JPH04359935A

JPH04359935A - ポリウレタン樹脂発泡体

Info

Publication number: JPH04359935A
Application number: JP13612391A
Authority: JP
Inventors: Keimei Asakura; 朝倉　啓明; Hideo Sanpei; 秀雄三瓶
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1992-12-14

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリウレタン樹脂発泡
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリウレタン樹脂発泡体は、架橋の程度
によって軟質発泡体と硬質発泡体に分類され、軟質発泡
体は自動車部品や包装容器などに、また、硬質発泡体は
産業機器や家庭電気製品の断熱材や吸音材などにそれぞ
れ幅広く使用されている。

【０００３】ポリウレタン樹脂は、通常ポリオールとポ
リイソシアネートとを主原料として作製される。すなわ
ち、複数のアルコール基（−ＯＨ）を有する原料（通常
ポリオールと称する。）と複数のイソシアネート基（−
ＮＣＯ）を有する原料（通常ポリイソシアネートと称す
る。）とを混合すると、アルコール基とイソシアネート
基とが化学反応を起こしてウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ
−　）を生じ、この結果、混合液は徐々に硬化し、ウレ
タン樹脂を形成する。

【０００４】このようなポリウレタン樹脂の発泡方法に
は、大別してフロス法とノンフロス法とが知られている
。

【０００５】ノンフロス法は、ポリオ−ル成分とポリイ
ソシアネ−ト成分との混合液をミキシングヘッドから発
泡のない液状で吐出する方法である。この方法では混合
液は液状で吐出され、若干時間が経過した後に微小な気
泡によりクリ−ム状となり、次いで発泡し硬化する。

【０００６】また、フロス法は、ポリオ−ル成分とポリ
イソシアネ−ト成分との混合液を発泡した状態で吐出し
硬化させる方法で、常温フロス法と加熱フロス法とがあ
る。加熱フロス法は、トリクロロモノフルオロメタン（
以下フロン１１と称する。）を主発泡剤として添加した
ノンフロス法の原液をその沸点以上に加熱しておき、混
合吐出する方法であり、吹付発泡に応用されている。

【０００７】常温フロス法は発泡剤としてフロン１１に
沸点の低いジクロルジフルオルメタン（以下フロン１２
と称する。）を加えたものを用いる方法である。フロン
１２は、沸点が約−３０℃で常温（２０℃）では約　４
気圧の蒸気圧を有するために、混合した後に大気中に吐
出されると、ただちに気化して原液を泡化する。

【０００８】近年、フロン１１やフロン１２は、大気中
に放出された場合、比較的安定な物質であるため、分解
しないまま成層圏にまで拡散することがわかってきた。すなわち、成層圏において、フロン１１やフロン１２は
、宇宙からの強い紫外線によって分解し、オゾン層の破
壊を引き起こすことが明らかとなった。そして、オゾン
層が破壊されると、地上に有害紫外線が多量に到達し、
生体系の破壊や人体への害など、いろいろな悪影響を及
ぼすようになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、フロ
ン１１やフロン１２は環境問題を引き起こすことから、
その使用量を制限し、あるいは使用を禁止することが求
められている。

【００１０】このような状況下にあって、常温フロス法
における発泡剤としても、フロン１１やフロン１２のよ
うな規制対象物質の使用量を削減することが強く望まれ
ており、今後使用が禁止されることも考えられる。

【００１１】一方、ポリウレタン樹脂発泡体は、断熱材
として多く用いられ、その断熱性や機械的強度の一層の
改善が望まれている。

【００１２】本発明は、このような問題に対処するため
になされたものであり、規制対象フロンの使用量を低減
すると共に、その断熱性や機械的強度を向上させること
を可能にしたポリウレタン樹脂発泡体を提供することを
目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明のポリウ
レタン樹脂発泡体は、常温フロス法により発泡されるポ
リウレタン樹脂発泡体において、発泡剤として、１，１
，１，２−テトラフルオロエタン（以下、フロン１３４
ａと称する。）と１，１−ジクロロ−２，２，２−　ト
リフルオロエタン（以下、フロン１２３　と称する。）
とを用い、前記発泡剤の全添加量をポリウレタン樹脂発
泡体の全量に対し１２〜３０重量％とし、かつフロン１
３４ａとフロン１２３　との比率を２：８　〜５：５　
の範囲としたことを特徴としている。

