(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維を主体とする有機成分とガラス繊維および無機粉体からなる無機成分とから構成された無機質紙であって、全原料の絶乾重量に対して有機成分が１８〜３３重量％、無機成分が６７〜８２重量％およびガラス繊維が２〜７重量％であり、かつ前記無機質紙に撥水剤を含む含浸液を撥水剤含浸量が固形分重量で０．０７ｇ／ｍ2 以上となるように含浸させたことを特徴とする発泡断熱材用面材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂発泡体の中間工程紙および表面材として用いられる発泡断熱材用面材に関し、さらに詳しくは、合成樹脂発泡体へ直貼り可能な無機質紙を原紙とした発泡断熱材用面材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、合成樹脂発泡体からなる断熱材ボードあるいは断熱材パネルの表面材としては、片面あるいは両面をポリエチレンフィルムでラミネートした積層シートが使用されており、この積層シートにより発泡硬化前の合成樹脂発泡液の浸透を防いでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来この種の面材では、ラミネート加工を施さないと、合成樹脂発泡液が浸透し、加工機を汚したり面材がローラー類に巻き付いて操業ができなくなるなどの不都合があった。従って、この合成樹脂発泡液の浸透を防ぐためには、面材のラミネート加工は操業上不可欠なものであった。しかし、難燃性が求められる分野においては、このラミネート加工による面材の難燃性の低下が問題視されている。
【０００４】
一方、自己消火性のある水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの無機粉体を６５〜７５重量％程度内填した難燃性を備えた無機質紙も知られているが、かような自己消火性を備えた無機質紙を面材用原紙として使用した場合でも、ラミネート加工を施すことにより難燃性の不十分な面材となってしまう。
【０００５】
そこで本発明は、ラミネート加工を施すことなく、合成樹脂発泡液の浸透防止と難燃性とを両立させた発泡断熱用面材を提供することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明の発泡断熱材用面材は、セルロース繊維を主体とする有機成分とガラス繊維および無機粉体からなる無機成分とから構成された無機質紙であって、全原料の絶乾重量に対して有機成分が１８〜３３重量％、無機成分が６７〜８２重量％およびガラス繊維が２〜７重量％であり、かつ前記無機質紙に撥水剤を含む含浸液を撥水剤含浸量が固形分重量で０．０７ｇ／ｍ2 以上となるように含浸させたことを特徴とするものである。ここでいう「含浸」とは、塗工（塗布）による加工も含めるものとする。
【０００７】
上記した本発明によれば、無機粉体およびガラス繊維を含有する無機質紙を原紙として用いることによって難燃性能を備えた原紙とするとともに、さらにこの無機質紙に撥水剤を含む含浸液を所定量含浸させることによって無機質紙表面に撥水機能を付与するのである。これによって、ラミネート加工を施さずとも合成樹脂発泡液の浸透阻止性と、優れた難燃性との両方の性質を兼ね備えた発泡断熱材用面材とすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる無機質紙の無機成分としては、ガラス繊維と無機粉体を使用する。無機粉体としては、無機物質内填材として従来から用いられる炭酸カルシウム、クレー、珪酸カルシウム等を使用できる。特に難燃性が求められる場合には、自己消火性を備えた水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等を用いることができる。これらの自己消火性無機粉体は、加熱により結晶水を放出し、吸熱分解するため自己消火性を無機質紙に付与することができる。
【０００９】
無機粉体とガラス繊維を合計した無機成分の含有量は、無機質紙全原料の絶乾重量に対して６７〜８２重量％の範囲とする。無機物質の含有量を８２重量％を超えて多くしても無機質紙の難燃性能はそれ以上向上せず、むしろ無機質紙の強度低下が起こるので無機成分の含有量は８２重量％以下とする。一方、無機成分の含有量が６７重量％未満では所望の難燃性が得られない。
【００１０】
