JP2018095674A - 成形体、成形体形成用組成物および成形体形成用キット - Google Patents

Abstract

【課題】難燃性および耐圧性に優れた成形体、成形体形成用組成物および成形体形成用キットの提供を提供する。【解決手段】成形体は、芳香族ポリオール系ウレタン樹脂を主成分とするウレタン樹脂と、難燃剤と、を含み、密度が０．０８０ｇ／ｃｍ３以上である。好ましくは、成形体の圧縮強度は４０Ｎ／ｃｍ２以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、成形体、成形体形成用組成物および成形体形成用キットに関する。

例えば、配管やタンク等に使用する断熱材として、ウレタンフォームが用いられている（特許文献１）。

原子力発電所内における冷却水配管の断熱材としては、例えば、ロックウール、グラスウール、ケイ酸カルシウムなどが主に用いられている。これらの材料は、透湿性を有し、吸水しやすいため、冷却水配管の断熱材として用いられる際には、例えば、防湿処理が施される。この防湿処理は、厳重に施すことが求められている。例えば、断熱材内部で結露が生じ、その結果、断熱性能が著しく低下する、結露した水が滴下して併設される機器に影響を与える等の不具合が生じるおそれがあるからある。

原子力発電プラントでは、原子炉冷却材喪失事故の発生に備えて、原子炉格納容器下部に設けられたサプレッションプールに溜められた水をポンプで送出し、炉心に注水して冷却するための非常用炉心冷却系統が設けられている。原子炉冷却材喪失事故により原子炉に付帯する冷却材配管が破損して、上記断熱材が冷却材配管から脱落し、サプレッションプール内に流入、沈降する場合がある。その際、上記断熱材は、通常、繊維を含んでいるので、この繊維が配管を閉塞して冷却水の輸送が困難となるおそれがある。その結果、非常用炉心冷却系統が機能せず、原子炉の安全性を維持できないおそれがある。

そこで、原子力発電所においては、硬質ウレタンフォームが用いられている。具体的には、独立気泡構造を有する硬質ウレタンフォームは、吸水性が極めて低い、水中に沈降しない、繊維を含まない等の利点を有することから、原子炉格納容器内の配管や機器の断熱材として用いられている。

特開平７−２６９７８４号公報

ところで、近年、原子力発電所が地震やその随伴火災に被災した場合の安全性が最重要視され、新たな技術基準として断熱材に高度な難燃性が求められている。また、原子炉格納容器は、例えば、事故時の放射性物質の飛散を防止するため気密性が要求されるが、気密性の確認のために耐圧試験が行なわれるので、断熱材にも耐圧性が求められている。しかし、上記硬質ウレタンフォームは、難燃性および耐圧性が十分ではないという問題がある。

本発明は、上記に鑑み、難燃性および耐圧性に優れた成形体、成形体形成用組成物および成形体形成用キットの提供を目的とする。

本発明の一態様に係る成形体は、芳香族ポリオール系ウレタン樹脂を主成分とするウレタン樹脂と、難燃剤と、を含み、密度が０．０８０ｇ／ｃｍ^３以上であり、圧縮強度が４０Ｎ／ｃｍ^２以上である。
１つの実施形態においては、上記難燃剤は赤リンを含む。
１つの実施形態においては、上記成形体は、繊維を実質的に含まない。
１つの実施形態においては、上記成形体は、円筒体を軸方向に沿って分割した形状を有する。
１つの実施形態においては、上記成形体は、配管の断熱材として使用される。
１つの実施形態においては、上記成形体は、原子力施設に配置される。
本発明の別の態様に係る成形体形成用組成物は、ポリオールと、触媒と、発泡剤と、 難燃剤と、を含み、前記ポリオールは芳香族ポリエステルポリオールを含み、前記ポリオール中の芳香族ポリエステルポリオールの割合は８０質量％以上１００質量％以下であり、原子力施設に配置される断熱材を製造するために使用される。
１つの実施形態においては、上記組成物はポリイソシアネートをさらに含み、前記ポリイソシアネートの化学当量数／前記ポリオールの化学当量数（ＮＣＯインデックス）は２以上６以下である。
１つの実施形態においては、上記組成物における上記ポリオールの割合は１５質量％以上４０質量％以下であり、上記組成物における上記触媒の割合は０．１質量％以上２質量％以下であり、上記組成物における発泡剤の割合は０．５質量％以上５質量％以下であり、上記組成物における難燃剤の割合は５質量％以上２０質量％以下である。
１つの実施形態においては、上記発泡剤は水を実質的に含まない。
１つの実施形態においては、上記組成物は、繊維を実質的に含まない。
１つの実施形態においては、上記組成物は、ケイ酸塩をさらに含む。
本発明のさらに別の態様に係る成形体形成用キットは、ポリオールを含む第１剤と、ポリイソシアネートを含む第２剤と、難燃剤と、触媒と、発泡剤と、を含み、前記ポリオールは芳香族ポリエステルポリオールを含み、前記ポリオール中の芳香族ポリエステルポリオールの割合は８０質量％以上１００質量％以下であり、原子力施設に配置される断熱材を製造するために使用される。

