ポリウレタン発泡体成形物
【課題】シートパッドなどとして好適な硬度を有すると共に、良好な成形性を有し、かつ圧縮永久歪みの改善により良好な硬度を維持しつつ十分な耐久性を発揮するポリウレタン発泡成形体を提供することを目的とする
【解決手段】ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを含有すると共に、上記整泡剤として、下記一般式（１）
（式中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜３０のアルキル基を示し、ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイドを示し、ｍは０〜１、ｎは１〜３を示し、ａ及びｂはそれぞれ０以上の整数で、かつｂ／ａ比が０／１００〜１５／８５である。）
で示されるシリコーン系整泡剤を含有することを特徴とするポリウレタン発泡成形体を提供する。
【解決手段】ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを含有すると共に、上記整泡剤として、下記一般式（１）
（式中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜３０のアルキル基を示し、ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイドを示し、ｍは０〜１、ｎは１〜３を示し、ａ及びｂはそれぞれ０以上の整数で、かつｂ／ａ比が０／１００〜１５／８５である。）
で示されるシリコーン系整泡剤を含有することを特徴とするポリウレタン発泡成形体を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等のシートパッドとして好適な良好な硬度を有すると共に、耐久性，成形性に優れたポリウレタン発泡体成形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等のシートパッドとして軟質ポリウレタンフォームが用いられているが、近年、環境負荷の観点からフロンを発泡剤として用いることが制限され、水を発泡剤としてシートパッドのポリウレタンフォームを成形することが行われている。この場合、水を発泡剤として得られたポリウレタンフォームは、反発弾性が低下する傾向があり、その対策のためにポリオール成分の一部としてポリマーポリオールを配合することが行われている。
【０００３】
しかしながら、ポリマーポリオールは、ポリオールと例えばアクリル樹脂の混合物であるため、これをポリオール成分として含有するポリウレタン発泡原液は粘度が高くなり、フォーム体に発泡成形する際の成形性が劣るものとなりやすく、また圧縮永久歪みが悪化しやすく、耐久性に劣るフォーム体になりやすい。
【０００４】
なお、このようなポリマーポリオールを用い水発泡により発泡成形させて自動車のシートパッドを得る技術として具体的には、特許文献１（特開平１１−１７１９６１号公報）や特許文献２（特許第２８１６８０６号公報）に記載の技術などを例示することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７１９６１号公報
【特許文献２】特許第２８１６８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、シートパッドなどとして好適な硬度を有すると共に、良好な成形性を有し、かつ圧縮永久歪みの改善により良好な硬度を維持しつつ十分な耐久性を発揮するポリウレタン発泡成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するため、鋭意検討を行った結果、ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、触媒、整泡剤を含有してなるポリウレタン発泡原液を所定の形状に発泡硬化させてシートパッド等のポリウレタン発泡成形体を得る場合に、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを用いることにより、水を発泡剤として用いた場合でも、良好な反発弾性と硬度を維持しつつポリマーポリオールの使用量をポリマー成分の固形分としてポリオール成分中の３〜９質量％程度にまで減量することができ、これにより原料溶液の粘度を低減化して成形性の向上を図ることができると同時に、圧縮永久歪みを小さくすることができ、耐久性の向上も図ることができることを見い出した。更に、この特定のポリエーテルポリオールを用いると共に、上記整泡剤として下記一般式（１）で示されるシリコーン系整泡剤を用いることにより、成形後のクラッシングにより独立気泡を連通化するクラッシング性を効果的に向上させることができ、膨張／収縮等の変形の無いシートパッドとして好適なポリウレタン発泡成形体が得られることを見い出し、本発明を完成したものである。
【０００８】
【化１】
（式中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜３０のアルキル基を示し、ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイドを示し、ｍは０〜１、ｎは１〜３を示し、ａ及びｂはそれぞれ０以上の整数で、かつｂ／ａ比が０／１００〜１５／８５である。）
【０００９】
