JP5474627B2 - Active hydrogen component for polyurethane resin production - Google Patents

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Description

本発明は、結晶性セルロースを含有するポリウレタン樹脂製造用活性水素成分、該活性水素成分を原料とするポリウレタン樹脂およびその成形品に関する。 The present invention relates to an active hydrogen component for producing a polyurethane resin containing crystalline cellulose, a polyurethane resin using the active hydrogen component as a raw material, and a molded product thereof.

近年、石油資源由来のプラスチックに代わるものとして、植物及び動物由来のプラスチックの開発が盛んに行われている。そのひとつの方法として、地球上に最も多く存在するバイオマス資源であるセルロースの利用が挙げられる。セルロースは植物やバクテリア(酢酸菌)、ホヤ等の植物以外の生物から産生でき、石油資源ではないことから、たとえ最終的に焼却処理されたとしても、環境への影響は小さい。 In recent years, plastics derived from plants and animals have been actively developed as an alternative to plastics derived from petroleum resources. One method is to use cellulose, which is the most abundant biomass resource on the earth. Cellulose can be produced from organisms other than plants such as plants, bacteria (acetic acid bacteria), and sea squirts, and is not an oil resource. Therefore, even if it is finally incinerated, its impact on the environment is small.

セルロースを利用した樹脂はこれまでにも多く報告されている。例えばポリオール原液に40〜500メッシュ(0.425〜0.025mm)のセルロース粉末を添加して高強度の硬質ウレタンフォームを得る方法(特許文献1)、ミクロフィブリル化セルロースを成形して乾燥させ、樹脂を含浸させる等を行うことで比較的強度の高い成形体が得られるという報告がなされている。(特許文献2)また、水に分散した状態のミクロフィブリル化セルロースを樹脂粉末と配合後乾燥することでセルロースと樹脂の複合樹脂を作成し、成形することで強度等の物性が向上することが報告されている。(特許文献3) Many resins using cellulose have been reported so far. For example, a method of adding a cellulose powder of 40 to 500 mesh (0.425 to 0.025 mm) to a polyol stock solution to obtain a high-strength rigid urethane foam (Patent Document 1), molding and drying microfibrillated cellulose, It has been reported that a molded article having a relatively high strength can be obtained by impregnating the resin. (Patent Document 2) In addition, by mixing microfibrillated cellulose dispersed in water with resin powder and drying it, a composite resin of cellulose and resin can be created and molded to improve physical properties such as strength. It has been reported. (Patent Document 3)

特開平7−82338号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-82338 特開2003−201695号公報JP 2003-201695 A 特開2008−297364号公報JP 2008-297364 A

しかしながら、特許文献1に開示されている方法では、セルロース中の非晶質(アモルファス)部分の多いセルロース粉末を使用しているため、特に硬質ポリウレタンフォーム用のポリオールに導入する場合には、セルロース濃度を上げるとポリオール成分の粘度が上がってしまい、イソシアネート成分と混合するときに混合性が低下したり、注入時の液流れ性が低下するため、成形性が低下してしまうという問題がある。特許文献2に開示されている方法では、成形品の形状が成形品前駆体としてのセルロースシートの形状に依存するため、複雑な形状の成形品の作成が困難である。また特許文献3に開示されている方法は、射出押し出し成形用の熱可塑性樹脂粉末の作成方法であり、モデリング材、クッションシートなどの成形品用樹脂として一般的に使用されているウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂用原料には適用できない方法であった。本発明の課題は、環境負荷が小さく再生可能な天然資源であるセルロースを高濃度に含有し、高強度であるポリウレタン樹脂を得ることである。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, since cellulose powder having a large amount of amorphous part in cellulose is used, the cellulose concentration is particularly introduced when introduced into a polyol for rigid polyurethane foam. When the viscosity is increased, the viscosity of the polyol component increases, and there is a problem that the mixing property is lowered when mixing with the isocyanate component, and the liquid flow property at the time of injection is lowered, so that the moldability is lowered. In the method disclosed in Patent Document 2, since the shape of a molded product depends on the shape of a cellulose sheet as a molded product precursor, it is difficult to create a molded product having a complicated shape. Further, the method disclosed in Patent Document 3 is a method for producing a thermoplastic resin powder for injection extrusion molding, such as a urethane resin generally used as a molding material resin such as a modeling material and a cushion sheet. This method cannot be applied to thermosetting resin raw materials. An object of the present invention is to obtain a polyurethane resin having a high strength and containing a high concentration of cellulose, which is a natural resource that has a low environmental burden and can be regenerated.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果本発明に到達した。すなわち、本発明は、結晶化度が65%以上のセルロース(b)及び活性水素化合物(a)を含有してなることを特徴とするポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A);該活性水素成分(A)とポリイソシアネート成分(C)とを反応させてなるポリウレタン樹脂(I);該樹脂(I)で構成されてなるポリウレタン樹脂成形品である。   The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, the present invention comprises an active hydrogen component (A) for producing a polyurethane resin, comprising cellulose (b) having a crystallinity of 65% or more and an active hydrogen compound (a); A polyurethane resin (I) obtained by reacting (A) with a polyisocyanate component (C); a polyurethane resin molded article composed of the resin (I).

本発明のポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A)、及び該成分を用いたポリウレタン樹脂(I)は、下記の効果を奏する。
(1)再生可能な天然資源であるセルロースを含有することにより、環境負荷が小さい。
(2)セルロースを高濃度に含有させても原料液が低粘度であるため、成形性のよい高強度のポリウレタン樹脂成形品を得ることができる。
(3)セルロースが高強度の有機フィラーとして作用し、高強度のポリウレタン樹脂を得ることができる。
The active hydrogen component (A) for producing the polyurethane resin of the present invention and the polyurethane resin (I) using the component have the following effects.
(1) By containing cellulose, which is a renewable natural resource, the environmental burden is small.
(2) Since the raw material liquid has a low viscosity even when cellulose is contained in a high concentration, a high-strength polyurethane resin molded product with good moldability can be obtained.
(3) Cellulose acts as a high-strength organic filler, and a high-strength polyurethane resin can be obtained.

