JP3052012B2 - 高弾性ポリウレタン軟質フォームの製造方法および室内装飾材料としてのその使用 - Google Patents
高弾性ポリウレタン軟質フォームの製造方法および室内装飾材料としてのその使用Info
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Description
質フォームの製造方法および室内装飾材料(uphol
stery material)としてのその使用に関
するものである。
(「HRフォーム」)は、主として第一ヒドロキシル基
を有するポリオールとポリイソシアネートと水と有機発
泡剤と活性化剤と架橋剤とから製造される。たとえばジ
エタノールアミンおよびトリエタノールアミンのような
アルカノールアミンが満足しうる架橋剤であると判明し
ているが、アミンフリーの低分子量ポリヒドロキシル化
合物、たとえばグリセリン、ペンタエリスリトール、ソ
ルビトール、マニトールおよびダルシトールも適してい
る。これら化合物は、たとえばドイツ公開公報第2,7
28,031号および米国特許第4,883,825号
公報に記載され、HRフォームを製造するためのその使
用は従来技術と考えられる。さらに米国特許第4,88
3,825号公報は、低い総密度を有するHR成形フォ
ームのための架橋剤としてジエタノールアミンとポリヒ
ドロキシ化合物との或る種の組合せを使用することを記
載している。
或る比率のフルオロクロル炭化水素発泡剤(主としてフ
ルオロトリクロルメタン)を用いて従来製造されている
が、この種の化合物は環境学上無害であるとは考えられ
ない。
題は、フルオロクロル炭化水素を用いることなく広範囲
の総密度にわたる軟質HRブロックフォームを製造する
ことにある。驚くことに、軟質の高弾性ブロックフォー
ムを製造する際、所望の諸性質を有する安定フォームを
得る場合には架橋剤の投入方法が極めて重要であると判
明した。
ソシアネートを、(b)400〜10,000の分子量
を有しかつ少なくとも2個のイソシアネート反応性水素
原子を有するポリエーテルと、(c)水および(d)3
2〜399の分子量を有しかつ少なくとも2個のイソシ
アネート反応性水素原子を有する架橋剤の混合物であっ
て (I)アルカノールアミンと (II)アミンフリーのポリオールとの混合物の存在下お
よび必要に応じさらに (e)触媒および (f)公知の表面活性添加剤もしくは難燃剤または他の
公知の補助剤の存在下に反応させることからなり、ただ
し成分(c)と(d)とを水溶液として一緒に使用する
ことを特徴とする高弾性ポリウレタン軟質フォームの製
造方法に関するものである。
はポリオール100部当り全ポリマー混合物における約
1〜約6部(好ましくは1〜5部、特に好ましくは3〜
5部)の純粋充填剤の比率の充填剤含有量を有するポリ
マー改変ポリオールを含有する。好適ポリマー改変ポリ
オールはポリ尿素分散物;ポリオール中のスチレンおよ
び/またはアクリロニトリルの重合により得られるグラ
フト化ポリエーテル;および/またはジイソシアネート
のアルカノールアミンアダクトである。好適架橋成分
(I)はジエタノールアミンであり、好適な架橋成分
(II)はソルビトールである。成分(I)および(II)
は、好ましくは高圧力にて、一緒に反応混合物中に導入
される。さらに、この方法は約70〜約110(好まし
くは80〜100)のイソシアネート指数範囲にて行な
うのが好ましい。
(I)は一般にポリエーテル成分(b)の100重量部
当り約0.2〜約5.0重量部(好ましくは0.2〜
3.0重量部、特に好ましくは0.5〜1.5重量部)
の量で使用され、架橋成分(II)は同じくポリエーテル
成分(b)の100重量部当り約0.2〜約5.0重量
部(好ましくは0.2〜3.0重量部、特に好ましくは
0.5〜1.5重量部)の量で使用される。これら両成
分は一緒に単一の水溶液として使用され、水は発泡剤と
しても作用する。さらに本発明は、室内装飾材料として
の高弾性ポリウレタン軟質フォームの使用にも関する。
る。本発明の成分(a)として使用するのに適したポリ
イソシアネートは脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族
および複素環式のポリイソシアネート、たとえばW.シ
ーフケン、ジャスタヌ・リービッヒヌ・アナーレン・デ
ル・ヘミー、第362巻、第75〜136頁に記載され
たものを包含する、適するこの種のポリイソシアネート
の例は式: Q(NCO)n
