JP3103839B2 - Water-absorbing polyurethane foam and method for producing the same - Google Patents
Water-absorbing polyurethane foam and method for producing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、吸水性ポリウレタ
ンフォームおよびその製造方法に関し、更に詳細には、
各種作物あるいは花卉等の発芽・発根促進のための育苗
用培地フォームとして、また生け花等で使用される剣山
用フォームとして有利に使用することのできる吸水性ポ
リウレタンフォーム及びその製造法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water-absorbing polyurethane foam and a method for producing the same.
The present invention relates to a water-absorbent polyurethane foam which can be advantageously used as a medium for raising seedlings for promoting germination and rooting of various crops or flowers and as a foam for Kenzan used for ikebana and the like, and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、農業分野に於いては、農業の近代
化、効率化、人手不足の解消、収益性のアップを理由
に、栽培方法の改良が成され、従来の播種栽培から、苗
圃における育苗、苗の移植の２段階栽培となっている。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of agriculture, cultivation methods have been improved due to the modernization, efficiency, elimination of labor shortage, and increase in profitability of agriculture. Cultivation of seedlings and transplantation of seedlings.
【０００３】苗圃に於ける育苗用の培地資材（以下、
「育苗培地」という）としては、より発根、発芽性が良
く、育苗用資材ごと圃場へ移植可能なものが求められ、
ペーパーポット的なもの、プラグ苗的なもの、あるいは
人工培土的な樹脂フォームによるものが開発されてい
る。[0003] A medium material for raising seedlings in a nursery (hereinafter, referred to as a medium)
As a "seedling culture medium"), a material that has better rooting and germination properties and can be transplanted to the field together with seedling raising materials is required.
Paper pot-like ones, plug seedling-like ones, or artificially soiled resin foams have been developed.
【０００４】これらのうち、ペーパーポット的なものあ
るいはプラグ苗的なものは、いわゆる育苗箱をより簡易
的な形としたものであり、従って、培土を必要とし、ま
た苗床を作成する作業を必要とするが、樹脂フォームは
それ自体が人工培土として用いられるため、農作業を簡
素化することができ、現在注目されている。[0004] Of these, a paper pot type or a plug seedling type is a so-called nursery box in a simpler form, and therefore requires cultivation and an operation for preparing a nursery. However, since the resin foam itself is used as artificial soil, it is possible to simplify the agricultural work and is currently receiving attention.
【０００５】この育苗培土としての樹脂フォームの材質
は、植物の発根が容易な適度な脆さと吸水性を兼ね備え
ていることが要求されており、現在、その条件を満たす
ものとしては主にフェノール樹脂が使われている。 ま
た、軟質ポリウレタンフォームも一部で育苗培地として
用いられているが、ポリウレタンフォーム自体は吸水性
がないので、育苗培地として用いる場合には一旦圧縮し
て水分あるいは液肥溶液を物理的に吸収せしめる必要が
あり、扱いが煩雑であるという欠点があった。[0005] The material of the resin foam as the seedling cultivation soil is required to have both appropriate brittleness and easy water-absorbing property so that the rooting of the plant is easy. Resin is used. Some flexible polyurethane foams are also used as a seedling culture medium, but since the polyurethane foam itself does not absorb water, it must be compressed once to physically absorb water or liquid fertilizer solution when used as a seedling growth medium. However, there is a disadvantage that handling is complicated.
【０００６】一方、近年、趣味の多様化により生け花等
のサークルも多く開講され、生け花を芸術として楽しむ
人が多くなっている。 また、結婚式、各種パーティ
ー、イベントあるいはウィンドーディスプレイ等に於い
ても、花卉によるデコレーションは欠かせないものとな
っている。On the other hand, in recent years, a variety of circles such as ikebana have been opened due to diversification of hobbies, and many people enjoy ikebana as art. Also, decoration by flowers is indispensable for weddings, various parties, events, window displays, and the like.
【０００７】これらに於ける生け花は、古典的なものか
らは一線を隔し、自由な発想のもとに花卉を生ける、い
わゆるフラワーアレンジメントの色彩が強くなってお
り、花卉をアレンジメントするための土台となる剣山
も、従来の金属製のものは、重い、扱いづらい、あるい
はデコレーションの形が限定され発想に制約を受ける等
の理由により敬遠され、最近では使い捨てタイプの樹脂
フォーム製のものが主に使用されている。[0007] The ikebana in these is separated from the classical ones, in which flowers are laid under free ideas, so-called flower arrangements have become more intense, and the base for arranging the flowers has become stronger. Kenyama, which is also a traditional metal, is heavier, difficult to handle, or is restricted because of the limited form of decoration and the idea is restricted.Recently, disposable resin foam is mainly used. in use.
【０００８】この剣山に用いられる樹脂フォームも、そ
の材質として、花卉を突き刺せる適度な脆さと吸水性を
兼ね備えていることが要求され、現在実用化されている
のは唯一フェノール樹脂である。[0008] The resin foam used for this sword mountain is also required to have, as a material, both a moderate brittleness capable of piercing flowers and water absorbability, and the only phenolic resin currently in practical use is currently used.
