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JP4265366B2 - Method for producing flexible polyurethane foam - Google Patents
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Description

本発明は、軟質ポリウレタンフォームの製造方法に関し、特にメカニカルフロス法による低密度・低硬度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 flexible polyurethane foam, and more particularly to a method for producing a low-density, low-hardness flexible polyurethane foam by a mechanical floss method.

メカニカルフロス法による軟質ポリウレタンフォームは、複写機等のロール、化粧用パフ、カーペット、パッキン、シール材等に用いられている。メカニカルフロス法による軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、例えば特許文献1に記載された方法、特許文献2に記載された方法等、様々な製造方法が提案されている。   Flexible polyurethane foam by the mechanical floss method is used in rolls for copying machines, cosmetic puffs, carpets, packing, sealing materials, and the like. Various manufacturing methods, such as the method described in patent document 1 and the method described in patent document 2, are proposed as a manufacturing method of the flexible polyurethane foam by the mechanical floss method.

特開2001−89547号公報JP 2001-89547 A 特開平10−258437号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-258437

特許文献1の製造方法は整泡剤を用いていないので、得られるポリウレタンフォームにおけるブリードの問題は少ない。しかしながら、得られるポリウレタンフォームのセルの状態は、セルサイズが不揃いであり、部位によって硬度が異なってくる。このようなフォームを紙送りロールに用いた場合、正確に給紙することは困難である。一方特許文献2の製造方法は、アルコール変性シリコーンオイルを用い、かつ遠心成形しているため、ピンホールの少ないフォームが得られる。しかしながら、遠心成形ゆえに成形物は薄物となり、ブロック状や厚物の成形には不向きである。   Since the production method of Patent Document 1 does not use a foam stabilizer, there are few problems of bleeding in the obtained polyurethane foam. However, the cell state of the obtained polyurethane foam is uneven in cell size, and the hardness varies depending on the part. When such a form is used for a paper feed roll, it is difficult to accurately feed paper. On the other hand, since the production method of Patent Document 2 uses alcohol-modified silicone oil and is centrifugally molded, a foam with few pinholes can be obtained. However, because of the centrifugal molding, the molded product is thin and is not suitable for molding a block shape or a thick product.

本発明は、メカニカルフロス法による軟質ポリウレタンフォームの製造方法に関するものであり、従来のメカニカルフロス法による軟質ポリウレタンフォームと比較すると、微細なセルが均一に分散した、低硬度・低密度の軟質ポリウレタンフォームが得られる。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a flexible polyurethane foam by a mechanical floss method, and has a low hardness and low density in which fine cells are uniformly dispersed as compared with a conventional flexible polyurethane foam by a mechanical floss method. Is obtained.

本発明は、従来のメカニカルフロス法によるものより、低硬度・低密度の軟質ポリウレタンフォームの製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing a flexible polyurethane foam having a low hardness and a low density as compared with the conventional mechanical floss method.

本発明は前述の課題を解決するために鋭意検討の結果見出されたものであり、すなわち、有機ポリイソシアネート(A)、ポリオール(B)、触媒(C)、及び整泡剤(D)を分散混合させたポリウレタンフォーム形成性組成物を、更に不活性ガスを機械的攪拌によって混合分散させた後、発泡硬化させてなるポリウレタンフォームの製造方法において、
前記整泡剤(D)が、ジメチルポリシロキサン−ポリエーテルポリオールブロック共重合体であり、
ケイ素含有量が10〜30質量%、
重量平均分子量における分子量分布が、1,000以上2,000未満:30〜40%、2,000以上4,000未満:40〜50%、4,000以上:20〜30%、
ジメチルポリシロキサン部とポリエーテルポリオール部の質量比が、ジメチルポリシロキサン部:ポリエーテルポリオール部=46:54であることを特徴とする、ポリウレタンフォームの製造方法である。
The present invention has been found as a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, that is, an organic polyisocyanate (A), a polyol (B), a catalyst (C), and a foam stabilizer (D). In the method for producing polyurethane foam, the polyurethane foam-forming composition dispersed and mixed is further foamed and cured after mixing and dispersing an inert gas by mechanical stirring.
The foam stabilizer (D) is a dimethylpolysiloxane-polyether polyol block copolymer,
Silicon content is 10-30% by mass,
The molecular weight distribution in the weight average molecular weight is 1,000 or more and less than 2,000: 30 to 40%, 2,000 or more and less than 4,000: 40 to 50%, 4,000 or more: 20 to 30%,
The mass ratio of a dimethylpolysiloxane part and a polyether polyol part is dimethylpolysiloxane part: polyether polyol part = 46 : 54 , It is a manufacturing method of a polyurethane foam characterized by the above-mentioned.

