(57)【要約】【課題】蛍光発色のない軟質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】ポリオールと、ポリイソシアネートと、水とを含有するフォーム原料を用いるフォームの製造方法であって、ポリオールを１００質量部とした場合に、水は５〜３５質量部であり、イソシアネートインデックスは３０以上、８０未満であり、且つフォーム発泡時の温度が１４５℃以下である。また、ポリオールの全てがポリイソシアネートと反応するとした場合、ポリイソシアネートとの化学量論的な水の反応量と、水の配合量からこの反応量を差し引いた水の過剰量との比（過剰量／反応量）が０．１０〜７．０であることが好ましい。本発明の軟質ポリウレタンフォームは、上記方法により製造され、衛生用品（紙おむつ、生理処理用品等）の用途に用いられる。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオールと、ポリイソシアネートと、水とを含有するフォーム原料を用いる軟質ポリウレタンフォームの製造方法であって、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、上記水は５〜３５質量部であり、イソシアネートインデックスは３０以上、８０未満であり、且つフォーム発泡時の温度が１４５℃以下であることを特徴とする軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項２】
上記温度が１４０℃以下である請求項１記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項３】
上記イソシアネートインデックスが３０〜７５である請求項１又は２に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項４】
上記水は７〜３０質量部である請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項５】
上記ポリオールの全てが上記ポリイソシアネートと反応するとした場合の、該ポリイソシアネートとの化学量論的な水の反応量と、水の配合量から該反応量を差し引いた水の過剰量との比（過剰量／反応量）が０．１０〜７．０である請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の方法により製造され、衛生用品の用途に用いられることを特徴とする軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項７】
上記衛生用品が紙おむつ又は生理処理用品である請求項６記載の軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項８】
ΔＹＩ値が４．０以下である請求項６又は７に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟質ポリウレタンフォーム及びその製造方法に関する。更に詳しくは、蛍光発色のない軟質ポリウレタンフォーム及びその製造方法に関する。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、紙おむつ、生理処理用品等の用途に幅広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、軟質ポリウレタンフォームは、紙おむつ、生理処理用品等の衛生用品の用途に用いられているが、日本国内では、これらの用途の大部分において紫外線による蛍光規定が定められている。例えば、紙おむつの場合、その基準に従って規定を上回る蛍光を発する素材は使用してはならず、各紙おむつ製造会社は、遠紫外線による蛍光発色の自主規定を設けている。また、台湾等の諸外国においては、かかる規制が更に厳しく、蛍光発色の疑いがあれば、その素材を使用してはならないと規定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、紙おむつ等の用途に使用される軟質ポリウレタンフォームは、合成された三次元網目構造からなる分子構造上、ものによっては、弱い蛍光発色が生じることが確認されており、上記規定に合格しない場合が考えられる。このような蛍光発色は製品に紫外線を照射することにより検査されるが、フォーム原料に過剰の紫外線吸収剤を配合することにより、見掛け上、蛍光発色を低減させることができる。しかし、このような方法は本質的な対策にはならない。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、蛍光発色のない軟質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を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、ポリウレタンフォームにおける蛍光の原因について検討した結果、発泡時の温度が高い部分に蛍光発色が生じることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、ポリオールと、ポリイソシアネートと、水とを含有するフォーム原料を用いる軟質ポリウレタンフォームの製造方法であって、上記ポリオールを１００質量部とした場合に、上記水は５〜３５質量部であり、イソシアネートインデックスは３０以上、８０未満であり、且つフォーム発泡時の温度が１４５℃以下であることを特徴とする。
