JP2007146091A - Method for producing polyurethane foam containing expandable bead - Google Patents

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JP2007146091A JP2005350128A JP2005350128A JP2007146091A JP 2007146091 A JP2007146091 A JP 2007146091A JP 2005350128 A JP2005350128 A JP 2005350128A JP 2005350128 A JP2005350128 A JP 2005350128A JP 2007146091 A JP2007146091 A JP 2007146091A
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Nobumasa Makihara
伸征 牧原
Tetsushi Iwase
哲史 岩瀬
Tadashi Yano
忠史 矢野
Susumu Muramatsu
享 村松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a favorable polyurethane foam containing expandable beads, wherein the expandable beads are sufficiently expanded, even when they are added in a relatively large amount. <P>SOLUTION: In a method for producing the polyurethane foam containing the expandable beads, a polyurethane foam raw material containing at least a polyol, a polyisocyanate, a foaming agent and unexpanded expandable beads is reacted to expand and cure the polyurethane foam, and the expandable beads are expanded by the heat generated at the reaction. Here, the expansion and curing of the polyurethane foam is carried out under pressure, preferably of 0.15-0.2 MPa. The amount of the unexpanded expandable beads contained is preferably 50-200 pts.wt. based on 100 pts.wt. polyol. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリオールとポリイソシアネートの反応時の発熱によってポリウレタン発泡原料中の発泡性ビーズを発泡(膨張)させる発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a foamed bead-containing polyurethane foam in which foamable beads in a polyurethane foam raw material are foamed (expanded) by heat generated during the reaction between a polyol and a polyisocyanate.

従来、軽量かつ高硬度の発泡体の製造方法として、ポリウレタン発泡原料中に未発泡の発泡性ビーズを添加して、ポリオールとポリイソシアネートの反応時の発熱によって発泡性ビーズを発泡させる発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法が提案されている。   Conventionally, as a method for producing lightweight and high-hardness foams, foamed beads containing foamed beads that are foamed by the heat generated during the reaction between polyol and polyisocyanate by adding unfoamed foamed beads to the polyurethane foam raw material A method for producing a polyurethane foam has been proposed.

しかし、従来の発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法においては、発泡性ビーズの含量が一定量を超え、ポリウレタン発泡体中における発泡性ビーズの占める体積が大きくなると、ウレタン樹脂の占める割合が低下してポリウレタン発泡体の発泡硬化時における発熱が十分に行われなくなり、その結果、発泡性ビーズも十分に発泡しなくなって良好な発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体が得られなくなる問題がある。そのため、発泡性ビーズの含量をそれほど多くすることができず、発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の硬度を高めるのに制限があった。   However, in the conventional method for producing foamed bead-containing polyurethane foam, when the foamable bead content exceeds a certain amount and the volume of foamable beads in the polyurethane foam increases, the proportion of urethane resin decreases. As a result, there is a problem that heat generation at the time of foam curing of the polyurethane foam is not sufficiently performed, and as a result, the foamable beads are not sufficiently foamed and a good foamable bead-containing polyurethane foam cannot be obtained. For this reason, the content of expandable beads cannot be increased so much, and there is a limitation in increasing the hardness of the foamable bead-containing polyurethane foam.

特開昭48−77957号公報JP-A-48-77957 特公昭47−25855号公報Japanese Patent Publication No. 47-25855

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、発泡性ビーズを比較的多量に添加しても、発泡性ビーズを十分に発泡させ、良好な発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体を得られる発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and even if a relatively large amount of expandable beads are added, the expandable beads can be sufficiently expanded to obtain a foamable bead-containing polyurethane foam. An object of the present invention is to provide a method for producing a bead-containing polyurethane foam.

請求項1の発明は、ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤及び未発泡の発泡性ビーズを少なくとも含むポリウレタン発泡原料を反応させてポリウレタン発泡体を発泡硬化させ、前記反応時の発熱によって前記発泡性ビーズを発泡させる発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法において、前記ポリウレタン発泡体の発泡硬化を加圧下で行うことを特徴とする。   The invention of claim 1 is to react a polyurethane foam raw material containing at least a polyol, a polyisocyanate, a foaming agent, and an unexpanded expandable bead to foam and cure the polyurethane foam, and to generate the expandable bead by heat generated during the reaction. In the method for producing a foamed bead-containing polyurethane foam to be foamed, the polyurethane foam is foamed and cured under pressure.

