(57)【要約】【課題】  乗り心地に関する振動特性及び座り心地に関する底つき感を良好な状態に維持したまま薄肉化された軟質ポリウレタンフォーム及び車両用シートパッドを提供する。【解決手段】  ポリオールとポリイソシアネートと発泡剤とを反応させて得られる軟質ポリウレタンフォームであって、厚みが４０ｍｍ以上９０ｍｍ以下、２５％ＩＬＤ硬度が２３５Ｎ／３１４ｃｍ2以上３１４Ｎ／３１４ｃｍ2以下、コア部分の反発弾性が７４％以上８５％以下である軟質ポリウレタンフォーム、及び該軟質ポリウレタンフォームから車両用シートパッドを形成する。【選択図】  図１
2005206780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオールとポリイソシアネートと発泡剤とを反応させて得られる軟質ポリウレタンフォームであって、厚みが４０ｍｍ以上９０ｍｍ以下、２５％ＩＬＤ硬度が２３５Ｎ／３１４ｃｍ2以上３１４Ｎ／３１４ｃｍ2以下、コア部分の反発弾性が７４％以上８５％以下であ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】
ポリオールが、水酸基価が１８ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２８ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のポリオキシアルキレンポリエーテルポリオール及び該ポリオキシアルキレンポリエーテルポリオールから得られる水酸基価が１４ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるポリマーポリオールからなるか、又は該ポリオキシアルキレンポリエーテルポリオールから得られる水酸基価が１４ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるポリマーポリオールからなるものであり、ポリイソシアネートがトルイレンジイソシアネートを５０以上１００質量％以下含有するポリイソシアネートである請求項1に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の軟質ポリウレタンフォームからなる車両用シートパッド。
【請求項４】
座面部用である請求項３に記載の車両用シートパッド。
【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及びその用途に関する。詳しくは、自動車等車両用クッションとして優れた乗り心地及び座り心地を維持したままでパッドの肉厚を薄くすること（以下、薄肉化とすることもある）を可能にし、パッド重量の低減及び自動車等の車内空間の拡大を可能にする軟質ポリウレタンフォーム及び該軟質ポリウレタンフォームからなる車両用シートパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
軟質ポリウレタンフォーム（以下、単にフォームとすることもある）は、クッション性に優れ、自動車等車両用シートクッション等を中心に幅広く使用されている。これらシートクッションには、例えば座面下のポリウレタンフォームの厚みが、通常、１００ｍｍを超えるものが用いられており、座り心地の良いクッション感、適度な硬さ、反発弾性を有している。
【０００３】
そのようなポリウレタンフォームとして、２５％ＩＬＤ硬度が１５〜３０Ｋｇｆ／３１４ｃｍ2（１４７〜２９４Ｎ／３１４ｃｍ2）、コア部分の反発弾性が７０〜８５％であるものを三層構造発泡成形体の一層として用いることで、高品質なクッションパッドとすることが開示されている（特許文献１参照）。
ところが、最近では、自動車等の車両の軽量化及び車内空間の拡大が求められてきており、シート肉厚の低減が要求されている。しかし、単純に薄肉化すると振動伝達特性の悪化及び底付き感が生じ問題となる。
【０００４】
軟質ポリウレタンフォームを用いたシートクッションは、人体へ直接触れているため、シートクッションの振動伝達特性がそのまま人体への振動伝達となる。そのため、シートクッションの振動伝達特性は非常に重要である。一般的に軟質ポリウレタンフォームは、周波数３−４Ｈｚの領域で車体からの振動と共振し、５Ｈｚ以上で振動を減衰する特性を持っている。これを単純に薄肉化すると共振周波数が高周波側にシフトし、結果として５Ｈｚ以上の周波数において振動伝達率が大きくなる。６Ｈｚ付近の振動は、人間の内臓と共振するとされており車酔い等の原因にもなりかねない。また、底付き感は快適性を損ねることは言うまでもない。
しかしながら、これまでシートパッドの薄肉化に伴うこれらの問題点を解決した軟質ポリウレタンフォームは知られていなかった。
従って、シートクッションとして用いた時の、乗り心地に深く関係する振動特性、及び座り心地に関する底つき感を良好な状態に維持したまま薄肉化された軟質ポリウレタンフォームが得られれば、シートパッド重量の低減及び車内空間の拡大が可能となり、極めて有用である。
【特許文献１】特開平１０−２２５９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、乗り心地に関する振動特性、及び座り心地に関する底つき感を良好な状態に維持したまま薄肉化された軟質ポリウレタンフォーム及び車両用シートパッド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】
【０００６】
本発明者は、上記問題点を解決するためにさまざまな検討をした結果、特定の反発弾性と特定の硬度を併せ持つ軟質ポリウレタンフォームを用いることで、シートパッドの薄肉化に伴う振動特性の悪化と底つき感の発生を抑制できることを見出し本発明を完成した。