また、上記温度が１４０℃以下である軟質ポリウレタンフォームの製造方法とすることができる。
更に、上記イソシアネートインデックスが３０〜７５である軟質ポリウレタンフォームの製造方法とすることができる。
また、上記水は７〜３０質量部である軟質ポリウレタンフォームの製造方法とすることができる。
更に、上記ポリオールの全てが上記ポリイソシアネートと反応するとした場合の、該ポリイソシアネートとの化学量論的な水の反応量と、水の配合量から該反応量を差し引いた水の過剰量との比（過剰量／反応量）が０．１０〜７．０である軟質ポリウレタンフォームの製造方法とすることができる。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、上記の方法により製造され、衛生用品の用途に用いられることを特徴とする。
また、上記衛生用品が紙おむつ又は生理処理用品である軟質ポリウレタンフォームとすることができる。
更に、ΔＹＩ値が４．０以下である軟質ポリウレタンフォームとすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
上記「ポリオール」としては、開始剤にアルキレンオキサイドを付加して得られるポリエーテルポリオールが用いられる。また、このポリエーテルポリオールにエチレン性不飽和モノマーを反応させて得られる変性体（ポリマーポリオール）を用いてもよい。
開始剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、ソルビトール、シュークロース、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びトリエタノールアミン等が用いられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）及びブチレンオキサイド（ＢＯ）等が用いられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、この付加反応は、通常、５０〜２００℃の温度範囲下で行われ、ランダム及び／又はブロックの形式によりアルキレンオキサイドが付加される。
ポリマーポリオールは、常法に従いポリエーテルポリオール中でエチレン性不飽和モノマーを重合することにより得られる。エチレン性不飽和モノマーとしては、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル及びスチレン等が用いられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【０００６】
ポリオールの数平均分子量は、フォームを形成できる限り、特に限定されないが、１２００〜８０００であることが好ましく、より好ましくは１５００〜７０００、更に好ましくは１５００〜６０００である。この数平均分子量が１２００〜８０００の範囲であれば、良好なクッション性を有するフォームとすることができる。
また、ポリオールの当量重量（ヒドロキシル基１つ当たりに対する分子量）は、特に限定されないが、３００〜４０００であることが好ましく、より好ましくは４００〜３５００、更に好ましくは５００〜３０００である。この当量重量が３００〜４０００の範囲であれば、良好なクッション性を有するフォームとすることができる。
更に、本発明においては、数平均分子量が１２００〜８０００であり、且つ当量重量が３００〜４０００であるポリオール、特に数平均分子量が１５００〜７０００であり、且つ当量重量が４００〜３５００であるポリオール、更には数平均分子量が１５００〜６０００であり、且つ当量重量が５００〜３０００であるポリオールを用いることで、より良好なクッション性を有するフォームとすることができる。
【０００７】
