(57)【要約】      （修正有）【課題】椅子用ウレタンフォームとして従来の品質を落とすことなく、バイオマス度を向上させた椅子用ウレタンフォームを提供する。【解決手段】本発明の椅子用ウレタンフォームは、硬度が通常の１７０〜３００Ｎ、または、低硬度の７０〜１５０Ｎ（２５％ＩＬＤ）で、密度が５０〜７０ｋｇ／ｍ3、反発弾性率が３５〜７０％であり、バイオマス度が１５〜２５重量％であることを特徴としている。この椅子用ウレタンフォームは、ポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させて得られ、該ポリオール成分は、精製して水酸基を有しない成分の少ないひまし油脂肪酸を多官能ポリオールと重縮合反応させたバイオポリオール（エコニコールＥＢＴ−３２０ｉ）と、ポリエーテルポリオールを主とする石油系ポリオールの混合物であり、バイオポリオールと石油系ポリオールとイソシアネートの配合割合を、工夫している。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させて得られる密度が５０〜７０ｋｇ／ｍ3、硬度が１７０〜３００Ｎ（２５％ＩＬＤ）の軟質ポリウレタンフォームからなる椅子用ウレタンフォームであって、該ポリオール成分は、精製して水酸基を有しない成分の少ないひまし油脂肪酸を多官能ポリオールと重縮合反応させたバイオポリオールと、ポリエーテルポリオールを主とする石油系ポリオールの混合物であり、該椅子用ウレタンフォームのバイオマス度が１５〜２５重量％であり、かつ反発弾性率が３５〜７０％であることを特徴とする椅子用ウレタンフォーム。
【請求項２】
少なくともポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させて得られる密度が５０〜７０ｋｇ／ｍ3、硬度が７０〜１５０Ｎ（２５％ＩＬＤ）の軟質ポリウレタンフォームからなる椅子用ウレタンフォームであって、該ポリオール成分は、精製して水酸基を有しない成分の少ないひまし油脂肪酸を多官能ポリオールと重縮合反応させたバイオポリオールと、ポリエーテルポリオールを主とする石油系ポリオールの混合物であり、該椅子用ウレタンフォームのバイオマス度が２０〜２７重量％であり、かつ反発弾性率が３５〜５０％であることを特徴とする椅子用ウレタンフォーム。
【請求項３】
上記バイオポリオールは、主成分が下記の化学構造式で表されるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の椅子用ウレタンフォーム。
（化学構造式）  ＲＯ（ＣＯＣ17Ｈ32０）nＨ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料として石油系ポリオールの一部をひまし油を精製したバイオポリオールに代えて製造した椅子用ウレタンフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
軟質ポリウレタンフォームは、ポリオールとポリイソシアネートとを反応および発泡させることにより製造されている。
ポリオールは、一般に、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールなどの石油系のものがよく使用されているが、焼却廃棄時に多量の二酸化炭素を排出するため、地球環境への負荷が懸念されている。
自動車座席用シートでは、石油系ポリオールの一部を、ひまし油などの植物系のポリオール（バイオポリオール）に代替して、二酸化炭素を実質的に増加させないいわゆるカーボンニュートラルに対応するものが開発され、一部の車両に搭載されている（特許文献１参照）。
【０００３】
バイオポリオールは、非可食で水酸基を数多く含有しているヒマシ油が経済的にも最適と考えられ、広く使用されている。しかしながら、石油系ポリオールにバイオポリオールを混合しても石油系ポリオールのみのものと同等の物性を得るのは難しく、バイオマス度（非石油系の原料の割合）が１５％を超えると、反発弾性率が３０％以上のものは、得られなかった。
