JP2000001560A - 無機有機複合発泡体及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硫酸化合物の発泡体が本質的には脆性材料で
あるのを、脆さを改善するとともに、柔軟性、反発弾性
のある発泡体とし、燃焼後も一定の強度を保持させる。 【解決手段】 硫酸化合物（ａ）と、発泡剤（ｂ）とか
らの硫酸化合物発泡体構造であり、ＮＣＯ基を有するウ
レタンプレポリマー（ｃ）の硬化物により脆性が改善さ
れてなり、硼酸化合物（ｄ）及び必要により他の無機充
填材（ｅ）を含有されてなる無機有機複合発泡体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無機有機複合発泡体
及びその製造法に関する。更に詳しくは、無機質の発泡
体構造を持ち、且つ弾性ポリマーにより脆性が顕著に改
善された無機有機複合発泡体であって、ウレタンフォー
ムやスチレンフォームのような柔軟性、反発弾性のある
フォームと比べても遜色ないものとすることができ、且
つ防火性能を兼備する無機有機複合発泡体；及び、常温
常圧条件下でも発泡体の形成が可能な無機有機複合発泡
体の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、常温常圧条件下でも発泡体の形成
が可能な有機無機複合発泡体として、硫酸と多価金属炭
酸塩等の発泡剤とウレタンプレポリマーとを撹拌混合
し、発泡硬化させることにより得られる発泡体が提案さ
れている（特願平８−２４５６９６）。この発泡体は、
次のような特徴を有するため、パネル等の定形材はもち
ろん、開口部を埋めるための不定形充填材にも適用が考
えられる等、従来にない優れた材料として位置付けるこ
とができる。 （１）得られる発泡体は不燃性、耐火性に優れる。 （２）発泡体の作成においては、広範囲での比重コント
ロールを容易に行うことができる。 （３）自己発泡性をもつ。

【０００３】この発泡体は、ウレタンプレポリマーを用
いることにより、高発泡倍率の発泡体とした場合、有機
無機複合体であるにもかかわらず、軟質ウレタンフォー
ムと見間違える程の柔軟性と反発弾性を有する発泡体が
得られ、更に、使用するウレタンプレポリマーの組成に
より軟質から硬質まで調整でき、且つ軟質、硬質の何れ
の場合も脆性を著しく改善することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ウレタンプレポリマー
を用いることにより、ウレタンフォームやスチレンフォ
ームのような柔軟性、反発弾性のあるフォームを得るこ
とができ、更に発泡体燃焼時の燃焼熱、発煙量はこれら
有機系フォームより格段少なくすることができたもの
の、燃焼後の発泡体の強度が弱く、長時間火炎に曝され
る場合においては、発泡体が崩壊してしまう可能性があ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決すべく鋭意検討した結果、この有機無機複
合発泡体に硼酸化合物を添加することにより、これまで
と同等の発泡体物性および燃焼時の低燃焼熱と低発煙量
を維持したまま、燃焼後の発泡体強度を向上させ、火災
時の延焼を遅延でき、防災上非常に優れた材料となるこ
とを見いだした。

【０００６】すなわち本発明は、硫酸化合物（ａ）と、
発泡剤（ｂ）とからの硫酸化合物発泡体構造であり、Ｎ
ＣＯ基を有するウレタンプレポリマー（ｃ）の硬化物に
より脆性が改善されてなり、硼酸化合物（ｄ）及び必要
により他の無機充填材（ｅ）を含有されてなる無機有機
複合発泡体；及び硫酸化合物（ａ）、発泡剤（ｂ）、Ｎ
ＣＯ基を有するウレタンプレポリマー（ｃ）、硼酸化合
物（ｄ）、水及び必要により無機充填材（ｅ）からなる
成分を混合することにより発泡硬化させる無機有機複合
発泡体の製造法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の発泡体は、例えば、硫酸
化合物（ａ）、金属炭酸塩（ｂ）、該ウレタンプレポリ
マー（ｃ）、硼酸化合物（ｄ）及び必要により無機充填
材（ｅ）からなる成分を水性混合物とすることにより、
発泡硬化して得られるものである。即ち、この水性混合
物とすることにより（ａ）と（ｂ）との発泡硬化反応及
び（ｃ）の水による発泡硬化反応が進行して、本発明の
発泡体が得られる。

