JPH0238412A - 軟質スラブ材ポリウレタンフオームの製造方法 - Google Patents

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、軟質スラブ材ポリウレタンフォームの製造方
法に関する。

〔従来の技術〕

比較的低い総密度を有するスラブ材ポリウレタンフォー
ムは、イソシアネート／水の反応に際しその場で生成さ
れる二酸化炭素を、或いはその場で生成される二酸化炭
素とたとえばハロゲン化炭化水素のような有機発泡剤と
の組合せを反応混合物に添加して発泡される。約２７ｋ
ｇ／ｒｒｒ未溝の総密度を有するフオームを本発明の方
法により製造しうるのに対し、約２１ｋｇ／ｎ（未満の
総密度を有するフオームは一般に補助発泡剤を添加して
製造される。より低密度のフオームに必要とされる水の
量はしばしば重大な変色をもたらすことがあり、或いは
極端な場合にはイソシアネート／水の反応における高発
熱性によりフオームスラブが自然発火することさえある
ので、異なる手法が用いられる。さらに、成る種のポリ
オールの場合、多量の水（たとえば４．５部）の使用は
、要求頻度が高い軟質および超軟質材料でなく、比較的
硬質の脆いフオームを生せしめる。

たとえばハロゲン化炭化水素、ＡＢプロセスからの一酸
化炭素、低沸点炭化水素などの従来使用されている全て
の補助発泡剤は作業場および環境の重大な汚染をもたら
し、したがって危険である。

多くの試みにも拘らず、環境上安全な発泡剤は従来製造
されてない。

今回、驚ろくこ心り所定の条件下で水は化学発泡剤とし
て作用しうる（すなわちイソシアネート／水の反応から
二酸化炭素を発生することによる）と共に物理的発泡剤
としても作用しうることか判明した。したがって、２１
ｋｇ／ｒｒｆ未溝の総密度を有するフオームを製造する
目的で、水を単独で発泡剤として使用することができる
。特に、本発明の方法は「基材ポリオール」に対し異常
に多量の水（ポリオール１００部当り少なくとも５重量
部の水）を使用すると同時に８０未満という従来予想し
えない低いイソシアネート指数を用いる。

英国特許第８９２．７７６号公報は、表面活性剤と触媒
との存在下、好ましくは２個もしくはそれ以上のイソシ
アネート反応性基を有する多官能性化合物５〜３０重量
部の存在下で１００重量部のモノマー有機ポリイソシア
ネートを１〜３０重量部の水と反応させることにより硬
質もしくは半硬質のポリマーフオームが得られることを
示している。

しかしながら、この英国特許公報に記載された「触媒」
は、酢酸カリウムもしくは水酸化ナトリウム型の無機物
質である。したがって、発泡工程は主として三量化反応
により決定される過程を辿り、本発明で用いられる低イ
ソシアネート指数を維持するという原理は効果を奏さな
い。さらに、本発明により製造される軟質スラブ材ポリ
ウレタンフォームは、前記英国特許により得られる硬質
および半硬質フオームとは、特に異なる変形特性を示す
点で相違している。たとえば、硬度測定で観察しうる変
形は、本発明により製造された軟質スラブ材ポリウレタ
ンフォームがより高いレジリエンス（すなわち荷重をか
けた後の迅速な回復）と低い硬度レベルとを有すること
を示し、これらは性能要求の点で２つの有利な特性であ
る。変形性の特徴である数値は、下記第１表に示したよ
うに、７０％圧縮後の相対的エネルギー吸収、すなわち
Ｈ２Ｏである。

〔発明の要点〕

本発明は、 （ａ）トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートよりな
る群から選択される１種もしくはそれ以上のポリイソシ
アネートを、 （ロ）少なくとも２個のイソシアネート反応性水素原子
を有しかつ約４００〜約ｉｏ、ｏｏｏの分子量を有する
化合物と、 約８０未満、好ましくは４０〜約６５のイソシアネート
指数にて （ｃ）　　成分（ｂ）の１００重量部当り約５〜約１５
重量部の量の発泡剤としての水の存在下に反応させ、さ
らに必要に応じ （ｄ）　　少なくとも２個のイソシアネート反応性水素
原子を有しかつ約３２〜約３９９の分子量を有する連鎖
延長剤および架橋剤と、必要に応じ（ｅ）　　他の発泡
剤、触媒、助剤および添加剤の存在下に反応させること
を特徴とする、弾性かつ連続気泡の軟質スラブ材ポリウ
レタンフォームの製造方法を提供する。

