JP2008031241A - Method for producing flexible polyurethane foam - Google Patents
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Abstract
【課題】可塑剤を用いることなく低反発性に優れ、耐久性に優れ、温度変化に対する硬度変化が少なく、通気性を有する軟質ポリウレタンフォームを安定して製造できる方法を提供する。
【解決手段】複合金属シアン化物錯体触媒を用いて開始剤にアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られた平均水酸基数が2〜3、水酸基価が10〜90mgKOH/gのポリオール(A)および平均水酸基数が2〜3、水酸基価が15〜250mgKOH/gのポリオール(B)を含むポリオール混合物とポリイソシアネート化合物とをイソシアネート指数が90以上においてウレタン化触媒、発泡剤および整泡剤の存在下に混合する工程と、混合してから2〜15分後に不活性ガスを吹き込み始め2分間以上不活性ガスを吹き込む工程とを有する軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
【選択図】なしProvided is a method capable of stably producing a flexible polyurethane foam having excellent low resilience, excellent durability, little hardness change with respect to temperature change, and air permeability without using a plasticizer.
A polyol (A) having an average number of hydroxyl groups of 2 to 3 and a hydroxyl value of 10 to 90 mgKOH / g, obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide to an initiator using a double metal cyanide complex catalyst, and A polyol mixture containing a polyol (B) having an average hydroxyl number of 2 to 3 and a hydroxyl value of 15 to 250 mgKOH / g and a polyisocyanate compound in the presence of a urethanization catalyst, a foaming agent and a foam stabilizer with an isocyanate index of 90 or more A process for producing a flexible polyurethane foam, comprising: a step of mixing 2) and a step of starting to blow an inert gas 2 to 15 minutes after mixing, and blowing an inert gas for 2 minutes or more.
[Selection figure] None
Description
本発明は、低反発性の軟質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a low resilience flexible polyurethane foam.
従来より、反発弾性率の低い、すなわち低反発性の軟質ポリウレタンフォームは、衝撃吸収体、吸音体、振動吸収体として用いられている。また、椅子のクッション材、マットレス等に用いた場合、体圧分布がより均一になり、疲労感、床ずれ等が軽減されることが知られている。その例としては、特許文献1に記載された低反発性ポリウレタンフォームが知られている。 Conventionally, a soft polyurethane foam having a low impact resilience, that is, a low resilience, has been used as an impact absorber, a sound absorber, and a vibration absorber. Further, when used for a cushion material, a mattress or the like of a chair, it is known that the body pressure distribution becomes more uniform and the feeling of fatigue, bed slipping, and the like are reduced. As an example, a low resilience polyurethane foam described in Patent Document 1 is known.
該低反発性ポリウレタンフォームは、ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、および発泡剤を含有するポリウレタンフォーム原料組成物を反応させて得られる低反発性ポリウレタンフォームであって、−70℃〜−20℃の温度範囲と0℃〜60℃の温度範囲とに、それぞれガラス転移点を有し、前記ガラス転移点を、10Hzの振動数にて動的粘弾性測定を行ったときに得られるtanδのピーク値として表したときに、−70℃〜−20℃の温度範囲におけるtanδのピーク値が0.15以上であり、0℃〜60℃の温度範囲におけるtanδのピーク値が0.3以上の値を有することが記載されている。 The low resilience polyurethane foam is a low resilience polyurethane foam obtained by reacting a polyurethane foam raw material composition containing a polyol, a polyisocyanate, a catalyst, and a foaming agent, and has a temperature of -70 ° C to -20 ° C. As a peak value of tan δ obtained when dynamic viscoelasticity measurement is performed at a frequency of 10 Hz, each having a glass transition point in a range and a temperature range of 0 ° C to 60 ° C. When expressed, the peak value of tan δ in the temperature range of −70 ° C. to −20 ° C. is 0.15 or more, and the peak value of tan δ in the temperature range of 0 ° C. to 60 ° C. has a value of 0.3 or more. It is described.
該低反発性ポリウレタンフォームは、0℃〜60℃の温度範囲にガラス転移点を有するため、室温において優れた低反発性を有し、かつ−70℃〜−20℃の温度範囲にガラス転移点を有するため、低温での硬度の上昇が少ないとされている。
しかし、室温付近にガラス転移点を有する低反発性ポリウレタンフォームは、使用温度がガラス転移点から離れるにしたがい、硬度が変化し、低反発性が安定しない、いわゆる感温性の問題がある。
Since the low resilience polyurethane foam has a glass transition point in a temperature range of 0 ° C. to 60 ° C., the low resilience polyurethane foam has excellent low resilience at room temperature and a glass transition point in a temperature range of −70 ° C. to −20 ° C. Therefore, it is said that there is little increase in hardness at low temperatures.
However, a low resilience polyurethane foam having a glass transition point near room temperature has a so-called temperature-sensitive problem that the hardness changes and the low resilience is not stable as the operating temperature moves away from the glass transition point.
また近年、軟質ポリウレタンフォームに求められる耐久性のレベルも高くなってきている。さらに、反発性をより低くして、反発弾性率が5%以下となる低反発性の軟質ポリウレタンフォームの開発も求められてきている。 In recent years, the level of durability required for flexible polyurethane foams has increased. Furthermore, development of a low-repulsive flexible polyurethane foam having a low rebound and a rebound resilience of 5% or less has been demanded.
ところで、軟質ポリウレタンフォームの反発性(反発弾性率)は、通常、軟質ポリウレタンフォーム中に可塑剤を配合することによって低下させることができる。よって、適当量の可塑剤を添加することによって、ある程度所望の低反発性の軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。しかし、添加した可塑剤は、軟質ポリウレタンフォームを洗濯すること等で溶出する可能性があり、たとえば繰り返して洗濯した後に軟質ポリウレタンフォームの低反発性を維持することが困難である。 By the way, the resilience (rebound resilience) of the flexible polyurethane foam can usually be lowered by blending a plasticizer in the flexible polyurethane foam. Therefore, by adding an appropriate amount of plasticizer, a desired low resilience flexible polyurethane foam can be obtained to some extent. However, the added plasticizer may be eluted by washing the flexible polyurethane foam, and for example, it is difficult to maintain the low resilience of the flexible polyurethane foam after repeated washing.
また、低反発性の軟質ポリウレタンフォームは通常、通気性が低い。すなわち軟質ポリウレタンフォームの通気性は、反発性が低下するにしたがって、低下することが知られている。低反発性の軟質ポリウレタンフォームを、特に寝具に適用した場合は、通気性が低いと湿気(主に人体から放出される)が放散しにくく、いわゆる蒸れやすい状態となる。この蒸れやすい状況を改善し、熱および湿気がこもらないことが寝具用の低反発性の軟質ポリウレタンフォームに求められる。また、寝具の使用状態を考慮すると、軟質ポリウレタンフォームは圧縮された状態で使用されるため、非圧縮状態で測定される通気性の試験においては、相当高い通気性を示すことが要求される。さらに、蒸れやすい状態で圧縮されることを考慮すると、加湿時の耐久性が要求される。加湿時の耐久性の指標としては湿熱圧縮永久歪が挙げられる。 In addition, low resilience flexible polyurethane foam usually has low air permeability. That is, it is known that the breathability of the flexible polyurethane foam decreases as the resilience decreases. When the low resilience flexible polyurethane foam is applied particularly to bedding, if the air permeability is low, moisture (mainly released from the human body) is difficult to dissipate, so that it is in a state of being easily stuffy. There is a need for a soft polyurethane foam with low resilience for bedding that improves this sultry condition and does not accumulate heat and moisture. In consideration of the use state of the bedding, since the flexible polyurethane foam is used in a compressed state, the breathability test measured in an uncompressed state is required to exhibit a considerably high breathability. Furthermore, considering that compression is performed in a state that is easily stuffy, durability during humidification is required. As an index of durability during humidification, wet heat compression set can be mentioned.
上記問題を解決し、低反発性の軟質ポリウレタンフォームの通気性を向上させる方法としては以下の方法が提案されている。
(1)原料ポリオールとして低分子量多価アルコールを用いる方法(特許文献2、3)。
(2)ポリエーテルポリエステルポリオールと含リン化合物を用いる方法(特許文献4)。
(3)モノオールを併用する方法(特許文献5)。
(4)特定のモノオールを含むポリオール組成物を用いる方法(特許文献6、7)。
The following methods have been proposed as a method for solving the above problems and improving the air permeability of the low-resilience flexible polyurethane foam.
(1) A method using a low molecular weight polyhydric alcohol as a raw material polyol (Patent Documents 2 and 3).
(2) A method using a polyether polyester polyol and a phosphorus-containing compound (Patent Document 4).
(3) A method of using monool together (Patent Document 5).
(4) A method using a polyol composition containing a specific monool (Patent Documents 6 and 7).
しかし、(1)の方法で得られた低反発性の軟質ポリウレタンフォームは、耐久性に問題があり、徐々に復元性能が劣化する傾向にある。
(2)の方法で用いられる含リン化合物は、可塑剤と同様の挙動を示すことから、軟質ポリウレタンフォームから溶出する可能性があり、繰り返して洗濯した後における性能維持が困難と予想される。
(3)の方法では、加湿時の耐久性に劣るという問題がある。
(4)の方法では、感温性の問題が依然として解決されていない。
Since the phosphorus-containing compound used in the method (2) exhibits the same behavior as a plasticizer, it may be eluted from the flexible polyurethane foam, and it is expected that it is difficult to maintain performance after repeated washing.
The method (3) has a problem that it is inferior in durability during humidification.
In the method (4), the temperature sensitivity problem is still not solved.
