JPH03239716A - 軟質ポリウレタンフォーム形成組成物および製法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は軟質ポリウレタンフォーム形成組成物および軟
質ポリウレタンフォームの製法に関する。

さらに詳しくはフオーム硬さの低い自動車シートクラン
ボン用に適したホットモールドポリウレタンフォームの
形成組成物およびフオームの製法に関するものである。

［従来の技術］ ポリウレタンフォームの硬さを下げる方法として、ポリ
オールの官能基数を下げる、発泡剤としてフロンを使用
する、ポリオキシエチレン鎖の多いポリオールを使用す
る方法などがある（例えば特公昭４Ｂ−２８７９３号、
特公昭５８−３４８８号、特公昭５３−１３７００号、
　特公昭５Ｂ−４３２４７号および特公昭５４−１７３
６０号各公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらこれらの方法は一長一短がある。

すなわち、ポリオールの官能基数を下げる方法では、フ
オームの硬化時間が長くなる、また圧縮永久歪が大幅に
悪くなり実用性に乏しい。発泡剤にフロンを使用する方
法は、フロンの環境問題がある。ポリオキシエチレン鎖
の多いポリオールを使用する方法では、ワンショット法
によりモールドポリウレタンフォームを成形する場合、
発泡安定性が悪く、フオームの崩壊、クラックの発生と
なり、目的のポリウレタンフォームの成形品が得られな
い。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、これらの問題点を解決し、フオームの硬
さの軟らかいポリウレタンフォームを形成しうる組成物
およびフオームの製法について鋭意検討した結果、本発
明に到達した。すなわち本発明は有機ポリイソシアネー
ト、ポリオール、触媒、発泡剤および整泡剤からなる軟
質ポリウレタンフォーム形成組成物において、ポリオー
ルとして（ａ）官能基数が２〜４、水酸基１個当りの分
子量が８００〜１４００で、ポリオキシエチレン鎖が全
分子量の３０〜７０重量％であるポリエーテルポリオー
ルと、（ｂ）（ｂ−１）官能基数３〜４、水酸基１個当
りの分子量６００〜１１００で、ポリオキシエチレン鎖
が全分子量の５〜２０重量％のポリエーテルポリオール
と、　（ｂ−２）官能基数３〜４、水酸基１個当りの分
子量１２０Ｏ〜２４００で、ポリオキシエチレン鎖が全
分子量の２０重量％以下のポリエーテルポリオールおよ
び／または、　（ｂ−３）官能基数２〜３、水酸基１個
当りの分子量２００〜５００で、ポリオキシプロピレン
鎖であるポリエーテルポリオール、との併用から成り、
　（ａ）と（ｂ）の重量比が（ａ）／　（ｂ）＝３０／
７０−７０／３０の割合であることを特徴とする軟質ポ
リウレタンフォーム形成組成物：および有機ポリイソシ
アネートとポリオールとを、触媒、発泡剤および整泡剤
の存在下で反応させて軟質ポリウレタンフォームを製造
する方法において、ポリオールとして（ａ）官能基数が
２〜４、水酸基１個当りの分子量が８００〜１４００で
、ポリオキシエチレン鎖が全分子量の３０〜７０重量％
であるポリエーテルポリオールと、　（ｂ）（ｂ−１）
官能基数３〜４、水酸基１個当りの分子量６００〜１１
００で、ポリオキシエチレン鎖が全分子量の５〜２０重
量％のポリエーテルポリオールと、　（ｂ−２）官能基
数３〜４、水酸基１個当りの分子量１２００〜２４００
で、ポリオキシエチレン鎖が全分子量の２０重量％以下
のポリエーテルポリオールおよび／または、（ｂ−３）
官能基数２〜３、水酸基１個当りの分子量２００〜５０
０で、ポリオキシプロピレン鎖であるポリエーテルポリ
オールとの併用から成り、（ａ）と（ｂ）の重量比が（
ａ）／　（ｂ）＝３０／７０〜７０／３０の割合である
ものを使用することを特徴とする軟質ポリウレタンフォ
ームの製法である。

