説明

軟質ポリウレタンフォーム

【課題】 フォームのコア密度が25〜35kg/m3において難燃かつ耐久性が高い軟質ポリウレタンフォームを得る。
【解決手段】 活性水素成分(A)と有機ポリイソシアネート成分(B)とが、発泡剤(C)、触媒(D)、および整泡剤(E)の存在下に反応されてなる軟質ポリウレタンフォームにおいて、(A)の少なくとも一部として、炭素数3〜8の1,2−アルキレンオキサイドおよびエチレンオキサイド付加物であって、末端に1,2−アルキレンオキサイド付加後エチレンオキサイドが付加されてなり、末端エチレンオキサイド付加前の末端水酸基の40モル%以上が1級水酸基であるポリオール(a1)を含有し、コア密度が25〜35kg/m3であり、通気性が0.5〜1.6ft3/minとなることを特徴とする軟質ポリウレタンフォーム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、軟質ポリウレタンフォームに関するものであり、さらに詳しくは、車両用座席のクッション等の用途に適した軟質ポリウレタンフォームに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いるポリエーテルポリオールとしては、イソシアネートとの反応性の観点から、末端水酸基の1級化率を高める目的で、ポリプロピレンポリオールの末端にさらにエチレンオキサイドを付加させたものが使用されている(非特許文献1参照)。また、近年コストダウンを目的に、フォームの低密度化が進んでいる。
【非特許文献1】「日刊工業」ポリウレタン樹脂ハンドブック(岩田敬治著)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、フォームを低密度化(例えばコア密度が25〜35kg/m3)していくとフォームの耐久性が低下する。また、通気性が上がり、フォームの燃焼性が悪化する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明者らはこれら問題点を解決するため鋭意検討した結果、末端の1級水酸基化率が特に高いポリエーテルポリオールを用い、かつフォームの通気性を特定範囲とすることで解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、活性水素成分(A)と有機ポリイソシアネート成分(B)とが、発泡剤(C)、触媒(D)、および整泡剤(E)の存在下に反応されてなる軟質ポリウレタンフォームにおいて、(A)の少なくとも一部として、炭素数3〜8の1,2−アルキレンオキサイドおよびエチレンオキサイド付加物であって、末端に1,2−アルキレンオキサイド付加後エチレンオキサイドが付加されてなり、末端エチレンオキサイド付加前の末端水酸基の40モル%以上が1級水酸基であるポリオール(a1)を含有し、コア密度が25〜35kg/m3であり、通気性が0.5〜1.6ft3/minとなることを特徴とする軟質ポリウレタンフォーム;並びにこの軟質ポリウレタンフォームからなる車両座席用クッション材;である。
【発明の効果】
【0005】
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、従来のものに比べて燃焼性が良好で、耐久性の高い軟質ウレタンフォームである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、コア密度が25〜35kg/m3の低密度ポリウレタンフォームである。
本発明のポリウレタンフォームの通気性の範囲は0.5〜1.6ft3/minであり、好ましくは0.7〜1.4ft3/minである。通気性が1.6ft3/minを越えるとフォームの燃焼速度が速くなり、0.5ft3/min未満ではフォームが収縮しやすくなる。
ポリオール成分の末端エチレンオキサイドの含有率が高く、ポリマーポリオールの使用部数を低くすると通気性は低くなる。また、整泡剤の種類、使用部数によって通気性を調整できる。
【0007】
本発明のポリウレタンフォームは、活性水素成分(A)の少なくとも一部として、活性水素含有化合物の炭素数3〜8の1,2−アルキレンオキサイドおよびエチレンオキサイド付加物であって、末端に1,2−アルキレンオキサイド付加後エチレンオキサイドが付加されて得られ、末端エチレンオキサイド付加前の末端水酸基の40モル%以上が1級水酸基であるポリオール(a1)を含有する。
【0008】
本発明において、末端水酸基の1級OH化率は、予め試料をエステル化の前処理をした後に1H−NMR法により算出する。1H−NMR法の詳細を以下に具体的に説明する。
<試料調製法>
測定試料約30mgを直径5mmの1H−NMR用試料管に秤量し、約0.5mlの重水素化溶媒を加え溶解させる。その後、約0.1mlの無水トリフルオロ酢酸を添加し25℃で約5分間放置して、ポリオールをトリフルオロ酢酸エステルとし、分析用試料とする。
ここで重水素化溶媒とは、重水素化クロロホルム、重水素化トルエン、重水素化ジメチルスルホキシド、重水素化ジメチルホルムアミド等であり、試料を溶解させることのできる溶媒を適宜選択する。
【0009】
<NMR測定>
通常の条件で1H−NMR測定を行う。
