JPH05287047A - ポリウレタンフォームの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フロンガスを使用せずに、良質の軟質ポリウレ
タンフォームを生産すること。 【構成】活性水素を２個以上有するポリヒドロキシ化合
物と少なくとも２個のイソシアネート基を有するポリイ
ソシアネートと水とを反応させて軟質ポリウレタンフォ
ームを製造するに当たり、一般式（Ｉ） 【化１】 で示されるポリエーテルモノオールを、ポリヒドロキシ
化合物100 重量部に対して３〜５重量部使用して軟質ポ
リウレタンフォームを作る。 【効果】フロンガスを使用せずに、同ガスを使用した在
来品と同等の優れた軟質フォームが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリウレタンフォーム
の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

(1) 背景技術 軟質ポリウレタンフォームは一般に優れた弾性を有して
いるため、家具や自動車等のクッション、及び背当て材
として幅広く使用されている。特に自動車においては目
的に応じて異なった硬度のフォームが併用されており、
例えばクッション用には高硬度フォームが、背当て用に
は低硬度フォームが使用されている。このような従来の
ポリウレタンフォームの製造においては、低硬度化のた
めの発泡剤として、フロン（クロロフルオロカーボン；
ＣＦＣ）を使用する方法が最も有効な手段であり、更に
必要に応じて、NCO/OHインデックスを低くして発泡させ
る技術や二官能ポリオールをポリヒドロキシ化合物の一
部として使用する技術等が組み合わされて利用されてい
る。

【０００３】しかし従来から低硬度ウレタンフォームの
製造に利用されているフロンガスは、大気上層へ拡散し
てオゾン層の破壊を惹きおこし、地球環境に悪影響をも
たらす恐れがある。そこで国連環境計画等で工業用及び
民生用フロンガスの全廃及びそれまでの使用規制措置が
検討実施されており、紀元2000年の全廃期限ですら早期
化しようとする機運がいるが、未だ満足な代替技術は見
つかっていない。

【０００４】(2) 従来技術の問題点 本発明の主題である軟質ウレタンフォームの製造におい
ても、発泡剤として水単独で使用した場合には、水とイ
ソシアネートの反応により尿素結合が形成されるため添
加量を上げても顕著な硬度低下は望めなかった。

【０００５】また、二官能ポリオールを使用する場合に
は、ポリヒドロキシ化合物100 重量部に対して前者を約
20重量部以上使用しなければ低硬度化を達成できず、さ
りとて、さらに添加部数を上げると圧縮歪が劣化し、ク
ッション材としては致命的な問題点を生じてしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、発泡
剤としてフロンガスを使用せず水単独で、低硬度の軟質
ポリウレタンフォームを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

(1) 発明の概念 本発明者は上記課題の解決を目指して研究を進めた結
果、特定のポリエーテルモノオールを選択することによ
り、二官能性ポリヒドロキシ化合物に対し比較的少量の
添加で物性の優れた軟質ポリウレタンフォームが得られ
ることを見出し、本発明に到達した。

【０００８】(2) 発明の概要 以上の知見に基づき、本発明は、活性水素を２個以上有
するポリヒドロキシ化合物と少なくとも２個のイソシア
ネート基を有するポリイソシアネートと水とを反応させ
て軟質ポリウレタンフォームを製造するに当たり、一般
式（Ｉ）

【化２】 で示されるポリエーテルモノオールを、ポリヒドロキシ
化合物100 重量部に対して３〜５重量部使用することを
特徴とする軟質ポリウレタンフォームの製造法を要旨と
する。以下、発明を構成する諸条件及び関連事項につき
分説する。

【０００９】(3) ポリエーテルモノオール 本発明に使用するポリエーテルモノオールは、一価アル
コールのアルキレンオキサイド付加誘導体であって、例
えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ
プロパノール、ｎ−ブタノール、フェノール、ノニルフ
ェノール、ベンジルフェノール等の一価アルコール（フ
ェノールを含む）にエチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイド又はブチレンオキサイド等のアルキレンオキサ
イドを一種又は二種以上付加重合させて得られたもので
ある。

【００１０】ここにアルキレンオキサイドの付加数は発
明目的の成否に関連しており、付加モル数が２より少な
い場合には、低硬度化はできるものの、歪物性が極端に
劣化してしまう。また逆に、付加モル数が15を超える場
合には顕著な低硬度化を期待できず密度が高くなってし
まったり、歪物性が劣化したりする。従って付加モル数
としてはアルコール１モルに対し、２〜１５モルの範囲で付
加させるのが好ましい。

