JPS62250032A - 軟質ウレタンフォーム用ポリエーテルポリオール組成物 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、クッション材などとして用いられている軟質
ウレタンフオームおよび該ウレタンフオームを製造する
ためのポリエーテルポリオール組成物に関する。

技術的背景と問題点 軟質ウレタンフオームは、たとえば車両、家具。

寝具などのクッション材として繁用されている。

このような各種用途に供されるフオームに要求される基
本的物性は、硬さくＩｄｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｌｏａｄ以
下硬度ともいう）、伸び（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ａｔ
　Ｂｒｅａｋ）および密度（Ｄｅｎｓｉｔｙ）である。

硬度を上げるためには、一般にその密度を高くする方法
が採られているが、近時フオームの軽量化あるいは原料
コストの低減を図るために出来るだけ密度の低いフオー
ムが要望されている。しかし、一般にフオームの密度を
低くすれば、それに伴って硬度、その他の物性が必然的
に低下することが避けられない。従来、より高い硬度を
有する軟質ウレタンフオームを得る方法としては、たと
えば次のような方法が提案されている。

たとえばウッズらの著わした“フレキシブルポリウレタ
ン　フオーム；ケミストリー　アンドテクノロジー”（
１９８２年アプライド　サイアンスパプリッシャーズ社
発行）には、フオーム製造時に、たとえば発泡剤として
水のみを使用する方法あるいはイソシアネートインデッ
クスを高くするなど発泡処方において工夫をなすことに
よりフオームの硬度を上げ得ることが記載されている。

しかしながら、このような方法では、発泡時にスコーチ
ングを起こす危険性がある。またイソシアネートインデ
ックスを高くすることは、製造時期によってフオームの
硬さの変動が大きいばかりでなく、永久歪、湿熱永久歪
などの物性にもよい影響を与えない。

これとは別に、原料面から、使用するポリエーテルポリ
オールの官能基数を上げる方法が知られている。たとえ
ば特公昭４５−３８８３９号公報には、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、プロピレングリコールなどを重
合開始剤とする、２あるいは３官能性ポリエーテルにシ
ョ糖を重合開始剤とする高官能性ポリエーテルを加えた
ポリオール組成物を用いることにより、より高い硬度を
有するフオームが得られることが記載されている。

この方法によれば確かにフオーム硬度の高いものが得ら
れるが、その反面伸び率や引張強度が大幅に低下する。

これら物性の低下は、たとえば、ホットモールドフオー
ムにおいて脱型時にフオームが裂けたり破れたりする恐
れがあり、またフオームを取扱う場合やフオームから製
品を加工するときに問題となる。

本願発明者らは、従来から用いられているグリセリン、
トリメチロールプロパンを重合開始剤とする３官能のポ
リエーテルに、４官能ポリエーテルのうちでも、特にメ
チルグルコシドを重合開始剤とするポリエーテルを、特
定量配合したポリエーテルポリオール組成物を得たが、
この組成物は硬度の高い軟質ウレタンフオームを与える
と共に、伸び率などの物性も低下が少ないことを見い出
した。たとえばメチルグルコシドと同様に４官能を有す
るペンタエリスリトールを重合開始剤とするポリエーテ
ルを配合した場合には、このような高い硬度の軟質フオ
ームは得られないことからみて、このような事実は実に
驚くべきことであった。本願発明は、かかる知見に基づ
いてなされたものである。

発明の構成 すなわち、本発明は（１）重合開始剤がメチルグルコシ
ドとグリセリンまたは／およびトリメチロールプロパン
であり、重合性単量体がアルキレンオキサイドであり、
水酸基価が４０〜７０　ｍｇＫＯＩ（／ｇであるポリエ
ーテルポリオール組成物、および（２）重合開始剤がメ
チルグルコシドとグリセリンまたは／およびトリメチロ
ールプロパンであり、重合性単量体がアルキレンオキサ
イドであり、水酸基価が４０〜７０　ｍｇＫＯＨ／ｇで
あるポリエーテルポリオール組成物とポリイソシアネー
トとを発泡剤、整泡剤および触媒の存在下に反応させて
得られる軟質ウレタンフオームである。