本発明に使用される有機ポリイソシアネート(A)は、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下「MDI」と略記する。)、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート(以下「MDI系多核縮合体」と略記する。)、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート等、また、これらのイソシアネート基を有する化合物のイソシアネート基の一部をウレタン、ビウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトンイミン、オキサゾリドン、アミド、イミド、イソシアヌレート、ウレトジオン等に変性したものが挙げられる。これらは必要に応じて、単独又は2種以上を併用することができる。   The organic polyisocyanate (A) used in the present invention is diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as “MDI”), polyphenylene polymethylene polyisocyanate (hereinafter abbreviated as “MDI polynuclear condensate”), tolylene diisocyanate. Xylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, etc. , Biuret, allophanate, carbodiimide, uretonimine, oxazolidone, amide, imide, isocyanurate, uretdione Those obtained by modifying the like. These may be used alone or in combination of two or more as required.

本発明においては、この有機ポリイソシアネート(A)は、作業性、成形性等を考慮すると、イソシアネート含量は、5〜35質量%、25℃の粘度は2,000mPa・s以下が好ましく、特にイソシアネート含量は、10〜30質量%、25℃の粘度は1000〜8000mPa・sが好ましい。   In the present invention, the organic polyisocyanate (A) preferably has an isocyanate content of 5 to 35% by mass and a viscosity at 25 ° C. of 2,000 mPa · s or less, particularly in view of workability and moldability. The content is preferably 10 to 30% by mass, and the viscosity at 25 ° C. is preferably 1000 to 8000 mPa · s.

MDI、ポリメリックMDIについて、もう少し詳述する。
MDIは、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、4,4′−MDIと略称する)、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、2,4′−MDIと略称する)、2,2′−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、2,2′−MDIと略称する)の3種類の異性体の任意割合の混合物(場合によってはいずれかの単品)の形で存在する。
MDI and polymeric MDI will be described in more detail.
MDI is 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as 4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as 2,4'-MDI), 2,2'- It exists in the form of a mixture (sometimes any single item) of three isomers of diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as 2,2'-MDI).

MDI系多核体混合物は、1分子中にイソシアネート基が結合したベンゼン環を3個以上有し、縮合度の異なる化合物の混合物の形で存在する。通常、MDI系多核体混合物単独の形では供給されず、MDIとの混合物(MDIとMDI系多核体混合物との混合物を「ポリメリックMDI」と略記する。)の形で供給される。   The MDI polynuclear mixture exists in the form of a mixture of compounds having three or more benzene rings having an isocyanate group bonded in one molecule and having different degrees of condensation. Usually, it is not supplied in the form of the MDI-based multinuclear mixture alone, but is supplied in the form of a mixture with MDI (a mixture of MDI and MDI-based multinuclear mixture is abbreviated as “polymeric MDI”).

そもそもポリメリックMDIは、アニリンとホルマリンとの縮合反応によって得られる縮合混合物(ポリアミン)をホスゲン化等によりアミノ基をイソシアネート基に転化することによって得られるものであり、生成物はMDIと縮合度の異なるMDI系多核体混合物である。MDIやポリメリックMDIの組成は、縮合時の原料組成比や反応条件を変えることによって、また、蒸留によりMDIを一部除去することで、変えることができる。なお、ポリメリックMDIのMDI含有量やMDIの異性体構成比はゲルパーミエーションクロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーによって得られる各ピークの面積百分率を基に検量線から求めることができる。   In the first place, polymeric MDI is obtained by converting an amino group to an isocyanate group by phosgenation or the like of a condensation mixture (polyamine) obtained by the condensation reaction of aniline and formalin, and the product has a different degree of condensation from MDI. It is an MDI-based multinuclear mixture. The composition of MDI and polymeric MDI can be changed by changing the raw material composition ratio and reaction conditions during condensation, or by removing a portion of MDI by distillation. The MDI content of polymeric MDI and the isomer composition ratio of MDI can be determined from a calibration curve based on the area percentage of each peak obtained by gel permeation chromatography or gas chromatography.

