(57)【要約】【課題】  防耐火性に優れるとともに、発泡体とモルタル層との密着強度に優れた断熱パネルの提供。【解決手段】  断熱パネルＡは、発泡体１と、樹脂モルタル３２中にファイバーメッシュ３１が埋め込まれたモルタル層３とが接着剤層２を介して積層されてなり、発泡体１が、発泡しかつ複数固結されたスチレンビーズ１１の表面に、硼酸系無機物と熱硬化性樹脂を少なくとも含む難燃剤組成物がコーティング被膜１２を形成してなるものであり、接着剤層２が、発泡体１の一面を研磨材で研磨することにより形成された研磨粗面１３上に樹脂エマルジョンを塗布して形成されたものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡体と、樹脂モルタルの中にファイバーメッシュが埋め込まれたモルタル層とが接着剤層を介して積層されてなる断熱パネルであって、
前記発泡体が、発泡しかつ複数固結されたスチレンビーズの表面に、硼酸系無機物と熱硬化性樹脂を少なくとも含む難燃剤組成物がコーティング被膜を形成してなるものであり、
前記接着剤層が、前記発泡体の一面を研磨材で研磨することにより形成された研磨粗面上に樹脂エマルジョンを塗布して形成されたものである断熱パネル。
【請求項２】
前記研磨材がサンドペーパーである請求項１記載の断熱パネル。
【請求項３】
前記サンドペーパーの粒度が４０〜１００番である請求項２記載の断熱パネル。
【請求項４】
前記樹脂エマルジョンがアクリル系樹脂エマルジョンである請求項１〜３のいずれか記載の断熱パネル。
【請求項５】
前記モルタル層が、前記接着剤層の上に樹脂モルタルを塗布した後、ファイバーメッシュを添着し、次いで該メッシュの上に樹脂モルタルを塗布し、整面および厚み調整を行って気乾厚さを１〜３ｍｍとしたものである請求項１〜４のいずれか記載の断熱パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、建築物の外断熱工法などに適用される断熱パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築物の外断熱工法に適用される断熱パネルとしては、例えば、断熱材（合成樹脂発泡体）、ガラスファイバーメッシュおよび樹脂モルタルを積層一体化したもの（特許文献１参照）や、断熱材（合成樹脂発泡体）と、ガラスファイバーメッシュを埋め込んだ樹脂モルタルとを積層一体化したもの（特許文献２参照）が開示されている。
【０００３】
また、断熱パネルの反りの発生を抑制し、かつ耐火性を備えることを目的として、断熱材層（スチレン系発泡体）の片面に有機繊維材料を含む特定の軽量モルタルからなるモルタル層が積層されたものも開示されている（特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３３１７６１号公報
【特許文献２】特許第３６２２０９０号公報
【特許文献３】特開２００４−２０４６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に開示された断熱パネルでは、断熱材として合成樹脂発泡体が使用されているため、断熱材自体の耐火性が低いという問題点があった。また、簡易な構成で発泡体とモルタル層との密着強度に優れた断熱パネルが従来から要望されてもいる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、防耐火性に優れ、発泡体とモルタル層との密着強度に優れた断熱パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
〔１〕  発泡体と、樹脂モルタルの中にファイバーメッシュが埋め込まれたモルタル層とが接着剤層を介して積層されてなる断熱パネルであって、前記発泡体が、発泡しかつ複数固結されたスチレンビーズの表面に、硼酸系無機物と熱硬化性樹脂を少なくとも含む難燃剤組成物がコーティング被膜を形成してなるものであり、前記接着剤層が、前記発泡体の一面を研磨材で研磨することにより形成された研磨粗面上に樹脂エマルジョンを塗布して形成されたものである断熱パネル、
〔２〕  前記研磨材がサンドペーパーである前記〔１〕記載の断熱パネル、
〔３〕  前記サンドペーパーの粒度が４０〜１００番である前記〔２〕記載の断熱パネル、
〔４〕  前記樹脂エマルジョンがアクリル系樹脂エマルジョンである前記〔１〕〜〔３〕のいずれか記載の断熱パネル、
