JPH0137263B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は少くとも一つの表面材が不燃材であ
り、芯材がウレタン変性イソシアヌレートフオー
ムである積層材に関する。 従来、天井材、壁材等の建築材には木質、石膏
等を芯材とし、その一面に化粧紙、鉄板等の表面
材を一体積層したものが通常使用されているが、
このような建築材は比重が大きく、重くて施工性
が悪く、かつ断熱性が低く吸湿性が大で、寸法変
化による経時変化が大きい欠点があつた。また、
最近断熱性及び軽量の点で硬質ポリウレタンフオ
ームあるいはポリイソシアヌレートフオーム等の
芯材に表面材としてボード紙あるいは厚さ0.1mm
以下のアルミニウム箔又は板状体を用いた建築パ
ネルも知られているが、このパネルは住宅、ビル
等の内装材としては使用可能であるが、外壁材と
しては機械強度及び耐久性に問題があり、使用不
可能である。また硬質ポリウレタンフオームを基
材としてその発泡層中に多量の耐炎剤、耐発煙剤
あるいは無機粒状物等を混合、充填し、これらの
フオームを芯材としてカラー鉄板等の比較的厚い
鋼板を一体積層させた建築材も知られているが、
難燃性、発煙性の点でいずれも問題があり、日本
工業規格JIS Ａ−1321「建築物の内装材料及び工
法の難燃性試験方法」において難燃２級（準不燃
材料））に合格（表面試験、穿孔試験、ガス有毒
性試験のいずれも合格）する建築材は存在しなか
つた。また上記の硬質ポリウレタンフオームを芯
材として無機粒状物を混合、充填したものは無機
粒状物自体の密度が大きく、かつフオーム自体の
発泡倍率が低下するため、芯材の密度が大きくな
り、積層物が比較的重くなり、断熱性能も低下す
るという欠点があつた。更には無機粒状物を加え
ることにより、硬質ポリウレタンフオーム自体の
脆さが増す傾向があり、取扱上問題があつた。未
変性のポリイソシアヌレートフオームは耐熱性、
難燃性が良好で発煙性が低いがそれ自体脆さが著
しく大きいのでウレタン変性を施すことが通常行
われている。しかし、ウレタン変性の程度が増す
と脆さは改良されるが、耐熱性、難燃性が低下す
るので、適当な性能で妥協しているのが通常であ
る。 従つて表面材が不燃材で芯材がウレタン変性イ
ソシアヌレートフオームの積層体において、脆さ
が少くかつ表面材と芯材の接着性が良好であり、
かつ耐熱性、難燃性が良好で発煙性の低いものは
従来知られておらず、勿論難燃２級（準不燃材
料）に合格する積層材も知られていなかつた。 本発明によれば表面材の少くとも一つが不燃材
であり、芯材がウレタン変性イソシアヌレートフ
オームである積層材を提供することによつて、断
熱性及び難熱性が良好で、発煙性が小さく、軽量
化が達せられ且つ表面材と芯材との接着性が良好
な積層材が得られる。 すなわち本発明は少くとも一つの表面材が不燃
材であり、芯材がウレタン変性イソシアヌレート
フオームである積層材において、該ウレタン変性
イソシアヌレートフオームの製造に用いられるポ
リイソシアネートがポリメチレンポリフエニルイ
ソシアネートであり、かつポリオール１当量に対
し該ポリイソシアネートを2.0〜8.0当量を用い、
かつ該ウレタン変性イソシアヌレートフオームの
製造に用いられる触媒が、アルカリ金属水酸化
物、アルカリ金属脂肪酸塩、アルカリ金属アルコ
キシドからなる群より選ばれた少くとも１種以上
の触媒と有機アミン化合物触媒とからなる積層材
である。 本発明の積層材を製造するのに使用される表面
材は少くとも片面が不燃材であり、他の面は不燃
材でもよくまた他の材質例えば、紙（化粧紙、ボ
ード紙等）、アルミ箔ラミネート紙、アスベスト
紙、厚さが0.1mm以下の金属（アルミ箔等）、合成
樹脂シート、木製品（合板等）等でもよい。 本発明における不燃材料としては、厚さ0.1mm
以上の金属（鋼板等）、スレート板、アスベスト
板、石膏ボードなどがあるが、好ましくは、厚さ
が0.1〜1.0mmの鋼板である。鋼板は通常サビ止め
塗装を施したものを用い外表面は仕上げ塗装を行
つたものが通常である。更には必要に応じて積層
材の製造時にエンボス加工、リシン塗装仕上等も
施される。 本発明に使用されるポリイソシアネートはポリ
メチレンポリフエニルポリイソシアネートであ
る。本ポリイソシアネートは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
つて得られる下記の一般式(1)で示される多核ポリ
イソシアネートで、いわゆるクルードMD1また
はポリメリツクイソシアネートと称せられている
ものである。 （ｎは０及び１以上の整数） 本ポリイソシアネートの平均官能基数は2.1〜
3.5が望ましい。平均官能基数が2.1未満では脆性
が大きく、耐熱性、難燃性も不良である。平均官
能基数が3.5を超えた数の場合は、同様に脆性が
