JP6363102B2 - 硬質ウレタンフォーム原液組成物、及び断熱施工方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、この方法では、成形断熱材を組み付けたときに、突き合わされる面同士が接する状態である必要があり、施工現場で作業者が寸法合わせのために成形断熱材を切り出した面は面精度が低いため、接着剤を用いた施工方法を適用することができない。
このようにすることで、原液Aと原液Bとの混合、撹拌に支障を来たすことなく、原液Aと原液Bとの混合液に塗工性を付与することができ、硬質ウレタンフォーム原液組成物の発泡性目地充填剤としての使用を可能にする。
キャッピング率[%]
=(NCO基と反応するOH基の数/NCO基の数)×100
=(a[重量部]/ポリオール当量)/(100[重量部]/イソシアネート当量)×100
ここで、イソシアネート当量、ポリオール当量は、次式で求められる。
イソシアネート当量
=(NCO基の式量/イソシアネートのNCO基含有率[%])×100
ポリオール当量
=(KOHの式量/ポリオール(鎖延長剤)のOH基価)×1000
また、プレポリマーのイソシアネート基の含有率は、同様の例において、次式で求められる。
NCO基含有率[%]
=プレポリマー化前のポリイソシアネートのNCO基含有率[%]×(100−NCO基のキャッピング率[%])/(100[重量部]+a[重量部])
さらに、施工作業に支障を来たすことがないように、塗布作業が可能な可使時間が、室温で3分以上であるのが好ましく、より好ましくは5分以上であり、硬化時間は、室温で240分以内であるのが好ましく、180分以内であるのがより好ましい。
なお、図1は、本実施形態に係る断熱施工方法によって構築された断熱構造の一例を示す説明図である。
より具体的には、先ず、施工対象物である配管1の外周面を被覆できるよう、公知の硬質ウレタンフォーム成形体を割り筒状に成形した成形断熱材2を用意する。次いで、かかる成形断熱材2を所定の大きさに切り出すとともに、配管1の外周面に成形断熱材2を組み付けたときに目地部を形成する成形断熱材2の突き合わせ面に、前述した硬質ウレタンフォーム原液組成物の原液Aと原液Bとの混合液を塗布して、可使時間が経過するまでに成形断熱材2を組み付けて配管1を被覆する。
なお、配管1を被覆する成形断熱材2の外表面には防湿材4を設け、さらにその外表面に外装材5を設けることもできる。
<原液Aの調製>
クルードMDI(三菱樹脂(株)製:RX−200)100重量部に対し、鎖延長剤としてポリエーテルポリオール(旭硝子(株)製:EL−410NE/開始剤ペンタエリスリトール、官能基数4.0、水酸基価410)をキャッピング率10.0%になる量だけ加えて、25℃で4時間反応させてプレポリマー化して原液Aを調製した。
プレポリマーのイソシアネート基の含有率を計算により求めたところ、25.1%であった。また、反応を終了した翌日に、JIS K7117−1に準拠して温度25℃の温度条件下で原液Aの粘度ηを測定したところ、34.55Pa・sであった。
ポリオール成分として、ポリエーテルポリオール(旭硝子(株)製:EL−410NE/開始剤ペンタエリスリトール、官能基数4.0、水酸基価410)9重量部、ポリエーテルポリオール(旭硝子(株)製:EL−3030/開始剤グリセリン、官能基数3.0、水酸基価56)6重量部、整泡剤として、シリコーン系界面活性剤(ゴールドシュミットAG社製:B8404)0.2重量部、難燃剤として、トリスクロロプロピルホスフェート(大八化学工業(株)製:TCPP)3重量部、触媒として、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール(活剤ケミカル社製:ミニコR−9000)0.005重量部、発泡剤として、水0.5重量部、無機充填剤として、炭酸カルシウム(白石工業(株)製:白艶華CCR)16重量部を均一に混合して原液Bを調製した。
原液Aと原液Bとを重量比(A/B)0.75で混合容器に測り取り、これをヘラで30秒間混合撹拌した。混合撹拌を開始してから120秒後にJIS K7117−2に準拠して測定したところ、η(35℃,0.1s−1)=382Pa・s、η(5℃,100s−1)=135Pa・sであった。
このとき、原液Aと原液Bの総重量に対する無機充填剤(炭酸カルシウム)の割合は32.13重量%であった。また、原液Aに含まれるポリイソシアネート成分のイソシアネート基と、原液Bに含まれるポリオール成分の水酸基の当量比(NCO/OH)は、1.23であった。
