JP3477290B2 - 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Info
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
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Description
ームの製造方法に関し、特に靴底等に好適に用いられる
ポリウレタンフォーム製造のための新規な方法に関する
ものである。
フォームは、ポリオール、触媒、発泡剤、整泡剤及び必
要に応じて他の助剤を含むポリオール混合物とポリイソ
シアネートを瞬時に攪拌混合し発泡させて製造される。
従来、触媒としては第3級アミンが好ましく用いられる
ことは広く知られており、中でもトリエチレンジアミン
(以下、TEDAと略す)はその触媒活性のバランスの
良さから工業的に使用されている。
ォームに対する要望としては低価格化、軽量化のために
低密度化が挙げられている。水発泡を主とするポリウレ
タンフォームの低密度化は、通常ポリオール混合物の水
分量を増量して、発泡倍率を高める方法が用いられる。
量させた場合、尿素結合の増加に起因してウレタンフォ
ームの表面の脆性が増し、この結果、機械物性および成
形性が著しく低下する。また、金型の形状、意匠等が複
雑なものを成形するためには、TEDAだけを触媒とし
て使用するとゲル化と泡化のバランスがとりにくく、脱
型強度を得るために使用量を増加させると反応の開始か
ら見掛け上の反応の終了までの間隔が短くなり、液流れ
性、操作性、充填性(加工性)が悪くなることが多い。
さらに、TEDA以外の触媒の単独あるいはそれらの併
用も試みられているが、それらの問題を解決するに至っ
てはいない。一方、反応だけを早くするのに金属触媒は
有用であるが、製品の加水分解等の劣化を促進させるこ
とから使用条件等に限界がある。
は、上記の課題を解決すべく、成形密度を低くするため
に発泡剤としての水部数を増量した場合にも、脱型時の
樹脂強度を損なうことなしに成形性に優れ、耐黄変性を
有するポリウレタンフォームを得るための製造方法を提
供することにある。
点を解決するために鋭意検討の結果、特定のイミダゾー
ル触媒を用いることによって上記の問題点を解決するこ
とを見出し、本発明に到達した。
子を含み、かつ400〜10000の分子量を有する化
合物と、ポリイソシアネートを触媒及び発泡剤の存在下
で反応させる、ポリウレタンフォームの製造方法におい
て、前記イソシアネート反応性化合物100重量部当た
り、触媒として下記の一般式(1)で示される1種類以
上の化合物を0.1〜3.0重量部及びトリエチレンジ
アミンを0.1〜2.0重量部用いて、成形密度が0.
20〜0.40g/cm3 であり、引っ張り強度が20
kg/cm2 以上であるポリウレタンフォームを得るこ
とを特徴とするポリウレタンフォームの製造方法、
いてもよく、水素原子又は炭素数1〜4の直鎖若しくは
分岐のアルキル基を示す。) (2) イソシアネート反応性化合物100重量部当た
り、発泡剤として水を0.5〜2.0重量部用いる前記
(1)記載のポリウレタンフォームの製造方法、 (3) 一般式(1)で示される化合物が、次の1−a
〜1−c
記(1)又は(2)記載のポリウレタンフォームの製造
方法、並びに (4) 前記(1)〜(3)いずれか記載の製造方法に
より得られる靴底用ポリウレタンフォームに関する。
製造方法は、イソシアネート反応性化合物と、ポリイソ
シアネートを触媒および発泡剤の存在下で反応させてポ
リウレタンフォームを製造する方法において、イソシア
ネート反応性化合物100重量部当たりについて、触媒
として下記の一般式(1)で示される1種類以上の化合
物を0.1〜3.0重量部用いることを特徴とするもの
である。
いてもよく、水素原子あるいは炭素数1〜4の直鎖もし
くは分岐のアルキル基を示す。)
されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げ
られる。
具体的には、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチ
ルイミダゾール、1−イソブチル−2−メチルイミダゾ
ール等が挙げられ、好ましくは1,2−ジメチルイミダ
ゾールが挙げられる。
合物100重量部当たりについて、触媒として一般式
(1)で示される1種類以上の化合物を0.1〜3.0
重量部、好ましくは0.2〜2.0重量部、より好まし
くは0.3〜1.8重量部用いる。このような使用量と
することにより、フォーム表面の脆性が大幅に改善さ
れ、物性の良いポリウレタンフォームを製造することが
できる。
0.1重量部未満ではウレタンフォーム表面の脆性改善
効果がなく、成形性が著しく悪くなる。また、3.0重
量部を越えると、一般式(1)で示される化合物の酸化
反応が容易に起こるため、ウレタンフォームの黄変が著
しく進行し好ましくない。
するために一般式(1)で示される化合物にTEDAを
組み合わせて使用することもできる。即ち、TEDAの
併用量を多くすると脱型直後の強度が高くなり、脱型時
間を短縮して生産性を高めることができる。このような
場合のTEDAの使用量は、イソシアネート反応性化合
物100重量部当たりについて、0.1〜2.0重量部
が好ましく、0.2〜1.5重量部がより好ましい。
合物はあらかじめ溶剤に混合しても使用でき、溶剤とし
てはポリウレタンフォーム製造の際に通常使用される鎖
延長剤、架橋剤が好ましく使用できるが、これらに限定
されるものではない。
ト反応性化合物、即ち少なくとも2つのイソシアネート
反応性水素原子を含む化合物は、400〜10000の
分子量を有し、好ましくは1000〜3000の分子量
を有するポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオ
