JP2023049499A - ポリウレタンフォーム - Google Patents

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Abstract

【課題】ポリオレフィン系樹脂を配合したポリウレタンフォームの変色を抑制する。【解決手段】ポリウレタンフォームは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、ポリオレフィン系樹脂パウダーと、を、混合した組成物から得られる。組成物には、ヒドロキシカルボン酸が含まれる。【選択図】なし

Description

本開示は、ポリウレタンフォームに関する。
軽量軟質ポリウレタンフォームの製造においては、発泡倍率を高くするために、発泡剤としての水の添加量を増やす必要がある。ところが、水の添加量が増えると、水とイソシアネートの反応による発熱量が増加するという課題があった。そこで、この課題を解決するために、特許文献1,2には、ポリマーを利用して吸熱する技術が開示されている。例えば、これらの文献では、融点が100℃-150℃のポリオレフィン系樹脂パウダーが、好適に利用されている。
特開平06-199973号公報 特表2002-532596号公報 特開2011-037987号公報
しかし、ポリオレフィン系樹脂パウダーの添加により、ポリウレタンフォームが黄色に変色する場合があった。
なお、通気性の向上のために環状シロキサンを添加する技術が特許文献3に開示されている。しかし、この添加剤は、各種の規制を受けているものである。
本開示は、ポリウレタンフォームの変色を抑制するためのものであり、以下の形態として実現できる。
ポリオールと、
ポリイソシアネートと、
ポリオレフィン系樹脂パウダーと、
を、混合した組成物から得られるポリウレタンフォームであって、
前記組成物には、ヒドロキシカルボン酸が含まれる、ポリウレタンフォーム。
本開示によれば、ポリウレタンフォームの変色を抑制できる。
ここで、本開示の望ましい例を示す。
・前記ヒドロキシカルボン酸は、乳酸である、ポリウレタンフォーム。
・YI値が0.9以下である、ポリウレタンフォーム。
・ポリオレフィン系樹脂と、
ヒドロキシカルボン酸と、
が含まれるポリウレタンフォーム。
以下、本開示を詳しく説明する。なお、本明細書において、数値範囲について「-」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「10-20」という記載では、下限値である「10」、上限値である「20」のいずれも含むものとする。すなわち、「10-20」は、「10以上20以下」と同じ意味である。
1.ポリウレタンフォーム(その1)
ポリウレタンフォームは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、ポリオレフィン系樹脂パウダーと、を、混合した組成物(以下「ポリウレタン樹脂組成物」ともいう)から得られる。組成物には、炭素数5以上50以下の炭化水素が含まれる。
(1)ポリオール
ポリオールは、特に限定されない。各種のポリオールは単独で用いられてもよいし、2種以上併用されてもよい。
ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリカーボネートジオール、主鎖が炭素-炭素結合系ポリオールが例示される。
ポリエーテルポリオールは、例えば、ポリオキシプロピレン・ポリオキシエチレンポリオール、ポリマーポリオール、ポリオキシテトラメチレングリコールが挙げられる。
ポリエステルポリオールは、例えば、脂肪族系又は芳香族系の重縮合系ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオールが挙げられる。
主鎖が炭素-炭素結合系ポリオールは、例えば、ポリブタジエンポリオール、イソプレンポリオール等のポリオレフィン系ポリオール、アクリルポリオールが挙げられる。
(1.1)ポリエーテルポリオール
ポリエーテルポリオールとして、以下の開始剤(化合物)の1種又は2種以上に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、エピクロロヒドリン、スチレンオキシド等の1種又は2種以上を付加せしめて得られるポリエーテルポリオール、又はポリテトラメチレンエーテルグリコールが例示される。
(1.1.1)開始剤
(1.1.1.1)多価アルコール、及び多価アルコールのアルキレンオキシド付加物
多価アルコールの例:
〔2官能アルコール〕エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール
〔3官能アルコール〕グリセリン、トリメチロールプロパン
〔4官能アルコール〕ペンタエリスリトール
〔6官能アルコール〕ソルビトール
〔8官能アルコール〕ショ糖
(1.1.1.2)多価フェノール類のアルキレンオキシド付加物
