JP7258879B2 - ポリウレタン系断熱ボード - Google Patents

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Description

本開示の実施形態は、概して、ポリウレタン系断熱ボードに関し、より具体的には、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層および独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層を含むポリウレタン系断熱ボードに関する。
コンクリート壁または石積み壁などの外壁用の断熱システムが提案されてきた。外壁の外面に適用され、レンダリングシステムによって仕上げられた断熱製品の組み合わせは、外部断熱複合システム（ＥＴＩＣＳ）と称される。外部断熱複合システムは、新しい住居、および既存の建物ストックの改修の両方にとって、建設においてしばしば他のソリューションよりも好まれる選択肢である。
最も一般的な外部断熱複合システムは、断熱材料と同様に膨張性ポリスチレン（ＥＰＳ）を用いる。ポリウレタンは、典型的に、断熱、強度、限られた吸水量など、低コストの代替品よりも優れた特定の特性を提供する。さらに、独立気泡ポリウレタン発泡体は、ＥＰＳよりも優れた断熱性を提供する。しかしながら、そのような独立気泡ポリウレタン発泡体は、ＥＰＳと比較して低下した寸法安定性を示し得る。したがって、外部断熱複合システムにおいて、連続気泡および独立気泡のポリウレタン系断熱ボードを外壁と組み合わせることが提案されている。
本明細書の１つ以上の実施形態によれば、外部断熱複合システムは、コンクリート壁または石積み壁と、そのコンクリート壁または石積み壁上に配置された多層断熱ボードと、を含む。多層断熱ボードは、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って２０体積％未満の連続気泡体積を有するポリウレタンおよびポリイソシアヌレートを含む少なくとも１つの独立気泡発泡体層と、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って８０体積％を超える連続気泡体積を有するポリウレタンおよびポリイソシアヌレートを含む少なくとも１つの連続気泡発泡体層と、を含む。独立気泡層は、断熱特性を提供し、多層断熱ボードの連続気泡層は、独立気泡層の寸法変化の影響を緩和するのに役立つ。
外部断熱複合システムを例示している図である。 独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層、および複数のフェーシング層を含む例示的な多層断熱ボードを示している図である。 ２つの連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層の間に配置された独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層を含む例示的な多層断熱ボードを示している図である。
図１を参照すると、外部断熱複合システム１００は、コンクリート壁または石積み壁などの外壁１０２を含むことができる。石造物または煉瓦積みとしても知られている石積みは、モルタルによってモノリシック構造に一緒に結合される比較的大きなユニット（石、レンガ、ブロックなど）を含み得る。コンクリートは、セメント、骨材、水でできていて、ユニットのない構造を作製するために所定の場所に設置することができる。
そのシステムは、外壁１０２の外面上に直接配置された接着剤１０４をさらに含み得る。接着剤１０４は、外壁１０２の外面と断熱構成要素１０６との間に載置することができる。様々な実施形態では、接着剤１０４は、発泡接着剤、シリコーン接着剤、ホットメルト接着剤、またはコールドメルト接着剤などの可撓性接着剤であってよい。いくつかの特定の実施形態では、接着剤は、ポリウレタン発泡接着剤、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）からＩｎｓｔａ－Ｓｔｉｋ（商標）として市販されているポリウレタン発泡接着剤であり得る。本明細書で説明する様々な実施形態は、断熱構成要素１０６を外壁１０２に取り付けるための接着剤１０２について説明しているが、断熱構成要素１０６は、機械的固定デバイスの使用など、他の方法で外壁１０２に取り付けることができると企図される。
様々な実施形態によれば、以下により詳細に記載するように、断熱構成要素１０６は、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って２０体積％未満の連続気泡体積を有する独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２と、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って８０体積％を超える連続気泡体積を有する連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４と、を含む（図２および３に示した）多層断熱ボードであり得る。本明細書で使用される場合、ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体の「連続気泡」は、完全に閉じておらず、他の気泡と直接または間接的に相互接続している気泡と定義される。本明細書で使用される場合、「独立気泡」は、完全に閉鎖され、他のいかなる気泡とも接続していない気泡と定義される。
さらに図１を参照すると、外部断熱複合システム１００は、断熱構成要素１０６によって接着剤１０４から分離された１つ以上のベースコート層１０８をさらに含むことができる。図１に示す実施形態は２つのベースコート層１０８を含むが、いくつかの実施形態では、外部断熱複合システム１００は、３つ以上のベースコート層、１つのベースコート層、またはさらにはベースコート層を含まなくてもよいことが企図される。
図１に示す外部断熱複合システム１００はまた、２つのベースコート層１０８の間に位置決めされた補強メッシュ１１０を含む。様々な実施形態では、補強メッシュ１１０は、ポリマーコーティングされたガラス繊維メッシュ布であってよい。ガラス繊維メッシュ生地は、いくつかの特定の実施形態では、１００～２２０ｇ／ｍの重量、または１４０～１８０ｇ／ｍの重量を有することができる。
最後に、トップコート１１２が、外部断熱複合システム１００上に位置決めされる。トップコートは、限定ではなく例として、粒子の粗いおよびスクラッチされたレンダリング、装飾パネル、レンガ効果、または実際のレンガスリップを含み得る。特定の実施形態に応じて、他の種類のトップコートが企図される。
外部断熱複合システム１００を概ね説明してきたが、ここで、図２および３を参照して、断熱構成要素１０６をより詳細に説明する。上記の通り、様々な実施形態において、断熱構成要素１０６は、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って２０体積％未満の連続気泡体積を有する独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２と、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って８０体積％を超える連続気泡体積を有する連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４と、を含む多層断熱ボードである。本明細書で使用される場合、「ポリウレタン」という用語は、ポリウレタン、ポリウレタン／ポリ尿素、およびポリウレタン／ポリイソシアヌレート材料を包含する。本明細書で使用される場合、「ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層」という用語は、ポリウレタンおよびポリイソシアヌレートを含む発泡体層を指す。様々な実施形態では、断熱層１０６は、少なくとも１つのフェーシング層２０６を含み得る。
