JPS6191213A - 歴青物フオ−ム又は歴青物エラストマ−の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は歴青物フオーム又は歴青物エラストマーの製造
方法に係り、特に各種の目地材料及び防音、防振材料等
として使用するに好適な歴青物フオーム又は歴青物エラ
ストマーの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

Ｗ′曙　市ｍ凱スい！÷−１十丁膚竺Ｌ１旧、１プＪｄ
＋　ＩＦＩセれる目地材料には撥水性、更には緩やかな
復元力を有するという基本的な性質が要求される。また
、各種建材等の防音、防振材料においても、緩やかな復
元力を有することが要求されている。　′従来、アスフ
ァルト発泡体等の歴青物発泡体（以下、これを「歴青物
フオーム」と言う、）は、発泡体の適度な復元力及びア
スファルト等の歴青物の高撥水性の双方の性質を具備し
ているところから、目地材料として広く用いられている
。

歴青物フオームは、また、防音、防振材料等としても利
用し得る。

一方、アスファルト等の歴青物を発泡させないタイプの
もの（以下、これを「歴青物エラストマー」と言う、）
も、その撥水性を活用して目地材として利用し得る。歴
青物エラストマーはその撥水性及び緩やかな復元力から
目地材として好適であるとともに、プレポリマーとして
親水性のポリエーテルポリオール（エチレンオキサイド
含有率１５％以上）を用いれば水膨潤性を具備した材料
が得られ、目地材としても広範囲に利用することができ
る、しかも歴青物としてアスファルトを用いた場合には
、アスファルトは安価であるため、従来の水膨潤性ウレ
タン樹脂の目地材に比べ、コスト的にかなり有利な目地
材が得られる。

アスファルト発泡体に代表される歴青物フオームの製造
方法としては、従来、 ■　連続気泡を有する軟質ウレタンフオームにアスファ
ルトを溶融して含浸する、又は、連続気泡を有する発泡
体にアスファルトエマルジョンを含浸する方法（以下、
これを「含浸法」と言う、） 及び ■　親木性ポリエーテルポリオール（エチレンオキサイ
ド含有率１５％以上）を有機イソシアネートとを反応さ
せて得たウレタンプレポリマーとアスファルトの水性エ
マルジョンを反応させて発泡させる方法（以下、これを
「発泡法」　と言う、） が知られている。

これらの方法によれば、いずれも、アスファルトによる
撥水性を具備するとともに、［１地材に適した緩やかな
復元力を具備した歴青物フオームを製造することができ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記従来の歴青物フオームの製造方法のう
ち、含浸法は、発泡体にアスファルトを含浸させて製造
するため、いわゆる含浸ムラを生じて、均一な品質のフ
オームが得られ難いという問題があった。また、含浸に
よって発泡体に付着されたアスファルトは比較的脱離し
やすく、このため繰返し圧縮変形を受けた場合には、含
浸されたアスファルトが徐々に失なわれて、フオームの
品質が低下するという問題があった。

また、発泡法は、作製時に予め、アスファルトの水性エ
マルジョンを作製しておく必要があり、フオーム製造に
手間を要する。しかも、アスファルトの水性エマルジョ
ンを用いるところから、同一のプレポリマーを使用して
、密度を自由にコントロールすることが困難であり、得
られるフオームを多様化させ難いという面で不利である
。更には１発泡時のアスファルトの水性エマルジョンと
の相溶性の面から、エチレンオキサイド含有率１５％以
上という親水性のポリエーテルポリオールを用いている
ため、使用できるボ・リオール類が限定されるとともに
、得られるフオームの撥水性の面で不利であるという問
題点を有していた。

一方、歴青物エラストマーについては、エラストマーで
あるためアスファルトの含浸はできず、従って、含浸法
により歴青物エラストマーを製造することはできない、
また、アスファルトの水性エマルジョンを用いる方法に
よっても、水が含まれているかぎり、発泡反応が必然的
に生じてしまうことから、原理的に７スフアルトエラス
トマーの作製はできない、このようなことから、従来の
方法により、歴青物エラストマーを製造することはでき
なかった。

［問題を解決するための手段］ 上記従来の問題点を解決するために、本発明の歴青物フ
オーム又は歴青物エラストマーの製造方法は、歴青物を
そのままウレタンプレポリマーに混合させ・、水及び／
又は架橋剤を添加して、歴青物フオーム又は歴青物エラ
ストマーを容易に製造するものであり。

