JPS58156100A - 高強度難燃性断熱ボ−ドの製造方法 - 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】 ルプとで構成される高強度難燃性断熱ボードの製造方法
に関するもので、釘打性（保釘性）、耐水性、耐湿性、
表面平滑性、耐破損性、寸法安定性、実科や鋸引き等の
加工適性に優れ、内，外壁材、屋根下地材等の用途を有
し、且つその製作費が廉価である等の特性を有する鉱物
質繊維ボードたる高強度難燃性断熱ボードを得る方法を
提供するものである。

本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法は軽量、断
熱、不燃、吸音等の特性に優れた性質を示す鉱物質繊維
ボードを得る方法の７つである湿式抄造法、即ち一般的
にはロックウール粒状綿、鉱滓粒状綿等の鉱物質繊維を
適正量の結合剤や添加剤と共に，１０−１００倍に相当
する多量の水中に均一に分散せしめて水性スラリーとし
、これを抄造、成型した後、乾燥、硬化せしめる湿式抄
造法を利用するものであるが、使用する水性スラリー中
の固形主成分の７つとして故紙パルプを利用する点に特
徴を有している。

本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法においては
、抄造にロされる水性スラリーとして、該水性スラリー
を構成する固形成分が、３θ−７ｓ重量％の鉱物質繊維
粒状綿と、／３−１，０重量％の故紙パルプと、、！；
−４３重量％の粒度１００−３００メソシユの粉末状フ
ェノール樹脂ト、０．／−３，３重量％の結合助剤とか
ら成る水性スラＩＪ−を使用することに特徴を存するも
のであるので。

以下、本発明で使用する水性スラリーを構成する各固形
成分について説明する。

／）鉱物質繊維粒状綿について 本発明で使用する水性スラリーでは、鉱物質繊維として
その粒状綿を利用するが、鉱物質繊維の粒状綿は、普通
、平均繊維径３−７μ、繊維長３０−　ｑ−Ｏｍｍ以下
の単繊維が集合した粒径ｓ　−ｓ　ｏ　ｍｍ程度の粒状
形をなすものであり、これを使用して得られるスラリー
は、鉱物質繊維の前記形状により、スラリー中での均一
性に優れ、特に抄造工程で適度のと水性を具備するとい
う特徴を有する。これに対して、非粒状の鉱物質繊維や
ガラス繊維を使用した場合には、抄造工程でのスラリー
〇Ｆ水時間が早すきるという欠点を有する。

本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法においては
、使用する水性スラリー中の固形成分の３０−７５重量
％かこの鉱物質繊維粒状綿で構成されているものを利用
する。これは、水性スラリー中の鉱物質繊維粒状綿が、
該水性スラリーを構成する固形成分中の３０重量％未滴
になると、本発明の製造方法で目的としている難燃性（
準不燃または難燃）を有するボードが得られなくなるこ
と、及び湿式抄造法を利用するボードの製造において、
抄造時のＰ水性が悪く、生産効率が低下するだめである
。一方、鉱物質繊維粒状綿の含有量が７Ｎ重量％を越え
る水性スラリーを使用することは、この水性スラリーの
もう一方の固形主成分である故紙パルプの含有量が相対
的に低くなっているために、後述するパルプ成分による
ボードの補強効果が十分ではなく、且つ得られるボード
の釘打性も悪くなる等の弊害を生ずるためである。

、２）故紙パルプについて 本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法においては
、使用する水性スラリー中の固形成分の／３−１．０重
量％が故紙パルプで構成されているものを利用する。こ
の故紙パルプは、新聞故紙や雑誌故紙を叩解して得られ
る故紙パルプスラリーの形で利用するが、本発明の高強
度難燃性断熱ボードの製造方法においては、水性スラリ
ー中の故紙パルプに基づくパルプ成分が、もう一方の固
形主成分である鉱物質繊維粒状綿の交叉結合点を包括し
て粘着する作用を発現させると共に、パルプ成分自体の
有する弾性をも発現させ、鉱物質繊維粒状綿を補強する
作用を奏せしめるもので、得られるボードに十分な機械
的強度を具備させるものである。

