JPH0753659A - ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents
ポリウレタンフォームの製造方法Info
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- JPH0753659A JPH0753659A JP5228215A JP22821593A JPH0753659A JP H0753659 A JPH0753659 A JP H0753659A JP 5228215 A JP5228215 A JP 5228215A JP 22821593 A JP22821593 A JP 22821593A JP H0753659 A JPH0753659 A JP H0753659A
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- polyurethane foam
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- polyol component
- polyol
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】ポリイソシアネート成分とポリオール成分を発
泡剤を含む助剤の存在下に反応させてポリウレタンフォ
ームを製造するに際し、ポリオール成分の少なくとも一
部として、一般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコ
ールの１種以上を用い、かつ発泡剤として２−メチルブ
タン、ｎ−ペンタンおよびシクロペンタンからなる群よ
り選ばれる１種以上を用いることを特徴とするポリウレ
タンフォームの製造方法。 【効果】本発明において、オゾン層を全く破壊しない低
沸点炭化水素類を発泡剤とし、本発明に係わる第３級ア
ミノアルコールをポリオールの少なくとも一部として使
用することにより従来、困難であった充填性と熱伝導率
の同時向上が可能となった。
泡剤を含む助剤の存在下に反応させてポリウレタンフォ
ームを製造するに際し、ポリオール成分の少なくとも一
部として、一般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコ
ールの１種以上を用い、かつ発泡剤として２−メチルブ
タン、ｎ−ペンタンおよびシクロペンタンからなる群よ
り選ばれる１種以上を用いることを特徴とするポリウレ
タンフォームの製造方法。 【効果】本発明において、オゾン層を全く破壊しない低
沸点炭化水素類を発泡剤とし、本発明に係わる第３級ア
ミノアルコールをポリオールの少なくとも一部として使
用することにより従来、困難であった充填性と熱伝導率
の同時向上が可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規なポリウレタンフォ
ームの製造方法に関するものである。更に詳しくは、ポ
リウレタン化反応を促進させるために通常用いられる触
媒成分を実質的に使用せずに、充填性、断熱性、低温寸
法安定性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造する
方法に関する。
ームの製造方法に関するものである。更に詳しくは、ポ
リウレタン化反応を促進させるために通常用いられる触
媒成分を実質的に使用せずに、充填性、断熱性、低温寸
法安定性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】ポリウレ
タンフォームは、成形密度、製品硬度、諸物性のコント
ロールが容易で、しかも成形加工性も良好なため、硬質
フォーム、半硬質フォーム、軟質フォーム等として多く
の産業分野で使用されている。これらのポリウレタンを
製造する方法としては、ポリイソシアネート成分とポリ
オール成分をポリウレタン製造用触媒として第３級アミ
ンまたは有機金属を使用することにより硬化反応や発泡
反応を促進させ、工業的に生産可能なものにすることが
一般的な方法である。
タンフォームは、成形密度、製品硬度、諸物性のコント
ロールが容易で、しかも成形加工性も良好なため、硬質
フォーム、半硬質フォーム、軟質フォーム等として多く
の産業分野で使用されている。これらのポリウレタンを
製造する方法としては、ポリイソシアネート成分とポリ
オール成分をポリウレタン製造用触媒として第３級アミ
ンまたは有機金属を使用することにより硬化反応や発泡
反応を促進させ、工業的に生産可能なものにすることが
一般的な方法である。
【０００３】これらのポリウレタン製造用触媒のうち第
３級アミンは、特に反応のバランスをコントロールする
のに有用で広く用いられているが、多くの場合強い刺激
臭や皮膚刺激性をもっているため、作業環境上の問題
や、その臭気により商品価値を低下させるという欠点を
有していた。更に、冷蔵庫やパネルといったモールド発
泡により硬質ポリウレタンフォーム等を成形する場合、
型内での樹脂流動性に起因する充填性の向上が要求さ
れ、従って歩留りよく低密度化できる処方が望まれてい
た。
３級アミンは、特に反応のバランスをコントロールする
のに有用で広く用いられているが、多くの場合強い刺激
臭や皮膚刺激性をもっているため、作業環境上の問題
や、その臭気により商品価値を低下させるという欠点を
有していた。更に、冷蔵庫やパネルといったモールド発
泡により硬質ポリウレタンフォーム等を成形する場合、
型内での樹脂流動性に起因する充填性の向上が要求さ
れ、従って歩留りよく低密度化できる処方が望まれてい
た。
【０００４】また、近年、大気中のオゾン層保護のた
め、発泡剤として用いるクロロフルオロカーボン類の使
用が規制され、従来硬質ポリウレタンフォームの製造に
使用されていたトリクロロフルオロメタン（Ｒ−１１）
も規制対象に含まれているため、トリクロロフルオロメ
タンの削減方法が問題となっている。削減方法として
は、トリクロロフルオロメタンの使用量を減らし水の量
を増やす方法（いわゆるフロン削減処方）や、トリクロ
ロフルオロメタンよりもオゾン破壊係数（ＯＤＰ）の小
さいクロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）、１，１，１
−トリクロロジフルオロエタン（Ｒ−１４２ｂ）、１，
１−ジクロロ２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１
