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JPS63154718A - Production of polyurethane foam - Google Patents

Production of polyurethane foam

Info

Publication number
JPS63154718A
JPS63154718A JP61301466A JP30146686A JPS63154718A JP S63154718 A JPS63154718 A JP S63154718A JP 61301466 A JP61301466 A JP 61301466A JP 30146686 A JP30146686 A JP 30146686A JP S63154718 A JPS63154718 A JP S63154718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyol
air
tank
polyurethane foam
foaming
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.)
Pending
Application number
JP61301466A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadao Kumasaka
貞男 熊坂
Satomi Tada
多田 郷見
Junichi Seki
関 潤一
Tsutomu Yamamoto
力 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Human Industry Corp
Original Assignee
Human Industry Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Human Industry Corp filed Critical Human Industry Corp
Priority to JP61301466A priority Critical patent/JPS63154718A/en
Publication of JPS63154718A publication Critical patent/JPS63154718A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the hardness, expansion ratio, cell uniformity, etc. of a foam without using any filler, by previously dissolving air in a polyol as a principal material in the production of a polyurethane foam by a one-shot process. CONSTITUTION:While a polyol as a principal material is fed to a tank 1 through a pipe 20, air is introduced to it through an air supply pipe 23 and is dissolved in the polyol in an air mixer 22. The polyol in the tank 1 and an isocyanate (e.g., tolylene diisocyanate), an amine catalyst (e.g., triethylenediamine), a tin catalyst (e.g., dibutyltin dilaurate), a silicone oil, a blowing agent (e.g., water) and, optionally, a pigment, a filler, etc. in tanks 2,3,4,5, etc. are fed to a mixing head 16. These components are foamed by mixing to obtain a polyurethane foam.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリウレタンフォームの製造方法に関し、特に
ワンショット法の改良に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing polyurethane foam, and in particular to improvements in the one-shot method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

各種クッション材、寝具材、産業資材として広範に使用
されているウレタンフオームは連続生産方式、或いはモ
ールド発泡方式により製造されているが、何れの発泡方
式においてもワンショット法では次のような基本的な発
泡操作が採用されている。
Urethane foam, which is widely used as various cushioning materials, bedding materials, and industrial materials, is manufactured using a continuous production method or a mold foaming method, but in either foaming method, the one-shot method requires the following basic steps. A foaming operation is adopted.

ワンショット法によるウレタンフオームの製造は、下記
の成分を所定の比率で混合して反応させ、ウレタン結合
の成長反応、発泡反応および架橋反応を同時に行なわせ
るものである。
In the production of urethane foam by the one-shot method, the following components are mixed in a predetermined ratio and reacted to cause a urethane bond growth reaction, a foaming reaction, and a crosslinking reaction to occur simultaneously.

(1)ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル等のポリオール類 (2)トリレンジイソシアネ−1・、ジフェこルメタン
ジイソシアネート等の有機インシアネー ト 類 (3)水(発泡剤、架橋剤) (4)アミン系触媒(発泡反応の触媒)(5) fl系
触媒(架橋反応の触媒)(6)シリコーン油(整泡剤) (7)顔料、充填剤等の任意成分 上記ポリオール類と有機イソシアネート類とは次式で示
すウレタン結合の成長反応を行なう。
(1) Polyols such as polyether polyol and polyester polyol (2) Organic incyanates such as tolylene diisocyanate-1 and diphenolmethane diisocyanate (3) Water (blowing agent, crosslinking agent) (4) Amine (5) Fl-based catalyst (catalyst for foaming reaction) (6) Silicone oil (foam stabilizer) (7) Optional components such as pigments and fillers What are the above polyols and organic isocyanates? A urethane bond growth reaction shown by the following formula is performed.

0H−R−OH+0CN−R’−NCOHO R−NGO−R’−NGO NC0−R’−NGO I I+ O 他方、発泡反応は有機イソシアネートと水とによって次
式により行なわれる。
0H-R-OH+0CN-R'-NCOHO R-NGO-R'-NGO NCO-R'-NGO I I+ O On the other hand, the foaming reaction is carried out using an organic isocyanate and water according to the following formula.

R−NCO+H2O −R−NH2+CO2を 上記発泡反応により生成したアミンは有機イソシアネー
トと次式のように反応して尿素結合を形成する。
The amine produced by the foaming reaction of R-NCO+H2O-R-NH2+CO2 reacts with an organic isocyanate as shown in the following formula to form a urea bond.

