ハニカム芯材
【課題】耐火性に優れたハニカム芯材を提供すること。
【解決手段】ハニカム体１と、そのセル内の少なくとも一部に充填された充填物２とからなるハニカム芯材３であって、ハニカム体１がＪＩＳ−Ａ６９３１に規定されるセルサイズとして１５〜３０ｍｍを有し、充填物２が、リン酸類と、該リン酸類の硬化剤と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、平均粒子径１０〜３０μｍの水酸化アルミニウムとを含み、前記リン酸類の硬化剤と前記リン酸類との当量比が０．８〜１．３で、前記水酸化アルミニウムの含有量が５０〜６０質量％である多孔質発泡体である。
【解決手段】ハニカム体１と、そのセル内の少なくとも一部に充填された充填物２とからなるハニカム芯材３であって、ハニカム体１がＪＩＳ−Ａ６９３１に規定されるセルサイズとして１５〜３０ｍｍを有し、充填物２が、リン酸類と、該リン酸類の硬化剤と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、平均粒子径１０〜３０μｍの水酸化アルミニウムとを含み、前記リン酸類の硬化剤と前記リン酸類との当量比が０．８〜１．３で、前記水酸化アルミニウムの含有量が５０〜６０質量％である多孔質発泡体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性に優れたハニカム芯材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ハニカム芯材を鋼板等の剛性のある表面材でサンドイッチしたサンドイッチ構造体は、軽量性、剛性、吸音性、断熱性等の特性が良好であることから、ドアや間仕切り等の建築材料の内装又は外装パネルや航空機、車両等の構造用材料として広く使用されている。これら構造体の諸特性のうち、吸音性や断熱性を向上させるために、ハニカム体のセル内に、有機発泡体や無機発泡体等の充填物を充填したハニカム芯材も知られている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、ＪＩＳ−Ａ６９３１によるセルサイズ３〜１００ｍｍ、空隙率９２〜９９．５％を有するハニカム体のセル内に、リン酸類、硬化剤、発泡剤及びＮＣＯ基を有するウレタンポリマーを含む水性混合物を発泡硬化させることにより得られるリン酸系無機発泡体とウレタン系有機発泡体との複合発泡体を充填したハニカム芯材が開示されている。
【０００４】
一方、下記特許文献２には、多価金属リン酸塩と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、水酸化アルミニウムとを含む多孔質発泡体を、金属シート上に接着層を介在しないで直接に形成した防炎保護シートが開示されている。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０３８０８１号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−２５４４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されたハニカム芯材を鋼板等の表面材でサンドイッチしたサンドイッチ構造体は、吸音性や断熱性は有するものの、耐火性は不十分であった。
【０００６】
また、上記特許文献２に開示された防炎保護シートを、例えば、耐火間仕切り壁等の耐火性が要求される建築用部材に用いた場合、建築基準法第二条第七号に規定される耐火基準を満足しうる強度を得ることは困難であった。更にまた、この防炎保護シートに用いられている発泡体は、単独では発泡硬化性が十分であるものの、前記耐火性基準を満足させるためにハニカム体等に充填して発泡硬化させた場合、多孔質発泡体がハニカム体のセル内に十分な厚みを持って充填させることは困難であり、結果として十分な耐火性を得ることが出来なかった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、耐火性に優れたハニカム芯材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のハニカム芯材は、ハニカム体と、そのセル内の少なくとも一部に充填された充填物とからなるハニカム芯材であって、前記ハニカム体が、ＪＩＳ−Ａ６９３１に規定されるセルサイズとして１５〜３０ｍｍを有し、前記充填物が、リン酸類と、該リン酸類の硬化剤と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、平均粒子径１０〜３０μｍの水酸化アルミニウムとを含み、前記リン酸類の硬化剤と前記リン酸類との当量比が０．８〜１．３で、前記水酸化アルミニウムの含有量が５０〜６０質量％である多孔質発泡体であることを特徴とする。
【０００９】
上記多孔質発泡体は、耐火性に優れ、また、発泡倍率が高く、更には、ハニカム体への充填性に優れていることから、ハニカム体のセル内に、耐火性に優れた充填物を、十分かつ均一な厚みをつけて充填できる。このため、上記本発明のハニカム芯材は、耐火性に優れている。
【００１０】
また、本発明のハニカム芯材は、前記水酸化アルミニウムは、粒度分布として粒子径５０μｍ以上の割合が２０％以下であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記リン酸類として、リン酸とリン酸マグネシウムとを含み、かつ、リン酸類を２０〜３５質量％含有することが好ましい。
【００１２】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、炭酸マグネシウムを１.５〜５質量％含有することが好ましい。
【００１３】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、酸化マグネシウムを４〜１０質量％含有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、酸化亜鉛を０．５〜２．５質量％含有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーを５〜１０質量％含有することが好ましい。
【００１６】
上記各態様によれば、多孔質発泡体の無機骨格の強度を向上し、多孔質発泡体の厚みと密度のバランスを良好にできるので、耐火性に優れたハニカム芯材とすることができる。
【００１７】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体の目付けが５〜１０ｋｇ／ｍ２であることが好ましい。この態様によれば、断熱性能と水酸化アルミニウム含有量のバランスを良好にでき、耐火性に優れたハニカム芯材とすることが出来る。
【００１８】
また、本発明のハニカム芯材は、前記ハニカム体の厚みが５０〜９０ｍｍであり、かつ、前記多孔質発泡体の厚みが５０〜９０ｍｍであることが好ましい。この態様によれば、建築基準法第二条第七号に規定される耐火基準を満足しうる強度を備えた建築用部材として用いることができる。
【００１９】
また、本発明のハニカム芯材は、前記ハニカム体が、水酸化アルミニウムを４０質量％以上含有する難燃性ペーパーハニカムであることが好ましい。この態様によれば、耐熱性、難燃性、耐火性に優れたハニカム芯材とすることができる。
【００２０】
また、本発明のハニカム芯材は、単位面積あたりの水酸化アルミニウム含有量が３．５〜６ｋｇ／ｍ２であることが好ましい。この態様によれば、耐火性に必要な水酸化アルミニウム量と断熱性能のバランスを良好に出来、耐火性に優れたハニカム芯材とすることが出来る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のハニカム芯材は、耐火性に優れ、耐火間仕切り壁等の耐火性が要求される建築用部材に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のハニカム芯材は、ハニカム体と、そのセル内の少なくとも一部に充填された充填物とからなる。
【００２３】
［ハニカム体］
