CN108348075B - 软质聚氨酯发泡成形品和座垫 - Google Patents

软质聚氨酯发泡成形品和座垫 Download PDF

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Abstract

该软质聚氨酯发泡成形品包括沿与载置面(1A)正交的纵向(Y)成层的多个层状部分(L1～L10)。如果整个软质聚氨酯发泡成形品沿纵向(Y)压缩15％，则在多个层状部分(L1～L10)当中，位于沿纵向(Y)最接近于载置面(1A)侧的表面层(L1)具有在多个层状部分(L1～L10)当中最低的纵向(Y)上的残余厚度比；和如果整个软质聚氨酯发泡成形品沿纵向(Y)压缩50％，则在多个层状部分(L1～L10)当中，位于沿纵向(Y)最接近于载置面相反(1B)侧的背面层(L10)具有在多个层状部分(L1～L10)当中最高的纵向(Y)上的残余厚度比。

Description

软质聚氨酯发泡成形品和座垫
技术领域
本发明涉及软质聚氨酯发泡成形品和座垫。
本申请要求基于2015年11月11日在日本提交的日本专利申请No.2015-221442的优先权，在此通过参考将其内容引入。
背景技术
在现有技术中，作为例如具有载置面(stage surface)的座垫等的软质聚氨酯发泡成形品，已知例如专利文献1中所示的构成。在该成形品中，芯层(中间层)比顶面层(topsurface layer)更积极地挠曲，芯层吸收振动并且顶面层支承臀部，并且就座时的舒适感(乘坐感(feeling of seating))得到改进。
[引文列表]
[专利文献]
[专利文献1]
日本未审查专利申请，第一次公布No.2011-189121
发明内容
发明要解决的问题
然而，在现有技术的软质聚氨酯发泡成形品中，如果在车辆沿着曲线行驶或变更车道时离心力(离心加速度G)施加至车体，则顶面层相对于芯层沿横向偏离，例如乘员的腰部或载置物(mounting object)等可能会沿横向倾斜和摇晃。
本发明是鉴于上述情况而完成的，并且本发明的目的是在防止乘坐感受损的同时减轻摇晃感。
用于解决问题的方案
根据本发明实施方案的软质聚氨酯发泡成形品为具有载置面并且通过将发泡原液发泡成形而得到的软质聚氨酯发泡成形品。软质聚氨酯发泡成形品包括沿与载置面正交的纵向成层的多个层状部分。当整个软质聚氨酯发泡成形品沿纵向压缩15％时，在多个层状部分当中，位于沿纵向最接近于载置面侧的表面层具有在多个层状部分当中最低的纵向上的残余厚度比。当整个软质聚氨酯发泡成形品沿纵向压缩50％时，在多个层状部分当中，位于沿纵向最接近于软质聚氨酯发泡成形品的载置面相反侧的背面层具有在多个层状部分当中最高的纵向上的残余厚度比。
发明的效果
根据本发明，可以在防止乘坐感受损的同时减轻摇晃感。
附图说明
图1为示出根据本发明的实施方案的座垫的一部分的侧面图。
图2为用于生产图1中所示的座垫的模具的垂直截面图。
图3为示出从根据本发明的实施例的座垫中收集评价试样的方法的透视图。
图4为示出从根据本发明的实施例的座垫中收集评价试样的方法的平面图。
图5为示出评价试样压缩前后的状态的正面图。
图6为示出本发明的实施例的评价结果的图表。
图7为示出本发明的比较例的评价结果的图表。
图8为示出本发明的实施例中层状部分的个数不相同时获得的评价结果的图表。
图9为示出使用显微镜测量评价试样的方法的概念图。
图10为其中比较本发明的实施例和比较例中各层状部分的纵横比的图表。
以下将参照附图来说明根据本发明实施方案的软质聚氨酯发泡成形品和座垫。
具体实施方式
如图1所示，本实施方案的座垫1为安装至例如汽车(车辆)且用于座位(落座部)的软质聚氨酯发泡成形品，具有落座面1A(载置面)和沿与落座面1A正交的纵向Y位于与落座面1A相反的一侧的背面1B，并且通过将发泡原液发泡成形而获得。如下文所述，发泡原液包含例如多元醇组分、多异氰酸酯组分、交联剂、发泡剂和催化剂。
座垫1的沿纵向Y的长度(厚度)为例如30mm～150mm，并且优选30mm～150mm。座垫1包括沿纵向Y成层的多个层状部分L1～L10。在本实施方案中，使一种发泡原液发泡并且使整个座垫1一体化成形以形成座垫1。多个层状部分L1～L10通过将无负荷状态的座垫1沿纵向Y等分成3层以上且20层以下(在所示的实例中为10层)而形成。此处，如图1中的双点链线所示，沿落座面1A或背面1B(平行)的面可以用作区分各层状部分L1～L10的分区面。
座垫1使用例如图2中所示的模具3而成形。
模具3形成为包括下模31和上模32的箱形状并且其内部空间作为形成座垫1的空腔C。上模32为关闭下模31的上端开口的盖子并且形成排气孔33以上下贯通其外周部。
