JPS60250941A - ポリウレタンフオ−ム熱圧縮成型体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野１ 本発明はポリウレタンフォーム熱圧縮成型体の製造方法
に係り、特に熱圧縮成型性が改良されたポリウレタンフ
ォーム熱圧縮成型体の製造方法に関する。

［従来技術］ ポリウレタンフォームは、その優れた弾力性により、車
両用、家具用、寝具用等の各種クッション材として広く
用いられており、その他建材、断熱材としても汎用され
ている。しかして、使用目的に応じてフオームの片面又
は両面に凹凸等の立体形状を要求される場合には、高周
波ウェルグー法あるいは加熱下で圧縮成型する等の方法
によりポリウレタンフォームの型付けが行なわれている
。

しかしながら、ポリウレタンフォームの型付けにおいて
、高周波ウェルグー法は非常に高コストの特殊フオーム
を必要とする上、高価なウェルダーマシンを要するため
経済的に極めて不利であり、また型付けが簡単な形状に
限られるという欠点を有している。一方熱圧縮成型法で
は高温度で長時間加熱圧縮成型することが必要であるた
め、ポリウレタンフォームの表面に部分的にコゲが生じ
、表面が変色したリフォームの劣化を促進、させ耐久性
を低下させるという欠点を有し、しかも省エネルギーの
面からも好ましい方法とは言えない。

［発明の目的］ 本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、低い加熱温度及び短い圧縮時間に
ても充分に熱圧縮成型することができるポリウレタンフ
ォーム熱圧縮成型体の製造方法を提供することにある。

［発明の構成］ この目的を達成するために、本発明のポリウレタンフォ
ーム熱圧縮成型体の製造方法は、ポリウレタンフォーム
としてエチレン性不飽和単量体の重合体が結合及び／又
は含有されてなるポリウレタンフォームを用いるように
したものである。

即ち、本発明者らは、ポリウレタンフォームの熱圧縮成
型性を向上させるべく鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性
を示す物質をポリウレタンフォームに含有させることに
より、フオームの成型性が大幅に向上することを見い出
し本発明に到達したものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において加熱圧縮に供するポリウレタンフォーム
は、エチレン性不飽和単量体の重合体が結合及び／又は
含有されてなるものである。このようなポリウレタンフ
ォームを製造するには、後述の原料ポリオール中にエチ
レン性不飽和化合物の単量体又は重合体を溶解又は分散
させ、これを必要に応じて重合又は結合させたものを用
い、ポリイソシアネート、発泡剤、触媒、整泡剤及びそ
の他の添加剤等を配合し発泡硬化させるのが好ましい。

本発明に用いられるポリオールは、一般のポリウレタン
フォームの製造に使用されるポリオール、例えば、ポリ
エーテルポリオール、ポリエステルポリオール等のいず
れも用いることができる。ポリエーテルポリオールとし
てはエチレングリコール、プロピレングリコール、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
ル等の多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物、
ジェタノールアミン、トリエタノールアミン等のフルキ
レンオキサイド付加物等が用いられ、ポリエステルポリ
オールとしてはマロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂
肪族カルボン酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸、又は
これらの混合物とエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール等
の脂肪族グリコール又はグリセリン、トリメチロールプ
ロパン等のトリオールとから重縮合して得られる末端に
ヒドロキシル基を有するポリエステルポリオール、或い
は、ラクトンの開環重合で得られるポリカプロラクトン
の如き末端にヒドロキシル基を有するポリエステルポリ
オールが用いられる。さらに、エチレンオキサイド及び
その他のアルキレンオキサイドからなるエチレンオキサ
イド成分に富むポリエーテルポリオールとポリイソシア
ネートとを反応させて得られるウレタンプレポリマーを
使用することも出来る。

