JP2006199869A - Polyurethane foam having continuous cell structure - Google Patents

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Tadashi Yano
忠史 矢野
Hisatoshi Orita
尚俊 折田
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Inoac Corp
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Inoue MTP KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyurethane foam having a continuous cell structure, wherein temperature of heat released at expansion and curing can be lowered within a shorter time and coloring caused by scorch can be inhibited. <P>SOLUTION: The polyurethane foam having the continuous cell structure is obtained by compounding a hydrogencarbonate with a polyurethane foam material containing polyols, polyisocyanates, a foaming agent and a catalyst and reacting, expanding and curing the polyurethane foam material. The hydrogencarbonate is preferably sodium hydrogencarbonate or potassium hydrogencarbonate. The amount of the hydrogencarbonate compounded is preferably 10-100 pts.mass per 100 pts.mass. polyols. The hydrogencarbonate is decomposed through heating during the production of the polyurethane foam to produce a carbonate which preferably has a specific gravity of 2-3. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば家具類、寝具類、自動車のシート類等を形成するクッション材に用いられる連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体に関するものである。   The present invention relates to a polyurethane foam having an open-cell structure used for a cushion material forming, for example, furniture, bedding, automobile seats and the like.

従来、連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体として密度25kg/m3以下の軟質ポリウレタン発泡体を製造する際に、発泡剤を水のみとした場合、水の添加量を増加させる必要があることから発泡及び硬化時における発熱温度が170℃以上に達する。このため、ポリウレタンの酸化劣化(スコーチ)に基づく自己発火の可能性があるとともに、スコーチにより、得られる軟質ポリウレタン発泡体に変色が発生する。そのような事態を回避するために、従来の水の添加量のままで発泡助剤として塩化メチレンや液化炭酸ガスを添加することが知られている。 Conventionally, when a flexible polyurethane foam having a density of 25 kg / m 3 or less is produced as a polyurethane foam having an open-cell structure, if only the foaming agent is water, it is necessary to increase the amount of water added. And the exothermic temperature at the time of hardening reaches 170 degreeC or more. Therefore, there is a possibility of self-ignition based on oxidative deterioration (scorch) of polyurethane, and discoloration occurs in the obtained flexible polyurethane foam by the scorch. In order to avoid such a situation, it is known that methylene chloride or liquefied carbon dioxide gas is added as a foaming aid with the conventional amount of water added.

しかし、塩化メチレンは環境等に悪影響を与える物質の一つであって、使用が規制されている。一方、液化炭酸ガスによる発泡は、液化炭酸ガスを高圧で供給する専用の設備が必要であり、発泡を円滑に行うためには製造条件が限定されるうえに、製造コストも上昇する。そこで、吸熱を目的として、ポリエチレンパウダー等のポリオレフィンパウダーを添加する技術が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照)。
特表2002−532596号公報(第2頁) 特開平6−199973号公報(第2頁及び第3頁)
However, methylene chloride is one of the substances that adversely affect the environment and its use is regulated. On the other hand, foaming with liquefied carbon dioxide requires special equipment for supplying the liquefied carbon dioxide at a high pressure. In order to perform foaming smoothly, the production conditions are limited and the production cost also increases. Then, the technique of adding polyolefin powder, such as polyethylene powder, for the purpose of endothermic is known (for example, refer patent document 1 and patent document 2).
Japanese translation of PCT publication No. 2002-532596 (2nd page) JP-A-6-199973 (pages 2 and 3)

ところが、前記従来のポリオレフィンパウダーを添加する技術においては、発泡及び硬化時における発熱温度の低下に対して効果は認められるが、発熱量を効果的に抑制するためにはポリオレフィンパウダーを増量させることが必要である。その場合、増量されたポリオレフィンパウダーにより、得られる軟質ポリウレタン発泡体の密度が高くなり過ぎるとともに、引張強度等の物性が低下する。このような物性の低下を防ぐためにはポリオレフィンパウダーを十分に配合することができないことから、発泡及び硬化時における発熱温度を短時間で低下させることができず、その結果スコーチによる変色を抑制することができないという問題があった。   However, in the conventional technology of adding polyolefin powder, an effect is observed against a decrease in heat generation temperature during foaming and curing, but in order to effectively suppress the heat generation amount, it is necessary to increase the amount of polyolefin powder. is necessary. In that case, due to the increased amount of polyolefin powder, the density of the resulting flexible polyurethane foam becomes too high, and physical properties such as tensile strength are lowered. In order to prevent such deterioration of physical properties, polyolefin powder cannot be blended sufficiently, so the heat generation temperature during foaming and curing cannot be reduced in a short time, and as a result, discoloration due to scorch is suppressed. There was a problem that could not.

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、発泡及び硬化時における発熱温度をより短時間で低下させることができ、スコーチによる変色を抑制することができる連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the invention is to provide a polyurethane foam having an open cell structure capable of lowering the heat generation temperature during foaming and curing in a shorter time and suppressing discoloration due to scorch.

上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤及び触媒を含有するポリウレタン発泡体原料に対し、炭酸水素塩を配合し、前記ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させて得られることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a polyurethane foam having an open-cell structure according to claim 1 is provided with a hydrogen carbonate to a polyurethane foam raw material containing polyols, polyisocyanates, a blowing agent and a catalyst. It is obtained by blending a salt, reacting the polyurethane foam raw material, foaming and curing.

請求項2に記載の発明の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体は、請求項1に係る発明において、前記炭酸水素塩は、ポリウレタン発泡体の製造過程で加熱により分解されて炭酸塩を生成し、その炭酸塩の比重が2〜3であることを特徴とするものである。   The polyurethane foam having an open-cell structure according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the bicarbonate is decomposed by heating in the process of producing the polyurethane foam to produce carbonate, The specific gravity of the carbonate is 2 to 3.

請求項3に記載の発明の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体は、請求項1又は請求項2に係る発明において、前記炭酸水素塩は、炭酸水素ナトリウム又は炭酸水素カリウムであることを特徴とするものである。   The polyurethane foam having an open-cell structure according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the bicarbonate is sodium bicarbonate or potassium bicarbonate. Is.

請求項4に記載の発明の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体は、請求項1から請求項3のいずれかに係る発明において、前記炭酸水素塩の配合量は、ポリオール類100質量部当たり10〜100質量部であることを特徴とするものである。   The polyurethane foam having an open-cell structure according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of the hydrogen carbonate is 10 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of polyols. It is 100 mass parts.

