JP7844862B2 - Flexible polyurethane foam-forming composition and flexible polyurethane foam - Google Patents
Flexible polyurethane foam-forming composition and flexible polyurethane foamInfo
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Description
本開示は、軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物および軟質ポリウレタンフォームに関する。 This disclosure relates to a flexible polyurethane foam-forming composition and a flexible polyurethane foam.
軟質ポリウレタンフォームは、クッション性に優れることから、家具等のクッション部材などのほか、自動車シートにも広く使用されている。この軟質ポリウレタンフォームには、フォーム物性、成型性および表面キュア性など種々の特性が求められている。 Flexible polyurethane foam is widely used in furniture cushioning materials and automotive seats due to its excellent cushioning properties. Various characteristics are required for this flexible polyurethane foam, including foam properties, moldability, and surface curing properties.
ここで、特許文献1は、ピュアMDI(イ)に当量以下のポリオール(ロ)をウレタン化反応させ、その後ポリメリックMDI(ハ)を混合して得られ、(イ)及び(ハ)に由来するMDI成分の総量において、2,2’-MDI及び2,4’-MDIを合計60~85質量%含有し;(イ)及び(ハ)の総量に対する、(イ)及び(ハ)に由来するMDI成分の含有量が50~85質量%であり;(ロ)が、特定の数平均分子量、特定の平均官能基数、特定のオキシエチレン基量であるポリエーテルポリオールである;軟質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物を開示している。また、特許文献1は、かかる軟質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物によれば、ポリイソシアネート組成物の貯蔵安定性が高く、成型性が良好であり、機械的物性、湿熱圧縮永久歪みおよび反発弾性に優れた軟質ポリウレタンフォームが得られることを開示している。 Here, Patent Document 1 discloses a polyisocyanate composition for flexible polyurethane foam obtained by urethane-forming pure MDI (a) with an equivalent or less amount of polyol (b), and then mixing it with polymeric MDI (c). The composition contains a total of 60 to 85% by mass of 2,2'-MDI and 2,4'-MDI in the total amount of MDI components derived from (a) and (c); the content of MDI components derived from (a) and (c) relative to the total amount of (a) and (c) is 50 to 85% by mass; and (b) is a polyether polyol having a specific number-average molecular weight, a specific average number of functional groups, and a specific amount of oxyethylene groups. Furthermore, Patent Document 1 discloses that such a polyisocyanate composition for flexible polyurethane foam yields a flexible polyurethane foam with high storage stability, good moldability, and excellent mechanical properties, moist heat compression set, and rebound elasticity.
なお、MDIとはジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと称する)の略称であり、ポリメリックMDIとはポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(以下、p-MDIと称する)の略称であり、ピュアMDIとは、2,2’-MDI、2,4’-MDI、および4,4’-MDIの総称である。 Furthermore, MDI is an abbreviation for diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI), polymeric MDI is an abbreviation for polymethylene polyphenylene polyisocyanate (hereinafter referred to as p-MDI), and pure MDI is a general term for 2,2'-MDI, 2,4'-MDI, and 4,4'-MDI.
しかしながら、特許文献1にかかる組成物では、イソシアネート成分がポリオールで変性されるため、粘度が高くなるとともに、NCO含量が低くなるため、低密度、かつ、優れた弾性性能を有する軟質ポリウレタンフォームを得ることは非常に困難であった。また、ウレタンフォームを作製する際は、イソシアネートが持つNCO基と水とを反応させることで炭酸ガスを発生させて発泡させるが、低密度化のために水を多量に入れると凝集性の高いウレア結合が多く生成されて、フォームの硬度が高くなり過ぎるといった問題があった。 However, in the composition described in Patent Document 1, the isocyanate component is modified with a polyol, resulting in high viscosity and low NCO content. Therefore, obtaining a low-density, flexible polyurethane foam with excellent elasticity was extremely difficult. Furthermore, when producing polyurethane foam, carbon dioxide is generated by reacting the NCO groups of the isocyanate with water to induce foaming. However, adding a large amount of water to reduce density leads to the formation of many highly cohesive urea bonds, resulting in excessively high foam hardness.
そこで、本開示の一態様は、低密度であり、適度な柔らかさを有し、強固な機械物性、および耐久性を有する軟質ポリウレタンフォームの作製に資する軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物を提供することに向けられている。また、本開示の一態様は、低密度であり、適度な柔らかさを有し、強固な機械物性、および耐久性を有する軟質ポリウレタンフォームを提供することに向けられている。 Therefore, one aspect of this disclosure is aimed at providing a flexible polyurethane foam-forming composition that contributes to the production of a flexible polyurethane foam having low density, moderate softness, strong mechanical properties, and durability. Another aspect of this disclosure is aimed at providing a flexible polyurethane foam having low density, moderate softness, strong mechanical properties, and durability.
本開示の各態様によれば、以下の(1)~(6)が提供される。
(1) ポリオール成分(A)と、
触媒(B)と、
整泡剤(C)と、
発泡剤(D)と、
ポリイソシアネート成分(E)と、を含み、
前記触媒(B)の樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下であり、
前記ポリイソシアネート成分(E)は、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)と、
任意成分であるポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)と、を含み、
前記ポリイソシアネート成分(E)中、
前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、75質量%以上100質量%以下であり、
前記ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、0質量%以上25質量%以下である、軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。
Each aspect of this disclosure provides the following (1) to (6):
(1) Polyol component (A),
Catalyst (B),
Foam stabilizer (C),
Foaming agent (D),
It contains polyisocyanate component (E),
The ratio of the foaming reaction rate constant to the resinification reaction rate constant of the catalyst (B) (foaming reaction rate constant / resinification reaction rate constant) is 0.090 or less.
The aforementioned polyisocyanate component (E) is
Diphenylmethane diisocyanate (E-1) and,
It contains the optional component polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2),
In the aforementioned polyisocyanate component (E),
The content of the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 75% by mass or more and 100% by mass or less, relative to the total amount of the polyisocyanate component (E).
A flexible polyurethane foam-forming composition wherein the content of the polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) is 0% by mass or more and 25% by mass or less, relative to the total amount of the polyisocyanate component (E).
(2) 前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)中における2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、の総計は、当該ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の全量に対して、20質量%以上60質量%以下である、(1)に記載の軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。 (2) The flexible polyurethane foam-forming composition according to (1), wherein the total content of 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and 2,4'-diphenylmethane diisocyanate in the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 20% by mass or more and 60% by mass or less based on the total amount of the diphenylmethane diisocyanate (E-1).
(3) 前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)中における2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、の総計は、当該ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の全量に対して、30質量%以上50質量%以下である、上記(1)に記載の軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。 (3) The flexible polyurethane foam-forming composition according to (1) above, wherein the total content of 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and 2,4'-diphenylmethane diisocyanate in the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 30% by mass or more and 50% by mass or less based on the total amount of the diphenylmethane diisocyanate (E-1).
