(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属、または、アルカリ土金属の少なくとも一種以上の水酸化物と、有機または無機化合物の少なくとも一種以上の吸水性物質とを親水基と親油基を有する界面活性剤に分散させた懸濁液を調整する懸濁液調整ステップと、前記懸濁液とポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、揮発性発泡剤、及び、ポリイソシアネートを混合して発泡させ、独立気泡内部に水とポリイソシアネートとの反応により発生した炭酸ガス、及び、揮発性発泡剤を含む発泡ポリウレタン樹脂組成物を形成する樹脂形成ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着して炭酸塩を形成し、前記独立気泡内を実質的に揮発性発泡剤で満たす炭酸ガス除去ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着する時に発生する水分が、前記吸水性物質に吸水される水分除去ステップとを有する発泡断熱材の製造方法。
【請求項２】
アルカリ金属、または、アルカリ土金属の少なくとも一種以上の水酸化物が、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムの少なくとも一種以上を含んでいることを特徴とする請求項１記載の発泡断熱材の製造方法。
【請求項３】
アルカリ金属水酸化物を親水基と親油基を有する界面活性剤に分散させた懸濁液を調整する懸濁液調整ステップと、前記懸濁液とポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、揮発性発泡剤、及び、ポリイソシアネートを混合して発泡させ、独立気泡内部に水とポリイソシアネートとの反応により発生した炭酸ガス、及び、揮発性発泡剤を含む発泡ポリウレタン樹脂組成物を形成する樹脂形成ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着して炭酸塩を形成し、前記独立気泡内を実質的に揮発性発泡剤で満たす炭酸ガス除去ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着する時に発生する水分が、前記水酸化物に吸水される水分除去ステップとを有する発泡断熱材の製造方法。
【請求項４】
アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び、石灰ソーダの少なくとも一種以上を含んでいることを特徴とする請求項３記載の発泡断熱材の製造方法。
【請求項５】
界面活性剤が、シリコン系界面活性剤であることを特徴とする請求項１または請求項３記載の発泡断熱材の製造方法。
【請求項６】
懸濁液中の界面活性剤対アルカリ金属水酸化物の重量比が、０．５及至３：１の範囲内にあることを特徴とする請求項１または請求項３記載の発泡断熱材の製造方法。
【請求項７】
懸濁液の添加量が、ポリオール１００重量部に対し１０及至３０重量部の範囲内にあることを特徴とする請求項１または請求項３記載の発泡断熱材の製造方法。
【請求項８】
ポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、及び、揮発性発泡剤を含む成分と、ポリイソシアネート成分と、アルカリ金属水酸化物と有機または無機化合物の少なくとも一種からなる吸水性物質とを界面活性剤に分散させた懸濁液成分を、同時に混合することを特徴とする請求項１または請求項３記載の発泡断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫、冷凍庫などに用いる発泡断熱材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの観点より発泡断熱材の熱伝導率を低減し、断熱性を向上させるというニーズがあると同時に、クロロフルオロカーボン（以下ＣＦＣと称する）、更にはハイドロクロロフルオロカーボン（以下ＨＣＦＣと称する）によるオゾン層破壊、及び、地球温暖化等の環境問題が注目されており、これらを解決することが極めて重要なテーマとなっている。
【０００３】
このため、代表的な発泡断熱材である硬質ウレタンフォームの製造にあたっては、ＣＦＣ、及び、ＨＣＦＣの使用量削減を目的として、オゾン層破壊に対する影響が全く無く、ハイドロフルオロカーボン（以下ＨＦＣ）、更に地球温暖化に対しても影響の少ないハイドロカーボン（以下ＨＣ称する）による発泡について、種々取り組みが検討されている。
【０００４】
基本的に、硬質ウレタンフォームの断熱性能を向上するには、フォーム気泡内ガス成分の気体熱伝導率を低減することが重要であり、独立気泡内部のガス成分の中から気体熱伝導率の大きい炭酸ガスを取り除き、揮発性発泡剤で満たすことが効果的手段とされてきた。
【０００５】
一方においては、揮発性発泡剤の使用量低減、発泡剤と原料成分との相溶性の問題、及び、フォーム諸物性の改善等を目的に、水などの反応性発泡剤と有機ポリイソシアネートとの反応により発生する炭酸ガスを発泡剤成分として用いることが必要不可欠であった。
【０００６】
しかし、このような構成においては、気体熱伝導率の大きい炭酸ガスが発泡断熱材の気泡内に残存するため、発泡断熱材の断熱性能は悪いものとなる。
【０００７】