即ち、本発明は、ポリオールとポリイソシアネートと発泡剤とを反応させて得られる軟質ポリウレタンフォームであって、厚みが４０ｍｍ以上９０ｍｍ以下、２５％ＩＬＤ硬度が２３５Ｎ／３１４ｃｍ2以上３１４Ｎ／３１４ｃｍ2以下、コア部分の反発弾性が７４％以上８５％以下であることを特徴とする軟質ポリウレタンフォーム、及び上記の軟質ポリウレタンフォームからなる車両用シートパッドを提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、自動車等の乗り心地に影響を与える振動特性、座り心地に影響を与える底付き感を良好な状態に維持したまま薄肉化された軟質ポリウレタンフォーム及び車両用シートパッドを提供することができ、パッド重量の低減、それによる自動車等の車両の軽量化及び車内空間の拡大が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る軟質ポリウレタンフォームおよびその製造方法について具体的に説明する。
［軟質ポリウレタンフォーム］
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、厚みが４０ｍｍ以上９０ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以上８５ｍｍ以下であり、２５％ＩＬＤ硬度が２３５Ｎ／３１４ｃｍ2以上３１４Ｎ／３１４ｃｍ2以下、好ましくは２４５Ｎ／３１４ｃｍ2以上２９４Ｎ／３１４ｃｍ2である。また、コア部分の反発弾性は、７４％以上８５％以下、好ましくは７５％以上８２％以下である。
本発明において２５％ＩＬＤ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ−６４００記載のＡ法により測定される。また、反発弾性は、ＪＩＳ  Ｋ−６４００記載の方法により測定される。
【０００９】
前記軟質ポリウレタンフォームの湿熱圧縮永久歪（以下、「ＷＳ」とする場合がある）は、１５％以下、好ましくは１３％以下であることが望ましい。湿熱圧縮永久歪がこのような範囲にあると、優れた耐久性を有する軟質ポリウレタンフォームとすることができる。
また、本発明に係る軟質ポリウレタンフォームの伸び率は、好ましくは１００％以上３００％以下、さらに好ましくは１０５％以上２５０％以下であることが望ましい。
また、本発明による軟質ポリウレタンフォームのコア密度は、４０Ｋｇ／ｍ3以上、好ましくは５０Ｋｇ／ｍ3以上が望ましい。
【００１０】
以下に、本発明に係る軟質ポリウレタンフォームの原料、製造方法について説明する。
［ポリオール］
本発明に係る軟質ポリウレタンフォームを製造するに際し、ポリイソシアネートと反応させるポリオールとしては、特定のポリオキシアルキレンポリエーテルポリオール（以下、「ポリオキシアルキレンポリオール」と称することもある）、または特定のポリオキシアルキレンポリオールから得られるポリマーポリオールである。
【００１１】
［ポリオキシアルキレンポリオール］
本発明で用いられるポリオキシアルキレンポリオールは、アルキレンオキシドを開環重合させて得られたオリゴマーないし重合物であり、後述するように製造方法に応じ、特定の水酸基価を有するポリオキシアルキレンポリオールが用いられる。このようなポリオキシアルキレンポリオールは、通常は触媒存在下に、活性水素化合物を開始剤としてアルキレンオキシドを開環重合させて得られる。
本発明により軟質ポリウレタンフォームを製造する場合、ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基価は１８ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２８ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、好ましくは２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２６ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが望ましい。
【００１２】
このようなポリオキシアルキレンポリオールは、総不飽和度が、好ましくは０．０６０ｍｅｑ／ｇ以下、さらに好ましくは０．０４５ｍｅｑ／ｇ以下であることが望ましい。
総不飽和度が上記範囲にあると、モノオール含有量が低くなるので、耐久性の高いポリウレタンフォームを得ることができる。
これらポリオキシアルキレンポリオールは、１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、ポリオキシアルキレンポリオールの製造に際し、開始剤やアルキレンオキシドはそれぞれ単独でも複数併用してもよい。
【００１３】
なお、本発明の主旨に反しない限り、ポリオキシアルキレンポリオールは、他のアルコール類等の活性水素化合物を含有してもよい。このような活性水素化合物としては、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール等の２価アルコール類、グリセリン、トリメチロールプロパン等の３価アルコール類、ペンタエリスリトール、ジグリセリン等の４価アルコール類などが挙げられる。
【００１４】
（ポリオキシアルキレンポリオール製造用活性水素化合物）
ポリオキシアルキレンポリオールの製造に際し、開始剤として用いられる活性水素化合物としては、酸素原子上に活性水素原子を有する活性水素化合物、窒素原子上に活性水素原子を有する活性水素化合物などが挙げられる。
