JP2013166937A

JP2013166937A - 珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料及びその製造方法

Info

Publication number: JP2013166937A
Application number: JP2013027508A
Authority: JP
Inventors: Qiu Guohao; 国豪丘; Yoichi Sakamoto; 陽一坂本
Original assignee: SHANGHAI GAOYU FOAM PRODUCTS CO Ltd; Nitori Holdings Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI GAOYU FOAM PRODUCTS CO Ltd; Nitori Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2013-08-29

Abstract

【課題】生活環境を改善できるような特性を有し、質の高い睡眠に対する要求を満たすことができるポリウレタンフォーム複合材料を提供する。
【解決手段】珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料であって、ポリウレタン基体を含み、前記ポリウレタン基体はポリウレタン材料を発泡製造したポリウレタン基体であり、前記ポリウレタン材料は、黒色ポリウレタン素材、白色ポリウレタン素材及び珪藻土細粒を含む混合材料であることを特徴とする珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
【選択図】図１

Description

本発明はポリウレタンフォーム複合材料及びその製造方法に関し、より詳細には、住環境を改善可能な珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料及びその製造方法に関する。

珪藻土は、軽く、柔らかく、多孔性、耐熱性、耐酸性があり、比表面積が大きく、化学的性能が安定している等、その理化学的性能において特殊な非金属材料である。その主成分はＳｉＯ_２であり、タンパク質とその亜種を鉱物成分とし、良好な吸水性と浸透性を有する。特許文献１で知られる珪藻を用いた健康商品充填材は、珪藻土、トルマリン、ベントナイト或いはアタパルジャイト（パリゴルスカイト）を原料しており、室内の湿度を調節することができるだけでなく、室内の空気汚染や悪臭を除去し、有害な細菌を除去する働きがあり、またトルマリンには、遠赤外線と酸素負イオン（マイナスイオン）を放出する働きがあるため、人間の健康に資する。

また、われわれの生活において、睡眠の質は健康状態を左右するものであり、睡眠の質が良いか悪いかは、多くの場合、睡眠時の寝室の環境により決定されるものである。

睡眠時には、人の胃腸の働きは緩慢であり、体内の有害ガスを呼吸により体外へと排出する。寝室中には他の有害ガスや細菌が存在することに加えて、こうした有害ガスの排出により、寝室の室内環境の汚染が進んでしまう。

このような人体へと有害な室内環境を改善して睡眠の質を改善するため、寝具や寝室の環境の改善がのぞまれている。

しかしながら、寝具の充てん材として通常使用される一般的なウレタンフォームは、生活環境を改善できるような特性を有しておらず、質の高い睡眠に対する要求を満たすことができない。

ウレタンフォーム製品は、寝具、座椅子、ソファ、マットレス等の製品として、われわれの生活の中に普及している。ウレタンフォームは、さわり心地が良く、振動の低減、衝撃吸収性、クッション性や復元性に優れており、そのため寝具、座椅子、ソファ、マットレス等の製品に広く使用されている。

しかしながら、ウレタンフォームは、放熱性、通気性が悪く、人体から排出される汗等の老廃物や室内の湿気を吸収してしまうため、容易に細菌が繁殖してしまうという問題がある。そのため、寝具としての使用や真夏といった汗等の老廃物が多く排出される季節や湿気の多い梅雨の時期といった雨の多い時期の使用において問題がある。

中国特許出願公開第１０１８８４９０４号明細書

そこで、本発明は、生活環境を改善できるような特性を有し、質の高い睡眠に対する要求を満たすことができるポリウレタンフォーム複合材料を提供することを目的とする。

また、本発明は、湿気の吸収放出、消臭、長期間にわたり遠赤外線を放出するとともに、マイナスイオンを発生させ、室内環境の改善、睡眠の質の改善、健康増進をもたらすポリウレタンフォーム基体を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態として、珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料であって、ポリウレタン基体を含み、前記ポリウレタン基体はポリウレタン材料を発泡製造したポリウレタン基体であり、前記ポリウレタン材料は、黒色ポリウレタン素材、白色ポリウレタン素材及び珪藻土細粒を含む混合材料であることを特徴とする珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料を提供する。

ポリウレタン素材に珪藻土細粒を混合したポリウレタン材料が、湿気の吸放出を行う特性を有するため、これを含むポリウレタンフォーム複合材料を、寝具やソファ、クッション等の家庭製品に用いることにより、室内の湿度の調節や睡眠時に人体から排出される有害ガスを分解、除去することができ、睡眠の質を高め、疲労を改善することができる。

