JP4301432B2 - Method for producing polyurethane foam molded article - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面にインテグラルスキン層を有する半硬質ないし軟質ポリウレタンフォーム成形品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のインテグラルスキン層を有する半硬質ないし軟質ポリウレタンフォーム成形品の製造方法としては、ポリオール化合物、発泡剤等を含むポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを発泡機にて混合撹拌し、反応原液組成物とした後に金型内に注入して発泡硬化させて成形品とする方法が使用されており、ポリオール組成物としては以下の技術が公知である。
(1)水酸基価が30〜85、水酸基数が2〜8、粘度が25℃で1000cp以下で、かつ全体のオキシエチレン基含有量が20重量%以下であるポリオールを主成分として使用する技術(特許文献1)
(2)ポリオール組成物としてアミノ基含有ポリオールを使用する技術(特許文献2)
(3)ポリオール組成物に脂肪酸メチルエステルを減粘剤として添加する技術(特許文献3)
上記の技術は、いずれも発泡剤として水を使用している。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−102036号公報
【特許文献2】
特開平5−339338号公報
【特許文献3】
特許第3242755号公報
【発明が解決しようとする課題】
インテグラルスキンを有するポリウレタンフォームの発泡剤として、従来は他のポリウレタンフォームと同様に代替フロンであるHCFC−141b等が使用されているが、環境保護の観点より、水を発泡剤とする製造方法が要請されている。
【0004】
特許文献1〜3に記載のインテグラルスキンを有するポリウレタンフォームの製造方法は、いずれも発泡剤として水を使用している。
【0005】
しかし、特許文献1及び2に記載の技術によれば、発泡剤である水を含むポリオール組成物の粘度は高く、ポリイソシアネート成分との十分な混合を行うためには、実施例にも記載されているように、高圧発泡機を使用する必要がある。HCFC−141bを発泡剤とするポリオール組成物を使用した従来の製造方法においては、ポリオール組成物の粘度は高くないために、低圧発泡機が一般的に使用されているが、係る低圧発泡機は、特許文献1に記載のポリオール組成物については、その粘度が高いためにポリイソシアネート成分との混合不良が生じるために使用することができなかった。
【0006】
特許文献3に記載の技術は、脂肪酸メチルエステルを減粘剤として添加しており、ポリオール組成物の粘度は抑制されており、臭気などについて配慮はされているものの、狭い室内で使用する家具等として使用した場合になお臭気等の問題を発生する場合がある。
【0007】
本発明の目的は、製造設備を高圧発泡機に更新することなく、既設の低圧発泡機を使用しても成形することが可能であり、かつ室内で使用する家具等に使用した場合であっても臭気の問題等を発生することのないインテグラルスキンを有するポリウレタンフォーム成形品の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、インテグラルスキンを有するポリウレタンフォーム用のポリオール組成物について鋭意研究したところ、ポリオール組成物を構成するポリオール化合物100重量部を、分子量500〜4000の2官能ポリオール化合物を70〜95重量部と3官能以上の多官能ポリオールを30〜5重量部とを含むものとすることにより、発泡剤として水を使用しても、減粘剤を使用することなく低粘度で低圧発泡機を使用してポリイソシアネート成分と混合可能で、しかも従来にないソフトな感触を有するインテグラルスキン付きポリウレタンフォームを形成するポリオール組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち、本発明のポリウレタンフォーム成形品の製造方法は、少なくともポリオール化合物、架橋剤、触媒、及び発泡剤を含むポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを混合した反応原液組成物を金型内に注入してインテグラルスキンを有する成形体とするポリウレタンフォーム成形品の製造方法であって、
前記ポリオール化合物の20℃における粘度が750mPa・s以下であり、前記ポリオール化合物100重量部は平均分子量500〜4000の2官能ポリオール化合物70〜95重量部と平均分子量700〜8000の3官能以上の多官能ポリオール30〜5重量部とを含み、前記発泡剤が水であり、成形体の表面硬度がアスカーC硬度計にて45度以下であることを特徴とする。
【0010】
分子量500〜4000(末端基定量法)の2官能ポリオール化合物の使用量が70重量部未満の場合には3官能以上の多官能ポリオール化合物の比率が高くなって、ポリオール組成物の粘度が高くなりすぎ、95重量部を超えると多官能成分が少なくなりすぎて圧縮永久歪が低下する等の問題を生じる。
【0011】
2官能ポリオール化合物の分子量が500未満の場合には、得られるポリウレタンフォーム成形品のソフトな感触が損なわれる場合があり、4000を超えるとポリオール組成物の粘度の上昇、ポリウレタンフォーム成形品の機械的強度の低下等の問題が生じる場合が有る。2官能ポリオール化合物の平均分子量は、700〜3000であることがより好ましい。
【0012】
本発明の製造方法により得られるインテグラルスキンを有するポリウレタンフォーム成形品の密度は、好ましくは0.2〜0.4g/cm3 である。
【0013】
上記のポリウレタンフォーム成形品の製造方法においては、金型表面に塗装皮膜を形成した後に前記反応原液組成物を注入することが好ましい。
【0014】
係る構成により、任意の色調と優れた外観を有し、耐候性にも優れたポリウレタンフォーム成形品を製造することができる。
【0015】
上述の発明においては、前記ポリイソシアネート成分が、プレポリマー含有ポリイソシアネート化合物又はカルボジイミド変性ポリイソシアネート化合物であることが好ましい。
【0016】