活性水素化合物のうち、酸素原子上に活性水素原子を有する活性水素化合物としては、たとえば、水、炭素数１乃至２０のカルボン酸、２乃至６のカルボキシル基を有する炭素数２乃至２０の多価カルボン酸類、カルバミン酸類、炭素数１乃至２０のアルコール類、２乃至８の水酸基を有する炭素数２乃至２０の多価アルコール類、糖類またはその誘導体、１乃至３の水酸基を有する炭素数６乃至２０の芳香族化合物類、２乃至８の末端を有しその末端に１乃至８の水酸基を有するポリアルキレンオキシド類等が挙げられる。
【００１５】
炭素数１乃至２０のカルボン酸としては、たとえば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、フェニル酢酸、ジヒドロ桂皮酸またはシクロヘキサンカルボン酸、安息香酸またはパラメチル安息香酸が挙げられる。
炭素数２乃至２０の２乃至６のカルボキシル基を有する多価カルボン酸類としては、たとえば、蓚酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、イタコン酸、ブタンテトラカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸またはピロメリット酸等が挙げられる。
カルバミン酸類としては、たとえば、Ｎ、Ｎ−ジエチルカルバミン酸、Ｎ−カルボキシピロリドン、Ｎ−カルボキシアニリンまたはＮ、Ｎ'−ジカルボキシ−２、４−トルエンジアミン等が挙げられる。
【００１６】
炭素数１乃至２０のアルコール類としては、たとえば、メタノール、エタノール、ノルマル−プロパノール、イソ−プロパノール、ノルマル−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソ−ペンチルアルコール、ｔｅｒｔ−ペンチルアルコール、ノルマル−オクチルアルコール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、アリルアルコール、クロチルアルコール、メチルビニルカルビノール、ベンジルアルコール、１−フェニルエチルアルコール、トリフェニルカルビノール、またはシンナミルアルコール等が挙げられる。
炭素数２乃至２０の２乃至８の水酸基を有する多価アルコール類としては、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１、３−プロパンジオール、１、３−ブタンジオール、１、４−ブタンジオール、１、６−ヘキサンジオール、１、４−シクロヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトールまたはジペンタエリスリトール等が挙げられる。
【００１７】
糖類またはその誘導体としては、たとえば、グルコース、ソルビトール、デキストロース、フラクトースまたはシュークロース等が挙げられる。
炭素数６乃至２０の１乃至３の水酸基を有する芳香族化合物類としてはたとえば、フェノール、２−ナフトール、２、６−ジヒドロキシナフタレンまたはビスフェノールＡ等が挙げられる。
末端に１乃至８の水酸基を有するポリアルキレンオキシド類としては、たとえば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドまたはそれらのコポリマー等が挙げられる。
【００１８】
また、本発明の方法における活性水素化合物のうち、窒素原子上に活性水素原子を有する活性水素化合物としては、たとえば、炭素数１乃至２０の脂肪族または芳香族一級アミン類、炭素数２乃至２０の脂肪族または芳香族二級アミン類、炭素数２乃至２０の２乃至３個の一級もしくは二級アミノ基を有する多価アミン類、炭素数４乃至２０の飽和環状二級アミン類、炭素数４乃至２０の不飽和環状二級アミン類、炭素数４乃至２０の２乃至３の二級アミノ基を含む環状の多価アミン類、炭素数２乃至２０の無置換またはＮ−一置換の酸アミド類、５乃至７員環の環状アミド類、炭素数４乃至１０のジカルボン酸のイミド類等が挙げられる。
【００１９】
炭素数１乃至２０の脂肪族または芳香族一級アミン類としては、たとえば、メチルアミン、エチルアミン、ノルマル−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ノルマル−ブチルアミン、イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、β−フェニルエチルアミン、アニリン、ｏ−トルイジン、ｍ−トルイジンまたはｐ−トルイジン等が挙げられる。
炭素数２乃至２０の脂肪族または芳香族二級アミン類としては、たとえば、ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、ジ−ノルマル−プロピルアミン、エチル−ノルマル−ブチルアミン、メチル−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルアニリンまたはジフェニルアミン等が挙げられる。
炭素数２乃至２０の２乃至３の一級もしくは二級アミノ基を有する多価アミン類としては、たとえば、エチレンジアミン、ジ（２−アミノエチル）アミン、ヘキサメチレンジアミン、４、４'−−ジアミノジフェニルメタン、トリ（２−アミノエチル）アミン、Ｎ、Ｎ'−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ、Ｎ'−−ジエチルエチレンジアミンまたはジ（２−メチルアミノエチル）アミン等が挙げられる。
【００２０】
炭素数４乃至２０の飽和環状二級アミン類としては、たとえば、ピロリジン、ピペリジン、モルホリンまたは１、２、３、４−テトラヒドロキノリン等が挙げられる。
炭素数４乃至２０の不飽和環状二級アミン類としては、たとえば、３−ピロリン、ピロール、インドール、カルバゾール、イミダゾール、ピラゾールまたはプリン等が挙げられる。