また、無機成分としてのガラス繊維は、難燃性能を高める目的で配合している。ガラス繊維の無機質紙中の含有量は、無機質紙全原料の絶乾重量に対して２〜７重量％、好ましくは３〜６重量％の範囲である。ガラス繊維が２重量％よりも少ないと着火後の炎の延焼を止めることができず、７重量％より多くすると均一に分散せず地合いの崩れが起こり抄紙上好ましくない。
【００１１】
ガラス繊維の添加により着火後の炎の延焼を止めることができる。そのため、使用するガラス繊維は、繊維長が長く、繊維本数の多いものが望ましい。しかし、繊維長を長くして繊維径を細くしていくと、無機質紙中のガラス繊維の分布変動幅が大きくなり、地合いの崩れを生じやすくなるため、繊維長が２〜５ｍｍ程度、繊維径が５〜１０μｍのガラス繊維が好ましく使用できる。
【００１２】
一方、無機質紙を構成している有機成分の主体は、針葉樹クラフトパルプ、広葉樹クラフトパルプおよびその他の木材パルプの１種あるいは２種以上を配合した混合パルプまたはリンターパルプ等のセルロース繊維であるが、必要に応じてポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリビニルアルコール繊維等の合成繊維や、紙力増強剤、サイズ剤等の紙質改善のための薬剤を含んでもよく、これらはいずれも有機成分の構成成分となる。
【００１３】
無機質紙は常法により製造することができる。例えばセルロース繊維およびガラス繊維の繊維スラリーに紙力増強剤を適宜選択して添加し、この繊維スラリーに無機粉体の所定量を混合した後、さらに歩留向上剤、サイズ剤等を適宜選択して添加して調成した紙料を用いて抄造する。
【００１４】
本発明においては、かくして抄造された無機質紙に撥水剤を含む含浸液を用いて含浸処理を行うが、その目的は、紙表面に撥水機能を持たせ、合成樹脂発泡体からなるボードあるいはパネルを製造する際の合成樹脂発泡液の浸透を防ぎ、従来のラミネート加工を不要にするためである。本発明に用いる撥水剤としては、天然系ワックス、石油系ワックス、塩素化パラフィン、ワックスエマルジョン等の各種ワックス、オレフィン系、オルフィン系、フッ素系、およびシリコン系樹脂、クロム錯塩、ジルコニウム塩等を挙げることができ、これらは適宜溶媒、特に有機溶媒に溶解させて使用する。なお、パーフルオロアルキル基（−ＣＦ2 ）10Ｆで覆われた表面は特に高い撥水性を示すため、フッ素系撥水剤を用いるのがより好ましい。撥水剤の含浸量が固形分重量で０．０７ｇ／ｍ2未満では、合成樹脂発泡液の浸透を防ぐ効果はまだ十分ではない。発泡液の浸透を確実に防ぐには、固形分重量で０．０７ｇ／ｍ2以上の含浸量が必要となる。ただし、固形分重量で０．２ｇ／ｍ2以上含浸させても撥水効果は大幅な向上は見られず、コスト高を招くために適さない。
【００１５】
本発明においては、撥水剤原液を希釈して上述したような撥水剤の所定量を無機質紙に含浸させてもよく、あるいは、塗布、含浸をスムーズにさせるため、ＰＶＡ−澱粉系水溶液に撥水剤を混合させた含浸処理液を調製し、この液を無機質紙に含浸させた後乾燥する方法を採ることもできる。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳述する。
【００１７】
実施例および比較例で用いた基紙となる無機質紙の種類、およびこの無機質紙を使用して得られた各種面材に対する合成樹脂発泡液の浸透評価および防炎性能評価は以下のようにして行った。
【００１８】
［無機質紙］
基紙となる無機質紙としては表１に示す２種類のものを使用した。一つは、Ａｌ（ＯＨ）3およびガラス繊維からなる無機成分６９重量％、有機成分としてセルロース繊維３０重量％およびポリビニルアルコール繊維１重量％（有機成分として合計３１重量％）を混合した繊維からなる、米坪量１５３（ｇ／ｍ2）、サイズ度（ＫＢＢ法）１７７秒の無機質紙（以下『基紙−１』という）を使用した。また、もう一つはＡｌ（ＯＨ）3／Ｍｇ（ＯＨ）2およびガラス繊維からなる無機成分７０重量％、有機成分としてセルロース繊維２９重量％およびポリビニルアルコール繊維１重量％（有機成分として合計３０重量％）を混合した繊維からなる、米坪量１５３（ｇ／ｍ2）、サイズ度（ＫＢＢ法）２０１秒の無機質紙（以下『基紙−２』という）を使用した。
【００１９】
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【００２０】
［合成樹脂発泡液の浸透評価］
面材の合成樹脂発泡液の浸透評価は、面材裏面への未反応発泡液浸透の有無（一次評価）と発泡硬化過程における発泡圧による面材裏面への未硬化発泡液浸透の有無（二次評価）について実施した。方法は以下の通りである。なお、本評価試験には２液混合タイプのウレタン発泡体用反応液を使用した。