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項1に記載の発明の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体は、ポリウレタン発泡体原料に対し、炭酸水素塩を配合し、前記ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させて得られるものである。炭酸水素塩はポリウレタン発泡体の製造過程で加熱され分解されて水を生成し、その水の蒸発によって蒸発潜熱(気化熱)が奪われ、ポリウレタン発泡体原料の反応に基づく発熱が抑制される。しかも、炭酸水素塩の分解反応は吸熱反応であることから、ポリウレタン発泡体原料の反応による発熱を抑制することができる。従って、発泡及び硬化時における発熱温度をより短時間で低下させることができ、スコーチによる変色を抑制することができる。
According to the present invention, the following effects can be exhibited.
The polyurethane foam having an open-cell structure according to claim 1 is obtained by blending a hydrogen carbonate with a polyurethane foam raw material, reacting the polyurethane foam raw material, and foaming and curing the polyurethane foam raw material. . Hydrogen carbonate is heated and decomposed in the production process of the polyurethane foam to produce water, and evaporation of the water removes latent heat of vaporization (heat of vaporization), thereby suppressing heat generation due to the reaction of the polyurethane foam raw material. Moreover, since the decomposition reaction of the bicarbonate is an endothermic reaction, heat generation due to the reaction of the polyurethane foam raw material can be suppressed. Therefore, the heat generation temperature during foaming and curing can be reduced in a shorter time, and discoloration due to scorch can be suppressed.

請求項2に記載の発明の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体においては、炭酸水素塩は、ポリウレタン発泡体の製造過程で加熱により分解されて炭酸塩を生成し、その炭酸塩の比重が2〜3である。このように、ポリウレタン発泡体中に残留する炭酸塩の比重が従来のポリエチレンパウダーの比重0.93に比べて大きいことから、密度、硬さ等のポリウレタン発泡体の物性に与える影響が小さく、従って請求項1に係る発明の効果に加え、ポリウレタン発泡体の物性の変化を抑制することができる。   In the polyurethane foam having an open-cell structure according to claim 2, the bicarbonate is decomposed by heating during the production process of the polyurethane foam to produce carbonate, and the carbonate has a specific gravity of 2 to 2. 3. Thus, since the specific gravity of the carbonate remaining in the polyurethane foam is larger than the specific gravity of 0.93 of the conventional polyethylene powder, the influence on the physical properties of the polyurethane foam such as density and hardness is small. In addition to the effect of the invention according to claim 1, it is possible to suppress changes in physical properties of the polyurethane foam.

請求項3に記載の発明の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体においては、炭酸水素塩は、炭酸水素ナトリウム又は炭酸水素カリウムである。これらの炭酸水素ナトリウム又は炭酸水素カリウムは、分解開始温度が低く、ポリウレタン発泡体の生成に沿って分解されて機能を発揮することができる。このため、請求項1又は請求項2に係る発明の効果を向上させることができる。   In the polyurethane foam having an open-cell structure according to the third aspect of the present invention, the hydrogen carbonate is sodium hydrogen carbonate or potassium hydrogen carbonate. These sodium hydrogen carbonate or potassium hydrogen carbonate has a low decomposition start temperature and can be decomposed along with the formation of the polyurethane foam to exert its function. For this reason, the effect of the invention which concerns on Claim 1 or Claim 2 can be improved.

請求項4に記載の発明の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体においては、炭酸水素塩の配合量は、ポリオール類100質量部当たり10〜100質量部に設定され、炭酸水素塩の分解が過剰又は不足することなく適度に行われる。従って、請求項1から請求項3のいずれか一項に係る発明の効果を一層向上させることができる。   In the polyurethane foam having an open-cell structure according to claim 4, the amount of hydrogen carbonate is set to 10 to 100 parts by mass per 100 parts by mass of polyols, and decomposition of hydrogen carbonate is excessive or It is done moderately without shortage. Therefore, the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3 can be further improved.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態における連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体(以下、単に発泡体ともいう)は次のようにして得られるものである。すなわち発泡体は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤及び触媒を含有するポリウレタン発泡体原料に対し、炭酸水素塩を配合し、ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させて得られるものである。ここで、連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体は、発泡体中に存在する気泡(セル)が連通構造を有し、柔軟性があって圧縮荷重に対し復元性を示すものを意味し、軟質ポリウレタン発泡体、半硬質ポリウレタン発泡体等が含まれる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The polyurethane foam having an open cell structure in the present embodiment (hereinafter also simply referred to as a foam) is obtained as follows. That is, the foam is obtained by blending a hydrogen carbonate with a polyurethane foam raw material containing polyols, polyisocyanates, a foaming agent and a catalyst, reacting the polyurethane foam raw material, and foaming and curing. . Here, the polyurethane foam having an open-cell structure means that the foam (cell) present in the foam has a continuous structure, is flexible and exhibits resilience to a compressive load, and is a flexible polyurethane. Examples include foams and semi-rigid polyurethane foams.

そして、炭酸水素塩が発泡体の製造時に加熱され、分解されて生成する水の蒸発潜熱により、さらには炭酸水素塩の分解反応が吸熱反応であることにより、前記発泡及び硬化に基づく発熱を抑制できる機能が発現されるものと考えられる。発泡及び硬化時の温度が例えば160℃以上、さらには170℃以上に上昇すると、発泡体に酸化劣化すなわちスコーチが起きて発泡体に変色が発生する。この現象を、炭酸水素塩の分解を利用して抑制するのである。本実施形態の発泡体は、常温大気圧下に発泡、硬化させて得られるスラブ発泡体及び成形型内にポリウレタン発泡体原料(反応混合液)を注入、型締めして型内で発泡、硬化させて得られるモールド発泡体のいずれの方法により製造されるものであってもよい。この場合、スラブ発泡体の方が一般に連続生産によりブロック体を高さ1m程度の嵩高に成形することから、蓄熱しやすく黄変しやすいため、スコーチによる黄変対策として本実施形態の製造方法が有効である。   In addition, the heat generated during the production of the foam is suppressed by the latent heat of vaporization of water generated by decomposition, and the decomposition reaction of the hydrogen carbonate is an endothermic reaction, thereby suppressing heat generation due to foaming and curing. It is thought that the function that can be expressed. When the temperature during foaming and curing rises to, for example, 160 ° C. or higher, further 170 ° C. or higher, the foam undergoes oxidative degradation, that is, scorch, and discoloration occurs in the foam. This phenomenon is suppressed by utilizing decomposition of bicarbonate. The foam of this embodiment is foamed and cured in a mold by injecting a polyurethane foam raw material (reaction mixture) into a slab foam obtained by foaming and curing at room temperature and atmospheric pressure and a mold, and clamping the mold. It may be produced by any method of the molded foam obtained. In this case, since the slab foam is generally formed into a bulky of about 1 m in height by continuous production, it is easy to store heat and easily yellow, so the manufacturing method of this embodiment is a countermeasure against yellowing by a scorch. It is valid.

