JPH02113016A

JPH02113016A - 形状記憶性ポリマー発泡体からなる断熱材

Info

Publication number: JPH02113016A
Application number: JP63264169A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Hayashi; 俊一林; Akira Ishibashi; 明石橋; Tetsuyoshi Ikenoue; 池ノ上　哲慶
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1990-04-25
Also published as: US5093384A; CA2001165C; DE68923243D1; EP0365954A3; EP0365954A2; EP0365954B1; KR900006421A; DE68923243T2; KR910008998B1; CA2001165A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野］本発明は、成形性が良好で、しかも形状記憶性を有し、
ガラス転移点前後の弾性率の変化を有効に利用した断熱
材に関する。

［従来の技術］パイプ、チューブ、各種容器、平板、その他各種のＷ型
成形品等に適用する断熱材は、従来から、ポリウレタン
、ポリエチレン、ポルスチレン、ゴムスポンジ、その他
各種合成樹脂の発泡体から製造されていた。

一方、ポリマー成形体として、成形形状と変形形状とを
温度操作で使い分ける形状記憶性ポリマー成形体が提案
されている。

この形状記憶性ポリマー成形体は、ポリマーのガラス転
移点以上でかつ成形温度未満で変形を加え、その変形を
保持したままガラス転移点以下に冷却することで変形形
状を固定し、ガラス転移点以上に加熱することで元の成
形形状に復帰するものである。

１発明が解決しようとする課題］しかし、前記の各種合成樹脂発泡体から製造される通常
の断熱材は、周知の通り、その成形された断熱材の形状
のままで使用せざるを得ず、僅かに発泡体の高弾性率を
利用する程度にＩＥまっている。

但し、発泡体の総てが高弾性率を有するとは限らず、原
料の合成樹脂の種類によっては、極めて低い弾性率を示
す発泡体もある。

このような低い弾性率の発泡体の場合、周知の通り、発
泡体は内部に大量の空気を包含するため重量に対し体積
が極めて大きく、これを梱包、運搬するには、この大き
な体積のままで行わねばならず、−度に大量のものを梱
包、運搬することは極めて困難乃至は不可能であった。

また、倉庫等に貯蔵する場合にも、この大きな体積のま
まで貯蔵せざるを得ず、広いスペースが必要であった。

更に、断熱材の各秤部品への装着作業や、該断熱材装着
部品の取付工事等に際しても、例えばこの部品がパイプ
やチューブ、あるいは複雑形状の容器等の場合、これら
の作業（接着剤による装着の際の加圧作業等）や工事（
配管、目張り等）が極めて困難となり、作業時間や工事
時間が長くなるばかりでなく、経費も膨大なものとなる
。

また、前述の形状記憶性ポリマー成形体は、梱包、運搬
、貯蔵、あるいは装着作業や取付工事等に際しては、こ
れらを簡便に行い得る形状にしておき、通常の使用に際
しては、使用時の形状にすることができるため、以上の
ような問題はないが、これまで提案されている形状記憶
性ポリマーは、例えば分子鎖の末端に余剰のＮＣＯ基を
多量に有するポリウレタンであり、この多量の余剰ＮＣ
Ｏ基が架橋反応を生起し、網状の高分子化合物となり、
加工性の自由度が極端に低下することが懸念される。

具体的には、所定の形状を要する断熱材を、射出成形、
押出成形、吹込成形、注型法等一般の成形方法で成形す
ることが極めて困難となる等の問題が考えられる。

本発明は、成形性が良好で、しかも形状記憶性を有し、
梱包、運搬、貯蔵、装着作業や取付工事等の際には、こ
れらを簡便に行い得る形状に変形し、通常の使用に際し
ては本来の形状に容易に戻る断熱材を提案することを目
的とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記目的を、（１）、成形性が良好で、かつガラス転移点前後で大き
な弾性率変化を示す形状記憶性ポリマー発泡体からなる
断熱材、（２）上記ポリマーが、２官能ジイソシアナート、２官
能ポリオール、及び活性水素基を含む２官能鎖延長剤を
、モル比で、ジイソシアナート：ポリオール：鎖延長剤
＝２．ＯＯ〜１．１０：　１．００：　１．００〜０゜
ｌＯとなるように配合し、発泡剤を添加してプレポリマ
法により合成したポリウレタンであって、末端にＮＣＯ
基とＯＨ基を略等量含有し、ガラス転移点が一５０〜６
０℃、結晶化度が３〜５０重量％である上記の断熱材、により達成するものである。

