説明

フェノール樹脂発泡体積層板とその製造方法、複合板、及び断熱構造

【課題】 高温環境下での寸法安定性が改善されたフェノール樹脂発泡体積層板を提供すること。
【解決手段】 密度が10kg/m以上100kg/m以下、平均気泡径が5μm以上200μm以下、独立気泡率が85%以上99%以下の範囲であるフェノール樹脂発泡体と、該フェノール樹脂発泡体表面を被覆する面材と、からなるフェノール樹脂発泡体積層板であって、フェノール樹脂発泡体は、炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素、又は、これらの組み合わせを含有し、70℃、48時間後における寸法変化率の絶対値が0.49%以下であることを特徴とするフェノール樹脂発泡体積層板。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フェノール樹脂発泡体積層板とその製造方法、複合板、及び断熱構造に関する。
【背景技術】
【0002】
フェノール樹脂発泡体積層板は発泡プラスチック系の断熱材の中でも高い断熱性能、難燃性、耐熱性を有しているために、建築材料や一般産業用材料として広く用いられている。建築物の屋根などの断熱材にとって特に条件の厳しい高温環境において断熱層の気密性能を確保したい場合には、断熱材間や断熱材と枠などの部材の間にシーリング材等を別途施工することがあり、施工の手間がかかっていた。
【0003】
特許文献1には、熱風硬化炉中でスペーサーを介して複数の一次発泡体を重ねて所定の温度、風速で後硬化するフェノール樹脂発泡体積層板の製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−28288
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1では、施工後に必要とされる寸法安定性を有するフェノール樹脂発泡体積層板は得られていない。
【0006】
本発明者らは、フェノール樹脂発泡体を備える断熱層の気密性能を確保したい場合に、フェノール樹脂発泡体積層板の寸法変化率をきわめて小さくすれば、断熱材を面内方向に若干の圧縮力をかけながらきつくはめ込むことにより、シーリング材等を別途施工しなくても施工後の気密性能を確保することができることを見出した。
【0007】
また、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、フェノール樹脂の粘度、水分率、及びフェノール樹脂中の残留フェノールの濃度を特定範囲内の値にして、フェノール樹脂発泡体を製造することによって、寸法安定性が改善されたフェノール樹脂発泡体積層板が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は以下の[1]〜[12]を提供する。
[1]密度が10kg/m以上100kg/m以下、平均気泡径が5μm以上200μm以下、独立気泡率が85%以上99%以下の範囲であるフェノール樹脂発泡体と、該フェノール樹脂発泡体表面を被覆する面材と、からなるフェノール樹脂発泡体積層板であって、フェノール樹脂発泡体は、炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素、又は、これらの組み合わせを含有し、70℃、48時間後における寸法変化率の絶対値が0.49%以下であることを特徴とするフェノール樹脂発泡体積層板。
[2] フェノール樹脂発泡体中の揮発分含有率が、1.0重量%以上7.0重量%以下の範囲であることを特徴とする[1]に記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
[3] フェノール樹脂発泡体が、炭化水素及び塩素化脂肪族炭化水素を含有することを特徴とする[1]又は[2]に記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
[4] 面材の酸素透過率が、4.5cm/24h・m以上であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
[5] フェノール樹脂発泡体の熱伝導率が、0.015〜0.025W/m・Kであることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
[6] 面材上で、フェノール樹脂と、硬化触媒と、炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素又はこれらの組み合わせを含有する発泡剤と、界面活性剤と、を含む発泡性フェノール樹脂組成物を、発泡及び硬化させるフェノール樹脂発泡体積層板の製造方法であって、フェノール樹脂に含まれる残留フェノールが1.0重量%以上4.3重量%以下であり、フェノール樹脂に含まれる水分率が1.0重量%以上10.0重量%以下であり、フェノール樹脂の40℃における粘度が5000mPa・s以上100000mPa・s以下であることを特徴とする製造方法。
[7] [1]〜[5]のいずれかに記載のフェノール樹脂発泡体積層板、または[6]に記載の製造方法によって製造されたフェノール樹脂発泡体積層板と、板部材とを接合して構成されることを特徴とする複合板。
[8] [1]〜[5]のいずれかに記載のフェノール樹脂発泡体積層板、または[6]に記載の製造方法によって製造されたフェノール樹脂発泡体積層板と、フェノール樹脂発泡体積層板の一方の主面側に配置された下地材と、フェノール樹脂発泡体積層板の他方の主面側に配置された仕上材と、を備えることを特徴とする断熱構造。
[9] フェノール樹脂発泡体積層板と下地材との間に配置される第1介在層と、フェノール樹脂発泡体積層板と仕上材との間に配置される第2介在層と、を更に備えることを特徴とする[8]記載の断熱構造。
[10] 第2介在層がモルタルからなることを特徴とする[9]記載の断熱構造。
[11] 第2介在層がモルタルとメッシュ材からなることを特徴とする[9]記載の断熱構造。
[12] 第2介在層が板部材を含むことを特徴とする[9]記載の断熱構造。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、高温環境下での寸法安定性が改善されたフェノール樹脂発泡体積層板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板を示す概略図である。