こうした課題解決のアプローチとして例えば、特開平８−８１５７４号公報で示されているように炭酸ガス吸着性試薬で炭酸ガス成分を除去する方法が提案されている。すなわち、炭酸ガス吸着性能にすぐれたアルカリ金属水酸化物を１００センチポイズ〜１０００センチポイズの範囲内の粘度を２５℃で有している担体液体により懸濁質としたものを原料中にあらかじめ添加混合し、生成した炭酸ガスを吸着除去し、気泡内を発泡剤ガスで満たすことにより断熱性能を向上させることが特徴となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−８１５７４号公報において用いられている構成では、ウレタン原料と混合過程において、アルカリ金属水酸化物とウレタン原料が反応し、フォーム密度やウレタン反応の反応性に悪影響を与える。
【０００９】
すなわち、アルカリ金属水酸化物は吸水性が高く、原料と直接接触することにより原料中の水分を吸収するため、発泡効率が低下し、その結果フォーム密度が増大する。また、アルカリ金属水酸化物の添加により反応系のｐＨが上昇することにより、反応性が向上しゲル化が促進される。
【００１０】
よって、発泡断熱材の独立気泡内部の炭酸ガスはアルカリ金属水酸化物によって吸着除去され、実質的に独立気泡内部のガス組成中の揮発性発泡剤の比率は高くなり、気体熱伝導率は低下するが、フォーム密度の増加による樹脂熱伝導率の悪化、及び、ゲルタイムの短縮による充填性の悪化が問題として予想される。
【００１１】
従って、アルカリ金属、または、アルカリ土金属の水酸化物によって発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスを吸着除去し、断熱性の向上、かつ、良好な充填性を得るためには、アルカリ金属、またはアルカリ土金属の水酸化物をウレタン原料と非接触の状態にし、ウレタン反応系に影響のない発泡断熱材の製造方法を提供することが課題であった。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑み、アルカリ金属、または、アルカリ土金属の水酸化物とウレタン原料とを非接触にすることにより、ウレタン反応系に影響を与えずに発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスを速やかに吸着除去し、高断熱性能を有する発泡断熱材の製造方法を供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の発泡断熱材の製造方法は、アルカリ金属、または、アルカリ土金属の少なくとも一種以上の水酸化物と、有機または無機化合物の少なくとも一種以上の吸水性物質とを親水基と親油基を有する界面活性剤に分散させた懸濁液を調整する懸濁液調整ステップと、前記懸濁液とポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、揮発性発泡剤、及び、ポリイソシアネートを混合して発泡させ、独立気泡内部に水とポリイソシアネートとの反応により発生した炭酸ガス、及び、揮発性発泡剤を含む発泡ポリウレタン樹脂組成物を形成する樹脂形成ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着して炭酸塩を形成し、前記独立気泡内を実質的に揮発性発泡剤で満たす炭酸ガス除去ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着する時に発生する水分が、前記吸水性物質に吸水される水分除去ステップとを有するものである。
【００１４】
また、アルカリ金属、または、アルカリ土金属の少なくとも一種以上の水酸化物が、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムの少なくとも一種以上を含んでなることを特徴とするものである。
【００１５】
また、アルカリ金属水酸化物を親水基と親油基を有する界面活性剤に分散させた懸濁液を調整する懸濁液調整ステップと、前記懸濁液とポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、揮発性発泡剤、及び、ポリイソシアネートを混合して発泡させ、独立気泡内部に水とポリイソシアネートとの反応により発生した炭酸ガス、及び、揮発性発泡剤を含む発泡ポリウレタン樹脂組成物を形成する樹脂形成ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着して炭酸塩を形成し、前記独立気泡内を実質的に揮発性発泡剤で満たす炭酸ガス除去ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着する時に発生する水分が、前記水酸化物に吸水される水分除去ステップとを有するものである。
【００１６】
また、アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び石灰ソーダの少なくとも一種以上を含んでなることを特徴とするものである。
【００１７】
また、界面活性剤が、シリコン系界面活性剤であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、懸濁液中の界面活性剤対アルカリ金属水酸化物の重量比が０．５及至３：１の範囲内にあることを特徴とするものである。
【００１９】
また、懸濁液の添加量が、ポリオール１００重量部に対し１０乃至３０重量部の範囲内にあることを特徴とするものである。