(4) 上記(1)~(3)のいずれか1項に記載の軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物の発泡成型体である、軟質ポリウレタンフォーム。 (4) A flexible polyurethane foam that is a foamed molded article of a flexible polyurethane foam-forming composition described in any one of items (1) to (3) above.
(5) 見掛け密度が25kg/m3以上40kg/m3以下であり、
JIS K6400記載のB法にしたがって測定されるスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬度が100N/314cm2以下である、上記(4)に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
(5) The apparent density is 25 kg/ m³ or more and 40 kg/ m³ or less,
The flexible polyurethane foam described in (4) above, wherein the 25% compression hardness of a skinned foam test specimen measured according to Method B described in JIS K6400 is 100 N/314 cm² or less.
(6) JIS K6400記載の方法に従って測定した伸び率が100%以上であり、
引裂強さが4.5N/cm以上であり、
湿熱圧縮歪みが25%以下である、上記(4)または(5)に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
(6) The elongation rate measured according to the method described in JIS K6400 is 100% or more.
The tear strength is 4.5 N/cm or more.
A flexible polyurethane foam as described in (4) or (5) above, wherein the moist heat compression strain is 25% or less.
本開示の一態様によれば、低密度であり、適度な柔らかさを有し、強固な機械物性、および耐久性を有する軟質ポリウレタンフォームの作製に資する軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物を提供することができる。また、本開示の一態様によれば、低密度であり、適度な柔らかさを有し、強固な機械物性、および耐久性を有する軟質ポリウレタンフォームを提供することができる。 According to one aspect of this disclosure, a flexible polyurethane foam-forming composition can be provided that contributes to the production of a flexible polyurethane foam having low density, moderate softness, strong mechanical properties, and durability. Furthermore, according to one aspect of this disclosure, a flexible polyurethane foam having low density, moderate softness, strong mechanical properties, and durability can be provided.
以下、本開示の各態様を実施するための例示的な実施形態を詳細に説明する。
<軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物>
本開示の一態様にかかる軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物は、
ポリオール成分(A)と、
触媒(B)と、
整泡剤(C)と、
発泡剤(D)と、
ポリイソシアネート成分(E)と、を含む。
前記触媒(B)の樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下である。
前記ポリイソシアネート成分(E)は、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)と、
任意成分であるポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)と、を含み、
前記ポリイソシアネート成分(E)中、
前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、75質量%以上100質量%以下であり、
前記ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、0質量%以上25質量%以下である。
The following describes in detail exemplary embodiments for carrying out each aspect of this disclosure.
<Flexible polyurethane foam-forming composition>
A flexible polyurethane foam-forming composition according to one aspect of this disclosure is:
Polyol component (A),
Catalyst (B),
Foam stabilizer (C),
Foaming agent (D),
It contains polyisocyanate component (E).
The ratio of the foaming reaction rate constant to the resinification reaction rate constant of catalyst (B) (foaming reaction rate constant / resinification reaction rate constant) is 0.090 or less.
The aforementioned polyisocyanate component (E) is
Diphenylmethane diisocyanate (E-1) and,
It contains the optional component polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2),
In the aforementioned polyisocyanate component (E),
The content of the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 75% by mass or more and 100% by mass or less, relative to the total amount of the polyisocyanate component (E).
The content of the aforementioned polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) is 0% by mass or more and 25% by mass or less, relative to the total amount of the polyisocyanate component (E).
<<ポリオール成分(A)>>
ポリオール成分(A)は、ポリイソシアネート成分(E)と重付加してポリウレタンを形成する。ポリオール成分(A)は、ポリエーテルポリオール、及びポリエステルポリオールからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
ポリオール成分(A)の数平均分子量は、1,000以上10,000以下であることが好ましい。数平均分子量が1,000以上であると、得られるフォームの柔軟性がさらに優れる。数平均分子量が10,000以下であるとフォームの硬度がさらに良好になる。
ポリオール成分(A)の公称官能基数は、2以上であることが好ましい。公称官能基数が2以上であると、耐久性の指標である湿熱圧縮歪みがさらに良好になる。なお、公称官能基数とは、ポリオールの重合反応中に副反応が生じないと仮定した場合の理論平均官能基数(分子当たりの活性水素原子の数)を示す。
<<Polyol component (A)>>
The polyol component (A) polyaddition with the polyisocyanate component (E) to form polyurethane. Preferably, the polyol component (A) is at least one selected from the group consisting of polyether polyols and polyester polyols.
The number-average molecular weight of the polyol component (A) is preferably between 1,000 and 10,000. If the number-average molecular weight is 1,000 or more, the flexibility of the resulting foam is further improved. If the number-average molecular weight is 10,000 or less, the hardness of the foam is further improved.
The nominal number of functional groups in the polyol component (A) is preferably two or more. When the nominal number of functional groups is two or more, the moist heat compressive strain, which is an indicator of durability, becomes even better. The nominal number of functional groups refers to the theoretical average number of functional groups (number of active hydrogen atoms per molecule) assuming that no side reactions occur during the polymerization reaction of the polyol.
ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリプロピレンエーテルポリオール、ポリエチレンポリプロピレンエーテルポリオール(以下、PPGという。)やポリテトラメチレンエーテルグリコール(以下、PTGという。)等が挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、例えば重縮合型ポリエステル系ポリオールであるアジピン酸とジオールとからなるポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオールのポリカプロラクトンポリオール等が挙げられる。 Examples of polyether polyols include polypropylene ether polyol, polyethylene polypropylene ether polyol (hereinafter referred to as PPG), and polytetramethylene ether glycol (hereinafter referred to as PTG). Examples of polyester polyols include polycondensation-type polyester polyols composed of adipic acid and a diol, and lactone-type polyester polyols such as polycaprolactone polyol.
得られるフォームの耐久性向上の観点から、ポリオール成分(A)は、総不飽和度が0.001meq./g以上0.04meq./g以下であるポリオキシアルキレンポリオール(A-1)を含むことが好ましい。ポリオール(A-1)の総不飽和度が大きくなることは、末端に不飽和基をもつモノオール成分等が多くなることを意味する。このため、ポリオキシアルキレンポリオール(A-1)の総不飽和度が0.04meq./g以下であると、得られるフォームの架橋密度がより高くなり、耐久性がさらに向上する。また、ポリオキシアルキレンポリオール(A-1)の総不飽和度が0.001meq./g以上であると、製造時間を短縮できて生産性が向上するため、経済的である。
ポリオキシアルキレンポリオール(A-1)は、重合触媒が、複合金属シアン化物錯体触媒、ホスファゼン触媒、及びイミノ基含有ホスファゼニウム塩から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
From the viewpoint of improving the durability of the resulting foam, it is preferable that the polyol component (A) contains a polyoxyalkylene polyol (A-1) having a total unsaturation degree of 0.001 meq./g or more and 0.04 meq./g or less. A higher total unsaturation degree of polyol (A-1) means that there are more monool components, etc., that have unsaturated groups at the terminals. For this reason, when the total unsaturation degree of polyoxyalkylene polyol (A-1) is 0.04 meq./g or less, the crosslinking density of the resulting foam becomes higher, and the durability is further improved. In addition, when the total unsaturation degree of polyoxyalkylene polyol (A-1) is 0.001 meq./g or more, the manufacturing time can be shortened and productivity can be improved, making it economical.