【０００９】しかし、育苗培地や剣山として使用されて
いるフェノール樹脂フォームには、土壌中の微生物によ
って自然分解され再び自然の環境システムに組み入れら
れるといった生分解性の機能がないため、そのまま放置
あるいは土壌に埋没した状態で投棄されるという問題点
があった。 特に、フェノール樹脂フォームごと圃場へ
定植し、作物収穫後はそのまま圃場の土壌中へ鋤込まれ
ることより、長年のフェノール樹脂の蓄積による自然環
境への影響が懸念され、環境保全の面からも、育苗用資
材として必要な吸水機能を有したフェノール樹脂に代わ
る樹脂フォームの開発が強く求められていた。However, the phenolic resin foam used as a seedling culture medium or a sword mountain has no biodegradable function of being naturally degraded by microorganisms in the soil and incorporated into a natural environmental system again. There is a problem that it is dumped in a state of being buried. In particular, the phenolic resin foam is planted in the field together with the phenolic resin foam, and after harvesting the crop, it is directly plowed into the soil of the field. There has been a strong demand for the development of a resin foam that replaces the phenolic resin that has the necessary water absorption function as a material for raising seedlings.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、フェノール
樹脂フォームに代わる新しい吸水性を有する素材、特
に、生分解性をも併有する樹脂素材を提供することを課
題とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a new water-absorbing material which can replace phenolic resin foam, in particular, a resin material having both biodegradability.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリウレ
タンフォームに着目し、これに育苗培地や剣山として共
通な必要機能である吸水性を付与する方法について鋭意
検討を行った結果、ポリウレタン中に組み込む成分およ
び発泡処理時に用いる添加成分を選択することにより、
吸水性を有するポリウレタンフォームが得られることを
見出した。また、このものは容易に生分解性にできるこ
とを見出し、本発明を完成した。Means for Solving the Problems The present inventors have paid attention to polyurethane foam, and as a result of intensive studies on a method of imparting water absorption, which is a necessary function common to seedling culture media and Kenzan, as a result of studying polyurethane foam. By selecting the components to be incorporated in and the additive components used during the foaming process,
It has been found that a polyurethane foam having water absorbency can be obtained. Further, they have found that this can be easily made biodegradable, and have completed the present invention.
【００１２】すなわち本発明の目的は、ポリオール成
分、イソシアネート成分およびリグニンを用い、成型時
に浸透剤を均一に分散させることにより得られる吸水性
ポリウレタンフォームを提供することである。また、本
発明の他の目的は、生分解性である上記吸水ポリウレタ
ンフォームを提供することである。更に、本発明の別の
目的は、上記したポリウレタンフォームの製造方法を提
供することである。[0012] That is, an object of the present invention is to provide a water-absorbent polyurethane foam obtained by using a polyol component, an isocyanate component and lignin and uniformly dispersing a penetrant during molding. Another object of the present invention is to provide the above water-absorbing polyurethane foam which is biodegradable. Still another object of the present invention is to provide a method for producing the above-mentioned polyurethane foam.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明において吸水性ポリウレタ
ンフォームとは、自然の状態で水を吸収するポリウレタ
ンフォームをいい、水に１０分浸漬した後の吸水量が
０.２ｇ／ｃｍ3以上、好ましくは０.４ｇ／ｃｍ3以上の
ものをいう。 なお、本明細書中において吸水性を有す
るとは、ポリウレタンフォームを静かに水に浮かべた状
態において自然に水を吸収する性質をいい、例えば軟質
ポリウレタンフォームを圧縮し、これが元に戻るときに
フォーム空間に取り込まれる水の量、すなわち物理的な
吸水量を意味するものではない。 従って、前記吸水量
は、ポリウレタンフォーム試料を静かに水に浮かべ、１
０分放置した後に測定される全吸水量を意味する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a water-absorbing polyurethane foam means a polyurethane foam which absorbs water in a natural state, and has a water absorption of 0.2 g / cm 3 or more after immersion in water for 10 minutes, preferably. Refers to those of 0.4 g / cm 3 or more. In the present specification, having water absorbency refers to a property of naturally absorbing water in a state where the polyurethane foam is gently floated on water.For example, when a flexible polyurethane foam is compressed, when the foam returns to its original form, It does not mean the amount of water taken into the space, that is, the physical water absorption. Therefore, the water absorption is determined by floating the polyurethane foam sample gently on the water.
It means the total water absorption measured after standing for 0 minutes.
【００１４】本発明の吸水性ポリウレタンフォームは、
例えば、ポリウレタンの原料モノマーとしてイソシアネ
ート成分、ポリオール成分およびリグニンを用い、これ
らからポリウレタンを成型する際に浸透剤を用いる方法
により製造することができる。The water-absorbent polyurethane foam of the present invention comprises
For example, it can be produced by a method using an isocyanate component, a polyol component and lignin as raw material monomers for polyurethane, and using a penetrant when molding polyurethane from these.
【００１５】本発明の吸水性ポリウレタンを製造するた
めに用いるリグニンとしては、例えばクラフトリグニ
ン、アルカリリグニン、ソルボリシスリグニンなど各種
の方法により得られるリグニンが使用できる。As the lignin used for producing the water-absorbing polyurethane of the present invention, lignin obtained by various methods such as kraft lignin, alkali lignin, sorbolisis lignin and the like can be used.
