JPH0678448B2 - 柔軟性ポリウレタンフオームの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、柔軟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。特に、本発明は改良されたガス抜き性
を有する一般的な「熱−硬化性の」柔軟性ポリウレタン
フォームの製造方法に関するものである。

柔軟性ポリウレタンフォームは公知の物質であり、そし
てベッド、家具クッションおよび座席の製造用に広く使
用されている。そのようなフォームは一般的には「熱−
硬化」方法により製造されており、そこではそれの硬化
を行うためにフォームを完全に高くなった時点で例えば
130−150℃の如き高温に加熱する。そのようなフォーム
の製造においては、フォームを安定化させるための高分
子量シリコーン表面活性剤の使用がこれまでは含まれて
いた。

そのような表面活性剤を使用して低密度フォームを製造
する時には問題が生じる。低密度フォームは、フォーム
を安定化させるためには、高水準のシリコーン表面活性
剤の使用を必要とする。残念なことに、高水準のシリコ
ーン表面活性剤を使用するとフォームセルの解放度が低
いセルが生成する。その結果、そのようなフォームは圧
縮後の回復が遅く、すなわち劣悪なガス抜き性を示すこ
ととなる。

高分子量（典型的には10,000−20,000の範囲の分子量）
シリコーン表面活性剤の代わりに少量の低分子量シリコ
ーン表面活性剤および大量の高分子量表面活性剤からな
るシリコーン表面活性剤の混合物を使用する時には、あ
る一定のシリコーン表面活性剤水準において生成するフ
ォームのガス抜き性が改良されることを、今見いだし
た。

従って、本発明は （１）ポリエーテルポリオール類および重合体ポリオー
ル類からなる群から選択され、２−６の範囲の平均官能
度を有しており、そしてヒドロキシル基の20％以下が第
一級ヒドロキシル基であるポリオール、 （２）トルエンジイソシアネートを含有しているイソシ
アネート組成物、 （３）ポリウレタン生成反応用の触媒、および （４）発泡剤 からなるフォーム調合物を反応させそして発泡させるこ
とからなる柔軟性ポリウレタンフォームの製造方法にお
いて、該フォーム調合物がさらに （ａ）５−20cut％の間の式 （R¹）₃SiO（Si（CH₃）（R¹）Ｏ）ｘ（Si（CH₃）（R²）
Ｏ）ySi（R¹）_３ ［式中、 （ｉ）ｘおよびｙは ｘ＋ｙ＝２−10であり且つ となるようなものであり、 （ii）R¹基は独立してC₁−C₁₀ヒドロカルビル基から選
択され、 （iii）R²基は独立して一般式 を有する基から選択され、 ここでR³は２価のヒドロカルビル基であり、R⁴は−OH、
−NH₂、Cl、Br、およびCH₂OHからなる群から選択された
極性部分であり、そしてR⁵基は独立して水素またはC₁−
C₁₀アルキルもしくはアルコキシ基から選択される］ を有する低分子量シリコーン表面活性剤、および （ｂ）95−80cut％の間の式 （R¹）₃SiO（Si（CH₃）（R¹）Ｏ）ｐ（Si（CH₃）（R⁶）
Ｏ）qSi（R¹）_３ ［式中、 （ｉ）ｐ＝40−150であり、 （ii）ｑ＝３−15であり、 （iii）R⁶は一端においてアルコキシでキャップされて
おりそして２価のヒドロカルビル基によりケイ素と結合
されている1500−5000の範囲の分子量を有する酸化エチ
レン／酸化プロピレン共重合体である］ を有する10,000−50,000の分子量範囲の高分子量シリコ
ーン表面活性剤 の混合物からなるシリコーン表面活性剤組成物も含んで
いることを特徴とする方法を提供するものである。

低分子量シリコーン表面活性剤に関すると、これは好適
にはR¹がメチルでありそしてｘ＋ｙが６−10の間である
ものである。R²基が、R⁴が−OHまたは−CH₂OHであるも
のも好適である。

高分子量表面活性剤は好適には熱−硬化性のフォーム調
合物中で使用されている容易に入手可能なシリコーン表
面活性剤のものである。R¹がメチルであり、そしてｐお
よびｑがそれぞれ60−80および５−９の範囲であるよう
なシリコーン表面活性剤を使用することが好ましい。

