JPH10168153A - 軟質ポリウレタンフォーム及びその製法 - Google Patents

軟質ポリウレタンフォーム及びその製法

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JPH10168153A
JPH10168153A JP9343654A JP34365497A JPH10168153A JP H10168153 A JPH10168153 A JP H10168153A JP 9343654 A JP9343654 A JP 9343654A JP 34365497 A JP34365497 A JP 34365497A JP H10168153 A JPH10168153 A JP H10168153A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟質ラテックスフォームに類似又は同一の挙
動を達成するように軟質ポリウレタンフォームの圧縮強
度／圧縮特性を変えると共に、２．５〜４．０ｋＰａの
中域圧縮強度を達成する軟質ポリウレタンフォームを製
造する。 【解決手段】 Ａ）ポリイソシアネート又はポリイソシ
アネートプレポリマーを、Ｂ）イソシアネート反応性配
合物の特定ブレンド、Ｃ）水、Ｄ）場合により発泡剤、
Ｅ）場合により活性剤、安定剤及び他のそれ自体公知の
添加剤と反応させることにより軟質ポリウレタンフォー
ムを製造する方法。イソシアネート反応性配合物の特定
ブレンドＢ）は、ｉ）２．５〜６．０の官能価をもつ少
なくとも１種のポリエーテルポリオールと、ｉｉ）１．
８〜２．５の官能価をもつ少なくとも１種のポリエーテ
ルポリオールと、ｉｉｉ）１．８〜６．０の官能価をも
ち、ポリエーテル鎖中のＥＯ含有率が少なくとも５０重
量％の少なくとも１種のポリエーテルポリオールを含
む。本発明により製造した軟質フォームは、高い嵩密度
で中度の圧縮強度をもつことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軟質ポリウレタンフ
ォームとその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業上有意義な軟質フォームは主に２つ
に分類される。一方は軟質ポリウレタンフォームであ
り、他方はラテックスフォームである。どちらの型の軟
質フォームも用途範囲は似ている。しかし、これらの２
種類の軟質フォームは製造、出発点及び機械的性質が異
なる。例えば、軟質ラテックスフォームはＤＩＮ ５３
５７７又はＩＳＯ ３３８６の１部及び２部により評
価した場合に圧縮強度曲線の特性が多少異なる。軟質ラ
テックスフォームは圧縮強度に目立った平坦域を示さ
ず、軟質ポリウレタンフォームに比較すると、圧縮が増
加するにつれて圧縮強度の連続的増加を示す。この性
質、即ち圧縮の増加に伴う圧縮強度の連続的増加は用途
によっては明らかに望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は軟質ラテックスフォームに類似又は同一の挙動を達成
するように軟質ポリウレタンフォームの圧縮強度／圧縮
特性を変えることであった。別の目的は、２．５〜４．
０ｋＰａの中域圧縮強度を達成する軟質ポリウレタンフ
ォームを製造することであった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】異なる官能価のポリオー
ル成分即ち異なる鎖構造をもつ二官能価以上のポリエー
テルポリオールにより、フォームの残留変形を増すこと
なく軟質ポリウレタンフォームのこのような曲線特性を
確立できることが今般判明した。同時に比較的高い嵩密
度で中度の圧縮強度値が達せられる。本発明は、 Ａ）少なくとも１種のポリイソシアネート成分又はその
プレポリマーと、 Ｂ） ｉ）２．５〜６の官能価をもち、ＥＯ／ＰＯ鎖中
に少なくとも７５重量％のプロピレンオキシドを含む少
なくとも１種のポリエーテルポリオールと、 ｉｉ）１．８〜２．５の官能価をもち、ＥＯ／ＰＯ鎖中
に少なくとも７５重量％のプロピレンオキシドを含む少
なくとも１種のポリエーテルポリオールと、 ｉｉｉ）１．８〜６．０の官能価をもち、ＥＯ／ＰＯ鎖
