JPH0770272A - 硬質ポリウレタンフォ−ムの製造方法 - Google Patents

硬質ポリウレタンフォ−ムの製造方法

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JPH0770272A
JPH0770272A JP5268397A JP26839793A JPH0770272A JP H0770272 A JPH0770272 A JP H0770272A JP 5268397 A JP5268397 A JP 5268397A JP 26839793 A JP26839793 A JP 26839793A JP H0770272 A JPH0770272 A JP H0770272A
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JP
Japan
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compound
weight
parts
polyurethane foam
rigid polyurethane
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Pending
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JP5268397A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Mizuta
和彦 水田
Akira Arai
晃 新井
Masashi Ishii
正史 石井
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、主として断熱材等として使用され
る硬質ポリウレタンフォ−ムの製造方法に関する。 【構成】 硬質ポリウレタンフォ−ムを製造するに際
し、ポリヒドロキシ化合物としてポリエステルポリオ−
ル化合物を、全ポリヒドロキシ化合物100重量部中2
0%以上用い、触媒として、一方の末端をジメチルアミ
ノ基とするポリメチレンを1分子中に2以上有するアミ
ン系化合物を全ポリヒドロキシ化合物100重量部に対
し0.02重量部以上用いることを特徴とする。 【効果】 本発明の製造方法によれば、溶解力が強く、
又、沸点も比較的高いF141bをもちいて、積層フォ−ム
層間に剥離の少ない優れたフォ−ムを得ることができ、
環境上の欠点もなく、その産業上の利用価値は極めて高
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として断熱材等とし
て使用される硬質ポリウレタンフォ−ム及びイソシアヌ
レ−ト変性ポリウレタンフォ−ム(以下単に硬質ポリウ
レタンフォ−ムという)の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】硬質ポリウレタンフォ−ムは、その断熱
性及び自己接着性の良好なことから、住宅、冷蔵庫等の
断熱材として広く利用されている。この硬質ポリウレタ
ンフォ−ムは、一般にポリヒドロキシ化合物と、ポリイ
ソシアネ−ト化合物とを、触媒、発泡剤、整泡剤及びそ
の他助剤と共に混合・撹拌し、気泡の存在下で反応させ
ることにより製造されている。そして、この場合の発泡
剤としては、その低い熱伝導率と沸点が常温付近にある
という利点から、主としてトリクロロモノフルオロメタ
ン(以下F11とする)が用いられてきた。
【0003】しかしながら、このF11は、地球のオゾン
層破壊という大気環境に対する悪影響が明らかとなり、
規制対象物質として使用量の削減、更には全廃が要請さ
れている。このF11に代表されるクロロフルオロカ−ボ
ン(以下CFCとする)は、分子中に水素原子を含まな
い構造であり、化学的に安定なため分解しにくく、成層
圏で初めて分解され、そこで発生した塩素がオゾンを破
壊するとされている。
【0004】このF11の削減方法としては、発泡剤とし
て水を併用し、水とポリイソシアネ−ト化合物との反応
により生じる炭酸ガスを利用するのが一般的であるが、
炭酸ガスの熱伝導率が相対的に高く、更には炭酸ガスが
フォ−ム内から大気中へ拡散し、空気と置換しやすく、
断熱性、寸法安定性が劣ってしまう等により、全てのF
11を炭酸ガスで置き替えることは現状の技術では難しい
こととされている。従って、F11と同等の効果を有し、
かつオゾン層を破壊しにくい物質の開発利用が不可欠と
なっている。
【0005】かかるCFCの代替物質としては、分子中
に一つ以上の水素原子を含みCFCほど安定でなく、オ
ゾン層を破壊しにくい構造となっているハイドロクロロ
フルオロカ−ボン(以下HCFC)、或いはハイドロフ
ルオロカ−ボン(以下HFC)の開発が進んでおり、こ