独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層
様々な実施形態では、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、イソシアネート反応性成分をイソシアネート成分と反応させることによって形成されたポリマーマトリックスから形成され得る。特に、ポリマーマトリックスは、ウレタン基、イソシアヌレート基、および／または尿素基を含み得る。
イソシアネート反応性成分は、１つ以上のポリオールを含む。いくつかの実施形態では、イソシアネート反応性混合物は、少なくとも１つのポリエステルポリオールを含む。ポリエステルポリオールには様々な分子量が企図される。ポリエステルポリオールは、１分子当たり複数のエステル基を含有し得、１分子当たり平均少なくとも１．５個のヒドロキシル基、１分子当たり少なくとも１．８個のヒドロキシル基、または１分子当たり少なくとも２個のヒドロキシル基を有し得る。ポリエステルポリオールは、いくつかの実施形態において、１分子当たり最大６個のヒドロキシル基を含有し得るが、他の実施形態において、１分子当たり最大約３個のヒドロキシル基を含有し得る。ポリエステルポリオールのヒドロキシル当量は、約７５～４０００または１５０～１５００の範囲であり得る。
好適なポリエステルポリオールとしては、ヒドロキシル化化合物、例えばジオールと、ポリカルボン酸またはそれらの無水物、例えばジカルボン酸またはジカルボン酸無水物との反応生成物が挙げられる。ポリカルボン酸または無水物は、脂肪族、環状脂肪族、芳香族および／または複素環式であってもよく、ハロゲン原子等で置換されてもよい。ポリカルボン酸は、不飽和であってもよい。これらのポリカルボン酸の例としては、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水トリメリット酸、無水フタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸およびフマル酸が挙げられる。ポリエステルポリオールを作製する際に使用されるヒドロキシル化化合物は、１５０以下、１４０以下、または１２５以下の当量であってよく、例えば、エチレングリコール、１，２－および１，３－プロピレングリコール、１，４－および２，３－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，８－オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６－ヘキサントリオール、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、キニトール、マンニトール、ソルビトール、メチルグリコシド、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコール、ポリエチレングリコールなどを挙げることができる。
上記に提供されるものに加えて、他の種類のポリオールを使用することができる。例えば、芳香族または脂肪族ポリエーテルポリオール、脂肪族または芳香族ポリエーテルカーボネートポリオール、脂肪族または芳香族ポリエーテルエステルポリオール、および植物誘導体から得られたポリオールを使用することができる。したがって、ポリオールの様々な組み合わせを使用して、イソシアネート反応性成分を形成することができる。例えば、他のポリオールの例には、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＲＮ４９０およびＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＲＨ３６０（スクロースおよびグリセリンにプロピレンオキシドを添加することにより形成され、平均官能価は４を超え、ＥＷがそれぞれ１１５および１５６のポリエーテルポリオール）、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＲＮ４８２（酸化プロピレンをソルビトールに添加することにより形成され、公称官能価が６、ＥＷが１１５のポリエーテルポリオール）、ＴＥＲＣＡＲＯＬ（商標）５９０３（プロピレンジアミンをトルエンジアミンに付加することにより形成された、公称官能価が４およびＥＷが１２７のポリエーテルポリオール）が含まれ、すべてＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能である。
連鎖延長剤、架橋剤などの他の添加剤も含まれ得る。連鎖延長剤の例としては、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリプロピレン、およびポリエチレングリコールが挙げられる。
イソシアネート成分としては、脂肪族、環状脂肪族、脂環式、アリール脂肪族、および／または芳香族イソシアネート、およびそれらの誘導体であるイソシアネート含有反応物を挙げることができる。誘導体としては、限定ではなく例として、アロファネート、ビウレット、およびＮＣＯ末端プレポリマーを挙げることができる。いくつかの実施形態によれば、イソシアネート成分としては、少なくとも１つの芳香族イソシアネート（例えば、少なくとも１つの芳香族ポリイソシアネート）が挙げられる。例えば、イソシアネート成分としては、芳香族ジイソシアネート、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）の少なくとも１つの異性体、粗ＴＤＩ、ジフェニルメチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）の少なくとも１つの異性体、粗ＭＤＩ、および／またはより高官能性のメチレンポリフェノールポリイソシアネートを挙げることができる。本明細書で使用される場合、ＭＤＩは、ジフェニルメタンジイソシアネート異性体、ポリフェニルメチレンポリイソシアネート、および少なくとも２つのイソシアネート基を有するそれらの誘導体から選択されるポリイソシアネートを指す。粗製、ポリマー性、または純粋なＭＤＩをポリオールまたはポリアミンと反応させて、変性ＭＤＩを生成することができる。ポリマーＭＤＩとモノマーＭＤＩとのブレンドも使用してもよい。いくつかの実施形態では、ＭＤＩは、１分子当たり平均２～３．５個（例えば、２～３．２個）のイソシアネート基を有する。イソシアネート含有反応物の例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ）から商品名ＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）で市販されているもの、例えば、ＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）Ｍ２２９ＰＭＤＩイソシアネート（１分子当たり平均２．７個のイソシアネート基を有するポリマーメチレンジフェニルジイソシアネート）が挙げられる。
