JP6903993B2 - Polyisocyanate composition for 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用ポリイソシアネート組成物、及び該組成物から得られる軟質ポリウレタンフォームに関するものである。 The present invention relates to a polyisocyanate composition for a flexible polyurethane foam and a flexible polyurethane foam obtained from the composition.
古くより自動車のシートクッション用軟質ポリウレタンフォーム(以下、軟質フォームとも言う)は、安全性の観点から長時間の乗車でも厚み減少による運転者の視点変化が少なくなるよう高い耐久性が要求されている。一方で、昨今のシートクッションでは、路面から伝わる振動を軽減するため、フォームの反発弾性率を低く抑え、また、コスト低減の観点からフォーム密度を可能な限り低くすることが求められている。しかしながら、これら低反発化、低密度化は、フォーム耐久性を著しく悪化させることが知られており、耐久性と乗り心地性、経済性を両立させる技術の確立が求められてきた。 Since ancient times, flexible polyurethane foam for automobile seat cushions (hereinafter, also referred to as soft foam) has been required to have high durability so that the driver's viewpoint change due to thickness reduction is small even when riding for a long time from the viewpoint of safety. .. On the other hand, in recent seat cushions, in order to reduce vibration transmitted from the road surface, it is required to suppress the elastic modulus of the foam to a low level and to reduce the foam density as much as possible from the viewpoint of cost reduction. However, it is known that these low resilience and low density significantly deteriorate the foam durability, and it has been required to establish a technique for achieving both durability, ride quality and economy.
ポリイソシアネート成分には大きく分けてトリレンジイソシアネート(以下TDIとも言う。)とポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(以下p−MDIとも言う。)との混合物を主成分とするTDI系とジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDIとも言う。)とp−MDIとの混合物を主成分とするMDI系が存在する。TDI系は、イソシアネート基含有率が高く、水との反応による単位重量当たりの炭酸ガス発生量が多いことから、水の配合量を然程増やさずに低密度化が可能である。単位重量当りのイソシアネート基含有率(以下NCO含量とも言う。)が高いことから水素結合性が高く、伸びや破断時強度等の機械物性に優れる。しかし原料としてのTDIは蒸気圧が高く、毒性も強いため軟質ポリウレタンフォーム製造場所の作業環境を悪化させやすい。また、得られる軟質ポリウレタンフォームは耐久性が低いという問題がある。さらにTDIを使用したウレタンフォームでは、フォームのスキン層とコア層との密度差が大きく、同じ25%圧縮硬さ、ヒステリシスロス率のフォームであっても表面触感が固く、乗り心地性能に劣る。 The polyisocyanate component is roughly divided into a TDI system containing a mixture of tolylene diisocyanate (hereinafter also referred to as TDI) and polyphenylpolymethylene polyisocyanate (hereinafter also referred to as p-MDI) as a main component and diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI). There is an MDI system whose main component is a mixture of (also referred to as) and p-MDI. Since the TDI system has a high isocyanate group content and a large amount of carbon dioxide gas generated per unit weight due to the reaction with water, it is possible to reduce the density without increasing the blending amount of water so much. Since the isocyanate group content per unit weight (hereinafter, also referred to as NCO content) is high, the hydrogen bondability is high, and the mechanical properties such as elongation and strength at break are excellent. However, since TDI as a raw material has a high vapor pressure and high toxicity, it tends to deteriorate the working environment at the flexible polyurethane foam manufacturing site. Further, the obtained flexible polyurethane foam has a problem of low durability. Further, in the urethane foam using TDI, the density difference between the skin layer and the core layer of the foam is large, and even if the foam has the same 25% compression hardness and hysteresis loss rate, the surface feel is hard and the riding comfort performance is inferior.
一方、TDI系軟質ポリウレタンフォームに比較し、一般的に反発弾性率が低いMDI系軟質フォームは、高密度領域で振動吸収性と耐久性の両立が比較的容易である。しかし、TDIに比べNCO含量が低いMDI系イソシアネートでは、密度低減のために大量の水を配合する必要が有り、昨今シートクッションに要求される55kg/m3未満の低密度領域では、イソシアネートと水との反応により生成する剛直なウレア結合の増加で樹脂の変形からの復元性が減少し、耐久性が悪化すると共にMDI系軟質ポリウレタンフォームの特徴である良好な質感が失われるという問題があった。 On the other hand, the MDI-based flexible foam, which generally has a lower elastic modulus than the TDI-based flexible polyurethane foam, is relatively easy to achieve both vibration absorption and durability in a high-density region. However, in comparison NCO content is low MDI based isocyanate TDI, it is necessary to blend a large amount of water for the density-reducing, in the low density region of less than 55 kg / m 3 which is required in recent seat cushion, isocyanate and water There is a problem that the resilience from deformation of the resin is reduced due to the increase in the rigid urea bond generated by the reaction with the resin, the durability is deteriorated, and the good texture characteristic of the MDI-based flexible polyurethane foam is lost. ..
特許文献1にはMDIにオキシエチレンユニットを有するポリエーテルポリオールを反応させ耐久性を改良する方法が開示されている。しかし、この方法を用いたMDI系軟質ポリウレタンフォームでは圧縮永久歪等の耐久性は向上するが破断時強度、引裂き強度、フォームの伸び率といった機械物性が悪化する。 Patent Document 1 discloses a method of improving durability by reacting MDI with a polyether polyol having an oxyethylene unit. However, in the MDI-based flexible polyurethane foam using this method, the durability such as compression set is improved, but the mechanical properties such as the strength at break, the tear strength, and the elongation rate of the foam are deteriorated.
特許文献2にはMDIに脂肪族、または芳香族アルコールを反応させ機械物性を向上させる方法が記載されているが、この方法で得られたMDI系軟質ポリウレタンフォームは耐久性に劣る。上記したようにMDI系軟質ポリウレタンフォームの機械物性と圧縮永久歪等の耐久性は相反する性質をもつ。 Patent Document 2 describes a method of reacting MDI with an aliphatic or aromatic alcohol to improve mechanical properties, but the MDI-based flexible polyurethane foam obtained by this method is inferior in durability. As described above, the mechanical properties of the MDI-based flexible polyurethane foam and the durability such as compression set have contradictory properties.