炭素数４乃至２０の２乃至３の二級アミノ基を含む環状の多価アミン類としては、たとえば、ピペラジン、ピラジンまたは１、４、７−トリアザシクロノナン等が挙げられる。
【００２１】
炭素数２乃至２０の無置換またはＮ−一置換の酸アミド類としては、たとえば、アセトアミド、プロピオンアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、Ｎ−メチル安息香酸アミドまたはＮ−エチルステアリン酸アミド等が挙げられる。
５乃至７員環の環状アミド類としては、たとえば、２−ピロリドンまたはε−カプロラクタム等が挙げられる。
炭素数４乃至１０のジカルボン酸のイミド類としては、たとえば、コハク酸イミド、マレイン酸イミドまたはフタルイミド等が挙げられる。
【００２２】
これらの活性水素化合物のうち、ホットキュアモールドフォーム法により本発明に係る軟質ポリウレタンフォームを製造する場合は、好ましくは、炭素原子数が２〜２０で、２〜８個の水酸基を有する多価アルコール類が挙げられ、より好ましくは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
また、これらの活性水素化合物のうち、コールドキュアモールドフォーム法により本発明に係る軟質ポリウレタンフォームを製造する場合は、好ましくは、炭素原子数が２〜２０で、２〜８個の水酸基を有する多価アルコール類が挙げられ、より好ましくは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
【００２３】
（アルキレンオキシド化合物）
本発明で用いられるポリオキシアルキレンポリオールを製造する際に使用されるアルキレンオキシド化合物としては、たとえば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、１、２−ブチレンオキシド、２、３−ブチレンオキシド、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、メチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテルまたはフェニルグリシジルエーテル等のエポキシ化合物が挙げられる。これらのアルキレンオキシド化合物のうち、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、１、２−ブチレンオキシドまたはスチレンオキシドが好ましく、エチレンオキシド、プロピレンオキシドがさらに好ましい。
これらの化合物は、１種単独で使用してもよいし、また２種以上を併用してもよい。これらの化合物を併用する場合には、複数のアルキレンオキシド化合物を同時に併用する方法、順次に併用する方法、または順次を繰り返して行なう方法などがとり得る。
【００２４】
このようなポリオキシアルキレンポリオールは、エチレンオキシドから導かれる構成単位を含み、その含有量（全オキシエチレン基含量）が、ポリオキシアルキレンポリオールを構成しているアルキレンオキシドから導かれる構成単位総量１００質量％に対して、好ましくは５質量％以上３０質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以上２０質量％以下であることが望ましい。
【００２５】
［ポリマーポリオール］
本発明に係るポリマーポリオールは、前記水酸基価のポリオキシアルキレンポリオールから得られるポリマーポリオールであり、水酸基化１４ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、総不飽和度が、好ましくは０．０６０ｍｅｑ／ｇ以下であるようなポリオキシアルキレンポリオールから得られるポリマーポリオールである。
なお、本発明において、ポリマーポリオール（以下、「ポリマー分散ポリオール」ということがある）とは、アクリロニトリルやスチレン等の不飽和結合を有する化合物をアゾビスイソブチロニトリル等のラジカル開始剤を用いて、ポリオキシアルキレンポリオール中で分散重合させて得られたビニルポリマー粒子（以下、単に、「ポリマー微粒子」ということがある）の分散体をいう。
このビニルポリマー粒子は、不飽和結合を有する化合物の単独重合体からなるビニルポリマー粒子でもよいが、本発明では、分散重合時に、アクリロニトリル等の不飽和結合を有する化合物の少なくとも一部が分散媒であるポリオキシアルキレンポリオールにグラフト化したものが好ましい。このように、本発明では、ポリオキシアルキレンポリオールは、非反応溶媒で使用されることもあれば、反応溶媒として使用されることもある。
【００２６】
本発明においてポリマー分散ポリオールの使用量としては、ポリオールとポリマーポリオールの使用量を１００としたとき、ポリマー微粒子の割合（「ビニルポリマー含量」ということがある。）が、好ましくは２〜４０質量％、さらに好ましくは５〜３０質量％となるように使用することが望ましい。
なお、前記不飽和結合を有する化合物とは、分子中に不飽和結合を有する化合物であり、たとえばアクリロニトリル、スチレン、アクリルアミドなどが挙げられる。これらの不飽和結合を有する化合物は、一種単独で、あるいは２種以上を混合して用いることができる。本発明では、不飽和結合を有する化合物を１種以上混合して用いることが好ましい。
また、ポリマー分散ポリオールを製造する際に、不飽和結合を有する化合物の他に、分散安定化剤や連鎖移動剤等を併用してもよい。
本発明では、ポリオールとして上記のポリオキシアルキレンポリエーテルポリオール及び上記ポリマーポリオールからなるポリオール、又はポリマーポリオールを使用する。
【００２７】
