專利名稱：具有防臭性或抗菌性的聚氨酯泡沫塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有防臭性或抗菌性的聚氨酯泡沫塑料。更詳細(xì)地講，本發(fā)明在于提供一種對(duì)臭氣或濕氣等的吸附性或抗菌性優(yōu)良，同時(shí)能讓使用者憑視覺(jué)知道在聚氨酯泡沫塑料中配入了防臭劑或抗菌劑等的添加劑的聚氨酯泡沫塑料。
背景技術(shù)：
聚氨酯泡沫塑料作為鞋底或鞋墊、床墊或枕頭等寢具、家庭用椅子或汽車用坐墊等的緩沖材料，或者作為床材和壁材，被廣泛用于各種領(lǐng)域之中。
聚氨酯泡沫塑料作為床墊或枕頭等寢具、家庭用椅子和汽車用坐墊等的緩沖材料使用的場(chǎng)合下，由于使用者出汗，以及在夏季那樣高溫高濕環(huán)境下因空氣中的濕氣，容易產(chǎn)生螨蟲(chóng)或真菌等。在上述之類用途中使用的聚氨酯泡沫塑料，由于與使用者直接接觸的機(jī)會(huì)多，所以螨蟲(chóng)或真菌等的產(chǎn)生在衛(wèi)生上不好。有時(shí)由于螨蟲(chóng)或真菌等的大量繁殖，往往成為接觸性皮炎或哮喘等過(guò)敏性疾病的原因。
于是為了抑制螨蟲(chóng)或真菌等在聚氨酯泡沫塑料中繁殖，人們嘗試在其中添加抗菌劑。
例如專利文獻(xiàn)1(特許3362140號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了一種發(fā)泡聚氨酯的制造方法，其含有將作為抗菌抗真菌劑的2-甲氧基羰基氨基苯并咪唑或2-甲基羰基氨基苯并咪唑等咪唑系抗真菌劑和氨基甲酸鹽或鄰苯二甲酰亞胺系抗菌劑溶解于乙醇中，形成溶液后，再將其干燥制成粉末的有機(jī)系抗菌抗真菌劑。
在專利文獻(xiàn)2(特許2672973號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了一種抗菌性聚氨酯泡沫塑料，其含有作為抗菌劑的N-(一氟二氯代甲基硫代)鄰苯二甲酰亞胺以及2-苯并咪唑氨基甲酸低級(jí)烷基酯和/或2-(4-噻唑基)苯并咪唑。
然而，上述的抗菌性聚氨酯泡沫塑料中卻存在以下問(wèn)題。
即使在聚氨酯泡沫塑料中添加了如上所述的抗菌劑，由抗菌劑單獨(dú)產(chǎn)生的抗菌作用也往往低，尤其是在夏季濕氣大的時(shí)期，常常很難抑制真菌等的繁殖，因而常常產(chǎn)生討厭的臭氣。
即使在聚氨酯泡沫塑料中添加了上述的抗菌劑，使用者也很難從視覺(jué)上識(shí)別配入有抗菌劑，使用者很難真實(shí)的感覺(jué)到是否在聚氨酯泡沫塑料中添加了抗菌劑等。
此外，上述那種有機(jī)系抗菌劑對(duì)人或環(huán)境的安全性未必高，有時(shí)還會(huì)變成引起過(guò)敏性疾病的致病物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上記課題而提出的，發(fā)明方案1所述的發(fā)明涉及一種聚氨酯泡沫塑料，其在聚氨酯泡沫塑料中含有碳粉和/或無(wú)機(jī)抗菌劑。
發(fā)明方案2所述的發(fā)明是在發(fā)明方案1所述的聚氨酯泡沫塑料的基礎(chǔ)上，其中所述的碳粉是多孔性碳粉和/或炭黑。
發(fā)明方案3所述的發(fā)明是在發(fā)明方案2所述的聚氨酯泡沫塑料的基礎(chǔ)上，其中所述的無(wú)機(jī)抗菌劑被載帶在多孔性碳粉中。
發(fā)明方案4所述的發(fā)明是在發(fā)明方案1～3中任一項(xiàng)所述的聚氨酯泡沫塑料的基礎(chǔ)上，其中所述無(wú)機(jī)抗菌劑是銀和/或二氧化鈦。
發(fā)明方案5所述的發(fā)明是在發(fā)明方案1～4中任一項(xiàng)所述的聚氨酯泡沫塑料的基礎(chǔ)上，其中所述聚氨酯泡沫塑料是低回彈性聚氨酯泡沫塑料。
發(fā)明方案6所述的發(fā)明是在發(fā)明方案5所述的聚氨酯泡沫塑料的基礎(chǔ)上，其中所述低回彈性聚氨酯泡沫塑料是由異氰酸酯成分和多元醇成分形成的低回彈性聚氨酯泡沫塑料；所述多元醇由平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為30～60毫克KOH/克的多元醇和平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為200～270毫克KOH/克的多元醇組成。
發(fā)明方案7所述的發(fā)明是在發(fā)明方案5所述的聚氨酯泡沫塑料的基礎(chǔ)上，其中所述低回彈性聚氨酯泡沫塑料是由異氰酸酯成分和多元醇成分形成的低回彈性聚氨酯泡沫塑料；所述多元醇由平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為80～120毫克KOH/克的多元醇和平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為150～210毫克KOH/克的多元醇組成。
本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料，吸附臭氣和濕氣的性能、遠(yuǎn)紅外輻射性能和抗菌性能均優(yōu)良，同時(shí)還能告知實(shí)際使用者配入有添加劑。
而且作為聚氨酯泡沫塑料使用低回彈性聚氨酯泡沫塑料的場(chǎng)合下，對(duì)使用者身體壓力的分散性優(yōu)良，沒(méi)有局部壓迫感，而且能有效防止血液流動(dòng)的阻礙或有效的防止褥瘡。


圖1是本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料的斷面示意圖。
圖2是本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料的斷面示意圖。
圖3是本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料的斷面示意圖。
