ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法、および、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォーム
【課題】 少なくともポリオールとイソシアネートを反応させて得られるポリウレタンフォームについて、低コストで、なおかつポリウレタンフォームの成形性に悪影響を及ぼさない、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 少なくともポリオールとイソシアネートを反応させて得られるポリウレタンフォームに、水蒸気をあてることによって、ポリウレタンフォームのＶＯＣ放散量を低減させることを特徴とするＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法。
【解決手段】 少なくともポリオールとイソシアネートを反応させて得られるポリウレタンフォームに、水蒸気をあてることによって、ポリウレタンフォームのＶＯＣ放散量を低減させることを特徴とするＶＯＣ低放散ポリ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、住宅、寝具、自動車、航空機、電車などの分野で利用されるポリウレタンフォームに関する。また詳細には、本発明は、ＶＯＣ放散量が低いポリウレタンフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンフォームは、住宅、寝具、自動車、航空機、電車などの広範な分野で利用されている。特に、軟質ポリウレタンフォームは軽量で可撓性を有し、さまざまな形状に成形、加工することが可能なため多用されており、その成形方法から軟質ポリウレタンスラブフォームと軟質ポリウレタンモールドフォームとに大別される。
【０００３】
ここで、軟質ポリウレタンスラブフォームは、大きなブロック形状で製造され、所望の厚さにスライスされた後、打ち抜き加工や切り出し加工により所望の形状に加工され、寝具や生活雑貨などに主に利用される。また、軟質ポリウレタンモールドフォームは、所望の形状の金型（モールド）を用いて製造され、自動車、航空機、電車の座席詰め物などに利用される。
【０００４】
近年、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）によるシックハウス症候群が広く知られるようになり、ポリウレタンフォームからのＶＯＣ放散量を低減させる方法が検討され始めている。（特許文献１，２）
【０００５】
文献１は、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドの放散が極力抑制されたポリウレタン成形品に関するものであって、アルデヒド補足剤を成形品の内部または表面に存在させ、その補足剤がホルムアルデヒドを吸着除去すると開示している。
【０００６】
文献２は、金型成形によるポリウレタン発泡体の表面に揮発性有機化合物（ＶＯＣ）吸着物質を存在させる方法に関するものであって、ＶＯＣ吸着物質が表面から脱落するのを防ぎ、また製造工程の簡便化を図るために、ＶＯＣ吸着物質と金型離型剤との混合物を表面層として形成させる方法を開示している。
【特許文献１】特開２００６−１８２８２５号公報（段落［００１４］〜〔００１５〕）
【特許文献２】特開２００５−３３６３５５号公報（段落［０００６〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１，２のように、ＶＯＣ吸着物質を内部または表面に存在させる方法によると、そのＶＯＣ吸着物質のコストが高いこと、また、ＶＯＣ吸着物質によってはポリウレタン発泡体の成形性に悪影響を及ぼし、製品外観の悪化、および、成形自体が困難となることがあった。
【０００８】
また、特に、特許文献２の方法は、金型成形によるポリウレタン発泡体にしか適用することができないこと、ＶＯＣ吸着物質が離型剤と共に金型内に残ってしまい十分に表面層が形成されない、などの欠点があった。
これらの点において改良の余地が残されていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点に着目したものであり、高価なＶＯＣ吸着物質を使用せずに低コストで、なおかつポリウレタンフォームの成形性に何ら悪影響を及ぼさない、ＶＯＣ低放散量ポリウレタンフォームの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の特徴構成は、少なくともポリオールとイソシアネートを反応させてポリウレタンフォームを得る工程と、そのポリウレタンフォームに水蒸気をあてる工程から製造するところにある。
【００１１】
本発明の第１の特徴構成によれば、少なくともポリオールとイソシアネートを反応させてポリウレタンフォームを得た後に、後工程にて水蒸気をあてることにより、高価なＶＯＣ吸着物質を使用することなく、なおかつポリウレタンフォームの成形性に何ら悪影響を及ぼさずに、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを製造することが可能となる。
【００１２】