【００２０】
また、ポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、及び、揮発性発泡剤を含む成分と、ポリイソシアネート成分と、アルカリ金属水酸化物と有機または無機化合物の少なくとも一種からなる吸水性物質とを界面活性剤に分散させた懸濁液成分を同時に混合することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明によればウレタン反応系に悪影響を及ぼさず、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスを吸着除去し、断熱性能に優れた発泡断熱材の製造方法が提供できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発泡断熱材の製造方法は、アルカリ金属、または、アルカリ土金属の少なくとも一種以上の水酸化物と有機または無機化合物の少なくとも一種以上の吸水性物質とを親水基と親油基を有する界面活性剤に分散させた懸濁液を調整する懸濁液調整ステップと、前記懸濁液とポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、揮発性発泡剤、及び、ポリイソシアネートを混合して発泡させ、独立気泡内部に水とポリイソシアネートとの反応により発生した炭酸ガス、及び、揮発性発泡剤を含む発泡ポリウレタン樹脂組成物を形成する樹脂形成ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着して炭酸塩を形成し、前記独立気泡内を実質的に揮発性発泡剤で満たす炭酸ガス除去ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着する時に発生する水分が、前記吸水性物質に吸水される水分除去ステップとを有するものである。
【００２３】
上記構成によって、懸濁液中で界面活性剤に分散された水酸化物は、ウレタン原料と混合されることによって界面活性剤に表面修飾されたコロイド分散微粒子を形成する。このため、界面活性剤の親油基のみが水酸化物と接触し、水酸化物は、ウレタン原料とは隔離された状態を維持することができ、ウレタン原料中の水を吸着することはなく、発泡効率を低下させることもない。
【００２４】
また、ウレタン反応系への水酸化物の溶出によるｐＨ上昇もないため、ゲルタイムを早期化するといった弊害もなく、発泡断熱材の形成後、水酸化物は、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスを吸着除去することが可能となる。
【００２５】
また、水酸化物と同時に懸濁液中の界面活性剤に分散された吸水物質もまた、同様の作用により、ウレタン原料とは隔離された状態を維持することができ、ウレタン原料中の水を吸着することはなく、発泡効率を低下させることもない。
【００２６】
また、発泡断熱材の形成後には、吸水性物質は、水酸化物と炭酸ガスとの副反応物として発生し、気泡中に水蒸気として存在する水分を吸着除去するため、優れた断熱性能を有する発泡断熱材が得られる。
【００２７】
本発明の請求項２に記載の発泡断熱材の製造方法は、水酸化物が、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムの少なくとも一種以上を含んでいることを特徴とするものであり、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスが吸着除去された、断熱性能に優れた発泡断熱材が得られる。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の発泡断熱材の製造方法は、アルカリ金属水酸化物を親水基と親油基を有する界面活性剤に分散させた懸濁液を調整する懸濁液調整ステップと、前記懸濁液とポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、揮発性発泡剤、及び、ポリイソシアネートを混合して発泡させ、独立気泡内部に水とポリイソシアネートとの反応により発生した炭酸ガス、及び、揮発性発泡剤を含む発泡ポリウレタン樹脂組成物を形成する樹脂形成ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着して炭酸塩を形成し、前記独立気泡内を実質的に揮発性発泡剤で満たす炭酸ガス除去ステップと、前記水酸化物が発泡ポリウレタン樹脂組成物の独立気泡内の炭酸ガスを吸着するときに発生する水分が、前記アルカリ金属水酸化物に吸水される水分除去ステップとを有するものである。
【００２９】
上記構成によって、懸濁液中で界面活性剤に分散されたアルカリ金属水酸化物は、ウレタン原料と混合されることによって界面活性剤に表面修飾されたコロイド分散微粒子を形成する。
【００３０】
このため、界面活性剤の親油基のみがアルカリ金属水酸化物と接触し、水酸化物は、ウレタン原料とは隔離された状態を維持することができ、ウレタン原料中の水を吸着することはなく、発泡効率を低下させることもない。
【００３１】
また、ウレタン反応系への水酸化物の溶出によるｐＨ上昇もないため、ゲルタイムを早期化するといった弊害もなく、発泡断熱材の形成後、水酸化物は、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスを吸着除去することが可能となる。
