JP2023008067A - Polyurethane foam and seat cushion - Google Patents
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- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ポリウレタンフォーム及びシートクッションに関し、さらに詳しくは、薄肉化しても高いクッション感が得られるポリウレタンフォーム、及び、このようなポリウレタンフォームをシートパッドとして用いたシートクッションに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyurethane foam and a seat cushion, and more particularly to a polyurethane foam that provides a high cushioning feeling even when thinned, and a seat cushion using such a polyurethane foam as a seat pad.
自動車用シートは、シートクッション（座面部）とシートバック（背面部）とが分離しているタイプと、両者が一体化しているタイプとがある。
また、自動車用シートは、一般に、
（ａ）乗員が着座したときに、乗員の荷重を受け止めるためのシートパッドと、
（ｂ）シートパッドを支持するためのフレームと、
（ｃ）シートパッドの外表面を覆うトリムカバーと
を備えている。
シートパッドには、一般に、軟質ポリウレタンフォームが用いられる。
There are two types of automobile seats: a type in which a seat cushion (seating surface portion) and a seat back (rear portion) are separated, and a type in which both are integrated.
In addition, automobile seats are generally
(a) a seat pad for receiving the load of an occupant when the occupant is seated;
(b) a frame for supporting the seat pad;
(c) a trim cover that covers the outer surface of the seat pad;
A flexible polyurethane foam is generally used for the seat pad.
シートパッドを備えた自動車用シートに乗員が着座すると、シートパッドに加わる荷重の大きさに比例して、シートパッドが荷重方向に圧縮される。シートパッドに加わる荷重の大きさは、自動車用シートの形状、シートバックの傾き、自動車用シートに接触する人体の部位、乗員の姿勢などに応じて異なる。そのため、シートパッドの硬さが場所によらず一定であると、座り心地の悪いシートとなる場合がある。 When an occupant sits on an automobile seat provided with a seat pad, the seat pad is compressed in the load direction in proportion to the magnitude of the load applied to the seat pad. The magnitude of the load applied to the seat pad varies depending on the shape of the automobile seat, the inclination of the seat back, the part of the human body in contact with the automobile seat, the posture of the occupant, and the like. Therefore, if the hardness of the seat pad is constant regardless of location, the seat may be uncomfortable to sit on.
そこでこの問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１には、２種類の整泡剤（シリコーン系界面活性剤又は脂肪酸エステル化合物）を含む発泡原料を発泡成形する軟質ポリウレタンフォーム成形品の製造方法が開示されている。
同文献には、
（ａ）このような方法により、表面（着座面）から厚み方向に向かって漸次にセル径が増大している軟質ポリウレタンフォーム成形品が得られる点、及び、
（ｂ）２種類の整泡剤の添加量を変えることにより、セル径を変えることができる点
が記載されている。
In order to solve this problem, various proposals have been conventionally made.
For example,
In the same document,
(a) By such a method, a flexible polyurethane foam molded article can be obtained in which the cell diameter gradually increases from the surface (seating surface) toward the thickness direction, and
(b) It is described that the cell diameter can be changed by changing the amount of addition of two kinds of foam stabilizers.
特許文献２には、シートの座り心地の改善を目的とするものではないが、整泡剤及びＳｉＯ2（破泡剤）を含む発泡原料を発泡成形する軟質ポリウレタン発泡体の製造方法が開示されている。
同文献には、
（ａ）このような方法により、海綿状のセル構造（粗いセルと微細なセルが混在している二重セル構造）を有し、低密度で海綿のように軟らかい軟質ポリウレタン発泡体が得られる点、及び、
（ｂ）ＳｉＯ2は、発泡時に形成されるセルを粗くする作用がある点
が記載されている。
In the same document,
(a) By such a method, a flexible polyurethane foam having a spongy cell structure (a double cell structure in which coarse cells and fine cells are mixed) and having a low density and softness like a sponge can be obtained. a point, and
(b) SiO 2 is described as having the effect of roughening the cells formed during foaming.
特許文献３には、シートの座り心地の改善を目的とするものではないが、軟質フォーム用３官能性ポリオールと、親水性ポリオールと、ポリオキシアルキレン変成ポリシロキサン（硬質用の破泡性シリコン）を含む発泡原料を発泡成形する粗泡性軟質ウレタンフォームの製造方法が開示されている。
同文献には、このような方法により、５～１０ｍｍφの粗泡を有する粗泡性軟質ウレタンフォームが得られる点が記載されている。
Patent Document 3 discloses a trifunctional polyol for flexible foam, a hydrophilic polyol, and a polyoxyalkylene-modified polysiloxane (a foam-breaking silicone for hard foam), although it is not intended to improve the seating comfort of the seat. Disclosed is a method for producing a coarse-celled flexible urethane foam in which a foaming raw material containing is foam-molded.
The document describes that a coarse-celled flexible urethane foam having coarse cells of 5 to 10 mmφ can be obtained by such a method.
特許文献４には、シートの座り心地の改善を目的とするものではないが、
（ａ）ポリオール、架橋剤、発泡剤（蒸留水）、触媒、及び消泡剤（ポリブテン）を含む混合液を作製し、
（ｂ）これにさらにイソシアネートを加えて攪拌し、
（ｃ）混合液を金型に注入し、混合液を発泡させる
ウレタンフォーム成形品の製造方法が開示されている。
同文献には、
（ａ）このような方法により、ハロゲン化された炭化水素系の発泡剤を使用しなくても、表面層に高密度表層を有するウレタンフォーム成形品が得られる点、及び
（ｂ）消泡剤を添加しなかった場合、高密度表層と中間フォーム層の密度差が消泡剤を用いた場合に比べて大きくならない点
が記載されている。
Although
(a) preparing a mixture comprising a polyol, a crosslinker, a blowing agent (distilled water), a catalyst, and an antifoaming agent (polybutene);
(b) further add isocyanate and stir;
(c) A method for producing a urethane foam molded product is disclosed in which a mixed liquid is injected into a mold and the mixed liquid is foamed.
In the same document,
(a) By such a method, a urethane foam molded article having a high-density surface layer can be obtained without using a halogenated hydrocarbon foaming agent, and (b) an antifoaming agent. is not added, the density difference between the high-density surface layer and the intermediate foam layer is not as large as when the antifoaming agent is used.
特許文献５には、シートの座り心地の改善を目的とするものではないが、ポリオール、ポリイソシアネート化合物、触媒、及び発泡剤を含む反応性混合物を反応させ、発泡硬化させる場合において、ポリオールとして、所定の製造方法で得られたポリオキシアルキレンポリオールを用いることを特徴とする軟質ポリウレタンフォームの製造方法が開示されている。
同文献には、
（Ａ）複合金属シアン化物錯体触媒を用いた従来の方法で合成されたポリオールを使用して軟質ポリウレタンフォームを製造すると、発泡成形したフォームが収縮して所望の形状が得られない場合がある点、及び、
（Ｂ）ポリオールとして、所定の製造方法で得られたポリオキシアルキレンポリオールを用いると、フォームの収縮を改善でき、機械的特性に優れた軟質ポリウレタンフォームを製造できる点
が記載されている。
Although Patent Document 5 does not aim to improve the seating comfort of the seat, in the case of reacting a reactive mixture containing a polyol, a polyisocyanate compound, a catalyst, and a foaming agent to foam and harden, as a polyol, A method for producing a flexible polyurethane foam is disclosed, which is characterized by using a polyoxyalkylene polyol obtained by a predetermined production method.
In the same document,
(A) When a flexible polyurethane foam is produced using a polyol synthesized by a conventional method using a double metal cyanide complex catalyst, the molded foam may shrink and the desired shape may not be obtained. ,as well as,
It is described that when a polyoxyalkylene polyol obtained by a predetermined production method is used as the polyol (B), shrinkage of the foam can be improved and a flexible polyurethane foam having excellent mechanical properties can be produced.
自動車用シートクッションにおいて、昨今、燃費向上のため、あるいは、ハイブリッド車において電池の設置スペースを確保するために、リアクッションの厚みが薄くなる傾向にある。しかしながら、微細なセルが均一に分散している従来のポリウレタンフォームを用いて薄肉のシートパッドを作製した場合、
（ａ）たわみ感が小さい、
（ｂ）たわみが大きくなった時に底付感が感じられる、
（ｃ）クッション感が小さい
などの薄肉化に特有の問題が生じる。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a trend toward reducing the thickness of rear cushions for automotive seat cushions in order to improve fuel efficiency or to secure a space for installing a battery in a hybrid vehicle. However, when a thin seat pad is produced using a conventional polyurethane foam in which fine cells are uniformly dispersed,
(a) small feeling of deflection;
(b) A feeling of bottoming out is felt when the deflection increases;
(c) Problems peculiar to thinning arise, such as a small cushion feeling.
一方、特許文献１には、表面（着座面）から厚み方向に向かって漸次にセル径を増大させると、乗り心地が良好なシートが得られる点が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の方法では、上述した薄肉化に特有の問題を解決することはできない。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-100001 describes that a seat with good riding comfort can be obtained by gradually increasing the cell diameter from the surface (seating surface) in the thickness direction. However, the method described in
本発明が解決しようとする課題は、薄肉化した時であっても、たわみ感が大きいポリウレタンフォームを提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、このようなポリウレタンフォームを用いたシートクッションを提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide a polyurethane foam having a large feeling of flexibility even when the thickness is reduced.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a seat cushion using such polyurethane foam.
上記課題を解決するために本発明に係るポリウレタンフォームは、
直径が１０００μｍ以上である大径セルと、
直径が１０００μｍ未満である小径セルと
を含み、
Ｍlarge／Ｍsmall比が５．０以上であることを要旨とする。
但し、
Ｍsmallは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべてのセルの中から無作為に１００個以上のセルを選び、前記セルの直径の個数基準の積算分布を求めた場合において、前記積算分布における積算値が０％から１０％の範囲にある前記セルの直径の算術平均、
Ｍlargeは、前記積算分布における積算値が９０％から１００％の範囲にある前記セルの直径の算術平均。
In order to solve the above problems, the polyurethane foam according to the present invention is
a large-diameter cell having a diameter of 1000 μm or more;
a small-diameter cell having a diameter of less than 1000 μm;
The gist is that the M large /M small ratio is 5.0 or more.
however,
M small is obtained by randomly selecting 100 or more cells from all the cells contained in the polyurethane foam and obtaining a number-based cumulative distribution of the diameters of the cells, and the integrated value in the cumulative distribution is Arithmetic mean of the cell diameters in the
M large is the arithmetic mean of the diameters of the cells whose integrated value in the integrated distribution is in the range of 90% to 100%.
さらに、本発明に係るシートクッションは、本発明に係るポリウレタンフォームをシートパッドとして用いたものからなる。 Furthermore, a seat cushion according to the present invention is formed by using the polyurethane foam according to the present invention as a seat pad.
