JPS6348322A - ポリウレタンスラブストツクフオ−ム - 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〕 本発明はポリウレタンスラブストックフオームに関する
。さらに詳しくのべるならば、本発明は収縮が小さく、
極めて高硬度のポリウレタンスラブストックフオームに
関する。

〔従来の技術〕

従来、ポリウレタンスラブストックフオームは、ポリエ
ーテルポリオール、ポリエステルポリオールの如きポリ
オールをトルエンジイソシアネートの如き多官能イソシ
アネート、発泡剤、架橋剤、および必要により触媒と混
合し、発泡せしめ、これを裁断加工し、所望の形状にて
二次加工されることにより製造され、寝具、衣料、家具
その他の工業製品等に広く使用されてきた（最新ポリウ
レタン応用技術４１〜４９頁、シーエムシー、１９８３
年２月２６日発行）。しかしながら、このような従来の
スラブストックフオームは硬度が十分でなく、また硬度
を増加させる目的で架橋剤を添加するとフオームの収縮
をおこし、それゆえ高硬度が要求されるパツキン類、寝
具（特に健康マット等）、自動車のサンバイザー等の用
途には不適であった。

一方、上記スラブストックフオームよりも硬度の高いも
のとして、半硬質ポリウレタンフォームがあり、これら
はスラブ発泡あるいはモールド発泡により製造される。

これをスラブ発泡により製造する場合、フオーム内部発
熱の点からフオーム高を高くすることができず、モール
ド発泡により製造する場合、製造工程が複雑になり、コ
スト高となる。また、製造後にフオームが収縮するとい
う欠点もある。

硬質ポリウレタンフォームではかなりの高硬度を得るこ
とができるが、これは弾性がなく、圧縮による変形の回
復が期待できず、また独立気泡が主体となるので、上記
用途には不適である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、弾性があり、圧縮変形に対し回復性があり、高
硬度のウレタンフオームをスラブ発泡で製造することの
できる技術の開発が強く要望されている。

最近、このようなスラブストックフオームとして、コポ
リマーポリオールを使用したものが注目されつつあるが
、ある種の用途に対しては硬度が未だ十分ではないとい
う欠点があった。

本発明者らは、従来技術のこのような実情に鑑み、収縮
が小さく、高硬度のポリウレタンスラブストックフオー
ムを開発するべく鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至ったものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、従って、ポリオール、多官能イソシア
ネート化合物、発泡剤、架橋剤および必要により触媒を
混合し、発泡せしめてなるポリウレタンスラブストック
フオームが提供されるのであって、このフオームは、架
橋剤として、（ｉ）多価アミンおよび多価アミンのアル
キレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種と
、 （ｉｉ　）多価アルコールおよび多価アルコールのアル
キレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種、 との混合物からなることを特徴とする。

本発明に有用なポリオールは、スラブ発泡に通常使用さ
れるポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール
、およびコポリマーポリオールである。特に、コポリマ
ーポリオールを上記混合架橋剤と組み合わせて使用した
場合、他のポリオールに較べ、−層高硬度で収縮の小さ
いフオームが得られるので、コポリマーポリオールを使
用することが好ましい。

上記のコポリマーポリオールとしては、ポリエーテルポ
リオールにアクリロニトリルおよびスチレン等のビニル
モノマーをグラフト化して変性したもので、平均分子量
約２０００〜５０００．０８価約２０〜５０、ビニルモ
ノマー含有率２０〜５０％のものが好適である。特に、
ビニルモノマー含有率が約３５％以上のコポリマーポリ
オールは収縮を小さくし、硬度を増大させるので好まし
い。このようなコポリマーポリオールとして、例えば、
ボラノール３９４０．ボラノール３９３５、Ｘ　Ａ　Ｓ
　１０９５２．００（いずれもダウケミカル社製品）、
ＰＬＵＲＡＣＯＲＰｏ１ｙｏ１９９４ＬＶ、ＰＬＵＲＡ
ＣＯＲＰｏ１ｙｏｌ　１００３、ＰＬＵＲＡＣＯＲＰｏ
ｌｙｏ１１０５’５　（いずれもＢＡＳＦ社製品）等が
挙げられる。