上記成形体は、芳香族ポリオール系ウレタン樹脂を主成分とするウレタン樹脂と、難燃剤と、を含み、密度が０．０８０ｇ／ｃｍ^３以上であることにより、耐圧性および難燃性に優れている。

上記成形体形成用組成物は、ポリオールと、触媒と、発泡剤と、難燃剤と、を含み、前記ポリオールが芳香族ポリエステルポリオールを含み、前記ポリオール中の芳香族ポリエステルポリオールの割合が８０質量％以上１００質量％以下であることにより、原子力施設に配置される配管の断熱材の製造に好適に使用される。具体的には、該組成物を用いて、耐圧性および難燃性に優れた断熱材を得ることができる。

本発明の１つの実施形態に係る配管断熱構造体を模式的に示す斜視図である。 図１に示す配管断熱構造体の一部分の拡大断面図である。 図１に示す配管断熱構造体に含まれる断熱材の配管への取り付け方法の一例を説明する模式的な斜視図である。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。なお、格別に断らない限り、「部」は「質量部」を意味し、「％」は「質量％」を意味する。

１．成形体
本発明の１つ実施形態に係る成形体は、ウレタン樹脂と難燃剤とを含み、密度が０．０８０ｇ／ｃｍ^３以上である。具体的には、成形体では、ウレタン樹脂中に難燃剤が分散されている。

上記ウレタン樹脂は、代表的には、硬質ウレタンフォームである。上記ウレタン樹脂は、芳香族ポリオール系ウレタン樹脂を主成分とする。ここで、「芳香族ポリオール系ウレタン樹脂を主成分とする」とは、ウレタン樹脂における芳香族ポリオール系ウレタン樹脂の割合が５０質量％以上であることをいい、好ましくは６０質量％以上１００質量％以下、より好ましくは８０質量％以上１００質量％以下である。芳香族ポリオール系ウレタン樹脂は、例えば、後述する組成物の欄で例示される芳香族ポリエステルポリオールを原料として用いることにより製造することができる。具体的には、芳香族ポリオール系ウレタン樹脂は、芳香族ポリエステルポリオールを構成単位として含むことができる。

成形体は、耐圧性をより高めることができる点で、その密度は０．０８０ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましい。一方、成形体の密度は、例えば０．１６０ｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは０．１２０ｇ／ｃｍ^３以下である。このような範囲であれば、例えば、配管の重量増加を効果的に抑制でき、配管構造体の耐震性に及ぼす影響を低減できる。なお、例えば、泡ガラスは、上記難燃性および耐圧性を満足し、内部結露の問題を解消し得る材料とされているが、密度が高い（例えば、最小で０．１２０ｇ／ｃｍ^３）という欠点を有する。

耐圧性および難燃性の両立を図る点で、成形体におけるウレタン樹脂の含有量は、６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましく。一方、ウレタン樹脂の含有量は、９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。

上記難燃剤としては、任意の適切な難燃剤が採用され得る。成形体は、難燃性をより高め得る点で、難燃剤として赤リンを含むことが好ましい。難燃剤としては、赤リンのほか、例えば、後述する難燃剤の欄で例示される物質（例えば、リン酸エステル）を用いることができる。

成形体における難燃剤の含有量は、難燃性をより高め得る点で、５質量％以上であることが好ましく、６質量％以上であることがより好ましく、８質量％以上であることがさらに好ましい。一方、耐圧性を確保し得る点で、難燃剤の含有量は、２０質量％以下であることが好ましく、１６質量％以下であることがより好ましく、１２質量％以下であることがさらに好ましい。

例えば、成形体が、難燃剤として赤リンおよびリン酸エステルを含む場合、成形体における赤リンの含有量／リン酸エステルの含有量（質量比）は、０．４以上であることが好ましく、０．６以上であることがより好ましく、０．８以上であることがさらに好ましい。一方、赤リンの含有量／リン酸エステルの含有量（質量比）は、２以下であることが好ましく、１．８以下であることがより好ましく、１．５以下であることがさらに好ましい。

