JP2020033553A - 軟質ポリウレタンフォーム - Google Patents
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Abstract
【課題】 通気性に優れつつ感温性を抑制された軟質ポリウレタンフォームを提供する。【解決手段】 ポリオール成分とイソシアネート成分と発泡剤を少なくとも含む発泡ポリウレタン組成物の反応物からなる軟質ポリウレタンフォームにおいて、前記ポリオール成分は、４０質量部以上８０質量部以下の第１のポリオール（Ａ）と５質量部以上４０質量部以下の第２のポリオール（Ｂ）と１５質量部以上３０質量部以下の第３のポリオール（Ｃ）（ただし、第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）の添加量の合計は１００質量部）を含み、前記第１のポリオール（Ａ）は、数平均分子量が８００以上１５００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が４０質量％以上７０質量％以下であり、前記第２のポリオール（Ｂ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が５０質量％以上であり、前記第３のポリオール（Ｃ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が２０質量％以下であり、前記イソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネートであり、イソシアネートインデックスが４０以上１００以下である。【選択図】 なし
Description
本発明は、軟質ポリウレタンフォームに関する。
ベッド、マットレス、枕、ソファーや座布団等といった家具類及び／又は寝具類（以下、家具・寝具類）に緩衝材が用いられている。このような緩衝材として、これまで軟質ポリウレタンフォームが多く用いられていた。
軟質ポリウレタンフォームのなかでも、反発弾性の低いものである低反発ポリウレタンフォームについては、それに身体の圧力が負荷された場合における身体との接触領域での体圧分散性に優れており、すなわち体圧分布の均等性に優れたものである。このため、緩衝材として低反発ポリウレタンフォームを用いることが望まれてきている。
このような低反発ポリウレタンフォームを家具・寝具類における緩衝材として使用する場合においては、低反発ポリウレタンフォームの通気性の悪さという課題があった。
そこで、特許文献１には、一般的に従来から用いられてきたポリエーテルポリオールと、該ポリエーテルポリオールに比べてエチレンオキサイド含有率を高めた特定のポリエーテルポリオールとを混合したものをポリオール成分として用いた軟質ポリウレタンフォームが提案されている。
特許文献１の軟質ポリウレタンフォームは、高い通気性を実現するものである。
しかしながら、昨今では、低反発ポリウレタンフォームを家具・寝具類における緩衝材としての使用を検討する場合に、高い通気性の実現の他に、感温性を抑制できていることが要請されるようになってきた。低反発ポリウレタンフォームが感温性を抑制できているとは、夏場と冬場で気温が異なることに伴って低反発ポリウレタンフォームの物性に相違が発生してしまうことが抑制されることをいう。したがって、感温性を抑制できている低反発ポリウレタンフォームは、家具・寝具類の緩衝材としてより一層優れたものとなる。
本発明は、通気性に優れつつ感温性を抑制された軟質ポリウレタンフォームを提供することを目的とする。
本発明は、
（１）ポリオール成分とイソシアネート成分と発泡剤を少なくとも含む発泡ポリウレタン組成物の反応物からなる軟質ポリウレタンフォームであって、
前記ポリオール成分は、４０質量部以上８０質量部以下の第１のポリオール（Ａ）と５質量部以上４０質量部以下の第２のポリオール（Ｂ）と１５質量部以上３０質量部以下の第３のポリオール（Ｃ）（ただし、第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）の添加量の合計は１００質量部）を含み、
前記第１のポリオール（Ａ）は、数平均分子量が８００以上１５００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が４０質量％以上７０質量％以下であり、
前記第２のポリオール（Ｂ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が５０質量％以上であり、
前記第３のポリオール（Ｃ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が２０質量％以下であり、
前記イソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネートであり、イソシアネートインデックスが４０以上１００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、
（２）前記第１のポリオール（Ａ）と前記第２のポリオール（Ｂ）と前記第３のポリオール（Ｃ）は、いずれもポリエーテルポリオールである、上記（１）に記載の軟質ポリウレタンフォーム、
（３）アスカーゴム硬度計Ｆ型により測定した温度１０℃の雰囲気下での表面硬さと温度３０℃の雰囲気下での表面硬さの差が５５以下である、上記（１）または（２）に記載の軟質ポリウレタンフォーム、