【００１１】以上のポリエーテルモノオールの使用量が
ポリヒドロキシ化合物100 重量部（以下“部”という）
に対して３部より少ないと顕著な硬度低下は認められ
ず、また５部を超えると歪物性等、他のフォーム物性を
著しく劣化させてしまう。従って、３〜５部の範囲で使
用することが好ましい。

【００１２】(4) ポリヒドロキシ化合物 本発明に使用するポリヒドロキシ化合物は、軟質ポリウ
レタンフォームに広く使用されているポリエーテルポリ
オールであり、特に限定されるものではない。例えばグ
リセリン、トリメチロールプロパン等の化合物にエチレ
ンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオ
キサイドをランダム又はブロック状に付加せしめて得ら
れるものであって、水酸基価40〜70mg KOH/gのポリエー
テルポリオールが好適に利用されうる。

【００１３】(5) ポリイソシアネート 本発明で使用するポリイソシアネートとしては、軟質ポ
リウレタンフォームに広く使用されている例えばトリレ
ンジイソシアネート、フェニ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等を例示できるが、勿
論例示のもののみには限定されない。

【００１４】(6) 発泡剤 本発明で使用する発泡剤は水である。その使用量は任意
であり、特に上記ポリヒドロキシ化合物100 部に対して
３〜７部の範囲が好ましい。

【００１５】(7) 触媒 本発明に使用する触媒としては、例えばトリエチレンジ
アミン及びそのギ酸塩、ジメチルエタノールアミン、テ
トラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ−メチルモルフ
ォリン、Ｎ−エチルモルフォリン等のアミン系触媒及び
スタナスオクトエート、ジブチルチンジウラレート等の
錫系触媒が挙げられる。

【００１６】(8) 気泡安定剤などその他の添加剤 本発明の実施に際しては、必要に応じ、整泡剤、着色
剤、難燃剤、安定剤等各種添加剤が目的に応じて使用さ
れる。

【００１７】(9) 成形法 本発明方法による発泡は、公知の方法に従って行なわれ
る。実験室的な一例を示すと、トリレンジイソシアネー
ト以外の各原料を紙コップ中で混合したものに、トリレ
ンジイソシアネートを加え、素早く５〜10秒間混合した
後、所望の形状の型内に注ぎ、加熱硬化せしめてフォー
ム体を得ることができる。しかし工業的には、混合手段
として低圧式または高圧式混合吐出機を用い製造するの
がよい。

【００１８】

【作用】本発明は、特定のポリエーテルモノオールを特
定範囲量で、ポリヒドロキシ化合物と併用したことによ
り水単独で、JIS K-6401に従う硬度が約20％以上低い軟
質ポリウレタンフォームの生産が可能となり、かつ外観
や他のフォーム物性も良好である。

【００１９】

【実施例】以下、実施例、比較例及び参考例を掲げて本
発明の実施態様及び効果をより具体的に説明するが、記
述は発明の内包・外延を定めるものではない。

【００２０】［ポリエーテルモノオール］実施例及び比
較例において使用したポリエーテルモノオール(a) 〜
(f) は、一価のアルコールを出発物質として、公知の方
法により、エチレンオキサイド（ＥＯ）及び／又はプロ
ピレンオキサイド（ＰＯ）を付加させて製造した。それ
らを表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例−１ ポリエーテルポリオール（水酸基価56）100 部、水５
部、シリコーン整泡剤Ｌ−5740M （日本ユニカー株式会
社製）1.4 部、スタナスオクトエート0.1 部、トリエチ
レンジアミン0.09部及びポリエーテルモノオール３部を
容量１L の紙コップに採り、30秒間撹拌した後、TDI-80
（２，４−トリレンジイソシアネート：２，６−トリレ
ンジイソシアネート＝８：２）の混合物をNCO/OHインデ
ックスが100 となるように加えて５秒間撹拌した後、予
め型温40℃に設定された、縦400mm×横400 mm×高さ50m
mのアルミ製モールドに素早く注入し、フォーム化を行
った後、このモールドを150 ℃に設定したオーブンに入
れ、約８分間加熱、硬化させた。結果を表２に示す。

【００２３】得られたフォームは表２が示す如く、参考
例−１のもの即ちフロンを使用したフォームと同等に低
硬化できるのみならず、表３に示す如く、比較例−１の
ものに比べて著しく低硬度であった。

