JP3358846B2 - 低密度超軟質ウレタンフォームの製造方法 - Google Patents
低密度超軟質ウレタンフォームの製造方法Info
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Description
フォ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
ッションや背当て材等に広く用いられているが、なかで
も、硬度が25%ILDで4kg/314cm2 以下である
超軟質ウレタンフォームは、家具、寝具等、種々の分野
で用いられている。
発泡剤として、水や低沸点化合物が用いられている。な
かでも、超軟質ウレタンフォームの製造には、主とし
て、トリクロロモノフルオロメタン(以下、フロン−1
1という。)等のフロンが広く用いられている。しか
し、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、
低密度超軟質フォームを製造する方法の開発が急がれて
いる。
泡剤が種々検討されているが、適当な発泡剤が未だに見
出されていないのが実情である。例えば、超軟質ウレタ
ンフォームの製造においては、前記フロン−11の代替
として、塩化メチレンが用いられるに至っているが、し
かし、この塩化メチレンは、フロン−11に比べて、沸
点が高いのみならず、ポリオキシアルキレンポリオール
の溶解能が高く、更に、蒸気圧が低いために、発泡効率
が悪く、すぐれた物性を有する低密度超軟質ウレタンフ
ォームを得ることが困難である。
て、少量の塩化メチレンと共に、相対的に多量の水を用
いることも提案されているが、かかる方法によれば、得
られるフォームの硬度が高く、超軟質ウレタンフォーム
を得る観点からは、かかる方法は採用することができな
い。そこで、ポリオールの一成分として、モノオールや
ジオールを用いる方法も提案されているが、かかる方法
によれば、得られるフォームの圧縮永久歪が大きくなる
等、他の物性が損なわれる問題が生じる。
度超軟質ウレタンフォ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って、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って、発泡
剤として水と低沸点化合物とを併用して、他の物性を損
なうことなく、低密度超軟質ウレタンフォームを得るこ
とができることを見出して、本発明に至ったものであ
る。
質ウレタンフォームの製造方法は、多価アルコールにエ
チレンオキサイド5〜20重量%を付加した後、プロピ
レンオキサイドを付加してなり、平均官能基数が2.5〜
4.0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、上記ポリオキシアルキレンポリオール10
0重量部当りに2.5〜4.5重量部の水と5〜20重量部
の沸点が10〜45℃の低沸点化合物との存在下に反応
させることを特徴とする。
ムの製造方法は、ポリオールとして、上記ポリオキシア
ルキレンポリオールを用いる点に一つの重要な特徴を有
し、上述したような多価アルコールにエチレンオキサイ
ドを付加した後、プロピレンオキサイドを付加してな
り、平均官能基数が2.5〜4.0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10
0重量部当りに2.5〜4.5重量部の水と5〜20重量部
の沸点が10〜45℃の低沸点化合物との存在下に反応
させることを特徴とするものである。
オール、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。本発明によれば、前述したように、ポリオールとし
て、上記ポリオキシアルキレンポリオールを用いる点に
一つの特徴を有する。
例えば、次のような方法によって製造される。即ち、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、シュクロース等を単独に
て、又は2種以上を混合して用いて、その平均官能基数
を2.5〜4.0となるようにし、触媒として、金属水酸化
物、例えば、水酸化カリウムと共に、攪拌器付きの反応
釜に仕込み、次いで、例えば、窒素のような不活性気体
を反応釜底部から反応釜内に流通させ、反応釜内を窒素
雰囲気にした後、適当な温度(好ましくは、110〜1
20℃程度)にて、所定量のエチレンオキサイドを反応
釜内に導いて、これを付加重合させ、この後、更に、プ
ロピレンオキサイドを反応釜内に導いて、得られる反応
生成物(ポリオキシアルキレンポリオール)の水酸基価
が40〜80mgKOH/gになるまで付加重合させ
る。
吸着沈殿させ、濾過にて除去し、その後、ケン化防止剤
を適量添加すれば、本発明において用いるポリオキシア
ルキレンポリオールを得る。本発明によれば、このよう
なポリオキシアルキレンポリオールにおけるエチレンオ
キサイドの付加量は、5〜20重量%の範囲である。こ
こに、エチレンオキサイドの付加量は、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エチレンオ
キサイドの量を重量%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、得られるフォームの圧縮永久歪
が極端に大きくなり、本発明が目的とする超軟質フォー
ムを得ることができない。他方、水酸基価が80mgK
OH/gよりも大きいときは、フォ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、或いはフォーム
の収縮が生じるので、本発明が目的とする超軟質フォー
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〜
4.0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、得られるフォームの圧縮永久歪が悪化し、他方、平
均官能基数が4.0を越えるときは、得られるフォームの
硬度が大きくなり、本発明が目的とする超軟質のものを
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、得られるフォームの
湿熱圧縮永久歪が大きくなる等、フォーム物性の低下を
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
られるフォームの硬度も高くなる等の不都合を生じる。
と沸点が10〜45℃である低沸点化合物とが併用され
る。その量は、用いるポリオール100重量部に対し
て、水が2.5〜4.5重量部の範囲であり、低沸点化合物
が5〜20重量部の範囲である。本発明においては、こ
のような低沸点化合物として、塩化メチレン、ペンタン
等が用いられるが、特に、塩化メチレンが好ましく用い
られる。
少ないときは、得られるフォームの密度が高く、本発明
が目的とする低密度超軟質ウレタンフォームを得ること
ができない。他方、4.5重量部を越えるときは、得られ
るフォームの硬度が高く、同様に、本発明が目的とする
低密度超軟質ウレタンフォームを得ることができない。
また、低沸点化合物の量が5重量部よりも少ないとき
は、発泡剤としての効果が少なく、得られるフォームの
密度が高く、他方、20重量部を越えるときは、発泡安
定性が悪くなり、フォーム内にクラック等を生じること
かあるので、好ましくない。
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、それらの組成物(例えば、東ソー
(株)製TEDA−L33)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。
又はホッ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が、特に、シリコーン整
泡剤が好ましく用いられる。このような整泡剤として、
例えば、B−8017、B−2370(ゴールドシュミ
ット(株)製)、L−582、L−5740M、L−5
740S、SZ−1127(日本ユニカー(株)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。
ォ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)ホスフェート等のような難燃
