JPH0368619A - 弾性ポリウレタンフォームの製造方法 - 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、ジアミンを鎖延長剤として用いた高反発弾性
ポリウレタンフォームの製造方法に関するものである。

［従来の技術１ 従来ポリウレタン弾性フオームは水酸基価５６程度のポ
リオキシアルキレンポリオールとポリイソシアネートか
ら製造されているが、反発弾性は４０％程度である。

反発弾性が更に向上したフオームとしては水酸基価２８
〜３４程度のポリオキシアルキレンポリオールとポリイ
ソシアネートから製造されるものがあるが反発弾性は６
０〜７０％であり７０〜８０％更には８０％を超える反
発弾性のフオームは今だ得られていない、また近年異硬
度シートクツションの成形がクローズアップされてきて
いるが、硬い部分と軟らかい部分の差の大きいものが求
められており、従来の一インデックスを変える方法だけ
では対応が困難になってきている。

［発明の解決しようとする問題点］ 従来高反発弾性のフオームは水酸基価２８〜３４程度の
ポリオキシアルキレンポリオールとポリイソシアネート
から製造されるが反発弾性としては６０〜７０％であり
７５％を超えるフオームを得ることはできなかった。こ
のような目標を達成するためポリオキシアルキレンポリ
オールの水酸基価を低下させて高分子量化することが考
えられ−るが不飽和度が増加するため反発弾性以外の物
性たとえば温熱圧縮永久歪特性が低下する等の欠点を有
しており、更には高分子量化に伴って反発弾性が比例し
て向上しないという大きな問題点を有していた。一方異
硬度シートクッションを成形する場合にも硬い部分と軟
らかい部分の硬度差の大きいものが求められておりイン
デックス変化のみで対応することが困難となっていた。

このような点に鑑みポリオキシアルキレンポリオールと
鎖延長剤のｍ造、反応性を鋭意検討した結果、水酸基価
５〜２６、総不飽和度０．０７以下の高分子量ポリオキ
シアルキレンポリオールと鎖延長剤としてポリアミンを
使用することにより高反発弾性で異硬度化の容易なポリ
ウレタン弾性フオームが製造できることを見出し本発明
を完成させるに至ったちのである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、ポリオールとポリイソシアネート化合物とを発泡剤、
整泡剤、触媒その他の助剤の存在下反応させてポリウレ
タン弾性フオームを製造する方法においてポリオールと
して水酸基価５〜２６、総不飽和度０．０７以下の高分
子量ポリオキシアルキレンポリオールを用い、鎖延長剤
としてポリアミン化合物を用いることを特徴とするポリ
ウレタン弾性フオームの製造方法を提供するちのである
。

本発明において使用されるポリオキシアルキレンポリオ
ールは一般的にアルカリ触媒以外のジエチル亜鉛、塩化
鉄、金属ポルフィリン、複金属シアン化物錯体等を触媒
に用いることによって得られる。特に、複金属シアン化
物錯体の使用により良好なポリオキシアルキレンポリオ
ールが得られる０本発明において、ポリオールは低不飽
和度かつ低水酸基価のポリオキシアルキレンポリオール
の１種以上を用いることができる。またポリオキシアル
キレンポリオール以外に、ポリエステル系ポリオール、
水酸基含有ポリジエン系ポリマー等の２〜８、特に２〜
４個の水酸基を有するポリオールを併用することができ
る。ポリオキシアルキレンポリオールとしては、多価ア
ルコール、糖類、アルカノールアミン、多価フェノール
類その他の開始剤に環状エーテル、特にプロピレンオキ
サイド単独またはそれとエチレンオキサイドを付加して
得られるポリオキシアルキレンポリオールが好ましい。

これら高分子量のポリオキシアルキレンポリオールある
いは高分子量ポリオール混合物の水酸基価は５〜２６、
総不飽和度０．０７以下であることが必要であり、特に
総不飽和度０．０５以下が好ましい。さらに高分子量ポ
リオキシアルキレンポリオールとして付加重合系ポリマ
ーやＩ重合系ポリマーなとの微粒子が分散したいわゆる
ポリマーポリオールを使用することもできる・このポリ
マーポリオールは、上記高分子量ポリオールと併用する
こともできる。ポリマーポリオールとしては、アクリロ
ニトリルやスチレンなどの単独あるいは共重合体の微粒
子を３〜４０重量％含むポリエーテルポリオールが好ま
しい、このポリマーポリオールあるいはそれと他の高分
子量ポリオールの混合物における水酸基価も５〜２６、
総不飽和度０．０７以下、好ましくは不飽和度０．０５
以下であることが必要である。

