JP2015131877A - 硬質ウレタンフォームおよび軽石 - Google Patents
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Abstract
Description
本件発明の目的は、水に濡れると泡立ち、滑らかさを与える硬質ウレタンフォーム、および使用時皮膚に対して滑らかであり、使用後にも皮膚が滑らかになるような軽石を提供することである。
すなわち、本発明は、界面活性剤が分散した硬質ウレタンフォームであって、該界面活性剤が軟化点または融点が50℃以上である界面活性剤粒子であり、該界面活性剤粒子が硬質ウレタンフォームの気泡中に存在してなる硬質ウレタンフォームである。
また本発明は、さらに可塑剤を含むことを特徴とする。
また本発明は、上記界面活性剤粒子の平均粒子径が500μm以下であることを特徴とする。
さらに本発明は、上記硬質ウレタンフォームを成形加工してなる軽石である。
また、軟化点または融点が50℃以上の界面活性剤を用いるので、硬質ウレタンフォームの製造時において粒子は融解しておらず、粒子として存在しやすくセル中に入ることができる。さらに製造後室温においても硬質ウレタンフォームの表面または中の界面活性剤粒子が融解せず硬質ウレタンフォームの表面にべとつきがない。
また本発明は、上記界面活性剤粒子の平均粒子径が500μm以下であるので、硬質ウレタンフォーム中のより大きいセル中により多くの界面活性剤粒子が入ることができるので、より泡立ち性が増す。その結果、さらに硬質ウレタンフォームで固体を摩擦すると固体の表面をマイルドに処理することができる。
本発明において使用される界面活性剤は、軟化点または融点が50℃以上である界面活性剤の粒子であれば限定はないが、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、含窒素化合物などの公知の界面活性剤が挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、たとえば、硬化ヒマシ油のアルキレンオキシド付加物;高級アルコール、アルキルフェノール、多価アルコールの脂肪酸エステルや、それらのアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。アニオン性界面活性剤としては、たとえば、ステアリン酸やオレイン酸、エルカ酸などの脂肪酸の塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩などが挙げられる。含窒素化合物としては、アルキル四級アンモニウム塩、アルキルヒドロキシエチルアンモニウム塩、イミダゾリニウム塩などのカチオン性界面活性剤や、脂肪族アルカノールアミド、脂肪族アミンエチレンオキサイド付加物、アルキルベタインなどの両性界面活性剤などが挙げられる。
ポリエーテルポリオールの具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどの多価アルコール;ピロガロール、ハイドロキノンなどの多価フェノール;ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、などのビスフェノール類;アルキレンジアミン(プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)、ポリアルキレンポリアミン(ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなど)、アルカノールアミン(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など)などの脂肪族アミン;アニリン、フェニレンジアミン、キシリレンジアミンなどの芳香族アミン;イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミンなどの脂環式アミン;アミノエチルピペラジンなどの複素脂環式アミンなど;およびこれらの活性水素化合物にアルキレンオキサイドを付加した化合物などが挙げられる。これらの活性水素化合物は2種以上の混合物であってもよい。これらのうち好ましいものは、多価アルコールおよび多価フェノールである。該活性水素化合物に付加するアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)、ブチレンオキサイドおよびこれら2種以上の混合物が挙げられる。これらのうち好ましいものは、EO、POおよびこれらの混合物である。
好ましくはポリエーテルポリオールである。より好ましくは末端がプロピレンオキシド付加のポリエーテルポリオールである。
具体的には、2,4−または2,6−トルエンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、ジフェニルメタン−2,4’−または4,4’−ジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(粗製MDI)、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート(NDI)の芳香族ポリイソシアネート;1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシルジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート;イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,4−シクロヘキシルジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート;およびこれらの変性物(たとえば、カルボジイミド変性、アロファネート変性、ウレア変性、ビューレット変性、イソシアヌアレート変性、オキサゾリドン変性など)、イソシアネート基末端プレポリマーなどが挙げられる。変性ポリイソシアネートの具体例としては、カルボジイミド変性MDI、ショ糖変性TDI、ひまし油変性MDIなどが挙げられる。これらのうちで好ましいものは、MDI、TDI、カルボジイミド変性MDIおよびショ糖変性TDIおよびそれらのプレポリマーである。
発泡剤の量は、全ポリオール成分100重量部当たり、好ましくは0.5〜10重量部用いることができ、より好ましくは1.0〜9.5重量部である。