ール及びポリマーポリオール等である。
例えば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、ジエチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール、トリメチロールプロパン等の多価
アルコールとフタル酸、マレイン酸、マロン酸、コハク
酸、アジピン酸、テレフタル酸などの多塩基酸との縮重
合物であって末端に水酸基を有するものが使用される。
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、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサン
ジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,
2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール等
の多価アルコール類にアルキレンオキサイドを付加重合
させて得られるポリエーテルポリオールやポリテトラメ
チレンエーテルグリコール等が挙げられる。
子量32以上400未満のポリヒドロキシ化合物を通常
の鎖延長剤、架橋剤として使用してもよいことは勿論で
あり、このポリヒドロキシ化合物の使用により、得られ
るポリウレタンフォームの性質を適宜調節することがで
きる。
例えばトルエンジイソシアネート、m−フェニレンジイ
ソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、キシ
レンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イ
ソホロンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニル
イソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−
4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−
ジクロル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、
4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、1,5−ナ
フタレンジイソシアネート化合物、あるいは、これらの
混合物、変性物、または、これらによるプレポリマーで
ある。特に、トルエンジイソシアネート、4,4’−ジ
フェニルメタンジイソシアネート、あるいは、これらの
混合物、変性物、または、これらによるプレポリマーが
好ましくは使用される。ここで、プレポリマーとは、上
記のポリイソシアネートを予めポリエステルポリオール
等と反応させて得られたポリマーである。
ネート反応性化合物の100重量部に対して50〜15
0重量部となる量である。
りポリウレタンフォームを製造する際には、整泡剤およ
び発泡剤が使用される。整泡剤としては主としてシリコ
ーン系整泡剤が使用され、フッ素系の整泡剤およびシリ
コーン或いはフッ素を含まない一般の界面活性剤等が適
宜使用され、発泡剤としては周知のとおり、ポリイソシ
アネートと反応して二酸化炭素を発生する水、またはポ
リウレタンの生成反応には関与しない発泡剤が使用でき
る。さらに必要に応じて変色防止剤、安定剤、防カビ剤
等を用いることができる。
量は、得られるポリウレタンフォームの低密度化の観点
から、イソシアネート反応性化合物100重量部当たり
について、0.5〜2.0重量部用いることが好まし
く、0.8〜1.8重量部用いることがより好ましい。
る。本発明によれば、反応成分は多くの場合においてプ
レポリマー法或いはセミプレポリマー法によりそれ自体
公知のワンショット法によって反応させられる。
発泡を密閉型中で行うこともできる。この目的のために
反応混合物が金型中に注入される。適当な金型材料は、
例えばアルミニウムのような金属またはエポキシ樹脂の
ようなプラスチックである。発泡性反応混合物は金型内
で発泡してフォームを形成する。型内発泡はフォームが
その表面に気泡構造を有するようにして行われるが、こ
れをフォームが密度の高い皮膜部と海綿状の芯部とを有
するようにして行うこともできる。この点について本発
明によれば、発泡性反応混合物を発泡体が丁度金型を充
填するような量で型中に導入することができる。しか
し、発泡性反応混合物を金型内に発泡体を充填するのに
必要とされるよりも多く金型中に導入することもでき
る。
ためにそれ自体公知であるシリコーン系等の離型剤が用
いられる。
レタンフォームは、成形密度が0.20〜0.40g/
cm3 であり、かつ引っ張り強度が20kg/cm2 以
上であり、好ましくは成形密度が0.20〜0.36g
/cm3 であり、かつ引っ張り強度が20kg/cm2
以上、より好ましくは成形密度が0.20〜0.32g
/cm3 であり、かつ引っ張り強度が20kg/cm2
以上、更に好ましくは成形密度が0.24〜0.32g
/cm3 であり、かつ引っ張り強度が24kg/cm2
以上である。ここで、引っ張り強度は、成形後1日以上
経過して強度が安定したものについての測定値である。
本発明により製造されるポリウレタンフォームは、上記
の性質より靴底用ポリウレタンフォームとして好適に用
いられる。
具体的に説明するが、これらの実施例のみに限定される
ものではない。
配合とし、(株)ポリウレタンエンジニアリング製、M
U−203S成形機を用いて発泡し、200×150×
10mmのポリウレタンフォームシートを成形した。成
形条件は下記の如きである。 成形密度 0.30g/cm3 モールド温度 50±2℃ ポリオール混合物およびプレポリマー保持温度 40±2℃ 脱型時間 5分 シート物性および成形性を評価し、結果を表2、3に示
