JP4541970B2 - ポリイソシアヌレート発泡体及びそれを用いた発泡ボード - Google Patents

Description

本発明は、断熱性及び寸法安定性に優れたポリイソシアヌレート発泡体、及びそれを用いた発泡ボードに関する。

各種ウレタンフォームのなかでも、イソシアヌレート発泡体は、断熱性及び難燃性に優れ、かつ、高強度であることから、建材パネル等に好適に利用されている。そして、難燃性及び断熱性に優れた発泡体が得られるということから、従来は、発泡剤としてトリクロロフルオロメタン等のクロロフルオロカーボン(フロン)が用いられてきた。

しかしながら、このフロンは、成層圏におけるオゾン層の破壊および地球温暖化等の環境破壊物質であることから、その使用に制限が求められており、オゾン破壊係数が少なく、環境破壊の少ないＨＦＣ−３６５ｍｆｃや、ＨＦＣ−２４５ｆａ等の次世代フロンを発泡剤として用いたイソシアヌレート発泡体等のウレタンフォームが各種検討されている。また、近年オゾン層破壊の恐れがほとんどない、環境にやさしい発泡剤として、塩素原子を含有しない、シクロペンタン、イソペンタン、ノルマルペンタン等の炭化水素系の発泡剤が検討されている。

しかしながら、ペンタンは、地球環境にやさしく、オゾン破壊に影響をおよぼしにくい発泡剤であるが、ポリオール等の活性水素化合物との相溶性が低いため、ペンタンを含有するポリオール混合物は、貯蔵安定性の劣るものであり、得られる発泡体の寸法安定性が不充分で、経時で収縮してしまうという問題を有していた。

一方、ペンタンの中でも鎖状炭化水素であるノルマルペンタンやイソペンタンは、環状炭化水素であるシクロペンタンよりも発泡体の寸法安定性等が良好であることから、例えば、下記特許文献１に開示されているように、ノルマルペンタン、もしくはノルマルペンタンとシクロペンタンの混合物を発泡剤として用いている。
特開２００２−１２１２５２号公報

しかしながら、ノルマルペンタンやイソペンタンは、消防法４類に該当する特殊引火物であり、使用時における取り扱い性などに欠けるものであった。また、ノルマルペンタンやイソペンタンは、シクロペンタンと比べ、得られる発泡体の寸法安定性は良好なものであるが、ポリエステルポリオールとの相溶性が悪く、短時間でポリオールと混和させることができず、生産性が劣るものであり、また、発泡体中の気泡が不均一になりやすいばかりか、ノルマルペンタンやイソペンタンを用いた時に発生する発泡ガスは、シクロペンタンのみを用いた時に発生する発泡ガスよりも熱伝導率が高いことから、シクロペンタンのみを発泡剤として用いた場合と比較して、得られるポリイソシアヌレート発泡体の断熱性能は低下しがちであった。

一方、シクロペンタンを発泡剤として用いた場合、発泡が急激となりやすいので、発泡体にボイドが生じたり、また、成形性が劣るばかりか、寸法安定性が不充分であり、経時で収縮が生じやすいという問題を有していた。

したがって、本発明は、上記課題に鑑み、地球環境保護を主要目的とし、発泡剤としてフロンを使用しなくとも、寸法安定性、断熱性、及び難燃性に優れたポリイソシアヌレート発泡体及びそれを用いた発泡ボードを提供することにある。

