JPH04185626A - 軟質ポリウレタン発泡体の製造方法 - 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、軟質ポリウレタン発泡体の製造方法に関する
。更に詳しくは、自動車関連。

家具関連等のクツ／！１ノ材料、シール材料等に極めて
多量４こ使用される軟質ポリウレタン発泡体の製造に際
し、特定の有機ポリイソシアネート化合物を使用するこ
とで、低密度化され、弾性に富み、伸び物性が良好で、
且つ成型性に優れた軟質ポリウレタン発泡体の水発泡方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、軟質ポリウレタン発泡体を製造する際のポリ
イソシアネート成分としては、トリレンジイソシアネー
ト単独がトリレンジイソシアネート及び／又はそのイン
シアネート基末端プレポリマーとポリフェニルメタンポ
リイソシアネートの混合体が一般的である。

しかしながら、トリレンジイソシアネート類は高い蒸気
圧の関係によって、健康衛生の観点から考えて問題があ
り、又発泡体製造時の硬化性性に難がある。又、発泡体
物性としても、特に温熱時の圧縮永久歪が大きく、シー
トクッシ冒ンの如き部位には適さないと云われている。

そのため最近になってジフェニルメタンジイソシアネー
ト類が単独で軟質ポリウレタン発泡体の製造に応用され
るようになってきた。

軟質ポリウレタン発泡体は、通常、炭酸ガス発生剤とし
ての水とクロロフルオロカーボン類が水の発泡作用を補
強する補助発泡剤として併用されている。しかしながら
、クロロフルオロカーボン類の使用に対する批判が世界
的に高まっている中で、水を冥質上唯−の発泡剤として
軟質ポリウレタン発泡体を得る検討がなされている。ジ
フェニルメタンジイソシアネート類を単独で使用し、軟
質ポリウレタン発泡体を得る際の欠点は、木取外に補助
発泡剤を使用しないと低密度化された発泡体を製造しが
たいことであり、たとえ低密度化されても満足出来る発
泡体物性を得がたいことである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者醇は、水を笑質上唯−の発泡剤として軟質ポリ
ウレタン発泡体を得るに際し、発泡体物性を低下させる
ことなく、低密度発泡体を得る方法について鋭意検討し
た結果。

有機ポリイソシアネート化合物として、特定のポリエス
テルポリオールとトリレンジインシアネートとの反応か
ら得られるインシアオ・−ト基末端プレポリマーとジフ
ェニルメタンジイソシアネート類との混合物を採用する
ことで優れた効果が得られることを見出し、且つこの混
合系においてはトリレンジイソシアネートの有する欠点
を１＆不限に押えることが出来る程度のトリレンジイソ
シアネートプレポリマーの混合量で充分効果が得られる
ことを見出し本発明を完成するに至った。

〔課題を解決するための手段〕

即ち本発明は、活性水素化合物、発泡剤及び添加剤の混
合物と有機ポリイソシアネート化合物との反応から軟質
ポリウレタン発泡体を得るに際し。

発泡剤として水を使用し、 有機ポリイン７アネート化合物として。

（１）平均分子量が５００〜１０．０００の範囲内のポ
リエステルポリオールとトリレンジイノシアネートとの
反応から得られるＮＣＯ含量が１０〜４５重量％の範囲
内のイソシアネート基末端プレポリマー ＋２１２，２′−及び２．４′−異性体混合物を５〜６
０重量％の範囲内で含有するジフェニルメタ／ジイソシ
アネート又はこのジフェニルメタンジイソシアネートと
平均分子量が５００〜３０．０００の範囲内のポリオ命
シアルキレ／ポリオールとを反応させることにより得ら
れるインシアネート基末端プレポリマー ＋３１２．２′−及び２，４′−異性体混合物を０５〜
２０重量％の範囲内で含有するジフェニルメタ／ジイソ
シアネートを２５〜６５重量％の範囲内で含有するポリ
フェニルメタンポリイソシアネートを使用し、 ＋１１．　＋２＋及び（３）の混合率が１／１０／８９
〜２０／７０／１０（重量比）の範囲内であることを特
徴とする軟質ボリウレタ／発泡体の製造方法である。

本発明によって得られる軟質ポリウレタン発泡体は弾性
に富み、伸び物性、成型加工性に優れたもので、且つ補
助発泡剤を使用しない場合でも低＠度に調整することが
できる等の特徴を有する。

