JP3338833B2 - 育苗用連続気泡ポリイソシアヌレートフォーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はネギ、サラダ菜、ほうれ
ん草等の野菜あるいは花、草、稲、チューリップ等の植
物の育苗に適した支持体に関するものであり、改善され
た優れた特性を有する育苗用連続気泡ポリイソシアヌレ
ートフォームに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ネギ、草花、稲、菜等の育苗用主に軟質
系ポリウレタンフォームは公知であり、実用化されてい
る。これらの軟質系ポリウレタンフォームのポリマー構
造は主にポリアルキレンエーテル結合あるいはポリエス
テル結合から成っており、伸びを有すると共にエーテル
結合エステル結合からくる親水性の為、水を吸収しやす
い利点がある。しかしながら高さの高いネギやトマトの
様に木に実をつける作物はフォームの柔らかさゆえに支
持力が不足する欠点があり、特にトマト等については実
用化されていない。また軟質系のフォームは伸びを有し
ていることからネギなどの収穫後フォームを根から分離
しがたいなどの欠点を有していた。更に植物の根が伸び
ることによってポリウレタン気泡の穴が壊れて生長を阻
害しない、伸び物性の低い硬質系連続気泡のポリウレタ
ンフォームを作り育苗用フォームとする試みがなされて
きた。一般に硬質ポリウレタンフォームはポリオールの
分子量が軟質ポリウレタンフォーム用ポリオールに較べ
て小さく、しかも多官能のためイソシアネートとの反応
性が大きく独立気泡化する為、連続気泡硬質フォームを
作ることは困難であった。従って植物育苗用の硬質ポリ
ウレタンフォームを製造する為には少なくとも連続気泡
化を行い、水の吸収並びに保持する為の工夫を施す必要
があった。これらに関する特許は例えば特開昭４６−７
４１、特開昭４８−２５０９８、特開昭４９−６３７９
６、特開昭４９−９７８９７、特開平２−１４２０９、
特開平２−２１２５１１等がある。

【０００３】特開昭４６−７４１は使用するポリオール
として分子量が５００以下のポリオールと分子量５００
〜５０００の高分子量ポリオールを使用し、しかもイソ
シアネート インデックスを２０〜８０に限定し、ポリ
オールの反応性差とイソシアネート インデックスを２
０〜８０の低レベルとし、架橋反応を遅く少なくして連
続気泡化をなし、しかも低イソシアネート インデック
スからくる残存ＯＨ基により合わせて親水性化を達成し
ている。しかしながらこのフォームは連続気泡化率も低
く、従って水吸収量も５１〜７５％と低いと同時に架橋
並びにハードセグメントの少なさからくる柔軟性を有
し、硬質性に欠けフォームの壊れ易さが不足する問題を
有していた。

【０００４】特開昭４８−２５０９８はポリオールの一
部にアミン化合物で開始された、いわゆる３級アミン系
ポリオールを使用してポリオールの反応性差を利用、し
かもイソシアネート インデックスが特開昭４６−７９
１と同様５０〜９０と低くして、連続気泡化と親水性化
を行っている。しかしながら連続気泡化率も低く、従っ
て保水率も低くしかも架橋並びにハードセグメントの少
なさからくる柔軟性を有し、結果として硬質性に欠ける
前述の同様な欠点を有していた。

【０００５】特開昭４９−６３７９６は低分子量ポリオ
ール、特殊変性された反応性の低い脂肪族イソシアネー
ト化合物を用い圧縮後水で膨潤復元するフォームを製造
するのであるが、連続気泡化率が低く、しかも脂肪族イ
ソシアネート化合物を用いていることから柔軟性を有
し、同様な欠点を有していた。

【０００６】特開昭４９−９７８９７は３級アミン系ポ
リオールと３級アミノ基を有さないポリオール、乳化
剤、並びにイソシアネート インデックスが５５〜７０
％と特に低い条件下で製造されたフォームである。本フ
ォームも複数のポリオールの反応性差を利用して、しか
も低イソシアネートインデックスからくる連続気泡化を
行っているが連続気泡化率が低く、しかも低イソシアネ
ート インデックスからくる架橋並びにハードセグメン
トの少なさからくる柔軟性があり、同様な欠点を有して
いた。

【０００７】特開平２−１４２０９は特殊アミン系ポリ
オール、ポリエチレングリコールのモノアルキリエーテ
ルポリオールを使用し、しかもイソシアネート インデ
ックスが２５〜９０の範囲に限定したフォームである。
本フォームもポリオールの反応性差並びにモノオールに
よる低架橋化、イソシアネート インデックスによる低
架橋化を組み合わせたものである。従って本フォームも
前述のフォーム同様に連続気泡化率が低く、柔軟性を有
し硬質性に欠けていることから同様の欠点を有してい
た。

【０００８】特開平２−２１２５１１は少なくとも２種
類以上のポリオールを使用し、酸の存在下に開放セルフ
ォームを製造しているが連続気泡化率が低く、従って水
吸収量も劣る。しかもフォームはハードセグメントが不
足し柔軟性を有していた為硬質性に欠けており、同様の
欠点を有していた。

