(57)【要約】【課題】ポリオールとイソシアネートとを混合させる際に、それら混合時のバランスを崩すことなく、品質が一定のウレタンフォームを得ることができ、しかも、吹付け後の収縮も少なく、エアポケットも生じにくくする。【解決手段】混合させる前の、水を混入したポリオール及びイソシアネートの液温をそれぞれ１５℃〜３０℃に保ち、しかも、発泡させたポリウレタンフォームを、吹付機の先端での吹出し温度を４０℃〜５０℃に保ちながら、壁体に吹き付ける。【選択図】図１
2009114342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を混入したポリオールとイソシアネートとを混合させて、発生する二酸化炭素によってポリウレタンフォームを発泡させると同時に、この発泡させたポリウレタンフォームを、吹付機により壁体やスラブ等の構築物構成要素面に吹き付けるポリウレタンフォームの吹付方法おいて、
混合させる前の、前記水を混入したポリオール及び前記イソシアネートの液温をそれぞれ１５℃〜３０℃に保ち、
しかも、前記発泡させたポリウレタンフォームを、前記吹付機の先端での吹出し温度を４０℃〜５０℃に保ちながら、前記構築物構成要素面に吹き付けることを特徴とするポリウレタンフォームの吹付方法。
【請求項２】
前記発泡させたポリウレタンフォームを、設計厚よりも所定量厚く吹き付けることを特徴とする請求項１記載のポリウレタンフォームの吹付方法。
【請求項３】
前記構築物構成要素面のうち、高さ寸法または巾寸法が所定値よりも小さい狭小領域の吹き付け箇所については、複数回に分けて重ねて前記発泡させたポリウレタンフォームを吹き付けることを特徴とする請求項１または２に記載のポリウレタンフォームの吹付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にマンション等の住宅において壁体やスラブの構築物構成要素に断熱層を形成する場合に用いられるポリウレタンフォームの吹付方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
一般の建築物では、冷暖房時の省エネルギー対策や結露防止対策として、壁体やスラブに断熱層を設けているが、マンション等の集合住宅では、断熱性能及び施工性に優れる等の理由から、現場にて発泡させたウレタンフォームを、直接、壁体やスラブ等に吹き付ける施工法が多く採用されている。
ところで、現場にてウレタンフォームを発泡させる場合、これまでは、主にフロンガスが利用されていた。しかしながら、フロンガスはオゾン層を破壊するという問題があり、このため、最近では、ノンフロン品の発泡ウレタンフォームが開発されている。
【０００３】
そのようなノンフロン品の発泡ウレタンフォームの一つとして、ポリオールとイソシアネートとを混合させる際に、ポリオールに予め水を混入させておき、この混入させた水とイソシアネーとを反応させることで発生する二酸化炭素により、ウレタンフォームを発泡させるものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２７７４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の二酸化炭素を利用して発泡させるウレタンフォームの吹付方法にあっては、次の問題があった。
すなわち、ポリオールとイソシアネートとは、所定の混合比、例えば容積比１対１で混合させるのが理想的であるが、ポリオールにはフロンが混入していないため、その分粘度が高くなる。粘度が高くなると、ポンプを用いた定流量制御が難しくなる。また、吹付用のガンにて、ポリオールとイソシアネートとを混合させる際に、それらの粘度差がひらきすぎると、予め定められた所定量づつの混合が難しくなる。これらの結果、ウレタンフォーム自体にバラツキがでてしまう問題があった。
また、二酸化炭素による発泡は、フォーム構造が半連通であるため、炭酸ガスが抜け易く、吹付けた後の収縮量が大きくなる。また、一様な発泡ができなくなり、ウレタンフォームが回り切れない箇所（ガス溜まり）が生じて、ところどころにエアポケットが生じる問題があった。
