(57)【要約】【課題】柔軟性と吸放湿性とを両立し、且つ水洗いによる吸放湿性の低下が少ない、吸放湿性ポリウレタンフォーム及びその製造方法を提供する。【解決手段】ポリウレタンフォームの気泡膜および骨格内に吸湿性微粒子を分散させてなるポリウレタンフォームであり、２０℃×４０％ＲＨ条件下の吸湿率が１．５％以上且つ２０℃×９５％ＲＨ条件下での吸湿率が４．０％以上であることを特徴とする吸放湿性ポリウレタンフォームである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【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吸湿性微粒子を分散させてなるポリウレタンフォームであって、２０℃×４０％ＲＨ条件下の吸湿率が１．５％以上且つ２０℃×９５％ＲＨ条件下での吸湿率が４．０％以上であることを特徴とする吸放湿性ポリウレタンフォーム。
【請求項２】
前記吸湿性微粒子が、塩型カルボキシル基を２．０mmol/ｇ以上含有することを特徴とする請求項１に記載の吸放湿性ポリウレタンフォーム。
【請求項３】
前記吸放湿性微粒子の吸水倍率が、１．０〜１０倍の範囲にあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸放湿性ポリウレタンフォーム。
【請求項４】
前記吸湿性微粒子の平均粒子径が、１μｍ〜５０μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の吸放湿性ポリウレタンフォーム。  
【請求項５】
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、ポリオールとポリイソシアネートを１００重量部としたときに０．５〜５０重量部の吸湿性微粒子を共存させて反応を行うことを特徴とする吸放湿性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、高い吸放湿性を持ち、且つ柔軟性を優れたポリウレタンフォーム、及びその製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリウレタンフォームは家具類、寝装具や内装材料に用いられ、防音、断熱、衝撃吸収およびクッション性を満足してきた。しかしなから、最近では家具類や内装材料の高級化が進み、より高い機能性が求められてきている。特に室内で発生する水分を吸湿させたり、放湿させたりする吸放湿性の機能が求められ、吸放湿性に優れたポリウレタンフォームの提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開昭５８−１７５６５２公報には、軟質ポリウレタンフオームシートに、微細孔を有する吸放湿性の極細繊維がニードルパンチされてなる保温性、吸放湿性を有する柔軟複合材が開示されている。しかし、この方法は、ニードルパンチするために製造が複雑であり、ウレタンフオームシートの柔軟性を低下させ、さらに成形品表層だけの処理であるためその効果を全体に付与することは困難であった。
【０００４】
一方、柔軟性を低下させない吸放湿性ポリウレタンフォームとしては、特許文献２にはセリシンを分散させてなる吸放湿性ポリウレタンフォーム開示されている。しかし、特許文献２では柔軟性は満足できるものの、洗濯等の水洗いをした場合、水溶性であるセリシンが水中に溶出して吸湿性が低下する問題があり、水洗いに耐えうる吸放湿性ポリウレタンフォームが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１７５６５２
【特許文献２】特開平７-２９２２４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題を解消するためになされたものであり、その目的は、ポリウレタンフォームの柔軟性を低下させることなく、水洗いにも耐えうる吸放湿性に優れたポリウレタンフォームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ポリウレタンフォームの気泡膜および骨格内に吸湿性微粒子を分散させてなる吸放湿性ポリウレタンフォームによって、従来にない優れた吸放湿性が得られることを見い出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
即ち、本発明は、以下の（１）〜（６）の構成を有するものである。
（１）ポリウレタンフォームの気泡膜および骨格内に吸湿性微粒子を分散させてなるポリウレタンフォームであって、２０℃×４０％ＲＨ条件下の吸湿率が１．５％以上且つ２０℃×９５％ＲＨ条件下での吸湿率が４．０％以上であることを特徴とする吸放湿性ポリウレタンフォーム。
（２）前記吸湿性微粒子が、塩型カルボキシル基を２．０ｍｍｏｌ/ｇ以上含有することを特徴とする（１）に記載の吸放湿性ポリウレタンフォーム。
（３）前記吸放湿性微粒子の吸水倍率が、１．０〜１０倍の範囲にあることを特徴とする（１）又は（２）に記載の吸放湿性ポリウレタンフォーム。
（４）前記吸湿性微粒子の平均粒子径が、１μｍ〜５０μｍである(１)〜(３)のいずれかに記載の吸放湿性ポリウレタンフォーム。  
