JP6969193B2 - 軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物及び該組成物を用いた軟質ポリウレタンフォームに関する。さらに詳しくは、発泡剤としての水を大量添加しながら経時安定性を確保したポリオール組成物とポリイソシアネートによる低密度軟質ポリウレタンフォーム及び軟質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。
軟質ポリウレタンフォームは生活用品、自動車用材料、衣料、スポーツ・レジャー用品、医療用材料、土木建築材料等、広範囲に使用されている。このような用途分野の中でも特にシートクッションやシートバックなどの自動車座席用途においてはコスト低減や燃費規制に対応する軽量化のため、軟質ポリウレタンフォームの低密度化が求められている。
軟質ポリウレタンフォームは、一般的にポリオール成分、触媒、整泡剤、発泡剤、ポリイソシアネート成分を混合し、イソシアネート基と活性水素基とを反応させることにより得られる。過去、発泡剤としてフロン系や有機系が使用されていた時期も有るが、近年では、環境への配慮からポリイソシアネート中のイソシアネート基と反応して炭酸ガスを発生する水が主流となっている。金型内で発泡、硬化させて発泡体を得る軟質ポリウレタンモールドフォームでは、ポリオール成分、触媒、整泡剤、発泡剤としての水などを予め混合したポリオール組成物とポリイソシアネート成分の2液を発泡装置に供給し、混合ヘッドを経由して金型内に混合吐出する方法が一般的であり、ポリオール組成物中の水の配合量を上げ、炭酸ガス発生量を増やすことは、低密度化要望に応える有効な手段である。
ポリイソシアネート成分には大きく分けてトリレンジイソシアネート(TDI)を主成分とするTDI系とジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(p−MDI)との混合物を主成分とするMDI系が存在する。TDI系は、イソシアネート基含有率が高く、水との反応による単位重量当たりの炭酸ガス発生量が多いことから、水の配合量を左程増やさずに低密度化が可能であるが、原料としてのTDIは蒸気圧が高く、毒性も強いため軟質ポリウレタンフォーム製造場所の作業環境を悪化させやすく、また、2官能性イソシアネートであるTDIによって得られる軟質ポリウレタンフォームは耐久性が低いという問題がある。
一方、MDI系はTDI系と逆の傾向に有り、作業環境やフォーム耐久性ではTDI系に優るが、イソシアネート基含有率が低く、低密度化には大量の水の配合が必要となる。ポリオール組成物中に水を大量に配合することにより、高分子ポリオールを中心とする疎水成分と、触媒、低分子ポリオール、エチレンオキサイドユニットを多く含むポリエーテルポリオール等の親水成分との相溶性を悪化させ、ポリオール組成物の経時安定性を低下させるという問題があった。このポリオール組成物の経時安定性を向上させる手段として、特定範囲のオキシエチレン単位と高い末端1級化率を有するポリエーテルポリオールの使用が提案されている(特許文献1)。しかしこの方法では、4.0質量%を超えるような大量の水を配合したポリオール組成物に対する親水成分と疎水成分との相溶性改善が不十分である。特に環境温度が高い夏季などで貯蔵中のポリオール組成物が分離し、発泡体性能の均一性が保たれないという問題が生じやすい。
特開2004−002788号公報
本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、ポリオール組成物中に大量の水を配合しても、その経時安定性を確保することができるポリオール組成物、該ポリオール組成物を用いた低密度軟質ポリウレタンフォーム、及びその製造方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は以下に示す実施形態を含むものである。
(1)ポリオール成分(A)、触媒(B)、整泡剤(C)、発泡剤(D)、及び相溶化剤(E)からなる軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物であって、相溶化剤(E)が、親水部と疎水部を有するアニオン性界面活性剤であり、その親水部にアニオン性極性基とアルカリ金属とからなる塩を有し、疎水部に芳香環、又は芳香環を有せず炭素原子を合計で8個以上含む疎水部を有するアニオン性界面活性剤であることを特徴とする、軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
(2)相溶化剤(E)の親水部のアルカリ金属塩がナトリウム塩であることを特徴とする上記(1)に記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
(3)相溶化剤(E)がナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩を有するアニオン性界面活性剤であることを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
(4)相溶化剤(E)がジアルキルスルホコハク酸のナトリウム塩を有するアニオン性界面活性剤であることを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