従って、本発明は、ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、触媒、整泡剤を含有してなるポリウレタン発泡原液を所定の形状に発泡硬化させたポリウレタン発泡成形体において、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを含有すると共に、上記整泡剤として、上記一般式（１）で示されるシリコーン系整泡剤を含有することを特徴とするポリウレタン発泡成形体、及び、このポリウレタン発泡成形体からなることを特徴とするシートパッドを提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポリウレタン発泡成形体は、良好な流動性を有する原料溶液により成形性よくシートパッドなどを成形することができ、しかも良好な反発弾性及び硬度を得ることができると共に、圧縮永久歪みを低減化して良好な耐久性も得ることができ、更にクラッシング性に優れ、独立気泡を確実に連通気泡化させて膨張や収縮のない発泡成形体を得ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のポリウレタン発泡成形体は、上記のように、ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、触媒、整泡剤を含有してなるポリウレタン発泡原液を所定の形状に発泡硬化させたものである。
【００１２】
この場合、本発明では、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを含有する。この場合、より好ましい重量平均分子量は３５００〜５０００、更には３５００〜４５００であることが好ましい。また、このポリエーテルポリオールのＯＨ価は、特に制限されるものではないが、２５〜７５ｍｇ／ＫＯＨ、特に４０〜６０ｍｇ／ＫＯＨであることが好ましく、２５ｍｇ／ＫＯＨ未満であると粘度が高くなって撹拌不良となりやすく、逆に７５ｍｇ／ＫＯＨを超えると得られるウレタンフォームの反発弾性が大きく低下する場合がある。
【００１３】
本発明では、特に制限されるものではないが、通常は上記ポリエーテルポリオールと共にポリマーポリオールが配合され、このポリマーポリオールの配合により、水を発泡剤として用いた場合の反発弾性や硬度の低下を効果的に防止することができる。
【００１４】
このポリマーポリオールとしては、特に制限は無く、ポリウレタン発泡成形用として汎用のポリマーポリオールを用いることができ、具体的にはポリエーテルポリオール中にポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル／スチレン共重合体等のポリマー成分を分散したものなどが例示され、特にポリアクリロニトリル／スチレン共重合体をポリエーテルポリオール中に分散したものが好ましく用いられる。
【００１５】
このポリマーポリオールの配合割合は、ポリマー成分の固形分換算でポリオール成分中の３〜９質量％、特に４〜７質量％とすることが好ましく、９質量％を超えると発泡原液の流動性が低下して発泡成形時の成形性が低下しやすくなり、逆に３質量％未満であると発泡剤として水を用いた場合に十分な硬度や反発弾性が得られなくなる場合がある。本発明では、ポリオールとして、上記特定のポリエーテルポリオールを配合したことにより、このポリマーポリオールの配合量をポリマー成分の固形分換算で９質量％以下、特に７質量％以下に減量しても、良好な硬度や反発弾性を維持することができ、しかもポリエーテルポリオールの減量により流動性を向上させて良好な成形性を得ることができると共に、圧縮永久歪みを小さくして良好な耐久性を得ることができるものである。
【００１６】
本発明のポリウレタン発泡成形体におけるポリオール成分には、このポリマーポリオールと上記ポリエーテルポリオールと共にその他のポリオールを配合することも可能であるが、通常は上記ポリエーテルポリオールと上記ポリマーポリオールとでポリオール成分が構成されていることが好ましく、上記特定の分子量とＯＨ価を有するポリエーテルポリオールの配合割合は、通常ポリマー成分中の８５〜３０質量％、特に８５〜４０質量％とされる。
【００１７】
上記イソシアネート成分としては、特に制限されるものではないが、通常は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）又はこれらを混合して用いることが好ましい。これらＴＤＩ、ＭＤＩは市販品を使用することができ、ＴＤＩとしては、例えば三井武田ケミカル社製「Ｔ−８０」などが例示され、ＭＤＩとしては、例えば住友バイエルウレタン社製 クルードＭＤＩ「４４Ｖ２０」などを例示することができる。
【００１８】
なお、上記ＴＤＩとＭＤＩとを併用する場合、両者の配合比としては、ＴＤＩ／ＭＤＩ（質量比）の値として通常ＴＤＩ／ＭＤＩ＝９５／５〜４０／６０（質量比）、好ましくは９０／１０〜５０／５０（質量比）である。
【００１９】
このイソシアネート成分の発泡原液中に占める割合（２種以上のイソシアネートを併用する場合には、その総量が上記ポリウレタン発泡原液中に占める割合）は、その目安としてのイソシアネート当量（軟質ポリウレタン発泡原液中の活性水素量（モル）を１００とした時の、軟質ポリウレタン発泡原液中のイソシアネート基の当量（モル）比）値として通常７０以上、好ましくは８０以上、上限としては通常１２０以下、好ましくは１１０以下である。イソシアネート当量が７０未満であると得られるポリウレタンフォームの収縮不良が起こる場合があり、一方１２０を超えるとフォームダウンする場合がある。
【００２０】
次に、本発明では、上記整泡剤として、下記一般式（１）で示されるシリコーン系整泡剤が用いられる。
【００２１】
【化２】
