特開 2023-68125 ポリウレタンフォームとその製造方法

(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】P2023068125

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】ポリウレタンフォームとその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08G 18/00 20060101AFI20230509BHJP

   C08G 101/00 20060101ALN20230509BHJP

【ＦＩ】

C08G18/00 H

C08G101:00

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045857

(22)【出願日】2023-03-22

(62)【分割の表示】P 2018075962の分割

【原出願日】2018-04-11

(71)【出願人】

【識別番号】000119232

【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 陽輔

(72)【発明者】

【氏名】矢野 忠史

(57)【要約】

【課題】吸音性を有し、軽量で品質が良好であり、家具類、建材類、車両用内装材などに好適なポリウレタンフォームの提供を目的とする。
【解決手段】ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォームにおいて、ポリウレタンフォーム原料に炭酸水素ナトリウムを含み、発泡剤である水がポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であり、イソシアネートインデックスが１００以上である構成とし、吸音性を有し、軽量で品質が良好なポリウレタンフォームを得た。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料から得られたポリウレタンフォームにおいて、
前記ポリウレタンフォーム原料に炭酸水素ナトリウムと有機固体酸を含み、
前記発泡剤である水が前記ポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であり、
イソシアネートインデックスが１００以上、２００以下であることを特徴とするポリウレタンフォーム。

【請求項2】

ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料から得られたポリウレタンフォームにおいて、
前記ポリウレタンフォーム原料に炭酸水素ナトリウムを含み、
前記発泡剤である水が前記ポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であり、
イソシアネートインデックスが１４０以上、２００以下であることを特徴とするポリウレタンフォーム。

【請求項3】

ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料から得られたポリウレタンフォームにおいて、
前記ポリウレタンフォーム原料に炭酸水素ナトリウムを含み、
前記発泡剤である水が前記ポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であり、
イソシアネートインデックスが１００以上、２００以下であり、
密度が１４．８ｋｇ／ｍ^３以下であることを特徴とするポリウレタンフォーム。

【請求項4】

前記ポリウレタンフォーム原料に前記炭酸水素ナトリウムと共に有機固体酸を含むことを特徴とする請求項２または３に記載のポリウレタンフォーム。

【請求項5】

前記有機固体酸の量は、前記炭酸水素ナトリウムの量の１／３０～１／６０であることを特徴とする請求項１または４に記載のポリウレタンフォーム。

【請求項6】

ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料から得られたポリウレタンフォームにおいて、
前記ポリウレタンフォーム原料に炭酸水素ナトリウムを含み、
前記発泡剤である水が前記ポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であり、
イソシアネートインデックスが１００以上、２００以下であることを特徴とするポリウレタンフォームを備える吸音材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸音性を有する軽量なポリウレタンフォームとその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォームは、家具類、建材類、車両用内装材などに幅広く使用されている。

【0003】

吸音性を有する軽量なポリウレタンフォームとして、発泡剤に用いる水を多量（ポリオール１００重量部当たり７～１７重量部）に配合したポリウレタンフォームが知られている。（特許文献１、請求項７）。

【0004】

しかし、発泡剤として水を多量に配合したポリウレタンフォームは、発泡時の発熱温度が高くなるため、ポリウレタンフォームにスコーチ（焼け、焦げ）が発生して品質の低下を生じるようになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５２０４７５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、吸音性を有し軽量で品質が良好なポリウレタンフォームとその製造方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の態様に係る発明は、ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料から得られたポリウレタンフォームにおいて、前記ポリウレタンフォーム原料に炭酸水素ナトリウムを含み、前記発泡剤である水が前記ポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であり、イソシアネートインデックスが１００以上であることを特徴とする。

