JPH0716960B2 - ポリウレタンフオ−ム品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はポリウレタンフオーム品の製造方法に関し、特
にフオーム生成用成分を充てんする前に型をはく離剤で
処理することを特徴とするポリウレタンフオーム品の製
造方法に関する。

従来の技術 ポリウレタンフオーム品は型内で製造される、そしてこ
れは極めて多種類の先行技術の方法によつて行なわれて
いる。周知のように、使用するフオーム生成用成分、装
置および型に関して、非常に多くの種類のものがある。
一般に型は、開放又は密閉状態において、混合ヘツドに
よつて混合されたポリオールおよびイソシアナート成分
を使用して供給流路を介して充てんされる。求める製品
およびその必要な特性の外に、成分の組成は作業が一段
発泡法（直接法）または二段発泡法（プレポリマーまた
はセミプレポリマー法）によつて行なうかに依存する。
これらの考えられる種々の方法は全て文献に記載されて
いるから、ここで詳細に説明する必要はない。例えば、
次の文献を参照されたい：「Integralschaumstoffe」,P
iechota and Rohr,1975;Kunststoff-Handbuch,vol.VII,
「Polyurethane」,1966;「Schaumkunststoffe」,publis
hed by the Fachverband Schaumkunststoffe in GKV,19
76 and Wittfoht,Kunststoff-Technisches Wrterbuc
h,part 3. 金属、木またはプラスチックの型内で完全に重合された
発泡製品の容易かつきれいな取り外し（除去）をさせる
ために、フオーム生成用成分またはポリウレタンフオー
ムと接触する型表面は、型に充てんする前にはく離剤
（又は離型剤）で処理する。このために、型表面にはく
離剤の均一コーテイングをすることによつてはく離膜を
生成する。これは通常周知の吹付けおよび射出法によつ
て行ない、はく離剤は高圧または付加圧縮力によつて噴
霧される。良好な離型特性の外に、特殊の場合に、はく
離剤は最終のポリウレタンフオーム製品の表面の性質に
影響を与えなければならない。従つて、例えばコールド
軟質フオームの分野（自動車のシート、頭受け、ひじ掛
け、等）において、特殊な添加物が連続気泡構造を作
り、その結果、フオーム製品を必要な方法で空気抜きさ
せることができる。

従来のはく離剤は、有機溶媒と該溶媒に溶解、分散、懸
濁または乳化されたはく離活性物質（固体分と呼ぶ）か
らなる。周知のように、それらはワツクス、グリース、
油脂、シリコーン化合物、脂肪酸アミド、脂肪酸エステ
ル、可塑剤、安定剤、促進剤、等を含む。はく離剤に存
在する主な溶媒、例えばフレオン、塩化メチレン、トリ
クロロエタン、テトラクロロエチレン、ガソリンおよび
高沸点のガソリン炭化水素がキヤリヤー（担体）として
使用されるので、はく離活性物質は型表面へ均一なはく
離膜として塗布することができる。

固体分の組成、割合および溶媒の組合せは、型の温度、
暴気時間（はく離剤塗布と成分導入間の時間）および特
定のフオーム系（一体スキン、硬質一体スキンまたはコ
ールド軟質フオーム）の関数として決められる。この点
において、種々の特性をもつた各種の品物を製造するこ
とができる。例えば、一体スキン・フオームは表面に特
殊な必要条件、すなわち均一性および良好な把握性を必
要とする自動車のハンドルの製造に用いられる。一体ス
キンフオームを製造する場合、型の温度は一般に30〜50
℃である。しかしながら、研磨成形品の製造にしばしば
用いられるRIM法の型温度は50〜70℃である。コールド
軟質フオーム、から製造する品物、例えば自動車のシー
ト、頭受けおよび肘掛けの製造における型の温度は同様
の温度、すなわち40〜70℃である。自動車のブラケツ
ト、ウインドシヤツター、冷蔵庫部品、家具部品および
椅子のような硬質フオームから品物を製造する場合、型
の温度は一般に30〜50℃である。

一般に噴霧または射出装置によつて行われるはく離剤導
入時に、溶媒がフオームの種類に依存して25〜70℃の温
度に加熱された型表面から共沸混合物として著しく蒸発
する。オーバー・スプレイと共に、これらの蒸気は作業
領域から対応する排気装置によつて除去される。高価な
原料の損失の外に、かかる汚染物質の放出は環境を極め
て害する。吸着プラントでの再生法が考えられるが、こ
の場合フイルターや水管壁によつても除去できない微細
な形で存在する固体粒子は深刻な問題となる。ワツクス
および油脂で直ちに覆われる吸収塗料は極めて短時間で
再生しなければならず、それはかなりの費用と労力を要
する。