本発明は、低い反発弾性率による良好な振動吸収性を有しつつ、55kg/m3未満の低密度領域においても高い機械物性と低い湿熱圧縮永久歪を実現する軟質ポリウレタンフォーム製造用イソシアネート組成物、及びこのイソシアネート組成物を使用した高振動吸収性、高機械物性、高耐久性を有する軟質フォーム、さらにはこの軟質フォームを使用した、良好な乗り心地性と高い安全性を両立する車両用シートクッション、シートバック及びサドルの提供を目的とする。 The present invention is an isocyanate composition for producing a flexible polyurethane foam, which has good vibration absorption due to a low elastic modulus, and realizes high mechanical properties and low moist heat compression permanent strain even in a low density region of less than 55 kg / m 3. , And a soft foam with high vibration absorption, high mechanical properties, and high durability using this isocyanate composition, and a vehicle seat that uses this soft foam to achieve both good ride comfort and high safety. The purpose is to provide cushions, seat backs and saddles.
本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討した結果、MDIと、特定のポリオキシアルキレンポリオールとからなるアロファネート変性体を含むポリイソシアネート組成物により解決することを見出し、本発明に至った。 As a result of diligent studies to solve the above-mentioned problems, the present invention has been found to be solved by a polyisocyanate composition containing an allophanate modified product composed of MDI and a specific polyoxyalkylene polyol, leading to the present invention. ..
すなわち本発明は、以下の(1)〜(5)の実施形態を含むものである。 That is, the present invention includes the following embodiments (1) to (5).
(1)ジフェニルメタンジイソシアネートと、ポリオキシアルキレンポリオール(A)とのアロファネート変性体を含むポリイソシアネート組成物であって、
ポリオキシアルキレンポリオール(A)の水酸基価が25〜120mgKOH/gであり、且つオキシプロピレンユニットとオキシエチレンユニットの重量比が30/70〜100/0であること、及び
ポリイソシアネート組成物のイソシアネート含量が20〜32重量%の範囲であること
を特徴とするポリイソシアネート組成物。
(1) A polyisocyanate composition containing an allophanate modified product of diphenylmethane diisocyanate and polyoxyalkylene polyol (A).
The hydroxyl value of the polyoxyalkylene polyol (A) is 25 to 120 mgKOH / g, the weight ratio of the oxypropylene unit to the oxyethylene unit is 30/70 to 100/0, and the isocyanate content of the polyisocyanate composition. A polyisocyanate composition in the range of 20 to 32% by weight.
(2)ジフェニルメタンジイソシアネートが、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを含むものであり、ジフェニルメタンジイソシアネートの総量に対し、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート及び2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの合計含有量が10〜50重量%であることを特徴とする上記(1)に記載のポリイソシアネート組成物。 (2) The diphenylmethane diisocyanate contains 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 2,2'-diphenylmethane with respect to the total amount of diphenylmethane diisocyanate. The polyisocyanate composition according to (1) above, wherein the total content of diisocyanate and 2,4'-diphenylmethane diisocyanate is 10 to 50% by weight.
(3)ポリオキシアルキレンポリオール(A)の平均公称ヒドロキシル官能価が1.7〜2.4であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のポリイソシアネート組成物。 (3) The polyisocyanate composition according to (1) or (2) above, wherein the polyoxyalkylene polyol (A) has an average nominal hydroxyl functional value of 1.7 to 2.4.
(4)ポリオール(C)、触媒(D)、発泡剤(E)及び整泡剤(F)と、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のポリイソシアネート組成物との混合液を反応させて発泡させる軟質ポリウレタンフォームの製造方法。 (4) A mixed solution of the polyol (C), the catalyst (D), the foaming agent (E) and the foam stabilizer (F) and the polyisocyanate composition according to any one of (1) to (3) above. A method for producing a flexible polyurethane foam that is reacted and foamed.
(5)軟質ポリウレタンフォームの見掛け密度が50〜70kg/m3であり、スキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが100〜300N/314cm2の範囲であり、反発弾性率が23〜53%であり、機械的物性としての伸びが90〜170%、引裂き強度が5〜10N/cmであり、湿熱圧縮永久歪が9%以下であること、
を特徴とする上記(4)に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
(5) The apparent density of the flexible polyurethane foam is 50 to 70 kg / m 3 , the 25% compressive hardness of the foam test piece with skin is in the range of 100 to 300 N / 314 cm 2 , and the elastic modulus is 23 to 53%. The mechanical properties are such that the elongation is 90 to 170%, the tear strength is 5 to 10 N / cm, and the moist heat compression permanent strain is 9% or less.
The method for producing a flexible polyurethane foam according to (4) above.
本発明の軟質ポリウレタンフォーム用のイソシアネート組成物を含有する軟質ポリウレタンフォーム成形用組成物によれば、低い反発弾性率による良好な振動吸収性を有しつつ、低密度領域においても低い湿熱圧縮永久歪を有し、高機械物性を有することによる成形品の破断防止を実現する軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。 According to the composition for molding a flexible polyurethane foam containing the isocyanate composition for a flexible polyurethane foam of the present invention, it has good vibration absorption due to a low elastic modulus and low moist heat compression permanent strain even in a low density region. It is possible to obtain a flexible polyurethane foam that has high mechanical properties and thus prevents breakage of a molded product.
先ず、本発明のポリイソシアネート組成物について説明する。本発明のポリイソシアネート組成物は、MDIとポリオキシアルキレンポリオール(A)とのアロファネート変性体を含むポリイソシアネート組成物であって、ポリオキシアルキレンポリオール(A)の水酸基価が25〜120mgKOH/gであり、且つオキシプロピレンユニットとオキシエチレンユニットの重量比が30/70〜100/0であること、及びポリイソシアネート組成物のイソシアネート含量が20〜32重量%の範囲であることを特徴とするポリイソシアネート組成物である。 First, the polyisocyanate composition of the present invention will be described. The polyisocyanate composition of the present invention is a polyisocyanate composition containing an allophanate modified product of MDI and a polyoxyalkylene polyol (A), and the hydroxyl value of the polyoxyalkylene polyol (A) is 25 to 120 mgKOH / g. Polyisocyanate, which is characterized in that the weight ratio of the oxypropylene unit to the oxyethylene unit is 30/70 to 100/0, and the isocyanate content of the polyisocyanate composition is in the range of 20 to 32% by weight. It is a composition.
本発明におけるMDIとしては、市販されているMDIを特に制限なく使用することができるが、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計含有量(以下アイソマー含有量とも言う。)が、ポリイソシアネート組成物に用いるMDIの総量に対し10〜50重量%であることが好ましく、20〜45重量%であることが更に好ましい。 As the MDI in the present invention, a commercially available MDI can be used without particular limitation, but the total content of 2,2'-MDI and 2,4'-MDI (hereinafter, also referred to as isocyanate content) is high. , 10 to 50% by weight, more preferably 20 to 45% by weight, based on the total amount of MDI used in the polyisocyanate composition.