此处，例如，各层状部分L1～L10各自由一种不同种类的材料形成并且分别通过将发泡原液发泡而成形，并且座垫1可以通过层压各层状部分L1～L10而形成。在该情况下，代替分别由一种不同种类的材料成形各层状部分L1～L10，各层状部分L1～L10可以通过层压多个通过将发泡原液发泡成形获得的薄层体而形成。即，多个层状部分包括其中如本实施方案中将单一座垫1(软质聚氨酯发泡成形品)沿纵向Y分割为层状的多个层状部分，并且还包括与本实施方案不同的其中多个单层的层状部分沿纵向层压并成形以形成一个座垫的层状部分。
在多个层状部分L1～L10当中，位于沿纵向Y最接近于落座面1A侧的表面层L1当整个座垫1沿纵向Y压缩15％时，具有在多个层状部分L1～L10当中最低的纵向Y上的残余厚度比。另外，当整个座垫1沿纵向Y压缩50％时，在多个层状部分L1～L10当中，位于沿纵向Y最接近于背面1B侧(载置面相反侧或落座面相反侧)的背面层L10具有在多个层状部分L1～L10当中最高的纵向Y上的残余厚度比。
此处，在施加预定负荷的状态(以下，称为“负荷施加状态”)下的各层状部分L1～L10的残余厚度比是指负荷施加状态下的厚度(T)相对于当各层状部分L1～L10处于无负荷状态下时的厚度(T0)的比率(T/T0)。
此处，当整个座垫1沿纵向Y压缩15％时，表面层L1的残余厚度比与背面层L10的残余厚度比之差为20％以上且36％以下。另外，当整个座垫1沿纵向Y压缩20％时，各层状部分L1～L10的残余厚度比的值从表面层L1至背面层L10逐渐增大。另外，当整个座垫1沿纵向Y压缩50％时，表面层L1的残余厚度比与背面层L10的残余厚度比之差为31％以上且47％以下，并且背面层L10的残余厚度比为80％以上。
另外，当整个座垫1沿纵向Y大幅压缩时，表面层L1的残余厚度比在变化率减小的同时降低。表面层L1很可能在施加的负荷小的阶段压缩并且不太可能在施加的负荷大的阶段压缩。
进一步，当整个座垫1沿纵向Y大幅压缩时，在多个层状部分L1～L10当中，在从座垫1的沿纵向Y的中央朝向背面1B侧位置上的至少一层的残余厚度比在变化率增大的同时降低。在本实施方案中，座垫1的沿纵向Y的中央位于从落座面1A侧起的第五层的层状部分L5与第六层的层状部分L6之间的边界上。于是，在从座垫1的沿纵向Y的中央朝向背面1B侧的位置上的多个层状部分L6～L10当中，在与背面层L10相邻的层状部分L9，即作为从背面1B侧起的第二层状部分的层状部分L9(以下，称为“背面相邻层L9”)中，残余厚度比如上所述在变化率增大的同时降低。背面相邻层L9不太可能在施加的负荷小的阶段压缩并且很可能在施加的负荷大的阶段压缩。
另外，在本实施方案中，当整个座垫1压缩时，落座面1A和背面1B在整个面上压缩，并且在座垫1中不管沿着落座面1A的横向X上的位置如何沿纵向Y以相同的程度整体压缩(整个面压缩)。因此，可以有效地除去当座垫1压缩时可以沿横向X施加的张力的影响。
此处，将说明作为座垫1的材料的软质聚氨酯泡沫。
软质聚氨酯泡沫的示例性实施方案为通过将包含多元醇、多异氰酸酯、交联剂、发泡剂和催化剂的发泡原液发泡成形而获得的软质聚氨酯泡沫。构成发泡原液的材料具有以下特征(A)～(C)。
(A)作为多元醇组分，包含重均分子量(Mw)为3,000～12,000并且官能团数(羟基数)为3～4的聚醚多元醇。
(B)发泡原液中包含的作为交联剂组分的全部化合物(所有交联剂)中的氧化乙烯基团/氧化丙烯基团的摩尔比为100以上。
(C)作为多异氰酸酯，以异氰酸酯当量为70以上包含二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
<多元醇组分>
作为构成发泡原液的多元醇组分，包含重均分子量Mw为3,000～12,000且官能团数(羟基数)为3～4的聚醚多元醇。作为聚醚多元醇，通过烯化氧的开环聚合获得的聚醚多元醇是优选的，因为其具有良好的反应性。
烯化氧的实例包括氧化丙烯(PO)和氧化乙烯(EO)等。一种或两种以上的烯化氧可以用作聚醚多元醇的材料。
作为构成发泡原液的聚醚多元醇，考虑到原料活性，由PO和EO的组合获得的聚醚多元醇是适当的。对PO与EO的配混比(摩尔比)没有特别地限定。例如，作为EO/PO(摩尔比)，8/92至25/75是优选的，并且13/87至20/80是更优选的。当EO/PO(摩尔比)在该范围内时，可以容易地生成具有良好的反应性的聚醚多元醇。
构成发泡原液的聚醚多元醇的一个分子中包含的羟基(官能团)的个数优选为3～4。在该适当的范围内，获得具有适度的发泡原液的粘度和优异的物理性质的软质聚氨酯泡沫。作为任选组分，除了(A)聚醚多元醇以外，可以与其组合使用具有两个官能团的聚醚多元醇。