前述の問題の結果として、ある時期、水性はく離剤、す
なわち有機溶媒の大部分、望ましくは全部を水に置き換
えたはく離剤を使用する試みがなされた。低含量の溶媒
または溶媒を含まないはく離剤は周知である。それらは
本質的に油脂、ワツクスまたはセツケンのエマルジヨン
または分散液である。これらのはく離剤についても、前
述のフオーム系の大部分においてはく離剤塗布後に、重
合過程が不利にならないように溶媒（この場合水）の大
部分が蒸発したときのみ型にフオーム生成用成分を充て
んできるという欠点がある。

水性はく離剤を使用したとき水の不適当な蒸発が低性能
製品をもたらす理由は、ポリオール‐イソシアナート反
応に平行して生じる水とイソシアナート基間の競走反応
であつて二酸化炭素と、正確につり合つたポリオール‐
イソシアナートの比の部分的変移をもたらす。これは、
変色、気泡、空孔（膨れ）からフオームの部分的こわれ
に及ぶ型内におけるフオーム障害をもたらす。近代的な
フオーム・プラントのシステム・ベースド循環サイクル
のために、はく離剤フイルムの蒸発用に一般に最高65℃
の温度で僅か５〜50秒が利用されているのみであり、そ
れは多少なりとも強い結合をした水はく離膜から水を十
分に除去するには不適当であることが証明されており、
既存のフオーム技術の大部分に水性はく離剤は使用でき
ない。

高エネルギーを消費する型の温度によつて水の蒸発が行
なわれるところのホツトフオーミングに水性はく離剤を
使用することが知られている。さらに、フオーム製品の
表面特性に限定された要求のみがされているところに、
それらの表面は見れないから水性はく離剤が使用され
る。この例はバツク・フオーミングである。

他の分野において水性はく離剤を経済的に使用するため
に、約10〜30％の蒸発促進剤をはく離剤に添加してエア
リング時間を短縮している。それら促進剤は低沸点アル
コール、ケトン、エステル等からなるが、それらはイソ
シアナートとの反応を妨害する可能性の外に環境汚染の
問題をかかえている。かかる部分的水性、部分的溶媒を
含有する系の使用は実際に成功していない。

発明が解決しようとする問題点 従つて、発明が解決しようとする問題点は、水の低蒸発
挙動に関連した欠点を悪くすると共に、システムの簡潔
さおよびプラント・ベースのサイクル時間の短い結果と
して、これまで可能でなかつたフオーム・システムにも
水性はく離剤を経済的および環境的に有利に使用するこ
とである。

問題点を解決するための手段 本発明によつて、この問題点は、高級C₁₈−C₃₀脂肪酸の
一種または一種以上のアルカリ金属塩および／またはア
ンモニウム塩および一種または一種以上の高級C₄−C₂₆
アルコールと共に、溶媒を含まない水性はく離剤を使用
し、それらの混合物を熱い状態で型表面に塗布すること
からなる前記タイプのポリウレタンフオーム品の製造方
法によつて解決される。

作用 驚くことに、本発明による方法は塗布したはく離膜のエ
アリング時間を著しく短かくすると共に、はく離膜から
水を大量に除去させることがわかつた。これは、はく離
剤としてそれ自体既知のセツケン・エマルジヨンが蒸発
過程中に水性ミセルの形成をもたらすから一層の驚きで
ある。従来の乳化剤を使用したとき生じる水と結合した
擬似結晶質構造物が本発明の方法によつて明確に除去さ
れることも驚きである。熱い状態において高流動性のは
く離剤である本発明により使用される混合体は均一なは
く離剤の膜を形成し、その膜から水が工業的フオーム・
プラントの短サイクル時間内に、大部分蒸発される。

