JP2023091890A - Flexible polyurethane foam formable composition and flexible polyurethane foam - Google Patents

Flexible polyurethane foam formable composition and flexible polyurethane foam Download PDF

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JP2023091890A JP2021206738A JP2021206738A JP2023091890A JP 2023091890 A JP2023091890 A JP 2023091890A JP 2021206738 A JP2021206738 A JP 2021206738A JP 2021206738 A JP2021206738 A JP 2021206738A JP 2023091890 A JP2023091890 A JP 2023091890A
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大樹 工藤
Daiki Kudo
泰幸 岡野
Yasuyuki Okano
哲平 小柳
Teppei Koyanagi
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Abstract

To provide a flexible polyurethane foam formable composition contributing to making of a flexible polyurethane foam which has low density, adequate softness, strong mechanical properties and durability.SOLUTION: A flexible polyurethane foam formable composition is provided, including a polyol component (A), a catalyst (B), a foam stabilizer (C), a blowing agent (D), and a polyisocyanate component (E), wherein a ratio of a foaming reaction rate constant to a resinification reaction rate constant of the catalyst (B) is 0.090 or less, the polyisocyanate component (E) includes diphenylmethane diisocyanate (E-1) and polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) as an arbitrary component, and in the polyisocyanate component (E), a content of the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 75 mass% or more and 100 mass% or less, and a content of the polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) is 0 mass% or more and 25 mass% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物および軟質ポリウレタンフォームに関する。 The present disclosure relates to flexible polyurethane foam-forming compositions and flexible polyurethane foams.

軟質ポリウレタンフォームは、クッション性に優れることから、家具等のクッション部材などのほか、自動車シートにも広く使用されている。この軟質ポリウレタンフォームには、フォーム物性、成型性および表面キュア性など種々の特性が求められている。 Flexible polyurethane foams have excellent cushioning properties, and are therefore widely used for cushion members of furniture and the like, as well as automobile seats. These flexible polyurethane foams are required to have various properties such as foam physical properties, moldability and surface curability.

ここで、特許文献1は、ピュアMDI(イ)に当量以下のポリオール(ロ)をウレタン化反応させ、その後ポリメリックMDI(ハ)を混合して得られ、(イ)及び(ハ)に由来するMDI成分の総量において、2,2’-MDI及び2,4’-MDIを合計60~85質量%含有し;(イ)及び(ハ)の総量に対する、(イ)及び(ハ)に由来するMDI成分の含有量が50~85質量%であり;(ロ)が、特定の数平均分子量、特定の平均官能基数、特定のオキシエチレン基量であるポリエーテルポリオールである;軟質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物を開示している。また、特許文献1は、かかる軟質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物によれば、ポリイソシアネート組成物の貯蔵安定性が高く、成型性が良好であり、機械的物性、湿熱圧縮永久歪みおよび反発弾性に優れた軟質ポリウレタンフォームが得られることを開示している。 Here, in Patent Document 1, pure MDI (a) is subjected to a urethanization reaction with polyol (b) in an equivalent amount or less, and then polymeric MDI (c) is mixed, resulting in (a) and (c). 2,2'-MDI and 2,4'-MDI are contained in a total amount of 60 to 85% by mass in the total amount of MDI components; The content of the MDI component is 50 to 85 mass%; (b) is a polyether polyol having a specific number average molecular weight, a specific average functional group number, and a specific oxyethylene group weight; Disclosed are isocyanate compositions. Further, according to Patent Document 1, according to such a polyisocyanate composition for flexible polyurethane foam, the storage stability of the polyisocyanate composition is high, the moldability is good, and the mechanical properties, wet heat compression set and impact resilience are improved. It is disclosed that excellent flexible polyurethane foams are obtained.

なお、MDIとはジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと称する)の略称であり、ポリメリックMDIとはポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(以下、p-MDIと称する)の略称であり、ピュアMDIとは、2,2’-MDI、2,4’-MDI、および4,4’-MDIの総称である。 Incidentally, MDI is an abbreviation for diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI), polymeric MDI is an abbreviation for polymethylene polyphenylene polyisocyanate (hereinafter referred to as p-MDI), and pure MDI is 2,2 It is a generic term for '-MDI, 2,4'-MDI, and 4,4'-MDI.

国際公開第2008/136179号WO2008/136179

しかしながら、特許文献1にかかる組成物では、イソシアネート成分がポリオールで変性されるため、粘度が高くなるとともに、NCO含量が低くなるため、低密度、かつ、優れた弾性性能を有する軟質ポリウレタンフォームを得ることは非常に困難であった。また、ウレタンフォームを作製する際は、イソシアネートが持つNCO基と水とを反応させることで炭酸ガスを発生させて発泡させるが、低密度化のために水を多量に入れると凝集性の高いウレア結合が多く生成されて、フォームの硬度が高くなり過ぎるといった問題があった。 However, in the composition according to Patent Document 1, since the isocyanate component is modified with a polyol, the viscosity increases and the NCO content decreases, so that a flexible polyurethane foam having a low density and excellent elastic performance can be obtained. was very difficult. When making urethane foam, the NCO group of isocyanate reacts with water to generate carbon dioxide gas and foam. There was a problem that many bonds were generated and the hardness of the foam became too high.

そこで、本開示の一態様は、低密度であり、適度な柔らかさを有し、強固な機械物性、および耐久性を有する軟質ポリウレタンフォームの作製に資する軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物を提供することに向けられている。また、本開示の一態様は、低密度であり、適度な柔らかさを有し、強固な機械物性、および耐久性を有する軟質ポリウレタンフォームを提供することに向けられている。 Accordingly, one aspect of the present disclosure is to provide a flexible polyurethane foam-forming composition that contributes to the production of a flexible polyurethane foam that has low density, moderate softness, strong mechanical properties, and durability. directed to. In addition, one aspect of the present disclosure is directed to providing a flexible polyurethane foam having low density, moderate softness, strong mechanical properties, and durability.

本開示の各態様によれば、以下の(1)~(6)が提供される。
(1) ポリオール成分(A)と、
触媒(B)と、
整泡剤(C)と、
発泡剤(D)と、
ポリイソシアネート成分(E)と、を含み、
前記触媒(B)の樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下であり、
前記ポリイソシアネート成分(E)は、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)と、
任意成分であるポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)と、を含み、
前記ポリイソシアネート成分(E)中、
前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、75質量%以上100質量%以下であり、
前記ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、0質量%以上25質量%以下である、軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。
According to each aspect of the present disclosure, the following (1) to (6) are provided.
(1) a polyol component (A);
a catalyst (B);
a foam stabilizer (C);
a foaming agent (D);
and a polyisocyanate component (E),
The ratio of the foaming reaction rate constant to the resinification reaction rate constant of the catalyst (B) (foaming reaction rate constant/resinization reaction rate constant) is 0.090 or less,
The polyisocyanate component (E) is
diphenylmethane diisocyanate (E-1); and
and an optional polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2),
In the polyisocyanate component (E),
The content of the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 75% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the total amount of the polyisocyanate component (E),
A flexible polyurethane foam-forming composition, wherein the content of the polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) is 0% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the total amount of the polyisocyanate component (E).