【００１６】また、吸水性を付与するもう一つの成分で
ある、濡れ性を改善するための浸透剤としては、親水性
基としてＯＨ基を有しないアニオン系活性剤、例えば、
脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂
肪油硫酸エステル塩類、脂肪族アミンおよび脂肪族アマ
イドの硫酸塩類、脂肪アルコールリン酸エステル塩類、
二塩基性脂肪酸エステルのスルホン塩類、脂肪酸アミド
スルホン酸塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類、ホル
マリン結合のナフタリンスルホン酸塩類を挙げることが
できる。Further, as a penetrating agent for improving wettability, which is another component for imparting water absorption, an anionic surfactant having no OH group as a hydrophilic group, for example,
Fatty acid salts, higher alcohol sulfates, liquid fatty oil sulfates, sulfates of aliphatic amines and aliphatic amides, fatty alcohol phosphates,
Examples include sulfonates of dibasic fatty acid esters, fatty acid amide sulfonates, alkylallyl sulfonates, and formalin-bonded naphthalene sulfonates.
【００１７】このうち、ポリウレタン材料中への均一分
散、および濡れ性改善の点から、二塩基性脂肪酸エステ
ルのスルホン塩類、特にジアルキルスルホコハク酸エス
テル塩が好ましい。Of these, sulfonates of dibasic fatty acid esters, particularly dialkyl sulfosuccinates, are preferred from the viewpoint of uniform dispersion in the polyurethane material and improvement of wettability.
【００１８】本発明の吸水性ポリウレタンの吸水性を高
めるため、さらに電解性官能基を有する成分を用いるこ
ともできる。電解性官能基を有する成分としては、電解
性官能基と、これをポリウレタン中に組み込むための少
なくとも二つ以上のイソシアネート成分との反応性基を
有する化合物が利用される。 具体的には、例えば、グ
ルコン酸塩、グリセロリン酸塩や、シリウス・スープラ
・レッド・バイオレット（Sirius Supra Red Violet）
ＲＬＬ、シリウス・スープラ・ブルー（Sirius Supra B
lue） ＢＲＲ、ダイレクト・ダーク・グリーン（Direct
Dark Green） Ｂ等の染料系物質を挙げることができ
る。 このうち、ポリオール成分中への可溶性、および
吸水性付与の点からは特にグリセロリン酸ナトリウムが
好ましい。In order to increase the water absorption of the water-absorbing polyurethane of the present invention, a component having an electrolytic functional group may be further used. As the component having an electrolytic functional group, a compound having a reactive group of an electrolytic functional group and at least two or more isocyanate components for incorporating the functional group into a polyurethane is used. Specifically, for example, gluconate, glycerophosphate, Sirius Supra Red Violet
RLL, Sirius Supra B
lue) BRR, Direct Dark Green (Direct
Dark Green) B and other dye-based substances. Among them, sodium glycerophosphate is particularly preferable from the viewpoint of solubility in the polyol component and imparting water absorption.
【００１９】また、本発明の吸水性ポリウレタンフォー
ムは、そのままでも生分解性であるが、より高い生分解
性を付与するときには、ポリウレタンの原料モノマーと
してイソシアネート成分、ポリオール成分およびリグニ
ンのほか、植物性高分子材料を利用すれば良い。The water-absorbent polyurethane foam of the present invention is biodegradable as it is, but when imparting a higher biodegradability, the polyurethane raw material is not only an isocyanate component, a polyol component and lignin, but also a vegetable material. A polymer material may be used.
【００２０】植物性高分子材料は、そのヒドロキシル基
を介し、イソシアネート成分及びポリオール成分とでポ
リウレタン鎖を形成するものであり、具体的には、ヒド
ロキシル基を有する液体状の物質、例えば、糖蜜等や、
ヒドロキシル基を有する固体状の物質、例えば、繊維状
及び粉末セルロース系物質、ヘミセルロース系物質、ペ
クチン系物質、でん粉系物質等を挙げることができる。
このうち、生分解性の点からは特に糖蜜が好ましい。The vegetable polymer material forms a polyurethane chain with an isocyanate component and a polyol component through its hydroxyl group. Specifically, a liquid substance having a hydroxyl group, for example, molasses or the like And
Solid substances having a hydroxyl group, for example, fibrous and powdered cellulosic substances, hemicellulose substances, pectin substances, starch substances and the like can be mentioned.
Among them, molasses is particularly preferred from the viewpoint of biodegradability.
【００２１】本発明の吸水性ポリウレタンの製造にあた
って利用するポリオール成分やイソシアネート成分につ
いては、特に制限はなく、従来一般にポリウレタンの製
造に用いられている各種のものを使用することができ
る。The polyol component and the isocyanate component used in the production of the water-absorbing polyurethane of the present invention are not particularly limited, and various ones conventionally used in the production of polyurethane can be used.
【００２２】このうち、ポリオール成分の例としては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレン
グリコール、ジエチレングリコール、トリメチロールプ
ロパン、ヘキサントリオール、グリセリン、トリメチロ
ールエタン、ペンタエリストリール等の低分子量ポリオ
ール；ポリカプロラクトン、多塩基酸とヒドロキシル化
合物から製造されるポリエステルポリオール；ポリオキ
シエチレングリコール、ポリオシキプロピレングリコー
ル、ポリ（オキシプロピレン）ポリ（オキシエチレン）
グリコール、ポリ（オキシブチレン）グルコール、ポリ
（オキシテトラメチレン）グリコール等のポリエーテル
ポリオール等を挙げることができる。また、アクリルポ
リオール；ヒマシ油あるいはトール油誘導体を用いるこ
ともできる。Among them, examples of the polyol component include:
Low molecular weight polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, trimethylolpropane, hexanetriol, glycerin, trimethylolethane, and pentaerythryl; polycaprolactone, polyester polyols produced from polybasic acids and hydroxyl compounds; Polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, poly (oxypropylene) poly (oxyethylene)
Examples thereof include polyether polyols such as glycol, poly (oxybutylene) glycol, and poly (oxytetramethylene) glycol. Also, acrylic polyols; castor oil or tall oil derivatives can be used.