不発明で使用される（１）のトリレンジイソシアネート
のイソシアネート基末端プレポリ１−を構成するポリエ
ステルポリオールは、例エバー　エチレングリコール、
ジエチレンクリコール、トリエチレングリコール。１．
２−グロビレングリコール、トリメチレングリコール、
１．３−ブチレングリコール、テトラメチレングリコー
ル、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール、ソルビトール勢の様な少なくとも２個以上
のヒドロキシル基を有する化合物の１徨又は２種以上と
マロン酸、マレイン醗、コハク酸、アジピン醗、酒石酸
、ピメリン隈、セバシン酸、シェラ酸、フタール酸、テ
レフタール酸、アゼライン藪、トリメリット酸等の様な
少なくとも２個のカルボキシル基を有する化合物の１ａ
［又は２ｆｉ以上を使用し、公知の方法によって製造す
ることが出来る。又、ε−カプロラクトン、ε−バレロ
ラクトンで代表されるラクト／環を有する千ツマ−を開
環重合させたラクトン系ポリエステル等も含まれる。

本発明で使用されるポリエステルオリオールの平為分子
量は、５００〜１０，０００好ましくは１．０００〜５
．０００の範囲内のものである。

このようなポリエステルポリオールとトリレンジイソシ
アネートとの反応から祷られるイソシアネート基末端プ
レポリマのＮＣＯ含量は１０〜４５重量％、好ましくは
１５〜４０重量％である。

本発明に使用される活性水素化合物及び前記（２）項の
ジフェニルメタンジイソシアネートからのイソ／アネー
ト基末端プレポリマーを構成するポリエーテルポリオー
ルトシては。

例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、１．２−プロピレングリコール
、トリメチレングリコール、１．３−ブチレングリコー
ル、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコ
ール、グリセロール、ソルビトール、シュークロース、
トリメリット酸、ビスフェノール人、エチレンンアミン
等の如き活性水素原子を少なくとも２個以上有する化合
物の１種又は２種以上を開始剤としてエチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチ
レンオキサイド、エピクロルヒドリン等の七ツマ−の１
種又は２棟以上を公知の方法により付加重合することに
よって製造される。ポリエーテルポリオールのほか、ポ
リエステルポリオール、エポキシポリオール等の１分子
中に少なくとも２個以上の水醗基を有するポリオールを
組み合わせて使用することも可能である。

これらの平均分子量は、５００〜３０．　ＯＯＯ好まし
くはｉ、　ｏ　ｏ　ｏ〜２５，０００の範囲内である。

ジフェニルメタンジイソシアネートとじては、２．２′
−及び２．４′−異性体混合物を５〜６０重量％、奸才
しくは１０〜５０重量％の範囲内で含有するものである
。

このようなポリエーテルポリオールとジフェニルメタン
ジイソシアネートから得られるプレポリマーは、ＮＣＯ
含量１５〜３２重量％、好ましくは２０〜３０重量％で
ある。

又、（２）の成分として該ジフェニルメタンジインシア
ネートのポリオール変性しないものも使用できる。

本発明で使用される（３）のポリフェニルメタンポリイ
ソシアネートは、２．２′−及び２．４′−異性体混合
物を０５〜２０重量％、好ましくは１〜１５重量％の範
囲内で含有するジフェニルメタンジイソシアネートを２
５〜６５重量％、好ましくは３０〜６０重量％の範囲内
で含有する。この（１）〜（３）の混合比率が１／１０
／８９〜２０／７０／１０　（重量比）の範囲内の混合
物を配合することにより１反応発泡させる。

軟質ポリウレタン発泡体の製造における発泡剤としては
、通常、炭散ガス発生剤としてノ水ト、クロロフルオロ
カーボン類、低沸点溶剤類が水の発泡作用を補強する禰
助発泡剤として併用されるのが一般的であるが、オゾン
層破壊の問題でクロロフルオロカーボン類の使用に対す
る批判が世界的に高まっていることから１本発明におい
ては、水を冥質上唯−の発泡剤として使用する。水の使
用量は活性水素化合物１００重量部に対して２〜１０重
量部、好ましくは３．０〜８．０重量部である。

添加剤としては１例えば、触媒、整泡剤、必要により難
燃剤、粘ｆ詞整列、顔料等を挙げることが出来る。

触媒としては、ジメチルエタノールアミン、トリエチレ
ンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメ
チルへキサメチレンジアミン、ジメチルシクロヘキフル
アミン等の３級アミン類、スタナスオクトエート、ジブ
チルチンジラウレート等の有機スズ化合物が挙げられる
。

Ｖ泡剤としては、各種のシロキサン瞭ポリアルキレンオ
キサイドブロック共重合体が挙げられ、その種類の選択
は配合処方によって決定される。

難燃剤としては、トリスクロロエチルホスフェ−）、ト
１．ｌスクロロブロビルホスフエート、トリクルジルホ
スフェート、ジメチルメチルホスフォネート、ｔＪＥ素
化素化７イ７４７粘度調・整列としては、ジブチルフタ
レート。

