(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
損失正接のピーク値に対応する温度として表されるガラス転移温度が１０〜３５℃であり、１０〜３５℃の温度範囲における損失正接が０．２０〜０．８０であって、且つ１０〜３５℃の温度範囲における貯蔵弾性率（Ｇ’）の最大値（Ｇ’max）と最小値（Ｇ’min）との比（Ｇ’max／Ｇ’min）が３．０〜３０である形状追従性樹脂発泡体であって、
上記形状追従性樹脂発泡体を用いて成形された、寸法１８０×１８０ｍｍ及び厚さ１０ｍｍのシートの四辺を固定し、その後、該シートの中心部に直径１３２ｍｍ、重量１２００ｇ及び温度３５℃の球状体を載置したときに、該シートの下方への寸法変化の、該載置から１秒経過後の値（Ｌ１）と１８０秒経過後の値（Ｌ２）との比（Ｌ２／Ｌ１）が１．０５〜１．５０であって、
上記形状追従性樹脂発泡体は軟質ポリウレタン発泡体であり、
上記軟質ポリウレタン発泡体は、ポリオール、ポリイソシアネート及び発泡剤を含有するフォーム原料を発泡硬化させてなるものであり、該ポリオールは全量がポリエーテルポリオールであって、該ポリエーテルポリオールには２種以上のポリエーテルポリオールが含有され、そのうちの１種が水酸基価が２００〜５００のポリエーテルポリオール（Ａ）であり、該ポリエーテルポリオールの全量を１００質量％とした場合に、該ポリエーテルポリオール（Ａ）の含有量が３５〜８５質量％であって、
上記ポリエーテルポリオールには、水酸基価が４０〜１００であり、且つ官能基数が３のポリエーテルポリオール（Ｂ−１）が含有され、該ポリエーテルポリオールを１００質量％とした場合に、該ポリエーテルポリオール（Ｂ−１）の含有量が５〜４５質量％であることを特徴とする形状追従性樹脂発泡体。
【請求項２】
上記ガラス転移温度が１５〜３５℃であり、且つ上記比（Ｇ’max／Ｇ’min）が５．０〜２５である請求項１に記載の形状追従性樹脂発泡体。
【請求項３】
上記ポリエーテルポリオールには、水酸基価が４０〜１００であり、且つ官能基数が２のポリエーテルポリオール（Ｂ−２）が更に含有されており、該ポリエーテルポリオールの全量を１００質量％とした場合に、該ポリエーテルポリオール（Ｂ−２）の含有量が５〜２５質量％である請求項１又は２に記載の形状追従性樹脂発泡体。
【請求項４】
上記ポリエーテルポリオールはアルキレンオキサイドを用いて鎖延長されたものであり、該アルキレンオキサイドを１００質量％とした場合に、プロピレンオキサイドが８０質量％以上である請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の形状追従性樹脂発泡体。
【請求項５】
上記ポリイソシアネートがトルエンジイソシアネートである請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の形状追従性樹脂発泡体。
【請求項６】
上記軟質ポリウレタン発泡体を製造するときのイソシアネートインデックスが１００〜１２０である請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の形状追従性樹脂発泡体。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の形状追従性樹脂発泡体の使用方法であって、
上記形状追従性樹脂発泡体を用いてなる成形体を、人体の体表面に装着し、その後、該人体からの伝熱によって該成形体の硬度を低下させ、該成形体を該体表面の形状に追従させて変形させて使用することを特徴とする形状追従性樹脂発泡体の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状追従性樹脂発泡体及びその使用方法に関する。更に詳しくは、ガラス転移温度（以下、Ｔｇと略記することもある。）が常温域にあり、この温度を越えると容易に硬度が低下し、軟化させることができ、且つ常温域において貯蔵弾性率（以下、Ｇ’と略記することもある。）の最大値と最小値との比が大きく、硬度が変化し易く、被接触物の形状に追従して容易に変形する形状追従性樹脂発泡体、及び人体に装着し、人体からの伝熱によって硬度を低下させ、体表面の形状に追従させて変形させて使用する形状追従性樹脂発泡体の使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、形状記憶ポリウレタンフォーム及び低反発性ウレタンフォームは知られている。例えば、形状記憶ポリウレタンフォームとしては、ジイソシアネート、２官能のポリオール等を特定のモル比で配合し、発泡剤を添加してプレポリマー法により合成した発泡体であって、特定のガラス転移点等を有する形状記憶ポリマー発泡体が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートと、オキシエチレン含有量の多いポリオキシアルキレンポリオールとを、特定のイソシアネートインデックスで反応させる形状記憶ポリウレタンフォームの製造方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。更に、所定量の鎖延長剤と架橋剤を含有するフォーム原料を反応させてなり、特定のガラス転移温度を有する形状記憶ポリウレタンフォームも知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
