JP7157235B2 - 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物及び軟質ポリウレタンフォーム - Google Patents

軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物及び軟質ポリウレタンフォーム Download PDF

Info

Publication number
JP7157235B2
JP7157235B2 JP2021502145A JP2021502145A JP7157235B2 JP 7157235 B2 JP7157235 B2 JP 7157235B2 JP 2021502145 A JP2021502145 A JP 2021502145A JP 2021502145 A JP2021502145 A JP 2021502145A JP 7157235 B2 JP7157235 B2 JP 7157235B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyol
weight
polyurethane foam
flexible polyurethane
polyol composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021502145A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2020175324A1 (ja
Inventor
拓真 田原
智寿 平野
智 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Chemical Industries Ltd filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Publication of JPWO2020175324A1 publication Critical patent/JPWO2020175324A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7157235B2 publication Critical patent/JP7157235B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/14Manufacture of cellular products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4244Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G18/4247Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups derived from polyols containing at least one ether group and polycarboxylic acids
    • C08G18/4252Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups derived from polyols containing at least one ether group and polycarboxylic acids derived from polyols containing polyether groups and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4018Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4072Mixtures of compounds of group C08G18/63 with other macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4205Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups
    • C08G18/4208Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing aromatic groups
    • C08G18/4211Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing aromatic groups derived from aromatic dicarboxylic acids and dialcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4244Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4812Mixtures of polyetherdiols with polyetherpolyols having at least three hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4816Two or more polyethers of different physical or chemical nature mixtures of two or more polyetherpolyols having at least three hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/63Block or graft polymers obtained by polymerising compounds having carbon-to-carbon double bonds on to polymers
    • C08G18/632Block or graft polymers obtained by polymerising compounds having carbon-to-carbon double bonds on to polymers onto polyethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C08G18/7621Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring being toluene diisocyanate including isomer mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2101/00Manufacture of cellular products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0008Foam properties flexible
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0083Foam properties prepared using water as the sole blowing agent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

