JPH0853565A - 硬質ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾン層破壊を防止するという観点から、代
替えフロンとして、従来使用していた発泡剤Ｆ−１１に
比べて、発泡効率の低い発泡剤Ｆ_141bを用いながらも、
吹き付け躯体面等の温度が低い場合でも、オーバーオー
ル密度をこれまでのＦ−１１並に抑えた硬質ポリウレタ
ンフォームの製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 ポリイソシアネート成分と触媒、ジクロロモ
ノフルオロエタンを含む発泡剤、整泡剤、その他の助剤
を混合したポリオール成分とをミキシングヘッドにて混
合し発泡させる硬質ポリウレタンフォームのエアレスス
プレー発泡において、ポリイソシアネート成分とポリオ
ール成分とをミキシングヘッド内で各々液温３５℃以上
５５℃以下で混合し発泡させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として断熱材等とし
て使用される硬質ポリウレタンフォーム及びイソシアヌ
レート変性ポリウレタンフォーム（以下単に硬質ポリウ
レタンフォームという）の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】硬質ポリウレタンフォームは、その断熱
性及び自己接着性の良好なことから、住宅、冷蔵庫等の
断熱材として広く利用されている。この硬質ポリウレタ
ンフォームは、一般にポリヒドロキシ化合物と、ポリイ
ソシアネート化合物とを、触媒、発泡剤、整泡剤及びそ
の他助剤と共に混合・攪拌し、気泡の存在下で反応させ
ることにより製造されている。そして、この場合の発泡
剤としては、その低い熱伝導率と沸点が常温付近にある
という利点から、主としてトリクロロモノフルオロメタ
ン（以下Ｆ₁₁とする）が用いられてきた。

【０００３】しかしながら、このＦ₁₁は、地球のオゾン
層破壊という大気環境に対する悪影響が明らかとなり、
規制対象物質として使用量の削減、更には全廃が要請さ
れている。このＦ₁₁に代表されるクロロフルオロカーボ
ン（以下ＣＦＣとする）は、分子中に水素原子を含まな
い構造であり、化学的に安定なため分解しにくく、成層
圏で初めて分解され、そこで発生した塩素がオゾンを破
壊するとされている。

【０００４】このＦ₁₁の削減方法としては、発泡剤とし
て水を併用し、水とポリイソシアネート化合物との反応
により生じる炭酸ガスを利用するのが一般的であるが、
炭酸ガスの熱伝導率が相対的に高く、更には炭酸ガスが
フォーム内から大気中へ拡散し、空気と置換しやすく、
断熱性、寸法安定性が劣ってしまう等により、全てのＦ
₁₁を炭酸ガスで置き換えることは現状の技術では難しい
こととされている。従って、Ｆ₁₁と同等の効果を有し、
かつオゾン層を破壊しにくい物質の開発利用が不可欠と
なっている。

【０００５】かかるＣＦＣの代替え物質としては、分子
中に一つ以上の水素原子を含みＣＦＣほど安定でなく、
オゾン層を破壊しにくい構造となっているハイドロクロ
ロフルオロカーボン（以下ＨＣＦＣ）、或はハイドロフ
ルオロカーボン（以下ＨＦＣ）の開発が進んでおり、こ
れらを用いて硬質ポリウレタンフォームを製造すること
は社会的要請である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような社会的要請
を受けて、沸点がＦ₁₁よりやや高いものの、硬質ポリウ
レタンフォームを製造する上で、オゾン層を破壊しがた
い点で比較的利用しやすいＨＣＦＣとなるジクロロモノ
フルオロエタン（以下Ｆ_141bとする）について、主とし
て高圧スプレー発泡機を用いた例が従来より提案されて
きている。しかし発泡剤としてＦ_141bを使用してこの高
圧スプレー発泡機により吹き付け発泡を行い、積層させ
て所定の厚みの硬質ポリウレタンフォームを得る際、Ｆ
_141bの発泡効率が悪い為に、例えば躯体に吹き付けたフ
ォーム全体（スキン層を含む）の密度（以下オーバーオ
ール密度という）が高くなり、原料コストが増大すると
いう問題があった。

【０００７】このオーバーオール密度は、吹き付け総厚
味が比較的薄い場合には、吹き付け躯体面温度の影響を
大きく受ける。この理由はＦ_141bがポリエーテルポリオ
ール化合物やポリイソシアネート化合物に対して強い溶
解性を示すことが根本原因として挙げられ、躯体面温度
が低い場合には、Ｆ_141bの気化、発泡に必要とされる十
分な熱量を確保出来ずに発泡効率が低下する。特に集合
住宅やオフィスビル等の結露防止用途等で吹き付け総厚
味が１５〜２０ｍｍと薄い時には躯体に熱を奪われ易
く、オーバーオール密度の増大が著しいという傾向があ
る。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、発泡
剤としてＦ_141bを用いながら、吹き付け躯体面の温度が
低い場合でも、オーバーオール密度をこれまでのＦ−１
１並に抑えた硬質ポリウレタンフォームの製造方法を提
供することを目的としているものである。

