JP2022003145A - アルデヒドの放散量が削減されたポリウレタンフォーム - Google Patents

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Abstract

【課題】ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドの放散量が削減されたポリウレタンフォームの製造方法、ポリウレタンフォームからのホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの放散を削減する方法、および製造されたポリウレタンフォームを提供する。【解決手段】芳香族ポリイソシアネート、少なくとも2の平均官能価及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有する少なくとも1つのイソシアネート反応性材料、少なくとも1つの発泡剤、少なくとも1つの界面活性剤及び少なくとも1つの触媒、少なくとも1つのアミノアルコール化合物及び少なくとも1つの酸化防止剤を含む反応混合物を硬化させることによって製造されるポリウレタンフォーム。【選択図】なし

Description

本発明は、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドの放散量が削減されたポリウレタンフ
ォーム、及びそのポリウレタンフォームの製造方法に関する。
高分子材料からの放散は、多くの用途において、特に人や動物が密閉空間内で高分子材料
にさらされる際に、懸念されている。特に、職場環境、住居環境、乗物環境で使用されて
いる材料において、懸念されている。自動車メーカーは、車、トラック、列車、航空機の
客室で使用されている高分子材料からの放散に対して、より厳しい制限を課している。ア
ルデヒドの放散、特にホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの放散は、特に懸念される問
題である。
ポリウレタンフォームは、様々なオフィス、住居及び車両で使用されている。例えば、家
電製品や、寝具及び家具のクッション材として使用されている。自動車及びトラックでは
、ポリウレタンは、シートクッション材として、ヘッドレスト、ダッシュボード及びイン
ストルメントパネル、アームレスト、ヘッドライナー及びその他の用途で使用されている
。これらのポリウレタンは、様々なレベルのホルムアルデヒドとアセトアルデヒドを放散
することがある。
捕捉剤は、様々な種類の材料からのアルデヒドの放散を削減するために使用されることが
ある。ポリウレタン分野では、例えば、酸化防止剤及びヒンダードアミン光安定剤(HA
LS)をポリオールに添加してアルデヒドを削減することを国際公開第2006/111
492号が記載している。国際公開第2009/114329号は、それぞれポリオール
及びポリイソシアネート、並びにそれらの材料から製造されたポリウレタン中のアルデヒ
ドを削減するために、ポリオールを特定の種類のアミノアルコールで処理し、そしてポリ
イソシアネートを特定のニトロアルカンで処理することを記載している。特開2005−
154599号は、ポリウレタン製剤にアルカリ金属水素化ホウ素を添加することを、そ
の目的として記載している。米国特許第5,506,329号は、ポリイソシアネート含
有製剤からホルムアルデヒドを除去するための特定のアルジミンオキサゾリジン化合物の
使用を記載し、そして織物及び合板用途でのホルムアルデヒド捕捉剤としてのニトロアル
カン及びアミノアルコールを記載している。
ポリウレタンフォームに含まれるアルデヒドは、フォームの製造に使用される原料から常
に持ち込まれているわけではないという理由で、これらのアプローチの利点は限定的であ
る。特に、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドは、硬化中、又はフォームが紫外線、
高温又は他の条件にさらされた後に、形成される。これらのフォームの気泡構造により、
この方法で生成されたアルデヒドは多くの場合、大気中に容易に漏れる可能性があり、暴
露を引き起こす可能性がある。従って、単に出発原料を処理するだけでは、ポリウレタン
フォームからのアルデヒドの放散に対する適切な解決策とは言えない。
また別の問題として、ホルムアルデヒドの放散に対する有効な対策が、アセトアルデヒド
の放散に対しても常に有効であるとは限らないこと、及びその逆の場合も同じである、と
いう問題である。例えば、出願人は、国際公開第2006/111,492号に記載され
ている酸化防止剤が、アセトアルデヒドの放散を削減するのに効果的であるが、実際にホ
ルムアルデヒドの放散を増加させる可能性があることを発見した。出願人はさらに、HA
LSの存在が多くの場合、ホルムアルデヒド放散、アセトアルデヒド放散、又はその両方
の増加をもたらすことを発見した。それにもかかわらず、多くの場合、光安定性(アルデ
ヒド放散への影響を除く)を提供するために、フォーム製剤にHALS材料を含めること
が望ましいとしている。従って、アセトアルデヒドの削減と光安定性の望ましい利点を維
持しながら、ホルムアルデヒド放散に対する酸化防止剤とHALS材料の悪影響を克服す
る方法が望まれている。
他の分野では、特定のアミノアルコール化合物及びアセトアセトアミドを含むアミノ又は
イミノ基を有する有機化合物などの様々なホルムアルデヒド捕捉剤をポリアセタール樹脂
に添加することを米国特許第6,646,034号及び米国公開第2011−00346
10号が記載している。米国公開第2010−0124524号は、特定のアミン機能性
捕捉剤による空中浮遊ホルムアルデヒドの除去方法を記載している。米国特許第5,59
9,884号は、他の材料の中でも、アセトアセトアミドを用いてアミノ樹脂からホルム
アルデヒドを除去することを記載している。
ポリウレタンフォームからのホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの両方の放散を削減す
る安価で効果的な方法が強く望まれている。好ましくは、この方法は、ポリウレタンの特
性又は性能に大きな変化をもたらさないことが望まれる。
本発明は、ポリウレタンフォームの製造方法であって、芳香族ポリイソシアネート、少な
くとも2の平均官能価及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有す
る少なくとも1つのイソシアネート反応性材料、少なくとも1つの発泡剤、少なくとも1
つの界面活性剤並びに少なくとも1つの触媒を含む反応混合物を形成することと、
(i) 好ましくは、以下の構造:
Figure 2022003145
(式中、
は、結合であるか、又はC(R)であり、
は、H、OH又はC〜Cアルキルであり、
は、H、OH又はC〜Cアルキルであり、
、R、R、及びRは、独立してH、又はC〜Cアルキルであり、
及びRは、独立してH、OH又はC〜Cアルキルであり、
〜Rのアルキルは、任意選択により、OH、NR19、C〜Cアルキル、
又はフェニルで独立して置換され、R及びR19は、独立してH又はC〜Cアルキ
ルであり、
但し、RもRもOHでない場合、RとRの少なくとも一方はOHであり、ここで
、好ましいアミノアルコールは、2−アミノ−1−ブタノール、2−アミノ−2−エチル
−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ
−1−メチル−1,3−プロパンジオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、
N−イソプロピルヒドロキシルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メ
チルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジ
イソプロパノールアミン、モノ−sec−ブタノールアミン、ジ−sec−ブタノールア
ミン、又はそれらの塩である)を有する少なくとも1つのアミノアルコール又はそれらの
塩、
及び、
(ii)1)2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、ベンゼンプロパン
酸、3,5−ビス(1,1−ジメチル−エチル)−4−ヒドロキシ−C〜C分岐アル
キルエステルなどのフェノール化合物、2)N、N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレ
ンジアミンなどのアミン系酸化防止剤、3)チオジプロピオン酸ジラウリルなどのチオ相
乗剤、4)亜リン酸トリフェニル、亜リン酸ジフェニルアルキルなどの亜リン酸エステル
及び亜ホスホン酸エステル、5)ベンゾフラノン及びインドリノン、6)O−、N−及び
S−ベンジル化合物、トリアジン化合物、β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロピオン酸のアミド、置換及び非置換安息香酸のエステル、ニッケ
ル化合物、及びβ−チオジプロピオン酸のエステルなどの他の酸化防止剤、又は7)2つ
以上の上記の酸化防止剤の混合物から選択される少なくとも1つの酸化防止剤、の存在下
で反応混合物を硬化させてフォームを形成することとを含む。
本発明はまた、ポリウレタンフォームからのホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドの放
散を削減するためのプロセスであり、それは以下を含む。a)アミノアルコール化合物(
i)及び少なくとも1つの酸化防止剤(ii)を、少なくとも2の平均官能価及びイソシ
アネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有する少なくとも1つのイソシアネー
ト反応性材料と混合し、次にb)ステップa)の混合物を少なくとも1つの有機ポリイソ
シアネートと組み合わせ、少なくとも1つの発泡剤、少なくとも1つの界面活性剤、少な
くとも1つの触媒、及び少なくとも1つの酸化防止剤の存在下で得られた組み合わせ物を
硬化させてポリウレタンフォームを形成する。
本発明はまた、前述のプロセスのいずれかで製造されたポリウレタンフォームである。
本発明は、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの両方が非常に低いレベルで放散される
ポリウレタンフォーム、好ましくはホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの放散量がそれ
ぞれ1μg/100mm×80mm×50mm試験片を超えないポリウレタンフォームを
製造できる安価で実用的な方法を提供する。
アミノアルコール化合物は公知であり、例えば、米国公開第2009/0227758号
及び第2010/0124524号を参照し、それらの全てが参照によって本明細書に組
み込まれる。
一実施形態(実施形態1を参照)において、適切なアミノアルコール化合物(i)は、以
下の構造:
Figure 2022003145
(式中、
は、結合であるか、又はC(R)であり、
は、H、OH又はC〜Cアルキルであり、
は、H、OH又はC〜Cアルキルであり、
、R、R、及びRは、独立してH、又はC〜Cアルキルであり、
及びRは、独立してH、OH又はC〜Cアルキルであり、
〜Rのアルキルは、任意選択により、OH、NR19、C〜Cアルキル、
又はフェニルで独立して置換され、R及びR19は独立してH又はC〜Cアルキル
であり、
但し、RもRもOHでない場合、RとRの少なくとも一方はOHである)を有す
るもの又はそれらの塩を含む。
好ましくは、実施形態1では、RはHである(実施形態2)。
好ましくは、実施形態1及び2では、Rは結合であり、RはOHである(実施形態3
)。さらに好ましくは、この実施形態では、R、R及びRはそれぞれHであり、R
はH又は任意選択により、置換C〜Cアルキルであり、そしてRは任意選択によ
り、置換C〜Cアルキルであり、好ましくはC〜Cアルキル、より好ましくはメ
チルである。
好ましくは、実施形態1〜3では、R、R、及びRはそれぞれHであり、R及び
は独立して、任意選択により、置換C〜Cアルキルであり、より好ましくは、R
及びRの一方は非置換であり、他方はOHで置換されている。
好ましくは、実施形態1〜3では、R、R、及びR4がそれぞれHであり、R及び
は独立して、任意選択により、置換C〜Cアルキルであり、より好ましくは、R
及びRの両方はOHで置換されている。
好ましくは、実施形態1では、RはOHである(実施形態4)。より好ましくは、この
実施形態では、Rは結合であり、R、R、R、及びRはそれぞれHであり、R
は任意選択により、置換C〜Cアルキルであり、好ましくは非置換C〜Cアル
キル、より好ましくはメチルである。
実施形態1〜4による特に好ましいアミノアルコールは、2−アミノ−1−ブタノール、
2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−メチル−1−プ
ロパノール、2−アミノ−1−メチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2(ヒ
ドロキシメチル)プロパン−1,3−ジオール又はトリス(ヒドロキシメチル)アミノメ
タン、N−イソプロピルヒドロキシルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、
N−メチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、モノイソプロパノールアミ
ン、ジイソプロパノールアミン、モノ−sec−ブタノールアミン、ジ−sec−ブタノ
ールアミン、及びそれらの塩である。特に好ましいホルムアルデヒド捕捉剤は、トリス(
ヒドロキシメチル)アミノメタンである。これらのアミノアルコールは、ANGUS C
hemical Company(米国イリノイ州バッファローグローブ)、Dow C
hemical Company(米国ミシガン州ミッドランド)を含む様々な商業的供
給源から市販されているか、又は本技術分野での周知の技術によって容易に製造すること
ができる。式Iの化合物は、塩の形で使用することができる。適切な塩は、塩酸塩、酢酸
塩、ギ酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、炭酸塩、硫酸塩、及びリン酸塩を含む。
本発明の方法は、少なくとも1つの酸化防止剤(ii)の存在下で行われる。適切な酸化
防止剤の例は、例えば以下を含む:
1)2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2−tert−ブチル−4
,6−ジメチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2
,6−ジ−tert−ブチル−4−n−ブチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチ
ル−4−イソブチルフェノール、2,6−ジシクロペンチル−4−メチルフェノール、2
−(α−メチルシクロヘキシル)−4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジオクタデシ
ル−4−メチルフェノール、2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール、2,6−ジ−
tert−ブチル−4−メトキシメチルフェノール、2,6−ジ−ノニル−4−メチルフ
ェノール、2,4−ジメチル−6−(1’−メチルウンデカ−1’−イル)フェノール、
2,4−ジメチル−6−(1’−メチルヘプタデカ−1’−イル)フェノール、2,4−
ジメチル−6−(1’−メチルトリデック−1’−イル)フェノール、2,4−ジオクチ
ルチオメチル−6−tert−ブチルフェノール、2,4−ジオクチルチオメチル−6−
メチルフェノール、2,4−ジオクチルチオメチル−6−エチルフェノール、2,6−ジ
−ドデシルチオメチル−4−ノニルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メ
トキシフェノール、2,5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−tert
−アミルヒドロキノン、2,6−ジフェニル−4−オクタデシルオキシフェノール、2,
6−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキ
シアニソール、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、3,5−ジ
−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルステアレート、ビス(3,5−ジ−ter
t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)アジペート、2,2’−メチレンビス(6−te
rt−ブチル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(6−tert−ブチ
ル−4−エチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[4−メチル−6−(α−メチル
シクロヘキシル)フェノール]、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキ
シルフェノール)、2,2’−メチレンビス(6−ノニル−4−メチルフェノール)、2
,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−エチリ
デンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(6
−tert−ブチル−4−イソブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[6−(α
−メチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、2,2’−メチレンビス[6−(α、α
−ジメチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ
−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(6−tert−ブチル−2
