JP2001040055A

JP2001040055A - 硬質ポリウレタンフォーム

Info

Publication number: JP2001040055A
Application number: JP11217369A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Mizuta; 和彦水田; Masashi Ishii; 正史石井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】発泡剤としてＨＣＦＣ−１４１ｂやＨＦＣ等
のフロン系発泡剤を全く使用しない完全水発泡の硬質ポ
リウレタンフォームであって、施工性、作業性、寸法安
定性に優れる上に、フロン系発泡剤を用いた場合と同等
ないしより一層の低密度化が可能な硬質ポリウレタンフ
ォームを提供する。【解決手段】ポリイソシアネート成分と、ポリオール
成分、水、触媒及びその他の助剤を混合した配合液とを
ミキシングヘッドで混合し、ポリイソシアネート成分と
水との反応で発生する炭酸ガスを発泡剤として発泡させ
るエアレススプレー発泡で得られる硬質ポリウレタンフ
ォームであって、ポリオール成分１００重量部に対する
水の割合が３〜１２重量部であり、ポリイソシアネート
成分及び／又は配合液中にアルキルシロキサン共重合体
及び／又は水酸基誘導アルキルシロキサン共重合体を含
む硬質ポリウレタンフォーム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は硬質ポリウレタンフ
ォームに係り、特に、ポリイソシアネート成分と、ポリ
オール成分、発泡剤、触媒及びその他の助剤を混合した
配合液とをミキシングヘッドで混合して発泡させるエア
レススプレー発泡で得られる硬質ポリウレタンフォーム
に関する。

【０００２】

【従来の技術及び先行技術】硬質ポリウレタンフォーム
は、断熱性及び自己接着性に優れることから、住宅、冷
蔵庫等の断熱材として広く利用されている。

【０００３】これらの用途に用いられる硬質ポリウレタ
ンフォームは、一般にポリイソシアネート成分と、ポリ
オール成分、発泡剤、触媒、整泡剤及びその他の助剤を
混合した配合液とをミキシングヘッドで混合して発泡さ
せるエアレススプレー発泡で得られ、この方法であれ
ば、施工対象物に直接吹き付け施工するという簡単な作
業で、良好な硬質ポリウレタンフォームの断熱層を形成
することができる。

【０００４】硬質ポリウレタンフォームにおいては、現
在、主たる発泡剤として用いられているジクロロモノフ
ルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）にはオゾン層破壊
の問題がある。これに代る次世代の発泡剤として、オゾ
ン層を破壊することのないハイドロフルオロカーボン
（ＨＦＣ）が候補に挙げられているが、一方で、このも
のは強い地球温暖化作用が問題となる。このようなこと
から、これらのフロン系発泡剤を用いることなく、発泡
を行う技術の開発が一つの課題とされている。

【０００５】一方、水とイソシアネートとを反応させて
生成する炭酸ガスを発泡剤として用いる方法も提案され
ているが、従来の硬質ポリウレタンフォームでは、泡化
反応速度が遅いために、スプレーパタンが狭い、液ダレ
があるなどの欠点があり、エアレススプレー発泡におけ
る重要な要素である施工性に劣る上に、作業性が施工環
境温度に大きく影響され、作業の安定性に劣るという問
題点がある。また、通常の密度範囲（２５〜３５ｋｇ／
ｍ³）ではフォームの寸法安定性が著しく劣り、商品化
が困難であるという問題点もあった。

【０００６】本出願人は上記従来の問題点を解決し、発
泡剤としてＨＣＦＣ−１４１ｂやＨＦＣ等のフロン系発
泡剤を全く使用しない完全水発泡の硬質ポリウレタンフ
ォームであって、施工性、作業性、寸法安定性に優れた
硬質ポリウレタンフォームとして、ポリイソシアネート
成分と、ポリオール成分、水、触媒及びその他の助剤を
混合した配合液とをミキシングヘッドで混合し、ポリイ
ソシアネート成分と水との反応で発生する炭酸ガスを発
泡剤として発泡させるエアレススプレー発泡で得られる
硬質ポリウレタンフォームであって、ポリオール成分１
００重量部に対する水の割合が３〜９重量部であり、ポ
リオール成分中にアクリロニトリルと酢酸ビニルとの共
重合体を０．５〜５重量％含む硬質ポリウレタンフォー
ムを先に開発した（特願平１１−６０３５０号。以下
「先願」という。）。

