JP2007119580A - Method for producing polyurethane foam - Google Patents

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Minoru Sawai
実 澤井
Makoto Suzuki
鈴木  誠
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Kao Corp
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Kao Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a polyurethane foam having low resiliency and improved mechanical strength and flexibility. <P>SOLUTION: The method for producing the polyurethane foam comprises reacting a polyol component with a polyisocyanate component in the presence of a polyalkylene chain-containing compound represented by formula (I) (wherein R is a residue of an n-valent polyalkylene-polyol, an n-valent polyalkylene-ether-polyol, or an n-valent polyalkylene-ester polyol; and n is 2 or 3). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリウレタンフォームの製造法に関する。更に詳しくは、例えば、靴底をはじめ、自動車やその他の乗り物、家具、寝具等に用いられるクッション材等として好適に使用しうるポリウレタンフォームの製造法に関する。   The present invention relates to a method for producing a polyurethane foam. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polyurethane foam that can be suitably used as a cushioning material used for, for example, a shoe sole, an automobile, other vehicles, furniture, bedding, and the like.

ポリウレタンフォームは、断熱材、クッション、靴底等の多種多様な用途に多く使用されている。ポリウレタンフォームの中でも、特に靴底等に使用される半硬質ポリウレタンフォームの分野においては、靴底等としての機能を確保するための機械的強度を有し、柔軟性に優れ、低反発弾性を有するポリウレタンフォームが望まれている。   Polyurethane foam is widely used for a wide variety of applications such as heat insulating materials, cushions, and shoe soles. Among polyurethane foams, especially in the field of semi-rigid polyurethane foams used for shoe soles, etc., it has mechanical strength to ensure its function as a shoe sole, etc., has excellent flexibility and low resilience. A polyurethane foam is desired.

近年、振動吸収材や衝撃吸収材に適用しうる硬質フォームとして、ポリイソシアネートからなる主剤成分と、芳香族ジアミンオリゴマー及び芳香族ジアミン化合物からなる芳香族ジアミン類とを発泡硬化せしめてなる尿素弾性硬質フォームが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, as a rigid foam that can be applied to vibration absorbing materials and shock absorbing materials, a urea elastic rigid material obtained by foaming and curing a main component composed of polyisocyanate and an aromatic diamine composed of an aromatic diamine oligomer and an aromatic diamine compound. Forms have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

しかし、このポリ尿素弾性硬質フォームは、靴底等としての機能を確保するための機械的強度、良好な柔軟性及び低反発弾性を有するものではない。   However, this polyurea elastic rigid foam does not have mechanical strength, good flexibility and low resilience for ensuring the function as a shoe sole or the like.

特開2003−2946号公報JP 2003-2946 A

本発明は、低反発弾性を有し、機械的強度及び柔軟性が改善されたポリウレタンフォームの製造法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing a polyurethane foam having low impact resilience and improved mechanical strength and flexibility.

本発明は、一般式(I):   The present invention is directed to general formula (I):

Figure 2007119580
Figure 2007119580

(式中、Rは、n価のポリアルキレンポリオール、n価のポリアルキレンエーテルポリオール又はn価のポリアルキレンエステルポリオールの残基、nは、2又は3を示す)
で表されるポリアルキレン鎖含有化合物の存在下で、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させるポリウレタンフォームの製造法に関する。
(In the formula, R represents a residue of an n-valent polyalkylene polyol, an n-valent polyalkylene ether polyol or an n-valent polyalkylene ester polyol, and n represents 2 or 3)
The present invention relates to a method for producing a polyurethane foam in which a polyol component and a polyisocyanate component are reacted in the presence of a polyalkylene chain-containing compound represented by the formula:

本発明のポリウレタンフォームの製造法によれば、低反発弾性を有し、機械的強度及び柔軟性に優れたポリウレタンフォームを得ることができる。   According to the method for producing a polyurethane foam of the present invention, a polyurethane foam having low rebound resilience and excellent in mechanical strength and flexibility can be obtained.

本発明の製造法は、一般式(I)で表されるポリアルキレン鎖含有化合物(以下、単に、ポリアルキレン鎖含有化合物という)の存在下で、ポリオール成分とポリイソシアート成分とを反応させる点に、1つの特徴がある。本発明では、このようにポリアルキレン鎖含有化合物の存在下で、ポリオール成分とポリイソシアート成分とを反応させるという手段が採られているので、低反発弾性を有し、引張強度等の機械的強度及び伸度に示される柔軟性に優れたポリウレタンフォームを得ることができる。   In the production method of the present invention, a polyol component and a polyisocyanate component are reacted in the presence of a polyalkylene chain-containing compound represented by the general formula (I) (hereinafter simply referred to as a polyalkylene chain-containing compound). There is one feature. In the present invention, since the means for reacting the polyol component and the polyisocyanate component in the presence of the polyalkylene chain-containing compound is employed in this way, it has low rebound resilience, mechanical strength such as tensile strength, and the like. A polyurethane foam excellent in flexibility indicated by elongation can be obtained.

