JPH02286707A - 高伸張性軟質ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

高伸張性軟質ポリウレタンフォームの製造方法

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JPH02286707A
JPH02286707A JP11013189A JP11013189A JPH02286707A JP H02286707 A JPH02286707 A JP H02286707A JP 11013189 A JP11013189 A JP 11013189A JP 11013189 A JP11013189 A JP 11013189A JP H02286707 A JPH02286707 A JP H02286707A
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molecular weight
polyol
flexible polyurethane
weight
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山崎　静男
Ryuichi Komori
隆一 小森
Shigeru Totsune
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリエステル系軟質ポリウレタンフォームの代
替となり得る分野、例えば紙オムツ用のウェストバンド
及びフットギヤザー、スポーツ用テーピング、ヘヤーバ
ンド等のゴム状弾性体の代替品として好適に利用される
軟質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
ウェストバンド等に使用されるゴム状弾性体は適度な伸
びと伸びた時に元に戻ろうとする適度な戻り強さが必要
であり、この素材に要求される性能は引張強さ、伸び率
などの機械的強度に優れることである。従来この分野に
はポリエステル系軟質ポリウレタンフォームが使用され
ていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
ポリエステル系軟質ポリウレタンフォームは化学構造中
にエステル基を持ち、その化学的結合工ネルギーの強さ
が機械的強度の大きい要因となっているが、ポリエーテ
ル系ポリウレタンフォームは化学構造中にエーテル結合
を持ちエステル系と比較し化学的結合エネルギーが小さ
く、機械的強度の小さいものしか出来ないと考えられて
来た。
またポリエーテル系軟質ポリウレタンフォームはクツシ
ョン性が優れるために非常に広範囲な用途に多量に使用
されているにもかかわらず、前述の如く機械的強度がポ
リエステルフオームに比べて余り強くなくゴム状弾性を
利用した分野ではもっばらポリエステル系軟質ポリウレ
タンフォームが利用されて来た。しかし、ポリエステル
系軟質ポリウレタンフォームは製造コストが高くクツシ
ョン性に劣るため一般に要求される軟質ポリウレタンフ
ォームの用途には競争力を弱める原因ともなっている。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本発明者等は、ポリエーテル系軟質ポリウレタン
フォームがポリエステル系軟質ポリウレタンフォームに
代わり得れば大きな経済的効果が期待できる事に着目し
、上記課題を解決せんと鋭意研究した結果、ワンショッ
ト法にて特定の高分子量ポリオールと架橋剤としての特
定の低分子量ポリオールとを含有する混合ポリオールを
使用することにより、優れた引張強さなどの機械的強度
と高伸張性とを併せ持つポリエーテル系軟質ポリウレタ
ンフォームが得られることを見出し本発明を完成するに
至った。
即ち本発明は、ポリエーテルポリオールと有機ポリイソ
シアネートとを触媒、発泡剤、整泡剤などの存在下に反
応させて軟質ポリウレタンフォームを製造する方法にお
いて、平均分子量１５００以上のポリオキシアルキレン
ジオールと平均分子量１５０及至３５０のポリオキシア
ルキレンジオールとを必須成分とする混合ポリオールを
使用することを特徴とする高伸張性軟質ポリウレタンフ
ォームの製造方法である。
本発明で使用する混合ポリオールは平均分子量が１５０
０以上の高分子量ポリオールと平均分子量が１５０及至
３５０の低分子量ポリオールとを少なくとも含有する混
合ポリオールとしてであるが、その高分子量及び低分子
量ポリオールは開始剤として２個の活性水素を有する化
合物にエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレ
ンオキシド等のアルキレンオキシドを単独または２種以
上をランダム或いはブロック付加せしめて平均分剤とし
て例えば水、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジプ
ロピレングリコール等を挙げることができる。
混合ポリオール中に含有する高分子量ポリオールの分子
量は１５００以上であるが、１５００未満では引張強さ
などの機械的強度の大きいフオームは得られても、伸び
率が小さく目的とするフオームは得られない。この高分
子ポリオールは全ポリオール１００重量部当り４０重量
部以上使用することが好ましく、より好ましくは５ｏ及
反型０重量部の範囲である。４０重量部未満では例え機