【０００７】このように配合液の含水率が上記範囲であ
り、かつ、全ポリオール成分中に所定量のアクリロニト
リル−酢酸ビニル共重合体を含む硬質ポリウレタンフォ
ームであれば、完全水発泡の硬質ポリウレタンフォーム
であって、施工性、作業性、寸法安定性に優れた硬質ポ
リウレタンフォームを実現することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、硬質ポリウレ
タンフォームのより一層の低コスト化、軽量化、高機能
化の観点からは、フォームをより低密度化しても良好な
寸法精度と十分な強度を備える硬質ポリウレタンフォー
ムが望まれる。

【０００９】なお、特開平５−１９４８６２号公報で
は、硬質ポリウレタンフォームの発泡剤に水や代替フロ
ンを用いた場合のフォームの寸法安定性を改良する手段
として、本発明で用いるものと類似の有機珪素化合物か
らなる整泡剤組成物を用いる方法が提案されているが、
その適用分野は硬質ポリウレタンフォームの原液を空隙
又は型に注入するものであって、フォームの寸法安定性
の改良が最も困難とされていたスプレー吹き付け発泡に
関するものではなく、スプレー発泡での効果は明確にな
っていなかった。

【００１０】本発明は、上記先願の硬質ポリウレタンフ
ォームを更に改良し、発泡剤としてＨＣＦＣ−１４１ｂ
やＨＦＣ等のフロン系発泡剤を全く使用しない完全水発
泡の硬質ポリウレタンフォームであって、施工性、作業
性、寸法安定性に優れる上に、フロン系発泡剤を用いた
場合と同等ないしより一層の低密度化が可能な硬質ポリ
ウレタンフォームを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の硬質ポリウレタ
ンフォームは、ポリイソシアネート成分と、ポリオール
成分、水、触媒及びその他の助剤を混合した配合液とを
ミキシングヘッドで混合し、ポリイソシアネート成分と
水との反応で発生する炭酸ガスを発泡剤として発泡させ
るエアレススプレー発泡で得られる硬質ポリウレタンフ
ォームであって、ポリオール成分１００重量部に対する
水の割合が３〜１２重量部であり、ポリイソシアネート
成分及び／又は配合液中にアルキルシロキサン共重合体
及び／又は水酸基誘導アルキルシロキサン共重合体より
なる気泡改良剤を含むことを特徴とする。

【００１２】先願の硬質ポリウレタンフォームにおいて
は、発泡剤である水の投入量を増やしてフォームを低密
度化すると、気泡中の炭酸ガスが系外へ移動することに
よるフォームの収縮を、樹脂強度で抑えきれない傾向が
あった。これに対して、本発明に従って、アルキルシロ
キサン共重合体及び／又は水酸基誘導アルキルシロキサ
ン共重合体を配合することにより、スプレー発泡におい
て、気泡のオープン化を効率良く進めることによって、
低密度でも収縮し難く、しかも施工性、フォーム強度、
寸法精度に優れた、フロン系発泡剤不使用で完全水発泡
の環境配慮型の硬質ポリウレタンフォームを実現するこ
とができる。

【００１３】本発明において用いられるアルキルシロキ
サン共重合体は、一般にハードコート材で用いられるも
ので、コロイダルシリカなどを基礎原料として製造され
るものである。

【００１４】本発明において、気泡改良剤としてはメチ
ルシロキサン共重合体及び／又は水酸基誘導メチルシロ
キサン共重合体が好ましく、その使用量はポリオール成
分１００重量部に対して、０．０１〜５重量部とするの
が好ましい。

【００１５】特に、気泡改良剤としては、主な構造単位
が（Ｃ_nＨ_2n+1）₃ＳｉＯ_1/2（１官能性）及びＳｉＯ
₂（４官能性）であって、（Ｃ_nＨ_2n+1）₂ＳｉＯ（２官
能性）を含むものが好ましい。

【００１６】本発明の硬質ポリウレタンフォームにおい
ても、先願の硬質ポリウレタンフォームと同様に、ポリ
オール成分中にアクリロニトリルと酢酸ビニルとの共重
合体を０．５〜５重量％含むことが好ましい。