MDI総量に対する2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計含有量が10重量%未満では、得られるポリイソシアネート組成物の低温での貯蔵安定性が損なわれ、イソシアネートの保管場所や配管、発泡成形機内の常時加温が必要となる他、軟質ポリウレタンフォームの成形安定性が損なわれ、発泡途中でのフォーム崩壊などが発生しやすい。他方、50重量%を超えるとフォーム硬度が低下し、シートクッション、シートバックやサドルとして十分な硬さが確保できない、反応性が低下し、成形サイクルが延長する、フォームの独泡率が高くなり圧縮永久歪が上昇する、などの問題が生じやすい。 If the total content of 2,2'-MDI and 2,4'-MDI with respect to the total amount of MDI is less than 10% by weight, the storage stability of the obtained polyisocyanate composition at low temperature is impaired, and the storage location and piping of isocyanate are impaired. In addition to the constant heating inside the foam molding machine, the molding stability of the flexible polyurethane foam is impaired, and foam collapse during foaming is likely to occur. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the foam hardness decreases, sufficient hardness cannot be secured as a seat cushion, a seat back or a saddle, the reactivity decreases, the molding cycle is extended, and the foaming rate of the foam increases. Problems such as an increase in compression set are likely to occur.
本発明のポリオキシアルキレンポリオール(A)は、水酸基価が25〜120mgKOH/gであり、且つオキシプロピレンユニットとオキシエチレンユニットの重量比が30/70〜100/0であり、好ましくは50/50〜70/30である。オキシプロピレンユニットの重量比が30%未満であると親水性の高いオキシエチレンユニット量が多くなりすぎることにより、発泡剤に水を使用した場合には高親水性のため軟質ポリウレタンフォームの成形安定性が損なわれ、発泡途中でのフォーム崩壊などが発生する原因になる。 The polyoxyalkylene polyol (A) of the present invention has a hydroxyl value of 25 to 120 mgKOH / g and a weight ratio of oxypropylene unit to oxyethylene unit of 30/70 to 100/0, preferably 50/50. ~ 70/30. If the weight ratio of the oxypropylene unit is less than 30%, the amount of highly hydrophilic oxyethylene unit becomes too large, and when water is used as the foaming agent, it is highly hydrophilic and therefore the molding stability of the flexible polyurethane foam. Is impaired, which causes foam collapse during foaming.
また、ポリオキシアルキレンポリオール(A)は、オキシプロピレンユニットとオキシエチレンユニットとの共重合体、オキシプロピレンユニットのみの共重合体、及びオキシエチレンユニットのみの共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種を用い、上記の比率となるように調整して使用することができる。 Further, the polyoxyalkylene polyol (A) is at least one selected from the group consisting of a copolymer of an oxypropylene unit and an oxyethylene unit, a copolymer of only an oxypropylene unit, and a copolymer of only an oxyethylene unit. Can be adjusted and used so as to have the above ratio.
本発明のポリオキシアルキレンポリオール(A)は、オキシプロピレンユニットとオキシエチレンユニットの重量比、及び水酸基価が上記範囲内であれば良好な軟質ポリウレタンフォーム性能を実現することが可能であるが、中でも平均公称ヒドロキシル官能価が1.7〜2.4、ポリオキシアルキレンポリオール(A)の水酸基価が35〜80mgKOH/gである場合、より優れた軟質ポリウレタンフォームが得られる。 The polyoxyalkylene polyol (A) of the present invention can realize good flexible polyurethane foam performance as long as the weight ratio of the oxypropylene unit to the oxyethylene unit and the hydroxyl value are within the above ranges. When the average nominal hydroxyl functional value is 1.7 to 2.4 and the hydroxyl value of the polyoxyalkylene polyol (A) is 35 to 80 mgKOH / g, a better flexible polyurethane foam can be obtained.
さらに、本発明のポリオキシアルキレンポリオール(A)において、JIS K 1557で規定されるCPR値(controlled polymerization rate)は、10以下であることが好ましく、5以下であることが更に好ましい。CPR値が10を超える場合、イソシアネートのウレタン変性、およびアロファネート変性において、ウレタン化、アロファネート化反応以外のトリマー化反応やダイマー化反応が促進され、合成中のイソシアネートが固化してしまう場合や、イソシアネート粘度が予定外に上昇して実用に耐えないものとなりやすい。 Further, in the polyoxyalkylene polyol (A) of the present invention, the CPR value (controlled polymerization rate) defined by JIS K 1557 is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less. When the CPR value exceeds 10, in the urethane modification and allophanate modification of isocyanate, trimmerization reaction and dimerization reaction other than urethanization and allophanation reaction are promoted, and the isocyanate being synthesized is solidified or isocyanate. The viscosity tends to rise unexpectedly, making it unusable for practical use.
本発明においては、上記したポリオキシアルキレンポリオール(A)によりMDIをアロファネート変性したアロファネート変性体を含むポリイソシアネート組成物を用いて軟質ポリウレタンフォームを成形した際、ポリオキシアルキレンポリオールを有するアロファネート基が柔軟な架橋剤として働くこと、また樹脂中におけるアロファネート結合、ウレタン結合やウレア結合間に静電的な相互作用が生じ、擬似架橋構造を取ることにより、反発弾性率が低いフォームであっても低い湿熱圧縮永久歪、高い機械物性、高い耐久性を実現するものである。 In the present invention, when a flexible polyurethane foam is formed using a polyisocyanate composition containing an allophanate-modified MDI allophanate with the above-mentioned polyoxyalkylene polyol (A), the allophanate group having the polyoxyalkylene polyol is flexible. It works as a cross-linking agent, and electrostatic interaction occurs between allophanate bond, urethane bond and urea bond in the resin, and by adopting a pseudo-cross-linking structure, low moist heat even in foam with low repulsive elasticity. It realizes compression set, high mechanical properties, and high durability.