(5)相溶化剤(E)がアルキルベンゼンスルフォン酸のナトリウム塩を有するアニオン性界面活性剤であることを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
(6)相溶化剤(E)がポリオール成分(A)に対して0.1〜5質量%含有することを特徴とする、上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
(7)ポリオール成分(A)が、脂環族グリコールおよび芳香族グリコールからなる群より選ばれる少なくとも一種の環状グリコールを含むことを特徴とする、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
(8)環状グリコールの含有量がポリオール成分(A)に対して、1.5〜8質量%含有することを特徴とする、上記(7)に記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
(9)上記(1)乃至(8)のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物と、ポリイソシアネート成分(F)とからなる軟質ポリウレタンフォーム。
(10)ポリイソシアネート成分(F)が、ジフェニルメタンジイソシアネートを50〜85質量%の範囲で含み、該ジフェニルメタンジイソシアネートに含まれる2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの総量が該ジフェニルメタンジイソシアネートの総量に対し10〜50質量%であることを特徴とする、上記(9)に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
(11)見掛け密度が40kg/m未満であり、かつスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが50〜250N/314cmであることを特徴とする、上記(9)又は(10)に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
(12)ヒステリシスロス率が30%未満であり、かつ湿熱圧縮歪みが20%未満であることを特徴とする、上記(9)乃至(11)のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォーム。
(13)上記(1)乃至(8)のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物と、ポリイソシアネート成分(F)とを反応させる軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
(14)ポリイソシアネート成分(F)が、ジフェニルメタンジイソシアネートを50〜85質量%の範囲で含み、該ジフェニルメタンジイソシアネートに含まれる2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの総量が該ジフェニルメタンジイソシアネートの総量に対し10〜50質量%であることを特徴とする、上記(13)に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
(15)得られる軟質ポリウレタンフォームの見掛け密度が40kg/m未満であり、かつスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが50〜250N/314cmであることを特徴とする、上記(13)又は(14)に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
(16)得られる軟質ポリウレタンフォームのヒステリシスロス率が30%未満であり、かつ湿熱圧縮歪みが20%未満であることを特徴とする、上記(13)乃至(15)のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
本発明によれば、軟質ポリウレタンフォームを成型する際、ポリオール組成物中に水を大量に配合した場合でも、ポリオール組成物の経時安定性が確保され、安定的に低密度な成型体を得ることが可能となる。
本発明を更に詳細に説明する。
本発明における軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物は、以下に示すポリオール成分(A)、触媒(B)、整泡剤(C)、発泡剤(D)、及び相溶化剤(E)から構成される。
ポリオール成分(A)は、ジイソシアネートと重付加してポリウレタンを形成するものであり、本発明においては、ポリエーテルポリオール、及びポリエステルポリオールからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが望ましい。さらに、数平均分子量1,000〜10,000で、公称官能基数2以上のものがより望ましい。数平均分子量が下限未満では、得られるフォームの柔軟性が不足し、上限を超えると、フォームの硬度が低下しやすい。また、公称官能基数が2未満の場合、耐久性の指標である圧縮残留歪みが悪くなるといった問題が発生する。なお。公称官能基数とは、ポリオールの重合反応中に副反応が生じないと仮定した場合の理論平均官能基数(分子当たりの活性水素原子の数)を示す。
ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリプロピレンエチレンポリオールやポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTG)等が使用され、ポリエステルポリオールとしては、例えば重縮合型ポリエステル系ポリオールであるアジピン酸とエチレングリコールからなるポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオールのポリカプロラクトンポリオール等が使用される。
触媒(B)としては、当該分野において公知である各種のウレタン化触媒を使用でき、例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N−メチルモリホリン、N−エチルモリホリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、トリエチレンジアミン、1,8−ジアザ−ビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、1,2−ジメチルイミダゾール、ジメチルエタノールアミン、N,N−ジメチル−N−ヘキサノールアミン、さらにこれらの有機酸塩、スタナスオクトエート、ナフテン酸亜鉛等の有機金属化合物等も挙げられる。また、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン等の活性水素を有すアミン触媒も好ましい。
触媒の添加量は、ポリオール成分(A)に対して、0.01〜10質量%が好ましい。下限値未満ではキュアー不足になりやすく、上限値を超えると成形性が悪化することがある。
整泡剤(C)としては、通常の界面活性剤が使用され、有機珪素系の界面活性剤が好適に使用できる。例えば、東レ・ダウコーニング社製のSZ−1327、SZ−1325、SZ−1336、SZ−3601、モメンティブ社製のY−10366、L−5309、エボニック社製B−8724LF2、B−8715LF2、信越化学社製のF−122等が挙げられる。これら整泡剤の量はポリオール成分(A)に対し0.1〜3質量%が好ましい。
発泡剤(D)としては、水を用いる。水はイソシアネート基との反応で炭酸ガスを発生し、これにより発泡することができる。また、水と付加的に任意の発泡剤を使用してもよい。例えば、少量のシクロペンタンやイソペンタン等の低沸点有機化合物を併用してもよいし、ガスローディング装置を用いて原液中に空気や窒素ガスや液化二酸化炭素を混入溶解させて発泡することもできる。発泡剤の添加量は通常は、ポリオール成分(A)に対して0.5〜10質量%であるが、見掛け密度40kg/m未満の低密度軟質ポリウレタンフォームを得る場合、4.0〜8.0質量%であることが好ましく、5.0〜8.0質量%が更に好ましい。上限を超えると発泡が安定し難くなる場合があり、下限未満では発泡体の密度を十分に下げることができない場合がある。4.0質量%以上の大量の水を添加する場合、本発明の相溶化剤(E)を用いることで、ポリオールの経時安定性を確保することができる。
本発明における相溶化剤(E)は、親水部と疎水部を有するアニオン性界面活性剤である。相溶化剤(E)の親水部は、アニオン性極性基とアルカリ金属からなる塩(アルカリ金属塩)を有するものであり、例えばスルフォン酸、カルボン酸、リン酸等のアルカリ金属塩を有するものが好ましく、スルフォン酸のアルカリ金属塩を有するものが更に好ましい。更に、この親水部のアルカリ金属塩は、ナトリウム塩であることが好ましい。また、相溶化剤(E)の疎水部が芳香環を有する、又は芳香環を有せず炭素原子を合計で8個以上含む疎水部を有するものである。ここで、疎水部に芳香環を有する場合は、親水部のアニオン性極性基が直接芳香環と結合していることが好ましく、芳香環は多環芳香族炭化水素でもよい。又、疎水部に芳香環を有せず炭素原子を合計で8個以上含む疎水部を有する場合は、例えば疎水部中のアルキル基、アルキレン基、エステル基、カーボネート基等に含まれる炭素原子数が合計8個以上となる疎水部を有すれば良く、合計40個以下であることが好ましい。これらの構造を有するアニオン性界面活性剤としては、例えば、ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩やジアルキルスルホコハク酸のアルカリ金属塩、アルキルベンゼンスルフォン酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。
ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩としては、例えばβ―ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩やアルキルナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩等が挙げられる。ジアルキルスルホコハク酸のアルカリ金属塩としては、例えばジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウムやジ−トリデシルスルホコハク酸のナトリウム塩等が挙げられる。また、アルキルベンゼンスルフォン酸のアルカリ金属塩としては、例えばドデシルベンゼンスルフォン酸のナトリウム塩等が挙げられる。