[活性水素化合物(a)]
本発明における活性水素化合物(a)とは、ポリイソシアネート成分(C)と反応可能な活性水素を有する化合物であり、2〜8価またはそれ以上の活性水素含有化合物である。常温(25℃)で液状であることが好ましい。活性水素としては水酸基、アミノ基、メルカプト基等の活性水素が挙げられる。
活性水素化合物(a)の重量平均分子量は通常150〜20000、好ましくは250〜15000、より好ましくは400〜10000である。
活性水素化合物(a)としては、例えば
(1)ポリオキシアルキレンポリオール
活性水素含有化合物(例えば、多価アルコール、アミン、多価フェノール、ポリカルボン酸、およびこれらの混合物。以下にその内容を記載した。)に、アルキレンオキシド(以下AOと略記する。)が付加された化合物
(2)ポリエステルポリオール
等が挙げられる。
[Active hydrogen compound (a)]
The active hydrogen compound (a) in the present invention is a compound having active hydrogen capable of reacting with the polyisocyanate component (C), and is an active hydrogen-containing compound having 2 to 8 or more valences. It is preferably liquid at room temperature (25 ° C.). Examples of the active hydrogen include active hydrogen such as a hydroxyl group, an amino group, and a mercapto group.
The weight average molecular weight of the active hydrogen compound (a) is usually 150 to 20000, preferably 250 to 15000, more preferably 400 to 10,000.
Examples of the active hydrogen compound (a) include (1) polyoxyalkylene polyol active hydrogen-containing compounds (for example, polyhydric alcohols, amines, polyhydric phenols, polycarboxylic acids, and mixtures thereof. The contents thereof are described below. )) Is added a compound (2) polyester polyol to which an alkylene oxide (hereinafter abbreviated as AO) is added.

活性水素含有化合物
多価アルコールとしては、炭素数2〜20の2価アルコール(脂肪族ジオール、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−および1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのアルキレングリコール;および脂環式ジオール、例えば、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなどのシクロアルキレングリコール)、炭素数3〜20の3価アルコール(脂肪族トリオール、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオールなどのアルカントリオール);炭素数5〜20の4〜8価またはそれ以上の多価アルコール(脂肪族ポリオール、例えば、ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトールなどのアルカンポリオールおよびそれらもしくはアルカントリオールの分子内もしくは分子間脱水物;ならびにショ糖、グルコース、マンノース、フルクトース、メチルグルコシドなどの糖類およびその誘導体)が挙げられる。
Examples of the active hydrogen-containing compound polyhydric alcohol include dihydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms (aliphatic diols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol. , Alkylene glycols such as neopentyl glycol; and alicyclic diols such as cycloalkylene glycols such as cyclohexanediol and cyclohexanedimethanol, trihydric alcohols having 3 to 20 carbon atoms (aliphatic triols such as glycerin and trimethylol) Alkanetriols such as propane, trimethylolethane, hexanetriol); 4-8 or higher polyhydric alcohols having 5 to 20 carbon atoms (aliphatic polyols such as pentaerythritol, sorbitol, mannitol, Tail, diglycerol, intramolecular or intermolecular dehydration products of alkane polyols and their or alkane triol, such as dipentaerythritol; and sucrose, glucose, mannose, fructose, sugars and derivatives thereof), such as methyl glucoside.

アミンとしては、アルカノールアミン、ポリアミン、およびモノアミンが挙げられる。
アルカノールアミンとしては、炭素数2〜20のモノ−、ジ−およびトリ−アルカノールアミン(例えば、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およびイソプロパノールアミン)などが挙げられる。
ポリアミン(1,2級アミノ基の数:2〜8個またはそれ以上)としては、脂肪族アミンとして、炭素数2〜6のアルキレンジアミン(例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミン)、炭素数4〜20のポリアルキレンポリアミン(アルキレン基の炭素数が2〜6のジアルキレントリアミン〜 ヘキサアルキレンヘプタミン、例えば、ジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラミン)などが挙げられる。
また、炭素数6〜20の芳香族ポリアミン(例えば、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、メチレンジアニリンおよびジフェニルエーテルジアミン);炭素数4〜20の脂環式ポリアミン(例えば、イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミンおよびジシクロヘキシルメタンジアミン);炭素数4〜20の複素環式ポリアミン(例えば、ピペラジンおよびアミノエチルピペラジン)等が挙げられる。
モノアミンとしては、アンモニア;脂肪族アミンとして、炭素数1〜20のアルキルアミン(例えば、n−ブチルアミンおよびオクチルアミン);炭素数6〜20の芳香族モノアミン(例えば、アニリンおよびトルイジン);炭素数4〜20の脂環式モノアミン(例えば、シクロヘキシルアミン);炭素数4〜20の複素環式モノアミン(例えば、ピペリジン)等が挙げられる。
Amines include alkanolamines, polyamines, and monoamines.
Examples of the alkanolamine include mono-, di- and tri-alkanolamines having 2 to 20 carbon atoms (for example, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and isopropanolamine).
As polyamine (number of primary, secondary amino groups: 2 to 8 or more), aliphatic amine, alkylene diamine having 2 to 6 carbon atoms (for example, ethylene diamine, propylene diamine and hexamethylene diamine), carbon number 4-20 polyalkylene polyamines (dialkylene triamine having 2 to 6 carbon atoms in the alkylene group to hexaalkylene heptamine such as diethylenetriamine and triethylenetetramine) and the like.
Also, an aromatic polyamine having 6 to 20 carbon atoms (for example, phenylenediamine, tolylenediamine, xylylenediamine, diethyltoluenediamine, methylenedianiline and diphenyletherdiamine); an alicyclic polyamine having 4 to 20 carbon atoms (for example, Isophoronediamine, cyclohexylenediamine and dicyclohexylmethanediamine); heterocyclic polyamines having 4 to 20 carbon atoms (for example, piperazine and aminoethylpiperazine) and the like.
As monoamine, ammonia; as aliphatic amine, alkylamine having 1 to 20 carbon atoms (for example, n-butylamine and octylamine); aromatic monoamine having 6 to 20 carbon atoms (for example, aniline and toluidine); -20 alicyclic monoamine (for example, cyclohexylamine); C4-C20 heterocyclic monoamine (for example, piperidine) and the like.

多価(2〜8価またはそれ以上)フェノールとしては、ピロガロール、ハイドロキノンおよびフロログルシン等の単環多価フェノール;ビスフェノールA、ビスフェノールF、およびビスフェノールスルホン等のビスフェノール;フェノールとホルムアルデヒドの縮合物(ノボラック);たとえば米国特許第3265641号明細書に記載のポリフェノール等が挙げられる。 Polyhydric (2 to 8 or more) phenols include monocyclic polyhydric phenols such as pyrogallol, hydroquinone and phloroglucin; bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol sulfone; condensates of phenol and formaldehyde (novolaks) For example, polyphenols described in US Pat. No. 3,265,641.

ポリカルボン酸としては、炭素数4〜18の脂肪族ポリカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸など)、炭素数8〜18の芳香族ポリカルボン酸(フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸など)、およびこれらの2種以上の混合物があげられる。
これらの活性水素含有化合物は2種以上を併用してもよい。これらの中で好ましくは多価アルコールである。
Examples of the polycarboxylic acid include aliphatic polycarboxylic acids having 4 to 18 carbon atoms (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, glutaric acid, azelaic acid, etc.), and aromatic polycarboxylic acids having 8 to 18 carbon atoms (phthalic acid, Terephthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, etc.), and mixtures of two or more thereof.
Two or more of these active hydrogen-containing compounds may be used in combination. Of these, polyhydric alcohols are preferred.