２３）、１，１，１−ジクロロフルオロエタン（Ｒ−１
４１ｂ）を使用することが提案されている。更にオゾン
層を全く破壊しない低沸点炭化水素類を発泡剤として用
いる技術が開発されようとしている（R.E.Wiedermann e
t al., Proceeding of the SPI/ISOPA Polyurethanes W
orld Congress 1991, Technomic Publishing Co., In
c., Lancaster / USA, 1991, 408-411) 。
め、発泡剤として用いるクロロフルオロカーボン類の使
用が規制され、従来硬質ポリウレタンフォームの製造に
使用されていたトリクロロフルオロメタン（Ｒ−１１）
も規制対象に含まれているため、トリクロロフルオロメ
タンの削減方法が問題となっている。削減方法として
は、トリクロロフルオロメタンの使用量を減らし水の量
を増やす方法（いわゆるフロン削減処方）や、トリクロ
ロフルオロメタンよりもオゾン破壊係数（ＯＤＰ）の小
さいクロロジフルオロメタン（Ｒ−２２）、１，１，１
−トリクロロジフルオロエタン（Ｒ−１４２ｂ）、１，
１−ジクロロ２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１
２３）、１，１，１−ジクロロフルオロエタン（Ｒ−１
４１ｂ）を使用することが提案されている。更にオゾン
層を全く破壊しない低沸点炭化水素類を発泡剤として用
いる技術が開発されようとしている（R.E.Wiedermann e
t al., Proceeding of the SPI/ISOPA Polyurethanes W
orld Congress 1991, Technomic Publishing Co., In
c., Lancaster / USA, 1991, 408-411) 。
【０００５】しかしながら、これらの化合物はポリオー
ル相溶性が低く、且つ熱伝導性が従来のＲ−１１と比較
して約２０％高くなるという欠点を持っている。熱伝導
性は主に断熱材として用いられる硬質フォームにとって
は最も重要な問題点である。例えば、電気冷蔵庫等の断
熱材として用いられる場合、消費電力量の増大、もしく
は庫内容積率の低下等の問題点が考えられる。また、相
溶性が低いことにより発泡剤の使用可能な量が少なくな
るので結果として相対的に水の添加量を増やす必要があ
る。このため、熱伝導率は更に高くなり充填性等の問題
点が生じる。以上の問題を解決するため、ポリウレタン
フォームを製造する際に炭化水素類を発泡剤として用い
た時の熱伝導率が従来よりも小さくなるようなポリウレ
タンフォームの製造方法を開発する必要がある。言い換
えれば、断熱性を向上させるようなポリウレタンフォー
ムの製造方法を開発する手法が望まれていた。
ル相溶性が低く、且つ熱伝導性が従来のＲ−１１と比較
して約２０％高くなるという欠点を持っている。熱伝導
性は主に断熱材として用いられる硬質フォームにとって
は最も重要な問題点である。例えば、電気冷蔵庫等の断
熱材として用いられる場合、消費電力量の増大、もしく
は庫内容積率の低下等の問題点が考えられる。また、相
溶性が低いことにより発泡剤の使用可能な量が少なくな
るので結果として相対的に水の添加量を増やす必要があ
る。このため、熱伝導率は更に高くなり充填性等の問題
点が生じる。以上の問題を解決するため、ポリウレタン
フォームを製造する際に炭化水素類を発泡剤として用い
た時の熱伝導率が従来よりも小さくなるようなポリウレ
タンフォームの製造方法を開発する必要がある。言い換
えれば、断熱性を向上させるようなポリウレタンフォー
ムの製造方法を開発する手法が望まれていた。
【０００６】当業界における前記要求に鑑み、従来にお
いてポリウレタンを製造する際の、断熱性を向上させる
手段としては、（１）ポリオールの末端水酸基を１級化
し、イソシアネートに対する反応性を高くする、（２）
重合反応促進触媒を用いる、（３）触媒の増量により反
応初期を早くする、（４）フリー密度を比較的高く
（０．０２５〜０．０３０ｋｇ／ｍ3 ）設定し、オーバ
ーパック率を低くする、（５）水の添加量を減少させ
る、もしくは（６）ポリオール成分の平均官能基数もし
くは平均水酸基価を高くする、等の方法が行われてい
た。しかし、これらの方法では断熱性、充填性および接
着性等を同時に満足させることは不可能であった。
いてポリウレタンを製造する際の、断熱性を向上させる
手段としては、（１）ポリオールの末端水酸基を１級化
し、イソシアネートに対する反応性を高くする、（２）
重合反応促進触媒を用いる、（３）触媒の増量により反
応初期を早くする、（４）フリー密度を比較的高く
（０．０２５〜０．０３０ｋｇ／ｍ3 ）設定し、オーバ
ーパック率を低くする、（５）水の添加量を減少させ
る、もしくは（６）ポリオール成分の平均官能基数もし
くは平均水酸基価を高くする、等の方法が行われてい
た。しかし、これらの方法では断熱性、充填性および接
着性等を同時に満足させることは不可能であった。
【０００７】例えば、（１）、（２）および（３）、
（６）の方法では樹脂のゲル化を優先して促進するため
に断熱性と接着性は向上するが、一方充填性は極端に悪
化してしまう。また、（４）および（５）の方法では発
泡反応が抑制されてしまい、充填性の改良には逆効果で
あるという問題点が指摘される。これらのことから、当
業界では断熱性、充填性および接着性等を同時に満足さ
せることのできるポリウレタンフォームの製造方法の開
発が望まれていた。
（６）の方法では樹脂のゲル化を優先して促進するため
に断熱性と接着性は向上するが、一方充填性は極端に悪
化してしまう。また、（４）および（５）の方法では発
泡反応が抑制されてしまい、充填性の改良には逆効果で
あるという問題点が指摘される。これらのことから、当
業界では断熱性、充填性および接着性等を同時に満足さ
せることのできるポリウレタンフォームの製造方法の開
発が望まれていた。
【０００８】
【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、ポリイソシアネ
ート成分とポリオール成分を発泡剤の存在下に反応させ
てポリウレタンフォームを製造するに際し、ポリオール
成分の少なくとも一部として特定の構造を有する第３級
アミノアルコールを用い、かつ低沸点炭化水素類をフロ
ン代替の発泡剤として用いることにより、実質的に第３
級アミン等の触媒成分を使用することなく、ポリウレタ
ンフォームを製造することが可能であることを見出し、
