JP6218306B2 - Polyurethane foam - Google Patents
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Description
本発明は、スラブストック成形においてブロック内部にスコーチを発生させることなく製造が可能なポリウレタンフォームに関し、特に、低密度でありながら、十分な硬度、耐折り曲げ性(形状追従性)、形状記憶性とを併せもつ半硬質のポリウレタンフォームに関する。 The present invention relates to a polyurethane foam that can be manufactured without generating scorch inside a block in slabstock molding, and in particular, has low hardness, sufficient hardness, bending resistance (shape followability), shape memory property, Relates to a semi-rigid polyurethane foam having
高硬度でありながら、ある程度の柔軟性を持つという“硬質ポリウレタンフォーム”と“軟質ポリウレタンフォーム”の中間的な特徴を有するものは「半硬質ポリウレタンフォーム」とも呼ばれ、高い硬度が要求されつつ、熱成形(プレス成形)が必須とされる自動車天井用基材などの部材として好適に使用されている。
これまで、様々な半硬質のポリウレタンフォームが開発されているが、例えば、特許文献1に記載のポリウレタンフォームでは、密度が高すぎ、軽量化という点においてもあまり好ましくなかった。
While having high hardness, the one with the intermediate characteristics of “rigid polyurethane foam” and “soft polyurethane foam” having a certain degree of flexibility is also called “semi-rigid polyurethane foam”, and high hardness is required. It is suitably used as a member such as an automobile ceiling base material in which thermoforming (press molding) is essential.
Various semi-rigid polyurethane foams have been developed so far. For example, the polyurethane foam described in Patent Document 1 has a density that is too high and is not preferable in terms of weight reduction.
ポリウレタンフォームの低密度化としては、発泡剤である水の添加量を増やす方法があるが、水はイソシアネート化合物と反応するため、反応による発熱量が大きくなり、得られるフォームにスコーチ(焦げ)が発生しやすい。
この現象は、大型のブロック状のポリウレタンフォームを生産するスラブストック成形の場合、特に顕著であり、最悪の場合、火災の危険性すらある。
As a method for reducing the density of polyurethane foam, there is a method of increasing the amount of water added as a foaming agent, but water reacts with an isocyanate compound, so the amount of heat generated by the reaction increases, and the resulting foam has scorch. Likely to happen.
This phenomenon is particularly noticeable in the case of slabstock molding that produces large block polyurethane foams, and in the worst case there is even a fire hazard.
このように、低密度のポリウレタンフォームを成形するには、フォーム中のスコーチ発生の抑制が課題となるため、特許文献2では、過剰の水を添加することで、フォーム形成時に生じる内部の発熱を過剰な水の気化による除熱により低減させることを提案している。
しかし、特許文献2では、水を大量に添加することで、低密度化を実現したものにすぎず、柔軟性(伸び)に劣るので、自動車の天井などの屈曲面に追従しなければならない用途に使用する場合、その屈曲部にて割れが生じる問題があった。自動車天井用基材は、半硬質ポリウレタンフォームに表皮材を接着したものをプレス成形にて任意の形状とするのが一般的である。
Thus, in order to mold a low-density polyurethane foam, suppression of scorch generation in the foam becomes a problem. Therefore, in Patent Document 2, by adding excess water, internal heat generated during foam formation can be reduced. It has been proposed to reduce the heat by removing excess water.
However, in Patent Document 2, only a low density is achieved by adding a large amount of water, and since it is inferior in flexibility (elongation), it must follow a curved surface such as the ceiling of an automobile. In the case of using for the above, there is a problem that cracks occur at the bent portion. In general, a base material for an automobile ceiling is formed by press-molding a semi-rigid polyurethane foam bonded with a skin material.
一方、本発明者は、先に、スコーチを発生させることなく、低密度と高硬度を併せもつポリウレタンフォームを提案している(特許文献3)。
しかし、この先提案のポリウレタンフォームでは、実際に、自動車天井などの屈曲面に貼り付けプレス成形する際に、フォーム厚みや屈曲面の形状によっては、割れが生じてしまうという改良すべき点があった。このように、従来の半硬質ポリウレタンフォームでは、低密度化および高硬度化することに伴い、形状追従性に劣る傾向がある。
On the other hand, the present inventor has previously proposed a polyurethane foam having both low density and high hardness without generating scorch (Patent Document 3).
However, in the previously proposed polyurethane foam, there was a point to be improved that cracking may actually occur depending on the thickness of the foam and the shape of the bent surface when press-molding it on a bent surface such as an automobile ceiling. . As described above, the conventional semi-rigid polyurethane foam tends to be inferior in shape followability as the density and hardness are lowered.
本発明は、ブロック内部にスコーチが発生することなく製造可能なポリウレタンフォームであって、低密度でありながら、高い硬度を有し、形状追従性(耐折り曲げ性)及び形状記憶性に優れた半硬質のポリウレタンフォームを提供することを課題とする。 The present invention is a polyurethane foam that can be produced without generating scorch inside the block, and has a low hardness and a high hardness, and is excellent in shape followability (bending resistance) and shape memory. It is an object to provide a rigid polyurethane foam.
上記課題を解決するために、本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、
ポリオール化合物として、ポリテトラメチレンエーテルグリコールやその誘導体、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、多価アルコールの少なくとも4種を含み、かつ平均水酸基価を特定の値に調製したものを使用することで、
低密度かつ高硬度でありながら、板状に加工した際に室温(25℃程度)下での折り曲げ可能角度が90°以上であり、また室温下で180°折り曲げても割れ(ヒビや亀裂)が入りにくく、しかも、その伸び特性(伸び及び耐折り曲げ性)が温度上昇に伴い向上するうえ、再度室温下に戻した時に高温下で折り曲げた形状を保持できるという形状記憶性を持つ、半硬質のポリウレタンフォームが得られることを見出した。
In order to solve the above problems, the present inventor has conducted extensive studies,
By using at least four kinds of polytetramethylene ether glycol and derivatives thereof, polyether polyol, polyester polyol, polyhydric alcohol, and having an average hydroxyl value adjusted to a specific value as a polyol compound,
Although it is low density and high hardness, when it is processed into a plate shape, it can be bent at room temperature (about 25 ° C) at 90 ° or more, and even when it is bent 180 ° at room temperature, it cracks (cracks and cracks) Semi-rigid, with a shape memory property that it is difficult to enter, and its elongation characteristics (elongation and bending resistance) improve as the temperature rises, and when it is returned to room temperature again, it can retain its bent shape at high temperatures. It was found that a polyurethane foam was obtained.