【００１７】また、反応速度を高めて施工性を向上させ
るために、ポリオール成分中に開始剤としてピペラジン
及び／又はアミノアルキルピペラジンを用いたポリオー
ルを含むことが好ましい。

【００１８】また、ポリイソシアネート成分としては、
炭酸ガスを速やかに発生させてスプレー施工に必要な施
工性を維持するために、水との親和性が高いイソシアネ
ート成分を用いることが重要であり、該ポリイソシアネ
ート成分は、当該ポリイソシアネート成分１００重量部
と水５重量部とをいずれも温度２０℃で混合して得られ
た混合物の混合当初３０分間の平均昇温速度（以下、単
に「平均昇温速度」と称す。）が０．２〜３．０℃／ｍ
ｉｎであるような、水との反応性の高いポリイソシアネ
ート成分であることが好ましい。

【００１９】更に、本発明では、前記気泡改良剤を配合
するために、ポリエーテル変性シリコーン整泡剤を含む
ことが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００２１】本発明において、発泡剤として用いる水の
使用量が、ポリオール成分１００重量部に対し３重量部
よりも低いと、得られるフォームが高密度となりコスト
アップを招き実用的でない。この水の割合が１２重量部
よりも高いとフライアビリティーが顕著になり、エアレ
ススプレー発泡の施工に当り、躯体面との接着性が低下
する他、フォームの収縮傾向が顕著になるなど、好まし
くない。従って、水の使用量はポリオール成分１００重
量部に対して３〜１２重量部、好ましくは４〜８重量部
とする。

【００２２】本発明では、気泡改良剤としてアルキルシ
ロキサン共重合体及び／又は水酸基誘導アルキルシロキ
サン共重合体を添加することにより、気泡のオープン化
をより一層促進させて、フォームを低密度化しても気泡
内炭酸ガスの拡散による収縮・変形の影響を抑え、良好
なフォームを形成する。なお、水酸基誘導アルキルシロ
キサン共重合体とは、珪素原子に結合するアルキル基の
一部又は全部が水酸基に置換し、シラノール基、シラン
ジオール基、シラントリオール基などを有するものや、
アルキル基末端の水素原子の一部又は全部が水酸基に置
換されているアルキルシロキサン共重合体を意味する。
本発明では、特に反応が速いために独立気泡になり易い
スプレーフォームにおいて、アルキルシロキサン共重合
体及び／又は水酸基誘導アルキルシロキサン共重合体に
よる上記作用効果で気泡のオープン化を効果的に進行さ
せて、低密度であっても寸法精度、フォーム強度に優れ
た硬質ポリウレタンフォームを実現することができる。

【００２３】本発明で用いるアルキルシロキサン共重合
体及び／又は水酸基誘導アルキルシロキサン共重合体の
アルキル基はメチル基であることが好ましい。また、該
アルキルシロキサン共重合体及び水酸基誘導アルキルシ
ロキサン共重合体の構造単位は、（Ｃ_nＨ_2n+1）₃ＳｉＯ
_1/2：１官能性，（Ｃ_nＨ_2n+1）₂ＳｉＯ：２官能性，
（Ｃ_nＨ_2n+1）ＳｉＯ_3/2：３官能性，ＳｉＯ₂：４官能
性からなり、各構造単位の含有比率は特に限定するもの
ではないが、主な構成単位が１官能性と４官能性である
とスプレーにおける連続気泡化が効率的に進むので好ま
しい。ただし、４官能性含有量のみが増大するとポリマ
ー分子が強固になり、原料成分に溶解し難くなるという
不具合が生じるため、本発明で用いるアルキルシロキサ
ン共重合体は、構造単位に（Ｃ_nＨ_2n+1）₂ＳｉＯ（２官
能性）を導入して該共重合体の可撓性を調整しながら配
合液に溶解させ易くすることが好ましい。

【００２４】また、アルキルシロキサン共重合体及び水
酸基誘導アルキルシロキサン共重合体の分子量は、可撓
性維持の面から、ポリスチレン換算のピークトップの分
子量として５０００〜５００００の範囲であることが好
ましい。