１作用］本発明断熱材は、該断熱材成形時に該断熱材本来の形状
に成形され、これをガラス転移点（以下、Ｔｇ）以上に
加熱すると、弾性率が極めて太き（なる。

従って、Ｔｇ以」二でかつ成形温度以下の温度に加熱し
、この温度で加圧して減容化させる。

減容化した形状を保持したまま７ｇ以下に冷却すると、
本発明の断熱材は弾性率が極めて小さくなり、この減容
化された形状に固定される。

これにより、梱包、運搬、貯蔵、断熱材の部品への装着
作業や該断熱材装着部品の取付工事等を簡便に行うこと
ができる。

そして、本発明断熱材が装着された部品を所定の箇所に
取付けた後、該断熱材のＴｇ以上で上記減容化させた時
の温度に加熱すれば、この減容化形状が解放され、本発
明断熱材成形当初の形状に戻り、通常の部品としての役
割を果す。

従って、本発明断熱材のＴｇ　（すなわち、本発明断熱
材の原料であるポリマーのＴに）は、該断熱材装着部品
の通常の使用時の温度より低いことが必要である。

また、本発明断熱材を低価格で製造するには、上記ポリ
マーの成形性が良好であることが必要となる。

このようなポリマーとして、本発明では、２官能ジイソ
シアナート、２官能ポリオール、及び活性水素基を含む
２官能鎖延長剤を、モル比で、ジイソシアナート：ポリ
オール：鎖延長剤＝２．００〜１．１０：　１．００：
　１．００〜０．１０となるように配合し、プレポリマ
法により重合したポリウレタンで、末端にＮＣＯ基とＯ
Ｈ基を略等量含有し、ガラス転移点が一５０〜６０℃、
結晶化度が３〜５０重量％のものを使用するのである。

このポリウレタンは、分子の末端に余剰のＮＣＯ基を有
していないため、架橋反応が進行せず、鎖状の分子とな
っており、加えて上記結晶化度を有するため、熱可塑性
を示し、成形性も良好である。

また、上記Ｔｇを有するため、本発明断熱材は、極寒地
から熱帯地まで広い範囲において、上記のような使用が
できる。

なお、本発明のポリウレタンの原料である２官能イソシ
アナートとしては、一般式が０ＣＮ−Ｒ−４Ｃ０で示さ
れ、Ｒは１又は２個のフェニレン基を意味するが、Ｒが
ないものであっても良く、具体的には、２．４−）ルエ
ンジイソシアナート、４．４′−ジフェニルメタンジイ
ソシアナート、カルボジイミド変１ｆｆｌの４，４′−
ジフェニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジ
イソシアナート等が使用できる。

また、２官能ポリオールとしては、一般式が０Ｈ−Ｒ’
−０１１で示され、Ｒ′は１又は２個のフェニレン基を
意味するが、Ｒがないものであっても良く、更には２官
能ポリオールと２官能カルボン酸又は環状エーテルとの
反応生成物等があり、具体的には、ポリプロピレングリ
コール、１．４−ブタングリコールアジペート、ポリテ
トラメチレングリコール、ポリエチレングリフール、ビ
スフェノールＡとプロピレンオキサイドとの反応生成物
等が使用できる。

活性水素基を含む２官能鎖延長剤としては、般式が０Ｒ
−Ｒ’〜ＯＨで示され、Ｒ′は（ＣＨ，）　、基、１又
は２個のフェニレン基を意味し、更には該鎖延長剤と２
官能カルボン酸又は環状エーテルとの反応生成物等があ
り、具体的には、エチレングリコール、ｌ、４−ブタン
グリコール、ビス（２−ハイドロキンエチル）ハイドロ
キノン、ビスフェノールＡエチレンオキサイドとの反応
生成物、ビスフェノールＡとプロピレンオキサイドとの
反応生成物等が使用できる。

これらの原料から合成された本発明ポリウレタンは、下
記一般式で示すことができる。

ＨＯＲ’０ＣＯＮＨ（ＲＮＩ（ＣＯＯＲ’０ＣＯＮＨ）
　ｎＲ？ｆＨＣＯＯＲ’０ＣＯＮＨ（ＲＮｔｌＣＯＯＲ
’ＯＣＯＮＨ）ｍＲＮＩＩｃＯＯＲ’０Ｈｔａ＝　１〜
１６　　　　ｎ＝　Ｏ〜１６発泡方法は、通常のプレポ
リマーを経て発泡させるコンベンショナル法、フロス法
等を採用することができる。

発泡剤は、化学的な分解によってガスを発生する分解型
発泡剤、化学的変化なしに揮発する揮発型発泡剤いずれ
も使用できる。

分解型発泡剤としては、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウ
ム、重炭酸アンモニウム、アジド化合物、はう水素化ソ
ーダ、水と反応して水素を発生する軽金属等の無機系発
泡剤、アソジカルボンアミド、アゾビスホルムアミド、
Ｎ、Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の有
機系発泡剤を挙げることができる。

また、揮発型発泡剤としては、圧縮窒素ガス、トリクロ
ロモノフルオロメタン等を挙げることができる。

［実施例］［１〕ポリウレタンからなる断熱材の調製例第１表に示
すインシアナートとポリオールとを同表の割合となるよ
う配合させ、無触媒で反応させてプレポリマーを合成し
た。