本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法においでは
、固形成分中の／５−ＡＯ重量％がこの故紙パルプで構
成されている水性スラＩＪ−を使用するが、これは、故
紙パルプの含有量が４０重量％を越えると、得られるボ
ードの難燃性が十分ではなく、本発明の目的とする難燃
性を具備するボードを得ることが困難となるためであり
、捷だ同時に故紙パルプの含有量がろ０重量％を越える
と、湿式抄造法を利用する本発明のボードの製造方法に
おいて、特に、厚さ／Ｑｍｍ以上のものを製造する工程
で、抄造時のＰ水時間が極端に長くなり、生産速度が低
下するために、工業的規模での生産が困難になるという
弊害も生ずる。まだ、故紙パルプの含有量か／Ｓ重量％
未溝になると、含有されるパルプ成分が僅少にすぎ、パ
ルプ成分によって奏される前述の補強作用が十分ではな
く、製造されるボードの密度を高くしても、なお満足し
得る機械的強度を具備するボードを得ることが困難とな
るだめである。

３）粉末状フェノール樹脂について 湿式抄造法を利用する一般の鉱物質繊維ボードの製造に
おいて、バインダーとして合成樹脂を使用する場合の問
題点は設備の汚染にある。

特に大型連続設備による製造においては、原料の配合、
ウェットマットの抄造、乾燥の全工程において清掃は事
実−に不可能で、僅かに配合、抄造の両工程でスラリー
による水洗が可能な程庶である。従って、バインダーと
して合成樹脂溶液のように粘着性があり且つ堆積、硬化
するような性質のあるものを使用することは不適である
。バインダーとして合成樹脂溶液捷たはコロイド状の合
成樹脂を使用することは似合、汚染問題が定期清掃で解
決したとしても、湿式抄造法によるボードの製造におい
ては、抄造時のＰ水の際にバインダーが白水中へ流出し
、ウェットマット中に保持される割合が極めて少なくな
るという弊害を存する。コスト面も含めてこの問題を解
決するためには、白水からの合成樹脂の回収、保持効率
を着増させる凝集剤の添加なとが必要と々す、従来多く
の試みがなされているが、まだ満足される方法が得られ
ていない。

これに対して、本発明の難燃性断熱ボーＶの製造方法に
おいてバインダーとして使用する粉末状フェノール樹脂
は、湿式抄造法による難燃性断熱ボードの抄造原料であ
る水性スラリー中で均一に分散し、非水溶性なるが故に
、ママ粉の形成、べたつきあるいは粘度増加を生ずるこ
となく容易にスラリー中に配合されるし、かつ原料配合
槽、配管、ポンプへの付着、抄造金網の汚染を生じない
等の一般の粉末状熱硬化性合成樹脂をバインダーとして
使用する際の効用に加えて、経済的にも廉価であるとい
う特質を有する。

バインダーと１−で利用する粉末状フェノール樹脂は、
ノボラック型またはレゾール型のいずれでも良く、まだ
、このフェノール樹脂は、メラミン、合成ゴム、その他
の成分で一部変性されていても良い。

利用される粉末状フェノール樹脂は、粒度１００−３０
０メツシユのものである。これは粒度が７００メツンユ
を通過しないような粗大なものは断熱ボードの抄造原料
である水性スラリー中での分散性が悪くなり、バインダ
ーとしての性能が劣り、旧つ均質なボードが得難くなる
だめであり、また５００メツンユを通過してしまうよう
な微小粉末では抄造工程で白水中への流出ロスが大きく
なる等の欠点を生ずるためである。

バインダーとして利用するこの粉末状フェノール樹脂は
、本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法において
利用する水性スラリーを構成する固形成分中の５−１５
重量％を占める。

