JP4916765B2 - Polyol composition for open cell flexible polyurethane foam and method for producing open cell flexible polyurethane foam - Google Patents

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Description

本発明は、クラッシングすることなく所定の反発弾性を示すモールド成形連続気泡軟質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物及びクラッシングすることなく所定の反発弾性を示すモールド成形連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a polyol composition for molded open-cell flexible polyurethane foam that exhibits a predetermined rebound resilience without crushing, and a method for producing a molded open-cell flexible polyurethane foam that exhibits a predetermined rebound resilience without crushing. It is.

生産性が良好で高反発弾性率を有すると共に優れた機械的強度を有する軟質ポリウレタンフォームとしては、プレポリマーを含有するポリイソシアネート化合物を使用する軟質ポリウレタンフォームが公知である(特許文献1、2等)。   A flexible polyurethane foam using a polyisocyanate compound containing a prepolymer is known as a flexible polyurethane foam having good productivity, high rebound resilience and excellent mechanical strength (Patent Documents 1, 2, etc.). ).

特許文献1、2には、ポリイソシアネート化合物にポリオール化合物を添加して反応させたプレポリマーを含有するポリイソシアネート化合物を使用し、いずれもポリマーポリオールを好適なポリオール化合物として使用したモールド発泡の軟質ポリウレタンフォームが開示されている。   Patent Documents 1 and 2 use a polyisocyanate compound containing a prepolymer obtained by reacting a polyisocyanate compound with a polyol compound, both of which are molded polyurethane soft polyurethanes using a polymer polyol as a suitable polyol compound. A form is disclosed.

特開平6−228259号公報JP-A-6-228259 特開2004−115820号公報JP 2004-115820 A

モールド(金型)成形した軟質ポリウレタンフォームは、発泡ガスの揮散が金型並びに金型表面で形成されるウレタンフォームのスキン層により抑制されるために本質的に連続気泡のフォームとはならないものである。特に上記特許文献1、2等に開示されている軟質ポリウレタンフォームは、ポリマーポリオールをポリオール化合物の必須成分として使用するものであるため、生産性が良好で高反発弾性率を有すると共に優れた機械的強度を有するものではあるが、製造直後は独立気泡のフォームであり、所定の反発弾性を発揮させるためにはいずれも独立気泡を形成するセル膜を破壊して連続気泡のフォームとするクラッシング工程が不可欠である。係るクラッシングのためには圧縮ロールなどの装置を必要とし、コストの低減の要請への充分な対応が困難である。特にマットレス用クッション材などの大型の成形品では大型のクラッシング装置を必要とし、より高価な設備が必要であった。   Molded (mold) flexible polyurethane foam is essentially an open-cell foam because the volatilization of foaming gas is suppressed by the mold and the urethane foam skin layer formed on the mold surface. is there. In particular, the flexible polyurethane foam disclosed in Patent Documents 1 and 2 and the like uses a polymer polyol as an essential component of a polyol compound, so that it has good productivity and high rebound elastic modulus and excellent mechanical properties. Although it has strength, it is a closed-cell foam immediately after production, and in order to exert a predetermined rebound resilience, the crushing process that breaks the cell membrane that forms the closed-cell to form an open-cell foam Is essential. For such crushing, a device such as a compression roll is required, and it is difficult to sufficiently respond to a request for cost reduction. In particular, a large molded product such as a mattress cushion material requires a large crushing apparatus, and more expensive equipment is required.

本発明は、上記の公知技術の問題点に鑑みて生産性が良好で高反発弾性率を有すると共に優れた機械的強度を有し、しかもクラッシング工程が不要なモールド成形連続気泡軟質ポリウレタンフォーム用のポリオール組成物並びにモールド成形連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above-mentioned problems of the known technology, the present invention is a molded open-cell flexible polyurethane foam that has good productivity, high resilience, excellent mechanical strength, and does not require a crushing process. It is an object of the present invention to provide a method for producing a polyol composition and a molded open-cell flexible polyurethane foam.

本発明のポリオール組成物は、少なくともポリオール化合物、発泡剤としての水、整泡剤及び触媒を含有し、ポリイソシアネート化合物とを反応させて金型内で軟質ポリウレタンフォームを形成するモールド成形連続気泡軟質ポリウレタンフォーム用のポリオール組成物であって、
前記ポリオール組成物はポリマーポリオールを含有せず、
前記ポリオール化合物は、官能基数3又は4の開始剤から選択される少なくとも1種を開始剤とし、平均分子量4000〜8000のポリエーテルポリオールと2官能開始剤を使用した平均分子量が1000〜4000のポリエーテルグリコールを含有し、前記ポリエーテルポリオール/ポリエーテルグリコール重量比が99/1〜90/10であることを特徴とする。
The polyol composition of the present invention contains at least a polyol compound, water as a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst, and reacts with a polyisocyanate compound to form a flexible polyurethane foam in a mold. A polyol composition for polyurethane foam,
The polyol composition does not contain a polymer polyol,
The polyol compound uses at least one selected from initiators having 3 or 4 functional groups as an initiator, and uses a polyether polyol having an average molecular weight of 4000 to 8000 and a bifunctional initiator and having an average molecular weight of 1000 to 4000. It contains ether glycol, and the polyether polyol / polyether glycol weight ratio is 99/1 to 90/10.