上記「ポリイソシアネート」は、特に限定されず、例えば、芳香族系、脂肪族系及び脂環族系の各種ポリイソシアネートを用いることができる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗ＴＤＩ、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗ＭＤＩ、１，５−ナフタレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、及びｍ−キシレンジイソシアネート等が挙げられる。脂肪族ポリイソシアネートとしては、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、粗ＨＤＩ、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、及び２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。脂環族ポリイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、及び水添ＭＤＩ等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、併用する場合、芳香族系、脂肪族系及び脂環族系のいずれを組み合わせてもよい。
【０００８】
また、ポリイソシアネートの配合量は、所定のイソシアネートインデックスにより適宜調整される。このイソシアネートインデックスは、３０以上、８０未満であり、より好ましくは３０〜７５、更に好ましくは３０〜７０、特に好ましくは３０〜６０である。イソシアネートインデックスが３０未満の場合、発泡が正常に行われず、割れが生じたり、泡体の崩落が発生することがある。一方、８０以上の場合、発泡時の温度が高くなり、自然発火する可能性が高まる。また、水とポリイソシアネートとの反応による二酸化炭素の発生量が多くなり、良好なクッション性を有するフォームが得られない。
尚、イソシアネートインデックスとは、フォーム原料中のポリオール等が有する全ての活性水素と反応するポリイソシアネートの化学量論により算出される必要量に対する実際の配合量の百分率を意味する。例えば、イソシアネートインデックス３０とは、フォーム原料中のポリオール等が有する全ての活性水素と反応するのに必要な化学量論的な必要量に対して、質量百分率で３０％に相当するポリイソシアネートが配合されていることを意味する。
【０００９】
上記「水」は、特に限定されるものではなく、例えば、イオン交換水、水道水、蒸留水等が用いられる。
水の配合量は、ポリオールを１００質量部とした場合に、５〜３５質量部であり、より好ましくは６〜３５質量部、更に好ましくは７〜３３質量部、特に好ましくは１０〜２８質量部である。本発明においては、水の配合量を５〜３５質量部と、一般的に発泡剤として用いられる水の量よりも多めに配合するため、発泡時に生じる内部の発熱を過剰な水の気化による除熱により十分に低減させることができる。また、水の配合量が５質量部未満の場合、発泡時の発熱を十分に抑制させることができない。一方、３５質量部を超える場合、水とポリイソシアネートとの反応による二酸化炭素の発生量が多くなり、所定のフォームを形成できない。
【００１０】
更に、本発明においては、ポリオールを１００質量部とした際の、水の配合量が５〜３５質量部であり、且つイソシアネートインデックスが３０以上、８０未満であるものとすることができる。また、水の配合量が６〜３５量部であり、且つイソシアネートインデックスが３０〜７５、特に水の配合量が７〜３３であり、且つイソシアネートインデックスが３０〜７０、更には水の配合量が１０〜２８であり、且つイソシアネートインデックスが３０〜６０であるものとすることができる。このような範囲とすることで、発泡時の発熱をより抑制し、蛍光発色のないフォームを得ることができる。
【００１１】
また、ポリオールの全てがポリイソシアネートと反応すると仮定した場合に算出される、ポリイソシアネートとの化学量論的な水の反応量と、実際の水の配合量から反応量を差し引いた水の過剰量との比（過剰量／反応量）が０．１０〜７．０であることが好ましく、より好ましくは０．２０〜６．５、更に好ましくは０．５０〜６．０である。この値が０．１０未満の場合、冷却に関与する水の割合が少なくなり、発泡時の発熱を十分に抑制することができない場合がある。一方、この値が７．０を超える場合、水とポリイソシアネートとの反応による二酸化炭素の発生量が多くなりすぎ、所定のフォームを形成できないことがある。
【００１２】
更に、フォーム原料には、ポリオール、ポリイソシアネート及び水の他にも、触媒、シリコン整泡剤等の整泡剤、メチレンクロライド等の発泡助剤などが含有されていてもよい。また、必要に応じてその他の助剤等を含有させることもできる。この助剤としては、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、及びフォーム原料の粘度を低下させ、攪拌、混合を容易にするための各種の希釈剤などが挙げられる。これらは本発明の効果が損なわれない範囲で適量を含有させることができる。