−メチルフェノール)、1,1−ビス(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メ
チルフェニル)ブタン、2,6−ビス(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロ
キシベンジル)−4−メチルフェノール、1,1,3−トリス(5−tert−ブチル−
4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、1,1−ビス(5−tert−ブチル−
4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3−n−ドデシルメルカプトブタン、エチレン
グリコールビス[3,3−ビス(3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)
ブチレート]、ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル−フェニル)
ジシクロペンタジエン、ビス[2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’
−メチルベンジル)−6−tert−ブチル−4−メチルフェニル]テレフタレート、1
,1−ビス−(3,5−ジメチル−2−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(3
,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(5
−tert−ブチル−4−ヒドロキシ2−メチルフェニル)−4−n−ドデシルメルカプ
トブタン、1,1,5,5−テトラ(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチ
ルフェニル)ペンタン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒド
ロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,4−ビス(3,5−ジ−te
rt−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,3,5,6−テトラメチルベンゼン、2
,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)フェノー
ルなどの側鎖が直鎖状又は分岐状のノニルフェノール、メタノール、エタノール、n−オ
クタノール、i−オクタノール、オクタデカノール、1,6−ヘキサンジオール、1,9
−ノナンジオール、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、ネオペンチルグリ
コール、チオジエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
ペンタエリスリトール、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、N、N’−ビス
(ヒドロキシエチル)オキサミド、3−チアンデカノール、3−チアペンタデカノール、
トリメチルヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、4−ヒドロキシメチル−1−ホ
スファ−2,6,7−トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタンなどの一価又は多価ア
ルコールとβ−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン
酸のエステル、メタノール、エタノール、n−オクタノール、i−オクタノール、オクタ
デカノール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、エチレングリコール
、1,2−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリスリトール、トリス(ヒドロ
キシエチル)イソシアヌレート、N、N’−ビス(ヒドロキシエチル)オキサミド、3−
チアウンデカノール、3−チアペンタデカノール、トリメチルヘキサンジオール、トリメ
チロールプロパン、4−ヒドロキシメチル−1−ホスファ−2,6,7−トリオキサビシ
クロ[2.2.2]オクタンなどの一価又は多価アルコールとβ−(5−tert−ブチ
ル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロピオン酸のエステル、3,9−ビス[2
−{3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニル
オキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5
]−ウンデカン、メタノール、エタノール、オクタノール、オクタデカノール、1,6−
ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、エチレングリコール、1,2−プロパンジ
オール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、ペンタエリスリトール、トリス(ヒドロキシエチル)イソシア
ヌレート、N、N’−ビス(ヒドロキシエチル)オキサミド、3−チアウンデカノール、
3−チアペンタデカノール、トリメチルヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、4
−ヒドロキシメチル−1−ホスファ−2,6,7−トリオキサビシクロ[2.2.2]オ
クタンなどの一価又は多価アルコールとβ−(3,5−ジシクロヘキシル−4−ヒドロキ
シフェニル)プロピオン酸のエステル、メタノール、エタノール、オクタノール、オクタ
デカノール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、エチレングリコール
、1,2−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリスリトール、トリス(ヒドロ
キシエチル)イソシアヌレート、N、N’−ビス(ヒドロキシエチル)オキサミド、3−
チアウンデカノール、3−チアペンタデカノール、トリメチルヘキサンジオール、トリメ
チロールプロパン、及び4−ヒドロキシメチル−1−ホスファ−2,6,7−トリオキサ
ビシクロ[2.2.2]オクタンなどの一価又は多価アルコールと3,5−ジ−tert
−ブチル−4−ヒドロキシフェニル酢酸のエステルなどのフェノール化合物。
2)N、N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N、N’−ジ−sec−ブ
チル−p−フェニレンジアミン、N、N’−ビス(1,4−ジメチルペンチル)−p−フ
ェニレンジアミン、N、N’−ビス(1−エチル−3メチルペンチル)−p−フェニレン
ジアミン、N、N’−ビス(1−メチルヘプチル)−p−フェニレンジアミン、N、N’
−ジシクロヘキシル−p−フェニレンジアミン、N、N’−ジフェニル−p−フェニレン
ジアミン、N、N’−ビス(2−ナフチル)−p−フェニレンジアミン、N−イソプロピ
ル−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−(1,3−ジメチルブチル)−N’
−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−(1−メチルヘプチル)−N’−フェニル−
p−フェニレンジアミン、N−シクロヘキシル−N’−フェニル−p−フェニレンジアミ
ン、4−(p−トルエンスルファモイル)ジフェニルアミン、N、N’−ジメチル−N、
N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、ジフェニルアミン、N−アリルジ
フェニルアミン、4−イソプロポキシジフェニルアミン、N−フェニル−1−ナフチルア
ミン、N−(4−tert−オクチルフェニル)−1−ナフチルアミン、N−フェニル−
2−ナフチルアミン、p、p’−ジ−tert−オクチルジフェニルアミンなどのオクチ
ル化ジフェニルアミン、4−n−ブチルアミノフェノール、4−ブチリルアミノフェノー
ル、4−ノナノイルアミノフェノール、4−ドデカノイルアミノフェノール、4−オクタ
デカノイルアミノフェノール、ビス(4−メトキシフェニル)アミン、2,6−ジ−te
rt−ブチル−4−ジメチルアミノメチルフェノール、2,4’−ジアミノジフェニルメ
タン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N、N、N’、N’−テトラ−メチル−4
,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,2−ビス[(2−メチルフェニル)アミノ]エ
タン、1,2−ビス(フェニルアミノ)プロパン、(o−トリル)ビグアニド、ビス[4
−(1’、3’−ジメチルブチル)フェニル]アミン、tert−オクチル化N−フェニ
ル−1−ナフチルアミン、モノ及びジアルキル化tert−ブチル/tert−オクチル
