JPS62253637A - 無機物含有発泡体の製造方法 - 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〉 この発明は、無機物を多量に含有する無機物含有発泡体
の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 従来、無機物含有のウレタン樹脂発泡体の製造方法とし
て、多量の無機質粉粒体を含有させるため、特定量のＭ
離イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー、無
機質粉粒体、低沸点液体および水を順序に関係なく一緒
に混合して製造する方法が知られている（特公昭５３−
３８００＠公報）。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、この方法に従って、特定のウレタンプレ
ポリマーと照ｎ貿粉粒体、低沸点液体および水を同時に
混合すると、ウレタンプレポリマーが前記無機質粉粒体
の一部によって吸収され、均一に何者しないためか、水
溶性ウレタンプレポリマーの使用はを少なくすることが
できない。従って、少量の水溶性ウレタンプレポリマー
を用いて高い無機物含有かの無機物含有発泡体を得るこ
とが困難であり、更に製法的に無機質粉粒体の含有量を
約６５重量％以下にしかできないという欠点があった。

また、上記の製造方法は、水溶性ウレタンプレポリマー
の使用量が多く、水と接触づ′ると、直ちに硬化反応が
進行し、流動性がなくなるため、均一な混合物を得るこ
とができず、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１ｑられない。し
かも、硬化反応とともに多φの炭酸ガスが発生でるため
、均一な発泡体を得ることができないという欠点があっ
た。

また上記の製造方法では少量の水溶性ウレタンプレポリ
マーを用いた場合、弾力性、伸縮性等の開時性に富むウ
レタン樹脂の特性を活かすことができず、得られた発泡
体は、品質のバラツキが大きく、難燃性、吸音性などが
十分で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を生かしながら
、無ｂ１物の含有量が大きく、難燃性、吸音性などの開
時性に優れた無機物含有発泡体の製造方法を（？供する
ことにある。

く問題点を解決づるための手段〉 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用いて発泡体を製造
する方法において、水、水溶性ウレタンプレポリマー、
無機物を特定の順序で添加することにより、高い無機物
含イｊｆｆｉのＭ機動含有発泡体が得られることに着目
してなされたものである。すなわら、この発明は、水に
、（１）水溶性ウレタンプレポリマーを溶解させた後、
無機物を添加して発ｊ芭させるか、（２）無機物を分散
させた債、水溶性ウレタンプレポリマーを添ｈｕシて発
泡させることにより」ニ記従来の問題点を解決づるもの
である。なお、前記低沸点液体は、適宜の段階で添加で
きる。

上記の水溶性ウレタンプレポリマーとしては、水溶性を
示し、遊離のイソシアネ−１・基を有Ｖる各種のウレタ
ンプレポリマーが用いられる。この水溶性ウレタンプレ
ポリマーは、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。

上記の親木性ｉｊζリエーテルボリオールとしては、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１
−−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綜
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、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキリ
ー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。

そしてこれらの水溶性ウレタンプレポリマーは、前記水
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、前記尿素結合等と史に反応して
ビウレット結合などを生成して三次元構造となる。

なお、上記の水溶性ウレタンプレポリマーは、イソシア
ネ−１へ基が酸性並硫酸すｉ〜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。

また上記の無機物どしては、石膏、カオリン、タルク、
実母、炭酸カルシウム、砕右、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（１吻粉粒体や
、アスベス）・、１コツクウール、ガラスｉ＃ｉ維、セ
ラミック繊維、炭素繊維、ステンレスなどのスチール繊
維、多結晶質、ｇＩｉ緒等の無機ｍ維など各種の無機物
を用いることができる。また最終製品である無機物含有
発泡体の１１機物が燃焼した後の型開れを防止し保形性
を良くする１こめ、無機物のうち少なくと６０，５Φ憬
％、好ましくは少なくとも１０＠ω％、より好ましくは
少なくとも５０ｆｔ　ｍ％を前記無機１信維としたもの
がよい。

なお、上記の無＃Ｍ繊維としては、繊維長１〜５０顛、
径０．０３〜１０声など各種のものが使用でき、例えば
ロックウールとしては、繊維長約５０Ｍ、径約３〜１０
１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信ｍ１径３〜１０μｍ程度の充填綿や、
この充填綿を更に精製し、ｗ４Ｗ１．長約５〜２５１１
＃１．径３〜１０−程度にした粒状綿など各種の形態の
ものが使用できる。上記の無ｉ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繊維としたもの
である。