本発明は軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物及びこれを用いた軟質ポリウレタンフォームに関する。詳しくは、低反発弾性と通気性に優れた軟質ポリウレタンフォームとそれに適した軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物に関する。
軟質ポリウレタンフォームは、家具や寝具用マットレス、自動車用シートクッション、衣料用等に広く使用されている。特に寝具用の枕やマットレスには、通気性が高く、かつ低反発弾性のものが好まれている。
軟質ポリウレタンフォームとしては、ポリエステルトリオールを含有するポリオール組成物を用いて、有機ポリイソシアネート、発泡剤、触媒、及び整泡剤の存在下に反応させて得られる軟質ポリウレタンフォームが知られている(例えば特許文献1)。
しかし、特許文献1に記載のポリウレタンフォーム用のポリオール組成物では室温で優れた低反発弾性を発現しているが、通気性が十分ではないという課題がある。
特開2014-185335号公報
本発明は、室温で優れた低反発弾性を発現し、かつ通気性が良好な軟質ポリウレタンフォームが製造できるポリオール組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ポリエステルポリオール(A)及びポリエーテルポリオール(B)を含有してなり、下記(1)~(4)を満たしてなる軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C);及びこの軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C)、有機ポリイソシアネート(D)、発泡剤(E)、触媒(F)及び整泡剤(G)を含む混合物の反応物からなる軟質ポリウレタンフォームである。
(1)前記ポリオール組成物(C)中のエステル基濃度が、ポリオール組成物(C)の重量に基づいて0.4~4.0mmol/gである;
(2)前記ポリオール組成物(C)中のオキシエチレン基単位の含有量が、ポリオール組成物(C)の重量に基づいて15~40重量%である;
(3)前記ポリエステルポリオール(A)が、多価水酸基含有化合物(a)とポリカルボン酸又はその酸無水物とを含んだ原料を重合してなる1分子あたり2~4個の水酸基を有するポリエステルポリオール(A1)を含有する;
(4)前記ポリエーテルポリオール(B)が、オキシエチレン基を有するポリエーテルポリオール(B1)を含有する。
本発明の軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物を使用することにより、優れた低反発弾性と通気性を両立する軟質ポリウレタンフォームが製造できる。
本発明の軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C)は、ポリエステルポリオール(A)及びポリエーテルポリオール(B)を含有してなり、下記(1)~(4)を満たす。
(1)エステル基濃度がポリオール組成物(C)の重量に基づいて0.4~4.0mmol/gである;
(2)オキシエチレン基単位の含有量がポリオール組成物(C)の重量に基づいて15~40重量%である;
(3)ポリエステルポリオール(A)が、多価水酸基含有化合物(a)とポリカルボン酸又はその酸無水物とを含んだ原料を重合してなる1分子あたり2~4個の水酸基を有するポリエステルポリオール(A1)を含有する;
(4)ポリエーテルポリオール(B)が、オキシエチレン基を有するポリエーテルポリオール(B1)を含有する。
ポリエステルポリオール(A)としては、多価水酸基含有化合物(a)とポリカルボン酸又はその酸無水物とを含んだ原料を重合してなる1分子あたり2~4個の水酸基を有するポリエステルポリオール(A1)と、ポリエステルポリオール(A1)以外のポリエステルポリオール(A2)が挙げられ、ポリエステルポリオール(A1)は必須成分である。
多価水酸基含有化合物(a)とポリカルボン酸又はその酸無水物とを含んだ原料を重合してなる1分子あたり2~4個の水酸基を有するポリエステルポリオール(A1)とは、多価水酸基含有化合物(a)とポリカルボン酸又はその酸無水物とを含んだ原料を重合してなる反応生成物であり、1分子あたり2~4個の水酸基を有するポリエステルポリオールである。ポリエステルポリオール(A1)1分子あたりの水酸基が2個未満では発泡時にフォームが崩壊し、4個を超えるとフォームが収縮するため、良質な軟質ポリウレタンフォームを製造することができない。
ポリエステルポリオール(A1)としては、多価水酸基含有化合物(a)とポリカルボン酸又はその酸無水物の縮合反応生成物[多価水酸基含有化合物(a)とポリカルボン酸の低級アルキルエステルとのエステル交換反応生成物を含む](A11)、多価水酸基含有化合物(a)にアルキレンオキサイド(以下、AOと略す)を付加したポリエーテルポリオールにさらにカルボン酸又はその酸無水物を付加したエステル基含有反応生成物(A12)及びこれらの(A11)~(A12)に更にAOを付加した反応物(A13)等が挙げられる。
ポリエステルポリオール(A1)は、1種を単独で用いても、複数種を併用してもよい。
多価水酸基含有化合物(a)としては、多価アルコール(a1)及び多価アルコール(a1)以外の多価水酸基含有化合物(a2)が挙げられる。
多価アルコール(a1)としては、炭素数2~20の2価アルコール、炭素数3~20の3価アルコール及び炭素数4~20の4~8価アルコール等が挙げられる。
炭素数2~20の2価アルコールとしては、脂肪族ジオール(エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-又は1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール及びネオペンチルグリコール等)及び脂環式ジオール(シクロヘキサンジオール及びシクロヘキサンジメタノール等)等が挙げられる。
炭素数3~20の3価アルコールとしては、脂肪族トリオール(グリセリン及びトリメチロールプロパン等)等が挙げられる。
炭素数4~20の4~8価の多価アルコールとしては、脂肪族ポリオール(ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン及びジペンタエリスリトール等)及び糖類(ショ糖、グルコース、マンノース、フルクトース、メチルグルコシド及びその誘導体等)等が挙げられる。
多価アルコール(a1)以外の多価水酸基含有化合物(a2)としては、多価フェノール(ヒドロキノン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、1,3,6,8-テトラヒドロキシナフタレン、アントロール、1,4,5,8-テトラヒドロキシアントラセン及び1-ヒドロキシピレン等)、ポリブタジエンポリオール、ひまし油系ポリオール、水酸基含有単量体の重合体[水酸基数が2~100のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの(共)重合体及びポリビニルアルコール等]、フェノールとホルムアルデヒドとの縮合物(ノボラック等)及び米国特許3265641号明細書に記載のポリフェノール等が挙げられる。
なお、(メタ)アクリレートとは、メタクリレート及び/又はアクリレートを意味し、以下において同様である。
多価水酸基含有化合物(a)としては、多価アルコール(a1)が好ましく、更に好ましくはプロピレングリコール及びグリセリンであり、特に好ましいのはグリセリンである。
ポリカルボン酸及びその酸無水物としては、脂肪族ポリカルボン酸、芳香族ポリカルボン酸及びこれらの分子内で脱水縮合して生成した環状酸無水物が挙げられる。
脂肪族ポリカルボン酸としては、コハク酸、フマル酸、セバシン酸及びアジピン酸等が挙げられる。
芳香族ポリカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、2,2’-ビベンジルジカルボン酸、トリメリット酸、ヘミリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ナフタレン-1,4ジカルボン酸、ナフタレン-2,3,6-トリカルボン酸、ジフェン酸、2,3-アントラセンジカルボン酸、2,3,6-アントラセントリカルボン酸及びピレンジカルボン酸等の炭素数8~18の芳香族ポリカルボン酸が挙げられる。
ポリカルボン酸及びその酸無水物としては、耐加水分解性の観点から、芳香族ジカルボン酸及びその酸無水物が好ましく、更に好ましいのは無水フタル酸である。
ポリカルボン酸の低級アルキルエステルとしては、脂肪族ポリカルボン酸又は芳香族ポリカルボン酸と炭素数1~4の脂肪族アルコールとのエステル等が挙げられる。
ポリカルボン酸の低級アルキルエステルにおける炭素数1~4の脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールが挙げられ、ポリカルボン酸の低級アルキルエステルの具体例としては、フタル酸ジメチルエステル及びテレフタル酸ジメチルエステル等が挙げられる。