上記成形体は、ウレタン樹脂および難燃剤に加えて、その他の成分を含むことができる。その他の成分としては、例えば、ケイ酸塩が挙げられる。成形体におけるケイ酸塩の含有量は、例えば、０．４質量％以上５質量％以下である。

耐圧性の指標としては、例えば、圧縮強度が挙げられる。上記成形体の圧縮強度は、４０Ｎ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、４５Ｎ／ｃｍ^２以上であることがより好ましく、５４Ｎ／ｃｍ^２以上であることがさらに好ましい。なお、圧縮強度は、成形体を５０ｍｍ角の立方体に切断したものを試験体とし、ＪＩＳ Ｋ ７２２０（硬質発泡プラスチック−圧縮特性の求め方）の試験方法に準拠し、圧縮強さを測定することにより求めることができる。

上記成形体は、代表的には、繊維を実質的に含まない。ここで、「繊維を実質的に含まない」とは、成形体における繊維の含有量が５質量％以下であることをいい、好ましくは３質量％以下、より好ましくは１質量％以下、さらに好ましくは０．５質量％以下、最も好ましくは０質量％である。繊維を実質的に含まないため、成形体に含まれる繊維が、例えば、周囲に配置される配管や機器等に吸い込まれて閉塞させる等の問題が発生するのを防止することができる。

上記成形体は、下記の耐火試験（コーンカロリーメーター試験）による総発熱量が１０ＭＪ／ｍ^２以下であることが好ましく、より好ましくは８ＭＪ／ｍ^２以下である。このような範囲を満足することで、高度な難燃性を有し得る。

耐火試験：成形体を縦１０ｃｍ、横１０ｃｍおよび厚み５ｃｍに切断して、コーンカロリーメーター試験用サンプルを準備する。ＩＳＯ−５６００の試験方法に準拠して、前記コーンカロリーメーター試験用サンプルを、輻射熱量５０ｋＷ／ｍ^２にて２０分間加熱したときのコーンカロリーメーター試験による総発熱量（ＭＪ／ｍ^２）を測定する。

上記成形体の熱伝導率は、代表的には０．０１５Ｗ／ｍＫ〜０．０４０Ｗ／ｍＫ、好ましくは０．０２０Ｗ／ｍＫ〜０．０３０Ｗ／ｍＫである。なお、熱伝導率は、ＪＩＳ Ａ１４１２−２（熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法−第２部：熱流計法）により求めることができる。

本実施形態に係る成形体は、任意の適切な用途に採用され得る。例えば、船舶、冷蔵庫、冷凍庫、車両、建築物、プラント、土木用途における断熱材や、家具、インテリア、生活用品の芯材、梱包材、型材が挙げられる。中でも、耐圧性および難燃性に優れる点で、成形体は、配管や機器等の断熱材として好適に使用することができる。また、例えば、原子力施設に配置される断熱材として好適に使用することができる。

特に、原子炉格納容器は気密性が要求され、その確認のため耐圧試験が行なわれるので、原子炉格納容器内に配置される配管等の断熱材には、耐圧性が求められる。また、万が一、地震やその他の災害などにより火災が発生した場合でも原子炉の安全を確保する上で必要な機能を維持するため、原子力施設に配置される配管等の断熱材には、難燃性も要求される。本実施形態に係る成形体は、耐圧性および難燃性に優れ得る点で、原子力施設（特に、原子炉格納容器）に配置される配管等の断熱材として好適に使用することができる。

また、本実施形態に係る成形体によれば、例えば、上記原子炉格納容器内に配置される配管の断熱材として使用された際に、事故等により配管から剥離、落下したとしても、成形体に繊維が含まれることにより生じ得る問題を防止し得る。具体的には、成形体が配管から剥離、落下して、冷却水中に流入し、成形体に含まれる繊維が冷却水を輸送するための配管のストレーナに詰まり、冷却水の輸送が困難になる等の問題を防止し得る。

本実施形態に係る成形体を配管の断熱材として使用する一例を、図１、図２および図３に示す。

図１は、本発明の１つの実施形態に係る配管断熱構造体を模式的に示す斜視図であり、図２は図１に示す配管断熱構造体の一部分の拡大断面図であり、図３は図１に示す配管断熱構造体に含まれる断熱材の配管への取り付け方法の一例を説明する模式的な斜視図である。なお、図１においては、一部、切り欠いて示している。

