JPH0126608B2 - - Google Patents
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- JPH0126608B2 JPH0126608B2 JP59269898A JP26989884A JPH0126608B2 JP H0126608 B2 JPH0126608 B2 JP H0126608B2 JP 59269898 A JP59269898 A JP 59269898A JP 26989884 A JP26989884 A JP 26989884A JP H0126608 B2 JPH0126608 B2 JP H0126608B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- foam
- parts
- weight
- bisphenol
- diol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
この発明は、自動車、家具、寝具或は日用雑貨
品に使用する高硬度軟質ウレタンフオームの製造
方法に関する。
(従来技術)
従来、軟質ポリウレタンフオームはみかけの密
度が10〜50Kg/m3の範囲のものが生産され、この
内14〜25Kg/m3のフオームが主流をなしている。
このみかけ密度の範囲のフオームは、一般にみ
かけ密度と硬さとの間には比例関係がみられ、み
かけ密度の高い程硬さが大きくなる傾向を有し、
通常市販されているものはJIS硬さで5.5〜13.5Kg
の範囲のフオームである。
最近、自動車分野をはじめ各用途分野において
軽量化の要望が強く、見掛け密度を上げずに硬度
を高めたフオームを安定して生産し得る技術につ
いて、種々の角度から研究するようになつてきて
いる。
その方策として4官能以上のポリオールの併
用、高イソシアネートインテツクス化、水の
配合量の増加、ポリマーポリオールの併用等の
方法が検討されている。
しかしながら、の方法は強伸度特性や圧縮永
久ひずみ特性が低下する難点があり、及びの
方法では反応時の発熱が著しく、フオーム内部の
スコーチの原因となり易く、場合によつては発火
する危険を伴う難点があつた。
更にの方法は、得られたフオームの耐熱性に
劣り、スコーチを起し易い難点があり、いずれの
方法も決め手となる迄に至つていない。
一方、ポリウレタン用ポリオールとして、2,
2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)プロパンの
プロピレンオキシド付加物(以下ビスフエノール
A−PO付加物と略す)を用いる技術は、特開昭
59−47223号にて公知であるが、ビスフエノール
A−アルキレンオキサイド付加物は軟質ウレタン
フオーム用ポリオールとの相溶性が悪い上粘度も
高く、得られたフオームの強伸度特性を著しく低
下させる欠点があるため、硬質ウレタンフオーム
用としてのみ用いられていた。
(発明が解決しようとする問題点)
この発明は、上記したような従来技術の諸欠点
を克服し、軟質フオーム用ポリオール特に3官能
性ポリオールとの相溶性に乏しい高粘度のビスフ
エノールA−PO付加物やビスフエノールAのエ
チレンオキシド付加物(以下EO付加物と略す)
のようなビスフエノールAのアルキレンオキシド
付加物(以下ビスフエノールA−RO付加物と略
す)の混合を容易にすると共に、フオーム密度を
上げないで得られたフオームの強伸度特性を保持
しつつ安定して硬さを向上させることのできる軟
質ウレタンフオームの製造方法を提供しようとす
るものである。
(発明の構成)
本願で使用する汎用の軟質ウレタンフオーム用
ポリオールには特に制約はなく、公知のポリエー
テルポリオールやポリエステルポリオールはすべ
て使用可能であるが、一般にクツシヨン用として
多用されている3官能のポリオキシアルキレンエ
ーテルポリオールが好適である。ビスフエノール
A−RO付加物は2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フエニル)プロパン即ちビスフエノールA1モル
に対してアルキレンオキシドを2モル以上反応さ
せて得られるが、アルキレンオキシドとしてはエ
チレンオキシド又はプロピレンオキシドが一般に
用いられる。このビスフエノールA−RO付加物
は東邦千葉化学製のBISOL−2Pや、三洋化成工
業製のニユーポールBP又はニユーポールBPEと
して市販されているものを用いればよい。ビスフ
エノールA−RO付加物の添加量は、汎用の軟質
ウレタンフオーム用ポリオール80〜99.5重量部に
対して0.5〜5重量部好ましくは1〜4.5重量部の
範囲である必要がある。添加量が0.5重量部以下