（式中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜３０のアルキル基を示し、ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイドを示し、ｍは０〜１、ｎは１〜３を示し、ａ及びｂはそれぞれ０以上の整数で、かつｂ／ａ比が０／１００〜１５／８５である。）
【００２２】
なお、上記一般式（１）中Ｒで示されているアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。また、上記式（１）中のｂ／ａ比については、上記の通りｂ／ａ＝０／１００〜１５／８５であればよいが、特にｂ／ａ＝０／１００〜１０／９０であることが好ましい。なお、上記一般式（１）で示されるシリコーン系整泡剤として具体的には、東レ・ダウコーニング社製「ＳＲＸ−２４７Ｃ」、「ＰＲＸ−６０７」などが例示される。
【００２３】
本発明に用いられる発泡剤としては、特に限定されるものではないが、通常は環境問題とコストの観点から水が用いられる。水はポリイソシアナートと反応して炭酸ガスを発生させることから、本発明において発泡剤として用いることができる。
【００２４】
この発泡剤の配合量は、上記ポリオール成分１００質量部に対して通常１〜６質量部、好ましくは２〜５質量部である。発泡剤の配合量が上記範囲を逸脱すると、得られる軟質ポリウレタン発泡成形体の熱圧縮残留歪み特性に劣る場合がある。
【００２５】
上記触媒としては、樹脂化触媒と泡化触媒を用いることができる。樹脂化触媒としては、特に制限されるものではないが、有機金属系触媒、３級アミン等のアミン化合物などが例示され、これらの１種又は２種以上を用いることができるが、本発明では特に、トリエチレンジアミン、イミダゾール化合物などの環状第３級アミンが好ましく用いられる。
【００２６】
上記泡化触媒としては、３級アミン等のアミン化合物などが例示され、これらの１種又は２種以上を用いることができるが、本発明では特に、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル（ＢＤＭＥＥ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアルキルアミンなどの鎖状第３級アミンが好ましく用いられる。
【００２７】
ここで、上記樹脂化触媒として環状第３級アミンを用いると共に、上記泡化触媒として鎖状第３級アミンを用いて環状第３級アミンと鎖状第３級アミンとを併用することにより、気泡のコントロールが可能となり、クラッシング性を向上させて独立気泡を減少させることができる。
【００２８】
本発明では、上記樹脂化触媒、泡化触媒と共に助触媒を必要に応じて配合することができる。助触媒としては、ジエタノールアミン、トリエチレンジアミンなどのアミン系触媒を用いることができる。
【００２９】
更に、本発明のポリウレタン発泡成形体には、上記ポリオール、イソシアネート、発泡剤、整泡剤、泡化触媒、樹脂化触媒、助触媒のほかに、ポリウレタン発泡成形体に配合される公知の添加剤を必要に応じて適宜配合することができ、例えば難燃剤、可塑剤、有機充填剤、無機充填剤、アルデヒドキャッチャー剤、消臭剤、架橋剤などを適量配合することができる。
【００３０】
本発明のポリウレタン発泡成形体は、上記各成分を混合した発泡原液を金型内に注型して、発泡硬化させることによる得られるものであるが、その際の成形条件としては通常の条件を用いることができ、常圧下で発泡硬化させても良いし減圧下で発泡硬化（減圧工法）させても良い。また、前記発泡原液を発泡させる際の金型温度としては通常５０〜７０℃であるが、特に限定されるものではない。
【００３１】
この場合、本発明によれば、上記発泡原液の粘度が比較的低く成形性に優れ、金型内に発泡原液を良好に注型して、良好な成形物を得ることができるものである。なお、本発明によれば、ポリオール混合物の粘度を８００〜１５００ｍＰａ・ｓ、特に９００〜１３００ｍＰａ・ｓ程度とすることが可能である。なお、ここでいうポリオール混合物の粘度の測定法は、ＪＩＳ Ｋ−１５５７に準拠した方法で行えばよい。
【００３２】
本発明の軟質ポリウレタン発泡成形体の密度は、発泡体の用途に応じて適宜設定されるが、自動車のシートパッドとする場合には、通常はＪＩＳ規格で規定している「見掛け密度」として２０〜８０ｋｇ／ｍ3、特に３０〜７０ｋｇ／ｍ3とされる。
【００３３】
また表面硬度は、自動車のシートパッドの場合、ＪＩＳ Ｋ ６４００に準拠して測定した２５％硬度（ｋｇｆ）で通常５〜５０ｋｇｆ、特に５〜３５ｋｇｆとされる。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３５】
［実施例１〜４及び比較例１〜７］
表１に示す配合にてポリウレタン発泡原液を調製した。ポリウレタン発泡原液の調製に際しては、まずポリオール、水、各触媒、助触媒及び整泡剤を混合してポリオール組成物を得、このポリオール組成物とイソシアネートとを混合してポリウレタン発泡原液を得た。
【００３６】
得られたポリウレタン発泡原液（液温２５℃）を金型キャビティに注入し、型温６０℃、常圧下で発泡硬化させてポリウレタン発泡成形体（４００ｍｍ×４００ｍｍ×７０ｍｍ）を得た。得られたポリウレタン発泡成形体の下記の物性を評価した。結果を表１に併記する。
【００３７】
［粘度］
ポリエーテルポリオール、ポリマーポリオール、樹脂化触媒、泡化触媒、助触媒、整泡剤、水を混合したイソシアネート配合前のポリオール混合物の粘度をＪＩＳ Ｋ−１５５７に準拠して測定した。
