JP2024059718A

JP2024059718A - ポリウレタンフォーム

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Publication number: JP2024059718A
Application number: JP2024021453A
Authority: JP
Inventors: 昌仁小出
Original assignee: Inoac Corp; Rogers Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp; Rogers Inoac Corp
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2024-02-15
Publication date: 2024-05-01
Also published as: JP2021066846A; JP7440241B2

Abstract

【課題】低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪のポリウレタンフォームであって、二物体間で圧縮されるシール材として好適なポリウレタンフォームの提供を目的とする。【課題を解決するための手段】ポリオール成分、整泡剤、触媒、イソシアネート成分を含むポリウレタン反応組成物と、造泡用気体とからメカニカルフロス法により得られるポリウレタンフォームであって、ポリウレタン反応組成物にはコアシェルゴム粒子が含まれ、ＪＩＳＫ６４００－２Ｄ法に準拠した２５％ＣＬＤ硬度が０．０５ＭＰａ以下であり、ＪＩＳＫ６４００－４に準拠した圧縮永久歪が１０％以下であるポリウレタンフォームとした。【選択図】図３

Description

本発明は、低硬度、低通気かつ低圧縮永久歪のポリウレタンフォームに関する。

ポリオール成分、整泡剤、触媒、イソシアネート成分を含むポリウレタン反応組成物と、造泡用気体とからメカニカルフロス法により得られるポリウレタンフォームは、低硬度、低通気性であるため、シール材として用いることが提案されている（特許文献１、２）。

特開２００２－２１４８９５号公報特開２００５－２２７３９２号公報

しかし、ポリオール成分、整泡剤、触媒、イソシアネート成分を含むポリウレタン反応組成物と、造泡用気体とからメカニカルフロス法により得られるポリウレタンフォームは、二物体間で圧縮されるシール材用として、圧縮永久歪がさらに低いものが望ましい。

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪のポリウレタンフォームの提供を目的とする。

請求項１の発明は、ポリオール成分、整泡剤、触媒、イソシアネート成分を含むポリウレタン反応組成物と、造泡用気体とからメカニカルフロス法により得られるポリウレタンフォームであって、前記ポリウレタン反応組成物には、コアシェルゴム粒子が含まれ、ＪＩＳＫ６４００－２Ｄ法に準拠した２５％ＣＬＤ硬度が０．０５ＭＰａ以下であり、ＪＩＳＫ６４００－４に準拠した圧縮永久歪が１０％以下であることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記コアシェルゴム粒子の量は、前記イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物に０．５～５．０重量％であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、シール材に用いられることを特徴とする。

本発明によれば、ポリウレタン反応組成物にコアシェルゴム粒子が含まれていることによってポリウレタンフォームの圧縮永久歪が小さくなり、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪でシール材に好適なポリウレタンフォームが得られる。
なお、コアシェルゴム粒子は、粒子状コア成分の表面の一部あるいは全体をシェル成分で被覆したものである。粒子状コア成分は、架橋されたゴム状ポリマーまたはエラストマーを主成分とするものであり、また、シェル成分は、粒子状コア成分の表面に、コア成分とは異なるシェル成分ポリマーをグラフト重合して被覆したものであり公知のものである。

通気性測定サンプルの平面図である。通気性測定室の断面図である。実施例の一部について配合と評価を示す表である。他の実施例と比較例について配合と評価を示す表である。

本発明のポリウレタンフォームの実施形態について説明する。本発明のポリウレタンフォームは、ポリウレタン反応組成物と、造泡用気体とからメカニカルフロス法により得られる。

メカニカルフロス法は、ポリウレタン反応組成物に造泡用気体を圧縮して混入させた混合原料を、オークスミキサーまたは先端を絞ったノズルに供給してオークスミキサーまたはノズルから吐出することによりポリウレタンフォームを形成する方法である。メカニカルフロス法では、混合原料の吐出時にそれまで圧縮されていた造泡用気体が膨張して気泡を形成し、その状態でポリオール成分とイソシアネート成分が反応して硬化することによりポリウレタンフォームが形成される。このため、ポリウレタンフォームのセル内には造泡用気体が含まれている。

