JPS5859231A - ポリウレタンフォームの製造方法 - 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】 この発明は弾性発泡体およびその製造方法に関し、とく
に各種の充填材を新規方法で気泡体の中に導入すること
によって得られた弾性発泡体およびその製造方法である
。弾性発泡体、例えばポリウレタンフォームは、有機イ
ンシアネートとばりエーテルＩリオールもしくはＩリエ
ステルＩリオールとを水を発泡剤として反応させたもの
で１．その製法としては一段階１発泡反応ｆ″υ′−法
とがよく知られて“る・午ころで、かかるウレタンフオ
ーム製造に当っては、得ら扛る気泡体の物性を改質する
ために各種の充填材を、その製造過程で混合することが
行なわれている。ここで用いられる改質材としては引張
、引裂きなどの強度改質ｉ％硬さを増５す硬度改質材、
難燃化を目的とし′た難燃剤、熱融着性を改良した熱軟
化剤等種々の□ものが現実に用かられている。しかしな
がら、従来これらの改質材はその製造過程では全て使用
原料の中のＩリオールに対し混合されるのが常法で、場
合′によっては−たん気泡体を製造したのち、後工程で
これらを該気一体の中に含浸させることも行なわれてい
る。これはウレタンフオーム製造の二つの主原料の中の
−、っである有機インシアネートは極めて有毒で、この
中に気泡体改質材を混入攪拌するには工程上好ましくな
いとの固定した通念と、有機イソシアネートの中に気泡
体改質材を混入するとそれだけ増量となって取扱困難な
有毒物質の量を反対に増大させるという不都合を生じる
外に、有機インシアネートとポリオールとの反応に不均
衡をひき起し均一な微細気泡をもった気泡体の得られな
いこと力戸予飼されていたからであった・　　　゛ 本願の発明者らもすでに２０年にもわたってぼりウレタ
ン気泡体の製造に従事し、その−各種充填材を混入した
ウレタン発泡体を製造して来た、が：その製ｉは他の当
業者と等しく全てポリオールに予め充填材を混入し、こ
れにインシアネートを接触させる方法か、或いは−たん
気泡体を製造したのち、これに難燃剤その他の改質材を
充填する方法を採用して来たものであった。

しかしながら、ポリカ 大させることになり、その混入量には自から制限が、従
来から指摘されていた。そこで当業者は止むなく得られ
た気泡体に後工程で改質材を含浸させる方法を採ってい
たが、この方法は工数の増大をもたらし、コストを大巾
に上昇させていた。そこで、発明者らは従来の通念に拘
泥す求ことなく全ゆる角度から改めて実験を重ね一ルに
対し混入シなけ扛ばならない理由の全、く　・存しない
ことを見いだした。そして更に実験を重ねているうちに
、きわめて有毒な有機イソシアネートの中に改質材を混
入、攪拌するのに格別の困難性はなく、そのうえ特に重
重なことはこれとポリオール反応させて気泡体を製造す
ると、外に多量の充填材の導入を可能とするなど種々の
予想外の効果の生じて来ることを見いだし、ここにこの
発明を完成したものである。す４わち本願の特定発明は
、気泡体全重量に対し５０〜２５０重量％の気泡体改質
材を含むことを特命とした弾性発泡体であり、またその
従属発明は有機インシアネー）１００重量部に対して予
め６０〜８００重量部の気泡改質材を混合、攪拌し、こ
れにポリオール及びその他の発泡剤、触媒を混合して発
泡することを特徴とする弾性発泡体の製造方法である。