【0008】

第２の態様に係る発明は、第１の態様に係る発明において、前記炭酸水素ナトリウムは、前記ポリオール１００重量部に対して５～３０重量部であることを特徴とする。

【0009】

第３の態様に係る発明は、第１又は第２の態様に係る発明において、前記ポリウレタンフォーム原料に前記炭酸水素ナトリウムと共に有機固体酸を含むことを特徴とする。

【0010】

第４の態様に係る発明は、第３の態様に係る発明において、前記有機固体酸の量は、前記炭酸水素ナトリウムの量の１／３０～１／６０であることを特徴とする。

【0011】

第５の態様に係る発明は、第３又は第４の態様に係る発明において、前記有機固体酸が、クエン酸及び／又はリンゴ酸であることを特徴とする。

【0012】

第６の態様に係る発明は、ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料を混合反応させてポリウレタンフォームを製造する方法において、前記ポリウレタンフォーム原料に炭酸水素ナトリウムを含み、前記発泡剤である水が前記ポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であり、イソシアネートインデックスが１００以上であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明では、ポリウレタンフォームの状態が、図１に示すようにセル（気孔）が凝集したセル領域（以下、「ダブルセル領域」と記す。）１１を有するものとなる。なお、ポリウレタンフォームのダブルセル領域１１以外のセル領域は、マトリクスセル領域１２と記す。

【0014】

一般に多孔質領域を透過する音は、多孔質の樹脂骨格部分を伝播する固体伝播波と、気泡内の空隙を伝播する空気伝播波と見なされる。そして、ダブルセル領域を有する本発明のポリウレタンフォームでは、複雑に入り組み凝集した無数のセル内において、固体伝播波も空気伝播波も減衰しやすい領域となっており、音が通過する際に減衰する吸音作用が大きい。一方、ダブルセル領域の無い通常のセル構造を有するポリウレタンフォームでは、複雑に入り組んだ複数のセルが凝集していないため、本発明のダブルセル領域を有するポリウレタンフォームと比べて音が通過し、減衰しにくく吸音作用が小さい。

【0015】

本発明では、発泡剤として水を１０重量部以上用いるため、ポリウレタンフォームの製造時に反応発熱温度が高くなる心配があるが、ポリウレタンフォーム原料に含まれる炭酸水素ナトリウムが、ポリウレタンフォーム製造時の発熱で分解されて水を生成し、その水の蒸発潜熱（気化熱）によって温度上昇が抑えられるため、ポリウレタンフォームの内部が高温に曝されることがなく、スコーチを生じ難く、軽量で、変色の少ない品質の良好なポリウレタンフォームが得られる。

【0016】

炭酸水素ナトリウムは、ポリオール１００重量部に対して５～３０重量部とするのが好ましい。炭酸水素ナトリウムの量をこの範囲とすることにより、発熱による温度上昇を効果的に抑え、品質の良好なポリウレタンフォームが得られる。

【0017】

また、ポリウレタンフォーム原料に炭酸水素ナトリウムと共に有機固体酸を含むのが好ましい。炭酸水素ナトリウムと有機固体酸は、ポリウレタンフォームの製造時に、まず第１段階の吸熱反応を生じ、温度上昇を抑える。

【0018】

有機固体酸がクエン酸の場合、第１段階の吸熱反応は図２に示す通りであり、炭酸水素ナトリウムとクエン酸の反応によって、クエン酸三ナトリウムと水及び二酸化炭素が発生し、その際の吸熱により、ポリウレタンフォーム原料の反応による温度上昇を抑える。

【0019】

また、第１段階の吸熱反応で消費されなかった炭酸水素ナトリウムは、ポリウレタンフォーム原料のその後の反応進行による発熱で、図２に示す第２段階の吸熱反応を行い、ポリウレタンフォーム原料の反応による温度上昇をさらに抑えることができる。第２段階の吸熱反応では、第１段階の吸熱反応で消費されなかった炭酸水素ナトリウムが、炭酸ナトリウムと水及び二酸化炭素に熱分解する。

【0020】

有機固体酸がリンゴ酸の場合における第１段階の吸熱反応及び第２段階の吸熱反応は、図３に示すとおりである。
また、炭酸水素ナトリウムと有機固体酸（例えばクエン酸またはリンゴ酸）の反応分解物として水と二酸化炭素が発生し、発生した水は蒸発し、二酸化炭素もポリウレタンフォームから自然放出されるため、ポリウレタンフォームを軽くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明のポリウレタンフォームの表面をマイクロスコープにより２０倍で撮影した写真である。

