JP3318009B2 - 低密度軟質ポリウレタンフォーム及びその製造方法 - Google Patents
低密度軟質ポリウレタンフォーム及びその製造方法Info
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ムに関する。詳しくは、特定の低温安定性に優れたポリ
イソシアネート組成物を用いることを特徴とする、低密
度軟質ポリウレタンフォーム及びその製造方法に関す
る。
フォームと略称。)は、車両用クッションとして使用さ
れてきたが、製造コストの低減、車両軽量化による燃費
の改善等の要望から低密度化による軽量化が課題となっ
ている。低密度の軟質フォームを製造する方法には、処
方上使用する水の量を多くする方法がある。しかしなが
ら、この方法では軟質フォームの基本的クッション特性
の指標である反発弾性が低下する欠点がある。また、従
来より発泡剤として、CFC−11、メチレンクロライ
ドのような発泡剤が使用されてきたが、地球環境の保
護、作業環境の改善等の理由から好ましくない。
公昭58−458号公報には有機ポリイソシアネート1
00重量部中に、3重量部以上30重量部未満の2,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下2,
4’−MDIと略称。)を配合して使用する方法が提案
されている。しかしながら2,4’−MDIの使用部数
が多い場合には、キュア時間、即ち反応混合液を金型内
に充填、型締め後、成形物が脱型できるまで硬化するの
に要する時間が長く生産性を低下させる欠点を有する。
さらに、成形物に多量のバリが発生するため、バリ切り
行程が必要であり、生産性をさらに悪化させる。他の欠
点として成形物の硬度が低下し、ポリマーポリオールの
使用や、水の増量により硬度を補う必要が生ずる。その
結果、反発弾性の低下、座り心地性及び触感の悪化とい
う軟質フォームの基本的性能の低下をもたらす。4,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下4,
4’−MDIと略称。)を併用すれば、フォームの硬度
は大きくなるが、ポリイソシアネートの低温安定性が悪
化するほか、フォームの物性が低下する。
特開昭62−172011号公報に、TDI−80
(2,4−トルエンジイソシアネートと2,6−トルエ
ンジイソシアネートの80/20混合物)を使用する方
法がある。しかしながらTDI−80を使用した場合に
は、硬度が低下し、キュア時間が長く生産性が悪いほ
か、TDI−80の臭気が作業者の健康を阻害するとい
う欠点を有する。したがって、軟質フォームの基本的性
能低下を伴わず、かつ生産性及び、作業環境良好な低密
度軟質フォームの製造技術が要請されていた。
開発は、軟質フォーム製造コスト削減のほか、車両用ク
ッションの軽量化により車両重量を低減させ、燃費改善
に寄与するものである。本発明は、軟質フォームの低密
度化を行うとき生ずる問題点、即ち低密度化に伴う硬度
の低下、反発弾性の低下、生産性の低下、臭気による作
業環境の悪化、有機ポリイソシアネート組成物の低温安
定性の悪化等の問題を改善した軟質フォームの製造技術
の確立を目的とするものである。
題点を解決するために種々検討した結果、軟質フォーム
の製造に当たり、特定のジイソシアネートを配合したポ
リイソシアネート組成物を使用することにより、軟質フ
ォームの低密度化を行うとき生ずる問題点が解決できる
ことを見出し、本発明を完成した。
り他の発泡剤、触媒、整泡剤、架橋剤、助剤等を反応さ
せて得られる軟質ポリウレタンフォームにおいて、ポリ
イソシアネートとして、式1(化3)で表わされる4,
4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート誘導体を1
0〜70重量%含有するポリイソシアネート組成物を使
用することを特徴とする低密度軟質ポリウレタンフォー
ム。
り他の発泡剤、触媒、整泡剤、架橋剤、助剤等を反応さ
せて軟質ポリウレタンフォームを製造する方法におい
て、ポリイソシアネートとして、式1(化4)で表わさ
れる4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート誘
導体を10〜70重量%含有するポリイソシアネート組