以下に、これらの発明を４リウレタンフオームを事例と
して説明する。

この発明になる主原料は従来のウレタン７オームと全く
同じで有機インシアネートとポリオールが主原料であり
、発泡剤としては水を用い他にスズ、アミン等の触媒な
どを用いるものである２０本発明は有機イソシアネート
にまず気泡体改質材を所定量即ち、有機インシアネート
１００重量部に対し６０〜８００重量部混入し、これを
攪拌して充分に均一に分散又は溶解させる。改質材の添
加量が６０重量部に満たないと気泡体の十分な改質効果
が期待出来ず、また８００重量部を越えると良好な気泡
体が得られなく々る。ここに用いる気泡体改質材は広範
囲のものが適用出来、例示すれば以下の通りである。引
張り−１引裂きといりた強度改質材として用いられるも
のは、ＡＢＳ樹脂、／リエチレン樹脂、ポリグロビレン
樹脂、各種繊維などがあり、硬さ改質材と−ては、ポリ
スチレン、スターチ。

炭酸カルシウム、各種金属粉、クレーなどの外に強度改
質材としても用いられるポリエチレン。

？リグロピレンも用いられる。更に、高崗波融着性を改
質するものとしては、塩化ビニル、ナイパロン、アクリ
ル、酢酸ビニルを挙げることが出来る。難燃剤として用
いられるものは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリ
カーがネート樹脂といったものの外に、無機化合物とし
て水酸化アルミ、三酸化アンチモン、塩素化パラフィン
、ホウ砂、尿素などがある。更に、気泡体の反撥弾性を
向上させるためにはポリエチレン。

ポリグロピレン、ポリスチレン、ケイ素粉といったもの
を用いるとよい、これらの改質材そのものは従来より知
られ、その中の１部は現実に用いられているものて−こ
れを有機イソシアネートと予め混合く攪拌して使用する
技術は従来になく、この点において本発明は全く新規な
技術ということが出来る。上述した改質材は、本発明に
おいて粘度の低い有機イソシアネートと混合されるため
これらの改質材はインシアネートによく分散或いは溶解
され、大量の改質材の混合、攪拌を可能とした。従来の
改質材は全て高粘度のポリオールに混合していたため、
その攪拌が制限されてポリオール１００重量部に対し通
常２０〜４０重量−１最高限度でも大体５０〜６０重量
−でありた、然るにこの発明では、改質材の種類によっ
ても異るものの、ポリオール１００重量−に換算して３
０〜４００重量−まで混入可能である０本発明において
上記改質材をインシアネートに混入する仕方は、予め攪
拌羽根を内装した攪拌槽内にイソシアネートを貯留し、
ここに所定の改質材を投入しこれを十分攪拌したのち・
中イブで圧送しミキシングヘッドに導けばよく、格別の
工夫は必要ない０本発明によると改質材をイソシアネー
トに混入するために上記の如く大量添加が可能であるが
、かかる大量の改質材の添加にも拘らずその後のポリオ
ールとの反応が均一に行なわれ、セル荒れや不均一発泡
が行なわれない点に本発明は大きな特徴を有する。発明
者らはこの原因の究明に努めて来たが、いまなお必ずし
も明らかにされてい°ない、しかしながらこれまで各種
の実験結果から推測するに、その挙動はインシアネート
及びこれに混入さ九た各糧改質材が、攪拌中それぞれ微
粒子同志で互に結合し、反応性に乏しい改質材の各微粒
子のそれぞれ（イソシアネートが４被着されてこ４九ら
が一体となり、場合によってはこれらが化学的に作°用
し合ってポリオールと反応するものと考えられる。それ
故に本発明によれば、従来の気泡体の如く改質材粒子が
ウレタン結合の間隙に単に介在して存在しているものと
相違し、改質材があたかもウレタン結合の中に導入され
た状態を呈したようになって来る。従ってこの発明によ
れば、同量の改質材をポリオールに混入して反応して得
た気泡体と対比して大巾に均一な発泡が行なわれること
になるものと推測される。

