JP2813693B2 - 抗菌性軟質ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

抗菌性軟質ポリウレタンフォームの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、抗菌性を有する軟質ポリウレタンフォーム
の製造方法に関する。 〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕 従来より、台所用クリーナー、ボディースポンジ、化
粧品用パフ、フィルターエレメント、マットレスなど、
種々の用途に軟質ポリウレタンフォームが利用されてい
るが、これらの用途に軟質ポリウレタンフォームを使用
する場合、抗菌性が要求されることが多い。 このような場合、軟質ポリウレタンフォームに抗菌性
を付与する方法としては、軟質ポリウレタンフォームに
特有の連通気泡構造を応用し、連通気泡内に抗菌剤を含
浸させるなどの方法が考えられるが、この方法は単に連
通気泡内に抗菌剤を入れ込むだけであるため、連通気泡
内から流出し易く、抗菌効果の持続性に問題がある。 このため、持続的に抗菌効果を発揮する軟質ポリウレ
タンフォーム製品が望まれる。 本発明は上記事情に鑑みなされたもので、良好な抗菌
効果を長期間に亘り安定して保持する抗菌性軟質ポリウ
レタンフォームの製造方法を提供することを目的とす
る。 〔課題を解決するための手段及び作用〕 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行
なった結果、ポリオール、有機イソシアネート、触媒及
び発泡剤を含む軟質ポリウレタンフォーム発泡原料に無
機系抗菌剤、特に銀，銅，亜鉛等の粉末状金属イオン抗
菌剤、好ましくは金属イオンをゼオライトに担持させた
ものを添加し、該抗菌剤と一体発泡させることにより、
軟質ポリウレタンフォーム中に抗菌剤が一体に分散し、
優れた抗菌効果を有し、しかも効果の持続性を有する軟
質ポリウレタンフォームが得られることを知見した。 即ち、本発明者らの検討によると、軟質ポリウレタン
フォーム発泡原料に抗菌剤を添加して発泡させる場合、
有機系の抗菌剤を使用すると、抗菌剤が失活し、抗菌剤
本来の抗菌力が殆んど失なわれたり、或いは初期の抗菌
力は有するが、溶出により効果が持続しない等の問題が
あり、更に有機系の抗菌剤は耐性菌を作るおそれがあ
る。 ところが、無機系抗菌剤、特に上述したようなゼオラ
イトに担持された金属イオン抗菌剤の場合には、軟質ポ
リウレタンフォーム発泡原料中に添加し、同時発泡して
も、得られた軟質ポリウレタンフォームは良好な抗菌力
を有すると共に、抗菌力の持続性が高く、しかも安全性
も高く、耐性菌を作るおそれもなく、従って台所用クリ
ーナー、ボディースポンジ、化粧品用パフ、フィルター
エレメント、マットレスなどの用途に好適に用いること
ができることを知見したものである。 更に、通常軟質ポリウレタンフォームを得る場合、触
媒としては有機アミンと２価の錫化合物とを併用するも
のであるが、本発明者らの検討によると、特に金属イオ
ン抗菌剤を軟質ポリウレタンフォーム発泡原料に添加
し、発泡させる場合は、触媒として２価の錫化合物を通
常の使用量において用いると金属イオン抗菌剤が失活し
易く、このため有効な抗菌効果を発揮させる点から、触
媒としては少量、即ち抗菌剤１重量部に対し１重量部以
下の割合で２価の錫化合物を用い、これを有機アミンと
併用することが必要であることを見出し、木発明をなす
に至った。 以下、本発明につき更に詳しく説明する。 本発明に係る抗菌性軟質ポリウレタンフォームの製造
方法は、ポリオール、有機イソシアネート、触媒及び発
泡剤を含む発泡原料を用いて軟質ポリウレタンフォーム
を製造するに当り、上記発泡原料中に無機系抗菌剤を添
加すると共に、触媒として有機アミンと抗菌剤１重量部
に対し１重量部以下の割合で２価の錫化合物を用いて、
抗菌剤が分散した軟質ポリウレタンフォームを得ること
を特徴とするものである。 ここで、ポリオール、有機イソシアネート、発泡剤と
しては、通常軟質ポリウレタンフォームの製造に使用さ
れるものであればいずれのものも使用し得、またその配
合量も通常の配合量とすることができ、更に軟質ポリウ
レタンフォームの製造に通常用いられる他の成分を配合
しても何ら差支えない。 具体的には、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のいずれも用いること
ができる。ポリエーテルポリオールとしては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、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、ショ糖等
の多価アルコールのアルキレンオキシド付加物、ジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミ
ン等のアルキレンオキシド付加物、スチレン、アクリロ