【図2】図2は、本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板を用いた断熱構造を示す断面図である。
【図3】図3は、フェノール樹脂発泡体積層板を用いた断熱構造を示す正面図であって、フェノール樹脂発泡体積層板の並べ方を示す図である。
【図4】図4は、本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板を用いた断熱構造の具体的な例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【0012】
本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板1は、フェノール樹脂発泡体3の主面と面材2の主面とが面材2と接触するように、フェノール樹脂発泡体3が二枚の面材2によって挟まれた形状をなす。
【0013】
(フェノール樹脂発泡体)
まず、フェノール樹脂発泡体3について説明する。フェノール樹脂発泡体は、フェノール樹脂と、該樹脂の硬化触媒と、炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素又はこれらの組み合わせを含有する発泡剤と、界面活性剤と、を含む発泡性フェノール樹脂組成物を、発泡及び硬化させることにより得られる。
【0014】
フェノール樹脂は、例えば、フェノールとホルマリンを原料として、アルカリ触媒により40〜100℃の温度範囲で加熱して重合させることによって得られる。また、必要に応じて、レゾール樹脂重合時に尿素等の添加剤を添加しても良い。尿素を添加する場合は、予めアルカリ触媒でメチロール化した尿素をレゾール樹脂に混合することがより好ましい。合成後のフェノール樹脂は、通常過剰の水を含んでいるので、発泡可能な水分量まで脱水される。フェノール樹脂中の水分率は1重量%以上10重量%以下、好ましくは1重量%以上7重量%以下、さらに好ましくは2重量%以上5重量%以下、とりわけ好ましくは2重量%以上4.5重量%以下である。
【0015】
フェノール樹脂における、フェノール類対アルデヒド類の出発モル比は、1:1から1:4.5が好ましく、より好ましくは1:1.5から1:2.5の範囲内である。フェノール樹脂合成の際に好ましく使用されるフェノール類としては、フェノール又はフェノール骨格を有する化合物が挙げられる。フェノール骨格を有する化合物の例としては、レゾルシノール、カテコール、o−、m−及びp−クレゾール、キシレノール類、エチルフェノール類、p−tertブチルフェノール等が挙げられる。2核フェノール類もまた使用できる。
【0016】
フェノール樹脂の製造で用いられるアルデヒド類としては、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド以外のアルデヒド化合物が挙げられる。ホルムアルデヒド以外のアルデヒド化合物としては、グリオキサール、アセトアルデヒド、クロラール、フルフラール、ベンズアルデヒド等が挙げられる。アルデヒド類には、添加剤として、尿素、ジシアンジアミドやメラミン等を加えてもよい。なお、これらの添加剤を加える場合、フェノール樹脂とは、添加剤を加えた後のものを指す。
【0017】
フェノール樹脂の粘度は40℃において5000mPa・s以上100000mPa・s以下である。独立気泡率の確保や、製造コストの観点から、好ましくは7000mPa・s以上50000mPa・s以下であり、さらに好ましくは10000mPa・s以上40000mPa・s以下である。
【0018】
フェノール樹脂中に含まれる残留フェノールは、フェノール樹脂の調整の容易性や、発泡性の確保の観点から、1.0重量%以上4.3重量%以下、より好ましくは2.3重量%以上4.25重量%以下、最も好ましくは2.7重量%以上4.2重量%以下である。製造されたフェノール樹脂発泡体に残留フェノールが多すぎると可塑化効果によってフェノール発泡体の樹脂部が軟化してしまい、寸法変化を大きくしてしまうと考えられる。
【0019】
フェノール樹脂は添加剤を含有していてもよく、例えば可塑剤として一般的に用いられているフタル酸エステル類やグリコール類であるエチレングリコール、ジエチレングリコールなどを用いることができる。また、脂肪族炭化水素または高沸点の脂環式炭化水素、またはそれらの混合物を用いても良い。添加剤の含有量はフェノール樹脂100重量部に対し0.5重量部以上20重量部以下が望ましい。これら添加剤を添加しすぎるとフェノール樹脂の粘度が著しく低下し、硬化発泡時に破泡を誘発してしまい、少なすぎると添加剤を含有する意味が薄れる。このため、より好ましくは1.0重量部以上10重量部以下である。
【0020】
発泡剤は、地球温暖化係数の観点から、炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素、又は、これらの組み合わせを必須成分とし、発泡剤における重量比率としては、炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素、又は、これらの組み合わせが50重量%以上、より好ましくは60重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上、とりわけ好ましくは80重量%以上、最も好ましくは90重量%以上含有することができる。発泡剤は、炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素、又は、これらの組み合わせのうち、炭化水素と塩素化脂肪族炭化水素とを組み合わせて用いることが好ましい。炭化水素と塩素化脂肪族炭化水素とを組み合わせて用いると、炭化水素を単独で使用する場合よりも熱伝導率が低下する傾向があり、炭化水素、塩素化炭化水素それぞれの特長を活かした2種または3種のブレンドが好適である。
【0021】
炭化水素系発泡剤としては、炭素数が3〜7の環状または鎖状のアルカン、アルケン、アルキンが好ましく、具体的には、ノルマルブタン、イソブタン、シクロブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ネオペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、シクロヘキサン、等を挙げることができる。その中でも、ノルマルペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ネオペンタンのペンタン類及びノルマルブタン、イソブタン、シクロブタンのブタン類が好適に用いられる。これら炭化水素系発泡剤は単独で用いても良いし、2種類以上を組み合わせて用いても良い。