本発明の方法に有用な水性はく離剤に関しては何んの限
定もない、そして該はく離剤は有機溶媒を完全にまたは
少なくとも実質に含まない、すなわちそれらはエマルジ
ヨン又は分散系の形で存在して、前述のようなはく離活
性物質および固体分を含有する。これは従来のエマルジ
ヨンおよび分散技術（例えば、Seifen-le-Fette-Wach
se,vol.107,No.14,1981,pp 391-402参照）によつて得ら
れる。一般に、最初水を導入し、次に種々のはく離活性
物質および任意の通常の添加物質（後述）をこれらの物
質に添加する、そして必要ならば乳化剤も使用する。乳
化過程を従進するために高温で行なうことも可能であ
る。この点に関しては、当業者は特定の必要条件に従つ
てはく離剤の組成を決定できると共に、それぞれの場合
においてかかるはく離剤の最も好ましい製造法を選ぶこ
とができるから、さらに詳細な説明を要しないであろ
う。

本発明の方法に特に適するのは、はく離活性（又は有
効）物質としてミクロワツクス特にポリエチレン・ワツ
クスのような合成および／または天然ワツクスを含む水
性はく離剤である。それぞれの場合における適切なワツ
クスの選択は該分野における技術者の技術範囲内であつ
て、意図する用途に依存する。従つて、例えばコールド
軟質フオーム用には、一体のスキン・フオームから製品
を作るときよりも軟質（低融点）のワツクスを使用す
る。

前述のように、本発明に従つて使用する水性はく離剤は
さらに従来の成分を含みうる。これらは、中でも先行技
術の溶媒系において使用される殺菌剤、シリコーン・グ
リコール又はポリシロキサン・グリコールのような系に
合つたポリウレタン・フオーム安定剤およびスズ促進剤
（例えば、ジブチル・ラウリン酸スズ）およびアミン促
進剤（例えば、ビス−（２−ジメチルアミノエチル）−
エーテル）のような促進剤を含む。コールド軟質フオー
ムにしばしば必要な連続気泡構造を得るために、例えば
市販のグリコール・シロキサン界面活性剤（シリコーン
−グリコール共重合体）を添加することができる。これ
らの水溶性界面活性剤はポリオール成分に直接添加する
こともできる。

本発明に従つて水性はく離剤と混合される添加物は、高
級C₁₈−C₃₀，望ましくはC₂₂−C₂₆脂肪酸の一種又は一種
以上のアルカリ金属塩、および／またはアンモニウム
塩、望ましくはカリウム塩および一種又は一種以上のC₄
−C₂₆，望ましくはC₆−C₁₀アルコールからなる。該添加
物は、前記の高級脂肪酸のアルカリ金属塩、又はアンモ
ニウム塩、又はアミン並びに高級アルコールを水に添加
し、得られた混合物をかくはんしながら約80℃に加熱す
ることによつて調製される。かく調製した添加物の高級
アルコールの含量は１〜12重量％である。高級脂肪酸の
アルカリ金属塩の含量は一般に１〜20％、望ましくは５
〜９％（重量）である。添加物は、最終製品の特性およ
び用途に依存して、本発明に従つて使用される水性はく
離剤に適当量、普通10〜15重量％の量が添加される。

また、前記の添加物の成分、すなわち高級脂肪酸のアル
カリ金属塩および／またはアンモニウム塩および高級ア
ルコールは直接水性はく離剤に添加することもできる。
これは、二重加熱を避けるために、はく離剤の使用前に
直接行なう。この方法は前述の添加物の使用よりも望ま
しくない。

本発明に従つて、混合される水性はく離剤および添加物
は十分に混合しながら一緒にして、一般に連続加熱器内
で少なくとも75℃、望ましくは少なくとも80℃の温度に
加熱する。その加熱混合物は、混合により確実に均一に
すると共に成分の分離を回避するために永続的に循環す
る。所望の温度に加熱された混合物は次に通常の方法、
例えば噴霧法によつて型表面に塗布する。

本発明に従つて使用される混合物における高級アルコー
ルの濃度は６重量％以下、望ましくは４重量％以下であ
ることが重要である。従つて、その濃度は一般に１〜６
重量％の範囲内である。高級脂肪酸のアルカリ金属塩お
よび／またはアンモニウム塩の濃度は、全混合物を基準
にして一般に0.5〜10重量％、望ましくは２〜７重量％
の範囲内である。