前記珪藻土細粒は、珪藻を用いた健康商品を生成可能であってもよい。

前記黒色ポリウレタン素材、前記白色ポリウレタン素材及び前記珪藻土細粒は、４０〜７０：１００：６〜４０、好ましくは４０〜７０：１００：２０の重量比で混合されてもよい。

前記珪藻土細粒は、原料として珪藻土を７５〜９０重量％、トルマリンを３〜１５重量％、ベントナイトを７〜１２重量％含んでもよい。

前記白色ポリウレタン素材は、ポリエーテルポリオール、触媒、整泡剤を含んでもよい。

また、本発明の一実施形態として、黒色ポリウレタン素材、白色ポリウレタン素材及び珪藻土細粒を十分に混合して混合材料を形成し、前記混合材料を発泡成形し、ポリウレタン基体を形成し、前記ポリウレタン基体を冷却し、熟成して珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料を形成することを特徴とする珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の製造方法を提供する。

前記黒色ポリウレタン素材、前記白色ポリウレタン素材及び前記珪藻土細粒を混合する際に前記黒色ポリウレタン素材及び前記白色ポリウレタン素材の温度を１８〜２５℃に保ち、５〜７秒の混合時間で高圧発泡機のガンヘッドより吐出して混合してもよい。

前記発泡成形の際に、前記混合材料を摂氏３５度以上４５度以下の温度の型に流し込み、型に流し込まれた前記混合材料を予熱された発泡炉に吐出してもよい。

前記発泡炉は、摂氏３５度以上５０度以下の温度に予熱され、前記混合材料は１３〜１６ＭＰａの圧力で吐出されてもよい。

前記ポリウレタン基体の熟成時間は、約６分であってもよい。

また、本発明の他の実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料は、複数の珪藻土細粒を含むポリウレタン基体を含み、前記複数の珪藻土細粒間の間隔は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする。

これにより、珪藻土細粒を混ぜた後のポリウレタン基体が湿気を吸放出する特性を有し、消臭や細菌の繁殖を減少させることができ、使用者の睡眠の質を高めることができる。

前記ポリウレタン基体は、ポリウレタン材料を発泡製造したポリウレタン基体であり、前記ポリウレタン基体は、１立方メートルあたり２０〜１０００個の割合で珪藻土細粒を含んでもよい。

スポンジ状のポリウレタン基体内に十分に珪藻土細粒を取り入れることにより、湿気の吸放出とマイナスイオンの発生を効率的に行うことができる。

前記珪藻土細粒は、珪藻を用いた健康商品を生成可能であり、原料として珪藻土及びトルマリンを含んでもよい。トルマリンは、遠赤外線の放出や、マイナスイオンを発生する効果があり、これにより空気を清浄にし、殺菌し、睡眠の質を高めることができる。

前記珪藻土細粒の原料である珪藻土及びトルマリンの細粒度は３００メッシュ以上であってもよく、それぞれの細粒の粒度は均一であってもよい。

前記珪藻土細粒の直径は０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であってもよい。

これにより、ポリウレタン基体の柔軟性を損なうことなく、トルマリンの細粒により十分なマイナスイオンを放出することができる。

前記ポリウレタン基体は、切断されて長方形状または円形状の断面を有してもよい。

前記ポリウレタン基体は、固形の芳香剤細粒を含んでもよい。これにより、ポリウレタン基体の消臭機能、および芳香剤細粒の芳香によるリラックス効果により、室内環境や睡眠の質を改善することができる。

前記芳香剤細粒は、緑茶の香りを発してもよい。

前記芳香剤細粒は、フローラルの香りを発してもよい。

前記芳香剤細粒は、果物の香りを発してもよい。

前記芳香剤細粒は、ハーブの香りを発してもよい。

本発明により、湿気の吸放出を行い、マイナスイオンや遠赤外線を放出するという特性を有し、空気を清浄にし、居住環境を改善する珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料及びその製造方法が提供される。

また、本発明により、湿気の吸収放出、消臭、長期間にわたり遠赤外線を放出するとともに、マイナスイオンを発生させ、室内環境の改善、睡眠の質の改善、健康増進をもたらすポリウレタンフォーム複合材料が提供される。