<末端水酸基の1級OH化率の計算方法>
1級水酸基の結合したメチレン基由来の信号は4.3ppm付近に観測され、2級水酸基の結合したメチン基由来の信号は5.2ppm付近に観測されるから、末端水酸基の1級OH化率は下式〔1〕により算出する。
1級OH化率(モル%)=[r/(r+2s)]×100 〔1〕
ただし、
r:4.3ppm付近の1級水酸基の結合したメチレン基由来の信号の積分値
s:5.2ppm付近の2級水酸基の結合したメチン基由来の信号の積分値
である。
【0010】
本発明に用いるポリオール(a1)の具体例としては、2〜8価またはそれ以上の活性水素含有化合物(例えば、多価アルコール、多価フェノール、ポリカルボン酸、およびこれらの混合物)に、アルキレンオキシド(以下AOと略記する。)が付加された構造の化合物であって、AOを後述する方法で付加して得られたポリオールが挙げられ、2種以上を併用してもよい。
【0011】
上記多価アルコールとしては、炭素数2〜20の2価アルコール(脂肪族ジオール、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−および1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのアルキレングリコール;および脂環式ジオール、例えば、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなどのシクロアルキレングリコール)、炭素数3〜20の3価アルコール(脂肪族トリオール、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオールなどのアルカントリオール);炭素数5〜20の4〜8価またはそれ以上の多価アルコール(脂肪族ポリオール、例えば、ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトールなどの、アルカンポリオールおよびそれらもしくはアルカントリオールの分子内もしくは分子間脱水物;ならびにショ糖、グルコース、マンノース、フラクトース、メチルグルコシドなどの糖類およびその誘導体)が挙げられる。
【0012】
多価フェノールとしては、ピロガロール、ハイドロキノンおよびフロログルシン等の単環多価フェノール;ビスフェノールA、ビスフェノールF、およびビスフェノールスルホン等のビスフェノール類;フェノールとホルムアルデヒドの縮合物(ノボラック);たとえば米国特許第3265641号明細書に記載のポリフェノール等が挙げられる。
ポリカルボン酸としては、炭素数4〜18の脂肪族ポリカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸など)、炭素数8〜18の芳香族ポリカルボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸など)、およびこれらの2種以上の混合物などが挙げられる。
これらの活性水素化合物の中で好ましくは多価アルコールである。
【0013】
ポリオール(a1)に付加させるAOとしては、炭素数2〜8のものが好ましく、例えば、エチレンオキサイド(以下EOと略記)、プロピレンオキサイド(以下POと略記)、1,2−、1,3−、1,4−および2,3−ブチレンオキサイド、1,2−、1,4−および2,3−ペンテンオキサイド、スチレンオキサイド並びにこれらの2種以上の併用が挙げられる。
【0014】
ポリオール(a1)の1分子当たりの平均官能基数は好ましくは2〜8であり、さらに好ましくは2〜6、とくに好ましくは3〜4である。この範囲以外の官能基数のものが含まれていても、平均官能基数が2〜8となれば好ましい(他のポリオールの平均官能基数についても同様)。なお、本発明において、ポリオールの官能基数は、出発物質の官能基数と同一であるとみなす。
(a1)の水酸基価は、好ましくは20〜60(mgKOH/g、以下の水酸基価も同じ)、さらに好ましくは25〜50である。
本発明における水酸基価は、JIS K0070(1992年版)に規定の方法で測定される。
また、(a1)の末端オキシエチレン単位(以下、オキシエチレン単位をEO単位と記載する。)の含有量は、好ましくは5〜25%、さらに好ましくは8〜20%である。
上記および以下において%は、とくに断りのない場合は重量%を意味する。
(a1)の平均官能基数が2以上であると圧縮永久歪率が良好であり、8以下であると伸び物性が向上する。水酸基価が20以上であるとフォームの硬さが十分得られ、60以下であると伸び物性が向上する。末端EO単位の含有量が5%以上であると発泡終了直前の硬化が十分でフォームが崩壊しにくく、末端EO単位の含有量が25%以下であると、得られるポリウレタンフォームの耐水性が良好である。
【0015】
末端の1,2−AO付加後でEO付加前の末端1級OH化率が40%以上である(a1)の前躯体を得る方法としては、例えば、前記活性水素化合物に、必要により、ポリオールの製造方法に通常用いるアルカリ触媒(アルカリ金属の水酸化物等)の存在下AOを付加させ、触媒を除去した後、特定の触媒(α)の存在下で、さらに炭素数3以上の1,2−AOを付加させることにより得られる。
【0016】