また、複合金属シアン化物錯体触媒を用いて開始剤にアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られた平均水酸基数が2〜3、水酸基価が10〜90mgKOH/gのポリオール(A)および平均水酸基数が2〜3、水酸基価が15〜250mgKOH/gのポリオール(B)を含むポリオール混合物とポリイソシアネート化合物とを、イソシアネート指数が90以上において、ウレタン化触媒、発泡剤および整泡剤の存在下に混合して低反発性の軟質ポリウレタンフォームを製造する場合、フォームの中心から側面までの距離が200mm以上である比較的大きな形状のスラブフォーム(フリーフォーム)を製造すると、表面部に凹みが生じる問題が起こる。これは、発泡過程において発熱によるフォーム内部温度上昇によりフォームを形成する樹脂がスラブフォームの表面を支えきれないためと考えられる。フォームの中心から側面までの距離が200mm未満であれば側面効果により表面部の凹みは問題とならない程度であるが、フォームの中心から側面までの距離が200mm以上の発泡体を製造すると凹みの現象が顕著に現れ、密度の均一性、感触、通気性および製品の収率に悪影響を及ぼす。 Further, polyol (A) having an average number of hydroxyl groups of 2 to 3 and a hydroxyl value of 10 to 90 mgKOH / g and an average hydroxyl group obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide to an initiator using a double metal cyanide complex catalyst A polyol mixture containing a polyol (B) having a number of 2 to 3 and a hydroxyl value of 15 to 250 mgKOH / g and a polyisocyanate compound are used in the presence of a urethanization catalyst, a foaming agent and a foam stabilizer in an isocyanate index of 90 or more. In the case of producing a soft polyurethane foam having low resilience by mixing with a slab, if a relatively large slab foam (free form) having a distance from the center to the side of the foam of 200 mm or more is produced, a dent is generated on the surface portion. Problems arise. This is thought to be because the resin forming the foam cannot support the surface of the slab foam due to an increase in the internal temperature of the foam due to heat generation during the foaming process. If the distance from the center of the foam to the side is less than 200 mm, the dent on the surface is not a problem due to the side effect, but if a foam with a distance from the center of the foam to the side of 200 mm or more is produced, the phenomenon of the dent Appears prominently and adversely affects density uniformity, feel, breathability and product yield.
本発明の目的は、可塑剤を用いることなく低反発性に優れ、耐久性に優れ、温度変化に対する硬度変化が少なく(感温性が抑制され)、高い通気性を有するフォームであり、比較的大型(たとえばフォームの中心から側面までの距離が200mm以上。)の軟質ポリウレタンフォームであっても、該軟質ポリウレタンフォームの表面に凹みがなく外観が良好で、その結果、密度が均一で、感触がよく、通気性が大きな軟質ポリウレタンフォームを安定して製造できる方法を提供することにある。 The object of the present invention is a foam having excellent air permeability, low resilience without using a plasticizer, excellent durability, little hardness change with respect to temperature change (temperature sensitivity is suppressed), Even a flexible polyurethane foam having a large size (for example, the distance from the center to the side of the foam is 200 mm or more) has a good appearance with no dents on the surface of the flexible polyurethane foam. As a result, the density is uniform and the touch is good. It is an object of the present invention to provide a method for stably producing a flexible polyurethane foam having high air permeability.
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、下記ポリオール(A)および下記ポリオール(B)を含むポリオール混合物と、ポリイソシアネート化合物とを、イソシアネート指数が90以上において、ウレタン化触媒、発泡剤および整泡剤の存在下に混合する工程と、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物とを混合してから2〜15分後に、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物との反応物に不活性ガスを吹き込み始め2分間以上不活性ガスを吹き込む工程とを有することを特徴とする。
ただしポリオール(A)とは、複合金属シアン化物錯体触媒を用いて開始剤にアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られた、平均水酸基数が2〜3、水酸基価が10〜90mgKOH/gであるポリエーテルポリオールであり、ポリオール(B)とは、平均水酸基数が2〜3、水酸基価が15〜250mgKOH/gであり、かつポリオール(A)を除くポリエーテルポリオールである。
The method for producing a flexible polyurethane foam according to the present invention comprises a polyol mixture containing the following polyol (A) and the following polyol (B) and a polyisocyanate compound having an isocyanate index of 90 or more, a urethanization catalyst, a foaming agent, and a foam stabilizer. 2 to 15 minutes after mixing the polyol mixture and the polyisocyanate compound, the process of mixing in the presence of the agent is started, and an inert gas is blown into the reaction product of the polyol mixture and the polyisocyanate compound. And a step of blowing gas.
However, the polyol (A) is obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide to an initiator using a double metal cyanide complex catalyst, the average number of hydroxyl groups is 2 to 3, and the hydroxyl value is 10 to 90 mgKOH / g. It is a certain polyether polyol, and the polyol (B) is a polyether polyol having an average number of hydroxyl groups of 2 to 3, a hydroxyl value of 15 to 250 mgKOH / g, and excluding the polyol (A).
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法においては、不活性ガスの圧力(ゲージ圧)は、0.01〜0.8MPaであることが好ましい。
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法においては、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物との反応物の上面に切れ込みを入れ、該反応物の側面または底部から不活性ガスを吹き込むことが好ましい。
In the method for producing a flexible polyurethane foam of the present invention, the pressure of the inert gas (gauge pressure) is preferably 0.01 to 0.8 MPa.
In the method for producing a flexible polyurethane foam of the present invention, it is preferable to make a cut on the upper surface of the reaction product of the polyol mixture and the polyisocyanate compound, and to blow an inert gas from the side or bottom of the reaction product.
ポリオール(A)は、ポリオール(A)とポリオール(B)との合計(100質量%)のうち、5〜50質量%であることが好ましい。
ポリオール(A)は、開始剤にプロピレンオキシドのみを開環付加重合させたポリオキシプロピレンポリオールであることが好ましい。
It is preferable that a polyol (A) is 5-50 mass% among the sum total (100 mass%) of a polyol (A) and a polyol (B).
The polyol (A) is preferably a polyoxypropylene polyol obtained by ring-opening addition polymerization of only propylene oxide as an initiator.
ポリオール混合物は、さらに下記ポリオール(C)をポリオール混合物(100質量%)中、10質量%以下含むことが好ましい。
ただしポリオール(C)とは、平均水酸基数が2〜6であり、水酸基価が300〜1830mgKOH/gであるポリオールである。
The polyol mixture preferably further contains 10% by mass or less of the following polyol (C) in the polyol mixture (100% by mass).
However, the polyol (C) is a polyol having an average number of hydroxyl groups of 2 to 6 and a hydroxyl value of 300 to 1830 mgKOH / g.
ポリオール混合物は、さらに下記モノオール(D)を含むことが好ましい。
ただしモノオール(D)とは、水酸基価が10〜200mgKOH/gであるポリエーテルモノオールである。
モノオール(D)は、ポリオール(A)とポリオール(B)との合計100質量部に対して、1〜10質量部であることが好ましい。
モノオール(D)は、開始剤にプロピレンオキシドのみを開環付加重合させたポリオキシプロピレンモノオールであることが好ましい。
The polyol mixture preferably further contains the following monool (D).
However, monool (D) is a polyether monool having a hydroxyl value of 10 to 200 mgKOH / g.
The monool (D) is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the polyol (A) and the polyol (B).
The monool (D) is preferably a polyoxypropylene monool obtained by ring-opening addition polymerization of only propylene oxide as an initiator.
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法によれば、可塑剤を用いることなく低反発性に優れ、耐久性に優れ、温度変化に対する硬度変化が少なく(感温性が抑制され)、高い通気性を有するフォームであり、比較的大型(たとえばフォームの中心から側面までの距離が200mm以上。)の軟質ポリウレタンフォームであっても、該軟質ポリウレタンフォームの表面に凹みがなく外観が良好でその結果、密度が均一で、感触がよく、通気性が大きな軟質ポリウレタンフォームを安定して製造できる。 According to the method for producing a flexible polyurethane foam of the present invention, it has excellent low resilience without using a plasticizer, excellent durability, little hardness change with respect to temperature change (temperature sensitivity is suppressed), and high air permeability. Even a soft polyurethane foam having a relatively large size (for example, a distance from the center to the side of the foam of 200 mm or more) has a good appearance with no dents on the surface of the flexible polyurethane foam. Can be stably produced with a flexible polyurethane foam that is uniform, feels good, and has high air permeability.
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、ポリオール(A)およびポリオール(B)を含むポリオール混合物と、ポリイソシアネート化合物とを、イソシアネート指数が90以上において、ウレタン化触媒、発泡剤および整泡剤の存在下に混合する工程(以下、混合工程)と、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物とを混合してから2〜15分後に、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物との反応物に不活性ガスを吹き込み始め、2分間以上の不活性ガスを吹き込む工程(以下、吹込工程)とを有する方法である。
なお、本発明において不活性ガスとは、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物との反応物と実質的に反応しない気体をいう。不活性ガスとしては、空気、二酸化炭素、窒素等が挙げられる。
The method for producing a flexible polyurethane foam according to the present invention comprises a polyol mixture containing polyol (A) and polyol (B) and a polyisocyanate compound, wherein the isocyanate index is 90 or more, the urethanization catalyst, the foaming agent and the foam stabilizer. 2 to 15 minutes after mixing the polyol mixture and the polyisocyanate compound after mixing in the presence (hereinafter, mixing step), and starting to blow an inert gas into the reaction product of the polyol mixture and the polyisocyanate compound, And a step of blowing an inert gas for 2 minutes or longer (hereinafter referred to as a blowing step).
In addition, in this invention, an inert gas means the gas which does not react substantially with the reaction material of a polyol mixture and a polyisocyanate compound. Examples of the inert gas include air, carbon dioxide, nitrogen, and the like.
<混合工程>
(ポリオール(A))
ポリオール(A)とは、開始剤に複合金属シアン化物錯体触媒(DMC触媒)を用いてアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られた、平均水酸基数が2〜3、水酸基価が10〜90mgKOH/gであるポリエーテルポリオール(ポリオキシアルキレンポリオール)である。すなわちポリオール(A)は、複合金属シアン化物錯体触媒を用いてアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られたポリオキシアルキレン鎖を有するポリエーテルポリオールである。複合金属シアン化物錯体触媒を用いると、副生するモノオールを低減でき、かつ分子量分布の狭いポリオールを製造できる。分子量分布が狭いポリオールは、同程度の分子量領域(同じ水酸基価を有するポリオール)で分子量分布が広いポリオールと比較して粘度が低いため、反応性原料の混合性に優れ、軟質ポリウレタンフォーム製造時のフォーム安定性が向上する。
<Mixing process>
(Polyol (A))
The polyol (A) is obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide using a double metal cyanide complex catalyst (DMC catalyst) as an initiator, and has an average hydroxyl number of 2 to 3, and a hydroxyl value of 10 to 90 mgKOH. Polyether polyol (polyoxyalkylene polyol) which is / g. That is, polyol (A) is a polyether polyol having a polyoxyalkylene chain obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide using a double metal cyanide complex catalyst. When a double metal cyanide complex catalyst is used, a by-product monol can be reduced and a polyol having a narrow molecular weight distribution can be produced. A polyol with a narrow molecular weight distribution has a low viscosity compared to a polyol with a broad molecular weight distribution in the same molecular weight region (polyol having the same hydroxyl value), so it is excellent in the mixing of reactive raw materials. Increases foam stability.