さらに、該方法により得られるポリウレタンフォームは
従来の物に比べて充填性、断熱性、接着性等の性能が向
上することを見出し、本発明を完成するに至った。
問題点を解決すべく鋭意検討した結果、ポリイソシアネ
ート成分とポリオール成分を発泡剤の存在下に反応させ
てポリウレタンフォームを製造するに際し、ポリオール
成分の少なくとも一部として特定の構造を有する第３級
アミノアルコールを用い、かつ低沸点炭化水素類をフロ
ン代替の発泡剤として用いることにより、実質的に第３
級アミン等の触媒成分を使用することなく、ポリウレタ
ンフォームを製造することが可能であることを見出し、
さらに、該方法により得られるポリウレタンフォームは
従来の物に比べて充填性、断熱性、接着性等の性能が向
上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】即ち、本発明の要旨は、ポリイソシアネー
ト成分とポリオール成分を発泡剤を含む助剤の存在下に
反応させてポリウレタンフォームを製造するに際し、ポ
リオール成分の少なくとも一部として、下記の一般式
（Ｉ）
ト成分とポリオール成分を発泡剤を含む助剤の存在下に
反応させてポリウレタンフォームを製造するに際し、ポ
リオール成分の少なくとも一部として、下記の一般式
（Ｉ）
【００１０】
【化２】
【００１１】〔式中、Ｒ1 は炭素数２〜２４の直鎖また
は分岐鎖のアルキレン基、シクロアルキレン基、アラル
キレン基、又は−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）x −（ＣＨ2 ＣＨ
2 ）y−（但し、ｘは０または正数であり、ｙは正数で
ある）を表し、Ｒ2 は炭素数１〜９の直鎖または分岐鎖
のアルキル基、アラルキル基を表し、Ｒ3 はＲ1 ＯＨ又
はＲ2 を表し、平均重合度ｎは２〜５０の正数を表
す。〕で表される第３級アミノアルコールの１種以上を
用い、かつ発泡剤として２−メチルブタン、ｎ−ペンタ
ンおよびシクロペンタンからなる群より選ばれる１種以
上を用いることを特徴とするポリウレタンフォームの製
造方法に関する。
は分岐鎖のアルキレン基、シクロアルキレン基、アラル
キレン基、又は−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）x −（ＣＨ2 ＣＨ
2 ）y−（但し、ｘは０または正数であり、ｙは正数で
ある）を表し、Ｒ2 は炭素数１〜９の直鎖または分岐鎖
のアルキル基、アラルキル基を表し、Ｒ3 はＲ1 ＯＨ又
はＲ2 を表し、平均重合度ｎは２〜５０の正数を表
す。〕で表される第３級アミノアルコールの１種以上を
用い、かつ発泡剤として２−メチルブタン、ｎ−ペンタ
ンおよびシクロペンタンからなる群より選ばれる１種以
上を用いることを特徴とするポリウレタンフォームの製
造方法に関する。
【００１２】本発明に用いられるポリオール成分として
は、少なくとも一部として一般式（Ｉ）で示される第３
級アミノアルコールを用いることを特徴とする。この一
般式（Ｉ）で示される第３級アミノアルコールは、その
分子骨格に第３級アミノ基を有するため、ポリイソシア
ネート成分と活性水素含有化合物との反応に対し、触媒
性能を持ち、さらに末端ヒドロキシル基を有するために
それ自体もイソシアネート基と反応する。また、ジオー
ルタイプであるため、ポリウレタン樹脂の高分子量化を
阻害することのない化合物である。従って、従来のアミ
ン系触媒による反応に比べて樹脂化反応が促進すること
で、反応初期におけるセルの微細化が可能になり、断熱
性が向上するとともに、発泡ガスのセル中への取込み効
率が増すために充填性も向上する。さらに、通常の第３
級アミン触媒に比較して末端ヒドロキシル基を有し、し
かも沸点が高くなるためそれ自体の臭気が少なくなると
ともに、ポリウレタン樹脂骨格に組み込まれるためポリ
ウレタン樹脂やポリウレタンフォームからの臭気がなく
なるので、商品価値を低下させることがない。
は、少なくとも一部として一般式（Ｉ）で示される第３
級アミノアルコールを用いることを特徴とする。この一
般式（Ｉ）で示される第３級アミノアルコールは、その
分子骨格に第３級アミノ基を有するため、ポリイソシア
ネート成分と活性水素含有化合物との反応に対し、触媒
性能を持ち、さらに末端ヒドロキシル基を有するために
それ自体もイソシアネート基と反応する。また、ジオー
ルタイプであるため、ポリウレタン樹脂の高分子量化を
阻害することのない化合物である。従って、従来のアミ
ン系触媒による反応に比べて樹脂化反応が促進すること
で、反応初期におけるセルの微細化が可能になり、断熱
性が向上するとともに、発泡ガスのセル中への取込み効
率が増すために充填性も向上する。さらに、通常の第３
級アミン触媒に比較して末端ヒドロキシル基を有し、し
かも沸点が高くなるためそれ自体の臭気が少なくなると
ともに、ポリウレタン樹脂骨格に組み込まれるためポリ
ウレタン樹脂やポリウレタンフォームからの臭気がなく
なるので、商品価値を低下させることがない。
【００１３】一般式（Ｉ）で表される第３級アミノアル
コールは、公知の方法により容易に製造することがで
き、例えば特開平３−８３９５５号公報に記載の方法に
より合成される。本発明の製造方法に使用される第３級
アミノアルコールの例は、一般式（Ｉ）に示される構造
を有するものであり、ここで、Ｒ1 は炭素数２〜２４の
直鎖または分岐鎖のアルキレン基、シクロアルキレン
基、アラルキレン基、または−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）X −
（ＣＨ2 ＣＨ2 ）y −（但し、ｘは０または正数であ
り、好ましくは０〜１５の整数、更に好ましくは０〜１
０の整数である。ｙは正数であり、好ましくは１〜１５
の正数である。）であり、好ましくは炭素数３〜９の直
鎖または分岐鎖のアルキレン基である。ここで、シクロ
アルキレン基は置換基を有していてもよく、シクロアル
キレン基は例えば総炭素数４〜２４のものが使用され
る。また、アラルキレン基は例えばアルキレン基部分の
炭素数が１〜６で、総炭素数７〜２４のものが使用され
る。具体的には、ベンジル基、フェネチル基等の芳香環
を有するアルキル基であるアラルキル基の芳香環から水
素原子を１個除いた２価の基である。ここでｎ個のＲ1
は同一でも異なっていてもよい。
コールは、公知の方法により容易に製造することがで
き、例えば特開平３−８３９５５号公報に記載の方法に
より合成される。本発明の製造方法に使用される第３級
