JP3502149B2 - 吸湿性ポリウレタンフォームとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高い吸湿性をもつポリウ
レタンフォームとその製造方法に関し、特に椅子、ソフ
ァー等の家具類、車輛等の座席シート等の内装材料とし
て使用するに適する高い吸湿性をもつポリウレタンフォ
ームおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】近年、家具、車輛等の内装の
高級化はそれらを使用する人々のセンスの向上と要求度
の高まりに従って充実され一応満足のできる程度にまで
達している。一方、室内の防音、断熱等の快適性の向上
に対する要求が一層強くなるに従い、高い気密性も要求
されており、これが室内温度の上昇や結露の発生の大き
な原因となっている。

【０００３】しかしながら、これらの原因に対する改善
の決め手になる吸湿性に対する配慮はほとんどされてい
ないのが現状である。

【０００４】特に室内で使用される椅子や車輛シートに
は防音、断熱、衝撃吸収およびクッション性を高めるた
めに通常かなりの容量のポリウレタンフオームが使用さ
れており、これを室内で発生する水分を吸湿させたり、
放湿させたりする媒体として効果的に利用できれば好都
合である。

【０００５】ポリウレタンフォームは合成樹脂より構成
されているため本質的に吸湿性をもたない。そこで上記
した様な用途に適した吸湿性に富んだポリウレタンフォ
ームを開発すべくいくつかの提案がなされている。

【０００６】例えば、特開昭５８−１７５６５２号公報
には、ポリウレタンフォームシートの内部に吸放湿性を
有する極細繊維をニードルパンチして柔軟複合材を得る
という方法が提案されている。しかし、この方法は、成
形品を成形した後に行われるのでフォームのクッション
性や通気性を悪化させる傾向にありまた、この様な後処
理は製造工程を複雑化する上、成形品表層の処理である
ため効果を付与することは、困難である。一方、ポリウ
レタンフォームを製造する際にウレタン樹脂に皮革粉や
ゼラチン粉等を混入する方法も提案されているが、皮革
粉をウレタン樹脂中に混合した場合は、皮革粉の粒径が
大きいために、混入された樹脂素材に滑性が少なく、樹
脂の流動性を悪化させ、従って成形の際に押出し抵抗が
大となり滑らかな押出しに支障をきたすことになる。

【０００７】更に樹脂と粉体との均一な混練に手間を要
する等の問題もある。またゼラチンを使用する場合は、
ゼラチン粉は粒径が微小であっても粉砕により微粉化し
ているために凝集が生じ易く、このため粉体が樹脂内で
偏在し、成形歪や成形品の片寄りを引き起こす原因にな
るという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、上記した問題点を解決
し、従来のポリウレタンフォームシートには見られない
優れた吸湿性の機能を備えたポリウレタンフォームとそ
の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は第１にポリウレ
タンフォームの気泡膜および骨格内にセリシンを微細球
状粉体状で分散させてなる吸湿性に優れたポリウレタン
フォームであり、第２に、ポリオール、ポリイソシアネ
ート、触媒および発泡剤を含む組成物を反応させてポリ
ウレタンフォームを製造するに際して、ポリオール１０
０重量部当り０．０１〜５０重量部のセリシンを微細球
状粉体状で共存させて反応を行うことを特徴とする吸湿
性に優れたポリウレタンフォームの製造方法である。

【００１０】本発明で用いるセリシンは平均粒径が２０
μｍ以下の球状粉体であり、特に最大粒径が１０μｍ以
下で平均粒径が５μｍ程度のものが好ましい。これらの
セリシンは通常絹の精練液から得られ、平均分子量６０
０〜４００００を有している。

【００１１】ポリウレタンフォームは気泡面を形成して
いる気泡膜とそれらを連結しているポリウレタンの連続
相からなる骨格部とからなるが、本発明のポリウレタン
フォームは上記したセリシンがポリウレタンフォームの
気泡膜部および骨格内に分散してなる構造を有するもの
であり、ポリウレタンフォーム製造反応時にセリシンを
共存させることによって製造される。

【００１２】ポリウレタンフォームの製造に用いる原料
化合物及び同フォームの製造条件は従来知られた原料化
合物及び条件を適宜採用しうる。

【００１３】ポリウレタンフォーム、製造用の原料はポ
リオール、ポリイソシアネート、触媒および発泡剤を必
須とし、通常さらに整泡剤や他の添加剤を含有してなる
ものである。

【００１４】本発明の方法において使用されるポリオー
ルは、２以上の末端ヒドロキシル基を有する化合物であ
り、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル、これら２種の共重合物であるポリエーテルポリエス
テルポリオール、ポリオール中でアクリロニトリルもし
くはスチレンあるいは両者の混合物等を重合させて得ら
れるいわゆるポリマーポリオール等のポリオール類が使
用できるが、特にポリエーテルポリオールを用いるのが
好ましい。それらは例えばその末端に第１級ヒドロキシ
ル基を０〜９０％含有する分子量、３，０００以上７，
０００以下の一般の軟質ポリウレタンフォームの製造に
用いられるものであり、グリセリンにプロピレンオキサ
イドとエチレンオキサイドを付加させて得られるポリエ
ーテルポリオールが一般によく用いられる。また、使用
部所により弾性が特に必要となる場合、ポリオール１０
０重量部のうちの５〜５０重量部に上記のポリマーポリ
オールを使用することが好ましい。

