JPS61106637A - 発泡体組成物とその使用 - 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】 発明の分野 本発明は建築工業で使用する材料を製造するのに特に有
用性をもつ組成物と方法に関するものである。以下の記
述はライニング剤としての組成物の使用に言及している
が、本発明はそれに制限されるつもりのものではない。

プラスターは何百年にもわたって建物内部用の基本的内
張フ材でめった。プラスター組成物に対する各種改良が
多年の間なされてさて、現在、これは建物内部を内張す
るのに使用する主要材料として残っている。近年の内張
用プラスターは両面に薄い紙が施こされている。こうす
ることによシ、　］そのシートは直接塗装に使える。そ
の上、紙は従来知られているもりも密度の小さいプラス
ターの使用を可能くすることに貢献している。この表面
材付き内張シ材はビタターボード、ゾゾサムボードおよ
びシブロックを含む名称によって知られている。

プラスグーのこれらの改良にもかかわらず、これらはそ
れでもかなり高い熱伝導性並びに低衝撃強度を示す。シ
ラスターに特徴的である高い熱伝導性は厚い冬期中の室
内からの熱の放散を許し、夏期においては室中への熱の
流入を許す。このような熱伝達は望ましくなく、無駄で
あり、対処するのに経費がかかる。

温度範囲が０℃から４０℃の間に代表的にはまたがるオ
ースト２リアにおけるような気候においては、建吻の中
に断熱を設ける方向への傾向がおこってきている。現在
では二つの一般的に知られる断熱方法が存在している。

既設の家においては断熱を導入する最も容易な方法は天
井の中に断熱材を吹き込むか置くことである。断熱設置
の第二の方法は建築中恍壁と内張りとの間に挿入するこ
とである。このことは通常の建築コストのほかにかなシ
の出費を所有者に負担させる。

普通のプラスターあるいはプラスターざ−ドの低強度に
関しては、この材料は相当低い衝撃には耐える十分な強
靭さをもつけれども、高い局在衝撃の際あるいは中程度
の局在衝撃の場合でも亀裂を受は易い。それゆえ、内張
シ材を補修することが時々必要となル、これはもちろん
一般的な維持コストを付加する。

プラスターはさらに単位表面ＩｆＲあた少の高重量を特
徴とし、この特徴はその内張フ材設置のために必要な追
加時間とそれに伴なう労賃のためＫさらに出費をもたら
す。プラスター組成物に固有のこれらの欠点にもかかわ
らず、現今では、経済的に育ち得る代替物の開発はなく
、その結果、このタイプの内張シの使用が建築工業にお
いて優勢である。

発明の総括 従って、現在使用されている材料の代りに、フェノール
樹脂発泡体として一般的に知られているフェノールホル
ムアルデヒド発泡体を使うことが提唱されている。さら
に具体的には、本発明はフエノール樹脂発泡体の製造と
組成物における改良に関係している。

以後に提供される情報に浴って開発されたフェノール樹
脂発泡体はすぐれた耐火性質をもつ。オーストチリア・
スタンダード１５３０−パート３に従って試験するとき
、４−ゼロ耐火等級、ナなわち、ゼロ発火、ゼロ火焔伝
播、ゼロ発熱およびゼロ発煙、をもつことが見出されイ
いる。これは本発明の７工ノール樹脂発泡体の予想外の
特徴で゛　あり、なぜならば入手できるフェノール樹脂
発泡体は一般的にはすぐれた耐火抵抗性を示さないから
である。このように、達成されたこの耐火等級は全く顕
著なものである。

本発明によるフェノール樹脂発泡体の第二の特徴はそれ
の低い熱伝導性である。従って、その発泡体はエネルギ
ー節約を助ける。このフェール樹・１　指光泡体は従っ
てまた断熱材として役立ち、それ・ｊｌ によって夏期における建物内への熱の流入をはねかえし
、同様に冬期中の建物内からの熱損失量を減らす。

本発明の第三の特徴はその製造方法でおり、それは、セ
ルの形状はいろいろであるが生成物全体にわたって実質
上規則的な寸法のセル状構造を達成する。このことは、
発泡体中の大空隙が熱の得失の大きい源となシ得るので
、特に重要である。

本発明の第四の特徴は従来のフェノール樹脂に欠ける現
象である破裂に対するフェノール樹脂発泡体の抵抗性で
ある。

前述のとおフ、本発明の一つの応用において、このフェ
ノール樹脂発泡体は壁部材として用いてよい。よシ具体
的にいえば、上記特徴のすべてを示す外面壁は建築工業
に対する大きな利点となる。

