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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023053754
(43)【公開日】2023-04-13
(54)【発明の名称】ウレタンフォームおよびウレタンフォームの製造方法
(51)【国際特許分類】
C08G 18/00 20060101AFI20230406BHJP
C08G 18/48 20060101ALI20230406BHJP
C08G 18/10 20060101ALI20230406BHJP
C08G 18/08 20060101ALI20230406BHJP
C08L 75/04 20060101ALI20230406BHJP
C08K 3/013 20180101ALI20230406BHJP
C08G 101/00 20060101ALN20230406BHJP
【ＦＩ】
C08G18/00 F
C08G18/48 033
C08G18/10
C08G18/08 038
C08L75/04
C08K3/013
C08G101:00
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021162985
(22)【出願日】2021-10-01
(71)【出願人】
【識別番号】000127307
【氏名又は名称】株式会社イノアック技術研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100105315
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 温
(72)【発明者】
【氏名】田村 駿幸
【テーマコード（参考）】
4J002
4J034
【Ｆターム（参考）】
4J002CK031
4J002CK041
4J002DA026
4J002DA036
4J002DE076
4J002DE086
4J002DE106
4J002DE136
4J002DE146
4J002DE236
4J002DJ006
4J002DJ016
4J002DJ036
4J002DJ046
4J002DJ056
4J002DM006
4J002FD016
4J002FD320
4J034BA07
4J034DA01
4J034DB04
4J034DB05
4J034DB07
4J034DF02
4J034DF12
4J034DF16
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4J034DF21
4J034DF22
4J034DG03
4J034DG04
4J034DG06
4J034DG14
4J034HA01
4J034HA06
4J034HA07
4J034HA08
4J034HC03
4J034HC12
4J034HC22
4J034HC46
4J034HC52
4J034HC61
4J034HC64
4J034HC65
4J034HC67
4J034HC71
4J034HC73
4J034JA01
4J034JA32
4J034JA42
4J034KA01
4J034KB02
4J034KB05
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4J034KC17
4J034KC18
4J034KD02
4J034KD03
4J034KD07
4J034KD12
4J034KE02
4J034NA01
4J034NA02
4J034NA03
4J034NA06
4J034QA01
4J034QB01
4J034QB04
4J034QB13
4J034QB15
4J034QB19
4J034QC01
4J034QD03
(57)【要約】
【課題】 優れた機能を有する新規なウレタンフォームを提供すること。
【解決手段】 充填剤を含み、平均セル径が４００μｍ以下であることを特徴とするウレタンフォーム。
【選択図】 なし
【解決手段】 充填剤を含み、平均セル径が４００μｍ以下であることを特徴とするウレタンフォーム。
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
充填剤を含み、平均セル径が４００μｍ以下であることを特徴とするウレタンフォーム。
【請求項2】
充填剤を含むウレタンフォームであって、
下記で示される単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量が１５ｇ／ｇ以上であり、下記で示されるフォーム保水率が５０％以上であることを特徴とする、ウレタンフォーム。
（単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、フォーム吸水量を乾燥状態のフォームの重量で除した重量を、単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量とする。
（フォーム保水率）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、含水状態のフォームの上に乾燥状態のろ紙を載せ、さらにその上に５．５ｋｇの錘を載せて３０秒フォームおよびろ紙を圧縮し、含水状態のフォームに含まれていた水を吸水したろ紙を得る。この含水状態のろ紙の重量から乾燥状態のろ紙の重量を減じた重量をろ紙吸水量とし、以下の式からフォーム保水率を求める。
フォーム保水率＝（フォーム吸水量－ろ紙吸水量）／（フォーム吸水量）＊１００
下記で示される単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量が１５ｇ／ｇ以上であり、下記で示されるフォーム保水率が５０％以上であることを特徴とする、ウレタンフォーム。
（単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、フォーム吸水量を乾燥状態のフォームの重量で除した重量を、単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量とする。
