JPH04328114A - 軟質ポリウレタンフォーム成形品の製造方法 - Google Patents

軟質ポリウレタンフォーム成形品の製造方法

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JPH04328114A
JPH04328114A JP3125122A JP12512291A JPH04328114A JP H04328114 A JPH04328114 A JP H04328114A JP 3125122 A JP3125122 A JP 3125122A JP 12512291 A JP12512291 A JP 12512291A JP H04328114 A JPH04328114 A JP H04328114A
Authority
JP
Japan
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raw material
polyisocyanate
polyurethane foam
mold
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3125122A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Tanigawa
英二 谷川
Hideki Miyamoto
英樹 宮本
Shintaro Tachibana
橘 進太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Mitsubishi Kasei Ltd
Original Assignee
Dow Mitsubishi Kasei Ltd
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Publication date
Application filed by Dow Mitsubishi Kasei Ltd filed Critical Dow Mitsubishi Kasei Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軟質ポリウレタンフォ
ーム成形品の製造方法に関し、詳しくは、優れた物性を
有する軟質ポリウレタンフォーム成形品の工業的有利な
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】軟質ポリウレタンフォーム成形品は、車
輛、家具類等のクッション材を初めとして各種の用途に
広く用いられている。斯かるポリウレタンフォーム成形
品は、通常、ポリイソシアネート原料、ポリオール原料
および発泡剤、整泡剤を含む反応原料混合物を成形金型
内に注入して発泡処理し、次いで、加熱硬化処理したの
ち脱型処理するモールド成形法により製造される。
【0003】モールド成形法は、更に、フォームの硬化
を完了させる加熱硬化温度の違いにより、150〜18
0℃程度で行うホットキュア法と加熱を行わないか或い
は加熱したとしても80℃以下の低温で行うコールドキ
ュア法とに大別される。そして、種々の用途のうち、特
に、車輛用のシート、クッション等の用途には、低密度
のフォーム成形品が好まれるため、斯かるフォーム成形
品の製造に適するホットキュア法が一般に用いられてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホット
キュア法は、低密度フォーム成形品の製造には好適であ
るが、製造効率、エネルギーコスト等の生産性の問題を
抱えている。すなわち、従来のホットキュア法では、通
常、反応原料混合物を40℃程度の成形金型に注入して
発泡処理を行うため、成形金型の反応原料混合物注入時
と加熱硬化時との温度差が大きくなり、成形サイクルに
長時間を必要とし、エネルギー効率が悪い等の工業的に
不利な問題がある。
【0005】本発明者等は、斯かる従来のホットキュア
法の抱える問題を解決するために、反応原料混合物を従
来よりも高温(60℃程度)の成形金型に注入し発泡処
理すると共に、加熱硬化処理温度を逆に従来よりも低温
側(80〜120℃程度)に設定するなどの成形条件の
検討を試みた。そして、上記の検討の結果、本発明者は
、上記条件下、特に、反応原料混合物の注入時の成形金
型温度を従来より高温にした場合、ホットキュア法にお
けるポリイソシアネート原料として広く用いられている
トルエンジイソシアネート(TDI)のみを使用すると
、得られるフォームの表面が荒れたり、内部にクラック
が入るなど品質上の問題が新たに惹起されることを見出
した。本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、
その目的は、優れた物性を有する軟質ポリウレタンフォ
ーム成形品の工業的有利な製造方法を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成すべく種々検討を重ねた結果、ポリイソシアネー
ト原料として、トルエンジイソシアネートとジフェニル
メタンジイソシアネートとの特定割合の混合物を用いる
と共に、反応原料混合物注入時の成形金型温度を特定の
範囲に設定するならば、加熱硬化時の成形金型温度を従
来のホットキュア法におけるような高い温度に設定しな
くても、効率よくしかもクッシュン材等として優れた物
性を有するフォーム成形品が得られるとの知見を得、本
発明の完成に到った。
【0007】すなわち、本発明の要旨は、ポリイソシア
ネート原料、ポリオール原料および発泡剤を含む反応原
料混合物を成形金型内に注入して発泡処理し、次いで、
加熱硬化処理したのち脱型処理する軟質ポリウレタンフ
ォーム成形品の製造方法において、ポリイソシアネート
原料として、トルエンジイソシアネートとジフェニルメ
タンジイソシアネートとの混合物であってジフェニルメ