本発明のフェノール樹脂発泡体は経済的に製造すること
ができ、そして、建築工業で使用されるプラスチック発
泡体の大部分の他のよ）普通に便用されるタイプの、発
展性のあるすぐれた代替物であ机　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　、本発明のフェノール樹脂発泡
体は建築構造物内でよル普通に使用される慣用的シラス
ター内張シ材料の代書物であることが発見されたが、面
材から成る複合体パネルを製造することが好ましく、そ
の面材は重質級厚板紙のものあるいは本発明発泡体の中
心コアへ積層したきわめて薄いｆラスター仕上げである
。

代表的には、この発泡体は８から１００　ｋｇ／ｍ３の
間で変シ得る密度をもつ。しかし、低い方の範囲で密度
の高い発泡体コアを使用するときＫは、それの中に低コ
ストの充填剤を組入れることが望ましい。発泡体の中央
コアは意図する応用に応じて各種のものであることがで
きる。代表的には、それは２０ｒｒｔａから１００圃の
厚さの範囲にあることができる。例えば、代表的な壁パ
ネルは、セメントシート、アルミニウムあるいはカラー
鉄板のような標準的建材のいずれかのタイプであること
ができる外部面材で積層した厚さ７０ｍｍの発泡体積層
体へ積層した１０ｍｍの石膏ボードブ２スターから成る
。

面材の発泡体コアへの積層化はいずれかのｆｆｌ当な手
段によって達成できる。慣、用的には面材は水ベースの
接着剤あるいはネオプレンベースの耐火性接着剤のよう
な表面接着剤で以て相互に接着できる。この点において
は、接着する積層体を圧力ロール中に通過させて結合形
成を助けることが好ましい。あるいはまた１発泡体を面
材と均密に接触させて発泡あるいは硬化させることによ
って、接着剤の使用を最少化しあるいは省くことができ
る。これは段プレスのような装置の中で達成することが
できる。このよう表積層体はそれぞれの層の間のすぐれ
た結合性質を示す。さらＫもう一つの別法においては、
ビン留めのようないずれかの２１当な手段によって面材
を発泡体へ機械的に固定することができる。

本発明のフェノール樹脂発泡体の前記特徴を考えると、
それは建築工業のあらゆる面において無制限の用途をも
つ。それは内部天井、°内！Ｉル材、内部の荷重のかか
らない複合体壁、外部の荷重のかからない複合体壁、あ
るいは荷重のかかる複合体壁として使用することができ
る。

明らかに使用意図に応じて、密度のような特性を容易に
変性することが可能である。これの例証となるものは好
ましいフェノール樹脂組成物とそれの製造方法に関する
以下の記述である。

代表的には、このフェノール樹脂発泡体は三つの成分か
らつくられる。成分Ａは変性したフェノールホルムアル
デヒド樹脂である。樹脂は規則的なセル形成を助けるよ
うシリコーン界面活性剤のような界面活性剤を含むこと
ができる。代表的には界面活性剤はシリコーングリコー
ル；ポリマーであることができる。好ましくはこの樹脂
は反応性フェノールホルムアルデヒド樹脂の水の中での
６５％から８５％固形の溶液である。最も好ましい固形
含量は７５％である。同様に４００１から７０００セン
チボイズの間の２５℃における粘度と６．５から７．５
の２５℃におけるーが好ましい。

比重は通常は１．１から１．３１１／■３である。

成分Ｂは発泡剤でｌ）、代表的には安定な化合物である
。最も好ましい発泡剤はトリクロロ−、トリフルオロエ
タンの特別混合物であり、ただしその他の薬剤も使用可
能であり、例えば不活性のフルオロカーボンおよびトリ
フルオロエタンである。これらは商業的に入手でき商標
名７レオンＴＦ　、ペンタンおよびフレオン１２のもと
に販売されてい、る。一般的には成分Ｂの性質は約７０
０の２１℃における粘度と１．２から１．６　ｇ／Φ３
の２５℃１Ｃおける密度を含む。。

成分Ｃは反応性の酸硬化剤（例えば１００％）である。

代表的にはこれはフェノールスルホン酸。

燐酸および塩酸あるいはそれらの混合物のような有機ま
たは無機の酸である。通常は帯赤色であって、それは明
らかに吸湿性の液体である。一般的には成分Ｃの性質は
約４００センチポイズの２５℃における粘度を含み、比
重は１．３から１　、５　！／１ｓｎ３である。

