JP2008037887A

JP2008037887A - 難黄変性軟質ポリウレタン発泡体

Info

Publication number: JP2008037887A
Application number: JP2006209899A
Authority: JP
Inventors: Hideo Suzuki; 英郎鈴木; Yasushi Yamada; 泰史山田
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】発泡体の物性を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる難黄変性軟質ポリウレタン発泡体を提供する。
【解決手段】難黄変性軟質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軟質ポリウレタン発泡体の原料を反応及び発泡させることにより得られる。その際、軟質ポリウレタン発泡体の原料には、触媒として金属触媒を含有すると共に、該金属触媒１モルに対してキレート剤を０．１〜１．５モル含有する。キレート剤としては、ジエチレントリアミン５酢酸・３ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸・３ナトリウム、ニトリロトリス（メチレンホスホニックアシッド）又はグルコン酸ナトリウムが好ましい。軟質ポリウレタン発泡体の原料には、さらに酸化防止剤を含有することが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えば衣料関連のパッド、サニタリー用材料、医療材料、雑貨素材等として用いられ、優れた難黄変性を発揮することができる難黄変性軟質ポリウレタン発泡体に関するものである。

軟質ポリウレタン発泡体は良好なクッション性を有し、長期使用や繰返し使用にへたることなく、柔らかく良好な感触を有することから、肩パッド、ブラジャーパッド、ハンガーパッド等の衣料関連のパッド、紙おむつ、ナプキン等のサニタリー周辺材料、医療材料、雑貨素材等として広く使用されている。従来の軟質ポリウレタン発泡体は、原料中に酸化防止剤としてＢＨＴ（ブチルヒドロキシトルエン）が含まれており、このＢＨＴによる発泡体自体の変色及びそれに接触した場合の移染変色の問題があった。すなわち、ポリウレタン発泡体の原料としてＢＨＴを含む場合、発泡後の発泡体中にＢＨＴが残存し、そのＢＨＴが大気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応して着色物質を生成して発泡体自体を黄変させる。また、軟質ポリウレタン発泡体は紫外線によっても黄変する。さらに、ＢＨＴには昇華性があるため、揮散して周囲の生地に付着し、その生地を変色させる。

このような発泡体自体の変色及び移染変色は、衣料関連のパッド、サニタリー用材料、医療材料、雑貨素材等の用途に発泡体が使用される場合、見た目の悪さから、品質不良と見なされてしまう。従って、そのような変色を抑制するために、発泡体の原料としてポリプロピレングリコールを主成分とするポリオールを用い、紫外線吸収剤及び窒素酸化抑制剤を添加することにより、変色を抑制することが行われている。また、ＢＨＴのような揮散性の高い酸化防止剤の使用量を低減したり、使用を避けることにより変色を抑制することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、発泡体の原料に分子量３００以上のフェノール系酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、リン系酸化防止剤等が添加される。

さらに、発泡体原料のポリイソシアネートとして、耐黄変性に有効な脂肪族ポリイソシアネートを使用することも知られている（例えば、特許文献２を参照）。加えて、金属触媒の存在により黄変が促進されることが確認されており、金属触媒の添加量を低減させたり、金属触媒を用いない方法も提案されている（例えば、特許文献３を参照）。具体的には、触媒として感温性触媒を含み、２価の錫化合物触媒を含む場合にはその量が酸化防止剤等の黄変防止剤の１／１０重量部を越えないように設定される。
特開平１１−３２３１２６号公報（第２頁及び第３頁）特開昭５０−６４３８９号公報（第１頁及び第３頁）特開２００２−９７２４５号公報（第２頁〜第４頁）

ところが、前記従来の特許文献１に記載されている技術では、ＢＨＴに代えて用いられるフェノール系酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、リン系酸化防止剤等は酸化防止及び紫外線吸収には有効であるが、触媒として錫触媒が使用されているためその錫触媒による発泡体の黄変を抑制することはできなかった。また、特許文献２に記載されている技術では、ポリイソシアネートに基づく発泡体の黄変を抑制する効果は認められるが、金属触媒を用いる場合には発泡体の黄変を抑えることはできなかった。さらに、特許文献３に記載されている技術では、金属触媒を低減させたり、用いなかったりするため、ポリオールとポリイソシアネートとの反応性が悪化し、得られるポリウレタン発泡体の引張強さ、伸びなどの物性が低下するという問題があった。