大径セルと小径セルとが混在している構造（ダブルセル構造）を備えたポリウレタンフォームにおいて、Ｍlarge／Ｍsmall比を最適化すると、薄肉化した時であっても、たわみ感が大きいポリウレタンフォームが得られる。これは、低荷重域では主として大径セルが変形し、高荷重域では大径セルが完全に潰れた後、さらに小径セルがたわむためと考えられる。 Polyurethane foam having a structure in which large-diameter cells and small-diameter cells are mixed (double-cell structure), when the M large /M small ratio is optimized, the polyurethane foam has a large feeling of deflection even when it is made thin. is obtained. This is probably because the large-diameter cells are mainly deformed in the low-load region, and the small-diameter cells are further bent after the large-diameter cells are completely crushed in the high-load region.
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１． ポリウレタンフォーム］
本発明に係るポリウレタンフォームは、後述する方法により得られる。そのため、本発明に係るポリウレタンフォームは、以下のような特徴がある。
An embodiment of the present invention will be described in detail below.
[1. polyurethane foam]
A polyurethane foam according to the present invention is obtained by the method described below. Therefore, the polyurethane foam according to the present invention has the following characteristics.
［１．１． セル構造］
一般に、ポリウレタンフォームは、
（ａ）大半の気泡（セル）が連通気泡である連通気泡構造体、
（ｂ）大半の気泡（セル）が独立気泡である独立気泡構造体、又は、
（ｃ）連通気泡構造体と独立気泡構造体の中間の性質を持つ構造体
に大別される。
後述する方法を用いると、
（ａ）独立気泡を含む軟質ポリウレタンフォーム、又は、
（ｂ）独立気泡の少ない又は独立気泡を含まないポリウレタンフォーム
が得られる。
[1.1. cell structure]
Polyurethane foams are generally
(a) an interconnected cell structure in which most of the cells are interconnected cells;
(b) a closed cell structure in which most of the cells are closed cells, or
(c) It is roughly classified into a structure having intermediate properties between the open-cell structure and the closed-cell structure.
Using the method described below,
(a) a flexible polyurethane foam containing closed cells, or
(b) Polyurethane foams with few or no closed cells are obtained.
［１．２． セル径分布］
「大径セル」とは、直径が１０００μｍ以上であるセルをいう。
「小径セル」とは、直径が１０００μｍ未満であるセルをいう。
「セルの直径」とは、セルの長さが最小となる方向の長さ（例えば、セルがいびつで楕円形状の場合には、楕円の短径）をいう。
[1.2. Cell diameter distribution]
A “large-diameter cell” refers to a cell having a diameter of 1000 μm or more.
"Small cell" refers to a cell having a diameter of less than 1000 µm.
"Cell diameter" refers to the length in the direction in which the length of the cell is the minimum (for example, when the cell is distorted and elliptical, the minor axis of the ellipse).
消泡剤は、ポリウレタンフォームのセルの直径を大きくする作用がある。また、消泡剤を含む原料混合物を用いると、大径セルと小径セルが混在している構造（以下、これを「ダブルセル構造」ともいう）を備えたポリウレタンフォームが得られる。この時、原料混合物の組成を制御すると、セル径分布を変化させることができる。 Defoamers have the effect of increasing the diameter of the cells of polyurethane foam. Moreover, when a raw material mixture containing an antifoaming agent is used, a polyurethane foam having a structure in which large-diameter cells and small-diameter cells are mixed (hereinafter, this is also referred to as a "double cell structure") can be obtained. At this time, the cell diameter distribution can be changed by controlling the composition of the raw material mixture.
［１．２．１． Ｍlarge／Ｍsmall比］
「Ｍsmall」とは、ポリウレタンフォームに含まれるすべてのセルの中から無作為に１００個以上のセルを選び、セルの直径の個数基準の積算分布を求めた場合において、積算分布における積算値が０％から１０％の範囲にあるセルの直径の算術平均をいう。
「Ｍlarge」とは、積算分布における積算値が９０％から１００％の範囲にあるセルの直径の算術平均をいう。
[1.2.1. M large /M small ratio]
"M small " means that when 100 or more cells are randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam and the cumulative distribution of the diameter of the cells based on the number of cells is obtained, the cumulative value in the cumulative distribution is Refers to the arithmetic mean of the cell diameters ranging from 0% to 10%.
"M large " refers to the arithmetic mean of the diameters of cells whose integrated values are in the range of 90% to 100% in the integrated distribution.
Ｍlarge／Ｍsmall比は、大径セルと小径セルの直径の比率であって、セルの不均一さの指標である。ダブルセル構造を備えたポリウレタンフォームの場合、大径セル間に存在するポリウレタンの骨格自体が小径セルを含んだ発泡体からなる。Ｍlarge／Ｍsmall比が小さくなるほど、ダブルセル構造特有の組織（大径セル間にある骨格が小径セルを含んだ発泡体からなる組織）が得られにくくなる。その結果、Ｍlarge／Ｍsmall比が小さくなるほど、その物性値は、セル構造が均一である発泡体の物性値に近づく。
骨格内にある小径セルは、連通気泡である場合と、独立気泡である場合がある。
The M large /M small ratio is the ratio of the diameters of large and small cells and is an indicator of cell non-uniformity. In the case of a polyurethane foam having a double-cell structure, the polyurethane skeleton itself between large-diameter cells is a foam containing small-diameter cells. As the M large /M small ratio becomes smaller, it becomes more difficult to obtain a structure peculiar to the double-cell structure (a structure in which the skeleton between the large-diameter cells is a foam containing small-diameter cells). As a result, the smaller the M large /M small ratio, the closer the physical properties are to those of a foam with a uniform cell structure.
The small-diameter cells in the scaffold may be open cells or closed cells.
一方、Ｍlarge／Ｍsmall比が大きくなるほど、たわみ係数が小さくなり、高荷重域においてより大きくたわむことができる。これは、たわみの初期には大径セルが変形し、高荷重域ではさらに小径セルが変形するためである。たわみ係数を２．８以下にするためには、Ｍlarge／Ｍsmall比は、５．０以上が好ましい。Ｍlarge／Ｍsmall比は、さらに好ましくは、６．０以上、さらに好ましくは、８．０以上である。
一方、Ｍlarge／Ｍsmall比が大きくなりすぎると、硬さ（２５％ＩＬＤ）が低くなりすぎ、シートパッドとして適さなくなる。従って、Ｍlarge／Ｍsmall比は、４０．０以下が好ましい。Ｍlarge／Ｍsmall比は、さらに好ましくは、３０．０以下である。
On the other hand, the larger the M large /M small ratio, the smaller the deflection coefficient and the greater the deflection in the high load range. This is because the large-diameter cells are deformed at the initial stage of deflection, and the small-diameter cells are further deformed in the high-load region. In order to make the deflection coefficient 2.8 or less, the M large /M small ratio is preferably 5.0 or more. The M large /M small ratio is more preferably 6.0 or more, more preferably 8.0 or more.
On the other hand, if the M large /M small ratio is too large, the hardness (25% ILD) will be too low, making it unsuitable as a seat pad. Therefore, the M large /M small ratio is preferably 40.0 or less. The M large /M small ratio is more preferably 30.0 or less.
［１．２．２． 全セルの直径の変動係数］
「全セルの直径の変動係数（ＣＶtotal）」とは、全セルの直径の平均値（ｍtotal）に対する全セルの直径の標準偏差（σtotal）の割合（＝σtotal×１００／ｍtotal）をいう。
「全セルの直径の平均値（ｍtotal）」とは、ポリウレタンフォームに含まれるすべてのセルの中から無作為に選んだ１００個以上のセルの直径の平均値をいう。
「全セルの直径の標準偏差（σtotal）」とは、ポリウレタンフォームに含まれるすべてのセルの中から無作為に選んだ１００個以上のセルの直径の標準偏差をいう。
[1.2.2. Coefficient of variation of all cell diameters]
“Coefficient of variation of all cell diameters (CV total )” is the ratio of the standard deviation (σ total ) of all cell diameters to the average value (m total ) of all cell diameters (= σ total × 100/m total ).
“Average diameter of all cells (m total )” means the average diameter of 100 or more cells randomly selected from all cells contained in the polyurethane foam.
"Standard deviation of diameters of all cells (σ total )" means standard deviation of diameters of 100 or more cells randomly selected from all cells contained in the polyurethane foam.
本発明に係るポリウレタンフォームは、ダブルセル構造を取るため、ＣＶtotalが相対的に大きい。一般に、ＣＶtotalが小さくなるほど、ダブルセル構造特有の組織が得られにくくなり、たわみ係数が大きくなる。たわみ係数を２．８以下にするためには、ＣＶtotalは、５０％以上が好ましい。ＣＶtotalは、さらに好ましくは、７０％以上、さらに好ましくは、９０％以上である。
一方、ＣＶtotalが大きくなりすぎると、硬さ（２５％ＩＬＤ）が低くなりすぎ、シートパッドとして適さなくなる。従って、ＣＶtotalは、５００％以下が好ましい。ＣＶtotalは、さらに好ましくは、４００％以下、さらに好ましくは、３００％以下である。
Since the polyurethane foam according to the present invention has a double cell structure, the CV total is relatively large. In general, the smaller the CV total is, the more difficult it is to obtain the structure peculiar to the double-cell structure, and the larger the deflection coefficient. In order to make the deflection coefficient 2.8 or less, CV total is preferably 50% or more. CV total is more preferably 70% or more, more preferably 90% or more.
On the other hand, if the CV total is too large, the hardness (25% ILD) will be too low, making it unsuitable as a seat pad. Therefore, CV total is preferably 500% or less. CV total is more preferably 400% or less, more preferably 300% or less.
［１．２．３． 小径セルの直径の変動係数］
「小径セルの直径の変動係数（ＣＶsmall）」とは、小径セルの直径の平均値（ｍsmall）に対する小径セルの直径の標準偏差（σsmall）の割合（＝σsmall×１００／ｍsmall）をいう。
「小径セルの直径の平均値（ｍsmall）」とは、ポリウレタンフォームに含まれるすべてのセルの中から無作為に選んだ１００個以上のセルに含まれる小径セルの直径の平均値をいう。
「小径セルの直径の標準偏差（σsmall）」とは、ポリウレタンフォームに含まれるすべてのセルの中から無作為に選んだ１００個以上のセルに含まれる小径セルの直径の標準偏差をいう。
[1.2.3. Variation coefficient of diameter of small-diameter cell]
The “coefficient of variation of the diameter of small-diameter cells (CV small )” is the ratio of the standard deviation (σ small ) of the diameter of small-diameter cells to the average value (m small ) of the diameter of small-diameter cells (= σ small × 100 / m small ).
"Average diameter of small cells (m small )" means the average diameter of small cells contained in 100 or more cells randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam.
The term "standard deviation of diameters of small-diameter cells (σ small )" refers to the standard deviation of diameters of small-diameter cells contained in 100 or more cells randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam.