圖4是本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料的斷面示意圖。
其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下1 本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料2 聚氨酯泡沫塑料3 碳粉4 無(wú)機(jī)抗菌劑具體實(shí)施方式
以下詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料。本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料的特征在于在聚氨酯泡沫塑料中含有碳粉和/或無(wú)機(jī)抗菌劑。
通過(guò)含有碳粉，碳粉能夠吸附聚氨酯泡沫塑料中的臭氣或濕氣等，而且還有優(yōu)良的遠(yuǎn)紅外輻射性能。
通過(guò)含有無(wú)機(jī)抗菌劑，借助于無(wú)機(jī)抗菌劑的抗菌作用，可以獲得抗菌效果。
通過(guò)同時(shí)含有碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑，由于碳粉吸附聚氨酯泡沫塑料中的濕氣，所以與單獨(dú)含有無(wú)機(jī)抗菌劑的情況相比，能夠獲得更加優(yōu)良的抗菌效果。此外通過(guò)同時(shí)含有碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑，黑色碳粉作為背景容易辨認(rèn)無(wú)機(jī)抗菌劑的金屬顏色，使用者能容易識(shí)別在聚氨酯泡沫塑料中配入了無(wú)機(jī)抗菌劑。
本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料中，以分散狀態(tài)含有碳粉和/或無(wú)機(jī)抗菌劑的聚氨酯泡沫塑料，可以使用通常的軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。
更具體講，本發(fā)明使用的聚氨酯泡沫塑料至少由多元醇成分、異氰酸酯成分、發(fā)泡劑和催化劑組成。
多元醇成分只要是用于制造通常的軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的，就可以使用任意種多元醇成分。具體講，例如可以舉出乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、1，2，6-己三醇、三乙醇胺、季戊四醇亞乙基二胺、甲苯二胺、二苯基甲烷二胺、四羥甲基環(huán)己烷、甲基葡萄糖苷、2，2，6，6-四(羥基甲基)環(huán)己醇、二亞乙基三胺等通過(guò)環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丁烷等的環(huán)氧化物其鏈被增長(zhǎng)了的聚醚多元醇、或者聚脲分散多元醇(polyureadispersion polyol)、胺改性多元醇、聚四亞甲基乙二醇醚、多價(jià)醇與二元酸縮聚得到的聚酯型多元醇等。本發(fā)明中，既可以使用上述多元醇成分中的一種，也可以將兩種以上混合使用。
異氰酸酯成分只要是制造聚氨酯泡沫塑料用的，就可以使用任意種異氰酸酯成分。具體講，例如可以舉出六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、環(huán)己基二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、甲基環(huán)己烷二異氰酸酯等脂肪族聚異氰酸酯；甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、苯撐二異氰酸酯、二甲基二苯基二異氰酸酯、聯(lián)甲氧基苯胺二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、四甲基二甲苯二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯、三(異氰酸酯苯基)硫代亞磷酸酯、聚二苯基甲烷二異氰酸酯等芳香族聚異氰酸酯、或其改性物。本發(fā)明中，既可以使用上述的異氰酸酯成分中的一種，也可以將兩種以上混合使用。
異氰酸酯成分的配入量可以采用通常的聚氨酯泡沫塑料制造中使用的配入量，具體地講相對(duì)于100重量份的多元醇成分，通?？梢詫⑵浔嚷收{(diào)整到60～130，優(yōu)選調(diào)整到80～120。其理由是當(dāng)比率低于60或超過(guò)130的情況下，都不能得到良好的聚氨酯泡沫塑料。
特別是在本發(fā)明中，作為聚氨酯泡沫塑料最好使用低回彈性聚氨酯泡沫塑料。所述的低回彈性聚氨酯泡沫塑料是指將回彈性模數(shù)調(diào)整到30％以下，優(yōu)選0～20％，更優(yōu)選0～15％的聚氨酯泡沫塑料。當(dāng)回彈性模數(shù)超過(guò)30％的場(chǎng)合下，不能得到具有良好的低回彈性的聚氨酯泡沫塑料。
此外，應(yīng)當(dāng)使用將20℃溫度條件下的點(diǎn)加壓恢復(fù)時(shí)間調(diào)整到35秒以下，優(yōu)選調(diào)整到5～30秒，更優(yōu)選調(diào)整到7～25秒之間的低回彈性聚氨酯泡沫塑料。其理由是，將20℃溫度條件下的點(diǎn)加壓恢復(fù)時(shí)間調(diào)整到35秒以下的情況下，由于低回彈性優(yōu)良，例如在作為緩沖材料使用的場(chǎng)合下，可以獲得良好的使用感覺(jué)，同時(shí)還能得到優(yōu)良的防臭性和吸濕性。此外，所謂“點(diǎn)加壓恢復(fù)時(shí)間”是指，在某一定的溫度條件下，用尖端銳利的試驗(yàn)棒(長(zhǎng)度10厘米、直徑25毫米)使50×380×380(mm)的試驗(yàn)片進(jìn)行最大壓縮后，從除去負(fù)荷至恢復(fù)成原有厚度所需的時(shí)間。