【００２１】
「一次評価」：試料を半径３０ｍｍの円に切り取り試験片とし、ガラス板上に置く。そして、その試験片上に、これのみでは発泡しない任意濃度のポリオール溶液を滴下し、さらにガラス棒により塗り広げ、静置した。その時点から裏面へポリオール液が１点以上、点状に浸透してくるまでの時間をストップウォッチを用いて測定した。
【００２２】
「二次評価」：試料を半径３０ｍｍの円に切り取り試験片とし、ガラス板上に置く。そして、任意濃度のポリオール、イソシアネートの２種の溶液を混合し、５〜６秒後発泡が始まると同時に、試験片上に前記混合液をガラス棒により塗り広げる。さらに、発泡中の混合液上にガラス板を載せ、加圧力が０．０７Ｋｇ／ｃｍ2になるように加重を掛ける。加圧は２分間行った。混合液を塗布した時点から裏面へその発泡混合液が１点以上、点状に浸透してくるまでの時間をストップウォッチを用いて測定した。
【００２３】
「合否判定」：上記評価における合否判定基準は、発泡混合液の硬化完了時間（２分以内）から推測して、一次評価および二次評価ともに裏面への浸透時間が２分以上を合格とした。
【００２４】
［防炎性能評価］
面材の防炎性能については、ＪＩＳ  Ａ  １３２２に準じて評価し、防炎２級以上を合格とした。
【００２５】
［実験例１〜１０］
固形分濃度が５重量％になるようにポリビニルアルコール（クラレ社製、「ポバール１１７」）を水に溶解し、さらに撥水剤としてフッ素系撥水剤（ダイキン工業社製、「ユニダインＴＧ−４１０」）を撥水剤含浸量が０．０５〜０．３ｇ／ｍ2 になるように添加、混合して、表２−１に示す含浸処理液『含浸液Ａ−０』〜『含浸液Ａ−４』を調製した。ＰＶＡと撥水剤を含有するこれらの含浸処理液の基紙に対する飽和含浸量は２．０ｇ／ｍ2 となった。
【００２６】
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【００２７】
表１に示す『基紙−１』および『基紙−２』に上記の各種含浸処理液を３分間含浸し、１２０℃に設定したドラム型乾燥機で乾燥し、実験例１〜１０による面材シートを得た。
【００２８】
これらの面材シートについて、合成樹脂発泡液の浸透時間および防炎性能を測定した結果を表３に示す。表３中、実験例２〜５および実験例７〜１０は本発明による実施例として、実験例１および実験例６は比較例として実験したものである。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
［実験例１１〜２０］
固形分濃度が５重量％になるように澱粉粉（王子コーンスターチ社製、「王子エースＡ」）を水に溶解し、さらに撥水剤としてフッ素系撥水剤（「ユニダインＴＧ−４１０」）を撥水剤含浸量が０．０５〜０．３ｇ／ｍ2 になるように添加、混合して、表２−２に示す含浸処理液『含浸液Ｂ−０』〜『含浸液Ｂ−４』を調製した。澱粉と撥水剤を含有するこれらの含浸処理液の基紙に対する飽和含浸量は１．９ｇ／ｍ2 となった。
【００３１】
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【００３２】
表１に示す『基紙−１』および『基紙−２』に上記の各種含浸処理液を３分間含浸し、１２０℃に設定したドラム型乾燥機で乾燥し、実験例１１〜２０による面材シートを得た。
【００３３】
これらの面材シートについて、合成樹脂発泡液の浸透時間および防炎性能を測定した結果を表４に示す。表４中、実験例１２〜１５および実験例１７〜２０は本発明による実施例として、実験例１１および実験例１６は比較例として実験したものである。
【００３４】
【表４】
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【００３５】
［実験例２１〜２５］
ポリビニルアルコール（「ポバール１１７」）と澱粉粉（「王子エースＡ」）とを、両者の固形分比率が１：１となるようにかつ合計固形分濃度が８重量％となるように水に溶解し、さらに撥水剤としてフッ素系撥水剤（「ユニダインＴＧ−４１０」）を撥水剤含浸量が０．０５〜０．３ｇ／ｍ2 になるように添加、混合して、表２−３に示す含浸処理液『含浸液Ｃ−０』〜『含浸液Ｃ−４』を調製した。澱粉、ＰＶＡおよび撥水剤を含有するこれらの含浸処理液の基紙に対する飽和含浸量は３．２ｇ／ｍ2 となった。
【００３６】
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【００３７】