【０００８】本発明において、硫酸化合物（ａ）として
は、例えば、硫酸、亜硫酸、これらの多価金属塩及びこ
れらの二種以上の混合物が挙げられ、このうち硫酸の多
価金属塩としては、硫酸水素多価金属塩、硫酸多価金属
塩が挙げられる。また、上記多価金属塩を構成する金属
としては、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、
亜鉛、バリウム、鉄等が挙げられる。これら多価金属成
分は、硫酸多価金属塩、亜硫酸多価金属塩の形で添加す
る方法の他に、硫酸、亜硫酸と化学的に活性な金属化合
物、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の多
価金属酸化物や、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム、水酸化カルシウム等の多価金属水酸化物等を硫
酸、亜硫酸と別々に系内に添加し、系内で反応させる方
法をとることもできる。硫酸化合物（ａ）として例示し
たもののうち好ましいものは、硫酸、硫酸水素カルシウ
ム、硫酸水素マグネシウム、硫酸水素アルミニウム、硫
酸水素亜鉛およびこれらの二種以上の混合物であり、特
に好ましいものは、硫酸、硫酸水素マグネシウム、硫酸
水素カルシウムおよびこれらの２種以上の混合物であ
る。

【０００９】硫酸化合物（ａ）の含有量は、発泡体の防
火性能及び発泡構造の均一性の観点から、発泡体を構成
する全成分中通常３〜５０重量％である。

【００１０】本発明において、発泡剤（ｂ）としては、
例えば、（ｂ１）炭酸塩化合物、（ｂ２）酸またはアル
カリと反応してガスを発生する軽金属等が挙げられる。
炭酸塩化合物（ｂ１）の具体例としては、炭酸ナトリウ
ム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニ
ウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩基性炭酸マグ
ネシウム，塩基性炭酸亜鉛等が挙げられ、上記軽金属
（ｂ２）の具体例としては、マグネシウム，アルミニウ
ム，亜鉛等が挙げられる。発泡剤（ｂ）として例示した
もののうち好ましいものは、塩基性炭酸マグネシウム、
炭酸カルシウムである。発泡剤（ｂ）の量は、軟質から
硬質迄の幅広い範囲の所望の発泡倍率に応じて決めれば
よい。（ｂ）の量は、水性混合物とした際（ａ）と
（ｂ）がよく混ざる範囲であれば特に制限はないが、硫
酸化合物（ａ）１００重量部に対して、通常０．１〜２
００重量部、好ましくは１〜１００重量部である。

【００１１】本発明において、ＮＣＯ基を有するウレタ
ンプレポリマー（ｃ）としては、有機ポリイソシアネー
ト化合物（ｎ）と活性水素含有化合物（ｈ）とから誘導
され、且つＮＣＯを分子内に有するものが挙げられる。
有機ポリイソシアネート化合物（ｎ）としては、例え
ば、下記（ｎ１）〜（ｎ５）が挙げられる。但し、（ｎ
１）〜（ｎ５）における炭素数は、ＮＣＯ基中の炭素数
を除く値である。 （ｎ１）炭素数２〜１２の脂肪族ポリイソシアネート （ｎ２）炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネート （ｎ３）炭素数８〜１２の芳香脂肪族ポリイソシアネー
ト （ｎ４）炭素数６〜２０の芳香族ポリイソシアネート （ｎ５）これらのポリイソシアネートの変成物

【００１２】脂肪族ポリイソシアネート（ｎ１）の具体
例としては、 ・エチレンジイソシアネート、 ・テトラメチレンジイソシアネート、 ・ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、 ・ドデカメチレンジイソシアネート、 ・２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネ
ート、 ・リジンジイソシアネート、 ・１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート 等が挙げられる。

【００１３】脂環族ポリイソシアネート（ｎ２）の具体
例としては、 ・イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、 ・ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネー
ト（水添ＭＤＩ）、 ・１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、 ・メチルシクロヘキサン−２，４−ジイソシアネート
（水添ＴＤＩ）、 ・１，４−ビス（２イソシアネートエチル）シクロヘキ
サン 等が挙げられる。

【００１４】芳香脂肪族ポリイソシアネート（ｎ３）の
具体例としては、 ・ｐ−キシリレンジイソシアネート、 ・テトラメチルキシレンジイソシアネート 等が挙げられる。