ＣＶsmallは、小径セルの直径の安定性を示す指標である。一般に、ＣＶsmallが小さくなるほど、大径セル間の骨格に均一な大きさを有する小径セルが均一に分散した組織が得られやすくなる。その結果、引張強度が高くなる。このような効果を得るためには、ＣＶsmallは、７０％以下が好ましい。ＣＶsmallは、さらに好ましくは、６０％以下、さらに好ましくは、５０％以下である。
一方、ＣＶsmallが小さくなりすぎると、引張強度が低くなる場合がある。従って、ＣＶsmallは、１０％以上が好ましい。ＣＶsmallは、さらに好ましくは、２０％以上、さらに好ましくは、３０％以上である。
CV small is an index that indicates the stability of the diameter of small-diameter cells. In general, the smaller the CV small , the easier it is to obtain a structure in which small-diameter cells having a uniform size are uniformly dispersed in the skeleton between large-diameter cells. As a result, the tensile strength increases. In order to obtain such effects, CV small is preferably 70% or less. CV small is more preferably 60% or less, more preferably 50% or less.
On the other hand, if the CV small is too small, the tensile strength may become low. Therefore, CV small is preferably 10% or more. CV small is more preferably 20% or more, more preferably 30% or more.
［１．２．４． 小径セルの直径の平均値］
本発明において、小径セルの直径の平均値（ｍsmall）は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な値を選択することができる。後述する方法を用いると、ｍsmallが３００μｍ以上５００μｍ以下であるポリウレタンフォームが得られる。
[1.2.4. Average diameter of small-diameter cells]
In the present invention, the average value (m small ) of the diameter of the small-diameter cells is not particularly limited, and an optimum value can be selected according to the purpose. By using the method described later, a polyurethane foam having m small of 300 μm or more and 500 μm or less can be obtained.
［１．２．５． 大径セルの直径の変動係数］
「大径セルの直径の変動係数（ＣＶlarge）」とは、大径セルの直径の平均値（ｍsmall）に対する大径セルの直径の標準偏差（σlarge）の割合（＝σlarge×１００／ｍlarge）をいう。
「大径セルの直径の平均値（ｍlarge）」とは、ポリウレタンフォームに含まれるすべてのセルの中から無作為に選んだ１００個以上のセルに含まれる大径セルの直径の平均値をいう。
「大径セルの直径の標準偏差（σlarge）」とは、ポリウレタンフォームに含まれるすべてのセルの中から無作為に選んだ１００個以上のセルに含まれる大径セルの直径の標準偏差をいう。
[1.2.5. Variation coefficient of diameter of large-diameter cell]
"The coefficient of variation of the diameter of the large-diameter cell (CV large )" is the ratio of the standard deviation (σ large ) of the diameter of the large-diameter cell to the average value (m small ) of the diameter of the large-diameter cell (= σ large × 100 / m large ).
"Average diameter of large-diameter cells (m large )" means the average diameter of large-diameter cells contained in 100 or more cells randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam. say.
"Standard deviation of the diameter of large-diameter cells (σ large )" is the standard deviation of the diameter of large-diameter cells contained in 100 or more cells randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam. say.
ＣＶlargeは、大径セルの直径の安定性を示す指標である。一般に、ＣＶlargeが大きくなりすぎると、大径セルが過度に粗大となりやすい。その結果、部位毎のセル径のバラツキが大きくなり、硬さやたわみのバラツキも大きくなる。また、硬さ（２５％ＩＬＤ）も低下する。従って、ＣＶlargeは、８０％以下が好ましい。ＣＶlargeは、さらに好ましくは、７０％以下、さらに好ましくは、６０％以下である。
一方、ＣＶlargeが小さくなりすぎると、部位毎のセル径のバラツキが小さくなり、硬さやたわみのバラツキも小さくなり、薄肉化した時に底付き感が出てしまう。従って、ＣＶlargeは、０％超が好ましい。ＣＶlargeは、さらに好ましくは、１０％以上である。
CV large is an index that indicates the stability of the diameter of large-diameter cells. In general, when CV large is too large, large-diameter cells tend to be excessively coarse. As a result, the variation in cell diameter for each part becomes large, and the variation in hardness and deflection also becomes large. Also, the hardness (25% ILD) is reduced. Therefore, CV large is preferably 80% or less. CV large is more preferably 70% or less, more preferably 60% or less.
On the other hand, if the CV large is too small, the variation in cell diameter for each part will be small, and the variation in hardness and deflection will also be small. Therefore, CV large is preferably greater than 0%. CV large is more preferably 10% or more.
［１．２．６． 大径セルの直径の平均値］
大径セルの直径の平均値（ｍlarge）は、ポリウレタンフォームのたわみ係数、成形性などに影響を与える。一般に、ｍlargeが小さくなりすぎると、たわみ係数が均一なセル構造を有する従来のポリウレタンフォームのたわみ係数に近づく。従って、ｍlargeは、１４００μｍ以上が好ましい。
一方、ｍlargeが大きくなりすぎると、ポリウレタンフォームの成形性が悪化する。また、ｍlargeが大きくなりすぎると、ポリウレタンフォームの体積に占めるセルの体積の割合が過度に大きくなる。その結果、硬さ（２５％ＩＬＤ）が過度に低下し、クッション感が小さくなる。従って、ｍlargeは、５０００μｍ以下が好ましい。
[1.2.6. Average diameter of large-diameter cells]
The average diameter of the large cells (m large ) affects the flexibility coefficient, moldability, and the like of the polyurethane foam. In general, when m large becomes too small, the deflection modulus approaches that of conventional polyurethane foams with a uniform cell structure. Therefore, m large is preferably 1400 μm or more.
On the other hand, if m large becomes too large, the moldability of the polyurethane foam deteriorates. On the other hand, if m large becomes too large, the ratio of the cell volume to the polyurethane foam volume becomes excessively large. As a result, the hardness (25% ILD) is excessively lowered and the cushion feeling is reduced. Therefore, m large is preferably 5000 μm or less.
［１．２．７． 変動係数差ΔＣＶ］
「変動係数差ΔＣＶ（％）」とは、ＣＶlarge－ＣＶsmallをいう。
ΔＣＶは、４００Ｎ静バネ定数に影響を与える。ΔＣＶが小さくなりすぎると、４００Ｎ静バネ定数が過度に大きくなる。その結果、高荷重域でのたわみ量が少なくなる。従って、ΔＣＶは、－３０％以上が好ましい。ΔＣＶは、さらに好ましくは、－２０％以上、さらに好ましくは、－１０％以上である。
一方、ΔＣＶが大きくなりすぎると、かえって４００Ｎ静バネ定数が大きくなる。従って、ΔＣＶは、６０％以下が好ましい。ΔＣＶは、さらに好ましくは、５０％以下、さらに好ましくは、４０％以下である。
[1.2.7. Variation coefficient difference ΔCV]
"Variation coefficient difference ΔCV (%)" means CV large - CV small .
ΔCV affects the 400N static spring constant. If ΔCV becomes too small, the 400N static spring constant becomes too large. As a result, the amount of deflection in the high load range is reduced. Therefore, ΔCV is preferably −30% or more. ΔCV is more preferably −20% or more, more preferably −10% or more.
On the other hand, if ΔCV becomes too large, the static spring constant of 400N becomes rather large. Therefore, ΔCV is preferably 60% or less. ΔCV is more preferably 50% or less, more preferably 40% or less.
［１．３． ＦＳ（Force-Strain）特性］
［１．３．１． たわみ係数］
「たわみ係数」とは、ＪＩＳ Ｋ６４００－２：２０１２に準拠して測定される値であって、７５％の予備圧縮の後、一定の速度で７５％まで圧縮した時の、６５％圧縮での力（Ｆ65%）を２５％圧縮での力（Ｆ25%）で除した値（＝Ｆ65%／Ｆ25%）をいう。
[1.3. FS (Force-Strain) Characteristics]
[1.3.1. deflection coefficient]
"Flexibility coefficient" is a value measured in accordance with JIS K6400-2: 2012, and after 75% pre-compression, when compressed to 75% at a constant speed, at 65% compression It is the value obtained by dividing the force (F65%) by the force ( F25% ) at 25 % compression (= F65% /F25 % ).
本発明に係るポリウレタンフォームは、ダブルセル構造を取るため、ダブルセル構造を取らないポリウレタンフォームに比べてたわみ係数が小さい。一般に、たわみ係数が小さくなるほど高荷重域においてより大きくたわみ、クッション感が大きくなる。このような効果を得るためには、たわみ係数は、２．８以下が好ましい。たわみ係数は、好ましくは、２．７以下、さらに好ましくは、２．４以下である。
一方、たわみ係数が小さくなりすぎると、たわみ量が大きくなりすぎ、底付感が大きくなる。従って、たわみ係数は、２．０以上が好ましい。たわみ係数は、さらに好ましくは、２．１以上、さらに好ましくは、２．２以上である。
Since the polyurethane foam according to the present invention has a double-cell structure, it has a smaller deflection coefficient than polyurethane foams that do not have a double-cell structure. In general, the smaller the deflection coefficient, the greater the deflection in the high load range, and the greater the cushioning feeling. In order to obtain such effects, the deflection coefficient is preferably 2.8 or less. The deflection coefficient is preferably 2.7 or less, more preferably 2.4 or less.
On the other hand, if the deflection coefficient is too small, the amount of deflection will be too large and the feeling of hitting the bottom will be increased. Therefore, the deflection coefficient is preferably 2.0 or more. The deflection coefficient is more preferably 2.1 or more, more preferably 2.2 or more.
［１．３．２． ４００Ｎ静バネ定数］
「４００Ｎ静バネ定数（Ｎ／ｍｍ）」とは、荷重が４００ＮであるときのＦＳ（Force-Strain）曲線の接線の傾きをいう。
[1.3.2. 400N static spring constant]
"400N static spring constant (N/mm)" refers to the slope of the tangent line of the FS (Force-Strain) curve when the load is 400N.
本発明に係るポリウレタンフォームは、ダブルセル構造を取るため、ダブルセル構造を取らないポリウレタンフォームに比べて４００Ｎ静バネ定数が小さい。一般に、４００Ｎ静バネ定数が小さくなるほど、着座時のフォームの感触が柔らかく感じ、クッション感が大きくなる。このような効果を得るためには、４００Ｎ静バネ定数は、９．０Ｎ／ｍｍ以下が好ましい。４００Ｎ静バネ定数は、さらに好ましくは、８．０Ｎ／ｍｍ以下である。
一方、４００Ｎ静バネ定数が小さくなりすぎると、ポリウレタンフォームの反発力が過度に小さくなる。従って、４００Ｎ静バネ定数は、５．０Ｎ／ｍｍ以上が好ましい。４００Ｎ静バネ定数は、好ましくは、６．０Ｎ／ｍｍ以上、さらに好ましくは、７．０Ｎ／ｍｍ以上である。
Since the polyurethane foam according to the present invention has a double-cell structure, it has a smaller static spring constant of 400N than a polyurethane foam that does not have a double-cell structure. In general, the smaller the 400N static spring constant, the softer and more cushioned the feel of the foam when seated. In order to obtain such an effect, the 400N static spring constant is preferably 9.0N/mm or less. The 400N static spring constant is more preferably 8.0N/mm or less.
On the other hand, if the 400N static spring constant is too small, the repulsive force of the polyurethane foam will be too small. Therefore, the 400N static spring constant is preferably 5.0N/mm or more. The 400N static spring constant is preferably 6.0 N/mm or more, more preferably 7.0 N/mm or more.