【0022】
塩素化脂肪族炭化水素系発泡剤としては、炭素数が2〜5の直鎖状または分岐状のものが用いられる。結合している塩素原子の数は限定されるものではないが、1〜4が好適に用いられ、例えばクロロエタン、プロピルクロリド、イソプロピルクロリド、ブチルクロリド、イソブチルクロリド、ペンチルクロリド、イソペンチルクロリドなどが挙げられる。これらのうち、プロピルクロリド、イソプロピルクロリドがより好ましく用いられる。これら塩素化脂肪族炭化水素は単独で用いても良いし、2種類以上を組み合わせて用いても良い。
【0023】
発泡剤の使用量については、フェノール樹脂100重量部に対して1〜25重量部の範囲で好ましく使用される。フェノール樹脂100重量部に対して1〜15重量部とすることがさらに好ましい。
【0024】
界面活性剤は一般にフェノール樹脂発泡体の製造に使用されるものを使用できるが、中でもノニオン系の界面活性剤が効果的であり、例えば、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体であるアルキレンオキサイドや、アルキレンオキサイドとヒマシ油の縮合物、アルキレンオキサイドとノニルフェノール、ドデシルフェノールのようなアルキルフェノールとの縮合物、アルキルエーテル部分の炭素数が14〜22のポリオキシエチレンアルキルエーテル、更にはポリオキシエチレン脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル類、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン系化合物、ポリアルコール類等が好ましい。これらの界面活性剤は単独で用いても良いし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、その使用量については特に制限はないが、フェノール樹脂100重量部に対して0.3〜10重量部の範囲で好ましく使用される。
【0025】
硬化触媒としては、フェノール樹脂を硬化できる酸性の硬化触媒であればよいが、無水酸硬化触媒が好ましい。無水酸硬化触媒としては、無水リン酸や無水アリールスルホン酸が好ましい。無水アリールスルホン酸としては、トルエンスルホン酸やキシレンスルホン酸、フェノールスルホン酸、置換フェノールスルホン酸、キシレノールスルホン酸、置換キシレノールスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等が挙げられ、これらを一種類で用いても、二種類以上組み合わせてもよい。また、硬化助剤として、レゾルシノール、クレゾール、サリゲニン(o−メチロールフェノール)、p−メチロールフェノール等を添加してもよい。また、これらの硬化触媒を、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の溶媒で希釈してもよい。硬化剤の使用量については特に制限はないが、フェノール樹脂100重量部に対して3〜30重量部の範囲で好ましく使用される。
【0026】
上記フェノール樹脂、上記硬化触媒、上記発泡剤、及び、上記界面活性剤を、上述したような割合で混合することにより発泡性フェノール樹脂組成物を得ることができる。得られた発泡性フェノール樹脂組成物を、後述するようにして発泡及び硬化させることにより、フェノール樹脂発泡体を得ることができる。このフェノール樹脂発泡体中の揮発分含有率は1.0重量%以上7.0重量%以下であることが好ましく、1.1重量%以上7.0重量%以下であることがより好ましく、1.2重量%以上6.8重量%以下であることがさらに好ましく、1.3重量%以上6.8重量%以下であることが最も好ましい。揮発分含有率が高すぎると、施工後や高温の環境下でフェノール樹脂発泡体から多くの揮発分が大気中へと気散され、高い独立気泡率を有するフェノール樹脂発泡体の場合、気泡内部の圧力が減圧となるため大きな寸法変化の要因となるため好ましくない。一方、揮発分含有率が1.0重量%未満のフェノール樹脂発泡体を製造するには多大のエネルギーと時間が必要となってしまう。ここで、本発明のフェノール樹脂発泡体の揮発分は、EN1604に基づき測定でき、当該試験方法によれば、水分及び発泡剤の混合物が支配的であると考えられる。
【0027】
得られたフェノール樹脂発泡体の密度は、10kg/m以上100kg/m以下、好ましくは15kg/m以上80kg/m以下、より好ましくは15kg/m以上40kg/m以下であり、さらに好ましくは15kg/m以上30kg/m以下であり、最も好ましくは15kg/m以上28kg/m以下である。
【0028】
(フェノール樹脂発泡体積層板)
次に、フェノール樹脂発泡体積層板1について説明する。フェノール樹脂発泡体積層板1は、上述の発泡性フェノール樹脂組成物を走行する面材上に連続的に吐出し、発泡性フェノール樹脂組成物の、面材と接触する面とは反対側の面を、他の面材で被覆し、発泡及び硬化させることにより得られる。
【0029】
上記フェノール樹脂発泡体3を挟む面材2は、生産効率の観点から、可撓性を有していることが好ましい。可撓性を有する面材としては、合成繊維不織布、合成繊維織布、ガラス繊維紙、ガラス繊維織布、ガラス繊維不織布、ガラス繊維混抄紙、紙類、金属フィルムまたは、これらの組合せが挙げられる。これらの面材は難燃性を付与するために難燃剤を含有していてもよく、例えば難燃剤として一般的に使用されているテトラブロモビスフェノールA、デカブロモジフェニルエーテル等の臭素化合物、芳香族リン酸エステル、芳香族縮合リン酸エステル、ハロゲン化リン酸エステル、赤リン等のリン又はリン化合物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等のアンチモン化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物を用いることができる。これらの難燃剤は面材の繊維中に練りこまれていてもよく、アクリル、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル、エポキシ、不飽和ポリエステル等のバインダーに添加されていてもよい。また、フッ素樹脂系、シリコーン樹脂系、ワックスエマルジョン系、パラフィン系、アクリル樹脂パラフィンワックス併用系などの撥水剤やアスファルト系防水処理剤によって表面処理することができる。これらの撥水剤や防水処理剤は単独で用いてもよいし、上記難燃剤を添加し面材に塗布してもよい。