本発明においては、フォーム製造時の作業環境、フォームの成形性、得られるポリウレタンフォームの物性等を考慮すると、4,4′−MDI含有量が50〜100質量%であるMDI、4,4′−MDI含有量が50〜100質量%であるMDIを含有するポリメリックMDI、及びこれらのイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーが好ましい。   In the present invention, considering the working environment at the time of foam production, foam moldability, physical properties of the resulting polyurethane foam, etc., the MDI having a 4,4′-MDI content of 50 to 100% by mass, 4,4 ′ -Polymeric MDI containing MDI having an MDI content of 50 to 100% by mass, and these isocyanate group-terminated urethane prepolymers are preferred.

本発明に用いられるポリオール(B)は、高分子ポリオールと鎖延長剤からなる。高分子ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、疎水性ポリオール等を挙げることができる。ここでポリエーテルポリオールとしては、例えばプロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール等を出発物質としてアルキレンオキシドを付加重合してなるものが好ましく、特にグリセリンにエチレンオキシド又はエチレンオキシドとプロピレンオキシドを付加重合させたものが好適である。ポリエステルポリオールとしては、ジカルボン酸とジオールやトリオール等との縮合により得られる縮合系ポリエステルポリオール、ジオールやトリオールをベースとしてラクトンの開環重合により得られるラクトン系ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールの末端をラクトンでエステル変性したエステル変性ポリオール等のポリオールが好ましく用いられる。ポリカーボネートポリオールとしては、ブタンジオールやヘキサンジオール等の低分子ポリオールと、プロピレンカーボネートやジエチルカーボネート等の低分子カーボネートとのエステル交換反応よって得られるもの等が挙げられる。また、疎水性ポリオールとしては、ポリイソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオール、水素添加ポリブタジエンポリオール等が用いられる。これらの高分子ポリオール成分は、一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   The polyol (B) used in the present invention comprises a polymer polyol and a chain extender. Examples of the polymer polyol include polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, and hydrophobic polyol. Here, as the polyether polyol, for example, those obtained by addition polymerization of alkylene oxide using propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol or the like as a starting material are preferable. Particularly, ethylene oxide or ethylene oxide and propylene oxide are added to glycerin. Those obtained by addition polymerization are preferred. Polyester polyols include condensed polyester polyols obtained by condensation of dicarboxylic acids with diols and triols, lactone polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of lactones based on diols and triols, and polyether polyols with lactones at the ends. A polyol such as an ester-modified polyol modified with an ester is preferably used. Examples of the polycarbonate polyol include those obtained by a transesterification reaction between a low molecular polyol such as butanediol or hexanediol and a low molecular carbonate such as propylene carbonate or diethyl carbonate. As the hydrophobic polyol, polyisoprene polyol, polybutadiene polyol, hydrogenated polybutadiene polyol, or the like is used. These polymer polyol components may be used alone or in combination of two or more.

前述した高分子ポリオールは、疎水性のものが好ましい。これは得られるフォームの吸水性が小さくなるため、導電性の環境変化が小さくなるためである。より好ましいポリオールは、実質的平均官能基数は2〜4、数平均分子量は1,000〜10,000(特に好ましくは2,000〜5,000)のオキシエチレン基含有量が50質量%以下のポリ(オキシプロピレン)ポリオール又はポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ポリオールである。なお、ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ポリオールは、例えばブロック共重合タイプやランダム共重合タイプ、又はポリ(オキシプロピレン)ポリオールの末端にエチレンオキサイドを付加させたものを含む。実質的平均官能基数が小さすぎる場合や数平均分子量が大きすぎる場合は、フォームの硬度が低すぎるものとなりやすい。実質的平均官能基数が大きすぎる場合や数平均分子量が小さすぎる場合は、フォームの硬度が高すぎるものとなりやすい。   The above-described polymer polyol is preferably hydrophobic. This is because the water absorption of the resulting foam is small, and the change in the conductive environment is small. A more preferred polyol has a substantial average functional group number of 2 to 4, a number average molecular weight of 1,000 to 10,000 (particularly preferably 2,000 to 5,000) and an oxyethylene group content of 50% by mass or less. Poly (oxypropylene) polyol or poly (oxyethylene-oxypropylene) polyol. The poly (oxyethylene-oxypropylene) polyol includes, for example, a block copolymer type, a random copolymer type, or a polymer obtained by adding ethylene oxide to the terminal of the poly (oxypropylene) polyol. When the substantial average functional group number is too small or the number average molecular weight is too large, the hardness of the foam tends to be too low. When the substantial average functional group number is too large or the number average molecular weight is too small, the foam hardness tends to be too high.