【０００９】以上のことから分かる様にこれまでの親水
性連続気泡硬質ポリウレタンフォームは完全連続気泡化
不足からくる吸水性不足並びに根の生長阻害等の問題が
あり、フェノールフォームや、ロックウールが本市場を
独占している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は植物支持能力
が大きく、根の生長につれて壊れ易く、しかも使用後に
は壊れ易い吸水性並びに保水性を併せ持つ育苗用フォー
ムを提供することである。即ち伸びが小さく、吸水性と
保水性を併せ持つイソシアヌレートフォームを提供する
ことであり、合わせてフェノールフォームと異なり微生
物分解性の良いポリウレタンフォームを育苗用とするこ
とである。更にフロン系の発泡剤を使用するフェノール
フォームに代替えすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明はポリイソシアネ
ート化合物、ヒドロキシ化合物、水及び／又は他の発泡
剤、触媒、シリコン系整泡剤、ＯＨ基を有さない中性乳
化剤、必要に応じてイオン性乳化剤から硬質フォームを
製造するに当たり、 １）ポリイソシアネート化合物が芳香族系ポリイソシア
ネート化合物、そして ２）平均官能基数が１．０以上、オキシエチレン含有量
が２０重量％以上であるヒドロキシ化合物、そして ３）触媒が少なくともイソシアヌレート系触媒を使用
し、そして ４）シリコン系整泡剤がポリシロキサン−ポリオキシア
ルキレン共重合体であって、ポリオキシアルキレンポリ
エーテル末端ＯＨ基が他のＯＨ基を有さない化合物でキ
ャップされた構造をなし、しかもポリオキシアルキレン
はオキシエチレンを４０重量％以上しめているシリコン
系整泡剤を用いて発泡させたフォームであってしかもそ
のフォーム物性が ５）密度が８〜７０ｋｇ／ｍ^３ ６）連続気泡率が９５％以上 ７）発泡方向に対して平行方向に４０％圧縮した硬さが
０．１〜２．０ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲にある育苗用連続
気泡ポリイソシアヌレートフォームである。

【００１２】本発明について更に詳細に説明する。本発
明に使用する芳香族ポリイソシアネートとしては例えば
ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、４，
４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、粗製ポリメ
チレンポリフェニレンポリイソシアネート、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、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、１，５ナ
フタレンジイソシアネート等がある。またこれらのポリ
イソシアネートの内、特にポリメチレンポリフェニレン
ポリイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、粗製ポリメチレンポリフェニレンポリイ
ソシアネート（ｃｒｕｄｅ ＭＤＩ）がフォームに伸び
を少なくして硬質性を与える点から好ましい。これらの
ポリイソシアネートは単独、あるいはカルボジミド変性
および／またはウレタン変性および／または尿素変性お
よび／またはアロファネート変性および／またはイソシ
アヌレート変性等変性を加えて使用することもできる。

【００１３】本発明に使用するヒドロキシ化合物として
は平均官能基数が１．０以上、オキシエチレン含有量が
２０％以上であるヒドロキシ化合物であるが、好ましく
は平均官能基数が１．０〜５．０、数平均分子量１００
００以下であれば良い。特に好ましいヒドロキシ化合物
としては平均官能基数が１．０〜３．５、分子量が５０
０〜１００００であり、オキシエチレン含有量は５０〜
９０重量％である。オキシエチレン含有量が９０重量％
以上となると室温で結晶化が起こり取扱い難い。本発明
に使用することができるヒドロキシ化合物の例としては
１価以上のアルコール、水酸基含有アミン化合物、多価
アミノ化合物、有機カルボン酸、アルキルフェノール等
にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアル
キレンオキサイドを付加重合させたポリエーテル等があ
る。更に具体的例としてはメタノール、エタノール、プ
ロパノール、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、ステアリルアルコール、オ
レイルアルコール、セチルアルコール、アリルアルコー
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、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、エチレンジア
ミン、トリレンジアミン、オレイン酸、ステアリル酸、
アルキルフェノール等にエチレンオキサイド等のアルキ
レンオキサイドを付加重合させたもの等がある。また低
分子量のヒドロキシ化合物、例えばグリセリン、トリメ
チロールプロパン、ジエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール等の低分子量ポリオールを使用すること
ができ、その場合平均でオキシエチレン含有量が２０重
量％以上になるように混合配合するのが良い。オキシエ
チレン含有量がヒドロキシ化合物の２０重量％以下では
完全な連続気泡フォームを得ることができないと共に親
水性も低下する。

【００１４】本発明に使用することができるイソシアヌ
レート触媒としては一般の公知のイソシアヌレート触媒
であれば使用することができる。例えば４級アンモニウ
ム塩、有機酸アルカリ金属塩、強塩基性金属塩、アルコ
ラート等であり具体的化合物としては酢酸カリウム、酢
酸ナトリウム、オクチル酸カリウム、オクチル酸ナトリ
ウム、水酸化カリウム、ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジ
ン、カリウムアルコラート等がある。また必要に応じ３
級アミンや有機金属触媒等のポリウレタン化触媒も合わ
せて使用することができる。また好ましくはイソシアネ
ート インデックスは１１０以上で使用される。