配管断熱構造体１０は、配管１と、配管１を取り囲むように設けられ、本実施形態に係る成形体で形成された断熱材２と、断熱材２を覆う防湿材３とを備える。断熱材２は、配管１を断熱する機能を有する。防湿材３は、保冷および防露を目的として、断熱材２に湿分が浸透するのを防止して、長期にわたって断熱性の劣化を抑制する機能を有する。防湿材３の構成としては、例えば、ポリエチレンとアルミニウムとの積層体が挙げられる。

断熱材２は、図１、図２および図３に示すように、配管１の形状に対応した内側面５を有する円筒体形状であり、この円筒体は軸方向に沿って分割されている。なお、図示例では、本実施形態に係る成形体で形成された断熱材２が、円筒体をほぼ等しく２つに分割した形状である例を示しているが、例えば、断熱材２は、円筒体を３つ以上に分割した形状であってもよい。また、断熱材２は、円筒体を均等に分割したものであってもよく、あるいは、円筒体を不均等に分割したものであってもよい。

図示例では、断熱材２（防湿材３）の外側面６に、さらに、外装材４が設けられている。断熱材２の外側面を外装材４で覆うことにより、断熱材２が外力保護され、かつ、美観を保つことができる。外装材４としては、例えば、鋼板、アルミ板、ステンレス鋼板などが用いられる。

配管１への断熱材２の取り付けは、図３に示すように、２つに分割された断熱材２の内側面５と配管１の外側面とを向かい合わせて、２つに分割された断熱材２で配管１を取り囲むことにより行う。こうして、図１に示すように、２つに分割された断熱材２が配管１の外側面を取り囲むことで円筒体が構成される。次いで、断熱材２の外周を防湿材３で覆う。これにより、配管断熱構造体１０が得られる。

断熱材２は、後述する組成物を発泡させてウレタンフォームを形成した後、所定の形状に切り出すことで形成してもよいし、あるいは、後述する組成物を所定の形状が得られるように型内で発泡させることで形成してもよい。

２．成形体形成用組成物
本発明の１つの実施形態に係る成形体形成用組成物（以下、単に「組成物」ともいう。）は、ポリオールと、触媒と、発泡剤と、難燃剤と、を含む。前記ポリオールは、芳香族ポリエステルポリオールを含み、前記ポリオール中の芳香族ポリエステルポリオールの割合が８０質量％以上１００質量％以下である。前記組成物は、好ましくは、原子力施設に配置される配管の断熱材を製造するために使用される。

例えば、上記組成物における上記ポリオールの含有割合は１５質量％以上４０質量％以下であり、上記組成物における上記触媒の割合は０.１質量％以上２質量％以下であり、上記組成物における発泡剤の割合は０.５質量％以上５質量％以下であり、上記組成物における難燃剤の割合は５質量％以上２０質量％以下とすることができる。

上記組成物を用いることにより、芳香族ポリオール系ウレタン樹脂を主成分とするウレタン樹脂（硬質ウレタンフォーム）と難燃剤とを含む成形体を形成することができる。

２．１．ポリオール
本発明において、「ポリオール」とは、複数の水酸基を有する化合物をいう。上記ポリオールとしては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、末端基として活性水素を有し、官能基数が２以上、ヒドロキシル当量が７０以上４００以下のポリオールが好ましく用いられる。このようなポリオールとしては、例えば、ショ糖、ソルビトール等の多価アルコールに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；芳香族アミンや、多価フェノール等の活性水酸基含有芳香族化合物にアルキレンオキサイドを付加した芳香族ポリエーテルポリオール；ポリカルボン酸とエチレングリコール等の多価アルコールとの縮合反応により生成したポリエステルポリオール等が挙げられる。ポリオールは、上記に例示したもののうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

より好ましくは、例えば、難燃性により優れている点で、ポリオールとして、芳香族ポリエステルポリオールが用いられる。芳香族ポリエステルポリオールとしては、例えば、芳香族ポリカルボン酸と多価アルコール類とのエステル化により得られる芳香族ポリエステルポリオールを挙げることができる。このうち、フタル酸またはテレフタル酸と多価アルコール類とのエステル化により得られる芳香族ポリエステルポリオールであって、水酸基価が１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上４００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下（好ましくは水酸基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下）でかつ官能基数が２以上であるものが、難燃性に優れ、入手容易かつ安価であり、かつ、得られる成形体の強度を向上させることができる点で特に好ましく用いられる。

例えば、難燃性により優れている点で、上記ポリオール中の芳香族ポリエステルポリオールの割合が８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましい。

１つの実施形態においては、例えば、耐圧性および難燃性の両立を図る点で、組成物におけるポリオールの含有量は、１５質量％以上であることが好ましく、２０質量％以上であることがより好ましく、一方、４０質量％以下であることが好ましく、３５質量％以下であることがより好ましい。