では硬度の上昇効果は無く、5重量部以上になる
と硬度の上昇効果は大きくなるが独立気泡になり
易く又強伸度特性の低下も著しくなり、たとえジ
オールを併用したとしてもいわゆる“さくい”フ
オームしか得られなくなつてしまうからである。
このビスフエノールA−RO付加物は、軟質ウレ
タンフオーム用ポリオール特に3官能のポリプロ
ピレングリコールとの相溶性が悪く、25℃以下で
両者或はジオールとの3成分を混合撹拌しても容
易に均一層にはならない。これは単にビスフエノ
ールA−RO付加物が高粘度であることによるも
のだけではなく本質的な相溶性の問題である。し
かしながら軟質ウレタンフオーム用ポリオールを
25℃以上に加温さえすれば簡単に均一混合層が得
られる。しかしながら軟質ウレタンフオーム用ポ
リオールの加熱温度を高くしすぎると、ポリイソ
シアネートとの反応の進行が早くなりすぎたり又
フレオンのような低沸点の発泡剤を用いた場合は
その揮散ロスが著しくなるので35℃以下の温度範
囲とすることが必要である。
本願発明では上記したようにジオールの添加が
必要であるが、ジオールとしては分子量が106〜
2000のもので、その添加量は軟質ウレタンフオー
ム用ポリオール80〜99.5重量部に対して2〜15重
量部の範囲であることが望ましい。ジオール添加
量が2重量部未満では強伸度特性の向上効果に乏
しく、15重量部以上添加するとフオームの圧縮に
対する復元性が低下するのでクツシヨン用として
は避けなければならない。添加するジオールとし
てはジエチレングリコール1.6−ヘキサンジオー
ルのような低分子量のものから、分子量2000のポ
リオキシプロピレングリコールに至る迄、公知の
ジオールのうち、分子量が106〜2000の範囲のも
のであればエーテル、エステルに関係なくすべて
使用可能である。尚ジオールは単一のものを用い
てもよいが、短鎖ジオールと長鎖ジオールの併用
例えば分子量106のジエチレングリコールと分子
量2000のジオールを併用することもできる。但
し、OH価が400以上の短鎖ジオールを用いる場
合は、ビスフエノールA−RO付加物との合量が
7重量部未満望ましくは5重量部以下にしないと
フオームの収縮が起り易くなる。
本願で用いる触媒、整泡剤、発泡剤、ポリイソ
シアネート等は、軟質ウレタンフオーム用として
公知のものはすべて使用可能であり、必要に応じ
公知の難燃剤や充填剤或は着色剤等も適宜配合す
ることができる。
(実施例)
実施例
第1表に示した配合表の各3倍量を用いて以下
の手順で軟質フオームを発泡させた。
先ず、PPG3000をビーカーにとり、ウオータ
ーバスで28℃に加温し、BISOL−2Pを加えて30
秒間撹拌混合した。次にジオール、T−9、ダブ
コ及び水を加えて10秒間撹拌後、TDIを加えて6
秒間撹拌し30×30×30cmの金属性容器内で自由発
泡させた。
得られたフオームを100℃で10分間加熱した後
24時間室温に放置してASTM D1564−64Tの方
法で見掛け密度を、JIS K6401の方法により硬さ
をJIS K6301の方法により引張り強さ、伸び率、
引裂強度を測定した結果を第2表に示した。尚、
表において実験No.1〜2及び6は参考例で、実験
No.3〜5及び7〜8は実施例である。
比較例
ポリオール成分として汎用のポリエーテルトリ
オールPPG3000のみを用いた以外全く実施例と
同様の方法でフオームを作り物性を測定した。そ
の結果も第1表及び第2表に併記した。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing high hardness and soft urethane foam for use in automobiles, furniture, bedding, and daily necessities. (Prior Art) Soft polyurethane foams have so far been produced with apparent densities in the range of 10 to 50 kg/m 3 , of which foams with apparent densities of 14 to 25 kg/m 3 are the mainstream. For foams in this apparent density range, there is generally a proportional relationship between apparent density and hardness, and the higher the apparent density, the greater the hardness.