すなわち、本発明のポリウレタンフォームは、ポリオール化合物、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するポリオール成分と、イソシアネート成分とを反応させて得られるポリウレタンフォームであって、
前記ポリオール化合物は、(i)数平均分子量が1000〜3000、水酸基価が37〜112mgKOH/gのポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体、(ii)数平均分子量が300〜1000、水酸基価が156〜560mgKOH/gのポリエーテルポリオール、(iii)数平均分子量が500〜1300、水酸基価が100〜200mgKOH/gのフタル酸を開始剤とするポリエステルポリオール、(iv)多価アルコール、の少なくとも4種を含み、平均水酸基価が190〜300mgKOH/gに調製され、かつ、
前記イソシアネート成分は、NCO含量が28〜33%のクルードMDI
であることを特徴とする。
このとき、前記ポリオール化合物100重量部に対し、前記(i)ポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体が10〜20重量部、前記(ii)ポリエーテルポリオールが40〜50重量部、前記(iii)ポリエステルポリオールが25〜35重量部、前記(iv)多価アルコールが5〜15重量部であることが好ましい。
That is, the polyurethane foam of the present invention is a polyurethane foam obtained by reacting a polyol component containing a polyol compound, a foaming agent, a foam stabilizer, and a catalyst with an isocyanate component,
The polyol compound has (i) a polytetramethylene ether glycol and / or a derivative thereof having a number average molecular weight of 1000 to 3000 and a hydroxyl value of 37 to 112 mgKOH / g, and (ii) a number average molecular weight of 300 to 1000 and a hydroxyl value of At least 4 of a polyether polyol of 156 to 560 mg KOH / g, (iii) a polyester polyol having a number average molecular weight of 500 to 1300 and a phthalic acid having a hydroxyl value of 100 to 200 mg KOH / g as an initiator, and (iv) a polyhydric alcohol. Including seeds, having an average hydroxyl value of 190 to 300 mg KOH / g, and
The isocyanate component is crude MDI having an NCO content of 28-33%.
It is characterized by being.
At this time, with respect to 100 parts by weight of the polyol compound, the (i) polytetramethylene ether glycol and / or a derivative thereof is 10 to 20 parts by weight, the (ii) the polyether polyol is 40 to 50 parts by weight, and the (iii) It is preferable that the polyester polyol is 25 to 35 parts by weight and the (iv) polyhydric alcohol is 5 to 15 parts by weight.
本発明のポリウレタンフォームは、スラブストック成形においてもブロック内部にスコーチを発生させることなく製造可能であり、低密度でありながら、硬度が高く、柔軟性や形状追従性(耐折り曲げ性)に優れたものなので、自動車等の天井、ドアトリム、インストルメントパネル等の内装用基材として、またその形状記憶性から熱成形を必要とする用途に好ましく使用できる。
特に、本発明のポリウレタンフォームは、従来存在しなかった密度が25〜35kg/m3、かつC硬度(アスカーゴム硬度計C型で測定した硬度)が30以上であるにも拘わらず、室温下において180°折り曲げてもフォームに割れが生じないという優れた耐折り曲げ性を示す。
The polyurethane foam of the present invention can be produced without generating scorch inside the block even in slab stock molding, and has low hardness, high hardness, and excellent flexibility and shape followability (bending resistance). Since it is a thing, it can be preferably used as a base material for interiors such as a ceiling of automobiles, door trims, instrument panels, and the like and because of its shape memory property, it requires thermoforming.
In particular, the polyurethane foam of the present invention has a density of 25 to 35 kg / m 3 and a C hardness (hardness measured with an Asker rubber hardness meter C type) of 30 or more, which has not existed at room temperature. Excellent bending resistance that the foam does not crack even when it is bent 180 °.
また、本発明のポリウレタンフォームは、温度上昇に伴い伸び特性(伸び及び耐折曲げ性)が向上し、高温下では非常に優れた形状追従性を持つ。さらに、高温下で折り曲げることで表現した形状を、室温下に戻したときに保持できるという優れた形状記憶性をも有するものである。
なお、本発明のポリウレタンフォームは、モールド成形による製造でも、現場施工スプレー成形法であっても、低密度で、かつ硬度や耐折り曲げ性などの諸特性において優れたものが得られることはもちろんである。
In addition, the polyurethane foam of the present invention has improved elongation characteristics (elongation and bending resistance) as the temperature rises, and has very good shape following at high temperatures. Furthermore, it has an excellent shape memory property that a shape expressed by bending at a high temperature can be held when returned to room temperature.
It should be noted that the polyurethane foam of the present invention has low density and excellent properties such as hardness and bending resistance, regardless of whether it is produced by molding or sprayed on site. is there.
本発明のポリウレタンフォームは、ポリオール化合物、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するポリオール成分と、イソシアネート成分とを反応させて得られ、
ポリオール化合物は、(i)ポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体、(ii)ポリエーテルポリオール、(iii)ポリエステルポリオール、(iv)多価アルコールの少なくとも4種を含み、平均水酸基価が190〜300mgKOH/gに調製されたものを用いる。
このポリオール化合物の平均水酸基価が低すぎると、得られるフォームの硬度が不十分になる虞があり、高すぎると、ブロック内部にスコーチが発生したり、JIS K6400−5に準拠して測定される伸びが12%未満になったり、十分な耐折り曲げ性が得られにくく、好ましくは、210〜280mgKOH/gである。平均水酸基価は、各ポリオールの水酸基価や配合率を適宜選定することによって、調製することができる。
The polyurethane foam of the present invention is obtained by reacting a polyol component containing a polyol compound, a foaming agent, a foam stabilizer, and a catalyst with an isocyanate component,
The polyol compound includes (i) polytetramethylene ether glycol and / or a derivative thereof, (ii) polyether polyol, (iii) polyester polyol, and (iv) polyhydric alcohol, and has an average hydroxyl value of 190 to The one prepared to 300 mg KOH / g is used.
If the average hydroxyl value of this polyol compound is too low, the hardness of the resulting foam may be insufficient. If it is too high, scorch may be generated inside the block, or measured according to JIS K6400-5. The elongation is less than 12% and sufficient bending resistance is difficult to obtain, preferably 210 to 280 mgKOH / g. The average hydroxyl value can be prepared by appropriately selecting the hydroxyl value and blending ratio of each polyol.
ポリオール化合物100重量部中における、前記4種の配合は、(i)ポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体が10〜20重量部、(ii)ポリエーテルポリオールが40〜50重量部、(iii)ポリエステルポリオールが25〜35重量部、(iv)多価アルコールが5〜15重量部とする。 The four kinds of blends in 100 parts by weight of a polyol compound are (i) 10 to 20 parts by weight of polytetramethylene ether glycol and / or a derivative thereof, (ii) 40 to 50 parts by weight of polyether polyol, (iii) ) polyester polyol 25 to 35 parts by weight, shall be the (iv) a polyhydric alcohol is from 5 to 15 parts by weight.
ポリオール化合物の(i)ポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体としては、数平均分子量が1000〜3000、水酸基価が37〜112mgKOH/gのものを用いる。
数平均分子量が1000未満のポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体では、常温下においてフォームが収縮しやすくなるため、寸法安定性を欠くことになり、3000を超えるポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体では、所望の硬度を発現できなくなる。
水酸基価が37mgKOH/g未満では、得られるフォームの硬度が低くなり、112mgKOH/gを超えると、常温下においてフォームが収縮しやすくなるため、寸法安定性を欠くことになる。
このように(i)数平均分子量が1000〜3000、水酸基価が37〜112mgKOH/gのポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体を配合することで、柔軟性が向上し、形状追従性(耐折り曲げ性)や形状記憶性に優れた半硬質ポリウレタンフォームが得られる。
As the polyol compound (i) polytetramethylene ether glycol and / or derivative thereof, those having a number average molecular weight of 1000 to 3000 and a hydroxyl value of 37 to 112 mgKOH / g are used.
Polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of less than 1000 and / or its derivative tends to shrink the foam at room temperature, so that it lacks dimensional stability and exceeds 3000 polytetramethylene ether glycol and / or In the derivative, the desired hardness cannot be expressed.
If the hydroxyl value is less than 37 mgKOH / g, the hardness of the resulting foam will be low, and if it exceeds 112 mgKOH / g, the foam tends to shrink at room temperature, resulting in lack of dimensional stability.
Thus, by blending (i) polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 1000 to 3000 and a hydroxyl value of 37 to 112 mgKOH / g and / or a derivative thereof, flexibility is improved and shape followability (resistance to resistance) A semi-rigid polyurethane foam having excellent bendability and shape memory is obtained.
(i)ポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体の配合割合については、ポリオール化合物100重量部中、10〜20重量部配合される。10重量部未満では、所望の伸びや形状追従性(耐折り曲げ性)が得られにくく、20重量部を超えると、硬度が不十分になりやすい。
(i)の具体例としては、三菱化学社製 商品名“PTMG1000”、“PTMG1500”、“PTMG2000”、“PTMG3000”;保土ヶ谷化学工業社製 商品名“PTG-L1000”、“PTG-L2000”、“PTG-L3000”等が挙げられ、中でも、テトラヒドロフランとネオペンチルグリコールの共重合体が好適であり、これらから1種を選択してもよく、2種以上を併用してもよい。
(I) the proportion of polytetramethylene ether glycol and / or derivatives thereof, in the polyol compound based on 100 parts by weight of Ru is 10 to 20 parts by weight. If it is less than 10 parts by weight, it is difficult to obtain desired elongation and shape followability (bending resistance), and if it exceeds 20 parts by weight, the hardness tends to be insufficient.
As specific examples of (i), trade names “PTMG1000”, “PTMG1500”, “PTMG2000”, “PTMG3000” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; trade names “PTG-L1000”, “PTG-L2000” manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd. “PTG-L3000” and the like can be mentioned. Among them, a copolymer of tetrahydrofuran and neopentyl glycol is preferable, and one of these may be selected, or two or more may be used in combination.
ポリオール化合物の(ii)ポリエーテルポリオールとしては、数平均分子量が300〜1000、水酸基価が156〜560mgKOH/gのものを用いる。その平均官能基数は2〜4の範囲であればよく、好ましい平均官能基数は3である。
数平均分子量が300未満のポリエーテルポリオールでは、常温下においてフォームが収縮したり、セル荒れを抑制できなかったりするため、寸法安定性を欠くことになり、1000を超えるものでは、所望の硬度を発現できなくなるので、好ましくは400〜800である。
水酸基価が156mgKOH/g未満では、所望の硬度を発現できなくなり、560mgKOH/gを超えると、常温下においてフォームが収縮しやすくなる。
このように(ii)数平均分子量が300〜1000、水酸基価が156〜560mgKOH/gのポリエーテルポリオールを配合することで、硬度や剛性の向上が可能となる。
As the polyol compound (ii) polyether polyol, those having a number average molecular weight of 300 to 1000 and a hydroxyl value of 156 to 560 mgKOH / g are used. The average functional group number should just be the range of 2-4, and a preferable average functional group number is 3.
In polyether polyols having a number average molecular weight of less than 300, the foam shrinks at room temperature or cell roughness cannot be suppressed. Therefore, the dimensional stability is lacking. Since it becomes impossible to express, it is preferably 400 to 800.
If the hydroxyl value is less than 156 mgKOH / g, the desired hardness cannot be achieved, and if it exceeds 560 mgKOH / g, the foam tends to shrink at room temperature.
As described above, (ii) by adding a polyether polyol having a number average molecular weight of 300 to 1000 and a hydroxyl value of 156 to 560 mgKOH / g, it is possible to improve hardness and rigidity.
(ii)ポリエーテルポリオールの配合割合については、ポリオール化合物100重量部中、40〜50重量部配合される。40重量部未満では、所望の硬度や剛性が得られにくく、50重量部を超えると、フォームが収縮する虞がある。
(ii)の具体例としては、三井化学社製 商品名“アクトコールT-300”、“アクトコールT-400”、“アクトコールT-700”、“アクトコールT-1000”等が挙げられ、これらから1種を選択してもよく、2種以上を併用してもよい。
The mixing ratio of (ii) a polyether polyol, a polyol compound in 100 parts by weight, Ru is 40 to 50 parts by weight. If it is less than 40 parts by weight, it is difficult to obtain desired hardness and rigidity, and if it exceeds 50 parts by weight, the foam may shrink.
Specific examples of (ii) include “Actol T-300”, “Actol T-400”, “Actol T-700”, “Actol T-1000”, etc., manufactured by Mitsui Chemicals. One of these may be selected, or two or more may be used in combination.
ポリオール化合物の(iii)フタル酸(テレフタル酸を含む)を開始剤とするポリエステルポリオールとしては、数平均分子量が500〜1300、水酸基価が100〜200mgKOH/gのものを用いる。
数平均分子量が500未満のポリエステルポリオールでは、常温下においてフォームが収縮しやすくなるため、寸法安定性を欠くことになり、1300を超えるものでは、所望の硬度を発現できなくなるので、好ましくは560〜1120である。
水酸基価が100mgKOH/g未満では、所望の硬度を発現できなくなり、200mgKOH/gを超えると、フォームの脆性が強くなり、形状追従性がなくなる。
このように(iii)数平均分子量が500〜1300、水酸基価が100〜200mgKOH/gのフタル酸を開始剤とするポリエステルポリオールを配合することで、セルの微細化が実現し、硬度や伸びの向上が可能となる。ちなみに、フタル酸以外のカルボン酸(例えば、アジピン酸、コハク酸など)を開始剤とするポリエステルポリオールでは、所望の硬度を発現できないことや、セル荒れを抑制できないといった問題がある。
As a polyester polyol having a polyol compound (iii) phthalic acid (including terephthalic acid) as an initiator, those having a number average molecular weight of 500 to 1300 and a hydroxyl value of 100 to 200 mgKOH / g are used.
Polyester polyols having a number average molecular weight of less than 500 tend to shrink the foam at room temperature, so that the dimensional stability is lost. If the number average molecular weight exceeds 1,300, the desired hardness cannot be expressed. 1120.
When the hydroxyl value is less than 100 mgKOH / g, the desired hardness cannot be exhibited, and when it exceeds 200 mgKOH / g, the foam becomes brittle and the shape followability is lost.
Thus, (iii) by blending a polyester polyol having a number average molecular weight of 500 to 1300 and a hydroxyl value of 100 to 200 mg KOH / g as an initiator, phthalic acid can be made finer, and hardness and elongation can be improved. Improvement is possible. Incidentally, polyester polyols that use a carboxylic acid other than phthalic acid (for example, adipic acid, succinic acid, etc.) as an initiator have problems that the desired hardness cannot be exhibited and cell roughness cannot be suppressed.