【0030】
面材は、ガスの透過性が高いことが好ましい。このような面材としては、合成繊維不織布、ガラス繊維紙、ガラス繊維不織布、紙類が好適に用いられる。このような面材のうち、ガス透過性として、ASTM D3985−95に準拠し、酸素の透過率が4.5cm/24h・m以上である面材が特に好ましい。発泡時の熱硬化性樹脂の面材への滲み出しや、熱硬化性樹脂と面材との接着性の観点から、面材に合成繊維不織布を用いる場合には、目付け量は15〜80g/mが好ましく、ガラス繊維不織布を用いる場合には目付け量は30〜200g/mが好ましい。
【0031】
二枚の面材に挟まれた発泡体フェノール樹脂組成物は、面材上で発泡する。この発泡したフェノール樹脂組成物(発泡体)を硬化させるには、例えば、下記の第1のオーブンの及び第2のオーブンを用いることができる。
【0032】
第1オーブンは60〜110℃の熱風を発生させ、無端スチールベルト型ダブルコンベアまたはスラット型ダブルコンベアを有する。このオーブン内で、未硬化の発泡体を板状に成形しながら硬化させ、部分硬化した発泡体を得ることができる。第1オーブン内は全域に渡って均一な温度でよく、複数の温度ゾーンを有していてもよい。
【0033】
第2オーブンは40〜120℃の熱風を発生させ、第1オーブンで部分硬化した発泡体を後硬化させるものである。部分硬化したボードはスペーサーやトレイを用いて一定の間隔で重ねても良い。第2オーブン内の温度は高すぎると発泡体の気泡内部の発泡剤の圧力が高くなりすぎるため破泡を誘発してしまい、低すぎるとフェノール樹脂の反応が進ませるのに時間がかかりすぎる恐れがあるため、80〜110℃がより好ましい。
【0034】
なお、上記発泡及び硬化方法は、上述の方法に限定されない。
【0035】
以上、本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板の製造方法によれば、地球温暖化係数の低い発泡剤用いて、断熱材にとって特に条件の厳しい高温環境下で施工後の高い寸法安定性を有するフェノール樹脂発泡体積層板を提供することができる。
【実施例】
【0036】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0037】
<フェノール樹脂の合成>
反応器に52重量%ホルムアルデヒド3500kgと99重量%フェノール2510kgを仕込み、プロペラ回転式の攪拌機により攪拌し、温調機により反応器内部液温度を40℃に調整した。次いで50重量%水酸化ナトリウム水溶液を加えながら昇温して、反応を行わせた。オストワルド粘度が60センチストークス(=60×10−6/s、25℃における測定値)に到達した段階で、反応液を冷却し、尿素を570kg(ホルムアルデヒド仕込み量の15モル%に相当)添加した。その後、反応液を30℃まで冷却し、パラトルエンスルホン酸一水和物の50重量%水溶液とし、pHを6.4に中和した。
【0038】
この反応液を60℃で濃縮処理した後、残留フェノールを測定したところ3.1重量%であった。これをフェノール樹脂Aとする。濃縮時間の変更や、濃縮後の加水によって、表2に示すフェノール樹脂B〜Gを得た。フェノール樹脂合成時の反応時間を調整し、得られた反応液を同様に60℃で濃縮処理することによって、フェノール樹脂H〜Jを得た。得られたフェノール樹脂A〜Jの樹脂特性は以下の方法によって求められる。得られたフェノール樹脂A〜Jの各物性は、表2に示す。
【0039】
<残留フェノール>
フェノール樹脂中の残留フェノールは以下の方法により求められる。
フェノール樹脂1mgを1mlのメタノールに溶解させ、以下の条件で測定を行った。装置:(株)島津製作所製LC−VP型高速液体クロマトグラフィー
カラム:Waters社製Xbridge C18 3.5μm (内径3mm×100mm)、カラム温度:40℃
溶離液:水/アセトニトリル
グラジエント条件:水/アセトニトリル=90/10(0分)
水/アセトニトリル=0/100(20分)
水/アセトニトリル=90/10(20.1分)
水/アセトニトリル=90/10(35分)
流速:0.47ml/分
検出:270nm
注入量:5μL
残留フェノールの濃度はフェノール標品(和光純薬製、試薬特級)の10μg/ml及び100μg/mlの溶液を用いて作成した検量線より算出した。
【0040】
<水分率>
フェノール樹脂中の水分率はカールフィッシャー水分計MKA−510(京都電子工業(株)製)を用い、測定した。
【0041】
<フェノール樹脂の粘度>
回転粘度計(東機産業(株)製、R−100型、ローター部は3°×R−14)を用い、40℃で3分間安定させた後の測定値とした。
【0042】
(実施例1)
フェノール樹脂A100重量部に対して、界面活性剤としてエチレンオキサイド−プロピレンオキサイドのブロック共重合体(BASF製、プルロニックF−127)を2.0重量部の割合で混合した。混合されたフェノール樹脂100重量部に対して、発泡剤として表1に示す発泡剤Aを7重量部、酸硬化触媒としてキシレンスルホン酸80重量%とジエチレングリコール20重量%の混合物14重量部からなる組成物を、25℃に温調したミキシングヘッドに供給し、マルチポート分配管を通して、移動する面材上に供給した。使用する混合機(ミキサー)は、特開平10−225993号に開示されたものを使用した。即ち、混合機の上部側面に、フェノール樹脂に界面活性剤を添加した樹脂組成物、及び、発泡剤の導入口があり、回転子が攪拌する攪拌部の中央付近の側面に硬化触媒の導入口を備えている。攪拌部以降はフォームを吐出するためのノズルに繋がっている。即ち、触媒導入口までを混合部(前段)、触媒導入口〜攪拌終了部を混合部(後段)、攪拌終了部〜ノズルを分配部とし、これらにより構成されている。分配部は先端に複数のノズルを有し、混合された発泡性フェノール樹脂組成物が均一に分配されるように設計されている。
【0043】