本発明のハニカム芯材に用いることのできるハニカム体は、連続する部材からなる隔壁によって仕切られた、六角形、四角形、三角形等の多角形、円形、不等辺多角形等の実質上連続的な幾何学的なセル（貫通孔）の形態を有するものである。
【００２４】
また、ハニカム体のセルサイズは、１５〜３０ｍｍであり、１８〜２２ｍｍが好ましい。ハニカム体セルサイズが３０ｍｍを超えると、ハニカム体のセル内の充填物が崩落しやすくなり、耐火性が悪くなる。一方、１５ｍｍ未満であると、ハニカム体のセル内の充填物に十分な厚みをつけることができず、断熱性能が劣り、耐火性が悪くなる。ここで、本発明におけるハニカム体のセルサイズとは、ＪＩＳ−Ａ６９３１に規定されるセルサイズを意味する。
【００２５】
また、ハニカム体の空隙率は、９２〜９９．５％が好ましく、９３〜９８％がより好ましい。ハニカム体の空隙率が、上記範囲を下回ると、ハニカム体のセルの隔壁に、充填物が付着し易くなるので、充填が困難となる。更には、ハニカム体の占める割合が大きくなるので、熱を伝え易いハニカム体の量が増えることによってハニカム芯材の断熱性が低下し、ハニカム芯材の重量の増加につながる。一方、上記範囲を超えると、ハニカム体の占める割合が小さくなり、ハニカム芯材の強度が低下する傾向にある。ハニカム体の空隙率は、［（ハニカム体が占める容積−ハニカム体の隔壁材料の容積）÷ハニカム体が占める容積］から求めることができる。
【００２６】
また、ハニカム体の隔壁の肉厚は、０．０２〜３ｍｍが好ましい。
【００２７】
ハニカム体の材質としては、金属ハニカム、ペーパー類、難燃化ペーパー類、繊維と樹脂との複合材、プラスチック、セラミックス、セラミックスペーパー等が挙げられる。
【００２８】
上記金属としては、アルミニウム、ステンレス、スチール等が挙げられる。
【００２９】
上記ペーパー類としては、クラフト紙、パルプ等の植物繊維若しくはポリエステル、ポリアミド、レーヨン、ポリビニルアルコール等の合成繊維からなるペーパー、アラミドペーパー、グラファイトペーパー、ガラスペーパー等の有機質もしくは無機質繊維からなるペーパーが挙げられる。
【００３０】
上記難燃化ペーパー類としては、上記ペーパーに使用される繊維質原料に、珪酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、リン化合物、ハロゲン化合物、ホウ素化合物等をペーパー化の際に混合、添加するか、ペーパー化した後あるいはハニカム化した後に、含浸して得られた難燃化ペーパー等が挙げられる。
【００３１】
上記繊維と樹脂との複合材としては、前述した各種ペーパー、及びガラス、グラファイト、アラミド、熱可塑性ポリエステル、レーヨン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、パルプ等の無機及び有機繊維の織布、又は不織布に、フェノール、ポリイミド、ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂、又はナイロン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を含浸させた繊維と樹脂との樹脂含浸物が挙げられる。
【００３２】
上記プラスチックとしては、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネートが挙げられる。
【００３３】
上記セラミックスとしては、コージェライト、ムライト等が挙げられる。
【００３４】
上記セラミックスペーパーとしては、アルミナ、アルミナシリカ繊維等が挙げられる。
【００３５】
このうち、本発明では、耐熱性及び難燃性に優れ、かつ、安価である点から、水酸化アルミニウムを４０質量％以上含有する難燃化ペーパーが好ましい。
【００３６】
［多孔質発泡体］
本発明のハニカム芯材において、ハニカム体のセル内に充填される充填物は、リン酸類と、該リン酸類の硬化剤と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、水酸化アルミニウムとを含む多孔質発泡体である。
【００３７】
（リン酸類）
上記多孔質発泡体に用いられるリン酸類としては、リン酸、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等が挙げられ、リン酸、リン酸マグネシウムが好ましい。
【００３８】
多孔質発泡体中におけるリン酸類の含有量は、２０〜３５質量％が好ましく、２５〜３０質量％がより好ましい。リン酸類の含有量が３５質量％を超えると、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、断熱性能が劣り、結果として耐火性が低下する傾向にある。また、２０質量％未満であると、多孔質発泡体の無機骨格が弱くなり、耐火試験等において形状保持ができないと考えられ、結果として耐火性が十分得られない場合がある。
【００３９】
多孔質発泡体中におけるリン酸の含有量は、３〜７質量％が好ましく、４〜６質量％がより好ましい。リン酸の含有量が上記範囲内であれば、多孔質発泡体の無機骨格が強くなると考えられ、更には、ハニカム体のセル内で、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られることから、耐火性に優れる。
【００４０】
また、多孔質発泡体中におけるリン酸マグネシウムの含有量は、１５〜３０質量％が好ましく、２０〜２５質量％がより好ましい。リン酸マグネシウムの含有量が上記範囲内であれば、多孔質発泡体の無機骨格が強くなると考えられ、更には、ハニカム体のセル内で、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られることから、耐火性に優れる。
【００４１】
（リン酸類の硬化剤）
上記多孔質発泡体に用いられるリン酸類の硬化剤としては、(１)炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩基性炭酸マグネシウム、塩基性炭酸亜鉛等の多価金属炭酸塩、(２)酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の多価金属酸化物、（３）水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛等の多価金属水酸化物、（４）マグネシウム、アルミニウム、亜鉛等の軽金属が挙げられる。なかでも、本発明においては、リン酸類の硬化剤として、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム及び酸化亜鉛から選ばれた少なくとも１種以上を用いることが好ましい。
【００４２】
多孔質発泡体中におけるリン酸類の硬化剤は、リン酸類の硬化剤と、前記リン酸類との当量比（リン酸類の硬化剤／リン酸類）で、０．８〜１．３が好ましく、０．９〜１．２がより好ましい。上記当量比が０．８未満であると、多孔質発泡体の無機骨格が十分に形成されにくく、無機骨格が弱くなり、耐火試験等において形状保持出来ないと考えられ、結果として耐火性が十分得られない場合がある。また、上記当量比が１．３を超えると、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、結果としてハニカム芯材の耐火性が劣る。
【００４３】
多孔質発泡体中におけるリン酸類の硬化剤の含有量は、６〜１８質量％が好ましく、８〜１２質量％がより好ましい。
【００４４】
リン酸類の硬化剤として炭酸マグネシウムを用いた場合、多孔質発泡体中における炭酸マグネシウムの含有量は、１．５〜５質量％が好ましく、２〜４質量％がより好ましい。炭酸マグネシウムの含有量が５質量％を超えると、炭酸マグネシウムが余剰となることから、後述するウレタンプレポリマーのウレタン反応が促進されると考えられ、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、結果として耐火性が劣る。また、１．５質量％未満であると、多孔質発泡体の無機骨格が弱くなり、耐火試験等における形状保持ができないと考えられ、結果として十分な耐火性が得られない場合がある。
【００４５】
