JPH03237138A - ウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

ウレタンフォームの製造方法

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JPH03237138A
JPH03237138A JP2032744A JP3274490A JPH03237138A JP H03237138 A JPH03237138 A JP H03237138A JP 2032744 A JP2032744 A JP 2032744A JP 3274490 A JP3274490 A JP 3274490A JP H03237138 A JPH03237138 A JP H03237138A
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foaming
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Shiro Suzuki
鈴木 司郎
Toshihiko Hotta
堀田 敏彦
Minoru Takizawa
稔 滝沢
Hitoshi Takeuchi
斉 竹内
Michiei Nakamura
道衛 中村
Shojiro Horiguchi
堀口 正二郎
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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) 本発明はウレタンフオームの製造方法に関し、更に詳し
くは発泡調整剤として水吸収性高分子物を用いるウレタ
ンフオームの製造方法に関する。
(従来の技術及びその問題点) 現在、ウレタンフオーム等の発泡体の製造に関しては、
特に硬質ウレタンフオームにおいては、発泡剤としては
フロンが主に使用されている。フロンを用いるウレタン
フオームの製造技術はほぼ完成されたものであるが、フ
ロンは現在地球環境の問題からして近い将来制限、削減
、更には使用禁止の方向にある。
従って、ウレタンフオームの製造方法においても、フロ
ンを削減或いは使用しない製造方法が緊急的に求められ
ている。
一つの簡単な方法としては、ポリオール成分と、イソシ
アネート成分と単なる水との組合せ(混合)において、
炭酸ガス発泡による発泡体を作る方法がある。この方法
は経済的且つ現実的な方法であるが、−殻内にはポリオ
ール成分より水の方が分子量が極端に小さい為に、水と
イソシアネート成分とが優先的に反応して硬く脆い樹脂
状となり、従ってポリオールの架橋が充分でなく連続気
泡が多くなり、又、極端な場合には発泡体のセルが破壊
し、発泡体が漬れるという問題があ従って本発明の目的
は、フロンの量を減少又は使用することなく、良好な物
性を有するウレタンフオームを経済的に製造出来る方法
を提供することである。
(問題点を解決する為の手段) 上記目的は以下の本発明のよって達成される。
即ち、本発明は、ウレタンフオームの製造方ン去におい
て、発泡性組成物がポリオール成分、イソシアネート成
分、水及び水吸収性高分子物を必須成分として含有する
ことを特徴とするウレタンフオームの製造方法である。
(作  用) 本発明によれば、水による発泡を調整する方法として、
水を吸収する高分子物を発泡組成物(原府)の中に添加
することによって、初期の発泡速度が制御され、均一な
物性、特に均一で独立した気泡構造のウレタンフオーム
を製造することが出来る。
(好ましい実施態様) 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。
本発明において使用する水吸収性高分子物とは、水と接
触すると吸水する親水性高分子物である。その中で水に
は溶解しない高分子物が好ましく、その水膨潤度は一般
的には2〜1,000倍位であり、好ましいものは5〜
500倍位のものである。具体的には、例えば、デンプ
ン−ポリアクリル酸ナトリウムグラフト化物、デンプン
−ポリアクリロニトリルグラフト化物のケン化物のナト
リウム塩、セルロース−ポリアクリル酸ナトリウムグラ
フト化物、ビニルアルコール−(メタ)アクリル酸ナト
リウム−(メタ)アクリル酸共重合体、部分架橋ポリ(
メタ)アクリル酸ナトリウム、架橋イソブチレン−無水
マレイン酸共重合体のアルカリ中和物、架橋カルボキシ
ルメチルセルロースのナトリウム塩、架橋ポリエチレン
オキシド、ポリオキシエチレン鎖含有ポリウレタン等で
あり、従来公知のものはいずれも使用することが出来る
本発明において特に好ましいものは、水膨潤性高分子物
であって、親水性基を有するポリマー又はコポリマー(
親水性セグメント〉に疎水性のボッマー鎖又はコポリマ
ー鎖〈疎水性セグメント)がブロックコポリマー又はグ
ラフトコポリマーの型で結合した親水性重合体であり、
例えば、後記の実施例に示す様に、(ポリスチレン)−
(ポリブタジェン)−(ポリスチレン)のブロックコポ
リマーの二重結合にチオグリコール酸、無水マレイン酸
、アクリル酸又はメタクリル酸、ポリエチレンオキサイ
ド(メタ)アクリレート等を付加又は付加重合させたも
の或いはこれらをアルカリで中和して得られたものであ
る。 又、特に好ましいグラフト型の水吸収性高分子物
としては、例えば、末端にaβ−エチレン系不飽和基を
有する疎水性重合体と、親水性重合体を与える親水性単
量体との共重合物である。この末端に不飽和を有する疎
水性重合体としては、例えば、スチレン、(メタ)アク
リル酸エステル、アクリロニトリル等の単独重合体鎖又
は共重合体鎖の末端に(メタ)アクリロイル等のα、β
エチレン系不飽和基を有するものである。
上記不飽和基を有する疎水性重合体の分子量が低すぎる
と水膨潤性高分子物の水可溶性が多くなり、又、大き過
ぎると水膨潤性が不十分となるので、好ましい平均分子
量の範囲は1,000から20.000、好ましくは1