上記特定の触媒(α)としては、特開2000−344881号公報に記載のものが挙げられ、具体的には、BF3以外の、フッ素原子、(置換)フェニル基および/または3級アルキル基が結合したホウ素もしくはアルミニウム化合物であり、トリフェニルボラン、ジフェニル−t−ブチルボラン、トリ(t−ブチル)ボラン、トリフェニルアルミニウム、ジフェニル−t−ブチルアルミニウム、トリ(t−ブチル)アルミニウム、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、ビス(ペンタフルオロフェニル)−t−ブチルボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウム、ビス(ペンタフルオロフェニル)−t−ブチルアルミニウムなどが挙げられる。
これらの中で好ましいものは、トリフェニルボラン、トリフェニルアルミニウム、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウムであり、さらに好ましいのはトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウムである。
AOの付加条件についても上記公報に記載の方法と同様でよく、例えば、生成する開環重合体に対して、通常0.0001〜10%、好ましくは0.001〜1%の上記触媒を用い、通常0〜250℃、好ましくは20〜180℃で反応させる。
【0017】
なお、活性水素化合物に、通常用いられるアルカリ触媒の存在下に炭素数3以上の1,2−AOを反応させる方法で得られるポリオールの末端水酸基の1級OH化率は極めて低く(例えば、水酸化カリウムを用いた場合は通常2モル%以下)、ほとんどの末端水酸基が2級または3級水酸基である。このため、このポリオールはイソシアネートとの反応性が不十分であり、イソシアネート基との十分な反応性を確保するためさらに末端にEOを付加させる方法が知られている。
【0018】
(a1)は、炭素数3〜8の1,2−アルキレンオキサイド(以下1,2−AOと略記する)およびEO付加物であって、末端EO付加前の1,2−AO付加後の末端水酸基の40モル%以上が1級水酸基である。末端1級OH化率は、好ましくは50モル%以上、さらに好ましくは60モル%以上、とくに好ましくは70モル%以上である。このため(a1)の末端1級OH化率も高くなり、末端1級OH化率が高くなるほど、硬化性に優れ、高フォーム物性となる。一方、末端1級OH化率が40モル未満では、ポリウレタン化反応時に、(A)と有機ポリイソシアネート(B)との反応性が低く、硬化性が悪かったり、フォーム物性が低かったりする。
また、1,2−AO以外の炭素数3以上のAOが付加されてなるポリオールでは、〔1〕末端1級OH化率がほぼ0%となり、イソシアネートとの反応性が低く、硬化性が悪かったり、フォーム物性が低くなったりすることがあるか(例えば2,3−ブチレンオキサイド付加物)、〔2〕末端1級OH化率が100%となっても、常温で固状となり、取り扱いが容易でないことがある(例えば1,4−ブチレンオキサイド付加物)。
(a1)は末端OH化率が高い(40モル%以上)の1,2−AO付加物にさらにEOが付加されたものであるので、同じ組成でアルカリ触媒を用いて得られた末端1,2−AO付加・EO付加物よりも末端1級OH化率が高い。
【0019】
本発明に用いるポリオール(a2)としては、2〜4価の活性水素含有化合物にAOが付加された構造の化合物が挙げられ、2種以上を併用してもよい。活性水素含有化合物としては、具体的には前記ポリオール(a1)におけるものと同様のものが挙げられ、2種類以上併用してもよい。
AOとしてはPOとEOのみを含有するものが好ましいが、前記のこれら以外のAOを、好ましくはAO中10%以下(とくに5%以下)含んでいてもよい。POおよびEOの付加形式としては、PO、EOの順序でブロック付加したものが好ましい。なお、AO付加時に用いる触媒としては、水酸化カリウム等の塩基性触媒など、通常用いられる触媒でよく、(a1)に該当しないものである。
【0020】
ポリオール(a2)の1分子当たりの平均官能基数は2〜4である。この範囲以外の官能基数のものが含まれていても、平均官能基数が2〜4となればよい(他のポリオールの平均官能基数についても同様)。なお、本発明において、ポリオールの官能基数は、出発物質の官能基数と同一であるとみなす。
(a2)の水酸基価は20〜60であり、好ましくは25〜50である。
本発明における水酸基価は、JIS K0070(1992年版)に規定の方法で測定される。
また、(a2)の末端オキシエチレン単位(以下、オキシエチレン単位をEO単位と記載する。)の含有量は5〜25%であり、好ましくは8〜20%である。
(a2)の平均官能基数が2未満であると圧縮永久歪率が低下し、4を越えると伸び物性が低下する。水酸基価が15未満であるとフォームの硬さが低下し、60を越えると伸び物性が低下する。末端EO単位の含有量が5%未満であると発泡終了直前の硬化が低下し、末端EO単位の含有量が25%を越えると、得られるポリウレタンフォームの硬さは一定となる。
【0021】
