JP4584749B2 - 硬質ポリウレタン発泡体の製造方法 - Google Patents
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請求項1に記載の発明の硬質ポリウレタン発泡体の製造方法においては、ポリウレタン発泡体原料に対して無機化合物の水和物が配合される。そして、ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させて硬質ポリウレタン発泡体を製造するに当たり、前記ポリウレタン発泡体原料が樹脂化される前に、無機化合物の水和物が分解して生成する水を蒸発させる。このため、蒸発した水(水蒸気)により発泡体のセル膜が破れてセルが連通されるものと考えられ、連続気泡構造を容易に形成することができる。
また、無機化合物の水和物は、硫酸カルシウムの水和物又は硫酸マグネシウムの水和物であることから、ポリウレタン発泡体原料の反応、発泡及び硬化時に合せて無機化合物の水和物が分解して水を生成することができる。
本実施形態における硬質ポリウレタン発泡体(以下、単に発泡体ともいう)は以下のようにして製造される。すなわち、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤及び触媒を含有するポリウレタン発泡体原料に対し、無機化合物の水和物を配合し、前記ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させることにより製造される。ここで、本実施形態の硬質ポリウレタン発泡体は、連続気泡構造を有し、復元性を有しない発泡体を意味する。上記の製造過程において、ポリウレタン発泡体原料が樹脂として硬化される前に、無機化合物の水和物が分解(解離)して水を生成し、その水が蒸発して得られる水(水蒸気)により発泡体のセル膜が破れてセルが連通されるものと考えられ、連続気泡構造が形成される。
ポリオール類としては、ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールが用いられる。これらのうち、ポリイソシアネート類との反応性に優れているという点と、ポリエステルポリオールのように加水分解をしないという点から、ポリエーテルポリオールが好ましい。ポリエーテルポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、多価アルコールにプロピレンオキシドとエチレンオキシドとを付加重合させた重合体よりなるポリエーテルポリオール、それらの変性体等が用いられる。多価アルコールとしては、グリセリン、ジプロピレングリコール等が挙げられる。
・ 本実施形態における硬質ポリウレタン発泡体の製造方法においては、ポリウレタン発泡体原料に対して無機化合物の水和物が配合される。そして、ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させて硬質ポリウレタン発泡体を製造するに当たり、ポリウレタン発泡体原料が樹脂化される前に、無機化合物の水和物が分解して生成する水を蒸発させる。このため、蒸発した水により発泡体のセル膜が破れてセルが連通されるものと考えられ、連続気泡構造を容易に形成することができる。また、蒸発した水が発泡体から吹き出る際に、低分子量の揮発成分も散逸し、臭気等揮発成分の少ない発泡体が得られる。
(実施例1〜5並びに比較例1及び2)
まず、各実施例及び比較例で用いたポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、整泡剤及び触媒よりなるポリウレタン発泡体原料を以下に示す。ここで、ポリイソシアネート(44V20)以外の原料をA液、ポリイソシアネートをB液とした。
GP300: ポリエーテルポリオール、官能基数3、水酸基価561(mgKOH/g)、分子量300、三洋化成工業(株)製。
EDP300: ポリエーテルポリオール、官能基数4、水酸基価760(mgKOH/g)、分子量300、旭電化工業(株)製。
DMEA: ジメチルエタノールアミン、日本乳化剤(株)製。
44V20: ポリメリックMDI(イソシアネート基含有量31%)、住友バイエル(株)製。
粉体2: 硫酸マグネシウムの7水和物、比重1.68、平均粒子径20μm。
そして、上記A液が2kgとなるように配合し、表1の比率に見合うB液を混合して10秒間撹拌した。A液及びB液ともに20℃とした。それを縦、横及び深さが各500mmの発泡容器内に注入し、20℃、大気圧下で発泡させて硬質スラブ発泡体を製造した。反応条件として、クリームタイムが15〜20秒、ライズタイムが90〜120秒となるように触媒の添加量を調整した。この際の最高発熱温度を下記のようにして測定した。
(測定方法)
最高発熱温度(℃): 発泡用容器内に形成される発泡体の中心部に熱電対を差込み、反応、発泡及び硬化時において上昇した最も高い温度を測定した。
アスカーC硬度(度):SRIS0101(日本ゴム協会標準規格)の規定に基づいて測定した。
通気度(cc/cm2・sec): JIS L 1096の規定に準じて測定した。但し、測定試料となるシート状の硬質ポリウレタン発泡体の厚さを5mmとした。
・ 無機化合物の水和物として、炭酸ナトリウム1水和物(Na2CO3・H2O、比重2.25、分解開始温度100℃)、リン酸二水素カルシウム1水和物(Ca(H2PO4)2・H2O、比重2.22、分解開始温度109℃)等を用いることもできる。
・ 水を吸収して膨潤し、加熱時には吸収された水が蒸発して吸熱する吸水性材料、例えば(メタ)アクリル酸単位又は(メタ)アクリル酸塩単位を主構成単位とする水不溶性の(メタ)アクリル系吸水性樹脂を、水を含んだ状態で配合することも可能である。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
Claims (4)
- ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤としての水、及び触媒を含有し、前記発泡剤としての水の配合量が前記ポリオール類100質量部に対して3〜6質量部であるポリウレタン発泡体原料に対し、硫酸カルシウムの水和物又は硫酸マグネシウムの水和物からなる無機化合物の水和物を配合し、前記ポリウレタン発泡体原料を反応させ発泡及び硬化させて硬質ポリウレタン発泡体を製造するに当たり、前記ポリウレタン発泡体原料が樹脂化される前に、無機化合物の水和物が分解して生成する水を蒸発させることを特徴とする硬質ポリウレタン発泡体の製造方法。
- 前記無機化合物の水和物の配合量は、ポリオール類100質量部に対して5〜55質量部であることを特徴とする請求項1に記載の硬質ポリウレタン発泡体の製造方法。
- 前記硬質ポリウレタン発泡体は、ASTM D 2856に規定された独立気泡率が1%以下であり、かつJIS L 1096に規定された通気度が5.0〜9.0cc/cm2・secであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の硬質ポリウレタン発泡体の製造方法。
- 前記硬質ポリウレタン発泡体は、密度が24〜35kg/m3であり、かつアスカーC硬度が24〜40度であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の硬質ポリウレタン発泡体の製造方法。
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