JPH1160782A

JPH1160782A - 断熱ボード

Info

Publication number: JPH1160782A
Application number: JP9221475A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Mizuta; 和彦水田; Naoyuki Omori; 直之大森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-08-18
Filing date: 1997-08-18
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】フォームの難燃性に優れ、収縮や反りの少な
い高品質、高性能断熱ボードを提供する。【解決手段】ポリイソシアネート成分と、ポリオール
成分、発泡剤、触媒、整泡剤及びその他の助剤とを混
合、発泡してなるイソシアヌレート変性硬質ポリウレタ
ンフォームに表面材をラミネートして得られる断熱ボー
ド。ポリオール成分は、ヒドロキシ化合物と、ｏ−，ｍ
−，ｐ−フタル酸及びこれらの誘導体の１種又は２種以
上の多塩基酸成分とのエステル化で得られるポリエステ
ルポリオール化合物を３０重量％以上含み、イソシアネ
ート指数が１２０〜２５０であり、かつ、１分子中に水
酸基を１個以上有するアミン化合物よりなる反応型アミ
ン触媒を、ポリオール成分に対して１０重量％以下用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷蔵ないし冷凍倉庫
や戸建て住宅などの建築用パネル材ないしボード材とし
て有用な断熱ボードに係り、特に、断熱性及び難燃性に
優れたラミネートボード材、サイディング材等の断熱ボ
ードに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、業務用倉庫や店舗、戸建て住宅な
どの建築用パネル材やボード材には、省エネルギーの観
点から、断熱性、気密性に対する要求が増々高くなって
きている。

【０００３】従来、これらの用途に用いられる主な断熱
材料としては、グラスウール、ロックウール等の綿状材
料、或いはポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォー
ム、硬質ポリウレタンフォーム等の板状材料がある。

【０００４】例えば、業務用倉庫などの断熱に用いられ
る板状材料としては、硬質ウレタンフォームに不燃紙や
石膏面材をラミネート成型したラミネートボード材や、
金属系化粧面材或いは窯業系面材をラミネートしたサイ
ディング材などがある。近年、硬質ポリウレタンフォー
ムの断熱性能の高さから、これらのラミネートボード材
やサイディング材の需要が高まっており、これらの断熱
ボードの市場は今後伸長が期待されている。

【０００５】硬質ポリウレタンフォームを断熱材料とす
るこのような断熱ボードは、一般に、ポリイソシアネー
ト成分と、ポリオール成分、発泡剤、触媒、整泡剤及び
その他の助剤を混合した配合液とを混合、発泡させて得
られるイソシアヌレート変性硬質ポリウレタンフォーム
原料に、紙、ベニヤ板、金属板、石膏ボードなどをラミ
ネート、成型した後、所定の寸法に裁断する連続発泡法
により製造されている。この連続発泡による成型法とし
ては、上下一対のベルトコンベアによって送り出される
面材上に、硬質ポリウレタンフォーム原料をミキシング
ヘッドより吐出し、発泡過程で圧締して成型するダブル
コンベア方式が代表的で、この方式によれば、製品寸法
を任意に設計することができ、しかも一工程で表面材と
一体成型することが可能で生産性が高いため広く採用さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】倉庫、その他の用途に
用いられるラミネートボード材、サイディング材等の断
熱ボードの断熱材料としての硬質ポリウレタンフォーム
にあっては、長期間安定した断熱性と気密性を保持でき
ることに加えて、難燃性が高く、火災時に延焼し難いこ
とが要求される。

【０００７】即ち、表面材として合板を用いたものはも
とより、金属面材を用いたものであっても、表面材の材
質や厚さ、ボード構造等によっては、十分な耐火性が得
られず、火災時には短時間で内部の硬質ポリウレタンフ
ォームに着火する恐れがある。従って、硬質ポリウレタ
ンフォームの難燃性は断熱ボードとしての用途上極めて
重要である。

