JPH04146916A - 軟質ポリウレタンフォームの製法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は軟質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物
および軟質ポリウレタンフォームの製法に関する。さら
に詳しくはウレタン発泡液を注入する時の金型温度（以
下単に金型温度と記す）が３５℃〜６０℃の広い範囲に
おいて良好な成形性を有し、フオーム硬さの柔らかいポ
リウレタンフオームの製造に適したモールドポリウレタ
ンフォーム用ポリオール組成物および軟質ポリウレタン
フォームの製法に関するものである。

［従来の技術］ ポリウレタンフォームの硬さを下げる方法として、フロ
ン１１を使用する、ポリオールの官能基数を下げる、オ
キシエチレン部分の多いポリエーテルポリオールを使用
する（４ＩＡえば特公昭４Ｇ−２８７９３号、特公昭５
８−３４８８号、特公昭５３１３７００号、　特公昭５
Ｇ−４３２４７号および特公昭５４−１７３６０号各公
にり、および金型温度を高くする方法などがある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらこれらの方法は一長一短がある。

すなわち、フロンを使用する方法はフロンがオゾン層を
破壊するという環境問題があり、ポリオールの官能基数
を下げる方法では、フオームの硬化時間が長くなる、ま
た圧縮永久歪が大幅に悪くなり実用性に乏しい。オキシ
エチレン部分の多いポリエーテルポリオールを使用しワ
ンショット法によりモールドポリウレタンフォームを成
形する方法、および金型温度を高くする方法では発泡安
定性が悪く、クラック等の成形不良が発生し、目的のポ
リウレタンフォーｔ、の成形品が得られない。

［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し、金型温度３５
°Ｃ〜６０゛Ｃの広い範囲において良好な成形性を有し
フメーム硬さの柔らかいポリウレタンフォームを製造す
るのに適したポリオール組成物およびボリウ１ノタンフ
ォームの製法について鋭意検討した結果、本発明に到達
した。

すなわち本発明は、　（ａ）官能基数が２以上で、水酸
基１個当りの分子量が８００〜１７００であるポリエー
テルポリオールと、　（ｂ）官能基数３以上で、水酸基
１個当りの分子量３００〜８００であるポリエーテルポ
リオールおよび（ｃ）官能基数が１で分子量が１００〜
２０００のモノオールからなることを特徴とする軟質ポ
リウレタンフォーム用ポリオール組成物：上記のポリオ
ール組成物とビニルモノマー重合体からなる重合体ポリ
オールであって、該重合体が（ａ）、　（ｂ）および（
ｃ）の少なくとも一種の中でビニルモノマを重合させて
得られる正合体ポリオール組成物成物；および奪機ポリ
イソシアネートとポリオールとを、触媒、発泡剤および
整泡剤の存在干て反応させて軟質ポリウレタンフォーム
を製造する方法において、ポリオールとして請求項１〜
３のいずれか記載の組成物および／または請求項４に記
載の組成物を使用することを特徴とする軟質ポリウレタ
ンフォームの製法である。

本発明において使用する（ａ）のポリエーテルポリオー
ルとしては、活性水素原子を２個以上存する化合物（た
とえばアルコール類、及びアミン類）にアルキレンオキ
サイドが付加した構造の化合物が挙げられる。

アルコール類としては、エチレングリフール、プロピレ
ングリコール、１，４−ブタンジオール、１．６−ヘキ
サンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグ
リコールなどの２価のアルコール、およびグリセリン、
　トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、　
ソルビトール、　ンヨ糖などの３価以上のアルコールな
どが挙げられる。

