JPH0797472A - 発泡断熱材および断熱箱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、地球環境保護を主要目的とし、発
泡断熱材の発泡剤としてシクロペンタンを適用した場合
であっても従来処方を大きく変更すること無く、フォー
ム密度の低減可能とするものである。 【構成】 有機ポリイソシアネ−ト、整泡剤、水、ポリ
エーテルポリオールと、発泡剤成分としてシクロペンタ
ン、触媒成分として触媒成分の５０重量％以上の酸ブロ
ック触媒とを混合撹拌し発泡生成した発泡断熱材、及び
前記発泡断熱材を内箱と外箱からなる空間部に発泡充填
した断熱箱体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵庫、冷凍庫等に用
いる発泡断熱材、および発泡断熱材を充填してなる断熱
箱体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、クロロフルオロカ−ボン（以下Ｃ
ＦＣと称する）、更にはハイドロクロロフルオロカ−ボ
ン（以下ＨＣＦＣと称する）によるオゾン層破壊、及び
地球温暖化等の環境問題が注目されており、発泡断熱材
である硬質ウレタンフォ−ムの製造にあたっては、ＣＦ
Ｃの使用量の削減を目的として、有機ポリイソシアネ−
トと水との反応によって得られる炭酸ガスを発泡剤の一
部として用いる方法や、ＣＦＣの代替物質であり、オゾ
ン層破壊に対する影響の少ないハイドロクロロフルオロ
カーボンである１,１-ジクロロ-２,２,２-トリフルオロ
エタン、１,１-ジクロロ-１-フルオロエタン、モノクロ
ロ-ジフルオロメタン、及び１-クロロ-１,１-ジフルオ
ロエタンによる発泡等、種々の改善取り組みが検討され
ている。

【０００３】一方、オゾン破壊に対する影響が全く無い
ハイドロフルオロカーボン（以下ＨＦＣと称する）であ
る１，１-ジフルオロエタン、ジフルオロメタン、１,
１,１-トリフルオロエタン、１,１,１,２-テトラフルオ
ロエタン、あるいはハイドロカーボン（以下ＨＣと称す
る）であるペンタンによる発泡等についても、種々改善
取り組みが検討されている。

【０００４】「ウレタン国際フォーラム９３」（1993年
5月10〜12日開催）の住友バイエルウレタン(株)の「Pen
tane Blown Rigid Foam」の発表の中では、ペンタンを
ウレタンフォームの発泡剤とする事が述べられており、
ペンタンは無極性であるため、殆ど全てのポリエーテル
ポリオールと相溶性が悪いことが指摘されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ハイドロカーボンはオ
ゾン層破壊に対する影響が全く無く、地球温暖化に対す
る影響も極めて低い、地球環境保護には必要不可欠なウ
レタンフォームの代替発泡剤である。

【０００６】しかしながら、ハイドロカーボンであるシ
クロペンタンについては、汎用的な硬質ウレタンフォー
ム用原料であるポリエーテルポリオールとの相溶性が悪
く、プレミックス中へのシクロペンタンの添加部数が制
限される。

【０００７】その上、シクロペンタンの沸点は49.3℃と
従来使用されてきた常温沸点発泡剤であるＣＦＣ１１の
23.8℃や、ＨＣＦＣ１４１ｂの32.0℃などと比較すると
極めて高く、シクロペンタンの気化に際し、ウレタン反
応やウレア反応等により発生する反応熱をこれまで以上
に必要とし、フォーム発泡効率が大きく低下するため、
ウレタンフォームの密度低下が困難であった。

【０００８】したがって、発泡剤成分としてシクロペン
タンを単独で適用する場合は、プレミックス成分の原料
温度を上昇させ、外部からの物理的作用により熱を反応
系へ供給し発泡効率を改善することがフォーム低密度化
に対して効果的であった。

【０００９】しかしながら、従来処方のままで原料温度
を上昇させると、クリームタイムやゲルタイムが、極端
に早期化するため、ウレタンフォームを冷蔵庫等のキャ
ビネットに発泡充填する際に、フォーム流動抵抗の増大
によるフォーム表面層のボイドや流動末端部にてキャビ
ティーが発生するなどの問題が生じていた。