【０００８】また、連続発泡成型による断熱ボードにあ
っては、硬質ポリウレタンフォーム原料の収縮性及びキ
ュア性も重要である。即ち、硬質ポリウレタンフォーム
原料の収縮率が大きいと、成型後、ボードの厚味が減少
したり、全体に反りが生じて品質上問題が発生する。ま
た、硬質ポリウレタンフォームのキュア性が悪いと、成
型直後に裁断する際、裁断面がささくれたり、小口収縮
が起きて製品不良率が増大する。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あって、硬質ポリウレタンフォームの連続発泡成型によ
って得られるラミネートボード材或いはサイディング材
（以下、単に「断熱ボード」と称す。）であって、フォ
ームの難燃性に優れ、しかも収縮や反りの少ない高品
質、高性能断熱ボードを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の断熱ボードは、
ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分、発泡剤、
触媒、整泡剤及びその他の助剤を混合した配合液とを混
合、発泡して得られるイソシアヌレート変性硬質ポリウ
レタンフォームに表面材をラミネートして得られる断熱
ボードにおいて、該ポリオール成分は、ヒドロキシ化合
物と、ｏ−フタル酸、ｍ−フタル酸、ｐ−フタル酸及び
これらの誘導体よりなる群から選ばれる１種又は２種以
上の多塩基酸成分とをエステル化反応させて得られるポ
リエステルポリオール化合物（以下「フタル酸系ポリエ
ステルポリオール」と称す。）を３０重量％以上含み、
ポリオール成分及びその他の活性水素を有する化合物の
全量に対するイソシアネート指数が１２０〜２５０であ
り、かつ、１分子中に水酸基を１個以上有するアミン化
合物よりなる反応型アミン触媒を、前記ポリオール成分
に対して１０重量％以下用いたことを特徴とする。

【００１１】本発明においては、上記特定のイソシアネ
ート指数の範囲内で、上記のフタル酸系ポリエステルポ
リオールと反応型アミン触媒とを併用することにより、
収縮や反りを防止した上で著しく良好な難燃性を得るこ
とができる。

【００１２】本発明においては、ポリイソシアネート成
分としては、下記一般式（Ｉ）で表されるポリイソシア
ネート化合物であり、該ポリイソシアネート化合物中、
ｎ≧３のポリメリックイソシアネートの割合が３０重量
％未満であり（以下、この割合を「ポリイソシアネート
中の５核体以上含有量」と称す。）であり、かつ、ｎ＝
０の２核体ジイソシアネートのうち、下記構造式（II）
で表される４，４’−メチレンジイソシアネート（以下
「４，４’−ＭＤＩ」と称す。）の割合（以下、この割
合を「ＭＤＩ中の４，４’体含有量」と称す。）が８５
重量％以上である（以下このようなポリイソシアネート
を「核体制御ポリイソシアネート」と称す。）ものが好
ましく、前記特定のイソシアネート指数の範囲内で前記
フタル酸系ポリエステルポリオール及び反応型アミン触
媒と共に、このようなポリイソシアネート成分を併用す
ることにより、より一層良好な難燃性を得ることができ
る。

【００１３】

【化２】

【００１４】更に、発泡剤として、常温常圧で気体の発
泡剤（以下「低沸点発泡剤」と称す。）を、ポリオール
成分とポリイソシアネート成分の合計に対して１０重量
％以下用いることが好ましく、このような低沸点発泡剤
を用いることにより、収縮率を小さく抑え、反りを防止
することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１６】まず、本発明の断熱ボードの断熱材料とし
てのイソシアヌレート変性硬質ポリウレタンフォーム原
料について説明する。

【００１７】イソシアヌレート変性硬質ポリウレタンフ
ォーム原料に用いるポリオール成分は、ヒドロキシ化合
物と、ｏ−フタル酸、ｍ−フタル酸ｐ−フタル酸及び
これらの誘導体よりなる群から選ばれる１種又は２種以
上の多塩基酸成分とをエステル化反応させて得られるフ
タル酸系ポリエステルポリオールを３０重量％以上含
む。