まず、前記ポリウレタン発泡体原料について説明する。
ポリオール類としては、ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールが用いられる。これらのうち、ポリイソシアネート類との反応性に優れているという点と、ポリエステルポリオールのように加水分解をしないという点から、ポリエーテルポリオールが好ましい。ポリエーテルポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、多価アルコールにプロピレンオキシドとエチレンオキシドとを付加重合させた重合体よりなるポリエーテルポリオール、それらの変性体等が用いられる。多価アルコールとしては、グリセリン、ジプロピレングリコール等が挙げられる。
First, the polyurethane foam raw material will be described.
Polyether polyols or polyester polyols are used as the polyols. Of these, polyether polyols are preferable because they are excellent in reactivity with polyisocyanates and do not hydrolyze like polyester polyols. Examples of the polyether polyol include polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polyether polyol made of a polymer obtained by addition polymerization of propylene oxide and ethylene oxide to a polyhydric alcohol, and modified products thereof. Examples of the polyhydric alcohol include glycerin and dipropylene glycol.

ポリエーテルポリオールとして具体的には、グリセリンにプロピレンオキシドを付加重合させ、更にエチレンオキシドを付加重合させたトリオール、ジプロピレングリコールにプロピレンオキシドを付加重合させ、更にエチレンオキシドを付加重合させたジオール等が挙げられる。ポリエーテルポリオール中のポリエチレンオキシド単位は10〜30モル%程度である。ポリエチレンオキシド単位の含有量が多い場合には、その含有量が少ない場合に比べて親水性が高くなり、極性の高い分子、ポリイソシアネート類等との混合性が良くなる。その結果、反応性が高くなる。このポリオール類は、原料成分の種類、分子量、縮合度等を調整することによって、水酸基の官能基数や水酸基価を変えることができる。   Specific examples of polyether polyols include triols obtained by addition polymerization of propylene oxide to glycerin and addition polymerization of ethylene oxide, diols obtained by addition polymerization of propylene oxide to dipropylene glycol, and addition polymerization of ethylene oxide. . The polyethylene oxide unit in the polyether polyol is about 10 to 30 mol%. When the content of the polyethylene oxide unit is high, the hydrophilicity is higher than when the content is low, and the miscibility with highly polar molecules, polyisocyanates and the like is improved. As a result, the reactivity increases. These polyols can change the number of functional groups and the hydroxyl value of the hydroxyl group by adjusting the type, molecular weight, condensation degree, and the like of the raw material components.

ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のポリオール類と反応させることによって得られる縮合系ポリエステルポリオールのほか、ラクトン系ポリエステルポリオール及びポリカーボネート系ポリオールが用いられる。   Polyester polyols include condensation polyester polyols obtained by reacting polycarboxylic acids such as adipic acid and phthalic acid with polyols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and glycerin, as well as lactone polyester polyols and polycarbonates. Polyols are used.

前記ポリオール類と反応させるポリイソシアネート類はイソシアネート基を複数個有する化合物であって、具体的にはトリレンジイソシアネート(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、これらの変性物等が用いられる。ポリイソシアネート類のイソシアネートインデックスは100以下又は100を越えてもよいが、通常90〜130程度の範囲である。ここで、イソシアネートインデックスは、ポリオール類の水酸基及び発泡剤としての水に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したものである。   The polyisocyanates to be reacted with the polyols are compounds having a plurality of isocyanate groups, specifically, tolylene diisocyanate (TDI), 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI). ), Triphenylmethane triisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), and modified products thereof. The isocyanate index of the polyisocyanates may be 100 or less or more than 100, but is usually in the range of about 90 to 130. Here, the isocyanate index represents the equivalent ratio of the isocyanate group of the polyisocyanate to the hydroxyl group of the polyol and water as a blowing agent in percentage.

発泡剤はポリウレタン樹脂を発泡させて連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体とするためのもので、例えば水のほかペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、炭酸ガス等が用いられる。発泡剤が水の場合には、ポリウレタン発泡体の密度を好ましくは25kg/m3以下、さらに好ましくは15〜20kg/m3にするため、その配合量をポリオール類100質量部に対して5〜13質量部とすることが好ましい。水の配合量が5質量部未満では発泡量が少なく、ポリウレタン発泡体の密度が25kg/m3を越える傾向となり、13質量部を越えると発泡及び硬化時に温度が上昇しやすくなり、その温度を低下させることが難しくなる。 The foaming agent is for foaming a polyurethane resin to form a polyurethane foam having an open cell structure. For example, pentane, cyclopentane, hexane, cyclohexane, dichloromethane, carbon dioxide gas, etc. are used in addition to water. When the blowing agent is water, the density of the polyurethane foam is preferably 25 kg / m 3 or less, more preferably 15 to 20 kg / m 3 , so that the blending amount is 5 to 100 parts by mass of polyols. It is preferable to set it as 13 mass parts. When the amount of water is less than 5 parts by mass, the amount of foaming is small and the density of the polyurethane foam tends to exceed 25 kg / m 3 , and when it exceeds 13 parts by mass, the temperature tends to rise during foaming and curing. It becomes difficult to reduce.

触媒はポリオール類とポリイソシアネート類とのウレタン化反応を促進するためのものであり、具体的にはトリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、N,N´,N´−トリメチルアミノエチルピペラジン等の第3級アミン、オクチル酸スズ(スズオクトエート)等の有機金属化合物、酢酸塩、アルカリ金属アルコラート等が用いられる。   The catalyst is for accelerating the urethanization reaction between polyols and polyisocyanates. Specifically, tertiary catalysts such as triethylenediamine, dimethylethanolamine, N, N ′, N′-trimethylaminoethylpiperazine, etc. Examples include amines, organometallic compounds such as tin octylate (tin octoate), acetates, alkali metal alcoholates, and the like.

ポリウレタン発泡体原料にはその他必要に応じて、整泡剤、架橋剤、充填剤、安定剤、着色剤、難燃剤、可塑剤等が配合される。整泡剤としては、シリコーン化合物、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、ポリエーテルシロキサン、フェノール系化合物等が用いられる。   In addition to the polyurethane foam raw material, a foam stabilizer, a crosslinking agent, a filler, a stabilizer, a colorant, a flame retardant, a plasticizer, and the like are blended as necessary. Examples of the foam stabilizer include silicone compounds, anionic surfactants such as sodium dodecylbenzenesulfonate and sodium lauryl sulfate, polyether siloxane, and phenolic compounds.

次に、ポリウレタン発泡体原料に配合される炭酸水素塩は、加熱されることにより分解される化合物である。例えば、炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)は下記の反応式(1)に基づいて分解し、炭酸ナトリウム(Na2CO3)、水(H2O)及び二酸化炭素(CO2)を生成する。 Next, the bicarbonate added to the polyurethane foam raw material is a compound that is decomposed by heating. For example, sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) is decomposed based on the following reaction formula (1) to generate sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), water (H 2 O), and carbon dioxide (CO 2 ).

2NaHCO3 → Na2CO3+H2O+CO2 ・・・(1)
また、炭酸水素カリウム(KHCO3)は下記の反応式(2)に基づいて分解し、炭酸カリウム(K2CO3)、水(H2O)及び二酸化炭素(CO2)を生成する。
2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 (1)
Further, potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 ) is decomposed based on the following reaction formula (2) to generate potassium carbonate (K 2 CO 3 ), water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ).