本発明において使用するポリオール（ａ）としては、官
能基数２〜４の活性水素原子を有する化合物（たとえば
アルコール類、及びアミン類）にアルキレンオキサイド
が付加した構造の化合物が挙げられる。アルコール類と
しては、エチレングリコール、プロピレングリフール、
１．　４−フタンジオール、１，６−ヘキサンジオール
、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコールなど
の２価のアルコール、およびグリセリン、　トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトールなどの３価、４価
のアルコールなどが挙げられる。アミン類としてはアン
モニア；モノ−ジー　およびトリエタノールアミン、イ
ソプロパツールアミン、アミノエチルエタノールアミン
などのアルカノールアミン類；　Ｃ１〜Ｃ２１！アルキ
ルアミン類；　エチレンジアミン、ヘキサメチレンジア
ミンなどのＣ２〜Ｃｏアルキレンジアミン；　ジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリアル
キレンポリアミン、などの脂肪族アミン類：　アニリン
、フェニレンジアミン、ジアミノトルエン、キシリレン
ジアミン、メチレンジアニリン、ジフェニルエーテルジ
アミンなどの芳香族アミン類；　イソホロンジアミン、
シクロヘキ／レンジアミンなどの脂環式アミン類；　ア
ミノエチルピペラジン、特公昭５５−２１０４４号公報
記載の複素環式アミン類などが挙げられる。これらの活
性水素原子化合物は２種以上併用してもよい。これらの
うちで好ましいのはアルコール類である。

上記活性水素原子化合物に付加させるアルキレンオキサ
イドとしては、エチレンオキサイド（以下ＥＯと略記）
、プロピレンオキサイド（以下ＰＯと略記）、１．　２
−　１．　３−　１．　４−　２゜３−ブチレンオキサ
イド等およびこれらの２種以上の併用が挙げられ、好ま
しくはＥＯとＰＯの併用であり、付加形式はＰＯおよび
ＥＯランダム付加したものである。

ポリオール（ａ）の官能基数は２〜４、好ましくは２，
５〜３．５である。官能基数が２未満では、圧縮永久歪
が悪くなる、また硬化時間が長くなる。

また４を超えると本発明の目的であるフオーム硬さが軟
らかくならない。

ポリオール（ａ）の水酸基１個当りの分子量は８００〜
１４００．　　好ましくは９００〜１３００である。水
酸基１個当りの分子量が８００未満ではフオーム崩壊し
、１４００を越えると、圧縮永久歪が悪くなる、また硬
化時間が長くなる。

ポリオール（ａ）のポリオキシエチレン鎖は全分子量の
３０〜７０重量％、好ましくは４０〜６０重量％である
。３０重量％未満では本発明の目的である、フオーム硬
さの軟らかいウレタンフオームが得られず、７０重量％
を越えるとフオーム崩壊する。

ポリオール（ｂ）における（ｂ−１）官能基数３〜４、
水酸基１個当りの分子量６００〜１１００で、ポリオキ
シエチレン鎖が全分子量の５〜２０重量％のポリエーテ
ルポリオールとしては、官能基数が３〜４の活性水素原
子を有する化合物にアルキレンオキサイドが付加した構
造の化合物が挙げられる。官能基数が３〜４の活性水素
原子を有する化合物としては、　（ａ）の項で記載した
３価、４価のアルコールなどおよび官能基数が３〜４の
アミン類たとえばアンモニア；　ジー　およびトリエタ
ノールアミンなどのアルカノールアミン類；　エチレン
ジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのＣ２〜Ｃ６ア
ルキレンジアミン：　ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミンなどのポリアルキレンポリアミン、など
の脂肪族アミン類：；アミノエチルピペラジン、特公昭
５５−２１０４４号公報記載の複素環式アミン類などが
挙げられる。これらの活性水素原子化合物は２種以上併
用してもよい。これらのうちで好ましいのは官能基数が
３〜４のアルコール類である。