本発明において重合開始剤として使用する成分間の比率
、つまりグリセリンまたは／およびトリメチロールプロ
パン（以下、単にトリオールと称する）に対するメチル
グルコシドの比率は１７３〜３／１、好ましくは１／１
〜３／１（重量比）である。このような成分を重合開始
剤とするポリエーテルポリオール組成物は、それ自体公
知の方法によって製造することができる。たとえばメチ
ルグルコシドとトリオールとを上記範囲で混合した開始
剤に、たとえば水酸化カリウムなどのアルカリ金属を触
媒として、アルキレンオキサイドを付加重合せしめるこ
とによって製造することができる。生成物の水酸基価が
４０〜７０　ｍｇＫＯＨ／ｇになるまで付加重合を行な
う。アルキレンオキサイドとしては、通常プロピレンオ
キサイドが用いられるが、必要に応じてプロピレンオキ
サイドと共にエチレンオキサイドを併用してもよい。こ
の場合、ポリエーテル組成物中に占めるエチレンオキサ
イドの割合が、２０重量％以下、好ましくは５〜１５重
量％となるような割合で使用する。エチレンオキサイド
を使用するポリエーテルは、プロピレンオキサイドを重
合させたあとでエチレンオキサイドをブロック重合させ
たもの、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドと
を交互にブロック重合させたもの、あるいはプロピレン
オキサイドとエチレンオキサイドとをランダムに重合さ
せたものなど、いずれの構造をとっていてもよい。ただ
エチレンオキサイドを併用するときは、ポリエーテル組
成物中の末端エチレンオキサイド鎖の割合をポリエーテ
ル全体の１０重量％以下にするのが好ましい。

末端エチレンオキサイド鎖の量が１０重量％を越えると
、フオーム化の際の反応性が極端に高くなり、良好なフ
オームを得ることがむつかしい。

なお、上記重合性開始剤の比率において、メチルグルコ
シドがトリオールの量の３倍を越えると、メチルグルコ
シド自体が高融点物質であるためにポリエーテルの製造
が極めて困難となる。また１／３より少ないとフオーム
の硬度を高くするという効果が減少する。本発明のポリ
エーテル組成物は、製造時に重合開始剤の比率を上記範
囲内にすることができるが、このほかに、たとえばメチ
ルグルコシドとトリオールから得られたポリエーテルに
トリオール単独から得られたポリエーテルを混合（ブレ
ンド）することにより上記比率のポリエーテル組成物を
製造することもできる。この場合、水酸基価が４０〜７
０　ｍｇＫＯＨ／ｇになるように混合すればよい。トリ
オールは、通常グリセリンあるいはトリメチロールプロ
パン単独で用いられるが、お互に任意の割合で配合した
ものを用いても何ら差しつかえない。本発明にいうポリ
エーテルポリオール組成物は、水酸基価が４０〜７０、
好ましくは４０〜６０　ｍｇＫＯＨ／ｇを有するもので
あり、水酸基価が４０よりも低いと硬度の高いフオーム
を得ることが困難となる。また７０を越えるとフオーム
製造時の紙業性が低下するばかりでなく、通気性のよい
フオームを得ることがむつかしくなる。

本発明の軟質ウレタンフオームは、上述ポリエーテルポ
リオール組成物を用い、発泡剤１整泡剤および触媒の存
在下、それ自体公知の発泡技術によって製造することが
できる。

すなわち本発明で用いることのできるポリイソシアネー
トとしては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）およ
びジフェニルメタンジイソシアネー）（ＭＤＩ）があり
、これらの変性物（トリマー、プレポリマーなど）ある
いは混合物であってもよい。

特に好ましいポリイソシアネートとしては、ＴＤＩ−８
０（２，４−ジイソシアネートと２．６−ジイソシアネ
ートとの混合物であって、その比が８０＝２０のもの）
あるいはＴＤＩ−８０がイソシアネートの９０重量％以
上になるように配合した混合ポリイソシアネートである
。これらポリイソシアネートの使用量は、イソシアネー
トインデックスとして９０〜１３０．好ましくは１００
〜＋１５である。水およびその他の発泡剤は目的とする
フオームの密度に応じて適宜その使用量が決定されるが
、水は通常２．４〜６．０部、好ましくは３．６〜４．
８部（ポリオール１００部に対して、以下同じ）である
。