鎖延長剤としては、例えば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、トリメチロールプロパン、テトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらの鎖延長剤は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明では、1,4−ブタンジオールが好ましい。これは、1,4−ブタンジオールは、1級の水酸基を有するため反応性が良好であり、また常温液状であるため作業性に優れて、適度な分子量を有するため機械的強度に優れたフォームが得られるためである。   Examples of the chain extender include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane, tetramethylene ether glycol, polyethylene glycol and the like. These chain extenders may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, 1,4-butanediol is preferred. This is because 1,4-butanediol has a primary hydroxyl group and thus has good reactivity, is liquid at room temperature, has excellent workability, and has an appropriate molecular weight, and thus has excellent mechanical strength. Is obtained.

本発明に用いられる触媒(C)としては、例えばトリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸塩等の有機金属化合物等の公知の触媒を単独、又は二種以上組み合わせて用いることができる。   Examples of the catalyst (C) used in the present invention include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine and tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine and pentamethyldipropylenetriamine. , Triamines such as tetramethylguanidine, triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, cyclic amines such as methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, Alcohol amines such as methylhydroxyethylpiperazine, hydroxyethylmorpholine, bis ( Methylaminoethyl) ether, ether amines such as ethylene glycol bis (dimethyl) aminopropyl ether, stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin marker peptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyl Known catalysts such as tin metal peptide, dioctyl tin thiocarboxylate, phenylmercuric propionate, and organometallic compounds such as octenoate can be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いられる整泡剤(D)は、ジメチルポリシロキサン−ポリエーテルポリオールブロック共重合体であり、ケイ素含有量が10〜30質量%、重量平均分子量における分子量分布が、1,000以上2,000未満:30〜40%、2,000以上4,000未満:40〜50%、4,000以上:20〜30%、ジメチルポリシロキサン部とポリエーテルポリオール部の質量比が、ジメチルポリシロキサン部:ポリエーテルポリオール部=46:54、という特徴を有するものである。
The foam stabilizer (D) used in the present invention is a dimethylpolysiloxane-polyether polyol block copolymer having a silicon content of 10 to 30% by mass and a molecular weight distribution in a weight average molecular weight of 1,000 or more. Less than 2,000: 30 to 40%, 2,000 or more and less than 4,000: 40 to 50%, 4,000 or more: 20 to 30%, and the mass ratio between the dimethylpolysiloxane part and the polyether polyol part is dimethylpolysiloxane. Part: Polyether polyol part = 46:54 .

整泡剤(D)のケイ素含有量が上記範囲を外れる場合やジメチルポリシロキサン部とポリエーテルポリオール部の質量比がジメチルシロキサンリッチである場合は、得られるフォームが微細セル構造を取りにくくなる。ジメチルポリシロキサン部とポリエーテルポリオール部の質量比がポリエーテルポリオールリッチである場合や分子量分布が上記範囲を外れる場合は、微細セルが均一に分散したフォームや低密度のフォームが得られにくい。   When the silicon content of the foam stabilizer (D) is out of the above range or when the mass ratio between the dimethylpolysiloxane part and the polyether polyol part is dimethylsiloxane rich, the resulting foam is difficult to take a fine cell structure. When the mass ratio of the dimethylpolysiloxane part and the polyether polyol part is rich in the polyether polyol, or when the molecular weight distribution is out of the above range, it is difficult to obtain a foam in which fine cells are uniformly dispersed or a low density foam.