アミノアルコールの例は、一般式（Ｉ）に示される構造
を有するものであり、ここで、Ｒ1 は炭素数２〜２４の
直鎖または分岐鎖のアルキレン基、シクロアルキレン
基、アラルキレン基、または−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）X −
（ＣＨ2 ＣＨ2 ）y −（但し、ｘは０または正数であ
り、好ましくは０〜１５の整数、更に好ましくは０〜１
０の整数である。ｙは正数であり、好ましくは１〜１５
の正数である。）であり、好ましくは炭素数３〜９の直
鎖または分岐鎖のアルキレン基である。ここで、シクロ
アルキレン基は置換基を有していてもよく、シクロアル
キレン基は例えば総炭素数４〜２４のものが使用され
る。また、アラルキレン基は例えばアルキレン基部分の
炭素数が１〜６で、総炭素数７〜２４のものが使用され
る。具体的には、ベンジル基、フェネチル基等の芳香環
を有するアルキル基であるアラルキル基の芳香環から水
素原子を１個除いた２価の基である。ここでｎ個のＲ1
は同一でも異なっていてもよい。
【００１４】ここで、Ｒ2 は炭素数１〜９の直鎖または
分岐鎖のアルキル基、アラルキル基であり、好ましくは
炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖のアルキル基である。
ここでｎ個のＲ2 は同一でも異なっていてもよい。ま
た、Ｒ3 はＲ1 ＯＨ又はＲ2 であり、好ましくはＲ1 Ｏ
Ｈ／Ｒ2 のモル比が１００／０〜８５／１５である。ま
た、平均重合度ｎは２〜５０の正数であり、好ましくは
２〜１０の正数である。
分岐鎖のアルキル基、アラルキル基であり、好ましくは
炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖のアルキル基である。
ここでｎ個のＲ2 は同一でも異なっていてもよい。ま
た、Ｒ3 はＲ1 ＯＨ又はＲ2 であり、好ましくはＲ1 Ｏ
Ｈ／Ｒ2 のモル比が１００／０〜８５／１５である。ま
た、平均重合度ｎは２〜５０の正数であり、好ましくは
２〜１０の正数である。
【００１５】一般式（Ｉ）に示される構造を有する第３
級アミノアルコールにおいて、Ｒ1の炭素数が９より大
きいか、又は平均重合度ｎが１０より大きい場合、得ら
れる第３級アミノアルコールの分子量が大きくなるた
め、またＲ2 の炭素数、構造によっては粘度が高くな
り、使用し難くなる傾向にある。一方、Ｒ1 の炭素数が
２より小さく、平均重合度ｎが２より小さい場合、分子
骨格中の第３級アミノ基の含有量が少なくなり過ぎ、期
待される触媒性能が得られない。このように、ポリオー
ルとしての性能を満たす範囲で、その分子骨格中の第３
級アミノ基含有量と分子量及び側鎖の分子量、構造を選
択することにより、要求される反応性に適合した種々の
触媒性能を持った第３級アミノアルコールが得られ、実
質的に他の触媒成分の使用なしに種々のポリウレタンを
製造することが可能になる。
級アミノアルコールにおいて、Ｒ1の炭素数が９より大
きいか、又は平均重合度ｎが１０より大きい場合、得ら
れる第３級アミノアルコールの分子量が大きくなるた
め、またＲ2 の炭素数、構造によっては粘度が高くな
り、使用し難くなる傾向にある。一方、Ｒ1 の炭素数が
２より小さく、平均重合度ｎが２より小さい場合、分子
骨格中の第３級アミノ基の含有量が少なくなり過ぎ、期
待される触媒性能が得られない。このように、ポリオー
ルとしての性能を満たす範囲で、その分子骨格中の第３
級アミノ基含有量と分子量及び側鎖の分子量、構造を選
択することにより、要求される反応性に適合した種々の
触媒性能を持った第３級アミノアルコールが得られ、実
質的に他の触媒成分の使用なしに種々のポリウレタンを
製造することが可能になる。
【００１６】本発明のポリウレタンフォームの製造方法
において、一般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコ
ールは、ポリオール成分の一つとして任意の割合で使用
でき、触媒性能をコントロールできるとともに、他のポ
リオールと組み合わせることで求められる形状、物性が
得られる。特に、本発明のポリウレタンフォームの製造
方法における前記一般式（Ｉ）で表される第３級アミノ
アルコールの使用量は、ポリオール成分中１〜５０重量
％、特に１〜３０重量％が好ましい。本発明で用いる一
般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコールは、１種
又は２種を併用して用いることができる。
において、一般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコ
ールは、ポリオール成分の一つとして任意の割合で使用
でき、触媒性能をコントロールできるとともに、他のポ
リオールと組み合わせることで求められる形状、物性が
得られる。特に、本発明のポリウレタンフォームの製造
方法における前記一般式（Ｉ）で表される第３級アミノ
アルコールの使用量は、ポリオール成分中１〜５０重量
％、特に１〜３０重量％が好ましい。本発明で用いる一
般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコールは、１種
又は２種を併用して用いることができる。
【００１７】また、本発明のポリウレタンフォームの製
造方法において、ポリオール成分として用いる他のポリ
オールとしては、一般公知のポリエステルポリオール、
ポリエーテルポリオール等を使用することができる。例
えば通常の二塩基酸と多価アルコールとから製造される
ポリエステルポリオール類、しょ糖等の多価アルコール
及びトリエチレンジアミン、１，３−プロパンジアミ
ン、イソホロンジアミン等の多価アミンにエチレンオキ
サイド及び／又はプロピレンオキサイドを付加して得ら
れるポリエーテルポリオール類等を挙げることができ
る。これらのポリオール類は、単独で又は２種以上の混
合物として使用できる。
造方法において、ポリオール成分として用いる他のポリ
オールとしては、一般公知のポリエステルポリオール、
ポリエーテルポリオール等を使用することができる。例
えば通常の二塩基酸と多価アルコールとから製造される
ポリエステルポリオール類、しょ糖等の多価アルコール
及びトリエチレンジアミン、１，３−プロパンジアミ
ン、イソホロンジアミン等の多価アミンにエチレンオキ
サイド及び／又はプロピレンオキサイドを付加して得ら
れるポリエーテルポリオール類等を挙げることができ
