JP3905841B2

JP3905841B2 - 低通気性軟質ポリウレタンフォームブロック及びその製造方法

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Publication number: JP3905841B2
Application number: JP2002563213A
Authority: JP
Inventors: 孝博田中
Original assignee: Toyo Quality One Corp
Current assignee: Toyo Quality One Corp
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2022-02-04
Also published as: EP1380608A4; CN1249115C; US20040122118A1; WO2002062865A1; EP1380608A1; CN1491244A; JPWO2002062865A1

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、低通気性軟質ポリウレタンフォームブロック及び低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックの製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、通気性が極めて低くかつフォームブロック内の部位による通気性のばらつきがほとんど無い低通気性軟質ポリウレタンフォームブロック及びその製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
低通気性の軟質ポリウレタンフォームを製造する方法として従来より行われている方法には、例えばフォームのセル膜をより多く残す方法があり、具体的には高反応性のポリオールやイソシアネート化合物を使用すること、または硬化作用の強い触媒を多く使用すること、整泡力の強い整泡剤を使用することなどが挙げられる。
【０００３】
また、別な方法としては、フォームのセルサイズをできるだけ小さくして連続気泡ながらも空気透過抵抗を大きくする方法であり、具体的にはポリエステルポリオールやブタジエン系ポリオール、イソプレン系ポリオール又はダイマー酸系ポリオールなどのような高粘度ポリオールを使用することなどが挙げられる。
【０００４】
しかしながら、これらの方法で製造される低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックは、通気性を５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下に設定しようとすると、独立気泡を生じやすいので極めて収縮しやすく、安定して製造することが困難である上に、いずれもヘルスバブルという連通化（連続気泡化）工程を伴うためにフォームブロックの上・中・下あるいは中心部・側面部において通気性に２〜１５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ程度のばらつきが常に存在していた。
【０００５】
そのため、実際に所望の低通気性を有するウレタンフォームは、そのフォームブロックの下部のみ、又は中〜下部しか得られないという問題があり、フォームブロックの部位による通気性差が１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下に至るような低通気性ポリウレタンフォームブロックの製造方法の確立が要望されていた。
【０００６】
【発明の開示】
本発明は、極めて通気性が低く、かつ形状の大きなフォームブロックを作った場合においても、部位による通気性のばらつきがほとんど無い低通気性軟質ポリウレタンフォームブロック及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックは、ポリオール、イソシアネート化合物、触媒、発泡剤及び整泡剤を少なくとも用いて製造される低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックにおいて、
前記整泡剤は、ポリオキシアルキレン鎖末端が水酸基であって、ポリオキシアルキレン鎖が数平均分子量で４００〜１０００、しかもポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの重量比が７０／３０〜０／１００であるポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体であり、
通気性が５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下で、なおかつ前記ブロックのうち最大値となる通気性と最小値となる通気性との差である通気性差が１ｃｃ／ｃｍ ^２／ｓｅｃ以下であることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る低気性軟質ポリウレタンフォームブロックの製造方法は、ポリオール、イソシアネート化合物、触媒、発泡剤及び整泡剤を少なくとも用いて低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックを製造する方法において、
