JPH069748A - 軟質ポリウレタン発泡体 - Google Patents

軟質ポリウレタン発泡体

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JPH069748A
JPH069748A JP4186899A JP18689992A JPH069748A JP H069748 A JPH069748 A JP H069748A JP 4186899 A JP4186899 A JP 4186899A JP 18689992 A JP18689992 A JP 18689992A JP H069748 A JPH069748 A JP H069748A
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polyurethane foam
glycol
polyester
poly
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カール・バーンスタイン
James Stogis
ジェームス・ストウジス
Travis Riddle
トラビス・リドル
Robert Kufrin
ロバート・クフリン
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    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4244—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G18/4247—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups derived from polyols containing at least one ether group and polycarboxylic acids
    • C08G18/4252—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups derived from polyols containing at least one ether group and polycarboxylic acids derived from polyols containing polyether groups and polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非親水性であり、応力−歪特性が改善され、
機械加工性、気泡調節、構造及び集結性が良好な軟質ポ
リウレタン発泡体を提供する。 【構成】 ジエチレングリコールおよび脂肪族ジカルボ
ン酸からなる２主要成分と、フタル酸、イソフタル酸、
テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、フマル酸
及びマレイン酸からなる群から選択される増粘性ジカル
ボン酸；グリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビ
トール及びペンタエリスリトールからなる群から選択さ
れる架橋性ポリオール；並びにポリ（オキシエチレン）
グリコールからなる３少量成分とを反応させることによ
り得られるポリエステル原料から製造される前記軟質ポ
リエステルポリウレタン発泡体。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリエステル系軟質ポ
リウレタン発泡体の改善に関するものであり、さらに詳
細には、ポリエステル系軟質ポリウレタン発泡体に多数
の改善された物理的諸性質を付与する、ポリウレタン発
泡体製造用ポリエステルから製造されたポリエステル系
軟質ポリウレタン発泡体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリエステル系軟質ポリウレタン発泡体
は周知の商品であり、通常は、ポリエステルと有機ポリ
イソシアナートとを調節した量の水の存在化で反応させ
ることにより調製する。このような発泡体の代表的なも
のは下記の材料から調製される。
【０００３】即ち、（ａ）例えば、ジエチレングリコー
ルのようなグリコールとアジピン酸若しくはその他のジ
カルボン酸とを、しばしば、少なくとも３個のヒドロキ
シ基を含有する低分子量の架橋用ポリオール（例えば、