【００１４】フロン１１やフロン１２に比較して、本発
明の発泡剤に用いる、フロン１３４ａはオゾン破壊係数
が　０であり、また、フロン１２３　は比較的不安定な
物質であるため、成層圏に達するまでに殆ど分解する。

【００１５】本発明のポリウレタン樹脂発泡体の発泡剤
の合計量をポリウレタン樹脂発泡体の全量に対し１２〜
３０重量％としたのは、以下の理由による。

【００１６】発泡剤の添加量が１２重量％未満であると
発泡体内に占めるガス成分量が少なくなるため、樹脂発
泡体の断熱特性が低下し、気泡状態等の他の特性も悪く
なる。また、発泡剤の添加量が３０重量％を超えると、
ポリウレタン樹脂発泡体内に占めるガス成分量が多くな
るため、逆に樹脂成分量が少なくなって強度が低下する
ようになる。

【００１７】また、フロン１３４ａとフロン１２３　の
配合比率が２：８　〜５：５　（重量比）の範囲を外れ
ると、ポリウレタン樹脂発泡体の表面状態や気泡状態が
不均一となる。

【００１８】本発明のポリウレタン樹脂発泡体は、例え
ば以下のような方法によって得ることができる。すなわ
ち、ポリウレタン樹脂原料液に、発泡剤としてフロン１
３４ａとフロン１２３　とを前記範囲内にて添加し、混
合する。前記ポリウレタン樹脂原料液としては、ウレタン結合を
形成し得る公知のポリオールとポリイソシアネートを用
いることが可能である。ポリオールとしては、ポリエー
テル、ポリエステル、グリコール類等が例示され、ポリ
イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート（
ＴＤＩ）　やジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）　、またはこれらの誘導体等が例示される。

【００１９】また、上記ポリウレタン樹脂原料液には、
必要に応じて発泡助剤、整泡剤、反応触媒、難燃剤、帯
電防止剤、着色剤等の添加剤を配合してもよい。ポリオ
ールとポリイシアネートをノズルから吐出しつつ激しく
混合すると、化学反応を開始してウレタン結合が生じ、
樹脂化していく。この際、フロン１３４ａは常温付近に
おいても高い蒸気圧を有するため、樹脂化と共に気泡が
形成される。使用した発泡剤は気泡内に残留し、ポリウ
レタン樹脂発泡体の断熱性を向上させる。

【００２０】

【作用】本発明において発泡剤として使用するフロン１
３４ａは塩素原子を含まない、またフロン１２３　は、
フロン１２およびフロン１１に比べて分解され易いため
、フロン１１やフロン１２と比べて環境等に対する影響
が低減される。

【００２１】また、フロン１３４ａの蒸気熱伝導は、０
．００７１４　ｋｃａｌ／ｍ・ｈ　・℃、フロン１２３
　のそれは　０．００７９９ｋｃａｌ／ｍ・ｈ　・℃で
ある。一方、フロン１２の蒸気熱伝導は、０．００８２
７ｋｃａｌ／ｍ・ｈ　・℃、フロン１１のそれは　０．
００６２７ｋｃａｌ／ｍ・ｈ　・℃である。

【００２２】従って、フロン１２の蒸気熱伝導度よりも
、フロン１３４ａの蒸気熱伝導度は小さいが、フロン１
２３　の蒸気熱伝導度は、フロン１１のそれよりも大き
い。このため、本発明に係わる混合発泡剤の蒸気熱伝導
度そのものは従来のフロン１２とフロン１１の混合発泡
剤のそれよりも優れているとはいえないが、本発明に係
わるポリウレタン樹脂発泡体は、従来の発泡剤で得られ
たものに比べて、断熱性の向上に寄与する熱伝導率の小
さいものが得られる。

【００２３】その理由は必ずしも明らかではないが、フ
ロン１２３　は原料材との相溶性が良く、均一な泡がで
きるためであろうと考えられる。

【００２４】また、本発明に係わるポリウレタン樹脂発
泡体の圧縮強度も、従来の発泡剤で得られたものに比べ
て、向上している。

【００２５】圧縮強度向上の理由としては、発泡剤の蒸
発潜熱が原因と考えられる。ポリウレタン樹脂発泡体は
ポリオールとポリイソシアネートとの反応により発生し
た反応熱でフロンが気化し発泡する。この際、フロンは
気化熱を吸収するため、蒸発潜熱の大きいフロンは昇温
が小さいと考えられる。昇温が小さいと、反応終了後常
温に戻った際、発泡体内のガス圧は昇温の大きい発泡体
に比べて圧力が高いと考えられる。発泡体内の圧力が高
いと、発泡体の圧縮強度も大きくなる。