そこで本発明の目的とするところは、発泡体の物性を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる難黄変性軟質ポリウレタン発泡体を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の難黄変性軟質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軟質ポリウレタン発泡体の原料を反応及び発泡させて得られる軟質ポリウレタン発泡体であって、前記軟質ポリウレタン発泡体の原料には、触媒として金属触媒を含有すると共に、該金属触媒１モルに対してキレート剤を０．１〜１．５モル含有することを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明の難黄変性軟質ポリウレタン発泡体は、請求項１に記載の発明において、前記キレート剤は、ジエチレントリアミン５酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、ニトリロトリス（メチレンホスホニックアシッド）、グルコン酸又はそれらの塩であることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明の難黄変性軟質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、前記ポリオール類は、ポリエーテルポリオールであることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明の難黄変性軟質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、前記軟質ポリウレタン発泡体の原料には、酸化防止剤を含有することを特徴とするものである。

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に記載の発明の難黄変性軟質ポリウレタン発泡体においては、軟質ポリウレタン発泡体の原料に、触媒として金属触媒を含有すると共に、該金属触媒１モルに対してキレート剤を０．１〜１．５モル含有する。このため、キレート剤が金属触媒をキレート化してキレート化合物を生成し、そのキレート化合物は触媒としての機能を維持しつつ、変色性（黄変性）を示さないものと考えられる。このような効果は、キレート剤の含有量が金属触媒に対して上記の特定されたモル比の範囲において発現される。従って、発泡体の物性を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる。

請求項２に記載の発明の難黄変性軟質ポリウレタン発泡体においては、前記キレート剤は、ジエチレントリアミン５酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、ニトリロトリス（メチレンホスホニックアシッド）、グルコン酸又はそれらの塩である。これらのキレート剤は、請求項１に係る発明の効果を十分に発揮することができる。

請求項３に記載の発明の難黄変性軟質ポリウレタン発泡体においては、前記ポリオール類は、ポリエーテルポリオールであることから、請求項１又は請求項２に係る発明の効果に加えて、ポリイソシアネート類との反応性が向上し、さらに軟質ポリウレタン発泡体の加水分解を抑制することができる。

請求項４に記載の発明の難黄変性軟質ポリウレタン発泡体においては、軟質ポリウレタン発泡体の原料には、酸化防止剤を含有することから、酸化の進行を抑えることができ、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果のうち、変色を一層抑制することができる。

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難黄変性軟質ポリウレタン発泡体（以下、ポリウレタン発泡体又は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、難黄変性軟質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軟質ポリウレタン発泡体の原料を反応及び発泡させて得られるものである。この場合、軟質ポリウレタン発泡体の原料には、触媒として金属触媒を含有すると共に、該金属触媒１モルに対してキレート剤を０．１〜１．５モル含有する点に特徴を有している。係るキレート剤は金属触媒をキレート化してキレート化合物を生成し、触媒作用を保持しながら、発泡体の変色を抑制する機能を発揮するものである。

次に、前記軟質ポリウレタン発泡体の原料について順に説明する。
（ポリオール類）
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。

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、さら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、さら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。

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。
（ポリイソシアネート類）
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）、ｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、シクロヘキシルジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、水添化ＸＤＩ（Ｈ６ＸＤＩ）、水添化ＭＤＩ（Ｈ１２ＭＤＩ）等の脂環族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、リシンジイソシアネート（ＬＤＩ）、リシントリイソシアネート（ＬＴＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート又はそれらの変性体が用いられる。変性体としては、イソシアネート化合物のウレタン変性体、２量体、３量体、カルボジイミド変性体、アロファネート変性体、ビューレット変性体、ウレア変性体又はプレポリマー等が挙げられる。これらのポリオール類のうち、発泡体の耐水性及び原料コストの点から芳香族ポリイソシアネートが好適である。