２．２．ポリイソシアネート
代表的には、上記成形体形成用組成物は、さらに、ポリイソシアネートを含み得る。本発明において「ポリイソシアネート」とは、複数のイソシアネート基を有する化合物をいう。

ポリイソシアネートとしては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。

なかでも、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、又はポリメチレンポリフェニルイソシアネート（クルードＭＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネートが好ましく、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（クルードＭＤＩ）が特に好ましい。

ポリイソシアネートとして、上述の化合物のうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。

ポリイソシアネートの配合量は、ポリイソシアネートの化学当量数／ポリオールの化学当量数（ＮＣＯインデックス）で、好ましくは２．０以上、より好ましくは２．５以上、さらに好ましくは３．０以上である。一方、ＮＣＯインデックスは、好ましくは６．０以下、より好ましくは５．５以下、さらに好ましくは５．０以下であり、４．０未満であってもよい。

なお、ポリイソシアネートは、代表的には、成形体を形成する直前に、上記ポリオールと混合される。

２．３．難燃剤
上記難燃剤としては、任意の適切な難燃剤が用いられ得る。上記組成物における難燃剤の含有量は、ウレタン樹脂形成成分（ポリオールおよびポリイソシアネート）１００質量部に対して、４質量部〜２０質量部であることが好ましく、より好ましくは８質量部〜１５質量部である。このような範囲に設定することにより、例えば、耐圧性を確保しながら、難燃性を十分に満足することができる。

２．３．１．赤リン
好ましくは、難燃剤として赤リンが用いられる。赤リンを用いることにより、上記成形体形成用組成物を用いて形成された成形体に難燃性が良好に付与される。具体的には、成形体中の赤リンが空気中の酸素および水と反応して縮合リン酸が生じ、成形体中のウレタン樹脂の燃焼により生じた炭と縮合リン酸から、成形体の表面に膜が形成される。この膜が酸素を遮断することで、成形体の燃焼の進行を防止することができる。

１つの実施形態においては、上記組成物における赤リンの含有量は、２質量％以上８質量％以下であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましく、４質量％以上であることがさらに好ましく、一方、７質量％以下であることがより好ましく、６質量％以下であることがさらに好ましい。このような範囲に設定することにより、例えば、耐圧性を確保しながら、難燃性を十分に満足することができる。

２．３．２．リン酸エステル
上記難燃剤として、例えば、リン酸エステルが用いられる。リン酸エステルとしては、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ（２−エチルヘキシル）ホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリス（クロロエチル）ホスフェート、テトラビス（クロロエチル）ジクロロネオペンチルグリコール−ジフォスフェート、ポリオキシアルキレンビスジクロロアルキルホスフェート、トリス（ジクロロプロピル）ホスフェート、トリス（β―クロロプロピル）ホスフェート等が挙げられる。これらは、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

上記の中でも、例えば、上記組成物の粘度を低減させて、得られるウレタン樹脂中の赤リンの分散性をより高めることができる点、優れた難燃性を有する点等から、ハロゲン化リン酸エステルが好ましく用いられる。中でも、トリス（β―クロロプロピル）ホスフェートが好ましく用いられる。

１つの実施形態においては、上記組成物におけるリン酸エステルの含有量は、２質量％以上８質量％以下であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましく、４質量％以上であることがさらに好ましく、一方、７質量％以下であることがより好ましく、６質量％以下であることがさらに好ましい。リン酸エステルエステルは可塑剤として機能し得るため、含有量が多過ぎると耐圧性の低下につながるおそれがある。

例えば、上記組成物がリン酸エステルおよび赤リンを含む場合、例えば、上記分散性をより高めることができる点で、赤リンの含有量／リン酸エステルの含有量（質量比）は０．４以上であることが好ましく、０．６以上であることがより好ましく、０．８以上であることがさらに好まし。一方、赤リンの含有量／リン酸エステルの含有量（質量比）は、２以下であることが好ましく、１．８以下であることがより好ましく、１．５以下であることがさらに好ましい。

１つの実施形態においては、上記組成物における赤リンの含有量とリン酸エステルの含有量との合計量は、例えば、５質量％以上１５質量％以下である。このような範囲に設定することにより、例えば、上記組成物を用いて形成された成形体において、赤リンがリン酸エステルとともにウレタン樹脂中に均一に分散させることができるため、難燃性をより高めることができる。この場合、耐圧性をより確実に担保し得る観点から、上記組成物における赤リンの含有量とリン酸エステルの含有量との合計量は、８質量％以上であることが好ましく、一方、１２質量％以下であることが好ましい。

