(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
離型性成分を水中に乳化分散せしめてなる水性離型剤組成物において、かかる離型性成分の１００重量部に対して、造膜性向上剤として、ＨＬＢ価が６．０〜８．０の範囲内にあるグリコールエーテル化合物を、１〜１０００重量部の割合において、更に配合せしめてなると共に、該グリコールエーテル化合物が、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルのうちの少なくとも１種であることを特徴とするポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物。
【請求項２】
前記離型性成分が、ワックス類又はシリコーン系化合物である請求項１に記載のポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物。
【請求項３】
前記乳化分散が、乳化剤を用いて行なわれている請求項１又は請求項２に記載のポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物。
【請求項４】
前記離型性成分及び前記造膜性向上剤が、それらの加熱溶融混合物を加熱した乳化剤水溶液中に投入して混合せしめることにより、乳化分散せしめられている請求項１乃至請求項３の何れかに記載のポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、ポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物に係り、特に、ホットキュア法やコールドキュア法等によりポリウレタンフォームを成形する際に用いられる、離型性に優れた水性離型剤組成物に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、ポリウレタンフォーム等の発泡成形品を製造するに際しては、発泡材料、ひいては発泡成形品の成形金型への付着を防止し、また、金型からの成形品の脱型（離型）を容易にするために、成形キャビティを与える金型の内面に対して、所定の離型剤を予め塗布することが、行なわれてきている。
【０００３】
そして、そのような離型剤としては、離型性能の点より、一般に、石油系溶剤や塩素系溶剤の如き有機溶剤に、離型性成分としてのワックス類やシリコーン系化合物等が溶解、含有せしめられてなる、所謂、溶剤タイプの離型剤が用いられているのであるが、そのような離型剤にあっては、その使用時において、蒸発する有機溶剤による火災の危険性、更には臭気の問題や作業者の健康への影響等の作業環境への悪影響等といった問題が多々内在しており、その対策に困難を生じている。
【０００４】
一方、かかる有機溶剤に代えて、上記した問題を惹起することのない水を媒体として用いた水性離型剤も種々検討されており、例えば、特開平６−２２６７５２号公報においては、離型性成分と炭化水素系の有機溶剤が、乳化剤で乳化分散された水性離型剤組成物が提案されてはいるが、そのような従来の水性離型剤にあっては、金型への塗布時において、離型剤が金型から弾かれてしまう等といった問題があり、このため、金型への均一な塗布が困難となって、均一な離型皮膜が形成され得ない等といった問題を惹起することとなる。そして、このようなことから、水性離型剤において、溶剤タイプの離型剤に匹敵し、或いはそれに優る離型性能は未だ実現されてはおらず、それ故に、そのような特性を有する水性離型剤の開発が望まれているのである。
【０００５】
【解決課題】
本発明は、上述の如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、火災の危険性及び作業環境における悪影響を可及的に低減すると共に、優れた離型性を有するポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物を提供することにある。
【０００６】
【解決手段】
そこで、本発明者は、上述の如き課題を解決すべく鋭意検討した結果、ＨＬＢ価が６．０〜８．０の範囲内にあるグリコールエーテル化合物を造膜性向上剤として用い、それが所定の割合において添加された水性離型剤組成物を塗布することによって、それが塗布された金型の成形キャビティ面に均一な離型皮膜が形成され、その結果、前述の如き従来の溶剤タイプの離型剤に匹敵し、或いはそれに優る離型性が得られる事実を見出したのである。
【０００７】
従って、本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものであって、その要旨とするところは、離型性成分を水中に乳化分散せしめてなる水性離型剤組成物において、かかる離型性成分の１００重量部に対して、造膜性向上剤として、ＨＬＢ価が６．０〜８．０の範囲内にあるグリコールエーテル化合物を、１〜１０００重量部の割合において、更に配合せしめてなることを特徴とするポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物にある。
【０００８】