実施例 本発明の方法に従って、下記の水性はく離剤を使用して
コールド軟質フオームから品物（自動車部品）を製造し
たとき極めて優れた結果が得られた： ポリエチレン・ワツクス 0.5重量％ 乳化剤（ナトリウム形の 第二線状アルカン・スルホ ナート、60％の有効物質） 1.3重量％ フオーム安定剤 0.3重量％ 水 残部 この水性はく離剤を、下記の形からなる種々の量の添加
物と混合した： ベヘン酸 ８重量％ KOH 1.6重量％ C₆−C₁₀アルコール ４重量％ 水 残部 発明の効果 前述のように、本発明による水性はく離剤と高級脂肪酸
のアルカリ金属塩および／またはアンモニウム塩並びに
高級アルコールの組合せ使用は、塗布したはく離剤膜の
蒸発時間の激減と、はく離剤膜からの水の極めて高い除
去度をもたらす。この効果は、添加物と混合した水性は
く離剤を塗布前に少なくとも75℃に加熱した場合のみに
生じる。表面張力の低下の外に、この効果は多分従来の
セツケン・エマルジヨンの使用時に生じる水性ミセルの
分解並びに水と結合した擬似結晶構造物の除去（これら
は従来の乳化剤の使用に起因する）のためと考えられ
る。その上、そうでないとこれらの温度で一般に不安定
であるエマルジヨンの分解が、本発明に従つて使用され
る添加物の安定化作用を介して回避される。本発明の添
加物はそれ自体はく離活性特性を有し、その結果従来の
はく離用乳化剤のはく離効果をさらに改善する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・クルグ ドイツ連邦共和国6900 ハイデルベルグ. ラウベンベグ７ (72)発明者 ゲルハード・シユステル ドイツ連邦共和国8500 ヌールンベルグ. パチエルベルストラツセ56

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フオーム生成用成分を充てんする前に型表
   面にはく離剤を塗布し、通常の方法によって型内で発泡
   成形するポリウレタン・フオーム品の製造法において、
   （ａ）はく離剤、（ｂ）C₁₈−C₃₀脂肪酸のアルカリ金属
   塩またはアンモニウム塩、および（ｃ）C₄−C₂₆アルコ
   ールからなる水性はく離剤組成物を少なくとも75℃の温
   度で型に塗布することからなることを特徴とするポリウ
   レタンフオーム品の製造方法。
2. 【請求項２】前記（ｃ）成分がC₄−C₁₂アルコールであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。
3. 【請求項３】前記組成物が、（ｃ）成分約６重量％以下
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。
4. 【請求項４】前記組成物が（ｂ）成分約10重量％以下か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。
5. 【請求項５】前記はく離剤は少なくとも80℃の温度で塗
   布することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。
6. 【請求項６】前記（ｂ）成分がC₂₂−C₂₆脂肪酸のアルカ
   リ金属塩からなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。
7. 【請求項７】前記アルカリ金属がカリウムであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
8. 【請求項８】前記（ｂ）成分がベヘン酸カリウムからな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。
9. 【請求項９】前記（ｃ）成分がC₆−C₁₀アルコールであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。
10. 【請求項１０】前記（ａ）成分が合成または天然ワツク
    スのエマルジヨンまたは分散系からなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記載の方法。
11. 【請求項１１】前記ワツクスがポリエチレン・ワツクス
    からなることを特徴とする特許請求の範囲第10項に記載
    の方法。
12. 【請求項１２】水性キヤリヤー流体、はく離剤、C₁₈−C
    ₃₀脂肪酸のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、およ
    びC₄−C₂₆アルコールからなることを特徴とするはく離
    剤組成物。
13. 【請求項１３】前記アルコールがC₄−C₁₂アルコールで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第12項に記載の組
    成物。
14. 【請求項１４】約10重量％までの前記C₁₈−C₃₀脂肪酸か
    らなることを特徴とする特許請求の範囲第12項に記載の
    組成物。
15. 【請求項１５】約６重量％までの前記C₄−C₂₆アルコー
    ルからなることを特徴とする特許請求の範囲第12項に記
    載の組成物。
16. 【請求項１６】前記アルコールがC₆−C₁₀アルコールで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第13項に記載の組
    成物。
17. 【請求項１７】前記脂肪酸がC₂₂−C₂₆脂肪酸であること
    を特徴する特許請求の範囲第12項に記載の組成物。
18. 【請求項１８】前記脂肪酸がベヘン酸であることを特徴
    とする特許請求の範囲第12項に記載の組成物。
19. 【請求項１９】前記脂肪酸がアルカリ金属塩ベヘン酸カ
    リウムであることを特徴とする特許請求の範囲第12項に
    記載の組成物。