JP2990215B2 - 低密度低硬度の軟質ウレタンフオームの製造方法 - Google Patents
低密度低硬度の軟質ウレタンフオームの製造方法Info
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Description
レタンフオームの製造方法に関する。
性を有しているために、家具、寝具、自動車部材等のク
ツシヨンや背当て材等に広く用いられているが、モール
ドフオームは殆どが自動車部材に用いられている。
ームの製造技術としては、コールドキユア法とホツトキ
ユア法とに大別されるが、それぞれ一長一短を有する。
即ち、コールドキユア法によるモールドフオームは、通
常、HR(High Resilince)と呼ばれており、高い反発
弾性やSAG係数等を有し、かくして、すぐれる物性を
有し、しかも、成形性においては、低温で硬化させるこ
とができ、且つ、硬化時間が短い利点を有する。また、
得られるフオームの歩留りが高いうえに、フオームにク
ラツクや収縮が起こり難いという利点をも有する。しか
し、この方法によるフオームは、これを低密度化すれ
ば、湿熱圧縮永久歪が極端に悪くなるので、高密度クツ
シヨン用途に限られる問題がある。
硬化温度が高く、且つ、長い硬化時間を必要とし、触媒
量の過不足、金型の温度変化、金型の形状等によつて
は、得られるフオームにクラツクや収縮、ルーズスキン
等の欠陥が発生しやすく、更に、製品の歩留りも悪いと
いう問題がある。しかし、ホツトキユア法は、コールド
キユア法よりは、圧縮永久歪にすぐれる低密度製品を得
ることができる利点を有する。従つて、ホツトキユア法
による軟質ウレタンフオームは、低密度フオームは背当
て材に、また、中密度乃至高密度フオームはクツシヨン
用にそれぞれ用いられている。
度フオームは、従来、殆どが発泡剤としてフロン、即
ち、クロロフルオロカーボンを用いて製造されていた
が、最近のフロンの使用の制限や、更には、近い将来の
全面的な禁止を考慮すれば、フロンを用いることなく、
低密度低硬度フオームを製造する方法の開発が急がれて
いる。
のみを用い、原料注入時の型温度を従来より高く設定す
ることによつて、低密度低硬度フオームを製造する方法
が、例えば、特開平3−176110号公報、特開平3
−192109号公報、特開平2−11614号公報、
特公平3−3689号公報等に提案されている。しか
し、このように、発泡剤として水のみを用いるときは、
フロンを用いる場合のように、低硬度ですぐれた物性を
有する軟質フオームを製造することは困難である。かか
る問題を解決するために、モノオール又はジオール系の
ポリオキシアルキレンポリオールをポリオール成分の一
部として用いる方法も提案されているが、このような方
法によれば、フオームの圧縮永久歪が大きくなる等、他
の物性を損なう問題がある。
度低硬度の軟質ウレタンフオームの製造における上記し
た問題を解決するためになされたものであつて、特殊な
ポリオキシアルキレンポリオールを用いることによつ
て、発泡剤として水のみを用いて、他の物性を損なうこ
となく、低密度低硬度の軟質ウレタンフオームを得るこ
とができることを見出して、本発明に至つたものであ
る。
度の軟質ウレタンフオームの製造方法は、多価アルコー
ルにエチレンオキサイド5〜15重量%を付加した後、
プロピレンオキサイドを付加し、更に、必要に応じてエ
チレンオキサイド8重量%以下を付加してなり、平均官
能基数が2.5〜3.5であり、水酸基価が40〜80mg
KOH/gであるポリオキシアルキレンポリオールと有
機ポリイソシアネートとを、ポリオール100重量部当
りに発泡剤として4〜7重量部の水の存在下に反応させ
ることを特徴とする。
ール、有機ポリイソシアネート、触媒、整泡剤、発泡剤
及び必要に応じてその他の添加剤を用いて製造される。
本発明においては、このような軟質ウレタンフオームの
製造方法において、上記ポリオールとして、開始剤とし
て、2価以上の多価アルコール、例えば、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチ
ロールプロパン、ペンタエリスリトール、メチルグルコ
シド、ソルビトール、シユクロース等に、例えば、水酸
化カリウム等のようなアルカリ金属水酸化物を触媒とし
て、先ず、エチレンオキサイド5〜15重量%を付加し
た後、プロピレンオキサイドを付加し、次いで、必要に
応じて、更に、エチレンオキサイド8重量%以下を付加
して得られる平均官能基数が2.5〜3.5であり、水酸基
価が40〜80mgKOH/gであるポリオキシアルキ