【００１５】芳香族ポリイソシアネート（ｎ４）の具体
例としては、 ・１，４−フェニレンジイソシアネート、 ・２，４−または２，６−トルエンジイソシアネート
（ＴＤＩ）、 ・ジフェニルメタン−２，４’−または４，４’−ジイ
ソシアネート（ＭＤＩ） ・ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、 ・３，３’−ジメチルジフェニルメタン−４，４’−ジ
イソシアネート、 ・粗製ＴＤＩ、 ・ポリフェニルメタンポリイソシアネート（粗製ＭＤ
Ｉ） 等が挙げられる。

【００１６】ポリイソシアネートの変性物（ｎ５）の具
体例としては、上記のポリイソシアネートにカルボジイ
ミド基、ウレチジオン基、ウレトイミン基、ウレア基、
ビューレット基、イソシアヌレート基、ウレタン基等を
導入した変性物が等が挙げられる。

【００１７】これら有機ポリイソシアネート化合物
（ｎ）の選択には、特に限定はなく、発泡体の物性およ
びコストに合わせ、単独もしくは任意の組み合わせでウ
レタンプレポリマーを誘導するための成分として使用す
ることができる。

【００１８】活性水素含有化合物（ｈ）としては、例え
ば、下記（ｈ１）〜（ｈ７）が挙げられる。 （ｈ１）アルコール類 （ｈ２）ポリオキシアルキレンポリオール （ｈ３）ポリエステルポリオール （ｈ４）ポリオレフィンポリオール （ｈ５）アクリルポリオール （ｈ６）ヒマシ油系ポリオール （ｈ７）重合体ポリオール

【００１９】アルコール類（ｈ１）の具体例としては、
脂肪族２価アルコール類（エチレングリコール、ジエチ
レングルコール、プロピレングリコール、ジプロピレン
グリコール、１、４ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、１、６ヘキサンジオール、１、８オクタメチレ
ンジオール等）、環状基を有する低分子ジオール類
（１、４ビス（２ヒドロキシエトキシフェニル）プロパ
ンなど）、３価アルコール類（グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ヘキサントリオールなど）、４官能以上
の多価アルコール類（ソルビトール、シュークローズな
ど）、アルカノールアミン類（トリエタノールアミン、
メチルジエタノールアミン等）等が挙げられる。また、
これらに一部、脂肪族１価アルコール類（エタノール、
メタノール、ペンタノール、ドデカノール等）を使用し
てもよい。

【００２０】ポリオキシアルキレンポリオール（ｈ２）
としては、アルコール類（ｈ１）、低分子アミン類、フ
ェノール類などに、アルキレンオキサイドを付加したも
のが挙げられる。低分子アミン類としては、エチレンジ
アミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジア
ミンなどの低分子ポリアミンや、ｎブチルアミン、ステ
アリルアミン等の低分子モノアミンが挙げられる。フェ
ノール類としては、アルキルフェノール、ハイドロキノ
ン、ビスフェノールＡなどが挙げられる。付加するアル
キレンオキサイドとしては、炭素数２から４のアルキレ
ンオキサイド、例えばエチレンオキサイド、プロピレン
オキサイド、ブチレンオキサイドおよびこれらの併用
（併用の場合、ブロックでもランダム付加でもよい）が
挙げられる。ポリオキシアルキレンポリオール（ｈ２）
の具体例としては、ポリオキシプロピレングリコール、
ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシエチレン
ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン
ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシプロピレ
ンテトラオール、ポリオキシテトラメチレングリコール
等が挙げられる。

【００２１】ポリエステルポリオール（ｈ３）として
は、例えば、下記（ｈ３１）〜（ｈ３３）が挙げられ
る。 （ｈ３１）２官能以上の多価アルコール類とジカルボン
酸類とを反応させて得られる縮合ポリエステルポリオー
ル （ｈ３２）ラクトンの開環重合により得られるポリラク
トンポリオール （ｈ３３）エチレンカーボネートと１、６ヘキサンジオ
ールの反応により得られるポリカーボネートポリオール

【００２２】縮合ポリエステルポリオール（ｈ３１）を
構成するジカルボン酸類としては、例えば、 ・脂肪族ジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシ
ン酸、グルタル酸、アゼライン酸、マレイン酸、フマル
酸など）、 ・芳香族ジカルボン酸（テレフタル酸、イソフタル酸
等）、 ・これらジカルボン酸の無水物、低級アルキル（炭素数
１〜４）エステルもしくは酸ハライド（酸クロライドな
ど） およびこれらの２種以上の混合物があげられる。ポリラ
クトンポリオール（ｈ３２）に用いるラクトンとして
は、例えば、εカプロラクトンが挙げられる。