本発明の第２の特徴構成は、前記水蒸気の温度が４０℃〜２００℃の範囲であるところにある。
【００１３】
本発明の第２の特徴構成によれば、前記水蒸気の温度が４０℃〜２００℃とすることにより、効果的にＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを製造することが可能となる。
【００１４】
ここで、前記ポリウレタンフォームとしては、軟質ポリウレタンスラブフォームと軟質ポリウレタンモールドフォームが挙げられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来の高価なＶＯＣ吸着物質を内部または表面に存在させる方法によらないため、低コストで、なおかつポリウレタンフォームの成形性に何ら悪影響を及ぼさずに、さらにはポリウレタンフォームの成形方法に限定されることのない、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明において、水蒸気とは、水蒸気を含む空気からなる気体と、水蒸気だけからなる気体の両方を指す。
具体的に、水蒸気を含む空気からなる気体の温度は水の沸点未満であり、水蒸気だけからなる気体の温度は水の沸点以上の温度を有する。
【００１７】
ここで、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法として、乾熱空気を用いてＶＯＣを低減させる方法も考えられるが、次の観点から水蒸気を用いて低減させる方が、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法として適している。
（１）水蒸気を用いることによって、熱効率が大幅に向上し、短時間でポリウレタンフォーム中に含まれるＶＯＣを低減（揮発）させ、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを製造することが可能となる。
（２）次に、乾熱空気を用いてＶＯＣを低減させる場合、長時間にわたり加熱する必要があるため、ポリウレタンフォームが熱劣化を起こし物理特性値が悪くなったり、さらにはポリウレタンフォームが燃えて火災につながるおそれがある。水蒸気を用いることにより、ポリウレタンフォームの熱劣化や過加熱による火災発生を防止できる。
【００１８】
本発明において、水蒸気の温度は、４０℃〜２００℃が好ましい。熱効率の観点からは、４５℃〜１２０℃がより好ましく、５０℃〜１００℃がさらに好ましく、５５℃〜８０℃が最も好ましい。また、水蒸気の湿度は、２０％ＲＨ〜１００％ＲＨの範囲で適宜選択すればよいが、熱効率の観点から３０％ＲＨ〜１００％ＲＨがより好ましく、４０％ＲＨ〜９８％ＲＨが最も好ましい。
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施例および比較例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
（実施例）
表１の配合処方のうち、イソシアネートを除く原料を撹拌機にて混合させた後、イソシアネートを加えて撹拌混合し、シートパッド用金型に注入し発泡させ、６３±３℃にて４分間硬化させてモールドパッドを得た。なお、表１中の数値は全てポリオール成分を１００重量部とした場合の重量部を表す。
つづいて、このモールドパッドを、水蒸気（ここでは水蒸気を含む空気からなる気体）雰囲気として６０℃，９８％ＲＨの恒温恒湿オーブンに、１５分間入れた。
【００２０】
（比較例）
表１の配合処方のうち、イソシアネートを除く原料を撹拌機にて混合させた後、イソシアネートを加えて撹拌混合し、シートパッド用金型に注入し発泡させ、６３±３℃にて４分間硬化させてモールドパッドを得たものをそのまま用いた。
【００２１】
実施例、比較例の厚みがおよそ７ｃｍのモールドパッドの中央部から縦８ｃｍ×横１０ｃｍのサンプルを切り出し、ＶＯＣ各成分放散量を次の手順にて測定した。
【００２２】
（ＶＯＣ放散量測定前処理）
１０Ｌのフッ素樹脂製バックに入れ、純窒素で３回パージした後、約４Ｌの純窒素を入れ、６５℃の恒温室で２時間加熱した。
【００２３】
（ＶＯＣ放散量測定用ガスのサンプリング）
（１）アルデヒド分析用ＤＮＰＨカートリッジに、流量０．２Ｌ／分で２．００Ｌ採取した。
（２）ＶＯＣ分析用Ｔｅｎａｘ−ＴＡ捕集管に、流量０．１Ｌ／分で１．００Ｌ採取し、残りのガスを吸引し全ガス量を算出した。
【００２４】
（ＶＯＣ放散量の測定）
（１）アセトニトリルでアルデヒド誘導体化物をカートリッジから溶出させ、ＨＰＬＣにて、アルデヒド類を定量した。
（２）Ｔｅｎａｘ−ＴＡ捕集管を加熱脱着し、ＧＣＭＳにてトルエンを定量した。
【００２５】
（計算）
測定結果より各成分量μｇを、全ガス量あたりに換算した。結果を表２に示す（単位はμｇ／検体）。
【００２６】
これらの測定結果から、ポリウレタンフォームを得た後に、ポリウレタンフォームに水蒸気をあてることによって、ポリウレタンフォームからのＶＯＣ放散量を低減させることが可能であること、またこの製造方法によりＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを得られることが分かった。