【図2】炭酸水素ナトリウムとクエン酸による吸熱反応を示す図である。

【図3】炭酸水素ナトリウムとリンゴ酸による吸熱反応を示す図である。

【図4】実施例及び比較例の配合と物性測定結果を示す表である。

【図5】７点平均吸音率の測定結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明のポリウレタンフォームは、ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒、炭酸水素ナトリウム、好ましくはさらに有機固体酸を含むポリウレタンフォーム原料を混合、反応させることにより製造される。

【0023】

ポリオールとしては、ポリウレタンフォーム用のポリオールを使用することができ、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオールの何れでもよく、それらの一種類あるいは複数種類を使用してもよい。

【0024】

ポリエーテルポリオールとしては、例えば、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、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコールにエチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。

【0025】

ポリエステルポリオールとしては、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、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等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールを挙げることできる。
また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、前記ポリエーテルポリオールと多塩基酸を反応させてポリエステル化したもの、あるいは１分子内にポリエーテルとポリエステルの両セグメントを有するものを挙げることができる。

【0026】

ポリオールについては、水酸基価（ＯＨＶ）が２０～３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数が２～６、重量平均分子量が５００～１５，０００であるポリオールを単独または複数用いることが好ましい。

【0027】

イソシアネートとしては、イソシアネート基を２以上有する脂肪族系または芳香族系ポリイソシアネート、それらの混合物、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを使用することができる。脂肪族系ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキサメタンジイソシアネート等を挙げることができ、芳香族ポリイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、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、ポリメリックＭＤＩ（クルードＭＤＩ）等を挙げることができる。なお、その他プレポリマーも使用することができる。

【0028】

イソシアネートインデックス（ＩＮＤＥＸ）は、１００以上が好ましく、より好ましく１２０以上であり、上限は２００以下である。さらに好ましいイソシアネートインデックスの範囲は１４０～１６０である。

【0029】

ところで、ポリウレタンフォームの発泡硬化に伴う温度変化を経時的に見てみる。初期の反応では、ポリオール成分とイソシアネート等の反応が促進され、発熱反応を伴いフォームの温度が上昇する。特にフォーム内部では熱がこもりやすく、顕著に温度が上昇する。この間、ポリオールとイソシアネートによるウレタン結合が支配的に生成され、マトリクスセル領域１２が形成される。そして、フォーム内部で上昇する温度が、炭酸水素ナトリウムの分解温度に達すると、ようやく炭酸水素ナトリウムが分解し、炭酸ガスと水を生成する。この生成した水は、イソシアネートと反応する。ここで反応すると想定されるイソシアネートは、初期反応でウレタン結合を生成するためにポリオール成分と反応して消費されたイソシアネート以外のイソシアネートである。すなわち、イソシアネートインデックスが１００を超える量に相当するイソシアネートである。炭酸水素ナトリウムから生成された水とイソシアネートが反応すると、理論上、ウレア結合が生成され、ダブルセル領域１１となるものと想定する。
イソシアネートインデックスは、イソシアネートにおけるイソシアネート基のモル数をポリオールの水酸基などの活性水素基の合計モル数で割った値に１００を掛けた値であり、［イソシアネートのＮＣＯ当量÷活性水素当量×１００］で計算される。

【0030】

発泡剤としては、水が好ましい。水はポリオールとイソシアネートの反応時に炭酸ガスを発生し、その炭酸ガスによって発泡を行う。発泡剤としての水の量は、ポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であり、好ましい水の量は１０～１５重量部である。

【0031】

触媒としては、公知のウレタン化触媒を併用することができる。例えば、トリエチルアミン、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フォリン、Ｎ－エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等のスズ触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒（有機金属触媒とも称される。）を挙げることができ、アミン触媒と金属触媒の何れか一方のみ、あるいは両者の併用でもよい。アミン触媒の量は、ポリオール１００重量部に対して０．０５～１．０重量部が好ましい。金属触媒の量は、０又は０．０５～０．５重量部が好ましい。