要するに、このような本発明に従うポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物にあっては、添加される造膜性向上剤としてのグリコールエーテル化合物が６．０〜８．０という限定されたＨＬＢ価を有するものであるところから、適度な親水性及び親油性を示し、それにより、かかる離型剤組成物が、成形金型のキャビティ面において弾かれる等といった問題を生じることなく、均一に塗布され得るのであり、従って、離型性成分の造膜性が向上し、ムラの無い均一な皮膜が効果的に形成され得ることとなって、優れた離型性が実現されるのである。
【０００９】
しかも、本発明に従うポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物にあっては、水が媒体として用いられているために、有機溶剤タイプの離型剤において惹起せしめられる如き種々の問題、例えば、火災の危険性や、臭気、人体への影響等の作業環境、ひいては自然環境の悪化の問題をも、何等惹起することはないのである。
【００１０】
なお、かくの如き本発明に従う水性離型剤組成物においては、離型性成分としては、ワックス類又はシリコーン系化合物が用いられることが望ましく、これにより、離型皮膜の形成がより確実なものとされ得るのである。
【００１１】
また、本発明に従う水性離型剤組成物によれば、前記グリコールエーテル化合物としては、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルが挙げられ、それらのうちの少なくとも１種以上が、用いられることとなる。
【００１２】
さらに、本発明の望ましい態様の他の一つによれば、前記離型性成分やグリコールエーテル化合物（造膜性向上剤）の乳化分散は、乳化剤を用いて行なわれ、また、そのような乳化剤を用いた乳化分散は、離型性成分及び造膜性向上剤の加熱溶融混合物を加熱した乳化剤水溶液中に投入して混合せしめることにより、行なわれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
ここにおいて、本発明に用いられるグリコールエーテル化合物は、一般に、その分子内にエーテル基と水酸基を有するものであり、そして、そのような分子内に存在する官能基の種類、個数等の化学構造のバランスにより、その化合物の親水性、親油性の特性が左右されるのであるが、本発明においては、かかる化学構造式から導き出される親水親油バランス（ＨＬＢ価）が、適度な親水性乃至は親油性を示す範囲内であることが必要とされ、それを満たす化合物を水性離型剤組成物中に乳化状態等の形態で存在せしめることによって、離型剤（離型性成分）の造膜性を効果的に向上せしめて、均一な離型皮膜が有利に形成（造膜）されることとなるのである。
【００１４】
そして、本発明においては、そのような条件を満たすグリコールエーテル化合物として、ＨＬＢ価が６．０〜８．０の範囲内にあるものが用いられる必要があるのであり、その範囲外のＨＬＢ価のものでは、本発明の目的を充分に達成し得ないのである。即ち、かかるＨＬＢ価が、８．０より大きい場合には親水性が高過ぎるものとなり、逆に６．０未満である場合には親油性が高過ぎるものとなるため、そのようなグリコールエーテル化合物を造膜性向上剤として添加した離型剤組成物にあっては、金型内面上に均一な離型皮膜が形成され得ず、造膜性の向上を有利に図り得ないのである。
【００１５】
また、そのような所定のＨＬＢ価を示すグリコールエーテル化合物の優れた特性を有利に発揮させるために、その配合割合としては、離型性成分の１００重量部に対して、１〜１０００重量部となる割合が採用される。けだし、かかるグリコールエーテル化合物の添加量が１重量部未満となる場合は、造膜性向上剤としての効果が充分に得られず、離型皮膜が確実に形成され得ないこととなり、成形品の脱型（離型）が困難なものとなってしまうのであり、また、１０００重量部より多くしても、それに見合う程の離型性の向上は望み得ないのみならず、離型剤自体の乾燥性が低下したり、更には、多量のグリコールエーテル化合物を乳化分散せしめるための乳化剤量を増やさねばならず、そのような乳化剤の増量によって、成形品の表面特性の悪化、例えば、肌荒れや脱型不良等、といった問題が惹起されるからである。なお、このグリコールエーテル化合物は、成形金型に適用される直前の水性離型剤組成物中において、一般に、０．１重量％以上、好ましくは０．３重量％以上の濃度において存在せしめられ、これにより金型内面における離型皮膜の形成に有利に寄与し得ることとなる。
【００１６】