本発明者は、ポリイソシアヌレート発泡体の発泡剤としてシクロペンタンを用いた際に生じる発泡体の経時での収縮や発泡体セルの不均一などの寸法安定性不良の改善について種々の検討を行った結果、特定の触媒を用いることでこれらの問題を解決でき、寸法安定性がよく、断熱性、難燃性などに優れたポリイソシアヌレート発泡体とし得ることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明のポリイソシアヌレート発泡体は、芳香族ポリイソシアネート化合物からなるイソシアネート成分と、発泡剤、発泡助剤、触媒、整泡剤及びポリオールを含むポリオール成分とを反応させて得られるポリイソシアヌレート発泡体であって、前記ポリオールとして、水酸基を２個以上有する芳香族ポリエステルポリオールを用い、前記発泡剤として、シクロペンタンを用い、前記発泡助剤として、水を用い、前記触媒として、酢酸カリウム１００質量部に対しオクチル酸カリウムを２５〜２００質量部含有するヌレート化触媒と、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエタノール、及びＮ，Ｎ，Ｎ’-トリメチルアミノエチルエタノールアミンから選ばれる１種以上のアミン触媒とを含み、前記ヌレート化触媒１００質量部に対し前記アミン触媒を３〜２５質量部含有する混合触媒を用い、前記発泡剤と、前記発泡助剤とのモル比（発泡剤／発泡助剤）は、７０／３０〜９５／５であり、イソシアネートインデックスが２７０〜３６０となるように、前記イソシアネート成分と前記ポリオール成分とを反応させ、得られるポリイソシアヌレート発泡体中に、前記触媒が０．５〜３質量％、前記ヌレート化触媒が０．５〜２．５質量％含有されていることを特徴とする。

本発明によれば、触媒として酢酸カリウム１００質量部に対しオクチル酸カリウムを２５〜２００質量部含有するヌレート化触媒と、アミン触媒とを含み、前記ヌレート化触媒１００質量部に対し前記アミン触媒を３〜２５質量部含有する混合触媒を用い、得られるポリイソシアヌレート発泡体中に、前記触媒が０．５〜３質量％、前記ヌレート化触媒が０．５〜２．５質量％含有させたことで、発泡剤としてシクロペンタンのみを使用したとしても寸法安定性が良好で、外観の良いものが得られる。また、発泡ガスの熱伝導率は低く、断熱効果が高い。そして、ヌレート化が十分に進行したものであるため、発泡体の強度が高く難燃性に優れたものであり、また、適度な柔軟性を有するものであることから、アルミニウム層を有する面材などの表被材との接着性が良好となり、発泡ボードなどとして好適に用いることができる。

また、本発明のポリイソシアヌレート発泡体は、前記ポリオール成分１００質量部に対して、前記イソシアネート成分を１６０〜２４０質量部配合して得られたものであることが好ましい。これによれば、ポリイソシアヌレート発泡体製造時におけるイソシアネート成分とポリオール成分との混和性が良好であり、また、高い難燃性及び断熱性を有するポリイソシアヌレート発泡体が得られる。

また、前記ポリオールとして、水酸基価が２００〜３５０［ＫＯＨｍｇ／ｇ］であるものを用いて得られたものであることが好ましい。これによれば、発泡体が剛直化しすぎることがないため、表皮材との接着性が良好であり、発泡ボードとして好適に用いることができる。

また、前記ポリイソシアヌレート発泡体は、前記ポリオール成分として、リン酸エステル系難燃剤を更に含有するものを用いて得られたものであり、かつ、前記リン酸エステル系難燃剤を１〜８質量％含有するものであることが好ましい。これによれば、断熱性及び寸法安定性を損なわせることなく、難燃性を付与することができる。

一方、本発明の発泡ボードは、上記ポリイソシアヌレート発泡体の少なくとも１面にアルミニウム層を１層以上有し、かつ、前記アルミニウム層の合計厚みは、３〜４０μｍであり、前記ポリイソシアネート発泡体に当接する面に、樹脂層が形成されている表皮材が貼り付けられていることを特徴とする。上記ポリイソシアヌレート発泡体は、表皮材との接着性が良好であり、また、こうして得られた発泡ボードは優れた難燃性を有していることから、ＩＳＯ５６６０ コーンカロリーメータ試験に定められる不燃材料として用いることができる。