本発明に用いることができるアロファネート化触媒としては、従来公知の触媒から適宜選択して用いることができ、例えば、アセチルアセトン金属錯体、オクチル酸ジルコニウム塩等のカルボン酸塩、ジメチルアミノエトキシエタノール等の3級アミン類等を用いることができる。なお、アロファネート化触媒の使用量は、ポリイソシアネートとポリオキシアルキレンポリオール(A)との合計重量に対して0.0005〜1重量%が好ましく、0.001〜0.1重量%が更に好ましい。 As the allophanation catalyst that can be used in the present invention, conventionally known catalysts can be appropriately selected and used. For example, acetylacetone metal complex, carboxylate such as zirconium octylate, dimethylaminoethoxyethanol and the like 3 Secondary amines and the like can be used. The amount of the allophanate catalyst used is preferably 0.0005 to 1% by weight, more preferably 0.001 to 0.1% by weight, based on the total weight of the polyisocyanate and the polyoxyalkylene polyol (A).
アロファネート化は、ウレタン化と同時に行っても、ウレタン化後に行ってもよい。ウレタン化とアロファネート化とを同時に行う場合、アロファネート化触媒の存在下で反応を行えばよく、ウレタン化後にアロファネート化を行う場合、アロファネート化触媒の非存在下で、所定時間ウレタン化反応を行った後、アロファネート化触媒を添加してアロファネート化反応を行えばよい。反応終了後は、塩化ベンゾイル、リン酸、リン酸エステル等の反応停止剤を反応系内に加え、30〜100℃で1〜2時間停止反応を行い、アロファネート化反応を停止させる。 Alofanation may be performed at the same time as urethanization or after urethanization. When urethanization and allophanation are carried out at the same time, the reaction may be carried out in the presence of an allophanization catalyst, and when allophanization is carried out after urethanization, the urethanization reaction is carried out for a predetermined time in the absence of the allophanization catalyst. After that, an allophanation catalyst may be added to carry out the allophanization reaction. After completion of the reaction, a reaction terminator such as benzoyl chloride, phosphoric acid, or a phosphate ester is added into the reaction system, and the terminating reaction is carried out at 30 to 100 ° C. for 1 to 2 hours to stop the allophanation reaction.
上記のようにして得ることができるアロファネート変性体を含むポリイソシアネート組成物のイソシアネート基含量は20〜32重量%である。かかるNCO含量が20重量%未満では、イソシアネートと水との反応による二酸化炭素発生量が少なすぎ、低密度領域での成形性を確保することができない。32重量%を超える場合、オキシプロピレンユニットとオキシエチレンユニットを含むアロファネート構造が少なく、本発明の高機械物性を得ることができず、かつ湿熱圧縮永久歪率低減効果を得られない。 The isocyanate group content of the polyisocyanate composition containing the allophanate modified product obtained as described above is 20 to 32% by weight. If the NCO content is less than 20% by weight, the amount of carbon dioxide generated by the reaction between isocyanate and water is too small, and moldability in a low density region cannot be ensured. If it exceeds 32% by weight, the amount of allophanate structure containing the oxypropylene unit and the oxyethylene unit is small, the high mechanical characteristics of the present invention cannot be obtained, and the moist heat compression permanent distortion reduction effect cannot be obtained.
次に、本発明の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。 Next, the method for producing the flexible polyurethane foam of the present invention will be described.
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法としては、前記ポリイソシアネート組成物、ポリオール(C)、触媒(D)、発泡剤としての水(E)、及び整泡剤(F)の混合液の発泡原液を金型内に注入し、その後発泡硬化させる軟質ポリウレタンモールドフォーム(以下、軟質モールドフォームとも言う)の製造方法が好適に使用できる。 As a method for producing the flexible polyurethane foam of the present invention, a foaming stock solution of a mixed solution of the polyisocyanate composition, a polyol (C), a catalyst (D), water (E) as a foaming agent, and a foam stabilizer (F). Can be preferably used by a method for producing a flexible polyurethane mold foam (hereinafter, also referred to as a soft mold foam), which is formed by injecting a foam into a mold and then foam-curing.
本発明のポリオール(C)としては、軟質ポリウレタンフォームとして優れた性能を発現しやすい、水酸基価20〜40mgKOH/g、平均官能基数が2〜4のポリエーテルポリオールを用いることが好ましい。 As the polyol (C) of the present invention, it is preferable to use a polyether polyol having a hydroxyl value of 20 to 40 mgKOH / g and an average number of functional groups of 2 to 4, which easily exhibits excellent performance as a flexible polyurethane foam.
水酸基価が40mgKOH/gを超えると軟質ポリウレタンフォームの硬さが高くなりすぎ、柔軟性も低下する恐れがある。他方、20mgKOH/g未満では得られるポリウレタンフォームの硬さが車両の座席用軟質ポリウレタンフォームとしては柔らかすぎ、また、高い粘度による混合不良などが発生しやすい。 If the hydroxyl value exceeds 40 mgKOH / g, the hardness of the flexible polyurethane foam becomes too high, and the flexibility may decrease. On the other hand, if the amount is less than 20 mgKOH / g, the hardness of the obtained polyurethane foam is too soft for the flexible polyurethane foam for vehicle seats, and mixing defects due to high viscosity are likely to occur.
水酸基価20〜40mgKOH/g、平均官能基数が2〜4のポリエーテルポリオールとしては、例えば数平均分子量700未満の低分子量ポリオール類、低分子量ポリアミン類、低分子量アミノアルコール類等を開始剤として、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドや、テトラヒドロフラン等の環状エーテルを付加させて得られるもの等が挙げられる。 Examples of the polyether polyol having a hydroxyl value of 20 to 40 mgKOH / g and an average number of functional groups of 2 to 4 include low molecular weight polyols having a number average molecular weight of less than 700, low molecular weight polyamines, low molecular weight amino alcohols and the like as an initiator. Examples thereof include alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide, and those obtained by adding cyclic ethers such as tetrahydrofuran.
前記開始剤としては、例えば水、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−n−ヘキサデカン−1,2−エチレングリコール、2−n−エイコサン−1,2−エチレングリコール、2−n−オクタコサン−1,2−エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物、水素添加ビスフェノールA、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル−3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオネート、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の低分子量ポリオール類を挙げることができる。また、アニリン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トルエンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、キシリレンジアミン等の低分子量アミン類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン等の低分子量アミノアルコール類等を挙げることができる。 Examples of the initiator include water, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 1,5. -Pentanediol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol , 2,2-Diethyl-1,3-propanediol, 2-n-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2-ethyl- 1,3-Hexanediol, 2-n-hexadecane-1,2-ethylene glycol, 2-n-eicosan-1,2-ethylene glycol, 2-n-octacosane-1,2-ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene Glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, ethylene oxide or propylene oxide adducts of bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl-3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate, Examples thereof include low molecular weight polyols such as trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol. In addition, low molecular weight amines such as aniline, ethylenediamine, propylenediamine, toluenediamine, metaphenylenediamine, diphenylmethanediamine, and xylylenediamine, and low molecular weight amino alcohols such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and N-methyldiethanolamine. And so on.