ポリアルキレン鎖含有化合物において、n価のポリアルキレンポリオール、n価のポリアルキレンエーテルポリオール又はn価のポリアルキレンエステルポリオールの残基を示す。nは、2又は3を示す。なお、上記のこれらのポリオールにおけるポリアルキレンユニットは、不飽和結合を含んでいてもよい。   In the polyalkylene chain-containing compound, a residue of an n-valent polyalkylene polyol, an n-valent polyalkylene ether polyol or an n-valent polyalkylene ester polyol is shown. n represents 2 or 3. In addition, the polyalkylene unit in these polyols described above may contain an unsaturated bond.

n価のポリアルキレンポリオール、n価のポリアルキレンエーテルポリオール又はn価のポリアルキレンエステルポリオールの残基の水酸基価は、ポリオール成分の粘度の調整及び柔軟性の保持の観点から、好ましくは50〜200mgKOH/g、より好ましくは80〜150mgKOH/gである。なお、水酸基価は、JIS K 0070に基づいて測定したときの値である。   The hydroxyl value of the residue of the n-valent polyalkylene polyol, n-valent polyalkylene ether polyol or n-valent polyalkylene ester polyol is preferably 50 to 200 mg KOH from the viewpoint of adjusting the viscosity of the polyol component and maintaining flexibility. / G, more preferably 80 to 150 mg KOH / g. The hydroxyl value is a value measured based on JIS K 0070.

ポリアルキレン鎖含有化合物は、例えば、ポリオールとパラニトロ安息香酸クロライドとを反応させた後、ニトロ基を還元させる方法、ポリオールとアミノ安息香酸アルキルエステルとを反応させる方法等によって容易に調製することができる。   The polyalkylene chain-containing compound can be easily prepared by, for example, a method of reacting a polyol and paranitrobenzoic acid chloride and then reducing a nitro group, a method of reacting a polyol and an aminobenzoic acid alkyl ester, or the like. .

ポリアルキレン鎖含有化合物を調製する際に用いられるポリオールとしては、例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコール、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体のグリコール等のポリエーテルポリオール、ポリエチレンアジペートポリオール、ポリブチレンアジペートポリオール、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトンから誘導されるラクトン系ポリエステルポリオール、3−メチルペンタンジオールとアジピン酸とを反応させることによって得られるポリエステルポリオール、ポリブタジエン系ポリオール等が挙げられる。   Examples of the polyol used in preparing the polyalkylene chain-containing compound include polyether polyols such as polytetramethylene ether glycol, polypropylene ether glycol, ethylene oxide-propylene oxide copolymer glycol, polyethylene adipate polyol, and polybutylene adipate. Examples include lactone polyester polyols derived from polyols, ε-caprolactone, γ-butyrolactone, polyester polyols obtained by reacting 3-methylpentanediol and adipic acid, polybutadiene polyols, and the like.

ポリアルキレン鎖含有化合物は、一般式(I)で表されるように、末端基としてアミノ基を有することが一般的であるが、片末端又は両末端に水酸基を有していてもよい。また、ポリアルキレン鎖含有化合物の主鎖の一部にアミド基が含まれていてもよい。   The polyalkylene chain-containing compound generally has an amino group as a terminal group as represented by the general formula (I), but may have a hydroxyl group at one or both terminals. In addition, an amide group may be included in a part of the main chain of the polyalkylene chain-containing compound.

ポリアルキレン鎖含有化合物は、商業的に容易に入手しうるものである。ポリアルキレン鎖含有化合物を調製する際に用いられるポリオールの代表例としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを原料としたエアプロダクト・アンド・ケミカル社製、商品名:バーサリングP−650(ポリオールの分子量:650)、バーサリングP−1000(ポリオールの分子量:1000)等;イハラケミカル工業(株)製、商品名:エラスマー1000(ポリオールの分子量:1000)、これを低融点に変性したイハラケミカル工業(株)製、商品名:ポレアSL−100A(ポリオールの分子量:1000)等が挙げられる。   The polyalkylene chain-containing compound can be easily obtained commercially. As a typical example of the polyol used when preparing the polyalkylene chain-containing compound, a product name: Versaring P-650 (polyol molecular weight: manufactured by Air Products and Chemical Co., Ltd. using polytetramethylene ether glycol as a raw material) 650), Bersering P-1000 (polyol molecular weight: 1000), etc .; manufactured by Ihara Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Elastomer 1000 (polyol molecular weight: 1000), and Ihara Chemical Industry Co., Ltd. modified to a low melting point ), Trade name: Porea SL-100A (molecular weight of polyol: 1000), and the like.