請求項2の発明は、請求項1において、前記加圧が0.15〜0.2MPaであることを特徴とする請求項1に記載の発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法。   The invention according to claim 2 is the method for producing a foamable bead-containing polyurethane foam according to claim 1, wherein the pressure is 0.15 to 0.2 MPa.

請求項3の発明は、請求項1または2において、前記未発泡の発泡性ビーズの含量が、前記ポリオール100重量部に対して50〜200重量部であることを特徴とする。   The invention of claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, the content of the unexpanded expandable beads is 50 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.

請求項4の発明は、請求項1から3の何れか一項において、前記発泡性ビーズの耐熱温度が80〜150℃であることを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the heat-resistant temperature of the expandable beads is 80 to 150 ° C.

本発明によれば、ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤及び未発泡の発泡性ビーズを少なくとも含むポリウレタン発泡原料を反応させてポリウレタン発泡体を発泡硬化させ、前記反応時の発熱によって前記発泡性ビーズを発泡させる発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法において、前記ポリウレタン発泡体の発泡硬化を加圧下で行う構成としたことにより、ポリウレタン発泡体は、常圧で発泡するのと比べて発泡中の体積膨張程度が少なくなると共に、外部へ熱が逃げにくくなる。したがって、ポリウレタン発泡原料における発泡性ビーズの含量を多くしても、ポリウレタン発泡体の発泡中においてはウレタン樹脂が占める割合の減少を少なくでき、しかも熱がポリウレタン発泡体から逃げにくいため、ポリウレタン発泡体の発泡硬化時の発熱により、ポリウレタン発泡体の発泡及び発泡性ビーズの発泡の両方を十分に行わせることができ、良好な発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体を得ることができる。なお、この発明は、ポリウレタン軟質スラブ発泡体を製造する連続生産装置を用いて、そのラインに加圧装置を設け、連続生産されたスラブストックを加圧環境下に置くことも可能であるが、加圧装置そのものが過大な設備となる。したがって、加圧装置内に納められる容量ごとに製造されるバッチ処理生産方式が好ましい。   According to the present invention, the polyurethane foam is foam-cured by reacting a polyurethane foam raw material containing at least a polyol, a polyisocyanate, a foaming agent and unexpanded foam beads, and the foam beads are foamed by heat generated during the reaction. In the method for producing a foamed bead-containing polyurethane foam, the polyurethane foam has a volume expansion during foaming compared to foaming at normal pressure, because the polyurethane foam is foamed and cured under pressure. As the degree decreases, it becomes difficult for heat to escape to the outside. Therefore, even if the content of expandable beads in the polyurethane foam raw material is increased, the decrease in the proportion of the urethane resin during the foaming of the polyurethane foam can be reduced, and the heat does not easily escape from the polyurethane foam. Due to the heat generated during the foam curing, both foaming of the polyurethane foam and foaming of the expandable beads can be sufficiently performed, and a good foamable bead-containing polyurethane foam can be obtained. In this invention, it is possible to use a continuous production apparatus for producing a polyurethane soft slab foam, to provide a pressurizing device in the line, and to place the continuously produced slab stock in a pressurized environment. The pressurizing device itself becomes an excessive facility. Therefore, a batch processing production system manufactured for each capacity stored in the pressurizing apparatus is preferable.

以下本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明におけるポリウレタン発泡体の製造方法は、ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤及び未発泡の発泡性ビーズを少なくとも含むポリウレタン発泡原料を反応させてポリウレタン発泡体を発泡硬化させ、前記反応時の発熱によって前記発泡性ビーズを発泡させる発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法において、前記ポリウレタン発泡体の発泡硬化を加圧下で行うことを特徴とする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the method for producing a polyurethane foam in the present invention, the polyurethane foam is foam-cured by reacting a polyurethane foam raw material containing at least a polyol, a polyisocyanate, a foaming agent and unexpanded expandable beads. In the method for producing a foamable bead-containing polyurethane foam in which foamable beads are foamed, the polyurethane foam is foamed and cured under pressure.

本発明において使用されるポリオールは、軟質ポリウレタン発泡体に用いられる公知のエーテル系ポリオールまたはエステル系ポリオールの何れか一方又は両方が用いられる。   As the polyol used in the present invention, any one or both of known ether polyols and ester polyols used for flexible polyurethane foams are used.