中に少なくとも５０重量％のエチレンオキシドを含む少
なくとも１種のポリエーテルポリオールを含むイソシア
ネート反応性成分と、 Ｃ）水を反応させることにより軟質ポリウレタンフォー
ムを製造する方法を提供する。更に、１種以上の発泡剤
Ｄ）と、例えば安定剤、活性剤等の添加剤Ｅ）も存在し
てもよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の方法では、成分Ｂ）ｉ）
はＥＯ／ＰＯ鎖中に７５〜９０重量％のプロピレンオキ
シドを含むことが好ましい。成分Ｂ）ｉｉ）もＥＯ／Ｐ
Ｏ鎖中に７５〜９０重量％のプロピレンオキシドを含む
ことが好ましい。更に、成分Ｂ）ｉｉｉ）はＥＯ／ＰＯ
鎖中に６０〜９０重量％のエチレンオキシドを含むこと
が好ましい。発泡剤Ｄ）は軟質ポリウレタンフォームの
製造で一般に使用される慣用公知発泡剤の任意のものを
使用できる。これらの発泡剤としては、例えばヒドロフ
ルオロアルカン、アルカン（例えばペンタン、ｉ−ペン
タン又はシクロペンタン）、又は液体炭酸等の化合物が
挙げられる。驚くべきことに、ポリエーテルのこの特定
の組み合わせにより、軟質ラテックスフォームに似た所
望の圧縮特性が得られることが判明した。更に、これら
の線状成分は得られる軟質ポリウレタンフォームの圧縮
変形を増加しない。イソシアネート反応性成分は一般
に、イソシアネート反応性成分Ｂ）１００重量部に対し
てＢ）ｉ）１５〜７０重量％、Ｂ）ｉｉ）３０〜８０重
量％及びＢ）ｉｉｉ）３〜１５重量％が存在するような
量で使用される。
【０００６】本発明に利用できるイソシアネート出発成
分としては、例えば芳香族ジ及びポリイソシアネート、
そのプレポリマー並びにその混合物が挙げられる。ポリ
イソシアネート成分は例えばトリレンジイソシアネート
及び／又はジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香
族ポリイソシアネート、その混合物及び／又はそのプレ
ポリマーであると好ましい。これらのポリイソシアネー
トは尿素基、ビウレット基、アロファネート基、カルボ
ジイミド基及び／又はウレチジオン基により修飾されて
いると一層好ましい。本発明によると、圧縮強度の直線
的増加、高い嵩密度、低い圧縮強度、低い圧縮変形、低
い湿分老化及び高比率の連続気泡の１種以上の目的を同
時に達成することができる。これに対して、従来公知の
軟質ポリウレタンフォームではこのような性質は相反す
ることが多い。
【０００７】イソシアネート反応性成分に利用可能な出
発材料としては、例えば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る。ポリエーテルポリ
オールは例えば、エチレンオキシド及び／又はプロピレ
ンオキシド等の１種以上のアルキレンオキシドを例えば
エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチ
ロールプロパン、ソルビトール、糖、エチレンジアミン
又はその混合物等の１種以上の多官能性スターター化合
物に加えることにより得られる。ポリエステルポリオー
ルは例えば、１種以上のジカルボン酸を主に二官能性ヒ
ドロキシ成分と縮合することにより得られる。本発明に
利用可能な添加剤Ｅ）としては例えば気泡安定剤、触
媒、気泡調節剤、反応抑制剤、可塑剤、充填剤等が挙げ
られる。本発明の方法に利用可能であると考えられる気
泡安定剤Ｅ）としては、例えばポリエーテルシロキサン
が挙げられ、非水溶性のものが好ましい。このような化
合物は一般に、エチレンオキシドとプロピレンオキシド
の比較的短鎖のコポリマーがポリジメチルシロキサン残
基に結合しているような構造をもつ。このような気泡安
定剤は例えば、その開示内容を参考資料として本明細書
の一部とする米国特許第２，８３４，７４８号、２，９
１７，４８０号及び３，６２９，３０８号に記載されて
いる。
【０００８】本発明に利用可能な触媒Ｅ）としては、軟
質ポリウレタンフォームの分野でそれ自体知られている
ようなものが挙げられる。これらの触媒としては例えば
第３級アミン類が挙げられ、例えばトリエチルアミン、
トリブチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチル
モルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレ
ンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン及び
（例えばＤＥ−Ａ ２，６２４，５２７及び２，６２
４，５２８に記載されているような）高級同族体、１，
４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、Ｎ−メチ
ル−Ｎ’−ジメチルアミノエチルピペラジン、ビス（ジ
メチルアミノアルキル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミ
ン、Ｎ，Ｎ−ジエチルベンジルアミン、アジピン酸ビス
−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ
−ジメチル−β−フェニルエチルアミン、１，２−ジメ
チルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、単環式及
び二環式アミンと２，２−ビス（ジメチルアミノエチ
ル）エーテル等のビス（ジアルキルアミノ）アルキルエ
ーテルの組み合わせを使用できる。
【０００９】本発明で利用可能な他の触媒Ｅ）として
は、例えば有機金属化合物、特に有機錫化合物が挙げら
れる。利用できると考えられる有機錫化合物としては、
硫黄を含む有機錫化合物が挙げられる。このような触媒
としては例えばジ−ｎ−オクチル錫メルカプチドが挙げ
られる。他の種の適当な有機錫触媒の好ましい例として
は、例えば酢酸錫（ＩＩ）、オクタン酸錫（ＩＩ）、エ
チルヘキサン酸錫（ＩＩ）及び／又はラウリン酸錫（Ｉ
Ｉ）等のカルボン酸の錫（ＩＩ）塩や、例えばジブチル
錫オキシド、ジブチル錫ジクロリド、ジブチル錫ジアセ
テート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエー
ト及び／又はジオクチル錫ジアセテート等の錫（ＩＶ）
化合物が挙げられる。場合により本発明で配合してもよ
い適切な添加剤成分Ｅ）のその他の例は、例えばＫｕｎ
ｓｔｓｔｏｆｆ−Ｈａｎｄｂｕｃｈ，ｖｏｌｕｍｅ Ｖ
ＩＩ，Ｖｉｅｗｅｇ ＆ Ｈｏｃｈｔｌｅｎ編，Ｃａｒ
ｌ Ｈａｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ，Ｍｕｎｉｃｈ １９
９３，第３版，１０４〜１２７頁に記載されている。こ
れらの添加剤としては（但し、これに限定されない
が）、気泡安定剤、気泡調節剤、反応抑制剤、安定剤、
難燃剤、可塑剤、染料及び充填剤が挙げられ、制カビ剤
や制菌剤も併用してもよい。これらの添加剤の使用及び
作用方式に関する詳細な説明は上記文献に記載されてい
る。
【００１０】以下、実施例により本発明の方法を更に詳
細に説明する。上記に開示した本発明は、精神又は範囲
のいずれも以下の実施例に制限されない。当業者は、下
記手順の条件の公知変形も使用できることを容易に理解
しよう。特に指定しない限り、全温度は摂氏であり、百
分率は全て重量％である。
【００１１】
【実施例】ポリオール １ ： ４６のＯＨ価をもち、主に第２級Ｏ
Ｈ基を含み、グリセロール９０重量％とプロピレングリ
コール１０重量％のスターター混合物にエチレンオキシ
ド１０重量％とプロピレンオキシド９０重量％を加える
ことにより製造したポリエーテルポリオールポリオール ２ ： ５６のＯＨ価をもち、プロピレング
リコールにプロピレンオキシドを加えることにより製造
したポリエーテルポリオールポリオール ３ ： ３６のＯＨ価をもち、主に第１級Ｏ
Ｈ基を含み、スターターとしてグリセロールにエチレン
オキシド７０重量％とプロピレンオキシド３０重量％を
加えることにより製造したポリエーテルポリオールポリオール ４ ： ２８のＯＨ価をもち、主に第１級Ｏ
Ｈ基を含み、スターターとしてトリメチロールプロパン
にプロピレンオキシド８５重量％とエチレンオキシド１
５重量％を加えることにより製造したポリエーテルポリ
オールポリイソシアネート １ ： ２，４−トリレンジイソシ
アネート８０重量％と２，６−トリレンジイソシアネー