ポリイソシアネート類のイソシアネート指数（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程度の範囲であり、９０〜１１０程度が好ましい。ここで、イソシアネート指数は、ポリオール類、発泡剤としての水等の活性水素基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。従って、イソシアネート指数が１００を越えるということは、ポリイソシアネート類がポリオール類等より過剰であることを意味する。
（発泡剤）
発泡剤はポリウレタン樹脂を発泡させて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、イソペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類、ノナフロロブチルメチルエーテル、ノナフロロブチルエチルエーテル、ペンタフロロエチルメチルエーテル等のハイドロフルオロカーボン類、ジクロロメタン、炭酸ガス等が用いられる。発泡剤としては、泡化反応の反応性が高く、取扱いの容易な水が好ましい。発泡剤が水の場合には、ポリウレタン発泡体の見掛け密度を２５〜５５ｋｇ／ｍ^３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２〜９質量部とすることが好ましい。水の配合量が２質量部未満では発泡量が少なく、ポリウレタン発泡体の見掛け密度が５５ｋｇ／ｍ^３を越える傾向となり、９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。
（触媒）
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、ポリイソシアネート類と発泡剤としての水との泡化反応等を促進するためのものであり、少なくとも金属触媒を含有し、その他必要によりアミン触媒等が用いられる。金属触媒として具体的には、オクチル酸スズ（スタナスオクトエート）、オクチル酸ビスマス（ビスマスオクトエート）、オレイン酸スズ（スタナスオレエート）、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズチオカルボキシレート、ジブチルスズジマレエート、ジオクチルスズチオカルボキシレート等のカルボン酸の金属塩などが挙げられる。これらのうち、金属としてスズ又はビスマスを含む化合物がウレタン化反応や泡化反応を促進する観点から好ましい。

また、アミン触媒として具体的には、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルジシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−ジメチルベンジルアミン等の非反応型モノアミン、トリエチレンジアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビスジメチルアミノエチルエーテル、テトラメチルプロパンジアミン、ジメチルアミノエチルモルホリン、テトラメチルエチレンジアミン、ジアゾビシクロウンデセン、２−メチル−１,４−ジアゾ（２,２,２）ビシクロオクタン等の非反応型ジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン等の非反応型トリアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ−トリオキシエチレン−Ｎ,Ｎ−ジメチルアミン、Ｎ,Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキサノールアミン等の反応型アミン、又はそれらの有機酸塩等が挙げられる。その他、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）系、ジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）系、イミダゾール系等の強樹脂化触媒又はその弱酸塩類等が挙げられる。

金属触媒の含有量は、ポリオール類１００質量部当たり０．０１〜０．４質量部に設定される。金属触媒の含有量が０．０１質量部未満の場合には、ウレタン化反応と泡化反応とを十分に促進させることができず、発泡を良好に行うことが難しくなる。その一方、０．４質量部を越える場合には、ウレタン化反応や泡化反応が過剰に促進されると共に、両反応のバランスが悪くなり、発泡体の歪特性が悪化する。また、アミン触媒等の他の触媒の含有量は、ポリオール類１００質量部当たり０．１〜１質量部であることが好ましい。アミン触媒等の含有量が０．１質量部未満の場合には、ウレタン化反応及び泡化反応を十分に促進させることが難しくなる。一方、１質量部を越える場合には、ウレタン化反応や泡化反応が過度に促進されたり、両反応のバランスを損なう結果を招くことがある。
（キレート剤）
次に、キレート剤は、上記の金属触媒をキレート化してキレート化合物を生成する化合物である。このキレート剤としては、ジエチレントリアミン５酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、ニトリロトリス（メチレンホスホニックアシッド）、グルコン酸又はそれらの塩が好ましい。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩が好適である。キレート剤として具体的には、ジエチレントリアミン５酢酸・３ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸・３ナトリウム、ニトリロトリス（メチレンホスホニックアシッド）又はグルコン酸ナトリウムが好ましい例である。