れらを用いて硬質ポリウレタンフォ−ムを製造すること
は社会的要請である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような社会的要請
を受けて、沸点がF11よりやや高いものの、硬質ポリウ
レタンフォ−ムを製造する上で、オゾン層を破壊しがた
い点で比較的利用しやすいHCFCとなるジクロロモノ
フルオロエタン(以下F141bとする)について、主とし
て高圧スプレ−発泡機を用いた例が従来より提案されて
きている。しかし発泡剤としてF141bを使用してこの高
圧スプレ−発泡機により吹付け発泡を行ない、積層させ
て所定の厚みの硬質ポリウレタンフォ−ムを得る際、表
面に形成されるスキン層とこれに順次吹き付け積層され
るフォ−ムとの間に剥離(以下層間剥離という)が生じ
るという問題があった。
【0007】この層間剥離は所定の厚さまでフォ−ムを
積層して吹き付け発泡を完了した後、数分程度経過する
間に徐々に発生し、特に積層厚さ方向中央部付近の層に
顕著に認められることが経験的に確認されている。この
層間剥離の発生する理由は明確ではないが、F141bがポ
リエ−テルポリオ−ル化合物やポリイソシアネ−ト化合
物に対し強い溶解性を示すことが根本要因として挙げら
れる。つまり、F141bの強い溶解性のため、ポリエ−テ
ルポリオ−ル化合物とポリイソシアネ−ト化合物との反
応を中心とした樹脂化反応速度と、F141bの気化・分離
速度との均衡が崩れることによるものと推測される。
【0008】既に本発明者等はこれらの問題を解決する
ため、ポリエステルポリオ−ル化合物を全ポリヒドロキ
シ化合物100重量部中30%以上含むように用いるこ
とにより積層フォ−ム内部層間剥離の少ない硬質ポリウ
レタンフォ−ムが得られることを知見しており、又、特
開平5−125141号においても、F141b等を発泡剤
として用いた場合に生ずる問題をポリエステルポリオ−
ル化合物を用いることにより解決する方法が提供されて
いる。
【0009】しかし、これらの方法により発泡の雰囲気
温度が比較的低い環境下(例えば10℃以下)で高圧ス
プレ−発泡機を用いて発泡する場合、低下する反応活性
を補うためにスプレ−発泡に通常不可欠な触媒である金
属系触媒の添加量を増すと、層間剥離が発生し易いとい
う問題のあることが分かってきた。
【0010】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、発泡剤としてF141Bを用いながら発泡時の雰囲気温
度が低い場合に金属系触媒を多用する条件下において
も、積層フォ−ム内部に層間剥離の少ない硬質ポリウレ
タンフォ−ムを得ることができる製造方法を提供するこ
とを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、更に鋭意
検討を重ねた結果、ポリエステルポリオ−ル化合物を全
ポリヒドロキシ化合物100重量部中20%以上用い、
触媒として一方の末端がジメチルアミノ基であるポリメ
チレンを1分子中に2以上有するアミン系化合物を全ポ
リヒドロキシ化合物100重量部に対し0.02重量部
以上使用することにより、発泡時の雰囲気温度が低い場
合に金属系触媒を多用した条件下においても積層フォ−
ム内部に層間剥離の少ないフォ−ムが得られることを見
出し本発明をなすに至ったものである。
【0012】
【作用】本発明で使用されるポリエステルポリオ−ル化
合物は、アジピン酸、コハク酸、フタル酸等の多塩基酸
とエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル等のポリ
ヒドロキシル化合物との重縮合反応、或いはラクトン類
の開環重合によって得られるポリエステルポリオ−ル類
であり、夫々単独或いは2種類以上を組み合わせて使用
することができる。
【0013】尚、ポリエステルポリオ−ル化合物の使用
量は全ポリヒドロキシ化合物100重量部に対し20%
以上で、より好ましくは30%以上80%未満であり、
これによって本発明の目的を効果的に達成することがで
きる。ポリエステルポリオ−ル化合物の使用量が20重
量部未満の場合には、層間剥離を解消するための効果が
不十分となる。一方、ポリエステルポリオ−ル化合物の
使用量が80重量部を越える場合は、反応活性が低下し
たり、発泡後のフォ−ムに脆化現象が起きたり、スプレ
−施工時にフォ−ムのダレ、接着不良が起きることもあ
るので推奨できない。
【0014】他方、ポリエステルポリオ−ル化合物と併
用して使用できるポリヒドロキシ化合物としては特に限
定するものではなく、例えばグリセリン、シュ−クロ−
ズ、エチレンジアミン等に、エチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを開環付加
