JPS626982B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は耐火性にすぐれた断熱材に関する。 硬質ポリウレタンフオームは、その低い熱伝導
率によつて断熱性がすぐれているので、対向した
不燃性パネルの少なくとも一方の内面に発泡性難
燃塗料を塗布した後、そのパネル間に硬質ポリウ
レタンフオームを注入発泡させて耐火性断熱材を
製造することが試みられている。この耐火性断熱
材は十分な強度を有しているので建材として使用
されることが多い。ところが、建材として用いる
ためには建築基準法などで規定する一定以上の耐
火性が要求される。たとえば日本工業規格Ａ―
1321（JISA―13211……建築内装材の難燃規格）
の難燃２級Ａなどでは、耐火性断熱材に直径25mm
の孔を３ケ、正三角形の頂点に位置するようにあ
けて不燃性パネル間の硬質ポリウレタンフオーム
層にも炎が直接あたるようにして発煙係数，温度
時間面積や残炎時間などを調べるというものであ
る。前述のような硬質ポリウレタンフオームを用
いた耐火性断熱材では、上記の試験には合格しな
いことがわかつた。 この発明者等は、上記のような事情に鑑み、
種々検討した結果、対向した外装材層Ａおよび
A′の少なくとも一方の内面に加熱時に発泡して
断熱層を形成する珪酸ナトリウムおよび山皮を含
有する材料層Ｂを設け、さらにその内層に硬質イ
ソシアヌレートフオーム層Ｃを設けることによ
り、上記のようなきびしい試験にも合格するよう
なすぐれた耐火性と断熱性とをかねそなえたパネ
ルが得られることを知見し、この知見にもとづ
き、この発明を完成するに至つた。 すなわち、この発明は対向した外装材層Ａおよ
びA′の少なくとも一方の内面に加熱時に発泡し
て断熱層を形成する珪酸ナトリウムおよび山皮を
含有する材料層Ｂを設け、さらにその内層に硬質
イソシアヌレートフオーム層Ｃを設けてなる耐火
性断熱材である。 この発明に用いられる外装材層ＡおよびA′と
しては、たとえば鉄板，アルミニウム箔，アルミ
ニウム板，亜鉛鍍合鉄板などの金属板，スレー
ト，フレキシブルボード，パーライトボード，石
綿セメント板，石綿珪酸カルシウム板，石綿セメ
ントパーライト板，石綿セメント珪酸カルシウム
板，木毛セメント板，石膏ボード，石膏セメント
板，岩綿板などの無機質系板あるいはそれらの複
合材、たとえばアルミニウム箔に紙，布，合成樹
脂フイルムなどを貼合した金属薄板貼合シートな
どがあげられる。この外装材層はその表面が防錆
処理，防水処理あるいは塗装などの処理を施して
あつてもよい。この層の厚さは約５μ〜20mm、好
ましくは約0.3mm〜10mm程度である。外装材層Ａ
およびA′はそれぞれ同じものであつてもよく、
あるいは異なつていてもよい。 この発明では、対向した外装材層Ａおよび
A′の少なくとも一方の内面に加熱時に発泡して
断熱層を形成する珪酸ナトリウムおよび山皮を含
有する材料層Ｂを設ける。材料層Ｂは、通常150
℃以上の温度で発泡して断熱層を形成する珪酸ナ
トリウムおよび山皮を含有する組成物で、塗料，
マスチツク状，パテ状，板状、粒状，リボン状な
どの形状をとつており、たとえば発泡性塗料，発
泡性塗料を塗付，あるいは含浸したシート，発泡
性成分を含む粒状物，発泡性成分を含む板状物，
あるいはそれらを部分発泡させたものなどがあげ
られる。その層の厚さは必要とする耐火性により
異なるが、通常0.1〜50mm、好ましくは１〜20mm
である。上記の組成物は気泡形成剤として珪酸ナ
トリウムを含有している。珪酸ナトリウムを山皮