グリセリンやトリメチロールプロパン）の共存下で反応
させて得たポリエステル、（ｂ）ポリイソシアナート、
普通はトリレンジイソシアナートのようなジイソシアナ
ート、そして、（ｃ）少量の水である。この反応はカッ
プリング剤又は乳化剤及び触媒の存在化で行う。
【０００４】米国特許第３，０７９，３５０号明細書
（１９６３年２月２６日公告）には、軟質ポリウレタン
発泡体の改善について開示されている。その中に、混合
グリコールから得られるポリエステル樹脂が開示されて
おり、この樹脂は高度に親水性の発泡体を与える。しか
し、このポリエステル樹脂は粘度が低いため、所望の発
泡体品質を有するポリウレタンを得るためには高度の架
橋を必要とする。この場合、得られる軟質ポリウレタン
発泡体の応力−歪特性を犠牲にしなければならないとい
う欠点がある。
【０００５】米国特許第３，２９８，９７４号明細書
（１９６７年１月１７日公告）及び同第３，３９９，１
５４号明細書（１９６８年８月２７日公告）には、硬質
ポリウレタン用ポリエステルが開示されており、このポ
リエステルを製造するためのジカルボン酸の０〜１００
％が無水フタル酸に代替できることが記載されている。
しかし、このポリエステルは軟質ポリウレタン発泡体に
関するものではない。
【０００６】米国特許第３，７６９，２４５号明細書
（１９７３年１０月３０日公告）には、ジカルボン酸及
び脂肪族グリコールのエステル化により得られるヒドロ
キシ末端線状ポリエステルが開示されている。このポリ
エステルは熱可塑性線状ポリエステルの製造に関するも
のであり、本発明のような架橋性軟質ポリウレタン発泡
体に関するものではない。
【０００７】特開昭４９−６０８４号公報は、改良され
た低温特性をもつポリウレタン形成用のプレポリマーと
して、水酸基を含有するポリエステルと水酸基を含有す
るポリエーテルとから形成された末端水酸基を含有する
ブロック共重合体を開示する。この水酸基を含有するポ
リエステルとして、ジエチレングリコールとアジピン
酸、フタル酸等のポリエステルを例示する。しかし、こ
こで開示されているポリエステルは、上述したように、
水酸基を含有するポリエーテルに連結させて上記プレポ
リマーを形成するために使用されるものであり、本発明
のように、ポリウレタンを得るためにイソシアナートに
直接反応させるポリエステルとは異なる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のポリエ
ステルから得られるポリウレタンよりも優れた気泡構造
及び物理的性質を示すような軟質ポリエステルポリウレ
タン発泡体の提供が望まれている。
【０００９】従って本発明の一目的は、改善された軟質
ポリエステルポリウレタン発泡体を提供することであ
る。
【００１０】非親水性ポリエステルポリウレタン発泡体
の提供も本発明の目的である。
【００１１】広範囲にわたる密度を有するポリエステル
ポリウレタン発泡体を提供することは、本発明の別の目
的である。
【００１２】本発明の尚更なる目的は、応力−歪特性が
改善され、機械加工性、気泡調節、構造及び集結性が良
好な軟質ポリウレタン発泡体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、軟質ポリウレ
タン発泡体であって、２主要成分であるジエチレングリ
コール及び脂肪族ジカルボン酸と、３少量成分である、
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサ
ンジカルボン酸、フマル酸及びマレイン酸からなる群か
ら選択される増粘性ジカルボン酸；グリセリン、トリメ
チロールプロパン、ソルビトール及びペンタエリスリト
ールからなる群から選択される架橋性ポリオール；並び
にポリ（オキシエチレン）グリコールとを反応させるこ
とより得られるポリエステル原料から製造される前記軟
質ポリウレタン発泡体である。ここで少量成分である増
粘性ジカルボン酸、架橋性ポリオール及びポリ（オキシ
エチレン）グリコールの成分割合を精密に定めたことに
より、得られるポリエステル原料は改善された加工特性
を与えられ、これを使用して製造したポリエステルポリ
ウレタン発泡体は改善された物理特性をもたらす。特
に、得られるポリエステルポリウレタン発泡体は、非親
水性であると同時に、改善された応力−歪特性及び機械
加工特性を示す。
【００１４】本発明は軟質ポリエステルポリウレタン発
泡体を製造するためのポリエステルポリウレタンを包含
