JPH08198996A - 発泡断熱材および断熱箱体 - Google Patents

発泡断熱材および断熱箱体

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JPH08198996A
JPH08198996A JP7011750A JP1175095A JPH08198996A JP H08198996 A JPH08198996 A JP H08198996A JP 7011750 A JP7011750 A JP 7011750A JP 1175095 A JP1175095 A JP 1175095A JP H08198996 A JPH08198996 A JP H08198996A
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JP
Japan
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foaming agent
foaming
carbon dioxide
foam
polyol
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Pending
Application number
JP7011750A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Tsuda
善之 津田
Kazuto Uekado
一登 上門
Hideo Nakamoto
英夫 中元
Tomonao Amayoshi
智尚 天良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、炭酸ガス吸着剤を硬質ウレタンフ
ォーム中に一体発泡し、硬質ウレタンフォーム中に含ま
れる炭酸ガスを吸着除去して断熱性能を改善することを
目的とする。 【構成】 有機系コーティング剤等により表面処理した
炭酸ガス吸着剤を用いるため、ウレタン原料中の水分を
吸着する事がなく、炭酸ガスのみを吸着除去できる。

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、省エネルギーの観点より発泡断熱
材の熱伝導率を低減し、断熱性を向上させるというニー
ズがあると同時に、クロロフルオロカ−ボン(以下CF
C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、これらを解決
することが極めて重要なテーマとなっている。
【0003】このため、代表的な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、CFC、及びH
CFCの使用量削減を目的として、オゾン層破壊に対す
る影響が全く無く、更に地球温暖化に対しても影響の少
ないハイドロカーボン(以下HCと称する)であるペン
タンやシクロペンタンによる発泡について、種々取り組
みが検討されている。
【0004】基本的に、硬質ウレタンフォームの断熱性
能を向上するには、フォーム気泡内ガス成分の気体熱伝
導率を低減することが重要であり、気体熱伝導率の低い
気体成分でフォーム気泡内を満たすことが効果的手段と
されてきた。
【0005】しかしながら一方においては、発泡剤使用
量の低減、発泡剤と原料成分との相溶性の問題、及びフ
ォーム諸物性の改善等を目的に、有機ポリイソシアネー
トと水分との反応により発生する炭酸ガスを発泡剤成分
として用いる必要がある。
【0006】しかし、このような構成においては、気体
熱伝導率の大きい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悪いものとなる。
【0007】こうした課題解決のアプローチとして例え
ば、特開昭57ー49628号公報で示されているよう
に炭酸ガス吸着剤で炭酸ガス成分を除去する方法が提案
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添加混合し、生成した炭酸ガスを吸
着剤にて吸着除去し、気泡内を発泡剤ガスで満たすこと
により断熱性能を向上させることが特徴となっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭57ー49
628号公報における気泡内ガスの純化メカニズムを考
察すると、まず、ゼオライト等から成る炭酸ガス吸着剤
は、炭酸ガスの吸着以上に水分を選択優先的に吸着す
る。そのため、水分は原料混合と同時に吸着除去されて
しまい、フォーム低密度化に有効な有機イソシアネート
と水分との反応であるウレア反応は起こらずに脱水原料
での発泡生成と成るため、発泡剤単独発泡と同形態でフ
ォームが発泡形成される。
【0009】さらには、反応時のフォーム重合過程での
カルボジイミド反応やイソシアヌレート反応等により反
応生成する炭酸ガスは、発泡後、吸着剤に吸着除去さ
れ、気泡内ガスの純化が行われる。
【0010】従って、特開昭57ー49628号公報
は、主たる炭酸ガス発生因子である水分を原料中から脱
水除去し、かつ、フォーム重合過程で発生し気泡内に残
留する炭酸ガスを吸着除去することによりフォーム気泡
内ガスを純化しフォーム断熱性能の向上が図れるもので
ある。
【0011】一方、オゾン層破壊の影響がなく、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
不可欠なハイドロカーボンであるシクロペンタン等を発
泡断熱材の発泡材に適用する場合は、発泡剤成分である
シクロペンタンが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
ミックス中への添加部数が制限される。
【0012】また、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2
3.8℃や、HCFC141bの32.0℃などと比較すると
極めて高く、フォーム発泡効率の改善に際しては、水分
の添加が必要不可欠である。
【0013】しかしながら、従来の構成では炭酸ガス吸
着剤がプレミックス添加混合と同時に原料中水分を脱水
除去してしまうため、発泡剤としてシクロペンタン等を
適用した場合には、フォーム発泡効率が大きく低下し、
フォームの低密度化が達成できないという問題があっ
た。