ケイ素含有量は灰化法により測定され、具体的には以下の手順で測定される。
「ケイ素含有量測定方法」
1.サンプルを正確にるつぼに秤量する。
2.るつぼを加熱し、内容物を燃焼させる。
3.るつぼに残った残分(灰分)を秤量する。
4.以下の計算式に従って、ケイ素含有量を算出する。
ケイ素含有量(%)
=(残存した灰分の質量/最初に秤量したサンプルの質量)
×(32/64) ×100
The silicon content is measured by an ashing method, and specifically measured by the following procedure.
"Method for measuring silicon content"
1. Weigh sample accurately into crucible.
2. Heat the crucible and burn the contents.
3. Weigh the residue (ash) remaining in the crucible.
4). The silicon content is calculated according to the following formula.
Silicon content (%)
= (Mass of remaining ash / mass of sample weighed first)
× (32/64) × 100

分子量分布はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定され、その測定条件は以下の通りである。
「分子量分布測定方法」
分子量分布は、GPCチャートにおける各ピークの面積%を算出して評価
装置:東ソー製HLC−8220
カラム:TSKgel G3000HXL×2本+TSKgel G2000HXL×2本
流動媒:THF(テトラヒドロフラン)
流量:1ml/min
測定温度:40℃
検出器:RI検出器
注入量:100μl
重量平均分子量:ポリスチレンとの相対分子量として算出
ベースライン:GPCチャートにおける最初のピークの立ち上がりと最後のピークの終息部分とを結んだラインであり、ピークの谷と谷とを結んだラインではない。
The molecular weight distribution is measured by a gel permeation chromatography (GPC) method, and the measurement conditions are as follows.
"Molecular weight distribution measurement method"
Molecular weight distribution is evaluated by calculating the area% of each peak in the GPC chart. Apparatus: HLC-8220 manufactured by Tosoh Corporation
Column: TSKgel G3000H XL x 2 + TSKgel G2000H XL x 2 Fluid medium: THF (tetrahydrofuran)
Flow rate: 1 ml / min
Measurement temperature: 40 ° C
Detector: RI detector Injection volume: 100 μl
Weight average molecular weight: Calculated as a relative molecular weight with polystyrene Baseline: A line connecting the rising edge of the first peak and the end of the last peak in the GPC chart, not a line connecting the valleys and valleys of the peaks.

ジメチルポリシロキサン部とポリエーテルポリオール部の質量比は、H−NMR測定により算出することで求められる。なお、本発明におけるH−NMR測定条件は以下の通りである。
機種:バリアン製ユニティ500(FT−NMR)
測定時周波数:500MHz
The mass ratio between the dimethylpolysiloxane part and the polyether polyol part can be determined by calculating by 1 H-NMR measurement. The 1 H-NMR measurement conditions in the present invention are as follows.
Model: Varian Unity 500 (FT-NMR)
Measurement frequency: 500 MHz

整泡剤(D)は、そのポリエーテルポリオール部における繰り返し単位がオキシエチレン基とオキシプロピレン基からなるものであって、オキシエチレン基とオキシプロピレン基の質量比が、オキシエチレン基/オキシプロピレン基=50/50〜80/20であるものが好ましい。この比率が整泡剤(D)に適度な親油性と親水性を付与し、整泡作用、すなわち界面活性剤としての性能を最大に発揮する比率と考えられる。   The foam stabilizer (D) consists of oxyethylene groups and oxypropylene groups as repeating units in the polyether polyol portion, and the mass ratio of oxyethylene groups to oxypropylene groups is oxyethylene groups / oxypropylene groups. = 50 / 50-80 / 20 is preferable. This ratio is considered to be a ratio that imparts appropriate lipophilicity and hydrophilicity to the foam stabilizer (D) and exhibits the foam regulating action, that is, the performance as a surfactant to the maximum.

上記オキシエチレン基とオキシプロピレン基の比率は、整泡剤をコリッシュ分解し、その回収物をH−NMR測定により算出することで求められる。 The ratio of the oxyethylene group to the oxypropylene group can be obtained by subjecting the foam stabilizer to Corish decomposition and calculating the recovered product by 1 H-NMR measurement.