これは、利用される水性スラリーにおいて、フェノール
樹脂の含有量がＳ重量％未満では得られる断熱ボードの
吸水率が高くなり吸水後の強度が大巾に低下する弊害が
生じ、各種下地拐としての用途に適合する難燃性断熱ボ
ードを得ることが困難となり、まだ乾燥強度も充分でな
く、釘打性も悪くなる等の弊害を現出するためである。

寸だ、フェノール樹脂の含有量が７５重量％を越えると
、湿式抄造法を利用するボードの製造方法において、抄
造時における樹脂のリテ７ノヨノが悪くなり、添加量の
割合に応じた強度効果がなく、経済的に好ましくないた
めである。以上の事実を総合、勘案すると最も好捷しい
粉末状フェノール樹脂の添加範囲は７−／、２重量％で
ある。

ダ）結合助剤について 結合助剤は、湿式抄造法を利用しだ難燃性断熱ボードの
製造工程中の抄造工程において、バインダーたる前記粉
末状フェノール樹脂をウェットマットに効果的にリテン
ション、固着させるだめの作用を果すもので、との種の
鉱物質繊維ボードの湿式抄造法において結合助剤として
通常利用されるアニオン系またはカチオン系凝集剤が使
用される。

結合助剤としてアニオン系凝集剤を利用した場合には該
凝集剤による凝集効果を高めるだめに硫酸バンドを併用
するのが好ましく、例えばアニオン系凝集剤たるポリア
クリルアミド０．Ｏ５−／、３重量％、硫酸バンド０．
／　−，２，０重量％程度で使用するのが好捷しい。尚
、この場合には、抄造原料である水性スラリーのＰｌ−
１は乞５−　ｂ、ｇになる。また、この場合、硫酸バン
ドを２．０重量％以−４−添加することも可能であるが
、不必要に多量の硫酸パッドを添加すると、鉱物質繊維
粒状綿の酸加水分解が起るため、結局、得られる断熱ボ
ードの強度を低下させることになるので、硫酸バンドの
添加量はユ重量％以下に抑えておくのが好捷しい。更に
、高分子系凝集剤の場合にはその添加量は０．０３重量
％で充分凝集効果を発揮し、０．ｇ　−／、ｕ重量％で
凝集効果は最高となるが、７．５重量％を越えると、今
度は逆に一旦凝集したフロックが再分散する現象を生ず
るため、高分子系凝集剤の添加量は最高７５重量％捷で
に抑えておく必要がある。

本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法においては
、以−」二の各固形成分が略均−に分散されている水性
スラリーを抄造、脱水して得られた抄造／−トを、更に
成型、乾燥、硬化させ、比重０、ｌｌ−の９の範囲内に
ある鉱物質繊維ボードを得るものである。この場合、得
られる難燃性断熱ボードにおいて、その比重が０．１１
未満では１得られる断熱ボードに、釘打性に必要な高強
度が具備されてなく、−１だ、比重が０．９を越えると
、得られる断熱ボードの熱伝導率が大きくなり、断熱性
能に優れたボードが得られなくなるためである。

次に、本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法の各
工程の具体的な構成について説明する。

本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法の第１工程
は、ロックウール粒状綿、鉱滓粒状綿等の鉱物質繊維粒
状綿３０−７５重量％、故紙パルプ１５−１．０重量％
、バインダーたる粒度１００−ｓｏｏメツシュの粉末状
フェノールｍ脂３　７３重量％、結合助剤０．／　−３
，３重量％とを固形成分とする混合組成物を、該組成物
の１０−７００倍に相当する水中に分散させ、前述の各
固形成分が水中に分散せしめられた／−ｇ重量％程度の
分散液からなる水性スラリーを形成する。

第ス工程として、前記第１工程で得られた水性　、スラ
リーを、長網式（フォードリニヤ−タイプ）、丸網式（
オリバータイプ）等の抄造機を使用して抄造、脱水し、
抄造ノートを作製する。

