JP2023077164A - polyurethane foam - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抗菌剤を含むポリウレタンフォームに関する。 The present invention relates to polyurethane foams containing antimicrobial agents.
台所用、衣料用、寝具用、家具用、建設資材用等、種々の用途にポリウレタンフォームが利用されている。
台所用スポンジ等のような抗菌性が求められる用途には、銀化合物等の抗菌剤を含むポリウレタンフォームがある(特許文献1)。
Polyurethane foams are used in various applications such as kitchens, clothing, bedding, furniture, and construction materials.
Polyurethane foam containing an antibacterial agent such as a silver compound is used for applications such as kitchen sponges that require antibacterial properties (Patent Document 1).
しかし、近年、環境に与える影響が重要視されるようになり、ポリオウレタンフォームについても環境への影響がより少ないものが求められるようになった。 However, in recent years, the impact on the environment has come to be emphasized, and polyurethane foams with less impact on the environment have been demanded.
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、環境への影響がより少ない抗菌剤を含むポリウレタンフォームの提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a polyurethane foam containing an antibacterial agent that has less impact on the environment.
第1の発明は、植物を原料とする植物由来の抗菌剤を含むポリウレタンフォームである。 A first invention is a polyurethane foam containing a plant-derived antibacterial agent made from a plant.
第2の発明は、第1の発明において、前記植物由来の抗菌剤は、第四級アンモニウム塩系抗菌剤であることを特徴とする。 A second invention is characterized in that in the first invention, the plant-derived antibacterial agent is a quaternary ammonium salt antibacterial agent.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記ポリウレタンフォームは、前記植物由来の抗菌剤を含むポリウレタン形成用組成物から形成されたものであり、前記ポリウレタン形成用組成物には、ポリオール100重量部中にポリエーテルポリオールが15~100重量部含まれていることを特徴とする。 In a third invention, in the first or second invention, the polyurethane foam is formed from a polyurethane-forming composition containing the plant-derived antibacterial agent, and the polyurethane-forming composition includes: It is characterized by containing 15 to 100 parts by weight of polyether polyol in 100 parts by weight of polyol.
第4の発明は、第1又は第2の発明において、前記ポリウレタンフォームは、前記植物由来の抗菌剤を含むポリウレタン形成用組成物から形成されたものであり、前記ポリウレタン形成用組成物には、植物を原料とする植物由来のポリオールが含まれていることを特徴とする。 In a fourth invention, in the first or second invention, the polyurethane foam is formed from a polyurethane-forming composition containing the plant-derived antibacterial agent, and the polyurethane-forming composition includes: It is characterized by containing a plant-derived polyol whose raw material is a plant.
第5の発明は、植物を原料とする植物由来のポリオールと、第四級アンモニウム塩系抗菌剤とを含むポリウレタン形成用組成物から形成されたことを特徴とするポリウレタンフォームである。 A fifth aspect of the invention is a polyurethane foam formed from a polyurethane-forming composition containing a plant-derived polyol whose raw material is a plant and a quaternary ammonium salt-based antibacterial agent.
第6の発明は、第1から第5の発明の何れか一において、AMS法によるバイオマス度が1%以上であることを特徴とする。 A sixth invention is characterized in that in any one of the first to fifth inventions, the degree of biomass determined by the AMS method is 1% or more.
本発明のポリウレタンフォームは、植物由来の抗菌剤を含むため、従来の銀化合物等の抗菌剤を含むポリウレタンフォームと比べ、環境への影響を低減することができる。
また、ポリオールに植物由来のポリオールを含む場合は、ポリウレタンフォームのバイオマス度(植物由来度)が高くなり、地球環境負荷低減効果を高めることができる。
Since the polyurethane foam of the present invention contains a plant-derived antibacterial agent, it has less impact on the environment than conventional polyurethane foams containing an antibacterial agent such as a silver compound.
Moreover, when the polyol contains a plant-derived polyol, the biomass degree (plant-derived degree) of the polyurethane foam is increased, and the effect of reducing the load on the global environment can be enhanced.
本発明の植物由来の抗菌剤を含むポリウレタンフォームは、ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤、植物油来の抗菌剤を含むポリウレタン形成用組成物を撹拌し、ポリオールとイソシアネートを反応させ、発泡させることにより得られる。本発明のポリウレタンフォームは、軟質、硬質の何れでもよく、台所用、衣料用、寝具用、家具用等には、軟質ポリウレタンフォームが好適である。 The polyurethane foam containing the plant-derived antibacterial agent of the present invention is produced by stirring a polyurethane-forming composition containing a polyol, a polyisocyanate, a catalyst, a blowing agent, and a vegetable oil-derived antibacterial agent to react the polyol and the isocyanate to foam. obtained by The polyurethane foam of the present invention may be either flexible or rigid, and flexible polyurethane foams are suitable for use in kitchens, clothing, bedding, furniture, and the like.