本発明は、また必要に応じて従来公知の他の添加剤も使用でき、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤、導電剤、絶縁剤、発光剤、抗菌剤、芳香剤等を挙げることができる。   The present invention can also use other conventionally known additives as required, for example, antioxidants, ultraviolet absorbers, flame retardants, colorants, conductive agents, insulating agents, luminescent agents, antibacterial agents, and fragrances. Etc.

これらの原料を用いて、本発明の軟質ポリウレタンフォームを製造するには、別々の容器に保管又は調製しておいたポリイソシアネート成分、ポリオール成分、触媒、及びその他の添加剤をひとつのミキシングヘッドに不活性ガスを混入しながら投入し、均質になるよう混合し、該混合液を型枠や底紙を敷いたコンベア上に流し、加熱硬化させる、あるいは該混合液を所定のモールド等に注型して加熱硬化させる方法等が挙げられる。このような方法で得られたフォームは、均一な微細セルを有し、適度な硬度を有するポリウレタンフォームとなる。いわゆる発泡剤を用いると、セルが均一にならない。   In order to produce the flexible polyurethane foam of the present invention using these raw materials, the polyisocyanate component, polyol component, catalyst, and other additives stored or prepared in separate containers are combined into one mixing head. Add while mixing inert gas, mix to homogeneity, flow the mixture onto a conveyor with a formwork and bottom paper, heat cure, or cast the mixture into a predetermined mold, etc. And heat curing. The foam obtained by such a method is a polyurethane foam having uniform fine cells and appropriate hardness. When a so-called foaming agent is used, the cells are not uniform.

このときのイソシアネートインデックス(イソシアネート基/活性水素基×100)は60〜120が好ましく、特に好ましくは80〜110の範囲である。インデックスが低すぎる場合は、フォーム表面にべと付き感が生じやすい。また、インデックスが高すぎる場合は、硬化しない場合や、柔軟性が不十分なフォームとなる場合がある。   In this case, the isocyanate index (isocyanate group / active hydrogen group × 100) is preferably from 60 to 120, particularly preferably from 80 to 110. If the index is too low, the foam surface tends to be sticky. Moreover, when an index is too high, it may not harden | cure or it may become a foam with insufficient flexibility.

このようして得られた軟質ポリウレタンフォームは、密度が0.2〜0.9g/cm、アスカー硬度Cが80以下であり、微細セルを有する均一なフォームとなる。 The flexible polyurethane foam thus obtained has a density of 0.2 to 0.9 g / cm 3 and an Asker hardness C of 80 or less, and becomes a uniform foam having fine cells.

本発明によって得られる軟質ポリウレタンフォームは、電子写真装置のトナー搬送ロール、転写ロール、帯電ロール、現像ロール等の各種ロール、枕やマットレス等の寝具、化粧用パフ、パッキン、シール材、カーペットバッキング等の分野で用いられる。   The flexible polyurethane foam obtained by the present invention includes various rolls such as toner conveying rolls, transfer rolls, charging rolls and developing rolls of electrophotographic apparatuses, bedclothes such as pillows and mattresses, cosmetic puffs, packing, sealing materials, carpet backings, etc. Used in the field of

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中において、特に断りのない限り、比率は質量比であり、「%」は「質量%」である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited to these. In Examples and Comparative Examples, unless otherwise specified, the ratio is a mass ratio, and “%” is “mass%”.

〔整泡剤の解析〕
整泡剤1〜4について、水酸基価、ケイ素含有量、ポリシロキサン部/ポリエーテル部の質量比、ポリエーテル部のオキシエチレン基(EO)/オキシプロピレン基(PO)の質量比を測定した結果を表1に示す。
[Analysis of foam stabilizer]
Results of measuring the hydroxyl value, silicon content, mass ratio of polysiloxane part / polyether part, and mass ratio of oxyethylene group (EO) / oxypropylene group (PO) in the polyether part for foam stabilizers 1 to 4 Is shown in Table 1.

