JP3344820B2 - 軟質ポリウレタンフォームの製造法 - Google Patents
軟質ポリウレタンフォームの製造法Info
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Description
クッション、シートバック用クッション材として有用な
密度、硬度および強度を有する軟質ポリウレタンフォー
ムの製造法に関する。
ポリウレタンフォームは、少くとも2個以上の活性水素
を含有し、分子量400〜10000程度の高分子量ポ
リオール、発泡剤、整泡剤、架橋剤、触媒およびその他
の添加剤と、有機ポリイソシアネートの重付加反応によ
り製造されるが、有機ポリイソシアネートとしては主と
してトルエンジイソシアネート(以下TDIと略称)、
ジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDIと略
称)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(以下
MDI−CRと略称)或いはこれらの変性品、誘導体等
が使用されている。
社、特開昭44−16674号公報には2核体/3核体
重量比が40〜60/20〜30、バイエル社、特開平
4−211417号公報には2核体が21〜95重量
%、三井東圧化学社、特開平4−8720号公報には2
核体65重量%以上のものが記載されているが、いずれ
の場合も近年要求されるコア密度35kg/m3 以下の
低密度域においてフォーム安定性と物性をバランス良く
両立させるための有機ポリイソシアネート組成物は得ら
れていなかった。すなわちMDI−CRにおいて一般式
(1)のn=2以上、即ち4核体以上の比率を高めると
フォームは安定化するが物性が低下し、2核体比率を高
めると物性は向上するがフォームは不安定になり製品不
良率が高くなる欠点があった。
れていたMDI−CRは2核体/3核体以上(以下、多
核体という)の比率が50/50重量%程度で、3核体
比率が30重量%以下であったことがフォーム安定性と
物性のバランスの取れない主な原因であることを知り、
3核体比率の大きいMDI−CRを使用し、これにTD
Iを併用することがフォーム安定性と物性の両立に極め
て有効であることを見出し本発明を完成するに至った。
重量%以下と小さく、3核体が多核体中の70重量%を
超えるようなものは知られていなかった。これに対して
本発明に係るMDI−CRは3核体比率が31重量%以
上であり、3核体が多核体中の70重量%を超える、新
規な有機ポリイソシアネートである。
発泡剤、架橋剤、整泡剤、触媒、その他の添加剤の存在
下に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、有機ポリイソシアネートとして2,4−及
び2,6−TDIの混合物(A)、と下記式(1)(化
2)において、n=0であるMDI(2核体)65重量
%未満及びn=1である3核体31重量%以上を含有す
るMDI−CR(B)、とのA/B=21〜98/79
〜2(重量比)の混合物、を使用することを特徴とする
軟質ポリウレタンフォームの製造法。
マーを使用することを特徴とする軟質ポリウレタンフォ
ームの製造法。
−TDI又はこれらの混合物である。好ましくは2,4
−体/2,6−体=80/20の混合物(TDI−8
0)又は65/35の混合物(TDI−65)である。
MDI−CR(B)は2核体65重量%未満及び3核体
31重量%以上を含有するもので、その他に、4核体以
上の成分や、一般式(1)で表わされる以外の高沸点成
分等も含まれる。2核体含有率は65%重量未満、より
好ましくは50重量%以下である。また65重量%以上
では物性は向上するがフォームが不安定となり製品不良
率が高くなる。3核体含有率は31重量%以上、より好
ましくは40重量%以上である。31重量%未満ではフ
ォーム安定性と物性が両立しない。すなわち3核体が少
く2核体が多いとフォーム安定性が悪化し、そして逆に
3核体が少なく4核体以上が多い時は物性が悪化する。
MDI−CR(B)とのA/B=21〜98/79〜2
(重量比)の混合物である。Aの重量比が21未満では
発泡倍率が低く、低密度化が不足し、また98を超える
場合は物性面では特に重大な問題はないが、官能基数が
低下してフォームが不安定となり製品不良率が高くな
る。