(1)ポリオキシアルキレンポリオール
上記の活性水素含有化合物に付加させるAOとしては、炭素数2〜8のものが好ましく、プロピレンオキサイド(以下、POと略記する。)、エチレンオキサイド(以下、EOと略記する。)、1,2−、1,3−、1,4−、または2,3−ブチレンオキシド、およびスチレンオキシド等が挙げられ、2種以上用いてもよい。AOとしては、POおよび/またはEOと、必要によりAO中10重量%以下(とくに5重量%以下)の範囲で他のAOが併用されたものが好ましい。付加物であってもよい。2種以上のAOを用いる場合の付加方法としては、ブロック付加でもランダム付加でもこれらの併用付加であってもよいが、ブロック付加が好ましい。
AO付加時に用いる触媒としては、通常用いられるアルカリ触媒(KOH、CsOH等)の他、特開2000−344881号公報に記載の触媒〔トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン等〕、特開平11−120300号公報に記載の触媒(過塩素酸マグネシウム等)を用いてもよい。
(1) Polyoxyalkylene polyol As AO added to the above active hydrogen-containing compound, those having 2 to 8 carbon atoms are preferable, and propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO). 2), 1,2-, 1,3-, 1,4-, or 2,3-butylene oxide, styrene oxide, and the like. AO is preferably a combination of PO and / or EO and, if necessary, other AO in the range of 10% by weight or less (especially 5% by weight or less) in AO. It may be an adduct. As an addition method when two or more kinds of AO are used, block addition, random addition, or a combination addition thereof may be used, but block addition is preferable.
As a catalyst used at the time of AO addition, in addition to a commonly used alkali catalyst (KOH, CsOH, etc.), a catalyst described in JP-A No. 2000-344881 [Tris (pentafluorophenyl) borane, etc.], JP-A No. 11-120300 You may use the catalyst (magnesium perchlorate etc.) described in the gazette.

(2)ポリエステルポリオール
ポリエステルポリオールとしては、前記の多価アルコール[とくに、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、1,3−または1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の2価アルコール;前記ポリエーテルポリオール(とくにジオール);またはこれらとグリセリン、トリメチロールプロパン等の3価又はそれ以上の多価アルコールとの混合物]と、前記ポリカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体〔酸無水物、低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル等〕(例えば、アジピン酸、セバシン酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、テレフタル酸ジメチル)とのポリエステルポリオール、または前記カルボン酸無水物およびAOとの縮合反応物;それらのAO(EO、PO等)付加物;ポリラクトンポリオール、例えば前記多価アルコールを開始剤としてラクトン(ε−カプロラクトン等)を開環重合させることにより得られるもの;ポリカーボネートポリオール、例えば前記多価アルコールとアルキレンカーボネートとの反応物;等が挙げられる。
(2) Polyester polyol As the polyester polyol, the polyhydric alcohol [particularly, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3- or 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, etc. A dihydric alcohol; the polyether polyol (particularly a diol); or a mixture thereof with a trihydric or higher polyhydric alcohol such as glycerin or trimethylolpropane] and the polycarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof [acid Anhydride, lower alkyl (alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) ester, etc.] (for example, adipic acid, sebacic acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, dimethyl terephthalate) polyester polyol, or carboxylic anhydride Thing and AO (EO, PO, etc.) adducts thereof; polylactone polyols, such as those obtained by ring-opening polymerization of lactones (e.g., ε-caprolactone) using the polyhydric alcohol as an initiator Polycarbonate polyol, for example, a reaction product of the polyhydric alcohol and alkylene carbonate;

本発明の製造方法に用いる活性水素化合物(a)の平均官能基数は、好ましくは2〜5、さらに好ましくは2.5〜4である。活性水素化合物(a)が水酸基を有する化合物の場合、その平均水酸基価は、好ましくは20〜1000、さらに好ましくは24〜800である。   The average number of functional groups of the active hydrogen compound (a) used in the production method of the present invention is preferably 2 to 5, more preferably 2.5 to 4. When the active hydrogen compound (a) is a compound having a hydroxyl group, the average hydroxyl value thereof is preferably 20 to 1000, more preferably 24 to 800.

[結晶性セルロース(b)]
結晶性セルロース(b)の結晶化度は、65%以上であり、好ましくは70%以上である。
結晶化度が65%未満であると、結晶性セルロース(b)を分散させた活性水素成分(A)の粘度が高くなるため、成形性のよい高強度のポリウレタン樹脂成形品が得られなくなる。
結晶化度の測定方法としては、通常X線回折法で行い、微粉砕したセルロース粒子をアルミホルダーに押しつけ、X線回折の回折角度を5〜30°まで操作して測定する。このとき、結晶性セルロースには2つの結晶散乱ピークが生じる。これに対し、非晶質部分はバックグラウンド散乱となる。結晶化度は結晶化度全散乱ピーク面積に対する結晶部分散乱ピーク面積の比率で求められる。
[Crystalline cellulose (b)]
The crystallinity of the crystalline cellulose (b) is 65% or more, preferably 70% or more.
When the degree of crystallinity is less than 65%, the viscosity of the active hydrogen component (A) in which the crystalline cellulose (b) is dispersed increases, so that a high-strength polyurethane resin molded product with good moldability cannot be obtained.
The crystallinity is usually measured by the X-ray diffraction method by pressing finely pulverized cellulose particles against an aluminum holder and operating the X-ray diffraction angle up to 5 to 30 °. At this time, two crystal scattering peaks occur in crystalline cellulose. On the other hand, an amorphous part becomes background scattering. The crystallinity is determined by the ratio of the crystal partial scattering peak area to the crystallinity total scattering peak area.

結晶性セルロース(b)としては植物(例えば木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農地残廃物、布、パルプ、再生パルプ、古紙)、動物(例えばホヤ類)、藻類、微生物(例えば酢酸菌(アセトバクター))、微生物産生物等を起源とするセルロース繊維であり、本発明ではそのいずれも使用できる。結晶性セルロース(b)は、より好ましくは植物由来のセルロース繊維である。
通常のセルロース繊維は結晶性部分と非晶性部分を有し、それを結晶性セルロース(b)とするために
非晶性部分を加水分解して除去することが一般的に行われている。
Crystalline cellulose (b) includes plants (for example, wood, bamboo, hemp, jute, kenaf, farmland waste, cloth, pulp, recycled pulp, waste paper), animals (for example, ascidians), algae, microorganisms (for example, acetic acid bacteria (for example, acetic acid bacteria ( Acetobacter)), a cellulose fiber originating from a microbial product or the like, any of which can be used in the present invention. The crystalline cellulose (b) is more preferably a plant-derived cellulose fiber.
Ordinary cellulose fibers have a crystalline part and an amorphous part, and in order to make it into crystalline cellulose (b), the amorphous part is generally hydrolyzed and removed.

