JPH06100651A - 軟質ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

軟質ポリウレタンフォームの製造方法

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JPH06100651A
JPH06100651A JP4154391A JP15439192A JPH06100651A JP H06100651 A JPH06100651 A JP H06100651A JP 4154391 A JP4154391 A JP 4154391A JP 15439192 A JP15439192 A JP 15439192A JP H06100651 A JPH06100651 A JP H06100651A
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Toshiaki Ochiai
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Kisozou Sasaki
喜十三 佐々木
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幸男 岩田
Minoru Matsunaga
稔 松永
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基直 賀久
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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノンフロン発泡で自動車シートバック用に適
した低硬度の軟質ポリウレタンフォームを製造する。 【構成】 水酸基価56.1のグリセリンPO付加物、
PO/EO(20重量%)付加物および水酸基価11
8.1のPPGとTDIを、発泡剤として水を使用しホ
ットキュアー方式で発泡体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発泡剤に水単独を使用
し、モールド成形による自動車シートバック用に適した
低硬度の軟質ポリウレタンフォームの製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車シートバック用軟質ポリウ
レタンフォームは低硬度の成形品を得るため発泡剤とし
て水とフロン11又は水とフロン123を併用する方法
が知られている。またポリエーテルポリオールとしては
通常水酸基数が3〜4のポリエーテルポリオールが広く
使用されている。(例えば特公昭63−57449号公
報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発泡剤
として水とフロン11又は水とフロン123を組み合わ
せて使用する製法は、フロンがオゾン層を破壊する[フ
ロン11のオゾン破壊能(ODP)=1、フロン123
のODP=0.021]という地球環境の破壊問題があ
る。また従来のポリエーテルポリオールを使用し水単独
にて成形した場合はウレア結合の増大により自動車シー
トバックに適した低硬度の成形品が得られない問題があ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決すべく鋭意検討した結果、発泡剤としてオ
ゾン層を破壊するフロン11及びフロン123を全く使
用せず、オゾン層を破壊しない水単独を使用し、且つ自
動車シートバック用に適した低硬度の軟質ポリウレタン
フォームの製造方法を見いだし、本発明に到達した。
【0005】すなわち、本発明はポリエーテルポリオー
ル(a)と有機ポリイソシアネート(b)とを触媒、整
泡剤及び発泡剤(c)の存在下で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、ポリエーテル
ポリオール(a)が下記(a1)〜(a3)からなり、
(a)の中の(a1)と(a2)の重量比(a1)/
(a2)が90/10〜70/30、(a1)と(a
2)の合計重量と(a3)の重量比[(a1)+(a
2)]/(a3)が80/20〜60/40であり、か
つ発泡剤(c)が水単独であることを特徴とする軟質ポ
リウレタンフォームの製造方法である。 (a1):水酸基数が3で、末端部に10〜25重量%
のポリオキシエチレン鎖を有し、水酸基価が40〜60
のポリエーテルポリオール。 (a2):水酸基数が3で、水酸基価が48〜60のポ
リオキシプロピレンポリオール。 (a3):水酸基数が2で、水酸基価が90〜142の
ポリオキシプロピレンポリオール。
【0006】本発明において使用する(a1)のポリエ
ーテルポリオールとしては、活性水素原子3個を有する
