JP2001354741A - 微細気泡のポリウレタンフォームおよびその製法 - Google Patents
微細気泡のポリウレタンフォームおよびその製法Info
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Abstract
途では、従来よりさらに柔軟でかつきめ細かなフォーム
が要求されている。それに対応した微細気泡構造を有す
る柔軟な軟質ポリウレタンフォームを提供する。 【解決手段】 ポリオールと起泡剤とイソシアネートを
回転数4000rpm以上で攪拌することを特徴とする
気泡径が200μm以下である連続気泡の軟質ポリウレ
タンフォームの製造方法。
Description
フォーム及びその製造方法についてであり、特に気泡径
が200μm以下の微細気泡構造を有する連続気泡の軟
質ポリウレタンフォームとその製造方法に関するもので
ある。
は、クッション材、洗い具、化粧用具、研磨布、送りロ
ーラーなどいろいろな分野で使用されている。この分野
でも特にデリケートな部材と接する用途では、対象部材
に傷を付けないよう、より柔軟でかつきめ細かなフォー
ムが要求されている。この要求に対して、気泡径が30
0μm程度で、見かけ比重が0.14g/cm3程度の
フォームが使用されているが、最近の高精密の電子材料
用途や化粧用具の用途では、さらに柔軟でかつきめ細か
なフォームが要求されている。
とポリイソシアネート化合物を触媒、発泡剤、整泡剤等
の存在下に反応させて製造される、弾性のある発泡体で
ある。発泡剤としては、主として水が使用され、イソシ
アネートと水の反応によって発生する炭酸ガスが気泡と
なって成形される。上記のような比較的細かな気泡のフ
ォームは、比較的フォームの密度を大きく設定すること
で気泡径を小さく押さえて製造されている。しかし、あ
まり気泡を小さくしようとすると、独立気泡構造とな
り、上記用途には使用できない。また、密度が大きくな
ることはフォーム中の樹脂骨格部分が多くを占めるとい
うことで、その分硬質となってしまう。このため、低密
度で柔軟な微細気泡のフォームは製造されていない。
気泡構造を有する柔軟な軟質ポリウレタンフォームを提
供することである。
検討した結果、ポリオールと発泡剤とイソシアネート化
合物と存在下に高速撹拌反応させることによって微細な
気泡を発生させることを見いだし、低密度でありながら
微細気泡構造の柔軟なポリウレタンフォームをを完成さ
せた。すなわち、ポリオールと起泡剤とイソシアネート
を回転数4000rpm以上で撹拌することである。
は、末端が水酸基である2から4官能のポリオールが使
用できる。このポリオールは、ポリエーテルポリオー
ル、ポリウレタンポリオールが使用でき、分子量が10
00から6000が好ましい。分子量が1000より小
さいと柔軟なフォームが得られず、6000より大きい
と高粘度となり微細気泡が得られない。これらのポリオ
ールは混合して使用することが好ましく、分子量100
0から2500の2官能ポリエーテルポリオールと、分
子量2500から4000の3官能ポリエーテルポリオ
ールとを混合して使用することが好ましい。これにより
ポリエーテル配合物の粘度を低く押さえられ、微細気泡
を得ることかでき、かつ柔軟なフォームが得られる。ま
た、ポリオールには、ポリオール中でビニル単量体を重
合し変性させた、ポリマーポリオールと呼ばれるものを
併用することにより、得られるフォームの特性が調整で
きるので好ましい。ビニル単量体としては、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリ
デン、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエ
ン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メ
タクリル酸メチル等のアクリル系化合物、酢酸ビニル等
のビニルエステル化合物等による変性ポリオールが使用
できる。
分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソ
シアネートであり、室温で液状のものが好ましい。これ
には、脂肪族系ポリイソシアネートとしては、炭素数2
から18の脂肪族イソシアネート炭素数4から15の脂
環式イソシアネート、芳香族ポリイソシアネートとして
は、トルエ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、ジフェニルメタンジイソシアネート、等
が使用できる。また、2,4−トルエンジイソシアネー
トと2,6−トルエンジイソシアネートとの混合物であ
るTDI−80(2,4−トルエンジイソシアネート/
2,6−トルエンジイソシアネート=80/20)、T
DI−65(2,4−トルエンジイソシアネート/2,
6−トルエンジイソシアネート=65/35)が使用で
きる。また、ジフェニルメタンジイソシアネートは4,
4′−ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4′−
ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物を使用で
きる。また、これらポリイソシアネートの混合物、変性
物が使用できる。イソシアネートの使用量は、ポリオー
