JPS62253611A

JPS62253611A - 無機物含有発泡体

Info

Publication number: JPS62253611A
Application number: JP61098550A
Authority: JP
Inventors: Kimimichi Masui; 増井　公道; Hiromi Tanigawa; 谷川　博海
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1987-11-05
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0786167B2

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】く産業上の利用分野〉この発明は、無機物を多聞に含有する無機物含有発泡体
、より詳しくは、不熱材などに好適な無機物含有ｎ泡体
に関する。

〈従来の技術〉従来、無機物含有のウレタン樹１１ｉｌｆ発泡体として
、特定量の遊離イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーと無機質粉粒体、低沸点液体および水を混合し
て発泡させた無機物含有発泡体が知られている（特公昭
５３−３８００号公報）。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、この無機物含有発泡体は、無機質粉粒体
の含有量が約６５重量％以下と小さく、水溶性ウレタン
プレポリマーの含有量が多いため、難燃性に乏しいとい
う欠点があった。

また上記無機物含有発泡体は、特定量の遊離イソシアネ
ート基を有するウレタンプレポリマーと無機質粉粒体、
低沸点液体および水を同時に混合、発泡させて得られた
ものであるため、気泡が不均一で、吸音性などの緒特性
が十分でなく、品質のバラツキが大きいという欠点だけ
でなく、無機物含有量が大きくなると、弾力性、伸縮性
等に富むウレタン樹脂の特性が著しく失われ、弾力性等
に欠けるという問題があった。また、従来の無機物含有
発泡体は、水溶性ウレタンプレポリマーの使用量が多く
、水と接触すると直ちに硬化反応が進行し、流動性がな
くなるため、均一な混合物が青られず、型枠への注入時
に型に沿わず、作業性に劣るとともに、極めて不均一な
製品しか得られない。しかも、硬化反応とともに多量の
炭酸ガスが発生するので、均一な発泡体が得られないと
いう欠点があった。

〈発明の目的〉この発明の目的は、ウレタン樹脂の特性が担われること
なく、しかも無機物の含有量が大きく、不燃性、吸音性
などの諸特性に浸れた無機物含有ｎ泡体を提供すること
にある。

〈問題点を解決するための手段および作用〉この発明は
、水、水溶性ウレタンプレポリマー、無機物および低沸
点液体からなる混合物を発泡させて青られる無機物含有
発泡体において、この無機物含有発泡体が無機物を７０
〜９９重石％含有する無機物含有発泡体により、上記従
来の問題点を解決するものである。

上記の水溶性ウレタンプレポリマーは、水溶性を示し、
遊離のイソシアネート基を有する各種のウレタンプレポ
リマーであり、親水性ポリエーテルポリオールと、過剰
なイソシアネート化合物とを遊離イソシアネート基が生
成するように反応させて得られるものである。

上記の親水性ポリエーテルポリオールとしては、例えば
、ポリエチレングリコール単独や、ポリプロピレングリ
コール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプ
ロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール
、ソルビトールあるいはポリエステルポリオールなどの
ポリオールと前記ポリエチレングリコールとの縮合物等
が例示される。

またイソシアネート化合物としては、トルエンジイソシ
アネート、シフＩニルメタンジイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネートなど２以上のイソシアネート
基を有する化合物が挙げられる。

なお、上記の水溶性ウレタンプレポリマーは、インシア
ネート基が酸性亜ＶＡ酸ナトリウムなどのマスク剤でマ
スクされて安定化されたものであってもよい。

上記の水溶性ウレタンプレポリマーは、水と反応して尿
素結合および発泡剤として寄与する炭酸ガスを生成する
とともに、前記尿素結合等と更に反応してごウレット結
合などを生成して三次元構造となる。

また上記の無機物としては、石膏、カオリン、タルク、
雲母、炭酸カルシウム、砕石、水酸化アルミニウム、ア
ルミナ、セメント、セラミック粉等の無機物粉粒体や、
アスベスト、ロックウール、ガラス１１１Ｍ、セラミッ
ク４１維、炭ｌＡ繊維、ステンレスなどのスチール４！
維、多結晶ｖｔ織繊維の無曙Ｉ維など各種のものが例示
される。

