JP2024060192A

JP2024060192A - 蓄熱断熱ポリウレタンフォーム

Info

Publication number: JP2024060192A
Application number: JP2022167397A
Authority: JP
Inventors: 芳昭山林; 淳一井崎; 一範柴田; 毅久家; 浩一上野
Original assignee: 三菱ケミカルインフラテック株式会社
Priority date: 2022-10-19
Filing date: 2022-10-19
Publication date: 2024-05-02

Abstract

【課題】優れた断熱性と蓄熱性を兼ね備え、大きな省エネルギー効果を得ることができる蓄熱断熱ポリウレタンフォームを提供する。【解決手段】ポリオール由来の構造とポリイソシアネート由来の構造を有するポリウレタンを含有し、前記ポリウレタンに少なくとも１種の脂肪酸エステルが含まれている蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。この蓄熱断熱ポリウレタンフォームは、ポリオール、脂肪酸エステル、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するポリオール組成物と、ポリイソシアネートとを反応させて得られる。前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとの合計１００質量部に対する前記ポリオール組成物中の前記脂肪酸エステルの含有量が２０～６０質量部であり、前記発泡剤の含有量が０．５～１５質量部であり、前記整泡剤の含有量が０．２～３質量部であり、前記触媒の含有量が０．１～３質量部であることが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は蓄熱断熱ポリウレタンフォームに係り、特に、優れた断熱性と蓄熱性を兼ね備え、床、壁、天井等に適用することで、その優れた断熱性と蓄熱性により大きな省エネルギー効果を得ることができる蓄熱断熱ポリウレタンフォームに関する。

ポリウレタンフォーム、特に硬質ポリウレタンフォームは、床、壁、天井等の断熱建材として幅広く用いられているが、近年の省エネルギーに対する要求から、住宅建材等にあってはより優れた省エネルギー効果を得ることができるものが求められている。

一方で、熱エネルギーの節減を目的として、蓄熱材をポリウレタンシートに配合したものが提供されている（特許文献１，２）。蓄熱材は、固体から液体、液体から固体のように相変化する際に、吸熱または発熱する材料であり、温度が上がり蓄熱材が融解するときに熱を溜めておき、温度が下がり蓄熱材が固化する際に熱を放出することで、保温効果を得ることができる。

特開２００５－９８６７７号公報特開２０１４－１５２２３９号公報

特許文献１，２に記載のポリウレタンシートは、蓄熱材を含むことで蓄熱性を得ることができるが、断熱効果は低い。

本発明は、優れた断熱性と蓄熱性を兼ね備え、大きな省エネルギー効果を得ることができる蓄熱断熱ポリウレタンフォームを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、所定の発泡倍率のポリウレタンフォームに蓄熱材として脂肪酸エステルを含有させることで、断熱性と蓄熱性を兼ね備えた蓄熱断熱ポリウレタンフォームとすることができることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は以下を要旨とする。

［１］ポリオール由来の構造とポリイソシアネート由来の構造を有するポリウレタンを含有し、前記ポリウレタンに少なくとも１種の脂肪酸エステルが含まれている、蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。

［２］発泡倍率が２倍以上である、［１］に記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。

［３］ポリオール、脂肪酸エステル、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するポリオール組成物と、ポリイソシアネートとを反応させてなり、
前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとの合計１００質量部に対する前記ポリオール組成物中の前記脂肪酸エステルの含有量が２０～６０質量部である、［１］又は［２］に記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。

［４］ポリオール、脂肪酸エステル、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するポリオール組成物と、ポリイソシアネートとを反応させてなり、
前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとの合計１００質量部に対する前記発泡剤の含有量が０．５～１５質量部であり、前記整泡剤の含有量が０．２～３質量部であり、前記触媒の含有量が０．１～３質量部である、［１］～［３］のいずれかに記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。

［５］熱伝導率が０．０２～０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）である、［１］～［４］のいずれかに記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。