R−NH,L+R−NCO また、架橋反応は上記尿素結合と、前記前記成長反応に
より形成されたウレタン成長鎖の末端NCO基とが次の
ように反応して行なわれる。
R-NH, L+R-NCO Further, the crosslinking reaction is carried out by the reaction between the above urea bond and the terminal NCO group of the urethane growing chain formed by the above growth reaction as follows.

こうした複合反応で製造されるポリウレタンフォームの
性質、例えば密度や硬さは上記種々の反応のバランスに
よって異なるから、これら反応のバランスを制御するこ
とによって種々の性質のポリウレタンフォームを製造す
ることができる。
The properties of polyurethane foams produced by such complex reactions, such as density and hardness, vary depending on the balance of the various reactions described above, so polyurethane foams with various properties can be produced by controlling the balance of these reactions.

しかし、反応バランスの制御は一般に難しく、また変化
させ得る物性範囲は一定の狭い範囲に限られる。このた
め、例えばポリウレタンフォームの硬さを向上させる場
合には、スターチ等のフィラーを原料中に添加して発泡
させる方法が従来性なわれている。
However, it is generally difficult to control the reaction balance, and the range of physical properties that can be changed is limited to a certain narrow range. For this reason, for example, in order to improve the hardness of polyurethane foam, a conventional method has been to add a filler such as starch to the raw material and foam it.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、フィラーを用いてポリウレタンフォーム製品の
硬さ等を変化させる従来の方法は、当然ながら原料コス
トが嵩む問題がある。
However, the conventional method of changing the hardness, etc. of polyurethane foam products using fillers naturally has the problem of increasing raw material costs.

また、フィラーの使用は一般的に発泡反応を阻害する傾
向があるから、発泡倍率の低下および発泡の不均一をも
たらす問題がある。
Further, since the use of fillers generally tends to inhibit the foaming reaction, there is a problem of lowering the foaming ratio and causing non-uniform foaming.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので。The present invention has been made in view of the above circumstances.

フィラーを用いることなくポリウレタンフォームの硬さ
を高め、且つ発泡倍率の向上および気泡の均一化を図る
ことができるポリウレタンフォームの製造方法を提供し
ようとするものである。
The object of the present invention is to provide a method for producing polyurethane foam that can increase the hardness of the polyurethane foam without using fillers, improve the expansion ratio, and make the cells uniform.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によるウレタンフオームの製造方法は、ポリオー
ル類、有機イソシアネート類、アミン触媒、錫触媒、シ
リコーン油1発泡剤、必要に応じて顔料、充填剤等を混
合攪拌して発泡させる際に、予め前記ポリオール類中に
空気を溶解させておくことを特徴とすることを特徴とす
るものである。
The method for producing urethane foam according to the present invention involves mixing and stirring polyols, organic isocyanates, amine catalysts, tin catalysts, silicone oil 1 blowing agent, pigments, fillers, etc. as necessary, and foaming them in advance. It is characterized in that air is dissolved in the polyol.

本発明において、−原料成分であるポリオール類中に予
め空気を溶解させるためには、次の方法を用いることが
できる。
In the present invention, the following method can be used to previously dissolve air in the polyols that are the raw material components.

第一の方法は、ポリオール原料をその貯蔵タンク内に導
入する際に空気を混合し、タンク内で加圧溶解させて貯
蔵する方法である(第1図)。
The first method is to mix air when introducing the polyol raw material into the storage tank, dissolve it under pressure in the tank, and store it (Figure 1).

第二の方法は、ポリオール類を他の原料と混合するため
に原料タンクから取り出したときに、空気を混合溶解さ
せる方法である($3図)。
The second method is a method in which air is mixed and dissolved when polyols are taken out from a raw material tank to be mixed with other raw materials (Figure $3).

〔作用〕[Effect]

本発明では、従来の方法に比較してポリオール中に酸素
が多量に溶解しているから、この溶存酸素によってポリ
ウレタンフォームの硬さ増大および発泡倍率の向上、並
びに気泡の均一化が図られる。
In the present invention, since a large amount of oxygen is dissolved in the polyol compared to the conventional method, this dissolved oxygen increases the hardness of the polyurethane foam, improves the expansion ratio, and makes the cells uniform.

その詳細な作用については未だ明らかではないが、次の
よ、うに考えることができる。
Although its detailed effect is not yet clear, it can be considered as follows.

第一に、硬さを増大させる作用は溶存酸素のビラジカル
としての性質によるものと考えられ、これによって架橋
反応が促進されるものと思われる。
First, the effect of increasing hardness is thought to be due to the biradical nature of dissolved oxygen, which is thought to promote the crosslinking reaction.