For polyoxyalkylene polyol (A-1), it is preferable that the polymerization catalyst is at least one selected from a complex metal cyanide catalyst, a phosphazene catalyst, and an imino group-containing phosphazenium salt.
ポリオール成分(A)は、軟質ポリウレタンフォームの破泡が促進されるため、オキシエチレンとオキシプロピレンとの共重合体からなる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(A-2)を含むことが好ましい。ポリエーテルポリオール(A-2)は、公称官能基数が2~4であることが好ましい。 The polyol component (A) preferably contains a polyether polyol (A-2) having a polyoxyalkylene chain made of a copolymer of oxyethylene and oxypropylene, as this promotes the breaking of bubbles in the flexible polyurethane foam. The polyether polyol (A-2) preferably has a nominal number of 2 to 4 functional groups.
ポリエーテルポリオール(A-2)中のオキシエチレン単位は、60質量%以上90質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。オキシエチレン単位が60質量%以上90質量%以下であることで、耐久性がより向上する。また、低温での貯蔵安定性の観点から、ポリエーテルポリオール(A-2)中のオキシエチレンとオキシプロピレンとからなる共重合体が、ランダム共重合体であることが好ましい。 The oxyethylene units in polyether polyol (A-2) are preferably 60% to 90% by mass, and more preferably 60% to 80% by mass. Having 60% to 90% by mass of oxyethylene units further improves durability. Furthermore, from the viewpoint of storage stability at low temperatures, it is preferable that the copolymer of oxyethylene and oxypropylene in polyether polyol (A-2) is a random copolymer.
ポリエーテルポリオール(A-2)の含有量は、ポリオール成分(A)に対して、0.5質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。0.5質量%以上であるとフォームの成型性がさらに良好になる。5.0質量%以下であると、得られたフォームの伸び率がより向上する。 The content of polyether polyol (A-2) is preferably 0.5% by mass or more and 5.0% by mass or less relative to the polyol component (A). A content of 0.5% by mass or more further improves the moldability of the foam. A content of 5.0% by mass or less further improves the elongation of the resulting foam.
ポリオール成分(A)には、硬さ調整を目的として、ポリオール中でビニル系モノマーを通常の方法で重合したポリマーポリオールを併用することが好ましい。このようなポリマーポリオールとしては、例えば前記PPG等のポリアルキレンポリオール中、ラジカル開始剤の存在下でビニル系モノマーを重合させ、安定分散させたものが挙げられる。また、ビニル系モノマーとしては、例えばアクリロニトリル、スチレン、塩化ビニリデン、ヒドロキシアルキルメタアクリレート、アルキルメタアクリレートが挙げられ、中でもアクリロニトリル、スチレンが好ましい。このようなポリマーポリオールとしては、例えばAGC社製のEL-910、EL-923、三洋化成工業社製のFA-728R等が挙げられる。 For polyol component (A), it is preferable to use a polymer polyol obtained by polymerizing vinyl monomers in a polyol using a conventional method, for the purpose of adjusting hardness. Examples of such polymer polyols include those obtained by polymerizing vinyl monomers in a polyalkylene polyol such as PPG in the presence of a radical initiator and stably dispersing them. Examples of vinyl monomers include acrylonitrile, styrene, vinylidene chloride, hydroxyalkyl methacrylate, and alkyl methacrylate, with acrylonitrile and styrene being preferred. Examples of such polymer polyols include EL-910 and EL-923 from AGC Corporation, and FA-728R from Sanyo Chemical Industries, Ltd.
<<触媒(B)>>
触媒(B)としては、当該分野において公知である各種のウレタン化触媒が挙げられる。例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’,N’’-ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、トリエチレンジアミン、1,8-ジアザ-ビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、1,2-ジメチルイミダゾール、ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン等、N,N-ジメチル-N-ヘキサノールアミン、さらにこれらの有機酸塩;スタナスオクトエート、ナフテン酸亜鉛等の有機金属化合物;等が挙げられる。
これらは一種単独であってよく、二種以上の組み合わせであってもよい。
<<Catalyst (B)>>
Examples of catalyst (B) include various urethane catalysts known in the field. For example, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, dimethylbenzylamine, N,N,N',N'-tetramethylhexamethylenediamine, N,N,N',N',N''-pentamethyldiethylenetriamine, bis-(2-dimethylaminoethyl) ether, triethylenediamine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7, 1,2-dimethylimidazole, dimethylethanolamine, N,N-diethylethanolamine, N,N-dimethyl-N-hexanolamine, and their organic salts; organometallic compounds such as stanus octoate and zinc naphthenate; and so on.
These may be a single type or a combination of two or more types.
触媒(B)の含有量は、ポリオール成分(A)に対して、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましい。0.01質量%以上であるとキュア不足をさらに抑制でき、10質量%以下であると成形性がさらに良好になる。 The content of catalyst (B) is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less relative to the polyol component (A). A content of 0.01% by mass or more further suppresses curing deficiency, while a content of 10% by mass or less further improves moldability.
触媒(B)の樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下であり、0.005以上0.080以下であることが好ましく、0.010以上0.080以下であることがより好ましい。
樹脂化反応速度定数とは、イソシアネート基とヒドロキシ基との反応によってウレタン結合を形成する際の反応速度定数である。
また、泡化反応速度定数とは、イソシアネート基と水との反応によってウレア結合を形成する際の反応速度定数である。
ここで、樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下であることで、ウレタン結合の形成が促進されて高分子量化が十分に進行することで成形性の悪化を抑制することができると本発明者等は推測している。
The ratio of the foaming reaction rate constant to the resinification reaction rate constant of catalyst (B) (foaming reaction rate constant / resinification reaction rate constant) is 0.090 or less, preferably 0.005 to 0.080, and more preferably 0.010 to 0.080.
The resin formation reaction rate constant is the reaction rate constant used when an isocyanate group and a hydroxyl group react to form a urethane bond.
Furthermore, the foaming reaction rate constant is the reaction rate constant for the formation of a urea bond through the reaction of an isocyanate group with water.
The inventors speculate that when the ratio of the foaming reaction rate constant to the resin formation reaction rate constant (foaming reaction rate constant / resin formation reaction rate constant) is 0.090 or less, the formation of urethane bonds is promoted, and the molecular weight increase proceeds sufficiently, thereby suppressing the deterioration of moldability.