［６］独立気泡率が５０～１００％である、［１］～［５］のいずれかに記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。

［７］前記ポリオールが、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、芳香族ポリオール、脂環族ポリオール、脂肪族ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール、及びポリエーテルポリオールよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、
前記ポリイソシアネートが、フェニレンジイソシアネート、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、ジメチル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、ナフタレンジイソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含み、
前記脂肪酸エステルが、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸プロピル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸プロピル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸ブチル、ミリスチン酸ミリスチル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸プロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸２－エチルヘキシル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸プロピル、ステアリン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸２－エチルヘキシル、ステアリン酸ステアリル、アラキジン酸メチル、アラキジン酸エチル、及びアラキジン酸ブチルよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含む、［１］～［６］のいずれかに記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。

本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームは、優れた断熱性と蓄熱性を兼ね備えるものであり、例えば床、壁、天井等の住宅建材に適用することで、その優れた断熱性と蓄熱性により大きな省エネルギー効果を得ることができる。
蓄熱性は、疑似的に断熱性の向上にも寄与するものであり、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームによれば、必要な断熱性を得るための断熱材としての蓄熱断熱ポリウレタンフォームの厚さを薄くすることも可能である。
本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームによれば、国土交通省と消費者庁による日本住宅性能表示基準の一部改正（２０２２年３月２５日告示、２０２２年１０月１日施行）の「断熱等性能等級６・７（戸建住宅）」をも満たす優れた建材の提供が期待される。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態によって何ら限定されるものではない。

本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームは、ポリオール由来の構造とポリイソシアネート由来の構造を有するポリウレタンを含有し、前記ポリウレタンに少なくとも１種の脂肪酸エステルが含まれていることを特徴とする。
本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームは、好ましくはポリオール、脂肪酸エステル、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するポリオール組成物と、ポリウレタンフォームの主剤としてのポリイソシアネートとを反応させることにより製造される。

以下に、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームを本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造方法に従って説明するが、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームは、以下に説明する製造方法に従って製造されたものにより何ら限定されるものではない。

［ポリイソシアネート］
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。なかでも好ましくは、芳香族ポリイソシアネートである。

芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、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、ジメチル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、ナフタレンジイソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等が挙げられる。
これらのポリイソシアネートは、１種のみを用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。

ポリイソシアネートとしては、ポリウレタンフォームの主剤として、使い易いこと、入手し易いこと等の理由から、フェニレンジイソシアネート、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、ジメチルジフェニルメタンジイソシアネート、及びトリフェニルメタントリイソシアネート等のフェニル基を有するポリイソシアネートがより好ましく、特に好ましくはジフェニルメタンジイソシアネートである。

ポリイソシアネートは、ポリオール組成物中のポリオールに対して、以下のイソシアネートインデックスの範囲内となるように用いられる。

［イソシアネートインデックス］
イソシアネートインデックスは、ポリオールの水酸基に対するポリイソシアネートのイソシアネート基の当量比を百分率で表したものであるが、その値が１００を超えるということはイソシアネート基が水酸基より過剰であることを意味する。

本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造におけるイソシアネートインデックスの範囲は、１００～６００の範囲であることが好ましく、１００～４００の範囲であることがより好ましい。
イソシアネートインデックス（ＮＣＯｉｎｄｅｘ）は、以下の方法にて算出される。
ＮＣＯｉｎｄｅｘ＝イソシアネートの当量数÷（ポリオールの当量数＋水の当量数）×１００
ここで、
イソシアネートの当量数＝ポリイソシアネートの使用部数×ＮＣＯ含有率（％）÷１００／ＮＣＯの分子量
ポリオールの当量数＝ＯＨＶ×ポリオールの使用部数÷ＫＯＨの分子量
ＯＨＶ：ポリオールの水酸基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）
水の当量数＝水の使用部数×水のＯＨ基の数／水の分子量
である。
なお、上記式において、使用部数の単位は質量（ｇ）であり、ＮＣＯ基の分子量は４２、ＮＣＯ含有率はポリイソシアネート中のＮＣＯ基の割合を質量％で表したものであり、上記式の単位換算の都合上ＫＯＨの分子量は５６１００とし、水の分子量は１８、水のＯＨ基の数は２とする。