結晶性セルロース(b)の製造方法としては、一般的には、パルプ等のセルロース繊維含有材料を酸性雰囲気下加熱して加水分解した後、濾別して乾燥することで得ることが出来るが、特許公開2004−331925号公報に記載の方法等の公知の方法で製造することもできる。
結晶性セルロース(b)の平均繊維長は、好ましくは5〜1000μm、さらに好ましくは10〜500μm、より好ましくは15〜250μmである。
(b)の平均繊維長が5〜1000μmであると、活性水素成分(A)の粘度が高くならず好ましい。
As a method for producing crystalline cellulose (b), in general, cellulose fiber-containing materials such as pulp can be heated and hydrolyzed in an acidic atmosphere, and then filtered and dried. It can also be produced by a known method such as the method described in 2004-331925.
The average fiber length of the crystalline cellulose (b) is preferably 5 to 1000 μm, more preferably 10 to 500 μm, and more preferably 15 to 250 μm.
When the average fiber length of (b) is 5 to 1000 μm, the viscosity of the active hydrogen component (A) is preferably not increased.

[ポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A)]
(A)は必須成分として活性水素化合物(a)と結晶性セルロース(b)を含有してなる。
(A)内に含有される結晶性セルロース(b)の含有重量%は、好ましくは1〜50重量%、好ましくは5〜40重量%、より好ましくは10〜30重量%である。
(b)の含有重量%が50%以下であると(A)の粘度が上昇せず取り扱いが容易であり、ポリイソシアネート成分(C)と混合して反応させる際に混合性が良好である。また、(b)の含有重量%が1%以上では、ポリウレタン樹脂を高強度にすることができる。
本発明において、ポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A)は、活性水素化合物(a)中に結晶性セルロース(b)を含有するものであり、好ましくは混合攪拌等の一般的な分散方法を用いて分散させることで得ることが出来る。また原料である(b)が水分を含む場合には、(a)中に分散させた後または分散させながら、加熱減圧乾燥等を行って水分を除去することで、水分の少ない(A)を得ることができる。水分は0.3重量%以下にすることが好ましい。
[Active hydrogen component for polyurethane resin production (A)]
(A) contains an active hydrogen compound (a) and crystalline cellulose (b) as essential components.
The content% by weight of the crystalline cellulose (b) contained in (A) is preferably 1 to 50% by weight, preferably 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight.
When the content (%) of (b) is 50% or less, the viscosity of (A) does not increase and the handling is easy, and the mixing property is good when mixed and reacted with the polyisocyanate component (C). When the content (%) of (b) is 1% or more, the polyurethane resin can have high strength.
In the present invention, the active hydrogen component (A) for producing the polyurethane resin contains the crystalline cellulose (b) in the active hydrogen compound (a), preferably using a general dispersion method such as mixing and stirring. And can be obtained by dispersing. In addition, when the raw material (b) contains moisture, the moisture (A) with less moisture can be obtained by removing the moisture by performing drying under heating or the like after being dispersed in (a) or while being dispersed. Can be obtained. The moisture is preferably 0.3% by weight or less.

ポリイソシアネート成分(C)
本発明の製造方法に用いるポリイソシアネート成分(C)としては、イソシアネート基を分子内に2個以上有する化合物であればよく、従来からポリウレタンフォームの製造に使用されているものがすべて使用できる。このようなイソシアネートとしては、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、これらの変性物(例えば、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシヌアレート基、またはオキサゾリドン基含有変性物など)およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
Polyisocyanate component (C)
As the polyisocyanate component (C) used in the production method of the present invention, any compound having two or more isocyanate groups in the molecule may be used, and any of those conventionally used in the production of polyurethane foams can be used. Examples of such isocyanates include aromatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates, and modified products thereof (for example, urethane groups, carbodiimide groups, allophanate groups, urea groups, burettes). Group, an isocyanurate group, or an oxazolidone group-containing modified product) and a mixture of two or more thereof.

芳香族ポリイソシアネートとしては、炭素数(NCO基中の炭素を除く;以下のイソシアネートも同様)6〜16の芳香族ジイソシアネート、炭素数6〜20の芳香族トリイソシアネートおよびこれらのイソシアネートの粗製物などが挙げられる。具体例としては、1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(粗製MDI)、などが挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、炭素数6〜10の脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどが挙げられる。
The aromatic polyisocyanate includes 6 to 16 aromatic diisocyanates, 6 to 20 aromatic triisocyanates, and crude products of these isocyanates (excluding carbon in the NCO group; the following isocyanates are also the same). Is mentioned. Specific examples include 1,3- and / or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, 2,4′- and / or 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenyl isocyanate (crude MDI), and the like.
Examples of the aliphatic polyisocyanate include aliphatic diisocyanates having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples include 1,6-hexamethylene diisocyanate and lysine diisocyanate.

脂環式ポリイソシアネートとしては、炭素数6〜16の脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、炭素数8〜12の芳香脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、キシリレンジイソシアネート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
変性ポリイソシアネートの具体例としては、ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDIなどが挙げられる。
ポリイソシアネート(C)として、好ましくは、芳香族ポリイソシアネートおよびその変性物であり、さらに好ましくは、MDIを40〜60重量%、カルボジイミド変性MDIを1〜10重量%、およびウレタン変性MDIを39〜59重量%含有するMDI系イソシアネートプレポリマーである。
反応に用いるポリイソシアネート(C)全体のイソシアネート基含有量は、10〜30重量%が好ましい。
Examples of the alicyclic polyisocyanate include alicyclic diisocyanates having 6 to 16 carbon atoms. Specific examples include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, norbornane diisocyanate, and the like.
Examples of the araliphatic polyisocyanate include araliphatic diisocyanates having 8 to 12 carbon atoms. Specific examples include xylylene diisocyanate, α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, and the like.
Specific examples of the modified polyisocyanate include urethane-modified MDI and carbodiimide-modified MDI.
The polyisocyanate (C) is preferably an aromatic polyisocyanate and a modified product thereof, more preferably 40 to 60% by weight of MDI, 1 to 10% by weight of carbodiimide-modified MDI, and 39 to 39% of urethane-modified MDI. It is an MDI-based isocyanate prepolymer containing 59% by weight.
The isocyanate group content of the entire polyisocyanate (C) used in the reaction is preferably 10 to 30% by weight.

本発明のポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A)は、ポリイソシアネート成分(C)と反応させてポリウレタン樹脂(I)を製造することができる。反応条件は特に制限されず、公知の条件が適用される。本発明の製造方法において、ポリウレタン樹脂の製造に際してのイソシアネート指数[(NCO基/活性水素原子含有基)の当量比×100](NCOインデックス)は、好ましくは70〜125、さらに好ましくは75〜120、特に好ましくは85〜115である。 The active hydrogen component (A) for producing the polyurethane resin of the present invention can be reacted with the polyisocyanate component (C) to produce the polyurethane resin (I). Reaction conditions are not particularly limited, and known conditions are applied. In the production method of the present invention, the isocyanate index [(NCO group / active hydrogen atom-containing group equivalent ratio × 100) (NCO index) in the production of the polyurethane resin is preferably 70 to 125, more preferably 75 to 120. Especially preferably, it is 85-115.