複合金属シアン化物錯体触媒としては、たとえば、特公昭46−27250号公報に記載のものが使用できる。具体例としては、亜鉛ヘキサシアノコバルテートを主成分とする錯体が挙げられ、そのエーテルおよび/またはアルコール錯体が好ましい。エーテルとしては、エチレングリコールジメチルエーテル(グライム)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、エチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル(METB)、エチレングリコールモノ−tert−ペンチルエーテル(METP)、ジエチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル(DETB)、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(TPME)等が好ましい。アルコールとしては、tert−ブチルアルコール等が好ましい。 As the double metal cyanide complex catalyst, for example, those described in JP-B-46-27250 can be used. Specific examples include a complex mainly composed of zinc hexacyanocobaltate, and an ether and / or alcohol complex thereof is preferable. Examples of ethers include ethylene glycol dimethyl ether (glyme), diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), ethylene glycol mono-tert-butyl ether (METB), ethylene glycol mono-tert-pentyl ether (METP), diethylene glycol mono-tert-butyl ether (DETB), Tripropylene glycol monomethyl ether (TPME) and the like are preferable. As the alcohol, tert-butyl alcohol or the like is preferable.
アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−エポキシブタン、2,3−エポキシブタン等が挙げられる。このうち、プロピレンオキシド、またはプロピレンオキシドとエチレンオキシドとの併用が好ましく、プロピレンオキシドのみが特に好ましい。すなわちポリオール(A)としては、開始剤にプロピレンオキシドのみを開環付加重合させたポリオキシプロピレンポリオールが好ましい。プロピレンオキシドのみを用いることは、加湿時の耐久性が向上するため好ましい。 Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-epoxybutane, and 2,3-epoxybutane. Among these, propylene oxide or a combination of propylene oxide and ethylene oxide is preferable, and only propylene oxide is particularly preferable. That is, as the polyol (A), polyoxypropylene polyol obtained by ring-opening addition polymerization of only propylene oxide as an initiator is preferable. It is preferable to use only propylene oxide because durability during humidification is improved.
開始剤としては、分子中の活性水素数が2または3である化合物を、単独で用いるか、または併用する。活性水素数が2である化合物の具体例としては、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、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールが挙げられる。また活性水素数が3である化合物の具体例としては、グリセリン、トリメチロールプロパンが挙げられる。またこれらの化合物にアルキレンオキシド、好ましくはプロピレンオキシドを開環付加重合させて得られた高水酸基価ポリエーテルポリオールを用いることが好ましい。具体的には、水酸基1個当たりの分子量が200〜500程度、すなわち水酸基価が110〜280mgKOH/gの高水酸基価ポリエーテルポリオール(好ましくはポリオキシプロピレンポリオール)を用いることが好ましい。 As the initiator, a compound having 2 or 3 active hydrogen atoms in the molecule is used alone or in combination. Specific examples of the compound having 2 active hydrogens include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, and dipropylene glycol. Specific examples of the compound having 3 active hydrogens include glycerin and trimethylolpropane. Further, it is preferable to use a high hydroxyl group polyether polyol obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide, preferably propylene oxide, to these compounds. Specifically, it is preferable to use a high hydroxyl value polyether polyol (preferably a polyoxypropylene polyol) having a molecular weight per hydroxyl group of about 200 to 500, that is, a hydroxyl value of 110 to 280 mgKOH / g.
ポリオール(A)の平均水酸基数は2〜3である。平均水酸基数とは、開始剤の活性水素数の平均値を意味する。平均水酸基数を2〜3とすることにより、得られる軟質ポリウレタンフォームの乾熱圧縮永久歪等の物性が著しく低下する不具合を回避でき、また、得られる軟質ポリウレタンフォームの伸びが低下する、硬度が高くなり引張強度等の物性が低下する等の不具合を回避できる。ポリオール(A)としては、水酸基数が2であるポリエーテルジオールを、ポリオール(A)のうち50〜100質量%用いることが、感温性を抑制しやすい点で好ましい。 The average number of hydroxyl groups of the polyol (A) is 2 to 3. The average number of hydroxyl groups means the average value of the number of active hydrogens in the initiator. By setting the average number of hydroxyl groups to 2 to 3, it is possible to avoid a problem that the physical properties such as dry heat compression set of the obtained flexible polyurethane foam are remarkably lowered, and the hardness of the obtained flexible polyurethane foam is reduced. It is possible to avoid problems such as an increase in physical properties such as tensile strength. As the polyol (A), it is preferable to use a polyether diol having 2 hydroxyl groups in an amount of 50 to 100% by mass in the polyol (A) from the viewpoint of easily suppressing the temperature sensitivity.
ポリオール(A)の水酸基価は10〜90mgKOH/gである。水酸基価を10mgKOH/g以上とすることで、コラップス等を抑制し軟質ポリウレタンフォームを安定して製造できる。水酸基価を90mgKOH/g以下とすることで、製造される軟質ポリウレタンフォームの柔軟性を損なわず、かつ、反発弾性率を低く抑えられる。ポリオール(A)の水酸基価は、15〜60mgKOH/gが特に好ましい。 The hydroxyl value of the polyol (A) is 10 to 90 mgKOH / g. By setting the hydroxyl value to 10 mgKOH / g or more, it is possible to stably produce a flexible polyurethane foam while suppressing collaps etc. By setting the hydroxyl value to 90 mgKOH / g or less, the flexibility of the produced flexible polyurethane foam is not impaired and the rebound resilience can be kept low. The hydroxyl value of the polyol (A) is particularly preferably 15 to 60 mgKOH / g.
ポリオール(A)の不飽和度は0.05meq/g以下が好ましく、0.01meq/g以下がさらに好ましく、0.006meq/g以下が特に好ましい。不飽和度を0.05meq/g以下とすることで、得られる軟質ポリウレタンフォームの耐久性が悪化する欠点を回避することができる。不飽和度の下限は理想的には0meq/gである。不飽和度の測定は、JIS K 1557(1970年版)に準拠した方法で行う。 The degree of unsaturation of the polyol (A) is preferably 0.05 meq / g or less, more preferably 0.01 meq / g or less, and particularly preferably 0.006 meq / g or less. By setting the degree of unsaturation to 0.05 meq / g or less, it is possible to avoid the disadvantage that the durability of the obtained flexible polyurethane foam deteriorates. The lower limit of the degree of unsaturation is ideally 0 meq / g. The degree of unsaturation is measured by a method based on JIS K 1557 (1970 edition).
ポリオール(A)は、ポリマー分散ポリオールであってもよい。ポリオール(A)がポリマー分散ポリオールであるとは、ポリオール(A)をベースポリオール(分散媒)として、ポリマー微粒子(分散質)が安定に分散している分散系であることを意味する。 The polyol (A) may be a polymer-dispersed polyol. The polyol (A) being a polymer-dispersed polyol means a dispersion system in which polymer fine particles (dispersoid) are stably dispersed using the polyol (A) as a base polyol (dispersion medium).
ポリマー微粒子のポリマーとしては、付加重合系ポリマーまたは縮重合系ポリマーが挙げられる。付加重合系ポリマーは、たとえば、アクリロニトリル、スチレン、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル等のモノマーを単独重合または共重合して得られる。また、縮重合系ポリマーとしては、たとえば、ポリエステル、ポリウレア、ポリウレタン、ポリメチロールメラミン等が挙げられる。ポリオール中にポリマー微粒子を存在させることにより、ポリオールの水酸基価が低く抑えられ、軟質ポリウレタンフォームの硬度を硬くすることができる等の機械的物性向上に有効である。またポリマー分散ポリオール中のポリマー微粒子の含有割合は、特に制限されないが、ポリオール(A)の全体に対して、0〜5質量%となることが好ましい。なお、ポリマー分散ポリオールのポリオールとしての諸物性(不飽和度、水酸基価等)は、ポリマー微粒子を除いたベースポリオールについて考えるものとする。 Examples of the polymer of the polymer fine particles include addition polymerization polymers and condensation polymerization polymers. The addition polymerization polymer can be obtained by homopolymerizing or copolymerizing monomers such as acrylonitrile, styrene, methacrylic acid ester, acrylic acid ester and the like. Examples of the polycondensation polymer include polyester, polyurea, polyurethane, and polymethylol melamine. The presence of polymer fine particles in the polyol is effective in improving mechanical properties such as the hydroxyl value of the polyol being kept low and the hardness of the flexible polyurethane foam being increased. Moreover, the content ratio of the polymer fine particles in the polymer-dispersed polyol is not particularly limited, but is preferably 0 to 5% by mass with respect to the entire polyol (A). The various properties (unsaturation, hydroxyl value, etc.) of the polymer-dispersed polyol as a polyol are considered for the base polyol excluding the polymer fine particles.
(ポリオール(B))
ポリオール(B)とは、平均水酸基数が2〜3、水酸基価が15〜250mgKOH/gであるポリエーテルポリオールであり、かつ前記ポリオール(A)を除くポリエーテルポリオールである。すなわち開始剤にアルキレンオキシド開環付加重合触媒を用いてアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られたポリエーテルポリオールである。ここで複合金属シアン化物錯体触媒をアルキレンオキシド開環付加重合触媒として用いて製造したポリエーテルポリオールは、ポリオール(B)には含めない。
(Polyol (B))
The polyol (B) is a polyether polyol having an average number of hydroxyl groups of 2 to 3, a hydroxyl value of 15 to 250 mgKOH / g, and excluding the polyol (A). That is, it is a polyether polyol obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide using an alkylene oxide ring-opening addition polymerization catalyst as an initiator. Here, the polyether polyol produced using the double metal cyanide complex catalyst as the alkylene oxide ring-opening addition polymerization catalyst is not included in the polyol (B).
アルキレンオキシド開環付加重合触媒としては、フォスファゼン化合物、ルイス酸化合物またはアルカリ金属化合物触媒が好ましく、このうちアルカリ金属化合物触媒が特に好ましい。アルカリ金属化合物触媒としては、水酸化カリウム(KOH)、水酸化セシウム(CsOH)等が挙げられる。 As the alkylene oxide ring-opening addition polymerization catalyst, a phosphazene compound, a Lewis acid compound or an alkali metal compound catalyst is preferable, and among these, an alkali metal compound catalyst is particularly preferable. Examples of the alkali metal compound catalyst include potassium hydroxide (KOH) and cesium hydroxide (CsOH).
アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−エポキシブタン、2,3−エポキシブタン等が挙げられる。このうち、プロピレンオキシド、またはプロピレンオキシドとエチレンオキシドとの併用が好ましく、プロピレンオキシドのみが特に好ましい。すなわちポリオール(B)としては、開始剤にプロピレンオキシドのみを開環付加重合させたポリオキシプロピレンポリオールが好ましい。プロピレンオキシドのみを用いることは、加湿時の耐久性が向上するため好ましい。 Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-epoxybutane, and 2,3-epoxybutane. Among these, propylene oxide or a combination of propylene oxide and ethylene oxide is preferable, and only propylene oxide is particularly preferable. That is, as the polyol (B), a polyoxypropylene polyol obtained by ring-opening addition polymerization of only propylene oxide as an initiator is preferable. It is preferable to use only propylene oxide because durability during humidification is improved.
開始剤としては、分子中の活性水素数が2または3である化合物を、単独で用いるか、または併用する。活性水素数が2または3である化合物の具体例としては、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、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類;ビスフェノールA等の多価フェノール類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピペラジン等のアミン類が挙げられる。このうち多価アルコール類が特に好ましい。またこれらの化合物にアルキレンオキシド、好ましくはプロピレンオキシドを開環付加重合させて得られた高水酸基価ポリエーテルポリオールを用いることが好ましい。 As the initiator, a compound having 2 or 3 active hydrogen atoms in the molecule is used alone or in combination. Specific examples of the compound having 2 or 3 active hydrogens include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin and trimethylolpropane; bisphenol A and the like And polyamines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and piperazine. Of these, polyhydric alcohols are particularly preferred. Further, it is preferable to use a high hydroxyl group polyether polyol obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide, preferably propylene oxide, to these compounds.
ポリオール(B)の平均水酸基数は2〜3である。平均水酸基数を2〜3とすることにより、得られる軟質ポリウレタンフォームの乾熱圧縮永久歪等の物性が著しく低下する不具合を回避でき、また、得られる軟質ポリウレタンフォームの伸びが低下する、硬度が高くなり引張強度等の物性が低下する等の不具合を回避できる。 The average number of hydroxyl groups of the polyol (B) is 2 to 3. By setting the average number of hydroxyl groups to 2 to 3, it is possible to avoid a problem that the physical properties such as dry heat compression set of the obtained flexible polyurethane foam are remarkably lowered, and the hardness of the obtained flexible polyurethane foam is reduced. It is possible to avoid problems such as an increase in physical properties such as tensile strength.
ポリオール(B)の水酸基価は15〜250mgKOH/gである。水酸基価を15mgKOH/g以上とすることで、コラップス等を抑制し軟質ポリウレタンフォームを安定して製造できる。また水酸基価を250mgKOH/g以下とすることで、製造される軟質ポリウレタンフォームの柔軟性を損なわず、かつ、反発弾性率を低く抑えられる。ポリオール(B)の水酸基価は、30〜200mgKOH/gが特に好ましい。 The hydroxyl value of the polyol (B) is 15 to 250 mgKOH / g. By setting the hydroxyl value to 15 mgKOH / g or more, it is possible to stably produce a flexible polyurethane foam while suppressing collapse and the like. Moreover, by making a hydroxyl value into 250 mgKOH / g or less, the softness | flexibility of the flexible polyurethane foam manufactured is not impaired, and a resilience elastic modulus is restrained low. The hydroxyl value of the polyol (B) is particularly preferably 30 to 200 mgKOH / g.
ポリオール(B)は、ポリマー分散ポリオールであってもよい。ポリマー微粒子のポリマーとしては、ポリオール(A)の項で説明したものと同様のものが挙げられる。またポリマー分散ポリオール中のポリマー微粒子の含有割合は、特に制限されないが、ポリオール(B)の全体に対して、0〜10質量%となることが好ましい。 The polyol (B) may be a polymer-dispersed polyol. Examples of the polymer of the polymer fine particles include those described in the section of the polyol (A). Moreover, the content ratio of the polymer fine particles in the polymer-dispersed polyol is not particularly limited, but is preferably 0 to 10% by mass with respect to the entire polyol (B).
(ポリオール(C))
ポリオール(C)とは、平均水酸基数が2〜6であり、水酸基価が300〜1830mgKOH/gであるポリオールである。ポリオール(C)として用いるポリオールとしては、多価アルコール類、水酸基を2〜6有するアミン類、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。ポリオール(C)を用いると、架橋剤として作用し、硬度等の機械的物性が向上する。また本発明においてはポリオール(C)は破泡効果も認められ、ポリオール(C)の添加は通気性の向上に効果がある。特に発泡剤を多く使用して低密度(軽量)の軟質ポリウレタンフォームを製造しようとする場合にも、発泡安定性が良好となる。
(Polyol (C))
The polyol (C) is a polyol having an average number of hydroxyl groups of 2 to 6 and a hydroxyl value of 300 to 1830 mgKOH / g. Examples of the polyol used as the polyol (C) include polyhydric alcohols, amines having 2 to 6 hydroxyl groups, polyester polyols, polyether polyols, and polycarbonate polyols. When the polyol (C) is used, it acts as a cross-linking agent, and mechanical properties such as hardness are improved. In the present invention, the polyol (C) also has a bubble-breaking effect, and the addition of the polyol (C) is effective in improving air permeability. Particularly when a low density (light weight) flexible polyurethane foam is to be produced using a large amount of a foaming agent, the foaming stability is good.
多価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、ジプロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
水酸基を2〜6有するアミン類としてはジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
Examples of the polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, dipropylene glycol, glycerin, diglycerin, pentaerythritol and the like.
Examples of amines having 2 to 6 hydroxyl groups include diethanolamine and triethanolamine.
ポリエーテルポリオールとしては、開始剤にアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られたポリエーテルポリオールが挙げられる。
開始剤としては、ポリオール(C)として用いてもよい多価アルコール、またはポリオール(B)の製造に用いられる開始剤が例示できる。
Examples of the polyether polyol include polyether polyols obtained by ring-opening addition polymerization of an alkylene oxide as an initiator.
As an initiator, the initiator used for manufacture of the polyhydric alcohol which may be used as a polyol (C), or a polyol (B) can be illustrated.
アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−エポキシブタン、2,3−エポキシブタン等が挙げられる。このうち、プロピレンオキシド、またはプロピレンオキシドとエチレンオキシドとの併用が好ましく、プロピレンオキシドのみが特に好ましい。すなわちポリエーテルポリオールであるポリオール(C)としては、開始剤にプロピレンオキシドのみを開環付加重合させたポリオキシプロピレンポリオールが好ましい。ポリオール(C)としては、上記のうちポリエーテルポリオールが好ましく、ポリオキシプロピレンポリオールポリオールが特に好ましい。プロピレンオキシドのみを用いることは、加湿時の耐久性が向上するため好ましい。ポリオール(C)としては、1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。 Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-epoxybutane, and 2,3-epoxybutane. Among these, propylene oxide or a combination of propylene oxide and ethylene oxide is preferable, and only propylene oxide is particularly preferable. That is, the polyol (C) that is a polyether polyol is preferably a polyoxypropylene polyol obtained by ring-opening addition polymerization of only propylene oxide as an initiator. As the polyol (C), among the above, polyether polyol is preferable, and polyoxypropylene polyol polyol is particularly preferable. It is preferable to use only propylene oxide because durability during humidification is improved. As a polyol (C), only 1 type may be used or 2 or more types may be used together.
ポリオール(C)の平均水酸基数は2〜6であり、3〜4が好ましい。またポリオール(C)の水酸基価は300〜1830mgKOH/gであり、300〜600mgKOH/gが好ましい。 The average number of hydroxyl groups of the polyol (C) is 2-6, preferably 3-4. Moreover, the hydroxyl value of a polyol (C) is 300-1830 mgKOH / g, and 300-600 mgKOH / g is preferable.
(モノオール(D))
モノオール(D)とは、水酸基価が10〜200mgKOH/gであるポリエーテルモノオールである。すなわち活性水素数が1である開始剤にアルキレンオキシド開環付加重合触媒を用いてアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られたポリエーテルモノオールである。
(Monoall (D))
Monool (D) is a polyether monool having a hydroxyl value of 10 to 200 mgKOH / g. That is, it is a polyether monool obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide using an alkylene oxide ring-opening addition polymerization catalyst to an initiator having 1 active hydrogen.
アルキレンオキシド開環付加重合触媒としては、複合金属シアン化物錯体触媒、フォスファゼン化合物、ルイス酸化合物またはアルカリ金属化合物触媒が好ましく、このうち複合金属シアン化物錯体触媒が特に好ましい。すなわちモノオール(D)は、複合金属シアン化物錯体触媒を用いてアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られたポリオキシアルキレン鎖を有するポリエーテルモノオールであることが好ましい。 As the alkylene oxide ring-opening addition polymerization catalyst, a composite metal cyanide complex catalyst, a phosphazene compound, a Lewis acid compound or an alkali metal compound catalyst is preferable, and among these, a composite metal cyanide complex catalyst is particularly preferable. That is, the monool (D) is preferably a polyether monool having a polyoxyalkylene chain obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide using a double metal cyanide complex catalyst.
アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−エポキシブタン、2,3−エポキシブタン等が挙げられる。このうち、プロピレンオキシド、またはプロピレンオキシドとエチレンオキシドとの併用が好ましく、プロピレンオキシドのみが特に好ましい。すなわちモノオール(D)としては、開始剤にプロピレンオキシドのみを開環付加重合させたポリオキシプロピレンモノオールが好ましい。プロピレンオキシドのみを用いることは、加湿時の耐久性が向上するため好ましい。 Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-epoxybutane, and 2,3-epoxybutane. Among these, propylene oxide or a combination of propylene oxide and ethylene oxide is preferable, and only propylene oxide is particularly preferable. That is, the monool (D) is preferably a polyoxypropylene monool obtained by subjecting only propylene oxide to ring-opening addition polymerization to an initiator. It is preferable to use only propylene oxide because durability during humidification is improved.
開始剤としては、活性水素原子を1個のみ有する化合物を用いる。その具体例としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等のモノオール類;フェノール、ノニルフェノール等の1価フェノール類;ジメチルアミン、ジエチルアミン等の2級アミン類等、およびこれらの開始剤にアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られるポリエーテルモノオールが挙げられる。 As the initiator, a compound having only one active hydrogen atom is used. Specific examples thereof include monools such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol and tert-butyl alcohol; monohydric phenols such as phenol and nonylphenol; 2 such as dimethylamine and diethylamine. Examples thereof include polyether monools obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxides to primary amines and the like and these initiators.
