(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機ボードの片面又は両面に、ポリオールに対して可溶性のリグニン系物質を溶解状態で含むポリオール溶液に水の存在下ポリイソシアネートを重縮合反応させて形成したポリウレタンフォーム層を積層させたものであって、該リグニン系物質の含有量が、全ポリウレタンフォーム中２〜４０重量％であり、該ポリウレタンフォーム層の圧縮強度が１〜２ＭＰａ、曲げ強度が１〜５ＭＰａであり、且つその密度が０．１〜０．２ｇ／ｃｍ３であり、更に該無機ボードが０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３の密度及び０．１Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃（２５℃）以下の熱伝導率を有し、更に０．５〜２０Ｍｐａの圧縮強度と３ＭＰａ以上の曲げ強度を有する多孔質構造のものであることを特徴とする断熱ボード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量で取扱い性にすぐれるとともに、天然資源有効利用型のボードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築に使用される断熱ボード（パネル）としては各種のものが知られているが、軽量性のものとしては、発泡プラスチックが用いられている。しかし、この発泡プラスチックの場合、その強度や透湿性の点で未だ不十分であり、また、燃焼したときにその発熱量が大きい等の問題を含む。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、軽量性にすぐれるとともに、強度、透湿性にすぐれ、さらに燃焼したときの発熱量の小さい断熱ボードを提供することをその課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ね結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、以下に示す断熱ボードが提供される。
（１）無機ボードの片面又は両面に、ポリオールに対して可溶性のリグニン系物質を溶解状態で含むポリオール溶液に水の存在下ポリイソシアネートを重縮合反応させて形成したポリウレタンフォーム層を積層させたものであって、該リグニン系物質の含有量が、全ポリウレタンフォーム中２〜４０重量％２〜４０重量％であり、該ポリウレタンフォーム層の圧縮強度が１〜２ＭＰａ、曲げ強度が１〜５ＭＰａであり、且つその密度が０．１〜０．２ｇ／ｃｍ３であり、更に該無機ボードが０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３の密度及び０．１Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃（２５℃）以下の熱伝導率を有し、更に０．５〜２０Ｍｐａの圧縮強度と３ＭＰａ以上の曲げ強度を有する多孔質構造のものであることを特徴とする断熱ボード。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる無機ボードは、多孔質構造である。多孔質構造の無機ボードの場合、その厚さは、５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜２５ｍｍ、その密度は、０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３であり、その圧縮強度は、０．５〜２０Ｍｐａ、好ましくは０．５〜１０ＭＰａであり、その曲げ強度は、３ＭＰａ以上、好ましくは７ＭＰａ以上であり、その透湿抵抗は０．１ｍ２ｓＰａ／ｎｇ以下、好ましくは１０−２ｍ２ｓＰａ／ｎｇ以下である。また、その熱伝導率は０．１Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃（２５℃）以下、好ましくは０．０５Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃以下である。多孔質無機ボードは、微細空隙（細孔）を有し、通気性を有するものであるが、その平均細孔直径は３０〜５００μｍ、好ましくは３０〜２００μｍである。
【０００６】
前記のような多孔質無機ボードは、従来公知のものであり、無機粉末を多孔質構造のボード状（板状）に形成することにより得ることができる。
前記無機粉末としては、従来公知の各種のものを用いることができる。このようなものには、例えば、発泡性粘土（貢岩粉末等）、シリカ、アルミナ、ゼオライト、クレー、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。
【０００７】
前記無機ボードの具体例としては、例えば、軽量気泡コンクリートボード、ケイ酸カルシウムボード（ゾノトライト系）等が挙げられる。
【０００８】
本発明では、前記無機ボードの片面又は両面に対してポリウレタンフォーム層を積層固定化して断熱ボードとする。