面材上に供給した発泡性フェノール樹脂組成物は、面材と接触する面とは反対側の面が、他の面材で被覆されると同時に、二枚の面材で挟み込まれるようにして、85℃のスラット型ダブルコンベアへ送られる。15分の滞留時間で硬化した後、110℃のオーブンで2時間キュアしてフェノール樹脂フォームを得た。スラット型ダブルコンベアにより上下方向から面材を介して、発泡性フェノール樹脂発泡体に適度に圧力を加えることで、板状のフェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0044】
面材としては、ポリエステル製不織布(旭化成せんい(株)製「スパンボンドE05030」、坪量30g/m、厚み0.15mm)を使用した。
【0045】
(実施例2)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Bとする以外は実施例1と同様にして、フェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0046】
(実施例3)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Cとする以外は実施例1と同様にして、フェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0047】
(実施例4)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Dとし、フェノール樹脂に対してイソペンタン50重量%とイソブタン50重量%の混合物8.0重量%する以外は実施例1と同様にして、フェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0048】
(実施例5)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Eとする以外は実施例1と同様にして、フェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0049】
(実施例6)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Hとする以外は実施例1と同様にして、フェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0050】
(実施例7)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Iとする以外は実施例1と同様にして、フェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0051】
(実施例8)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Bとし、発泡剤を表1に示す発泡剤Bとし、スラット型ダブルコンベアオーブンの温度を80℃、滞留時間を20分に変更する以外は実施例1と同様にしてフェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0052】
(実施例9)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Bとし、発泡剤を表1に示す発泡剤Cとし、スラット型ダブルコンベアオーブンの温度を80℃、滞留時間を20分に変更する以外は実施例1と同様にしてフェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0053】
(実施例10)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Bとし、発泡剤を表1に示す発泡剤Dとし、スラット型ダブルコンベアオーブンの温度を80℃、滞留時間を20分に変更する以外は実施例1と同様にしてフェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0054】
(実施例11)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Bとし、発泡剤を表1に示す発泡剤Eに変更する以外は実施例1と同様にしてフェノール樹脂発泡体積層板を得た。
【0055】
【表1】

【0056】
(比較例1)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Fとする以外は実施例1と同様にして、フェノール樹脂泡体積層板を得た。
【0057】
(比較例2)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Jとする以外は実施例1と同様にして、フェノール樹脂泡体積層板を得た。
【0058】
(比較例3)
フェノール樹脂をフェノール樹脂Gとする以外は実施例1と同様にして、フェノール樹脂泡体積層板を得た。
【0059】
実施例及び比較例によって得られたフェノール樹脂発泡体及びフェノール樹脂発泡体積板の特性は以下の方法によって求められる。
【0060】
<揮発分含有率>
揮発分含有率は、フェノール樹脂発泡体の105℃、48時間乾燥後の重量をW、乾燥前の重量Wとしたとき、以下に示される式によって算出した。
揮発分含有率[wt%]=100×(W−W)/W
【0061】
<70℃における寸法変化率>
70℃における寸法変化率は、フェノール樹脂発泡体を縦横200mm角に切り出し、EN1604に示された試験方法によって求められた縦又は横のいずれか一方向の寸法変化率Δεのことを指す。なお、縦横とはそれぞれフェノール樹脂発泡体の厚み方向と垂直な方向である。具体的には、縦横200mm角のフェノール樹脂発泡体を、温度70℃で48時間放置した後の値である。Δεは、下記の式により算出した。
Δε=100×(b−b)/b
式中、bは、初期の寸法であり、bは48時間放置後の寸法である。
【0062】
<独立気泡率>
フェノール樹脂発泡体より、直径35mm〜36mmの円筒試料をコルクボーラーで刳り貫き、高さ30mm〜40mmに切りそろえた後、空気比較式比重計(東京サイエンス社製、1,000型)の標準使用方法により試料容積を測定した。独立気泡率は、その試料容積から、試料重量と樹脂密度とから計算した気泡壁の容積を差し引いた値を、試料の外寸から計算した見かけの容積で割った値である。測定は、ASTM−D−2856に従い行った。ここでフェノール樹脂の密度は1.3kg/Lとした。