また、特定のジオール化合物を含有するウレタンフォーム用組成物を反応させてなり、特定の異なる温度範囲に、少なくとも１つのガラス転移点をそれぞれ有し、ガラス転移点をｔａｎδのピーク値として表したときに、各々の温度範囲におけるｔａｎδのピーク値が所定値以上である低反発性ウレタンフォーム及びその製造方法も知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−９２９１２号公報
【特許文献２】特開平６−２３９９５５号公報
【特許文献３】特開２００２−２５６０５２号公報
【特許文献４】特開２００４−２８５１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１〜３に記載された形状記憶フォームでは、室温域の所定範囲のＴｇを有し、特に、人体からの伝熱によって硬度を低下させ、体表面の形状に追従させて変形させて使用することができ、優れた形状追従性を有する樹脂発泡体については何ら検討がなされていない。また、特許文献４に記載されたフォームは、低温域と室温域とにガラス転移点を有することを必須としており、これにより、室温において優れた低反発性を有し、且つ低温でも硬度の上昇が少ない低反発性ウレタンフォームが生成しているが、同様に、室温域の所定範囲のＴｇを有し、特に、人体からの伝熱によって硬度が低下し、体表面の形状に追従して変形する形状追従性樹脂発泡体については何ら開示がなく、検討もされていない。
【０００６】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、Ｔｇが常温域にあり、この温度を越えると容易に硬度が低下し、軟化させることができ、且つ常温域においてＧ’の最大値と最小値との比が大きく、硬度が変化し易く、被接触物の形状に追従して容易に変形する形状追従性樹脂発泡体を提供することを目的とする。また、この形状追従性樹脂発泡体を用いてなる成形体を人体に装着し、人体からの伝熱によって硬度を低下させ、体表面の形状に追従させて変形させて使用する形状追従性樹脂発泡体の使用方法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】
本発明は以下のとおりである。
１．損失正接のピーク値に対応する温度として表されるガラス転移温度が１０〜３５℃であり、１０〜３５℃の温度範囲における損失正接が０．２０〜０．８０であって、且つ１０〜３５℃の温度範囲における貯蔵弾性率（Ｇ’）の最大値（Ｇ’max）と最小値（Ｇ’min）との比（Ｇ’max／Ｇ’min）が３．０〜３０である形状追従性樹脂発泡体であって、上記形状追従性樹脂発泡体を用いて成形された、寸法１８０×１８０ｍｍ及び厚さ１０ｍｍのシートの四辺を固定し、その後、該シートの中心部に直径１３２ｍｍ、重量１２００ｇ及び温度３５℃の球状体を載置したときに、該シートの下方への寸法変化の、該載置から１秒経過後の値（Ｌ１）と１８０秒経過後の値（Ｌ２）との比（Ｌ２／Ｌ１）が１．０５〜１．５０であって、上記形状追従性樹脂発泡体は軟質ポリウレタン発泡体であり、上記軟質ポリウレタン発泡体は、ポリオール、ポリイソシアネート及び発泡剤を含有するフォーム原料を発泡硬化させてなるものであり、該ポリオールは全量がポリエーテルポリオールであって、該ポリエーテルポリオールには２種以上のポリエーテルポリオールが含有され、そのうちの１種が水酸基価が２００〜５００のポリエーテルポリオール（Ａ）であり、該ポリエーテルポリオールの全量を１００質量％とした場合に、該ポリエーテルポリオール（Ａ）の含有量が３５〜８５質量％であって、上記ポリエーテルポリオールには、水酸基価が４０〜１００であり、且つ官能基数が３のポリエーテルポリオール（Ｂ−１）が含有されることを特徴とする形状追従性樹脂発泡体。
２．上記ガラス転移温度が１５〜３５℃であり、且つ上記比（Ｇ’max／Ｇ’min）が５．０〜２５である上記１．に記載の形状追従性樹脂発泡体。
３．上記ポリエーテルポリオールには、水酸基価が４０〜１００であり、且つ官能基数が２のポリエーテルポリオール（Ｂ−２）が更に含有されており、該ポリエーテルポリオールの全量を１００質量％とした場合に、該ポリエーテルポリオール（Ｂ−２）の含有量が５〜２５質量％である上記１．又は２．に記載の形状追従性樹脂発泡体。
４．上記ポリエーテルポリオールはアルキレンオキサイドを用いて鎖延長されたものであり、該アルキレンオキサイドを１００質量％とした場合に、プロピレンオキサイドが８０質量％以上である上記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の形状追従性樹脂発泡体。
５．上記ポリイソシアネートがトルエンジイソシアネートである上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の形状追従性樹脂発泡体。
６．上記軟質ポリウレタン発泡体を製造するときのイソシアネートインデックスが１００〜１２０である上記１．乃至５．のうちのいずれか１項に記載の形状追従性樹脂発泡体。
７．上記１．乃至６．のうちのいずれか１項に記載の形状追従性樹脂発泡体の使用方法であって、
上記形状追従性樹脂発泡体を用いてなる成形体を、人体の体表面に装着し、その後、該人体からの伝熱によって該成形体の硬度を低下させ、該成形体を該体表面の形状に追従させて変形させて使用することを特徴とする形状追従性樹脂発泡体の使用方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の形状追従性樹脂発泡体によれば、Ｔｇが常温域にあり、この温度を越えると容易に硬度が低下し、軟化させることができ、且つ常温域においてＧ’の最大値と最小値との比が大きく、硬度が変化し易いため、被接触物の形状に追従して容易に変形させることができる。