构成发泡原液的聚醚多元醇的重均分子量(Mw)优选为3,000～12,000，更优选3,000～8,000，并且最优选5,000～8,000。当聚醚多元醇的重均分子量为12,000以下时，发泡原液的粘度不会过高并且搅拌效率改进。另一方面，当聚醚多元醇的重均分子量为3,000以上时，获得具有良好的回弹性的软质聚氨酯泡沫。此处，重均分子量(Mw)为通过凝胶渗透色谱法(GPC法)作为聚苯乙烯换算值算出的值。此处，作为任选组分，除了(A)聚醚多元醇以外，可以与其组合使用重均分子量为大于8,000且12,000以下的聚醚多元醇。
构成发泡原液的聚醚多元醇的不饱和度优选为0.03毫当量/g以下。当不饱和度为0.03毫当量/g以下时，获得具有良好的物理性质如耐久性等的软质聚氨酯泡沫。此处，“不饱和度”是指依照JIS K 1557-1970使用当乙酸汞对样品中的不饱和键作用时游离的乙酸用氢氧化钾滴定的方法而测量的总不饱和度(毫当量/g)。
发泡原液中可以包含一种或两种以上的聚醚多元醇作为多元醇组分。
当在发泡原液中包含一种聚醚多元醇作为多元醇组分时，优选包含重均分子量为7,000以上并且官能团数为4(4-官能)的聚醚多元醇。当包含聚醚多元醇时，当通过发泡成形获得的软质聚氨酯泡沫用作座垫时可以显著减轻上述摇晃感。
为了容易地赋予通过将发泡原液发泡成形获得的软质聚氨酯泡沫以期望的物理性质，作为相当于(A)聚醚多元醇的一种或两种以上的聚醚多元醇的总含量，相对于发泡原液中包含的多元醇组分的总质量，60质量％以上是优选的，70～100质量％是更优选的，80～100质量％是更进一步优选的，并且85～100质量％是最优选的。
作为构成发泡原液的多元醇组分，除了聚醚多元醇以外，可以与其组合使用聚合物多元醇。作为聚合物多元醇，可以应用通常用于聚氨酯发泡成形品的聚合物多元醇。例如，示例如聚丙烯腈、和丙烯腈-苯乙烯共聚物等聚合物组分与包括聚环氧烷的、重均分子量Mw为3,000～8,000且更优选4,000～7,000的聚醚多元醇的接枝共聚获得的聚合物多元醇。作为用作聚环氧烷的原料的烯化氧，包含作为官能团(聚合性基团)的氧化丙烯(PO)的烯化氧是优选的。仅包含氧化丙烯的烯化氧或同时包含氧化丙烯和氧化乙烯(EO)的烯化氧是更优选的。另外，聚合物组分的含量相对于聚合物多元醇的总质量优选为25～50质量％。
作为当聚醚多元醇和聚合物多元醇混合作为构成发泡原液的多元醇组分时的混合比，作为聚醚多元醇/聚合物多元醇的质量比，70/30至99/1是优选的，80/20至99/1是更优选的，并且85/15至99/1是最优选的。在上述范围内，容易获得具有期望的物理性质的软质聚氨酯泡沫。
<多异氰酸酯组分>
作为构成发泡原液的多异氰酸酯组分，以70以上的异氰酸酯当量包含二苯基甲烷二异氰酸酯。
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为通常用于聚氨酯泡沫领域的多异氰酸酯组分。MDI的具体实例包括通常称为单体MDI的4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4-MDI)、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4-MDI)、2,2-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,2-MDI)、聚合MDI和粗MDI等。
在发泡原液中，可以单独包含一种MDI，或者可包含两种以上的MDI。
表示发泡原液中包含的多异氰酸酯的总量的术语“异氰酸酯当量”是指当发泡原液中的活性氢量(摩尔)设为100时异氰酸酯基的摩尔比。
源自发泡原液中包含的MDI的异氰酸酯当量至少为70以上，优选70～120，更优选80～100。当异氰酸酯当量为70以上时，可防止发泡原液的搅拌不良。当异氰酸酯当量为120以下时，可防止泡沫坍塌的发生。
为了容易地赋予通过将发泡原液发泡成形获得的软质聚氨酯泡沫以期望的物理性质，作为一种或两种以上的(C)二苯基甲烷二异氰酸酯的总量，相对于发泡原液中包含的多异氰酸酯组分的总质量，70质量％以上是优选的，80～100质量％是更优选的，90～100质量％是更进一步优选的，并且95～100质量％是最优选的。
另外，作为纯MDI(作为(C)二苯基甲烷二异氰酸酯)的含量，相对于发泡原液中包含的多异氰酸酯组分的总质量，40质量％以上是优选的，50～90质量％是更优选的，55～85质量％是更进一步优选的，并且60～80质量％是最优选的。
<交联剂组分>
为了使通过将发泡原液发泡成形而得到的软质聚氨酯泡沫具有期望的物理性质，作为发泡原液的交联剂组分，优选包含对于多异氰酸酯组分具有比水高的反应性的交联剂作为主要组分。通常，对于多异氰酸酯组分的反应性按照甘油、包括氧化乙烯基团的交联剂(EO系交联剂)、水和包括氧化丙烯基团的交联剂(PO系交联剂)的顺序降低。基于上述事实，作为发泡原液中作为交联剂包含的一种或两种以上的所有化合物中包含的EO基团和PO基团之间的摩尔比(EO基团的摩尔数/PO基团的摩尔数)，100以上是优选的，105以上是更优选的，并且110以上是最优选的。该摩尔比愈高愈优选。即，优选的是，发泡原液中基本上不包含包括PO基团的交联剂。