本発明に有用な多官能イソシアネ−１・化合物としては
、分子中に少なくとも２個のイソシアネート基を有する
化合物であって、ウレタンフォームの製造に通常使用さ
れるようなものがある。このようなイソシアネート化合
物として、例えば、トルエ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、粗ジフェニルメタンジイ
ソシアネートまたはこれらの混合物等が挙げられる。こ
れら多官能イソシアネート化合物は、ポリオールの水酸
基対イソシアネート化合物のイソシアネート基の比が約
ｔ：Ｏ，Ｓ〜約１：１．３になるような量で使用される
。

また、本発明に有用な多価アミンおよび／または多価ア
ミンのアルキレンオキサイド付加物（成分（ｉ））は、
分子中に活性水素を少なくとも２個有するアミン、例え
ば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、アミノ
エチルエタノールアミン、トルエンジアミン、ジェタノ
ールアミン、トリエタノールアミンあるいはこれらの多
価アミンに上記アルキレンオキサイドを好ましくは活性
水素１当量当り約１〜５倍モル付加したものである。特
に、アミノエチルエタノールアミンにプロピレンオキサ
イドを活性水素１当量当り約１〜５倍モル付加した生成
物、例えば、ボラノール８００、ボラノールＲＡ８００
、ボラノール６４０、ボラノール２０２（いずれもダウ
・ケミカル社製品）等は、高硬度のポリウレタンフォー
ムを無収縮で生成し、また触媒的効果をもたらすので、
通常スラブストックフオームを製造する際に用いられる
如きアミン触媒は必ずしも必要ではなくなる、という観
点から好適である。

本発明に有用な多価アルコールおよび／または多価アル
コールのアルキレンオキサイド付加物（成分（ｉｉ））
は、分子中に水酸基を少なくとも２個有するアルコール
、例えば、グリセリン、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、トリエチロールプロパン、ジエチレング
リコール、１゜４−ブタンジオール、ペンタエリスリト
ール、ソルビトール、蔗糖あるいはこれらの多価アルコ
ールに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如きアルキレンオキサイドを、好
ましくは水酸基１当量当り約１〜５倍モル付加したもの
である。特に、グリセリン、ボラノール４４６、ボラノ
ール２０２５　（いずれもダウ・ケミカル社製品）等は
、系の活性を低くし、または硬さを増すという観点から
好適である。

本発明において、上記の如き成分（ｉ）と成分（ｉｉ）
との混合物を架橋剤として使用することにより、成分（
ｉ）または成分（ｉｉ）の架橋剤を単独で使用して得ら
れるスラブストックフオームに比較し、格段と優れた硬
度をもつ無収縮のスラブスト、クツオームを得ることが
できる。

尚、成分（ｉ）および成分（１）の使用量は、ポリオー
ル１００重量部に対し、前者が約１〜５重量部、好まし
くは３〜４重量部、後者が１〜２０重量部、好ましくは
３〜１５重量部になるような量であることが好適である
。特に、成分（ｉ）に関しては、これを予め蟻酸、酢酸
等の有機酸で中和することによってより多量で使用する
ことができる。これらの成分の量が少ないと十分な硬度
が得られず、成分（１）の量が多すぎると反応系の活性
が強くなりすぎて、取り扱いが困難になる。

成分（１１）の量が多すぎると、フオームに収縮を生ず
る傾向がある。

本発明において、発泡剤としては、水；ダイフロン１１
　（ダイキン工業社製品）等のフッ素系発泡剤；メチレ
ンクロライド等の通常のウレタンフオーム用発泡剤であ
ればいずれも支障なく使用することができる。