對(duì)于模塑泡沫塑料而言，點(diǎn)加壓恢復(fù)時(shí)間在20℃的溫度條件下優(yōu)選處于20秒以下，而對(duì)于板材泡沫塑料而言，點(diǎn)加壓恢復(fù)時(shí)間在20℃溫度條件下優(yōu)選處于10秒以下。此外，本發(fā)明中使用的聚氨酯泡沫塑料雖然模塑泡沫塑料或板材泡沫塑料都可以使用，但是更優(yōu)選使用模塑泡沫塑料。
上述的低回彈性聚氨酯泡沫塑料可以使用用通常的制造方法制造的低回彈性聚氨酯泡沫塑料，本發(fā)明中特別優(yōu)選使用由平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為30～60毫克KOH/克的多元醇和平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為200～270毫克KOH/克的多元醇的混合物作為多元醇成分制造的低回彈性聚氨酯泡沫塑料。
關(guān)于前者多元醇與后者多元醇的配入量并無(wú)特別限制，可以以前者多元醇為34～75重量％、后者多元醇為25～66重量％的配入量配入。其理由是，前者多元醇配入量小于34重量％的場(chǎng)合下(后者多元醇的配入量大于66重量％的場(chǎng)合下)，泡沫塑料變得過(guò)硬，很難獲得良好的低回彈性，而且前者多元醇配入量超過(guò)75重量％的場(chǎng)合下(后者多元醇的配入量小于25重量％的場(chǎng)合下)，泡沫塑料變得過(guò)軟，也很難獲得良好的低回彈性。
作為平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為30～60毫克KOH/克的多元醇，可以舉出三菱化成道(ダウ)株式會(huì)社制造的BORANORU(ボラノ一ル)V3022J(商品名)。而且作為平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為200～270毫克KOH/克的多元醇，可以舉出三井武田化學(xué)會(huì)社制造的MN700(商品名)。
此外，本發(fā)明中可以將25℃溫度條件下多元醇成分的粘度調(diào)整到400～600cp，優(yōu)選調(diào)整到450～550cp。多元醇成分的粘度低于400cp以及多元醇成分的黏度超過(guò)600cp的場(chǎng)合下，往往不能形成具有良好回彈性的聚氨酯泡沫塑料。
而且本發(fā)明中也可以使用由平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為80～120毫克KOH/克的多元醇和平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為150～210毫克KOH/克的多元醇的混合物作為多元醇成分制造的低回彈性聚氨酯泡沫塑料。
關(guān)于前者多元醇與后者多元醇的配入量并無(wú)特別限制，可以以前者多元醇為34～75重量％、后者多元醇為25～66重量％的配入量配入。其理由是，前者多元醇配入量小于34重量％的場(chǎng)合(后者多元醇的配入量大于66重量％的場(chǎng)合下)，以及前者多元醇配入量超過(guò)75重量％的場(chǎng)合下(后者多元醇的配入量小于25重量％的場(chǎng)合下)，都很難獲得良好的低回彈性。
作為平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為80～120毫克KOH/克的多元醇，可以舉出三井武田化學(xué)會(huì)社制造的AKUTOKORU(アクトコ一ル)LR-00(商品名)。
而且作為平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為150～210毫克KOH/克的多元醇，可以舉出三井武田化學(xué)會(huì)社制造的AKUTOKORU(アクトコ一ル)LR-03(商品名)。
此外，本發(fā)明中也可以使用平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為20～60毫克KOH/克的多元醇、平均官能團(tuán)數(shù)為1.5～4.5、羥基值為200～300毫克KOH/克的多元醇以及平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為80～150毫克KOH/克的多元醇的混合物作為多元醇成分來(lái)制造低回彈性聚氨酯泡沫塑料。
關(guān)于平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為20～60毫克KOH/克多元醇的含量并無(wú)特別限制，但是在多元醇成分總量中占40～80重量％，優(yōu)選占50～70重量％。
關(guān)于平均官能團(tuán)數(shù)為1.5～4.5、羥基值為200～300毫克KOH/克多元醇的含量并無(wú)特別限制，但是在多元醇成分總量中占15～40重量％，優(yōu)選占20～35重量％。
關(guān)于平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為80～150毫克KOH/克多元醇的含量并無(wú)特別限制，但是在多元醇成分總量中占1～15重量％，優(yōu)選占5～13重量％。
作為可以在制造低回彈性聚氨酯泡沫塑料時(shí)使用的異氰酸酯成分，優(yōu)選使用甲苯二異氰酸酯(TDI-80、TDI-65)、粗二苯基甲烷二異氰酸酯(Crude-MDI)等。作為市售品，可以舉出三井日曹尿烷(ウレタン)株式會(huì)社制造的TAKENETO(タケネ一ト)80(商品名)。