本発明において、ポリオール(a2)中にエチレン性不飽和化合物(b)が重合された重合体粒子(c)を含有するポリマーポリオール(a3)を使用してもよい。(a3)はフォームの密度を低密度化した時でも、硬度低下が起こりにくくなり好ましい。
(a3)は、アクリロニトリル(以下、ACNと略記)を必須成分(60%以上)とするエチレン性不飽和化合物(b)を重合させて得られる重合体粒子(c)がポリオール(a2)中に含有されてなるものである。
(b)としては、ACN以外に、スチレン(以下Stと略記)、その他のエチレン性不飽和モノマー(b’)等が使用できる。エチレン性不飽和化合物(b)としては、St及びACNを必須成分とすることが好ましい。
【0022】
ACNとStとの重量比(ACN:St)は、粗大粒子の含有量低減の観点から、100:0〜60:40が好ましい。
【0023】
その他のエチレン性不飽和モノマー(b’)としては、炭素数(以下Cと略記)2以上かつ数平均分子量[以下Mnと略記。測定はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法による。]1,000未満のもので、ACNと共重合可能であれば特に制限はなく、下記に示す1官能のもの[不飽和ニトリル(b’1)、芳香環含有モノマー(b’2)、(メタ)アクリレート(b’3)等が挙げられる。
【0024】
(b’1)としては、C4〜10、例えばメタクリロニトリルが挙げられる。
(b’2)としては、C8〜14、例えばα−メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、クロルスチレンが挙げられる。
(b’3)としては、C4〜27、例えばメチル、ブチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシル及びドコシル(メタ)アクリレート等のアルキル(アルキル基がC1〜24)(メタ)アクリレート;ヒドロキシポリオキシアルキレン(アルキレン基がC2〜8)モノ(メタ)アクリレートが挙げられる。
なお、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタアクリレートを意味し、以下における(メタ)アクリル酸、(メタ)アリル等も同様であり、以下同様の表記法を用いる。
【0025】
本発明に用いる活性水素成分(A)中には、(a1)、(a2)および(a3)以外に、必要により他の活性水素化合物(a4)を併用することができる。
他の活性水素化合物(a4)としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、これら以外の各種ポリオール、多価アルコール、アミン類並びにこれらの混合物であって、(a1)、(a2)および(a3)以外のもの等が挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、前記の(a1)、(a2)および(a3)を得るのに用いる活性水素化合物の前記のAO付加物であって、(a1)、(a2)および(a3)に該当しないものが挙げられる。
【0026】
ポリエステルポリオールとしては、前記のポリオール類(とくに、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、1,3−または1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の2価アルコール;前記ポリエーテルポリオール;またはこれらとグリセリン、トリメチロールプロパン等の3価又はそれ以上の多価アルコールとの混合物)と、前記ポリカルボン酸もしくはその無水物、低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル等のエステル形成性誘導体(例えば、アジピン酸、セバシン酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、テレフタル酸ジメチル等)、または前記カルボン酸無水物およびAOとの縮合反応物;そのアルキレオンキサイド(EO、PO等)付加反応物;ポリラクトンポリオール、例えば前記ポリオールを開始剤としてラクトン(ε−カプロラクトン等)を開環重合させることにより得られるもの;ポリカーボネートポリオール、例えば前記多価アルコールとアルキレンカーボネートとの反応物;等が挙げられる。
【0027】
多価ポリオール、多価アルコールとしては前記、多価ポリオール、多価アルコールが挙げられる。
【0028】
アミン類としては、アルカノールアミン、ポリアミン、およびモノアミンが挙げられる。
アルカノールアミンとしては、炭素数2〜20のアルカノールアミン(例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンおよびイソプロパノールアミン)などが挙げられる。
ポリアミンとしては、脂肪族アミンとして、炭素数2〜6のアルキレンジアミン(例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミン)、炭素数4〜20のポリアルキレンポリアミン(アルキレン基の炭素数が2〜6のジアルキレントリアミン〜ヘキサアルキレンヘプタミン、例えば、ジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラミン)などが挙げられる。