また、本発明において、ポリオールとイソシアネートと
の反応（ゲル化反応）を促進するために、スタナスオク
トエート、スタナスオレエート、ジブチルチンジラウレ
ート、ジブチルチンジー２−エチルヘキソエート等の触
媒を使用し得る。これらのうらでは、スタナスオクトエ
ートが最も好適である。

また、発泡剤として水を用いる場合、イソシアネートと
水との反応（ブローイング反応）を促進するアミン触媒
は必ずしも必要とはならないが、収縮が問題となるよう
な場合にはユニオンカーバイド社製のナイアソクス（Ｎ
ｉａｘ）Ａ−１等のアミン触媒を適用することにより、
収縮を防ぐことができる。しかしながら、本発明におい
ては、基本的にはアミン触媒を必要としない。

また、本発明においては、比較的整泡作用の弱いシリコ
ン系界面活性剤を使用してもよく、例えば、５ＲＸ２９
４Ａ、５ＲＸ２７４Ｃ（いずれも東レシリコン社製品）
、Ｌ−５２０（ユニオンカーバイド社製品）　、Ｂ２３
７０　（ゴールドシュミット社製品）等が使用し得る。

さらに、本発明においては、必要によりカーボンブラ・
７り、難燃剤、体質顔料、染料等を使用してもよい。ま
た、アミン系架橋剤の触媒的作用を緩和するため、中和
剤として蟻酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸を使用す
ることができる。この場合、前記架橋剤成分（ｉ）の使
用量を前記範囲よりも多くすることが可能である。

本発明のポリウレタンスラブストックフオームは、通常
の発泡機、例えば、ホモミキサー、アドミラル低圧発泡
機等を用い、上記成分を室温下に混合し、発泡せしめる
ことにより製造することができる。ポリオールとしてコ
ポリマーポリオールを使用する場合、このポリオールは
他のポリオールに較べ粘度が比較的高いので、混合の際
撹拌を十分に行う必要がある。一般に、上記成分の混合
後、約３０〜２００秒間発泡せしめ、その後約１日間硬
化させることによりフオームが得られる。

かくして得られたフオームは常法により裁断加工され、
二次加工される。

〔発明の効果〕

かくして得られた本発明のポリウレタンスラブストック
フオームは、従来のものに較べ、極めて高い硬度をもち
、圧縮変形に対する高い回復性を有する。しかも、収縮
は極めて小さいので、高硬度が要求されるパツキン類、
自動車のサンバイザー、寝具等の用途に特に適している
。また、簡単な形状のフオームの場合、モールドを使用
せず簡単な工程で製造することができ、それゆえ経済的
。

にも有利である。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明する。

実施例１ 下記配合の諸成分のうち、イソシアネート（ＴＤＩ−８
０）以外を容器に入れ、十分攪拌したのち、イソシアネ
ートを加え、さらに攪拌する。ここで、攪拌に際して、
攪拌器はかなりの回転力を有し、その攪拌羽根の形状も
攪拌効率がよくなるように設計されたものを使用してい
る。

イソシアネートを加えて攪拌した後、ただちに離型紙で
内装した木箱に注いだ。

配合：コポリマーポリオール、 ボラノール３９４０　＊　　　　　　　　１００重量部
グリセリン　　　　　　　　　３．０重量部水　　　　
　　　　　　　　　　１．８重量部スタナスオクトエー
ト　　　　０．１５重量部＊ボラノール３９４０　ｕ　
ＯＨ価３０スチレンアクリロニトリル含有量４０％＊　
＊ＴＤＩ−８０：　２，４−　）ルエンジイソシアネー
ト／２．６−トルエンジイソシアネート＝８０／２０上
記を箱型容器に注入後、約８０秒で発泡させ、これを室
温で１日放置した後、所定の形状に裁断加工した。得ら
れたポリウレタンスラブストックフオームは収縮がな（
、また粗大気泡もないものであった。このフオームの物
性値は下記の通りであった。