,500から15.000の範囲である。
この様なブロックコポリマー又はグラフトコポリマーの
うちで最も好ましいものは上記の親水性ポリマーセグメ
ントの親水性基がカルボン酸又はスルホン酸或いはそれ
らのアルカリ金属塩であるものである。
特に好ましい型は、上記ブロック或いはグラフト型の水
吸収性高分子物である。
これらの水吸収性高分子物は、後述する様に予め吸水し
た状態で有機溶剤中に分散させたものを添加することが
好適であり、使用される有機溶剤としては、例えば、ペ
ンタン、インペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ト
ルエン、キシロール、メチルクロライド、酢酸メチル、
酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、エチル
セロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルアルコール、エ
チルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルア
ルコール、ブタノール、インブタノール、アセトン、ジ
オキサン、ジメチルホルムアミド等の単独或いはそれら
の混合物が挙げられる。
本発明において使用するイソシアネート成分としては、
トリレンジイソシアネート(TDI) 、 3 。
3′−ヒトリレン−4,4゛−ジイソシアネート、ジフ
ェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、3.3′
−ジメチルジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネ
ート、P、P’−ジフェニルメタン−ジイソシアネート
(MDI)等の従来公知のイソシアネート成分が挙げら
れる。
工業的には経清的な粗TDI又は粗MDI(粗:精製し
ていない混合物)を使用することが好ましい。
イソシアネート成分の量は、ポリオール成分及び水の量
との化学量論的な計算に基づいて決められる。おおよそ
イソシアネートインデックスの90〜120である。
本発明で使用するポリオール成分としては、通常のポリ
エーテルポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げ
られ、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソ
ルビトール、ショ糖等の多官能アルコール類或いは脂肪
族アミン類、芳香族アミン類等にエチレンオキサイド、
プロピレンオキサイド或いは両者を付加したもの及びそ
れらの混合物や共重合物も使用可能で、或いは更に芳香
族ポリエステルポリオール、芳香族ポリエーテルポリオ
ール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリブチレングリコール等、それらの共重合物を
添加してもよい。これらのボッオールの分子量は150
〜50,000の範囲であり、好ましくは200〜10
,000の範囲である。
触媒は、例えば、アミンとしては、主に第3級アミンが
使用され、代表的なものとしては、トリエチレンジアミ
ン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、N
−メチルモルホリン、N(2−ヒドロキシプロピル〉ジ
メチルモルホリン、N、N’−ジエチル−2−メチルビ
ペラジン、N、N′−ビス(2−ヒドロキシプロピル)
−2−メチルピラジン等である。好ましくはトリエチレ
ンジアミンである。又、錫、鉛等の有機脂肪酸塩等の添
加も有効である。
整泡剤としてシリコーン系が好ましい。
添加される水の量は、製造するウレタンフオームの用途
及び発泡倍率等によって異なるものであり、フロンの削
減量に従い、又、他の発泡剤の使用ら加味して調整する
これらの水は発泡処理時は水吸収性高分子物に吸水され
た状態で存在する。吸水の状態としては、 (1)水吸収性高分子物の乾燥物に水を吸収させ添加す
る方法(吸水ゲル状物)、 (2)非水溶媒中に微分散した水吸収性高分子物中に水
を添加し、w / o型乳化状物或いはゼリー状物を作
り添加する方法、 等があるが、発泡抑制効果としては後者の(2)の方法
が良好である。
上記成分からなる発泡組成物の発泡方性自体は従来方法
と何等変わらないが、イソシアネート成分とポリオール
成分との2液を混合することによって発泡させるのが一
般的であるが、水吸収性高分子物に吸水された水は、ポ
リオール成分中に均一に分散しておくことが好ましい方
法である。
その他、必要に応じて、抗微生物剤、顔料、染料又ゼオ
ライト等の任意の添加剤が使用可能である。
(実施例) 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。尚、文中部又は%とあるのは特に断りのない限
り重量基準である。
生木立監佳曵狂玉ユ 15部の末端メタアクリロイル基を有するポリイソブチ
ルアクリレート(平均分子量的6.000)、18部の
アクリル酸、94部のアクリル酸ソーダ及びl0部のポ
リエチレングリコールメタアクリレート(平均分子盟約
300)をシクロヘキサン/メチルエチルケトン系(重
量比1/1)溶媒中で共重合させ、水吸収性高分子物の
分散体を得た。この時の平均粒径は03〜0.5μm、
不揮発分54.9%であり、この物の水膨潤度は乾燥物
として150倍である。
上記水吸収性高分子物の分散体50部をスタラーにて撹
拌し、その中に徐々に水15部を滴下していくとクリー
ム状物となる。この中の含水量は23%である。
まΔj1u蛤チ筺毀1 75部の末端にメタクロイル基を有するポリスチレン(
分子量約6.[)00) 、  11 、3部の末端に
メタクロイル基を有するポリブチルアクリレート(分子
量約6,000) 、 70部のポリエチレングリコー
ルメタアクリレート(平均分子盟約300) 、 7.