（４）通気量１５０ｍｌ／ｃｍ２／ｓ以上であり、圧縮残留ひずみが３．０％以下であり、反発弾性が１５％未満であり、かつ４０％圧縮硬さが１０Ｎ以上である上記（３）に記載の軟質ポリウレタンフォーム、
を要旨とする。
（１）ポリオール成分とイソシアネート成分と発泡剤を少なくとも含む発泡ポリウレタン組成物の反応物からなる軟質ポリウレタンフォームであって、
前記ポリオール成分は、４０質量部以上８０質量部以下の第１のポリオール（Ａ）と５質量部以上４０質量部以下の第２のポリオール（Ｂ）と１５質量部以上３０質量部以下の第３のポリオール（Ｃ）（ただし、第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）の添加量の合計は１００質量部）を含み、
前記第１のポリオール（Ａ）は、数平均分子量が８００以上１５００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が４０質量％以上７０質量％以下であり、
前記第２のポリオール（Ｂ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が５０質量％以上であり、
前記第３のポリオール（Ｃ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が２０質量％以下であり、
前記イソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネートであり、イソシアネートインデックスが４０以上１００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、
（２）前記第１のポリオール（Ａ）と前記第２のポリオール（Ｂ）と前記第３のポリオール（Ｃ）は、いずれもポリエーテルポリオールである、上記（１）に記載の軟質ポリウレタンフォーム、
（３）アスカーゴム硬度計Ｆ型により測定した温度１０℃の雰囲気下での表面硬さと温度３０℃の雰囲気下での表面硬さの差が５５以下である、上記（１）または（２）に記載の軟質ポリウレタンフォーム、
（４）通気量１５０ｍｌ／ｃｍ２／ｓ以上であり、圧縮残留ひずみが３．０％以下であり、反発弾性が１５％未満であり、かつ４０％圧縮硬さが１０Ｎ以上である上記（３）に記載の軟質ポリウレタンフォーム、
を要旨とする。
本発明によれば、通気性に優れつつ感温性を抑制された軟質ポリウレタンフォームを提供することができる。
［軟質ポリウレタンフォーム］
本発明は、軟質ポリウレタンフォームである。軟質ポリ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発泡剤を少なくとも含む発泡ポリウレタン組成物の反応物からなる。
本発明は、軟質ポリウレタンフォームである。軟質ポリ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発泡剤を少なくとも含む発泡ポリウレタン組成物の反応物からなる。
発泡ポリウレタン組成物を構成するポリオール成分とイソシアネート成分と発泡剤は、次に示すようなものである。
（ポリオール成分）
ポリオール成分は、第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）を含む。
ポリオール成分は、第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）を含む。
（第１のポリオール）
第１のポリオール（Ａ）は、数平均分子量が８００以上１５００以下、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率（以下、ＥＯ含有率ともいう）が４０質量％以上７０質量％以下である。第１のポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２以上４以下であることが好ましい。
第１のポリオール（Ａ）は、数平均分子量が８００以上１５００以下、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率（以下、ＥＯ含有率ともいう）が４０質量％以上７０質量％以下である。第１のポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２以上４以下であることが好ましい。
軟質ポリウレタンフォームの感温性抑制の観点からは、第１のポリオール（Ａ）は、数平均分子量が９００以上１５００以下であることが更に好ましい。
（第２のポリオール）
第２のポリオール（Ｂ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が５０質量％以上である。またエチレンオキサイド単位の含有率の上限は特に限定されず、１００質量％以下の範囲において適宜調整することができる。第２のポリオール（Ｂ）は、平均官能基数が２以上４以下であることが好ましい。
第２のポリオール（Ｂ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が５０質量％以上である。またエチレンオキサイド単位の含有率の上限は特に限定されず、１００質量％以下の範囲において適宜調整することができる。第２のポリオール（Ｂ）は、平均官能基数が２以上４以下であることが好ましい。
ポリウレタンフォームに形成される隣り合う気泡（セル）間の連通性をより良好にする観点からは、第２のポリオール（Ｂ）は、数平均分子量が２５００以上３５００以下であることが更に好ましい。