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。このように
して、本発明に従って得られる低密度超軟質ウレタンフ
ォームの密度は、自由発泡フォームとして、15〜25
kg/m3の範囲である。
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
よって、発泡剤として、フロンガスを用いることなく、
水と低沸点化合物とのみを用いることによって、フォー
ム物性にすぐれる低密度超軟質ウレタンフォームを得る
ことができる。
造を示す参考例と共に、本発明による低密度超軟質ウレ
タンフォームの製造を示す実施例を挙げるが、本発明は
これら実施例により何ら限定されるものではない。
ルAの製造) 加熱器及び攪拌器を備えた反応釜にグリセリン2.4kg
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66.6kg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
によって除去した。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
ェノールを濃度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。
オールB〜Dの製造)参考 例1と同様にして、表1に示すように、ポリオール
B〜D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。
リオールE及びFの製造)参考 例1と同様にして、表1に示すように、本発明が規
定する条件を満たさないポリオールE及びF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。
の添加剤を用いて、ハンドミキシング法のフリー発泡に
よって軟質ウレタンフォームを製造した。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、ウレタンフォームを製造し
た。このウレタンフォームの物性を表2に示す。
ーム用ポリオールを水と塩化メチレンとを発泡剤として
用いて発泡させるときは、得られるフォームにクラック
が生じ、すぐれた物性を有するフォームを得ることがで
きない。これに対して、実施例1〜6によれば、比較例
1と同様に、水と塩化メチレンとを発泡剤として用いて
いるが、すぐれたフォーム物性を保持しつつ、低密度超
軟質ウレタンフォームを得ることができる。
し、従って、すぐれた低密度超軟質フォームを与える。
この比較例2と比較しても、実施例1〜6によるウレタ
ンフォームは、他の物性値は同等若しくはそれ以上であ
り、しかも、硬度が低いことが理解される。そこで、比
較例3においては、比較例2で用いたポリオールEにエ
チレンオキサイドブロツクを導入したものを用いた結
果、発泡の作業性には若干の改善はみられたものの、硬
度が尚、大きく、実施例1〜6におけるような低密度フ
ォームを得ることができない。
物性は、以下の方法によって評価した。 硬度 JIS K−6401によった。即ち、試料片に直径2
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(kg)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
上行って、次式によって反発弾性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。
ンフォ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(kg/cm2 )とし、その時点までの伸びを伸び率
(%)とした。
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℃、5
0%RH)中に30分間放置した後、その厚さを測定
し、次式によって圧縮永久歪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。
Claims (5)
- 【請求項1】多価アルコールにエチレンオキサイド5〜
20重量%を付加した後、プロピレンオキサイドを付加
してなり、平均官能基数が2.5〜4.0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、上記ポリ
オキシアルキレンポリオール100重量部当りに2.5〜
4.5重量部の水と5〜20重量部の沸点が10〜45℃
の低沸点化合物との存在下に反応させることを特徴とす
る低密度超軟質ウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項2】低沸点化合物が塩化メチレンであることを
特徴とする請求項1記載の低密度超軟質ウレタンフォー
ムの製造方法。 - 【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
度超軟質ウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項4】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イソシアネート指標80〜120
の範囲にて反応させることを特徴とする請求項1記載の
低密度超軟質ウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項5】自由発泡フォームとしての密度が15〜2
5kg/m3の範囲であることを特徴とする請求項1記載の
低密度超軟質ウレタンフォームの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11839393A JP3358846B2 (ja) | 1992-06-18 | 1993-05-20 | 低密度超軟質ウレタンフォームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-159346 | 1992-06-18 | ||
JP15934692 | 1992-06-18 | ||
JP11839393A JP3358846B2 (ja) | 1992-06-18 | 1993-05-20 | 低密度超軟質ウレタンフォームの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0665346A JPH0665346A (ja) | 1994-03-08 |
JP3358846B2 true JP3358846B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=26456342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11839393A Expired - Lifetime JP3358846B2 (ja) | 1992-06-18 | 1993-05-20 | 低密度超軟質ウレタンフォームの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3358846B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19928156A1 (de) * | 1999-06-19 | 2000-12-28 | Bayer Ag | Aus Polyetherpolyolen hergestellte Polyurethan-Weichschäume |
JP4486941B2 (ja) * | 2006-05-01 | 2010-06-23 | 株式会社イノアックコーポレーション | 連続気泡型軟質ポリウレタンスラブ発泡体の製造方法 |
CN102762622A (zh) | 2010-02-23 | 2012-10-31 | 三洋化成工业株式会社 | 聚氨酯泡沫制造用强度提高剂 |
-
1993
- 1993-05-20 JP JP11839393A patent/JP3358846B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0665346A (ja) | 1994-03-08 |
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