【００１５】本発明に使用することができる活性水素を
有さない中性乳化剤としては何であっても良いが、好ま
しくは例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール等のポリアルキレンエーテルグリコール末端
を活性水素を有さない化合物でキャップしたかたちの構
造を有する化合物が良い。具体的には例えばオレイン酸
等の有機酸でエステル化してキャップした構造を有する
化合物、あるいはアルコキシ基、あるいはアセトキシ基
等でキャップしたかたちの構造を有する化合物、あるい
は前述の有機酸エステル基、アルコキシ基両者でキャッ
プされたかたちの構造を有する化合物等がある。またア
ルキルフェノールあるいはアニルアルコール、一般のア
ルコールの様な化合物にアルキレンオキサイドを付加重
合させたＯＨ基末端をアルコキシ基あるいは有機酸エス
テル基の形でキャップさせた構造を有するものも使用す
ることができる。また適当なモノアルコールと適当なイ
ソシアネート、あるいはモノイソシアネートを用いてウ
レタン結合を用いてマスクすることも可能である。前述
の本発明に使用する中性乳化剤のオキシアルキレン鎖に
於いてポリオキシエチレン含有量割合が大きいほどポリ
オールの種類、シリコン系整泡剤の種類にもよるが、一
般的に連続気泡効果が大きく、同時に吸水性、保水性も
増大する傾向にある。特にポリオキシアルキレン鎖中の
オキシエチレン鎖含有量の割合は好ましくは全分子量の
２０重量％以上更に好ましくは５０重量％以上が好まし
い。またポリオキシアルキレン鎖の長さ、並びにオキシ
エチレン鎖含有割合は使用するポリエーテルの種類、シ
リコン系整泡剤の種類、イソシアネートの種類等により
適宜選択すれは良い。これらの化合物の例としてはポリ
エチレングリコールステアリン酸ジエステル、ポリエチ
レングリコールラウリン酸ジエステル、ポリエチレング
リコールオレイン酸ジエステル、メチルポリエチレング
リコールステアリン酸エステル、ジメチルポリエチレン
グリコール等がある。使用する中性乳化剤は総反応混合
物に対して２〜３５重量％割合で使用するのが好まし
い。

【００１６】本発明に使用するシリコン系整泡剤として
はポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体であ
り、そのポリオキシアルキレン末端ＯＨ基か他のＯＨ基
を有さない化合物でキャップされている構造をなす必要
がある。好ましい具体的例としてはＣが１〜４のアルコ
キシ基、アセトキシ基、あるいは脂肪族アシロキシ基で
単独あるいは併用でキャップされた構造であり、またオ
キシエチレン鎖は全オキシアルキレン鎖の４０重量％以
上含有するのが良い。本ポリシロキサン−ポリオキシア
ルキレン共重合体の代表的化学構造の例としては下記の
通りである。

【化１】 （式中ＲはＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ＣＨ_３ＣＯ、ｍは８以上
の整数、ｎは１以上の整数、ａは４以上の整数ｂは１以
上の整数） また好ましくはｎ／ｍ比は１／５〜１／６０、更に好ま
しくは１／９〜１／４０である。本発明のポリシロキサ
ン−ポリオキシアルキレン共重合体の全ポリオキシアル
キレン中のオキシエチレン含有量割合が大きくなるにつ
れて発泡体は連続気泡化させることができると同時に吸
水性、保水性を向上させることができる。特に好ましい
オキシエチレン含有量はポリオキシアルキレンに対して
６０重量％以上９０重量％以下である。オキシエチレン
割合が９０重量％以上になると本ポリシロキサン−ポリ
オキシアルキレン共重合体は固体となって取扱いが難し
くなるばかりでなく、吸水速度が低下する傾向にある。
またポリオキシアルキレン末端がＯＨ基の場合、極端に
吸水速度が低下する。本シリコン系整泡剤は一般にポリ
エーテル１００部に対して０．５〜５．０部程度使用す
るのが好ましい。

【００１７】本発明に於いて必要に応じて使用されるイ
オン性乳化剤としては、アニオン型、カチオン型、両性
型共に使用することができるが、好ましくはアニオン型
が良く、例えばトデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジ
フェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等がある。本
イオン性乳化剤は中性乳化剤と相乗して連続気泡化助剤
及び気泡安定助剤として、また保水性あるいは吸水性助
剤としての働きをするため好ましくは併用したほうが良
い。本発明の特許請求項１に於ける「必要に応じてイオ
ン性乳化剤」の意味はイオン性乳化剤の使用並びにイオ
ン性乳化剤の不使用共に本特許請求項１の範囲に含まれ
ると云う意味である。本イオン性乳化剤は一般に全反応
混合物に対して０〜５重量％割合で使用するのが好まし
い。