更に第３工程たる最終工程として、得られだ抄造ノート
を成型した後、乾燥、硬化を完了せしめるものである。

以上の第１、第２、及び第３工程から成る湿式抄造法に
よる高強度難燃性断熱ボードの製造方法においては、そ
の第１工程では、バインダーたる粉末状フェノール樹脂
は前述したように、特に粒度が７００メツシユを通過し
ないような粗大なものを避けることにより、該粉末状フ
ェノール樹脂が、形成される水性スラリー中へ略均−に
分散され、しかも該粉末状フェノール樹脂が非水溶性で
あるから、水性スラリーの形成過程ではママ粉の形成、
べたつきあるいは粘度増加等の弊害を生ずるとと々く容
易に水性スラリーを形成せしめ得るし、しかも、バイン
ダーとして使用されているフェノール樹脂が反別配合槽
、配管、ポンプ等へ伺着することもなく抄造金網を汚染
させることも無い等の特徴を有する。

また第２工程たる抄造工程では、該工程におけるＰ水機
構についで以−Ｆに詳述するような特徴を有する。すな
わち、前記特定の割合からなる鉱物質繊維粒状綿、故紙
パルプ、粉末状フェノール樹脂、結合助剤の各成分が水
中に略均−に分散せしめられてなる水性スラリーは、抄
造されたのちのＰ水時に、粉末状フェノール樹脂以外の
諸材料が総合されてＰ射的役割を果だし、該粉末状フェ
ノール樹脂を均一な分散状態のまま繊維間隙に残留させ
、その位置に保持し、はとんど水分のみを脱水させる作
用を果すものであり、このとき白水中に流出する前記粉
末状樹脂を、投入量の／−３％程度にとど寸らせるとい
う特徴を有する。

本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法は以」二の
通りの構成からなるものであり、釘打性に適合する強度
、不燃−準不燃に適合する難燃性、耐水性、耐湿性１表
面平滑性、耐破損性、寸法安定性、実科や鋸引き等の加
工適性等に優れ、内。

外壁拐、屋根下地材等の用途に適する、文字通り高強度
難燃性断熱ボードを、固形主成分中の一成分として故紙
パルプを使用して得るものであるので、その製作費が廉
価であるという特徴を有する。

捷だ、本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法は、
従来の湿式抄造法による鉱物質繊維ボードの製造装置に
そのまま適用出来るものであり、湿式抄造法を使用する
ものであるにも拘らず、前記した通り、特に製造設備の
汚損等をほとんと生せしめることなく、しかも原料たる
鉱物質繊維粒状綿、故紙パルプ、及び結合助剤により、
粉末状フェノール樹脂をウェットマット させた状態で確実に残留、保持させ、はとんどＰ水中へ
の該粉末状フェノール樹脂の流出のない状態で戸水させ
うるという効果を奏する。このだめ、湿式抄造法を利用
する本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法におい
ては、原料の使用量、調製状態等を所定のものとすれば
、抄造速度等の低下あるいは白水中への一部原料の流出
により、製品たる断熱ボードの特性の劣化等を伴うこと
なく、高強度難燃性断熱ボードを量産しうるという作用
。

効果を有する。

さらに、本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法に
おいては、従来の湿式抄造法で鉱物質繊維ボードを製造
する際に，有機結合剤に対するリテンション作用、およ
び固着作用の面から必要、不可欠とされていたアスベス
トを全く使用することなく、前記各特性、即ち難燃性で
、耐水性、耐湿性があり、表面が滑らかで所定の硬さを
有し、破損しない強さ、反りや曲がりのない寸法安定性
があり、実科や現場での鋸引きや釘打ち施工等ができる
等の特性を有する高強度難燃性断熱ボードを量産し得る
ので、アスベスト使用に伴う材料費の高騰と操業者への
健康面からの悪影響とを同時に解決することが出来ると
いう作用、効果を奏する。