【００２３】また、イソシアネート成分の例としては、
脂肪族系イソシアネート、芳香族系イソシアネートや、
それらの変性体を挙げることができる。Examples of the isocyanate component include:
Aliphatic isocyanates, aromatic isocyanates,
Modifications thereof can be mentioned.
【００２４】このうち、脂肪族系イソシアネートとして
は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート等が、芳
香族系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、ポリメリックジフェニルイソシ
アネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイ
ソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェ
ニルメタントリイソシアネート等が、またイソシアネー
ト変性体としては、例えば、ウレタンプレポリマー等が
それぞれ挙げられる。Among them, aliphatic isocyanates include, for example, hexamethylene diisocyanate, and aromatic isocyanates include, for example, diphenylmethane diisocyanate, polymeric diphenyl isocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, and triphenyl isocyanate. Methanetriisocyanate and the like, and examples of the isocyanate-modified product include urethane prepolymer and the like.
【００２５】本発明の吸水性ポリウレタンフォームは、
一般に行われる方法に準じて調製することができる。
すなわち、ポリウレタン鎖の調製方式としては、ワンシ
ョット法、プレポリマー法、擬プレポリマー法等のいず
れの方法を利用しも良く、ポリウレタンフォームの製造
方式も、スラブ、モールドのいずれの方法を利用しても
良い。The water-absorbent polyurethane foam of the present invention comprises
It can be prepared according to a commonly used method.
That is, as a method for preparing a polyurethane chain, any method such as a one-shot method, a prepolymer method, and a pseudo-prepolymer method may be used, and a method for producing a polyurethane foam may be any method using a slab or a mold. May be.
【００２６】以下に、前記各成分を用い、スラブのワン
ショット法にて生分解性を有する吸水性ポリウレタンフ
ォームを製造する方法について、例を挙げて具体的に説
明する。Hereinafter, a method for producing a water-absorbable polyurethane foam having biodegradability by a one-shot method of a slab using the above-mentioned components will be specifically described with reference to examples.
【００２７】本発明方法により吸水性ポリウレタンフォ
ームを製造する場合、まず、ポリオール成分、リグニ
ン、必要により電解性官能基を有する成分および植物性
高分子材料、触媒、発泡剤、整泡剤および浸透剤を計り
取り、これらを均一に混合してポリオール溶液とする。
次にイソシアネート成分を計り取り、反応型中で先の
ポリオール溶液に混合し、接触反応により、吸水性を有
する生分解性フォームを得ることができる。In the case of producing a water-absorbing polyurethane foam by the method of the present invention, first, a polyol component, lignin, a component having an electrolytic functional group if necessary, a vegetable polymer material, a catalyst, a foaming agent, a foam stabilizer and a penetrant. Are measured and uniformly mixed to obtain a polyol solution.
Next, the isocyanate component is measured and mixed with the above-mentioned polyol solution in a reaction mold, and a biodegradable foam having water absorption can be obtained by a contact reaction.
【００２８】発泡剤としては、一般にポリウレタンの製
造に用いられている各種のものが使用できる。 その例
としては、水、有機系発泡剤、無機系発泡剤が挙げられ
る。有機系発泡剤としては、例えば、アセトン、ジクロ
ロメタン、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジ
フルオロメタン、ニトロアルカン、ニトロ尿素、アルド
オキシム、活性メチレン化合物、酸アミド、３級アルコ
ール、しゅう酸水和物が、無機系発泡剤としては、例え
ば、ホウ酸、固体炭酸、水酸化アルミニウム等が挙げら
れる。 なお、水を発泡剤として使用する場合、植物性
高分子材料が水分を含有するものであるときは、発泡剤
として作用する水分量を勘案し、水の量を調整すること
ができる。As the foaming agent, various ones generally used for producing polyurethane can be used. Examples include water, organic foaming agents, and inorganic foaming agents. Examples of the organic blowing agent include acetone, dichloromethane, trichloromonofluoromethane, dichlorodifluoromethane, nitroalkane, nitrourea, aldoxime, active methylene compound, acid amide, tertiary alcohol, and oxalic acid hydrate. Examples of the foaming agent include boric acid, solid carbonic acid, and aluminum hydroxide. In the case where water is used as the foaming agent, when the vegetable polymer material contains water, the amount of water can be adjusted in consideration of the amount of water acting as the foaming agent.
【００２９】また、ポリオール成分とイソシアネート成
分の反応速度を調整するための触媒としては、ポリウレ
タンの製造に普通一般に用いられる触媒、例えば、アミ
ン類、フォスフィン類のルイス塩基やルイス酸の有機金
属化合物（アルミニウム、スズ）等をポットライフに応
じて用いることができる。As the catalyst for adjusting the reaction rate between the polyol component and the isocyanate component, catalysts generally used in the production of polyurethane, such as Lewis bases of amines and phosphines and organometallic compounds of Lewis acids ( Aluminum, tin) or the like can be used according to the pot life.
