JP2024015893A - 軟質ポリウレタンフォーム用組成物、軟質ポリウレタンフォーム、及び自動車用シートパッド - Google Patents
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Abstract
【課題】臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォームを製造可能な、軟質ポリウレタンフォーム用組成物を提供する。【解決手段】ポリエーテルポリオール(A)と、1つ以上のアミノ基及び1つ以上の水酸基を有する反応型アミン触媒(B)と、1つ以上のアミノ基を有し水酸基を有さない非反応型アミン触媒(C)と、シリコン整泡剤(D)と、を含有し、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、反応型アミン触媒(B)が0.01-1.3質量部、非反応型アミン触媒(C)が0.01-0.20質量部、シリコン整泡剤(D)が0.2-1.5質量部であり、前記シリコン整泡剤(D)は、表面張力の異なる2種のシリコーン(D1及びD2)を含む、軟質ポリウレタンフォーム用組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、軟質ポリウレタンフォーム用組成物、軟質ポリウレタンフォーム、及び自動車用シートパッドに関する。
軟質ポリウレタンフォームは、優れたクッション性を有することから、自動車等のシートパッドに多く使用されている。また、軟質ポリウレタンフォームについては、衝撃吸収性をはじめとする諸物性を向上させるための種々の検討が、これまでなされている。
軟質ポリウレタンフォームは、使用する製造原料に起因して、臭気を発し、自動車内又は室内に拡散して快適性を悪化させることがある。そして、かかる問題への対処として、例えば特許文献1は、ポリウレタンフォーム製造用組成物として、ポリオールをはじめとする原料の適正化を図るとともに、反応型アミン触媒を用いることで、不快感を与える臭気の原因となるアミンやスチレン等のVOCの発生が総合的に抑制されたポリウレタンフォームを製造できることを開示している。
しかしながら、臭気を抑制する技術は、荷重をかけたとき(例えば金型からの脱型のとき)に、変形が残りやすい、即ちキュア性が不十分となりやすい傾向にある。必要なキュア性を付与するためには、金型内での反応時間の長時間化が必要になり、結果として生産性が低下する等のデメリットも有る。そのため、上記従来の組成物は、軟質ポリウレタンフォームを製造した際に臭気を低減しつつキュア性を高める点で、改良の余地があった。
そこで、本発明は、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォームを製造可能な、軟質ポリウレタンフォーム用組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォーム、及び、かかる軟質ポリウレタンフォームを用いた自動車用シートパッドを提供することを課題とする。
また、本発明は、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォーム、及び、かかる軟質ポリウレタンフォームを用いた自動車用シートパッドを提供することを課題とする。
上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
[1]ポリエーテルポリオール(A)と、
1つ以上のアミノ基及び1つ以上の水酸基を有する化合物である反応型アミン触媒(B)と、
1つ以上のアミノ基を有し水酸基を有さない化合物である非反応型アミン触媒(C)と、
シリコン整泡剤(D)と、を含有し、
アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、前記反応型アミン触媒(B)の含有量が0.01質量部以上1.3質量部以下であり、且つ、前記非反応型アミン触媒(C)の含有量が0.01質量部以上0.20質量部以下であり、且つ、前記シリコン整泡剤(D)の含有量が0.2質量部以上1.5質量部以下であり、
前記シリコン整泡剤(D)は、毛管上昇法で測定される表面張力が22mN/m以上であるシリコーン(D1)と、前記表面張力が22mN/m未満であるシリコーン(D2)とを含む、
ことを特徴とする。軟質ポリウレタンフォーム用組成物。
かかる本発明の軟質ポリウレタンフォーム用組成物は、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォームを製造可能である。
1つ以上のアミノ基及び1つ以上の水酸基を有する化合物である反応型アミン触媒(B)と、
1つ以上のアミノ基を有し水酸基を有さない化合物である非反応型アミン触媒(C)と、
シリコン整泡剤(D)と、を含有し、
アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、前記反応型アミン触媒(B)の含有量が0.01質量部以上1.3質量部以下であり、且つ、前記非反応型アミン触媒(C)の含有量が0.01質量部以上0.20質量部以下であり、且つ、前記シリコン整泡剤(D)の含有量が0.2質量部以上1.5質量部以下であり、
前記シリコン整泡剤(D)は、毛管上昇法で測定される表面張力が22mN/m以上であるシリコーン(D1)と、前記表面張力が22mN/m未満であるシリコーン(D2)とを含む、
ことを特徴とする。軟質ポリウレタンフォーム用組成物。
かかる本発明の軟質ポリウレタンフォーム用組成物は、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォームを製造可能である。