［ポリオール組成物］
ポリオール組成物は、ポリオール、脂肪酸エステル、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するものであり、必要に応じてその他の添加剤を含有するものであってもよい。

＜ポリオール＞
ポリオールとしては、ポリウレタンフォームの製造に通常用いられるものであればよく、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、芳香族ポリオール、脂環族ポリオール、脂肪族ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール及びポリエーテルポリオールなどが挙げられる。
これらのうち、機械強度と耐熱性の観点から、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールが好ましく、より好ましくはポリエーテルポリオールである。

ポリエステルポリオールとしては、例えば、多塩基酸と多価アルコールとを脱水縮合して得られる重合体、ε－カプロラクトン、α－メチル－ε－カプロラクトン等のラクトンを開環重合して得られる重合体、ヒドロキシカルボン酸と上記多価アルコール等との縮合物が挙げられる。

ここで多塩基酸としては、具体的には、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸等が挙げられる。また多価アルコールとしては、具体的には、例えば、ビスフェノールＡ、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、ジエチレングリコール、１，６－ヘキサングリコール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。

またヒドロキシカルボン酸としては、具体的には、例えば、ひまし油、ひまし油とエチレングリコールの反応生成物等が挙げられる。

なかでもポリエステルポリオールとして好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸由来の物が好ましい。

その中でも分子量２００～８００のポリエステルポリオールを用いることがより好ましく、分子量３００～５００のポリエステルポリオールを用いることがさらに好ましい。

ポリエーテルポリオ－ルとしては、例えば、活性水素を２個以上有する低分子量活性水素化合物等の少なくとも一種の存在下に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドの少なくとも1種を開環重合させて得られる重合体が挙げられる。

活性水素を２個以上有する低分子量活性水素化合物としては、例えば、ビスフェノール
Ａ、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、１，６－ヘキサンジオ－ル等のジオール類；グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール類；エチレンジアミン、ブチレンジアミン等のアミン類；ソルビトール、ぺンタエリスリトール等の糖アルコール類等が挙げられる。

なかでもポリエーテルポリオ－ルとして好ましくは、プロピレングリコール、エチレンジアミン、ペンタエリスリトールにエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを開環重合させて得られるもので、特に機械的強度を付与できるという点からペンタエリスリトールにエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを開環重合させて得られるものが好ましい。

ポリオール組成物中のポリオールは、前述のイソシアネートインデックスを満たすように用いられる。

＜脂肪酸エステル＞
脂肪酸エステルとしては、炭素数４～３０の長鎖脂肪酸のアルキルエステルが挙げられ、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸の、直鎖又は分岐アルキルエステルが挙げられる。

脂肪酸エステルとしては、具体的には、、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸プロピル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸プロピル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸ブチル、ミリスチン酸ミリスチル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸プロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸２－エチルヘキシル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸プロピル、ステアリン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸２－エチルヘキシル、ステアリン酸ステアリル、アラキジン酸メチル、アラキジン酸エチル、アラキジン酸ブチル等が挙げられる。
これらは、１種のみを用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。

ポリオール組成物中の脂肪酸エステルの含有量は、ポリオールとポリイソシアネートとの合計１００質量部に対して２０～６０質量部であることが好ましく、３０～５０質量部であることがより好ましい。脂肪酸エステルの含有量が上記下限以上であれば、優れた蓄熱性を得ることができ、上記上限以下であれば断熱材の熱伝導率を著しく悪化させることはない。