フオーム密度　　　　　　　　　４５．２５　ｋｇ　／
　ｒｒｉ予備予備圧縮線圧縮強度５％　　　０．２２ｋ
ｇｆ　／　ｃｕ！６５％　　　０．５３ｋｇｆ　／　ｃ
Ｊ実施例２ 実施例１と同様にし、下記配合の諸成分を使用してポリ
ウレタンスラブストックフオームを製造した。

配合：コポリマーポリオール （実施例１と同じ）１００重量部 実施例１と同じ付加物　　　　３，０重量部グリセリン
　　　　　　　　　３．０重量部ボラノール４４６　＊
　　　　　　８．０重量部トルエンジイソシアネート　
　６４．６重量部水　　　　　　　　　　　　　　３．
５重量部シリコン系界面活性剤 （ト−Ｌ／　シＩＪ　Ｄ　７ＳＲＸ２９４Ａ）　　　　
０．７重量部スタナスオクトエート０．１８重量部 ＊ボラノール４４６：官能基数　４．６ＯＨ価　４４５ 得られたスラブストックフオームは、実施例１と同様に
収縮がなく粗大気泡もないものであった。

上記フオームの物性値は下記の通りであった。

フオーム密度　　　　　　　　　　２８．６ｋｇ／ｎ？
予備圧縮前圧縮強度　２５％　　　０．３７ｋｇｆ／ｅ
ｔａ予備圧縮後圧縮強度　２５％　　　０．１３ｋｇｆ
／ｃｄ６５％　　　０．３５ｋｇｆ／ｃＪ 比較例１ ボラノール３９４０　　　　　　　　　　１００重量部
水　　　　　　　　　　　　　　　　１．８重量部アミ
ン触媒、Ｎ１ａｘ　Ａ−１，０，０８重世部シリコン界
面活性剤、Ｌ−５２０１，０重量部スタナスオクトエー
ト０．２重量部 ＴＤＩ−８０２４，２重量部 得られたフオームの物性値は下記の通りであった。

フオーム密度　　　　　　　　　　４６．３ｋｇ／耐予
備圧縮前２５％圧縮強度　　　　０．１６ｋｇｆ　／　
ｃａ！予備圧縮後２５％圧縮強度　　　　０．１２ｋｇ
ｆ　／　ｃｄ予備圧縮後６５％圧縮強度　　　　０．２
６ｋｇｆ　／　ｃｉ比較例２ 実施例１と同様にし、下記配合の諸成分を使用してポリ
ウレタンスラブストックフオームを製造した。

ボラノール３９４０　　　　　　　　　　１００重量部
水　　　　　　　　　　　　　　　　１．８重量部アミ
ン触媒、Ｎ１ａｘ　Ａ−１０，０８重量部シリコン界面
活性剤、Ｌ−５２０１，０重量部スタナスオクトエート
０．２４重量部 ボラノール４４６　　　　　　　　　３．０重１部Ｔ　
Ｄ　Ｉ　−８０２６，５重量部 得られたフオームの収縮が認められた。

比較例３ 実施例１と同様にし、下記配合の諸成分を使用してポリ
ウレタンスラブストックフオームを製造した。

ボラノール３９４０　　　　　　　　　　１００重量部
水　　　　　　　　　　　　　　　　１．８重量部シリ
コン界面活性剤、Ｌ−５２００，４重量部５ＲＸ２７４
Ｃ０，４重量部 スタナスオクトエート　　　　　　０．１５重量部ボラ
ノール４４６　　　　　　　　　３．０重量部Ｔ　Ｄ　
Ｉ　−８０２７，８重量部 上記フオームの物性値は下記の通りであった。