また、形状追従性樹脂発泡体を用いて成形された、寸法１８０×１８０ｍｍ及び厚さ１０ｍｍのシートの四辺を固定し、その後、シートの中央部に直径１３２ｍｍ、重量１２００ｇ及び温度３５℃の球状体を載置したときに、シートの下方への寸法変化の、載置から１秒経過後の値（Ｌ１）と１８０秒経過後の値（Ｌ２）との比（Ｌ２／Ｌ１）が１．０５〜１．５０であるため、被接触物と接触したときの大きな変形のみでなく、その後も経時とともに僅かではあるが変形が継続し、歪み分布が均一化されるとともに、被接触物により近似した形状に変形させることができる。
更に、ガラス転移温度が１５〜３５℃であり、且つ比（Ｇ’max／Ｇ’min）が５．０〜２５である場合は、硬度がより大きく変化し易く、且つ圧縮残留歪も小さいため、より容易に被接触物の形状に追従して変形させることができ、且つ被接触物と離間させたときには容易に形状を回復させることができる。
また、形状追従性樹脂発泡体が軟質ポリウレタン発泡体であるため、より容易に、且つ十分に形状追従し得る樹脂発泡体とすることができる。
更に、軟質ポリウレタン発泡体は、ポリオール、ポリイソシアネート及び発泡剤を含有するフォーム原料を発泡硬化させてなるものであり、ポリオールは全量がポリエーテルポリオールであって、ポリエーテルポリオールには２種以上のポリエーテルポリオールが含有され、そのうちの１種が水酸基価が２００〜５００のポリエーテルポリオール（Ａ）であり、ポリエーテルポリオールの全量を１００質量％としたときに、ポリエーテルポリオール（Ａ）の含有量が３５〜８５質量％であるため、硬度が低く、且つ反発弾性率及び圧縮残留歪が小さい軟質ポリウレタン発泡体とすることができ、優れた形状追従性を有する樹脂発泡体とすることができる。
また、ポリエーテルポリオールには、水酸基価が４０〜１００であり、且つ官能基数が３のポリエーテルポリオール（Ｂ−１）が含有されているため、より容易に硬度の低い樹脂発泡体とすることができ、且つ硬度が変化し易く、優れた形状追従性を有する軟質ポリウレタン発泡体とすることができる。
更に、ポリエーテルポリオールはアルキレンオキサイドを用いて鎖延長されたものであり、アルキレンオキサイドを１００質量％としたときに、プロピレンオキサイドが８０質量％以上である場合は、よりミクロ相分離構造が少ない、均一な樹脂構造を有する発泡体となり、ｔａｎδがシングルピークとなって、容易に所定の特性を有する形状追従性樹脂発泡体とすることができる。
また、ポリイソシアネートがトルエンジイソシアネートである場合は、Ｔｇが高くなりすぎず、且つ硬度が低く、軽量な軟質ポリウレタン発泡体とすることができる。
更に、軟質ポリウレタン発泡体を製造するときのイソシアネートインデックスが１００〜１２０である場合は、人体に装着したときに装着部の形状に追従して圧縮、変形し、湿熱圧縮残留歪が抑えられるため、人体に密着したときでも、人体からの湿熱による圧縮残留歪が問題になることがない。
本発明の形状追従性樹脂発泡体の使用方法によれば、樹脂発泡体を用いてなる成形体の硬度を人体からの伝熱によって容易に低下させることができ、体表面の形状に追従させて変形させて使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳しく説明する。
［１］形状追従性樹脂発泡体
本発明の形状追従性樹脂発泡体は、損失正接のピーク値に対応する温度として表されるガラス転移温度が１０〜３５℃であり、１０〜３５℃の温度範囲における損失正接が０．２０〜０．８０であって、且つ１０〜３５℃の温度範囲における貯蔵弾性率（Ｇ’）の最大値（Ｇ’max）と最小値（Ｇ’min）との比（Ｇ’max／Ｇ’min）が３．０〜３０である形状追従性樹脂発泡体であって、上記形状追従性樹脂発泡体を用いて成形された、寸法１８０×１８０ｍｍ及び厚さ１０ｍｍのシートの四辺を固定し、その後、該シートの中心部に直径１３２ｍｍ、重量１２００ｇ及び温度３５℃の球状体を載置したときに、該シートの下方への寸法変化の、該載置から１秒経過後の値（Ｌ１）と１８０秒経過後の値（Ｌ２）との比（Ｌ２／Ｌ１）が１．０５〜１．５０であって、上記形状追従性樹脂発泡体は軟質ポリウレタン発泡体であり、上記軟質ポリウレタン発泡体は、ポリオール、ポリイソシアネート及び発泡剤を含有するフォーム原料を発泡硬化させてなるものであり、該ポリオールは全量がポリエーテルポリオールであって、該ポリエーテルポリオールには２種以上のポリエーテルポリオールが含有され、そのうちの１種が水酸基価が２００〜５００のポリエーテルポリオール（Ａ）であり、該ポリエーテルポリオールの全量を１００質量％とした場合に、該ポリエーテルポリオール（Ａ）の含有量が３５〜８５質量％であって、上記ポリエーテルポリオールには、水酸基価が４０〜１００であり、且つ官能基数が３のポリエーテルポリオール（Ｂ−１）が含有されることを特徴とする。
【００１０】
上記「Ｔｇ」は、ｔａｎδのピーク値に対応する温度として表され、このＴｇは１０〜３５℃であり、特に１５〜３５℃、更に２０〜３２℃であることが好ましい。Ｔｇが１０〜３５℃であれば、この常温域において硬度が容易に低下し、優れた形状追従性を有する樹脂発泡体とすることができる。
【００１１】