本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームは、脂肪酸エステルを上記のような割合で用いることで、得られる蓄熱断熱ポリウレタンフォーム中の脂肪酸エステルの含有量が１０～４０質量％、特に２０～３０質量％の範囲内となることが好ましい。

＜発泡剤＞
発泡剤としては、例えば、水；プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の低沸点の炭化水素；ジクロロエタン、プロピルクロリド、イソプロピルクロリド、ブチルクロリド、イソブチルクロリド、ペンチルクロリド、イソペンチルクロリド等の塩素化脂肪族炭化水素化合物；トリクロルモノフルオロメタン、トリクロルトリフルオロエタン等のフッ素化合物；ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_２、ＣＨ_３Ｆ等のハイドロフルオロカーボン；ジクロロモノフルオロエタン(例えば、ＨＣＦＣ１４１ｂ (１，１－ジクロロ－１－フルオロエタン)、ＨＣＦＣ２２(クロロジフルオロメタン)、ＨＣＦＣ１４２ｂ(１－クロロ－１，１－ジフルオロエタン)、ＨＦＯ－１２３３ｚｄ（トランス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン）等のハイドロクロロフルオロカーボン化合物；ＨＦＣ－２４５ｆａ(１，１，１，３，３－ペンタフルオロプロパン)、ＨＦＣ－３６５ｍｆｃ(１，１，１，３，３－ペンタフルオロブタン)、、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ（２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン）、ＨＦＯ－１２３４ｚｅ（トランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン）等のハイドロフルオロオレフィン化合物；ジイソプロピルエーテル等のエーテル化合物、あるいはこれらの化合物の混合物等の有機系物理発泡剤；窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素ガス等の無機系物理発泡剤等が挙げられる。
なかでも、水及び有機系物理発泡剤が好ましく、より好ましくは水及びハイドロフルオロオレフィン化合物であり、水を用いることが最も好ましい。

ポリオール組成物中の発泡剤の含有量は、ポリオールとポリイソシアネートとの合計１００質量部に対して、０．５～１５質量部であることが好ましく、３～１０質量部であることがより好ましい。
発泡剤の含有量が上記下限以上であれば、発泡が促進され、得られるポリウレタンフォームの発泡倍率を高めて断熱性を向上させることができる。発泡剤の含有量が上記上限以下であれば、寸法安定性や機械的強度の低下を引き起こすことなく、安定した発泡を行うことができる。

＜整泡剤＞
整泡剤としては、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整泡剤等の界面活性剤等が挙げられる。これらは、１種のみを用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。

ポリオール組成物中の整泡剤の含有量は、ポリオールとポリイソシアネートとの合計１００質量部に対して０．２～３質量部であることが好ましく、０．５～２質量部であることがより好ましい。
整泡剤の含有量が上記下限以上であれば、整泡剤を用いたことによる整泡効果が有効に発揮され、上記上限以下であれば、断熱材が柔らかくなりすぎて実用困難となることはない。

＜触媒＞
本発明の組成物に含有される触媒としては、トリエチレンジアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ペンタジメチルエチレントリアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビスジメチルアミノエチルエーテル、Ｎ－メチルイミダゾール、トリメチルアミノエチルピペラジン、トリプロピルアミン、トリエチルアミン、Ｎ－メチルモルホリン、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレートなどのスズ化合物、アセチルアセトン金属塩などの金属錯化合物、反応型アミン触媒〔例えば、ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリメチルアミノエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエトキシエタノール〕に代表されるウレタン化触媒が挙げられる。これらは、１種のみを用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。

ポリオール組成物中の触媒の含有量は、ポリオールとポリイソシアネートとの合計１００質量部に対して０．１～３質量部であることが好ましく、０．２～２質量部であることがより好ましい。
触媒の含有量が上記下限以上であれば、ウレタン化反応が円滑に進行し易く、上記上限以下であれば、反応速度が速くなりすぎることによる成形不良はない。