【００２５】このようなアルキルシロキサン共重合体及
び／又は水酸基誘導アルキルシロキサン共重合体の添加
割合が、ポリオール成分１００重量部に対して０．０１
重量部未満では、アルキルシロキサン共重合体及び／又
は水酸基誘導アルキルシロキサン共重合体による気泡の
オープン化効果が十分に得られない。しかし、この添加
割合が５重量部を超えても、気泡のオープン化の効果が
頭打ちである。即ち、フォームの耐収縮性は連続気泡化
促進効果により既に十分な水準に到達しているので、５
重量部より多い量を添加しても意味がない。従って、ア
ルキルシロキサン共重合体及び／又は水酸基誘導アルキ
ルシロキサン共重合体の添加割合はポリオール成分１０
０重量部に対して０．０１〜５重量部、特に０．２〜
２．０重量部とするのが好ましい。

【００２６】なお、アルキルシロキサン共重合体及び／
又は水酸基誘導アルキルシロキサン共重合体はイソシア
ネート成分に含有させても良く、ポリオール成分等を含
む配合液に含有させても良いが、一般的には、予め該ア
ルキルシロキサン共重合体及び／又は水酸基誘導アルキ
ルシロキサン共重合体とポリエーテル変性シリコーン整
泡剤を混合しておき、いずれかの成分に含有させるのが
好ましい。

【００２７】本発明において、ポリオール成分中のアク
リロニトリル−酢酸ビニル共重合体には、フォームの気
泡の一部をオープン化する作用があり、フォームの収縮
を抑制することに効果を発揮する。即ち、セル内の炭酸
ガスはセル膜を透過し空気と置換しやすい性質を持つこ
とから、独立気泡の割合が高いとフォームが収縮すると
いう現象となって現れる。これに対して、アクリロニト
リル−酢酸ビニル共重合体を用いることで、フォームの
独立気泡の割合を低くして炭酸ガスの空気置換によるフ
ォームの収縮を防止することができる。特に、本発明で
は、アルキルシロキサン共重合体及び／又は水酸基誘導
アルキルシロキサン共重合体とこのアクリロニトリル−
酢酸ビニル共重合体とを併用することにより、より一層
の気泡のオープン化を効果的に行うことができ、特に環
境温度の低い条件下での施工における連続気泡化を速や
かに進行させるために有効である。

【００２８】このポリオール成分中のアクリロニトリル
−酢酸ビニル共重合体の割合が０．５重量％未満ではフ
ォームの独立気泡の割合が増大し、フォームは収縮する
傾向が顕著となる。この割合が５重量％より大きい場合
には、アクリロニトリル−酢酸ビニル共重合体が配合液
中で安定して分散状態を保つことが難しくなり、短時間
で沈降してしまい、配合液の貯蔵安定性に欠けるものと
なる。従って、ポリオール成分中のアクリロニトリル−
酢酸ビニル共重合体の割合は、０．５〜５重量％、特に
１．０〜３．０重量％とするのが好ましい。

【００２９】また、この配合液の粘度は、低温環境下で
良好な霧化状態を保つには温度２０℃で５００ｃｐｓ以
下であることが好ましく、この粘度が５００ｃｐｓより
大きいと環境温度が比較的高い場合（夏期）には問題が
ないが、低い場合（冬期）には霧化幅が狭くなり良好な
スプレーパタンが得られない。特に、低温環境温度下で
も良好な霧化幅を維持しようとする場合には、温度２０
℃において配合液の粘度は３００ｃｐｓ以下であること
が望ましい。

【００３０】また、本発明に係るポリオール成分中に
は、下記構造式（Ｉ）で表されるピペラジンや下記一般
式（II）で表されるアミノアルキルピペラジンを開始剤
とするポリオールを含むことが好ましい（なお、下記一
般式（II）において、ｎは１以上の整数であり、好まし
くは２〜３である。）。