【００１５】本発明において使用されるポリイソシアネ
ートとしては一般に軟質ウレタンフォーム製造に使用さ
れるポリイソシアネートが使用できる。一般にはＴＤＩ
が使用されるが、その異性体即ち２，４−体と２，６−
体の混合比が８０：２０あるいは６５：３５（重量比）
のものが低価格であり、また実用性の点で好ましい。ト
リレンジイソシアネートは精製された純品あるいは粗製
のものあるいはその混合物が使用される。また、特にフ
ォームの柔軟性、白色性を必要とする場合、このＴＤＩ
単独で使用することが好ましい。

【００１６】また反応性を高めるためＴＤＩと他のポリ
イソシアネートとの混合物が使用されるが、このＴＤＩ
に混合される他のポリイソシアネートとしては例えばジ
フェニルメタンジイソシアネートの純品または粗製物あ
るいはその混合物、ジフェニルジイソシアネート、クロ
ロフェニル−２，４−ジイソシアネート、Ｐ−フェニレ
ンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート及び
ポリメチレンポリフェニレンイソシアネート等が用いら
れる。ポリオール及びその他の活性水素を有する化合物
の全量に対するポリイソシアネートの使用量即ちイソシ
アネート指数（ＮＣＯインデックス）は８０〜１３０の
範囲であるが製造される軟質ポリウレタンフォームの一
般物性を考慮すると１００〜１１０の範囲が特に好まし
い。

【００１７】触媒としてはこの分野で常用されている公
知のものが使用可能である。具体的にはジブチル錫ジラ
ウレート、オクチル酸錫、オクチル亜鉛等の有機金属化
合物系触媒やトリエチルアミン、トリエチレンジアミ
ン、Ｎ−メチルモルホリン、ジメチルアミノメチルフェ
ノール等のアミン系触媒等が挙げられる。

【００１８】また、反応性を調整するため樹脂溶液の混
合後特定の時間に達してから触媒能を発揮する遅延活性
触媒も使用することができる。これらの触媒は単独で用
いても併用してもよい。触媒の使用量は特に限定されず
広範囲に変えることができるが、通常ポリウレタンフォ
ーム製造時に使用するポリオール１００重量部に対して
０．１〜５．０重量部が好ましく、特に０．５〜３．０
重量部が好ましい。

【００１９】発泡剤としては、一般に軟質ウレタンフォ
ームに使用される公知の発泡剤である水あるいは低沸点
を有する揮発性液体が用いられる。低沸点を有する揮発
性液体とは例えばトリクロロモノフルオロメタン、ジブ
ロモジフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジ
クロロテトラフルオロメタン、モノクロロジフルオロメ
タン、トリフルオロエチルブロミド、ジクロロメタン等
でありこれらの発泡剤は単独あるいは混合して使用する
ことができる。

【００２０】発泡体内の気泡を均一にするための整泡剤
としては、ポリウレタンフォームの発泡用に使用される
公知のシリコーン系整泡剤があり、例えばポリジアルキ
ルシロキサン、またはポリシロキサン−ポリアルキレン
オキサイドブロック共重合体から選択されるが、本発明
の目的を損なわない限りその種類及び使用量については
制限はない。ただし特に気泡の均一性を重視する場合、
ポリシロキサン−ポリアルキレンオキサイドブロック共
重合体を主体とする単独あるいは併用シリコーン整泡剤
を用いることが好ましい。またその使用量はポリオール
１００重量部に対して０．５〜５．０重量部、特に０．
５〜２．０重量部が好ましい。

【００２１】また、その他の添加剤として公知の顔料、
染料、難燃剤、帯電防止剤、有機無機フィラー、等通常
ウレタンフォームの発泡時に配合されるものを必要に応
じて用いることができる。

【００２２】かかる原料組成物中に混人されるセリシン
量は、ポリオール１００重量部に対して０．０１〜５０
重量部であり、好ましくは０．１〜１０重量部である。
セリシン添加量が少なすぎるとセリシン添加による効果
が充分得られず、多すぎるとポリウレタンフォームの強
度などの機械的特性が低下する。

【００２３】ポリウレタンフォームの気泡膜および骨格
内部にセリシンは分散され一体に成形されて、成形面表
面に露出しているセリシン微小球状粒子が直接水分を吸
収して膨潤し、その吸収水分を成形物中に散在している
セリシン粒子を介しながら順次成形物の内奥に送り込む
機能を有する。しかもこれらの粒子が所定値の水分を含
有して膨潤状態とされていることにより、ポリウレタン
フォーム固有の帯電が防止され、不快な静電気の放電が
生じない。