大きくかつ粘度が高いので、フオーム成型時の作
業性が不良になる。また、該ポリイソシアネート
の望ましい２核体組成物の量は30〜70重量％であ
る。 本発明のウレタン変性イソシアヌレートフオー
ム製造時のNCO／OH Indexは2.0〜8.0が適当で
ある。このIndexが2.0未満であるとフオームの難
燃性、耐熱性が不良で発煙性が大きく、8.0を超
えた数であるとフオームの脆さが大きく発泡時の
フオームと表面材との接着性が不良となる。 本発明の該ウレタン変性イソシアヌレートフオ
ームの製造に使用される触媒として、アルカリ金
属水酸化物、アルカリ金属脂肪酸塩、アルカリ金
属アルコキシドからなる群より選ばれた少くとも
１種以上の触媒と有記アミン化合物触媒を併用す
ることにより発泡時における表面材との接着性が
良好で、難燃性、耐熱性が良好で発煙性が低下す
る。 本発明は使用される上記触媒のうち、有機アミ
ン化合物触媒は、主としてポリオールとポリイソ
シアネート等からなる反応系の反応初期の反応即
ちウレタン化反応を生起せしめると同時にその反
応熱による発泡剤の気化を生起せしめて泡化が始
まると同時に徐々にイソシアヌレート化反応を生
起せしめる働きがある。この初期のウレタン化反
応を円滑に開始させることによりフオーム芯材と
表面材との接着性が良好になる。 本発明に用いる上記触媒のうち、アルカリ金属
水酸化物、アルカリ金属脂肪酸塩、アルカリ金属
アルコキシドは主として反応系の後期の反応即ち
イソシアネート基のイソシアヌレート化反応に有
効に作用し、本反応を殆んど完結せしめる作用が
ある。 本発明に使用される有記アミン化合物触媒とし
ては、例えば、アミン系ウレタン化触媒（トリエ
チルアミン、Ｎ−メチルモルフオリン、Ｎ−エチ
ルモルフオリン、トリエタノールアミン、ジメチ
ルエタノールアミン、モノメチルエタノールアミ
ン、ジエチレントリアミン、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリプロピルアミン、
トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、テト
ラメチルブタンジアミン、ジメチルシクロヘキシ
ルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、
Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジジルアミン、Ｎ，Ｎ，
N′，N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、
Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチルエチレンジアミ
ン、Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチルプロピレン
ジアミン、Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチル−１，
３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，N′，N″，N″−ペ
ンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ−ジア
ルキルピペラジン類のようなアザ環化合物、種々
のＮ，N′，N″−トリアルキルアミノアルキルヘ
キサヒドロトリアジン類、等）、三級アミン系イ
ソシアヌレート化触媒（Ｎ，N′，N″−トリス
（ジアルキルアミノアルキル）ヘキサヒドロ−ｓ
−トリアジン、２，４，６−トリス（ジメチルア
ミノメチル）フエノール、ジアザビシクロオクタ
ン、ジメチルステアリルアミン、ヘキサヒドロメ
チルアニリン、ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ，
N′，N″−テトラメチル−１，３−ブタンジアミ
ン、トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレ
ンジアミン等）があるが、ウレタン化反応からイ
ソシアヌレート化反応へ円滑に反応進める点で
２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フ
エノール、Ｎ，N′，N″−トリス（ジアルキルア
ミノアルキル）ヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン好
ましい。 本発明の使用される触媒のうちアルカリ金属水
酸化物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等がある。 本発明に使用される触媒のうちアルカリ金属脂
肪酸塩としては、例えば酢酸ナトリウム、ｎ−オ
クタン酸ナトリウム、２−エチルヘキサン酸ナト