その他併用される発泡剤としては、たとえばフレオン−
１１あるいは塩化メチレンなどを挙げることができ、そ
の使用量は密度に応じて選択決定され、通常０〜２０部
、好ましくは０〜１０部である。また、整泡剤としては
、スラブ−ホットモールド用整泡剤と呼ばれるものであ
れば何でも使用することができ、たとえばＦ　−２４２
Ｔ　（信越化学）。

Ｂ−８０１７，Ｂ−８２０２，Ｂ−８０２１，ＢＰ−２
３７０，Ｂ−４９００（ゴールド’／ユミット）、　　
Ｉ、−５２０，Ｌ−５４０゜Ｌ−５８２，Ｌ−５７４０
（日本ユニカー）、　５Ｈ−１９０゜５Ｈ−１９４，５
ＲＸ−２９８（東しシリコン）などを挙げることができ
る。その使用量は通常０．５部〜２．０部、好ましくは
１部である。反応触媒としては、たとえばトリエチレン
ジアミン、Ｎ−エチルモルホリン、ペンタメチルジエチ
レントリアミンなどの第３級アミンおよび、たとえばス
タナスオクトエートなどの錫系化合物を併用する。触媒
量は、実験を繰返して発泡バランスをとりながら最適量
を決定する。その他発泡に際しては必要に応じ、難燃剤
９着色剤、酸化防止剤などを用いることができる。

発明の効果 本発明のポリエーテルポリオール組成物は、スラブ法お
よびホットモールド法による軟質ウレタンフオームの製
造に利用することができ、このような組成物から製造さ
れた軟質ウレタンフォームは、密度の割りには高い硬度
を有し、しかも伸びや引張強度などの物性においても優
れている。すなわち、従来から一般に軟質フオーム用と
して使われているポリエーテルポリオールからのフオー
ムと比較して密度の割りに硬度が高いという特長を有し
、また市販の高硬度フオーム用ポリエーテルポリオール
からのフオームに比して伸び率および引張強度が優れて
いるという特長を有している。

このような優れた物性を示す本発明の軟質ウレタンフオ
ームは、たとえば車両シート、家具用クッション材とし
て特に有用である。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説
明する。

なお、以下“部”は特に断わりのない限り、重量部を表
わす。フオームの各種物性は次に示す試験法に基づいて
行なった。

（１）　　硬さく１ｄｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｌｏａｄ）・
・・・・・Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ　　６４０１　（１９６５
）厚さ５０ｍｍ、縦、横それぞれ３００ｍｍの試料片に
２００ｍｍφの円板を５０　ｍｍ／ｍｉｎの速度で７５
％押え込み、直ちに開放し、再度２５％圧縮して、２０
秒、静置したときの荷重を■ＬＤ２５％としてｋｇで表
示した。

（２）伸び率 ・・・・・・Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ　　６４０２　（１９６
５）フオームをダンベルで打ち抜き、この試験片を３０
０〜５００　ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張ってゆき、破断
時までの伸びを伸び率として％で表示した。

（３）引張強度 ・・・・・・Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ　　６４０２　（１９６
５）伸び率と同時に測定する。破断時の荷重をもって引
張強度とし、ｋｇ／ｃｒｎ２で表示した。

実施例１ メチルグルコシド１９６部、グリセリン９２部および水
酸化カリウム２部を反応器に仕込み、窒素気流下に加熱
して１１０−１２０℃でプロピレンオキサイド（以下、
ＰＯという）３８０部を付加重合させた。この反応液に
、さらに水酸化カリウム１６部を加えて１２０−１３０
℃に加熱し、窒素ガスを吹き込みながら脱水して添加し
た水酸化カリウムをカリウムアルコラードにした。引続
いて１１０−１２０℃でＰＯ６７Ｌ４部を付加重合させ
た。反応終了後、１０部の水及び１００部の■ 合成ケイ酸マグネシウム（キョーワード　−６００゜協
和化学制）を加えて、これに水酸化カリウムを吸着させ
た後、ろ過により除去した。次いで、水分含量が０．０
５％以下になるまで脱水し、安定剤ＢＩＴをその濃度が
１１０００ｐｐになるように加えた。