【００２７】
実施例及び比較例に用いた成分
ポリオール成分１：三井武田ケミカル（株）社製、アクトコールＰＯＰ９６４０
ポリオール成分２：ダウ・ポリウレタン日本（株）社製、ポラノール４０５３ポリオール（ＸＵＳ−１６０５３．００Ｌ）
アミン触媒１：三井武田ケミカル（株）社製、ＤＥＡ（ジエタノールアミン
アミン触媒２：東ソー（株）社製、ＴＥＤＡ−Ｌ３３
アミン触媒３：ＧＯＬＤＳＣＨＭＩＤＴ社製、ＮＩＡＸＣ−２２５
シリコーン整泡剤：ＧＯＬＤＳＣＨＭＩＤＴ社製、ＴＥＧＯＳＴＡＢ Ｂ８７１９ＬＦ
架橋剤：坂本薬品工業（株）社製、グリセリン
イソシアネート：三井武田ケミカル（株）社製、コスモネートＴＭ２０（イソシアネート）
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００３０】
上述のように、ポリウレタンフォームを得てから、後工程で水蒸気をあてるという本発明の製造方法によれば、従来の高価なＶＯＣ吸着物質を使用することなく、なおかつポリウレタンフォームの成形性に何ら悪影響を及ぼさず、さらにはポリウレタンフォームの成形方法による制限を受けずに、ポリウレタンモールドフォームでも、ポリウレタンスラブフォームにでも適用が可能で、簡便にＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを製造することができるから、極めて有効である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅、寝具、自動車、航空機、電車などの分野で利用されるポリウレタンフォームに関する。また詳細には、本発明は、ＶＯＣ放散量が低いポリウレタンフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンフォームは、住宅、寝具、自動車、航空機、電車などの広範な分野で利用されている。特に、軟質ポリウレタンフォームは軽量で可撓性を有し、さまざまな形状に成形、加工することが可能なため多用されており、その成形方法から軟質ポリウレタンスラブフォームと軟質ポリウレタンモールドフォームとに大別される。
【０００３】
ここで、軟質ポリウレタンスラブフォームは、大きなブロック形状で製造され、所望の厚さにスライスされた後、打ち抜き加工や切り出し加工により所望の形状に加工され、寝具や生活雑貨などに主に利用される。また、軟質ポリウレタンモールドフォームは、所望の形状の金型（モールド）を用いて製造され、自動車、航空機、電車の座席詰め物などに利用される。
【０００４】
近年、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）によるシックハウス症候群が広く知られるようになり、ポリウレタンフォームからのＶＯＣ放散量を低減させる方法が検討され始めている。（特許文献１，２）
【０００５】
文献１は、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドの放散が極力抑制されたポリウレタン成形品に関するものであって、アルデヒド補足剤を成形品の内部または表面に存在させ、その補足剤がホルムアルデヒドを吸着除去すると開示している。
【０００６】
文献２は、金型成形によるポリウレタン発泡体の表面に揮発性有機化合物（ＶＯＣ）吸着物質を存在させる方法に関するものであって、ＶＯＣ吸着物質が表面から脱落するのを防ぎ、また製造工程の簡便化を図るために、ＶＯＣ吸着物質と金型離型剤との混合物を表面層として形成させる方法を開示している。
【特許文献１】特開２００６−１８２８２５号公報（段落［００１４］〜〔００１５〕）
【特許文献２】特開２００５−３３６３５５号公報（段落［０００６〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１，２のように、ＶＯＣ吸着物質を内部または表面に存在させる方法によると、そのＶＯＣ吸着物質のコストが高いこと、また、ＶＯＣ吸着物質によってはポリウレタン発泡体の成形性に悪影響を及ぼし、製品外観の悪化、および、成形自体が困難となることがあった。
【０００８】
また、特に、特許文献２の方法は、金型成形によるポリウレタン発泡体にしか適用することができないこと、ＶＯＣ吸着物質が離型剤と共に金型内に残ってしまい十分に表面層が形成されない、などの欠点があった。
これらの点において改良の余地が残されていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点に着目したものであり、高価なＶＯＣ吸着物質を使用せずに低コストで、なおかつポリウレタンフォームの成形性に何ら悪影響を及ぼさない、ＶＯＣ低放散量ポリウレタンフォームの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の特徴構成は、少なくともポリオールとイソシアネートを反応させてポリウレタンフォームを得る工程と、そのポリウレタンフォームに水蒸気をあてる工程から製造するところにある。
【００１１】