ジフェニルアミンの混合物、モノ及びジアルキル化ノニルジフェニルアミンの混合物、モ
ノ及びジアルキル化ドデシルジフェニルアミンの混合物、モノ及びジアルキル化イソプロ
ピル/イソヘキシルジフェニルアミンの混合物、モノ及びジアルキル化tert−ブチル
ジフェニルアミンの混合物などアミン系酸化防止剤。
3)チオジプロピオン酸ジラウリル又はチオジプロピオン酸ジステアリルなどのチオ相乗
剤。
4)亜リン酸トリフェニル、亜リン酸ジフェニルアルキル、亜リン酸フェニルジアルキル
、亜リン酸トリス(ノニルフェニル)、亜リン酸トリラウリル、亜リン酸トリオクタデシ
ル、二亜リン酸ジステアリルペンタエリスリトール、亜リン酸トリス(2,4−ジ−te
rt−ブチルフェニル)、亜リン酸ジイソデシルペンタエリスリトール、ビス(2,4−
ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−
ジ−クミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−ter
t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジイソデシル
オキシペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6
−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6−トリス(
tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリステアリルソル
ビトールトリホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)4,
4’−ビフェニレンジホスホナイト、6−イソオクチルオキシ−2,4,8,10−テト
ラ−tert−ブチル−12H−ジベンズ[d、g]−1,3,2−ジオキサホスホシン
、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)メチルホスファイト、ビ
ス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)エチルホスファイト、6−フ
ルオロ−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチル−12−メチル−ジベンズ[d、
g]−1,3,2−ジオキサホスホシン、2,2’、2’’−ニトリロ−[トリエチルト
リス(3,3’、5,5’−テトラ−tert−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2
’−ジイル)ホスファイト]、2−エチルヘキシル(3,3’、5,5’−テトラ−te
rt−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスファイト、及び5−ブチ
ル−5−エチル−2−(2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノキシ)−1,3,2
−ジオキサホスフィランなどの亜リン酸エステル及び亜ホスホン酸エステル。
5)米国特許第4,325,863号、米国特許第4,338,244号、米国特許第5
,175,312号、米国特許第5,216,052号、米国特許第5,252,643
号、独国公開第4316611号、独国公開第4316622号、独国公開第43168
76号、欧州公開第0589839号又は欧州公開第0591102号に開示されている
、3−[4−(2−アセトキシエトキシ)フェニル]−5,7−ジ−tert−ブチルベ
ンゾフラン−2−オン、5,7−ジ−tert−ブチル−3−[4−(2−ステアロイル
オキシエトキシ)フェニル]−ベンゾフラン−2−オン、3,3’−ビス[5,7−ジ−
tert−ブチル−3−(4−[2−ヒドロキシエトキシ]フェニル)ベンゾフラン−2
−オン]、5,7−ジ−tert−ブチル−3−(4−エトキシフェニル)ベンゾフラン
−2−オン、3−(4−アセトキシ−3,5−ジメチルフェニル)−5,7−ジ−ter
t−ブチルベンゾフラン−2−オン、3−(3,5−ジメチル−4−ピバロイルオキシフ
ェニル)−5,7−ジ−tert−ブチルベンゾフラン−2−オン、3−(3,4−ジメ
チルフェニル)−5,7−ジ−tert−ブチルベンゾフラン−2−オン、3−(2,3
−ジメチルフェニル)−5,7−ジ−tert−ブチルベンゾフラン−2−オンなどを含
む、ベンゾフラノン及びインドリノン、並びに、
参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第6,881,774号に記載されてい
る、6)トコフェノール、ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、O−、N−及びS−
ベンジル化合物、ヒドロキシベンジル化マロネート、トリアジン化合物、ベンジルホスホ
ネート、アシルアミノフェノール、β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキ
シフェニル)プロピオン酸、アスコルビン酸(ビタミンC)、2−(2’−ヒドロキシフ
ェニル)ベンゾトリアゾール、2−ヒドロキシベンゾフェノンのアミド、置換及び非置換
安息香酸のエステル、アクリレート、ニッケル化合物、オキサミド、2−(2−ヒドロキ
シフェニル)−1,3,5−トリアジン、ヒドロキシルアミン、ニトロン、及びβ−チオ
ジプロピオン酸のエステル。
好ましい酸化防止剤は、以下を含む:
a)上記1)に記載の少なくとも1つのフェノール化合物と、上記4)に記載の少なくと
も1つのホスファイト、又はホスホナイト化合物との混合物、
b)上記1)に記載の少なくとも1つのフェノール化合物と、上記5)に記載の少なくと
も1つのベンゾフラノン、又はインドリノン化合物との混合物、
c)上記1)に記載の少なくとも1つのフェノール化合物と、上記2)に記載の少なくと
も1つのアミン系酸化防止剤との混合物、
d)上記1)に記載の少なくとも1つのフェノール化合物と、上記4)に記載の少なくと
も1つのホスファイト又はホスホナイト化合物、及び上記5)に記載の少なくとも1つの
ベンゾフラノン、又はインドリノン化合物との混合物、
e)上記1)に記載の少なくとも1つのフェノール化合物と、上記4)に記載の少なくと
も1つのホスファイト、又はホスホナイト化合物、及び上記2)に記載の少なくとも1つ
のアミン化合物との混合物、
f)上記1)に記載の少なくとも1つのフェノール化合物と、上記4)に記載の少なくと
も1つのホスファイト又はホスホナイト化合物、上記5)に記載の少なくとも1つのベン
ゾフラノン、又はインドリノン化合物、及び上記2)に記載の少なくとも1つのアミン化
合物との混合物、
g)上記1)に記載の少なくとも1つのフェノール化合物と、3)に記載の少なくとも1
つのチオ相乗剤との混合物、及び
h)上記a)〜f)の混合物のいずれかと、3)に記載の少なくとも1つのチオ相乗剤。
いくつかの実施形態では、HALS(ヒンダードアミン光安定剤)化合物が存在する。H
ALS化合物は、例えば、上記1)〜5)のいずれかに記載の酸化防止剤と組み合わせ、
又は上記a)〜h)の混合物のいずれかと組み合わせて使用することができる。適切なH
ALS化合物は、ビス(1−オクチルオキシ)−2,2,5,5−テトラメチル−4−ピ
ペリジニル)セバケート(BASFのTINUVIN(商標)123)、n−ブチル−(
3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシルベンジル)ビス−(1,2,2,6−
ペンタメチル−4−ピペリジニル)マロネート(BASFのTINUVIN 144)、
4−ヒドロキシ−2−2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールを含むコハ
ク酸ジメチルポリマー(BASFのTINUVIN 622)、セバシン酸ビス(1,2
,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)(BASFのTINUVIN 765
)及びセバシン酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)(BASF
のTINUVIN 770)などを含む。
フォームを製造するために、少なくとも1つのポリイソシアネートは、少なくとも2の平
均官能価及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有する少なくとも
1つのイソシアネート反応性化合物と反応する。「官能価」とは、分子あたりのイソシア
ネート反応性基の平均量を指し、官能価は8以上であってもよいが、好ましくは2〜4で
ある。イソシアネート基は、ヒドロキシル、第一級アミノ又は第二級アミノ基などであっ
てもよいが、ヒドロキシル基が好ましい。当量は、6000以上までであってもよいが、
好ましくは500〜3000、より好ましくは1000〜2000である。このイソシア
ネート反応性化合物は、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ヒ
ドロキシル末端ブタジエンポリマー又はコポリマー、ヒドロキシル含有アクリレートポリ