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１ｏｏ１吊部に対して、水１８０〜
５０００ｕ　ｆｆｉ部、好ましくは３００〜３０００小
吊部を用いるのがよい。水が１８０　ｔｆｉ吊部未満で
あると、無機物を添加混合したとき均一な混合物が冑に
くく、また５０００１量部を越えると、後述する含水発
泡体から水を除去するの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
、冑られた製品が脆いものとなるため好ましくない。。

また無機物と水溶性ウレタンプレポリマーの割合は、無
機物１００重φ部に対して、水溶性ウレタンプレポリマ
ー１〜４０重量部、プなわら、Ｒ終製品である発泡体に
おいて無機物含有量が、９９〜７０重量％となるような
拳が好ましい。水溶性ウレタンプレポリマーの使用量が
１重量部未満であると、無機物含有発泡体の保形性など
が悪くなり、また４０小吊部を越えると、ｖＬＲ物含有
発泡体の耐熱性などが十分でないばかりか経済的でない
。

特に、無機物含有量を８５〜９９重量％とじたものは、
難燃性が著しく大きいため好ましく、無機物含有量が９
５重量％以上の無機物含有発泡体にあっては、ＪＩＳ＾
１３２１試験法による難燃性試験のうち基材試験に合＠
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。

また水溶性ウレタンプレポリマーの使用量が少ないこの
発明では、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ＴＡｔ（株）製部品名フ
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。

また上記の材料のばか添加剤として、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φが用いられる。　そして、上記の材料
を以下に示Ｔ特定の順序で添加混合して発泡させること
により、無は物含有発泡体が得られる。

この発明の製造方法においては、水に、水溶性ウレタン
プレポリマーを予め均一に溶解させて水溶性ウレタンプ
レポリマー溶液を得た後、この溶液に無機物を添加し、
均一になるまで混合するが、水に無機物を添加し、均一
に分散させた後、水溶性ウレタンプレポリマーを添加し
て均一な混合物とする。なお、上記の低沸点液体は、任
意の段階で添加できる。

なお、この発明の方法によるときは、無は吻合有吊を容
易に高めることができるが、ＢＲ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覆るか、または予め界
面活性剤により処理した無は吻を用いるのが好ましい。

なＪｊ、前記無機ｉ維が層状の長、ｉ！ｉｌｉ絹である
とぎは、冊解顆により物理的にほぐしてもよい。

次いで、上記のようにして均一に混合した混合物を所定
の型枠に入れ、常法により、発泡させることに五り含水
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、加温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
リマーの使用量、最終製品の発泡石臼などに応じて適宜
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、ブ
レスしながらノ１１１然発泡させてもよい。

そして得られた光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１ｌｌｌｌ熱乾燥させて除去ツること
により、無機物含有発泡体が得られる３３く作　　用〉 この発明においては、水溶性ウレタンプレポリマーと無
機物とが直接接触しない。すなわち、この発明で用いる
ウレタンプレポリマーは、水溶性がよく、水に、（１）
水溶性ウレタンプレポリマーを溶解させた後、無機物を
添加ザる場合、水溶性ウレタンプレポリマーは、水に容
易に溶解し、均一に溶解した水溶性ウレタンプレポリマ
ーは後で添加する無機物の表面に均一に拡散吸着して付
着するため、水溶性ウレタンプレポリマーの使用量を著
しく少なり１Ｊ゛ることがでさる２、また水に、（？）
無機物を分散さゼだ後、水溶性ウレタンプレポリマーを
添加する場合、無は物が水に分散した状態で水ｋｆ性ウ
レタンプレポリマーを添加１Ｊ−るため、添加した水溶
性ウレタンプレポリマーは、前記水による希釈効宋とと
もに添７１１１時に＃記無礪物に直接接触せず、従って
、無機物の表面は、後で添／Ｊ１される水溶性の良いウ
レタンプレポリマーにより均一に吸着されて被覆される
ため、この場合にも、水溶性ポリウレタンプレポリマー
の使用量を著しく少なくすることができる。

また、バインダーとしての水溶性ウレタンプレポリマー
が９増であるにも拘らず、無機物の表面に水溶性ウレタ
ンプレポリマーが吸着しており、発泡硬化は、無機物が
均一に分散した状態で行なわれる。