上記組成のポリオール組成物を使用することにより、生産性が良好で高反発弾性率を有すると共に優れた機械的強度(引張り強度にて180kPa以上、好ましくは190kPa以上)を有する連続気泡軟質ポリウレタンフォームを、クラッシング工程を必要とすることなくモールド成形により製造することができる。ポリエーテルポリオール/ポリエーテルグリコール重量比は98/2〜92/8であることがより好ましい。   By using the polyol composition having the above composition, an open-cell flexible polyurethane foam having good productivity, high rebound resilience, and excellent mechanical strength (tensile strength of 180 kPa or more, preferably 190 kPa or more) is obtained. It can be manufactured by molding without requiring a crushing step. The polyether polyol / polyether glycol weight ratio is more preferably 98/2 to 92/8.

上記のポリオール組成物においては、前記ポリエーテルポリオールは、末端がエチレンオキサイド重合単位であり、前記エチレンオキサイド重合単位の含有率が5〜20重量%であることが好ましい。   In said polyol composition, it is preferable that the said polyether polyol is an ethylene oxide polymer unit at the terminal, and the content rate of the said ethylene oxide polymer unit is 5 to 20 weight%.

係る構成のポリオール組成物を使用することにより、より確実にクラッシング工程を必要とすることなく連続気泡軟質ポリウレタンフォームを製造することができる。   By using the polyol composition having such a configuration, an open-cell flexible polyurethane foam can be produced more reliably without the need for a crushing step.

また上記のポリオール組成物においては、前記ポリエーテルポリオールは、いずれもがエチレンオキサイドの含有率が5〜20重量%のポリエーテルポリオール(A)とポリエーテルポリオール(B)とからなり、
前記ポリエーテルポリオール(A)の平均分子量をM(A)、エチレンオキサイドの含有率をE(A)、前記ポリエーテルポリオール(B)の平均分子量をM(B)、エチレンオキサイドの含有率をE(B)としたときに(M(A)−M(B))が1000以上、E(A)とE(B)の差が2以上10以下であることが好ましい。
In the above polyol composition, each of the polyether polyols comprises a polyether polyol (A) and a polyether polyol (B) having an ethylene oxide content of 5 to 20% by weight,
The average molecular weight of the polyether polyol (A) is M (A), the ethylene oxide content is E (A), the average molecular weight of the polyether polyol (B) is M (B), and the ethylene oxide content is E. When (B), (M (A) -M (B)) is preferably 1000 or more, and the difference between E (A) and E (B) is preferably 2 or more and 10 or less.

係る構成のポリオール組成物の使用により、硬度が10N/314cm以上1000N/314cm以下の広い範囲の連続気泡軟質ポリウレタンフォームを任意に製造することができる。(M(A)−M(B))は1500以上であることがより好ましい。またE(A)とE(B)の差は8以下であることがより好ましい。 By using the polyol composition having such a structure, an open-cell flexible polyurethane foam having a wide range of hardness of 10 N / 314 cm 2 or more and 1000 N / 314 cm 2 or less can be arbitrarily produced. (M (A) -M (B)) is more preferably 1500 or more. The difference between E (A) and E (B) is more preferably 8 or less.

本発明の連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、少なくともポリオール化合物、発泡剤としての水、整泡剤を含有するポリオール組成物とポリイソシアネート化合物とを反応させて金型内で発泡硬化させる連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造方法であって、
前記ポリオール組成物はポリマーポリオールを含有せず、
前記ポリオール化合物は、官能基数3又は4の開始剤から選択される少なくとも1種を開始剤とし、平均分子量4000〜8000のポリエーテルポリオールと2官能開始剤を使用した平均分子量が1000〜4000のポリエーテルグリコールを含有し、前記ポリエーテルポリオール/ポリエーテルグリコール重量比が99/1〜90/10であり、
前記ポリイソシアネート化合物は平均分子量が2000〜4000のポリエーテルグリコールを構成成分とするプレポリマーを含み、イソシアネート基濃度が22〜28重量%のプレポリマー含有ポリイソシアネートであることを特徴とする。
The method for producing an open-cell flexible polyurethane foam of the present invention comprises an open-cell structure in which at least a polyol compound, water as a foaming agent, a polyol composition containing a foam stabilizer and a polyisocyanate compound are reacted and foam-cured in a mold. A method for producing a flexible polyurethane foam, comprising:
The polyol composition does not contain a polymer polyol,
The polyol compound uses at least one selected from initiators having 3 or 4 functional groups as an initiator, and uses a polyether polyol having an average molecular weight of 4000 to 8000 and a bifunctional initiator and having an average molecular weight of 1000 to 4000. Containing ether glycol, the polyether polyol / polyether glycol weight ratio is 99/1 to 90/10,
The polyisocyanate compound is a prepolymer-containing polyisocyanate containing a prepolymer having a polyether glycol having an average molecular weight of 2000 to 4000 as a constituent component and having an isocyanate group concentration of 22 to 28% by weight.