2KHCO3 → K2CO3+H2O+CO2 ・・・(2)
炭酸水素塩としては、分解開始温度が低く、ポリウレタン発泡体の生成に沿って分解されて機能を発揮することができる点から、炭酸水素アルカリ金属塩である炭酸水素ナトリウム又は炭酸水素カリウムが好ましい。また、ポリウレタン発泡体の生成時の温度上昇に沿って炭酸水素塩の分解が開始されて機能を発揮することができる点から、炭酸水素塩の分解開始温度は50〜100℃であることが好ましい。炭酸水素ナトリウムの分解開始温度は50℃であり、炭酸水素カリウムの分解開始温度は100℃である。この分解開始温度が50℃未満の場合には、分解開始の時期が早過ぎて炭酸水素塩の分解生成物である水が発泡剤として機能したり、二酸化炭素によって発泡のバランスが崩れたりして好ましくない。一方、分解開始温度が100℃を越える場合には、分解開始の時期が遅過ぎてその分解反応による効果を十分に得ることができなくなる。
2KHCO 3 → K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 (2)
As the hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate or potassium hydrogen carbonate, which is an alkali metal hydrogen carbonate, is preferable because it has a low decomposition start temperature and can be decomposed along with the formation of the polyurethane foam to exert its function. In addition, the decomposition start temperature of the hydrogen carbonate is preferably 50 to 100 ° C. from the viewpoint that the decomposition of the hydrogen carbonate is started along with the temperature rise during the production of the polyurethane foam and the function can be exhibited. . The decomposition start temperature of sodium hydrogen carbonate is 50 ° C., and the decomposition start temperature of potassium hydrogen carbonate is 100 ° C. When this decomposition start temperature is less than 50 ° C., the decomposition start time is too early and water, which is a decomposition product of bicarbonate, functions as a foaming agent, or the balance of foaming is disrupted by carbon dioxide. It is not preferable. On the other hand, when the decomposition start temperature exceeds 100 ° C., the decomposition start time is too late, and the effect of the decomposition reaction cannot be sufficiently obtained.

炭酸水素塩としては、平均粒子径が好ましくは10〜50μm程度の粉末が用いられる。炭酸水素塩の平均粒子径が10μm未満の場合には粉末が細かくなり過ぎて粉塵となりやすく、取扱いが不便であり、50μmを越える場合にはポリウレタン発泡体原料に対する分散性が悪くなって炭酸水素塩の機能が十分に発揮されなくなる。また、炭酸水素塩をポリウレタン発泡体原料に配合する場合には、発泡剤としての水等に混合して配合するよりポリオール類に分散させて配合することが好ましい。炭酸水素塩を水に混合して配合すると、発泡の状態が変化し、その制御が難しくなる。   As the bicarbonate, a powder having an average particle diameter of preferably about 10 to 50 μm is used. When the average particle size of the bicarbonate is less than 10 μm, the powder becomes too fine and easily becomes dusty, which is inconvenient to handle, and when it exceeds 50 μm, the dispersibility with respect to the polyurethane foam raw material deteriorates and the bicarbonate The function of will not be fully demonstrated. In addition, when blending the bicarbonate into the polyurethane foam raw material, it is preferable to blend in a polyol rather than blending with water as a foaming agent. When the hydrogen carbonate is mixed with water and blended, the foaming state changes, and its control becomes difficult.

炭酸水素塩の配合量は、炭酸水素塩の分解を過剰又は不足することなく適度に行うために、ポリオール類100質量部当たり10〜100質量部であることが好ましい。炭酸水素塩の配合量が10質量部未満のときには、炭酸水素塩の分解生成物である水の生成量が少なく、また分解反応による吸熱量が少なく、炭酸水素塩の機能を十分に果たすことができなくなる。一方、100質量部を越えるときには、水の生成量が多く、過剰な水が発泡剤として機能したり、過剰な二酸化炭素に基づく発泡により発泡体の物性が変化したりして好ましくない。   The blending amount of the bicarbonate is preferably 10 to 100 parts by mass per 100 parts by mass of the polyols in order to appropriately perform the decomposition of the bicarbonate without excessive or insufficient. When the amount of the bicarbonate is less than 10 parts by mass, the amount of water that is a decomposition product of the bicarbonate is small, the endothermic amount due to the decomposition reaction is small, and the bicarbonate functions sufficiently. become unable. On the other hand, when the amount exceeds 100 parts by mass, a large amount of water is generated, and excessive water functions as a foaming agent, or the physical properties of the foam change due to foaming based on excessive carbon dioxide, which is not preferable.

炭酸水素塩は、前述のようにポリウレタン発泡体の製造過程で加熱により分解されて炭酸塩を生成し、生成された炭酸塩の比重が通常2〜3である。このように、ポリウレタン発泡体中に残留する炭酸塩の比重が従来のポリエチレンパウダーの比重0.93に比べて大きく、その体積が小さくなることから、ポリウレタン発泡体の物性に与える影響が小さい。さらに、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等の炭酸水素塩は、水に溶解してpH8〜9程度のアルカリ性を示すことから、ポリオール類とポリイソシアネート類とのウレタン化反応を促進する触媒としての機能を発揮する。このため、前記ウレタン化反応を促進するための第3級アミン等の触媒量を低減させることができる。その結果、第3級アミン等の触媒による揮発性有機化合物(VOC)の発生を抑制することができる。   As described above, the bicarbonate is decomposed by heating in the production process of the polyurethane foam to produce a carbonate, and the specific gravity of the produced carbonate is usually 2 to 3. Thus, since the specific gravity of the carbonate remaining in the polyurethane foam is larger than the specific gravity of 0.93 of the conventional polyethylene powder and its volume is reduced, the influence on the physical properties of the polyurethane foam is small. Further, since hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate dissolve in water and show an alkalinity of about pH 8 to 9, it functions as a catalyst for promoting the urethanization reaction between polyols and polyisocyanates. Demonstrate. For this reason, the amount of a catalyst such as a tertiary amine for promoting the urethanization reaction can be reduced. As a result, generation of a volatile organic compound (VOC) by a catalyst such as a tertiary amine can be suppressed.

そして、ポリウレタン発泡体原料を反応させて発泡及び硬化させることにより連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体を製造するが、その際の反応は複雑であり、基本的には次のような反応が主体となっている。すなわち、ポリオール類とポリイソシアネート類との付加重合反応(ウレタン化反応)、ポリイソシアネート類と発泡剤としての水との泡化(発泡)反応及びこれらの反応生成物とポリイソシアネート類との架橋(硬化)反応である。ポリウレタン発泡体を製造する場合には、ポリオール類とポリイソシアネート類とを直接反応させるワンショット法或はポリオール類とポリイソシアネート類とを事前に反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、それにポリオール類を反応させるプレポリマー法のいずれも採用される。   Then, a polyurethane foam having an open cell structure is produced by reacting the polyurethane foam raw material to foam and cure, but the reaction at that time is complicated, and basically the following reaction is mainly performed. It has become. That is, addition polymerization reaction (polyurethanation reaction) between polyols and polyisocyanates, foaming (foaming) reaction between polyisocyanates and water as a blowing agent, and crosslinking between these reaction products and polyisocyanates ( Curing) reaction. When producing a polyurethane foam, a one-shot method in which a polyol and a polyisocyanate are directly reacted or a polyol and a polyisocyanate are reacted in advance to obtain a prepolymer having an isocyanate group at the terminal, Any of the prepolymer methods in which polyols are reacted therewith can be employed.