好適なポリアルキレン鎖含有化合物の代表例としては、両末端にアミノ基を有するアミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−p−アミノベンゾエート等が挙げられる。   Representative examples of suitable polyalkylene chain-containing compounds include aminobenzoates having amino groups at both ends, polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzoate, and the like.

ポリアルキレン鎖含有化合物及びポリオール成分(ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリオール成分)の量は、ポリアルキレン鎖含有化合物/ポリオール成分(重量比)が0.05〜0.3、好ましくは0.1〜0.25となるように調整することが好ましい。   The amount of the polyalkylene chain-containing compound and the polyol component (polyol component used in the production of the polyurethane foam) is 0.05 to 0.3, preferably 0.1 to 0.1. It is preferable to adjust so that it may become 0.25.

ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリオール成分は、ポリオールを含有する。ポリオールは、水酸基を2個以上有するポリエーテルポリオール(以下、ポリエーテルポリオールという)やポリエーテルポリオールを基剤とするポリマーポリオール(以下、ポリマーポリオールという)及びポリエステルポリオールからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   The polyol component used for the production of the polyurethane foam contains a polyol. The polyol is at least one selected from the group consisting of a polyether polyol having two or more hydroxyl groups (hereinafter referred to as polyether polyol), a polymer polyol based on polyether polyol (hereinafter referred to as polymer polyol), and a polyester polyol. It is preferable that

ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール等の多価アルコールにアルキレンオキサイドを付加重合させて得られるポリエーテルポリオール、ポリオキシテトラメチレングリコール等が挙げられる。   Examples of the polyether polyol include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, glycerin, trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol, and pentaerythritol. Examples include polyether polyols and polyoxytetramethylene glycols obtained by addition polymerization of alkylene oxides to polyhydric alcohols.

ポリエーテルポリオールの代表例としては、ポリオキシプロピレンポリオールの末端水酸基にエチレンオキシドが付加された水酸基1個あたりの分子量が1500以上であるポリオキシプロピレン系ポリオール、テトラヒドロフランの開環重合で得られる分子量1000以上のポリオキシテトラメチレングリコール及びそれらの混合物等が挙げられる。   Representative examples of polyether polyols include polyoxypropylene polyols in which ethylene oxide is added to the terminal hydroxyl groups of polyoxypropylene polyol, the molecular weight per hydroxyl group of 1500 or more, and the molecular weight of 1000 or more obtained by ring-opening polymerization of tetrahydrofuran. And polyoxytetramethylene glycol and mixtures thereof.

ポリマーポリオールの代表例としては、重合性不飽和基含有モノマーを重合させて得られたポリマー微粒子がポリエーテルポリオール中に分散した状態にあるもの等が挙げられる。このものは、例えば、重合性不飽和基含有モノマーを重合させて得られたポリマー微粒子とポリエーテルポリオールとを混合し、分散させる方法、前記ポリエーテルポリオール中で前記重合性不飽和基含有モノマーを重合させることにより、前記重合性不飽和基含有モノマーから得られたポリマー微粒子を製造し、ポリエーテルポリオール中に分散させる方法等によって製造することができる。これらの方法の中では、後者の方法が、ポリマー微粒子が該ポリエーテルポリオール中で均一に分散されたポリマーポリオールを容易に得ることができるので好ましい。   Typical examples of the polymer polyol include those in which polymer fine particles obtained by polymerizing a polymerizable unsaturated group-containing monomer are dispersed in a polyether polyol. This is, for example, a method of mixing and dispersing polymer fine particles obtained by polymerizing a polymerizable unsaturated group-containing monomer and a polyether polyol, and the polymerizable unsaturated group-containing monomer in the polyether polyol. By polymerizing, polymer fine particles obtained from the polymerizable unsaturated group-containing monomer can be produced and produced by a method of dispersing in a polyether polyol. Among these methods, the latter method is preferable because a polymer polyol in which polymer fine particles are uniformly dispersed in the polyether polyol can be easily obtained.

重合性不飽和基含有モノマーとしては、スチレン;アクリロニトリル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート;グリシジルメタクリレート;メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜4のアルキルアクリレート;グリシジルアクリレート等が挙げられ、これらのモノマーは、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。   Examples of the polymerizable unsaturated group-containing monomer include styrene; acrylonitrile; alkyl methacrylate having 1 to 4 carbon atoms such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and butyl methacrylate; glycidyl methacrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, and the like. Examples thereof include alkyl acrylates having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group; glycidyl acrylate, etc. These monomers can be used alone or in admixture of two or more.

ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールと、フタル酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸等の多塩基酸との縮合物であって、末端に水酸基を有するもの等が挙げられる。   Examples of the polyester polyol include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, phthalic acid, maleic acid, malonic acid, succinic acid, and adipic acid. And a condensate with a polybasic acid such as terephthalic acid having a hydroxyl group at the terminal.

ポリオール成分の中では、ソフトで良好な感触と低反発弾性とを両立する観点からポリエーテルポリオールが好ましい。   Among the polyol components, polyether polyol is preferable from the viewpoint of achieving both soft and good feel and low resilience.

ポリオールの平均官能基数は、好ましくは2〜6である。また、ポリオールの水酸基価は、架橋密度を高め、フォーム強度を高める観点から、好ましくは15〜600mgKOH/g、より好ましくは20〜550mgKOH/g、更に好ましくは30〜500mgKOH/gである。なお、ポリオール成分の水酸基価は、JIS K 0070に基づいて求めたときの値である。   The average functional group number of the polyol is preferably 2-6. The hydroxyl value of the polyol is preferably 15 to 600 mgKOH / g, more preferably 20 to 550 mgKOH / g, and still more preferably 30 to 500 mgKOH / g, from the viewpoint of increasing the crosslink density and increasing the foam strength. In addition, the hydroxyl value of a polyol component is a value when calculated | required based on JISK0070.

ポリオールは、機械的強度、柔軟性付与及び寸法安定性の観点から、平均官能基数が2〜3のポリオールであることが好ましい。ポリオール成分中の平均官能基数が2〜3のポリオールの含有量は、好ましくは60〜100重量%、より好ましくは70〜100重量%である。また、ポリオールは、低反発弾性の付与及び寸法安定性の観点から、平均官能基数が4〜6のポリオールであることが好ましい。ポリオール成分中の平均官能基数が4〜6のポリオールの含有量は、好ましくは1〜20重量%、より好ましくは5〜15重量%である。   The polyol is preferably a polyol having an average functional group number of 2 to 3 from the viewpoints of mechanical strength, imparting flexibility and dimensional stability. The content of the polyol having an average functional group number of 2 to 3 in the polyol component is preferably 60 to 100% by weight, more preferably 70 to 100% by weight. The polyol is preferably a polyol having an average functional group number of 4 to 6 from the viewpoint of imparting low impact resilience and dimensional stability. The content of the polyol having an average functional group number of 4 to 6 in the polyol component is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight.

ポリオール成分は、必要により、後述する触媒等の他の成分とともにポリオール混合物として用いることができる。ポリオール混合物におけるポリオール成分の含有量は、機械的強度の向上、柔軟性の付与及び寸法安定性の向上の観点から、好ましくは80重量%以上、より好ましくは85重量%以上である。   If necessary, the polyol component can be used as a polyol mixture together with other components such as a catalyst described later. The content of the polyol component in the polyol mixture is preferably 80% by weight or more, more preferably 85% by weight or more, from the viewpoint of improving mechanical strength, imparting flexibility and improving dimensional stability.

ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリイソシアネート成分の代表例としては、イソシアネートプレポリマー等が挙げられる。   A typical example of the polyisocyanate component used in the production of the polyurethane foam includes an isocyanate prepolymer.

イソシアネートプレポリマーは、ポリオールと過剰量のポリイソシアネートモノマーとを常法により攪拌し、反応させることによって得られる。   The isocyanate prepolymer is obtained by stirring and reacting a polyol and an excess amount of a polyisocyanate monomer by a conventional method.

ポリイソシアネートモノマーの具体例としては、トリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、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、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジクロロ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート等のポリイソシアネート成分、それらの変性体、例えば、カルボジイミド変性体等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。これらの中では、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート又は該4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートとそのカルボジイミド変性体との併用が好ましい。   Specific examples of the polyisocyanate monomer include tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, polymethylene polyphenyl diisocyanate, 3, 3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dichloro-4,4'-biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, etc. Polyisocyanate components, modified products thereof such as carbodiimide modified products, etc., which may be used alone or in combination of two or more. Can. Among these, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate or the combined use of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and a modified carbodiimide thereof is preferable.

イソシアネートプレポリマーの中では、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートのカルボジイミド変成体を用いて得られたイソシアネートプレポリマーは、十分な強度を確保する観点から、好ましい。   Among the isocyanate prepolymers, an isocyanate prepolymer obtained by using 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and a carbodiimide modification of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is preferable from the viewpoint of securing sufficient strength.

なお、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートのカルボジイミド変成体を用いて得られたイソシアネートプレポリマーには、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが混在していてもよい。   In addition, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate may be mixed in the isocyanate prepolymer obtained by using the carbodiimide modified product of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate.

イソシアネートプレポリマーを調製する際には、必要により、添加剤を添加してもよい。   When preparing an isocyanate prepolymer, an additive may be added as necessary.