る。これらのポリオール類は、単独で又は２種以上の混
合物として使用できる。
【００１８】本発明の製造方法において用いられるポリ
イソシアネート成分としては、イソシアネート基を２個
以上有する化合物であれば特に限定されることはなく、
芳香族系、脂肪族系、或いは脂環族系ポリイソシアネー
ト化合物、それら２種以上の混合物、及びそれらを変性
して得られる変性ポリイソシアネートのいずれでもよ
い。例えば、トリ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、キシリレンジイソシアネート、
イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネー
ト（クルードＭＤＩ）等のポリイソシアネートやそれら
の変性ポリイソシアネート、例えばカルボジイミド変性
物、ビュウレット変性物、２量体、３量体等があり、更
にこれらのポリイソシアネートと活性水素含有化合物と
の末端イソシアネート基プレポリマー等を挙げることが
できる。
イソシアネート成分としては、イソシアネート基を２個
以上有する化合物であれば特に限定されることはなく、
芳香族系、脂肪族系、或いは脂環族系ポリイソシアネー
ト化合物、それら２種以上の混合物、及びそれらを変性
して得られる変性ポリイソシアネートのいずれでもよ
い。例えば、トリ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、キシリレンジイソシアネート、
イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネー
ト（クルードＭＤＩ）等のポリイソシアネートやそれら
の変性ポリイソシアネート、例えばカルボジイミド変性
物、ビュウレット変性物、２量体、３量体等があり、更
にこれらのポリイソシアネートと活性水素含有化合物と
の末端イソシアネート基プレポリマー等を挙げることが
できる。
【００１９】本発明のポリウレタンフォームの製造方法
においては、発泡剤として２−メチルブタン、ｎ−ペン
タンおよびシクロペンタンからなる群より選ばれる１種
以上が使用される。これらの発泡剤の使用量は特に限定
されないが、通常ポリオール成分の総量１００重量部に
対して５〜３０重量部、好ましくは１０〜２０重量部使
用される。もちろんポリウレタンフォームの種類によっ
てこの範囲以外の量を用いることも可能である。本発明
の製造方法によれば、このようなオゾン破壊係数が０で
ある代替発泡剤を使用しても優れた物性を有するポリウ
レタンフォームが得られるため、大気中のオゾン層の保
護に有効である。
においては、発泡剤として２−メチルブタン、ｎ−ペン
タンおよびシクロペンタンからなる群より選ばれる１種
以上が使用される。これらの発泡剤の使用量は特に限定
されないが、通常ポリオール成分の総量１００重量部に
対して５〜３０重量部、好ましくは１０〜２０重量部使
用される。もちろんポリウレタンフォームの種類によっ
てこの範囲以外の量を用いることも可能である。本発明
の製造方法によれば、このようなオゾン破壊係数が０で
ある代替発泡剤を使用しても優れた物性を有するポリウ
レタンフォームが得られるため、大気中のオゾン層の保
護に有効である。
【００２０】本発明のポリウレタンフォームの製造方法
においては、上記ポリイソシアネート成分、ポリオール
成分および発泡剤に加えて、必要に応じて界面活性剤、
整泡剤、着色剤、難燃剤、安定化剤等を用いて常法によ
り製造される。これら添加剤の種類及び添加量について
は、通常使用される種類及び使用範囲において充分使用
できる。
においては、上記ポリイソシアネート成分、ポリオール
成分および発泡剤に加えて、必要に応じて界面活性剤、
整泡剤、着色剤、難燃剤、安定化剤等を用いて常法によ
り製造される。これら添加剤の種類及び添加量について
は、通常使用される種類及び使用範囲において充分使用
できる。
【００２１】本発明のポリウレタンフォームの製造方法
においては、第３級アミノアルコールをポリオール成分
の少なくとも一部として使用することにより、実質的に
触媒成分の使用は必要ないが、用途によっては成形性、
加工性をより高める必要から通常の触媒の使用も可能で
ある。このような触媒としては特に限定されるものでは
ないが、従来より知られているアミン触媒や金属系触媒
が使用できる。一般公知のアミン触媒としては、例え
ば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレン
ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロピレ
ンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ''，−ペンタメチ
ルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ
メチルエチレンジアミン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ジメチル
アミノエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノシク
ロヘキシルアミン、ビス（ジメチルアミノエチル）エー
テル、トリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）ヘキ
サヒドロ−ｓ−トリアジン、メチルモルホリン、エチル
モルホリン、トリエチレンジアミン、１−メチルイミダ
ゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、１−イソブチ
ル−２−メチルイミダゾール等がある。また、金属系触
媒としては例えばオクタン酸錫、ジブチルジラウリン酸
錫、オクタン酸鉛等がある。これらの触媒は単独で、又
は二種以上の混合物として、一般式（Ｉ) で表される第
３級アミノアルコールと併用して使用することができ
る。
においては、第３級アミノアルコールをポリオール成分
の少なくとも一部として使用することにより、実質的に
触媒成分の使用は必要ないが、用途によっては成形性、
加工性をより高める必要から通常の触媒の使用も可能で
ある。このような触媒としては特に限定されるものでは
ないが、従来より知られているアミン触媒や金属系触媒
が使用できる。一般公知のアミン触媒としては、例え
ば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレン
ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロピレ
ンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ''，−ペンタメチ
ルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ
メチルエチレンジアミン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ジメチル
アミノエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノシク
ロヘキシルアミン、ビス（ジメチルアミノエチル）エー
テル、トリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）ヘキ
サヒドロ−ｓ−トリアジン、メチルモルホリン、エチル
モルホリン、トリエチレンジアミン、１−メチルイミダ
ゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、１−イソブチ
ル−２−メチルイミダゾール等がある。また、金属系触
媒としては例えばオクタン酸錫、ジブチルジラウリン酸
錫、オクタン酸鉛等がある。これらの触媒は単独で、又
は二種以上の混合物として、一般式（Ｉ) で表される第
３級アミノアルコールと併用して使用することができ
る。
【００２２】更に必要に応じて架橋剤を用いることがで
きる。かかる架橋剤としては、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−
ブタンジオール等のグリコール類、また、グリセリン、
ペンタエリスリトール、ソルビタン等の多価アルコール
類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のア
ルカノールアミン類、エチレンジアミン、ジエチレント
リアミン等の脂肪族ポリアミン類、４，４−ジフェニル
メタンジアミン等の芳香族ジアミン類等が使用できる。
きる。かかる架橋剤としては、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−
ブタンジオール等のグリコール類、また、グリセリン、
ペンタエリスリトール、ソルビタン等の多価アルコール
類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のア
ルカノールアミン類、エチレンジアミン、ジエチレント
リアミン等の脂肪族ポリアミン類、４，４−ジフェニル
メタンジアミン等の芳香族ジアミン類等が使用できる。
【００２３】本発明のポリウレタンフォームの製造方法
に用いられるポリイソシアネート成分、ポリオール成分
としては、前述において例示した物がいずれも使用で
き、その他の任意成分もポリウレタンの製造に通常用い
られるものであれば何れも使用できる。本発明はポリウ
レタンフォーム、特に硬質ポリウレタンフォームの製造
方法を提供するものであり、その一例として、ポリウレ
タンが硬質ポリウレタンであるポリウレタンフォームの
製造の製造方法について以下に説明する。
に用いられるポリイソシアネート成分、ポリオール成分
としては、前述において例示した物がいずれも使用で
き、その他の任意成分もポリウレタンの製造に通常用い
られるものであれば何れも使用できる。本発明はポリウ
レタンフォーム、特に硬質ポリウレタンフォームの製造
方法を提供するものであり、その一例として、ポリウレ
タンが硬質ポリウレタンであるポリウレタンフォームの
製造の製造方法について以下に説明する。
【００２４】硬質ポリウレタンフォームを製造するにあ
たっては、用いるポリオール成分の平均水酸基価が３０
０以上であることが望ましい。硬質ポリウレタンフォー
ムの製造において、充填性を向上させるためには反応に
よるガスの発生速度と樹脂の硬化速度とのバランスが重
要で、ガスの発生速度が樹脂の硬化速度より速い場合
は、樹脂中にガスが充分に取り込まれず、必要なフォー
ム体積が得られず充填性は悪くなる。また、樹脂の硬化
速度がガスの発生速度よりも速い場合は、樹脂粘度が高
くなり、いわゆる液流れが低下し、硬質ポリウレタンフ
ォームの充填性は低下する。
たっては、用いるポリオール成分の平均水酸基価が３０
０以上であることが望ましい。硬質ポリウレタンフォー
ムの製造において、充填性を向上させるためには反応に
よるガスの発生速度と樹脂の硬化速度とのバランスが重
要で、ガスの発生速度が樹脂の硬化速度より速い場合
は、樹脂中にガスが充分に取り込まれず、必要なフォー
ム体積が得られず充填性は悪くなる。また、樹脂の硬化
速度がガスの発生速度よりも速い場合は、樹脂粘度が高
くなり、いわゆる液流れが低下し、硬質ポリウレタンフ
ォームの充填性は低下する。
【００２５】硬質ポリウレタンフォームの製造にあたっ
ては、発泡剤として水とトリクロロフルオロメタンを通
常の割合で使用する場合であっても、生産性の向上等の
理由でポリオール、触媒等の割合を変更して樹脂の硬化
速度を速めると、充填性に必要なガスの発生速度と樹脂
の硬化速度のバランスが崩れ、硬質ポリウレタンフォー
ムの充填性が低下する。しかしながら、本発明に係わる
一般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコールをポリ
オール成分の全部または一部として使用すると、反応初
期の樹脂化を促進させると同時にトリクロロフルオロメ
タンのガス化も促進させるため、充填性に必要なガスの
発生速度と樹脂の硬化速度のバランスが保たれ、更に充
填性が向上する。
ては、発泡剤として水とトリクロロフルオロメタンを通
常の割合で使用する場合であっても、生産性の向上等の
理由でポリオール、触媒等の割合を変更して樹脂の硬化
速度を速めると、充填性に必要なガスの発生速度と樹脂
の硬化速度のバランスが崩れ、硬質ポリウレタンフォー
ムの充填性が低下する。しかしながら、本発明に係わる
一般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコールをポリ
オール成分の全部または一部として使用すると、反応初
期の樹脂化を促進させると同時にトリクロロフルオロメ
タンのガス化も促進させるため、充填性に必要なガスの
発生速度と樹脂の硬化速度のバランスが保たれ、更に充
填性が向上する。
【００２６】本発明では発泡剤として２−メチルブタ
ン、ｎ−ペンタン、およびシクロペンタンからなる群よ