成物を使用することを特徴とする低密度軟質ポリウレタ
ンフォームの製造方法。
有する化合物を10〜70重量%含んで成るものであ
り、Rは水素原子または低級アルキル基である。Rの低
級アルキル基として特に好ましいものはメチル基または
エチル基である。式1のジイソシアネートと混合して使
用される有機ポリイソシアネートは公知のものが使用で
きるが、特に好ましいものは式2(化5)で表わされ
る、いわゆるMDI系のポリイソシアネート、即ち、
4,4’−MDI、2,4’−MDI、ポリメチレンポ
リフェニルイソシアネート(粗製MDI、例えば三井東
圧化学社製コスモネートM200)等の1種又は2種以
上の混合物である。
の配合量は10〜70重量%、特に20〜50重量%の
範囲が好ましい。また、当然のことながら、本発明のポ
リイソシアネート組成物は公知のポリオールからのNC
O基末端のプレポリマーとして使用してもよい。ポリイ
ソシアネートの使用量はイソシアネート基と活性水素の
当量比(NCO/H)0.70〜1.40が好ましい。
できる。例えば水、エチレングリコール、トリエチレン
グリコール、ショ糖等の多価ヒドロキシ化合物、エチレ
ンジアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン
類、トリエタノールアミン、等のアルカノールアミン類
にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレ
ンオキサイドなどの一種または二種以上を付加させて得
られるポリエーテルポリオール類である。なお、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなど
の少くとも2個のヒドロキシル基を有する化合物の一種
または二種以上とマロン酸、シュウ酸、アジピン酸等の
少くとも2個のカルボキシル基を有する化合物の一種ま
たは二種以上とから得られる、公知のポリエステルポリ
オール類を使用することもできる。また、上記のポリエ
ーテルポリオールまたはポリエステルポリオール中でエ
チレン性不飽和化合物をグラフト重合させて得られる、
商品名ポリマーポリオールも好適に使用できる。以上述
べた各種のポリオールの水酸基価の好ましい範囲は15
〜150mgKOH/gであって、これらのポリオール
は単独で、または混合して用いることができる。
等のウレタン化触媒が使用できる。これらの触媒は単独
で、または混合して用いることができ、その使用量はポ
リオール100重量部当たり0.0001〜10.0重
量部が適当である。水は、ポリイソシアネートと反応し
て、ポリ尿素成分を形成するほか、炭酸ガスを発生し発
泡剤として作用するものであり、軟質フォームの製造上
不可欠なものである。水の使用量としては特に制限はな
いが、好ましくはポリオール成分100重量部に対して
1〜8重量部、さらに好ましくは1.5〜6重量部使用
される。水以外の発泡剤としては公知のハロカーボン類
を発泡剤として使用してもよい。しかしながら地球環境
保護のためオゾン破壊係数(ODP)が0.1より大き
いハロカーボン類は好ましくない。これらハロカーボン
類の使用量としては特に制限は無いが、好ましくは使用
するポリオール成分100重量部に対して0.1〜30
重量部が適当である。
コーン系界面活性剤で、例えば、日本ユニカー社製のL
−5309,L−5710、東レ・ダウコーニング社製
のSRX−274C,SF−2961,SF−296
9,SRX−280A等がある。これらの界面活性剤は
単独または混合して用い、その使用量はポリオール10
0重量部に対して0.1〜5.0重量部が適当である。
架橋剤としては公知のものが使用できる。例えばトリエ
タノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノール
アミン類、トリエチレンテトラミン等の脂肪族ポリアミ
ン等がある。これらの架橋剤は単独で、または混合して
用い、その使用量はポリオール100重量部に対して
0.1〜15.0重量部が適当である。以上の他に、必
要に応じて、公知の安定剤、充填剤、着色剤、難燃剤等
を使用することができる。
に説明する。 (1)ポリイソシアネート組成物の低温安定性評価 まず、本発明のポリイソシアネート組成物の低温安定性
を比較評価した。即ち、所定量の4,4’−MDIと粗