【００１０】本発明は、上記課題を鑑み、地球環境保護
を主要目的とし、オゾン層破壊の影響が全く無く、地球
温暖化へ与える影響も極めて小さいハイドロカーボンの
一つであるシクロペンタンを発泡剤として用いた場合に
おいても、原料温度を増大することにより、大きく処方
変更する事無く、これ迄と同様のフォーム流動性が得ら
れると共に、キュア性や接着性等のフォーム諸物性につ
いても問題の無い高品質な発泡断熱材と、発泡断熱材を
充填して成る断熱箱体を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために有機ポリイソシアネ−ト、整泡剤、水、ポリ
エーテルポリオールと、発泡剤成分としてシクロペンタ
ン、触媒成分として第３級アミン樹脂組成物と触媒成分
の５０重量％以上の第３級アミン樹脂組成物が部分的ま
たは全体的にカルボン酸で中和された酸ブロック触媒と
を添加混合し、発泡生成した発泡断熱材。

【００１２】また、外箱と、内箱と、前記外箱および内
箱によって形成される空間部に発泡充填した有機ポリイ
ソシアネ−ト、整泡剤、水、ポリエーテルポリオール
と、発泡剤成分としてシクロペンタン、触媒成分として
第３級アミン樹脂組成物と触媒成分の５０重量％以上の
第３級アミン樹脂組成物が部分的または全体的にカルボ
ン酸で中和された酸ブロック触媒とを添加混合し、発泡
生成した発泡断熱材から成る断熱箱体を得るものであ
る。

【００１３】ここで第３級アミン樹脂組成物が部分的ま
たは全体的にカルボン酸で中和された酸ブロック触媒と
しては、花王(株)社製のカオライザーＮｏ.５５、カオ
ライザーＮｏ.１００などが使用できる。

【００１４】また、発泡剤としてはシクロペンタンの他
に、イソペンタン、ノルマルペンタン、ネオペンタン
等、ペンタンの異性体も適用可能である。

【００１５】

【作用】上記構成によって、シクロペンタンとポリエー
テルポリオールとの相溶性を改善しなくとも、プレミッ
クスの原料温度を通常よりも５〜１０℃増大することに
より、発泡効率を改善し、フォーム低密度化を達成する
ことができる。

【００１６】更に、触媒成分として第３級アミン樹脂組
成物と触媒成分の５０重量％以上の第３級アミン樹脂組
成物が部分的または全体的にカルボン酸で中和された酸
ブロック触媒とを添加混合し適用しているため、酸ブロ
ック触媒が遅延活性触媒として作用し、反応初期から反
応中期にかけての触媒活性が大きく低下するため、原料
温度を増大しているにもかかわらず、クリームタイムや
ゲルタイムが極端に早期化する事無く、良好な反応バラ
ンスにて適用可能となるのである。

【００１７】更に、反応初期の触媒活性が低下するのに
伴い、フォーム粘度が低下すると共に、フォーム増粘挙
動がマイルドになるためキャビネット等へのフォーム充
填性についても問題が無く、良好に充填可能となる。

【００１８】一方、触媒量についても低減する必要が無
く、従来処方並みの添加量を確保しているため、キュア
性や接着性等のフォーム諸物性についても問題が無く、
高品質の発泡断熱材を得ることができのである。

【００１９】さらには、酸ブロック触媒が、有機ポリイ
ソシアネートと反応する際に、炭酸ガスを発生すること
から、より一層のフォーム低密度化が可能となるのであ
る。よって、オゾン破壊係数０、地球温暖化係数も極め
て小さく地球環境問題に対して極めて有効な発泡剤を利
用し、フォーム諸物性に問題の無い高品質な発泡断熱材
が提供できるのである。

【００２０】

【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。

【００２１】（表１）に一実施例の原料処方を示した。
ポリオ−ルは、芳香族アミン系ポリエ−テルポリオ−ル
とエチレンジアミン系ポリエーテルポリオールの混合物
でトータル水酸基価４６０mgKOH/g、触媒は花王(株)製
カオライザ−Ｎｏ.３１、及びＮｏ.５５、整泡剤は信越
化学(株)社製Ｆ−３３５、発泡剤はシクロペンタンであ
り、各原料を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。

【００２２】一方、イソシアネ−ト成分は、アミン当量
１３５のポリメリックＭＤＩから成る有機ポリイソシア
ネ−トである。

【００２３】このように調合混合したプレミックス成分
とイソシアネ−ト成分とを所定の配合部数で混合撹拌
し、高圧発泡機にて発泡、内箱と外箱からなる箱体内部
に充填し断熱箱体を得た。

【００２４】なお、プレミックス成分については、発泡
剤成分と、ポリエーテルポリオールと助剤の混合原料と
をスタティックミキサーを用い混合作成した。

【００２５】（表１）のウレタン原料処方にて発泡作成
したウレタンフォームのフリー密度、前記フリー密度に
てコア密度３４kg/cm2を狙いに発泡充填した断熱箱体へ
の充填性、その時のキュア性の指標として断熱箱体の膨
れ、及び前記断熱箱体を−３０℃にて１２時間、６０℃
にて１２時間の冷熱サイクルを合計５サイクル実施し、
ＡＢＳ材より成る内箱、及び鉄板よりなる外箱とウレタ
ンフォームとの剥離の有無について（表１）に示した
（実施例１〜４）。