係るポリイソシアネート成分の使用により、成形体の表面硬度がアスカーC硬度計にて45度以下で、かつ物理的特性に優れ、特に引張強度が1.0MPa以上のインテグラルスキン付きポリウレタンフォームを得ることができる。
【0018】
20℃における粘度が750mPa・s以下とすることにより、確実に既設の発泡機を使用することが可能となる。ポリオール組成物の20℃における粘度は、700mPa・s以下であることがより好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明に使用するポリオール化合物としては、通常、多官能性アルコール化合物、アルカノールアミン化合物、2官能性以上の第1級ないし第2級アミノ化合物を開始剤に、これにアルキレンオキサイドを付加させたいわゆるポリエーテルポリオールが用いられる。
【0020】
多官能性アルコール化合物、アルカノールアミン化合物としては、たとえば、水、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、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、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、トリエタノールアミン、ジエタノールアミンやこれらに少量のアルキレンオキサイドが付加した化合物を例示できる。また2官能性以上の第1級ないし第2級アミノ化合物としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トルエンジアミン等が例示される。
【0021】
これらの中で、平均分子量(末端基定量法による)500〜4000の2官能ポリオール化合物であるポリオール化合物の原料としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、水、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の2官能アルコール化合物が使用される。2官能ポリオール化合物はアミノ基を含有しないものであることがより好ましい。
【0022】
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、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等の3官能以上の多官能性アルコール化合物、アルカノールアミン化合物、2官能性以上の第1級ないし第2級アミノ化合物は、3官能以上の多官能ポリオール化合物の原料とされる。多官能ポリオール化合物の平均分子量は700〜8000であることが好ましい。多官能ポリオール化合物は、平均官能基数が3〜4官能で、アミノ基を含有しないものであることが、ポリオール組成物の低粘度化の観点より、より好ましい。ただし、本発明の目的を阻害しない範囲で、反応性や成形品の物理的特性を調整するために少量のアミノ基含有ポリオール化合物を使用してもよい。
【0023】
多官能性アルコール化合物等に付加重合してポリオール化合物を製造するためのアルキレンオキサイドとしては炭素数2以上のものがあげられ、たとえば、エチレンオキサイド、1,2−プロピレンオキサイド、1,2−ブチレンオキサイド、2,3−ブチレンオキサイド、スチレンオキサイドなどを例示できる。これらアルキレンオキサイドのなかでも、プロピレンオキサイドおよび/またはブチレンオキサイドとエチレンオキサイドを併用したものが、低コストであること、得られるインテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品の特性が良好であること等から好ましい。特にエチレンオキサイドが開環単位したエチレンオキサイド単位を3〜50重量%、さらには3〜25重量%の付加割合で含んでいるものが好ましい。
【0024】
また、ポリオール化合物は、前記アルキレンオキサイドのランダム重合体、ブロック重合体のいずれでもよいが、末端にオキシエチレン単位を含むものがイソシアネート基との反応性が良好であり、好ましい。末端の1級化率(末端エチレンオキサイド単位化率)は、ポリオキシアルキレングリコールのオキシアルキレン単位の3重量%以上含むものが好ましく、5重量%以上含むものがより好ましく、特に好ましくは10〜20重量%である。
【0025】
ポリイソシアネート化合物としては、インテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品の製造に通常使用される、イソシアネート基を2個以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系の各種のポリイソシアネート化合物、さらにはこれらポリイソシアネート化合物を変性して得られる変性ポリイソシアネート化合物を使用できる。また、ポリイソシアネート化合物は2種以上を併用してもよい。
【0026】
ポリイソシアネート化合物の具体例としては、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)(精製ジフェニルメタンジイソシアネート(p−MDI)やクルードMDI(c−MDI)がある)、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートがあげられ、その変性物としては、プレポリマー含有ポリイソシアネート化合物(ポリイソシアネート化合物のプレポリマー変性体)、イソシアヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体などがあげられる。トルエンジイソシアネートは、2,4−置換体と2,6−置換体とがあるが、これらの混合物の使用が好ましく、2,4−置換体/2,6−置換体混合比が90/10〜60/40の混合物の使用が好適である。さらにトルエンジイソシアネートとクルードMDIのブレンドしたイソシアネート化合物の使用も可能である。
【0027】
本発明においては、のプレポリマー変性ポリイソシアネート化合物(ウレタン結合を含む)又はカルボジイミド変性ポリイソシアネート化合物(カルボジイミド結合又はウレトンイミン結合を含む)の使用が好ましい。プレポリマー変性ポリイソシアネート化合物の調製は、一般にイソシアネート基末端のプレポリマーをイソシアネート成分に含有させることにより行う。好ましいイソシアネート基末端プレポリマーは、2ないし3官能、より好ましくは2官能で、分子量が500〜5000のポリオール化合物とジイソシアネート化合物とを、NCO/OH当量比が1.5〜2.5、より好ましくは1.8〜2.0にて加熱反応させて得られる。