【００３１】

【化１】

【００３２】即ち、スプレー発泡では高い活性が要求さ
れるため、従来はエチレンジアミンやエタノールアミ
ン、トリレンジアミンなどを開始剤として用い、エチレ
ンオキサイドやプロピレンオキサイドを開環付加重合さ
せて得られるポリオールが用いられてきたが、炭酸ガス
を発泡剤として利用する場合には、水とイソシアネート
が反応して炭酸ガスを生成する反応が緩やかなため、こ
の反応を促進するために、ポリオールにはより高い活性
を持たせることが好ましい。そこで、通常は触媒として
用いられるピペラジン或いはアミノアルキルピペラジン
をポリオールの開始剤とすることで、ポリオールとイソ
シアネートとからウレタン結合を生成する樹脂化反応、
水とイソシアネートとから炭酸ガスを生成する泡化反応
を速やかに進めることができる。特に、ピペラジン系化
合物は泡化作用が強いので、水を発泡剤とする場合に
も、速やかな炭酸ガス発生作用が期待でき、スプレー施
工には有効である。

【００３３】このようなピペラジンやアミノアルキルピ
ペラジンを開始剤としてエチレンオキサイド（ＥＯ）や
プロピレンオキサイド（ＰＯ）を開環付加重合させて得
られるポリオールの全ポリオール成分中の割合は、２０
〜９０重量％であることが好ましい。この割合が２０重
量％未満では、この特定の開始剤を用いたポリオールを
配合することによる反応の促進効果が十分に得られず、
９０重量％を超えると反応が速くなり独立気泡傾向が強
くなり、好ましくない。

【００３４】本発明において用いるポリイソシアネート
成分は、炭酸ガスを速やかに発生させてスプレー施工に
必要な施工性を維持するために、水との親和性が高いイ
ソシアネート成分を用いることが好ましい。本発明で
は、水と混合した場合の平均昇温速度により、このポリ
イソシアネート成分の親水性を定量化した。即ち、通常
のポリイソシアネートは水と混合しても殆ど発熱しな
い。平均昇温速度が０．２℃／ｍｉｎ未満の通常のポリ
イソシアネートでは反応が遅くなり、特にスプレー施工
するときの環境温度が低い場合には良好なスプレーパタ
ンが得られず、発泡速度が遅くなるなどの不具合を生じ
る。平均昇温速度が３．０℃／ｍｉｎより大きい場合に
は、ポリイソシアネートの液表面が大気中の水分と反応
して固化し易くなり、安定性が悪化して実使用に耐えら
れなくなる。従って、用いるポリイソシアネート成分の
平均昇温速度は０．２〜３．０℃／ｍｉｎ、特に０．３
〜２．５℃／ｍｉｎであることが好ましい。

【００３５】本発明において、ポリイソシアネート成分
としては、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレ
ンジイソシアネート等の芳香族系ポリイソシアネート化
合物、イソホロンジイソシアネート等の脂環族系ポリイ
ソシアネート類、ヘキサメチレンジイソシアネート等の
脂肪族系ポリイソシアネート類等の１種又は２種以上を
使用することができ、上述のような水との親和性に優れ
たポリイソシアネート成分は、例えば粗製ジフェニルメ
タンジイソシアネートで言えば、ベンゼン環の周囲を親
水性の高い基で置換する、或いはベンゼン環間のアルキ
レン部分に親水性の高い変性基を導入することにより実
現することができる。なお、ポリイソシアネート成分の
イソシアネート指数は１００〜２００であることが好ま
しい。

【００３６】本発明の硬質ポリウレタンフォームは、上
述した条件を満たすようにポリイソシアネート成分と、
アルキルシロキサン共重合体及び／又は水酸基誘導アル
キルシロキサン共重合体、ポリオール成分、水、触媒及
びその他の助剤を混合した配合液とをミキシングヘッド
で混合して吹き付け発泡させることにより製造される。

【００３７】本発明で使用されるその他の原料について
は、以下に示す通りである。

【００３８】（１）ポリオール成分アクリロニトリル−酢酸ビニル共重合体及びピペラジン
又はアミノアルキルピペラジンを開始剤とするポリオー
ル以外のポリオール成分としては、エチレンジアミン、
グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、
シュークローズなどの多価アルコールを主体としたポリ
エーテル又はポリエステルの１種又は２種以上を使用す
ることができる。なお、本発明に係るポリオール成分の
水酸基価は２５０〜３５０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇであること
が好ましい。

【００３９】（２）触媒触媒としては、トリエチレンジアミン、ペンタメチルジ
エチレントリアミン、テトラメチルヘキサメチレンジア
ミン等のアミン触媒や、ジブチル錫ジラウレート、オク
チル酸鉛、スタナスオクトエート、オクチル酸カリウム
（２−エチルヘキシル酸カリウム）、酢酸カリウムなど
の有機金属系触媒の１種又は２種以上を使用することが
できる。