ニトリル等のグラフトタイプポリマーポリオール等が例
示され、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或いはフタル
酸、テレフタル酸等の芳香族カルボン酸又はそれらの混
合物と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等の脂肪族グリコール或いはトリメ
チロールプロパン、グリセリン等のトリオールとから重
合して得られる末端にヒドロキシル基を有するポリエス
テルポリオール、或いはラクトンの開環重合で得られる
ポリカプロラクトン等のポリエステルポリオールが例示
される。なお、ポリオールとしては分子量600〜6000、
特に1000〜5000のものが好ましい。 有機イソシアネートとしては２個以上のイソシアネー
ト基を同一分子中に含有する有機化合物であって、脂肪
族系及び芳香族系イソシアネート、ポリイソシアネート
単量体、混合物及びそれらの変性物が包含される。脂肪
族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、メチルシクロヘキ
サンジイソシアネート等があり、芳香族イソシアネート
としてはトリレンジイソシアネート（2.4および／また
は2.6異性体）、ジフェニルメタンジイソシアネート、
ビトリレンジイソシアネート等が例示される。なお、有
機イソシアネートの使用量はポリオール100重量部に対
して15〜70重量部とすることが好ましい。 発泡剤としては、水（有機イソシアネートとの反応で
炭酸ガスを生成する）を使用するが、必要に応じてトリ
クロロモノフルオロメタン、メチレンクロライド等の低
沸点の有機化合物や、空気、二酸化炭素等の気体も使用
することができる。 更に本発明の効果を逸脱しない限り、ハロゲン化リン
酸エステル等の難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、充填剤及
び着色剤等の助剤を配合し得る。 一方、触媒としては、後述する抗菌剤１重量部に対し
１重量部以下、好ましくは0.7重量部以下の割合で２価
の錫化合物を用いるものである。なお、有機アミンの使
用量はポリオール100重量部に対し0.1〜10重量部とする
ことが好適である。また、有機アミンとしては、トリエ
チレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモ
ルホリン、テトラメチル−1,4−ブタンジアミン、ジメ
チルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ト
リエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリエタノ
ールアミン、1,8−ジアザシクロ（5.4.0）ウンデセン−
７、ビス−（２−ジメチルアミノエチル）エーテル，ト
リメチルアミノエチルピペラジン，メチルヒドロキシエ
チルピペラジン,N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサメチ
レンジアミン,N,N,N′,N′−テトラメチルプロピレンジ
アミン,N,N,N′,N′,N″−ペンタメチルジエチレントリ
アミン,N−トリオキシエチレン−N,N−ジメチルアミン,
N,N,N′−トリメチルアミノエチルエタノールアミン等
が使用し得、２価の錫化合物としてはスタナスオクテー
ト、スタナスオレエート等が用いられる。 軟質ポリウレタンフォーム発泡原料に添加される抗菌
剤としては、無機系のものであればよいが、特に銀，
銅，亜鉛等の金属イオン抗菌剤が好ましく、これらを適
宜な担体に担持させた粉末状のもの、中でも銀，銅，亜
鉛等の金属イオンをゼオライトに担持させたものが、抗
菌剤として最も好適に用いられる。このような抗菌剤と
して特開昭60−181002号公報に記載されたものが使用で
き、市販品としてゼオミック （シナネンニューセラミ
ック社製）が好ましく使用できる。即ち、この抗菌剤
は、例えば硝酸銀等の銀塩，硝酸銅等の銅塩及び塩化亜
鉛，硝酸亜鉛等の亜鉛塩から選ばれる少なくとも１種の
水溶性塩を溶解することにより得られる銀イオン，銅イ
オン及び亜鉛イオンの少なくとも１種を含む溶液に天然
ゼオライト又は合成ゼオライトを混合し、該ゼオライト
中に含まれるイオン交換可能な金属イオンの一部又は全
部を銀イオン，銅イオン及び亜鉛イオンと交換すること
により得られるものである。この場合、銀の含有量は全
体の0.0006〜４重量％、銅の含有量は全体の0.03〜10重
量％、亜鉛の含有量は全体の0.04〜14重量％とすること
が好ましい。また、上記金属イオンを活性炭に担持させ
たものも使用できる。 これらの無機系抗菌剤は粉末状で用いることが好まし
いが、この場合その平均粒径は0.1〜10μｍとすること
が好適である。 また、これら無機系抗菌剤の使用量は、軟質ポリウレ
タンフォーム製品の用途などに応じ、適宜選定し得る
が、ポリオール100重量部に対し0.1重量部以上、特に0.