独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層のイソシアネート指数は、１８０超得る、１９５超、および／または２００超であり得る。イソシアネート指数は、２，０００未満であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、イソシアネート指数は、１８０～１，５００、１８５～１，０００、１９０～７５０、１９５～５００、または２００～３００であり得る。本明細書で使用される場合、「イソシアネート指数」は、イソシアネート反応性化合物の１００理論当量当たりに加えられたイソシアネート含有化合物の当量数である。１００のイソシアネート指数は、水やポリオール組成物などからの、存在するイソシアネート反応性水素原子当たり１つのイソシアネート基に対応する。イソシアネート指数が高いほど、イソシアネート含有反応物の量が多いことを示す。
触媒はまた、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層を形成する組成物中にも含まれ得る。使用できる触媒の例としては、イソシアネートとそれ自身との反応を促進する三量化触媒、例えば、トリス（ジアルキルアミノアルキル）－ｓ－ヘキサヒドロトリアジン（１，３，５－トリス（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピル）－ｓ－ヘキサヒドロトリアジン、ＤＡＢＣＯ（商標）ＴＭＲ３０、ＤＡＢＣＯ（商標）Ｋ－２０９７（酢酸カリウム）、ＤＡＢＣＯ（商標）Ｋ１５（カリウムオクトエート）、ＰＯＬＹＣＡＴ（商標）４１、ＰＯＬＹＣＡＴ（商標）４３、ＰＯＬＹＣＡＴ（商標）４６、ＤＡＢＣＯ（商標）ＴＭＲ、ＣＵＲＩＴＨＡＮＥ（商標）５２、水酸化テトラアルキルアンモニウム（水酸化テトラメチルアンモニウムなど）、アルカリ金属水酸化物（水酸化ナトリウムなど）、アルカリ金属アルコキシド（ナトリウムメトキシドおよびカリウムイソプロポキシドなど）、および１０～２０個の炭素原子（およびいくつかの実施形態では、ペンダントヒドロキシル基）を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩を挙げることができる。
独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、１つ以上の添加剤も含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、少なくとも１つの難燃剤をさらに含む。難燃剤は、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層を形成するための組成物の総重量に基づいて、１重量％～５０重量％（例えば、１重量％～３０重量％、１．５重量％～２０重量％、１．５重量％～１０重量％、１．５重量％～８重量％、２重量％～５重量％、２．５重量％～４重量％、２．５重量％～３．５重量％など）の量で存在し得る。難燃剤は、固体または液体であり得、非ハロゲン化難燃剤、ハロゲン化難燃剤、またはそれらの組み合わせを含む。難燃剤としては、限定ではなく例として、メラミン、膨張性グラファイト、ハロゲンを有するかまたは有しないリン化合物、アルミニウム含有化合物、マグネシウム系化合物、ハロゲンを有するかまたは有しない窒素系化合物、塩素化化合物、臭素化化合物、およびホウ素誘導体が挙げられる。
様々な実施形態では、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、物理的発泡剤を含み得る。本明細書で使用される場合、「物理的発泡剤」とは、硬化条件下で揮発して発泡ガスを形成する低沸点液体である。物理的発泡剤としては、例えば、炭化水素、フルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、ヒドロフルオロオレフィン、ヒドロクロロフルオロオレフィン、および他のハロゲン化化合物が挙げられる。
独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、１０ｍｍ～３００ｍｍの厚さを有し得る。例えば、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、１０ｍｍ～２５０ｍｍ、１０ｍｍ～２００ｍｍ、１０ｍｍ～１５０ｍｍ、１０ｍｍ～１００ｍｍ、１０ｍｍ～５０ｍｍ、１０ｍｍ～２５ｍｍ、１０ｍｍ～２０ｍｍなどの厚さを有し得る。独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、硬質または半硬質であってよいが、様々な実施形態では、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は脆くない。
様々な実施形態において、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、ＡＳＴＭ Ｄ １６２２に従って測定した場合、１００ｋｇ／ｍ３未満、７５ｋｇ／ｍ３未満、５０ｋｇ／ｍ３未満、および／または４０ｋｇ／ｍ３未満の密度を有する。密度は、１０ｋｇ／ｍ３超、２０ｋｇ／ｍ３超、および／または３０ｋｇ／ｍ３超であり得る。例えば、密度は、１０～１００ｋｇ／ｍ３、２０～７５ｋｇ／ｍ３、または２５～５０ｋｇ／ｍ３であり得る。
独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って、２０体積％未満の連続気泡体積、１０体積％未満の連続気泡体積、および／または８体積％未満の連続気泡体積を有する。いくつかの実施形態では、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って、０体積％を超える連続気泡体積、０．１体積％を超える連続気泡体積、１体積％を超える連続気泡体積、２．５体積％を超える連続気泡体積、５体積％を超える連続気泡体積、および／または６体積％を超える連続気泡体積を有する。例えば、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、０体積％～２０体積％、０．１体積％～１０体積％、またはさらには約５体積％～８体積％の連続気泡体積を有し得る。
独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、イソシアネート反応性成分をイソシアネート含有反応物と反応させて、任意の添加剤と共にポリマーマトリックスを形成させることによって、形成することができる。いくつかの特定の実施形態では、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、１８０～４５０のイソシアネート指数を有するポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層と、ポリエステルポリオールと、物理的発泡剤と、であり、２０体積％未満の連続気泡含有量、および５０ｋｇ／ｍ３未満の密度を有することを特徴としている。様々な実施形態において、独立気泡発泡体層は、１０℃で測定された２６ｍＷ／ｍ＊Ｋ未満、１０℃で測定された２４ｍＷ／ｍ＊Ｋ未満、またはさらには１０℃で測定された２０ｍＷ／ｍ＊Ｋの熱伝導率値（ｋファクター）を有する。当業者は理解するように、ラムダまたはｋファクターは、発泡体層の熱伝導率の尺度であり、より低い値は、改善された断熱性能を示す。ｋファクターは、厚さ１インチである材料の１平方フィートを１時間で通過する熱の尺度である。
連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層
様々な実施形態では、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、イソシアネート反応性成分をイソシアネート成分と反応させることによって形成されたポリマーマトリックスから形成され得る。特に、ポリマーマトリックスは、ウレタン基、イソシアヌレート基、および／または尿素基を含み得る。