樹脂化反応速度定数(k1w)とは、以下の方法で算出されるパラメータである。すなわち、トルエンジイソシアネートとジエチレングリコールを、[イソシアネート基]/[水酸基](モル比)が1.0になるように仕込み、触媒成分(k1wの算出対象)を一定量添加し、ベンゼン溶媒中で一定の温度に保って反応させ、未反応イソシアネート量を測定する。ここで、トルエンジイソシアネートとジエチレングリコールとの反応が各々の濃度に一次であると仮定すると、次式が成立する。
dx/dt=k(a-x)2 (1)
x:反応したNCO基の濃度(mol/L)
a:NCO基の初期濃度(mol/L)
k:反応速度定数(L/mol・h)
t:反応時間(h)
The resin formation reaction rate constant (k1w) is a parameter calculated by the following method. Specifically, toluene diisocyanate and diethylene glycol are charged so that the [isocyanate group]/[hydroxyl group] (molar ratio) is 1.0, a fixed amount of catalyst component (the target for k1w calculation) is added, the reaction is carried out in a benzene solvent at a constant temperature, and the amount of unreacted isocyanate is measured. Here, assuming that the reaction between toluene diisocyanate and diethylene glycol is first-order at their respective concentrations, the following equation holds.
dx/dt=k(ax) 2 (1)
x: Concentration of reacted NCO group (mol/L)
a: Initial concentration of NCO group (mol/L)
k: Reaction rate constant (L/mol·h)
t: reaction time (h)
式(1)に、初期条件であるt=0、X=0を代入して積分すると、次式が成立する。
1/(a-x)=kt+1/a (2)
k=ko+KcC (3)
ko:無触媒の反応速度定数(L/mol・h)
Kc:触媒定数(L2/g・mol・h)
C :反応系の触媒濃度(mol/L)
Substituting the initial conditions t=0 and X=0 into equation (1) and integrating, we obtain the following equation.
1/(ax)=kt+1/a (2)
k=ko+KcC (3)
ko: Reaction rate constant without catalyst (L/mol·h)
Kc: Catalytic constant (L 2 /g・mol・h)
C: Catalyst concentration in the reaction system (mol/L)
式(2)より反応速度定数kを求め、式(3)に代入して触媒定数Kcを求める。
求めた触媒定数Kcを触媒の分子量(mc)で除して、質量当りの活性能とみなしうる樹脂化反応速度定数k1w(L2/g・mol・h)を求める。
Kc/mc=k1w (4)
なお、触媒(B)が、n種の組み合わせである場合(n≧2)、樹脂化反応速度定数k1w(L2/g・mol・h)は、式(5)で求めることができる。
The reaction rate constant k is determined from equation (2), and the catalyst constant Kc is determined by substituting it into equation (3).
The calculated catalyst constant Kc is divided by the molecular weight (mc) of the catalyst to determine the resinification reaction rate constant k1w ( L² /g·mol·h), which can be considered as the activity per unit mass.
Kc/mc=k1w (4)
Furthermore, if catalyst (B) is a combination of n types (n≧2), the resin formation reaction rate constant k1w ( L² /g·mol·h) can be calculated using equation (5).
W:触媒の質量(g) W: Mass of catalyst (g)
一方、泡化反応定数(k2w)は、上記した樹脂化反応と同様の条件でトルエンジシソシアネートと水とをベンゼン溶媒中で反応させることにより、上記と同様にして求められる。 On the other hand, the foaming reaction constant (k²w) can be determined in the same manner as described above by reacting toluene disisocyanate with water in a benzene solvent under the same conditions as the resin formation reaction.
<<整泡剤(C)>>
整泡剤(C)としては、通常の界面活性剤が使用され、有機珪素系の界面活性剤が好適に使用できる。例えば、東レ・ダウコーニング社製のSZ-1327、SZ-1325、SZ-1336、SZ-3601、モメンティブ社製のY-10366、L-5309、エボニック社製のB-8724LF2、B-8715LF2等が挙げられる。
整泡剤(C)の含有量は、ポリオール成分(A)に対して、0.1質量%以上3.0質量%以下であることが好ましい。
<<Foam stabilizer (C)>>
As the foam stabilizer (C), a conventional surfactant can be used, and organosilicon-based surfactants are preferably used. Examples include SZ-1327, SZ-1325, SZ-1336, SZ-3601 from Toray Dow Corning, Y-10366, L-5309 from Momentive, and B-8724LF2, B-8715LF2 from Evonik.
The content of the foam stabilizer (C) is preferably 0.1% by mass or more and 3.0% by mass or less relative to the polyol component (A).
<<発泡剤(D)>>
発泡剤(D)としては、水が好ましい。水はイソシアネート基との反応で高硬度のウレア基を形成すると共に炭酸ガスを発生する。炭酸ガスは軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物中に発泡を生じさせため、ウレタンフォームが形成される。
<<Foaming agent (D)>>
Water is preferred as the foaming agent (D). Water reacts with isocyanate groups to form high-hardness urea groups and generates carbon dioxide. The carbon dioxide causes foaming in the flexible polyurethane foam-forming composition, thus forming urethane foam.
水とともに他の発泡剤を含有していてもよい。他の発泡剤としては、例えば、少量のシクロペンタンやイソペンタン等の低沸点有機化合物が挙げられる。また、ガスローディング装置を用いて原液中に空気や窒素ガス、液化二酸化炭素等を混入溶解させて発泡させてもよい。 The solution may contain other foaming agents along with water. Examples of other foaming agents include small amounts of low-boiling point organic compounds such as cyclopentane or isopentane. Alternatively, foaming may be induced by mixing and dissolving air, nitrogen gas, or liquefied carbon dioxide into the stock solution using a gas loading device.
発泡剤(D)の含有量は、ポリオール成分(A)に対して0.5質量%以上10質量%以下であることが好ましい。見掛け密度40kg/m3未満の低密度軟質ポリウレタンフォームを得る場合、3.0質量%以上7.0質量%以下であることが好ましく、3.0質量%以上5.5質量%以下が更に好ましい。上限を超えると発泡が安定し難くなる恐れがあり、下限未満では発泡体の密度を十分に下げることができない恐れがある。 The content of the foaming agent (D) is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less relative to the polyol component (A). When obtaining a low-density flexible polyurethane foam with an apparent density of less than 40 kg/ m³ , it is preferably 3.0% by mass or more and 7.0% by mass or less, and more preferably 3.0% by mass or more and 5.5% by mass or less. If it exceeds the upper limit, foaming may become unstable, and if it is below the lower limit, the density of the foam may not be sufficiently reduced.
<<ポリイソシアネート成分(E)>>
ポリイソシアネート成分(E)は、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)と、
任意成分であるポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)と、を含み、
ポリイソシアネート成分(E)中、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、75質量%以上100質量%以下であり、
ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、0質量%以上25質量%以下である。
<<Polyisocyanate component (E)>>
The polyisocyanate component (E) is
Diphenylmethane diisocyanate (E-1) and,
It contains the optional component polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2),
In the polyisocyanate component (E),
The content of diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 75% by mass or more and 100% by mass or less, relative to the total amount of the polyisocyanate component (E).