【００３２】
また、発泡断熱材の形成後、アルカリ金属水酸化物は、アルカリ金属水酸化物と炭酸ガスとの副反応として発生し、気泡中に水蒸気として存在する水分を吸着除去するため、吸水性物質を添加する必要がなく、熱伝導率の悪化が抑えられ、断熱性能に優れた発泡断熱材が得られる。
【００３３】
本発明の請求項４に記載の発泡断熱材の製造方法は、アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、及び、石灰ソーダの少なくとも一種以上を含んでなることを特徴とするものであり、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスが吸着除去された、断熱性能に優れた発泡断熱材が得られる。
【００３４】
上記構成によって、水分吸着性の高い水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、及び、石灰ソーダは、自身と炭酸ガスとの副反応物として生成した水分を自ら吸着するため吸水性物質を添加する必要がなく、樹脂熱伝導率の悪化が抑えられ、かつ、生成した水の独立気泡内部への拡散を防ぎ、断熱性能に悪影響を及ぼさない。
【００３５】
本発明の請求項５に記載の発泡断熱材の製造方法は、界面活性剤が、シリコン系界面活性剤であることを特徴とするものであり、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスが吸着除去された、断熱性能に優れた発泡断熱材が得られる。
【００３６】
上記構成によって、シリコン系界面活性剤は、水酸化物および水分吸着物質と激しく反応することなく、水酸化物をコロイド分散させた懸濁液として存在することが可能であると共に、ウレタン気泡形成にあたっても起泡の安定化を図ることができ、気泡径の微細化にも効果がある。
【００３７】
本発明の請求項６に記載の発泡断熱材の製造方法は、懸濁液中の界面活性剤対水酸化物の重量比が０．５及至３：１の範囲内にあることを特徴とするものであり、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスが吸着除去された、断熱性能に優れた発泡断熱材が得られる。
【００３８】
上記構成によって、懸濁液には、水酸化物がウレタン原料中コロイド分散微粒子となるための十分な界面活性剤が供給され、また、過剰量の界面活性剤のために樹脂熱伝導率が悪化することもなく、水酸化物とウレタン原料中の水とが非接触の状態を維持できるため、ウレタン反応系に悪影響を及ぼさない。
【００３９】
本発明の請求項７に記載の発泡断熱材の製造方法は、懸濁液の添加量が、ポリオール１００重量部に対し１０及至３０重量部の範囲内にあることを特徴とするものであり、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスが吸着除去された、断熱性能に優れた発泡断熱材が得られる。
【００４０】
上記構成によって、フォーム内の炭酸ガスは完全に除去され、また、固体成分添加による熱伝導率への影響も極めて小さいものである。
【００４１】
本発明の請求項８に記載の発泡断熱材の製造方法は、ポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、及び、揮発性発泡剤を含む成分と、ポリイソシアネート成分と、アルカリ金属水酸化物を界面活性剤に分散させた懸濁液成分を同時に混合することを特徴とするものであり、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスが吸着除去された、断熱性能に優れた発泡断熱材が得られる。
【００４２】
上記構成によって、懸濁液は、ウレタン原料中において長時間曝露されることはなく、安定性の低いコロイド分散状態のアルカリ水酸化物の微粒子を、安定な状態で発泡工程に導入することができる。
【００４３】
本発明の吸水性物質としては、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、塩化カルシウム等のように水分を吸着除去し得る化合物であれば、同様の効果が得られる。
【００４４】
本発明の揮発性発泡剤は、樹脂組成物の主要発泡剤として作用させるものであり、ポリオール組成物との相溶性が良好な化合物で、かつ気体熱伝導率が小さい化合物が望ましい。具体例としては、シクロペンタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソブタンなど炭化水素系化合物が地球環境保護の観点から適しており、それらの中でも、気体熱伝導率の低いシクロペンタンを適用する事がより望ましい。また、同様にハイドロフルオロカーボン系の発泡剤であるＨＦＣ−３５６ｍｍｆ、ＨＦＣ−２４５ｆａなどが適用できる。
【００４５】
また、揮発性発泡剤を２種類以上混合して適用しても何ら問題ない。
次に、本発明の具体例を説明する。
【００４６】
（実施例１）
図１に本発明の製造方法のフローチャートを示す。懸濁液調整ステップ１においては、アルカリ金属水酸化物には平均粒径３００μｍの東洋ケミカルズ製水酸化リチウム試薬を、水分吸着剤には平均粒子径２００μｍの富士シリシア化学製シリカゲルＡ型を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比が１：１であるコロイド分散懸濁液を調整した。また、ポリオールは芳香族アミン系ポリエーテルポリオールとエチレンジアミン系ポリエーテルポリオールの混合物でトータル水酸基価４６０mgKOH/g、整泡剤は信越化学（株）社製Ｆ−３３５、触媒は花王（株）製カオライザーＮｏ．１、反応性発泡剤は純水、揮発性発泡剤はシクロペンタンを使用した。以上の各原料を所定の配合部数で混合し、フレミックス成分として構成した。