(2) 前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)中における2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、の総計は、当該ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の全量に対して、20質量%以上60質量%以下である、(1)に記載の軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。 (2) The sum total of the content of 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and the content of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate in the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is The flexible polyurethane foam-forming composition according to (1), which is 20% by mass or more and 60% by mass or less based on the total amount.

(3) 前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)中における2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、の総計は、当該ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の全量に対して、30質量%以上50質量%以下である、上記(1)に記載の軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。 (3) The sum total of the content of 2,2′-diphenylmethane diisocyanate and the content of 2,4′-diphenylmethane diisocyanate in diphenylmethane diisocyanate (E-1) is The flexible polyurethane foam-forming composition according to (1) above, which is 30% by mass or more and 50% by mass or less based on the total amount.

(4) 上記(1)~(3)のいずれか1項に記載の軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物の発泡成型体である、軟質ポリウレタンフォーム。 (4) A flexible polyurethane foam, which is a foamed molding of the flexible polyurethane foam-forming composition according to any one of (1) to (3) above.

(5) 見掛け密度が25kg/m以上40kg/m以下であり、
JIS K6400記載のB法にしたがって測定されるスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬度が100N/314cm以下である、上記(4)に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
(5) an apparent density of 25 kg/m 3 or more and 40 kg/m 3 or less;
The flexible polyurethane foam according to (4) above, wherein the skinned foam test piece has a 25% compression hardness of 100 N/314 cm 2 or less measured according to JIS K6400, Method B.

(6) JIS K6400記載の方法に従って測定した伸び率が100%以上であり、
引裂強さが4.5N/cm以上であり、
湿熱圧縮歪みが25%以下である、上記(4)または(5)に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
(6) the elongation measured according to the method described in JIS K6400 is 100% or more;
Tear strength is 4.5 N / cm or more,
The flexible polyurethane foam according to (4) or (5) above, which has a wet heat compressive strain of 25% or less.

本開示の一態様によれば、低密度であり、適度な柔らかさを有し、強固な機械物性、および耐久性を有する軟質ポリウレタンフォームの作製に資する軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物を提供することができる。また、本開示の一態様によれば、低密度であり、適度な柔らかさを有し、強固な機械物性、および耐久性を有する軟質ポリウレタンフォームを提供することができる。 According to one aspect of the present disclosure, there is provided a flexible polyurethane foam-forming composition that contributes to the production of a flexible polyurethane foam that has low density, moderate softness, strong mechanical properties, and durability. can be done. In addition, according to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide a flexible polyurethane foam having low density, moderate softness, strong mechanical properties, and durability.

以下、本開示の各態様を実施するための例示的な実施形態を詳細に説明する。
<軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物>
本開示の一態様にかかる軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物は、
ポリオール成分(A)と、
触媒(B)と、
整泡剤(C)と、
発泡剤(D)と、
ポリイソシアネート成分(E)と、を含む。
前記触媒(B)の樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下である。
前記ポリイソシアネート成分(E)は、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)と、
任意成分であるポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)と、を含み、
前記ポリイソシアネート成分(E)中、
前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、75質量%以上100質量%以下であり、
前記ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、0質量%以上25質量%以下である。
Exemplary embodiments for implementing aspects of the present disclosure are described in detail below.
<Flexible polyurethane foam-forming composition>
A flexible polyurethane foam-forming composition according to one aspect of the present disclosure comprises:
a polyol component (A);
a catalyst (B);
a foam stabilizer (C);
a foaming agent (D);
and a polyisocyanate component (E).
The ratio of the foaming reaction rate constant to the resinification reaction rate constant of the catalyst (B) (foaming reaction rate constant/resinization reaction rate constant) is 0.090 or less.
The polyisocyanate component (E) is
diphenylmethane diisocyanate (E-1); and
and an optional polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2),
In the polyisocyanate component (E),
The content of the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 75% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the total amount of the polyisocyanate component (E),
The content of the polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) is 0% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the total amount of the polyisocyanate component (E).

<<ポリオール成分(A)>>
ポリオール成分(A)は、ポリイソシアネート成分(E)と重付加してポリウレタンを形成する。ポリオール成分(A)は、ポリエーテルポリオール、及びポリエステルポリオールからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
ポリオール成分(A)の数平均分子量は、1,000以上10,000以下であることが好ましい。数平均分子量が1,000以上であると、得られるフォームの柔軟性がさらに優れる。数平均分子量が10,000以下であるとフォームの硬度がさらに良好になる。
ポリオール成分(A)の公称官能基数は、2以上であることが好ましい。公称官能基数が2以上であると、耐久性の指標である湿熱圧縮歪みがさらに良好になる。なお、公称官能基数とは、ポリオールの重合反応中に副反応が生じないと仮定した場合の理論平均官能基数(分子当たりの活性水素原子の数)を示す。
<<Polyol Component (A)>>
The polyol component (A) undergoes polyaddition with the polyisocyanate component (E) to form a polyurethane. The polyol component (A) is preferably at least one selected from the group consisting of polyether polyols and polyester polyols.
The number average molecular weight of the polyol component (A) is preferably 1,000 or more and 10,000 or less. When the number average molecular weight is 1,000 or more, the flexibility of the obtained foam is further improved. If the number average molecular weight is 10,000 or less, the hardness of the foam will be even better.
The nominal number of functional groups of the polyol component (A) is preferably 2 or more. When the nominal number of functional groups is 2 or more, wet heat compressive strain, which is an index of durability, becomes even better. The nominal number of functional groups means the theoretical average number of functional groups (the number of active hydrogen atoms per molecule) assuming that no side reactions occur during the polyol polymerization reaction.

ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリプロピレンエーテルポリオール、ポリエチレンポリプロピレンエーテルポリオール(以下、PPGという。)やポリテトラメチレンエーテルグリコール(以下、PTGという。)等が挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、例えば重縮合型ポリエステル系ポリオールであるアジピン酸とジオールとからなるポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオールのポリカプロラクトンポリオール等が挙げられる。 Examples of polyether polyols include polypropylene ether polyol, polyethylene polypropylene ether polyol (hereinafter referred to as PPG) and polytetramethylene ether glycol (hereinafter referred to as PTG). Examples of polyester polyols include polycondensation type polyester polyols such as adipic acid and diols, and lactone polyester polyols such as polycaprolactone polyols.