1〜３重量部とすることが好ましい。 上述した無機系抗菌剤を配合した軟質ポリウレタンフ
ォーム発泡原料を用いて抗菌性軟質ポリウレタンフォー
ムを得る場合の方法は限定されず、ワンショット法でも
プレポリマー法でもよく、また発泡条件も通常の条件を
採用し得る。例えば、ワンショット法においては、ポリ
オール類，イソシアネート，水，アミン触媒，錫触媒，
抗菌剤やその他の助剤等がそれぞれ別個のストリームと
して発泡機の混合室に導入され、混合室内で瞬時に高速
で撹拌混合された後、連続的に流れてくるコンベア上に
吐出され、発泡硬化を終了することにより製造される。
また、プレポリマー法の場合は、あらかじめポリオール
に過剰の当量のイソシアネートを添加して反応させるこ
とにより末端にイソシアネート基を有するプレポリマー
を製造しておき、このプレポリマーを上記ワンショット
法のイソシアネートの代りに用いてワンショット法と同
様の方法で製造される。 本発明によって得られた軟質ポリウレタンフォームは
各種用途に使用し得、例示すると台所用クリーナー，ボ
ディースポンジ，化粧品用パフ、フィルターエレメン
ト、マットレスなどが挙げられるが、勿論これに制限さ
れるものではない。 〔発明の効果〕 本発明によれば、抗菌力が高く、しかも抗菌力の持続
時間が長い抗菌性軟質ポリウレタンフォームを製造する
ことができ、得られたポリウレタンフォーム中に分散し
ている抗菌剤が無機系のものであるため、耐性菌を作ら
ず、安全性の高いものである。 以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に示す
が、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
なお、下記の例において、部は重量部を示す。 〔実施例，比較例〕 抗菌剤として銀及び亜鉛イオンを担持したゼオライト
（ゼオミック AZ10N,シナネンニューセラミック社製;A
g3.65重量％,Zn6.35重量％含有）を使用し、第１表に示
す配合処方の発泡原料を用いて常法により軟質ポリウレ
タンフォームを製造した。この場合、ポリオール,TDI,
トリエチレンジアミンをあらかじめ水に溶解した溶液,L
−6202,錫触媒，トリクロロモノフルオロメタン，抗菌
剤をそれぞれ別個のストリームによって所定の流量（ポ
リオール流量50kg/m3基準）で発泡機の混合室に導入
し、4500RPMにて高速撹拌した後、これを連続的に流れ
てくるコンベアー（2100mm）上に吐出してポリウレタン
フォームを製造した。なお、第１表中のトリオールとし
ては、グリセリンにプロピレンオキサイド及びエチレン
オキサイドを付加して重合させたものを用いた。 次に、得られたポリウレタンフォームの抗菌力を下記
方法により調べた。結果を第１表に併記する。 抗菌力試験方法（シェークフラスコ法） 滅菌生理食塩水40mlを300ml容３角コルベンに入れ、
これに大腸菌を1ml当り約10万個接種し、20℃に保持し
て振とうし、経時的に菌数を測定する。第１表の数値は
振とう液1ml当りの細菌数を示す。なお、検体は２×２
×5cmの大きさに切断したものについて、一辺を約5mmに
細切し、小塊として供試した。〔抗菌剤の製造例〕 平均粒子径1.6μｍの合成Ａ型ゼオライト（1.03Na2O
・Al2O3・1.91SiO2・ZH2O）の乾燥粉末0.91kgに対してA
gNO3−Zn（NO3）２混合液〔0.11MAgNO3:0.98MZn（NO3）
２〕約1.8及び水を加えて全容量を約3.2に保った。
この場合、水溶液相のpHを4.1に調整した。次に、得ら
れたスラリー含有液を25℃付近で６時間撹拌した。イオ
ン交換終了後ゼオライト相を濾過し、引き続きそれの水
洗を実施してゼオライト相中に過剰に存在する銀イオン
と銅イオンを除去した。次に、水洗を終了したゼオライ
トを減圧下に乾燥した後、乾燥品を超微粉砕機を用いて
粉砕してから分級し、微細粒子の部分を採取した。 このようにして得られたゼオライトは平均粒径1.1μ
m,比表面積718m2/gであり、1.48重量％の銀、6.82重量
％の亜鉛を含有するものであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−89336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−241932（ＪＰ，Ａ) 特公 昭35−1542（ＪＰ，Ｂ１) 「ポリウレタン樹脂ハンドブック」 第118−121，159頁 岩田敬治著 昭和 62年９月25日 日刊工業新聞社発行 「最新ポリウレタン応用技術」 第42 −47頁 桧垣寅雄編 株式会社シーエム シー発行 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08L 75/04 C08K 3/00 C08J 9/04

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．ポリオール、有機イソシアネート、触媒及び発泡剤
    を含む発泡原料を用いて軟質ポリウレタンフォームを製
    造するに当り、上記発泡原料中に無機系抗菌剤を添加す
    ると共に、触媒として有機アミンと抗菌剤１重量部に対
    し１重量部以下の割合で２価の錫化合物を用いて、抗菌
    剤が分散した軟質ポリウレタンフォームを得ることを特
    徴とする抗菌性軟質ポリウレタンフォームの製造方法。 ２．無機系抗菌剤として粉末状の金属イオン抗菌剤を使
    用した特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３．金属イオン抗菌剤が銀、銅又は亜鉛イオン抗菌剤で
    ある特許請求の範囲第２項記載の製造方法。 ４．金属イオン抗菌剤として金属イオンがゼオライトに
    担持されたものを用いた特許請求の範囲第２項又は第３
    項記載の製造方法。
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