【００３０】本発明方法により吸水性ポリウレタンフォ
ームを製造する場合のリグニンの組み込み量は、全成分
量に対して１重量％（以下、単に「％」で示す）以上で
あり、吸水性、物性、成形性の面から好ましくは３〜５
０％である。 また、浸透剤の量は、全成分量に対し
て、１％以上、吸水性、物性及び成形性の面から好まし
くは２〜２０％である。When a water-absorbing polyurethane foam is produced by the method of the present invention, the amount of lignin incorporated is at least 1% by weight (hereinafter simply referred to as “%”) based on the total amount of the components, and the water-absorbing property, physical properties, From the viewpoint of moldability, preferably 3 to 5
0%. The amount of the penetrant is 1% or more based on the total amount of the components, and preferably 2 to 20% from the viewpoint of water absorption, physical properties and moldability.
【００３１】また、イソシアネート成分の混合割合は、
ポリオール成分、リグニン、電解性官能基を有する成分
および植物性高分子材料に含まれる全ヒドロキシル基の
当量数に対して、そのイソシアネート当量数で０.５〜
２.０倍当量程度であり、吸水性、及び必要とされる脆
さの面より好ましくは０.６〜１.０倍当量程度である。The mixing ratio of the isocyanate component is as follows:
The isocyanate equivalent number of the polyol component, lignin, the component having an electrolytic functional group and the equivalent number of all the hydroxyl groups contained in the vegetable polymer material is 0.5 to 0.5.
It is about 2.0 equivalents, more preferably about 0.6 to 1.0 equivalents in terms of water absorption and required brittleness.
【００３２】更に、ポリイソシアネート成分とポリオー
ル成分の合計反応量は、リグニンおよび植物性高分子材
料に対して６０％以上、生分解性、物性及び反応のコン
トロールし易さの面から好ましくは１００〜７００％で
ある。Further, the total reaction amount of the polyisocyanate component and the polyol component is at least 60% with respect to the lignin and the vegetable polymer material, and preferably 100 to 100 from the viewpoints of biodegradability, physical properties and easy control of the reaction. 700%.
【００３３】前記した各成分を混合、反応させてポリウ
レタンフォームとするため、反応成型時の撹拌のために
用いる混合装置としては、一般にポリウレタンフォーム
の成形に用いられる装置、例えば、機械式撹拌機、高圧
撹拌機、エアミキシング機等のいずれも用いることがで
きる。In order to mix and react the above-mentioned respective components to form a polyurethane foam, the mixing device used for stirring at the time of reaction molding is a device generally used for molding a polyurethane foam, for example, a mechanical stirrer, Any of a high-pressure stirrer, an air mixing machine and the like can be used.
【００３４】上記の吸水性ポリウレタンフォームを調製
において、その反応に必要な熱は自然反応熱により与え
られるが、使用するポリオール成分、イソシアネート成
分の反応性によっては、１００〜１５０℃程度の温度ま
で加熱しても良い。In the preparation of the above-mentioned water-absorbing polyurethane foam, the heat required for the reaction is given by the heat of spontaneous reaction. However, depending on the reactivity of the polyol component and the isocyanate component used, heating to a temperature of about 100 to 150 ° C. You may.
【００３５】なお、イソシアネート成分を加える前後
に、吸水性付与の目的で加える浸透剤をポリオール組成
物中で均一分散させるために、少なくとも１０秒間以
上、好ましくは３０秒間以上攪拌することが好ましい。Before and after the addition of the isocyanate component, it is preferable to stir for at least 10 seconds or more, preferably 30 seconds or more, in order to uniformly disperse the penetrant added for the purpose of imparting water absorption in the polyol composition.
【００３６】また、得られるポリウレタンフォームの硬
化時間は、リグニン、電解性官能基を有する成分および
植物性高分子材料の添加量、ポリオール成分、イソシア
ネート成分の種類、あるいは反応促進のために加える触
媒量、更には反応温度により異なるが、一般的には常温
で５分間以上である。The curing time of the obtained polyurethane foam depends on the amount of lignin, the component having an electrolytic functional group and the vegetable polymer material, the type of polyol component and isocyanate component, or the amount of catalyst added for accelerating the reaction. Although it depends on the reaction temperature, it is generally at room temperature for 5 minutes or more.
【００３７】かくして得られる本発明の吸水性ポリウレ
タンフォームは、育苗培地や剣山としての必要な機能を
満たすためには、その発泡倍率が５〜７０倍程度、特に
２０〜５０倍程度であることが好ましい。The water-absorbent polyurethane foam of the present invention thus obtained must have an expansion ratio of about 5 to 70 times, especially about 20 to 50 times, in order to satisfy the required functions as a seedling culture medium and a sword mountain. preferable.
【００３８】また、本発明の吸水性ポリウレタンフォー
ムの形状については、特に制約はなく、その比重は０.
０１〜０.３程度である。また、用途に応じて、染料、
顔料等により着色してもよい。The shape of the water-absorbent polyurethane foam of the present invention is not particularly limited, and its specific gravity is 0.1.
It is about 01 to 0.3. Also, depending on the application, dye,
It may be colored with a pigment or the like.
【００３９】以上説明した本発明の吸水性ポリウレタン
フォームは、その吸水性能において他のポリウレタン結
合を有する樹脂フォームと区別される。すなわち、本発
明の吸水性ポリウレタンフォームは、自然に放置した状
態でも０.２ｇ／ｃｍ3、特に吸水量０.４ｇ／ｃｍ3以上
と高い吸水性能を示し、他の高分子材料と区別すること
ができるものである。The water-absorbing polyurethane foam of the present invention described above is distinguished from other resin foams having a polyurethane bond in its water absorbing performance. That is, the water-absorbing polyurethane foam of the present invention exhibits a high water-absorbing performance of 0.2 g / cm 3 , especially 0.4 g / cm 3 or more even when left naturally, and is distinguished from other polymer materials. Can be done.
