JPH08333432A - 防水性樹脂発泡体 - Google Patents

防水性樹脂発泡体

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JPH08333432A
JPH08333432A JP7166998A JP16699895A JPH08333432A JP H08333432 A JPH08333432 A JP H08333432A JP 7166998 A JP7166998 A JP 7166998A JP 16699895 A JP16699895 A JP 16699895A JP H08333432 A JPH08333432 A JP H08333432A
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Satoshi Kondo
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発泡体本来の特性が何ら損なわれず、且つ、
通気性及び吸水率が低く、止水性に優れ、安定した防水
性を有する防水性ポリウレタンフォーム等の防水性樹脂
発泡体を提供する。 【構成】 MDI系ポリイソシアネート57.7重量部
(以下、部という。)、ポリエステルポリオール100
部、発泡剤であるメチレンクロライド10部と水2部の
他、所定量の触媒とシリコーン系整泡剤、及びステアリ
ン酸とダイマージオールとのエステル60部、更に必要
に応じて高級アルコール、モノアミンなどの官能基を1
個有する化合物を0.5〜7部程度、例えばイソステア
リルアルコールを2部含有する発泡性組成物を、発泡、
硬化させ、圧縮残留歪等の物性に優れ、且つ通気性、吸
水率が低く、止水性に優れた防水性ポリウレタンフォー
ムを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、通気性及び吸水率が低
く、且つ発泡体中に配合される疎水性のエステルが、被
着体等との界面に適度に浸出し、両者の密着性が高めら
れるため、優れた止水性をも併せ持ち、総合的な防水性
能が安定して維持される防水性樹脂発泡体に関する。本
発明の防水性樹脂発泡体は、シーリング材、コーキング
材、或いは吸湿性のない衛生的なマットレス用クッショ
ン材などとして使用できる。
【0002】
【従来の技術】シーリング材、コーキング材等として使
用されるポリウレタンフォーム等の樹脂発泡体には、従
来より防水性が付与されており、そのための方法として
は、(1) フォームのセル径を小さくし、同一密度であっ
ても表面積を大きくして通気性を低くし、その結果、防
水性を向上させる、(2) コールタール、アスファルト、
分解ナフサ中の炭素数4〜9の留分を重合して得られる
石油樹脂、ポリブテン、及びジアルキルフタレート等を
フォームに添加し、水との接触角を75度以上として防
水性を向上させる(特開昭55−71777号公報)、
【0003】(3) 疎水性のポリオールを使用し、且つ、
整泡剤として特定のオルガノシリコン化合物を使用する
ことにより、フォームを撥水性とし、防水性を向上させ
る(特開平3−68677号公報等)、(4) 市販の撥水
剤(保土谷化学株式会社製、商品名「オクテックスE
M」)、シリコンワックス、或いはパーフロロアルキル
化合物等で、フォームを処理する、などが知られてい
る。
【0004】しかしながら、上記(1) 〜(4) の方法は、
各々下記の欠点を有する。上記(1) の方法では、フォー
ムは独泡になり易く、圧縮残留歪が大きくなるという欠
点があるため、シーリング材、コーキング材として使用
し、長期間圧縮された状態にあると、歪んだまま回復せ
ず、使用箇所に隙間ができて水漏れが起こる。そのた
め、使用可能期間が短く、耐久性に劣る。
【0005】上記(2) のワックス類、コールタール、ア
スファルト等をフォーム原料に添加する方法では、原料
各成分が相溶し難く、セル径、セルの分布等が不均一と
なる。また、上記各材料の他、可塑剤等も含めて、フォ
ームとの相溶性に乏しく、比較的短期間でフォーム表面
に多量に浸出してしまい、フォーム表面が汚損されると
ともに、防水効果が安定して維持されない。また、長鎖
炭化水素化合物を添加した場合は、圧縮残留歪等の物性
はフォーム本来の性能が維持されるが、セル径が大きく
なって、通気性が高くなるため、その止水性は、ダイマ
ー酸エステル系のポリオールを使用したフォームに比べ
ても劣っており、疎水性材料の添加効果がまったくみら
れない。
【0006】上記(3) の特定のポリオールと整泡剤とを
使用する方法では、フォームが不均質となり、通気性及
び止水性にバラツキを生じ、十分な防水効果が得られな
い。また、特に80℃程度の高温における圧縮残留歪等
の物性が低下する。更に、(4) の方法では、一般に処理
時に煩雑な加熱、加圧加工を要し、その処理をしないも
のは防水効果が下降し易い傾向がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、防水性樹脂
発泡体が本来必要とする圧縮残留歪等の特性が良好であ
り、且つ、通気性及び吸水率が低く、優れた止水性等、
総合的な防水性が安定して維持される防水性樹脂発泡体
を提供することを課題とする。尚、本発明では、疎水性
が高く、セル数が多く(セル径が小さく)通気性及び吸
水率が低く、且つ止水性に優れるという各性能のすべて
を防水性に優れるという表現で表す。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1発明の防水性樹脂発
泡体は、ポリイソシアネート、少なくとも2個の活性水
素基を有する化合物、及びエステルを含む発泡性組成物
を発泡、硬化させて得られる防水性樹脂発泡体であっ
て、上記エステルは、炭素数4〜50の下記のポリオー
ルと、炭素数12以上のモノカルボン酸又は該モノカル
ボン酸及び炭素数8以上のジカルボン酸とからなるもの
であり、上記化合物を100重量部とした場合に、上記
エステルは7〜100重量部であることを特徴とする防
水性樹脂発泡体。 ポリオール;ビスフェノールA又は水添ビスフェノール