本発明によれば、ポリオールとして、水酸基を２個以上有する芳香族ポリエステルポリオールを用い、触媒として酢酸カリウム１００質量部に対しオクチル酸カリウムを２５〜２００質量部含有するヌレート化触媒と、アミン触媒との混合触媒を用い、イソシアネートインデックスが２７０〜３６０となるようにイソシアネート成分とポリオール成分とを混合したことで、発泡剤としてシクロペンタンを用いた際に生じていた寸法安定性不良を改善でき、断熱性、難燃性に優れたポリイソシアヌレート発泡体とすることができる。また、発泡剤としてノルマルペンタンなどを使用しなくても良いので、発泡剤の取り扱い性が良好である。そして、こうして得られたポリイソシアヌレート発泡体は、表皮材との接着性が良好であり、難燃・断熱作用の高い発泡ボードとして利用することができる。

本発明のポリイソシアヌレート発泡体とは、イソシアヌレート環を有するウレタンフォールであって、芳香族ポリイソシアネート化合物からなるイソシアネート成分と、発泡剤、発泡助剤、触媒、整泡剤及びポリオールを少なくとも含むポリオール成分とを反応させて得られたものである。

以下、本発明に用いる各成分について詳しく説明する。

本発明のポリイソシアヌレート発泡体のイソシアネート成分として用いる芳香族ポリイソシアネート化合物は、一般のウレタン系樹脂発泡体に使用するものであれば特に限定はなく、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジメチルジフェニルメタンジイソシア ネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等が挙げられ、なかでも、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）が好ましい。

そして、上記芳香族ポリイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、２種以上用いて混合物としてもよく、更には、脂肪族イソシアネート、又は脂環族イソシアネートと、上記イソシアネート化合物とを、ポリオールを用いて反応させて得られたイソシアネート基末端プレポリマーや、イソシアネート化合物を三量体化させて得られたイソシアネート基を有するイソシアヌレート化合物等を混合して使用しても良い。

本発明のポリイソシアヌレート発泡体のポリオール成分には、少なくとも、発泡剤、発泡助剤、触媒、整泡剤及びポリオールが含まれている。

ポリオールとしては、２官能以上の多官能性ポリオールと、多塩基酸とを縮合させて得られた、末端あるいは側鎖に水酸基を２個以上有する芳香族ポリエステルポリオールを用いる。

多官能性ポリオール類としては、２官能ポリオール（エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等、又は、これらにエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドのアルキレンオキサイド類を付加重合した化合物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、３官能ポリオール（トリメチロールプロパン、グリセリン等、又は、これらにアルキレンオキサイド類を付加重合した化合物等）、多官能ポリオール（ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、糖類等、又は、これらにアルキレンオキサイド類を付加重合した化合物等）が挙げられる。

また、多塩基酸としては、オルトフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。

そして、難燃性の観点からフタル酸と、２官能、３官能、あるいは多官能のアルコール類またはこれらのアルキレンオキサイド付加物の１種以上とを縮合させて得られたポリエステルポリオールが好ましく、より好ましくは、テレフタル酸とジエチレングリコールとを縮合させて得られたポリエステルポリオールである。

芳香族ポリエステルポリオールの水酸基の含有量は、２個以上であり、好ましくは２〜３個である。水酸基の含有量が２個以上であれば、得られるポリイソシアヌレート発泡体の寸法安定性が良好となり、また、４個より多いと表皮材との接着性が損なわれる虞れがあるので３個以下とすることが好ましい。

また、水酸基価は、２００〜３５０［ＫＯＨｍｇ／ｇ］が好ましく、より好ましくは２２０〜３３０［ＫＯＨｍｇ／ｇ］である。水酸基価が上記範囲内であれば、得られるポリイソシアヌレート発泡体が剛直化しすぎず、また、軟弱になることがないので、表皮材との接着性が良好であり、発泡ボードとして好適なものとすることができる。