【0028】
イソシアネート基末端プレポリマーを含有するイソシアネート化合物は、イソシアネート基末端プレポリマーを合成して市販のイソシアネート化合物と混合して製造してもよく、市販のイソシアネート基末端プレポリマーを市販のイソシアネート化合物と混合して製造してもよく、市販のイソシアネート化合物に所定量のポリオール化合物を添加して反応させてもよく、また市販のイソシアネート基末端プレポリマーを含有するイソシアネート化合物を使用してもよい。市販のイソシアネート基末端プレポリマーを含有するイソシアネート化合物としては、例えばCE−501(日本ポリウレタン)が例示される。
【0029】
またカルボジイミド変性ポリイソシアネート化合物は、イソシアネート基の一部を触媒を使用してカルボジイミド結合とすることにより製造される。カルボジイミド変性ポリイソシアネート化合物としては、コスモネートLL及びコスモネートLK(三井武田ケミカル)が市販されており、使用可能である。
【0030】
ウレタン化触媒としては、トリエチレンジアミン(TEDA、Dabco)、ビス(N,N−ジメチルアミノ−2−エチル)エーテル、N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル(TOYOCAT−ET;東ソー製)等のアミン系触媒や、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム等のカルボン酸金属塩、ジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物等があげられる。これらのなかでも水発泡系ポリウレタンフォームの製造に適している点でアミン系触媒の使用が好ましい。第3級アミン触媒は、泡化触媒と樹脂化触媒とを併用することが好ましく、樹脂化触媒/泡化触媒重量比が1以上であることがより好ましい。
【0031】
本発明のインテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品の製造においては、必要に応じて低分子量多官能活性水素化合物を架橋剤として使用することも好適な態様であり、インテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品を構成するポリウレタン重合体の各種の特性、とりわけポリウレタンフォーム成形品の剛性を調整することが容易となる。このような低分子量多官能活性水素化合物としては、低分子量多価アルコールないしアルカノールアミンの使用が好ましく、具体的にはポリオール化合物の原料として例示された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、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、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、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等が例示され、使用可能である。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。特にグリコールとアルカノールアミンの併用が、成形品の強度が高くなり、弾性に優れたものとなる等の観点より好ましい。
【0032】
前記ポリオール化合物、ポリイソシアネート成分、発泡剤、触媒、必要に応じて整泡剤を含有してなるポリウレタンフォーム原料における各成分の使用量は、通常、以下の通りであるが、ポリウレタンフォーム成形品の特性を調整するため、その使用量を適宜に変更できることはいうまでもない。
【0033】
ポリオール化合物を含むポリオール組成物の水酸基の当量とポリイソシアネート成分のイソシアネート基の当量比(イソシアネートインデックス[NCOindex])は0.75〜1.15(指数表示では75〜115)となる範囲であることが好ましく、0.8〜1.1(指数表示では80〜110)であることがより好ましい。発泡剤としての水の使用量は通常ポリオール化合物100重量部に対して、0.1〜4重量部、好ましくは0.5〜1.5重量部である。触媒の使用量は、通常ポリオール化合物100重量部に対して、5重量部以下、好ましくは0.5〜3.0重量部である。必要に応じて添加する整泡剤の使用量は、通常ポリオール化合物100重量部に対して、5重量部以下(可塑剤等で希釈した整泡剤の場合には有効成分を基準とする)、好ましくは0.01〜2重量部である。
【0034】
前記各種成分を含んでなるポリウレタンフォーム原料は、インテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品が適用される用途に応じて、各種形状に応じた所定の金型内で、インテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品に成形される。成形方法は、通常の手段を採用できる。たとえば、ポリオール化合物、発泡剤、触媒、整泡剤、架橋剤および必要により添加剤を所定量予備的に混合してポリオール組成物とした後、さらにこの混合物であるポリオール組成物にポリイソシアネート成分をポリウレタン発泡機または撹拌機等を使用して急速混合して得られたポリウレタンフォーム原料を、好ましくは予め表皮を構成する塗料を塗布して乾燥した金型内に注入し、所定時間後に脱型することにより、インテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品としての軟質ないし半硬質ポリウレタンフォームが得られる。
【0035】
本発明によれば、既存の低圧発泡機や高圧発泡機を使用してインテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品の製造が可能である。
【0036】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
(実施例1)