[2]更に水(E)を含有し、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、前記水(E)の含有量が2質量部以上5質量部以下である、[1]に記載の軟質ポリウレタンフォーム用組成物。
この場合、良好な座り心地・乗り心地を確保することができる。
この場合、良好な座り心地・乗り心地を確保することができる。
[3]前記ポリエーテルポリオール(A)は、重量平均分子量が6,000以上のポリエーテルポリオールを含む、[1]又は[2]に記載の軟質ポリウレタンフォーム用組成物。
この場合、乗り心地性能、特にクッション性を向上させることができる。
この場合、乗り心地性能、特にクッション性を向上させることができる。
[4][1]~[3]のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォーム用組成物と、ポリイソシアネートとを混合し、発泡させて得られる、ことを特徴とする、軟質ポリウレタンフォーム。
かかる本発明の軟質ポリウレタンフォームは、臭気が低減されキュア性にも優れる。
かかる本発明の軟質ポリウレタンフォームは、臭気が低減されキュア性にも優れる。
[5]JIS K7222に準拠して測定されるコア密度が30kg/m3以上75kg/m3以下である、[4]に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
この場合、良好な座り心地・乗り心地を確保することができる。
この場合、良好な座り心地・乗り心地を確保することができる。
[6][4]又は[5]に記載の軟質ポリウレタンフォームを備えることを特徴とする、自動車用シートパッド。
かかる本発明の自動車用シートパッドは、臭気が低減されキュア性にも優れる。
かかる本発明の自動車用シートパッドは、臭気が低減されキュア性にも優れる。
本発明によれば、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォームを製造可能な、軟質ポリウレタンフォーム用組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォーム、及び、かかる軟質ポリウレタンフォームを用いた自動車用シートパッドを提供することができる。
また、本発明によれば、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォーム、及び、かかる軟質ポリウレタンフォームを用いた自動車用シートパッドを提供することができる。
以下に、本発明を、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
なお、本明細書に記載されている化合物は、部分的に、又は全てが化石資源由来であってもよく、植物資源等の生物資源由来であってもよく、使用済タイヤ等の再生資源由来であってもよい。また、化石資源、生物資源、再生資源のいずれか2つ以上の混合物由来であってもよい。
なお、本明細書に記載されている化合物は、部分的に、又は全てが化石資源由来であってもよく、植物資源等の生物資源由来であってもよく、使用済タイヤ等の再生資源由来であってもよい。また、化石資源、生物資源、再生資源のいずれか2つ以上の混合物由来であってもよい。
(軟質ポリウレタンフォーム用組成物)
本発明の一実施形態の軟質ポリウレタンフォーム用組成物(以下、「本実施形態の組成物」と称することがある)は、ポリエーテルポリオール(A)と、1つ以上のアミノ基及び1つ以上の水酸基を有する化合物である反応型アミン触媒(B)と、1つ以上のアミノ基を有し水酸基を有さない化合物である非反応型アミン触媒(C)と、シリコン整泡剤(D)と、を含有する。そして、本実施形態の組成物においては、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、前記反応型アミン触媒(B)の含有量が0.01質量部以上1.3質量部以下であり、且つ、前記非反応型アミン触媒(C)の含有量が0.01質量部以上0.20質量部以下であり、且つ、前記シリコン整泡剤(D)の含有量が0.2質量部以上1.5質量部以下であること、並びに、前記シリコン整泡剤(D)が、毛管上昇法で測定される表面張力が22mN/m以上であるシリコーン(D1)と、前記表面張力が22mN/m未満であるシリコーン(D2)とを含むこと、をそれぞれ一特徴とする。
なお、本明細書において、「アミノ基」は、置換アミノ基も含むものとする。
本発明の一実施形態の軟質ポリウレタンフォーム用組成物(以下、「本実施形態の組成物」と称することがある)は、ポリエーテルポリオール(A)と、1つ以上のアミノ基及び1つ以上の水酸基を有する化合物である反応型アミン触媒(B)と、1つ以上のアミノ基を有し水酸基を有さない化合物である非反応型アミン触媒(C)と、シリコン整泡剤(D)と、を含有する。そして、本実施形態の組成物においては、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、前記反応型アミン触媒(B)の含有量が0.01質量部以上1.3質量部以下であり、且つ、前記非反応型アミン触媒(C)の含有量が0.01質量部以上0.20質量部以下であり、且つ、前記シリコン整泡剤(D)の含有量が0.2質量部以上1.5質量部以下であること、並びに、前記シリコン整泡剤(D)が、毛管上昇法で測定される表面張力が22mN/m以上であるシリコーン(D1)と、前記表面張力が22mN/m未満であるシリコーン(D2)とを含むこと、をそれぞれ一特徴とする。
なお、本明細書において、「アミノ基」は、置換アミノ基も含むものとする。