［密度］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［２５％硬度］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［反発弾性］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［伸び］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［圧縮残留歪］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［湿熱圧縮残留歪］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［クラッシング性］
脱型直後のポリウレタン発泡成形体にローラ式クラッシング装置（ローラ幅１０ｍｍ）を用いてクラッシング処理を施し、下記基準でクラッシング性を評価した。
○：良好
△：クラッシングのローラ幅を広げるなどのプロセス変更で製造可能
×：クラッシング時にパンクする、又は変形やしわが残る
［末端エアトラップ数］
図１に示した金型の一端の８ｃｍ×８ｃｍ部分に発泡原液を一点注入し、通常通り蓋閉めを行って発泡成形し、注入から５分後に成形物を脱型した。エアトラップを楕円形と見積もり、短軸５ｍｍ、長軸１０ｍｍ以上のエアトラップ個数をカウントした。この際、評価領域を金型内の注入位置から最も離れた角の１０ｃｍ四方とし、評価領域にまたがるエアトラップも全てカウントした。なお、この試験で成形したポリウレタン発泡成形体の寸法は、上記他の試験とは異なり４００ｍｍ×４００ｍｍ×２０ｍｍとした。
【００３８】
【表１】
ポリエーテルポリオールＡ：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ７１０」
（官能基数３、重量平均分子量５０００、ＥＯ割合１５質量％）
ポリエーテルポリオールＢ：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ７２５」
（官能基数３、重量平均分子量５０００、ＥＯ割合２０質量％）
ポリエーテルポリオールＣ：三洋化成（株）製「サニックス ＧＬ３０００」
（官能基数３、重量平均分子量３０００、ＥＯ割合２０質量％）
ポリエーテルポリオールＤ：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ７４３」
（官能基数４、重量平均分子量５０００、ＥＯ割合２０質量％）
ポリエーテルポリオールＥ：三洋化成（株）製「ニューポール ＰＥ−６２」
（官能基数２、重量平均分子量２０００、ＥＯ割合２０質量％）
ポリエーテルポリオールＦ：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ７３１」
（官能基数３、重量平均分子量４０００、ＥＯ割合１８質量％）
ポリマーポリオール：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ８５５」
（ポリスチレン／ポリアクリロニトリル共重合体の含有量、固形分で３４ 質量％）
樹脂化触媒：環状第３級アミン 東ソー社製「３３ＬＶ」（ＴＥＤＡ３３％、ＤＰＧ６７ ％）
泡化触媒Ａ：鎖状第３級アミン 東ソー社製「ＥＴ３３Ｂ」（ＢＤＭＥＥ３３％、ＤＰＧ ６７％）
泡化触媒Ｂ：Ｎ,Ｎ−ジメチルドデシルアミン 東ソー社製「ＴＯＹＯＣＡＴ Ｄ６０」
助触媒：日本触媒社製 ジエタノールアミン
整泡剤Ａ：東レ・ダウコーニング社製の高活性シリコーン整泡剤「ＢＹ−１０−３０４」
整泡剤Ｂ：ダウコーニング社製の低活性シリコーン整泡剤「ＳＲＸ−２４７Ｃ」
【００３９】
表１に示されているように、本願発明にかかる実施例１〜４の発泡成形体は、良好な物性が維持されている上、発泡原液の粘度が低く成形性に優れるので、末端エアトラップ数が少ない良好な成形体が得られることが認められる。また、これら実施例１〜４の発泡成形体は、環状第３級アミン（樹脂化触媒）と鎖状第３級アミン（泡化触媒Ｂ）の併用と、上記式（１）に示された特定の構造を有する低活性シリコーン（整泡剤Ｂ）の使用により、優れたクラッシング性を有し、独立気泡を少なくすることができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例，比較例におけるエアトラップ領域を示す説明図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等のシートパッドとして好適な良好な硬度を有すると共に、耐久性，成形性に優れたポリウレタン発泡体成形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等のシートパッドとして軟質ポリウレタンフォームが用いられているが、近年、環境負荷の観点からフロンを発泡剤として用いることが制限され、水を発泡剤としてシートパッドのポリウレタンフォームを成形することが行われている。この場合、水を発泡剤として得られたポリウレタンフォームは、反発弾性が低下する傾向があり、その対策のためにポリオール成分の一部としてポリマーポリオールを配合することが行われている。
【０００３】
しかしながら、ポリマーポリオールは、ポリオールと例えばアクリル樹脂の混合物であるため、これをポリオール成分として含有するポリウレタン発泡原液は粘度が高くなり、フォーム体に発泡成形する際の成形性が劣るものとなりやすく、また圧縮永久歪みが悪化しやすく、耐久性に劣るフォーム体になりやすい。
【０００４】
なお、このようなポリマーポリオールを用い水発泡により発泡成形させて自動車のシートパッドを得る技術として具体的には、特許文献１（特開平１１−１７１９６１号公報）や特許文献２（特許第２８１６８０６号公報）に記載の技術などを例示することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７１９６１号公報
