JP2003201327A

JP2003201327A - 硬質ポリウレタン系フォームの製造方法

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Publication number: JP2003201327A
Application number: JP2002002258A
Authority: JP
Inventors: Takamichi Ota; 高道太田; Tsutomu Yoshida; 勉吉田
Original assignee: NIPPON PAFUTEMU KK
Current assignee: NIPPON PAFUTEMU KK
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2003-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】難燃性が高く、強度のある発泡体を得ること
が出来、さらにオゾン層を破壊しない発泡剤を用いた硬
質ウレタンフォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシ
アヌレートフォームの製造方法を提供する。【解決手段】イソシアネート基と反応し得る活性水素
含有官能基を２個以上含有する活性水素含有化合物とポ
リイソシアネート化合物とを低沸点ハロゲン化炭化水素
発泡剤の存在下に反応させてなる硬質ウレタンフォーム
またはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレートフォーム
の製造方法であって、活性水素含有化合物として、塩素
を１０〜３０重量％含有するヘット酸系ポリオール５〜
８０重量％とエチレンジアミン系ポリオール９５〜２０
重量％との混合物を用いることを特徴とする硬質ウレタ
ンフォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレー
トフォームの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は硬質ポリウレタンフ
ォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレートフ
ォームの製造方法に関するものであり、特に特定の活性
水素含有化合物と発泡剤を使用することを特徴とする硬
質ポリウレタンフォームまたはウレタン変性硬質ポリイ
ソシアヌレートフォームの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】イソシアネート基と反応し得る活性水素
含有官能基を２個以上含有する活性水素含有化合物とポ
リイソシアネート化合物とを整泡剤、触媒と発泡剤の存
在下に反応させて、硬質ポリウレタンフォームまたはウ
レタン変性硬質ポリイソシアヌレートフォームを製造す
ることは、広く行なわれている。上記の硬質ポリウレタ
ンフォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレー
トフォームを製造するための活性水素含有化合物として
様々な化合物が知られているが、難燃化のために主とし
て芳香族系ポリエステルポリオールが使用されている。
また、発泡剤としては１，１−ジクロロー１−フルオロ
エタン、水等が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、難燃化
のために芳香族系ポリエステルポリオールを多用した場
合、フォーム自体の強度が弱くなり、得られるフォーム
の圧縮強度が不十分になる。また、雰囲気温度が低温の
場合にはフォームが収縮しやすいことが判明している。
さらに、発泡剤に１，１−ジクロロー１−フルオロエタ
ンを用いる場合には分子中に塩素原子を含有するため大
気層上空のオゾン層に達した後、紫外線の作用で分解さ
れ、その分解物がオゾン層を破壊することが近年明らか
になった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、活性水素含有化合物として塩素を１０〜３０重量
％含有したヘット酸系ポリオールを用いること、及び発
泡剤として分子中に塩素原子を含まない１，１，１，
３，３−ペンタフルオロブタン等のハイドロフルオロカ
ーボンを用いることで、課題を解決できることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【０００５】以下に本発明を詳しく説明する。難燃化の
ために芳香族系ポリエステルポリオールを使用した場
合、目的の難燃性を達成するためには該芳香族系ポリエ
ステルポリオールを多用する必要があり、これにより、
フォームの強度が低下する傾向がみられる。これは高強
度を付与する他ポリオールの割合が低下することによっ
て起きるものと考えられる。本発明者らは、活性水素含
有化合物の一成分として比較的高濃度の塩素を含有する
ヘット酸系ポリオールを使用し、更に活性水素含有化合
物の一成分としてエチレンジアミン系ポリオールを使用
することにより、フォームに高強度を付与する他ポリオ
ールを増加させることが可能となり、フォーム強度のあ
る難燃性の高い硬質ポリウレタンフォームまたはウレタ
ン変性硬質ポリイソシアヌレートフォームの製造に効果
的であることを見出した。