ポリオールとしては、ポリウレタンフォーム用のポリオールを使用することができ、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、ポリエーテルエステルポリオール、植物を原料とする植物由来のポリオール等があり、それらの一種類あるいは複数種類を使用してもよい。それらの中でも、ポリウレタンフォームを加水分解のし難いものとするため、ポリエーテルポリオール単独あるいはポリエーテルポリオールと植物由来のポリオールの併用が好ましい。ポリオールにおける水酸基の平均官能基数は1.0を超えればよい。ポリオールにおける水酸基の平均官能基数の好ましい範囲として1.5~5.0、1.8~4.5、2~4.0を例示できる。 Polyols for polyurethane foams can be used as polyols, and examples thereof include polyether polyols, polyester polyols, polyether ester polyols, plant-derived polyols made from plants, and the like. may be used. Among them, polyether polyol alone or a combination of polyether polyol and plant-derived polyol is preferable in order to make the polyurethane foam resistant to hydrolysis. The average functionality of hydroxyl groups in the polyol should be greater than 1.0. Preferred ranges for the average functional group number of hydroxyl groups in the polyol are 1.5 to 5.0, 1.8 to 4.5, and 2 to 4.0.
ポリエーテル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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコールにエチレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(PO)等のアルキレンオキサイドを付加した石油由来のポリエーテルポリオールを挙げることができる。
ポリエーテルポリオールの水酸基価(OHV)は15~100mgKOH/g(より好適には30~80mgKOH/g)、官能基数は2.0~3.5、分子量は100~10000(より好適には1000~5000)が好ましい。
ポリエーテルポリオールの配合量は、ポリオール100重量部中に10~100重量部が好ましく、15~90重量部がより好ましく、20~85重量部がさらに好ましい。
Polyether polyols include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol and sucrose, ethylene oxide (EO), Petroleum-derived polyether polyols to which alkylene oxides such as propylene oxide (PO) are added can be mentioned.
The polyether polyol has a hydroxyl value (OHV) of 15 to 100 mgKOH/g (more preferably 30 to 80 mgKOH/g), a functional group number of 2.0 to 3.5, and a molecular weight of 100 to 10,000 (more preferably 1,000 to 5000) is preferred.
The blending amount of the polyether polyol is preferably 10 to 100 parts by weight, more preferably 15 to 90 parts by weight, and even more preferably 20 to 85 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol.
ポリエステルポリオールとしては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、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等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られた石油由来のポリエステルポリオールを挙げることできる。
ポリエステルポリオールの水酸基価(OHV)は15~100mgKOH/g、官能基数は2~3。5、分子量は100~10000(より好適には1000~5000)が好ましい。
また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、ポリエーテルポリオールと多塩基酸を反応させてポリエステル化したもの、あるいは1分子内にポリエーテルとポリエステルの両セグメントを有するものを挙げることができる。
Polyester polyols are obtained by polycondensation of aliphatic carboxylic acids such as malonic acid, succinic acid and adipic acid, aromatic carboxylic acids such as phthalic acid, and aliphatic glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol. and petroleum-derived polyester polyols.
The polyester polyol preferably has a hydroxyl value (OHV) of 15 to 100 mgKOH/g, a functional group number of 2 to 3.5, and a molecular weight of 100 to 10,000 (more preferably 1,000 to 5,000).
Examples of polyether ester polyols include those obtained by reacting polyether polyols with polybasic acids to form polyesters, and those having both polyether and polyester segments in one molecule.
植物を原料とする植物由来のポリオールとしては、大豆油系、ヤシ油系、菜種油系、ココナッツ油系、ひまわり油系、ひまし油系等のポリオールが挙げられる。それらの中でも、ひまし油ポリオールは、入手の容易さ等から好適な植物由来ポリオールである。
ひまし油ポリオールには、未変性ひまし油ポリオールと変性ひまし油ポリオールとがあり、何れも使用可能であり、併用がより好ましい。
Examples of plant-derived polyols using plants as raw materials include soybean oil-based, coconut oil-based, rapeseed oil-based, coconut oil-based, sunflower oil-based, and castor oil-based polyols. Among them, castor oil polyol is a preferred plant-derived polyol because of its availability and the like.
Castor oil polyols include unmodified castor oil polyols and modified castor oil polyols, both of which can be used, and their combined use is more preferred.