化合物(例えばアルコール類、及びアミン類)にアルキ
レンオキサイドが付加した構造の化合物があげられる。
アルコール類としては、グリセリン、トリメチロールプ
ロパンなどのアルコールが挙げられる。又ジエタノール
アミン、その他の活性水素を3個有するアルカノールア
ミンやアミン類が挙げられる。これらのうちで好ましい
のはアルコール類である。上記活性水素原子3個を有す
る化合物に付加させるアルキレンオキサイドとしては、
エチレンオキサイド(以下EOと略記)と他のアルキレ
ンオキサイド[プロピレンオキサイド(以下POと略
記)、1,2−、1,3−、1,4−、2,3−ブチレ
ンオキサイド等]である。(a1)は主として他のアル
キレンオキサイドを付加後EOを付加して製造される。
他のアルキレンオキサイドとして好ましいものはPOで
ある。(a1)の官能基数は3である。3未満では硬化
時間が長くなり、生産性が悪くなり、圧縮永久歪が悪く
なる。官能基数が3を越えると本発明の目的である低硬
度のフォームが得られない。(a1)の水酸基価は40
〜60である。水酸基価60を越えると触媒使用量の許
容範囲が狭くなり実用性に乏しく、本発明の目的である
低硬度のフォ−ムが得られない。水酸基価が40未満で
は圧縮永久歪が悪くなり、硬化時間が長くなり生産性が
悪くなる。(a1)のEO付加量は10〜25重量%で
ある。EO付加量が10重量%未満では硬化時間が長く
なり生産性が悪くなる。EO付加量が25重量%を越え
ると触媒使用量の許容範囲が狭くなり実用性に乏しい。
【0007】本発明において使用する(a2)のポリエ
ーテルポリオールとしては、活性水素原子3個を有する
化合物(例えばアルコール類,及びアミン類)にPOが
付加した構造の化合物があげられる。アルコール類とし
ては、グリセリン、トリメチロールプロパンなどのアル
コールが挙げられる。又ジエタノールアミン、その他の
活性水素を3個有するアルカノールアミンやアミン類が
挙げられる。これらのうちで好ましいのはアルコール類
である。上記活性水素原子化合物に付加させるアルキレ
ンオキサイドは、POであるが、EO、1,2−、1,
3−、1,4−、2,3−ブチレンオキサイド等を、P
Oに対し10重量%以下を併用してもよい。(a2)の
官能基数は3である。官能基数が3を越えると本発明の
目的である低硬度のフォームが得られない。官能基数が
3未満では圧縮永久歪が悪くなり、硬化時間が長くなり
生産性が悪くなる。(a2)の水酸基価は48〜60で
ある。水酸基価が60を越えると本発明の目的である低
硬度のフォームが得られない。水酸基価48未満では圧
縮永久歪が悪くなり、硬化時間が長くなり生産性が悪く
なる。
【0008】本発明において使用する(a3)のポリエ
ーテルポリオールとしては、活性水素原子2個を有する
化合物(例えばアルコール類、及びアミン類)にPOが
付加した構造の化合物が挙げられる。活性水素原子化合
物として好ましいのはアルコール類であり、アルコール
類としては、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、1,6−ヘキサンジオー
ル、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコールな
どのアルコールが挙げられる。上記活性水素原子化合物
に付加させるアルキレンオキサイドはPOであるが、E
O、1,2−、1,3−、1,4−、2,3−ブチレン
オキサイド等を、POに対し5重量%以下を併用しても
よい。(a3)の官能基数は2である。官能基数が2を
越えると本発明の目的である低硬度のフォームが得られ
ない。官能基数が2未満では圧縮永久歪悪くなり、硬化
時間が長くなり生産性が悪くなる。(a3)の水酸基価
は90〜142である。水酸基価が90未満では圧縮永
久歪が悪くなり、硬化時間が長くなり生産性が悪くな
る。水酸基価が142を越えると本発明の目的である低
硬度のフォームが得られず、又触媒使用量の許容範囲が
狭くなり実用性に乏しい。なお、(a1)〜(a3)の
平均官能基数は、アルキレンオキサイド付加反応中の副
反応により、被付加物の活性水素数より小さくなること
がある。
【0009】本発明において使用するポリオール(a)
中の組成物は上記(a1)、(a2)、(a3)からな
る。(a1)と(a2)の重量比(a1)/(a2)は
90/10〜70/30であり、好ましくは90/10
〜80/20である。(a1)が90を越えると触媒使
用量の許容範囲が狭くなり実用性に乏しく、本発明の目
的である低硬度のフォームが得られない、又70未満で
は硬化時間が長くなり生産性が悪くなる。(a1)と
(a2)の合計重量と(a3)の重量比[(a1)+
(a2)]/(a3)は80/20〜60/40であ
り、好ましくは75/25〜65/35である。(a
3)が40を越えると圧縮永久歪が悪くなり、20未満