多価フェノール類のアルキレンオキシド付加物の例:ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物
(1.1.1.3)多価ヒドロキシ化合物
多価ヒドロキシ化合物の例:りん酸、ベンゼンりん酸、ポリりん酸(例えばトリポリりん酸およびテトラポリりん酸)等
(1.1.1.4)フェノール-アニリン-ホルムアルデヒド三元縮合生成物
(1.1.1.5)アニリン-ホルムアルデヒド縮合生成物
(1.1.1.6)ポリアミン類
ポリアミン類の例:エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メチレンビスオルソクロルアニリン、4,4-および2,4’-ジフェニルメタンジアミン、2,4-トリレンジアミン、2,6-トリレンジアミン等
(1.1.1.7)アルカノールアミン類
アルカノールアミン類の例:トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等
(1.1.2)ポリマーポリオール
ポリマーポリオールは、既述のポリエーテルポリオールに、アクリロニトリル、スチレン、アルキルメタクリレート等のエチレン性不飽和化合物をグラフト重合させたポリオールである。
(1.2)ポリエステルポリオール
ポリエステルポリオールは、少なくとも2個のヒドロキシ基を有する化合物の1種又は2種以上と、少なくとも2個のカルボキシル基を有する化合物の1種又は2種以上との縮合により得られるポリエステルポリオール、又はカプロラクトン、メチルバレロラクトン等の環状エステルの開環重合体類である。
(1.2.1)少なくとも2個のヒドロキシ基を有する化合物の例
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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール1,3-および1,4-ブタンジオール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、メチルペンタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、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
(1.2.2)少なくとも2個のカルボキシル基を有する化合物の例
マロン酸、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸、酒石酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、シュウ酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ヘメリット酸
(1.3)ポリカーボネートジオール
ポリカーボネートポリオールとしては、例えばブタンジオールやヘキサンジオール等の低分子ポリオールと、プロピレンカーボネートやジエチルカーボネート等の低分子カーボネートとのエステル交換反応よって得られるもの等が挙げられる。
(1.4)ポリオレフィン系ポリオール
ポリオレフィン系ポリオールとしては、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水素添加ポリブタジエンポリオール、水素添加ポリイソプレンポリオールが例示される。
(1.5)植物由来ポリオール
ポリオールとして、上記のポリオールに加え、植物由来ポリオールを含んでもよい。植物由来ポリオールとしては、例えば、ひまし油系ポリオール、大豆油系ポリオール、パーム油系ポリオール、パーム核油系ポリオール、ヤシ油系ポリオール、カシュー油系ポリオール、オリーブ油系ポリオール、綿実油系ポリオール、サフラワー油系ポリオール、ごま油系ポリオール、ひまわり油系ポリオール、アマニ油系ポリオール等が挙げられる。植物由来のポリオール類は、1分子中の水酸基の官能基数が通常2~3である。
ひまし油系ポリオールとしては、ひまし油、ひまし油とポリオールとの反応物、ひまし油脂肪酸とポリオールとのエステル化反応物等を挙げることができる。ひまし油又はひまし油脂肪酸と反応させるポリオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロプレングリコールなどの2価のポリオール、あるいはグリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ソルビトール等の3価以上のポリオールなどを挙げることができる。
大豆油系ポリオールとしては、大豆油に由来するポリオール、例えば、大豆油とポリオールとの反応物、大豆油脂肪酸とポリオールとのエステル化反応物等が挙げられる。大豆油又は大豆油脂肪酸と反応させるポリオールとしては、上記ひまし油の場合と同様のものを用いることができる。パーム油系ポリオール、カシュー油系ポリオール等についても、大豆油系ポリオールの場合と同様である。なお、植物由来ポリオールとして例示した各種のポリオールは、単独で用いられてもよいし、2種以上併用されてもよい。