レンポリオールが用いられる。
して、開始剤として、2価以上の多価アルコール、例え
ば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、メチルグルコシド、ソルビトール、シユクロース等
に、例えば、水酸化カリウム等のようなアルカリ金属水
酸化物を触媒として、先ず、エチレンオキサイド5〜1
5重量%を付加した後、プロピレンオキサイドを付加
し、更に、エチレンオキサイド8重量%以下を付加して
得られる平均官能基数が2.5〜3.5であり、水酸基価が
40〜80mgKOH/gであるポリオキシアルキレン
ポリオールを用いることによって、硬度が7.5〜9.5k
gf/314cm 2 の範囲にある軟質ウレタンフオーム
を得ることができる。
サイドの付加量は、最終的に得られるポリオキシアルキ
レンポリオールにおける割合を重量%にて示すものとす
る。
シアルキレンポリオールの水酸基価が40mgKOH/
gよりも小さいときは、得られるフオームの圧縮永久歪
が極端に大きくなり、本発明が目的とする軟質フオーム
を得ることができない。他方、水酸基価が80mgKO
H/gよりも大きいときは、フオームが生成し難いこと
があるほか、独立気泡が生成したり、或いはフオームの
収縮が生じるので、本発明が目的とする軟質フオームを
得ることが困難となる。
シアルキレンポリオールは、その平均官能基数が2.5〜
3.5の範囲にあることが必要である。ポリオキシアルキ
レンポリオールの平均官能基数が2.5よりも小さいとき
は、硬化性が悪く、また、得られるフオームの圧縮永久
歪が大きくなる。他方、平均官能基数が3.5を越えると
きは、得られるフオームの硬度が大きくなり、本発明が
目的とする低硬度のものを得ることができない。尚、以
下において、上記ポリオキシアルキレンポリオールを単
にポリオールということがある。
ートとしては、トリレンジイソシアネート(以下、TD
Iという。)、4,4'−ジフエニルメタンジイソシアネー
ト(以下、MDIという。)ほか、工業的に用いられて
いるジイソシアネートを用いることができるが、特に、
TDIが好ましい。TDIとしては、より具体的には、
例えば、2,4−TDI/2,6−TDI比が80/20で
ある混合物であるTDI−80を挙げることができる。
ポリオールと有機ポリイソシアネートとは、イソシアネ
ート指標(Index)(以下、NCO指標という。)が80
〜120の範囲であるように用いられる。イソシアネー
ト指標が80よりも小さいときは、得られるフオームの
湿熱圧縮永久歪が大きくなる等、フオーム物性の低下を
きたす場合がある。他方、イソシアネート指標が120
よりも大きいときは、スコーチが生じやすく、また、得
られるフオームの硬度も高くなる等の不都合を生じる。
のみが用いられ、その量は、用いるポリオール100重
量部に対して、4〜7重量部の範囲である。発泡剤とし
て用いる水の量が4重量部よりも少ないときは、得られ
るフオームの密度が上がり、本発明が目的とする低密度
フオームを得ることができない。しかし、7重量部を越
えるときは、得られるフオームの硬度が上がり、同様
に、本発明が目的とする低硬度軟質フオームを得ること
ができない。
イソシアネート、例えば、TDIとの反応に際して、触
媒や整泡剤を用いることができる。触媒としては、例え
ば、トリエチレンジアミン(TEDA)、N−エチルモ
ルホリン、ペンタメチルジエチレントリアミン等のよう
な第3級アミンや、それらを主成分とする組成物、例え
ば、Dabco−XDM(エア・プロダクツ社、以下、
単に、XDMという。)や、また、例えば、スタナスオ
クトエート等のような有機スズ化合物を挙げることがで
きる。これらは併用してもよい。しかし、本発明におい
て用いることができる触媒は、上記例示したものに限定
されるものではない。
又はホツトモールド用整泡剤とよばれるものであれば、
いずれでも用いることができる。このような整泡剤とし
て、例えば、B−8017、B−2370(ゴールドシ
ユミツト社製)、L−582、L−5740M、L−5
740S(日本ユニカー(株)社製)、SH−190、
SRX−298(東レシリコーン(株)製)等を挙げる
ことができる。このような整泡剤は、通常、前記ポリオ
ール100重量部当りに0.5〜2重量部の範囲である。
オームの要求特性や用途に応じて、例えば、トリス(2,
3−ジクロロプロピル)ホスフエート、含ハロゲン縮合
有機リン酸エステル(例えば、大八化学製CR505)
等のような難燃剤、着色剤、酸化防止剤、例えば、プロ
ピレンカーボネート等のような低粘度化剤、その他、従
来より知られている任意の添加剤を併用することができ