【００４０】（３）発泡剤水を添加し、水とイソシアネート成分との尿素化反応で
生成する炭酸ガスを発泡剤とする。

【００４１】（４）整泡剤整泡剤はポリエーテル変性シリコーン化合物など一般に
用いられているものが適用でき、特に限定するものでは
ない。

【００４２】また、本発明においては、上記以外の任意
の成分、例えば難燃剤、充填剤等も本発明の目的を妨げ
ない範囲で使用することができる。

【００４３】本発明の硬質ポリウレタンフォームは、発
泡剤としての水、触媒、アルキルシロキサン共重合体及
び／又は水酸基誘導アルキルシロキサン共重合体並びに
その他の助剤を所定量のアクリロニトリル−酢酸ビニル
共重合体を含むポリオール成分、好ましくは更に開始剤
としてピペラジン又はアミノアルキルピペラジンを含む
ポリオール成分に混合した配合液と、ポリイソシアネー
ト成分、好ましくは、前述の平均昇温速度を満たす親水
性のポリイソシアネート成分とを前記配合液の水重量部
数を満たすように、３０〜５０℃でミキシングヘッドを
用いて混合し、施工対象面に吐出圧力４０〜８０ｋｇ／
ｃｍ²で吹き付け、所定の厚さとなるまで吹き付けを繰
り返して発泡させることにより製造することができる。

【００４４】このようにして製造される本発明の硬質ポ
リウレタンフォームは、特に、後述の実施例の方法で測
定されるフォームの独立気泡率が４０〜７０％であり、
コア密度が２０〜３５ｋｇ／ｃｍ³であることが好まし
い。

【００４５】

【実施例】以下に実験例、実施例及び比較例を挙げて本
発明をより具体的に説明する。

【００４６】実験例１下記３種類のポリイソシアネート成分１〜３を準備し、
下記方法に従って、その親水性及び安定性の評価を行っ
た。

【００４７】ポリイソシアネート１：日本ポリウレタン工業（株）製「ＤＲＣ−５９２」粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（ＮＣＯ％：３０．９）ポリイソシアネート２：日本ポリウレタン工業（株）製「Ｃ−１１５６」（汎用品）粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（ＮＣＯ％：３０．２）ポリイソシアネート３：日本ポリウレタン工業（株）製「ＤＲＣ−５９４」粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（ＮＣＯ％：３０．４） [親水性]容積５００ｃｃのビーカーにいずれも液温２０
℃のイソシアネート成分２００ｇと水１０ｇを採り、十
分攪拌した後熱伝対を挿入し、攪拌３０分後の混合物の
温度を測り、平均昇温速度を求めた。このときの混合液
の状態と平均昇温速度を表１に示す

【００４８】

【表１】

【００４９】[安定性]容積２００ｃｃのビーカーに各イ
ソシアネート成分を１００ｇ採り、温度２２℃、相対湿
度５５％、及び、温度３５℃、相対湿度８５％に調整し
た恒温槽内にそれぞれ投入し、それぞれ一定の時間毎に
試験体の状態を観察し、下記基準で評価して結果を表
２，３に示した。

【００５０】＜評価基準＞ ○：問題なし △：液面に薄皮発生 ×：液面全体が固化して使用不能

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】表２，３より明らかなように、平均昇温速
度が大きく、親水性の高いポリイソシアネートほど雰囲
気中の水分と反応して固化し易い。

【００５４】実使用に際しては、開封したドラム缶にス
プレー発泡機のエアーポンプを挿入してポリイソシアネ
ート成分を吸い上げるので、ポリイソシアネート成分の
保管状態は完全な密閉状態とは言えない。このような状
況での実使用において、ポリイソシアネート２（汎用）
は実際には問題なく使用できる実績があることから、安
定性評価で同性状を示すポリイソシアネート１について
は問題なく使用できると考えられる。

【００５５】ポリイソシアネート３は可使時間が温度２
２℃、相対湿度５５％では一日分の作業時間である８時
間を超えていることから、使用は可能であるが、実際に
使用できる温湿度条件は限定されるので、これを超える
親水性は実用途上の十分な安定性を損なうので好ましく
ない。