【０００５】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、ポリオールとイソシアネートとを混合させる際に、それら混合時のバランスを崩すことなく、品質が一定のウレタンフォームを得ることができ、しかも、吹付け後の収縮も少なく、エアポケットも生じにくいウレタンフォームの吹付方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係るポリウレタンフォームの吹付方法は、水を混入したポリオールとイソシアネートとを混合させて、発生する二酸化炭素によってポリウレタンフォームを発泡させると同時に、この発泡させたポリウレタンフォームを、吹付機により壁体やスラブ等の構築物構成要素面に吹き付けるポリウレタンフォームの吹付方法おいて、混合させる前の、前記水を混入したポリオール及び前記イソシアネートの液温をそれぞれ１５℃〜３０℃に保ち、しかも、前記発泡させたポリウレタンフォームを、前記吹付機の先端での吹出し温度を４０℃〜５０℃に保ちながら、前記構築物構成要素面に吹き付けることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ポリオール及びイソシアネートについて、混合させる前の液温をそれぞれ１５℃〜３０℃に保つ。ポリオール成分は、１５℃未満であると粘度が高くなるが、１５℃以上になると粘度が低くなり、イソシアネートとさほど変わらなくなる（図２参照）。このため、１５℃〜３０℃に保ったポリオール及びイソシアネートをそれぞれポンプにて圧送する際、それらを所定量づつ安定して圧送することができる。また、それらを吹付機にて混合させる際に、所望の混合比どおりバランス良く一様に混合させることができる。この結果、品質の安定したポリウレタンフォームが得られる。
なお、ポリオールと及びイソシアネートを３０℃を超えた温度まで加温すると、それらから可燃性のガスやミストが生じ易くなるため、好ましくない。
【０００８】
また、発泡させたポリウレタンフォームを、吹付機の先端での吹出し温度を４０℃〜５０℃に保ちながら吹き付けている。つまり、ポリオール及びイソシアネートの混合時の温度を比較的高い温度に保っているため、ポリオールに予め混入させた水とイソシアネートの反応が進むこととなって、二酸化炭素が出易くなる。このため、ポリウレタンフォームを発泡させ易くなる。この結果、吹付け後のポリウレタンフォームの収縮を少なくすることができ、しかも、一様な発泡が行えることとなって、エアポケットも生じにくくなる。
【０００９】
本発明に係るポリウレタンフォームの吹付方法は、前記発泡させたポリウレタンフォームを、設計厚よりも所定量厚く吹き付けることが好ましい。ここで、所定量とは、吹付け後、収縮する厚さ寸法と同程度の値を言い、ここでは、通常の断熱層厚さ（２５ｍｍ）の場合、２〜３ｍｍを言う。
この場合、吹付け後、ノンフロン品のポリウレタンフォームが収縮するのを見越して、予め厚めに吹き付けているため、たとえ、吹付け後収縮したとしても、ポリウレタンフォームの厚さとしては設計厚さが担保される。
【００１０】
また、本発明にポリウレタンフォームの吹付方法は、前記構築物構成要素面のうち、高さ寸法または巾寸法が所定値よりも小さい狭小領域の吹き付け箇所については、複数回に分けて重ねて前記発泡させたポリウレタンフォームを吹き付けることが好ましい。
狭小領域では、吹付機の先端を、吹き付けようとする部分に近づけて吹き付ける傾向にある。その場合、ポリオールとイソシアネートとを反応させる時間や二酸化炭素によってポリウレタンフォームを発泡させる時間が短くなるため、吹付け後の収縮率が高くなる。しかしながら、本発明では、吹付け回数を複数回に分けることにより、後の吹付けの際に、それより前の吹付け状況の不良部分を修正することができ、これにより、収縮量が少なくかつ一様な吹付けが行える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発泡剤としてフロンを用いることなく、品質の安定したポリウレタンフォームが得られ、また、吹付け後の収縮が少なく、かつ、エアポケットも生じにくい良好な吹付けが行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るウレタンフォームの吹付方法の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、吹付け対象としてマンション等の集合住宅のコンクリート壁体とし、これに、現場で、ノンフロン型であって難燃三級あるいはそれ以上の難燃性能を持つ断熱層を形成する場合を例に挙げて説明する。
本発明に係るウレタンフォームの吹付方法を説明する前に、まず、同方法を実施する際に用いる吹付装置について簡単に説明する。
図１において、符号１は第１のタンク、２は第２のタンクをそれぞれ示す。第１のタンク１には水を混入したポリオールが貯留される。この第１のタンク１には、ポリオールの他に、難燃剤等が貯留される。第１のタンク１の外面側には第１温度調整器１ａが取り付けられており、第１のタンク１の内部に貯留される液体の温度が所定範囲内に保持される。
【００１３】
第２のタンク２にはイソシアネートが貯留される。第２のタンク２の外面側には第２温度調整器２ａが取り付けられており、第２のタンク２の内部に貯留される液体の温度が所定範囲内に保持される。
【００１４】