(2)触媒
ポリウレタン樹脂組成物には、触媒が含まれていてもよい。従来公知の触媒を特に限定なく採用できる。各種の触媒は単独で用いられてもよいし、2種以上併用されてもよい。
触媒として、アミン触媒、第4級アンモニウム塩触媒を用いることができる。これらの触媒の具体例を示す。
トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロパノールアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ヘキサデシルジメチルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、N-オクタデシルモルホリン、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、N-メチルジエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジメチルアミノヘキサノール、N,N-ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、N,N-ジメチルアミノエトキシエタノール等の第三級アミン触媒、トリエチレンジアミンのギ酸塩および他の塩、第一および第二アミンのアミノ基のオキシアルキレン付加物、N-N-ジアルキルピペラジン類のようなアザ環化合物、種々のN,N’,N’-トリアルキルアミノアルキルヘキサヒドロトリアジン類、N,N,N",N"-テトラメチルジエチレントリアミンのような官能基としてアミノ基を有するアミン触媒等を採用できる。
また、テトラメチルアンモニウムクロライド等のテトラアルキルアンモニウムハロゲン化物、水酸化テトラメチルアンモニウム塩等のテトラアルキルアンモニウム水酸化物、テトラメチルアンモニウム2-エチルヘキサン酸塩、2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムギ酸塩、2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム2-エチルヘキサン酸塩等のテトラアルキルアンモニウム有機酸塩類等の第4級アンモニウム塩触媒も採用できる。
ポリウレタン樹脂組成物における、アミン触媒及び第4級アンモニウム塩触媒からなる群より選択される1種以上の触媒の配合量は、特に限定されない。これらの触媒の配合量は、ポリオール100質量部に対し、ポリウレタンの生成反応を十分に促進させる観点から、0.01質量部以上が好ましく、0.05質量部以上がより好ましく、0.07質量部以上が更に好ましい。他方、ポリウレタンフォームの諸物性を保持する観点、及び製造コストの観点から、1質量部以下が好ましく、0.8質量部以下がより好ましく、0.5質量部以下が更に好ましい。これらの観点から、アミン触媒及び第4級アンモニウム塩触媒からなる群より選択される1種以上の触媒の配合量は、ポリオール100質量部に対し、0.01質量部以上1質量部以下が好ましく、0.05質量部以上0.8質量部以下がより好ましく、0.07質量部以上0.5質量部以下が更に好ましい。
触媒として、金属触媒(有機金属触媒)を用いることができる。金属触媒として、従来公知の金属触媒を特に限定なく採用できる。
金属触媒として、例えば、Sn(錫)、Pb(鉛)、Bi(ビスマス)、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)、Fe(鉄)、Zr(ジルコニウム)、Cu(銅)、Zn(亜鉛)等の金属塩、有機酸金属塩等が用いることができる。より具体的には、下記の金属触媒を用いることができる。
Sn触媒:オクチル酸スズ(II)(2-エチルヘキサン酸スズ、スタナスジオクトエート)、酢酸スズ(II)、スタナスジアセテート、オクタン酸スズ(II)、スズスタナスジオレエート、ネオデカン酸スズ(II)スタナスジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロライド、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチルスズジマレエート、ジオクチルスズジアセテート等
Pb触媒:オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛等
Bi触媒:オクチル酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、ロジン酸ビスマス等
Fe触媒:鉄アセチルアセトナート等
Zr触媒:ジルコニウムアセチルアセトナート等
Ni触媒:ニッケルアセチルアセトナート、オクチル酸ニッケル、ナフテン酸ニッケル等