【0063】
<フェノール樹脂発泡体の密度>
20cm角のフェノール樹脂発泡体積層板を試料とし、この試料の面材を取り除いて測定した重量と、見かけ容積を測定して求めた値である。測定は、JIS−K−7222に従い行った。
【0064】
<発泡製品の熱伝導率>
フェノール樹脂発泡体を縦横200mm角に切り出し、低温板5℃、高温板35℃でJIS−A−1412の平板熱流計法に従い測定した。
【0065】
<発泡性>
発泡性は得られた発泡体積層板を観察しA,B,Cの3段階で評価した。スラット型ダブルコンベアの上側のスラットと下側のスラット間の距離と発泡体積層板の厚みの差を評価し、その差が0〜2mmのものをA、2〜5mmのものをB、5mm以上のものをCとした。
【0066】
表2に上記結果を示す。
【0067】
<総合評価>
(総合評価の基準:寸法変化率×発泡性)
表2に示すように、実施例1〜11に係る発泡体積層板は、いずれも比較例1〜3に係る発泡体積層板に比して寸法変化率が小さく、高い独立気泡率を有しており、かつ発泡性が良好であり総合評価もいずれもAとなっている。比較例1は発泡性が悪く、比較例2は寸法変化率が大きく、また比較例3は発泡体の独立気泡率が著しく悪いため総合評価がCとなった。
【0068】
【表2】



【0069】
次に、図2、図3及び図4を参照して本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板1の使用例について説明する。
【0070】
図2は、本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板1を用いた断熱構造100を示す断面図である。図2に示すように、断熱構造100は、フェノール樹脂発泡体積層板1と、フェノール樹脂発泡体積層板1の一方の主面1a側に配置された下地材10と、フェノール樹脂発泡体積層板1の他方の主面1b側に配置された仕上材20と、フェノール樹脂発泡体積層板1と下地材10との間に配置される第1介在層30と、フェノール樹脂発泡体積層板1と仕上材20との間に配置される第2介在層40と、を備えている。このような断熱構造100は、例えば、外断熱構造、内断熱構造、断熱屋根構造などに適用することができる。
【0071】
下地材10は、フェノール樹脂発泡体積層板1及び仕上材20に対する下地となる部分である。例えば、下地材10は、構造物の建物における壁、屋根、天井及び床である。より具体的に、下地材10は、タイル、ガラス、石材、ブロック、レンガ、RC、軽量気泡コンクリート、木材、鉄板、無機板、鉄骨等から構成される。
【0072】
仕上材20は、下地材10やフェノール樹脂発泡体積層板1を覆うものである。例えば、仕上材20は、外装材、内装材、防水材である。より具体的に、外装材は、上塗り塗装材や仕上げタイルや、木材、樹脂、金属や無機物およびそれらの複合物からなる仕上げボード等である。内装材は、クロスや木材、樹脂、金属や無機物およびそれらの複合物からなるボード及びタイル等である。防水材は、防水シート、アスファルト等である。
【0073】
介在層30,40は、板部材、シート部材、流動物が硬化した接合層のうち、いずれかによって構成される。あるいは、介在層30は、板部材、シート部材、接合層のうちのいずれか二種類、または全ての種類を組み合わせることによって構成されている。板部材は、例えば、石膏ボード、セメント板、珪酸カルシウム板、金属板、無垢木板、合板、樹脂板などである。また、板部材として、これらを接合したボードを用いてもよい。シート部材は、例えば、金属、ガラス、石膏、珪酸カルシウム、木材、樹脂等で構成されているメッシュ材やシートなどである。接合層は、施工時は流動性を有し部材に対して塗布可能であり、硬化することによって部材同士を接合することのできるものである。接合層は、例えば、モルタル、接着剤などである。接着剤は、例えば、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、変成シリコン系樹脂、及びこれらの混合組成物などをベースとした接着剤を用いることができる。
【0074】
第1介在層30と第2介在層40とは、同じ材料構成であってもよく、あるいは、互いに異なる材料構成であってもよい。また、断熱構造100は、第1介在層30と第2介在層40のうち、いずれか一方のみを備えていてもよい。また、断熱構造100は、第1介在層30及び第2介在層40の両方を備えておらず、フェノール樹脂発泡体積層板1、下地材10、及び仕上材20で構成されていてもよい。また、介在層30,40に胴縁を使用することも可能である。
【0075】
断熱構造100における各部材同士は、機械的な接合、接着剤やモルタルなどの流動物の硬化による接合、あるいは両者の併用によって、接合される。機械的な接合とは、例えば、ビス、ボルト、釘、ジベルなどを用いた接合である。
【0076】
具体的に、第1介在層30が設けられておらず、下地材10にフェノール樹脂発泡体積層板1を直接接合する場合、フェノール樹脂発泡体積層板1は、機械的な接合によって下地材10に固定される。また、第2介在層40が設けられておらず、フェノール樹脂発泡体積層板1に仕上材20を直接接合する場合、仕上材20は、機械的な接合によってフェノール樹脂発泡体積層板1に固定される。又、第1介在層30と第2介在層40が設けられておらず、下地材10にフェノール樹脂発泡体積層板1と仕上材20を直接接合する場合、フェノール樹脂発泡体積層板1と仕上材20は機械的な接合によって下地材10に固定される。
【0077】
第1介在層30が板部材やシート部材を含まず、接着剤やモルタルなどの流動物が硬化した接合層のみを含む場合、フェノール樹脂発泡体積層板1は、第1介在層30における接合層の接合力によって下地材10に固定される。このとき、機械的な接合も併用することで、フェノール樹脂発泡体積層板1と下地材10との接合力を高めてもよい。また、第2介在層40が板部材やシート部材を含まず、接着剤やモルタルなどの流動物が硬化した接合層のみを含む場合、仕上材20は、第2介在層40における接合層の接合力によってフェノール樹脂発泡体積層板1に固定される。このとき、機械的な接合も併用することで、フェノール樹脂発泡体積層板1と仕上材20との接合力を高めてもよい。
【0078】