本発明の一実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の製造方法を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の構造を示す模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料及びその製造方法の実施形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されることはなく、種々の変形を行ない実施することが可能である。

以下で、本発明の実施形態、本発明の特性、達成しようとする目的及び効果について、図を用いて説明する。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料は、ポリウレタン基体を含む。ポリウレタン基体は、ポリウレタン材料を発泡製造したポリウレタン基体である。ポリウレタン材料は、黒色ポリウレタン素材、白色ポリウレタン素材及び珪藻土細粒を含む混合材料である。

本実施形態においては、珪藻土細粒を混合したポリウレタン材料を用いることより、ポリウレタン基体が湿気を吸放出するという特性を有するため、これを含むポリウレタンフォーム複合材料を、寝具やソファ、クッション等の家具に用いることにより、室内の湿度の調節や睡眠時に人体から排出される有害ガスを分解、除去することができ、睡眠の質を高め、疲労を改善することができる。

珪藻土細粒は、珪藻を用いた健康商品の原材料となる品質を有してもよく、珪藻を用いた健康商品を生成可能であってよい。

混合材料であるポリウレタン材料は、黒色ポリウレタン素材、白色ポリウレタン素材及び珪藻土細粒が、４０〜７０：１００：６〜４０の重量比で混合された材料である。この重量比とすることにより、安定したポリウレタン基体が生成される。重量比は、より好ましくは、４０〜７０：１００：２０である。

珪藻土細粒を含まないポリウレタンフォームと比較して、珪藻基細粒を含むポリウレタンフォーム複合材料においては、ポリウレタン基体が湿気を吸放出し、マイナスイオンを放出するという珪藻土の特性を有することから、本実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料を寝具に使用した場合には、睡眠の質を高めるとともに、健康増進につながるということが分かる。

珪藻土細粒は、原料として珪藻土を７５〜９０重量％、トルマリンを３〜１５重量％、ベントナイトを７〜１２重量％の割合で含んでもよい。

白色ポリウレタン素材としては、例えば、ポリエーテルポリオール、触媒、整泡剤を含んでもよい。整泡剤としては、例えば、シリコン整泡剤を用いてもよい。触媒としては、例えばＤａｂｃｏ触媒やカプリル酸（オクタン酸）を用いてもよい。

図１を参照して、珪藻土入りのウレタンフォーム複合材料の製造工程は、以下のとおりである。

まず、第１ステップとして、黒色ポリウレタン素材、白色ポリウレタン素材及び珪藻土細粒を十分に混合し、混合材料を形成する。具体的な動作として、例えば、前記黒色ポリウレタン素材及び前記白色ポリウレタン素材の温度を１８〜２５℃に保ち、５〜７秒の混合時間で高圧発泡機のガンヘッドより吐出して混合してもよい。

次に、第２ステップとして、混合材料を発泡形成し、ポリウレタン基体を形成する。混合材料は、摂氏３５度以上４５度以下の温度の型に流し込み、型に流し込まれた前記混合材料を予熱された発泡炉に吐出してもよい。発泡炉は、摂氏３５度以上５０度以下の温度に予熱されてもよく、前記混合材料は１３〜１６ＭＰａの圧力で吐出されてもよい。

次に、第３ステップとして、ポリウレタン基体を冷却し、熟成して珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料を形成する。ポリウレタン基体の熟成時間は、例えば約６分である。

以上により、湿気の吸放出を行い、マイナスイオンや遠赤外線を放出するという特性を有し、空気を清浄にし、居住環境を改善する珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料及びその製造方法が提供される。本実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料は、枕、マットレス、ベッドパットといった寝具、ラグ、スリッパ、家具マット、クッション、食卓用椅子やワークチェアといった椅子の座面といった家具や家庭製品等、ポリウレタン材料を用いる商品全般において、従来のポリウレタン材料に代えて用いることができ、これにより室内環境の改善、睡眠の質の改善、健康増進といった効果が発揮される寝具、家具、家庭製品等の商品が提供される。

（第２実施形態）
次に、ポリウレタンフォーム複合材料に含まれる珪藻土細粒の密度や量、及び芳香剤をさらに添加した他の実施形態に係るポリウレタンフォーム複合材料について説明する。
図２は、本発明の他の実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の構造を示す模式図である。

図２を参照すると、珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料は、ポリウレタン基体１を含む。ポリウレタン基体１は、複数の珪藻土細粒２を含み、各珪藻土細粒２間の間隔は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。