フオーム密度　　　　　　　　　　４５．６ｋｇ／耐予
備圧縮前２５％圧縮強度　　　　０．１６ｋｇｆ／ｃｄ
予備圧ｒ６後２５％圧縮強度　　　　０．１２ｋｇｆ　
／　ｃｆｌ！予備圧縮後６５％圧縮強度　　　　０．２
６ｋｇｆ　／　ＣＩＪ比較例４ 実施例１と同様にし、下記配合の諸成分を使用してポリ
ウレタンスラブストックフオームを製造した。

ボラノール３９４０　　　　　　　　　　１００重量部
水　　　　　　　　　　　　　　　　１．８重量部Ｄａ
ｂｃｏ　３３　Ｌ　Ｖ　　　　　　　　　　Ｏ，１重量
部シリコン界面活性剤、Ｌ−５２００，４重量部５ＲＸ
２７４Ｃ０，４重量部 スタナスオクトエート０．１重量部 トリエタノールアミン　　　　　　　２．０重量部ＴＤ
Ｉ−８０２９，４重量部 上記フオームの物性値は下記の通りであった。

フオーム密度　　　　　　　　　　４３．２ｋｇ／ｒｎ
’予備圧縮前２５％圧縮強度　　　　０．２０ｋｇｆ　
／　ｃｎｌ予備圧縮後２５％圧縮強度　　　　０．１４
ｋｇｆ　／　ａｄ予備圧縮後６５％圧縮強度　　　　０
．３１ｋｇｆ　／　ｃ＋Ｉ！比較例５ 実施例１と同様にし、下記配合の諸成分を使用してポリ
ウレタンスラブストックフオームを製造した。

ボラノール３９４０　　　　　　　　　　１００重量部
水　　　　　　　　　　　　　　　　１．８重量部Ｄａ
ｂｃｏ　３３　Ｌ　Ｖ　　　　　　　　　　Ｏ，０６重
量部５ＲＸ２９４Ａ　　　　　　　　　　０．４重量部
５ＲＸ２７４Ｃ０，４重量部 スタナスオクトエート　　　　　　０．１５重量部ボラ
ノール８００　　　　　　　　　２．０重量部トリエタ
ノールアミン　　　　　　　１．０重量部ボラノールＣ
Ｐ　１４２１　　　　　　　　１．０重量部Ｔ　Ｄ　［
−８０３０，３重量部 上記フオームの物性値は下記の通りであった。

フオーム密度　　　　　　　　　　４８．２ｋｇ／ｒｒ
？予備圧縮前２５％圧縮強度　　　　０．２９ｋｇｆ／
ｃａｌ予備圧縮後２５％圧縮強度　　　　０．１４ｋｇ
ｆ／ｃａｌ予備圧縮後６５％圧縮強度　　　　０．３４
ｋｇｆ／ｃｄ手続補正書（自発） １、事件の表示 昭和６１年特許願第１９０５５４号 ２、発明の名称 ポリウレタンスラブストックフオーム ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　ダウ・ケミカル日本株式会社 ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号静光
虎ノ門ビル　電話５０４−０７２１１０、−１．１　ｉ
　ｒ−１ °・、出 ５、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 明細書第１５頁の１７行目と１８行目の間に次の記載を
挿入します。

「実施例３ 実施例１と同様にし、下記配合の諸成分を使用してポリ
ウレタンスラブストックフオームを製造した。

配合：コポリマーポリオール （実施例１と同じ）　　　　５０重量部実施例１と同じ
付加物　　　３．０重量部グリセリン　　　　　　　　
３．０重量部ボラノール３０２２Ｊ　＊　　　　　　５
０重量部トルエンジイソシアネート　４１．７重里部水
　　　　　　　　　　　　１．８重量部シリコン系界面
活性剤　　　０．８重量部（トーレシリコン５ＲＸ２９
４Ａ　　０．４重量部５ＲＸ２７４ＣＯ，４重量部） スタナスオクトエート０．１５重量部 ＊ボラノール３０２２Ｊ　ニスラブ用ポリエーテルポリ
オール分子量３０００ 得られたスラブストックフオームは、実施例１と同様に
収縮がなく粗大気泡もないものであった。