平均分子量3000(水酸基価37mgKOH/g)の2官能ポリオール化合物(PPG系)90重量部、3官能ポリオール化合物としてアミノ基を含有しない平均分子量5000、水酸基価34mgKOHのポリオール化合物10重量部を使用し、架橋剤として脂肪族系低分子量グリコール4.5重量部とジエタノールアミン1.0重量部、触媒としてTEDA L33E(東ソー)1.0重量部とTOYOCAT ET(東ソー)0.5重量部、発泡剤である水0.8重量部を混合してポリオール組成物を調製した。
ポリイソシアネート成分としてCE−501(NCO=22.5wt%,日本ポリウレタン)を使用し、ポリオール組成物/ポリイソシアネート成分=100/44.3(重量比)の反応原液組成物となるように低圧発泡機を使用して調製して金型内に注入し、インテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品を作製した。
得られたポリウレタンフォーム成形品は外観が良好であり、その表面硬度は、アスカーC硬度計にて40度であり、また引張強度は1.0MPaであった。
【0037】
(実施例2)
2官能ポリオール化合物を75重量部、3官能ポリオール化合物を25重量部使用した以外は実施例1と同様にしてインテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品を作製した。
得られたポリウレタンフォーム成形品は外観が良好であり、その表面硬度は、アスカーC硬度計にて45度であり、また引張強度は1.2MPaであった。
【0038】
(実施例3)
平均分子量3000(水酸基価37mgKOH/g)の2官能ポリオール化合物(PPG系)80重量部、3官能ポリオール化合物としてアミノ基を含有しない平均分子量5000(水酸基価34mgKOH)のポリオール化合物20重量部を使用し、架橋剤として脂肪族系低分子量グリコール5.0重量部とジエタノールアミン0.5重量部、触媒としてTEDA L33E(東ソー)1.0重量部とTOYOCAT ET(東ソー)0.5重量部、発泡剤である水0.5重量部を混合してポリオール組成物を調製した。
ポリイソシアネート成分としてコスモネートLL(NCO=29.0wt%,三井武田ケミカル)を使用し、ポリオール組成物/ポリイソシアネート成分=100/45(重量比)となる反応原液組成物を低圧発泡機を使用して調製し、金型内に注入し、インテグラルスキン付きポリウレタンフォーム成形品を作製した。
得られたポリウレタンフォーム成形品は外観が良好であり、その表面硬度は、アスカーC硬度計にて40度であり、また引張強度は1.0MPaであった。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a semi-rigid or flexible polyurethane foam molded article having an integral skin layer on the surface.
[0002]
[Prior art]
As a conventional method for producing a semi-rigid or flexible polyurethane foam molded article having an integral skin layer, a polyol composition containing a polyol compound, a foaming agent and the like and a polyisocyanate component are mixed and stirred in a foaming machine, and a reaction stock solution composition A method of injecting into a mold and foaming and curing to form a molded product is used, and the following techniques are known as polyol compositions.
(1) Technology using as a main component a polyol having a hydroxyl value of 30 to 85, a hydroxyl number of 2 to 8, a viscosity of 1000 cp or less at 25 ° C., and an overall oxyethylene group content of 20% by weight or less ( Patent Document 1)
(2) Technology using an amino group-containing polyol as a polyol composition (Patent Document 2)
(3) Technology for adding fatty acid methyl ester as a thickener to a polyol composition (Patent Document 3)
All of the above techniques use water as a blowing agent.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 7-102036 A [Patent Document 2]
JP-A-5-339338 [Patent Document 3]
Japanese Patent No. 3242755 [Problems to be Solved by the Invention]
Conventionally, as a foaming agent for polyurethane foam having an integral skin, HCFC-141b, which is an alternative chlorofluorocarbon, is used like other polyurethane foams. From the viewpoint of environmental protection, a manufacturing method using water as a foaming agent Is requested.