Co触媒:コバルトアセチルアセトナート、オクチル酸コバルト、ナフテン酸コバルト等
ポリウレタン樹脂組成物における、金属触媒の配合量は、特に限定されない。金属触媒の配合量は、ポリオール100質量部に対し、ポリウレタンの生成反応を十分に促進させる観点から、0.01質量部以上が好ましく、0.05質量部以上がより好ましく、0.1質量部以上が更に好ましい。他方、金属触媒に由来する揮発性有機化合物(2-エチルヘキサン酸等)を抑制する観点から、1.0質量部以下が好ましく、0.5質量部以下がより好ましく、0.3質量部以下が更に好ましい。これらの観点から、金属触媒の配合量は、ポリオール100質量部に対し、0.01質量部以上1.0質量部以下が好ましく、0.05質量部以上0.5質量部以下がより好ましく、0.1質量部以上0.3質量部以下が更に好ましい。
(3)整泡剤
ポリウレタン樹脂組成物には、整泡剤が含まれていてもよい。整泡剤は、特に限定されない。
整泡剤は、具体的には、オルガノポリシロキサン、オルガノポリシロキサン-ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシアルキレン側鎖を有するポリアルケニルシロキサン、シリコーン-グリース共重合体等のシリコーン系化合物、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。これらの整泡剤は単独で用いられてもよいし、2種以上併用されてもよい。
整泡剤の配合量は、特に限定されない。整泡剤の配合量は、ポリオール100質量部に対して0.03質量部以上5.0質量部以下が好ましい。
(4)発泡剤
ポリウレタン樹脂組成物には、発泡剤が含まれていてもよい。発泡剤は、特に限定されない。発泡剤としては、水、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、炭酸ガス等が好適に用いられる。発泡剤が水の場合、添加量はポリウレタン発泡体において目的とする密度や良好な発泡状態が得られる範囲に決定され、通常はポリオール100質量部に対して1質量部以上10質量部以下が好ましい。
(5)ポリイソシアネート
ポリイソシアネートは、特に限定されない。ポリイソシアネートとしては、芳香族系イソシアネート、脂環式イソシアネート、及び脂肪族系イソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好適に採用される。脂肪族系イソシアネートの1種類以上と、芳香族系イソシアネートの1種類以上を併用してもよい。
また、ポリイソシアネートは、1分子中に2個のイソシアネート基を有する2官能のポリイソシアネート、1分子中に3個以上のイソシアネート基を有する3官能以上のポリイソシアネートのいずれであってもよく、単独であるいは複数組み合わせて使用してもよい。
例えば、2官能のポリイソシアネートとしては、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソネート、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート等の芳香族系イソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート等の脂環式イソシアネート、ブタン-1,4-ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、リジンイソシアネート等の脂肪族系イソシアネートを挙げることができる。
また、3官能以上のポリイソシアネートとしては、1-メチルベンゾール-2,4,6-トリイソシアネート、1,3,5-トリメチルベンゾール-2,4,6-トリイソシアネート、ビフェニル-2,4,4’-トリイソシアネート、ジフェニルメタン-2,4,4’-トリイソシアネート、メチルジフェニルメタン-4,6,4’-トリイソシアネート、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、トリフェニルメタン-4,4’,4"-トリイソシアネート、ポリメリックMDI等を挙げることができる。
なお、その他ウレタンプレポリマーやカルボジイミド変性イソシアネート、イソシアヌレート変性イソシアネート、ビュレット変性イソシアネートも使用することができる。
ポリイソシアネートとポリオールの混合割合は、特に限定されない。イソシアネートインデックスは80以上120以下が好ましい。イソシアネートインデックス(INDEX)は、ポリウレタン樹脂組成物中に含まれる活性水素基1モルに対するイソシアネート基のモル数を100倍した値であり、[(組成物中のイソシアネート当量/組成物中の活性水素の当量)×100]で計算される。
(6)炭素数5以上50以下の炭化水素
