JPS6236420A - ウレタンフオ−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】 〔発明の技術分野〕 本発明はウレタンフオームの製造方法に関し、特にイン
シアネート成分としてクルードＭＤＩを用いたウレタン
フオームの製造方法に係る。

〔発明の技術的背景〕

ウレタンフオームは各種クッション材、寝具材、産業資
材として広範に使用されている。これらウレタンフオー
ムは連続生産方式、或いはモールド発泡方式により製造
され、何れの発泡方式においても次のような基本的な発
泡操作が採用されている。

即ち、下記の成分を所定の比率で混合して反応させ、ウ
レタン結合の成長反応、発泡反応および架橋反応を同時
に行なわせるものである。

（１）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル等のポリオール類 （２）　　）リレンジイソシアネート、ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、クルードＭＤＩ等の有機インシア
ネート類 （３）水（発泡剤、架橋剤） （４）アミン系触媒（発泡反応の触媒）−（５）錫系触
媒（架橋反応の触媒） （６）シリコーン油（整泡剤） （７）顔料、充填剤等の任意成分 上記ポリオール類と有機イソシアネート類とは次式で示
すウレタン結合の成長反応を行なう。

０Ｈ−Ｒ−ＯＨ＋　０ＣＮ−Ｒ’　−ＮＣＯ＼、。。−
□・−Ｎ。。

口 Ｏ 他方、発泡反応は有機イソシアネートと水とによって次
式により行なわれる。

Ｒ−ＮＧＯ＋　Ｈ，０ 一→　Ｒ−ＮＨ，＋　ｃｏ２↑ 上記発泡反応により生成したアミンは有機イソシアネー
トと次ノ゛のように反応して尿素結合を形成する。

Ｒ−ＮＨ２＋　　Ｒ−ＮＣＯ また、架橋反応は上記尿素結合と、前記成長反応により
形成されたウレタン成長鎖の末端ＮＣＯ基とが次のよう
に反応して行なわれる。

ウレタンフオームの製造においては上記発泡反応と架橋
反応とをバランスさせることが極めて重要な要件であり
、このバランスをｇＲ節することにより気泡のオープン
状態またはクローズ状態が制御されている。従って、ウ
レタンフオームの製造にあたっては上記反応が均−且つ
円滑に進行し、夫々の反応が好適にバランスするような
条件を選択することが必要である。

また、発泡反応を促進するアミン系触媒と架橋反応を促
進する錫系触媒は、何れもウレタンフオームを製造する
上で不可欠の成分であると考えられている。

〔従来の技術〕

上記のようにして製造されるウレタンフオームは軟質フ
オームと硬質フオームの二種類に大別される。このうち
軟質フオーム（半硬質を含む）を製造する際には、イン
シアネート成分としてトリレンジイソシアネート（以下
ＴＤＩと略称する）が一般に用いられている。

他方、下記式で表されるジフェニルメタン４．４′−ジ
イソシアネートは常温で固体であり。

４０℃程度でようやく溶融するため混合が困難で、ＴＤ
Ｉに比べて一般的ではない。

また、下記式で表わされるクルードＭＤＩは極めて反応
性が高く、均一な発泡が困難であるため単独で用いられ
ることはない。

（但し、ｎ＝０〜２のものの混合物で、　・その混合比
率はランダムである） しかし、クルードＭＤＩは得られるウレタンフオームの
硬さや難燃性等の物性を改良するために、１００重量部
のＴＤＩに対して通常は最大５０重量部以下の比率で混
合し、併用されることがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来インシアネート成分として用いられているＴＤＩは
毒性が強く、また揮発性が高いため、目や気管枝を冒す
等１作業環境的に問題が多い。

これに対してクルードＭＤＩはＴＤＩに比較して毒性が
低く、揮発性も小さいから、安全な作業環境を維持する
観点からは極めて望ましいものである。しかし、イソシ
アネート成分としてクルードＭＤＩを単独で使用し、こ
れを他の通常のポリウレタンフォーム原料と混合攪拌さ
せて発泡させると、発泡はするが得られたウレタンフオ
ームは経時的に著しい収縮を生じる問題がある。これは
形成された気泡構造が独立気泡になっていることを意味
し、その理由は次のように考えられる。

即ち、既述の発泡反応と架橋反応のバランスが朋れ、架
橋反応の進行が速すぎて発泡ガスが・逃散しないうちに
マトリックス樹脂が硬化してしまったことによるものと
推測される。また、クルードＭＤＩは通常用いられるポ
リオール成分との相溶性が悪く、均一に混合しない、こ
のため、既述したウレタンフオーム形成の際の三種類の
反応が円滑に進行せず１反応バランスを崩す重要な要因
になっていると考えられる。

