JPH03176110A - 軟質ウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

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、軟質ウレタンフオーム、特にホットモールド
の分野において、優れた成形性を有する軟質ウレタンフ
オームに関する。

（従来の技術） ホットモールドフオームの製造方法においては、予め３
０〜４０℃に調整された金型へ原料を注入し、１５０〜
２００℃に保持した炉内で１０分前後加熱した後、型か
ら成形した軟質ウレタンフオームを取り出す。このよう
にして製造された軟質ウレタンフオームは、高弾性ウレ
タンフオームに比べて、弾性が若干劣るが、衝撃吸収性
が優れ、低コストのため、自動車用シートなどに広く使
用されている。

（発明が解決しようとする課題） このような軟質ウレタンフオームの製造方法では、原料
の注入時の金型温度は、３０〜４０℃の範囲に限られて
いる。ところがこのような注入時の金型温度では、生産
性、そしてフオームの低密度化の面で不利である。そこ
で、より高い注入時の金型温度（５０〜７０℃）が望ま
れている。しｆｓ＋、’ｒ±１ｎ去ｎ）仝芹りｊ’Ａｒ
＃−ｈｓ京ｌハＰ２ｔ−＄／７）Ｌｔｆ、に？’は、製
品にクラック（フオームにワレ、サケ等が起きる現象）
が発生して、不具合を生じる。

（課題を解決するための手段） 本発明者は注入時の金型温度５０〜６０℃において、ク
ラックの生じない軟質ウレタンフオームを製造するため
種々検討した結果、本発明に到達した。すなわち本発明
は、ポリオール、アミン触媒、スタナスオクトエート、
水、適宜の助剤及びポリイソシアネートを用いて軟質ウ
レタンフオームを製造するに当り、ポリオールの一級水
酸基濃度を６５モル％以上とし、かつ、アミン触媒の総
使用量を重量比で水の使用量の１／４０〜１／１５、ス
タナスオクトエートの使用量をポリオール１００重量部
に対して０．０１〜ｏ、ｔｏｉ量部とし、反応開始時の
金型温度を５０〜７０°Ｃとして発泡成形することを特
徴とする軟質ウレタンフオームの製造方法を提供するも
のである。

本発明に使用するポリオールは、水、多価ヒドロキシ化
合物（例えばエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、１
，３−及び１，４−ブタンジオール、１．５−ベンタン
ジオール、１．２−ヘキシレングリコール、１．ｔｏ−
デカンジオール、１，２−シクロヘキサンジオール、２
−ブテン−１，４−ジオール、３−シクロヘキサン−１
，１−ジメタツール、４−メチル−３−シクロヘキサン
−１，１−ジメタツール、３−メチレン−１，５−ベン
タンジオール、（２−ヒドロキシエトキシ）−１−プロ
パノ−ルー４−（２ヒドロキシエトキシ）−（−ブタノ
ール、５−（２−ヒドロキシプロポキシ）−１−ペンタ
ノール、１−（２−ヒドロキシプロポキシ）−２−オク
タツール、３−アリロキシ−１，５−ベンタンジオール
、２−アリロキシメチル−２−メチル−１３−ベンタン
ジオール、（（４，４−ベンチロキシ）−メチル］−１
，３−プロパンジオール、３−（ｏ−プロペニルフェノ
キシ）−１，２−プロパンジオール、２．２′−ジイソ
プロピリデンビス（ｐ−フェニレンオキシ）ジェタノー
ル、グリセリン、１，２．６−ヘキサントリオール、１
，１．１−）−リメチロールエタン、ｌ。

１．１−トリメチロールプロパン、３−（２−ヒドロキ
シエトキシ）−１，２−プロパンジオール、３−（２−
ヒドロキシプロピル）−１，２−プロパンジオール、ペ
ンタエリスリット、ソルビット、ショ糖、乳糖、α−メ
チルグルコシド、α−ヒドロキシアルキルグルコシド、
ノボラック樹脂、りん酸、ベンゼンりん酸、ポリりん酸
（例えばトリポリりん酸及びテトラポリりん酸））、フ
ェノール−アニリン−ホルムアルデヒド三元縮合生成物
、アニリン−ホルムアルデヒド縮合生成物、ポリアミン
（例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ト
リエチレンテトラミン、メチレンビスオルソクロルアニ
リン、４．４゛−及び２．４′−ジフェニルメタンジア
ミン、２．４−トリレンジアミン、２．６−１−リレン
ジアミン）、アルカノールアミン類（例えばトリエタノ
ールアミン、ジェタノールアミン）にエチレンフト　４
ニ　ｚノ　ｋ゛　　　−ｆｒｌ　し’　　１．　　ノ　
＋　　ｈ　　Ｓ／　　Ｋ　　　　ゴ４　１．”／　　＝
ト　：に−ンｉド、テトラヒドロフラン、スチレンオキ
シド等の■種又は２種以上を付加せしめて得られるポリ
エーテルポリオール類又はポリテトラメチレンエーテル
グリコールである。