（第３のポリオール）
第３のポリオール（Ｃ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が２０質量％以下である。またエチレンオキサイド単位の含有率の下限は特に限定されず、０質量％以上の範囲において適宜調整することができる。第３のポリオール（Ｃ）は、平均官能基数が２以上４以下であることが好ましい。
第３のポリオール（Ｃ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が２０質量％以下である。またエチレンオキサイド単位の含有率の下限は特に限定されず、０質量％以上の範囲において適宜調整することができる。第３のポリオール（Ｃ）は、平均官能基数が２以上４以下であることが好ましい。
第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）は、それぞれ個別に、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどであってもよいが、特に限定されない。
（水酸基価）
第１のポリオール（Ａ）は、水酸基価が１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、水酸基価が１３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上１９０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが更に好ましい。第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）はいずれも水酸基価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上９０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。
第１のポリオール（Ａ）は、水酸基価が１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、水酸基価が１３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上１９０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが更に好ましい。第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）はいずれも水酸基価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上９０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。
なお、第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）それぞれについて、水酸基価はＪＩＳ Ｋ １５５７ １に基づき測定することができる。
（添加量）
発泡ポリウレタン組成物には、第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）の添加量の合計を１００質量部とする場合に、ポリオール成分として、４０質量部以上８０質量部以下の第１のポリオール（Ａ）と５質量部以上４０質量部以下の第２のポリオール（Ｂ）と１５質量部以上３０質量部以下の第３のポリオール（Ｃ）が含まれる。
発泡ポリウレタン組成物には、第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）の添加量の合計を１００質量部とする場合に、ポリオール成分として、４０質量部以上８０質量部以下の第１のポリオール（Ａ）と５質量部以上４０質量部以下の第２のポリオール（Ｂ）と１５質量部以上３０質量部以下の第３のポリオール（Ｃ）が含まれる。
第１のポリオール（Ａ）の添加量が４０質量部未満では、軟質ポリウレタンフォームの反発弾性が高くなりすぎてしまうおそれがある。第１のポリオール（Ａ）の添加量が８０質量部を超えると、軟質ポリウレタンフォームに形成されるセルが大きくなり、セルの均一性に劣るものができてしまう虞がある。
第２のポリオール（Ｂ）の添加量が５質量部未満では、ウレタンフォームのセルの連通性が低下するという虞がある。第２のポリオール（Ｂ）の添加量が４０質量部を超えると、軟質ポリウレタンフォームに形成されるセルが大きくなり、セルの均一性に劣るものができてしまう虞がある。
第３のポリオール（Ｃ）の添加量が１５質量部未満では、軟質ウレタンフォームが発泡状態を保てず沈み込む現象（いわゆるコラップス現象）を生じる虞がある。第３のポリオール（Ｃ）の添加量が３０質量部を超えると、軟質ウレタンフォームの通気性が悪化し、さらにフォームが脆くなる虞がある。
（その他のポリオール）
ポリオール成分には、本発明の効果を損なわない範囲において、上記した第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）のいずれにも該当しないその他のポリオール（ポリオール（Ｄ）と呼ぶ）が含まれてもよい。ポリオール成分にポリオール（Ｄ）が含まれる場合、ポリオール（Ｄ）の添加量は、ポリオール成分全体量１００質量％において２０質量％以下であることが好ましい。尚、ここでいうポリオール成分全体量とは、第１のポリオール（Ａ）、第２のポリオール（Ｂ）および第３のポリオール（Ｃ）に加え、上記ポリオール（Ｄ）を含めたポリオール成分の全体量を指す。ポリオール（Ｄ）が２０質量％を超えてポリオール成分に含まれると、得られる軟質ポリウレタンフォームの感温性が悪化してしまう虞があるほか、通気性が低下してしまう虞がある。