これは、ヒマシ油には，水酸基を有しない脂肪酸残基が存在するので、割合を多くすると、ポリイソシアネートと反応して形成されるポリウレタンのネットワーク中にいわゆるダングリング鎖が増加し、これが、反発弾性率を低下させると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５６７５６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の自動車座席用シートでは、ポリオール成分は、セバシン酸，アゼライン酸，アジピン酸，ダイマー酸のうち少なくともいずれか一つの二塩基酸を用いて、ヒドロキシ脂肪酸を含有する植物由来油脂を架橋して得られる変性植物由来油脂、及び石油由来ポリオールを含み、植物由来成分含有率１４．７〜４５％、且つ、反発弾性率４３〜７０％であることとされている。  
特許文献１に示されている実施例によれば、バイオマス度１４．７％、２１．９％、６９．４％で、それぞれ反発弾性率６７％、６０％、で３３％であるとされている。
しかし、出願人等はひまし油を用いた種々の植物系ポリオールを割合を変えて種々の石油系ポリオールと混合し、水、触媒、整泡剤及び架橋剤の存在下でイソシアネートと反応させて軟質ポリウレタンフォームを造ってみたが、実用化できるのは、せいぜいバイオマス度１５％重量までであり、１５重量％を超えると反発弾性率が３０％以上のものができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、椅子用ウレタンフォームとして従来の品質を落とすことなく、バイオマス度を向上させた椅子用ウレタンフォームを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の椅子用ウレタンフォームは、少なくともポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させて得られる密度が５０〜７０ｋｇ／ｍ3、硬度が１７０〜３００Ｎ（２５％ＩＬＤ）の軟質ポリウレタンフォームからなる椅子用ウレタンフォームであって、該ポリオール成分は、精製して水酸基を有しない成分の少ないひまし油脂肪酸を多官能ポリオールと重縮合反応させたバイオポリオールと、ポリエーテルポリオールを主とする石油系ポリオールの混合物であり、該椅子用ウレタンフォームのバイオマス度が１５〜２５重量％であり、かつ反発弾性率が３５〜７０％であることを特徴としている。
【０００８】
ここで、椅子用ウレタンフォームとは、座または背もたれに使用されるクッションで、椅子は、オフィス用に限らず、食堂や、遊技場、学校の教室で使用されるものを含み、自動車、電車、航空機など車両用の椅子以外の屋内で使用される椅子を指している。
椅子用ウレタンフォームとしては、密度が５０〜７５ｋｇ／ｍ3、硬度は、２５％ＩＬＤで、１７０〜３００Ｎ、反発弾性は、３０〜６０％の物性を備えたものが好ましい。
なお、硬度は、ＪＩＳ Ｋ６４００に準拠して測定した２５％硬さである。
【０００９】
バイオポリオールは、ひまし油脂肪酸を分子蒸留することにより精製したひまし油脂肪酸の純度の高いものと、水酸基価および平均官能基数が異なる多官能ポリオールとを重縮合することにより造られたものを使用する。
ひまし油脂肪酸は、ひまし油をケン化分解して得られる脂肪酸（ＣＯ−ＦＡ）で、二重結合（Ｃ＝Ｃ）、ヒドロキシ基（−ＯＨ）をもつ脂肪酸で構成されており、純度を高めたものほど水酸基を含まない脂肪酸が少なくできると考えられる。
バイオポリオールは、近年、かなり純度の高いものが販売されており、請求項２に示す、商品名がエコニコールＥＢＴ−３２０ｉ（三井化学ＳＫＣポリウレタン株式会社製）を使用するのが望ましい。なお、化学構造式は、主成分がＲＯ（ＣＯＣ17Ｈ32Ｏ）nＨである。
【００１０】
石油系ポリオールは、ポリエーテルポリオールおよびポリマーポリオールを使用する。ポリエーテルポリオールは、塩基性触媒の存在下、開始剤にエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加重合させて製造されるもので、開始剤の官能基数や分子量によってポリウレタンの性能が変化する。官能基数２〜８、平均分子量はバイオポリオールの分子量が低いので、高め（６０００〜１００００）にして補うのがよいようである。
【００１１】
ポリマーポリオールは、座り心地や硬さを改良するために使用され、ポリエーテルポリオール中でアクリロニトリルやスチレンを共重合させ、ポリマー微粒子を分散させることによって製造される。
【００１２】
イソシアネート成分は、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ  という部分構造を持つ化合物で一級アミンとホスゲンの反応によって合成されるもので、従来公知のものを用いることができる。  