従来、反応型アミン触媒以外のアミン触媒(即ち、非反応型アミン触媒)は、典型的には揮発性であることから、臭気の原因の一つであった。しかしながら、本実施形態の組成物においては、かかる非反応型アミン触媒((C)成分)とともに反応型アミン触媒(B)を併用し、また、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、前記反応型アミン触媒(B)の含有量を0.01質量部以上1.3質量部以下とし、且つ、前記非反応型アミン触媒(C)の含有量を0.05質量部以上0.73質量部以下とすることで、非反応型アミン触媒を含みながらも、臭気を有意に低減できることが見出された。
更に、本実施形態の組成物は、非反応型アミン触媒(C)を所定量含むことで、高いキュア性を発現することができ、更に、所定の2成分を含むシリコン整泡剤(D)を所定量で併用することで、ポリオールとポリイソシアネートとの反応の際の反応性又は液伸び性が高くなる。また、金型内へ注入した場合に、ウレタン化反応が本格的に始まる前に型内へ行き渡らせることができる。そのため、複雑な形状の金型内へ注入したとしても、欠損を起こすことなくウレタンフォームを得ることができる。なお、液伸び性の向上は、ウレタンフォームの均一な反応促進をもたらし、ひいてはキュア性の向上にも効果がある。
従って、本実施形態の組成物を用いることで、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォームを製造することができる。
更に、本実施形態の組成物は、非反応型アミン触媒(C)を所定量含むことで、高いキュア性を発現することができ、更に、所定の2成分を含むシリコン整泡剤(D)を所定量で併用することで、ポリオールとポリイソシアネートとの反応の際の反応性又は液伸び性が高くなる。また、金型内へ注入した場合に、ウレタン化反応が本格的に始まる前に型内へ行き渡らせることができる。そのため、複雑な形状の金型内へ注入したとしても、欠損を起こすことなくウレタンフォームを得ることができる。なお、液伸び性の向上は、ウレタンフォームの均一な反応促進をもたらし、ひいてはキュア性の向上にも効果がある。
従って、本実施形態の組成物を用いることで、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォームを製造することができる。
以下、本実施形態の組成物に含有され得る各成分について説明する。
なお、本明細書において、組成物における反応型アミン触媒(B)、非反応型アミン触媒(C)、シリコン整泡剤(D)等の各成分の含有量は、原則、「アミノ基を有さないポリオール成分の合計」を基準として、かかる合計を100質量部としたときの割合として示す。上記の「アミノ基を有さないポリオール成分」は、典型的には、ポリエーテルポリオール(A)が該当するが、例えば含有する場合における多価アルコール(グリセリン等)、ポリオール成分である架橋剤など、ポリエーテルポリオール(A)以外のポリオール成分も該当し得る点に留意されたい。
なお、本明細書において、組成物における反応型アミン触媒(B)、非反応型アミン触媒(C)、シリコン整泡剤(D)等の各成分の含有量は、原則、「アミノ基を有さないポリオール成分の合計」を基準として、かかる合計を100質量部としたときの割合として示す。上記の「アミノ基を有さないポリオール成分」は、典型的には、ポリエーテルポリオール(A)が該当するが、例えば含有する場合における多価アルコール(グリセリン等)、ポリオール成分である架橋剤など、ポリエーテルポリオール(A)以外のポリオール成分も該当し得る点に留意されたい。
<ポリエーテルポリオール(A)>
本実施形態の組成物は、(A)成分として、ポリエーテルポリオールを含有する。ここで、ポリエーテルポリオールとは、一般には、2個以上の活性水素原子を有する開始剤に、アルキレンオキサイドを開環付加重合させて得られたポリオキシアルキレンポリオールを指す。ポリエーテルポリオール(A)は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
本実施形態の組成物は、(A)成分として、ポリエーテルポリオールを含有する。ここで、ポリエーテルポリオールとは、一般には、2個以上の活性水素原子を有する開始剤に、アルキレンオキサイドを開環付加重合させて得られたポリオキシアルキレンポリオールを指す。ポリエーテルポリオール(A)は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
本実施形態で用いるポリエーテルポリオール(A)は、重量平均分子量が6,000以上のポリエーテルポリオールを含むことが好ましい。この場合、乗り心地性能、特にクッション性を向上させることができる。
本実施形態で用いるポリエーテルポリオール(A)の重量平均分子量は、3,000以上12,000以下の範囲内であることが好ましい。この場合、ウレタンフォームの硬度と反発弾性、応力緩和、キュア性のバランスを実現できる。同様の観点から、ポリエーテルポリオール(A)の重量平均分子量は、4,500以上11,000以下の範囲内であることがより好ましく、4,800以上10,000以下の範囲内であることが更に好ましい。
なお、組成物におけるポリエーテルポリオール(A)の含有にあたっては、ポリエーテルポリオール自体を配合してもよく、ポリマーポリオール(一般に、ポリエーテルポリオール中に有機粒子を分散させたもの)を配合してもよい。具体的に、本実施形態の組成物は、(A)成分として、ポリエーテルポリオールを単独で配合してもよく、ポリマーポリオール(一般に、ポリエーテルポリオール中に有機粒子を分散させたもの)を単独で配合してもよく、或いは、上記ポリエーテルポリオール及び上記ポリエーテルポリオールを組み合わせて配合してもよい。かかるポリマーポリオールに含まれるポリエーテルポリオールも、(A)成分としてカウントされる。特には、少なくともポリマーポリオールを用いることが好ましく、ポリエーテルポリオールとポリマーポリオールとを併用することが更に好ましい。これを別の観点でいえば、本実施形態の組成物における有機粒子の含有量が、アミノ基を有さないポリオール成分の合計100質量部に対して、6質量部以上18質量部以下であることが好ましい。上記範囲内あれば、破泡効果と硬度の発現とを両立させることができる。