このようにして水酸基価が５６．５ｍｇＫＯＨ／ｇで、
粘度が６５０　ｃｐｓ（２５°Ｃ）のポリエーテルポリ
オール組成物を得た。このポリオールの平均官能基数は
３．５である。

実施例２ まずメチルグルコシド１９６部、グリセリン１３８部お
よび水酸化カリウム２部にＰＯ５３０部を付加重合させ
、次いでこれに水酸化カリウム１８部を加え脱水してカ
リウムアルコラードにし、さらにＰＯ１０２００部およ
びＥＯ８３５部を付加重合させた。実施例１と同様に水
酸化カリウムを除去し、脱水後、ＢＩＴをその濃度が１
１０００ｐｐとなるように加えて水酸基価が４２．５＋
ｎｇＫＯＨ／ｇで、粘度が８２０　ｃｐｓ（２５°Ｃ）
のポリエーテルポリオール組成物を得た。このポリオー
ルの平均官能基数は３．４である。

実施例３ 水酸化カリウム２５部をグリセリン１８４部に溶解させ
脱水してグリセリンをグリセリドの形にした後、メチル
グルコシド１９６部を加えた。このように調製した重合
開始剤に９４６５部のＰＯを１１０−１２０℃で付加重
合させ、引続いてさらにＥｏ　　５２０部を１１０−１
２０℃で付加重合させた。実施例１と同様にアルカリを
処理し、脱水したのち、ＢＩＴを加えて水酸基価が５６
．３ｍｇＫＯ１ｌ／ｇで、粘度が６２０　ｃｐｓ（２５
°Ｃ）のポリエーテルポリオール組成物を得た。このポ
リオールの平均官能基数は３．３３である。

実施例４ 実施例１におけるグリセリン９２部をトリメチロールプ
ロパン１３４部に置きかえた以外は実施例１と同様に付
加重合を行ない水酸基価が５６．２ｍｇＫＯＨ／ｇで、
粘度が６４０　ｃｐｓ（２５℃）のポリエーテルポリオ
ール組成物を得た。このポリオールの平均官能基数は３
．５である。

比較例１ 実施例１と同様の方法で水酸化カリウム７０部を用いて
グラニユー糖６００部およびグリセリン４００部の混合
物にＰ　０　２７５８０部を付加重合させ精製、脱水、
安定剤を添加して水酸基価が５５．８ｎ＋ｇＫＯＨ／ｇ
で、粘度が７５０　ｃｐｓ（２５８Ｃ）のポリエーテル
ポリオール組成物を得た。このポリオールの平均官能基
数は４．４３である。

比較例２ 実施例１と同様の方法で水酸化カリウム５０部を用いて
ソルビトール３００部およびグリセリン３００部の混合
物にＰ　Ｏ２０２２０部を付加重合させ、精製、脱水、
安定剤を添加して水酸基価が５７．１ｍｇＫｏ■／ｇで
、粘度が６６０　ｃｐｓ（２５°Ｃ）のポリエーテルポ
リオール組成物を得た。このポリオールの平均官能基数
は４．０である。

比較例３ 実施例２と同様の方法で水酸化カリウム９５部を用いて
グラニユー糖６００部およびグリセリン４００部の混合
物にＰ　Ｏ３５１２０部およびＥＯ２７２０部を付加重
合させて精製、脱水、安定剤を添加して水酸基価が４１
　、８ｍｇＫＯＲ／ｇで、粘度が９５０　ｃｐｓ（２５
℃）のポリエーテルポリオール組成物を得た。

このポリオールの平均官能基数は４．４３である。

比較例４ 実施例１と同様の方法で水酸化カリウム１８部を用いて
ペンタエリスリトール１３６部およびグリセリン９２部
の混合物にＰｏ　　７１７０部を付加重合させ、精製、
脱水、安定剤を添加して水酸基価が５７　、２ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇで、粘度が６００　ｃｐｓ（２５℃）のポリエー
テルポリオール組成物を得た。このポリオールの平均官
能基数は３．５である。

