JPH0211614A

JPH0211614A - 軟質ポリウレタンフオームの製造方法

Info

Publication number: JPH0211614A
Application number: JP63159223A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Morita; 浩森田; Shoji Hayashida; 林田　昭司; Akio Horie; 彰雄堀江
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1990-01-16
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JP2643321B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明はモールド発泡における軟質ポリウレタンフォー
ムの製造方法に関する。

更に詳しくは、特定のポリオールを用い、モールド発泡
におけるおけるウレタン原液注入時の高温金型成形性に
優れた軟質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。

［従来の技術及び課題］通常、軟質ホットモールドフオームを製造する場合、あ
らかじめ３５〜４５℃番こ調整された金型にウレタン原
液を注入し発泡を行なわしめ、炉内で硬化反応させた後
に脱型し、製品を得ている。モールド温度を３５〜４５
℃に調整しなければならない理由は、例えば、３５℃以
下の場合は硬化不足が生じたり、密度増加を招き、また
４５℃以上の場合はフオーム表面が剥離したり、フオー
ム内部にクラックが発生して良好な製品を得ることがで
きないからである。又、低密度又は低硬度のフオームを
製造する場合には、通常フロン−１１を使用するが、今
後はフロン規制の問題からフロン使用量を削減するか、
又は使用しないことが望ましい。

従って、金型温度が４５℃以上であっても良好なフオー
ムが安定して得られるならば、フオーム製造ラインにお
けるフオーム脱型後の金型冷却工程が大幅に省かれ、エ
ネルギー損失も防止できる。さらに、金型温度を高める
ことにより得られたフオームは、発泡効率が高くなるが
ゆえに密度が低くなる。よって、通常の金型温度でのフ
オームと同一の密度を得るには発泡剤を減らさねばなら
ない。つまり、今後重要となるフロン規制の問題におい
て、フロン使用量が削減できることを意味する。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、ウレタン原液注入時の金型温度が４５℃
以上であっても良好なフオーム体が得られ１、かつフロ
ン添加量を削減できる軟質ポリウレタンフォームを得る
べく鋭意検討した結果、本発明に達した。

即ち、本発明は、ポリヒドロキシ化合物、有機ポリイソ
シアネート、触媒整泡剤、発泡剤及びその他の添加物か
ら軟質ポリウレタンフォームを製造するに当たり、ポリ
ヒドロキシ化合物として（Ａ）水酸基価３５〜６５ｍｇＫＯ＋（／ｇのポリオキ
シアルキレン系ポリオール及び／又はそのポリオールに
エチレン性不飽和モノマーをグラフト重合させて得られ
るポリマーポリオール、またはこの（Ａ）と（Ａ）に対
して等重量以下の（Ｂ）水酸基価８５〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオキ
シアルキレン系ポリオール及び／又はそのポリオールに
エチレン性不飽和モノマーをグラフト重合させて得られ
るポリマーポリオール、とを用い、かつこのポリヒドロ
キシ化合物にポリヒドロキシ化合物に対して固形分とし
て０．Ｏ１〜２．０重量％のシリカゾル（Ｃ）を配合し
たことを特徴とする軟質ポリウレタンフォームの製造方
法である。

本発明において、ポリオキシアルキレン系ポリオールは
少な（とも２個のアルキレンオキシドが付加し得る水素
原子を有する化合物（以下イニシエーターという）にア
ルキレンオキシドを付加して得られるポリエーテルポリ
オールである。アルキレンオキシドとともに少量の他の
モノエポキシド、たとえばハロゲン含有アルキレンオキ
シド、スチレンオキシド、グリシジルエーテルなど、を
付加しても良いが、好ましくは実質的にアルキレンオキ
シドのみが使用される。アルキレンオキシドとしては炭
素数２〜４のアルキレンオキシドが適当であり、特にプ
ロピレンオキシド単独又はプロピレンオキシドとエチレ
ンオキシドの併用が好ましい。プロピレンオキシドとエ
チレンオキシドを併用する場合、両者の混合物を付加さ
せてもよ（、別々に順次付加させてもよく、これらを組
み合わせてもよい。エチレンオキシドを最後に付加させ
る場合はエチレンオキシドのキャップである。

又、エチレンオキシドキャップ後に少量のプロピレンオ
キシドをさらに付加して第１級水酸基の割合を調節する
こともできる。イニシェーターとしては多価アルコール
、多価フェノール、モノあるいはポリアミン、その他の
ものを使用できるが、多価アルコールと多価フェノール
が適当であり、特に多価アルコールが好ましい。