此处，氧化乙烯基团(EO基团)是指除去构成氧化乙烯的一个氢原子的具有单价键的基团。氧化丙烯基团(PO基团)是指除去构成氧化丙烯的一个氢原子的具有单价键的基团。
作为具体的交联剂组分，可以应用聚氨酯泡沫领域中使用的公知的交联剂。交联剂的分子量通常优选为1,000以下。考虑到EO基团/PO基团的摩尔比的增大，由“EO(基团)/PO(基团)＝100/0”表示的商购可得的交联剂是优选的。
在发泡原液中可以包含一种或两种以上的交联剂。当组合使用EO基团/PO基团的摩尔比为100以上的交联剂和甘油时，交联剂/甘油的质量比优选为10:1至1:10，更优选5:1至1:5，并且最优选2:1至1:2。
发泡原液中包含的交联剂组分的总含量相对于100质量份的多元醇组分优选为0.5～10质量份，更优选1～5质量份。在该范围的上限值以下时，可以防止独泡性过高、成形困难以及泡沫坍塌。在该范围的下限值以上时，充分获得交联剂的效果。
<发泡剂组分>
作为构成发泡原液的发泡剂组分，优选使用水。由于水与多异氰酸酯反应并且生成二氧化碳气体，因此水起到发泡剂的功能。
作为发泡原液中水的含量，相对于100质量份多元醇组分，1～7质量份是优选的，并且2～5质量份是更优选的。在该范围内，容易获得具有期望的物理性质的软质聚氨酯泡沫。另外，可防止所得软质聚氨酯泡沫的热压缩残余应变特性劣化。
<催化剂组分>
作为构成发泡原液的催化剂组分，使用聚氨酯泡沫领域中使用的公知的催化剂。公知的催化剂的实例包括胺系催化剂和锡催化剂。
通常，公知的催化剂大致分类为促进聚氨酯树脂化的树脂化催化剂和促进多异氰酸酯组分发泡的发泡催化剂(blowing catalysts)。
适当的树脂化催化剂为特别地促进多异氰酸酯和多元醇之间反应的叔胺催化剂并且没有特别地限定。例如，可以使用三亚乙基二胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳烯-7，如1-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑和1-异丁基-2-甲基咪唑等咪唑类，和1,1'-(3-(二甲基氨基)丙基)亚氨基)双(2-丙醇)。另外，适当的发泡催化剂为特别地促进异氰酸酯和水之间反应并且有效生成二氧化碳气体的叔胺催化剂，该发泡催化剂通常用于改善泡沫的流动性和尺寸稳定性。对发泡催化剂没有特别地限定，双(2-二甲基氨基乙基)醚、N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺和N,N,N',N”,N”',N”'-六甲基三亚乙基四胺等为示例性实例。
在发泡原液中，作为催化剂组分，优选包含树脂化催化剂和发泡催化剂中的至少树脂化催化剂。
发泡原液中包含的树脂化催化剂:发泡催化剂的质量比优选为100:0至100:100，更优选100:0至100:50，并且进一步优选100:0至100:20。
作为树脂化催化剂的1,1'-(3-(二甲基氨基)丙基)亚氨基)双(2-丙醇)的含量相对于100质量份多元醇组分优选为0.1～2.0质量份，更优选0.2～1.5质量份，更进一步优选0.3～1.2质量份，并且最优选0.4～0.9质量份。在该范围内，容易获得具有期望的物理性质的软质聚氨酯泡沫。
当组合使用作为树脂化催化剂的1,1'-(3-(二甲基氨基)丙基)亚氨基)双(2-丙醇)和发泡催化剂时，两种催化剂的总含量相对于100质量份多元醇组分优选为0.1～1.5质量份，更优选0.4～1.2质量份，并且最优选0.7～1.0质量份。在该范围内，容易获得具有期望的物理性质的软质聚氨酯泡沫。
作为胺系催化剂，为了促进多元醇与多异氰酸酯之间的树脂化(凝胶化)反应并且为了促进氨基甲酸酯键生成，发泡催化剂常数相对于凝胶化催化剂常数的比为10×10-1以下的树脂化催化剂是优选的。
此处，凝胶化催化剂常数为确定多元醇与多异氰酸酯之间的树脂化反应的速度的常数。随着其值增大，发泡体的交联密度增大，发泡体的机械物理性质改进。具体地，使用甲苯二异氰酸酯和二甘醇之间的凝胶化反应的反应常数。另一方面，发泡催化剂常数为确定多异氰酸酯和水之间的发泡反应的速度的常数。随着其值增大，发泡体的泡孔之间的连通性提高。具体地，使用甲苯二异氰酸酯和水之间的发泡反应的反应常数。上述两种催化剂常数的比表示两种催化剂之间的平衡。
适当的胺系催化剂的实例和树脂化催化剂的具体实例如下示例。