上記構成の製造方法によれば、高反発弾性率を有すると共に優れた機械的強度を有する連続気泡軟質ポリウレタンフォームを、良好な生産性にてクラッシング工程を設けることなくモールド成形により製造することができる。本発明の製造方法により得られる連続気泡軟質ポリウレタンフォームの反発弾性率は40%以上であることが好ましい。   According to the manufacturing method having the above configuration, an open-cell flexible polyurethane foam having a high resilience modulus and excellent mechanical strength can be manufactured by molding without providing a crushing step with good productivity. it can. The rebound resilience of the open cell flexible polyurethane foam obtained by the production method of the present invention is preferably 40% or more.

上記の製造方法においては、前記ポリエーテルポリオールは、末端がエチレンオキサイド重合単位であり、前記エチレンオキサイド重合単位の含有率が5〜20重量%であることが好ましい。   In said manufacturing method, it is preferable that the terminal of the said polyether polyol is an ethylene oxide polymerization unit and the content rate of the said ethylene oxide polymerization unit is 5 to 20 weight%.

係る構成の製造方法によれば、より確実にクラッシング工程を必要とすることなく連続気泡軟質ポリウレタンフォームを製造することができる。上記の製造方法においては、金型温度が20〜80℃という従来よりも低温の広い温度領域にて軟質ポリウレタンフォームの成形を行うことができる。   According to the manufacturing method of the structure which concerns, an open-cell flexible polyurethane foam can be manufactured more reliably, without requiring a crushing process. In the above production method, the flexible polyurethane foam can be molded in a wide temperature range where the mold temperature is 20 to 80 ° C., which is lower than the conventional temperature range.

上記の連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造方法においては、前記ポリエーテルポリオールは、いずれもがエチレンオキサイドの含有率が5〜20重量%のポリエーテルポリオール(A)とポリエーテルポリオール(B)とを含み、
前記ポリエーテルポリオール(A)の平均分子量をM(A)、エチレンオキサイドの含有率をE(A)、前記ポリエーテルポリオール(B)の平均分子量をM(B)、エチレンオキサイドの含有率をE(B)としたときに(M(A)−M(B))が1000以上、E(A)とE(B)の差が2以上10以下であることが好ましい。
In the above-mentioned method for producing an open-cell flexible polyurethane foam, the polyether polyol includes a polyether polyol (A) and a polyether polyol (B) each having an ethylene oxide content of 5 to 20% by weight. ,
The average molecular weight of the polyether polyol (A) is M (A), the ethylene oxide content is E (A), the average molecular weight of the polyether polyol (B) is M (B), and the ethylene oxide content is E. When (B), (M (A) -M (B)) is preferably 1000 or more, and the difference between E (A) and E (B) is preferably 2 or more and 10 or less.

係る構成の製造方法により、硬度が10N/314cm以上1000N/314cm以下の広い範囲の連続気泡軟質ポリウレタンフォームを任意に製造することができる。 By the manufacturing method having such a configuration, an open-cell flexible polyurethane foam having a wide range of hardness of 10 N / 314 cm 2 or more and 1000 N / 314 cm 2 or less can be arbitrarily manufactured.