イソシアネート反応性成分は、１つ以上のポリオールを含む。いくつかの実施形態では、イソシアネート反応性混合物は、少なくとも１つのポリエーテルポリオールを含む。ポリエーテルポリオールには様々な分子量が企図される。ポリエーテルポリオールは、当業者には理解されるように、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、および／またはブチレンオキシド等の１つ以上のアルキレンオキシドから誘導することができる。例えば、ポリエーテルポリオールは、重合触媒の存在下で、１つ以上のアルキレンオキシドを２～１０個の活性水素を有する１つ以上の開始剤と反応させることによって調製されてもよい。好適な開始剤の例としては、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、トリプロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール；環状脂肪族ジオール、例えば、１，４－シクロヘキサンジオール、グリセリン、トリメタノールプロパン、トリエタノールアミン、スクロース、ソルビトール、およびトルエンジアミンが挙げられる。
ポリエーテルポリオールは、約２００ｇ／ｍｏｌ～約１５，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有し得る。いくつかの実施形態において、分子量は約４００ｇ／ｍｏｌ超または約１０００ｇ／ｍｏｌ超である。他の実施形態において、分子量は、約１５０００ｇ／ｍｏｌ未満、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満、または約９，０００ｇ／ｍｏｌ未満であり得る。したがって、いくつかの実施形態において、ポリエーテルポリオールは、約４２５ｇ／ｍｏｌ～約８５００ｇ／ｍｏｌ、または約４５０ｇ／ｍｏｌ～約４０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。好適なポリエーテルポリオールの例としては、商標ＶＯＲＡＰＥＬ（商標）で市販されているもの、商標ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）で市販されているもの、例えば、ＶＯＲＡＬＵＸ（商標）ＨＦ５０５、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）８０００ＬＭ、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）４０００ＬＭ、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）１０１０Ｌ、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ １０５５、およびＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ ２６０、ならびにＰｏｌｙｇｌｙｃｏｌ Ｐ－２０００およびＰｏｌｙｇｌｙｃｏｌ Ｐ－４２５として市販されているもの（すべて、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能）が挙げられるが、それらに限定されない。
例えば、他のポリオールの例には、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＲＮ４９０およびＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＲＨ３６０（スクロースおよびグリセリンにプロピレンオキシドを添加することにより形成され、平均官能価が４より大きく、ＥＷがそれぞれ１１５および１５６のポリエーテルポリオール）、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＲＮ４８２（酸化プロピレンをソルビトールに添加することにより形成され、公称官能価が６、ＥＷが１１５のポリエーテルポリオール）、ＴＥＲＣＡＲＯＬ（商標）５９０３（プロピレンジアミンをトルエンジアミンに付加することにより形成された、公称官能価が４およびＥＷが１２７のポリエーテルポリオール）が含まれ、すべてＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能である。
本明細書で使用される場合、ヒドロキシル価は、１グラムのポリオールまたは他のヒドロキシル化合物中のヒドロキシル含有量に等しい水酸化カリウムのミリグラム数である。いくつかの実施形態において、結果的に得られるポリエーテルポリオールは、約１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～約７００ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価を有する。さらに他の実施形態において、結果的に得られるポリエーテルポリオールは、約２７５ｍｇＫＯＨ／ｇ～約４００ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価を有する。ポリエーテルポリオールは、約２以上（例えば、２～６、２～５、２～４まで、または２）の公称ヒドロキシル官能価を有し得る。ポリエーテルポリオールは、約２～約４．５（例えば、２～３．５）の平均全ヒドロキシル官能価を有し得る。本明細書で使用される場合、ヒドロキシル官能価（公称および全体平均）は、分子上のイソシアネート反応性部位の数であり、ＯＨの総モル数をポリオールの総モル数で除することで計算され得る。
上で提供したものに加えて、他の種類のポリオールを使用してもよい。例えば、脂肪族ポリエステルまたは芳香族ポリエステルポリオール、脂肪族または芳香族ポリエーテルカーボネートポリオール、脂肪族または芳香族ポリエーテルエステルポリオール、および植物誘導体から得られるポリオールを使用することができる。したがって、ポリオールの様々な組み合わせを使用して、イソシアネート反応性成分を形成することができる。
連鎖延長剤、難燃剤、架橋剤、充填剤などの他の添加剤も含めることができる。連鎖延長剤の例としては、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリプロピレン、およびポリエチレングリコールが挙げられる。
難燃剤は、固体または液体であることができ、非ハロゲン化難燃剤、ハロゲン化難燃剤、またはそれらの組み合わせを含む。難燃剤としては、限定ではなく例として、メラミン、膨張性グラファイト、ハロゲンを有するかまたは有しないリン化合物、アルミニウム含有化合物、マグネシウム系化合物、ハロゲンを有するかまたは有しない窒素系化合物、塩素化化合物、臭素化化合物、およびホウ素誘導体が挙げられる。
特定の実施形態では、連続気泡ポリウレタン層を形成するための反応混合物は、充填剤を含み得る。好適な充填剤は、炭酸カルシウムなどの無機化合物のファミリー、またはポリエチレン、ポリアミド、もしくはポリテトラフルオロエチレンなどのポリマー材料のファミリーから選択することができる。