タンジイソシアネートの含有量が2〜20重量%の混合
ポリイソシアネートを使用し、反応原料混合物注入時の
成形金型温度を50〜65℃に設定することを特徴とす
る軟質ポリウレタンフォーム成形品の製造方法に存する
。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいては、ポリイソシアネート原料としては、トルエン
ジイソシアネート(TDI)とジフェニルメタンジイソ
シアネート(MDI)よりなる混合ポリイソシアネート
を使用する。これらのポリイソシアネートは、精製品、
粗製品のいずれでもよく、MDIはポリメリック品であ
ってもよい。また、トルエンジイソシアネートは、通常
、TDI−80として知られる異性体混合物が使用され
る。
【0009】本発明においては、混合ポリイソシアネー
ト中のMDIの含有量が重要であり、これを2〜20重
量%、好ましくは5〜15重量%にする必要がある。M
DIの含有量が上記の範囲外の場合は、本発明の目的と
するフオーム物性の改善効果は得られない。
【0010】一方、ポリオール原料は、特に制限はなく
公知の各種のポリオール、例えば、エチレングリコール
等のグリコール類、グリセリン、トリメチロールプロパ
ノール等のトリオール類、ペンタエリスリトール、ソル
ビトール等の多官能ポリオール類等の多官能性水酸基含
有化合物、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン
等の活性水素含有アミン化合物にエチレンオキサイド、
プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド類をラ
ンダム又はブロック付加した2〜6官能、平均分子量6
00〜12000、好ましくは3〜5官能、平均分子量
1500〜8000のポリエーテルポリオールが使用さ
れる。そして、斯かるポリエーテルポリオールは、必要
に応じ、末端をエチレンオキサイドでキャップしたもの
であってもよい。また、上記ポリエーテルポリオールの
他、当該ポリエーテルポリオールにスチレンやアクリロ
ニトリル等の重合性モノマーを共重合させたポリマーポ
リオールなども使用できる。
【0011】ポリイソシアネート原料の使用割合は、N
COインデックスとして80〜120の範囲とされる。 ここに、NCOインデックスは、(NCO基の個数/活
性水素原子の個数)×100で表される概念である。そ
して、従来の方法と同様に、ポリオール原料に、予め、
発泡剤、任意成分としての触媒、整泡剤等が添加される
。
【0012】本発明においては、発泡剤としては水が使
用され、従来公知の方法と同様に、クロロフルオロカー
ボン類のようなハロカーボン類の補助発泡剤を併用する
こともできる。
【0013】ところで、近時、ハロカーボン類はオゾン
層破壊を引き起こす可能性があるとの指摘により、その
使用は規制ないしは廃止される方向にある。これに対し
、本発明によれば、発泡剤として、ハロカーボン類を併
用することなく水のみを使用した場合においても、ハロ
カーボン類を併用した場合に得られるフォームと同等以
上の性能を有する軟質ポリウレタンフォームを得ること
ができる。従って、本発明においては、発泡剤として水
のみを使用するのが好ましく、ハロカーボン類を併用す
ることなく優れた物性のフォーム製品が得られる点は、
本発明の付随的効果である。
【0014】発泡剤としての水の量は、ポリオール原料
100重量部当り、通常は1〜10重量部、好ましくは
3〜6重量部とされる。
【0015】本発明において、整泡剤としては、シロキ
サン−オキシアルキレン共重合体からなるシリコーン系
整泡剤が好ましく使用される。そして、その中でも、ス
ラブ用シリコーン系整泡剤が特に好ましく、本発明の目
的達成のために一層好適なものは、粘度(25℃)が8
00〜2000センチストークス(CS)の範囲のスラ
ブ用シリコーン系整泡剤である。整泡剤の使用量は、ポ
リオール原料100重量部当り、通常、0.1〜3重量
部とされる。触媒については、その種類および使用量に
制限はなく、従来公知におけると同様に決定することが
できる。適当な触媒としては、例えば、トリエチレンジ
アミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ジメチ
ルシクロヘキシルアミン等のアミン化合物、スタナスオ
クテート、ジブチルチンジラウレート等の有機スズ化合
物などが挙げられる。
【0016】本発明においては、上記の触媒、整泡剤の
他に、必要により、トリスクロロエチルホスフェート、
トリスジクロロプロピルホスフェート、塩素化パラフィ
ン等の難燃剤、カーボンブラック、酸化チタンなどの顔
料、ジ−t−ブチルフェノール、α−メチルスチレン等
の安定剤などをポリオール原料に適当量加えてもよい。
【0017】本発明においては、フォーム成形品は、ポ
リイソシアネート原料、ポリオール原料および発泡剤を
含む反応原料混合物を成形金型内に注入して発泡処理し
、次いで、加熱硬化処理したのち脱型処理するモールド
成形法により製造される。そして、本発明においては、
反応原料混合物注入時の成形金型温度が重要であり、こ
れを50〜65℃に設定する必要がある。反応原料混合
物注入時の成形金型温度が上記の範囲外の場合は、たと
え、本発明で規定する混合ポリイソシアネート原料を使
用しても、本発明の目的とするフオーム物性の改善効果
は得られない。
【0018】本発明においては、加熱硬化処理は、加熱
硬化時の成形金型温度が80℃以上となるように加熱し
て行われる。加熱硬化時の成形金型温度としは、従来の
ホットキュア法の場合と同様に高い温度設定をすること
もできるが、本発明においては、敢えてその必要性はな
く、従って、加熱硬化時の成形金型温度は、80〜12
0℃の範囲の温度に設定するのが好ましく、このような