また、炭素数6〜20の芳香族ポリアミン(例えば、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、メチレンジアニリンおよびジフェニルエーテルジアミン);炭素数4〜20の脂環式ポリアミン(例えば、イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミンおよびジシクロヘキシルメタンジアミン);炭素数4〜20の複素環式ポリアミン(例えば、ピペラジンおよびアミノエチルピペラジン)等が挙げられる。
モノアミンとしては、アンモニア;脂肪族アミンとして、炭素数1〜20のアルキルアミン(例えば、n−ブチルアミンおよびオクチルアミン);炭素数6〜20の芳香族モノアミン(例えば、アニリンおよびトルイジン);炭素数4〜20の脂環式モノアミン(例えば、シクロヘキシルアミン);炭素数4〜20の複素環式モノアミン(例えば、ピペリジン)等が挙げられる。
【0029】
本発明に用いる活性水素成分(A)中の(a1)、(a2)、および(a3)の含有量は、通気性を所望の値に調整しやすいことから、(A)の合計重量に基づいて、好ましくは(a1)が15〜100%、(a2)が0〜70%、(a3)が0〜50%であり、さらに好ましくは(a1)が20〜80%、(a2)が5〜50%、(a3)が5〜40%である。
【0030】
本発明の軟質ポリウレタンフォームにおいて、有機ポリイソシアネート成分(B)としては、通常ポリウレタンフォームに使用される有機ポリイオシアネートはすべて使用でき、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、これらの変性物(例えば、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシアヌレート基、またはオキサゾリドン基含有変性物など)、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
【0031】
芳香族ポリイソシアネートとしては、炭素数(NCO基中の炭素を除く;以下のポリイソシアネートも同様)6〜16の芳香族ジイソシアネート、炭素数6〜20の芳香族トリイソシアネートおよびこれらのイソシアネートの粗製物などが挙げられる。
具体例としては、1,3−および1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−および4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(粗製MDI)、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、トリフェニルメタン−4,4’,4’’−トリイソシアネートなどが挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、炭素数6〜10の脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。
具体例としては、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどが挙げられる。
【0032】
脂環式ポリイソシアネートとしては、炭素数6〜16の脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。
芳香脂肪族イソシアネートとしては、炭素数8〜12の芳香脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、キシリレンジイソシアネート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
変性ポリイソシアネートの具体例としては、カルボジイミド変性MDIなどが挙げられる。
【0033】
これらの中で好ましくは、芳香族ポリイソシアネートであり、さらに好ましくは、TDI、粗製TDI、MDI、粗製MDI、およびこれらのイソシアネートの変性物から選ばれる1種以上であり、とくに好ましくは、生産性の向上などの理由から、MDI、粗製MDI、および/またはそれらの変性物の合計含有量が10%以上(とくに15〜25%)で、他のポリイソシアネート(とくにTDI)の含有量が90%以下(とくに75〜85%)のものである。ポリイソシアネート成分としてのイソシアネート基含有量(NCO%)は、35〜45%が好ましい。
【0034】
本発明のポリウレタンフォームの製造に用いる発泡剤(C)としては、水を使用する。
その他、水素原子含有ハロゲン化炭化水素、低沸点炭化水素、液化炭酸ガス等を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(C)として水のみを単独で用いる場合の水の使用量は、活性水素成分(A)100重量部当たり、好ましくは0.1〜30重量部、さらに好ましくは0.5〜20重量部、とくに好ましくは2〜6重量部である。他の発泡剤と併用する場合の水の使用量は、好ましくは0.1〜10重量部、さらに好ましくは2〜5重量部である。
【0035】