なお、上記有機粒子としては、特に限定されないが、例えば、アクリロニトリルとスチレンとの共重合体、アクリロニトリル単独重合体、スチレン単独重合体、その他の有機粒子等が挙げられる。
なお、上記有機粒子としては、特に限定されないが、例えば、アクリロニトリルとスチレンとの共重合体、アクリロニトリル単独重合体、スチレン単独重合体、その他の有機粒子等が挙げられる。
<反応型アミン触媒(B)>
本実施形態の組成物は、(B)成分として、反応型アミン触媒を含有する。ここで、反応型アミン触媒は、1つ以上のアミノ基及び1つ以上の水酸基(OH基)を有する化合物である。
本実施形態の組成物は、(B)成分として、反応型アミン触媒を含有する。ここで、反応型アミン触媒は、1つ以上のアミノ基及び1つ以上の水酸基(OH基)を有する化合物である。
反応型アミン触媒(B)としては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン(DMEA)、N,N,N’-トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N,N-ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N-ジメチルアミノヘキサノール、N,N-ジメチルアミノエトキシヘキサノール、2-[(2-[2-(ジメチルアミノ)エトキシ]エチル)メチルアミノ]エタノール、2-[[3-(ジメチルアミノ)プロピル]メチルアミノ]エタノール、1,1’-[[3-(ジメチルアミノ)プロピル]イミノ]ビス2-プロパノール、2-ヒドロキシメチル-トリエチレンジアミン等のアミン触媒が挙げられる。反応型アミン触媒(B)は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。これらの中でも、反応型アミン触媒(B)としては、2-[(2-[2-(ジメチルアミノ)エトキシ]エチル)メチルアミノ]エタノールを用いることが好ましい。
本実施形態の組成物における反応型アミン触媒(B)の含有量は、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、0.01質量部以上1.3質量部以下である。上記含有量が0.01質量部未満であると、軟質ウレタンフォームにおける臭気低減の効果が十分に得られない虞がある。また、上記含有量が1.3質量部超であると、軟質ウレタンフォームのキュア性が悪化する虞があり、また、コスト面でも不利となる。同様の観点から、反応型アミン触媒(B)の上記含有量は、0.03質量部以上がより好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、また、0.63質量部以下であることが好ましく、0.58質量部以下であることがより好ましい。
<非反応型アミン触媒(C)>
本実施形態の組成物は、(C)成分として、非反応型アミン触媒を含有する。ここで、非反応型アミン触媒(C)は、1つ以上のアミノ基を有し水酸基(OH基)を有さない化合物である。
本実施形態の組成物は、(C)成分として、非反応型アミン触媒を含有する。ここで、非反応型アミン触媒(C)は、1つ以上のアミノ基を有し水酸基(OH基)を有さない化合物である。
非反応型アミン触媒(C)としては、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、ヘキサデシルジメチルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、N-オクタデシルモルホリン、ジエチルトリアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルプロパンジアミン、N,N,N’,N’’,N’’-ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’,N’-トリメチルアミノエチルピペラジン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン等のアミン触媒が挙げられる。非反応型アミン触媒(C)は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。これらの中でも、非反応型アミン触媒(C)としては、トリエチレンジアミンを用いることが好ましい。
本実施形態の組成物における非反応型アミン触媒(C)の含有量は、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、0.01質量部以上0.20質量部以下である。上記含有量が0.01質量部未満であると、軟質ウレタンフォームのキュア性が悪化する虞がある。また、上記含有量が0.20質量部超であると、軟質ウレタンフォームからの臭気が強くなり、車内又は室内の快適性が悪化する虞がある。同様の観点から、非反応型アミン触媒(C)の上記含有量は、0.025質量部以上がより好ましく、0.04質量部以上がより好ましく、0.06質量部以上が更に好ましく、また、0.196質量部以下であることが好ましく、0.192質量部以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態の組成物において、非反応型アミン触媒(C)に対する反応型アミン触媒(B)の含有量の質量比((B)/(C))は、0.09以上8.0以下であることが好ましい。この場合、臭気の低減とキュア性の向上とを一層バランスよく発揮することができる。
<シリコン整泡剤(D)>