未変性ひまし油ポリオールは、精製ひまし油ポリオール、半精製ひまし油ポリオール、未精製ひまし油ポリオールの何れでもよく、それらの中でも精製ひまし油ポリオールが好ましい。
また、未変性(精製)ひまし油ポリオールは、官能基数が2.7、水酸基価が155~165mgKOH/gが好ましい。
変性ひまし油ポリオールは、例えば、ひまし油とカルボン酸等の有機酸によりエステル化させたエステル変性ひまし油ポリオールが挙げられる。また、変性ひまし油ポリオールは、官能基数が2.0~3.5、水酸基価が40~180mgKOH/生成が好ましい。
The unmodified castor oil polyol may be any of refined castor oil polyol, semi-refined castor oil polyol, and unrefined castor oil polyol, and among them, refined castor oil polyol is preferred.
Further, the unmodified (refined) castor oil polyol preferably has a functional group number of 2.7 and a hydroxyl value of 155 to 165 mgKOH/g.
Modified castor oil polyols include, for example, ester-modified castor oil polyols obtained by esterifying castor oil with organic acids such as carboxylic acids. The modified castor oil polyol preferably has a functional group number of 2.0 to 3.5 and a hydroxyl value of 40 to 180 mg KOH/produced.
植物由来のポリオールの配合量は、ポリオール100重量部中に5~85重量部含まれるのが好ましく、下限については10重量部以上がより好ましく、15重量部以上がさらに好ましい。環境に対する影響を考慮すると、植物由来のポリオールの配合量を30重量部以上、40重量部以上とすることもできる。
また、未変性(精製)ひまし油ポリオールと変性ひまし油ポリオールとを併用する場合の重量比は、未変性(精製)ひまし油ポリオール:変性ひまし油ポリオール=1:1~4:1が好ましく、1.5:1~3:1がより好ましい。
The blending amount of the plant-derived polyol is preferably 5 to 85 parts by weight per 100 parts by weight of the polyol, and the lower limit is more preferably 10 parts by weight or more, further preferably 15 parts by weight or more. Considering the impact on the environment, the blending amount of the plant-derived polyol can be 30 parts by weight or more and 40 parts by weight or more.
When the unmodified (refined) castor oil polyol and the modified castor oil polyol are used in combination, the weight ratio is unmodified (refined) castor oil polyol:modified castor oil polyol=1:1 to 4:1, preferably 1.5:1. ~3:1 is more preferred.
ポリイソシアネートとしては、イソシアネート基を2以上有する脂肪族系または芳香族系ポリイソシアネート、それらの混合物、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを使用することができる。脂肪族系ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキサメタンジイソシアネート等を挙げることができ、芳香族ポリイソシアネートとしては、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)、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメリックMDI(クルードMDI)等を挙げることができる。なお、その他プレポリマーも使用することができる。 As the polyisocyanate, aliphatic or aromatic polyisocyanates having two or more isocyanate groups, mixtures thereof, and modified polyisocyanates obtained by modifying them can be used. Examples of aliphatic polyisocyanates include hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexamethane diisocyanate. Examples of aromatic polyisocyanates include toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), naphthalene diisocyanate, xyloxy Examples include diisocyanate, polymeric MDI (crude MDI), and the like. In addition, other prepolymers can also be used.
イソシアネートインデックスは70~140が好ましく、より好ましくは80~130であり、90~120がさらに好ましい。イソシアネートインデックスが70未満になると、良好なフォームができなくなる。一方、イソシアネートインデックスが150を超えるとフォームが硬くなりすぎて脆くなり、耐久性が劣るようになる。また、イソシアネートインデックスが120を超えると、内部の発熱温度が高くなり大きなスケールの発泡が難しくなる。イソシアネートインデックスは、[(ポリウレタン形成用組成物中のイソシアネート当量/ポリウレタン形成用組成物中の活性水素の当量)×100]で計算される。 The isocyanate index is preferably 70-140, more preferably 80-130, even more preferably 90-120. If the isocyanate index is less than 70, good foam cannot be obtained. On the other hand, if the isocyanate index exceeds 150, the foam becomes too hard and brittle, resulting in poor durability. On the other hand, if the isocyanate index exceeds 120, the internal exothermic temperature becomes high, making large-scale foaming difficult. The isocyanate index is calculated by [(isocyanate equivalent in the polyurethane-forming composition/active hydrogen equivalent in the polyurethane-forming composition)×100].
