JP3355611B2 - ポリウレタンフォームの製造法 - Google Patents

ポリウレタンフォームの製造法

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和俊 山本
俊昭 笹原
八郎 和田
佐々木和起
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  • 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、高密度スキン層を有す
るポリウレタンフォームの製造において、特に伸び物
性、スキン形成能及び、表面平滑性等を改良したポリウ
レタンフォームの製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、高密度スキン層を持つポリウレ
タンフォームフォーム、いわゆるインテグラルスキンド
フォームは、その生産性の良さ、機械物性、感触の良さ
などからハンドルをはじめとして自動車の内装部品に多
く使用されてきた。しかし従来このインテグラルスキン
ドフォームを製造するにあたり、発泡剤としてクロロフ
ルオロカーボン、例えばCFC−11やCFC−113
を使用することにより、容易に高密度スキン層が得ら
れ、また機械物性、触感の良好なフォームが得られた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年こ
れらのフルオロカーボンがオゾン層を破壊することによ
り地球環境に重大な影響を及ぼすことが知られるように
なり、より影響の少ないヒドロクロロフルオロカーボン
(HCFC−123,HCFC−141b,HCFC−
22など)、あるいは影響のないといわれているヒドロ
フルオロカーボン(HFC−134aなど)、水、その
他低沸点化合物等を発泡剤として一部あるいは全部使用
するポリウレタンフォームの製造法が検討されている。
しかし、ヒドロクロロフルオロカーボンは少ないながら
もオゾン層を破壊することがわかっておりいずれ使用が
できなくなる。また、ヒドロフルオロカーボンは現時点
では高価で使用が困難である。低沸点化合物を使用する
方法は特開平2−55716号等に示されているが毒
性、引火性などの問題が解決されておらず、また、水の
みを発泡剤として使用した場合、スキン形成能及び得ら
れる成形品の物理的性質が、大幅に低下するという問題
があり、いままで決め手となるものは無かった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
研究を重ねた結果、ポリイソシアネート化合物、活性水
素化合物に特定の化合物を使用することによりこれらの
問題点が解決できることを見出だし本発明に至った。即
ち本発明は、ポリイソシアネート化合物、有機活性水素
化合物、発泡剤、触媒及び、整泡剤からポリウレタンフ
ォームを製造するに際し、該活性水素化合物として平均
官能基数2〜4,水酸基価14〜80の高分子ポリオー
ル及び官能基数が2で、活性水素1個当たりの数平均分
子量700以下の低分子活性水素化合物と、N−メチル
−N´−ヒドロキシエチルピペラジンを使用し、該ポリ
イソシアネート成分としてジフェニルメタンジイソシア
ネート、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネー
ト、及び/又はそれらの変性物で平均官能基数2.0以
上のポリイソシアネートを使用することを特徴とするポ
リウレタンフォームの製造法に関するものである。
【0005】発明の内容をさらに詳しく説明する。本発
明に用いられる高分子ポリオールはポリエーテルポリオ
ールとポリマーポリオール、ポリエステルポリオールの
3種類に大別される。ポリエーテルポリオールとは水、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、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、
エチレンジアミン、ジグリセリン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ソルビトール、庶糖、ある
いは、これらの混合物にアルキレンオキシドを付加した
ものであり、ポリマーポリオールとは上記ポリエーテル
ポリオール中にポリスチレン、ポリアクリロニトリル、
ポリウレア等を分散させたものである。また、ポリエス
テルポリオールとは多価カルボン酸又はその酸無水物と
グリコール類を反応させた液状の末端ヒドロキシ化合物
である。これらの3種類は混合して使用しても良い。本
発明に用いられる高分子ポリオールの平均官能基数は2
〜4、水酸基価は14〜80が望ましい。
【0006】本発明に用いられる低分子活性水素化合物
とは1分子内に2個以下の水酸基及び/又はアミノ基を
持つ化合物の総称であり、例えば、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール等
のグリコール類、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミン、プロパンジアミン、トルエンジアミン、ジエチ
ルトルエンジアミン等のジアミン類、モノエタノールア
ミン等のアルカノールアミン、エタノール、イソプロパ
ノール、ブチルアルコール、フルフリルアルコール、
N,N−ジメチル−N´−ヒドロキシエチルアミン、N
−メチル−N´−ヒドロキシエチルピペラジン、アルコ
キシポリアルキレングリコール等のモノアルコール、ア
ニリン、メチルアミン、オクタデシルアミン、ジブチル
アミン等のモノアミン類である。
【0007】これらの化合物は混合して使用しても良く
その平均官能基数は1〜2、活性水素化合物1個当たり
の分子量は700以下が好ましい。また、前述の高分子
ポリオールと低分子活性水素化合物の配合比は高分子ポ
リオール100重量部に対し0.5〜40重量部が好ま
しく、さらに好ましくは2〜20重量部である。また、
必要に応じてトリエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、グリセリン、ジグリセリン等の低分子多官能活性水
素化合物を併用しても良い。
【0008】本発明に用いられるポリイソシアネート化
合物としては、ジフェニルメタンジイソシアネート(以
下、MDIと略す)、ポリフェニレンポリメチレンポリ