得られるフォームの耐久性向上の観点から、ポリオール成分(A)は、総不飽和度が0.001meq./g以上0.04meq./g以下であるポリオキシアルキレンポリオール(A-1)を含むことが好ましい。ポリオール(A-1)の総不飽和度が大きくなることは、末端に不飽和基をもつモノオール成分等が多くなることを意味する。このため、ポリオキシアルキレンポリオール(A-1)の総不飽和度が0.04meq./g以下であると、得られるフォームの架橋密度がより高くなり、耐久性がさらに向上する。また、ポリオキシアルキレンポリオール(A-1)の総不飽和度が0.001meq./g以上であると、製造時間を短縮できて生産性が向上するため、経済的である。
ポリオキシアルキレンポリオール(A-1)は、重合触媒が、複合金属シアン化物錯体触媒、ホスファゼン触媒、及びイミノ基含有ホスファゼニウム塩から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
From the viewpoint of improving the durability of the resulting foam, the polyol component (A) has a total degree of unsaturation of 0.001 meq. / g or more 0.04 meq. / g or less polyoxyalkylene polyol (A-1) is preferably included. An increase in the total degree of unsaturation of polyol (A-1) means an increase in monool components having unsaturated groups at their terminals. Therefore, the total degree of unsaturation of the polyoxyalkylene polyol (A-1) is 0.04 meq. /g or less, the resulting foam has a higher crosslink density and further improved durability. Further, the total degree of unsaturation of the polyoxyalkylene polyol (A-1) is 0.001 meq. /g or more, the production time can be shortened and the productivity is improved, which is economical.
In the polyoxyalkylene polyol (A-1), the polymerization catalyst is preferably at least one selected from double metal cyanide complex catalysts, phosphazene catalysts, and imino group-containing phosphazenium salts.

ポリオール成分(A)は、軟質ポリウレタンフォームの破泡が促進されるため、オキシエチレンとオキシプロピレンとの共重合体からなるポリオキシアルキレン鎖を有する、ポリエーテルポリオール(A-2)を含むことが好ましい。ポリエーテルポリオール(A-2)は、公称官能基数が2~4であることが好ましい。 The polyol component (A) promotes foam breakage of the flexible polyurethane foam, so it may contain a polyether polyol (A-2) having a polyoxyalkylene chain composed of a copolymer of oxyethylene and oxypropylene. preferable. The polyether polyol (A-2) preferably has a nominal number of functional groups of 2-4.

ポリエーテルポリオール(A-2)中のオキシエチレン単位は、60質量%以上90質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。オキシエチレン単位が60質量%以上90質量%以下であることで、耐久性がより向上する。また、低温での貯蔵安定性の観点から、ポリエーテルポリオール(A-2)中のオキシエチレンとオキシプロピレンとからなる共重合体が、ランダム共重合体であることが好ましい。 The oxyethylene unit in the polyether polyol (A-2) is preferably 60% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 80% by mass or less. Durability improves more because an oxyethylene unit is 60 mass % or more and 90 mass % or less. Further, from the viewpoint of storage stability at low temperatures, the copolymer composed of oxyethylene and oxypropylene in the polyether polyol (A-2) is preferably a random copolymer.

ポリエーテルポリオール(A-2)の含有量は、ポリオール成分(A)に対して、0.5質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。0.5質量%以上であるとフォームの成型性がさらに良好になる。5.0質量%以下であると、得られたフォームの伸び率がより向上する。 The content of the polyether polyol (A-2) is preferably 0.5% by mass or more and 5.0% by mass or less with respect to the polyol component (A). When it is 0.5% by mass or more, the moldability of the foam is further improved. When it is 5.0% by mass or less, the elongation rate of the obtained foam is further improved.

ポリオール成分(A)には、硬さ調整を目的として、ポリオール中でビニル系モノマーを通常の方法で重合したポリマーポリオールを併用することが好ましい。このようなポリマーポリオールとしては、例えば前記PPG等のポリアルキレンポリオール中、ラジカル開始剤の存在下でビニル系モノマーを重合させ、安定分散させたものが挙げられる。また、ビニル系モノマーとしては、例えばアクリロニトリル、スチレン、塩化ビニリデン、ヒドロキシアルキルメタアクリレート、アルキルメタアクリレートが挙げられ、中でもアクリロニトリル、スチレンが好ましい。このようなポリマーポリオールとしては、例えばAGC社製のEL-910、EL-923、三洋化成工業社製のFA-728R等が挙げられる。 For the polyol component (A), it is preferable to use a polymer polyol obtained by polymerizing a vinyl-based monomer in a polyol by an ordinary method for the purpose of adjusting hardness. Examples of such a polymer polyol include those obtained by polymerizing and stably dispersing a vinyl-based monomer in a polyalkylene polyol such as the above PPG in the presence of a radical initiator. Examples of vinyl-based monomers include acrylonitrile, styrene, vinylidene chloride, hydroxyalkyl methacrylate, and alkyl methacrylate, with acrylonitrile and styrene being preferred. Examples of such polymer polyols include EL-910 and EL-923 manufactured by AGC, and FA-728R manufactured by Sanyo Chemical Industries.

<<触媒(B)>>
触媒(B)としては、当該分野において公知である各種のウレタン化触媒が挙げられる。例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’,N’’-ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、トリエチレンジアミン、1,8-ジアザ-ビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、1,2-ジメチルイミダゾール、ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン等、N,N-ジメチル-N-ヘキサノールアミン、さらにこれらの有機酸塩;スタナスオクトエート、ナフテン酸亜鉛等の有機金属化合物;等が挙げられる。
これらは一種単独であってよく、二種以上の組み合わせであってもよい。
<<catalyst (B)>>
Catalyst (B) includes various urethanization catalysts known in the art. For example, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, dimethylbenzylamine, N,N,N',N'-tetramethylhexamethylenediamine, N,N,N',N' , N″-pentamethyldiethylenetriamine, bis-(2-dimethylaminoethyl)ether, triethylenediamine, 1,8-diaza-bicyclo[5.4.0]undecene-7, 1,2-dimethylimidazole, dimethylethanol amines, N,N-diethylethanolamine and the like, N,N-dimethyl-N-hexanolamine, organic acid salts thereof; organic metal compounds such as stannus octoate and zinc naphthenate;
These may be used singly or in combination of two or more.

触媒(B)の含有量は、ポリオール成分(A)に対して、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましい。0.01質量%以上であるとキュア不足をさらに抑制でき、10質量%以下であると成形性がさらに良好になる。 The content of the catalyst (B) is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the polyol component (A). When it is 0.01% by mass or more, insufficient curing can be further suppressed, and when it is 10% by mass or less, moldability is further improved.