る。
有機ポリイソシアネートに反応させるべきポリオールと
して、前述したような特殊なポリオールを用いることに
よつて、発泡剤として、フロンガスを用いることなく、
水のみを用いて、フオーム物性にすぐれる軟質ウレタン
フオームを得ることができる。
に、本発明による実施例を挙げるが、本発明はこれら参
考例及び実施例により何ら限定されるものではない。
と、反応終了時の最終重量の0.25%となるように水酸
化カリウムを仕込み、温度110〜120℃にて窒素を
反応釜の底部から流通させ、十分に脱水した。次に、窒
素気流下に温度110〜120℃にてエチレンオキサイ
ド7.6kgを付加重合させ、この後、更に、プロピレン
オキサイド66.0kgを付加重合させた。
ムを加え、これに水酸化カリウムを吸着させた後、濾過
によつて除去した。次に、このようにして得られたポリ
オールの水分含量が0.05%以下になるまで脱水した
後、ポリオールに2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフ
エノールを濃度1000ppmとなるように加えた。こ
れをポリオールAとする。成分組成、水酸基価及び粘度
を表1に示す。
B〜Jを製造した。それらの成分組成、水酸基価及び粘
度を表1に示す。尚、上記ポリオールのうち、A〜Dは
本発明が規定する条件を満たすポリオールであり、ポリ
オールE〜Jはそのような条件を満たさないポリオール
である。
の添加剤を用いて、ハンドミキシング法のフリー発泡に
よつて軟質ウレタンフオームを製造した。即ち、ポリオ
ール300gに整泡剤、触媒、発泡剤及びその他の添加
剤を予め混合し、この混合液にスタナスオクトエートを
加え、混合した後、速やかにTDI−80を加え、ミキ
サー(3000rpm)で5秒間攪拌混合した。次に、
この混合物を270mm×270mm×250mmの木
製の上部を開放した箱型に注入し、ウレタンフオームを
製造した。このウレタンフオームの物性を表2に示す。
ーム用ポリオールを水のみを発泡剤として用いて発泡さ
せるときは、硬度は9kgf/314cm 2 程度を示す
ものの、フオームの湿熱圧縮永久歪が23.2%と極端に
大きいことが理解される。
めて、フオームの湿熱圧縮永久歪を改善し、低減させた
のが比較例2であるが、しかし、比較例2においては、
得られるフオームの硬度が高い。更に、比較例3におい
ては、用いるポリオールの一成分として、ジオール(ポ
リオールG)を用いているが、硬度の大幅な低下は実現
されていない。
る実施例1〜3によれば、比較例1〜3と同様に、水の
みを発泡剤として用いているが、すぐれたフオーム物性
を保持しつつ、硬度の低下を実現することができる。
シング法にて軟質ウレタンフオームを製造した。即ち、
ポリオール400gに整泡剤、触媒、発泡剤及びその他
の添加剤を予め混合し、この混合液にスタナスオクトエ
ートを加え、混合した後、速やかにTDI−80を加
え、ミキサー(3000rpm)で5秒間攪拌混合し
た。次に、この混合物を440mm×440mm×12
0mmのアルミニウム製の金型に注入し、発泡終了後、
180℃の硬化炉内で12分間硬化させた。液温は24
±1℃であつた。このようにして得られたウレタンフオ
ームの物性を表3に示す。実施例4〜7はホットモール
ドフォームの製造に係る。
キサイドを付加させてなるものである場合には、比較例
4〜6に示すように、従来のホツトモールド用ポリオー
ルを水のみを発泡剤として用いて発泡させるときは、得
られるフオームは、11kgf/314cm 2 程度以上
の硬度を有する。これに対して、実施例4〜7によれ
ば、比較例4と同様に、水のみを発泡剤として用いてい
るが、比較例4によるフオームと同様の物性を保持しつ
つ、大幅な硬度の低下を実現することができる。特に、
実施例7によれば、用いるポリオールが分子末端にエチ
レンオキサイドを付加させてなるものであるにもかかわ
らず、実用的な硬度をもつ軟質ポリウレタンフオームを
得ることができる。
物性は、以下の方法によつて評価した。
00mmの円板を50mm/分の速度で押し込み、直ち
に開放し、再度、25%圧縮して、20秒間静置したと
きの荷重(kgf/314cm2 )で表示した。
を460mmの距離から試料片上に自由落下させ、その
ときの鋼球の最高反発距離を測定した。この測定を3回
以上行なつて、次式によつて反発弾性R(%)を求め、
その平均値を採用した。 R=(D0/D1)×100(%) ここに、D0 は落下距離(460mm)、D1 は最高反
発距離(mm)である。
ンフオームをダンベルで打抜き、得られた試験片を30