重合して得られるポリエ−テルポリオ−ル類等があり、
夫々単独或いは2種類以上を組み合わせて使用すること
ができるが、ポリエステルポリオ−ル化合物の反応活性
が低い場合は、それを補うためにも反応活性の高いポリ
オ−ルを併用させることが望ましい。
【0015】又、本発明で触媒として使用されるアミン
系化合物は、一方の末端をジメチルアミノ基とするポリ
メチレンを1分子中に2以上有するアミン系化合物で、
例えば、ビス(ジメチルアミノエチル)エ−テル、N、
N′、N″−トリス(ジアミノプロピル)ヘキサヒドロ
−S−トリアジン、N、N、N′、N′、N″−ペンタ
メチルジエチレントリアミン等であり、夫々単独或いは
2種類以上を組み合わせて使用することができる。尚、
これらのアミン系化合物の使用量は全ポリヒドロキシ化
合物100重量部に対し0.02重量部以上で、より好
ましくは0.1重量部以上であり、これによって本発明
の目的を効果的に達成することができる。このアミン系
化合物の使用量が0.02重量部未満の場合には、層間
剥離を解消するための効果が不十分となる。
【0016】他方、これらのアミン系化合物と併用して
使用できる触媒は特に限定されるものではなく、トリエ
チレンジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のア
ミン系化合物、ジブチル錫ジラウレ−ト、鉛オクトエ−
ト、スタナスオクトエ−ト等の有機金属系化合物といっ
たポリウレタンフォ−ム分野で用いられているものがそ
のまま使用され、又、酢酸カリウム、オクチル酸カリウ
ム等のイソシアヌレ−ト変性化に用いられているものも
利用できる。
【0017】発泡剤としてのジクロロモノフルオロエタ
ンの使用量は、目的とする発泡体の密度により任意に決
定されるが、通常、全ポリヒドロキシ化合物100重量
部に対し10〜80重量部、特に20〜70重量部が望
ましい。又、必要に応じて、水、F141b以外のHCF
C、或いはHFC類、塩化メチレン等のハイドロクロロ
カ−ボン類の1種又は2種以上の発泡剤が使用できる。
この場合、併用すべき発泡剤の量としては、全ポリヒド
ロキシ化合物100重量部に対し、0〜80重量部の中
で任意に選定できるが、F−22、F−134の等の低
沸点のHCFC或いはHFCを併用する場合は0〜5重
量部という極く少量の使用でよく、その場合は、予めF
141bと混合した混合フロンの形で配合原液中に投入した
り、又は第3成分として成分原液中に直接投入する等の
簡便な方法を使用できる。
【0018】又、本発明に使用できるポリイソシアネ−
ト化合物としては、ジフェニルメタンジイソシアネ−
ト、トリレンジイソシアネ−ト等の芳香族系イソシアネ
−ト類、イソホロンジイソシアネ−ト等の脂環族系イソ
シアネ−ト類、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト等の脂
肪族系イソシアネ−ト類及びそれらの粗製物等が使用で
きる。ポリヒドロキシ化合物及び水等の他の活性水素を
有する化合物の全量に対するポリイソシアネ−ト化合物
の使用量、即ちイソシアネ−ト指数は通常の硬質ポリウ
レタンフォ−ムを製造する場合80〜130の範囲、イ
ソシアヌレ−ト変性硬質ポリウレタンフォ−ムを製造す
る場合150〜350の範囲とすることが望ましい。
【0019】整泡剤としては、硬質ポリウレタンフォ−
ム製造用として効果のあるものは全て使用できる。例え
ばポリオキシアルキレンアルキルエ−テル等のポリオキ
シアルキレン系のもの、オルガノポリシロキサン等のシ
リコ−ン系のもの等を通常の使用量で用いることができ
る。
【0020】更に、本発明においては、上記以外の任意
成分、例えば難燃剤、充填剤等も本発明の目的を妨げな
い範囲で使用することができる。そして、上記原料から
硬質ポリウレタンフォ−ムを製造する際は、通常エアレ
ス混合タイプの高圧スプレ−発泡機等が使用される。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。下記、方法によって実施例1〜
5、比較例1〜6の硬質ポリウレタンフォ−ムを製造し
た。各例の配合成分及び試験結果を表1に示す。
【0022】(実施例1〜5)表1に示す配合処方に従
って、先ず配合液A及びポリイソシアネ−トの2成分を
準備した。次いで、エアレス混合タイプの高圧スプレ−
発泡機システムとしてガスマ−モデルFFユニット(ガ
スマ−社製)を用い、配合液A及びポリイソシアネ−ト
をメインポンプから圧送し、縦910mm、横1800
mm、厚さ5mmのケイ酸カルシウム板上に5〜10℃
の室温下でスプレ−発泡した。尚、発泡機における配合
液温度の設定は40℃、エア−ポンプの空気圧は5kg
/cm2 とした。又、硬質ポリウレタンフォ−ムは一層
の厚さを20〜30mm位で4〜5回積層した。