或いはそれらに炭素数2〜4のアルキレンオキサイドを
2〜10モル付加重合して得られるジオール、ポリアル
キレン基の両末端に水酸基が付加されたジオール又はト
リオール、分子量1000以下のポリエステルポリオー
ル、分子量1000以下のポリエーテルポリオール、及
びこれら以外の炭素数4〜50のジオール。(但し、ビ
スフェノールA、ブタジエンポリオール及びヒマシ油
と、オレイン酸とからなるエステルは除く。)
【0009】また、第6発明の防水性樹脂発泡体は、ポ
リイソシアネート、少なくとも2個の活性水素基を有す
る化合物、及びエステルを含む発泡性組成物を発泡、硬
化させて得られる防水性樹脂発泡体であって、上記エス
テルは、炭素数4〜50のポリオールと、炭素数12以
上のモノカルボン酸又は該モノカルボン酸及びジカルボ
ン酸とからなるものであり、上記化合物を100重量部
とした場合に、上記エステルは7〜100重量部であっ
て、且つ上記発泡性組成物は、一端又は中間部に炭素数
6以上の炭化水素基を有し、他端に、上記ポリイソシア
ネートに含まれるイソシアネート基と反応する1個の活
性基、若しくは上記少なくとも2個の活性水素基を有す
る化合物に含まれる活性水素基と反応する1個の活性基
(これら活性基は分子鎖の末端の炭素原子又は該末端炭
素原子の隣の炭素原子に結合している。)を有する末端
単官能性化合物を含有していることを特徴とする。(但
し、ビスフェノールA、ブタジエンポリオール及びヒマ
シ油と、オレイン酸とからなるエステルは除く。)
【0010】本発明では、上記「発泡性組成物」を構成
する各成分は、ポリイソシアネート及びポリオール、ポ
リアミン等の少なくとも2個の活性水素基を有する化合
物、更に発泡剤、並びに防水性改良のために添加される
エステル、及び併用してもよい末端単官能性化合物の
他、従来より樹脂発泡体の生成に使用されているもの
を、特に制限されることなく使用できる。それらの成分
としては、触媒、整泡剤、更に必要に応じて難燃剤、可
塑剤、充填剤、酸化防止剤、その他の添加剤等が挙げら
れる。
【0011】上記「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)、ジフェニルメタン
ジイソシアネート(MDI)、ポリメリックMDI、ナ
フタレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシア
ネート、キシレンジイソシアネート(XDI)、テトラ
メチルキシレンジイソシアネート、ジメチルジフェニル
ジイソシアネート等の芳香族系ポリイソシアネート、ヘ
キサメチレンジイソシアネート、水添MDI、イソホロ
ンジイソシアネート、リシンジイソシアネート、水添X
DI、シクロヘキシルジイソシアネート等の脂肪族系ポ
リイソシアネートなどのポリイソシアネート、及びそれ
らの変性体等を使用できる。これらの中では、特にTD
I、MDI及びそれらの変性体が好適である。
【0012】また、上記「少なくとも2個の活性水素基
を有する化合物」(以下、多官能性化合物という。)と
しては、ポリオール、ポリアミン等が使用でき、ポリオ
ールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステル
ポリオール、及びそれらの変性体等、ポリアミンとして
は、単分子ジアミン、トリアミン、芳香族ジアミン、ポ
リエーテルの末端がアミノ基となったポリエーテルポリ
アミン等が挙げられる。これら多官能性化合物は1種の
みを使用してもよいし、ポリオールとポリアミンのよう
に2種以上を併用してもよい。
【0013】上記「ポリエーテルポリオール」は、2個
以上の活性水素基を有する出発物質に、塩基性触媒の存
在下、アルキレンオキサイドをランダム又はブロック状
に付加重合して得られる。例えば、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、
ショ糖、サッカロール等のポリオール、エチレンジアミ
ン、トリレンジアミン等のポリアミンなどの活性水素化
合物に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、
トリメチレンオキサイド、3,3−ジメチルトリ(メチ
レン)オキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合
させたものが挙げられる。また、これらにアクリロニト
リル、スチレン等をグラフト重合させた、所謂ポリマー
ポリオール、更にはテトラヒドロフラン、ジオキサンな
どの環状エーテルの開環重合又は共重合によって得られ
るポリエーテルポリオールなどが使用できる。
【0014】また、上記「ポリエステルポリオール」と
しては、例えば、エチレングリコー、ジエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,6
−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、3−
メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメ
チロールエタン、ペンタエリスリトール、ジグリセリ
ン、ソルビトール、ショ糖等の低分子ポリオールと、ダ
イマー酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル
酸、フタル酸、イソフタル酸、無水コハク酸、無水マレ
イン酸、無水フタル酸等のジカルボン酸とを縮合させて
得られるものなどが挙げられる。
【0015】更に、上記発泡剤としては、水、HCF
C、空気、窒素、ペンタン、塩化メチレン、ニトロアル
カン、蟻酸等、通常ポリウレタンフォーム等の製造に使
用される発泡剤を特に制限することなく使用できる。ま
た、上記可塑剤としては、例えば、トリクレジルホスフ
ェート等を使用でき、上記難燃剤としては、トリス(β
−クロロプロピル)ホスフェート等の燐系ハロゲン化物
などを使用できる。尚、可塑剤、難燃剤などの配合量
は、発泡体の防水性を損なわない範囲であればよい。
【0016】第1発明における上記「エステル」として
は、上記の特定の各種のポリオールと、炭素数12以上