本発明の方法は、イソシアネート反応性成分（ｂ）の１
００重量部当り少なくとも５重量部（好ましくは約６〜
約１０重量部）の水を使用する。同時に、約９０〜１２
０の極く一般的なイソシアネート範囲でなく、従来禁じ
られていたほど低い８０未満（好ましくは約６５〜約４
０）というイソシアネート指数を用いる。

発泡は、ポリイソシアネート（好ましくは８０重量％の
２，４−異性体と２０重量％の２，６−異性体とを含有
するトリレンジイソシアネート（［ＴＤＩ８０Ｊ）を含
有する通常の軟質フオーム組成物を用いて行なわれる。

得られるフオームは、補助発泡剤を追加使用してのみ、
従来得られたような総密度／圧縮硬度の比を示す。

本発明の方法により軟質スラブ材ポリウレタンフォーム
を製造するには、次の物質が適する出発成分である： １、　たとえばトリレンジイソシアネート異性体（たと
えば２，４−および２．６−１−リレンジイソシアネー
ト）およびこれら異性体の混合物（ｒＴＤ■」）；ヘキ
サメチレンジイソシアネート；並びにイソホロンジイソ
シアネートを包含するポリイソシアネート類。さらに、
２．４−および２．６−　）リレンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネートもしくはイソホロンジ
イソシアネートから誘導されるカルボジイミド−、ウレ
タンアロファネート−、イソシアヌレート−１尿素およ
びビウレット−改質ポリイソシアネートも適している。

各種の異性体型を包含する上記ポリイソシアネートの混
合物も適することは勿論である。

本発明で使用するのに好適なポリイソシアネートは、２
，４−および２，６−異性体の８０　：　２０混合物と
してのトリレンジイソシアネート（ｒＴＤ■８０」）、
２，４−および２，６−異性体の６５＝３５混合物とし
てのトリレンジイソシアネート（ｒＴＤＩ６５Ｊ）並び
にトリレンジイソシアネートプレポリマーを包含する。

２、少な（とも２個のイソシアネート反応性水素原子を
有しかつ約４００〜ｉｏ、ｏｏｏの分子量を有する化合
物。適する化合物はアミノ基、チオール基もしくはカル
ボキシル基を有し、好ましくはヒドロキシル基（特に２
〜８個のヒドロキシル基）を有する化合物、特に約１０
００〜約６０００の範囲（好ましくは２０００〜６００
０の範囲）の分子量を有するものを包含する。適合する
イソシアネート−反応性化合物の例は少なくとも２個、
一般に２〜８個、好ましくは２〜６個のヒドロキシル基
を有するポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネー
トおよびポリエステルアミドを包含し、これらは均質か
つ気泡性のポリウレタンを製造するために知られた種類
であって、たとえばドイツ公開公報第２、８３２．２５
３号、第１１〜１８真に記載されている。

好適化合物は約２８〜約５６のＯｆ（価を有する。

３、必要に応じ、少なくとも２個のイソシアネート反応
性水素原子を有しかつ約３２〜約３９９の分子量を有す
る化合物。適する化合物はヒドロキシル基、アミノ基、
チオール基もしくはカルボキシル基、好ましくはヒドロ
キシル基および／またはアミノ基を有し、架橋剤もしく
は連鎖延長剤として作用する。これらの化合物は一般に
約２〜約８個（好ましくは約２〜４個）のイソシアネー
ト反応性水素原子を有する。この種の化合物の例はドイ
ツ公開公報第２．８３２．２５３号、第１０〜２゜頁に
見ることができる。

４、成分ら）の１００重量部当り５〜１５重量部の量に
おける化学発泡剤および物理発泡剤としての水。

５、必要に応じ、たとえば （ａ）　　他の発泡剤としての易揮発性有機物質、（ト
））通常の量における公知の反応促進剤および反応抑制
剤、 （ｃ）　　たとえば乳化剤およびフオーム安定剤のよう
な表面活性添加剤；たとえばパラフィン、脂肪族アルコ
ールおよびジメチルポリシロキサンのような公知の気泡
調節剤；顔料もしくは染料；たとえば燐酸トリクロルエ
チルおよび燐酸トリクレジルのような公知の防炎剤；老
化および風化の作用に対する安定剤；可塑剤；制カビ剤
および制細菌剤；並びに硫酸バリウム、珪藻土、カーボ
ンブラックおよび白色化剤のような充填剤 などの助剤および添加剤。

