JP2004043747A - 難燃性断熱吸音材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリオールとポリイソシアネートとの反応により得られるウレタンフォームからなり、前記ウレタンフォームに膨張黒鉛、リン系難燃剤が含有されているものを難燃性断熱吸音材とした。さらには、難燃性断熱吸音材を構成するウレタンフォームの密度は、12〜80kg/m3、膨張黒鉛とリン系難燃剤の重量比は、6:1〜1:1が好ましい。またウレタンフォームには、シリコンーン化合物からなる整泡剤がポリオール100重量部に対して0.5〜3.0重量部含まれているのが好ましい。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、難燃性断熱吸音材に関する。
【0002】
【従来の技術】
パワーシャベル、ブルドーザ等の建設機械や、コンプレッサ、発電機、溶接機、空調機の室外機等の産業機器には、エンジンやコンプレッサ等が搭載されている。また、前記エンジンやコンプレッサ等は振動源や放熱源となるため、前記エンジンやコンプレッサ等の周辺には断熱吸音材が配設されている。
【0003】
ところで、建設機械や産業機器の組み立てにおいては、断熱吸音材を配設した後、断熱吸音材の近くで溶接作業を行うことが多く、その際に前記溶接火花が断熱吸音材に飛び散り易い。そのため、前記建設機械や産業機器等に用いられる断熱吸音材には、前記溶接火花による発火や火災を生じないことと吸音性の低下を生じないことが要求される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、汎用ポリウレタンフォームからなる従来の断熱吸音材は、前記建設機械や産業機器等に用いられると、飛び散った火花で熔解して穴が開き、形状が保持されなくなる。前記断熱吸音材は、本来の形状が保持されなくなると、吸音特性が損なわれるようになり、吸音材としての用をなさなくなる。
【0005】
この発明は、前記の問題に鑑みなされたもので、難燃性に優れ、しかも引火等で燃焼して炭化することがあっても、形状を保持することのできる断熱吸音材の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、ポリオールとポリイソシアネートとの反応により得られるウレタンフォームからなり、前記ウレタンフォームに膨張黒鉛、リン系難燃剤が含有されていることを特徴とする難燃性断熱吸音材に係る。さらに本発明の難燃性断熱吸音材を構成する前記ウレタンフォームは、ワンショット法により製造される軟質スラブ発泡体である。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、ウレタンフォームの密度が12〜80kg/m3であることを特徴とする。
【0008】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、膨張黒鉛とリン系難燃剤の重量比が6:1〜1:1であることを特徴とする。
【0009】
請求項4の発明は、請求項1から3の何れか一項の発明において、ウレタンフォームにシリコンーン化合物からなる整泡剤が含有されていることを特徴とする。
【0010】
請求項5の発明は、請求項4の発明において、シリコーン化合物からなる整泡剤の量が、ポリオール100重量部に対して0.5〜3.0重量部であることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下この発明の難燃性断熱吸音材について詳細に説明する。この発明の難燃性断熱吸音材は、ポリオールとポリイソシアネートとの反応により得られるウレタンフォームからなり、前記ウレタンフォームに膨張黒鉛、リン系難燃剤が含有されていることを特徴とする。ウレタンフォームの密度は12〜80kg/m3が好ましい。密度が12kg/m3より低い場合、実用性に劣る物性となり、それに対して密度が80kg/m3を超える場合、ウレタンフォームの発泡性が不安定になり、一定の品質を安定して得難くなる。
【0012】
この発明で使用されるポリオールとしては、軟質ポリウレタンフォーム用として知られているエーテル系ポリオールまたはエステル系ポリオールを単独で、または複数混合して用いることができる。
【0013】
エーテル系ポリオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコール、またはその多価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。