 5部のアクリル酸、29.3部のアクリル酸ソーダ及
び1部の(ポリスチレン)−(ポリブタジェン)−(ポ
リスチレン)(分子量約200,000.ポリスチレン
 30wt%)をシクロヘキサン/メチルエチルケトン
=2/1の〆昆合漬剤]中で共重合させて水吸収性高分
子物の分散体を得た。該分散体の不揮発分は628%で
あり、乾燥物の水膨潤度は約30倍であり、OH基価は
186mg/gである。
含水分散体1と同様な方広で上記分数体100部に対し
、25部の水を添加して安定な含水分数7夜を調製した
法 び具′ (1〉ポリオール成分をよく准合し、20℃に調整する
(2)イソシアネート成分を所定量に計り20℃に調整
し、上記ポリオールと10秒間高速回転(3,000r
ptn)脛合後、ビーカー内に投入する。
(3) ■CT(秒〉:(クリーミング時間(秒))・・・発泡
開始 ■GT(秒):(ゲル時間(秒))・・・ゲル化状態■
TPT (秒):(タックフリー時間〈秒))・・・反
応完結 ■RT(秒):(ライジング時間(秒))・・・発泡上
昇時間 ■発泡の状態 作業性が良く均一な発泡体を得る為には、CT発泡速度
が遅い方が流動性が良く、型の中で充分流れる為良好な
発泡体が得られる。
(以下余白) 椿里旦説用 比較例A及びBは硬質の発泡体であり、比較例Aは通常
のフロン量を使用しており、比較例Bはフロンの使用量
を約50%削減したものであり、比較例Aより比較例B
が初期の発泡速度(CT)がかなり速くなっていること
がわかる。
又、実施例1は比較例Bと同じフロン量であるが、CT
は比較例Aとほぼ同じに戻っていることがわかる。
実施例2と比較例Cはポリオール成分を変えた場合にお
いてら同様の効果があることを示している。
又、比較例りと実施例3は軟質フオームの比較であるが
、これも同様に初期発泡速度(CT)が抑えられて良好
な発泡体が得られた。
(効  果) ウレタンフオームの製造において、水吸収性高分子物に
吸水された水を使用すると、単なる水のみを使用した場
合と比較して、前者の方が初期の発泡速度が遅くなる為
、その成型が容易で型内での准合液の流動性がよくなる
為、得られるウレタンフオームの気泡は独立気泡で均−
且つ微細であり、優れたウレタンフオームが提供される
これに対して単なる水を使用した場合は、反応が早くウ
レタンの独立気泡が少なくなり、フオームが非常に脆く
なるか或いは破壊し漬れてしまう。
特に非水エマルジョン型水吸収性高分子物を使用した場
合は、前記効果が著しくフオームの脆さが少なくなる。
これはポリオール中にマイクロカプセル的に水が分散し
、イソシアネート基との接触が遅くなり、その反応がポ
リオールとの反応のバランスが良くなるものと考えられ
る。
尚、本発明は硬質発泡ポリウレタンについて記したが、
ポリオールを変えることによって均一な軟質発泡ポリウ
レタンの製造にも使用可能である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ウレタンフォームの製造方法において、発泡性組
    成物がポリオール成分、イソシアネート成分、水及び水
    吸収性高分子物を必須成分として含有することを特徴と
    するウレタンフォームの製造方法。
  2. (2)水吸収性高分子物が予め有機溶媒中に含水状態で
    分散させたものである請求項1に記載のウレタンフォー
    ムの製造方法。
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