するものであり、該組成物は配合物１００重量部中に約
０．２−５．５部の架橋性ポリオール、約１−１２重量
部の増粘性二酸（既知ポリエステル配合の二酸を代替す
るもの）及び約１−１５部のポリ（オキシエチレン）グ
リコールを含有するジエチレングリコールポリエステル
配合物から主としてなるものであり、それにより該配合
物は２１°Ｃ（７０°Ｆ）で液状のままであり、粘度は
１８，０００乃至３０，０００ｃｐｓ、好ましくは２
２，０００乃至２５，０００ｃｐｓである。本発明の増
粘性（無水）二酸は、フタル酸、テレフタル酸、イソフ
タル酸、フマル酸、マレイン酸及びシクロヘキサンジカ
ルボン酸等脂環式ジカルボン酸等周知のものであり、更
なる説明の要はないであろう。本発明の樹脂に於てはフ
タル酸が好適酸である。
【００１５】本発明に依る一般配合は以下の通りであ
る。
【００１６】 （重量部） 一般範囲 好適範囲 ジエチレングリコール ３０−５０ ３５−４５ 脂肪族ジカルボン酸 ４０−６０ ４２−５０ 増粘性二酸 １−１２ ６−９ ポリ（オキシエチレン）グリコール １−１５ ２−８ 架橋性ポリオール ０．２−５．５ １−４．５ 別の観点からみると、本発明は、樹脂に使用する架橋性
ポリオールの量が少いために発泡製品の引張り強さ、伸
び及び引裂き強さ（すなわち応力−歪諸特性）が改善さ
れたものとなる、前記ポリエステル樹脂配合から製造さ
れる軟質ポリエステルポリウレタン発泡体である。
【００１７】新規な軟質ポリウレタン発泡体を製造する
ため、本発明ポリエステル組成物の製造に於ては、ジエ
チレングリコール、ポリ（オキシエチレン）グリコール
及び架橋性ポリオールを、もとのジカルボン酸混合物及
び増粘性ジカルボン酸（便宜的には無水物として添加さ
れる）と反応させて、周知のような対応−混合エステル
を形成する。
【００１８】アジピン酸等もとのジカルボン酸の一部を
例えばフタル酸の一定量と置き換えることによる粘度の
増大が、低分子量ポリオールの一定量の添加による分枝
の減少と結びついて、驚くべきほど物理的諸性質が改善
された発泡製品とする配合物を提供するものと考えられ
る。ポリ（オキシエチレン）グリコールの存在のため、
機械加工性及び一般的な発泡体質は実質的に改善され
る。
【００１９】本発明の組成物に於ては、ジエチレングリ
コールに他の低分子量（６２−１５０）グリコール例え
ばプロピレングリコール１，２、プロピレングリコール
１，３、ブチレングリコール１，４、ブチレングリコー
ル１，３、ブチレングリコール２，３、ジプロピレング
リコール及び類似物を少量混合してもよい。しかしなが
ら本発明樹脂製品とするためには、グリコール混合物中
のジエチレングリコールは優勢量でなければならない。
【００２０】増粘性二酸にて部分的に置き換えられる先
行技術発泡ポリエステル製造に使用のジカルボン酸に
は、アジピン酸又はグルタル酸、及びアゼライン酸、セ
バシン酸及びマロン酸、こはく酸、ピメリン酸、スベリ
ン酸及び類似物があり、アジピン酸が広く用いられてい
る。従来技術にこれらの酸の混合物に関する記載もある
が、特許請求の範囲にあるような本発明の特定の混合物
については何等の提示もなされていない。
【００２１】本発明に有用なポリ（オキシエチレン）グ
リコールは、エーテル結合を有し末端が水酸基の実質的
に線状の化合物である。斯るポリ（オキシエチレン）グ
リコールの平均分子量は一般に約２００乃至１，０００
であり、平均分子量３００乃至８００、更には約４００
のポリ（オキシエチレン）グリコールが特に有効であ
る。斯るポリ（オキシエチレン）グリコールの代表例
は、ユニオンカーバイド社（Ｕｎｉｏｎ ｃａｒｂｉｄ
ｅ Ｃｏ．米国ニューヨーク州ニューヨーク）の商品名
カーボワックス（Ｃａｒｂｏｗａｘ）にて販売されてい
るものである。前記ポリ（オキシエチレン）グリコール
の２以上の混合物を使用しても好結果を得ることがで
き、プロピレングリコール等のより高級なポリ（オキシ
アルキレン）グリコールの少量との混合物及びポリ（オ
キシエチレン）グリコールが優勢量である部分共重合物
も同様である。ポリ（オキシエチレン）グリコールの本
樹脂中での量は約２乃至８重量％であるが、驚くべきこ
とに１重量％ほどの少量でも機械加工性の改善及び本発
明の高品質軟質発泡体の製造に有効なることが頻繁であ
り、２又は３重量パーセントで十分なることが多い。混
合物中のその他のグリコールの量は、２１°Ｃ（７０°
Ｆ）で液状の組成物となるように決定される。
【００２２】架橋性ポリオールも配合物に少量添加さ