上記の無１１繊維の形態としては、ａｉＭ長１〜５０制
、径０．０３〜１０μｍなど各種のものがあり、例えば
ロックウールとしては、１ｊｉ維長約５０闇、径約３〜
１０／ａ程度の層状綿、この層状綿を−握りの大きさに
切断した繊維長約２５渭り径３〜１０Ｉ！＠程度の充填
綿や、この充填綿を更に精製し、繊維長約５〜２５ＩＩ
Ｉｔｒ、径３〜１０μｍ程度にした粒状綿など各種の形
態のものが例示される。上記の無償繊維のうち、ロック
ウールは、安価でアスベストのような発癌性などがなく
、非晶質であるため混合時に径が小さくならないという
利点がある。

なお、上記ロックウールは、岩石やスラグなどを溶鉱炉
等で溶融し、遠心力などを利用して綿状Ａｍ雑としたも
のである。

そして、無機物含有発泡体は、無機物７０〜９９重石％
、好ましくは、無１１物８５〜９９重量％を含有してい
る。無機物含有量が７０重市％未満であると、耐熱性、
難燃性が十分でなく、９９重量％を越えると、バインダ
ーとしての水溶性ウレタンプレポリマーの量が少ないた
め弾力性などの特性が十分でなく好ましくない。

また無機物含有発泡体に含有される有１物が燃焼した後
の型間れを防止し保形性を保持するために、上記の無機
物の少なくとも一部が前記無機繊あるのがよい。

なお、無機物含有量が９５重量％以上の無機物含有発泡
体は、ＪＩＳ　Ａ１３２１試験法による難燃性試験のう
ち基材試験に合格するものであり、また無機物含有量が
８５％以上の無機物含有発泡体は、上記難燃性試験のう
ち表面試験に合格する性能を有する。

また、この発明の無機物含有発泡体は、通常発泡体に添
加される添加剤や、発泡体の用途などに応じて臭素系、
燐系等の難燃剤などを適宜量含有していてもよい。

以下に、この発明の無機物含有発泡体の一製造方法につ
いて説明する。

この発明の無機物含有発泡体は、水、上記水溶性ウレタ
ンプレポリマー、上記無機物および低沸点液体からなる
混合物を調整する際、水に、（１）水溶性ウレタンプレ
ボウマーを溶解させた後、無ｌｌ物を添加して発泡させ
るか、（２）無機物を分散させた優、水溶性ウレクンプ
レボリマーを添加混合して発泡させることにより得られ
る。なお。前記低沸点液体は、任意の段階で添加できる
。

この方法において、上記水溶性ウレタンプレポリマーの
使用量は、水溶性ウレタンプレポリマーの水希釈粘度特
性などに応じて、水に対して適宜の割合で用いることが
できるが、水溶性ウレタンプレポリマー１００重量部に
対して、水１８０〜５０００！！ｌ！量部、好ましくは
３００〜３０００重山部を用いるのがよい。水の母が１
８０重量部未満であると、無機物を添加混合したとき均
一な混合物が得にくく、また５０００重量部を越えると
、後述する含水発泡体から水を除去する際に大きな熱量
を要するだけでなく、水溶性ウレタンプレポリマーによ
りゲル状とならず、得られた製品が脆いものとなり好ま
しくない。

また無機物と水溶性ウレタンプレポリマーの割合は、前
述したこの発明の無機物含有発泡体の無機物含有量に対
応するような割合である。すなわち、無機物１００ｆ［
ｉ置部に対して、水溶性ウレタンプレポリマー１〜４０
重量部、好ましくは、無機物１００ｆｆｉｆｆｉ部に対
して、水溶性ウレタンプレポリマー２〜２０重量部であ
る。

また上記の製造方法においては、水溶性ウレタンプレポ
リマーの使用量が少なく、高発泡、均質で微細な気泡を
有する発泡体を得るため、発泡剤として低沸点液体を使
用する。この低沸点液体としては、メチレンクロライド
や、モノフルオロトリクロロメタン（ダイキン工業（株
）製商品名フレオン１１）などのフッ素系低沸点液体等
が例示され、発泡倍率などに応じて適宜量使用される。

また上記の材料のほか添加剤として、シリコーンなどの
気泡調整剤や臭素系、燐系等の難燃剤などを適宜用いる
ことができる。これらの添加剤は、発泡体の用途などに
応じて適宜の量が用いられる。