この傾向は、クルードＭＤＩをＴＤＩに混合して用いる
場合にも同様で、クルードＭＤＩの混合比率が５０重量
％を超えると得られたウレタンフオームに収縮を生じる
ようになる。また、混合比率が５０重量％以下の場合で
も、得られたウレタンフオームをロール等で柔む等の物
理的タラッシングによって、独立気泡となった気泡間の
膜を破壊する必要を生じることがある。

〔発明の目的〕

本発明は上記゛１を情に鑑みてなされたもので、インシ
アネート成分としてクルードＭＤＩを単独で使用し、弾
力性および硬度等の物性に優れた軟質または半硬質のポ
リウレタンフォームを製造する方法を提供するものであ
る。

〔発明の概要〕

本発明は、ポリオール成分としてエチレンオキサイド含
有率が１０〜８０重量％で且っ分子量が１０００以上の
ポリエーテルポリオールを選択し、且つポリマーポリオ
ールを添加することにより、イソシアネート成分として
クルードＭＤＩを単独で用いて発泡させて経時的な収縮
を殆ど伴わない軟質ないし半硬質のウレタンフオームを
得ることを可能としたものである。

本発明において選択した上記ポリエーテルポリオールは
、クルードＭＤＩとの相溶性が良好であるため、両者を
他の原料成分と共に混合して発泡させる際に均一に混合
される。この結果、既述のウレタンフオーム形成反応が
円滑且つ均一に進行し、クルードＭＤＩの反応性が一般
的には高すぎるにもかかわらず、良好な発泡性状のウレ
タンフオームが得られるものと考えられる。

また１本発明において上記ポリエーテルポリオールに添
加されるポリマーポリオールとは、グリセリン等の出発
物質にエチレンオキサイド等を付加重合させて目的の分
子量のポリオールを合成する際に、アクリル、塩化ビニ
ル等の樹脂をポリオールの分子中に導入したものである
。このポリマーポリオールを添加することにより、得ら
れたウレタンフオームの経時的収縮が著しく防止される
。これは、分子中に導入された樹脂成分が何等かの作用
で収縮を防止するものと考えられる。このポリマーポリ
オールの添加量は特に限定するものではないが、好適な
範囲としては前記ポリエーテルポリオール１００重量部
に対して２０〜８５屯量部である。

なお、本発明では架橋反応を促進するために必須の配合
成分と考えられていた錫触媒を添加しなくとも、所期の
物性をもったウレタンフオームを製造できることが明ら
かになった。これは、クルードＭＤＩの反応性が高いた
め、錫触媒が存在しなくとも架橋反応が進行するためと
思われる。

ただし、必要に応じて錫触媒を添加することは何等差し
支えない。

本発明は連続発泡およびモールド発泡の何れにも適用す
ることができる。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の詳細な説明する。

実施例１．２ 下記第１表に示した配合処方を採用し、これら原料を混
合しワンショット法により発泡させてウレタンフオーム
を製造した。

また、比較例としてポリマーポリオールを添加せず、ま
たポリオールとして従来用いられているボリプロビレン
エーテルボリオールを用い、同様の方法でウレタンフオ
ームの製造を行なった。

実施例および比較例で得られたウレタンフオームの試料
を作製し、その密度および硬さを調べたところ、第１表
に示す結果が得られた。

〔発明の効果〕

以り詳述したように、本発明によればインシアネート成
分としてクルードＭＤＩのみを用てウレタンフオームを
製造できるため、毒性の強いＴＩ）Ｉをインシアネート
に用いる従来の製造方法に比較して作業の安全性を向上
することができる。

また、ＴＤＩを用いた従来の製造方法ではフオームの硬
さを高めるために配合処方の微調整を必要としていたが
、クルードＭＤＩを用いる本発明ではそのような配合処
方の微調整を必要とせずに比較的硬いウレタンフオーム
を得ることができる。

このように、本発明は従来得られなかった顕著な効果を
奏するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エチレンオキサイド含有率が５〜８０重量％で且つ分子
   量が１０００以上のポリエーテルポリオール１００重量
   部に対し、下記式で表されるクルードＭＤＩと、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、ｎ＝０〜２のものの混合物で、 その混合比率はランダムである） のポリマーポリオール、水、アミン触媒およびシリコー
   ン油とを加え、必要に応じて錫触媒、充填剤、顔料等を
   加えて混合攪拌し、発泡させることを特徴とするウレタ
   ンフォームの製造方法。