【００１８】本発明のポリイソシアヌレートフォームは
密度が８〜７０ｋｇ／ｍ^３である必要がある。密度が８
ｋｇ／ｍ^３以下となると植物の支持力、並びに保水力が
低下して好ましくない。また密度が７０ｋｇ／ｍ^３以上
になると吸水量が低く好ましくない。特に好ましい密度
は１３〜３５ｋｇ／ｍ^３である。

【００１９】本発明の連続気泡イソシアヌレートフォー
ムは連続気泡率が９５％以上であり、特に好ましくは９
８％以上である。本連続気泡率はＡＳＴＭＤ２８５６−
７０ｐｒｏｃｅｄｕｒｅＢにより測定した。連続気泡率
が９５％以下では５％以上の独立気泡が浮力を与え水面
上にフォームを浮かせるので、吸水するまでに数時間を
要し、例え上面まで水で湿潤したとしても連続気泡中に
は水が入らず、従って吸水量は小さい。連続気泡率が９
８％以上になると容易に加重を加えなくても吸水できる
と共に完全に水面下に沈むこともできる。特に連続気泡
率が１００％となると数秒乃至数十秒で水面下に沈むの
で特に好ましい。

【００２０】本発明のポリイソシアヌレ−トフォ−ムは
圧縮硬さが発泡方向に対して平行方で４０％圧縮時、
０．１〜２．０Ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲にある。圧縮硬さ
が０．１Ｋｇｆ／ｃｍ²以下では植物を固定支持する力
が小さく実用に供さない。また圧縮硬さが２．０Ｋｇｆ
／ｃｍ²以上では植物の根の成長に対して好ましくな
い。好ましくは０．１Ｋｇｆ〜１．５Ｋｇｆ／ｃｍ²で
ある。ここでの圧縮硬さはサンプル縦３０ｍｍ×横３０
ｍｍ×厚さ２０ｍｍのサンプルを５ｍｍ／分の速度で圧
縮して測定した値である。

【００２１】本発明のフォームは連続気泡率が９５％以
上であるが好ましくはＪＩＳＬ−１０１８、フラジール
法による通気度が２ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以上が良い。
このことにより水の吸収速度も早く、又吸収率も大きく
植物の栽培に適する。特に好ましい通気度は５．０ｃｃ
／ｃｍ^２／ｓｅｃ以上の範囲にある。本値はフォーム厚
さを１０ｍｍとして測定したものである。

【００２２】本発明に使用する発泡剤は水のみでも十分
に目的を達成することができるが、必要に応じペンタ
ン、ヘキサン、ジクロロメタン、１，１−ジクロロ−１
−フルオロエタンなどの低沸点液体を使用することも可
能である。本発明の育苗用連続気泡ポリイソシアヌレー
トフォームはＨ_２Ｏ発泡剤のみで発泡することができる
ことから、フェノールフォームの様なフロン系発泡剤を
使用せず、環境汚染とならない。

【００２３】本発明に於いては一般に使用されている公
知の添加剤、充填剤等を加えることもできる。例えば炭
酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機充填剤、吸水系樹
脂等の有機充填剤、顔料、あるいは酸化防止剤、紫外線
防止剤等である。無機充填剤はフォームの壊れ易さの助
剤としても使用できる。

【００２４】

【作用】これまでに多くの育苗用の連続気泡硬質ウレタ
ンフォームが提案されている。しかしながらこれまでの
提案は連続気泡化並びに親水性化の為、グリセリンやト
リエタノールアミン等の低分子量ポリオールやアミン系
ポリオールと高分子量ポリオールを使用し、その反応性
差並びに低イソシアネート インデックスを併用して行
っていた。しかしながらこれらの硬質ウレタンフォーム
は連続気泡率を安定して９５％以上にすることが困難で
あると共に、フォーム中にポリオールのＯＨ残基を残す
方法をとっている為、架橋が少なくしかもハードセグメ
ントが不足する為、柔軟性即ち伸びのある硬質フォーム
となった。従って得られた硬質ウレタンフォームは水中
に浮かせても残存独立気泡が浮力となって容易には水を
吸収せず、また残存独立気泡が植物の根の生長を阻害す
る問題を有していた。また架橋結合及びハードセグメン
ト不足から植物の根の生長によって気泡が壊れ難い問題
も有していた。一方軟質フォームでは支持力に欠け、従
ってフェノールフォームやロックウールに市場を独占さ
れる結果となっている。