【００１３】
本発明の椅子用ウレタンフォームは、上記のバイオポリオール、石油系ポリオール、発泡剤、イソシアネート成分の主原料の他に、必要に応じてその他の成分を用いて発泡させることによって製造される。その他の成分としては硬化時間を調節したり製品の物性を改良するために、例えば架橋剤、界面活性剤、触媒、整泡剤、その他の添加剤（セルオープナー、難燃剤、顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤など）などを挙げることができる。
【００１４】
発泡剤としては、例えば、水、有機系発泡剤、無機系発泡剤、空気、二酸化炭素、ＨＦ
Ｃ−２４５ｆａ等のヒドロキシフルオロカーボン類や、シクロペンタン等の炭化水素類を
使用することができる。
【００１５】
ポリオールとイソシアネートの反応速度を調整するための触媒としては、ポリウレタンの製造に通常用いられる触媒、三級アミンや反応性アミンや錫化合物が挙げられる。
整泡剤としては、ポリウレタンの製造に通常用いられる整泡剤、例えばシリコーン系整
泡剤、フッ素系整泡剤等が挙げられるが、シリコーン系整泡剤を用いることが好ましい。
架橋剤としては、例えば、ジエタノールアミン、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、グリセリン等の低分子量の多価アルコール類が使用できる。
また、セルオープナーとしては、分子量が５０００以上である、エチレンオキシドのホモポリマーが使用できる。
なお、バイオポリオールと石油系ポリオールとイソシアネートの配合割合は、
（４７〜５２）：（４０〜４５）：（６０〜６５）が望ましい。
【００１６】
椅子用ウレタンフォームの製造方法としては、スラブフォーム法、または、モールドフォーム法のいずれでもよい。スラブフォーム法の場合は、所望の大きさ、形状に切り出して使用する。モールドフォーム法は、所望の大きさ、形状の金型に発泡原液を注入して発泡、硬化させる。いずれの製造方法でも、ポリオール成分の他に、発泡剤、触媒、整泡剤、必要に応じてその他の添加剤を攪拌混合したものに、イソシアネート成分を加えて更に攪拌混合して製造することができる。
イソシアネート化合物とポリオールは発泡直前で混合することが好ましい。その他の成分は、必要に応じて有機イソシアナート化合物またはポリオールと予め混合すればよい。
【００１７】
一方、椅子用シートでは、反発弾性率を落とさずに、低硬度にしたウレタンフォームについての要望があり、発明者等は鋭意開発を進めてきたところ、原料の配合割合を適宜に選定することで、バイオマス度が一定以上あって低硬度（７０〜１５０Ｎ）なものが開発できた。
【００１８】
すなわち、この椅子用ウレタンフォームは、請求項２に記載のように、少なくともポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させて得られる密度が５０〜７０ｋｇ/ｍ3、硬度が７０〜１５０Ｎ（２５％ＩＬＤ）の軟質ポリウレタンフォームからなる椅子用ウレタンフォームであって、該ポリオール成分は、精製して水酸基を有しない成分の少ないひまし油脂肪酸を多官能ポリオールと重縮合反応させたバイオポリオールと、ポリエーテルポリオールを主とする石油系ポリオールの混合物であり、該椅子用ウレタンフォームのバイオマス度が２０〜２７重量％であり、かつ反発弾性率が３５〜５０％であることを特徴としている。
【００１９】
反発弾性率を落とさずに低硬度のウレタンフォームを得るためのポイントは、水とイソシアネートの割合を少なくし、ポリオールを増やすことであると思われる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、従来技術では得られなかった植物由来成分含有率を大幅に向上させた、石油系ポリオールをベースとする椅子用ウレタンフォームと同等のものを提供できる。また、請求項２の発明によれば、反発弾性率を維持し、触れた感じが非常に柔らかく座り心地の良い低硬度の椅子用ウレタンフォームを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
請求項１の発明の椅子用ウレタンフォームの実施の形態について、表１および表２を参照して説明する。
まず、原料として、バイオポリオール、石油系ポリオール、イソシアネート、架橋剤、整泡剤、触媒、水、その他添加物を表１に示す割合で用意する。
