JPH0753658A - ポリウレタンフオームの製造方法 - Google Patents

ポリウレタンフオームの製造方法

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JPH0753658A
JPH0753658A JP5203490A JP20349093A JPH0753658A JP H0753658 A JPH0753658 A JP H0753658A JP 5203490 A JP5203490 A JP 5203490A JP 20349093 A JP20349093 A JP 20349093A JP H0753658 A JPH0753658 A JP H0753658A
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JP
Japan
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foam
polyurethane foam
polyether polyol
cyclodextrin
polyisocyanate
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JP5203490A
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English (en)
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Masakazu Kageoka
正和 景岡
Mitsuhiro Nishimura
光弘 西村
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Takeda Pharmaceutical Co Ltd
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Takeda Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 引裂き強度、伸び率、湿熱圧縮永久歪等のその他の物性
を実質的に変化させることなく、又は劣化させることな
く、硬度を高めたポリウレタンフオームを製造する方法
を提供することにある。 【構成】本発明によるポリウレタンフオームの製造方法
は、ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとを
β−シクロデキストリンの存在下に発泡させることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、その他の物性を実質的
に変化させることなく、又は劣化させることなく、硬度
を高めたポリウレタンフオームを得るための方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ポリウレタンフオームは、密度が低く、
弾性挙動に特徴があるため、家具、寝具、車両部材等の
用途に広く用いられている。かかるポリウレタンフオー
ムを製造するには、一般に、少なくとも、ポリオール、
触媒、整泡剤及び発泡剤を含む第1の成分、スズ系触媒
を含む第2の成分、及びイソシアネートを含む第3の成
分の3種の成分を混合し、反応させ、発泡と硬化とを同
時に進行させて、フオームを形成する所謂ワン・シヨツ
ト法が用いられている。
【0003】このようにして製造されるポリウレタンフ
オームにおいて、高硬度が重要な要求物性の一つであ
る。硬度を高めるには、一般に、ポリウレタンフオーム
を高密度化する方法、用いるポリオールの官能基数を高
める方法、イソシアネート指標(イソシアネートインデ
ツクス)を高める方法等が採用されているが、しかし、
フオーム密度を高くすれば、製品重量が重くなり、コス
トアツプを招く。ポリオールの官能基数を高めれば、配
合成分の一つであるスズ触媒の添加範囲を狭くすること
となり、その結果、発泡安定性に問題が生じたり、或い
は物性的に伸び率が大幅に低下する。また、イソシアネ
ート指標を高めれば、ポリオールの官能基数を高める場
合と同様に、発泡安定性や得られるフオームの物性に不
都合を生じやすくなるのみならず、スコーチングのおそ
れもある。このように、従来、ポリウレタンフオームの
高硬度化には、種々の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな従来のポリウレタンフオームの製造における問題を
解決して、引裂き強度、伸び率、湿熱圧縮永久歪等のそ
の他の物性を実質的に変化させることなく、又は劣化さ
せることなく、硬度を高めたポリウレタンフオームを製
造する方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるポリウレタ
ンフオームの製造方法は、ポリエーテルポリオールとポ
リイソシアネートとをβ−シクロデキストリンの存在下
に発泡させることを特徴とする。
【0006】本発明において、ポリエーテルポリオール
としては、開始剤として、2価以上の多価アルコール、
例えば、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、メチルグルコシド、ソルビトール、シ
ヨ糖等の1種又は2種以上を用い、これに、例えば、水
酸化カリウム等のようなアルカリ金属を触媒として、例
えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブ
チレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合
させて得られるものが用いられる。
【0007】特に、本発明においては、ポリエーテルポ
リオールは、平均官能基数2〜4を有すると共に、水酸
基価40〜80mgKOH/gを有することが好まし
い。
【0008】本発明において、ポリイソシアネートとし
ては、トリレンジイソシアネート(以下、TDIとい
う。)、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート
等のポリイソシアネートが用いられる。特に、TDI−
80(2,4−TDI/2,6−TDI=80/20の混合
物)が好ましく用いられる。
【0009】本発明の方法においては、上述したような
ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートは、イソ
シアネート指標が80〜120の範囲であるように用い
られる。ここに、イソシアネート指標とは、反応に用い
るポリイソシアネートの量を表わす指標であって、反応
に用いるポリイソシアネートの量を、活性水素含有化合
物(本発明の場合は、ポリエーテルポリオール)と定量
的に反応させるに必要なポリイソシアネートの理論量に
て除した値の100倍として定義される。本発明におい
ては、イソシアネート指標が80よりも小さいときは、
得られるフオームの湿熱圧縮永久歪が大きくなる等、フ
オーム物性の低下をきたす場合がある。他方、イソシア
ネート指標が120よりも大きいときは、得られるフオ
ームの硬度は高くなるが、その他の物性、例えば、引裂
き強度や伸び率等の低下をきたし、また、スコーチが生
じやすい等の不都合を生じる場合がある。
【0010】本発明の方法によれば、ポリエーテルポリ
オールとポリイソシアネートとを触媒、整泡剤及び発泡
剤と共に、β−シクロデキストリンの存在下に反応させ
る。ここに、触媒としては、例えば、トリエチレンジア
ミン、N−エチルモルホリン、ペンタメチルジエチレン
トリアミン(PMDETA)等の第3級アミン類や、ス
タナスオクトエート、ジブチルスズラウレート等の有機
金属塩が用いられる。通常、第3級アミン類は、ポリエ
ーテルポリオール100重量部当たりに0.01〜0.3重
量%の範囲にて、また、有機金属類は0.001〜0.50
重量部の範囲で用いられる。触媒の使用量がこれら適正
量をはずれるときは、フオームの割れ、ボイド、独立気
泡等の不具合が生じる場合がある。
【0011】整泡剤としては、スラブフオーム用の整泡
剤や、ホツトモールドフオーム用の整泡剤と呼ばれるも
のであれば何でもよい。従つて、例えば、B−8017
(ゴールドシユミツト社製)、L−520、L−582
(日本ユニカ(株)製)、SH−192(東レシリコー
ン(株)製)等を用いることができる。これらの整泡剤
は、通常、ポリエーテルポリオール100重量部につい
て、0.5〜3.0重量部の範囲で用いられる。
【0012】本発明の方法によれば、発泡剤の一部又は
全部として水を用いることができ、その量は、用いるポ
リエーテルポリオール100重量部に対して、2〜6重
量部の範囲が好ましい。水以外の発泡剤としては、フロ
ンR−141b、ジクロルメタン等が使用できる。
【0013】更に、本発明の方法においては、β−シク
ロデキストリンが用いられる。このβ−シクロデキスト
リンは、発泡剤として用いる水に均一に溶解して、反応
に用いられ、特に好ましくは、水100重量部に対し
て、1.0〜1.8重量部の範囲であり、最も好ましくは1.
8重量部(飽和水溶液)である。
【0014】本発明においては、上記に加えて、得られ
るフオームの用途や目的に応じて、難燃剤(例えば、ト
リス(2,3−ジクロロプロピル)ホスフエート等)、着
色剤、酸化防止剤、低粘度化剤(例えば、プロピレンカ
ーボネート等)等、公知の添加剤を併用してもよい。
【0015】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。尚、以下において、部は、特に断りのない限り、重
量部を表わすものとする。
【0016】実施例1〜3及び比較例1〜13 表1及び表2に示す処方にて、ハンドミキシング法のフ
リー発泡によつて、軟質ポリウレタンフオームを製造し
た。即ち、ポリオール350gに整泡剤、触媒、発泡剤
(水又はシクロデキストリン水溶液)等を所定の部数比
にて前もつて混合し、この混合液にスタナスオクトエー
トを加え、混合した後、これに速やかにTDI−80を
加え、3000rpm のミキサーで5秒間混合した。得ら
れた混合液を27cm×27cm×25cmの木製の上部を開
放した容器に注入し、発泡硬化させて、軟質ポリウレタ
ンフオームを得た。このフオームについて、所定の物性
を測定し、その結果を表1及び表2に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】表中、「アクトコール79−56」(武田
薬品工業株式会社製)は、本発明にて規定する範囲にあ
るポリエーテルポリオールであり、グリセリンを開始剤
として、プロピレンオキサイドを付加して得られる水酸
基価56mgKOH/gのものである。また、ライズタ
イムとは、反応液を混合し、反応が開始されてから、フ
オーム上面の高さが最高点に達するまでの時間をいう。
【0020】表1及び表2に示す結果から明らかなよう
に、従来の処方(比較例1〜4)においては、イソシア
ネート指標を増大すると、フオームの硬度を増すが、引