本発明の連続気泡軟質ポリウレタンフォームは、所定のポリオール化合物、発泡剤、触媒および整泡剤を含有するポリオール組成物を使用し、該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て反応性組成物とし、該反応性組成物を金型(モールド)内で発泡硬化させるモールド成形法により製造することができる。硬度は、発泡剤の添加量、架橋剤の添加量によってもある程度調整はできるが、パック率(自由発泡体積/金型キャビティー容積)により調整できる。モールド成形の軟質ポリウレタンフォームにおいては、パック率を高くして硬度を高くするとよりフォームがより独立気泡となりやすいが、本発明によれば、パック率を高くして硬度を1000N/314cmとしてもクラッシングすることなく連続気泡の軟質フォーム製造することができる。本発明の連続気泡軟質ポリウレタンフォームは、密度が60〜90kg/m,より好ましくは65〜85kg/mである。また反発弾性率は高い方がよく、好ましくは40%以上である。 The open-cell flexible polyurethane foam of the present invention uses a polyol composition containing a predetermined polyol compound, a foaming agent, a catalyst and a foam stabilizer, and mixes the polyol composition with a polyisocyanate component to react the reactive composition. And the reactive composition can be produced by a mold forming method in which the reactive composition is foam-cured in a mold (mold). The hardness can be adjusted to some extent by the addition amount of the foaming agent and the addition amount of the crosslinking agent, but can be adjusted by the pack rate (free foaming volume / mold cavity volume). In a molded flexible polyurethane foam, the foam tends to become more closed cells when the pack ratio is increased and the hardness is increased. However, according to the present invention, even when the pack ratio is increased and the hardness is 1000 N / 314 cm 2 , An open-celled flexible foam can be produced without lashing. The open cell flexible polyurethane foam of the present invention has a density of 60 to 90 kg / m 3 , more preferably 65 to 85 kg / m 3 . The rebound resilience should be high, preferably 40% or more.

本発明のポリオール組成物の構成成分であるポリエーテルポリオールは、官能基数3又は4の開始剤から選択される少なくとも1種を開始剤とし、平均分子量は4000〜8000である。ポリエーテルポリオールは、末端がエチレンオキサイド重合単位であり、前記エチレンオキサイド重合単位の含有率が5〜20重量%であることが好ましい。   The polyether polyol which is a constituent of the polyol composition of the present invention has at least one selected from initiators having 3 or 4 functional groups as an initiator, and has an average molecular weight of 4000 to 8000. It is preferable that the end of the polyether polyol is an ethylene oxide polymer unit, and the content of the ethylene oxide polymer unit is 5 to 20% by weight.

係るポリエーテルポリオールの開始剤は、公知の3官能又は4官能の開始剤を限定なく使用できる。具体的には3官能の開始剤として、トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパン、トリエタノールアミン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール等の脂肪族トリオール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミンを例示することができ、4官能の開始剤としてはペンタエリスリトール、トルエンジアミンなどの芳香族ジアミンが例示される。これらの中でも3官能の開始剤、とりわけ脂肪族トリオールを使用したポリエーテルポリオールの使用が良好な感触のフォームが得られるのでより好ましい。開始剤は2種以上を併用してもよいが、単独の開始剤を使用することがより好ましい。ポリエーテルポリオールの平均官能基数は3.5以下であることがより好ましく、3官能開始剤を使用したものであることがさらに好ましい。   As the initiator for the polyether polyol, a known trifunctional or tetrafunctional initiator can be used without limitation. Specific examples of trifunctional initiators include trimethylolpropane, triethylolpropane, triethanolamine, glycerin, aliphatic triols such as 1,2,6-hexanetriol, and alkanolamines such as monoethanolamine and diethanolamine. Examples of the tetrafunctional initiator include aromatic diamines such as pentaerythritol and toluenediamine. Among these, the use of a polyether polyol using a trifunctional initiator, particularly an aliphatic triol is more preferable because a foam having a good feel can be obtained. Two or more initiators may be used in combination, but it is more preferable to use a single initiator. The average number of functional groups of the polyether polyol is more preferably 3.5 or less, and still more preferably one using a trifunctional initiator.

末端がエチレンオキサイド重合単位であるポリエーテルポリオールは、上記の開始剤にプロピレンオキサイドを開環付加させた後にエチレンオキサイドを開環付加させることにより製造される。係るポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド重合単位の含有率は5〜20重量%であることが好ましく、5重量%未満の場合には生産性の低下、フォームの機械的強度の低下などが発生し、20重量%を超えるとやはり機械的強度が低下する。   The polyether polyol whose terminal is an ethylene oxide polymerization unit is produced by ring-opening addition of propylene oxide to the above initiator and then ring-opening addition of ethylene oxide. The content of the ethylene oxide polymer unit in the polyether polyol is preferably 5 to 20% by weight, and if it is less than 5% by weight, the productivity is lowered and the mechanical strength of the foam is lowered. If the weight percentage is exceeded, the mechanical strength is also lowered.

本発明においては、平均分子量とエチレンオキサイド重合単位の含有率が共に異なる2種のポリエーテルポリオールを使用することが好ましい態様である。平均分子量の大きいポリエーテルポリオール(A)と平均分子量の小さいポリエーテルポリオール(B)との混合比は、(A)/(B)にて30/70〜70/30であることが好ましく、40/60〜60/40であることがより好ましい。エチレンオキサイド重合単位の含有率(E(A)とE(B))はどちらが大きくてもよいが、平均分子量の大きいポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド重合単位の含有率が高いことが好ましい。   In the present invention, it is preferable to use two kinds of polyether polyols having different average molecular weights and ethylene oxide polymer unit content. The mixing ratio of the polyether polyol (A) having a large average molecular weight and the polyether polyol (B) having a small average molecular weight is preferably 30/70 to 70/30 in (A) / (B). / 60 to 60/40 is more preferable. Either of the ethylene oxide polymer units content (E (A) and E (B)) may be large, but it is preferable that the content of the ethylene oxide polymer units of the polyether polyol having a large average molecular weight is high.