触媒(B)の樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下であり、0.005以上0.080以下であることが好ましく、0.010以上0.080以下であることがより好ましい。
樹脂化反応速度定数とは、イソシアネート基とヒドロキシ基との反応によってウレタン結合を形成する際の反応速度定数である。
また、泡化反応速度定数とは、イソシアネート基と水との反応によってウレア結合を形成する際の反応速度定数である。
ここで、樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下であることで、ウレタン結合の形成が促進されて高分子量化が十分に進行することで成形性の悪化を抑制することができると本発明者等は推測している。
The ratio of the foaming reaction rate constant to the resinification reaction rate constant of the catalyst (B) (foaming reaction rate constant/resinization reaction rate constant) is 0.090 or less, and is 0.005 or more and 0.080 or less. is preferred, and 0.010 or more and 0.080 or less is more preferred.
The resinification reaction rate constant is a reaction rate constant when forming a urethane bond by reaction between an isocyanate group and a hydroxy group.
Further, the foaming reaction rate constant is the reaction rate constant when forming a urea bond by the reaction between an isocyanate group and water.
Here, when the ratio of the foaming reaction rate constant to the resinification reaction rate constant (foaming reaction rate constant/resinization reaction rate constant) is 0.090 or less, the formation of urethane bonds is promoted to increase the molecular weight. The present inventors presume that the deterioration of moldability can be suppressed by sufficiently progressing.

樹脂化反応速度定数(k1w)とは、以下の方法で算出されるパラメータである。すなわち、トルエンジイソシアネートとジエチレングリコールを、[イソシアネート基]/[水酸基](モル比)が1.0になるように仕込み、触媒成分(k1wの算出対象)を一定量添加し、ベンゼン溶媒中で一定の温度に保って反応させ、未反応イソシアネート量を測定する。ここで、トルエンジイソシアネートとジエチレングリコールとの反応が各々の濃度に一次であると仮定すると、次式が成立する。
dx/dt=k(a-x) (1)
x:反応したNCO基の濃度(mol/L)
a:NCO基の初期濃度(mol/L)
k:反応速度定数(L/mol・h)
t:反応時間(h)
The resinification reaction rate constant (k1w) is a parameter calculated by the following method. That is, toluene diisocyanate and diethylene glycol are charged so that the [isocyanate group] / [hydroxyl group] (molar ratio) is 1.0, a certain amount of the catalyst component (k1w calculation target) is added, and a certain amount is added in a benzene solvent. Reaction is allowed to occur while maintaining the temperature, and the amount of unreacted isocyanate is measured. Here, assuming that the reaction between toluene diisocyanate and diethylene glycol is first-order with respect to each concentration, the following equation holds.
dx/dt=k(ax) 2 (1)
x: concentration of reacted NCO groups (mol/L)
a: Initial concentration of NCO groups (mol/L)
k: reaction rate constant (L/mol h)
t: reaction time (h)

式(1)に、初期条件であるt=0、X=0を代入して積分すると、次式が成立する。
1/(a-x)=kt+1/a (2)
k=ko+KcC (3)
ko:無触媒の反応速度定数(L/mol・h)
Kc:触媒定数(L/g・mol・h)
C :反応系の触媒濃度(mol/L)
When the initial conditions t=0 and X=0 are substituted into the equation (1) and integrated, the following equation holds.
1/(ax)=kt+1/a (2)
k=ko+KcC (3)
ko: uncatalyzed reaction rate constant (L/mol h)
Kc: catalytic constant (L 2 /g·mol·h)
C: catalyst concentration in the reaction system (mol/L)

式(2)より反応速度定数kを求め、式(3)に代入して触媒定数Kcを求める。
求めた触媒定数Kcを触媒の分子量(mc)で除して、質量当りの活性能とみなしうる樹脂化反応速度定数k1w(L/g・mol・h)を求める。
Kc/mc=k1w (4)
なお、触媒(B)が、n種の組み合わせである場合(n≧2)、樹脂化反応速度定数k1w(L/g・mol・h)は、式(5)で求めることができる。
The reaction rate constant k is obtained from the equation (2) and substituted into the equation (3) to obtain the catalyst constant Kc.
The obtained catalyst constant Kc is divided by the molecular weight (mc) of the catalyst to obtain the resinification reaction rate constant k1w (L 2 /g·mol·h), which can be regarded as activity per mass.
Kc/mc=k1w (4)
When the catalyst (B) is a combination of n types (n≧2), the resinification reaction rate constant k1w (L 2 /g·mol·h) can be obtained by the formula (5).

Figure 2023091890000001
Figure 2023091890000001

W:触媒の質量(g) W: mass of catalyst (g)

一方、泡化反応定数(k2w)は、上記した樹脂化反応と同様の条件でトルエンジシソシアネートと水とをベンゼン溶媒中で反応させることにより、上記と同様にして求められる。 On the other hand, the foaming reaction constant (k2w) is obtained in the same manner as described above by reacting toluenediisocyanate and water in a benzene solvent under the same conditions as in the resinification reaction described above.

<<整泡剤(C)>>
整泡剤(C)としては、通常の界面活性剤が使用され、有機珪素系の界面活性剤が好適に使用できる。例えば、東レ・ダウコーニング社製のSZ-1327、SZ-1325、SZ-1336、SZ-3601、モメンティブ社製のY-10366、L-5309、エボニック社製のB-8724LF2、B-8715LF2等が挙げられる。
整泡剤(C)の含有量は、ポリオール成分(A)に対して、0.1質量%以上3.0質量%以下であることが好ましい。
<<Foam Stabilizer (C)>>
Usual surfactants are used as the foam stabilizer (C), and organosilicon surfactants can be preferably used. For example, Dow Corning Toray SZ-1327, SZ-1325, SZ-1336, SZ-3601, Momentive Y-10366, L-5309, Evonik B-8724LF2, B-8715LF2, etc. mentioned.
The content of the foam stabilizer (C) is preferably 0.1% by mass or more and 3.0% by mass or less with respect to the polyol component (A).

<<発泡剤(D)>>
発泡剤(D)としては、水が好ましい。水はイソシアネート基との反応で高硬度のウレア基を形成すると共に炭酸ガスを発生する。炭酸ガスは軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物中に発泡を生じさせため、ウレタンフォームが形成される。
<<Blowing agent (D)>>
Water is preferred as the blowing agent (D). Water reacts with an isocyanate group to form a highly rigid urea group and generate carbon dioxide gas. The carbon dioxide causes foaming in the flexible polyurethane foam-forming composition, thus forming a urethane foam.

水とともに他の発泡剤を含有していてもよい。他の発泡剤としては、例えば、少量のシクロペンタンやイソペンタン等の低沸点有機化合物が挙げられる。また、ガスローディング装置を用いて原液中に空気や窒素ガス、液化二酸化炭素等を混入溶解させて発泡させてもよい。 Other blowing agents may be contained together with water. Other blowing agents include, for example, small amounts of low boiling organic compounds such as cyclopentane and isopentane. Alternatively, air, nitrogen gas, liquefied carbon dioxide, or the like may be mixed and dissolved in the undiluted solution using a gas loading device to cause foaming.