また、樹脂発泡体を用いてなる成形体を人体に装着して用いる場合、Ｔｇは体表面温度（後記のように、所謂、体温ではなく、顔面、胸部等の表面の温度であり、２８〜３０℃である。）に近似していることが好ましい。そのため、成形体を人体に装着して用いるときは、Ｔｇは２５〜３２℃、特に２７〜３２℃であることが好ましい。このＴｇが２５〜３２℃であれば、成形体の体表面側では人体からの伝熱によって硬度が十分に低下して柔軟になり、外表面側では体表面側に比べて十分な硬度が維持される。従って、体表面に加わる圧力が分散され、緩和されて、装着感に優れるとともに、十分な保形性をも併せて有する形状追従性樹脂発泡体とすることができる。
【００１２】
上記「ｔａｎδ」は、損失弾性率（Ｇ"）をＧ’により除した値、即ち、Ｇ"／Ｇ’である。このｔａｎδは０．２０〜０．８０であり、０．３０〜０．８０であることが好ましい。ｔａｎδが０．２０〜０．８０であれば、特に、樹脂発泡体を用いてなる成形体を人体に装着して用いたときに、装着者が硬度の低下及び形状追従に違和感を覚えることがなく、装着感が良好である。更に、Ｇ’の最大値（Ｇ’max）と最小値（Ｇ’min）との比（Ｇ’max／Ｇ’min）は、３．０〜３０であり、５．０〜２５であることが好ましい。Ｇ’の比が３．０〜３０であれば、硬度が高くなりすぎず、且つ硬度が十分に変化するため、樹脂発泡体を用いてなる成形体を人体に装着して用いたときに、装着者が硬度の変化を体感することができる。このＧ‘の比が３．０未満であると、成形体を人体に装着したときに硬度変化を体感し難く、人体装着用緩衝材としての十分な作用効果も期待できない。一方、Ｇ’の比が３０を越えると、常態（初期状態）での硬度が高く、人体に装着して用いる緩衝材には適さない。
尚、１０〜３５℃の温度範囲では、通常、Ｇ’は温度の上昇とともに小さくなる。そのため、Ｇ’の比は「１０℃におけるＧ’（最大値）／３５℃におけるＧ’（最小値）」である。
【００１３】
本発明の形状追従性樹脂発泡体は、応力が負荷されると、その時点で大きく変形し、その後、徐々に変形が大きくなり、同時に歪み分布も均一化される。これにより、特に、樹脂発泡体を用いてなる成形体を人体に装着して用いたときに、装着者が硬度の低下及び形状追従を実感することができ、且つ装着感に優れる。この硬度の低下及び形状追従は、樹脂発泡体を用いて成形された所定寸法のシートの四辺を固定し、その後、その中央部に所定寸法、重量及び温度の球状体を載置したときの、シートの下方への寸法変化の経時変化を算出する前記の方法により評価することができる。前記の比（Ｌ２／Ｌ１）は１．０５〜１．５０であり、１．１〜１．５０、特に１．２０〜１．５０であることが好ましく、比（Ｌ２／Ｌ１）が１．０５〜１．５０であれば、装着者が硬度の低下及び形状追従の経時変化を十分に実感することができる。
【００１４】
形状追従性樹脂発泡体としては、ポリウレタン発泡体、スチレン系熱可塑性エラストマー及びオレフィン系熱可塑性エラストマー等を用いてなる熱可塑性エラストマー発泡体、ポリエチレン発泡体等のポリオレフィン発泡体などが挙げられる。また、樹脂混合物の発泡体であってもよく、熱可塑性エラストマーとポリオレフィンとの混合物、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリエチレンとの混合物の発泡体であってもよい。この形状追従性樹脂発泡体としては、Ｔｇの調整が容易なポリウレタン発泡体が好ましく、本発明では、Ｔｇ以下のガラス領域においても過度に剛直ではなく、柔軟性が維持される軟質ポリウレタン発泡体（以下、ＰＵ発泡体という。）が用いられる。
【００１５】
以下、形状追従性樹脂発泡体がＰＵ発泡体である場合について詳しく説明する。
ＰＵ発泡体は、ポリオール、ポリイソシアネート及び発泡剤を含有するフォーム原料を発泡硬化させて製造することができる。
ポリオールとしては、ポリエーテルポリオールが用いられ、このポリエーテルポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール等の開始剤にアルキレンオキサイドを付加し、鎖延長してなるポリエーテルポリオールを用いることができる。本発明のＰＵ発泡体では、ポリオールの全量がポリエーテルポリオールである。
【００１６】
ポリオールは、その全量がポリエーテルポリオールであり、且つこのポリエーテルポリオールには、水酸基価が２００〜５００、特に２００〜３５０のポリエーテルポリオール（Ａ）が含有される。このような低分子量のポリオールを用いることにより、室温域にＴｇを有するＰＵ発泡体とすることができる。このポリエーテルポリオール（Ａ）の含有量は、ポリエーテルポリオールの全量を１００質量％とした場合に、３５〜８５質量％であり、４５〜７５質量％であることが好ましい。また、ポリエーテルポリオール（Ａ）の官能基数は特に限定されないが、２官能又は３官能であることが好ましく、３官能であることがより好ましい。
【００１７】
ポリエーテルポリオールとしては、相対的に低分子量のポリエーテルポリオール（Ａ）と、相対的に高分子量のポリエーテルポリオールとを組み合わせて用いる。この相対的に高分子量のポリエーテルポリオールは１種でもよく、２種以上でもよい。更に、その官能基数も特に限定されないが、２官能又は３官能であることが好ましく、１種のみ用いるときは３官能である。
【００１８】