以下、本発明の高強度難燃性断熱ボードの製造方法の具
体的な構成を実施例を以って説明し、併せ得られた高強
度難燃性断熱ボードの性質を説明する。

実施例／−７３ 後記第１表の実施例／−７３欄に記載した各組成成分か
らなる固形成分＜７０００ｇ＞のダ重量％水分散液によ
る水性スラリーを作製し、得られた水性スラリーを、実
験室のテスト抄造機で抄造、脱水し、得られた抄造ンー
トを１次いでプレス成型機でプレス成型する。得られた
プレス成型物を、熱風乾燥機を使用し、ノθ０°Ｃで氾
時間乾燥、硬化させ、比重に対応させて厚さｇ／３ｍｍ
の７３種類の鉱物質繊維ボードを得た。

以」−の実施例で使用した水性スラリーの成型ｒ水時間
，および得られたボードの比重、曲げ強度、吸水率、ス
時間吸水比重ｏ．ｇ換算曲げ強度、金１打ち性、燃焼性
を併せ第１表に示す。

尚、水性スラリーの成型Ｆ水時間は、各水性スラリ−を
金網の目の粗さ６０メツシユ、金網部の大きさ’＋　５
０　Ｘ４５０ｍｍ、成型時の脱水部の減圧度が１５００
　ｍｍ水柱のテスト抄造機にて抄造する際の脱水時間で
あり、得られたボードの密度および曲げ強度はＪＩＳＡ
６３０７に従って測定した値であり、吸水率は常温２時
間吸水させたときの測定値であり、燃焼性はＪＩＳ　Ａ
、１３２１　（難燃１〜５級）に従って測定した値であ
る。

比較例１〜２ 後記第１表における比較例１〜２欄に記載した各組成成
分からなる固形成分（１０００９）の４重量％水分散液
による水性スラリーを作製し、以下前記実施例１〜１３
における以下の操作と同様に操作し、比較のための鉱物
質繊維ボードを得た。

得られた鉱物質繊維ボードの諸物性を第１表に（１９） 第　　／　　入　り− ｆｌ１９　　フェノール樹脂（Ｂ）は、昭和ツーオン合
成卯→製のノボラック型粉末状ノエ（注１）成用強制脱
水（３ｎｎ済１１１１１ｇ）約３分３、の　　、２　） ／ＩＩ樹脂　　１３旧゛’ｌ　２　ｎを使用Ｉた１゜第
１表の結果より、ロックウール粒状綿に対する故紙パル
プの割合が増加するにつれて、得られろ鉱物質繊維ボー
ドの曲げ強度、吸水曲げ強度、釘打ち性とも良（なるが
、燃焼性は逆に悪くなり、また成型性も悪くなることが
わかる。

バインダーとして使用する粉末状フェノール樹脂の含有
量を５〜１５重量％の範囲内で変化させると、フェノー
ル樹脂の量が増加するにつれて鉱物質繊維ボードの曲げ
強度が約２倍に、吸水率が約１／３に、吸水曲げ強度が
約う倍になり、釘打ち性も良くなることがわかる。

また、バインダーとして使用した粉末状フェノール樹脂
において、ノボラック型樹脂とレゾール型樹脂とでは成
型性、得られた繊維ボードの諸物性にはほとんど差が生
じないことがわかる。

結合助剤が増加するにつれて曲げ強度が多少良くなり、
吸水率が約２０％低下するため吸水曲げ（２２） （２１）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３０−７３重量％の鉱物質繊維粒状綿と、１５−６０重
   量％の故紙パルプと、！−／３重量％の粒ｇｉｏｏ−ｓ
   ｏｏメツシュの粉末状フェノール樹脂と、０．７−３．
   ３重量％の結合助剤とを固形成分とする水性スラリーを
   抄造、脱水して得られた抄造／−トを、成型、乾燥、硬
   化させ、比重０．弘−０９の鉱物質繊維ボードを得るこ
   とを特徴とする高強度難燃性断熱ボードの製造方法。