【００１８】本発明では、ポリオール成分として、この
ような芳香環を含むフタル酸系ポリエステルポリオール
を用いることにより、安定な難燃性を得る。

【００１９】ポリオール成分中のフタル酸系ポリエステ
ルポリオール含有量が３０重量％未満では十分な難燃性
を得ることはできない。ポリオール成分中のフタル酸系
ポリエステルポリオール含有量は好ましくは６０重量％
以上、より好ましくは７０重量％以上であり、特に、フ
タル酸系ポリエステルポリオールを７０重量％以上用い
ることにより、安定かつ確実な難燃効果を得ることがで
きる。

【００２０】このフタル酸系ポリエステルポリオールを
形成するヒドロキシ化合物としては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、フェノール、或いはフェノ
ールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を
開環付加重合させた化合物等が挙げられ、フタル酸誘導
体としてはフタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル等が挙
げられる。この他、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）等の残査より再生、製造されたポリエステルポリオ
ールも含まれる。フタル酸系ポリエステルポリオールの
好ましい水酸基価は１５０〜４５０である。フタル酸系
ポリエステルポリオールは、特に、多塩基酸中のｍ−フ
タル酸及び／又はｐ−フタル酸の割合の高いものが難燃
性の面からは好ましい。

【００２１】なお、本発明に係るフタル酸系ポリエステ
ルポリオールの含有量とは、純粋なフタル酸系ポリエス
テルポリオールとしての割合であり、エステル合成反応
の生成物中に未反応の状態で含まれるヒドロキシ化合物
や多塩基酸成分、その他の添加剤等は含まれない。

【００２２】本発明においては、ポリオール成分とし
て、フタル酸系ポリエステルポリオールの他、本発明の
目的を損なわない範囲で更にマンニッヒ変性ポリオー
ル、エチレンジアミン、トリレンジアミン、シュークロ
ース、アミノアルコール、ジエチレングリコール等のポ
リオール化合物をポリオール成分中３０重量％以下の範
囲で併用しても良い。

【００２３】一方、ポリイソシアネート成分としては、
前記一般式（Ｉ）で表されるポリイソシアネート化合物
であって、このポリイソシアネート化合物中、ｎ≧３の
ポリメリックイソシアネートの割合（ポリイソシアネー
ト中の５核体以上含有量）が３０重量％未満であり、か
つ、ｎ＝０の２核体ジイソシアネートのうち、下記構造
式（II）で表される４，４’−ＭＤＩの割合（ＭＤＩ中
の４，４’体含有量）が８５重量％以上の核体制御ポリ
イソシアネートを用いる。

【００２４】この核体制御ポリイソシアネートのポリイ
ソシアネート中の５核体以上含有量が３０重量％以上で
ある場合、或いは、ＭＤＩ中の４，４’体含有量が８５
重量％未満である場合は、良好な難燃性を達成すること
はできない。

【００２５】本発明に係る核体制御ポリイソシアネート
のポリイソシアネート中の５核体以上含有量は好ましく
は５〜２５重量％であり、これが５重量％未満のものは
合成プロセスが複雑で現状では工業生産が難しい。ま
た、ＭＤＩ中の４，４’体含有量は好ましくは９０重量
％以上、より好ましくは９５重量％以上である。

【００２６】本発明においては、ポリイソシアネート成
分として、上記核体制御ポリイソシアネート以外のポリ
イソシアネート化合物、例えば、イソホロンジイソシア
ネート等の脂環族系イソシアネート類、ヘキサメチレン
ジイソシアネート等の脂肪族系イソシアネート類等を用
いても良いが、この場合においても全ポリイソシアネー
ト成分中の前記５核体以上含有量及び４，４’体含有量
が本発明の範囲内であることが必要となる。