第二に、発泡倍率の向上は溶存酸素が原料の混合攪拌に
際してポリオール中から分離し、これによる起泡効果が
加わるためと思われる。
Secondly, the improvement in the foaming ratio is thought to be due to the fact that dissolved oxygen separates from the polyol during mixing and stirring of the raw materials, which adds a foaming effect.

第三に、起泡の均一化についても、気化した溶存酸素の
攪拌効果が加わることによると思われる。
Thirdly, it is thought that the uniformity of foaming is also due to the addition of the stirring effect of vaporized dissolved oxygen.

〔実施例〕〔Example〕

まず、本発明を実施する装置の例について説明する。 First, an example of an apparatus for implementing the present invention will be described.

第1図は本発明の実施に用いる装置の一例を示す説明図
である。同図において、1はポリオールタンク、2はイ
ソシアネートタンク、3はアミン系触媒タンク、4は錫
系触媒タンク、5は発泡剤(水)タンクである。これら
原料タンク1〜5には、夫々対応する原料が貯溜される
。また、各原料タンクの下端部は、夫々バルブ6〜10
及び配管11〜15を介してミキシングヘッド16に連
結されている。なお、配管11.12には原料を圧送す
るためのポンプ17.18が配設されている。ミキシン
グヘッド16の内部にはモータ19により回転される攪
拌羽根かには設けられ、各原料タンクから送られて来た
原料はここで攪拌混合されてノズルから吐出される。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an apparatus used for carrying out the present invention. In the figure, 1 is a polyol tank, 2 is an isocyanate tank, 3 is an amine catalyst tank, 4 is a tin catalyst tank, and 5 is a blowing agent (water) tank. Corresponding raw materials are stored in these raw material tanks 1 to 5, respectively. In addition, the lower end of each raw material tank has valves 6 to 10, respectively.
and is connected to a mixing head 16 via piping 11-15. In addition, pumps 17 and 18 for pumping raw materials are arranged in the pipes 11 and 12. A stirring blade rotated by a motor 19 is provided inside the mixing head 16, and the raw materials sent from each raw material tank are stirred and mixed there and discharged from the nozzle.

ところで、前記ポリオールタンク1の上端にはには、該
タンク内にポリオールを供給するための配管20が設け
られている。該配管20にはパルプ21の外、空気送入
管23から導入される空気をポリオール中に混合溶解さ
せるための空気混合器22が設けられている。
Incidentally, a pipe 20 for supplying polyol into the tank is provided at the upper end of the polyol tank 1. The pipe 20 is provided with an air mixer 22 for mixing and dissolving air introduced from an air feed pipe 23 in addition to the pulp 21 into the polyol.

第2図は、空気混合器22の部分を拡大して示す図であ
る。空気送給管23から導入される空気量は、流量計2
5で計測される。空気を混入されたポリオールは、混合
器22内を通る間にウオームスクリュー26で混合され
、空気は均一に溶解される。なお、27はウオームスク
リュー26を回転させるためのモータである。
FIG. 2 is an enlarged view of the air mixer 22. As shown in FIG. The amount of air introduced from the air supply pipe 23 is determined by the flowmeter 2.
It is measured at 5. The aerated polyol is mixed by a worm screw 26 while passing through the mixer 22, and the air is uniformly dissolved. Note that 27 is a motor for rotating the worm screw 26.

こうして空気を程合されたポリオールはポリオールタン
クl内に貯溜されるが、溶存している酸素が分離しない
ようにポリオールタンクlの内部は加圧状態に保たれる
ようになっている。この圧力は2〜7kg/c113程
度でよい。
The polyol containing air is stored in the polyol tank 1, but the inside of the polyol tank 1 is kept under pressure so that the dissolved oxygen does not separate. This pressure may be about 2 to 7 kg/c113.

なお、ポリオール中に空気を溶解させるのは、上記のよ
うにポリオールタンク1に貯溜する前でなくともよい。
Note that it is not necessary to dissolve air in the polyol before storing it in the polyol tank 1 as described above.

要は、ミキシングヘッド16で混合される前にポリオー
ルに空気を溶解しておけばよいのである。従って、例え
ば第3図に示す装aによっても本発明を実施することが
できる。
The point is that air should be dissolved in the polyol before it is mixed in the mixing head 16. Therefore, for example, the present invention can also be implemented using the device a shown in FIG.