發(fā)泡劑只要是制造聚氨酯泡沫塑料用的，任意種發(fā)泡劑都可以使用。具體講，除三氯氟代甲烷、二氯甲烷、二氯二氟甲烷等含氟化合物之外，還可以舉出水、酰胺、硝基烷或重炭酸鈉、炭酸銨等，優(yōu)選使用水或水與二氯甲烷等低沸點(diǎn)有機(jī)化合物的混合物。本發(fā)明既可以只用上述發(fā)泡劑中的一種，也可以兩種以上混合使用。
發(fā)泡劑的配入量可以采用通常聚氨酯泡沫塑料制造時(shí)采用的配入量，具體講相對(duì)于100重量份多元醇成分，可以調(diào)整到1.0～6.0重量份，優(yōu)選1.8～5.0重量份。其理由是，發(fā)泡劑的配入量低于1.0重量份以及超過(guò)6.0重量份的場(chǎng)合下，都不能很好地發(fā)泡，兩種情況都不好。
催化劑只要是制造聚氨酯泡沫塑料用的，任意種催化劑都可以使用。具體講，除二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、油酸錫(スタナスオレエ-オ)等錫類催化劑、三丙胺、三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺、三乙胺、四甲基六亞甲基二胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉等叔胺類催化劑之外，還可以舉出公知的氨基甲酸酯催化劑，例如有機(jī)金屬、有機(jī)酸等。本發(fā)明既可以只用上述催化劑中的一種，也可以兩種以上混合使用。
催化劑的配入量可以使用通常聚氨酯泡沫塑料制造時(shí)采用的配入量，具體講，相對(duì)于100重量份多元醇成分可以調(diào)整到0.01～5.0重量份，優(yōu)選0.5～3.0重量份。其理由是，在催化劑的配入量低于0.01重量份的情況以及超過(guò)5.0重量份的情況下，都不能得到良好的聚氨酯泡沫塑料。
本發(fā)明中，除上述說(shuō)明的成分之外，還可以任意適當(dāng)?shù)嘏淙攵鄡r(jià)醇、增鏈劑、增塑劑、阻燃劑、整泡劑、有機(jī)物粉末、金屬氫氧化物、無(wú)機(jī)物粉末、顏料、染料、著色劑、無(wú)機(jī)增量劑、有機(jī)溶劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗水解劑等各種成分。
此外對(duì)聚氨酯泡沫塑料的發(fā)泡率并無(wú)特別限制，但是優(yōu)選在50～90％之間。
本發(fā)明中在聚氨酯泡沫塑料中含有碳粉。
作為在聚氨酯泡沫塑料中所含的碳粉，粒徑處于0.01微米以上的一切碳粉都可以使用，也可以使用500微米以上粒徑的碳粉。
在本發(fā)明中，只要是0.01微米以上的粒徑，則對(duì)碳粉的粒徑并無(wú)特別限制，但是在使用1微米以下粒徑的碳粉的場(chǎng)合下，優(yōu)選0.01～1微米的，更優(yōu)選0.01～0.8微米的，特別優(yōu)選0.05～0.5微米的。使用1微米以下粒徑碳粉的主要目的是，使聚氨酯泡沫塑料全體大體均一著色成黑色。粒徑小于0.01微米的場(chǎng)合下難于制備，而超過(guò)1微米的場(chǎng)合下很難獲得大體均一分散的著色效果。
配入1～500微米碳粉的場(chǎng)合下，優(yōu)選配入10～400微米的，更優(yōu)選100～300微米的。配入1～500微米碳粉的主要目的是有效地獲得碳粉具有的脫臭作用和調(diào)濕作用。粒徑1微米以下的場(chǎng)合下，脫臭作用或調(diào)濕作用低，而超過(guò)500微米時(shí)往往不能分散保持在泡沫塑料中，所以兩種情況都不好。
而且在使用500微米以上粒徑碳粉的場(chǎng)合下，應(yīng)當(dāng)使用500～2000微米，優(yōu)選600～1500微米，更優(yōu)選750～1000微米的。使用500微米以上粒徑碳粉的主要目的是除了吸濕和除臭作用之外，還能使使用者在視覺(jué)上獲得配入了碳粉的視覺(jué)效果。粒徑小于500微米的情況下不能獲得充分視覺(jué)效果，而超過(guò)2000微米的情況下往往會(huì)從泡沫塑料中脫落，所以這兩種情況都不好。
作為碳粉，將原木在750～1200℃下燃燒，使之在350～520℃下碳化得到的白碳，以及將原木在400～750℃下燃燒，使之在250～450℃下碳化得到的黑碳的任一種碳粉都可以使用。
例如，作為白碳可以舉出以烏岡櫟(Quercus phillyraeoides)為原木，在1200℃左右燃燒的備長(zhǎng)碳等。作為黑碳可以舉出以麻櫟(Quercus acutissima)、櫟屬(Quercus serrta Thunb)等作為原木制成的木炭。此外，也可以適當(dāng)使用利用屬于喬本科(Gramineae)的竹類的竹炭或者炭黑或活性炭。本發(fā)明中特別優(yōu)選使用木炭或竹碳等多孔性碳粉，最好使用備長(zhǎng)碳。
本發(fā)明中也可以使用木炭和/或竹碳與炭黑的混合物。其理由是，通過(guò)混合炭黑，木炭和竹碳的分散性優(yōu)良。此外通過(guò)配入炭黑，能將聚氨酯泡沫塑料全體著色為黑色，使識(shí)別無(wú)機(jī)抗菌劑的視覺(jué)效果優(yōu)良。配入炭黑的場(chǎng)合下，對(duì)其粒徑并無(wú)特別限制，可以定為0.01～1微米。
關(guān)于木炭和竹碳與炭黑的配入比并無(wú)特別限制，按照重量比計(jì)算，木炭和/或竹碳∶炭黑＝1∶0.5～5，優(yōu)選1∶1～3，更優(yōu)選1∶1.5～2.5。炭黑的配入量一旦小于木炭和/或竹碳配入量的0.5倍重量，就不能獲得由配入炭黑而獲得的效果，而且炭黑的配入量一旦超過(guò)木炭和/或竹碳配入量的5倍重量，由于木炭和/或竹碳的配入量相對(duì)降低而使吸濕性和除臭性降低，所以兩種情況都不好。