本発明で用いるポリウレタンフォーム層は、（ｉ）リグニン系物質を溶解状で含むポリオール、（ii）ポリイソシアネート、（iii）水（発泡剤）、（iv）充填剤及び（ｖ）触媒を含有する。反応原料混合物をウレタン化反応さえることによって形成することができる。
【０００９】
前記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリエタノールアミン、ソルビトール等の低分子量ポリオール：ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エチレンオキシド／プロピレンオキシド共重合体等のポリエーテルポリオール：ポリカプロラクトン、ポリ−β−メチル−δ−プチロラクトン、ジオールと二塩基酸からのポリエステル等が挙げられる。その他、水酸基含有液状ポリブタジエン、ポリカーボネートジオール、アクリルポリオール等が挙げられる。
【００１０】
前記ポリイソシアネートとしては、脂肪族系ポリイソシアネート、脂環族系ポリイソシアネートおよび芳香族系ポリイソシアネートの他、それらの変性体が包含される。脂肪族系ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等が挙げられ、脂環族系ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネートが挙げられる。芳香族系ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニル）チオホスフェート等が挙げられる。ポリイソシアネート変性体としては、例えば、ウレタンプレポリマー、ヘキサメチレンジイソシアネートビューレット、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリマー、イソホロンジイソシアネートトリマー等が挙げられる。
【００１１】
前記触媒としては、従来公知のウレタン化反応用触媒、通常、スズ系やアミン系の触媒が用いられる。
前記ポリオールに対して溶解性のリグニン系物質としては、リグニンスルホン酸、リグニンスルホン酸部分中和塩等が挙げられる。
前記リグニンスルホン酸部分中和塩は、リグニンスルホン酸塩を酸を用いて部分的に加水分解するか又はイオン交換方でイオン交換することにより得ることができる。この場合、そのリグニンスルホン酸塩には、ナトリウム塩やカリウム塩、アンモニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等が包含される。その部分加水分解の程度は、通常その５％水溶液のｐＨが１〜８、好ましくは２．５〜８、より好ましくは３〜７を示す程度であり、ポリオールに溶解する程度であればよい。
前記リグニン系物質の割合は、反応混合物中、１〜５０重量％、好ましくは２〜２５重量％である。
前記補助成分の割合は、反応混合物中、２０重量％以下、好ましくは１０重量％以下である。
【００１２】
本発明の断熱ボードは、無機ボードの片面又は両面に前記反応原料混合物をウレタン化反応させて形成したポリウレタンフォーム層を積層固定化したものであるが、このポリウレタンフォーム層の積層固定化は、その無機ボード面上に所要のポリウレタンフォーム層に対応する成分組成の反応原料混合物の層を形成し、反応させればよい。無機ボードの両面に対して、前記ポリウレタンフォーム層固定化させるには、その片面に所要のポリウレタンフォーム層を形成した無機ボードの他方の面上に、所要のポリウレタンフォーム層の成分組成に対応する反応原料混合物の層を形成し、反応させればよい。
前記のようにして無機ボード状に形成されるポリウレタンフォーム層は、そのボード上に強固に固着したものである。
【００１３】
また、無機ボード上にポリウレタンフォーム層を積層固定化する他の方法は、あらかじめ作製したポリウレタンフォームボード（板体）を無機ボードの片面又は両面に積層し、固定化する方法である。この場合のポリウレタンフォームボードの固定化は、例えば、無機ボードとポリウレタンフォームボードの積層体を、あらかじめ金具やネジ（ビス）等を用いて固定化する方法や、接着剤を介して固定化する方法等があり、特に制約されない。
【００１４】
ポリウレタンフォームの形成は、その原料反応混合物をウレタン化反応させることによって実施されるが、この場合、その反応温度は、１０〜３００℃、好ましくは２０〜２２０℃である。反応圧力としては常圧又は加圧が採用される。
【００１５】
無機ボード上にポリウレタンフォーム層積層固定化した本発明の断熱ボードにおいて、そのポリウレタンフォーム層の密度は、０．１〜０．２ｇ／ｃｍ３であり、その熱伝導率は、０．０１〜０．０８Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃（２５℃）、好ましくは０．０２〜０．０５Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃であり、その透湿抵抗は、０．１ｍ２ｓＰａ／ｎｇ以下、好ましくは１０−２ｍ２ｓＰａ／ｎｇ以下であり、その発熱量は、８ＭＪ／ｍ２以下である。また、その厚さは５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜３０ｍｍであり、その圧縮強度は１〜２ＭＰａであり、その曲げ強度は１〜５ＭＰａである。本発明の断熱ボードは、熱伝導率は小さく、良好な断熱性を有する上、その発熱量も８ＭＪ／ｍ２以下と小さい。