このようにして得られる連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体では、発泡及び硬化に基づく最高発熱温度を160℃以下、その最高温度より10℃下がる時間を10分以下にでき、発泡及び硬化時における温度の高い部位と温度の低い部位とにおける色差を5以下にすることができる。ここで、色差は発泡及び硬化時における温度の高い部位と温度の低い部位におけるイエローインデックスの差(ΔYI)である。さらに、ポリウレタン発泡体は、JIS K6400で規定された密度を15〜20kg/m3という低密度にすることができる。 In the polyurethane foam having an open-cell structure obtained in this way, the maximum exothermic temperature based on foaming and curing can be 160 ° C. or less, and the time to drop 10 ° C. from the maximum temperature can be 10 minutes or less. The color difference between the high part and the low temperature part can be made 5 or less. Here, the color difference is the difference (ΔYI) between the yellow index at the high temperature portion and the low temperature portion during foaming and curing. Furthermore, the polyurethane foam can make the density prescribed in JIS K6400 as low as 15 to 20 kg / m 3 .

このように、ポリウレタン発泡体は低密度のものであり、クッション性が良く、軽量なものであるとともに、色差が小さく、変色の点でも問題のないものである。また、JIS K6400で規定された硬さは110〜130Nであることが好ましい。硬さが110N未満の場合にはポリウレタン発泡体が柔らかくなり過ぎて、その上に座ったときに沈み込みが大きくなったりし、130Nを越える場合にはポリウレタン発泡体が硬くなり過ぎて、クッション性が低下したりするおそれがある。ポリウレタン発泡体中には炭酸水素塩の分解により生成した炭酸塩が残留されているが、その炭酸塩は前記のように比重が2〜3であり、その体積が小さくポリウレタン発泡体の物性に与える影響が少ない。このような物性をもつポリウレタン発泡体は、椅子、ソファー等の家具類、ベッド、マットレス、枕等の寝具類、自動車のシート、ドアの内張り材、天井材等の自動車内装材類等を形成するクッション材等として好適に用いられる。   As described above, the polyurethane foam has a low density, has a good cushioning property, is lightweight, has a small color difference, and has no problem in terms of discoloration. Moreover, it is preferable that the hardness prescribed | regulated by JISK6400 is 110-130N. When the hardness is less than 110N, the polyurethane foam becomes too soft, and when it sits on it, the sinking becomes large. When it exceeds 130N, the polyurethane foam becomes too hard and cushioning May decrease. In the polyurethane foam, carbonate formed by decomposition of bicarbonate remains, but the carbonate has a specific gravity of 2 to 3 as described above, and its volume is small, which gives the properties of the polyurethane foam. There is little influence. Polyurethane foam having such physical properties forms furniture such as chairs and sofas, bedding such as beds, mattresses and pillows, automobile seats, door lining materials, automobile interior materials such as ceiling materials, etc. It is suitably used as a cushion material or the like.

さて、連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体を製造する場合には、例えばポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤としての水及びアミン触媒を含有するポリウレタン発泡体原料に対し、炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩を、ポリオール類100質量部当たり10〜100質量部配合する。そして、ポリオール類とポリイソシアネート類とを反応させるとともに、ポリイソシアネート類と水とを反応させて発泡させ、さらに硬化させることによりポリウレタン発泡体が製造される。   In the case of producing a polyurethane foam having an open cell structure, for example, a hydrogen carbonate such as sodium hydrogen carbonate with respect to a polyurethane foam raw material containing polyols, polyisocyanates, water as a blowing agent and an amine catalyst. The salt is blended in an amount of 10 to 100 parts by mass per 100 parts by mass of polyols. And while making polyols and polyisocyanate react, it is made to foam by making polyisocyanate and water react, and a polyurethane foam is manufactured.

この製造過程において、発泡及び硬化時に、炭酸水素塩が50℃以上に加熱されることにより分解されて水を生成し、生成した水が蒸発する。その水の蒸発によって蒸発潜熱が奪われ、発泡及び硬化に基づく発泡体の発熱が抑えられる。それと同時に、炭酸水素塩の分解反応による吸熱作用により、発泡体の発熱が抑えられる。それらの相乗的作用により、発泡及び硬化時における発熱温度を短時間のうちに低下させることができる。発泡及び硬化時における発泡体の温度は、炭酸水素塩を配合しないときに160℃を越えるのに比べて、発泡及び硬化時における温度を160℃以下に抑えることができる。従って、160℃以上の高温に晒されることで発生する発泡体のスコーチを抑制することができる。   In this production process, during foaming and curing, the bicarbonate is decomposed by being heated to 50 ° C. or more to produce water, and the produced water evaporates. The evaporation of the water removes latent heat of vaporization and suppresses heat generation of the foam based on foaming and curing. At the same time, the heat generation by the decomposition reaction of the bicarbonate suppresses the heat generation of the foam. Due to their synergistic action, the exothermic temperature during foaming and curing can be reduced in a short time. The temperature of the foam during foaming and curing can be suppressed to 160 ° C. or lower, compared with the temperature during foaming and curing exceeding 160 ° C. when no bicarbonate is added. Accordingly, it is possible to suppress the scorch of the foam generated by being exposed to a high temperature of 160 ° C. or higher.

以上の実施形態によって発揮される効果について、以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体は、ポリウレタン発泡体原料に炭酸水素塩を配合し、ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させることにより得られる。その場合、炭酸水素塩は加熱され分解して水を生成し、その水の蒸発によって蒸発潜熱を奪い、かつ炭酸水素塩の分解反応の吸熱効果により、発泡及び硬化時の発熱を抑制することができる。従って、発泡及び硬化時における発熱温度をより短時間で低下させることができ、スコーチによる変色を抑制することができる。
The effects exhibited by the above embodiment will be described collectively below.
-The polyurethane foam having an open-cell structure according to this embodiment is obtained by blending a hydrogen carbonate with a polyurethane foam raw material, reacting the polyurethane foam raw material, and foaming and curing. In that case, the bicarbonate is heated and decomposed to produce water, the evaporation of the water takes away latent heat of evaporation, and the endothermic effect of the decomposition reaction of the bicarbonate suppresses heat generation during foaming and curing. it can. Therefore, the heat generation temperature during foaming and curing can be reduced in a shorter time, and discoloration due to scorch can be suppressed.