【００２６】従って、蒸発潜熱の大きいフロンを用いた
発泡体の方が圧縮強度は大きいと考えられる。ところで
、フロン１３４ａとフロン１２の蒸発潜熱を比較すると
、前者は約５２ｃａｌ／ｇ　で、後者は約４０ｃａｌ／
ｇである。また、フロン１２３　とフロン１１の蒸発潜
熱を比較すると、前者は約４０ｃａｌ／ｇ　で、後者は
約４３ｃａｌ／ｇ　である。

【００２７】本発明に係わる混合発泡剤は、フロン１３
４ａの寄与により、蒸発潜熱も大きくなると考えられる
と共に、フロン１２３　を併用することにより、原材料
との相溶性が良く、気泡の径が均一となるため、気泡の
異方性が少なくなり、発泡体の圧縮強度が増加すると考
えられる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００２９】実施例１ポリオ−ル成分３１．９重量％に、水を　０．３重量％
、触媒を　１．５重量％、難燃剤を２．３重量％、ポリ
イソシアネ−ト成分を４４．４重量％、発泡剤としてフ
ロン１３４ａを２．４　重量％およびフロン１２３　を
　　９．６　重量％（フロン１３４ａ／フロン１２３＝
０．２　／０．８　）をそれぞれ混合し、素早く型に流
し込んだ。数分以内に発泡および硬化は完了した。これ
を７０℃で１０分間アフタ−キュアした後、型をはずし
てポリウレタン樹脂発泡体を得た。このようにして得た
ポリウレタン樹脂発泡体の熱伝導率、圧縮強度、外観、
接着性、気泡状態を測定し、総合評価を行った。その結
果を表１に示す。

【００３０】実施例２〜実施例６実施例１と同一のポリウレタン樹脂成分比に対して、発
泡剤を表１に示す割合で配合し、実施例１と同一の条件
でポリウレタン樹脂発泡体を得た。このようにして得た
ポリウレタン樹脂発泡体の特性を、実施例１と同様に評
価した。その結果を表１に示す。

【００３１】比較例１から比較例１４実施例１と同一のポリウレタン樹脂成分比に対して、発
泡剤を表１に示す割合で配合し、実施例１と同一の条件
でポリウレタン樹脂発泡体を得た。このようにして得た
ポリウレタン樹脂発泡体の特性を、実施例１と同様に評
価した。その結果を表１に示す。

【００３２】比較例１５実施例１と同一のポリウレタン樹脂成分比に対して、発
泡剤として、フロン１１を１２．０重量％およびフロン
１２を６．０　重量％（フロン１１／フロン１２＝０．
７　／０．３　）をそれぞれ混合し、実施例１と同一の
条件でポリウレタン樹脂発泡体を得た。このようにして
得たポリウレタン樹脂発泡体の特性を、実施例１と同様
に評価した。その結果を表１に示す。

【００３３】表１から明らかなように、各実施例により
得られたポリウレタン樹脂発泡体は、比較例で得られた
ものに比べて熱伝導率が小さく、また、圧縮強度も比較
例に比べて上昇している。

【００３４】各実施例と比較例から明らかなように、本
発明に係わるポリウレタン樹脂発泡体は、フロン１１と
フロン１２を使用したものよりも優れた断熱性能、強度
等を有している。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように本発
明のポリウレタン樹脂発泡体は、発泡剤としてフロン１
３４ａとフロン１２３　の混合発泡剤を用いたので、環
境問題を引き起こすフロン１２とフロン１１の使用量を
低減することができると共に、断熱性および強度に優れ
たポリウレタン樹脂発泡体を提供することが可能となる
。

【００３７】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　常温フロス法により発泡されるポリウ
レタン樹脂発泡体において、発泡剤として、１，１，１
，２−テトラフルオロエタンと１，１−ジクロロ−２，
２，２−　トリフルオロエタンとを用い、前記発泡剤の
全添加量をポリウレタン樹脂発泡体の全量に対し１２〜
３０重量％とし、かつ１，１，１，２−テトラフルオロ
エタンと１，１−ジクロロ−２，２，２−　トリフルオ
ロエタンとの比率を２：８　〜５：５　の範囲としたこ
とを特徴としたポリウレタン樹脂発泡体。