前記整泡剤として、ポリオキシアルキレン鎖末端が水酸基であって、更にポリオキシアルキレン鎖が数平均分子量で４００〜１０００、しかもポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの重量比が７０／３０〜０／１００であるポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体を使用することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２において、ポリオール成分がポリエーテルポリオールであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３において、ポリオール成分がポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物を反応させて合成されたポリウレタンプレポリマーであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項２〜４いずれかにおいて、添加剤として流動性を有する主に炭化水素化合物を用いることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１に係る低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックが、緩衝材、吸音材、エアシール材、止水材のいずれかとして使用されることを特徴とする。
【００１４】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明者は、従来のヘルスバブルというセルの連通化工程を経ることなく連続気泡軟質ポリウレタンフォームブロックを製造することができれば、フォームブロックの各部位による通気性のばらつきがほとんど無いものができる可能性があると考えた。そして、鋭意検討した結果、ヘルスバブルという連通化工程を伴わない方法でセルの連通化を行ないフォームブロックを製造することにより、本目的が達成されることを見出し、更には特定の化学構造を有するポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体を整泡剤として使用することによって、より安定した条件で上記課題が解決され得る軟質ポリウレタンフォームブロックの製造が可能となることも見出し本発明に至った。
【００１５】
ここで、従来の連通化工程即ちヘルスバブルについて説明する。従来の軟質ポリウレタンフォームブロックを製造する方法、即ちポリオール、イソシアネート化合物、発泡剤、その他必要成分を混合攪拌し、高分子化反応の進行に伴い、発泡剤やイソシアネートと水の反応などにより発生したガスが微細気泡となり、ウレタンフォームブロックを形成する過程において、セルを連通化させるためには、生成したセル膜をフォームブロック製造の途中で破る工程が必要であると永年にわたり認識されてきた。
【００１６】
その破る工程は、通称“ヘルスバブル”（“ＨｅａｌｔｈｙＢｕｂｂｌｅ”）又は“Ｂｌｏｗｏｆｆ”又は“ＴｈｅＯｐｅｎｉｎｇｃｅｌｌ”と呼ばれており、フォーム高さが最高に達する時に内部のガス圧力がセル膜の強度を上回ることにより、セル膜が破れて連通化し、そのガスはフォームブロックの上部表面より局所的に吐出される軟質ポリウレタンフォームブロック製造において不可欠な工程であると認識されてきた。
【００１７】
また、本願において、ヘルスバブルとは、フォームの高さが最高に達する時に発生する局所的に吐出されるガスをも指している。このことは、例えばＳａｕｎｄｅｒｓ，Ｊ．Ｈ．，ＲｕｂｂｅｒＣｈｅｍ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．３３，ｐ１２９３〜１３２２（１９６０）、Ｓａｕｎｄｅｒｓ，Ｊ．Ｈ．ａｎｄＫ．Ｃ．Ｆｒｉｓｃｈ，Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｐａｒｔ１，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．などのウレタン関係でバイブル的存在の数々の書籍にも記載され、かつ当業者が軟質ポリウレタンフォームブロックを製造する際には、必ずこのＨｅａｌｔｈｙＢｕｂｂｌｅ（ヘルスバブル）を発生させており、製造上必要不可欠な１つの連続気泡化（連通化）工程として認識されている。即ち、「ＨｅａｌｔｈｙＢｕｂｂｌｅ」という言葉に示されているように、ヘルスバブルが発生する状態が軟質ポリウレタンフォームブロックの製造の最適状態であると永年にわたり認識されてきた。
【００１８】
しかし、この様にして得られたフォームブロックは、中部から上部になるにつれてガスの通過量が多くなるためにその部分が下部よりも通気性が高くなり、全体としてフォームブロックに通気性のばらつきを生じさせていた。この従来のヘルスバブルという連通化工程を伴った製造方法で５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下の通気性の低いフォームを得る目的で、硬化作用の強い触媒を多く使用したり、あるいは高反応性の原料を用いたりすると、ガス化反応よりも樹脂化反応の方が先行し、このヘルスバブルが発生しないでセルの連通化が不十分となってしまい、フォームブロック内部に閉じ込められたガスの大気中への拡散や発泡後のガスの冷却によりフォームブロックは大きく収縮し、良品のフォームブロックを製造することが困難であるという問題があった。
【００１９】
ところで、従来から軟質ポリウレタンフォーム用整泡剤として一般に用いられているポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体の構造は、ポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量が１０００〜５０００、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの重量比が６０／４０〜４０／６０で、またポリオキシアルキレン鎖末端は水酸基・メトキシ基等任意である。
