JP3297836B2 - ポリウレタンフォーム成型用水性離型剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】コールドキュアープロセス法でポ
リウレタンフォームを製造する方法において、成型品表
面のセルオープン性が優れたウレタンフォームを提供す
る。

【０００２】成型品表面をセルオープン性にする必要理
由としては、成型品の外観上を良くすることはもとよ
り、成型品を包む布等の表皮を接着剤で接着させたシー
トの場合、成型品と表皮の接着性を良くする為である。

【０００３】例えばバケットシートのような中心部が凹
型の成型品とそれを包む表皮を接着するシートの場合、
成型品表面にスキンが張っていると、（イ）スキン層に
付着する離型剤の影響で接着剤の接着力が弱くなり実用
に供した場合にウレタンフォームと表皮のよじれでスキ
ン層表面で剥離（界面破壊）したり、或いは（ロ）表皮
とスキン層の接着力がかりに充分であっても、この場合
スキン層の影響でセルオープン時に得られる接着剤のア
ンカー効果が得られずスキン層だけが剥離（材料破壊）
する等の問題がある。 しかし表面がセルオープンの場
合、接着剤がウレタンフォームのセルの中まで入りこみ
成型体は表皮と強固に接着する。またセルオープン性の
フォームはクラッシング工程（成型されたフォームの連
通性を奉全にし、成型品の収縮を少なくするための工
程）での成型品の破裂もなくなる。

【０００４】

【従来技術】コールドキュアープロセスに於ける、ポリ
ウレタンフォーム成型品は、４０〜８０℃の金型の内面
に離型剤を塗布し、ウレタン原料を注入し、キュアーし
た後、成型品を金型から脱型して得られる。 使用され
る離型剤は従来各種ワックスを主要成分とし、これを炭
化水素溶剤に分散させた、いわゆる溶剤系離型剤が一般
的に使用されており、成型品表面をセルオープン性にす
ることが比較的容易であった。 しかし最近は溶剤の引
火爆発性、危険性、作業環境等の問題があるため、各種
水性離型剤が提案されている。

【０００５】

【従来技術の解決すべき課題】しかしながら、これら水
性離型剤を使ったポリウレタンフォームはセルオープン
性になり難い。 また離型性も不十分になることがあ
る。従来の溶剤系離型剤の構成溶剤を、単に水に置き換
えて乳化した水性離型剤を用いて成型しても成型品の離
型面にセルオープン性を与えない。参考例として、溶剤
系離型剤中の溶剤を水に置き換えただけではセルオープ
ン性が得られず、離型性も落ちる例を第１表に示す。
尚、性能評価試験法は（００３０）頁に記載の方法に従
った。 尚また、成分としてステアリン酸モルホリンは
溶剤系離型剤には必要としないが、溶剤と水の違いを明
確にする為に水性離型剤への配合量と同じ量を溶剤系に
添加した。

【０００６】

【表１】

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明ではセルオープン
性を与える種々の因子につき検討した結果、離型性物質
が金型に塗布された状態において、有機溶剤で代表され
る疎水性向上剤（注１）が適切量存在すれば、これが離
型性物質を規則的に分子配向させ、結果として離型性物
質塗布面の疎水性を著しく向上させ、成型品の離型面に
優れたセルオープン性を与えることを見いだした。

【０００８】注１：疎水性向上剤は有機概念図において
有機性が１００以上であって、無機性が５０以下の有機
化合物が該当する。 尚、有機化合物の有機性又は無機
性の値は化合物中に含まれる原子の数もしくは官能基の
数、元素の結合様式等を基に次式で求められる。

【０００９】有機性の値＝炭素原子数×２０＋塩素原子
数×８０＋臭素原子数×６０−炭素原子のイソ結合数×
１０−炭素原子のターシャリー結合数×２０ 無機性の値＝芳香族環数×１５＋シクロ環数×１０＋炭
素二重結合数×２＋塩素原子数×１０＋臭素原子数×１
０＋ＯＨ基数×１００＋エーテル基数×２０ 参考書物：甲田善生、”有機概念図−基礎と応用”、三
共出版（１９８４）

【００１０】さらに、疎水性向上剤の適用に当たって
は、水性離型剤が金型に塗布され、皮膜形成に至るまで
の各ステップでの条件； ステップ１：塗布された水性離型剤組成物から、まず水
が蒸発し、次に疎水性向上剤の蒸発する事が必要で、疎
水性向上剤はある程度の高い沸点を有するものでなけれ
ばならない。 ステップ２：疎水性向上剤は離型物質との共存状態から
蒸発することで、離型剤物質に配向を促すので、疎水性
向上剤の適量が必要となる。 ステップ３：形成された皮膜に疎水性向上剤が残存する
と、それ自身は疎水性が弱く、充分な疎水面とならない
ために、疎水性向上剤が残存しない沸点でなければなら
ない。 等の要件をあわせ満たさなければならない。 そのため
には使用する疎水性向上剤の添加量及び好ましくは沸点
を適切に決めなければならない。 これら条件を満たす
ために検討した結果、セルオープン性ポリウレタンフオ
ーム成型用水性離型剤組成物の発明に至った。