上記の相対的に高分子量のポリエーテルポリオールとしては、水酸基価が４０〜１００であり、且つ３官能のポリエーテルポリオール（Ｂ−１）及び水酸基価が４０〜１００であり、且つ２官能のポリエーテルポリオール（Ｂ−２）のうちの少なくともポリエーテルポリオール（Ｂ−１）が含有される。また、これらのポリエーテルポリオール（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）はともに含有されることがより好ましい。ポリエーテルポリオール（Ｂ−１）、（Ｂ−２）の各々の含有量は、ポリエーテルポリオールの全量を１００質量％とした場合に、ポリエーテルポリオール（Ｂ−１）の含有量は５〜４５質量％である。また、２官能のポリエーテルポリオール（Ｂ−２）を併用することにより、常温域（１０〜３５℃）での硬度が過度に高くなることを回避することができるが、使用量の増加とともに耐歪性が低下する（圧縮残留歪が大きくなる）ため、ポリエーテルポリオール（Ｂ−２）の含有量は２５質量％以下、特に５〜２５質量％、更に１０〜２０質量％であることが好ましい。
【００１９】
ポリエーテルポリオールには、ポリエーテルポリオール（Ａ）並びに（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）を除く他のポリエーテルポリオールが含有されていてもよいが、その場合、ポリエーテルポリオールの全量を１００質量％としたときに、ポリエーテルポリオール（Ａ）並びに（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）の合計が８０質量％以上、特に９０質量％以上であることが好ましく、ポリエーテルポリオール（Ａ）並びに（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）の合計が１００質量％であってもよい。
【００２０】
鎖延長に用いられるアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びブチレンオキサイド等が用いられる。これらは１種のみ用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、２種以上のアルキレンオキサイドを併用する場合、アルキレンオキサイドの全量を１００質量％とした場合に、特定の１種のアルキレンオキサイドの含有量が８０質量％以上、特に９５質量％以上であることが好ましい。これにより、ｔａｎδのピークが１０〜３５℃の温度範囲のみに存在するＰＵ発泡体とすることができる。更に、特定の１種のアルキレンオキサイドはプロピレンオキサイドであることがより好ましい。また、アルキレンオキサイドは１種のみであることが特に好ましく、この１種のみのアルキレンオキサイドがプロピレンオキサイドであることがより好ましい。
【００２１】
ポリイソシアネートは特に限定されず、末端イソシアネート基を２個以上有する各種のポリイソシアネートを用いることができる。このポリイソシアネートとしては、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗ＴＤＩ、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗ＭＤＩ、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、粗ＨＤＩ、１，５−ナフタレンジイソシアネート、パラフェニ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、２，４，４−トリメチルヘキサメチレ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、ｍ−キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。ポリイソシアネートは１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。ポリイソシアネートとしてはＴＤＩを用いることが好ましく、ＴＤＩのみであることがより好ましい。ＴＤＩであれば、軽量、且つ柔軟なＰＵ発泡体とすることができ、且つＴｇが高くなりすぎるのを抑えることもできる。
尚、広範な用途で用いられているＭＤＩでは、本発明におけるＰＵ発泡体の場合、Ｔｇが高くなり、常温域及び人体に装着したときのいずれの場合も硬くなりすぎ、更には軽量な発泡体とすることもできず好ましくない。また、ＴＤＩはＭＤＩに比べて安価であり、コストメリットもある。
【００２２】
ポリイソシアネートの配合量は、ＰＵ発泡体に必要とされる物性等により設定することが好ましい。この配合量はイソシアネートインデックスにより調整され、このイソシアネートインデックスは特に限定されないが、１００〜１２０であることが好ましく、１０５〜１２０、特に１０５〜１１５であることがより好ましい。イソシアネートインデックスを１００以上に設定することで、未反応のポリオールを低減させることができ、人体に装着したときに装着部の形状に追従して容易に変形し、且つ湿熱圧縮残留歪も抑えられるため、人体に密着したときでも、人体からの湿熱による歪みが問題になることがない。
【００２３】
発泡剤は特に限定されず、ポリイソシアネートとポリオールとの反応生成物を発泡させることができる各種の発泡剤を用いることができる。この発泡剤としては、ＰＵ発泡体の製造で一般的に使用される（１）水、（２）メチレンクロライド、トリクロロエタン等のハロゲン化脂肪族炭化水素、（３）二酸化炭素、（４）重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、アジド化合物等の無機系発泡剤、及び（５）アゾジカルボンアミド、アゾビスホルムアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の有機系発泡剤が挙げられる。発泡剤は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。発泡剤としては水が好ましい。この水は特に限定されず、例えば、イオン交換水、水道水、蒸留水等の各種の水を用いることができる。発泡剤の配合量も特に限定されないが、ポリオールの全量を１００質量部とした場合に、０．５〜５．０質量部、０．５〜４．０質量部、更に１．０〜３．０質量部とすることが好ましい。