なお、水酸基価はｒ　ｍｇＫＯＨ／ｇ　Ｊで、総不飽和
度はｒミリ当Ｍ／ｇＪで表わされるものである。

これら高分子量ポリオールにおいて、水酸基価は１級水
酸基の割合の高い水酸基であることが好ましい、このよ
うな高分子量ポリエーテルポリオールとしては、末端に
オキシエチレン基のブロック鎖を有するポリオキシアル
キレンボノオールが好ましい６ 本発明において鎖延長剤として使用されるポノアミンは
官能基数２または３であり末端のアミノ化率が１０％以
上好ましくは３０％以上でありそれ以外はインシアネー
ト反応性基であることが好ましい、もちろん末端がすべ
てアミノ基であってもよい。このような例としてはキシ
リレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、ターシャ
リ−ブチルトルエンジアミン、クロルパラミン、テトラ
メチルキシリレンジアミン、等の芳香族ジアミン、１．
３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、エチレンジアミ
ン、メンタンジアミン、ロジンジアミン等の脂肪族ジア
ミン、分子量４００〜６０００の末端アミノ基を有しア
ミノ化率が１０％以上のアミノ化ポリオキシアルキレン
ポリオール等がある。添加量としてはポリオキシアルキ
レンポリオール１００重量部に対して０．１〜ＩＯ重量
部、好ましくは０．３〜５重量部である。

本発明において上記高分子量のポリオールのみを（ただ
し水を除く）イソシアネート化合物と反応させることが
できるが、さらに低分子量のイソシアネート基と反応し
つる多官能性化合物を高分子量ポリオールとともに使用
することができる。この多官能性化合物は、水酸基、１
級アミン基、あるいは、２級アミノ基などのイソシアネ
ート反応性基を２個以上有すインシアネート反応性基当
りの分子量６００以下、特に３００以下の化合物が適当
である。

このような化合物としては通常架橋剤と呼ばれている化
合物を含む、このような化合物としては、たとえば多価
アルコール、アルカノールアミン、および多価アルコー
ル、アルカノールアミン、糖類、ポリアミン、モノアミ
ン、多価フェノール類などに少量のアルキレンオキサイ
ドを付加して得られる低分子量ポリエーテル系ポリオー
ルがある。さらに低分子量のポリエーテル系ポリオール
なとも使用できる。好ましく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、グリセ
リンなどの多価アルコール、ジェタノールアミン、トリ
エタノールアミンなどのアルカノールアミン、および水
酸基価が２００以上のポリエーテル系ポリオールが用い
られる。この多官能性化合物の使用量は高分子量ポリオ
ール１００重量部に対して約１０重量部以下、特に５重
量部以下が好ましい。使用量の下限は特にないが、使用
する場合、０．２重量部程度で充分に有効である。

ポリイソシアネート化合物としては、イソシアネート基
を２以上有する芳香族系、脂環族系あるいは脂肪族系の
ポリイソシアネート、それら２種類以上の混合物、およ
びそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートが
ある。具体的には、たとえば、トリレンジイソシアネー
ト、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニル
ポリメチレンポリイソシアネート、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などのポリイソシアネートやそれら
のプレポリマー型変性体、ヌレート変性体、ウレア変性
体、カルボジイミド変性体などがある。但しジフェニル
メタンジイソシアネートを用いる場合には２．４°異性
体が全イソシアネートに対して５〜６０重量％含まれて
いることがより好ましい。

ポリオールとポリイソシアネート化合物を反応させる際
、通常触媒の使用が必要とされる。

触媒としては、活性水素含有基とインシアネート基の反
応を促進させる有機スズ化合物などの金属化合物系触媒
やトリエチレンジアミンなどの３級アミン触媒が使用さ
れる。また、カルボン酸金属塩などのインシアネート基
同志を反応させる多量化触媒が目的に応じて使用される
。

さらに、良好な気泡を形成するための整泡剤も多くの場
合使用される。整泡剤としては、たとえばシリコーン系
整泡剤や含フッ素化合物系整泡剤等がある。その他、任
意に使用しつる配合剤としては、例えば充填剤、安定剤
、着色剤、難燃剤等がある。

前記のように、本発明においては発泡剤として水系発泡
剤やＲ−１１，Ｒ−１２，Ｒ−１２３，Ｒ−１２Ｂ、。

Ｒ−１４１ｂ、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素や
ブタン、ヘキサン、空気、窒素等が用いられる。水系発
泡剤とは水そのもの、あるいは含水物などの反応時に水
を発生する化合物をいう。