エーテル系ポリオールとしては、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、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコール、またはその多価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。また、エステル系ポリオールとしては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、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等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールを挙げることできる。   Examples of ether polyols include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, and sucrose, or polyhydric alcohols thereof. The polyether polyol which added alkylene oxides, such as ethylene oxide and a propylene oxide, can be mentioned. As ester polyols, polycondensation of aliphatic carboxylic acids such as malonic acid, succinic acid and adipic acid and aromatic carboxylic acids such as phthalic acid and aliphatic glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol. The polyester polyol obtained in this way can be mentioned.

ポリイソシアネートとしては、芳香族系、脂環式、脂肪族系の何れでもよく、また、1分子中に2個のイソシアネート基を有する2官能のイソシアネートであっても、あるいは1分子中に3個以上のイソシアネート基を有する3官能以上のイソシアネートであってもよく、それらを単独であるいは複数組み合わせて使用してもよい。   The polyisocyanate may be aromatic, alicyclic or aliphatic, and may be a bifunctional isocyanate having two isocyanate groups in one molecule, or three in one molecule. Trifunctional or higher isocyanates having the above isocyanate groups may be used, and these may be used alone or in combination.

例えば、2官能のイソシアネートとしては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシネート、p−フェニ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、2,4’−ジフェニルメタンジアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネートなどの芳香族系のもの、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環式のもの、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、リジンイソシアネートなどの脂肪族系のものを挙げることができる。   For example, as the bifunctional isocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'- Fragrances such as diphenylmethane diate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisonate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate Aliphatic ones such as cyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate Over DOO, hexamethylene diisocyanate, isopropylene diisocyanate, methylene diisocyanate, there may be mentioned aliphatic, such as lysine isocyanate.

また、3官能以上のイソシアネートとしては、1−メチルベンゾール−2,4,6−トリイソシアネート、1,3,5−トリメチルベンゾール−2,4,6−トリイソシアネート、ビフェニル−2,4,4’−トリイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4,4’−トリイソシアネート、メチルジフェニルメタン−4,6,4’−トリイソシアネート、4,4’−ジメチルジフェニルメタン−2,2’,5,5’テトライソシアネート、トリフェニルメタン−4,4’,4”−トリイソシアネート、ポリメリックMDI等を挙げることができる。なお、その他ウレタンプレポリマーも使用することができる。また、併用されるポリイソシアネートは、それぞれ一種類に限られず一種類以上であってもよい。例えば、脂肪族系イソシアネートの一種類と芳香族系イソシアネートの二種類を併用してもよい。   Examples of the tri- or higher functional isocyanate include 1-methylbenzole-2,4,6-triisocyanate, 1,3,5-trimethylbenzole-2,4,6-triisocyanate, biphenyl-2,4,4 ′. -Triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, methyldiphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate, 4,4'-dimethyldiphenylmethane-2,2 ', 5,5' tetraisocyanate, triisocyanate Examples thereof include phenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -triisocyanate, polymeric MDI, etc. In addition, urethane prepolymers can also be used. Further, the polyisocyanate used in combination is limited to one kind each. However, it may be one or more, for example, aliphatic isocyanates It may be used in combination of two of one type and an aromatic isocyanate.

前記発泡剤としては水が用いられる。水の量は、ポリオール100重量部に対して3〜5重量部程度が好適である。3重量部より少ない場合、ポリオールとポリイソシアネートの発泡反応時の発熱温度が十分に上昇せず、その結果、発泡性ビーズが十分に発泡せず、良好なポリウレタン発泡体が得られなくなる。一方、5重量部より多い場合、ポリオールとポリイソシアネートの発泡反応時の発熱温度が上昇し過ぎて、ポリウレタン発泡体が良好に発泡しなくなるのみならず、発泡性ビーズが一旦発泡した後、崩壊して収縮するようになり、これによっても良好なポリウレタン発泡体が得られなくなる。   Water is used as the foaming agent. The amount of water is preferably about 3 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyol. When the amount is less than 3 parts by weight, the exothermic temperature at the time of the foaming reaction between the polyol and the polyisocyanate is not sufficiently increased. As a result, the foamable beads are not sufficiently foamed and a good polyurethane foam cannot be obtained. On the other hand, if it is more than 5 parts by weight, the exothermic temperature during the foaming reaction between the polyol and polyisocyanate will increase too much, and the polyurethane foam will not foam well, but will also collapse after the foaming beads once foamed. As a result, the polyurethane foam shrinks, and a good polyurethane foam cannot be obtained.