〔５〕  前記モルタル層が、前記接着剤層の上に樹脂モルタルを塗布した後、ファイバーメッシュを添着し、次いで該メッシュの上に樹脂モルタルを塗布し、整面および厚み調整を行って気乾厚さを１〜３ｍｍとしたものである前記〔１〕〜〔４〕のいずれか記載の断熱パネル。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の断熱パネルによれば、発泡体と、樹脂モルタルの中にファイバーメッシュが埋め込まれたモルタル層とが接着剤層を介して積層されてなり、前記発泡体が、発泡しかつ複数固結されたスチレンビーズの表面に、硼酸系無機物と熱硬化性樹脂を少なくとも含む難燃剤組成物がコーティング被膜を形成してなるものであり、前記接着剤層が、前記発泡体の一面を研磨材で研磨することにより形成された研磨粗面上に樹脂エマルジョンを塗布して形成されたものであるので、防耐火性に優れるとともに、温冷サイクルを繰り返した場合でも発泡体とモルタル層との密着強度が維持される断熱パネルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を用いつつ本発明を説明する。図１は本発明の断熱パネルの一例を示す概略斜視図、図２は図１の断熱パネルの積層状態を拡大して示す概略構成図である。図１および図２に示したように、断熱パネルＡは、板状に成形された発泡スチロール１（発泡体）が接着剤層２を介してモルタル層３と積層一体化されている。
【００１０】
発泡スチロール１は、ビーズ状に成形されたスチレンビーズを原粒ビーズとして、該ビーズの発泡処理により所定の大きさにまで発泡したスチレンビーズ１１を多数有し、これら各発泡したスチレンビーズ１１は、それぞれ略球状に成形され、互いに固結されて全体として所定の形状、例えば矩形板状をなしている。
【００１１】
また、この各発泡したスチレンビーズ１１の表面には、図２に示すように、コーティング被膜１２が薄肉状に形成されている。このコーティング被膜１２は、硼酸系無機物と熱硬化性樹脂を必須成分として含有し、その他必要に応じてアミノ系樹脂、ポリアミド樹脂、繊維材料等を含有する（以下、これらの組成物を「難燃剤組成物」という場合がある）。
【００１２】
次に、この発泡スチロール１の製造方法について説明する。まず、原粒ビーズであるスチレンビーズに、例えば硼酸粉末、硼酸水溶液等の硼酸系無機物を混合して混合ビーズを生成し、この混合ビーズを予備発泡させて予備発泡済ビーズを生成する。なお、この予備発泡方法としては、蒸気、幅射熱、赤外線熱風、熱湯水等の公知の処理方法がある。
【００１３】
次いで、この予備発泡済ビーズを熟成放置させた後に、この予備発泡済ビーズに例えば硼酸粉末、硼酸水溶液等の硼酸系無機物とフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を添加して添加済ビーズを生成する。なお、この際、必要に応じて、ポリアミド樹脂、繊維材料等を添加することができる。
【００１４】
最後に、この添加済ビーズを本発泡させることによって、発泡スチロール１の製造を完了する。
【００１５】
ここで、この製造工程を、より詳細に説明する。
【００１６】
（１）原粒ビーズであるスチレンビーズに、この原粒ビーズの１０〜５０重量％の硼酸（Ｈ3 ＢＯ3 ）の粉末を十分に混合して混合ビーズを生成する。
【００１７】
（２）専用の回転性予備発泡処理機を用いて、この混合ビーズをスチーム処理或いは熱湯水処理等して予備発泡させて、予備発泡済ビーズを生成する。なお、熱湯水処理の場合は、水にこの水の１０〜５０重量％の硼酸粉末を混合し熱処理して水溶液を作り、この水溶液に原粒ビーズを入れる。また、発泡倍率は、例えば３０〜７０倍とする。
【００１８】
（３）この予備発泡済ビーズを１２〜２４時間、熟成放置せしめ安定させ、その後に、この予備発泡済ビーズに、以下の原料を添加して添加済ビーズを生成する。なお、重量％は、各原料の使用量の予備発泡済ビーズに対する量％である。また、下記（ｅ）および（ｆ）に示すものは、要求される製品特性に応じて適宜に添加する。
【００１９】
（ａ）  硼酸の（Ｈ3ＢＯ3）水溶液（１０〜１５％のもの）、硅酸ソーダ（ＮａＯ・ｎＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ｎ=２〜４））または硅酸リチウム（Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ２ＳｉＯ３、Ｌｉ２ＳｉＯ３・Ｈ２Ｏ等）（３０〜５０重量％）
（ｂ）  硼酸（Ｈ３ＢＯ３）の粉末（５０〜２００重量％、好ましくは約７５重量％）