また、粘度は、１００００ｃｐｓ以下であることが好ましく、より好ましくは６０００〜３００ｃｐｓである。

発泡剤としては、シクロペンタンを用いる。また、発泡助剤としては、水を用いる。そして、発泡剤と発泡助剤とのモル比（発泡剤／発泡助剤）は、７０／３０〜９５／５となるように、ポリオール成分中に配合し、好ましくは７５／２５〜９０／１０である。発泡剤の割合が７０未満であると、発泡体が剛直なものとなりやすく、表皮材などとの接着性の悪いものとなりやすい上に、断熱性が劣りやすく、更には、経時で発泡体が収縮しやすくなるので寸法安定性も劣りやすい。また、発泡剤の割合が９５よりも大きいと、ポリオール成分とイソシアネート成分とのウレタン反応において、充分な発熱が得られにくくなるため、ヌレート化が不充分となりがちで、発泡体の強度が低下し、難燃性が劣りやすい。

そして、ポリオール成分中における発泡剤の含有量は、１０〜３０質量％とすることが好ましく、より好ましくは１５〜２５質量％である。また、発泡助剤の含有量は、０．２〜２質量％とすることが好ましく、より好ましくは０．５〜１．５質量％である。

また、ポリイソシアヌレート発泡体中における、発泡剤の含有量は５〜１５質量％であることが好ましく、より好ましくは７〜１３質量％である。また、発泡助剤の含有量は０．１〜１質量％であることが好ましく、より好ましくは０．２〜８質量％である。ポリイソシアヌレート発泡体中における発泡剤及び発泡助剤の含有量が上記範囲内であれば、軽量で取り扱い性、施工性に優れ、かつ、断熱性に優れたイソシアヌレート発泡体を得ることができる。

触媒としては、酢酸カリウム１００質量部に対しオクチル酸カリウムを２５〜２００質量部含有するヌレート化触媒と、アミン触媒との混合触媒を用い、オクチル酸カリウムの含有量は、酢酸カリウム１００質量部に対し、３０〜１９０質量部であることが好ましい。

触媒中におけるオクチル酸カリウムの含有量が酢酸カリウム１００質量部に対し２５質量部未満であると、発泡段階での樹脂の流動性が劣り、得られるポリイソシアヌレート発泡体には、ボイドやしわが生じやすくなるため、成形性が劣りがちである。また、２００質量部を超えると、ヌレート化反応が不充分となるため、得られるポリイソシアヌレート発泡体の強度が不充分なものとなりがちであり、また、後述する表皮材等の接着性が不充分となりがちで、発泡ボード等として使用しにくいものとなる。

そして、アミン触媒としては、特に限定はなく、通常のウレタンフォームを製造する際に使用するものを利用でき、例えば、モノアミン類（Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン等）、環状モノアミン類（ピリジン、Ｎ−メチルモルフォリン、Ｎ−エチルモルフォリン等）、ジアミン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン、メチレン−ビス（ジメチルシクロヘキシルアミン）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエ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、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）−フェノール等）、エーテルジアミン類（ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル−３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルエーテル、４，４’−オキシジメチレンジモルフォリン等）、環状ポリアミン類（トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ’−ジエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルモルフォリン、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール、１−ブトキシ−２−メチルイミダゾール等）、アルカノールアミン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノプロピルエタノールアミン、２−（２−ジメチルアミノ−エトキシ）エタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエタノール、Ｎ，Ｎ−トリメチル−１，３−ジアミノ−２−プロパノール、Ｎ−メチル−Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジン等）等が挙げられ、なかでも、水とイソシアネート基との反応を促進する効果の高い、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’-トリメチルアミノエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”-トリス（３−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンが好ましく、特に好ましくは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエタノールである。なお、アミン触媒としては、上記化合物を２種以上併用しても良い。

触媒中におけるアミン触媒の含有量は、前記ヌレート化触媒１００質量部に対し、３〜２５質量部であることが好ましく、より好ましくは４〜２０質量部である。アミン触媒の含有量がヌレート化触媒１００質量部に対し、３質量部未満であると、ポリイソシアヌレート発泡体の製造時における発泡速度が遅くなりがちであり、また、発泡体のセルが不均一で、気泡が粗大なものとなりがちで、断熱性が劣りやすい。また、２５質量部より多いと、発泡速度が速くなりがちで、発泡体のセルが微細化となり、ボイドやしわ等が生じやすく、成形性が劣りがちであるばかりか、寸法安定性が劣りがちである。