のモノカルボン酸とのエステル、又は上記ポリオール
と、上記モノカルボン酸及び炭素数8以上のジカルボン
酸とのエステルから選ばれる少なくとも1種を使用でき
る。また、第6発明においては、エステルを構成するポ
リオールは第1発明のようには限定されず、第1発明に
おいて使用される各種のポリオールの他、炭素数4〜5
0のどのようなものも使用できる。これらエステルは、
発泡体製造時に、通常、多官能性化合物、発泡剤などか
らなる成分に配合し、その後、ポリイソシアネートを加
えて、混合、攪拌して発泡性組成物を調製し、発泡、硬
化させて防水性樹脂発泡体とすることができる。
【0017】エステルを構成する上記「ポリオール」と
しては、第1発明では、上記に特定した各種の二価以上
のポリオールを使用できる。例えば、ポリアルキレン基
の両末端に水酸基が付加されたポリオールとしては、分
子量1000〜4000程度のポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール或いはエチレン部分とプ
ロピレン部分とが共重合した形のグリコール等の他、両
末端水酸基含有水添ポリイソプレンなどが挙げられる。
尚、ポリエチレングリコールは親水性であるが、必要と
される防水性の程度、用途等によって適宜使用できる。
また、分子量1000以下のポリエステルポリオールと
しては、前記のジカルボン酸と、低分子量ポリオールと
の縮合物等の、発泡体を形成するポリエステルポリオー
ルなどの他、カプロラクトン等の各種ラクトンが開環重
合して得られるポリエステルポリオール等を用いること
ができる。
【0018】更に、分子量1000以下のポリエーテル
ポリオールとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリ
コール、1,4−ビス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン
等の芳香環を含むジオール等の他、上記の発泡体を形成
するポリエーテルポリオールなども使用できる。エステ
ルを構成するポリオールとしては、この他にブタジエン
ポリオール、ヒマシ油等を用いることもできる。
【0019】また、上記「炭素数12以上のモノカルボ
ン酸」としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチ
ン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベ
ヘニン酸及びリグノセリン酸等の飽和モノカルボン酸、
オレイン酸等の不飽和モノカルボン酸などが挙げられ
る。更に、上記「炭素数8以上のジカルボン酸」として
は、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシリン酸、タブシ
ン酸等の脂肪族ジカルボン酸、ダイマー酸等の脂環族ジ
カルボン酸、及びフタル酸等の芳香族ジカルボン酸を使
用できる。
【0020】尚、本発明では、ポリオールとモノカルボ
ン酸とのエステルによって十分な防水性を有する発泡体
を得ることができるが、これに更にジカルボン酸を組み
合わせたエステルも使用できる。この場合、例えばダイ
マー酸、フタル酸等のジカルボン酸の両カルボキシル基
に、1,4−ブタンジオール、メチルペンタンジオー
ル、ノナンジオールとメチルオクチルジオールとの混合
物及びジエチレングリコール等のポリオールが2分子付
加し、このポリオールの他の水酸基に、ステアリン酸等
のモノカルボン酸が2分子付加した、4個のエステル結
合を有するエステルを使用できる。
【0021】上記エステルは、前記多官能性化合物を1
00重量部とした場合に、7〜100重量部を配合して
用いられる。この配合量は第4発明のように、10〜7
0重量部、特に20〜70重量部であることが好まし
く、配合量がこの範囲であれば、樹脂発泡体が本来有す
る圧縮残留歪等の良好な物性を何ら損なうことなく、優
れた止水性等を有する防水性樹脂発泡体を得ることがで
きる。エステルの配合量が7重量部未満では、その添加
効果が十分に発現せず、100重量部を超える場合は上
記の樹脂発泡体本来の特性が損なわれることがある。
【0022】また、第1発明においては、第2発明のよ
うに、エステルを構成するポリオールの炭素数は6〜5
0、モノカルボン酸の炭素数は16〜36、及びジカル
ボン酸の炭素数は15〜36の範囲が特に好ましく、こ
の範囲であれば、長鎖アルキル基の有する疎水性が、発
泡体の止水性に有効に作用する。尚、上記各成分の炭素
数の上限は疎水性基としての特性上の問題というより
も、常温或いは低温で固体になり易く、取り扱い難いと
いう理由による。
【0023】更に、第3発明のように、エステルを構成
する上記ポリオールとしては、ダイマージオール、分子
量1000〜4000のポリアルキレングリコール、メ
チルペンタンジオール、メチルオクタンジオール及びノ
ナンジオールが特に好ましく、上記モノカルボン酸とし
ては、ステアリン酸及びオレイン酸が好適である。これ
らのポリオールとモノカルボン酸からなるエステルを使
用すれば、本発明の効果が最大限発揮される。
【0024】また、第6発明の防水性樹脂発泡体には、
エステルの他に、「一端又は中間部に炭素数6以上の炭
化水素基を有し、他端に、上記ポリイソシアネートに含
まれるイソシアネート基と反応する1個の活性基、若し
くは上記少なくとも2個の活性水素基を有する化合物に
含まれる活性水素基と反応する1個の活性基(これら活
性基は分子鎖の末端の炭素原子又は該末端炭素原子の隣
の炭素原子に結合している。)を有する末端単官能性化
合物(以下、単に末端単官能性化合物という)を併用す
ることができる。
【0025】上記末端単官能性化合物の「炭化水素基」
は、直鎖状の基でも分岐した基でもよく、また、飽和基
でも不飽和基でもよい。更に、脂肪族基の他、芳香族
基、脂環族基或いはこれらの基を含むものであってもよ
い。末端単官能性化合物は、これら各種の炭化水素基の
1種を有するものであってもよいし、2種以上の炭化水
素基を有するものの混合物であってもよい。
【0026】また、炭化水素基の炭素数は6〜48、特
に8〜36程度が好ましく、これらは必要とされる防水