ポリウレタン樹脂組成物には、炭素数5以上50以下の炭化水素が含まれていてもよい。炭素数5以上50以下の炭化水素は、炭素数がこの範囲内であれば特に限定されない。炭化水素は、飽和炭化水素、不飽和炭化水素のいずれであってもよい。炭化水素は、分岐構造を有する炭化水素、環式炭化水素のいずれであってもよい。炭化水素としては、炭素数5以上50以下のn-パラフィン、炭素数5以上50以下のイソパラフィンが好適に例示される。炭素数5以上50以下の炭化水素は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
ポリウレタン樹脂組成物に、炭素数5以上50以下の炭化水素が含まれる場合には、ポリウレタンフォームの通気性が向上する。この理由を以下に説明する。ポリウレタン樹脂組成物に、炭素数5以上50以下の炭化水素が含まれることで、ポリウレタンフォームの発泡成形時にセル膜が数多く破られると推測される。このため、ポリウレタンフォームの高い通気性が確保されると考えられる。
また、炭素数5以上50以下の炭化水素によって、ポリウレタンフォームの加工時の静電気が抑制されると推測される。
また、炭素数5以上50以下の炭化水素は、ポリウレタンフォームの発泡成形時に気化することで吸熱作用を奏すると推測される。よって、この作用によりポリウレタンフォームの内部温度が下がり、変色がより抑制されると考えられる。
(6.1)炭素数5以上50以下のn-パラフィン
炭素数5以上50以下のn-パラフィンとして、n-ノナン、n-デカン、n-ウンデカン、n-ドデカン、n-トリデカン、n-テトラデカン、n-ペンタデカン、n-ヘキサデカン、n-ヘプタデカン、n-オクタデカン、n-ノナデカン、及びn-エイコサンからなる群より選択される少なくとも1種が例示される。
(6.2)炭素数5以上50以下のイソパラフィン
炭素数5以上50以下のイソパラフィンとして、イソデカン、イソドデカン、7-メチルデカン、及び7-n-ヘキシリトリデカンからなる群より選択される少なくとも1種が例示される。
(6.3)炭素数5以上50以下の炭化水素の配合量
ポリウレタン樹脂組成物における、炭素数5以上50以下の炭化水素の配合量は、特に限定されない。炭化水素の配合量は、ポリオール100質量部に対し、ポリウレタンフォームの通気性を十分に確保する観点から、0.1質量部以上が好ましく、0.2量部以上がより好ましく、0.3質量部以上が更に好ましい。他方、ポリウレタンフォームの諸物性を保持する観点、及び製造コストの観点から、7.0質量部以下が好ましく、5.0質量部以下がより好ましく、3.0質量部以下が更に好ましい。これらの観点から、炭化水素の配合量は、ポリオール100質量部に対し、0.1質量部以上7.0質量部以下が好ましく、0.2質量部以上5.0質量部以下がより好ましく、0.3質量部以上3.0質量部以下が更に好ましい。なお、2種以上の炭化水素を用いる場合には、上記配合量は、全炭化水素の合計量を意味する。
(7)ポリオレフィン系樹脂パウダー
ポリオレフィン系樹脂パウダーに含まれるポリオレフィン系樹脂は、エチレン、プロピレン等のα-オレフィンの単独重合又は共重合によって得られる樹脂である。ポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びプロピレン-エチレン共重合体からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。
ポリオレフィン系樹脂パウダーとしては、例えば、ポリエチレンパウダー、ポリプロピレンパウダー等が挙げられ、これらを1種又は2種以上を使用できる。融点の観点から、ポリエチレンパウダーが好ましい。
ポリオレフィン系樹脂パウダーの粒径は特に限定されない。ポリオレフィン系樹脂パウダーの中心粒子径は、フォームの触感を維持する観点から、1μm以上1000μm以下が好ましく、5μm以上800μm以下がより好ましく、10μm以上600μm以下が更に好ましい。
ポリウレタン樹脂組成物における、ポリオレフィン系樹脂パウダーの配合量は、特に限定されず、配合されていればよい。ポリオレフィン系樹脂パウダーの配合量は、ポリオール100質量部に対し、吸熱効果の観点から、1質量部以上が好ましく、5量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましい。他方、ポリウレタンフォームの諸物性を保持する観点から、50質量部以下が好ましく、35質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましい。これらの観点から、ポリオレフィン系樹脂パウダーの配合量は、ポリオール100質量部に対し、1質量部以上50質量部以下が好ましく、5質量部以上35質量部以下がより好ましく、10質量部以上20質量部以下が更に好ましい。なお、2種以上のポリオレフィン系樹脂パウダーを用いる場合には、上記配合量は、全ポリオレフィン系樹脂パウダーの合計量を意味する。
(8)ヒドロキシカルボン酸
ポリウレタン樹脂組成物には、ポリウレタンフォーム変色を抑制する観点からヒドロキシカルボン酸が含まれている。