ポリエステルポリオール(A1)の製造に用いるAOとしては炭素数2~4のAO、例えば、エチレンオキサイド(以下、EOと略す)、1,2-プロピレンオキサイド(以下、POと略す)、1,3-プロピレンオキサイド、1,2-ブチレンオキサイド及び1,4-ブチレンオキサイドが挙げられ、反応性の観点から、EO及びPOが好ましく、更に好ましいのはPOである。AOを2種以上使用する場合の付加形式としては、ブロック付加であってもランダム付加であってもよく、これらの併用であってもよい。
AOの付加モル数は、ポリエステルポリオール(A1)の粘度の観点から、多価水酸基含有化合物(a)が有する1つの水酸基に対して、3~16モルが好ましい。
これらのポリエステルポリオール(A1)のうち、フォーム硬さの観点から、3官能のポリエーテルポリオールに芳香族ジカルボン酸無水物とPOとを付加した反応生成物が好ましい。
ポリエステルポリオール(A1)以外のポリエステルポリオール(A2)としては、ポリラクトンポリオール(A21)[例えば前記の多価アルコール(a1)を開始剤としてラクトン(ε-カプロラクトン等)を開環重合させることにより得られるもの]、ポリカーボネートポリオール(A22)[例えば前記の多価アルコール(a1)とアルキレンカーボネートとの反応物]、及びこれらの(A21)~(A22)にさらにAOを付加した反応物等が挙げられる。
ポリエステルポリオール(A2)は、1種を単独で用いても、複数種を併用してもよい。
ポリエステルポリオール(A1)以外のポリエステルポリオール(A2)に用いられるAOとしては、(A1)で用いたものと同様のものが挙げられる。
ポリエステルポリオール(A)の水酸基価は、ポリエステルポリオール(A)のハンドリングの観点から、25~150mgKOH/gが好ましく、更に好ましくは40~100mgKOH/gである。
本明細書における水酸基価とは、試料1gをアセチル化した場合に、水酸基と結合した酢酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数であり、「JIS K 1557-1 プラスチック-ポリウレタン原料ポリオール試験方法-第1部:水酸基価の求め方」に記載の方法で測定される。
ポリエステルポリオール(A)のエステル基濃度は、ポリエステルポリオール(A)のハンドリングの観点から、ポリエステルポリオール(A)の重量に基づいて0.5~10.0mmol/gが好ましく、更に好ましくは0.5~7.0mmol/gである。
なお、ポリエステルポリオール(A)中のエステル基濃度は、ポリエステルポリオール(A)の赤外線分光分析(IR)を測定し、エステル基に由来するピークの強度と、エステル基濃度が既知のサンプルを用いて作成したピーク強度とエステル基濃度との検量線とを用いて算出することができる。
ポリオール組成物(C)中のポリエステルポリオール(A1)の含有量は、ポリオール組成物(C)の合計重量を基準として、7~65重量%が好ましい。
ポリエーテルポリオール(B)としては、オキシエチレン基を有するポリエーテルポリオール(B1)及び前記(B1)以外のポリエーテルポリオール(B2)が挙げられ、ポリエーテルポリオール(B1)は必須成分である。本発明において、ポリエーテルポリオール(B)は、エステル基を有する化合物を含まない。
本発明のポリエーテルポリオール(B)としては、活性水素基含有化合物(b)のAO付加物が挙げられ、AOとして少なくともエチレンオキサイドを含む反応物がポリエーテルポリオール(B1)、エチレンオキサイドを含まない反応物がポリエーテルポリオール(B2)である。
活性水素基含有化合物(b)としては、多価アルコール(b1)、多価アルコール(b1)以外の多価水酸基含有化合物(b2)、アミノ基含有化合物(b3)、チオール基含有化合物(b4)及びリン酸基含有化合物(b5)などが挙げられる。
なお、活性水素とは、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子等に結合した水素原子を意味し、活性水素基含有化合物とは、分子内に活性水素含有官能基(水酸基、アミノ基、チオール基及びリン酸基等)を有する化合物を意味する。
ポリエーテルポリオール(B)は、1種を単独で用いても、複数種を併用してもよい。
多価アルコール(b1)としては、前記多価アルコール(a1)と同様のものが挙げられる。
多価アルコール(b1)以外の多価水酸基含有化合物(b2)としては、前記多価アルコール(a1)以外の多価水酸基含有化合物(a2)と同様のものが挙げられる。
アミノ基含有化合物(b3)としては、アンモニア、アミン、ポリアミン及びアミノアルコール等が挙げられる。具体的には、アンモニア、炭素数1~20のアルキルアミン(ブチルアミン等)、アニリン、脂肪族ポリアミン(エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン及びジエチレントリアミン等)、複素環式ポリアミン(ピペラジン及びN-アミノエチルピペラジン等)、脂環式ポリアミン(ジシクロヘキシルメタンジアミン及びイソホロンジアミン等)、芳香族ポリアミン(フェニレンジアミン、トリレンジアミン及びジフェニルメタンジアミン等)、アルカノールアミン(モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びトリエタノールアミン等)、ジカルボン酸と過剰のポリアミンとの縮合により得られるポリアミドポリアミン、ポリエーテルポリアミン、ヒドラジン(ヒドラジン及びモノアルキルヒドラジン等)、ジヒドラジッド(コハク酸ジヒドラジッド及びテレフタル酸ジヒドラジッド等)、グアニジン(ブチルグアニジン及び1-シアノグアニジン等)及びジシアンジアミド等が挙げられる。
チオール基含有化合物(b4)としては、ポリチオール化合物が挙げられる。ポリチオールとしては、2~8価の多価チオールが挙げられる。具体的にはエタンジチオール及び1,6-ヘキサンジチオール等が挙げられる。
リン酸基含有化合物(b5)としてはリン酸、亜リン酸及びホスホン酸等が挙げられる。
活性水素基含有化合物(b)に付加重合させるAOとしては炭素数2~4のAO、例えば、EO、PO、1,3-プロピレンオキサイド、1,2-ブチレンオキサイド及び1,4-ブチレンオキサイドが挙げられる。
AOを2種以上使用する場合の付加形式としては、ブロック付加であってもランダム付加であってもよく、これらの併用であってもよい。
必須成分であるポリエーテルポリオール(B1)の場合は、フォームの通気性の観点から、少なくとも必ずEOを含み、EO及びPOを含むものが好ましい。
ポリエーテルポリオール(B2)の場合は、POを含むものが好ましい。
ポリエーテルポリオール(B1)のAOの付加モル数は、ポリエーテルポリオール(B1)の粘度の観点から、多価水酸基含有化合物(b)が有する1つの水酸基に対して、15~70モルが好ましい。ポリエーテルポリオール(B1)のEOの付加モル数は、10~65モルが好ましい。
ポリエーテルポリオール(B2)のAOの付加モル数は、ポリエーテルポリオール(B2)の粘度の観点から、多価水酸基含有化合物(b)が有する1つの水酸基に対して、3~90モルが好ましい。
ポリエーテルポリオール(B)の水酸基価は、反発弾性率の観点から、20~500mgKOH/gが好ましく、更に好ましくは30~300mgKOH/gである。
ポリエーテルポリオール(B)としては、フォーム硬さの観点から、2官能のポリエーテルポリオール又は3官能のポリエーテルポリオールを含有することが好ましく、フォーム硬さ及びフォームの戻り時間の観点から、2官能のポリエーテルポリオール及び3官能のポリエーテルポリオールを含有することが更に好ましい。
ポリオール組成物(C)中のポリエーテルポリオール(B1)の含有量は、ポリオール組成物(C)の合計重量を基準として、20~55重量%が好ましい。
本発明の軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C)は、前記ポリエステルポリオール(A)及び前記ポリエーテルポリオール(B)以外のその他のポリオールを含有してもよい。
その他のポリオールとしては、ポリマーポリオール(P)等が挙げられる。
その他のポリオールは、1種を単独で用いても、複数種を併用してもよい。
本発明で用いるポリマーポリオール(P)とは、エチレン性不飽和化合物を構成単量体とする重合体粒子(J)を含むポリマーポリオールである。重合体粒子(J)の体積平均粒子径は、ポリマーポリオール(P)の粘度の観点から、0.1~1.5μmが好ましく、更に好ましくは0.3~1.1μm、特に好ましくは0.4~0.9μmである。
重合体粒子(J)を構成するエチレン性不飽和化合物としては、アクリロニトリル、スチレン及びその他のエチレン性不飽和化合物等が挙げられる。これらの内、フォーム硬さの観点から、スチレン及びアクリロニトリルを必須成分とすることが好ましい。エチレン性不飽和化合物としては、重合体粒子(J)の硬度及び分散性の観点から、スチレン及びアクリロニトリルの合計含有量が、重合体粒子(J)を構成するエチレン性不飽和化合物の重量を基準として、80~100重量%であることが好ましい。