相溶化剤(E)の添加量としては、ポリオール成分(A)に対して0.1〜5質量%含有することが好ましい。下限値未満では相溶性の改善効果が得られにくく、上限値を超えるとフォームの成形性が悪化することがある。
以上のポリオール成分(A)、触媒(B)、整泡剤(C)、発泡剤(D)、及び相溶化剤(E)からなるポリオール組成物を用いることにより、ポリオール組成物中に水を大量に配合した場合でも、良好な相溶性を確保することができる。
また、本発明においては、ポリオール成分(A)中に脂環族グリコールおよび芳香族グリコールからなる群より選ばれる少なくとも一種の環状グリコール(以下単に「環状グリコール」と言う。)を含むことが好ましい。
環状グリコールとは、化合物中に環構造を有するものであり、例えば、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ヒドロキノンビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、ジヒドロキシジフェニルメタン、ビスフェノールA水素化物、ポリオキシエチレンビスフェノールエーテル、ポリオキシプロピレンビスフェノールエーテル等を挙げることができる。これらの中でも、得られる軟質ポリウレタンフォームの湿熱圧縮歪の改善効果が高いという観点から、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテルが好ましい。
環状グリコールの含有量は、ポリオール成分(A)に対して1.5〜8質量%が好ましく、1.5〜6質量%含有することが更に好ましい。
本発明においては、上記した軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物とポリイソシアネート成分(F)とを混合発泡することにより、軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
ポリイソシアネート成分(F)としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下4,4’−MDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下2,4’−MDI)、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下2,2’−MDI)、等のジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDI)とポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート(以下P−MDI)をイソシアネート源として用いることが好ましい。本発明においては、上記したMDI、MDIとP−MDIの混合物、ウレタン変性体、ウレア変性体、アロファネート変性体、ビュウレット変性体等の各種変性体も使用し得る。
本発明にかかるポリイソシアネート成分(F)のMDI含有率は50〜85質量%の範囲が好ましい。MDI含有率が85質量%を超えると、得られるポリイソシアネート組成物の低温における貯蔵安定性や得られる軟質フォームの耐久性が低下する恐れがあり、他方、50質量%未満では架橋密度の上昇に伴い、軟質ポリウレタンフォームの伸びが低下し、十分なフォーム強度を得にくくなる恐れがある。
さらに、MDI総量に対する2,2’−MDIの含有率と2,4’−MDIの含有率との合計(以下アイソマー含有率)は10〜50質量%が好ましい。
本発明にかかるMDI総量に対する2,2’−MDI及び2,4’−MDIの含有量が10質量%未満では、得られるポリイソシアネート組成物の低温での貯蔵安定性が損なわれる恐れがあり、イソシアネート保管場所や配管、発泡成形機内の常時加温が必要となる場合がある。また、軟質ポリウレタンフォームの成形安定性が損なわれやすく、発泡途中でのフォーム崩壊等が発生する場合がある。他方、50質量%を超えると反応性が低下し、成形サイクルの延長、フォームの独泡率が高くなり成型後に収縮する等の問題が生じる恐れがある。
そして、本発明における軟質ポリウレタンフォームの製造には、炭酸カルシウムや硫酸バリウムのような充填剤、難燃剤、可塑剤、着色剤、抗カビ剤等の公知の各種添加剤、助剤を必要に応じて使用することができる。
本発明において上記したポリオール組成物とポリイソシアネート成分を用いることにより、見掛け密度40kg/m未満、かつスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが50〜250N/314cm、ヒステリシスロス率が30%未満、湿熱圧縮歪みが20%未満の軟質ポリウレタンフォームを好適に得ることができる。
次に、本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法について説明する。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、ポリオール成分(A)、触媒(B)、整泡剤(C)、発泡剤(D)、相溶化剤(E)、及びポリイソシアネート成分(F)の混合液を反応発泡させて製造される。