第1介在層30が板部材、シート部材、あるいはこれらの組み合わせによる固形部材を含む場合、当該固形部材と下地材10とは、機械的な接合、流動物の硬化による接合、あるいは両者の併用によって接合される。また、当該固形部材とフェノール樹脂発泡体積層板1とは、機械的な接合、流動物の硬化による接合、あるいは両者の併用によって接合される。第2介在層40が板部材、シート部材、あるいはこれらの組み合わせによる固形部材を含む場合、当該固形部材とフェノール樹脂発泡体積層板1とは、機械的な接合、流動物の硬化による接合、あるいは両者の併用によって接合される。また、当該固形部材と仕上材20とは、機械的な接合、流動物の硬化による接合、あるいは両者の併用によって接合される。なお、流動物の硬化による接合を用いる場合、介在層30,40は接合層を含む構成となる。
【0079】
図3は、断熱構造100を示す正面図であって、フェノール樹脂発泡体積層板1の並べ方を示す図である。図3は、断熱構造100のフェノール樹脂発泡体積層板1の主面1bに対して、第2介在層40及び仕上材20を接合する前段階における様子を示している。図3(a)は従来技術で、断熱構造100は、同一平面内において複数並べられたフェノール樹脂発泡体積層板1を有しており、互いに隣り合うフェノール樹脂発泡体積層板1同士の間の隙間には、充填材50が充填されている。充填材50として、モルタル、接着剤、シーリング材などが用いられている。
【0080】
図3(b)は本発明の断熱構造100を示す正面図であり、複数のフェノール樹脂発泡体積層板1が隙間なく並べられている。従来の断熱材を隙間なく並べた場合、介在層としてのモルタルにひび割れが生じる可能性があった。一方、本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板1は、寸法変化率が小さいため、隙間なく並べた場合であってもモルタル、接着剤や仕上げ材のひび割れを防止することができる。このように、フェノール樹脂発泡体積層板1を隙間なく並べることが可能となるため、断熱構造100における断熱性が向上する。
【0081】
上述のような断熱構造100を施工する場合に、第1介在層30または第2介在層40に含まれる板部材と、フェノール樹脂発泡体積層板1とを、予め接合された複合板として扱ってもよい。例えば、石膏ボードや硬質ボードとフェノール樹脂発泡体積層板1とを接合したものを、一つの複合板として扱うことができる。これによって、施工時の取り扱いが容易になる。
【0082】
上述のような断熱構造100に用いられるフェノール樹脂発泡体積層板1は経時収縮が小さい。従って、本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板1を他の部材と密着させて積層構造を構成した場合において、経時収縮による影響を少なくすることができる。具体的には、積層される相手部材が、例えばモルタルなどのように伸張性が小さいと共に引張強度が低い部材であった場合であっても、フェノール樹脂発泡体積層板1は、相手部材のひび割れを抑制することができる。また、積層される相手部材が、例えば石膏ボードや硬質ボードのように伸張性が小さいと共に引張強度が高い部材であったとしても、当該相手部材とフェノール樹脂発泡体積層板1との貼り合わせ品は反り難くなる。
【0083】
図4(a)は、フェノール樹脂発泡体積層板1を用いた内断熱構造100Aを示す断面図である。内断熱構造100Aの場合、例えば、下地材10Aはブロック、レンガ、RC、軽量気泡コンクリート、木材、鉄板、鉄骨等からなる壁、天井及び床であり、第1介在層30Aは接着剤やモルタルであり、第2介在層40Aは石膏ボードやセメント板、珪酸カルシウム板、無垢木板、合板、樹脂板などであり、仕上材20Aはクロスや木材、樹脂、金属や無機物およびそれらの複合物からなるボード及びタイル等などの内装材である。例えば第2介在層40Aとして石膏ボードなどの板部材を用いる場合、当該板部材とフェノール樹脂発泡体積層板1や仕上材20Aとの接合に接着剤を用いると、第2介在層40Aは接着剤による接合層も含む構成となる。施工時においては、第2介在層40Aに係る石膏ボードなどの板部材にフェノール樹脂発泡体積層板1が予め接着されたものを複合板200Aとして扱ってもよい。
【0084】
本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板1を内断熱構造100Aに用いた場合、断熱材の経時収縮が小さいため、断熱材としてのフェノール樹脂発泡体積層板1と石膏ボード等の硬質内装材との貼り合わせ品において、大きな反りが発生し難くなる。例えば、予めフェノール樹脂発泡体積層板1と板部材とを接合させた複合板200Aを施工に用いる場合、当該複合板200Aの反りが大きくなってしまうと、施工時に反りを矯正するために大きな力が必要となる。また、大きな反りを無理に矯正するときには複合板200Aにひび割れが発生する可能性もある。また、施工後においても、フェノール樹脂発泡体積層板1及び板部材に反りを生じるような力が作用してしまう。一方、本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板1を用いることによって、このような問題の発生を抑制することができる。
【0085】
図4(b)は、フェノール樹脂発泡体積層板1を用いた外断熱構造100Bを示す断面図である。外断熱構造100Bの場合、例えば、下地材10Bはブロック、レンガ、RC、軽量気泡コンクリート、木材、鉄板、鉄骨等からなる壁であり、第1介在層30Bは接着剤やモルタルであり、第2介在層40Bはモルタルや接着剤であり、介在層の強化を目的にシート部材、例えば、金属、ガラス、樹脂等で構成されているメッシュ材やシートと組み合わせて使用されることもある。例えば介在層をモルタルとメッシュ材によって構成してもよい。仕上材20Bは上塗り塗装材や仕上げタイル、仕上げボード材などの外装材である。
【0086】
本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板1を外断熱構造100Bに用いた場合、断熱材としてのフェノール樹脂発泡体積層板1の経時収縮が小さいため、施工後の断熱材同士の継ぎ目の隙間が少ないため表層クラックが発生し難くなり、更に隙間による断熱性能の低下を抑制することができ、また、当該クラックによる雨水の進入や断熱性能の低下を防止することができる。特に、外断熱構造において一般的に用いられるモルタルや上塗り塗装材を用いた場合に、本実施形態に係るフェノール樹脂発泡体積層板1を用いることによって、ひび割れ等の問題を低減することができ、更にひび割れを防ぐために第2介在層や仕上材を厚くする必要もなくなる。