本発明のポリウレタン樹脂(I)はセルロースを含むことで環境負荷を低減出来ること及び、フィラー成分として含有するセルロースが結晶性高分子であることで、高い機械強度を発現できるという特徴を有する。また、2液反応型の樹脂であるため、樹脂化反応前の状態は低粘度の液体であり、成形品製造用金型内での流動性に優れ、複雑な形状の樹脂成形品の製造が可能である。
本発明のポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A)は分散安定性に優れ、分散物(セルロース)の沈降物が少ないという特徴がある。また、分散物(セルロース)が有機物で有るため、装置の摩滅等、製造装置に与える影響が少ない。
本発明のポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A)には必要に応じて分散助剤を含有させてもよい。
分散助剤としては、樹脂オリゴマー、界面活性剤等、基材となるポリオキシアルキレンポリオールとセルロースに対して両親媒性の化合物が挙げられ、それらの添加量は(A)100に対して、通常0.1〜5部、好ましくは0.3〜4部、更に好ましくは0.5〜3部である。
The polyurethane resin (I) of the present invention has the characteristics that it can reduce environmental burden by containing cellulose and that high mechanical strength can be expressed because the cellulose contained as a filler component is a crystalline polymer. In addition, since it is a two-component reaction type resin, the state before the resinification reaction is a low-viscosity liquid, has excellent fluidity in the mold for molding production, and can produce resin molding products with complicated shapes. Is possible.
The active hydrogen component (A) for producing the polyurethane resin of the present invention is excellent in dispersion stability and has a feature that there is little sediment of the dispersion (cellulose). Further, since the dispersion (cellulose) is an organic substance, there is little influence on the manufacturing apparatus such as wear of the apparatus.
The active hydrogen component (A) for producing the polyurethane resin of the present invention may contain a dispersion aid as necessary.
Examples of the dispersion aid include resin oligomers, surfactants, and the like, polyoxyalkylene polyols serving as base materials, and amphiphilic compounds with respect to cellulose. 0.1 to 5 parts, preferably 0.3 to 4 parts, more preferably 0.5 to 3 parts.

ポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A)は、必要に応じて鎖伸長剤(D)、ウレタン化触媒(E)、整泡剤(F)、発泡剤(G)等を含有しても良い。 The active hydrogen component (A) for producing the polyurethane resin may contain a chain extender (D), a urethanization catalyst (E), a foam stabilizer (F), a foaming agent (G) and the like as necessary.

[鎖伸長剤(D)]
本発明における鎖伸長剤(D)としては、通常ウレタン樹脂の製造に用いられる物質はすべて使用でき、例として、エチレングリコール、1,4ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリ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、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサメチレンジアミン、トルエンジアミン、ジクロロジアミノジフェニルメタン(MOCA)、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。(D)の添加量は(A)100部に対して、通常1〜20部、好ましくは5〜10部である。
[Chain extender (D)]
As the chain extender (D) in the present invention, all substances usually used for the production of urethane resins can be used. Examples include ethylene glycol, 1,4 butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol. Glycerin, trimethylolpropane, hexamethylenediamine, toluenediamine, dichlorodiaminodiphenylmethane (MOCA), diethanolamine, triethanolamine and the like. The amount of (D) added is usually 1 to 20 parts, preferably 5 to 10 parts per 100 parts of (A).

[ウレタン化触媒(E)]
本発明におけるウレタン化触媒(E)としては、ウレタン化反応を促進する通常のウレタン化触媒はすべて使用でき、例として、トリエチレンジアミン、ビス(N,N−ジメチルアミノ−2−エチル)エーテル、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミンのPO付加物などの3級アミンおよびそのカルボン酸塩、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム、スタナスオクトエート等のカルボン酸金属塩、ジブチルチンジラウレート等の有機金属化合物が挙げられる。(E)の添加量は(A)100部に対して、通常0.1〜3部、好ましくは0.3〜2部である。
[Urethaneization catalyst (E)]
As the urethanization catalyst (E) in the present invention, all usual urethanization catalysts that promote the urethanation reaction can be used. Examples include triethylenediamine, bis (N, N-dimethylamino-2-ethyl) ether, N , N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, tertiary amines such as PO adduct of N, N-dimethylaminopropylamine and carboxylates thereof, potassium acetate, potassium octylate, stannous octoate, etc. Organic metal compounds such as carboxylic acid metal salts and dibutyltin dilaurate. The amount of (E) added is usually 0.1 to 3 parts, preferably 0.3 to 2 parts, relative to 100 parts of (A).

[整泡剤(F)]
本発明における整泡剤(F)としては、通常のポリウレタン樹脂の製造に用いられるものはすべて使用でき、例として、ジメチルシロキサン系整泡剤[例えば、トーレダウコーニングシリコーン(株)製の「SRX−253」等]、ポリエーテル変性ジメチルシロキサン系整泡剤[例えば、モメンティブ(株)製の「L−5309」、東レ・ダウコーニング(株)製の「SF−2969」、「SRX−274C」、「SZ−1671」、ゴールドシュミットAG(株)製の「B−8462」、「B−8474」などが挙げられる。(F)の添加量は(A)に対して、通常0.1〜6重量%、更に好ましくは0.5〜3重量%である。
[Foam stabilizer (F)]
As the foam stabilizer (F) in the present invention, all those used in the production of ordinary polyurethane resins can be used. For example, a dimethylsiloxane foam stabilizer [for example, “SRX manufactured by Toledo Corning Silicone Co., Ltd.” -253 "etc.], polyether-modified dimethylsiloxane foam stabilizers [for example," L-5309 "manufactured by Momentive Co., Ltd.," SF-2969 "manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.," SRX-274C " , “SZ-1671”, “B-8462”, “B-8474” manufactured by Goldschmidt AG Co., Ltd., and the like. The amount of (F) added is usually 0.1 to 6% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight, based on (A).

また、ポリウレタン樹脂(I)には各種の添加剤を含有させることができる。
本発明におけるポリウレタン樹脂(I)は、本発明の効果を阻害しない範囲で必要によりさらに添加剤(H)を含有することができる。(H)としては、脱水剤(H1)、滑剤(H2)、可塑剤(H3)、チクソ性付与剤(H4)、充填剤(H6)、紫外線吸収剤(H7)、老化防止剤(H8)、抗酸化剤(H9)、着色剤(H10)、難燃剤(H11)、防黴剤(H12)、抗菌剤(H13)、中空微小球(H14)、無機フィラー(H15)、分散材(沈降防止材)(H16)からなる群から選ばれる1種または2種以上の添加剤が挙げられる。
The polyurethane resin (I) can contain various additives.
The polyurethane resin (I) in the present invention may further contain an additive (H) as necessary as long as the effects of the present invention are not impaired. (H) includes dehydrating agent (H1), lubricant (H2), plasticizer (H3), thixotropic agent (H4), filler (H6), ultraviolet absorber (H7), anti-aging agent (H8). Antioxidant (H9), Colorant (H10), Flame Retardant (H11), Antifungal Agent (H12), Antibacterial Agent (H13), Hollow Microsphere (H14), Inorganic Filler (H15), Dispersant (Sedimentation) 1 type or 2 or more types of additives chosen from the group which consists of (preventive material) (H16) are mentioned.