[0004]
All the methods for producing a polyurethane foam having an integral skin described in Patent Documents 1 to 3 use water as a foaming agent.
[0005]
However, according to the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the viscosity of a polyol composition containing water as a foaming agent is high, and it is also described in Examples in order to sufficiently mix with a polyisocyanate component. It is necessary to use a high pressure foaming machine. In the conventional production method using a polyol composition using HCFC-141b as a foaming agent, a low-pressure foaming machine is generally used because the viscosity of the polyol composition is not high. The polyol composition described in Patent Document 1 could not be used because of its high viscosity and poor mixing with the polyisocyanate component.
[0006]
In the technique described in Patent Document 3, fatty acid methyl ester is added as a thickening agent, the viscosity of the polyol composition is suppressed, and although consideration is given to odors, furniture used in a small room, etc. May cause problems such as odor.
[0007]
An object of the present invention is a case where it can be molded even if an existing low pressure foaming machine is used without renewing the manufacturing equipment to a high pressure foaming machine, and used for furniture used indoors. Another object of the present invention is to provide a method for producing a polyurethane foam molded article having an integral skin that does not cause odor problems.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied a polyol composition for a polyurethane foam having an integral skin. As a result, 100 parts by weight of a polyol compound constituting the polyol composition was converted into 2 having a molecular weight of 500 to 4000. By containing 70 to 95 parts by weight of a functional polyol compound and 30 to 5 parts by weight of a trifunctional or higher polyfunctional polyol, even if water is used as a foaming agent, it has a low viscosity without using a thinning agent. In order to complete the present invention, it is found that a polyol composition that can be mixed with a polyisocyanate component using a low-pressure foaming machine and forms a polyurethane foam with an integral skin having an unprecedented soft feel is obtained. It came.
[0009]
That is, in the method for producing a polyurethane foam molded article of the present invention, a reaction stock solution composition in which a polyol composition containing at least a polyol compound, a crosslinking agent, a catalyst, and a foaming agent and a polyisocyanate component are mixed is injected into a mold. A method for producing a polyurethane foam molded article having a molded body having an integral skin,
Wherein is the viscosity at 20 ° C. of the polyol compound is less 750 mPa · s, the polyol compound 100 parts by weight average bifunctional polyol compound having a molecular weight of 500 to 4,000 70 to 95 parts by weight and the average molecular weight 700-8000 of trifunctional or higher- 30 to 5 parts by weight of a functional polyol, the foaming agent is water, and the surface hardness of the molded body is 45 degrees or less with an Asker C hardness meter.
[0010]
When the amount of the bifunctional polyol compound having a molecular weight of 500 to 4000 (end group determination method) is less than 70 parts by weight, the ratio of the trifunctional or higher polyfunctional polyol compound is increased and the viscosity of the polyol composition is increased. On the other hand, when the amount exceeds 95 parts by weight, the polyfunctional component becomes too small, causing problems such as a decrease in compression set.
[0011]
When the molecular weight of the bifunctional polyol compound is less than 500, the soft feel of the resulting polyurethane foam molded article may be impaired. When the molecular weight exceeds 4000, the viscosity of the polyol composition increases, the mechanical properties of the polyurethane foam molded article Problems such as a decrease in strength may occur. The average molecular weight of the bifunctional polyol compound is more preferably 700 to 3000.
[0012]
The density of the polyurethane foam molded article having an integral skin obtained by the production method of the present invention is preferably 0.2 to 0.4 g / cm 3 .
[0013]
In the above method for producing a polyurethane foam molded article, it is preferable to inject the reaction stock solution composition after forming a coating film on the mold surface.
[0014]
With such a configuration, it is possible to produce a polyurethane foam molded article having an arbitrary color tone and an excellent appearance, and having excellent weather resistance.
[0015]
In the above-mentioned invention, the polyisocyanate component is preferably a prepolymer-containing polyisocyanate compound or a carbodiimide-modified polyisocyanate compound.
[0016]
By using such a polyisocyanate component, it is possible to obtain a polyurethane foam with an integral skin having a surface hardness of a molded body of 45 degrees or less with an Asker C hardness meter, excellent physical properties, and particularly a tensile strength of 1.0 MPa or more. Can do.