であり、Qは2〜約18個(好ましくは6〜10個)の
炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、4〜約15個(好
ましくは5〜10個)の炭素原子を有する脂環式炭化水
素基、6〜約15個(好ましくは6〜13個)の炭素原
子を有する芳香族炭化水素基である〕に対応するもの。
たとえばドイツ公開公報第2,832,253号公報、
第10〜11頁に記載された種類のポリイソシアネート
を包含する。
アネート、たとえば2,4−および2,6−トルエンジ
イソシアネート、並びにこれら異性体の混合物(「TD
I」)を使用するのが特に好適である。さらに、モノマ
ーおよびポリマージフェニルメタンジイソシアネートま
たはこれとTDIとの混合物を使用することも好適であ
る。
したポリエーテル(「ポリオール成分」)は400〜1
0,000の分子量を有しかつ少なくとも2個の活性水
素原子を好ましくは第一ヒドロキシル基として有するポ
リエーテル、一般に酸化プロピレンまたは酸化プロピレ
ン/酸化エチレン混合物に基づくポリエーテルを包含す
る。さらに、これらポリエーテルは所定割合の他の酸化
アルキレン基をも有することができる。これらポリエー
テルは、公知の比較的高分子量のポリエーテルを包含す
る。
(約50重量%まで)は成分(b)中に含ませることが
できる。(1)モノ−および/またはポリ−イソシアネ
ートと第一および/または第二アミノ基を有するポリア
ミン、ヒドラジン、ヒドラジドおよび/またはアルカノ
ールアミンとの反応により製造された比較的高分子量の
ポリマー含有ヒドロキシル化合物を、(2)約400〜
約10,000の分子量を有しかつ1〜約8個の第一お
よび/または第二ヒドロキシル基を有する化合物に分散
した分散物を使用するのが好適である。比較的高分子量
のポリマー含有ヒドロキシル化合物のこの種の分散物
は、たとえばドイツ公告公報第2,519,004号、
ドイツ公開公報第2,550,796号、第2,55
0,797号、第2,550,833号、第2,55
0,862号、第2,638,759号および第2,6
39,254号、米国特許第4,374,209号およ
び第4,381,351号、並びにヨーロッパ特許出願
第79,115号各公報に記載されている。
とアルカノールアミンとの反応生成物の分散物(たとえ
ばドイツ公開公報第3,103,757号)およびポリ
エーテルにおけるたとえばスチレンもしくはアクリロニ
トリルのような不飽和モノマーの単独重合体もしくは共
重合体の分散物(いわゆる「ポリマーポリオール」)も
使用することができる。さらに、本発明は原理的に「活
性」な比較的高分子量のヒドロキシル化合物(すなわち
主として第一OH基を有するが分散した比較的高分子量
の成分を含有しない化合物)だけを使用して行なうこと
もできる。この種の活性ポリオールは公知である。
のポリオール(II)との水溶液を発泡剤(水、すなわち
成分(c)の存在に基づく)および架橋剤(成分(d)
の存在下に基づく)として好ましくは1:1の比で使用
する。分散は、好ましくは水溶液を高圧条件下でポリオ
ール(すなわち成分(b))流れに注入して行なわれ
る。
(I)はジエタノールアミン、トリエタノールアミン、
ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミ
ンおよびヒドロキシエチル−ヒドロキシプロピルアミン
を包含する。架橋成分(II)として使用するのに適した
化合物はグリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビト
ール、マニトールおよびダルシトールを包含する。アミ
ンフリーのポリオール(II)は一般にエーテル基を持た
ず、一般に約500〜約2000のOH価を有する。成
分(I)および(II)として使用される化合物は一般に
2〜約8個(好ましくは2〜4個)のイソシアネート反
応性水素原子を有する。これら化合物の他の例は、たと
えばドイツ公開公報第2,832,253号、第19〜
20頁に記載されている。
は有機金属性の触媒、好ましくは有機Sn(II)および
/またはSn(IV)化合物、特に高級カルボン酸のSn
(II)塩を包含する。適宜の成分(f)は公知の表面活
性添加剤および難燃剤、並びに他の公知の補助剤であ
り、乳化剤およびフォーム安定剤;反応阻止剤;公知の
気泡調節剤、たとえばパラフィン類もしくは脂肪族アル
コールまたはジメチル−ポリシロキサン類;顔料もしく