では本発明の目的である低硬度のフォームが得られな
い。
【0010】本発明において使用する有機ポリイソシア
ネート(b)としては、ポリウレタンに通常使用できる
ものが用いられる。例えば炭素数(NCO基中の炭素数
を除く)6〜20の芳香族ポリイソシアネート〔2,4
−、2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗
製TDI、2,4−、4,4−ジフェニルメタンジイソ
シアネート(MDI)、粗製MDI[粗製ジアミノフェ
ニルメタン{ホルムアルデヒドと芳香族アミン(例えば
アニリン)またはその混合物との縮合生成物;ジアミノ
ジフェニルメタンと少量(例えば5〜20重量%)の3
官能以上のポリアミンとの混合物}をフォスゲン化して
得られるポリイソシアネート;ポリアリールポリイソシ
アネート(例えばPAPI)]〕など;炭素数2〜18
の脂肪族イソシアネート[ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、リジンジイソシアネートなど];炭素数4〜15
の脂環式ポリイソシアネート[イソフォロンジイソシア
ネート、ジシクロヘキシルジイソシアネートなど];炭
素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート[キシリ
レンジイソシアネートなど];これらのポリイソシアネ
ートの変性物[ウレタン基、カルボジイミド基、アロフ
ァネート基、ウレア基、ビュウレット基、ウレトジオン
基、ウレトンイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾ
リドン基含有変性物など];特願昭59−199160
号公報記載の上記以外のポリイソシアネート;およびこ
れらの2種以上の混合物が挙げられる。これらのうち
で、好ましいのは2,4−および2,6−TDI、およ
びこれらの異性体の混合物である。
【0011】本発明において使用する整泡剤としては通
常、軟質ウレタンフォーム用のものが用いられる。例え
ばジメチルシロキサン系整泡剤などが挙げられ、具体的
には、日本ユニカー(株)製のL−540、L−52
0、SZ−1142、トーレ・ダウコーニング・シリコ
ーン(株)製のSRX−294Aなどが挙げられる。
【0012】本発明において使用する触媒は公知のもの
が使用できる。具体的にはカルボン酸の金属塩、例え
ば、酢酸ナトリウム、オクチル酸鉛、オクチル酸亜鉛、
ナフテン酸コバルト、スタナスオクトエートなど;アル
カリおよびアルカリ土類金属のアルコキシドおよびフェ
ノキシド(例えばナトリウムメトキシド、ナトリウムフ
ェノキシド);三級アミン(例えばトリエチルアミン、
トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン、ジメチ
ルアミノメチルフェノール、ピリジン);第四級アンモ
ニウム塩基(例えばテトラエチルアンモニウムヒドロキ
シド);イミダゾール類(例えばイミダゾール、2−エ
チル−4−メチルイミダゾール);スズやアンチモンな
どの有機金属化合物(例えば、テトラフェニルスズ、ト
リブチルアンチモンオキサイド)を挙げることができ
る。これらのうち好ましいのはスズやアンチモンなどの
有機金属化合物、三級アミンである。
【0013】本発明において使用する発泡剤(c)は水
である。水以外の発泡剤を併用することも可能である
が、本発明の方法の地球環境の破壊防止という主旨に背
かない発泡剤(例えばメチレンクロライドなど)を用い
る方が良い。
【0014】本発明において使用する、各添加剤(発泡
剤、整泡剤及び触媒)の使用量はポリオール100重量
部に対して、下記の通りである。発泡剤である水の使用
量は特に制限はないが、通常2〜8重量部、好ましくは
3〜7重量部である。整泡剤の使用量は、通常0.5〜
5重量部、好ましくは1〜3重量部である。触媒の使用
量は通常0.01〜3重量部、好ましくは0.05〜2
重量部である。有機ポリイソシアネートの使用量はNC
O指数として通常70〜120、好ましいのは80〜1
10である。本発明における軟質ポリウレタンフォーム
の生産方式は通常金型温度が30〜45℃のホットキュ
アー方式である。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれにより限定されるものではない。
【0016】実施例1〜5、比較例1〜3 表1および表2に示した発泡処方(表中の数字は重量部
を示す)にて、金型内にウレタンフォームを発泡させた
のち、乾燥機に入れキュアーさせたのち、ウレタンフォ
ームを金型より取り出し軟質ポリウレタンフォームを得
た、物性測定結果を表1および表2に示す。
【0017】本発明の方法によれば、発泡剤として水単
独を使用し、本発明の方法におけるポリオール成分