マーなどであってもよい。好ましいタイプのイソシアネート反応性化合物は、ポリエーテ
ルポリオール、特にプロピレンオキシドのポリマー又はプロピレンオキシドとエチレンオ
キシドのコポリマーである。プロピレンオキシドとエチレンオキシドの共重合体は、末端
ポリ(オキシエチレン)ブロック及び少なくとも50%の第一級ヒドロキシル基を有する
ブロック共重合体であってもよい。プロピレンオキシドとエチレンオキシドの別の適切な
共重合体は、ランダム又は疑似ランダム共重合体であってもよく、また末端ポリ(オキシ
エチレン)ブロック及び少なくとも50%の第一級ヒドロキシル基を含んでもよい。
イソシアネート反応性化合物として有用なポリエステルポリオールは、ポリオール、好ま
しくはジオールと、ポリカルボン酸又はそれらの無水物、好ましくはジカルボン酸又はジ
カルボン酸無水物との反応生成物を含む。ポリカルボン酸又は無水物は、脂肪族、脂環式
、芳香族及び/又は複素環式であってもよく、ハロゲン原子などで置換されてもよい。ポ
リカルボン酸は、不飽和であってもよい。これらのポリカルボン酸の例は、コハク酸、ア
ジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水トリメリット酸、無水フタル酸、マレイン
酸、無水マレイン酸及びフマル酸を含む。ポリエステルポリオールの製造に使用されるポ
リオールは、好ましくは約150以下の当量を有し、エチレングリコール、1、2−及び
1、3−プロピレングリコール、1、4−及び2、3−ブタンジオール、1、6−ヘキサ
ンジオール、1、8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメ
タノール、2−メチル−1、3−プロパンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、1、2、6−ヘキサントリオール、1、2、4−ブタントリオール、トリメチロール
エタン、ペンタエリスリトール、キニトール、マンニトール、ソルビトール、メチルグリ
コシド、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、ジブチレングリコールなどを含む。Dow Chemical
Companyによって「Tone」という商品名で市販されているものなどのポリカ
プロラクトンポリオールも有用である。
任意選択により、少なくとも2の官能価及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも2
00の当量を有する2つ以上のイソシアネート反応性化合物の混合物を使用することがで
きる。
イソシアネート反応性化合物は、分散ポリマー粒子を含んでもよい。これらのいわゆるポ
リマーポリオールは、スチレン、アクリロニトリル、スチレン−アクリロニトリルなどの
ビニルポリマーの粒子、及びポリ尿素ポリマー、又はポリウレタン尿素ポリマーのポリマ
ーの粒子などを含む。
その上、そのようなイソシアネート反応性化合物は、1つ以上の架橋剤及び/又は鎖延長
剤との混合物で使用することができる。本明細書の目的における「架橋剤」は、分子あた
り少なくとも3つのイソシアネート反応性基及びイソシアネート反応性基あたり200未
満の当量を有する化合物である。本発明の目的における「鎖延長剤」は、分子あたり正確
に2つのイソシアネート反応性基を有し、かつイソシアネート反応性基あたり200未満
の当量を有する。いずれの場合にも、イソシアネート反応性基は、好ましくはヒドロキシ
ル、第一級アミノ又は第二級アミノ基である。架橋剤及び鎖延長剤は、好ましくは最大1
50、より好ましくは最大約125の当量を有する。
架橋剤の例は、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、最大199の当量を
有する前述のいずれかのアルコキシレートなどを含む。鎖延長剤の例は、アルキレングリ
コール(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、1,6
−ヘキサンジオールなど)、グリコールエーテル(ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールなど)、エチレンジア
ミン、トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミンなど、並びに最大199の当量を有
する前述のいずれかのアルコキシレートなどを含む。
適切なポリイソシアネートの例は、m−フェニレンジイソシアネート、2,4−及び/又
は2,6−トルエンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(
MDI)の様々な異性体、いわゆる高分子MDI製品(モノマーMDI中のポリメチレン
ポリフェニレンポリイソシアネートの混合物)、カルボジイミド変性MDI製品(135
〜170の範囲のイソシアネート当量を有するいわゆる「液体MDI」製品など)、ヘキ
サメチレン−1,6−ジイソシアネート、テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、
シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、
水素化MDI(H12 MDI)、イソホロンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−
ジイソシアネート、メトキシフェニル−2,4−ジイソシアネート、4,4’−ビフェニ
レンジイソシアネート、3,3’−ジメチルオキシ−4,4’−ビフェニルジイソシアネ
ート、3,3’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’、
4’’−トリフェニルメタンジイソシアネート、水素化ポリメチレンポリフェニルポリイ
ソシアネート、トルエン−2,4,6−トリイソシアネート及び4,4’−ジメチルジフ
ェニルメタン−2,2’、5,5’−テトライソシアネートなどを含む。ウレタン、尿素
、ウレトンイミン、ビウレット、アロファネート及び/又はカルボジイミド基を含むよう
に修飾された前述のいずれかを使用することができる。
好ましいイソシアネートは、TDIを含む。最も好ましいイソシアネートは、MDI及び
/又は高分子MDI、並びにウレタン、尿素、ウレトニミン、ビウレット、アロファネー
ト、及び/又はカルボジイミド基を含むMDI及び/又は高分子MDIの誘導体を含む。
発泡剤は、化学(発熱)タイプ、物理(吸熱タイプ)、又は各タイプの少なくとも1つの
混合物であってもよい。化学タイプは通常、発泡反応の条件下で反応又は分解して二酸化
炭素又は窒素ガスを生成する。水及び様々なカルバメート化合物は、適切な化学発泡剤の
例である。物理タイプは、二酸化炭素、様々な低沸点炭化水素、ハイドロフルオロカーボ
ン、ハイドロフルオロクロロカーボン、エーテルなどを含む。水は、単独、又は1つ以上
の物理的発泡剤との組み合わせで、最も好ましい発泡剤である。
適切な界面活性剤は、材料が硬化するまで発泡反応混合物のセルを安定させるのに役立つ
材料である。本発明のポリマーポリオール又は分散液を用いてフォームを製造する際に、
ポリウレタンフォームの製造に一般的に使用されるような多種多様なシリコーン界面活性
剤を使用することができる。そのようなシリコーン界面活性剤の例は、TEGOSTAB
(商標)(Evonik Industries/Goldschmidt and C
o.)、NIAX(商標)(GE OSi Silicones)及びDABCO(商標
)(Air Products and Chemicals)の商品名で市販されてい
る。
適切な触媒は、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第4,390,645号に
記載されているものを含む。代表的な触媒は、以下を含む:
(a)トリメチルアミン、トリエチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホ
リン、N、N−ジメチルベンジルアミン、N、N−ジメチルエタノールアミン、N、N、
N’、N’−テトラメチル−1,4−ブタンジアミン、N、N−ジメチルピペラジン、1
,4−ジアゾビシクロ−2,2,2−オクタン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル
、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、モルホリン、4,4’−(オキシジ−2
,1−エタンジイル)ビス、トリ(ジメチルアミノプロピル)アミン、ペンタメチルジエ
チレントリアミン及びトリエチレンジアミンなどの第三級アミン、並びにジメチルアミン
プロピルアミンなどの1つ以上のイソシアネート反応性基を含むいわゆる「低放射性」第
三級アミン触媒、
(b)トリアルキルホスフィン及びジアルキルベンジルホスフィンなどの第三級ホスフィ
ン、
(c)Be、Mg、Zn、Cd、Pd、Ti、Zr、Sn、As、Bi、Cr、Mo、M
n、Fe、Co、Niなどの金属と、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、トリフル