本発明においては、これらのポリオールを、ポリオール
中に７クリロニトリル、スチレン等のエチレン性不飽和
単量体を溶解又は分散させ、これを過酸化ベンゾイル、
アゾビスイソブチロニトリル等のラジカル触媒の存在下
で重合させることにより重合体とし、ポリオール中に熱
可塑性の重合体が分散あるいはグラフト重合体として生
成した、所謂ポリマーポリオールとして、又は、これら
のポリオール中にエチレン性不飽和単量体の重合体を分
散又は溶解させて、使用する。エチレン性不飽和単量体
の重合体としては、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビ
ニル、ポリスチレン、ポリ　−エチレン、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド
等の熱可塑性重合体が挙げられ、これらのうち特にポリ
アクリロニトリル及びポリ塩化ビニルが分散性等の点か
ら使用し易い。これらの重合体の添加量は、多い程得ら
れるポリウレタンフォームの熱圧縮成型性の向上効果が
高いのであるが、ポリオール１００重量部に対して５〜
３０重量部の範囲とするのが好ましい。添加量がこれよ
り少ないと熱圧縮成型性に向上効果が少なく、逆にこれ
より多いとポリオールの粘度が上昇するため、フオーム
を製造する際に支障をきたしたり、フオームの物理特性
を悪化させるため好ましくない。

また本発明において使用されるポリイソシアネートとし
ては一般にポリウレタンフォームを製造するのに用いら
れるものでよく、２個以上のインシアネート基を同一分
子中に含有する脂肪族及び芳香族系ポリイソシアネート
単量体混合物及びそれらの変性物が用いられる。具体的
には、脂肪族インシアネートとしては、ヘキサメチレン
ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチ
ルシクロヘキサンジイソシアネート等があり、芳香族イ
ソシアネートとしてはトリレンジイソシアネート（２，
４−および／又は２．６−異性体）、ジフェニルメタン
ジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、アニ
リンとホルムアルデヒドとの低重縮合物とホスゲンとの
反応によって得られる多価ポリイソシアネート等が挙げ
られる。これらのポリイソシアネートのうち、トリレン
ジイソシアネートの異性体比、即ち２．４一体と２，６
一体との混合比（重量比）が８０：２０ないし６５：３
５のものが一般に有用性が高く廉価で入手し易いため経
済性の面からも有利である。

前述のポリオール及びその他のエチレン性不飽和単量体
の重合体の全量に対するポリイソシアネートの使用量、
即ちイソシアネート指数は８０〜１３０の範囲が好まし
く、特にＺｏｏ〜１１０の範囲が好適である。

その池水発明においてはポリウレタンフォームの製造時
に通常使用される触媒、整泡剤、発泡剤を用いることが
できる。

触媒としては、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモル
フォリン、テトラメチル−１，４−ブタンジアミン、Ｎ
−メチルピペラジン、ジメチルエタノールアミン、ジエ
チルエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン系
化合物、又はオクテン酸第−錫、ジブチル錫ジラウレー
ト、ジブチル錫ジー２−エチルヘキソエート等の有機金
属化合物が用いられる。これらの触媒は単独あるいは２
種以上を併用して使用される。触媒の使用量は特に限定
されず、広範囲に変えることができるが、通常ポリオー
ル１００重量部に対して０　、００５〜２．０重量部で
ある。

整泡剤としては、ポリウレタンフォームの製造に通常用
いられるシリコーン系整泡剤、具体的にはオルガノシロ
キサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシア
ルキレン側鎖を有するポリアルケニルシロキサン等の有
機珪素系界面活性剤が挙げられ、その使用量はポリオー
ル１００重量部に対して０．１〜３．０重量部の範囲、
特に０．５〜２．０重量部とするのが好ましい。

また、発泡剤としては、水あるいは低清点の揮発性液体
が用いられる。低柳点の揮発性液体としては１例えば、
トリクロロモノフルオロメタン、ジブロモジフルオロメ
タン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロテトラフル
オロエタン、メチレンクロリド等のハロゲン化炭化水素
が挙げられ、これらの発泡剤は単独或は混合して使用す
ることができる。