ジエチレントリアミン５酢酸・３ナトリウムは次に示す化学式で表され、分子量４５９の化合物である。
（ＨＯＯＣＣＮａ_２）_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２Ｎ（ＣＨ_２ＣＯＯＮａ）ＣＨ_２ＣＨ_２Ｎ（ＣＨ_２ＣＯＯＨ）_２
ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸・３ナトリウムは、次に示す化学式で表され、分子量３４４の化合物である。

（ＨＯＣＨ_２ＣＨ_２）（ＮａＯＯＣＣＨ_２）ＮＣＨ_２ＣＨ_２Ｎ（ＣＨ_２ＣＯＯＮａ）_２
ニトリロトリス（メチレンホスホニックアシッド）は、次に示す化学式で表され、分子量２９９の化合物である。

Ｎ（ＣＨ_２ＰＯ_３Ｈ_２）_３
グルコン酸ナトリウムは、次に示す化学式で表され、分子量２１８の化合物である。
ＨＯＨ_２Ｃ（ＣＨＯＨ）_４ＣＯＯＮａ
キレート剤の含有量は、キレート剤としての機能を発揮し、かつ発泡を阻害しないようにするために、金属触媒１モルに対して０．１〜１．５モルに設定される。このモル比が０．１未満の場合には、目的とするキレート剤の効果が得られず、発泡体の長期に渡る変色を抑制することができなくなる。その一方、モル比が１．５を越える場合には、キレート剤による効果がそれ以上向上せず、過剰なキレート剤が酸性を示して発泡に支障を来たす結果を招き、発泡体の製造が困難になる。
（酸化防止剤）
次いで、軟質ポリウレタン発泡体の原料には、酸化の進行を抑え、発泡体の変色をさらに抑制するために、酸化防止剤を配合することが好ましい。そのような酸化防止剤としては、リン酸エステル、亜リン酸エステル、次亜リン酸エステル等の加水分解性エステルが好ましい。
（紫外線吸収剤）
加えて、軟質ポリウレタン発泡体の原料には、紫外線による発泡体の変色を抑制するために、紫外線吸収剤を配合することが好ましい。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリチル酸系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、フェノール系紫外線吸収剤等が常法に従って用いられる。
（その他の配合剤）
軟質ポリウレタン発泡体の原料にはその他必要に応じて、整泡剤、鎖延長剤、架橋剤、難燃剤、充填剤、安定剤、着色剤、可塑剤等が配合される。整泡剤としては、シリコーン系整泡剤、すなわちジメチルシロキサン系整泡剤、ポリエーテルジメチルシロキサン系整泡剤、フェニルメチルシロキサン系整泡剤等が挙げられる。鎖延長剤としては、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン等の多価アミン等が挙げられる。架橋剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール類、ヘキサメチレンジアミン、ヒドラジン、ジエチルトルエンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミノアルコール類が挙げられる。難燃剤としては、トリス−ジクロロプロピルホスフェート、トリス−クロロエチルホスフェート、ジブロモネオペンチルアルコール、トリブロモネオペンチルアルコール等が挙げられる。
（軟質ポリウレタン発泡体の製造）
そして、前記発泡体原料を常法に従って反応及び発泡させることにより軟質ポリウレタン発泡体が製造される。軟質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。また、軟質ポリウレタン発泡体は、常温大気圧下に発泡、硬化させて得られるスラブ成形法及び成形型内に軟質ポリウレタン発泡体の原料（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成形法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、スラブ成形法の方が簡便で、連続生産を行うことができる点から好ましい。