オロアセチルアセトン、アセト酢酸エチルなどから得られるものなどの様々な金属のキレ
ート、
(d)塩化第二鉄、塩化第二スズ、塩化第一スズ、三塩化アンチモン、硝酸ビスマス、塩
化ビスマスなどの強酸の酸性金属塩、
(e)アルカリ及びアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド、フェノキシドなどの強
塩基。(f)Rがアルキル又はアリール、及びアルコラートとカルボン酸、β−ジケトン
及び2−(N、N−ジアルキルアミノ)アルコールとの反応生成物である、Ti(OR)
、Sn(OR)、Al(OR)などの様々な金属のアルコラート及びフェノラート

(g)酢酸ナトリウム、オクタン酸第一スズ、オレイン酸第一スズ、オクタン酸鉛、ナフ
テン酸マンガン及びコバルトなどの金属ドライヤーを含む、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、Al、Sn、Pb、Mn、Co、Ni、Cuなどの様々な金属と有機酸の塩、並び
に、
(h)4価のスズ、3価及び5価のAs、Sb及びBi、及び鉄及びコバルトの金属カル
ボニルの有機金属誘導体。
ポリイソシアネート以外の様々な成分の量は、少なくとも2つのイソシアネート反応性基
及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有するイソシアネート反応
性材料の重量部100部(「pph」)あたりの重量部で表されるのが便利である。
アミノアルコール化合物(i)は、反応性混合物の総重量に基づいて0.005〜5重量
部、好ましくは0.01〜0.5、より好ましくは0.025〜0.25重量部などの有
効量で存在する。
酸化防止剤(ii)は、反応性混合物の総重量に基づいて0.005〜5重量部、好まし
くは0.01〜0.5、より好ましくは0.025〜0.25重量部などの有効量で存在
する。
好ましくは、アミノアルコール(i)と酸化防止剤(ii)の合計量は、反応性混合物の
総重量に基づいて0.005〜5重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部、より好ま
しくは0.025〜0.25重量部である。
架橋剤及び/又は鎖延長剤は通常、少量で存在する(もしあれば)。好ましい量は、0〜
5pphの架橋剤及び/又は鎖延長剤である。より好ましい量は、0.05〜2pphで
あり、さらにより好ましい量は、0.1〜1pphの1つ以上の架橋剤である。
発泡剤は、所望のフォーム密度を提供するのに十分な量で存在する。水が発泡剤である場
合、適切な量は通常、1.5〜6pph、好ましくは2〜5pphである。
触媒は通常、最大2pph、通常は最大1pphなどの少量で存在する。触媒の好ましい
量は、0.05〜1pphである。
界面活性剤は、典型的には最大5pph、より典型的には0.1〜2pph、好ましくは
0.25〜1.5pphの量で存在する。
存在するポリイソシアネートの量は、「イソシアネート指数」として表され、フォーム製
剤中のイソシアネート基とイソシアネート反応性基の比の100倍である。イソシアネー
ト指数は、典型的には約70〜150である。好ましいイソシアネート指数は、80〜1
25であり、より好ましいイソシアネート指数は、80〜115である。いくつかの実施
形態では、イソシアネート指数は、90〜115又は95〜115である。
充填剤、着色剤、防臭マスク、難燃剤、殺生物剤、帯電防止剤、チキソトロープ剤及び気
泡開放剤などを含む他の成分が、発泡ステップ中に存在してもよい。
ポリウレタンフォームは、本発明に従って、様々な成分を含む反応混合物を形成し、反応
混合物を硬化させることによって製造される。連続スラブストックの製造方法などのフリ
ーライズプロセスを使用することができる。あるいは、成形方法を使用することもできる
。そのようなプロセスはよく知られている。通常、本発明に従ってポリウレタンフォーム
を製造するために、従来の処理操作を変更する必要はない(ベータジケトアミン化合物を
酸化防止剤と一緒に含める場合を除く)。
様々な成分を個別に、又は様々なサブコンビネーションで混合ヘッド又は他の混合装置に
導入し、そこで混合し、硬化する領域(トラフ又はその他の開いた容器、又は閉じた型な
ど)に分注することができる。水又は他の適切な溶媒中の溶液の形でアミノアルコール化
合物を供給することが多くの場合において便利である。あるいは(又はさらに)、アミノ
アルコール化合物をイソシアネート反応性化合物と事前に混合してもよい。特に成形フォ
ームの製造時に、使用可能な架橋剤及び/又は鎖延長剤、アミノアルコール化合物、酸化
防止剤、任意選択により、触媒、界面活性剤、発泡剤を含むイソシアネート反応性化合物
を含む定式化されたポリオール成分を形成することが多くの場合において便利である。次
に、この定式化されたポリオール成分をポリイソシアネート(及び定式化されたポリオー
ル成分に存在しない任意の他の成分)と接触させてフォームを製造する。
ポリウレタンフォームを製造する前に、アミノアルコール化合物を、分子あたり少なくと
も2つのイソシアネート反応性基及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の
当量を有するイソシアネート反応性化合物とブレンドし、フォームの製造前に、ほぼ室温
又はそれ以上の温度(ただし、アミノアルコール化合物の沸点よりも低く、ポリオールが
分解する温度よりも低い)で、少なくとも30分間維持することが好ましい。
様々な成分の一部又は全てを混合する前に加熱して、反応混合物を形成してもよい。他の
場合には、成分は、周囲温度(15〜40℃など)で混合される。全ての成分を混合した
後、反応混合物に熱を加えてもよいが、これは多くの場合において不要である。
硬化反応の生成物は、軟質ポリウレタンフォームである。フォーム密度は、20〜200
kg/mであってもよい。ほとんどの座席及び寝具の用途において、好ましい密度は、
24〜80kg/mである。フォームは、ASTM3574−Hのボール反発試験で少
なくとも50%の弾力性を有してもよい。本発明に従って製造されたフォームは、寝具や
家庭用、オフィス用又は車両用座席などのクッション用途、並びにヘッドレスト、ダッシ
ュボード計器盤、アームレスト又はヘッドライナーなどの他の車両用途に有用である。
本発明に従って製造されたポリウレタンフォームは、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒ
ドの放散が少ないことを特徴とする。ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの放散の適切
な測定方法は次のとおりである:ポリウレタンフォームの試料を粉砕してセルを開く。粉
砕フォームを、100mm×80mm×50mmの試料に切り分け、すぐにアルミホイル
で覆い、約25℃で3〜14日間保管する。アルデヒド放散試験にポリフッ化ビニル(P
VF)ガスバッグを使用する。試験の前に、ガスバッグを95℃のオーブンで一晩加熱し
、そしてフォーム試料をガスバッグに入れる前に、純窒素で3回洗浄する。分析中に空試
料として空のガスバッグを使用する。フォーム試料をガスバッグに入れた後、ガスバッグ
を窒素ガスで充填し、オーブンで65℃で2時間加熱する。加熱後、ガスバッグからの窒
素ガスをジニトロフェニルヒドラジン(DNPH)カートリッジに捕捉する。次に、DN
PHカートリッジを溶媒で洗浄し、液体クロマトグラフィーでホルムアルデヒド及びアセ
トアルデヒドなどのアルデヒドの溶離液を分析する。好ましくは、この方法に従って測定
した場合、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの放散は、それぞれ同等の試料の70%
以下、より好ましくは同等の試料の50%以下である。一実施形態では、本発明のプロセ
スによって製造されたポリウレタンフォームは、100mm×80mm×50mmの試験
片の場合、それぞれ1μg以下のホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドの放散量を示す
以下の実施例は、本発明を説明するために提供されるが、本発明の範囲を限定することを
意図するものではない。全ての部及びパーセンテージは、特段の記述がない限り、重量に
よるものである。
実施例1〜4では、定式化されたA側(イソシアネート及び他の添加剤を含む)及びB側
(ポリオール及び他の添加剤を含むポリオールブレンド)は、以下に記載する成分から製
造され、量はグラム(g)で示される。
ポリオール製剤は、整った(即ち、アミノアルコール(AA)及び/又は酸化防止剤(A
O)が無い)、又はアミノアルコール及び酸化防止剤がポリオールと十分に混合するよう
にアミノアルコール又はアミノアルコール及び酸化防止剤を3000rpmで3分間混合
することによって製造される。ポリオールは、発泡実験の前に室温で0〜2週間保存され
る。発泡後、フォーム試料はすぐにアルミホイルで覆われ、ガスバッグ法で分析される前
に室温に保たれる。
表1において:
「ポリオール−1」は、グリセリン開始プロピレンオキシド、及びDow Chemic
al CompanyからVORANOL(商標)CP 6001 Polyolとして