そして、ポリオール成分中における触媒の含有量は、得られるポリイソシアヌレート発泡体中に０．５〜３質量％含有するようにポリオール成分中に配合することが好ましく、より好ましくは１〜２．５質量％である。また、ヌレート化触媒の含有量は、得られるポリイソシアヌレート発泡体中に０．５〜２．５質量％含有するようにポリオール成分中に配合することが好ましく、より好ましくは１〜２質量％である。

ポリイソシアヌレート発泡体中における、触媒及びヌレート化触媒の含有量が上記範囲内であれば、ボイドやしわ等の発生量が少なく、外観がよく成形性に優れ、そして、高い断熱効果を有するポリイソシアヌレート発泡体とすることができる。

整泡剤としては、従来公知のノニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等が使用できる。そして、断熱性の観点から、発泡体の気泡径は小さいことが好ましいことより、気泡径が比較的小さくなる傾向の気泡核形成能の高い整泡剤が好ましい。このような整泡剤としては、例えば、ＧＯＬＤＳＨＭＩＴ社から市販されている「ＴＥＧＯＳＴＡＢ−Ｂ８４６１」、「ＴＥＧＯＳＴＡＢ−Ｂ８４７４」、「ＴＥＧＯＳＴＡＢ−Ｂ８８７０」や、東レ・ダウコーニングシリコーン社から市販されている「ＳＦ２９３８Ｆ」、「ＳＦ２９３９」等を好ましく利用できる。

そして、ポリオール成分中における整泡剤の含有量は、使用するイソシアネート化合物やポリオールによって異なるが、得られるポリイソシアヌレート発泡体中に０．１〜２質量％となるように、ポリオール成分中に配合することが好ましく、より好ましくは、０．２〜１．５質量％である。

また、本発明においてはポリオール成分中に、難燃剤を添加してもよい。

難燃剤としては、ポリリン酸アンモニウム、リン酸メラミン、トリフェニルホスフィン等のリン系化合物、メラミンシアヌレート、メラミン等のメラミン系化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水和物、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェノルホスフェート、クレジルジ2,6-キシレニルホスフェート、トリス（ジクロロプロピル）ホスフェート、トリス（クロロプロピル）ホスフェート、トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェート等のリン酸エステル系化合物が挙げられるが、なかでも、リン酸エステル系化合物が好ましく、特に好ましくは、トリス（クロロプロピル）ホスフェート、トリエチルホスフェート、トリクレジルホスフェートである。

そして、ポリオール成分中における難燃剤の含有量は、使用するイソシアネート化合物やポリオールによって異なるが、得られるポリイソシアヌレート発泡体中に１〜８質量％含有するように、ポリオール成分中に配合することが好ましく、より好ましくは、２〜６質量％である。ポリイソシアヌレート発泡体中における難燃剤の含有量が１質量％未満であると、難燃剤による難燃性向上効果がほとんど得られず、また、８質量％よりも多いと、発泡体が軟弱になり、断熱性や寸法安定性が劣りかねない。

更にまた、必要に応じて減粘剤、面材接着性向上剤、気泡微細化剤などの各種添加剤をポリオール成分中に添加してもよい。

減粘剤としては、従来公知のものが使用でき、グリコールエーテル類、又は、これらにアルキレンオキサイド類を付加重合した化合物、低分子アルコール類、低粘度のリン酸エステル類などが挙げられる。また、面材接着性向上剤としては、従来公知のものが使用でき、グリコールエーテル類、又は、これらにアルキレンオキサイド類を付加重合した化合物、低分子アルコール類、低粘度のリン酸エステル類などが挙げられる。また、気泡微細化剤としては、従来公知のものが使用でき、縮合度の小さなポリアルキルポリシロキサン、パーフロロ化合物などが挙げられる。なお、これら添加剤の含有量は、特に限定はないが、得られるポリイソシアヌレート発泡体中に０．１〜４質量％含有するようにポリオール成分中に配合することが好ましい。