アミン類としてはアンモニア；　モノ−ジーおよびトリ
エタノールアミン、インプロパツールアミン、アミノエ
チルエタノールアミンなどのアルカノールアミンｍ；Ｃ
＋−Ｃ２９アルキルアミン類；エチレンジアミン、ヘキ
サメチレンジアミンなどのＣ２〜Ｃ６アルキ１ツノジア
ミン；　ジエチレントリアミン、　トリエチレンテトラ
ミンなどのポリアルキレンポリアミン；　アニリン、フ
ェニレンジアミン、ジアミノ］・ルエノ、キノリレンジ
アミン、メチレノジアニリン、ジフェニルエーテルジア
ミンなどの芳香族アミン類；　イソホロンジアミン、ノ
クロヘキ７レンジアミンなどの脂環式アミン類：アミノ
エチルピペラジン、持分ＵＢ　５５−２１０４４号公報
記載の複素環式アミン類などが挙げられる。これらの活
性水素原子化合物は２種以上併用してもよい。これらの
うちで好ましいのはアルコール類である。

上記活性水素原子化合物に付加させるアルキレンオキサ
イドとしては、エチレンオキサイド（以下ＥＯと略記）
、プロピレンオキサイド（以下ＰＯと略記）、１．　２
−　１．　３−　　Ｌ　　４−　２゜３−ブチレンオキ
サイド等およびこれらの２種以上の併用が挙げられ、好
ましくはＥＯとＰＯの併用てあり、付加形式はブロック
付加でもランダム付加でもよい。

ポリオール（ａ）の官能基数は通ｙ；’＞　２以−に、
好ましくは２．５〜４．　０である。官能基数が２未満
ては、圧縮永久歪が悪くなり、硬化時間が長くなる。

ポリオール（ａ）の水酸基１個当りの分子■は、通常８
００〜１７００．　　好ましくは９００〜１５００であ
る。水酸基１個当りの分子量が８００未満ではフオーム
崩壊し圧縮永久歪が悪くなり、Ｊ７００を越えると、圧
縮永久歪が悪くなり、硬化時間が長くなる。

（ｂ）のポリエーテルポリオールとしては活性水素原子
を３個以上を有する化合物（例えばアルコール類、及び
アミン類）にアルキレンオキサイドが付加した構造が挙
げられる。

アルコール類としてはグリセリン、　トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ショ糖
なとの３価以上のアルコールが挙ケられる。

アミン類としてはアンモニア；　モノ−ジーおよびトリ
エタノールアミン、イソプロパツールアミン、アミノエ
チルエタノールアミンなどのアルカノールアミン類；　
エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのＣ２
〜Ｃ６アルキレンジアミン；　ジエチレントリアミン、
　トリエチレンテトラミンなどのポリアルキレンポリア
ミン；　アニリン、フェニレンジアミン、ジアミノトル
エン、キシリレンジアミン、メチレンジアニリン、ジフ
ェニルエーテルジアミンなどの芳香族アミン類；イソホ
ロンジアミン、シクロヘキシレンジアミンなどの脂環式
アミン類；　アミノエチルピペラジン、特公昭５５−２
１０４４号公報記載の複素環式アミン類などが挙げられ
る。これらの活性水素原子化合物は２種以上併用しても
よい。これらのうちで好ましいのはアルコール類である
。

上記活１（１水素原子化合物に付加させるアルキレンオ
キサイドとしては、ＥＯｌ　ＰＯ，Ｊ、、　　２−１、
　３−　１．　４−　２．　３−ブチレンオキサイド等
およびこれらの２種以上の併用か挙げられ、好ましくは
ＥＯとＰＯの０１用であり、付加形式はブロック付加で
もランダム付加でもよい。

ポリオール（ｂ）の官能基数は通常３以上、好ましくは
３．０〜６．０である。官能基数が３未満では圧縮永久
歪が悪くなる。

ポリオール（ｂ）の水酸基１（ｐ１当りの分子量は通常
３００〜８００、好ましくは４００〜７００である。水
酸基１個当りの分子量が３００未病ではフオームが崩壊
し、８００を越えると圧縮永久歪みが悪くなる。

モノオール（ｃ）としては活性水素原子を１個をする炭
化水素系アルコールまたはフェノール類にアルキレンオ
キサイドを付加した構造の化合物が挙げられる。このう
ち好ましいものは炭化水素系アルコールにアルキレンオ
キサイドを付加した構造の化合物である。