【0014】
また、エステル系ポリオールとしては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールを使用することもできる。その他、ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオール中でエチレン性不飽和化合物を重合させて得られるポリマーポリオールも使用することができる。
【0015】
ポリイソシアネートとしては、イソシアネート基を2以上有する脂肪族系または芳香族系ポリイソシアネート、それらの混合物、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを使用することができる。
【0016】
脂肪族系ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキサメタンジイソシアネート等が挙げられる。芳香族ポリイソシアネートとしては、トルエ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、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート(クルードMDI)等が挙げられる。その他プレポリマーも使用することができる。
【0017】
膨張黒鉛は、公知のものを使用でき、原料黒鉛に特に制限はないが、天然黒鉛、キッシュ黒鉛、熱分解黒鉛等のように、高度に結晶が発達した黒鉛が好ましいものとして挙げられる。さらには、得られる特性と経済性のバランスを考慮すると、天然黒鉛が好ましい。用いる天然黒鉛として特に制限はなく、SS−3N(住金ケミカル(株)製)、GREP−EG(東ソー(株)製)等の市販品を用いることができる。また、膨張黒鉛粉の平均粒径に特に制限はないが、ポリオール等との混合などを考慮すると、+50メッシュ80%以上のものが好ましい。
【0018】
この発明では、前記膨張黒鉛の量は、膨張黒鉛:ポリオールの重量比が5:100〜50:100、特には7:100〜40:100の範囲となるようにしてウレタンフォームに含まれるのが好ましい。前記膨張黒鉛の比率が上限の50/100を超えると、樹脂の流動性を損ねる傾向があり、一方、下限の5/100未満の場合、ウレタンフォームにおける膨張黒鉛の密度が低くなって、燃焼時に断熱吸音材の形状保持性が低くなる。
【0019】
リン系難燃剤は、特に限定されるものではなく、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ビス(1,3−フェニレンジフェニル)ホスフェートなどの化合物、リン酸トリアリール、リン酸トリアルキル、リン酸アルキルアリールなどの化合物、赤リン、ポリリン酸アンモニウム、リン酸エステル、リン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、リン酸グアニジン及びエチレンジアミンリン酸塩等が挙げられる。前記膨張黒鉛:リン系難燃剤の重量比は、6:1〜1:1、特には3:1〜1.5:1が好ましい。前記膨張黒鉛:リン系難燃剤の重量比6:1よりもリン系難燃剤の比率が低い場合には、難燃効果が不足する傾向にあり、また前記膨張黒鉛:リン系難燃剤の重量比1:1よりもリン系難燃剤の比率が高い場合には、この断熱吸音材の燃焼時における煙の発生量が多くなる。
【0020】
前記ウレタンフォームにおいては、前記ポリオールとポリイソシアネートとの反応に際して発泡反応を良好にするため、整泡剤や触媒が添加され、また発泡や硬さ調整のためなどに適量の水が添加される。
【0021】
この発明で使用される整泡剤としては、シリコーン化合物からなるものが好ましい。特にはシリコーン化合物にあっても、低分子量の化合物が好ましく、ポリジメチルシロキサン鎖の数(N)が6〜1のものが挙げられる。前記シリコーン化合物からなる整泡剤、特にポリジメチルシロキサン鎖の数(N)が6〜1の整泡剤は、整泡効果のみならず難燃助剤としても有効なため、前記リン系難燃剤の量を減らすことができ、発煙を抑えることができる。ポリジメチルシロキサン鎖の数(N)が6〜1の整泡剤の具体例として、品番:F−650、信越化学工業(株)製、品番:SZ−1136、日本ユニカー(株)製が挙げられる。前記シリコーン化合物からなる整泡剤の量は、前記ポリオール100重量部に対して0.5〜3重量部が好ましい。前記範囲よりも添加量が多いと、ウレタンフォームはクローズドセル(独立気泡)が多くなって吸音性が損なわれるのみならず、発泡後における収縮で変形するようになる。
【0022】
