JP3095538B2 - ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

ポリウレタンフォームの製造方法

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JP3095538B2 JP04210652A JP21065292A JP3095538B2 JP 3095538 B2 JP3095538 B2 JP 3095538B2 JP 04210652 A JP04210652 A JP 04210652A JP 21065292 A JP21065292 A JP 21065292A JP 3095538 B2 JP3095538 B2 JP 3095538B2
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宣昭 突田
良一 高村
英文 太田
啓一 秋本
和起 佐々木
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリウレタンフォーム
の製造方法に関するものであり、更に詳しくは、車両用
のシートクッション材として、機械的物性および乗り心
地性などの性能を備えた、より低密度の軟質ポリウレタ
ンフォームの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、軟質ポリウレタンフォームは、その
優れたクッション性を生かし、自動車などのクッション
材に広く使用されてきた。特に、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート及びポリメチレンポリフェニレンポリイソ
シアネートをイソシアネートの主成分として用いる方法
は、生産性の向上及び毒性の強いトリレンジイソシアネ
ートの使用を少なくするが故の作業環境の向上などか
ら、近年非常に注目されている。この軟質ポリウレタン
フォームの製造方法としては、発泡剤として水とフロン
11やフロン123等の低沸点弗素化合物を組み合わせ
て使用する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの弗素
化合物は大気中のオゾン層を破壊するという理由からそ
の使用が出来なくなり、水単独でのポリウレタンフォー
ムの製法の開発が進められている。例えば、高官能価気
泡開放剤を使用した軟質ポリウレタンフォームの製造が
知られている(特開平2−14210号公報参照)。
【0004】しかしながら、低沸点弗素化合物を使用せ
ずに水単独で発泡を行う方法では、得られるポリウレタ
ンフォームの反発弾性や圧縮永久歪等の物性が悪化する
という問題がある。高官能価気泡開放剤を使用する方法
は実質的に、ポリイソシアネート成分がトリレンジイソ
シアネート主体のポリウレタンフォームの製造方法であ
り、生産性、作業環境の点で問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの問
題点を解決すべく鋭意検討のすえ、特定のポリオールと
イソシアネートを組み合わせることにより、発泡剤とし
て水を使用しても反発弾性や圧縮永久歪等のフォーム物
性の良好なポリウレタンフォームの製造方法を見出し本
発明を完成した。
【0006】即ち本発明は、ジフェニルメタンジイソシ
アネート及び/又はポリメチレンポリフェニレンポリイ
ソシアネートもしくはこれらの変性物とその他のポリイ
ソシアネートとを含有するポリイソシアネート成分、下
記ポリオール(a1)及び下記ポリオール(a2)から
選ばれた少なくとも1種のポリオール中でビニル系モノ
マーを重合させて得られる重合体ポリオールと下記ポリ
オール(a1)及び下記ポリオール(a2)とを含有
し、かつ、(a1)と(a2)の重量比が100:1〜
100:12であるポリオール成分、発泡剤として水、
触媒及び整泡剤からポリウレタンフォームを製造する方
法であって、前記ポリイソシアネート成分において、前
記のジフェニルメタンジイソシアネート及び/又はポリ
メチレンポリフェニレンポリイソシアネートもしくはこ
れらの変性物の含有量が50重量%以上であり、前記の
その他のポリイソシアネートの含有量が50重量%以下
であること、を特徴とする前記方法である。
【0007】ポリオール(a1):1分子当りの平均官
能基数が2.5〜6.0であり、水酸基価が20〜40
(mgKOH/g) であり、末端にオキシエチレンが付加されて
おり、オキシエチレン単位の含有量が5〜25重量%の
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール。
ポリオール(a2):1分子当りの平均官能基数が2.