添加剤としては、例えば、ポリエステルポリオールを調製する際に必要により用いられる添加剤をはじめ、イソシアネートプレポリマーが自己重合するのを防止するために、塩化水素ガス、亜硫酸ガス等の酸性ガス、塩化アセチル、塩化ベンゾイル、イソフタル酸クロリド等の酸塩化物、リン酸、リン酸モノエチル、リン酸ジエチル等のリン酸化合物等のイソシアネート自己重合防止剤を用いることができる。これらの添加剤は、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。   Examples of additives include additives used as necessary when preparing polyester polyols, acidic gases such as hydrogen chloride gas and sulfurous acid gas, acetyl chloride to prevent the isocyanate prepolymer from self-polymerizing. An isocyanate self-polymerization inhibitor such as acid chlorides such as benzoyl chloride and isophthalic acid chloride, and phosphoric acid compounds such as phosphoric acid, monoethyl phosphate, and diethyl phosphate can be used. These additives can be used alone or in admixture of two or more.

イソシアネートプレポリマーのNCO%は、粘度が高くなって低圧発泡機での成形が困難とならないようにするために、好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上であり、また粘度が低くなって発泡機の計量精度が低くなることを避けるために、好ましくは25%以下、より好ましくは22%以下、更に好ましくは20%以下である。   The NCO% of the isocyanate prepolymer is preferably 10% or more, more preferably 15% or more, so that the viscosity does not increase and molding with a low-pressure foaming machine becomes difficult. In order to avoid that the measurement accuracy of the foaming machine is lowered, it is preferably 25% or less, more preferably 22% or less, and still more preferably 20% or less.

イソシアネートプレポリマーは、15℃以上において液状を呈し、低圧でも吐出可能であるので、例えば、40〜50℃の成形温度でも何ら問題なくポリウレタンフォームの製造に供することができる。   Since the isocyanate prepolymer is liquid at 15 ° C. or higher and can be discharged even at a low pressure, it can be used for the production of polyurethane foam without any problem even at a molding temperature of 40 to 50 ° C., for example.

ポリイソシアネート成分のNCO%は、液粘度の上昇防止及び液の保存安定性の観点から10〜25%が好ましい。ポリイソシアネート成分を構成するポリイソシアネートモノマーとしては、十分な機械的強度を有する発泡体を得る観点から、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。   The NCO% of the polyisocyanate component is preferably 10 to 25% from the viewpoint of preventing increase in liquid viscosity and storage stability of the liquid. As the polyisocyanate monomer constituting the polyisocyanate component, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate is preferable from the viewpoint of obtaining a foam having sufficient mechanical strength.

なお、本発明においては、反応速度の向上の観点から、触媒を用いることが好ましい。触媒は、ポリオール混合物に含有させることができる。   In the present invention, a catalyst is preferably used from the viewpoint of improving the reaction rate. The catalyst can be contained in the polyol mixture.

触媒としては、例えば、TEDA〔1,4−ジアザビシクロ-[2.2.2]−オクタン〕、N,N,N',N'−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N',N',N"−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリメチルアミノエチルピペラジン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ビス(ジメチルアミノアルキル)ピペラジン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルベンジルアミン、ビス(N,N−ジエチルアミノエチル)アジペート、N,N,N',N'−テトラメチル−1,3−ブタンジアミン、N,N−ジメチル−β−フェニルエチルアミン、1,2−ジメチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。これらの触媒の中では、反応速度の向上の観点から、3級アミンが好ましい。   Examples of the catalyst include TEDA [1,4-diazabicyclo- [2.2.2] -octane], N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, N, N, N ′, N ′. -Tetramethylpropylenediamine, N, N, N ', N', N "-pentamethyldiethylenetriamine, trimethylaminoethylpiperazine, N, N-dimethylcyclohexylamine, N, N-dimethylbenzylamine, N-methylmorpholine, N -Ethylmorpholine, triethylamine, tributylamine, bis (dimethylaminoalkyl) piperazine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N-diethylbenzylamine, bis (N, N-diethylaminoethyl) adipate, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3-butanediamine, N, N-dimethyl β-phenylethylamine, 1,2-dimethylimidazole, 2-methylimidazole, etc. may be used, and these may be used alone or in admixture of two or more. From the viewpoint of improvement, a tertiary amine is preferable.

なお、触媒として、アミン系触媒以外にも、例えば、ジブチルチンジラウレート、オレイン酸第1錫、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸鉛等の有機金属化合物を用いることもできる。   In addition to amine-based catalysts, for example, organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate, stannous oleate, cobalt naphthenate, and lead naphthenate can be used as the catalyst.