市販されている、27.5のヒドロキシル価及び2040の当量を有する15%のエチレ
ンオキシドキャップされたポリオールである。
「ポリオール−2」は、Dow Chemical CompanyからSPECFLE
X(商標)NC−701として市販されている、40重量%の共重合化スチレンとアクリ
ロニトリル固形分及び22mgKOH/gのOH価を有するグラフト化ポリエーテルポリ
オールである。
「DEOA」は、SCR Co.,Ltd.から市販されているジエタノールアミン、架
橋剤である。
「グリセリン」は、SCR Co.,Ltd.から市販されている架橋剤である。
「TEDA」は、Air ProductsからDABCO 33 LVとして市販され
ている、ジプロピレングリコール硬化触媒に含まれる33%のトリエチレンジアミンであ
る。
「TA/G」は、Momentive Co.,Ltd.からC225として市販されて
いる第三級アミン/グリコール混合物である。
「B8727」は、Evonik Industries/Goldschmidt C
hemical CorporationからTEGOSTAB B8727 LF2で
市販されている有機シリコーン界面活性剤である。
「AO−1」は、BASF(China)Co.,LtdからIRGASTAB(商標)
PUR 68として市販されているブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)とアミンフリ
ー液体熱安定剤ブレンドである。
「AO−2」は、BASF(China)Co.,LtdからIRGANOX(商標)1
135として市販されている、ベンゼンプロパン酸、3,5−ビス(1,1−ジメチル−
エチル)−4−ヒドロキシ−C7−C9分岐アルキルエステルを含むヒンダードフェノー
ル一次酸化防止剤である。
「AO−3」は、BASF(China)Co.,LtdからIRGANOX 1076
として市販されている立体障害のある一次フェノール系抗酸化安定剤である。
「AO−4」は、1:1:1のAO−1、AO−2、及びAO−3の混合物である。
「AA−1」は、SCR Co.,Ltd.から市販されている2−アミノ−2(ヒドロ
キシメチル)プロパン−1,3−ジオールである。
「MDI」は、Dow Chemical CompanyからPAPI(商標)27イ
ソシアネートとして市販されている、30.4%NCO及び138のイソシアネート当量
を有する3.2機能性高分子MDIである。
「TDI」は、Dow Chemical CompanyからVORANATE T−
80 Type I TDIとして市販されている、2の官能価及び87のイソシアネー
ト当量を有するトルエンジイソシアネートである。また、
「TM−20」は、重量で20%のMDIと80%TDIの混合物である。
実施例1〜4の組成物を表1に示す。
実施例1〜4は、100gのポリオール(B側)のアリコートを28gのTM−20(A
側)と混合することによって発泡させ、フォーム試料を製造する。発泡後フォーム試料は
、分析前にアルミホイルで包装される。ガスバッグ分析は、フォーム試料の製造後7日以
内に行われる。
Figure 2022003145
フォーム試料から放散されたアルデヒドは、次のガスバッグ法により分析される: 試料
製造。フォーム試料(30g、キュービクルにカット)を分析のために10Lのテドラー
ガスバッグ(Delin Co.ltd、China)に入れる。分析前にガスバッグを
純窒素で3回洗浄し、分析中にガスバッグをブランクとして使用する。フォーム試料をガ
スバッグに入れた後、ガスバッグに約7Lの窒素ガスを充填し、そしてオーブンで65℃
で2時間加熱する。ガスバッグ内の窒素ガスを、VOC及びカルボニル分析用のエアポン
プによって排出する。
分析方法:アルデヒド試験では、DNPHカートリッジ(CNWBOND DNPH−S
ilicaカートリッジ、350mg、Cat.No.SEEQ−144102、Anp
le Co.,Ltd.)を用いて、ガスバッグから放出されたカルボニルを吸収する。
サンプリング速度は330mL/minで、サンプリング時間は13分である。吸収後、
DNPHカートリッジを3g(正確な重量)のACNで溶出し、ACN溶液をHPLCで
分析し、試料中のカルボニルを定量する。6つのDNPH誘導体(TO11Aカルボニル
−DNPHミックス、Cat.No.48149−U、個々の化合物ごとに15ppm、
Supelco Co.,Ltd)を含む標準溶液をアセトニトリルで希釈し、最終溶液
(0.794ppm wt/wt)を−4℃で(冷蔵庫)の機器キャリブレーション用の
2mlバイアルに復元する。製造された0.794ppm(wt/wt)標準溶液を、試
料中のカルボニルを定量するための一点外部標準としてHPLCシステムに注入する。最
初の2つのピークは、標準仕様に従ってホルムアルデヒドとアセトアルデヒドとして識別
される。
応答係数は、以下の式に従って各誘導体に対して計算される:
Figure 2022003145
式中:
・応答係数i=誘導体iの応答係数
・ピーク面積i=標準溶液中の誘導体iのピーク面積
・794=0.794ppmの標準濃度
試料溶液中のアルデヒド−DNPH誘導体の濃度は、以下の式に基づいて計算される:
Figure 2022003145
式中:
・iの濃度=試料溶液中のアルデヒド−DNPH誘導体の濃度
・ピーク面積i=試料溶液中の誘導体iのピーク面積
・応答係数i=誘導体iの応答係数
HPLC条件を表2に示す。
Figure 2022003145
実施例1〜4のアルデヒド削減のガスバッグ分析結果を表3に示す。
表3に示されたデータから分かるように、本発明の実施例は、ポリオール/フォーム製品
中のアルデヒド捕捉剤として有効である。さらに、アミノアルコール化合物が、酸化防止
剤と相乗効果を示し、ポリオール/フォーム製品のアルデヒドを軽減することが示される

Figure 2022003145
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
ポリウレタンフォームの製造方法であって、芳香族ポリイソシアネート、少なくとも2の平均官能価かつイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有する少なくとも1つのイソシアネート反応性材料、少なくとも1つの発泡剤、少なくとも1つの界面活性剤、及び少なくとも1つの触媒を含有する反応混合物を形成することと、
(i)次の構造:
Figure 2022003145
(式中、
は、結合であるか、又はC(R )であり、
は、H、OH又はC 〜C アルキルであり、
、はH、OH又はC 〜C アルキルであり、
、R 、R 、及びR は、独立してH、又はC 〜C アルキルであり、
とR は、独立してH、OH又はC 〜C アルキルであり、
〜R のアルキルは、任意選択により、OH、NR 19 、C 〜C アルキル、又はフェニルで独立して置換され、R とR 19 は独立してH又はC 〜C アルキルであり、
但し、R もR もOHでない場合、R とR の少なくとも1つはOHである)を有する少なくとも1つのアミノアルコール化合物又はその塩、
及び、
(ii)少なくとも1つの酸化防止剤、の存在下で前記反応混合物を硬化させることとを含む、方法。
項2.
ポリウレタンフォームからのホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの放散を削減する方法であり、前記方法は、
a)アミノアルコール化合物(i)及び酸化防止剤(ii)を、少なくとも2の平均官能価及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有する少なくとも1つのイソシアネート反応性材料と混合することと、次に、
b)ステップa)の混合物を少なくとも1つの芳香族ポリイソシアネートと組み合わせ、そして少なくとも1つの発泡剤、少なくとも1つの界面活性剤、及び少なくとも1つの触媒の存在下で得られた組み合わせを硬化させてポリウレタンフォームを形成することとを含み、
ここで、前記アミノアルコール化合物(i)は以下の構造:
Figure 2022003145
(式中、
は、結合であるか、又はC(R )であり、
は、H、OH又はC 〜C アルキルであり、
は、H、OH又はC 〜C アルキルであり、
、R 、R 、及びR は、独立してH、又はC 〜C アルキルであり、
とR は、独立してH、OH又はC 〜C アルキルであり、
〜R のアルキルは、任意選択により、OH、NR 19 、C 〜C アルキル、又はフェニルで独立して置換され、R とR 19 は独立してH又はC 〜C アルキルであり、
但し、R もR もOHでない場合、R とR の少なくとも1つはOHである)又はその塩を有する、方法。
項3.
少なくとも2の平均官能価及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有する前記イソシアネート反応性材料が、分子あたり2〜4個のヒドロキシル基を含む、項1又は項2に記載の方法。
項4.
前記芳香族ポリイソシアネートが、MDI、高分子MDI、並びにウレタン、尿素、ウレトンイミン、ビウレット、アロフォネート及び/又はカルボジイミド基を含む又はMDI及び/又は高分子MDIの誘導体である、項1又は項2に記載の方法。
項5.
