WO2013147088A1 - シートパッド用ポリウレタンフォーム - Google Patents

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WO2013147088A1
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polyether polyol
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浩介 吉冨
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Definitions

  • the present invention relates to a polyurethane foam for a seat pad, particularly a polyurethane foam for a seat pad suitable for a vehicle seat pad.
  • Polyurethane foams are required to have various properties such as mechanical properties, heat insulation properties and vibration absorption properties, depending on the application. Especially in vehicle seat pads, etc., comfort such as high rebound resilience and sitting comfort is required. Sex is required. In a vehicle seat pad, when changing lanes or turning a curve, a centrifugal force is applied to the body, the seat cannot support the body, and the body often wobbles. In order to reduce such wobble, up to now, (1) the molecular weight of the polyether polyol used as a raw material for the polyurethane foam is changed from a high molecular weight to a low molecular weight, and (2) in the polyether polyol.
  • the applicant has obtained a polyurethane foam obtained by foam-molding a polyurethane foam stock solution mainly composed of a polyol component and an isocyanate component, and has a molecular weight of 3,000 to 12,000 as the polyol.
  • a polyether polyol having an unsaturation degree of 0.03 meq / g or less and a “molecular weight / functional group number” of 1,000 to 3,000 is used, and an organically treated inorganic filler is blended.
  • Polyurethane foam (see Patent Document 1) that is lightweight and excellent in vibration absorption characteristics, and obtained as a polyol component by (i) ring-opening polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, derived from propylene oxide and repeating units derived from ethylene oxide The molar ratio of repeating units is 5/95 to 25/75.
  • a polyether polyol having a molecular weight of 6,000 to 8,000 is contained in the polyol component in a proportion of 40 to 55% by mass, and (ii) obtained by ring-opening polymerization of propylene oxide alone or ethylene oxide and propylene oxide.
  • a polyether polyol having a molar ratio of the repeating unit derived from ethylene oxide to the repeating unit derived from propylene oxide of 0/100 to 20/80 and a number average molecular weight of 600 to 2,000 is added to 5 to A polyurethane foam (see Patent Document 2), which is contained at a ratio of 15% by mass and obtained by using 2.0 parts by mass or more of water with respect to 100 parts by mass of all polyol components, was developed.
  • JP 2008-127514 A International Publication No. 2011/132645
  • the seat pad When the polyurethane foam disclosed in Patent Document 1 is used as a vehicle seat pad, the seat pad sometimes fluctuates during cornering. If the wobble feeling is large, it is assumed that the tilt of the body will increase when centrifugal acceleration is applied during cornering, and there is room for further improvement in the ride comfort. Further, in the polyurethane foam disclosed in Patent Document 2, the wobbling property is improved (decreased). However, the stress relaxation property is not necessarily reduced, and there is room for improvement in ride comfort. Furthermore, it has been found that the polyurethane foam increases in hardness, for example, when placed in a low temperature environment in a vehicle, and the sitting comfort may be impaired.
  • the object of the present invention is to achieve a polyurethane foam that achieves both a low wobble reduction property and a stress relaxation reduction property at a high level, and therefore has a good ride comfort and no wobble problem.
  • An object of the present invention is to provide a polyurethane foam for a seat pad with a small increase in hardness below (for example, 5 ° C. or less).
  • the present inventor is a polyurethane foam formed by foaming a foaming stock solution containing (A) a polyol component and (B) a polyisocyanate component, ) It has been found that the above-mentioned problems can be solved by containing specific amounts of two specific polyol components as polyol components.
  • the present invention has been completed based on such findings.
  • the (A) polyol component is (a-1) a block copolymer obtained by ring-opening polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, wherein the molar ratio of the repeating unit derived from ethylene oxide to the repeating unit derived from propylene oxide is A polyether polyol having a number average molecular weight of 5/95 to 25/75 and a number average molecular weight of 6,000 to 8,000 is contained in a proportion of 30 to 55% by mass in the polyol component (a-2)
  • (A) the polyol component characterized in that it comprises a proportion of 2-20 wt%, polyurethane sheet pad form.
  • the polyisocyanate component (B) is included in the foaming stock solution so that the molar ratio of the isocyanate groups in the polyisocyanate component and the active hydrogen groups in the foaming stock solution is 60: 100 to 120: 100.
  • the polyol component further contains (a-3) 1 to 10% by mass of a polyether polyol obtained by ring-opening polymerization of ethylene oxide alone and having a number average molecular weight of 350 to 2,000.
  • a polyether polyol having a molar ratio of a repeating unit derived from ethylene oxide to a repeating unit derived from propylene oxide of 5/95 to 25/75 and a number average molecular weight of 3,000 to 7,000 is obtained by A) The polyurethane foam for a seat pad according to any one of the above [1] to [5], which is contained in the polyol component in a proportion of 40 to 60% by mass. [7] The polyurethane foam for a seat pad according to any one of the above [1] to [6], further comprising (E) a foam stabilizer.
  • a polyurethane foam that achieves both a low wobble reduction property and a stress relaxation reduction property at a high level, and therefore has a good ride comfort and no wobble problem.
  • a polyurethane foam for a seat pad having a small increase in hardness at 5 ° C. or less can be provided.
  • polyurethane foam for seat pad of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “polyurethane foam”) is obtained by foam-molding a foaming stock solution containing (A) a polyol component and (B) a polyisocyanate component. It is.
  • regulation to be preferable can be employ
  • each component will be described in detail.
  • the polyol component used as the component (A) contains the following components (a-1) and (a-2) as essential components.
  • ((A-1) polyether polyol) The polyether polyol as component (a-1) is obtained by ring-opening polymerization of ethylene oxide (hereinafter sometimes referred to as “EO”) and propylene oxide (hereinafter sometimes referred to as “PO”).
  • the molar ratio of a repeating unit derived from EO (hereinafter sometimes referred to as EO unit) and a repeating unit derived from PO (hereinafter also referred to as PO unit) [ EO unit / PO unit] is a relatively high molecular weight polyether polyol having 5/95 to 25/75 and a number average molecular weight of 6,000 to 8,000.
  • the block composed of EO units is preferably at the molecular end, the inside of the molecule is a block composed of PO units, and the molecular end is a block composed of EO units. preferable.
  • the abundance of EO units in the molecule is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, and still more preferably substantially 0 mol%.
  • the component (a-1) particularly improves the stress relaxation reduction property.
  • the component (a-1) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the molar ratio of the EO unit to the PO unit [EO unit / PO unit] must be 5/95 to 25/75, preferably 8/92 to 25/75, and more preferably Is 10/90 to 20/80.
  • the number average molecular weight must be in the range of 6,000 to 8,000. When the number average molecular weight of the component (a-1) is less than 6,000, the resilience decreases, and when it exceeds 8,000, the wobble cannot be eliminated. From the above viewpoint, the number average molecular weight is preferably in the range of 7,000 to 8,000. In the present invention, the number average molecular weight is a value calculated as a polystyrene equivalent value by gel permeation chromatography (GPC method).
  • the number of hydroxyl groups contained in one molecule of component (a-1) is usually preferably 2 to 4, more preferably 3, in general. If the number of hydroxyl groups is 4 or less, the raw material viscosity will not increase.