【００２４】
フォーム原料には、ポリオール、ポリイソシアネート及び発泡剤の他、通常、整泡剤、触媒等が配合される。
整泡剤は、均一に分散した微細な気泡を安定化させるために配合される。この整泡剤は特に限定されないが、ジメチルポリシロキサンとポリエーテルのブロック共重合体を使用することができる。また、ポリシロキサンに有機官能基を付加した特殊な整泡剤を用いることもできる。このように、整泡剤としてはシリコーン系整泡剤が用いられることが多い。整泡剤は１種のみ用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。整泡剤の配合量は特に限定されないが、ポリオールの全量を１００質量部とした場合に、０．５〜３質量部、特に０．７〜２質量部とすることが好ましい。
【００２５】
触媒も特に限定されず、各種の触媒を用いることができる。この触媒としては、例えば、アミン系触媒及び金属触媒等が挙げられる。アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’Ｎ’−テトラメチルヘキサン−１，６ジアミン等が挙げられる。金属触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸カリウム、ナフテン酸鉛、ネオデカン酸亜鉛等が挙げられる。触媒は１種のみ用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。併用する場合、アミン系触媒と金属触媒等とを組み合わせて用いてもよい。触媒の配合量は特に限定されないが、ポリオールの全量を１００質量部とした場合に、０．１〜２質量部、特に０．１〜１質量部、更に０．２〜０．５質量部とすることが好ましい。
【００２６】
フォーム原料には、更に他の添加剤、助剤等を配合することができる。この添加剤、助剤等としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、及びフォーム原料の粘度を低下させ、攪拌、混合を容易にするための各種の希釈剤などが挙げられる。これらの添加剤、助剤等は、本発明の作用効果が損なわれない範囲で適量を配合することができる。
【００２７】
［２］形状追従性樹脂発泡体の使用方法
本発明の形状追従性樹脂発泡体の使用方法は、本発明の形状追従性樹脂発泡体を用いてなる成形体を、人体の体表面に装着し、その後、人体からの伝熱によって成形体の硬度を低下させ、成形体を体表面の形状に追従させて変形させて使用することを特徴とする。
尚、成形体は、通常、その全表面が織布等により覆われた状態で用いられる。従って、成形体は織布等を介して人体の体表面に装着されることになる。
【００２８】
本発明の形状追従性樹脂発泡体は、この樹脂発泡体を用いてなる成形体を人体の体表面に装着して用いた場合に特に有用である。口中又は脇の下等で測定される、所謂、体温は３６℃を少し越えるのが正常であるが、顔面、胸部、腰部、手足等の表面温度は、部位により多少の差はあるが、通常、２８〜３０℃であり、体温より少し低温である。本発明の形状追従性樹脂発泡体はＴｇが１０〜３５℃であるため、この樹脂発泡体を用いてなる成形体を、上記の温度範囲にある体表面に装着した場合に、容易に硬度が低下して柔軟になり、且つ接触部位の形状に追従して容易に変形させることができる。
【００２９】
更に、この形状追従性樹脂発泡体を用いてなる成形体は、体表面に接触したときに、比較的短時間で装着部位の形状に追従して変形するが、装着後、経時とともに僅かではあるが更に変形し、装着部位の形状により近似した形状に変形する。従って、装着者が成形体の装着部位への形状追従をより実感することができ、且つ体表面に加わる圧力が分散され、緩和されるため、優れた装着感を体感することができる。
【００３０】
［３］人体装着用緩衝材
参考発明の人体装着用緩衝材は、本発明の形状追従性樹脂発泡体を用いてなる成形体からなる。
人体装着用緩衝材としては、ブラカップ、肩パッド、インソール、スポーツ等で使用される膝パッド及びレガース、ヘルメット内の緩衝材等が挙げられる。この人体装着用緩衝材は、上記の優れた形状追従性を有する形状追従性樹脂発泡体を用いてなる成形体からなるため、装着者が成形体の装着部位への形状追従をより実感することができる。また、体表面に加わる圧力が分散され、緩和されるため、優れた装着感を体感することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
［１］発泡体の製造
（１）ＰＵ発泡体
実験例１〜１１及び比較例１〜７
各々のＰＵ発泡体はワンショット法で製造した。表１〜４に記載の配合割合で、それぞれの原料をミキシングヘッドに供給し、ヘッド内で攪拌された混合液を移動しつつあるベルトコンベア上に吐出させ、このコンベア上で常温（１５〜２５℃）、大気圧下、自然発泡させた。その後、スチームで約６０℃に調温されたキュア炉内で硬化させ、養生させて、ＰＵ発泡体を製造した。尚、実験例１〜１０は実施例であり、実験例１１は参考例である。
尚、表１〜４の数値は、ポリオールの全量を１００質量部とした場合の配合量（単位；質量部）である。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
【表２】