低沸点ハロゲン化炭化水素を水系発泡剤とともに発泡剤
として併用することができる。

発泡剤として水系発泡剤を用いた場合、前記ポリイソシ
アネート化合物の一部が水と反応し、炭酸ガスを発生す
る。従って、ポリイソシアネート化合物の使用量は、高
分子量ポリオールや低分子量の多官能性化合物の合計に
さらに水系発泡剤を加えたものを基準とし、それら合計
の１当量に対して０．８〜１．３当量用いることが好ま
しい、このポリイソシアネート化合物の当量数の１００
倍は通常（イソシアネート）インデックスと呼ばれてい
る。従って、ポリイソシアネート化合物のインデックス
は８０〜１３０が好ましい、以下実施例によって詳細に
説明する力Ｓ言うまでもなくこれのみに限定されるもの
ではない。

［実施例］ 下記のポリオールおよびポリイソシアネートを用いて本
発明における発泡評価を行なった。

ポリオールＣ：グリセリンに亜鉛へキサシアノコパルテ
ート触媒存在下プロピ レンオキサイドを反応させ、さ らにアルカリ触媒存在下にエチ レンオキサイドを反応させて得 られたオキシエチレン基含有量 が全体の１５重量％を占める水酸 基価２４、不飽和度０．０２０のポリ オキシアルキレンポリオール。

ポリオールＣ：グリセリンに亜鉛へキサシアノコパルテ
ート触媒存在下プロピ レンオキサイドを反応させ、さ らにアルカリ触媒存在下にエチ レンオキサイドを反応させて得 られたオキシエチレン基含有量 が全体の１２重量％を占める水酸 基価１７、不飽和度０．０２３のポリ オキシアルキレンポリオール。

ポリオールＣ：グリセリンに亜鉛へキサシアノコパルテ
ート触媒存在下プロピ レンオキサイドを反応させ、さ らにアルカリ触媒存在下にエチ レンオキサイドを反応させて得 られたオキシエチレン基含有量 が全体の１２重量％を占める水酸 基価１１．不飽和度０．０２６のポリ オキシアルキレンポリオール。

ポリオールＤ＝ペンタエリスリトールに亜鉛へキサシア
ノコパルテート触媒存 注下プロピレンオキサイドを付 加させ、さらにアルカリ触媒存 注下にエチレンオキサイドを反。

応させて得られたオキシエチレ ン基含有量が全体の１０重量％を 占める水酸基価１０、不飽和度 ０、０２５のポリオキシアルキレン ポリオール。

ポリオールＣ：グリセリンにアルカリ触媒存在下プロピ
レンオキサイドを付加 させ、さらにエチレンオキサイ ドを反応させて得られたオキシ エチレン基含有量が全体の１５重 量％を占める水酸基価３４．不飽 和度０．ＩＯのポリオキシアルキレ ンポリオール。

ポリオールド：グリセリン１ごアルカリ触媒存在下プロ
ピレンオキサイドを付加 させ、さらにエチレンオキサイ ドを反応させて得られたオキシ エチレン基含有量が全体の１２重 量％を占める水酸基価１７、不飽 和度０．２０のポリオキシアルキレ ンボリオール。

イソシアネートＧニトリレンジイソシアネートＴ−８０
（日本ポリウレタン社製） とポリフェニルポリメチレンボ リイソシアネー１〜　ＭＲ２００（日本ポリウレタン社
製）を重量比 ８０／２０でブレンドしたもの。

イソシアネートＨニアニリンとホルムアルデヒドからの
縮合物をホスゲン化し て得られるジフェニルメタンジ イソシアネート混合物をジエチ レングリコールとトリプロビレ ングリコールで変性したＮＧＯ含 量、２３％で２．４°異性体含量２０％のジフェニルメ
タンジイソシア ネート混合物。

（実施例１） ポリオールＡ８０部（重量部二以下同様）ポリマーポリ
オールＣ−１２０部（ポリオールＡをベースとしてアク
リロニトリル付加重合物２０重量％含有）、水２．８部
、Ｄａｂｃｏ３３ＬＶＯ１６部、シリコン整泡剤５ＲＸ
２７４Ｃ（トーレシリコーン社製）１．０部、フロン１
２３１０部、ジエチルトルエンジアミン（長瀬産業より
購入）０゜３部、インシアネートＨ（Ｉｎｄｅｘｌｏｏ
）を撹拌後３５０ｍｍ口Ｘ　１００ｍｍｔの金型（型温
５０℃）に注入し、室温で３分間キュアーした。できた
フオームの通気性（エアーフロー）、見掛は密度（コア
ー）、２５％ＩＬＤ、反発弾性、伸び、温熱圧縮永久歪
み、シートクツションとしての乗り心地性を表わす共振
振動数、６Ｈｚ伝達率を表に示す。