ポリウレタンフォームを製造する際には、発泡剤を用いることができる。発泡剤は、ポリオール混合物に含有させることができる。発泡剤としては、水を単独で用いてもよく、水と、炭化水素、クロロフルオロカーボン、水素化フルオロカーボンとを併用してもよい。なお、地球のオゾン層破壊の問題を回避する観点から、発泡剤として、水を単独で使用することが好ましい。発泡剤は、ポリオール混合物に含有させることができる。   In producing the polyurethane foam, a foaming agent can be used. The blowing agent can be contained in the polyol mixture. As the blowing agent, water may be used alone, or water may be used in combination with hydrocarbon, chlorofluorocarbon, or hydrogenated fluorocarbon. From the viewpoint of avoiding the problem of the earth's ozone layer destruction, it is preferable to use water alone as the foaming agent. The blowing agent can be contained in the polyol mixture.

発泡剤として、水を用いた場合、一般に、水はポリイソシアネート成分と反応し、強固なハードセグメントを形成する。しかしながら、ポリイソシアネート成分と水との反応によって発生する炭酸ガスの影響でポリウレタンフォームは低密度化する。とたがって、発泡剤としての水の量は、ポリアルキレン鎖含有化合物とポリオール成分との合計量100重量部に対して、好ましくは0.3〜2重量部、より好ましくは0.5〜1.8重量部、更に好ましくは0.8〜1.6重量部である。   When water is used as the foaming agent, water generally reacts with the polyisocyanate component to form a strong hard segment. However, the density of the polyurethane foam is lowered due to the influence of carbon dioxide generated by the reaction between the polyisocyanate component and water. Therefore, the amount of water as the blowing agent is preferably 0.3 to 2 parts by weight, more preferably 0.5 to 1 part with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polyalkylene chain-containing compound and the polyol component. 0.8 parts by weight, more preferably 0.8 to 1.6 parts by weight.

本発明では、添加剤として、鎖延長剤、シリコーン系整泡剤、顔料、酸化防止剤、黄変防止剤等を用いることができる。これらの添加剤は、ポリオール混合物に含有させることができる。   In the present invention, chain extenders, silicone-based foam stabilizers, pigments, antioxidants, yellowing inhibitors, and the like can be used as additives. These additives can be contained in the polyol mixture.

鎖延長剤としては、数平均分子量が1000以下で、分子内に2個以上の活性水素を有する化合物を用いることができる。   As the chain extender, a compound having a number average molecular weight of 1000 or less and having two or more active hydrogens in the molecule can be used.

鎖延長剤の代表例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、メチルペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、デキストロース、ソルビトール等の多価アルコール、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族多価アミン、芳香族多価アミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のアルカノールアミン等、それらの変性物等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。   Typical examples of chain extenders include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, methylpentanediol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol. Modification of polyhydric alcohols such as diglycerin, dextrose and sorbitol, aliphatic polyamines such as ethylenediamine and hexamethylenediamine, aromatic polyamines, alkanolamines such as diethanolamine, triethanolamine and diisopropanolamine These may be used alone or in combination of two or more.

好適な鎖延長剤として、数平均分子量が1000以下のエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ペンタエリスリトール、それらの変性物等が挙げられる。   Suitable chain extenders include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, pentaerythritol, modified products thereof and the like having a number average molecular weight of 1000 or less.

ポリオール成分とポリイソシアネート成分との混合割合は、イソシアネートインデックスが好ましくは80〜110、より好ましくは85〜105、更に好ましくは90〜100となるように調整することが望ましい。   The mixing ratio of the polyol component and the polyisocyanate component is preferably adjusted so that the isocyanate index is preferably 80 to 110, more preferably 85 to 105, and still more preferably 90 to 100.

ポリウレタンフォームの製造法としては、例えば、ポリオール成分、触媒、発泡剤、添加剤等をあらかじめ混合、攪拌し、得られたポリオール混合物とポリイソシアネート成分とを成形機により、混合、攪拌し、成形型内に注入し、発泡させる方法等が挙げられる。より具体的には、例えば、タンク等を用いてポリオール成分、触媒、発泡剤、添加剤等を混合、攪拌し、得られたポリオール混合物を40℃程度に調温した後、自動混合注入型発泡機、自動混合型射出発泡機等の発泡機を用いてポリオール混合物とポリイソシアネート成分とを混合し、反応、発泡させる方法等が挙げられる。   As a method for producing a polyurethane foam, for example, a polyol component, a catalyst, a foaming agent, an additive and the like are mixed and stirred in advance, and the resulting polyol mixture and the polyisocyanate component are mixed and stirred by a molding machine. The method of injecting into a foam and making it foam is mentioned. More specifically, for example, a polyol component, a catalyst, a foaming agent, an additive, and the like are mixed and stirred using a tank or the like, and the resulting polyol mixture is adjusted to about 40 ° C., and then automatically mixed injection type foaming. Examples thereof include a method of mixing a polyol mixture and a polyisocyanate component using a foaming machine such as an automatic mixing type injection foaming machine, reacting and foaming.