Usually commercially available ones have a JIS hardness of 5.5 to 13.5 kg.
The form ranges from . Recently, there has been a strong demand for weight reduction in various application fields including the automobile field, and research has begun from various angles on technology that can stably produce foams with increased hardness without increasing apparent density. . As strategies for this, methods such as the combination of polyols having four or more functional functions, high isocyanate index, increasing the amount of water blended, and combination of polymer polyols are being considered. However, method (2) has the disadvantage that the strength and elongation properties and compression set properties decrease, and method (2) generates significant heat during the reaction, which tends to cause scorch inside the foam, and in some cases, there is a risk of ignition. There were some difficulties involved. Further, the other methods have disadvantages in that the obtained foam has poor heat resistance and tends to cause scorch, and none of the methods has reached the point where it can be used as a decisive factor. On the other hand, as a polyol for polyurethane, 2,
The technology using a propylene oxide adduct of 2-bis(4-hydroxyphenyl)propane (hereinafter abbreviated as bisphenol A-PO adduct) was disclosed in JP-A-Sho.
Although it is known from No. 59-47223, the bisphenol A-alkylene oxide adduct has poor compatibility with polyols for flexible urethane foams and has a high viscosity, which has the drawback of significantly reducing the strength and elongation properties of the obtained foam. Because of this, it was only used for hard urethane foam. (Problems to be Solved by the Invention) The present invention overcomes the various drawbacks of the prior art as described above, and solves the problem of high viscosity bisphenol A-PO which has poor compatibility with polyols for flexible foams, especially trifunctional polyols. Adducts and ethylene oxide adducts of bisphenol A (hereinafter abbreviated as EO adducts)
It facilitates the mixing of alkylene oxide adducts of bisphenol A (hereinafter referred to as bisphenol A-RO adducts), while maintaining the strength and elongation properties of the obtained foam without increasing the foam density. The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a soft urethane foam that can stably improve hardness. (Structure of the Invention) There are no particular restrictions on the polyol for general-purpose flexible urethane foam used in the present application, and all known polyether polyols and polyester polyols can be used. Polyoxyalkylene ether polyols are preferred. Bisphenol A-RO adduct is obtained by reacting 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, that is, 1 mole of bisphenol A, with 2 or more moles of alkylene oxide, but the alkylene oxide is ethylene oxide or propylene oxide. is commonly used. This bisphenol A-RO adduct may be commercially available as BISOL-2P manufactured by Toho Chiba Chemical, or Newpol BP or Newpol BPE manufactured by Sanyo Chemical Industries. The amount of the bisphenol A-RO adduct added must be in the range of 0.5 to 5 parts by weight, preferably 1 to 4.5 parts by weight, based on 80 to 99.5 parts by weight of the general-purpose polyol for flexible urethane foam. If the amount added is less than 0.5 parts by weight, there is no hardness increasing effect, and if it is more than 5 parts by weight, the hardness increasing effect becomes large, but closed cells tend to form and the strength and elongation properties decrease significantly. However, this is because only the so-called "deep" form can be obtained.