ポリオール成分には、本発明の効果を損なわない範囲において、上記した第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）のいずれにも該当しないその他のポリオール（ポリオール（Ｄ）と呼ぶ）が含まれてもよい。ポリオール成分にポリオール（Ｄ）が含まれる場合、ポリオール（Ｄ）の添加量は、ポリオール成分全体量１００質量％において２０質量％以下であることが好ましい。尚、ここでいうポリオール成分全体量とは、第１のポリオール（Ａ）、第２のポリオール（Ｂ）および第３のポリオール（Ｃ）に加え、上記ポリオール（Ｄ）を含めたポリオール成分の全体量を指す。ポリオール（Ｄ）が２０質量％を超えてポリオール成分に含まれると、得られる軟質ポリウレタンフォームの感温性が悪化してしまう虞があるほか、通気性が低下してしまう虞がある。
（イソシアネート成分）
イソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩと呼ぶことがある。）であり、発泡ポリウレタン組成物におけるイソシアネートインデックスが４０以上１００以下である。
イソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩと呼ぶことがある。）であり、発泡ポリウレタン組成物におけるイソシアネートインデックスが４０以上１００以下である。
イソシアネート成分がＭＤＩであるために、イソシアネート成分がトリレンジイソシアネート（ＴＤＩと呼ぶことがある。）である軟質ポリウレタンフォームよりも反発弾性を低く、また、通気性をより高いものとすることができる。
イソシアネートインデックスが４０以上であることで、感温性の抑制性を保ちながら４０％圧縮硬さが１０Ｎ以上に保持された軟質ポリウレタンフォームを効率的に得ることができるという効果を得ることができる。この効果を得る観点から、イソシアネートインデックスが６０以上であることが更に好ましい。また、イソシアネートインデックスが１００以下であることで、温度１０℃雰囲気下の表面硬さが硬くなりすぎる虞を抑制するという効果を得ることができる。この効果を得る観点から、イソシアネートインデックスが８０以下であることがさらに好ましい。
（イソシアネートインデックスの特定方法）
イソシアネートインデックスは、発泡ポリウレタン組成物におけるイソシアネート成分に含まれるイソシアネート基と、ポリオール成分及び発泡剤の水等に含まれる活性水素の当量比を算出することで特定することができる。
イソシアネートインデックスは、発泡ポリウレタン組成物におけるイソシアネート成分に含まれるイソシアネート基と、ポリオール成分及び発泡剤の水等に含まれる活性水素の当量比を算出することで特定することができる。
（発泡剤）
発泡剤としては、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられる公知のもの等が適宜選択されてよい。具体的に、発泡剤としては水が好適に用いられる。
発泡剤としては、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられる公知のもの等が適宜選択されてよい。具体的に、発泡剤としては水が好適に用いられる。
発泡剤の添加量は、軟質ポリウレタンフォームの用途に応じて適宜設定される。例えば、得られる軟質ポリウレタンフォームをマットレスとして使用した際にマットレスの密度や４０％圧縮硬さを適切にする観点では、ポリオール成分１００質量部に対して、水が０．５質量部以上３．０質量部以下であることが好ましい。
発泡ポリウレタン組成物には、上記したポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤が含まれる他に、本発明の効果を損なわない範囲で整泡剤、触媒が添加されてよく、さらにその他の各種の添加物が添加されてもよい。
（整泡剤）
整泡剤としては、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられる公知のもの等を適宜選択することができ、例えば、シロキサン−ポリエーテルブロック共重合体のシリコーン系化合物が挙げられる。
整泡剤としては、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられる公知のもの等を適宜選択することができ、例えば、シロキサン−ポリエーテルブロック共重合体のシリコーン系化合物が挙げられる。
整泡剤の添加量は、得られる軟質ポリウレタンフォームのセルを均一にするために、ポリオール成分１００質量部に対して、０．５質量部以上２．０質量部以下の範囲であることが好ましい。整泡剤の添加量が０．５質量部未満では、軟質ポリウレタンフォームのセルが均一形成されなくなる虞がある。整泡剤の添加量が２．０質量部を超えると、通気量が低くなる虞がある。
（触媒）