の活性水素化合物例えば少くとも2個のイソシアネート
反応性水素原子を含有し、約400〜10000の範囲
の分子量を有する化合物と反応させてプレポリマー化し
て用いることもできる。例えば水酸基、アミノ基、チオ
ール基、カルボキシル基を有する化合物、より好ましく
は2〜6個の水酸基を有する分子量1000〜8000
の範囲の化合物である。
アネート反応性水素原子を含有し、約400〜1000
0の範囲の分子量を有する化合物であり、より好ましく
は2〜6個の水酸基を有する分子量1000〜8000
のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、
ポリカーボネート、ポリアミド等公知のものである。
チレンのようなエチレン性不飽和単量体で変性されてい
ても良い。好ましくはスチレンやp−メチルスチレンの
ようなスチレン誘導体、およびアクリレート、メチルメ
タクリレートのようなメタクリレート類、およびアクリ
ロニトリルやメタクリロニトリルのようなニトリル誘導
体、およびビニリデンクロライドなどである。より好ま
しくはスチレンとアクリロニトリルとの混合物またはス
チレンとアクリロニトリルとビニリデンクロライドとの
混合物である。
くは水、フルオロカーボン、クロロフルオロカーボン、
ハイドロクロロフルオロカーボン、メチレンジクロライ
ドのようなハロゲン化炭化水素、ペンタンのようなアル
カン類、あるいはN,N’−ジメチル−N,N’−ジニ
トロソ−テレフタルアミド、アミンフォーメイト、蟻酸
などのような加熱するとガスを発生する熱的に不安定な
化学発泡剤類等があるが、特に好ましくは地球環境およ
び作業環境面への配慮から水が良い。水の使用量は高分
子ポリオール100重量部に対して2.5〜7重量部の
範囲であり、好ましくは3.5〜5.5重量部の範囲で
ある。使用量が2.5重量部未満ではフォームが高密度
化してしまい好ましくない。また使用量が7重量部を超
えるとフォーム安定性が顕著に悪化して良好な製品が得
られない。
を少なくとも1個含有し、かつ水酸基を少なくとも2個
以上含有する化合物であり、例えばジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン
などである。その使用量は高分子量ポリオール100重
量部に対して0.2〜6重量部の範囲であり、好ましく
は0.5〜4.0重量部の範囲である。使用量が0.2
重量部未満では物性が悪化し、6重量部を越えるとフォ
ーム安定性が顕著に悪化して良好な製品が得られない。
また独立気泡や硬度調整のため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、ソルビトール、ショ糖な
どの低分子多官能ポリオールや、エチレンジアミン、ジ
エチレントリアミン、アニリン等の活性水素含有アミン
化合物を開始剤としてエチレンオキサイドやプロピレン
オキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加重合して
得られた水酸基価200〜1200mgKOH/g の架橋剤を
必要に応じて使用しても良い。
しくは一般的にシリコーンオイルと称されるポリシロキ
サン−ポリオキシアルキレンブロック共重合体であり、
加水分解型と非加水分解型に大別される。後者の部類の
共重合体はポリシロキサン部分が炭素−酸素−珪素結合
を通してではなく、直接炭素−珪素結合を通してポリオ
キシ−アルキレン部分に結合している点において前者の
共重合体とは区別される。
くはトリエチレンジアミン、ビス(2,2’−ジメチル
アミノ)エチルエーテル、トリメチルアミン、トリエチ
ルアミン、N−メチルモルフォリン、N−エチルモルフ
ォリンのような第3級アミン触媒、アルカリ金属、アル
カリ土類金属の水酸化物、アルコキシド、フェノキシド
のような強塩基類、第二塩化鉄、第一塩化スズ、三酸化
アンチモン、硝酸ビスマス、塩化ビスマスのような強酸
の酸性金属塩類、アセチルアセトン、ベンゾイルアセト
ン、トリフルオロアセチルアセトン、エチルアセテー
ト、サリチルアルデヒド、シクロペンタン−2−カルボ
キシレート、アセチルアセトンイミン、ビス−アセチル
アセトン−アルキレンジイミン、サリチルアルデヒドイ
ミンなどとBe、Mg、Zn、Cd、Pb、Ti、Z
r、Sn、As、Bi、Cr、Mo、Mn、Fe、C
o、Niのような金属塩またはMo2++ 、UO2++ のよ