【0087】
図4(c)は、フェノール樹脂発泡体積層板1を用いた断熱屋根構造100Cを示す断面図である。断熱屋根構造100Cの場合、例えば、下地材10Cはブロック、レンガ、RC、軽量気泡コンクリート、木材、鉄板、鉄骨等からなる屋根下地であり、第1介在層30Cは接着剤、アスファルトやモルタルであり、第2介在層40Cも接着剤、アスファルトやモルタルであり、仕上材20Cは防水シートやアスファルトである。例えば第2介在層40Cとして硬質ボードなどの板部材を用いる場合、当該板部材とフェノール樹脂発泡体積層板1や仕上材20Cとの接合に接着剤を用いると、第2介在層40Cは接着剤による接合層も含む構成となる。施工時においては、第2介在層40Cに係る板部材にフェノール樹脂発泡体積層板1が予め接着されたものを複合板200Cとして扱ってもよい。更に断熱屋根構造の場合、第1介在層30や第2介在層40を用いずビス、ボルト、釘、ジベルなどの機械接合のみでの接合や、機械接合と第1介在層30や第2介在層40を併用しての接合を用いてもよい。
【0088】
第2介在層40Cとして硬質ボードのように伸張性が小さく引張強度の高い板部材を適用した場合、断熱材としてフェノール樹脂発泡体積層板1を用いることによって、内断熱構造100Aと同様の作用・効果を得ることができる。更に、第2介在層40Cとしてモルタルのように伸張性が小さく引張強度の低い材料を適用した場合、断熱材としてフェノール樹脂発泡体積層板1を用いることによって、外断熱構造100Bと同様の作用・効果を得ることができる。
【符号の説明】
【0089】
1…フェノール樹脂発泡体積層板、2…面材、3…フェノール樹脂発泡体、10,10A,10B,10C…下地材、20,20A,20B,20C…仕上材、30,30A,30B,30C…第1介在層、40,40A,40B,40C…第2介在層、100…断熱構造、100A…内断熱構造、100B…外断熱構造、100C…断熱屋根構造、200A,200C…複合板。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
密度が10kg/m以上100kg/m以下、平均気泡径が5μm以上200μm以下、独立気泡率が85%以上99%以下の範囲であるフェノール樹脂発泡体と、該フェノール樹脂発泡体表面を被覆する面材と、からなるフェノール樹脂発泡体積層板であって、
前記フェノール樹脂発泡体は、炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素、又は、これらの組み合わせを含有し、
70℃、48時間後における寸法変化率の絶対値が0.49%以下であることを特徴とするフェノール樹脂発泡体積層板。
【請求項2】
前記フェノール樹脂発泡体中の揮発分含有率が、1.0重量%以上7.0重量%以下の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
【請求項3】
前記フェノール樹脂発泡体が、炭化水素及び塩素化脂肪族炭化水素を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
【請求項4】
前記面材の酸素透過率が、4.5cm/24h・m以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
【請求項5】
前記フェノール樹脂発泡体の熱伝導率が、0.015〜0.025W/m・Kであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
【請求項6】
面材上で、フェノール樹脂と、硬化触媒と、炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素又はこれらの組み合わせを含有する発泡剤と、界面活性剤と、を含む発泡性フェノール樹脂組成物を、発泡及び硬化させるフェノール樹脂発泡体積層板の製造方法であって、
前記フェノール樹脂に含まれる残留フェノールが1.0重量%以上4.3重量%以下であり、前記フェノール樹脂に含まれる水分率が1.0重量%以上10.0重量%以下であり、前記フェノール樹脂の40℃における粘度が5000mPa・s以上100000mPa・s以下であることを特徴とする製造方法。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれか一項に記載のフェノール樹脂発泡体積層板、または請求項6に記載の製造方法によって製造されたフェノール樹脂発泡体積層板と、板部材とを接合して構成されることを特徴とする複合板。
【請求項8】
請求項1〜5のいずれか一項に記載のフェノール樹脂発泡体積層板、または請求項6に記載の製造方法によって製造されたフェノール樹脂発泡体積層板と、
前記フェノール樹脂発泡体積層板の一方の主面側に配置された下地材と、
前記フェノール樹脂発泡体積層板の他方の主面側に配置された仕上材と、を備えることを特徴とする断熱構造。
【請求項9】
前記フェノール樹脂発泡体積層板と前記下地材との間に配置される第1介在層と、
前記フェノール樹脂発泡体積層板と前記仕上材との間に配置される第2介在層と、を更に備えることを特徴とする請求項8記載の断熱構造。
【請求項10】
前記第2介在層がモルタルからなることを特徴とする請求項9記載の断熱構造。
【請求項11】
前記第2介在層がモルタルとメッシュ材からなることを特徴とする請求項9記載の断熱構造。
【請求項12】
前記第2介在層が板部材を含むことを特徴とする請求項9記載の断熱構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−6225(P2012−6225A)
【公開日】平成24年1月12日(2012.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−143464(P2010−143464)
【出願日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【出願人】(390018717)旭化成建材株式会社 (249)
【Fターム(参考)】