（フォーム保水率）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、含水状態のフォームの上に乾燥状態のろ紙を載せ、さらにその上に５．５ｋｇの錘を載せて３０秒フォームおよびろ紙を圧縮し、含水状態のフォームに含まれていた水を吸水したろ紙を得る。この含水状態のろ紙の重量から乾燥状態のろ紙の重量を減じた重量をろ紙吸水量とし、以下の式からフォーム保水率を求める。
フォーム保水率＝（フォーム吸水量－ろ紙吸水量）／（フォーム吸水量）＊１００
【請求項3】
前記ウレタンフォームは、ＥＯ含有量が３０～６０質量％である、請求項１又は２記載のウレタンフォーム。
【請求項4】
ウレタンプレポリマーと充填剤と発泡剤とを含む原料組成物を発泡させる工程を含み、
前記原料組成物の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ以上であり、
前記ウレタンプレポリマーは、ＮＣＯ％が３～１０％である
ことを特徴とする、ウレタンフォームの製造方法。
前記原料組成物の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ以上であり、
前記ウレタンプレポリマーは、ＮＣＯ％が３～１０％である
ことを特徴とする、ウレタンフォームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウレタンフォームおよびウレタンフォームの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ウレタンフォームに各種添加剤を加えることで、ウレタンフォームに所定の機能を付与することができる。
【0003】
例えば、特許文献１では、ウレタンフォームにＳＡＰ等を添加することで保水性を向上させた親水性ウレタンフォームが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平０３－００７７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記方法によって吸水性を向上させたウレタンフォームは、外観や風合いが悪い場合がある。そのため、外観や風合いを維持しつつも優れた機能を有する、新規なウレタンフォームが求められている。
【0006】
以上を踏まえ、本発明は、優れた機能を有する新規なウレタンフォームの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、以下の通りである。
【0008】
本発明は、充填剤を含み、平均セル径が４００μｍ以下であることを特徴とするウレタンフォームである。
【0009】
本発明は、充填剤を含むウレタンフォームであって、
下記で示される単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量が１５ｇ／ｇ以上であり、下記で示されるフォーム保水率が５０％以上であることを特徴とする、ウレタンフォームであってもよい。
（単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、フォーム吸水量を乾燥状態のフォームの重量で除した重量を、単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量とする。
（フォーム保水率）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、含水状態のフォームの上に乾燥状態のろ紙を載せ、さらにその上に５．５ｋｇの錘を載せて３０秒フォームおよびろ紙を圧縮し、含水状態のフォームに含まれていた水を吸水したろ紙を得る。この含水状態のろ紙の重量から乾燥状態のろ紙の重量を減じた重量をろ紙吸水量とし、以下の式からフォーム保水率を求める。
フォーム保水率＝（フォーム吸水量－ろ紙吸水量）／（フォーム吸水量）＊１００
下記で示される単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量が１５ｇ／ｇ以上であり、下記で示されるフォーム保水率が５０％以上であることを特徴とする、ウレタンフォームであってもよい。
（単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、フォーム吸水量を乾燥状態のフォームの重量で除した重量を、単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量とする。
（フォーム保水率）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、含水状態のフォームの上に乾燥状態のろ紙を載せ、さらにその上に５．５ｋｇの錘を載せて３０秒フォームおよびろ紙を圧縮し、含水状態のフォームに含まれていた水を吸水したろ紙を得る。この含水状態のろ紙の重量から乾燥状態のろ紙の重量を減じた重量をろ紙吸水量とし、以下の式からフォーム保水率を求める。
フォーム保水率＝（フォーム吸水量－ろ紙吸水量）／（フォーム吸水量）＊１００
【0010】
前記ウレタンフォームは、ＥＯ含有量が３０～６０質量％であることが好ましい。
【0011】
本発明は、ウレタンプレポリマーと充填剤と発泡剤とを含む原料組成物を発泡させる工程を含み、
前記原料組成物の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ以上であり、
前記ウレタンプレポリマーは、ＮＣＯ％が３～１０％である
ことを特徴とする、ウレタンフォームの製造方法であってもよい。
前記原料組成物の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ以上であり、
前記ウレタンプレポリマーは、ＮＣＯ％が３～１０％である
ことを特徴とする、ウレタンフォームの製造方法であってもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、優れた機能を有する新規なウレタンフォームが提供される。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明に係るウレタンフォームについて詳述する。
【0014】
以下において、ある化合物が記載されている場合、その異性体も同時に記載されているものとする。
【0015】
以下において、上限値と下限値とが別々に記載されている場合、任意の上限値と任意の下限値とを組み合わせた数値範囲が実質的に開示されているものとする。