【００４０】また、本発明の吸水性ポリウレタンフォー
ムは、更にその自然分解性においても区別できる。 す
なわち、例えば土壌中での初期（２〜３カ月後）の重量
減少率が２〜３％／月程度以上であることから理解され
るように、極めて優れた自然分解性を示し、他の高分子
材料と区別することができるものである。The water-absorbent polyurethane foam of the present invention can be further distinguished by its natural degradability. That is, for example, as can be understood from the fact that the initial (after 2-3 months) weight loss rate in the soil is about 2% to 3% / month or more, it exhibits extremely excellent spontaneous degradability, It can be distinguished from molecular materials.
【００４１】ポリウレタン結合を有する材料に吸水性を
付与するためには、リグニンを用いることと、成型時に
浸透剤を均一に分散させることの２つを併用することが
重要で、何れか一方では殆ど効果が認められない。 す
なわち、ポリウレタン結合を有す高分子フォームの化学
構造は、３次元網目構造となっており、一定ポリウレタ
ン分子鎖単位でリグニンを組み込むだけでは、フォーム
内部への水の進入が容易に起らない結果、吸水性は殆ど
付与されない。In order to impart water absorbency to a material having a polyurethane bond, it is important to use both lignin and uniformly dispersing a penetrant during molding. No effect is observed. In other words, the chemical structure of the polymer foam having a polyurethane bond is a three-dimensional network structure, and the incorporation of water into the foam does not easily occur simply by incorporating lignin in a fixed polyurethane molecular chain unit. Almost no water absorption.
【００４２】一方、ポリウレタン結合反応中に浸透剤を
混合し、ポリウレタン結合を有す生分解性高分子材料中
に浸透剤を均一分散させ、濡れ性を改善しても、フォー
ムは薄膜セルにより構成されていることにより、薄膜を
通過しての吸水性の付与は成されない。On the other hand, even if the penetrant is mixed during the polyurethane bonding reaction, the penetrant is uniformly dispersed in the biodegradable polymer material having the polyurethane bond, and the wettability is improved, the foam is constituted by a thin film cell. As a result, water absorption through the thin film is not imparted.
【００４３】従って、ポリウレタン結合を有する高分子
材料への吸水性の付与は、本発明の特徴とするところ
の、二つの方法の組み合わせによって初めて達成される
ものであり、この方法により、吸水量０.４ｇ／ｃｍ3以
上に達する吸水性ポリウレタンフォームを得ることがで
きるのである。Accordingly, the provision of water absorption to the polymer material having a polyurethane bond can be achieved for the first time by a combination of the two methods, which is a feature of the present invention. It is possible to obtain a water-absorbing polyurethane foam reaching 0.4 g / cm 3 or more.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明の吸水性ポリウレタンフォーム
は、植物の生育に不可欠な水の供給を十分に行うための
吸水性能を備えており、また花卉を容易に突き刺せる、
植物の発根、発芽に影響を及ぼさない適度な脆さを有す
る。 更に、特に生分解性をも与えた吸水性ポリウレタ
ンフォームは、これを土壌に埋没した場合に生分解して
自然環境に悪影響を与えない利点がある。The water-absorbent polyurethane foam of the present invention has a water-absorbing property for sufficiently supplying water essential for plant growth, and can easily pierce flowers.
It has moderate fragility that does not affect rooting and germination of plants. Furthermore, a water-absorbing polyurethane foam which is also particularly biodegradable has the advantage that when it is buried in soil, it does not biodegrade and adversely affect the natural environment.
【００４５】すなわち、本発明の好ましい態様である生
分解性を有する吸水性ポリウレタンフォームは、使用時
は植物の生育、保存に十分な吸水性能、あるいは形態安
定性を有するが、その後、土壌中の微生物によって自然
に炭酸ガスにまで分解される生分解性の機能があるた
め、自然放置されても自然環境に悪影響を与えないもの
である。That is, the water-absorbable polyurethane foam having biodegradability, which is a preferred embodiment of the present invention, has sufficient water-absorbing performance for plant growth and preservation, or form stability when used. Since it has a biodegradable function of being naturally decomposed into carbon dioxide by microorganisms, it does not adversely affect the natural environment even if left unattended.
【００４６】従って、本発明の吸水性ポリウレタンフォ
ーム、特に生分解性を有する吸水性ポリウレタンフォー
ムは、環境保全に優れた剣山フォーム及び育苗資材用フ
ォームとして有利に利用できるものである。Therefore, the water-absorbing polyurethane foam of the present invention, particularly the water-absorbing polyurethane foam having biodegradability, can be advantageously used as a Kenzan foam and a foam for raising seedlings, which are excellent in environmental protection.
【００４７】[0047]
【実施例】次に実施例および試験例を挙げ、本発明を更
に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例等になんら
制約されるものではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and test examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００４８】実 施 例 １ ポリエチレングリコール２００と糖蜜を２：１の割合で
混合し、エバポレーターにより水分を１.５重量％まで
除去して、糖蜜ポリオールを得た。 この糖蜜ポリオー
ル５０重量部に対して、１５重量部のクラフトリグニ
ン、３５重量部のエチレングリコール、アニオン系浸透
剤として４０重量部のジアルキルスルホコハク酸エステ
ル塩、１６６.５重量部のメチレンジイソシアネートお
よび１０重量部の塩化メチレンを用い、常法に従って生
分解性を有する吸水性ポリウレタンフォーム（本発明品
１）を得た。Example 1 Polyethylene glycol 200 and molasses were mixed at a ratio of 2: 1 and water was removed to 1.5% by weight with an evaporator to obtain molasses polyol. For 50 parts by weight of this molasses polyol, 15 parts by weight of kraft lignin, 35 parts by weight of ethylene glycol, 40 parts by weight of a dialkyl sulfosuccinate as an anionic penetrant, 166.5 parts by weight of methylene diisocyanate and 10 parts by weight A part of methylene chloride was used to obtain a biodegradable water-absorbent polyurethane foam (Product 1 of the present invention) according to a conventional method.