〈実施例〉 以五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）製画
品名）１ｇを水２．２１に溶解した水溶液に、ロックウ
ール層状綿（新日本製鉄化学（株）製画品名、繊維長５
０ｍｍ、径５μｎ）４０びを添加し、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
画品名、繊維長１０朔、径５μ”）８６０！？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Ｏ　ｔ−１グ
ラウ１−ＯＮ−１（東邦化学（株）製部品名）９０Ｊ、
気泡調整剤としてのＰＲ６０７（トーレ・シリコーン（
株）製画品名）１Ｊ、フレオン１１（ダイキン−に、２
（株）製画品名）６０９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澗液を添加し、均一になるまで撹
拌混合した。

この混合物を４４５ｎｉｘ４７５１ｉｘ２５＋ａｎｉの
大ささの型枠に充填率６０％で注入し、圧力０．３９（
Ｘで力旧上しながら１００℃で１０分間加熱発泡させた
後、ｆ石泡した含水ブを泡体を前記型枠より取り出し、
９０°Ｃにて５時間乾燥させた。

得られた無機物含有発泡体は、発泡倍率１４．７１８、
密１■１９０幻４、熱伝導率０．０４４にｃａｌ　／　
ｍｈ’ｃであった。またこの発泡体は、ガスバーナで２
０分間燃焼させた後でも燃焼的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に承り。

この結果から明らかなように、上記の無償吻合有ブで泡
体は、無＋３’ｌ吻含イＴ吊が大きいにも拘らず弾力性
、１明熱性などの物理的特性に優れ、また吸音特性にし
優れていた。

（以下、余白） 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ト１グラウト０Ｈ
−１（東邦化学（株）製部品名）１００重量部に、気泡
調整剤としてのＰＲ６０７（トーμ・シリコーン（株）
製部品名）１重量部、フレオン１１（ダイキン工業（株
）製部品名）　　１００重母都合混合し、これを、水６
３０重量部に添加し、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。

この混合物に石膏９００重山都合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
熱発泡させた後、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、密度が１３０に９．Ｑで
あった。

実施例３ ０ツクウ一ル層状綿（、新日本製鉄化学（株）製部品名
、平均繊維長５０題、径５岬）を、廂解握を用いてほぐ
しつつ平均繊維長約２〜１０ｉｉに粉砕するとともに、
石膏を、ｉｎ比が前記ロックウール層状綿／石青＝６／
４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２４００ｆｌ！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
濁液を調整した。

一方、水溶性ウレタンプレポリマーである０ｆ−１グラ
ウト０Ｈ−１（東邦化学（株）製部品名）１００１ｆｆ
ｉ部に、フレオン１１（ダイキン工業（株）製部品名）
　　１００１［！置部、難燃剤であるＣ　Ｒ−５３０（
大へ化学（株）製部品名）３０Φ罎部を撹拌混合し、水
溶性ウレタンプレポリマー混合物を調整した。

そして、上記無機物懸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ａぼ吻合有発泡体は、密度２２０ＫｇｙＱであ
った。また無機物含有発泡体は、ガスバーナで２０分間
燃焼さゼ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リンブレンＷＥ−１
０４（三洋化成工業（株）製画品名）１００重量部に、
気泡調整剤としての５ＨＬ９３（トーμ・シリコーン（
株）製画品名）１重量部と、フレオン１１（ダイキン工
業（株）製画品名＞６０重量部を添加して撹拌した後、
水３７０小吊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重量部を、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４００ｒｍＸ４００ｔａｎＸ２
０　ｔｔｍの型に入れ、１００℃の恒温槽の中で発泡硬
化さＵた俊、８５℃の恒温槽で４時間かけて乾燥させた
。

得られた無ｍ物含有発泡体は、密度２５０８ｆｉ４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
。

比較例１ 水溶性ウレタンプレポリマーであるサンブレンＷＥ−１
０４（三洋化成Ｉ＃　（ａ）ＷＡ商品名）　　１００Φ
φ部に、気泡調整剤としてのＳ　Ｈ１９３（トーμ・シ
リコーン（株）製画品名）１Φφ部、フレオン１１（ダ
イキン工業（株）製画品名）６０Φ量部、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４００Φ
ω部、および水１５０Φφ部を同時に添加混合し、型に
入れたところ、型に沿わず、しかｂ厚み方向の凹凸が激
しいものであった。また切開して断面を調べたところ、
′ｆｌ泡部と非発泡部とがあり、非常に不均一て・あっ
た。