本発明のポリイソシアネート組成物中の全イソシアネート基と水を含む活性水素基含有化合物中の全活性水素との混合発泡時におけるモル比(NCO/活性水素)としては0.7〜1.4(イソシアネートインデックス(NCO INDEX)=70〜140)であることが好ましく、フォームの耐久性や成形サイクルの良好な範囲として0.7〜1.2(NCO INDEX=70〜120)がより好ましい。
NCO INDEXが70未満では耐久性の低下や独泡性に過度の上昇が生じ、120より高い場合は未反応イソシアネートが長く残存することによる成形サイクルの延長、高分子量化の遅延によるフォーム発泡途中でのセル崩壊等が生じる場合がある。
軟質ポリウレタンフォームの製造方法としては、前記ポリオール成分(A)、触媒(B)、整泡剤(C)、発泡剤(D)、相溶化剤(E)、及びポリイソシアネート成分(F)の混合液の発泡原液を金型内に注入し、その後発泡硬化させることを特徴とする軟質ポリウレタンモールドフォーム(以下、軟質モールドフォーム)の製造方法が使用できる。
上記発泡原液を金型内に注入する際の金型温度としては、通常30〜80℃、好ましくは45〜65℃である。上記発泡原液を金型内に注入する際の金型温度が30℃未満であると、反応速度低下による生産サイクルの延長につながり、一方、80℃より高いと、ポリオールとイソシアネートの反応に対し、水とイソシアネートとの反応が過度に促進されることにより、発泡途中においてフォームが崩壊する場合がある。
上記発泡原液を発泡硬化させる際の硬化時間としては、一般的な軟質モールドフォームの生産サイクルを考慮すると10分以下が好ましく、7分以下がより好ましい。
軟質モールドフォームを製造する際には、通常の軟質モールドフォームの場合と同様、高圧発泡機や低圧発泡機等を用いて、上記各成分を混合することができる。
イソシアネート成分とポリオール成分とは発泡直前で混合することが好ましい。その他の成分は、原料の貯蔵安定性や反応性の経時変化に影響を与えない範囲でイソシアネート成分またはポリオール成分と予め混合することができる。それら混合物は混合後直ちに使用しても、貯留した後、必要量を適宜使用してもよい。混合部に2成分を超える成分を同時に導入可能な発泡装置の場合、ポリオール、発泡剤、イソシアネート、触媒、整泡剤、添加剤等を個別に混合部に導入することもできる。
また、混合方法は発泡機のマシンヘッド混合室内で混合を行うダイナミックミキシング、送液配管内で混合を行うスタティックミキシングの何れでも良く、また両者を併用してもよい。物理発泡剤等のガス状成分と液状成分との混合はスタティックミキシングで、液体として安定に貯留可能な成分同士の混合はダイナミックミキシングで実施される場合が多い。本発明に使用される発泡装置は、混合部の溶剤洗浄が必要のない高圧発泡装置であることが好ましい。
このような混合により得られた混合液を金型(モールド)内に吐出し、発泡硬化させ、その後脱型が行われる。上記脱型を円滑に行うため、金型に予め離型剤を塗布しておくことも好適である。使用する離型剤としては、成形加工分野で通常用いられる離型剤を用いればよい。
脱型後の製品はそのままでも使用できるが、従来公知の方法で圧縮下又は、減圧下でフォームのセル膜を破壊し、以降の製品外観、寸法を安定化させることが好ましい。
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法により、見掛け密度40kg/m未満、かつスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが50〜250N/314cm、ヒステリシスロス率が30%未満、湿熱圧縮歪みが20%未満である軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
また、ポリオール成分(A)中に前記環状グリコールを含むことにより、更に湿熱圧縮歪が改善され、その値を15%未満とすることができる。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、文中の「部」、「%」は質量基準である。
[ポリオール組成物の調製]
(実施例1〜10、比較例1〜7)
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計を備えた反応器を窒素置換した後、ポリオール1を100g、ポリオール3を3g、相溶化剤1を1g、触媒1を0.16g、触媒2を0.72g、整泡剤1を1g、水を5.4g仕込み、23℃にて0.5時間撹拌させることにより、ポリオール組成物(P−1)を得た。その他のポリオール組成物(P−2〜P−17)もP−1と同様に調製した。結果を表1、表2に示す。
Figure 0006969193
Figure 0006969193
[実施例11〜20]
表3に示す原料のうち、ポリイソシアネート化合物以外の全原料の混合物(ポリオール組成物)の液温を24℃〜26℃に調整し、ポリイソシアネート成分を液温24℃〜26℃に調整した。ポリオール組成物にポリイソシアネート成分を所定量加えて、ミキサー(毎分7000回転)で7秒間混合し金型内に注入し軟質ポリウレタンフォームを発泡させた後、金型より取り出して、得られた軟質ポリウレタンフォームの物性を測定した。なお、表3におけるNCO Indexは、配合物中に存在する活性水素原子数に対するNCO基の比率である。