・ また、炭酸水素塩は、ポリウレタン発泡体の製造過程で加熱により分解されて炭酸塩を生成し、生成された炭酸塩がポリウレタン発泡体中に残留する。その炭酸塩の比重は2〜3であって、従来のポリエチレンパウダーの比重0.93に比べて大きいことから、密度、硬さ、引張強度、伸び等のポリウレタン発泡体の物性に与える影響が小さく、ポリウレタン発泡体の物性の変化を抑制することができる。   In addition, the bicarbonate is decomposed by heating in the process of producing the polyurethane foam to produce a carbonate, and the produced carbonate remains in the polyurethane foam. The specific gravity of the carbonate is 2 to 3, which is larger than the specific gravity of 0.93 of the conventional polyethylene powder, so the influence on the physical properties of the polyurethane foam such as density, hardness, tensile strength and elongation is small. The change in physical properties of the polyurethane foam can be suppressed.

・ さらに、炭酸水素塩として炭酸水素ナトリウム又は炭酸水素カリウムを用いることにより、これらの炭酸水素ナトリウム又は炭酸水素カリウムは、分解開始温度が低く、ポリウレタン発泡体の生成に沿って分解されて機能を発揮することができる。   -Furthermore, by using sodium hydrogen carbonate or potassium hydrogen carbonate as the hydrogen carbonate, these sodium hydrogen carbonate or potassium hydrogen carbonate have a low decomposition start temperature and are decomposed along with the formation of polyurethane foam to exert their functions. can do.

・ しかも、炭酸水素塩の配合量を、ポリオール類100質量部当たり10〜100質量部に設定することにより、炭酸水素塩の分解を過剰又は不足することなく適度に行うことができる。   Moreover, by setting the blending amount of the bicarbonate to 10 to 100 parts by mass per 100 parts by mass of the polyols, the decomposition of the bicarbonate can be appropriately performed without being excessive or insufficient.

・ 上記のようにして得られた連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体は、発泡、硬化する際に過度の発熱を抑えることで、従来高温部となっていた部位の酸化劣化が少なくなり、結果として発泡及び硬化時における温度の高い部位と温度の低い部位とにおける色差を5以下に抑えることができる。従って、製品が前記温度の高い内部と温度の低い表面部との双方に渡る場合でも、変色による不具合を防止することができる。その上、JIS K6400で規定された密度を15〜20kg/m3という低密度にすることができるとともに、硬さ、引張強度、伸び等の物性を家具類、寝具類、自動車内装材類等を形成するクッション材に適合させることができる。 -The polyurethane foam having an open-cell structure obtained as described above suppresses excessive heat generation when foaming and curing, resulting in less oxidative degradation of the portion that has conventionally become a high-temperature part. The color difference between the high temperature part and the low temperature part during foaming and curing can be suppressed to 5 or less. Therefore, even when the product extends over both the high-temperature interior and the low-temperature surface portion, it is possible to prevent problems due to discoloration. In addition, the density specified in JIS K6400 can be as low as 15 to 20 kg / m 3 , and the physical properties such as hardness, tensile strength, and elongation can be used for furniture, bedding, automobile interior materials, etc. It can be adapted to the cushioning material to be formed.

・ なお、炭酸水素塩の分解によって生成する二酸化炭素により、泡化反応によるアミン化合物、さらにはウレア化合物の生成が抑えられ、発泡体の硬さを下げる傾向を示すと推測される。しかしながら、炭酸水素塩の配合量が多いため、ポリウレタン発泡体中には炭酸水素塩の分解生成物である炭酸塩の含有量が多くなり、その炭酸塩がフィラーとして作用し発泡体の硬さが上がり、結果として発泡体の硬さが大きく変化するのを抑制することができる。   It is assumed that the carbon dioxide produced by the decomposition of the hydrogen carbonate suppresses the production of amine compounds and further urea compounds by the foaming reaction, and tends to lower the hardness of the foam. However, since the amount of hydrogen carbonate is large, the content of carbonate, which is a decomposition product of hydrogen carbonate, increases in the polyurethane foam, and the carbonate acts as a filler and the hardness of the foam is low. As a result, the hardness of the foam can be prevented from greatly changing.

以下に、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1〜4及び比較例1〜3)
まず、各実施例及び比較例で用いたポリエチレンパウダー及び炭酸水素塩を以下に示す。
Hereinafter, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the invention is not limited to these examples.
(Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3)
First, the polyethylene powder and bicarbonate used in each example and comparative example are shown below.

ポリエチレンパウダー: 三井化学(株)製、比重0.93、平均粒子径40μmの低密度ポリエチレンパウダー。
炭酸水素ナトリウム: 平均粒子径が40μmの炭酸水素ナトリウム。
Polyethylene powder: Low density polyethylene powder having a specific gravity of 0.93 and an average particle size of 40 μm, manufactured by Mitsui Chemicals.
Sodium bicarbonate: Sodium bicarbonate having an average particle size of 40 μm.

炭酸水素カリウム: 平均粒子径が20μmの炭酸水素カリウム。
なお、水の蒸発熱は2259J/g、ポリエチレンパウダーの融解潜熱は198J/gであり、水の吸熱効果はポリエチレンパウダーより格段に優れていることがわかる。
Potassium bicarbonate: potassium bicarbonate having an average particle size of 20 μm.
The heat of evaporation of water is 2259 J / g, the latent heat of fusion of polyethylene powder is 198 J / g, and it can be seen that the endothermic effect of water is far superior to that of polyethylene powder.

そして、表1及び表2に示すポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、整泡剤及び触媒よりなるポリウレタン発泡体原料に、前記ポリエチレンパウダー又は炭酸水素塩を混合して混合物を調製した。但し、炭酸水素塩はポリオール類に分散させて配合した。ここで、比較例1では炭酸水素塩等の添加物を何も加えない例、比較例2及び比較例3ではポリエチレンパウダーの配合量を変えて加えた例を示した。   And the said polyethylene powder or hydrogencarbonate was mixed with the polyurethane foam raw material which consists of polyols, polyisocyanates, a foaming agent, a foam stabilizer, and a catalyst shown in Table 1 and Table 2, and the mixture was prepared. However, the bicarbonate was blended and dispersed in polyols. Here, in Comparative Example 1, an example in which no additive such as bicarbonate was added, and in Comparative Example 2 and Comparative Example 3, an example in which the blending amount of polyethylene powder was changed was shown.