【００４９】実 施 例 ２ クラフトリグニンを２５重量部、エチレングリコールを
２５重量部、メチレンジイソシアネートを１４４.６重
量部とする以外は実施例１と同様にして生分解性を有す
る吸水性ポリウレタンフォーム（本発明品２）を得た。Example 2 A water-absorbing polyurethane foam having biodegradability was prepared in the same manner as in Example 1 except that 25 parts by weight of kraft lignin, 25 parts by weight of ethylene glycol, and 144.6 parts by weight of methylene diisocyanate were used. Inventive product 2) was obtained.
【００５０】実 施 例 ３ 糖蜜ポリオール２０重量部に対して、６重量部のクラフ
トリグニン、１４重量部のエチレングリコール、アニオ
ン系浸透剤として１６重量部のジアルキルスルホコハク
酸エステル塩、７９.２重量部のメチレンジイソシアネ
ート、０.９重量部のアセトンおよび０.９重量部の塩化
メチレンを用い、常法に従って生分解性を有する吸水性
ポリウレタンフォーム（本発明品３）を得た。EXAMPLE 3 For 20 parts by weight of molasses polyol, 6 parts by weight of kraft lignin, 14 parts by weight of ethylene glycol, 16 parts by weight of an anionic penetrant as a dialkyl sulfosuccinate, 79.2 parts by weight Of methylene diisocyanate, 0.9 parts by weight of acetone and 0.9 parts by weight of methylene chloride to obtain a biodegradable water-absorbing polyurethane foam (Product 3 of the present invention) according to a conventional method.
【００５１】実 施 例 ４ アセトンを１.８重量部、塩化メチレンを１.８重量部に
する以外は実施例３と同様にして、生分解性を有する吸
水性ポリウレタンフォーム（本発明品４）を得た。Example 4 A biodegradable water-absorbing polyurethane foam (Product 4 of the present invention) was prepared in the same manner as in Example 3 except that 1.8 parts by weight of acetone and 1.8 parts by weight of methylene chloride were used. I got
【００５２】実 施 例 ５ アセトンを０.８重量部、塩化メチレンは用いないこと
にする以外は、実施例３と同様にして、生分解性を有す
る吸水性ポリウレタンフォーム（本発明品５）を得た。Example 5 A biodegradable water-absorbent polyurethane foam (product 5 of the present invention) was prepared in the same manner as in Example 3 except that 0.8 parts by weight of acetone and methylene chloride were not used. Obtained.
【００５３】試 験 例 １ 実施例１および２で得られた生分解性を有する吸水性ポ
リウレタンフォームについて、その吸水性、密度、圧縮
強度および圧縮弾性率を調べた。 吸水性、密度、圧縮
強度および圧縮弾性率は下記した方法によりそれぞれ測
定した。 この結果を表１に示す。Test Example 1 The water-absorbent polyurethane foam having biodegradability obtained in Examples 1 and 2 was examined for water absorbency, density, compressive strength and compressive modulus. The water absorption, density, compressive strength and compressive modulus were each measured by the following methods. Table 1 shows the results.
【００５４】［ 測 定 方 法 ］ 吸 水 性：（１）調製した試料を５ｃｍ（縦）×５ｃ
ｍ（横）×３ｃｍ（厚さ）の形に切断する。 （２）切断した試料の寸法を正確に測定し、体積（Ｖ）
を算出する。また、電子天秤により、重量（Ｗ0）を正
確に測測定する。 （３）パットに２５℃に調整した十分量の水を入れ、
（２）の試料を静かに水面に浮かべる。 （４）１０分後、静かに試料を取り出し、目開き５ｍｍ
のステンレスメッシュの上に５分間放置し、付着水を除
去する。 （５）（４）の吸水試料の重量（Ｗ10）を正確に測定す
る。 （６）１ｃｍ3当りの吸水量（Ｍ）を次の式により求め
る。 Ｍ（ｇ／ｃｍ3）＝（Ｗ10−Ｗ0）／Ｖ 密 度：５ｃｍ×５ｃｍ×３ｃｍの立方体サンプル
の重量を測定し目かけの密度を測定した。 圧縮強度 ：硬質発泡体試験法ＪＩＳ Ｋ７２２０に準
じて測定した。 圧縮弾性率：硬質発泡体試験法ＪＩＳ Ｋ７２２０に準
じて測定した。[Measurement Method] Water absorption: (1) Prepared sample was 5 cm (length) × 5 c
Cut into a shape of m (width) x 3 cm (thickness). (2) The dimensions of the cut sample are accurately measured, and the volume (V)
Is calculated. Also, the weight (W 0 ) is accurately measured and measured by an electronic balance. (3) Put enough water adjusted to 25 ° C into the pad,
Gently float the sample of (2) on the water surface. (4) After 10 minutes, gently remove the sample and open it with a 5 mm aperture.