【0032】

炭酸水素ナトリウムの量は、ポリオール１００重量部に対して５～３０重量部であり、より好ましい範囲は１０～３０重量部である。炭酸水素ナトリウムの量を、前記範囲とすることにより、吸熱反応を良好に行うことができ、ポリウレタンフォームの製造時の発熱温度上昇を抑えることができる。

【0033】

有機固体酸は、炭酸水素ナトリウムと併用することにより、ポリウレタンフォームの製造時に吸熱作用が大になり、ポリウレタンフォームの発熱温度上昇を、より効果的に抑えることができる。有機固体酸の量は、炭酸水素ナトリウムの量の１／３０～１／６０が好ましい。また、ポリオール１００重量部に対する有機固体酸の量は、ポリオール１００重量部に対して０．３～０．７重量部が好ましい。

【0034】

有機固体酸としては、クエン酸、フマル酸、マロン酸、ステアリン酸、ピルビン酸、フタル酸、リンゴ酸、マレイン酸、コハク酸、ヒドロキシ基を有する多塩基カルボン酸等が挙げられる。有機固体酸は、一種類に限られず、二種類以上を併用してもよい。特にクエン酸とリンゴ酸（ヒドロキシ酸）は、本発明において、より好ましい有機固体酸であり、何れか一方又は両方が使用される。特にリンゴ酸は、本発明において好ましい有機固体酸である。なお、クエン酸は、水和物、無水物いずれも使用できる。

【0035】

ポリウレタンフォーム原料には、その他の助剤を加えてもよい。助剤として、例えば、整泡剤や着色剤等を上げることができる。整泡剤としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができる。例えば、シリコーン系整泡剤、フッ素系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。着色剤としては、カーボン顔料等、ポリウレタンフォームの用途等に応じたものを使用できる。

【0036】

ポリウレタンフォームの製造における発泡方法は、金型内に注型するモールド成形発泡法や、スラブストック発泡法が採用でき、中でもスラブストック発泡法が大量生産するのに好ましい。スラブストック発泡法は、２液のポリウレタンフォーム原料を攪拌機で混合させて、ベルトコンベア上に吐出し、大気圧下、常温で発泡させる方法である。ポリウレタン原料組成物は、ワンショット法やプレポリマー法などを採用できる。

【実施例0037】

以下の成分を図４に示す配合で混合し、反応・発泡させて各比較例及び各実施例のポリウレタンフォームを作製した。各成分の添加量の単位は重量部である。
・ポリオール；ポリエーテルポリオール、分子量：３０００、官能基数３、水酸基価５６．１ｍｇＫＯＨ／ｍｇ、品番：ＧＰ－３０００、三洋化成工業社製
・発泡剤；水
・アミン触媒；品番：３３ＬＶ、エアプロダクツ社製
・整泡剤；シリコーン系整泡剤、品番：Ｂ８１１０、ゴールドシュミット社製
・金属触媒；オクチル酸第一錫、品番：ＭＲＨ１１０、城北化学工業社製
・イソシアネート；２，４－ＴＤＩ／２，６－ＴＤＩ＝８０／２０、品番：コロネートＴ－８０、日本ポリウレタン工業社製
・二水石膏； 比重２．３２、平均粒子径４０μｍの二水石膏
・炭酸水素ナトリウム
・クエン酸
・リンゴ酸

【0038】

各比較例及び各実施例の最高発熱温度を以下のように測定した。予め蓋のない３８ｃｍ×３８ｃｍ×２４ｃｍの木箱を用意し、この木箱の中央に熱電対がくるようにセットした。そして、ポリオール配合成分とイソシアネート成分の２液を別々に用意し、上記２液をプロペラミキサーで混合撹拌後、反応混合液を上記木箱に注型して、ポリウレタンフォームを常温・大気圧下で自然発泡させた。