さらに、かかる本発明で用いられるグリコールエーテル化合物としては、上記規定範囲内のＨＬＢ価を有するグリコールエーテル化合物であって、具体的には、エチレングリコールモノヘキシルエーテル（６．４００）、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（６．７５０）、エチレングリコールモノフェニルエーテル（６．４００）、プロピレングリコールモノブチルエーテル（６．８７５）、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル（６．７５０）、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル（６．８７５）、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル（７．２２５）、及びジエチレングリコールモノブチルエーテル（７．７００）を挙げることが出来（括弧内の数値は、何れもＨＬＢ価を表わす）、それらのうちの少なくとも１種以上が、適宜、選択されて用いられることとなる。そして、本発明においては、それらの中でも、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、又はジプロピレングリコールモノブチルエーテルが好適に採用され、それによって、より一層優れた離型性が発揮され得るのである。
【００１７】
ところで、本発明で用いられるＨＬＢ価とは、上述せる如き親水親油バランスを表わす指標であり、そのようなＨＬＢ価を求める方法としては、例えば、Ａｔｌａｓ法、グリフィンの式、Ｄａｖｉｅｓの式等といった方法がこれまでに種々提案されているが、本発明においては、その中でも、下記数１にて示されるデイビス（Ｄａｖｉｅｓ）の式（大木道則他３名編、「化学大辞典」、第２７８頁、１９８９年１０月２０日第１版、株式会社東京化学同人発行）を用い、グリコールエーテル化合物の化学構造式中の親水基、親油基の基数から、ＨＬＢ価が算出される。また、本発明のグリコールエーテル化合物において、親水基としてはエーテル基及び水酸基が挙げられる一方、親油基としては炭化水素基が挙げられ、それらの基数は、下記表１にそれぞれ示されている。そして、下記数１及び表１からも明らかなように、ＨＬＢ価が大きいことは、親水性が高いものであることを、逆に、ＨＬＢ価が小さいことは、親油性が高いものであることを、示しているのである。
【００１８】
【数１】
0004684466.tif 000002
【００１９】
【表１】
0004684466.tif 000003
【００２０】
また、本発明に従う水性離型剤組成物における離型性成分としては、従来から公知の各種の離型性成分が、適宜に選択されて用いられることとなるが、本発明においては、特に、ワックス類又はシリコーン系化合物が好適に用いられ、それによって、より一層効果的に離型皮膜が形成されることとなる。なお、かかるワックス類としては、具体的には、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、カルナウバワックス、モンタンワックス、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられ、また、シリコーン系化合物には、シリコーンオイル、シリコーン樹脂、アミノ基含有オルガノポリシロキサン等の公知の各種のものを挙げることが出来る。そして、これらワックス類又はシリコーン系化合物は、それぞれ単独で、又は適宜に組み合わされて、用いられるのである。
【００２１】
さらに、本発明においては、水を媒体とする水性離型剤組成物として調製するために、上述の如き離型性成分やグリコールエーテル化合物は、水中に、乳化剤を用いて乳化分散せしめられることとなる他、かかる離型性成分を水中に乳化せしめて得られる乳化分散液中に、所定のグリコールエーテル化合物を添加せしめて、均一な組成物とする等の手法も採用されることとなるのである。なお、ここで用いられる乳化剤としては、離型性成分及びグリコールエーテル化合物を乳化し得るものであれば如何なるものをも採用することが出来、従来の公知の乳化剤の中から適宜に選択され、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等の界面活性剤を挙げること出来る。そして、そのような乳化剤の乳化、分散作用によって、離型性成分やグリコールエーテル化合物が乳化分散され、エマルジョン状態の水性離型剤組成物が得られるのである。
【００２２】
なお、本発明に従う水性離型剤組成物には、更に必要に応じて、防腐剤、消泡剤、酸化防止剤等の、従来より離型剤の成分として含有せしめられる各種の添加剤を添加することも可能である。但し、それらの各種の添加剤としては、目的とする離型性及び作業環境を損なわないものが選択され、適量において使用されることとなる。
【００２３】
さらに、本発明に従う、目的とする水性離型剤組成物を製造するに際しては、当業者に自明な各種の手法が採用され得るのであるが、特に、以下の如き方法が有利に採用されることとなるのである。即ち、先ず、離型性成分にグリコールエーテル化合物、更に必要に応じて、各種の添加剤を加え、この混合物をそれが溶融し得る温度（例えば、１００〜１２０℃）に加熱して、溶融及び混合を行なった後、その得られた溶融混合物を、比較的に高温度（例えば、９０℃以上）に加熱した乳化剤水溶液中に、ホモミキサー等の公知のホモジナイズ処理をし得る装置を利用する等して攪拌、混合を行ないながら、徐々に投入して、乳化液を形成せしめ、更にその後、得られた乳化液を急冷することにより、微細な粒子状のエマルジョン（水性離型剤組成物）と為すのである。また、グリコールエーテル化合物を除く他の成分（離型性成分＋必要な各種添加剤）を、上記と同様にして、或いは従来と同様にしてエマルジョン化した後、その得られたエマルジョンに対してグリコールエーテル化合物を添加して、均一な配合物とすることにより、目的とする水性離型剤組成物とする手法も、有利に採用可能である。