発泡剤(D)の含有量は、ポリオール成分(A)に対して0.5質量%以上10質量%以下であることが好ましい。見掛け密度40kg/m未満の低密度軟質ポリウレタンフォームを得る場合、3.0質量%以上7.0質量%以下であることが好ましく、3.0質量%以上5.5質量%以下が更に好ましい。上限を超えると発泡が安定し難くなる恐れがあり、下限未満では発泡体の密度を十分に下げることができない恐れがある。 The content of the foaming agent (D) is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the polyol component (A). When obtaining a low-density flexible polyurethane foam having an apparent density of less than 40 kg/m 3 , the content is preferably 3.0% by mass or more and 7.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or more and 5.5% by mass or less. . If the upper limit is exceeded, the foaming may become difficult to stabilize, and if the lower limit is not reached, the density of the foam may not be lowered sufficiently.

<<ポリイソシアネート成分(E)>>
ポリイソシアネート成分(E)は、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)と、
任意成分であるポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)と、を含み、
ポリイソシアネート成分(E)中、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、75質量%以上100質量%以下であり、
ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、0質量%以上25質量%以下である。
<<Polyisocyanate Component (E)>>
The polyisocyanate component (E) is
diphenylmethane diisocyanate (E-1); and
and an optional polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2),
In the polyisocyanate component (E),
The content of diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 75% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the total amount of the polyisocyanate component (E),
The content of the polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) is 0% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the total amount of the polyisocyanate component (E).

ポリイソシアネート成分(E)としては、例えば、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、4,4’-MDI)、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、2,4’-MDI)、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、2,2’-MDI)、等のジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDI)、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(以下、p-MDI);および、これらをイソシアネート源とする各種変性体等が挙げられる。これらは1種のみであってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。変性体としては、例えば、ウレタン変性体、ウレア変性体、アロファネート変性体、ヌレート変性体、ビュウレット変性体等が挙げられる。 Examples of the polyisocyanate component (E) include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as 4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as 2,4'-MDI), 2,2 '-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as 2,2'-MDI), diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI), polymethylene polyphenylene polyisocyanate (hereinafter referred to as p-MDI); are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of modified materials include urethane modified materials, urea modified materials, allophanate modified materials, nurate modified materials, and biuret modified materials.

ポリイソシアネート成分(E)のMDI(E-1)含有率は、75質量%以上100質量%以下である。MDI含有率が75質量%未満では架橋密度の上昇に伴い、軟質ポリウレタンフォームの伸びが低下し、十分なフォーム強度が得られない。 The MDI (E-1) content of the polyisocyanate component (E) is 75% by mass or more and 100% by mass or less. If the MDI content is less than 75% by mass, the elongation of the flexible polyurethane foam will decrease as the crosslink density increases, and sufficient foam strength will not be obtained.

また、MDI(E-1)中における2,2’-MDIの含有量と、2,4’-MDIの含有量と、の総計(以下、アイソマー含有率)は、MDI(E-1)の全量に対して20質量%以上60質量%以下であることが好ましく、30質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。60質量%以下であると、反応性がさらに向上し、成形サイクルのさらなる短縮化が可能であり、フォームの独泡率が高くなることをさらに抑制して成型後に収縮する等の問題の発生をより低減できる。 In addition, the sum of the content of 2,2'-MDI and the content of 2,4'-MDI in MDI (E-1) (hereinafter referred to as the isomer content) is the content of MDI (E-1). It is preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 50% by mass or less, relative to the total amount. If it is 60% by mass or less, the reactivity is further improved, the molding cycle can be further shortened, and the increase in the closed cell rate of the foam is further suppressed to prevent problems such as shrinkage after molding. can be further reduced.

<<モル比(NCO基/活性水素基)>>
軟質ポリイソシアネート形成性組成物中において、全イソシアネート基と、水を含む活性水素基含有化合物中の全活性水素基と、のモル比(NCO基/活性水素基)としては、0.5以上1.4以下(イソシアネートインデックス(NCO INDEX)=50~140)であることが好ましく、0.7以上1.2以下(NCO INDEX=70~120)であることがより好ましい。この範囲であると、得られるフォームの耐久性や成形サイクルが良好である。
NCO INDEXが50以上であれば耐久性がさらに向上するとともに、独泡性が過度に上昇することを抑制できる。NCO INDEXが140以下であれば、高分子量化が迅速に進み、フォーム発泡途中でのフォーム崩壊がより高度に抑制される。
<<Molar ratio (NCO group/active hydrogen group)>>
In the flexible polyisocyanate-forming composition, the molar ratio (NCO group/active hydrogen group) of all isocyanate groups to all active hydrogen groups in the active hydrogen group-containing compound containing water is 0.5 or more and 1 It is preferably 0.4 or less (isocyanate index (NCO INDEX) = 50 to 140), more preferably 0.7 or more and 1.2 or less (NCO INDEX = 70 to 120). Within this range, the resulting foam has good durability and good molding cycle.
If the NCO INDEX is 50 or more, the durability can be further improved, and the excessive increase in closed foam can be suppressed. If the NCO INDEX is 140 or less, the molecular weight is quickly increased, and collapse of the foam during foaming is suppressed to a higher degree.

<<他の成分>>
軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物は、炭酸カルシウムや硫酸バリウムのような充填剤、難燃剤、可塑剤、着色剤、抗カビ剤等の公知の各種添加剤、助剤を必要に応じて含んでいてもよい。
<<other ingredients>>
The flexible polyurethane foam-forming composition optionally contains fillers such as calcium carbonate and barium sulfate, various known additives and auxiliaries such as flame retardants, plasticizers, colorants and antifungal agents. good too.

<軟質ポリウレタンフォーム、その製造方法>
本開示の一態様にかかる軟質ポリウレタンフォームは、上記した軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物の発泡成形体である。この軟質ポリウレタンフォームは、例えばクッション材として用いたときに乗り心地が良好である。
軟質ポリウレタンフォームの見掛け密度は、25kg/m以上40kg/m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スキン付きフォーム試験片(詳細は後述する)は、25%圧縮硬度が100N/314cm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伸び率は100%以上であることが好ましい。
軟質ポリウレタンフォームの引裂強さは、4.5N/cm以上であることが好ましい。
軟質ポリウレタンフォームの湿熱圧縮歪みは、25%未満であることが好ましい。
<Flexible polyurethane foam and its manufacturing method>
A flexible polyurethane foam according to an aspect of the present disclosure is a foamed molded product of the flexible polyurethane foam-forming composition described above. This flexible polyurethane foam provides good ride comfort when used as a cushioning material, for example.
The apparent density of the flexible polyurethane foam is preferably 25 kg/m 3 or more and 40 kg/m 3 or less.
A skinned foam test piece of flexible polyurethane foam (details will be described later) preferably has a 25% compression hardness of 100 N/314 cm 2 or less.
The flexible polyurethane foam preferably has an elongation percentage of 100% or more.
The flexible polyurethane foam preferably has a tear strength of 4.5 N/cm or more.
The wet heat compression set of the flexible polyurethane foam is preferably less than 25%.

