JPH0571623B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、吸放湿性フエノール樹脂発泡体に関
する。本発明の吸放湿性フエノール樹脂発泡体
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
ウムボードやロツ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］ 従つて本発明の目的は、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、レゾール型フエ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％のフエ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。 従つて本発明は、レゾール型フエノール樹脂、
発泡剤、整泡剤、硬化剤及び下記４種の無機質吸
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エノール樹脂発泡体であ
る。 以下、本発明を詳細に説明する。 一般にフエノール樹脂発泡体の製造方法として
は、ノボラツク型フエノール樹脂を用いる方法と
レゾール型フエ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エノール樹脂
を用いる方法を採用するものである。その理由
は、前者のノボラツク型フエノール樹脂を用いる
方法では、樹脂とヘ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℃）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
レゾール型フエ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エノール樹脂
は、フエノール、クレゾール、キシレノール等の
フエノール化合物と、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、
レゾール型フエ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
エ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、ビスフエノ
ールＡ又は臭素化ビスフエノール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、臭素化フエニルグ
リシジルエーテル等のエポキシ化合物を適量併用
することもできる。レゾール型フエノール樹脂を
得るための反応は、上述のモル比のフエノール化
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
ル型フエ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エ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、レゾール型フエノール樹脂に
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−トリフルオロエタ
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
はレゾール型フエノール樹脂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
ルフエ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エ
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、フエノールスルホン酸、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
はレゾール型フエノール樹脂100重量部に対して
５〜30重量部である。 本発明においては、フエ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、アタパルジヤイト、クリス
トバライト、シリカゲルから運ばれる１または２
種以上の無機質吸放湿剤に限定される。その理由
は、無機質吸放湿剤は、本発明のフエノール樹脂
発泡体の特長の１つである防火性にも寄与するか
らである。吸放湿剤の好ましい添加量はレゾール
型フエノール樹脂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、ロツ
クウール、セラミツクウール、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。 本発明のフエノール樹脂発泡体は、上述の如
く、レゾール型フエノール樹脂、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、
場合によつ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質ウレタン発泡
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ために、吸
放湿機能を付与することができなかつたが、本発
明のフエ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。 また本発明のフエノール樹脂発泡体は、実用性
の面からその密度を30〜80Kg／m³に設定すること
ができ、300Kg／m³以上の密度を有する従来の珪
酸カルシウム系やロツ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
系やロツクウール系の無機質調湿ボードの熱伝導
率（0.04〜0.06kcal／ｍ・hr・℃）と比べ著しく
低く、断熱性にも優れている。 また本発明のフエノール樹脂発泡体は、他の有
機発泡体にはない防火性、耐火性を有するばかり
でなく、カツ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。 本発明のフエ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、フエ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、フエ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、ポリアミドフイルムの如き
プラスチツクフイルム、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、フエノール
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。 また本発明のフエ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］ 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％で恒量
（Ａｇ／m³）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／m³）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／m²）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（ｇ／m²）＝Ｂ−Ａ（ｇ／m²） 放湿量（ｇ／m²）＝Ｂ−Ｃ（ｇ／m²） (2) 連続気泡率 ASTM Ｄ−2856により測定し
た。 (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。 実施例１〜３及び比較例１〜２ レゾール型フエノール樹脂（粘度4000cps（25
℃）、水分率11.0％）、発泡剤（フロン系の１，
１，２−トリクロロ−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（アタパルジヤ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、得られたフエ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表により明らかなように、連続気泡率が８
％の比較例１のフエ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50ｇ／m²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のフエ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110ｇ／m²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、吸湿量及び放湿量とも
に約120ｇ／m²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。

【表】

【表】 比較例 ３〜６ 市販の硬質ウレタン発泡体（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）及び市販のロツ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つた結果、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／m²、420Kg／m²であつて重
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・℃、0.052Kcal／ｍ・hr・
℃であつて断熱性が劣るという欠点を有してい
た。 比較例 ７ 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）15重量部と発泡剤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25
mm）を得た。得られた塩化ビニル樹脂発泡体は、
熱伝導率が0.033kcal／ｍ・hr・℃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するとい
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℃よりも大幅に低いという欠点
も有していた。 次にフエ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。 実施例 ４ 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
リアミドフイルム（0.1mm厚）をそれぞれ穴あけ
加工し、0.1mmφの穴を10000個／m²の割合で形成
させたもの並びに市販の穴なし調湿面材（0.2mm
厚）を実施例２で得られたフエノール樹脂発泡体
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た。

【表】 実施例 ５ レゾール型フエノール樹脂（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重量
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55Kg／m³、厚さ25mm、連続気泡率
71％のフエ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／m²、
放湿量107ｇ／m²であり、吸放湿性にも優れてい
た。 実施例 ６ 1.5mmの鋼板にロツクウール製軽量ボード（日
東紡(株)製 密度150Kg／m³、厚み30mm）を接合さ
せた後、、次いで鋼材製スタツドを介して、実施
例２のフエノール樹脂発泡体（厚み13mm）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0.15mm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、JISA−1304による耐火試
験を行なつたところ、耐火１時間に合格し、また
吸湿量103ｇ／m²、放湿量101ｇ／m²であり、吸放
湿性に優れていた。 ［発明の効果］ 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
れた本発明のフエ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
がつて本発明のフエ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 レゾール型フエノール樹脂、発泡剤、整泡
   剤、硬化剤、及びセピオライト、アタパルジヤイ
   ト、クリストバライト、シリカゲルの１または２
   種以上からなる無機質吸放湿剤を含有する組成物
   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エノール樹脂発泡
   体。