低い成形金型温度の採用により、本発明の工業的有利性
は増大する。そして、このような加熱硬化処理は、従来
公知の方法と同様に、高温炉を使用して行われる。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例、比較例により更に詳
細に説明するが、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。なお、以下の
例において使用した反応原料は、次の通りであり、また
、得られた軟質フォームの物性測定方法は、以下の通り
である。
【0020】1.ポリイソシアネート原料■  TDI
−80(2,4TDI:80%、2,6TDI:20%
) ■  粗MDI
【0021】2.ポリオール原料 グリセリンを開始剤とし、これにエチレンオキサイド(
EO)及びプロピレンオキサイド(PO)をランダムに
付加させ、末端をEOでキャップした、3官能、平均分
子量2400、EO含有量12重量%のポリエーテルポ
リオール
【0022】   3.添加剤   ウレタン化触媒:アミン系、スズ系  発泡剤:水   整泡剤:シロキサン−オキシアルキレン共重合体か
らなるスラブ用シリコーン          系整泡
剤であり、次の2種類のものをそれぞれ使用     
     整泡剤X:25℃時の粘度:1300(CS
)          整泡剤Y:25℃時の粘度:1
900(CS)  難燃剤:クロルリン酸エステル系
【0023】   4.物性測定方法   コア密度(Kg/m3 )          :
ASTM  D−1564に準拠  25% 圧縮硬度
( Kg/314cm2 )   :JIS  K−6
401に準拠  50% 湿熱圧縮永久歪率(%)  
   :JIS  K−6401に準拠  50% 乾
熱圧縮永久歪率(%)     :JIS  K−64
01に準拠  伸び率(%)            
       :JIS  K−6301に準拠  引
張り強度(Kg/cm2 )         :JI
S  K−6301に準拠  引き裂き強度(Kg/c
m)         :JIS  K−6301に準
拠  反発弾性率(%)              
 :JIS  K−6401に準拠  フォームの状態
              :目視観察により、表面
の肌荒れ状態(○:良               
                 好、×:不良)、
内部のクラックの有無(○             
                   :クラックな
し、△:小クラックあり、×:           
                     クラック
多数あり)、収縮状態(○:収縮な         
                       し、
×:収縮あり)を観察した。
【0024】実施例1〜7及び比較例1〜3表−1及び
2に記載の配合処方および条件に従い、次の要領にて軟
質ウレタンフォームを製造した。
【0025】ポリオール原料にポリイソシアネート原料
を除く他のすべての成分を計量して添加し、3000回
転の条件下に10秒間攪拌後、ポリイソシアネート原料
を計量して添加し、同条件下に3秒間攪拌後、温度調節
されたアルミニウム金型内(35×35×7cm)に注
入した。次いで、加熱硬化処理した後に脱型した。得ら
れたフォームを2日間JIS規格に従って保存した後、
物性測定を行い、その結果を表−1〜3に示した。
【0026】なお、表中の配合処方の数値は、重量部を
表し、また、表中には記載を省略したが、いずれの例も
、ウレタン化触媒0.31重量部(アミン系0.25重
量部、スズ系0.06重量部)、難燃剤8重量部を使用
した。また、ポリイソシアネート原料のNCOインデッ
クスは、いずれの例も95とした。
【0027】   表−1(実施例)                          
   1          2          
3          4─────────────
───────────────────────〔配
  合〕 TDIー80/粗MDI    98/ 2     
  95/ 5       90/10      
 80/20 ポリイソシアネート         
54.9        55.5        5
6.5        58.7 ポリオール    
              100        
 100         100         
100 水                    
      4.8         4.8    
     4.8         4.8 整泡剤X
                    1.2  
       1.2         1.2   
      1.2 整泡剤Y           
       ──        ──      
  ──        ──〔注入条件〕 金型温度(℃)               60 
         60          60  
        60 〔硬化条件〕 金型温度(℃)                90
          90          90 
         90 時間(分)        
            5           5
           5           5 
〔物  性〕 コア密度( Kg/m3 )         25.
3        25.7        26.1
        26.5 5%硬度( Kg/314
cm2 )         8.7        
 9.1         9.0         
9.2 50% 湿熱圧縮永久歪率(%)    13
.1        12.3        12.