[0018]
By setting the viscosity at 20 ° C. to 750 mPa · s or less, it is possible to reliably use an existing foaming machine. The viscosity of the polyol composition at 20 ° C. is more preferably 700 mPa · s or less.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The polyol compound used in the present invention is generally a polyfunctional alcohol compound, an alkanolamine compound, a bifunctional or higher primary or secondary amino compound as an initiator, and so-called alkylene oxide added thereto. Polyether polyols are used.
[0020]
Examples of the polyfunctional alcohol compound and alkanolamine compound include water, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, Examples include ethanolamine, diethanolamine, and compounds obtained by adding a small amount of alkylene oxide to these. Examples of the bifunctional or higher primary or secondary amino compound include ethylenediamine, propylenediamine, and toluenediamine.
[0021]
Among these, as a raw material of a polyol compound which is a bifunctional polyol compound having an average molecular weight (according to a terminal group determination method) of 500 to 4000, ethylene glycol, propylene glycol, water, 1,4-butanediol, 1,6- Bifunctional alcohol compounds such as hexanediol and neopentyl glycol are used. More preferably, the bifunctional polyol compound does not contain an amino group.
[0022]
Trifunctional or higher polyfunctional alcohol compounds such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, triethanolamine and diethanolamine, alkanolamine compounds, bifunctional or higher primary or secondary amino compounds are trifunctional or higher functional groups. It is used as a raw material for polyfunctional polyol compounds. The average molecular weight of the polyfunctional polyol compound is preferably 700 to 8000. It is more preferable that the polyfunctional polyol compound has an average functional group number of 3 to 4 and does not contain an amino group from the viewpoint of reducing the viscosity of the polyol composition. However, a small amount of an amino group-containing polyol compound may be used in order to adjust the reactivity and physical properties of the molded product within the range not impairing the object of the present invention.
[0023]
Examples of the alkylene oxide for addition polymerization to a polyfunctional alcohol compound and the like to produce a polyol compound include those having 2 or more carbon atoms, such as ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, and 1,2-butylene oxide. 2,3-butylene oxide, styrene oxide and the like. Among these alkylene oxides, those in which propylene oxide and / or butylene oxide and ethylene oxide are used in combination are preferable because of low cost and good characteristics of the resulting polyurethane foam molded product with integral skin. In particular, those containing an ethylene oxide unit in which ethylene oxide is a ring-opening unit in an addition ratio of 3 to 50% by weight, more preferably 3 to 25% by weight are preferable.
[0024]
The polyol compound may be either a random polymer or a block polymer of the alkylene oxide, but those containing an oxyethylene unit at the terminal are preferable because of good reactivity with an isocyanate group. The terminal primary ratio (terminal ethylene oxide unitization ratio) is preferably 3% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, and particularly preferably 10 to 20% of the oxyalkylene unit of the polyoxyalkylene glycol. % By weight.
[0025]
As the polyisocyanate compound, various aromatic, alicyclic and aliphatic polyisocyanate compounds having two or more isocyanate groups, which are usually used in the production of polyurethane foam molded products with integral skin, A modified polyisocyanate compound obtained by modifying these polyisocyanate compounds can be used. Two or more polyisocyanate compounds may be used in combination.
[0026]
Specific examples of the polyisocyanate compound include diphenylmethane diisocyanate (MDI) (purified diphenylmethane diisocyanate (p-MDI) and crude MDI (c-MDI)), xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate. Examples of modified products include prepolymer-containing polyisocyanate compounds (prepolymer modified products of polyisocyanate compounds), isocyanurate modified products, urea modified products, and carbodiimide modified products. Toluene diisocyanate has a 2,4-substituted product and a 2,6-substituted product, and the use of a mixture of these is preferred, and the 2,4-substituted / 2,6-substituted product mixture ratio is 90 / 10-10. The use of a 60/40 mixture is preferred. It is also possible to use an isocyanate compound obtained by blending toluene diisocyanate and crude MDI.
[0027]
In the present invention, it is preferable to use a prepolymer-modified polyisocyanate compound (including a urethane bond) or a carbodiimide-modified polyisocyanate compound (including a carbodiimide bond or a uretonimine bond). Preparation of the prepolymer-modified polyisocyanate compound is generally carried out by adding a prepolymer having an isocyanate group terminal to the isocyanate component. Preferred isocyanate group-terminated prepolymers are difunctional to trifunctional, more preferably bifunctional, having a molecular weight of 500 to 5000 and an NCO / OH equivalent ratio of 1.5 to 2.5, more preferably Is obtained by heating reaction at 1.8 to 2.0.