また、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リ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、トリメチレングリコール、１．３−
及び１．４−ブタンジオール、テトラメチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコー
ル、デカメチレングリコール、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリット、ソルビット等の少
なくとも２個のヒドロキシル基を有する化合物の１種又
は２種以上と、マロン酸、マレイン酸、コハク酸、アジ
ピン酸、酒石酸、ピメリン酸、セバシン酸、シュウ酸、
フタール酸、テレフタール酸トルメリット酸、ヘミメリ
ット酸等の少なくとも２個のカルボキシル基を有する化
合物の、１種又は２種以上とから得たポリエステルボＪ
オール、はポリカプロラクトン等の環状エスチルの開環
重合体類も用いられる。さらに特公昭３９−２４７３７
号、特公昭４１−３４７３号、特公昭４３−２２１０８
号、特公昭４４−８２３０号、特公昭４７−４７５９７
号、特公昭４７−４７９９９号、特開昭４８−３４９９
１号、特開昭５１−５０３９８号、特開昭５１−７０２
８６号、特開昭５２−１１２４９号、特開昭５３−４０
９２号、特開昭５３−１３７００号、特開昭５４−６４
２６４号、特開昭５３−７８２９７号、特開昭５４−１
３３５９９号、特開昭５５−５９８８号等に記載のポリ
エーテルポリオール及び／又はポリエステルポリオール
中で、エチレン性不飽和化合物を、グラフト重合させて
得られる、いわゆるポリマーポリオール組成物が用いら
れる。かかる組成物を調製するのに、適当なエチレン性
不飽和化合物には、アクリロニトリル、スチレン等があ
る。さらに、１．２−ポリブタジェンポリオール、１．
４−ポリブタジェンポリオールも用いられる。

上に述べた各種ポリオールの１級水酸基濃度は、通常６
５モル％以上、好ましくは７０モル％以上である。この
水酸基濃度は で表わされる。水酸基濃度が６５モル％より小さい時は
、フオームにクラックが生じる。また、水酸基価の好ま
しい範囲は、２０〜１５０　ｍｇｌ（ＯＨ／ｇであって
、これらのポリオールは、単独または混合して用いられ
る。このポリオールの分子量は特に制限はないが、好ま
しくは５００〜２００００、より好ましくは１０００〜
１００００である。

本発明で使用し得る触媒は、通常ウレタンフオームで使
用されているものが使用でき特に限定はないが、例えば
アミン系触媒としてはトリエチレンジアミン、トリエチ
ルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロパツール
アミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ヘキ
サデシルジメチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−
エチルモルホリン、Ｎ−オクタデシルモルホリン、モノ
エタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノー
ルアミン、Ｎ−メチルジェタノールアミン、Ｎ、Ｎ−ジ
メチルエタノールアミン、ジエチレントリアミン、Ｎ、
Ｎ、Ｎ′、Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ、
Ｎ、Ｎ′　Ｎ′−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ
、Ｎ。

Ｎ’、Ｎ′−テトラメチルブタンジアミン、Ｎ。

Ｎ、Ｎ′、Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミ
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−、（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）エ
チル］エーテル、Ｎ、Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ
、Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ′、
Ｎ′、Ｎ′−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリ
エチレンジアミンのギ酸塩及び他の塩、第−及び第二ア
ミンのアミノ基のオキシアルキレン付加物、Ｎ、Ｎ−ジ
アルキルピペラジン類のようなアザ環化合物、種々のＮ
、Ｎ′、Ｎ′−トリアルキルアミノアルキルヘキサヒド
ロトリアジン類、特公昭５２−４３５１７号に記載のβ
−アミノカルボニル触媒、特公昭Ｆ）３−１４２７９畳
にｉｒ’癖のＲ−アクリニトリル触媒等がある。

本発明におけるアミン触媒の総使用量は、重量比で水の
使用量の１／４０〜１／１５、好ましくはｌ／３０−１
／２０である。１／４０より少ないときは、キュア性が
悪く、ｌ／１５より多いときは、フオームにクラックが
生じる。

本発明におけるスタナスオクトエートの使用量は、ポリ
オール１００重量部に対して、０．０１〜０１１０重量
部であり、好ましくは０．０３〜０．０８重量部である
。０．０１重量部より少ないときは、キュア性が悪く、
０．１０重量部より多いときは、フオームにクラックが
生じる。