［ポリイソシアネート］
本発明に係る前記ポリオキシアルキレンポリオールなどのポリオールと反応させるポリイソシアネートは特に限定されないが、従来公知のトルイレンジイソシアネート（２、４−体や２、６−体等の異性体比率は特に限定されないが、２、４−体／２、６−体が８０／２０の比率のものが好ましく使用される）や、トルイレンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（たとえば三井武田ケミカル社製コスモネートＭ−２００）等の混合物が好ましく用いられる。
また、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートの組成物であるポリイソシアネートまたはそのウレタン変性体とトリレンジイソシアネートの混合物も好ましく使用できる。
【００２８】
このようなイソシアネートのうち、本発明に係るポリウレタンフォームをホットキュアモールドフォーム法により製造する場合は、トルイレンジイソシアネート単体を好ましく用いることができる。
また、本発明に係るポリウレタンフォームをコールドキュアモールドフォーム法で製造する場合は、トルイレンジイソシアネート単体またはトルイレンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートとの混合物などを好ましく用いることができる。
また、前記コールドキュアモールドフォーム法において、ポリイソシアネートがトルイレンジイソシアネートと他のポリイソシアネートとの混合系の場合は、トルイレンジイソシアネートを好ましくは５０乃至１００質量％、さらに好ましくは６０乃至９０質量％、特に好ましくは６５乃至８５質量％％の量で含有することが望ましい。
トルイレンジイソシアネートの含有量が上記範囲にあると、フォームの耐久性と機械強度のバランスの点から好ましい。
【００２９】
このようなポリイソシアネート中のイソシアネート基の総数を、ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基や架橋剤等のアミノ基、水等のイソシアネート基と反応する活性水素の総数で除した値をＮＣＯインデックスとする。即ち、イソシアネート基と反応する活性水素数とポリイソシアネート中のイソシアネート基が化学量論的に等しい場合に、そのＮＣＯインデックスは１．００となる。本発明におけるＮＣＯインデックスは、好ましくは０．７０〜１．３０、さらに好ましくは０．８０〜１．２５の範囲にあることが望ましい。
【００３０】
［発泡剤］
本発明に係る発泡剤としては、物理発泡剤として、地球環境保護の目的で開発されたクロロフルオロカーボン類や、ヒドロキシクロロフルオロカーボン類（ＨＣＦＣ−１３４ａ等）、炭化水素類（シクロペンタン等）、炭酸ガス、液化炭酸ガス、その他の発泡剤が使用でき、発泡助剤として水を併用して使用することができる。
このうち、地球環境への負荷の面、および添加量を少量変えることで軟質ポリウレタンモールドフォームの密度を大きく変えることができるという面から、好ましくは炭酸ガス、液化炭酸ガスが挙げられ、さらに好ましくは液化炭酸ガスが挙げられる。
【００３１】
このような物理発泡剤は、前記ポリオキシアルキレンポリオールおよび／またはポリマーポリオール１００質量部に対して、０．１〜４．０質量部、好ましくは０．５〜３．０質量部の量を用いることが望ましい。発泡剤の量が０．１質量部未満であると発泡が安定しにくくなることがあり、発泡剤の量が４．０質量部より多いと、発泡が有効に行われないことがある。
また、コールドキュアモールドフォーム法の場合に通常使用される水の量は、ポリオキシアルキレンポリオールおよび／またはポリマーポリオールの総量１００質量部に対して、１．０〜６．０質量部、好ましくは２．０〜５．０質量部の量であることが望ましい。発泡剤としての水の量が１．０質量部未満であると発泡が安定しないことがあり、発泡剤の水の量が６．０質量部より多いと、発泡が有効に行われないことがある。
【００３２】
［触  媒］
本発明に係る軟質ポリウレタンフォームの製造に際して用いられる触媒としては、従来公知の触媒が使用でき、特に制限は無いが、たとえばトリエチレンジアミン、ビス−（２−ジメチルアミノエチル）エーテルなどを好ましく用いることができる。
これらの触媒は、単独で、あるいは２種以上組み合わせて使用することができる。
触媒の使用量は、ポリオキシアルキレンポリオールおよび／またはポリマーポリオールの総量１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましい。
【００３３】
［その他の添加剤］
本発明においては、架橋剤、整泡剤などのその他添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で用いることができる。
（架橋剤）
本発明に係る軟質ポリウレタンフォームの製造方法においては、架橋剤を使用することが好ましい。架橋剤を使用する場合には、好ましくは水酸基価が２００〜１８００ｍｇＫＯＨ／ｇである化合物が架橋剤として用いられる。
このような架橋剤としては、たとえばグリセリン等の脂肪族多価アルコール類；ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類などが挙げられる。
また、水酸基価が２００〜１８００ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリオキシアルキレンポリオールも架橋剤として用いることができ、さらに、従来公知の架橋剤も用いることができる。このような架橋剤を使用する場合は、前記ポリオキシアルキレンポリオールおよび／または前記ポリマーポリオールの総量１００質量部に対して、０．５〜１０質量部の量を用いることが好ましい。