２．３．３．他の難燃剤
上記難燃剤としては、赤リン、リン酸エステル以外の他の難燃剤も用いられ得る。この場合、他の難燃剤は、例えば、赤リンおよび／またはリン酸エステルに加えて添加されていてもよい。他の難燃剤としては、例えば、リン酸塩、ハロゲン元素含有難燃剤、アンチモン含有難燃剤、ホウ素含有難燃剤が挙げられる。これらは、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。他の難燃剤を併用する場合、他の難燃剤の含有量（合計量）は、例えば、赤リンの含有量とリン酸エステルの含有量との合計量に対して、２質量％以上１０質量％以下である。

２．４．触媒
上述のように、上記成形体形成用組成物は触媒を含む。触媒としては、任意の適切な触媒が用いられ得る。好ましくは、成形体を形成する際に、上記イソシアネート基の三量化反応を促進し得る三量化触媒が用いられる。このイソシアネート基の三量化反応により、イソシアヌレート環の生成が促進される。

上記三量化触媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン、酢酸カリウム、２−エチルヘキサン酸カリウム等のカルボン酸アルカリ金属塩、Ｎ−ヒドロキシアルキル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルアンモニウムなどのカルボン酸の４級アンモニウム塩等が挙げられる。これらは、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

上記三量化触媒以外の触媒も併用することができる。このような触媒としては、例えば、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレンジアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、Ｎ−メチルイミダゾールのようなイミダゾール化合物、このほか更に、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエート等の金属系触媒が挙げられる。

例えば、耐圧性および難燃性に優れた成形体をより確実に得ることができる点で、上記組成物における触媒の含有量は、ウレタン樹脂形成成分（ポリオールおよびポリイソシアネート）１００質量部に対して、０．１質量部〜３質量部であることが好ましく、より好ましくは０．１質量部〜２質量部である。１つの実施形態においては、上記組成物における触媒の含有量は、０．１質量％以上２質量％以下であることがより好ましく、０．２質量％以上であることがより好ましく、０．３質量％以上であることがさらに好ましく、一方、１．８質量％以下であることがより好ましく、１．６質量％以下であることがさらに好ましい。

２．５．発泡剤
上述のように、上記成形体形成用組成物は発泡剤を含む。発泡剤としては、任意の適切な発泡剤が用いられ得る。発泡剤としては、代表的には、水や低沸点化合物発泡剤などが挙げられる。低沸点化合物発泡剤としては、例えば、炭化水素、ハイドロクロロフルオロカーボン類、ハイドロフルオロカーボン類等が挙げられる。炭化水素の具体例としては、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ）、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロ−プロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ）、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロブテン（ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ）等のハロゲン化炭化水素化合物、又はｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン等の炭化水素化合物が挙げられる。これらは、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

１つの実施形態においては、上記組成物では、発泡剤として水以外の発泡剤のみが用いられる。具体的には、発泡剤（上記組成物）は、水を実質的に含まない。ここで、「水を実質的に含まない」とは、組成物における水の含有量がウレタン樹脂形成成分（ポリオールおよびポリイソシアネート）１００質量部に対して、０．１質量部以下であることをいい、好ましくは０．０５質量部以下、より好ましくは０．０１質量部以下である。このような形態によれば、得られる成形体の熱伝導率の上昇を抑制し得る。また、また得られる成形体の内部結露の抑制にも寄与し得る。水を実質的に含まないことで、成形体の形成において、隣接する気泡が連通するのを抑制し得るからである。このような傾向は、形成する成形体の寸法が大きくなるほど、顕著となり得る。

１つの実施形態においては、上記組成物における発泡剤の含有量は、ウレタン樹脂形成成分（ポリオールおよびポリイソシアネート）１００質量部に対して、代表的には０．５質量部〜７質量部であり、好ましくは１質量部〜６質量部、より好ましくは２質量部〜５質量部であり、さらに好ましくは３質量部〜４質量部である。

例えば、耐圧性を有する成形体を確実に得ることができる点で、１つの実施形態においては、上記組成物における発泡剤の含有量は、０．５質量％以上５質量％以下であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましく、１．５質量％以上であることがさらに好ましく、一方、４．５質量％以下であることがより好ましく、４質量％以下であることがさらに好ましい。

２．６．整泡剤
上記成形体形成用組成物は、整泡剤を含むことができる。整泡剤として、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン整泡剤、オルガノポリシロキサン等のシリコーン系整泡剤等が挙げられる。これらは、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