モノオール(D)の平均水酸基数は1である。またモノオール(D)の水酸基価は10〜200mgKOH/gであり、10〜120mgKOH/gが好ましい。 The average number of hydroxyl groups of monool (D) is 1. Moreover, the hydroxyl value of monool (D) is 10-200 mgKOH / g, and 10-120 mgKOH / g is preferable.
(ポリオール混合物)
ポリオール混合物は、ポリオール(A)およびポリオール(B)を含む混合物であり、さらに、ポリオール(C)および/またはモノオール(D)を含むことが好ましい。
(Polyol mixture)
The polyol mixture is a mixture containing polyol (A) and polyol (B), and preferably further contains polyol (C) and / or monool (D).
ポリオール(A)とポリオール(B)との割合は、ポリオール(A)とポリオール(B)との合計(100質量%)のうちのポリオール(A)の割合で、5〜50質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましい。ポリオール混合物中のポリオール(A)の割合を上記の範囲とすることで、低反発で、温度変化に対する反発弾性率および硬さの変化が小さい(感温性の低い)軟質ポリウレタンフォームが得られる。 The ratio of the polyol (A) and the polyol (B) is the ratio of the polyol (A) in the total (100% by mass) of the polyol (A) and the polyol (B), and is preferably 5 to 50% by mass. 10-30 mass% is more preferable. By setting the ratio of the polyol (A) in the polyol mixture within the above range, a flexible polyurethane foam having low rebound and small change in resilience modulus and hardness with respect to temperature change (low temperature sensitivity) can be obtained.
ポリオール混合物(100質量%)のうちの、ポリオール(A)とポリオール(B)との合計の割合は、75質量%以上が好ましく、85質量%以上がより好ましく、90質量%以上が特に好ましい。ポリオール混合物中のポリオール(A)とポリオール(B)との合計の割合を上記の範囲とすることで、低反発性、耐久性に優れ、かつ、通気性の良好な軟質ポリウレタンフォームが得られる。 The total ratio of the polyol (A) and the polyol (B) in the polyol mixture (100% by mass) is preferably 75% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. By setting the total ratio of the polyol (A) and the polyol (B) in the polyol mixture within the above range, a flexible polyurethane foam excellent in low resilience and durability and excellent in air permeability can be obtained.
モノオール(D)の割合は、ポリオール(A)とポリオール(B)との合計の100質量部に対して、1〜10質量部が好ましく、2〜8質量部がより好ましい。モノオール(D)の割合を上記の範囲とすることで、低反発性、耐久性に優れ、かつ、通気性の良好な軟質ポリウレタンフォームが得られる。 The proportion of monool (D) is preferably 1 to 10 parts by mass and more preferably 2 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total of polyol (A) and polyol (B). By setting the proportion of monool (D) within the above range, a flexible polyurethane foam excellent in low resilience and durability and having good air permeability can be obtained.
ポリオール(C)の割合は、ポリオール混合物(100質量%)のうちの、10質量%以下が好ましく、0〜5質量%がより好ましく、0.5〜2質量部が特に好ましい。ポリオール(C)の割合を上記の範囲とすることで、軟質ポリウレタンフォームの低反発性をより低くしつつ、通気性を向上させることができる。 The proportion of the polyol (C) is preferably 10% by mass or less, more preferably 0 to 5% by mass, and particularly preferably 0.5 to 2 parts by mass in the polyol mixture (100% by mass). By setting the ratio of the polyol (C) within the above range, the air permeability can be improved while lowering the low resilience of the flexible polyurethane foam.
ポリオール混合物は、ポリオール(A)、ポリオール(B)、ポリオール(C)およびモノオール(D)のいずれにも分類されないその他のポリオール(E)を含んでいてもよい。その他のポリオール(E)の割合は、ポリオール混合物(100質量%)のうちの、10質量%以下が好ましく、5質量%以下が好ましく、0質量%が特に好ましい。その他のポリオール(E)の割合が0質量%であるとは、ポリオール混合物が、ポリオール(A)およびポリオール(B)を含み、必要に応じてポリオール(C)および/またはモノオール(D)を含むが、その他のポリオール(E)を含まないことを意味する。 The polyol mixture may contain other polyol (E) that is not classified as any of polyol (A), polyol (B), polyol (C), and monool (D). The proportion of the other polyol (E) is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 0% by mass in the polyol mixture (100% by mass). The ratio of the other polyol (E) is 0% by mass. The polyol mixture contains the polyol (A) and the polyol (B), and if necessary, the polyol (C) and / or the monool (D). Contains but does not contain other polyols (E).
ポリオール混合物(100質量%)の好適な組成の具体例としては、ポリオール(A)10〜30質量%、ポリオール(B)60〜90質量%、ポリオール(C)0〜5質量%、モノオール(D)2〜8質量%が挙げられる。 Specific examples of suitable compositions of the polyol mixture (100% by mass) include polyol (A) 10-30% by mass, polyol (B) 60-90% by mass, polyol (C) 0-5% by mass, monool ( D) 2-8 mass% is mentioned.
(ポリイソシアネート化合物)
ポリイソシアネート化合物としては、イソシアネート基を2以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系等のポリイソシアネート;前記ポリイソシアネートの2種類以上の混合物;これらを変性して得られる変性ポリイソシアネート等が挙げられる。
(Polyisocyanate compound)
Examples of the polyisocyanate compound include aromatic, alicyclic and aliphatic polyisocyanates having two or more isocyanate groups; mixtures of two or more of the above polyisocyanates; modified polyisocyanates obtained by modifying these, etc. Is mentioned.
ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(通称:クルードMDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)等が挙げられる。変性ポリイソシアネートとしては、上記ポリイソシアネートのプレポリマー型変性体、ヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体等が挙げられる。これらのうち、TDI、MDI、クルードMDI、またはこれらの変性体が好ましい。さらにこれらのうち、TDI、クルードMDIまたはその変性体(特にプレポリマー型変性体が好ましい。)を用いると発泡安定性が向上する、耐久性が向上する等の点で好ましい。特にTDI、クルードMDIまたはその変性体のうち、反応性が比較的低いポリイソシアネート化合物を用いると通気性が向上し好ましい。具体的には2,6−TDIの割合の多い(30質量%以上が特に好適である。)TDI混合物が好ましい。 Polyisocyanates include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenyl polyisocyanate (common name: crude MDI), xylylene diisocyanate (XDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI). Etc. Examples of the modified polyisocyanate include a prepolymer modified product, a nurate modified product, a urea modified product, and a carbodiimide modified product of the above polyisocyanate. Of these, TDI, MDI, crude MDI, or modified products thereof are preferred. Further, among these, use of TDI, crude MDI, or a modified product thereof (especially a prepolymer modified product) is preferable in terms of improving foaming stability and improving durability. In particular, it is preferable to use a polyisocyanate compound having a relatively low reactivity among TDI, crude MDI, or a modified product thereof because air permeability is improved. Specifically, a TDI mixture having a high ratio of 2,6-TDI (30% by mass or more is particularly preferable) is preferable.
ポリイソシアネート化合物の使用量は、イソシアネート指数で表される。イソシアネート指数とは、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基の当量を、ポリオール、水等の全ての活性水素の合計の当量で除した数値の100倍である。本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法においては、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物との割合を、イソシアネート指数で90以上とする。イソシアネート指数が90未満であると、ポリオールが過剰に用いられ、可塑剤としての影響が大きくなり、洗濯耐久性が悪化しやすく好ましくない。またウレタン化触媒が放散しやすくなり、製造された軟質ポリウレタンフォームが変色しやすくなる等の点でも好ましくない。イソシアネート指数は90〜130が好ましく、95〜110がより好ましく、100〜110が特に好ましい。 The amount of the polyisocyanate compound used is represented by an isocyanate index. The isocyanate index is 100 times the value obtained by dividing the equivalent of the isocyanate group of the polyisocyanate compound by the total equivalent of all active hydrogens such as polyol and water. In the manufacturing method of the flexible polyurethane foam of this invention, the ratio of a polyol mixture and a polyisocyanate compound shall be 90 or more by an isocyanate index. If the isocyanate index is less than 90, the polyol is used excessively, the influence as a plasticizer becomes large, and the washing durability tends to deteriorate, which is not preferable. In addition, the urethanization catalyst is easily dissipated, and the produced flexible polyurethane foam is easily discolored. The isocyanate index is preferably 90 to 130, more preferably 95 to 110, and particularly preferably 100 to 110.
(ウレタン化触媒)
ウレタン化触媒としては、ウレタン化反応を促進する全ての触媒を使用でき、たとえば、トリエチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン等の3級アミン類;酢酸カリウム、2−エチルヘキサン酸カリウム等のカルボン酸金属塩;スタナスオクトエート、ジブチルスズジラウレート等の有機金属化合物が挙げられる。
(Urethane catalyst)
As the urethanization catalyst, any catalyst that promotes the urethanation reaction can be used, for example, triethylenediamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, etc. And carboxylic acid metal salts such as potassium acetate and potassium 2-ethylhexanoate; organometallic compounds such as stannous octoate and dibutyltin dilaurate.
(整泡剤)
整泡剤としては、シリコーン系整泡剤、フッ素系整泡剤等が挙げられる。これらのうち、シリコーン系整泡剤が好ましい。シリコーン系整泡剤のうち、ポリオキシアルキレン・ジメチルポリシロキサンコポリマーを主成分とするシリコーン系整泡剤が好ましい。整泡剤は、ポリオキシアルキレン・ジメチルポリシロキサンコポリマー単独であっても、これに他の併用成分を含んだ混合物であってもよい。他の併用成分としては、ポリアルキルメチルシロキサン、グリコール類、ポリオキシアルキレン化合物等が挙げられる。整泡剤としては、ポリオキシアルキレン・ジメチルポリシロキサンコポリマー、ポリアルキルメチルシロキサンおよびポリオキシアルキレン化合物を含む整泡剤混合物が、フォームの安定性の点から特に好ましい。該整泡剤混合物としては、東レダウコーニング・シリコーン社製の商品名:SZ−1328が挙げられる。整泡剤は、2種類以上併用してもよく、また前記特定の整泡剤以外の整泡剤を併用してもよい。
(Foam stabilizer)
Examples of the foam stabilizer include silicone foam stabilizers and fluorine foam stabilizers. Of these, silicone-based foam stabilizers are preferred. Of the silicone foam stabilizers, silicone foam stabilizers based on polyoxyalkylene / dimethylpolysiloxane copolymers are preferred. The foam stabilizer may be a polyoxyalkylene / dimethylpolysiloxane copolymer alone or a mixture containing other combined components. Examples of other combined components include polyalkylmethylsiloxane, glycols, polyoxyalkylene compounds and the like. As the foam stabilizer, a foam stabilizer mixture containing a polyoxyalkylene / dimethylpolysiloxane copolymer, a polyalkylmethylsiloxane and a polyoxyalkylene compound is particularly preferred from the viewpoint of foam stability. Examples of the foam stabilizer mixture include trade name: SZ-1328 manufactured by Toray Dow Corning Silicone. Two or more types of foam stabilizers may be used in combination, or a foam stabilizer other than the specific foam stabilizer may be used in combination.