熱−硬化性のフォーム調合物の他の成分類は当技術の専
門家には公知である。例えば、ポリオールはポリエーテ
ルポリオールまたは重合体ポリオールである。考えられ
る型のポリエーテルポリオールは、低分子量多官能性ア
ルコール、例えばグリセロール、トリメチロールプロパ
ン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリトリッ
ト、ソルビトール、スクロースなど、を１種以上の酸化
アルキレンと反応させることにより製造されたものであ
る。酸化アルキレンは好適には低級アルキレン類、例え
ば酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレンまたは
それらの混合物である。この方法により製造されるポリ
エーテルポリオール類は、重合度、分子のポリエーテル
部分中の種々の酸化アルキレン類の相対的割合など、並
びに使用する特定の酸化アルキレンにより、ある範囲の
物理的および化学的性質を有するように製造することが
できる。ビニル重合体または共重合体（例えばスチレン
／アクリロニトリル）がグラフト化されているポリエー
テルポリオールを含んでいるような重量体ポリオール類
は、例えば米国特許1412797号およびヨーロッパ特許137
723中に詳細に記載されている。

上記の如く、ポリオール２−６の好適には２−3.5の範
囲の平均官能度を有しておりそしてヒドロキシル基の20
％以下が第一級ヒドロキシル基であるものである。ポリ
オールの分子量が1500−8000の範囲であることも好まし
い。

使用されるイソシアネート組成物は、トルエンジイソシ
アネート（TDI）を含有しているものである。典型的に
は異性体類の混合物状で存在しているトルエンジイソシ
アネートは、そのままで、ポリオールとのプレポリマー
の形状で、または例えばMDIなどの如き他の多官能性イ
ソシアネート類と混合されて、存在するものができる。
一般的には、イソシアネート組成物およびポリオールの
相対的割合は、当量基準で計算された時に0.8−1.2の間
の好適には0.9−1.1の間のイソシアネート：ポリオール
比を生じるようにすべきである。

ポリウレタン発泡反応は塩基で触媒作用を受けるので、
反応は適切には塩基触媒の存在下で実施される。塩基触
媒は広範囲の無機または有機塩基類のいずれであっても
よい。触媒の特に適切な例には、第三級アミン類、例え
ばトリブチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、DABCO、T
BD、1,3−プロパンジアミン、および有機錫化合物、例
えば錫（II）アルコキシド類、錫（II）カルボキシレー
ト類、カルボン酸類またはハロゲン化水素酸類のジアル
キル錫塩類、が包含される。

工業的には広く使用されていない例えば鉛、アンチモ
ン、チタンおよび水銀の誘導体類の如き他の触媒を使用
することもできる。

そのような触媒の使用量は当技術の専門家には知られて
いる。

フォームを製造するためには、ポリウレタン発泡反応中
に発泡剤が存在していることが必要である。好適には発
泡剤は水またはフルオロカーボン発泡剤、例えばジクロ
ロジフルオロメタン、1,1−ジクロロ−１−フルオロエ
タン、１−クロロ−1,1−ジフルオロエタン、2,2−ジク
ロロエタンなどである。必要な発泡剤の量は希望するフ
ォームの密度に従い変化するであろう。発泡剤の適切な
水準は当技術の専門家には知られている。

柔軟性ポリウレタンフォームの製造においては、フォー
ム調合物の成分類を混合しそして生成した調合物を自然
に発泡させる。完全に高くなったフォームを次に130−1
50℃の温度において硬化させる。

本発明を下記の実施例を参照しながらさらに記載する。

下記の組成を有する一連のポリウレタンフォーム調合物
を製造した： ポリU10.01（exBP） −100部 水 −4.7部 Ａ−１触媒（exBP） −0.1部 SO触媒 −0.2部 Ｕ−11−フルオロカーボン −0.2部 シリコーン表面活性剤 −1.0部。

各フォーム調合物を自然に乳化させそして高くさせた。
高くなったフォームを標準的条件下で硬化させた。

完全に硬化した特に、それぞれのガス抜き性を図１の装
置を用いて測定した。

ガス抜き性試験 フォームの切断試料（5cm×5cm×2.5cm）を真空室の上
部に設置した。３個の流動計の１個を使用して空気をフ
ォームを通して外部に吹き出させた。空気流は各場合と
も、圧力計が1.27cm厚さの試料を越えて0.25mmの水圧力
を記録するように、調節されていた。表は１立法フィー
ト中で１分間当たりに得られた流速を示している。