は染料;公知の難燃剤、たとえばトリス(クロルエチ
ル)ホスフェートもしくはトリクレシルホスフェート;
老化および風化に対する安定剤;可塑剤;制黴性および
制細菌性物質;並びに充填剤、たとえば硫酸バリウム、
珪藻土、カーボンブラックまたは白色化剤を包含する。
さらに、公知の有機発泡剤も含まれる。
の例、たとえば表面活性添加剤、フォーム安定剤、気泡
調節剤、反応阻止剤、安定剤、難燃剤、可塑剤、染料、
充填剤、並びに制黴および制細菌物質、並びにこれら添
加剤の使用および作用方式に関する詳細はクンストスト
ッフ・ハンドブーフ、第VII 巻、フィーウェーク・アン
ド・ホッホトレン、カール・ハンサー・フェアラーク出
版、ミュンヘン(1966)、たとえば第103〜11
3頁に記載されている。
は公知のワンショット法、プレポリマー法または半プレ
ポリマー法により互いに反応され、しばしばたとえば米
国特許第2,764,565号公報に記載されたような
機械装置を用いる。本発明により使用しうる処理装置に
関する詳細はクンストストッフ・ハンドブーフ、第VII
巻、フィーウェーク・アンド・ホッホトレン、カール・
ハンサー・フェアラーク出版、ミュンヘン(196
6)、たとえば第121〜205頁に示されている。
分(I)と(II)とを、これら両成分を含有する単一の
水溶液としてのみ使用することが重要であると判明し
た。架橋成分(I)と(II)とを混合室に別々に(すな
わち別の流れとして)供給すれば、結果は不安定なフォ
ーム混合物となって短時間後に崩壊する。さらに、水溶
液をポリオール流中に充分分散させない場合も、不安定
なフォーム混合物が得られる。架橋混合物の両成分を単
一溶液として使用すれば、一般に安定化用に必要とされ
る極めて減少した比率の充填剤を用いると共に唯一の発
泡剤として水を使用することにより軟質フォームを製造
することができる。さらに、この方法は収縮と崩壊との
間に充分な範囲を与える点で極めて確実である。本発明
により得られるポリウレタン軟質フォームは一般に約1
5〜約35kg/m3(好ましくは18〜30kg/m3)の総
密度を有し、好ましくは室内装飾材料として使用され
る。
らに詳細に説明する。上記で説明した本発明は、これら
実施例によって思想もしくは範囲のいずれをも制限する
ものでない。以下の手順の条件における公知の改変を用
いうることは当業者には容易に了解されよう。特記しな
い限り、温度は全て0℃であり、部数および%はそれぞ
れ全て重量部および重量%である。ポリウレタンフォー
ムを製造するための公知の反応技術で次の成分を使用し
た。
を有し、さらにトリメチロールプロパンと酸化プロピレ
ンと酸化エチレンとに基づいたポリエーテル、 20部:トリメチロールプロパンと酸化プロピレンと酸
化エチレンとの活性ポリエーテルにおけるヒドラジンと
トルエンジイソシアネートとのポリ尿素の30のOH価
を有する20%分散物、 7.5部:5.0部の水と1.2部のジエタノールアミ
ンと1.2部のソルビトールと0.1部のDABCO
(登録商標)33LV(フードリ・ヒュルス社から入手
しうる)とで構成された水性架橋混合物(I)/(I
I)、 0.5部:単鎖ポリエーテル改変シリコーンに基づく安
定剤KS67(バイエルAG社から入手しうる)、 0.1部:エチルヘキサン酸錫 51.0部:80%の2,4−異性体と20%の2,6
−異性体とで構成されたトルエンジイソシアネート
(「TDI80」) イソシアネート指数:85。
なわちカレンダー)による通常の軽い表面圧力破砕を施
して膜フリー型で得られる高弾性フォームを作成した。 総密度:20kg/m3 圧縮耐性:40%変形にて1.0kPa 圧縮永久歪み:90%変形にて10%。
般に約17部のフルオロトリクロルメタンを使用しての
み得ることができる。
I)) 4.7部:水 0.1部:活性剤DABCO(登録商標)33LV(フ
ードリー・ヒュルス社) 0.1部:エチルヘキサン酸錫 0.5部:実施例1の安定剤 51.0部:TDI80 イソシアネート指数:85。 フォームは、不充分な安定性により上昇期間中に破壊し
た。
ンと1.2部のソルビトールと0.1部のDABCO
(登録商標)33LVとで構成された水性架橋混合物
(I)/(II) 0.5部:実施例1の安定剤 0.1部:エチルヘキサン酸錫 41.5部:TDI80 イソシアネート指数:85。 高弾性フォームが得られ、これは軽い表面圧力を施すこ
とにより膜フリーで得ることができる。 総密度:25kg/m3 圧縮耐性:1.2kPa 圧縮永久歪み:6%