性、取り扱い易さ等を勘案して適宜使用される。更に、
末端単官能性化合物としては、上記「イソシアネート基
若しくは活性水素基と反応する1個の活性基」を有する
化合物の1種類を使用してもよいし、第7発明のモノア
ルコール等、各種のものを2種以上併用してもよい。
【0027】尚、上記末端単官能性化合物とは、複数の
分子末端を有する化合物の、該複数の分子末端のうち一
つのみに上記活性基が結合していることを意味してお
り、末端以外の中間部に、例えば、−NH−、−O−、
−S−、−CO−及び−N(R)−(Rはアルキル基と
する。)などの基を有する化合物も含まれる。また、こ
れらの基の両側に結合している炭化水素基のうちの少な
くとも一方の炭素数が6以上であればよい。
【0028】上記「モノアルコール」としては、1−オ
クタノール、1−デカノール、ラウリルアルコール、オ
レイルアルコール等の直鎖高級アルコール他、イソステ
アリルアルコール等の分岐高級アルコール、4−ターシ
ャリーブチルシクロヘキサノール等の環状の基を含む高
級アルコール、及び末端側に−O−、−S−等を有する
モノアルコール(例えば、ROCH2-CH2-OH等)が
挙げられる。また、上記「モノアミン」としては、オク
チルアミン、ラウリルアミン、オクタデシルアミン及び
末端側に−O−、−S−等を有するモノアミン等が挙げ
られ、更に、上記「モノイソシアネート」としては、オ
クタデシルイソシアネート、ヘキサデシルアミンとオク
タデシルアミンとの混合物から誘導されるモノイソシア
ネート等が挙げられる。
【0029】末端単官能性化合物は、発泡体形成のため
の主成分であるポリイソシアネートと、ポリオール、ポ
リアミン等の多官能性化合物とを混合する前に、予めモ
ノイソシアネートは通常ポリイソシアネート成分に、モ
ノアルコール、モノアミン等は通常、触媒、発泡剤等が
配合されている多官能性化合物に加え、その後、それら
2成分を混合、攪拌して発泡性組成物を調製し、発泡、
硬化させて樹脂発泡体を生成させればよい。
【0030】また、末端単官能性化合物は、発泡性組成
物の攪拌、混合時、又は攪拌、混合後発泡、硬化反応が
進行中に加えても、上記とまったく同様に優れた防水性
を有する発泡体が得られる。尚、末端単官能性化合物
を、予めポリオール等の主成分に配合する場合、エステ
ルと末端単官能性化合物との配合順序は特に問題ではな
く、また、両者を混合してからポリオール等に配合して
もよい。
【0031】末端単官能性化合物は何れも長鎖の炭化水
素基を有するため、通常は主成分であるポリイソシアネ
ート及び多官能性化合物よりも反応性が低く、主成分を
混合する前或いは混合直後に添加しても、末端単官能性
化合物が優先して反応することはないが、比較的反応性
が高い末端単官能性化合物を使用する場合は、主成分を
混合し、攪拌して発泡体生成の反応が進行している時に
添加すれば、主成分がより確実に先行して反応するため
好ましい。
【0032】末端単官能性化合物の配合量は、第8発明
のように、多官能性化合物を100重量部とした場合
に、0.1〜35重量部、好ましくは0.1〜25重量
部、特に好ましくは0.3〜10重量部の範囲が好適で
ある。配合量は添加する末端単官能性化合物の炭化水素
基の炭素数、官能基の種類、及び主成分であるポリイソ
シアネート、多官能性化合物との反応性の差等を考慮
し、用途、目的、及び必要とする防水性等によって決定
されるが、この配合量が0.1重量部未満であると十分
な防水性が得られず、35重量部を越えて多い場合は、
発泡体の形成そのものが困難となったり、得られる発泡
体の物性等、本来、発泡体が有する特性が損なわれたり
するため好ましくない。
【0033】また、末端単官能性化合物が過剰の場合
は、たとえ正常な発泡体が得られたとしても、末端単官
能性化合物が未反応のまま発泡体中に取り込まれること
があり、その場合、疎水性材料を物理的に含有させた従
来公知の防水性発泡体と同様に、末端単官能性化合物が
経時的に発泡体表面から徐々に浸出し、発泡体表面が汚
損したりすることもあるため好ましくない。
【0034】ポリイソシアネート、ポリオール等の主成
分とエステル及び末端単官能性化合物、又は難燃剤、充
填剤等との相溶性が乏しい場合は、エステル及び末端単
官能性化合物を、例えば、可塑剤及び/又は塩化メチレ
ン、セロソルブアセテート等の溶剤に予め溶解或いは分
散させて相溶性を向上させてもよく、また、一般に高級
アルコール等では分子量の大きいものほど融点が高くな
り、取り扱いが難しくなるため可塑剤等、例えば、トリ
クレジルホスフェート、トリス−β−クロロプロピルホ
スフェート等を、防水性を低下させない範囲で使用し、
混合することもできる。
【0035】更に、エステル、或いはエステル及び末端
単官能性化合物を配合することにより、得られる樹脂発
泡体の防水性は十分優れたものとなるが、この防水性を
より向上させるためには、ポリイソシアネート、ポリオ
ール等の主成分も親水性のものより疎水性のものの方が
防水効果が大きく、また、発泡体の表面積を可能な限り
大きくした方が防水効果が大きいため、フォームセルは
より細かい方が好ましい。本発明の防水性樹脂発泡体の
セル数は、65〜120個/25mm、特に80個/2
5mm以上であることが好ましい。このセル数が65個
/25mm未満では安定した止水性が得られないことが
あり好ましくない。
【0036】
【作用】長鎖の脂肪族炭化水素化合物に代表される疎水
性物質を添加剤として配合し、樹脂発泡体に防水性を付
与する技術は良く知られている。しかし、それら炭化水
素化合物はセルオープナーとして作用する化合物であ
り、添加することにより、発泡体のセル径が大きくな
り、通気性が高くなって防水性は却って低下することも
知られている。従って、相対的に疎水性の低い芳香族炭
化水素化合物を使用して、通気性と防水性とをバランス
させる手法も提案されているが、芳香族系の炭化水素を
使用した場合でも、安定した低通気性を得ることが困難
であり、そのため、止水性等、防水性の良好な発泡体が
得られない。
【0037】第1発明は、特定のポリオールと、長鎖の
モノカルボン酸又は該モノカルボン酸及びジカルボン酸