【００１３】
本発明のポリウレタンフォームの製造方法における、フォーム発泡時の温度は１４５℃以下であり、１４０℃以下、特に１３０℃以下、更には１２０℃以下とすることができる。この温度が１４５℃を超える場合は、蛍光発色を抑制することが困難である。また、この温度が１４５℃以下であれば、蛍光の発生だけでなく、スコーチ等の発生を抑制でき、火災の危険性も低減される。
尚、この温度は、実施例に記載した方法により測定されるものである。
【００１４】
上記方法により製造される軟質ポリウレタンフォームは、各種の用途に使用することができるが、特に、蛍光発色の規制がある衛生用品の用途に用いられるものとすることもできる。この衛生用品としては、例えば、紙おむつ、生理処理用品、包帯、ガーゼ、帽子及びマスク等が挙げられる。なかでも、紙おむつ、生理処理用品の用途に用いられるものとすることができる。
また、このようにして得られた軟質ポリウレタンフォームは、発泡剤である水が多めに配合されており、発泡時に生じる内部の発熱が十分に抑えられているため、スコーチの発生を抑制することもできる。このスコーチの度合いをΔＹＩ値（黄変度合い）で示した場合、４．０以下、特に３．５以下、更には３．０以下とすることができる。尚、紙おむつ、生理処理用品等においては、外観の見栄え等の観点から、この値が４．０以下であることが好ましいとされている。また、このΔＹＩ値は、実施例に記載した方法により測定されるものである。
【００１５】
更に、この軟質ポリウレタンフォームは、密度が１０〜３０ｋｇ／ｍ３、特に１５〜３０ｋｇ／ｍ３、更には１５〜２８ｋｇ／ｍ３であるものとすることができる。また、硬さが５０〜１７０Ｎ、特に６０〜１６０Ｎ、更には７０〜１５０Ｎであるものとすることができる。このように、本発明のフォームは軟質フォームとして適度な密度及び硬さを有し、クッション性に優れる。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
（１）使用原料
（Ａ）ポリオール
ポリエステルポリオール；花王株式会社製、商品名「Ｅ５４０」（数平均分子量：２５００、平均官能基数：２．６７、当量重量：９３５）
（Ｂ）ポリイソシアネート
ＴＤＩ；日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名「Ｔ−８０」（ＮＣＯ％；４８．２％）
（Ｃ）発泡剤
水；商品名「Ｇ１００」（イオン交換水）
（Ｄ）触媒
▲１▼花王株式会社製、トリエチレンジアミン
▲２▼花王株式会社製、商品名「カオーライザーＮｏ．８」
▲３▼花王株式会社製、商品名「カオーライザーＮｏ．２２」
▲４▼城北化学株式会社製、商品名「ＭＲＨ１１０」
（Ｅ）界面活性剤（整泡剤）
ゴールドシュミット社製、商品名「Ｂ８３２４」
（Ｆ）紫外線吸収剤
チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名「チヌビン５７１」
【００１７】
（２）軟質ポリウレタンフォームの製造
実験例１〜８
表１に記載の配合により、先ず、ポリイソシアネートを除くそれぞれの成分を所定の量比でハンドミキサーを用いて攪拌した。その後、所定のイソシアネートインデックスに従ってポリイソシアネートを配合し、この混合物５４０ｇを発泡箱（縦３００ｍｍ、横４００ｍｍ、高さ４００ｍｍ）に投入して発泡、硬化させ、軟質ポリウレタンフォームを製造した。
また、原料を発泡させ、フォームの高さが安定した際に、レコーダー（横河電機株式会社製、型番「４１７６」）に接続されたシース型Ｋ熱電対を挿入し、発泡箱の平面方向の中心部において底から１５０ｍｍの位置における温度を測定し、ピークの値を内部温度として表２に記載した。
【００１８】
尚、表１に示す「水」欄の「過剰量／反応量」は、ポリオールの全てがポリイソシアネートと反応すると仮定した場合に算出される、ポリイソシアネートとの化学量論的な水の反応量と、実際の水の配合量から反応量を差し引いた水の過剰量との比（過剰量／反応量）を示す。
例えば、実験例１では、この比（過剰量／反応量）を次のように算出することができる。
先ず、用いたポリイソシアネートのＮＣＯ％が４８．２％であるため、イソシアネート当量重量は８７．１［４２（ＮＣＯ基の分子量）×１００／４８．２＝８７．１］である。次いで、ポリオール（当量重量９３５）１００質量部に対して化学当量的に必要なポリイソシアネートの量は９．３１質量部［（８７．１／９３５）×１００＝９．３１］となる。更に、用いた水１０質量部に対して化学当量的に必要なポリイソシアネートの量は９６．８質量部［１０×８７．１／９（水当量）＝９６．８］となる。従って、イソシアネートインデックスが１００の場合には、ポリイソシアネートは１０６．１質量部（９．３１＋９６．８＝１０６．１）必要である。