改質材が所定量混入され充分均一に攪拌された有機イン
シアネートは、これに４リオール。

発泡剤としての水、触媒としてスズ、アミンその他とと
もにミキシング機に送られ、ここでこれらの全原料は混
合され吐出ノズルよりモールｒ型その他所定の発泡型に
吐出され、ここで発泡される。なお、本発明方法の実施
に当っては、ワ′ンシ、、ト法゛の７みならずブレ４リ
マー法も全、く同様に適合する−とが出来ることは勿論
である。ｊ！に本発明の実施の態様としては各種のもの
が考えられる０例えば、二種以上の改質材を用いる場合
或いは、単一の改質゛を用いる場合でも、上記の如くイ
ソシアネートに改質材を混合する外、これに用いられる
ポリオールに対しても改質材を従来と同様同時に混合す
ることである。これによって改質材の導入をより一層容
易にすることが出来る。更に、本発明によって得られた
気泡体に対しデツピングその他の後加工により更に改質
材を気泡体に導入することも出来ることはもちろんであ
る。

本願発明の構成は以上の通りであるが、これによれば各
種の改質材を多量にしかも容易に気泡体に導入すること
が出来て各種の豊富な特性を・もった気泡体が得られる
のみならず、得られた気泡体は均一な気泡を有し、セル
荒れや不均一発泡もよく回避することができる。更に、
量的には従来品と大差なく大量の改質材を混合しない場
合に注目してみても本発明によるときは、従来のポリオ
ールに対し添加していた場合に比較して気泡の均一化が
達成出来るために、その密度も従来品以上に小さくなる
にも拘らずその物性は従来品と同等もしくはそれ以上と
なって来る。以下に実施例をあげて更にこの発明を説明
する。

実施例１ ３官能分子量３０００の４リエーテルポリオール　　　
　　　　　　　　　　　１００重量％Ｈ２Ｏ４，０ トリエチ・レンジアミン　　　　Ｏｌ ノルマルエチルモルホリン　　０４５ シリコーン油　　　　　　　　　　２０ジブチルチンジ
ラウレート０３ 塩化ビニルペーストレジン　　１００ トリレンジイソシアネート５６ 上記配合処方のうち塩化ビニルペーストレノンをトリレ
ンジイソシアネートに分散させた後ワンシ、、ト法によ
り混合攪拌発泡させた。

攪拌時間　　　１０秒 キュア一時間　　　８５℃Ｘ１５分 得られた気泡体は全体が均一に発泡されていた。

物性 比重　　　　　０．０３９ ツー１−強さくｋｆ／ｃｄ）　　　０．４５伸び（至）
　　　　５５ 引裂強さく至）　　　　０．３０ 伺本発泡品を３調にスライスし高胸波により融着させた
ところ、ｏ、２ＡＸｇ秒間で塩ビレトと良好に融着した
。

実施例２ ３官能分子量３０００のポリエーテルＩリオール１００
重量部 Ｈ２Ｏ４，Ｑ トリエチレンジアミン　　　　　　　　　０．１ノルマ
ル工テルモルホリン　　　　　　　０４シリコーン油　
　　　　　　　　　　　　　１．６シプチルチンジラウ
レート０．２５ 塩化ビニルペーストレジン　　　　　　　３０トリレン
ジインシアネート　　　　　　　５６上記配合処方のう
ち塩化ビニルペーストレシンをトリレンジイソシアネー
トに分散した後（溶解した様になる）ワンシ、、ト法に
よす混合攪拌し発泡させた。

攪拌時間　　　１０秒 キュア一時間　　　８５℃×１０分 物性　　　　　　本方法　　　　比較例比重　　　　　
０．０２３　　　　０．　Ｏ２５引張強さ　　　０．９
５　　　　　０．７８伸び　　　　　１４０　　　　　
１３０引裂強さ　　　０．５１　　　　　０．４０比較
例は上記実施例において塩化ビニルペーストレシンをポ
リオールに分散させたものである。