炭化水素系アルコールとしては、炭素数１〜１８または
それ以上の１価アルコール（例えばメタノール、エタノ
ール、ｎ−およびｌ５Ｏ−プロパツール、フタノール、
２エチルヘキシルアルコール、シクロヘキサ／−ル、ベ
ンジルアルコール等の脂肪族、脂環式および芳香族アル
コール）等があげられる。

フェノール類としては１価フェノール（例えばフェノー
ル、ノニルフェノール等のアルキルフェノール）などが
挙げられる。

上記活性水素原子化合物に付加させるアルキレンオキサ
イドとしてはＥＯ，ＰＯｌｌ、　　２−　１゜４−２．
３−ブチレンオキサイド等およびこれらの２種以上の併
用が挙げられ、好ましくはＥＯとＰＯであり付加形式は
ブロック、ランダムいずれでもよい。

モノオール（ｃ）の分子Ｉは通常１００〜２０００、好
ましくは４００〜１６００である。分子団が１００未満
ではフオームが崩壊し、２０００を越える七本発明の目
的であるフオーム硬さが柔らかくならず、金型温度を高
くした時（４５℃〜６０℃）、成形フオームにルーズス
キン、クラックが発生する。

本発明のポリオール組成物は上記（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）からなる。それぞれの量は全ポリオール組成物重
量に基づいて（ａ）が通常４０〜９５％、好ましくは５
０〜８０％、　（ｂ）が通常４０〜５％、好ましくは３
５〜１０％、　（ｃ）が通常２０〜０．１％、好ましく
は１５〜３％である。

（ａ）が４０％未満では、反発弾性、圧縮永久歪が悪く
なり、９５％を越えると成形性が悪くなり、フオーム硬
さが軟らかくなりにくい。　（ｂ）が５％未溝では圧縮
永久歪が悪くなり、４０％を越えるとクラックが現れ、
反発弾性が悪くなる。　（ｃ）が０．１％未溝ではフオ
ーム硬さが軟らかくなりに＜＜、金型温度を高くすると
クラックが発生し、２０％を越えると圧縮永久歪が悪く
なり、キュアー性が悪くなる。

本発明のポリオール組成物とビニルモノマー重合体から
なる重合体ポリオール組成物も本発明に属する。

重合体ポリオール組成物は」１記（ａ）、　（ｂ）およ
び（ｃ）の少なくとも一種中で、ラジカル開始剤存在下
、アクリロニトリル、スチレン等のビニルモノマーを重
合し安定分散させたものであり、重合体ポリオール中の
ビニルポリマーの含量は全重合体ポリオール重量に対し
、通常４５％以下、好ましくは３０％以下である。

本発明には有機ポリイソシアネートと上記のポリオール
組成物および／または重合体ポリオール組成物とを、触
媒、発泡剤および整泡剤の存在下で反応させて軟質ポリ
ウレタンフォームを製造する方法も属する。

本発明において使用する有機ポリイソシアネートとして
はポリウレタンに通常使用できるものが用いられる。例
えば炭素数（ＮＧＯ基中の炭素数を除く）６〜２０の芳
香族ポリイソシアネート［２、４−２，Ｅ３−）リレン
ジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製ＴＤＬ　　２．４−
−　４．４−ジフェニルメタンジイソンアネート（ＭＤ
Ｉ）、粗製ＭＤＩ［粗製ジアミノフェニルメタン（ホル
ムアルデヒドと芳香族アミン（アニリン）またはその混
合物との縮合物生成物；　ジアミノジフェニルメタンと
少量（例えば５〜２０重量％）の３官能以上のポリアミ
ンとの混合物）のフォスゲノ化して得られるポリイソノ
アネート；　ボリアリールポリイソノアネート（ＰＡＰ
　Ｉ　）コなど；炭素数２〜１８の脂肪族イソンアネー
ト［ヘキサメチレンジイソシアネート、リレンジイソシ
アネートなどコ；炭素数４〜ＩＳの脂環式ポリイソシア
ネート（インフォロンジイソシアネート、ジシクロへキ
シルンイソンアネートなどコ；炭素数８〜１５の芳香脂
肪族ポリイソシアネート［キシリレンジイソシアネート
などコ；　これらのポリイソシアネートの変性物（ウレ
タン基、カルボジイミ基、アロファネート基、ウレア基
、ビュウレット基、ウレトジオン基、ウレトンイミン基
、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物な
ど）；特願昭５９−１９９１８０号公報記載の上記以外
のポリイソシアネート；およびこれらの２種以上の混合
物が挙げられる。これらのうちで、好ましいのは２．４
−および２．６−ＴＤＩ、　　およびこれらの異性体の
混合物である。