【特許文献２】特許第２８１６８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、シートパッドなどとして好適な硬度を有すると共に、良好な成形性を有し、かつ圧縮永久歪みの改善により良好な硬度を維持しつつ十分な耐久性を発揮するポリウレタン発泡成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するため、鋭意検討を行った結果、ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、触媒、整泡剤を含有してなるポリウレタン発泡原液を所定の形状に発泡硬化させてシートパッド等のポリウレタン発泡成形体を得る場合に、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを用いることにより、水を発泡剤として用いた場合でも、良好な反発弾性と硬度を維持しつつポリマーポリオールの使用量をポリマー成分の固形分としてポリオール成分中の３〜９質量％程度にまで減量することができ、これにより原料溶液の粘度を低減化して成形性の向上を図ることができると同時に、圧縮永久歪みを小さくすることができ、耐久性の向上も図ることができることを見い出した。更に、この特定のポリエーテルポリオールを用いると共に、上記整泡剤として下記一般式（１）で示されるシリコーン系整泡剤を用いることにより、成形後のクラッシングにより独立気泡を連通化するクラッシング性を効果的に向上させることができ、膨張／収縮等の変形の無いシートパッドとして好適なポリウレタン発泡成形体が得られることを見い出し、本発明を完成したものである。
【０００８】
【化１】
（式中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜３０のアルキル基を示し、ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイドを示し、ｍは０〜１、ｎは１〜３を示し、ａ及びｂはそれぞれ０以上の整数で、かつｂ／ａ比が０／１００〜１５／８５である。）
【０００９】
従って、本発明は、ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、触媒、整泡剤を含有してなるポリウレタン発泡原液を所定の形状に発泡硬化させたポリウレタン発泡成形体において、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを含有すると共に、上記整泡剤として、上記一般式（１）で示されるシリコーン系整泡剤を含有することを特徴とするポリウレタン発泡成形体、及び、このポリウレタン発泡成形体からなることを特徴とするシートパッドを提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポリウレタン発泡成形体は、良好な流動性を有する原料溶液により成形性よくシートパッドなどを成形することができ、しかも良好な反発弾性及び硬度を得ることができると共に、圧縮永久歪みを低減化して良好な耐久性も得ることができ、更にクラッシング性に優れ、独立気泡を確実に連通気泡化させて膨張や収縮のない発泡成形体を得ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のポリウレタン発泡成形体は、上記のように、ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、触媒、整泡剤を含有してなるポリウレタン発泡原液を所定の形状に発泡硬化させたものである。
【００１２】
この場合、本発明では、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを含有する。この場合、より好ましい重量平均分子量は３５００〜５０００、更には３５００〜４５００であることが好ましい。また、このポリエーテルポリオールのＯＨ価は、特に制限されるものではないが、２５〜７５ｍｇ／ＫＯＨ、特に４０〜６０ｍｇ／ＫＯＨであることが好ましく、２５ｍｇ／ＫＯＨ未満であると粘度が高くなって撹拌不良となりやすく、逆に７５ｍｇ／ＫＯＨを超えると得られるウレタンフォームの反発弾性が大きく低下する場合がある。
【００１３】
本発明では、特に制限されるものではないが、通常は上記ポリエーテルポリオールと共にポリマーポリオールが配合され、このポリマーポリオールの配合により、水を発泡剤として用いた場合の反発弾性や硬度の低下を効果的に防止することができる。
【００１４】
このポリマーポリオールとしては、特に制限は無く、ポリウレタン発泡成形用として汎用のポリマーポリオールを用いることができ、具体的にはポリエーテルポリオール中にポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル／スチレン共重合体等のポリマー成分を分散したものなどが例示され、特にポリアクリロニトリル／スチレン共重合体をポリエーテルポリオール中に分散したものが好ましく用いられる。
【００１５】
このポリマーポリオールの配合割合は、ポリマー成分の固形分換算でポリオール成分中の３〜９質量％、特に４〜７質量％とすることが好ましく、９質量％を超えると発泡原液の流動性が低下して発泡成形時の成形性が低下しやすくなり、逆に３質量％未満であると発泡剤として水を用いた場合に十分な硬度や反発弾性が得られなくなる場合がある。本発明では、ポリオールとして、上記特定のポリエーテルポリオールを配合したことにより、このポリマーポリオールの配合量をポリマー成分の固形分換算で９質量％以下、特に７質量％以下に減量しても、良好な硬度や反発弾性を維持することができ、しかもポリエーテルポリオールの減量により流動性を向上させて良好な成形性を得ることができると共に、圧縮永久歪みを小さくして良好な耐久性を得ることができるものである。