そして、実験例１においては、このイソシアネートインデックスを４５に設定しているため、ポリイソシアネートの必要量は４７．７５質量部（１０６．１×０．４５＝４７．７５）となる。ここで、ポリオールの全てがポリイソシアネートと反応すると仮定した場合、水は残りのポリイソシアネート３８．４４質量部（４７．７５−９．３１＝３８．４４）と反応することになる。このため、水１０質量部のうち、３．９７質量部（３８．４４×９／８７．１＝３．９７）が反応量となり、残りの６．０３質量部（１０−３．９７＝６．０３）が過剰量となる。従って、過剰量／反応量の値は１．５２（６．０３／３．９７＝１．５２）と算出される。
【００１９】
（３）フォームの評価
得られた各フォームの物性（密度及び硬さ）をＪＩＳ　Ｋ　６４００に準拠して測定した。その結果を表２に併記する。
また、各フォームのスコーチの度合いを、色差計によりΔＹＩ値を測定することにより評価した。その結果を表２に併記する。
更に、各フォームの蛍光の有無を、暗室内において測定した。具体的には、長波長の紫外線（波長３６５〜３６６ｎｍ）を照射し、目視により蛍光の有無を確認した。その結果を表２に併記する。
【００２０】
【表１】
2004026952.tif 000002
【００２１】
【表２】
2004026952.tif 000003
【００２２】
（４）実施例の効果
表１及び表２によれば、水の配合量が４．０質量部、且つイソシアネートインデックスが９０であり、本発明の範囲外である実験例５では、発泡時の内部温度が１６６℃と高く、紫外線の照射による蛍光発色が確認された。また、スコーチの度合いを示すΔＹＩ値は５．６と高かった。尚、フォームの密度及び硬さにおいては問題なかった。
また、この実験例５の組成に紫外線吸収剤を配合した実験例６では、発泡時の内部温度が１６３℃と高く、紫外線の照射による蛍光発色を失くすことはできなかった。また、スコーチの度合いを示すΔＹＩ値は７．２と高かった。尚、フォームの密度及び硬さにおいては問題なかった。
更に、実験例６の触媒の種類及び配合量を変更した実験例７では、内部温度が１５１℃となり、紫外線の照射による蛍光発色を見掛け上失くすことができた。しかし、スコーチの度合いを示すΔＹＩ値は４．６と高かった。尚、フォームの密度及び硬さにおいては問題なかった。
【００２３】
これらに対して、水の配合量が６．０〜３５質量部、且つイソシアネートインデックスが３０〜７５である実験例１〜４及び８では、発泡時の内部温度が１１０〜１４０℃と低く、紫外線の照射による蛍光発色は確認されなかった。また、スコーチの度合いを示すΔＹＩ値は２．１〜３．３と低かった。更に、フォームの密度及び硬さにおいては、実験例４及び８の硬さがやや大きい他は問題なかった。
特に、実験例１、２及び４においては、発泡時の内部温度が１１０〜１２２℃と低く、且つスコーチの度合いを示すΔＹＩ値も２．１〜３．１と低く、より優れていた。
【００２４】。
以上のことから、本発明では、紫外線吸収剤を配合することなく、また、特殊な配合組成とすることなく、水の配合量と、イソシアネートインデックスと、発泡時の内部発熱とを制御することにより、蛍光発色のない軟質ポリウレタンフォームを製造することができることが分かった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法によれば、蛍光発色のない軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
また、温度が１４０℃以下である場合には、蛍光発色がなく、且つスコーチが抑制された軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
更に、イソシアネートインデックスを特定の値とした場合には、発泡時の内部温度をより低下させることができ、クッション性に優れる軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
また、水の含有量を特定の値とした場合には、発泡時の反応熱による内部温度をより低下させることができ、蛍光発色のない軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
更に、ポリイソシアネートとの化学量論的な水の反応量と、実際の水の配合量からこの反応量を差し引いた水の過剰量との比を特定の値とした場合には、発泡時の発熱をより抑制することができる。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、蛍光発色が生じないため、紙おむつ及び生理処理用品等の衛生用品の用途に有用である。
また、フォームのΔＹＩ値が４．０以下である場合には、黄変度の低い、見栄えのよい衛生用品を提供できる。