The content of polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) is 0% by mass or more and 25% by mass or less, relative to the total amount of the polyisocyanate component (E).
ポリイソシアネート成分(E)としては、例えば、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、4,4’-MDI)、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、2,4’-MDI)、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、2,2’-MDI)、等のジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDI)、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(以下、p-MDI);および、これらをイソシアネート源とする各種変性体等が挙げられる。これらは1種のみであってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。変性体としては、例えば、ウレタン変性体、ウレア変性体、アロファネート変性体、ヌレート変性体、ビュウレット変性体等が挙げられる。 Examples of the polyisocyanate component (E) include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter, 4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter, 2,4'-MDI), 2,2'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter, 2,2'-MDI), and other diphenylmethane diisocyanates (hereinafter, MDI), as well as polymethylene polyphenylene polyisocyanate (hereinafter, p-MDI); and various modified compounds using these as isocyanate sources. These may be used individually or in combination of two or more. Examples of modified compounds include urethane modified compounds, urea modified compounds, allophanate modified compounds, nurate modified compounds, and biuret modified compounds.
ポリイソシアネート成分(E)のMDI(E-1)含有率は、75質量%以上100質量%以下である。MDI含有率が75質量%未満では架橋密度の上昇に伴い、軟質ポリウレタンフォームの伸びが低下し、十分なフォーム強度が得られない。 The MDI (E-1) content of the polyisocyanate component (E) is 75% by mass or more and 100% by mass or less. If the MDI content is less than 75% by mass, the elongation of the flexible polyurethane foam decreases as the crosslinking density increases, and sufficient foam strength cannot be obtained.
また、MDI(E-1)中における2,2’-MDIの含有量と、2,4’-MDIの含有量と、の総計(以下、アイソマー含有率)は、MDI(E-1)の全量に対して20質量%以上60質量%以下であることが好ましく、30質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。60質量%以下であると、反応性がさらに向上し、成形サイクルのさらなる短縮化が可能であり、フォームの独泡率が高くなることをさらに抑制して成型後に収縮する等の問題の発生をより低減できる。 Furthermore, the total content of 2,2'-MDI and 2,4'-MDI in MDI(E-1) (hereinafter referred to as the isomer content) is preferably 20% to 60% by mass, and more preferably 30% to 50% by mass, relative to the total amount of MDI(E-1). A content of 60% by mass or less further improves reactivity, allows for further shortening of the molding cycle, and further suppresses the increase in the foam's cell-locking ratio, thereby reducing problems such as shrinkage after molding.
<<モル比(NCO基/活性水素基)>>
軟質ポリイソシアネート形成性組成物中において、全イソシアネート基と、水を含む活性水素基含有化合物中の全活性水素基と、のモル比(NCO基/活性水素基)としては、0.5以上1.4以下(イソシアネートインデックス(NCO INDEX)=50~140)であることが好ましく、0.7以上1.2以下(NCO INDEX=70~120)であることがより好ましい。この範囲であると、得られるフォームの耐久性や成形サイクルが良好である。
NCO INDEXが50以上であれば耐久性がさらに向上するとともに、独泡性が過度に上昇することを抑制できる。NCO INDEXが140以下であれば、高分子量化が迅速に進み、フォーム発泡途中でのフォーム崩壊がより高度に抑制される。
<<Molar ratio (NCO group/active hydrogen group)>>
In a flexible polyisocyanate-forming composition, the molar ratio (NCO groups/active hydrogen groups) of total isocyanate groups to total active hydrogen groups in an active hydrogen group-containing compound containing water is preferably 0.5 to 1.4 (isocyanate index (NCO INDEX) = 50 to 140), and more preferably 0.7 to 1.2 (NCO INDEX = 70 to 120). Within this range, the resulting foam exhibits good durability and molding cycles.
If the NCO INDEX is 50 or higher, durability is further improved, and excessive increases in cell locking can be suppressed. If the NCO INDEX is 140 or lower, high molecular weight formation proceeds rapidly, and foam collapse during foam foaming is more effectively suppressed.
<<他の成分>>
軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物は、炭酸カルシウムや硫酸バリウムのような充填剤、難燃剤、可塑剤、着色剤、抗カビ剤等の公知の各種添加剤、助剤を必要に応じて含んでいてもよい。
<<Other ingredients>>
The flexible polyurethane foam-forming composition may optionally contain various known additives and auxiliary agents such as fillers like calcium carbonate and barium sulfate, flame retardants, plasticizers, colorants, and antifungal agents.
<軟質ポリウレタンフォーム、その製造方法>
本開示の一態様にかかる軟質ポリウレタンフォームは、上記した軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物の発泡成形体である。この軟質ポリウレタンフォームは、例えばクッション材として用いたときに乗り心地が良好である。
軟質ポリウレタンフォームの見掛け密度は、25kg/m3以上40kg/m3以下であることが好ましい。
軟質ポリウレタンフォームのスキン付きフォーム試験片(詳細は後述する)は、25%圧縮硬度が100N/314cm2以下であることが好ましい。
軟質ポリウレタンフォームの伸び率は100%以上であることが好ましい。
軟質ポリウレタンフォームの引裂強さは、4.5N/cm以上であることが好ましい。
軟質ポリウレタンフォームの湿熱圧縮歪みは、25%未満であることが好ましい。
<Flexible polyurethane foam, and its manufacturing method>
A flexible polyurethane foam according to one aspect of this disclosure is a foamed molded article of the flexible polyurethane foam-forming composition described above. This flexible polyurethane foam provides a comfortable ride when used, for example, as a cushioning material.
The apparent density of the flexible polyurethane foam is preferably 25 kg/ m³ or more and 40 kg/ m³ or less.
The skinned foam test specimen of the flexible polyurethane foam (details will be described later) preferably has a 25% compression hardness of 100 N/314 cm² or less.
The elongation rate of the flexible polyurethane foam is preferably 100% or more.
The tear strength of the flexible polyurethane foam is preferably 4.5 N/cm or higher.
The moist thermal compression set of the flexible polyurethane foam is preferably less than 25%.
次に、軟質ポリウレタンフォームの製造方法について説明する。
本開示の一態様にかかる軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、
ポリオール成分(A)と、触媒(B)と、整泡剤(C)と、発泡剤(D)と、ポリイソシアネート成分(E)と、を混合して混合液を得ることと、
該混合液を反応発泡させて軟質ポリウレタンフォームを得ることと、を備える。
Next, we will explain the manufacturing method of flexible polyurethane foam.
A method for manufacturing flexible polyurethane foam according to one aspect of this disclosure is:
The process involves mixing a polyol component (A), a catalyst (B), a foam stabilizer (C), a blowing agent (D), and a polyisocyanate component (E) to obtain a mixed solution.