これらの混合物を縦、横及び深さが各500mmの発泡容器内に注入し、常温、大気圧下で発泡させた後、加熱炉を通過させて加熱反応(硬化)させることにより軟質スラブ発泡体を得た。得られた軟質スラブ発泡体を切り出すことによってシート状のポリウレタン発泡体を製造した。このポリウレタン発泡体について、密度、硬さ、引張強度、伸び、最高発熱温度、最高発熱温度より10℃下がるまでの時間及び色差を以下の測定方法に従って測定した。それらの結果を表1及び表2に示した。表1及び表2における略号の意味を次に示す。
(測定方法)
密度(kg/m3)、硬さ(N)、引張強度(kPa)及び伸び(%): JIS K6400に準じて行った。
A soft slab foam is prepared by injecting these mixtures into foam containers of 500 mm in length, width and depth, foaming them at room temperature and atmospheric pressure, and then allowing them to pass through a heating furnace to be heated (reacted). Got. The obtained soft slab foam was cut out to produce a sheet-like polyurethane foam. With respect to this polyurethane foam, the density, hardness, tensile strength, elongation, maximum exothermic temperature, time until the temperature decreased by 10 ° C. from the maximum exothermic temperature, and color difference were measured according to the following measurement methods. The results are shown in Tables 1 and 2. The meanings of the abbreviations in Table 1 and Table 2 are as follows.
(Measuring method)
Density (kg / m 3 ), hardness (N), tensile strength (kPa) and elongation (%): Performed according to JIS K6400.

最高発熱温度(℃): 発泡用容器の中央部に熱電対を差込み、発泡及び硬化時において上昇した最も高い温度を示した。
最高発熱温度より10℃下がるまでの時間: 最高発熱温度(℃)を測定した後、その最高発熱温度(℃)より10℃低下するまでの時間(分)を測定した。
Maximum exothermic temperature (° C.): A thermocouple was inserted in the center of the foaming container, and the highest temperature increased during foaming and curing.
Time until the maximum exothermic temperature falls by 10 ° C .: After measuring the maximum exothermic temperature (° C.), the time (minutes) until the maximum exothermic temperature (° C.) was lowered by 10 ° C. was measured.

色差: 発泡及び加熱反応時における温度の高い発泡体の部位(中央部)と温度の低い部位(側面部)について、色差計〔スガ試験機(株)製、SMカラーコンピューター SM−4〕により黄変度(白色度)を測定し、それらの色差(ΔYI)で示した。
(表1及び表2における略号)
ポリオールGP3000: ポリエーテルポリオール、三洋化成工業(株)製、水酸基価56(mgKOH/g)
アミン触媒LV33: 中京油脂(株)製のアミン系触媒
シリコーン整泡剤 B8110: ゴールドシュミット社製
オクチル酸第1スズ MRH110: 城北化学工業(株)製
ポリイソシアネート T−80: 日本ポリウレタン工業(株)製、トリレンジイソシアネート(2,4-トリレンジイソシアネート80質量%と2,6-トリレンジイソシアネート20質量%との混合物)
Color difference: For the foamed part (center part) and the low-temperature part (side part) at the time of foaming and heating reaction, the color difference meter [SM color computer SM-4, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.] The degree of change (whiteness) was measured and indicated by their color difference (ΔYI).
(Abbreviations in Table 1 and Table 2)
Polyol GP3000: Polyether polyol, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., hydroxyl value 56 (mgKOH / g)
Amine catalyst LV33: Amine catalyst manufactured by Chukyo Yushi Co., Ltd. Silicone foam stabilizer B8110: Gold schmitt stannic octylate MRH110: Johoku Chemical Co., Ltd. Polyisocyanate T-80: Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. Tolylene diisocyanate (mixture of 2,4-tolylene diisocyanate 80% by mass and 2,6-tolylene diisocyanate 20% by mass)

Figure 2006199869
Figure 2006199869

Figure 2006199869
表1及び表2に示したように、実施例1〜4においては、発泡及び硬化時における最高発熱温度を144℃以下に抑えることができ、その最高温度より10℃下がるまでの時間を9分以下に抑えることができるとともに、色差を3.0以下に抑制することができた。そして、得られた軟質ポリウレタン発泡体は、密度が17.1〜19.8(kg/m3)という低密度、硬さが117〜130(N)で比較的低く、引張強度が117〜133(kPa)及び伸びが140〜183%で十分な性能であった。一般に、マットレス等の家具類に用いられる軟質ポリウレタン発泡体では色差の目安が5以下とされ、そのような基準を十分に満たすことができた。
Figure 2006199869
As shown in Table 1 and Table 2, in Examples 1 to 4, the maximum exothermic temperature at the time of foaming and curing can be suppressed to 144 ° C. or less, and the time until the temperature falls 10 ° C. from the maximum temperature is 9 minutes. While being able to suppress to below, the color difference was able to be suppressed to 3.0 or less. The obtained flexible polyurethane foam has a low density of 17.1 to 19.8 (kg / m 3 ), a hardness of 117 to 130 (N) and a relatively low tensile strength of 117 to 133. (KPa) and elongation of 140 to 183% were sufficient performance. In general, a soft polyurethane foam used for furniture such as mattresses has a color difference standard of 5 or less, and can sufficiently satisfy such a standard.

このように、発熱温度を低く抑えることができ、色差を十分に抑制することができ、かつ低発泡の軟質ポリウレタン発泡体を得ることができた理由は、次のように推測される。すなわち、発泡及び硬化時における発熱により炭酸水素塩が分解して生成した水が蒸発し、その蒸発に伴い蒸発潜熱が奪われて発熱温度が低下すると同時に、炭酸水素塩の分解反応が吸熱反応であってその吸熱作用が発現されて発熱温度が低下することに基づくものと推測される。   Thus, the reason why the heat generation temperature can be suppressed low, the color difference can be sufficiently suppressed, and a low-foaming flexible polyurethane foam can be obtained is estimated as follows. That is, water generated by decomposition of hydrogen carbonate due to heat generation during foaming and curing evaporates, and the latent heat of vaporization is lost along with the evaporation, and at the same time, the heat generation temperature decreases, and the decomposition reaction of hydrogen carbonate is an endothermic reaction. Therefore, it is presumed that the endothermic effect is expressed and the exothermic temperature is lowered.

また、実施例3においては、炭酸水素カリウムを多量に用いたことから、その炭酸水素カリウムがウレタン化反応の触媒として機能し、アミン触媒であるLV33を添加することなく発泡させることができた。   In Example 3, since a large amount of potassium hydrogen carbonate was used, the potassium hydrogen carbonate functioned as a catalyst for the urethanization reaction, and foaming could be performed without adding LV33, which was an amine catalyst.