リウム、安息香酸ナトリウム、アジピン酸ナトリ
ウム、酢酸カリウム、ｎ−オクタン酸カリウム、
２−エチルヘキサン酸カリウム、安息香酸カリウ
ム、アジピン酸カリウム等がある。 本発明に使用される触媒のうち、アルカリ金属
アルコキシドとしては、例えば、ナトリウムメト
キシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキ
シド、カリウムエトキシド、ナトリウムブトキシ
ド、カリウムブトキシド、ナトリウムフエノラー
ト、カリウムフエノラート等がある。 本発明の触媒として上述の触媒のほかにも有機
金属ウレタン化触媒（ジブチル錫ジラウレート、
シブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジクロライ
ド、オクタン酸錫、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛
等）の使用も必要に応じて使用可能である。 本発明の触媒系即ちアルカリ金属水酸化物アル
カリ金属脂肪酸塩、アルカリ金属アルコキシドな
る群より選ばれた少くとも１種以上の触媒と有機
アミン化合物触媒を併用した系の触媒使用量は、
ポリイソシアネート、後述する発泡剤、整泡剤、
必要に応じて他の添加剤（難燃剤、充填剤等）等
を撹拌して本発明のウレタン変性イソシアヌレー
トフオーム芯材を製造する場合のクリームタイム
（撹拌開始より反応原液が泡立ちクリーム状を呈
するまでの時間）が３〜30秒、タツクフリータイ
ム（撹拌開始よりフオームの表面粘着性が消失す
るまでの時間）が10〜120秒となる量である。 本発明の触媒系の使用量は、通常ポリイソシア
ネート100重量部に対して0.1〜30.0重量部である
（以下、部は重量部を表わす。） 本発明にウレタン変性イソシアヌレートフオー
ムの製造に用いられるポリオールとしては、例え
ば、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、トリエチレングリ
コール、トリプロピレングリコール、ヘキシレン
グリコール、ヘキサングリコール、グリセリン、
トリメチロールプロパンなどの低分子量ポリオー
ル類、又、水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、ソルビトール、蔗糖
などの化合物；エチレンジアミン、ジエチレント
リアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族
ポリアミン類；メチレンオルソクロルアニリン、
４，4′−ジフエニルメタンジアミン、２，４−ト
リレンジアミン、２，６−トリレンジアミン等の
芳香族ポリアミン類；トリエタノールアミン、ジ
エタノールアミンなどのアルカノールアミン類等
へエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチ
レンオキサイド等のアルキレンオキシドを付加し
たポリエーテルポリオール類、ポリテトラメチレ
ンエーテルポリオール、ポリエステルポリオール
類等である。 ポリイソシアネートとポリオールの使用量は、
ポリオール１当量に対してポリイソシアネート
2.0〜8.0当量の割合で使用する。 本発明のウレタン変性イソシアヌレートフオー
ムの製造に用いられる発泡剤には、不活性低沸点
溶剤が用いられるが、その例としてはトリクロロ
モノフルオロメタン、メチレンクロライド、ジク
ロロジフルオロメタン、トリクロロトリフルオロ
エタン、ジブロモテトラフルオロエタン、トリク
ロロエタン、ペンタン、ｎ−ヘキサン等がある
が、特に好ましいものとしてはトリクロロモノフ
ルオロメタンである。 発泡剤の添加量はフオーム原液に対して通常５
〜50重量％（以下％は重量％を表わす）使用す
る。 本発明のウレタン変性イソシアヌレートフオー
ムの製造に用いられる整泡剤には、硬質ウレタン
フオーム製造用として提供されている各種のシリ
コーン系整泡剤及びオキシエチル化されたアルキ
ルフエノール、オキシエチル化された脂肪族アル
コールならびにエチレン及びプロピレンオキシド
のブロツク共重合体等の界面活性剤が使用可能で
ある。例えばシリコーン系整泡剤としては、日本
ユニカー社製のＬ−5340、Ｌ−5350、Ｌ−5420、
Ｌ−5430等、トーレ・シリコーン社製のSH−
193、SH−195等がある。本整泡剤の添加量はポ
リイソシアネート100部に対して0.01〜5.0部であ
る。 本発明の積層材を工業的に製造する方法として
は、発泡原液を撹拌し注入する発泡機、上下面材
を運ぶコンベアー、面材を圧定するキヤタピラ
ー、発泡フオームの硬化を促進する加熱炉、製造
された積層材を適当な長さに切断するカツター等
を装備した公知のダブルコンベヤー方式の硬質ウ
レタンフオームの積層材製造装置により連続的に