次に、軟質ポリウレタンフォームの製造方法について説明する。
本開示の一態様にかかる軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、
ポリオール成分(A)と、触媒(B)と、整泡剤(C)と、発泡剤(D)と、ポリイソシアネート成分(E)と、を混合して混合液を得ることと、
該混合液を反応発泡させて軟質ポリウレタンフォームを得ることと、を備える。
Next, a method for producing flexible polyurethane foam will be described.
A method for producing a flexible polyurethane foam according to one aspect of the present disclosure includes:
obtaining a mixture by mixing the polyol component (A), the catalyst (B), the foam stabilizer (C), the blowing agent (D), and the polyisocyanate component (E);
and obtaining a flexible polyurethane foam by reacting and foaming the mixture.

ここで、各成分(A)~(E)は、1つずつを順次投入してもよく、2つ以上をあらかじめ混合した後に最終的に全成分を混合してもよい。
前者の場合、各成分(A)~(E)の投入順序に制限はなく、任意の投入順序でよい。なお、成分(A)~(E)のうちの2つ以上の成分を別々に、かつ、同時に投入してもよい。
後者の場合、例えば、
第一の予備混合で第一液を得ることと、
第二の予備混合で第二液を得ることと、
前記第一液と、前記第二液と、を混合して混合液を得ることと、を含む。
ここで、例えば、第一液は、ポリオール成分(A)と、触媒(B)と、整泡剤(C)と、発泡剤(D)と、を含み、第二液は、イソシアネート成分(E)のみからなるものであってもよい。このときは、第二の予備混合は省略できる。
Here, each of the components (A) to (E) may be added one by one, or two or more may be mixed in advance and finally all the components may be mixed.
In the former case, there are no restrictions on the order in which components (A) to (E) are added, and any order may be used. Two or more of components (A) to (E) may be added separately and simultaneously.
In the latter case, for example,
obtaining a first liquid with a first premix;
obtaining a second liquid with a second premix;
mixing the first liquid and the second liquid to obtain a mixed liquid.
Here, for example, the first liquid contains a polyol component (A), a catalyst (B), a foam stabilizer (C), and a foaming agent (D), and the second liquid contains an isocyanate component (E ) may consist of only. In this case, the second premixing can be omitted.

混合液(発泡原液)は金型内に注入し、その後、反応発泡および硬化させることが好ましい。
上記混合液を金型内に注入する際の金型温度としては、通常30℃以上80℃以下、好ましくは45℃以上65℃以下である。上記混合液を金型内に注入する際の金型温度が30℃以上であると、反応速度が向上し生産サイクルが短縮できる。金型温度が80℃以下であると、ポリオールとイソシアネートの反応に対し、水とイソシアネートとの反応が過度になることがさらに抑制されることにより、発泡途中におけるフォームの崩壊をさらに抑制できる。
It is preferable that the mixture (foaming undiluted solution) is injected into a mold, and then reacted, foamed, and cured.
The temperature of the mold when the mixed liquid is injected into the mold is usually 30° C. or higher and 80° C. or lower, preferably 45° C. or higher and 65° C. or lower. When the mold temperature is 30° C. or higher when the mixed liquid is injected into the mold, the reaction speed is improved and the production cycle can be shortened. When the mold temperature is 80° C. or lower, excessive reaction between water and isocyanate is further suppressed with respect to the reaction between polyol and isocyanate, thereby further suppressing collapse of the foam during foaming.

上記発泡原液を発泡硬化させる際の硬化時間としては、一般的な軟質モールドフォームの生産サイクルを考慮すると10分以下が好ましく、7分以下がより好ましい。 The curing time for foaming and curing the above-mentioned foaming stock solution is preferably 10 minutes or less, more preferably 7 minutes or less, in consideration of the general production cycle of soft molded foams.

軟質モールドフォームを製造する際には、通常の軟質モールドフォームの場合と同様、高圧発泡機や低圧発泡機等を用いて、上記各成分を混合することができる。 When producing the flexible molded foam, the above components can be mixed using a high-pressure foaming machine, a low-pressure foaming machine, or the like, as in the case of ordinary flexible molded foams.

イソシアネート成分(E)とポリオール成分(A)とは発泡直前に混合することが好ましい。成分(B)~(D)およびその他の成分は、原料の貯蔵安定性や反応性の経時変化に影響を与えない範囲で、イソシアネート成分(E)またはポリオール成分(A)と予め混合することができる。得られた混合物は、混合後直ちに使用してもよく、貯留した後、必要量を適宜使用してもよい。混合部に2成分を超える成分を同時に導入可能な発泡装置の場合、各成分(A)~(E)、および添加剤等を個別に混合部に導入することもできる。 It is preferable to mix the isocyanate component (E) and the polyol component (A) immediately before foaming. Components (B) to (D) and other components can be mixed in advance with the isocyanate component (E) or the polyol component (A) within a range that does not affect the storage stability and reactivity of the raw materials over time. can. The resulting mixture may be used immediately after mixing, or may be used as needed after being stored. In the case of a foaming device capable of simultaneously introducing more than two components into the mixing section, each of the components (A) to (E), additives, etc. can be individually introduced into the mixing section.

また、混合方法は、発泡機のマシンヘッド混合室内で混合を行うダイナミックミキシング、送液配管内で混合を行うスタティックミキシングのいずれであってもよく、また、両者を併用してもよい。物理発泡剤等のガス状成分と液状成分との混合はスタティックミキシングで、液体として安定に貯留可能な成分同士の混合はダイナミックミキシングで実施される場合が多いが、これに限られるものではない。軟質ポリウレタンフォームの製造の際に使用可能な発泡装置としては、混合部の溶剤洗浄が必要のない高圧発泡装置であることが好ましい。 Moreover, the mixing method may be either dynamic mixing in which mixing is performed in the machine head mixing chamber of the foaming machine, or static mixing in which mixing is performed in the liquid feeding pipe, or both may be used in combination. Mixing of a gaseous component such as a physical foaming agent and a liquid component is often performed by static mixing, and mixing of components that can be stably stored as liquids is often performed by dynamic mixing, but the mixing method is not limited to this. As a foaming device that can be used in the production of flexible polyurethane foam, a high-pressure foaming device that does not require solvent cleaning of the mixing section is preferred.

このような混合により得られた混合液を金型(モールド)内に吐出し、反応発泡および硬化させ、その後脱型を行う。上記脱型を円滑に行うため、金型に予め離型剤を塗布しておくことも好適である。使用する離型剤としては、成形加工分野で通常用いられる離型剤が挙げられる。 The mixed liquid obtained by such mixing is discharged into a mold, reacted, foamed and cured, and then demolded. It is also preferable to apply a mold release agent to the mold in advance in order to smoothly remove the mold. The mold release agent to be used includes mold release agents commonly used in the field of molding processing.

脱型後の製品はそのままでも使用できるが、従来公知の方法で圧縮下又は、減圧下でフォームのセル膜を破壊し、以降の製品外観、寸法を安定化させることが好ましい。 Although the product after demolding can be used as it is, it is preferable to break the cell membranes of the foam under compression or under reduced pressure by a conventionally known method to stabilize the subsequent product appearance and dimensions.