  • the polyether polyol of component (a-1) it is preferable to use one having a low degree of unsaturation. More specifically, the degree of unsaturation is usually preferably 0.03 meq / g or less. When the degree of unsaturation in the high molecular weight polyether polyol is 0.03 meq / g or less, the durability and hardness of the polyurethane foam of the present invention are not impaired.
  • “unsaturation” refers to a method in which acetic acid liberated by the action of mercuric acetate on the unsaturated bond in a sample is titrated with potassium hydroxide in accordance with JIS K 1557-1970. Means the total degree of unsaturation (milli equivalent / g).
  • the content of the component (a-1) in the component (A) is 30 to 55% by mass with respect to the component (A), preferably from the viewpoint of achieving both wobble reduction and stress relaxation reduction, preferably It is 35 to 50% by mass, more preferably 35 to 45% by mass.
  • the polyether polyol as component (a-2) is a block copolymer obtained by ring-opening polymerization of EO and PO, and has a molar ratio (EO / PO) of a repeating unit derived from EO and a repeating unit derived from PO. Is a polyether polyol having a glass transition point of ⁇ 65 ° C. or lower.
  • the component (a-2) can reduce an increase in the hardness of the polyurethane foam under a low temperature environment.
  • the molar ratio of the EO unit to the PO unit [EO unit / PO unit] is preferably 30/70 to 85/15 from the viewpoint of achieving both wobble reduction and stress relaxation reduction.
  • the number average molecular weight of the component (a-2) is preferably 1,000 to 8,000, more preferably 1,000 to 7,000.
  • the glass transition point of the component (a-2) needs to be ⁇ 65 ° C. or less, preferably ⁇ 80 to ⁇ 65 ° C., more preferably ⁇ 70 to ⁇ 65 ° C.
  • the number of hydroxyl groups contained in one molecule of component (a-2) is usually preferably 2 to 4, more preferably 3, in general. If the number of hydroxyl groups is 4 or less, the raw material viscosity will not increase.
  • the polyether polyol of the component (a-2) it is preferable to use one having a low degree of unsaturation, as in the case of the component (a-1). More specifically, the degree of unsaturation is usually preferably 0.03 meq / g or less. When the degree of unsaturation in the low molecular weight polyether polyol is 0.03 meq / g or less, the durability and hardness of the polyurethane foam of the present invention are not impaired.
  • the component (a-2) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. For example, two or more types having different number average molecular weights may be mixed, and the glass transition point as the mixture may be the above predetermined value.
  • the content of the component (a-2) in the component (A) is 2 to 20% by mass, preferably 2 to 15%, based on the component (A), from the viewpoint of reducing the increase in hardness under a low temperature environment. % By mass, more preferably 4 to 15% by mass.
  • polyether (A) component As the component (A), other polyols other than the above components (a-1) and (a-2) may be used, for example, the following components (a-3) to (a-5) In particular, at least one selected from the components (a-3) and (a-4) is preferably used.
  • ((A-3) polyether polyol) The polyether polyol as the component (a-3) is a polyether polyol obtained by ring-opening polymerization of EO alone and having a number average molecular weight of 350 to 2,000. The durability of the polyurethane foam is improved by the component (a-3).
  • the component (a-3) is “substantially” obtained by ring-opening polymerization of EO alone, and is within a range of 5 mol% or less (more preferably 3 mol) as long as the effect of the present invention is not significantly impaired. % Or less, more preferably 1 mol% or less) of PO copolymerized. From this viewpoint, the number average molecular weight of the component (a-3) is preferably 350 to 1,500, more preferably 350 to 1,000, and further preferably 350 to 700. When the molecular weight is small, for example, when it is 1,000 or less, it can be regarded as a crosslinking agent.
  • the number of hydroxyl groups contained in one molecule of component (a-3) is usually preferably 2 to 5, particularly 4 in number.
  • the component (A) includes the component (a-3)
  • the content of the component (a-3) in the polyol component (A) improves the durability while suppressing the closed cell property, and the wet heat compression residual strain From the viewpoint of reducing the content, it is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass.
  • the foaming stock solution may contain (a-4) a polyether polyol described below as a polyol component used as the component (A).
  • the polyether polyol as component (a-4) is a polyether polyol having a relatively low molecular weight obtained by ring-opening polymerization of PO alone and having a number average molecular weight of 350 to 2,000. With the component (a-4) obtained by ring-opening polymerization of PO alone, the wobble reduction property can be further improved.
  • the component (a-4) is “substantially” obtained by ring-opening polymerization of PO alone, and is within a range of 5 mol% or less (more preferably 3 mol) as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. % Or less, more preferably 1 mol% or less) of EO copolymerized.
  • the component (a-4) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. Further, when the number average molecular weight of the component (a-4) is 600 or more, the stress relaxation becomes low, and when it is 2,000 or less, the wobble is further reduced. From the same viewpoint, the number average molecular weight of the component (a-4) is preferably 650 to 1,500, more preferably 700 to 1,200.
  • the number of hydroxyl groups contained in one molecule of the component (a-4) is usually usually 2 to 4, particularly 3, as in the case of the high molecular weight polyether polyol described above. If the number of hydroxyl groups is 4 or less, the raw material viscosity will not increase.
  • the content of the component (a-4) in the (A) polyol component is preferably from the viewpoint of further improving the wobble reduction and stress relaxation reduction. It is 2 to 20% by mass, more preferably 2 to 15% by mass, and further preferably 2 to 7% by mass.
  • the polymer polyol as the component (a-5) is a polymer polyol obtained by graft copolymerization of an acrylonitrile-styrene copolymer with a polyether polyol, and the polyether polyol is obtained by ring-opening polymerization of EO and PO.
  • the polyether polyol is preferably a block copolymer obtained by ring-opening polymerization of EO and PO.
  • the block consisting of EO units is preferably at the molecular end, the inside of the molecule is preferably a block consisting of PO units, and the molecular end is more preferably a block consisting of EO units. That is, the abundance of EO units in the molecule is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, and still more preferably substantially 0 mol%.
  • the polymer polyol can impart hardness to the polyurethane foam, and (a-5) is effective in unifying the hardness of each sample when evaluating the stress relaxation reduction and wobble reduction. Used for. In the component (a-5), good moldability can be maintained when the molar ratio of the EO unit to the PO unit is in the above range.
  • the molar ratio of the EO unit to the PO unit [EO unit / PO unit] is preferably 10/90 to 30/70.
  • the number average molecular weight is preferably 4,000 to 6,000.
  • the number of hydroxyl groups contained in one molecule of component (a-5) is usually 2 to 4, particularly preferably 3. If the number of hydroxyl groups is 4 or less, the raw material viscosity will not increase. Further, the degree of unsaturation is usually preferably 0.03 meq / g or less.
  • the content of the component (a-5) in the polyol component (A) is usually preferably 40 to 60% by mass, more preferably 45 to 55% by mass. %.