【００２７】本発明において、ポリイソシアネート成分
のイソシアネート指数は１２０〜２５０の範囲であり、
このイソシアネート指数が１２０未満では良好な難燃性
を達成することが難しく、２５０を超えると収縮や反り
を抑え、また、キュア性を良好なものとすることが困難
となる。ポリイソシアネート成分のイソシアネート指数
は好ましくは１４０〜２００の範囲、より好ましくは１
５０〜１８０の範囲であり、この範囲であれば良好な難
燃性と収縮性及びキュア性を同時に達成することができ
る。

【００２８】なお、上記イソシアネート指数とは、ポリ
オール成分及び水等のその他の活性水素を有する化合物
の全量に対する値である。

【００２９】本発明で用いる反応型アミン触媒は、１分
子中に水酸基を１個以上含有するアミン化合物であり、
具体的にはジメチルアミノヘキサノール、ジメチルアミ
ノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノ
ールアミン、その他４級アンモニウム塩類等が挙げられ
る。

【００３０】即ち、従来、硬質ポリウレタンフォームの
触媒として用いられてきたアミン触媒は、トリエチレン
ジアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ペン
タメチルジエチレントリアミン等の化合物であるが、こ
れらは官能基をもたず発泡体中にフリーの状態で残留す
るため、これが燃焼の核となっていたものと推定され
る。従って、本発明ではこうした従来のアミン触媒に代
えて反応型アミン触媒を用いることにより難燃性を高め
る。

【００３１】なお、ジブチル錫ジラウレート、オクチル
酸鉛、スタナスオクトエート、オクチル酸カリウム（２
−エチルヘキシル酸カリウム）、酢酸カリウムなどの有
機金属系触媒は、ウレタン結合やイソシアヌレート変性
促進において必須の成分であり、また、使用により難燃
性を損なうものではないので、その使用は何ら差し支え
ない。

【００３２】本発明において、上記反応型アミン触媒の
使用量は主に成型条件によっても異なるが、ポリオール
成分に対して１０重量％以下、好ましくは５重量％以
下、より好ましくは０．１〜５重量％である。反応型ア
ミン触媒の使用量がポリオール成分に対して１０重量％
を超えると難燃性能がかえって低下するので好ましくな
い。

【００３３】また、上記有機金属系触媒の使用量（反応
型アミン触媒を用いる場合は反応型アミン触媒との合計
量）は、ポリオール成分に対して１〜１０重量％とする
のが好ましい。

【００３４】発泡剤としては、ジクロロモノフルオロエ
タン、ペンタフルオロプロパン、水等、好ましくはジク
ロロモノフルオロエタンが用いられる。

【００３５】本発明においては、発泡剤として上記発泡
剤と共に、常温常圧で気体の発泡剤、例えば、ハイドロ
フルオロカーボン類のテトラフルオロエタン（Ｒ１３４
ａ）や、ハイドロクロロフルオロカーボン類のジフルオ
ロモノクロロメタン（Ｒ２２）、炭酸ガス等を併用する
のが好ましく、このような低沸点発泡剤を用いることに
より、低官能基数のフタル酸系ポリエステルポリオール
を用いたことによる強度低下を抑え、気泡内圧を上昇さ
せることで収縮率を小さくし、寸法安定性を高めること
ができる。

【００３６】この場合、この低沸点発泡剤の使用量はポ
リオール成分とポリイソシアネート成分との合計に対し
て１０重量％以下、特に１〜８重量％とするのが好まし
い。低沸点発泡剤の使用量がポリオール成分とポリイソ
シアネート成分との合計に対して１０重量％を超える
と、気化力が高くなりすぎて、発泡が不安定となり、気
泡も粗大で良好なフォームが得られなくなる。

【００３７】この低沸点発泡剤を用いる場合、低沸点発
泡剤は、予めポリオール成分と混合したり、発泡時に第
３成分として単独でポリオール成分及びポリイソシアネ
ート成分に直接混合する方法等がある。

【００３８】なお、発泡剤の合計の使用量は、目的とす
る硬質ポリウレタンフォームの密度によって任意に決定
されるが、通常の場合、ポリオール成分とポリイソシア
ネート成分との合計に対して３〜２５重量％好ましくは
５〜１５重量％である。