重合体粒子(J)の含有量は、ポリオール組成物(C)全体の重量を基準として、0~10重量%が好ましい。
ポリマーポリオール(P)は、ポリオール中でラジカル重合開始剤の存在下でエチレン性不飽和化合物を重合させて得られる。ポリマーポリオール(P)のポリオールとしては、例えばポリエステルポリオール(A)、ポリエーテルポリオール(B)等が挙げられる。ポリオール中の重合体粒子(J)の均質・分散性の観点から、ポリエーテルポリオール(B)中でエチレン性不飽和化合物を重合することが好ましい。
ポリマーポリオール(P)のポリオールがポリエステルポリオール(A)である場合、ポリマーポリオール(P)のポリオールの重量は、ポリオール組成物(C)中のポリエステルポリオール(A)として扱う。
ポリマーポリオール(P)のポリオールがポリエーテルポリオール(B)である場合、ポリマーポリオール(P)のポリオールの重量は、ポリオール組成物(C)中のポリエーテルポリオール(B)として扱う。
ポリマーポリオール(P)は、1種を単独で用いても、複数種を併用してもよい。
本発明におけるポリオール組成物(C)は、ポリエステルポリオール(A)、ポリエーテルポリオール(B)及びその他のポリオールを混合することにより容易に得られる。
混合する際の混合方法は公知の混合装置(撹拌装置付き容器等)を用いることができる。
ポリオール組成物(C)が重合体粒子を含む場合は、重合体粒子としてはポリマーポリオール(P)に含まれる重合体粒子(J)を用い、ポリマーポリオール(P)として他の原料と混合し、軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C)を製造することが好ましい。
また、保存安定性等の観点から、混合する際には容器内部の酸素濃度を下げておくことが好ましい。
本発明におけるポリオール組成物(C)中のエステル基濃度は、ポリオール組成物(C)の重量に基づいて0.4~4.0mmol/gであり、ポリオール組成物(C)のハンドリングの観点から、0.4~2.0mmol/gが好ましい。0.4mmol/g未満であるとポリウレタンフォームの反発弾性が高く、4.0mmol/gを超えるとポリウレタンフォームの通気性が悪化する。
なお、ポリオール組成物(C)中のエステル基濃度は、ポリオール組成物(C)の赤外線分光分析(IR)を測定し、エステル基に由来するピークの強度と、エステル基濃度が既知のサンプルを用いて作成したピーク強度とエステル基濃度との検量線とを用いて算出することができる。
ポリオール組成物(C)中のオキシエチレン基単位の含有量は、通気性及び反応性の観点から、ポリオール組成物(C)の合計重量に基づいて15~40重量%であり、好ましくは15~30重量%である。15重量%未満であるとポリウレタンフォームの通気性が悪化し、40重量%を超えるとポリウレタンフォームの成形性が悪化する。
ポリオール組成物(C)中のオキシエチレン基単位を有するものとしては、ポリエーテルポリオール(B)以外にも、ポリエステルポリオール(A)及びその他のポリオール等であって、オキシエチレン基単位を有するポリオールも含まれる。
なお、ポリオール組成物(C)中のオキシエチレン基単位の含有量は、ポリオール組成物(C)中の各ポリオール成分をGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて分取し、各ポリオールについてプロトン核磁気共鳴分析(H-NMR)を測定して以下に記載の式より算出した各ポリオールのオキシエチレン基単位の含有量に、ポリオール組成物(C)中の各ポリオールの重量比による含有比率をかけ算して得られた値の合計値(相加平均値)として算出することができる。
各ポリオール中のオキシエチレン基単位の含有量(重量%)=44α×100/(44α+58)
ただし、
α={(B/A-1)×3-58β}/(4+44β)
β=H/(M-S)
A:0.0~2.0ppmのピーク積分比(-CH
B:2.5~6.4ppmのピーク積分比(-CH-、-CH-)
M:各ポリオールの分子量
H:各ポリオールのスタート物質の水素原子の数
S:各ポリオールのスタート物質の分子量
ここで「各ポリオールのスタート物質」とは、各ポリオールを構成するAO以外の化合物を指す。例えば、ポリエステルポリオール(A)のスタート物質は、多価水酸基含有化合物(a)及びポリカルボン酸又はその酸無水物である。ポリエーテルポリオール(B)のスタート物質は、活性水素基含有化合物(b)である。
ポリオール組成物(C)の水酸基価は、好ましくは80~200mgKOH/gであり、更に好ましくは95~138mgKOH/gである。この範囲にあると25℃のポリウレタンフォームの反発弾性が低く、また0℃でもフォームが硬くならずフォーム硬さの温度依存性が低くなる。
ポリオール組成物(C)の水酸基価は、ポリエステルポリオール(A)、ポリエーテルポリオール(B)、ポリマーポリオール(P)及びその他の水酸基を含む化合物のそれぞれの水酸基価にそれぞれの重量比による含有比率をかけ算して得られた値の合計値(相加平均値)である。なお、ポリマーポリオール(P)の重量には重合体粒子(J)の重量も含める。
具体的には、前記の「JIS K 1557-1 プラスチック-ポリウレタン原料ポリオール試験方法-第1部:水酸基価の求め方」に準拠して測定される。
ポリオール組成物(C)に含まれるポリオールの数平均官能基数は、ポリウレタンフォームの通気性及び耐久性の観点から2.6~4.0が好ましく、更に好ましくは2.7~3.8である。
数平均官能基数は、ポリオール組成物(C)に含まれるポリエステルポリオール(A)、ポリエーテルポリオール(B)及びその他のポリオールのそれぞれの官能基数にそれぞれのモル比による含有比率をかけ算して得られた値の合計値(相加平均値)である。
また、ポリオール組成物(C)の数平均官能基数は、ポリオール組成物(C)中の各ポリオール成分を、GPCを用いて分取し、各ポリオールについて核磁気共鳴分析13C-NMRを測定することにより算出することができる。
前記のポリオール組成物(C)、有機ポリイソシアネート(D)、発泡剤(E)、触媒(F)及び整泡剤(G)を含む混合物の反応物からなる軟質ポリウレタンフォームもまた、本発明の一つである。
有機ポリイソシアネート(D)としては、軟質ポリウレタンフォームに使用される公知の有機ポリイソシアネートはすべて使用でき、芳香族ポリイソシアネート(D1)、脂肪族ポリイソシアネート(D2)、脂環式ポリイソシアネート(D3)、芳香脂肪族ポリイソシアネート(D4)、これらの変性物である変性ポリイソシアネート(D5)(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシアヌレート基及びオキサゾリドン基含有変性物等)及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネート(D1)としては、イソシアネート基中の炭素を除く炭素数(以下のポリイソシアネートにおいて、炭素数と記載した場合にはイソシアネート基中の炭素を除くものとする)が6~16の芳香族ジイソシアネート、炭素数6~20の芳香族トリイソシアネート及びこれらのイソシアネートの粗製物等が挙げられる。具体例としては、1,3-又は1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート(以下、TDIと略す)、粗製TDI、2,4’-又は4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと略す)、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(以下、粗製MDIと略す)、ナフチレン-1,5-ジイソシアネート及びトリフェニルメタン-4,4’,4’’-トリイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネート(D2)としては、炭素数6~10の脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。具体例としては、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート及びリジンジイソシアネート等が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネート(D3)としては、炭素数6~16の脂環式ジイソシアネート等が挙げられる。具体例としては、イソホロンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート及びノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。