【００２４】
そして、このようにして得られる本発明に従う水性離型剤組成物は、そのまま使用することも出来るが、また必要に応じて、水にて希釈して使用することも可能である。なお、その使用に際しては、かかる準備された水性離型剤組成物は、例えば、４０〜９０℃程度の適度に加温されたポリウレタンフォーム成形用金型の少なくとも成形キャビティ面に対して、スプレー又はハケ塗り等の手法で塗布されるのであり、そして、その塗布された水性離型剤組成物中の水等が金型等の熱により速やかに蒸発せしめられることによって、目的とする離型皮膜が効果的に形成されるのである。更に、そのような離型皮膜が形成された後、従来と同様に、金型にウレタン原料が注入され、適当な温度と時間の条件の下で、キュアが行なわれて、目的とするポリウレタンフォーム成形品が成形され、その後脱型されるのである。なお、このようなポリウレタンフォーム成形品の金型成形に際して、本発明におけるポリウレタンフォーム用水性離型剤組成物は、コールドキュア法やホットキュア法等の成形法における広い温度範囲で使用可能である特長を有しているのである。
【００２５】
従って、かくの如き本発明に従う水性離型剤組成物にあっては、所定のＨＬＢ価を有するグリコールエーテル化合物が、造膜性向上剤として、所定割合にて添加せしめられていることにより、それを金型に塗布する際に、弾かれてしまう等といった従来の水性離型剤で生じた不具合を何等惹起することなく、均一に塗布せしめられ得ることとなるのであって、それにより、離型性成分の造膜性が向上し、より均一な皮膜が形成され、優れた離型性を実現し得るのである。そして、そのような離型性の向上に伴い、ポリウレタンフォーム成形品の不良率が有利に低減せしめられ、以て、生産性の向上が実現され得るのであり、また、造膜性の向上により、離型性成分の配合量も従来より少量と為すことが出来ることとなったのである。
【００２６】
また、そのような本発明に従う水性離型剤組成物にあっては、水が媒体として用いられているため、金型への塗布等の作業時における有機溶剤の蒸発が無く、離型剤の取扱性や、安全性が向上し、以て、作業性も有利に改善され得ているのである。
【００２７】
【実施例】
以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが理解されるべきである。
【００２８】
先ず、本発明に従って、離型性成分としてのポリワックス５００（ペトロライト社製）に、造膜性向上剤として、エチレングリコールモノヘキシルエーテル（ＨＬＢ＝６．４００）、プロピレングリコールモノブチルエーテル（ＨＬＢ＝６．８７５）、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル（ＨＬＢ＝６．７５０）、又はジプロピレングリコールモノプロピルエーテル（ＨＬＢ＝７．２２５）を、それぞれ、下記表２に示される配合割合（重量％）となるように添加して、離型性成分（ワックス）と造膜性向上剤（グリコールエーテル化合物）との混合物を準備する一方、乳化剤としてのステアリン酸のモルフォリン塩が、下記表２の配合割合にて、水に溶解せしめられてなる形態の乳化剤水溶液を準備した。
【００２９】
【表２】
0004684466.tif 000004
【００３０】
次いで、上記準備された離型性成分と造膜性向上剤の混合物を、１００〜１２０℃に加熱し、溶融させた後、得られた溶融混合物を、９０℃以上に加熱した乳化剤水溶液中にホモミキサーを用いて攪拌、混合しながら、徐々に投入して、乳化液を作り、これを急冷することによって、本発明例１〜６の水性離型剤組成物を得た。
【００３１】
また、上述の本発明例１の水性離型剤組成物を、水を用いて、２倍、３倍及び４倍に希釈することにより、本発明例７、８及び９の水性離型剤組成物をそれぞれ準備し、更に、本発明例３の水性離型剤組成物を水にて２倍希釈することで、本発明例１０の水性離型剤組成物を得た。
【００３２】
さらに、造膜性向上剤として、プロピレングリコールモノブチルエーテル（ＨＬＢ＝６．８７５）又はジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＨＬＢ＝７．７００）を用い、これを、下記表３に示される配合割合において、離型性成分：ワックス（ポリワックス５００）、乳化剤：ステアリン酸のモルフォリン塩とする、前記本発明例と同様にして得られたエマルジョンに対して添加せしめ、均一に混合せしめることにより、均一な乳化分散状態にある本発明例１１〜１４の水性離型剤組成物を調製した。
【００３３】
【表３】
0004684466.tif 000005
【００３４】