＜添加剤＞
ポリオール組成物は、前述の成分の他、必要に応じて、難燃剤、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤、熱安定剤、金属害防止剤、帯電防剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与樹脂等の補助成分、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。

＜ポリオール組成物の調製＞
ポリオール組成物は、ポリオール、脂肪酸エステル、発泡剤、整泡剤、及び触媒と、必要に応じて用いられるその他の添加剤を撹拌、混練することにより製造することができる。その際の混練順序については特に制限はないが、ポリオールに脂肪酸エステル、整泡剤、触媒、及び必要に応じて用いられるその他の添加剤を添加して撹拌混練した後、最後に発泡剤を添加して撹拌混練する方法が好ましい。

［蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造］
本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームは、上述のポリオール組成物とポリイソシアネートとを混合して硬化させることにより製造することができる。
即ち、ポリオール組成物とポリイソシアネートとを混合するとウレタン化反応が始まり、時間の経過と共に粘度が上昇し、流動性を失う。例えばポリイソシアネートとポリオール組成物の混合物を金型、枠材等の容器へ注入して、熱を加えたり、圧力を加えたりすることにより硬化させることにより、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームを所定の形状の成形体として得ることができる。

［蓄熱断熱ポリウレタンフォームの物性］
＜発泡倍率＞
本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの発泡倍率は、２倍以上であることが好ましい。
発泡倍率が２倍以上であることで、熱伝導率が小さく、断熱性に優れた蓄熱断熱ポリウレタンフォームとすることができる。

ここで、発泡倍率は、ポリウレタンフォームの製造に用いた原液（ポリイソシアネートとポリオール組成物の混合液）の体積に対する製造されたポリウレタンフォームの体積の割合であり、以下に記載の方法で算出される。
発泡倍率＝ポリウレタンフォームの体積（ｃｍ^３）／製造に用いた原液の体積（ｃｍ^３）

本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの発泡倍率を好ましくは２倍以上とする理由は以下の通りである。
即ち、後述の好ましい熱伝導率である０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下のポリウレタンフォームを得るための発泡倍率は以下のように計算される。
ポリウレタンフォームの熱伝導率は、下記式で算出される。
熱伝導率＝セル内のガスの熱伝導率＋樹脂部分の熱伝導率
＋セル内の輻射による熱伝導率（セルサイズが影響）
ここで、発泡倍率２倍、水発泡、セルサイズ（セル直径）３００μｍとして計算すると、熱伝導率は以下の通り算出される。
０．０１６３＋０．０７１９＋０．００３
＝０．０９１２ｋｃａｌ／（ｍ・ｈ・℃）＝０．１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）
即ち、発泡倍率２倍のポリウレタンフォームであれば、熱伝導率が０．１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）となることから、発泡倍率２倍以上とすることで、熱伝導率０．１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱性を得る。

熱伝導率を下げて断熱性を上げる観点から、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの発泡倍率は、３倍以上、特に１０倍以上であることが好ましい。一方、発泡倍率が大き過ぎると、蓄熱断熱ポリウレタンフォームの機械的強度が損なわれることから、発泡倍率は６０倍以下、特に３０倍以下であることが好ましい。

このような発泡倍率の蓄熱断熱ポリウレタンフォームを得るためには、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造に用いる発泡剤の量を調整するなどの方法が挙げられる。

＜熱伝導率＞
本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの熱伝導率は、０．０２～０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましい。熱伝導率が上記上限以下であれば、優れた断熱性を得ることができる。一方、熱伝導率が上記下限以上であれば、優れた蓄熱性能を両立することが可能である。

ここで、熱伝導率は後掲の実施例の項に示されるように、ＪＩＳＡ１４１２－２に準拠して測定される。

熱伝導率が上記範囲の蓄熱断熱ポリウレタンフォームを製造するには、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造に用いる発泡剤量を調整して発泡倍率を３～６０倍程度とするなどの方法が挙げられる。