【００２５】本発明はこれまでの問題点を解決すること
を目的に行われたものであり、特に１００％または１０
０％に近い連続気泡化により容易に大容量の水を即座に
吸収並びに保持することができ、しかも完全連泡化並び
に伸びの小さい硬質化により植物の支持と根の生長を阻
害せず、並びに収穫後のフォームの容易な除去を最大の
目的として研究を行った。本発明はこれまでの開発方向
と全く異なる方法によって本目的を達成することがで
き、本発明を完成した。即ち、低分子量ポリオールと高
分子量ポリオールとの反応性差、アミン系ポリオールと
非アミン系ポリオールとの反応性差、低イソシアネート
インデックスによるゲル化反応の抑制では１００％に
達する連続気泡率を確保することが困難であるばかりで
なく、架橋結合及びハードセグメント不足から植物の支
持力、根の生長、収穫後のフォームの除去が大きく劣る
ものであった。本発明はこれらの植物の支持、収穫後の
フォームの除去性は良好であると考えられるが、特に連
続気泡化並びに親水性化が困難であるとされた業界が避
けてきたポリイソシアヌレートフォームを基本に連続気
泡化、親水性化を同時に達成し、本発明を完成した。

【００２６】即ち本発明は芳香族イソシアネート、
オキシエチレン含有量が２０％以上のヒドロキシ化合
物、オキシアルキレン末端がアルコキシ基あるいは又
は低級脂肪族アシロキシ基、あるいは又はアセトキシ基
等でキャップされた構造をなし、しかもポリオキシアル
キレン鎖中のオキシエチレン鎖含有量が４０重量％以上
のポリシロキサン−ポリアルキレン共重合体であるシリ
コン系整泡剤、中性乳化剤、発泡剤、必要に応じ
イオン性乳化剤等を用いて従来の育苗用フォームの問題
点を解決した。

【００２７】本発明は特にオキシエチレン含有量が２０
重量％以上のポリヒドロキシ化合物及びオキシアルキレ
ン末端がアルコキシ基等でキャップされた特殊ポリシロ
キサン−ポリオキシアルキレン共重合体、並びに中性乳
化剤の相乗効果により１００％に達する連続気泡化、同
時に親水化、支持性、並びに収穫後のフォームの除去性
を達成した。特に中性乳化剤は発泡反応、ゲル化反応を
マイルドにし、気泡の安定化と共に均一かつ完全な連続
気泡発泡体を得る開放気泡剤としての強力の働きを行っ
ている。従来の反応性の異なるポリオールでは例えヘル
スバブルが出ても１００％に到する連続気泡は得られな
いのに対して、完全に連続気泡のフォームを造り、しか
も疎水性のイソシアヌレートフォームでありながら同時
に親水化を達成できたことは驚くべきことである。これ
はポリオールの反応性差によるのではなく中性乳化剤が
特定濃度のオキシエチレン鎖を有するヒドロキシ化合物
中に溶解し、発泡及びにゲル化反応末期にポリマーへの
相溶性が低下しミクロに分離が起こり、この粘弾性の小
さい部分が発生するＣＯ_２ガス等により連続気泡化する
ものと推定される。即ち中性乳化剤は得られたフォーム
を親水化するのみでなく連続気泡化剤としても働いてい
るのである。これらの働きは特定のポリオールと特定の
シリコン系整泡剤と中性乳化剤の相乗効果でなりたって
いる。即ち４０％以上のオキシエチレン鎖を有するヒド
ロキシ化合物、並びにオキシエチレン割合の多いシリコ
ン系整泡剤で連続気泡化する場合、中性乳化剤がないと
１００％に達する連続率でしかも微細気泡フォームを安
定して作ることはできない。一般にポリウレタンフォー
ムはシリコン系界面活性剤の作用により安定な独立気
泡、乃至連続気泡のフォームを作ることが基本である
が、本フォームの製造方法は従来のメカニズムに従わず
常識をくつがえすものである。即ち本発明のフォーム処
方に於いて中性乳化剤を削除すると、フォームは消泡崩
壊するかあるいは消泡しながら発泡して粗大セルとな
る。この気泡安定性のないフォームに中性乳化剤を入れ
ることによって微細な気泡のフォームとなる。

【００２８】次に疎水性のポリイソシアヌレートフォー
ムの親水性は特に特定のシリコン系整泡剤と中性乳化剤
に係わるものと考えられる。多分出来上がったフォーム
のリブ表面には特殊のシリコン系整泡剤と中性乳化剤が
ブリードし、親水性を与えているものと考えられる。特
に本発明に於いてはポリシロキサン−ポリアルキレン共
重合体中のオキシアルキレン末端がアルコキシ基等でキ
ャップされているか否かは吸水性に大きな違いを与え
る。表−１にポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共
重合体のポリアルキレン末端がＯＨ基のもの、アセトキ
シ基、並びにメトキシ基でマスクされているものを使用
しての吸水性の差を示す。又配合処方並びに物性を示
す。