【００２３】これらのポリエステルポリオール（ｈ３）
の具体例としては、ポリエチレンアジペート、ポリブチ
レンアジペート、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリ
ネオペンチルアジペート、ポリエチレンポリプロピレン
アジペート、ポリエチレンブチレンアジペート、ポリブ
チレンヘキサメチレンアジペート、ポリジエチレンアジ
ペート、ポリ（ポリテトラメチレンエーテル）アジペー
ト、ポリエチレンアゼレート、ポリエチレンセバケー
ト、ポリブチレンアゼレート、ポリブチレンセバケー
ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリカプロラクトン
ジオール、ポリカーボネートジオールなどが挙げられ
る。

【００２４】ポリオレフィンポリオール（ｈ４）の具体
例としては、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタ
ジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール等が挙げ
られる。アクリルポリオール（ｈ５）の具体例として
は、ヒドロキシエチルアクリレートとエチルアクリレー
トの共重合物、ヒドロキシエチルアクリレートとエチル
アクリレートとスチレンの共重合物等があげられる。ヒ
マシ油系ポリオール（ｈ６）としては、（ｈ６１）ヒマ
シ油；（ｈ６２）ヒマシ油脂肪酸と多価アルコールやポ
リオキシアルキレンポリオールとのポリエステルポリオ
ールおよびこれらの２種以上の混合物があげられる。
（ｈ６２）の具体例としては、ヒマシ油脂肪酸とトリメ
チロールプロパンとのモノ、ジまたはトリエステル；ヒ
マシ油脂肪酸とポリオキシプロピレングリコールとのモ
ノまたはジエステルなどが挙げられる。

【００２５】重合体ポリオール（ｈ７）としては、（ｈ
２）〜（ｈ６）等のポリオール中で特開平４−２９２６
８３号公報に記載のエチレン性不飽和単量体を重合して
得られるもの等が挙げられる。重合体ポリオールを構成
するエチレン性不飽和単量体単位の含量は、通常０．１
〜９０重量％、好ましくは５．０〜８０重量％である。
重合体ポリオール（ｈ７）の製造法としては、例えば、
ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合開始剤
（ラジカル発生剤など）の存在下に重合させる方法（例
えば、米国特許第３３８３３５１号明細書記載の方法）
が挙げられる。

【００２６】以上活性水素含有化合物（ｈ）として例示
したもののうち特に好ましいものは、ポリオキシアルキ
レンポリオール（ｈ２）のうちのエチレンオキサイド付
加物であり、エチレンオキサイド付加物を単独、もしく
は活性水素含有化合物（ｈ）の一部として使用すること
が好ましい。エチレンオキサイド付加物を使用すること
により、水性混合物とする際の該プレポリマー（ｃ）の
分散性が向上する。

【００２７】該プレポリマー（ｃ）中のＮＣＯ含量は、
好ましくは０．５〜３０重量％である。また、ウレタン
プレポリマー（ｃ）の性状については、特に限定はない
が、常温で液状であることが好ましい。また、（ｃ）の
分子量は好ましくは１，０００〜５０，０００である。
該プレポリマー（ｃ）の製法を例示すると、例えば、反
応缶に有機ポリイソシアネート（ｎ）と活性水素含有化
合物（ｈ）を仕込み、反応温度５０〜１２０度で反応す
れば製造できる。

【００２８】本発明の発泡体中の該ウレタンプレポリマ
ー（ｃ）単位の含有量、即ち、発泡体製造時における全
固形分に対する（ｃ）の含有量は、発泡体の脆性改善効
果及び防火性能の観点から通常５〜３０重量％であり、
７〜２５重量％が好ましい。

【００２９】硼酸化合物（ｄ）としては、例えば、硼
酸、硼酸亜鉛、硼酸アルミニウム、硼酸鉛、硼酸バリウ
ム、硼酸マンガン、硼酸マグネシウム、硼酸ニッケル、
硼酸カドミウム、硼酸ビスマス、硼酸銅、硼酸銀等が挙
げられる。これら硼酸化合物は、硼酸化合物の形で添加
する方法の他に、硼酸と化学的に活性な金属化合物、例
えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の多価金属
酸化物や、水酸化アルミニウムゲル、水酸化マグネシウ
ム、水酸化カルシウム等の多価金属水酸化物や、炭酸マ
グネシウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の多価金属炭
酸塩を硼酸と別々に系内に添加し、系内で反応させる方
法をとることもできる。硼酸化合物（ｄ）として例示し
たもののうち好ましいものは、硼酸、硼酸亜鉛、硼酸マ
グネシウム、硼酸カルシウム、硼酸アルミニウム、硼酸
鉄およびこれらの２種以上の混合物である。