水素原子含有ハロゲン化炭化水素の具体例としては、HCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)タイプのもの(例えばHCFC−123、HCFC−141b、HCFC−22およびHCFC−142b);HFC(ハイドロフルオロカーボン)タイプのもの(例えばHFC−134a、HFC−152a
、HFC−356mff、HFC−236ea、HFC−245ca、HFC−245faおよびHFC−365mfc)などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、HCFC−141b、HFC−134a、HFC−356mff、HFC−236ea、HFC−245ca、HFC−245fa、HFC−365mfcおよびこれらの2種以上の混合物である。
水素原子含有ハロゲン化炭化水素を用いる場合の使用量は、(A)100重量部あたり、好ましくは50重量部以下、さらに好ましくは5〜45重量部である。
【0036】
低沸点炭化水素は、通常沸点が−5〜50℃の炭化水素であり、その具体例としては、ブタン、ペンタン、シクロペンタンおよびこれらの混合物が挙げられる。低沸点炭化水素を用いる場合の使用量は、(A)100重量部あたり、好ましくは40重量部以下、さらに好ましくは5〜30重量部である。
また、液化炭酸ガスを用いる場合の使用量は、(A)100重量部あたり、好ましくは30重量部以下、さらに好ましくは25重量部以下である。
【0037】
本発明のポリウレタンフォームの製造に用いる触媒としては、触媒(D)が用いられる。
(D)としては、ウレタン化反応を促進する通常の触媒はすべて使用でき、例として、トリエチレンジアミン、ビス(N,N−ジメチルアミノ−2−エチル)エーテル、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミンなどの3級アミンおよびそのカルボン酸塩;酢酸カリウム、オクチル酸カリウム、スタナスオクトエート等のカルボン酸金属塩;ジブチルチンジラウレート等の有機金属化合物が挙げられる。(D)の使用量は(A)100重量部に対して、好ましくは0.01〜5重量部、さらに好ましくは0.2〜2重量部である。
【0038】
本発明のポリウレタンフォームの製造に用いる整泡剤(E)としては、通常のポリウレタンフォームの製造に用いられるものはすべて使用でき、例として、ジメチルシロキサン系整泡剤[例えば、東レダウコーニングシリコーン(株)製の「SRX−253」等]、ポリエーテル変性ジメチルシロキサン系整泡剤[例えば、モーメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ合同会社製の「L−3640」、東レダウコーニングシリコーン(株)製の「SF−2962」、「SZ−1327」、ゴールドシュミット製の「TEGOSTAB B8719LF」等]のシリコーン整泡剤が挙げられる。
(E)の使用量は、(A)100重量部に対して、好ましくは0.5〜3重量部、さらに好ましくは0.8〜2.0重量部である。
【0039】
本発明のポリウレタンフォームの製造にあたっては、必要により、さらに以下に述べるようなその他の添加剤を用い、その存在下で反応させてもよい。
例えば、着色剤(染料、顔料)、難燃剤(リン酸エステル類、ハロゲン化リン酸エステル類など)、老化防止剤(トリアゾール系、ベンゾフェノン系など)、抗酸化剤(ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系など)などの公知の補助成分の存在下で反応させることができる。(A)100重量部に対するこれらの補助成分の使用量に関しては、着色剤は、好ましくは1重量部以下である。難燃剤は、好ましくは5重量部以下、さらに好ましくは2重量部以下である。老化防止剤は、好ましくは1重量部以下、さらに好ましくは0.5重量部以下である。抗酸化剤は、好ましくは1重量部以下、さらに好ましくは0.01〜0.5重量部である。
【0040】
本発明のポリウレタンフォームの製造に際してのイソシアネート指数(インデックス)[(NCO基/活性水素原子含有基の当量比)×100]は、好ましくは70〜125、さらに好ましくは75〜120、特に好ましくは80〜115である。
【0041】
本発明のポリウレタンフォームの製造方法の一例を示せば、下記の通りである。まず、活性水素成分(A)、発泡剤(C)、触媒(D)、整泡剤(E)、および必要により他の添加剤を所定量混合する。次いでポリウレタン発泡機または攪拌機を使用して、この混合物と有機ポリイソシアネート(B)とを急速混合する。得られた混合液(発泡原液)を密閉型もしくは開放型のモールド(金属製または樹脂製)に注入し、ウレタン化反応を行わせ、所定時間硬化後、脱型して軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。また、連続発泡しても軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。本発明は、とくにモールドフォームとして製造するのが好適である。
【実施例】
【0042】