実施例３ ３官能ポリエーテル４リオール　１００ｗｔ％分子ｔ　
　３Ｏ００ ２０５０ トリエチレンジアミン　　　　　　　　　０．１６ノル
マル工チルモルホリン　　　　　　　０４０シリコーン
油　　　　　　　　　　　　　　１８・ジブチルチンノ
ラウレート　　　　　　　０２３スターチ　　　　　　
４０ トリレンジイソシアネート　　　　　　　６４０スター
チをトリレンジイソシアネートに分散させ、その後ワン
シ、、ト法により１０秒間攪拌し発泡させ８５℃Ｘ１５
分間キュアーした。

本発明　　　　比較例 密度　　　　　０．０２４　　　　０．０２６硬さ　　
　　　　１７，６　　　　　１７．４　　−引張強さ　
　　０．９２　　　　　０．８７伸び　　　　　１４５
　　　　１４０ 比較例は上記実施例におけてスターチを＄　１７オール
′に分散させたものである。

実施例４ ３官能ポリエーテルポ、リオール　ｌ　００　ｗｉｅｓ
゛　　　　分子量　３００．０ Ｈ２Ｏ４，５− トリエチレンジアミ／　　　　　　　　　０１５ノルマ
ル工チルモルホリン　　　　　　　０５０シリコーン油
　　　　　　　　　　　　　　２０ジブチルチンジラウ
レート０．３ ポリスチレン’　　　　　　　　　　　　　１１０トリ
レンジインレアネート　　　　　　　５９．５ポリスチ
レンをトリレンジイソシアネートに混合分散しワンショ
ット法により１０秒間攪拌し発泡させ８５℃ＸｌＳ分間
キュアーした。

密度　　　　　００４２ 硬さくｋ＠／ＪＩＳ）　　１９．２ なお、Ｉリエーテル□ポリオールにポリステレ７１１０
重量部を混合したところ著しく粘度が上昇し、発泡が不
可能であり六。

実施例５ ３官能ポリエーテルポリオール　　　　　１００　ｖｔ
％分子量　３０００ ８ｚＯ：＋　７ トリエチレンジアミン　　　　　　　　　α２トリエタ
ノールアミン　　　　　　　　　３．。

シリコーン油　　　　　　　　　　　　　１５スターナ
スオクテート ナイロン樹脂 ０ トリレンジイソシアネート　　　　　　　５１ナイロン
樹脂をトリレンジイソシアネートに。

混合分散させる。その後ワンショット法により１０秒間
攪拌し発泡させ８０℃ＸｌＳ分間キ。

アーし喪。

本発明　　　　比較例 密度　　　　　０．０２７　　　　０．０２８引張強さ
　　　１．０５　　　　　０．９４伸び　　　　　１５
５　　　　　１４０引裂強さ　　　０．６３　　　　　
０．５２熱融着性　　　　良　　　　　　良 尚比較例はナイロン樹脂をプリオールに分散させたもの
である。

分子量　３０００ Ｈ２Ｏ４，０４，０ トリエチレンシアミン　　　　　　　　０．１２　　　
０．１５ノルマル工チルモルホリン　　　　　　０．２
　　　　０．２シリコーン油　　　　　　　　　　　　
　１．６　　　　２．０ジブチルチンジラウレー）　　
　　　　　Ｑ、２　　　　０．２フエノール　　　　　
　　　　　　３０６０トリレンジイソシアネー）　　　
　　　　５６　　　　５６フエノー　ルをトリレンジイ
ンシアネートに分散させる。その後ワンシ、、ト法によ
り１０秒間攪拌し発泡させ８５℃×１５分間キュアーし
た。

本発明　　　　比較例 硬さ　　　　　１３．８　　１５，１　　１３，１　　
１４．３引張強さ　　１．０５　　１．０１　　０．８
８　　０．８１伸び　　　　１３５　　１２０　　１１
０　　９５比較例社実施例６．７においてフェノールを
プリオールに混入したものである。