【００３０】本発明の発泡体中の硼酸化合物（ｄ）の含
有量、即ち、発泡体製造時における全固形分に対する
（ｄ）の含有量は、燃焼炭化した発泡体の強度及び発泡
体の発泡倍率の観点から、通常１〜５０重量％であり、
好ましくは３〜４０重量％である。

【００３１】本発明の発泡体には、物性やコストを考慮
して必要により無機充填材（ｅ）を含有させても良い。
無機充填材（ｅ）としては、例えば下記（ｅ１）〜（ｅ
５）が挙げられる。 （ｅ１）セメント：ポルトラントセメント、シリカセメ
ント、アルミナセメント高炉セメント、フライアッシュ
セメント、白色セメント等 （ｅ２）粘土鉱物：モンモリロナイト、ベントナイト、
雲母、セリサイト、カオリン、タルク、フィライト、ゼ
オライト等 （ｅ３）無機質軽量骨材：パーライト、シラスバル−ン
等 （ｅ４）無機繊維：カーボン繊維、アスベスト、ロック
ウール、ガラス繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウ
ム繊維、スチール繊維等 （ｅ５）その他非水溶性の無機粉末材料：フライアッシ
ュ、シリカフューム、珪石粉、セラミック粉、水酸化ア
ルミニウム、アルミナ、硫酸カルシウム等

【００３２】以上（ｅ）として例示したものの選択には
特に限定はなく、発泡体の物性、コスト等の要求に合わ
せて単独もしくは任意の組み合わせで添加すればよい。
例えば、セメント（ｅ１）の添加により発泡体の硬度が
向上する。セメント（ｅ１）の内では、アルミナセメン
トが、セメントの内でもアルカリ性が低いため、該硫酸
化合物（ａ）との反応性が低い点で好ましい。無機繊維
（ｅ４）の添加により、発泡体の引張強度、曲げ強度や
発泡体中の有機物が仮に燃えてしまった後の形状保持性
を向上させる。又、（ｅ５）のうちの水酸化アルミニウ
ムは、添加することにより防火性能を向上させる。その
他（ｅ）として例示したものは、主としてコスト・ダウ
ンのための増量材的な用い方もできる。（ｅ）の添加量
は特に制限はなく、通常、硫酸化合物（ａ）１００重量
部に対して、１８００重量部以下、好ましくは５００重
量部以下である。上記無機繊維（ｅ４）に代えるか併用
して、有機繊維の使用も可能であり、有機繊維も発泡体
の引張強度、曲げ強度等の向上効果がある。有機繊維と
しては、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊
維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、セルロー
ス繊維等が挙げられる。但し、有機繊維の使用量は、発
泡体の防火性能の要求レベルを考慮して使用量を限定す
る必要がある。

【００３３】本発明の発泡体は、（ｃ）の含有量を前記
好ましい範囲とすれば、かなり高い防火性を有している
が、更に高い防火性を付与するため、難燃剤を成分に加
えて発泡硬化させることもできる。難燃剤としては、非
ハロゲン燐酸エステル（トリフェニルフォスフェート、
クレジルジフェニルフォスフェート、アンモニウムポリ
フォスフェートなど）、ハロゲン含有燐酸エステル（ト
リスクロロエチルフォスフォネート、トリスジクロロプ
ロピルフォスフェート、トリス（トリブロモフェニル）
フォスフェート、トリスジブロモプロピルフォスフェー
トなど）、活性水素含有難燃剤（ジ（イソプロピル）
Ｎ、Ｎビス（２ヒドロキシエチル）アミノメチルフォス
フェート、臭素化ビスフェノールＡのアルキレンオキサ
イド付加物など）、三酸化アンチモン、五酸化アンチモ
ン、酸化亜鉛、等があげられる。以上例示したものは、
一種または二種以上併用してもよい。難燃剤の使用量は
通常ウレタンプレポリマー１００重量部に対して０．１
〜１００部である。