軟質ポリウレタン発泡体を製造する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によるウレタン化反応、その反応生成物等とポリイソシアネート類との架橋反応などによる樹脂化反応、さらにポリイソシアネート類と発泡剤としての水との泡化反応である。
（難黄変性軟質ポリウレタン発泡体）
このようにして得られる難黄変性軟質ポリウレタン発泡体は、ＮＯｘ曝露試験による色差ΔＹＩが１０以下という変色（黄変）が少なく、また例えばＪＩＳＫ７２２２：１９９９に規定された見掛け密度が２５〜５５ｋｇ／ｍ^３、ＪＩＳＫ６４００−５：２００４に規定された引張強さが４５〜１５０ｋＰａ、伸びが１００〜２００％及び引裂強さが３〜１０Ｎ／ｃｍという機械的物性の高いものとなる。係るポリウレタン発泡体は、柔軟性が良く、軽量な軟質ポリウレタン発泡体である。軟質ポリウレタン発泡体は、一般にセル（気泡）が連通構造を備え、柔軟性があり、かつ復元性を有するものをいう。従って、軟質ポリウレタン発泡体は、クッション性、衝撃吸収性、吸音性等の特性を発揮することができる。このような物性をもつポリウレタン発泡体は、衣料関連のパッド、サニタリー用材料、医療材料、雑貨素材等として好適に用いられる。
（作用）
さて、本実施形態の作用について説明すると、難黄変性軟質ポリウレタン発泡体を製造する場合には、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、金属触媒を含む触媒及びキレート剤を含有する軟質ポリウレタン発泡体の原料を、常法に従って反応及び発泡させる。このとき、キレート剤の配合量は、金属触媒１モルに対して０．１〜１．５モルの範囲に設定される。配合されたキレート剤は複数の配位子（配位原子）をもち、金属触媒をキレート化（金属触媒に配位）してキレート化合物（配位化合物）を生成し、そのキレート化合物は触媒としての機能を発現しつつ、金属触媒に基づく黄変性が封鎖されるものと推測される。

このため、発泡体原料によるウレタン化反応、泡化反応、架橋反応等の反応は、キレート化合物によって促進され、引張強さ、伸び、引裂強さ等の物性が良好な軟質ポリウレタン発泡体が得られる。また、変色を促す金属触媒がキレート剤でキレート化されているため、発泡体が変色を伴うことなくウレタン化反応が進行して軟質ポリウレタン発泡体が得られるものと推察される。さらに、得られた軟質ポリウレタン発泡体は、金属触媒がキレート化された状態で存在していることから、窒素酸化物（ＮＯｘ）の雰囲気に晒されても、その窒素酸化物と反応して着色物質が生成されることを回避することができる。
（実施形態における効果のまとめ）
・本実施形態における難黄変性軟質ポリウレタン発泡体においては、軟質ポリウレタン発泡体の原料に、触媒として金属触媒を含有すると共に、該金属触媒１モルに対してキレート剤を０．１〜１．５モル含有する。従って、キレート剤は金属触媒とキレート化合物を生成し、黄変性を示すことなく反応が促進され、発泡体の物性を良好に維持しつつ、発泡体の変色を効果的に抑制することができる。その結果、高品質で、商品価値の高い軟質ポリウレタン発泡体を提供することができる。

・前記キレート剤が、ジエチレントリアミン５酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、ニトリロトリス（メチレンホスホニックアシッド）、グルコン酸又はそれらの塩であることにより、上記の効果を十分に発揮することができる。

・前記ポリオール類がポリエーテルポリオールであることにより、軟質ポリウレタン発泡体の加水分解を抑制することができる。
・軟質ポリウレタン発泡体の原料に酸化防止剤を含有することにより、酸化の進行を抑えることができ、軟質ポリウレタン発泡体の変色を一層抑制することができる。

以下に、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態をさら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１〜１１及び比較例１〜１０）
まず、各実施例及び比較例で用いた軟質ポリウレタン発泡体の原料を以下に示す。