Figure 0004265366
Figure 0004265366

表1において
末端基:
H−NMRにて確認した。
ケイ素含有量:
前述の灰化法により測定した。
ポリシロキサン部/ポリエーテル部の質量比:
H−NMRより測定した。
ポリエーテル部のEO/PO質量比:
コリッシュ分解後、回収物をH−NMRより測定した。
※EO:エチレンオキサイド
PO:プロピレンオキサイド
整泡剤分子量分布:
前述のGPC法により測定した。
ポリエーテル部の分子量分布:
コリッシュ分解後、回収物を前述のGPC法により測定した。
In Table 1, the end groups:
This was confirmed by 1 H-NMR.
Silicon content:
It was measured by the ashing method described above.
Mass ratio of polysiloxane part / polyether part:
It was measured by 1 H-NMR.
EO / PO mass ratio of the polyether part:
After the Corish decomposition, the recovered material was measured by 1 H-NMR.
* EO: Ethylene oxide PO: Propylene oxide foam stabilizer Molecular weight distribution:
It was measured by the GPC method described above.
Molecular weight distribution of the polyether part:
After the Corish decomposition, the recovered material was measured by the GPC method described above.

〔イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーの合成〕
合成例
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計を備えた容量:100Lの反応器に、MDI−1を350gとポリオール−1を650g仕込み、攪拌しながら80℃にて4時間反応させて、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーNCO−1を得た。NCO−1のイソシアネート含量は9.0%であった。
[Synthesis of isocyanate group-terminated urethane prepolymer]
Synthesis example Capacity equipped with stirrer, cooling pipe, nitrogen introduction pipe, thermometer: A 100 L reactor was charged with 350 g of MDI-1 and 650 g of polyol-1 and reacted at 80 ° C. for 4 hours with stirring. An isocyanate group-terminated urethane prepolymer NCO-1 was obtained. The isocyanate content of NCO-1 was 9.0%.

合成例において
MDI−1:
MDI異性体混合物を50%含有するジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)
ポリオール−1:
公称平均官能基数=3、数平均分子量=3,000、オキシエチレン基含有量=11%の末端オキシエチレンキャップのポリ(オキシプロピレン)ポリオール
※MDI異性体混合物:
4,4′−MDI以外の異性体(2,2′−MDI及び2,4′−MDI)の混合物
In the synthesis example, MDI-1:
Diphenylmethane diisocyanate (MDI) containing 50% MDI isomer mixture
Polyol-1:
Nominal average functional group number = 3, number average molecular weight = 3,000, oxyethylene group content = 11% terminal oxyethylene-capped poly (oxypropylene) polyol * MDI isomer mixture:
Mixtures of isomers other than 4,4'-MDI (2,2'-MDI and 2,4'-MDI)

〔ポリオールプレミックスの調製〕
配合例1〜18
容量:2Lの反応器に表2、3に示す仕込みで、ポリオールプレミックスOH−1〜18を調製した。
[Preparation of polyol premix]
Formulation Examples 1-18
Volume: Polyol premixes OH-1 to -18 were prepared in a 2 L reactor by charging shown in Tables 2 and 3.

Figure 0004265366
Figure 0004265366

Figure 0004265366
Figure 0004265366

配合例1〜18、表2、3において
ポリオール−1:
公称平均官能基数=3、数平均分子量=3,000、オキシエチレン基含有量=11%の末端オキシエチレンキャップのポリ(オキシプロピレン)ポリオール
1,4−BD:
1,4−ブタンジオール
TEDA−L33:
アミン触媒(東ソー製)
In Formulation Examples 1-18 and Tables 2 and 3, Polyol-1:
Nominal average functional group = 3, number average molecular weight = 3,000, oxyethylene group content = 11% terminal oxyethylene-capped poly (oxypropylene) polyol 1,4-BD:
1,4-butanediol TEDA-L33:
Amine catalyst (manufactured by Tosoh)

〔ポリウレタンフォームの製造〕
実施例1
表4に示す割合で配合した液温:25℃のポリオールプレミックスOH−1と、液温:25℃のポリイソシアネートNCO−1を混合し、1分間攪拌して乾燥空気を混入させた混合液を、金型(10cm×10cm×10cm、上部開放)に流し込み、次いで、混合液が注型された金型を80℃に調整した熱風オーブン中に2時間放置し、発泡ポリウレタン原料を硬化させた。硬化したポリウレタンフォームを金型から取り外して、ポリウレタンフォームを製造した。
[Manufacture of polyurethane foam]
Example 1
Liquid temperature blended at a ratio shown in Table 4: 25 ° C. polyol premix OH-1 and liquid temperature: 25 ° C. polyisocyanate NCO-1 were mixed, stirred for 1 minute and mixed with dry air Was poured into a mold (10 cm × 10 cm × 10 cm, upper open), and then the mold into which the mixed liquid had been poured was left in a hot air oven adjusted to 80 ° C. for 2 hours to cure the polyurethane foam raw material. . The cured polyurethane foam was removed from the mold to produce a polyurethane foam.