［１．４． 振動特性］
［１．４．１． 共振倍率］
「共振倍率」とは、ＪＡＳＯ Ｂ４０７に準拠して測定される値をいう。具体的には、質量が５０ｋｇｆの鉄研形の加圧盤を用い、振動台を全幅５ｍｍで上下に加振させた時の加圧盤の絶対変位量を測定し、絶対変位量から共振倍率を算出した。加振振動数の値は、１Ｈｚから１１Ｈｚまでとした。
[1.4. Vibration characteristics]
[1.4.1. Resonance Magnification]
"Resonance magnification" refers to a value measured according to JASO B407. Specifically, using a tekken-type pressure plate with a mass of 50 kgf, the absolute displacement of the pressure plate was measured when the vibration table was vertically vibrated with a total width of 5 mm, and the resonance magnification was calculated from the absolute displacement. bottom. The value of vibration frequency was from 1 Hz to 11 Hz.
本発明に係るポリウレタンフォームは、ダブルセル構造を取るため、ダブルセル構造を取らないポリウレタンフォームに比べて共振倍率が大きい。一般に、共振倍率が大きくなるほど、より大きなクッション感が得られる。このような効果を得るためには、共振倍率は、２．３以上が好ましい。共振倍率は、さらに好ましくは、２．８以上、さらに好ましくは、３．０以上である。
一方、共振倍率が大きくなりすぎると、ポリウレタンフォームが振動を伝えて大きく振幅する。その結果、着座時にフォームが跳ねすぎ、かえって座り心地が悪化する。従って、共振倍率は、６．０以下が好ましい。共振倍率は、さらに好ましくは、５．５以下、さらに好ましくは、５．０以下である。
Since the polyurethane foam according to the present invention has a double-cell structure, it has a higher resonance magnification than a polyurethane foam that does not have a double-cell structure. In general, the greater the resonance magnification, the greater the cushion feeling. In order to obtain such effects, the resonance magnification is preferably 2.3 or more. The resonance magnification is more preferably 2.8 or more, more preferably 3.0 or more.
On the other hand, if the resonance magnification becomes too large, the polyurethane foam will transmit the vibration and cause a large amplitude. As a result, the foam bounces too much when the user sits on the seat, and the comfort of the seat deteriorates. Therefore, the resonance magnification is preferably 6.0 or less. The resonance magnification is more preferably 5.5 or less, more preferably 5.0 or less.
［１．４．２． 共振周波数］
「共振周波数」とは、上記共振倍率の測定時に算出される値であって、ポリウレタンフォームが共振するときの周波数をいう。
[1.4.2. Resonance frequency]
The "resonance frequency" is a value calculated when measuring the resonance magnification, and refers to the frequency at which the polyurethane foam resonates.
一般に、共振周波数が小さくなるほど、ウレタンフォームの樹脂弾性率が高くなり、クッション性を感じやすい。このような効果を得るためには、共振周波数は、３Ｈｚ～４Ｈｚが好ましい。 In general, the smaller the resonance frequency, the higher the elastic modulus of the urethane foam, and the more the cushioning property is felt. In order to obtain such effects, the resonance frequency is preferably 3 Hz to 4 Hz.
［１．４．３． ６Ｈｚ倍率］
「６Ｈｚ倍率」とは、共振倍率を測定した時に算出される値であって、ポリウレタンフォームを６Ｈｚで振動させたときの、振幅Ａ0に対する加圧盤の振幅Ａ3の比（＝Ａ3／Ａ0）をいう。
[1.4.3. 6 Hz magnification]
The "6 Hz magnification" is a value calculated when measuring the resonance magnification , and is the ratio of the amplitude A3 of the pressure plate to the amplitude A0 when the polyurethane foam is vibrated at 6 Hz ( = A3/A 0 ).
人間の内臓の共振周波数は、約６Ｈｚである。そのため、本発明に係るポリウレタンフォームを用いてシートクッションを製造した場合において、ポリレタンフォームの６Ｈｚ倍率が小さくなるほど、乗員の内臓が受ける振動を小さくすることができる。このような効果を得るためには、６Ｈｚ倍率は、１．０以下が好ましい。６Ｈｚ倍率は、好ましくは、０．９以下、さらに好ましくは、０．８以下である。６Ｈｚ倍率は、小さいほど良い。 The resonance frequency of human internal organs is about 6 Hz. Therefore, in the case of manufacturing a seat cushion using the polyurethane foam according to the present invention, the smaller the 6 Hz magnification of the polyurethane foam, the smaller the vibration received by the occupant's internal organs. In order to obtain such effects, the 6 Hz magnification is preferably 1.0 or less. The 6 Hz magnification is preferably 0.9 or less, more preferably 0.8 or less. The smaller the 6 Hz magnification, the better.
［１．５． 減衰特性： 対数減衰率］
「対数減衰率（λ）」とは、ＪＡＳＯ Ｂ４０８に準拠して測定される値であって、次の式（１）で表される値をいう。
λ＝ｌｏｇe(１／ｎ)(ａ0／ａ1＋ａ1／ａ2＋…＋ａn-1／ａn) …（１）
ここに、
ａ：振幅、
ｎ：読んだ波形の数で、第１波形の振幅（ａ0）の１０％未満になるまで読む。
[1.5. Attenuation characteristics: Logarithmic attenuation]
“Logarithmic attenuation (λ)” is a value measured according to JASO B408 and represented by the following formula (1).
λ=log e ( 1 / n )( a0 /a1+a1/ a2 +...+ an-1 / an)...(1)
Here,
a: amplitude,
n: number of waveforms read, read until less than 10% of the amplitude (a 0 ) of the first waveform.
本発明に係るポリウレタンフォームは、ダブルセル構造を取るため、ダブルセル構造を取らないポリウレタンフォームに比べて対数減衰率（λ）が小さい。一般に、λが小さくなるほど、より大きなクッション感が得られる。このような効果を得るためには、λは、３．５以下が好ましい。λは、さらに好ましくは、２．５以下、さらに好ましくは、１．５以下である。 Since the polyurethane foam according to the present invention has a double-cell structure, it has a smaller logarithmic decrement (λ) than a polyurethane foam that does not have a double-cell structure. In general, the smaller λ is, the greater the cushioning feeling is obtained. In order to obtain such effects, λ is preferably 3.5 or less. λ is more preferably 2.5 or less, more preferably 1.5 or less.
［１．６． コア密度］
ポリオールとイソシアネートを含む原料混合物を型に流し込み、発泡させると、型との接触面近傍は発泡倍率の低い層（スキン層）となり、中心部は発泡倍率の高い層（コア層）となる。
「コア密度」とは、ＪＡＳＯ Ｂ４０８に準拠して測定される値であって、コア層の見掛け密度をいう。
[1.6. core density]
When a raw material mixture containing polyol and isocyanate is poured into a mold and foamed, the vicinity of the contact surface with the mold becomes a layer with a low expansion ratio (skin layer), and the central portion becomes a layer with a high expansion ratio (core layer).
"Core density" is a value measured in accordance with JASO B408 and refers to the apparent density of the core layer.
一般に、コア密度が大きくなりすぎると、ポリウレタンフォームの重量が増加する。従って、コア密度は、８０ｋｇ／ｍ3以下が好ましい。コア密度は、さらに好ましくは、７５ｋｇ／ｍ3以下、さらに好ましくは、７０ｋｇ／ｍ3以下である。
一方、コア密度が小さくなりすぎると、かえってクッション性が低下し、シートに適用したときに乗り心地が悪化する。また、長期に渡って使用すると、へたりが生じやすくなる。従って、コア密度は、３５ｋｇ／ｍ3以上が好ましい。コア密度は、さらに好ましくは、４０ｋｇ／ｍ3以上、さらに好ましくは、４５ｋｇ／ｍ3以上である。
In general, too much core density increases the weight of the polyurethane foam. Therefore, the core density is preferably 80 kg/m 3 or less. The core density is more preferably 75 kg/m 3 or less, more preferably 70 kg/m 3 or less.
On the other hand, if the core density is too low, the cushioning property will rather deteriorate, and the riding comfort will deteriorate when applied to a seat. In addition, when used for a long period of time, settling is likely to occur. Therefore, the core density is preferably 35 kg/m 3 or more. The core density is more preferably 40 kg/m 3 or more, more preferably 45 kg/m 3 or more.
［１．７． 通気度］
「通気度（Ａ法）」とは、ＪＩＳ Ｋ６４００－７ Ａ法（サンプルサイズ：５１×５１×２５ｍｍ）に準拠して測定される値をいう。
「通気度（Ｂ法）」とは、ＪＩＳ Ｋ６４００－７ Ｂ法（サンプル厚み：１０ｍｍ）に準拠して測定される値をいう。
[1.7. air permeability]
"Permeability (A method)" refers to a value measured according to JIS K6400-7 A method (sample size: 51 x 51 x 25 mm).
"Permeability (B method)" refers to a value measured according to JIS K6400-7 B method (sample thickness: 10 mm).
ポリウレタンフォームの通気度（Ａ法）は、共振倍率、反発性、クッション感などに影響を与える。一般に、通気度（Ａ法）が大きくなるほど、反発が良くなる。このような効果を得るためには、通気度（Ａ法）は、１０Ｌ／ｍｉｎ以上が好ましい。通気度（Ａ法）は、さらに好ましくは、２０Ｌ／ｍｉｎ以上さらに好ましくは、３０Ｌ／ｍｉｎ以上である。
但し、通気度（Ａ法）が大きくなりすぎると、製造が困難となる場合がある。従って、通気度（Ａ法）は、１００Ｌ／ｍｉｎ以下が好ましい。通気度（Ａ法）は、さらに好ましくは、８０Ｌ／ｍｉｎ以下である。
The air permeability (method A) of polyurethane foam affects resonance magnification, resilience, cushion feeling, and the like. In general, the higher the air permeability (A method), the better the resilience. In order to obtain such an effect, the air permeability (method A) is preferably 10 L/min or more. The air permeability (method A) is more preferably 20 L/min or more, more preferably 30 L/min or more.
However, if the air permeability (method A) is too high, the production may become difficult. Therefore, the air permeability (method A) is preferably 100 L/min or less. The air permeability (A method) is more preferably 80 L/min or less.
同様に、ポリウレタンフォームの通気度（Ｂ法）は、共振倍率、反発性、クッション感などに影響を与える。一般に、通気度（Ｂ法）が大きくなるほど、反発が良くなる。このような効果を得るためには、通気度（Ｂ法）は、１０ｃｍ3／ｃｍ2／ｓ以上が好ましい。通気度（Ｂ法）は、さらに好ましくは、１５ｃｍ3／ｃｍ2／ｓ以上、さらに好ましくは、２０ｃｍ3／ｃｍ2／ｓ以上である。
但し、通気度（Ｂ法）が大きくなりすぎると、製造が困難となる場合がある。従って、通気度（Ｂ法）は、１５０ｃｍ3／ｃｍ2／ｓ以下が好ましい。通気度（Ｂ法）は、さらに好ましくは、１００ｃｍ3／ｃｍ2／ｓ以下である。
なお、本発明に係るポリウレタンフォームは、通気度（Ａ法）又は通気度（Ｂ法）に関する上述した条件の内、いずれか一方を満たすものでも良く、あるいは、双方を満たすものでも良い。
Similarly, the air permeability (B method) of polyurethane foam affects resonance magnification, resilience, cushion feeling, and the like. In general, the higher the air permeability (B method), the better the resilience. In order to obtain such effects, the air permeability (B method) is preferably 10 cm 3 /cm 2 /s or more. The air permeability (B method) is more preferably 15 cm 3 /cm 2 /s or more, more preferably 20 cm 3 /cm 2 /s or more.