例えば、耐圧性を有する成形体を確実に得ることができる点で、上記組成物における整泡剤の含有量は、ウレタン樹脂形成成分（ポリオールおよびポリイソシアネート）１００質量部に対して、０．５質量部〜４質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５質量部〜３質量部である。１つの実施形態においては、上記組成物における整泡剤の含有量は、０．５質量％以上３質量％以下であることが好ましく、０．７質量％以上であることがより好ましく、１．０質量％以上であることがさらに好ましく、一方、２．５質量％以下であることがより好ましく、２．０質量％以下であることがさらに好ましい。

２．７．その他の成分
上記成形体形成用組成物は、さらに、その他の成分を含むことができる。その他の成分としては、例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム等のケイ酸塩、鎖延長剤、架橋剤、充填剤、乳化剤、着色剤が挙げられる。これらは、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

上記組成物がケイ酸塩を含む場合、その含有量は、ウレタン樹脂形成成分（ポリオールおよびポリイソシアネート）１００質量部に対して、０．５質量部〜５質量部であることが好ましい。１つの実施形態においては、上記組成物におけるケイ酸塩の含有量は、０．４質量％以上３．０質量％以下であることが好ましい。このような範囲に設定することにより、例えば、耐圧性を担保しつつ、腐食（例えば、配管の）をより効果的に防止できる。

例えば、形成された成形体から剥離した繊維が配管のストレーナを詰まらせることを防止できる点で、上記成形体形成用組成物は、繊維を実質的に含まないことが好ましい。ここで、「成形体形成用組成物が繊維を実質的に含まない」とは、成形体形成用組成物における繊維の含有量が５質量％以下であることをいい、好ましくは３質量％以下、より好ましくは１質量％以下、さらに好ましくは０．５質量％以下、最も好ましくは０質量％である。

なお、本発明において、繊維は、特に限定されず、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、シリカアルミナ繊維、ジルコニア繊維等の無機繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維、無機有機複合繊維が挙げられる。

２．８．用途および作用効果
上記成形体形成用組成物は、例えば、上述の成形体を良好に形成することができる。

３．成形体形成用キット
本発明の１つの実施形態に係る成形体形成用キットは、上記ポリオールを含む第１剤と、上記ポリイソシアネートを含む第２剤と、上記難燃剤と、上記触媒と、上記発泡剤とを含む。代表的には、第１剤と第２剤とを混合して成形体が形成される。具体的には、第１剤と第２剤とを混合して、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより、該混合物を硬化させて、ウレタン樹脂を含む成形体が形成される。

上記成形体形成用キットにおいて、上記難燃剤、上記触媒および上記発泡剤は、それぞれ、任意の適切な形態でキットに含まれ得る。具体的には、上記第１剤および／または上記第２剤に含まれていてもよいし、第３剤に含まれていてもよい。また、上記成形体形成用キットは、上記整泡剤および／または上記その他の成分を含むことができ、これらはそれぞれ、任意の適切な形態でキットに含まれ得る。具体的には、上記第１剤および／または上記第２剤に含まれていてもよいし、第３剤に含まれていてもよい。各成分の含有量は上述のとおりである。

１つの実施形態においては、上記第３剤は粉末原料（例えば、赤リン、ケイ酸塩）から構成される。粉末原料は粘度調整剤として機能し得るため、このような形態によれば、例えば、上記第１剤および／または上記第２剤の粘度に応じて、粉末原料の混合のタイミングを計ることができる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。

［調製例］
表１に示す配合にて、実施例１から８に係る組成物を調製した。なお、表１における組成物は、第１剤（Ｒ液）および第２剤（Ｉ液）として調製し、後述するように、成形体を製造する直前に、第１剤と第２剤とを混合して混合液を調製し、この混合液を用いて成形体を製造した。

表１に記載される各成分の組成は以下の通りである。
・マキシモールＲＦＫ−５０５：テレフタル酸ベースの芳香族ポリエステルポリオール、水酸基価２５０、平均官能基数２（川崎化成工業株式会社製）
・マキシモールＲＤＫ−１３３：オルトフタル酸ベースの芳香族ポリエステルポリオール、水酸基価３１５、平均官能基数２（川崎化成工業株式会社製）
・エクセノール１０３０：グリセリンベースのポリエーテルポリオール、水酸基価：１６０、平均官能基数：３（旭ガラス社製）
・ＴＯＹＯＣＡＴ−ＴＲＸ：三量化触媒、４級アンモニウム塩（東ソー株式会社製）
・ソルティスＬＢＡ：発泡剤、ＨＦＯ（ハイドロフルオロオレフィン）（ハネウェル社製）
・ノーバエクセル１４０：難燃剤、赤リン（燐化学工業社製）
・ＴＭＣＰ（トリス（βクロロプロピル）ホスフェート）、リン酸エステル
・ＳＨ１９３：整泡剤（東レダウコーニング株式会社製）
・粉末ケイソウ：ケイ酸ナトリウム（ケイ酸塩）粉末
・ノバレタンＲＸ−２００：ポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）、イソシアネート基含量３０．５〜３２．０％（三菱樹脂株式会社製）