ポリウレタン反応組成物は、ポリオール成分、整泡剤、触媒、イソシアネート成分が含まれ、さらに本発明ではコアシェルゴム粒子が含まれる。
ポリオール成分は、ポリオールからなる。ポリオールとしては、ポリエーテル系ポリオール、植物油系ポリオールなどが挙げられる。なお、２種類以上を併用してもよい。

ポリエーテル系ポリオールは、エステル系ポリオールと比べてポリウレタンフォームが加水分解しにくい特徴がある。
ポリエーテル系ポリオールとしては、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等、ポリウレタン用のポリエーテル系ポリオールを使用することができる。ポリエーテル系ポリオールは、官能基数２～４、分子量４００～８０００が好ましく、より好ましくは２０００～４０００である。ポリエーテル系ポリオールは、２種類以上併用してもよい。

ポリエステル系ポリオールとしては、比較的耐加水分解性に優れるポリカプロラクトン系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールがあり、分子量は、５００～２０００が好ましい。ポリカーボネート系ポリオールは特に耐加水分解性に優れる。ポリカーボネート系ポリオールとしては、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、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールなどの多価アルコールと、ジアルキルカーボネート、ジアルキレンカーボネート、ジフェニルカーボネートなどとの脱アルコール反応によって得られるものが挙げられる。ポリカーボネート系ポリオールは、２種類以上併用してもよい。

植物油系ポリオールは、疎水系ポリエーテルポリオールと良く混ざり、疎水性発揮に有効なため、シール材用ポリウレタンフォームには好ましいポリオールである。
植物油系ポリオールとしては、ヒマシ油、ヒマワリ油、菜種油、亜麻仁油、綿実油、キリ油、ヤシ油、ケシ油、トウモロコシ油、ナッツ油等に由来するものが挙げられる。ヒマシ油系のポリオールとナッツ油系のポリオールは好適なものである。

ヒマシ油系ポリオールとしては、ヒマシ油、ヒマシ油とポリオールとの反応物、ヒマシ油脂肪酸とポリオールとのエステル化反応物などを挙げることができる。ヒマシ油あるいはヒマシ油脂肪酸と反応させるポリオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロプレングリコールなどの２価のポリオール、あるいはグリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ソルビトールなどの３価以上のポリオールなどを挙げることができる。ヒマシ油系ポリオールは、官能基数２～３、分子量３００～３０００が好ましく、より好ましくは５００～１０００である。
ナッツ系ポリオールとしては、ピーナッツ系、カシューナッツ系などを挙げることができる。ナッツ系ポリオールの官能基数は２～３、分子量３００～３０００が好ましく、より好ましくは５００～１０００である。
植物油系ポリオールは、２種類以上併用してもよい。また、反応基を持たないオイル系も有効である。

整泡剤としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができる。例えば、シリコーン系整泡剤、フッ素系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。整泡剤の量は、適宜決定されるが、例としてポリオール成分１００重量部当たり０．０１～１２重量部を挙げる。

触媒としては、ポリウレタンフォーム用のアミン系触媒、有機金属触媒が単独または併用される。アミン系触媒としては、モノアミン化合物、ジアミン化合物、トリアミン化合物、ポリアミン化合物、環状アミン化合物、アルコールアミン化合物、エーテルアミン化合物等が挙げられ、これらの１種類でもよく、２種類以上併用してもよい。有機金属触媒としては、有機錫化合物、有機鉄化合物、有機ビスマス化合物、有機鉛化合物、有機亜鉛化合物等を挙げることができ、これらの１種類でもよく、あるいは２種類以上用いてもよい。触媒の量は、適宜決定されるが、例としてポリオール成分１００重量部当たり０．０５～５重量部を挙げる。

コアシェルゴム粒子は、粒子状コア成分の表面の一部あるいは全体をシェル成分で被覆したコアシュル構造を有するポリマー微粒子である。コアシェルゴム粒子の粒径は、体積平均粒子径が１０～２０００ｎｍであるのが好ましく、５０～８００ｎｍがより好ましく、１００～６００ｎｍが更に好ましく、２００～４００ｎｍが特に好ましい。コアシェルゴム粒子は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物中に０．５～５．０重量％含まれるのが好ましい。コアシェルゴム粒子の量が少なすぎると、低圧縮永久歪効果が得にくくなる。一方、コアシェルゴム粒子の量が多すぎると、ポリウレタンフォームの起泡状態が低下すると共に、コストが嵩むようになる。