树脂化催化剂的具体实例包括上述催化剂，包括如三亚乙基二胺(TEDA)，三亚乙基二胺和聚丙二醇的混合物，N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基丙二胺、N,N,N',N”,N”-五甲基-(3-氨基丙基)乙二胺、N,N,N',N”,N”-五甲基二亚丙基三胺、N,N,N',N'-四甲基胍和135-三(N,N-二甲基氨基丙基)六氢-S-三嗪等叔胺类；如1-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑和1-异丁基-2-甲基咪唑等咪唑类；以及其它的N,N,N',N'-四甲基六亚甲基二胺，N-甲基-N'-(2-二甲基氨基乙基)哌嗪，N,N'-二甲基哌嗪，N-甲基哌嗪，N-甲基吗啉，和N-乙基吗啉等。
发泡原液中的胺系催化剂的含量相对于100质量份多元醇组分优选为0.1～0.4质量份，更优选0.2～0.4质量份，进一步优选0.3～0.4质量份。在该范围的下限值0.1质量份以上时，可防止泡沫坍塌。在该范围的上限值0.4质量份以下时，可防止产生由于独立气泡(pore)引起的收缩的发生。
锡催化剂的具体实例包括公知的有机锡催化剂，如辛酸亚锡、月桂酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二乙酸二辛基锡、和辛酸锡等。
在发泡原液中锡催化剂的含量相对于100质量份多元醇组分优选为0.01～0.5质量份，更优选0.01～0.4质量份，进一步优选0.01～0.2质量份。
<稳泡剂组分>
发泡原液中可以包含稳泡剂。作为稳泡剂，可应用聚氨酯泡沫领域中使用的公知的稳泡剂。例如，可以使用硅酮系稳泡剂、阴离子稳泡剂和阳离子稳泡剂。此类稳泡剂中包括在分子链末端具有羟基的稳泡剂。
在发泡原液中稳泡剂的含量相对于100质量份多元醇组分优选为0.1～5质量份，更优选0.2～3质量份，进一步优选0.3～0.8质量份。通常，该含量为5质量份以下时，充分获得作为稳泡剂的效果。另外，该含量为0.1质量份以上时，多元醇组分和多异氰酸酯组分的搅拌性能提高，并且容易获得具有期望的物理性质的软质聚氨酯泡沫。
<其它任选组分>
根据需要，可以在发泡原液中共混各种添加剂。例如，可以共混如颜料等着色剂，链延长剂，如碳酸钙等填料，阻燃剂，抗氧化剂，紫外线吸收剂，光稳定剂，如炭黑等导电性物质，和抗菌剂等。各种添加剂的共混量根据用途和目的适当调节。
<发泡原液的制备方法>
对发泡原液的制备方法没有特别地限定。例如，可以提供制备除了多异氰酸酯组分以外的剩余各组分的混合物(以下，简称为“多元醇混合物”)，然后与多异氰酸酯组分混合的方法。
当制备多元醇混合物时，为了减少作为发泡剂的水与催化剂组分的接触，优选地，首先将催化剂组分与多元醇组分混合，接下来混合稳泡剂组分、交联剂组分和根据需要的任选组分，最后混合作为发泡剂的水。
之后，在进行软质聚氨酯泡沫的发泡成形的过程中，优选通过将多元醇混合物和多异氰酸酯组分混合来制备发泡原液。
制备的多元醇混合物在25℃的液温下的粘度优选为2,400mPa·s以下，更优选1,800mPa·s以下。在这样的适当的粘度范围内，发泡原液的搅拌效率良好，发泡原液的整体中均匀地获得充分的发泡量，容易获得具有期望的物理性质的软质聚氨酯泡沫(发泡成形体)。
通过使用发泡原液将软质聚氨酯泡沫发泡成形的方法没有特别地限定，例如可以采用将发泡原液注入形成于模具内的空腔中的发泡成形的公知方法。
在上述公知的方法中，为了防止构成发泡原液的各组分分离，优选在将发泡原液注入空腔之前即刻混合上述各组分来制备发泡原液。注入的发泡原液的液温优选为10～50℃，更优选20～40℃，进一步优选25～35℃。模具的温度优选为40～80℃，更优选50～70℃，进一步优选60～65℃。当发泡原液的液温和模具的温度在上述适当的范围内时，获得适当的发泡。发泡之后，在模具中进行固化后，通过脱模获得目标软质聚氨酯泡沫。此处，可以对得到的软质聚氨酯泡沫进一步进行公知的除膜处理。
此处，根据本发明的软质聚氨酯泡沫的“软质”是指当将软质聚氨酯泡沫由手按压或使用者坐在上面时软质聚氨酯泡沫变形并且凹陷的程度的硬度(刚性)。
如上所述，根据本实施方案的座垫1(软质聚氨酯发泡成形品)，当整个座垫1沿纵向Y压缩15％时，在多个层状部分L1～L10当中的表面层L1具有在多个层状部分L1～L10当中最低的纵向Y上的残余厚度比。因此，例如，当乘员最初就座于落座面1A上或者载置物最初被载置时，表面层L1可以容易且积极地挠曲(deflect)。因此，例如，可以使表面层L1沿着乘员精确地变形从而当乘员落座时不太可能产生硬度感，可以保持良好的乘坐感。
另一方面，当整个座垫1沿纵向Y压缩50％时，在多个层状部分L1～L10当中的背面层L10具有在多个层状部分L1～L10当中最高的纵向Y上的残余厚度比。因此，例如，在乘员就座于落座面1A上并且过去充分的时间、或者载置物被载置并且过去充分的时间时，通过背面层L10，可以借由表面层L1稳定地并且容易地保持乘员，并且可以减轻摇晃感。