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【００３４】
【表３】
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【００３５】
【表４】
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【００３６】
表１〜４におけるフォーム原料の詳細は以下のとおりである。
ポリオール（Ａ）；旭電化工業社製、商品名「Ｇ７００」、ポリエーテルポリオール、水酸基価  ２４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、３官能、プロピレンオキサイド（１００質量％）付加体
ポリオール（Ｂ−１）；三洋化成社製、商品名「ＧＰ３０００」、ポリエーテルポリオール、水酸基価  ５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、３官能、プロピレンオキサイド（１００質量％）付加体
ポリオール（Ｂ−２）；三洋化成社製、商品名「ＰＰ−２０００」、ポリエーテルポリオール、水酸基価  ５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、２官能、プロピレンオキサイド（１００質量％）付加体
発泡剤；水（比較例５では水とメチレンクロライドとを用いた。）
整泡剤；ジーイー東芝シリコーン社製、商品名「Ｌ−６２６」、ＰＵ発泡体用シリコーン系整泡剤
触媒；中京油脂社製、商品名「ＬＶ３３」、トリエチレンジアミンとプロピレングリコールとの質量比１：２の混合物
ポリイソシアネート（Ａ）；日本ポリウレタン工業社製、商品名「Ｔ６５」、２，４−
異性体を６５質量％含有するトルエンジイソシアネート
ポリイソシアネート（Ｂ）；日本ポリウレタン工業社製、商品名「Ｔ８０」、２，４−異性体を８０質量％含有するトルエンジイソシアネート
【００３７】
（２）水添スチレン−ブタジエン系樹脂発泡体
実験例１２及び比較例８
水添スチレン−ブタジエン系樹脂（以下、「ＨＳＢＲ」と略記する。旭化成社製、グレード名「ＳＱＥ−ＳＳ９０００」）及び低密度ポリエチレン（日本ユニカー社製、グレード名「ＮＵＣ８５０５」）と、発泡剤、架橋剤及び助剤とを含有する樹脂組成物を、発泡倍率１０倍に架橋発泡させて水添スチレン−ブタジエン系樹脂発泡体（以下、ＨＳＢＲ発泡体という。また、表２、４でも「ＨＳＢＲ発泡体」と表記する。）を製造した。実験例１２（参考例である）では、ＨＳＢＲ９０質量部と低密度ポリエチレン１０質量部とを使用し、比較例８では、ＨＳＢＲ７０質量部と低密度ポリエチレン３０質量部とを使用した（ＨＳＢＲと低密度ポリエチレンとの合計を１００質量部とする。）。この樹脂の質量割合によりＨＳＢＲ発泡体のＴｇを調整した。
【００３８】
［２］物性測定
実験例１〜１１及び比較例１〜７のＰＵ発泡体、並びに実験例１２及び比較例８のＨＳＢＲ発泡体を用いて、以下のようにして物性を測定した。
（１）密度（ｋｇ／ｍ３）はＪＩＳ  Ｋ  ７２２２に準拠し、２５％硬さ（ｋＰａ）はＪＩＳ  Ｋ  ６４００−２に準拠し、反発弾性率（％）はＪＩＳ  Ｋ  ６４００−３に準拠し、圧縮残留歪（％）はＪＩＳ  Ｋ  ６４００−４に準拠して測定した。
（２）湿熱圧縮残留歪（％）は、試片を温度７０℃、相対湿度９５％の雰囲気に２２時間曝露し、その後、室温（２５℃）に降温させ、上記の圧縮残留歪と同様にして測定した。
尚、ＰＵ発泡体の圧縮残留歪（％）及び湿熱圧縮残留歪（％）は、５０％圧縮時の測定値である。また、ＨＳＢＲ発泡体の圧縮残留歪（％）（表６、８の括弧内数値）は２５％圧縮時の測定値である。
（３）熱分析装置（レオメトリックス社製、型式「ＲＤＡ−７００」）を用いて、測定温度範囲−８０〜１３０℃（ＰＵ発泡体）又は−５０〜８０℃（ＨＳＢＲ発泡体）、昇温速度６℃／分、周波数１Ｈｚで、貯蔵弾性率（Ｇ’）及び損失弾性率（Ｇ"）を測定し、下記の式によりｔａｎδを算出した。
ｔａｎδ＝Ｇ"／Ｇ’
また、ｔａｎδのピーク値に対応する温度をガラス転移温度（℃）とする。
更に、１０℃におけるＧ’を３５℃におけるＧ’で除した値を貯蔵弾性率（Ｇ’）の比とする。
（４）緩和時間は、ＰＵ発泡体及びＨＳＢＲ発泡体を用いて成形された、寸法１８０×１８０ｍｍ及び厚さ１０ｍｍのシートの四辺を固定し、その後、シートの中央部に直径１３２ｍｍ、重量１２００ｇ及び温度３５℃の球状体を載置したときのシートの下方への寸法変化（ｍｍ）を、載置から１、１０、１８０及び６００秒経過後測定し、１秒経過の値（Ｌ１）と１０、１８０及び６００秒経過後の値（Ｌ２）との比（Ｌ２／Ｌ１）により評価した。
結果は表５〜８のとおりである。
尚、図１は、実験例８のＰＵ発泡体について、熱分析装置により粘弾性を測定した結果を表すグラフであり、図２は、比較例５のＰＵ発泡体について同様に測定した結果を表すグラフである。
【００３９】
【表５】
0005437569.tif 000006
【００４０】
【表６】
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【００４１】
【表７】
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【００４２】
【表８】
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【００４３】