これらの開始剤にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドや、テトラヒドロフラン等の環状エーテルを付加させて得ることができるポリエーテルポリオールは、単独で使用、又は2種以上を併用することができる。ポリエーテルポリオールを2種以上併用する場合は、併用した成分全体として水酸基価20〜40mgKOH/g、及び平均官能基数が2〜4とすることが好ましい。 Polyether polyols that can be obtained by adding alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide and cyclic ethers such as tetrahydrofuran to these initiators can be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of polyether polyols are used in combination, it is preferable that the combined components as a whole have a hydroxyl value of 20 to 40 mgKOH / g and an average number of functional groups of 2 to 4.
本発明のポリオール(C)には、硬さの調整を目的として、ポリオール中でビニル系モノマーを通常の方法で重合せしめて製造したポリマーポリオールを併用することができる。このようなポリマーポリオールとしては、前記ポリオール(C)と同様のポリエーテルポリオール中、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。 A polymer polyol produced by polymerizing a vinyl-based monomer in a polyol by a usual method can be used in combination with the polyol (C) of the present invention for the purpose of adjusting the hardness. Examples of such a polymer polyol include those obtained by polymerizing a vinyl-based monomer in the presence of a radical initiator in a polyether polyol similar to the polyol (C) and stably dispersing it. Examples of the vinyl-based monomer include acrylonitrile, styrene, vinylidene chloride, hydroxyalkyl, methacrylate, and alkyl methacrylate, and acrylonitrile and styrene are preferable.
さらに、ポリオール(C)には、性能を低下させない範囲で例えばポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等のポリオールを併用することもできる。 Further, as the polyol (C), a polyol such as a polyester polyol or a polycarbonate polyol can be used in combination as long as the performance is not deteriorated.
ポリエステルポリオールとしては、例えばアジピン酸、フタル酸等の二塩基酸とエチレングリコール、1,4−ブチレングリコール等のグリコールとから得られるもの等を挙げることができる。 Examples of the polyester polyol include those obtained from dibasic acids such as adipic acid and phthalic acid and glycols such as ethylene glycol and 1,4-butylene glycol.
ポリカーボネートポリオールとしては、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート等と1,6−ヘキサンジオール等のグリコールとから得られるもの等を挙げることができる。 Examples of the polycarbonate polyol include those obtained from dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate and glycols such as 1,6-hexanediol.
本発明に使用される触媒(D)としては、従来公知の各種ウレタン化触媒や三量化触媒を用いることができる。このような触媒としては、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、トリエチレンジアミン、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、1,8−ジアザ−ビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等の三級アミン、ジメチルエタノールアミン、N−トリオキシエチレン−N,N−ジメチルアミン、N,N−ジメチル−N−ヘキサノールアミン等の反応型三級アミン又はこれらの有機酸塩、1−メチイミダゾール、2−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、1−ブチル−2−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート、ナフテン酸亜鉛等の有機金属化合物、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジアルキルアミノアルキル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン、酢酸カリウム、2−エチルヘキサン酸カリウム等が挙げられる。 As the catalyst (D) used in the present invention, various conventionally known urethanization catalysts and trimerization catalysts can be used. Examples of such a catalyst include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N-methylmorpholin, N-ethylmorpholin, dimethylbenzylamine, N, N, N', N'-tetramethylhexamethylenediamine, N, N. , N', N', N''-pentamethyldiethylenetriamine, triethylenediamine, bis- (2-dimethylaminoethyl) ether, 1,8-diaza-bicyclo [5.4.0] undecene-7, etc. Reactive tertiary amines such as amines, dimethylethanolamines, N-trioxyethylene-N, N-dimethylamines, N, N-dimethyl-N-hexanolamines or their organic acid salts, 1-methiimidazole, 2- Imidazole compounds such as methyl imidazole, 1,2-dimethyl imidazole, 2,4-dimethyl imidazole, 1-butyl-2-methyl imidazole, organic metal compounds such as stanas octoate, dibutyltin dilaurate, zinc naphthenate, 2, Examples thereof include 4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dialkylaminoalkyl) hexahydro-S-triazine, potassium acetate, potassium 2-ethylhexanoate and the like.
触媒の種類は、適切なフォームセルの独泡率、生産サイクルを実現できるものであれば特に制限はないが、フォーム臭気などの点からポリオール(C)に対し0.1〜5重量部添加することが好ましい。 The type of catalyst is not particularly limited as long as it can realize an appropriate foaming rate and production cycle of the foam cell, but 0.1 to 5 parts by weight is added to the polyol (C) from the viewpoint of foam odor and the like. Is preferable.
本発明に使用される発泡剤(E)は、水が好ましく、水の量はポリオール(C)100重量部に対し2〜15重量部が好ましい。水に加え、液化炭酸ガスをポリオール(C)100重量部に対し6重量部までの範囲で添加し、発泡倍率を高めることも可能である。 The foaming agent (E) used in the present invention is preferably water, and the amount of water is preferably 2 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol (C). In addition to water, liquefied carbon dioxide gas can be added in the range of up to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol (C) to increase the foaming ratio.
本発明に使用される整泡剤(F)は、従来公知の有機珪素系界面活性剤を用いることができ、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B−8724LF2、B−8715LF2、信越化学社製のF−122等が挙げられる。これら整泡剤の量はポリオール(C)100重量部に対し0.1〜3重量部が好ましい。 As the defoaming agent (F) used in the present invention, a conventionally known organic silicon-based surfactant can be used, and for example, SZ-1327, SZ-1325, SZ-1336 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., Examples thereof include SZ-3601, Y-10366 and L-5309 manufactured by Momentive, B-8724LF2 and B-8715LF2 manufactured by Evonik, and F-122 manufactured by Shin-Etsu Chemical. The amount of these foam stabilizers is preferably 0.1 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol (C).