另外，当整个座垫1沿纵向Y大幅压缩时，表面层L1的残余厚度比在变化率减小的同时降低。因此，例如，当乘员最初就座于落座面1A上或者载置物最初被载置时，表面层L1可以沿纵向Y容易并且大幅地挠曲，并且可以可靠地赋予座垫1以良好的乘坐感。
另外，当整个座垫1沿纵向Y大幅压缩时，背面相邻层L9的残余厚度比在变化率增大的同时降低。因此，例如，当乘员最初就座于落座面1A上或者载置物最初被载置时，可以容易地防止整个座垫1沿纵向Y过度挠曲，并且可以可靠地减轻摇晃感。
[实施例]
将通过包括以表1所示的比例配混的多元醇组分的溶液和异氰酸酯组分混合制备的氨基甲酸酯共混的原液注入模具3的空腔C中并且进行发泡成形以生产图3和图4中所示的具有扁平的长方体形状的座垫1的试验片(以下，简称为“座垫1”)，并且测量上述残余厚度比。座垫1的落座面1A具有边长为400mm的正方形形状并且整个座垫1的厚度为100mm。
[表1]
Figure BDA0001655404420000151
表1中的比例为实施例和比较例的比例。在表1中，由型号或名称表示的各材料的细节如下。
“聚醚多元醇A1-1”具有16/84的EO/PO摩尔比、7000的重均分子量和四个官能团。
“聚醚多元醇A1-2”具有13/87的EO/PO摩尔比、7000的重均分子量和三个官能团。
“聚合物多元醇A2-1”是固成分为33％、羟值为23mgKOH/g和重均分子量为5400的3.2官能的聚合物多元醇(产品名称：KC855，从Sanyo Chemical Industries,Ltd.商购可得)。
“交联剂C-1”具有0/100的EO/PO摩尔比、700的重均分子量和三个官能团。
“交联剂C-2”具有100/0的EO/PO摩尔比、400的重均分子量和四个官能团。
“交联剂C-3”为甘油。
“催化剂D-1”为商购可得的树脂化催化剂，1,1’-(3-(二甲基氨基)丙基)亚氨基)双(2-丙醇)。
“催化剂D-2”为商购可得的树脂化催化剂，三亚乙基二胺。
“催化剂D-3”为商购可得的发泡催化剂，(2-二甲基氨基乙基)醚。
“催化剂D-4”为商购可得的二乙醇胺，同时催化树脂化和发泡。
“稳泡剂E-1”为低活性型硅酮系稳泡剂(产品名称：B8734，从Evonik Industries商购可得)。
“稳泡剂E-2”为高活性型硅酮系稳泡剂(产品名称：B8742，从Evonik Industries商购可得)。
“发泡剂F-1”为水。
“多异氰酸酯(B-1)”为MDI系异氰酸酯。基本上不包含TDI系异氰酸酯。
“多异氰酸酯(B-2)”为作为商购可得的多异氰酸酯并且以TDI/MDI＝80/20的质量比混合的TDI系异氰酸酯。
在测量前从座垫1中收集评价试样S。
具体地，通过沿纵向Y提取作为座垫1的一部分的试样部分S1来收集评价试样S。评价试样S的形状是边长为100mm的立方体。如图4所示，构成试样部分S1的外周边缘的各条边平行于构成座垫1的外周边缘的各条边，并且这些边彼此隔开100mm以上。
接下来，将说明残余厚度比的测量方法。
首先，如图5所示，在无负荷状态的评价试样S上绘制区分各层状部分L1～L10的分区线，并且将评价试样S插入一对上下加压板P之间。形成加压板P以覆盖平面图中的整个评价试样S，并且压缩评价试样S的整个表面。然后，通过使用例如可以以期望的压力对加压板P加压的试验机使一对加压板P之间的间隔变窄，评价试样S的纵向Y上的压缩率((通过压缩减少的厚度)/(无负荷状态的厚度))逐渐增大，以5％增量来测量各层状部分L1～L10的厚度(相邻分区线之间沿纵向Y的间隔)直到压缩率达到0％～50％，并且计算各层状部分L1～L10的残余厚度比。此处，在图5中，评价试样S的整个表面压缩之后的各层状部分L1～L10的厚度彼此相等地示意性示出。
基于这样的测量方法，实施例和比较例中获得的各层状部分L1～L10的残余厚度比的结果示于图6和图7的图表以及表2和表3中。实施例中的各层状部分L1～L10的残余厚度比示于图6和表2中。比较例中的各层状部分L1～L10的残余厚度比示于图7和表3中。在这些图和表中，各层状部分L1～L10沿纵向Y从落座面1A侧至背面1B侧编号为第一层、第二层…和第十层。即，第一层为表面层L1，第十层为背面层L10，和第九层为背面相邻层L9。
此处，在图6和图7中所示的图表中，横轴表示整个评价试样S(座垫1)的压缩率(％)和纵轴表示各层状部分L1～L10的残余厚度比(％)。另外，表2和表3示出图6和图7中所示的相同内容，即，示出相对于整个评价试样S(座垫1)的压缩率(％)各层状部分L1～L10的残余厚度比(％)。[表2]
Figure BDA0001655404420000181
[表3]