This bisphenol A-RO adduct has poor compatibility with polyols for flexible urethane foams, especially trifunctional polypropylene glycol, and even if the two components or the three components with the diol are mixed and stirred at 25°C or lower, it does not easily form a uniform layer. It won't be. This is not simply due to the high viscosity of the bisphenol A-RO adduct, but is an essential compatibility issue. However, polyol for soft urethane foam
A uniform mixed layer can be easily obtained by heating to 25°C or higher. However, if the heating temperature of the polyol for flexible urethane foam is too high, the reaction with the polyisocyanate will progress too quickly, and if a low boiling point blowing agent such as Freon is used, the volatilization loss will be significant. It is necessary to keep the temperature range below ℃. In the present invention, it is necessary to add a diol as described above, but the diol has a molecular weight of 106 to
2000, and the amount added is preferably in the range of 2 to 15 parts by weight per 80 to 99.5 parts by weight of the polyol for flexible urethane foam. If the amount of diol added is less than 2 parts by weight, the effect of improving strength and elongation properties will be poor, and if it is added in excess of 15 parts by weight, the resilience of the foam against compression will decrease, so it should be avoided for use in cushions. Diols to be added range from low molecular weight ones such as diethylene glycol 1,6-hexane diol to polyoxypropylene glycol with a molecular weight of 2000, and among known diols, those with a molecular weight in the range of 106 to 2000 can be used as ether, All can be used regardless of ester. Note that a single diol may be used, but a combination of a short chain diol and a long chain diol, for example diethylene glycol with a molecular weight of 106 and a diol with a molecular weight of 2000, can also be used in combination. However, when using a short chain diol having an OH value of 400 or more, the foam tends to shrink unless the total amount with the bisphenol A-RO adduct is less than 7 parts by weight, preferably 5 parts by weight or less. All known catalysts, foam stabilizers, blowing agents, polyisocyanates, etc. used in this application can be used for flexible urethane foam, and known flame retardants, fillers, colorants, etc. may also be appropriately blended as necessary. can do. (Example) Example A soft foam was foamed in the following procedure using three times the amount of each of the formulations shown in Table 1. First, take PPG3000 in a beaker, warm it to 28℃ in a water bath, add BISOL-2P, and heat it for 30 minutes.
Stir and mix for seconds. Next, add diol, T-9, DABCO and water and stir for 10 seconds, then add TDI and add 6
The mixture was stirred for seconds and allowed to foam freely in a metal container measuring 30 x 30 x 30 cm. After heating the obtained foam at 100℃ for 10 minutes
After leaving at room temperature for 24 hours, the apparent density was determined by the method of ASTM D1564-64T, the hardness was determined by the method of JIS K6401, and the tensile strength, elongation rate, and elongation were determined by the method of JIS K6301.
The results of measuring tear strength are shown in Table 2. still,
Experiment Nos. 1 to 2 and 6 in the table are reference examples.
Nos. 3 to 5 and 7 to 8 are examples. Comparative Example A foam was prepared and its physical properties were measured in the same manner as in the example except that only the general-purpose polyether triol PPG3000 was used as the polyol component. The results are also listed in Tables 1 and 2.
【表】【table】
【表】
* 独立気泡著しいため収縮し物性測定不可
(発明の効果)
(1) BISOL−2Pを0.5部加えるだけでも実験No.1
にみられるように硬さ向上の効果は認められ
る。BISOL−2Pの配合量を増量すれば、配合
量に比例して硬さは上昇するが、実験No.2にみ
られるように強伸度特性特に伸びの低下傾向が
認められ、いわゆる“さくい”フオームになつ
てくる。更にBISOL−2Pを5.5部に増量した実
験No.6ではDIOL1000を11部併用しても、独立
気泡となり実用不可能となるので実用上は5部
以下に制限される。
これは、ビスフエノールAのようなベンゼン
核を2個有するハードセグメントが硬さ向上に
有効であるが、ハードセグメントの比率が大き
くなりすぎると逆に柔軟性を阻害するからであ
る。
(2) BISOL−2Pの添加による強伸度特性の低下
防止には実験No.3〜5に示したように直鎖状の
ジオールを併用するのが有効であるが、10部以
上ジオールを添加すると得られたフオームは独
立気泡含有率が増大してフオームブロツクの下
方で収縮現象を起し、良好なフオームは得られ
なくなる。実験No.6は著しいフオームの収縮の
ため物性測定が実施できなかつた例である。
(3) ジオールを併用する場合、ジエチレングリコ
ール(分子量106.2)のような短鎖状ジオール
と分子量1000以上の長鎖状ジオールを併用する
ことは望ましい手段であり実験No.7〜8にみら
れるように、両者の合量が15部未満であれば硬
さ、強伸度特性の向上効果を損うことなく収縮
防止を図ることができる。しかし、この場合で
も合量で15部以上に増やすと収縮防止効果が低
下するだけでなく、フオームの圧縮永久歪特性
を悪くするので注意しなければならない。
以上の説明から明らかなように汎用のポリオー
ルに0.5〜5重量部のビスフエノールA−RO付加
物及び2〜15重量部のジオールを添加することに
より、フオーム密度を上げることなくJIS硬さを
1〜3Kg高くすることができるので、工業上極め