本発明のポリイソシアヌレート発泡体は、上記芳香族ポリイソシアネート化合物からなるイソシアネート成分と、上記ポリオール、発泡剤、発泡助剤、整泡剤、及び触媒を少なくとも含有し、必要に応じて難燃剤、減粘剤、面材接着性向上剤、気泡微細化剤などの各種添加剤を含有するポリオール成分との配合比を、イソシアネートインデックスが２７０〜３６０、好ましくは２９０〜３３０となるように、例えば汎用の高圧発泡機などを用い、衝突混合などにより、ポリオールとイソシアネートとを反応させることで得られる。

イソシアネートインデックスが２７０未満であると、ヌレート環の生成が少なくなりがちで、得られるポリイソシアヌレート発泡体の強度が不充分で、難燃性が劣りやすく、また、３６０を超えると、発泡体が剛直になりすぎて表皮材の接着性が劣り、硬化が不充分となったり、ボイドやしわ等が生じやすく成形性が劣るので、発泡ボード等として使用しにくいものとなりがちである。

そして、イソシネート成分とポリオール成分との混合割合は、ポリオール成分１００質量部に対し１６０〜２４０質量部であることが好ましく、より好ましくは、１８０〜２２０質量部である。上記混合割合であれは、混合液の粘度が高くなりすぎることがないので、イソシアネート成分とポリオール成分との混和性が良好である。

こうして得られたポリイソシアヌレート発泡体は、密度が３６〜２７ｋｇ／ｍ^３で、熱伝導率が１９〜２２ｍＷ／ｍＫで、独立気泡率が９０％以上であり、高い断熱性を有するものである。そして、経時で発泡体が収縮することがないので寸法安定性にも優れており、更には、ボイドやしわなどの発生が極めて少ないため、成形性の良いものでもある。

次に、本発明の発泡ボードについて説明する。

本発明における発泡ボードは、上記本発明のポリイソシアヌレート発泡体の外周の少なくとも一面に、表皮材を貼り付けたものである。

そして、本発明の発泡ボードは、例えば、連続ラミネータを用いて、連続して供給される表皮材（下面材）の上に、上記イソシアネート成分とポリオール成分とを混合した発泡液を吐塗し、同時に発泡液の上に表皮材（上面材）を配置してサンドイッチし、発泡硬化させるなどの方法によって得ることができる。

本発明の発泡ボードで使用する表皮材としては、ポリイソシアヌレート発泡体と当接する面にポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂層を有し、かつ、アルミニウム層を少なくとも１層以上有するものである。また、樹脂層と、アルミニウム層との間には、クラフト紙、不織布、織布などの繊維層を介在させたものでもよい。

樹脂層としては、ポリイソシアヌレート発泡体との接着性等を考慮すると、ポリエチレン樹脂層であることが好ましい。

また、アルミニウム層の厚みは、合計して３〜４０μｍであることが好ましく、より好ましくは９〜４０μｍである。３μｍ以上であれば、断熱性を向上させることができ、９μｍ以上とすることで、本発泡体と組み合わせ、ＩＳＯ５６６０に定められた難燃材料として用いることができる。なお、アルミニウム層の厚みは４０μｍよりも大きくしても、コストや重量が増加するばかりで、さほど効果は向上しないため、４０μｍ以下とすることが好ましい。

上記表皮材を貼り付けた発泡ボードは、難燃性、断熱性に優れたものであり、更には、ＩＳＯ５６６０ コーンカロリーメータ試験で定められた不燃材料として用いることもできる。

なお、本発明の発泡ボードは、必要に応じて、ガラスマットなどの繊維マットを芯材として用いても良い。これにより、発泡ボードとしての形状を長期安定して維持することができる。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