However, if the air permeability (method B) is too high, the production may become difficult. Therefore, the permeability (B method) is preferably 150 cm 3 /cm 2 /s or less. The air permeability (B method) is more preferably 100 cm 3 /cm 2 /s or less.
The polyurethane foam according to the present invention may satisfy either one of the above-described conditions regarding air permeability (method A) or air permeability (method B), or may satisfy both.
［２． 用途］
本発明に係るポリウレタンフォームは、種々の用途に用いることができる。本発明に係るポリウレタンフォームの用途としては、例えば、
（ａ）自動車用シートのシートクッション用のシートパッド、
（ｂ）自動車用シートのシートバック用のシートパッド、
（ｃ）マットレス、座椅子、ソファー、洗車用スポンジ、洗浄用スポンジ、束子、
などがある。
[2. Application]
The polyurethane foam according to the invention can be used for various purposes. Applications of the polyurethane foam according to the present invention include, for example,
(a) a seat pad for a seat cushion of an automobile seat;
(b) a seat pad for a seat back of an automobile seat;
(c) Mattresses, legless chairs, sofas, car wash sponges, washing sponges, bundles,
and so on.
本発明に係るポリウレタンフォームは、高荷重域でのたわみが大きいため、厚さを薄くしても必要なたわみ量を確保することができる。そのため、これをシートクッション用のシートパッドとして用いると、厚さが相対的に薄いにもかかわらず、たわみ感の大きいシートクッションが得られる。 Since the polyurethane foam according to the present invention has a large deflection in a high load range, it is possible to secure a necessary amount of deflection even if the thickness is reduced. Therefore, when this is used as a seat pad for a seat cushion, a seat cushion with a large feeling of deflection can be obtained in spite of its relatively thin thickness.
［３． ポリウレタンフォームの製造方法］
本発明に係るポリウレタンフォームの製造方法は、
イソシアネートと、ポリオールと、発泡剤と、触媒と、消泡剤とを含み、さらに、シリコーン系整泡剤を含み又は含まない原料混合物を得る第１工程と、
前記原料混合物を反応させる第２工程と
を備えている。
[3. Method for producing polyurethane foam]
The method for producing a polyurethane foam according to the present invention comprises:
A first step of obtaining a raw material mixture containing an isocyanate, a polyol, a blowing agent, a catalyst, and an antifoaming agent, and further containing or not containing a silicone foam stabilizer;
and a second step of reacting the raw material mixture.
［３．１． 第１工程］
まず、イソシアネートと、ポリオールと、発泡剤と、触媒と、消泡剤とを含み、シリコーン系整泡剤を含み又は含まない原料混合物を得る（第１工程）。
[3.1. First step]
First, a raw material mixture containing an isocyanate, a polyol, a foaming agent, a catalyst, and an antifoaming agent with or without a silicone foam stabilizer is obtained (first step).
［３．１．１． 原料］
［Ａ． イソシアネート］
本発明において、イソシアネートの種類は特に限定されない。イソシアネートは、芳香族系、脂環式、脂肪族系のいずれであっても良い。また、イソシアネートは、１分子中に２個のイソシアネートを有する２官能のイソシアネートであっても良く、あるいは、１分子中に３個以上のイソシアネート基を有する３官能以上のイソシアネートであっても良い。さらに、出発原料には、これらのいずれか１種のイソシアネートを用いても良く、あるいは、２種以上を組み合わせて用いても良い。
[3.1.1. material]
[A. isocyanate]
In the present invention, the type of isocyanate is not particularly limited. Isocyanates may be aromatic, alicyclic or aliphatic. The isocyanate may be a bifunctional isocyanate having two isocyanates in one molecule, or a trifunctional or higher isocyanate having three or more isocyanate groups in one molecule. Furthermore, any one of these isocyanates may be used as the starting material, or two or more of them may be used in combination.
２官能の芳香族系イソシアネートとしては、例えば、
２，４－トリレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート、
ｍ－フェニレンジイソシネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、
４，４'－ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４'－ＭＤＩ）、
２，４'－ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４'－ＭＤＩ）、
２，２'－ジフェニルメタンジイソシアネート（２，２'－ＭＤＩ）、
キシリレンジイソシアネート、
３，３'－ジメチル－４，４'－ビフェニレンジイソネート、
３，３'－ジメトキシ－４，４'－ビフェニレンジイソシアネートなどがあり、これらの混合物であっても良い。
Examples of bifunctional aromatic isocyanates include
2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate,
m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate,
4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI),
2,4′-diphenylmethane diisocyanate (2,4′-MDI),
2,2′-diphenylmethane diisocyanate (2,2′-MDI),
xylylene diisocyanate,
3,3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisonate,
3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate and the like, and mixtures thereof may also be used.
２官能の脂環式イソシアネートとしては、例えば、
シクロヘキサン－１，４－ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、
ジシクロヘキシルメタン－４，４'－ジイソシアネート、
メチルシクロヘキサンジイソシアネートなどがある。
Examples of bifunctional alicyclic isocyanates include
cyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate,
dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate,
and methylcyclohexane diisocyanate.
２官能の脂肪族系イソシアネートとしては、例えば、
ブタン－１，４－ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、
イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、リジンイソシアネート
などがある。２官能以上のイソシアネートとしては、ポリメリックＭＤＩ、３官能以上のイソシアネートなどがある。
Examples of bifunctional aliphatic isocyanates include
butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate,
Examples include isopropylene diisocyanate, methylene diisocyanate, and lysine isocyanate. Di- or higher functional isocyanates include polymeric MDI and tri- or higher functional isocyanates.
３官能以上のイソシアネートとしては、例えば、
１－メチルベンゾール－２，４，６－トリイソシアネート、
１，３，５－トリメチルベンゾール－２，４，６－トリイソシアネート、
ビフェニル－２，４，４'－トリイソシアネート、
ジフェニルメタン－２，４，４'－トリイソシアネート、
メチルジフェニルメタン－４，６，４'－トリイソシアネート、
４，４'－ジメチルジフェニルメタン－２，２'，５，５'テトライソシアネート、
トリフェニルメタン－４，４'，４"－トリイソシアネート、
などがある。
Examples of tri- or higher functional isocyanates include:
1-methylbenzol-2,4,6-triisocyanate,
1,3,5-trimethylbenzol-2,4,6-triisocyanate,
biphenyl-2,4,4'-triisocyanate,
diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate,
methyldiphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate,
4,4′-dimethyldiphenylmethane-2,2′,5,5′ tetraisocyanate,
triphenylmethane-4,4′,4″-triisocyanate,
and so on.
［Ｂ． ポリオール］
本発明において、ポリオールの種類は特に限定されない。ポリオールは、エーテル系ポリオールであっても良く、あるいは、エステル系ポリオールであっても良い。さらに、出発原料には、これらのいずれか１種のポリオールを用いても良く、あるいは、２種以上を組み合わせて用いても良い。
[B. Polyol]
In the present invention, the type of polyol is not particularly limited. The polyol may be an ether-based polyol or an ester-based polyol. Furthermore, any one of these polyols may be used as the starting material, or two or more of them may be used in combination.
エーテル系ポリオールとしては、例えば、
（ａ）エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、
ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、
ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコール、
（ｂ）多価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオール
などがある。
Examples of ether-based polyols include
(a) ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol,
dipropylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, glycerin,
Polyhydric alcohols such as pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol and sucrose,
(b) There are polyether polyols obtained by adding alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide to polyhydric alcohols.
エステル系ポリオールとしては、例えば、
（ａ）マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオール、
（ｂ）フタル酸エステルポリオール
などがある。
Examples of ester-based polyols include
(a) obtained by polycondensation of aliphatic carboxylic acids such as malonic acid, succinic acid and adipic acid, aromatic carboxylic acids such as phthalic acid, and aliphatic glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol; polyester polyol,
(b) phthalate ester polyols;
［Ｃ． 発泡剤］
発泡剤は、ポリウレタン中に気泡を生成させるためのものである。発泡剤は、
（ａ）熱分解又は化学反応によりガスを発生させる化学発泡剤（例えば、イソシアネート基と反応してＣＯ2を発生させる水）と、
（ｂ）圧力低下又は加熱によりガスを発生させる物理発泡剤（例えば、高圧下で樹脂中に溶解させたペンタン、シクロペンタン、メチレンクロライド、炭酸ガスなど）
などがある。
これらの中でも、発泡剤は、水が好ましい。これは、水とイソシアネートとが反応することにより発生した炭酸ガスが発泡を促しながら、水とイソシアネートが反応することにより発生した熱が樹脂の硬化を促進するためである。
[C. Foaming agent]
The blowing agent is for generating air bubbles in the polyurethane. The blowing agent is
(a) chemical blowing agents that generate gas by thermal decomposition or chemical reaction (e.g. water that reacts with isocyanate groups to generate CO2 );
(b) physical blowing agents that generate gas upon pressure reduction or heating (e.g., pentane, cyclopentane, methylene chloride, carbon dioxide gas, etc. dissolved in a resin under high pressure);
and so on.
Among these, the foaming agent is preferably water. This is because the carbon dioxide generated by the reaction between water and isocyanate promotes foaming, while the heat generated by the reaction between water and isocyanate promotes curing of the resin.
［Ｄ． 触媒］
ポリウレタンを合成するためには、イソシアネートとポリオールとの反応を促進させるための触媒（樹脂化触媒）を原料中に添加することが好ましい。
また、発泡剤として化学発泡剤、特に水を用いる場合には、水とイソシアネートとの反応を促進させ、ガスを発生させるための触媒（泡化触媒）を原料中に添加することが好ましい。
本発明において、触媒の種類は特に限定されない。
[D. catalyst]
In order to synthesize polyurethane, it is preferable to add a catalyst (resinizing catalyst) to the raw materials to promote the reaction between isocyanate and polyol.
When a chemical foaming agent, especially water, is used as the foaming agent, it is preferable to add a catalyst (foaming catalyst) to the raw material to accelerate the reaction between water and isocyanate to generate gas.
In the present invention, the type of catalyst is not particularly limited.