【０００８】

【課題を解決するするための手段】本発明者等は、鋭意
検討を重ねた結果、次のような手段を用いることにより
上記問題を解決し、本発明に至ったのである。すなわ
ち、ポリイソシアネート成分と触媒、ジクロロモノフル
オロエタンを含む発泡剤、整泡剤、その他の助剤を混合
したポリオール成分とをミキシングヘッドにて混合し発
泡させる硬質ポリウレタンフォームのエアレススプレー
発泡において、ポリイソシアネート成分とポリオール成
分とをミキシングヘッド内で各々液温３５℃以上５５℃
以下の範囲で混合し発泡させることを特徴とする硬質ポ
リウレタンフォームの製造方法である。

【０００９】ミキシングヘッド内の液温が３５℃より低
い場合には、オーバーオール密度を下げるための効果が
不十分であり、５５℃以上の場合は、反応が早くなり過
ぎて発泡が不安定となり良好なフォームが得られない。

【００１０】本発明において使用されるポリオール成分
については特に限定する必要はなく、例えばグリセリ
ン、ペンタエリスリトール、蔗糖、エチレンジアミン等
にエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアル
キレンオキサイドを開環付加重合して得られるポリエー
テルポリオール類や、アジピン酸、コハク酸等の多塩基
酸とエチレングリコール、プロピレングリコール等のポ
リヒドロキシル化合物との重縮合反応、或はラクトン類
の開環重合によって得られるポリエステルポリオール類
があり、各々単独に使用することも出来るし、或は自由
に二種類以上を組み合わせて使用することも出来る。

【００１１】本発明で使用される触媒としては、例えば
ジブチル錫ジラウレート、鉛オクトエート、スタナスオ
クトエート等の有機金属系化合物、トリエチレンジアミ
ン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン等のアミン系
化合物等、通常ウレタンフォーム分野で用いられている
ものであれば特に制限はなく、また、Ｎ、Ｎ′、Ｎ″−
トリス（ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−Ｓ−
トリアジン、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム等のイ
ソシアヌレート変性化に用いられるものも利用出来る。

【００１２】発泡剤としてのジクロロモノフルオロエタ
ンの使用量は、目的とする発泡体の密度により任意に決
定されるが、通常、全ポリヒドロキシ化合物１００重量
部に対し１０〜８０重量部、特に２０〜７０重量部が望
ましい。また、必要に応じて、水、Ｆ_141b以外のＨＣＦ
Ｃ、塩化メチレン等のハイドロクロロカーボン類の一種
または二種以上の発泡剤が使用できる。この場合、併用
すべき発泡剤の量としては、全ポリオール成分１００重
量部に対し、０〜８０重量部の中で任意に選定できる
が、Ｆ−２２、Ｆ−１３４等の低沸点のＨＣＦＣ或はＨ
ＦＣを併用する場合は０〜５重量部という極少量の使用
で良く、その場合は、予めＦ_141bと混合した混合フロン
の形で配合原料中に投入したり、または第３成分として
成分原液中に投入する等の簡便な方法を使用できる。

【００１３】整泡剤としては、硬質ポリウレタンフォー
ム製造用として効果のあるものは全て使用できる。例え
ばポリアルキレンアルキルエーテル等のアルキルエーテ
ル等のポリオキシアルキレン系のもの、オルガノポリシ
ロキサン等のシリコーン系のもの等を通常の使用量で用
いることができる。

【００１４】更に、本発明においては、上記以外の任意
成分、例えば難燃剤、充填剤等も本発明の目的を妨げな
い範囲で使用することができる。

【００１５】又、本発明に使用できるポリイソシアネー
ト化合物としては、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、トリレンジイソシアネート等の芳香族系イソシアネ
ート類、イソホロンジイソシアネート等の脂環族系イソ
シアネート類、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂
肪族系イソシアネート類及びそれらの粗製物等が使用で
きる。ポリヒドロキシ化合物及び水等の他の活性水素を
有する化合物の全量に対するポリイソシアネート化合物
の使用量、即ちイソシアネート指数は通常の硬質ポリウ
レタンフォームを製造する場合８０〜１３０の範囲、イ
ソシアヌレート変性硬質ポリウレタンフォームを製造す
る場合１５０〜３５０の範囲とすることが望ましい。