芳香脂肪族イソシアネート(D4)としては、炭素数8~12の芳香脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。具体例としては、キシリレンジイソシアネート及びα,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
変性ポリイソシアネート(D5)としてはウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシアヌレート基及びオキサゾリドン基の変性が挙げられ、具体例としては、カルボジイミド変性MDI等が挙げられる。
これらの有機ポリイソシアネート(D)の中で、反応性及び反発弾性の観点から、芳香族ポリイソシアネート(D1)が好ましく、更に好ましくはTDI、粗製TDI、MDI、粗製MDI及びこれらのイソシアネートの変性物であり、特に好ましくはTDI、MDI及び粗製MDIである。
ポリウレタンフォームは、ポリオール組成物(C)と有機ポリイソシアネート(D)とを反応することで得られ、用いられる有機ポリイソシアネート(D)の量は原料中の活性水素原子に対するイソシアネート基(以下、NCO基と略す)の割合を調整することでポリウレタンフォームの物性が調整される。
軟質ポリウレタンフォームの製造に際してのイソシアネート指数(インデックス)[(NCO基/活性水素原子含有基)の当量比×100]は、反発弾性の観点から、70~150が好ましく、更に好ましくは75~130、特に好ましくは80~120である。
発泡剤(E)としては、水、液化炭酸ガス及び沸点が-5~70℃の低沸点化合物等が挙げられる。
低沸点化合物としては、水素原子含有ハロゲン化炭化水素及び低沸点炭化水素等が挙げられる。水素原子含有ハロゲン化炭化水素及び低沸点炭化水素の具体例としては、塩化メチレン、HCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)(HCFC-123、HCFC-141b及びHCFC-142b等);HFC(ハイドロフルオロカーボン)(HFC-134a、HFC-152a、HFC-356mff、HFC-236ea、HFC-245ca、HFC-245fa及びHFC-365mfc等)、ブタン、ペンタン及びシクロペンタン等が挙げられる。
これらのうち、成形性の観点から、水、液化炭酸ガス、塩化メチレン、シクロペンタン、HCFC-141b、HFC-134a、HFC-356mff、HFC-236ea、HFC-245ca、HFC-245fa、HFC-365mfc、及びこれらの2種以上の混合物を発泡剤(E)として使用するのが好ましい。
発泡剤(E)としての水の使用量は、フォーム密度の観点から、ポリウレタンフォーム製造時に使用するポリオール組成物(C)100重量部に対して、1.0~8.0重量部が好ましく、更に好ましくは1.5~4.0重量部である。
低沸点化合物の使用量は、成形性の観点から、ポリオール組成物(C)100重量部に対して、30重量部以下が好ましく、更に好ましくは5~25重量部である。
液化炭酸ガスの使用量は、ポリオール組成物(C)100重量部に対して、30重量部以下が好ましく、更に好ましくは1~25重量部である。
触媒(F)としては、ウレタン化反応を促進するすべての触媒を使用できるが、成形性の観点から、3級アミン{トリエチレンジアミン、N-エチルモルフォリン、N,N-ジメチルアミノエタノール、ビスジメチルアミノエチルエーテル及びN-(N’,N’,-2-ジメチルアミノエチル)モルフォリン等}及びカルボン酸金属塩(酢酸カリウム、オクチル酸カリウム、オクチル酸第一スズ、ジラウリル酸ジブチル第二スズ及びオクチル酸鉛等)が挙げられる。
これらの中でフォーム硬さ及び反発弾性率の観点から、トリエチレンジアミン、オクチル酸第一スズ及びジラウリル酸ジブチル第二スズが好ましい。
触媒(F)の使用量は、成形性の観点から、ポリウレタンフォーム製造時に使用するポリオール組成物(C)100重量部に対して、0.01~5.0重量部が好ましく、更に好ましくは0.05~2.0重量部である。触媒(F)は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
整泡剤(G)としては、ポリウレタンフォームの製造に用いられる公知の整泡剤(シリコーン系整泡剤及び非シリコーン系整泡剤等)が使用でき、東レ・ダウコーニング(株)製の「SZ-1959」、「SF-2904」、「SZ-1142」、「SZ-1720」、「SZ-1675t」、「SF-2936F」、「SZ-3601」、「SRX-294A」、「SH-193」、日本ユニカー(株)製の「L-540」、「L-3601」、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製の「L-595」「L-598」「L-626」、エボニックデグサジャパン(株)製「B8715 LF2」等として市場から入手できるものが挙げられる。
整泡剤(G)の使用量は、成形性及び反発弾性の観点から、ポリオール組成物(C)100重量部に対して、0.4~5.0重量部が好ましく、更に好ましくは0.4~3.0重量部である。整泡剤(G)は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、さらに以下に述べるその他の助剤を用いてウレタン化反応を行ったフォームでもよい。
その他の助剤としては、着色剤(染料及び顔料)、可塑剤(フタル酸エステル及びアジピン酸エステル等)、有機充填剤(合成短繊維、熱可塑性又は熱硬化性樹脂からなる中空微小球等)、難燃剤(リン酸エステル及びハロゲン化リン酸エステル等)、老化防止剤(トリアゾール及びベンゾフェノン等)及び酸化防止剤(ヒンダードフェノール及びヒンダードアミン等)等の公知の補助成分が挙げられる。
これら助剤の添加量としては、ポリオール組成物(C)100重量部に対して、着色剤は、1重量部以下が好ましい。可塑剤は、10重量部以下が好ましく、更に好ましくは5重量部以下である。有機充填剤は、50重量部以下が好ましく、更に好ましくは30重量部以下である。難燃剤は、30重量部以下が好ましく、更に好ましくは2~20重量部である。老化防止剤は、1重量部以下が好ましく、更に好ましくは0.01~0.5重量部である。酸化防止剤は、1重量部以下が好ましく、更に好ましくは0.01~0.5重量部である。助剤の合計使用量は、50重量部以下が好ましく、更に好ましくは0.2~30重量部である。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは公知の方法で製造できる。
一例を示せば、まず、ポリオール組成物(C)、発泡剤(E)、触媒(F)、整泡剤(G)並びに必要によりその他の助剤を所定量混合し、混合物を得る。
次いで、ポリウレタンフォーム発泡機又は攪拌機を使用して、この混合物と有機ポリイソシアネート(D)とを急速混合する。
得られた混合液(発泡原液)を連続発泡して軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
また、密閉型又は開放型のモールド(金属製又は樹脂製)に発泡原液を注入し、ウレタン化反応を行わせ、所定時間硬化後、脱型して軟質ポリウレタンフォームを得ることもできる。
本発明の軟質ポリウレタンフォームの25℃での反発弾性率は、ポリウレタンフォームの弾性の観点から5~12%が好ましく、更に好ましくは6~10%である。この範囲であるとフォーム硬さが良好であり、制振性に優れるポリウレタンフォームとすることができる。
本発明におけるポリウレタンフォームの反発弾性率は、JIS K6400に準拠して測定した値である。
本発明の軟質ポリウレタンフォームの通気性は、20cc/cm/s以上が好ましく、更に好ましくは30cc/cm/s以上である。
本発明におけるポリウレタンフォームの通気性は、JIS K6400に準拠して測定した値である。
本発明の軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C)を用いて得られる軟質ポリウレタンフォームは、家具や寝具用枕、寝具用マットレス、自動車用シートクッション及び衣料用等に使用される。
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。
製造例1 <ポリエステルポリオール(A1-1)の製造>
反応容器でグリセリン100重量部(1モル)と水酸化カリウム5重量部を触媒として用いて反応温度95℃~130℃にてPO1817重量部(27.7モル)を付加した後、吸着剤(合成ケイ酸マグネシウム)処理、濾過を行い、水酸化カリウムを除去することで、水酸基価が95mgKOH/gであるグリセリンのPO付加物を得た。
次いで、無水フタル酸965重量部(6モル)を加えてエステル化反応を1時間行った。さらにPO373重量部を加えて付加反応を行い、ポリエステルトリオール(A1-1)を得た。水酸基価は56mgKOH/g、エステル基濃度は4.0mmol/gであった。
製造例2 <ポリエステルポリオール(A1-2)の製造>