【０００６】本発明において、活性水素含有化合物の一
成分として使用するヘット酸系ポリオールの混合量は５
〜８０重量％、好ましくは１０〜６０重量％、さらに好
ましくは１５〜４０重量％である。該混合量が５重量％
未満では難燃効果が得られず、また８０重量％を超える
とフォーム強度の低下を引き起こす原因となる。また、
活性水素含有化合物の一成分としてエチレンジアミン系
ポリオールを用いることが必要であり、その混合量は１
０〜９５重量％であり、該混合量が１０重量％未満では
フォームに高強度が付与されず、９５重量％を超えると
難燃性を低下させる原因となる。

【０００７】ヘット酸系ポリオールとしてはヘット酸を
例えばエチレングリコールやプロピレングリコール、グ
リセリン等に溶解させ、さらにアルキレンオキシドを付
加させた上で塩素含有量を１０〜３０重量％、好ましく
は１５〜２５重量％に調整したものなどが用いられる。
また、エチレンジアミン系ポリオールとしてはエチレン
ジアミンにアルキレンオキシドを付加させたものなどが
用いられる。

【０００８】更に、活性水素含有化合物成分としてビス
フェノールＡ系ポリオール、ポリエチレンテレフタレー
ト（以下「ＰＥＴ」という。）系ポリオール、フタル酸
系ポリオールなどが使用することが可能であり、その混
合量は５〜８０重量％、好ましくは１０〜６０重量％、
さらに好ましくは１５〜４０重量％である。これら成分
の混合量が５重量％未満ではヘット酸系ポリオールとの
難燃性の相乗効果が少なく、８０重量％を超えるとフォ
ーム強度の低下を引き起こす原因となる。

【０００９】本発明においては、低沸点ハロゲン化炭化
水素発泡剤として１，１，１，３，３−ペンタフルオロ
ブタンを用いることを特徴とする。該発泡剤の混合量
は、活性水素含有化合物、発泡剤、触媒、整泡剤及びそ
の他助剤の発泡性混合物中で２〜５０重量％であり、好
ましくは５〜４０重量％であり、更に好ましくは７〜３
５重量％である。更に発泡剤の一成分として、１，１，
１，３，３−ペンタフルオロプロパンを使用することが
可能であり、その混合量は発泡剤中の１〜７５重量％、
好ましくは５〜５０重量％、更に好ましくは１０〜３０
重量％である。該発泡剤の混合量が７５重量％を超える
と発泡剤の突沸によってフォームの発泡が阻害される。
また発泡剤の一成分として、１，１，１，２−テトラフ
ルオロエタンを使用することが可能であり、その混合量
は０．１〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量
％、更に好ましくは１〜５重量％である。該発泡剤の混
合物が２０重量％を超えると発泡剤の突沸によってフォ
ームの発泡が阻害される。

【００１０】上記で示した以外のイソシアネート基と反
応し得る活性水素含有官能基を２個以上含有する活性水
素含有化合物としては、水酸基やアミノ基などの活性水
素含有官能基を２個以上含有する化合物、又はそれら化
合物の２種以上の混合物が挙げられる。特に２個以上の
水酸基を有する化合物やその混合物、又はそれを主成分
とし、さらにポリアミンなどを含む混合物が好ましい。
２個以上の水酸基を有する化合物としては、広く使用さ
れているポリオールが好ましい。

【００１１】ポリオールとしては、例えば、ポリエーテ
ル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、多価アル
コール、ポリアミン、アルカノールアミンなどが挙げら
れ、これら化合物とその他活性水素化合物との併用が好
ましい。併用し得る化合物としては、例えば、糖類、ア
ルカノールアミン、ポリアミン、エチレングリコール、
プロピレングリコール、ジエチレングリコール、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、ジエタノールアミン、トリ
エタノールアミンなどが挙げられる。特にプロピレンオ
キシド、エチレンオキシドなどのアルキレンオキシドを
付加して得られるポリオールが好ましい。

【００１２】ポリイソシアネート化合物としてはイソシ
アネート基を２個以上有する芳香族系、脂環族系および
脂肪族系のポリイソシアネート、それら２種以上の混合
物、ならびにそれらを変性して得られる変性ポリイソシ
アネートが挙げられる。具体的には、例えば、トリレン
ジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどのポ
リイソシアネートやそれらのプレポリマー型変性体、ヌ
レート変性体、ウレア変性体等が挙げられる。