ポリオールＧＰ３０００：グリセリンにプロピレンオキシドを付加重合させたポリエーテルポリオール、分子量３０００、水酸基の官能基数が３、水酸基価５６．１（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、三洋化成工業（株）製
ポリオールＦＡ−７０３：ポリアルキレンポリオール、水酸基価３５．０（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、三洋化成工業（株）製
ポリオールＥ−５４１：ポリエステルポリオール、水酸基価６０．５（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、花王（株）製
ポリイソシアネート１：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）、日本ポリウレタン工業（株）製、ミリオネートＴ−８０
ポリイソシアネート２：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６５質量％と2,6-トリレンジイソシアネート３５質量％との混合物）、日本ポリウレタン工業（株）製、ミリオネートＴ−６５
ポリイソシアネート３：モノメリックＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＢＡＳＦイノアックポリウレタン（株）製、ルプラネートＭＩ
整泡剤１：シリコーン整泡剤、日本ユニカー（株）製、ＳＺ−１１３６
整泡剤２：シリコーン整泡剤、デグサ（株）製、Ｂ−８３２４
アミン触媒１：トリエチレンジアミンの３３質量％ジプロピレングリコール溶液
アミン触媒２：Ｎ−エチルモルホリン
金属触媒１：スタナスオクトエート（オクチル酸スズ）
金属触媒２：ビスマスオクトエート（オクチル酸ビスマス）
キレート剤１：ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸・３ナトリウム塩
キレート剤２：ジエチレントリアミン５酢酸・３ナトリウム塩
キレート剤３：ニトリロトリス（メチレンホスホニックアシッド）
キレート剤４：グルコン酸ナトリウム
金属触媒／キレート剤のモル比：金属触媒１モルに対するキレート剤のモル数
酸化防止剤Ａ：ベンゼンプロパン酸−３,５−ビス（１,１−メチル−エチル）−４−ヒドロキシ−Ｃ７〜Ｃ９側鎖アルキルエステル、チバスペシャルティケミカルズ（株）製
酸化防止剤Ｂ：トリス（２−エチルヘキシル）ホスファイト、城北化学工業（株）製
紫外線吸収剤Ａ：２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（直鎖及び側鎖ドデシル）−４−メチルフェノール、チバスペシャルティケミカルズ（株）製
そして、表１及び表２に示す配合割合で各例における軟質ポリウレタン発泡体の原料を調製した。ここで、比較例１及び比較例２ではキレート剤を含まない例を示した。比較例３ではポリイソシアネートを変えた場合において、キレート剤を含まない例、比較例４では金属触媒の種類を変えた場合において、キレート剤を含まない例を示した。比較例５では金属触媒に対するキレート剤のモル比が過小である例、比較例６〜８では金属触媒に対するキレート剤のモル比が過大である例を示した。比較例９及び１０では、ポリオール及びポリイソシアネートを変えた場合において、キレート剤を含まない例を示した。

これらの軟質ポリウレタン発泡体の原料を縦、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硬化（架橋）させることにより軟質ポリウレタン発泡体（軟質スラブ発泡体）を得た。得られた軟質ポリウレタン発泡体について、見掛け密度、引張強さ、伸び、引裂強さ及びＮＯｘ曝露試験（色差ΔＹＩ）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。
（測定方法）
クリームタイム（秒）：発泡体原料が液状クリーム状を保っている状態、言い換えれば樹脂化反応及び泡化反応が始まるまでの時間を測定した。このクリームタイムは、通常１０〜２０秒程度である。

ライズタイム（秒）：発泡体原料の注入時から発泡が最も進行して発泡高さが最も高くなるまでの時間を測定した。ライズタイムは、通常６０〜１５０秒程度である。
見掛け密度（ｋｇ／ｍ^３）：ＪＩＳＫ７２２２：１９９９に準拠して測定した。

引張強さ（ｋＰａ）、伸び（％）及び引裂強さ（Ｎ／ｃｍ）：ＪＩＳＫ６４００−５：２００４に準拠して測定した。
ＮＯｘ曝露試験ΔＹＩ：前記軟質ポリウレタン発泡体を縦４０ｍｍ、横２０ｍｍ及び厚さ１０ｍｍの大きさに切断してサンプルを作製し、そのサンプルを下記の装置及び条件にて窒素酸化物（ＮＯｘ）のガスに曝露した。

試験装置；（株）ファクトケイ製、ＫＧ−１２０
使用ガス；５％二酸化窒素（ＮＯ_２）ガス〔窒素（Ｎ_２）〕希釈
温度；３０℃
湿度；７５％ＲＨ
ＮＯ_２濃度；１０ｐｐｍ
曝露時間；２時間
そして、ガス曝露前後におけるサンプルのＹＩ（イエローインデックス）値を色差計にて測定し、それらの色差（ΔＹＩ値）を求めた。このΔＹＩ値が大きいほど変色が大きいことを表し、具体的にはΔＹＩ値が好ましくは１０未満である。