なお、上記の方法によるときは、無機物含有量を容易に
高めることができるが、無機物の分散性を確保するため
、無機物を、ノニオン系、カチオン系界面活性剤、特に
カチオン系界面活性剤と併用するか、または予め界面活
性剤により処理した無機物を用いるのが好ましい。なお
、前記ａ機繊維が肋状の長ｌＪｉ雑であるときは、浦解
機により物理的にほぐしてもよい。

次いで、上記の成分を均一に混合して得た混合物を所定
の型枠に入れ、常法により、発泡させることにより含水
発泡体が得られる。なお、高発泡あるいは微細な気泡を
有する発泡体を得るため、加湿条件のもと発泡させるの
が好ましく、加温条件としては、水溶性ウレタンプレポ
リマーの使用ホ、最終製品の発泡度合などに応じて適宜
の条件が採用でき、通常、１００℃、５〜１０分間で十
分である。その際、均一で微細な発泡体を得るため、型
枠プレスしながら加熱発泡させてもよい。

そして得られた発泡体は含水しているため、発泡体の水
分を、適宜の条件、例えば、１００℃以下の温度で約５
〜１０時間かけて加熱乾燥させて除去することにより、
無機物含有発泡体が得られる。

上記の無機物含有発泡体は、無機物を多量に含有するた
め、安価で不燃性を有するとともに、弾力性、断熱性な
どや、吸音性に寄与する緻密な気泡を有している。

また高含有量の無機物は、均一に分散された状態で、水
溶性ウレタンプレポリマーが硬化して三次元構造となっ
た少量のウレタン樹脂により結合されており、このウレ
タン樹脂は、弾力性、伸縮性などに富むものである。

〈実施例〉以下にこの発明の実施例について説明する。

実施例１界面活性剤としてのカチオンＡｓ（日本油脂（株）製部
品名）１　ｇを水２．２Ｊ　Ｃ溶解した水溶液に、ロッ
クウール附状綿（新日本製鉄化学（株）製部品名、ｌｌ
ｎ長５０１１１１径５μ膚）４０ｆｉを添加し、撹拌し
てほぐした債、更にロックウール粒状綿（新日本製鉄化
学（株）製部品名、ＡＩＭ長１０１１１径５ｐ＞８６０
ｇを添加し、撹拌混合して均一にほぐした。

一方、水溶性ウレタンプレポリマーであるＯＨグラウト
０Ｈ−１＜東邦化学（株）製部品名）９０ｆＪ、気泡調
整剤としてのＰＲ６０７（トーμ・シリコーン（株）製
部品名）１ｇ、フレオン１１（ダイキン工業（株）商品
名）６０ｇを均一に混合した。

次いで、上記の水溶性ウレタンプレポリマー混合物に前
記ロックウールの水懸濁液を添加し、均一になるまで撹
拌混合した。

この混合物を４４５１１＋１Ｘ４７５１１１１Ｘ２５＋
１１１の大きさの型枠に充填率６０％で注入し、圧力０
．３９４で加圧しながら１００℃で１０分間加熱発泡さ
せた後、発泡した含水発泡体を前記型枠より取り出し、
９０℃にて５時間乾燥させた。

得られた無機物含有発泡体は、無機物含有ｆｉ９２重量
％、発泡倍率１４．７＠、密度１９（１Ｎ肴、熱伝導率
０．０４４　Ｋｃａｌ／ｌハ℃であった。またこの発泡
体は、ガスバーナで２０分間燃焼させた優でも燃焼前の
形状を保持しており保形性に優れていた。

以下に、上記の無機物含有発泡体の物理的特性等を表１
に、測定温度２４℃での吸音特性を表２に示す。

この結果から明らかなように、上記の無機物含有発泡体
は、無機物含有量が大きいにも拘らず弾力性、断熱性な
どの物理的特性に優れ、また吸音特性にも優れていた。

表１　物理的特性等の測定結果表２　垂直入射吸音率測定結果実施例２水溶性ウレタンプレポリマーである０　１−＋グラウト
０ｆ−１−１（東邦化学（株）製部品名）　　１００１
市部に、気泡調整剤としてのＰＲ６０７（トーμ・シリ
コーン（株）製筒品名）１重量部、フレオン１１（ダイ
キン工業（株）製筒品名）１００重量部を混合し、これ
を、水６３０ｆｆｉ　ｆｆｉ部に添加し、均一になるよ
う混合溶解し水溶性ウレタンプレポリマー混合物を調整
した。