本実施形態の組成物は、(D)成分として、シリコン整泡剤を含有する。シリコン整泡剤とは、ケイ素、特にはシロキサン結合を含有し、軟質ポリウレタンフォーム製造の際に整泡作用を有する化合物を指す。また、本実施形態の組成物における(D)成分は、毛管上昇法で測定される表面張力が22mN/m以上であるシリコーン(D1)と、前記表面張力が22mN/m未満であるシリコーン(D2)とを含む。シリコーン(D1)及びシリコーン(D2)は、それぞれ、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
本実施形態の組成物は、(D)成分として、シリコン整泡剤を含有する。シリコン整泡剤とは、ケイ素、特にはシロキサン結合を含有し、軟質ポリウレタンフォーム製造の際に整泡作用を有する化合物を指す。また、本実施形態の組成物における(D)成分は、毛管上昇法で測定される表面張力が22mN/m以上であるシリコーン(D1)と、前記表面張力が22mN/m未満であるシリコーン(D2)とを含む。シリコーン(D1)及びシリコーン(D2)は、それぞれ、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
本実施形態の組成物におけるシリコン整泡剤(D)の含有量(合計含有量)は、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、0.2質量部以上1.5質量部以下である。ウレタンフォームの製造時には樹脂化反応と泡化反応のバランスを維持させることが重要であり、上記含有量が0.2質量部未満であると、泡化反応時に必要な表面張力が系中で十分に付与されず、ウレタンフォームになった場合にセルが粗大化し触感が悪化することがある。また、上記含有量が0.2質量部未満であると、場合によってはフォームにならず潰れてしまい形成不良となる。また、上記含有量が1.5質量部超であると、ウレタンフォームになった場合に独立気泡率が高くなりすぎてしまい、破泡工程時にフォーム内の空気を逃がすことができず、フォーム内への亀裂(パンク)が生じる。同様の観点から、シリコン整泡剤(D)の上記含有量は、0.3質量部以上であることが好ましく、また、0.9質量部以下であることが好ましい。
<水(E)>
また、本実施形態の組成物は、(E)成分として、水を含有することが好ましい。水は、ポリイソシアネートと反応して二酸化炭素ガスを発生させることから、軟質ポリウレタンフォームの製造時に発泡剤として作用する成分である。また、本実施形態の組成物における水(E)の含有量は、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、2質量部以上5質量部以下であることが好ましい。この場合、良好な座り心地・乗り心地を確保することができる。また、水を所定の量にすることで、ウレタンフォームの密度を調整することができ、反応促進効果(特に、ウレア結合を形成する反応を促進する効果、及び、ウレア結合を形成する反応が進むことにより生じる反応熱でウレタン化反応も含めた反応系全体を促進する効果)も見込まれる。同様の観点から、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときの水(E)の含有量は、2.1質量部以上であることがより好ましく、2.2質量部以上であることが更に好ましく、また、4.7質量部以下であることがより好ましく、4.5質量部以下であることが更に好ましく、4.4質量部以下であることが一層好ましい。
また、本実施形態の組成物は、(E)成分として、水を含有することが好ましい。水は、ポリイソシアネートと反応して二酸化炭素ガスを発生させることから、軟質ポリウレタンフォームの製造時に発泡剤として作用する成分である。また、本実施形態の組成物における水(E)の含有量は、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、2質量部以上5質量部以下であることが好ましい。この場合、良好な座り心地・乗り心地を確保することができる。また、水を所定の量にすることで、ウレタンフォームの密度を調整することができ、反応促進効果(特に、ウレア結合を形成する反応を促進する効果、及び、ウレア結合を形成する反応が進むことにより生じる反応熱でウレタン化反応も含めた反応系全体を促進する効果)も見込まれる。同様の観点から、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときの水(E)の含有量は、2.1質量部以上であることがより好ましく、2.2質量部以上であることが更に好ましく、また、4.7質量部以下であることがより好ましく、4.5質量部以下であることが更に好ましく、4.4質量部以下であることが一層好ましい。
<その他の成分>
本実施形態の組成物は、上述した(A)~(E)成分のほか、更に必要に応じて、その他の成分を適宜含有することができる。その他の成分としては、例えば、ポリエーテルポリオール(A)以外のポリオール成分(多価アルコール、ポリエステルポリオールなど);反応型アミン触媒(B)及び非反応型アミン触媒(C)以外の触媒;シリコン整泡剤(D)以外の整泡剤;水(E)以外の発泡剤;等が挙げられる。なお、上記多価アルコールとしては、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、グリセリン等が挙げられる。
本実施形態の組成物は、上述した(A)~(E)成分のほか、更に必要に応じて、その他の成分を適宜含有することができる。その他の成分としては、例えば、ポリエーテルポリオール(A)以外のポリオール成分(多価アルコール、ポリエステルポリオールなど);反応型アミン触媒(B)及び非反応型アミン触媒(C)以外の触媒;シリコン整泡剤(D)以外の整泡剤;水(E)以外の発泡剤;等が挙げられる。なお、上記多価アルコールとしては、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、グリセリン等が挙げられる。