【0016】
以下において、ウレタンフォーム中のある成分の含有量を、原料組成物の固形分を基準とした原料組成物中の当該ある成分の含有量として読み替えることが可能である。
【0017】
以下において、各粘度は、ＪＩＳ Ｚ８８０３：２０１１「液体の粘度測定方法」に準拠して測定したＥ型粘度である。測定は円すい－平板形回転粘度計を用いて行う。
【0018】
＜＜＜ウレタンフォームの成分＞＞＞
ウレタンフォームは、ベース樹脂としてウレタンポリマーを含み、更に充填剤を含むことが好ましい。また、ウレタンフォームは、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を含んでいてもよい。
ウレタンフォームは、ベース樹脂としてウレタンポリマーを含み、更に充填剤を含むことが好ましい。また、ウレタンフォームは、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を含んでいてもよい。
【0019】
以下、ウレタンフォームの成分として、ウレタンポリマー、充填剤、その他の成分について説明する。
【0020】
＜＜ウレタンポリマー＞＞
ウレタンポリマーは、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させることで得られる。より詳細には、ウレタンポリマーは、通常、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とをポリイソシアネート化合物が過剰となるように反応させて得られるイソシアネート基末端のウレタンプレポリマーを合成した後に、当該ウレタンプレポリマーを更に反応させて得られる。
ウレタンポリマーは、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させることで得られる。より詳細には、ウレタンポリマーは、通常、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とをポリイソシアネート化合物が過剰となるように反応させて得られるイソシアネート基末端のウレタンプレポリマーを合成した後に、当該ウレタンプレポリマーを更に反応させて得られる。
【0021】
以下、ウレタンプレポリマーについて説明し、次いでポリオール化合物及びポリイソシアネート化合物について説明する。
【0022】
＜ウレタンプレポリマー＞
ウレタンプレポリマーの平均官能基数（イソシアネート基数）は通常２以上であり、２超３未満であることが好ましく、２．２以上２．７以下であることがより好ましい。
ウレタンプレポリマーの平均官能基数（イソシアネート基数）は通常２以上であり、２超３未満であることが好ましく、２．２以上２．７以下であることがより好ましい。
【0023】
ウレタンプレポリマーは、ウレタンプレポリマー中のエチレンオキシド（ＥＯ）含有量が３０～６０質量%であることが好ましい。ウレタンプレポリマーのＥＯ含有量をこのような範囲とすることで、ウレタンフォームを親水性とした際に、吸水速度、低膨潤性、吸水性、保水性、成形性等のバランスに優れるウレタンフォームとすることが可能となる。
【0024】
ここで、ウレタンプレポリマーのＥＯ含有量とは、ウレタンプレポリマーの全量を１００質量％とした場合の、ウレタンプレポリマーに含まれるエチレンオキシドの質量％を示す。
【0025】
ウレタンプレポリマーは、ＮＣＯ％（イソシアネート含有率）が３～１０％であることが好ましい。ウレタンプレポリマーのＮＣＯ％をこのような範囲とすることで、ウレタンフォームを親水性とした際に、吸水速度、低膨潤性、吸水性、保水性、成形性等のバランスに優れるウレタンフォームとすることが可能となる。
【0026】
ウレタンプレポリマーのＮＣＯ％は、ＪＩＳ Ｋ１６０３－１：２００７「プラスチック－ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験方法 第１部：イソシアネート基含有率の求め方」のＡ法（トルエン／ジブチルアミン、塩酸法）に準拠して測定する。
【0027】
ウレタンプレポリマーの２５℃における粘度は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されないが、３０００～１５０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、５０００～１２０００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。ウレタンプレポリマーの粘度は、例えば、ウレタンプレポリマーの分子量を調整することで変更可能である。
【0028】
＜ポリオール化合物＞
ポリオール化合物は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されず、所望するポリウレタンフォームの特性を考慮して自由に選択することができる。
ポリオール化合物は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されず、所望するポリウレタンフォームの特性を考慮して自由に選択することができる。
【0029】
ポリオール化合物としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルエーテルポリオール等を挙げることができ、所望するポリウレタンフォームの特性を考慮して自由に選択することができる。
【0030】
ポリエステルポリオールとしては、例えば、脂肪族ジカルボン酸、例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸等、芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等、脂環族ジカルボン酸、例えばヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸及びヘキサヒドロイソフタル酸等、又はこれらの酸エステルもしくは酸無水物と、エチレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，８－オクタンジオール、１，９－ノナンジオール等、もしくは、これらの混合物との脱水縮合反応で得られるポリプロピレングリコールなどのポリエステルポリオール；ε－カプロラクトン、メチルバレロラクトン等のラクトンモノマーの開環重合で得られるポリラクトンジオール等を挙げることができる。