表５によれば、実験例１〜６では、相対的に低分子量のポリオール（Ａ）の増加とともに、Ｔｇが上昇し、Ｇ’の比も大きくなっていることが分かる。また、２５％硬さが大きくなり、圧縮残留歪が小さくなる傾向があることも分かる。更に、寸法変化量の比もポリオール（Ａ）の増加とともに大きくなっており、これらの特性を併せて考えると、より優れた形状追従性を有していることが分かる。
【００４４】
また、実験例２、３によれば、２官能のポリエーテルポリオール（Ｂ−２）が多い場合は、反発弾性率が低下し、寸法変化量の比が大きくなり、特に優れた形状追従性を有するＰＵ発泡体であることが分かる。更に、実験例５、６によれば、２官能のポリオール（Ｂ−２）を用いないときは、寸法変化量の比はより大きくなるが、２５％硬さが大きくなり、柔軟性が低下する傾向がある。また、２官能のポリオール（Ｂ−２）が多い実験例７では、圧縮残留歪が大きくなり、寸法変化量の比が小さくなる傾向がある。このように、フォーム原料の組成によりＰＵ発泡体の物性が変化するため、目的、用途に応じてフォーム原料の組成等を調整することが好ましい。
【００４５】
更に、表６によれば、実験例８〜９では、ポリオール（Ａ）、（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）の質量割合を一定とし、イソシアネートインデックスを変化させた場合、インデックスが大きくなると、Ｔｇが上昇し、圧縮残留歪が少し大きくなる。また、インデックスが１１５のときは、寸法変化量の比が大きくなっており、より優れた形状追従性を有していることが分かる。更に、２官能のポリオール（Ｂ−２）を使用せず、且つインデックスが１０５．０である実験例１０では、Ｇ’の比が大きくなり、硬度が容易に変化するが、密度が高くなるため、必要とされる特性を勘案して用いることが好ましい。また、ポリオール（Ａ）のみを使用し、インデックスを低下させた実験例１１では、インデックスの低下によりＴｇの上昇が抑えられ、圧縮残留歪も良好であるが、常温域での硬度が高く、湿熱圧縮残留歪が大きくなるため、同様に必要とされる特性を勘案して用いることが好ましい。
【００４６】
更に、ＨＳＢＲ発泡体である実験例１２では、材質の相違により、密度が高く、２５％硬さが大きくなり、寸法変化量の比もＰＵ発泡体と比べて相当に大きくなるが、これらは材質の相違によるところもあり、このような特性が必要とされるインソール、スポーツ等で使用される膝パット、レガース等の用途において有用である。
【００４７】
一方、表７によれば、ポリオール（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）をともに使用せず、インデックスが１００である比較例１では、Ｔｇが高くなりすぎ、且つ硬度も高いことが分かる。また、ポリオール（Ａ）の質量割合が低い比較例２、３では、反発弾性率、圧縮残留歪がともに大きく、寸法変化量の比が小さく、十分な形状追従性を有していないことが推察される。
【００４８】
更に、一般的なＰＵ発泡体の配合である比較例４では、Ｔｇが過度に低下し、硬度が高く、反発弾性率がより大きく、寸法変化量の比が小さい。そのため、十分な形状追従性を有していないことが推察される。また、一般的な低硬度発泡体の配合である比較例５では、Ｔｇが過度に低下し、反発弾性率が大きく、且つ寸法変化量の比も小さく、形状追従性に劣ることが推察される。
【００４９】
また、表８によれば、ポリエーテルポリオール（Ａ）、（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）を併用しているものの、インデックスが９０と低い比較例６では、圧縮残留歪が大きくなる傾向があり、寸法変化量の比が小さく、十分な形状追従性を有していないことが推察される。また、ポリエーテルポリオール（Ａ）、（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）を併用しているものの、インデックスが１２２と高い比較例７では、Ｔｇが高くなりすぎ、反発弾性率も高く、圧縮残留歪も大きくなって、十分な形状追従性を有していないことが推察される。更に、ＨＳＢＲ発泡体である比較例８では、材質が相違することもあって、Ｔｇが低く、密度及び硬度が高く、反発弾性率も大きく、形状追従性に劣ることが推察される。
【００５０】
尚、本発明は上記の実施例の記載に限られず、目的、用途等に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例えば、上記の実施例では、各々の原料を個別にミキシングヘッドに供給し、攪拌、混合して発泡体を製造しているが、整泡剤及び／又は触媒等を予めポリオールに混合してなるポリオール成分と、ポリイソシアネート成分とを混合し、この混合物を所定形状の成形型に注入して製造することもできる。また、搬送もギアポンプに限定されず、油圧プランジャーを備える高圧注入機を用いることができ、オークスミキサー、ホバートミキサー等のメカニカルフロス用攪拌機等を使用することもできる。尚、量産性及び連続成形性等の観点ではギアポンプを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実験例８のＰＵ発泡体の粘弾性測定における温度とＧ’、Ｇ"及びｔａｎδとの相関を表すグラフである。
【図２】比較例５のＰＵ発泡体の粘弾性測定における温度とＧ’、Ｇ"及びｔａｎδとの相関を表すグラフである。
【図１】
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【図２】
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