ポリオールと有機イソシアネートを反応させて得られる
末端イソシアネートウレタンプレポリマーに、歴青物を
添加混合した後、水及び／又は多官能架橋剤を添加混合
して発泡硬化又は硬化させることを特徴とする歴青物フ
オーム又は、歴青物エラストマーの製造方法。

を要旨とするものである。

以下に本発明につき詳細に説明する。

本発明においては、まず、ポリオールと有機イソシアネ
ートとを反応させて得られる末端イソシアネートウレタ
ンプレポリマーに、歴青物を添加温合する。

本発明に用いられるポリオールは、一般のウレタンプレ
ポリマーの製造に使用されるポリオール、例えば、ポリ
エーテルポリオール、ポリエステルポリオール等のいず
れも用いることができる。なお、ポリエステルポリオー
ルを用いて製造したウレタンプレポリマーは、その粘度
が高いこと、及び、得られる歴青物フオーム又は歴青物
エラストマーの耐加水分解性が低いことを考慮すると、
ポリエーテルポリオールを用いるのが好ましい。

ポリエーテルポリオールとしてはエリスリトール、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等の多価アルコールのアルキ
レンオキサイド付加物、ジェタノールアミン、トリエタ
ノールアミン等のフルキレンオキサイド付加物等が用い
られ。

ポリエステルポリオールとしてはマロン酸、コハク酸、
アジピン酸等の脂肪族カルボン酸、フタル酸等の芳香族
カルボン酸、又はこれらの混合物とエチレングリコール
、フロピレンゲリコール、フチレンゲリコール、ジエチ
レングリコール等の脂肪族グリコール又はグリセリン、
トリメチロールプロパン等のトリオ゛−ルとから重縮合
して得られる末端にヒドロキシル基を有するポリエステ
ルポリオール、或いは、ラクトンの開環重合で得られる
ボロカプロラクトンの如き末端にヒドロキシル基を有す
るポリエステルポリオールが用いられる。

なお、ポリエーテルポリオールとしては、いかなるエチ
レンオキサイド含有率のものも使用できるが、製造され
る歴青物フオームの撥水性を考えるとエチレンオキサイ
ド含有率の低い方が好ましい、但し、歴青物エラストマ
ーを製造する場合、水膨潤性の歴青物エラストマーを得
るためには、エチレンオキサイド含有率の高いポリエー
テルポリオールを使用する必要がある。

また本発明において使用される有機イソシアネートとし
ては、一般にウレタンプレポリマーを製造するのに用い
られるものでよく、２個以上のイソシアネート基を同一
分子中に含有する脂肪族及び芳香族系ポリイソシアネー
ト単量体混合物及びそれらの変性物等が好ましい、具体
的には、脂肪族イソシアネートとしては、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メ
チルシクロヘキサンジイソシアネート等があり、芳香族
イソシアネートとしてはトリレンジイソシアネート（２
，４−および／又は２．６−異性体）、ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ア
ニリンとホルムアルデヒドとの低重縮合物とホスゲンと
の反応によって得られる多価ポリイソシアネート等が挙
げられる。これらのポリイソシアネートのうち、トリレ
ンジイソシアネートの異性体比、即ち２．４一体と２．
６一体との混合比（重量比）が８０＝２０ないし８５：
３５のものが一般に有用性が高いと共に、廉価で入手し
易いため好ましい。

前記ポリオール及び有機イソシアネートとを反応させて
得られるウレタンプレポリマーとしては、末端がイソシ
アネート基であれば良く、そのＮ００％（！１！量％、
以下、木’Ｊ１細書において「％」は「重量％」を表す
ものとする。）に特に制限はない、但し、末端イソシア
ネート基のみで、ウレタンプレポリマー中に他の遊離有
機イソシアネート基が存在しないとウレタンプレポリマ
ー粘度が高くなり取り扱い難く、反面、Ｔｔ離有機イソ
シアネート基が多すぎると製造されるＦｆ＋４？物フオ
ームの密度をコントロールするのが困難となる」　（こ
れは発泡倍率が大きくなり過ぎ、フオーム収縮し易くな
るためである。）このようなことから、Ｎ００％の範囲
を４〜１８％とするものが好ましい。

