JP2803136B2

JP2803136B2 - 軟質ポリウレタンフォーム用組成物

Info

Publication number: JP2803136B2
Application number: JP1053310A
Authority: JP
Inventors: 勝英西村; 基安椚座; ひとみ江口
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1989-03-06
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JPH02232218A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は原料ポリオール液の安定性、フォームの機械
的物性に優れ、更に熱融着性及び高周波融着性に優れた
軟質ポリウレタンフォーム用組成物に関するものであ
る。

（従来技術及びその課題）従来、軟質ポリウレタンフォームに熱融着性を付与す
る為、種々の試みが成されている。例えばリン含有ポリ
エーテルポリオールを使用する方法（特公昭48−37600
号公報）、フレームラミネーション前にウレタンフォー
ムあるいは基材の少なくとも一方にリン酸を付着させる
方法（特公昭47−6519号公報）あるいは、ポリオキシア
ルキレンポリオール、ポリカルボン酸無水物及び環状エ
ーテル化合物より成るポリエステルエーテルポリオール
と有機リン化合物より成るウレタンフォームを用いる方
法（特公昭46−30309号公報）、水酸基末端ウレタンポ
リオールを用いる軟質ウレタンフォーム（特開昭61−78
816号公報）、芳香族ジヒドロキシ化合物のアルキレン
オキサイド付加物をアルコール成分とするポリエステル
ポリエーテルポリオールを用いる軟質ポリウレタンフォ
ーム（特開昭61−73717号公報）が知られている。しか
しながら、かかるフォームは（ｉ）ポリオールの安定
性、（ii）フォームの機械的物性、（iii）熱融着性及
び高周波融着性（被着体の種類によっては全く接着力を
有しない）等のいずれかに問題を残しており完全なもの
ではなかった。

（発明が解決しようとする課題）しかるに本発明者らは、上述した如き従来技術の種々
の欠点の存在に鑑みて、これら諸欠点を解消すべく鋭意
研究した結果、本願発明を完成するに至った。

（課題を解決する為の手段）即ち、本発明は、ポリヒドロキシ化合物、ポリイソシ
アネートからなるポリウレタンフォーム用組成物におい
て、ポリヒドロキシ化合物として、主鎖に側鎖を有する
多価アルコール（２−メチル−1,8−オクタンジオール
を除く）を一種以上用いた分子量300〜3000のポリエス
テルポリオール（Ｉ）及びポリオキシアルキレングリコ
ール（II）とを併用し、ポリエステルポリオール（Ｉ）
とポリオキシアルキレングリコール（II）との混合比
が、（Ｉ）／（II）＝1/99〜50/50であることを特徴と
する軟質ポリウレタンフォーム用組成物、好ましくはポ
リエステルポリオール（Ｉ）が主鎖に側鎖を有する多価
アルコール単独、又はこれと直鎖状低分子ポリヒドロキ
シ化合物及び／又は分子量300〜2500のポリオキシグリ
コールとをアルコール成分とする軟質ポリウレタンフォ
ーム用組成物を提供するものである。

（構成）本発明のポリエステルポリオール（Ｉ）は、側鎖を有
する多価アルコール単独、これと低分子ポリヒドロキシ
化合物及び／又は分子量300〜2500のポリオキシアルキ
レングリコールとをアルコール成分とし、ジカルボン酸
（脂肪族系、芳香族系、脂環族系）を酸成分としてエス
テル化反応により得られるものである。

本発明の直鎖状の低分子ポリヒドロキシ化合物として
は、主鎖に側鎖（アルキル基）を有さない化合物で官能
基数２〜４で、分子量60〜300のものが好ましく、例え
ばエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、
ジエチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,5
−アミルグリコール、1,6−ヘキサメチレングリコー
ル、ビスヒドロキシエトキシベンゼンもしくはｐ−キシ
レングリコールなどのグリコール類、グリセリン、ヘキ
サントリオール、トリエタノールアミン、ペンタエリス
リトール、エチレンジアミンなどの多官能のポリヒドロ
キシ化合物を使用できる。