触媒としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを用いることができる。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、N-エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等のスズ触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒(有機金属触媒とも称される。)を挙げることができる。 As the catalyst, those known for polyurethane foam can be used. For example, amine catalysts such as triethylamine, triethylenediamine, diethanolamine, dimethylaminomorpholine, N-ethylmorpholine and tetramethylguanidine; tin catalysts such as stannus octoate and dibutyltin dilaurate; phenylmercuric propionate and lead octoate. metal catalysts (also referred to as organometallic catalysts) such as
発泡剤としては、水、炭化水素、ハロゲン系化合物等を挙げることができ、これらの中から1種類でもよく、2種類以上でもよい。炭化水素としては、シクロペンタン、イソペンタン、ノルマルペンタン等を挙げることができる。また、ハロゲン系化合物としては、塩化メチレン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ノナフルオロブチルメチルエーテル、ノナフルオロブチルエチルエーテル、ペンタフルオロエチルメチルエーテル、ヘプタフルオロイソプロピルメチルエーテル等を挙げることができる。これらの中でも発泡剤として水が特に好適である。水は、イオン交換水、水道水、蒸留水等の何れでもよい。発泡剤としての水の配合量は、ポリオール100重量部に対して、0.5~10重量部が好ましく、1~8重量部がより好ましく、1.5~5重量部がさらに好ましい。 Examples of foaming agents include water, hydrocarbons, halogen compounds, and the like, and one or more of these may be used. Examples of hydrocarbons include cyclopentane, isopentane, normal pentane, and the like. Halogen compounds include methylene chloride, trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, nonafluorobutylmethylether, nonafluorobutylethylether, pentafluoroethylmethylether, heptafluoroisopropylmethylether and the like. Among these, water is particularly suitable as the foaming agent. Water may be ion-exchanged water, tap water, distilled water, or the like. The blending amount of water as a foaming agent is preferably 0.5 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 8 parts by weight, and even more preferably 1.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.
植物を原料とする植物油来の抗菌剤としては、例えば、ココナッツ油、オリーブ油、しその実油、紅花油、ごま油、大豆油、菜種油、ヒバ油等を精製した植物由来の脂肪酸からの誘導体等が挙げられる。
それらの中でも、好適な植物油来の抗菌剤として、第四級アンモニウム塩系抗菌剤が挙げられる。
第四級アンモニウム塩系抗菌剤として、シリル基を有する第四級アンモニウム塩系抗菌剤、アルコキシ基を有する第四級アンモニウム塩系抗菌剤、アルコキシシリル基を有する第四級アンモニウム塩系抗菌剤、トリメトキシシリル基を有する第四級アンモニウム塩系抗菌剤、トリエトキシシリル基を有する第四級アンモニウム塩系抗菌剤等が挙げられる。
Examples of antibacterial agents derived from plant oils derived from plants include derivatives of fatty acids derived from plants obtained by refining coconut oil, olive oil, perilla seed oil, safflower oil, sesame oil, soybean oil, rapeseed oil, cedar oil, and the like. be done.
Among them, suitable antimicrobial agents derived from vegetable oils include quaternary ammonium salt antimicrobial agents.
The quaternary ammonium salt antibacterial agent includes a silyl group-containing quaternary ammonium salt antibacterial agent, an alkoxy group-containing quaternary ammonium salt antibacterial agent, an alkoxysilyl group-containing quaternary ammonium salt antibacterial agent, A quaternary ammonium salt antibacterial agent having a trimethoxysilyl group, a quaternary ammonium salt antibacterial agent having a triethoxysilyl group, and the like.
第四級アンモニウム系抗菌剤の一例として、図1には、トリメトキシシリル基を有する第四級アンモニウム塩系抗菌剤の構造式を示す。図1の構造式において、nは8~20が好ましい。
トリメトキシシリル基を有する第四級アンモニウム塩系抗菌剤の例として、n=17である[3-(トリメトキシシリル)プロピル]ジメチル(オクタデシル)アンモニウムクロリドを挙げる。
第四級アンモニウム塩系抗菌剤は、グリコール等の溶剤に溶解して用いてもよい。
As an example of a quaternary ammonium antibacterial agent, FIG. 1 shows the structural formula of a quaternary ammonium salt antibacterial agent having a trimethoxysilyl group. In the structural formula of FIG. 1, n is preferably 8-20.
[3-(trimethoxysilyl)propyl]dimethyl(octadecyl)ammonium chloride, where n=17, is an example of a quaternary ammonium salt antibacterial agent having a trimethoxysilyl group.
The quaternary ammonium salt antibacterial agent may be used by dissolving it in a solvent such as glycol.
植物油来の抗菌剤の含有量は、ポリオール100重量部当たり0.2~3.0重量部が好ましく、0.25~2.5重量部がより好ましく、0.3~1.5重量部がさらに好ましい。なお、植物油来の抗菌剤が溶剤や架橋剤や可塑剤等に溶解した状態で配合される場合、その溶剤等の割合を考慮して前記含有量の範囲よりも多く配合される。 The content of the antibacterial agent derived from vegetable oil is preferably 0.2 to 3.0 parts by weight, more preferably 0.25 to 2.5 parts by weight, and more preferably 0.3 to 1.5 parts by weight per 100 parts by weight of polyol. More preferred. When the vegetable oil-derived antibacterial agent is dissolved in a solvent, a cross-linking agent, a plasticizer, or the like, the amount is higher than the above-mentioned content range, taking into consideration the ratio of the solvent and the like.