ポリオール組成物に添加するポリエーテルグリコールは、セル膜を効果的に破壊する作用を奏する。そのためにクラッシング不要な連続気泡の軟質ポリウレタンフォームをより効果的に製造することができる。ポリエーテルグリコールは、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコールなどのグリコールを開始剤としてプロピレンオキサイドを開環付加させて得られるものであり、末端がエチレンオキサイドによりキャップされていてもよいが、より破泡効果が優れている点でプロピレンオキサイドの単独重合体であることがより好ましい。   The polyether glycol added to the polyol composition has an action of effectively destroying the cell membrane. Therefore, an open-celled flexible polyurethane foam that does not require crushing can be produced more effectively. Polyether glycol is obtained by ring-opening addition of propylene oxide using glycol such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol as an initiator, and the end may be capped with ethylene oxide. It is more preferable that it is a propylene oxide homopolymer in terms of more excellent foam breaking effect.

本発明においては、ポリオール組成物には必要に応じてポリエーテルポリオールに加えて架橋剤を使用してもよい。架橋剤としては、低分子量多価アルコールを使用することが好ましく、具体的には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、トリメチロールプロパン、グリセリン、2−メチル−2,3,4−ブタントリオール、2−メチル−1,2,3−ブタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、2,3,4−ヘキサントリオール、ジメチルペンタグリセリン、1,2,4−ブタントリオール、ペンタンテトロール等の多価アルコール類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン等のアルカノールアミン類等が例示される。   In the present invention, a crosslinking agent may be used in the polyol composition in addition to the polyether polyol, if necessary. As the crosslinking agent, it is preferable to use a low molecular weight polyhydric alcohol. Specifically, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane, glycerin, 2-methyl-2,3,4- Butanetriol, 2-methyl-1,2,3-butanetriol, 2,3,4-pentanetriol, 2,3,4-hexanetriol, dimethylpentaglycerin, 1,2,4-butanetriol, pentanetetrol And polyhydric alcohols such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and alkanolamines such as N-methyldiethanolamine.

本発明においては、ポリイソシアネート化合物としてNCO基末端プレポリマーを含有し、NCO基含有率が22〜28重量%のプレポリマー含有ポリイソシアネートを使用する。プレポリマー含有ポリイソシアネートを構成するイソシアネート化合物としては軟質ポリウレタンフォームの分野において公知のポリイソシアネート化合物を限定なく使用することができ、具体的にはトルエンジイソシアネート(TDI)、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る。これらのなかでも、トルエンジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネート(p−MDI、c−MDI)の使用が好ましい。イソシアネート化合物は2種以上を併用してもよい。   In the present invention, a prepolymer-containing polyisocyanate containing an NCO group-terminated prepolymer and having an NCO group content of 22 to 28% by weight is used as the polyisocyanate compound. As the isocyanate compound constituting the prepolymer-containing polyisocyanate, polyisocyanate compounds known in the field of flexible polyurethane foam can be used without limitation, and specifically, toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI) (purified diphenylmethane) And diisocyanate (p-MDI) and crude MDI (c-MDI)), xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate. Among these, use of toluene diisocyanate or diphenylmethane diisocyanate (p-MDI, c-MDI) is preferable. Two or more isocyanate compounds may be used in combination.

イソシアネート化合物に含有されるNCO基末端プレポリマーは、平均分子量が1000〜4000のポリエーテルグリコールと上記のポリイソシアネート化合物とで構成される。プレポリマーは別途製造してポリイソシアネート化合物に添加してもよく、ポリイソシアネート化合物中に所定量のポリエーテルグリコールを添加して反応させて形成してもよい。   The NCO group-terminated prepolymer contained in the isocyanate compound is composed of a polyether glycol having an average molecular weight of 1000 to 4000 and the above polyisocyanate compound. The prepolymer may be produced separately and added to the polyisocyanate compound, or may be formed by adding a predetermined amount of polyether glycol to the polyisocyanate compound and reacting it.