触媒としては、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いることができるものを適宜選択されてよい。例えば、触媒としては、トリエチルアミン、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、Ｎ−メチルモルホリン、ジメチルアミノメチルフェノール、イミダゾール等の３級アミン化合物などのアミン系触媒を用いることができる。また、スタナスオクトエート等の錫化合物、ニッケルアセチルアセトネート等のニッケル化合物などの金属系触媒を用いることもできる。これら触媒としては単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なお、触媒の添加量は、ポリオール成分１００質量部に対して、０．３質量部以上１．０質量部以下とされること好ましい。
触媒としては、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いることができるものを適宜選択されてよい。例えば、触媒としては、トリエチルアミン、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、Ｎ−メチルモルホリン、ジメチルアミノメチルフェノール、イミダゾール等の３級アミン化合物などのアミン系触媒を用いることができる。また、スタナスオクトエート等の錫化合物、ニッケルアセチルアセトネート等のニッケル化合物などの金属系触媒を用いることもできる。これら触媒としては単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なお、触媒の添加量は、ポリオール成分１００質量部に対して、０．３質量部以上１．０質量部以下とされること好ましい。
（他の添加剤）
ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、整泡剤、触媒の他に、必要に応じて、さらに他の添加剤が添加されてもよい。他の添加剤としては、可塑剤、充填剤、酸化防止剤、相溶化剤、着色剤、安定剤、紫外線吸収剤などポリウレタンフォームの製造に際して一般的に使用可能な添加剤をあげることができる。他の添加剤の添加量は、本発明の効果を阻害しない範囲内において適宜選択されてよい。
ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、整泡剤、触媒の他に、必要に応じて、さらに他の添加剤が添加されてもよい。他の添加剤としては、可塑剤、充填剤、酸化防止剤、相溶化剤、着色剤、安定剤、紫外線吸収剤などポリウレタンフォームの製造に際して一般的に使用可能な添加剤をあげることができる。他の添加剤の添加量は、本発明の効果を阻害しない範囲内において適宜選択されてよい。
上述したような発泡ポリウレタン組成物の反応物が、本発明の軟質ポリウレタンフォームである。本発明の軟質ポリウレタンフォームは、通気量が１５０ｍｌ／ｃｍ２／ｓ以上であり、温度１０℃の雰囲気下での表面硬さと温度３０℃の雰囲気下での表面硬さの差の絶対値が５５以下である。軟質ポリウレタンフォームは、温度１０℃の雰囲気下での表面硬さと温度３０℃の雰囲気下での表面硬さの差が５５以下の範囲に抑えられているものであることから、感温性の抑制されたものである。また、本発明の軟質ポリウレタンフォームは、通気量が１５０ｍｌ／ｃｍ２／ｓ以上であることから、通気性に優れたものである。なお、感温性の観点からは、軟質ポリウレタンフォームは、温度１０℃の雰囲気下での表面硬さと温度３０℃の雰囲気下での表面硬さの差が３５以下であることが、より好ましい。
特に本発明の所期の課題を良好に解決するとともに優れた軟質性を示す軟質ポリウレタンフォームを提供するという観点からは、本発明の軟質ポリウレタンフォームは、アスカーゴム硬度計Ｆ型により測定した温度１０℃の雰囲気下での表面硬さと温度３０℃の雰囲気下での表面硬さの差の絶対値が５５以下であるとともに、通気量１５０ｍｌ／ｃｍ２／ｓ以上であり、圧縮残留ひずみが３．０％以下であり、反発弾性が１５％未満であり、かつ４０％圧縮硬さが１０Ｎ以上であることがさらに好ましい。
特に本発明の所期の課題を良好に解決するとともに優れた軟質性を示す軟質ポリウレタンフォームを提供するという観点からは、本発明の軟質ポリウレタンフォームは、アスカーゴム硬度計Ｆ型により測定した温度１０℃の雰囲気下での表面硬さと温度３０℃の雰囲気下での表面硬さの差の絶対値が５５以下であるとともに、通気量１５０ｍｌ／ｃｍ２／ｓ以上であり、圧縮残留ひずみが３．０％以下であり、反発弾性が１５％未満であり、かつ４０％圧縮硬さが１０Ｎ以上であることがさらに好ましい。
また、本発明の軟質ポリウレタンフォームは、圧縮残留ひずみが３．０％以下であり、反発弾性が１５％未満であり、４０％圧縮硬さが１０Ｎ以上である。したがって、軟質ポリウレタンフォームは、低反発ポリウレタンフォームとしてきわめて優れた性質を有する。軟質ポリウレタンフォームは、反発弾性が１５％未満以下であることから衝撃を吸収しやすい。そして、軟質ポリウレタンフォームは、圧縮残留ひずみが３．０％以下であることから長期間の使用においても復元性がよく、へたりにくい。また、軟質ポリウレタンフォームは、４０％圧縮硬さが１０Ｎ以上であることから、適度な力で変形する程度の硬さを有するものである。
なお、上記した軟質ポリウレタンフォームの通気性、表面硬さ、圧縮残留ひずみ、反発弾性、圧縮硬さは、それぞれ次のように特定することができる。
（通気性の特定方法）