0〜6.0であり、水酸基価が37〜80(mgKOH/g) で
あり、オキシエチレン単位の含有量が50〜85重量%
であるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ
ール。
【0008】さらに本発明の内容を詳しく説明する。本
発明におけるポリオール(a1)としては、例えば、ア
ルコール類、フェノール類、アミン類のアルキレンオキ
シド付加物が挙げられる。さらに具体的には、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、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、等の多価アルコールのアルキレンオキ
シド付加物、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン等のアルカノールアミンのアルキレンオキシド付加
物、エチレンジアミン等のアルキレンオキシド付加物、
等が挙げられる。これらのポリオールは2種以上併用し
ても良い。アルキレンオキシドは、プロピレンオキシド
(以下POと略称する。)及びエチレンオキシド(以下
EOと略称する。)である。さらに詳しくは、POとE
Oをブロック付加したものが好ましく、末端にEOを付
加して、オキシエチレン単位の含有量が5〜25重量%
のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール
である。ポリオール(a1)の1分子当りの平均官能基
数は2.5〜6.0であり、1分子当りの水酸基価は2
0〜40(mgKOH/g) である。オキシエチレン単位の含有
量が5重量%未満では発泡終了直前の硬化が不十分とな
り、フォームが崩壊しやすく、25重量%を越えると、
独立気泡が多くなり、フォームが収縮しやすくなる。1
分子当りの平均官能基数が2.5未満では圧縮永久歪が
悪くなり、硬化時間も長くなるため、実用性に乏しく、
6.0を越えると独立気泡が多くなり、伸びも悪くな
る。水酸基価が20(mgKOH/g) 未満では圧縮永久歪が悪
く硬化時間も長くなり、40(mgKOH/g) を越えると独立
気泡が多くなるため実用性に乏しい。
【0009】本発明におけるポリオール(a2)として
は、例えば、アルコール類、フェノール類、アミン類の
アルキレンオキシド付加物が挙げられる。アルコール
類、フェノール類、アミン類等としては、具体的には前
記のポリオール(a1)におけるのと同様のものが挙げ
られる。これらのポリオールは2種類以上併用しても良
い。アルキレンオキシドは、EO及びPOである。さら
に詳しくは、ポリオール(a2)は、POとEOをラン
ダム付加したものが好ましく、オキシエチレン単位の含
有量が50〜85重量%のポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレンポリオールである。ポリオール(a2)の
1分子あたりの平均官能基数は2.0〜6.0、好まし
くは2.5〜4.0であり、水酸基価は37〜80(mgK
OH/g) である。オキシエチレン単位の含有量が50重量
%未満では反発弾性や圧縮永久歪が悪くなり、目的とす
るフォームが得られない。また、85重量%を越える
と、ポリオール(a1)との相溶性が悪くなる。1分子
当りの平均官能基数が2.0未満では圧縮永久歪が悪く
なり、硬化時間も長くなるため、実用性に乏しく、6.
0を越えると独立気泡が多くなり伸びも悪くなる。水酸
基価が37(mgKOH/g) 未満では反発弾性や圧縮永久歪が
悪くなり、80(mgKOH/g) を越えると独立気泡が多くな
って目的とするフォームが得られない。
【0010】本発明においてポリオール成分中のポリオ
ール(a1)とポリオール(a2)との重量比は、10
0:1〜100:12である。ポリオール(a1)とポ
リオール(a2)との重量比が、100:1未満では、
反発弾性や圧縮永久歪が悪くなりやすく、目的とするフ
ォームが得にくい。また、100:12を越えると、硬
さが出しにくくなり硬化時間も長くなるため、実用性に
乏しくなる。本発明において重合体ポリオールは、公知
の方法で製造することができ、例えば、上記に示したポ
リオール(a1)及び(a2)から選ばれた少なくとも
1種のポリオール中で、ラジカル開始剤存在下、アクリ
ロニトリル、スチレン等のビニル系モノマーを重合さ
せ、安定分散させたものが挙げられる。製造された重合
体ポリオール中のビニル系ポリマーの含有量は、40重
量%以下であることが好ましい。
【0011】本発明における重合体ポリオールは、重合
体ポリオール以外のポリオールと混合して用いることも
できる。本発明において、ポリオール成分中のビニル系
ポリマーの含有量は1〜15重量%、特に1〜10重量
%が好ましい。
【0012】本発明におけるポリイソシアネート化合物
としては、生産性の向上や作業環境の向上などの理由か
ら、ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または
ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートもしく
はその変性物(以下MDIと総称する。)の含有量は5
0重量%以上、望ましくは80〜97.5重量%であ
り、他のポリイソシアネートの含有量は50重量%以
下、好ましくは2.5〜20重量%である。他のポリイ
ソシアネートとしては、通常ポリウレタンフォームの製
造に使用されるものはすべて使用でき、例えば、2,4
−、2,6−トリレンジイソシアネートが挙げられる。
ポリイソシアネート化合物中のMDI成分としては、
2,2´−及び2,4´−ジフェニルメタンジイシアネ
ートを5〜20重量%、ポリメチレンポリフェニレンポ
リイソシアネートを20〜70重量%含有し、該MDI
成分のイソシアネート基含有量が18.8〜32.0重
量%であるものが特に好ましい。また、ジフェニルメタ
ンジイソシアネートまたはポリメチレンポリフェニレン
ポリイソシアネートの一部をウレタン変性したものも好
適に使用できる。
【0013】本発明における発泡剤としては、水を単独
で使用する。本発明における触媒としては、ウレタン化
反応を促進する触媒はすべて使用でき、例として、トリ
エチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)
エーテル、N,N,N´,N´−テトラメチルヘキサメ
チレンジアミンなどの3級アミン類、酢酸カリウム、オ
クチル酸カリウム等のカルボン酸の金属塩、ジブチルチ
ンジラウレート、スタナスオクトエート等の有機金属化
合物が挙げられる。本発明における整泡剤としては、通
常のポリウレタンフォームの製造に用いられるものはす
べて使用できる。
【0014】そして、本発明においては、乳化剤および
フォーム安定剤のような界面活性剤、酸化防止剤や紫外
線吸収剤のような老化防止剤、炭酸カルシウムや硫酸バ
リウムのような充填剤、難燃剤、可塑剤、着色剤、抗カ
ビ剤等の公知の各種添加剤、助剤を必要に応じて使用す
ることができる。
【0015】
【発明の効果】本発明のポリウレタンフォームの製造方
法によれば、フロンの代わりに水単独で行う方法で生じ
るポリウレタンフォームの反発弾性や圧縮永久歪等の物
性が悪化するという問題を解決し、反発弾性や圧縮永久
歪等の物性が良好な軟質ポリウレタンフォームを製造す
ることができる。また、オゾン層を破壊するフロン(例
えば、フロン11やフロン123など)を使用しないた
め、地球環境の破壊問題も解決できる。さらに、本発明
の方法により、従来より低密度の軟質ポリウレタンフォ
ームを製造することもできる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。な
お、実施例及び比較例中において、部及び%は、ことわ
りのない限り、それぞれ重量部及び重量%を示す。
【0017】実施例1〜5及び比較例1及び2 表1及び表2に示す配合割合(部)で、金型内でポリウ
レタンフォームを発泡させた後、金型より取り出して、
得られたポリウレタンフォームの物性を測定した。各処
方にて、注入量を変えてポリウレタンフォームの製造を
2回実施した。 〔発泡条件〕 金型形状:400×400×100mm 材質 :アルミニウム 金型温度:55±2℃ ミキシング方法:高圧マシンミキシング 原料温度 :25±2℃ キュアー条件 :55±2℃×4分
【0018】〔使用原料〕 ポリオール成分 ポリオールa1−1:平均官能基数=3.0、水酸基価
=28(mgKOH/g) 、EOの末端含有量=16%のポリオ
キシエチレンポリオキシプロピレンポリオール ポリオールa1−2:平均官能基数=3.5、水酸基価
=28(mgKOH/g) 、EOの末端含有量=16%のポリオ
キシエチレンポリオキシプロピレンポリオール ポリオールa1−3:平均官能基数=3.2、水酸基価
=27.6(mgKOH/g) 、EOの末端含有量=15%のポ
リオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールと下
記ポリオールa2とを90/5の重量比で混合したポリ
オール中でビニル系モノマーを重合させて得た重合体ポ
リオール、ビニル系ポリマー含有量=5% ポリオールa1−4:ポリオールa1−1中でビニル系
モノマーを重合させて得た重合体ポリオール、ビニル系
ポリマー含有量=20% ポリオールa2 :平均官能基数=3.0、水酸基価=
48.1(mgKOH/g)、全EO含有量=70%のランダム
付加ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオー
【0019】ポリイソシアネート成分 ポリイソシアネートB−1:MDI−A/T−80=9
5/5(重量比)の混合物 ポリイソシアネートB−2:MDI−A/T−80=9
0/10(重量比)の混合物 ポリイソシアネートB−3:2,4′−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート含有量=1%、ポリメチレンポリフ
ェニレンポリイソシアネート含有量=60%、イソシア
ネート基含有量=31%のMDI ポリイソシアネートB−4:MDI−A/T−80=2