かくして得られるポリウレタンフォームの密度は、充分な機械的強度及び寸法安定性を確保する観点から、0.1g/cm以上、好ましくは0.1〜0.6g/cm、より好ましくは0.2〜0.6g/cm、更に好ましくは0.3〜0.55g/cmである。 The density of the polyurethane foam thus obtained, from the viewpoint of securing sufficient mechanical strength and dimensional stability, 0.1 g / cm 3 or more, preferably 0.1 to 0.6 g / cm 3, more preferably 0. It is 2-0.6 g / cm < 3 >, More preferably, it is 0.3-0.55 g / cm < 3 >.

実施例1〜3及び比較例1
表1に示す組成となるように、ポリオール成分、ポリアルキレン鎖含有化合物としてポリテトラメチレンオキシド−ジ−p−アミノベンゾエート〔イハラケミカル工業(株)製、商品名:エラスマー1000P、官能基数:2、アミン価:86.1mgKOH/g〕、鎖延長剤(エチレングリコール)、触媒(トリエチレンジアミン)、発泡剤(水)、シリコーン系整泡剤〔東レ・ダウコーニング(株)製、商品名:SH193〕及び顔料〔日本ピグメント(株)製、商品名:NV−7−478〕を混合し、ポリオール混合物を調製した。
Examples 1 to 3 and Comparative Example 1
Polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzoate (produced by Ihara Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Elastomer 1000P, functional group number: 2, as a polyol component and a polyalkylene chain-containing compound so as to have the composition shown in Table 1. Amine value: 86.1 mgKOH / g], chain extender (ethylene glycol), catalyst (triethylenediamine), foaming agent (water), silicone foam stabilizer [manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., trade name: SH193] And a pigment [Nippon Pigment Co., Ltd., trade name: NV-7-478] were mixed to prepare a polyol mixture.

ポリイソシアート成分として、花王(株)製、商品名:エディフォームB−6106M(NCO%:16%)を用い、ポリオール混合物とポリイソシアート成分との配合割合は、式:
〔イソシアネートインデックス〕
=〔実際に使用したイソシアネート量)
÷(化学量論的にポリオール成分と当量とされるイソシアネート量)
×100
に基づいて求められるイソシアネートインデックスが表1に示す値となるように、調整した。
As the polyisocyanate component, product name: EDIPFORM B-6106M (NCO%: 16%) manufactured by Kao Corporation is used, and the blending ratio of the polyol mixture and the polyisocyanate component is expressed by the formula:
[Isocyanate index]
= [Amount of isocyanate actually used]
÷ (isocyanate amount stoichiometrically equivalent to polyol component)
× 100
It adjusted so that the isocyanate index calculated | required based on might become the value shown in Table 1.

ポリオール混合物とポリイソシアート成分とを自動混合型射出発泡機〔ポリウレタンエンジニアリング社製、形式:MU−203S、型番:6−018〕に仕込み、35〜45℃の温度で混合し、得られた混合物を型温が45〜55℃の成形型(内面にシリコーン離型剤を塗布)内に仕込み、以下の成形条件で発泡させ、10mm×100mm×300mmのポリウレタンフォームからなるテストシートを作製した。   The polyol mixture and the polyisocyanate component were charged into an automatic mixing type injection foaming machine (manufactured by Polyurethane Engineering, model: MU-203S, model number: 6-018), mixed at a temperature of 35 to 45 ° C., and the resulting mixture was molded. A test sheet made of a polyurethane foam of 10 mm × 100 mm × 300 mm was prepared by charging into a mold having a temperature of 45 to 55 ° C. (with a silicone release agent applied to the inner surface) and foaming under the following molding conditions.

〔成形条件〕
・反応性:クリームタイム5〜15秒間
・脱型時間:5.5〜6.5分間
〔Molding condition〕
・ Reactivity: Cream time 5-15 seconds ・ Demolding time: 5.5-6.5 minutes

なお、ポリオール成分の略号は、以下のことを意味する。
<ポリオールa1>
ポリプロピレングリコール〔旭硝子ウレタン(株)製、商品名:プレミノール5005、官能基数:2、水酸基価:28mgKOH/g、数平均分子量:4000、不飽和度0.02meq/g〕
In addition, the abbreviation of a polyol component means the following.
<Polyol a1>
Polypropylene glycol [manufactured by Asahi Glass Urethane Co., Ltd., trade name: preminol 5005, functional group number: 2, hydroxyl value: 28 mgKOH / g, number average molecular weight: 4000, unsaturation degree 0.02 meq / g]