表１に示した結果より、実施例１〜１１においては、発泡体原料にキレート剤を配合し、その配合量が金属触媒１モルに対して０．２〜１．５モルに設定したことから、ＮＯｘ曝露試験においてΔＹＩ値を２．１〜９．９に抑えることができた。しかも、発泡体の見掛け密度が２８〜５３ｋｇ／ｍ^３で、引張強さが４７〜１３５ｋＰａ、伸びが１００〜１９０％及び引裂強さが３．５〜９．０Ｎ／ｃｍという良好な機械的物性を得ることができた。

表２に示したように、比較例１においては、キレート剤を配合しなかったため、ＮＯｘ曝露試験におけるΔＹＩ値が１３．４という高い値を示した。また、比較例２では、キレート剤を配合せず、さらに酸化防止剤及び紫外線吸収剤を配合しなかったことから、ΔＹＩ値が４７．４まで上昇した。比較例３及び４では、キレート剤を配合しなかったため、ΔＹＩ値が１０．８〜１２．８という高い値を示した。比較例５では金属触媒に対するキレート剤のモル比が過小であったため、ΔＹＩ値が１９．３に上昇し、比較例６〜８では金属触媒に対するキレート剤のモル比が過大であったため、ΔＹＩ値が２０〜５５まで上昇した。比較例９及び１０では、ポリオール及びポリイソシアネートを変えた場合において、キレート剤を配合しなかったため、ΔＹＩ値が１０〜１１という若干高い値を示した。

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。
・キレート剤として、複数の化合物を適宜組合せて使用することも可能である。例えば、キレート剤として、実施形態で例示した化合物と、それ以外のクエン酸、酒石酸等の化合物とを組合せて使用することが可能である。

・発泡体原料には、光安定剤、耐ＮＯｘ化剤、老化防止剤などを配合することができる。
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。

・前記金属触媒は、カルボン酸の金属塩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難黄変性軟質ポリウレタン発泡体。この場合、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、ポリオール類とポリイソシアネート類との反応等を促進させることができる。

・前記金属触媒は、スズ又はビスマスを含む金属化合物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難黄変性軟質ポリウレタン発泡体。この場合、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、ポリオール類とポリイソシアネート類との反応等を一層促進させることができる。

・前記触媒としてアミン触媒を含有す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難黄変性軟質ポリウレタン発泡体。この場合、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、軟質ポリウレタン発泡体の原料の反応を促進させることができる。

・前記キレート剤の塩は、アルカリ金属塩であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の難黄変性軟質ポリウレタン発泡体。この場合、請求項２から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加え、キレート効果を有効に発揮させることができる。

・請求項１に記載の難黄変性軟質ポリウレタン発泡体の製造方法であって、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軟質ポリウレタン発泡体の原料に、前記触媒として金属触媒を含有すると共に、該金属触媒１モルに対してキレート剤を０．１〜１．５モル含有し、該原料を反応及び発泡させることを特徴とする難黄変性軟質ポリウレタン発泡体の製造方法。この製造方法によれば、請求項１に係る発明の効果を有する難黄変性軟質ポリウレタン発泡体を容易に製造することができる。

Claims

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軟質ポリウレタン発泡体の原料を反応及び発泡させて得られる軟質ポリウレタン発泡体であって、
前記軟質ポリウレタン発泡体の原料には、触媒として金属触媒を含有すると共に、該金属触媒１モルに対してキレート剤を０．１〜１．５モル含有することを特徴とする難黄変性軟質ポリウレタン発泡体。
前記キレート剤は、ジエチレントリアミン５酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、ニトリロトリス（メチレンホスホニックアシッド）、グルコン酸又はそれらの塩であることを特徴とする請求項１に記載の難黄変性軟質ポリウレタン発泡体。
前記ポリオール類は、ポリエーテルポリオールであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の難黄変性軟質ポリウレタン発泡体。
前記軟質ポリウレタン発泡体の原料には、酸化防止剤を含有す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難黄変性軟質ポリウレタン発泡体。