ヒドロキシカルボン酸は、分子内にヒドロキシ基とカルボキシル基の両方を有する化合物である。本開示においては、ヒドロキシカルボン酸のヒドロキシ基とカルボキシル基が分子内脱水縮合した環状化合物であるラクトン、2分子のヒドロキシカルボン酸の互いのヒドロキシ基とカルボキシル基が脱水縮合した環状化合物であるラクチドも、ヒドロキシカルボン酸に含める。ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、乳酸、グリコール酸、プロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸、2-ヒドロキシエトキシ酢酸、1,3-プロパンジオール,1-カルボネートやこれらの誘導体、これらの1種以上が分子内脱水縮合したラクトン、これらの1種以上が2分子間で脱水縮合したラクチド等が挙げられ、これらのヒドロキシカルボン酸を1種又は2種以上を使用できる。
ポリウレタン樹脂組成物における、ヒドロキシカルボン酸の配合量は、特に限定されない。ヒドロキシカルボン酸の配合量は、ポリオール100質量部に対し、ポリウレタンフォームの変色を効果的に抑制する観点から、0.01質量部以上が好ましく、0.03質量部以上がより好ましく、0.05質量部以上が更に好ましい。他方、ポリウレタンフォームの諸物性を保持する観点、及び製造コストの観点から、5質量部以下が好ましく、3質量部以下がより好ましく、1質量部以下が更に好ましい。これらの観点から、乳酸の配合量は、ポリオール100質量部に対し、0.01質量部以上5質量部以下が好ましく、0.03質量部以上3質量部以下がより好ましく、0.05質量部以上1質量部以下が更に好ましい。
(9)その他の添加剤
ポリウレタン樹脂組成物には、適宜その他の添加剤、例えば架橋剤、可塑剤、難燃剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、脱泡剤、相溶化剤、着色剤、安定剤、抗菌剤、防カビ剤、脱臭剤、消臭剤、芳香剤、香料等を配合することができる。架橋剤としては、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、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の短鎖ジオール系の架橋剤等が挙げられる。着色剤としては、顔料、染料、着色料等が挙げられる。
(10)ポリウレタンフォームの物性
ポリウレタンフォームの物性は、用途等に応じて適宜設定できる。ポリウレタンフォームは、軟質ポリウレタンフォームであることが好ましい。
ポリウレタンフォームは、以下の物性を備えることが好ましい。
(10.1)見かけ密度
見かけ密度(JIS K7222)は、8kg/m-150kg/mが好ましく、10kg/m-100kg/mがより好ましく、12kg/m-80kg/mが更に好ましい。
(10.2)硬さ
硬さ(JIS K6400-2 D法)は、10N-600Nが好ましく、20N-400Nがより好ましく、30N-200Nが更に好ましい。この範囲であれば柔軟性に富み、軟質ポリウレタンフォームとして好ましい。
(10.3)反発弾性
反発弾性(JIS K6400-3)は、1%-80%が好ましく、5%-70%がより好ましい。
(10.4)引張強さ、伸び
引張強さ(JIS K6400-5)は、30kPa以上が好ましく、50kPa以上がより好ましい。
伸び(JIS K6400-5)は、50%-500%が好ましい。50%以上であれば柔軟性に富み、軟質ポリウレタンフォームとして好ましい。
(10.5)通気量
通気量(JIS K6400-7 A法:2012)は、80L/min以上が好ましく、100L/min以上がより好ましく、120L/min以上が更に好ましい。尚、通気量は、通常300L/min以下である。
(10.6)色相(YI値)
JIS Z8722に基づく方法に準拠して測定されたYI値は、5以下が好ましく、1以下がより好ましく、0以下が更に好ましい。尚、YI値は、通常-3以上である。YI値は、それの値が高いほど黄色の度合いが高いことを示している。
2.ポリウレタンフォーム(その2)
ポリウレタンフォーム(その2)は、ポリオレフィン系樹脂と、ヒドロキシカルボン酸と、が含まれているポリウレタンフォームである。このポリウレタンフォーム(その2)は、通常、ポリオールと、触媒と、整泡剤と、発泡剤と、ポリイソシアネートと、ヒドロキシカルボン酸と、ポリオレフィン系樹脂パウダーと、を混合した組成物から得られる。ポリウレタンフォーム(その2)では、発泡成形後においても組成物中のヒドロキシカルボン酸が残存している。