と組み合わせると揺変性水ガラスとなり厚塗りが
可能であり、外装材層Ａ，A′との接着性もよ
く、かつ乾燥性もよい。珪酸ナトリウムの使用量
は、組成物に対して約10重量％以上、好ましくは
約15重量％以上である。この場合10重量％より少
いと層の発泡が十分でないことがある。上記組成
物は珪酸ナトリウムおよび山皮のほかに、たとえ
ば二酸化チタンなどの顔料ならびに色素、たとえ
ば、岩綿，石綿，ガラスウール，ガラス繊維，ス
チールウール等の無機質系繊維状物質、たとえ
ば、木毛，天然繊維，合成繊維，化学繊維等の有
機質系繊維状物質、たとえば、ベントナイト，石
膏，セメント，砂，ケイ砂，バーミキユライト，
パーライト，木粉等の充填剤、DOP，TCP等の
可塑剤などを添加してあつてもよい。溶媒として
は、たとえばメタノール，メタノール，プロパノ
ール，ブタノールなどのアルコール類または水あ
るいはそれらの混合物があげられる。 対向した外装材層ＡおよびA′の少なくとも一
方の内面に材料層Ｂを設ける具体的手段として
は、上記組成物が液状ないしスラリー状の場合
は、たとえばハケ，コテ，ドクターナイフ，スプ
レー，ロールコーター，フローコーターなどを用
いる手動式または動力式方法で約0.1〜10Kg／
m²、好ましくは0.5〜5.0Kg／m²塗布し、乾燥する
手段があげられる。また、粒状または板状の組成
物を貼付する場合は、たとえばエポキシ樹脂系接
着剤，珪酸ナトリウム系接着剤などの公知の接着
剤を用いて貼付する手段があげられる。ことに珪
酸ナトリウム系接着剤は、それ自体が発泡して断
熱層を形成するので好ましい。接着剤の使用量は
約50〜200ｇ／m²程度が好ましい。この発明では
必要により材料層Ｂの更に内側に外装材層Ａ，
A′で表わされる層を設けてもよい。この層は材
料層Ｂの防水層としての役目をかねていてもよ
い。その具体的な手段は、前述の材料層Ｂを設け
る手段に準じておこなわれる。また、端の断面部
をたとえばアルミ箔粘着テープなどの無通気性シ
ールテープでシールすることもできる。 このように断熱層を形成する組成物を完全に被
覆することによつて長期保存が可能となる。ま
た、使用時においても湿気，酸素，炭酸ガス，亜
硫酸ガス，光などによる変質劣化が極めて少ない
ので建材用として用いる場合に特に有利である。 この発明では材料層Ｂの内層、すなわち材料層
Ｂと外装材層ＡまたはA′との間あるいは材料層
Ｂと材料層Ｂとの間に硬質イソシアヌレートフオ
ーム層Ｃを設ける。 すなわち、硬質イソシアヌレートフオームを形
成するものを注入して、発泡させるが、具体的な
手段は従来からの公知の手段に従えばよい。すな
わち基本原料として有機ポリイソシアネート，ポ
リオール，発泡剤，整泡剤，イソシアヌレート化
触媒，その他の触媒，添加剤などを使用し、ワン
シヨツト法あるいはプレポリマー法などに従つて
硬質イソシアヌレートフオーム層を形成させる。 この発明で用いられる有機ポリイソシアネート
とは１分子中に少なくとも２個のイソシアネート
基を有するものであり、具体的には、たてえばト
リレンジイソシアネート（TDI），ジフエニルメ
タンジイソシアネート（MDI），キシリレンジイ
ソシアネート（XDI），ヘキサメチレンジイソシ
アネート（HDI），水添したMDI，水添した
XDI，これらの粗成品，ポリフエニレンポリメチ
レンポリイソシアネート（いわゆるクルードMDI
（Ｃ―MDI）ともいわれているもので、次式で表
わされる多核性ポリイソシアネートの混合物であ
り、ｎの平均値は通常、0.1〜1.3のもの）などが
あげられる。Ｃ―MDIは特に好適に用いられるも