【００１６】
本発明のポリウレタン発泡成形体におけるポリオール成分には、このポリマーポリオールと上記ポリエーテルポリオールと共にその他のポリオールを配合することも可能であるが、通常は上記ポリエーテルポリオールと上記ポリマーポリオールとでポリオール成分が構成されていることが好ましく、上記特定の分子量とＯＨ価を有するポリエーテルポリオールの配合割合は、通常ポリマー成分中の８５〜３０質量％、特に８５〜４０質量％とされる。
【００１７】
上記イソシアネート成分としては、特に制限されるものではないが、通常は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）又はこれらを混合して用いることが好ましい。これらＴＤＩ、ＭＤＩは市販品を使用することができ、ＴＤＩとしては、例えば三井武田ケミカル社製「Ｔ−８０」などが例示され、ＭＤＩとしては、例えば住友バイエルウレタン社製 クルードＭＤＩ「４４Ｖ２０」などを例示することができる。
【００１８】
なお、上記ＴＤＩとＭＤＩとを併用する場合、両者の配合比としては、ＴＤＩ／ＭＤＩ（質量比）の値として通常ＴＤＩ／ＭＤＩ＝９５／５〜４０／６０（質量比）、好ましくは９０／１０〜５０／５０（質量比）である。
【００１９】
このイソシアネート成分の発泡原液中に占める割合（２種以上のイソシアネートを併用する場合には、その総量が上記ポリウレタン発泡原液中に占める割合）は、その目安としてのイソシアネート当量（軟質ポリウレタン発泡原液中の活性水素量（モル）を１００とした時の、軟質ポリウレタン発泡原液中のイソシアネート基の当量（モル）比）値として通常７０以上、好ましくは８０以上、上限としては通常１２０以下、好ましくは１１０以下である。イソシアネート当量が７０未満であると得られるポリウレタンフォームの収縮不良が起こる場合があり、一方１２０を超えるとフォームダウンする場合がある。
【００２０】
次に、本発明では、上記整泡剤として、下記一般式（１）で示されるシリコーン系整泡剤が用いられる。
【００２１】
【化２】
（式中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜３０のアルキル基を示し、ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイドを示し、ｍは０〜１、ｎは１〜３を示し、ａ及びｂはそれぞれ０以上の整数で、かつｂ／ａ比が０／１００〜１５／８５である。）
【００２２】
なお、上記一般式（１）中Ｒで示されているアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。また、上記式（１）中のｂ／ａ比については、上記の通りｂ／ａ＝０／１００〜１５／８５であればよいが、特にｂ／ａ＝０／１００〜１０／９０であることが好ましい。なお、上記一般式（１）で示されるシリコーン系整泡剤として具体的には、東レ・ダウコーニング社製「ＳＲＸ−２４７Ｃ」、「ＰＲＸ−６０７」などが例示される。
【００２３】
本発明に用いられる発泡剤としては、特に限定されるものではないが、通常は環境問題とコストの観点から水が用いられる。水はポリイソシアナートと反応して炭酸ガスを発生させることから、本発明において発泡剤として用いることができる。
【００２４】
この発泡剤の配合量は、上記ポリオール成分１００質量部に対して通常１〜６質量部、好ましくは２〜５質量部である。発泡剤の配合量が上記範囲を逸脱すると、得られる軟質ポリウレタン発泡成形体の熱圧縮残留歪み特性に劣る場合がある。
【００２５】
上記触媒としては、樹脂化触媒と泡化触媒を用いることができる。樹脂化触媒としては、特に制限されるものではないが、有機金属系触媒、３級アミン等のアミン化合物などが例示され、これらの１種又は２種以上を用いることができるが、本発明では特に、トリエチレンジアミン、イミダゾール化合物などの環状第３級アミンが好ましく用いられる。
【００２６】
上記泡化触媒としては、３級アミン等のアミン化合物などが例示され、これらの１種又は２種以上を用いることができるが、本発明では特に、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル（ＢＤＭＥＥ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアルキルアミンなどの鎖状第３級アミンが好ましく用いられる。
【００２７】
ここで、上記樹脂化触媒として環状第３級アミンを用いると共に、上記泡化触媒として鎖状第３級アミンを用いて環状第３級アミンと鎖状第３級アミンとを併用することにより、気泡のコントロールが可能となり、クラッシング性を向上させて独立気泡を減少させることができる。
【００２８】
本発明では、上記樹脂化触媒、泡化触媒と共に助触媒を必要に応じて配合することができる。助触媒としては、ジエタノールアミン、トリエチレンジアミンなどのアミン系触媒を用いることができる。
【００２９】
更に、本発明のポリウレタン発泡成形体には、上記ポリオール、イソシアネート、発泡剤、整泡剤、泡化触媒、樹脂化触媒、助触媒のほかに、ポリウレタン発泡成形体に配合される公知の添加剤を必要に応じて適宜配合することができ、例えば難燃剤、可塑剤、有機充填剤、無機充填剤、アルデヒドキャッチャー剤、消臭剤、架橋剤などを適量配合することができる。