(iii)ポリエステルポリオールの配合割合については、ポリオール化合物100重量部中、25〜35重量部配合される。25重量部未満では、フォームのセル荒れや収縮が起こる虞があり、35重量部を超えると、混合後のポリオール化合物全体の粘度が上昇し、撹拌不良が発生するので、良好なポリウレタンフォームが得られにくい。
(iii)の具体例としては、川崎化成工業社製 商品名“マキシモール RLK-035”、“マキシモール RLK-085”等が挙げられ、中でも、テレフタル酸を開始剤としたポリエステルポリオールが好適であり、これらから1種を選択してもよく、2種以上を併用してもよい。
The mixing ratio of (iii) a polyester polyol, polyol compounds in 100 parts by weight, Ru is 25 to 35 parts by weight. If it is less than 25 parts by weight, there is a risk that foam cell roughening or shrinkage will occur. If it exceeds 35 parts by weight, the viscosity of the entire polyol compound after mixing will increase and poor stirring will occur, so a good polyurethane foam can be obtained. It's hard to be done.
Specific examples of (iii) include trade names “Maximol RLK-035” and “Maximol RLK-085” manufactured by Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd. Among them, polyester polyols using terephthalic acid as an initiator are preferable. Yes, one of these may be selected, or two or more may be used in combination.
ポリオール化合物の(iv)多価アルコールとしては、2価以上のアルコールであれば特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙げられ、これらから1種を選択してもよく、2種以上を併用してもよい。その官能基数は、2〜4の範囲であることが好ましく、その分子量は、50〜200程度が好ましい。
このような(iv)多価アルコールは、架橋剤として作用し、本発明におけるポリウレタンフォームの高い硬度を実現する。
(iv)多価アルコールの配合割合については、ポリオール化合物100重量部中、5〜15重量部配合される。5重量部未満では、架橋剤としての作用が不十分となり、セルが荒れてしまったり、十分な硬さや強度が得られず、15重量部を超えると、フォームが収縮しやすくなり、寸法安定性に乏しくなる。
The polyol compound (iv) polyhydric alcohol is not particularly limited as long as it is a dihydric or higher alcohol. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, diglycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol. From these, one type may be selected, or two or more types may be used in combination. The number of functional groups is preferably in the range of 2 to 4, and the molecular weight is preferably about 50 to 200.
Such (iv) polyhydric alcohol acts as a crosslinking agent and realizes high hardness of the polyurethane foam in the present invention.
(Iv) For the mixing ratio of the polyhydric alcohol, a polyol compound in 100 parts by weight, Ru is 5 to 15 parts by weight. If it is less than 5 parts by weight, the action as a crosslinking agent becomes insufficient, the cell becomes rough or sufficient hardness and strength cannot be obtained, and if it exceeds 15 parts by weight, the foam tends to shrink and dimensional stability Become scarce.
なお、本願発明におけるポリオール化合物として、前記(i)〜(iv)以外にも、本願発明の効果を損なわない範囲で、通常ウレタンフォームの製造に用いられているポリオール及び架橋剤を添加することができる。 In addition, as the polyol compound in the present invention, in addition to the above (i) to (iv), it is possible to add a polyol and a crosslinking agent that are usually used in the production of urethane foam within a range not impairing the effects of the present invention. it can.
ポリオール成分中、発泡剤としては、水、メチレンクロライド、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、炭酸ガスなどのうちの少なくとも1種が用いられ、特に、反応による発熱を緩和させるために、水とメチレンクロライドとの併用が望ましい。本願における「水」は、例えば、イオン交換水、水道水、蒸留水などを用いればよい。
発泡剤として、水を用いた場合には、ポリオール化合物100重量部に対し、2.5〜4.5重量部とすることが好ましい。4.5重量部を超えると、イソシアネート成分との反応による発熱量が大きくなり、スラブストックフォーム内部にスコーチが発生する。2.5重量部未満だと、得られるフォームが高密度(35kg/m3を超える)となり、コスト面や軽量化といった点から好ましくない。
また、水以外の発泡剤については、気化熱によりスラブストックフォーム内に蓄積する反応熱を緩和させる効果があり、その効果は添加量が多いほど期待できるが、添加量としては、ポリオール化合物100重量部に対し、5〜15重量部が好ましい。15重量部を超えると、得られるウレタンフォームが軟化したり、セルが荒くなるといった不具合が生じる。5重量部未満だと、気化熱冷却効果が低くなり、スラブストックフォーム内部にスコーチが発生しやすい。
In the polyol component, as the blowing agent, at least one of water, methylene chloride, pentane, cyclopentane, hexane, cyclohexane, carbon dioxide gas, etc. is used, and in particular, water and methylene are used to alleviate the heat generated by the reaction. Use with chloride is desirable. As the “water” in the present application, for example, ion exchange water, tap water, distilled water, or the like may be used.
When water is used as the foaming agent, the amount is preferably 2.5 to 4.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol compound. If it exceeds 4.5 parts by weight, the amount of heat generated by the reaction with the isocyanate component increases, and scorch is generated inside the slab stock foam. If it is less than 2.5 parts by weight, the resulting foam has a high density (greater than 35 kg / m 3 ), which is not preferable from the viewpoint of cost and weight reduction.
Further, the foaming agent other than water has an effect of relaxing the reaction heat accumulated in the slab stock foam by the heat of vaporization, and the effect can be expected as the addition amount increases. 5 to 15 parts by weight is preferable with respect to parts. If it exceeds 15 parts by weight, the resulting urethane foam is softened and the cells become rough. When the amount is less than 5 parts by weight, the vaporization heat cooling effect is lowered, and scorch is likely to be generated inside the slab stock foam.
ポリオール成分中、整泡剤としては、オルガノシリコーン系界面活性剤として一般に市販されているものを用いればよい。
具体的には、東レ・ダウコーニング社製 商品名“SZ-1919”、“SH-190”、“SH-192”、“SH-193”、“SH-194”、“SF-2904”、“SRX-298”;エボニック社製 商品名“B4900”、“B8002”、“B8110”、“B8123”、“B8228”、“B8232”、“BF2370”、“BF2470”;モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製 商品名“L-568”、“L-580”、“L-590”、“L-598”、“L-626”、“L-635”、“L-638”、“L-650”、“SC-155”;信越シリコーン社製 商品名“F-114”、“F-121”、“F-258”などが挙げられ、これらから1種を選択してもよく、2種以上を併用してもよい。
このような整泡剤は、ポリオール化合物100重量部に対し、1〜5重量部が好ましい。1重量部未満だと、十分な整泡効果が得られず、フォームにセル荒れが発生しやすい。5重量部を超えると、フォームが収縮しやすくなり、寸法安定性に乏しくなる。
What is necessary is just to use what is generally marketed as an organosilicone type surfactant as a foam stabilizer in a polyol component.