リン酸類の硬化剤として酸化マグネシウムを用いた場合、多孔質発泡体中における酸化マグネシウムの含有量は、４〜１０質量％が好ましく、５〜８質量％がより好ましい。酸化マグネシウムの含有量が１０質量％を超えると、硬化反応が早くなり十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、結果として耐火性が劣る。また、４質量％未満であると、多孔質発泡体の無機骨格が弱くなり、耐火試験等における形状保持ができないと考えられ、結果として十分な耐火性が得られない場合がある。
【００４６】
リン酸類の硬化剤として酸化亜鉛を用いた場合、多孔質発泡体中における酸化亜鉛の含有量は、０．５〜２．５質量％が好ましく、０．８〜１．５質量％がより好ましい。
【００４７】
酸化亜鉛はリン酸類の硬化反応速度を調整でき、その含有量が０．５〜２．５質量％を外れると、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、結果として耐火性が劣る場合がある。
【００４８】
（ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマー）
上記多孔質発泡体に用いられるＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマー（以下、単に「ウレタンプレポリマー」と記載する）としては、有機ポリイソシアネート化合物と活性水素含有化合物とから誘導され、かつＮＣＯ基を分子内に有するものが好ましい。
【００４９】
上記有機ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン−４，４'−ジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチルシクロヘキサン−２，４−ジイソシアネート（水添ＴＤＩ）、２，４−又は２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、又は２−４'−若しくは４、４'−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が好ましく挙げられる。
【００５０】
上記活性水素含有化合物としては、例えば、低分子量ポリオール、高分子量ポリオールが挙げられ、ポリオキシアルキレンポリオールのうちのエチレンオキサイド付加物が好ましく、エチレンオキサイド付加物を単独、もしくは活性水素含有化合物の一部として使用することが特に好ましい。この場合、活性水素含有化合物中のオキシエチレン単位の含有量は、好ましくは１０〜９５質量％、特に５０〜９０質量％とするのが好ましい。エチレンオキサイド付加物を使用することにより、水性混合物とする際の上記プレポリマーの分散性が向上する。
【００５１】
（水酸化アルミニウム）
上記多孔質発泡体に用いられる水酸化アルミニウムは、平均粒子径が１０〜３０μｍであり、１４〜２８μｍが好ましい。平均粒子径が３０μｍを超えると、セル荒れが生じ、セル内に充填した多孔質発泡体の形状保持性が低下し、燃焼時に崩落等の虞れがあり、耐火性が劣る。また、１０μｍ未満であると、得られる多孔質発泡体の発泡倍率が低く、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、断熱性能が劣り、結果として耐火性が劣る。
【００５２】
水酸化アルミニウムの粒度分布は、粒子径５０μｍ以上の割合が２０％以下であることが好ましい。前記値が２０％を超えると、多孔質発泡体の無機骨格が弱くなり、形状保持ができないと考えられ、結果として十分な耐火性が得られない場合がある。
【００５３】
多孔質発泡体中における水酸化アルミニウムの含有量は、５０〜６０質量％とし、５４〜５８質量％が好ましい。水酸化アルミニウムの含有量が６０質量％を超えると、多孔質発泡体のハニカム体のセル内への充填性が低下し、その結果、断熱性能が付与出来ず、耐火性が悪くなる。また、５０質量％未満であると、水酸化アルミニウムの吸熱量が少なくなり、耐火性が悪くなる。
【００５４】
また、ハニカム芯材の単位面積あたりの水酸化アルミニウムの含有量は、３．５〜６ｋｇ／ｍ２が好ましく、４．８〜５．８ｋｇ／ｍ２がより好ましい。上記含有量が６ｋｇ／ｍ２を超えると、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、３．５ｋｇ／ｍ２未満であると、水酸化アルミニウムの吸熱量が少なくなり耐火性が悪くなる。
【００５５】
［ハニカム芯材の製造方法］
本発明のハニカム芯材は、例えば以下のようにして製造することができる。
すなわち、上記リン酸類の５０％水溶液と、上記リン酸類の硬化剤と、上記ウレタンプレポリマーと、上記水酸化アルミニウムとを混合して水性混合物とする。
次いで、上記水性混合物を、ハニカムのセル内に充填する。水性混合物の充填方法としては、セル中に上記水性混合物を流し込んで充填する方法、セル中に上記水性混合物を吹き付けて充填する方法、上記水性混合物を平面状に慣らした後、ハニカム体を上方から押し付けて充填する方法等が挙げられる。これらの方法では、ハニカム体のセル内に水性混合物を充填した後、充填したハニカム体の面に平滑な面材を当接させて十分に固定することが好ましい。これにより多孔質発泡体がハニカム体のセルの外に膨張することを防止することができる。なお、水性混合物は、ハニカム体の全部のセル又はセル全体に充填する必要はない。
そして、上記水性混合物をハニカム体のセル内に充填した後、常温常圧条件下で数分〜数十分の間に発泡硬化させて多孔質発泡体を形成する。
【００５６】
このようにして、図１に示すような、ハニカム体１の厚み方向に沿ってセルの一部に多孔質発泡体２が充填されたハニカム芯材３を製造することができる。
【００５７】
ハニカム体1の上下方向の厚みＨ１は、５０ｍｍ〜９０ｍｍが好ましい。ハニカム体１の厚みが９０ｍｍを超えると、水酸化アルミニウムを必要量保ちながら、ハニカム体１のセル内に多孔質発泡体を充填することが困難となり、その結果、耐火性が劣る。また、ハニカム体１の厚みＨ１が５０ｍｍ未満となると、断熱性が劣ると考えられ、その結果、耐火性が劣る。
【００５８】
多孔質発泡体２の上下方向の厚みＨ２は、５０ｍｍ〜９０ｍｍが好ましい。多孔質発泡体２の厚みＨ２が９０ｍｍを超えると、水酸化アルミニウムを必要量保ちながら発泡硬化させることが困難となり、その結果、耐火性が劣る。また、多孔質発泡体２の厚みＨ２が５０ｍｍ未満となると、断熱性が劣ると考えられ、その結果、耐火性が劣る。
【００５９】
また、ハニカム体１に充填された多孔質発泡体２の目付けは、５〜１０ｋｇ／ｍ２が好ましい。多孔質発泡体２の目付けが１０ｋｇ／ｍ２を超えると、断熱性が劣ると考えられ、その結果、耐火性が劣る。また、５ｋｇ／ｍ２未満となると、水酸化アルミニウムを必要量保ちながら発泡硬化させることが困難となり、その結果、耐火性が劣る。
【００６０】
例えば、セルサイズ１５〜３０ｍｍ、空隙率９２〜９９．５％、水酸化アルミニウム４０質量％以上含有の難燃性ペーパーのハニカム体１に、リン酸類２０〜３５質量％と、リン酸類の硬化剤６〜１８質量％と、平均粒子径が１５〜３０μｍの水酸化アルミニウム５０〜６０質量％と、ウレタンプレポリマー５〜１０質量％とを含み、リン酸の硬化剤とリン酸類との当量比が０．８〜１．３である水性混合物をセル中に９〜７０ｍｌ充填し、常温で１０〜１５分間発泡硬化することで、多孔質発泡体２の高さＨ２が５０〜９０ｍｍ、目付け５〜１０ｋｇ／ｍ２となるハニカム芯材３が得られる。
【００６１】
なお、ハニカム体１のセル内に充填した多孔質発泡体の上下方向の厚みＨ２及び密度は、例えば、リン酸類の硬化剤として用いる炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム及び酸化亜鉛の含有量を適宜調整することで調整できる。
【００６２】
このようにして得られる本発明のハニカム芯材は、耐火性に優れたものであり、例えば、ハニカム芯材の少なくとも一方の面に表面材を貼り付けることで、建築基準法第二条第七号に規定される耐火基準を満足しうる強度を有する耐火ボードとすることができ、耐火性が要求される建築用部材に用いることができる。
【００６３】