本実施形態に係るポリウレタン基体１は、珪藻土細粒を含むことにより、湿気の吸放出や消臭、細菌繁殖の減少といった効果を有し、これにより睡眠の質を高める効果を有する。

ポリウレタン基体１は、ポリウレタン材料を発泡製造したスポンジ状のポリウレタン基体であり、ポリウレタン材料は、ポリウレタン素材と珪藻土細粒との混合材料である。

ポリウレタン基体１内には、１立方メートルあたり２０〜１０００個の割合で珪藻土細粒２が存在してもよい。スポンジ状のポリウレタン基体内に十分に珪藻土細粒を取り入れることにより、湿気の吸放出とマイナスイオンの発生を効率的に行うことができる。

珪藻土細粒２は、珪藻を用いた健康商品の原材料として、珪藻を用いた健康商品を生成可能である。珪藻土細粒２の原料として、珪藻土及びトルマリンを含んでもよい。トルマリンは、遠赤外線の放出や、マイナスイオンを発生する効果があり、これにより空気を清浄にし、殺菌し、睡眠の質を高めることができる。

珪藻土細粒２の原料である珪藻土及びトルマリンの細粒度は３００メッシュ以上であってもよく、それぞれの細粒の粒度は均一であってもよい。また、珪藻土細粒２の直径は０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であってもよい。

ポリウレタン基体１は、切断されて長方形状または円形状の断面を有してもよい。

ポリウレタン基体１は、固形の芳香剤細粒を含んでもよい。これにより、ポリウレタン基体１の消臭機能、および芳香剤細粒の芳香によるリラックス効果により、室内環境や睡眠の質を改善することができる。

芳香剤細粒は、緑茶の香り、フローラルの香り、果物の香り、ハーブの香りなど、種々の香りを発する芳香剤細粒のうちから、適宜選択可能である。薬理的側面からの需要により、ハーブ（薬草）を使用した芳香剤を用いてもよい。

本実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料は、枕等の寝具や、ソファ、クッション等の家庭製品に用いることにより、当該家庭製品は、室内環境の改善、睡眠の質の改善、健康増進をもたらすことができる。

本実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料は、以下の工程により製造してもよい。

まず、ポリウレタン原料、珪藻土細粒、固形の芳香剤細粒を十分に混合し、混合材料を形成する。具体的な動作としては、各原料を１８〜２５℃に保ち、５〜７秒の混合時間で高圧発泡機のガンヘッドより吐出して混合してもよい。

次に、混合材料を発泡形成し、ポリウレタン基体を形成する。混合材料は、摂氏３５度以上４５度以下の温度の型に流し込み、型に流し込まれた前記混合材料を予熱された発泡炉に吐出してもよい。発泡炉は、摂氏３５度以上５０度以下の温度に予熱されてもよく、前記混合材料は１３〜１６ＭＰａの圧力で吐出されてもよい。

次に、ポリウレタン基体を冷却し、熟成して珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料を形成する。ポリウレタン基体の熟成時間は、例えば約６分である。

以上により、湿気の吸収放出、消臭、長期間にわたり遠赤外線を放出するとともに、マイナスイオンを発生させ、室内環境の改善、睡眠の質の改善、健康増進をもたらす珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料が提供される。本実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料は、枕、マットレス、ベッドパットといった寝具、ラグ、スリッパ、家具マット、クッション、食卓用椅子やワークチェアといった椅子の座面といった家具や家庭製品等、ポリウレタン材料を用いる商品全般において、従来のポリウレタン材料に代えて用いることができ、これにより室内環境の改善、睡眠の質の改善、健康増進といった効果が発揮される寝具、家具、家庭製品等の商品が提供される。

消臭性試験を実施し、第１の実施形態に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の消臭効果を確認した。

実施例１として、黒色ポリウレタン材料、白色ポリウレタン材料、珪藻土細粒を４９：１００：１０の重量比で混合した材料を用いた。珪藻土細粒には、若干量のトルマリン及びベントナイトが含まれている。

また、実施例２として、黒色ポリウレタン材料、白色ポリウレタン材料、珪藻土細粒を４９：１００：２０の重量比で混合した材料を用いた。珪藻土細粒には、若干量のトルマリン及びベントナイトが含まれている。