  • the viscosity of the (A) polyol component (however, when a plurality of types of polyol are used as the (A) component), the viscosity of the mixed polyol as a whole is preferably 3 at a liquid temperature of 25 ° C. 1,000 mPa ⁇ s or less, more preferably 1,800 mPa ⁇ s or less.
  • viscosity means the viscosity measured with a capillary viscometer at a liquid temperature of 25 ° C. in accordance with JIS Z8803-1991.
  • polyisocyanate component In the foaming undiluted solution, various known polyfunctional aliphatic, alicyclic and aromatic isocyanates can be used as the polyisocyanate component used as the component (B).
  • the content of the polyisocyanate as the component (B) in the foaming stock solution is not particularly limited, but in order to obtain a good foamed state without causing poor stirring, the isocyanate group in the polyisocyanate component And the molar ratio of active hydrogen groups in the foaming stock solution is preferably 60: 100 to 120: 100, more preferably 70: 100 to 115: 100.
  • a foaming agent is usually used as the component (C).
  • water is preferably used as the foaming agent. Since water reacts with the polyisocyanate to generate carbon dioxide gas, it acts as a blowing agent.
  • a blowing agent usually used in the production of polyurethane foam for example, hydrogen atom-containing halogenated hydrocarbons, liquefied carbon dioxide gas, low boiling point hydrocarbons, and the like can also be used.
  • the amount of component (C) is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.3 to 5 parts by weight, and still more preferably 100 parts by weight of (A) polyol component. 0.3 to 3 parts by mass. When the blending amount of the component (C) is 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the (A) polyol component, a sufficient effect of suppressing the wobble is obtained.
  • the foaming stock solution contains a catalyst as the component (D) from the viewpoint of reactivity during foam molding.
  • a catalyst a general purpose thing can be used in manufacture of a polyurethane foam, and it can be used combining 1 type (s) or 2 or more types according to a use or a request
  • tetramethylhexamethylenediamine pentamethyldiethylenetriamine, dimethylcyclohexylamine, bis- (dimethylaminoethyl) ether, tetramethylpropylenediamine, trimethylaminoethylpiperazine, tetramethylethylenediamine, dimethylbenzylamine, methylmorpholine
  • amine catalysts such as ethylmorpholine, triethylenediamine and diethanolamine
  • tin-based catalysts such as stannous octate and dibutyltin dilaurate. Commercially available products can be used as the catalyst.
  • the blending amount of the component (D) in the foaming stock solution is not particularly limited, but is usually preferably 0.05 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol of the component (A).
  • the amount is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass, and particularly preferably 0.1 to 1 part by mass.
  • the foaming stock solution may contain (E) a foam stabilizer and / or (F) a crosslinking agent as optional components.
  • various additives can be blended as required, for example, colorants such as pigments, chain extenders, fillers such as calcium carbonate, flame retardants, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, Conductive substances such as carbon black, antibacterial agents and the like can be blended. In this case, the compounding amount of these additives may be within the range usually used.
  • foam stabilizer As the foam stabilizer for this component (E), general-purpose foam stabilizers can be used for polyurethane foam moldings.
  • silicone foam stabilizers such as various siloxane-polyether block copolymers can be used. Can do.
  • the blending amount of the foam stabilizer (E) in the polyurethane foam stock solution is usually preferably 0.3 to 5 parts by mass, more preferably 0.3 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol of the component (A). 3 parts by mass, more preferably 0.3 to 2 parts by mass. If it is 0.3 mass part or more, the stirring property of a polyol component and an isocyanate component will become favorable, and it will be easy to manufacture a desired polyurethane foam.
  • the polyurethane foam stock solution may contain a crosslinking agent as the component (F).
  • a crosslinking agent for component (F) a general-purpose one can be used as a polyurethane foam molded article.
  • the blending amount of the (F) crosslinking agent in the polyurethane foam stock solution is usually preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol of the component (A). If it is 0.5 parts by mass or more, the effect of the crosslinking agent can be sufficiently obtained. On the other hand, if it is 10 parts by mass or less, the closed cell property is appropriate, the moldability can be ensured, and the foam can be downed. Absent.
  • the method for preparing the foaming stock solution in the present invention is not particularly limited, but preferably a mixture of the remaining components excluding the (B) polyisocyanate component (hereinafter abbreviated as “polyol mixture”). May be prepared) and then mixed with the (B) polyisocyanate component.
  • the polyol mixture is prepared by blending the (D) catalyst with the (A) polyol component from the viewpoint that (C) the blowing agent and the (D) catalyst are not brought into contact with each other as much as possible. It is preferable to blend other components such as a foam stabilizer and (F) a crosslinking agent, and finally blend the above-mentioned (C) foaming agent which is a foaming component.
  • the viscosity of the polyol mixture at a liquid temperature of 25 ° C. is preferably 2,400 mPa ⁇ s or less. This is because the polyurethane foam stock solution has a good stirring efficiency, and foaming is uniform and sufficient to obtain a desired polyurethane foam molded article. From the above viewpoint, the viscosity of the polyol mixture at a liquid temperature of 25 ° C. is preferably 1,800 mPa ⁇ s or less.
  • TPR timed pressure release
  • the TPR in the present invention lowers the pressure in the mold and causes communication of bubbles. More specifically, after the step of supplying the foaming stock solution into the cavity formed in the mold, the pressure in the mold is reduced by 0.15 to 0.25 MPa after 20 to 50 seconds have elapsed from the gel time.
  • the gel time means a time when a polyol and an isocyanate are mixed, thickening occurs, and gel strength starts to appear.
  • the polyurethane foam stock solution From the viewpoint of preventing separation of each component of the polyurethane foam stock solution, it is preferable to prepare the polyurethane foam stock solution by mixing the above-mentioned components immediately before injecting the polyurethane foam stock solution into the mold cavity.
  • the temperature of the stock solution is usually preferably 10 to 50 ° C., more preferably 20 to 40 ° C., and further preferably 25 to 35 ° C.
  • the blending order of each component is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing an unnecessary increase in viscosity before preparing the polyurethane foam stock solution, at least the polyol of the component (A) and the component (B) It is preferable that the isocyanate is finally mixed.
  • the mold temperature is usually preferably 40 to 80 ° C., more preferably 50 to 70 ° C., and still more preferably 60 to 65 ° C.
  • the polyurethane foam of the present invention has a characteristic that stress relaxation is preferably 12% or less, more preferably 11% or less, from the viewpoint of reducing vehicle sickness and improving sitting comfort. Is more preferably 10.5% or less.
  • the polyurethane foam of the present invention can suppress wobbling feeling, and when used as a vehicle seat pad, can suppress the inclination of the seat during cornering. Further, assuming that the hardness at room temperature (23 ° C.) is 100, the hardness at 0 ° C. is 109 or less (preferably 108 or less, more preferably 106 or less), and the hardness at ⁇ 15 ° C. is 121 or less (better). 119 or less, and 116 or less), and since the increase in hardness under a low temperature environment is small, it is possible to obtain a sitting comfort independent of temperature.
  • the hardness is a value determined according to the method described in the examples.
  • FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for measuring a wobble angle.
  • a jig 3 with an angle meter 2 is placed on a sample seat pad 1 and the jig 3 is placed on the jig 3.