上記表面材としては、金属板、木質板、無機質板、天然石板が挙げられる。またこれらの表面材には、必要に応じて塗装、メッキ、表面化粧材との貼りあわせ、樹脂化粧又は塗装、プライマー、防錆、抗菌、抗カビ処理等が１種又は２種以上複合されて施されていてもよい。このうち、金属板が好ましく、鋼板、アルミニウム合金板、ステンレス板、チタニウム合金板等が挙げられる。なかでも、耐火性、難燃性、強度、意匠性等の点で、カラー鋼板、ガルバニウム鋼板、ボンデ鋼板、亜鉛メッキ鋼板等を含む鋼板、Ａ５０５２、Ａ５００５、Ａ１１００等を含むアルミニウム合金板、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等を含むステンレス板、及びチタニウム合金板等の金属板を用いることが好ましい。
【００６４】
また、表面材の厚みは、０．３〜２ｍｍが好ましく、０．５〜１ｍｍがより好ましい。０．３ｍｍ未満であると耐火性が劣り、２ｍｍを超えると重量が増し好ましくない。
【００６５】
なお、ハニカム芯材と表面材との接合方法としては、接着剤、ろう材による方法や、拡散接合等の方法を用いることができる。なかでも接着剤を使用する方法が一般的である。接着剤にはエポキシ系、ウレタン系、ビニルフェノリック系等の熱硬化系の接着剤と、合成ゴム系や酢酸ビニル系等の熱可塑性の接着剤とがあり、その形態としては、溶液状、ペースト状、固形状、フィルム状等が採用できる。
【００６６】
上記の接着剤の選定としては、表面材及びハニカム体の材質、接着力、硬化条件、接着設備、耐久性、価格等によって適宜選択される。また、その接着方法としては、ターンバック法、ピンチローラー法、ホットプレス法、バキュームバック法、オートクレーブ法等があり、これらの方法は単独又は組み合わせて行うことができる。また、接合する表面材の接着面には、接着剤に応じたプライマー処理や脱脂処理、及びサンディング等の接合面をあらす処理等を施すことも可能である。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下の実施例、比較例において、表中のウレタンプレポリマーとは、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール（エチレンオキサイド５０質量％とプロピレンオキサイド５０質量％とのコポリマー）とＭＤＩとを反応させたプレポリマーである。また、このプレポリマーのＮＣＯ含量は８．６質量％で、常温で粘調な樹脂溶液であった。
【００６８】
（実施例１〜５）
リン酸類（５０質量％水溶液に調整して使用）と、リン酸類の硬化剤と、ウレタンプレポリマーと、水酸化アルミニウムとを表1に示す通り混合し、スラリー状の水性混合物とした。
この水性混合物を、スパイラルピンミキサーの吐出口からキャリアフィルム上に厚みが平滑になるように吐出させながら、ベルトプレス上に移動させた。
そして、図１に示すハニカム体１を、水性混合物の上方より載せ、ベルトプレスでプレスした状態で２０分間滞留させ、実施例１〜５のハニカム芯材を得た。
【００６９】
【表１】
【００７０】
（比較例１〜８）
リン酸類（５０質量％水溶液に調整して使用）と、リン酸類の硬化剤と、ウレタンプレポリマーと、水酸化アルミニウムとを表２に示す通りに混合し、スラリー状の水性混合物とした。
この水性混合物を、スパイラルピンミキサーの吐出口からキャリアフィルム上に厚みが平滑になるように吐出させながら、ベルトプレス上に移動させた。
そして、図１に示すハニカム体１を、水性混合物の上方より載せ、ベルトプレスでプレスした状態で２０分間滞留させ、比較例１〜８のハニカム芯材を得た。
【００７１】
【表２】
【００７２】
[ハニカム芯材の物性評価]
・耐火試験１
実施例１〜５、比較例１〜８のハニカム芯材の上下面に表面材を貼り合せ、発泡ボードとした。耐火試験は、建築基準法第２条７号に準拠し、この発泡ボードの一方の面を加熱炉内で式（１）に基づき、６０分間加熱して他方の表面材上の温度変化を測定し、加熱開始から加熱終了後３時間経過するまでの各測定部位の温度上昇量がΔ１８０Ｋ以下であり、かつ、各測定部位の温度上昇量の平均値がΔ１４０Ｋ以下である場合を○とした。
Ｔ＝２４５ｌｏｇ１０(８ｔ＋１)＋２０・・・(１)
Ｔ：平均炉内温度（℃）、ｔ：試験経過時間（分)
【００７３】
・耐火試験２
実施例１〜５、比較例１〜８のハニカム芯材の上下面に、表面材を貼り合せ、発泡ボードとした。耐火試験は、建築基準法第２条７号に準拠し、この発泡ボードの一方の面を加熱炉内で、上記式（１）に基づき、７２分間加熱して他方の表面材上の温度変化を測定し、加熱中の各測定部位の温度上昇量がΔ１８０Ｋ以下であり、かつ、各測定部位の温度上昇量の平均値がΔ１４０Ｋ以下である場合を○とした。
【００７４】
・形状保持性試験
耐火試験後のハニカム芯材中の多孔質発泡体を観察し、炭化した多孔質発泡体が概ね試験前と同じ状態であった場合を○とした。
【００７５】
上記試験結果を表３にまとめて記す。
【００７６】
【表３】
【００７７】
上記結果より、本発明のハニカム芯材は、形状保持性があり、耐火性に優れたものであった。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明のハニカム芯材の一実施形態である。
【符号の説明】
【００７９】
１：ハニカム体
２：多孔質発泡体
３：ハニカム芯材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性に優れたハニカム芯材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ハニカム芯材を鋼板等の剛性のある表面材でサンドイッチしたサンドイッチ構造体は、軽量性、剛性、吸音性、断熱性等の特性が良好であることから、ドアや間仕切り等の建築材料の内装又は外装パネルや航空機、車両等の構造用材料として広く使用されている。これら構造体の諸特性のうち、吸音性や断熱性を向上させるために、ハニカム体のセル内に、有機発泡体や無機発泡体等の充填物を充填したハニカム芯材も知られている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、ＪＩＳ−Ａ６９３１によるセルサイズ３〜１００ｍｍ、空隙率９２〜９９．５％を有するハニカム体のセル内に、リン酸類、硬化剤、発泡剤及びＮＣＯ基を有するウレタンポリマーを含む水性混合物を発泡硬化させることにより得られるリン酸系無機発泡体とウレタン系有機発泡体との複合発泡体を充填したハニカム芯材が開示されている。
【０００４】
一方、下記特許文献２には、多価金属リン酸塩と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、水酸化アルミニウムとを含む多孔質発泡体を、金属シート上に接着層を介在しないで直接に形成した防炎保護シートが開示されている。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０３８０８１号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−２５４４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されたハニカム芯材を鋼板等の表面材でサンドイッチしたサンドイッチ構造体は、吸音性や断熱性は有するものの、耐火性は不十分であった。
【０００６】
また、上記特許文献２に開示された防炎保護シートを、例えば、耐火間仕切り壁等の耐火性が要求される建築用部材に用いた場合、建築基準法第二条第七号に規定される耐火基準を満足しうる強度を得ることは困難であった。更にまた、この防炎保護シートに用いられている発泡体は、単独では発泡硬化性が十分であるものの、前記耐火性基準を満足させるためにハニカム体等に充填して発泡硬化させた場合、多孔質発泡体がハニカム体のセル内に十分な厚みを持って充填させることは困難であり、結果として十分な耐火性を得ることが出来なかった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、耐火性に優れたハニカム芯材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のハニカム芯材は、ハニカム体と、そのセル内の少なくとも一部に充填された充填物とからなるハニカム芯材であって、前記ハニカム体が、ＪＩＳ−Ａ６９３１に規定されるセルサイズとして１５〜３０ｍｍを有し、前記充填物が、リン酸類と、該リン酸類の硬化剤と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、平均粒子径１０〜３０μｍの水酸化アルミニウムとを含み、前記リン酸類の硬化剤と前記リン酸類との当量比が０．８〜１．３で、前記水酸化アルミニウムの含有量が５０〜６０質量％である多孔質発泡体であることを特徴とする。