活性水素原子を有する化合物に付加させるアルキレノオ
キサイドとしては（ａ）に記載したものと同様のものが
挙げられ、好ましくはＥＯとＰＯの併用である。

付加形式としては、ブロック、および／またはランダム
付加が挙げられる。好ましくは（１）ＰＯおよびＥＯシ
ランム付加物、　（２）（１）にＰＯプロ、り付加物、
　（３）ＥＯ−ＰＯ−ＥＯ−ＰＯの順でのブロック付加
物、　（４）分子末端をＥＯでキャップしたもの、　（
５）ＥＯ−ＰＯの順でのプロ、り付加物である。

（ｂ−２）官能基数３〜４、水酸基１個当りの分子量１
２００〜２４００で、ポリオキシエチレン鎖が全分子量
の２０重量％以下のポリエーテルポリオールとしては、
官能基数が３〜４の活性水素原子を有する化合物にアル
キレンオキサイドが付加した構造の化合物が挙げられる
。官能基数が３〜４の活性水素原子を有する化合物とし
ては、（ｂ−１）の項で記載したものと同様のものが挙
げられる。好ましいのも同様である。

活性水素原子を有する化合物に付加させるアルキレンオ
キサイドとしては（ａ）に記載したものと同様のものが
挙げられ、好ましくはＰＯ単独またはＥＯとＰＯの併用
である。

付加形式も（ｂ−１）と同様である。

（ｂ−３）官能基数２〜３、水酸基１個当りの分子量２
００〜５００で、ポリオキシプロピレン鎖から成るポリ
エーテルポリオールとしては、官能基数２〜３の活性水
素原子を有する化合物（たとえばアルコール類、及びア
ミン類）にＰＯが付加した構造の化合物が挙げられる。

アルコール類としては、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキ
サンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグ
リコールなどの２価のアルコール、およびグリセリン、
トリメチロールプロパンなどの３価のアルコールなどが
挙げられる。アミン類としてはアンモニア；　モノ−ジ
ー　およびトリエタノールアミン、インプロパツールア
ミン、アミノエチルエタノールアミンなどのアルカノ−
！レアミン類；　Ｃ＋〜Ｃ２，ｌアルキルアミン類など
の脂肪族アミン類；　　アニリン、フェニレンジアミン
、ジアミノトルエン、キシリレンジアミン、メチレンジ
アニリン、ジフェニルエーテルジアミンなどの芳香族ア
ミン類：イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミ
ンなどの脂環式アミン類：　アミノエチルピペラジン、
特公昭５５−２１０４４号公報記載の複素環式アミン類
などが挙げられる。好ましいのはアルコール類である。

（ｂ）の重量を基準として（ｂ−１）の量は通常４０〜
９５％、好ましくは５０〜９０％である。

４０％未満ではフオームの硬化時間が長くなり、実用性
に乏しく、９５％を超えると発泡安定性が悪くなる。

（ｂ−２）の量は通常Ｏ〜６０％、好ましくは５〜４０
％である。６０％を超えるとフオームの硬化時間が長く
なり、実用性に乏しくなる。

（ｂ−３）の量は通常Ｏ〜１７％、好ましくは０〜１５
％である。１７％を超えるとフオームの硬化時間が長く
なり、実用性に乏しくなる。

（ｂ）は平均官能基数が通常２〜４、好ましくは２．５
〜３．５、水酸基１個当りの分子量が通常２００〜２４
００、好ましくは４００〜２０００゜でポリオキシエチ
レン鎖が全分子量の２０重量％以下、好ましくは１５重
量％以下であるポリエーテルポリオールから成る。