とからなるエステルを、疎水性の添加剤として使用する
ものであり、その分子中のエステル基の作用により、セ
ル数の多い(セル径の小さい)発泡体を安定して製造す
ることができる。そのため、発泡体の通気性が抑えら
れ、優れた防水性が付与される。
【0038】また、上記添加剤はエステル基を有するた
め、主原料であるポリエステルポリオール等との相溶性
も、通常の長鎖炭化水素化合物に比べ格段に良好であ
り、発泡体原料調製時の作業性に優れるとともに、発泡
体からの経時的なブリードアウトも抑えられる。更に、
添加剤が発泡体表面に適度に浸出することにより、シー
リング材等として使用した場合に、被着体との密着性が
向上して優れた防水性、特に止水性が安定して維持され
る。
【0039】更に、第6発明では、上記と同様のエステ
ルの添加に加え、更に生成中の樹脂発泡体に末端単官能
性化合物を化学的に結合させることによっても防水性を
付与している。末端単官能性化合物は、一端又は中間部
に炭素数6以上の炭化水素基、他の分子末端又はその隣
の炭素原子に、イソシアネート基若しくは活性水素基と
反応する1個の活性基が結合した構造であるため、通
常、主成分であるポリイソシアネート及びポリオール等
に比べその反応性が低い。そのため主成分の反応が進
み、発泡体が形成されつつある時点、或いは発泡体形成
の終了近くになって、発泡体の表面近傍のイソシアネー
ト基或いは水酸基、アミノ基等の活性水素基と反応し、
ウレタン結合、ウレア結合、アロハネート結合、或いは
ビウレット結合他の結合により、発泡体に化学的に強く
結合され、発泡体表面が、疎水性の強い長鎖の炭化水素
基等で覆われた状態となる。
【0040】末端単官能性化合物は上記のようにして発
泡体表面に結合されるため、その使用量が非常に少なく
ても発泡体に十分な疎水性が付与され、しかも、末端単
官能性化合物はその活性基が一旦発泡体表面のイソシア
ネート基或いは水酸基、アミノ基等の活性水素基と結合
してしまえば、その結合は極めて安定しており、発泡体
表面には疎水性の強い長鎖炭化水素基或いは芳香族基等
が多数安定して存在することになる。
【0041】本発明では、前記のように、使用するエス
テルは、発泡体原料との相溶性に優れるものであり、そ
れに加え、末端単官能性化合物を併用した場合は、その
上記特性により、従来技術のように疎水性材料、或いは
撥水剤等が物理的に発泡体中に取り込まれただけのもの
と違い、物性の低下もほとんどなく、日光に暴露した場
合などにも、その止水性(主に被着体との界面からの漏
水がないとの意味)の低下は少なく、防水性の変化はほ
とんどない。
【0042】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。 (1) 実施例及び比較例に用いた成分 1) 発泡体を形成するポリオール ジエチレンアジペート系、日本ポリウレタン工業株式
会社製、商品名「N−101」(水酸基価;56) グリセリンにプロピレンオキサイドを付加重合させた
ポリエーテルポリオール、三洋化成株式会社製、商品名
「PPG−3000」(分子量;3000、水酸基価;
56)
【0043】エチレングリコール及び1,4−ブタン
ジオールとアジピン酸とからなるポリエステルポリオー
ル、三洋化成株式会社製、商品名「AH405」(水酸
基価;60) 3−メチル−1,5−ペンタンジオールとアジピン酸
とからなるポリエステルポリオール、株式会社クラレ
製、商品名「F−3010」(水酸基価;56) β−メチル−δ−バレロラクトンの開環重合により得
られるポリエステルポリオール、株式会社クラレ製、商
品名「L−2010」(水酸基価;56)
【0044】1,4−ブタンジオールとアジピン酸及
びイソフタル酸とからなるポリエステルポリオール、日
立化成ポリマー株式会社製、商品名「テスラックTA2
2−193」(水酸基価;56) ジエチレングリコールとダイマー酸とからなるポリエ
ステルポリオール、日立化成ポリマー株式会社製、商品
名「テスラック2458」(水酸基価;70) エチレングリコール及び1,4−ブタンジオールとア
ジピン酸とからなるポリエステルポリオール、日立化成
ポリマー株式会社製、商品名「テスラック2460」
(水酸基価;56)
【0045】2)発泡剤:メチレンクロライド、水 3) 触媒 N,N−ジメチルアミノエタノール(DMAE)、日
本乳化剤株式会社製 スタナスオクトエート 4) 整泡剤:水酸基含有ポリアルキルシロキサン共重合
体、トーレ・シリコーン株式会社製、商品名「SH−1
93」
【0046】5) エステル (a) オレイン酸とプロピレングリコールとのエステル (b) ステアリン酸とダイマージオール(東亞合成株式会
社製、商品名「ベスポール」、ダイマー酸のカルボキシ
ル基を水酸基に変換した製品)とのエステル (c) オレイン酸と上記ダイマージオールとのエステル (d) ステアリン酸と両末端水酸基含有水添ポリイソプレ
ン(株式会社クラレ製、商品名「TH−LIR」、グレ
ード;TH−21、数平均分子量;2600、水酸基
価;56.1)とのエステル (e) オレイン酸と上記両末端水酸基含有水添ポリイソプ
レンとのエステル
【0047】(f) ステアリン酸とポリアルキレングリコ
ール(三菱化学株式会社製、商品名「ポリテールH
A」、数平均分子量;2000、水酸基価;56)との
エステル (g) オレイン酸と上記ポリアルキレングリコールとのエ
ステル (h) 1分子のダイマー酸と、各2分子の1,4−ブタン
ジオール及びステアリン酸とからなるエステル (i) 1分子のダイマー酸と、各2分子のメチルペンタン
ジオール及びステアリン酸とからなるエステル
【0048】(j) オレイン酸と1,4−ブタンジオール
とのエステル (k) ステアリン酸とブタジエンポリオール、出光石油株
式会社製、商品名「R−45HT」との化合物 (l) ステアリン酸と水添ビスフェノールAプロピレンオ
キサイド付加物、新日本理化株式会社製、商品名「リカ
ビノールHB」との化合物 (m) ステアリン酸とヒマシ油、伊藤製油株式会社製、商
品名「精製ひまし油」との化合物
【0049】6) 比較例に使用した添加物 ジオクチルフタレート ポリブテン、日本石油化学株式会社製、商品名「HV