次いで、これらのプレポリマーに第１表に示す鎖延長剤
を同表の割合となるよう配合させ、更に発泡剤としてト
リクロロモノフルオロメタン（沸点２３．８℃）をポリ
ウレタン１００重量部に対し２０重量部配合させ、加熱
して注型により成形し、１２０’ＣＸ　２０ｍ１ｎ、　
〜１０Ｈｒ、の牛コアリングを施し、第１図に示す円筒
形（内径９．５ｃｍで、厚さ４ｃｍ）の形状記憶性ポリウレタン発泡体からなる断熱材ｌを調製した。

これらのポリウレタン発泡体は２０倍に膨張しており、基本的物性は第１表の通りでありた。

であり、結晶化度はＸ線回折法によるものである。

［２］断熱材の使用例第１表中Ｎｏ、　３９のポリウレタンを使用して調製さ
れた第１図に示す断熱材１内に、第２図に示す該断熱材
ｌの内径より若干小さい外径の配管２を、第３図に示す
ように挿入した。

次いで、これを上記のポリウレタンの７８以上の５０℃
に加熱し、外部から圧力を加えて減容化して第４図に示
すような形状ＩＯにし、この外圧を加えたまま７ｇ以下
に冷却したところ、第４図に示す形状ｌＯに固定（記憶
）することができた。

この状態で梱包し、運搬し、あるいは貯蔵する。

そして、上記の配管を要する狭部箇所に挿入配管し、上
記のポリウレタンの７８以上に加熱し、減容化を解き、
元の円筒形に戻す。

第５図はこの時の状態の一例を示し、断熱材ｌは、その
弾性のために、配管周辺の構造物３の形状に沿った形状
になっている。

［発明の効果］以上詳述した本発明断熱材によれば、次のような効果を
奏することができる。

１）貯蔵、梱包、運搬、所要部品への装着の際、また該
断熱材装着部品の所要箇所への取付等の際には、これら
を簡便に行い得る形状に、本発明断熱材の７８以上に加
熱し応力を加えることにより容易に変形することができ
る。従って、−度に大量のものを貯蔵、梱包、運搬等す
ること、あるいは複雑形状の部品への装着作業や、該部
品の例えば狭い部分への取付工事等が極めて容易となる
。

２）この変形は、本発明断熱材の７８以上に再加熱する
だけで容易に元の形状に戻すことができる。

３）本発明に係るポリウレタンは、分子鎖の末端に余剰
のＮＣＯ基がなく、従ってこのＮＣＯ基に由来する架橋
反応は生起せず、鎖状の高分子化合物となっており、加
工性の自由度が高く、例えば射出成形、押出成形、吹込
成形等一般の成形方法を自由に適用することでき、複雑
形状の断熱材であっても容易に成形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明断熱材の一例を示す図、第２図は第１図
に示す断熱材を装着する配管を示す図、第３図は第２図
の配管に第１図の断熱材を装着した状態を示す図、第４
図は第３図のものを変形させた状態を示す図、第５図は
第４図のものを狭い部分に挿入後加熱して第４図の変形
を解いた状態を示す図である。第１図１′ 第２図第３図第４図第５図ト　　糸Ｗ　　衿１ｉ　　　、Ｊ−ＪＥ　　　−呻平成
１年２１１３　［−１特許庁長官　占　［Ｈ文　殺　殿１、事件の表示昭和６３年特１作廓第２６４１６９号発明の名称形状記憶性ポリマー発泡体からなる断熱相補＋Ｅをする
者 ’１件との関係　特許出願人住所　東京都千代田区丸の内二丁［−１５番１号名称（
６２０）二安＋１”ｆ工業株式会社４、代理人住所　東にテ都港区虎ノ門−丁０１６　ｍ　２り虎ノ門
千代ｎ１ビル電話（５０４）１８９４番７、補正の対象明細書の発明の詳細な説明８、補正の内容明細書第１２〜１５頁の第１表を別紙の通りに訂正すち
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）成形性が良好で、かつガラス転移点前後で大きな
弾性率変化を示す形状記憶性ポリマー発泡体からなる断
熱材。
（２）形状記憶性ポリマーが、２官能ジイソシアナート
、２官能ポリオール、及び活性水素基を含む２官能鎖延
長剤を、モル比で、ジイソシアナート：ポリオール：鎖
延長剤＝２．００〜１．１０：１．００：１．００〜０
．１０となるように配合し、発泡剤を添加してプレポリ
マ法により合成したポリウレタンであって、末端にＮＣ
Ｏ基とＯＨ基を略等量含有し、ガラス転移点が−５０〜
６０℃、結晶化度が３〜５０重量％であることを特徴と
する請求項（１）記載の形状記憶性ポリマーからなる断
熱材。