うなイオン類とから得られる金属キレート類、Ti(O
R) 4 、Sn(OR)4 、Sn(OR)2 、Al(O
R)3 (式中Rはアルキルまたはアリールである)など
のような金属のアルコラートまたはフェノラート、ナト
リウムアセテート、カリウムラウレート、カルシウムヘ
キサノエート、スズアセテート、スズオクトエート、ス
ズオレエート、鉛オクトエート、金属乾燥剤などを含む
有機酸とアルカリ金属、アルカリ土類金属との塩類、四
価のスズ、三価あるいは五価のAs、Sb、Biの有機
金属誘導体ならびに鉄、コバルトの金属カルボニル、そ
れらの酸ブロック型触媒等である。
料、トリス(クロロエチル)ホスフェート、トリクレジ
ルホスフェート、メラミン粉末のような公知の難燃剤、
老化や屋外暴露に対する安定剤、硫酸バリウム、珪藻
土、カーボンブラック、白亜などの充填剤、可塑剤、抗
菌剤などが用いられる。
知のワンショット法、セミプレポリマー法、プレポリマ
ー法により行うことができる。実際の製造は当業界にお
いて汎用されている低圧あるいは高圧発泡機を使用して
行われる。
中、特に記載がない限り、部、%は重量基準である。実
施例、比較例に使用した原料は以下の通りである。
付加させ、続いてエチレンオキサイドを付加させた水酸
基価34mgKOH/g の高分子ポリオール。官能基数は3で
エチレンオキサイド含量は14%(三井東圧化学社
品)。 (b) ポリオールB POP−34/28;ポリオールAにアクリロニトリル
およびスチレンをグラフト重合させた水酸基価28mgKO
H/g のポリマーポリオール(三井東圧化学社品)。
日本ユニカー社品) (f) 触媒A ミニコL−1020(トリエチレンジアミンの33%ジ
プロピレングリコール溶液、活材ケミカル社品) (g) 触媒B ミニコTMDA(ビスジメチルアミノエチルエーテルの
70%ジプロピレングリコール溶液、活材ケミカル社
品)
品)。 (i) 有機ポリイソシアネートB TDI−80/MDI−CR(重量比)が60/40
で、MDI−CR中の2核体/3核体/4核体以上の重
量比が70/20/10である有機ポリイソシアネート
組成物。 (j) 有機ポリイソシアネートC TDI−80/MDI−CR(重量比)が60/40
で、MDI−CR中の2核体/3核体/4核体以上の重
量比が60/30/10である有機ポリイソシアネート
組成物。 (k) 有機ポリイソシアネートD TDI−80/MDI−CR(重量比)が60/40
で、MDI−CR中の2核体/3核体/4核体以上の重
量比が50/40/10である有機ポリイソシアネート
組成物。 (l) 有機ポリイソシアネートE TDI−80/MDI−CR(重量比)が60/40
で、MDI−CR中の2核体/3核体/4核体以上の重
量比が30/60/10である有機ポリイソシアネート
組成物。 (m) 有機ポリイソシアネートF TDI−80/MDI−CR(重量比)が60/40
で、MDI−CR中の2核体/3核体/4核体以上の重
量比が30/40/30である有機ポリイソシアネート
組成物。
ル%をポリオールAによりプレポリマー変性した有機ポ
リイソシアネート組成物。 (o) 有機ポリイソシアネートH TDI−80/MDI−CR(重量比)が95/5で、
MDI−CR中の2核体/3核体/4核体以上の重量比
が50/40/10である有機ポリイソシアネート組成
物。 (p) 有機ポリイソシアネートI TDI−80/MDI−CR(重量比)が25/75
で、MDI−CR中の2核体/3核体/4核体以上の重
量比が50/40/10である有機ポリイソシアネート
組成物。 (q) 有機ポリイソシアネートJ TDI−80/MDI−CR(重量比)が60/40
で、MDI−CR中の2核体/3核体/4核体以上の重
量比が30/30/40である有機ポリイソシアネート
組成物。 (r) 有機ポリイソシアネートK TDI−80/MDI−CR(重量比)が15/85
で、MDI−CR中の2核体/3核体/4核体以上の重
量比が50/40/10である有機ポリイソシアネート
組成物。
発泡により軟質ポリウレタンフォームを成形した。 ・成形条件 液温 25℃ テスト型サイズ 400×400×100mm 注入時型温 62〜65℃ キュアー時間 5分間 ハンド発泡による本発明の製造方法の一般的な実施態様
は次の通りである。すなわち高分子ポリオール、発泡