ト２０重量％から構成されるイソシアネート混合物ポリイソシアネート ２ ： ２，４−トリレンジイソシ
アネート６５重量％と２，６−トリレンジイソシアネー
ト３５重量％から構成されるイソシアネート混合物。
【００１２】本発明に従い、次のように軟質ポリウレタ
ンフォームを製造した。Ｈｅｎｎｅｃｋｅ，Ｄ−５３７
５４ Ｂｉｒｌｉｎｇｈｏｖｅｎ製品であるＵＢＴプラ
ントで３０ｋｇ／ｍｉｎの速度でスラブ材フォームの慣
用製造方法を使用してフォーム組成（実施例毎に記載）
の各々の全ての反応体／成分を反応させた。
【００１３】実施例１： 実施例１の軟質フォーム組成： 成分： ポリオール １（成分Ｂｉ） ５２ ポリオール ２（成分Ｂｉｉ） ４０ ポリオール ３（成分Ｂｉｉｉ） ８．０ 安定剤ＯＳ２０（Ｂａｙｅｒ ＡＧ） ０．８ ジメチルアミノエタノール ０．２ Ｄｅｓｍｏｒａｐｉｄ ＰＶ（Ｂａｙｅｒ ＡＧ） ０．１ ２−エチルヘキサン酸錫 ０．１６ 水 ２．０ イソシアネート １ ２９．１ イソシアネート指数 １０８
【００１４】
【表１】
【００１５】この軟質フォームの圧縮強度曲線（ＤＩＮ
５３ ５７７による）は５〜１５％圧縮の範囲で通常
の平坦域を示さなかった。その代わり、圧縮強度曲線は
実質的に平坦域がなく連続的に増加している。従って、
このフォームの圧縮強度曲線はラテックスフォームと似
ている。
【００１６】実施例２： 実施例２の軟質フォーム組成： 成分： ポリオール １（成分Ｂｉ） ２２ ポリオール ２（成分Ｂｉｉ） ７０ ポリオール ３（成分Ｂｉｉｉ） ８．０ 安定剤ＯＳ２０（Ｂａｙｅｒ ＡＧ） ０．８ ジメチルアミノエタノール ０．２ Ｄｅｓｍｏｒａｐｉｄ ＰＶ（Ｂａｙｅｒ ＡＧ） ０．１ ２−エチルヘキサン酸錫 ０．２２ 水 ２．０ イソシアネート １ １４．８ イソシアネート ２ １４．８ イソシアネート指数 １０８
【００１７】
【表２】
【００１８】この軟質フォームの圧縮強度曲線（ＤＩＮ
５３ ５７７による）は５〜１５％圧縮の範囲で通常
の平坦域を示さなかった。その代わり、圧縮強度曲線は
実質的に平坦域がなく連続的に増加している。従って、
このフォームの圧縮強度曲線はラテックスフォームと似
ている。
【００１９】実施例３： 実施例３の軟質フォーム組成： 成分： ポリオール ４（成分Ｂｉ） ５２ ポリオール ２（成分Ｂｉｉ） ４０ ポリオール ３（成分Ｂｉｉｉ） ８．０ 安定剤ＯＳ２０（Ｂａｙｅｒ ＡＧ） ０．８ ジメチルアミノエタノール ０．２ Ｃａｔａｌｙｓｔ Ａ１（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ） ０．１ ２−エチルヘキサン酸錫 ０．２６ 水 ２．０ イソシアネート １ １３．８ イソシアネート ２ １３．８ イソシアネート指数 １０８
【００２０】
【表３】
【００２１】この軟質フォームの圧縮強度曲線（ＤＩＮ
５３ ５７７による）は５〜１５％圧縮の範囲で通常
の平坦域を示さなかった。その代わり、圧縮強度曲線は
実質的に平坦域がなく連続的に増加している。従って、
このフォームの圧縮強度曲線はラテックスフォームと似
ている。本発明により製造したフォームは全ゾーンで良
好な連続気泡比率をもつと共に、高い嵩密度で中度の圧
縮強度をもつ。９０％圧縮時の圧縮永久歪は低く、湿分
老化値は驚くほど低い。しかも、これらの軟質フォーム
はその圧縮強度が約３ｋＰａ（４０％圧縮時）であるた
め、比較的軟質として分類することができる。その結
果、これらのフォームは例えばスプリングコア又はポケ
ット付きスプリングコアをもつマットレス等の高品質マ
ットレスや敷物材料の製造における軟質フォーム成分と
して適している。
【００２２】以上、例示の目的で本発明を詳細に説明し
たが、以上の説明はこの目的に過ぎず、発明の精神及び
範囲内で種々の変形が当業者により可能であり、発明の
範囲は請求の範囲のみに制限されるとみなすべきであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｇ 101:00） Ｃ０８Ｌ 75:04

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Ａ）少なくとも１種のポリイソシアネート
    又はそのプレポリマーと、 Ｂ） ｉ）２．５〜６の官能価をもち、ＥＯ／ＰＯ鎖中