製MDI(三井東圧化学社、M−200)とを混合後、
予め溶解された3−メチル−4,4’−ジフェニルエー
テルジイソシアネートと2,4’−MDIの所定量を混
合し、ポリイソシアネート組成物を調製した。これらを
密閉できるガラス瓶に入れ窒素雰囲気下に密閉し、5℃
に調整された恒温層中にて24時間静置し、目視により
内容物の低温貯蔵安定性評価を行った。結果は表1の通
りで、番号7、8のように3−メチル−4,4’−ジフ
ェニルエーテルジイソシアネートを配合しない場合には
4,4’−MDIが析出する。一方、番号1〜6では析
出物はなく、3−メチル−4,4’−ジフェニルエーテ
ルジイソシアネートを配合することにより、ポリイソシ
アネート組成物の低温安定性が改良されることがわか
る。
で分子量6000、エチレンオキサイド含量15wt%
でOHV28mgKOH/gのポリエーテルポリオール
90部、3官能で分子量5000、OHV34mgKO
H/gのエチレンオキサイド含量15wt%のポリエー
テルポリオール中でスチレン及びアクリロニトリルをグ
ラフト重合させて得られたOHV28mgKOH/gの
ポリマーポリオール10部、蒸留水またはイオン交換水
3.4部、ジエタノールアミン(三井東圧化学社製)
1.0部、SRX−274C(東レ・ダウコーニング社
製シリコーン界面活性剤)1.0部、L−1020(活
材ケミカル社製アミン触媒)0.6部、TMDA(活材
ケミカル社製アミン触媒)0.1部の割合で攪拌混合し
たものをレジンプレミックスとした。
溶解された4,4’−MDIに粗製MDI(コスモネー
トM−200)を混合しておき、これに、予め溶解され
た3−メチル−4,4’−ジフェニルエーテルジイソシ
アネートと2,4’−MDIを混合し、ポリイソシアネ
ート組成物を調製した。
びポリイソシアネート組成物を25℃に調節しておき、
レジンプレミックスとポリイソシアネート組成物の総量
が170部で、NCO/H当量比1.00の割合で使用
した。容器中にレジンプレミックスを予め計量してお
き、続いてポリイソシアネート組成物を投入後直ちに6
秒間激しく撹はん混合を行った。使用した撹はん装置は
直径5cmの撹はん羽根のついた3000RPMのミキ
サーである。撹はん開始より軟質フォームの立ち上がり
までの時間(クリームタイム)、フォームのセルが連通
化するまでの時間(ライズタイム)、発泡中の最大到達
高さ(フォーム最大高さ)を読み取った。
とポリイソシアネート組成物をNCO/H当量比1.0
0の割合で使用し、反応混合液を60±2℃に調節され
た金型に投入し、4分間反応固化させた。4分後成形物
を脱型し成形物の形状変化が無い場合キュア性良好とし
た。使用した金型は350×350×100mmの上型
と下型よりなるアルミ性テストモールドで、上型4隅に
は直径3mmのベントホールが開けられている。このベ
ントホールより溢れ出た団子状の成形物と上型と下型の
隙間に生じる余分な成形物の和をバリ重量とした。また
バリ重量を差し引いた成形物重量をモールド容積で割っ
た値をオーバーオール密度とした。得られた軟質フォー
ムは24時間後に切断し、フォーム中心部から100×
100×50mmのサンプルを切り出し反発弾性(JI
S K−6401準拠)を測定した。
実施例1〜6及び比較例A〜Dの結果を表2に示す。
リックMDI) 2) 3−メチル−4,4’−ジフェニルエーテルジイソ
シアネート 3) クリームタイム 4) ライズタイム
4’−ジフェニルエーテルジイソシアネートを使用した
実施例1〜6は、比較例Aに比べてフォーム最大高さが
大きく、低密度のフォームを与えることがわかる。3−
メチル−4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネー
トを使用した実施例2〜4では、これらと同一部数の
2,4’−MDIを使用した比較例B〜Dとほぼ同等の
発泡高さを示し、発泡効率には特に差がない。また、3
−メチル−4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネ
ートを使用した実施例1〜6に比べて、2,4’−MD
I使用部数の多い比較例C,Dは、25%ILD硬度が
低く、車両用クッションとして使用できないほか、キュ
ア性が悪く、バリ重量が大きい等の欠点があり、3−メ