【００２０】
特に、低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックを製造する方法例として、ポリオキシアルキレン鎖末端基が水酸基であるポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体を使用する方法（特公平５−８２１１号）や、ポリオキシアルキレン鎖末端基がエポキシ基であるポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体を使用する方法（特開平８−９２４０４号）などがある。これらはポリオキシアルキレン鎖末端にイソシアネートと化学結合しうる官能基を持たせることにより、整泡剤としての役割に加えて架橋剤としての効果を付与させることでセルの連通化を最小限に押さえようとする試みである。しかしながら、これらのポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体も、ポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量は１０００〜５０００であり、またセルの連通化がヘルスバブルを伴うものであるため、やはりフォームブロックの部位による通気性のばらつきが生じていた。
【００２１】
即ち、本発明に係る低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックの製造方法とは、ポリオール、イソシアネート化合物、触媒、発泡剤及び整泡剤を少なくとも用いて、ヘルスバブルという連通化工程を伴うことなく通気性が５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下でフォームブロックの各部位におけるばらつきがほとんど無い連続気泡軟質ポリウレタンフォームブロックを製造することを特徴とする。
【００２２】
本発明のヘルスバブルという連通化工程を伴わないで連続気泡低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックを具現化させるための第1の方法は、通常フォームブロックの高さが最高に達するまでの時間（ライズタイム）が１分〜２分程度であるところを、５分〜１０分と遅延させることで達成される。その具体的な手法としては、低触媒量、低水分量、低イソシアネートインデックス等の設定が挙げられる。また、第2の方法は、生産速度を落とさずに製造するためには、特定のポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体を整泡剤として使用することにより、達成される。このようにして得られたフォームブロックは連続気泡であり、かつ各部位における通気性にばらつきがほとんど無い。
【００２３】
その整泡剤としては、ポリオキシアルキレン鎖末端にイソシアネート基と化学結合しうる官能基を有し、更にポリオキシアルキレン鎖が数平均分子量で１５０〜１５００、しかもポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの重量比が７０／３０〜０／１００であるポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体が挙げられ、その代表的な構造は下記化１、化２の通りである。
【００２４】
【化１】

但し、化１中、Ｒはイソシアート基と化学結合しうる官能基、ｍ，ｎ，ａ，ｂは整数。
【００２５】
【化２】

但し、化２中、Ｒはイソシアネート基と化学結合しうる官能基、ｍ，ａ，ｂは整数。
【００２６】
前記ポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体において、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの重量比は７０／３０〜０／１００であり、フォームブロック内の部位による通気性のばらつきがより低減される点から特に好ましくは３０／７０〜０／１００である。
【００２７】
また、前記ポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体中のポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量は、１５０〜１５００、好ましくは４００〜１０００である。ここで、ポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量が１５０未満では整泡力が強く、フォームは収縮しやすくなる。また、ポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量が１５００を超えると、整泡力が弱く、気泡が崩壊してしまい、フォームの形成自体が困難となる。特に、数平均分子量が２０００以上になると、逆に整泡力が強くなり、フォームは収縮しやすくなる。このとき、触媒量の調節等により、収縮のない外観の良好なフォームが得られたとしても、必ずヘルスバブルという連通化工程を伴うため、通気性にばらつきを生じてしまい、好ましくない。
【００２８】
前記ポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体中の、イソシアネート基と化学結合しうるポリオキシアルキレン鎖末端基には、例えば水酸基、カルボキシル基、アミノ基、またはエポキシ基等が挙げられるが、イソシアネート基と化学結合しやすく、架橋効果を発現しやすい点で水酸基が好ましい。前記オキシアルキレン鎖末端基がイソシアネート基と化学結合し得えない炭化水素基、例えばアルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基、ナフチル基、シクロヘキシル基等であると、整泡力が弱く、気泡が崩壊しフォームの形成自体が困難であり、フォーム形成したとしても通気性に大きなばらつきが生じ易い。