軟質ポリウレタンフォームの通気性は、通気量（ｍｌ／ｃｍ２／ｓ）によって特定することができる。この通気量は、例えばＪＩＳ Ｋ ６４００ ７ Ｂ法（フラジール式通気量）にて測定することができる。
軟質ポリウレタンフォームの通気性は、通気量（ｍｌ／ｃｍ２／ｓ）によって特定することができる。この通気量は、例えばＪＩＳ Ｋ ６４００ ７ Ｂ法（フラジール式通気量）にて測定することができる。
（表面硬さの特定方法）
軟質ポリウレタンフォームの表面硬さは、次のように特定することができる。すなわち、軟質ポリウレタンフォームを縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×高さ５０ｍｍの寸法に調製し、これを試験片とする。所定温度（１０℃、３０℃）雰囲気下で試験片を１時間静置し、その後に、アスカーゴム硬度計Ｆ型を試験片上に載せ、その時点から２０秒後における試験片表面の硬さの数値を測定する。この数値が軟質ポリウレタンフォームの表面硬さとなる。所定温度として１０℃、３０℃が選択されることで、軟質ポリウレタンフォームについて、１０℃雰囲気下での表面硬さ、３０℃雰囲気下での表面硬さを特定することができる。
軟質ポリウレタンフォームの表面硬さは、次のように特定することができる。すなわち、軟質ポリウレタンフォームを縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×高さ５０ｍｍの寸法に調製し、これを試験片とする。所定温度（１０℃、３０℃）雰囲気下で試験片を１時間静置し、その後に、アスカーゴム硬度計Ｆ型を試験片上に載せ、その時点から２０秒後における試験片表面の硬さの数値を測定する。この数値が軟質ポリウレタンフォームの表面硬さとなる。所定温度として１０℃、３０℃が選択されることで、軟質ポリウレタンフォームについて、１０℃雰囲気下での表面硬さ、３０℃雰囲気下での表面硬さを特定することができる。
（圧縮残留ひずみの特定方法）
軟質ポリウレタンフォームの圧縮残留ひずみ（％）は、ＪＩＳ Ｋ ６４００ ４ Ａ法に準じた方法にて測定することができる。
軟質ポリウレタンフォームの圧縮残留ひずみ（％）は、ＪＩＳ Ｋ ６４００ ４ Ａ法に準じた方法にて測定することができる。
（反発弾性の特定方法）
軟質ポリウレタンフォームの反発弾性（％）は、ＪＩＳ Ｋ ６４００ ３に準じた方法にて測定することができる。
軟質ポリウレタンフォームの反発弾性（％）は、ＪＩＳ Ｋ ６４００ ３に準じた方法にて測定することができる。
（４０％圧縮硬さの特定方法）
軟質ポリウレタンフォームの４０％圧縮硬さ（Ｎ）は、ＪＩＳ Ｋ ６４００ ２ Ａ法に準じた方法にて測定することができる。
軟質ポリウレタンフォームの４０％圧縮硬さ（Ｎ）は、ＪＩＳ Ｋ ６４００ ２ Ａ法に準じた方法にて測定することができる。
（密度）
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、その密度が３０ｋｇ／ｍ３以上６０ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましい。軟質ポリウレタンフォームの密度が３０ｋｇ／ｍ３未満の場合、軟質ポリウレタンフォームがへたり易くなるおそれがあり、一方、６０ｋｇ／ｍ３を超える場合、家具や寝具の緩衝材などといった様々な用途で軟質ポリウレタンフォームを使用した場合にその質量が大きくなりすぎて使い辛いものになってしまう。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、その密度が３０ｋｇ／ｍ３以上６０ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましい。軟質ポリウレタンフォームの密度が３０ｋｇ／ｍ３未満の場合、軟質ポリウレタンフォームがへたり易くなるおそれがあり、一方、６０ｋｇ／ｍ３を超える場合、家具や寝具の緩衝材などといった様々な用途で軟質ポリウレタンフォームを使用した場合にその質量が大きくなりすぎて使い辛いものになってしまう。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、このように通気性に優れつつ感温性を抑制されたものであるともに低反発ポリウレタンフォームとして優れたものであることから、ベッド、マットレス、枕、ソファーや座布団等といった家具や寝具の緩衝材の用途に非常に適している。また、本発明の軟質ポリウレタンフォームは、洗浄用のスポンジ、フィルター、パット、スポーツ用品、サポーター、水耕栽培用マット、食品用等といった用途でも好適に使用することができるものである。
（軟質ポリウレタンフォームの製造方法）
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、特に限定されず、従前より公知の方法等を適宜採用されてよい。例えば、ポリオール成分に、発泡剤、整泡剤、触媒といったイソシアネート成分を除いたその他の成分を混合して混合物を調製し、その後、その混合物に対してイソシアネート成分を混合して発泡ポリウレタン組成物を形成する。発泡ポリウレタン組成物では、ウレタン反応が生じてポリウレタン樹脂が形成されていくとともに発泡剤の作用によってポリウレタン樹脂が発泡した状態となる。こうして本発明の軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