原液Aと原液Bとを温度20℃に調温して、重量比(A/B)0.75で原液Aと原液Bとの総重量が約50gとなるように混合容器に測り取った。これをヘラで30秒間混合撹拌した後、約20gの混合液を容積約300ccの透明カップ内に投入した。
発泡中の最大発泡高さ(Hm)と硬化後の発泡高さ(H0)を測定して、収縮率を次式で求めたところ、6.7%であった。
収縮率[%]=(Hm−H0)/Hm×100
また、硬化後の翌日以降に、発泡体から一辺25mmの立方体のコアフォームを切り出し、ASTM D2856に準拠して、独立気泡率を測定したところ、97.2%であった。
原液Aと原液Bとを重量比(A/B)0.75で混合した後、直ちにPUFボードに、厚さtが1mm、高さhが25mmの帯状に混合液を塗布した。混合開始から60秒以内に塗布面を鉛直にして、発泡完了までに混合液がダレ落ちた最大長さDmaxを測定した(図2参照)。
ダレ落ちDの長さが5mm以内を「○」、5〜50mmを「△」、50mm以上を「×」として評価した。その結果を表1に示す。
原液Aを表1に示すように調製し、表1に示す重量比で原液Bと混合した以外は、実施例1と同様にして、発泡実験とダレの測定を行った。その結果を表1に示す。
原液Aを表2及び表3に示すように調製し、表2及び表3に示す重量比で原液Bと混合した以外は、実施例1と同様にして、発泡実験とダレの測定を行った。その結果を表2及び表3に示す。
なお、比較例16〜21では、クルードMDI(三菱樹脂(株)製:RX−200)をプレポリマー化せずに(鎖延長剤なし)、原液Aとして使用した。また、比較例3,6,11,13,15では、原液Aの粘度が高く原液Bと混合することができなかった。
<原液Aの調製>
クルードMDI(住化バイエルウレタン(株)製:44V−22L)100重量部に対し、鎖延長剤としてポリエーテルポリオール(旭硝子(株)製:EL−430/開始剤グリセリン、官能基数3.0、水酸基価400)をキャッピング率7.4%になる量だけ加えて、25℃で4時間反応させてプレポリマー化して原液Aを調製した。
プレポリマーのイソシアネート基の含有率を計算により求めたところ、26.7%であった。また、反応を終了した翌日に、JIS K7117−1に準拠して温度25℃の温度条件下で原液Aの粘度ηを測定したところ、3.4Pa・sであった。
ポリオール成分として、ポリエーテルポリオール(旭硝子(株)製:EL−410NE/開始剤ペンタエリスリトール、官能基数4.0、水酸基価410)15重量部、整泡剤として、シリコーン系界面活性剤(ゴールドシュミットAG社製:B8404)0.2重量部、難燃剤として、トリスクロロプロピルホスフェート(大八化学工業(株)製:TCPP)3重量部、触媒として、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール(活剤ケミカル社製:ミニコR−9000)0.005重量部、発泡剤として、水0.3重量部、無機充填剤として、炭酸カルシウム(白石工業(株)製:Viscoexcel−30)12重量部を均一に混合して原液Bを調製した。
原液Aと原液Bとを重量比(A/B)0.92で混合容器に測り取り、これをヘラで30秒間混合撹拌した。混合撹拌を開始してから120秒後にJIS K7117−2に準拠して測定したところ、η(35℃,0.1s−1)=480Pa・s、η(5℃,100s−1)=21Pa・sであった。
このとき、原液Aと原液Bの総重量に対する無機充填剤(炭酸カルシウム)の割合は20.52重量%であった。また、原液Aに含まれるポリイソシアネート成分のイソシアネート基と、原液Bに含まれるポリオール成分の水酸基の当量比(NCO/OH)は、1.24であった。
実施例1と同様にして、発泡実験とダレの測定を行った。その結果を表4に示す。
原液Bを表4に示すように調製し、表4に示す重量比で原液Aと混合した以外は、実施例11と同様にして、混合液の粘度を測定した。その結果を表4に示す。
また、当該混合液について、実施例1と同様にして、発泡実験とダレの測定を行った。その結果を表4に示す。
原液Bを表4に示すように調製し、表4に示す重量比で原液Aと混合した以外は、実施例11と同様にして、混合液の粘度を測定した。その結果を表4に示す。
また、当該混合液について、実施例1と同様にして、発泡実験とダレの測定を行った。その結果を表4に示す。
<原液Aの調製>
クルードMDI(住化バイエルウレタン(株)製:44V−22L)100重量部に対し、鎖延長剤としてポリエーテルポリオール(旭硝子(株)製:EL−1030/開始剤グリセリン、官能基数3.0、水酸基価160)をキャッピング率6.6%になる量だけ加えて、25℃で4時間反応させてプレポリマー化して原液Aを調製した。