又、イニシエーターは２種以上併用することもできる。

イニシェークーの具体例を下記に示すが、これらに限ら
れるものではない。特に好ましいイニシエーターは３価
の多価アルコール、またはそれを主とする２価又は４価
以上のイニシエーターとの混合物である。

２価イニシエーター：エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コール、１．４−ブタンジオール、ビスフェノールＡ。

３価イニシエータ一二グリセリン、トリメチロールプロ
パン、ヘキサントリオール。

４価以上のイニシエーター：ペンタエリスリトール、ジ
グリセリン、ジトリメチロールプロパン、デキストロー
ス、ソルビトール、シェークロース、ノボラック。

エチレン性不飽和七ツマ−としては、例えばスチレン、
アクリロニトリル等が用いられ、これらをフリーラジカ
ル重合触媒存在下でグラフト重合せしめたポリマーポリ
オールを（Ａ）　（Ｂ）それぞれの一部又は全量として
使用することもできる。この重合体の量は全ポリオキシ
アルキレン系ポリオールに対して５０重量％以下、特に
３０重量％以下が好ましい。

軟質ポリウレタンフォーム製造用のもう一方の主原料は
ポリイソシアネート化合物である。

ポリイソシアネート化合物としては種々の２以上のイン
シアネート基を有する化合物を使用しつるが、特に芳香
族系ポリイソシアネートが適当である。芳香族ポリイソ
シアネートとしては芳香核に結合したイソシアネート基
を有する単核あるいは多核の化合物やその変性物が適当
である。具体的には例えば、ト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、ポリメチレンポ
リフェニルイソシアネート、およびそれらのプレポリマ
ー型、カルボジイミド型、ウレア型、その他の変性物が
ある。これらポリイソシアネート化合物は２種以上併用
することもできる。ポリイソシアネート化合物の使用量
は全活性水素含有化合物の活性水素の数に対するイソシ
アネート基の数の１００倍で表わして（通常イソシアネ
ートインデックスという）約９０〜１２０、特に約９５
〜１１０が適当である。活性水素含有化合物は主として
前記ポリオキシアルキレン系ポリオールなどのポリオー
ルであるが、他に少量の発泡剤である水が含まれ、また
場合によっては鎖延長剤や架橋剤が使用される場合はそ
れらも含まれる。

発泡性混合物の必須成分の他の１つは触媒である。軟質
ポリウレタンフォーム製造用の触媒として通常第３級ア
ミン系触媒と有機金属化合物、特に有機錫系化合物が使
用され、通常それらは併用される。第３級アミン系触媒
としては種々の第３級アミン系触媒を使用することがで
き、たとえば、トリエチレンジアミン、Ｎ−エチルモル
ホリン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルモルホリン、ト
リエチルアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチルへ
キサメチレンジアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチ
ル）エーテル、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−トリメチルアミノエチ
ルエタノールアミン、などがある、これらは２種以上併
用することができる。特に好ましい第３級アミン系触媒
はトリエチレンジアミンであり、特に［ダブコ３３ＬＶ
Ｊという商品名で周知のトリエチレンジアミンとジプロ
ピレングリコールの重量比１：２の混合物が最も適当で
ある。その使用量は目的とする反応条件等により変える
ことができるが、通常はポリオール１００重量部に対し
て約０．０１〜１．０重量部、好ましくは０．０２〜０
．５重量部が適当であり、特に「ダブ：＋　３３ＬＶＪ
とＬテ０．１〜０．５重量部の使用が適当である。有機
金属化合物系触媒としては、有機錫化合物系触媒が最も
好ましく、たとえばスタナスオクトエート、スタナスラ
ウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジマレ
エート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジアセ
テートなどがある。特に、スタナスオクトエートやジブ
チル錫ジラウレート等が好ましい、この有機錫化合物系
触媒の使用量は通常ポリオール１００重量部に対し、０
．Ｏ１〜１．０重量部である。しかし、この触媒の使用
量はポリオールの種類や反応性、その他の条件によって
微妙に変える必要があり、種々の最適範囲は比較的狭い
、このことは、特開昭５４−１５４４９８号公報などに
記載の高弾性フォームの製造における錫範囲の記載と同
様である。

本発明において、この錫範囲はシリカゾルの配合量の増
加に従って上昇する傾向にある。たとえば、シリカゾル
を配合しない系において錫範囲が約０．０５〜０．１重
量部の場合、ポリオールに対して固形分で約０．２重量
％のシリカゾルを配合した系では錫範囲は約０．１２〜
０．１８となる。

