性板材の形状は、特に制限さ
れるものではなく、厚さ２０〜２００mm程度、縦横は５
００〜２０００mmが一般的であるが、仕様により縦横２
０００〜５０００mmの物もある。形状は使用部位に合わ
せて製造される場合が一般的であるが、使用部位によっ
ては適宜切断し使用することもできる。

【００３６】本発明の断熱性板材は、住宅内装外装関連
建築部材、例えば床材、壁材、天井材等に用いることが
できる。

【００３７】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を説明する。な
お例中の部及び％はすべて重量基準とする。

【００３８】板材の作成例 縦９１０ｍｍ×横９１０ｍｍ×厚５ｍｍの木質合板の片
面の縁に、厚さ４０ｍｍ×高さ９０ｍｍの木材角材を釘
打ちし枠を設け、縦９１０ｍｍ×横９１０ｍｍ×深さ９
０ｍｍの板材を作成した。 製造例１ フェノール３０００部、９２％パラホルムアルデヒド１
９００部を攪拌棒、コンデンサーを備える反応器に仕
込、酢酸亜鉛１０部を添加する。１０５℃で２時間還流
下反応させ、続いて減圧下、水分および未反応モノマー
を系外に除去し、ベンジリックエーテル型フェノール樹
脂 ３８００部を得た。得られた樹脂は、粘度８０００
センチポイズ（２５℃）、カールフィッシャ−法による
測定では水分０．５％、遊離フェノール４．５％、遊離
ホルムアルデヒド２．０％であり、アセチル化法による
測定では、ＯＨ価６２０であった。 製造例２ 攪拌棒とコンデンサーを備えた反応器にフェノール９４
０部、４２％ホルマリン１１００部を反応釜に仕込み、
つづいて４８％水酸化ナトリウム水溶液３８部を添加
し、８０℃に４時間保った後、ｐ−トルエンスルホン酸
でｐＨ７に中和した。その後、粘度５０００ｃｐｓにな
るように不揮発分の調整をおこない不揮発分７９．５
％、水分１４％、粘度５０２０ｃｐｓのフェノール系樹
脂水溶液を得た。 実施例１ 製造例１で得られたベンジリックエーテル型フェノール
樹脂５０部に、トリスクロロエチルフォスフェート（難
燃剤）１５部、シリコン系整泡剤１部を混合し、さらに
Ｎ−エチルモルホリン（硬化促進剤）３部およびフロン
−１４１ｂ（発泡剤）を２５部を添加混合し、ウレタン
系樹脂主剤を得た。同主剤１００部に対して、硬化剤と
してミリオネートＭＲ−１００〔日本ポリウレタン
（株）製クルードＭＤＩ〕１００部を混合できるように
調整した日本グレイ社製２液混合スプレー装置を用い、
上記作成例の板材の枠内に上記混合物を発泡体の厚さが
３０ｍｍ程度になる量を塗布し、乾燥、硬化エージング
して、断熱性壁材を得た。発泡時のクリームタイムは１
３秒、ライズタイムは３５秒であった。上記作成した断
熱性壁材から発泡体を丁寧に切りとり物性を測定したと
ころ、発泡体の密度は２２ｋｇ／ｍ³、独立気泡率は８
０％、熱伝導率は０．０１８９ｋｃａｌ／ｍｈ℃で、フ
ライアビリティもなく性能良好であった。

【００３９】断熱性板材そのものの性能の測定は困難で
あるため、一般に断熱材業界では断熱材部分の性能で断
熱性板材の性能を代用するが、本方法によれば非常に断
熱性が向上することがわかる。また上記作業による作業
環境の悪化はみられなかった。 実施例２ 製造例２のフェノール系樹脂１００部に、整泡剤ＳＨ１
９３〔東レ・ダウコーニング社製〕１．５部、フロン−
１２３（発泡剤）を２５部を充分混合した。つづいて５
０％ｐ−トルエンスルホン酸水溶液３０部を添加し、激
しく混合し、上記作成例の板材の枠内に発泡体の厚さが
４０ｍｍになる量を流し込み、すばやくかき広げた。つ
づいて９０℃の乾燥機に５分入れ発泡硬化させ、断熱性
板材を得た。発泡時のクリームタイムは３０秒、ライズ
タイムは９０秒であった。上記作成した断熱性板材から
発泡体を丁寧に切りとり物性を測定したところ、発泡体
の密度は２５ｋｇ／ｍ³、独立気泡率は８０％、熱伝導
率は０．０２０５ｋｃａｌ／ｍｈ℃で性能良好であっ
た。

【００４０】断熱性板材そのものの性能の測定は困難で
あるため、一般に断熱材業界では断熱材部分の性能で断
熱性板材の性能を代用するが、本方法によれば非常に断
熱性が向上することがわかる。また上記作業による作業
環境の悪化はみられなかった。 比較例１ 住宅用断熱材として一般に市販されている厚さ５０ｍｍ
のガラス繊維マットの熱伝導率を測定したところ０．０
３５０ｋｃａｌ／ｍｈ℃で、実施例１および実施例２の
断熱性に比較し劣っていた。また測定作業時に、首筋、
手首にかゆみを生じた。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、ガラス繊維マットを用
いないでもガラス繊維マットを用いたのと同様以上の性
能を有する断熱性板材が得られ、しかもその作業環境を
改善しかつ製造工程を簡略化でき、その生産性をも向上
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 75:00 105:04 Ｂ２９Ｌ 31:10 4Ｆ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】角材の枠と平板により形成された中空板材
   の中空部分の内壁面の枠内に合成樹脂発泡体が積層され
   ている断熱性板材。
2. 【請求項２】角材の枠と平板により形成された枠内壁面
   に、合成樹脂発泡原料を塗布又は注入して、合成樹脂発
   泡体を枠内の平板上に積層させてなる断熱性板材の製造
   方法。
3. 【請求項３】合成樹脂発泡体が、フェノール系樹脂発泡
   体及び／又はウレタン系樹脂発泡体である請求項１記載
   の板材。
4. 【請求項４】合成樹脂発泡体中に、無機質充填材及び／
   または有機質充填材が分散した合成樹脂発泡体請求項１
   記載の板材。
5. 【請求項５】合成樹脂発泡体が、フェノール系樹脂とウ
   レタン系樹脂との発泡体であって、かつ無機質充填材及
   び／又は有機質充填材が分散している合成樹脂発泡体で
   ある請求項１記載の板材。