整泡剤の使用量は、ポリオール混合物の100質量部に対して、0.01〜2質量部が好ましく、0.1〜0.5質量部がより好ましい。 0.01-2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of a polyol mixture, and, as for the usage-amount of a foam stabilizer, 0.1-0.5 mass part is more preferable.
(発泡剤)
発泡剤としては、水、不活性ガス、フッ素化炭化水素等の公知の発泡剤が挙げられる。発泡剤としては、水または不活性ガスが好ましい。不活性ガスとしては、空気、窒素、炭酸ガス等が挙げられる。これらのうち、水が好ましい。すなわち本発明においては水のみを発泡剤として用いることが特に好ましい。
(Foaming agent)
Examples of the foaming agent include known foaming agents such as water, inert gas, and fluorinated hydrocarbon. As the foaming agent, water or an inert gas is preferable. Examples of the inert gas include air, nitrogen, carbon dioxide gas and the like. Of these, water is preferred. That is, in the present invention, it is particularly preferable to use only water as a foaming agent.
発泡剤の使用量は、水を使用する場合、ポリオール混合物100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、0.1〜4質量部がより好ましい。 When water is used, the amount of the blowing agent is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol mixture.
(その他の助剤)
本発明の軟質ポリウレタンフォームを製造する際には、上述したウレタン化触媒、発泡剤、整泡剤以外に所望の添加物も使用できる。添加剤としては、炭酸カリウム、硫酸バリウム等の充填剤;乳化剤等の界面活性剤;酸化防止剤、紫外線吸収剤等の老化防止剤;難燃剤、可塑剤、着色剤、抗カビ剤、破泡剤、分散剤、変色防止剤等が挙げられる。
(Other auxiliaries)
In producing the flexible polyurethane foam of the present invention, desired additives can be used in addition to the urethanization catalyst, foaming agent and foam stabilizer described above. Additives include fillers such as potassium carbonate and barium sulfate; surfactants such as emulsifiers; anti-aging agents such as antioxidants and ultraviolet absorbers; flame retardants, plasticizers, colorants, anti-fungal agents, and foam breaking Agents, dispersants, discoloration inhibitors and the like.
(混合方法)
各成分の混合方法としては、密閉された金型内に各成分を注入し、反応性混合物を発泡させる方法(モールド法)でも、開放系で各線分を混合し、反応性混合物を発泡させる方法(スラブ法)でもよく、スラブ法が好ましい。具体的には、ワンショット法、セミプレポリマー法、プレポリマー法等の公知の方法により行うことができる。軟質ポリウレタンフォームの製造には、通常用いられる製造装置を用いることができる。
(Mixing method)
As a method of mixing each component, a method of injecting each component into a closed mold and foaming the reactive mixture (molding method) is a method of mixing each line segment in an open system and foaming the reactive mixture. (Slab method) may be used, and the slab method is preferable. Specifically, it can be performed by a known method such as a one-shot method, a semi-prepolymer method, or a prepolymer method. For production of the flexible polyurethane foam, a commonly used production apparatus can be used.
<吹込工程>
ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物とを、ウレタン化触媒、発泡剤および整泡剤の存在下に混合すると、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物とが反応し、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物との反応物が得られる。該反応は、発泡を伴うため、反応物はポリウレタンフォームとなる。
<Blowing process>
When a polyol mixture and a polyisocyanate compound are mixed in the presence of a urethanization catalyst, a foaming agent and a foam stabilizer, the polyol mixture and the polyisocyanate compound react to obtain a reaction product of the polyol mixture and the polyisocyanate compound. . Since the reaction involves foaming, the reaction product becomes a polyurethane foam.
本発明においては、該反応物に不活性ガスを吹き込み、フォーム内部の発熱温度を下げると同時に不活性ガスの圧力によって反応物内のセル膜を破ることに特徴がある。すなわち、反応物に不活性ガスを吹き込むことにより、高い通気性を有する軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。また、不活性ガスを吹き込むことによって、反応物内部の温度上昇を抑え、反応物内部の軟化に伴う反応物上部の陥没(凹み)を抑制し、外観上の欠陥および陥没に伴う密度分布の不均一性が抑えられ、目的とする軟質ポリウレタンフォームを安定して得ることができる。 The present invention is characterized in that an inert gas is blown into the reactant to lower the heat generation temperature inside the foam, and at the same time, the cell film in the reactant is broken by the pressure of the inert gas. That is, by blowing an inert gas into the reaction product, a flexible polyurethane foam having high air permeability can be obtained. In addition, by blowing inert gas, the temperature inside the reactant is suppressed, the depression (dent) at the top of the reactant caused by the softening inside the reactant is suppressed, and defects in appearance and density distribution caused by depression are suppressed. Uniformity is suppressed, and the desired flexible polyurethane foam can be stably obtained.
反応物に不活性ガスを吹き込み始めるタイミングは、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物とを混合してから2〜15分後であり、2〜10分後が好ましい。反応物に不活性ガスを吹き込み始めるタイミングが早すぎると、反応物の固化が不充分なため、吹き込んだ不活性ガスの圧力によってフォームの気泡自体が破損し、クラックや陥没が発生するおそれがある。反応物に不活性ガスを吹き込み始めるタイミングが遅すぎると、反応物内部の温度が上昇しすぎてウレタン樹脂強度が低下し、フォーム表面を支えるだけの強度が出ずに反応物上部の陥没(凹み)が進行する。フォームの内部温度は、130℃を上限することが望ましい。 The timing at which the inert gas starts to be blown into the reaction product is 2 to 15 minutes after mixing the polyol mixture and the polyisocyanate compound, and preferably 2 to 10 minutes. If the timing to start blowing the inert gas into the reactant is too early, the solidification of the reactant is insufficient, and the foam gas itself may be damaged by the pressure of the blown inert gas, causing cracks and depressions. . If the timing at which inert gas starts to be blown into the reactant is too late, the temperature inside the reactant will rise too much and the urethane resin strength will decrease, and there will not be enough strength to support the foam surface. ) Goes on. The internal temperature of the foam is desirably limited to 130 ° C.
反応物への不活性ガスの吹き込み時間は、2分以上が好ましく、フォームの形状、不活性ガスの吹き込み圧力、吹き込みノズル数により適宜選択できる。反応物への不活性ガスの吹き込み時間を2分以上とすることにより、反応物内部の過度の温度の上昇を抑制して、ウレタン樹脂が軟化してフォーム表面を支えきれず反応物上部の陥没(凹み)が進行することを防止する。 The inert gas blowing time into the reactant is preferably 2 minutes or more, and can be appropriately selected depending on the shape of the foam, the inert gas blowing pressure, and the number of blowing nozzles. By setting the inert gas blowing time to the reactants to 2 minutes or more, the excessive temperature rise inside the reactants is suppressed, and the urethane resin softens and cannot support the foam surface. (Dent) is prevented from progressing.
不活性ガスの圧力は、0.01〜0.8MPaが好ましく、0.05〜0.5MPaがより好ましい。不活性ガスの圧力を0.01MPa以上とすることにより、充分な不活性ガスをウレタンフォーム内部に供給でき、反応物内部の過度の温度の上昇を抑制できる。不活性ガスの圧力を0.8MPa以下とすることにより、吹き込んだ不活性ガスの圧力によるフォームの破損や気泡の破壊が抑えられる。不活性ガスの圧力は、ゲージ圧(大気圧を0としたときの相対的な圧力)である。該ゲージ圧は、不活性ガスを供給する配管における圧力とする。 The pressure of the inert gas is preferably 0.01 to 0.8 MPa, more preferably 0.05 to 0.5 MPa. By setting the pressure of the inert gas to 0.01 MPa or more, a sufficient inert gas can be supplied into the urethane foam, and an excessive increase in temperature inside the reaction product can be suppressed. By setting the pressure of the inert gas to 0.8 MPa or less, the foam breakage and the bubble breakage due to the pressure of the blown inert gas can be suppressed. The pressure of the inert gas is a gauge pressure (relative pressure when the atmospheric pressure is 0). The gauge pressure is the pressure in the piping that supplies the inert gas.
反応物への不活性ガスの吹き込みは、不活性ガスが反応物内部の全体に行きわたるように行うことが好ましい。たとえば、図1に示すように、反応物10の上面に切れ込み12を入れ、反応物10の側面に不活性ガス供給ノズル14を差し込んで不活性ガスを吹き込む。吹き込まれた不活性ガスは、反応物内部の全体に行きわたった後、切れ込み12から排気される。
不活性ガスの吹き込みは、2箇所以上から行うことが好ましい。不活性ガス供給ノズル14を差し込む位置は、不活性ガスを反応物内部の全体に行きわたらせるために、反応物の側面または底部が好ましく、反応物10の底面にできるだけ近い側面がより好ましい。
The inert gas is preferably blown into the reactant so that the inert gas reaches the entire inside of the reactant. For example, as shown in FIG. 1, a
The inert gas is preferably blown from two or more locations. The position where the inert
切れ込み12は、反応物10の上面を横断するように縦方向および横方向に切り込まれた十文字の切れ込みが好ましい。切れ込み12の深さは、1〜2cmが好ましい。切れ込み12の深さを1cm以上とすることにより、側面より吹き込まれ反応物10の内部を通過した不活性ガスが無理なく上面から放出される。切れ込み12の深さを2cm以下とすることにより、反応物10の表面をカッティングして製品化する場合に、除去する割合を低く抑えることができ廃棄するウレタンフォームの量が少なくなるので好ましい。
The
<軟質ポリウレタンフォーム>
以上のようにして得られた軟質ポリウレタンフォームのコア反発弾性率は、15%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、10%以下が特に好ましい。コア反発弾性率を15%以下とすることで、充分な低反発性が発揮される。下限は通常0%である。コア反発弾性率の測定は、JIS K6400A法(1997年版)に準拠した方法で行う。「コア」とは、軟質ポリウレタンフォームの中央部から表皮部を除いた部分である。
<Soft polyurethane foam>
The core rebound elastic modulus of the flexible polyurethane foam obtained as described above is preferably 15% or less, more preferably 12% or less, and particularly preferably 10% or less. By setting the core rebound resilience to 15% or less, sufficient low resilience is exhibited. The lower limit is usually 0%. The core rebound modulus is measured by a method based on the JIS K6400A method (1997 version). The “core” is a portion obtained by removing the skin portion from the central portion of the flexible polyurethane foam.