（ｂ）の平均官能基数が２未満では圧縮永久歪が悪くな
る、また硬化時間が長くなり実用性に乏しい、また４を
越えると本発明の目的であるフオーム硬さが軟らかくな
らない。

（ｂ）の水酸基１個当りの分子量が４００未満ではフオ
ーム独泡となりクッシゴン性が無くなり２４００を超え
ると圧縮永久歪が悪くなる、硬化時間長くなり実用性に
乏しい。

（ｂ）のポリオキシエチレン鎖が全分子量の２０重量％
を超えるとフオーム崩壊する。

（ａ）と（ｂ）の重量比は（ａ）／　（ｂ）＝３０／７
０〜７０／３０．　　好ましくは４０／６０〜８０／４
０である。　（ａ）が３０未満では本発明の目的である
フオーム硬さの軟らかいウレタンフオームが得られず、
７０を超えるとフオームが崩壊する。

本発明において使用する有機ポリイソシアネートとして
はポリウレタンに通常使用できるものが用いられる。例
えば炭素数（ＮＧＯ基中の炭素数を除く）６〜２０の芳
香族ポリイソシアネート［２，４−および／または２．
８−）リレンジイソシア不−）（ＴＤＩ）、粗製ＴＤＩ
、２，４−および／または４，４′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート（ＭＤ　Ｉ　）、粗製ＭＤＩ［粗製ジ
アミノジフニルメタンコ　（ホルムアルデヒドと芳香族
アミン（アニリン）またはその混合物との縮合物生成物
：　ジアミノジフェニルメタンと少量（例えば５〜２０
重量％）の３官能以上ぼポリアミンとの混合物）のフォ
スゲン化物：　ポリアリールポリイソシアネート（ＰＡ
Ｐ　Ｉ　）コなどコ二炭素数２〜１８の脂肪族イソシア
ネート［ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイ
ソシアネートなどコ二炭素数４〜１５の脂環式ポリイソ
シアネート（インフォロンジイソシアネート、ジシクロ
へキシルジイソシアネートなどコ炭素数８〜１５の芳香
脂肪族ポリイソシアネート［キンリレンジイソシアネー
トなどコニおよびこれらのポリイソシアネートの変性物
（ウレタン基、カルボジイミ基、アロファネート基、ウ
レア基、ビュウレット基、ウレトジオン基、ウレトンイ
ミン基、インシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変
生物など）：および特願昭５９−１９９１６０号公報記
載の上記以外のポリイソシアネート：およびこれらの２
種以上の混合物が挙げられる。これらのうちで、好まし
いのは２，４−および２．６−ＴＤＩ、およびこれらの
異性体の混合物、である。

整泡剤としては通常、軟質ウレタンフオーム用のものが
用いられる。例えばＬ−５４０（ＥＦ本ユニカー（株）
、５Ｈ−１９０，５ＲＸ−２９４Ａ（トーレシリコン（
株）製）などがあげられる。

触媒は公知のものが使用できる。具体的にはカルボン酸
の金属塩、例えば、酢酸ナトリウム、オクチル酸鉛、オ
クチル酸亜鉛、ナフテン酸コバルトなど：　アルカリお
よびアルカリ土類金属のアルコキシドおよびフェノキシ
ト、たとえばナトリウムメトキシド、ナトリウムフェノ
キシト、三級アミン、たとえばトリエチルアミン、　ト
リエチレンジアミン、Ｎ−メチルモリホリン、ジメチル
アミノメチルフェノール、ピリジンなど：第四級アンモ
ニウム塩基、たとえばテトラエチルアンモニウムヒドロ
キシなど：イミダゾール類、たとえばイミダゾール、２
−エチル−４−メチルイミダゾールなど：　スズやアン
チモンなどの有機金属化合物、たとえば、テトラフェニ
ルスズ、トリブチルアンチモンオキサイドなどを挙げる
ことができる。これらのうち好ましいものはスズやアン
チモンなどの有機金属化合物、三級アミンである。