り選ばれる一種以上が使用されるが、本発明に係わる一
般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコールを使用す
ることで樹脂化反応速度が促進され、硬質ポリウレタン
フォームの充填性の低下を防ぐことができる。
ン、ｎ−ペンタン、およびシクロペンタンからなる群よ
り選ばれる一種以上が使用されるが、本発明に係わる一
般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコールを使用す
ることで樹脂化反応速度が促進され、硬質ポリウレタン
フォームの充填性の低下を防ぐことができる。
【００２７】本発明の硬質ポリウレタンフォームの製造
方法に用いられるポリイソシアネート成分、ポリオール
成分としては、前記に示した物が何れも使用でき、その
他の任意成分も硬質ポリウレタンフォームの製造に通常
用いられる物であれば何れも使用できる。又、製造時の
反応条件も特に限定されない。尚、本発明のポリウレタ
ンフォームの製造においては、上述したポリオール成分
を主成分として含有する混合物Ａと上述したポリイソシ
アネート成分を主成分として含有する混合物Ｂを混合し
反応させるが、ここで発泡剤は混合物Ａに配合するのが
好ましく、ポリオール成分及びポリイソシアネート成分
を除くその他の成分は通常混合物Ａ或いはＢに配合され
る。このようにして製造された硬質ポリウレタンフォー
ムは、充填性、断熱性、粘着性等の性能の向上したもの
である。
方法に用いられるポリイソシアネート成分、ポリオール
成分としては、前記に示した物が何れも使用でき、その
他の任意成分も硬質ポリウレタンフォームの製造に通常
用いられる物であれば何れも使用できる。又、製造時の
反応条件も特に限定されない。尚、本発明のポリウレタ
ンフォームの製造においては、上述したポリオール成分
を主成分として含有する混合物Ａと上述したポリイソシ
アネート成分を主成分として含有する混合物Ｂを混合し
反応させるが、ここで発泡剤は混合物Ａに配合するのが
好ましく、ポリオール成分及びポリイソシアネート成分
を除くその他の成分は通常混合物Ａ或いはＢに配合され
る。このようにして製造された硬質ポリウレタンフォー
ムは、充填性、断熱性、粘着性等の性能の向上したもの
である。
【００２８】
【実施例】以下に実施例を示して、本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。 実施例１〜２８、比較例１〜５ 本実施例で用いる一般式（Ｉ）で表される第３級アミノ
アルコールは、公知の方法（即ち、特開平３−８３９５
５号公報に記載されている方法）に従って表１に示すア
ミノアルコールＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４種類を合成した。
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。 実施例１〜２８、比較例１〜５ 本実施例で用いる一般式（Ｉ）で表される第３級アミノ
アルコールは、公知の方法（即ち、特開平３−８３９５
５号公報に記載されている方法）に従って表１に示すア
ミノアルコールＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４種類を合成した。
【００２９】
【表１】
【００３０】また、実施例及び比較例の配合処方は表２
〜４に示した。数値は断りがない限り重量部を示す。こ
のとき、ポリオールは旭オーリン社（株）製の芳香族ア
ミンポリオール（ＯＨＶ＝４５０）７０部、住友バイエ
ルウレタン（株）製のシュガー系ポリエーテルポリオー
ル（ＯＨＶ＝５３０）２０部、三井東圧化学（株）製の
グリセリン系ポリエーテルポリオール（ＯＨＶ＝２３
５）１０部の割合で混合したものを使用した。整泡剤と
して、日本ユニカー（株）製のＬ−５３４０を１．５部
使用し、触媒としては花王（株）製のテトラメチルヘキ
サメチレンジアミン（ＫＬＮｏ．１）を使用した。ポリ
イソシアネート成分としては、三井東圧化学（株）製の
ＴＲ−５０ＢＸをＮＣＯ／ＯＨ＝１．０５で用いた。
〜４に示した。数値は断りがない限り重量部を示す。こ
のとき、ポリオールは旭オーリン社（株）製の芳香族ア
ミンポリオール（ＯＨＶ＝４５０）７０部、住友バイエ
ルウレタン（株）製のシュガー系ポリエーテルポリオー
ル（ＯＨＶ＝５３０）２０部、三井東圧化学（株）製の
グリセリン系ポリエーテルポリオール（ＯＨＶ＝２３
５）１０部の割合で混合したものを使用した。整泡剤と
して、日本ユニカー（株）製のＬ−５３４０を１．５部
使用し、触媒としては花王（株）製のテトラメチルヘキ
サメチレンジアミン（ＫＬＮｏ．１）を使用した。ポリ
イソシアネート成分としては、三井東圧化学（株）製の
ＴＲ−５０ＢＸをＮＣＯ／ＯＨ＝１．０５で用いた。
【００３１】評価の方法は以下の方法で測定した。 （１）フリー密度：内寸法１５０×１５０×２００ｍｍ
の材質ベニヤ材の型の中で発泡を行った時の密度（ｋｇ
／ｍ3 ） （２）充填性 ：図１に示した４０℃に温調したアル
ミ製逆Ｌ字型モールドに、原料３５０ｇを注入したとき
の成形品の長さ（ｃｍ／３５０ｇ） （３）熱伝導率 ：アナコンモデル８８（測定サンプル
２００×２００×２５ｍｍ）測定温度２３．８５℃
の材質ベニヤ材の型の中で発泡を行った時の密度（ｋｇ
／ｍ3 ） （２）充填性 ：図１に示した４０℃に温調したアル
ミ製逆Ｌ字型モールドに、原料３５０ｇを注入したとき
の成形品の長さ（ｃｍ／３５０ｇ） （３）熱伝導率 ：アナコンモデル８８（測定サンプル
２００×２００×２５ｍｍ）測定温度２３．８５℃
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】表２〜表４から明らかなように、比較例１
〜５において炭化水素系発泡剤としてＣＦＣ−１１、ｎ
−ペンタン、２−メチルブタン、シクロペンタンを用い
た場合、熱伝導率と充填性とを共に満足するものは得ら
れなかった。しかし本発明において第３級アミノアルコ
ールをポリオールの一部として用いると熱伝導率を約１
５％、同時に充填性を約５〜１０％改良することが可能
となった。
〜５において炭化水素系発泡剤としてＣＦＣ−１１、ｎ
−ペンタン、２−メチルブタン、シクロペンタンを用い
た場合、熱伝導率と充填性とを共に満足するものは得ら
れなかった。しかし本発明において第３級アミノアルコ
ールをポリオールの一部として用いると熱伝導率を約１
５％、同時に充填性を約５〜１０％改良することが可能