歴青物としては、コールタール、木タール、オイルガス
タール、骨炭タール、石油タール、アスファルト、ピッ
チ類等が挙げられるが、特にアスファルトが好ましい。

アスファルトとしては、天然アスファルト、アスファル
ト基原油を蒸留した残留物として得られるストレートア
スファルト、又はこれに加熱空気を送入して酸化重合さ
せたブローンアスファルトその他、これらの各種アスフ
ァルトに溶剤を入れて粘度を低くしたいわゆるカットバ
ックアスファルトの何れを用いてもよい、これらのアス
ファルトの針入度は高い方が取り扱い易く、針入度６０
以上のものを用いるのが好ましい、アスファルトの針入
度が低すぎると、流動性を得るために、高温（１００℃
以１−）加熱する心霊があるため、発泡させる際に、反
応をコントロールするのが困難になる。

アスファルト等の歴青物の添加量は、ウレタンプレポリ
マーの重量部に対して広い範囲で添加することが可能で
あるが、歴青物添加量が少な過ぎると製造される歴青物
フオーム又は歴青物エラストマーに緩やかな復元力が得
られず、また、歴青物添加量が多過ぎると硬化反応が極
めて遅くなるとともに製造される歴青物フオーム又は歴
青物エラストマーの強度が極端に低下し、良好なフオー
ム又はエラストマーが得られない、従って、歴青物フオ
ーム、歴青物エラストマーのいずれの製造に際しても、
歴青物添加量は、ウレタンプレポリマー１００重量部に
対して１５０重量部以下、特に８０〜１２０重量部とす
るのが好ましい。

歴青物は添加混合の際に、必要に応じて加熱溶融するの
が好ましい。

本発明においては、末端イソシアネートウレタンプレポ
リマーに、歴青物を添加混合した後。

木及び／又は多官能架橋剤を添加混合する。

多官能架橋剤としては、水酸基、アミノ基等の活性水素
を含有する化合物が挙げられる。具体的には、エチレン
グリコール、°プロピレングリコール等の二価アルコー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン等の三価アル
コール、その他三価ないしへ価のアルコール等の多価ア
ルコール、アルキルアミン、ジアルキルアミン等のモノ
アミン、エタノールアミン、ジェタノールアミン、トリ
エタノールアミン等のフルカノールアミン、エチレンジ
アミン、その他ポリアルキレンポリアミン等の活性水素
含有化合物が挙げられる。これらのうち特に好ましいの
はジェタノールアミンである。

本発明において、ウレタンプレポリマーと歴青物との混
合物に、発泡・架橋剤としての水及びジェタノールアミ
ン等の多官能架橋剤を添加し、混合攪拌すると、水の存
在によりウレタンプレポリマー中の遊離イソシアネート
基が下式のように反応して、炭酸ガスが発生し、発泡作
用が行なわれ、歴青物フオームが（１）られる。

−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ＋ＨＯ→−ＮＨ２＋Ｃ０２この時生成した
炭酸ガスによる発泡作用と攪拌による機械的な混合操作
により、歴青物粒子は全体に均一に分散されるため、本
発明で得られる歴青物フオームは従来の含浸法で得られ
るもののように歴青物の分布に部分的にムラが生じるこ
とがなく、均一な品質のものとなる。また、本発明によ
って得られる歴青物フオームは、歴青物自体がフオーム
基体を構成しているため、合成樹脂発泡体に歴青物を含
浸させた歴青物フオームのように歴青物がフオーム基体
から分離されることがない、従って品質の劣化を生じる
ことがなく優れた耐久性を有している。

一方、発泡剤である水の添加量を減少し、代りにジェタ
ノールアミン量を増加すると炭酸ガスの発生量が少なく
なり、その分、得られる歴青物フオームの密度は高くな
る。更に水量を減少し、水を全く使用せず、ジェタノー
ルアミン等の多官能架橋剤のみを使用した場合には１発
泡は全く起こらず、Ｗ＋’；物エラストマーが得られる
。

このように、水の添加量と多官能架橋剤の添加量とを連
続的に変化させることにより、得られる歴青物フオーム
の連続的な密度コントロールが可能となり、また歴青物
エラストマーも容易に製造することができる。

多官能架橋剤の添加量は、ウレタンプレポリマーのイソ
シアネート基に対する多官能架橋剤の官能基の当量比で
、０．１〜１．２の範囲が好ましい、多官能架橋剤とし
てジェタノールアミンを用いる場合の当量比は０．３〜
１．２の範囲が好ましい。