【0031】
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，８－オクタンジオール、１，９－ノナンジオール、ジエチレングリコール等の多価アルコールの少なくとも１種と、ジエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等とを反応させて得られるものを挙げることができる。
【0032】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレンオキシド（ＥＯ）、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン等の環状エーテルをそれぞれ重合させて得られるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等、及び、これらのコポリエーテルが挙げられる。また、グリセリンやトリメチロールエタン等の多価アルコールを用い、上記の環状エーテルを重合させて得ることもできる。
【0033】
ポリエステルエーテルポリオールとしては、例えば、脂肪族ジカルボン酸、例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸等、芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等、脂環族ジカルボン酸、例えばヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸及びヘキサヒドロイソフタル酸等、又はこれらの酸エステルもしくは酸無水物と、ジエチレングリコール、もしくはプロピレンオキシド付加物等のグリコール等、又は、これらの混合物との脱水縮合反応で得られるものを挙げることができる。
【0034】
ポリオール化合物は、単独で、又は、複数を組み合わせて用いることができる。
【0035】
ポリオール化合物（特に、ポリエーテルポリオール）は、ジオール又はトリオールであることが好ましい。
【0036】
ポリオール化合物（特に、ポリエーテルポリオール）は、数平均分子量が、２５０～５０００であることが好ましく、５００～３０００であることがより好ましく、５００～２０００であることが特に好ましい。数平均分子量は、ＡＳＴＭ標準試験Ｄ５２９６に準じたゲル浸透クロマトグラフィーによって求められたものである。
【0037】
ここで、ウレタンフォーム又はウレタンプレポリマー中のＥＯ含有量を所定範囲とするために、ポリオール化合物は、ポリオール化合物全体を基準として、ＥＯ含有量が２０～８０質量％であることが好ましく、３０～７０質量％であることがより好ましい。
【0038】
＜＜ポリイソシアネート化合物＞＞
本発明にかかるポリイソシアネート化合物は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されず、所望するポリウレタンフォームの特性を考慮して自由に選択することができる。
本発明にかかるポリイソシアネート化合物は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されず、所望するポリウレタンフォームの特性を考慮して自由に選択することができる。
【0039】
ポリイソシアネート化合物は、２官能であってもよいし、３官能以上であってもよい。
【0040】
２官能のポリイソシアネート化合物としては、例えば、２，４－トルエンジイソシアネート（２，４－ＴＤＩ）、２，６－トルエンジイソシアネート（２，６－ＴＤＩ）、ｍ－フェニレンジイソシネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’－ＭＤＩ）、２，４’－ジフェニルメタンジアネート（２，４’－ＭＤＩ）、２，２’－ジフェニルメタンジイソシアネート（２，２’－ＭＤＩ）、水素添加ＭＤＩ、キシリレンジイソシアネート、３，３’－ジメチル－４，４’－ビフェニレンジイソネート、３，３’－ジメトキシ－４，４’－ビフェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、１，５－ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、水素添加ＸＤＩ、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、などの芳香族系のもの、シクロヘキサン－１，４－ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン－４，４’－ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環式のもの、ブタン－１，４－ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、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のアルキレン系のものなどが挙げられる。
【0041】
３官能以上のポリイソシアネートとしては、例えば、１－メチルベンゾール－２，４，６－トリイソシアネート、１，３，５－トリメチルベンゾール－２，４，６－トリイソシアネート、ビフェニル－２，４，４’－トリイソシアネート、ジフェニルメタン－２，４，４’－トリイソシアネート、メチルジフェニルメタン－４，６，４’－トリイソシアネート、４，４’－ジメチルジフェニルメタン－２，２’，５，５’テトライソシアネート、トリフェニルメタン－４，４’，４”－トリイソシアネート、ポリメリックＭＤＩ、リジンエステルトリイソシアネート、１，３，６－ヘキサメチレントリイソシアネート、１，６，１１－ウンデカントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、１，８－ジイソシアナトメチルオクタン等が挙げられる。
【0042】
また、ポリイソシアネート化合物は、これらの変性体、誘導体等を含むことができる。
【0043】
ポリイソシアネート化合物は、脂肪族イソシアネートであることが好ましい。