発泡性混合物に添加される他の成分は発泡剤である。発
泡剤としては水やハロゲン化炭化水素系発泡剤が適当で
あるが、空気等の低沸点気体や他の発泡剤を単独である
いは水やハロゲン化炭化水素系発泡剤と併用してもよい
、また、水とハロゲン化炭化水素系発泡剤を併用するこ
ともできる。ハロゲン化炭化水素系発泡剤としては、た
とえば、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオ
ロメタン、塩化メチレンなどがある。特に好ましい発泡
剤は水であり、その使用量は目的とするフオームの密度
により変わりつるが通常ポリオール１００重量部に対し
約１〜８重量部、特に約２〜６重量部である。さらに他
の通常必須とされる成分はシロキサン系整泡剤であり、
たとえばポリジアルキルシロキサン、ポリジアルキルシ
ロキサン−ポリオキシアルキレンブロックコポリマーな
どがある。他に任意に使用される成分としては、たとえ
ば着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃
剤、その他キュアーフオームの製造に使用し得る添加剤
がある。

本発明におけるシリカゾルとは微粒状シリカが分散媒に
安定的に分散したものである。「安定的に」とは、それ
を静置しても事実上微粒状シリカが分散媒と分離しない
ものをいう。このシリカゾル中の微粒状シリカの平均粒
子径は通常１μ以下であり、特に約１〜１００ｍμのも
のが好ましい。最も好ましくは約５〜２０Ｉ１１μであ
る。

シリカゾルのポリオキシアルキレン系ポリオールに対す
る配合量はポリオキシアルキレン系ポリオールに対して
固形分で０．０１〜２．０重１％であることが必須であ
る。より好ましい配合量は０．０２〜０．５、特に０．
０５〜０．３重量％である。

この範囲よりも配合量が少ないと軟質ポリウレタンフォ
ームの高温金型成形性は目的とする程に達しない。より
好ましい配合量の下限は約０．０８重量％である。配合
量がこの範囲を越えると得られる軟質ポリウレタンフォ
ームに種々の問題点が生じやす（なる傾向にある。たと
えば、フオーム表面にクラックが生じ易くなったりセル
荒れが生じ易くなる。

本発明に用いられるポリヒドロキシ化合物のうち（Ａ）
成分は水酸基価３５〜６５ｍｇＫＯ）１／ｇのポリエー
テルポリオール及び又はそのポリオールにエチレン性不
飽和モノマーをグラフト重合させて得られるポリマーポ
リオールであるが、水酸基が３５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の
場合フオームは発泡途中で崩壊してしまう。又、水酸基
価が６５ｍｇＫＯ）１／ｇを越えた場合、フオームは通
気性のない独立気泡となり著しいときには収縮を起こし
てしまう。

（Ｂ）成分は、水酸基価８５〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇの
ポリオキシアルキレン系ポリオール及び／又はそのポリ
オールにエチレン性不飽和モノマーをグラフト重合させ
て得られるポリマーポリオールであるが、水酸基が８５
ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合、フオーム内部にクラックが
発生したり、フオーム表面の剥離が起こる。

又、水酸基価が１８０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えた場合、フ
オームは通気性のない独立気泡となり著しいときには収
縮を起こしてしまう。ポリヒドロキシ化合物（Ａ）　：
　（Ｂ）の重量比としては１００：Ｏ〜５０：５０であ
り、好ましくは９５：５〜６０：４０　、特に９０：ｌ
Ｏ〜６０：４０を用いる。本発明の特定範囲をはずれる
と、フオームは通気性のない独立気泡となるが、フオー
ム内部にクラックが発生、フオーム表面の剥離が起こる
。

［実施例］以下、実施例、比較例を上げて本発明を具体的に説明す
る。以下、部は重量部を示す。

実施例１グリセリンにアルキレンオキサイドを付加重合せしめた
水酸基価５６．０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオ
ール（これを以下Ａ−１とする）を得た。次に、グリセ
リンにアルキレンオキサイドを付加重合せしめた水酸基
価１００．０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール
（これを以下Ｂ−１とする）を得た。これらＡ−１，８
−１をそれぞれ重量比で７０：３０となるような割合で
ブレンドしてポリエーテルポリオールに対して固形分と
して重量％で０．１％となるようにシリカゾルを配合し
たポリエーテルポリオールな得た（これをＣ−１とする
）、この混合物４５０部、水１８部、　Ｄａｂｃ。