コアシェルゴム粒子は、ポリオール成分等との混合を容易にするため、ポリプロピレングリコールにコアシェルゴム粒子を分散させたコアシェルゴム粒子分散液としてポリウレタン反応組成物に添加するのが好ましい。コアシェルゴム粒子分散液は、コアシェルゴム粒子：ポリプロピレングリコール（重量比）が、４０：６０～５０：５０が好ましい。なお、コアシェルゴム粒子分散液のポリプロピレングリコールは、溶媒として機能する。

また、任意の添加剤をポリウレタン反応組成物に添加してもよい。任意の添加剤として、例えば、鎖延長剤、架橋剤、充填剤、染料、顔料、酸化防止剤、難燃剤等を挙げることができる。
鎖延長剤としては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）等を挙げることができる。鎖延長剤を配合する場合、鎖延長剤の量は、ポリオール成分１００重量部に対して０．５～２０重量部が好ましい。
架橋剤としては、グリセリン、ブタンテトラオール、ポリプロピレングリコール等の多価アルコール、ジエタノールアミン、ポリアミンを挙げることができる。架橋剤を配合する場合、架橋剤の量は、ポリオール成分１００重量部に対して０．５～１０重量部が好ましい。
充填剤としては、アルミナ三水和物、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、粘土等を挙げることができる。

イソシアネート成分としては、芳香族系、脂環式、脂肪族系の何れのイソシアネートでもよく、また、１分子中に２個のイソシアネート基を有する２官能のイソシアネートであっても、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よく、それらを単独であるいは複数組み合わせて使用してもよい。

例えば、２官能のイソシアネートとしては、２，４－トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、２，６－トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、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（ＭＤＩ）、２，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，２’－ジフェニルメタンジイソシアネート（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シアネート、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の芳香族系のもの、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の脂環式のもの、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の脂肪族系のものを挙げることができる。

また、２官能以上のイソシアネートとしては、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）を挙げることができる。３官能以上のイソシアネートとしては、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、等を挙げることができる。また、イソシアネートは、それぞれ一種類に限られず一種類以上であってもよい。例えば、脂肪族系イソシアネートの一種類と芳香族系イソシアネートの二種類を併用してもよい。イソシアネートインデックスは９０～１１０が好ましい。なお、イソシアネートインデックスは、ウレタン原料中に含まれる活性水素基１モルに対するイソシアネート基のモル数を１００倍した値であり、［（発泡原料中のイソシアネート当量／発泡原料中の活性水素の当量）×１００］で計算される。

造泡用気体としては、ポリオールとイソシアネートとの反応等に悪影響を与えない気体、例えば乾燥空気あるいは窒素等が好適である。造泡用気体は、ポリウレタンフォームの見掛け密度が１００～８００ｋｇ／ｍ^３、１０倍発泡～１．４倍発泡となる量が好ましく、具体的には、ポリウレタン反応組成物における混合割合が３１～９１体積％となるようにするのが好ましい。なお、造泡用気体の混合割合とは、造泡用気体を除いたポリウレタン反応組成物１００体積部に対する造泡用気体の体積％をいう。

本発明のポリウレタンフォームの製造は、前記のように、ポリウレタン反応組成物に造泡用気体を圧縮して混入させた混合原料を、オークスミキサーまたは先端を絞ったノズルに供給してオークスミキサーまたはノズルから吐出するメカニカルフロス法で行われる。また、混合原料の吐出は、離形紙上に連続的に吐出する連続製造方法、あるいは成形型内に吐出するモールド成形法の何れでもよい。

本発明のポリウレタンフォームは、ＪＩＳＫ６４００－２Ｄ法に準拠した２５％ＣＬＤ硬度（２５％圧縮荷重）が０．０５ＭＰａ以下であり、０．０４ＭＰａ以下が好ましい。本発明のポリウレタンフォームは、２５％ＣＬＤ硬度が０．０５ＭＰａ以下であるため、シール材として二物体間で圧縮されて使用された場合に、圧縮により両物体に密着して良好なシール性を得ることができる。