【００５６】従って、表１〜３の結果から、ポリイソシ
アネート１〜３のうち、平均昇温速度０．６℃／ｍｉｎ
のポリイソシアネート１が最も好適であることがわか
る。

【００５７】実施例１〜３、比較例１〜３表４に示した配合処方に従って、まず配合液Ａを調製し
た。また、実験例１で試料として用いたポリイソシアネ
ート１，２を用意した。

【００５８】配合液Ａに用いた原料は次の通りである。
なお、発泡剤としては、水とＨＣＦＣ−１４１ｂを用い
た。ポリオールＡ：旭硝子（株）製アミノエチルピペラジン／モノエタノールアミンベースポリエーテルポリオール水酸基価：３１２ｍｇ−ＫＯＨ／ｇアミノエチルピペラジンＰＯ付加体：約５０重量％含有アクリロニトリル−酢酸ビニル共重合体成分：２．７重量％含有ポリオールＢ：旭硝子（株）製アミノエチルピペラジン／モノエタノールアミンベースポリエーテルポリオール水酸基価：３１２ｍｇ−ＫＯＨ／ｇアミノエチルピペラジンＰＯ付加体：約５０重量％含有アクリロニトリル−酢酸ビニル共重合体成分：未導入ポリオールＣ：旭硝子（株）製シュークロース／アミンベースポリエーテルポリオール水酸基価：４４０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇシュークロース，芳香族アミン，脂肪族アミンのＥＯ／ＰＯ付加体：計１００重量％含有ポリオールＤ：武田薬品工業（株）製エチレンジアミンベースポリエーテルポリオール水酸基価：７５０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇエチレンジアミンのＥＯ付加体：１００重量％含有ポリオールＥ：武田薬品工業（株）製エチレンジアミンベースポリエーテルポリオール水酸基価：７５０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇエチレンジアミンのＰＯ付加体：１００重量％含有難燃剤Ａ：アクゾノーベル製トリブチルフォスフェー
ト難燃剤Ｂ：大八化学（株）製「ＴＣＰＰ」整泡剤：信越化学工業（株）製ポリエーテル変性シリ
コン整泡剤「Ｘ−２０−１７４７」シリコンレジン：信越化学工業（株）製メチルシロキ
サン共重合体「Ｘ−２０−１７８４」（５０重量％デカ
メチルシクロペンタシロキサン溶液、ピークトップ分子
量１５３００（ポリスチレン換算）触媒Ａ：花王（株）製トリエチレンジアミン３３重量
％溶液触媒Ｂ：花王（株）製テトラメチルヘキサメチレンジ
アミン触媒Ｃ：花王（株）製ペンタメチルジエチレントリア
ミン触媒Ｄ：日本化学産業（株）製オクチル酸鉛のフタル
酸ジオクチル溶液（鉛濃度１７重量％）エアレス混合タイプの高圧スプレー発泡機システムとし
てガスマーモデルＦＦ１６００（ガスマー社製）を用
い、配合液Ａ及び表１に示す量のポリイソシアネートを
メインポンプから圧送し、躯体（珪酸カルシウム板）に
吹き付けて硬質ポリウレタンフォームを形成した。な
お、表４に示す施工環境温度とし、躯体温度は環境温度
と等しく設定し、発泡機における吐出液温は３５℃で、
エアポンプの空気圧は５ｋｇ／ｃｍ²とした。

【００５９】調製された配合液Ａの粘度と、得られた硬
質ポリウレタンフォームのコア密度や施工性等を、下記
方法により調べ、結果を表４に示した。

【００６０】配合液Ａの粘度Ｂ型粘度計を用いて２０℃における粘度を測定した。コア密度ＪＩＳＡ９５２６に従って測定した。独立気泡の割合ＡＳＴＭＤ２８５６による。３層で総厚味３０〜３５
ｍｍになるように積層したものから、試験体（表皮２層
を含む）を採取して測定した。寸法変化率３層で総厚味３０〜３５ｍｍになるよう積層したものか
ら、躯体付の状態で幅１００ｍｍ×１００ｍｍに裁断
し、厚みは成形時のままで表皮を残して採取したものを
高湿熱環境下（温度５０℃・湿度ＲＨ９５％）に２４時
間投入し、前後の変化率を調べた。施工性スプレーパタン：試験体作製条件にて、躯体面から１
ｍの位置から吐出しフォーム付着部分の径を測定し、径
が４０〜６０ｃｍのとき「良好」、４０ｃｍ未満のとき
「狭い」とした。発泡性：各施工環境温度下（躯体も同温度）
で吐出液温３５℃で１秒間吹き付けてスプレー発泡させ
たときの液化速度（原料が発泡を開始して白色化するま
での時間）を測定し、５秒以内を「良好」、５秒を超え
る場合を「遅い」とした。