樹脂化触媒としては、例えば、１，２－ジメチルイミダゾール、
１－メチルイミダゾール、
Ｎ・(Ｎ'，Ｎ'－ジメチルアミノエチル)－モルホリン、テトラメチルグアニジン、
ジメチルアミノエタノール、トリエチレンジアミン、
Ｎ－メチル－Ｎ'－(２ヒドロキシエチル)－ピペラジン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'－テトラメチルプロパン１，３－ジアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'－テトラメチルエチレンジアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ"，Ｎ"－ペンタメチル－(３－アミノプロピル)エチレンジアミン、
Ｎ，Ｎ'－ジメチルピペラジン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'－テトラメチルヘキサン－１，６－ジアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ"，Ｎ"－ペンタメチルジプロピレン－トリアミン、
Ｎ－(２－ヒドロキシエチル)モルホリン、
エチレングリコールビス(３－ジメチル)－アミノプロピルエーテル、
Ｎ，Ｎ－ジメチルシクロヘキシルアミン、
Ｎ－メチル－Ｎ'－(２ジメチルアミノ)エチルピペラジン
等のアミン系触媒などがある。
発泡剤が水である場合、泡化触媒としては、例えば、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ"，Ｎ"－ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ビス(２－ジメチルアミノエチル）エーテル、ジメチルアミノモルフォリン、Ｎ－エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒などがある。
Examples of the resinification catalyst include 1,2-dimethylimidazole,
1-methylimidazole,
N.(N',N'-dimethylaminoethyl)-morpholine, tetramethylguanidine,
dimethylaminoethanol, triethylenediamine,
N-methyl-N'-(2hydroxyethyl)-piperazine,
N,N,N',N'-
N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine,
N,N,N′,N″,N″-pentamethyl-(3-aminopropyl)ethylenediamine,
N,N'-dimethylpiperazine,
N,N,N',N'-tetramethylhexane-1,6-diamine,
N,N,N',N'',N''-pentamethyldipropylene-triamine,
N-(2-hydroxyethyl)morpholine,
ethylene glycol bis(3-dimethyl)-aminopropyl ether,
N,N-dimethylcyclohexylamine,
and amine-based catalysts such as N-methyl-N'-(2dimethylamino)ethylpiperazine.
When the foaming agent is water, examples of foaming catalysts include triethylamine, N,N,N',N'',N''-pentamethyldiethylenetriamine, triethylenediamine, diethanolamine, bis(2-dimethylaminoethyl) ether, Amine catalysts such as dimethylaminomorpholine, N-ethylmorpholine, tetramethylguanidine, and the like.
［Ｅ． 消泡剤］
原料混合物中にシリコーン系整泡剤と消泡剤を同時に添加する場合において、原料混合物の組成を最適化すると、独立気泡を含み、かつ、ダブルセル構造を有するポリウレタンフォームを得ることができる。
一方、原料混合物中にシリコーン系整泡剤を添加せず、かつ、消泡剤を添加すると、独立気泡の少ない又は独立気泡を含まず、かつ、ダブルセル構造を有するポリウレタンフォームを得ることができる。消泡剤は、このような機能を奏するものである限りにおいて、特に限定されない。
[E. Defoamer]
When the silicone-based foam stabilizer and antifoaming agent are added to the raw material mixture at the same time, optimizing the composition of the raw material mixture makes it possible to obtain a polyurethane foam containing closed cells and having a double-cell structure.
On the other hand, when the silicone-based foam stabilizer is not added to the raw material mixture and the antifoaming agent is added, a polyurethane foam having few or no closed cells and a double cell structure can be obtained. The antifoaming agent is not particularly limited as long as it has such a function.
消泡剤としては、例えば、脂肪酸エステル、ワセリンなどがある。消泡剤には、これらのいずれか１種を用いても良く、あるいは、２種以上を組み合わせて用いても良い。
これらの中でも、消泡剤は、脂肪酸エステルが好ましい。これは、セルが合一しやすく、大きいセル径を持つフォームになり、ダブルセル構造が形成されやすいためである。
Examples of antifoaming agents include fatty acid esters and vaseline. Any one of these antifoaming agents may be used, or two or more thereof may be used in combination.
Among these, the antifoaming agent is preferably a fatty acid ester. This is because the cells are likely to coalesce, forming a foam with a large cell diameter and easily forming a double cell structure.
［Ｆ． 整泡剤］
一般に、整泡剤は、ポリウレタンを製造する各原料の相溶性を高める作用、混合原料の表面張力を調整する作用、及び、発泡剤により生成した気泡を安定化させる作用があると言われている。整泡剤としては、例えば、
（ａ）ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル等の非イオン系界面活性剤、
（ｂ）ポリエーテルシロキサン等のシリコーン系界面活性剤、
などがある。
[F. Foam stabilizer]
In general, foam stabilizers are said to have the effect of increasing the compatibility of each raw material for producing polyurethane, the effect of adjusting the surface tension of the mixed raw material, and the effect of stabilizing the bubbles generated by the foaming agent. . Examples of foam stabilizers include:
(a) nonionic surfactants such as polyethylene glycol alkyl ethers and sorbitan fatty acid esters;
(b) silicone surfactants such as polyether siloxane;
and so on.
上述したように、原料混合物中にシリコーン系整泡剤と消泡剤を同時に添加する場合において、原料混合物の組成を最適化すると、独立気泡を含み、かつ、ダブルセル構造を有するポリウレタンフォームを得ることができる。
一方、原料混合物中にシリコーン系整泡剤を添加せず、かつ、消泡剤を添加する場合において、原料混合物の組成を最適化すると、独立気泡の少ない又は独立気泡を含まず、かつ、ダブルセル構造を有するポリウレタンフォームを得ることができる。
As described above, when the silicone-based foam stabilizer and antifoaming agent are added to the raw material mixture at the same time, optimizing the composition of the raw material mixture results in obtaining a polyurethane foam containing closed cells and having a double-cell structure. can be done.
On the other hand, if the composition of the raw material mixture is optimized without adding a silicone-based foam stabilizer and adding an antifoaming agent to the raw material mixture, it is possible to A structured polyurethane foam can be obtained.
［３．１．２． 添加量］
［Ａ． イソシアネートインデックス］
「イソシアネートインデックス」とは、原料（ポリオール、発泡剤等）中の活性水素基のモル数に対する、原料中のイソシアネート基のモル数の割合（＝（ＮＣＯ当量／活性水素当量）×１００）をいう。
[3.1.2. Addition amount]
[A. isocyanate index]
The term "isocyanate index" refers to the ratio of the number of moles of isocyanate groups in a raw material to the number of moles of active hydrogen groups in a raw material (polyol, blowing agent, etc.) (=(NCO equivalent/active hydrogen equivalent)×100). .
イソシアネートインデックスが小さくなりすぎると、樹脂の形成が促進されず、硬度や強度が低下したり、あるいは、発泡が困難になる場合がある。従って、イソシアネートインデックスは、７０以上が好ましい。イソシアネートインデックスは、好ましくは、８０以上、さらに好ましくは、９０以上である。
一方、イソシアネートインデックスが大きくなりすぎると、ウレタンフォームが硬くなりすぎる。従って、イソシアネートインデックスは、１２０以下が好ましい。イソシアネートインデックスは、好ましくは、１１５以下、さらに好ましくは、１１０以下である。
If the isocyanate index is too small, the formation of the resin will not be promoted, and hardness and strength will decrease, or foaming will become difficult. Therefore, the isocyanate index is preferably 70 or more. The isocyanate index is preferably 80 or higher, more preferably 90 or higher.
On the other hand, if the isocyanate index is too large, the urethane foam will be too hard. Therefore, the isocyanate index is preferably 120 or less. The isocyanate index is preferably 115 or less, more preferably 110 or less.
［Ｂ． 発泡剤］
発泡剤の添加量は、発泡剤の種類に応じて最適な量を選択するのが好ましい。
例えば、発泡剤が水である場合、発泡剤の添加量が少なくなりすぎると、気泡の生成量が不足し、所望の発泡構造が得られない。従って、発泡剤の添加量は、ポリオール１００質量部に対して、１．０質量部以上が好ましい。発泡剤の添加量は、好ましくは、２．０質量部以上、さらに好ましくは、３．０質量部以上である。
一方、発泡剤の添加量が過剰になると、イソシアネートインデックスを維持するためには、イソシアネートの添加量を増やす必要がある。その結果、発泡剤とイソシアネートとの反応が過度に進行し、発熱温度が過度に高くなる場合がある。また、発泡剤の添加量が過剰になると、型内の圧力が高くなりすぎる場合がある。従って、発泡剤の添加量は、ポリオール１００質量部に対して、１０質量部以下が好ましい。発泡剤の添加量は、好ましくは、６質量部以下、さらに好ましくは、５質量部以下である。
[B. Foaming agent]
It is preferable to select an optimum amount of the foaming agent to be added according to the type of the foaming agent.
For example, when the foaming agent is water, if the amount of the foaming agent added is too small, the amount of air bubbles generated will be insufficient and the desired foam structure will not be obtained. Therefore, the addition amount of the foaming agent is preferably 1.0 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyol. The amount of foaming agent added is preferably 2.0 parts by mass or more, more preferably 3.0 parts by mass or more.
On the other hand, if the amount of blowing agent added becomes excessive, the amount of isocyanate added must be increased in order to maintain the isocyanate index. As a result, the reaction between the blowing agent and the isocyanate proceeds excessively, and the exothermic temperature may become excessively high. Also, if the amount of foaming agent added is excessive, the pressure inside the mold may become too high. Therefore, the amount of foaming agent to be added is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of polyol. The amount of foaming agent added is preferably 6 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less.
［Ｃ． 触媒］
触媒を１種類以上用いる。触媒の合計量は、好ましくは、ポリオール１００質量部に対して、０．１～５．０質量部、より好適には、０．３～３．０質量部用いる。
[C. catalyst]
One or more catalysts are used. The total amount of catalyst used is preferably 0.1 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.3 to 3.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of polyol.
［Ｄ． 消泡剤］
消泡剤の添加量が少なくなりすぎると、セルが小さくなり、大径セルと小径セルの差が無くなり、ダブルセル構造の特性を満足できなくなる。従って、消泡剤の添加量は、ポリオール１００質量部に対して、０．５質量部以上が好ましい。消泡剤の添加量は、好ましくは、１．０質量部以上、さらに好ましくは、２．０質量部以上である。
一方、消泡剤の添加量が過剰になると、セルが大きくなりすぎて硬度が低下する。従って、消泡剤の添加量は、ポリオール１００質量部に対して、１５質量部以下が好ましい。消泡剤の添加料は、好ましくは、１２質量部以下、さらに好ましくは、１０質量部以下である。
[D. Defoamer]
If the amount of the antifoaming agent added is too small, the cells become small and the difference between the large-diameter cells and the small-diameter cells disappears, making it impossible to satisfy the characteristics of the double-cell structure. Therefore, the amount of the antifoaming agent to be added is preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyol. The amount of the antifoaming agent to be added is preferably 1.0 parts by mass or more, more preferably 2.0 parts by mass or more.
On the other hand, if the antifoaming agent is added in an excessive amount, the cells become too large and the hardness decreases. Therefore, the amount of the antifoaming agent to be added is preferably 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyol. The additive amount of the antifoaming agent is preferably 12 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less.