【００１３】活性水素化合物とポリイソシアネート化合
物を反応させる際、通常触媒の使用が必要とされる。触
媒としては、活性水素含有基とイソシアネート基の反応
を促進させるオクチル酸スズ、オクチル酸鉛などの金属
石鹸系触媒やトリエチレンジアミンなどの３級アミン系
触媒が使用される。また、カルボン酸金属塩などのイソ
シアネート基同士を反応させる多量化触媒が目的に応じ
て使用される。さらに、良好な気泡を形成するための整
泡剤も多くの場合使用される。整泡剤としてはシリコー
ン系整泡剤が主として挙げられる。その他、任意に使用
し得る配合剤としては、例えば充填剤、安定剤、着色
剤、難燃剤などがある。

【００１４】これら原料を使用し、硬質ウレタンフォー
ムまたはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレートフォー
ムが得られる。本発明は難燃化が求められ、またハロゲ
ン化炭化水素系発泡剤の使用量の多い分野である硬質ウ
レタンフォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシアヌ
レートフォームの製造において特に有用である。以下、
実施例により本発明を更に異体的に説明するが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではない。

【００１５】

【実施例】硬質ポリウレタンフォームにおける本発明に
よる評価を実施例、及び比較例を用いて行った。実施項
目は次の通りである。（発熱性試験）国土交通省告示第１４０２号に準じてフ
ォーム厚み２５ｍｍの部分について、総発熱量、最大発
熱速度の測定を行った。（圧縮強度試験）フォーム強度の確認のため、ＪＩＳ−
Ｋ−７２２０による圧縮強度の測定を行った。（低温寸法変化試験）エアレススプレー発泡によって発
泡させたフォーム体の厚みを、発泡直後と発泡から３０
分後に測定して、その変化率を算出した。

【００１６】

【実施例１】ウレタン原料として下記表−１に示すポリ
オール成分中のポリオールＡ；８０重量部、同ポリオー
ルＥ；２０重量部、及び整泡剤としてのシリコーン系整
泡剤；２重量部、触媒としてトリエチレンジアミンのジ
プロピレングリコール（ＤＰＧ）溶液；２重量部、難燃
剤としてトリス（β−クロロプロピル）ホスフェート；
２０重量部、及び下記表−１に示す発泡剤中のＨＦＣ−
３６５ｍｆｃ；４０重量部及び水；１重量部を均一に混
合したものとポリメチレンポリフェニルイソシアネート
（通常「クルードＭＤＩ」という。）；１２０重量部を
所定の液温で混合し、パネル密度が４０ｋｇ／ｍ³にな
るような量にて２００ｍｍ×２００ｍｍ×４０ｍｍの金
属型に投入して発泡体を得た。得られた発泡体に対して
発熱性試験、圧縮強度試験を及び低温寸法変化試験を行
い評価した。得られた結果を表−２に示す。

【００１７】

【実施例２〜９】ポリオール成分を表−２に示す成分に
変え、発泡剤を表−２に示す成分に変えた以外は、実施
例１と同様にして発泡体を得て、得られた発泡体に対し
て発熱性試験、圧縮強度試験を及び低温寸法変化試験を
行い評価した。得られた結果を表−２に示す。

【００１８】

【比較例１〜４】ポリオール成分を表−３に示す成分に
変え、発泡剤を表−３に示す成分に変えた以外は、実施
例１と同様にして発泡体を得て、得られた発泡体に対し
て発熱性試験、圧縮強度試験を及び低温寸法変化試験を
行い評価した。得られた結果を表−３に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】