プレポリマーのイソシアネート基の含有率を計算により求めたところ、24.5%であった。また、反応を終了した翌日に、JIS K7117−1に準拠して温度25℃の温度条件下で原液Aの粘度ηを測定したところ、4.8Pa・sであった。
ポリオール成分として、ポリエーテルポリオール(旭硝子(株)製:EL−410NE/開始剤ペンタエリスリトール、官能基数4.0、水酸基価410)15重量部、整泡剤として、シリコーン系界面活性剤(ゴールドシュミットAG社製:B8404)0.2重量部、難燃剤として、トリスクロロプロピルホスフェート(大八化学工業(株)製:TCPP)3重量部、触媒として、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール(活剤ケミカル社製:ミニコR−9000)0.005重量部、発泡剤として、水0.5重量部、無機充填剤として、炭酸カルシウム(白石工業(株)製:Viscoexcel−30)12重量部を均一に混合して原液Bを調製した。
原液Aと原液Bとを重量比(A/B)1.11で混合容器に測り取り、これをヘラで30秒間混合撹拌した。混合撹拌を開始してから120秒後にJIS K7117−2に準拠して測定したところ、η(35℃,0.1s−1)=490Pa・s、η(5℃,100s−1)=25Pa・sであった。
このとき、原液Aと原液Bの総重量に対する無機充填剤(炭酸カルシウム)の割合は18.55重量%であった。また、原液Aに含まれるポリイソシアネート成分のイソシアネート基と、原液Bに含まれるポリオール成分の水酸基の当量比(NCO/OH)は、1.20であった。
実施例1と同様にして、発泡実験とダレの測定を行った。その結果を表5に示す。
原液Bを表5に示すように調製し、表5に示す重量比で原液Aと混合した以外は、実施例16と同様にして、混合液の粘度を測定した。その結果を表5に示す。
また、当該混合液について、実施例1と同様にして、発泡実験とダレの測定を行った。その結果を表5に示す。
2 成形断熱材
3 ウレタンフォーム
Claims (8)
- ポリイソシアネート成分を含む原液Aと、ポリオール成分を含む原液Bとを混合して硬質ウレタンフォームを形成する二液型の硬質ウレタンフォーム原液組成物であって、
前記原液Bに、混合される前記原液Aと前記原液Bの総重量に対して15重量%以上の無機充填剤を添加するとともに、前記原液Aの粘度ηを1〜100Pa・sに調製し、
前記原液Aと前記原液Bとの混合液がチクソトロピー性を示して、当該混合液の粘度ηが、η(35℃,0.1s−1)≧200Pa・s、η(5℃,100s−1)≦200Pa・sであることを特徴とする硬質ウレタンフォーム原液組成物。 - 前記ポリイソシアネート成分が、ポリオールを鎖延長剤として、ポリイソシアネートをキャッピング率3〜15%でプレポリマー化したプレポリマーを含む請求項1に記載の硬質ウレタンフォーム原液組成物。
- 前記プレポリマーのイソシアネート基の含有率が20〜29%である請求項2に記載の硬質ウレタンフォーム原液組成物。
- 前記ポリイソシアネートが、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(クルードMDI)である請求項2又は3に記載の硬質ウレタンフォーム原液組成物。
- 前記鎖延長剤としてのポリオールが、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、及びソルビトールからなる群から選ばれる少なくとも一種を開始剤とするポリエーテルポリオールである請求項2〜4のいずれか一項に記載の硬質ウレタンフォーム原液組成物。
- 前記原液Aと前記原液Bとを混合して形成された硬質ウレタンフォームの独立気泡率が50%以上である請求項1〜5のいずれか一項に記載の硬質ウレタンフォーム原液組成物。
- 前記原液Aと前記原液Bとを混合して形成された硬質ウレタンフォームの収縮率が10%以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載の硬質ウレタンフォーム原液組成物。
- 施工対象物の外表面を複数の成形断熱材で被覆し、前記成形断熱材同士が接合されて一体化された断熱構造を構築するにあたり、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の硬質ウレタンフォーム原液組成物を用いて、前記原液Aと前記原液Bとの混合液を、目地部を形成する前記成形断熱材の突き合わせ面に塗布して、前記成形断熱材を組み付けて、当該混合液が発泡、硬化して前記目地部内の空間全体を充填して前記成形断熱材と一体化することを特徴とする断熱施工方法。
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