上記した軟質ポリウレタンフォームの製造方法により、
見掛け密度25kg/m以上40kg/m以下、
スキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬度が100N/314cm以下、
引裂強さが4.5N/cm以上、
湿熱圧縮歪みが25%未満、
である軟質ポリウレタンフォームを容易に得ることができる。
By the method for producing flexible polyurethane foam described above,
Apparent density of 25 kg/m 3 or more and 40 kg/m 3 or less,
The 25% compression hardness of the skinned foam test piece is 100 N/314 cm 2 or less,
a tear strength of 4.5 N/cm or more,
Wet heat compressive strain is less than 25%,
A flexible polyurethane foam can be easily obtained.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、文中の「部」、「%」は質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. "Parts" and "%" in the text are based on mass unless otherwise specified.

[ポリオール組成物の調製]
(実施例1~4、比較例1~3)
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計を備えた反応器を窒素置換した後、ポリオール1を97g、ポリオール2を3.0g、触媒1を1.2g、整泡剤1を1.0g、水を5.4g仕込み、23℃にて0.5時間撹拌させることにより、ポリオール組成物(P-1)を得た。その他のポリオール組成物(P-2~P-7)もP-1と同様に調製した。
[Preparation of polyol composition]
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-3)
After purging a reactor equipped with a stirrer, a condenser tube, a nitrogen inlet tube, and a thermometer, 97 g of polyol 1, 3.0 g of polyol 2, 1.2 g of catalyst 1, 1.0 g of foam stabilizer 1, A polyol composition (P-1) was obtained by charging 5.4 g of water and stirring at 23° C. for 0.5 hour. Other polyol compositions (P-2 to P-7) were prepared in the same manner as P-1.

表1に示す原料のうち、イソシアネート成分(E)、およびイソシアネート成分(E)以外の全原料の混合物(ポリオール組成物(P-1)~(P-7))の液温をそれぞれ24℃~26℃に調整した。ポリオール組成物(P-1)~(P-7)にポリイソシアネート成分(E)を所定量加えて、ミキサー(毎分7000回転)で5秒間混合後、金型内に注入して軟質ポリウレタンフォームを発泡させた。その後、金型より取り出して、得られた軟質ポリウレタンフォームの物性を測定した。なお、表1におけるNCO Indexは、軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物中に存在する活性水素原子のモル数に対するNCO基のモル数の比率である。 Among the raw materials shown in Table 1, the liquid temperature of the isocyanate component (E) and the mixture of all the raw materials other than the isocyanate component (E) (polyol compositions (P-1) to (P-7)) was adjusted to 24 ° C. to Adjusted to 26°C. A predetermined amount of the polyisocyanate component (E) is added to the polyol compositions (P-1) to (P-7), mixed for 5 seconds in a mixer (7000 rpm), and then injected into a mold to form a flexible polyurethane foam. was foamed. Then, it was taken out from the mold and the physical properties of the obtained flexible polyurethane foam were measured. The NCO Index in Table 1 is the ratio of the number of moles of NCO groups to the number of moles of active hydrogen atoms present in the flexible polyurethane foam-forming composition.

[発泡条件]
金型温度:60~70℃
金型形状:400mm×400mm×100mm
金型材質:アルミニウム
[Foaming conditions]
Mold temperature: 60-70°C
Mold shape: 400mm x 400mm x 100mm
Mold material: Aluminum

[使用原料]
・イソシアネート1:MDI含有率89%、アイソマー含有率38%、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート含有量11%
・イソシアネート2:MDI含有率100%、アイソマー含有率55%のジフェニルメタンジイソシアネート
・イソシアネート3:MDI含有量70%、アイソマー含有率29%、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート含有量30%
・ポリオール1:平均官能基数=3.0、水酸基価=24(mgKOH/g)、末端一級化率=84mol%、オキシエチレン単位=14.6質量%、総不飽和度0.03meq./gのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール(東ソー社製、商品名:NEF-693)
・ポリオール2:平均官能基数=3.0、水酸基価=24(mgKOH/g)、末端一級化率=51mol%、オキシエチレン単位=70質量%、総不飽和度0.03meq./gのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール(三洋化成工業社製、商品名:サンニックスFA-159)
・ポリオール3:平均官能基数=4.0、水酸基価=28(mgKOH/g)、末端一級化率=79mol%、オキシエチレン単位=80質量%、総不飽和度0.01meq./gのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール(東邦化学工業社製、商品名:トーホーポリオールQB-8000)
・触媒1:1,2-ジメチルイミダゾール、[泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数]=0.076
・触媒2:トリエチレンジアミン33%ジプロピレングリコール溶液、[泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数]=0.132
・整泡剤1:シリコーン系整泡剤(モメンティブ社製、商品名:L-3641LF)
・整泡剤2:シリコーン系整泡剤(モメンティブ社製、商品名:L-3627)
・整泡剤3:シリコーン系整泡剤(モメンティブ社製、商品名:Y-10366)
[raw materials used]
Isocyanate 1: MDI content 89%, isomer content 38%, polyphenylenepolymethylene polyisocyanate content 11%
Isocyanate 2: diphenylmethane diisocyanate with an MDI content of 100% and an isomer content of 55% Isocyanate 3: an MDI content of 70%, an isomer content of 29%, and a polyphenylenepolymethylene polyisocyanate content of 30%
· Polyol 1: Average functional group number = 3.0, hydroxyl value = 24 (mgKOH/g), terminal primary conversion rate = 84 mol%, oxyethylene unit = 14.6% by mass, total unsaturation 0.03 meq. / g of polyoxyethylene polyoxypropylene polyol (manufactured by Tosoh Corporation, trade name: NEF-693)
· Polyol 2: Average functional group number = 3.0, hydroxyl value = 24 (mgKOH/g), terminal primary conversion rate = 51 mol%, oxyethylene unit = 70% by mass, total unsaturation 0.03 meq. / g of polyoxyethylene polyoxypropylene polyol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., trade name: SANNIX FA-159)
· Polyol 3: Average functional group number = 4.0, hydroxyl value = 28 (mgKOH/g), terminal primary conversion rate = 79 mol%, oxyethylene unit = 80% by mass, total unsaturation 0.01 meq. / g of polyoxyethylene polyoxypropylene polyol (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Toho Polyol QB-8000)
・ Catalyst 1: 1,2-dimethylimidazole, [foaming reaction rate constant/resin formation reaction rate constant] = 0.076
- Catalyst 2: triethylenediamine 33% dipropylene glycol solution, [foaming reaction rate constant/resin formation reaction rate constant] = 0.132
・Foam stabilizer 1: Silicone foam stabilizer (manufactured by Momentive, trade name: L-3641LF)
・Foam stabilizer 2: Silicone foam stabilizer (manufactured by Momentive, trade name: L-3627)
・Foam stabilizer 3: Silicone foam stabilizer (manufactured by Momentive, trade name: Y-10366)

[成形性評価]
表1中の成形性の評価において、Aは、生成したウレタンモールドフォームが脱型後に収縮したり、フォーム表面や内部に荒れが発生したりする現象が生じることなく、軟質ポリウレタンフォームが成形できたことを意味し、Bは、ウレタンモールドフォームに収縮、表面又は内部の荒れ等の現象が生じたことを意味する。
[Moldability evaluation]
In the evaluation of moldability in Table 1, A was able to mold a flexible polyurethane foam without shrinkage of the formed urethane molded foam after demolding or without occurrence of roughness on the surface or inside of the foam. B means that phenomena such as shrinkage and surface or internal roughness occurred in the urethane molded foam.