【0044】
ポリイソシアネート化合物は、単独で、又は、複数を組み合わせて用いることができる。
【0045】
＜＜充填剤＞＞
充填剤は、特に限定されず、無機系充填剤であっても有機系充填剤であってもよい。
充填剤は、特に限定されず、無機系充填剤であっても有機系充填剤であってもよい。
【0046】
充填剤の具体例としては、例えば、金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン等）、金属水酸化物（水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等）、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭素材料（カーボンブラック、グラファイト等）、堆積岩（珪藻土等）、シリカ、セラミックス、ケイ酸カルシウム（例えば、アタパルジャイト等）、粘土鉱物（例えば、タルク、雲母、モンモリロナイト、ベントナイト等）を例示することができる。
【0047】
充填剤は、単独で、又は、複数を組み合わせて用いることができる。
【0048】
充填剤は、平均粒子径が、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以下であることが特に好ましい。充填剤の平均粒子径の下限値は特に限定されないが、例えば、０．１μｍ、０．２μｍ又は０．５μｍである。充填剤の平均粒子径は、Ｘ線透過式粒度分布測定器（島津サイエンス東日本株式会社製ＳｅｄｉＧｒａｐｈ）によって測定されたＤ５０の値である。
【0049】
ウレタンフォーム中の充填剤の含有量は、特に限定されないが、ウレタンフォーム全量を基準として、０．１～２５質量％であることが好ましく、０．５～２０質量％であることがより好ましく、１～１５質量％であることが特に好ましい。
【0050】
ウレタンフォームが充填剤を含むことにより、フォームの変形が調整される、セルの表面形状が複雑化する等し、ウレタンフォームの有する性能を調整することが可能と考えられる。特に、ウレタンフォームを親水性とした際に、吸水速度、低膨潤性、吸水性、保水性、成形性等のバランスに優れるウレタンフォームとすることが可能となる。
【0051】
＜＜その他の成分＞＞
その他の成分としては、ウレタンポリマー以外の樹脂成分や公知の添加剤が挙げられる。公知の添加剤は、例えば、触媒、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、抗菌剤等が挙げられる。
その他の成分としては、ウレタンポリマー以外の樹脂成分や公知の添加剤が挙げられる。公知の添加剤は、例えば、触媒、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、抗菌剤等が挙げられる。
【0052】
その他の成分は、ウレタンフォーム全量を基準として、１０質量％以下、５質量％以下、又は、２質量％以下等とすることができる。
【0053】
＜＜＜ウレタンフォームの構造＞＞＞
ウレタンフォームの大きさや厚み等は、用途に応じて適宜変更可能である。
ウレタンフォームの大きさや厚み等は、用途に応じて適宜変更可能である。
【0054】
＜＜平均セル径＞＞
ウレタンフォームの平均セル径は、４００μｍ以下であることが好ましく、３５０μｍ以下であることがより好ましい。下限値については特に限定されないが、例えば、１０μｍ、２０μｍ又は５０μｍである。
ウレタンフォームの平均セル径は、４００μｍ以下であることが好ましく、３５０μｍ以下であることがより好ましい。下限値については特に限定されないが、例えば、１０μｍ、２０μｍ又は５０μｍである。
【0055】
ウレタンフォームの平均セル径の測定は以下の方法で行うことができる。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、株式会社キーエンス製、ＶＨＸＤ－５００）を用いて、樹脂発泡体の断面のセル写真を撮影する。その後、画像処理ソフトＩｍａｇｅ－ＰｒｏＰＬＵＳ（ＭｅｄｉａＣｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製、６．３ｖｅｒ）を用いて、各セル径を計測する。より具体的には、ＳＥＭ画像を読み取り、コントラストでセルを認識するため、コントラストを調節する。次に、画像処理でセルの形状を読み取る（真円ではなく、形状をそのまま認識する）。次に、測定項目として「直径（平均）」を選択する。次に、オブジェクトの重心を通る径を２度刻みで測定しそれを平均した値として、各セル径を算出する。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、株式会社キーエンス製、ＶＨＸＤ－５００）を用いて、樹脂発泡体の断面のセル写真を撮影する。その後、画像処理ソフトＩｍａｇｅ－ＰｒｏＰＬＵＳ（ＭｅｄｉａＣｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製、６．３ｖｅｒ）を用いて、各セル径を計測する。より具体的には、ＳＥＭ画像を読み取り、コントラストでセルを認識するため、コントラストを調節する。次に、画像処理でセルの形状を読み取る（真円ではなく、形状をそのまま認識する）。次に、測定項目として「直径（平均）」を選択する。次に、オブジェクトの重心を通る径を２度刻みで測定しそれを平均した値として、各セル径を算出する。
【0056】
ウレタンフォームのセル径は、原料組成物の粘度、原料組成物中の発泡剤の含有量、硬化条件、原料組成物に対する圧力やせん断応力の条件等を変更することで調整することができる。
【0057】
＜＜＜ウレタンフォームの物性／性質＞＞＞
＜＜吸水量＞＞
ウレタンフォームは、下記で示される単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量が１５ｇ／ｇ以上であることが好ましい。
＜＜吸水量＞＞
ウレタンフォームは、下記で示される単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量が１５ｇ／ｇ以上であることが好ましい。
【0058】