＜独立気泡率＞
本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの独立気泡率は、５０～１００％であることが好ましく、８０～１００％であることがより好ましい。独立気泡率が上記下限以上であれば、優れた断熱性を得ることができる。

ここで、独立気泡率は後掲の実施例の項に示されるように、ＡＳＴＭＤ２８５６に準拠して測定される。

独立気泡率が上記下限以上の蓄熱断熱ポリウレタンフォームを製造するには、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造に用いる整泡剤の種類や量を調整して独立気泡率の高いポリウレタンフォームを得る方法などの方法が挙げられる。

＜潜熱量＞
本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの潜熱量は、１０～３００ｋJ／ｋｇであることが好ましく、３０～２００ｋJ／ｋｇであることがより好ましい。潜熱量が上記下限以上であれば、優れた蓄熱性を得ることができる。一方、潜熱量が上記上限以下であれば、優れた断熱性能を両立することが可能である。

ここで、潜熱量は後掲の実施例の項に示されるように、ＪＩＳＡ１４８９に準拠して測定される。

潜熱量が上記範囲の蓄熱断熱ポリウレタンフォームを製造するには、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造に用いる脂肪酸エステルの種類や量を調整して、潜熱量が上記範囲内となるようにするなどの方法が挙げられる。

＜密度＞
本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの密度は、４０～８０ｋｇ／ｍ^３であることが好ましく、５０～７０ｋｇ／ｍ^３であることがより好ましい。密度が上記上限以下であれば、良好な断熱性を得ることができ、上記下限以上であれば、良好な機械強度を得ることができる。

ここで、密度は後掲の実施例の項に示されるように、ＪＩＳＡ９５１１に準拠して測定される。

密度が上記範囲の蓄熱断熱ポリウレタンフォームを製造するには、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造に用いる発泡剤量や養生温度を調整して上記密度範囲のポリウレタンフォームを得るなどの方法が挙げられる。

［用途］
本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームは、優れた断熱性と蓄熱性を兼ね備えるものであり、床、壁、天井等の住宅用建材として有用であるが、住宅用建材に限らず、家電、浴槽、貯蔵容器、自動車、船舶などの断熱材としても用いられる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。

［使用材料］
以下の実施例、参考例及び比較例において、蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造に用いた材料は以下の通りである。
ポリオール：ポリエーテルポリオール（三井化学社製「ＧＲ－４１」）
ポリエーテルポリオール（旭硝子社製「ＥＬ－４２０」）
ポリエーテルポリオール（旭硝子社製「ＥＬ－３８５ＳＯ」）
ポリイソシアネート：ジフェニルメタンジイソシアネート（東ソー社製「ＭＲ－２００」）
脂肪酸エステル
発泡剤：水
整泡剤：シリコーン整泡剤（エボニック社製「Ｂ８４０８」）
触媒：ペンタジメチルエチレントリアミン（花王社製「Ｋａｏ．Ｎｏ．３」）
ジメチルシクロヘキシルアミン（花王社製「Ｋａｏ．Ｎｏ．１０」）
難燃剤：トリスクロロプロピルフォスフェート

［実施例１］
＜蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造＞
ポリオール２８質量部とポリイソシアネート７２質量部とを用い、ポリオールとポリイソシアネートとの合計１００質量部に対して、脂肪酸エステル、発泡剤、整泡剤、触媒及び難燃剤が以下に示す量となるように用いて、蓄熱断熱ポリウレタンフォームの製造を行った。
脂肪酸エステル：４０質量部
発泡剤：２．１質量部
整泡剤：１．１質量部
触媒：０．５質量部
難燃剤：７．８質量部