イソシアネート成分としては、脂肪族、環状脂肪族、脂環式、アリール脂肪族、および／または芳香族イソシアネート、およびそれらの誘導体であるイソシアネート含有反応物を挙げることができる。誘導体としては、限定ではなく例として、アロファネート、ビウレット、およびＮＣＯ末端プレポリマーを挙げることができる。いくつかの実施形態によれば、イソシアネート成分としては、少なくとも１つの芳香族イソシアネート（例えば、少なくとも１つの芳香族ポリイソシアネート）が挙げられる。例えば、イソシアネート成分としては、芳香族ジイソシアネート、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）の少なくとも１つの異性体、粗ＴＤＩ、ジフェニルメチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）の少なくとも１つの異性体、粗ＭＤＩ、および／またはより高官能性のメチレンポリフェノールポリイソシアネートを挙げることができる。本明細書で使用される場合、ＭＤＩは、ジフェニルメタンジイソシアネート異性体、ポリフェニルメチレンポリイソシアネート、および少なくとも２つのイソシアネート基を有するそれらの誘導体から選択されるポリイソシアネートを指す。粗製、ポリマー性、または純粋なＭＤＩをポリオールまたはポリアミンと反応させて、変性ＭＤＩを得ることができる。ポリマーＭＤＩとモノマーＭＤＩとのブレンドも使用してもよい。いくつかの実施形態では、ＭＤＩは、１分子当たり平均２～３．５個（例えば、２～３．２個）のイソシアネート基を有する。イソシアネート含有反応物の例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から商品名ＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）で市販されているもの、例えば、ＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）Ｍ２２９ＰＭＤＩイソシアネート（１分子当たり平均２．７個のイソシアネート基を有するポリマーメチレンジフェニルジイソシアネート）が挙げられる。
連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層に関するイソシアネート指数は、７０超、１００超、１８０超、１９５超、および／または２００超であり得る。イソシアネート指数は、２，０００未満であり得る。本明細書で使用される場合、「イソシアネート指数」は、イソシアネート反応性化合物の１００理論当量当たりに加えられたイソシアネート含有化合物の当量の数である。１００のイソシアネート指数は、水やポリオール組成物などからの、存在するイソシアネート反応性水素原子当たり１つのイソシアネート基に対応する。イソシアネート指数が高いほど、イソシアネート含有反応物の量が多いことを示す。
触媒はまた、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層を形成する組成物中にも含まれ得る。触媒の例は、ＰＯＬＹＣＡＴ（商標）５およびＰＯＬＹＣＡＴ（商標）８などの三級アミンである。さらに、触媒組成物は、イソシアネートとそれ自身との反応を促進する三量化触媒、例えば、トリス（ジアルキルアミノアルキル）－ｓ－ヘキサヒドロトリアジン（１，３，５－トリス（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピル）－ｓ－ヘキサヒドロトリアジン、ＤＡＢＣＯ（商標）ＴＭＲ３０、ＤＡＢＣＯ（商標）Ｋ－２０９７（酢酸カリウム）、ＤＡＢＣＯ（商標）Ｋ１５（カリウムオクトエート）、ＰＯＬＹＣＡＴ（商標）４１、ＰＯＬＹＣＡＴ（商標）４３、ＰＯＬＹＣＡＴ（商標）４６、ＤＡＢＣＯ（商標）ＴＭＲ、ＣＵＲＩＴＨＡＮＥ（商標）５２、水酸化テトラアルキルアンモニウム（水酸化テトラメチルアンモニウムなど）、アルカリ金属水酸化物（水酸化ナトリウムなど）、アルカリ金属アルコキシド（ナトリウムメトキシドおよびカリウムイソプロポキシドなど）、および１０～２０個の炭素原子（およびいくつかの実施形態では、ペンダントヒドロキシル基）を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩を含み得る。
連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、１つ以上の発泡剤も含む。発泡剤は、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層に所望の全体密度および連続気泡含有量を提供する量で存在する。使用される発泡剤としては、気体または液体として添加される、または、任意選択的に物理的共発泡剤と組み合わせた、水とポリイソシアネートとの反応によってその場で有利に生成される、二酸化炭素を挙げることができる。二酸化炭素は、発泡剤として使用するために、米国特許第４，７３５，９７０号および第４，５００，６５６号に開示されているようなアミン／二酸化炭素複合体を含む他の手段によって化学的に得ることもでき、それらの全開示は、参照により完全に本明細書に組み入れられる。他の好適な発泡剤としては、揮発性アルカン、例えば、ペンタン、ヘキサン、またはハロゲン含有物質、例えば、フルオロカーボンおよび水素含有クロロフルオロカーボン化合物が挙げられる。物理的発泡剤は特に限定されない。いくつかの特定の実施形態では、発泡剤は本質的に水からなる。典型的にはこの目的のために、存在する水の量は、ポリオール１００重量部当たり、約０．５～約１５部、好ましくは約２．０部、より好ましくは約３．０部、好ましくは最大約１０部、より好ましくは最大約８部である。物理的発泡剤が存在する場合、その量は、典型的には、ポリオール１００重量部当たり、約０．５～約１０部、好ましくは約１～約５部である。
追加的または代替的に、１つ以上の界面活性剤を、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層を調製する際に使用し得る。例えば、様々な実施形態では、ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体における連続気泡対独立気泡のパーセンテージは、気泡開放界面活性剤の使用を通じて制御され得る。そのような気泡開放界面活性剤の例としては、商品名ＡＫ－９９０３でＭａｙｓｔａにより販売されているもの、および商品名ＮＩＡＸ（商標）Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｌ－６１６４でＭｏｍｅｎｔｉｖｅにより販売されているものが挙げられるが、それらに限定されない。
本開示のイソシアネート反応性成分は、０．５重量パーセント（重量％）～１５重量％の界面活性剤を含むことができ、重量％は、イソシアネート反応性成分の総重量を基準としている。本明細書で論じるような界面活性剤の各種類のうちの２つ以上の組み合わせも、イソシアネート反応性成分中のそれらの合計パーセンテージが、全体として、規定した範囲を満たすならば、選択され得る。
連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、５ｍｍ～８０ｍｍの厚さを有し得る。例えば、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、５ｍｍ～５０ｍｍ、５ｍｍ～３０ｍｍ、５ｍｍ～２５ｍｍ、５ｍｍ～２０ｍｍ、５ｍｍ～１５ｍｍ、５ｍｍ～１０ｍｍなどの厚さを有し得る。連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、硬質または半硬質であってよいが、様々な実施形態では、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は脆くない。
様々な実施形態において、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、ＡＳＴＭ Ｄ １６２２に従って測定した場合、２００ｋｇ／ｍ３未満、１００ｋｇ／ｍ３未満、および／または７０ｋｇ／ｍ３未満の密度を有する。密度は、１０ｋｇ／ｍ３超、２０ｋｇ／ｍ３超、および／または３０ｋｇ／ｍ３超であり得る。例えば、密度は、３０～７０ｋｇ／ｍ３または３０～８０ｋｇ／ｍ３であり得る。
