JPH03121143A - 発泡断熱材 - Google Patents

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、冷蔵庫、冷凍庫に用いる発泡断熱材に関する
ものである。

従来の技術 近年、省エネルギーの観点よシ発泡断熱材の熱伝導率を
低減し、断熱性を向上させるニーズがあると同時に１発
泡剤であるフロンの使用量を削減し、フロンの影響によ
るオゾン破壊及び地球の温暖化等の環境問題の改善に寄
与していくことが極めて重要なテーマとなっている。

このため代表的な発泡断熱材である硬質ウレタンフオー
ムの製造にあたっては主原料として用いるポリオールや
有機ポリイソシアネート、助剤原料である整泡剤、触媒
２発泡剤に対し、種々の改善取組みがなされている。基
本的に、硬質ウレタンフナームの熱伝導率を低減するに
は、気泡中のガス成分の気体熱伝導率と改善することが
重要でアリ、特に発泡剤としてトリクロロフルオロメタ
ン（以下Ｒ−１１と称する）を用い、Ｒ−１１ガスでフ
オーム気泡中を満たすことが効果的手段とされてきた。

しかしながら一方においてはフロン公害問題等の見地よ
りフロン使用量を減らすためには有機ポリイソシアネー
トと水との反応によって得られる炭酸ガヌを発泡剤の一
部として用いることも可能である。しかし、このような
構成においては、炭酸ガスが発泡断熱材の気泡内に残存
するため発泡断熱材の断熱性能は低いものとなる。

とのような課題解決のアプローチとして例えば特開昭５
７−４９６２８号公報で示されるように吸着剤で不純ガ
ス成分を除く方法が提案されている。すなわち、ゼオラ
イト等から成る吸着剤を原料中にあらかじめ混合し、発
泡時に発生した炭酸ガスを吸着除去し、結果的にフロン
ガスで気泡内を満たすことによシ断熱性を向上させるこ
とが特徴となっている。

発明が解決しようとする課題 上記特開昭５７−４９６２８号公報における気泡内ガス
のフロンガス純化のメカニズムを考察するならば、まず
、ゼオライト等から成る炭酸ガス吸着剤は、炭酸ガスを
吸着する以上に水分を選択優先的に吸着するため、主た
る炭酸ガス発生因子である水分とイソシマネートとの反
応においては、原料混合時に即座に水分が吸着剤に吸着
されてしまい、炭酸ガスの生成そのものを起こさせない
。

すなわち、あらかじめゼオライト等の炭酸ガス吸着剤を
添加した有機ポリインシアネートと、水添加したポリオ
ール成分を瞬時に混合して発泡に供しても、泡化開始の
時点では、すでに水分は吸着剤に吸着脱水され、フロン
単独発泡と同じ形態で発泡が行なわれる。さらには、泡
化時の重合過程カルボジイミド反応が微量の炭酸ガスを
発生させるが、このようなガスは容易に吸着される結果
、気泡内ガスの純化が行なわれ、優れた断熱性能が得ら
れる。

よって、特開昭５７−４９６２８号公報は脱水により主
たるｃｏ２発生の原因を取り除き、かつカルボジイミド
反応によって微量に発生するＣｏ２を除く点で気泡内ガ
スを純化でき、断熱性能向上が図れるものである。しか
しながら、炭酸ガスを発泡ガスとして利用する点におい
ては、炭酸ガスの発生量がカルボジイミド反応における
微量なものに限定されるため、結果的にフロン使用量の
低減が困難となる問題があった。故に発泡ガスとしての
炭酸ガス利用を図る点と、気泡内ガスのフロン純化とい
う課題、すなわち、フロン問題解決のためのフロン量削
減と、高断熱化の両立に関しては、特開昭５７−４９６
２８号公報では実現困難であシ、この技術確立が大きな
課題である。

本発明は上記課題を鑑み、発泡断熱材の熱伝導率を悪化
させることなく、オゾン層破壊といった環境問題を解決
する発泡断熱材を提供するものである。

課題を解決するだめの手段 本発明は、上記課題を解決するために、反応性シリル基
を有するシラン化合物により表面処理した粉末活性炭か
らなる吸着剤を混合したインシアネート成分と、ポリエ
ーテル、整泡剤、触媒、水。

フロン発泡剤を混合したプレミックス成分とを混合し、
発泡断熱材を得るものである。

作　　　用 上記構成によって反応性シリル基を有する７ラン化合物
によシ表面処理した粉末活性炭は、水に対し不活性であ
シ、脱水吸着はなく水と有機ポリインシアネートとの反
応を阻害することはない。

この結果、発泡時においては、有機ポリインシアネート
と水と反応によって得られる炭酸ガスを利用することが
でき、フロン発泡剤の使用量は削減可能である。そして
、泡化後、粉末活性炭により炭酸ガスが吸着除去され、
気泡内ガスのフロンガスへの純化が行なわれる。このよ
うな作用により、フロン使用量の削減と熱伝導率改善の
両立が達成され、環境問題と省エネルギーの従来相反し
ていた技術課題に対して解決できるものである。

なお、具備する作用としては、粉末活性炭を硬質ウレタ
ンフオーム中に混合し分散させる結果、伝熱成分のうち
輻射熱の一部を吸収し、熱伝導伝熱に変換するため、熱
抵抗が増加しフオームの熱伝導率より低く改善できるも
ので、前記高断熱化の課題に対して、よシ高効率化が図
れるものである。