【００２４】実施例１ エクセノール８２８（グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイ ドを付加して、分子量５０００としたポリエーテルポリ オール、ＯＨ値３４．１、旭硝子株式会社製） ８０部、 エクセノール９４０（ポリオールにアクリロニトリルとスチレンを１；１の比 率で重合させたポリマーポリオール、ＯＨ値２６．４、 旭硝子株式会社製） ２０部、 ＴＤＩ−８０（２，４−体／２，６−体＝８０／２０品、ＮＣＯ％＝４８．２ ％、住友バイエルウレタン株式会社製） ３５．８部、 ＳＦ−２９６２（シリコーン整泡剤、東レダウコーニングシリコーン株式会社 製） １部、 水 ３部、 トリエタノールアミン ２部、 カオーライザーＮｏ．１（テトラメチルヘキサメチレンジアミン、花王株式会 社製） ０．８部、 ＮｉａｘＡ−１（混合触媒、ユニオンカーバイト株式会社製） ０．１部から なる組成物に セリシン（平均粒径１０μｍ） ５部を混 合し、常法によりポリウレタンフォームを製造した。 （評価法）ポリウレタンの吸湿性は以下の方法で評価し
た。 １）測定対象のポリウレタンフォームを２０℃６５％Ｒ
Ｈの雰囲気中または、４０℃９０％ＲＨに２時間維持し
た後の重量を測定する。（測定値Ａ） ２）１）で吸湿後の重量が確認されたポリウレタンフォ
ームに対して１０５℃２時間処理し絶乾した後に重量を
測定する。（測定値Ｂ） ３）吸湿率（％）を次式より算出する。 吸湿率（％）＝（測定値Ａ−測定値Ｂ）／測定値Ｂ＊１００

【００２５】実施例２ エクセノール３０３１Ｋ（グリセリンにプロピレンオキサイドを付加して、分 子量３０００としたポリエーテルポリオール、ＯＨ 値５４．９、旭硝子株式会社製） １００部、 ＴＤＩ−８０（２，４−体／２，６−体＝８０／２０品、ＮＣＯ％＝４８．２ ％、住友バイエルウレタン株式会社製） ５２．１部、 ＳＨ−１９０（シリコーン整泡剤、東レダウコーニングシリコーン株式会社 製） １．５部、 水 ４部、 Ｄａｂｃｏ−３３ＬＶ（トリエチレンジアミンの３３％ＤＰＧ溶液、ＡｉｒＰ ｒｏｄｕｃｔ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）０．３部、 スタノクト Ｔ−９０（オクチル酸錫、古富製薬株式会社製） ０．３部から なる組成物に セリシン（平均粒径１０μｍ） ５部を混 合し、常法によりポリウレタンフォームを製造した。

【００２６】比較例１ セリシンを用いない以外実施例１と同様の処方でポリウ
レタンフオームを製造した。

【００２７】比較例２ セリシンを用いない以外実施例２と同様の処方でポリウ
レタンフォームを製造した。

【００２８】上記の結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例１と２のポリウレタンフォームは気
泡膜と骨格内にセリシンが分散して存在することを光学
顕微鏡での観察で確認した。

【００３１】上記から本発明によりセリシンを用いない
場合に比し２〜５倍の吸湿性を有するポリウレタンフォ
ームが簡便に得られることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】本発明により高い吸湿性をもつポリウレ
タンフォームが簡便に得られる。

【００３３】またセリシンは従来絹の精練工程で廃棄さ
れていた副生物であり、実質上無価値であっただけでな
く、廃水処理における設備や運転経費等に大きな負荷を
かけていたが、分離回収して有効利用できる結果、その
価値が高まり且つ上記の負荷を大きく軽減できるという
二次的効果も得られる。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−80741（ＪＰ，Ａ) Ｋｕｎｉｏ Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｙｕ ｋｏ Ｎｉｓｈｉｍｕｒａ，Ｔａｔｓｕ ｋｏ Ｈａｔａｋｅｙａｍａ ａｎｄ Ｈｙｏｅ Ｈａｔａｋｅｙａｍａ，Ｍｅ ｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓ ｅｒｉｃｉｎ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，Ｒｅｐｏｒ ｔｓ ｏｎ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｉｎ Ｊａｐａｎ，日本，1994年12月 ７ 日，Ｖｏｌ．37，ｐｐ．733−734 中村邦雄、西村優子、畠山立子、畠山 兵衛，セリシンを分子鎖中に有する生分 解性ポリウレタンの熱的および機械的性 質，繊維学会誌，日本，1995年 ３月, Ｖｏｌ．51，Ｎｏ．３，ｐｐ．111−117 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08G 18/00 - 18/87 C08L 74/04 - 75/16 C08L 89/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリウレタンフォームの気泡膜および骨
   格内に平均粒径が２０μｍ以下のセリシンの球状粉体を
   分散させてなるポリウレタンフォーム。
2. 【請求項２】 ポリオール、ポリイソシアネート、触媒
   および発泡剤を含む組成物を反応させてポリウレタンフ
   ォームを製造するに際して、ポリオール１００重量部当
   り０．０１〜５０重量部の平均粒径が２０μｍ以下のセ
   リシンの球状粉体を共存させて反応を行うことを特徴と
   する請求項１記載のポリウレタンフォームの製造方法。