本発明のポリウレタンフォームは、ＪＩＳＫ６４００－４に準拠した圧縮永久歪が１０％以下である。本発明のポリウレタンフォームは、圧縮永久歪が１０％以下の低圧縮永久歪のものであるため、シール材として二物体間で圧縮されて長期使用された場合、シール不良の発生を防ぐことができる。

本発明のポリウレタンフォームは、低通気性であり、シール材として好適である。例えばポリウレタンフォームが、リング状にされて容器本体に被さる蓋の内周に設けられ、容器本体と蓋間で圧縮されて容器本体と蓋間をシールする場合や、二物体の結合部に設けられ、二物体間で圧縮されてシールする場合などに好適である。

本発明のポリウレタンフォームに対する通気性試験は、次のようにして行われる。厚み２ｍｍのポリウレタンフォームから、図１に示すような外径３８ｍｍ×内径３４ｍｍ、厚み２ｍｍのリング状（環状）に打ち抜いて作製したサンプルを、図２に示す通気性測定室のサンプルセット位置にセットする。

通気性測定室は、上面に外部と通じる管状の押圧部が、測定室内のサンプルセット位置へ向けて突出して取り付けられている。管状の押圧部は、サンプルの中央穴の外周部分を圧縮し、サンプルの中央穴については測定室の外部と通じるようにする部分であり、管状の押圧部を交換することによって、管状の押圧部の下面と測定室内のサンプルセット位置間の間隔（サンプルの圧縮量）を調節することができる。

測定室内にセットしたサンプルの中央穴の外周部分を、管状の押圧部の下面と測定室内の底面との間で所定の圧縮率で圧縮し、該圧縮部分で管状の押圧部内と測定室内の間をシールする。なおサンプルの圧縮率（％）は、［（元厚み－圧縮時の厚み）／元厚み×１００］で算出される。

サンプルの外周部分を圧縮した状態で、測定室内に窒素ガスを供給して測定室内の圧力を増加させ、測定室内の圧力が１０ｋＰａに上昇した時点で、測定室内への窒素ガスの供給を停止する。測定室内の窒素ガスは、サンプルの外周部分の側面からサンプル内に進入し、サンプルの中央穴内を経て測定室外へ少しずつ逃散し、これにより、測定室内の圧力が徐々に上昇する。そして、測定室内への窒素ガスの供給停止時点（測定室内の圧力１０気圧）から測定室内の圧力が５ｋＰａに低下するまでの時間を、通気時間として測定する。
本発明のポリウレタンフォームは、圧縮率３０％時の通気時間が２４０秒以上であって、良好な低通気性を有する。

また、本発明のポリウレタンフォームは、見掛け密度（ＪＩＳＫ７２２２：２００５準拠）が、２００～５００ｋｇ／ｍ^３であるのが好ましい。ポリウレタンフォームは、見掛け密度が低すぎたり、高すぎたりすると、二物体間で圧縮された際に、両物体への密着性が低くなってシール性が低下するようになる。

本発明のポリウレタンフォームは、シール材として用いられる場合、打ち抜きやモールド成形によって、例えばリング（オーリング）形状に形成されたり、二物体の結合部に嵌まる形状などに形成されたりして使用される。

以下の原料を用い、図３、図４の表に示す配合からなるポリウレタン反応組成物に、造泡用気体（窒素）の混合割合を８５体積％にして、メカニカルフロス発泡機で混合、撹拌を行い、離形紙上に連続的に吐出して１２０～２４０℃に加熱し、厚み２ｍｍのシート状のポリウレタンフォームを作製した。
・ポリオール１：ポリエーテルポリオール、製品名；ＰＰ－３０００、三洋化成工業社製、分子量３０００、官能基数３、プロピレンオキサイド含有率１００％
・ポリオール２：ヒマシ油系ポリオール、製品名；ＨＳ３Ｇ－５００Ｂ、豊国製油社製、分子量２５００、官能基数２．２
・ポリオール３：ヒマシ油系ポリオール、製品名；ＨＳＣＭ－０２５Ｐ、豊国製油社製、分子量８４０、官能基数３
・ポリオール４：カシューナッツ系ポリオール、製品名；ＮＸ－９２０３、Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ社製、分子量１３５０、官能基数２
・鎖延長剤：ジプロピレングリコール
・コアシェルゴム粒子分散液１：製品名；ＭＸ－７１４、カネカ社製、コアシェルゴム粒子／ポリプロピレングリコール（分子量４００）＝４０／６０重量比
・コアシェルゴム粒子分散液２：製品名；ＭＸ－７１０、カネカ社製、コアシェルゴム粒子／ポリプロピレングリコール（分子量１０００）＝４０／６０重量比
・架橋剤：グリセリン
・金属触媒：有機酸塩系触媒、製品名；ＥＰ７３６６０Ａ、ＰＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製
・整泡剤：シリコーン系整泡剤、製品名；ＳＺ－１９５２、東レ・ダウコーニング社製
・イソシアネート：ポリメリックＭＤＩ（クルードＭＤＩ）、製品名；Ｍ５Ｓ、ＢＡＳＦイノアックポリウレタン社製、ＮＣＯ％：３４％