【００３４】本発明の方法によって、硫酸化合物
（ａ）、発泡剤（ｂ）、ＮＣＯ基を有するウレタンプレ
ポリマー（ｃ）、硼酸化合物（ｄ）及び必要により無機
充填材（ｅ）からなる成分を混合して水性混合物とする
ことにより発泡硬化し、本発明の発泡体が得られる。こ
の水性混合物中の水の量は混合水スラリー化が可能な範
囲であれば、必要以上には水を加える必要はなく、水が
多い程発泡硬化したものの乾燥に時間や手間がかかる。
水の量は特に制限はないが、通常水性混合物の濃度が５
０〜９０重量％程度となる量である。

【００３５】本発明の方法において、該プレポリマー
（ｃ）の硬化速度をコントロールするためには、例え
ば、触媒を添加すればよい。触媒としては、ジブチルチ
ンジラウレート、アルキルチタン酸塩、有機珪素チタン
酸塩、スタナスオクトエート、オクチル酸鉛、オクチル
酸亜鉛、オクチル酸ビスマス、ジブチル錫ジオルソフェ
ニルフェノキサイト、錫オキサイドとエステル化合物
（ジオクチルフタレート等）の反応生成物等の金属系触
媒、モノアミン類（トリエチルアミン等）、ジアミン類
（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン
等）、トリアミン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペン
タメチルジエチレントリアミン等）、環状アミン類（ト
リエチレンジアミン等）等のアミン系触媒等が挙げられ
る。触媒は、金属系およびアミン系単独使用でも、金属
系およびアミン系を併用して使用してもよい。触媒の配
合量は、通常、プレポリマー（ｃ）１００部に対して
０．００１〜５部である。

【００３６】本発明の方法において、発泡体のセル構造
をコントロールするためには、整泡剤を添加すればよ
い。整泡剤としては、従来公知のシリコン系整泡剤が挙
げられる。例えば、トーレ・シリコ−ン社製のＳＨ−１
９２、ＳＨ−１９３、ＳＨ−１９４等、東芝シリコーン
社製のＴＦＡ−４２００等、日本ユニカー社製のＬ−５
３２０、Ｌ−５３４０、Ｌ−５３５０等、信越化学社製
のＦ−１２１、Ｆ−１２２等が挙げられる。整泡剤の添
加量は、ウレタンプレポリマー１００重量部に対して、
通常０．００１〜３重量部である。

【００３７】本発明の方法において、各成分を混合する
ことにより発泡硬化させる方式としては、下記の［１］
から［５］に例示するような種々の方式がある。 ［１］硫酸化合物（ａ）、該プレポリマー（ｃ）および
水を混合した後、発泡剤（ｂ）、硼酸化合物（ｄ）およ
び必要により無機充填材（ｅ）を併せて投入し混合、発
泡硬化させる方式。 ［２］硫酸化合物（ａ）と水の混合物である成分（イ）
と、該プレポリマー（ｃ）と、発泡剤（ｂ）と、硼酸化
合物（ｄ）および必要により無機充填材（ｅ）の混合物
である（ロ）を混合し、発泡硬化させる方式。 ［３］硫酸化合物（ａ）と水と硼酸化合物（ｄ）の混合
物である成分（ハ）と、該プレポリマー（ｃ）と、発泡
剤（ｂ）、および必要により無機充填材（ｅ）の混合物
である（ニ）を混合し、発泡硬化させる方式。 ［４］硫酸化合物（ａ）、該プレポリマー（ｃ）と水の
一部を混合した後、あらかじめ発泡剤（ｂ）、硼酸化合
物（ｄ）および必要により無機充填材（ｅ）と水の残り
とを混合してスラリー化した（ホ）を投入混合し発泡硬
化させる方式。 ［５］硫酸化合物（ａ）、該プレポリマー（ｃ）、水、
発泡剤（ｂ）、硼酸化合物（ｄ）および必要により無機
充填材（ｅ）を併せて投入し混合、発泡硬化させる方
式。これらの内、好ましいのは、［１］、［２］、
［４］、［５］の方式である。

【００３８】本発明の発泡体は、本発明の方法により常
温常圧条件下、上記方式に基づき各成分を混合後、静置
することにより得られる。混合溶液（スラリー）は、静
置後、数分〜数十分の内に発泡し、次いで硬化が終了
し、発泡体を形成する。但し、冬期、気温が低いケース
や、工程上発泡硬化時間を短縮したいケースについて
は、静置中、５０℃程度に加熱してもよい。

【００３９】本発明の方法により、 型枠中に混合物を流し込んで本発明の発泡体とするこ
ともでき、 壁面等の任意の基材へ塗布したり、任意の空隙へ充填
して本発明の発泡体とすることもできる。成形体の場合
は、任意の形状の型枠等（例えば、大型パネルの型枠
等）を用いて上記に例示した方式で発泡体とすればよ
い。塗布する場合は、上記の方式で混合したものを吹き
付けやこて塗等で、発泡体とすればよい。