比較例５ 実施例３と同様の方法で水酸化カリウム９５部を用いて
グラニユー糖３００部およびグリセリン７００部の混合
物にＰ　Ｏ２９０００部およびＥＯ１６００部を付加重
合させ、精製、脱水、安定剤を添加して水酸基価が５５
．６ｍｇＫＯＨ／ｇで、粘度が６２０　ｃｐｓ（２５℃
）のポリエーテルポリオール組成物を得た。

このポリオールの平均官能基数は３．５２である。

実施例５〜６および比較例６〜１０ 表−１に示す処方にしたがってハンドミキシング法にて
軟質ウレタンフオームを製造した。得られた軟質フオー
ムの物性は表−１に示す通りである。

表−１において、実施例５はメチルグルコシドとグリセ
リンとを、実施例６はメチルグルコシドとトリメチロー
ルプロパンとを、それぞれ重合開始剤とするポリエーテ
ルを用いた例である。比較例６はグラニユー糖とグリセ
リンとを、比較例８はソルビトールとグリセリンとを、
比較例９はペンタエリスリトールとグリセリンとを、そ
れぞれ重合開始剤とするポリエーテルを用いた例である
。

また、比較例７はグラニユー糖とグリセリンとからのポ
リエーテルに汎用のポリエーテルを配合して官能基数を
下げ実施例５．６のそれに近づけたものである。実施例
１０は汎用のポリエーテルを用いた例である。

実施例５．６のフオームと比較例６のそれを比較すると
、硬度でほぼ同じフオームが得られているが、伸び率の
点で実施例のものが優れている。

実施例５．６と比較例８との比較でも同じことがいえる
。比較例９は、実施例とほぼ同じ伸び率を示すが、硬度
において実施例のものが優れている。

比較例１０も硬度において、実施例に劣っている。

比較例７は実施例とほぼ同じ官能基数に調整しであるが
硬さ、伸び率において実施例のものが優れている。

表−１ 注： １）武田薬品（株）製グリセリンのＰＯ付加体、０８価
５６ ２）ゴールドシュミット社製シリコン整泡剤３）東洋曹
達（株）製　アミン系触媒 ４）吉富製薬（株）製　錫系触媒 ５）武田薬品（株）製　ＴＤＩ−８０ 実施例７および比較例１１−１３ 表−２に示す処方にしたがってハンドミキシング法によ
り軟質ウレタンフオームを製造した。得られたフオーム
の物性は表−２に示す通りである。

表−２では、表−１で使用したポリエーテルよりも水酸
基価が低く、ＰＯのほかにＥＯを付加したポリエーテル
が使われて実験が行なわれている。

実施例のフオームは、比較例１１と比べて伸び率におい
て比較例１２と比べて硬さ、伸び率において、また比較
例１３と比べて硬さにおいて、それぞれ優れている。

２０一 実施例８および比較例１４ 表−３に示す処方にしたがってＭＴ型低圧発泡機（ポリ
ウレタンエンジニアリング社製）にてアルミ製モールド
（３２ＣＩＩＩＸ　３２　ｃｍｘ　７　ｃｍ、モールド
温度３５±２℃）に注入、発泡さ゛せ、さらに１８０℃
の硬化炉にて１０分間加熱後、脱型し軟質ウレタンフオ
ームを得た。翌日フオームの物性を測定した。その結果
を表−３に示す。

表−３はホットモールド法によって得られたウレタンフ
オームの比較である。比較例１４のフオームは実施例８
のフオームとほとんど同じ硬さを示しているが、伸び率
において実施例のものが優れている。

表−３ ７）ゴールドシュミット社製シリコン整泡剤８）フレオ
ン発泡剤

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重合開始剤がメチルグルコシドとグリセリンまたは
   ／およびトリメチロールプロパンであり、重合性単量体
   がアルキレンオキサイドであり、水酸基価が４０〜７０
   ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリエーテルポリオール組成物。 ２、重合開始剤がメチルグルコシドとグリセリンまたは
   ／およびトリメチロールプロパンであり、重合性単量体
   がアルキレンオキサイドであり、水酸基価が４０〜７０
   ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリエーテルポリオール組成物と
   ポリイソシアネートとを発泡剤、整泡剤および触媒の存
   在下に反応させて得られる軟質ウレタンフォーム。