脱水剤(H1)としては、酸化カルシウム、硫酸カルシウム(半水石膏)、塩化カルシウム、モレキュラーシーブ等;
滑剤(H2)としては、脂肪酸アルカノールアミド(オレイン酸モノエタノールアミド等)、脂肪酸金属塩(ステアリン酸カルシウム等)、エチレンジアミンジステアリルアミド等;
可塑剤(H3)としては、フタル酸エステル(ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等)、アジピン酸エステル(ジオクチルアジペート等)、リン酸トリエステル(トリイソプロピルフェニルホスフェート等);
チクソ性付与剤(H4)としては、微粒子状シリカ(体積平均粒径100nm以下)、水添ヒマシ油、有機ベントナイト等;
充填剤(H6)としては、無機充填剤(炭酸カルシウム、タルク、水酸化アルミニウム、雲母、ミルドファイバー等)および有機充填剤(熱硬化性樹脂の粉砕物等)等;
紫外線吸収剤(H7)としては、サリチレート(フェニルサリチレート等)、ベンゾフェノン(2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等)、ベンゾトリアゾール[2−(2−ヒドロキシー5−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール等]等;
老化防止剤(H8)としては、アミン(N−フェニル−αおよび−β−ナフチルアミン等)、フェノール[2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)等]等;
抗酸化剤(H9)としては、フェノール(ハイドロキノン等)、含硫化合物(ジラウリルチオジプロピオネート等)、アミン(オクチル化ジフェニルアミン等)等;
着色剤(H10)としては、顔料[無機顔料(酸化チタン、酸化鉄等)、有機顔料(アゾレーキ系、モノアゾ系等)等]、染料(アゾ系、アントラキノン系等)等;
難燃剤(H11)としては、ハロゲン含有難燃剤(ヘキサクロロペンタジエン、ヘキサブロモジフェニル等)、窒素含有難燃剤(尿素化合物、グアニジン化合物等)、硫黄含有難燃剤(硫酸エステル、スルファミン酸等)、リン含有難燃剤(リン酸、ホスフェート等)等;
防黴剤(H12)としては、4−クロルフェニル−3−ヨードプロパルギルホルマール、3−ヨード−2−プロペニルブチルカーバメート等;
抗菌剤(H13)としては、抗菌性ゼオライト化合物、4級アンモニウム塩(ジデシルジメチルアンモニウムクロライド等)、有機ヨード系抗菌剤(4−クロルフェニル−3−ヨードプロパルギルホルマール、3−ヨード−2−プロペニルブチルカーバメート等)、有機窒素硫黄系抗菌剤(ベンゾチアゾール、2,4−チアゾリルベンズイミダゾール等)等;
中空微小球(H14)としては、熱可塑性樹脂(ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル等)、熱硬化性樹脂(フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂等)および無機物(ガラス、アルミナ、シラス、カーボン等)からなる各中空微小球等;
無機フィラー(H15)としては、金属(アルミ等)粉、無機塩(炭酸カルシウム等)、タルク、グラスファイバー等が挙げられる。
分散材(沈降防止材)(H16)としては、イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、ポリカルボン酸のアンモニウム塩等が挙げられる。各種(H)の添加量は(I)100部に対して通常40部以下、好ましくは30部以下、更に好ましくは20部以下である。
Examples of the dehydrating agent (H1) include calcium oxide, calcium sulfate (hemihydrate gypsum), calcium chloride, molecular sieve, etc .;
Examples of the lubricant (H2) include fatty acid alkanolamides (such as oleic acid monoethanolamide), fatty acid metal salts (such as calcium stearate), and ethylenediamine distearylamide;
Examples of the plasticizer (H3) include phthalic acid esters (dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, etc.), adipic acid esters (dioctyl adipate, etc.), phosphoric acid triesters (triisopropylphenyl phosphate, etc.);
Examples of the thixotropic agent (H4) include fine-particle silica (volume average particle size of 100 nm or less), hydrogenated castor oil, organic bentonite, and the like;
Examples of the filler (H6) include inorganic fillers (calcium carbonate, talc, aluminum hydroxide, mica, milled fiber, etc.) and organic fillers (such as pulverized thermosetting resin).
Examples of the ultraviolet absorber (H7) include salicylate (such as phenyl salicylate), benzophenone (such as 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone), and benzotriazole [2- (2-hydroxy-5-t-octylphenyl) benzotriazole. ]etc;
Examples of the anti-aging agent (H8) include amines (N-phenyl-α and -β-naphthylamine and the like), phenols [2,2′-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol) and the like] and the like;
Examples of the antioxidant (H9) include phenol (hydroquinone, etc.), sulfur-containing compounds (dilauryl thiodipropionate, etc.), amine (octylated diphenylamine, etc.) and the like;
Examples of the colorant (H10) include pigments [inorganic pigments (titanium oxide, iron oxide, etc.), organic pigments (azo lake, monoazo, etc.)], dyes (azo, anthraquinone, etc.), etc .;
Flame retardants (H11) include halogen-containing flame retardants (hexachloropentadiene, hexabromodiphenyl, etc.), nitrogen-containing flame retardants (urea compounds, guanidine compounds, etc.), sulfur-containing flame retardants (sulfuric esters, sulfamic acids, etc.), phosphorus-containing Flame retardant (phosphoric acid, phosphate, etc.), etc .;
Examples of the antifungal agent (H12) include 4-chlorophenyl-3-iodopropargyl formal, 3-iodo-2-propenylbutyl carbamate and the like;
Antibacterial agents (H13) include antibacterial zeolite compounds, quaternary ammonium salts (didecyldimethylammonium chloride, etc.), organic iodine antibacterial agents (4-chlorophenyl-3-iodopropargyl formal, 3-iodo-2-propenyl) Butyl carbamate, etc.), organic nitrogen sulfur antibacterial agents (benzothiazole, 2,4-thiazolylbenzimidazole, etc.);
As hollow microspheres (H14), thermoplastic resins (polyvinylidene chloride, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, etc.), thermosetting resins (phenol resins, epoxy resins, urea resins, etc.) and inorganic substances (glass, alumina, shirasu, Each hollow microsphere made of carbon etc .;
Examples of the inorganic filler (H15) include metal (aluminum etc.) powder, inorganic salt (calcium carbonate etc.), talc, glass fiber and the like.
Examples of the dispersion material (anti-settling material) (H16) include ionic surfactants, nonionic surfactants, ammonium salts of polycarboxylic acids, and the like. The amount of various (H) added is usually 40 parts or less, preferably 30 parts or less, more preferably 20 parts or less, relative to 100 parts of (I).