（ｃ）  硅酸アルミニウム（Ａｌ２ＳｉＯ３）、硅酸カリウム（Ｋ２ＳｉＯ３、ＫＨＳｉ２Ｏ３等）、硼砂（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ）、ラウリルアルコール（ＣＨ３（ＣＨ２）１１ＯＨ）、シラスバルーン、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）（１０〜１００重量％）
（ｄ）  フェノール樹脂（１〜１００重量％、好ましくは約７５重量％）
（ｅ）  有機繊維または無機繊維、例えば綿、麻、絹、毛、ロックウール、ガラス、セラミック等を材料とするもの（１〜１０重量％）
（ｆ）  アミノ系樹脂（メラミン樹脂、グアナミン樹脂）およびポリアミド樹脂、或いはエチレングリコール、ワックス、植物油等（１〜５１重量％）
【００２０】
（４）専用の撹拌機にてスチレンビーズに大きな負荷を与えないようにして、添加済ビーズ全体を攪拌し、上記添加物と予備発泡済ビーズとを完全に均一にミックス配合する。
【００２１】
（５）この攪拌した添加済ビーズを本発泡させる。すなわち、この添加済ビーズを所定の金型に充填し、温度１００〜１５０℃で１〜５分間、熱処理する。なお、スチームを用いるときは、１〜５分間、７ｋｇ／ｃｍ3 のスチームを金型を通過させることにより熱処理する。
【００２２】
（６）最後に、金型を冷却した後、その金型から、できあがった発泡スチロール１を取り出す。
【００２３】
このようにして製造された発泡スチロール１は、発泡しかつ互いに固結したスチレンビーズ１１の表面に上記難燃剤組成物からなるコーティング被膜１２が形成されている。この発泡スチロール１に熱が加えられた場合には、コーティング被膜１２にて、発泡したスチレンビーズ１１の燃焼が抑制される。
【００２４】
また、大量の熱が加えられた場合には、コーティング被膜１２が、１００〜１６０℃の温度でメタ硼酸（ＨＢＯ２）およびピロウ硼酸（Ｈ２Ｂ４Ｏ７）とガラス状被膜に変化し、さらに高温では無水硼酸（Ｂ２Ｏ３）に変化する。そして、このガラス状被膜にて、発泡したスチレンビーズ１１がより深く燃焼しようとすることが防止される。さらに、このガラス状被膜は微細な多孔質の物質であり、このガラス状被膜にて黒煙が吸収されるので、黒煙の発生が防止される。
【００２５】
このようにして、発泡したスチレンビーズ１１の表面に、硼酸系無機物を含むコーティング被膜１２を所定のコート処理にて形成するため、受熱に際し、コーティング被膜１２にて、発泡したスチレンビーズ１１の燃焼を抑制し、また、大量の熱が加えられたときにおいては、コーティング被膜１２が化学変化したガラス状被膜にて、発泡したスチレンビーズ１１がより深く燃焼しようとすることを防止し、さらに、ガラス状被膜にて黒煙を吸収させて黒煙の発生を防止するので、燃焼時における黒煙の発生を防止でき、耐熱性を向上でき、熱による収縮変形を抑制できる。
【００２６】
また、コーティング被膜１２が熱硬化性樹脂を含むときには硬化作用により発泡したスチレンビーズ１１の燃焼をより抑制でき、繊維材料を含むときには繊維材料の繊維質により強度の向上を図ることができ、さらに、アミノ系樹脂、ポリアミド樹脂を含むときにはフレキシブル性を付加できる。
【００２７】
接着剤層２は、樹脂エマルジョンを接着剤として用いて、上述した発泡スチロール１と後述するモルタル層３とを強固に接着するために設けられる。使用しうる樹脂エマルジョンとしては、例えばアクリル樹脂、アクリルスチレン樹脂、アクリルシリコーン樹脂等のアクリル系樹脂からなるアクリル系樹脂エマルジョンが挙げられる。
【００２８】
接着剤層２は、上述した発泡スチロール１の一面（片面）をあらかじめ研磨材で研磨し、これにより形成された研磨粗面１３上に樹脂エマルジョンを塗布浸透させ、次いで乾燥させることにより形成する。ここで、研磨粗面１３は、図２に示すように、発泡スチロール１の表層を構成する数多くのスチレンビーズ１１が研磨材で研磨されることにより、該スチレンビーズ１１に含まれる多数の独立気泡１４，１４・・・の上壁部が削られ、気泡１４，１４・・・の内部が露出した状態をいう。したがって、研磨粗面１３上に樹脂エマルジョンを塗布浸透させ、乾燥した後には、接着剤層２の下部は気泡１４，１４・・・の内部に浸透するとともに、接着剤層２の上部はなだらかな平面を構成している。なお、乾燥後の接着剤層２の厚みは特に限定されないが、通常１〜５μｍである。
【００２９】
接着剤層２を形成するにあたっては、ロ一ラー、吹付けガン、こて、刷毛等を利用して研磨粗面１３上に樹脂エマルジョンを塗布し、室温下で通常３〜６時間乾燥させる。
【００３０】