発泡剤はポリウレタンフォームに通常使われるものが使
用でき、水単独、水と塩化メチレンの併用であり、好ま
しくは、水単独である、また本発明によりフロンを使用
しなくてもフオーム硬さの軟らかい物かえられるがさら
に硬さの軟らかい物が必要な場合はフロンも併用するこ
とができる。

本発明における好適な添加量につき記述する。

発泡剤の使用量は特に制限はないが水の場合その使用量
はポリオール１００部に対し通常２〜８部、好ましくは
３〜７部である。整泡剤の使用部数はポリオール１００
部に対し通常０．　５〜５部、好ましくは１〜３部であ
る。触媒の使用量はポリオール１００部に対し通常０．
０１〜３部、好ましくは０．０５〜２部である。錫触媒
の場合その使用量はポリオール１００部に対し通常０．
０１〜３部、好ましくは０．０５〜２部である。

イソシャネートの使用量はＮＧＯ指数として通常７０〜
１２０１　好ましくは８０〜１１０である。

本発明における軟質ポリウレタンフォームの生産方式は
、いわゆるスラブ、ホットキュアー　コールドキュア一
方式でおこなえるが、このうちスラブおよびホットキュ
ア一方式が好ましく、特に好ましいのはホットキュア一
方式である。ホットキュア一方式において、原液注入時
の金型温度は通常２０〜５０℃、好ましくは３０〜４５
℃である。２０℃未満では成形品の表面が弱くなる。ま
た５０℃を超えるとクラック等の成形不良が発生する。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明
はこれにより限定されるものではない。

実施例１〜６、比較例１〜２ 表１．２に軟質ポリウレタンフォーム形成組成物を示し
た。この組成物を使用して表１．２に示した発泡処方に
て、金型内にウレタンフオームを発泡させたのち、ウレ
タンフオームを金型より取り出し軟質ポリウレタンフォ
ームを得、その物性を測定した。

（発泡条件） 金型形状：　　３００　ｍｍＸ　３００　ｌｉｍＸ　７
０問材質　　：　アルミ 金型温度＝　３５〜４５℃ 原料攪拌時間ニア秒 原料温度：　２５部２°Ｃ キュアー条件：　１５０℃ＸＩＯ分 （使用原料） ポリ、エーテルポリオール（ａ）　−１：　グリセリン
のＰＯ／ＥＯのランダム付加物、ＥＯＯ量４０％、分子
量３０００゜ ポリエーテルポリオール（ａ）−２：　　グリセリンの
ＰＯ／ＥＯのランダム付加物、ＥＯ含含量５鴬ポリエー
テルポリオール（ａ）−３：　グリセリンのＰＯ／ＥＯ
のランダム付加物、ＥＯ含含量７クポリエーテルポリオ
ール（ｂ）−１：　　グリセリンのＥＯ−ＰＯのブロッ
ク付加物、ＥＯＯ量１２．７％、分子量４０００のポリ
オール６０部、とグリセリンのＰＯ／ＥＯの付加物、Ｅ
ＯＯ量１２％、分子量３０００のポリオール４０部、の
混合物。

ポリエーテルポリオール（ｂ）−２：　グリセリンのＥ
Ｏ−ＰＯのブロック付加物、ＥＯＯ量１２．７％、分子
量４０００のポリオール１６．６部、とグリセリンのＰ
Ｏ／ＥＯの付加物、ＥＯ含含量１鴬ロピレングリコール
のＰＯＯ加物、分子量１００Ｏのポリオール１６．７部
、の混合物。