整泡剤としては通常、軟質ウレタンフメーム用のものが
用いられる。例えばジメチルンロキサン系整泡剤などが
あげられ、具体的には、日本ユニカー（株）Ｖのし一ワ
午Ｏ１トーレシＩノコン（祷製の５Ｈ−１９０，５ＲＸ
−２９４Ａなどがあげられる。

触媒は公知のものが使用できる。具体的にはカルボン酸
の金Ｒ塩、例えば、酢酸ナトリウム、オクチル酸鉛、オ
クチル酸亜鉛、ナフテン酸コバルトなど；　アルカリお
よびアルカリ土類金属のアルコキシドおよびフェノキシ
ト（たとえばナトリウムメトキシド、ナトリウムフェノ
キッドなど）−三級アミン（たとえばトリエチルアミン
、　トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン、ジ
メチシレアミノメチルフェ／−ル、ピリジンなど）；第
四級アンモニウム塩基（たとえばテトラエチルアンモニ
ウムヒドロキンなど）；　イミダゾール類（たとえばイ
ミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾールなど
）；　スズやアンチモンなどの打機金属化合物（たとえ
ば、テトラフェニルスズ、トリブチルアンチモンオキサ
イド、スタナスオクトエートなど）などを挙げることが
できる。これらのうち好ましいものはスズやアンチモン
などの打機金属化合物、三級アミンである。

発泡剤はポリウレタンフォームに通常使われるものが使
用でき、水単独、永き塩化メチレンの併用であり、好ま
しくは、水単独である、また本発明によりフロンを使用
しなくてもフオーム硬さの軟らかい物かえられるがさら
に硬さの軟らかい物が必要な場合はフロンも併用するこ
とができる。

本発明の製法において、ポリオール組成物と重合体ポリ
オール組成物を併用する場合、両者の合計を１００重量
部とすると、重合体ポリオール組成物の使用量は、通常
５０部以下、好ましくは２０部以下である。

本発明において、各添加剤（発泡剤、整泡剤および触媒
）の使用量はポリオール１００ｍ１部に対して、下記の
通りである。

発泡剤の使用量は特に制限はないが、水の場合、通常２
〜８部、好ましくは３〜７部である。整泡剤の使用量は
、通常０．　５〜５部、好ましくは１〜３部である。触
媒の使用量は、通常０．０１〜３部、好ましくは０．０
５〜２部である。

イソンア不一トの使用量はＮＧＯ指数として通常７０〜
１２０、好ましくは８０〜１１０である。

本発明における軟質ポリウレタンフォー１、の生産方式
は、いわゆるスラブ、ホットキュアー　コールドキュア
一方式でおこなえるが、このうちスラブおよびホットキ
ュア一方式か好ましく、特に好ましいのはホ・７トキユ
ア一方式である。

ホットキュア一方式において、金型温度３５〜６０°Ｃ
の広い範囲において良好な成形性を有し、目的とする密
度および製造条件により金型温度を選択できる。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明
はこれにより限定されるものではない。

実施例１〜６、比較例１〜２ 表１．２に示した発泡処方（表中の数字は重量部を示す
）にて、金型内にウレタンフオームを発泡させたのち、
ウレタンフオームを金型より取り出し軟質ポリウレタン
フォームを得、その物性をｔ用足しｔこ。