発泡性ビーズは、未発泡状態のものが前記ポリオールやポリイソシアネート等と共に使用される。未発泡状態の発泡性ビーズは、発泡後の発泡性ビーズよりも粒径が小さく、ポリウレタン原料に所望の量を分散混合することができることから好ましいものである。一般に、ビーズの成形体の製造方法では、未発泡の発泡性ビーズを一次発泡させて、粒径が1〜5mmまで球形の状態で発泡させ、一次発泡させた球形の発泡性ビーズを成形型内に投入して加熱融着させることで成形体としている。しかし、本発明において、一次発泡させた発泡性ビーズをポリウレタン原料に混合分散させて本発明のポリウレタン発泡体を得ることは、発泡性ビーズの粒径が大きすぎ、所望量を混合分散できないことから好ましくない。   As the expandable beads, unexpanded beads are used together with the polyol and polyisocyanate. The unfoamed expandable beads are preferable because they have a particle size smaller than that of the foamed beads after foaming, and a desired amount can be dispersed and mixed in the polyurethane raw material. In general, in the method of manufacturing a molded article of beads, unexpanded expandable beads are primarily expanded, and the expanded particles are expanded in a spherical state up to a particle size of 1 to 5 mm. It is made into a molded body by being put in and heated and fused. However, in the present invention, the primary foamed beads are mixed and dispersed in the polyurethane raw material to obtain the polyurethane foam of the present invention because the particle size of the foamable beads is too large and the desired amount cannot be mixed and dispersed. It is not preferable.

発泡性ビーズの素材には、ポリカーボネート、メチルメタアクリレート、ポリエチレン/ポリプロピレン共重合体、ポリエチレン/ポリスチレン共重合体、アクリル/スチレン共重合体、ポリ尿酸等を挙げることができる。なかでも、発泡性ビーズの好ましい一例として発泡性ポリスチレンビーズを挙げることができる。発泡性ポリスチレンビーズは、ポリスチレン又はスチレンを主体にした共重合プラスチックに発泡剤を含浸させたものからなる。発泡性ポリスチレンビーズに用いられる発泡剤としては、ペンタン、ブタン、プロパン等であって、数平均分子量が1000〜3000の高分子が好ましい。また、前記未発泡の発泡性ビーズは、耐熱温度が80〜150℃のものがより好ましい。80℃より低い場合、発泡性ビーズが一旦発泡した後、崩壊して収縮しやすくなる。一方、150℃より高い場合、発泡性ビーズが発泡しなくなる。発泡性ビーズは、未発泡状態における粒径が0.8〜1.2mm、発泡状態時の発泡倍率が50〜60倍、発泡後の密度が0.09〜0.25g/cmのものが、ポリウレタン発泡体の反応性や発泡性ビーズによる硬度増大効果等の点から好ましい。さらに未発泡の発泡性ビーズの添加量は、ポリオール100重量部に対して50〜200重量部が好ましい。50重量部未満の場合、ポリウレタン発泡体の軽量性及び硬度増加効果が得難くなる。一方、200重量部を超えると、ポリウレタン発泡原料の発泡硬化時に発泡バランスが崩れて良好なポリウレタン発泡体を得難くなる。 Examples of the foamable bead material include polycarbonate, methyl methacrylate, polyethylene / polypropylene copolymer, polyethylene / polystyrene copolymer, acrylic / styrene copolymer, and polyuric acid. Among these, a preferred example of the expandable bead is an expandable polystyrene bead. The expandable polystyrene beads are made by impregnating polystyrene or styrene-based copolymer plastic with a foaming agent. As the foaming agent used for the expandable polystyrene beads, pentane, butane, propane or the like, and a polymer having a number average molecular weight of 1000 to 3000 is preferable. The unfoamed expandable beads are more preferably those having a heat resistant temperature of 80 to 150 ° C. When the temperature is lower than 80 ° C., the expandable beads are once foamed and then collapse and easily contract. On the other hand, when the temperature is higher than 150 ° C., the expandable beads do not foam. The expandable beads have an unfoamed particle size of 0.8 to 1.2 mm, an expansion ratio in the expanded state of 50 to 60 times, and a density after expansion of 0.09 to 0.25 g / cm 3 . From the viewpoint of the reactivity of the polyurethane foam and the effect of increasing the hardness due to the expandable beads. Furthermore, the addition amount of unexpanded expandable beads is preferably 50 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyol. When the amount is less than 50 parts by weight, it is difficult to obtain the light weight and hardness increasing effect of the polyurethane foam. On the other hand, when it exceeds 200 parts by weight, the foaming balance is lost when the polyurethane foam raw material is foam-cured, making it difficult to obtain a good polyurethane foam.

