ポリウレタンフォームのVOC測定、及びアミン化合物の臭気の品質管理
東ソー株式会社 有機材料研究所 様
アミン誘導体G
薛 剣飛 様、藤原 裕志 様
VOC Measurement of Polyurethane Foam (PUF) and Smell Quality Management of Amine Derivatives
Tosoh Corporation Organic Materials Research Laboratory
Amine Derivatives Group
Mr. Jianfei Xue and Mr. Hiroshi Fujiwara
Tosoh Corporation is a global chemical and specialty materials company.
The Tosoh Group globally comprises more than 100 companies and includes
manufacturing and marketing facilities in East Asia, Europe and the United
States. Tosoh has focused efforts on developing amine derivatives widely
used as catalysts in the polyurethane foam (PUF) industry. Recently, a
new reactive amine catalyst named RZETA® has been developed by Tosoh
making possible PUFs with reduced VOCs emission while having good physical
properties.
総合化学メーカーである東ソー株式会社は、世界に100以上の子会社及び関連会社を有しており、クロル・アルカリ事業、石油化学事業、機能商品事業をコアとして事業展開を行っています。
東ソーは、ポリウレタンフォーム（PUF）用触媒として使用される各種第3級アミン類を製品化しています。最近では、主原料と反応してPUFに固定化されるタイプの反応型アミン触媒であるRZETA®を製品化しました。RZETAを用いて製造したPUFは低VOC、低臭気、且つ耐久物性に優れています。
フラッシュGCノーズ Heracles II 導入の経緯
The automobile and furniture industries are sensitive to VOCs due to industrial standards and to requirements from customers. It is quite meaningful to reduce VOCs from PUF whose main application is for those industries. Normally, it is not possible to carry out direct measurement of VOCs using gas chromatography and therefore it is difficult for us to tell the VOC difference between PUF using RZETA and those using other amine derivatives.
In the past, the smell evaluation of RZETA was conducted by panel evaluations
that were easily influenced by such unavoidable factors, as panel member’s
subjective feelings and experimental error from researcher handling. It
was therefore difficult to quantitatively evaluate the smell of RZETA with
different lot numbers. We were trying to find the ideal tool that could
allow us to obtain information on VOC markers from PUF such as aldehyde
derivatives and to evaluate the smell of RZETA objectively.
近年、自動車室内や寝具製品等の分野では、低臭気や低VOCの要求が厳格化しています。 これに伴い、当該分野のクッション材料として汎用となっているPUF製品の低臭気、低VOC化が重要な課題となっています。
一般的なガスクロマトグラフィー（GC）法では、多様なVOC成分を、単一の条件で迅速に分析することは困難です。 また、当社では、PUFやアミン化合物製品の臭気評価を、主として官能試験法により実施しています。しかしながら、嗅覚パネル評価試験は、試料の差異（種類、濃度、点数）やパネルの違い（体調、年齢、経験年数）による影響を受けて、結果が不安定となる懸念があります。また、試料や多人数のパネルの調整が煩雑且つ時間を要する点も課題でありました。
これらの状況から、迅速且つ客観的な臭気及びVOC評価方法を必要としていました。
導入後の使用
By introducing the HERACLES Electronic Nose, we succeeded in identifying
several VOCs such as propionaldehyde and triethylenediamine. It was found
that PUF made from RZETA had less aldehyde and no amine emission. So we
could explain the reason why the smell of PUF made using RZETA is less
noxious than the ones using other amines because of less VOC presence.
We were also pleased to find that a PLS prediction model could be very
helpful in the smell quality management of RZETA. In this way, it is much
easier to judge whether or not the RZETA product with a specific lot number
is qualified regarding smell.
フラッシュGCノーズ Heracles IIを導入したことで、PUFから発生する多様なVOC成分を迅速に測定することが可能となりました。VOC成分としては、プロピオンアルデヒドやトリエチレンジアミン等の検出も可能です。
RZETAを用いて発泡したPUFを測定したところ、アミン化合物は検出限界以下であり、アルデヒド類も少量であることが確認されました。この結果から、他のアミン化合物を用いて発泡したPUFに比べて、RZETAを用いたPUFの臭気評価が優れる理由が明確になりました。
また、RZETA製品の臭気品質管理にはPLS予測モデルを活用しています。PLS予測モデルを用いることで、RZETA製品の臭気品質を迅速且つ客観的に判定可能となりました。
今後の予定
Apart from propionaldehyde and triethylenediamine, many chemicals of PUF VOCs remain unknown.
We are considering the possibility of introducing MS equipment to HERACLES Electronic Nose that could enable us to identify these unknown components more precisely by combining with the powerful library of HERACLES Electronic Nose.
フラッシュGCノーズ Heracles IIのライブラリーを生かして、MSの導入によってPUFのVOC中に、臭気の原因となる他成分を構造同定できるのかを期待しています。
掲載：2021年7月