軟質ポリウレタンフォームの通気性は、30〜100L/分が好ましく、70〜100L/分がより好ましい。通気性が上記範囲であることは、圧縮された状態においても一定量の通気性が確保されることを意味する。すなわち、寝具に適用した際に蒸れにくい。通気性の測定は、JIS K6400B法(1997年版)に準拠した方法で行う。 The air permeability of the flexible polyurethane foam is preferably 30 to 100 L / min, and more preferably 70 to 100 L / min. The air permeability within the above range means that a certain amount of air permeability is secured even in a compressed state. That is, it is difficult to be stuffy when applied to bedding. The air permeability is measured by a method based on the JIS K6400B method (1997 version).
軟質ポリウレタンフォームの耐久性は、乾熱圧縮永久歪および湿熱圧縮永久歪で表される。湿熱圧縮永久歪は、蒸れた状態における耐久性の指標である。乾熱圧縮永久歪および湿熱圧縮永久歪の測定はいずれもJIS K6400(1997年版)に準拠した方法で行う。軟質ポリウレタンフォームの乾熱圧縮永久歪は5%以下が好ましく、4%以下がより好ましく、3.5%以下が特に好ましい。軟質ポリウレタンフォームの湿熱圧縮永久歪は5%以下が好ましく、4%以下がより好ましく、3.5%以下が特に好ましい。 The durability of the flexible polyurethane foam is expressed by dry heat compression set and wet heat compression set. The wet heat compression set is an index of durability in a steamed state. Both dry heat compression set and wet heat compression set are measured by a method based on JIS K6400 (1997 edition). The dry heat compression set of the flexible polyurethane foam is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, and particularly preferably 3.5% or less. The wet heat compression set of the flexible polyurethane foam is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, and particularly preferably 3.5% or less.
軟質ポリウレタンフォームの密度(コア密度)は、40〜110kg/m3 が好ましく、40〜80kg/m3 がより好ましい。本発明の製造方法は、低密度においても安定して発泡、製造が可能であり、かつ、耐久性に優れるという特徴を有する。密度の測定は、JIS K6400(1997年版)に準拠した方法で行う。 The density of a flexible polyurethane foam (core density) is preferably from 40~110kg / m 3, 40~80kg / m 3 and more preferably. The production method of the present invention is characterized in that it can be stably foamed and produced even at a low density and is excellent in durability. The density is measured by a method based on JIS K6400 (1997 edition).
本発明においては、ポリオール(A)が、水酸基数が2であり、水酸基価が10〜90mgKOH/gである場合、分岐のない完全な直鎖状であり、かつ分子鎖が極端に長いポリオールを含んでいることになり、直鎖状で、かつ分子鎖が極端に長いポリオール(A)に由来する低反発性が発揮され、充分な低反発性、具体的にはコア反発弾性率15%以下を有する軟質ポリウレタンフォームとなる。また、ポリオール(A)が、水酸基数が3であり、水酸基価が10〜90mgKOH/gである場合、ポリオール(B)のうち水酸基数2のポリオールを選択的に組み合わせることにより、低反発性が発揮される。 In the present invention, when the polyol (A) has a hydroxyl number of 2 and a hydroxyl value of 10 to 90 mgKOH / g, a polyol that is completely straight without branching and has an extremely long molecular chain is used. The low repulsion property derived from the polyol (A) that is linear and has an extremely long molecular chain is exhibited, and has a sufficiently low repulsion property, specifically, a core rebound elastic modulus of 15% or less. A flexible polyurethane foam having Further, when the polyol (A) has a hydroxyl number of 3 and a hydroxyl value of 10 to 90 mgKOH / g, low repulsion can be achieved by selectively combining a polyol having a hydroxyl number of 2 in the polyol (B). Demonstrated.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は下記例によって何ら限定されない。実施例および比較例中の「部」は「質量部」を示す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by the following example. “Parts” in Examples and Comparative Examples represents “parts by mass”.
(原料)
ポリオールA1:水酸化カリウム触媒を用いて、ジプロピレングリコールを開始剤として分子量700までプロピレンオキシドを開環付加重合させた後、珪酸マグネシウムで精製した。その後、該化合物を開始剤として亜鉛ヘキサシアノコバルテート−tert−ブチルアルコール錯体触媒を用いてプロピレンオキシドを開環付加重合させて得られた平均水酸基数が2、水酸基価が20mgKOH/g、不飽和度が0.005meq/gのポリオキシプロピレンポリオール。
(material)
Polyol A1: Using a potassium hydroxide catalyst, propylene oxide was subjected to ring-opening addition polymerization to a molecular weight of 700 using dipropylene glycol as an initiator, and then purified with magnesium silicate. Thereafter, the average number of hydroxyl groups obtained by ring-opening addition polymerization of propylene oxide using a zinc hexacyanocobaltate-tert-butyl alcohol complex catalyst using the compound as an initiator was 2, the hydroxyl value was 20 mgKOH / g, and the degree of unsaturation. Of 0.005 meq / g.
ポリオールB1:水酸化カリウム触媒を用いて、ジプロピレングリコールを開始剤としてプロピレンオキシドを開環付加重合させて得られた平均水酸基数が2、水酸基価が160mgKOH/gのポリオキシプロピレンポリオール。
ポリオールB2:水酸化カリウム触媒を用いて、グリセリンを開始剤としてプロピレンオキシドを開環付加重合させて得られた平均水酸基数が3、水酸基価が168mgKOH/gのポリオキシプロピレンポリオール。
Polyol B1: Polyoxypropylene polyol having an average number of hydroxyl groups of 2 and a hydroxyl value of 160 mgKOH / g obtained by ring-opening addition polymerization of propylene oxide using dipropylene glycol as an initiator using a potassium hydroxide catalyst.
Polyol B2: Polyoxypropylene polyol having an average number of hydroxyl groups of 3 and a hydroxyl value of 168 mgKOH / g, obtained by ring-opening addition polymerization of propylene oxide using glycerol as an initiator using a potassium hydroxide catalyst.
モノオールD1:n−ブチルアルコールを開始剤として、亜鉛ヘキサシアノコバルテート−tert−ブチルアルコール錯体触媒を用いてプロピレンオキシドを開環付加重合させて得られた平均水酸基数が1、水酸基価が16.7mgKOH/gのポリオキシプロピレンモノオール。 Monool D1: The average number of hydroxyl groups obtained by ring-opening addition polymerization of propylene oxide using a zinc hexacyanocobaltate-tert-butyl alcohol complex catalyst with n-butyl alcohol as an initiator and a hydroxyl value of 16. 7 mg KOH / g polyoxypropylene monool.
発泡剤:水。
触媒A:アミン触媒(エアプロダクツ アンド ケミカルズ社製、商品名:Niax A−230)。
触媒B:2−エチルヘキサン酸スズ(エアプロダクツ アンド ケミカルズ社製、商品名:ダブコT−9)。
整泡剤A:シリコーン系整泡剤(東レダウコーニング・シリコーン社製、商品名:SZ−1328)。
Foaming agent: water.
Catalyst A: Amine catalyst (manufactured by Air Products and Chemicals, trade name: Niax A-230).
Catalyst B: Tin 2-ethylhexanoate (manufactured by Air Products and Chemicals, trade name: DABCO T-9).
Foam stabilizer A: Silicone foam stabilizer (manufactured by Toray Dow Corning Silicone, trade name: SZ-1328).
ポリイソシアネート化合物a:TDI−80(2,4−TDI/2,6−TDI=80/20質量%の混合物)、イソシアネート基含有量48.3質量%(日本ポリウレタン工業社製、商品名:コロネートT−80)。 Polyisocyanate compound a: TDI-80 (mixture of 2,4-TDI / 2,6-TDI = 80/20% by mass), isocyanate group content 48.3% by mass (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., trade name: Coronate) T-80).
〔例1〕
表1に示した原料および配合剤のうち、ポリイソシアネート化合物以外の全原料の混合物(ポリオールシステム)の液温を23℃±1℃に調整し、ポリイソシアネート化合物を液温22±1℃に調整した。ポリオールシステムにポリイソシアネート化合物を所定量加えて、ミキサー(毎分3000回転)で5秒間混合し、室温状態で上部が開放になっている縦600mm、横600mm、高さ600mmで内部にビニールシートを敷きつめた木箱に注入した。
[Example 1]
Among the raw materials and compounding agents shown in Table 1, the liquid temperature of the mixture of all raw materials other than the polyisocyanate compound (polyol system) is adjusted to 23 ° C. ± 1 ° C., and the polyisocyanate compound is adjusted to the liquid temperature 22 ± 1 ° C. did. Add a predetermined amount of polyisocyanate compound to the polyol system, mix for 5 seconds with a mixer (3000 revolutions per minute), and place a vinyl sheet inside at 600 mm in length, 600 mm in width and 600 mm in height with the top open at room temperature. It was poured into a wooden box.
ポリオールシステムとポリイソシアネート化合物とを混合してから5分後に反応物(ポリウレタンフォーム)を木箱から取り出し、縦600mm、横600mm、高さ380mmの軟質ポリウレタンフォームを得た。得られた軟質ポリウレタンフォームを、室温(23℃)、湿度50%に調節された室内に24時間以上放置してから、各種物性の測定を行った。その測定結果を表1に示す。 Five minutes after mixing the polyol system and the polyisocyanate compound, the reaction product (polyurethane foam) was taken out of the wooden box to obtain a flexible polyurethane foam having a length of 600 mm, a width of 600 mm, and a height of 380 mm. The obtained flexible polyurethane foam was allowed to stand for 24 hours or more in a room adjusted to room temperature (23 ° C.) and humidity 50%, and various physical properties were measured. The measurement results are shown in Table 1.