その他の添加剤としては、整泡剤、顔料などを挙げることができる。整泡剤は、軟質ポリウレタン発泡体に用いられるものであればよく、シリコーン系整泡剤、含フッ素化合物系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。顔料は、求められる色に応じたものが用いられる。   Examples of other additives include foam stabilizers and pigments. Any foam stabilizer may be used as long as it is used for a flexible polyurethane foam. Examples thereof include silicone foam stabilizers, fluorine-containing compound foam stabilizers, and known surfactants. As the pigment, those according to the required color are used.

また、前記ポリオールとポリイソシアネートの反応には触媒が用いられる。触媒としては、軟質ポリウレタン発泡体用として公知のものを用いることができる。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、N−エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等の錫触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒(有機金属触媒とも称される。)を挙げることができる。触媒の一般的な量は、ポリオール100重量部に対して0.01〜2.0重量部程度である。   A catalyst is used for the reaction between the polyol and the polyisocyanate. As the catalyst, those known for flexible polyurethane foams can be used. For example, amine catalysts such as triethylamine, triethylenediamine, diethanolamine, dimethylaminomorpholine, N-ethylmorpholine, tetramethylguanidine, tin catalysts such as stannous octoate and dibutyltin dilaurate, phenylmercurypropionate or lead octenoate And metal catalysts (also referred to as organometallic catalysts). The general amount of the catalyst is about 0.01 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.

本発明におけるポリウレタン発泡体の製造は、前記ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤(水)、未発泡の発泡性ビーズ及び触媒、その他の添加剤からなるポリウレタン発泡原料を、公知の方法で混合させて発泡硬化させることにより行われる。その際、前記発泡硬化が加圧下で行われる。前記加圧の条件は、0.15〜0.2MPaが好ましい。0.15MPa未満の場合には加圧による効果が得がたく、一方、0.2MPaを超える場合にはポリウレタン発泡体自体の発泡が阻害されるようになる。さらに、前記0.15〜0.2MPaの加圧時間は、反応混合液を発泡成形機から吐出後、5〜10分が好ましい。5分未満の場合、加圧による効果が少なく、一方10分を超える場合にはポリウレタン発泡体自体の発泡が阻害されやすくなる。また、母材となるポリウレタン発泡体の反応成形において、反応発熱が最高に達する段階で発泡体が加圧条件下にあることが、発泡性ビーズを発泡させるための熱を与え、ポリウレタン発泡体の成形と発泡性ビーズの発泡を同期させるのに好ましい。   In the production of the polyurethane foam in the present invention, a polyurethane foam raw material comprising the polyol, polyisocyanate, foaming agent (water), unfoamed foam beads and catalyst, and other additives is mixed by a known method to foam. This is done by curing. At that time, the foam curing is performed under pressure. The pressurizing condition is preferably 0.15 to 0.2 MPa. When the pressure is less than 0.15 MPa, the effect of pressurization is difficult to obtain, while when it exceeds 0.2 MPa, foaming of the polyurethane foam itself is inhibited. Further, the pressurization time of 0.15 to 0.2 MPa is preferably 5 to 10 minutes after the reaction mixture is discharged from the foam molding machine. When the time is less than 5 minutes, the effect of pressurization is small. On the other hand, when the time exceeds 10 minutes, foaming of the polyurethane foam itself tends to be hindered. In addition, in the reaction molding of the polyurethane foam as the base material, the fact that the foam is under pressure at the stage where the reaction heat generation reaches the highest level gives heat for foaming the expandable beads, It is preferable to synchronize molding and foaming of foamable beads.