【０００９】
上記多孔質発泡体は、耐火性に優れ、また、発泡倍率が高く、更には、ハニカム体への充填性に優れていることから、ハニカム体のセル内に、耐火性に優れた充填物を、十分かつ均一な厚みをつけて充填できる。このため、上記本発明のハニカム芯材は、耐火性に優れている。
【００１０】
また、本発明のハニカム芯材は、前記水酸化アルミニウムは、粒度分布として粒子径５０μｍ以上の割合が２０％以下であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記リン酸類として、リン酸とリン酸マグネシウムとを含み、かつ、リン酸類を２０〜３５質量％含有することが好ましい。
【００１２】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、炭酸マグネシウムを１.５〜５質量％含有することが好ましい。
【００１３】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、酸化マグネシウムを４〜１０質量％含有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、酸化亜鉛を０．５〜２．５質量％含有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体が、前記ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーを５〜１０質量％含有することが好ましい。
【００１６】
上記各態様によれば、多孔質発泡体の無機骨格の強度を向上し、多孔質発泡体の厚みと密度のバランスを良好にできるので、耐火性に優れたハニカム芯材とすることができる。
【００１７】
また、本発明のハニカム芯材は、前記多孔質発泡体の目付けが５〜１０ｋｇ／ｍ２であることが好ましい。この態様によれば、断熱性能と水酸化アルミニウム含有量のバランスを良好にでき、耐火性に優れたハニカム芯材とすることが出来る。
【００１８】
また、本発明のハニカム芯材は、前記ハニカム体の厚みが５０〜９０ｍｍであり、かつ、前記多孔質発泡体の厚みが５０〜９０ｍｍであることが好ましい。この態様によれば、建築基準法第二条第七号に規定される耐火基準を満足しうる強度を備えた建築用部材として用いることができる。
【００１９】
また、本発明のハニカム芯材は、前記ハニカム体が、水酸化アルミニウムを４０質量％以上含有する難燃性ペーパーハニカムであることが好ましい。この態様によれば、耐熱性、難燃性、耐火性に優れたハニカム芯材とすることができる。
【００２０】
また、本発明のハニカム芯材は、単位面積あたりの水酸化アルミニウム含有量が３．５〜６ｋｇ／ｍ２であることが好ましい。この態様によれば、耐火性に必要な水酸化アルミニウム量と断熱性能のバランスを良好に出来、耐火性に優れたハニカム芯材とすることが出来る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のハニカム芯材は、耐火性に優れ、耐火間仕切り壁等の耐火性が要求される建築用部材に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のハニカム芯材は、ハニカム体と、そのセル内の少なくとも一部に充填された充填物とからなる。
【００２３】
［ハニカム体］
本発明のハニカム芯材に用いることのできるハニカム体は、連続する部材からなる隔壁によって仕切られた、六角形、四角形、三角形等の多角形、円形、不等辺多角形等の実質上連続的な幾何学的なセル（貫通孔）の形態を有するものである。
【００２４】
また、ハニカム体のセルサイズは、１５〜３０ｍｍであり、１８〜２２ｍｍが好ましい。ハニカム体セルサイズが３０ｍｍを超えると、ハニカム体のセル内の充填物が崩落しやすくなり、耐火性が悪くなる。一方、１５ｍｍ未満であると、ハニカム体のセル内の充填物に十分な厚みをつけることができず、断熱性能が劣り、耐火性が悪くなる。ここで、本発明におけるハニカム体のセルサイズとは、ＪＩＳ−Ａ６９３１に規定されるセルサイズを意味する。
【００２５】
また、ハニカム体の空隙率は、９２〜９９．５％が好ましく、９３〜９８％がより好ましい。ハニカム体の空隙率が、上記範囲を下回ると、ハニカム体のセルの隔壁に、充填物が付着し易くなるので、充填が困難となる。更には、ハニカム体の占める割合が大きくなるので、熱を伝え易いハニカム体の量が増えることによってハニカム芯材の断熱性が低下し、ハニカム芯材の重量の増加につながる。一方、上記範囲を超えると、ハニカム体の占める割合が小さくなり、ハニカム芯材の強度が低下する傾向にある。ハニカム体の空隙率は、［（ハニカム体が占める容積−ハニカム体の隔壁材料の容積）÷ハニカム体が占める容積］から求めることができる。
【００２６】
また、ハニカム体の隔壁の肉厚は、０．０２〜３ｍｍが好ましい。
【００２７】
ハニカム体の材質としては、金属ハニカム、ペーパー類、難燃化ペーパー類、繊維と樹脂との複合材、プラスチック、セラミックス、セラミックスペーパー等が挙げられる。
【００２８】
上記金属としては、アルミニウム、ステンレス、スチール等が挙げられる。
【００２９】
上記ペーパー類としては、クラフト紙、パルプ等の植物繊維若しくはポリエステル、ポリアミド、レーヨン、ポリビニルアルコール等の合成繊維からなるペーパー、アラミドペーパー、グラファイトペーパー、ガラスペーパー等の有機質もしくは無機質繊維からなるペーパーが挙げられる。
【００３０】
上記難燃化ペーパー類としては、上記ペーパーに使用される繊維質原料に、珪酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、リン化合物、ハロゲン化合物、ホウ素化合物等をペーパー化の際に混合、添加するか、ペーパー化した後あるいはハニカム化した後に、含浸して得られた難燃化ペーパー等が挙げられる。
【００３１】
上記繊維と樹脂との複合材としては、前述した各種ペーパー、及びガラス、グラファイト、アラミド、熱可塑性ポリエステル、レーヨン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、パルプ等の無機及び有機繊維の織布、又は不織布に、フェノール、ポリイミド、ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂、又はナイロン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を含浸させた繊維と樹脂との樹脂含浸物が挙げられる。
【００３２】
上記プラスチックとしては、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネートが挙げられる。
【００３３】
上記セラミックスとしては、コージェライト、ムライト等が挙げられる。
【００３４】
上記セラミックスペーパーとしては、アルミナ、アルミナシリカ繊維等が挙げられる。
【００３５】
このうち、本発明では、耐熱性及び難燃性に優れ、かつ、安価である点から、水酸化アルミニウムを４０質量％以上含有する難燃化ペーパーが好ましい。
【００３６】
［多孔質発泡体］
本発明のハニカム芯材において、ハニカム体のセル内に充填される充填物は、リン酸類と、該リン酸類の硬化剤と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、水酸化アルミニウムとを含む多孔質発泡体である。
【００３７】
（リン酸類）
上記多孔質発泡体に用いられるリン酸類としては、リン酸、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等が挙げられ、リン酸、リン酸マグネシウムが好ましい。