ポリウレタン形成用組成物には、その他適宜助剤が配合される。その他の助剤としては、架橋剤、整泡剤、難燃剤、着色剤、安定剤、可塑剤等を挙げることができる。
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、1,6-ヘキサンジオール等を挙げることができる。
The polyurethane-forming composition is blended with other adjuvants as appropriate. Other auxiliary agents include cross-linking agents, foam stabilizers, flame retardants, colorants, stabilizers, plasticizers, and the like.
Examples of cross-linking agents include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1-4-butanediol, 1,6-hexanediol and the like.
整泡剤としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができる。例えば、シリコーン系整泡剤、フッ素系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。 As the foam stabilizer, those known for polyurethane foam can be used. Examples thereof include silicone foam stabilizers, fluorine foam stabilizers and known surfactants.
難燃剤としては、ポリ塩化ビニル、クロロプレンゴム、塩素化ポリエチレンなどのハロゲン化ポリマー、リン酸エステルやハロゲン化リン酸エステル化合物、あるいはメラミン樹脂やウレア樹脂などの有機系難燃剤、酸化アンチモンや水酸化アルミニウムなどの無機系難燃剤等を挙げることができる。 Flame retardants include halogenated polymers such as polyvinyl chloride, chloroprene rubber, and chlorinated polyethylene; phosphoric esters and halogenated phosphoric ester compounds; organic flame retardants such as melamine resins and urea resins; Inorganic flame retardants such as aluminum can be used.
本発明のポリウレタンフォームは、ASTM D6866-20に規定されるAMS法(加速器質量分析法)で測定されるバイオマス度が1%以上であるのが好ましい。
バイオマス度は、製品に含まれる天然由来原料の割合を意味し、天然由来の物質にしか含まれていない放射性炭素C14が製品にどのくらい含まれているかを測定することで、その製品のバイオマス度を測ることができる。具体的には、AMS法でポリウレタンフォームのC14濃度を測定し、現在における100%天然由来物質のC14濃度に対する割合(%)を計算することにより求められる。
The polyurethane foam of the present invention preferably has a biomass content of 1% or more as measured by the AMS method (accelerator mass spectrometry) defined in ASTM D6866-20.
The degree of biomass refers to the ratio of naturally-derived raw materials contained in a product, and by measuring the amount of radioactive carbon C14 that is contained only in naturally-derived substances, the degree of biomass of the product can be determined. can be measured. Specifically, it is obtained by measuring the C14 concentration of the polyurethane foam by the AMS method and calculating the ratio (%) of the current 100% naturally-derived substance to the C14 concentration.
この発明の実施例を、比較例と共に具体的に説明する。以下の原料を図2の表に示す配合とした比較例及び各実施例のポリウレタン形成用組成物を撹拌混合し、発泡させて比較例及び各実施例の軟質ポリウレタンフォームを作成した。 Examples of the present invention will be specifically described together with comparative examples. Polyurethane-forming compositions of Comparative Examples and Examples, each of which had the following raw materials blended as shown in the table of FIG.
<ポリオール>
・石油由来ポリオール;ポリエーテルポリオール、官能基数3、水酸基価56.1mgKOH/g、分子量3000、品名:GP-3050NS、三洋化成工業株式会社製
・植物由来ポリオール1;精製ひまし油ポリオール(エステル系ポリオール)、本ポリオール中の植物由来物質の割合(植物度)100%、官能基数2.7、水酸基価155mgKOH/g、分子量977、品名:H-30、伊藤製油株式会社製
・植物由来ポリオール2;変性ひまし油ポリオール(エステル系ポリオール)、本ポリオール中の植物由来物質の割合(植物度)100%、官能基数3.5、水酸基価90mgKOH/g、分子量2181
<Polyol>
・ Petroleum-derived polyol; polyether polyol,
<触媒>
・触媒1;N,N-ジメチルアミノヘキサノール、品名:カオーライザーNo.25、花王株式会社製
・触媒2;脂肪族3級アミン組成物、品名:DABCO 33LSI、エボニックジャパン社製
・触媒3;スタナスオクトエート、品名:MRH-110、城北化学工業株式会社製
<整泡剤>
・整泡剤1;シリコーン系、品名:L-595、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製
・整泡剤2;シリコーン系、品名:SZ-1136、東レ・ダウコーニング株式会社製
<抗菌剤>
植物由来の抗菌剤、[3-(トリメトキシシリル)プロピル]ジメチル(オクタデシル)アンモニウムクロリド50%ジプロピレングリコール、品名:EF4850(HF)、Fresche Bioscience社製
<発泡剤>
・水
<ポリイソシアネート>
2,4-TDI/2,6-TDI=80/20のトルエンジイソシアネート、品名:コロネートT-80、東ソ-株式会社製
<Catalyst>
-
・
Plant-derived antibacterial agent, [3-(trimethoxysilyl)propyl]dimethyl(octadecyl)ammonium chloride 50% dipropylene glycol, product name: EF4850 (HF), manufactured by Freshe Bioscience <Blowing agent>
・Water <Polyisocyanate>
2,4-TDI/2,6-TDI = 80/20 toluene diisocyanate, product name: Coronate T-80, manufactured by Tosoh Corporation
比較例及び各実施例のポリウレタンフォームについて、バイオマス度、発泡性、抗菌性、密度、伸び、通気、歪を測定あるいは観察した。それらの結果を図2に示す。 The degree of biomass, foamability, antibacterial properties, density, elongation, air permeability, and distortion of the polyurethane foams of Comparative Examples and Examples were measured or observed. Those results are shown in FIG.