[発泡ボードの製造]
各原料を表１に示した割合で混合し、ラボミキサーを用いて、回転数５０００ｒｐｍにて５秒間攪拌した。その後、上下面にポリエチレン樹脂塗膜の形成された表皮材が設置され、６５℃に加温された、内寸法５００ｍｍ×５００ｍｍ×４８ｍｍのサイド部開放アルミ製のモールドにこの混合液を注入し、６分後脱型して、試験体１〜１６の発泡ボードを得た。

[評価項目]
（熱伝導率）
ＪＩＳ Ａ １４１２に準拠した方法で行い、平均温度２０℃にて発泡体の熱伝導率を測定した。熱伝導率は２２（ｍＷ／ｍＫ）以下であれば良好であると判断した。

（寸法安定性）
ＪＩＳ Ａ ９５１１に準拠した方法で行い、発泡体の湿熱条件（温度；６０℃、湿度；９５％）における厚み方向の寸法変化率を測定した。寸法変化率が１％未満であれば○、１〜３％であれば△、３％以上であれば×とした。

（圧縮強度）
ＪＩＳ Ａ ９５１１に準拠した方法で行い、発泡体の破断時の強度を測定し、１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２を超えるものを○、０．８〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２を△、０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２未満を×とした。

（外観）
得られた試験体をそれぞれ１日間放置し、発泡体の表面状態を観察し、ボイドの数や大きさ、しわの発生の有無、凸凹具合などを目視で観察した。

（表皮材との接着性）
得られた試験体の表皮材に、１００ｍｍ×１００ｍｍ角の切り目を入れ、その表皮材の一辺を発泡体から５ｍｍ剥離させ、剥離した部分にクリップを取付けた。その後、クリップを、表皮材の垂直方向に引張り、発泡体から、表皮材を剥離させ、その時の最大荷重を測定した。最大荷重が１．５ｋｇｆ以上であれば○、１．０〜１．５ｋｇｆであれば△、１．０ｋｇｆ未満であれば×とした。

（不燃性試験）
ＩＳＯ ５６６０ コーンカロリーメータ試験に準拠した方法で行い、下記（１）〜（３）の基準を満たすことができれば合格とした。
（１）加熱開始後２０分間の総発熱量が、８ＭＪ／ｍ^２以下であること。
（２）加熱開始後２０分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がないこと。
（３）加熱開始後２０分間、最高発熱速度が、１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ^２を超えないこと。

試験体１〜１６について上記試験を行い、結果を表２にまとめて記す。

上記結果より、ヌレート化触媒として、酢酸カリウム１００質量部に対しオクチル酸カリウムの含有量が２００質量部よりも多いものを用いた試験体９の発泡体は、寸法安定性、強度、成形性の劣るものであった。

イソシアネートインデックスを３６０よりも多くした試験体１０の発泡体は、成形性に劣るものであり、そして、表皮材との接着性も悪いため発泡ボードとして適さないものであった。

ヌレート化触媒として酢酸カリウムを使用しなかった試験体１１の発泡体は、寸法安定性、強度、成形性の劣るものであり、そして、表皮材との接着性も悪いため発泡ボードとして適さないものであった。

オクチル酸カリウムを使用しなかった試験体１２の発泡体は、ボイドやしわの発生量が極めて多く、外観が悪く、成形性の劣るものであった。

ヌレート化触媒として、４級アンモニウム塩を使用した試験体１３の発泡体は、外観が悪く、成形性の劣るものであり、その上、寸法安定性や強度にも劣るものであった。

シクロペンタンの代わりにイソペンタンを使用した試験体１４は、ボイドやしわの発生量が若干あり、外観が悪く、成形性の劣るものであり、また、熱伝導率が高く、断熱性も劣るものであった。

発泡剤と発泡助剤とのモル比（発泡剤／発泡助剤）で、発泡剤の割合を７０未満として得られた試験体１５の発泡体は、熱伝導率が高く、断熱性に劣るものであり、発泡剤の割合を９５よりも高くして得られた試験体１６の発泡体は、強度が低く、更には、寸法安定性に欠けるものであった。