製造例1において、グリセリン100重量部(1モル)に付加するPOを713重量部(11.3モル)に代える以外は製造例1と同様にして、ポリエステルトリオール(A1-2)を得た。水酸基価は84mgKOH/g、エステル基濃度は6.0mmol/gであった。
製造例3 <ポリエステルポリオール(A1-3)の製造>
製造例1において、無水フタル酸965重量部(6モル)を無水マレイン酸639重量部(6モル)に代える以外は製造例1と同様にして、ポリエステルトリオール(A1-3)を得た。水酸基価は62mgKOH/g、エステル基濃度は4.4mmol/gであった。
製造例4 <ポリエステルポリオール(A1-4)の製造>
製造例1において、無水フタル酸965重量部(6モル)を無水トリメリット酸209重量部(1モル)に、エステル化反応後に付加するPOを379重量部に代える以外は製造例1と同様にして、ポリエステルポリオール(A1-4)を得た。水酸基価は108mgKOH/g、エステル基濃度は1.4mmol/gであった。
製造例5 <ポリエーテルポリオール(B1-1)の製造>
反応容器でグリセリン100重量部(1モル)に対してPO391重量部(6.2モル)とEO1143重量部(23.9モル)を、水酸化カリウム5重量部を触媒として反応温度95℃~130℃にて反応付加した後、吸着剤(合成ケイ酸マグネシウム)処理、濾過を行い、水酸化カリウムを除去することでポリエーテルポリオール(B1-1)を得た。水酸基価112mgKOH/gであり、オキシエチレン基単位の重量割合が70重量%であるグリセリンのPO6.2モル・EO23.9モルランダム付加物であった。
製造例6 <ポリエーテルポリオール(B1-2)の製造>
製造例5において、POを902重量部(14.3モル)に、EOを2660重量部(55.6モル)に代える以外は製造例5と同様にして、ポリエーテルポリオール(B1-2)を得た。水酸基価50mgKOH/gであり、オキシエチレン基単位の重量割合が73重量%であるグリセリンのPO14.3モル・EO55.6モルランダム付加物であった。
製造例7 <ポリエーテルポリオール(B1-3)の製造>
製造例5において、グリセリンをプロピレングリコールに、POを298重量部(3.9モル)に、EOを926重量部(16.0モル)に代える以外は製造例5と同様にして、ポリエーテルポリオール(B1-3)を得た。水酸基価111mgKOH/gであり、オキシエチレン基単位の重量割合が70重量%であるプロピレングリコールのPO3.9モル・EO16.0モルランダム付加物であった。
製造例8 <ポリエーテルポリオール(B2-1)の製造>
製造例5において、EOを使用せず、POを713重量部(11.3モル)に代える以外は製造例5と同様にして、ポリエーテルポリオール(B2-1)を得た。水酸基価225mgKOH/gであるグリセリンのPO11.3モル付加物であった。
製造例9 <ポリエーテルポリオール(B2-2)の製造>
製造例5において、EOを使用せず、POを3161重量部(50.1モル)に代える以外は製造例5と同様にして、ポリエーテルポリオール(B2-2)を得た。水酸基価56mgKOH/gであるグリセリンのPO50.1モル付加物であった。
製造例10 <ポリエーテルポリオール(B2-3)の製造>
製造例5において、EOを使用せず、POを5287重量部(83.8モル)に代える以外は製造例5と同様にして、ポリエーテルポリオール(B2-3)を得た。水酸基価34mgKOH/gであるグリセリンのPO83.8モル付加物であった。
製造例11 <ポリエーテルポリオール(B2-4)の製造>
反応容器でプロピレングリコール100重量部(1モル)に対してPO452重量部(5.9モル)を、水酸化カリウム5重量部を触媒として、反応温度95℃~130℃にて反応付加した後、吸着剤(合成ケイ酸マグネシウム)処理、濾過を行い、水酸化カリウムを除去することでポリエーテルポリオール(B2-4)を得た。水酸基価270mgKOH/gであるプロピレングリコールのPO5.9モル付加物であった。
製造例12 <ポリエーテルポリオール(B2-5)の製造>
製造例11において、POを5269重量部(69.0モル)に代える以外は製造例10と同様にして、ポリエーテルポリオール(B2-5)を得た。水酸基価27mgKOH/gであるプロピレングリコールのPO69.0モル付加物であった。
製造例13 <ポリマーポリオール(P-1)の製造>
製造例5において、POを2940重量部に代え、EOを220重量部追加する以外は製造例5と同様にして、ポリエーテルポリオール(P’-1)を得た。得られたポリエーテルポリオール(P’-1)の水酸基価が56mgKOH/gであり、オキシエチレン基単位の重量割合が7重量%であるグリセリンのPO・EOランダム付加物であった。
このポリエーテルポリオール(P’-1)中でスチレンとアクリロニトリル(スチレン/アクリロニトリルの重量比=70/30)を共重合させて ポリマーポリオール(P-1)を得た。得られた重合体ポリオール(重合体含量44.0重量%)の重合体粒子の体積平均粒子径は0.5~0.7μmであった。
<ポリオール組成物(C)の作製>
表1~2に記載の各成分を混合容器中で均一に混合し、実施例1~15及び比較例1~5のポリオール組成物を作製した。
Figure 0007157235000001
Figure 0007157235000002
表1~2に記載した実施例1~15及び比較例1~5に用いる各成分はそれぞれ下記の通りである。
ポリエステルポリオール(A)、ポリエーテルポリオール(B)及びポリマーポリオール(P):上記の製造例1~13で製造したもの。
有機ポリイソシアネート(D):2,4-トルエンジイソシアネートと2,6-トルエンジイソシアネートの混合物(混合比率:80/20)(TDI)[製品名:東ソー(株)製「コロネートT-80」(イソシアネート基含有量=48.3重量%)]
発泡剤(E):水
<触媒(F)>
触媒(F-1):エアプロダクツジャパン(株)製トリエチレンジアミン、「DABCO-33LX」
触媒(F-2):エアプロダクツジャパン(株)製ビスジメチルアミノエチルエーテル、「DABCO-BL22」
触媒(F-3):日東化成(株)製オクチル酸第一スズ「ネオスタンU-28」
整泡剤(G):モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製シリコーン整泡剤「Niax Silicone L-598」
<軟質ポリウレタンフォームの作製>
表1~2に示した配合処方に従って配合した混合物を、下記の発泡条件により発泡して軟質ポリウレタンフォームを作製した。
なお、表1~2の配合処方における有機ポリイソシアネート以外の原料の数値は重量部数を意味し、有機ポリイソシアネートは配合処方に示したイソシアネート指数となる量を用いた。
<発泡条件>
型サイズ :250mm×250mm×250mm
材質 :木材
ミキシング方法 :ハンドミキシング(必要試薬を所定の容器に必要量仕込んだ後、攪拌羽を容器中に挿入し、回転数5000回転/分で6~20秒間攪拌させる発泡方法)
ミキシング時間 :6~20秒
撹拌羽回転数 :5000回転/分
得られた軟質ポリウレタンフォームを温度25℃、湿度50%にて24時間静置した後、それぞれの軟質ポリウレタンフォームの反発弾性率、通気性、及び戻り時間を下記測定方法に基づいて測定し、結果を表1~2に示した。
<軟質ポリウレタンフォームの物性値の試験方法>
各項目の測定方法は下記の通りである。
通気性 :JIS K6400に準拠して測定した(単位はcc/cm/s)。
反発弾性率:JIS K6400に準拠して測定した(単位は%)。
戻り時間 :JIS K6500-1に準拠して準備した50×200×200(mm)の試験片を、先端が鋭利な試験棒(長さ10cm、直径25mm)によって最大圧縮した後に、負荷を取り除いてから元の厚さに復元するまでの時間を測定した(単位は秒)。
表1~2から明らかなように、実施例1~15の軟質ポリウレタンフォームはいずれも室温での反発弾性率が低く、通気性も良好であった。
その一方、ポリオール組成物(C)中のエステル基濃度が0.4mmol/g未満の比較例1のポリウレタンフォームは反発弾性率が不良であり、ポリオール組成物(C)中のエステル基濃度が4.0mmol/gを超える比較例2では発泡後の静置中にフォームが収縮し、ポリウレタンフォームとしての物性測定が行えなかった。
ポリオール組成物(C)中のオキシエチレン基単位の含有量が15重量%未満の比較例3と比較例4のポリウレタンフォームは室温での反発弾性率は良好であったが、通気性が5cc/cm/s以下と不良であった。
一方、オキシエチレン基単位の含有量が40重量%を超える比較例5では一度は発泡による見掛け体積の増加はあったが直ぐに潰れてしまったため、軟質ウレタンフォームが崩壊し、物性値の測定が行えなかった。
本発明の軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C)を用いて得られる軟質ポリウレタンフォームは、室温での反発弾性率が低く、通気性が良好なため、シートクッション、寝具(マットレス及び枕等)及び家具等に適する。