【0039】

また、各比較例及び各実施例のポリウレタンフォームの製造時の反応性を判断するため、クリームタイムとライズタイムを目視判定で測定した。クリームタイムは、ポリウレタンフォーム原料が、混合・注型時の混合反応液の状態から固化して樹脂状態に変色するまでの時間である。一方、ライズタイムは、混合・注型時から発泡体が膨張し、最大発泡高さになるまでの時間である。クリームタイムは、短い場合に初期の反応が急激であることを示し、長い場合に初期の反応が緩やかであることを示す。一方、ライズタイムは、最大発泡高さになるまでの時間であるため、ライズタイムからクリームタイムを減算した値が小の場合、クリームタイム以降の反応が急激であることを示し、逆に、減算した後の値が大の場合、クリームタイム以降の反応が緩やかであることを示す。

【0040】

各比較例及び各実施例のポリウレタンフォームについて、密度（ＪＩＳ Ｋ７２２０）と通気性（ＪＩＳ Ｋ６４００－７）を測定した。
また、各比較例及び各実施例のポリウレタンフォームについて、マイクロスコープによりポリウレタンフォームの表面を観察し、ダブルセル領域の有無を判断した。ダブルセル領域が存在しない場合は「×」、存在する場合はダブルセル領域の存在量に応じて、「△」、「〇」、「◎」の三段階で表した。「△」は５ｃｍ×５ｃｍの表面に1個以上、１０個未満の場合、「〇」は５ｃｍ×５ｃｍの表面に、１０個以上、２０個未満の場合、「◎」は５ｃｍ×５ｃｍの表面に、２０個以上の場合を示す。

【0041】

比較例１は、ポリオール１００重量部、発泡剤として水１０重量部、アミン触媒０．５重量部、整泡剤１．５重量部、金属触媒０．１５重量部、イソシアネート１７０重量部、イソシアネートインデックス１６０、二水石膏２０重量部の例であり、炭酸水素ナトリウムと有機固体酸としてのクエン酸及びリンゴ酸の何れも添加しない例である。比較例１は、最高発熱温度１７８℃、密度１１．２ｋｇ／ｍ^３、通気性１．３７ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「×」であった。

【0042】

比較例２は、比較例１において、水５重量部、金属触媒０．３５重量部、イソシアネート９３重量部とし、二水石膏に代えて炭酸水素ナトリウムを５重量部とリンゴ酸を０．５重量部配合した以外は、比較例１と同様である。比較例２は、最高発熱温度１３９℃、密度２７．５ｋｇ／ｍ^３、通気性０．４６ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「×」であり、比較例１と比べ、最高発熱温度が低く、密度が大である。また、発泡剤としての水の配合量が少ないため、ダブルセル領域が得られない。

【0043】

比較例３は、比較例２のクエン酸を１５重量部とした以外は、比較例２と同様である。比較例３は、最高発熱温度１３６℃、密度２６．４ｋｇ／ｍ^３、通気性０．５５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「×」であり、比較例２と同様に、最高発熱温度が低く、密度が大である。また、発泡剤としての水の配合量が少ないため、ダブルセル領域が得られない。

【0044】

比較例４は、比較例２のクエン酸を３０重量部とした以外は、比較例２と同様である。比較例４は、最高発熱温度１２６℃、密度１９．５ｋｇ／ｍ^３、通気性０．４４ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「×」であり、比較例２と同様に、最高発熱温度が低く、密度が大である。また、発泡剤としての水の配合量が少ないため、ダブルセル領域が得られない。

【0045】

実施例１は、ポリオール１００重量部、発泡剤として水１０重量部、アミン触媒０．５重量部、整泡剤１．５重量部、金属触媒０．１５重量部、イソシアネート１７０重量部、イソシアネートインデックス１６０、炭酸水素ナトリウム２０重量部の例であり、有機固体酸としてのクエン酸及びリンゴ酸の何れも配合しない例である。実施例１は、最高発熱温度１８３℃、密度１４．８ｋｇ／ｍ^３、通気性１．８５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、最高発熱温度が極端に高いものではないため、得られたポリウレタンフォームの品質が良好であり、さらに、密度が小さく、軽量である。

【0046】

実施例２は、炭酸水素ナトリウムを１５重量部に減らし、リンゴ酸を０．５重量部配合した以外は、実施例１と同様である。実施例２は、最高発熱温度１６５℃、密度１０．８ｋｇ／ｍ^３、通気性１．０７ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「◎」であった。実施例２は、炭酸水素ナトリウムを１５重量部とリンゴ酸０．５重量部の併用であるため、実施例１と比べて最高発熱温度が低く、ダブルセル領域が「◎」であった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0047】