【００２９】
また、従来の技術において、高粘度でそれ自体の気泡安定化能力が高いポリオールと併用して低通気性の軟質ポリウレタンフォームブロックを製造する場合に、ポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量が比較的小さく界面活性力の弱い硬質ポリウレタンフォーム用の整泡剤を使用する方法がとられることがあり、これは公知の技術である。しかしながら、従来から硬質ポリウレタンフォーム用整泡剤として一般に用いられているポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体の構造においては、ポリオキシアルキレン鎖の末端基の構造は任意である。また、ポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量が３００〜３０００、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの重量比が１００／０〜７０／３０であった。
【００３０】
本発明において、生産速度を落とさずに製造するために使用する前記ポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体も、ポリオキシアルキレン末端にイソシアネート基と化学結合しうる官能基を有することを前提にしているが、従来のポリウレタンフォーム用整泡剤と大きく異なる点は、次の２点である。
【００３１】
第１に、ポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体中のポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量が１５０〜１５００と非常に小さい点である。第２に、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの最適重量比率は３０／７０〜０／１００で、プロピレンオキサイドの含有量が多い点である。つまり、本発明の整泡剤は、従来の整泡剤の範囲とまったく異なった構造であり、また当業者においてもこの重量比率は、整泡効果があると認識されている範囲外のものであった。この特定のポリオキシアルキレン鎖末端基とエチレンオキサイド・プロピレンオキサイドの重量比率及び分子量の選択により、フォームを形成させるのに十分な整泡力を発揮し、ヘルスバブルという連通化工程を伴わないので各部位に通気性のばらつきのほとんど無い非常に低通気性の軟質ポリウレタンフォームブロックを生産速度を落とさずに製造することが可能となる。また、前記ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイド含有率は少ない方がより微細なセルを形成させることが可能となる。
【００３２】
生産速度を落とさずに製造するために、好ましいとされた範囲（請求項２記載の範囲）の整泡剤を１種類又は２種類以上を同時に用いることができる。しかし、その場合は、その範囲外の整泡剤と併用すると、その効果が十分に発揮できなくなることがあるので好ましくない。
【００３３】
本発明の軟質ポリウレタンフォームブロックの生産速度を落とさずかつヘルスバブルという連通化工程を伴わずに発生させずに製造するためには、整泡剤として使用されるポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体の添加量は、ポリオール成分１００重量部に対して０．３重量部以上であり、上限は特に限定しないが、好ましくは０．３〜８重量部であり、特に好ましくは０．５〜５重量部用いる。ここで、整泡剤の添加量が０．３重量部未満であると十分な整泡効果を発揮できず、フォームが形成しなかったり、フォームが形成してもセルが粗大になってしまい好ましくない。
【００３４】
本発明において使用されるポリオールとしては、軟質ポリウレタンフォームブロックの製造に一般に使用されているものを特に制限されることなく用いることができる。例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ダイマー酸系ポリオール、ポリカーボネートポリオール、ブタジエン系ポリオール、ひまし油系ポリオールなどが挙げられ、これらを１種又は２種以上使用できる。これらの中でも特に好ましいものはポリエーテルポリオールで、中でもより微細なセルを形成するためにエチレンオキサイド含有量の少ないものが更に好ましい。
【００３５】
また、本発明の軟質ポリウレタンフォームブロックの製造において、特に好ましくはポリオール成分としてポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物からなる末端基が水酸基であるポリウレタンプレポリマーを使用する方法であり、更なるセルの微細化及び通気性の低減が達成される。
【００３６】
上記ポリウレタンプレポリマーとして用いられるポリオールは、分子量３００〜１００００のポリエーテルポリオールで特に好ましい分子量は３０００〜５０００である。また、イソシアネート化合物としては該ポリウレタンプレポリマーの粘度が製造を困難にすることさえなければ特に制限されることはないが、トリレンジイソシアネートが有効であり、好ましい粘度範囲は３０℃で１５００ｃｐ〜２００００ｃｐ、特に好ましくは３０００ｃｐ〜１００００ｃｐである。
【００３７】
上記のポリウレタンプレポリマーの組成比は特に限定しないが、ポリエーテルポリオール／イソシアネート化合物=２モル／１モル、または３モル／２モルが好ましい。