ジオクチル７タレート、アルキレンカーボネート類等が
挙げられる。

軟質ポリウレタン発泡体を得るに除し、発泡剤として水
を単独で使用する系において生じやすい欠点が、有機ポ
リイソシアネート化合物の１成分として選択されたポリ
エステルポリオールとトリレンジイソシアネートとの反
応から得られるインシア年ート基末端プレポリマーを採
用することで解決されたことは極めて有意義なことであ
る。

〔発明の効果〕

本発明の軟質ポリウレタン発泡体の製造において、有機
ポリインシアネート化合物として、ジフェニルメタンジ
イソシアネート類を卑触て使用し、且つ発泡剤として水
を単独で使用した系において生じやすい問題点、すなわ
ち低密度化の困難性、反発弾性，引裂き物性，伸び物性
等の低下を、有機ポリイソシアネート化合物の１成分と
して、選択されたポリエステルポリオールとトリレンジ
イソシアネートとの反応から得られるイノシア坪ート基
末端プレポリマーを採用することで解決することが可能
になった。

不発泡系において、低＠度化を計るための水添加量の増
那は、触媒温７Ｘｉ量の増加をもたらし、反応性が増大
するばかりでなく１発泡バランスを崩すことになり、ひ
いては発泡体の物性を低下させ、低＠ｚ化を困難にして
いる。

本発明において，有機ポリイソシアネート化合物の１成
分として採用されたトリレンジインシアネート系のイソ
シアネート基末端プレポリマーは、水添加量を増加した
系においても、泡化と樹脂化のバランス及び穏やかな反
応性を保持するのに有効に働くものと考えられ、結果と
して発泡体の物性向上、低＠度化が可能になった。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について詳細に駁明するが、不発
明はこれら実施例に限定されるものではない。特にこと
わりのない限り、実施例中の部及びチはそれぞれ「重量
部」及び「重量％」を示す〇 調製１．　　有機ポリイソシアネート化合物（ト）のｌ
Ｉ製 トリレンジインシアネート　（コロネートＴ−８０、日
本ポリウレタン工業製＞１，０００部とポリエステルポ
リオールにツボラン１６８、日本ポリウレタンエＩ！：
製、平均分子量（以下Ｍ．　Ｗと略す）２，５００）５
４５部とを８０℃で３時間反応させ、トリレンジインシ
アネートのイソシアネート基末端プレポリマー（ａ＋を
得た。ＮＣＯ含量は２９．８％であった。このグレボリ
Ｙ−５０部に２．２′−及び２．４′−異性体混合物３
０．３％を含有するジフェニルメタンジイソシアネート
６００部を混合し、次いで２．２′−及び２．４’−異
性体混合物１０．８％を含有するジフェニルメタンジイ
ンシアネートを４７．０％含有するポリフェニルメタン
ポリイソシアネート（コロネート１１０４、日本ポリウ
レタン工業製、ＮＣＯ含量３０．７チ）３５０部を加え
、１時間攪拌して発泡テストに供される有機ポリインシ
アネート化合物穴を得た。得られた化合物のＮＣＯ含量
は３２−２％であった。

調製２　有機ポリイソシアネート化合物ＣＢ＋の調製 ２．２′−及び２，４′−異性体混合物２９，８チを含
有するジフェニルメタンジイソシアネート４９８部とポ
リエーテルポリオール（平均官能基数（以下ｆと略す）
２、Ｍ、　Ｗ＝３，２００）１３９部、ポリエーテルポ
リオール（ｆ＝２　　Ｍ、Ｗ＝４，７００）３１部の混
合物とを８０℃で３時間反応させ、ジフェニルメタンジ
イソ７アネートのインシアネート基末端プレポリマーら
）を得た。ＮＣＯ含量は２４．１％であった。このプレ
ポリマー１ｂｌにｙ４姿１で得たプレポリマーｍ＋８２
部を混合し、次いでコロネー）　１１０４２５０部を加
え、１時間攪拌して発泡テストに供される有機ポリイン
シア坏−ト化合物ＣＢ＋を得た。

得られた化合物のＮＣＯ含量は２６．２　％であった。

ｐｌ＃３　　有機ポリイソシアネート化合物Ｃ）の調製 コロネートＴ−８０１，０００部とポリエステルポリオ
ールにツボラン１５５、日本ポリウレタン工業製１Ｍ、
Ｗ＝１．５００）５１１部とを８０℃で３時間反応させ
、トリレンジインシアネートのイソシアネート基末端プ
レポリマー（ｃ）を得た。ＮＣＯ含量は３０．１チであ
った。このプレポリマー（ｅ）　１０５　部に２，２′
−及び２，４′−異性体混合物１８．５チを含有するジ
フェニルメタンジイソシアネート５８０部を混合し、次
いで２．２′−及び２．４′−異性体混合物９４％を含
有するジフェニルメタンジイソシアネートを４０チ含有
するポリフェニルメタンポリインクアネート（ＭＦ−２
４ＭＲ，日本ポリウレタン工業製ＮＣＯ含量３１．０％
）３１５部を加え、１時間攪拌して発泡テストに供され
る有機ポリイソシアネート化合物１ｃＩを得た。得られ
た化合物のＮＣＯ含量は３２．２％であった。