バイオマス度は、ASTM D6866-20に基づくAMS法で求めた。
なお、ASTM D6866-20には、現在の大気中の炭素14濃度は、年々増加しているため、補正のために係数をかけると規定されており、2020年の大気補正係数であるREF(pMC)=100.0を用いてバイオマス度の算出をした。
また、図2には、AMS法によるバイオマス度と共に、次式の計算式で算出したバイオマス度(植物由来物質の割合、重量%)についても示した。なお、実施例2~4のバイオマス度(AMS法)の欄には、植物由来の抗菌剤を配合せず、他の原材料は図2に記載の配合で製造したポリウレタンフォームについて測定した値を参考値として掲載した。
バイオマス度(植物由来物質の割合)=植物由来のポリオール添加部数/(ポリウレタン形成用組成物の全添加部数-ガスロス)×100
ガスロス=水添加部数/18×44により算出した。
上記のガスロス算出式における「18」は水の分子量、「44」は二酸化炭素の分子量である。
The degree of biomass was determined by the AMS method based on ASTM D6866-20.
In addition, ASTM D6866-20 stipulates that the current concentration of carbon 14 in the atmosphere is increasing year by year, so a coefficient is applied for correction, and the 2020 atmospheric correction coefficient REF (pMC )=100.0 was used to calculate the degree of biomass.
In addition to the biomass degree by the AMS method, FIG. 2 also shows the biomass degree (ratio of plant-derived substances, weight %) calculated by the following formula. In addition, in the column of biomass degree (AMS method) in Examples 2 to 4, no plant-derived antibacterial agent is blended, and the other raw materials are the values measured for the polyurethane foam produced with the formulation shown in FIG. listed as a value.
Biomass degree (percentage of plant-derived substances) = number of parts of plant-derived polyol added / (total number of parts added of composition for forming polyurethane - gas loss) x 100
It was calculated by gas loss=number of parts added with water/18×44.
"18" in the above gas loss calculation formula is the molecular weight of water, and "44" is the molecular weight of carbon dioxide.
発泡性は、目視でポリウレタンフォームの外観を観察し、セル荒れやパンク等が存在する場合発泡状態「×」、セル荒れやパンク等が無く正常に発泡した場合発泡状態「〇」とした。
抗菌性は、黄色ぶどう球菌について、JIS K 6400-9に基づき抗菌活性値を測定した。なお、一部の実施例については、大腸菌についても測定した。
黄色ぶどう球菌と大腸菌に対する測定結果は、何れも抗菌活性値が1.0以上であるのが好ましく、2.0以上がさらに好ましい。抗菌性の評価は、黄色ぶどう球菌の抗菌活性値が1.0未満の場合に「×」、1.0以上の場合に「〇」、2.0以上の場合に「◎」とした。
The foamability was determined by visually observing the appearance of the polyurethane foam, and evaluating the foaming state as "X" when there were rough cells or punctures, and as "O" when the foaming was normal without roughening or punctures.
For antibacterial activity, the antibacterial activity value against Staphylococcus aureus was measured according to JIS K 6400-9. Escherichia coli was also measured in some examples.
The antibacterial activity values for both Staphylococcus aureus and Escherichia coli are preferably 1.0 or more, more preferably 2.0 or more. The antibacterial activity was evaluated as "X" when the antibacterial activity value against Staphylococcus aureus was less than 1.0, "O" when it was 1.0 or more, and "A" when it was 2.0 or more.