第１、第２のタンク１，２内の液体は、それぞれ図示しないポンプにより輸送路１０内を通ってタンク外に圧送され、その後、吹付用ガン（吹付機）９内を通り、この吹付用ガン９の先端にて互いに混合され、ポリウレタンフォームを生成しながらコンクリート壁体Ｗの内面に向けて吹き付けられる。ここで、第１、第２のタンク１，２と吹付用ガン９とを連通する輸送路１０にはヒータ１１が設けられ、さらにこの輸送路１０においてヒータ１１と吹付用ガン９との間に位置する部分は図示されない保温手段により囲繞されている。これにより吹付用ガン９の先端から吹き出される硬質リウレタンフォームの温度が所定範囲内に保持される。
【００１５】
次に、上記吹付装置を用いたポリウレタンフォームの吹付方法について説明する。
第１のタンク１内には、ポリオールの他に、難燃剤、整泡剤、触媒、発泡補助剤等が貯留される。ポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコールが使用される。第１のタンク１内に貯留されているこれら液体の温度は、第１温度調整器１ａによって、１５℃〜３０℃の範囲内、より好ましくは２０℃〜３０℃の範囲内に保持される。
他方、第２のタンク２内には、イソシアネートが貯留される。イソシアネートとしては、芳香族系イソシアネートの場合、例えばジフェニルメタンジイソシアネートが、また、脂肪族系イソシアネートの場合、例えばヘキサメチレンジイソシアネートがそれぞれ使用される。第２のタンク２内に貯留されるイソシアネートの温度は、第２温度調整器２ａによって、１５℃〜３０℃の範囲内、より好ましくは２０℃〜３０℃の範囲内に保持される。
【００１６】
これら第１、第２のタンク１，２内に貯留されている双方の液体を、図示しないポンプによって所定量づつタンク外に圧送し、輸送路１０を介して吹付用ガン９まで輸送する。
このとき、第１、第２のタンク１，２内に貯留している液体の温度がそれぞれ１５℃〜３０℃の範囲内、より好ましくは２０℃〜３０℃の範囲内なるように保持しているので、図２からもわかるように、第１のタンク１内に貯留されているノンフロン品のポリオール成分と第２のタンク２内に貯留されているイソシアネートのそれぞれの粘度はともに低くなり、それら両液体の粘度差はほとんどない。
【００１７】
なお、図２は、温度を変化させたときのノンフロン品のポリオール成分とイソシアネートとの粘度の変化を表したものである。縦軸に粘度、横軸に温度をとっている。この図からわかるように、発泡剤としてフロンを用いない、いわゆるノンフロン品のポリオール成分は、温度が２０℃より下がると、粘度が急激に上がり、イソシアネートとの粘度差が広がる。しかしながら、２０℃を超えると、ノンフロン品のポリオールは、イソシアネートとの間で、粘度差が少なくなり、３０℃を超えるとほとんど粘度差がなくなる。
ちなみに、フロンを含有するポリオール成分は、ノンフロン品のそれに比べ温度が変化したときの粘度変化が少なく、例え２０℃未満であっても、イソシアネートとの粘度差は少ない。
【００１８】
このように、ポリオールとイソシアネート双方の温度管理を行い、両者の粘度差を少なくしているため、ポリオール及びイソシアネートを前述したように、それぞれ図示せぬポンプにて圧送する際、それらを安定して所定量づつ圧送することができる。また、それらを混合させる際に、所望の混合比どおり、バランス良く一様に混合させることができる。この結果、品質の安定したポリウレタンフォームが得られる。
なお、ポリオール及びイソシアネートともに、３０℃を超えると、可燃性のガスやミストが生じやすくなる。
【００１９】
上述のように、吹付用ガン９まで輸送されたポリオールとイソシアネートの温度は、ヒータ１１および前記保温手段によって、４０℃〜５０℃、より好ましくは４１℃〜４５℃になる。
【００２０】
そして、所定温度まで加温されたポリオールとイソシアネートは、吹付用ガン９の先端にて混合され、硬質ポリウレタンフォームを生成しながら、コンクリート壁体Ｗに向けて吹き付けられる。
ここで、ポリオールとイソシアネートとが混合されると、硬質ポリウレタンフォームが生成される。これと同時に、ポリオールに混入された水とイソシアネートとが反応し、二酸化炭素が生成される。この生成された二酸化炭素は、硬質ポリウレタンフォームに混入して、この硬質ポリウレタンフォームを発泡させる。
【００２１】
このとき、輸送管１０内を流れるポリオール及びイソシアネートが、前述したように所定温度、すなわち４０℃〜５０℃、より好ましくは４１℃〜４５℃になるまで加温されているため、それらを混合させたとき、ポリオールに混入させた水とイソシアネートの反応が進むこととなり、二酸化炭素が出易くなる。このため、生成される硬質ポリウレタンフォームを発泡させ易くなり、これにより、吹付け後の硬質ポリウレタンフォームの収縮を少なくすることができる。また、一様な発泡が行えることとなって、エアポケットも生じにくくなる。