実施例３は、イソシアネートを１４９重量部、イソシアネートインデックスを１４０とした以外は、実施例２と同様である。実施例３は、最高発熱温度１６０℃、密度１１．６ｋｇ／ｍ^３、通気性０．８１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。実施例３は、イソシアネートインデックスが実施例２の１６０から１４０に下がったことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「〇」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0048】

実施例４は、イソシアネートを１２８重量部、イソシアネートインデックスを１２０とした以外は、実施例２と同様である。実施例４は、最高発熱温度１５１℃、密度１２．８ｋｇ／ｍ^３、通気性１．２５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「△」であった。実施例３は、イソシアネートインデックスが実施例２の１６０から１２０に下がったことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「△」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0049】

実施例５は、リンゴ酸に代えてクエン酸０．５重量部を配合した以外は、実施例２と同様である。実施例５は、最高発熱温度１６２℃、密度１３．６ｋｇ／ｍ^３、通気性０．７５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。実施例５は、実施例２のリンゴ酸をクエン酸に代えたことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「〇」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0050】

実施例６は、クエン酸を０．２５重量部とリンゴ酸０．２５重量部を併用した以外は、実施例２と同様である。実施例６は、最高発熱温度１５４℃、密度１８．９ｋｇ／ｍ^３、通気性４．４５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。実施例６は、実施例２のリンゴ酸０．５重量部のうち０．２５重量部をクエン酸に代えたことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「〇」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、他の実施例と比べると密度が若干高くなった。

【0051】

実施例７は、イソシアネートを１０６重量部、イソシアネートインデックスを１００とした以外は、実施例２と同様である。実施例７は、最高発熱温度１３２℃、密度１５．８ｋｇ／ｍ^３、通気性０．２ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「△」であった。実施例７は、イソシアネートインデックスを１００に下げたことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「△」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0052】

実施例８は、イソシアネートを１９１重量部、イソシアネートインデックスを１８０とした以外は、実施例２と同様である。実施例８は、最高発熱温度１６６℃、密度１２．９ｋｇ／ｍ^３、通気性２．０１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。実施例８は、イソシアネートインデックスを１８０に上げたことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「〇」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0053】

実施例９は、イソシアネートを２１２重量部、イソシアネートインデックスを２００とした以外は、実施例２と同様である。実施例９は、最高発熱温度１６７℃、密度１３．１ｋｇ／ｍ^３、通気性５．９８ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。実施例９は、イソシアネートインデックスを２００に上げたことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「〇」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0054】

実施例１０は、炭酸水素ナトリウムを３０重量部とした以外は、実施例２と同様である。実施例１０は、最高発熱温度１３４℃、密度１２．７ｋｇ／ｍ^３、通気性０．９７ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「◎」であった。実施例１０は、炭酸水素ナトリウムを実施例２の１５重量部から３０重量部に増やしたが、ダブルセル領域は実施例２と同様に「◎」であった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0055】

実施例１１は、水を１５重量部、イソシアネートを２４７重量部とした以外は、実施例２と同様である。実施例１１は、最高発熱温度１８５℃、密度１４．８ｋｇ／ｍ^３、通気性１２．３ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。実施例１１は、水を実施例２の１０重量部から１５重量部に増やしたことにより、発熱温度が実施例２よりも高くなり、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「〇」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0056】

実施例１２は、炭酸水素ナトリウムを３０重量部とした以外は、実施例１１と同様である。実施例１２は、最高発熱温度１４５℃、密度１１．９ｋｇ／ｍ^３、通気性１３．９ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。実施例１２は、炭酸水素ナトリウムを３０重量部に増やしたことにより、発熱温度が実施例１１よりも低くなったが、ダブルセル領域は実施例１１と同様に「〇」であった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0057】