【0014】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等を発泡剤として用いた場合
においても、これ迄と同様のフォーム発泡効率を確保し
ながら、フォーム断熱性能に優れた高品質な発泡断熱材
と、それら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。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためにポリオール、有機ポリイソシアネ−ト、整泡
剤、触媒、有機皮膜コーティングや、マイクロカプセル
化、シランカップリング処理等を施した炭酸ガス吸着剤
と、発泡剤成分としてペンタン、シクロペンタン等のハ
イドロカーボンを少なくとも一成分とする発泡剤とを添
加混合し、発泡生成した発泡断熱材を得るものである。
【0016】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ポリオール、有機ポリイ
ソシアネ−ト、整泡剤、有機皮膜コーティングや、マイ
クロカプセル化、シランカップリング処理等を施した炭
酸ガス吸着剤と、発泡剤成分としてペンタン、シクロペ
ンタン等のハイドロカーボンを少なくとも一成分とする
発泡剤とを添加混合し、発泡生成した発泡断熱材を充填
して成る断熱箱体から成る断熱箱体を得るものである。
【0017】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、及びブタン等のハイドロカーボンが
適用でき、炭酸ガス吸着剤としてはゼオライト、活性炭
等が適用可能である。
【0018】
【作用】上記構成によると、炭酸ガス吸着剤の表面が、
有機物、シランカップリング剤等で完全に覆われている
ため、炭酸ガス吸着剤が水分を吸着することがない。し
たがって、水と極めて親和性の高いゼオライト系炭酸ガ
ス吸着剤を原料成分中に添加混合し発泡断熱材を発泡生
成した場合にもゼオライトが原料中の水分を脱水するこ
とがないため、フォーム発泡効率を損なう事なく、フォ
ーム低密度化も達成可能となるのである。又、炭酸ガス
吸着剤を覆う物質が炭酸ガス透過性が大きい有機系物質
であるため、発泡後の本来の目的である、フォーム重合
過程で発生し気泡内に残留する炭酸ガスを吸着除去する
効果を損なうことがなく、フォーム気泡内ガスを純化し
フォーム断熱性能の向上が図れるものである。
【0019】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が無く、断熱性能
に優れた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、整泡剤は、信越化
学(株)製F−335、触媒は、花王(株)製カオライザ
−No.31、発泡剤は、シクロペンタン、炭酸ガス吸
着剤は、東ソー(株)製合成ゼオライト(A−4)であ
り、平均膜厚2μmのメタクリル酸エステルを主成分と
する有機系コーティング剤を塗装したものである。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】このようにして得た断熱箱体から切りだし
た硬質ウレタンフォームの密度、熱伝導率、気泡内ガス
組成の測定結果を(表1)に示した。尚、熱伝導率は、
英弘精機(株)社製AUTO−Λにて測定した。また、
気泡内ガス組成は、(株)島津製作所社製ガスクロマト
グラフィーにて測定した(実施例1)。
【0025】また、同時に比較例として炭酸ガス吸着剤
を使用しない場合、及び表面処理を施さないゼオライト
を炭酸ガス吸着剤として用いた場合についてもそれぞれ
(表1)に示した(比較例A、B)。
【0026】
【表1】
【0027】このように本発明の発泡断熱材、及びその
発泡断熱材を充填して成る断熱箱体は、有機系コーティ
ング剤を塗装したゼオライトを炭酸ガス吸着剤として用
いているため、プレミックス中の水分を吸着することが
ないため、フォーム発泡効率の低下といった問題がな
く、又、コーティング剤が炭酸ガス透過性の良い有機系
材料であるため、フォーム気泡内炭酸ガスを吸着除去で
きるため気泡内の気体熱伝導率が大幅に低減可能となり
フォーム断熱性能の向上が図れることが判った。
【0028】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、高断熱性能を有する高品質な発泡断熱
材、及び断熱箱体が製造できるのである。
【0029】また、比較例に示したように炭酸ガス吸着
剤を適用しない場合には、フォーム気泡内ガスの純化が
図れずフォーム熱伝導率の改善は図れない。
【0030】一方、炭酸ガス吸着剤を適用した場合であ
っても、表面処理を施さないゼオライトを用いた場合
は、炭酸ガス比率はやや低下しているものの、熱伝導率
の改善は見られず、特に密度が大幅に増加していること
が判った。これは原料中にゼオライトを添加混合すると
同時に原料中の水分を吸着してしまうため、水が発泡剤
として機能しなかったため、密度の増加につながり、固
体熱伝導率の悪影響もあり、フォームとしての熱伝導率
改善に至らなかったと考える。
【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、フォーム諸物性に問題の
ない高断熱性能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】尚、本実施例としては、炭酸ガス吸着剤と
して用いるゼオライトに対し、メタクリル酸エステルを
主成分とする有機系コーティング剤を塗装したが、有機
物中に金属酸化物等の無機物を分散させた複合型コーテ
ィング剤でも同様の効果を示す。又、壁材を有機系材
料、心材を炭酸ガス吸着材としたマイクロカプセルを用
いても同様の効果を示すとともに、塗装のように、ピン
ホール等の欠陥がなく、信頼性が向上する。又、疎水性
有機系コーティング材により表面を塗装した炭酸ガス吸
着剤を用いることにより、作業工程中に大気中の水分等
が表面に付着することがなく、プレミックス中の水分量
の精度が向上するとともに、粒子同士の凝集を抑えるこ
とができるため、炭酸ガス吸着剤の分散性が向上する。
さらに、表面を炭素数3以上の直鎖部を有するシランカ
ップリング材を処理した炭酸ガス吸着剤を用いた場合、
シランカップリング剤の分子が長鎖であるため、欠陥部