これに対し、表2に示したように、炭酸水素塩等の添加物を含まない場合(比較例1)には、最高発熱温度が187℃という高い温度になり、かつ最高発熱温度より10℃下がるまでの時間が22分という長い時間を要した。そのため、色差が12.1という高い値を示した。ポリエチレンパウダーを30質量部加えた場合(比較例2)には、最高発熱温度より10℃下がるまでの時間が18分と長いため、すなわち高温に晒されている時間が長いため、色差が5.1という高い値を示した。前記のように、色差の目安は5以下とされており、その基準を満たすことができなかった。さらに、ポリエチレンパウダーを100質量部配合した場合(比較例3)には、ポリウレタン発泡体原料がペースト状になって発泡が不可能であった。   On the other hand, as shown in Table 2, when an additive such as bicarbonate is not included (Comparative Example 1), the maximum exothermic temperature is as high as 187 ° C. and is 10 ° C. higher than the maximum exothermic temperature. It took a long time of 22 minutes to go down. For this reason, the color difference was as high as 12.1. When 30 parts by mass of polyethylene powder is added (Comparative Example 2), the time until the temperature is lowered by 10 ° C. from the maximum exothermic temperature is as long as 18 minutes, that is, because the time of exposure to high temperature is long, the color difference is 5. A high value of 1 was shown. As described above, the standard of the color difference is 5 or less, and the standard cannot be satisfied. Furthermore, when 100 parts by mass of polyethylene powder was blended (Comparative Example 3), the polyurethane foam raw material became a paste and foaming was impossible.

なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 炭酸水素塩として複数種類を組合せ、それらの配合量を調整して使用することもできる。例えば、炭酸水素ナトリウムと炭酸水素カリウムとを等量ずつ使用することにより、ポリウレタン発泡体の製造過程で50℃を越えると炭酸水素ナトリウムが分解して水を生成し、100℃を越えると炭酸水素カリウムが分解して水を生成することから、炭酸水素塩の作用を十分に発揮させることができる。
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
-Multiple types of bicarbonates can be combined, and their blending amounts can be adjusted for use. For example, by using equal amounts of sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate, when the temperature exceeds 50 ° C. in the process of producing a polyurethane foam, sodium hydrogen carbonate decomposes to produce water, and when the temperature exceeds 100 ° C., hydrogen carbonate. Since potassium decomposes to produce water, the action of the bicarbonate can be fully exerted.

・ 炭酸水素塩として、炭酸水素マグネシウムカリウム(KMgH(CO32)等を用いることもできる。
・ 前記無機化合物の水和物として、硫酸マグネシウムの7水和物(MgSO4・7H2O、比重1.68、分解温度70〜116℃)、硫酸カルシウム・2水和物(CaSO4・2H2O、二水石膏、比重2.32、分解温度130〜148℃)、硫酸鉄の1水和物から5水和物(FeSO4・H2OからFeSO4・5H2O、比重2.97、分解温度100〜130℃)、酢酸ナトリウムの3水和物(CH3COONa・3H2O、比重1.44、分解温度100〜120℃)等を配合することもできる。
- as bicarbonate, potassium bicarbonate magnesium (KMgH (CO 3) 2) or the like can also be used.
As the hydrate of the inorganic compound, magnesium sulfate heptahydrate (MgSO 4 · 7H 2 O, specific gravity 1.68, decomposition temperature 70 to 116 ° C), calcium sulfate dihydrate (CaSO 4 · 2H) 2 O, dihydrate gypsum, specific gravity 2.32, decomposition temperature 130-148 ° C., iron sulfate monohydrate to pentahydrate (FeSO 4 .H 2 O to FeSO 4 .5H 2 O, specific gravity 2. 97, decomposition temperature 100 to 130 ° C.), sodium acetate trihydrate (CH 3 COONa · 3H 2 O, specific gravity 1.44, decomposition temperature 100 to 120 ° C.), and the like.

・ 水を吸収して膨潤し、加熱時には吸収された水が蒸発して吸熱する吸水性材料、例えば(メタ)アクリル酸単位又は(メタ)アクリル酸塩単位を主構成単位とする水不溶性の(メタ)アクリル系吸水性樹脂を、水を含んだ状態で配合することもできる。   A water-absorbing material that swells by absorbing water and absorbs heat by absorbing the absorbed water during heating, for example, a water-insoluble (mainly composed of (meth) acrylic acid units or (meth) acrylate units) A (meth) acrylic water-absorbing resin can also be blended in a state containing water.

・ 水を吸収する多孔質の無機質材料、例えば半水石膏、ゼオライト、珪藻土、活性炭等を、水を含んだ状態で配合することもできる。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
A porous inorganic material that absorbs water, such as hemihydrate gypsum, zeolite, diatomaceous earth, activated carbon, etc., can also be blended in a state containing water.
Further, the technical idea that can be grasped from the embodiment will be described below.

・ 炭酸塩を含有し、JIS K6400に基づく密度が15〜20(kg/m3)であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体。このように構成した場合、請求項1から請求項4のいずれかに係る発明の効果に加え、低密度で、硬さ等の物性の変化を抑制することができる。 The polyurethane having an open-cell structure according to any one of claims 1 to 4, which contains carbonate and has a density based on JIS K6400 of 15 to 20 (kg / m 3 ). Foam. When comprised in this way, in addition to the effect of the invention which concerns on any one of Claims 1-4, the change of physical properties, such as hardness, can be suppressed at low density.

・ ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤及び触媒を含有するポリウレタン発泡体原料に対し、炭酸水素塩を配合し、前記ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させることを特徴とする連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体の製造方法。この製造方法によれば、発泡及び硬化時における発熱温度をより短時間で低下させることができるとともに、スコーチによる変色が抑制されたポリウレタン発泡体を容易に製造することができる。   An open cell structure characterized by blending a hydrogen carbonate with a polyurethane foam raw material containing polyols, polyisocyanates, a foaming agent and a catalyst, and reacting and foaming and curing the polyurethane foam raw material. A method for producing a polyurethane foam. According to this manufacturing method, the heat generation temperature during foaming and curing can be reduced in a shorter time, and a polyurethane foam in which discoloration due to scorch is suppressed can be easily manufactured.

Claims (4)

ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤及び触媒を含有するポリウレタン発泡体原料に対し、炭酸水素塩を配合し、前記ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させて得られることを特徴とする連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体。 Open cell characterized in that it is obtained by blending a hydrogen carbonate with a polyurethane foam raw material containing polyols, polyisocyanates, a foaming agent and a catalyst, and reacting the polyurethane foam raw material with foaming and curing. A polyurethane foam having a structure. 前記炭酸水素塩は、ポリウレタン発泡体の製造過程で加熱により分解されて炭酸塩を生成し、その炭酸塩の比重が2〜3であることを特徴とする請求項1に記載の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体。 2. The open cell structure according to claim 1, wherein the bicarbonate is decomposed by heating in the process of producing a polyurethane foam to produce a carbonate, and the specific gravity of the carbonate is 2 to 3. Polyurethane foam having. 前記炭酸水素塩は、炭酸水素ナトリウム又は炭酸水素カリウムであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体。 The polyurethane foam having an open-cell structure according to claim 1 or 2, wherein the hydrogen carbonate is sodium hydrogen carbonate or potassium hydrogen carbonate. 前記炭酸水素塩の配合量は、ポリオール類100質量部当たり10〜100質量部であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体。 The polyurethane foam having an open-cell structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of the bicarbonate is 10 to 100 parts by mass per 100 parts by mass of polyols. .
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