【００３８】
多孔質発泡体中におけるリン酸類の含有量は、２０〜３５質量％が好ましく、２５〜３０質量％がより好ましい。リン酸類の含有量が３５質量％を超えると、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、断熱性能が劣り、結果として耐火性が低下する傾向にある。また、２０質量％未満であると、多孔質発泡体の無機骨格が弱くなり、耐火試験等において形状保持ができないと考えられ、結果として耐火性が十分得られない場合がある。
【００３９】
多孔質発泡体中におけるリン酸の含有量は、３〜７質量％が好ましく、４〜６質量％がより好ましい。リン酸の含有量が上記範囲内であれば、多孔質発泡体の無機骨格が強くなると考えられ、更には、ハニカム体のセル内で、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られることから、耐火性に優れる。
【００４０】
また、多孔質発泡体中におけるリン酸マグネシウムの含有量は、１５〜３０質量％が好ましく、２０〜２５質量％がより好ましい。リン酸マグネシウムの含有量が上記範囲内であれば、多孔質発泡体の無機骨格が強くなると考えられ、更には、ハニカム体のセル内で、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られることから、耐火性に優れる。
【００４１】
（リン酸類の硬化剤）
上記多孔質発泡体に用いられるリン酸類の硬化剤としては、(１)炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩基性炭酸マグネシウム、塩基性炭酸亜鉛等の多価金属炭酸塩、(２)酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の多価金属酸化物、（３）水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛等の多価金属水酸化物、（４）マグネシウム、アルミニウム、亜鉛等の軽金属が挙げられる。なかでも、本発明においては、リン酸類の硬化剤として、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム及び酸化亜鉛から選ばれた少なくとも１種以上を用いることが好ましい。
【００４２】
多孔質発泡体中におけるリン酸類の硬化剤は、リン酸類の硬化剤と、前記リン酸類との当量比（リン酸類の硬化剤／リン酸類）で、０．８〜１．３が好ましく、０．９〜１．２がより好ましい。上記当量比が０．８未満であると、多孔質発泡体の無機骨格が十分に形成されにくく、無機骨格が弱くなり、耐火試験等において形状保持出来ないと考えられ、結果として耐火性が十分得られない場合がある。また、上記当量比が１．３を超えると、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、結果としてハニカム芯材の耐火性が劣る。
【００４３】
多孔質発泡体中におけるリン酸類の硬化剤の含有量は、６〜１８質量％が好ましく、８〜１２質量％がより好ましい。
【００４４】
リン酸類の硬化剤として炭酸マグネシウムを用いた場合、多孔質発泡体中における炭酸マグネシウムの含有量は、１．５〜５質量％が好ましく、２〜４質量％がより好ましい。炭酸マグネシウムの含有量が５質量％を超えると、炭酸マグネシウムが余剰となることから、後述するウレタンプレポリマーのウレタン反応が促進されると考えられ、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、結果として耐火性が劣る。また、１．５質量％未満であると、多孔質発泡体の無機骨格が弱くなり、耐火試験等における形状保持ができないと考えられ、結果として十分な耐火性が得られない場合がある。
【００４５】
リン酸類の硬化剤として酸化マグネシウムを用いた場合、多孔質発泡体中における酸化マグネシウムの含有量は、４〜１０質量％が好ましく、５〜８質量％がより好ましい。酸化マグネシウムの含有量が１０質量％を超えると、硬化反応が早くなり十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、結果として耐火性が劣る。また、４質量％未満であると、多孔質発泡体の無機骨格が弱くなり、耐火試験等における形状保持ができないと考えられ、結果として十分な耐火性が得られない場合がある。
【００４６】
リン酸類の硬化剤として酸化亜鉛を用いた場合、多孔質発泡体中における酸化亜鉛の含有量は、０．５〜２．５質量％が好ましく、０．８〜１．５質量％がより好ましい。
【００４７】
酸化亜鉛はリン酸類の硬化反応速度を調整でき、その含有量が０．５〜２．５質量％を外れると、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、結果として耐火性が劣る場合がある。
【００４８】
（ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマー）
上記多孔質発泡体に用いられるＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマー（以下、単に「ウレタンプレポリマー」と記載する）としては、有機ポリイソシアネート化合物と活性水素含有化合物とから誘導され、かつＮＣＯ基を分子内に有するものが好ましい。
【００４９】
上記有機ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン−４，４'−ジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチルシクロヘキサン−２，４−ジイソシアネート（水添ＴＤＩ）、２，４−又は２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、又は２−４'−若しくは４、４'−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が好ましく挙げられる。
【００５０】
上記活性水素含有化合物としては、例えば、低分子量ポリオール、高分子量ポリオールが挙げられ、ポリオキシアルキレンポリオールのうちのエチレンオキサイド付加物が好ましく、エチレンオキサイド付加物を単独、もしくは活性水素含有化合物の一部として使用することが特に好ましい。この場合、活性水素含有化合物中のオキシエチレン単位の含有量は、好ましくは１０〜９５質量％、特に５０〜９０質量％とするのが好ましい。エチレンオキサイド付加物を使用することにより、水性混合物とする際の上記プレポリマーの分散性が向上する。
【００５１】
（水酸化アルミニウム）
上記多孔質発泡体に用いられる水酸化アルミニウムは、平均粒子径が１０〜３０μｍであり、１４〜２８μｍが好ましい。平均粒子径が３０μｍを超えると、セル荒れが生じ、セル内に充填した多孔質発泡体の形状保持性が低下し、燃焼時に崩落等の虞れがあり、耐火性が劣る。また、１０μｍ未満であると、得られる多孔質発泡体の発泡倍率が低く、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、断熱性能が劣り、結果として耐火性が劣る。
【００５２】
水酸化アルミニウムの粒度分布は、粒子径５０μｍ以上の割合が２０％以下であることが好ましい。前記値が２０％を超えると、多孔質発泡体の無機骨格が弱くなり、形状保持ができないと考えられ、結果として十分な耐火性が得られない場合がある。
【００５３】
多孔質発泡体中における水酸化アルミニウムの含有量は、５０〜６０質量％とし、５４〜５８質量％が好ましい。水酸化アルミニウムの含有量が６０質量％を超えると、多孔質発泡体のハニカム体のセル内への充填性が低下し、その結果、断熱性能が付与出来ず、耐火性が悪くなる。また、５０質量％未満であると、水酸化アルミニウムの吸熱量が少なくなり、耐火性が悪くなる。
【００５４】
また、ハニカム芯材の単位面積あたりの水酸化アルミニウムの含有量は、３．５〜６ｋｇ／ｍ２が好ましく、４．８〜５．８ｋｇ／ｍ２がより好ましい。上記含有量が６ｋｇ／ｍ２を超えると、十分な厚みを有する多孔質発泡体が得られず、３．５ｋｇ／ｍ２未満であると、水酸化アルミニウムの吸熱量が少なくなり耐火性が悪くなる。