プレポリマー構成成分であるポリエーテルグリコールは、上記のポリオール組成物に添加するポリエーテルグリコールとして例示の化合物から適宜選択して使用する。ポリオール組成物に添加するポリエーテルグリコール(D1;平均分子量M(D1))とプレポリマーを構成するポリエーテルグリコール(D2;平均分子量M(D2))は同じであってもよいが、M(D2)>M(D1)であることがより好ましい。   The polyether glycol which is a prepolymer constituent is appropriately selected from the compounds exemplified as the polyether glycol to be added to the polyol composition. The polyether glycol (D1; average molecular weight M (D1)) added to the polyol composition and the polyether glycol (D2; average molecular weight M (D2)) constituting the prepolymer may be the same, but M (D2 )> M (D1) is more preferable.

触媒としては、公知の触媒を限定なく使用することができる。特に第3級アミン触媒の使用が好ましく、トリエチレンジアミン(DABCO,TEDA 33LV等)、Toyocat−ET(東ソー)、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル(Niax A−1)、N,N−ジメチルエタノールアミン(DMEA)、M,N−ジメチルシクロヘキシルアミン(Polycat 8)、M,N,N-トリス(3−ジメチルアミノプロピル)アミン(Polycat 9)、N−メチルジシクロヘキシルアミン(Polycat 12)(サンアプロ社)等が例示される。   As a catalyst, a well-known catalyst can be used without limitation. In particular, the use of a tertiary amine catalyst is preferable. Triethylenediamine (DABCO, TEDA 33LV, etc.), Toyocat-ET (Tosoh), bis (2-dimethylaminoethyl) ether (Niax A-1), N, N-dimethylethanol Amine (DMEA), M, N-dimethylcyclohexylamine (Polycat 8), M, N, N-tris (3-dimethylaminopropyl) amine (Polycat 9), N-methyldicyclohexylamine (Polycat 12) (Sanapro) Etc. are exemplified.

整泡剤としては、連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造において公知の整泡剤を限定なく使用することができ、具体的にはSF2965,SF2962,SF2904,SF2908,SRX294A,L−5366,L−5309(東レダウコーニングシリコン製)、B8680(ゴールドシュミット社製)等の市販品の使用が好適である。   As the foam stabilizer, known foam stabilizers can be used without limitation in the production of open-cell flexible polyurethane foam. Specifically, SF2965, SF2962, SF2904, SF2908, SRX294A, L-5366, L-5309 ( Use of commercial products such as Toray Dow Corning Silicon) and B8680 (Gold Schmidt) is preferred.

本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法においては、ポリオール組成物とプレポリマーを含有するポリイソシアネート化合物とを混合した反応性組成物のクリームタイムは、7〜12秒であることが好ましい。   In the manufacturing method of the flexible polyurethane foam of this invention, it is preferable that the cream time of the reactive composition which mixed the polyol composition and the polyisocyanate compound containing a prepolymer is 7 to 12 seconds.

<使用原料>
1)ポリエーテルポリオール(A)
(A1)グリセリンを開始剤としてプロピレンオキサイドを開環付加させた後にエチレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオール
平均分子量(末端基定量法)(M(A))7000
エチレンオキサイド単位含有率14重量%
(A2)グリセリンを開始剤としてプロピレンオキサイドを開環付加させた後にエチレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオール
平均分子量(末端基定量法)6000
エチレンオキサイド単位含有率(E(A))14重量%
2)ポリエーテルポリオール(B)
(B1)グリセリンを開始剤としてプロピレンオキサイドを開環付加させた後にエチレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオール
平均分子量(末端基定量法)4000
エチレンオキサイド単位含有率(E(B))9重量%)
(B2)グリセリンを開始剤としてプロピレンオキサイドを開環付加させた後にエチレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオール
平均分子量(末端基定量法)4500
エチレンオキサイド単位含有率(E(B))7重量%)
3)ポリエーテルグリコール
市販の2官能、平均分子量2000のポリプロピレングリコール
4)プレポリマー含有ポリイソシアネート化合物
2官能、平均分子量3000のポリプロピレングリコールを添加反応させてNCO基濃度を26重量%とした粗製MDI(スプラセック201;ICI社)
上記以外の原料は表1に記載した。
<Raw materials>
1) Polyether polyol (A)
(A1) Polyether polyol average molecular weight (terminal group determination method) (M (A)) 7000 in which ethylene oxide was added after ring-opening addition of propylene oxide using glycerol as an initiator
Ethylene oxide unit content 14% by weight
(A2) Polyether polyol average molecular weight (end group determination method) 6000 after addition of ethylene oxide after ring-opening addition of propylene oxide using glycerol as an initiator
Ethylene oxide unit content (E (A)) 14% by weight
2) Polyether polyol (B)
(B1) Polyether polyol average molecular weight (end group determination method) 4000 in which ethylene oxide was added after ring-opening addition of propylene oxide using glycerol as an initiator
Ethylene oxide unit content (E (B)) 9% by weight)
(B2) Polyether polyol average molecular weight (end group determination method) 4500 in which ethylene oxide was added after ring-opening addition of propylene oxide using glycerol as an initiator
Ethylene oxide unit content (E (B)) 7% by weight)
3) Polyether glycol, commercially available bifunctional polypropylene glycol having an average molecular weight of 2000 4) Crude MDI having an NCO group concentration of 26% by weight by adding and reacting bifunctional prepolymer-containing polyisocyanate compound and polypropylene glycol having an average molecular weight of 3000 Sprasec 201; ICI)
The raw materials other than the above are listed in Table 1.