【００３９】整泡剤としては、硬質ポリウレタンフォー
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ーテル等のシリコー
ン系のもの等を通常の使用量で用いることができる。ま
た、本発明においては、上記以外の任意の成分、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。

【００４０】本発明に係るイソシアヌレート変性硬質ポ
リウレタンフォーム原料は、前記特定のイソシアネート
指数のもとに、前記フタル酸系ポリエステルポリオール
及び反応型アミン触媒を使用することを必須とするが、
更に、核体制御ポリイソシアネート及び／又は低沸点発
泡剤を併用することで、より一層良好な特性を得ること
ができる。

【００４１】本発明の断熱ボードは、発泡剤、触媒、整
泡剤及びその他の助剤をポリオール成分に混合した配合
成分と、ポリイソシアネート成分と、更に低沸点発泡剤
を用いる場合はこの低沸点発泡剤の第３成分とを常法に
従って１５〜５０℃でミキシングヘッドで混合、発泡し
て得られるイソシアヌレート変性硬質ポリウレタンフォ
ームに、表面材をラミネートし、ベルトコンベア等によ
り圧締させる連続発泡成型法等により容易に製造するこ
とができる。

【００４２】なお、本発明の断熱ボードの表面材として
は、断熱ボードの使用目的により異なるが、アルミ箔、
クラフト紙、アスファルトフェルトなどの軟質面材や、
石膏ボード、木毛セメント板、合板などの硬質面材等が
挙げられる。

【００４３】本発明の断熱ボードは、その寸法に特に制
約を受けるものではないが、一般的には、３０〜２００
ｃｍ×１５０〜８００ｃｍ×厚さ１〜２０ｃｍ程度とさ
れる。

【００４４】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。なお、以下において、収縮率の値
以外の「％」は「重量％」を示す。

【００４５】実施例１〜３，比較例１〜３表１に示した配合処方に従って、まず配合液Ａを調製
し、ポリイソシアネートＡ，Ｂと必要に応じて発泡剤Ｂ
を用意した。

【００４６】なお、用いた原料は次の通りである。ポリオールＡ：東邦理化工業（株）製ｍ，ｐ−フタル酸ベースポリエステルポリオール、水酸基価４３０ポリオールＢ：第一工業製薬（株）製マンニッヒ変性ポリエーテルポリオール、水酸基価４７０難燃剤：ストファージャパン（株）製「ファイロールＰＣＦ」整泡剤：日本ユニカー（株）製「Ｌ５４２０」触媒Ａ：花王（株）製「カオライザーＮｏ．２５」反応型アミン触媒ジメチルアミノヘキサノール（１分子中の水酸基数１）触媒Ｂ：花王（株）製「カオライザーＮｏ．１」テトラメチルヘキサメチレンジアミン触媒Ｃ：日本化学産業（株）製「Ｂ−１５Ｇ」２−エチルヘキシル酸カリウム発泡剤Ａ：ダイキン工業（株）製「ダイフロン１４１ｂ」ジクロロモノフルオロエタン発泡剤Ｂ：三井フロロケミカル（株）製「ＨＦＣ−１３４ａ」１，１，１，２−テトラフルオロエタンポリイソシアネートＡ：日本ポリウレタン（株）製粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（ＮＣＯ％３０．２、ポリイソシアネート中の５核体以上含有量２４％、ＭＤＩ中の４，４’体含有量９９％）ポリイソシアネートＢ：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ート（ＮＣＯ％３１．４、ポリイソシアネート中の５核体以上の含有量２４％、ＭＤＩ中の４，４’体含有量７７％）また、原料の注入型１としては、図１に示す如く、２枚
のアルミ製表面材（２５０ｍｍ×６５０ｍｍ×５ｍｍ厚
さ）２Ａ，２Ｂと、アルミ製側枠材３（厚さ２５ｍｍ）
とで構成される、空洞部（内のり）２００ｍｍ×６００
ｍｍ×２５ｍｍのものを用いた。表面材２Ａは開閉でき
る構造になっている。この型１を水平に設置し、表面材
２Ａ，２Ｂの温度を３０°に保持した。