0/80(重量比)の混合物 MDI−A:2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート含有量=10%、ポリメチレンポリフェニレンポリ
イソシアネート含有量=30%、イソシアネート基含有
量=25%のMDI T−80 :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=80/20(重量比)
の混合物
【0020】触媒 触媒A:東ソー株式会社製TEDA−L33 触媒B:東ソー株式会社製TOYOCAT−ET 触媒C:東ソー株式会社製TOYOCAT−MR 整泡剤:東レ株式会社製SRX−274C
【0021】〔ポリウレタンフォームの物性の測定方
法〕 ポリウレタンフォームの物性の測定は、JIS K 6
401の方法に基づいて行った。
【0022】
【表1】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 落合 利昭 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 竹内 誉人 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 林田 昭司 東京都千代田区有楽町1−12−1 旭硝 子株式会社東京支店内 (72)発明者 宮崎 英之 神奈川県川崎市幸区塚越3−474−2 旭硝子株式会社玉川分室内 (72)発明者 突田 宣昭 神奈川県川崎市幸区塚越3−474−2 旭硝子株式会社玉川分室内 (72)発明者 高村 良一 京都府京都市東山区一橋野本町11−1 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 太田 英文 京都府京都市東山区一橋野本町11−1 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 秋本 啓一 京都府京都市東山区一橋野本町11−1 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 佐々木 和起 神奈川県横浜市旭区二俣川2−72−20 (72)発明者 笹原 俊昭 神奈川県横浜市保土ケ谷区狩場町422− 14 (56)参考文献 特開 昭51−70286(JP,A) 特開 昭61−2723(JP,A) 特開 平2−11614(JP,A) 特開 平3−14812(JP,A) 特開 平5−93029(JP,A) 特開 平5−262845(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジフェニルメタンジイソシアネート及び
    /又はポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート
    もしくはこれらの変性物とその他のポリイソシアネート
    とを含有するポリイソシアネート成分、 下記ポリオール(a1)及び下記ポリオール(a2)か
    ら選ばれた少なくとも1種のポリオール中でビニル系モ
    ノマーを重合させて得られる重合体ポリオールと下記ポ
    リオール(a1)及び下記ポリオール(a2)とを含有
    し、かつ、(a1)と(a2)の重量比が100:1〜
    100:12であるポリオール成分、 発泡剤として水、 触媒及び整泡剤からポリウレタンフォームを製造する方
    法であって、 前記ポリイソシアネート成分において、前記のジフェニ
    ルメタンジイソシアネート及び/又はポリメチレンポリ
    フェニレンポリイソシアネートもしくはこれらの変性物
    の含有量が50重量%以上であり、前記のその他のポリ
    イソシアネートの含有量が50重量%以下であること、
    を特徴とする前記方法。ポリオール(a1):1分子当
    りの平均官能基数が2.5〜6.0であり、水酸基価が
    20〜40(mgKOH/g) であり、末端にオキシエチレンが
    付加されており、オキシエチレン単位の含有量が5〜2
    5重量%のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポ
    リオール。ポリオール(a2):1分子当りの平均官能
    基数が2.0〜6.0であり、水酸基価が37〜80(m
    gKOH/g) であり、オキシエチレン単位の含有量が50〜
    85重量%であるポリオキシエチレンポリオキシプロピ
    レンポリオール。
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ATE544806T1 (de) * 2009-12-08 2012-02-15 Recticel Verfahren zur herstellung von flexiblem, elastischem polyurethanschaum und damit erhaltener schaum

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