これら適宜の助剤および添加剤は、たとえばドイツ公開
公報第２．７３２．２９２号、第２１〜２４頁に記載さ
れている。表面活性添加剤およびフオーム安定剤、気泡
調節剤、反応抑制剤、安定剤、防炎剤、可塑剤、染料お
よび充填剤、制カビ剤および制細菌剤など本発明で適宜
使用しうる他の例、並びにこれら添加剤の使用および作
用方式に関する情報は、フィーウェーク・ラント・ホシ
ホトレンにより出版されたクンストストラフ−ハンドブ
ーツ、第■巻〔カール・ハンサー・フェアラーク出版、
ミュンヘン（１９６６）　、たとえば第１０３〜１１３
頁〕に見ることができる。

本発明による方法は、公知のワンショット法、プレポリ
マー法または半プレポリマー法を用いて行なわれ、しば
しばたとえば米国特許第２．７６４．５６５号公報に記
載されたような装置を使用する。同様に本発明で使用し
うる処理装置に関する情報も、フィーウェーク・ラント
・ホンホトレンにより出版されたクンストストラフ−ハ
ンドブーツ、第■巻〔カール・ハンサー・フェアラーク
出版、ミュンヘン（１９６６）　、たとえば１２１〜２
０５頁〕に見ることができる。

本発明の方法においては、全成分を８０未満、好ましく
は約４０〜６５の範囲のイソシアネート指数にて反応さ
せる。イソシアネート指数（しばしばポリウレタンフォ
ームの製造を説明する際に用いられる用語）はフオーム
の架橋度を示す。化学量論量、すなわち理論上必要とさ
れる量のイソシアネートを用いて作成されたフオームは
、１００のイソシアネート指数で作成されたと見なすの
が慣例である。すなわち、この指数は架橋不足もしくは
架橋過度の程度を一層厳密に規定するのに役立つ。この
指数は次の一般式によって計算される：本発明の方法に
より得られる軟質スラブ材ポリウレタンフォームは一般
に約８〜約２７ｋｇ／ｒｒｒ、好ましくは約１０〜約２
０ｋｇ／ｎ（の総密度を有する。本発明で製造されたフ
オームは、たとえば座席の製造に使用することができる
。さらに、この種のフオームはたとえばクツションおよ
びキルトの詰め物として使用することもできる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに説明する。

上記した本発明は以下の実施例にその思想および範囲を
制限するものでなく、当業者には工程条件の種々の改変
をなしうろことが容易に了解されよう。特記しない限り
温度は°Ｃとし、％は全て重量％とする。

実施± 軟質フオームスラブを連続高圧装置（西ドイツ連邦共和
国、ジーグクライス、バーリングホーヘン在、ヘンネッ
ケ社により製作された種＠）にて次の出発物質を用いて
製造した： したポリエーテル： ポリエーテルＣ：三価の長鎖酸化プロピレン／酸化エチ
レン（’ＰＯ／ＥＯＪ）ポリエーテル（約７０％ＥＯ，
ＯＨ価３６） ポリエーテルＣ：三価のＰ　Ｏ／Ｅ　Ｏポリエーテル（
約１４％Ｅ０．０１ｆ価３５） ポリエーテルＣ：三価の長鎖Ｐ　Ｏ／Ｅ　Ｏポリエーテ
ルと四価の短鎖架橋剤との混合物 （全体として約１７％ＥＯ；ＯＨ価６７）ポリエーテル
Ｃ：三価および三価の長鎖Ｐ　Ｏ／ＥＯポリエーテル（
約１０％ＥＯ；ＯＨ価４６）した　　および′″″′： 触媒１ニトリエチレンジアミン（ジプロピレングリコー
ル中３３％） 触媒２：オクタン酸錫（ｎ） 触媒３：デスモラビットＰＳ２０７（バイエルＡＧ社） 安定剤１：テゴスタブＢ　Ｆ２２７０　（ゴールドシュ
ミットＡＣ社） 安定剤２：テゴスタブＢ５１３６（ゴールドシュミット
ＡＣ社） したイソシア゛、−二 ＴＤＩ８０：２．４−および２．６−１−リレンジイソ
シアネートの８０　：　２０の重量比におけるトリレン
ジイソシアネート混合物 ＴＤＩ６５：２，４−および２．６−　）リレンジイソ
シアネートの６５　：　３５の重量比におけるトリレン
ジイソシアネート混合物 発泡用組成物、並びに得られたフオームの試験データを
下記第１表に示す。量は重量部で示す。