（発ｌ包条件） 金型形状二　３００ｍｍＸ　３００ｍｍＸ　Ｉ　Ｏ０ｍ
ｍ材質　　：　アルミ 金型温度：３５〜６０″Ｃ ミキンング方法：低圧マシンミキンング原料温度：２５
±２°Ｃ キュアー条件：　　１５０″Ｃ×１０分（使用原料） ポリオール（ａ）−１：　グリセリンのＰＯ−ＥＯ付加
物、分子量３０００゜ ポリオール（ｂ）：ペンタエリスリトールのＰＯ付加物
、分子量２０００゜ モノオール（ｃ）−１：ｎ−ブタノールのＰＯ−Ｅ０付
加物、分子量６００゜ モノオール（ｃ）−２：ｎ−ブタノールのＰＯ−Ｅ０付
加物、分子量１２００゜ Ｔ−８０：　日本ポリウレタン社製、２−４／２−６ト
リレンジイソノアイ、−ト８０／２０の混合物重合体ポ
リオール組成物１（Ｐ−１と略記）：」１記ポリオール
（ａ）−１ｓｏ器部中アゾビスイソイブチロニトリル１
部の存在下、アクリロニトリルＩＧ部、スチレン４部を
重合し分散させたもの。

表中の略号は下記の通り。

ＤＡＢＣＯ３３ＬＶ：　　）リエチレンジアミン３３％
ジプロピレノグリコール溶液 ５ＲＸ−２９４Ａ：　　トーレ／リコノａ菊製ジメチル
ンロキサ／系整泡剤 フオーム物性の測定法はＪＩＳ　　ＫＧ４０１で、単位
はコアー密度・　・ｋｇ／ｍ３ ２５％ＩＬＤ・・Ｋｇ／３１４ｃｍ２ 圧縮永久歪み・・（Ａ） 反発弾性率・・・（％）　　　　である。

成形性はルーズスキンおよびクラックの有無を目視にて
観察した。

表−１ 表−２ 「発明の効果コ 本発明の軟質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物
を用いることによって、従来のポリエーテルポリオール
では不可欠であるフロン１１のような低沸点ハロゲン化
炭化水素発泡剤を用いることなく、水だけを発泡剤とし
て用いて従来と同等のフメーム硬さの軟らかいポリウレ
タンフォームを得ることができ、さらに地球の環境破壊
の問題も解決できる。また金惚１温度４５°Ｃ以上の高
温でも、良好な成形性ををし、低密度でフオーム硬さの
柔らかいポリウレタンフォームが製造できる。

囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）官能基数が２以上で、水酸基１個当りの分子
   量が８００〜１７００であるポリエーテルポリオールと
   、 （ｂ）官能基数３以上で、水酸基１個当りの分子量３０
   ０〜８００であるポリエーテルポリオールおよび （ｃ）官能基数が１で分子量が１００〜２０００のモノ
   オールからなることを特徴とする軟質ポリウレタンフォ
   ーム用ポリオール組成物。 ２、（ｂ）の量が全ポリオール組成物重量に対し４０〜
   ５％である請求項１記載の組成物。 ３、（ｃ）が活性水素原子を一個有する炭化水素系アル
   コールにアルキレンオキサイドを付加した構造の化合物
   であり、（ｃ）の量が全ポリオール組成物重量に対し２
   ０〜０．１％である請求項１または２記載の組成物。 ４、請求項１〜３のいずれかに記載のポリオール組成物
   とビニルモノマー重合体からなる重合体ポリオールであ
   って、該重合体が（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の少なく
   とも一種の中でビニルモノマーを重合させて得られる重
   合体ポリオール組成物。 ５、有機ポリイソシアネートとポリオールとを、触媒、
   発泡剤および整泡剤の存在下で反応させて軟質ポリウレ
   タンフォームを製造する方法において、ポリオールとし
   て請求項１〜３のいずれか記載の組成物および／または
   請求項４に記載の組成物を使用することを特徴とする軟
   質ポリウレタンフォームの製法。