【００２４】実施例−２ 実施例−１のポリエーテルモノオール(a) ３部をポリエ
ーテルモノオール(b)４部に変更した以外は、全て実施
例−１と同じ方法で成型した。結果を表２に示す。得ら
れたフォームは低硬度であった。

【００２５】実施例−３ 実施例−１のポリエーテルモノオール(a) ３部をポリエ
ーテルモノオール(c)４部に変更した以外は、全て実施
例−１と同じ方法で成型した。結果を表２に示す。得ら
れたフォームは低硬度であった。

【００２６】実施例−４ 実施例−１のポリエーテルモノオール(a) ３部をポリエ
ーテルモノオール(d)４部に変更した以外は、全て実施
例−１と同じ方法で成型した。結果を表２に示す。得ら
れたフォームは、低硬度であった。

【００２７】実施例−５ 実施例−１のポリエーテル(a) ３部をポリエーテルモノ
オール(e) ３部に変更した以外は、全部実施例−１と同
じ方法で成型した。結果を表２に示す。得られたフォー
ムは、低硬度であった。

【００２８】参考例−１ 実施例−１のポリエーテルモノオール(a) ３部をトリク
ロロフルオロメタン４部に変更した以外は、全て実施例
−１と同じ方法で成型した。結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】比較例−１ 実施例−１のポリエーテルモノオール(a) ３部を０部に
変更した以外は全て実施例−１と同じ方法で成型した。
結果を表３に示す。

【００３１】比較例−２ 実施例−１のポリエーテル(a) ３部をイソブタノール４
部に変更した以外は、全て実施例−１と同じ方法で成型
した。結果を表３に示す。表３に示した通り、低硬度で
あるが永久歪が非常に悪くなった。

【００３２】比較例−３ 実施例−３のポリエーテルモノオール(c) ４部を２部に
変更した以外は全部実施例−３と同じ方法で成型した。
結果を表３に示す。

【００３３】比較例−４ 実施例−１のポリエーテルモノオール(a) ３部を８部に
変更した以外は全部実施例−１と同じ方法で成型した。
結果を表３に示す。表３から明らかな如く、添加量が多
すぎると、低硬度はできても歪物性が許容できないレベ
ルまで劣化してしまう。

【００３４】比較例−５ 実施例−１のポリエーテルモノオール(a) ３部をポリエ
ーテルモノオール(f)３部に変更した以外は全て実施例
−１と同じ方法で成型した。結果を表３に示す。

【００３５】

【表３】

【００３６】実施例−６ ポリエーテルポリオール（水酸基価56）100 部、水４
部、シリコーン製泡剤（SH192(東レダウコーニング株式
会社製）1.2 部、スタナスオクトエート0.2 部、トリエ
チレンジアミン0.3 部及びポリエーテルモノオール(c)
３部を容量１L の紙コップに採り、30秒間撹拌した後、
トリレンジイソシアネート（TDI-80（前出））をNCO/OH
インデックスが100 となるように加えて５秒間撹拌した
後、ポリビニル袋を内側に敷いた縦250mm ×横250 mm×
高さ250mm の木箱中に素早く注入し、フリー発泡させた
後、この発泡体を80℃に設定しオーブンにいれて約10分
間加熱、硬化させた。結果を表４に示す。

【００３７】得られたフォームは、参考例−２のもの、
即ち、フロンを使用したフォームと同等に低硬度で、比
較例−６のものに比べて著しく低硬度であった。

【００３８】比較例−６ 実施例−６のポリエーテルモノオール(c) ３部を０部に
変更した以外は全て実施例−６と同じ方法で成型した。
結果を表４に示す。

【００３９】参考例−２ 実施例−６のポリエーテルモノオール(c) ３部をトリク
ロロモノフルオロメタン３部に変更した以外全て実施例
−１と同じ方法で成型した。結果を表４に示す。

【００４０】

【表４】

【００４１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明はフロンを
使用しないで、かつ少量のポリエーテルモノオールを使
用するだけで品質の優れた低硬度ポリウレタンフォーム
を製造する方法を提供し得たことにより、産業界のみな
らず、環境保全にも寄与する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性水素を２個以上有するポリヒドロキ
   シ化合物と少なくとも２個のイソシアネート基を有する
   ポリイソシアネートと水とを反応させて軟質ポリウレタ
   ンフォームを製造するに当たり、一般式（Ｉ） 【化１】 で示されるポリエーテルモノオールを、ポリヒドロキシ
   化合物100 重量部に対して３〜５重量部使用することを
   特徴とする軟質ポリウレタンフォームの製造法。