<ポリオールa2>
ポリプロピレントリオール〔旭硝子ウレタン(株)製、商品名:エクセノール820、官能基数:3、水酸基価:34mgKOH/g、数平均分子量:4900、不飽和度0.06meq/g〕
<Polyol a2>
Polypropylene triol [Asahi Glass Urethane Co., Ltd., trade name: Exenol 820, functional group number: 3, hydroxyl value: 34 mg KOH / g, number average molecular weight: 4900, unsaturation degree 0.06 meq / g]

<ポリオールa3>
ペンタエリスリトール系ポリオール〔三洋化成工業(株)製、商品名:サンニックスHD−402、官能基数:4、水酸基価:400mgKOH/g、数平均分子量:550〕
<Polyol a3>
Pentaerythritol polyol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., trade name: Sanniks HD-402, functional group number: 4, hydroxyl value: 400 mgKOH / g, number average molecular weight: 550)

Figure 2007119580
Figure 2007119580

次に、作製されたテストシートの物性を以下の方法に従って調べた。その結果を表2に示す。   Next, the physical properties of the produced test sheet were examined according to the following method. The results are shown in Table 2.

(1)硬度
テストシート表面の硬度をAsker C硬度計にて25℃で測定した。
(1) Hardness The hardness of the test sheet surface was measured at 25 ° C. with an Asker C hardness tester.

(2)密度
テストシート(100mm×300mm×10mm)の重量を測定し、体積300cmで除して測定した。
(2) Density The test sheet (100 mm × 300 mm × 10 mm) was weighed and divided by a volume of 300 cm 3 .

(3)引張強度及び伸度
テストシートから打ち抜いたダンベル2号形の試験片を用い、JIS K6251に従って測定した。
なお、伸度が高いほど柔軟性に優れることを示す。
(3) Tensile strength and elongation Using a dumbbell No. 2 test piece punched from a test sheet, the tensile strength and elongation were measured according to JIS K6251.
In addition, it shows that it is excellent in a softness | flexibility, so that elongation is high.

(4)反発弾性率
テストシートから打ち抜いた直径32mm(厚さ10mm)の試験片を用い、JIS K6255に従って測定した。
(4) Rebound resilience This was measured according to JIS K6255 using a test piece having a diameter of 32 mm (thickness 10 mm) punched from the test sheet.

Figure 2007119580
Figure 2007119580

表2に示された結果から、各実施例で得られたポリウレタンフォームは、比較例1で得られたポリウレタンフォームと対比して、引張強度に優れ、低反発弾性率を有するものであることがわかる。   From the results shown in Table 2, the polyurethane foam obtained in each example is superior to the polyurethane foam obtained in Comparative Example 1 and has excellent tensile strength and low rebound resilience. Recognize.

本発明の製造法によって得られたポリウレタンフォームは、引張強度及び柔軟性に優れ、低反発弾性率を有することから、例えば、靴底をはじめ、自動車やその他の乗り物、家具、寝具等に用いられるクッション材等として好適に使用することができる。   The polyurethane foam obtained by the production method of the present invention is excellent in tensile strength and flexibility and has a low rebound resilience, so that it is used for, for example, shoe soles, automobiles and other vehicles, furniture, bedding and the like. It can be suitably used as a cushion material or the like.

Claims (3)

一般式(I):
Figure 2007119580
(式中、Rは、n価のポリアルキレンポリオール、n価のポリアルキレンエーテルポリオール又はn価のポリアルキレンエステルポリオールの残基、nは、2又は3を示す)
で表されるポリアルキレン鎖含有化合物の存在下で、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させるポリウレタンフォームの製造法。
Formula (I):
Figure 2007119580
(In the formula, R represents a residue of an n-valent polyalkylene polyol, an n-valent polyalkylene ether polyol or an n-valent polyalkylene ester polyol, and n represents 2 or 3)
A process for producing a polyurethane foam in which a polyol component and a polyisocyanate component are reacted in the presence of a polyalkylene chain-containing compound represented by the formula:
n価のポリアルキレンポリオール、n価のポリアルキレンエーテルポリオール又はn価のポリアルキレンエステルポリオールの水酸基価が、50〜200mgKOH/gである請求項1記載の製造法。   The process according to claim 1, wherein the hydroxyl value of the n-valent polyalkylene polyol, n-valent polyalkylene ether polyol or n-valent polyalkylene ester polyol is 50 to 200 mgKOH / g. ポリアルキレン鎖含有化合物とポリオール成分との重量比(ポリアルキレン鎖含有化合物/ポリオール成分)が、0.05〜0.3である請求項1又は2記載の製造法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein a weight ratio of the polyalkylene chain-containing compound and the polyol component (polyalkylene chain-containing compound / polyol component) is 0.05 to 0.3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03126713A (en) * 1989-10-12 1991-05-29 Shigeru Kogyo Kk Raw material for polyurethane foam

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