JPH0786167B2

JPH0786167B2 - 無機物含有発泡体

Info

Publication number: JPH0786167B2
Application number: JP61098550A
Authority: JP
Inventors: 公道増井; 博海谷川
Original assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPS62253611A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、無機物を多量に含有する無機物含有発泡
体、より詳しくは、不熱材などに好適な無機物含有発泡
体に関する。

＜従来の技術＞従来、無機物含有のウレタン樹脂発泡体として、特定量
の遊離イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー
と無機質粉粒体、低沸点液体および水を混合して発泡さ
せた無機物含有発泡体が知られている（特公昭53−3800
号公報）。

＜発明が解決しようとする問題点＞しかしながら、この無機物含有発泡体は、無機質粉粒体
の含有量が約65重量％以下と小さく、水溶性ウレタンプ
レポリマーの含有量が多いため、難燃性に乏しいという
欠点があった。

また上記無機物含有発泡体は、特定量の遊離イソシアネ
ート基を有するウレタンプレポリマーと無機質粉粒体、
低沸点液体および水を同時に混合、発泡させて得られた
ものであるため、気泡が不均一で、吸音性などの諸特性
が十分でなく、品質のバラツキが大きいという欠点だけ
でなく、無機物含有量が大きくなると、弾力性、伸縮性
等に富むウレタン樹脂の特性が著しく失われ、弾力性等
に欠けるという問題があった。また、従来の無機物含有
発泡体は、水溶性ウレタンプレポリマーの使用量が多
く、水と接触すると直ちに硬化反応が進行し、流動性が
なくなるため、均一な混合物が得られず、型枠への注入
時に型に沿わず、作業性に劣るとともに、極めて不均一
な製品しか得られない。しかも、硬化反応とともに多量
の炭酸ガスが発生するので、均一な発泡体が得られない
という欠点があった。

＜発明の目的＞この発明の目的は、ウレタン樹脂の特性が損われること
なく、しかも無機物の含有量が大きく、不燃性、吸音性
などの諸特性に優れた無機物含有発泡体を提供すること
にある。

＜問題点を解決するための手段および作用＞この発明は、水、水溶性ウレタンプレポリマー、無機物
および低沸点液体からなる混合物を発泡させて得られる
無機物含有発泡体において、この無機物含有発泡体が無
機物を70〜90重量％含有すると共に、無機物の少なくと
も一部が無機繊維である無機物含有発泡体により、上記
従来の問題点を解決するものである。

上記の水溶性ウレタンプレポリマーは、水溶性を示し、
遊離のイソシアネート基を有する各種のウレタンプレポ
リマーであり、親水性ポリエーテルポリオールと、過剰
なイソシアネート化合物とを遊離イソシアネート基が生
成するように反応させて得られるものである。

上記の親水性ポリエーテルポリオールとしては、例え
ば、ポリエチレングリコール単独や、ポリプロピレング
リコール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプ
ロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトー
ル、ソルビトールあるいはポリエステルポリオールなど
のポリオールと前記ポリエチレングリコールとの縮合物
等が例示される。またイソシアネート化合物としては、
トルエ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、ヘキサメチレンジイソシアネートなど２以上
のイソシアネート基を有する化合物が挙げられる。

なお、上記の水溶性ウレタンプレポリマーは、イソシア
ネート基が酸性亜硫酸ナトリウムなどのマスク剤でマス
クされて安定化されたものであってもよい。

上記の水溶性ウレタンプレポリマーは、水と反応して尿
素結合および発泡剤として寄与する炭酸ガスを生成する
とともに、前記尿素結合等と更に反応してビゥレット結
合などを生成して三次元構造となる。

また上記の無機物としては、石膏、カオリン、タルク、
雲母、炭酸カルシウム、砕石、水酸化アルミニウム、ア
ルミナ、セメント、セラミック粉等の無機物粉粒体や、
アスベスト、ロックウール、ガラス繊維、セラミック繊
維、炭素繊維、ステンレスなどのスチール繊維、多結晶
質繊維等の無機繊維など各種のものが例示される。

上記の無機繊維の形態としては、繊維長１〜50mm、径0.
03〜10μｍなど各種のものがあり、例えばロックウール
としては、繊維長約50mm、径約３〜10μｍ程度の層状
綿、この層状綿を一握りの大きさに切断した繊維長約25
mm、径３〜10μｍ程度の充填綿や、この充填綿を更に精
製し、繊維長約５〜25mm、径３〜10μｍ程度にした粉状
綿など各種の形態のものが例示される。上記の無機繊維
のうち、ロックウールは、安価でアスベストのような発
癌性などがなく、非晶質であるため混合時に径が小さく
ならないという利点がある。