イソシアネート(以下、ポリメリックMDIと略す)及
びこれらの混合物、あるいはこれらポリイソシアネート
の一部をウレタン、ビウレット、アロファネート、カル
ボジイミド、オキサゾリドン、アミド、イミド、イソシ
アヌレート、ウレトイミン等に変性したものが使用でき
る。本発明に用いられる好ましいポリイソシアネート化
合物は、ジフェニルメタンジイソシアネート及び/又は
ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート及び/
又はこれらの変性物であり平均官能基数2.0以上のポ
リイソシアネートである。
【0009】本発明に用いられる発泡剤としては、水が
好ましいが必要に応じて公知のものも使用できる。それ
らには、不活性低沸点溶剤と反応性発泡剤の二種があ
り、例えば、前者としては、ジクロルメタン、ヒドロク
ロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、アセ
トン、ヘキサン、イソペンタン等、更に窒素ガス、炭酸
ガスや空気等も包含される。後者の例としては、室温よ
り高い温度で分解して気体を発生する例えば、アゾ化合
物のようなものも含まれる。本発明において特に好まし
い発泡剤は水である。
【0010】本発明に用いられる触媒は、一般にポリウ
レタン製造に使用されるものは全て使用できる。例え
ば、米国特許第3799898号、特公昭54−155
99号に記載されている3級アミン、ジアザビシクロア
ルケン類やその塩類、有機金属化合物であり、上記触媒
は全て、混合して用いることも可能である。本発明にお
いて使用できる整泡剤としては、一般にポリウレタンフ
ォームの製造に使用している例えば、ポリジメチルシロ
キサン−ポリアルキレンオキシドブロックポリマー、ビ
ニルシラン−ポリアルキレンポリオール重合体などがあ
げられる。本発明を実施するに当たり、必要に応じて顔
料や染料、マイカやガラス繊維等の補強材や充填剤、難
燃材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、その他の助剤、添加
剤が使用できる。
【0011】本発明のポリウレタンフォームはキャステ
ィングやインジェクション(RIM)等の手段により、
NCOインデックス70〜140の範囲、好ましくは9
0〜120の範囲で製造される。この場合、必要に応じ
て原料や金型を加熱することによって反応を促進させる
ことができる。
【0012】
【発明の効果】本発明により、従来使用していた発泡剤
であるクロロフルオロカーボンを使用せず、また、他の
低沸点発泡剤等の使用を大幅に削減し、或いは使用しな
いで、良好なスキン層及び表面平滑性を有し、かつ良好
な伸びを示すポリウレタンフォームを製造することがで
きる。
【0013】
【実施例】本発明について、実施例及び比較例により、
更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定
されるものではない。 実施例及び比較例表1 に示す配合割合でポリオール、発泡剤、触媒及び、
整泡剤を混合し25℃に温調した。更に表1に示したイ
ソシアネートを活性水素基の総合計モル数の1.05倍
モル加え、激しく混合し、予め40℃に温調された30
0×300×10mmクランプ付アルミ製金型に注入
し、直ちに上蓋を閉じクランプで押圧し、その後10分
間放置した後成型物を取り出した。
【0014】ここで使用した原料は以下に示す。 高分子ポリオールA :平均官能基数3、水酸基価34
のポリエーテルポリオール(三洋化成工業製;サンニッ
クスFA703) 活性水素化合物 B : エチレングリコール 活性水素化合物 C : ジエチレングリコール 活性水素化合物 D : ジエチレングリコ−ルモノメ
チルエーテル 活性水素化合物 E : メトキシポリエチレングリコ
ール、平均分子量=695 活性水素化合物 F : N,N-ジメチル-N´-ヒドロキ
シエチルアミン 活性水素化合物 G : N-メチル-N´-ヒドロキシエ
チルピペラジン イソシアネート H : ポリメリックMDI,平均官
能基数=2.8 NCO含量30.0% イソシアネート I : ポリメリックMDI,平均官
能基数=2.5 NCO含量30.5% イソシアネート J : MDIプレポリマー,平均官
能基数=2.2 MDIとジプロピレングリコールからのプレポリマーと
ポリメリックMDIの混合物 NCO含量26% イソシアネート K : イソシアネートIとJの重量
比1:1の混合物 平均官能基数=2.4、NCO含量28% 触媒 L : トリエチレンジアミン 触媒 M : ジブチル錫ジラウレート 整泡剤N : 日本ユニカー製;L−3600
【0015】表1〜3の表面平滑性の評価方法 肉眼での判定による。 ○ ;表面に特に目立つたシワ、フクレ等がない。 × ;表面に特に目立つたシワ、フクレ等がある。
【0016】
【表1】
【0017】
【0018】
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−219220(JP,A) 特開 昭50−60600(JP,A) 特開 昭62−257923(JP,A) 特開 平5−339338(JP,A) 特開 平5−295074(JP,A) 国際公開92/22595(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリイソシアネート化合物、有機活性水
    素化合物、発泡剤、触媒、整泡剤からポリウレタンフォ
    ームを製造するに際し、該活性水素化合物として平均官
    能基数2〜4、水酸基価14〜80の高分子ポリオール
    及び官能基数が2で、活性水素1個当たりの数平均分子
    量700以下の低分子活性水素化合物と、N−メチル−
    N´−ヒドロキシエチルピペラジンを使用し、該ポリイ
    ソシアネート成分としてジフェニルメタンジイソシアネ
    ート、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネー
    ト、及び/又はそれらの変性物で平均官能基数2.0以
    上のポリイソシアネートを使用することを特徴とするポ
    リウレタンフォームの製造法。
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