ル100重量部あたり、10から50重量部使用する。
酸アミド、ニトロエタン、ホウ酸が使用でき、もっとも
好ましくは水が使用される。また、これと併せてメチレ
ンクロライドなどの低沸点不活性溶剤を併用できる。起
泡剤の使用量は、ポリオール成分100重量部に対し
て、0.2〜5.0重量部、好ましくは0.5〜2.0
重量部である。
度調整のため、各種ウレタン化触媒が使用できる。好ま
しい例として、トリエチルアミン、トリプロピルアミ
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、ジメチルベンジルアミン、N,N,
N′,N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、
N,N,N′,N′,N″−ペンタメチルジエチレント
リアミン、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテ
ル、トリエチレンジアミン、1,2−ジメチルイミダゾ
ール、1−ブチル−2−メチルイミダゾール等の三級ア
ミン、ジメチルエタノールアミン、N,N−ジメチル−
N−ヘキサノールアミン等の反応型三級アミン又はこれ
らの有機酸塩、ラウリル酸錫、ジオクチル錫マレート、
ナフテン酸亜鉛等の有機金属化合物等が挙げられる。触
媒の使用量は、ポリオール成分100重量部に対して、
0.1〜5.0重量部、好ましくは0.1〜2.0重量
部である。
ウレタンフォーム用整泡剤が使用できる。この例として
は、F−242T、F−303(信越化学製)、L−5
80、SZ−1127、L−5309、L−5360、
L−5420(日本ユニカ製)、M−331X、M−3
31XM、M−338XM、PRX−607、S−72
6−10、SF−2914(東レシリコン製)等のシリ
コン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤を上げることが
できる。整泡剤の使用量は、ポリオール成分100重量
部に対して、0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜
5.0重量部である。
化合物、エーテル化合物、油脂、金属石ケン、ワックス
類が使用できる。これらの例としては、炭素数が11以
上の飽和脂肪族炭化水素や不飽和炭化水素、テルペン、
ポリブタジエン、ポリイソプレン、流動パラフィン、液
状ゴム、トリテルペン、ラノリン、スキュアラン、ミリ
スチン酸ドデシル、ステアリン酸亜鉛、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル、カルナバワックス、ポリエチレ
ンパウダーなどが上げられる。これらの柔軟化剤は、生
成するポリウレタンフォームに柔軟性として、さらりと
した感触と滑り易さを付与する。微細気泡のフォーム
は、従来の気泡のフォームに比べて、柔軟性が優れてい
るが、いっそうデリケートな用途については、柔軟化剤
を使用することができる。柔軟化剤の使用量は、ポリオ
ール成分100重量部に対して、0.5〜20重量部、
好ましくは1.0〜15重量部である。
菌剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤を使用することができ
る。防かび剤、抗菌剤としては、ZPT、TBZ、チウ
ラム、抗菌性ゼオライト、キトサン、カテキンなどが使
用でき、単独で、または2つ以上を組み合わせて使用で
きる。
は、ポリオールに整泡剤、発泡剤、柔軟化剤、触媒、各
種添加剤を混合しておき(以下ポリオール成分とす
る)、このポリオール成分と、イソシアネートを高速で
撹拌混合した後、金型あるいは容器に注入し発泡させ
る。ポリオール成分とイソシアネート成分は温度を30
℃から60℃とすることが好ましい。低温では粘度が上
昇し、微細気泡が得られない。また、60℃以上として
も、発泡反応が急激に進行し、気泡が不均一となる。高
速撹拌とは回転数4000rpm以上であり、この場
合、気泡径が200μm以下とすることができる。より
好ましくは6000rpm以上とすることで、気泡径1
50μm以下、さらに好ましくは8000rpm以上と
することで、100μm以下のフォームが得られる。上
限は特に限定されないが、12000rpm以上となる
と回転軸のシール部の発熱が激しくなり冷却が困難とな
る。撹拌時間は0.5秒から30秒であり、好ましくは
1秒から20秒である。撹拌時間がこれより短いと、ポ
リオール成分とイソシアネートが十分混合できなく微細
気泡が得られない。また、撹拌時間がこれより長いとフ
ォームが均一とならず、割れや空洞が生じる。
る。注入された混合物は化学反応により、発泡と樹脂化
が起こる。発泡反応と樹脂化反応は同時に進行するか、
発泡反応が先に終了する。発泡反応は、混合終了後5分
以内に終了することが、微細気泡が得られ好ましい。こ
の後、樹脂化の反応が進んだ後、金型よりフォームを取
り出し製品となる。上記材料を使用し、上記方法にて製
造することにより、見かけ比重が0.07から0.17
g/cm3の比較的低密度の連続気泡構造のフォームが
得られる。
エーテルポリオール(旭電化社製 P−2000)60
%と平均分子量3000の3官能のポリエーテルポリオ
ール(旭電化社製 G−3000B)40%の混合物の
100重量部を計量した。ここに、起泡剤として水1.