触媒としては、軟質ウレタンフォーム用の公知のものが使用される。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエート等の錫触媒や、フェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒(有機金属触媒とも称される。)が挙げられる。
【0023】
【実施例】
以下実施例及び比較例について説明する。使用した原料は次の通りである。
・ポリオール:分子量3000、OH価56、品番GP3000、三洋化成工業(株)製
・アミン触媒:品番LV−33、中京油脂(株)製
・錫触媒:品番MRH−110、城北化学工業(株)製
・リン系難燃剤:品番CR−504、大八化学工業(株)製
・ 膨張黒鉛:粒径が+50メッシュ80%以上、品番SS−3N、住金ケミカル(株)製
・難燃整泡剤(シリコーン化合物からなる整泡剤):品番F−650、信越化学工業(株)製
・一般整泡剤:品番SH−194、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製
・ポリイソシアネート:品番コロネート T−80、日本ポリウレタン工業(株)製
【0024】
前記原料を表1の配合で混合し、公知のウレタンフォームスラブの製造方法にしたがいウレタンフォームを発泡させ、実施例及び比較例の難燃性断熱吸音材を得た。その際の手順を簡単に述べると、前記ポリオールに、前記ポリイソシアネート以外の原料を表1に示す割合で添加し、ミキサーを使用する公知の撹拌方法で混合して混合物を得た。得られた混合物を注入機のタンクに投入し、また同注入機の他のタンクに前記ポリイソシアネートを投入し、前記混合物とポリイソシアネートを高圧注入機のミキシングチャンバー内で混合、撹拌、吐出してポリウレタンフォームスラブを得、そのポリウレタンフォームスラブの表皮以外の部分から、所要寸法の実施例及び比較例の難燃性断熱吸音材を裁断により得た。
【0025】
【表1】
【0026】
前記のようにして得られた実施例品及び比較例品に対して、密度、難燃性及び燃焼後の形状保持性を調べた。密度の測定方法はJIS K 6400、難燃性の測定方法はUL94 HF−1にしたがい、燃焼後の形状保持性の測定は目視で判断した。それらの結果を前記表1に示す。表1から明らかなように、実施例品は、難燃性に優れ、しかも燃焼後の形状保持性も良好であった。
【0027】
また、前記実施例3の難燃性断熱吸音材と、膨張黒鉛及びリン系難燃剤を含まない従来の断熱吸音材((株)イノアックコーポレーション製、品番F−2)とについて、吸音性をJIS A 1405にしたがい測定した。図1はその吸音性の測定結果であり、実施例3(実施例品)と従来品とは同等の吸音性を有していた。また前記実施例3(実施例品)と従来の断熱吸音材((株)イノアックコーポレーション製、品番F−2)とについて、断熱特性をJIS A 1414の熱流計法にしたがい測定した。その結果、従来品は0.0330W/mKであったのに対し、実施例3は0.0405W/mKであり、断熱材として充分な断熱特性を有していた。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の難燃性断熱吸音材は、前記構成からなるため、難燃性に優れ、しかも引火等により燃焼して炭化することがあっても、形状を保持することができるので、変形や形状喪失に起因する吸音性の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例3の難燃性断熱吸音材と従来の断熱吸音材とに関する吸音性測定結果である。
Claims (5)
- ポリオールとポリイソシアネートとの反応により得られるウレタンフォームからなり、前記ウレタンフォームに膨張黒鉛、リン系難燃剤が含有されていることを特徴とする難燃性断熱吸音材。
- ウレタンフォームの密度が12〜80kg/m3であることを特徴とする請求項1の難燃性断熱吸音材。
- 膨張黒鉛とリン系難燃剤の重量比が6:1〜1:1であることを特徴とする請求項1又は2に記載の難燃性断熱吸音材。
- ウレタンフォームにシリコンーン化合物からなる整泡剤が含有されていることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の難燃性断熱吸音材。
- シリコーン化合物からなる整泡剤の量が、ポリオール100重量部に対して0.5〜3.0重量部であることを特徴とする請求項4に記載の難燃性断熱吸音材。
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