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例および比較例中において、部および%は、特にことわりのない限り、それぞれ重量部および重量%を示す。
【0043】
〔実施例1〜4および比較例1〜3〕
表1に示す部数のポリオールプレミックス(有機ポリイソシアネート以外の成分の混合物)に、NCO指数100となるよう所定量の有機ポリイソシアネートBを加えて、ホモディスパー(特殊機化社製攪拌機)にて4000rpmで6秒攪拌後、65℃に温度調節した300mm(長さ)×300mm(幅)×100mm(高さ)のアルミ製モールドに注入し、キュアー時間5分にて成形した。
各フォームの物性値等の測定結果を表1に示す。なお、コア密度はフォームの中心部から100mm×100mm×50mmの大きさに切り出して測定した密度である。
【0044】
実施例および比較例におけるポリウレタンフォーム原料は次の通りである。
(1)ポリオールa1−1:グリセリン1モルに特開2006−063344号公報の実施例1と同様にして、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO48.2モルを付加し、さらに水酸化カリウムを触媒として、EO11.6モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去して得られたポリエーテルポリオール。水酸基価=49.5、EO単位の含有量=15.0%、1級OH化率=88%。
(2)ポリオールa1−2:グリセリン1モルに特開2006−063344号公報の実施例1と同様にして、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO72.6モルを付加し、さらに水酸化カリウムを触媒として、EO15.9モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去して得られたポリエーテルポリオール。水酸基価=33.7、EO単位の含有量=14.0%、1級OH化率=92%。
(3)ポリオールa1−3:ペンタエリスリトール1モルに特開2006−063344号公報の実施例1と同様にして、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO88.1モルを付加し、さらに水酸化カリウムを触媒として、EO10.4モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去して得られたポリエーテルポリオール。水酸基価=39.4、EO単位の含有量=8.0%、1級OH化率=84%。
(4)ポリオールa1−4:ペンタエリスリトール1モルに特開2006−063344号公報の実施例1と同様にして、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO70.1モルを付加し、さらに水酸化カリウムを触媒として、EO18.2モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去して得られたポリエーテルポリオール。水酸基価=44.9、EO単位の含有量=16.0%、1級OH化率=89%。
(5)ポリオールa2−1:ペンタエリスリトール1モルに水酸化カリウムを触媒として、PO88.1モル付加し、その後、EO10.4モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去したポリエーテルポリオール。水酸基価=39.4、EO単位の含有量=8.0%、1級OH化率=70%。
(6)ポリオールa2−2:ペンタエリスリトール1モルに水酸化カリウムを触媒として、PO81.2モル付加し、その後、EO19.4モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去したポリエーテルポリオール。水酸基価=39.4、EO単位の含有量=15.0%、1級OH化率=84%。
(7)ポリオールa2−3:グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒として、PO67.4モル付加し、その後、EO22.7モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去して得られたポリエーテルポリオール。水酸基価=33.7、EO単位の含有量=20.0%、1級OH化率=85%。
(8)ポリオールa2−4:グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒として、PO81.2モル付加し、その後、EO27.3モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去して得られたポリエーテルポリオール。水酸基価=28.1、EO単位の含有量=20.0%、1級OH化率=84%。
(9)ポリオールa2−5:グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒として、PO72.6モル付加し、その後、EO15.9モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去して得られたポリエーテルポリオール。水酸基価=33.7、EO単位の含有量=14.0%、1級OH化率=75%。