本発明においてポリエステルポリオール中に用いられ
る側鎖を１つ以上持つ多価アルコールとは、側鎖として
アルキル基を有する化合物であり、側鎖の炭素数が好ま
しくは１〜34のもので、例えば1,2−プロピレングリコ
ール、ジ−1,2−プロピレングリコール、1,2−ブチレン
グリコール、1,3−ブチレングリコール、2,3−ブチレン
グリコール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、
３−メチル−1,5−ペンタンジオール、３−メチル−1,
3,5−ペンタントリオール、2,2,4−トリメチル−1,3−
ペンタンジオール、２−エチル−1,3−ヘキサンジオー
ル、2,2−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−2,2−ジ
メチル−３−ヒドロキシプロパネート、ネオペンチルグ
リコール、２−ノルマルブチル−２−エチル1,3−プロ
パンジオール、３−エチル1,5ペンタンジオール、３−
プロピル−1,5ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3
−プロパンジオール、３−オクチル1,5ペンタンジオー
ル、２−エチル−1,3−ヘキサンジオール、３−ミリス
チル−1,5−ペンタンジオール、３−ステアリル−1,5−
ペンタンジオール、３−フェニル−1,5−ペンタンジオ
ール、３−（４−ノニルフェニル）−1,5−ペンタンジ
オール、3,3−ビス（４−ノニルフェニル）−1,5−ペン
タンジオール、1,2−ビス（ヒドロキシメチル）シクロ
プロパン、1,3−ビス（ヒドロキシエチル）シクロブタ
ン、1,3−ビス（ヒドロキシメチル）シクロペンタン、
1,4−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、1,4−
ビス（ヒドロキシエチル）シクロヘキサン、1,4−ビス
（ヒドロキシプロピル）シクロヘキサン、1,4−ビス
（ヒドロキシエチル）シクロヘプタン、1,4−ビス（ヒ
ドロキシメトキシ）シクロヘキサン、1,4−ビス（ヒド
ロキシエトキシ）シクロヘキサン、2,2−ビス（４′−
ヒドロキシメトキシシクロヘキシル）プロパン、2,2−
ビス（４′−ヒドロキシエトキシシクロヘキシル）プロ
パン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。

本発明の脂肪族系ジカルボン酸としては、炭素数３〜
14のものが好ましく、例えばマロン酸、コハク酸、グル
タル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼラ
イン酸、セバシン酸、1,9−ノナメチレンジカルボン
酸、1,10−デカメチレンジカルボン酸、1,11−ウンデカ
メチレンジカルボン酸、1,12−ドデカメチレンジカルボ
ン酸等が挙げられる。又芳香族系ジカルボン酸としては
例えばオルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、
ナフタレンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸も
しくはフェナンスレンジカルボン酸があるが、それらの
無水物あるいは各種の誘導体も使用できることは無論で
あり、これらは二種以上の混合物として用いても良い。

以上に掲げられたような諸原料を用いて前記ポリエス
テルエーテルポリオールあるいはポリエステルポリオー
ルを調製するには、真空および／または触媒を用いて行
なう従来公知のエステル化技術が採用できるものであ
り、そのうちでも代表的なものとしては、常圧下にグリ
コール類とジカルボン酸類とを反応させる方法とか、真
空下でエステル化せしめる方法とか、トルエンの如き不
活性溶剤の存在下にエステル化を行なったのち、縮合水
と溶剤とを共沸させて反応系外に除去せしめる方法など
がある。

触媒の存在しない系で反応を行なうことも無論可能で
はあるが、通常は、エステル化反応を円滑に進行させる
ために、無機酸または有機酸類;Li,Na,K,Rb,Ca,Mg,Sr,Z
n,Al,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zr,Pd,Sn,SbもしくはPb
などの金属の塩化物、酸化物、水酸化物または酢酸、シ
ュウ酸、オクチル酸、ラウリル酸もしくはナフテン酸な
どの脂肪酸塩類；ナトリウム・メチラート、ナトリウム
・エチラート、アルミニウム・トリイソプロポキサイ
ド、イソプロピル・チタネートもしくはｎ−ブチル・チ
タネートなどのアルコラート類；ナトリウム・フェノラ
ートなどのフェノラート類；あるいはAl,Ti,Zn,Sn,Zrも
しくはPbなどの金属のその他の有機金属化合物などの如
き、通常のエステル化用およびエステル交換用に使用さ
れているすべての触媒を用いて行なうのが望ましい。そ
のさいの触媒の使用量は前記ポリエステルジオール調製
用諸原料総量に対して0.00001〜約５重量％なる範囲
内、好ましくは0.001〜２重量％なる範囲内が適当であ
る。そして、このさいの反応温度は通常、100〜250℃の
範囲である。