のである。 このような有機ポリイソシアネートは単独で、
あるいは２種以上の混合物が用いられる。また、
これらの有機ポリイソシアネートは、種々の活性
水素含有化合物をイソシアネート基過剰の状態で
反応させて得られるプレポリマーとして使用する
ことができ、更に、部分的にアロフアーネート
化，トリマー化，カーボジイミド化した変性イソ
シアネートとして使用することもできる。 ポリオールとは１分子中に少なくとも２個の水
酸基を有する化合物であつてたとえば、ポリエー
テルポリオールまたはポリエステルポリオールが
あげられる。代表的なポリエーテルポリオールの
例としては、プロピレングリコール，グリセリ
ン，トリメチロールプロパン，ペンタエリスリト
ール，α―メチルグリコシド，ソルビトール，シ
ヨ糖などのポリオール類，ジエタノールアミン，
トリエタノールアミン，トリプロパノールアミン
などのアミノアルコール類，エチレンジアミン，
１，６ヘキサンジアミン，ジエチレントリアミ
ン，トリエチレンテトラアミン，トルイレンジア
ミン，メチレンビスアニリンなどのアミン類，リ
ン酸，ピロリン酸またはこれらの部分エステルな
どのリン化合物およびこれらの混合物にエチレン
オキシド，プロピレンオキシド，ブチレンオキシ
ドなどを付加して得られるポリエーテルオリオー
ル類があげられる。また、グリセリン，トリメチ
ロールプロパン，ペンタエリスリトール，ソルビ
トールのようなポリオールに、BF₃などのカチオ
ン系触媒の存在下でエピハロヒドリンなどを付加
して得られる上記水酸基数範囲のハロゲン含有ポ
リエーテルポリオールもポリオール成分として使
うことができる。また、ポリエステルポリオール
の例としては、エチレングリコール，プロピレン
グリコール，ジエチレングリコール，ブチレング
リコールなどのジオール，トリメチロールプロパ
ン，ヘキサントリオール，グリセリンなどのトリ
オール、さらにはペンタエリスリトール，ソルビ
トール等と、コハク酸，アジピン酸，マレイン
酸，フマル酸，フタル酸，イソフタル酸，HET
酸，無水コハク酸，無水マレイン酸，無水フタル
酸などとの縮合により得られる末端水酸基を有す
るポリエステルポリオール，環状ラクトン類をグ
リセリン，ペンタエリスリトール，ソルビトール
等を開始剤として開環重合によつて得られるポリ
エステルなどがあげられる。またトリス（ジプロ
ピレングリコール）フオスフアイト，トリス（ジ
プロピレングリコール）フオスフエートあるいは
米国ストウフアケミカル社より市販されているフ
アイロールー６（Fyrol―６）で代表されるホス
フオネート型ポリオール，ジアルキルホスフアイ
トとモノアルカノールアミンとの反応で得られる
ホスフオロアミデート型ポリエール（特公昭52―
22398号公報記載）等が、さらに、臭素化ひまし
油，ハロゲン化脂肪族ポリオールなどのハロゲン
化ポリオールなどもポリオール成分として用いら
れる。 触媒としては、たとえばトリエチレンジアミン
とエポキシ化合物との共触媒，カルボン酸のアル
カリ金属塩，アルカリ土類金属塩，２，４，６―
トリス（ジメチルアミノメチル）フエノールのよ
うなジアルキルアミノアルキルフエノール，アル
カリ金属及び第４級アンモニウムの水酸化物やア
ルコラート，フエノラートなどをあげることがで
きる。但し、本発明において用いられる触媒は、
これらに限定されるものではない。また、ポリウ
レタンフオームの製造に用いられる第３級アミン
系や有機スズ系のウレタン化触媒を併用すること
もできる。 発泡剤や整泡剤も従来より一般に用いられてい
るものが適宜に用いられ、特に限定されない。発