これらの成分化学品の各々は次の手順に従って混合する
ことができる。まず、成分Ａ、ＢおよびＣの正確な量を
計算することが必要である。Ａは主要成分であり、そし
て樹脂である。Ｂは少量酸　”分であり、そして発泡剤
または膨張剤である。Ｃはもう一つの少量成分でｌ）触
媒であるか硬化剤である。

成分Ａ対成分Ｂ、および成分Ａ対成分Ｃのそれぞれの比
は最終の発泡生成物の所望密度に応じて変り得る。次表
はこれらを例示するものである。

（ｋｇ／ｍ’　） ５−１５　　　５．２：１　　　　６．５：１２５−３
５　　　４．５：１　　　　６．５：１５５−６５　　
　９．３：１　　　　７．５：１本発明のフェノール樹
脂発泡体は連続式で製造することができると信じられる
が、初期の試験においては大きいパンをつくること、す
なわち、バッチ式製造、がよシ経済的であることが見出
された。代表的なパンは長さ２４００ｍｍＸ高さ１３０
０ｆｆ１ｍＸ幅１２００ａｍである。

以下は２５から３５　ｋｇ／ｍ３の範囲のＷ！ｉ度を望
む場合の本発明による発泡体の製造方法の例証である。

この範囲に対して諸成分の比は上表に示す比と実質上一
致する。

成分Ａははじめに４０℃と４３℃の間の温度へ加熱され
る。この初期の成分Ａの温度に達すると、成分Ｂを添加
する。

代表的にはＢ成分は他の発泡剤と相対的にかなｐ高い沸
点をもち、そして予熱された成分Ａの中へ添加すると成
分ＡとＢとの間の反応が開始される。混合バット中で約
５．０％の景の膨張がおこった。成分Ａの冷却がおこる
と、ＡとＢの成分が完全に混合されるまでに膨張が止ま
る温度に達する。

このような混合法は完全混合物を得る十分な時間の間実
施する必要がある。この完全混合は、生成物を星の中へ
注型するときにエアポケットが生ずることがなくあるい
は未混合化学成分を生ずることがないことを保証する。

成分Ａ、！：Ｂを混合バット中で満足できるように混合
するとき、代表的には異なる色の目に見える線が存在し
なくなるとき、その最終工程は成分Ｃを添加することで
ある。Ｃ成分、触媒、の添加は主体の発泡反応をおこさ
せ、それらの化学薬剤の最終膨張・固結形態へ向けてそ
れらを付随的に膨張させる。この場合にも、Ｃ成分を完
全にＡおよびＢ成分の中へ混合することが肝要である。

その混合物が一色になる点において、混合ドラム中で異
なる色の目に見える線は存在せず、全混合物を次に予め
きめた寸法のモールドの中へ注型し、その中で最終的膨
張がおこる。

さらに、モールド内の化学反応によって発生する熱の容
易な放散を回避することが望ましい。それゆえ、その予
定モールドがそれの全表面上で完全かつ適切に断熱され
ていることを保証することが有用であることが発見され
た。

代表的には化学薬剤の全内容物をモールドの中へ注入す
るとき、断熱蓋をモールド内側で液状化学薬剤の上に背
く。

この時点以後、室温が立上がシ時間に関してかなりの量
の仕事をすることが見出された。代表的には約２５℃の
室温くおいて、発泡体がモールド・　の頂部へ立上シ固
結しはじめるのに約１２から．１：１１５分かかる。

上記方法に従って発泡させたのち、モールドは約６０分
間撹乱しないよう保つ。このことは規則正しいセル状構
造体の形成を助ける。モールドはさらに約６０分間その
ｉｔにして追加的硬化をおこさせる。その後モールドを
分解して１００％の最終的硬化を助ける（例えば３０分
）６硬化したパンは次にモールｒから取出して貯蔵する
ことができる。

この生成物は２７から３２ｋｇ／ａＴ＋３の密度と０．
０３４ワット／ｍ２／に’の熱伝導度をもつ。それはま
た各々のセルの形状はいろいろであるが約０．０４ｏｎ
の規則的セル寸法の構造体を示した。類似の試験はその
他の密度の発泡体中の平均セル寸法が次のとおシである
ことを見出した。

５０−６０に９／ｍ３ｏ、ｏ　２８ｔｒｔｎ１５に９／
ｍ３０．０６　　ｍｍ ９−１２ｋｌＩ／ｍ３ｏ、ｏ　５８ｍ 発泡体生成物の使用目的（応じて帯鋸で所望の厚さへ容
易にスライスすることができ、次いで任意の所望面材例
えば厚板紙、石膏ボードあるいはアルミニウム箔へ積層
することができる。