３３ＬＶ　（サンアブロ社製）　１．３５部、Ｎ−メチ
ルモルホリン１．３５部、５Ｚ−１１０５（日本ユニカ
ー社製シリコーン整泡剤）　６．７５部を２４のポリエ
チレン製容器に入れ、３０００ｒｐｍ＋で３０秒間撹拌
した後、液温を約２５℃に調整し、スタナスオクトエ−
）０．５４部を加え、更に５秒間撹拌し、直ちに丁ＤＩ
（）リレンジイソシアネート）−８０を化学量論量（Ｎ
ＧＯインデックス１．００）加えて５秒間撹拌して、縦
３５０ｍｍ、横３５０＋ａａ＋、高さ１００ｍｍの６０
℃のアルミニウム製金型に注入し、この金型を１５０℃
に設定したオーブン中に入れ、１２分間硬化させ、軟質
モールドフオームを得た。その結果を第１表に示した。

実施例２実施例１と同様にして３５℃の金型に注入し、軟質モー
ルドフオームを得た。その結果を第１表に示した。

実施例３実施例１と同様にして５０℃の金型に注入し、軟質モー
ルドフオームを得た。その結果を第１表に示した。

実施例４グリセリンにアルキレンオキサイドを付加重合せしめた
水酸基価１４０．０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリ
オール（これを以下Ｂ−２とする）を得た。°これらＡ
−１，Ｂ−２をそれぞれ重量比で８０：２０となるよう
な割合でブレンドしたポリエーテルポリオールに対して
、固形分として重量％で０．２％となるようにシリカゾ
ルを配合してポリエーテルポリオールを得た（これをＣ
−２とする）。コの混合物４５０部、水２０部、Ｄａｂ
ｃｏ　３３ＬＶＯ０８部、ビス（２−ジメチルアミノエ
チル）エーテル０．４部、５Ｆ−２９０４（東しシリコ
ン社製シリコーン整泡剤）８部を２１２のポリエチレン
製容器に入れ、３０００ｒｐｍで３０秒間攪拌した後、
液温を約２５℃に調整し、スタナスオクトエート０゜４
８部を加える。実施例１と同様にして６０℃の金型に注
入し、軟質モールドフオームを得た。その結果を第１表
に示した。

比較例ＩＡ−１：Ｂ−１を重量比が４０：６０の割合でブレンド
したポリエーテルポリオールに対して固形分として重量
％で０．１％となるようシリカゾルを配合したポリエー
テルポリオール（これをＣ−３とする）を得た。実施例
１と同様にして６０℃の金型に注入し、軟質モールドフ
オームを得た。その結果を第１表に示した。

比較例２Ａ−１を重量％で１００％とし、このポリエーテルを使
用して実施例１と同様にして６０℃の金型に注入し、軟
質モールドフオームを得た。その結果を第１表に示した
。

第１表フオーム状態とフオーム物性［発明の効果］本発明は、金型温度が高（でも良好なフオーム体を円滑
有利に製造し得るという効果を宵する。また、フロン発
泡剤の使用量を削減するか又は使用しな（でも、低密度
又は低硬度のフオームを製造し得るという効果もある。

Claims

【特許請求の範囲】１、ポリヒドロキシ化合物、有機ポリイソシアネート、
触媒整泡剤、発泡剤及びその他の添加物から軟質ポリウ
レタンフォームを製造するに当たり、ポリヒドロキシ化
合物として（Ａ）水酸基価３５〜６５ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオキシ
アルキレン系ポリオール及び／又はそのポリオールにエチレン性不飽和モノマーをグラフト重合させて得られるポリマーポリオール、又はこの（Ａ）と（Ａ）に対して等重量以下の（Ｂ）水酸基価８５〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオキ
シアルキレン系ポリオール及び／又はそのポリオールにエチレン性不飽和モノマーをグラフト重合させて得られるポリマーポリオール、とを用い、かつこのポリヒドロキシ化合物にポリヒドロ
キシ化合物に対して固形分として０．０１〜２．０重量
％のシリカゾル（Ｃ）を配合したことを特徴とする軟質
ポリウレタンフォームの製造方法。２、軟質ポリウレタンフォームの製造方法において、（
Ａ）：（Ｂ）の重量比が９５：５〜６０：４０の割合で
用いる請求項１記載の軟質ポリウレタンフォームの製造
方法。