Specifically, product names “SZ-1919”, “SH-190”, “SH-192”, “SH-193”, “SH-194”, “SF-2904”, “Toray Dow Corning” Product name “B4900”, “B8002”, “B8110”, “B8123”, “B8228”, “B8232”, “BF2370”, “BF2470”; manufactured by Momentive Performance Materials Product names “L-568”, “L-580”, “L-590”, “L-598”, “L-626”, “L-635”, “L-638”, “L-650”, “SC-155”: Shin-Etsu Silicone's product names “F-114”, “F-121”, “F-258”, etc. May be.
As for such a foam stabilizer, 1-5 weight part is preferable with respect to 100 weight part of polyol compounds. If it is less than 1 part by weight, sufficient foam regulating effect cannot be obtained, and cell roughening tends to occur in the foam. If it exceeds 5 parts by weight, the foam tends to shrink and the dimensional stability is poor.
ポリオール成分中、触媒は、ポリオール化合物と後述するイソシアネート成分とのウレタン化反応を促進するためのものである。触媒は、ポリオール化合物100重量部に対し、0.1〜3重量部程度であればよい。
触媒は、ウレタンフォームの発泡において公知のものを使用すればよく、特に限定されないが、第三級アミン系触媒が好適である。第三級アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロパノールアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテルなどが挙げられ、これらから1種を選択してもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、本発明では、触媒として、上記第三級アミン系触媒のみを用いてもよいし、用途に応じて、第三級アミン系以外の触媒を併用してもよい。
In the polyol component, the catalyst is for accelerating the urethanization reaction between the polyol compound and the isocyanate component described later. The catalyst may be about 0.1 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol compound.
The catalyst may be any known one in foaming of urethane foam, and is not particularly limited, but a tertiary amine catalyst is suitable. Tertiary amine catalysts include triethylenediamine, triethylamine, tripropylamine, triisopropanolamine, tributylamine, trioctylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, and the like. 1 type may be selected from these, and 2 or more types may be used together.
In the present invention, only the tertiary amine catalyst may be used as the catalyst, or a catalyst other than the tertiary amine catalyst may be used in combination depending on the application.
イソシアネート成分としては、NCO含量が28〜33%であるクルードジフェニルメタンジイソシアネート(クルードMDI)を用いることで、ブロック内部にスコーチを発生させることなく、高硬度のスラブストックフォームを製造することが可能になる。このとき、分子量やNCO含量の異なった2種以上のMDIを混合させ、前記NCO含量の範囲に調整したものを使用しても良い。
NCO含量が28%未満のクルードMDIでは、所望の硬度が得られず、33%を超えるクルードMDIでは、ポリオール化合物との反応による発熱量が大きくなり、ウレタンフォーム中にスコーチを発生させやすい。ちなみに、ピュアMDIを用いる際には、前記NCO含量の範囲内となるようクルードMDIと混合させて使用すれば、ピュアMDI単体を用いた場合の架橋密度が高くなり、硬く、折り曲げられなくなる、といった不具合が解消できる。
また、TDI(トリレンジイソシアネート)だと、そのNCO含量は、48.3%と非常に高く、反応性が高すぎて、スコーチの発生が抑制できないことに加え、セル荒れが生じたり、硬度が低下するといった不具合も発生する。
By using crude diphenylmethane diisocyanate (crude MDI) having an NCO content of 28 to 33% as the isocyanate component, it becomes possible to produce a slabstock foam with high hardness without generating scorch inside the block. . At this time, two or more types of MDI having different molecular weights or NCO contents may be mixed and adjusted to the NCO content range.
With a crude MDI having an NCO content of less than 28%, the desired hardness cannot be obtained. With a crude MDI of more than 33%, the amount of heat generated by the reaction with the polyol compound increases, and scorch tends to be generated in the urethane foam. By the way, when using pure MDI, if mixed with crude MDI so as to be within the range of the NCO content, the crosslink density when pure MDI is used alone becomes high and hard and cannot be bent. Trouble can be solved.
In addition, with TDI (tolylene diisocyanate), its NCO content is very high at 48.3%, the reactivity is too high to prevent the occurrence of scorch, and cell roughness or hardness There is also a problem that it drops.
イソシアネートインデックスは、低すぎると、所望の硬度を発現できなくなり、高すぎると、ポリオール化合物との反応による発熱量が大きくなりウレタンフォーム中にスコーチを発生させやすいので、100〜150の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは110〜140である。 If the isocyanate index is too low, the desired hardness cannot be expressed. If the isocyanate index is too high, the amount of heat generated by the reaction with the polyol compound increases and scorch is easily generated in the urethane foam. Preferably, it is 110-140.
このように、本発明は、無数に存在するポリオールの中から、前記したような、特定のポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体、特定のポリエーテルポリオール、特定のポリエステルポリオール、及び多価アルコールの少なくとも4種を選定し、かつ、混合後の平均水酸基価を190〜300mgKOH/gに調製したポリオール化合物を用いることで、低密度かつ高硬度でありながら、室温下において180°折り曲げてもフォームに割れ(ヒビや亀裂)が入りにくい、形状追従性に非常に優れた半硬質のポリウレタンフォームを得るものである。 As described above, the present invention provides a specific polytetramethylene ether glycol and / or a derivative thereof, a specific polyether polyol, a specific polyester polyol, and a polyhydric alcohol, as described above, from among a myriad of polyols. By using a polyol compound having an average hydroxyl value after mixing of 190 to 300 mgKOH / g, the foam can be bent at 180 ° at room temperature while having low density and high hardness. It is possible to obtain a semi-rigid polyurethane foam which is not easily cracked (cracked or cracked) and has excellent shape followability.
以上のようなポリウレタンフォームの原料には、ポリオール化合物、発泡剤、整泡剤、触媒を含有するポリオール成分、イソシアネート成分の他に、必要に応じて、相溶化剤、難燃剤、減粘剤、充填剤、着色剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤など、ポリウレタンフォームの製造に際して一般的に使用される添加剤を使用してもよい。 In addition to the polyol compound, the foam stabilizer, the foam stabilizer, the polyol component containing the catalyst, and the isocyanate component, the raw materials for the polyurethane foam as described above include a compatibilizer, a flame retardant, a viscosity reducer, Additives commonly used in the production of polyurethane foams, such as fillers, colorants, stabilizers, antioxidants, and UV absorbers, may be used.
本発明のポリウレタンフォームを製造する場合には、上記したようなポリオール化合物、発泡剤、整泡剤、及び触媒を含有するポリオール成分と、イソシアネート成分とを直接反応させるワンショット法、あるいは該ポリオール成分と該イソシアネート成分とを事前に反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、それにポリオール成分を反応させるプレポリマー法のいずれも採用できる。 When producing the polyurethane foam of the present invention, the one-shot method in which the polyol component containing the polyol compound, the foaming agent, the foam stabilizer, and the catalyst as described above and the isocyanate component are directly reacted, or the polyol component. Any of the prepolymer methods can be employed in which a prepolymer having an isocyanate group at the terminal is obtained by reacting with the isocyanate component in advance and a polyol component is reacted therewith.