(a)を用いて得られるフォームは、発泡剤として水、
フロン11を併用した従来のフォームと同等の低硬度の
フォームが得られる。またその他のフォーム物性も自動
車シートバック用として十分な性能を持っている事が判
る。
【0018】(発泡条件) 金型形状:300mm×300mm×70mm 材質 :アルミニウム 金型温度:30〜45℃ ミキシング方法:低圧マシンミキシング 原料温度:25±2℃ キュア−条件:150℃×10分間
【0019】(使用原料) ポリオール(a1):水酸基価56.1のグリセリンの
PO−EO付加物、EO付加量20重量%。 ポリオール(a2):水酸基価56.1のグリセリンの
PO付加物。 ポリオール(a3):水酸基基価118.1のプロピレ
ングリコールのPO付加物。 ポリオール(b1):水酸基価56.1のグリセリンの
PO−EO付加物、EO付加含量12重量%。 ポリオール(b2):水酸基価44.9のペンタエリス
リト−ルのPO−EO付加物と水酸基価56.1のグリ
セリンのPO−EO−PO−EOの混合物(混合重量比
=70/30)。 T−80:日本ポリウレタン工業株式会社製、2,4−
/2,6−トリレンジイソシアネートの混合物(混合重
量比=80/20)。 DABCO33LV:トリエチレンジアミンの33%ジ
プロピレングリコール溶液。 NMM :N−メチルモルホリン。 TOYOCATF4:東ソー株式会社製3級アミン触
媒。 L−520 :日本ユニカー株式会社製ジメチル
シロキサン系整泡剤。
【0020】フォーム物性の測定法はJIS K640
1で、単位は下記の通りである。 コア−密度・・・・Kg/m3 25%ILD硬さ・・・・Kg/314cm2 圧縮永久歪・・・・(%) 反発弾性率・・・・(%) 引張強度 ・・・・Kg/cm2 切断伸度 ・・・・(%) 引裂強度 ・・・・Kg/cm
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】従来のポリエーテルポリオールを使用し
て自動車シートバック用の低硬度のポリウレタンフォー
ムを得るためには、発泡剤としてフロン11及びフロン
123を水に併用することが必要不可欠であった。しか
し、本発明の軟質ポリウレタンフォーム用ポリオール組
成物を使用することにより、フロン11及びフロン12
3を用いる事なく、水単独でも、自動車シートバックに
適した低硬度のポリウレタンフォームを得ることができ
る。また、発泡剤としてオゾン層を破壊するフロン1
1、フロン123を併用することなく水単独を使用する
ため、地球の環境破壊の問題もない。
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 喜十三 豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動車株式 会社内 (72)発明者 岩田 幸男 豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動車株式 会社内 (72)発明者 松永 稔 京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋 化成工業株式会社内 (72)発明者 賀久 基直 京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋 化成工業株式会社内 (72)発明者 秋本 啓一 京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋 化成工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオール成分(a)と有機ポリイソシ
    アネート(b)とを触媒、整泡剤及び発泡剤(c)の存
    在下で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、ポリオール成分(a)が下記(a1)〜
    (a3)からなり、(a)の中の(a1)と(a2)の
    重量比(a1)/(a2)が90/10〜70/30、
    (a1)と(a2)の合計重量と(a3)の重量比
    [(a1)+(a2)]/(a3)が80/20〜60
    /40であり、かつ発泡剤(c)が水単独であることを
    特徴とする軟質ポリウレタンフォームの製造方法。 (a1):水酸基数が3で、末端部に10〜25重量%
    のポリオキシエチレン鎖を有し、水酸基価が40〜60
    のポリエーテルポリオール。 (a2):水酸基数が3で、水酸基価が48〜60のポ
    リオキシプロピレンポリオール。 (a3):水酸基数が2で水酸基価が90〜142のポ
    リオキシプロピレンポリオール。
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