Claims (4)

  1. ポリエステルポリオール(A)及びポリエーテルポリオール(B)を含有してなり、下記(1)~(4)を満たしてなる軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C):
    (1)前記ポリオール組成物(C)中のエステル基濃度が、ポリオール組成物(C)の重量に基づいて0.42~4.0mmol/gである;
    (2)前記ポリオール組成物(C)中のオキシエチレン基単位の含有量が、ポリオール組成物(C)の重量に基づいて15.4~40重量%である;
    (3)前記ポリエステルポリオール(A)が、多価水酸基含有化合物(a)と芳香族ジカルボン酸又はその酸無水物とを含んだ原料を重合してなる1分子あたり2~4個の水酸基を有するポリエステルポリオール(A1)を含有する;
    (4)前記ポリエーテルポリオール(B)が、オキシエチレン基を有するポリエーテルポリオール(B1)を含有する。
  2. 前記ポリオール組成物(C)の水酸基価が80~200mgKOH/gである請求項1に記載の軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C)。
  3. 請求項1又は2に記載の軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物(C)、有機ポリイソシアネート(D)、発泡剤(E)、触媒(F)及び整泡剤(G)を含む混合物の反応物からなる軟質ポリウレタンフォーム。
  4. 25℃での反発弾性率が5~12%である請求項3に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
JP2021502145A 2019-02-25 2020-02-20 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物及び軟質ポリウレタンフォーム Active JP7157235B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019031866 2019-02-25
JP2019031866 2019-02-25
PCT/JP2020/006856 WO2020175324A1 (ja) 2019-02-25 2020-02-20 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物及び軟質ポリウレタンフォーム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020175324A1 JPWO2020175324A1 (ja) 2021-06-03
JP7157235B2 true JP7157235B2 (ja) 2022-10-19