（単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、フォーム吸水量を乾燥状態のフォームの重量で除した重量を、単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量とする。
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、フォーム吸水量を乾燥状態のフォームの重量で除した重量を、単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量とする。
【0059】
＜＜保水率＞＞
ウレタンフォームは、下記で示されるフォーム保水率が５０％以上であることが好ましい。
ウレタンフォームは、下記で示されるフォーム保水率が５０％以上であることが好ましい。
【0060】
（フォーム保水率）
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、含水状態のフォームの上に乾燥状態のろ紙を載せ、さらにその上に５．５ｋｇの錘を載せて３０秒フォームおよびろ紙を圧縮し、含水状態のフォームに含まれていた水を吸水したろ紙を得る。この含水状態のろ紙の重量から乾燥状態のろ紙の重量を減じた重量をろ紙吸水量とし、以下の式からフォーム保水率を求める。
フォーム保水率＝（フォーム吸水量－ろ紙吸水量）／（フォーム吸水量）＊１００
フォームを２５℃の蒸留水に１時間浸漬させた後、取り出したフォーム表面の水分を清浄で乾いた布ですべて拭き取り含水状態のフォームを得る。この含水状態のフォームの重量から乾燥状態のフォームの重量を減じた重量をフォーム吸水量とする。次いで、含水状態のフォームの上に乾燥状態のろ紙を載せ、さらにその上に５．５ｋｇの錘を載せて３０秒フォームおよびろ紙を圧縮し、含水状態のフォームに含まれていた水を吸水したろ紙を得る。この含水状態のろ紙の重量から乾燥状態のろ紙の重量を減じた重量をろ紙吸水量とし、以下の式からフォーム保水率を求める。
フォーム保水率＝（フォーム吸水量－ろ紙吸水量）／（フォーム吸水量）＊１００
【0061】
ウレタンフォームは、吸水量及び保水率がこのような範囲となることで、吸水速度、低膨潤性、吸水性、保水性、成形性等のバランスに優れるウレタンフォームとすることが可能となる。
【0062】
＜＜密度＞＞
ウレタンフォームの密度は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されないが、例えば、７０～１５０ｋｇ／ｍ３とすることが好ましく、８０～１２０ｋｇ／ｍ３であることがより好ましい。
ウレタンフォームの密度は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されないが、例えば、７０～１５０ｋｇ／ｍ３とすることが好ましく、８０～１２０ｋｇ／ｍ３であることがより好ましい。
【0063】
ウレタンフォームの密度は、ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５「発泡プラスチック及びゴム－見掛け密度の求め方」に従い測定することができる。具体的には、ウレタンフォームの密度は、ウレタンフォームを長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚み２ｍｍに加工し、測定した質量を体積で除した値として得ることができる。
【0064】
また、ウレタンフォーム全体を基準としたウレタンフォームのＥＯ（エチレンオキサイド）含有量が、１５～６０％であることが好ましく、３０～６０％であることがより好ましい。ウレタンフォームのＥＯ含有量がこのような範囲となることで、吸水速度、低膨潤性、吸水性、保水性、成形性等のバランスに優れるウレタンフォームとすることが可能となる。
【0065】
＜＜＜ウレタンフォームの製造方法＞＞＞
ウレタンフォームは、公知の方法に基づいて製造することが可能である。例えば、ウレタンフォームの製造方法は、ウレタンプレポリマーと発泡剤とを含む原料組成物を発泡させる工程を含む。
ウレタンフォームは、公知の方法に基づいて製造することが可能である。例えば、ウレタンフォームの製造方法は、ウレタンプレポリマーと発泡剤とを含む原料組成物を発泡させる工程を含む。
【0066】
また、原料組成物は、充填剤を含むことが好ましい。
【0067】
原料組成物が充填剤を含むことにより、原料組成物の粘度を増加させ、且つ、発泡工程における原料組成物中の気体（例えば、イソシアネートと水との反応生成物である二酸化炭素）を保持する。その結果、原料組成物の発泡挙動に悪影響を与えない範囲でウレタンフォームのセルを微細化することが可能となる。
【0068】
以下、ウレタンフォームの好ましい製造方法を説明する。
【0069】
＜＜ウレタンプレポリマーの製造＞＞
所定量のポリイソシアネート化合物の入った反応容器に、所定量のポリオール化合物及び必要に応じて触媒を滴下し、その後反応容器内を加熱、攪拌させることで、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させ、ウレタンプレポリマーを製造する。反応温度は、特に限定されないが、通常５０～１２０℃、好ましくは６０～１００℃である。反応時間は特に限定されないが、通常１～１５時間である。
所定量のポリイソシアネート化合物の入った反応容器に、所定量のポリオール化合物及び必要に応じて触媒を滴下し、その後反応容器内を加熱、攪拌させることで、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させ、ウレタンプレポリマーを製造する。反応温度は、特に限定されないが、通常５０～１２０℃、好ましくは６０～１００℃である。反応時間は特に限定されないが、通常１～１５時間である。
【0070】
ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物については前述の通りである。
【0071】
触媒は、ポリウレタンフォームの製造に用いられる公知のものを使用することができる。例えば、アミン系触媒、有機金属系触媒等が挙げられる。
【0072】
アミン系触媒としては、例えば、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルホリン、Ｎ-エチルモルホリン等が挙げられる。
【0073】