本発明の軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、特に限定されず、従前より公知の方法等を適宜採用されてよい。例えば、ポリオール成分に、発泡剤、整泡剤、触媒といったイソシアネート成分を除いたその他の成分を混合して混合物を調製し、その後、その混合物に対してイソシアネート成分を混合して発泡ポリウレタン組成物を形成する。発泡ポリウレタン組成物では、ウレタン反応が生じてポリウレタン樹脂が形成されていくとともに発泡剤の作用によってポリウレタン樹脂が発泡した状態となる。こうして本発明の軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
次に、実施例を用いて本発明を更に説明する。
まず、ポリオール化合物、イソシアネート化合物、発泡剤、整泡剤、触媒が準備された。
ポリオール化合物としては、４種類のポリエーテルポリオール（次に示すポリエーテルポリオール（１）からポリエーテルポリオール（４））が準備された。ポリオール成分は、ポリエーテルポリオール（１）からポリエーテルポリオール（４）の４種類の化合物より選択されたポリオール化合物の組み合わせで形成された。
ポリエーテルポリオール（１）は、数平均分子量が１０００、官能基数が３、水酸基価が１６７ｍｇＫＯＨ／ｇ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、ＥＯ含有率が５０質量％のポリエーテルポリオール（ダウ・ケミカル社製、商品名ＶＯＲＡＮＯＬ（商標） ＷＫ３１４０）である。
ポリエーテルポリオール（２）は、数平均分子量が３３６０、官能基数が３、水酸基価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、ＥＯ含有率が７５質量％のポリエーテルポリオール（三井化学株式会社製、商品名アクトコール（商標）ＥＰ−５０５Ｓ）である。
ポリエーテルポリオール（３）は、数平均分子量が３０００、官能基数が３、水酸基価が５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、ＥＯ含有率が０質量％のポリエーテルポリオール（旭硝子株式会社製、商品名ＥＸＣＥＮＯＬ（商標）３０３０）である。
ポリエーテルポリオール（４）は、数平均分子量が７００、官能基数が３、水酸基価が２４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、ＥＯ含有率が０質量％のポリエーテルポリオール（旭硝子株式会社製、商品名ＥＸＣＥＮＯＬ（商標）７３０）である。
ポリエーテルポリオール（１）は、第１のポリオール（Ａ）に対応し、ポリエーテルポリオール（２）は、第２のポリオール（Ｂ）に対応し、ポリエーテルポリオール（３）は、第３のポリオール（Ｃ）に対応し、ポリエーテルポリオール（４）は、その他のポリオール（Ｄ）に対応している。
イソシアネート化合物としては、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）が準備された。本発明の軟質ポリウレタンフォームにおけるイソシアネート成分となるイソシアネート化合物には、ＭＤＩが対応する。
発泡剤としては、水が用いられた。
整泡剤としては、シリコーン系界面活性剤（東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名ＳＦ−２９０４）が準備された。
触媒としては、第３級アミン系触媒Ａ（触媒Ａ）と第３級アミン系触媒Ｂ（触媒Ｂ）が準備された。触媒Ａは、トリエチレンジアミンの含有量が３３質量％であるジプロピレングリコール溶液（東ソー株式会社製、商品名ＴＥＤＡ（商標）−Ｌ３３）である。触媒Ｂは、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル（東ソー株式会社製、商品名ＴＯＹＯＣＡＴ（商標） ＥＴＳ）である。
実施例１から１４、比較例１から８
表１、表２に示すような添加量にてポリオール成分、発泡剤、整泡剤、触媒を混合して混合物を調製し、その後、その混合物に対してイソシアネート成分を混合して発泡ポリウレタン組成物を形成するとともに上面の解放された矩形の箱型容器に投入した。箱型容器内で発泡ポリウレタン組成物では、ウレタン反応が生じてポリウレタン樹脂が形成されていくとともに発泡剤の作用によってポリウレタン樹脂が発泡した状態となり、軟質ポリウレタンフォームが得られた。
表１、表２に示すような添加量にてポリオール成分、発泡剤、整泡剤、触媒を混合して混合物を調製し、その後、その混合物に対してイソシアネート成分を混合して発泡ポリウレタン組成物を形成するとともに上面の解放された矩形の箱型容器に投入した。箱型容器内で発泡ポリウレタン組成物では、ウレタン反応が生じてポリウレタン樹脂が形成されていくとともに発泡剤の作用によってポリウレタン樹脂が発泡した状態となり、軟質ポリウレタンフォームが得られた。
なお、表１、表２中、イソシアネートインデックスの欄に記載された数値を除き、発泡ポリウレタン組成物の欄（ポリオール成分の欄、整泡剤の欄、発泡剤の欄、触媒の欄、イソシアネート成分の欄の各欄）に記載された各数値の単位は、質量部である。
実施例１から１４、比較例１から８で得られた軟質ポリウレタンフォームの発泡状態を目視にて観察して次のように、発泡性評価を行った。結果を表１、表２に示す。
（発泡性評価）
○（良好）： 発泡によって軟質ポリウレタンフォームに形成されたセルの大きさが均一で、軟質ポリウレタンフォームの発泡直後の沈みこみも認められない。