この混合物に６１９００１１部を添加して均一になるま
で混合し、得られた混合物を実施例１で使用した型枠に
入れ、プレス機にて加圧しながら１００℃で１０分間加
熱発泡させた債、発泡した含水発泡体を前記型枠より取
り出し、９０℃にて６時間乾燥させ、無機物含有発泡体
を得た。

得られた無機物含有発泡体は、無機物含有ｆｆ１９０Ｉ
ｆｆｉ％、密度１３０ｋｇ々であり、弾力性を有し、断
熱性、不熱性に優れていた。

実施例３０ツクウール囮状綿（新日本製鉄化学（株）製筒品名、
平均繊維長５０ＩＩｌｌ、径５ρ）を、拙解機を用いて
ほぐしつつ平均繊維長約２〜１０簡に粉砕するとともに
、石高を、重量圧が前記ロックウール層状綿７召膏−６
７４となるように混合し、無機物を調整した。

次いで、上記の無機物２４００重量部を水１２００重量
部−に添加し、均一に分散するまで混合し、無機物懸濁
液を８１１ｖＩｉシた。

一方、水溶性ウレタンプレポリマーであるＯＨグラウト
０Ｈ−１（東邦化学（株）製筒品名）１００重屋部に、
フレオン１１（ダイキン工業（株）製筒品名）１００重
量部、難燃剤であるＱ　Ｒ−５３０（大へ化学（株）製
筒品名）３０ｆｆ！ｆｉ１部を撹拌混合し、水溶性ウレ
タンプレポリマー混合物を調整した。

そして、上記無機物！！濁液に上記水溶性ウレタンプレ
ポリマー混合物を添加して均一に分散させた後、所定の
型に注入し、この型を１００℃の恒温槽に入れて発泡硬
化させるとともに、約５時間かけてそのまま乾燥させた
。

得られた無機物含有発泡体は、無機物含有ｆｉ９６重徂
％、密度２２０　Ｋｙ　４であった。また無機物含有発
泡体は、実施例１と同じくガスバーナで２０分間燃焼さ
せた後でも当初の形状を保持していた。

実施例４水溶性ウレタンプレポリマーであるサンブレンＷ　Ｅ　
−１０４（三洋化成工業（株）製筒品名）１００重量部
に、気泡調整剤としての３Ｈ１９３（トーレ・シリコー
ン（株）製筒品名）１重量部と、フレオン１１（ダイキ
ン工業（株）製筒品名）　６０重組部を添加して撹拌し
た後、水３７０１１部を添加混合して水溶性ウレタンプ
レポリマー混合物を調整した。

次いで、２００メツシユのふるいを通過した水酸化アル
ミニウム粉末４００臣ｆｆｉ部を、上記水溶性ウレタン
プレポリマー混合物に添加し、均一になるまで混合した
。

この混合物１５００ｇを４００ＭＸ４００ｚａＸ２０　
ｒｍの型に入れ、１００℃のｆｎ温槽の中で発泡硬化さ
せた後、８５℃の恒温槽で４時間かけて乾燥させた。

得られた無機物含有発泡体は、無握物含有吊８０重量％
、密度２５０に３４であり、微細で平面方向に均一な気
泡を有するものであった。また弾力性、耐熱性、不燃性
に優れていた。

〈発明の効果〉以上のように、この発明の無機物含有発泡体によれば、
無機物の含有量が大きいため、耐熱性、不燃性が大きく
、安価である。また緻密な気泡を有しているため、弾力
性、断熱保温性などに優れている他、消音、防音性が良
い。さらには高含有量の無機物が、三次元ＩＩ造となっ
た少量のウレタン樹脂により均一に分散して結合されて
いるため、ウレタン樹脂の特性が損われず弾力性がよい
というこの発明特有の効果を奏する。

この発明の無機物含有発泡体は、上記の効果を秦するた
め、建造物等の不燃性の内装材、断熱材、吸音材や、ベ
ッド、椅子等のクッション材、土止め材など広い範囲の
用途に使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】１、水、水溶性ウレタンプレポリマー、無機物および低沸点液体からなる混合物を発泡させて得られる無機物含有発泡体において、この無機発泡体が無機物を７０〜９９重量％含有することを特徴とする無機物含有発泡体。２、無機物を８５〜９９重量％を含有する特許請求の範
囲第１項記載の無機物含有発泡体。