【００２９】

【表１】 ｐｏｌｙｏｌ−１：ステアリルアルコ−ルにエチレンオ
キサイド、プロピレンオキサイドを７５／２５の割合で
付加重合させるＯＨ価４２．０の１価アルコ−ル ｐｏｌｙｃａｔ４６：酢酸カリウムのエチレングリコ−
ル溶液（日本乳化剤社製） ｐｏｌｙｃａｔ４２：２−エチルヘキサンカリウムとト
リアジン系触媒の混合物（日本乳化剤社製） シリコン系整泡剤−１：ポリシロキサン−ポリオキシア
ルキレン共重合体、（化１）中のｍは３０、ｎは３、ポ
リオキシアルキレン中のオキシエチレン割合は７５重量
％他はオキシプロピレン、オキシアルキレン末端はＯＨ
基 シリコン系整泡剤−２：ポリシロキサン−ポリオキシア
ルキレン共重合体、（化１）中のｍは３０、ポリオキシ
アルキレン中のオキシエチレン割合は７５重量％他はオ
キシプロピレン、オキシアルキレン末端はメトキシ基 シリコン系整泡剤−３：ポリシロキサン−ポリオキシア
ルキレン共重合体、（化１）中のｍは３０）、ｎは３、
ポリオキシアルキレン中のオキシエチレン割合は７５重
量％他はオキシプロピレン、オキシアルキレン末端はア
セチル基 イオネットＤＯ−６００：中性乳化剤、ポリエチレング
リコ−ルのオレイン酸ジエステル（三洋化成工業社製） サンモリンＯＴ−７０Ｎ：ジオクチルスルホコハク酸ナ
トリウム溶液（三洋化成工業社製） コロネ−ト１１１０：粗製ＭＤＩ、ＮＣＯ ３１．６％
（日本ポリウレタン工業社製） １０％圧縮硬さ：縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ２０ｍ
ｍのサンプルを５ｍｍ／分の速度で圧縮し、厚さの１０
％圧縮時点での硬さ ４０％圧縮硬さ：縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ２０ｍ
ｍのサンプルを５ｍｍ／分の速度で圧縮し、厚さの４０
％圧縮時点での硬さ 連続気泡率：ＡＳＴＭ−Ｄ−２８５６−７０法により測
定 吸水時間：針規格２２Ｇ×１¹/₄”（ニプロ社製）付き
注射器より純水一滴を滴下、その一滴が完全にフォ−ム
中に吸収されるまでの時間

【００３０】表−１から分かるようにポリシロキサン−
ポリオキシアルキレン共重合体のオキシアルキレン末端
がＯＨ基、アセトキシ基、あるいはメトキシ基であって
も密度、圧縮硬さ並びに連続気泡率は大差がないが吸水
時間には驚くほどの大差があることがわかる。この働き
は明白には説明できないがこのことによって、本発明の
短時間に水を吸収するポリイソシアヌレートフォームを
開発でき、結果として育苗用連続気泡ポリイソシアヌレ
ートフォームの完成に結びついた。

【００３１】本発明の育苗用連続気泡ポリイソシアヌレ
ートフォームはイソシアヌレート結合と共にポリウレタ
ン結合、尿素結合を有し、フェノールフォームに比較し
て微生物分解性がきわだって大きい。このことは従来全
く微生物による分解が進まないフェノールフォーム、ロ
ックウールと違い天然界に放置すれば結局分解し、天然
界に戻り環境にやさしい製品と云える。特にポリオキシ
アルキレングリコールの透導体は微生物による分解を促
進することになる。

【００３２】

【実施例】以下、実施例並びに比較例をあげて本発明を
更に具体的に説明する。

【００３３】

【実施例１】グリセリンにエチレンオキサイドとプロピ
レンオキサイドを重量比で８０／２０の割合でランダム
に付加した分子量約３０００のポリエーテルポリオール
（ｐｏｌｙｏｌ−２）、粗製ポリメチレンポリフェニレ
ンポリイソシアネート、中性乳化剤及びアニオン系乳化
剤とからポリイソシアヌレートフォームを発泡した。原
料処方並びにフォーム特性を表−２に示す。

【００３４】

【実施例２】グリセリンにエチレンオキサイドとプロピ
レンオキサイドを重量比で８０／２０の割合でランダム
に付加させ分子量１０００のポリエーテポリオール（ｐ
ｏｌｙｏｌ−３）、及び粗製ポリメチレンポリフェニレ
ンポリイソシアネート、中性乳化剤及びアニオン系乳化
剤とからポリイソシアヌレートフォームを発泡した。原
料処方並びにフォーム特性を表−２に示す。

【００３５】

【実施例３】エチレンオキサイドとプロピレンオキサイ
ドの付加重合割合が重量比で８０／２０のＯＨ価５６．
１のポリエーテルジオール（ｐｏｌｙｏｌ−４）、粗製
ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、中性
乳化剤及びアニオン系乳化剤とからポリイソシアヌレー
トフォームを発泡した。原料処方並びにフォーム特性を
表−２に示す。

【００３６】

【実施例４】グリセリンにエチレンオキサイドとプロピ
レンオキサイドを重量比で８０／２０の割合でランダム
に付加した分子量３０００のポリエーテル（ｐｏｌｙｏ
ｌ−２）、粗製ポリメチレンポリフェニレンポリイソシ
アネート及び中性乳化剤とからポリイソシアヌレートフ
ォームを発泡した。原料処方並びにフォーム物性を表−
２に示す。