【００４７】
一方、イソシアネート成分は、アミン当量１３５のポリメリックＭＤＩから成る有機ポリイソシアネートである。
【００４８】
樹脂形成ステップ２において、上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを１０部、シリカゲルを４部含むコロイド分散懸濁液成分２５重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。樹脂形成後、炭酸ガス除去ステップ３および水分除去ステップ４を経て、高断熱発泡ウレタン断熱材を得た。
【００４９】
（実施例２）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径５０μｍの関東電化工業製水酸化ナトリウム試薬を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比が１：１であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００５０】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００５１】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを１０部含むコロイド分散懸濁液成分２０重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００５２】
（比較例Ａ）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径３００μｍの東洋ケミカルズ製水酸化リチウム試薬を、水分吸着物質には平均粒子径２００μｍの富士シリシア化学製シリカゲルＡ型を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比が１：０．３であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００５３】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００５４】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを１０部、シリカゲルを４部含むコロイド分散懸濁液成分１７重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００５５】
（比較例Ｂ）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径３００μｍの東洋ケミカルズ製水酸化リチウム試薬を、水分吸着物質には平均粒子径２００μｍの富士シリシア化学製シリカゲルＡ型を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比１：３．５であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００５６】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００５７】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを１０部、シリカゲルを４部含むコロイド分散懸濁液成分４９重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００５８】
（比較例Ｃ）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径３００μｍの東洋ケミカルズ製水酸化リチウム試薬を、水分吸着物質には平均粒子径２００μｍの富士シリシア化学製シリカゲルＡ型を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比１：１であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００５９】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００６０】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを２．５部、シリカゲルを４部含むコロイド分散懸濁液成分９重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００６１】
（比較例Ｄ）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径３００μｍの東洋ケミカルズ製水酸化リチウム試薬を、水分吸着物質には平均粒子径２００μｍの富士シリシア化学製シリカゲルＡ型を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比が１：１であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００６２】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００６３】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを２０部、シリカゲルを４部含むコロイド分散懸濁液成分４４重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００６４】