実施例８ ３官能ポリエーテルポリオール　　　　　１００分子量
　３０００ Ｈ２Ｏ４，５ トリエチレンシアミン　　　　　　　　　０１５ノルマ
ル工チルモルホリン　　　　　　　０５シリコーン油　
　　　　　　　　　　　　　２．ｌ。

ジブチルチンジラウレート０３ 工Ｉキシ　　　　　　　　　　１１０ 硬化剤　　　　　　　　　　　　２０ トリレンジイソシアネー）　　　　　　　　５９．５ト
リレンジイノシアネートに工Ｉキシ及び硬化剤を混合し
て分散しワンシ、ット法により１０秒間攪拌し発泡させ
た後８５℃Ｘ１５分間キュアーした。

本発明　　　　比較例 密度　　　　　０．０３８　　　　０．０４４　　　　
′硬さ　　　　　　１４．２　　　　　１３．４引張強
さ　　　０．８５　　　　　０．８１伸び　　　　　１
２０　　　　　１１０尚比較例は工ぽキシ、硬化剤をそ
れぞれポリオールに分散させたものである。

実施例９ ３官能ポリエーテルポリオール　　　　　１００ｗｔ％
分子量　３０００ Ｈ２Ｏ２，０ トリエチレンジアミン　　　　　　　　　０．１５ノル
脅ル工チルモルホリン　　　　　　　０．４５シリコー
ン油　　　　　　　　　　　２．１シブチルチンジラウ
レート０３ ナイロン樹脂　　　　　　　　　　１５０トリレンジイ
ソシアネート　　　　　　　５６ナイロン樹脂を１１０
ｗｔ％トリレンジイノシアネートに混合分散し、残りの
４０１を４リオールに混合分散させた。ワンショット法
により８秒間攪拌し発泡させ８５℃×１５分キ、アーし
た。得られたフオーム体は密度が００４５であり優れた
臓周波特性が確認された。

本発泡体を３■にスライスし高周波を融着させたところ
α２５Ａｘ５秒間で１塩ビレザーと良好に融着した。

゛実施例１０　　　　。

３官能４リエーテル？リオニル　　１ｏＯｖｔ％分子量
　３０００ Ｈ２Ｏ４，０ トリエチレンシアミン　　　　　　　　　０．１２ノル
マル工チルモルホリン　　　　　　　α４シリコーン油
　　　　　　　　　　　１．７ジゾチルチンジラウレー
ト０．２ トリレンジイソシアネー）　　　　　　　　５４．０Ｅ
ＶＡ樹脂をトリレンジイノシアネートに分散させる、そ
の後ワンショット法により１０秒間攪拌し発泡させ８５
℃Ｘ１５分間キュアーした。

密度　　　　　０．０２８ 硬さくｋ＋１／ＪＩｓ）　　　１４．２引張強さくＩ＃
／ｃ１１）　　　１．ｏｓ伸び（％）　　１３８ 出願人代理人　５弁理士　鈴　江　弐′シ手続補正書 昭和５６年１１月ν　日 特許庁長官　島田春樹　　殿 １、事件の表示 特願昭５６−１５８５０１号 ２、発明の名称 弾性発泡体及びその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （３４２）東洋謹護化学工業株式会社 ４、代理人 明細書の浄書（内容に変更ない

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　気泡体全重量に対し５０〜２５０重量−の１
   種または２種以上の気泡体改質材を含むことを特徴とし
   た弾性発泡体。
2. （２）　　有機イノシアネート１００重量部に対して予
   め６０〜８００重量部の１種または２種以上の気泡体改
   質材を混合攪拌し、これに／　リオール及びその他の発
   泡剤、触媒を混合して発泡することを特徴とする弾性発
   泡体の製造方法。 ＜３）　　／リオールが、その１００重量優に対し１０
   〜６０重量−の改質ｉを含んだことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の弾性発泡体の製造方法。