但し、本実施形態の組成物は、軟質ポリウレタンフォームとしての所望の性能を得る観点から、ポリエステルポリオールを実質的に含有しないことが好ましい。これは、例えば車両用シートは年単位での使用を前提とするところ、加水分解しやすいポリエステルポリオールは悪影響を及ぼし得るからである。
また、本実施形態の組成物は、軟質ポリウレタンフォームとしての所望の性能を得る観点から、反応型アミン触媒(B)及び非反応型アミン触媒(C)以外の触媒を実質的に含有しないことが好ましい。例えば、スズに代表される金属系の触媒は、より環境に低負荷なウレタンフォームを得る観点から、本実施形態の組成物に含有されないことが好ましい。また、本実施形態で用いるアミン系触媒と比べて触媒活性が高い触媒は、発泡反応時の独立気泡率を上げすぎてしまい、ウレタンフォームの変形等の原因となる虞が考えられる。
また、本実施形態の組成物は、軟質ポリウレタンフォームとしての所望の性能を得る観点から、反応型アミン触媒(B)及び非反応型アミン触媒(C)以外の触媒を実質的に含有しないことが好ましい。例えば、スズに代表される金属系の触媒は、より環境に低負荷なウレタンフォームを得る観点から、本実施形態の組成物に含有されないことが好ましい。また、本実施形態で用いるアミン系触媒と比べて触媒活性が高い触媒は、発泡反応時の独立気泡率を上げすぎてしまい、ウレタンフォームの変形等の原因となる虞が考えられる。
(軟質ポリウレタンフォーム)
本発明の一実施形態の軟質ポリウレタンフォーム(以下、「本実施形態の軟質ポリウレタンフォーム」と称することがある)は、上述した軟質ポリウレタンフォーム用組成物と、ポリイソシアネートとを混合し、発泡させて得られる、ことを特徴とする。かかる本実施形態の軟質ポリウレタンフォームは、上述した組成物を用いて得られたものであるため、臭気が低減されキュア性にも優れる。
なお、「軟質ポリウレタンフォーム」とは、連続気泡を有し、荷重に対する復元性を有するポリウレタンフォームを指すものとする。
本発明の一実施形態の軟質ポリウレタンフォーム(以下、「本実施形態の軟質ポリウレタンフォーム」と称することがある)は、上述した軟質ポリウレタンフォーム用組成物と、ポリイソシアネートとを混合し、発泡させて得られる、ことを特徴とする。かかる本実施形態の軟質ポリウレタンフォームは、上述した組成物を用いて得られたものであるため、臭気が低減されキュア性にも優れる。
なお、「軟質ポリウレタンフォーム」とは、連続気泡を有し、荷重に対する復元性を有するポリウレタンフォームを指すものとする。
ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリフェニルジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、メチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、オルトトルイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、及びこれらの誘導体等が挙げられる。ポリイソシアネートは、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。特に、ポリイソシアネートとしては、得られる軟質ポリウレタンフォームの密度の観点から、MDIのみを用いる、又は、TDI及びMDIを併用することが好ましい。TDI及びMDIを併用する場合、TDI:MDI(質量比)は、70:30~90:10であることが好ましい。
ポリイソシアネートの使用量に関し、ポリエーテルポリオール及び水等の総活性水素数に対するイソシアネート基の数の100倍で表した数値(この数値をイソシアネートインデックスという)が、80以上120以下であることが好ましい。イソシアネートインデックスが80以上であれば、得られる軟質ポリウレタンフォームの収縮不良を十分に抑制することができ、また、120以下であれば、フォームダウンを十分に抑制することができる。同様の観点から、上記イソシアネートインデックスは、95以上であることがより好ましく、また、115以下であることがより好ましい。
本実施形態の軟質ポリウレタンフォームは、モールド成形法により得ることができる。具体的に、この方法ではまず、上述した軟質ポリウレタンフォーム用組成物とポリイソシアネートとを混合して、発泡原液を調製する。次いで、発泡原液をモールド内のキャビティに注入し、温度50~65℃、キュア時間5~7分で常法に従ってモールド成形(発泡成形)することにより、軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
成形後の軟質ポリウレタンフォームには、ローラー等を用いてクラッシング処理を施すことができる。クラッシング処理は、フォームの形状の安定化及び収縮の抑制を目的として、発泡成形時に生じた気泡のセル膜を破り、気泡の連通化を図る処理である。
本実施形態の軟質ポリウレタンフォームは、JIS K7222に準拠して測定されるコア密度が、30kg/m3以上75kg/m3以下であることが好ましい。この場合、良好な座り心地・乗り心地を確保することができる。なお、コア密度は、例えば、軟質ポリウレタンフォーム用組成物における発泡剤の量を変更することで調整できる。なお、コア密度が30~45kg/m3の軟質ポリウレタンフォームは、背面に配置されるバックパッドとして使用されることが特に好ましい。一方、コア密度が45超~75kg/m3の場合は、座面に配置されるクッションパッドとして使用されることが特に好ましい。
(自動車用シートパッド)