有機金属系触媒としては、例えば、スターナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート、オクテン酸鉛、オクチル酸カリウム等を挙げることができる。
【0074】
触媒は単独で、又は、複数を組み合わせて用いることができる。
【0075】
触媒の配合量は、ポリオール化合物及びイソシアネート化合物の全量を１００質量部とした場合に、０．００１～５．０質量部であることが好ましい。
【0076】
＜＜原料組成物の調製＞＞
ウレタンプレポリマー、発泡剤、充填剤を含む原料組成物を準備する。原料組成物は、必要に応じてその他の成分（整泡剤やその他の添加剤）を含んでいてもよい。
ウレタンプレポリマー、発泡剤、充填剤を含む原料組成物を準備する。原料組成物は、必要に応じてその他の成分（整泡剤やその他の添加剤）を含んでいてもよい。
【0077】
ウレタンプレポリマー、充填剤、その他の成分については前述の通りである。
【0078】
＜発泡剤＞
発泡剤は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されない。発泡剤としては、例えば、水、ペンタン、シクロペンタン、メチレンクロライド、炭酸ガス等を挙げることができる。これらは単独で、又は、複数を組み合わせて用いることができる。
発泡剤は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されない。発泡剤としては、例えば、水、ペンタン、シクロペンタン、メチレンクロライド、炭酸ガス等を挙げることができる。これらは単独で、又は、複数を組み合わせて用いることができる。
【0079】
発泡剤は、水を含むことが好ましい。発泡剤として、水を用いた場合には、プレポリマーに含まれるイソシアネート基と水との反応時に炭酸ガスを発生し、その炭酸ガスによってウレタンフォームの発泡が行われる。
【0080】
発泡剤の配合量は、ウレタンプレポリマーを１００質量部とした場合に、１０～４０質量部であることが好ましく、１５～３０質量部であることがより好ましい。
【0081】
＜＜発泡／硬化＞＞
原料組成物を、攪拌し、発泡させ、硬化させ、ウレタンフォームを製造する。
原料組成物を、攪拌し、発泡させ、硬化させ、ウレタンフォームを製造する。
【0082】
発泡は、反応は通常１５～１２０℃、好ましくは１５～６０℃の温度で行われる。反応時間は通常１～１０分である。
【0083】
＜粘度＞
原料組成物を発泡させる工程において、原料組成物の粘度は５０００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。原料組成物の粘度をこのような範囲とすることで、ウレタンフォームのセル径を所望の範囲とすることが容易になり、吸水速度、低膨潤性、吸水性、保水性、成形性等のバランスに優れるウレタンフォームを得ることが容易となる。
原料組成物を発泡させる工程において、原料組成物の粘度は５０００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。原料組成物の粘度をこのような範囲とすることで、ウレタンフォームのセル径を所望の範囲とすることが容易になり、吸水速度、低膨潤性、吸水性、保水性、成形性等のバランスに優れるウレタンフォームを得ることが容易となる。
【0084】
原料組成物の粘度は、ウレタンプレポリマーの粘度を調整すること、充填剤の含有量を調整すること、原料組成物の温度を調整すること等により変更することができる。
【0085】
＜＜＜ウレタンフォームの用途＞＞＞
ウレタンフォームは、種々の用途に使用することが可能であるが、吸水用とすることが好ましい。ウレタンフォームは、具体的には、ワイプ材、育苗培地、生理用品、創傷被覆材等に用いることが好ましい。
ウレタンフォームは、種々の用途に使用することが可能であるが、吸水用とすることが好ましい。ウレタンフォームは、具体的には、ワイプ材、育苗培地、生理用品、創傷被覆材等に用いることが好ましい。
【0086】
以下、実施例および比較例により、本発明について詳細に説明するが、本発明は以下には何ら限定されない。
【0087】
＜＜＜原料＞＞＞
＜＜ポリオール＞＞
使用したポリオールを表１に示す。
＜＜イソシアネート）
ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）
＜＜触媒＞＞
ＴＩＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製 ＫＡＴ ７１６ＬＡ
＜＜発泡剤＞＞
水
＜＜整泡剤＞＞
ＡＤＥＫＡ社製 プルロニック（登録商標）Ｌ－６４
＜＜フィラー＞＞
使用したフィラーを表２に示す。
＜＜ポリオール＞＞
使用したポリオールを表１に示す。
＜＜イソシアネート）
ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）
＜＜触媒＞＞
ＴＩＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製 ＫＡＴ ７１６ＬＡ
＜＜発泡剤＞＞
水
＜＜整泡剤＞＞
ＡＤＥＫＡ社製 プルロニック（登録商標）Ｌ－６４
＜＜フィラー＞＞
使用したフィラーを表２に示す。
【0088】
【表1】
【0089】
【表2】
【0090】
＜＜ウレタンプレポリマー＞＞
各実施例及び比較例のウレタンフォームに用いられるウレタンプレポリマーは、表に示したポリオール、イソシアネート、触媒を反応槽に計量し、６０℃に加熱、８時間反応させた。
各実施例及び比較例のウレタンフォームに用いられるウレタンプレポリマーは、表に示したポリオール、イソシアネート、触媒を反応槽に計量し、６０℃に加熱、８時間反応させた。
【0091】
＜ウレタンプレポリマーのＮＣＯ％＞
反応完了後に得られた各実施例及び比較例のＮＣＯ％を、ＪＩＳ Ｋ１６０３－１：２００７「プラスチック－ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験方法 第１部：イソシアネート基含有率の求め方」のＡ法（トルエン／ジブチルアミン、塩酸法）に準拠して測定した。
反応完了後に得られた各実施例及び比較例のＮＣＯ％を、ＪＩＳ Ｋ１６０３－１：２００７「プラスチック－ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験方法 第１部：イソシアネート基含有率の求め方」のＡ法（トルエン／ジブチルアミン、塩酸法）に準拠して測定した。