比較ポリエーテルポリオール：　グリセリンのＰＯ／Ｅ
Ｏ付加物、ＥＯＯ量１２％、分子量３　０　０　０。

表−１ Ｔ−８０：　日本ポリウレタン社製、２−４／２−６ト
リレンジイソンアネート８　０／２　０の混合物ＤＡＢ
ＣＯ３３ＬＶ＝）９ｘｆレンジアミン３３％品ＤＭＥＡ
＝ジメチルエタノールアミン 表−２ ［宛名の効果コ 従来の軟質ポリウレタンフォームに用いられているポリ
エーテルポリオールより、本発明の軟質ポリウレタンフ
ォーム形成組成物を用いることにより、Ｒ−１１のよう
な低佛点ハロゲン化炭化水素を発泡剤として用いること
なく、水だけを発泡た発泡剤として水だけを使用ことに
より地球の環境破壊の問題も解決できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機ポリイソシアネート、ポリオール、触媒、発泡
   剤および整泡剤からなる軟質ポリウレタンフォーム形成
   組成物において、ポリオールとして（ａ）官能基数が２
   〜４、水酸基１個当りの分子量が８００〜１４００で、
   ポリオキシエチレン鎖が全分子量の３０〜７０重量％で
   あるポリエーテルポリオールと、（ｂ）（ｂ−１）官能
   基数３〜４、水酸基１個当りの分子量６００〜１１００
   で、ポリオキシエチレン鎖が全分子量の５〜２０重量％
   のポリエーテルポリオールと、（ｂ−２）官能基数３〜
   ４、水酸基１個当りの分子量１２００〜２４００で、ポ
   リオキシエチレン鎖が全分子量の２０重量％以下のポリ
   エーテルポリオールおよび／または、（ｂ−３）官能基
   数２〜３、水酸基１個当りの分子量２００〜５００で、
   ポリオキシプロピレン鎖であるポリエーテルポリオール
   、との併用から成り、（ａ）と（ｂ）の重量比が（ａ）
   ／（ｂ）＝３０／７０〜７０／３０の割合であることを
   特徴とする軟質ポリウレタンフォーム形成組成物。 ２、（ｂ）が（ｂ）の重量を基準として（ｂ−１）を４
   ０〜９５％、（ｂ−２）を０〜６０％、（ｂ−３）を０
   〜１７％含む請求項１記載の組成物。 ３、（ｂ）が平均官能基数が２〜４、水酸基１個当りの
   分子量が２００〜２４００でポリオキシエチレン鎖が全
   分子量の２０重量％以下であるポリエーテルポリオール
   から成る請求項１または２記載の組成物。 ４、（ａ）のポリエーテルポリオールがオキシエチレン
   とオキシプロピレンとのランダムポリオキシアルキレン
   鎖を全分子量の重量に基づいて７０％以上有する請求項
   １〜３のいずれか記載の組成物。 ５、有機ポリイソシアネートとポリオールとを、触媒、
   発泡剤および整泡剤の存在下で反応させて軟質ポリウレ
   タンフォームを製造する方法において、ポリオールとし
   て（ａ）官能基数が２〜４、水酸基１個当りの分子量が
   ８００〜１４００で、ポリオキシエチレン鎖が全分子量
   の３０〜７０重量％であるポリエーテルポリオールと、
   （ｂ）（ｂ−１）官能基数３〜４、水酸基１個当りの分
   子量６００〜１１００で、ポリオキシエチレン鎖が全分
   子量の５〜２０重量％のポリエーテルポリオールと、（
   ｂ−２）官能基数３〜４、水酸基１個当りの分子量１２
   ００〜２４００で、ポリオキシエチレン鎖が全分子量の
   ２０重量％以下のポリエーテルポリオールおよび／また
   は、（ｂ−３）官能基数２〜３、水酸基１個当りの分子
   量２００〜５００で、ポリオキシプロピレン鎖であるポ
   リエーテルポリオール、との併用から成り、（ａ）と（
   ｂ）の重量比が（ａ）／（ｂ）＝３０／７０〜７０／３
   ０の割合であるものを使用することを特徴とする軟質ポ
   リウレタンフォームの製法。