前記アミノアルコール化合物(i)が、2−アミノ−1−ブタノール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−1−メチル−1、3−プロパンジオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、N−イソプロピルヒドロキシルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、モノ−sec−ブタノールアミン、ジ−sec−ブタノールアミン、又はそれらの塩である、項1又は項2に記載の方法。
項6.
前記酸化防止剤(ii)が、
a)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのホスファイト若しくはホスホナイト化合物との混合物、
b)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのベンゾフラノン若しくはインドリノン化合物との混合物、
c)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのアミン系酸化防止剤との混合物、
d)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのホスファイト若しくはホスホナイト化合物、及び少なくとも1つのベンゾフルナオン又はインドリノン化合物との混合物、
e)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのホスファイト若しくはホスホナイト化合物、及び少なくとも1つのアミン化合物との混合物、
f)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのホスファイト若しくはホスホナイト化合物、少なくとも1つのベンゾフラノン若しくはインドリノン化合物、及び少なくとも1つのアミン化合物との混合物、
g)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのチオ相乗剤との混合物、又は、
h)a)〜f)の1つ以上と、少なくとも1つのチオ相乗剤との混合物、
である、項1又は項2に記載の方法。
項7.
前記酸化防止剤(ii)が、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、ベンゼンプロパン酸、3,5−ビス(1,1−ジメチル−エチル)−4−ヒドロキシ−C −C 分岐アルキルエステル、N、N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、ジラウリルチオジプロピオネート、亜リン酸トリフェニル、亜リン酸ジフェニルアルキル、トリアジン化合物、β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸のアミド、置換及び非置換安息香酸のエステル、ニッケル化合物、β−チオジプロピオン酸のエステル、又はそれらの混合物である、項1又は項2に記載の方法。
項8.
項1又は項2の方法によって製造されたポリウレタンフォーム。
項9.
ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの放散量がそれぞれ1μg/100mm×80mm×50mmの試験片を超えない、項8に記載のポリウレタンフォーム。
以下の実施例は、本発明を説明するために提供されるが、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。全ての部及びパーセンテージは、特段の記述がない限り、重量によるものである。

Claims (9)

  1. ポリウレタンフォームの製造方法であって、芳香族ポリイソシアネート、少なくとも2の
    平均官能価かつイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有する少なくと
    も1つのイソシアネート反応性材料、少なくとも1つの発泡剤、少なくとも1つの界面活
    性剤、及び少なくとも1つの触媒を含有する反応混合物を形成することと、
    (i)次の構造:
    Figure 2022003145
    (式中、
    は、結合であるか、又はC(R)であり、
    は、H、OH又はC〜Cアルキルであり、
    、はH、OH又はC〜Cアルキルであり、
    、R、R、及びRは、独立してH、又はC〜Cアルキルであり、
    とRは、独立してH、OH又はC〜Cアルキルであり、
    〜Rのアルキルは、任意選択により、OH、NR19、C〜Cアルキル、
    又はフェニルで独立して置換され、RとR19は独立してH又はC〜Cアルキルで
    あり、
    但し、RもRもOHでない場合、RとRの少なくとも1つはOHである)を有す
    る少なくとも1つのアミノアルコール化合物又はその塩、
    及び、
    (ii)少なくとも1つの酸化防止剤、の存在下で前記反応混合物を硬化させることとを
    含む、方法。
  2. ポリウレタンフォームからのホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの放散を削減する方法
    であり、前記方法は、
    a)アミノアルコール化合物(i)及び酸化防止剤(ii)を、少なくとも2の平均官能
    価及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を有する少なくとも1つの
    イソシアネート反応性材料と混合することと、次に、
    b)ステップa)の混合物を少なくとも1つの芳香族ポリイソシアネートと組み合わせ、
    そして少なくとも1つの発泡剤、少なくとも1つの界面活性剤、及び少なくとも1つの触
    媒の存在下で得られた組み合わせを硬化させてポリウレタンフォームを形成することとを
    含み、
    ここで、前記アミノアルコール化合物(i)は以下の構造:
    Figure 2022003145
    (式中、
    は、結合であるか、又はC(R)であり、
    は、H、OH又はC〜Cアルキルであり、
    は、H、OH又はC〜Cアルキルであり、
    、R、R、及びRは、独立してH、又はC〜Cアルキルであり、
    とRは、独立してH、OH又はC〜Cアルキルであり、
    〜Rのアルキルは、任意選択により、OH、NR19、C〜Cアルキル、
    又はフェニルで独立して置換され、RとR19は独立してH又はC〜Cアルキルで
    あり、
    但し、RもRもOHでない場合、RとRの少なくとも1つはOHである)又はそ
    の塩を有する、方法。
  3. 少なくとも2の平均官能価及びイソシアネート反応性基あたり少なくとも200の当量を
    有する前記イソシアネート反応性材料が、分子あたり2〜4個のヒドロキシル基を含む、
    請求項1又は請求項2に記載の方法。
  4. 前記芳香族ポリイソシアネートが、MDI、高分子MDI、並びにウレタン、尿素、ウレ
    トンイミン、ビウレット、アロフォネート及び/又はカルボジイミド基を含む又はMDI
    及び/又は高分子MDIの誘導体である、請求項1又は請求項2に記載の方法。
  5. 前記アミノアルコール化合物(i)が、2−アミノ−1−ブタノール、2−アミノ−2−
    エチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−
    アミノ−1−メチル−1、3−プロパンジオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメ
    タン、N−イソプロピルヒドロキシルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、
    N−メチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、モノイソプロパノールアミ
    ン、ジイソプロパノールアミン、モノ−sec−ブタノールアミン、ジ−sec−ブタノ
    ールアミン、又はそれらの塩である、請求項1又は請求項2に記載の方法。
  6. 前記酸化防止剤(ii)が、
    a)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのホスファイト若しくはホスホ
    ナイト化合物との混合物、
    b)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのベンゾフラノン若しくはイン
    ドリノン化合物との混合物、
    c)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのアミン系酸化防止剤との混合
    物、d)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのホスファイト若しくはホ
    スホナイト化合物、及び少なくとも1つのベンゾフルナオン又はインドリノン化合物との
    混合物、
    e)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのホスファイト若しくはホスホ
    ナイト化合物、及び少なくとも1つのアミン化合物との混合物、
    f)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのホスファイト若しくはホスホ
    ナイト化合物、少なくとも1つのベンゾフラノン若しくはインドリノン化合物、及び少な
    くとも1つのアミン化合物との混合物、
    g)少なくとも1つのフェノール化合物と少なくとも1つのチオ相乗剤との混合物、
    又は、
    h)a)〜f)の1つ以上と、少なくとも1つのチオ相乗剤との混合物、
    である、請求項1又は請求項2に記載の方法。
  7. 前記酸化防止剤(ii)が、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、ベ
    ンゼンプロパン酸、3,5−ビス(1,1−ジメチル−エチル)−4−ヒドロキシ−C
    −C分岐アルキルエステル、N、N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、
    ジラウリルチオジプロピオネート、亜リン酸トリフェニル、亜リン酸ジフェニルアルキル
    、トリアジン化合物、β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)
    プロピオン酸のアミド、置換及び非置換安息香酸のエステル、ニッケル化合物、β−チオ
    ジプロピオン酸のエステル、又はそれらの混合物である、請求項1又は請求項2に記載の
    方法。
  8. 請求項1又は請求項2の方法によって製造されたポリウレタンフォーム。
  9. ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの放散量がそれぞれ1μg/100mm×80mm
    ×50mmの試験片を超えない、請求項8に記載のポリウレタンフォーム。
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