さらに本発明においては、上述した成分に加え、必要に
応じて難燃剤、架橋剤、酸化防止剤、顔料等の助剤を添
加しても何らさしつかえない。

本発明において、ポリウレタンフォームの製造は、上記
原料をワンショット法、プレポリマー法等の通常実施さ
れている方法により発泡させて行なわれる。

この様にして得られたポリウレタンフォームを、加熱圧
縮して熱圧縮成型体を得る際の熱圧縮条件は特に制限さ
れず、目標とするフオームの形状及び寸法に応じて加熱
温度、圧縮時間、圧縮力、フオームの圧縮度を相互に関
連させて調整する６本発明においては、加熱温度８０〜
１５０°Ｃ１圧縮時間３０秒〜５分という低加熱温度及
び短い圧縮時間で、充分目標とする形状の熱圧縮成型体
を製造することができる。ちなみに、従来のポリウレタ
ンフォームの熱圧縮には、伝熱プレスを用い、通常加熱
温度１８０〜２３０℃の如き高温下で５〜ｌＯ分という
長い圧縮時間を要していた（例えば圧縮温度２００℃で
圧縮時間５分）。

しかして、従来のポリウレタンフォームの熱圧縮成型で
は、１４０℃未満では熱圧縮成型が不可能であり、また
圧縮時間も長時間を要していたが、本発明により低温度
、短時間熱圧縮が可能とされる。

また熱圧縮成型に用いる装置としては、通常の熱圧縮成
型に用いられる圧縮ロール、コンベア又は熱プレス機等
が採用可能である。

しかして、このような熱圧縮成型に際には、ポリウレタ
ンフォームの表裏両面又は片面に適当な面材を積層一体
化して熱圧縮成型することにより、積層品を製造するこ
ともできる。

なお、本発明においては、熱圧縮成型性を更に向上させ
るために、加熱圧縮に先立ちポリウレタンフォームを熱
処理するのが好ましい。この熱処理は特公昭４１−７５
２に記載されているような、ポリウレタンフォームの大
部分は損傷されないが、セル膜の少くともいくつかが熱
で揮発せしめられフオーム表面が網状化される程度の極
く短時間の熱処理とする。

また、本発明においては、ニトリル基を有するエチレン
性不飽和単量体又はその重合体であるポリアクリロニト
リル、ポリメタアクリロニド１ノル等を用いて、ニトリ
ル基を有するポリウレタンフォームを製造し、これを２
価の銅イオン及び該銅イオンを１価の銅イオンに還元し
得る還元剤と硫黄原子又は硫黄イオンの両方もしくはい
ずれか一方を放出し得る化合物とを含有する浴中で処理
して得られる導電性、ポリウレタンフォームを熱圧縮成
型することにより、極めて有用性の高い熱圧縮成型体を
製造することができる。

導電性の付与に際して、２価の銅イオンとじては硫酸第
２銅、塩化第２銅、硝酸第２銅等の２価の銅化合物が挙
げられ、２価の銅イオンを１価の銅イオンに還元する還
元剤としては、金属銅、硫酸第１鉄、次亜燐酸ナトリウ
ム、チオ硫酸ナトリウム、ヒドロキシルアミン、バナジ
ン酸アンモニウム、フルフラール、硫酸ヒドロキシルア
ミン、次亜燐酸ナトリウム、ブドウ糖等が挙げられる。

また硫黄原子或は硫黄イオンの両方もしくは一方を放出
し得る化合物としては、チオ硫酸ナトリウム、硫化ナト
リウム、二酸化イオウ、酸性亜硫酸ナトリウーム、ピロ
亜硫酸ナトリウム、亜硫酸、亜ニチオン酸、亜ニチオン
酸ナトリウム、二酸化チオ尿素、ロンガリットＣ、ロン
ガリットＺ等が挙げられ、その他処理浴中に二酸化硫黄
、硫化水素等のガスを吹込む方法なども採用できる。

なお処理浴温度は５０−１２０℃の範囲が好適である。

またフオームに付与する導電性を高め且つ効率良く製造
するために、母体となるポリウレタン水溶液で処理した
り或は爆発法によりフオームに残損する薄膜を除去した
後、アルカリ水溶液で処理しフオーム表面を粗化してお
くことが好ましい。

このようにして得られる熱圧縮成型体は優れた帯電防止
能を有し、また銅による防菌性を有するところから、靴
の中敷き、自動車等の内装材、その他電波吸収材料、電
磁波シールド材料、電波反射材料、発熱体用抵抗体、静
電関係材料、電子材料等の各種用途のマット等、広い分
野の材料として使用される。