1        11.8 50% 乾熱圧縮永久歪
率(%)     6.5         5.8 
        5.2         5.1 伸
び率(%)                   1
73         133         13
0         128 引張り強度(Kg/cm
2 )        0.95        0.
94        0.91        0.9
1 引き裂き強度(Kg/cm)        0.
62        0.58        0.5
6        0.55 反発弾性率(%)   
             42          
40          40          3
8 〔フォームの状態〕   表面(肌荒れ)            ○   
       ○          ○      
    ○  内部(クラック)          
△          ○          ○  
        ○  収縮            
          ○          ○   
       ○          ○
【0028】   表−2(実施例)                          
   5          6          
7────────────────────────
─────〔配  合〕 TDIー80/粗MDI    90/10     
  90/10       90/10 ポリイソシ
アネート         56.5        
56.5        56.5 ポリオール   
               100       
  100         100 水      
                    4.8  
       4.8         4.8 整泡
剤X                    ── 
       1.2         1.2 整泡
剤Y                    1.2
         ──        ──〔注入条
件〕 金型温度(℃)               60 
         50          65 〔
硬化条件〕 金型温度(℃)                90
         100          90 
時間(分)                    
5           5           5
 〔物  性〕 コア密度( Kg/m3 )         26.
0        26.7        25.5
 5%硬度( Kg/314cm2 )       
  9.1         9.6        
 8.8 50% 湿熱圧縮永久歪率(%)    1
1.9        11.4        13
.2 50% 乾熱圧縮永久歪率(%)     5.
3         4.9         5.9
 伸び率(%)                  
 131         132         
129 引張り強度(Kg/cm2 )       
 0.92        0.93        
0.90 引き裂き強度(Kg/cm)       
 0.57        0.58        
0.55 反発弾性率(%)            
    41          42       
   39 〔フォームの状態〕   表面(肌荒れ)            ○   
       ○          ○  内部(ク
ラック)          ○          
○          △  収縮         
             ○          ○
          ○
【0029】   表−3(比較例)                          
   1          2          
3────────────────────────
─────〔配  合〕 TDIー80/粗MDI   100/ 0     
 100/ 0       70/30 ポリイソシ
アネート         54.6        
54.6        60.9 ポリオール   
               100       
  100         100 水      
                    4.8  
       4.8         4.8 整泡
剤X                    1.2
         1.2         1.2 
整泡剤Y                    ─
          ─          ─〔注入
条件〕 金型温度(℃)               40 
         60          60 〔
硬化条件〕 金型温度(℃)               120
          90          90 
時間(分)                   1
5           5           5
 〔物  性〕 コア密度( Kg/m3 )         28.
2        25.4         ─5%
硬度( Kg/314cm2 )        11
.2         9.0         ─5
0% 湿熱圧縮永久歪率(%)    13.5   
     14.2         ─50% 乾熱
圧縮永久歪率(%)     7.5        
 8.1         ─伸び率(%)     
              168        
 170         ─引張り強度(Kg/cm
2 )        0.94        0.
92         ─引き裂き強度(Kg/cm)
        0.64        0.62 
        ─反発弾性率(%)        
        45          44   
      ─〔フォームの状態〕   表面(肌荒れ)            ○   
       ×          ─  内部(ク
ラック)          ○          
×          ─  収縮         
             ○          ○
          ×
【0030】なお、表−3中の
比較例3については、得られたフォーム製品が収縮した
ため、他の物性値等については、測定を行わなかった。
【0031】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、クッショ
ン材などに好適な物性を有する軟質ポリウレタンフォー
ム成形品を工業的有利に製造することができる。また、
本発明によれば、発泡剤として、ハロカーボン類を併用
することなく水のみを使用した場合においても、ハロカ
ーボン類を併用した場合に得られるフォーム成形品と同
等以上の性能を有するフォーム成形品を製造することが
できる。よって、本発明は、ハロカーボン類の使用規制
の強化に適合することもでき、その工業的価値は大であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ポリイソシアネート原料、ポリオール
    原料および発泡剤を含む反応原料混合物を成形金型内に
    注入して発泡処理し、次いで、加熱硬化処理したのち脱
    型処理する軟質ポリウレタンフォーム成形品の製造方法
    において、ポリイソシアネート原料として、トルエンジ
    イソシアネートとジフェニルメタンジイソシアネートと
    の混合物であってジフェニルメタンジイソシアネートの
    含有量が2〜20重量%の混合ポリイソシアネートを使
    用し、反応原料混合物注入時の成形金型温度を50〜6
    5℃に設定することを特徴とする軟質ポリウレタンフォ
    ーム成形品の製造方法。
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Cited By (3)

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