［Ｆ． 整泡剤］
整泡剤を添加する場合において、整泡剤の添加量が少なくなりすぎると、フォーム中のセルが不均一になる場合がある。従って、整泡剤の添加量は、ポリオール１００質量部に対して、０．０１質量部以上が好ましい。整泡剤の添加量は、好ましくは、０．０５質量部以上、さらに好ましくは、０．１質量部以上である。
一方、整泡剤の添加量が過剰になると、セルが独立気泡になり、フォームがシュリンクする場合がある。従って、整泡剤の添加量は、ポリオール１００質量部に対して、２．０質量部以下が好ましい。整泡剤の添加料は、好ましくは、１．８質量部以下、さらに好ましくは、１．５質量部以下である。
[F. Foam stabilizer]
When adding a foam stabilizer, if the amount of the foam stabilizer added is too small, the cells in the foam may become non-uniform. Therefore, the amount of the foam stabilizer added is preferably 0.01 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyol. The amount of the foam stabilizer added is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more.
On the other hand, when the amount of the foam stabilizer added is excessive, the cells may become closed cells and the foam may shrink. Therefore, the amount of the foam stabilizer added is preferably 2.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyol. The additive amount of the foam stabilizer is preferably 1.8 parts by mass or less, more preferably 1.5 parts by mass or less.
［３．２． 第２工程］
次に、得られた原料混合物を適当な型内に流し込み、原料混合物を反応させる（第２工程）。これにより、本発明に係るポリウレタンフォームが得られる。
[3.2. Second step]
Next, the obtained raw material mixture is poured into a suitable mold to react the raw material mixture (second step). Thereby, the polyurethane foam according to the present invention is obtained.
［４． 作用］
シリコーン系整泡剤は、発泡により生成した気泡を安定化させる作用がある。そのため、ポリウレタンフォームを製造するための原料混合物にシリコーン系整泡剤を添加すると、微細な気泡が均一に分散しているポリウレタンフォームが得られる。しかしながら、このようにして得られたポリウレタンフォームは、高荷重域でのたわみが小さいため、薄肉化した時にたわみ感が小さい。
[4. action]
The silicone-based foam stabilizer has the effect of stabilizing the bubbles generated by foaming. Therefore, by adding a silicone-based foam stabilizer to a raw material mixture for producing a polyurethane foam, a polyurethane foam in which fine cells are uniformly dispersed can be obtained. However, the polyurethane foam obtained in this way has little deflection in a high load range, and therefore, when thinned, the feeling of deflection is small.
これに対し、シリコーン系整泡剤を含み又は含まず、かつ、消泡剤を含む原料混合物を用いてポリウレタンフォームを製造すると、直径１０００μｍ以上の大径セルと、直径１０００μｍ未満の小径セルが混在したダブルセル構造が得られる。このようなポリウレタンフォームは、高荷重域でのたわみが大きいために、薄肉化した時であってもたわみ感が大きい。 On the other hand, when polyurethane foam is produced using a raw material mixture containing or not containing a silicone foam stabilizer and containing an antifoaming agent, large cells with a diameter of 1000 μm or more and small cells with a diameter of less than 1000 μm are mixed. A double cell structure is obtained. Since such a polyurethane foam flexes greatly in a high-load region, the feeling of flexing is large even when the thickness is reduced.
（実施例１～９、比較例１～２）
［１． 試料の作製］
ポリオールには、
（ａ）メインポリオール１（三洋化成工業（株）製、ＫＣ７３７）、
（ｂ）メインポリオール２（三洋化成工業（株）製、Ｎｏ３８）、及び、
（ｃ）ポリマーポリオール（三洋化成工業（株）製、ＦＭ５７０４）
を用いた。
(Examples 1-9, Comparative Examples 1-2)
[1. Preparation of sample]
For polyols,
(a) main polyol 1 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., KC737),
(b) main polyol 2 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., No. 38), and
(c) polymer polyol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., FM5704)
was used.
イソシアネートには、コベストロ社製、イソシアネート含有率（ＮＣＯ％）が２８％のＫ６４５（変成ＭＤＩ）を用いた。
樹脂化触媒には、ＥＶＯＮＩＫ社製、アミン系触媒（３３ＬＳＩ）を用いた。
発泡剤には水を用い、泡化触媒には、ＥＶＯＮＩＫ社製、アミン系触媒（ＢＬ－１９）を用いた。
消泡剤には、ＥＶＯＮＩＫ社製、脂肪酸エステルを用いた。
破泡剤には、コベストロ社製、Ｓ２４０を用いた。
さらに、整泡剤には、ＥＶＯＮＩＫ社製、シリコーン系整泡剤（Ｂ８７３８ＬＦ２）を用いた。
As the isocyanate, K645 (modified MDI) manufactured by Covestro with an isocyanate content (NCO%) of 28% was used.
An amine-based catalyst (33LSI) manufactured by EVONIK was used as a resinification catalyst.
Water was used as the foaming agent, and an amine catalyst (BL-19) manufactured by EVONIK was used as the foaming catalyst.
Fatty acid ester manufactured by EVONIK was used as an antifoaming agent.
S240 manufactured by Covestro was used as a foam breaker.
Further, a silicone-based foam stabilizer (B8738LF2) manufactured by EVONIK was used as a foam stabilizer.
表１に、原料の配合割合（質量部）を示す。表１に示す配合割合で原料を配合し、軟質ポリウレタンフォーム製造用の原料混合物を得た。この原料混合物を、４０ｃｍ×４０ｃｍ×ｔ１０ｃｍの金型に注入し、型温約６０℃で発泡させた。 Table 1 shows the mixing ratio (parts by mass) of the raw materials. Raw materials were blended at the blending ratio shown in Table 1 to obtain a raw material mixture for producing flexible polyurethane foam. This raw material mixture was poured into a mold of 40 cm×40 cm×t10 cm and foamed at a mold temperature of about 60.degree.
［２． 試験方法］
［２．１． セル径分布］
型成形した厚み１００ｍｍのポリウレタンフォームの表面側から４５ｍｍの位置及び６０ｍｍの位置でポリウレタンフォームをそれぞれ水平にスライスし、厚さ１５ｍｍの平板を得た。さらに、平板のほぼ中央から、１００×１００×１５ｍｍのカットサンプルを作製し、これをコア層とした。
コア層の水平面（１００×１００ｍｍの面）の光学顕微鏡写真を撮影した。水平面に現れるセルの中から無作為に１００個のセルを選び、各セルの直径を測定した。各セルがいびつで楕円形状の場合には、セルの短径を測定し、これを「直径」とした。
[2. Test method]
[2.1. Cell diameter distribution]
A molded polyurethane foam having a thickness of 100 mm was horizontally sliced at a position of 45 mm and a position of 60 mm from the surface side to obtain a flat plate having a thickness of 15 mm. Further, a cut sample of 100×100×15 mm was produced from approximately the center of the flat plate, and this was used as the core layer.
An optical micrograph of the horizontal plane (100×100 mm plane) of the core layer was taken. 100 cells were randomly selected from the cells appearing on the horizontal plane, and the diameter of each cell was measured. When each cell was distorted and elliptical, the minor axis of the cell was measured and defined as the "diameter".
［２．２． 硬さ］
ＪＩＳ Ｋ６４００－２：２０１２（Ｄ法）に準拠して、ポリウレタンフォームの硬さ（２５％ＩＬＤ）を測定した。
［２．３． ＦＳ特性］
得られたポリウレタンフォームについて、０Ｎ～９８０Ｎの荷重範囲でＦＳ曲線を求めた。さらに、ＪＩＳ Ｋ６４００－２に準拠して、ＦＳ曲線からヒステリシスロス、４００Ｎ静バネ定数、及びたわみ係数を算出した。
[2.2. Hardness]
The hardness (25% ILD) of the polyurethane foam was measured according to JIS K6400-2:2012 (Method D).
[2.3. FS characteristics]
An FS curve was obtained for the obtained polyurethane foam in a load range of 0N to 980N. Further, the hysteresis loss, 400N static spring constant, and deflection coefficient were calculated from the FS curve according to JIS K6400-2.
［２．４． 振動特性］
ＪＡＳＯ Ｂ４０７に準拠して、ポリウレタンフォームの振動特性を測定した。周波数は、１～１０Ｈｚとした。得られた振動曲線から、共振倍率、共振周波数、１０Ｈｚ倍率、及び６Ｈｚ倍率を求めた。
［２．５． 減衰特性］
ＪＡＳＯ Ｂ４０８に準拠して、ポリウレタンフォームに対し、自由落下試験を行った。得られた減衰曲線から、対数減衰率及び減衰時間を算出した。
[2.4. Vibration characteristics]
The vibration characteristics of the polyurethane foam were measured according to JASO B407. The frequency was 1-10 Hz. A resonance magnification, a resonance frequency, a 10 Hz magnification, and a 6 Hz magnification were obtained from the obtained vibration curve.
[2.5. Attenuation characteristics]
A free drop test was performed on the polyurethane foam according to JASO B408. A logarithmic decay rate and a decay time were calculated from the obtained decay curve.
［２．６． コア密度］
ＪＡＳＯ Ｂ４０８に準拠して、軟質ポリウレタンフォームのコア密度を測定した。
［２．７． 通気性］
ＪＩＳ Ｋ６４００－７ Ａ法（サンプルサイズ：５１×５１×２５ｍｍ）に準拠して、通気度（Ａ法）を測定した。また、ＪＩＳ Ｋ６４００－７ Ｂ法（サンプル厚み：１０ｍｍ）に準拠して通気度（Ｂ法）を測定した。
[2.6. core density]
The core density of the flexible polyurethane foam was measured according to JASO B408.
[2.7. Breathability]
Air permeability (A method) was measured according to JIS K6400-7 A method (sample size: 51 x 51 x 25 mm). In addition, air permeability (B method) was measured according to JIS K6400-7 B method (sample thickness: 10 mm).
［３． 結果］
［３．１． セル径分布］
図１（Ａ）～図１（Ｃ）に、それぞれ、実施例６～８で得られたポリウレタンフォームの断面の光学顕微鏡写真を示す。図２（Ａ）～図２（Ｃ）に、それぞれ、実施例６～８で得られたポリウレタンフォームの断面に現れるセルの中から無作為に選んだ１００個のセルの直径を示す。図１及び図２より、消泡剤の添加量が多くなるほど、大径セルの割合が大きくなり、かつ、大径セルの直径が大きくなることが分かる。
[3. result]
[3.1. Cell diameter distribution]
1(A) to 1(C) show optical micrographs of cross sections of the polyurethane foams obtained in Examples 6 to 8, respectively. 2(A) to 2(C) show the diameters of 100 randomly selected cells appearing in cross sections of the polyurethane foams obtained in Examples 6 to 8, respectively. From FIGS. 1 and 2, it can be seen that the larger the amount of antifoaming agent added, the larger the ratio of the large-diameter cells and the larger the diameter of the large-diameter cells.