なお、無発泡系の歴青物エラストマーを製造する場合に
おいては、ウレタンプレポリマーとして親水性プレポリ
マーと親木性でないプレポリマーとを適宜混合調製する
ことにより、膨潤率を連続的にコントロールすることが
可能である。

なお、本発明においては、原料中に水酸化アルミニウム
、クレー、炭酸カルシウム等の充填剤、顔料、防錆剤等
の添加剤を任意に添加できることは言うまでもない、更
に整泡剤としてシリコーン油等を添加することにより、
より均一な気泡を有する歴青物フオームを得ることがで
きる。

［作用］ アスファルトは特殊なポリオールを除けば１本来ポリオ
ールと相溶せず、分離してしまうため、ポリオール中に
アスファルトを混合することはできない、しかしながら
、アスファルトは有機イソシアネートとの相溶性は良好
であるため、本発明の如く末端イソシアネートのウレタ
ンプレポリマーを用いることにより良好な相溶性で、均
一に混合することが可能となる。

本発明において、末端イソシアネートウレタンプレポリ
マーは、歴青物フオーム中では発泡剤、連結材及び充填
材としての機能をはたし、歴青物エラストマー中では連
結材及び充填材としての機能をはたす、同時にこのウレ
タンプレポリマーは歴青物と均一に混合できるための歴
青物の粘度低下剤としての機能をもはたしている。

［実施例］ 以下に、実施例及び試験例を挙げて未発Ｉｌｌを更に具
体的に説明するが１本発明はその要旨を超えない限り以
下の実施例に限定されるものではない。

実施例１〜５ プロピレンオキサイド１００％１分子量３０００の３官
能のポリエーテルポリオールとトリレンジイソシアネー
トとを、８０℃で５時間、混合攪拌した後放置し、Ｎ０
０％が１７．４％のウレタンプレポリマーを得た。

得られたウレタンプレポリマーと８０℃〜１００℃に加
熱溶融したストレート７スフＴ′ルト（針入度２００〜
３００）とを後掲の表１に示す割合で混合攪拌し、更に
水（発泡剤）、ジェタノールアミン（架橋剤）、シリコ
ン油（整泡剤）、Ｎ−メチルモルホリン（アミン触媒）
を添加して（ただし、実施例５においては水は添加しな
かった。）、攪拌して発泡（実施例１〜４）あるいは硬
化（実施例５）させて、アスファルトフオーム及び７ス
フアルトエラストマーを製造した。

得られたアスファルトフオーム又はアスファルトエラス
トマーの密度を表ｔＣ示す０表１から明らかなように、
水量を減少し、ジェタノールアミン量を増加させると、
得られるフオームの密度が高くな条傾向がある。また水
を添加せずにジェタノールアミンのみで硬化さ門ると７
スフアルトエラストマーが得られる。

試験例１ 内径２０　ｍ　ｍの鋼管の一方にフランジを付け。

円形の鋼板をボルトじめして蓋が出来るようにしておき
、他方にピストンを入れ上から加圧できるようにした装
置を用いて止水試験を行なった。

実施例１〜５で得られたアスファルトフオーム及びアス
ファルトエラストマーを、フオームであれば厚さ８ｍｍ
、エラストマーであれば厚さ２ｍｍとし、直径３８　ｍ
　ｍの大きさに打ち抜いて、サンプルとした。このサン
プルを鋼管のフランジ側に鋼板の蓋ではさみ込んで固定
し、他方の側から水を入れピストンで上から加圧したと
ころ、５　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ”の水圧をかけても、い
ずれのサンプルの場合においても水もれが生じなかった
。

この結果、本発明で得られるアスファルトフオーム又は
アスファルトエラストマーは極めて止水性に優れること
が確認された。

試験例２ 実施例１で得られたアスファルトフオーム及び比較例と
して通常の軟質ウレタン７オーム（密度０．０３ｇ／ｃ
ゴ）を用い、厚さ３０　ｍ　ｍ、直径１１０ｍｍの円柱
状のサンプルを作製し、吸音特性の測定を行なった。測
定は、ＪＩＳＡ１４０５に基づく管内法による垂直入射
吸音率測定方法に従い、測定範囲はｉｓｏ〜１０００Ｈ
ｚとし、背後空気層はなしとした。結果を第１図に示す
、なお、第１図において、Ａ及びＢは各々実施例１のア
スファルトフオーム及び通常の軟質ウレタンフオームの
測定結果を示す。