なお、上記ロックウールは、岩石やスラグなどを溶鉱炉
等で溶融し、遠心力などを利用して綿状繊維としたもの
である。

そして、無機物含有発泡体は、無機物70〜99重量％、好
ましくは無機物85〜99重量％を含有している。無機物含
有量が70重量％未満であると、耐熱性、難燃性が十分で
なく、99重量％を越えると、バインダーとしての水溶性
ウレタンプレポリマーの量が少ないため弾力性などの特
性が十分でなく好ましくない。

また無機物含有発泡体に含有される有機物が燃焼した後
の型崩れを防止し保形性を保持するために、本発明にお
いては、上記の無機物の少なくとも一部に前記無機繊維
を使用している。この無機繊維は、無機物のうち少なく
とも0.5重量％、好ましくは少なくとも10重量％、より
好ましくは少なくとも50重量％であるのがよい。

なお、無機物含有量が95重量％以上の無機物含有発泡体
は、JIS A1321試験法による難燃性試験のうち基材試験
に合格するものであり、また無機物含有量が85％以上の
無機物含有発泡体は、上記難燃性試験のうち表面試験に
合格する性能を有する。

また、この発明の無機物含有発泡体は、通常発泡体に添
加される添加剤や、発泡体の用途などに応じて臭素系、
燐系等の難燃剤などを適宜量含有していてもよい。

以下に、この発明の無機物含有発泡体の一製造方法につ
いて説明する。

この発明の無機物含有発泡体は、水、上記水溶性ウレタ
ンプレポリマー、上記無機物および低沸点液体からなる
混合物を調整する際、水に、（１）水溶性ウレタンプレ
ポリマーを溶解させた後、無機物を添加して発泡させる
か、（２）無機物を分散させた後、水溶性ウレタンプレ
ポリマーを添加混合して発泡させることにより得られ
る。なお。前記低沸点液体は、任意の段階で添加でき
る。

この方法において、上記水溶性ウレタンプレポリマーの
使用量は、水溶性ウレタンプレポリマーの水希釈粘度特
性などに応じて、水に対して適宜の割合で用いることが
できるが、水溶性ウレタンプレポリマー100重量部に対
して、水180〜5000重量部、好ましくは300〜3000重量部
を用いるのがよい。水の量が180重量部未満であると、
無機物を添加混合したとき均一な混合物が得にくく、ま
た5000重量部を越えると、後述する含水発泡体から水を
除去する際に大きな熱量を要するだけでなく、水溶性ウ
レタンプレポリマーによりゲル状とならず、得られた製
品が脆いものとなり好ましくない。

また無機物と水溶性ウレタンプレポリマーの割合は、前
述したこの発明の無機物含有発泡体の無機物含有量に対
応するような割合である。すなわち、無機物100重量部
に対して、水溶性ウレタンプレポリマー１〜４重量部、
好ましくは無機物100重量部に対して、水溶性ウレタン
プレポリマー２〜20重量部である。

また上記の方法においては、水溶性ウレタンプレポリマ
ーの使用量が少なく、高発泡、均質で微細な気泡を有す
る発泡体を得るため、発泡剤として低沸点液体を使用す
る。この低沸点液体としては、メチレンクロライドや、
モノフルオロトリクロロメタン（ダイキン工業（株）製
商品名フレオン11）などのフッ素系低沸点液体等が例示
され、発泡倍率などに応じて適宜量使用される。

また上記の材料のほか添加剤として、シリコーンなどの
気泡調整剤や臭素系、燐系等の難燃剤などを適宜用いる
ことができる。これらの添加剤は、発泡体の用途などに
応じて適宜の量が用いられる。

なお、上記の方法によるときは、無機物含有量を容易に
高めることができるが、無機物の分散性を確保するた
め、無機物を、ノニオン系、カチオン系界面活性剤、特
にカチオン系界面活性剤と併用するか、または予め界面
活性剤により処理した無機物を用いるの好ましい。な
お、前記無機繊繊維が層状の長繊維であるときは、擂解
機により物理的にほぐしてもよい。

次いで、上記の成分を均一に混合して得た混合物を所定
の型枠に入れ、常法により、発泡させることにより含水
発泡体が得られる。なお、高発泡あるいは微細な気泡を
有する発泡体を得るため、加温条件のもと発泡させるの
が好ましく、加温条件としては、水溶性ウレタンプレポ
リマーの使用量、最終製品の発泡度合などに応じて適宜
の条件が採用でき、通常、100℃、５〜10分間で十分で
ある。その際、均一で微細な発泡体を得るため、型枠プ
レスしながら加熱発泡させてもよい。

そして得られた発泡体は含水しているため、発泡体の水
分を、適宜の条件、例えば、100℃以下の温度で約５〜1
0時間かけて加熱乾燥させて除去することにより、無機
物含有発泡体が得られる。