碳粉的配入量可以占全部成分的0.01～30重量％。這是因?yàn)樘挤鄣呐淙肓啃∮?.01重量％的情況下，不能獲得由配入碳粉帶來(lái)的效果，而一旦超過(guò)30重量％配入就往往會(huì)使分散性惡化，不能良好地進(jìn)行發(fā)泡，所以兩種情況都不好。此外當(dāng)碳粉粒徑處于0.01～1微米的場(chǎng)合下，優(yōu)選將其設(shè)定在0.1～20重量％，更優(yōu)選0.5～15重量％。而且當(dāng)碳粉粒徑處于1微米以上的場(chǎng)合下，優(yōu)選將其設(shè)定在0.1～10重量％，更優(yōu)選0.5～5重量％。
對(duì)于本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料而言，聚氨酯泡沫中可以含有無(wú)機(jī)抗菌劑。
作為可以在本發(fā)明中使用的無(wú)機(jī)抗菌劑，優(yōu)選金屬離子抗菌劑，例如可以舉出銀、銅、鋅、二氧化鈦等。
本發(fā)明中特別優(yōu)選配入銀和/或二氧化鈦。其理由是銀或二氧化鈦具有優(yōu)良的抗菌活性。與碳粉一起配入的場(chǎng)合下，能夠獲得更加優(yōu)良的抗菌效果。
此外，本發(fā)明中優(yōu)選將銀和二氧化鈦一起作為無(wú)機(jī)抗菌劑配入。其理由是通過(guò)一起配入銀和二氧化鈦，與分別單獨(dú)配入相比，能夠獲得格外優(yōu)良的抗菌性。
對(duì)于無(wú)機(jī)抗菌劑的配入量并無(wú)特別限制，相對(duì)于全部配入成分占0.01～30重量％，優(yōu)選占0.1～10重量％。低于0.01重量％的情況下，不能賦予聚氨酯泡沫塑料抗菌活性，而超過(guò)30重量％的情況下往往阻礙在制造聚氨酯泡沫塑料時(shí)的發(fā)泡，而且常常會(huì)從聚氨酯泡沫塑料上脫落。
另外，將銀和二氧化鈦一起作為無(wú)機(jī)抗菌劑共同配入的情況下，對(duì)其配比并無(wú)特別限制，但是優(yōu)選在上述銀和二氧化鈦的總配入量處于上述配入量范圍內(nèi)的同時(shí)，按重量比計(jì)算使銀∶二氧化鈦＝1∶0.1～10，更優(yōu)選等于1∶0.3～5。
對(duì)于無(wú)機(jī)抗菌劑的粒徑并無(wú)特別限制，但是最好處于0.1～300微米范圍內(nèi)，更優(yōu)選處于0.5～100微米范圍內(nèi)。此外，無(wú)機(jī)抗菌劑的粒徑優(yōu)選比后述的碳粉粒徑小。其理由是能夠?qū)o(wú)機(jī)抗菌劑載帶在碳粉上，同時(shí)還能產(chǎn)生告訴使用者配入了無(wú)機(jī)抗菌劑的優(yōu)良視覺(jué)效果。
另外，二氧化鈦存在銳鈦礦型、金紅石型和板鈦礦型二氧化鈦。本發(fā)明可以使用任何一種類型的二氧化鈦，但是因?yàn)殇J鈦礦型二氧化鈦具有優(yōu)良的抗菌活性而優(yōu)選使用。
本發(fā)明既可以只配入碳粉或無(wú)機(jī)抗菌劑中的任何一種，也可以同時(shí)配入碳粉和二氧化鈦。
本發(fā)明還可以將無(wú)機(jī)抗菌劑載帶在多孔性碳粉中而分散在聚氨酯泡沫塑料之中。通過(guò)使無(wú)機(jī)抗菌劑分散在多孔性碳粉的表面或碳粉中的微小氣孔表面而被載帶，且由于無(wú)機(jī)抗菌劑的分散性優(yōu)良，同時(shí)由于多孔性碳粉的比表面積大，所以能夠配入大量無(wú)機(jī)抗菌劑，因而能提高抗菌性、除臭性和吸濕性。
將無(wú)機(jī)抗菌劑載帶在多孔性碳粉中的場(chǎng)合下，多孔性碳粉使用粒徑比無(wú)機(jī)抗菌劑粒徑大的碳粉。
關(guān)于將無(wú)機(jī)抗菌劑載帶在多孔性碳粉中的方法并無(wú)特別限制，例如可以舉出通過(guò)將碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑混合在水中而載帶的方法，或者通過(guò)將作為碳粉原料的木粉等與無(wú)機(jī)抗菌劑混合后，在500～1000℃溫度下煅燒來(lái)載帶的方法等。在混合木粉與無(wú)機(jī)抗菌劑時(shí)，根據(jù)需要還可以添加粘土或粘結(jié)劑等保形劑。
進(jìn)一步，在本發(fā)明中，作為將無(wú)機(jī)抗菌劑載帶在多孔性碳粉的表面或其氣孔內(nèi)表面的方法，也可以采用沉淀析出法、氣相色譜法、無(wú)電解電鍍法、蒸鍍法等。
上述的無(wú)機(jī)抗菌劑和碳粉可以在上述配入量范圍內(nèi)混合，但是本發(fā)明中特別優(yōu)選將無(wú)機(jī)抗菌劑與碳粉在上述配入量范圍內(nèi)混合的同時(shí)，使無(wú)機(jī)抗菌劑與碳粉的重量比優(yōu)選為1∶0.1～10，更優(yōu)選為1∶0.5～5。其理由是，如果碳粉的配入量小于無(wú)機(jī)抗菌劑配入量的0.1倍重量，則缺乏告訴使用者配入了無(wú)機(jī)抗菌劑的視覺(jué)效果。反之碳粉的配入量一旦大于無(wú)機(jī)抗菌劑配入量的10倍重量，則相對(duì)于無(wú)機(jī)抗菌劑而言碳粉的配入量過(guò)多，這種情況下也缺乏視覺(jué)效果。
圖1～圖4是示意表示本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料的斷面視圖。此外在圖1和圖2表示的本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料1中，在聚氨酯泡沫塑料2中含有碳粉3。如圖3和圖4表示的本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料1中，在聚氨酯泡沫塑料2中含有碳粉3和無(wú)機(jī)抗菌劑4。
本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料1，如圖1或3所示的斷面示意圖所示，碳粉3和/或無(wú)機(jī)抗菌劑4被大體均一地分散保持在聚氨酯泡沫塑料2中。而且如圖2或4所示的斷面示意圖所示，被分散保持在聚氨酯泡沫塑料2中的碳粉3和/或無(wú)機(jī)抗菌劑4，集中保持在其表面上。