  • the inclination of the jig when a force of 0 to 59 N was applied in the horizontal direction was measured with the goniometer 2 and used as an index for reducing wobble. The smaller the value, the better the wobble reduction.
  • a foaming stock solution was prepared according to the formulation shown in Table 1.
  • a polyol mixture composed of each component other than (B) the polyisocyanate component was prepared, and then (B) the polyisocyanate component was blended.
  • the polyol composition was prepared by first mixing (A) the polyol component and (D) the catalyst, then blending (E) the foam stabilizer, and finally mixing (C) the blowing agent (water). .
  • the temperature of the polyurethane foam stock solution was 30 ° C.
  • this was poured into a mold cavity capable of decompression in a cavity at a set temperature of 60 ° C.
  • Polyether polyol (a-4): PO 100%, number average molecular weight 700, number of functional groups 3, glass transition point: ⁇ 63 ° C. 5) Polymer polyol (a-5): EO / PO (molar ratio) 15/85, number average molecular weight 5,000, functional group number 3, glass transition point: ⁇ 67 ° C.
  • Example 1 and Comparative Example 1, and Example 3 and Comparative Example 2 are prepared by adjusting the blending so that the stress relaxation reducing property and the wobble reducing property are substantially equal. Therefore, comparing these, it can be seen that in Example 1, compared with Comparative Example 1, the increase in hardness can be reduced even in low temperature environments of 0 ° C. and ⁇ 15 ° C. Similarly, in Example 3, it can be seen that, compared with Comparative Example 2, the increase in hardness can be reduced even in low-temperature environments of 0 ° C. and ⁇ 15 ° C. Moreover, also in Example 2, it turns out that stress relaxation reduction property and wobble reduction property are compatible, and the hardness raise in a low temperature environment is small. In Comparative Example 3 in which only the polyether polyols (a-1), (a-3) and (a-5) were contained as the polyol component (A), the wobble reduction was poor.
  • the polyurethane foam of the present invention is suitable for a seat pad because it can achieve both a low wobble reduction and a stress relaxation reduction at a high level and has a small increase in hardness in a low temperature environment.
  • the seat pad does not wobble during cornering, and the body can be prevented from tilting when centrifugal acceleration is applied during cornering. Therefore, the seat pad is also suitable as a vehicle seat pad.

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Description

シートパッド用ポリウレタンフォーム
 本発明は、シートパッド用ポリウレタンフォーム、特に車両用シートパッドに適したシートパッド用ポリウレタンフォームに関する。
 ポリウレタンフォームは、用途に応じて、機械的特性、断熱性及び振動吸収特性等の様々な特性が求められているが、とりわけ車両用のシートパッド等においては高い反発弾性や座り心地感等の快適性が求められている。
 車両用シートパッドにおいては、車線変更やカーブを曲がる際に、体に遠心力がかかり、シートが体を支えられなくなり、体がぐらついてしまうという問題がしばしば生じる。このようなぐらつき性を低減させるためには、これまで、(1)ポリウレタンフォームの原料として用いられるポリエーテルポリオールの分子量を、高分子量から低分子量に変更する、(2)該ポリエーテルポリオール中のエチレンオキシドに由来する繰り返し単位とプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位におけるエチレンオキシド単位の比率を上げる、(3)ポリウレタンフォームを形成する発泡原液中の水含有量を増加する、及び(4)架橋剤を増量するなどの手段が講ぜられてきた。
 しかしながら、このような手段を講じると、得られるポリウレタンフォームの反発弾性や、通気性が低くなり、乗り心地で重要な「応力緩和」が悪化(増加)するという問題が生じる。すなわち、ぐらつき性を改善(低下)すると、応力緩和性が悪化(増加)し、一方、応力緩和性を改善すると、ぐらつき性が悪化し、このようにぐらつき低減性と応力緩和低減性が二律背反の関係であるため、両者を高い水準にすることが困難であった。
 このような問題を解決すべく、出願人は、ポリオール成分とイソシアネート成分とを主成分とするポリウレタン発泡原液を発泡成形してなるポリウレタンフォームにおいて、前記ポリオールとして分子量が3,000~12,000、不飽和度が0.03ミリ当量/g以下であり、且つ「分子量/官能基数」が1,000~3,000であるポリエーテルポリオールを用いると共に、有機化処理された無機充填材を配合する、軽量且つ振動吸収特性に優れたポリウレタンフォーム(特許文献1参照)や、ポリオール成分として、(i)エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの開環重合により得られ、エチレンオキシドに由来する繰り返し単位とプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が5/95~25/75であり、数平均分子量が6,000~8,000のポリエーテルポリオールを、ポリオール成分中に40~55質量%の割合で含むと共に、(ii)プロピレンオキシド単独又はエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの開環重合により得られ、エチレンオキシドに由来する繰り返し単位とプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が0/100~20/80であり、数平均分子量が600~2,000のポリエーテルポリオールを、全ポリオール成分中に5~15質量%の割合で含み、且つ全ポリオール成分100質量部に対し、水の配合量を2.0質量部以上用いて得られるポリウレタンフォーム(特許文献2参照)を開発した。