密度はJIS K 6400、伸びはJIS K 6400-55、通気はJIS K 6400-7、歪はJIS K6400-4 4.5.2A法に基づいて測定した。
伸び及び通気性は、ポリウレタンフォームの用途が洗浄用スポンジの場合に重要な物性である。歪はポリウレタンフォームの用途がマットレス等のような荷重の加わる用途の場合に重要な物性である。
伸びの評価は、120%未満の場合に「×」、120%以上の場合に「〇」とした。
通気の評価は、50l/minの場合に「×」、50l/min以上の場合に「〇」とした。
歪の評価は、10%以上の場合に「×」、10%未満の場合に「〇」とした。
Density was measured according to JIS K 6400, elongation according to JIS K 6400-55, air permeability according to JIS K 6400-7, and strain according to JIS K6400-4 4.5.2A.
Stretch and air permeability are important physical properties when the polyurethane foam is used as a cleaning sponge. Strain is an important physical property when the polyurethane foam is used for load bearing applications such as mattresses.
The elongation was evaluated as "X" when less than 120%, and "O" when 120% or more.
The ventilation was evaluated as "x" for 50 l/min and "good" for 50 l/min or more.
The distortion was evaluated as "×" when it was 10% or more, and as "◯" when it was less than 10%.
以下、比較例及び各実施例の配合及び結果について説明する。
・比較例
比較例は、ポリオール中の植物由来ポリオールを0重量部とし、植物由来の抗菌剤を0重量部とした例である。
比較例の結果は、バイオマス度(AMS法)が1%、バイオマス度(植物由来物質の割合)が0重量%であり、抗菌剤を含まないために抗菌性が得られず、抗菌性の評価が「×」であった。発泡性、伸び、通気及び歪の評価は何れも「〇」であった。
The formulations and results of Comparative Examples and Examples will be described below.
Comparative Example Comparative Example is an example in which the plant-derived polyol in the polyol was 0 parts by weight and the plant-derived antibacterial agent was 0 parts by weight.
As a result of the comparative example, the biomass degree (AMS method) was 1%, the biomass degree (ratio of plant-derived substances) was 0% by weight, and since it did not contain an antibacterial agent, antibacterial properties were not obtained, and antibacterial properties were evaluated. was "x". The foamability, elongation, air permeability and distortion were all evaluated as "◯".
・実施例1
実施例1は、ポリオール中の植物由来ポリオールを0重量部にし、植物由来の抗菌剤を0.65重量部にした例である。
実施例1の結果は、バイオマス度(植物由来物質の割合)が0重量%、抗菌性の評価「◎」、発泡状態、伸び、通気及び歪の評価は何れも「〇」であった。
・Example 1
Example 1 is an example in which the plant-derived polyol in the polyol was 0 parts by weight and the plant-derived antibacterial agent was 0.65 parts by weight.
As a result of Example 1, the biomass degree (proportion of plant-derived substances) was 0% by weight, the evaluation of antibacterial property was "⊚", and the foaming state, elongation, ventilation and strain were all evaluated as "◯".
・実施例2
実施例2は、ポリオール中の植物由来ポリオールを80.0重量部にし、植物由来の抗菌剤を0.65重量部にした例である。
実施例2の結果は、バイオマス度(AMS法)が57%(抗菌剤を配合しないで製造したポリウレタンフォームの参考値)、バイオマス度(植物由来物質の割合)が53重量%、抗菌性の評価「〇」、発泡状態、伸び、通気及び歪の評価は何れも「〇」であった。
・Example 2
Example 2 is an example in which the plant-derived polyol in the polyol was 80.0 parts by weight and the plant-derived antibacterial agent was 0.65 parts by weight.
As a result of Example 2, the biomass degree (AMS method) was 57% (reference value for polyurethane foam produced without blending an antibacterial agent), the biomass degree (ratio of plant-derived substances) was 53% by weight, and antibacterial evaluation was performed. "◯", and the evaluation of foaming state, elongation, ventilation and distortion were all "◯".
・実施例3
実施例3は、ポリオール中の植物由来ポリオールを80.0重量部にし、植物由来の抗菌剤を0.50重量部にした例である。
実施例3の結果は、バイオマス度(AMS法)が57%(抗菌剤を配合しないで製造したポリウレタンフォームの参考値)、バイオマス度(植物由来物質の割合)が53重量%、抗菌性の評価「〇」、発泡状態、伸び、通気及び歪の評価は何れも「〇」であった。
・Example 3
Example 3 is an example in which the plant-derived polyol in the polyol was 80.0 parts by weight and the plant-derived antibacterial agent was 0.50 parts by weight.
As a result of Example 3, the biomass degree (AMS method) was 57% (reference value for polyurethane foam produced without adding an antibacterial agent), the biomass degree (ratio of plant-derived substances) was 53% by weight, and the antibacterial property was evaluated. "◯", and the evaluation of foaming state, elongation, ventilation and distortion were all "◯".