本発明において使用し得る研磨材は、上記の研磨粗面を形成し得るものであれば特に限定されないが、通常サンドペーパーが用いられる。サンドペーパーの粒度は、通常４０〜１００番であり、好ましくは６０〜８０番である。また、サンドペーパーの実際の適用にあたっては、発泡スチロール１の表層全面に研磨粗面１３が均一に形成できる点で、ベルトサンダーを用いることが好ましい。ベルトサンダーによる被研磨材（発泡スチロール１）の送り速度は、通常１５〜３０ｍ／分の範囲で適宜設定される。
【００３１】
モルタル層３は、グラスファイバーからなるファイバーメッシュ３１が樹脂モルタル３２の中に埋め込まれてなり、気乾厚さが１〜３ｍｍと薄肉に形成されている。
【００３２】
樹脂モルタル３２は、セメント、骨材、樹脂エマルジョンおよび収縮低減剤を必須成分として含有する。セメントは樹脂モルタルに係る技術分野において公知のセメント材料であれば特に限定されず、例えばポルトランドセメント、アルミナセメント等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を併用して用いることができる。
【００３３】
骨材についても樹脂モルタルに係る技術分野において公知の骨材であれば特に限定されず、例えば川砂、珪砂等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を併用して用いることができる。
【００３４】
樹脂エマルジョンとしては、スチレン系樹脂（例えばＳＢＲ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＳＥＢＳ樹脂、ＳＩＳ樹脂等）からなるスチレン系エマルジョンが好ましい。
【００３５】
収縮低減剤としては、例えばポリエーテル系界面活性剤、グリコールエーテル系界面活性剤等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を併用して用いることができる。
【００３６】
また、樹脂モルタル３２としては、上記の必須成分以外に、モルタル層３の成形を容易にするため、減水剤を含有させることもできる。減水剤としては、例えばポリカルボン酸、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩、ヒドロキシポリアクリレート、α，β−不飽和ジカルボン酸とオレフィンの共重合体等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を併用して用いることができる。
【００３７】
モルタル層３を形成するにあたっては、ロ一ラー、吹付けガン、こて、刷毛等を利用して上述した接着剤層２の上に樹脂モルタル３２を塗布した後、ファイバーメッシュ３１を添着し、次いで該メッシュ３１の上に樹脂モルタル３２を塗布し、押えローラー、ドクターナイフコーター等で整面および厚み調整を行い、最後に硬化養生を行う。
【００３８】
上記の構成からなる断熱パネルＡによれば、上述したように発泡体１自体が防耐火性に優れる結果、断熱パネルＡ全体としても防耐火性に優れたものとなる。また、接着剤層２が研磨粗面１３の表層をなす気泡１４，１４・・・の内部まで浸透しているため、アンカー効果が強く働き、これにより発泡スチロール１とモルタル層３との密着性が向上する。このため、温冷サイクルを繰り返した場合でも、発泡スチロール１とモルタル層３との密着強度が維持される。なお、「温冷サイクル」とは、常温水中で１８時間浸漬→−２０℃で３時間→５０℃で３時間を１サイクルとする、ＪＩＳ  Ａ  ６９０６に規定された水の浸入および急激な温度変化等の過酷条件をいう。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の断熱パネルの実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００４０】
１．発泡スチロールの作製
以下の原料を用いて、断熱パネルの構成部材としての発泡スチロールを作製した。
（ａ）  予備発泡済ビーズ・・・５０ｇ
（ｂ）  硼酸水溶液（１５重量％）・・・４０ｇ
（ｃ）  硼酸粉末・・・４０ｇ
（ｄ）  硅酸アルミニウム・・・１０ｇ
（ｅ）  硅酸カリウム・・・１０ｇ
（ｅ）  フェノール樹脂、例えばレゾール、ノボラック・・・２０ｇ
（ｆ）  フェノールスルホン酸・・・１ｇ
【００４１】
すなわち、用意した所定量の原粒ビーズ等から、上記材料からなる添加済ビーズを作製し、撹拌した後、この添加済ビーズを厚さ４０ｍｍ×縦３００ｍｍ×横３００ｍｍの金型枠に充填した。続いて、この金型枠の温度が１１０℃になるまで熱し、１１０℃に達してから２分間熱処理し、その後金型枠を冷却した。この冷却により金型枠の温度が６０〜７０℃に達した後、金型枠から発泡スチロールを取り出した。
【００４２】