特開2008-127514号公報 国際公開第2011/132645号
 特許文献1に開示されたポリウレタンフォームを車両用シートパッドとして使用した場合には、コーナリング時にシートパッドがぐらつくことがあった。ぐらつき感が大きいと、コーナリング時に遠心加速度がかかった際、体の傾きが大きくなることが想定され、乗り心地感にはさらなる改良の余地があった。
 また、特許文献2に開示されたポリウレタンフォームでは、ぐらつき性が改善(低下)されている。しかし、応力緩和性は必ずしも低減されておらず、乗り心地には改善の余地があった。さらに、該ポリウレタンフォームでは、例えば車内で低温環境下に置かれた場合などに硬度が上昇し、座り心地感が損なわれることがあることが判明した。
 そこで、本発明の課題は、ぐらつき低減性と応力緩和低減性との両立を高い水準で成し遂げ、それゆえに乗り心地感が良好であり、且つぐらつきの問題がないポリウレタンフォームであって、さらに低温環境下(例えば5℃以下)での硬度上昇が小さいシートパッド用ポリウレタンフォームを提供することにある。
 本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、(A)ポリオール成分及び(B)ポリイソシアネート成分を含有する発泡原液を発泡成形してなるポリウレタンフォームであって、(A)ポリオール成分として特定の2種のポリオール成分をそれぞれ特定量含有することで上記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
 すなわち、本発明は、下記[1]~[7]に関するものである。
[1](A)ポリオール成分及び(B)ポリイソシアネート成分を含有する発泡原液を発泡成形してなるポリウレタンフォームであって、
 前記(A)ポリオール成分として、(a-1)エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの開環重合により得られたブロック共重合体であり、エチレンオキシドに由来する繰り返し単位とプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が5/95~25/75であり、数平均分子量が6,000~8,000のポリエーテルポリオールを、(A)ポリオール成分中に30~55質量%の割合で含むと共に、(a-2)エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの開環重合により得られたブロック共重合体であり、エチレンオキシドに由来する繰り返し単位とプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が30/70~90/10であり、且つガラス転移点が-65℃以下のポリエーテルポリオールを、(A)ポリオール成分中に2~20質量%の割合で含むことを特徴とする、シートパッド用ポリウレタンフォーム。
[2](B)ポリイソシアネート成分が、トリレンジイソシアネート及び/又はジフェニルメタンジイソシアネートを含む、上記[1]に記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
[3]発泡原液中に(B)ポリイソシアネート成分を、該ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基と、前記発泡原液中の活性水素基とのモル比が60:100~120:100になるように含む、上記[1]又は[2]に記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
[4](A)ポリオール成分として、さらに(a-3)エチレンオキシド単独の開環重合により得られ、数平均分子量が350~2,000のポリエーテルポリオール1~10質量%を含有する、上記[1]~[3]のいずれかに記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
[5]前記(a-2)成分のガラス転移点が-80~-65℃である、上記[1]~[4]のいずれかに記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
[6](A)ポリオール成分として、さらに(a-5)ポリエーテルポリオールにアクリロニトリル-スチレン共重合体をグラフト共重合したポリマーポリオールであり、該ポリエーテルポリオールが、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの開環重合により得られ、エチレンオキシドに由来する繰り返し単位とプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が5/95~25/75であり、数平均分子量が3,000~7,000のポリエーテルポリオールを、(A)ポリオール成分中に40~60質量%の割合で含む、上記[1]~[5]のいずれかに記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
[7]さらに、(E)整泡剤を含有する、上記[1]~[6]のいずれかに記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
 本発明によれば、ぐらつき低減性と応力緩和低減性との両立を高い水準で成し遂げ、それゆえに乗り心地感が良好であり、且つぐらつきの問題がないポリウレタンフォームであって、さらに低温環境下(例えば5℃以下)での硬度上昇が小さいシートパッド用ポリウレタンフォームを提供することができる。
実施例、比較例で得られたシートパッドのぐらつき角度を測定するための装置の概略図である。
 本発明のシートパッド用ポリウレタンフォーム(以下、単に「ポリウレタンフォーム」と記載することがある。)は、(A)ポリオール成分及び(B)ポリイソシアネート成分を含有する発泡原液を発泡成形してなるものである。
 なお、本明細書において、好ましいとする規定は任意に採用することができ、好ましいとする規定同士の組み合わせは、より好ましいと言える。
 以下、成分ごとに詳細に説明する。
[(A)ポリオール成分]
 当該発泡原液においては、(A)成分として用いられるポリオール成分が、下記(a-1)成分と(a-2)成分を必須成分として含有する。
((a-1)ポリエーテルポリオール)
 (a-1)成分のポリエーテルポリオールは、エチレンオキシド(以下、「EO」と記載することがある。)及びプロピレンオキシド(以下、「PO」と記載することがある。)の開環重合により得られたブロック共重合体であり、EOに由来する繰り返し単位(以下、EO単位と称することがある。)とPOに由来する繰り返し単位(以下、PO単位と称することがある。)のモル比[EO単位/PO単位]が5/95~25/75、且つ数平均分子量が6,000~8,000という、比較的高分子量のポリエーテルポリオールである。特に、成形性及び反応性の観点から、EO単位からなるブロックは分子末端にあることが好ましく、分子内部はPO単位からなるブロックであり、かつ分子末端がEO単位からなるブロックであることがより好ましい。つまり、分子内部のEO単位の存在量は、好ましくは5モル%以下、より好ましくは3モル%以下、さらに好ましくは実質的に0モル%である。
 該(a-1)成分により、特に応力緩和低減性が改善される。(a-1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 EO単位とPO単位のモル比[EO単位/PO単位]については、上述のように、5/95~25/75であることが必須であり、好ましくは8/92~25/75、さらに好ましくは10/90~20/80である。
 また、数平均分子量については、6,000~8,000の範囲であることを必須とする。(a-1)成分の数平均分子量が6,000未満であると反発弾性が低下し、8,000を超えるとぐらつきを解消し得ない。以上の観点から、数平均分子量は7,000~8,000の範囲が好ましい。
 なお、本発明において、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC法)によりポリスチレン換算値として算出した値である。
 (a-1)成分の一分子中に含まれるヒドロキシル基の数としては、通常、好ましくは2~4個、特に3個であることがより好ましい。ヒドロキシル基の数が4個以下であれば、原料粘度が上昇することがない。
 (a-1)成分のポリエーテルポリオールとしては、不飽和度の小さなものを用いることが好ましい。より具体的には、不飽和度として通常0.03ミリ当量/g以下であることが好ましい。高分子量ポリエーテルポリオール中の不飽和度が0.03ミリ当量/g以下であると、本発明のポリウレタンフォームの耐久性や硬度が損なわれない。なお、本発明において「不飽和度」とは、JIS K 1557-1970に準拠し、試料中の不飽和度結合に酢酸第二水銀を作用させて遊離する酢酸を水酸化カリウムで滴定する方法にて測定した、総不飽和度(ミリ当量/g)を意味するものである。