また、本発明には成形安定性の向上やフォーム硬さの調整を目的としてジエタノールアミンやトリエタノールアミンといった架橋剤を添加することができる。架橋剤の好ましい添加量はポリオール(C)100重量部に対し5重量部までが好ましい。必要以上の架橋剤添加では、強い独泡性を生じたり、架橋密度増大により機械的強度が悪化する傾向にある。 Further, a cross-linking agent such as diethanolamine or triethanolamine can be added to the present invention for the purpose of improving molding stability and adjusting foam hardness. The preferable amount of the cross-linking agent added is up to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol (C). If a cross-linking agent is added more than necessary, strong foaming property tends to occur, and the mechanical strength tends to deteriorate due to an increase in the cross-linking density.
上記の他に、添加剤として、難燃剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、各種充填剤、内部離型剤、その他の加工助剤を使用することができる。なお、これらの助剤の中でイソシアネートと反応しうる活性水素基を有さないものについては、ポリイソシアネートにあらかじめ混合して使用することもできる。 In addition to the above, as additives, flame retardants, plasticizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, colorants, various fillers, internal mold release agents, and other processing aids can be used. Among these auxiliaries, those having no active hydrogen group capable of reacting with isocyanate can be used by being mixed with polyisocyanate in advance.
上記発泡原液を金型内に注入する際の金型温度としては、通常30〜80℃、好ましくは45〜65℃である。上記発泡原液を金型内に注入する際の金型温度が30℃未満であると、反応速度低下による生産サイクルの延長につながり、一方、80℃より高いと、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促進されることにより、発泡途中においてフォームの崩壊や、ウレア結合の局所増大による耐久性、フォーム触感が悪化しやすくなる。 The mold temperature at the time of injecting the foaming stock solution into the mold is usually 30 to 80 ° C, preferably 45 to 65 ° C. If the mold temperature at the time of injecting the foaming stock solution into the mold is less than 30 ° C., the production cycle is extended due to a decrease in the reaction rate, while if it is higher than 80 ° C., the reaction between the polyol and isocyanate is affected. When the reaction between water and isocyanate is excessively promoted, the foam collapses during foaming, the durability due to the local increase in urea bond, and the foam tactile sensation tend to deteriorate.
上記発泡原液を発泡硬化させる際の硬化時間としては、一般的な車両用シートパッド、サドルなど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。 The curing time for foaming and curing the foam stock solution is preferably 10 minutes or less, more preferably 7 minutes or less, considering the production cycle of general vehicle seat pads, saddles, and the like.
本発明の軟質モールドフォームを製造するに際しては、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 producing the soft mold foam of the present invention, each of the above components can be mixed using a high-pressure foaming machine, a low-pressure foaming machine, or the like, as in the case of a normal soft mold foam.
ポリイソシアネート成分とポリオール成分とは発泡直前で混合することが好ましい。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ポリイソシアネート成分またはポリオール成分と予め混合することができる。それら混合物は混合後直ちに使用しても、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構造を有する発泡装置の場合、ポリオール、発泡剤、ポリイソシアネート、触媒、整泡剤、添加剤などを個別に混合部に導入することもできる。 The polyisocyanate component and the polyol component are preferably mixed immediately before foaming. Other components can be premixed with the polyisocyanate component or the polyol component as long as they do not affect the storage stability of the raw material or the change in reactivity with time. The mixture may be used immediately after mixing, or may be stored and then used in the required amount as appropriate. In the case of a foaming apparatus having a structure capable of simultaneously introducing more than two components into the mixing portion, polyols, foaming agents, polyisocyanates, catalysts, defoaming agents, additives and the like can be individually introduced into the mixing portion.
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何れでも良く、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。本発明に使用される発泡装置は、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。 Further, the mixing method may be either dynamic mixing in which mixing is performed in the machine head mixing chamber of the foaming machine or static mixing in which mixing is performed in the liquid feeding pipe, or both may be used in combination. In many cases, mixing of gaseous components such as physical foaming agents and liquid components is performed by static mixing, and mixing of components that can be stably stored as liquid is performed by dynamic mixing. The foaming device used in the present invention is preferably a high-pressure foaming device that does not require solvent cleaning of the mixing portion.
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、発泡硬化させ、その後脱型が行われる。 The mixed liquid obtained by such mixing is discharged into a mold (mold), foamed and cured, and then demolded.
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を用いればよい。 In order to smoothly perform the above-mentioned demolding, it is also preferable to apply a mold release agent to the mold in advance. As the release agent to be used, a release agent usually used in the molding processing field may be used.
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。 The product after demolding can be used as it is, but it is preferable to destroy the cell membrane of the foam under compression or reduced pressure by a conventionally known method to stabilize the appearance and dimensions of the subsequent product.
本発明のポリイソシアネート組成物中の全イソシアネート基と、水を含むイソシアネート反応性化合物中の全イソシアネート反応性基との混合発泡時におけるモル比(NCO/NCO反応性基)は、0.7〜1.4(イソシアネートインデックス(NCO INDEX)=70〜140)であることが好ましく、フォームの耐久性や成形サイクルを考慮すると0.8〜1.3(NCO INDEX=80〜130)がより好ましい。 The molar ratio (NCO / NCO reactive group) at the time of mixed foaming of the total isocyanate group in the polyisocyanate composition of the present invention and the total isocyanate reactive group in the isocyanate reactive compound containing water is 0.7 to It is preferably 1.4 (isocyanate index (NCO INDEX) = 70 to 140), and more preferably 0.8 to 1.3 (NCO INDEX = 80 to 130) in consideration of foam durability and molding cycle.
イソシアネートインデックスが70未満では耐久性の低下や独泡性が過度に上昇しやすく、140を超える場合は未反応イソシアネートが長く残存することによる成形サイクルの延長、高分子量化の遅延によるフォーム発泡途中でのセル崩壊などが生じやすい。 If the isocyanate index is less than 70, the durability tends to decrease and the foaming property tends to increase excessively, and if it exceeds 140, the molding cycle is extended due to the long residual unreacted isocyanate, and the foam is foamed due to the delay in increasing the molecular weight. Cell collapse is likely to occur.
本発明のポリイソシアネート組成物を用いることにより、JIS K6400の方法で測定される見掛け密度が50〜70kg/m3、かつJIS K6400記載のB法で測定されるスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが100〜300N/314cm2であって、機械物性はJISK6400記載の方法で測定される伸びが90〜170%、引裂き強度が5〜10N/cmであり、JIS K6400記載の反発弾性率が23〜53%、JIS K6400記載の湿熱圧縮永久歪が9%以下の軟質ポリウレタンフォームを好適に得ることができる。 By using the polyisocyanate composition of the present invention, the apparent density measured by the method of JIS K6400 is 50 to 70 kg / m 3 , and 25% compression of the foam test piece with skin measured by the method B described in JIS K6400. The hardness is 100 to 300 N / 314 cm 2 , the mechanical properties are 90 to 170% of elongation measured by the method described in JIS K6400, the tear strength is 5 to 10 N / cm, and the elastic modulus described in JIS K6400 is. A flexible polyurethane foam having a wet heat compression permanent strain of 23 to 53% and JIS K 6400 of 9% or less can be preferably obtained.