上記の無機物含有発泡体は、無機物を多量に含有するた
め、安価で不燃性を有するとともに、弾力性、断熱性な
どや、吸音性に寄与する緻密な気泡を有している。

また高含有量の無機物は、均一に分散された状態で、水
溶性ウレタンプレポリマーが硬化して三次元構造となっ
た少量のウレタン樹脂により結合されており、このウレ
タン樹脂は、弾力性、伸縮性などに富むものである。

＜実施例＞以下この発明の実施例について説明する。

実施例１界面活性剤としてのカチオンAS（日本油脂（株）製商品
名）1gを水2.2に溶解した水溶液に、ロックウール層
状綿（新日本製鉄化学（株）製商品名、繊維長50mm、径
５μｍ）40gを添加し、撹拌してほぐした後、更にロッ
クウール粒状綿（新日本製鉄化学（株）製商品名、繊維
長10mm、径５μｍ）860gを添加し、撹拌混合し均一にほ
ぐした。

一方、水溶性ウレタンプレポリマーであるOHグラウトOH
−１（東邦化学（株）製商品名）90g、気泡調整剤とし
てのPR607（トーレ・シリコーン（株）製商品名）1g、
フレオン11（ダイキン工業（株）商品名）60gを均一に
混合した。

次いで、上記の水溶性ウレタンプレポリマー混合物に前
記ロックウールの水懸濁液を添加し、均一になるまで撹
拌混合した。

この混合物を445mm×475mm×25mmの大きさの型枠に充填
率60％で注入し、圧力0.3g/cm²加圧しながら100℃で10
分間加熱発泡させた後、発泡した含水発泡体を前記型枠
より取り出し、90℃にて５時間乾燥させた。

得られた無機物含有発泡体は、無機物含有量92重量％、
発泡倍率14.7倍、密度190kg/m³、熱伝導率0.044Kcal/mh
℃であった。またこの発泡体は、ガスバーナで20分間燃
焼させた後でも燃焼前の形状を保持しており保形性に優
れていた。

以下に、上記の無機物含有発泡体の物理的特性等を表１
に、測定温度24℃での吸音特性を表２に示す。

この結果から明らかなように、上記の無機物含有発泡体
は、無機物含有量が大きいにも拘らず弾力性、断熱性な
どの物理的特性に優れ、また吸音特性にも優れていた。

実施例２ロックウール層状綿（新日本製鉄化学（株）製商品名、
平均繊維長50mm、径５μｍ）を、擂解機を用いてほぐし
つつ平均繊維長約２〜10mmに粉砕するとともに、石膏
を、重量比が前記ロックウール層状綿／石膏＝6/4とな
るように混合し、無機物を調整した。

次いで、上記の無機物2400重量部を水1200重量部に添加
し、均一に分散するまで混合し、無機物懸濁液を調整し
た。

一方、水溶性ウレタンプレポリマーであるOHグラウトOH
−１（東邦化学（株）製商品名）100重量部に、フレオ
ン11（ダイキン工業（株）製商品名）100重量部、難燃
剤であるCR−530（大八化学（株）製商品名）30重量部
を撹拌混合し、水溶性ウレタンプレポリマー混合物を調
整した。

そして、上記無機物懸濁液に上記水溶性ウレタンプレポ
リマー混合物を添加して均一に分散させた後、所定の型
に注入し、この型を100℃の恒温槽に入れて発泡硬化さ
せるとともに、約５時間かけてそのまま乾燥させた。

得られた無機物含有発泡体は、無機物含有量96重量％、
密度220Kg/m³であった。また無機物含有発泡体は、実施
例１と同じくガスバーナで20分間燃焼させた後でも当初
の形状を保持していた。

＜発明の効果＞以上のように、この発明の無機物含有発泡体によれば、
無機物の含有量が大きいため、耐熱性、不燃性が大き
く、安価である。また緻密な気泡を有しているため、弾
力性、断熱保温性などに優れている他、消音、防音性が
良い。さらには高含有量の無機物が、三次元構造となっ
た少量のウレタン樹脂により均一に分散して結合されて
いるため、ウレタン樹脂の特性が損われず弾力性がよ
く、しかも無機物は少なくとも一部に無機繊維を含有し
ているので、有機物の燃焼後の型崩れを防止し、保形性
に優れているというこの発明特有の効果を奏する。

この発明の無機物含有発泡体は、上記の効果を奏するた
め、建造物等の不燃性の内装材、断熱材、吸音材や、ベ
ッド、椅子等のクッション材、土止め材など広い範囲の
用途に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭51−116874（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−54797（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−87466（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−100821（ＪＰ，Ａ) 特公昭53−3800（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水、水溶性ウレタンプレポリマー、無機物
および低沸点液体からなる混合物を発泡させて得られる
無機物含有発泡体において、この無機発泡体が無機物を
70〜99重量％含有すると共に、無機物の少なくとも一部
が無機繊維であることを特徴とする無機物含有発泡体。