(10)ポリオールa2−6:ペンタエリスリトール1モルに水酸化カリウムを触媒として、PO103.9モル付加し、その後、EO19.1モルを段階的にブロック付加し、常法により水酸化カリウムを除去して得られたポリエーテルポリオールである。水酸基価=32.1、EO単位の含有量=12.0%、1級OH化率=75%。
(11)a4−1:グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒として、EO11.5モル付加し、その後、PO14.3モルとEO44.1モルを段階的にランダム付加し、常法により水酸化カリウムを除去して得られたポリエーテルポリオールである。水酸基価=49.5、EO単位の含有量=72.5%。
(12)a4−2:ソルビトールのEO付加物。水酸基価1247
(13)a4−3:トリエタノールアミン、水酸基価=1130
(14)ポリマーポリオールa3−1:ポリオールa2−5/a2−6=80/20中でスチレンとアクリロニトリルを、スチレン/アクリロニトリル=30/70(重量比)で共重合させたもの(重合体含有量30%)、水酸基価=26.7
【0045】
(15)触媒d−1:トリエチレンジアミンのエチレングリコール溶液〔東ソー(株)製TEDA−L33〕
(16)触媒d−2:ビス(ジメチルアミノエチル)エーテルの70%ジプロピレングリコール溶液〔東ソー(株)製TOYOCAT ET〕
(17)整泡剤e−1:モーメンティブ社製「L−3640」
(18)発泡剤c−1:水
(19)有機ポリイソシアネートB−1: TDI/ポリメリックMDI=80/20:商品名「CE−729」〔日本ポリウレタン工業(株)製〕
【0046】
表1において、燃焼速度:SEとは、自己消化性である(試験片に点火した炎が伝播せずに消える)ことを示す。
<試験例>
<1>:コア密度(kg/m3)。
<2>:湿熱圧縮応力ひずみ率(%)
<3>:通気性(ft3/min)
<4>:難燃性(燃焼速度)
<1>、<2>はJIS K6400(1997年版)に準拠した。<3>はダウ式フローメーターにて測定した。<4>は米国自動車安全基準(MVSS−302)に準拠した。尚、難燃性は燃焼速度が遅いほど(もしくは燃焼しないのが)好ましい。
【0047】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、特定の低コア密度の範囲において、燃焼性(難燃性)が良好であり、耐久性の高い軟質ウレタンフォームである。
上記効果を奏することから、本発明のポリウレタンフォームはシート材として有用である。特に車両用座席用クッション材として著しい有用性を発揮する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
活性水素成分(A)と有機ポリイソシアネート成分(B)とが、発泡剤(C)、触媒(D)、および整泡剤(E)の存在下に反応されてなる軟質ポリウレタンフォームにおいて、(A)の少なくとも一部として、炭素数3〜8の1,2−アルキレンオキサイドおよびエチレンオキサイド付加物であって、末端に1,2−アルキレンオキサイド付加後エチレンオキサイドが付加されてなり、末端エチレンオキサイド付加前の末端水酸基の40モル%以上が1級水酸基であるポリオール(a1)を含有し、コア密度が25〜35kg/m3であり、通気性が0.5〜1.6ft3/minとなることを特徴とする軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項2】
(A)中にさらに、平均水酸基数が2〜4であり、かつオキシエチレン単位の含有量が5〜25重量%であり、かつ水酸基価が20〜60である(a1)以外のポリオール(a2)を含有する請求項1の軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項3】
(A)中にさらに、ポリオール(a2)中にエチレン性不飽和化合物(b)が重合された重合体粒子(c)を含有するポリマーポリオール(a3)を含有し、(b)の60〜100重量%がアクリロニトリルである請求項1または2記載の軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項4】
(A)の合計重量に基づいて、(a1)が15〜100重量%、(a2)が0〜70重量%、(a3)が0〜50重量%である請求項1〜3のいずれか記載の軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか記載の軟質ポリウレタンフォームからなる車両座席用クッション材。

【公開番号】特開2009−242758(P2009−242758A)
【公開日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−94326(P2008−94326)
【出願日】平成20年3月31日(2008.3.31)
【出願人】(000002288)三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Fターム(参考)】