本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料，碳粉在吸附聚氨酯泡沫塑料中討厭的臭氣和濕氣的同時(shí)，由于無(wú)機(jī)抗菌劑抑制真菌等的繁殖，所以防臭性、吸濕性和抗菌性優(yōu)良。
而且，除了聚氨酯泡沫塑料中的臭氣或濕氣之外，由于也能吸附通過(guò)聚氨酯泡沫塑料的空氣中所含的討厭的臭氣和濕氣，例如使用本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料作為汽車坐椅的緩沖材料時(shí)，可以減少汽車中特有的臭味。
由于碳粉具有遠(yuǎn)紅外線效果，所以例如使用聚氨酯泡沫塑料作為寢具的場(chǎng)合下，能提高保溫性能。
本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料，不僅在聚氨酯泡沫塑料的表面，而且在聚氨酯泡沫塑料中都分散保持有碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑，所以與偏向于一部分而保持的情況相比，碳粉或無(wú)機(jī)抗菌劑的比表面積增大，因而能提高除臭性、吸濕性和抗菌性。
本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料雖然能夠在各種用途中使用，但是期望其優(yōu)良的除臭性、吸濕性和抗菌性，能夠適于作為床墊或枕頭等寢具、椅子的坐墊、床材料、墻壁材料、鞋底等的緩沖材料使用。
以下，說(shuō)明上面詳述的本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料適用的制造方法。
根據(jù)所含碳粉的粒徑說(shuō)明本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料適用的制造方法。
首先當(dāng)碳粉粒徑為0.01～1微米的場(chǎng)合下，在混合多元醇成分和異氰酸酯成分時(shí)，同時(shí)混合碳粉和/或無(wú)機(jī)抗菌劑，然后加熱、發(fā)泡成形。通過(guò)同時(shí)混合多元醇成分、異氰酸酯成分、碳粉和/或無(wú)機(jī)抗菌劑，催化劑不會(huì)被吸附在碳粉上而進(jìn)行良好的發(fā)泡。另外，在使用粒徑為0.01～1微米的碳粉的場(chǎng)合下，優(yōu)選混合使用炭黑。其理由是能夠提高碳粉的分散性。
作為此制造方法的一個(gè)實(shí)例，首先在多元醇成分和異氰酸酯成分在固體形態(tài)時(shí)一起加熱熔融。此時(shí)的加熱溫度與通常制造聚氨酯泡沫塑料時(shí)采用的溫度相同，具體講設(shè)定為50～80℃。另外，必要時(shí)在減壓狀態(tài)下進(jìn)行脫水和脫泡。
其次，將催化劑、發(fā)泡劑或其他添加劑混合于多元醇成分中。此時(shí)的溫度與通常制造聚氨酯泡沫塑料時(shí)采用的溫度相同，具體講設(shè)定為15～60℃。
最后，在將混合了各種添加劑的多元醇成分與異氰酸酯成分進(jìn)行混合時(shí)，同時(shí)配入碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑。利用加熱、發(fā)泡后成形的方法，能夠制造本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料。加熱溫度約為90～250℃。
以下說(shuō)明碳粉粒徑超過(guò)1微米情況下的制造方法。這種制造方法的特征在于，預(yù)先將碳粉和/或無(wú)機(jī)抗菌劑與多元醇成分混合分散后，再與異氰酸酯成分混合，然后加熱發(fā)泡成形。
其理由是，預(yù)先將碳粉和/或無(wú)機(jī)抗菌劑在多元醇成分中混合后，通過(guò)與異氰酸酯成分混合并加熱、發(fā)泡使之成形，能使碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑在聚氨酯泡沫塑料中不偏析，而能夠分散保持在聚氨酯泡沫塑料中。
若要列舉其制造方法的一個(gè)實(shí)例，則首先在多元醇成分和異氰酸酯成分固體狀態(tài)時(shí)一起加熱熔融。此時(shí)的加熱溫度與通常聚氨酯泡沫塑料制造時(shí)的溫度相同，具體為50～80℃。另外，必要時(shí)在減壓狀態(tài)下進(jìn)行脫水、脫泡。
然后可以將催化劑、發(fā)泡劑或者其他添加劑混合在多元醇成分中。此外，在本發(fā)明中，事先將碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑也配入多元醇成分之中，將其分散至大體均一。此時(shí)的溫度與通常聚氨酯泡沫塑料制造時(shí)的溫度相同，具體為15～60℃。
最后將混合了各種添加劑的多元醇成分與異氰酸酯成分混合，通過(guò)加熱、發(fā)泡后成形，能夠制造本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料。加熱溫度約為90～250℃左右。
該制造方法通過(guò)混合事先配入碳粉并分散至大體均一的多元醇成分與異氰酸酯成分，并使之發(fā)泡，只要是粒徑大于等于1微米以上，不管是哪種粒徑的碳粉，也都能夠制造碳粉不向一部分偏向地被分散保持的聚氨酯泡沫塑料。此外，一旦使用粒徑500微米以上的碳粉，就會(huì)像圖2的斷面示意圖所示，碳粉一邊分散在聚氨酯泡沫塑料之中，并進(jìn)一步集中在表面上而優(yōu)選。
而且本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料的制造方法，無(wú)論是連續(xù)法還使間歇法，都可以適當(dāng)采用。