（実施例２） ポリオールＣ８０部、ポリマーポリオールＣ−１２０部
（ポリオールＢをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を使用した以外はすべて実施例１
と同様に行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（実施例３） ポリオールＣ８０部、ポリマーポリオールＣ−１２０部
（ポリオールＣをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を使用した以外はすべて実施例１
と同様に行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（実施例４） ポリオールＣ８０部、ポリマーポリオールＣ−１２０部
（ポリオールＤをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を使用した以外はすべて実施例１
と同様に行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（実施例５） ポリオールＡ８０部、ポリマーポリオールＣ−１２０部
（ポリオールＡをベースとしてアクリロニトリル／スチ
レン＝５１５付加共重合物２０重量％含有）を使用した
以外はすべて実施例１と同様に行なった。できたフオー
ムの物性を表に示す。

（実施例６） 鎖延長剤としてジエチルトルエンジアミン１．０部を使
用した以外はすべて実施例２と同様に行なった。できた
フオームの物性を表に示す。

（実施例７） 鎖延長剤としてメタキシリレンジアミン０．３部を使用
した以外はすべて実施例３と同様に行なった。できたフ
オームの物性を表に示す。

（実施例８） 鎖延長剤として分子量４００のポリプロピレンジオール
の末端をアミノ化したアミノ化ポリオール０．３部を使
用した以外はすべて実施例１と同様に行なった。

（実施例９） Ｉｎｄｅｘを１０５とした以外はすべて実施例３と同様
に行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（実施例１０） Ｉｎｄｅｘを１１０とした以外はすべて実施例３と同様
に行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（実施例１１） Ｉｎｄｅｘを１２０とした以外はすべて実施例３と同様
に行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（実施例１２） 架橋剤としてエフセノール９８１（旭硝子社製）３部を
添加し、イソシアネートＨを使用した以外はすべて実施
例３と同様に行なった。できたフオームの物性を表に示
す。

（比較例１） ポリオールＥ８０部、ポリマーポリオールＥ−１２０部
（ポリオールＥをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を用いた以外はすべて実施例２と
同様に行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（比較例２） ポリオールＦ８０部、ポリマーポリオールＦ−１２０部
（ポリオールＦをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を用いた以外はすべて実施例２と
同様に行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（比較例３） ジエチルトルエンジアミンを使用しなかった以外はすべ
て実施例３と同様に行なった。できたフオームの物性を
表に示す。

（比較例４） ジエチルトルエンジアミンを使用せずインデックスを１
０５とした以外はすべて実施例３と同様に行なった。で
きたフオームの物性を表に示す。

（比較例５） ジエチルトルエンジアミンを使用せずインデックスを１
１０とした以外はすべて実施例３と同様に行なった。で
きたフオームの物性を表に示す。

（比較例６） ジエチルトルエンジアミンを使用せずインデックスを１
２０とした以外はすべて実施例３と同様に行なった。で
きたフオームの物性を表に示す。

・実施例１〜４と比較例１〜２より請求範囲外のポリオ
キシアルキレンポリオールでは反発弾性、シートクツシ
ョンとしての乗り心地性が低下していることがわかる。

・実施例３、実施例９〜１１と比較例３〜６よりジエチ
ルトルエンジアミンと高分子量ポリオキシアルキレンポ
リオールの組み合わせにより軟らかい領域から硬い領域
まで異硬度化が容易であることがわかる。

・実施例７，８よりジエチルトルエンジアミン以外のジ
アミンで６高反発弾性のフオームが成形できることがわ
かる。

［発明の効果Ｊ 本発明は高反発弾性、シートクツションとしての優れた
乗り心地性の如き優れた効果を有しており、特にジアミ
ンの添加によりインデックスを変化させた時の硬度変化
が大きく、非常に軟らかい領域から硬い領域まで異硬度
化が容易であるという効果も認められる。

１５１〜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリオールとポリイソシアネート化合物とを発泡剤
   、整泡剤、触媒その他の助剤の存在下反応させてポリウ
   レタン弾性フォームを製造する方法においてポリオール
   として水酸基価５〜２６、総不飽和度０．０７以下の高
   分子量ポリオキシアルキレンポリオールを用い鎖延長剤
   としてポリアミン化合物を用いることを特徴とするポリ
   ウレタン弾性フォームの製造方法。 ２、ポリアミン化合物がジアミン化合物および／または
   トリアミン化合物である特許請 求の範囲第１項に記載のポリウレタン弾性 フォームの製造方法。 ３、ポリアミン化合物の添加量がポリオキシアルキレン
   ポリオール１００重量部に対して０．１〜１０重量部で
   ある特許請求の範囲第１項に記載のポリウレタン弾性フ
   ォームの製造方法。