れ、発泡製品の物理的性質を更に改善する。斯る架橋性
ポリオールにはグリセリン、トリメチロールプロパン、
ソルビトール、ペンタエリスリトール及び公知の類似物
が含まれる。
【００２３】新規ポリエステル組成物からのポリエステ
ルポリウレタン発泡体の製造に関する有機ジイソシアネ
ート、三級アミン触媒、乳化剤、それらの割合、水の割
合及び処法的技術も周知である。
【００２４】有機ジイソシアネートに関しては、トリレ
ンジイソシアネート（商業的形態では通常２，４異性体
約８０％及び２，６異性体２０％を含有する混合物であ
る。）が好適であるが、他の公知のジイソシアネートも
使用可能である。
【００２５】本発明の完成したポリウレタン発泡体の形
状は、広範な密度範囲例えば約２乃至６ポンドの通常の
軟質品の形状である。
【００２６】以下の実施例は本発明に依るポリエステル
組成物の調製方法及びそれからのポリウレタン発泡体の
製造法を説明するものである。これらの実施例は、ここ
で提供される指導原理及び教示に照して各種の変更が容
易なことから、本発明を制限するものと解されてはなら
ない。
【００２７】
【表１】 １．Ｎｏ．１からＮｏ．４まで同一、 ２．Ｎｏ．２とＮｏ．４が同一、 ３．Ｎｏ．１とＮｏ．３が同一 ４．界面活性剤、シュウ酸エチル化ソルビト−ルオレイ
ン酸エステル 機械加工性及び発泡体品質 Ｎｏ．１−機械加工性良；気泡構造良。
【００２８】注入模様縦じわ若干あり。気泡径中度。
【００２９】Ｎｏ．２−機械加工性良。気泡構造は均一
で良好。
【００３０】注入模様 縦じわは極く僅か。気泡径中
度。
【００３１】Ｎｏ．３−機械加工性不良、気泡構造は非
常に不規則、注入模様、縦じわ重度にあり。
【００３２】Ｎｏ．４−機械加工性良。気泡構造は均一
で良好、注入模様 縦じわは極く僅か。気泡径中度。
【００３３】
【表２】 前記の教示に照らして、本発明のその他の変更及び変法
が可能なことは明らかである。従って、記載の本発明の
特定実施態様に於て、特許請求の範囲に規定する発明の
範囲内での諸変更は可能であると解さるべきものであ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｇ 101:00） (72)発明者 ジェームス・ストウジス アメリカ合衆国イリノイ州60435，ジョー リエット，ノース・ウィリアムズ・ストリ ート 1010 (72)発明者 トラビス・リドル アメリカ合衆国イリノイ州60458，ジャス ティス，サウス・エイティセカンド・アベ ニュー 8435 (72)発明者 ロバート・クフリン アメリカ合衆国イリノイ州60638，シカゴ, サウス・オーク・パーク・アベニュー 5627

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軟質ポリエステルポリウレタン発泡体で
    あって、ジエチレングリコールおよび脂肪族ジカルボン
    酸からなる２主要成分と、フタル酸、イソフタル酸、テ
    レフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、フマル酸及
    びマレイン酸からなる群から選択される増粘性ジカルボ
    ン酸；グリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビト
    ール及びペンタエリスリトールからなる群から選択され
    る架橋性ポリオール；並びにポリ（オキシエチレン）グ
    リコールからなる３少量成分とを反応させることにより
    得られるポリエステル原料から製造される前記軟質ポリ
    エステルポリウレタン発泡体。
  2. 【請求項２】 前記脂肪族ジカルボン酸がアジピン酸で
    あり、増粘性ジカルボン酸がフタル酸である請求項１記
    載のポリウレタン発泡体。
  3. 【請求項３】 ポリ（オキシエチレン）グリコールが約
    ２〜８重量部存在し、フタル酸が約６〜９重量部存在す
    る請求項１記載のポリウレタン発泡体。
  4. 【請求項４】 ポリ（オキシエチレン）グリコールが約
    ２〜３重量部存在する請求項３記載のポリウレタン発泡
    体。
JP4186899A 1981-05-13 1992-07-14 軟質ポリウレタン発泡体 Pending JPH069748A (ja)

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