15」 石油樹脂、三井石油化学工業株式会社製、商品名「F
TR−6100」 石油系液状樹脂、日本石油化学株式会社製、商品名
「ハイゾールSAS−LH」 ヒマシ油モノオール、伊藤製油株式会社製、商品名
「URIC H−31」(水酸基価;155)と、純M
DI、日本ポリウレタン株式会社製、商品名「ミリオネ
ートMT」との化合物
【0050】7) 末端単官能性化合物: イソステアリルアルコール オレイルアルコール 炭素数32〜36の高級アルコールの混合物、新日本
理化株式会社製、商品名「エヌジェコールC3236」 オクタデシルアミン オクタデシルイソシアネート
【0051】8) ポリイソシアネート ポリメリックMDI、日本ポリウレタン株式会社製、
商品名「MR−200」 TDI、日本ポリウレタン株式会社製、商品名「T−
80」〔2,4−TDI/2,6−TDIの80/20
(重量比)混合物〕
【0052】(2) 実施例及び比較例の発泡性組成物 実施例1〜9は、主成分であるポリイソシアネートとポ
リオールに、各種ポオールとモノカルボン酸等からなる
エステルを配合して防水性ポリウレタンフォームを製造
した例である。実施例1〜6は、エステルとして、上記
ダイマージオール、両末端水酸基含有水添ポリイソプレ
ン及びポリアルキレングリコールにステアリン酸又はオ
レイン酸を組み合わせたものを使用した例である。ま
た、実施例7及び8は、ジオールとモノカルボン酸及び
ジカルボン酸からなるエステルを使用した例である。更
に、実施例10〜12は、ブタジエンポリオール等とス
テアリン酸とのエステルを使用した例である。尚、実施
例9は、ステアリン酸と炭素数が下限のジオールからな
るエステルを使用した例である。
【0053】また、実施例13〜17は、エステルとし
てステアリン酸とダイマージオールとからなるものを使
用し、発泡性組成物中のポリオールの種類を変化させた
例であり、実施例18〜20は、このエステルの配合量
を変化させた例である。更に、実施例21〜24は、第
6発明に対応する実施例であり、末端単官能性化合物と
して特に好ましいイソステアリルアルコールと、各種エ
ステルを併用した例である。また、実施例25〜29
は、エステルとして特に好ましい上記のものを使用し、
これに各種末端単官能性化合物を併用した例である。
【0054】一方、比較例1は、エステルとして、オレ
イン酸と炭素数3のジオールであるプロピレングリコー
ルとからなるものを使用した例であり、比較例2〜3
は、ステアリン酸とダイマージオールとのエステルの配
合量を下限未満とした例、及びエステルをまったく使用
しなかった例である。また、比較例4〜15は、本発明
のエステルではない各種疎水性添加物を配合し、且つ発
泡体を形成するポリオール及びポリイソシアネートの種
類を一部変えて防水性ポリウレタンフォームの製造を試
みた例である。
【0055】上記実施例1〜4、実施例5〜8及び実施
例9〜12の各配合をそれぞれ表1、表2、表3に、実
施例13〜17及び18〜20の各配合を表4、表5
に、及び実施例21〜24、実施例25〜29の各配合
をそれぞれ表6、表7に示す。また、比較例1の配合を
表1に、比較例2〜3の各配合を表5に、比較例4〜
9、比較例10〜15の各配合をそれぞれ表8、表9に
示す。尚、表中の数値はすべてポリオールを100重量
部とした場合の重量部を表す。
【0056】(3) 通気性、吸水率及び止水性の評価方法 通気性:JIS P 8117による。 厚さ10mmの試験片を用いた場合に、100mlの空
気が通過するのに要する時間。
【0057】吸水率:50×50×20(厚さ)mm
の試験片を、厚さ方向に圧縮率50%で圧縮し(従っ
て、厚さは10mmとなる。)、水温23℃で、水面下
10cmの水中に24時間浸漬した時の重量増加を測定
し、この重量増加の割合を、50%圧縮時の試験片の体
積を基準として表す。〔吸水率(%)={浸漬前後の重
量変化(g)/50%圧縮時の試験片の体積(c
3 )}×100〕
【0058】止水性:厚さ及び幅ともに15mmの断
面を有する試験片をU字状とし、厚さ方向両側から2枚
のアクリル樹脂板で50%圧縮した状態(従って、厚さ
は7.5mmとなる。)で挟み、U字状底部内面から1
00mmの高さまで水を入れて放置した時の、U字状底
部外面から水がしみだしてくるまでの時間。
【0059】各実施例及び比較例の配合により得られた
ポリウレタンフォームの、密度、セル数及び圧縮残留
歪、並びに通気性、吸水率及び止水性を測定した。その
結果をそれぞれの配合を示した各表に併記する。尚、密
度、セル数、圧縮残留歪の測定方法は下記の通りであ
る。 密度:JIS K 6401 セル数:JIS K 6402 圧縮残留歪:JIS K 6401
【0060】
【表1】
【0061】
【表2】
【0062】
【表3】
【0063】
【表4】
【0064】
【表5】
【0065】
【表6】
【0066】
【表7】
【0067】
【表8】
【0068】
【表9】
【0069】尚、表2及び6のSTA−1,4BD−D
A−1,4BD−STAは、ダイマー酸の両カルボキシ
ル基に1,4−ブタンジオールが2分子付加し、このジ
オールの他の水酸基にステアリン酸が2分子付加したも
のであり、STA−MPD−DA−MPD−STAは、
上記の1,4−ブタンジオールに代えてメチルペンタン
ジオールを使用したものである。また、表7のC32C
36高級アルコールの、C32C36は、炭素数32〜
36のモノアルコールの混合物であることを意味する。
【0070】表1〜3の結果によれば、ステアリン酸等
のカルボン酸と、ダイマージオール等のポリオールとか
らなる各種エステルを60重量部配合した各実施例で
は、セル数は少なくとも60個/25mm以上であり、
優れた圧縮残留歪を有するとともに、通気性は少なくと
も18秒、吸水率は1%未満、且つ止水性は24時間以
上と、いずれも優れた防水性を有することが分かる。特
にモノカルボン酸とジカルボン酸を併用した実施例7〜
8では、通気性及び吸水率がより優れている。尚、実施
例9では、他の実施例に比べて通気性等がやや劣るが、
各比較例に比べれば格段に優れている。