×（不良）： 発泡によって軟質ポリウレタンフォームに形成されたセルの大きさが均一でなく、および／又は、軟質ポリウレタンフォームの発泡直後の沈みこみが認められる。
○（良好）： 発泡によって軟質ポリウレタンフォームに形成されたセルの大きさが均一で、軟質ポリウレタンフォームの発泡直後の沈みこみも認められない。
×（不良）： 発泡によって軟質ポリウレタンフォームに形成されたセルの大きさが均一でなく、および／又は、軟質ポリウレタンフォームの発泡直後の沈みこみが認められる。
比較例２で得られた軟質ポリウレタンフォームについては、セルが大きくなりすぎ、不均一であり、比較例７で得られた軟質ポリウレタンフォームについては、軟質ポリウレタンフォームの発泡直後の沈みこみが認められたため、いずれについても発泡性評価が×（不良）であった。
実施例１から１４、比較例１および３から６、ならびに比較例８で得られた軟質ポリウレタンフォームを用いて、上述した方法に従い、密度、４０％圧縮硬さ、反発弾性、圧縮残留ひずみ、通気量）を特定した。また、実施例１から１４、比較例１、４、５、６および８で得られた軟質ポリウレタンフォームを用いて、温度１０℃の雰囲気下での表面硬さ（Ｔ１）、温度３０℃の雰囲気下での表面硬さ（Ｔ２）を特定した。そして、Ｔ１とＴ２の差の絶対値に基づき、次のように、感温性の評価を行った。結果を表１、表２に示す。
（感温性の評価）
Ａ（きわめて良好）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が２０以下である。
Ｂ（より良好）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が２０を超え、３５以下である。
Ｃ（良好）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が３５を超え、５５以下である。
Ｄ（不良）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が５５を超え、６５以下である。
Ｅ（きわめて不良）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が６５を超える。
Ａ（きわめて良好）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が２０以下である。
Ｂ（より良好）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が２０を超え、３５以下である。
Ｃ（良好）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が３５を超え、５５以下である。
Ｄ（不良）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が５５を超え、６５以下である。
Ｅ（きわめて不良）：Ｔ１とＴ２の差の絶対値が６５を超える。
Claims (4)
- ポリオール成分とイソシアネート成分と発泡剤を少なくとも含む発泡ポリウレタン組成物の反応物からなる軟質ポリウレタンフォームであって、
前記ポリオール成分は、４０質量部以上８０質量部以下の第１のポリオール（Ａ）と５質量部以上４０質量部以下の第２のポリオール（Ｂ）と１５質量部以上３０質量部以下の第３のポリオール（Ｃ）（ただし、第１のポリオール（Ａ）と第２のポリオール（Ｂ）と第３のポリオール（Ｃ）の添加量の合計は１００質量部）を含み、
前記第１のポリオール（Ａ）は、数平均分子量が８００以上１５００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が４０質量％以上７０質量％以下であり、
前記第２のポリオール（Ｂ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が５０質量％以上であり、
前記第３のポリオール（Ｃ）は、数平均分子量が２０００以上４０００以下、且つ、アルキレンオキサイド単位の全量を１００質量％とした場合に、エチレンオキサイド単位の含有率が２０質量％以下であり、
前記イソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネートであり、イソシアネートインデックスが４０以上１００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。 - 前記第１のポリオール（Ａ）と前記第２のポリオール（Ｂ）と前記第３のポリオール（Ｃ）は、いずれもポリエーテルポリオールである、請求項１に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
- アスカーゴム硬度計Ｆ型により測定した温度１０℃の雰囲気下での表面硬さと温度３０℃の雰囲気下での表面硬さの差が５５以下である、請求項１または２に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
- 通気量１５０ｍｌ／ｃｍ２／ｓ以上であり、圧縮残留ひずみが３．０％以下であり、反発弾性が１５％未満であり、かつ４０％圧縮硬さが１０Ｎ以上である請求項３に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
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