【００１６】そして、上記原料から硬質ポリウレタンフ
ォームを製造する際には、通常エアレス混合タイプの高
圧スプレー発泡機等が使用される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。下記方法によって実施例１〜２、比
較例１〜２の硬質ポリウレタンフォームを製造した。各
例の配合成分及び試験結果を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】なお、表１中の配合成分としては、各々以
下のものを用いた。 ポリオールＡ：東邦理化（株）製・ポリエステルポリオ
ール・ＰＬ−２５２ ポリオールＢ：アーコケミカル（株）製・ポリエーテル
ポリオール・ＡＲＣＯＬ３７７３ 難燃剤：ストファージャパン（株）製・ファイロールＰ
ＣＦ 整泡剤：日本ユニカ（株）製・シリコーン整泡剤Ｌ−５
４２０ アミン系触媒Ａ：花王（株）製・テトラメチルヘキサメ
チレンジアミン（カオライザーＮｏ．１） アミン系触媒Ｂ：花王（株）製・ビス（ジメチルアミノ
エチル）エーテル（カオライザ−Ｎｏ．１２Ｐ） 金属系触媒Ａ：日本化学産業（株）製・オクチル酸鉛の
ＤＯＰ溶液。鉛濃度１７％ 金属系触媒Ｂ：日本化学産業（株）製・２エチルヘキシ
ル酸カリウムのジエチレングリコール溶液。カリウム濃
度１５％ 発泡剤Ａ：ダイキン工業（株）製・ダイフロン１４１ｂ 発泡剤Ｂ：旭硝子（株）製・ＡＦ−１１ ポリイソシアネート：住友バイエルウレタン（株）製・
粗製ジフェニルメタンジイソシアネート「スミジュール
４４Ｖ−１０」

【００２０】（実施例１〜２）表１に示す配合処方に従
って、先ず配合液Ａ、ポリイソシアネートの２成分を準
備した。次いで、エアレス混合タイプの高圧スプレー発
泡機システムとしてガスマーモデルＦＦユニット（ガス
マー社製）を用い、配合液Ａ及びポリイソシアネートを
メインポンプから圧送し、縦９１０ｍｍ、横１８００ｍ
ｍ、厚さ５ｍｍのけい酸カルシウム板上に８〜１２℃の
室温下でスプレー発泡した。尚、発泡機における配合液
温度の設定は実施例１、２としてそれぞれ４０℃、３５
℃とし、エアポンプの空気圧は５ｋｇ／ｃｍ² とした。
又、硬質ポリウレタンフォームは一層を１０ｍｍ位で３
回積層した。

【００２１】（比較例１〜２）発泡機における配合液温
度の設定を３０℃に下げて設定した以外は実施例１〜２
と全く同じ配合処方、発泡機、発泡条件でスプレー発
泡、積層した。

【００２２】各硬質ポリウレンフォームのフォーム密度
については、下記方法により調べ、図１に記載した。 オーバーオール密度：フォームを躯体付きの状態で、厚
味はそのままとして、サイズ１００×１００ｍｍで切り
出し、フォーム体積と躯体付き重量を測定した後、フォ
ーム部分を剥し躯体重量を差し引いて求める。 コア密度：フォームのコア部分を、内部にスキン層を一
層含むように５０×５０×１０ｍｍ（ｔ）で切り出して
測定する。 下吹き層密度：フォームを躯体付きの状態で、１００×
１００×５ｍｍ（ｔ）で切り出し、フォーム体積と躯体
付き重量を測定した後フォームを剥し躯体重量を差し引
いて求める。

【００２３】上記実施例、比較例から明らかなように、
スプレー発泡時、ポリオール成分（配合液Ａ）及びポリ
イソシアネート成分の各液温が３５℃以上では、オーバ
ーオール密度が特定フロン使用時（比較例２）並の硬質
ポリウレタンフォームが得られたが、各液温が通常特定
フロン系で使用されている温度域（３５℃以下）では、
下吹き層部の密度が著しく上昇しオーバーオール密度が
増大した（比較例１）。

【００２４】

【発明の効果】本発明により、発泡剤としてＦ_141bを用
いながら発泡時の雰囲気温度が低い場合に、ポリオール
成分及びポリイソシアネート成分の液温を３５℃以上５
５℃以下に温度調節したものを使用することにより、オ
ーバーオール密度が、特定フロン使用時並の原料コスト
の上昇を抑えた硬質ポリウレタンフォームを得ることが
できる製造方法を提供することができ、環境上の欠点を
激減させ得、その産業上の利用価値は極めて高いもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例及び比較例にて作成した硬質ポ
リウレタンフォームの各種密度の測定位置を示す該略説
明図である。

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 Ｃ０８Ｌ 75:04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリイソシアネート成分と触媒、ジクロ
   ロモノフルオロエタンを含む発泡剤、整泡剤、その他の
   助剤を混合したポリオール成分とをミキシングヘッドに
   て混合し発泡させる硬質ポリウレタンフォームのエアレ
   ススプレー発泡において、ポリイソシアネート成分とポ
   リオール成分とをミキシングヘッド内で各々液温３５℃
   以上５５℃以下の範囲で混合し発泡させることを特徴と
   する硬質ポリウレタンフォームの製造方法。