実施例１及び２のいずれにおいても、混合した材料を発泡成形し、成形したポリウレタン基体を冷却し、熟成してポリウレタンフォーム複合材料を形成した。形成されたポリウレタンフォーム複合材料について、検知管法及びガスクロマトグラフ法を用いて消臭性試験を行った。

ガスとして、アンモニア、酢酸、及びイソ吉草酸を用い、アンモニア及び酢酸については検知管法、イソ吉草酸についてはガスクロマトグラフ法を用いて消臭性試験を行った。ガスの初期濃度は、アンモニア１００ｐｐｍ、酢酸５０ｐｐｍ、イソ吉草酸約３８ｐｐｍとし、２時間後のガスの濃度の減少率を計測した。試料の重量は、検知管法において２．４ｇ、ガスクロマトグラフ法において１．２ｇとした。

実験の結果得られた、ガスの初期濃度からの減少率を表１に示す。

表１にあるように、実施例１及び実施例２においては、実施形態１に係る珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料において、優れた消臭効果を発揮することが分かった。

１ポリウレタン基体
２珪藻土細粒

Claims

珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料であって、ポリウレタン基体を含み、前記ポリウレタン基体はポリウレタン材料を発泡製造したポリウレタン基体であり、前記ポリウレタン材料は、黒色ポリウレタン素材、白色ポリウレタン素材及び珪藻土細粒を含む混合材料であることを特徴とする珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記珪藻土細粒は、珪藻を用いた健康商品を生成可能であることを特徴とする請求項１に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記黒色ポリウレタン素材、前記白色ポリウレタン素材及び前記珪藻土細粒は、４０〜７０：１００：６〜４０の重量比で混合されることを特徴とする請求項１に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記珪藻土細粒は、原料として珪藻土を７５重量％以上９０重量％以下、トルマリンを３重量％以上１５重量％以下、ベントナイトを７重量％以上１２重量％以下含むことを特徴とする請求項３に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記白色ポリウレタン素材は、ポリエーテルポリオール、触媒、整泡剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
黒色ポリウレタン素材、白色ポリウレタン素材及び珪藻土細粒を十分に混合して混合材料を形成し、
前記混合材料を発泡成形し、ポリウレタン基体を形成し、
前記ポリウレタン基体を冷却し、熟成して珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料を形成することを特徴とする珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の製造方法。
前記黒色ポリウレタン素材、前記白色ポリウレタン素材及び前記珪藻土細粒を混合する際に前記黒色ポリウレタン素材及び前記白色ポリウレタン素材の温度を摂氏１８度以上摂氏２５度以下に保ち、５秒以上７秒以下の混合時間で高圧発泡機のガンヘッドより吐出して混合することを特徴とする請求項６に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の製造方法。
前記発泡成形の際に、前記混合材料を摂氏３５度以上４５度以下の温度の型に流し込み、型に流し込まれた前記混合材料を予熱された発泡炉に吐出することを特徴とする請求項６に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の製造方法。
前記発泡炉は、摂氏３５度以上５０度以下の温度に予熱され、前記混合材料は１３〜１６ＭＰａの圧力で吐出されることを特徴とする請求項８に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の製造方法。
前記ポリウレタン基体の熟成時間は、約６分であることを特徴とする請求項６に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料の製造方法。
珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料であって、
複数の珪藻土細粒を含むポリウレタン基体を含み、
前記複数の珪藻土細粒間の間隔は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である
ことを特徴とする珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記ポリウレタン基体は、
ポリウレタン材料を発泡製造したポリウレタン基体であり、前記ポリウレタン基体は、１立方メートルあたり２０〜１０００個の割合で珪藻土細粒を含むことを特徴とする請求項１１に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記珪藻土細粒は、珪藻を用いた健康商品を生成可能であり、原料として珪藻土及びトルマリンを含み、細粒度は３００メッシュ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記珪藻土細粒の直径は０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１３に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記ポリウレタン基体は、円形状の断面を有することを特徴とする請求項１４に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記ポリウレタン基体は、固形の芳香剤細粒を含むことを特徴とする請求項１５に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記芳香剤細粒は、緑茶の香りを発することを特徴とする請求項１６に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記芳香剤細粒は、フローラルの香りを発することを特徴とする請求項１６に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記芳香剤細粒は、果物の香りを発することを特徴とする請求項１６に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。
前記芳香剤細粒は、ハーブの香りを発することを特徴とする請求項１６に記載の珪藻土入りポリウレタンフォーム複合材料。