なお、前記ポリウレタン発泡体を製造する際、前記ポリウレタン発泡原料(反応混合原料)を、公知の発泡成形機から一旦大気圧下に吐出した後に前記加圧下に置いて発泡硬化させてもよく、あるいは直接前記加圧環境下に吐出して発泡硬化させてもよい。また、ポリウレタン発泡原料は、ワンショット法でもプレポリマー法でも、いずれの方法で反応させてもよい。ワンショット法は、ポリオールとポリイソシアネートを、未発泡の発泡性ビーズ、触媒、発泡剤(水)及びその他適宜の添加剤等の存在下、直接反応させる方法である。それに対してプレポリマー法は、ポリオールとポリイソシアネートを事前に反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、このプレポリマーに未発泡の発泡性ビーズ、触媒、発泡剤(水)及び添加剤等の存在下、ポリオールを反応させる方法である。   When the polyurethane foam is produced, the polyurethane foam raw material (reaction mixed raw material) may be discharged from a known foam molding machine under atmospheric pressure and then placed under the pressure to be foam-cured, or It may be directly discharged under the pressurized environment to be foam-cured. In addition, the polyurethane foam raw material may be reacted by any one of the one-shot method and the prepolymer method. The one-shot method is a method in which a polyol and polyisocyanate are directly reacted in the presence of unfoamed expandable beads, a catalyst, a foaming agent (water), and other appropriate additives. On the other hand, in the prepolymer method, polyol and polyisocyanate are reacted in advance to obtain a prepolymer having an isocyanate group at the terminal, and unexpanded expandable beads, catalyst, foaming agent (water) and additives are added to the prepolymer. In the presence of the above, the polyol is reacted.

以下、本発明の実施例について、比較例とともに具体的に説明する。表1に示す各成分を同表中の配合割合にしたがって配合し、ワンショット法によって大気圧下に吐出し、実施例については、直ちに加圧装置(株式会社大阪空気機械製作所、品番PT−200)内に配置し、そのまま10分間加圧状態を維持して発泡硬化させることにより、一方、比較例については加圧力を低くし、あるいは発泡剤としての水の添加量を変化させて発泡硬化させることにより、それぞれ発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体を製造した。表1におけるポリオールはポリエーテルポリオール(品番:GP3050F、官能基数f=3、OH価=56、Mw=3000、三洋化成工業株式会社製)、アミン触媒はN,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン(品番:カオーライザーNo3、花王株式会社製)、金属触媒はオクチル酸第一錫(品番:MRH110、城北化学工業株式会社製)、整泡剤はシリコーン整泡剤(品番:BF2370、ゴールドシュミット製)、発泡性ビーズは発泡性ポリスチレンビーズ(品番:SSBTX17、耐熱温度120〜130℃、未発泡状態における粒径が0.8〜1.2mm、発泡状態時の発泡倍率が50〜60倍、発泡後の密度が0.09〜0.25g/cm、日立化成工業株式会社製)、ポリイソシアネートはトリレンジイソシアネート(品番:T−80、日本ポリウレタン工業株式会社製)である。 Examples of the present invention will be specifically described below together with comparative examples. Each component shown in Table 1 is blended according to the blending ratio in the same table and discharged under atmospheric pressure by the one-shot method. For the examples, immediately pressurizer (Osaka Air Machinery Co., Ltd., product number PT-200) ), And maintained in a pressurized state for 10 minutes as it is, and foamed and cured. On the other hand, in the comparative example, the applied pressure was lowered or the amount of water added as a foaming agent was changed and foamed and cured. Thus, foamable bead-containing polyurethane foams were produced. Polyols in Table 1 are polyether polyols (product number: GP3050F, functional group number f = 3, OH number = 56, Mw = 3000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), and amine catalysts are N, N, N ′, N ″, N "-Pentamethyldiethylenetriamine (product number: Kao Riser No3, manufactured by Kao Corporation), metal catalyst is stannous octylate (product number: MRH110, manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.), and foam stabilizer is silicone foam stabilizer (product number: BF2370, manufactured by Goldschmidt), expandable beads are expandable polystyrene beads (product number: SSBTX17, heat resistant temperature 120-130 ° C., particle size 0.8-1.2 mm in unexpanded state, expansion ratio 50 in expanded state) 60 times, density after foaming 0.09~0.25g / cm 3, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), the polyisocyanate Torirenjii Cyanate (part number: T-80, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) is.