[発泡条件]
金型温度:60〜65℃
金型形状:400mm×400mm×100mm
金型材質:アルミニウム
キュアー条件:60〜65℃×5分
Figure 0006969193
[使用原料]
・ポリオール1:平均官能基数=3.0、水酸基価=24(mgKOH/g)のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、旭硝子ウレタン社製EL851
・ポリオール2:平均官能基数=3.0、水酸基価=24(mgKOH/g)、末端一級化率=84%、オキシエチレン単位=14.6%のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、東ソー社製NEF−693
・ポリオール3:平均官能基数=4.0、水酸基価=28(mgKOH/g)のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、東ソー社製NEF−024
・グリコール1:CHDM―D(1,4−シクロヘキサンジメタノール、EASTMAN CHEMICAL社製)、脂環族グリコール
・グリコール2:ニューポールBPE−60(ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル、三洋化成工業社製)、芳香族グリコール
・相溶化剤1:デモールNL(β―ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、花王社製)、アニオン性界面活性剤;固形分41%の水溶液
・相溶化剤2:ネオペレックスG−15(ドデシルベンゼンスルフォン酸のナトリウム塩、花王社製)、アニオン性界面活性剤
・相溶化剤3:ニューコールN−291PG(ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸のナトリウム塩、日本乳化剤社製)、アニオン性界面活性剤
・相溶化剤4:ペレックスTR(炭素原子数13のジアルキルスルホコハク酸のナトリウム塩、花王社製)、アニオン性界面活性剤
・相溶化剤5:ニューコール1008(ポリオキシエチレン2−エチルヘキシルエーテル、日本乳化剤社製)、アルキルエーテル型界面活性剤
・相溶化剤6:ニューコール1305(ポリオキシエチレントリデシルエーテル、日本乳化剤社製)、アルキルエーテル型界面活性剤
・相溶化剤7:パーソフト EF−T(ポリオキシエチレン−アルキルエーテル−硫酸エステルトリエタノール塩、日油社製)、アニオン性界面活性剤
・相溶化剤8:ラテルム PD−104(ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム、花王社製)、アニオン性界面活性剤
・相溶化剤9:エマルゲン102KG(ポリオキシエチレンアルキルエーテル、花王社製)、非イオン性界面活性剤
・触媒1:トリエチレンジアミンの33%ジプロピレングリコール溶液、東ソー社製TEDA−L33
・触媒2:1,2−ジメチルイミダゾール、東ソー社製TOYOCAT−DMI
・整泡剤:シリコーン系整泡剤、モメンティブ社製Y−10366
・イソシアネート1:MDI含有率75質量%、アイソマー含有率38質量%のポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート(CEF−536、東ソー社製)。
[成形性評価]
表中、成形性「○」の評価は、ウレタンフォームが最高の高さに達した後に大きく沈んでいく崩壊や、生成したウレタンフォームが発泡直後またはキュアー後に収縮する現象が生じることなく、軟質ポリウレタンフォームが成形できることを意味する。
[見掛け密度]
JIS K6400記載の方法により求めた。
[スキン付き試験片フォームの25%圧縮硬さ(25%ILD)]
JIS K6400記載のB法により求めた。
[ヒステリシスロス率]
JIS K6400記載のB法で測定した。
[湿熱圧縮歪み]
JIS K6400記載の方法で測定した。
[ポリオール組成物の経時安定性]
調製したポリオール組成物を200mlの密閉容器に入れて25℃で30日間静置した後、分離の有無を目視にて確認した。
表2の比較例1に示すように、相溶化剤1を使用しない場合には十分に相溶性を改善する事ができず、30日以内に分離が生じてしまう。また、比較例2に示すように、特定範囲のオキシエチレン単位、及び特定量の末端一級化率を有するポリエーテルポリオールを用いても、大量の水を配合したポリオール組成物に対する親水成分と疎水成分との相溶性改善が不十分であり、30日以内にポリオール組成物が分離してしまう。また、比較例3〜比較例7に示したように相溶化剤として非イオン性の界面活性剤や親水部にアルカリ金属塩を有しないアニオン性の界面活性剤を使用した場合にも、ポリオール組成物の経時安定性が悪く、30日以内に分離が生じてしまう。
実施例11〜20に示す通り、実施例1〜10のポリオール組成物を用いて軟質ポリウレタンフォームを製造した場合、見掛け密度40kg/m未満、かつスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが50〜250N/314cm、ヒステリシスロス率が30%未満、湿熱圧縮歪みが20%未満の成型体を得ることが可能である。