（比較例Ｅ）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径３００μｍの東洋ケミカルズ製水酸化リチウム試薬を、水分吸着物質には平均粒子径２００μｍの富士シリシア化学製シリカゲルＡ型を、担体液体には旭電化工業製エポキシ樹脂ＥＰ−４３００を使用し、水酸化ナトリウム対担体液体の重量比が１：１であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００６５】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００６６】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを１０部、シリカゲルを４部含む懸濁液成分２４重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００６７】
（比較例Ｆ）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径５０μｍの関東電化工業製水酸化ナトリウム試薬を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比が１：０．３であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００６８】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００６９】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを１０部含むコロイド分散懸濁液成分１３重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００７０】
（比較例Ｇ）
アルカリ金属水酸物には平均粒径５０μｍの関東電化工業製水酸化ナトリウム試薬を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比が１：３．５であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００７１】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００７２】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを１０部含むコロイド分散懸濁液成分４５重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００７３】
（比較例Ｈ）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径５０μｍの関東電化工業製水酸化ナトリウム試薬を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比が１：１であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００７４】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００７５】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを２．５部含むコロイド分散懸濁液成分５重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００７６】
（比較例Ｉ）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径５０μｍの関東電化工業製水酸化ナトリウム試薬を、界面活性剤には信越化学（株）社製Ｆ−３３５を使用し、水酸化ナトリウム対界面活性剤の重量比が１：１であるコロイド分散懸濁液を調整した。
【００７７】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００７８】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを２０部含むコロイド分散懸濁液成分４０重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００７９】
（比較例Ｊ）
アルカリ金属水酸化物には平均粒径５０μｍの関東電化工業製水酸化ナトリウム試薬を、担体液体には旭電化工業製エポキシ樹脂ＥＰ−４３００を使用し、水酸化ナトリウム対担体液体の重量比が１：１である懸濁液を調整した。
【００８０】
プレミックス成分、及び、イソシアネート成分は実施例１と同様のものを使用した。
【００８１】
上記プレミックス成分とイソシアネート成分と水酸化ナトリウムを１０部含む懸濁液成分２０重量部を高圧発泡機にて混合攪拌し、発泡断熱材を成型した。なお、キュアは４５℃にて５分とした。
【００８２】