連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って、５０体積％を超える連続気泡体積、６０体積％を超える連続気泡体積、７５体積％を超える連続気泡体積、および／または８０体積％を超える連続気泡体積を有する。例えば、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、７５体積％～９９体積％、または８０体積％～９５体積％の連続気泡体積を有し得る。
連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、イソシアネート反応性成分をイソシアネート含有反応物と反応させて、任意の添加剤と共にポリマーマトリックスを形成させることによって、形成することができる。いくつかの特定の実施形態では、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、８０体積％を超える連続気泡含有量、および３０～８０ｋｇ／ｍ３の密度を有するポリウレタン発泡体層である。
フェーシング層
上記の通り、いくつかの実施形態では、断熱層１０６は、少なくとも１つのフェーシング層２０６をさらに含み得る。実施形態では、フェーシング層２０６は、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４と独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２との間に配置してもよく、または連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４および独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２のうちの１つだけに隣接して配置してもよい。例えば、図２に示すように、フェーシング層２０６ａは、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４によって、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２から分離されていてもよく、フェーシング層２０６ｂは、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２と連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４との間に配置されていてもよく、フェーシング層２０６ｃは、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２によって、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４から分離されていてもよい。フェーシング層２０６が断熱層１０６に含まれる場合、図２に記載した位置のいずれかに配置できることを理解すべきである。例えば、断熱層１０６は、フェーシング層２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃを含んでいてもよく、または断熱層１０６は、フェーシング層２０６ａおよび２０６ｃ、フェーシング層２０６ａおよび２０６ｂ、もしくはフェーシング層２０６ｂおよび２０６ｃを含んでいてもよく、またはフェーシング層１０６は、フェーシング層２０６ａ、２０６ｂ、もしくは２０６ｃの１つのみを含んでいてもよい。
様々な実施形態では、フェーシング層２０６は、ガラスフリース系材料などの非金属系フェーシング層である。本明細書で使用される場合、「ガラスフリース系材料」は、ガラスフリース基材などのガラスフリースを含む材料を指す。ガラスフリースは、飽和ガラスフリースまたは非飽和ガラスフリースであり得る。断熱構成要素１０６のための非金属系フェーシングは、ガラスフリースを含むガラス系材料、ポリマー膜系材料、および複合多層ホイル材料から選択され得る。
フェーシング層としての使用に好適な例示的な材料としては、例えば、ポリマーおよび／または紙の複数のプライの積層体を含む複合ホイル、および鉱物または瀝青炭でコーティングされ得るガラスフリースまたはガラス組織が挙げられる。ガラスフリースは飽和していても飽和していなくてもよい。いくつかの実施形態によれば、使用前に１つ以上の最外フェーシング層を除去することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、断熱構成要素は、剥離可能なフェーシング層を有し得る。そのような実施形態では、剥離可能なフェーシング層は、断熱構成要素が使用される前に、断熱構成要素から除去されてもよい。剥離可能なフェーシングの例としては、ポリオレフィンフィルム（例えば、プロピレンおよびポリエチレンなどであるが、それらに限定されない）、ポリハロゲン化ポリオレフィン、ワックス紙およびワックスプラスチックフィルム、プラスチックおよび複合ホイルが挙げられる。
いくつかの実施形態では、第２のフェーサー層は、図２のフェーシング層２０６ａおよび２０６ｃなどの第１のフェーシング層とは反対側の面上にある断熱構成要素１０６上に含まれ得る。第１および第２のフェーシング層は、同じであるかまたは異なる材料から作製され得る。言い換えれば、第１および第２のフェーシング層の材料は、複合多層ホイル、ガラスフリースを含むガラス系材料、ポリマー膜系材料、および木材系材料から独立して選択することができる。各フェーシング層は、独立して、０．０１ｍｍ～３ｍｍ（例えば、０．０５～０．６ｍｍ、０．０５～０．１ｍｍ、０．０７～０．０９ｍｍなど）の厚さを有し得る。特定の一実施形態によれば、第１のフェーシング層は、第２のフェーシング層と同じ材料で作製され、同じ厚さを有し得る。
様々な実施形態において、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２および連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４の少なくとも１つは、フェーシング層上に形成され得る。例えば、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２または連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４は、液体反応混合物をフェーシングに適用することにより、フェーシング層の表面上に形成され得る。追加または代替として、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０２および連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層２０４のうちの１つ以上は、例えば、その層をフェーシング層に接着剤を用いて固定することによって、固体形態でフェーシング層に適用され得る。