【００１１】尚、ポリウレタンフォーム成型品にセルオ
ープン性を与える、溶剤系離型剤に代わる水性離型剤に
ついていくつか提案されている。例えばエチレン／プロ
ピレン共重合体ワックスを含むワックスと少量の有機溶
剤の混合物をステアリン酸のアミン塩及び２級脂肪酸ア
ルコールエチレンオキサイド付加物からなる混合物で乳
化して得られる水性離型剤（特開平６−２２６７５２公
報）はノニオン系界面活性剤を加え、組成物の乳化安定
性を向上させることによりセルオープン性を狙ったもの
である。 しかし改良の効果が認められるものの、セル
オープン度合いがまだ不十分である。 また成型品の表
面荒れがみられる。

【００１２】また例えば特定のワックス類の混合物を乳
化剤を用いて水中分散させて得られる水性離型剤（特公
平６−２８８６５公報）は、特定融点をもつワックスの
配合によりセルオープン性を改良しているが、成型品の
セルオープン性はまだ不十分である。

【００１３】

【課題を解決した本発明】本発明は温度４０〜８０℃に
加熱したウレタン成型用金型に従来のウレタンフォーム
成型時に使用する離型性物質に疎水性向上剤を加えたも
のからなる水性エマルションをスプレー又は刷毛塗りし
た後、３０秒〜２分後ウレタン原料を金型に注入し、温
度４０〜８０℃にて、５〜１５分間キュアーを行い、成
型品を金型から脱型する。

【００１４】疎水性向上剤； 疎水性向上剤の添加量は
好ましくは離型性物質１００重量部に対して１５０〜５
００重量部である。 添加量が１５０重量部未満では離
型性物質の規則的分子配列が十分行えず、成型品のセル
オープン性が悪くなる。 添加量が５００重量部を越え
ると乳化に要する乳化剤が余計に必要になり、乳化剤の
悪影響がでて成型品のセルオープン性が低下する。

【００１５】本発明で使用される疎水性向上剤は、沸点
が１５０〜２５０℃である有機化合物が適している。
例えば、（ａ）炭化水素類としては、ノナン、デカン、
ウンベンゼン、テトラリン、イソプロピルベンゼン、シ
クロヘキシルベンゼン、パラフィン系炭化水素混合物
（炭素数１０〜１３）、ナフテン系炭化水素混合物（炭
素数１１〜１３）等、（ｂ）ハロゲン化物としては、ｐ
−クロロトルエン、ヘキサクロロエタン、トリクロロベ
ンゼン、ブロモベンゼン、臭化オクチル等、（ｃ）エー
テルとしては、アニソール、フェネトール、クレジルメ
チルエーテル、エチルベンジルエーテル、ブチルフェニ
ルエーテル等がある。 またこれらの化合物は混合物で
使用しても良い。 より好ましいのは（ａ）炭化水素類
であり、なかでもナフテン系炭化水素、パラフィン系炭
化水素とナフテン系炭化水素の混合物が更に好ましい。

【００１６】尚、疎水性向上剤の沸点が１５０℃未満で
は離型剤皮膜形成過程で疎水性向上剤が水より早く蒸発
し離型剤皮膜の疎水性が不十分となる。 疎水性向上剤
の沸点が２５０℃を越えると離型剤皮膜に疎水性向上剤
が残り、セル荒れ、ボイドが発生し離型性が悪くなる。

【００１７】離型性物質； 本発明に言う離型性物質
は、例えば直鎖系ワックスとして、直鎖系ポリエチレン
ワックス、高純度精製パラフィンワックス、フィッシャ
ートロップシュワックス等である。 直鎖系ワックスの
平均分子量は５００〜１０００が好ましい。 また離型
性物質全体に対して５０％以上含有するとより好まし
い。カルナウバワックス、モンタンワックス、マイクロ
クリスタリンワックス、分岐状ポリエチレンワックス、
シリコーン等が使用出来るが，これらの混合比率は５０
％未満が好ましい。

【００１８】乳化剤； 本発明に使用される乳化剤は通
常ワックス類を乳化するものであれば良い。 即ちアニ
オン性活性剤、カチオン性活性剤、非イオン性活性剤等
が使用される。