なお、本発明のポリウレタンフォームでは、フォーム形成時の発熱温度を、おおよそ170℃以下とすることができる。
従来は、低密度かつ高硬度のポリウレタンフォームを製造するには、発泡剤である水の量を増やし、ポリオールの水酸基価を高く設定する必要があったため、スラブストック方式で製造する際には、発熱温度が高くなり、その結果、ブロック内部に蓄熱によるスコーチが発生しやすく、火災の危険性も懸念されることから製造に困難を極めたが、上記のように、本発明では、発熱温度が約170℃以下と低いため、火災の危険性を低減でき、連続スラブ発泡などのスラブストック方式による製造も安全に行うことができ、ブロック内部におけるスコーチなどの発生も効果的に防止できる。
In the polyurethane foam of the present invention, the exothermic temperature at the time of foam formation can be about 170 ° C. or less.
Conventionally, in order to produce a low density and high hardness polyurethane foam, it was necessary to increase the amount of water as a foaming agent and set the hydroxyl value of the polyol high, so when producing with the slabstock method, As a result, the scorch due to heat storage is likely to occur inside the block, and as a result, there is a concern about the risk of fire, making it extremely difficult to manufacture. Since the temperature is as low as about 170 ° C. or less, the risk of fire can be reduced, the slab stock method such as continuous slab foaming can be safely performed, and the occurrence of scorch and the like inside the block can be effectively prevented.
本発明のポリウレタンフォームは、JIS K7222に準拠して測定される密度が25〜35kg/m3、C硬度が30〜40であることが好ましい。C硬度が30未満の場合、剛性や硬度が重要視される自動車天井用基材などの用途への使用が難しく、40を超える場合には、耐折り曲げ性や形状追従性に劣る。
また、本発明のポリウレタンフォームでは、板状に加工した際に室温下での折り曲げ可能角度が90°以上であり、また室温下で180°折り曲げても割れ(ヒビや亀裂)が入りにくい。従来の半硬質ウレタンフォームの場合、同様の試験を行うと、60°程度しか折り曲げられなかったり120°程度で割れが入ることから、本発明のポリウレタンフォームが耐折り曲げ性において非常に優れていることがわかる。
さらに、本発明のポリウレタンフォームでは、JIS K6400−5に準拠して測定される伸びが温度と相関関係にあり、温度上昇に伴い伸びが向上し、高温下では非常に形状追従性に富む性質を持つ。また、室温まで戻した際に、高温下で折り曲げることで表現した形状を保持できる特性(形状記憶性)がある。
The polyurethane foam of the present invention preferably has a density measured according to JIS K7222 of 25 to 35 kg / m 3 and a C hardness of 30 to 40. When the C hardness is less than 30, it is difficult to use for applications such as automobile ceiling base materials where rigidity and hardness are important, and when it exceeds 40, bending resistance and shape followability are poor.
Further, in the polyurethane foam of the present invention, the bendable angle at room temperature is 90 ° or more when processed into a plate shape, and cracks (cracks and cracks) hardly occur even when it is bent 180 ° at room temperature. In the case of a conventional semi-rigid urethane foam, if the same test is performed, it can be bent only at about 60 ° or cracks at about 120 °, so the polyurethane foam of the present invention is very excellent in bending resistance. I understand.
Furthermore, in the polyurethane foam of the present invention, the elongation measured in accordance with JIS K6400-5 has a correlation with the temperature, and the elongation is improved as the temperature rises. Have. Moreover, when it returns to room temperature, there exists a characteristic (shape memory property) which can hold | maintain the shape expressed by bending at high temperature.
実施例1〜13、比較例1〜10
≪使用原料≫
○ポリオール化合物
(1)ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)またはその誘導体
・数平均分子量1800、水酸基価62mgKOH/gのPTMG(三菱化学(株)製 商品名“PTMG2000”)
・数平均分子量2000、水酸基価56mgKOH/gのPTMG誘導体(保土ヶ谷化学工業(株)製 商品名“PTG-L2000”)
・数平均分子量3000、水酸基価37mgKOH/gのPTMG(三菱化学(株)製 商品名“PTMG3000”)
・数平均分子量850、水酸基価132mgKOH/gのPTMG(三菱化学(株)製 商品名“PTMG850”)
(2)ポリエーテルポリオール
・数平均分子量700、平均官能基数3、水酸基価240mgKOH/gのポリエーテルポリオール(三井化学(株)製 商品名“アクトコールT-700”)
・数平均分子量400、平均官能基数3、水酸基価400mgKOH/gのポリエーテルポリオール(三井化学(株)製 商品名“アクトコールT-400”)
・数平均分子量2000、平均官能基数2、水酸基価56mgKOH/gのポリエーテルポリオール(三井化学株)製 商品名“アクトコールD-2000”)
・数平均分子量200、平均官能基数2、水酸基価560mgKOH/gのポリエーテルポリオール(ライオン(株)製 商品名“PEG#200”)
(3)ポリエステルポリオール
・数平均分子量750、水酸基価150mgKOH/gのフタル酸を開始剤とするポリエステルポリオール(川崎化成工業(株)製 商品名“マキシモールRLK-035”)
・数平均分子量560、水酸基価200mgKOH/gのフタル酸を開始剤とするポリエステルポリオール(川崎化成工業(株)製 商品名“マキシモールRLK-085”)
・数平均分子量450、水酸基価250mgKOH/gのフタル酸を開始剤とするポリエステルポリオール(川崎化成工業(株)製 商品名“マキシモールRLK-065”)
・数平均分子量1000、水酸基価115mgKOH/gのアジピン酸を開始剤とするポリエステルポリオール(日立化成ポリマー(株)製 商品名“テスラック2464”)
(4)多価アルコール
・数平均分子量92、平均官能基数3、水酸基価1827mgKOH/gのジプロピレングリコール
・数平均分子量134、平均官能基数2、水酸基価836mgKOH/gのグリセリン
Examples 1-13, Comparative Examples 1-10
≪Raw materials used≫
○ Polyol compound (1) Polytetramethylene ether glycol (PTMG) or its derivative-PTMG having a number average molecular weight of 1800 and a hydroxyl value of 62 mgKOH / g (trade name “PTMG2000” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
-PTMG derivative having a number average molecular weight of 2000 and a hydroxyl value of 56 mgKOH / g (trade name “PTG-L2000” manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
-PTMG with a number average molecular weight of 3000 and a hydroxyl value of 37 mgKOH / g (trade name “PTMG3000” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
-PTMG with a number average molecular weight of 850 and a hydroxyl value of 132 mgKOH / g (trade name “PTMG850” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
(2) Polyether polyols: polyether polyols having a number average molecular weight of 700, an average number of functional groups of 3, and a hydroxyl value of 240 mgKOH / g (trade name “Actol T-700” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
-Polyether polyol having a number average molecular weight of 400, an average number of functional groups of 3, and a hydroxyl value of 400 mgKOH / g (trade name “Actol T-400” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
-Polyether polyol (trade name “ACTCOL D-2000” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) having a number average molecular weight of 2000, an average number of functional groups of 2, and a hydroxyl value of 56 mg KOH / g
A polyether polyol having a number average molecular weight of 200, an average number of functional groups of 2, and a hydroxyl value of 560 mg KOH / g (product name “PEG # 200” manufactured by Lion Corporation)
(3) Polyester polyols ・ Polyester polyols with a phthalic acid having a number average molecular weight of 750 and a hydroxyl value of 150 mgKOH / g as an initiator (trade name “Maximol RLK-035” manufactured by Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd.)