本発明のポリエステルポリオール（Ｉ）の分子量は、
好ましくは300〜3000なる範囲内、特に好ましくは、500
〜2000なる範囲が適当である。ポリエステルポリオール
の分子量が300未満の場合は、フォーム製造時の発泡安
定性が悪くなり、フォームの機械的物性が悪くなる。一
方、ポリエステルポリオールの分子量が3000より大きい
場合は他のポリオキシアルキレングリコール等との相溶
性が悪く、ポリオール原液の安定性が悪くなる。

本発明のポリエステルポリオール（Ｉ）とポリオキシ
アルキレングリコール（II）との混合割合は、特に制限
しないが、好ましくは1/99〜50/50の範囲である。

本発明のポリオキシアルキレングリコール（II）とし
ては、２〜４の官能基数を有する低分子ポリヒドロキシ
化合物例えば、前記低分子ポリヒドロキシ化合物にアル
キレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、
エピクロルヒドリンの単独又は、併用）を付加して得ら
れたものである。その分子量は、好ましくは500〜500
0、より好ましくは700〜4500である。

又アルコール成分として使用する分子量300〜2500の
ポリオキシアルキレングリコールも同様にして得られる
ものであるが、ポリエステルポリオールのアルコール成
分とする為には、分子量が300〜2500程度とする必要が
ある。より好ましくは分子量350〜2200である。300より
小さいと通常のグリコールとの区別がつかない、2500よ
り大きいとエステル化反応に時間がかかりアルコール成
分として使用しにくい。

本発明のポリエステルポリオール（Ｉ）とポリオキシ
アルキレングリコール（II）との混合割合は、好ましく
は1/99〜50/50である。

本発明の実施に当って特徴的に用いられる前記ポリエ
ステルポリオール（Ｉ）とポリオキシアルキレングリコ
ール（II）の混合物は、前述した様に安定性に優れ、フ
ォームの物性、熱融着性及び耐スコーチ性に極めて優れ
た熱融着性軟質ウレタンフォームを与えるものであるか
ら、前掲した特定の成分を専ら用いるべきではあるけれ
ども必要に応じて、官能基数２〜８、分子量500〜7000
のポリオキシテトラメチレングリコール等のポリエーテ
ルポリオールあるいはポリエチレンアジペート、ポリブ
チレンアジペート等のアジピン酸系ポリエステルポリオ
ール、ラクトン系ポリエステルポリオール及びそれらに
多官能成分（トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トール、ヘキサントリオール）を導入した慣用のポリオ
ールを前掲の特定のポリエステルポリオール（Ｉ）とポ
リオキシアルキレングリコール（II）の混合物に混合し
て用いることを決して妨げるものではない。

本発明に用いることのできるポリ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もしくは2,6−ト
リレンジイソシアネートまたはこれらの混合物、ｍ−も
しくはｐ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシレン
ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、テトラ
メチレン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレン−
1,6−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジ
イソシアネート、3,3′−ジメチル−ジフェニルメタン
−4,4′−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′−ジクロル−
4,4′−ビフェニレンジイソシアネート、4,4′−ビフェ
ニレンジイソシアネートまたは1,5−ナフタレンジイソ
シアネート、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、
及びジフェニルメタンジイソシアネートの各種誘導体が
ある。

以上の原料を用いて従来公知の方法例えばワンショッ
ト法、プレポリマー法等により本発明のポリウレタンフ
ォームを製造すれば良い。プレポリマー法とは、ポリヒ
ドロキシ化合物とポリイソシアネートをあらかじめ反応
させ一種のプレポリマーを得、次いでこれに発泡剤、触
媒、整泡剤及びその他添加剤の存在下ポリヒドロキシ化
合物を反応させるものであり、あるいはワンショット法
とは、触媒、発泡剤、整法剤及びその他添加剤の存在下
に有機ポリイソシアネートとポリヒドロキシ化合物とを
反応させるもので、これらの方法によりポリウレタンフ
ォームを製造することができる。ここでポリイソシアネ
ートとしては、前掲したものを使用することができる。

本発明に用いる触媒とはポリウレタンフォームを製造
する際普通に用いられているものでよく、たとえば有機
スズ化合物触媒、アミン系触媒等がある。有機スズ化合
物触媒としては、スタナスオクトエース、スタナスオレ
エート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジ−
２−エチルヘキソエート、ジブチルスズジアセテート等
がある。