本発明の一実施形態の自動車用シートパッド(以下、「本実施形態のシートパッド」と称することがある)は、上述した軟質ポリウレタンフォームを備えることを特徴とする。本実施形態のシートパッドは、上述したポリウレタンフォームを用いて製造され得るため、臭気が低減されキュア性にも優れる。
本発明の一実施形態の自動車用シートパッド(以下、「本実施形態のシートパッド」と称することがある)は、上述した軟質ポリウレタンフォームを備えることを特徴とする。本実施形態のシートパッドは、上述したポリウレタンフォームを用いて製造され得るため、臭気が低減されキュア性にも優れる。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、これらの実施例は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。表1及び表2において、(C)成分の含有量は、小数第3位までを表記し、(B)成分及び(D)成分の含有量は、小数第2位までを表記し、(A)及び(E)成分の含有量は、小数第1位までを表記した。
表1、表2に示す配合処方で、常法に従って軟質ポリウレタンフォーム用組成物を調製した。なお、配合処方において、「アミノ基を有さないポリオール成分」は、ポリエーテルポリオールと、ポリマーポリオールに含まれるポリエーテルポリオールとが該当する。
次いで、かかる軟質ポリウレタンフォーム用組成物と、ポリイソシアネート(東ソー株式会社製、「CORONATE(R) 1021」)とを、イソシアネートインデックスが100となるように混合し、モールド成形(発泡)させることで、軟質ポリウレタンフォームを作製した。なお、比較例1,2及び実施例1においては、得られる軟質ポリウレタンフォームのコア密度(JIS K7222に準拠)が38kg/m3となるように、発泡剤として作用する水の量を調整した。また、比較例3,4及び実施例2においては、同コア密度が50kg/m3となるように、発泡剤として作用する水の量を調整した。
次いで、かかる軟質ポリウレタンフォーム用組成物と、ポリイソシアネート(東ソー株式会社製、「CORONATE(R) 1021」)とを、イソシアネートインデックスが100となるように混合し、モールド成形(発泡)させることで、軟質ポリウレタンフォームを作製した。なお、比較例1,2及び実施例1においては、得られる軟質ポリウレタンフォームのコア密度(JIS K7222に準拠)が38kg/m3となるように、発泡剤として作用する水の量を調整した。また、比較例3,4及び実施例2においては、同コア密度が50kg/m3となるように、発泡剤として作用する水の量を調整した。
(臭気の評価)
得られた各軟質ポリウレタンフォームについて、10cm×10cm×厚み20mmのサンプルを各例につき6枚準備し、TSM0505Gに準拠して、臭気評価(臭気強度、快不快度、経時臭)を行った。比較例1,2及び実施例1については、臭気強度及び快不快度の評価結果を表1に示し、比較例3,4及び実施例2については、経時臭の評価結果を表2に示す。いずれも値が小さいほど、臭気が低減されていることを示す。
得られた各軟質ポリウレタンフォームについて、10cm×10cm×厚み20mmのサンプルを各例につき6枚準備し、TSM0505Gに準拠して、臭気評価(臭気強度、快不快度、経時臭)を行った。比較例1,2及び実施例1については、臭気強度及び快不快度の評価結果を表1に示し、比較例3,4及び実施例2については、経時臭の評価結果を表2に示す。いずれも値が小さいほど、臭気が低減されていることを示す。
(キュア性の評価)
また、各例について、モールド成形後、脱型時の軟質ポリウレタンフォームの硬さを測定した。比較例1,2及び実施例1では、比較例1の測定値を100として指数化し、比較例3,4及び実施例2では、比較例3の測定値を100として指数化した。結果を表1、表2に示す。値が大きいほど、キュア性に優れることを示す。
また、各例について、モールド成形後、脱型時の軟質ポリウレタンフォームの硬さを測定した。比較例1,2及び実施例1では、比較例1の測定値を100として指数化し、比較例3,4及び実施例2では、比較例3の測定値を100として指数化した。結果を表1、表2に示す。値が大きいほど、キュア性に優れることを示す。
*1 ポリエーテルポリオール・・・ダウケミカル社製、「SPECFLEX NC632ポリオールDA」、重量平均分子量:7,000
*2 ポリマーポリオール・・・三洋化成工業株式会社製、「サンニックス KC-863」、含有されるポリエーテルポリオールの重量平均分子量:5,400
*3 反応型アミン触媒1・・・株式会社日本触媒製、ジエタノールアミン
*4 反応型アミン触媒2・・・東ソー株式会社製、「RZETA-HD」、トリエチレンジアミンを主骨格とし、水酸基を有する構造を25~40質量%含む
*5 反応型アミン触媒3・・・ハンツマン社製、「JEFFCAT ZF10」、2-[[2-[2-(ジメチルアミノ)エトキシ]エチル]メチルアミノ]エタノール
*6 非反応型アミン触媒1・・・エボニック社製、「DABCO 33LV」、トリエチレンジアミンを33質量%含む
*7 非反応型アミン触媒2・・・東ソー株式会社製、「TOYOCAT-ET33B」、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテルを23質量%含む
*8 シリコン整泡剤2-1・・・モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、「Niax silicone L-3628J」、表面張力:21mN/m(推定値)
*9 シリコン整泡剤2-2・・・モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、「Niax silicone L-3627J」、表面張力:21mN/m