Figure BDA0001655404420000182
如图6和表2所示，在实施例中，当整个座垫1沿纵向Y压缩15％时，表面层L1具有在多个层状部分L1～L10当中最低的残余厚度比66.2％。另外，当整个座垫1沿纵向Y压缩50％时，背面层L10具有在多个层状部分L1～L10当中最高的残余厚度比87.2％。
另外，在实施例中，当整个座垫1沿纵向Y大幅压缩时，表面层L1的残余厚度比在变化率减小的同时降低。在图6所示的图表中，表面层L1的图线(graph line)形成为向下凸起的曲线形状。此处，在图6所示的图表中，除了表面层L1的图线以外，至少第二层的图线形成为向下凸起的曲线形状。
另外，在实施例中，当整个座垫1沿纵向Y大幅压缩时，背面相邻层L9的残余厚度比在变化率增大的同时降低。在图6所示的图表中，背面相邻层L9的图线形成为向上凸起的曲线形状。此处，在图6所示的图表中，除了背面相邻层L9的图线以外，至少第八层的图线形成为向上凸起的曲线形状。
另一方面，如图7和表3所示，在比较例中，当整个座垫1沿纵向Y压缩15％时，表面层L1的残余厚度比为85.7％，其高于第四层至第六层的残余厚度比。
另外，在比较例中，当整个座垫1沿纵向Y大幅压缩时，各层状部分L1～L10的残余厚度比在变化率同等保持的同时降低。在图7所示的图表中，各层状部分L1～L10的图线线性(直线状)形成。
接下来，将参照图9说明通过使用显微镜观察上述实施例和比较例中的评价试样S获得的结果。图9为解释使用显微镜测量实施例和比较例中的评价试样S的方法的概念图。
获取其中使用光学显微镜放大评价试样S的各层状部分L1～L10的中央部分的图片，并且将通过图片的中心并且沿纵向和横向延伸的线设定为垂直基准线V0和水平基准线H0。另外，垂直线和水平线从垂直基准线V0和水平基准线H0开始以2mm的间隔等分。此处，垂直线和水平线也包括上述垂直基准线V0和水平基准线H0。关于垂直线，垂直基准线V0和在垂直基准线V0两侧的各三条垂直线为测量对象。即，在图9的实例中，测量对象为V-3、V-2、V-1、V0、V1、V2和V3。由此，在各垂直线以水平基准线H0为中心的6mm的范围内，目视计数发泡泡孔的骨架与垂直线之间的交点的个数，获得七条垂直线各自的计数值的平均值，并且假定该平均值为发泡泡孔的纵向上的直径Ry。例如，在图9的实例中，在V3处，在以水平基准线H0为中心的6mm的范围内，计数由1、2、3、4、5、6、7和8表示的发泡泡孔的骨架与垂直线之间的八个交点。这些是对全部V-3、V-2、V-1、V0、V1、V2和V3的计数，计算其平均值，并且假定该平均值为发泡泡孔的纵向上的直径Ry。
另外，同样沿横向，在水平线当中，水平基准线H0和在其两侧的各三条水平线为测量对象。即，在图9中的实例中，测量对象为H-3、H-2、H-1、H0、H1、H2和H3。在各水平线以垂直基准线V0为中心的10mm的范围内，目视计数发泡泡孔的骨架与水平线之间的交点的个数，获得七条水平线各自的计数值的平均值，并且假定该平均值为发泡泡孔的横向上的直径Rx。例如，在图9中的实例中，在H3处，在以垂直基准线V0为中心的10mm的范围内，计数由a、b、c、d、e、f、g和h表示的发泡泡孔的骨架与垂直线之间的八个交点。这些是对全部H-3、H-2、H-1、H0、H1、H2和H3的计数，计算其平均值，并且假定该平均值为发泡泡孔的横向上的直径Rx。
然后，发泡泡孔的垂直和水平尺寸由Rx/Ry(平均值的倒数)表示，并且可以测量纵横比。
此处，上述评价试样S(立方体)的尺寸、垂直线和水平线之间的间隔、分割数和计数范围(长度)等可以适当的改变。
如上所述，测量实施例和比较例中的评价试样S的各层状部分L1～L10的纵横比，并且获得表4中所示的结果。另外，当结果由其中横轴表示表面层L1至背面层L10和纵轴表示纵横比的图表来表示时，得到图10中的图表。
[表4]
层 实施例 比较例
1 1.44 1.46
2 1.42 1.55
3 1.41 1.44
4 1.39 1.46
5 1.38 1.48
6 1.38 1.44
7 1.37 1.45
8 1.36 1.50
9 1.36 1.42
10 1.34 1.45
图10为其中比较实施例和比较例中的各层状部分的纵横比的图表。在图10中，可以理解的是，在实施例中，纵横比从表面层L1至背面层L10一致地减小。另一方面，可以理解的是，在比较例中，纵横比从表面层L1至背面层L10是在一定范围内并且没有显著地变化。此处，可以理解的是，考虑到定义为Rx/Ry的纵横比，在实施例中，由于纵横比从表面层L1至背面层L10一致地减小，发泡泡孔的横向上的直径相对于发泡泡孔的纵向上的直径的比率沿纵向朝向载置面增大。同样地，可以理解的是，在比较例中，发泡泡孔的横向上的直径相对于发泡泡孔的纵向上的直径的比率沿纵向朝向载置面不会一致地变化。