可塑剤は、好ましくはHLB10未満の水に溶解し難い可塑剤であり、より好ましくは活性水素を有しない可塑剤であり、特に好ましくはポリエチレングリコール(たとえば、n=2〜20)のジオレイン酸エステルである。また活性水素を有する可塑剤は、活性水素がイソシアネートと反応してウレタン樹脂自体に滑り性を付与することができるという効果も奏する。可塑剤の量は、全フォーム合計成分100重量部当たり、5〜20重量部用いることができ、より好ましくは8〜15重量部である。
本発明において、硬質ウレタンフォームの独立気泡率が45%以下であると、硬質ウレタンフォーム中のセルの連通化率は55%以上であり、内部のセルの中に存在する界面活性剤粒子が水に溶解して連通セルを通して徐々に外部にブリードアウトしてきて表面に泡立ち、その結果使用時に滑らかさが発現する。たとえば、硬質ウレタンフォームを皮膚に適用したときにセル中の界面活性剤粒子が外から入った水や湯に溶解して皮膚と硬質ウレタンフォーム間に泡立ち、角質がとれるときにも滑らかさが発現し痛さはマイルドになる。そして最終的にも皮膚の角質がとれて滑らかさを与えることができる。
しかし、連通化率が大きすぎるとセル中の界面活性剤が速く出すぎて繰り返して使用すると泡立ちの効果が減少してしまうということも生ずる。したがって、ある程度独立気泡が必要であり、硬質ウレタンフォームの接触摩擦によって表面のフォームが徐々に削れて新たな独立気泡が出現し、その独立気泡の中の界面活性剤が水に溶解して泡立ち、滑らかさに寄与することができる。すなわち、連通気泡と独立気泡のバランスが重要であり、独立気泡率は好ましくは5〜45%であり、より好ましくは10〜30%である。
得られる軽石を体にこすりつけると、足の裏や肘などの角質をとることができると同時に皮膚組織に刺激を与え血行をよくし新陳代謝が促される効果を奏する。本発明の軽石は使用時における皮膚への滑らかさを付与する効果を奏し痛みがマイルドになり、かつその効果が長期間持続し、使用後にも皮膚が滑らかになる。また、本発明の軽石は、人間の皮膚以外、たとえば柔らかい素材の汚れを落とすのにも好適である。
表1に記載の配合処方で室温混合して、レジンプレミックスA、Bを製造した。
サンニックスNP−300(エチレンジアミン系ポリエーテルポリオール、OHV760、三洋化成工業社製)
TEDA33−LV(3級アミン触媒、東ソー社製)
SH−193(シリコーン系整泡剤、トーレシリコーン社製)
HFC−365(フロン、日本ソルベイ社製)
表1のレジンプレミックスB 50重量部を25℃に温度調節し、この中に25℃に温度調節したイソシアネートプレポリマー(TDI−80系、NCO含量29.6%)61重量部、界面活性剤粒子A 50重量部、添加剤A 20重量部を加えてホモディスパー(特殊機化社製攪拌機)3000rpmで10秒攪拌後、常温に放置した100mm(長さ)×100mm(幅)×100(高さ)mmの開放系である容器に注入し、約5〜10分後容器から取り出し、硬質ポリウレタンフォームを得た。製造時の反応温度は50℃前後であった。
表2にレジンプレミックス、イソシアネートプレポリマー、添加剤、界面活性剤粒子の種類と量を変更して硬質ウレタンフォームを製造した。表2に併せて製造時の混合物の流動性、攪拌時間、仕上がったフォームの泡抜け状態、フォーム密度、独立気泡率、圧縮強度および使用時のフォームの湿潤性、泡立ち、表面のベタツキを記載した。
(界面活性剤粒子B)脂肪酸石鹸、ポリオキシエチレンモノアルキルエーテルの混合物;融点100℃、平均粒子径100μm
(界面活性剤粒子C)脂肪酸石鹸、ポリオキシエチレンモノアルキルエーテル、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステルの混合物;融点50℃、平均粒子径500μm
(界面活性剤粒子D)脂肪酸石鹸、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステルの混合物;融点45℃、平均粒子径600μm
(界面活性剤粒子E)脂肪酸石鹸、ポリオキシエチレンモノアルキルエーテル;融点40℃、平均粒子径1000μm
(可塑剤A)イオネットDO400(ポリオキシエチレンジオレイン酸エステル、三洋化成工業社製)
(可塑剤B)ナロアクティーN−40(ポリオキシエチレンモノアルキルエーテル、三洋化成工業社製)
攪拌時間(秒): 攪拌開始後、発泡が始まるまでの時間を測定した。
フォーム密度(g/cm3):嵩比重を表わす
独立気泡率(%): ASTM D 2856に従ってベックマン社製、空気比較式比重計で測定した。
圧縮強度(kg/cm2):フォームの垂直方向をASTM D 1621に従って測定した。
フォームの湿潤性: カットした新しいフォーム断面に100mlピペットから水3滴を垂らし、水の光沢が消失するまでの時間(秒)を測定した。
フォームの泡立ち(初期):カットした新しいフォームに水を浸し、手のひらで数回擦った時の泡立ち程度を肉眼で評価した。(泡立ち 良好○・やや良好△・悪い×)
フォームの泡立ち(持続性):上記の初期の泡立ちを評価した後、フォームの表面を乾燥させ、さらに同様に泡立たせ、同様にして5回目の泡立ちの程度を評価した。(泡立ち 良好○・やや良好△・悪い×)
フォーム表面のベタツキ:カットした新しいフォームを40℃で1時間静置後のフォームの表面ベタツキを手で触って評価した。(有・無)
実施例1と比較例2で得られた硬質ウレタンフォームを、幅5cm×長さ8cm×高さ3cmの直方体に裁断加工して、それぞれ実施例9、比較例4の軽石を得た。
これを40℃のお湯に浸して足の裏の部分を数回擦って角質をとった。実施例9の軽石は擦っている間に泡立ちが多く発生し滑らかにこすることができ、水洗後の足の裏も滑らかであった。比較例4の軽石で反対側の足の裏を同様にしたところ、泡立ちが悪く使用時は滑らかでなく、痛みもあり、水洗後の足の裏は実施例9の軽石を用いたほど滑らかではなかった。これを5人の被験者に実施してもらったところ同様な結果が得られた。本発明の軽石は使用時に滑らかであり、仕上がり後も滑らかであった。
Claims (4)
- 界面活性剤が分散した硬質ウレタンフォームであって、該界面活性剤が軟化点または融点が50℃以上である界面活性剤粒子であり、該界面活性剤粒子が硬質ウレタンフォームの気泡中に存在してなる硬質ウレタンフォーム。
- さらに可塑剤を含むことを特徴とする請求項1記載の硬質ウレタンフォーム。
- 前記界面活性剤粒子の平均粒子径が500μm以下であることを特徴とする請求項1または2記載の硬質ウレタンフォーム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬質ウレタンフォームを成形加工してなる軽石。
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