【００４７】配合液Ａ及びポリイソシアネートＡ又はＢ
を、或いは発泡剤Ｂを用いる場合は更に第３成分として
発泡剤Ｂを常温で予め配合液Ａに混合し、得られたイソ
シアヌレート変性硬質ポリウレタンフォーム原料を水平
に設置した型の中央部に即座に注ぎ、表面材２Ａを閉じ
てクリップで圧締した。その後、１０分後に脱型し、得
られた断熱ボードについて、下記方法で性能の評価を行
い、結果を表１に示した。

【００４８】厚み収縮率：脱型時に対する２４時間常温
放置後のフォーム厚み方向の寸法変化率を測定した。な
お、寸法変化率はパネル中央部と端部の２箇所の測定値
の平均値とした。

【００４９】キュア性：得られた断熱ボードを脱型直
後、粗切りナイフで２等分に裁断し、断面を観察した。
断面が滑らかなものを○、ささくれて凹凸のあるものを
×とした。

【００５０】表面試験：フォームコア部分（厚み２０ｍ
ｍ）について、東洋精機製作所製燃焼試験機によりＪＩ
ＳＡ１３２１に基く表面試験（加熱時間１０分）を行
った。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１より、本発明の断熱ボードは、フォー
ムの難燃性に優れ、収縮率も少なく、またキュア性も良
好であることがわかる。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の断熱ボード
によれば、高い断熱性と気密性を有するイソシアヌレー
ト変性硬質ポリウレタンフォームの連続発泡成型による
断熱ボードであって、難燃性が著しく良好で、また収縮
率が小さく、キュア性に優れ、従って、製品歩留りの良
好な高品質、高性能断熱ボードが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例及び比較例で用いた注入型を示す分解斜
視図である。

【符号の説明】

１型２Ａ，２Ｂ表面材３側枠材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＥ０４Ｂ 1/94 Ｅ０４Ｂ 1/94 Ｔ // Ｂ３２Ｂ 27/40 Ｂ３２Ｂ 27/40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイソシアネート成分と、ポリオール
成分、発泡剤、触媒、整泡剤及びその他の助剤を混合し
た配合液とを混合、発泡して得られるイソシアヌレート
変性硬質ポリウレタンフォームに表面材をラミネートし
て得られる断熱ボードにおいて、該ポリオール成分は、ヒドロキシ化合物と、ｏ−フタル
酸、ｍ−フタル酸、ｐ−フタル酸及びこれらの誘導体よ
りなる群から選ばれる１種又は２種以上の多塩基酸成分
とをエステル化反応させて得られるポリエステルポリオ
ール化合物を３０重量％以上含み、ポリオール成分及びその他の活性水素を有する化合物の
全量に対するイソシアネート指数が１２０〜２５０であ
り、かつ、１分子中に水酸基を１個以上有するアミン化合物よりな
る反応型アミン触媒を、前記ポリオール成分に対して１
０重量％以下用いたことを特徴とする断熱ボード。
【請求項２】請求項１において、前記ポリイソシアネ
ート成分は、下記一般式（Ｉ）で表されるポリイソシア
ネート化合物であり、該ポリイソシアネート化合物中、
ｎ≧３のポリメリックイソシアネートの割合が３０重量
％未満であり、かつ、ｎ＝０の２核体ジイソシアネート
のうち、下記構造式（II）で表される４，４’−メチレ
ンジイソシアネートの割合が８５重量％以上であること
を特徴とする断熱ボード。【化１】
【請求項３】請求項１又は２において、常温常圧で気
体の発泡剤を、前記ポリオール成分とポリイソシアネー
ト成分の合計に対して１０重量％以下用いたことを特徴
とする断熱ボード。