実施例１３は、リンゴ酸を０．３重量部とした以外は、実施例２と同様である。実施例１３は、最高発熱温度１８２℃、密度１５．０ｋｇ／ｍ^３、通気性３．２８ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。実施例１３は、リンゴ酸を実施例２の０．５重量部から０．３重量部に減らしたことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「〇」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、最高発熱温度が極端に高いものではないため、得られたポリウレタンフォームの品質が良好であり、さらに、密度が小さく、軽量である。

【0058】

実施例１４は、リンゴ酸を０．７重量部とした以外は、実施例２と同様である。実施例１４は、最高発熱温度１５７℃、密度１５．０ｋｇ／ｍ^３、通気性２．０５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「〇」であった。実施例１４は、リンゴ酸を実施例２の０．５重量部から０．７重量部に増やしたことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「〇」になった。ダブルセル領域を有するため、吸音性が良好になる。また、密度が小さく、軽量である。

【0059】

実施例１５は、炭酸水素ナトリウムを５重量部とした以外は、実施例２と同様である。実施例１５は、最高発熱温度１８６℃、密度１３．８ｋｇ／ｍ^３、通気性２．８５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、ダブルセル領域「△」であった。実施例１５は、炭酸水素ナトリウムを実施例２の１５重量部から５重量部に減らしたことにより、ダブルセル領域が実施例２の「◎」から「△」になった。また、最高発熱温度は実施例２よりも高くなったが、極端に高いものではないため、得られたポリウレタンフォームの品質が良好であり、さらに、密度が小さく、軽量である。

【0060】

ダブルセル領域を有する実施例２と、比較例Ａ及び比較例Ｂについて、周波数５００－２０００Ｈｚと、２５００－１００００Ｈｚとで７点平均吸音率を測定した。比較例Ａは、不織布製吸音断熱材（３Ｍ社製、シンサレートＴＣ、目付:３００ｇ／ｍ^２）であり、一方、比較例Ｂは、メラミン樹脂製発泡体（ＢＡＳＦ社製、バソテクトＧ+、目付：３００ｇ／ｍ^２）である。試験サンプルは、厚み２０ｍｍ、目付量３００ｇ／ｍ^２である。７点平均吸音率の測定方法は、ＪＩＳ Ａ１４０９：１９９８（残響室法吸音率の測定方法）である。

【0061】

７点平均吸音率の測定結果は、図５に示すとおりであり、実施例２では、５００－２０００Ｈｚと２５００－１００００Ｈｚの何れも９０％以上であって吸音性が良好であったのに対し、比較例Ａでは５００－２０００Ｈｚが７６．０％、比較例Ｂでは５００－２５００Ｈｚが８６．４％であり、比較例Ａ及び比較例Ｂの何れも吸音性に劣っていた。
このように、実施例は、ポリウレタン樹脂の連続気泡構造においてダブルセル領域を有することにより、従来の不織布もしくはメラミン樹脂気泡体の比較例よりも吸音性が良好である。

【0062】

本発明のポリウレタンフォームは、良好な吸音性を有し、軽量で品質が良好であり、家具類、建材類、車両用内装材、吸音材などに好適である。

【符号の説明】

【0063】

１１：ダブルセル領域
１２：マトリクスセル領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2023-04-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料から得られたポリウレタンフォームにおいて、
前記ポリウレタンフォーム原料が炭酸水素ナトリウムを含み、
前記発泡剤である水が前記ポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であることを特徴とするポリウレタンフォーム。

【請求項2】

イソシアネートインデックスが１００以上、２００以下である、請求項１に記載のポリウレタンフォーム。

【請求項3】

ＪＩＳ Ａ１４０９：１９９８で測定した７点平均吸音率が周波数５００－２０００Ｈｚと２５００-１００００Ｈｚで９０%以上である、ポリウレタンフォーム。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載のポリウレタンフォームを備える、吸音材。

【請求項5】

ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含むポリウレタンフォーム原料を混合反応させてポリウレタンフォームを製造する方法において、
前記ポリウレタンフォーム原料が炭酸水素ナトリウムを含み、
前記発泡剤である水が前記ポリオール１００重量部に対して１０重量部以上であることを特徴とするポリウレタンフォームの製造方法。