一方、触媒として酢酸カリウム１００質量部に対しオクチル酸カリウムを２５〜２００質量部含有するヌレート化触媒と、アミン触媒との混合触媒を用い、かつ、発泡剤と発泡助剤とのモル比（発泡剤／発泡助剤）を７０／３０〜９５／５として得られた試験体１〜８の発泡体は、寸法安定性、強度、外観がよく成形性の優れたものであり、また、表皮材との接着性が良好で、発泡ボードとして好適に利用できるものであった。そして、アルミニウム層を３〜４０μｍ有する表皮材を貼り付けて得られた試験体１、２、８の発泡ボードは、難燃性が極めて高く、なかでも、発泡体の原料として難燃剤を配合し、更に、表皮材として、アルミニウム層の厚みが９〜４０μｍであるものを用いた試験体１の発泡ボードは、ＩＳＯ５６６０ コーンカロリーメータ試験に定められる不燃材料として用いることができるものであった。

本発明のポリイソシアヌレート発泡体及び発泡ボードは、環境負荷の少ない断熱材として利用でき、特に、住宅用パネル等の建材として好適に用いることができる。

Claims (6)

1. 芳香族ポリイソシアネート化合物からなるイソシアネート成分と、発泡剤、発泡助剤、触媒、整泡剤及びポリオールを含むポリオール成分とを反応させて得られるポリイソシアヌレート発泡体であって、
   前記ポリオールとして、水酸基を２個以上有する芳香族ポリエステルポリオールを用い、
   前記発泡剤として、シクロペンタンを用い、
   前記発泡助剤として、水を用い、
   前記触媒として、酢酸カリウム１００質量部に対しオクチル酸カリウムを２５〜２００質量部含有するヌレート化触媒と、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエタノール、及びＮ，Ｎ，Ｎ’-トリメチルアミノエチルエタノールアミンから選ばれる１種以上のアミン触媒とを含み、前記ヌレート化触媒１００質量部に対し前記アミン触媒を３〜２５質量部含有する混合触媒を用い、
   前記発泡剤と、前記発泡助剤とのモル比（発泡剤／発泡助剤）は、７０／３０〜９５／５であり、
   イソシアネートインデックスが２７０〜３６０となるように、前記イソシアネート成分と前記ポリオール成分とを反応させ、得られるポリイソシアヌレート発泡体中に、前記触媒が０．５〜３質量％、前記ヌレート化触媒が０．５〜２．５質量％含有されていることを特徴とするポリイソシアヌレート発泡体。
2. 前記ポリイソシアヌレート発泡体は、前記ポリオール成分１００質量部に対して、前記イソシアネート成分を１６０〜２４０質量部配合して得られたものである請求項１に記載のポリイソシアヌレート発泡体。
3. 前記ポリイソシアヌレート発泡体は、前記ポリオールとして、水酸基価が２００〜３５０［ＫＯＨｍｇ／ｇ］であるものを用いて得られたものである請求項１又は２に記載のポリイソシアヌレート発泡体。
4. 前記ポリイソシアヌレート発泡体は、前記ポリオール成分として、リン酸エステル系難燃剤を更に含有するものを用いて得られたものであり、かつ、前記リン酸エステル系難燃剤を１〜８質量％含有するものである請求項１〜３のいずれか１つに記載のポリイソシアヌレート発泡体。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載のポリイソシアヌレート発泡体の少なくとも１面に、アルミニウム層を１層以上有し、かつ、前記アルミニウム層の合計厚みは、３〜４０μｍであり、前記ポリイソシアネート発泡体に当接する面に、樹脂層が形成されている表皮材が貼り付けられていることを特徴とする発泡ボード。
6. ＩＳＯ５６６０ コーンカロリーメータ試験に定められる不燃材料である請求項５に記載の発泡ボード。