上記フオームの物性値は下記の通りであった。

フオーム密度　　　　　　　　　４８．ＩＪＨ，’ｎ？
予備圧縮前圧縮強度　２５％　　　０．２１ｋｇｆ　／
　ａ１１６５％　　　０．４３ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ＋＋
１予備圧縮後圧縮強度　２５％　　　０．　ｌｌｋｇｆ
　／　ｃｕｔ６５％　　　０．２６ｋｇｆ　／　ｃｎｌ
実施例４ 実施例１と同様にし、下記配合の諸成分を使用してポリ
ウレタンスラブストックフオームを製造した。

配合：コポリマーポリオール （実施例１と同じ）　　　　　５０重量部実施例１と同
じ付加物　　　３．０重量部ボラノール３０２２Ｊ　　
　　　　　５０重量部グリセリン　　　　　　　　３．
０重量部ボラノール４４６　　　　　　　１２．０重量
部トルエンジイソシアネー）　　７０．１重量部水　　
　　　　　　　　　　３．５重量部シリコン系界面活性
剤 （トーレシリコン５ＲＸ２９４Ａ）　　０．７重量部ス
タナスオクトエートｏ、ｉｓ重量部 得られたスラブス１−ツタフオームは、実施例１と同様
に収縮がなく粗大気泡もないものであった。

上記フオームの物性値は下記の通りであった。

フオーム密度　　　　　　　　　２８．１ｋｇ／耐予備
圧縮前圧縮強度　２５％　　　０．２８３ｋｇｆ／ｃｄ
６５％　　　０．３８９ｋｇｆ　／　ｃｏｔ予備予備圧
縮線圧縮強度５％　　　０．１０５ｋｇｆ　／　ｃ−ｊ
６５％　　　０．２８２ｋｇｆ　／　ｃｓＡ実施例５ 実施例１と同様にし、下記配合の諸成分を使用してポリ
ウレタンスラブストックフオームを製造した。

配合：コポリマーポリオール （実施例１と同じ）１００重量部 グリセリン　　　　　　　　３．０重量部トルエンジイ
ソシ７ネート　３９．４重量部水　　　　　　　　　　
　　１．８重量部シリコン系界面活性剤　　　０．８重
量部（トーレシリコン５ＲＸ２９４八　０．４重量部５
ＲＸ２７４Ｇ　　Ｏ，４重量部） スタナスオクトエート　　　０．１５重量部得られたス
ラブストックフオームは、実施例１と同様に収縮がなく
粗大気泡もないものであった。

上記フオームの物性値は下記の通りであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリオール、多官能イソシアネート化合物、発泡剤
   、架橋剤および必要により触媒を混合し、発泡せしめて
   なるポリウレタンスラブストックフォームにおいて、上
   記架橋剤が、 （ｉ）多価アミンおよび多価アミンのアルキレンオキサ
   イド付加物から選ばれる少なくとも１種と、 （ｉｉ）多価アルコールおよび多価アルコールのアルキ
   レンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種、 との混合物からなることを特徴とする、ポリウレタンス
   ラブストックフォーム。 ２、上記ポリオールがコポリマーポリオールであること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のポリウレタ
   ンスラブストックフォーム。 ３、上記コポリマーポリオール１００重量部に対して、
   それぞれ、１〜５重量部の上記成分（ｉ）と１〜２０重
   量部の上記成分（ｉｉ）を使用することを特徴とする、
   特許請求の範囲第２項記載のポリウレタンスラブストッ
   クフォーム。 ４、上記成分（ｉ）がアミノエチルエタノールアミンま
   たはエチレンジアミンに対してその活性水素１当量当り
   プロピレンオキサイド１〜５倍モルを付加した生成物で
   あり、上記成分（ｉｉ）がグリセリンであることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１〜３項記載のポリウレタン
   スラブストックフォーム。