ポリウレタンフォーム(その2)において、「ポリオレフィン系樹脂」、「ヒドロキシカルボン酸」、「ポリウレタンフォームの物性」については、「ポリウレタンフォーム(その1)」の欄における説明をそのまま適用し、その記載は省略する。すなわち、「ポリウレタンフォーム(その1)」の項目で説明した「ポリオレフィン系樹脂」(詳細には「ポリオレフィン系樹脂パウダー」の説明における「ポリオレフィン系樹脂パウダーに含まれるポリオレフィン系樹脂」の説明)、「ヒドロキシカルボン酸」、「ポリウレタンフォームの物性」をそのまま適用する。
3.ポリウレタンフォームの製造
ポリウレタンフォームは、ポリウレタン樹脂組成物を攪拌混合してポリオールとポリイソシアネートを反応させる公知の発泡方法によって製造することができる。発泡方法には、スラブ発泡とモールド発泡とがあり、いずれの成形方法でもよい。スラブ発泡は、混合したポリウレタン樹脂組成物をベルトコンベア上に吐出し、大気圧下、常温で発泡させる方法である。他方、モールド発泡は、混合したポリウレタン樹脂組成物をモールド(成形型)に充填してモールド内で発泡させる方法である。
1.ポリウレタンフォームの製造
表1,2の割合で配合したポリウレタン樹脂組成物を調製し、スラブ発泡により、実施例及び比較例のポリウレタンフォームを製造した。
各原料の詳細は以下の通りである。
・ポリオール:ポリエーテルポリオール、官能基数3、分子量3000、水酸基価56mgKOH/g
・アミン触媒:N,N-ジメチルアミノヘキサノール
・整泡剤:シリコーン系整泡剤、品名:L-595、モメンティブ製
・ポリエチレンパウダー(PEパウダー):品名:ミペロン XM-330、三井化学(株)製
・金属触媒:オクチル酸スズ(II)
・ポリイソシアネート:トルエンジイソシアネート(TDI)
ポリウレタンフォームは、具体的には次の手順により製造した。
ポリイソシアネート以外の原料をカップ容器に計量、攪拌し、混合溶液とした。
混合溶液にポリイソシアネートを添加し、攪拌して、ポリウレタン樹脂組成物とした。
Figure 2023049499000001
Figure 2023049499000002
2.評価方法
(1)見かけ密度(密度)
見かけ密度は、JIS K7222にて測定した。
(2)硬さ
硬さは、JIS K6400-2 D法にて測定した。
(3)反発弾性
反発弾性は、JIS K6400-3にて測定した。
(4)引張強さ、伸び
引張強さ、伸びは、JIS K6400-5にて測定した。
(5)通気量
通気量は、JIS K6400-7B法にて測定した。
(6)色相(YI値)
色相(YI値)は、JIS Z8722に基づく方法に準拠して測定した。また、試験対象のポリウレタンフォームの内部を、製造した翌日に測定した。
(7)加工性
ポリウレタンフォームを5mm厚に複数枚にスライス加工した。スライス加工したポリウレタンフォーム同士を重ね合わせて評価した。加工性は、以下の基準で評価した。
良好:スライスしたフォーム同士を重ね合わせても、静電気によるフォーム同士の反発は弱く加工性が良好である。
不良:スライスしたフォーム同士を重ね合わせると、静電気によりフォーム同士の反発は強く加工性があまり良くない。
3.結果
結果を表1,2に併記する。なお、表中の内部温度とは、スラブ発泡した際のポリウレタンフォーム内部の最高温度を意味する。
比較例1-3は、ヒドロキシカルボン酸である乳酸を添加していない軟質ポリウレタンフォームの結果を示す。比較例1-3は、YI値が高かった。
実施例1-8は、乳酸を添加した結果を示す。実施例1-8は、YI値が比較例1-3に比べて低く、変色が抑制されていた。
また、炭素数5以上50以下の炭化水素であるn-ペンタデカンも配合した実施例2,3,4,5,7,8は、加工性も良好であった。よって、ヒドロキシカルボン酸とともに、炭素数5以上50以下の炭化水素を配合することで加工性も向上することが確認された。
以上の実施例によれば、変色の抑制されたポリウレタンフォームが提供される。
本開示は上記で詳述した実施例に限定されず、本開示の範囲で様々な変形又は変更が可能である。

Claims (4)

  1. ポリオールと、
    ポリイソシアネートと、
    ポリオレフィン系樹脂パウダーと、
    を、混合した組成物から得られるポリウレタンフォームであって、
    前記組成物には、ヒドロキシカルボン酸が含まれる、ポリウレタンフォーム。
  2. 前記ヒドロキシカルボン酸は、乳酸である、請求項1に記載のポリウレタンフォーム。
  3. YI値が0.9以下である、請求項1又は請求項2に記載のポリウレタンフォーム。
  4. ポリオレフィン系樹脂と、
    ヒドロキシカルボン酸と、
    が含まれるポリウレタンフォーム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024070032A1 (ja) * 2022-09-27 2024-04-04 株式会社イノアックコーポレーション ポリウレタンフォーム及び電極作製用多孔体

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