[発泡剤(G)]
本発明における発泡剤(G)としては、ポリイソシアネートと反応して二酸化炭素を発生する水、反応熱によって気化・体積膨張する低沸点炭化水素及び水素原子含有ハロゲン化炭化水素系発泡剤が挙げられる。低沸点炭化水素は、通常沸点が−5〜70℃の炭化水素であり、その具体例としては、ブタン、ペンタン、シクロペンタンおよびこれらの混合物が挙げられる。低沸点炭化水素を用いる場合の使用量は、(I)100部に対して、好ましくは30部以下、さらに好ましくは20部以下である。
水素原子含有ハロゲン化炭化水素系発泡剤の具体例としてHCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)タイプのもの(例えばHCFC−123、HCFC−141b、HCFC−22およびHCFC−142b);HFC(ハイドロフルオロカーボン)タイプのもの(例えばHFC−134a、HFC−152a、HFC−356mff、HFC−236ea、HFC−245ca、HFC−245fa、およびHFC−365mfc)等が挙げられる。
これらのうち好ましいものは、HCFC−141b、HFC−134a、HFC−356mff、HFC−236ea、HFC−245ca、HFC−245fa、およびHFC−365mfcおよびこれらの2種以上の混合物である。
[Foaming agent (G)]
Examples of the blowing agent (G) in the present invention include water that reacts with polyisocyanate to generate carbon dioxide, low-boiling hydrocarbons that vaporize and expand by reaction heat, and hydrogen atom-containing halogenated hydrocarbon-based blowing agents. . The low boiling point hydrocarbon is usually a hydrocarbon having a boiling point of −5 to 70 ° C., and specific examples thereof include butane, pentane, cyclopentane, and mixtures thereof. The amount used when using low-boiling hydrocarbons is preferably 30 parts or less, more preferably 20 parts or less, per 100 parts of (I).
Specific examples of hydrogen atom-containing halogenated hydrocarbon-based blowing agents include those of the HCFC (hydrochlorofluorocarbon) type (for example, HCFC-123, HCFC-141b, HCFC-22, and HCFC-142b); those of the HFC (hydrofluorocarbon) type (For example, HFC-134a, HFC-152a, HFC-356mff, HFC-236ea, HFC-245ca, HFC-245fa, and HFC-365mfc).
Among these, HCFC-141b, HFC-134a, HFC-356mff, HFC-236ea, HFC-245ca, HFC-245fa, and HFC-365mfc and mixtures of two or more thereof are preferred.

ポリウレタン樹脂(I)はポリウレタン樹脂の用いられるあらゆる用途分野、例えば靴底、時計バンド、キャスター、ベルト、電線被覆材等の樹脂成形品、シートクッション、防音材、フィルター、マットレス、ソファー、断熱材、モデリング用合成木材などのウレタンフォーム、シーリング剤、塗料、接着剤等の用途分野に使用することができる。
本発明のポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A)から得られるポリウレタン樹脂成形品としては、上記分野で使用される、フォーム、シート、フィルム、塗膜、樹脂成形品、繊維又は金属等との複合材料等が挙げられる。これらの中で、フォームおよび樹脂成形品が好ましい。
Polyurethane resin (I) can be used in any application field where polyurethane resin is used, for example, resin molded products such as shoe soles, watch bands, casters, belts, wire covering materials, seat cushions, soundproof materials, filters, mattresses, sofas, heat insulating materials, It can be used in application fields such as urethane foam such as synthetic wood for modeling, sealing agents, paints and adhesives.
The polyurethane resin molded product obtained from the active hydrogen component (A) for producing the polyurethane resin of the present invention is a composite with foam, sheet, film, coating film, resin molded product, fiber, metal, etc. used in the above-mentioned fields. Materials and the like. Of these, foams and resin molded products are preferred.

本発明のポリウレタン樹脂成形品の製造法の具体的な一例を示せば、下記の通りである。まず、活性水素成分(A)、必要により鎖伸長剤(D)、ウレタン化触媒(E)、整泡剤(F)、発泡剤(G)、添加剤(H)を所定量混合する。次いでポリウレタン発泡機または攪拌機を使用して、この混合物(ポリオールプレミックス)とポリイソシアネート成分(B)とを急速混合する。得られた混合液を金型(例えば55〜75℃)に注入し、所定時間後脱型してポリウレタン樹脂成形品を得る。 A specific example of the method for producing the polyurethane resin molded product of the present invention is as follows. First, a predetermined amount of active hydrogen component (A), if necessary, chain extender (D), urethanization catalyst (E), foam stabilizer (F), foaming agent (G), and additive (H) are mixed. Subsequently, this mixture (polyol premix) and the polyisocyanate component (B) are rapidly mixed using a polyurethane foaming machine or a stirrer. The obtained mixed liquid is poured into a mold (for example, 55 to 75 ° C.) and demolded after a predetermined time to obtain a polyurethane resin molded article.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。部は重量部を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these. Parts indicate parts by weight.

実施例および比較例におけるポリウレタン樹脂原料は次の通りである。
(1)結晶性セルロース(b−1):結晶化度約75%、平均繊維長約15μm、平均繊維径:約0.1μmのセルロース粉末〔旭化成ケミカルズ製セオラス TG−F20(植物由来セルロース)〕
(2)セルロース粉末(b’):結晶化度約55% 平均繊維長約20μmのセルロース粉末[日本製紙ケミカル製W300G]
(3)活性水素化合物(a−1):平均官能基数3.0、数平均分子量5000、水酸基価34であるグリセリンのPO付加物。
(4)活性水素化合物(a−2):平均官能基数3.0、数平均分子量5000、水酸基価34であるグリセリンのPO・EO付加物。
(5)鎖伸長剤:ジエチレングリコール
(6)ウレタン化触媒:トリエチレンジアミンの33重量%ジプロピレングリコ−ル溶液〔三共エアプロ(株)製TEDA−L33〕
(7)整泡剤:ゴールドシュミットAG(株)製「B−8462]
(8)ポリイソシアネ−ト:イソシアネート基含有量17.1重量%のMDI系イソシアネートプレポリマー。〔三洋化成工業(株)製サンフォームNC−703〕
The polyurethane resin raw materials in Examples and Comparative Examples are as follows.
(1) Crystalline cellulose (b-1): Cellulose powder having a degree of crystallinity of about 75%, an average fiber length of about 15 μm, and an average fiber diameter of about 0.1 μm [Seolas TG-F20 (plant-derived cellulose) manufactured by Asahi Kasei Chemicals)
(2) Cellulose powder (b ′): Cellulose powder having a crystallinity of about 55% and an average fiber length of about 20 μm [W300G manufactured by Nippon Paper Chemicals]
(3) Active hydrogen compound (a-1): PO adduct of glycerin having an average functional group number of 3.0, a number average molecular weight of 5000, and a hydroxyl value of 34.
(4) Active hydrogen compound (a-2): PO / EO adduct of glycerin having an average functional group number of 3.0, a number average molecular weight of 5000, and a hydroxyl value of 34.
(5) Chain extender: diethylene glycol (6) Urethane catalyst: 33 wt% dipropylene glycol solution of triethylenediamine [TEDA-L33 manufactured by Sankyo Airpro Co., Ltd.]
(7) Foam stabilizer: “B-8462” manufactured by Goldschmidt AG
(8) Polyisocyanate: MDI isocyanate prepolymer having an isocyanate group content of 17.1% by weight. [Sunform NC-703 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.]