一方、比較として、グリコールエーテル化合物ではあるが、そのＨＬＢ価が本発明の範囲外の値を示す、エチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル（５．４５０）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（８．１７５）、又はプロピレングリコールモノフェニルエーテル（５．９２５）を、それぞれ、下記表４の配合割合において添加して、比較例１〜３の水性離型剤組成物を準備した。
【００３５】
【表４】
0004684466.tif 000006
【００３６】
そして、上述のようにして得られた本発明例１〜１４及び比較例１〜３の各水性離型剤組成物を用いて、後述する性能評価を行なった。
【００３７】
先ず、離型剤の塗布は、６０℃に加温したＳＵＳ製円筒状金型（内径９５ｍｍ×高さ１４６ｍｍ蓋付）を、各離型剤組成物中に浸漬し、引き上げた後、液切りすることにより行ない、そしてその金型を６０℃×５分にて乾燥せしめた。
【００３８】
次いで、そのような金型の成形キャビティにウレタン原料を注入して、目的とする発泡成形品を製造するのであるが、ここでは、発泡成形時の温度条件の異なるホットキュア法とコールドキュア法にてポリウレタンフォームの発泡成形を行なった。
Ａ．ホットフォーム
市販のホットフォーム用ウレタン原料を用い、所定の配合割合にて、６００ｒｐｍ×１０秒間、攪拌及び混合し、その後直ちに、所定の離型剤組成物の塗布された金型の成形キャビティに注入し、蓋をした後、１２０℃×１５分間保持し、その後８５℃まで放冷することによって、発泡成形を行なった。なお、ウレタン原料の注入時に、脱型荷重測定用の針金を、予めインサートした。
Ｂ．コールドフォーム（コールドＨＲフォーム）
市販のＨＲ（高弾性）フォーム用ウレタン原料を用い、所定の配合割合にて、６００ｒｐｍ×１０秒間、攪拌及び混合し、その後直ちに、所定の離型剤組成物の塗布された金型の成形キャビティに注入し、蓋をした後、６０℃×１０分間保持し、発泡成形を行なった。なお、ウレタン原料の注入時に、脱型荷重測定用の針金を、金型に予めインサートした。
【００３９】
−離型性の評価−
離型性の評価は、上述の如くして製造された各発泡成形品（ホットフォーム及びコールドＨＲフォーム）を脱型（離型）する際に要する荷重（脱型荷重）をオートグラフにて測定することで行ない、その結果を下記表５乃至表７に示した。かかる表中、◎は脱型荷重が９８Ｎ（１０ｋｇｆ）未満であるもの、○は９８Ｎ（１０ｋｇｆ）以上、１４７Ｎ（１５ｋｇｆ）未満のもの、△は１４７Ｎ（１５ｋｇｆ）以上、１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）未満のもの、×は１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）以上のものを示している。
【００４０】
−表面特性（セルオープン性）の評価−
一般に、低温度領域乃至中温度領域（４５〜７０℃程度）でキュアされるコールドＨＲフォームにあっては、上述の離型性の他に、成形品表面の肌荒れ（セル荒れ）が少ないこと、及びセルオープン性が良好である等の表面特性が優れたものであることが要求される。従って、コールドＨＲフォームについては、成形品表面のセルオープン性を、成形品表面（トップ部は除く）に占める破泡セルの割合を面積比を求めることにより評価し、下記表５乃至表７に併せ示した。なお、かかる表中、○はセルが開いている面積比率が９５％以上のものを、△は５０％以上、９５％未満のもの、×は５０％未満のものを表わす。
【００４１】
【表５】
0004684466.tif 000007
【００４２】
【表６】
0004684466.tif 000008
【００４３】
【表７】
0004684466.tif 000009
【００４４】
かかる表５〜表７の結果からも明らかなように、グリコールエーテル化合物が添加された水性離型剤組成物であったとしても、比較例１〜３の如く、ＨＬＢ価が本発明の範囲（６．０〜８．０）外のものにあっては、離型性及び表面特性が充分に実現され得ないのである。これに対して、所定のＨＬＢ価を有するグリコールエーテル化合物が添加された水性離型剤組成物、即ち、本発明例１〜１４のものにあっては、グリコールエーテル化合物が造膜性を向上せしめ、優れた離型性及びセルオープン性を実現していることがわかる。
【００４５】
また、かかる造膜性向上剤を添加することによって、離型皮膜を形成する離型性成分をその含有量を少なくしても、効果的に離型皮膜が形成され得ることも、理解されるのである。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明に従うポリウレタンフォーム成形用水性離型剤組成物にあっては、水を媒体として形成されるものであることから、そのような媒体が蒸発しても、それが、火災や、臭気、人体への影響等の作業環境、ひいては自然環境の悪化の原因とはならず、それらの問題が何等惹起されないことは勿論、所定のＨＬＢ価を有するグリコールエーテル化合物が所定割合にて添加せしめられていることにより、離型性成分の造膜性が効果的に向上せしめられ得、以て、従来の有機溶媒からなる溶剤タイプの離型剤に匹敵乃至はそれに優る離型性を実現することが可能となったのである。