表において、シリコーン表面活性剤は下記の如きもので
ある。

A:（CH₃）₃SiO（Si（CH₃）₂O）₇₂（Si（CH₃）（C₃H₆（O
C₂H₄）₂₂（OC₃H₆）₂₂（OCH₃））０）_{5 5}Si（CH₃）_３ B:90％Ａ 10％（CH₃）₃SiO（Si（CH₃）₂O）_７（Si（CH₃）R²O）₂S
i（CH₃）_３（R²＝アリルフェノール） C:90％Ａ 10％（CH₃）₃SiO（Si（CH₃）₂O）_７（Si（CH₃）R²O）₂S
i（CH₃）_３（R²＝メトキシオイゲノール） D:90％Ａ 10％（CH₃）₃SiO（Si（CH₃）₂O）_８（Si（CH₃）R²O）₂S
i（CH₃）_３（R²＝メトキシオイゲノール） E:90％Ａ 10％（CH₃）₃SiO（Si（CH₃）₂O）_７（Si（CH₃）R²O）₂S
i（CH₃）_３（R²＝サフォール） F:90％Ａ 10％（CH₃）₃SiO（Si（CH₃）₂O）_７（Si（CH₃）R²O）₂S
i（CH₃）_３（R²＝オイゲノール） 実施例 フォームガス抜き性（立法フィート／分） Ａ 2.0 Ｂ 3.5 Ｃ 5.5 Ｄ 5.0 Ｅ 4.7 Ｆ 3.9 R²基は簡単にするためにアリルフェノール、メトキシオ
イゲノール、サフォールおよびオイゲノールと称されて
いるが、R²基は実際にはそのような種類をSi−Ｈ結合と
反応させた時に得られる部分であることは当技術の専門
家には明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 75:04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（１）ポリエーテルポリオール類および重
   合体ポリオール類からなる群から選択され、２−６の範
   囲の平均官能度を有しており、そしてヒドロキシル基の
   20％以下が第一級ヒドロキシル基であるポリオール、 （２）トルエンジイソシアネートを含有しているイソシ
   アネート組成物、 （３）ポリウレタン生成反応用の触媒、および （４）発泡剤 からなるフォーム調合物を反応させそして発泡させるこ
   とからなる柔軟性ポリウレタンフォームの製造方法にお
   いて、該フォーム調合物がさらに （ａ）５−20重量％の間の式 （R¹）₃SiO（Si（CH₃）（R¹）Ｏ）ｘ（Si（CH₃）（R²）
   Ｏ）ySi（R¹）_３ ［式中、 （ｉ）ｘおよびｙは ｘ＋ｙ＝２−10であり且つ となるようなものであり、 （ii）R¹基は独立してC₁−C₁₀ヒドロカルビル基から選
   択され、 （iii）R²基は独立して一般式 を有する基から選択され、 ここでR³は２価のヒドロカルビル基であり、R⁴は−OH、
   −NH₂、Cl、−Br、および−CH₂OHからなる群から選択さ
   れた極性部分であり、そしてR⁵は独立して水素またはC₁
   −C₁₀アルキルもしくはアルコキシ基から選択される］ を有する低分子量シリコーン表面活性剤、および （ｂ）95−80重量％の間の式 （R¹）₃SiO（Si（CH₃）（R¹）Ｏ）ｐ（Si（CH₃）（R⁶）
   Ｏ）qSi（R¹）_３ ［式中、 （ｉ）ｐ＝40−150であり、 （ii）ｑ＝３−15であり、 （iii）R⁶は一端においてアルコキシでキャップされて
   おりそして２価のヒドロカルビル基によりケイ素と結合
   されている1500−5000の範囲の分子量を有する酸化エチ
   レン／酸化プロピレン共重合体である］ を有する10,000−50,000の分子量範囲の高分子量シリコ
   ーン表面活性剤 の混合物からなるシリコーン表面活性剤組成物も含んで
   いることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】該低分子量表面活性剤において、R¹がメチ
   ルでありそしてｘ＋ｙが６−10である、上記１の方法。
3. 【請求項３】該低分子量表面活性剤において、R⁴が−OH
   または−CH₂OHである、上記１の方法。
4. 【請求項４】該高分子量表面活性剤において、R¹がメチ
   ルであり、ｐが60−80の範囲であり、そしてｑが５−９
   の範囲である、上記１の方法。