【0071】また、表4の結果によれば、ステアリン酸
とダイマジオールとからなるエステルを60重量部配合
した各例では、使用したポリオールの種類にかかわりな
く、セル数は65〜80個/25mmであり、圧縮残留
歪も優れており、且つ防水性においても、ポリオールの
種類によって通気性には差があるものの、吸水率及び止
水性も含め、非常に優れている。これらの結果から、本
発明では、発泡性組成物中のポリオールの疎水性に特に
配慮する必要はまったくなく、広く各種のポリオールを
使用し得ることが分かる。
【0072】更に、表5の結果によれば、上記エステル
の配合量を、60重量部から30、10及び7重量部へ
と減量した場合、セル数、圧縮残留歪及び通気性はそれ
ほど低下しないものの、吸水率と止水性とは減量に伴っ
て低下していることが分かる。しかし、それでも各比較
例の結果を上回るものであり、本発明のエステルの配合
の効果が現れている。
【0073】また、表6の結果によれば、各種エステル
にイソステアリルアルコール2重量部を併用した場合、
使用したエステルの種類によらず、セル数は60個/2
5mm以上であり、通気性等の防水性もエステルによる
ばらつきはあるものの、いずれの例においても良好な結
果となっている。
【0074】更に、表7の結果によれば、ステアリン酸
とダイマージオールからなるエステル10重量部に加
え、各種末端単官能性化合物を併用した場合、使用した
末端単官能性化合物の種類或いは配合量にかかわりな
く、セル数は65〜70個/25mmとなっており、圧
縮残留歪も優れている。また、防水性においても、いず
れも非常に優れており、上記エステル10重量部のみを
配合した実施例19に比べ、通気性、吸水率及び止水性
のいずれもが向上していることが分かる。
【0075】上記のように本発明の防水性樹脂発泡体で
は、使用するエステル又は末端単官能性化合物の種類及
びその配合量を適宜選択し、組み合わせることにより、
たとえエステルの添加量が下限値に近い少量であって
も、用途、目的等に応じて、幅広い物性、防水性等を備
えた製品を得ることができる。
【0076】一方、表1の比較例1では、ポリオールの
炭素数が3と少ないため、セル数、圧縮残留歪には問題
ないものの、通気性がやや劣っており、また、吸水率及
び止水性はともに非常に劣っていることが分かる。実施
例9ではエステルとしてオレイン酸と炭素数4の1,4
−ブタンジオールとのエステルを使用しており、ポリオ
ールの炭素数が3のプロピレングリコールと、炭素数が
4の1,4−ブタンジオールとの間に非常に大きな違い
があることが分かる。
【0077】また、表5の比較例2では、上記エステル
の配合量を5重量部としたが、その結果、セル数、圧縮
残留歪は各実施例と同等であるものの、配合量が7重量
部の実施例20と比べて、通気性及び吸水率は大きく低
下し、且つ止水性は僅か1時間と著しく低下している。
また、エステルを配合しなかった比較例3では、セル数
もやや減少し、止水性等も極端に劣っていることが分か
る。
【0078】更に、表8及び表9の結果によれば、本発
明のエステル或いは末端単官能性化合物とは異なる各種
疎水性材料を添加した比較例4〜15では、各比較例間
で差はあるものの、ほとんどの場合、物性、防水性いず
れも各実施例に比べて大きく劣っていることが分かる。
【0079】特に、添加剤として芳香族ジカルボン酸で
あるフタル酸と、炭素数8のモノアルコールであるオク
チルアルコールとからなるエステルである、ジオクチル
フタレートを60重量部使用した比較例4では、セル数
が40個/25mmと少なくなっており(セル径が大き
くなっており)、吸水率は23.5%と著しく大きく、
且つ通気性及び止水性は、測定開始と同時に通気或いは
漏水を生じ、測定不可であった。また、比較例5も同様
に著しく防水性に劣るものであった。
【0080】また、発泡性組成物中のポリオールとして
疎水性の高いダイマー酸系のポリエステルポリオールを
使用した比較例12でも、止水性は15分と極端に劣っ
ており、この結果は疎水性材料を樹脂骨格中に取り入れ
ただけでは、十分な防水性が得られないことを裏付けて
いる。更に、各比較例の中では、疎水性の添加物として
石油樹脂30重量部と石油系液状樹脂30重量部を併用
した比較例11及び13〜14において、通気性が10
〜15秒、吸水率が1%、止水性が6時間と比較的良い
結果となっているが、本発明のエステルを7重量部配合
した実施例24に比べれば劣っていることが分かる。
【0081】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。例え
ば、多官能性化合物として疎水性を大きく高めたポリオ
ール成分等を使用することもできる。また、エステル、
末端単官能性化合物の他に、更にセロソルブアセテート
類、ナフサ、キシレン、トルエン等の有機溶剤、アセト
ン、メチルエチルケトン等のケトン類、ステアリン酸等
の炭素数8以上のカルボン酸及び/又はその塩、及び精
油等の単品又は混合物などを発泡体本来の特性が損なわ
れない範囲、通常は多官能性化合物100重量部に対し
て0.5〜5重量部程度の量を配合することにより、防
水性をより高めることもできる。更に、ビスフェノール
A、ブタジエンポリオール及びヒマシ油と、オレイン酸
とからなるエステル含有させた発泡性組成物を使用して
も、同様に優れた防水性を有する樹脂発泡体を得ること
ができる。
【0082】
【発明の効果】第1発明の防水性樹脂発泡体では、疎水
性の強い長鎖の炭化水素基がエステル基によって結合さ
れ、その疎水性が長鎖炭化水素化合物に比べてやや抑え
られたエステルを疎水性材料として使用している。その
ため、疎水性材料とポリオール等との相溶性が向上し、
発泡性組成物調製時等において作業性に優れるものであ
る。
【0083】また、得られる発泡体はセル径の小さい均
質なものであり、例えば長鎖炭化水素化合物を添加した
場合のように、セル径が大きくなり、通気性が過大とな
るようなことがなく、非常に優れた止水性が実現され
る。この疎水性と止水性とのバランスは、エステルが第
2発明の炭素数のポリオールとカルボン酸とからなる場
合に特に優れており、更に第3発明のダイマージオール