The method comprises reacting and foaming the mixture to obtain a flexible polyurethane foam.
ここで、各成分(A)~(E)は、1つずつを順次投入してもよく、2つ以上をあらかじめ混合した後に最終的に全成分を混合してもよい。
前者の場合、各成分(A)~(E)の投入順序に制限はなく、任意の投入順序でよい。なお、成分(A)~(E)のうちの2つ以上の成分を別々に、かつ、同時に投入してもよい。
後者の場合、例えば、
第一の予備混合で第一液を得ることと、
第二の予備混合で第二液を得ることと、
前記第一液と、前記第二液と、を混合して混合液を得ることと、を含む。
ここで、例えば、第一液は、ポリオール成分(A)と、触媒(B)と、整泡剤(C)と、発泡剤(D)と、を含み、第二液は、イソシアネート成分(E)のみからなるものであってもよい。このときは、第二の予備混合は省略できる。
Here, each component (A) to (E) may be added one by one in sequence, or two or more may be mixed beforehand and then all components may be mixed together at the end.
In the former case, there are no restrictions on the order in which components (A) to (E) are added; any order is acceptable. Furthermore, two or more components from (A) to (E) may be added separately or simultaneously.
In the latter case, for example,
The first liquid is obtained by the first pre-mixing,
The second liquid is obtained through a second pre-mixing,
The method includes mixing the first liquid and the second liquid to obtain a mixed solution.
Here, for example, the first liquid may contain a polyol component (A), a catalyst (B), a foam stabilizer (C), and a blowing agent (D), while the second liquid may consist only of an isocyanate component (E). In this case, the second pre-mixing can be omitted.
混合液(発泡原液)は金型内に注入し、その後、反応発泡および硬化させることが好ましい。
上記混合液を金型内に注入する際の金型温度としては、通常30℃以上80℃以下、好ましくは45℃以上65℃以下である。上記混合液を金型内に注入する際の金型温度が30℃以上であると、反応速度が向上し生産サイクルが短縮できる。金型温度が80℃以下であると、ポリオールとイソシアネートの反応に対し、水とイソシアネートとの反応が過度になることがさらに抑制されることにより、発泡途中におけるフォームの崩壊をさらに抑制できる。
It is preferable to inject the mixed liquid (foaming concentrate) into the mold, and then allow it to react, foam, and harden.
The mold temperature when injecting the above mixture into the mold is usually 30°C to 80°C, preferably 45°C to 65°C. If the mold temperature when injecting the above mixture into the mold is 30°C or higher, the reaction rate is improved and the production cycle can be shortened. If the mold temperature is 80°C or lower, the reaction between water and isocyanate is further suppressed in relation to the reaction between polyol and isocyanate, thereby further suppressing the collapse of the foam during foaming.
上記発泡原液を発泡硬化させる際の硬化時間としては、一般的な軟質モールドフォームの生産サイクルを考慮すると10分以下が好ましく、7分以下がより好ましい。 When the above foaming concentrate is allowed to harden, the hardening time is preferably 10 minutes or less, and more preferably 7 minutes or less, considering the typical production cycle of flexible mold foam.
軟質モールドフォームを製造する際には、通常の軟質モールドフォームの場合と同様、高圧発泡機や低圧発泡機等を用いて、上記各成分を混合することができる。 When manufacturing flexible molded foam, the above components can be mixed using high-pressure or low-pressure foaming machines, similar to the process for conventional flexible molded foam.
イソシアネート成分(E)とポリオール成分(A)とは発泡直前に混合することが好ましい。成分(B)~(D)およびその他の成分は、原料の貯蔵安定性や反応性の経時変化に影響を与えない範囲で、イソシアネート成分(E)またはポリオール成分(A)と予め混合することができる。得られた混合物は、混合後直ちに使用してもよく、貯留した後、必要量を適宜使用してもよい。混合部に2成分を超える成分を同時に導入可能な発泡装置の場合、各成分(A)~(E)、および添加剤等を個別に混合部に導入することもできる。 It is preferable to mix the isocyanate component (E) and the polyol component (A) immediately before foaming. Components (B) to (D) and other components can be pre-mixed with the isocyanate component (E) or polyol component (A) to the extent that it does not affect the storage stability or reactivity of the raw materials over time. The resulting mixture may be used immediately after mixing, or it may be stored and used as needed. In the case of a foaming apparatus capable of simultaneously introducing more than two components into the mixing section, each component (A) to (E), and additives, etc., can also be introduced into the mixing section individually.
また、混合方法は、発泡機のマシンヘッド混合室内で混合を行うダイナミックミキシング、送液配管内で混合を行うスタティックミキシングのいずれであってもよく、また、両者を併用してもよい。物理発泡剤等のガス状成分と液状成分との混合はスタティックミキシングで、液体として安定に貯留可能な成分同士の混合はダイナミックミキシングで実施される場合が多いが、これに限られるものではない。軟質ポリウレタンフォームの製造の際に使用可能な発泡装置としては、混合部の溶剤洗浄が必要のない高圧発泡装置であることが好ましい。 Furthermore, the mixing method may be either dynamic mixing, performed within the mixing chamber of the foaming machine's machine head, or static mixing, performed within the liquid delivery piping, or a combination of both. While static mixing is often used for mixing gaseous components such as physical foaming agents with liquid components, and dynamic mixing is often used for mixing components that can be stably stored as liquids, this is not the only method. For the production of flexible polyurethane foam, a high-pressure foaming apparatus that does not require solvent cleaning of the mixing section is preferable.
このような混合により得られた混合液を金型(モールド)内に吐出し、反応発泡および硬化させ、その後脱型を行う。上記脱型を円滑に行うため、金型に予め離型剤を塗布しておくことも好適である。使用する離型剤としては、成形加工分野で通常用いられる離型剤が挙げられる。 The mixture obtained through this mixing process is dispensed into a mold, reacted, foamed, and cured, and then demolded. To facilitate the demolding process, it is preferable to apply a release agent to the mold beforehand. Examples of release agents used include those commonly used in the molding industry.
脱型後の製品はそのままでも使用できるが、従来公知の方法で圧縮下又は、減圧下でフォームのセル膜を破壊し、以降の製品外観、寸法を安定化させることが好ましい。 While the demolded product can be used as is, it is preferable to break the foam's cell membrane under compression or reduced pressure using conventionally known methods to stabilize the product's appearance and dimensions.
上記した軟質ポリウレタンフォームの製造方法により、
見掛け密度25kg/m3以上40kg/m3以下、
スキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬度が100N/314cm2以下、
引裂強さが4.5N/cm以上、
湿熱圧縮歪みが25%未満、
である軟質ポリウレタンフォームを容易に得ることができる。
By the method for manufacturing the flexible polyurethane foam described above,
Apparent density 25 kg/ m³ or more and 40 kg/ m³ or less.
The 25% compression hardness of the skinned foam test specimen is 100 N/314 cm² or less.