 (A)成分中における(a-1)成分の含有量は、ぐらつき低減性と応力緩和低減性との両立の観点から、(A)成分に対して、30~55質量%であり、好ましくは35~50質量%、より好ましくは35~45質量%である。
((a-2)ポリエーテルポリオール)
 (a-2)成分のポリエーテルポリオールは、EO及びPOの開環重合により得られたブロック共重合体であり、EOに由来する繰り返し単位とPOに由来する繰り返し単位のモル比(EO/PO)が30/70~90/10であり、且つガラス転移点が-65℃以下のポリエーテルポリオールである。該(a-2)成分により、低温環境下でのポリウレタンフォームの硬度上昇を低減できる。
 (a-2)成分において、EO単位とPO単位のモル比[EO単位/PO単位]は、ぐらつき低減性と応力緩和低減性との両立の観点から、好ましくは30/70~85/15、より好ましくは40/60~80/20、さらに好ましくは50/50~80/20、特に好ましくは55/45~75/25である。(a-2)成分の数平均分子量は、好ましくは1,000~8,000、より好ましくは1,000~7,000である。
 (a-2)成分のガラス転移点は、-65℃以下である必要があり、好ましくは-80~-65℃、より好ましくは-70~-65℃である。
 (a-2)成分の一分子中に含まれるヒドロキシル基の数としては、通常、好ましくは2~4個、特に3個であることがより好ましい。ヒドロキシル基の数が4個以下であれば、原料粘度が上昇することがない。
 (a-2)成分のポリエーテルポリオールとしては、(a-1)成分と同様に、不飽和度の小さなものを用いることが好ましい。より具体的には、不飽和度として通常0.03ミリ当量/g以下であることが好ましい。低分子量ポリエーテルポリオール中の不飽和度が0.03ミリ当量/g以下であれば、本発明のポリウレタンフォームの耐久性や硬度が損なわれない。
 (a-2)成分は、1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。例えば、数平均分子量の異なる2種以上を混合し、混合物としてのガラス転移点が上記所定値となっているものを用いてもよい。
 (A)成分中における(a-2)成分の含有量は、低温環境下での硬度上昇低減の観点から、(A)成分に対して、2~20質量%であり、好ましくは2~15質量%、より好ましくは4~15質量%である。
(その他の(A)成分)
 (A)成分としては、通常、上記(a-1)成分及び(a-2)成分以外のその他のポリオールを用いてもよく、例えば、下記(a-3)~(a-5)成分などが挙げられ、特に(a-3)成分及び(a-4)成分から選択される少なくとも1種が好ましく用いられる。
((a-3)ポリエーテルポリオール)
 (a-3)成分としてのポリエーテルポリオールは、EO単独の開環重合により得られ、数平均分子量が350~2,000のポリエーテルポリオールである。(a-3)成分によって、ポリウレタンフォームの耐久性が向上する。なお、(a-3)成分は、「実質的」にEO単独の開環重合により得られたものであり、本発明の効果を著しく阻害しない範囲において、5モル%以下(より好ましくは3モル%以下、さらに好ましくは1モル%以下)のPOが共重合したものをも含む。
 当該観点から、(a-3)成分の数平均分子量は、好ましくは350~1,500、より好ましくは350~1,000、さらに好ましくは350~700である。分子量が小さい場合、例えば1,000以下である場合、架橋剤と見なすこともできる。
 (a-3)成分の一分子中に含まれるヒドロキシル基の数としては、通常2~5個、特に4個であることが好ましい。ヒドロキシル基の数が5個以下であれば、原料粘度が上昇することがない。
 (A)成分が(a-3)成分を含む場合、(a-3)成分の(A)ポリオール成分中の含有量は、独立気泡性を抑えながら、耐久性を向上し、湿熱圧縮残留歪みを低減する観点から、好ましくは1~10質量%、より好ましくは1~5質量%である。
((a-4)ポリエーテルポリオール)
 発泡原液においては、(A)成分として用いられるポリオール成分として、以下に説明される(a-4)ポリエーテルポリオールを含有していてもよい。
 (a-4)成分のポリエーテルポリオールは、PO単独の開環重合により得られ、数平均分子量が350~2,000という、比較的低分子量のポリエーテルポリオールである。PO単独の開環重合により得られたものである(a-4)成分により、特にぐらつき低減性を一層改善し得る。なお、(a-4)成分は、「実質的」にPO単独の開環重合により得られたものであり、本発明の効果を著しく阻害しない範囲において、5モル%以下(より好ましくは3モル%以下、さらに好ましくは1モル%以下)のEOが共重合したものをも含む。
 (a-4)成分は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、(a-4)成分の数平均分子量が600以上であれば応力緩和が低くなり、一方2,000以下であれば、ぐらつきが一層低減する。同様の観点から、(a-4)成分の数平均分子量は、好ましくは650~1,500であり、より好ましくは700~1,200である。
 (a-4)成分の一分子中に含まれるヒドロキシル基の数としては、前述の高分子量ポリエーテルポリオールと同様に、通常2~4個、特に3個であることが好ましい。ヒドロキシル基の数が4個以下であれば、原料粘度が上昇することがない。
 (A)成分が(a-4)成分を含む場合、(a-4)成分の(A)ポリオール成分中の含有量は、ぐらつき低減性と応力緩和低減性を一層改善する観点から、好ましくは2~20質量%、より好ましくは2~15質量%、さらに好ましくは2~7質量%である。
((a-5)ポリマーポリオール)
 (a-5)成分としてのポリマーポリオールは、ポリエーテルポリオールにアクリロニトリル-スチレン共重合体をグラフト共重合したポリマーポリオールであり、該ポリエーテルポリオールが、EO及びPOの開環重合により得られ、EO単位とPO単位のモル比[EO単位/PO単位]が5/95~25/75であり、数平均分子量が3,000~7,000のポリエーテルポリオールである。なお、前記ポリエーテルポリオールは、EO及びPOの開環重合により得られたブロック共重合体であることが好ましい。さらに、EO単位からなるブロックは分子末端にあることが好ましく、分子内部はPO単位からなるブロックであり、かつ分子末端がEO単位からなるブロックであることがより好ましい。つまり、分子内部のEO単位の存在量は、好ましくは5モル%以下、より好ましくは3モル%以下、さらに好ましくは実質的に0モル%である。
 該ポリマーポリオールによって、ポリウレタンフォームに硬さを付与することができ、応力緩和低減性やぐらつき低減性を評価する際には、各試料の硬さを統一するために該(a-5)が有効に用いられる。
 (a-5)成分において、EO単位とPO単位のモル比が、上記範囲であると良好な成形性が保てる。同様の観点から、(a-5)成分において、EO単位とPO単位のモル比[EO単位/PO単位]は、好ましくは10/90~30/70である。
 また、(a-5)成分において、数平均分子量が上記範囲であると、粘度が大きくならず、量産性も確保できる。同様の観点から、数平均分子量は、好ましくは4,000~6,000である。
 (a-5)成分の一分子中に含まれるヒドロキシル基の数としては、通常2~4個、特に3個であることが好ましい。ヒドロキシル基の数が4個以下であれば、原料粘度が上昇することがない。また、不飽和度としては、通常、0.03ミリ当量/g以下であることが好ましい。
 (A)成分が(a-5)成分を含む場合、(a-5)成分の(A)ポリオール成分中の含有量は、通常、好ましくは40~60質量%、より好ましくは45~55質量%である。
 上記(A)ポリオール成分の粘度(但し、(A)成分として複数種のポリオールを混合して使用する場合には、その混合したポリオール全体の粘度)としては、液温25℃において、好ましくは3,000mPa・s以下、より好ましくは1,800mPa・s以下である。このような粘度範囲のポリマーポリオールを用いることにより、ポリウレタン発泡原液の増粘速度を抑制することが可能となって攪拌効率が上昇し、イソシアネート基とヒドロキシル基とがより均一に反応することが可能となるため、従来に比べて発生ガスの発生効率が増加するのみならず、その発生ガスの発生箇所としても、ポリウレタン発泡原液内で均一に発生することとなり、軽量且つ均質なポリウレタン発泡成形体を得ることが可能となる。なお、本発明において「粘度」とは、JIS Z8803-1991に準拠し、液温25℃において、毛細管粘度計を用いて測定した粘度を意味する。
[(B)ポリイソシアネート成分]