（５）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、ポリオールとポリイソシアネートを１００重量部としたときに０．５〜５０重量部の吸湿性微粒子を共存させて反応を行うことを特徴とする吸放湿性ポリウレタンフォームの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の吸放湿性ポリウレタンフォームによれば、ポリウレタンフォームの柔軟性を低下させることなく、水洗いによる吸放湿性の低下が少ない吸放湿性に優れたポリウレタンフォームを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の吸放湿性ポリウレタンフォームは、ポリオール、ポリイソシアネート、吸湿性微粒子、触媒および発泡剤を必須とする吸放湿性ポリウレタンフォームである。発泡剤を必須とするウレタンフォームは、気泡、気泡膜および骨格で主に構成される。この気泡膜は、隣接する一対の気泡の間に形成される。また、骨格は、隣接する複数の対の気泡の間に形成される骨格が形成される。
【００１１】
本発明のポリウレタンフォームの製造に用いる原料及び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すれば良い。
本発明の吸放湿性ポリウレタンフォームは、吸湿性微粒子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吸湿性微粒子を共存させることによって製造することが好ましい。つまり、ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤及び吸湿性微粒子を混合し、吸湿性微粒子を共存させた状態でポリウレタンフォームを製造することが好ましい。
他の製造方法としては、通常の製造方法で得られたポリウレタン樹脂に発泡剤と吸湿性微粒子を混合して加熱・発泡させる方法でも製造可能ではあるが、より均一に分散させるにはポリウレタンフォーム製造反応時に吸湿性微粒子を共存させることが好ましい。
【００１２】
本発明に用いる吸性微粒子としては、架橋有機系吸湿性微粒子を用いることが好ましい。架橋有機系吸湿性微粒子としては、極性基および架橋構造を有した重合体であり、公知の架橋吸湿性微粒子が使用できる。
【００１３】
架橋有機系吸湿性微粒子は、公知の方法で製造可能であり、例えば、特開平８−２２５６１０号公報に記載されている。
極性基を含有させる方法としては、極性基含有モノマーを共重合する方法や加水分解で導入する方法等が挙げられる。又、架橋構造を導入させる方法としては、ヒドラジン系化合物などで処理するアミン構造の導入方法や分子内に二個以上の重合性不飽和基を有するモノマーで共重合する方法等が挙げられる。
【００１４】
本発明の吸湿性微粒子は、粒径が１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、特に好ましい範囲は２０μｍ〜５０μｍである。また、重合体の形態が凝集粒子である場合も良好な結果が得られ、１次粒子間の隙間に適当な空洞ができ、単位重量あたりの表面積が大きくなるため優れた結果を得ることができる。
【００１５】
１μｍ〜５０μｍの架橋有機系重合体吸湿性微粒子を得る方法としては、必要とされる粒子径に基づき適宜選択することができる。例えば、ミクロンオーダー以下の極微粒子を得ようとする場合、乳化重合、懸濁沈殿重合、マイクロエマルジョン重合などを用いることができる。また、４０μｍ前後の粒子を得ようとする場合には懸濁重合などにより該微粒子を得ることができる。
【００１６】
本発明に用いる吸放湿性ポリウレタンフォームは、２０℃×４０％ＲＨ条件下の吸湿率が１．５％以上且つ２０℃×９５％ＲＨ条件下での吸湿率が４．０％以上であることが好ましく、優れた吸放湿性が得られる。
【００１７】
本発明の吸湿性微粒子は、前記吸湿性微粒子が、塩型カルボキシル基を２．０ｍｍｏｌ/ｇ以上８．０ｍｍｏｌ/ｇ以下を含有していることが好ましく、塩型カルボキシル基を２．０ｍｍｏｌ/ｇ以上８．０ｍｍｏｌ/ｇ以下の範囲とすることで優れた吸放湿性が得られる。塩としては、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ａｌから選ばれる１種又は２種以上の金属塩が好ましいが、特にＮａが好ましい。
【００１８】
本発明の吸湿性微粒子は、吸水倍率が１．０〜１０倍の範囲にあることが好ましく、優れた吸湿性が得られる。吸水倍率が１．０〜１０倍の範囲から外れた場合には、吸湿性と形態保持の両者を満足することができない。
【００１９】
本発明に用いる吸湿性微粒子の配合量は、ポリオールとポリイソシアネートを１００重量部としたときに０．５〜５０重量部の配合である。さらに好ましくは５〜２０重量部の配合が好適に用いられる。吸湿性微粒子量が少なすぎると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発泡倍率が低下して見かけ密度が高くなる。
【００２０】
本発明の方法においてポリウレタンに使用されるポリオールは、分子中に２個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、ポリオール中でポリオール以外の単量体を重合させて得られるポリマーポリオール等のポリオール類が使用できる。使用するポリオールは目的とする硬さ、弾性や物性により適宜選択すれば良い。
【００２１】