裂記強度、伸び率、湿熱圧縮永久歪等の物性の著しい低
下がみられる。これに対して、β−シクロデキストリン
の飽和水溶液(1.75重量%)を用いる処方(実施例1
〜3)にて得られる軟質ポリウレタンフオームの物性を
評価するため、図1に比較例1〜3及び5〜13と実施
例1〜3の通気量に対する硬度の変化を示した。図中、
CDはシクロデキストリンを示す略号である。
【0021】一般に、フオームの硬度は、その密度及び
通気量に依存するが、同じ密度で比較した場合は、本発
明によれば、いずれの通気量においても、硬度が増大し
ていることが明らかである。尚、通気量とは、(株)東
洋精機製作所製の織布通気試験機を用いて、気圧12.7
mmH2 Oにて、厚み10mm、直径70mmの円盤状のサン
プル片に空気を通した時の流量にて定義される。
【0022】このように、本発明によれば、β−シクロ
デキストリンの共存下に発泡硬化反応を行なうことによ
つて、他の物性を変化させることなく、又は劣化させる
ことなく、その硬度を増大させることができる。しか
し、β−シクロデキストリンに代えて、α−シクロデキ
ストリン、γ−シクロデキストリン及びメチルグルコシ
ドのそれぞれ1.75重量%水溶液を用いる処方(比較例
5〜13)によれば、比較例1〜3における結果と実質
的に変わるところがなかつた。
【0023】フオームの各種の物性は、次に示す試験方
法に基づいて評価した。 (1) 硬度(Identation Load) JIS K−6401(1965)によつた。厚さ50
mm、縦、横それぞれ300mmの試料片に直径200mmの
円盤を50mm/分の速度で75%押さえ込み、直ちに開
放し、再度25%圧縮して、20秒間静置したときの荷
重をILD25%としてKg/314cm2 で表示した。 (2) 伸び率 JIS K−6402(1965)によつた。フオーム
をダンベルで打抜き、この試験片を300〜500mm/
分の速度で引張り、破断時までの伸びを伸び率として%
で表示した。
【0024】(3) 引張り強度 JIS K−6402(1965)によつた。伸び率と
同時に測定した。破断時の荷重をもつて引張り強度と
し、Kg/cm2 で表示した。 (4) 引裂き強度 JIS K−6301(1965)によつた。フオーム
をB形ダンベルにて厚さ10mmに打抜き、この試験片を
200mm/分の速度で引張り、破断に至るまでの最大荷
重を読み取つた。
【0025】(5) 反発弾性 JIS B−1501(1965)によつた。 (6) 圧縮永久歪(Dry Set) JIS K−6401によつた。
【0026】厚さ50mmの試験片を50%に圧縮(25
mm)固定し、温度70±1℃の恒温槽中で連続して22
時間加熱した後、取り出し、その試験片を圧縮盤から外
し、常温(温度23℃)、相対湿度50%の条件下に3
0分間放置した後、その厚さを測定して、次式によつて
算出した。 C=〔(t0 −t1 )/t0 〕×100(%)…(1) ここに、 C : 圧縮永久歪(%) t0 : 試験片の始めの厚さ(mm) t1 : 試験片の試験後の厚さ(mm) である。
【0027】(7) 湿熱圧縮永久歪(Wet Set) JASO M−304によつた。圧縮永久歪と同様、厚
さ50mmの試験片を50%に圧縮(25mm) 固定し、温
度50±2℃、相対湿度95%の恒温恒湿槽中で連続し
て22時間放置した後、取り出し、試験片を圧縮盤から
外し、常温(230C)相対湿度50%の条件下に30分
間放置した後、その厚さを測定して、上記式(1) に準じ
て算出した。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明の方法によれば、
ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとを、触
媒、整泡剤及び発泡剤と共に、β−シクロデキストリン
の存在下に反応させることによつて、その他の物性を実
質的に変化させることなく、又は劣化させることなく、
硬度を高めたポリウレタンフオームを得ることができ
る。本発明により得られるボリウレタンフォームは、家
具、寝具、車両部材等の用途に広く用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、通気量とフオーム硬度との関係を示すグラ
フである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエーテルポリオールとポリイソシアネ
    ートとをβ−シクロデキストリンの存在下に発泡させる
    ことを特徴とするポリウレタンフオームの製造方法。
  2. 【請求項2】ポリエーテルポリオールが平均官能基数2
    〜4、水酸基価40〜80mgKOH/gを有する請求
    項1記載のポリウレタンフオームの製造方法。
  3. 【請求項3】ポリエーテルポリオール100重量部に対
    して、発泡剤の一部乃至は全部として、水2〜6重量部
    を用いる請求項1記載のポリウレタンフオームの製造方
    法。
  4. 【請求項4】ポリイソシアネートがトリレンジイソシア
    ネートである請求項1記載のポリウレタンフオームの製
    造方法。
  5. 【請求項5】ポリエーテルポリオールとポリイソシアネ
    ートとをβ−シクロデキストリンの存在下に発泡させて
    得られるポリウレタンフオーム。
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