当进一步详细地分析实施例中的纵横比时，表面层L1的纵横比为1.44，和背面层L10的纵横比为1.34。另外，位于沿纵向的中央的层状部分L5和L6的纵横比均为1.38。
在上述实施例的座垫1中，与比较例的座垫1相比可以在防止乘坐感受损的同时减轻摇晃感。
此处，在实施例中，将无负荷状态的座垫1沿纵向Y等分成五层代替十层，得到各层状部分的残余厚度比，并且得到图8中所示的结果。
即使在该情况下，当整个座垫沿纵向压缩15％时，表面层(图8的图表中的第一层)具有在多个层状部分当中最低的残余厚度比。另外，当整个座垫沿纵向压缩50％时，背面层(图8的图表中的第五层)具有在多个层状部分当中最高的残余厚度比。另外，当整个座垫沿纵向大幅压缩时，表面层的残余厚度比在变化率减小的同时降低。在图8的图表中，表面层(第一层)的图线形成为向下凸起的曲线形状。另外，在实施例中，当整个座垫沿纵向大幅压缩时，背面相邻层(图8的图表中的第四层)的残余厚度比在变化率增大的同时降低。在图8所示的图表中，背面相邻层的图线形成为向上凸起的曲线形状。
此处，本发明的技术范围不限于上述实施方案，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以添加各种变更。
例如，在本实施方案中，尽管座垫1适用于软质聚氨酯发泡成形品，但本发明不限于此，并且除了如汽车等车辆的座垫以外，还可以适用于各种用途的制品如室内用的椅子、寝具用缓冲材料和房屋地板用缓冲材料。
另外，软质聚氨酯发泡成形品不限于人类就座的制品，而可以为载置物品等的制品。
另外，软质聚氨酯发泡成形品不限于其中载置面如本实施方案的落座面1A一样沿与纵向正交的横向延伸的构成，并且可以用于例如其中载置面沿纵向延伸的构成等的各种用途的制品。
在上述实施方案中，当整个座垫1沿纵向Y大幅压缩时，背面相邻层L9的残余厚度比在变化率增大的同时降低。然而，本发明不限于此。例如，可适当地应用其中在多个层状部分L1～L10当中在从座垫1的沿纵向Y的中央朝向背面1B侧的位置上的至少一层的残余厚度比如上所述在变化率增大的同时降低的另一构成。例如，在层状部分L6～L10(第六层至第十层)中，与背面相邻层L9不同的层的残余厚度比如上所述可以在变化率增大的同时降低。另外，在层状部分L6～L10(第六层至第十层)当中的多个层的各残余厚度比如上所述可以在变化率增大的同时降低。
此处，当使用在其中座垫1的沿纵向Y的中央包括在多个层状部分当中的一层(以下，称为“中间层”)时，在从中间层朝向背面1B侧的位置上的至少一层的残余厚度比如上所述在变化率增大的同时降低的构成时，可以获得相同的操作和效果。
另外，在不脱离本发明的范围的情况下，上述实施方案中的组成要素可以用公知的组成要素来适当地代替，并且可以适当地组合上述变形例。
产业上的可利用性
根据本发明，可以提供通过其可以在防止乘坐感受损的同时减轻摇晃感的软质聚氨酯发泡成形品和座垫。
附图标记说明
1 座垫
1A 落座面(载置面)
1B 背面(载置面相反侧)
L1～L10 层状部分
Y 纵向

Claims (5)

1.一种软质聚氨酯发泡成形品，其具有载置面并且通过将发泡原液发泡成形而获得，所述软质聚氨酯发泡成形品包括：
沿与所述载置面正交的纵向将所述软质聚氨酯发泡成形品进行等分而成层的多个层状部分，
其中，当整个所述软质聚氨酯发泡成形品沿所述纵向从无负荷状态向负荷施加状态压缩15％时，在所述多个层状部分当中，位于沿所述纵向最接近于所述载置面侧的表面层具有在所述多个层状部分当中最低的所述纵向上的残余厚度比，和
其中，当整个所述软质聚氨酯发泡成形品沿所述纵向从无负荷状态向负荷施加状态压缩50％时，在所述多个层状部分当中，位于沿所述纵向最接近于载置面相反侧的背面层具有在所述多个层状部分当中最高的所述纵向上的残余厚度比，
所述残余厚度比是指各层状部分在负荷施加状态下的厚度相对于当各层状部分处于无负荷状态下时的厚度的比率。
2.根据权利要求1所述的软质聚氨酯发泡成形品，
其中，当整个所述软质聚氨酯发泡成形品沿所述纵向大幅压缩时，所述表面层的残余厚度比在变化率减小的同时降低。
3.根据权利要求1或2所述的软质聚氨酯发泡成形品，
其中，当整个所述软质聚氨酯发泡成形品沿所述纵向大幅压缩时，在所述多个层状部分当中，在从所述软质聚氨酯发泡成形品的沿所述纵向的中央朝向载置面相反侧位置上的至少一层的残余厚度比在变化率增大的同时降低。
4.一种座垫，其安装至车辆并且用作落座部，
其中所述座垫为根据权利要求1或2所述的软质聚氨酯发泡成形品制作而成。
5.一种座垫，其安装至车辆并且用作落座部，
其中所述座垫为根据权利要求3所述的软质聚氨酯发泡成形品制作而成。
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