【発明の効果】本発明により、難燃性が高く、強度のあ
る発泡体を得ることが出来、さらにオゾン層を破壊しな
い発泡剤を用いた硬質ウレタンフォームまたはウレタン
変性硬質ポリイソシアヌレートフォームを製造すること
が出来た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J034 CA03 CA14 CB03 CB04 CB05 CB08 CC03 CC08 DC02 DC12 DD08 DF01 DF21 DG02 DG03 DG04 DG14 DG15 DG16 DG22 HA06 HA07 HB09 HC12 HC35 HC64 HC67 JA41 KC17 KC18 KD02 KD11 NA02 QB14 QB16 QB17 QC01 QD03 QD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イソシアネート基と反応し得る活性水素
含有官能基を２個以上含有する活性水素含有化合物とポ
リイソシアネート化合物とを低沸点ハロゲン化炭化水素
発泡剤の存在下に反応させてなる硬質ウレタンフォーム
またはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレートフォーム
の製造方法であって、活性水素含有化合物として、塩素
を１０〜３０重量％含有するヘット酸系ポリオール５〜
８０重量％とエチレンジアミン系ポリオール９５〜２０
重量％との混合物を用いることを特徴とする硬質ウレタ
ンフォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレー
トフォームの製造方法。
【請求項２】活性水素含有化合物として、塩素を１０
〜３０重量％含有するヘット酸系ポリオール５〜８０重
量％、ビスフェノールＡ系ポリオール５〜８０重量％及
びエチレンジアミン系ポリオール９０〜１０重量％の混
合物を用いることを特徴とする請求項１記載の硬質ウレ
タンフォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレ
ートフォームの製造方法。
【請求項３】活性水素含有化合物として、塩素を１０
〜３０重量％含有するヘット酸系ポリオール５〜８０重
量％、ポリエチレンテレフタレート系ポリオール５〜８
０重量％、フタル酸系ポリオール５〜８０重量％及びエ
チレンジアミン系ポリオール８５〜１０重量％の混合物
を用いることを特徴とする請求項１記載の硬質ウレタン
フォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレート
フォームの製造方法。
【請求項４】低沸点ハロゲン化炭化水素発泡剤とし
て、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタンを用い
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の硬
質ウレタンフォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシ
アヌレートフォームの製造方法。
【請求項５】低沸点ハロゲン化炭化水素発泡剤とし
て、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン２５〜
９９重量％と１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロ
パン７５〜１重量％を用いることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の硬質ウレタンフォームまたはウ
レタン変性硬質ポリイソシアヌレートフォームの製造方
法。
【請求項６】低沸点ハロゲン化炭化水素発泡剤とし
て、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン２５〜
９９重量％、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロ
パン７５〜１重量％及び１，１，１，２−テトラフルオ
ロエタン０．１〜２０重量％を用いることを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の硬質ウレタンフォーム
またはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレートフォーム
の製造方法。
【請求項７】発泡剤としての１，１，１，３，３−ペ
ンタフルオロプロパン及び／又は１，１，１，２−テト
ラフルオロエタンを、活性水素含有化合物、該発泡剤以
外の発泡剤、触媒、整泡剤及びその他助剤を混合する際
に混入し、該混合物を用いることを特徴とする請求項５
又は６記載の硬質ウレタンフォームまたはウレタン変性
硬質ポリイソシアヌレートフォームの製造方法。
【請求項８】活性水素含有化合物、発泡剤、触媒、整
泡剤及びその他助剤を混合したものの中に発泡剤を２〜
５０重量％を混合することを特徴とする請求項５〜７の
いずれかに記載の硬質ウレタンフォームまたはウレタン
変性硬質ポリイソシアヌレートフォームの製造方法。
【請求項９】活性水素含有化合物、発泡剤、触媒、整
泡剤及びその他助剤を混合したものとポリイソシアネー
ト化合物とをミキシングヘッドで混合して発泡させるエ
アレススプレー発泡にて発泡体を得ることを特徴とする
請求項１〜８のいずれかに記載の硬質ウレタンフォーム
またはウレタン変性硬質ポリイソシアヌレートフォーム
の製造方法。
【請求項１０】請求項５〜８のいずれかの項におい
て、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン又は
／及び１，１，１，２−テトラフルオロエタンをミキシ
ングヘッド内又はミキシングヘッドヘの他成分の導入管
路に直接注入することを特徴とする請求項９記載の硬質
ウレタンフォームまたはウレタン変性硬質ポリイソシア
ヌレートフォームの製造方法。