Tear strength of 4.5 N/cm or more,
Moist heat compressive strain is less than 25%.
A flexible polyurethane foam can be easily obtained.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、文中の「部」、「%」は質量基準である。 The present invention will be described more specifically below based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. Unless otherwise specified, "parts" and "%" in this text refer to mass.
[ポリオール組成物の調製]
(実施例1~4、比較例1~3)
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計を備えた反応器を窒素置換した後、ポリオール1を97g、ポリオール2を3.0g、触媒1を1.2g、整泡剤1を1.0g、水を5.4g仕込み、23℃にて0.5時間撹拌させることにより、ポリオール組成物(P-1)を得た。その他のポリオール組成物(P-2~P-7)もP-1と同様に調製した。
[Preparation of Polyol Compositions]
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-3)
After purging a reactor equipped with a stirrer, condenser, nitrogen inlet tube, and thermometer with nitrogen, 97 g of polyol 1, 3.0 g of polyol 2, 1.2 g of catalyst 1, 1.0 g of foam stabilizer 1, and 5.4 g of water were charged and stirred at 23°C for 0.5 hours to obtain polyol composition (P-1). Other polyol compositions (P-2 to P-7) were prepared in the same manner as P-1.
表1に示す原料のうち、イソシアネート成分(E)、およびイソシアネート成分(E)以外の全原料の混合物(ポリオール組成物(P-1)~(P-7))の液温をそれぞれ24℃~26℃に調整した。ポリオール組成物(P-1)~(P-7)にポリイソシアネート成分(E)を所定量加えて、ミキサー(毎分7000回転)で5秒間混合後、金型内に注入して軟質ポリウレタンフォームを発泡させた。その後、金型より取り出して、得られた軟質ポリウレタンフォームの物性を測定した。なお、表1におけるNCO Indexは、軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物中に存在する活性水素原子のモル数に対するNCO基のモル数の比率である。 The liquid temperatures of the isocyanate component (E) and the mixture of all other raw materials (polyol compositions (P-1) to (P-7)) shown in Table 1 were adjusted to 24°C to 26°C. A predetermined amount of polyisocyanate component (E) was added to polyol compositions (P-1) to (P-7), mixed for 5 seconds in a mixer (7000 rpm), and then injected into a mold to foam flexible polyurethane foam. Afterward, the foam was removed from the mold, and its physical properties were measured. The NCO Index in Table 1 represents the ratio of moles of NCO groups to moles of active hydrogen atoms present in the flexible polyurethane foam-forming composition.
[発泡条件]
金型温度:60~70℃
金型形状:400mm×400mm×100mm
金型材質:アルミニウム
[Foaming conditions]
Mold temperature: 60-70°C
Mold shape: 400mm x 400mm x 100mm
Mold material: Aluminum
[使用原料]
・イソシアネート1:MDI含有率89%、アイソマー含有率38%、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート含有量11%
・イソシアネート2:MDI含有率100%、アイソマー含有率55%のジフェニルメタンジイソシアネート
・イソシアネート3:MDI含有量70%、アイソマー含有率29%、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート含有量30%
・ポリオール1:平均官能基数=3.0、水酸基価=24(mgKOH/g)、末端一級化率=84mol%、オキシエチレン単位=14.6質量%、総不飽和度0.03meq./gのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール(東ソー社製、商品名:NEF-693)
・ポリオール2:平均官能基数=3.0、水酸基価=24(mgKOH/g)、末端一級化率=51mol%、オキシエチレン単位=70質量%、総不飽和度0.03meq./gのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール(三洋化成工業社製、商品名:サンニックスFA-159)
・ポリオール3:平均官能基数=4.0、水酸基価=28(mgKOH/g)、末端一級化率=79mol%、オキシエチレン単位=80質量%、総不飽和度0.01meq./gのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール(東邦化学工業社製、商品名:トーホーポリオールQB-8000)
・触媒1:1,2-ジメチルイミダゾール、[泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数]=0.076
・触媒2:トリエチレンジアミン33%ジプロピレングリコール溶液、[泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数]=0.132
・整泡剤1:シリコーン系整泡剤(モメンティブ社製、商品名:L-3641LF)
・整泡剤2:シリコーン系整泡剤(モメンティブ社製、商品名:L-3627)
・整泡剤3:シリコーン系整泡剤(モメンティブ社製、商品名:Y-10366)
[Raw materials used]
Isocyanate 1: MDI content 89%, isomer content 38%, polyphenylene polymethylene polyisocyanate content 11%
Isocyanate 2: Diphenylmethane diisocyanate with 100% MDI content and 55% isomer content. Isocyanate 3: 70% MDI content, 29% isomer content, and 30% polyphenylene polymethylene polyisocyanate content.
Polyol 1: Polyoxyethylene polyoxypropylene polyol (manufactured by Tosoh Corporation, product name: NEF-693) with an average number of functional groups of 3.0, a hydroxyl value of 24 (mg KOH/g), a primary terminal rate of 84 mol%, an oxyethylene unit ratio of 14.6% by mass, and a total unsaturation degree of 0.03 meq./g.
• Polyol 2: Polyoxyethylene polyoxypropylene polyol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., product name: Sannix FA-159) with an average number of functional groups of 3.0, a hydroxyl value of 24 (mg KOH/g), a terminal primary status of 51 mol%, an oxyethylene unit ratio of 70% by mass, and a total unsaturation degree of 0.03 meq./g.
• Polyol 3: Polyoxyethylene polyoxypropylene polyol (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., product name: Toho Polyol QB-8000) with average functional group count = 4.0, hydroxyl value = 28 (mg KOH/g), terminal primary status = 79 mol%, oxyethylene units = 80 mass%, and total unsaturation degree of 0.01 meq./g.
Catalyst 1: 1,2-dimethylimidazole, [foaming reaction rate constant / resin formation reaction rate constant] = 0.076
Catalyst 2: 33% triethylenediamine dipropylene glycol solution, [foaming reaction rate constant / resin formation reaction rate constant] = 0.132
• Foam stabilizer 1: Silicone-based foam stabilizer (manufactured by Momentive, product name: L-3641LF)
• Foam stabilizer 2: Silicone-based foam stabilizer (manufactured by Momentive, product name: L-3627)
• Foam stabilizer 3: Silicone-based foam stabilizer (manufactured by Momentive, product name: Y-10366)
[成形性評価]
表1中の成形性の評価において、Aは、生成したウレタンモールドフォームが脱型後に収縮したり、フォーム表面や内部に荒れが発生したりする現象が生じることなく、軟質ポリウレタンフォームが成形できたことを意味し、Bは、ウレタンモールドフォームに収縮、表面又は内部の荒れ等の現象が生じたことを意味する。
[Moldability Evaluation]
In the moldability evaluation in Table 1, A means that the soft polyurethane foam was molded without shrinkage or roughness occurring on the surface or inside of the foam after demolding, while B means that shrinkage, surface roughness, or other phenomena occurred in the polyurethane mold foam.