本発明で用いられるポリイソシアネートは、例えば、２
．４−１−リレンジイソシアネート、２゜６−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
、この両者の８０／２０（ＴＤＩ−８０）または、６５
／３５　（ＴＤＩ−６５）重量比の温合物、粗トリレン
ジイソシアネート、ジフェニブ−メタンジイソシアネー
ト事且製Ｍｒ）　　丁　Ｐ　１．τ知＾力　τｊハるボ
　ＩＪ　　ズ　壬　ｊノ　゛ノボ　ＩＪ　　フ　。

ニルポリイソシアネート、及びこれらの二量体、三量体
、カルボジイミド変性体、プレポリマーなとである。

これらのポリイソシアネートは、単独または２種以上層
合して用いる。

本発明における発泡剤は、水と水及びトリクロロモノフ
ルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、メチレンク
ロライド、トリクロロフルオロエタン、ジブロモテトラ
フルオロエタン、トリクロロエタン、ペンタン、ｎ−ヘ
キサン等の１種以上の混合物である。その使用量は水以
外の発泡剤の場合ポリオール１００重量部に対して通常
０〜２ＯＮＷ１部、好ましくは０〜１０重量部である。

水の場合はポリオール１０重量部に対して１〜７重量部
、好ましくは２〜５重量部である。

本発明における整泡剤は、従来公知の有機けい素界面活
性剤であり、例えば、日本ユニカー社製のＬ−５２０、
Ｌ−５３２、Ｌ−５４０％Ｌ−５４４、Ｌ−５５０，Ｌ
−３５５０，Ｌ−５７４Ｏ５，Ｌ−５７４０Ｍ、Ｌ−６
２０２などがあり、トーレ・シリコーン社＠製の、５Ｈ
−１９０，５Ｈ−１９２，５Ｈ−１９４，５ＲＸ−２９
４Ａなどがあり、信越シリコーン社■製のＦ−１１４、
Ｆ−１２１，Ｆ−１２２、Ｆ−２２０，Ｆ−２３０、Ｆ
−２５８、Ｆ−２６０Ｂ、Ｆ−３１７、Ｆ−３４１，Ｆ
−６０１、Ｆ−６０６、Ｘ−２０−２００、Ｘ−２０−
２０１などであり、東芝シリコーン社■製ではＴＦＡ−
４２００、ＴＦＡ−４２０２などである。

これら整泡剤の使用量は、活性水素をもつ化合物と有機
ポリイソシアネートの総和１００部当り０．１〜２０部
である。

本発明は必要により、染料、着色剤等を含有せしめるこ
とができる。

本発明では反応開始時の金型温度を５０〜７０℃で行う
。金型温度が５０°Ｃより低い場合、発泡倍率が小さく
、環境上問題となるフロン等の発泡剤の使用が必要とな
る。また、低い温度で注入するには、脱型後モールドを
冷却する工程が必要となり、生産性が低下する。一方、
７０℃より高いとクラックが生じ、目的の軟質ウレタン
フオームが得られない。

本発明を実施するには、ポリオール、架橋剤、触媒、発
泡剤、整泡剤その他の助剤を混合し、レジン’ｔ（ｌと
する。レジンｌ夜とポリイソシアネートとを所定の比率
で混合し、金型内へ注入し発泡させる。発泡時間は好ま
しくは７〜１２分で十分であるが早ければ早いほどよい
。混合比率は、ポリイソシアネート中のＮＧＯ基とレジ
ン液中の活性水素との当量比（ＮＧＯ／）（）が０．７
〜１．３になるようにする。発泡終了後、１５０℃〜２
００℃の加熱した炉内で、１０分〜２０分硬化させ、金
型から取り外せば軟質フオーム成形物ができる。

（発明の効果） 本発明方法によれば柱入時の金型温度が、５０℃〜７０
℃の範囲でクラックが生じさせずに所望物性の軟質ウレ
タンフオームを製造でき、省エネルギー、生産性の上で
極めて優れる。この場合に化でき、また、フロン量を低
減又は零にしてもフオームの低密度化ができるので工業
的に実施する方法として極めて優れる。

（実施例） 以下、本発明をさらに具体的に説明するため、実施例及
び比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。

実施例、比較例には次の原料を使用した。以下、部は重
量部を示す。

ポリオールＡ グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシ
ドを付加重合して得た、水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇで
一級水酸基濃度が８０モル％のポリエーテルポリオール
。

ポリオールＢ グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシ
ドを付加重合して得た、水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇで
一級水酸基濃度が７２モル％のポリエーテルポリオール
。

グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシ
ドを付加重合して得た、水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇで
一級水酸基濃度が６６モル％のポリエーテルポリオール
。

ポリオールＤ グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシ
ドを付加重合して得た、水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇで
一級水酸基濃度が５５モル％のポリエーテルポリオール
。