製造する方法がある。勿論適当なモールドを用い
るパネル発泡による製造も可能である。 本発明の積層材は通常芯材のフオームに無機粒
状物を添加する必要はない。無機粒状物を使用し
ないことにより、芯材のウレタン変性イソシアヌ
レートフオームの低密度化が可能で無機粒状物添
加に伴う密度上昇と加工工程の繁雑さからくる製
造費の上昇が避けられる。また本発明の積層材は
耐熱性、難燃性が良好でウレタン変性イソシアヌ
レートフオーム製造に使用される原料、面材、表
面処理の選択によつて難燃２級（準不燃材料）の
試験に合格することが可能である。 本発明の積層材の用途は、内装間仕切材、外壁
材等種々に用いられる。外壁材としては屋外に暴
露される面を金属とする外壁材、すなわち金属サ
イジング材としての使用が可能である。本発明に
よる積層材を金属サイジング材として使用する場
合は、原料、面材、表面処理等の選択によつては
日本工業規格JISA−1301、JISA−1302に規定す
る防火構造の試験に合格することも可能である。
本発明の芯材のフオームの厚みは７〜25mmが望ま
しい。７mm未満の厚みでは断熱性、機械的強度の
面で不十分であり、25mmを超える厚みで準不燃試
験の穿孔試験に合格しない。 次に本発明の実施例を挙げて更に具体的に説明
する。 実施例中で述べられているウレタン変性イソシ
アヌレートフオームの製造に用いられた原料は以
下(1)〜(7)の説明の通りである。 (1) MDI−CR−200 三井東圧化学(株)製ポリメ
チレンポリフエニルポリイソシアネート
（NCO 30.8％） (2) Ｌ−5340 日本ユニカー社製シリコーン系整
泡剤 (3) Ｆ−11A 三井フロロケミカル社製トリフロ
ロモノフルオロメタン (4) MN−300、MN−450、PE−450、SU−
450LA、HS−700N 三井日曹ウレタン社製ポ
リオキシプロピレンポリオール。開始剤、OH
価は第１表の通りである。

【表】 (5) Polycat＃41 サンアボツト社製イソシアヌ
レート化触媒 (6) DMP−30 ロールアンドハース社製イソシ
アヌレート化触媒 (7) カオライザーNo.１花王石鹸社製ウレタン化触
媒 実施例中に述べられている試験は以下に述べる
方法によつた。 (イ) 表面試験 JISA−1321に準拠。 (ロ) 穿孔試験 JISA−1321に準拠。 (ハ) 亀裂変形 JISA−1321に準拠。 なお、JIS Ａ−1321難燃２級（準不燃材料）合
格基準値は下記の通り。

【表】 実施例 １〜６ 〔積層材の製造〕 縦横各々36cmのアルミニウム製型枠の上に同じ
寸法に裁断したカラー鉄板（厚み0.3mm）を敷き、
両者を固定しておき両者を予め約45℃に加温して
おく。この上にフオーム製造の場合と同様の方法
で各成分を混合、高速撹拌した後混合液を上記カ
ラー鉄板上に流し、所定の積層材厚さとなるよう
なスペーサーを介して、他方の面材となるアルミ
ニウム箔を内面に敷いたアルミニウム製の上蓋で
しつかりと固定して発泡圧に耐えられる程度に型
をプレスし、約100℃のオーブン中で１時間硬化
させ、硬化後脱型して積層材を得た。本積層材の
配合組成（重量部）、表面試験及び穿孔試験結果
を第２表に示した。 第２表にみる通り、本発明方法による積層材は
接着性、断熱性、難燃性良好且つ発煙性小である
ことが判る。又、JISA−1321の難燃２級（準不
燃材料）の表面試験、穿孔試験に合格している。 比較例 １ NCO／OH当量比を1.3とした以外は実施例１
と同様にして積層材を得た。その試験結果を第２
表に併記した。本比較例の積層材は実施例１の積
層材に比し、穿孔試験の発煙係数が90と大きい値
を示しており、準不燃試験の穿孔試験に合格しな
かつた。 比較例 ２ NCO／OH当量比を10とした以外は実施例１と
同様にして積層材を得た。その試験結果を第２表
に併記した。本比較例の積層材は難燃性は優れて
いるが、フオームが脆くなり、フオームと表面材
との接着性が悪く実用に適さなかつた。

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少くとも一つの表面材が不燃材であり、芯材
   がウレタン変性イソシアヌレートフオームである
   積層材において、該ウレタン変性イソシアヌレー
   トフオームの製造に用いられるポリイソシアネー
   トがポリメチレンポリフエニルイソシアネートで
   あり、かつポリオール１当量に対し該ポリイソシ
   アネートを2.0〜8.0当量を用い、かつ該ウレタン
   変性イソシアヌレートフオームの製造に用いられ
   る触媒が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属
   脂肪酸塩、アルカリ金属アルコキシドからなる群
   より選ばれた少くとも１種以上の触媒と有機アミ
   ン化合物触媒とからなる積層材。