このような軟質ポリウレタンフォームを使用することにより、良好な乗り心地性と視点安定性を確保した高い安全性を両立する車両用シートクッション、シートバック及びサドル等に好ましく用いることができる。 By using such a flexible polyurethane foam, it can be preferably used for a vehicle seat cushion, a seat back, a saddle, etc., which achieve both good ride comfort and high safety while ensuring viewpoint stability.
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」、「%」は重量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. Unless otherwise specified, "parts" and "%" in the text are based on weight.
<ポリイソシアネート組成物の合成例>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量:1Lの反応器に、アイソマー含有量が55.0%のMDI(M1)とアイソマー含有量が1.0%のMDI(M2)を重量比68.5/31.5で混合し、アイソマー含有量が38.0%となるように調整したMDI(M3):750gを仕込み、55℃まで昇温した後、ポリオキシアルキレンポリオール(ポリオールA−2)を100.0g仕込み、さらにポリオキシアルキレンポリオール(ポリオールA−1)を150.0g仕込み、反応触媒としてアセチルアセトン亜鉛(日本化学産業社製ナーセム亜鉛)を0.07g仕込み、90℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら1.5時間アロファネート化反応を行った。塩化ベンゾイル0.14gを添加しアロファネート化反応を停止させ、室温まで冷却してポリイソシアネート組成物(B1)(NCO含量23.0%)を得た。
<Synthesis example of polyisocyanate composition>
MDI (M1) with an isomer content of 55.0% and MDI (M2) with an isomer content of 1.0% in a capacity: 1 L reactor with a stirrer, thermometer, cooler and nitrogen gas inlet tube. Was mixed at a weight ratio of 68.5 / 31.5, MDI (M3): 750 g adjusted to have an isomer content of 38.0% was charged, the temperature was raised to 55 ° C., and then a polyoxyalkylene polyol (polyoxyalkylene polyol) ( 100.0 g of polyol A-2) was charged, further 150.0 g of polyoxyalkylene polyol (polyol A-1) was charged, 0.07 g of acetylacetone zinc (Nasem zinc manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd.) was charged as a reaction catalyst, and the temperature was 90 ° C. The temperature was raised to. The allophanization reaction was carried out for 1.5 hours while uniformly mixing with a stirring blade while maintaining the temperature. 0.14 g of benzoyl chloride was added to stop the allophanation reaction, and the mixture was cooled to room temperature to obtain a polyisocyanate composition (B1) (NCO content 23.0%).
同様に表1に記載のアイソマー含有量を調整したMDI(M3〜M6)と表2に記載の各種ポリオキシアルキレンポリオール(A)と、反応触媒とを用いて表3に記載するポリイソシアネート組成物(B1〜B11)を得た。 Similarly, the polyisocyanate compositions shown in Table 3 using MDIs (M3 to M6) having an adjusted isomer content shown in Table 1, various polyoxyalkylene polyols (A) shown in Table 2, and a reaction catalyst. (B1 to B11) were obtained.
<ポリオールプレミックスの調製>
攪拌機を備えた容量100Lの混合機に、ポリオール(C)、触媒(D)、発泡剤(E)としての水、及び整泡剤(F)をそれぞれ、表4に記載した比率で仕込み、均一に混合することでポリオールプレミックス(P)を得た。
<Preparation of polyol premix>
In a mixer having a capacity of 100 L equipped with a stirrer, the polyol (C), the catalyst (D), the water as the foaming agent (E), and the foam stabilizer (F) are charged at the ratios shown in Table 4, and are uniform. Diol premix (P) was obtained by mixing with.
<ポリオール(C)>
・ポリオールC1:重合開始剤平均官能基数=3.0、水酸基価=24(mgKOH/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、旭硝子社製 エクセノール 923
・ポリオールC2:重合開始剤平均官能基数=3.0、水酸基価=28(mgKOH/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、旭硝子社製 エクセノール 823
・ポリオールC3:重合開始剤平均官能基数=3.0、水酸基価=281(mgKOH/g)のポリオキシプロピレンポリオール、三洋化成工業社製 サンニックス GP−600
<触媒(D)>
・触媒D1:トリエチレンジアミンの33%ジプロピレングリコール溶液、東ソー社製TEDA−L33
・触媒D2:ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテルの70%ジプロピレングリコール溶液、東ソー社製TOYOCAT−ET
<発泡剤(E)>
・水(市水)
<整泡剤(F)>
・整泡剤F:シリコーン系整泡剤、東レ・ダウコーニング社製SZ−1325。
<Polyprethane (C)>
-Polyol C1: Polymerization initiator A polyoxyethylene polyoxypropylene polyol having an average number of functional groups of 3.0 and a hydroxyl value of 24 (mgKOH / g), Exenol 923 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
-Polyol C2: Polyoxyethylene polyoxypropylene polyol having an average number of functional groups of the polymerization initiator = 3.0 and a hydroxyl value = 28 (mgKOH / g), Exenol 823 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
-Polyol C3: Polyoxypropylene polyol having an average number of functional groups of the polymerization initiator = 3.0 and a hydroxyl value = 281 (mgKOH / g), Sanniks GP-600 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.
<Catalyst (D)>
-Catalyst D1: 33% dipropylene glycol solution of triethylenediamine, TEDA-L33 manufactured by Tosoh Corporation.
-Catalyst D2: 70% dipropylene glycol solution of bis (2-dimethylaminoethyl) ether, TOYOCAT-ET manufactured by Tosoh Corporation
<Blowing agent (E)>
・ Water (city water)
<Foaming agent (F)>
-Foam conditioner F: Silicone-based defoamer, SZ-1325 manufactured by Toray Dow Corning.