表２に、実施例１～９及び比較例１～２で得られたポリウレタンフォームに含まれる大径セル及び小径セルのセル径分布、たわみ係数、及び４００Ｎ静バネ定数を示す。表２より、以下のことが分かる。
（１）Ｍlarge／Ｍsmall比が５．０以上になると、たわみ係数が２．８以下となった。また、Ｍlarge／Ｍsmall比が６．０以上になると、たわみ係数が２．７以下となった。さらに、Ｍlarge／Ｍsmall比が８．０以上になると、たわみ係数が２．４以下となった。
（２）シリコーン系整泡剤及び消泡剤の双方を添加した場合において、消泡剤の添加量が６質量部以上になると、４００Ｎ静バネ定数は９Ｎ／ｍｍ以下となった。
（３）消泡剤のみを添加した場合、消泡剤の添加量によらず、４００Ｎ静バネ定数は９Ｎ／ｍｍ以下となった。
Table 2 shows the cell diameter distribution, deflection coefficient, and 400 N static spring constant of large-diameter cells and small-diameter cells contained in the polyurethane foams obtained in Examples 1-9 and Comparative Examples 1-2. Table 2 shows the following.
(1) When the M large /M small ratio was 5.0 or more, the deflection coefficient was 2.8 or less. Moreover, when the M large /M small ratio was 6.0 or more, the deflection coefficient was 2.7 or less. Furthermore, when the M large /M small ratio was 8.0 or more, the deflection coefficient was 2.4 or less.
(2) When both the silicone-based foam stabilizer and the antifoaming agent were added, the 400N static spring constant became 9N/mm or less when the added amount of the antifoaming agent was 6 parts by mass or more.
(3) When only the antifoaming agent was added, the 400N static spring constant was 9N/mm or less regardless of the amount of the antifoaming agent added.
（４）ＣＶtotalが５０％以上になると、たわみ係数が２．８以下となった。また、ＣＶtotalが７０％以上になると、たわみ係数が２．７以下となった。さらに、ＣＶtotalが９０％以上になると、たわみ係数が２．４以下となった。
（５）ΔＣＶが－３０％～６０％になると、４００Ｎ静バネ定数が１０Ｎ／ｍｍ以下となった。さらに、ΔＣＶが－５％～４０％になると、４００Ｎ静バネ定数が９Ｎ／ｍｍ以下となった。
(4) When the CV total was 50% or more, the deflection coefficient was 2.8 or less. Moreover, when the CV total was 70% or more, the deflection coefficient was 2.7 or less. Furthermore, when the CV total was 90% or more, the deflection coefficient was 2.4 or less.
(5) When ΔCV was -30% to 60%, the 400N static spring constant became 10N/mm or less. Furthermore, when ΔCV was -5% to 40%, the 400N static spring constant became 9N/mm or less.
［３．２． ＦＳ特性］
図３に、実施例６～９及び比較例１で得られたポリウレタンフォームのＦＳ特性を示す。図４に、実施例１～５で得られたポリウレタンフォームのＦＳ特性を示す。図３及び図４より、シリコーン系整泡剤の有無にかかわらず、消泡剤の添加量が多くなるほど、高荷重域でのたわみ量が大きくなることがわかる。
[3.2. FS characteristics]
FIG. 3 shows the FS characteristics of the polyurethane foams obtained in Examples 6 to 9 and Comparative Example 1. FIG. 4 shows the FS characteristics of the polyurethane foams obtained in Examples 1-5. 3 and 4, regardless of the presence or absence of a silicone-based foam stabilizer, it can be seen that the greater the amount of antifoaming agent added, the greater the amount of deflection in the high-load region.
［３．３． 振動特性］
図５に、実施例６～９及び比較例１で得られたポリウレタンフォームの振動曲線を示す。シリコーン系整泡剤を添加しない場合、消泡剤の添加量を増加させても、共振周波数に大きな変化はなかった。一方、消泡剤の添加量が多くなるほど、共振倍率は低下するものの、２．３以上のため、共振倍率は良好であった。なお、消泡剤の添加量が多くなるほど、通気性が低くなる傾向にある。
[3.3. Vibration characteristics]
5 shows vibration curves of the polyurethane foams obtained in Examples 6 to 9 and Comparative Example 1. FIG. When the silicone-based foam stabilizer was not added, the resonance frequency did not change significantly even when the amount of antifoaming agent added was increased. On the other hand, the larger the amount of antifoaming agent added, the lower the resonance magnification. The air permeability tends to decrease as the amount of the antifoaming agent added increases.
図６に、実施例１～５で得られたポリウレタンフォームの振動曲線を示す。シリコーン系整泡剤を添加した場合において、消泡剤の添加量が４～８質量部であるときには、共振周波数が高周波数側にシフトした。これは、ポリウレタンフォームが独立気泡構造体となり、ポリウレタンフォームの通気性が低下したためと考えられる。 FIG. 6 shows vibration curves of the polyurethane foams obtained in Examples 1-5. When the silicone-based foam stabilizer was added and the amount of the antifoaming agent added was 4 to 8 parts by mass, the resonance frequency shifted to the high frequency side. This is probably because the polyurethane foam has a closed-cell structure and the air permeability of the polyurethane foam has decreased.
［３．４． 減衰特性］
図７に、実施例６～９及び比較例１で得られたポリウレタンフォームの自由落下試験の結果を示す。シリコーン系整泡剤を添加しない場合、消泡剤の添加量が多くなるほど、対数減衰率は増加した。これは、通気性が低くなったためと考えられる。特に、消泡剤の添加量が２部又は４部である実施例６、７は、対数減衰率が１．５以下であるので、非常に優れており、ほど良いクッション感が得られた。
[3.4. Attenuation characteristics]
FIG. 7 shows the results of the free drop test of the polyurethane foams obtained in Examples 6 to 9 and Comparative Example 1. When no silicone foam stabilizer was added, the logarithmic decrement increased as the amount of antifoam added increased. This is considered to be due to the lower air permeability. In particular, Examples 6 and 7, in which the antifoaming agent was added in an amount of 2 parts or 4 parts, had a logarithmic decrement of 1.5 or less, which was very excellent, and a moderate cushioning feeling was obtained.
図８に、実施例１～２、４～５で得られたポリウレタンフォームの自由落下試験の結果を示す。シリコーン系整泡剤と消泡剤を同時に添加した場合、消泡剤のみを添加した場合に比べて、反発性が低下した。これは、ポリウレタンフォームが独立気泡構造体となり、ポリウレタンフォームの通気性が低下したためと考えられる。 FIG. 8 shows the results of the free drop test of the polyurethane foams obtained in Examples 1-2 and 4-5. When the silicone foam stabilizer and the antifoaming agent were added at the same time, the resilience was lower than when only the antifoaming agent was added. This is probably because the polyurethane foam has a closed-cell structure and the air permeability of the polyurethane foam has decreased.
［３．５． 総合評価］
表３に、各種試験結果の一覧を示す。
[3.5. comprehensive evaluation]
Table 3 shows a list of various test results.
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is by no means limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.
本発明に係るポリウレタンフォームは、自動車や航空機の内装材、ＯＡ機器や電気製品の制振材や防音材などに使用することができる。 The polyurethane foam according to the present invention can be used as an interior material for automobiles and aircraft, and as a damping material and soundproofing material for OA equipment and electric appliances.
Claims (10)
直径が１０００μｍ未満である小径セルと
を含み、
Ｍlarge／Ｍsmall比が５．０以上であるポリウレタンフォーム。
但し、
Ｍsmallは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべてのセルの中から無作為に１００個以上のセルを選び、前記セルの直径の個数基準の積算分布を求めた場合において、前記積算分布における積算値が０％から１０％の範囲にある前記セルの直径の算術平均、
Ｍlargeは、前記積算分布における積算値が９０％から１００％の範囲にある前記セルの直径の算術平均。 a large-diameter cell having a diameter of 1000 μm or more;
a small-diameter cell having a diameter of less than 1000 μm;
A polyurethane foam having an M large /M small ratio of 5.0 or more.
however,
M small is obtained by randomly selecting 100 or more cells from all the cells contained in the polyurethane foam and obtaining a number-based cumulative distribution of the diameters of the cells, and the integrated value in the cumulative distribution is Arithmetic mean of the cell diameters in the range 0% to 10%;
M large is the arithmetic mean of the diameters of the cells whose integrated value in the integrated distribution is in the range of 90% to 100%.
但し、
ＣＶtotal＝σtotal×１００／ｍtotal、
ｍtotalは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上の前記セルの直径の平均値、
σtotalは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上のセルの直径の標準偏差。 2. The polyurethane foam according to claim 1, wherein the coefficient of variation of the diameter of all cells (CV total ) is 50% or more.
however,
CV total =σ total ×100/m total ,
m total is the average diameter of 100 or more cells randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam;
σ total is the standard deviation of diameters of 100 or more cells randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam.
但し、
ＣＶsmall＝σsmall×１００／ｍsmall、
ｍsmallは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上の前記セルに含まれる前記小径セルの直径の平均値、
σsmallは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上の前記セルに含まれる前記小径セルの直径の標準偏差。 3. The polyurethane foam according to claim 1, wherein the small-diameter cells have a coefficient of variation (CV small ) of 50% or less.
however,
CV small = σ small × 100/m small ,
m small is the average diameter of the small-diameter cells included in 100 or more cells randomly selected from all the cells included in the polyurethane foam,
σ small is the standard deviation of the diameter of the small-diameter cells included in 100 or more cells randomly selected from all the cells included in the polyurethane foam.
但し、
ＣＶlarge＝σlarge×１００／ｍlarge、
ｍlargeは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上の前記セルに含まれる前記大径セルの直径の平均値、
σlargeは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上の前記セルに含まれる前記大径セルの直径の標準偏差。 4. The polyurethane foam according to any one of claims 1 to 3, wherein the coefficient of variation (CV large ) of the diameter of the large cells is 80% or less.
however,
CV large = σ large × 100/m large ,
m large is the average diameter of the large-diameter cells contained in 100 or more of the cells randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam;
σ large is the standard deviation of the diameter of the large-diameter cells included in 100 or more cells randomly selected from all the cells included in the polyurethane foam.
但し、
ΔＣＶ＝ＣＶlarge－ＣＶsmall、
ＣＶlarge＝σlarge×１００／ｍlarge、
ＣＶsmall＝σsmall×１００／ｍsmall、
ｍlargeは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上の前記セルに含まれる前記大径セルの直径の平均値、
σlargeは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上の前記セルに含まれる前記大径セルの直径の標準偏差、
ｍsmallは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上の前記セルに含まれる前記小径セルの直径の平均値、
σsmallは、前記ポリウレタンフォームに含まれるすべての前記セルの中から無作為に選んだ１００個以上の前記セルに含まれる前記小径セルの直径の標準偏差。 The polyurethane foam according to any one of claims 1 to 4, which has a coefficient of variation difference ΔCV of -30% or more and 60% or less.
however,
ΔCV = CV large - CV small ,
CV large = σ large × 100/m large ,
CV small = σ small × 100/m small ,
m large is the average diameter of the large-diameter cells contained in 100 or more of the cells randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam;
σ large is the standard deviation of the diameter of the large-diameter cells contained in 100 or more cells randomly selected from all the cells contained in the polyurethane foam,
m small is the average diameter of the small-diameter cells included in 100 or more cells randomly selected from all the cells included in the polyurethane foam,
σ small is the standard deviation of the diameter of the small-diameter cells included in 100 or more cells randomly selected from all the cells included in the polyurethane foam.
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