ヒータ１１による加温温度は、４０℃よりも高い温度である４１℃以上のほうが好ましいが、４５℃を超えると、吹付用ガン９の先端からポリウレタンフォームを吹き出したとき、可燃性のガスやミストが生じやすくなり、５０℃を超えるとその傾向はさらに強くなり、好ましくない。
【００２２】
また、発泡させたポリウレタンフォームを吹付用ガン９の先端から、コンクリート壁体Ｗに向けて吹き付けるとき、設計厚よりも所定量、例えば設計厚が２５ｍｍの場合であると、２〜３ｍｍ程度厚く吹き付けるようにする。
これは、発泡剤としてフロンを使用せず例えば二酸化炭素を使用する場合、硬質ポリウレタンフォームは、フォーム構造が半連通であることから、発泡直後の二酸化炭素ガスの抜け現象によって、収縮量が大きくなる傾向にある。ここでは、この収縮量を見越して、予め厚めに吹き付ける。このため、たとえ、吹付け後、収縮したとしても、ポリウレタンフォームの厚さとしては、設計厚さが担保される。
【００２３】
また、図１において、例えば、サッシ回り等の、高さ寸法または巾寸法が所定値よりも小さい狭小領域Ｗｚの吹き付け箇所については、発泡させた硬質ポリウレタンフォームを、例えば、５ｍｍ以下の「下吹付け」の後、「本吹付け」を複数回（例えば、２回）に分けて重ねて吹き付けるようにしている。
このように狭小領域Ｗｚでは、吹付用ガン９の先端を、吹き付けようとする部分に近づけて吹き付ける傾向にあるが、その場合、フォーム密度が低くなり、吹付け後の収縮率が高くなる。
しかしながら、この実施形態では、本吹付け回数を複数回に分けているため、後の吹付けの際、それより前の吹付け状況の不良部分を修正することができる。この結果、収縮量が少なくかつ一様な吹付けが行える。
【００２４】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能である。
例えば、前記実施形態では、マンション等の集合住宅の鉄筋コンクリート造の壁体に断熱層を形成する場合を例に挙げて説明したが、これに限られることなく、木造や鉄骨構造、あるいは鉄筋鉄骨構造の建物の壁体あるいは、床材に断熱層を形成する場合も、本発明は適用可能である。
＜試験例＞
【００２５】
図３（ａ）は、上述した本発明の実施形態のポリウレタンフォームの吹付方法によって、コンクリート壁体に断熱層を形成した場合の収縮状況を示している。具体的には、第１、第２のタンク内の液温を２０℃に設定するとともに吹付用ガンの先端での吹出し温度を４３℃に保ちながら吹き付けたときの収縮状況を示している。他方、図３（ｂ）は、本発明との比較を示すものであって、本発明による対策前のポリウレタンフォームの吹付方法によってコンクリート壁体に断熱層を形成した場合の収縮状況を示している。つまり、第１、第２のタンク内の液温並びに吹付用ガンの先端での吹出し温度をそれぞれ制御することなく、吹き付けたときの収縮状況を示している。
図３（ａ）（ｂ）において、縦軸は頻度、横軸は収縮量を表している。
【００２６】
図３（ｂ）から明らかなように、本発明の対策前の吹付方法を採用した場合では、吹付け後、収縮が全く見られなかったものが８件、０〜１．７５ｍｍの収縮が見られたものが７件、１．７５〜３．５ｍｍの収縮が見たれたものが６件、５．２５ｍｍ以上の収縮が見られたものが１件あった。
これに対し、図３（ａ）に示すように、本発明の実施形態の吹付方法を採用したものでは、吹付け後、収縮が全く見られなかったものが２４件、０〜１ｍｍの収縮が見られたものが１５件、１〜２ｍｍの収縮が見たれたものが３件あった。
これらの結果、本発明の実施形態の吹付方法を採用したものでは、試験したもののうち約５割については全く収縮がみられず、しかも収縮が見られたもののうちでも、収縮量がすべて２ｍｍ以下であることがわかり、本発明の対策前の吹付方法を採用した場合に比べ、収縮について改善されたことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態のポリウレタンフォームの吹付方法を示す概念図である。
【図２】ポリオール成分とイソシアネートの温度と粘度との関係を表す図である。
【図３】本発明の実施形態のポリウレタンフォームの吹付方法により施工したものと、従前の方法により施工したものとの収縮の違いを示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
W  コンクリート壁体
１  第１のタンク
２  第２のタンク
９  吹付け用ガン（吹付機）
１０  輸送管
【図１】
2009114342.tif 000003
【図２】
2009114342.tif 000004
【図３】
2009114342.tif 000005