 発泡原液において、(B)成分として用いられるポリイソシアネート成分としては公知の各種多官能性の脂肪族、脂環族および芳香族のイソシアネートを用いることができる。例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリフェニルジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、オルトトルイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等を挙げることができ、これらは1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。
 本発明においては、成形密度領域の観点から、トリレンジイソシアネート(TDI)及び/又はジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を含むことが好ましい。
 当該発泡原液中の前記(B)成分であるポリイソシアネートの含有量については特に制限はないが、攪拌不良が生じることなく、且つ良好な発泡状態を得るには、該ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基と、当該発泡原液中の活性水素基とのモル比が、好ましくは60:100~120:100、より好ましくは70:100~115:100になるように選定することが望ましい。
[(C)発泡剤]
 当該発泡原液においては、通常、(C)成分として発泡剤を用いる。通常、発泡剤としては水が好ましく使用される。水はポリイソシアネートと反応して二酸化炭素ガスを発生させることから、発泡剤として作用する。なお、水以外にも、ポリウレタンフォームの製造に通常用いられる発泡剤、例えば、水素原子含有ハロゲン化炭化水素、液化炭酸ガス、低沸点の炭化水素などを使用することもできる。
 (C)成分の配合量に特に制限はないが、(A)ポリオール成分100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは0.3~5質量部、さらに好ましくは0.3~3質量部である。(C)成分の配合量が、(A)ポリオール成分100質量部に対して0.1質量部以上であれば、ぐらつき性を抑制する十分な効果が得られる。
[(D)触媒]
 当該発泡原液においては、発泡成形の際の反応性の観点から、(D)成分として触媒を含有する。この触媒としては、ポリウレタンフォームの製造において汎用のものを用いることができ、用途や要求に応じて1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。具体的には、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス-(ジメチルアミノエチル)エーテル、テトラメチルプロピレンジアミン、トリメチルアミノエチルピペラジン、テトラメチルエチレンジアミン、ジメチルベンジルアミン、メチルモルフォリン、エチルモルフォリン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン等のアミン触媒や、スタナスオクテート、ジブチルチンジラウレート等の錫系触媒を挙げることができる。触媒としては市販品を用いることができ、例えばトリエチレンジアミン(TEDA-L33:東ソー(株)製)、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル(TOYOCAT-ET:東ソー(株)製)等を好適に用いることができる。
 なお、当該発泡原液中の(D)成分の配合量に特に制限は無いが、上記(A)成分のポリオール100質量部に対して、通常、好ましくは0.05~0.5質量部、より好ましくは0.1~5質量部、さらに好ましくは0.1~3質量部、特に好ましくは0.1~1質量部である。
[任意成分]
 当該発泡原液には、任意成分として(E)整泡剤及び/又は(F)架橋剤を配合することができる。さらに、必要に応じて各種添加剤を配合することができ、例えば、顔料等の着色剤、鎖延長剤、炭酸カルシウム等の充填材、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、カーボンブラック等の導電性物質、抗菌剤などを配合することができる。この場合、これらの添加剤の配合量は、通常使用される範囲で差し支えない。
((E)整泡剤)
 この(E)成分の整泡剤としては、ポリウレタン発泡成形体用のものとして汎用のものを用いることができ、例えば、各種シロキサン-ポリエーテルブロック共重合体等のシリコーン系整泡剤を用いることができる。
 ポリウレタン発泡原液中の(E)整泡剤の配合量としては、上記(A)成分のポリオール100質量部に対して、通常、好ましくは0.3~5質量部、より好ましくは0.3~3質量部、さらに好ましくは0.3~2質量部である。0.3質量部以上であれば、ポリオール成分とイソシアネート成分の攪拌性が良好となり、所望のポリウレタンフォームを製造し易い。
((F)架橋剤)
 ポリウレタン発泡原液には、(F)成分として、架橋剤を含有していてもよい。この(F)成分の架橋剤としては、ポリウレタン発泡成形体用のものとして汎用のものを用いることができる。
 ポリウレタン発泡原液中の(F)架橋剤の配合量としては、上記(A)成分のポリオール100質量部に対して、通常、好ましくは0.5~10質量部である。0.5質量部以上であれば、架橋剤の効果が十分に得られ、一方、10質量部以下であれば、独立気泡性が適度であり、成形性が確保できるとともに、フォームダウンすることがない。
[発泡原液の調製]
 本発明における発泡原液の調製方法としては、特に限定されるものではないが、好ましくは、前記(B)ポリイソシアネート成分を除いた残りの各成分からなる混合物(以下、「ポリオール混合物」と略記することがある。)を調製し、その後(B)ポリイソシアネート成分と混合する方法が挙げられる。
 該ポリオール混合物の調製は、(C)発泡剤と(D)触媒とをなるべく接触させないという観点から、上記(A)ポリオール成分に対して、上記(D)触媒を配合し、次いで上記(E)整泡剤、(F)架橋剤などその他の成分を配合し、最後に発泡成分である上記(C)発泡剤を配合することが好適である。
 本発明において、ポリオール混合物の液温25℃における粘度としては、2,400mPa・s以下が好ましい。該ポリウレタン発泡原液の攪拌効率を良好とし、発泡が均一且つ十分となって所望のポリウレタン発泡成形体が得られるためである。以上の観点から、ポリオール混合物の液温25℃における粘度は、1,800mPa・s以下が好ましい。
[ポリウレタンフォームの発泡成形]
 ポリウレタンフォームを発泡成形する方法としては、金型内に形成されたキャビティ内にポリウレタン発泡原液を注入し、発泡成形する従来公知の方法を採用し得るが、時限圧力解放(TPR;Timed Pressure Release)を併用することが好ましい。
 本発明におけるTPRは、金型内の圧力を低下させ、気泡の連通化を生じさせるものである。より具体的には、発泡原液を、金型内に形成されたキャビティ内に供給する工程の後に、ゲルタイムより20~50秒経過した後に金型内の圧力を、0.15~0.25MPa低下させる工程を有する。ここでゲルタイムとは、ポリオールとイソシアネートが混合され、増粘が起こってゲル強度が出始める時間をいう。
 ポリウレタン発泡原液の各成分の分離を防止する観点から、金型キャビティ内に上記ポリウレタン発泡原液を注入する直前に上述の各成分を混合してポリウレタン発泡原液を調製することが好ましい。この際、上記原液の液温は、通常、好ましくは10~50℃、より好ましくは20~40℃、さらに好ましくは25~35℃である。ここで、各成分の配合順序に特に制限はないが、ポリウレタン発泡原液を調製する前に不必要な粘度の上昇を抑制する観点から、少なくとも前記(A)成分のポリオールと、前記(B)成分のイソシアネートとが、最後に混合されることが好ましい。次いで、上記原液の調製直後にこれをキャビティ内の減圧が可能な金型のキャビティに大気圧下にて注入し、注入し終えた直後に減圧を開始する。その後、金型内にて発泡・硬化させ、脱型し、本発明品とする。型温は、通常、好ましくは40~80℃、より好ましくは50~70℃、さらに好ましくは60~65℃である。
[ポリウレタンフォームの性状]
 本発明のポリウレタンフォームは、その特性として、車酔いを低減し、座り心地を良くする観点から、応力緩和が12%以下であることが好ましく、11%以下であることがより好ましく、一般的には10.5%以下であるとさらに好ましい。
 また、本発明のポリウレタンフォームは、ぐらつき感を抑制することができ、車両用のシートパッドとして用いた際に、コーナリング時のシートの傾きを抑えることができる。
 さらに、常温(23℃)における硬度を100とした場合において、0℃における硬度が109以下(より良いものでは108以下、さらには106以下)、また、-15℃における硬度が121以下(より良いものでは119以下、さらには116以下)となり、低温環境下での硬度上昇が小さいため、温度に依存しない座り心地感を得ることができる。なお、硬度は、実施例に記載の方法に従って求めた値である。