本発明において、使用する整泡剤は一般のポリウレタ
ンフォーム製造用のシリコーン整泡剤でよい。

また、本発明においては、水（有機イソシアネートと
の反応で炭酸ガスを生成する）を発泡剤として主に使用
するが、必要に応じてモノフルオルトリクロルメタン或
いはメチレンクロライドのような低沸点の有機化合物及
び空気も使用することができる。

上述した配合成分以外に、フォームに要求される性能
に応じて、充填剤、帯電防止剤、着色剤、及び難燃剤等
を本発明の目的を逸脱しない限り添加することができ
る。

（効果）本発明のポリウレタンフォームは、ポリオールの安定
性、フォームの機械的物性に優れ、更に熱融着性及び高
周波融着性に優れている為に軟質ポリウレタンフォーム
として好ましく使用される。用途としては、内装材、イ
ス等の織物、布、不織布等との熱融着性及び高周波融着
性に優れるので、乗物の座席、内装材、イス、クッショ
ン等のクッション性を必要とする分野に用いられる。

次に本発明の実施例につき説明するが、これらに限定
するものではない。文中「部」、「％」は重量基準であ
るものとする。

実施例１３−メチル−1,5−ペンタンジオール513部、アジピン
酸487部より平均分子量985のポリエステルポリオールを
得た。

上記ポリエステルポリオール20部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール80部を混合したものを
混合し、これにトリエチレンジアミン0.1部を水4.0部に
溶解したもの、シリコンＬ−540（日本ユニカ製）1.0
部、スタナスオクトエート0.25部を加え、更にTDI−80
49.6部（NCOインデックス105）を加えて激しく撹拌後
適当な型に注ぎ軟質ポリウレタンフォーム〔Ｉ〕を得
た。

実施例２３−メチル−1,5−ペンタンジオール257部、ジプロピ
レングリコール293部、アジピン酸450部より平均分子量
810のポリエステルポリオールを得た。

上記ポリエステルポリオール30部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール70部を混合したものを
ポリオールとして実施例１と同様の方法で発泡させて、
軟質ポリウレタンフォーム〔II〕を得た。

実施例３３−メチル−1,5−ペンタンジオール457部、トリメチ
ロールプロパン102部、アジピン酸441部より平均分子量
1205のポリエステルポリオールを得た。

上記ポリエステルポリオール20部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール80部を混合したものを
ポリオールとして実施例１と同様の方法で発泡させて、
軟質ポリウレタンフォーム〔III〕を得た。

実施例４３−メチル−1,5−ペンタンジオール266部、ネオペン
チルグリコール234部、アジピン酸500部より平均分子量
995のポリエステルポリオールを得た。

上記ポリエステルポリオール15部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール85部を混合したものを
ポリオールとして実施例１と同様の方法で発泡させて軟
質ポリウレタンフォーム〔IV〕を得た。

実施例５３−メチル−1,5−ペンタンジオール287部、平均分子
量1000のポリオキシプロピレンジオール370部、無水フ
タル酸343部より平均分子量2550のポリエステルポリオ
ールを得た。

上記ポリエステルポリオール40部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール60部を混合したものを
ポリオールとして実施例１と同様の方法で発泡させて軟
質ポリウレタンフォーム〔Ｖ〕を得た。

比較例１グリセリンにプロピレンオキサイドを付加して得られ
る平均分子量3000のポリオキシプロピレントリオール97
部と、100％リン酸にプロピレンオキサイドを付加して
得られる水酸基価330のポリオキシル化リン酸３部を混
合して用いる以外実施例１と同様に発泡させて軟質ポリ
ウレタンフォーム〔VI〕を得た。

比較例２グリセリンにプロピレンオキサイドを付加して得られ
る平均分子量3000のポリオキシプロピレントリオールを
用いる以外実施例１と同様にして発泡させたウレタンフ
ォーム上に市販の85％リン酸を20g/m²の割合で塗布した
軟質ポリウレタンフォーム〔VII〕を得た。

比較例３ポリオールとしてプロピレングリコールにプロピレン
オキサイドを付加した平均分子量1500のポリオキシプロ
ピレングリコール2250部、無水フタル酸500部、トリエ
チルアミン2.5部、プロピレンオキサイド250部を耐圧反
応釜に仕込み80〜120℃で反応させた。反応終了後、減
圧下で未反応プロピレンオキサイド及び低沸点化合物を
除いた水酸基価55、酸価0.20のポリエステルエーテルポ
リオール50部とグリセリンにプロピレンオキサイドを付
加して得られる平均分子量3000のポリオキシプロピレン
トリオール48部及び比較例１で用いたプロポキシル化リ
ン酸2gを混合して用いる以外、実施例１と同様の方法で
発泡させ軟質ウレタンフォーム〔VIII〕を得た。