以上の実施例１、及び、実施例２、比較例Ａから比較例Ｊの発泡断熱材を解体し、フォームサンプルの初期密度と、気泡内ガス組成と、発泡１日後、及び、７日後のフォーム熱伝導率を測定した。
【００８３】
なお、熱伝導率は、発泡断熱材から２０×２０×２．５ｃｍサイズのフォームを切り出し、英弘精機（株）社製ＡＵＴＯ−Λにて測定した。また、気泡内ガス組成は、（株）島津製作所社製ガスクロマトグラフィーにて測定した。
【００８４】
（表１）に実施例１、及び、比較例Ａ、比較例Ｂ、比較例Ｃ、比較例Ｄ、比較例Ｅについて配合部数と評価結果について示す。
【００８５】
（表２）に実施例２、及び、比較例Ｆ、比較例Ｇ、比較例Ｈ、比較例Ｉ、比較例Ｊについて配合部数と評価結果について示す。
【００８６】
【表１】
0003641080.tif 000002
【００８７】
【表２】
0003641080.tif 000003
【００８８】
このように本発明における実施例１では、炭酸ガスと反応する水酸化物として水酸化リチウムを、水酸化リチウムと炭酸ガスとの反応の副生成物として生成する水分を吸着する水分吸着剤としてシリカゲルを、また、水酸化リチウム及びシリカゲルを表面修飾し、コロイド分散微粒子とするための界面活性剤としてシリコン系界面活性剤を用いることにより、界面活性剤の親油基のみが水酸化リチウムと接触し、水酸化リチウムは、ウレタン原料とは隔離された状態を維持することができ、ウレタン原料中の水を吸着することはなく、発泡効率を低下させることもない。また、ウレタン反応系への水酸化リチウムの溶出によるｐＨ上昇もないため、ゲルタイムを早期化するといった弊害もなく、発泡断熱材の形成後、水酸化リチウムは、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスを吸着除去することが可能となる。
【００８９】
また、水酸化リチウムと同時に懸濁液中の界面活性剤に分散されたシリカゲルもまた、同様の作用によりウレタン原料とは隔離された状態を維持することができ、ウレタン原料中の水を吸着することはなく、発泡効率を低下させることもない。また、発泡断熱材の形成後には、シリカゲルは、水酸化リチウムと炭酸ガスとの副反応物として発生し、気泡中に水蒸気として存在する水分を吸着除去するため、断熱性能に優れた発泡断熱材の製造が可能であること判った。
【００９０】
また、界面活性剤としてシリコン系界面活性剤を使用したため、水酸化リチウムと激しく反応することなく、水酸化リチウムをコロイド分散させた懸濁液として存在することが可能であると共に、ウレタン気泡形成にあたっても起泡の安定化を図ることができ、気泡径の微細化にも効果がある。
【００９１】
また、懸濁液中の界面活性剤対水酸化リチウムの重量比が１：１であるため、水酸化リチウムがウレタン原料中でコロイド分散微粒子となるための十分な界面活性剤が供給され、また、過剰量の界面活性剤のために樹脂熱伝導率が悪化することもなく、水酸化リチウムとウレタン原料中の純水とが非接触の状態を維持できるため、ウレタン反応系に悪影響を及ぼさない。
【００９２】
また、懸濁液の添加量が、ポリオール１００重量部に対し２０重量部であるため、フォーム気泡内の炭酸ガスを完全に吸着除去し、かつ、固体成分の添加による熱伝導率の悪化も抑制されている。
【００９３】
また、ポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、及び、揮発製発泡剤を含む成分と、ポリイソシアネート成分と、水酸化リチウムシリカゲルとを界面活性剤に分散させた懸濁液成分を同時に混合したため、懸濁液成分が安定な状態でウレタン発泡工程へと供給され、断熱性能の向上が得られたものである。
【００９４】
比較例Ａでは、炭酸ガスが吸着除去されているにも関わらず、熱伝導率の低減が小さかった。これは、水酸化リチウム量に対する界面活性剤量が少ないために、ウレタン原料中で十分なコロイド分散微粒子とならなかった水酸化リチウム及びシリカゲルの一部による純水の吸着が生じ、その結果フォーム密度が増大したことによるものと考えられる。また、水酸化リチウムとウレタン原料との反応が生じたことにより、ゲルタイムが短縮され充填性も悪化した。
【００９５】
比較例Ｂでは、炭酸ガスが吸着除去されているにも関わらず、熱伝導率の低減が小さかった。これは、界面活性剤の添加量が過剰であるために、樹脂熱伝導率が悪化したためであると考えられる。
【００９６】
比較例Ｃでは、炭酸ガスの吸着除去量が少なく、熱伝導率の低減も小さかった。これは、懸濁液の添加量が５部であることから、水酸化リチウムの添加量が十分でないためであると考えられる。
【００９７】
比較例Ｄでは、炭酸ガスが吸着除去されているにも関わらず、熱伝導率の低減が小さかった。これは、懸濁液の添加量が４４部であることから、添加量が過剰であったため樹脂熱伝導率が悪化したものと考えられる。
【００９８】
比較例Ｅでは、炭酸ガスが吸着除去されているにも関わらず、熱伝導率の低減が小さかった。これは、水酸化リチウム及びシリカゲルをエポキシ樹脂による懸濁液で供給したため、水酸化リチウム及びシリカゲルがウレタン原料と直接接触し、水酸化リチウム及びシリカゲルによる純水の吸着が生じ、その結果フォーム密度が増大したことによるものと考えられる。また、水酸化リチウムとウレタン原料との反応が生じたことにより、ゲルタイムが短縮され充填性も悪化した。
【００９９】