［発明の実施例］ 次に本発明を実施例及び比較例を挙げて更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。

実施例１〜３、比較例１ 表−１に示す配合で軟質ポリウレタンフォームを製造し
、得られたフオームを厚さ１０ｍｍに裁断し、これを下
記条件で加熱圧縮して熱圧縮成型体を製造し、その成型
性を圧縮後の厚さを測定することにより調べた。結果を
表−１に示す。

：熱圧縮条件： 加熱温度　１４０℃ 圧縮圧力　２００Ｋｇ／ｃｒｒｆ 圧縮時間　１分 実施例４ 加熱圧縮に先立ち、得られたフオームを熱処理したこと
以外は実施例１と同様にして成型性を調べた。結果を表
−１に示す。

比較例？ 加熱圧縮に先立ち、得られたフオームを熱処理したこと
以外は比較例１と同様にして成型性を調べた。結果を表
−１に示す。

表−１ ＊ｌポリオールＡ： グリセリンに酸化プロピレンを付加して得られた、平均
分子量３０００のポリエーテルトリオール。

＊２ポリオールＢ： 平均分子量５０００のポリプロピレングリコールにアク
リロこトリルを２０重量％添加し重合させて得られたポ
リマーポリオール。

表−１より、本発明の方法によれば、低い加熱温度及び
短い圧縮時間の下でも優れた成型性で極めて良質な熱圧
縮成型体を製造することができることが明らかである。

また加熱圧縮に先立ちポリウレタンフォームを熱処理す
ることにより成型性は更に向上することが認められる。

実施例５ 実施例１と同一の配合で得られたポリウレタンフォーム
を厚さ１０ｍｍに裁断し、これを１５重量％ＮａＯＨ水
溶液にて６０分間エツチング処理し、得られたフオーム
をＣｕ５Ｏ・５Ｈ２００、１ｍｏｌ／４の硫酸銅水溶液
及びＮａ２Ｓ２Ｏ３・５Ｈ２００，１ｍｏｌ／ｉのチオ
硫酸ナトリウム水溶液の混合溶液２文中に浸漬し、６０
℃にて１２０分間処理し、黒かっ色のフオームを得た。

このフオームの体積固有抵抗は３８，８Ω・Ｃｍであっ
た・ このフオームを実施例１と同じ条件で熱圧縮成型した。

得られた成型体の厚さは１．３５ｍｍ（圧縮率８６．３
％）であり、極めて成型性に優れていることが認められ
た。この成型体の体積固有抵抗は１６．１Ω・Ｃｍであ
った。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明のポリウレタンフォーム熱圧
縮成型体の製造方法によれば、従来に比し、低い加熱温
度及び短い圧縮時間の下でも、充分に目標とする形状の
ポリウレタンフォーム熱圧縮成型体を製造することがで
きる。そして加熱温度が低いためポリウレタンフォーム
表面の変色や劣化が生じることがなく、また圧縮時間が
短いことから生産性も大幅に向上し、省エネルギー化に
も寄与することができる。

本発明によれば、実用上極めて有用性の高いポリウレタ
ンフォーム熱圧縮成型体を低コストで効率良く製造する
ことができ、工業的に極めて有利である。

代理人　弁理士　重　野　剛

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ポリウレタンフォームを加熱圧縮して熱圧縮成
   型体を製造する方法において、ポリウレタンフォームと
   して、エチレン性不飽和単量体の重合体が結合及び／又
   は含有されるポリウレタンフォームを用いることを特徴
   とするポリウレタンフォーム熱圧縮成型体の製造方法。
2. （２）　ポリウレタンフォームとして、２価の銅イオン
   及び該銅イオンを１価の銅イオンに還元し得る還元剤と
   硫黄原子又は硫黄イオンの両方もしくはいずれか一方を
   放出し得る化合物とを含有する浴中で処理されたニトリ
   ル基を含有するポリウレタンフォームを用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のポリウレタンフ
   ォーム熱圧縮成型体の製造方法。
3. （３）　加熱圧縮に先立ちポリウレタンフォームを熱処
   理することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載のポリウレタンフォーム熱圧縮成型体の製造方
   法。