【００１９】その他成分； 更に本発明による水性離型
剤は慣用の少量の添加剤として、殺菌剤、整泡剤、濡れ
剤、レベリング剤、消泡剤等含有していても良い。

【００２０】水性エマルション製造方法； 本発明の水
性エマルションを製造する方法の例を次に記述する。ま
ず離型性物質、疎水性向上剤、更にその他成分を加え１
１０〜１２０℃に加熱溶融混合する。 これを９０℃以
上に加熱した乳化剤水溶液中にホモミキサーでかき混ぜ
ながら、徐々に添加していき乳化液を作る。 続いてこ
れをホモジナイザーで処理してより微細な粒子のエマル
ションとする。 得られたエマルションを室温まで冷却
し安定なエマルション組成物を作る。尚、上記方法にお
いて、離型性物質、疎水性向上剤、その他成分は各々別
々に乳化した後混合してもよい。

【００２１】

【実施例】本発明をより明瞭なものにするため、実施例
を表２、表３、表４、表５及び表６に示し、比較例を表
７、表８及び表９に列挙する。ただし、以下の実施例は
本発明の一部であって本発明をなんら制限するものでは
ない。尚，実施例における部は重量部を示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】

【表４】

【００２５】

【表５】

【００２６】

【表６】

【００２７】

【表７】

【００２８】

【表８】

【００２９】

【表９】

【００３０】性能試験法 本発明の性能的効果を明確にするため、実施例及び比較
例につき、次記に示す性能試験を行った。 （１）離型剤の塗布 鉄製箱形状金型（内寸法；たて１５ｃｍ、横２０ｃｍ、
深さ５ｃｍで取手のある蓋つき）を６０℃に加温し、離
型剤組成物をエアガンで均一に噴霧（１ｍ^２当たり約５
０ｇ）して１分間乾燥する。 （２）ポリウレタンフォームの成型 原料としてポリオール（三井東圧製ＭＳ−３００）を４
０部及びＴＤＩ／ＭＤＩ＝１／１を２０部室温で２００
０ｒｐｍで５秒間撹拌混合し、直ちに金型に注入し蓋を
しめて６０℃で反応させる。 金型をら６０℃の恒温槽
にいれキュアー時間を含めて１０分間放置する。 （３）離型性の評価 上記金型の蓋の取手にバネ秤をセットし蓋を開ける。そ
の時にかかった荷重を測定する。 評価基準：◎は５ｋｇ以下；○は５〜１０ｋｇ；△は１
０〜１５ｋｇ；×は１５ｋｇ以上。 （４）成型フォームのセルオープン性の評価 成型したウレタンフォーム表面の５ｃｍ×５ｃｍ角内の
全セルの数及びセルの破泡の有無を目視測定する。 全
セル数に占める破泡セル数の比率をもってセルオープン
率とする。 セルオープン性は６０％以上が好ましい。 評価基準：セルオープン率が：◎は８０％以上；○は６
０〜８０％；△は４０〜６０％；×は４０％以下、もし
くはセルオープンになっていない。 （５）成型フォーム表面の仕上がりの評価 成型したフォームの表面の荒れを目視で評価する。 評価基準：○はセル荒れなし；△はセル荒れあり；×は
セル荒れが甚だしい。 性能評価結果を、表１０（実施例）、表１１（比較例）
に示す。

【００３１】

【表１０】

【００３２】

【表１１】

【００３３】

【発明の効果】本発明のセルオープン性ポリウレタンフ
ォーム成型用水性離型剤を使用した方法は従来の水性離
型剤を使用した方法と比較して、セルオープン性はもと
より、離型性、表面肌荒れ性いずれも著しく改良され
た。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 33/00 - 33/76

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 離型性物質の１００重量部に対して、ナ
   フテン系炭化水素混合物若しくはパラフィン系炭化水素
   とナフテン系炭化水素の混合物からなる疎水性向上剤を
   １５０〜５００重量部添加し、乳化分散してなる、セル
   オープン性ポリウレタンフォーム成型用水性離型剤組成
   物。
2. 【請求項２】 前記ナフテン系炭化水素混合物の炭素数
   は１１〜１３である、ことを特徴とする請求項１に記載
   のセルオープン性ポリウレタンフォーム成型用水性離型
   剤組成物。
3. 【請求項３】 前記パラフィン系炭化水素混合物の炭素
   数は１０〜１３であり、前記ナフテン系炭化水素混合物
   の炭素数は１１〜１３である、ことを特徴とする請求項
   １に記載のセルオープン性ポリウレタンフォーム成型用
   水性離型剤組成物。
4. 【請求項４】 前記疎水性向上剤の沸点が１５０〜２５
   ０℃の範囲にある有機化合物であることを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれかに記載のセルオープン性ポリウ
   レタンフォーム成型用水性離型剤組成物。
5. 【請求項５】 前記疎水性向上剤は有機性が１００以上
   であって、無機性が５０以下の有機化合物である、こと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセルオー
   プン性ポリウレタンフォーム成型用水性離型剤組成物。