*10 シリコン整泡剤1・・・モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、「Niax silicone L-3647J」、表面張力:23mN/m
*11 ポリエーテルポリオール(ポリマーポリオールに含まれる)の質量部を指す。(なお、比較例1,2及び実施例1において、有機粒子(ポリマーポリオールに含まれる)は7.3質量部であり、比較例3,4及び実施例2において、有機粒子(ポリマーポリオールに含まれる)は15.7質量部である。)
*2 ポリマーポリオール・・・三洋化成工業株式会社製、「サンニックス KC-863」、含有されるポリエーテルポリオールの重量平均分子量:5,400
*3 反応型アミン触媒1・・・株式会社日本触媒製、ジエタノールアミン
*4 反応型アミン触媒2・・・東ソー株式会社製、「RZETA-HD」、トリエチレンジアミンを主骨格とし、水酸基を有する構造を25~40質量%含む
*5 反応型アミン触媒3・・・ハンツマン社製、「JEFFCAT ZF10」、2-[[2-[2-(ジメチルアミノ)エトキシ]エチル]メチルアミノ]エタノール
*6 非反応型アミン触媒1・・・エボニック社製、「DABCO 33LV」、トリエチレンジアミンを33質量%含む
*7 非反応型アミン触媒2・・・東ソー株式会社製、「TOYOCAT-ET33B」、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテルを23質量%含む
*8 シリコン整泡剤2-1・・・モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、「Niax silicone L-3628J」、表面張力:21mN/m(推定値)
*9 シリコン整泡剤2-2・・・モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、「Niax silicone L-3627J」、表面張力:21mN/m
*10 シリコン整泡剤1・・・モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、「Niax silicone L-3647J」、表面張力:23mN/m
*11 ポリエーテルポリオール(ポリマーポリオールに含まれる)の質量部を指す。(なお、比較例1,2及び実施例1において、有機粒子(ポリマーポリオールに含まれる)は7.3質量部であり、比較例3,4及び実施例2において、有機粒子(ポリマーポリオールに含まれる)は15.7質量部である。)
表1、表2より、実施例の軟質ポリウレタンフォームは、臭気が低減され、キュア性にも優れることが分かる。
特に、本明細書で開示したように、表1の例のような密度が比較的小さい配合系では、臭気強度及び快不快度の低減効果がより大きく、表2の例のような密度が比較的大きい配合系では、経時臭の低減効果がより大きいことが分かった。
特に、本明細書で開示したように、表1の例のような密度が比較的小さい配合系では、臭気強度及び快不快度の低減効果がより大きく、表2の例のような密度が比較的大きい配合系では、経時臭の低減効果がより大きいことが分かった。
本発明によれば、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォームを製造可能な、軟質ポリウレタンフォーム用組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォーム、及び、かかる軟質ポリウレタンフォームを用いた自動車用シートパッドを提供することができる。
また、本発明によれば、臭気が低減されキュア性にも優れる軟質ポリウレタンフォーム、及び、かかる軟質ポリウレタンフォームを用いた自動車用シートパッドを提供することができる。
Claims (6)
- 軟質ポリウレタンフォーム用組成物であって、
ポリエーテルポリオール(A)と、
1つ以上のアミノ基及び1つ以上の水酸基を有する化合物である反応型アミン触媒(B)と、
1つ以上のアミノ基を有し水酸基を有さない化合物である非反応型アミン触媒(C)と、
シリコン整泡剤(D)と、を含有し、
アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、前記反応型アミン触媒(B)の含有量が0.01質量部以上1.3質量部以下であり、且つ、前記非反応型アミン触媒(C)の含有量が0.01質量部以上0.20質量部以下であり、且つ、前記シリコン整泡剤(D)の含有量が0.2質量部以上1.5質量部以下であり、
前記シリコン整泡剤(D)は、毛管上昇法で測定される表面張力が22mN/m以上であるシリコーン(D1)と、前記表面張力が22mN/m未満であるシリコーン(D2)とを含む、
ことを特徴とする、軟質ポリウレタンフォーム用組成物。 - 更に水(E)を含有し、アミノ基を有さないポリオール成分の合計を100質量部としたときに、前記水(E)の含有量が2質量部以上5質量部以下である、請求項1に記載の軟質ポリウレタンフォーム用組成物。
- 前記ポリエーテルポリオール(A)は、重量平均分子量が6,000以上のポリエーテルポリオールを含む、請求項1又は2に記載の軟質ポリウレタンフォーム用組成物。
- 請求項1に記載の軟質ポリウレタンフォーム用組成物と、ポリイソシアネートとを混合し、発泡させて得られる、ことを特徴とする、軟質ポリウレタンフォーム。
- JIS K7222に準拠して測定されるコア密度が35kg/m3以上75kg/m3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。
- 請求項4に記載の軟質ポリウレタンフォームを備えることを特徴とする、自動車用シートパッド。
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