本発明のもう一つの面においては、同じ基本的製造方法
を実施するがＡ％ＢおよびＣの異なる混合比を用いた（
例えば上表を見よ）。約５から１５　ｋｇ／ｍ”の低密
度のフェノール樹脂発泡体を生成することが可能である
ことが驚いたことに発見された。

このような低密度は製品の断熱性を保ちながら材料節約
に基づく製品コストを下げる主要因子である。しかし、
この種の生成物は膨張したセル寸法（例えば０−５６ｍ
ｍ）を示しこれはその圧縮強度を下げる。けれども、こ
の圧縮強度低減は家の断熱目的のためのこの種の製品の
応用にとって不適切である。この低密度は製品がより安
く製造されることを意味するだけでなく、天井のような
場所において取扱いかつ設置するのをより容易にする。

代表的には、成分Ａ：酸成分の比は３：１から１５！１
、好ましくは３：１から７＝１の範囲にあることができ
る。同様に、成分Ａ：酸成分７の比は５：１から１０：
ｉ、好ましくは５：１から９．３の範囲にあることがで
きる。

この低密度製品の圧縮強度を増すことが望ましい場合に
は、補強剤を発泡生成物中へ挿入することが提案される
。

代表的には、補強剤はハニカム構造体（例えば紙）、ガ
ラス微小球、フライアッシュおよび非発泡ポリスチレン
ビードである。これらは本発明のよ）大きい密度の発泡
体の中へ同じように組入れることができる。通常はこれ
らの補強剤の含有量は製品全体の０％から３５％の範囲
にあることができる。

ハニカム構造体は任意の所望形状をとることができ、さ
らに詳細に後述する。ガラス微小球は通常は中空であっ
て重量−を軽減する。これらは発泡用混合物中でよく分
散するので本発明の低密度発泡体の中で特に有用である
ことが発見された。しかし、本発明に従ってより密度の
高い発泡体を形成させるときには、この微小球が発泡混
合物の頂部へ浮遊する傾向を避けるよう注意を払うべき
である。フライアッシュはそれが高重量をもつので発泡
体の重量が重要でない場合に匣利である。上述のとおり
、非膨張ポリスチレンビードを使用してよいが、しかし
、それらの耐火性が悪いために高耐火性が臨界的でない
場合にのみ使用すべきである。

置駒には、これらの補強剤は化学薬剤がモールドの底の
中へ注入されたのちに直ちにモールドの中へ挿入しても
よい。ハニカム講造例えば紙の場合には、紙のコアは長
さ８フイートあるいは長さ２４００閣×幅１２００Ｘ高
さ１３００のブロックにつくることができる。１３０と
４００１／ｍ”の間の紙重量が容認できることが見出さ
れ、よシ好ましくは２００から３００１／ｍ”、最も好
ましくは約２６０１／ｍ”である。基本的な手順は同じ
であるが、ただし、重シの蓋はハニカムコアの頂部上に
ｆＩｔき発泡体を立ち上がらせかつコア構造体の間で凝
固させる。発泡体がその中に包みこまれた砥ハニカふと
一緒に凝固してしまうと、この低密度発泡体を７ライス
とし各種タイプの外部面材へ積層させることができ、そ
して極端に改善した圧縮強度を示す。

この特定製品の利点は全く明らかである。原材料用コス
トは５０％に及ぶ値を減らすことができる。同様に、こ
のような紙ハニカムは折みたたみ可能でかつ比較的軽い
ので、作業者が発泡剤と補強剤を供給され得る場合には
容易かつ経済的輸送に適している。発泡体が形成される
とき、このハニカムコアはフェノール樹脂化学薬剤で以
て含浸されることＫなシ、この薬剤は紙の火焔伝播また
は発火を抑制する。このパンをハニカムコアの目を横断
して切断し次いでその複合ハニカム絶ａ＆−ド発泡体へ
外部仕上げ材を積層することによシ、驚くべき圧縮強度
をもつ。難燃および耐火抵抗は本発明の第一の面に従う
発泡体を熱的性質およびすべての他の基本的性質と同様
に維持される。