【0092】
＜ウレタンプレポリマーのＥＯ含有率＞
反応完了後に得られた各実施例及び比較例のウレタンプレポリマーのＥＯ含有率を原料から算出した。
反応完了後に得られた各実施例及び比較例のウレタンプレポリマーのＥＯ含有率を原料から算出した。
【0093】
＜ウレタンプレポリマーの粘度＞
反応完了後に得られた各実施例及び比較例のウレタンプレポリマーの２５℃における粘度を、ＪＩＳ Ｚ８８０３：２０１１「液体の粘度測定方法」に従い、円すい－平板形回転粘度計（東機産業社製 ＲＥ－８５Ｒ）を用いてＥ型粘度として測定した。
反応完了後に得られた各実施例及び比較例のウレタンプレポリマーの２５℃における粘度を、ＪＩＳ Ｚ８８０３：２０１１「液体の粘度測定方法」に従い、円すい－平板形回転粘度計（東機産業社製 ＲＥ－８５Ｒ）を用いてＥ型粘度として測定した。
【0094】
＜＜発泡／硬化＞＞
表に示した量にて、ウレタンプレポリマーを含むＡ液を攪拌（２０００ｒｐｍ）し、次いで充填剤、発泡剤及び整泡剤を含むＢ液を投入し、３０秒攪拌し、原料組成物（混合液）を調製した。攪拌後の原料組成物を、離型紙で挟んだ状態にして数分反応させ、６０℃２ｈの処理により余剰の水を乾燥させた。
以上のようにして、厚みが２ｍｍの各実施例（実施例１７を除く。）及び比較例のウレタンフォームシートを得た。
表に示した量にて、ウレタンプレポリマーを含むＡ液を攪拌（２０００ｒｐｍ）し、次いで充填剤、発泡剤及び整泡剤を含むＢ液を投入し、３０秒攪拌し、原料組成物（混合液）を調製した。攪拌後の原料組成物を、離型紙で挟んだ状態にして数分反応させ、６０℃２ｈの処理により余剰の水を乾燥させた。
以上のようにして、厚みが２ｍｍの各実施例（実施例１７を除く。）及び比較例のウレタンフォームシートを得た。
【0095】
実施例１７に関しては、低圧注入器を使用し、以下の方法にてウレタンフォームを作製した。
タンクからギヤポンプで、ウレタンプレポリマーを含むＡ液と、発泡剤、整泡剤及び充填剤を含むＢ液とを、表に示す原料割合となるよう流量調整して使い捨てミキサーに送り、攪拌及び混合（２０００ｒｐｍ）し、吐出液（混合液）を離型紙に挟み室温で数分反応させた後、６０℃２ｈの処理により余剰の水を乾燥させた。
注入機としてＳＯＳＥＹ社製のＳＵＰＥＲ ＳＨＯＴ ＳＥＲＩＥＳ、ＳＴＷ－２０２ ＳＮＰ－４を使用し、使い捨てミキサーとしてＷＯＮＤＥＲ ＭＩＸのＭサイズを使用した。
タンクからギヤポンプで、ウレタンプレポリマーを含むＡ液と、発泡剤、整泡剤及び充填剤を含むＢ液とを、表に示す原料割合となるよう流量調整して使い捨てミキサーに送り、攪拌及び混合（２０００ｒｐｍ）し、吐出液（混合液）を離型紙に挟み室温で数分反応させた後、６０℃２ｈの処理により余剰の水を乾燥させた。
注入機としてＳＯＳＥＹ社製のＳＵＰＥＲ ＳＨＯＴ ＳＥＲＩＥＳ、ＳＴＷ－２０２ ＳＮＰ－４を使用し、使い捨てミキサーとしてＷＯＮＤＥＲ ＭＩＸのＭサイズを使用した。
【0096】
発泡に供された原料組成物の粘度を表に示す。
【0097】
＜＜測定／評価＞＞
各ウレタンフォームの、ＥＯ含有量、密度、セル径、吸水速度、膨潤率、吸水量、保水率、成形性を測定した。測定結果を表に示す。
各ウレタンフォームの、ＥＯ含有量、密度、セル径、吸水速度、膨潤率、吸水量、保水率、成形性を測定した。測定結果を表に示す。
【0098】
＜吸水速度＞
各実施例及び比較例のウレタンフォームの吸水速度は、実施例及び比較例のウレタンフォームサンプル片（長さ５０ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚み２ｍｍ）を静置し、サンプル片の上方１ｃｍの高さから、蒸留水を０．２ｃｃ滴下し、サンプル片表面に水滴が到達してから、サンプル片表面から鏡面反射が確認できなくなるまでの時間を測定し、吸水速度とした。鏡面反射の確認は、肉眼で行った。
各実施例及び比較例のウレタンフォームの吸水速度は、実施例及び比較例のウレタンフォームサンプル片（長さ５０ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚み２ｍｍ）を静置し、サンプル片の上方１ｃｍの高さから、蒸留水を０．２ｃｃ滴下し、サンプル片表面に水滴が到達してから、サンプル片表面から鏡面反射が確認できなくなるまでの時間を測定し、吸水速度とした。鏡面反射の確認は、肉眼で行った。
【0099】
＜膨潤率＞
ウレタンフォームの膨潤率は、各ウレタンフォームサンプル片（長さ５０ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚み２ｍｍ）を２５℃の蒸留水に１時間浸漬し、膨潤させ、膨潤後のウレタンフォームサンプル片の体積を測定し、乾燥状態（膨潤前）のウレタンフォームの体積で除した値に１００を乗じて得た。
ウレタンフォームの膨潤率は、各ウレタンフォームサンプル片（長さ５０ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚み２ｍｍ）を２５℃の蒸留水に１時間浸漬し、膨潤させ、膨潤後のウレタンフォームサンプル片の体積を測定し、乾燥状態（膨潤前）のウレタンフォームの体積で除した値に１００を乗じて得た。
【0100】
＜単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量＞
前述の方法に基づき、単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量を評価した。
前述の方法に基づき、単位ウレタンフォーム重量当たりの吸水量を評価した。
【0101】
＜保水率＞
前述の方法に基づき、フォーム保水率を評価した。
前述の方法に基づき、フォーム保水率を評価した。
【0102】
＜成形性＞
ウレタンプレポリマーと充填剤と発泡剤とを含む原料組成物を攪拌している最中に発泡が始まった場合、およびフォーム形成が著しく遅い場合を×とする。
ウレタンプレポリマーと充填剤と発泡剤とを含む原料組成物を攪拌している最中に発泡が始まった場合、およびフォーム形成が著しく遅い場合を×とする。
【0103】
【表3】
【0104】
【表4】
【0105】
【表5】