・実施例4
実施例4は、ポリオール中の植物由来ポリオールを80.0重量部にし、植物由来の抗菌剤を1.00重量部にした例である。
実施例4の結果は、バイオマス度(AMS法)が57%(抗菌剤を配合しないで製造したポリウレタンフォームの参考値)、バイオマス度(植物由来物質の割合)が53重量%、抗菌性の評価「◎」、発泡状態、伸び、通気及び歪の評価は何れも「〇」であった。
・Example 4
Example 4 is an example in which the plant-derived polyol in the polyol was 80.0 parts by weight and the plant-derived antibacterial agent was 1.00 parts by weight.
As a result of Example 4, the biomass degree (AMS method) was 57% (reference value for polyurethane foam produced without adding an antibacterial agent), the biomass degree (ratio of plant-derived substances) was 53% by weight, and antibacterial evaluation was performed. "A", and the foaming state, elongation, ventilation and distortion were all evaluated as "O".
・実施例5
実施例5は、ポリオール中の植物由来ポリオールを40.0重量部にし、植物由来の抗菌剤を0.65重量部にした例である。
実施例5の結果は、バイオマス度(植物由来物質の割合)が28重量%、抗菌性の評価「◎」、発泡状態、伸び、通気及び歪の評価は何れも「〇」であった。
・Example 5
Example 5 is an example in which the plant-derived polyol in the polyol was 40.0 parts by weight and the plant-derived antibacterial agent was 0.65 parts by weight.
The results of Example 5 were as follows: biomass degree (ratio of plant-derived substances) was 28% by weight;
・実施例6
実施例6は、ポリオール中の植物由来ポリオールを40.0重量部にし、植物由来の抗菌剤を1.00重量部にした例である。
実施例6の結果は、バイオマス度(植物由来物質の割合)が28重量%、抗菌性の評価「◎」、発泡状態、伸び、通気及び歪の評価は何れも「〇」であった。
・Example 6
Example 6 is an example in which the plant-derived polyol in the polyol was 40.0 parts by weight and the plant-derived antibacterial agent was 1.00 parts by weight.
The results of Example 6 were as follows: biomass degree (ratio of plant-derived substances) was 28% by weight;
・実施例7
実施例7は、ポリオール中の植物由来ポリオールを15.0重量部にし、植物由来の抗菌剤を0.65重量部にした例である。
実施例7の結果は、バイオマス度(植物由来物質の割合)が11重量%、抗菌性の評価「◎」、発泡状態、伸び、通気及び歪の評価は何れも「〇」であった。
・Example 7
Example 7 is an example in which the plant-derived polyol in the polyol was 15.0 parts by weight and the plant-derived antibacterial agent was 0.65 parts by weight.
The results of Example 7 were as follows: biomass degree (ratio of plant-derived substances) was 11% by weight;
・実施例8
実施例8は、ポリオール中の植物由来ポリオールを15.0重量部にし、植物由来の抗菌剤を1.00重量部にした例である。
実施例8の結果は、バイオマス度(植物由来物質の割合)が11重量%、抗菌性の評価「◎」、発泡状態、伸び、通気及び歪の評価は何れも「〇」であった。
・Example 8
Example 8 is an example in which the plant-derived polyol in the polyol was 15.0 parts by weight and the plant-derived antibacterial agent was 1.00 parts by weight.
The results of Example 8 were as follows: biomass degree (ratio of plant-derived substances) was 11% by weight;
このように、本発明のポリウレタンフォームは、植物由来の抗菌剤を含むために抗菌性を有し、従来の銀化合物等の抗菌剤を含むポリウレタンフォームと比べて環境への影響を低減することができる。
また、ポリオールに植物由来のポリオールを含むポリウレタンフォームにあっては、地球環境負荷低減効果を高めることができる。
なお、本発明は実施例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
As described above, the polyurethane foam of the present invention has antibacterial properties because it contains a plant-derived antibacterial agent, and can reduce the impact on the environment compared to conventional polyurethane foams containing an antibacterial agent such as a silver compound. can.
In addition, a polyurethane foam containing a plant-derived polyol as a polyol can enhance the effect of reducing the load on the global environment.
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments, and can be modified without departing from the gist of the invention.
Claims (6)
前記ポリウレタン形成用組成物には、ポリオール100重量部中にポリエーテルポリオールが15~100重量部含まれていることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリウレタンフォーム。 The polyurethane foam is formed from a polyurethane-forming composition containing the plant-derived antibacterial agent,
3. The polyurethane foam according to claim 1, wherein the polyurethane-forming composition contains 15 to 100 parts by weight of polyether polyol per 100 parts by weight of polyol.
前記ポリウレタン形成用組成物には、植物を原料とする植物由来のポリオールが含まれていることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリウレタンフォーム。 The polyurethane foam is formed from a polyurethane-forming composition containing the plant-derived antibacterial agent,
3. The polyurethane foam according to claim 1, wherein the polyurethane-forming composition contains a plant-derived polyol.
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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