となった。
【００３６】
【発明の効果】本発明において、オゾン層を全く破壊し
ない低沸点炭化水素類を発泡剤とし、本発明に係わる第
３級アミノアルコールをポリオールの少なくとも一部と
して使用することにより従来、困難であった充填性と熱
伝導率の同時向上が可能となった。
ない低沸点炭化水素類を発泡剤とし、本発明に係わる第
３級アミノアルコールをポリオールの少なくとも一部と
して使用することにより従来、困難であった充填性と熱
伝導率の同時向上が可能となった。
【図１】図１は、実施例で用いたアルミ製逆Ｌ字型モー
ルド枠を示す図である。
ルド枠を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｇ 101:00） Ｃ０８Ｌ 75:04
Claims (5)
- 【請求項１】 ポリイソシアネート成分とポリオール成
分を発泡剤を含む助剤の存在下に反応させてポリウレタ
ンフォームを製造するに際し、ポリオール成分の少なく
とも一部として、下記の一般式（Ｉ） 【化１】 〔式中、Ｒ1 は炭素数２〜２４の直鎖または分岐鎖のア
ルキレン基、シクロアルキレン基、アラルキレン基、又
は−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）x −（ＣＨ2 ＣＨ2 ）y−（但
し、ｘは０または正数であり、ｙは正数である）を表
し、Ｒ2 は炭素数１〜９の直鎖または分岐鎖のアルキル
基、アラルキル基を表し、Ｒ3 はＲ1 ＯＨ又はＲ2 を表
し、平均重合度ｎは２〜５０の正数を表す。〕で表され
る第３級アミノアルコールの１種以上を用い、かつ発泡
剤として２−メチルブタン、ｎ−ペンタンおよびシクロ
ペンタンからなる群より選ばれる１種以上を用いること
を特徴とするポリウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項２】 ポリオール成分の１〜５０重量％が、一
般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコールである請
求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】 発泡剤がシクロペンタンである請求項１
記載の製造方法。 - 【請求項４】 ポリウレタンフォームが硬質ポリウレタ
ンフォームである請求項１、２又は３記載の製造方法。 - 【請求項５】 ポリオール成分の平均水酸基価が３００
以上である請求項１〜４記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22821593A JP3269590B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | ポリウレタンフォームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22821593A JP3269590B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | ポリウレタンフォームの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0753659A true JPH0753659A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3269590B2 JP3269590B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=16872991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22821593A Expired - Fee Related JP3269590B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | ポリウレタンフォームの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269590B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001044337A1 (fr) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Kao Corporation | Procede de production de polyurethanne |
| KR100676118B1 (ko) * | 1999-03-09 | 2007-02-01 | 카오카부시키가이샤 | 반경질 폴리우레탄 발포체 |
| JP2011046038A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Ｂａｓｆ Ｉｎｏａｃポリウレタン株式会社 | ポリウレタンフォームの製造方法 |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP22821593A patent/JP3269590B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100676118B1 (ko) * | 1999-03-09 | 2007-02-01 | 카오카부시키가이샤 | 반경질 폴리우레탄 발포체 |
| WO2001044337A1 (fr) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Kao Corporation | Procede de production de polyurethanne |
| US6767929B2 (en) | 1999-12-17 | 2004-07-27 | Kao Corporation | Process for producing polyurethane |
| JP2011046038A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Ｂａｓｆ Ｉｎｏａｃポリウレタン株式会社 | ポリウレタンフォームの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3269590B2 (ja) | 2002-03-25 |
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