 次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
(評価方法)
 各実施例及び比較例にて製造されたポリウレタンフォームについて、以下の方法にて評価した。
(1)25%硬度
 インストロン型圧縮試験機を用いて、23℃、相対湿度50%の環境にてポリウレタンフォームを25%圧縮するのに要する荷重(kgf)を測定した。さらに、同様にして、0℃及び-15℃における25%硬度を測定し、23℃における25%硬度を基準(100)とした場合の値を算出し、低温環境下における硬度上昇の程度を調査した。
(2)応力緩和(%)
 直径200mmの円形加圧板で、50mm/分の速度でポリウレタンフォームの初期厚みの75%の距離を圧縮した。その後、荷重を除き、1分間放置した。再び同じ速度にて荷重をかけて、196N(20kgf)の負荷となった時点で加圧板を停止させ、5分間放置後の加重を読み取った。そして、下記式により、応力緩和率を算出した。
 応力緩和率(%)=100×[加圧板停止時の加重(196N)-5分間放置後の加重]/加圧板停止時の加重(196N)
 値が小さい方が、応力緩和低減性に優れている。
(3)ぐらつき低減性
 図1は、ぐらつき角度を測定するための装置の概略図であって、サンプルのシートパッド1上に、角度計2を取り付けた治具3を乗せ、この治具3に0~59Nの力を水平方向にかけた際の該治具の傾きを角度計2により測定し、ぐらつき低減性の指標とした。
 値が小さいほど、ぐらつき低減性に優れている。
実施例1~3及び比較例1~3
 表1に示す配合処方に従って、発泡原液を調製した。調製に際しては、(B)ポリイソシアネート成分以外の各成分からなるポリオール混合物を調製し、その後(B)ポリイソシアネート成分を配合することで行った。ポリオール組成物は、まず、(A)ポリオール成分と、(D)触媒を混合し、次いで(E)整泡剤を配合して、最後に(C)発泡剤(水)を混合して調製した。その際、ポリウレタン発泡原液の液温を30℃とした。
 次いで、上記原液の調製直後に、これを設定温度60℃のキャビティ内の減圧が可能な金型のキャビティに大気圧下にて注入し、注入し終えた直後に減圧を開始した。その後、金型内にて発泡・硬化させ、ゲルタイムより30秒経過した時に、金型内の圧力を、0.2MPa低下させた。その後、脱型し、シートパッド用ポリウレタンフォームを得た。得られたポリウレタンフォームを上記方法にて評価した。評価結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1中の注釈は以下の通りに説明される。
1)ポリエーテルポリオール(a-1):EO/PO(モル比)=13/87、数平均分子量7,500、官能基数3、ガラス転移点:-68℃
2)ポリエーテルポリオール(a-2):EO/PO(モル比)=65/35、数平均分子量1,600と5,000の混合物、官能基数3、ガラス転移点:-66℃
3)ポリエーテルポリオール(a-3):EO100%、数平均分子量400、官能基数4、ガラス転移点:-60℃
4)ポリエーテルポリオール(a-4):PO100%、数平均分子量700、官能基数3、ガラス転移点:-63℃
5)ポリマーポリオール(a-5):EO/PO(モル比)=15/85、数平均分子量5,000、官能基数3、ガラス転移点:-67℃
6)触媒:トリエチレンジアミンと(2-ジメチルアミノエチル)エーテル(東ソー(株)製、商品名「TEDA-L33」、「TOYOCAT-ET」)
7)シリコーン整泡剤:(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名「SZ1325」)
8)ポリイソシアネート:TDI/MDI(質量比)が80/20、NCO基/(発泡原液中の活性水素基)(モル比)が95/15~100/0になるように配合する。なお、TDIとしては、「コスモネート(登録商標)T-80」(三井化学(株)製)を、MDIとしては、「MR-200HR」(日本ポリウレタン工業(株)製)を使用した。
 表1において、実施例1と比較例1、そして実施例3と比較例2とが、応力緩和低減性とぐらつき低減性とがほぼ等しくなるように配合を調整したものである。よって、これらを対比してみると、実施例1では、比較例1に比べ、0℃及び-15℃という低温環境下でも、硬度上昇が低減できていることがわかる。同様に、実施例3では、比較例2に比べ、0℃及び-15℃という低温環境下でも、硬度上昇が低減できていることがわかる。
 また、実施例2においても、応力緩和低減性とぐらつき低減性とを両立し、且つ低温環境下での硬度上昇が小さいことがわかる。
 なお、ポリオール成分(A)としてポリエーテルポリオール(a-1)、(a-3)及び(a-5)のみを含有した場合の比較例3では、ぐらつき低減性が乏しくなった。
 本発明のポリウレタンフォームは、ぐらつき低減性と応力緩和低減性の両立を高い水準で成し遂げることができ、且つ低温環境化において硬度上昇が小さいことから、シートパッドに適している。特に、コーナリング時にシートパッドがぐらつくことがなく、コーナリング時に遠心加速度がかかった際、体の傾きを抑制することができるため、車両用シートパッドとしても適している。
1 サンプルシートパッド
2 角度計
3 治具

Claims (7)

  1.  (A)ポリオール成分及び(B)ポリイソシアネート成分を含有する発泡原液を発泡成形してなるポリウレタンフォームであって、
     前記(A)ポリオール成分として、(a-1)エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの開環重合により得られたブロック共重合体であり、エチレンオキシドに由来する繰り返し単位とプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が5/95~25/75であり、数平均分子量が6,000~8,000のポリエーテルポリオールを、(A)ポリオール成分中に30~55質量%の割合で含むと共に、(a-2)エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの開環重合により得られたブロック共重合体であり、エチレンオキシドに由来する繰り返し単位とプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が30/70~90/10であり、且つガラス転移点が-65℃以下のポリエーテルポリオールを、(A)ポリオール成分中に2~20質量%の割合で含むことを特徴とする、シートパッド用ポリウレタンフォーム。
  2.  (B)ポリイソシアネート成分が、トリレンジイソシアネート及び/又はジフェニルメタンジイソシアネートを含む、請求項1に記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
  3.  発泡原液中に(B)ポリイソシアネート成分を、該ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基と、前記発泡原液中の活性水素基とのモル比が60:100~120:100になるように含む、請求項1又は2に記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
  4.  (A)ポリオール成分として、さらに(a-3)エチレンオキシド単独の開環重合により得られ、数平均分子量が350~2,000のポリエーテルポリオール1~10質量%を含有する、請求項1~3のいずれかに記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
  5.  前記(a-2)成分のガラス転移点が-80~-65℃である、請求項1~4のいずれかに記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
  6.  (A)ポリオール成分として、さらに(a-5)ポリエーテルポリオールにアクリロニトリル-スチレン共重合体をグラフト共重合したポリマーポリオールであり、該ポリエーテルポリオールが、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの開環重合により得られ、エチレンオキシドに由来する繰り返し単位とプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が5/95~25/75であり、数平均分子量が3,000~7,000のポリエーテルポリオールを、(A)ポリオール成分中に40~60質量%の割合で含む、請求項1~5のいずれかに記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
  7.  さらに、(E)整泡剤を含有する、請求項1~6のいずれかに記載のシートパッド用ポリウレタンフォーム。
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