(実施例1〜4)
表1の配合により連続気泡の軟質ポリウレタンフォームのモールド成形を行った。実施例1、2の配合では、〔M(A)−M(B)〕は3000、E(A)とE(B)の差は5重量%であり、実施例3、4の配合では、〔M(A)−M(B)〕は1500、E(A)とE(B)の差は7重量%であった。ポリオール組成物とポリイソシアネート化合物との混合は100/60(重量比)である。
(Examples 1-4)
Molding of open cell flexible polyurethane foam was carried out according to the formulation shown in Table 1. In the formulations of Examples 1 and 2, [M (A) -M (B)] is 3000, and the difference between E (A) and E (B) is 5% by weight. In the formulations of Examples 3 and 4, [M (A) -M (B)] was 1500, and the difference between E (A) and E (B) was 7% by weight. Mixing of a polyol composition and a polyisocyanate compound is 100/60 (weight ratio).

縦300mm、横300mm、深さ100mmのキャビティーを有するアルミニウム金型を使用し、成形温度60℃にて成形を行った。実施例1については、30℃、75℃にて成形を行ったが、いずれの温度にても同等の軟質フォームが得られた。また実施例1において、発泡剤添加量を減少させて密度を高くして硬度を約500N/314cm、約700N/314cmとしたフォームを作成したところ、クラッシングすることなく連続気泡であった。 Molding was performed at a molding temperature of 60 ° C. using an aluminum mold having a cavity of 300 mm length, 300 mm width, and 100 mm depth. About Example 1, although shape | molding was performed at 30 degreeC and 75 degreeC, the same flexible foam was obtained at any temperature. Further, in Example 1, when the foam was added to reduce the foaming agent addition amount to increase the density and the hardness was about 500 N / 314 cm 2 and about 700 N / 314 cm 2 , it was open-celled without crushing. .

<評価>
1)密度
製造した連続気泡軟質ポリウレタンフォームから縦100mm,横100mm,厚さ50mmのサンプルを切り出し、重量を測定して計算により求めた。
<Evaluation>
1) Density A sample having a length of 100 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 50 mm was cut out from the produced open-cell flexible polyurethane foam, and the weight was measured and calculated.

2)硬度
硬さの測定方法は、以下のとおりである。
a)試験片:スラブフォームから50×380×380(mm)のものを1個採取する。
b)試験機:垂直方向に毎分100±20mmの一定速度で動く加圧板と固定した支持板の間で試験片を圧縮できるもので、荷重を±1%又は±1N以上の精度で、荷重下の試験片の厚さを±0.25mmの精度で測定できるものを使用する。
・支持板:他に規定されていない場合試験片より大きく水平で平滑な固い表面をもつものとする。また、試験片の下から空気を逃がすために約6mmの直径で、約20mm間隔の通気孔をもつものとする。
・加圧板:垂直移動で自由に動くようにボールジョイントが取り付けられており、
直径200+3 −0mmの平らな円盤で下部のエッジは1.0+5 −0mmの半径であること。
加圧板の下部表面は、磨き加工をしていない平滑な表面であること。
c)測定方法:試験片を試験機の台上の中央に平らに置き、加圧板を試験片の上面に載せて荷重を5+0 −2Nにしたときの厚さを0.1mmまで読み取り、これを初めの厚さとする。
次に加圧板を毎分100±20mmの速さで初めの厚さの25±1%押し込み、静止後20秒経過した時の荷重を1Nまで読み取り、硬さ、(H)は読み取った荷重とする。
測定は1回とし、硬さはJIS−Z−8401によって数値を丸める。
2) Hardness The method for measuring the hardness is as follows.
a) Test piece: One piece of 50 × 380 × 380 (mm) is taken from the slab foam.
b) Testing machine: The test piece can be compressed between a pressure plate moving at a constant speed of 100 ± 20 mm per minute in the vertical direction and a fixed support plate. The load is accurate to ± 1% or ± 1 N or more under load. Use a specimen that can measure the thickness of the specimen with an accuracy of ± 0.25 mm.
-Support plate: Unless otherwise specified, it shall have a hard surface that is larger, horizontal and smooth than the specimen. In addition, in order to allow air to escape from under the test piece, it has a diameter of about 6 mm and vent holes of about 20 mm.
・ Pressure plate: A ball joint is attached to move freely by vertical movement.
A flat disk with a diameter of 200 +3 −0 mm and a lower edge with a radius of 1.0 +5 −0 mm.
The lower surface of the pressure plate must be a smooth surface that has not been polished.
c) Measuring method: Place the test piece flat on the center of the tester table, place the pressure plate on the upper surface of the test piece, and read the thickness up to 0.1 mm when the load is 5 +0 -2 N. This is the initial thickness.
Next, press the pressure plate at 25 ± 1% of the original thickness at a speed of 100 ± 20 mm per minute, read the load when 20 seconds have passed after the stationary to 1N, hardness, (H) is the read load To do.
The measurement is performed once, and the hardness is rounded according to JIS-Z-8401.