【００３７】

【表２】 ｐｏｌｙｃａｔ４１：Ｎ、Ｎ’、Ｎ”−トリス（ジメチ
ルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン溶液 シリコン系整泡剤−４：ポリシロキサン−ポリオキシア
ルキレン共重合体に於いて（化１）中のｍは２０、ｎは
１．３、ポリオキシアルキレン鎖中のオキシエチレンの
割合は７５重量％、他はポリオキシプロピレンであり末
端はメトキシ基、ポリオキシアルキレンの分子量は１６
００。 シリコン系整泡剤−５：ポリシロキサン−ポリオキシア
ルキレン共重合体に於いて（化１）中のｍは３０、ｎは
１．０、ポリオキシアルキレン鎖中のオキシエチレンの
割合は７５重量％、他はオキシプロピレンであり末端は
メトキシ基、ポリオキシアルキレンの分子量は１６０
０。 シリコン系整泡剤−６：ポリシロキサン−ポリオキシア
ルキレン共重合体に於いて（化１）中のｍは２０、ｎは
１．０、ポリオキシアルキレン鎖中のオキシエチレンの
割合は７５重量％、他はオキシプロピレン鎖であり末端
はメトキシ基、ポリオキシプロピレンの分子量は約１３
００。 ニューコール２７１Ｓ：４８％アルキルジフェニルエー
テル スルホン酸Ｎａ水溶液（日本乳化剤社製） 浸水時間：縦２０ｍｍ×横４０ｍｍ×厚さ１５ｍｍのフ
ォームを純水上に静かに浮かべ、フォームの上面が完全
に水中に沈むまでの時間（フォームの上面が毛細管現象
で吸水して濡れるまでの時間でなく完全に水を吸って水
没するまでの時間）、あるいは水没しない場合には厚さ
１５ｍｍのうち水没したフォーム厚さ 吸水率：縦２０ｍｍ×横４０ｍｍ×厚さ１５ｍｍのフォ
ームを水に浮かべ、完全にフォームの上面が完全に水に
没したのち引き上げるか、あるいは水没しない場合には
５分後引き上げ、室温で１分間ポリエチレンフィルム上
に静置した後吸水重量を測定、水１ｇを１ｃｍ^３に換算
してフォームの体積で除した値 吸水保持率：吸水率１のフォームを更に２４時間ポリエ
チレンフィルム上に放置した後吸水重量を測定、水１ｇ
を１ｃｍ^３に換算した後、水の体積をフォーム体積で除
した値 育苗性−１：本発明の発泡体上にネギを播種させ発芽後
の根差し性、水耕栽培による生長性、支持性並びに収穫
後のフォームの除去性で判断した。

【００３８】表−２より分かるように本発明のフォーム
は４配合処方共に連続気泡率１００％であり、吸水時間
も早くしかも吸水保持率も良い。しかもネギの生長も良
く、目的の結果を得ることができた。

【００３９】

【比較例１、比較例２】グリセリンにエチレンオキサイ
ドとプロピレンオキサイドを重量比で８０／２０の割合
でランダムに付加した分子量３０００のポリエーテルポ
リオール（ｐｏｌｙｏｌ−２）、及びポリメチレンポリ
フェニレンポリイソシアネートを用い、中性及びイオン
性乳化剤を使用せずにポリイソシアヌレートフォームを
発泡した。原料処方並びにフォーム物性を表−３に示
す。

【００４０】〔比較例３〕 グリセリンにエチレンオキサイドを重量比で８０／２０
の割合でランダムに付加した分子量３０００のポリエ−
テルポリオ−ル（ｐｏｌｙｏｌ−２）、ポリメチレンポ
リフェニレンポリイソシアネ−ト、及びアニオン乳化剤
とからポリイソシアヌレ−トフォ−ムを発泡した。原料
処方並びにフォ−ム物性を表−３に示す。

【００４１】

【比較例４】グリセリンにエチレンオキサイドを重量比
で８０／２０の割合でランダムに付加した分子量３００
０のポリエーテルポリオール（ｐｏｌｙｏｌ−２）、ポ
リメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、中性乳
化剤及びアニオン乳化剤とからポリイソシアヌレートフ
ォームを発泡した。原料処方並びにフォーム物性を表−
３に示す。