【００５５】
［ハニカム芯材の製造方法］
本発明のハニカム芯材は、例えば以下のようにして製造することができる。
すなわち、上記リン酸類の５０％水溶液と、上記リン酸類の硬化剤と、上記ウレタンプレポリマーと、上記水酸化アルミニウムとを混合して水性混合物とする。
次いで、上記水性混合物を、ハニカムのセル内に充填する。水性混合物の充填方法としては、セル中に上記水性混合物を流し込んで充填する方法、セル中に上記水性混合物を吹き付けて充填する方法、上記水性混合物を平面状に慣らした後、ハニカム体を上方から押し付けて充填する方法等が挙げられる。これらの方法では、ハニカム体のセル内に水性混合物を充填した後、充填したハニカム体の面に平滑な面材を当接させて十分に固定することが好ましい。これにより多孔質発泡体がハニカム体のセルの外に膨張することを防止することができる。なお、水性混合物は、ハニカム体の全部のセル又はセル全体に充填する必要はない。
そして、上記水性混合物をハニカム体のセル内に充填した後、常温常圧条件下で数分〜数十分の間に発泡硬化させて多孔質発泡体を形成する。
【００５６】
このようにして、図１に示すような、ハニカム体１の厚み方向に沿ってセルの一部に多孔質発泡体２が充填されたハニカム芯材３を製造することができる。
【００５７】
ハニカム体1の上下方向の厚みＨ１は、５０ｍｍ〜９０ｍｍが好ましい。ハニカム体１の厚みが９０ｍｍを超えると、水酸化アルミニウムを必要量保ちながら、ハニカム体１のセル内に多孔質発泡体を充填することが困難となり、その結果、耐火性が劣る。また、ハニカム体１の厚みＨ１が５０ｍｍ未満となると、断熱性が劣ると考えられ、その結果、耐火性が劣る。
【００５８】
多孔質発泡体２の上下方向の厚みＨ２は、５０ｍｍ〜９０ｍｍが好ましい。多孔質発泡体２の厚みＨ２が９０ｍｍを超えると、水酸化アルミニウムを必要量保ちながら発泡硬化させることが困難となり、その結果、耐火性が劣る。また、多孔質発泡体２の厚みＨ２が５０ｍｍ未満となると、断熱性が劣ると考えられ、その結果、耐火性が劣る。
【００５９】
また、ハニカム体１に充填された多孔質発泡体２の目付けは、５〜１０ｋｇ／ｍ２が好ましい。多孔質発泡体２の目付けが１０ｋｇ／ｍ２を超えると、断熱性が劣ると考えられ、その結果、耐火性が劣る。また、５ｋｇ／ｍ２未満となると、水酸化アルミニウムを必要量保ちながら発泡硬化させることが困難となり、その結果、耐火性が劣る。
【００６０】
例えば、セルサイズ１５〜３０ｍｍ、空隙率９２〜９９．５％、水酸化アルミニウム４０質量％以上含有の難燃性ペーパーのハニカム体１に、リン酸類２０〜３５質量％と、リン酸類の硬化剤６〜１８質量％と、平均粒子径が１５〜３０μｍの水酸化アルミニウム５０〜６０質量％と、ウレタンプレポリマー５〜１０質量％とを含み、リン酸の硬化剤とリン酸類との当量比が０．８〜１．３である水性混合物をセル中に９〜７０ｍｌ充填し、常温で１０〜１５分間発泡硬化することで、多孔質発泡体２の高さＨ２が５０〜９０ｍｍ、目付け５〜１０ｋｇ／ｍ２となるハニカム芯材３が得られる。
【００６１】
なお、ハニカム体１のセル内に充填した多孔質発泡体の上下方向の厚みＨ２及び密度は、例えば、リン酸類の硬化剤として用いる炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム及び酸化亜鉛の含有量を適宜調整することで調整できる。
【００６２】
このようにして得られる本発明のハニカム芯材は、耐火性に優れたものであり、例えば、ハニカム芯材の少なくとも一方の面に表面材を貼り付けることで、建築基準法第二条第七号に規定される耐火基準を満足しうる強度を有する耐火ボードとすることができ、耐火性が要求される建築用部材に用いることができる。
【００６３】
上記表面材としては、金属板、木質板、無機質板、天然石板が挙げられる。またこれらの表面材には、必要に応じて塗装、メッキ、表面化粧材との貼りあわせ、樹脂化粧又は塗装、プライマー、防錆、抗菌、抗カビ処理等が１種又は２種以上複合されて施されていてもよい。このうち、金属板が好ましく、鋼板、アルミニウム合金板、ステンレス板、チタニウム合金板等が挙げられる。なかでも、耐火性、難燃性、強度、意匠性等の点で、カラー鋼板、ガルバニウム鋼板、ボンデ鋼板、亜鉛メッキ鋼板等を含む鋼板、Ａ５０５２、Ａ５００５、Ａ１１００等を含むアルミニウム合金板、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等を含むステンレス板、及びチタニウム合金板等の金属板を用いることが好ましい。
【００６４】
また、表面材の厚みは、０．３〜２ｍｍが好ましく、０．５〜１ｍｍがより好ましい。０．３ｍｍ未満であると耐火性が劣り、２ｍｍを超えると重量が増し好ましくない。
【００６５】
なお、ハニカム芯材と表面材との接合方法としては、接着剤、ろう材による方法や、拡散接合等の方法を用いることができる。なかでも接着剤を使用する方法が一般的である。接着剤にはエポキシ系、ウレタン系、ビニルフェノリック系等の熱硬化系の接着剤と、合成ゴム系や酢酸ビニル系等の熱可塑性の接着剤とがあり、その形態としては、溶液状、ペースト状、固形状、フィルム状等が採用できる。
【００６６】
上記の接着剤の選定としては、表面材及びハニカム体の材質、接着力、硬化条件、接着設備、耐久性、価格等によって適宜選択される。また、その接着方法としては、ターンバック法、ピンチローラー法、ホットプレス法、バキュームバック法、オートクレーブ法等があり、これらの方法は単独又は組み合わせて行うことができる。また、接合する表面材の接着面には、接着剤に応じたプライマー処理や脱脂処理、及びサンディング等の接合面をあらす処理等を施すことも可能である。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下の実施例、比較例において、表中のウレタンプレポリマーとは、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール（エチレンオキサイド５０質量％とプロピレンオキサイド５０質量％とのコポリマー）とＭＤＩとを反応させたプレポリマーである。また、このプレポリマーのＮＣＯ含量は８．６質量％で、常温で粘調な樹脂溶液であった。
【００６８】
（実施例１〜５）
リン酸類（５０質量％水溶液に調整して使用）と、リン酸類の硬化剤と、ウレタンプレポリマーと、水酸化アルミニウムとを表1に示す通り混合し、スラリー状の水性混合物とした。
この水性混合物を、スパイラルピンミキサーの吐出口からキャリアフィルム上に厚みが平滑になるように吐出させながら、ベルトプレス上に移動させた。
そして、図１に示すハニカム体１を、水性混合物の上方より載せ、ベルトプレスでプレスした状態で２０分間滞留させ、実施例１〜５のハニカム芯材を得た。
【００６９】
【表１】
【００７０】
（比較例１〜８）
リン酸類（５０質量％水溶液に調整して使用）と、リン酸類の硬化剤と、ウレタンプレポリマーと、水酸化アルミニウムとを表２に示す通りに混合し、スラリー状の水性混合物とした。
この水性混合物を、スパイラルピンミキサーの吐出口からキャリアフィルム上に厚みが平滑になるように吐出させながら、ベルトプレス上に移動させた。
そして、図１に示すハニカム体１を、水性混合物の上方より載せ、ベルトプレスでプレスした状態で２０分間滞留させ、比較例１〜８のハニカム芯材を得た。
【００７１】
【表２】
【００７２】
[ハニカム芯材の物性評価]
・耐火試験１
実施例１〜５、比較例１〜８のハニカム芯材の上下面に表面材を貼り合せ、発泡ボードとした。耐火試験は、建築基準法第２条７号に準拠し、この発泡ボードの一方の面を加熱炉内で式（１）に基づき、６０分間加熱して他方の表面材上の温度変化を測定し、加熱開始から加熱終了後３時間経過するまでの各測定部位の温度上昇量がΔ１８０Ｋ以下であり、かつ、各測定部位の温度上昇量の平均値がΔ１４０Ｋ以下である場合を○とした。
Ｔ＝２４５ｌｏｇ１０(８ｔ＋１)＋２０・・・(１)
Ｔ：平均炉内温度（℃）、ｔ：試験経過時間（分)
【００７３】
・耐火試験２