第3図の装置では、第2図で説明したと同じ構成の空気
混合器22が配管ll中に配設されており、ポリオール
タンクlからミキシングヘッド16に送られるポリオー
ルに対して空気が混合溶解されるようになっている。
In the apparatus shown in FIG. 3, an air mixer 22 having the same configuration as that explained in FIG. It is supposed to be done.

以下、上記装置を用いて行なった実施例について説明す
る。
Examples performed using the above apparatus will be described below.

実施例 ポリエーテルポリオール トリエチレンジアミン        1.0ジブチル
チンジラウレート0.11 シリコーン油            1.5H204
、2 トリクロロモノフルオロメタン    4,0トリレン
ジイソシアネート      54.0ポリエーテルポ
リオールを入れたタンクに圧力を4kgかけ、空気を空
気送給管から供給し、ポリエーテルポリオールを30分
間循環させた後、ワンショット法により発泡させた。
Examples Polyether polyol Triethylene diamine 1.0 Dibutyltin dilaurate 0.11 Silicone oil 1.5H204
, 2 Trichloromonofluoromethane 4,0 Tolylene diisocyanate 54.0 Apply 4 kg of pressure to the tank containing the polyether polyol, supply air from the air supply pipe, circulate the polyether polyol for 30 minutes, and then It was foamed by the shot method.

得られた軟質ポリウレタンフォームの密度は0.01k
g / am’ で、硬さは9.1kg /JIS テ
あり、気泡は均一であった。
The density of the obtained flexible polyurethane foam is 0.01k
g/am', the hardness was 9.1 kg/JIS Te, and the bubbles were uniform.

空気を供給しないで同一処方にて製造したポリウレタン
フォームの密度は0.0186kg/ 0m3テ、硬さ
は8.4 kg/JISであった。
Polyurethane foam produced using the same recipe without supplying air had a density of 0.0186 kg/0 m3 and a hardness of 8.4 kg/JIS.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように、本発明によればフィラーを用いる
ことなくポリウレタンフォームの硬さを高め、且つ発泡
倍率の向上および気泡の均一化を図ることができる等顕
著な効果が得られるものである。
As detailed above, according to the present invention, remarkable effects such as increasing the hardness of polyurethane foam without using fillers, improving expansion ratio, and making cells uniform can be obtained. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本願発明の実施に用いる装置の一例を示す説明
図であり、第2図はその一部を拡大して示す図、第3図
は本発明を実施するための装置の他の例を示す説明図で
ある。 l・・・ポリオールタンク、2・・・イソシアネートタ
ンク、3・・・アミン系触媒タンク、4・・・錫系触媒
タンク、5・・・発泡剤(水)タンク、6〜10・・・
バルブ、11〜15・・・配管、16・・・ミキシング
ヘッド17.18・・・ポンプ、19・・・モータ、2
0・・・配管、21・・・バルブ、22・・・空気混合
器、23・・・空気送入管23.25・・・流量計25
.26・・・スクリュー、27・・・モータ 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第3図
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the device used for carrying out the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a part thereof, and FIG. 3 is another example of the device for carrying out the present invention. FIG. l...Polyol tank, 2...Isocyanate tank, 3...Amine catalyst tank, 4...Tin catalyst tank, 5...Blowing agent (water) tank, 6-10...
Valve, 11-15...Piping, 16...Mixing head 17.18...Pump, 19...Motor, 2
0... Piping, 21... Valve, 22... Air mixer, 23... Air feed pipe 23. 25... Flow meter 25
.. 26...Screw, 27...Motor applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ポリオール類、有機イソシアネート類、アミン触媒、錫
触媒、シリコーン油、発泡剤、必要に応じて顔料、充填
剤等を混合攪拌して発泡させる際に、予め前記ポリオー
ル類中に空気を溶解させておくことを特徴とすることを
特徴とするポリウレタンフォームの製造方法。
When mixing and stirring polyols, organic isocyanates, amine catalysts, tin catalysts, silicone oil, blowing agents, pigments, fillers, etc. as necessary, and foaming, air is dissolved in the polyols in advance. A method for producing polyurethane foam, characterized in that:
JP61301466A 1986-12-19 1986-12-19 Production of polyurethane foam Pending JPS63154718A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61301466A JPS63154718A (en) 1986-12-19 1986-12-19 Production of polyurethane foam

Applications Claiming Priority (1)

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JP61301466A JPS63154718A (en) 1986-12-19 1986-12-19 Production of polyurethane foam

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Family Applications (1)

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JP61301466A Pending JPS63154718A (en) 1986-12-19 1986-12-19 Production of polyurethane foam

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