    に少なくとも７５重量％のプロピレンオキシドを含む少
    なくとも１種のポリエーテルポリオールと、 ｉｉ）１．８〜２．５の官能価をもち、ＥＯ／ＰＯ鎖中
    に少なくとも７５重量％のプロピレンオキシドを含む少
    なくとも１種のポリエーテルポリオールと、 ｉｉｉ）１．８〜６．０の官能価をもち、ＥＯ／ＰＯ鎖
    中に少なくとも５０重量％のエチレンオキシドを含む少
    なくとも１種のポリエーテルポリオールを含むイソシア
    ネート反応性成分と、 Ｃ）水を反応させることを特徴とする軟質ポリウレタン
    フォームの製造方法。
  2. 【請求項２】 少なくとも１種の発泡剤Ｄ）が存在する
    請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 １種以上の添加剤Ｅ）が存在する請求項
    １に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記イソシアネート反応性成分Ｂ）が、 ｉ）２．８〜４．０の官能価をもち、ＥＯ／ＰＯ鎖中に
    少なくとも７５重量％のプロピレンオキシドを含む少な
    くとも１種のポリエーテルポリオールと、 ｉｉ）１．９〜２．３の官能価をもち、ＥＯ／ＰＯ鎖中
    に少なくとも７５重量％のプロピレンオキシドを含む少
    なくとも１種のポリエーテルポリオールと、 ｉｉｉ）２．５〜３．５の官能価をもち、ＥＯ／ＰＯ鎖
    中に６０〜９０重量％のエチレンオキシドを含む少なく
    とも１種のポリエーテルポリオールを含む請求項１に記
    載の方法。
  5. 【請求項５】 Ｂ）ｉｉ）が２．０の官能価をもつ請求
    項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記イソシアネート反応性成分Ｂ）が、
    １５〜７０重量％のポリエーテルポリオールｉ）と、３
    ０〜８０重量％のポリエーテルポリオールｉｉ）と、３
    〜１５重量％のポリエーテルポリオールｉｉｉ）を含
    み、Ｂ）ｉ）、Ｂ）ｉｉ）及びＢ）ｉｉｉ）の重量％の
    合計が成分Ｂ）１００重量％である請求項１に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 前記ポリイソシアネートＡ）がトリレン
    ジイソシアネートを含む請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記ポリイソシアネート又はポリイソシ
    アネートプレポリマーＡ）が、ｉ）トリレンジイソシア
    ネート及びｉｉ）ジフェニルメタンジイソシアネートか
    ら構成される群から選択される少なくとも１種の化合物
    を含む請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記ポリイソシアネート又はポリイソシ
    アネートプレポリマーＡ）が、ウレタン基、尿素基、ビ
    ウレット基、アロファネート基、カルボジイミド基又は
    ウレチジオン基により修飾されている請求項８に記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】 液体炭酸を含む発泡剤Ｅ）が更に存在
    する請求項４に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載の方法により製造さ
    れ、２．５〜４．０ｋＰａの圧縮強度をもつことを特徴
    とする軟質ポリウレタンフォーム。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載の方法により製造さ
    れ、３５〜６５ｋｇ／ｍ3 の嵩密度をもつことを特徴と
    する軟質ポリウレタンフォーム。
JP34365497A 1996-12-02 1997-12-01 軟質ポリウレタンフォーム及びその製法 Expired - Fee Related JP4106116B2 (ja)

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