斌的強度の大きいフオームが得られても伸び率が小さい
フオームとなり、共に大きいフオームは得られ難くなる
。
混合ポリオール中に平均分子量１５０及至３５０のポリ
オキシアルキレンジオールを含有するが、架橋剤となる
この低分子量ポリオールが存在しないと伸び率が大きく
ても機械的強度が小さく、目的とするフオームを得るこ
とは出来ない。この低分子量ポリオールは混合ポリオー
ルの全量を１００重量部とした時に１５重量部以下で使
用する事が好ましく、２反型１０重量部の範囲で使用す
る事がより好ましい。１５重量部を超えて使用すると触
媒範囲が狭くなり、発泡安定性が悪く正常なフオームが
得られ難くなる。
架橋剤となる上記低分子量ポリオールの平均分子量が１
５０未満の場合、機械的強度は大きいものが得られるが
伸び率の大きいものを得ることが出来ない。また添加料
の増量に伴ない伸び率が漸次減少する傾向が見受けられ
るばかりでなく、独立気泡フオームになり易く正常なフ
オームが得にくい現象が生じる。平均分子量が３５０を
超えると発泡安定性が良くなり、また伸び率の大きいフ
オームを得ることができるが、機械的強度の大きいフオ
ームを得ることが出来ない。
また平均分子量が例え１５０及至３５０の範囲のポリオ
キシアルキレンポリオールであっても官能基数が３以上
のポリオキシアルキレンポリオールでは引張強さなどの
機械的強度が大きく且つ伸び率の大きいフオームを得る
ことは出来ない。例えば官能基数３の場合は比較的引張
強さの大きいフオームが得られるが伸び率の大きいフオ
ームは期待できず、更に官能基数が増加すると引張強さ
は勿論、伸び率の大きいフオームも得ることが出来ない
。そればかりか独立気泡フオームになり易く正常なフオ
ームが得られなくなる。平均分子量が１５０及至３５０
の範囲のものは、平均分子量が１５０未満のもの、３５
０を超えるもの或いは官能基数が３を超えるものの挙動
とは全く異なり、増量と共に機械的強度は大きくなり、
また伸び率の減少も殆ど認められない。
混合ポリオールは前記の平均分子量１５００以上のポリ
オキシアルキレンジオールと平均分子量１５０及至３５
０のポリオキシアルキレンジオール以外のポリオールを
１種又は２種以上併用した混合ポリオールとしても良い
。この混合使用することのできるポリオールは少なくと
もポリエーテル結合を有している必要がある。このポリ
オールは例えば平均分子量が５０００のポリオキシアル
キレントリオール、ポリスチレン／ポリアクリロニトリ
ル共重合体含有の平均分子量３０００のポリオキシアル
キレントリオール（所謂ポリマーポリオール）等の通常
使用されるポリオールであり、その使用量、分子量、官
能基数等は得ようとするフオームの性状に合わせて適宜
選定される。
本発明に用いられる有機ポリイソシアネートは２個以上
のイソシアネート基を同一分子中に結合した有機化合物
であって、脂肪族系や脂環式系及び芳香族系ポリイソシ
アネート単量体及びこれらの混合物或いはこれらの変性
物が包含される。
脂肪族系及び脂環式系ポリイソシアネートとしては、ヘ
キサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メ
チルシクロヘキサンジイソシアネート等がある。芳香族
系ポリイソシアネートとしてはトリレンジイソシアネー
ト（２，４および／または２．６−異性体）、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネー
ト、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレ
ンジイソシアネート、アニリンとホルムアルデヒドとの
低重縮合物とホスゲンとの反応に蒸留のトリレンジイソ
シアネート等がある。その他従来公知の方法で製造され
る２個以上のイソシアネート基を有するプレポリマー、
例えばウレタン基、ビユレット基、等を含有するプレポ
リマー等を挙げることができる。これらは単独あるいは
２種類以上の混合物としても使用することができる。
発泡制御の点からはトリレンジイソシアネートの２．４
−異性体と２，６−異性体の重量比が８０＝２０〜６５
　：　３５混合物が好ましい。またポリオールと有機ポ
リイソシアネートとの反応比は特に限定されるものでは
ないが発泡制御等を考慮するとＮＣ○１０Ｈ比が１．０
及至１．２となるような割合とすることが好ましい。
本発明に用いられる発泡剤としてはポリイソシアネート
樹脂発泡体の製造に用いる全ての公知の発泡剤が使用可
能であり、反応原液中に水を添加することによって生成
する炭酸ガスまたは外部から加えられる空気、炭酸ガス
、窒素ガス、これらの混合物等のガス状物も包含される
が好ましい発泡剤は水及びフオーム生成時に生じる反応
熱によって蒸発する低沸点の不活性溶剤である。上記低
沸点の不活性溶剤としてはフッ素化およびまたは塩輌化
された炭化水素化合物が挙げられる。具体的にはトリク
ロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、
ジクロロモノフルオロメタン、モノフロロジフルオロメ
タン、ジクロロテトラフルオロエタン、メチレンクロラ
イド、トリクロロエタン等である。これら全ての発泡剤
は単独または混合して使用することができる。発泡制御
、物性等を考慮するとトリクロロモノフルオロメタン、
メチレンクロライドなどがより好ましい。発泡剤の添加
量はポリウレタンフォームの所望する密度に応じて変化