を使用した場合により優れた性能を有する防水性樹脂発
泡体が得られる。
【0084】これらエステルの配合量は、特に第4発明
のように、多官能性化合物100重量部に対して、10
〜70重量部の範囲が好ましく、この範囲であれば、発
泡体本来の特性を損なうことなく、第5発明にあるよう
な優れた防水性を有する樹脂発泡体が得られる。更に、
本発明では、第6発明のように、エステルに加えて、第
7発明のような特定の末端単官能性化合物等を、特に第
8発明に特定する配合量、併用することが好ましく、こ
れによって第9発明のように優れた防水性が長期に渡っ
て維持される。
フロントページの続き (72)発明者 近藤 敏 愛知県安城市今池町3丁目1番36号 株式 会社イノアックコーポレーション安城事業 所内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリイソシアネート、少なくとも2個の
    活性水素基を有する化合物、及びエステルを含む発泡性
    組成物を発泡、硬化させて得られる防水性樹脂発泡体で
    あって、 上記エステルは、炭素数4〜50の下記のポリオール
    と、炭素数12以上のモノカルボン酸又は該モノカルボ
    ン酸及び炭素数8以上のジカルボン酸とからなるもので
    あり、上記化合物を100重量部とした場合に、上記エ
    ステルは7〜100重量部であることを特徴とする防水
    性樹脂発泡体。ポリオール;ビスフェノールA又は水添
    ビスフェノール或いはそれらに炭素数2〜4のアルキレ
    ンオキサイドを2〜10モル付加重合して得られるジオ
    ール、ポリアルキレン基の両末端に水酸基が付加された
    ジオール又はトリオール、分子量1000以下のポリエ
    ステルポリオール、分子量1000以下のポリエーテル
    ポリオール、及びこれら以外の炭素数4〜50のジオー
    ル。(但し、ビスフェノールA、ブタジエンポリオール
    及びヒマシ油と、オレイン酸とからなるエステルは除
    く。)
  2. 【請求項2】 上記ポリオールの炭素数は6〜36であ
    り、上記モノカルボン酸の炭素数は16〜36であっ
    て、上記ジカルボン酸の炭素数は15〜36である請求
    項1記載の防水性樹脂発泡体。
  3. 【請求項3】 上記ポリオールは、ダイマージオール、
    分子量1000〜4000のポリアルキレンジオール、
    メチルペンタンジオール、メチルオクタンジオール及び
    ノナンジオールのうちの少なくとも1種であり、上記モ
    ノカルボン酸はステアリン酸、オレイン酸のうちの少な
    くとも1種である請求項1又は2記載の防水性樹脂発泡
    体。
  4. 【請求項4】 上記少なくとも2個の活性水素基を有す
    る化合物を100重量部とした場合に、上記エステルは
    10〜70重量部である請求項1乃至3のいずれか1項
    に記載の防水性樹脂発泡体。
  5. 【請求項5】 下記の評価方法によって測定した通気性
    が10〜60秒、吸水率が0.3〜1.3%、及び止水
    性が12時間以上である請求項1乃至4のいずれか1項
    に記載の防水性樹脂発泡体。 通気性:JIS P 8117による。 吸水率:50×50×20(厚さ)mmの試験片を、厚
    さ方向に圧縮率50%で圧縮し(従って、厚さは10m
    mとなる。)、水温23℃で、水面下10cmの水中に
    24時間浸漬した時の重量増加を測定し、この重量増加
    の割合を、50%圧縮時の試験片の体積を基準として表
    す。〔吸水率(%)={浸漬前後の重量変化(g)/5
    0%圧縮時の試験片の体積(cm3 )}×100〕 止水性:厚さ及び幅ともに15mmの断面を有する試験
    片をU字状とし、厚さ方向両側から2枚のアクリル樹脂
    板で50%圧縮した状態(従って、厚さは7.5mmと
    なる。)で挟み、U字状底部内面から100mmの高さ
    まで水を入れて放置した時の、U字状底部外面から水が
    しみだしてくるまでの時間。
  6. 【請求項6】 ポリイソシアネート、少なくとも2個の
    活性水素基を有する化合物、及びエステルを含む発泡性
    組成物を発泡、硬化させて得られる防水性樹脂発泡体で
    あって、 上記エステルは、炭素数4〜50のポリオールと、炭素
    数12以上のモノカルボン酸又は該モノカルボン酸及び
    炭素数8以上のジカルボン酸とからなるものであり、上
    記化合物を100重量部とした場合に、上記エステルは
    7〜100重量部であって、且つ上記発泡性組成物は、
    一端又は中間部に炭素数6以上の炭化水素基を有し、他
    端に、上記ポリイソシアネートに含まれるイソシアネー
    ト基と反応する1個の活性基、若しくは上記少なくとも
    2個の活性水素基を有する化合物に含まれる活性水素基
    と反応する1個の活性基(これら活性基は分子鎖の末端
    の炭素原子又は該末端炭素原子の隣の炭素原子に結合し
    ている。)を有する末端単官能性化合物を含有している
    ことを特徴とする防水性樹脂発泡体。(但し、ビスフェ
    ノールA、ブタジエンポリオール及びヒマシ油と、オレ
    イン酸とからなるエステルは除く。)
  7. 【請求項7】 上記末端単官能性化合物は、モノアルコ
    ール、モノアミン及びモノイソシアネートから選ばれる
    1種又は2種以上である請求項6記載の防水性樹脂発泡
    体。
  8. 【請求項8】 上記少なくとも2個の活性水素基を有す
    る化合物を100重量部とした場合に、上記末端単官能
    性化合物は0.1〜35重量部である請求項6又は7に
    記載の防水性樹脂発泡体。
  9. 【請求項9】 請求項5に記載の方法によって測定した
    通気性が20〜50秒、吸水率が0.4〜0.7%、及
    び止水性が12時間以上である請求項6乃至8のいずれ
    か1項に記載の防水性樹脂発泡体。
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