【００３０】
本発明のポリウレタン発泡成形体は、上記各成分を混合した発泡原液を金型内に注型して、発泡硬化させることによる得られるものであるが、その際の成形条件としては通常の条件を用いることができ、常圧下で発泡硬化させても良いし減圧下で発泡硬化（減圧工法）させても良い。また、前記発泡原液を発泡させる際の金型温度としては通常５０〜７０℃であるが、特に限定されるものではない。
【００３１】
この場合、本発明によれば、上記発泡原液の粘度が比較的低く成形性に優れ、金型内に発泡原液を良好に注型して、良好な成形物を得ることができるものである。なお、本発明によれば、ポリオール混合物の粘度を８００〜１５００ｍＰａ・ｓ、特に９００〜１３００ｍＰａ・ｓ程度とすることが可能である。なお、ここでいうポリオール混合物の粘度の測定法は、ＪＩＳ Ｋ−１５５７に準拠した方法で行えばよい。
【００３２】
本発明の軟質ポリウレタン発泡成形体の密度は、発泡体の用途に応じて適宜設定されるが、自動車のシートパッドとする場合には、通常はＪＩＳ規格で規定している「見掛け密度」として２０〜８０ｋｇ／ｍ3、特に３０〜７０ｋｇ／ｍ3とされる。
【００３３】
また表面硬度は、自動車のシートパッドの場合、ＪＩＳ Ｋ ６４００に準拠して測定した２５％硬度（ｋｇｆ）で通常５〜５０ｋｇｆ、特に５〜３５ｋｇｆとされる。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３５】
［実施例１〜４及び比較例１〜７］
表１に示す配合にてポリウレタン発泡原液を調製した。ポリウレタン発泡原液の調製に際しては、まずポリオール、水、各触媒、助触媒及び整泡剤を混合してポリオール組成物を得、このポリオール組成物とイソシアネートとを混合してポリウレタン発泡原液を得た。
【００３６】
得られたポリウレタン発泡原液（液温２５℃）を金型キャビティに注入し、型温６０℃、常圧下で発泡硬化させてポリウレタン発泡成形体（４００ｍｍ×４００ｍｍ×７０ｍｍ）を得た。得られたポリウレタン発泡成形体の下記の物性を評価した。結果を表１に併記する。
【００３７】
［粘度］
ポリエーテルポリオール、ポリマーポリオール、樹脂化触媒、泡化触媒、助触媒、整泡剤、水を混合したイソシアネート配合前のポリオール混合物の粘度をＪＩＳ Ｋ−１５５７に準拠して測定した。
［密度］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［２５％硬度］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［反発弾性］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［伸び］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［圧縮残留歪］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［湿熱圧縮残留歪］
ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。
［クラッシング性］
脱型直後のポリウレタン発泡成形体にローラ式クラッシング装置（ローラ幅１０ｍｍ）を用いてクラッシング処理を施し、下記基準でクラッシング性を評価した。
○：良好
△：クラッシングのローラ幅を広げるなどのプロセス変更で製造可能
×：クラッシング時にパンクする、又は変形やしわが残る
［末端エアトラップ数］
図１に示した金型の一端の８ｃｍ×８ｃｍ部分に発泡原液を一点注入し、通常通り蓋閉めを行って発泡成形し、注入から５分後に成形物を脱型した。エアトラップを楕円形と見積もり、短軸５ｍｍ、長軸１０ｍｍ以上のエアトラップ個数をカウントした。この際、評価領域を金型内の注入位置から最も離れた角の１０ｃｍ四方とし、評価領域にまたがるエアトラップも全てカウントした。なお、この試験で成形したポリウレタン発泡成形体の寸法は、上記他の試験とは異なり４００ｍｍ×４００ｍｍ×２０ｍｍとした。
【００３８】
【表１】
ポリエーテルポリオールＡ：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ７１０」
（官能基数３、重量平均分子量５０００、ＥＯ割合１５質量％）
ポリエーテルポリオールＢ：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ７２５」
（官能基数３、重量平均分子量５０００、ＥＯ割合２０質量％）
ポリエーテルポリオールＣ：三洋化成（株）製「サニックス ＧＬ３０００」
（官能基数３、重量平均分子量３０００、ＥＯ割合２０質量％）
ポリエーテルポリオールＤ：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ７４３」
（官能基数４、重量平均分子量５０００、ＥＯ割合２０質量％）
ポリエーテルポリオールＥ：三洋化成（株）製「ニューポール ＰＥ−６２」
（官能基数２、重量平均分子量２０００、ＥＯ割合２０質量％）
ポリエーテルポリオールＦ：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ７３１」
（官能基数３、重量平均分子量４０００、ＥＯ割合１８質量％）
ポリマーポリオール：三洋化成（株）製「サニックス ＫＣ８５５」
（ポリスチレン／ポリアクリロニトリル共重合体の含有量、固形分で３４ 質量％）
樹脂化触媒：環状第３級アミン 東ソー社製「３３ＬＶ」（ＴＥＤＡ３３％、ＤＰＧ６７ ％）