【００４０】本発明の発泡体は、発泡剤（ｂ）の添加量
を加減することにより、その比重を広範囲に調整でき
る。また、得られる発泡体は比重０．１以下の低比重時
においても、発泡表面にもろさはなく、組成および配合
上の調整から、硬質から軟質ものまで、幅広い材質の発
泡体を得ることができる。又発泡体の断熱性能も比重の
コントロールにより、例えば、０．０４ｋｃａｌ／ｍ・
ｈｒ・℃以下の低い熱伝導率を付与することが可能な
上、防火性も不燃材から準不燃材相当のレベルである
等、グラスウール、硬質ウレタンフォームといった既存
の断熱材と比較しても、優れた特性を持つ材料と位置づ
けられる。したがって、本発明の発泡体は、大型外壁パ
ネルや内壁パネルの断熱材，防音材，防耐火材、耐火被
覆材、耐火金庫用の断熱材等として用いることが出来
る。

【００４１】

【実施例】以下実施例により本発明を更に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。製造例、実施
例及び比較例中の部は重量部である。 製造例１ ［該プレポリマー（ｃ）の製造］ ４口セパラブルコルベンに必要な原材料成分を仕込み、
９０℃で５時間反応させる方法により、下記のＮＣＯ基
を有するウレタンプレポリマーｃ−１〜ｃ−２を得た。

【００４２】ｃ−１：ＴＤＩ［日本ポリウレタン（株）
製、商品名：コロネートＴ−８０］１００重量部に対し
て、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコー
ル［三洋化成工業（株）製、商品名：ニュ−ポールＰＥ
−６２］４２０重量部を反応させプレポリマーとしたも
の。プレポリマーのＮＣＯ含量は６．２％で、常温で粘
調な樹脂溶液。 ｃ−２：粗製ＭＤＩ（日本ポリウレタン（株）製、商品
名「ミリオネートＭＲ−１００）１００重量部に対し
て、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレントリオー
ル（三洋化成工業（株）製、商品名サンニックスＧＬ−
３０００）１５０重量部を反応させプレポリマーとした
もの。プレポリマーのＮＣＯ含量は１０．０％で、常温
で粘調な樹脂溶液。

【００４３】実施例１〜４、比較例１〜２ 実施例１〜４、比較例１〜２各々下記表１の組成に基づ
き、硫酸化合物（ａ）、該プレポリマー（ｃ）および水
道水をホモミキサ−で均一に攪拌した。得られた攪拌混
合物に更に、実施例１、３は発泡剤（ｂ）及び硼酸化合
物（ｄ）を、実施例２、４は発泡剤（ｂ）、硼酸化合物
（ｄ）及び無機充填材（ｅ）を、比較例１は発泡剤
（ｂ）を、比較例２は発泡剤（ｂ）及び無機充填材
（ｅ）を各々添加し、攪拌混合した後、型枠（５０×３
０×３cm）に流し込み、自由発泡させて実施例１〜４及
び比較例１〜２の発泡体を得た。

【００４４】

【表１】

【００４５】注１）略記号で示す化合物は次のとおり。 （ａ）硫酸化合物 ａ−１：硫酸水素カルシウム （ｂ）発泡剤 ｂ−１：塩基性炭酸マグネシウム （ｃ ）該プレポリマー ｃ−１、ｃ−２：製造例１で得られたプレポリマー （ｄ ）硼酸化合物 ｄ−１：硼酸 ｄ−２：硼酸亜鉛 （ｅ）無機充填材 ｅ−１：水酸化アルミニウム

【００４６】試験例１ ［実施例１〜４、比較例１〜２
の発泡体の評価］ 実施例１〜４及び比較例１〜２の発泡体を、通気のよい
室内に１カ月放置し、次いで４０℃の乾燥機中で１２０
時間乾燥させた後、デシケータ中に２４時間放置したも
のを、下記試験方法による試験に供した。 ［発泡体の物性等の試験方法］ （１）熱伝導率 ＪＩＳ Ａ １４１２（保温板の熱伝導率測定方法） （２）防火性能レベル 建設省公示第１２３１号（準不燃材料及び難燃材料の試
験方法）、建設省公示第１８２８号（不燃性材料の試験
方法）にそれぞれ規定される表面試験方法に準拠して測
定した。更に燃焼試験後の発泡体について、３０ｍｍ角
に切り取り、圧縮強度を測定した。 （３）圧縮強度 ＪＩＳ Ｋ ７２２０（硬質発泡プラスチックの圧縮試
験方法）