【００３４】
（整泡剤）
本発明で必要に応じて用いられる整泡剤としては、通常用いられる有機ケイ素系界面活性剤を使用することができる。
たとえば、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のＳＲＸ−２７４Ｃ、ＳＦ−２９６９、ＳＦ−２９６１、ＳＦ−２９６２、Ｙ−１０５１５（以上、商品名）や、日本ユニカー社製のＬ−５３０９、Ｌ−３６０１、Ｌ−５３０７、Ｌ−３６００、エアプダクツ・アンド・ケミカルズ社製のＤＣ５１６４、ＤＣ５０４３、ＤＣ５１６９、ＤＣ２５８３、ＤＣ２５８５、ゴールドシュミット社製、Ｂ８７１９、Ｂ８７２４、Ｂ８７２７、Ｂ８７１５、Ｂ８７２６、Ｂ４１１３などを好ましく用いることがきる。さらに好ましくは、ＳＦ−２９６１、ＳＦ−２９６２、Ｌ−５３０９、ＤＣ５１６４、ＤＣ５０４３、ＤＣ５１６９、Ｂ８７１９、Ｂ８７２４、Ｂ８７２７等の活性の強い整泡剤を使用することが望ましい。
この場合、整泡剤の使用量は、ポリオキシアルキレンポリオールおよび／またはポリマーポリオールの総量１００質量部に対して、０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜５質量部、さらに好ましくは１．５〜５質量部の量であることが望ましい。
【００３５】
［軟質ポリウレタンフォームの製造方法］
軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、前記ポリオキシアルキレンポリオールまたは前記ポリマーポリオール等を用いて、公知のホットキュアモールドフォーム法又はコールドキュアモールドフォーム法によればよく、なかでもコールドキュアモールドフォーム法がよく、特に限定されないが、通常レジンプレミックスとポリイソシアネートを高圧発泡機や低圧発泡機等を用いて混合する方法が好ましい。
なお、レジンプレミックスとは、前記ポリオキシアルキレンポリオールまたは前記ポリマーポリオール、必要に応じて発泡剤、架橋剤、整泡剤、触媒を混合したものであり、さらに、レジンプレミックスにはその他助剤として難燃剤、顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤等も添加することができる。
【００３６】
コールドキュアモールドフォーム法により軟質ポリウレタンフォームを製造する方法としては、公知のコールドキュアモールドフォーム法が採用できる。
たとえば、本発明に係るポリオール、発泡剤、架橋剤、整泡剤、触媒、その他の添加剤をあらかじめ混合してレジンプレミックスとした後、該レジンプレミックスとポリイソシアネートとを所定の比率で混合し、金型に注入して反応及び発泡、硬化させて一定形状の目的物を得ることができる。硬化時間は通常３０秒〜３０分であり、型温は室温から８０℃程度であり、硬化温度は、室温から１５０℃程度であることが好ましく、本発明の目的・効果を損なわない範囲で硬化後８０〜１８０℃の範囲で硬化物を加熱してもよい。
レジンプレミックスは、通常高圧発泡機または低圧発泡機でポリイソシアネートと混合されるが、有機スズ触媒のように加水分解性を示す化合物を触媒として使用する場合、水との接触を避けるため水成分と有機スズ触媒成分とを別系とし、発泡機の混合ヘッドで混合することが好ましい。
【００３７】
［用途］
本発明に係る軟質ポリウレタンフォームは、適度な反発弾性、振動吸収性、耐久性を有していることから、自動車等車両のシートクッションに好適である。
【００３８】
次いで、本発明に係わる原料、軟質ポリウレタンフォームの物性の測定法及び試験法について説明する。
本発明に係る全密度／コア密度、フォームの硬度、応力−ひずみ曲線、湿熱圧縮永久歪み、伸び率、水酸基価、反発弾性、総不飽和度、振動試験は下記の方法により測定したものである。
【００３９】
全密度／コア密度：ＪＩＳ  Ｋ−６４００記載の方法により測定を実施した。ＪＩＳ規格での見かけ密度を指す。
本発明では、全密度は表皮スキンありの直方体フォームサンプルを用いて測定を行った。
また、コア密度の測定は、フォームサンプルから表皮を取り去り、直方体フォームサンプルを調製して行った。
フォームの２５％ＩＬＤ硬度（実施例の表中、「２５％ＩＬＤ」と略記する）：ＪＩＳ  Ｋ−６４００記載のＡ法により測定を実施した。
フォームの厚みは１００ｍｍ、または８０ｍｍのものを使用した。
【００４０】
応力−ひずみ曲線：ＪＩＳ  Ｋ−６４００記載のヒステリシスロス測定方法に準拠した。
得られた応力−ひずみ曲線から５８８Ｎ／３１４ｃｍ2荷重を与えたときのフォーム厚み、及び５８８Ｎ／３１４ｃｍ2荷重時の応力−ひずみの傾きを計算し底付き感の指標とした。５８８Ｎ／３１４ｃｍ2荷重を与えた時のフォーム厚みは、厚い方が、また５８８Ｎ／３１４ｃｍ2荷重時の応力ひずみの傾きは、数値の小さい方が、底付き感を感じない。
反発弾性：ＪＩＳ  Ｋ−６４００記載の方法により測定を実施した。
湿熱圧縮永久歪み：ＪＩＳ  Ｋ−６４００記載の方法により測定を実施した。
測定に際しては、成形した軟質ポリウレタンフォームのコア部を５０×５０×２５ｍｍ切り抜き使用した。
試験片を５０％の厚みまで圧縮し、平行平面板に挟み、５０℃、相対湿度９５％の条件下、２２時間放置した。試験片を取り出して３０分後、その厚みを測定し、試験前の値と比較して歪み率を測定した。
伸び率：ＪＩＳ  Ｋ−６４００記載の方法により測定を実施した。
【００４１】
水酸基価（ＯＨＶ）：ＪＩＳ  Ｋ−１５５７記載の方法により測定を実施した。
総不飽和度：ＪＩＳ  Ｋ−１５５７記載の方法により測定を実施した。