特定の一実施形態では、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、液体反応混合物をフェーシング層に適用することによって、フェーシング層上に形成され得る。連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層を、少なくとも部分的にゲル化させ得る遅延の後、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層のための液体反応混合物を、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層に適用することができる。いくつかの実施形態では、遅延は１０秒以上であり得る。別の特定の実施形態では、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート層を形成するための第１の反応混合物を、第１のフェーシング上に分配することができる。次いで、第２のフェーシングを供給し、第１のフェーシングと第２のフェーシングとを（その間に反応混合物を有する）、２つの回転ロールに通すことができる。次いで、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート層を形成するための第２の反応混合物を、第２のフェーシングの外面上に分配する。次いで、第３のフェーシングを最上層として置き、その形成パネルを、間隔を空け対向させた２つの形成コンベアを通過させながら、硬化させる。あるいは、ポリウレタン発泡体が形成されるときに、追加のフェーシング層を、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層に適用してもよい。あるいは、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層を、第２のフェーシング層上に形成してもよく、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層および独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層を、接着剤を用いて互いに固定してもよい。断熱層１０６を製造する他の方法を使用してもよい。いくつかの特定の実施形態では、最外フェーシング層のうちの１つ以上が使用前に除去されてもよい。
以下の実施例は、様々な実施形態を説明するために提供されるが、特許請求の範囲を制限することを意図するものではない。すべての部およびパーセンテージは、特に指示がない限り重量による。様々な実施例、比較例、ならびに実施例および比較例で使用される材料に関して、おおよその特性、特性、パラメータなどを以下に提供する。さらに、実施例で使用した原料の説明は以下の通りである。
ＳＴＥＰＡＮＰＯＬ（商標）ＰＳ ２３５２は、Ｓｔｅｐａｎから入手可能なポリエステルポリオールであり、
ＳＴＥＰＡＮＰＯＬ（商標）ＰＳ ３１５２は、Ｓｔｅｐａｎから入手可能なポリエステルポリオールであり、
ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ １０５５は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能なポリエーテルポリオールであり、
ＴＥＲＣＡＲＯＬ（商標）５９０３は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能なポリエーテルポリオールであり、
ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ ２６０は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能なポリエーテルポリオールであり、
ＴＣＰＰはトリクロロイソプロピルホスフェートであり、
ＮＩＡＸ（商標）Ｌ－６６３３は、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｗａｔｅｒｆｏｒｄ，ＮＹ）から入手可能なシリコーン界面活性剤であり、
ＮＩＡＸ（商標）Ｌ－６１６４は、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｗａｔｅｒｆｏｒｄ，ＮＹ）から入手可能な添加剤であり、
ＰＯＬＹＣＡＴ（商標）５は、Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なペンタメチルジエチレントリアミン触媒であり、
ＰＯＬＹＣＡＴ（商標）８は、Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能な第三級アミンであり、
ＤＡＢＣＯ（商標）Ｋ ２０９７、ＤＡＢＣＯ（商標）Ｋ１５、およびＰＯＬＹＣＡＴ（商標）４１は、Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能な三量化触媒であり、
ｃ／ｉ－ペンタン７０／３０は、７０重量％のシクロペンタンと、３０重量％のイソペンタンと、からなる市販のブレンドであり、
ＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）Ｍ ６００は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能なポリマーメチレンジフェニルジイソシアネート（ＰＭＤＩ）であり、
ＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）Ｍ ２２０は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能なポリマーメチレンジフェニルジイソシアネート（ＰＭＤＩ）である。
発泡体サンプルを、Ａｆｒｏｓ－Ｃａｎｎｏｎの高圧計量分配機（ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｏｓｉｎｇ－ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）を使用して調製した。イソシアネート反応性成分および発泡剤を予備混合した。イソシアネート反応性成分、発泡剤、およびイソシアネートを、１５，０００±２，０００ｋＰａの混合圧を使用して２０±２℃で処理した。各発泡体サンプルの連続気泡含有量を、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って測定した。
比較例Ａ～Ｄの特性を、実施例１および２と共に、表１に報告する。比較例Ａは、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層である。比較例ＢおよびＣは、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層である。比較例Ｄは、市販の白色ＥＰＳ（例えば、Ｇｒｕｐｐｏ Ｐｏｒｏｎ製のＰＯＲＯＮ ０３５）の層である。実施例１は、比較例Ｂの連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層の２つの層の間に配置された比較例Ａの独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層の層である。実施例２は、比較例Ｃの連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層の２つの層の間に配置された比較例Ａの独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層の層である。特に、実施例１および２において、独立気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層は、連続気泡ポリウレタン／ポリイソシアヌレート発泡体層のそれぞれに接着させた。
比較例ＢおよびＣの連続気泡層は、表１の「連続気泡」配合に従って調製した。比較例Ｂは、フリーライズ発泡体バンから取ったが、比較例Ｃは、密閉金型に特定の過剰充填を適用して調製した。比較例Ａの独立気泡発泡体は、連続積層プロセスで製造された表１の「独立気泡」配合に従って調製した。
Figure 0007258879000001
実施例１および２と比較例Ａの４日間の熱サイクル（７０℃、９０％ＲＨで２日間および７０℃、２５％ＲＨで２日間）後の８０ｍｍ×８０ｍｍ×８０ｍｍの試験片の寸法変化を、測定し、表２に報告する。