男ユ」−一表 ポリエーテルＡ７５７５ ポリエーテルＢ ポリエーテルＣ ポリエーテルＤ 触媒１ 触媒２ 触媒３ 安定剤１ 安定剤２ 水 ＴＤ　Ｉ　８０ ＴＤ　Ｉ　６５ イソシアネート指数　５４ 総密度（ｋｇ　／ボ）１６ 圧縮硬度（ｋＰａ）　　　　　０．４ Ｈ７０（χ）４２ ０．５ １．２ １．２ ０．５ １．２ ７．０　１０．０　　　９．０ ４１．２　５３．５　４７．０ １１．８ ０．９　　１．９ ０．２ ０．２６ ０．１２　０．１４ である： １、（ａ）　　）リレンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネー
トよりなる群から選択される１種もしくはそれ以上のポ
リイソシアネートを、 （ｂ）　　少なくとも２個のイソシアネート反応性水素
原子を有しかつ約４００〜約１０，０００の分子量を有
する化合物と、 約８０未満のイソシアネート指数にて （ｃ）　　成分（ｂ）の１００重量部当り約５〜約１５
重量部の量の発泡剤としての水の存在下に反応させるこ
とを特徴とする、弾性かつ連続気泡の軟質スラブ材ポリ
ウレタンフォームの製造方法。

２、　イソシアネート指数が約４０〜約６５である上記
第１項記載の方法。

３、　ポリウレタンフォームが約８〜約２７ｋｇ／ボの
総密度を有する上記第１項記載の方法。

４、　ポリウレタンフォームが約１０〜約２０ｋｇ／ボ
の総密度を有する上記第１項記載の方法。

５、成分（ａ）が１種もしくはそれ以上のトリレンジイ
ソシアネートである上記第１項記載の方法。

６、成分（ａ）が２，４−トリレンジイソシアネートと
２．６−　）リレンジイソシアネートとの混合物である
上記第５項記載の方法。

７、　成分（ハ）が、２〜６個のヒドロキシル基を有す
るポリエーテルである上記第１項記載の方法。

８、　ポリエーテルが２個もしくは３個のヒドロキシル
基を有する上記第７項記載の方法。

９、（ａ）　　２．４−）リレンジイソシアネートと２
，６トリレンジイソシアネートとの混合物を、（ｂ）２
〜６個のヒドロキシル基を有するポリエーテルと、 約４０〜約６５のイソシアネート指数にて（ｃ）　　成
分（ハ）の１００重量部当り約５〜約１５重量部の量の
発泡剤としての水の存在下に反応させることを特徴とす
る、約１０〜約２０ｋｇ／ボの総密度を有する弾性かつ
連続気泡の軟質スラブ材ポリウレタンフォームを製造す
るための上記第１項記載の方法。

１０、　（ｄ）　　少なくとも２個のイソシアネート反
応性水素原子を有しかつ約３２〜約３９９の分子量を有
する連鎖延長剤もしくは架橋剤 をさらに含有する上記第１項記載の方法。

１１、（ｄ）　　少なくとも２個のイソシアネート反応
性水素原子を有しかつ約３２〜約３９９の分子量を有す
る連鎖延長剤もしくは架橋剤 をさらに含有する上記第９項記載の方法。

１２、他の発泡剤と触媒と助剤と添加剤との存在下に行
なう上記第１項記載の方法。

１３、他の発泡剤と触媒と助剤と添加剤との存在下に行
なう上記第１項記載の方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレ
   ンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネート
   よりなる群から選択される１種もしくはそれ以上のポリ
   イソシアネートを、 （ｂ）少なくとも２個のイソシアネート反応性水素原子
   を有しかつ約４００〜約１０，０００の分子量を有する
   化合物と、 約８０未満のイソシアネート指数にて （ｃ）成分（ｂ）の１００重量部当り約５〜約１５重量
   部の量の発泡剤としての水の存在下に 反応させることを特徴とする、弾性かつ連続気泡の軟質
   スラブ材ポリウレタンフォームの製造方法。