第１図より１本発明で得られるアスファルトフオームは
、１０００Ｈｚ以下のいわゆる中低周波数領域における
吸音効果は従来の軟質ウレタンフオームに比べ、格段に
優れていることが明らかである。

試験例３ 実施例１で得られたアスファルトフオーム及び従来の含
浸法により得られたアスファルトフオームとをそれぞれ
１３０℃のオープン中に２０分間放置し、両者を取り出
してその外観を比較観察した。

その結果、実施例１のアスファルトフオームには何ら変
化が認められなかったが、従来の含浸法によるアスファ
ルトフオームは、含浸させたアスファルトがブルーミン
グし、分離して浮き出したアスファルトにより表面がべ
とべとになっていた。

従って、本発明で得られるアスファルトフオームはアス
ファルトが脱離することがなく、耐久性に優れることが
明らかである。

実施例６〜１６ プロピレンオキサイド１００％１分子量３０００の３官
能のポリエーテルポリオールとトリレンジイソシアネー
トとを、８０℃で５時間、混合攪拌した後放置し、ＮＣ
０％が７．９％のウレタンプレポリマー（プレポリマー
■）を得た。

別にエチレンオキサイド１００％、分子量３４００の３
官能のポリエーテルポリオールとトリレンジイソシアネ
ートとを、８０℃で５時間、混合攪拌した後放置し、Ｎ
Ｃ０％が６．７％のウレタンプレポリマー（プレポリマ
ー■）を得た。

得られたウレタンプレポリマーをそれぞれ単独、あるい
は表２に示す割合で混合したものと、８０〜１００℃に
加熱溶融したストレートアスファルト（針入度２００〜
３００）とを表２に示す割合で混合攪拌した後、ジェタ
ノールアミン、シリコン油、Ｎ−メチルモルホリンを混
合して。

硬化させ、アスファルトエラストマーを得た。

得られた各７スフアルトエラストマーの密度を表２に示
す。

また、水含浸後の線膨張率及び膨潤率を次のようにして
求めた。

即ち、各アスファルトエラストマーから厚さ２ｍｍＸ長
さ５０　ｍ　ｍ　Ｘ幅２５ｍｍの大きさのサンプルを切
り取り、水中に２４時間浸漬し、下記式により線膨張率
と膨潤率を求めた。

Ｘ１００　（％） Ｘ１００　（％） その結果を表２に示す。

表２より、ウレプレタンポリマーの配合割合を変えるこ
とにより、得られるアスファルトエラストマーの膨潤率
を自由に変えられることが明らかである。

試験例４ 実施例６〜１６で得られたアスファルトエラストマーに
ついて、試験例１と同様にして止水試験を行なった。

その結果、いずれも３Ｋｇ／ｃｍ’水圧に耐え得る。良
好な止水性を有していることが確認され表　　１　　１
　量　部）′ ※：アスファルトエラストマー ｃ発ＩＪ１の効果］ 以上詳述した通り、本発明の歴青物フオーム又は歴青物
エラストマーの製造方法は、末端イソシアネートウレタ
ンルボリマーに、歴青物を添加混合した後、水及び／又
は多官能架橋剤を添加混合して発泡硬化、又は硬化させ
るものであり、アスファルト等を水性エマルジョン化す
る手間がなく、製造が容易である。

しかもアスファルトの水性エマルジョンを用いないため
、従来の発泡法のように、エチレンオキサイド含有率１
５％以上という親水性のポリエーテルポリオールを用い
る必要は全くなく、広い範囲のポリオールを用いること
ができるとともに、撥水性の良好な歴青物フオームを得
ることができる。また、水の添加量の調節により得られ
る歴青物フオームの密度コントロールを容易に行なうこ
とができ、水を用いないことにより、歴青物エラストマ
ーをも容易に製造することができる。

本発明により製造された歴青物フオーム及び歴青物エラ
ストマーは、品質ムラがなく、また歴青物のブルーミン
グによる品質劣化もなく、耐久性に優れるとともに、止
水性、吸音性等も良好である。

従って、本発明にかかる歴青物フオーム及び歴青物エテ
ストマーは、目地材、防音、防振材として極めて有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験例２−！＠得られた吸音率の測定結果を示
すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリオールと有機イソシアネートとを反応させて
   得られる末端イソシアネートウレタンプレポリマーに、
   歴青物を添加混合した後、水及び／又は多官能架橋剤を
   添加混合して発泡硬化又は硬化させることを特徴とする
   歴青物フォーム又は歴青物エラストマーの製造方法。