【００４７】［試験結果］各発泡体の物性試験および外
観観察の結果を表２にまとめる。

【００４８】

【表２】

【００４９】

【発明の効果】本発明の無機有機複合発泡体及びその製
造法は、以下の効果を奏する。 （１）本発明の発泡体は、無機系発泡体の脆性を大幅に
改善するものであり、 高発泡倍率の発泡体とした場合は、無機有機複合体で
あるにも拘らず、軟質ウレタンフォームと見間違える程
の柔軟性と反発弾性を有する発泡体であり、 この発泡倍率は軟質から硬質まで調整でき、且つ 軟質・硬質の何れの場合も脆性が改善されている。 （２）低比重、高発泡倍率の発泡体でも、運用上全く問
題ない程度の強度を有するため、断熱性に優れる軽量の
パネル等が作製できる。 （３）常温常圧下での条件でも製造することができるた
め、オートクレーブ養生等の特殊な反応装置を必要とし
ない。 （４）所望の形状の型枠中で容易に多孔化でき、硬化さ
せることができる。また、壁面にこて塗りや吹き付け等
を行い、硬化させることも可能である。 （５）外観および性能上は、既存のウレタンフォーム、
スチレンフォームとほぼ同等のレベルを達成しながら、
材料の防火性は、これら既存の有機系断熱材以上の不燃
材〜準不燃材に相当する材料である上燃焼後の強度も向
上した、防災上、安全性の高い発泡体を市場に供給する
ことができる。

【００５０】以上の効果を奏することから、本発明の発
泡体は、その防火性能、断熱性、弾性、柔軟性、強度等
を兼備する特性を生かし、例えば、以下のような用途に
使用するのに好適である。 列車、自動車、住宅、ビル等防火性能が要求される用
途において従来ウレタンフォーム、スチレンフォーム等
の有機質発泡体が用いられていたものの代替；例えば、
外壁パネルや内壁パネルの断熱材、床面や壁面の防音
材、防耐火材。 その他、耐火金庫、冷凍庫、冷蔵庫等の断熱材、耐火
被覆材、空隙 充填材、防火性能を有する合成木材等。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F074 AA78M AC30 AC33 AC37 AG01 AH01 BA03 BA04 BA34 CA13 CA25 CC22Y DA07 DA08 DA18 DA32 DA50 DA57 DA58 4J002 CK031 CK041 CK051 DA019 DC009 DE149 DE189 DE227 DE237 DE257 DE267 DG046 DG056 DG059 DJ009 DK008 DL009 DM009 FA049 FD019 FD130 FD327 GC00 GL00 HA06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硫酸化合物（ａ）と、発泡剤（ｂ）とか
   らの硫酸化合物発泡体構造であり、ＮＣＯ基を有するウ
   レタンプレポリマー（ｃ）の硬化物により脆性が改善さ
   れてなり、硼酸化合物（ｄ）及び必要により他の無機充
   填材（ｅ）を含有されてなる無機有機複合発泡体。
2. 【請求項２】 硫酸化合物（ａ）が、硫酸、亜硫酸及び
   これらの多価金属塩からなる群より選ばれる１種以上の
   化合物である請求項１記載の発泡体。
3. 【請求項３】 発泡剤（ｂ）が、炭酸塩化合物である請
   求項１または２記載の発泡体。
4. 【請求項４】 硼酸化合物（ｄ）が、硼酸、硼酸亜鉛、
   硼酸カルシウム、硼酸マグネシウム、硼酸アルミニウム
   及び硼酸鉄からなる群より選ばれる１種以上の化合物で
   ある請求項１〜４のいずれか記載の発泡体。
5. 【請求項５】 硼酸化合物（ｄ）の含有量が、発泡体を
   構成する全固形分の１〜５０重量％である請求項１〜３
   のいずれか記載の発泡体。
6. 【請求項６】 硫酸化合物（ａ）、発泡剤（ｂ）、ＮＣ
   Ｏ基を有するウレタンプレポリマー（ｃ）、硼酸化合物
   （ｄ）、水及び必要により無機充填材（ｅ）からなる成
   分を混合することにより発泡硬化させる無機有機複合発
   泡体の製造法。