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。具体的なポリイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート(ＭＤＩ)やトリレンジイソシアネート(ＴＤＩ)、ポリメチレンポリフェニレンイソシアネート、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、ヘキサメチレンイソシアネートなどが挙げられる。又、製造方法によってはブロックイソシアネートを用いても良い。ＴＤＩを用いる場合は、異性体の混合物のものが低価格であり、また実用性の点で好ましい。
【００２２】
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を使用しても良く、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、ジフェニルジイソシアネート、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の高純度品や低純度品が用いられる。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配合量は目的とする硬さ、弾性や物性などの一般物性を考慮して適宜決めれば良い。
【００２３】
本発明に用いる触媒としては公知の触媒が使用できる。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等のアミン系触媒等が挙げられる。製造方法に応じて適宜最適な触媒を選択すれば良い。又、本発明には反応性を調整するため遅延活性触媒も使用することができる。
【００２４】
本発明に用いる発泡剤としては、一般にウレタンフォームに使用される公知の発泡剤が使用でき、水あるいは低沸点を有する揮発性液体や分解してガスを発生させる化合物など挙げられる。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等のフロン化合物、それ以外にはジクロロメタン、イソブタン 、シクロペン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。分解してガスを発生させる発泡剤としては炭酸ガスや窒素ガス等のガスを発生させる化合物であり、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、ジアゾアミノベンゼンなどが挙げられる。
【００２５】
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使用できる。具体的には、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、発明の目的を損なわない範囲で使用することができる。これらは単独でも良いし、併用しても良い。
【００２６】
また、発明の目的を損なわない範囲で、その他の添加剤を配合しても良い。添加財としては公知の顔料、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。
【００２７】
本発明のポリウレタンフォームには気泡膜および骨格内部に吸湿性微粒子が分散され一体に成形されて、成形面表面に露出している吸湿性微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吸湿性微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。又、周辺環境が低湿度の乾燥状態の場合には吸収した水分を速やかに放出する性質を有する。
【００２８】
本発明のポリウレタンフォームは、使用目的に応じて、公知の製造方法で成形体に加工することができる。成形体としては、シート、円柱成形体、中空成形体、成形用型を用いた成形体、更には本発明のポリウレタンフォーム以外の樹脂と積層した複合積層体等が挙げられる。積層体を得る方法としては、同時にラミネートしても良いし、各層を成形した後に積層する方法等が挙げられる。
【００２９】
複合積層体は、シートとして加工する場合に適している。ポリウレタンフォームのシートの片面又は両面に本発明のポリウレタンフォーム以外の樹脂シートを積層することによって得られる。本発明のポリウレタンフォーム以外の樹脂シートとしては、吸放湿性を阻害しない透湿性の材料が好ましく、不織布、フィルムや発泡体等が挙げられる。又、保護膜や支持体を設けた複合積層体を得る場合には、積層する材料にはその目的に応じて透湿性有無を選択すれば良い。透湿性は必要としない場合は市販のフィルムや樹脂が用いれば良いし、透湿性が必要な場合には不織布や発泡体等の多孔質材料を用いれば良い。
【００３０】
本発明は、硬質及び軟質のポリウレタンフォームに使用することができる。具体的には、四輪又は二輪車両、家具、寝装具、インテリア用途等に使用することができる。例えば、四輪車両では、自動車、建築機械や鉄道車両等の座席用クッション、カバー生地ラミネート裏打ち材、ドアトリムやセンタピラガーニッシュ等緩衝材、床天井等の吸音・制振材等があげられる。二輪車両では、サドル、エアフィルタ、ヘルメット内張り、ライダークッション等が挙げられる。家具では、椅子、座イス、ソファー、置きクッション等が挙げられる。インテリアでは、座布団、各種クッション、カーペットやマット類裏打ち、コタツ敷・掛け等が挙げられる。寝装具ではマットレス、掛け及び敷き布団、まくら、ベッドパッド等が挙げられる。日用雑貨ではキッチンフォーム材、靴磨フォーム材、靴（表皮材裏打ち、中敷き、インナブーツ）、スリッパ芯等が挙げられる。さらに、その他の用途としては、運動用着地マット、マネキンボデイー、船舶椅子用クッション、遊具ボール、音響効果室吸音材、車椅子用クッション、保温・断熱材等が挙げられる。又、半軟質ポリウレタンフォームとしては、インストルメントパネル、アームレスト、ヘッドレスト、サンバイザ、ハンドル、航空機用クッション等が挙げられる。本発明のポリウレタンフォームは特に椅子、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ものである。