14部のフルオロトリクロルメタンを使用してのみ得る
ことができる。
I)) 3.6部:水 0.1部:DABCO(登録商標)33LV 0.1部:エチルヘキサン酸錫 0.5部:実施例1の安定剤 41.5部:TDI80 イソシアネート指数:85。 このフォームは、不充分な安定性により上昇期間中に破
壊した。
ンと1.0部のソルビトールと0.1部のDABCO
(登録商標)33LVとで構成された水性架橋混合物
(I)/(II) 0.5部:実施例1の安定剤 0.1部:エチルヘキサン酸錫 47.5部:TDI80 イソシアネート指数:100。
リーで得られる高弾性フォームを作成した。 総密度:24kg/m3 圧縮耐性:1.7kPa 圧縮永久歪み:6% 慣用の組成物の場合、この種の硬度は約8部のフルオロ
トリクロルメタンを用いることによってのみ得ることが
できる。
I)) 3.65部:水 0.1部:DABCO(登録商標)33LV 0.5部:実施例1の安定剤 4.75部:TDI80 イソシアネート指数:100。 このフォームは、安定性の欠如により上昇期間中に破壊
した。
通りである: 1.(a)ポリイソシアネートを、 (b)400〜10,000の分子量を有しかつ少なく
とも2個のイソシアネート反応性水素原子を有するポリ
エーテルと、 (c)水および (d)32〜399の分子量を有しかつ少なくとも2個
のイソシアネート反応性水素原子を有する架橋剤の混合
物であって (I)アルカノールアミンと (II)アミンフリーのポリオールとの混合物の存在下お
よび必要に応じさらに (e)触媒および (f)公知の表面活性添加剤もしくは難燃剤または他の
公知の補助剤の存在下に反応させることからなり、ただ
し成分(c)と(d)とを水溶液として一緒に使用する
ことを特徴とする高弾性ポリウレタン軟質フォームの製
造方法。
し全ポリマー混合物における1〜6部の充填剤含有量を
有する割合のポリマー改変ポリオールを含有する上記第
1項記載の方法。 3.ポリマー改変ポリオールがポリ尿素分散物である上
記第2項記載の方法。 4.ポリマー改変ポリオールが、ポリオール中のスチレ
ンおよび/またはアクリロニトリルの重合により得られ
るグラフト化ポリエーテルである上記第2項記載の方
法。 5.ポリマー改変ポリオールがジイソシアネートのアル
カノールアミンアダクトである上記第2項記載の方法。 6.アルカノールアミン成分(I)がジエタノールアミ
ンである上記第1項記載の方法。 7.アミンフリーのポリオール成分(II)がソルビトー
ルである上記第1項記載の方法。 8.アルカノールアミン成分(I)とアミンフリーのポ
リオール成分(II)とを一緒に反応物中へ導入する上記
第1項記載の方法。
ンフリーのポリオール成分(II)とを一緒に高圧下で反
応物中へ導入する上記第9項記載の方法。 10.反応を70〜110のイソシアネート指数にて行
なう上記第1項記載の方法。 11.反応を80〜100のイソシアネート指数にて行
なう上記第1項記載の方法。 12.ポリエーテル成分(b)の100重量部に対し
0.2〜5.0重量部のアルカノールアミン成分(I)
と、ポリエーテル成分(b)の100重量部に対し0.
2〜5.0重量部のアミンフリーのポリオール成分(I
I)とを一緒に単一の水溶液として使用する上記第1項
記載の方法。 13.上記第1項記載の方法により製造された1種もし
くはそれ以上の軟質ポリウレタンフォームよりなる室内
装飾材料。
Claims (3)
- 【請求項1】 (a)ポリイソシアネートを、 (b)400〜10,000の分子量を有しかつ少なく
とも2個のイソシアネート反応性水素原子を有するポリ
エーテルと、 (c)水および (d)32〜399の分子量を有しかつ少なくとも2個
のイソシアネート反応性水素原子を有する架橋剤の混合
物であって (I)アルカノールアミンと (II)アミンフリーのポリオールとからなる混合物の存
在下および必要に応じさらに (e)触媒および (f)公知の表面活性添加剤もしくは難燃剤または他の
公知の補助剤の存在下に反応させることからなり、ただ
し成分(c)と(d)とを水溶液として一緒に使用する
ことを特徴とする高弾性ポリウレタン軟質フォームの製
造方法。 - 【請求項2】 請求項1の方法により製造された高弾性
ポリウレタン軟質フォーム。 - 【請求項3】 請求項2の高弾性ポリウレタン軟質フォ
ームの1種もしくはそれ以上よりなる室内装飾材料。
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