比較例２ 水溶性ウレタンプレポリマーであるサンブレンＷＥ−１
０４（三洋化成Ｔ業（株）製画品名）１００Φφ部に、
気泡調整剤としてのＳ　＋−１１９３（トーμ・シリコ
ーン（株）製画品名）１Φφ部、フレオン１１（ダイキ
ン工業（株ン裂商品名）６０重量部、および２００メツ
シコのふるいを通過した水酸化アルミニウム粉末４００
重量部を添加して撹拌したところ、水溶性ウレタンプレ
ポリマーが前記水酸化アルミニウムの一部に吸収されて
水酸化アルミニウム粉末が塊となり混合できなかった。

また実施例３の組成と同じくすべく、敢えて水３７０１
　ｆｆｉ部を添り口して混合したところ、前記水酸化ア
ルミニウムの塊を完全にほぐすのに長時間を要するとと
もに、その間に発泡硬化が開始してしまった。

そして、′Ｒ，泡硬化したものは、一部非発泡部が残り
、極めて不均一であった。また多量の水を含んだビリー
状であるため、乾燥しがたく、烈は吻合有発泡体をｊ５
？ることが困難であった。

比較例３ 同時に混合する点を除さ、実施例２と同じ配合組成を用
いた。すなわち、水溶性ウレタンプレポリマーである０
　＋−＋グラウト０Ｎ−１（東邦化学（株）Ｍ商品名）
１００Φφ部に、気泡調整剤としてのＰＲ６０７（トー
μ・シリコーン（ａ）製画品名＞１！ｆ！量部、フレオ
ン１１（ダイキン工業（株）製画品名）１００小吊部、
水６３０Φφ部および６含９００！Ｉｕ　ｆｆｉ部を同
時に添加し、混合撹拌した。

そして、実施例２ど同様にして加熱発泡させたところ、
発泡硬化したちのは、気也径が３υｍ以上と粗く、また
１０制以上のガス溜りが何ケ所にも見られる極めて不均
一なものであった。また多量の水を含んだゼリー状であ
ったため、乾燥しがたく、無機物含有発泡体を得ること
が困難であった。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明の製造方法によれば、特定の順
序で水溶性ウレタンプレポリマーなどを添７ＪＩＩする
ため、無機物含有量を大きくづることができ、難燃性、
吸音性に侵れた無ぼ吻合有発泡体を効率よく製）告する
ことができる。またバインダーとしての水溶性ウレタン
プレポリマーが少量であるにも拘らヂ、無機物の表面に
水溶性ウレタンプレポリマーが吸着し、無機物が均一に
分散した状態で発泡ヅるため、ウレタン樹１后の特性が
ｎわれることなくクッション性、柔軟性にも優れる無Ｒ
物含有発泡体を製造りることができる。さらには無機物
を多量に含イｊさすることができるため、安価な無門物
含有発泡体を製造することかできるというこの光明特有
の効果を奏する。

上記のような効果を秦づるため、この発明により得られ
た烈ｌＦ！吻含有冗泡体は、建造物等の不燃性の内装材
、断熱材、吸音ｌ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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水に、水溶性ウレタンプレポリマーまたは無機物の
   うちいずれか一方を溶解または分散させた後、他方の無
   機物または水溶性ウレタンプレポリマーを添加混合する
   とともに、低沸点液体を適宜の段階で添加して発泡させ
   ることを特徴とする無機物含有発泡体の製造方法。 ２、水溶性ウレタンプレポリマー１００重量部に対して
   、水１８０〜５０００重量部を用いる特許請求の範囲第
   １項記載の無機物含有発泡体の製造方法。 ３、無機物１００重量部に対して、水溶性ウレタンプレ
   ポリマー１〜４０重量部を用いる特許請求の範囲第１項
   記載の無機物含有発泡体の製造方法。 ４、無機物の少なくとも一部が、繊維状無機物である特
   許請求の範囲第１項記載の無機物含有発泡体の製造方法
   。 ５、無機物を界面活性剤と併用するか、界面活性剤であ
   らかじめ前処理された無機物を用いる特許請求の範囲第
   １項記載の無機物含有発泡体の製造方法。