表１に示す『基紙−１』に上記の各種含浸処理液を３分間含浸し、１２０℃に設定したドラム型乾燥機で乾燥し、実験例２１〜２５による面材シートを得た。  これらの面材シートについて、合成樹脂発泡液の浸透時間および防炎性能を測定した結果を表５に示す。表５中、実験例２２〜２５は本発明による実施例として、実験例２１は比較例として実験したものである。
【００３８】
【表５】
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【００３９】
［実験例２６〜３５］
フッ素系撥水剤（「ユニダインＴＧ−４１０」）を撥水剤含浸量が０．０５〜０．３ｇ／ｍ2 になるように水に溶解して、表２−４に示す各種含浸処理液『含浸液Ｄ−０』〜『含浸液Ｄ−４』を調製した。
【００４０】
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【００４１】
表１に示す『基紙−１』および『基紙−２』に上記の各種含浸処理液を３分間含浸し、１２０℃に設定したドラム型乾燥機で乾燥し、実験例２６〜３５による面材シートを得た。
【００４２】
これらの面材シートについて、合成樹脂発泡液の浸透時間および防炎性能を測定した結果を表６に示す。表６中、実験例２７〜３０および実験例３２〜３５は本発明による実施例として、実験例２６および実験例３１は比較例として実験したものである。
【００４３】
【表６】
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【００４４】
［比較例１〜２］
表１に示す『基紙−１』および『基紙−２』に含浸処理液を含浸させず、基紙そのままについて、合成樹脂発泡液の浸透時間および防炎性能を測定した結果を表７に示す。
【００４５】
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【００４６】
［比較例３〜４］
表１に示す『基紙−１』および『基紙−２』に含浸処理液を含浸させずに、ポリエチレンフィルムで厚さが１５μｍになるようにラミネートし、比較例３〜４による面材シートを得た。これらの面材シートについて、防炎性能を測定した結果を表８に示す。
なお、上記ラミネートには、主としてポリエチレン樹脂を練り込む一軸押出機（東洋精機社製、Ｄ２０２０型）と、さらにそれを押し出すＴダイ（東洋精機社製、特注品）等を使用した。
【００４７】
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【００４８】
［実施例および比較例の結果の考察］
実験例１〜１０は、『基紙−１』あるいは『基紙−２』に対して、ＰＶＡ／撥水剤を含む含浸処理液を含浸し、撥水剤を所定範囲内の含浸量となるように含浸させた面材シートの例であり、撥水剤の含浸量が０．０７ｇ／ｍ2 以上（コストを考慮に入れると、実際には０．０７〜０．２ｇ／ｍ2 が最適）で、合成樹脂発泡液に対して優れた耐浸透性と防炎２級以上の難燃性を有していることがわかる。
【００４９】
また、澱粉／撥水剤を含む含浸処理液（実験例１１〜２０）、澱粉／ＰＶＡ／撥水剤を含む含浸処理液（実験例２１〜２５）、撥水剤水溶液からなる含浸処理液（実験例２６〜３５）を含浸させた面材シートについても、上記と同様の結果が得られている。
【００５０】
これに対して比較例１〜２は、『基紙−１』あるいは『基紙−２』に撥水剤の含浸処理を行わなず、基紙そのままについての例であり、難燃性が良好であっても合成樹脂発泡液に対する浸透性が不十分であることがわかる。
【００５１】
また、比較例３〜４は、『基紙−１』あるいは『基紙−２』に撥水剤の含浸処理を行わず、ポリエチレンフィルムにラミネート加工を施した従来の面材シートを示す例であり、ラミネート加工することによって難燃性が不十分になることがわかる。
【００５２】
【発明の効果】
上記した本発明によれば、原紙となる無機質紙に撥水剤を含む含浸液を所定量含浸させることによって、無機質紙表面に撥水機能を付与するため、ポリエチレンフィルム等によるラミネート加工を施さずとも合成樹脂発泡液の浸透を効果的に阻止することができる。また、ラミネート加工を不要にできるため、面材製造工程を簡略化することもできる。
【００５３】
さらに、原紙となる無機質紙として、無機粉体、好ましくは自己消火性を有する無機粉体とガラス繊維とを含有する無機質紙を用いることによって原紙自体に難燃性能を付与することができ、しかも難燃性を低減させる原因となっていたラミネート加工を不要にできるため、優れた難燃性をもたらすことができる。
【００５４】
かくして、合成樹脂発泡液の確実な浸透阻止性と、優れた難燃性との両方の性質を兼ね備えた発泡断熱材用面材を提供することが可能となる。