【００３８】
本発明において使用されるイソシアネート化合物としては、軟質ポリウレタンフォームブロックの製造に一般に使用されているものを特に制限されることなく用いることができる。例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどのような芳香族系、脂肪族系又は芳香環族系のイソシアネート化合物やこれらの誘導体１種又は２種以上使用できる。これらの中でも特に好ましいものはトリレンジイソシアネートである。
【００３９】
本発明において使用される触媒としては、軟質ポリウレタンフォームブロックの製造に一般に使用されている第３級アミン類や有機金属化合物を特に制限されることなく用いることができる。第３級アミン類としては、例えばビス（２，２’―ジメチルアミノ）エチルエーテル、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ，Ｎ-ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３-ブタンジアミン、トリエタノールアミン、１，４−ジヘキサメチレンテトラアミン、ピリジンオキシドなどが挙げられ、また有機金属化合物としてはジブチル錫ジラウレート、ジラウリル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジアセテート等が挙げられる。
【００４０】
本発明において使用される発泡剤には特に制限はなく、軟質ポリウレタンフォームブロックの製造に一般に使用されるものを用いることができる。例えば、水、ペンタン、ヘキサン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチレンクロライド、ＨＦＣ、ＨＦＡ等が挙げられる。
【００４１】
本発明の軟質ポリウレタンフォームブロックの製造においては、従来から使用されている周知の添加剤、例えば難燃剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤，充填剤などを適量添加することができる。
【００４２】
本発明の軟質ポリウレタンフォームブロックの製造において流動性を有する主に炭化水素化合物を添加することにより、物理的耐久性に優れる低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックを得ることができる。具体的には、主に炭化水素化合物を添加して得られた本発明の低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックは、クラッシング（物理的な圧縮によりセル膜を破壊すること）の前後で通気性の変化がほとんど認められない。その理由は明らかでないが、炭化水素化合物のポリウレタン樹脂に対する可塑化作用により、クラッシングによるセル膜の破壊を最小限度に押さえているためと推測される。
【００４３】
前記炭化水素化合物としては、例えばロジン系樹脂、テルペン系樹脂、脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、流動パラフィン、ポリブテン、低分子量イソプレン、オイル、ワックス、長鎖脂肪酸のエステル類などがあり、これら１種または２種以上の混合物を、ポリオール成分１００重量部に対して３〜８０重量部，好ましくは１０〜４０重量部用いる。炭化水素化合物の添加量が３重量部未満では十分な可塑効果が得られ難く、８０重量部を超えるとフォームの形成自体が困難となる。
【００４４】
本発明によって得られる軟質ポリウレタンフォームブロックは極めて通気性が低く、またフォームブロックの各部位による通気性のばらつきもほとんど無く、フォームの通気性が５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下なので、緩衝材、吸音材、エアシール材だけでなく、優れた止水材としても使用できる。更に、上記炭化水素化合物を含有した軟質ポリウレタンフォームブロックは、物理的耐久性に優れ撥水性がより向上するので、より高度な止水性能を発現しうる。
【００４５】
本発明の低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックが、ヘルスバブルという連通化工程を伴わなくても収縮を起こさないほどに十分セルが連通化されており、更にフォームブロックの部位による通気性のばらつきがほとんど無い理由については定かではないが、以下の通り推測される。
【００４６】
従来のように、反応により発生したガスがフォーム化の終盤までフォーム内部に閉じ込められ、ヘルスバブルという工程として一気に吐出する方法で連通化させると、フォーム中部から上部にかけてのガスの通過量が多く、それだけセル膜に大きな穴が開き、結果としてその部位は他より通気性が高くなり、ばらつきが生じる。
【００４７】
しかしながら、本発明で定義された製造方法を用いると、フォーム高さが最高に達する前、しかも反応の比較的早い段階から連通化が始まり、発生したガスの一部が順次フォームブロックの上部表面全体から大気中に拡散されていく。従って、フォームブロック内部の過剰なガス圧力及びフォームブロック部位の局所的なガスの集中が緩和されて、ヘルスバブルという連通化工程を伴わなくてもセルは連通化されており、通気性のばらつきもほとんど生じないのである。
【００４８】
特に、本発明で好ましいとされた整泡剤について、ポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量と整泡力との関係は以下の通り説明される。