<フォーム成型>
表4に記載した配合比のポリオールプレミックス(P)と合成したポリイソシアネート組成物(B1〜B11)を液温25±1℃に調整した。ポリオールプレミックス(P)にポリイソシアネート組成物(B1〜B11)を表5、表6に示すイソシアネートインデックス値となる割合で混合し、ミキサー(毎分7000回転)で7秒間混合し金型内に注入し軟質フォームを発泡させた後、金型より取出して、ローラークラッシングによる破泡後、得られた軟質フォームの物性を測定した。
[発泡条件]
金型温度:55〜60℃
金型形状:100×300×300mm
金型材質:アルミニウム
キュアー条件:55〜60℃×6分。
<Foam molding>
The polyisocyanate compositions (B1 to B11) synthesized with the polyol premix (P) having the blending ratios shown in Table 4 were adjusted to a liquid temperature of 25 ± 1 ° C. The polyisocyanate composition (B1 to B11) is mixed with the polyol premix (P) at a ratio of the isocyanate index values shown in Tables 5 and 6, mixed with a mixer (7000 rpm) for 7 seconds, and placed in a mold. After injecting and foaming the soft foam, it was taken out from a mold, and after foaming by roller crushing, the physical properties of the obtained soft foam were measured.
[Foaming conditions]
Mold temperature: 55-60 ° C
Mold shape: 100 x 300 x 300 mm
Mold material: Aluminum cure Conditions: 55-60 ° C x 6 minutes.
<フォーム物性測定>
見掛け密度、引張強さ、伸び、引裂強さ、反発弾性率、湿熱圧縮残留歪は、JIS K6400記載の方法で、圧縮残留歪はJIS K6400記載のA法で、スキン付き試験片フォームの25%圧縮硬さ(25%ILD)は、JIS K6400記載のB法で測定した。
<Measurement of foam physical characteristics>
Apparent density, tensile strength, elongation, tear strength, elastic modulus, moist heat compression residual strain is the method described in JIS K6400, and compression residual strain is the method A described in JIS K6400, which is 25% of the test piece foam with skin. The compressive hardness (25% ILD) was measured by the method B described in JIS K6400.
表5に示す結果から明らかなように、本発明の方法によって得られた軟質ポリウレタンフォームは見掛け密度が50〜70kg/m3、スキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが100〜300N/314cm2の範囲において、良好な機械物性と耐久性を示すことが確認できた。 As is clear from the results shown in Table 5, the flexible polyurethane foam obtained by the method of the present invention has an apparent density of 50 to 70 kg / m 3 , and the 25% compression hardness of the skinned foam test piece is 100 to 300 N / 314 cm. It was confirmed that good mechanical properties and durability were exhibited in the range of 2.
表6に示すように比較例1では変性剤分子量が低く、柔軟な架橋剤として働くことができないため、湿熱圧縮歪が9%を超える結果となった。また、比較例2、3のようにポリオキシアルキレンポリオール以外のポリオールを使用した場合も柔軟な架橋点とはならないため湿熱圧縮歪が9%を超える結果となった。比較例4、5のようにポリオキシアルキレンポリオール中のオキシエチレンユニットの重量比が70%を超える場合は、親水性の高いオキシエチレンユニット比率が高い影響で、発泡剤である水との親和性が高くなり軟質フォームの成形安定性が損なわれ、発泡途中でのフォーム崩壊が発生し成形不良となった。比較例6ではアイソマー含有量が低く、軟質フォームの成形安定性が損なわれ、発泡途中でのフォーム崩壊が発生し成形不良となった。 As shown in Table 6, in Comparative Example 1, the molecular weight of the denaturing agent was low and it could not act as a flexible cross-linking agent, resulting in a moist heat compression strain exceeding 9%. Further, even when a polyol other than the polyoxyalkylene polyol is used as in Comparative Examples 2 and 3, the result is that the wet heat compression strain exceeds 9% because the cross-linking point is not flexible. When the weight ratio of the oxyethylene unit in the polyoxyalkylene polyol exceeds 70% as in Comparative Examples 4 and 5, the affinity with water as a foaming agent is affected by the high ratio of the highly hydrophilic oxyethylene unit. The molding stability of the soft foam was impaired, and the foam collapsed during foaming, resulting in molding failure. In Comparative Example 6, the isomer content was low, the molding stability of the soft foam was impaired, and foam collapse occurred during foaming, resulting in molding failure.
以上の結果から、本発明のポリイソシアネート組成物を用いることにより、軟質ポリウレタンフォームの見掛け密度が50〜70kg/m3、スキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが100〜300N/314cm2の範囲において良好な機械物性と耐久性が高い軟質ウレタンフォームを成型することができるため、良好な乗り心地性と高い安全性を両立する車両用シートクッション、シートバック及びサドルに極めて有用である。 From the above results, by using the polyisocyanate composition of the present invention, the apparent density of the flexible polyurethane foam is 50 to 70 kg / m 3 , and the 25% compression hardness of the foam test piece with skin is 100 to 300 N / 314 cm 2 . Since it is possible to mold soft urethane foam having good mechanical properties and high durability in the range, it is extremely useful for vehicle seat cushions, seat backs and saddles that have both good riding comfort and high safety.
Claims (3)
ポリオキシアルキレンジオール(A)の水酸基価が25〜120mgKOH/gであり、且つオキシプロピレンユニットとオキシエチレンユニットの重量比が50/50〜70/30であり、ジフェニルメタンジイソシアネートが、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを含むものであり、ジフェニルメタンジイソシアネートの総量に対し、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート及び2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの合計含有量が10〜50重量%であること、及び、
ポリイソシアネート組成物のイソシアネート含量が20〜32重量%の範囲であることを特徴とするポリイソシアネート組成物。 A polyisocyanate composition containing an allophanate modified product of diphenylmethane diisocyanate and polyoxyalkylene diol (A).
A hydroxyl value of 25~120MgKOH / g of polyoxyalkylene diol (A), and the weight ratio of the oxypropylene units and oxyethylene units is 50 / 50-70 / 30, diphenylmethane diisocyanate, 2,2'- It contains diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and contains the total amount of 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and 2,4'-diphenylmethane diisocyanate with respect to the total amount of diphenylmethane diisocyanate. The amount is 10 to 50% by weight, and
A polyisocyanate composition characterized in that the isocyanate content of the polyisocyanate composition is in the range of 20 to 32% by weight.
を特徴とする請求項2に記載の軟質ポリウレタンフォームの製造方法。 The apparent density of the flexible polyurethane foam is 50 to 70 kg / m 3 , the 25% compressive hardness of the foam test piece with skin is in the range of 100 to 300 N / 314 cm 2 , and the elastic modulus is 23 to 53%. The method for producing a flexible polyurethane foam according to claim 2 , wherein the mechanical properties are elongation of 90 to 170%, tear strength of 5 to 10 N / cm, and moist heat compression permanent strain of 9% or less. ..
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