(凹み)
製造後24時間以上放置した軟質ポリウレタンフォームについて、上面の中心部の凹み部分の深さを測定した。
(密度)
密度は、JIS K6400(1997年版)に準拠した方法で測定した。軟質ポリウレタンフォームの中央部を切り出し、さらに該中央部分の上部、中間、下部から表皮を除いて縦横各100mm、高さ50mmの大きさに切り出したものを測定に用いた。
(通気性)
通気性は、JIS K6400B法(1997年版)のB法に準拠した方法でフォームの中央部から表皮を取り除いて測定した。
(Dent)
About the flexible polyurethane foam which was left to stand for 24 hours or more after production, the depth of the concave portion at the center of the upper surface was measured.
(density)
The density was measured by a method based on JIS K6400 (1997 edition). A central portion of the flexible polyurethane foam was cut out, and further, cut into a size of 100 mm in length and width and 50 mm in height, excluding the skin from the upper, middle and lower portions of the central portion, was used for the measurement.
(Breathable)
The air permeability was measured by removing the epidermis from the center of the foam by a method based on the method B of JIS K6400B method (1997 edition).
(25%硬さ)
25%硬さ(ILD)は、JIS K6400(1997年版)に準拠した方法で測定した。軟質ポリウレタンフォームの中央部を切り出し、さらに該中央部分の上部、中間、下部から表皮を除いて縦横各300mm、高さ50mmの大きさに切り出したものを測定に用いた。
(引張強度、伸び、乾熱圧縮永久歪、湿熱圧縮永久歪)
引張強度、伸び、乾熱圧縮永久歪、および湿熱圧縮永久歪は、JIS K6400(1997年版)に準拠した方法で測定した。
(25% hardness)
The 25% hardness (ILD) was measured by a method based on JIS K6400 (1997 edition). A central portion of the flexible polyurethane foam was cut out, and further cut into a size of 300 mm in length and width and 50 mm in height, excluding the skin from the upper, middle and lower portions of the central portion, was used for the measurement.
(Tensile strength, elongation, dry heat compression set, wet heat compression set)
Tensile strength, elongation, dry heat compression set, and wet heat compression set were measured by methods based on JIS K6400 (1997 edition).
(コア反発弾性率)
コア反発弾性率は、JIS K6400A法(1997年版)に準拠した方法で測定した。フォームの中央部から表皮部を除いて縦横各100mm、高さ50mmの大きさに切り出したものを測定に用いた。
(Core rebound resilience)
The core rebound resilience was measured by a method based on the JIS K6400A method (1997 version). What was cut out into a size of 100 mm in length and width and 50 mm in height excluding the skin part from the center part of the foam was used for the measurement.
〔例2〕
表1に示した原料および配合剤のうち、ポリイソシアネート化合物以外の全原料の混合物(ポリオールシステム)の液温を23℃±1℃に調整し、ポリイソシアネート化合物を液温22±1℃に調整した。ポリオールシステムにポリイソシアネート化合物を所定量加えて、ミキサー(毎分3000回転)で5秒間混合し、室温状態で上部が開放になっている縦600mm、横600mm、高さ600mmで内部にビニールシートを敷きつめたの木箱に注入した。
[Example 2]
Among the raw materials and compounding agents shown in Table 1, the liquid temperature of the mixture of all raw materials other than the polyisocyanate compound (polyol system) is adjusted to 23 ° C. ± 1 ° C., and the polyisocyanate compound is adjusted to the liquid temperature 22 ± 1 ° C. did. Add a predetermined amount of polyisocyanate compound to the polyol system, mix for 5 seconds with a mixer (3000 revolutions per minute), and place a vinyl sheet inside at 600 mm in length, 600 mm in width and 600 mm in height with the top open at room temperature. It was poured into a wooden box.
ポリオールシステムとポリイソシアネート化合物とを混合してから120秒後に、反応物(ポリウレタンフォーム)を木箱から取り出し縦600mm、横600mm、高さ380mmの軟質ポリウレタンフォームを得た。この軟質ポリウレタンフォームの上面に図1に示すような深さ1cmの十文字の切れ込みを入れ、両側面に空気供給ノズルを差し込んだ。ポリオールシステムとポリイソシアネート化合物とを混合してから3分後に、反応物に0.05MPa(ゲージ圧)の空気を吹き込み始めた。その後、2分30秒間空気を吹き込み続け、軟質ポリウレタンフォームを得た。得られた軟質ポリウレタンフォームを、室温(23℃)、湿度50%に調節された室内に24時間以上放置してから、各種物性の測定を例1と同様に行った。その測定結果を表1に示す。 120 seconds after mixing the polyol system and the polyisocyanate compound, the reaction product (polyurethane foam) was taken out of the wooden box to obtain a flexible polyurethane foam having a length of 600 mm, a width of 600 mm, and a height of 380 mm. A cross-shaped notch having a depth of 1 cm as shown in FIG. 1 was made on the upper surface of the flexible polyurethane foam, and air supply nozzles were inserted on both sides. Three minutes after mixing the polyol system and the polyisocyanate compound, 0.05 MPa (gauge pressure) of air was started to be blown into the reaction product. Thereafter, air was continuously blown for 2 minutes and 30 seconds to obtain a flexible polyurethane foam. The obtained flexible polyurethane foam was allowed to stand in a room adjusted to room temperature (23 ° C.) and humidity of 50% for 24 hours or more, and various physical properties were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.
〔例3〕
空気の吹き込み時間を5分間に変更した以外は、例2と同様にして軟質ポリウレタンフォームを得た。各種物性の測定を例1と同様に行った。その測定結果を表1に示す。
[Example 3]
A flexible polyurethane foam was obtained in the same manner as in Example 2 except that the air blowing time was changed to 5 minutes. Various physical properties were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.
〔例4〕
吹き込む気体を窒素ガスに変更した以外は、例2と同様にして軟質ポリウレタンフォームを得た。各種物性の測定を例1と同様に行った。その測定結果を表1に示す。
[Example 4]
A flexible polyurethane foam was obtained in the same manner as in Example 2 except that the gas to be blown was changed to nitrogen gas. Various physical properties were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.
〔例5〜7〕
空気の吹き込み開始を、ポリオールシステムとポリイソシアネート化合物とを混合してから5分後〔例5〕、10分後〔例6〕、15分後〔例7〕に変更した以外は、例2と同様にして軟質ポリウレタンフォームを得た。各種物性の測定を例1と同様に行った。その測定結果を表1に示す。
なお、例1は比較例であり、例2〜7は実施例である。
[Examples 5 to 7]
Example 2 except that the start of air blowing was changed to 5 minutes after mixing the polyol system and the polyisocyanate compound [Example 5], 10 minutes after [Example 6], and 15 minutes after [Example 7]. Similarly, a flexible polyurethane foam was obtained. Various physical properties were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.
In addition, Example 1 is a comparative example and Examples 2-7 are Examples.
特定の条件で不活性ガスの吹き込みを行った例2〜7の軟質ポリウレタンフォームは、表1に示すように通気性が高く、上面の凹みおよび密度分布が少なかった。一方、例1では不活性ガスの吹き込みを行っていないため、通気性が低く、上面の凹みおよび密度分布が大きかった。 As shown in Table 1, the flexible polyurethane foams of Examples 2 to 7 in which an inert gas was blown under specific conditions had high air permeability, and the upper surface had a small dent and density distribution. On the other hand, in Example 1, since the inert gas was not blown, the air permeability was low, and the dents on the upper surface and the density distribution were large.
本発明の製造方法で得られた軟質ポリウレタンフォームは、衝撃吸収体、吸音体、振動吸収体として好適であり、また、寝具、マット、クッション、座席シートとしても好適である。特に寝具(マットレス、枕等)に好適である。 The flexible polyurethane foam obtained by the production method of the present invention is suitable as an impact absorber, a sound absorber, and a vibration absorber, and is also suitable as a bedding, mat, cushion, and seat. It is particularly suitable for bedding (mattress, pillow, etc.).
10 反応物
12 切れ込み
10
Claims (9)
ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物とを混合してから2〜15分後に、ポリオール混合物とポリイソシアネート化合物との反応物に不活性ガスを吹き込み始め2分間以上不活性ガスを吹き込む工程とを有する軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
ただしポリオール(A)とは、複合金属シアン化物錯体触媒を用いて開始剤にアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られた、平均水酸基数が2〜3、水酸基価が10〜90mgKOH/gであるポリエーテルポリオールであり、
ポリオール(B)とは、平均水酸基数が2〜3、水酸基価が15〜250mgKOH/gであり、かつポリオール(A)を除くポリエーテルポリオールである。 Mixing a polyol mixture containing the following polyol (A) and the following polyol (B) and a polyisocyanate compound in the presence of a urethanization catalyst, a foaming agent and a foam stabilizer at an isocyanate index of 90 or more;
2-15 minutes after mixing the polyol mixture and the polyisocyanate compound, a flexible polyurethane foam having a process of starting to blow an inert gas into a reaction product of the polyol mixture and the polyisocyanate compound and blowing the inert gas for 2 minutes or more Manufacturing method.
However, the polyol (A) is obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide to an initiator using a double metal cyanide complex catalyst, the average number of hydroxyl groups is 2 to 3, and the hydroxyl value is 10 to 90 mgKOH / g. A polyether polyol,
The polyol (B) is a polyether polyol having an average number of hydroxyl groups of 2 to 3, a hydroxyl value of 15 to 250 mgKOH / g, and excluding the polyol (A).
ただしポリオール(C)とは、平均水酸基数が2〜6であり、水酸基価が300〜1830mgKOH/gであるポリオールである。 The method for producing a flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 5, wherein the polyol mixture further contains 10% by mass or less of the following polyol (C) in the polyol mixture (100% by mass).
However, the polyol (C) is a polyol having an average number of hydroxyl groups of 2 to 6 and a hydroxyl value of 300 to 1830 mgKOH / g.
ただしモノオール(D)とは、水酸基価が10〜200mgKOH/gであるポリエーテルモノオールである。 The method for producing a flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 6, wherein the polyol mixture further contains the following monool (D).
However, monool (D) is a polyether monool having a hydroxyl value of 10 to 200 mgKOH / g.
The method for producing a flexible polyurethane foam according to claim 7 or 8, wherein the monool (D) is a polyoxypropylene monool obtained by ring-opening addition polymerization of only propylene oxide as an initiator.
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