実施例１〜５、比較例１〜８のハニカム芯材の上下面に、表面材を貼り合せ、発泡ボードとした。耐火試験は、建築基準法第２条７号に準拠し、この発泡ボードの一方の面を加熱炉内で、上記式（１）に基づき、７２分間加熱して他方の表面材上の温度変化を測定し、加熱中の各測定部位の温度上昇量がΔ１８０Ｋ以下であり、かつ、各測定部位の温度上昇量の平均値がΔ１４０Ｋ以下である場合を○とした。
【００７４】
・形状保持性試験
耐火試験後のハニカム芯材中の多孔質発泡体を観察し、炭化した多孔質発泡体が概ね試験前と同じ状態であった場合を○とした。
【００７５】
上記試験結果を表３にまとめて記す。
【００７６】
【表３】
【００７７】
上記結果より、本発明のハニカム芯材は、形状保持性があり、耐火性に優れたものであった。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明のハニカム芯材の一実施形態である。
【符号の説明】
【００７９】
１：ハニカム体
２：多孔質発泡体
３：ハニカム芯材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム体と、そのセル内の少なくとも一部に充填された充填物とからなるハニカム芯材であって、
前記ハニカム体が、ＪＩＳ−Ａ６９３１に規定されるセルサイズとして１５〜３０ｍｍを有し、前記充填物が、リン酸類と、該リン酸類の硬化剤と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、平均粒子径１０〜３０μｍの水酸化アルミニウムとを含み、前記リン酸類の硬化剤と前記リン酸類との当量比が０．８〜１．３で、前記水酸化アルミニウムの含有量が５０〜６０質量％である多孔質発泡体であることを特徴とするハニカム芯材。
【請求項２】
前記水酸化アルミニウムは、粒度分布として粒子径５０μｍ以上の割合が２０％以下である、請求項１に記載のハニカム芯材。
【請求項３】
前記多孔質発泡体が、前記リン酸類として、リン酸とリン酸マグネシウムとを含み、かつ、前記リン酸類を２０〜３５質量％含有する、請求項１又は２に記載のハニカム芯材。
【請求項４】
前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として炭酸マグネシウムを１.５〜５質量％含有する、請求項１〜３のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項５】
前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、酸化マグネシウムを４〜１０質量％含有する、請求項１〜４のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項６】
前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、酸化亜鉛を０．５〜２．５質量％含有する、請求項１〜５のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項７】
前記多孔質発泡体が、前記ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーを５〜１０質量％含有する、請求項１〜６のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項８】
前記多孔質発泡体の目付けが５〜１０ｋｇ／ｍ２である、請求項１〜７のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項９】
前記ハニカム体の厚みが５０〜９０ｍｍであり、かつ、前記多孔質発泡体の厚みが５０〜９０ｍｍである、請求項１〜８のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項１０】
前記ハニカム体が、水酸化アルミニウムを４０質量％以上含有する難燃性ペーパーハニカムである、請求項１〜９のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項１１】
前記ハニカム芯材が、単位面積あたり水酸化アルミニウムを３．５〜６ｋｇ／ｍ２含有する、請求項１〜１０のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項１】
ハニカム体と、そのセル内の少なくとも一部に充填された充填物とからなるハニカム芯材であって、
前記ハニカム体が、ＪＩＳ−Ａ６９３１に規定されるセルサイズとして１５〜３０ｍｍを有し、前記充填物が、リン酸類と、該リン酸類の硬化剤と、ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーと、平均粒子径１０〜３０μｍの水酸化アルミニウムとを含み、前記リン酸類の硬化剤と前記リン酸類との当量比が０．８〜１．３で、前記水酸化アルミニウムの含有量が５０〜６０質量％である多孔質発泡体であることを特徴とするハニカム芯材。
【請求項２】
前記水酸化アルミニウムは、粒度分布として粒子径５０μｍ以上の割合が２０％以下である、請求項１に記載のハニカム芯材。
【請求項３】
前記多孔質発泡体が、前記リン酸類として、リン酸とリン酸マグネシウムとを含み、かつ、前記リン酸類を２０〜３５質量％含有する、請求項１又は２に記載のハニカム芯材。
【請求項４】
前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として炭酸マグネシウムを１.５〜５質量％含有する、請求項１〜３のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項５】
前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、酸化マグネシウムを４〜１０質量％含有する、請求項１〜４のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項６】
前記多孔質発泡体が、前記リン酸類の硬化剤として、酸化亜鉛を０．５〜２．５質量％含有する、請求項１〜５のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項７】
前記多孔質発泡体が、前記ＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマーを５〜１０質量％含有する、請求項１〜６のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項８】
前記多孔質発泡体の目付けが５〜１０ｋｇ／ｍ２である、請求項１〜７のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項９】
前記ハニカム体の厚みが５０〜９０ｍｍであり、かつ、前記多孔質発泡体の厚みが５０〜９０ｍｍである、請求項１〜８のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項１０】
前記ハニカム体が、水酸化アルミニウムを４０質量％以上含有する難燃性ペーパーハニカムである、請求項１〜９のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【請求項１１】
前記ハニカム芯材が、単位面積あたり水酸化アルミニウムを３．５〜６ｋｇ／ｍ２含有する、請求項１〜１０のいずれか一つに記載のハニカム芯材。
【図１】
【公開番号】特開２００８−３６８９１（Ｐ２００８−３６８９１Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１１５３５（Ｐ２００６−２１１５３５）
【出願日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【出願人】（０００１１６７９２）旭ファイバーグラス株式会社 (101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【出願人】（０００１１６７９２）旭ファイバーグラス株式会社 (101)
【Ｆターム（参考）】
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