[セルロース濃度に対するセルロース分散ポリオール粘度比較]実施例1〜4および比較例1〜4
各ポリオールに対して、粉体セルロース、結晶セルロースの濃度を変えて添加・分散させた場合の粘度について表1に示した。粘度はBL型粘度計にて23℃において測定した。
[Comparison of viscosity of cellulose-dispersed polyol with respect to cellulose concentration] Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4
Table 1 shows the viscosities when added and dispersed at different concentrations of powdered cellulose and crystalline cellulose for each polyol. The viscosity was measured at 23 ° C. with a BL type viscometer.

Figure 0005474627
Figure 0005474627

実施例5〜8および比較例5〜8
高速攪拌機を用いて、表2に示す重量部のポリオールプレミックスとイソシアネートを30秒間混合し、70℃に温度調節した300mm×300mm×10mmの大きさの金属製密閉金型内に投入し、15分間硬化させた後に脱型し、ポリウレタンフォームを得た。表2中の部は重量部を示す。
得られたポリウレタンフォームについて、下記に示す測定方法でフォーム物性を測定した。測定結果を表3に示す。
Examples 5-8 and Comparative Examples 5-8
Using a high-speed stirrer, the polyol premix and weight part shown in Table 2 were mixed for 30 seconds and charged into a metal mold having a size of 300 mm × 300 mm × 10 mm whose temperature was adjusted to 70 ° C., 15 After curing for minutes, the mold was removed to obtain a polyurethane foam. The parts in Table 2 indicate parts by weight.
About the obtained polyurethane foam, the foam physical property was measured with the measuring method shown below. Table 3 shows the measurement results.

Figure 0005474627
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フォーム物性測定方法
C硬度:自動硬度計(高分子計器社製PX−100、加重1Kg)を用い、加重5分後の硬度を測定した。
弾性率:作成したウレタンフォームをスライサー(独FOTUNA社製AN400D)にて2mmの厚さのシートにスライスした後、3号ダンベルにて厚さ2mm、中央部幅5mmのダンベル形状試験片を作成し、オートグラフ(株式会社島津製AGIS、解析ソフトTRAPESIUM2、延伸速度100mm/分 )にて行った。
密度:弾性率測定サンプルを作成した2mm厚みのシートから、2cm×2cmの正方形シートを切り出し、水中置換法にて行った。
Foam physical property measuring method C hardness: The hardness after 5 minutes load was measured using an automatic hardness meter (PX-100 manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., weight 1 kg).
Elastic modulus: After slicing the created urethane foam into a sheet of 2mm thickness with a slicer (AN400D manufactured by FOTUNA, Germany), create a dumbbell-shaped test piece with a thickness of 2mm and a center width of 5mm with a No. 3 dumbbell. And an autograph (AGIS manufactured by Shimadzu Corporation, analysis software TRAPESIUM2, stretching speed 100 mm / min).
Density: A 2 cm × 2 cm square sheet was cut out from the 2 mm thick sheet from which the elastic modulus measurement sample was prepared, and an underwater substitution method was used.

比較の結果、結晶性セルロースを含有した実施例5〜8のポリウレタンフォームは、ポリオール成分が同程度の粘度をもつ比較例の粉体セルロース含有ポリウレタンフォームと比較して、より高濃度にセルロースを含有することができるため(例えば実施例7と比較例6、実施例8と比較例7)C硬度、破断点強度、弾性率が高くなっており、高強度なポリウレタン樹脂になることが判った。 As a result of comparison, the polyurethane foams of Examples 5 to 8 containing crystalline cellulose contained cellulose at a higher concentration than the powder cellulose-containing polyurethane foam of Comparative Example in which the polyol component had the same viscosity. (Example 7 and Comparative Example 6, Example 8 and Comparative Example 7) C hardness, strength at break, and elastic modulus were increased, and it was found that the resulting polyurethane resin had high strength.

本発明の結晶性セルロースを含有するウレタン樹脂成形品は、一般的にウレタン樹脂が使用される、靴底、時計バンド、キャスター、ベルト、電線被覆材等の樹脂成形品、シートクッション、防音材、フィルター、マットレス、ソファー、断熱材、モデリング用合成木材、研磨剤などのウレタンフォーム、シーリング剤、塗料、接着剤等の用途に幅広く好適に用いることができる。    Urethane resin molded product containing crystalline cellulose of the present invention is generally used urethane resin, resin molded products such as shoe soles, watch bands, casters, belts, wire covering materials, seat cushions, soundproofing materials, It can be used in a wide range of applications such as filters, mattresses, sofas, heat insulating materials, synthetic wood for modeling, urethane foam such as abrasives, sealing agents, paints, and adhesives.

Claims (5)

結晶化度が65%以上である結晶性セルロース(b)及びポリオキシアルキレンポリオールからなる活性水素化合物(a)を含有してなり、水分量が0.3重量%以下であるポリウレタン樹脂製造用活性水素成分(A)。 Ri Na contain cellulose crystallinity of not less than 65% (b) and an active hydrogen compound comprising a polyoxyalkylene polyol (a), for the production polyurethane resin having a water content of 0.3 wt% or less Active hydrogen component (A). 結晶性セルロース(b)が活性水素化合物(a)中に分散してなる請求項1に記載の活性水素成分(A)。 The active hydrogen component (A) according to claim 1, wherein the crystalline cellulose (b) is dispersed in the active hydrogen compound (a). 結晶性セルロース(b)の平均繊維長が5〜1000μmである請求項1または2に記載の活性水素成分(A)。 The active hydrogen component (A) according to claim 1 or 2, wherein the average fiber length of the crystalline cellulose (b) is 5 to 1000 µm. 請求項1〜のいずれか1項に記載の活性水素成分(A)とポリイソシアネート成分(C)とを反応させてなることを特徴とするポリウレタン樹脂(I)。 A polyurethane resin (I) obtained by reacting the active hydrogen component (A) according to any one of claims 1 to 3 with a polyisocyanate component (C). 請求項に記載のポリウレタン樹脂(I)で構成されてなるポリウレタン樹脂成形品。
A polyurethane resin molded article comprising the polyurethane resin (I) according to claim 4 .
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