・ Polyester polyol using phthalic acid with a number average molecular weight of 560 and a hydroxyl value of 200 mgKOH / g as an initiator (trade name “Maximol RLK-085”, manufactured by Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd.)
・ Polyester polyol using phthalic acid with a number average molecular weight of 450 and a hydroxyl value of 250 mgKOH / g as an initiator (trade name “Maximol RLK-065” manufactured by Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd.)
・ Polyester polyols with adipic acid having a number average molecular weight of 1000 and a hydroxyl value of 115 mgKOH / g as an initiator (trade name “Teslac 2464” manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)
(4) Polyhydric alcohol / number average molecular weight 92, average functional group number 3, hydroxyl value 1827 mgKOH / g dipropylene glycol / number average molecular weight 134, average functional group number 2, hydroxyl value 836 mgKOH / g glycerin
○発泡剤
・水(イオン交換水)
・メチレンクロライド
○ Foaming agent, water (ion exchange water)
・ Methylene chloride
○整泡剤
・オルガノシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製 商品名“SH-193”)
○ Foam stabilizers and organosilicone surfactants (trade name “SH-193” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)
○触媒
・触媒A:第三級アミン系触媒;トリエチレンジアミンが33%のジプロピレングリコール溶液(花王(株)製 商品名“カオーライザーNo.31”)
・触媒B:第三級アミン系触媒;ビスジメチルアミノエチルエーテル(東ソー(株)製 商品名“TOYOCAT-ET”)
○ Catalyst / Catalyst A: Tertiary amine-based catalyst; Dipropylene glycol solution containing 33% triethylenediamine (trade name “Kao Riser No. 31” manufactured by Kao Corporation)
・ Catalyst B: Tertiary amine catalyst; Bisdimethylaminoethyl ether (trade name “TOYOCAT-ET” manufactured by Tosoh Corporation)
○イソシアネート化合物
・NCO含量が31.5%のクルードMDI(三井化学(株)製 商品名“COSMONATE M-200”)
・NCO含量が24.8%のクルードMDI(三井化学(株)製 商品名“COSMONATE MC-82”)
・NCO含量が48.3%のTDI(三井化学(株)製 商品名“COSMONATE T-80”)
○ Isocyanate compound · Crude MDI with NCO content of 31.5% (trade name “COSMONATE M-200” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
・ Crude MDI with NCO content of 24.8% (trade name “COSMONATE MC-82” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
・ TDI with NCO content of 48.3% (trade name “COSMONATE T-80” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
表1,2に示した実施例および比較例のポリウレタンフォームの原料を混合、撹拌し、ベルトコンベア上に吐出した。該ベルトコンベアを移動する間に、原料が常温・大気圧下で自然発泡し、反応することでフォームを連続的に製造した。
その後、乾燥炉内で硬化(キュア)し、長尺ブロック状(幅:約1000mm、高さ:約50mm)のポリウレタンフォームを得た。
The raw materials of the polyurethane foams of Examples and Comparative Examples shown in Tables 1 and 2 were mixed, stirred, and discharged onto a belt conveyor. While moving on the belt conveyor, the raw material naturally foamed at room temperature and atmospheric pressure, and reacted to produce a foam continuously.
Thereafter, it was cured (cured) in a drying furnace to obtain a polyurethane foam having a long block shape (width: about 1000 mm, height: about 50 mm).
得られた各ポリウレタンフォームについて、フォーム性状、スコーチの有無、密度(kg/m3)、C硬度、伸び(%)、耐折り曲げ性、形状記憶性を評価した。結果を併せて表1,2に示す。 About each obtained polyurethane foam, foam property, the presence or absence of a scorch, density (kg / m < 3 >), C hardness, elongation (%), bending resistance, and shape memory property were evaluated. The results are also shown in Tables 1 and 2.
「フォーム性状」と「スコーチの有無」に関しては、得られたブロック状のウレタンフォームを所定長さに切り出し、フォーム裁断面を目視により評価した。
・フォーム性状は、正常なフォームが形成され、セルの大きさが均一で整っているものを「良好」、セルの大きさが不均一でまばらなものを「セル荒れ」とし、切り出した直後に比べ時間経過とともに、若干フォームの収縮が見られたが使用に問題がないものを「微収縮」とし、切り出した直後に比べ時間経過とともに、著しく収縮したものを「収縮」とした。
・スコーチの有無は、スコーチが無かったものを「○」、スコーチが発生したものを「×」とした。
Regarding the “foam properties” and “presence / absence of scorch”, the obtained block-like urethane foam was cut into a predetermined length, and the foam cut surface was visually evaluated.
・ As for the foam properties, normal foam is formed and the cell size is uniform and well-prepared as “good”, and the cell size is uneven and sparse as “cell rough”. In comparison, the foam was slightly shrunk with time but had no problem in use, and “slightly shrunk”.
・ For the presence or absence of scorch, “○” indicates that there was no scorch, and “×” indicates that the scorch occurred.
「密度」、「C硬度」、「伸び」、「耐折り曲げ性」、「形状記憶性」に関しては、縦300mm×横300mm×厚さ8mmの大きさとなるように裁断したウレタンフォームのサンプルについてそれぞれ、下記方法に従って測定した。
・密度(kg/m3)は、JIS K7222に基づいて測定を行った。
・C硬度は、アスカーゴム硬度計C型で測定した。
・伸び(%)は、JIS K6400−5に基づいて、25℃、50℃、80℃下において測定を行った。
Regarding "density", "C hardness", "elongation", "bending resistance", and "shape memory", each of urethane foam samples cut to a size of 300 mm length x 300 mm width x thickness 8 mm. Measured according to the following method.
The density (kg / m 3 ) was measured based on JIS K7222.
-C hardness was measured with Asker rubber hardness meter C type.
-Elongation (%) was measured under 25 degreeC, 50 degreeC, and 80 degreeC based on JISK6400-5.
・耐折り曲げ性は、各サンプルを室温下で180°折り曲げた際の挙動を観察した。
180°折り曲げても割れ(ヒビや亀裂)が一切入らないものを「○」、わずかにヒビが入ったものの割れる(二分割する)ことはなく、使用には問題のないものを「△」、折り曲げ途中(60〜120℃程度)で割れた(二分割した)ものを「×」とした。
・形状記憶性は、上記耐折り曲げ性の評価が「○」または「△」だったものについてのみ、試験を行った;
各サンプルを100℃の雰囲気下にて2分間放置した後に、該雰囲気下で180°折り曲げた。この180°折り曲げた状態で押さえたまま室温(25℃)まで温度を低下させ、更に室温下で1分間静置後に押さえを解放し、解放後1分間静置した後の状態を観察した。
前記折り曲げた角度が150°以上180°以下の状態を保持したものは「◎」、120°以上150°未満の状態を保持したものは「○」、60°以上120°未満の状態を保持したものは「△」、60°未満まで戻ってしまったものは「×」とした。
-Regarding the bending resistance, the behavior when each sample was bent 180 ° at room temperature was observed.