【００１６】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【００１７】
なお、以下の実施例において用いた多孔質無機軽量ボートＹは、日本インシュレーション社製、製品名「ダンネットライトII」であり、その性状は以下の通りである。
（１）厚さ：２５ｍｍ
（２）密度：０．２４ｇ／ｃｍ3
（３）曲げ強度：２．５ＭＰａ
（４）熱伝導率：０．０４Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃
【００１８】
実施例１
リグニンスルホン酸（ＬＳ）１５部をジエチレングリコール３５部に溶解してリグニンスルホン酸ポリオール（ＬＳＰ）を調製した。
このＬＳＰ５０部をトリエチレングリコール３０部とショ糖ベースのポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）２０部と混合してポリオール混合物を作った。
次に、このポリオール混合物１００部に３級アミン触媒、水１．５部及びシリコン整泡剤を適量加えてよく攪拌し、さらに、ＮＣＯ／ＯＨモル比が１．２になるように秤量したジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を加えて室温で攪拌して混合物を得た。
この混合物を前記多孔質無機軽量ボートＡの片面に厚さが２５ｍｍとなるように塗布し、この状態で一夜放置した。
【００１９】
このようにして、多孔質無機軽量ボートＹの片面にポリウレタンフォーム層が固定化された断熱ボードを得た。この場合のポリウレタンフォーム層の性状は以下の通りである。
【００２０】
（ｉ）厚さ：２５ｍｍ
（ii）密度：０．１３５ｇ／ｃｍ3
（iii）圧縮強度：１．０ＭＰａ
（iv）曲げ強度：２．２ＭＰａ
（ｖ）透湿抵抗：１０-2ｍ2ｓＰａ／ｎｇ
（vi）熱伝導率：０．０３３Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃
【００２１】
実施例２
廃糖蜜１部をポリエチレングリコール２００（分子量２００）２部に溶解して糖蜜ポリオール（ＭＰ）を調製した。
実施例１で示したＬＳＰ９０部とこのＭＰ１０部とを混合して混合ポリオールを作った。
この混合ポリオール１００部に、３級アミン触媒、水１．５部およびシリコン整泡剤を加えてよく攪拌し、さらに、ＮＣＯ／ＯＨ比が１．２になるように秤量したジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を加えて攪拌して混合物を得た。
この混合物を用いた以外は実施例１と同様にして断熱ボードを得た。
【００２２】
実施例３
実施例１において、リグノスルホン酸の代わりに、リグノスルホン酸部分中和塩を用いた以外は同様にして断熱ボードを得た。
なお、前記リグノスルホン酸部分中和塩は、リグノスルホン酸のスルホン酸基の一部がナトリウム塩に変換された構造のものであり、水溶性及びポリオール溶解性を示し、その５％水溶液のｐＨが３．５であるものである。
【００２３】
実施例４
実施例１において、ジエチレングリコールの代わりにＰＥＧ２００を用いた以外は同様にして実験を行って、断熱ボードを得た。
【００２４】
実施例５
クラフトリグニン（ＫＬ）１０部をトリエチレングリコール８０部に溶解し、さらに、グルコースベースＰＰＧポリオール１０部を加えて、ポリオール混合物を作った。
次に、このポリオール混合物１００部に、トリメチルクロロプロピルフォスフェート（ＴＭＣＰＰ）１０部、水２部及びシリコン整泡剤を適量加えて、よく攪拌しさらに、ＮＣＯ／ＯＨモル比が１．２５になるように坪量したジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を加えて室温で攪拌して混合物を得た。
この混合物を前記無機ボード上に塗布し、反応させて断熱ボードを得た。
前記無機ボード上に形成されたポリウレタンフォーム層の性状は、以下の通りである。
厚さ：２０ｍｍ
密度：０．１ｇ／ｃｍ3
圧縮強度：１ＭＰａ
透湿抵抗：０．０５ｍ2ｓＰａ／ｎｇ
熱伝導率：０．０３５Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃
【００２５】
実施例６
実施例５において、ＴＭＣＰ２０部を用いた以外は同様にして断熱ボードを得た。
前記無機ボード上に形成されたポリウレタンフォーム層の性状は、以下の通りである。
厚さ：２０ｍｍ
密度：０．２ｇ／ｃｍ3
圧縮強度：２ＭＰａ
透湿抵抗：０．０５ｍ2ｓＰａ／ｎｇ
熱伝導率：０．０４５Ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、軽量でかつ断熱性、機械的強度及び透湿性にすぐれるとともに、燃焼したときの発熱量の小さい断熱ボードが提供される。
この断熱ボードは、建築分野における外断熱部材や内断熱部材等として有利に用いられる。