実施例2〜8、比較例1〜10
表4、5に示す原料を用いて、実施例1と同手順でポリウレタンフォームを製造した。
Examples 2-8, Comparative Examples 1-10
Using the raw materials shown in Tables 4 and 5, polyurethane foam was produced in the same procedure as in Example 1.

Figure 0004265366
Figure 0004265366

Figure 0004265366
Figure 0004265366

〔ポリウレタンフォームの評価〕
ポリウレタンフォームの評価項目及び測定方法は以下の通りである。
密度:
JIS K 6401に準じて求めた。
密度測定サンプルは、ポリイソシアネートとポリオールを混合してから2分後の液と、硬化反応後のフォームである。
硬度:
アスカー硬度計Cタイプにより測定
セルの状態:
軟質ポリウレタンフォームを切断し、断面の単位面積当たりのセルの個数及びそのセルの半径を測定する。切断箇所は5ヶ所とした。
[Evaluation of polyurethane foam]
Evaluation items and measurement methods of polyurethane foam are as follows.
density:
It calculated | required according to JISK6401.
The density measurement sample is a liquid two minutes after mixing the polyisocyanate and the polyol and a foam after the curing reaction.
hardness:
State of measurement cell by Asker hardness tester C type:
The flexible polyurethane foam is cut, and the number of cells per unit area of the cross section and the radius of the cells are measured. There were 5 cut points.

表2〜5より、本発明において規定される整泡剤を用いると、実施例におけるセルの半径の標準偏差は約0.04mmであるのに対して、比較例におけるセルの半径の標準偏差は0.05〜0.06mmとなり、実施例のほうが均一なフォームであると言える。また、実施例は、十分に低い密度であることが確認できた。   From Tables 2 to 5, when the foam stabilizer defined in the present invention is used, the standard deviation of the cell radius in the example is about 0.04 mm, whereas the standard deviation of the cell radius in the comparative example is From 0.05 to 0.06 mm, it can be said that the example is a more uniform foam. Moreover, it was confirmed that the examples had a sufficiently low density.

Claims (1)

有機ポリイソシアネート(A)、ポリオール(B)、触媒(C)、及び整泡剤(D)を分散混合させたポリウレタンフォーム形成性組成物を、更に不活性ガスを機械的攪拌によって混合分散させた後、発泡硬化させてなる軟質ポリウレタンフォームの製造方法において、
前記整泡剤(D)が、ジメチルポリシロキサン−ポリエーテルポリオールブロック共重合体であり、
ケイ素含有量が10〜30質量%、
重量平均分子量における分子量分布が、1,000以上2,000未満:30〜40%、2,000以上4,000未満:40〜50%、4,000以上:20〜30%、
ジメチルポリシロキサン部とポリエーテルポリオール部の質量比が、ジメチルポリシロキサン部:ポリエーテルポリオール部=46:54であることを特徴とする、ポリウレタンフォームの製造方法。
The polyurethane foam-forming composition in which the organic polyisocyanate (A), polyol (B), catalyst (C), and foam stabilizer (D) were dispersed and mixed was further mixed and dispersed with an inert gas by mechanical stirring. Thereafter, in a method for producing a flexible polyurethane foam obtained by foam curing,
The foam stabilizer (D) is a dimethylpolysiloxane-polyether polyol block copolymer,
Silicon content is 10-30% by mass,
The molecular weight distribution in the weight average molecular weight is 1,000 or more and less than 2,000: 30 to 40%, 2,000 or more and less than 4,000: 40 to 50%, 4,000 or more: 20 to 30%,
A method for producing a polyurethane foam, wherein the mass ratio of the dimethylpolysiloxane part to the polyether polyol part is dimethylpolysiloxane part: polyether polyol part = 46 : 54 .
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