２．断熱パネルの作製例
2(1)  断熱パネルの作製例１
上記で得られた発泡スチロールの片面を、粒度６０番のサンドペーパーを装着したベルトサンダーを用いて研磨して研磨粗面を形成した。次いで、不織繊維マットローラーを用いて前記研磨粗面上にアクリルスチレン樹脂エマルジョン（ＥＴ−１１６，中央理化工業(株)製）を塗布し、室温下６時間乾燥させることにより接着剤層を形成した。乾燥終了後の接着剤層の厚みは３μｍだった。そして、接着剤層が形成された発泡スチロールの側端面全体に、該接着剤層よりも２ｍｍ高い囲壁部を有する型枠を嵌め、吹付けガンを用いて樹脂モルタル（ＵＢカチオン，宇部興産業(株)製）を前記接着剤層の上に塗布した後、ファイバーメッシュを添着し、次いで該メッシュの上から前記型枠の囲壁部上端まで上記と同じ樹脂モルタルを塗布し、押さえローラーを用いて前記樹脂モルタルの表面を整面し、室温下で１週間乾燥および養生を行った。養生後におけるモルタル層の気乾厚さは１．５ｍｍだった。以下、作製した断熱パネルを「断熱パネル１」という。すなわち、断熱パネル１は、発泡スチロール（研磨粗面あり）、接着剤層およびモルタル層が積層一体化された構成とされている。
【００４３】
2(2)  断熱パネルの作製例２
接着剤層を形成しないこと以外は前記「2(1)  断熱パネルの作製例１」と同様の方法でモルタル層の気乾厚さ１．５ｍｍの断熱パネルを製造した。以下、作製した断熱パネルを「断熱パネル２」という。すなわち、断熱パネル２は、発泡スチロール（研磨粗面あり）とモルタル層とが積層一体化された構成とされている。
【００４４】
2(3)  断熱パネルの作製例３
研磨粗面を形成しないこと以外は前記「2(1)  断熱パネルの作製例１」と同様の方法でモルタル層の気乾厚さ１．５ｍｍの断熱パネルを製造した。以下、作製した断熱パネルを「断熱パネル３」という。すなわち、断熱パネル３は、発泡スチロール（研磨粗面なし）、接着剤層およびモルタル層が積層一体化された構成とされている。
【００４５】
2(4)  断熱パネルの作製例４
研磨粗面および接着剤層を形成しないこと以外は前記「2(1)  断熱パネルの作製例１」と同様の方法でモルタル層の気乾厚さ１．５ｍｍの断熱パネルを製造した。以下、作製した断熱パネルを「断熱パネル４」という。すなわち、断熱パネル４は、発泡スチロール（研磨粗面なし）とモルタル層とが積層一体化された構成とされている。
【００４６】
３．密着強度の測定
「２．断熱パネルの作製例」で作製した断熱パネル１〜４について、建研式密着力測定機を用いて温冷サイクル下での密着強度を測定した。まず、養生終了直後の断熱パネル１〜４について密着力を測定し、得られた密着強度を「初期密着強度」とした。次いで、ＪＩＳ  Ａ  ６９０６に準拠して温冷サイクル、すなわち常温水中で１８時間浸漬→−２０℃で３時間→５０℃で３時間を１サイクルとし、５サイクル終了後と２０サイクル終了後の各断熱パネルの密着強度を測定した。結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2007085027.tif 000003
【００４８】
表１より、初期密着強度を比べると、断熱パネル１は断熱パネル２〜４に比べて有意に高い値を示した。また、断熱パネル２〜４は、いずれも温冷サイクルの回数が５回、２０回と増加するにしたがって密着強度が低下したのに対し、断熱パネル１は２０回の温冷サイクル終了後においても初期密着強度とほぼ同じ密着強度を示し、密着強度が低下しにくい性質を有することが確認された。断熱パネル１の密着強度が低下しにくい理由としては、比較例１と比較例２の試験結果を参照すると、発泡スチロールの表層に研磨粗面を形成した点にあると考えられる。以上述べたように、本発明に係る断熱パネル１は、水の浸入および急激な温度変化等の過酷条件を繰り返した場合でも優れた密着性を示すことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の断熱パネルの一例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の断熱パネルの積層状態を拡大して示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ  断熱パネル
１  発泡スチロール
１１  発泡スチレンビーズ
１２  コーティング被膜
１３  研磨粗面
１４  気泡
２  接着剤層
３  モルタル層
３１  ファイバーメッシュ
３２  樹脂モルタル
【図１】
2007085027.tif 000004
【図２】
2007085027.tif 000005