0〜500mm/分の速度で引張り、切断時の荷重を引
張強度(kgf/cm2 )とし、その時点までの伸びを
伸び率(%)とした。
試験片を50%に圧縮(25mm)固定し、温度70±
1℃の恒温槽中で連続して22時間加熱した後、槽から
取出し、試験片を圧縮板から取りはずし、常温(23
℃、50%RH)中に30分間放置した後、その厚さを
測定し、次式によつて圧縮永久歪C(%)を求めた。 C=〔(t0−t1)/t0)〕×100(%) ここに、t0は試験片の最初の厚さ(mm)、t1は試験片
の試験後の厚さ(mm)を示す。
様に、厚さ50mmの試験片を50%に圧縮(25m
m)固定し、温度50±2℃、相対湿度95%の恒温恒
湿槽中で連続して22時間放置した後、槽から取出し、
試験片を圧縮板から取りはずし、常温(23℃、50%
RH)中に30分間放置した後、その厚さを測定し、圧
縮永久歪を求めたと同じ式にて湿熱圧縮永久歪を求め
た。
Claims (3)
- 【請求項1】多価アルコールにエチレンオキサイド5〜
15重量%を付加した後、プロピレンオキサイドを付加
して得られる平均官能基数が2.5〜3.5であり、水酸基
価が40〜80mgKOH/gであるポリオキシアルキ
レンポリオールと有機ポリイソシアネートとを、ポリオ
ール100重量部当りに4〜7重量部の水の存在下に反
応させることを特徴とする低密度低硬度の軟質ウレタン
フオームの製造方法。 - 【請求項2】請求項1に記載の方法において、ポリオキ
シアルキレンポリオールとして、多価アルコールにエチ
レンオキサイド5〜15重量%を付加した後、プロピレ
ンオキサイドを付加し、更に、エチレンオキサイド8重
量%以下を付加して得られるものを用いて、硬度が7.5
〜9.5kgf/314cm 2 の範囲にある低密度低硬度
の軟質ウレタンフオームを製造する方法。 - 【請求項3】有機ポリイソシアネートがトリレンジイソ
シアネートであることを特徴とする請求項1記載の低密
度低硬度の軟質ウレタンフオームの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4159345A JP2990215B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 低密度低硬度の軟質ウレタンフオームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4159345A JP2990215B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 低密度低硬度の軟質ウレタンフオームの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0625373A JPH0625373A (ja) | 1994-02-01 |
JP2990215B2 true JP2990215B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=15691818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4159345A Expired - Lifetime JP2990215B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 低密度低硬度の軟質ウレタンフオームの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2990215B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60106822A (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-12 | Sanyo Chem Ind Ltd | ポリウレタンフォ−ムの製法 |
JPH0755975B2 (ja) * | 1990-01-18 | 1995-06-14 | 第一工業製薬株式会社 | 軟質ポリウレタンフォームの製造法 |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4159345A patent/JP2990215B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0625373A (ja) | 1994-02-01 |
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