１０００ｍＬのポリプロピレン製ビーカーに、秤量したポリオール、脂肪酸エステル、整泡剤、触媒及び難燃剤を添加しながら、パレットナイフを用いて攪拌、混練した。攪拌後の混練物に対して発泡剤を加え、攪拌した後、ポリイソシアネートを加えてハンドミキサーで約１０秒間攪拌した。得られた反応液は時間の経過と共に流動性を失い、４０℃で１時間静置後に、発泡倍率１７倍の蓄熱断熱ポリウレタンフォームが得られた。この蓄熱断熱ポリウレタンフォームは、脂肪酸エステルを２５質量％含有するものであり、ＡＳＴＭＤ２８５６に準拠して測定した独立気泡率は９０％、ＪＩＳＡ９５１１に準拠して測定した密度は６０kｇ／ｍ^３であった。

＜蓄熱断熱ポリウレタンフォームの評価＞
得られた蓄熱断熱ポリウレタンフォームについて、以下の方法で潜熱量と熱伝導率の測定を行い、結果を表１に示した。
潜熱量の測定：長さ３００ｍｍ×幅３００ｍｍ×厚み１２ｍｍのサンプルを切り出し、ＪＩＳＡ１４８９に準拠した方法で測定を行った。
熱伝導率の測定：長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚み１２ｍｍのサンプルを切り出し、ＪＩＳＡ１４１２-２に準拠した方法で測定を行った。

［実施例２］
実施例１において、発泡剤の量を減量することにより発泡倍率が２．１倍となるようにしたこと以外は同様にしてポリウレタンフォームを製造し、潜熱量と熱伝導率の測定を行った結果を表１に示す。

［比較例１］
実施例１において、脂肪酸エステルを用いなかったこと以外は同様にしてポリウレタンフォームを製造し、同様に潜熱量と熱伝導率の測定を行った。結果を表１に示す。

［参考例１］
実施例１において、発泡剤の量を減量することにより発泡倍率が１．７倍となるようにしたこと以外は同様にしてポリウレタンフォームを製造し、潜熱量と熱伝導率の測定を行った結果を表１に示す。

表１より、本発明の蓄熱断熱ポリウレタンフォームに該当する実施例１，２は、潜熱量が大きく、熱伝導率が低く、蓄熱性と断熱性に優れることが分かる。
これに対して、脂肪酸エステルを含まない比較例１では、断熱性には優れるが、蓄熱性を示さない。
脂肪酸エステルを含んでいても、発泡倍率が低い参考例１では、熱伝導率が大きく、断熱性に若干劣るが、蓄熱性は得られている。

Claims

ポリオール由来の構造とポリイソシアネート由来の構造を有するポリウレタンを含有し、前記ポリウレタンに少なくとも１種の脂肪酸エステルが含まれている、蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。
発泡倍率が２倍以上である、請求項１に記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。
ポリオール、脂肪酸エステル、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するポリオール組成物と、ポリイソシアネートとを反応させてなり、
前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとの合計１００質量部に対する前記ポリオール組成物中の前記脂肪酸エステルの含有量が２０～６０質量部である、請求項１に記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。
ポリオール、脂肪酸エステル、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するポリオール組成物と、ポリイソシアネートとを反応させてなり、
前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとの合計１００質量部に対する前記発泡剤の含有量が０．５～１５質量部であり、前記整泡剤の含有量が０．２～３質量部であり、前記触媒の含有量が０．１～３質量部である、請求項１に記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。
熱伝導率が０．０２～０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）である、請求項１に記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。
独立気泡率が５０～１００％である、請求項１に記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。
前記ポリオールが、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、芳香族ポリオール、脂環族ポリオール、脂肪族ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール、及びポリエーテルポリオールよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、
前記ポリイソシアネートが、フェニレンジイソシアネート、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、ジメチル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、ナフタレンジイソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含み、
前記脂肪酸エステルが、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸プロピル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸プロピル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸ブチル、ミリスチン酸ミリスチル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸プロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸２－エチルヘキシル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸プロピル、ステアリン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸２－エチルヘキシル、ステアリン酸ステアリル、アラキジン酸メチル、アラキジン酸エチル、及びアラキジン酸ブチルよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の蓄熱断熱ポリウレタンフォーム。