[0028]
An isocyanate compound containing an isocyanate group-terminated prepolymer may be produced by synthesizing an isocyanate group-terminated prepolymer and mixing it with a commercially available isocyanate compound, or mixing a commercially available isocyanate group-terminated prepolymer with a commercially available isocyanate compound. A predetermined amount of a polyol compound may be added to and reacted with a commercially available isocyanate compound, or a commercially available isocyanate compound containing an isocyanate group-terminated prepolymer may be used. Examples of the isocyanate compound containing a commercially available isocyanate group-terminated prepolymer include CE-501 (Nippon Polyurethane).
[0029]
The carbodiimide-modified polyisocyanate compound is produced by converting a part of the isocyanate group into a carbodiimide bond using a catalyst. As the carbodiimide-modified polyisocyanate compound, Cosmonate LL and Cosmonate LK (Mitsui Takeda Chemical) are commercially available and can be used.
[0030]
Urethane catalysts include triethylenediamine (TEDA, Dabco), bis (N, N-dimethylamino-2-ethyl) ether, N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, bis (2-dimethyl). Examples thereof include amine catalysts such as aminoethyl) ether (TOYOCAT-ET; manufactured by Tosoh Corporation), carboxylic acid metal salts such as potassium acetate and potassium octylate, and organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate. Among these, the use of an amine catalyst is preferable because it is suitable for the production of water-foamed polyurethane foam. The tertiary amine catalyst preferably uses a foaming catalyst and a resination catalyst in combination, and more preferably has a resinization catalyst / foaming catalyst weight ratio of 1 or more.
[0031]
In the production of a polyurethane foam molded article with an integral skin according to the present invention, it is also preferable to use a low molecular weight polyfunctional active hydrogen compound as a crosslinking agent as necessary. It becomes easy to adjust various characteristics of the polyurethane polymer to be formed, especially the rigidity of the polyurethane foam molded article. As such a low molecular weight polyfunctional active hydrogen compound, it is preferable to use a low molecular weight polyhydric alcohol or alkanolamine. Specifically, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol exemplified as a raw material of the polyol compound. 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, triethanolamine, diethanolamine and the like are exemplified and usable. These compounds may be used alone or in combination of two or more. In particular, the combined use of glycol and alkanolamine is preferred from the standpoint that the strength of the molded article is increased and the elasticity is excellent.
[0032]
The amount of each component used in the polyurethane foam raw material containing the polyol compound, polyisocyanate component, foaming agent, catalyst, and, if necessary, a foam stabilizer is usually as follows. Needless to say, the amount used can be appropriately changed in order to adjust the characteristics.
[0033]
The equivalent ratio of the hydroxyl group of the polyol composition containing the polyol compound to the isocyanate group of the polyisocyanate component (isocyanate index [NCOindex]) is in the range of 0.75 to 1.15 (75 to 115 in the index display). Is preferable, and 0.8 to 1.1 (80 to 110 in the index display) is more preferable. The amount of water used as the blowing agent is usually 0.1 to 4 parts by weight, preferably 0.5 to 1.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol compound. The amount of the catalyst used is usually 5 parts by weight or less, preferably 0.5 to 3.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol compound. The amount of the foam stabilizer added as necessary is usually 5 parts by weight or less (based on the active ingredient in the case of a foam stabilizer diluted with a plasticizer, etc.) with respect to 100 parts by weight of the polyol compound. Preferably it is 0.01-2 weight part.
[0034]
The polyurethane foam raw material comprising the various components is converted into a polyurethane foam molded product with an integral skin in a predetermined mold corresponding to various shapes depending on the application to which the polyurethane foam molded product with an integral skin is applied. Molded. Usable means can be employed as the molding method. For example, after a predetermined amount of a polyol compound, a foaming agent, a catalyst, a foam stabilizer, a crosslinking agent and, if necessary, additives are preliminarily mixed to form a polyol composition, a polyisocyanate component is further added to the polyol composition which is this mixture. A polyurethane foam raw material obtained by rapid mixing using a polyurethane foaming machine or a stirrer is preferably poured into a mold that has been previously coated with a paint that constitutes the epidermis and then demolded after a predetermined time. As a result, a soft or semi-rigid polyurethane foam as a polyurethane foam molded article with an integral skin can be obtained.
[0035]
According to the present invention, it is possible to produce a polyurethane foam molded article with an integral skin using an existing low pressure foaming machine or high pressure foaming machine.
[0036]
【Example】
Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below.