本発明における実施例２では、炭酸ガスと反応する水酸化物として水酸化ナトリウムを、また、水酸化ナトリウムを表面修飾し、コロイド分散微粒子とするための界面活性剤としてシリコン系界面活性剤を用いることにより、懸濁液中で界面活性剤に分散された水酸化ナトリウムは、ウレタン原料と混合されることによって界面活性剤に表面修飾されたコロイド分散微粒子を形成する。このため、界面活性剤の親油基のみが水酸化ナトリウムと接触し、水酸化ナトリウムは、ウレタン原料とは隔離された状態を維持することができ、ウレタン原料中の水を吸着することはなく、発泡効率を低下させることもない。また、ウレタン反応系への水酸化ナトリウムの溶出によるｐＨ上昇もないため、ゲルタイムを早期化するといった弊害もなく、発泡断熱材の形成後、水酸化ナトリウムは、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスを吸着除去することが可能となる。
【０１００】
更に、発泡断熱材の形成後、水酸化ナトリウムは、水酸化ナトリウムと炭酸ガスとの副反応物して発生し、気泡中に水蒸気として存在する水分を吸着除去するため、吸水性物質を添加する必要がなく、熱伝導率の悪化が抑えられ、断熱性能に優れた発泡断熱材の製造が可能であること判った。
【０１０１】
さらに、アルカリ金属水酸化物が、吸湿性の高い水酸化ナトリウムであるため、発泡断熱材形成後の炭酸ガス吸着反応過程において副反応物として生成する水分を吸着除去する。これによって、水分吸着剤を添加することなく水酸化物と炭酸ガスとの反応の副生成物である水分を吸着除去できるため、水分吸着剤の添加による樹脂熱伝導率の悪化が抑制できると考える。
【０１０２】
また、界面活性剤としてシリコン系界面活性剤を使用したため、水酸ナトリウムと激しく反応することなく、水酸化ナトリウムをコロイド分散させた懸濁液として存在することが可能であると共に、ウレタン気泡形成にあたっても起泡の安定化を図ることができ、気泡径の微細化にも効果がある。
【０１０３】
また、懸濁液中の界面活性剤対水酸化ナトリウムの重量比が１：１であるため、水酸化ナトリウムがウレタン原料中でコロイド分散微粒子となるための十分な界面活性剤が供給され、また、過剰量の界面活性剤のために樹脂熱伝導率が悪化することもなく、水酸化ナトリウムとウレタン原料中の純水とが非接触の状態を維持できるため、ウレタン反応系に悪影響を及ぼさない。
【０１０４】
また、懸濁液の添加量が、ポリオール１００重量部に対し２０重量部であるため、フォーム気泡内の炭酸ガスを完全に吸着除去し、かつ、固体成分の添加による熱伝導率の悪化も抑制されている。
【０１０５】
また、ポリオール、整泡剤、触媒、反応性発泡剤、及び、揮発性発泡剤を含む成分と、ポリイソシアネート成分と、水酸化ナトリウムを界面活性剤に分散させた懸濁液成分を同時に混合したため、懸濁液成分が安定な状態でウレタン発泡工程へと供給され、断熱性能の向上が得られたものと考える。比較例Ｆでは、炭酸ガスが吸着除去されているにも関わらず、熱伝導率の低減が小さかった。これは、水酸化ナトリウム量に対する界面活性剤量が少ないために、ウレタン原料中で十分なコロイド分散微粒子とならなかった水酸化ナトリウムの一部による純水の吸着が生じ、その結果フォーム密度が増大したことによるものと考えられる。また、水酸化ナトリウムとウレタン原料との反応が生じたことにより、ゲルタイムが短縮され充填性も悪化した。
【０１０６】
比較例Ｇでは、炭酸ガスが吸着除去されているにも関わらず、熱伝導率の低減が小さかった。これは、界面活性剤の添加量が過剰であるために、樹脂熱伝導率が悪化したためであると考えられる。
【０１０７】
比較例Ｈでは、炭酸ガスの吸着除去量が少なく、熱伝導率の低減も小さかった。これは、懸濁液の添加量が５部であることから、水酸化ナトリウムの添加量が十分でないためであると考えられる。
【０１０８】
比較例Ｉでは、炭酸ガスが吸着除去されているにも関わらず、熱伝導率の低減が小さかった。これは、懸濁液の添加量が４０部であることから、添加量が過剰であったため樹脂熱伝導率が悪化したものと考えられる。
【０１０９】
比較例Ｊでは、炭酸ガスが吸着除去されているにも関わらず、熱伝導率の低減が小さかった。これは、水酸化ナトリウムをエポキシ樹脂による懸濁液で供給したため、水酸化ナトリウムがウレタン原料と直接接触し、アルカリ金属水酸化物による純水の吸着が生じ、その結果フォーム密度が増大したことによるものと考えられる。また、アルカリ金属水酸化物とウレタン原料との反応が生じたことにより、ゲルタイムが短縮され充填性も悪化した。
【０１１０】
以上の結果から、本発明により、地球環境を守る上で必要不可欠なオゾン破壊係数０、地球温暖化に与える影響も殆ど無いハイドロカーボンの一つであるシクロペンタンをウレタンフォーム用発泡剤として、高断熱性能を有する高品質な発泡断熱材の製造方法が提供できると考えられる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、発泡断熱材の気泡内の炭酸ガスが吸着除去され、かつ炭酸ガスの吸着反応により発生する水分が断熱性能に悪影響を及ぼさない、断熱性能に優れた発泡断熱材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による発泡断熱材製造方法のフローチャート
【符号の説明】
１  懸濁液調整ステップ
２  樹脂形成ステップ
３  炭酸ガス除去ステップ
４  水分除去ステップ
【図１】
0003641080.tif 000004