0重量部、触媒としてトリエチレンジアミン0.1重量
部とN−エチルモルホリン0.5重量部と1,2−ジメ
チルイミダゾール0.2重量部、整泡剤としてSZ−1
127を1.0重量部とL−580を1.0重量部(い
ずれも日本ユニカー社製シリコン系界面活性剤)、柔軟
化剤としてラノリン5重量部とスキュアラン5重量部、
紫外線吸収剤としてチヌビン328(チバガイギー社製
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤)0.5重量部、酸
化防止剤としてAO−70(旭電化社製フェノール系抗
酸化剤)0.5重量部をそれぞれ混合し、ポリオール成
分とした。イソシアネートとして、4,4′−ジフェニ
ルメタンジイソシアネートと2,4′−ジフェニルメタ
ンジイソシアネートとの1/1混合物を30重量部用意
した。このポリオール成分とイソシアネートを温度40
℃として、上記割合で撹拌回転数11000rpmで2
秒間撹拌混合した。混合液は混合後直ぐに金型に注入
し、30秒後に金型を密閉した。その後、60℃にて1
時間静置した後、金型よりフォームを取り出した。フォ
ームはきめ細かで柔軟で、ビロードを触れるような触感
であった。見かけ比重が0.124g/cm3、平均気
泡径は85μmであった。このフォームを使用して、透
明アクリル樹脂板を摩擦する試験をおこなったところ、
樹脂板にはきずが付かなかった。試験は、厚さ10m
m、大きさ20mm角のフォームに250gの荷重をか
けて樹脂板を500回摩擦したものである。
いで作成した。フォームは実施例1と同様きめ細かであ
ったが、柔軟性が劣っており、ややざらついた触感であ
った。 比較例 実施例2と同様にして、柔軟化剤は使用しないで作成
し、撹拌を3000rpmとした。フォームはきめが粗
く、ざらついた感触であった。
軟な軟質ポリウレタンフォームが得られる。本発明は、
特にクッション材、洗い具、化粧用具、研磨布、送りロ
ーラーなどのデリケートな部材と接する用途に最適であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 気泡径が200μm以下である連続気泡
の軟質ポリウレタンフォーム。 - 【請求項2】 ポリオールと起泡剤とイソシアネートを
回転数4000rpm以上で撹拌することを特徴とする
気泡径が200μm以下である連続気泡の軟質ポリウレ
タンフォームの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000213498A JP2001354741A (ja) | 2000-06-10 | 2000-06-10 | 微細気泡のポリウレタンフォームおよびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000213498A JP2001354741A (ja) | 2000-06-10 | 2000-06-10 | 微細気泡のポリウレタンフォームおよびその製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001354741A true JP2001354741A (ja) | 2001-12-25 |
JP2001354741A5 JP2001354741A5 (ja) | 2007-07-26 |
Family
ID=18709242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000213498A Pending JP2001354741A (ja) | 2000-06-10 | 2000-06-10 | 微細気泡のポリウレタンフォームおよびその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001354741A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014185524A1 (ja) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 株式会社東洋クオリティワン | 化粧塗布用ポリウレタンフォームの製造方法および化粧塗布用ポリウレタンフォーム |
-
2000
- 2000-06-10 JP JP2000213498A patent/JP2001354741A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014185524A1 (ja) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 株式会社東洋クオリティワン | 化粧塗布用ポリウレタンフォームの製造方法および化粧塗布用ポリウレタンフォーム |
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