JP4795797B2 - ポリウレタン発泡体及びそれを用いたシール材 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の発明のポリウレタン発泡体においては、その原料に撥水剤が含まれていることからその撥水性に基づいて良好な止水性を発揮することができる。さらに、ポリウレタン発泡体の原料には粘着性付与剤としてロジンエステルの水系エマルジョン又はその水揮散物が含まれ、その含有量がポリオール類100質量部当たり固形分として1〜10質量部であることから、止水性を維持しつつ、ロジンエステルに基づいて両面粘着テープに対する優れた接着性を発揮することができる。
本実施形態におけるポリウレタン発泡体(以下、単に発泡体ともいう)は、その表面に両面粘着テープが貼着可能に構成されているものである。係るポリウレタン発泡体は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、触媒、発泡剤及び撥水剤を含むポリウレタン発泡体の原料に、粘着性付与剤としてロジンエステルの水系エマルジョンがポリオール類100質量部当たり固形分として1〜10質量部含まれ、その原料を反応、発泡及び硬化させて得られる。このポリウレタン発泡体は、その表面に両面粘着テープが貼着されてシール材として用いられる。そのシール材は、例えばカーエアコン用ダンパー材に代表される空調機器用のシール材などとして使用される。
(ポリオール類)
ポリオール類としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール又はポリエーテルエステルポリオールが単独又は混合して用いられるが、撥水剤及び粘着性付与剤としてロジンエステルとの相溶性に優れる点からポリエステルポリオールが好ましい。
(ポリイソシアネート類)
次に、ポリオール類と反応させるポリイソシアネート類はイソシアネート基を複数有する化合物であって、具体的にはトリレンジイソシアネート(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、これらの変性物等が用いられる。
(発泡剤)
発泡剤はポリウレタン樹脂を発泡させてポリウレタン発泡体とするためのもので、例えば水のほかジクロロメタン(塩化メチレン)、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、炭酸ガス等が用いられる。これらの発泡剤うち、ポリイソシアネート類と速やかに反応して十分な炭酸ガスを発生でき、取扱いが良好である点から水が好ましい。発泡剤の配合量は、ポリオール類100質量部当たり1〜5質量部であることが好ましい。発泡剤の配合量が1質量部未満の場合には、発泡が不十分となり、低密度の発泡体が得られ難くなる。一方、5質量部を越える場合には、発泡が過剰となり、発泡体の硬さ、引張強さ等の物性が低下する。
(触媒)
触媒は主としてポリオール類とポリイソシアネート類とのウレタン化反応を促進するためのものである。触媒として具体的には、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルアミノエタノール、N,N´,N´−トリメチルアミノエチルピペラジン等の第3級アミン、オクチル酸スズ(スズオクトエート)等の有機金属化合物、酢酸塩、アルカリ金属アルコラート等が単独、或いは混合して用いられる。触媒の配合量は、ポリオール類100質量部当たり0.5〜1.5質量部であることが好ましい。触媒の配合量が0.5質量部未満の場合、ウレタン化反応などの進行が十分ではなく、発泡体の機械的物性等が低下する傾向を示す。一方、1.5質量部を越える場合、ウレタン化反応の進行が過度になって発泡体の形成に偏りが生じて好ましくない。
(撥水剤)
撥水剤は、ポリウレタン発泡体に撥水性に基づく止水性を発現させるためのもので、ポリオールと炭素数12以上のモノカルボン酸とのエステル、ポリオールと炭素数12以上のモノカルボン酸と炭素数8以上のジカルボン酸とのエステルなどが用いられる。ポリオールとしては、二価以上のポリオールすなわち分子量1000〜4000のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレン−プロピレン共重合体のグリコールなどが挙げられる。炭素数12以上のモノカルボン酸としては、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などが挙げられる。炭素数8以上のジカルボン酸としては、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸などが挙げられる。これらの撥水剤のうち、ダイマー酸のジエステルなどの分子が嵩高く、接触角が大きいため撥水性の良好な化合物が好ましい。
(粘着性付与剤)
粘着性付与剤はポリウレタン発泡体に両面粘着フィルムに対する接着性を付与するためのものである。係る粘着性付与剤としては、ロジンエステルの水系エマルジョン又はその水揮散物(水が蒸発した後の固形物)が用いられる。ここで、前記水揮散物を配合する場合には、その中に界面活性剤などが含まれていることから、ポリウレタン発泡体の原料中では発泡剤としての水により良好に分散される。ロジンは主として松から採取される天然樹脂で、成分はアビエチン酸、ピマル酸などの樹脂酸である。ロジンとしては、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジンなどが挙げられ、それらを変性した水素添加ロジン、不均化ロジン、重合ロジンなどが含まれる。
(整泡剤)