Figure 0007258879000002
表２に示すように、実施例１および２の寸法変化は、比較例Ａのそれよりも０に近く、それは、組み合わせて使用すると、連続気泡層は、独立気泡発泡体に関して、改良された寸法安定性を提供することを示唆している。
比較例ＡおよびＣの断熱は、１０℃でＬａｓｅｒＣｏｍｐ熱流量計装置によって、測定した。試験片の寸法は２００ｍｍ×２００ｍｍ×５０ｍｍ（厚さ）であった。次いで、実施例２の熱抵抗（Ｒ値）を、異なる層の熱伝導率値から計算した。実施例２のＲ値は、比較例Ａよりわずかに低いが、同じ厚さのＲ値が２．６７ｍ２Ｋ／Ｗ未満であるＥＰＳ、グレーＥＰＳ、または鉱物ウールなどのＥＴＩＣＳ用途に使用される従来の断熱製品よりもはるかに優れていた。
記載した様々な実施形態は、多層パネルは、独立気泡発泡体のみからなるボード（比較例Ａ）と比較して熱抵抗の一定の悪化を示す一方で、ＥＴＩＣＳ用途に現在使用されている一般的な材料（比較例Ｄ）と比較すると、はるかに優れた断熱性を提供することを実証している。したがって、本明細書に記載した様々な実施形態は、改善された寸法安定性が望まれる断熱複合材用途で使用することができる。
さらに、「一般に」、「一般的に」および「典型的に」等の用語は、請求される発明の範囲を限定するため、またはある特定の特徴が請求される発明の構造もしくは機能にとって重要な意味を持つ、必要不可欠である、もしくはさらには重要であることを意味するために用いられるのではないことに留意されたい。むしろ、これらの用語は、本開示の特定の実施形態において用いられてもまたは用いられなくてもよい代替または追加の特徴を強調することを単に意図するものである。
添付の特許請求の範囲に定義される本開示の範囲から逸脱することなく、修正および変更が可能であることは明らかであろう。より具体的には、本開示のいくつかの態様は、本明細書において好ましいまたは特に有利であると認識されているが、本開示は、必ずしもこれらの態様に限定されないことが企図される。

Claims (11)

  1. 外部断熱複合システムであって、
    （ｉ）コンクリート壁または石積み壁と、
    （ｉｉ）前記コンクリート壁または石積み壁上に配置された多層断熱ボードであって、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って２０体積％未満の連続気泡体積を有するポリウレタンを含む少なくとも１つの独立気泡発泡体層と、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って８０体積％を超える連続気泡体積を有するポリウレタンを含む少なくとも１つの連続気泡発泡体層と、を含む多層断熱ボードと、を含む、外部断熱複合システム。
  2. 前記少なくとも１つの独立気泡発泡体層が、ＡＳＴＭ Ｄ １６２２に従って５０ｋｇ／ｍ３未満の密度を有し、前記少なくとも１つの連続気泡発泡体層が、ＡＳＴＭ Ｄ １６２２に従って３０ｋｇ／ｍ３～８０ｋｇ／ｍ３の密度を有する、請求項１に記載の外部断熱複合システム。
  3. 前記多層断熱ボード上に配置されたガラス繊維メッシュを含む補強コーティングをさらに含む、請求項１に記載の外部断熱複合システム。
  4. 前記少なくとも１つの独立気泡発泡体層が、１０℃で測定された２４ｍＷ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率値（ｋファクター）を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の外部断熱複合システム。
  5. 前記多層断熱ボードが、飽和ガラスフリースおよび不飽和ガラスフリースのうちの少なくとも１つから選択される少なくとも１つのフェーシング層をさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の外部断熱複合システム。
  6. 前記少なくとも１つの独立気泡発泡体層が、２つの連続気泡発泡体層の間に配置される、請求項１～４のいずれか一項に記載の外部断熱複合システム。
  7. 外部断熱複合システムを調製する方法であって、
    コンクリート壁または石積み壁を提供することと、
    ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って２０体積％未満の連続気泡体積を有するポリウレタンを含む少なくとも１つの独立気泡発泡体層と、ＡＳＴＭ Ｄ ６２２６に従って８０体積％を超える連続気泡体積を有するポリウレタンおよびポリイソシアヌレートを含む少なくとも１つの連続気泡発泡体層と、を含む多層断熱ボードを提供することと、
    前記多層断熱ボードを、前記コンクリート壁または石積み壁の外面に取り付けることと、
    前記コンクリート壁または石積み壁の前記外面に取り付けられた前記多層断熱ボード上にガラス繊維メッシュを含む補強コーティングを適用することと、を含む、方法。
  8. 前記少なくとも１つの独立気泡発泡体層が、ＡＳＴＭ Ｄ １６２２に従って４０ｋｇ／ｍ３未満の密度および１０℃で測定された２２ｍＷ／ｍ＊Ｋ未満の熱伝導率値（ｋファクター）を有し、前記少なくとも１つの連続気泡発泡体層が、ＡＳＴＭ Ｄ １６２２に従って３０ｋｇ／ｍ３～７０ｋｇ／ｍ３の密度を有する、請求項７に記載の方法。
  9. 前記多層断熱ボードが、
    最下層として第１のフェーシングを提供することと、
    第１の反応混合物を分配して、前記第１のフェーシングの表面上に前記少なくとも１つの独立気泡発泡体層を形成することと、
    任意選択で、前記少なくとも１つの独立気泡発泡体層上に第２のフェーシングを提供することと、
    任意選択で、前記第１のフェーシング、前記任意選択の第２のフェーシング、およびそれらの間にある前記少なくとも１つの独立気泡発泡体層を、２つの回転ロールに通すことと、
    第２の反応混合物を分配して、前記第２のフェーシング上に前記少なくとも１つの連続気泡発泡体層を形成することと、
    最上層として前記少なくとも１つの連続気泡発泡体層上に第３のフェーシング層を提供することと、
    前記多層断熱ボードを、２つの離間した対向する成形コンベヤ間で硬化させることと、を含む連続プロセスに従って調製される、請求項７に記載の方法。
  10. 前記多層断熱ボードが
    最下層として第１のフェーシングを提供することと、
    第１の反応混合物を分配して、前記第１のフェーシングの表面上に前記少なくとも１つの連続気泡発泡体層を形成することと、
    任意選択で、前記少なくとも１つの連続気泡発泡体層上に第２のフェーシングを提供することと、
    任意選択で、前記第１のフェーシング、前記任意選択の第２のフェーシング、およびそれらの間にある前記少なくとも１つの連続気泡発泡体層を、２つの回転ロールに通すことと、
    第２の反応混合物を分配して、前記第２のフェーシング上に前記少なくとも１つの独立気泡発泡体層を形成することと、
    最上層として前記少なくとも１つの独立気泡発泡体層上に第３のフェーシング層を提供することと、
    前記多層断熱ボードを、２つの離間した対向する成形コンベヤ間で硬化させることと、を含む、連続プロセスに従って調製される、請求項７に記載の方法。
  11. 前記第１のフェーシングおよび前記第３のフェーシングのうちの少なくとも１つが、前記多層断熱ボードがコンクリート壁または石積み壁の外面に取り付けられる前に除去される除去可能なフィルムである、請求項９または請求項１０に記載の方法。
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