【００２２】
バイオポリオールとしては、三井化学ＳＫＣポリウレタン株式会社製の
商品名：エコニコールＥＢＴ−３２０ｉ（ポリオール混合物）
化学構造式の主成分がＲＯ（ＣＯＣ17Ｈ32Ｏ）nＨを使用した。
【００２３】
石油系ポリオールとしては、三井化学ＳＫＣポリウレタン株式会社製の商品名：アクト
コールＭＰ−１９１２を使用した。これは、ポリエーテルポリオール６５〜７５％、ポリマーポリオール２０〜３０％、水２〜６％、エチレングリコール０．１〜０．２％、ジエタノールアミン０．５〜１．５％、鉱油０．４〜０．８％、その他添加物０．５〜４．５％の混合物である。
【００２４】
また、イソシアネート成分としては、ジイソシアネートとポリイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ウレタン樹脂を混合した三井化学ＳＫＣポリウレタン株式会社製の商品名：コスモネートＭＣ−７４を使用した。
【００２５】
触媒としては、触媒Ａとして、アミン系の（エアープロダクツジャパン株式会社の商品名：ＤＡＢＣＯ３３ＬＶ）を、触媒Ｂとして、アミン系の（花王株式会社製の商品名：カオライザーＮＯ.２５）を、触媒Ｃとしてエチレングリコール系の（東ソー株式会社の商品名：ＴＯＹＯＣＡＴ−ＳＰＦ２）を、触媒Ｄとして、ジブチルスズジラウレートを含む（日東化成株式会社の商品名：ネオスタンＵ−１００）を、触媒Ｅとして、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテルを含む（東ソー株式会社の商品名：ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ）を使用した。
また、架橋剤としては、ＤＥＯＡ（ジエタノールアミン：三井化学社製）を、整泡剤としては、ＮＩＡＸ  Ｌ−３６１０ｊ（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）、セルオープナーとしては、アクトコールＥＰ−５０５Ｓ（三井武田ケミカル社製）を使用した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
バイオマス度（非石油系の原料の割合）は、バイオポリオール中のバイオ％／全原料であるから、４２．３２×９８．４／１６３．１×１００＝２５．５％である。
【００２８】
実施例（ＮＯ.１，ＮＯ.２，ＮＯ.３）で造られたものは、表２に示すように、バイオマス度が２５．５重量％、密度が６０〜７０ｋｇ／ｍ3で、硬度が１７０〜３００Ｎ（２５％ＩＬＤ）あり、引張強度も１５０ｋｐａ以上あり、そして、このときの反発弾性率は、３回とも４２％であった。
さらに、圧縮永久歪み率（５０％ｄｒｙ、５０％ｗｅｔ）は、ポリオールにバイオポリオールを使用しない場合に比べて小さくなっており、耐久性が良くなっている。
以上の物性をみると、バイオポリオールを２５．５％ブレンドしても、十分椅子用ウレタンフォームとして使用できることが確認された。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
次に、請求項２の発明の椅子用ウレタンフォームの実施の形態について、表３および表４を参照して説明する。
まず、原料として、バイオポリオール、石油系ポリオール、イソシアネート、架橋剤、整泡剤、触媒、水、その他添加物を表３に示す割合で用意する。なお、これら原料の商品は、上記の請求項１の発明で使用したものと同じである。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
表３に示す原料配合で製造されたウレタンフォームの物性は、表４に示す通りで、
バイオマス度および反発弾性率は、上記請求項１のものに比べて、遜色のない値を維持しながら、１３７Ｎの低硬度のものが、得られた。また、引張強度は低くなっているが、圧縮永久歪み率（５０％ｄｒｙ、５０％ｗｅｔ）は、さほど変わらず、耐久性も満足できるものと言える。
【００３３】
また、重量％で、ポリオール１００に対してイソシアネートを３８．８から５３．２までに変化させて物性の変化したウレタンフォームを表４の右欄に掲げた。
この物性値をみると、バイオマス度および反発弾性率は、あまり変わらず、７０〜１５０Ｎの柔らかい低硬度のものが得られることが解る。
【００３４】
【表４】
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