整泡剤は発泡を円滑に行うためにポリウレタン発泡体の原料に配合されることが好ましく、係る整泡剤としては、ポリウレタン発泡体の製造に際して一般に使用されるものを用いることができる。整泡剤として具体的には、シリコーン化合物、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。これらの中でも、線状或いは分枝状ポリエーテル−シロキサン共重合体が好ましく、特に連通性を高めるためには整泡力の低い線状ポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体がより好ましい。整泡剤の配合量は、ポリオール類100質量部当たり0.5〜2.5質量部であることが好ましい。この配合量が0.5質量部未満の場合には、ポリウレタン発泡体の原料の発泡時における整泡作用が十分に発現されず、良好な発泡体を得ることが難しくなる。一方、2.5質量部を越える場合には、整泡作用が強くなり、セルの連通性が低下する傾向を示す。
(その他の配合剤)
ポリウレタン発泡体の原料にはその他必要に応じて、架橋剤、酸化防止剤、充填剤、安定剤、着色剤、難燃剤、可塑剤等を配合することができる。
ポリウレタン発泡体の原料を反応させて発泡及び硬化させることによりポリウレタン発泡体が製造されるが、その際の反応は複雑であり、基本的には次のような反応が主体となっている。すなわち、ポリオール類とポリイソシアネート類との付加重合反応(ウレタン化反応、樹脂化反応)、ポリイソシアネート類と発泡剤としての水との泡化(発泡)反応及びこれらの反応生成物とポリイソシアネート類との架橋(硬化)反応である。ポリウレタン発泡体を製造する場合には、ポリオール類とポリイソシアネート類とを直接反応させるワンショット法、或いはポリオール類とポリイソシアネート類とを事前に反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、それにポリオール類を反応させるプレポリマー法のどちらも採用される。そして、ポリオール類とポリイソシアネート類との混合液、或いはプレポリマーとポリオール類との混合液に、発泡剤を混和し、さらに整泡剤、触媒、撥水剤及び粘着性付与剤としてのロジンエステルの水系エマルジョン又はその水揮散物を添加して攪拌、混合し、それらの原料を反応、発泡及び硬化させる。
・ 本実施形態のポリウレタン発泡体においては、その原料に撥水剤が含まれていることからその撥水性に基づいて良好な止水性を発揮することができる。さらに、ポリウレタン発泡体の原料には粘着性付与剤としてロジンエステルの水系エマルジョン又はその水揮散物が含まれ、その含有量がポリオール類100質量部当たり固形分として1〜10質量部であることから、止水性を維持しつつ、両面粘着テープに対する優れた接着性を発揮することができる。
(実施例1〜7及び比較例1〜8)
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、触媒、撥水剤、粘着性付与剤及びpH調整剤よりなるポリウレタン発泡体の原料を以下に示す。
ポリオールB:ポリエーテルエステルポリオール、官能基数3、水酸基価56.1(mgKOH/g)、分子量3000、三井武田ケミカル(株)製の商品名、L−50。
発泡剤(水):水道水。
アミン触媒:N,N−ジメチルアミノエタノール
金属触媒:オクチル酸スズ(スタナスオクトエート)
整泡剤:シリコーン系整泡剤、東レダウコーニング(株)製の商品名、SH−193。
粘着性付与剤TF−2:ロジンエステル、フレーク状、酸価30(mgKOH/g)、日立化成ポリマー(株)製の商品名、テスポール1010F。
そして、これらの各原料を表1及び表2に示す配合量で配合して各実施例及び比較例におけるポリウレタン発泡体の原料を調製した。その後、これらポリウレタン発泡体の原料を縦、横及び深さが各500mmの発泡容器内に注入し、常温、大気圧下で発泡させた後、加熱炉を通過させて硬化(架橋)させることにより軟質スラブ発泡体を得た。その途中、発泡状態を目視によって観察した。得られた軟質スラブ発泡体を切り出すことによってシート状のポリウレタン発泡体を製造した。
(測定方法)
見掛け密度(kg/m3):JIS K7222(1999)に準拠して測定した。
止水性:打ち抜き加工により、厚さ及び幅がともに15mmの断面を有するU字状の試験片を、厚さ方向の両側から2枚のアクリル樹脂板で50%圧縮した状態(従って、厚さは7.5mm)とし、U字状の底部内面から100mmの高さまで水を入れてU字状の底部外面から水がしみ出してくるまでの時間を測定した。そして、24時間後に水がしみ出してこない場合を○、水がしみ出してきた場合を×とした。
・ ロジンエステルの水系エマルジョンの含有量がポリオール類100質量部当たり固形分として3.5質量部未満であっても、ポリウレタン発泡体の原料が酸性になる場合にはアルカリ性のpH調整剤を配合することができる。
・ 前記ポリオール類は、ポリエステルポリオール及びポリエーテルエステルポリオールの混合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のポリウレタン発泡体。このように構成した場合には、請求項1又は請求項2に係る発明の効果に加えて、撥水剤及び粘着性付与剤に対するポリオール類の相溶性を高めることができ、発泡を良好に行うことができる。
Claims (3)
- ポリオール類、ポリイソシアネート類、触媒、発泡剤及び撥水剤を含むポリウレタン発泡体の原料を反応、発泡及び硬化させて得られ、その表面に両面粘着テープが貼着可能に構成されているポリウレタン発泡体であって、
前記ポリウレタン発泡体の原料には粘着性付与剤としてロジンエステルの水系エマルジョン又はその水揮散物が含まれ、その含有量がポリオール類100質量部当たり固形分として1〜10質量部であることを特徴とするポリウレタン発泡体。 - 前記ロジンエステルの水系エマルジョン又はその水揮散物の含有量がポリオール類100質量部当たり固形分として3.5〜10質量部である場合に、ポリウレタン発泡体の原料にはアルカリ性のpH調整剤が含まれていることを特徴とする請求項1に記載のポリウレタン発泡体。
- 請求項1又は請求項2に記載のポリウレタン発泡体の表面に両面粘着テープが貼着されて構成されていることを特徴とするシール材。
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