而且本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料，既可以采用板發(fā)泡法，也可以采用模塑發(fā)泡法。尤其是當(dāng)使用段落編號(hào)為“0015”上記載的多元醇成分的場(chǎng)合下優(yōu)選采用板發(fā)泡法制造，當(dāng)使用段落編號(hào)為“0016”～“0017”上記載的多元醇成分的場(chǎng)合下優(yōu)選采用模塑發(fā)泡法制造。
此外，采用模塑發(fā)泡法的情況下，能夠在所制造的聚氨酯泡沫塑料表面上形成透氣性薄膜。通過(guò)在聚氨酯泡沫塑料表面上形成透氣性薄膜，能夠?qū)⒕郯滨ヅ菽芰系狞c(diǎn)加壓恢復(fù)時(shí)間調(diào)節(jié)得推遲。
實(shí)施例以下列舉實(shí)施例更詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。但本發(fā)明并不受下列實(shí)施例的限制。
(樣品制備1)按照表1所示的組成制備了實(shí)施例1～4和對(duì)照例1的各種樣品。制備方法如下首先將異氰酸酯成分以外的成分混合在多元醇成分中，然后將此多元醇成分和異氰酸酯成分混合并使之反應(yīng)。用加熱爐在60～75℃條件下加熱10分鐘使之熟化，制成了各種樣品。
此外，作為多元醇成分將三菱化成道株式會(huì)社制造的BORANORU(ボラノ-ル)V3022J(商品名)與三井武田化學(xué)會(huì)社制造的MN700(商品名)等量混合后使用。另外，作為異氰酸酯成分使用了甲苯二異氰酸酯(TDI-80)。作為催化劑成分和木炭，分別使用了油酸錫和備長(zhǎng)碳。
(樣品制備2)按照表1所示的組成制備了實(shí)施例5的樣品。制備方法如下首先將碳粉、無(wú)機(jī)抗菌劑和異氰酸酯成分以外的成分混合在多元醇成分中后，將此多元醇成分與異氰酸酯成分和碳粉及無(wú)機(jī)抗菌劑同時(shí)混合并使之反應(yīng)。用加熱爐在60～75℃條件下加熱10分鐘使之熟化后制成。此外炭黑使用了粒徑小于1微米的炭黑。其他原料使用與實(shí)施例1～4的樣品相同的原料。
(試驗(yàn)例1硬度和恢復(fù)時(shí)間的測(cè)定)根據(jù)JIS-K6400規(guī)定的方法，測(cè)定了上述制備的實(shí)施例1～5和對(duì)照例1的各樣品的硬度。也就是說(shuō)，用安裝有200mmФ加壓圓盤的硬度試驗(yàn)機(jī)，將50×380×380(mm)的試驗(yàn)片預(yù)加壓至加壓前厚度的75％，然后測(cè)定以每分鐘100mm的速度壓縮至原始厚度的25％時(shí)的負(fù)載值。
另外，對(duì)于上述制備的實(shí)施例1～5和對(duì)照例1的各樣品，在20℃溫度條件下施加一定負(fù)載后，除去該負(fù)載，并測(cè)定從由負(fù)載形成的凹坑完全恢復(fù)到未加載荷狀態(tài)的恢復(fù)時(shí)間(點(diǎn)加壓恢復(fù)時(shí)間)。結(jié)果示于表1之中。
表1

如表1的結(jié)果可知，本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料具有與不含碳粉或無(wú)機(jī)抗菌劑的聚氨酯泡沫塑料大體相同的物理參數(shù)。
而且各實(shí)施例的樣品，在聚氨酯泡沫塑料中分散保持有碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑。
(試驗(yàn)例2抗菌性試驗(yàn))首先采用與實(shí)施例1～4同樣的方法，按照表2所示組成制備了實(shí)施例6、7以及對(duì)照例2的樣品。另外，關(guān)于實(shí)施例7將銀粉載帶在木炭上后使用。
然后，將上述制備的各樣品剪切成45mm×5mm×2mm大小，分別將剪切后的各樣品放入滅菌的培養(yǎng)皿中，向培養(yǎng)皿中的樣品上每次滴加0.5毫升的大腸桿菌數(shù)被調(diào)整到約10個(gè)/毫升的菌液。用薄膜將培養(yǎng)皿從外部蓋好，防止菌體從外部混入培養(yǎng)皿中，在室溫下保管。
經(jīng)過(guò)24小時(shí)后取出菌液，移入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，測(cè)定被檢驗(yàn)體的菌數(shù)。
表2

培養(yǎng)結(jié)果表明，對(duì)照例的樣品試驗(yàn)開(kāi)始前的菌數(shù)和經(jīng)過(guò)24小時(shí)后的菌數(shù)幾乎不變或有若干增加，與此相比，實(shí)施例的樣品幾乎沒(méi)有檢出大腸桿菌。因此，本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料具有優(yōu)良的抗菌活性。
(試驗(yàn)例3視覺(jué)效果試驗(yàn))承蒙10名評(píng)判員目視檢查上述制備的實(shí)施例6的樣品，以及除不含木炭以外與實(shí)施例6組成相同的樣品，并選擇出了感覺(jué)上銀粉配入多的樣品。
其結(jié)果，在10名評(píng)判員中有9名感覺(jué)實(shí)施例6的樣品銀粉配入多。
因此，含有銀粉和碳粉的聚氨酯泡沫塑料具有告知使用者配入有添加劑的優(yōu)良視覺(jué)效果。
(樣品制備3)按照表3所示組成制備了實(shí)施例8～11和對(duì)照例3的各樣品。制備方法如下首先將異氰酸酯成分以外的成分在多元醇成分中混合后，將此多元醇成分和異氰酸酯成分混合使之反應(yīng)。用加熱爐在60～75℃條件下加熱10分鐘使之熟化，制成了各樣品。
另外，作為多元醇成分等量混合使用了三井武田化學(xué)會(huì)社制造的AKUTOKORU(アクトコ-ル)LR-00(商品名)與三井武田化學(xué)會(huì)社制造的AKUTOKORU(アクトコ-ル)LR-03(商品名)。而且作為異氰酸酯成分使用了甲苯二異氰酸酯(TDI-80)。作為催化劑和木炭分別使用了油酸錫和備長(zhǎng)碳。