【００４２】

【表３】

【００４３】表−３に於いて、比較例１、比較例２はフ
ォームが消泡する寸前まで連泡化しても連続気泡率は低
い。中性乳化剤等を使用していないため高濃度の連泡化
フォームを安定して製造することはできない。即ち少な
くとも中性乳化剤を使用、併用しない場合には、独立気
泡から急激に気泡崩壊に進み工業的に製造可能な安定し
た連続気泡範囲はない。また末端がメトキシ基でキャッ
プされたポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合
体を使用しているが、吸水時間は極端に遅い。即ちポリ
オキシエチレン割合が高く、しかも末端がメトキシ基で
キャップされたポリシロキサン−ポリオキシアルキレン
共重合体を使用しても、少なくとも中性乳化剤あるいは
アニオン系乳化剤とを合わせて使用しないと安定して連
続気泡化率の高く、吸水時間の早いフォームは製造する
ことができない。また比較例３よりアニオン系乳化剤を
使用しても中性乳化剤がないと連続気泡化率の高いフォ
ーム並びに吸水時間の早いフォームは製造できない。比
較例４は連続気泡化率は低く浸水性は悪いが吸水時間は
極端に早い。これは中性乳化剤の使用量不足、並びにア
ニオン系乳化剤の使用量不足により連続気泡化が十分に
進まなかったものと思われる。以上のことよりこの種の
フォームで連続気泡化率が高く、しかも吸水時間の短い
フォームを製造するためにはオキシエチレン率の大きい
ポリオール、末端がメトキシ基等でキャップされたポリ
シロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、中性乳化
剤が必須条件である。またイオン性乳化剤を合わせて使
用することによって吸水性、保水性共に更に改良するこ
とができる。

【００４４】

【発明の効果】これまでの育苗用ポリウレタンフォー
ム、フェノールフォーム、ロックウールは主に保水性、
植物支持性、根の生長性、収穫後の基体の除去性、廃棄
処分性が要求されてきたが、すべての満足するものはな
い。従って植物の支持性、収穫後のフォームの除去を犠
牲にした軟質ポリウレタンフォーム、あるいは根差し
性、廃棄処分性を犠牲にしたフェノールフォーム、ある
いは収穫後の基体の除去性、廃棄処分性を犠牲としたロ
ックウールが使用されてきた。またフェノールフォーム
に於いてはフロン系発泡剤を使用する大気汚染の問題を
有している。本発明のポリイソシアヌレートフォームは
前述の保水性、植物支持性、根の生長性、収穫後の基体
の除去性を満足することができると共にフレオン系発泡
剤を使用せず、水発泡剤で容易に発泡することが可能で
あり、自然界にフォームを放置した時もフェノールフォ
ームに比較して微生物による分解性も極端に良く、フェ
ノールフォーム並びにロックウールに代替可能である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ //(Ｃ０８Ｇ 18/00 Ｃ０８Ｇ 18/00 101:00） 101:00 (56)参考文献 特開 昭49−110798（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−275741（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−177831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−10108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−53695（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−192722（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−1240（ＪＰ，Ｂ１) 西独国特許出願公開3627236（ＤＥ, Ａ１) 米国特許5464562（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08G 18/00 - 18/87 A01G 1/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリイソシアネート化合物、ヒドロキシ
   化合物、水及び／又は他の発泡剤、触媒、シリコン系整
   泡剤、ＯＨ基を有さない中性乳化剤、必要に応じてイオ
   ン性乳化剤から硬質フォームを製造するに当たり、 １）ポリイソシアネート化合物が芳香族系ポリイソシア
   ネート化合物、そして ２）平均官能基数が１．０以上、オキシエチレン含有量
   が２０重量％以上であるヒドロキシ化合物、そして ３）触媒が少なくともイソシアヌレート系触媒を使用
   し、そして ４）シリコン系整泡剤がポリシロキサンーポリオキシア
   ルキレン共重合体であり、そのポリオキシアルキレンポ
   リエーテル末端ＯＨ基が他のＯＨ基を有さない化合物で
   キャップされた構造をなし、しかもポリオキシアルキレ
   ンはオキシエチレンを４０重量％以上含有するシリコン
   系整泡剤を用いて発泡させたフォームであってしかもそ
   のフォーム物性が ５）密度が８〜７０Ｋｇ／ｍ^３ ６）連続気泡率が９５％以上 ７）発泡方向に対して平行方向に４０％圧縮した硬さが
   ０．１〜２．０Ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲にある育苗用連続
   気泡ポリイソシアヌレートフォーム。
2. 【請求項２】 ポリイソシアネートがポリメチレンポリ
   フェニレンポリイソシアネート、４，４’ジフェニルメ
   タンジイソシアネート、粗製ポリメチレンポリフェニレ
   ンポリイソシアネート、あるいはポリメチレンポリフェ
   ニレンポリイソシアネートの変性ポリイソシアネートで
   ある特許請求項１記載の育苗用連続気泡ポリイソシアヌ
   レートフォーム。
3. 【請求項３】 中性乳化剤のポリオキシアルキレングリ
   コール末端ＯＨ基が活性水素を有さない化合物でキャッ
   プされている構造を有する化合物である特許請求項１記
   載の育苗用連続気泡ポリイソシアヌレートフォーム。
4. 【請求項４】 フォームの通気度が２ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ
   ｅｃ以上である特許請求項１記載の育苗用連続気泡ポリ
   イソシアヌレートフォーム。
5. 【請求項５】ポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共
   重合体のポリオキシアルキレンポリエーテル末端が１〜
   ４のアルコキシ基又は脂肪族アシロキシ基又はアセトキ
   シ基単独あるいは併用でキャップされている構造を有す
   る特許請求項１記載の育苗用連続気泡ポリイソシアヌレ
   ートフォーム。