【実施例】
【００３１】
次に実施例および比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３２】
（合成例１）
メタクリル酸／ｐ−スチレンスルホン酸ソーダ＝７０／３０の水溶性重合体３００ 重量部及びヒドロキシプロピルセルロース６０部ならびに硫酸ナトリウム３０部を７５００部の水に溶解し、撹拌機付きの重合槽に仕込んだ。次にアクリロニトリル２７００部及びメチルメタアクリレート３００重量部に２, ２’−アゾビスー（２, ４ジメチルバレロニトリル）１５部を溶解して重合槽に仕込み、撹件条件下、６０℃で２時問重合。重合率８５％の球状重合体を得た。
【００３３】
得られた重合体を水中に分散し、ｐＨを６．５としたのち、硝酸カルシウムを添加し、６０℃、２時間金属塩処理を行った。そして、洗浄、脱水、乾燥し、平均粒子径３８μｍ 、塩型カルボキシル基４．４ｍｍｏｌ／ｇ で相対湿度６５％での吸湿率４５％の吸湿性微粒子（Ａ）を得た。
（合成例２）
合成例１で使用したメチルメタクリレートをジビニルベンゼンに変更して合成例１と同様にして重合し、重合率８８％の共重合体を得た。該重合体１００重量部を水９００重量部中に分散し、これに１００部の苛性ソーダを添加し、９０℃、２時間加水分解反応を行い、カルボキシル基を有する架橋重合体を得た。得られた重合体を実施例１同様にして水中に分散し、ｐＨ調整後に硝酸ナトリウムで金属塩化処理を行った。そして、洗浄、脱水、乾燥し、平均粒子径４６μｍ、塩型カルボキシル基４．５ｍｍｏｌ／ｇ で相対湿度６５％での吸湿率４０％の吸湿性微粒子（Ｂ）を得た。
（実施例１）
【００３４】
水酸基価３４．６のポリオキシプロピレントリオール１００重量部に、水５．５重量部、アミン触媒［Ｄａｂｃｏ−３３ＬＶ（三共エアプロダクツ製）０．３６部、Ｄａｂｃｏ−ＸＤＭ（三共エアプロダクツ製）０．０５重量部、及びＮＣ−ＩＭ（三共エアプロダクツ製）０．０５部の混合物］、整泡剤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、及び吸湿性微粒子（Ａ）１．３重量部を配合した混合物にトリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ／２，６−ＴＤＩ＝８０／２０の混合物）５０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。得られたホットモールドフォームについて、性能を評価し、結果を表２に示した。
【００３５】
吸湿性評価用サンプルは、原料を混合した混合物を離型紙上に流延した後に発泡温度まで加熱して発泡させ、該微粒子を合有する発泡ウレタンシートを作製した。評価サンプルは出来上がり発泡シート厚みが０．５ｍｍとなるように発泡前の厚みを調整し、ポリウレタンフォームのシートを製造した。
【００３６】
（実施例２〜６、比較例１〜３）
感光性樹脂組成物の組成および配合比を表１の記載の通りとした以外は、実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを製造した。比較例３では、吸湿性微粒子の代わりに粒子径が５〜１０μｍの範囲である（Ｃ）セリシン粒子を用いて評価を行った。セリシン粒子は、市販製品を購入して使用したが、特開２００１-３９９９９に従って製造しても良い。
【００３７】
以下の評価方法に基づいて、ポリウレタンフォームを評価した。
（１）２０℃×４０％ＲＨ条件下及び２０℃×９５％ＲＨ条件下での吸湿率
吸湿率の評価は、厚み０．５ｍｍシートを用いて、シート製造直後の重量から２０℃×４０％ＲＨ条件又は２０℃×９５％ＲＨ条件で２４時間保管した後の重量増加分をシート製造直後の重量で割り、増加分を吸湿率としてパーセントで表示した。
（２）水洗方法
水洗は、厚み０．５ｍｍ発泡体シートを１０ｃｍ×１０ｃｍサイズに切り取り、洗濯ネットに入れてからＪＥＣ３２６［ＳＥＫマーク繊維製品の洗濯マニュアル］に従って１０回実施した。得られたサンプルを使い、水洗後の吸湿率を測定した。
（３）見かけ密度
発泡ウレタンを一定体積に切り取り重量を測定することで見かけ密度を算出する。
【００３８】
実施例１〜６、比較例１〜３のポリウレタンフォームの組成（重量部）及びポリウレタンフォームの評価結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2015172191.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の吸放湿性ポリウレタンフォームによれば、耐柔軟性と吸放湿性とを両立し、且つ使用中に吸放湿性の低下が少ない、吸放湿性ポリウレタンフォーム及びその製造方法を提供することができる。