て有用な技術ということができる。[Table] * Due to significant closed cells, shrinkage made it impossible to measure physical properties (Effects of the invention) (1) Experiment No. 1 even when just 0.5 part of BISOL-2P was added
As can be seen, the effect of improving hardness is recognized. If the amount of BISOL-2P blended is increased, the hardness will increase in proportion to the amount blended, but as seen in Experiment No. 2, there was a tendency for the strength and elongation properties, especially elongation, to decrease, resulting in the so-called "drilling". It becomes a form. Furthermore, in Experiment No. 6, in which the amount of BISOL-2P was increased to 5.5 parts, even if 11 parts of DIOL1000 were used together, closed cells would result, making it impractical, so the amount is limited to 5 parts or less in practice. This is because hard segments having two benzene nuclei, such as bisphenol A, are effective in improving hardness, but if the ratio of hard segments becomes too large, flexibility is adversely affected. (2) To prevent the deterioration of strength and elongation properties due to the addition of BISOL-2P, it is effective to use linear diols as shown in Experiment Nos. 3 to 5, but adding 10 parts or more of diols is effective. As a result, the closed cell content of the obtained foam increases and shrinkage occurs below the foam block, making it impossible to obtain a good foam. Experiment No. 6 is an example in which physical property measurements could not be carried out due to significant foam shrinkage. (3) When using diols together, it is desirable to use short chain diols such as diethylene glycol (molecular weight 106.2) and long chain diols with a molecular weight of 1000 or more, as seen in Experiments No. 7 and 8. If the total amount of both is less than 15 parts, shrinkage can be prevented without impairing the effect of improving hardness and strength/elongation properties. However, even in this case, care must be taken because if the total amount is increased to 15 parts or more, not only will the anti-shrinkage effect decrease, but the compression set characteristics of the foam will also deteriorate. As is clear from the above explanation, by adding 0.5 to 5 parts by weight of bisphenol A-RO adduct and 2 to 15 parts by weight of diol to a general-purpose polyol, the JIS hardness can be increased by 1% without increasing the foam density. Since the weight can be increased by ~3 kg, it can be said to be an extremely useful technology industrially.
Claims (1)
ーム用ポリオール80〜99.5重量部に2,2−ビス
(4−ヒドロキシフエニル)プロパンのアルキレ
ンオキシド付加物0.5〜5重量部を2〜15重量部
のジオールの存在下で触媒、整泡剤、発泡剤及び
ポリイソシアネート等を混合発泡させることを特
徴とする高硬度軟質ウレタンフオームの製造方
法。1 2 to 15 parts by weight of an alkylene oxide adduct of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane is added to 80 to 99.5 parts by weight of a general-purpose polyol for flexible urethane foam heated to 25 to 35°C. A method for producing a highly hard and flexible urethane foam, which comprises mixing and foaming a catalyst, a foam stabilizer, a blowing agent, a polyisocyanate, etc. in the presence of a diol.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59269898A JPS61148243A (en) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | Production of flexible urethane foam having high hardness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59269898A JPS61148243A (en) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | Production of flexible urethane foam having high hardness |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148243A JPS61148243A (en) | 1986-07-05 |
| JPH0126608B2 true JPH0126608B2 (en) | 1989-05-24 |
Family
ID=17478751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59269898A Granted JPS61148243A (en) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | Production of flexible urethane foam having high hardness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61148243A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9580516B2 (en) | 2011-02-21 | 2017-02-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Methods for producing alkali cellulose and cellulose ether |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5634721A (en) * | 1979-08-30 | 1981-04-07 | Hitachi Ltd | Rigid polyurethane composition |
-
1984
- 1984-12-20 JP JP59269898A patent/JPS61148243A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9580516B2 (en) | 2011-02-21 | 2017-02-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Methods for producing alkali cellulose and cellulose ether |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61148243A (en) | 1986-07-05 |
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