比較例４ジプロピレングリコール501部、無水フタル酸499部よ
り平均分子量3500のポリエステルポリオールを得た。

上記ポリエステルポリオール10部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール90部を混合したものを
ポリオールとして実施例１と同様の方法で発泡させて軟
質ウレタンフォーム〔IX〕を得た。

比較例５３−メチル−1,5−ペンタンジオール468部、アジピン
酸532部より平均分子量4050のポリエステルポリオール
を得た。

上記ポリエステルポリオール30部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール70部を混合したものを
ポリオールとして実施例１と同様の方法で発泡させて、
軟質ポリウレタンフォーム〔Ｘ〕を得た。

比較例６３−メチル−1,5−ペンタンジオール185部、エチレン
グリコール95部、アジピン酸220部より平均分子量295の
ポリエステルポリオールを得た。

上記ポリエステルポリオール30部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール75部を混合したものを
ポリオールとして実施例１と同様の方法で発泡させて軟
質ウレタンフォーム〔XI〕を得た。

実施例６ジプロピレングリコール560部、アジピン酸440部より
平均分子量900のポリエステルポリオールを得た。

上記ポリエステルポリオール20部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール80部を混合したものを
ポリオールとして実施例１と同様の方法で発泡させて、
軟質ウレタンフォーム〔XII〕を得た。

実施例７ネオペンチルグリコール486部、アジピン酸514部よ
り、平均分子量850のポリエステルポリオールを得た。

上記ポリエステルポリオール25部に平均分子量3000の
ポリオキシプロピレントリオール75部を混合したものを
ポリオールとして実施例１と同様の方法で発泡させて、
軟質ウレタンフォーム〔XIII〕を得た。

〔熱融着方法〕

以上得られた〔Ｘ〕〜〔XIII〕の軟質ポリウレタンフ
ォームを厚さ15mmにスライスし、縦、横150mm×50mmの
サイズにカットする。これらのサンプルフォームの全面
を一定の炎に調整されたガスバーナーで溶融させ、直ち
に所定の織物上に一定圧力下融着させる。24時間放置後
120mm×25mmの試験片をとりJISL−1066−1963に基づき
剥離強度を測定した。

測定結果を第１表に示した。

〔高周波融着方法〕パール工業（株）製高周波ウェルダー装置（自励発振
式、出力3kW）を用い、10mm厚にサンプリングしたフォ
ームを２枚重ね、下記条件にてフォームどうしが融着す
るまでの高周波融着所要時間を測定し、高周波融着性を
評価した。結果を第２表に示した。

＊条件−１同調ダイヤル:80、圧力:3kg/cm²、冷却時間:4秒＊条件−２同調ダイヤル:50、圧力:3kg/cm²、冷却時間:4秒〔原料ポリオール液の安定性テスト方法〕 100ccビーカーに実施例１〜７、及び比較例1,3,4,5の
原料ポリオール30gを入れ100％相対湿度、50℃条件下で
４週間保存し、外観経時変化を測定した。結果を第３表
に示した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08G 18/42 C08G 18/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリヒドロキシ化合物、ポリイソシアネー
トからなるポリウレタンフォーム用組成物において、ポリヒドロキシ化合物として、主鎖に側鎖を有する多価
アルコール（２−メチル−1,8−オクタンジオールを除
く）を一種以上用いた分子量300〜3000のポリエステル
ポリオール（Ｉ）及びポリオキシアルキレングリコール
（II）とを併用し、ポリエステルポリオール（Ｉ）とポ
リオキシアルキレングリコール（II）との混合比が、
（Ｉ）／（II）＝1/99〜50/50であることを特徴とする
軟質ポリウレタンフォーム用組成物。
【請求項２】ポリエステルポリオール（Ｉ）が主鎖に側
鎖を有する多価アルコール単独、又はこれと直鎖状低分
子ポリヒドロキシ化合物及び／又は分子量300〜2500の
ポリオキシグリコールとをアルコール成分とすることを
特徴とする請求項１の軟質ポリウレタンフォーム用組成
物。