［製造例］
表１に示す各組成物を用いて、成形体を製造した。具体的には、上述のように、表１に示す各組成物を混合して得られた混合液を型枠に注入した後、反応させて硬質ウレタンフォームを形成した。次に、得られた硬質ウレタンフォームを図１および図２に示す形状に切り出して、実施例１から８の成形体を得た。

表１によれば、実施例１から８の組成物を用いることにより、耐圧性に優れ、かつ、難燃性を有する成形体が得られることが理解できる。

表１に示す成形体の各物性値は、寸法Ｌ：２００（ｍｍ）×Ｗ２００（ｍｍ）×Ｈ：２００（ｍｍ）のブロックに発泡した際の値を示しているが、実施例１および実施例６において、寸法Ｌ：１０００（ｍｍ）×Ｗ：６５０（ｍｍ）×Ｈ：４００（ｍｍ）のブロックに発泡すると、実施例１では熱伝導率は０．０２４Ｗ／ｍＫで寸法による変化は確認されなかったが、実施例６では熱伝導率は０．０３５Ｗ／ｍＫであった。なお、ブロックの寸法を変化させても、その他の物性値（密度、圧縮強度およびコーンカロリーメーター発熱量）では変化は確認されなかった。

本発明に係る成形体は、耐圧性および難燃性に優れ得ることから、例えば、耐圧性および／または難燃性が求められる用途に適用することができる。

１ 配管
２ 断熱材（成形体）
３ 防湿材
４ 外装材
５ 内側面
６ 外側面
１０ 配管断熱構造体

Claims (13)

1. 芳香族ポリオール系ウレタン樹脂を主成分とするウレタン樹脂と、
   難燃剤と、
   を含み、
   密度が０．０８０ｇ／ｃｍ^３以上であり、
   圧縮強度が４０Ｎ／ｃｍ^２以上である、成形体。
2. 前記難燃剤が赤リンを含む、請求項１に記載の成形体。
3. 繊維を実質的に含まない、請求項１または２に記載の成形体。
4. 円筒体を軸方向に沿って分割した形状を有する、請求項１から３のいずれかに記載の成形体。
5. 配管の断熱材として使用される、請求項１から４のいずれかに記載の成形体。
6. 原子力施設に配置される、請求項１から５のいずれかに記載の成形体。
7. ポリオールと、
   触媒と、
   発泡剤と、
   難燃剤と、
   を含み、
   前記ポリオールが芳香族ポリエステルポリオールを含み、前記ポリオール中の芳香族ポリエステルポリオールの割合が８０質量％以上１００質量％以下であり、
   原子力施設に配置される断熱材を製造するために使用される、
   成形体形成用組成物。
8. ポリイソシアネートをさらに含み、
   前記ポリイソシアネートの化学当量数／前記ポリオールの化学当量数（ＮＣＯインデックス）が２以上６以下である、請求項７に記載の成形体形成用組成物。
9. 前記組成物における前記ポリオールの割合が１５質量％以上４０質量％以下であり、
   前記組成物における前記触媒の割合が０．１質量％以上２質量％以下であり、
   前記組成物における発泡剤の割合が０．５質量％以上５質量％以下であり、
   前記組成物における難燃剤の割合が５質量％以上２０質量％以下である、請求項７または８に記載の成形体形成用組成物。
10. 前記発泡剤が水を実質的に含まない、請求項７から９のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
11. 繊維を実質的に含まない、請求項７から１０のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
12. ケイ酸塩をさらに含む、請求項７から１１のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
13. ポリオールを含む第１剤と、
    ポリイソシアネートを含む第２剤と、
    難燃剤と、
    触媒と、
    発泡剤と、
    を含み、
    前記ポリオールが芳香族ポリエステルポリオールを含み、前記ポリオール中の芳香族ポリエステルポリオールの割合が８０質量％以上１００質量％以下であり、
    原子力施設に配置される断熱材を製造するために使用される、
    成形体形成用キット。

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