“○” indicates that no cracks (cracks or cracks) are generated even when bent 180 °, “△” indicates that there are no cracks (divided into two), and there is no problem in use. What was cracked (divided in two) during bending (about 60 to 120 ° C.) was designated as “x”.
-The shape memory property was tested only for the case where the evaluation of the bending resistance was "○" or "△";
Each sample was allowed to stand for 2 minutes in an atmosphere of 100 ° C., and then bent by 180 ° in the atmosphere. The temperature was lowered to room temperature (25 ° C.) while being pressed in the 180 ° folded state, and the press was released after standing at room temperature for 1 minute, and the state after standing for 1 minute after release was observed.
Those holding the bent angle of 150 ° or more and 180 ° or less were “折 り”, those holding a state of 120 ° or more and less than 150 ° were “◯”, and those holding a state of 60 ° or more and less than 120 ° were kept. The thing was "△", and the thing which returned to less than 60 degrees was set to "x".
表1から、本願発明における実施例1〜13のポリウレタンフォームは、所望の密度と硬度でありながら、スコーチを発生することなく、且つ良好な耐折曲げ性を示し、高温下で表現した(折り曲げた)形状を、室温に戻した後も維持できるという優れた形状記憶性をも有していることがわかった。 From Table 1, the polyurethane foams of Examples 1 to 13 in the invention of the present application were expressed at a high temperature without causing scorch and exhibiting good folding resistance while having a desired density and hardness (bending) It was found that the shape has excellent shape memory property that it can be maintained even after returning to room temperature.
一方、表2に示すようにポリオール化合物の平均水酸基価が高すぎる比較例1〜3と、TDIを用いた比較例4は、スコーチを抑制できず、所望の硬度が得られなかった。
比較例5は、良好なフォームを得られたが、NCO含量が24.8%のクルードMDIを用いているためC硬度が低く、形状記憶性に劣るものであった。
分子量が1000未満で水酸基価が112mgKOH/gを超えるPTMGを用いた比較例6と、分子量が300未満で水酸基価が560mgKOH/gを超えるポリエーテルポリオールを用いた比較例7は、フォームが収縮してしまったので、スコーチや密度などの評価ができなかった。
ポリオール化合物の平均水酸基価が低すぎる比較例8は、分子量が1000を超え水酸基価が156mgKOH/g未満のポリエーテルポリオールを用いており、セル荒れを抑制できなかったり、C硬度が低いことに加え、耐折り曲げ性を発現しなかった。
ポリオール化合物の平均水酸基価が高すぎる比較例9は、分子量が500未満で水酸基価が200mgKOH/gを超えるポリエステルポリオールを用いており、スコーチを抑制できず、C硬度が高めで、耐折り曲げ性が発現しなかった。
比較例10は、アジピン酸を開始剤としたポリエステルポリオールを用いており、セル荒れを抑制できなかったり、C硬度は低いにも拘らず、伸びが悪く、耐折り曲げ性を発現しなかった。
On the other hand, as shown in Table 2, Comparative Examples 1 to 3 in which the average hydroxyl value of the polyol compound was too high and Comparative Example 4 using TDI could not suppress scorch, and the desired hardness was not obtained.
In Comparative Example 5, a good foam was obtained, but because of the use of crude MDI having an NCO content of 24.8%, the C hardness was low and the shape memory property was inferior.
In Comparative Example 6 using PTMG having a molecular weight of less than 1000 and a hydroxyl value exceeding 112 mgKOH / g, and Comparative Example 7 using a polyether polyol having a molecular weight of less than 300 and a hydroxyl value exceeding 560 mgKOH / g, the foam shrinks. As a result, scorch and density could not be evaluated.
In Comparative Example 8 in which the average hydroxyl value of the polyol compound is too low, a polyether polyol having a molecular weight of more than 1000 and a hydroxyl value of less than 156 mgKOH / g is used, cell roughness cannot be suppressed, and C hardness is low. The bending resistance was not expressed.
Comparative Example 9 in which the average hydroxyl value of the polyol compound is too high uses a polyester polyol having a molecular weight of less than 500 and a hydroxyl value of more than 200 mgKOH / g, cannot suppress scorch, has high C hardness, and has high bending resistance. Not expressed.
In Comparative Example 10, polyester polyol using adipic acid as an initiator was used, and cell roughness could not be suppressed, and although C hardness was low, elongation was poor and bending resistance was not expressed.
本発明のポリウレタンフォームは、軽量(低密度)かつ高硬度であり、優れた形状追従性(耐折り曲げ性)と形状記憶性とを兼ね備えているため、例えば、近年、低コスト化及び軽量化が特に求められている自動車天井用基材などの成形品分野において、極めて有用である。 The polyurethane foam of the present invention is lightweight (low density) and high hardness, and has both excellent shape followability (bending resistance) and shape memory. In particular, it is extremely useful in the field of molded products such as automobile ceiling substrates that are required.
Claims (1)
前記ポリオール化合物は、(i)数平均分子量が1000〜3000、水酸基価が37〜112mgKOH/gのポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体、(ii)数平均分子量が300〜1000、水酸基価が156〜560mgKOH/gのポリエーテルポリオール、(iii)数平均分子量が500〜1300、水酸基価が100〜200mgKOH/gのフタル酸を開始剤とするポリエステルポリオール、(iv)多価アルコール、の少なくとも4種を含み、平均水酸基価が190〜300mgKOH/gに調製され、
前記ポリオール化合物100重量部に対し、前記(i)ポリテトラメチレンエーテルグリコール及び/またはその誘導体が10〜20重量部、前記(ii)ポリエーテルポリオールが40〜50重量部、前記(iii)ポリエステルポリオールが25〜35重量部、前記(iv)多価アルコールが5〜15重量部であり、かつ、
前記イソシアネート成分は、NCO含量が28〜33%のクルードMDI
であることを特徴とするポリウレンタンフォーム。 A polyurethane foam obtained by reacting a polyol component containing a polyol compound, a foaming agent, a foam stabilizer, and a catalyst with an isocyanate component,
The polyol compound has (i) a polytetramethylene ether glycol and / or a derivative thereof having a number average molecular weight of 1000 to 3000 and a hydroxyl value of 37 to 112 mgKOH / g, and (ii) a number average molecular weight of 300 to 1000 and a hydroxyl value of At least 4 of a polyether polyol of 156 to 560 mg KOH / g, (iii) a polyester polyol having a number average molecular weight of 500 to 1300 and a phthalic acid having a hydroxyl value of 100 to 200 mg KOH / g as an initiator, and (iv) a polyhydric alcohol. Including seeds and having an average hydroxyl value of 190-300 mg KOH / g,
The (i) polytetramethylene ether glycol and / or derivative thereof is 10 to 20 parts by weight, the (ii) polyether polyol is 40 to 50 parts by weight, and the (iii) polyester polyol with respect to 100 parts by weight of the polyol compound. Is 25 to 35 parts by weight, (iv) the polyhydric alcohol is 5 to 15 parts by weight, and
The isocyanate component is crude MDI having an NCO content of 28-33%.
Polyurethane foam characterized by being.
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