させて使用出来る。
本発明に使用される触媒はこの分野において常用されて
いる公知のものが使用出来る。これらの触媒としては、
トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルフォリン、Ｎ−
エチルモルフォリン、Ｎ。
Ｎ’、Ｎ”−ベンタメチルジエヂレントリアミン、Ｎ、
Ｎ−ジエチルエタノールアミン等の第３級アミン触媒、
スタナスオクトエート、ジブチル錫ジラウレート等の有
機錫化合物、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の酸
化物、水酸化物、炭酸塩及び金属カルボン酸塩等を挙げ
ることが出来る。
これらの触媒は単独あるいは混合物として使用される。
本発明に用いられる整泡剤はこの分野において常用され
ている公知のものが使用出来る。例えばオルガノポリシ
ロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシ
アルキレン側鎖を有するポリアルケニルシロキサン等の
有機珪素系整泡剤を挙げることができる。整泡剤の添加
量は全ポリオール１００重量部当り０．１反型３重量部
が好ましいが、これらに限定されるものではない。
その他の添加剤としては必要により、顔料、難燃剤、可
塑剤、充填剤を添加することもできる。
本発明のポリエーテル系軟質ポリウレタンフォームは例
えば紙オムツ用のウェストバンド及びフットギヤザー、
スポーツ用テーピング、ヘヤーバンド等に使用されるゴ
ム状弾性体の代替品として好適に利用できる。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜８ 第１表に示すポリオールに同表に示す水（発泡剤）、触
媒、整泡剤を添加し、トリレンジイソシアネートの２．
４−及び２，６−異性体８０／２０（重量比）混合ポリ
イソシアネートを同表に示すＮ　ＣＯｌｏ　Ｈインデッ
クスとなるように反応せしめて軟質ポリウレタンフォー
ムを得た。得られたフオームの物性を同表に示す。
比較例１〜１５ 第２表に示す配合に基づき、実施例１〜８と同様にして
軟質ポリウレタンフォームを得た。得られたフオームの
物性を同表に示す。尚、比較例５は独立気泡が多くフオ
ームは収縮となり正常なフオームは得られなかった。
傘ｌ　　ポリオキシピロピレンポリオールく分子量１０
００、官能基数２） ＊２　　ポリオキシプロピレンポリオール（分子量２０
００、官能基数２） ＄３　　ポリオキシアルキレンジオール（分子量３００
０、官能基数２） ＄４　　ポリスチレン／ポリアクリロニロリル共重合体
４０　ｗ　ｔ％含有ポリオール く分子量３０００、官能基数３） 番５　　ポリオキシプロピレンポリオール（分子量５０
００、官能基数３） ＄６　　１．４ブタンジオール 零７　　ジエチレングリコール ＄８　　ジプロピレングリコール ＄９　　ポリオキシプロピレンポリオール（分子量２０
０、官能基数２） １１０　　ポリオキシプロピレンポリオール（分子量４
００、官能基数２） ＄１１　　ポリオキシアルキレンポリオール（分子量２
５０、官能基数３） ＄１２　　ポリオキシアルキレンポリオール（分子量２
９２、官能基数４） ＄１３トリエチレンジアミン３３　ｗ　ｔ％ジプロピレ
ングリコール溶液 零１４　　Ｎ−エチルモルフォリン ＄１５　　スタナスオクトエート 掌１６　　Ｌ−５４０（ユニオンカーバイト社製）＄１
７零１８　　ＪＩＳ、に６４０２に準する方法により求
めた。
〔発明の効果〕
本発明によれば上述したように軟質ポリウレタンフォー
ムの構成成分であるポリオール成分として全ポリオール
成分中に少なくとも平均分子量が１５００以上のポリオ
キシアルキレンジオールと平均分子量が１５０及至３５
０のポリオキシアルキレンジオールとを含む混合物を使
用することによって機械的強度の大きい高伸張性のポリ
エーテル系軟質ポリウレタンフォームがワンショット法
により発泡安定性良く経済的に製造することができ従来
ポリエステル系軟質ポリウレタンフォームが使用されて
いた用途、例えば紙オムツ用のウェストバンド及びフッ
トギヤザー、スポーツ用テーピング、ヘヤーバンド、等
ゴム状弾性体の代替品として使用可能なフオームを得る
ことが出来る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ポリエーテルポリオールと有機ポリイソシアネー
    トとを触媒、発泡剤、整泡剤などの存在下に反応させて
    軟質ポリウレタンフォームを製造する方法において、平
    均分子量１５００以上のポリオキシアルキレンジオール
    と平均分子量１５０及至３５０のポリオキシアルキレン
    ジオールとを必須成分とする混合ポリオールを使用する
    ことを特徴とする高伸張性軟質ポリウレタンフォームの
    製造方法。
  2. （２）平均分子量１５００以上のポリオキシアルキレン
    ジオールを全ポリオール１００重量部当り４０重量部以
    上使用することを特徴とする第１項記載の製造方法。
  3. （３）平均分子量１５０及至３５０のポリオキシアルキ
    レンジオールを全ポリオール１００重量部当り１５重量
    部以下使用することを特徴とする第１項及至第２項記載
    の製造方法。
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