実施例 以下、実施例を挙げて本発明の発泡断熱材を説明する。

表に一実施例の原料処方を示した。

ポリエーテルＡは、芳香族アミン系ポリエーテルで水酸
基価４６０■ＫＯＨ／ｇ、整泡剤Ａは信越化学（株）製
Ｆ−３３５、触媒Ａは花王（株）製カオライザー黒１、
発泡剤は純水とフロン−１１であシ、各原料は所定の配
合部数で混合し、プレミックス成分として構成する。

一方、インシアネート成分は、アミン当１１３５のクル
ードＭＤＩから成る有機ポリイソシアネートＡと活性炭
Ａから構成している。活性炭Ａは、あらかじめ平均粒径
４０μｍの粉末状の武田薬品工業（株）製活性炭モルシ
ーポン５Ａ１００重量部にシラン化化合物信越化学（株
）製ＫＢＭ−３１０３Ｃを３重量部を加え、攪拌混合し
、前記活性炭Ａの表面を疎水性に改質した試製品を用い
た。

このようにして調合したプレミックス成分とインシアネ
ート成分を所定の配合部数混合し、発泡断熱材を得た。

このときの反応剤及び発泡断熱材の密度、熱伝導率及び
気泡ガス組成を表に示した。

なお、同時に比較例として活性炭Ａを添加しない場合、
及び、表面処理をしないモルシーポン５Ａを添加した場
合についても同様に表に示した（比較例Ａ、Ｂ）。

このように本発明の発泡断熱材は、気泡中の炭酸ガスは
ほとんどなくフロンガスで満たされ優れた断熱性能を示
すと共に、フロン使用量を削減できることが判った。こ
れは、活性炭Ａが水との吸着反応に不活性であるため有
機ポリインシアネートＡと水との反応を阻害させること
なく、発生した炭酸ガスを発泡ガスとして利用した後、
気泡内に含まれる炭酸ガスを吸着したことを示している
。

活性炭Ａの分子状態については不明であるが、活性炭表
面の活性基にシリル基が結合、表面を疎水性に改質し、
原料水分に対する不活性化がなされた結果、少なくとも
水と有機ポリインシアネートＡが反応に要する時間は水
に対して不活性であると同時に、炭酸ガスの吸着につい
ては、吸着速度は遅いものの実用上問題のない特性を有
するのである。

この結果、水とインシアネートＡの反応により発生した
炭酸ガスが発泡ガスとして有効に利用でき、フロン使用
量が少なくても所定密度まで低減可能であり、かつ、経
時的に気泡中の炭酸ガスを活性炭Ａが吸着するため最終
的には、炭酸ガスは除かれ、フロンガスに純化される結
果、気体熱伝導率が改善され、発泡断熱材の熱伝導率も
優れたものとなるのである。

又、活性炭Ａは、平均粒径４０μｍからなる粉末体であ
り、硬質ウレタンフオーム中に分散して配設される結果
、赤外線吸収剤として伝熱成分のうち輻射熱の一部を吸
収し、熱伝導伝熱に変換するため結果として熱抵抗が増
加し、フオーム熱伝導率がより低く改善できる効果を有
し相乗的に発泡断熱材の性能向上に結びついたものであ
る。

このように本発明の発泡断熱材は、オゾン層破壊等の環
境問題の主原因とされているフロン−１１の使用量削減
が可能で、かつ優れた断熱性能により省エネルギーに寄
与することが、両立して実現でき、提供できるのである
。

なお、比較例において、活性炭Ａを添加しない場合、気
泡ガスとして炭酸ガスが多量に存在するため熱伝導率は
、悪く、又、モルシーボンｓＡを添加した場合、水を吸
着除去する結果、炭酸ガスの発生がなく、密度は高く、
同体積に発泡させるにはフロン使用量は増加すると予測
でき、フロン使用量削減には結びつかない。ただし、気
泡中はフロンガスで純化されるため熱伝導率は優れたも
のとなる。

発明の効果 以上のように本発明は、ポリエーテル、整泡剤。

触媒、水、フロン発泡剤からなるプレミックス成分と、
あらかじめシリル反応基を有するシラン化合物により表
面処理した粉末活性炭と有機ポリイソシアネート成分を
混合攪拌し、発泡断熱材として生成しているため、水と
有機ポリインシアネートとの反応によって発生する炭酸
ガスを発泡ガスとして有効に利用してフロン発泡剤量削
減を行なうと共に、前記粉末活性炭により気泡内に発生
残留した炭酸ガスを経時的に吸着除去が可能である。

又、発泡断熱材中に分散した粉末活性炭が、伝熱成分の
うち輻射熱の一部を吸収し、熱伝導伝熱に変換するため
熱抵抗が増加する。この結果、気泡中の気体熱伝導率は
勿論のこと輻射伝熱量に対して低減がなされ、発泡断熱
材の熱伝導率が改善され、優れた断熱性能を有する発泡
断熱材が提供できる。すなわち、フロン公害問題の解決
に寄与できると共に省エネルギーに寄与することができ
るのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　反応性シリル基を有するシラン化合物により表面処理
   した粉末活性炭から成る吸着剤を混合したイソシアネー
   ト成分と、ポリエーテル、整泡剤、触媒、水、フロン発
   泡剤を混合したプレミックス成分を混合し、発泡生成し
   た発泡断熱材。