泡化触媒Ａ：鎖状第３級アミン 東ソー社製「ＥＴ３３Ｂ」（ＢＤＭＥＥ３３％、ＤＰＧ ６７％）
泡化触媒Ｂ：Ｎ,Ｎ−ジメチルドデシルアミン 東ソー社製「ＴＯＹＯＣＡＴ Ｄ６０」
助触媒：日本触媒社製 ジエタノールアミン
整泡剤Ａ：東レ・ダウコーニング社製の高活性シリコーン整泡剤「ＢＹ−１０−３０４」
整泡剤Ｂ：ダウコーニング社製の低活性シリコーン整泡剤「ＳＲＸ−２４７Ｃ」
【００３９】
表１に示されているように、本願発明にかかる実施例１〜４の発泡成形体は、良好な物性が維持されている上、発泡原液の粘度が低く成形性に優れるので、末端エアトラップ数が少ない良好な成形体が得られることが認められる。また、これら実施例１〜４の発泡成形体は、環状第３級アミン（樹脂化触媒）と鎖状第３級アミン（泡化触媒Ｂ）の併用と、上記式（１）に示された特定の構造を有する低活性シリコーン（整泡剤Ｂ）の使用により、優れたクラッシング性を有し、独立気泡を少なくすることができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例，比較例におけるエアトラップ領域を示す説明図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、触媒、整泡剤を含有してなるポリウレタン発泡原液を所定の形状に発泡硬化させたポリウレタン発泡成形体において、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを含有すると共に、上記整泡剤として、下記一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜３０のアルキル基を示し、ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイドを示し、ｍは０〜１、ｎは１〜３を示し、ａ及びｂはそれぞれ０以上の整数で、かつｂ／ａ比が０／１００〜１５／８５である。）
で示されるシリコーン系整泡剤を含有することを特徴とするポリウレタン発泡成形体。
【請求項２】
上記ポリオール成分として、更にポリマーポリオールを含有する請求項１記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項３】
ポリマーポリオールの含有割合が、ポリマー成分の固形分換算で全ポリオール成分中の３〜９質量％である請求項２記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項４】
ポリマーポリオールが、ポリマー成分としてアクリル樹脂を含有するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項５】
上記ポリウレタン発泡原液中に、環状第３級アミンを樹脂化触媒として配合すると共に、鎖状第３級アミンを泡化触媒として配合した請求項１記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリウレタン発泡成形体からなることを特徴とするシートパッド。
【請求項１】
ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、触媒、整泡剤を含有してなるポリウレタン発泡原液を所定の形状に発泡硬化させたポリウレタン発泡成形体において、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜５０００、官能基数３〜４、末端エチレンオキサイド含有量１７〜２０質量％のポリエーテルポリオールを含有すると共に、上記整泡剤として、下記一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜３０のアルキル基を示し、ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイドを示し、ｍは０〜１、ｎは１〜３を示し、ａ及びｂはそれぞれ０以上の整数で、かつｂ／ａ比が０／１００〜１５／８５である。）
で示されるシリコーン系整泡剤を含有することを特徴とするポリウレタン発泡成形体。
【請求項２】
上記ポリオール成分として、更にポリマーポリオールを含有する請求項１記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項３】
ポリマーポリオールの含有割合が、ポリマー成分の固形分換算で全ポリオール成分中の３〜９質量％である請求項２記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項４】
ポリマーポリオールが、ポリマー成分としてアクリル樹脂を含有するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項５】
上記ポリウレタン発泡原液中に、環状第３級アミンを樹脂化触媒として配合すると共に、鎖状第３級アミンを泡化触媒として配合した請求項１記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリウレタン発泡成形体からなることを特徴とするシートパッド。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１６７２８５（Ｐ２００９−１６７２８５Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６４２３（Ｐ２００８−６４２３）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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