Example 1
90 parts by weight of a bifunctional polyol compound (PPG type) having an average molecular weight of 3000 (hydroxyl value of 37 mgKOH / g), 10 parts by weight of a polyol compound having an average molecular weight of 5000 and a hydroxyl value of 34 mgKOH not containing an amino group as a trifunctional polyol compound, As a cross-linking agent, 4.5 parts by weight of an aliphatic low molecular weight glycol and 1.0 part by weight of diethanolamine. As a catalyst, 1.0 part by weight of TEDA L33E (Tosoh) and 0.5 part by weight of TOYOCAT ET (Tosoh), a foaming agent. A polyol composition was prepared by mixing 0.8 part by weight of water.
Using CE-501 (NCO = 22.5 wt%, Nippon Polyurethane) as the polyisocyanate component, low-pressure foaming so that the reaction stock solution composition of polyol composition / polyisocyanate component = 100 / 44.3 (weight ratio) A polyurethane foam molded article with an integral skin was prepared by using a machine and injecting it into a mold.
The obtained polyurethane foam molded article had a good appearance, its surface hardness was 40 degrees with an Asker C hardness meter, and the tensile strength was 1.0 MPa.
[0037]
(Example 2)
A polyurethane foam molded article with an integral skin was prepared in the same manner as in Example 1 except that 75 parts by weight of the bifunctional polyol compound and 25 parts by weight of the trifunctional polyol compound were used.
The obtained polyurethane foam molded article had good appearance, its surface hardness was 45 degrees with an Asker C hardness meter, and the tensile strength was 1.2 MPa.
[0038]
(Example 3)
80 parts by weight of a bifunctional polyol compound (PPG) having an average molecular weight of 3000 (hydroxyl value of 37 mgKOH / g) and 20 parts by weight of a polyol compound having an average molecular weight of 5000 (hydroxyl value of 34 mgKOH) not containing an amino group are used as the trifunctional polyol compound. , 5.0 parts by weight of aliphatic low molecular weight glycol and 0.5 parts by weight of diethanolamine as a crosslinking agent, 1.0 part by weight of TEDA L33E (Tosoh) and 0.5 parts by weight of TOYOCAT ET (Tosoh) as a catalyst, A polyol composition was prepared by mixing 0.5 parts by weight of certain water.
Cosmonate LL (NCO = 29.0 wt%, Mitsui Takeda Chemical) is used as the polyisocyanate component, and the reaction stock solution composition of polyol composition / polyisocyanate component = 100/45 (weight ratio) is used in a low pressure foaming machine. Then, it was poured into a mold to produce a polyurethane foam molded article with an integral skin.
The obtained polyurethane foam molded article had a good appearance, its surface hardness was 40 degrees with an Asker C hardness meter, and the tensile strength was 1.0 MPa.

Claims (3)

少なくともポリオール化合物、架橋剤、触媒、及び発泡剤を含むポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを混合した反応原液組成物を金型内に注入してインテグラルスキンを有する成形体とするポリウレタンフォーム成形品の製造方法であって、
前記ポリオール化合物の20℃における粘度が750mPa・s以下であり、前記ポリオール化合物100重量部は平均分子量500〜4000の2官能ポリオール化合物70〜95重量部と平均分子量700〜8000の3官能以上の多官能ポリオール30〜5重量部とを含み、前記発泡剤が水であり、成形体の表面硬度がアスカーC硬度計にて45度以下であるポリウレタンフォーム成形品の製造方法。
A polyurethane foam molded article in which a reaction stock solution composition obtained by mixing a polyol composition containing at least a polyol compound, a crosslinking agent, a catalyst, and a foaming agent and a polyisocyanate component is injected into a mold to form a molded article having an integral skin. A manufacturing method of
Wherein is the viscosity at 20 ° C. of the polyol compound is less 750 mPa · s, the polyol compound 100 parts by weight average bifunctional polyol compound having a molecular weight of 500 to 4,000 70 to 95 parts by weight and the average molecular weight 700-8000 of trifunctional or higher- A method for producing a polyurethane foam molded product comprising 30 to 5 parts by weight of a functional polyol, wherein the foaming agent is water, and the surface hardness of the molded product is 45 degrees or less with an Asker C hardness meter.
金型表面に塗装皮膜を形成した後に前記反応原液組成物を注入する請求項1に記載のポリウレタンフォーム成形品の製造方法。 The method for producing a polyurethane foam molded article according to claim 1, wherein the reaction stock solution composition is injected after forming a coating film on the mold surface. 前記ポリイソシアネート成分が、プレポリマー含有ポリイソシアネート化合物又はカルボジイミド変性ポリイソシアネート化合物である請求項1又は2に記載のポリウレタンフォーム成形品の製造方法。 The method for producing a polyurethane foam molded article according to claim 1 or 2, wherein the polyisocyanate component is a prepolymer-containing polyisocyanate compound or a carbodiimide-modified polyisocyanate compound.
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