一般にポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量が大きくなると、界面活性効果が増大し、強い整泡力を示す。つまり、従来の軟質ポリウレタンフォーム用の整泡剤には、界面活性効果が高く、整泡力の強いものが使用されてきた。本発明に使用するポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体は、ポリオキシアルキレン鎖の分子量が小さいため界面活性効果ははるかに低く、整泡力も弱いが、末端基の化学結合による架橋効果によって整泡剤としての役割を果たしている。従って、ポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量が小さくなると、ポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体１分子あたりのイソシアネート基と化学結合しうる官能基の割合が増大し、反応性が高くなるので強い整泡力を示す。この整泡力はポリオキシアルキレン鎖の数平均分子量が大きくなるにつれて弱くなっていくが、整泡力が極小となる数平均分子量を超えると今度は次第にポリオキシアルキレン鎖の界面活性効果が高くなりはじめるので整泡力は再び強くなってくる。
【００４９】
以下、本発明について更に詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（１）実施例及び比較例に用いた成分
ａ）ポリオール
Ｐ−１：グリセリンに、プロピレンオキサイドを付加重合させて得られた分子量３０００のポリエーテルポリオール、水酸基価＝５６
ｂ）イソシアネート化合物
ＴＤＩ：日本ポリウレタン工業（株）製の商品名「コロネートＴ−８０」（２，４−トリレンジイソシアネート８０重量％と、２，６−トリレンジイソシアネート２０重量％の混合物）
ｃ）ポリウレタンプレポリマー
Ｐ−２：Ｐ−１／ＴＤＩ＝２モル／１モル混合液を金属触媒の存在下において、８０℃で約２時間反応させて合成された末端水酸基であるポリウレタンプレポリマー（３０℃における粘度３７００ｃｐ、水酸基価＝３６．３）
ｄ）触媒
触媒−１：三共エアプロダクツ（株）製の商品名「ＤＡＢＣＯ−３３ＬＶ」（トリエチレンジアミンの３３％ジプロピレングリコール溶液）
触媒−２：日東化成(株)製の商品名「ネオスタンＵ−２８」（スタナスジオクトエート）
ｅ）整泡剤
整泡剤−１：上記化１の構造を有するポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイドの重量比０／１００，Ｒ＝Ｈ，Ｍｗ＝６００
整泡剤−２：上記化１の構造を有するポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイドの重量比３０／７０，Ｒ＝Ｈ，Ｍｗ＝６００
整泡剤−３：上記化１の構造を有するポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイドの重量比７０／３０，Ｒ＝Ｈ，Ｍｗ＝６００
整泡剤−４：上記化２の構造を有するポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイドの重量比０／１００，Ｒ＝Ｈ，Ｍｗ＝１３００
整泡剤−５：上記化１の構造を有するポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイドの重量比１００／０，Ｒ＝Ｈ，Ｍｗ＝６００
整泡剤−６：上記化１の構造を有するポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイドの重量比１００／０，Ｒ＝ＣＨ_３，Ｍｗ＝６００
整泡剤−７：上記化１の構造を有するポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイドの重量比４０／６０，Ｒ＝Ｈ，Ｍｗ＝２１００
ｆ）流動性を有する炭化水素化合物
添加剤１：日本石油化学（株）製の商品名「ハイゾールＳＡＳ−ＬＨ」（芳香族系炭化水素化合物）
添加剤２：出光興産(株)製の商品名「ＰＷ−３８０」（パラフィン系プロセスオイル）
（２）実施例及び比較例の説明
実施例１は、ポリオール成分としてポリエーテルポリオール（Ｐ−１）を使用した例である。
実施例２は、ポリオール成分としてポリウレタンプレポリマー（Ｐ−２）を使用した例である。
実施例３は、添加剤として流動性を有する炭化水素化合物（添加剤１，２）を使用した例である。
【００５０】
実施例４及び５は、整泡剤としてエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの重量比が実施例１〜３とは異なるポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体を夫々使用した例を示す。
【００５１】
実施例６は、ポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体の構造が実施例１〜５とは異なるもの（整泡剤−４）を使用した例である。
【００５２】
実施例７は、軟質ポリウレタンフォーム用整泡剤として、一般的に用いられる構造のポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体（整泡剤−７）を使用し、触媒量を減らしてライズタイムを極めて遅くした例である。
【００５３】
実施例８は、水部数を多くしてフォーム密度を低くした例である。
【００５４】
比較例１は、整泡剤として硬質ポリウレタンフォーム用整泡剤として一般的に用いられる構造のポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体（整泡剤−５）を使用した例である。