Family

ID=72238890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021502145A Active JP7157235B2 (ja) 2019-02-25 2020-02-20 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物及び軟質ポリウレタンフォーム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220185939A1 (ja)
JP (1) JP7157235B2 (ja)
CN (1) CN113474391B (ja)
TW (1) TWI836017B (ja)
WO (1) WO2020175324A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114854002B (zh) * 2022-04-19 2023-05-26 万华化学(烟台)容威聚氨酯有限公司 对甲苯磺酰肼聚醚多元醇及其制备方法、阻燃聚氨酯泡沫及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011132424A1 (ja) 2010-04-22 2011-10-27 三洋化成工業株式会社 ポリウレタン製造用ポリオール及びこれを用いたポリウレタンの製造方法
JP2013241572A (ja) 2012-04-27 2013-12-05 Sanyo Chem Ind Ltd 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物及びこれを用いたポリウレタンの製造方法
JP2014005441A (ja) 2012-05-30 2014-01-16 Sanyo Chem Ind Ltd 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP2018178099A (ja) 2017-04-17 2018-11-15 三洋化成工業株式会社 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP2018522129A5 (ja) 2016-08-03 2019-09-05

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4309943B2 (ja) * 1996-09-19 2009-08-05 株式会社東芝 電極および検出装置
JP3608329B2 (ja) * 1997-02-07 2005-01-12 日本ポリウレタン工業株式会社 軟質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート
JP2010202761A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Mitsui Chemicals Polyurethanes Inc ポリオール組成物およびその用途
JP5492714B2 (ja) * 2010-09-09 2014-05-14 株式会社ブリヂストン ポリウレタンフォーム
JP5833155B2 (ja) * 2013-02-22 2015-12-16 三洋化成工業株式会社 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
CN107849216B (zh) * 2015-08-04 2020-11-13 科思创德国股份有限公司 以提高的压缩强度制造聚酯型氨基甲酸酯柔性泡沫的方法
EP3841140B1 (en) * 2018-08-21 2022-09-21 Dow Global Technologies LLC Viscoelastic polyurethane foams

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011132424A1 (ja) 2010-04-22 2011-10-27 三洋化成工業株式会社 ポリウレタン製造用ポリオール及びこれを用いたポリウレタンの製造方法
JP2013241572A (ja) 2012-04-27 2013-12-05 Sanyo Chem Ind Ltd 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物及びこれを用いたポリウレタンの製造方法
JP2014005441A (ja) 2012-05-30 2014-01-16 Sanyo Chem Ind Ltd 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP2018522129A5 (ja) 2016-08-03 2019-09-05
JP2018178099A (ja) 2017-04-17 2018-11-15 三洋化成工業株式会社 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020175324A1 (ja) 2021-06-03
TWI836017B (zh) 2024-03-21
WO2020175324A1 (ja) 2020-09-03
US20220185939A1 (en) 2022-06-16
TW202041559A (zh) 2020-11-16
CN113474391A (zh) 2021-10-01
CN113474391B (zh) 2023-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5628359B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP5833155B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP6247698B2 (ja) 車両座席シート用パッドの製造方法
JP5753836B2 (ja) ポリウレタンフォーム製造用強度向上剤
JP7157235B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物及び軟質ポリウレタンフォーム
JP2003113219A (ja) ポリウレタン樹脂の製造方法
CN110023365B (zh) 丙烯酸酯和丙烯酰胺用于减少聚氨酯泡沫体的排放的用途
JP5723710B2 (ja) ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP7133593B2 (ja) 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
JP2018178099A (ja) 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP2015063660A (ja) 軟質ポリウレタンフォーム
JP2004231899A (ja) 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
JP7108002B2 (ja) アルコール組成物及びポリウレタンフォーム
JP6817985B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォーム
JP6746644B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォーム
JP5592518B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP6419546B2 (ja) 軟質ポリウレタンスラブフォームの製造方法
JP6419501B2 (ja) 軟質ポリウレタンスラブフォームの製造方法
JPH0987355A (ja) 硬質ポリウレタンフォームの製造法
JP5873653B2 (ja) ポリウレタンフォーム製造用強度向上剤
JP2013036033A (ja) ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP2012214784A (ja) ポリウレタンフォーム製造用ポリオール組成物
JP2013087229A (ja) ポリウレタンフォームの製造方法
JP6125451B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
JP2013040330A (ja) ポリウレタンフォーム製造用強度向上剤

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201028

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220510

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221004

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221006

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7157235

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150