剤、架橋剤、整泡剤、触媒その他添加剤を十分に混合
し、液温を所定の温度(例えば25℃)に調製する。続
いて得られた混合液に温調された所定量の有機ポリイソ
シアネートを加えラボミキサーにより素早くかつ十分に
混合する。この反応液をあらかじめ離型剤を塗布し温調
した(例えば62〜65℃)テスト型に注入して蓋を閉
じ、そのままもしくは熱風オーブン内で所定の時間(例
えば5分間)キュアーさせる。続いて型より脱形しクラ
ッシングロールによる圧縮(例えば80%圧縮)を数回
繰り返して、目的とする軟質ポリウレタンフォームを得
る。原料配合処方および得られた軟質ポリウレタンフォ
ームの成形不良および物性値は別紙の第1表に示した通
りである。なお一般物性はJIS K−6301もしく
は6401に準拠して測定した。
た物性を有する軟質ポリウレタンフォームが得られる。
特に従来技術ではクロロフルオロカーボン類の添加なし
には達成できなったコア密度35kg/m3 以下の低密
度フォームにおいて成形性と物性の良好なバランスが達
成される。本発明により得られる軟質ポリウレタンフォ
ームは種々のクッション材として用いることができる
が、特に低密度と高物性が同時に要求される自動車のシ
ートバック材として好適である。
Claims (2)
- 【請求項1】高分子ポリオールと有機ポリイソシアネー
トとを発泡剤、架橋剤、整泡剤、触媒、その他の添加剤
の存在下に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、有機ポリイソシアネートとして2,
4−および2,6−トルエンジイソシアネートの混合物
(A)、と下記式(1)(化1)において、n=0であ
るジフェニルメタンジイソシアネート(2核体)65重
量%未満及びn=1であるジメチレントリフェニルイソ
シアネート(3核体)31重量%以上を含有するポリメ
チレンポリフェニルイソシアネート(B)、とのA/B
=21〜98/79〜2(重量比)の混合物、を使用す
ることを特徴とする軟質ポリウレタンフォームの製造
法。 【化1】 - 【請求項2】請求項1記載の有機ポリイソシアネートの
プレポリマーを使用することを特徴とする軟質ポリウレ
タンフォームの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08933294A JP3344820B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 軟質ポリウレタンフォームの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08933294A JP3344820B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 軟質ポリウレタンフォームの製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07292065A JPH07292065A (ja) | 1995-11-07 |
JP3344820B2 true JP3344820B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=13967738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08933294A Expired - Fee Related JP3344820B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 軟質ポリウレタンフォームの製造法 |
Country Status (1)
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JP5948466B2 (ja) * | 2015-06-05 | 2016-07-06 | 株式会社ブリヂストン | ポリウレタンフォームおよびそれを用いたシール材 |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP08933294A patent/JP3344820B2/ja not_active Expired - Fee Related
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