ヘッド・トゥ・テイル結合選択率：日本電子製４００ＭＨｚ、Ｃ13−核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置を用い、重クロロホルムを溶媒として使用し、ポリオキシアルキレンポリオールのＣ13−ＮＭＲスペクトルを測定し、ヘッド・トゥ・テイル（Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｔａｉｌ）結合のオキシプロピレンセグメントのメチル基のシグナル（１６．９〜１７．４ｐｐｍ）とヘッド・トゥ・ヘッド（Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ）結合のオキシプロピレンセグメントのメチル基のシグナル（１７．７〜１８．５ｐｐｍ）の比からヘッド・トゥ・テイル結合選択率を求めた。なお、各シグナルの帰属は、マクロモレキュール（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、１９．１３３７−１３４３（１９８６）、エフ・シー・シリング（Ｆ．Ｃ．Ｓｃｈｉｌｉｎｇ）、エィ・イー・トーネリ（Ａ．Ｅ．Ｔｏｎｅｌｌｉ）の報文に記載された値を基準とした。
振動試験：ＪＡＳＯ−Ｂ４０７記載の方法により測定を実施した。
上下全振幅は５ｍｍ、荷重を５０Ｋｇｆとし、試験サンプルとしては４００×４００×１００ｍｍ、または４００×４００×８０ｍｍのフォームを用いた。
【００４２】
実施例
以下、本発明について実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により制限されない。実施例中の部及び％は、それぞれ質量部及び質量％を表す。
【００４３】
ポリオキシアルキレンポリオール、ポリマーポリオール、ポリイソシアネート等として以下に示す原料を使用した。
＜ポリオキシアルキレンポリオール＞（以下、「ＰＰＧ」と略記することがある）
（ＰＰＧ−Ａ：アクトコールＥＰ−９０１（三井武田ケミカル社製））
開始剤の官能基数３、水酸基価２４ｍｇＫＯＨ／ｇ、末端オキシエチレン基含量は１４．５ｗｔ％、総不飽和度０．０２５ｍｅｑ／ｇ、ヘッド−トゥ−テイル結合選択率９６．９％のポリオキシアルキレンポリオール。
（ＰＰＧ−Ｂ：アクトコールＥＰ−３３０Ｎ（三井武田ケミカル社製））
開始剤の官能基数３、水酸基価３４ｍｇＫＯＨ／ｇ、末端オキシエチレン基含量は１４．５ｗｔ％、総不飽和度０．０６５ｍｅｑ／ｇ、ヘッド−トゥ−テイル結合選択率９７．２％のポリオキシアルキレンポリオール。
【００４４】
＜ポリマーポリオール＞（以下、「ＰＯＰ」と略記することがある）
（ＰＯＰ−Ｃ：アクトコールＰＯＰ−３６９０（三井武田ケミカル社製））
水酸基価２４ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオキシアルキレンポリオールＡ中で、アクリロニトリルをグラフト重合させて、水酸基価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ビニルポリマー含有量２０ｗｔ％のポリマーポリオール（ポリマーポリオールＣ）を得た。
（ＰＯＰ−Ｄ：アクトコールＰＯＰ−３１２８（三井武田ケミカル社製））
水酸基価３４ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオキシアルキレンポリオールＢ中で、アクリロニトリルをグラフト重合させて、水酸基価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、ビニルポリマー含有量２０ｗｔ％のポリマーポリオール（ポリマーポリオールＤ）を得た。
【００４５】
＜ポリイソシアネート＞
ポリイソシアネートとしては下記のものを用いた。
コスモネートＴＭ−２０（三井武田ケミカル社製）；２、４−トルイレンジイソシアネートと２、６−トルイレンジイソシアネートとの８０：２０質量比の混合物８０部と、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート２０部の混合物。
【００４６】
＜その他原料＞
さらに、前述のポリオキシアルキレンポリオール、ポリマーポリオール、ポリイソシアネートの他に、以下に示す原料を使用した。
（触媒−１）
Ｍｉｎｉｃｏ  Ｌ−１０２０；；アミン触媒（トリエチレンジアミンの３３％ジエチレングリコール溶液）（活材ケミカル社製）。
（触媒−２）
Ｍｉｎｉｃｏ  ＴＭＤＡ；；アミン触媒（活材ケミカル社製）。
（架橋剤）
ＫＬ−２１０；水酸基価８４０ｍｇＫＯＨ／ｇの架橋剤（三井武田ケミカル社製）。
（整泡剤−１）
ＳＦ−２９６２；シリコーン整泡剤（東レダウコーニングシリコーン社製）。
（整泡剤−２）
Ｌ−３６０１；シリコーン整泡剤（日本ユニカー社製）。
【００４７】
＜ポリウレタンフォームの製造＞
（参考例）
以下に示す成分を混合してレジン液を調製した。
ＰＰＧ−Ｂ          ７０部
ＰＯＰ−Ｄ          ３０部
架橋剤                ３部
水                    ３．２部
触媒−１              ０．２部
触媒−２              ０．８部
上記レジン液にポリイソシアネートをＮＣＯインデックス１．０５で当量分を混合し、直ちに予め６５℃に調整した内寸４００×４００×１００ｍｍの金型へ注入し、蓋を閉めて発泡させた。１００℃の熱風オーブン中で６分間加熱硬化した後、軟質フォームを金型より取り出した。
レジン液、イソシアネートの混合は、高圧発泡機を用いて行った。原料温度をタンク温度で２５℃に設定し、吐出圧力１０〜１５ＭＰａ、吐出量２０Ｋｇ／分で吐出を行なった。使用した高圧発泡機は、ポリウレタンエンジニアリング社製で混合ヘッドは３Ｂ型を使用した。