泡剤としてはたとえば、トリクロロフルオロメタ
ン，トリクロロトリフルオロエタン，塩化メチレ
ンなどの低沸点ハロゲン化炭化水素が用いられる
ほか、水も用いられる。整泡剤としては、たとえ
ばポリウレタンフオーム製造に用いられる各種の
有機シリコン系界面活性剤などが用いられる。 また、必要に応じて、上述の添加型の難燃剤や
炭酸カルシウム，ケイ砂，粘土類（ベントナイ
ト，カオリン，タルク，バーミキユライトな
ど），ケイ藻土，パーライト，膨積バーミキユラ
イト，シラスパルーン，ガラスパルーン，ガラス
繊維，岩綿，アスベスト繊維，山皮，スチールウ
ール，合成繊維，化学繊維，天然繊維などの増量
剤，補強剤などを添加してもよい。 この硬質イソシアヌレートフオーム層の密度、
厚みは適宜選択すればよいが、通常、密度は
0.015〜0.3、好ましくは0.02〜0.2であり、厚みは
通常10mm〜200mm、好ましくは15mm〜150mmであ
る。 この発明の耐火性断熱材は、火災時にも硬質イ
ソシアヌレートフオームの溶融または燃焼が少な
く、従つて、有毒ガスや煙の発生が少なく、火災
時にもすぐれた断熱性を示す。また、すぐれた機
械的性質も有するので建材などに利用される。 以下、実施例を掲げて本発明を具体的に説明す
る。なお、ここで用いられている「部」は「重量
部」を意味し、「％」はすべて「重量％」を意味
する。 参考例 発泡性塗料Ａ ３号ケイ酸ナトリウム液（不揮発分60％） 100部 〃 粉（ 〃 12％）
20部 山皮 ２部 ガラス繊維（３mm） 0.3部 ベンナイト ５部 以上を混合して塗料とする。 実施例 １ 対向した厚さ0.5mmの２枚の鋼板の片方の内面
に参考例に示した発泡性塗料Ａを1.5mmの厚さに
塗布し、乾燥後硬質イソシアヌレートフオーム原
液を注入発泡させ、厚さが25mmのパネルＡを成形
した。比較のため発泡性塗料なしのパネルＢも同
様に成形した。 実施例 ２ アルミニウム箔貼合クラウト紙（アルミ箔７
μ）のクラフト紙面に参考例に示した発泡性塗料
を１Kg／m²の割合で塗布し、乾燥した。これを完
全に被覆するため塗布面どうしを、発泡性塗料Ａ
使用物においては加温，加圧（110℃，0.2Kg／
cm²，７秒間）して自己接着した。上記の防火材と
厚さ0.7mmのアルミニウム板とを対向させ、その
間に実施例１と同様に硬質イソシアヌレートフオ
ーム原液を注入発泡してパネルＣを成形した。比
較のため硬質イソシアヌレートフオームの代わり
に硬質ウレタンフオーム原液を注入発泡して、パ
ネルＤを成形した。実施例１および２で成形した
パネルの耐火性をしらべるためにJISA1321の燃
焼試験（10分加熱）をおこなつた。結果を下表に
示す。

【表】

【表】 この結果、表面試験では材料層Ｂがないもので
は合格せず、また穿孔試験では材料層Ｂを設けて
も硬質ウレタンフオーム層のものは合格しないこ
とがわかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、それぞれこの発明の耐火性
断熱材の断面図である。Ａ，A′は外装材層，Ｂ
は加熱時発泡して断熱層を形成する材料層，Ｃは
硬質イソシアヌレートフオーム層を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対向した外装材層ＡおよびA′の少なくとも
   一方の内面に加熱時に発泡して断熱層を形成する
   珪酸ナトリウムおよび山皮を含有する材料層Ｂを
   設け、さらにその内層に硬質イソシアヌレートフ
   オーム層Ｃを設けてなる耐火性断熱材。