本発明の第１の特徴構成によれば、少なくともポリオールとイソシアネートを反応させてポリウレタンフォームを得た後に、後工程にて水蒸気をあてることにより、高価なＶＯＣ吸着物質を使用することなく、なおかつポリウレタンフォームの成形性に何ら悪影響を及ぼさずに、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを製造することが可能となる。
【００１２】
本発明の第２の特徴構成は、前記水蒸気の温度が４０℃〜２００℃の範囲であるところにある。
【００１３】
本発明の第２の特徴構成によれば、前記水蒸気の温度が４０℃〜２００℃とすることにより、効果的にＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを製造することが可能となる。
【００１４】
ここで、前記ポリウレタンフォームとしては、軟質ポリウレタンスラブフォームと軟質ポリウレタンモールドフォームが挙げられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来の高価なＶＯＣ吸着物質を内部または表面に存在させる方法によらないため、低コストで、なおかつポリウレタンフォームの成形性に何ら悪影響を及ぼさずに、さらにはポリウレタンフォームの成形方法に限定されることのない、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明において、水蒸気とは、水蒸気を含む空気からなる気体と、水蒸気だけからなる気体の両方を指す。
具体的に、水蒸気を含む空気からなる気体の温度は水の沸点未満であり、水蒸気だけからなる気体の温度は水の沸点以上の温度を有する。
【００１７】
ここで、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法として、乾熱空気を用いてＶＯＣを低減させる方法も考えられるが、次の観点から水蒸気を用いて低減させる方が、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法として適している。
（１）水蒸気を用いることによって、熱効率が大幅に向上し、短時間でポリウレタンフォーム中に含まれるＶＯＣを低減（揮発）させ、ＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを製造することが可能となる。
（２）次に、乾熱空気を用いてＶＯＣを低減させる場合、長時間にわたり加熱する必要があるため、ポリウレタンフォームが熱劣化を起こし物理特性値が悪くなったり、さらにはポリウレタンフォームが燃えて火災につながるおそれがある。水蒸気を用いることにより、ポリウレタンフォームの熱劣化や過加熱による火災発生を防止できる。
【００１８】
本発明において、水蒸気の温度は、４０℃〜２００℃が好ましい。熱効率の観点からは、４５℃〜１２０℃がより好ましく、５０℃〜１００℃がさらに好ましく、５５℃〜８０℃が最も好ましい。また、水蒸気の湿度は、２０％ＲＨ〜１００％ＲＨの範囲で適宜選択すればよいが、熱効率の観点から３０％ＲＨ〜１００％ＲＨがより好ましく、４０％ＲＨ〜９８％ＲＨが最も好ましい。
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施例および比較例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
（実施例）
表１の配合処方のうち、イソシアネートを除く原料を撹拌機にて混合させた後、イソシアネートを加えて撹拌混合し、シートパッド用金型に注入し発泡させ、６３±３℃にて４分間硬化させてモールドパッドを得た。なお、表１中の数値は全てポリオール成分を１００重量部とした場合の重量部を表す。
つづいて、このモールドパッドを、水蒸気（ここでは水蒸気を含む空気からなる気体）雰囲気として６０℃，９８％ＲＨの恒温恒湿オーブンに、１５分間入れた。
【００２０】
（比較例）
表１の配合処方のうち、イソシアネートを除く原料を撹拌機にて混合させた後、イソシアネートを加えて撹拌混合し、シートパッド用金型に注入し発泡させ、６３±３℃にて４分間硬化させてモールドパッドを得たものをそのまま用いた。
【００２１】
実施例、比較例の厚みがおよそ７ｃｍのモールドパッドの中央部から縦８ｃｍ×横１０ｃｍのサンプルを切り出し、ＶＯＣ各成分放散量を次の手順にて測定した。
【００２２】
（ＶＯＣ放散量測定前処理）
１０Ｌのフッ素樹脂製バックに入れ、純窒素で３回パージした後、約４Ｌの純窒素を入れ、６５℃の恒温室で２時間加熱した。
【００２３】
（ＶＯＣ放散量測定用ガスのサンプリング）
（１）アルデヒド分析用ＤＮＰＨカートリッジに、流量０．２Ｌ／分で２．００Ｌ採取した。
（２）ＶＯＣ分析用Ｔｅｎａｘ−ＴＡ捕集管に、流量０．１Ｌ／分で１．００Ｌ採取し、残りのガスを吸引し全ガス量を算出した。
【００２４】
（ＶＯＣ放散量の測定）
（１）アセトニトリルでアルデヒド誘導体化物をカートリッジから溶出させ、ＨＰＬＣにて、アルデヒド類を定量した。
（２）Ｔｅｎａｘ−ＴＡ捕集管を加熱脱着し、ＧＣＭＳにてトルエンを定量した。
【００２５】
（計算）
測定結果より各成分量μｇを、全ガス量あたりに換算した。結果を表２に示す（単位はμｇ／検体）。
【００２６】