[見掛け密度]
JIS K6400記載の方法により求めた。
[Apparent density]
It was determined by the method described in JIS K6400.

[スキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬度(25%ILD)]
JIS K6400記載のB法により求めた。なお、スキン付きフォーム試験片は、上述した方法で金型成型したモールドフォームであり、切断等をせずにスキンが残ったままのフォームのことを指す。
[25% compression hardness (25% ILD) of skinned foam specimen]
Obtained by B method described in JIS K6400. The skinned foam test piece is a molded foam molded by the above-described method, and refers to a foam in which the skin remains without cutting or the like.

[引裂強さ]
JIS K6400記載の方法で測定した。
[Tear strength]
It was measured by the method described in JIS K6400.

[湿熱圧縮歪み]
JIS K6400記載の方法で測定した。
[Wet heat compression strain]
It was measured by the method described in JIS K6400.

[伸び率]
JIS K6400記載の方法で測定した。
[Growth rate]
It was measured by the method described in JIS K6400.

Figure 2023091890000002
Figure 2023091890000002

表1で示すように、実施例1~4によれば、[泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数]の値が0.090以下、25%圧縮硬度が100N/314cm以下、引裂強さが4.5N/cm以上、伸び率が100%以上、湿熱圧縮歪みが25%以下である軟質ポリウレタンフォームが得られる。一方、比較例1及び2によれば、[泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数]の値が0.090を超える場合にはフォーム中のセルの安定性が著しく低下し、成型性が悪化することでウレタンフォーム表面及び内部に荒れ等が発生する。また一方、比較例3によれば、引裂き強度が4.5N/cm未満、湿熱圧縮歪み25%を超えてしまう。
以上の実施例及び比較例を対比することで明らかなように、例えばシートバック材として用いたときの乗り心地が良好な硬度を有し、好ましい物性を有する成型体が得られる。
As shown in Table 1, according to Examples 1 to 4, the value of [foaming reaction rate constant/resinization reaction rate constant] is 0.090 or less, the 25% compression hardness is 100 N/314 cm 2 or less, and the tear strength is A flexible polyurethane foam having a tensile strength of 4.5 N/cm or more, an elongation of 100% or more, and a wet heat compressive strain of 25% or less is obtained. On the other hand, according to Comparative Examples 1 and 2, when the value of [foaming reaction rate constant/resinification reaction rate constant] exceeds 0.090, the stability of the cells in the foam is remarkably lowered, and the moldability is poor. Deterioration causes roughness on the surface and inside of the urethane foam. On the other hand, according to Comparative Example 3, the tear strength is less than 4.5 N/cm and the wet heat compressive strain exceeds 25%.
As is clear from the comparison of the above examples and comparative examples, a molded body having a hardness that provides a comfortable ride when used as a seat back material, for example, and having desirable physical properties can be obtained.

Claims (6)

ポリオール成分(A)と、
触媒(B)と、
整泡剤(C)と、
発泡剤(D)と、
ポリイソシアネート成分(E)と、を含み、
前記触媒(B)の樹脂化反応速度定数に対する泡化反応速度定数の比(泡化反応速度定数/樹脂化反応速度定数)が0.090以下であり、
前記ポリイソシアネート成分(E)は、
ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)と、
任意成分であるポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)と、を含み、
前記ポリイソシアネート成分(E)中、
前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、75質量%以上100質量%以下であり、
前記ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(E-2)の含有量は、当該ポリイソシアネート成分(E)の全量に対して、0質量%以上25質量%以下である、軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。
a polyol component (A);
a catalyst (B);
a foam stabilizer (C);
a foaming agent (D);
and a polyisocyanate component (E),
The ratio of the foaming reaction rate constant to the resinification reaction rate constant of the catalyst (B) (foaming reaction rate constant/resinization reaction rate constant) is 0.090 or less,
The polyisocyanate component (E) is
diphenylmethane diisocyanate (E-1); and
and an optional polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2),
In the polyisocyanate component (E),
The content of the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is 75% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the total amount of the polyisocyanate component (E),
A flexible polyurethane foam-forming composition, wherein the content of the polymethylene polyphenylene polyisocyanate (E-2) is 0% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the total amount of the polyisocyanate component (E).
前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)中における2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、の総計は、当該ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の全量に対して、20質量%以上60質量%以下である、請求項1に記載の軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。 The sum of the content of 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and the content of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate in the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is the total amount of the diphenylmethane diisocyanate (E-1). 20% by mass or more and 60% by mass or less, the flexible polyurethane foam-forming composition according to claim 1. 前記ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)中における2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの含有量と、の総計は、当該ジフェニルメタンジイソシアネート(E-1)の全量に対して、30質量%以上50質量%以下である、請求項1に記載の軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物。 The sum of the content of 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and the content of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate in the diphenylmethane diisocyanate (E-1) is the total amount of the diphenylmethane diisocyanate (E-1). The flexible polyurethane foam-forming composition according to claim 1, wherein the content is 30% by mass or more and 50% by mass or less. 請求項1~3のいずれか1項に記載の軟質ポリウレタンフォーム形成性組成物の発泡成型体である、軟質ポリウレタンフォーム。 A flexible polyurethane foam, which is a foamed molding of the flexible polyurethane foam-forming composition according to any one of claims 1 to 3. 見掛け密度が25kg/m以上40kg/m以下であり、
JIS K6400記載のB法にしたがって測定されるスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬度が100N/314cm以下である、請求項4に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
An apparent density of 25 kg/m 3 or more and 40 kg/m 3 or less,
5. The flexible polyurethane foam according to claim 4, wherein the skinned foam test piece has a 25% compression hardness of 100 N/314 cm 2 or less measured according to JIS K6400, Method B.
JIS K6400記載の方法に従って測定した伸び率が100%以上であり、
引裂強さが4.5N/cm以上であり、
湿熱圧縮歪みが25%以下である、請求項4または5に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
The elongation measured according to the method described in JIS K6400 is 100% or more,
Tear strength is 4.5 N / cm or more,
6. The flexible polyurethane foam according to claim 4 or 5, having a wet heat compressive strain of 25% or less.
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