And left on a stainless steel mesh for 5 minutes to remove adhering water. (5) The weight (W 10 ) of the water-absorbing sample of (4) is accurately measured. (6) The water absorption (M) per 1 cm 3 is determined by the following equation. M (g / cm 3 ) = (W 10 −W 0 ) / V Density: A cubic sample of 5 cm × 5 cm × 3 cm was weighed to determine the apparent density. Compressive strength: Measured according to the rigid foam test method JIS K7220. Compressive elastic modulus: Measured according to the rigid foam test method JIS K7220.
【００５５】[0055]
【表１】 [Table 1]
【００５６】この結果から明らかなように、クラフトリ
グニンを利用して製造した吸水性ポリウレタンは、吸水
速度、吸水量がともに大きく吸水性が良好なものであっ
た。 以 上As is evident from the results, the water-absorbing polyurethane produced by using kraft lignin had high water absorption speed and water absorption, and had good water absorption. that's all
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 照屋 輝一 沖縄県具志川市字州崎５−１ 株式会社 トロピカルテクノセンター内 (72)発明者 小橋川 健 沖縄県具志川市字州崎５−１ 株式会社 トロピカルテクノセンター内 (72)発明者 有田 敏也 東京都中央区日本橋人形町１−１−10 トスコ株式会社内 (72)発明者 上用 秀樹 東京都中央区日本橋人形町１−１−10 トスコ株式会社内 (72)発明者 松本 雅彦 東京都中央区日本橋人形町１−１−10 トスコ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−289823（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08G 18/64 C08L 75/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Teruichi Teruya 5-1 Kashizaki, Gushikawa-shi, Okinawa Inside the Tropical Techno Center Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Ken Kobashigawa 5-1 Jushizaki, Gushikawa-shi, Okinawa Tropical Techno, Inc. Inside the center (72) Inventor Toshiya Arita 1-1-10 Nihonbashi Ningyocho, Chuo-ku, Tokyo Tosco Corporation (72) Inventor Hideki Kamioyo 1-1-10 Nihonbashi Ningyocho, Chuo-ku, Tokyo Tosco Corporation ( 72) Inventor Masahiko Matsumoto 1-1-10 Nihonbashi Ningyocho, Chuo-ku, Tokyo Tosco Corporation (56) References JP-A-1-289823 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7) , DB name) C08G 18/64 C08L 75/04
Claims (11)
よびリグニンを用い、成型時に浸透剤を均一に分散させ
ることにより得られる吸水性ポリウレタンフォーム。1. A water-absorbing polyurethane foam obtained by using a polyol component, an isocyanate component and lignin to uniformly disperse a penetrant during molding.
ものである請求項第１項記載の吸水性ポリウレタンフォ
ーム。2. The water-absorbing polyurethane foam according to claim 1, wherein the foam absorbs at least 0.2 g of water per 1 cm 3 .
たものである請求項第１項または第２項記載の吸水性ポ
リウレタンフォーム。3. The water-absorbent polyurethane foam according to claim 1, further comprising a component having an electrolytic functional group.
分子材料を用いたものである請求項第１項ないし第３項
のいずれかの項記載の吸水性ポリウレタンフォーム。4. The water-absorbing polyurethane foam according to claim 1, further comprising a vegetable polymer material having a hydroxyl group.
料が、糖蜜である請求項第４項記載の吸水性ポリウレタ
ンフォーム。5. The water-absorbent polyurethane foam according to claim 4, wherein the vegetable polymer material having a hydroxyl group is molasses.
第５項のいずれかの項記載の吸水性ポリウレタンフォー
ム。6. The water-absorbent polyurethane foam according to any one of claims 1 to 5, which is a rigid foam.
る請求項第１項ないし第６項のいずれかの項記載の吸水
性ポリウレタンフォーム。7. The water-absorbing polyurethane foam according to any one of claims 1 to 6, wherein the bulk density is 0.01 to 0.3 g / cm 3 .
よびリグニンを用い、成型時に浸透剤を均一に分散させ
ることを特徴とする吸水性ポリウレタンフォームの製造
方法。8. A method for producing a water-absorbing polyurethane foam, comprising using a polyol component, an isocyanate component and lignin to uniformly disperse a penetrating agent during molding.
リグニンおよび電解性官能基を有する成分を用い、成型
時に浸透剤を均一に分散させることを特徴とする生分解
性を有する吸水性ポリウレタンフォームの製造方法。9. A polyol component, an isocyanate component,
A method for producing a biodegradable water-absorbing polyurethane foam, comprising using a component having lignin and an electrolytic functional group and uniformly dispersing a penetrant during molding.
さないアニオン系界面活性剤である請求項第８項または
第９項記載の吸水性ポリウレタンフォームの製造方法。10. The method for producing a water-absorbent polyurethane foam according to claim 8, wherein the penetrating agent is an anionic surfactant having no OH group as a hydrophilic group.
とも２つ以上のイソシアネートとの反応性基及び１つ以
上の電解性官能基を有するものであり、浸透剤が、親水
性基としてＯＨ基を有さないアニオン系界面活性剤であ
る請求項第９項記載の吸水性ポリウレタンフォームの製
造方法。11. The component having an electrolytic functional group has at least two or more reactive groups with isocyanate and one or more electrolytic functional groups, and the penetrant has an OH group as a hydrophilic group. The method for producing a water-absorbent polyurethane foam according to claim 9, wherein the surfactant is an anionic surfactant having no water.
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