Figure 2007146091
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比較例1は、加圧条件の加圧力を0.12MPaに低くした例であり、加圧力が低いことからポリウレタン発泡体が成形されても発泡性ビーズについては発泡しておらず、良好な発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体が得られなかった。また、比較例2,3は、発泡剤である水の添加量を変化させた例である。水を多量に添加した比較例3では、ポリウレタン発泡体の合成にかかる反応発熱温度が高くなりすぎて発泡性ビーズが一旦発泡(膨張)した後に収縮を生じてしまった。水の添加量が少ない比較例2は、所定の加圧条件であってもポリウレタン発泡体の合成にかかる反応発熱温度が低く、発泡性ビーズを発泡させる温度に至らなかった。一方、実施例1〜5においては、良好な発泡状態の発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体が得られた。さらに、実施例1に関して、加圧することなく成形した場合、発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の内部発熱温度は110℃であり、発泡性ビーズを充分に発泡させることができなかったのに対し、0.2MPaで加圧した実施例1では130℃まで昇温するのを観察した。   Comparative Example 1 is an example in which the pressing force under pressure is reduced to 0.12 MPa. Since the pressing force is low, foaming beads are not foamed even when a polyurethane foam is molded, and good foaming is achieved. The bead-containing polyurethane foam was not obtained. Comparative Examples 2 and 3 are examples in which the amount of water as a foaming agent was changed. In Comparative Example 3 in which a large amount of water was added, the reaction exothermic temperature required for the synthesis of the polyurethane foam became too high, and the expandable beads once contracted (expanded) and contracted. In Comparative Example 2 in which the amount of water added was small, the reaction exothermic temperature required for the synthesis of the polyurethane foam was low even under the predetermined pressure condition, and the temperature for foaming the expandable beads was not reached. On the other hand, in Examples 1-5, the foaming bead containing polyurethane foam of a favorable foaming state was obtained. Furthermore, regarding Example 1, when the molding was performed without applying pressure, the internal exothermic temperature of the foamable bead-containing polyurethane foam was 110 ° C., and the foamable beads could not be sufficiently foamed. In Example 1 pressurized at 2 MPa, it was observed that the temperature was raised to 130 ° C.

また、前記実施例及び比較例の発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体について、密度をJIS K7222−2004に準じて測定し、25%圧縮硬さをJIS K6400−2:2004 D法に準じて測定した。なお、25%圧縮硬さは、サンプルサイズを厚み30×縦50×横50mmとし、このサンプルを25%に完全に圧縮した際の圧縮応力で示した。測定結果は、表1の下部に示すとおりであり、実施例は、比較例と比べて25%圧縮硬さが密度の割に極めて高いものであった。
Moreover, about the foamable bead containing polyurethane foam of the said Example and a comparative example, the density was measured according to JISK7222-2004, and 25% compression hardness was measured according to JISK6400-2: 2004D method. The 25% compression hardness is indicated by the compressive stress when the sample size is 30 × 50 × 50 mm and the sample is completely compressed to 25%. The measurement results are as shown in the lower part of Table 1. In the example, the 25% compression hardness was extremely high for the density as compared with the comparative example.

Claims (4)

ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤及び未発泡の発泡性ビーズを少なくとも含むポリウレタン発泡原料を反応させてポリウレタン発泡体を発泡硬化させ、前記反応時の発熱によって前記発泡性ビーズを発泡させる発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法において、
前記ポリウレタン発泡体の発泡硬化を加圧下で行うことを特徴とする発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法。
Polyurethane foam raw material containing at least a polyol, a polyisocyanate, a foaming agent and unfoamed foam beads is reacted to foam and cure the polyurethane foam, and the foam beads containing foam are foamed by heat generated during the reaction. In the foam production method,
A method for producing a foamable bead-containing polyurethane foam, wherein the polyurethane foam is foamed and cured under pressure.
前記加圧が0.15〜0.2MPaであることを特徴とする請求項1に記載の発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法。   The said pressurization is 0.15-0.2 MPa, The manufacturing method of the foamable bead containing polyurethane foam of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記未発泡の発泡性ビーズの含量が、前記ポリオール100重量部に対して50〜200重量部であることを特徴とする請求項1または2に記載の発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法。   The method for producing an expandable bead-containing polyurethane foam according to claim 1 or 2, wherein the content of the unexpanded expandable beads is 50 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol. 前記発泡性ビーズの耐熱温度が80〜150℃であることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の発泡性ビーズ含有ポリウレタン発泡体の製造方法。
The heat resistance temperature of the expandable beads is 80 to 150 ° C, The method for producing a foamable bead-containing polyurethane foam according to any one of claims 1 to 3.
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