【００２６】また、同時に比較例として原料温度を増大
しない場合、酸ブロック触媒であるカオライザーＮｏ.
５５を適用しなかった場合、及びカオライザーＮｏ.５
５を触媒成分の５０重量％未満にて適用した場合につい
てもそれぞれ（表１）に示した（比較例Ａ〜Ｄ）。

【００２７】

【表１】

【００２８】このように本発明の発泡断熱材は、プレミ
ックス原料温度を従来処方よりも５〜１０℃増大し、フ
ォーム低密度化を図った場合であっても、触媒成分とし
て第３級アミン樹脂組成物と触媒成分の５０重量％以上
の第３級アミン樹脂組成物が部分的または全体的にカル
ボン酸で中和された酸ブロック触媒とを添加混合し適用
しているため、反応性や、フォーム諸物性への問題を引
き起こす事無く適用きることが判った。

【００２９】従って、発泡剤としてシクロペンタンを適
用した場合にも、新たに相溶性の良い原料を開発するな
ど従来処方を大きく変更する事無く、原料温度を増大す
ることによりフォーム密度の低減が可能となるのであ
る。

【００３０】なお、触媒成分として第３級アミン樹脂組
成物と触媒成分の５０重量％未満での第３級アミン樹脂
組成物が部分的または全体的にカルボン酸で中和された
酸ブロック触媒との添加混合による適用では、反応性の
調整が必要となるため触媒量の低下からキュア性、及び
接着性が悪化する。また、反応性の調整を行わずに適用
した場合には、反応性が早期化し断熱箱体へのフォーム
充填性が悪化し適用は困難であった。

【００３１】この結果、地球環境を守る上で必要不可欠
なオゾン破壊係数０、地球温暖化に与える影響も殆ど無
いハイドロカーボンの一つであるシクロペンタンをウレ
タンフォーム用発泡剤として、大きく処方変更する事無
く、原料温度を増大するだけで容易に適用可能となると
共に、従来処方並のフォーム諸物性を有する高品質な発
泡断熱材、また前記発泡断熱材を発泡充填した高品質な
断熱箱体が提供できるのである。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、有機ポリイソシ
アネ−ト、整泡剤、水、ポリエーテルポリオールと、発
泡剤成分としてシクロペンタン、触媒成分として第３級
アミン樹脂組成物と触媒成分の５０重量％以上の第３級
アミン樹脂組成物が部分的または全体的にカルボン酸で
中和された酸ブロック触媒とを添加混合し、発泡生成し
た発泡断熱材。

【００３３】また、外箱と、内箱と、前記外箱および内
箱によって形成される空間部に発泡充填した有機ポリイ
ソシアネ−ト、整泡剤、水、ポリエーテルポリオール
と、発泡剤成分としてシクロペンタン、触媒成分として
第３級アミン樹脂組成物と触媒成分の５０重量％以上の
第３級アミン樹脂組成物が部分的または全体的にカルボ
ン酸で中和された酸ブロック触媒とを添加混合し、発泡
生成した発泡断熱材から成る断熱箱体を得るものであ
る。

【００３４】この結果、地球環境を守る上で不可欠なオ
ゾン破壊係数０、地球温暖化に与える影響も殆ど無いハ
イドロカーボンをウレタンフォーム用発泡剤として容易
に適用可能となるのである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中元 英夫 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機ポリイソシアネ−ト、整泡剤、水、ポ
   リエーテルポリオールと、発泡剤成分としてシクロペン
   タン、触媒成分として第３級アミン樹脂組成物と触媒成
   分の５０重量％以上の第３級アミン樹脂組成物が部分的
   または全体的にカルボン酸で中和された酸ブロック触媒
   とを添加混合し、発泡生成した発泡断熱材。
2. 【請求項２】外箱と、内箱と、前記外箱および内箱によ
   って形成される空間部に発泡充填した有機ポリイソシア
   ネ−ト、整泡剤、水、ポリエーテルポリオールと、発泡
   剤成分としてシクロペンタン、触媒成分として第３級ア
   ミン樹脂組成物と触媒成分の５０重量％以上の第３級ア
   ミン樹脂組成物が部分的または全体的にカルボン酸で中
   和された酸ブロック触媒とを添加混合し、発泡生成した
   発泡断熱材から成る断熱箱体。