なお、比較例1〜7に示すポリオール組成物については、ポリオール組成物の経時安定性を満足しないことから軟質ポリウレタンフォームの製造を行っていない。
以上の実施例及び比較例を対比することにより、本発明においては、ポリオール組成物中に大量の水を混入させても、高分子ポリオールを中心とする疎水成分と親水成分との相溶性を確保することで分離を抑制し、また、軟質ポリウレタンフォームにおいて低密度で、好ましい物性値を満足する成型体が得られることは明確であり、本発明の構成の有意性と顕著な卓越性を理解できる。

Claims (12)

  1. ポリオール成分(A)、触媒(B)、整泡剤(C)、発泡剤(D)、及び相溶化剤(E)からなる軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物であって、整泡剤(C)が、有機珪素系界面活性剤であり、相溶化剤(E)が、ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩を有するアニオン性界面活性剤であることを特徴とする、軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
  2. 相溶化剤(E)がポリオール成分(A)に対して0.1〜5質量%含有することを特徴とする、請求項に記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
  3. ポリオール成分(A)が、脂環族グリコールおよび芳香族グリコールからなる群より選ばれる少なくとも一種の環状グリコールを含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
  4. 脂環族グリコールおよび芳香族グリコールからなる群より選ばれる少なくとも一種の環状グリコールの含有量がポリオール成分(A)に対して、1.5〜8質量%含有することを特徴とする、請求項に記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物。
  5. 請求項1乃至のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物と、ポリイソシアネート成分(F)とからなる軟質ポリウレタンフォーム。
  6. ポリイソシアネート成分(F)が、ジフェニルメタンジイソシアネートを50〜85質量%の範囲で含み、該ジフェニルメタンジイソシアネートに含まれる2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの総量が該ジフェニルメタンジイソシアネートの総量に対し10〜50質量%であることを特徴とする、請求項に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
  7. 見掛け密度が40kg/m未満であり、かつスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが50〜250N/314cmであることを特徴とする、請求項5又は6に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
  8. ヒステリシスロス率が30%未満であり、かつ湿熱圧縮歪みが20%未満であることを特徴とする、請求項5乃至7のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォーム。
  9. 請求項1乃至のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用ポリオール組成物と、ポリイソシアネート成分(F)とを反応させる軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
  10. ポリイソシアネート成分(F)が、ジフェニルメタンジイソシアネートを50〜85質量%の範囲で含み、該ジフェニルメタンジイソシアネートに含まれる2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの総量が該ジフェニルメタンジイソシアネートの総量に対し10〜50質量%であることを特徴とする、請求項に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
  11. 得られる軟質ポリウレタンフォームの見掛け密度が40kg/m未満であり、かつスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが50〜250N/314cmであることを特徴とする、請求項9又は10に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
  12. 得られる軟質ポリウレタンフォームのヒステリシスロス率が30%未満であり、かつ湿熱圧縮歪みが20%未満であることを特徴とする、請求項9乃至11のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
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