チル−4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート
の効果が大きいことがわかる。
例7及び比較例E、FGを、表2に示した実施例2及び
比較例Bと共に表3に示す。
15wt%のOHV28mgKOH/gのポリエーテル
ポリオール 2) 3官能で分子量50、OHV34mgKOH/g、
エチレンオキサイド含量15wt%のポリエーテルポリ
オール中でスチレン及びアクリロニトリルをグラフと重
合させて得られたOHV28mgKOH/gのポリマー
ポリオール 3) 東レ・ダウコーニング社製シリコーン界面活性剤 4) 活材ケミカル社製アミン触媒 5) 4,4’−MDI50重量部、コスモネートM−2
00(三井東圧化学社製ポリメリックMDI)30重量
部、2,4’−MDI20重量部の混合物 6) 4,4’−MDI50重量部、コスモネートM−2
00(三井東圧化学社製ポリメリックMDI)30重量
部、3−メチル−4,4’−ジフェニルエーテルジイソ
シアネート20重量部の混合物
使用する場合、適当な25%ILD硬度は15〜25
(kg/314cm2 、以下同じ。)である。ポリマー
ポリオール使用部数が同一の実施例2を比較例Bと比較
すれば、比較例Bでは25%ILD硬度が14.2と低
い。ポリマーポリオールを増量するに伴って比較例E〜
Gの通り25%ILD硬度は上昇するが、反発弾性は低
下する。3−メチル−4,4’−ジフェニルエーテルジ
イソシアネートを使用した実施例2は比較例Gと同等の
25%ILD硬度を示し、反発弾性も優れることがわか
る。
に伴う問題点である硬度の低下、キュア性の悪化、反発
弾性の低下、バリ量の増大、ポリイソシアネート組成物
の低温安定性等が改善され、その効果は顕著である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ポリイソシアネート、ポリオール、水、
必要により他の発泡剤、触媒、整泡剤、架橋剤、助剤等
を反応させて得られる軟質ポリウレタンフォームにおい
て、ポリイソシアネートとして、式1(化1)で表わさ
れる4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート誘
導体を10〜70重量%含有するポリイソシアネート組
成物を使用することを特徴とする低密度軟質ポリウレタ
ンフォーム。 【化1】 (式中Rは水素原子または低級アルキル基を表わす。) - 【請求項2】 ポリイソシアネート、ポリオール、水、
必要により他の発泡剤、触媒、整泡剤、架橋剤、助剤等
を反応させて軟質ポリウレタンフォームを製造する方法
において、ポリイソシアネートとして、式1(化2)で
表わされる4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネ
ート誘導体を10〜70重量%含有するポリイソシアネ
ート組成物を使用することを特徴とする低密度軟質ポリ
ウレタンフォームの製造方法。 【化2】 (式中Rは水素原子または低級アルキル基を表わす。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27874192A JP3318009B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 低密度軟質ポリウレタンフォーム及びその製造方法 |
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JP27874192A JP3318009B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 低密度軟質ポリウレタンフォーム及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06128350A JPH06128350A (ja) | 1994-05-10 |
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-
1992
- 1992-10-16 JP JP27874192A patent/JP3318009B2/ja not_active Expired - Lifetime
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