(樣品制備4)按照表3所示組成制備了實(shí)施例12的樣品。制備方法如下首先將碳粉、無(wú)機(jī)抗菌劑和異氰酸酯成分以外的成分事先在多元醇成分中混合后，同時(shí)混合多元醇成分與異氰酸酯成分和碳粉及無(wú)機(jī)抗菌劑使之反應(yīng)。用加熱爐在60～75℃條件下加熱10分鐘使之熟化后制成。另外，炭黑使用了粒徑小于1微米的炭黑。其他原料使用了與實(shí)施例8～11的樣品相同的原料。
(試驗(yàn)例4硬度和恢復(fù)時(shí)間的測(cè)定)根據(jù)JIS-K6400規(guī)定的方法，測(cè)定了上述制備的實(shí)施例8～12和對(duì)照例3各樣品的硬度。也就是說(shuō)，用安裝有200mmФ加壓圓盤的硬度試驗(yàn)機(jī)將50×380×380(mm)的試驗(yàn)片預(yù)壓縮至加壓前厚度的75％，然后測(cè)定以每分鐘100mm的速度壓縮至原始厚度的25％時(shí)的負(fù)載值。
另外，對(duì)于上述制備的實(shí)施例8～12和對(duì)照例3的各樣品，在20℃溫度條件下施加一定負(fù)載后，除去該負(fù)載，測(cè)定從由負(fù)載形成的凹坑至完全恢復(fù)到未加載荷狀態(tài)的恢復(fù)時(shí)間(點(diǎn)加壓恢復(fù)時(shí)間)。結(jié)果示于表3之中。
表3

如表3的結(jié)果可知，本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料具有與不含碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑的聚氨酯泡沫塑料大體相同的物理參數(shù)。
而且各實(shí)施例的樣品，在聚氨酯泡沫塑料中分散保持有碳粉和無(wú)機(jī)抗菌劑。
(試驗(yàn)例5抗菌性試驗(yàn))首先采用與實(shí)施例8～12同樣方法，按照表4所示組成制備了實(shí)施例13、14以及對(duì)照例4的樣品。另外，關(guān)于實(shí)施例14將銀粉載帶在木炭上后使用。
然后，將上述制備的各樣品剪切成45mm×5mm×2mm的大小，分別將剪切后的各樣品放入滅菌的培養(yǎng)皿中，向培養(yǎng)皿中的樣品上每次滴加0.5毫升大腸桿菌數(shù)被調(diào)整到約為10個(gè)/毫升的菌液。用薄膜將培養(yǎng)皿從外部蓋好，防止菌體從外部混入培養(yǎng)皿中，在室溫下保管。
經(jīng)過(guò)24小時(shí)后取出菌液，移入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，測(cè)定被檢驗(yàn)體的菌數(shù)。
表4

培養(yǎng)結(jié)果表明，對(duì)照例的樣品試驗(yàn)開(kāi)始前的菌數(shù)和經(jīng)過(guò)24小時(shí)后的菌數(shù)幾乎不變或者有若干增加，與此相比，實(shí)施例的樣品幾乎沒(méi)有檢出大腸桿菌。因此，本發(fā)明涉及的聚氨酯泡沫塑料具有優(yōu)良的抗菌活性。
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，在聚氨酯泡沫塑料中含有碳粉和/或無(wú)機(jī)抗菌劑。
2.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述碳粉是多孔性碳粉和/或炭黑。
3.如權(quán)利要求2所述的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)抗菌劑被載帶在多孔性碳粉中。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)抗菌劑是銀和/或二氧化鈦。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述聚氨酯泡沫塑料是低回彈性聚氨酯泡沫塑料。
6.如權(quán)利要求5所述的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述低回彈性聚氨酯泡沫塑料是由異氰酸酯成分和多元醇成分形成的低回彈性聚氨酯泡沫塑料；所述多元醇由平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為30～60毫克KOH/克的多元醇和平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為200～270毫克KOH/克的多元醇組成。
7.如權(quán)利要求5所述的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述的低回彈性聚氨酯泡沫塑料是由異氰酸酯成分和多元醇成分形成的低回彈性聚氨酯泡沫塑料；所述多元醇由平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為80～120毫克KOH/克的多元醇和平均官能團(tuán)數(shù)為2～4、羥基值為150～210毫克KOH/克的多元醇組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚氨酯泡沫塑料，對(duì)臭氣或濕氣等的吸附性或抗菌性優(yōu)良，同時(shí)能讓使用者憑視覺(jué)知道在聚氨酯泡沫塑料中配有防臭劑和抗菌劑等添加劑。該聚氨酯泡沫塑料的特征在于在聚氨酯泡沫塑料中含有碳粉和/或無(wú)機(jī)抗菌劑。作為聚氨酯泡沫塑料優(yōu)選回彈性聚氨酯泡沫塑料。
文檔編號(hào)C08K3/00GK1673246SQ20041003136
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者高島久登 申請(qǐng)人:株式會(huì)社高島