【0023】(比較例1〜6)使用したポリエステルポ
リオ−ル化合物が20重量部未満でアミン系化合物(触
媒B、C)を0.02重量部以上使用する場合(比較例
1)、アミン系化合物(触媒B、C)を全く使用しない
場合(比較例2)、使用したポリエステルポリオ−ル化
合物が20重量部以上でアミン系化合物(触媒B、C)
を全く使用しない場合(比較例3〜4)、及びアミン系
化合物(触媒B、C)を使用しても0.02重量部未満
の場合(比較例5〜6)を表1に示す配合処方に従い実
施例と同様にして硬質ポリウレタンフォ−ムを得た。
【0024】尚、表1中の配合成分としては夫々下記の
ものを用いた。 *ポリオ−ルA:武田薬品(株)製・ポリエ−テルポリ
オ−ルGR−07 *ポリオ−ルB:東邦理化(株)製・ポリエステルポリ
オ−ルPL−402 *難燃剤:ストファ−ジャパン(株)製・ファイロ−ル
PCF *整泡剤:日本ユニカ−(株)製・シリコ−ン整泡剤L
−5420 *ジクロロモノフルオロエタン:ダイキン工業(株)製
・ダイフロン141b *金属系触媒:日本化学産業(株)製・オクチル酸鉛の
D.O.P溶液。鉛濃度17% *アミン系触媒A:花王(株)製・トリエチレンジアミ
ンのジプロピレングリコ−ル33%溶液(カオライザ−
No.31) *アミン系触媒B:花王(株)製・トリスジメチルアミ
ノプロピルヘキサヒドロ−S−トリアジン(カオライザ
−No.14) *アミン系触媒C:花王(株)製・N、N、N′、
N′、N″−ペンタメチルジエチレントリアミン(カオ
ライザ−No.3) *ポリイソシアネ−ト:住友バイエルウレタン(株)製
・粗製ジフェニルメタンジイソシアネ−ト
【0025】
【表1】
【0026】表1中、層間剥離の評価は次の通りであ
る。 a……積層フォ−ム断面に層間剥離が全く認められない
もの b……積層フォ−ム断面の層間に実使用上影響のない長
さ10mm程度の小さな剥離がわずかに認められるもの c……積層フォ−ム断面の層間に長さ10〜100mm
程度の剥離が認められるもの d……積層フォ−ム断面の層間に積層部分のほぼ全体に
渡って剥離が認められるもの
【0027】又、各硬質ポリウレタンフォ−ムのフォ−
ム密度、熱伝導率、層間剥離の有無を下記の方法により
調べ、表1中に記載した。 *フォ−ム密度:JIS−A−9514により測定 *熱伝導率:JIS−A−9514により測定 *層間剥離の有無:得られたフォ−ムの内部を目視観
察。
【0028】この結果、ジクロロモノフルオロエタンを
使用し、発泡時の雰囲気温度に対し適度な反応活性を得
るため必要十分な量の金属触媒を用いながらも、ポリエ
ステルポリオ−ル化合物を併用し、かつ、アミン系化合
物(触媒B、C)を併用したもの(実施例1〜5)は、
ポリエステルポリオ−ル化合物の使用量が20重量部未
満のもの(比較例1〜2)、ポリエステルポリオ−ル化
合物の使用量が20重量部以上であるがアミン系化合物
(触媒B、C)を全く併用しなかったもの(比較例3〜
4)、或いはアミン系化合物(触媒B、C)を併用して
もその使用量が0.02重量部未満のもの(比較例5〜
6)に比べフォ−ム内部に層間剥離のない優れた硬質ポ
リウレタンフォ−ムが得られることがわかった。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の硬質ポリ
ウレタンフォ−ムの製造方法によれば溶解力が強く、
又、沸点も比較的高いF141bをもちいて、積層フォ−ム
層間に剥離の少ない優れた硬質ポリウレタンフォ−ムを
得ることができるものであって、環境上の欠点もなく、
その産業上の利用価値は極めて高いものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 75:04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネ
    −ト化合物とをジクロロモノフルオロエタンを含む発泡
    剤、触媒、整泡剤及びその他の助剤の存在下に反応させ
    て硬質ポリウレタンフォ−ムを製造するに際し、ポリヒ
    ドロキシ化合物としてポリエステルポリオ−ル化合物
    を、全ポリヒドロキシ化合物100重量部中20%以上
    用い、触媒として、一方の末端をジメチルアミノ基とす
    るポリメチレンを1分子中に2以上有するアミン系化合
    物を全ポリヒドロキシ化合物100重量部に対し0.0
    2重量部以上用いることを特徴とする硬質ポリウレタン
    フォ−ムの製造方法。
JP5268397A 1993-06-29 1993-09-29 硬質ポリウレタンフォ−ムの製造方法 Pending JPH0770272A (ja)

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