改良発泡体は補強剤と関連させて記述してきたが、それ
に限定されるものではない。多くの応°用においては高
い圧縮強度は必要とされない。代表的には軟質の家庭断
熱材を考えるとき、ガラスファイバー材料または・ツク
ウー−を使用するのが　］晋通であった。これらの製品
は構造的強度をもたず単なる断熱材であるが、それらは
欠点をもっている。すなわち、ガラスファイバーは取扱
うのにきわめて不愉快であり、それを取扱ったのちには
、りいＫはガラス粒子が皮膚の孔を通して血液流の中へ
吸収されるに至る。これはもちろんきわめて望ましくな
い。ガラスファイバー断熱材が用いられる主な理由はそ
の低コストにあると信じられる。

しかし、本発明による改良発泡体で約７から１０ｋｌｌ
／ｍ３の密度のものは人間に病気ある。いは不健康をも
たらす危険粒子をもたないのできわめて取扱いが快適で
ある。その上、低密度型のこの改良フェノール樹脂発泡
体はよシ普通に用いられるガラスファイバー断熱材料の
経済的で発展性のある代替品である。この発泡体は特定
寸法へ予備切断して既存建物の天井の梁と間柱の間には
めこむことができる。

本発明は断熱工業において拡大用途をもつ新しい発泡体
組成物と製造方法を提供するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（Ａ）６５−８５重量％の固体を有する反応性フ
   ェノール樹脂の水性溶液、 （Ｂ）発泡剤、および （Ｃ）反応性酸硬化剤、 を反応させ、その際、成分（Ａ）対成分（Ｂ）の比が４
   ．５：１から９．３：１であり、成分（Ａ）対成分（Ｃ
   ）の比が６．５：１から７．５：１である、ことによる
   フェノール樹脂発泡組成物の製造方法。 （２）（Ａ）２５％での粘度が４０００から７０００セ
   ンチポイズであり、ｐＨが６．５から７．５であり、比
   重が１．１から１．３ｇ／ｃｍ＾３であり、任意的には
   界面活性剤を含む、水中の反応性フェノールホルムアル
   デヒド樹脂の６５から８５重量％固体の溶液； （Ｂ）２１℃における粘度が約７００センチポイズであ
   り、２５℃における密度が１．２から１．６ｇ／ｃｍ＾
   ３である発泡剤； （Ｃ）２５℃における粘度が約４００センチポイズであ
   り、比重が１．３から１．５ｇ／ｃｍ＾３である反応性
   の酸硬化剤、 を反応させることによる、フェノール樹脂発泡体の製造
   方法。 （３）成分（Ａ）対成分（Ｂ）の比が４．５：１から９
   ．３：１であり、成分（Ａ）対成分（Ｃ）の比が６．５
   ：１から７．５：１である、特許請求の範囲第２項に記
   載の方法。 （４）成分（Ａ）対成分（Ｂ）の比が約５．２：１であ
   り、成分（Ａ）対成分（Ｃ）の比が約６．５：１である
   、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 （５）（１）成分（Ａ）を４０℃と４３℃の間の温度へ
   加熱し； （２）成分（Ｂ）をこの加熱成分（Ａ）へ添加しかつ５
   分までの間完全に混合し； （３）成分（Ｃ）をその後この混合物へ添加しかつ完全
   に混合し、その際に混合物が発泡する； 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 （６）５から３５ｋｇ／ｍ＾３の密度をもつ、特許請求
   の範囲第１項から第５項のいずれか１項に記載の方法に
   よつて製造されるフェノール樹脂。 （７）５から１５ｋｇ／ｍ＾３の密度をもつ、特許請求
   の範囲第６項に記載のフェノール樹脂。 （８）（Ａ）６５−８５重量％の固体を有する反応性フ
   ェノール樹脂の水性溶液、 （Ｂ）発泡剤、および （Ｃ）反応性酸硬化剤、 を反応させ、その際、成分（Ａ）対成分（Ｂ）の比が３
   ：１から１５：１であり、成分（Ａ）対成分（Ｃ）の比
   が５：１から１０：１である、ことによる、約５から約
   １５ｋｇ／ｍ＾３の密度を有するフェノール樹脂発泡体
   組成物の製造方法。 （９）成分（Ａ）対成分（Ｂ）の比が３：１から７：１
   であり、成分（Ａ）対成分（Ｃ）の比が５：１から９．
   ３である、特許請求の範囲第８項に記載の方法。 （１０）紙とその中に点在させたフェノール樹脂と一緒
   のハニカムから成り、フェノール樹脂がその中で形成さ
   れかつ５から３５ｋｇ／ｍ＾３の密度をもつ、発泡体物
   品。 （１１）フェノール樹脂が特許請求の範囲第１項から第
   ５項、第８項および第９項のいずれか１項に記載の方法
   によつて形成される、特許請求の範囲第８項に記載の発
   泡物品。