が減少するとともに、表面に疎水基が配向するため疎水
性の効果も発揮できる。尚、炭素数2以下では分子が短
く、吸着剤表面を完全に覆うことができず、欠陥部が増
加し、効果が低下する。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明は、ポリオール、有
機ポリイソシアネ−ト、整泡剤、触媒、有機系コーティ
ング剤等により表面処理を施した炭酸ガス吸着剤と、発
泡剤成分としてペンタン、シクロペンタン等のハイドロ
カーボンを少なくとも一成分とする発泡剤とを添加混合
し、発泡生成した発泡断熱材を得るものである。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
る空間部に上記の発泡断熱材を充填して成る断熱箱体を
得るものである。
【0034】この結果、炭酸ガス吸着剤が水分を吸着す
ることがなく、フォーム発泡効率を損なう事なく炭酸ガ
スを吸着除去する効果が図れるものである。
【0035】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が無く、断熱性能
に優れた高品質な発泡断熱材が提供できるのである。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 (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 101:00) C08L 75:04 (72)発明者 天良 智尚 大阪府東大阪市高井田本通4丁目2番5号 松下冷機株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオール、有機ポリイソシアネ−ト、
    整泡剤、触媒、有機系コーティング剤により表面を塗装
    した炭酸ガス吸着剤と、発泡剤成分としてペンタン、シ
    クロペンタン等のハイドロカーボンを少なくとも一成分
    とする発泡剤とを添加混合し、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ポリオール、有機ポリイソシ
    アネ−ト、整泡剤、触媒、有機系コーティング剤により
    表面を塗装した炭酸ガス吸着剤と、発泡剤成分としてペ
    ンタン、シクロペンタン等のハイドロカーボンを少なく
    とも一成分とする発泡剤とを添加混合し、発泡生成した
    発泡断熱材を充填して成る断熱箱体。
  3. 【請求項3】 ポリオール、有機ポリイソシアネ−ト、
    整泡剤、触媒、壁材を有機系材料、芯材を炭酸ガス吸着
    剤としたマイクロカプセルと、発泡剤成分としてペンタ
    ン、シクロペンタン等のハイドロカーボンを少なくとも
    一成分とする発泡剤とを添加混合し、発泡生成した発泡
    断熱材。
  4. 【請求項4】 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ポリオール、有機ポリイソシ
    アネ−ト、整泡剤、触媒、壁材を有機系材料心材を炭酸
    ガス吸着剤としたマイクロカプセルと、発泡剤成分とし
    てペンタン、シクロペンタン等のハイドロカーボンを少
    なくとも一成分とする発泡剤とを添加混合し、発泡生成
    した発泡断熱材を充填して成る断熱箱体。
  5. 【請求項5】 ポリオール、有機ポリイソシアネ−ト、
    整泡剤、触媒、表面エネルギーが30dyn/cm以下
    の疎水性有機系コーティング剤により表面を塗装した炭
    酸ガス吸着剤と、発泡剤成分としてペンタン、シクロペ
    ンタン等のハイドロカーボンを少なくとも一成分とする
    発泡剤とを添加混合し、発泡生成した発泡断熱材。
  6. 【請求項6】 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ポリオール、有機ポリイソシ
    アネ−ト、整泡剤、触媒、表面エネルギーが30dyn
    /cm以下の疎水性有機系コーティング剤により表面を
    塗装した炭酸ガス吸着剤と、発泡剤成分としてペンタ
    ン、シクロペンタン等のハイドロカーボンを少なくとも
    一成分とする発泡剤とを添加混合し、発泡生成した発泡
    断熱材を充填して成る断熱箱体。
  7. 【請求項7】 ポリオール、有機ポリイソシアネ−ト、
    整泡剤、触媒、表面を炭素数3以上の直鎖部を有するシ
    ランカップリング剤を処理した炭酸ガス吸着剤と、発泡
    剤成分としてペンタン、シクロペンタン等のハイドロカ
    ーボンを少なくとも一成分とする発泡剤とを添加混合
    し、発泡生成した発泡断熱材。
  8. 【請求項8】 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ポリオール、有機ポリイソシ
    アネ−ト、整泡剤、触媒、表面を炭素数3以上の直鎖部
    を有するシランカップリング剤を処理した炭酸ガス吸着
    剤と、発泡剤成分としてペンタン、シクロペンタン等の
    ハイドロカーボンを少なくとも一成分とする発泡剤とを
    添加混合し、発泡生成した発泡断熱材を充填して成る断
    熱箱体。
JP7011750A 1995-01-27 1995-01-27 発泡断熱材および断熱箱体 Pending JPH08198996A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998047935A1 (de) * 1997-04-22 1998-10-29 Casanin Ag Ein- oder zweikomponenten-polyurethansystem
WO2002028775A1 (en) * 2000-10-05 2002-04-11 Sogang University Corporation Macroporous foams comprising microporous zeolite or zeotype material and preparation thereof by using polymeric templates having sponge structure

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