[見掛け密度]
JIS K6400記載の方法により求めた。
[Apparent Density]
The results were obtained using the method described in JIS K6400.
[スキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬度(25%ILD)]
JIS K6400記載のB法により求めた。なお、スキン付きフォーム試験片は、上述した方法で金型成型したモールドフォームであり、切断等をせずにスキンが残ったままのフォームのことを指す。
[25% Compression Hardness (25% ILD) of Skinned Foam Test Specimens]
The results were obtained using Method B described in JIS K6400. Note that the skinned foam test specimens are molded foam produced using the method described above, and refer to foam with the skin still attached without being cut or otherwise altered.
[引裂強さ]
JIS K6400記載の方法で測定した。
[Tear strength]
The measurement was performed according to the method described in JIS K6400.
[湿熱圧縮歪み]
JIS K6400記載の方法で測定した。
[Moist heat compressive strain]
The measurement was performed according to the method described in JIS K6400.
[伸び率]
JIS K6400記載の方法で測定した。
[Growth Rate]
The measurement was performed according to the method described in JIS K6400.
表1で示すように、実施例1~4によれば、[泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数]の値が0.090以下、25%圧縮硬度が100N/314cm2以下、引裂強さが4.5N/cm以上、伸び率が100%以上、湿熱圧縮歪みが25%以下である軟質ポリウレタンフォームが得られる。一方、比較例1及び2によれば、[泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数]の値が0.090を超える場合にはフォーム中のセルの安定性が著しく低下し、成型性が悪化することでウレタンフォーム表面及び内部に荒れ等が発生する。また一方、比較例3によれば、引裂き強度が4.5N/cm未満、湿熱圧縮歪み25%を超えてしまう。
以上の実施例及び比較例を対比することで明らかなように、例えばシートバック材として用いたときの乗り心地が良好な硬度を有し、好ましい物性を有する成型体が得られる。
As shown in Table 1, according to Examples 1 to 4, a flexible polyurethane foam is obtained in which the [foaming reaction rate constant / resinification reaction rate constant] value is 0.090 or less, the 25% compression hardness is 100 N/314 cm² or less , the tear strength is 4.5 N/cm or more, the elongation is 100% or more, and the moist heat compression strain is 25% or less. On the other hand, according to Comparative Examples 1 and 2, when the [foaming reaction rate constant / resinification reaction rate constant] value exceeds 0.090, the stability of the cells in the foam decreases significantly, and moldability deteriorates, resulting in roughness on the surface and inside the polyurethane foam. Furthermore, according to Comparative Example 3, the tear strength is less than 4.5 N/cm and the moist heat compression strain exceeds 25%.
As is clear from comparing the above examples and comparative examples, a molded article can be obtained that has a hardness that provides good ride comfort when used, for example, as a seat back material, and possesses desirable physical properties.
Claims (6)
触媒(B)と、
整泡剤(C)と、
発泡剤(D)と、
ポリイソシアネート成分(E)と、を含み、
前記触媒(B)の樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下であり、
前記ポリイソシアネート成分(E)は、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)と、
任意成分であるポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)と、を含み、
前記ポリイソシアネート成分(E)中、
前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、75質量%以上100質量%以下であり、
前記ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、0質量%以上25質量%以下であり、
前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)中における2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、の総計は、当該ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の全量に対して、20質量%以上60質量%以下である、軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。 Polyol component (A),
Catalyst (B),
Foam stabilizer (C),
Foaming agent (D),
It contains polyisocyanate component (E),
The ratio of the foaming reaction rate constant to the resinification reaction rate constant of the catalyst (B) (foaming reaction rate constant / resinification reaction rate constant) is 0.090 or less.
The aforementioned polyisocyanate component (E) is
Diphenylmethane diisocyanate (E-1) and,
It contains the optional component polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2),
In the aforementioned polyisocyanate component (E),
The content of the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 75% by mass or more and 100% by mass or less, relative to the total amount of the polyisocyanate component (E).
The content of the aforementioned polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) is 0% by mass or more and 25% by mass or less, relative to the total amount of the polyisocyanate component (E).
A flexible polyurethane foam-forming composition wherein the total content of 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and 2,4'-diphenylmethane diisocyanate in the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 20% by mass or more and 60% by mass or less based on the total amount of the diphenylmethane diisocyanate (E-1) .
(1)前記ポリオール成分(A)と、前記触媒(B)と、前記整泡剤(C)と、前記発泡剤(D)と、をそれぞれ24℃~26℃に調整する。(1) The polyol component (A), the catalyst (B), the foam stabilizer (C), and the blowing agent (D) are each adjusted to 24°C to 26°C.
(2)前記ポリイソシアネート成分(E)とともに毎分7000回転するミキサーで5秒間混合する。(2) Mix the polyisocyanate component (E) with the mixture for 5 seconds in a mixer that rotates at 7,000 revolutions per minute.
(3)金型温度60~70℃、金型形状400mm×400mm×100mm、金型材質アルミニウムの金型に注入して発泡させる。(3) The material is injected into a mold with a mold temperature of 60-70°C, a mold shape of 400 mm x 400 mm x 100 mm, and made of aluminum, and then foamed.
(4)金型から取り出してJIS K6400記載の方法により見かけ密度を求める。(4) Remove from the mold and determine the apparent density according to the method described in JIS K6400.
JIS K6400記載のB法にしたがって測定されるスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬度が100N/314cm2以下である、請求項4に記載の軟質ポリウレタンフォーム。 The apparent density is between 25 kg/ m³ and 40 kg/ m³ .
The flexible polyurethane foam according to claim 4, wherein the 25% compression hardness of a skinned foam test specimen measured according to Method B described in JIS K6400 is 100 N/314 cm² or less.
引裂強さが4.5N/cm以上であり、
湿熱圧縮歪みが25%以下である、請求項4または5に記載の軟質ポリウレタンフォーム。 The elongation rate measured according to the method described in JIS K6400 is 100% or more.
The tear strength is 4.5 N/cm or more.
The flexible polyurethane foam according to claim 4 or 5, wherein the moist heat compression strain is 25% or less.
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Citations (4)
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| JP2014028946A (en) | 2012-06-29 | 2014-02-13 | Tosoh Corp | Catalyst composition for producing polyurethane resin, and method for producing polyurethane resin using the same |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006265467A (en) | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Tokai Rubber Ind Ltd | Flame-retardant soundproofing / vibration-proof material for vehicle and manufacturing method thereof |
| JP2014028946A (en) | 2012-06-29 | 2014-02-13 | Tosoh Corp | Catalyst composition for producing polyurethane resin, and method for producing polyurethane resin using the same |
| JP2016060895A (en) | 2014-09-22 | 2016-04-25 | 東ソー株式会社 | Composition for molding flexible polyurethane form |
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