これらの測定結果から、ポリウレタンフォームを得た後に、ポリウレタンフォームに水蒸気をあてることによって、ポリウレタンフォームからのＶＯＣ放散量を低減させることが可能であること、またこの製造方法によりＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを得られることが分かった。
【００２７】
実施例及び比較例に用いた成分
ポリオール成分１：三井武田ケミカル（株）社製、アクトコールＰＯＰ９６４０
ポリオール成分２：ダウ・ポリウレタン日本（株）社製、ポラノール４０５３ポリオール（ＸＵＳ−１６０５３．００Ｌ）
アミン触媒１：三井武田ケミカル（株）社製、ＤＥＡ（ジエタノールアミン
アミン触媒２：東ソー（株）社製、ＴＥＤＡ−Ｌ３３
アミン触媒３：ＧＯＬＤＳＣＨＭＩＤＴ社製、ＮＩＡＸＣ−２２５
シリコーン整泡剤：ＧＯＬＤＳＣＨＭＩＤＴ社製、ＴＥＧＯＳＴＡＢ Ｂ８７１９ＬＦ
架橋剤：坂本薬品工業（株）社製、グリセリン
イソシアネート：三井武田ケミカル（株）社製、コスモネートＴＭ２０（イソシアネート）
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００３０】
上述のように、ポリウレタンフォームを得てから、後工程で水蒸気をあてるという本発明の製造方法によれば、従来の高価なＶＯＣ吸着物質を使用することなく、なおかつポリウレタンフォームの成形性に何ら悪影響を及ぼさず、さらにはポリウレタンフォームの成形方法による制限を受けずに、ポリウレタンモールドフォームでも、ポリウレタンスラブフォームにでも適用が可能で、簡便にＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームを製造することができるから、極めて有効である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともポリオールとイソシアネートを反応させてポリウレタンフォームを得る工程と、そのポリウレタンフォームに水蒸気をあてる工程からなることを特徴するＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項２】
前記水蒸気の温度が、４０℃〜２００℃の範囲であることを特徴とする請求項１項記載のＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項３】
前記ポリウレタンフォームが、軟質ポリウレタンスラブフォームであることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載のＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項４】
前記ポリウレタンフォームが、軟質ポリウレタンモールドフォームであることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載のＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の製造方法により製造されてなることを特徴とするＶＯＣ低放散ポリウレタンフォーム。
【請求項１】
少なくともポリオールとイソシアネートを反応させてポリウレタンフォームを得る工程と、そのポリウレタンフォームに水蒸気をあてる工程からなることを特徴するＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項２】
前記水蒸気の温度が、４０℃〜２００℃の範囲であることを特徴とする請求項１項記載のＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項３】
前記ポリウレタンフォームが、軟質ポリウレタンスラブフォームであることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載のＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項４】
前記ポリウレタンフォームが、軟質ポリウレタンモールドフォームであることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載のＶＯＣ低放散ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の製造方法により製造されてなることを特徴とするＶＯＣ低放散ポリウレタンフォーム。
【公開番号】特開２００８−２７４１９８（Ｐ２００８−２７４１９８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４１０４５（Ｐ２００７−１４１０４５）
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００３４２５）株式会社東洋クオリティワン (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００３４２５）株式会社東洋クオリティワン (18)
【Ｆターム（参考）】
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