得られた軟質フォームの物性値を表１に示す。また、その振動特性を図１〜５に示す。
【実施例１】
【００４８】
以下に示す成分を混合してレジン液を調製した。
ＰＰＧ−Ａ          ５０部
ＰＯＰ−Ｃ          ５０部
架橋剤                ３部
水                    ３．２部
触媒−１              ０．２部
触媒−２              ０．８部
上記の比率で配合したレジン液を使用し、参考例と同様に軟質ポリウレタンフォームを得た。ただし、内寸４００×４００×８０ｍｍの金型を使用し、ＮＣＯインデックスを１．１０とした。得られた軟質フォームの物性値を表１に示す。また、その振動特性を図１に示す。
【実施例２】
【００４９】
以下に示す成分を混合してレジン液を調製した。
ＰＰＧ−Ａ          ６０部
ＰＯＰ−Ｃ          ４０部
架橋剤                ３部
水                    ３．２部
触媒−１              ０．２部
触媒−２              ０．８部
上記の比率で配合したレジン液を使用し、実施例１と同様に軟質ポリウレタンフォームを得た。ただし、このときＮＣＯインデックスを１．１５とした。得られた軟質フォームの物性値を表１に示す。また、その振動特性を図２に示す。
【００５０】
（比較例１）
ＰＰＧ−Ｂ          ７０部
ＰＯＰ−Ｄ          ３０部
架橋剤                ３部
水                    ３．２部
触媒−１              ０．２部
触媒−２              ０．８部
上記の比率で配合したレジン液を使用し、実施例１と同様に軟質ポリウレタンフォームを得た。ただし、このときＮＣＯインデックスを１．０５とした。得られた軟質フォームの物性値を表１に示す。また、その振動特性を図３に示す。
【００５１】
（比較例２）
ＰＰＧ−Ｂ          ４０部
ＰＯＰ−Ｄ          ６０部
架橋剤                ３部
水                    ３．２部
触媒−１              ０．２部
触媒−２              ０．８部
上記の比率で配合したレジン液を使用し、実施例１と同様に軟質ポリウレタンフォームを得た。ただし、このときＮＣＯインデックスを１．１０とした。得られた軟質フォームの物性値を表１に示す。また、その振動特性を図４に示す。
【００５２】
（比較例３）
ＰＰＧ−Ａ        １００部
架橋剤                ３部
水                    ３．２部
触媒−１              ０．２部
触媒−２              ０．８部
上記の比率で配合したレジン液を使用し、実施例１と同様に軟質ポリウレタンフォームを得た。ただし、このときＮＣＯインデックスを１．２５とした。得られた軟質フォームの物性値を表１に示す。また、その振動特性を図５に示す。
【００５３】
【表１】
2005206780.tif 000003
【００５４】
＜参考例、実施例、及び比較例の比較＞
参考例に示される軟質ポリウレタンフォームは、車両用のクッションに一般的に用いられるものであり、座面下のポリウレタンフォームの厚みは１００ｍｍを超えるものが多い。実施例１及び２の高硬度化及び高反発化した軟質フォームは、フォームの厚みが参考例に対し２０％薄いにもかかわらず、底付き感の指標となる５８８Ｎ／３１４ｃｍ2荷重時のフォーム厚み、及び応力−ひずみ曲線から求められる５８８Ｎ／３１４ｃｍ2荷重時の傾きが参考例の値と同等であり、また、乗り心地性の指標となる振動特性も各周波数において同等の挙動を示す。比較例１は参考例の軟質フォームと同一の組成であるが、薄肉化に伴い底付き感及び振動特性が悪化する。比較例１に用いた原料を使用し配合比の調整により高硬度化した比較例２は、底付き感については参考値と近い値を示すが振動特性は異なる挙動を示す。高反発化した比較例３の軟質ポリウレタンフォームは、振動特性に関しては概ね参考例と近い挙動を示すが、底付き感に関しては参考例と大幅にかけ離れる結果となった。
軟質フォームの高硬度化及び高反発化することで、参考例同等の振動特性及び底付き感を維持しつつ薄肉化を達成できることを見出した。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、自動車等の車両の軽量化及び車内空間の拡大を可能にする車両用のシートパッドとして有用であり、特に座面部用のシートパッドとして有用である。従って、自動車等車両用のシートクッションに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例１及び参考例で得られた軟質ポリウレタンフォームの振動特性を示す図である。
【図２】本発明の実施例２及び参考例で得られた軟質ポリウレタンフォームの振動特性を示す図である。
【図３】本発明の実施例３及び参考例で得られた軟質ポリウレタンフォームの振動特性を示す図である。
【図４】本発明の実施例４及び参考例で得られた軟質ポリウレタンフォームの振動特性を示す図である。
【図５】本発明の実施例５及び参考例で得られた軟質ポリウレタンフォームの振動特性を示す図である。
【図１】
2005206780.tif 000004
【図２】
2005206780.tif 000005
【図３】
2005206780.tif 000006
【図４】
2005206780.tif 000007
【図５】
2005206780.tif 000008