調製４．　有機ポリイソシアネート化合物■）のｖ４製 コロネートＴ−８０１，０００部とポリエステルポリオ
ールにツボラン１６４１日本ポリウレタン工業製、Ｍ、
Ｗ　２．０００）５３２部とを８０℃で３時間反応させ
、トリレンジインシアネートのイソシアネート基末端プ
レポリマ＝（ｄｉを得た。ＮＣＯ含量は３０．０−であ
った。このプレポリマー（ｄｌ　１００部に調製１で使
用したジフェニルメタンジイソシアネート６００部を加
え、次いでＣ−１１０４，３００部を加え、１時間攪拌
して発泡テストに供される有機ポリインシアネート化合
物Ｄ）を得た。得られた化合物のＮＣＯ含量は３２．２
％であった。

ｍ製５．　有機ポリイソシアネート化合物［Ｆ］の調製 調製２で使用したプレポリマー（ｂｌ　６６８部にＣ−
１１０４３３２部を加え、１時間攪拌して比較例の発泡
テストに供される有機ポリイソシアネート化合物Ｅ）を
得た。得られた化合物のＮＣＯ含量は２６，６チであっ
た。

調製６　ポリオールプレミックスの調製発泡テストに供
されるポリオールプレミックスの配合を次に示す。

水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４．８
Ｔｏｙｏｃａｔ−ＥＴ　　（アミン触媒、東ソー＃）　
　　　　０．１２ＴｅｄａＬ−３３（０）　　　　　０
．３１−メチルイミダゾール（アミン触媒、ＢＡＳＦ製
）１，２ＳＺ−１３０６（整泡剤、日本ユニカー製）０
．５次に示す条件でモールド成型発泡体を作成し１発泡
体物性を測定した。

モ　−　ル　ド：３００×３００×１００ｒｒＬ′″ア
ルミ製モールド温度：　５０＋３℃ 脱型時間：４分 以下余白 表　　１ 有、、イ、７ア、−１イ１合、ｒ　　囚　　：″　（Ｂ
）　　、几　　　■　　　　■　・便用した 、イ７シ７ネ　　＞イｖｆ、ｐ７．ｌ　　１００　１　
　＋００　　１００　　’＋００　　、’　　１００］
）　　　　　　・ 、　　、　（＃／、ｌ）　　　、　＄７．０　、’　３
７．６　、３＆９　、’　３７Ｊ　’　４１．．０、・
発、　（絃／２００４）　　［２αａ　Ｉ　２Ｑ、９　
、’　２０．２　、、：２０．５１　ｚｏ、ｓ　ｌ、　
　、　　（反、、　　　　１６Ｌ５　１　６＆０　１６
４０　１ｓａｒ、　　ｌ　　ｓａ。

：　　　反発弾性 １”””　　”　’　１．４２１ｌ１１．５ｓ　；１．
４３１１５ｇ　’　１．２０体　　　（紳／、ｊ） ｆＥ）　　１）ＪＩｌｉｉ　　Ｋ　　６４０１２）　　
ＪＩＳ　　Ｋ　　６３０１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 活性水素化合物、発泡剤及び添加剤の混合物と有機ポリ
   イソシアネート化合物との反応から軟質ポリウレタン発
   泡体を得るに際し、 発泡剤として水を使用し、 有機ポリイソシアネート化合物として、 （１）平均分子量が５００〜１０，０００の範囲内のポ
   リエステルポリオールとトリレンジイソシアネートとの
   反応から得られるＮＣＯ含量が１０〜４５重量％の範囲
   内のイソシアネート基末端プレポリマー （２）２，２′−及び２，４′−異性体混合物を５〜６
   ０重量％の範囲内で含有するジフェニルメタンジイソシ
   アネート又はこのジフェニルメタンジイソシアネートと
   平均分子量が５００〜３０，０００の範囲内のポリエー
   テル、ポリオールとを反応させることにより得られるイ
   ソシアネート基末端プレポリマー （３）２，２′−及び２，４′−異性体混合物を０．５
   〜２０重量％の範囲内で含有するジフェニルメタンジイ
   ソシアネートを２５〜６５重量％の範囲内で含有するポ
   リフェニルメタンポリイソシアネートを使用し、 （１）、（２）及び（３）の混合比率が１／１０／８９
   〜２０／７０／１０（重量比）の範囲内であることを特
   徴とする軟質ポリウレタン発泡体の製造方法。