3)反発弾性率
JIS K 6400に準拠して測定した。
3) Rebound resilience It was measured in accordance with JIS K 6400.

評価の結果は表1の下段に示した。得られた軟質ポリウレタンフォームは、クラッシングすることなく連続気泡であり、一般の軟質ポリウレタンフォームよりも優れた反発弾性率を有するものであり、感触にも優れたものであった。また強度も一般の軟質ポリウレタンフォームよりも良好であった。   The results of evaluation are shown in the lower part of Table 1. The obtained flexible polyurethane foam was open-celled without crushing, had a rebound elastic modulus superior to that of a general flexible polyurethane foam, and was excellent in touch. The strength was also better than that of general flexible polyurethane foam.

Figure 0004916765
Figure 0004916765

Claims (3)

少なくともポリオール化合物、発泡剤としての水、整泡剤を含有するポリオール組成物とポリイソシアネート化合物とを反応させて金型内で発泡硬化させる連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造方法であって、
前記ポリオール組成物はポリマーポリオールを含有せず、
前記ポリオール化合物は、官能基数3又は4の開始剤から選択される少なくとも1種を開始剤とし、平均分子量4000〜8000のポリエーテルポリオールと2官能開始剤を使用した平均分子量が1000〜4000のポリエーテルグリコールを含有し、前記ポリエーテルポリオール/ポリエーテルグリコール重量比が99/1〜90/10であり、
前記ポリイソシアネート化合物は平均分子量が2000〜4000のポリエーテルグリコールを構成成分とするプレポリマーを含み、イソシアネート基濃度が22〜28重量%のプレポリマー含有ポリイソシアネートであることを特徴とする連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
A method for producing an open-cell flexible polyurethane foam in which at least a polyol compound, water as a foaming agent, a polyol composition containing a foam stabilizer and a polyisocyanate compound are reacted and foam-cured in a mold,
The polyol composition does not contain a polymer polyol,
The polyol compound uses at least one selected from initiators having 3 or 4 functional groups as an initiator, and uses a polyether polyol having an average molecular weight of 4000 to 8000 and a bifunctional initiator and having an average molecular weight of 1000 to 4000. Containing ether glycol, the polyether polyol / polyether glycol weight ratio is 99/1 to 90/10,
The polyisocyanate compound includes a prepolymer having a polyether glycol having an average molecular weight of 2000 to 4000 as a constituent component, and is a prepolymer-containing polyisocyanate having an isocyanate group concentration of 22 to 28% by weight. A method for producing polyurethane foam.
前記ポリエーテルポリオールは、末端がエチレンオキサイド重合単位であり、前記エチレンオキサイド重合単位の含有率が5〜20重量%であることを特徴とする請求項に記載の連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造方法。 The method for producing an open-cell flexible polyurethane foam according to claim 1 , wherein the polyether polyol has an ethylene oxide polymer unit at a terminal and a content of the ethylene oxide polymer unit is 5 to 20% by weight. . 前記ポリエーテルポリオールは、いずれもがエチレンオキサイドの含有率が5〜20重量%のポリエーテルポリオール(A)とポリエーテルポリオール(B)とからなり、
前記ポリエーテルポリオール(A)の平均分子量をM(A)、エチレンオキサイドの含有率をE(A)、前記ポリエーテルポリオール(B)の平均分子量をM(B)、エチレンオキサイドの含有率をE(B)としたときに(M(A)−M(B))が1000以上、E(A)とE(B)の差が2以上10以下であることを特徴とする請求項又はに記載の連続気泡軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
Each of the polyether polyols comprises a polyether polyol (A) and a polyether polyol (B) having an ethylene oxide content of 5 to 20% by weight,
The average molecular weight of the polyether polyol (A) is M (A), the ethylene oxide content is E (A), the average molecular weight of the polyether polyol (B) is M (B), and the ethylene oxide content is E. when the (B) (M (a) -M (B)) is 1000 or more, according to claim 1 or 2 difference E (a) and E (B) is equal to or is 2 to 10 A process for producing an open-cell flexible polyurethane foam as described in 1).
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