した。成形性はシート表面のボイド、スキン状態、気泡
の大きさ、収縮等を目視で評価し、良好である場合を
○、一部欠陥がある場合を△、複数の欠陥がある場合を
×で示した。また、黄変性は成形したシート表面の1日
後(成形直後から暗室に放置)及び6日後(1日後のY
I値を測定したシートを室内の直接日光が当たらない場
所に放置)の各々のYI値を分光色差計で測定し、評価
した。YI6(6日後)/YI1(1日後)が7以下の場合
を○、7以上の場合を×で示した。なお、引っ張り強度
はショッパー引っ張り試験機にて測定した。
強度、成形性及び耐黄変性に優れていた。これに対し、
表3の結果が示すように、TEDAのみを使用した比較
例1では成形性が悪く、イミダゾール触媒の使用量が少
なすぎる比較例2,3,5では成形不能または成形性が
悪く、イミダゾール触媒の使用量が多すぎる比較例4で
は黄変し易かった。また、TEDAを併用した実施例7
〜9では、脱型直後の引張強度が高くなっていた。
9、比較例1〜5と同じくして、ポリウレタンフォーム
シートを成形した。その時の原料の混合割合を表4に、
結果を表5、6に示した。
密度を変えた場合でも、引張強度、成形性及び耐黄変性
に優れていた。これに対し、表6の結果が示すように、
TEDAのみを使用した比較例6,7では成形性が悪
く、イミダゾール触媒の使用量が少なすぎる比較例8,
10,11では成形不能または成形性が悪く、イミダゾ
ール触媒の使用量が多すぎる比較例9では黄変し易かっ
た。
度を低くするために発泡剤としての水分量を増量した場
合にも、その優れたゲル化反応性により脱型時の樹脂強
度を損なうことなしに成形性に優れ、耐黄変性を有する
ポリウレタンフォームが得られる。従って、本発明によ
り得られるポリウレタンフォームは、特に靴底用ポリウ
レタンフォームとして有用である。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも2つのイソシアネート反応性
水素原子を含み、かつ400〜10000の分子量を有
する化合物(以下、「イソシアネート反応性化合物」と
いう)と、ポリイソシアネートを触媒及び発泡剤の存在
下で反応させる、ポリウレタンフォームの製造方法にお
いて、前記イソシアネート反応性化合物100重量部当
たり、触媒として下記の一般式(1)で示される1種類
以上の化合物を0.1〜3.0重量部及びトリエチレン
ジアミンを0.1〜2.0重量部用いて、成形密度が
0.20〜0.40g/cm3 であり、引っ張り強度が
20kg/cm2 以上であるポリウレタンフォームを得
ることを特徴とするポリウレタンフォームの製造方法。 【化1】 (式中、R1 及びR2 は同一でも異なっていてもよく、
水素原子又は炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキ
ル基を示す。) - 【請求項2】 イソシアネート反応性化合物100重量
部当たり、発泡剤として水を0.5〜2.0重量部用い
る請求項1記載のポリウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項3】 一般式(1)で示される化合物が、次の
1−a〜1−c 【化2】 【化3】 【化4】 よりなる群から選ばれる1種以上である請求項1又は2
記載のポリウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3いずれか記載の製造方法に
より得られる靴底用ポリウレタンフォーム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26938495A JP3477290B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | ポリウレタンフォームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26938495A JP3477290B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | ポリウレタンフォームの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0987351A JPH0987351A (ja) | 1997-03-31 |
JP3477290B2 true JP3477290B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=17471664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26938495A Expired - Lifetime JP3477290B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | ポリウレタンフォームの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3477290B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3865671B2 (ja) * | 2002-08-30 | 2007-01-10 | 花王株式会社 | ポリウレタンフォーム製造用触媒組成物 |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP26938495A patent/JP3477290B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0987351A (ja) | 1997-03-31 |
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