比較例２は、ポリオキシアルキレン鎖末端がイソシアネート基と化学結合しない構造のポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体（整泡剤−６）を使用した例である。
比較例３は、整泡剤として軟質ポリウレタンフォーム用整泡剤として一般的に用いられている構造のポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体（整泡剤−７）を使用した例である。
【００５５】
上記実施例１〜８の配合及びフォーム物性を下記表１に、比較例１〜３については下記表２に示す。なお、表１，２中の数値は全てポリオール成分を１００重量部とした場合の重量部を表す。
【００５６】
【表１】

【００５７】
【表２】

（３）物性等の評価方法
各実施例及び比較例により得られたポリウレタンフォームについて、密度、セル数、通気性、止水性を下記の方法により測定した。
・密度：ＪＩＳ K ６４００に準じた。
・セル数：２５ｍｍ当たりのセル数
・通気性：１０mm厚みのウレタンフォームサンプルを、ＪＩＳＫ６４００通気性Ａ法にて測定した。なお、サンプルについては、約７００mmの高さのフォームブロックより、上部・中部・下部・の３ヶ所で採取した。
【００５８】
・通気性差：（最大値−最小値）
・止水性：フォームブロック上部より採取した１０mm幅１０mm厚みでＵ字型に打ち抜かれたウレタンフォームサンプルを、２枚のアクリル板を用いて圧縮率が５０％となるように挟み、垂直に立てた後、蒸留水を両アクリル板の間の隙間から，Ｕ字型ウレタンフォームの内側に水の高さが５０ｍｍとなるように注水し静置する。Ｕ字型ウレタンフォームサンプルの底部から水がしみだしてくるまでの時間（Ｈ）を止水性として測定した。
【００５９】
また、実施例で得られたフォームの連続気泡率をＡＳＴＭ−Ｄ−２８５６−７０法により測定したところ、すべて１００％であり、連続気泡軟質ポリウレタンフォームであることを確認した。
【００６０】
上記表１、表２より、ヘルスバブルという連通化工程を伴わない方法で製造されたフォームブロックには、フォームブロック内の部位によるばらつきがほとんど無いことが明らかである。また、同表より極めて良好な止水性をもつことも明らかである。更に、本発明で好ましいとされたポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体を軟質ポリウレタンフォーム用整泡剤として使用することにより、従来の整泡剤使用時と比較してその通気性を大幅に低下できるうえ、ライズタイムが１〜２分と生産速度を落とさずに製造することが可能である。
【００６１】
以上詳述した如く本発明によれば、極めて通気性が低く、かつ形状の大きなフォームブロックを作った場合においても、通気性が５ｃｃ／ｃｍ ^２／ｓｅｃ以下で、なおかつ通気性差が１ｃｃ／ｃｍ ^２／ｓｅｃ以下であるという部位による通気性のばらつきがほとんど無い連続気泡低通気性軟質ポリウレタンフォームブロック及びその製造方法を提供できる。

Claims

ポリオール、イソシアネート化合物、触媒、発泡剤及び整泡剤を少なくとも用いて製造される低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックにおいて、
前記整泡剤は、ポリオキシアルキレン鎖末端が水酸基であって、ポリオキシアルキレン鎖が数平均分子量で４００〜１０００、しかもポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの重量比が７０／３０〜０／１００であるポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体であり、
通気性が５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下で、なおかつ前記ブロックのうち最大値となる通気性と最小値となる通気性との差である通気性差が１ｃｃ／ｃｍ ^２／ｓｅｃ以下であることを特徴とする低通気性軟質ポリウレタンフォームブロック。
ポリオール、イソシアネート化合物、触媒、発泡剤及び整泡剤を少なくとも用いて低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックを製造する方法において、
前記整泡剤として、ポリオキシアルキレン鎖末端が水酸基であって、更にポリオキシアルキレン鎖が数平均分子量で４００〜１０００、しかもポリオキシアルキレン鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの重量比が７０／３０〜０／１００であるポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体を使用することを特徴とする低気性軟質ポリウレタンフォームブロックの製造方法。
ポリオール成分がポリエーテルポリオールであることを特徴とする請求項２記載の低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックの製造方法。
ポリオール成分がポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物を反応させて合成されたポリウレタンプレポリマーであることを特徴とする請求項２又は請求項３いずれか記載の低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックの製造方法。
添加剤として流動性を有する主に炭化水素化合物を用いることを特徴とする請求項２〜４いずれか記載の低通気性軟質ポリウレタンフォームブロックの製造方法。
緩衝材、吸音材、エアシール材、止水材のいずれかとして使用されることを特徴とする請求項 1 記載の低通気性軟質ポリウレタンフォームブロック。