【００６１】

【表４】

【００６２】表４より、本発明の硬質ポリウレタンフォ
ームは、独立気泡の割合が比較的低く、低密度でも施工
性、作業性に優れ、寸法精度も良好であることがわか
る。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の硬質ポリウ
レタンフォームによれば、発泡剤としてＨＣＦＣ−１４
１ｂやＨＦＣ等のフロン系発泡剤を全く使用しない完全
水発泡の硬質ポリウレタンフォームであって、低密度で
も収縮し難く、良好な寸法精度とフォーム強度を有し、
しかも、泡化速度が速く、スプレーパタンも安定して広
く、施工性、作業性に優れた硬質ポリウレタンフォーム
が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F074 AA41A AA49A AA79A AA80A AA90A BA34 BB08 BC01 CA11 CA13 CC22X CC22Y DA02 DA32 4J034 BA03 DC50 DF01 DG01 HA01 HA07 HC03 HC12 HC22 HC61 HC64 HC71 KA01 KB02 KC02 KC17 KD12 KE02 MA22 MA24 NA03 NA08 QB12 QB16 QC01 QD06 RA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイソシアネート成分と、ポリオール
成分、水、触媒及びその他の助剤を混合した配合液とを
ミキシングヘッドで混合し、ポリイソシアネート成分と
水との反応で発生する炭酸ガスを発泡剤として発泡させ
るエアレススプレー発泡で得られる硬質ポリウレタンフ
ォームであって、ポリオール成分１００重量部に対する水の割合が３〜１
２重量部であり、ポリイソシアネート成分及び／又は配合液中にアルキル
シロキサン共重合体及び／又は水酸基誘導アルキルシロ
キサン共重合体よりなる気泡改良剤を含むことを特徴と
する硬質ポリウレタンフォーム。
【請求項２】請求項１において、該気泡改良剤がメチ
ルシロキサン共重合体及び／又は水酸基誘導メチルシロ
キサン共重合体であることを特徴とする硬質ポリウレタ
ンフォーム。
【請求項３】請求項１又は２において、該気泡改良剤
をポリオール成分１００重量部に対して０．０１〜５重
量部含むことを特徴とする硬質ポリウレタンフォーム。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、該気泡改良剤の主な構造単位が（Ｃ_nＨ_2n+1）₃Ｓｉ
Ｏ_1/2（１官能性）及びＳｉＯ₂（４官能性）であること
を特徴とする硬質ポリウレタンフォーム。
【請求項５】請求項４において、該気泡改良剤の構造
単位中には（Ｃ_nＨ_2n+1）₂ＳｉＯ（２官能性）を含むこ
とを特徴とする硬質ポリウレタンフォーム。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか１項におい
て、ポリオール成分中にアクリロニトリルと酢酸ビニル
との共重合体を０．５〜５重量％含むことを特徴とする
硬質ポリウレタンフォーム。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれか１項におい
て、該ポリオール成分中に、ピペラジン及び／又はアミ
ノアルキルピペラジンを開始剤とするポリオールを含む
ことを特徴とする硬質ポリウレタンフォーム。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれか１項におい
て、該ポリイソシアネート成分は、当該ポリイソシアネ
ート成分１００重量部と水５重量部とを温度２０℃で混
合して得られた混合物の混合当初３０分間の平均昇温速
度が０．２〜３．０℃／ｍｉｎとなるポリイソシアネー
ト成分であることを特徴とする硬質ポリウレタンフォー
ム。
【請求項９】請求項１ないし８のいずれか１項におい
て、該ポリイソシアネート成分及び／又は配合液はポリ
エーテル変性シリコーン整泡剤を含むことを特徴とする
硬質ポリウレタンフォーム。