Ｌ−５７４Ｏ３ 日本ユニカー社製有機けい素整泡剤 ＥＤＡ トリエチレンジアミン −ＭＭ Ｎ−メチルモルホリン ＭＨＤ Ｎ、Ｎ、Ｎ′、Ｎ′−テトラメチルへキサメチレンジア
ミン ＥＡ トリエチルアミン Ｓ、　Ｏ スタナスオクトエート（５％ポリオールＢ溶液） ＤＩ−８０ ２，４−トリレンジイソシアネート８０重量％と２，６
−１−リレンジイソシアネート２０重量％の混合物 物性測定は、ＪＩＳ　　Ｋ−６３０］、６及び−６４０
１により行った。

クラックの有無は試作フオームの肉眼観察による。

キュア性は１０分間１６０℃のオーブンでキュアさせて
、脱型してフオーム表面のべたつきの有無とフオームを
圧縮してもとにもどしたとき完全に回復するかどうかで
評価した。表面のべたつきがなく圧縮が完全に回復する
ものを”良”、表面がべたつくかもしくは圧縮が完全に
回復しないものを”不良”とした。

実施例１ ポリオールＡ　　５５０部、Ｌ−５７４０Ｓ　７．７部
、水　１８．６部、ＴＥＤＡ　　０．　２２部、　Ｎ−
ＭＭｏ、２２６部を予め混合し、これにＳ、０６．６部
を加え、高速混合し、予め６０℃に調整した。内寸４０
０Ｘ４００Ｘ１００ｍｍの金型へ注入し、ふたを締めて
発泡させた。１６０℃の熱風オーブン中で１０分間加熱
硬化させた後、フオームを金型から取り出した。本実施
例において、インシアネート基と活性水素との当量比（
ＮＧＯ／Ｈ）は、１．００である。

得られたフオームの物性、クラック、キュア性は表−１
のようになった。

実施例２〜３３ 表１〜３の実施例２〜３３の各成分の使用量と注入時の
型温以外は、実施例１と同様に処理した。

得られたフオームの物性、クラック、キュア性は表１〜
３のようになった。

〜ＩＬ−電体彷Ｉ＋　＋　、　Ｑ　Ｑ　Ｌ叩上いτ　ナ
ペプ１ムムにクラックは生じず、キュア性もよかった。

比較例１ ポリオールＤ　　５５０部、Ｌ−５７４Ｏ３７，７部、
水　１８，６部、ＴＥＤＡｏ、２２部、　Ｎ−ＭＭｏ、
２２６部を予め混合し、これに３．０６．６部を加え、
高速混合し、予め６０″Ｃに調整した。内寸４００Ｘ４
００Ｘ１００ｍｍの金型へ注入し、ふたを締めて発泡さ
せた。１６０℃の熱風オーブン中で１０分間加熱硬化さ
せた後、フオームを金型から取り出した。本実施例にお
いて、イソシアネート基と活性水素との当量比（ＮＧＯ
／Ｈ）は１．００である。

得られたフオームの物性、クラック、キュア性は表−１
のようになった。

比較例２．３．７．８．９．１１．１３．１５表−２，
３の比較例２．３．７．８．９．１１．１３．１５の各
成分の使用量以外は、比較例１と同様に処理した。

得られたフオームのクラック、キュア性は表−以上、比
較例１．２．３．７．８．９．１１．１３．１５におい
て、フオームにクラックが有り、物性は測定していない
。キュア性は良好であった。

比較例４．５．６．１０．１２．１４．１６表−２，３
，４の比較例４．５．６．１０．１２．１４．１６の各
成分の使用量以外は、比較例１と同様に処理した。

得られたフオームの物性、クラック、キュア性は表−２
，３，４のようになった。

以上、比較例４．５．６．１０．１２．１４．１６にお
いて、フオームにクラックは無いが、キュア性が不良で
あった。

比較例１７ 表−４の比較例１７の各成分の使用量以外は、比較例１
と同様に処理した。

得られたフオームのクラック、キュア性は表−４のよう
になった。

以上、比較例１７において、フオームにクラックが有り
、物性は測定していない。キュア性は不良であった。

比較例１８ Ｓ、０をＯにした以外は実施例２８と同様にして軟質ウ
レタンフオームの製造試験を行ったところフオームは発
泡時にコラプスし、満足な成型品が得られなかった。ま
た、キュア性も不良であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリオール、アミン触媒、スタナスオクトエート、
   水、適宜の助剤及びポリイソシアネートを用いて軟質ウ
   レタンフォームを製造するに当り、ポリオールの一級水
   酸基濃度を６５モル％以上とし、かつ、アミン触媒の総
   使用量を重量比で水の使用量の１／４０〜１／１５、ス
   タナスオクトエートの使用量をポリオール１００重量部
   に対して０．０１〜０．１０重量部とし、反応開始時の
   金型温度を５０〜７０℃として発泡成形することを特徴
   とする軟質ウレタンフォームの製造方法。