なお、図３及び図４の表のポリウレタン反応組成物欄における各成分の数値は重量部であり、合計量はイソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量である。
また、コアシェルゴム粒子含有率は、合計量（イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量）に含まれるコアシェルゴム粒子の含有率であり、コアシェルゴム粒子分散液中のゴム粒子の量を算出し、合計量（イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量）で除算して、％表示した値である。

各実施例及び各比較例について、見掛け密度（ｋｇ／ｍ^３）、通気性（秒）、圧縮永久歪（％）、２５％ＣＬＤ硬度（ＭＰａ）を測定し、各測定結果に対する評価と総合評価を行った。

見掛け密度は、ＪＩＳＫ７２２２：２００５に準拠して測定した。
通気性（秒）は、前記の通気性測定方法にしたがって、圧縮率５０％と圧縮率３０％について行った。通気性評価は、圧縮率５０％の場合に１８００秒より大で、かつ圧縮率３０％の場合に１８０秒より大の場合に「×」、圧縮率５０％の場合に１８００秒以下で、かつ圧縮率３０％の場合に１８０秒以下の場合に「◎」とした。

圧縮永久歪（％）は、ＪＩＳＫ６４００－４に準拠し、厚み２ｍｍのサンプルを厚み方向に５０％圧縮し、所定温度（７０℃）にて２２時間静置し、その後、常温（２３℃）にて圧縮応力を解放して３０分経過後のサンプルの厚みを測定し、下記の式により算出した。
圧縮永久歪（％）＝[（圧縮前の厚み－圧縮解放後の厚み）／圧縮前の厚み]×１００
圧縮永久歪評価は、圧縮永久歪が２０％以上の場合「×」、１５～２０％未満の場合「△」、８～１５％未満の場合「〇」、８％未満の場合「◎」とした。

２５％ＣＬＤ硬度（ＭＰａ）は、ＪＩＳＫ６４００－２Ｄ法に準拠し、厚み２ｍｍのサンプルを１ｍｍ／ｍｉｎの速度で２５％圧縮したときの圧縮応力である。
２５％ＣＬＤ硬度評価は、２５％ＣＬＤ硬度が０．０４ＭＰａを超える場合「×」、０．０３を超え０．０４以下の場合「〇」、０．０３以下の場合「◎」とした。
また、コアシェルゴム粒子及び架橋剤の量を０重量部とする比較例１の２５％ＣＬＤ硬度の値（１００％）に対する、各実施例及び各比較例の２５％ＣＬＤ硬度の値の％を２５％ＣＬＤ硬度上昇率として算出し、評価した。２５％ＣＬＤ硬度上昇率の評価は、１５０％以上の場合「×」、１１５～１５０％未満の場合「〇」、１１５％未満の場合「◎」とした。

総合評価は、各評価のうち最も低い評価を採用した。すなわち、各評価に１つでも「×」が存在する場合、総合評価「×」とし、各評価のうち最低の評価として「△」が存在する場合、総合評価「△」、各評価のうち最低評価として「〇」が存在する場合、総合評価「〇」、各評価が全て「◎」の場合、総合評価「◎」とした。

＜コアシェルゴム粒子分散液１を使用した実施例＞
・実施例１－１
実施例１－１は、ポリオール成分として、ポリオール１を４９．０重量部、ポリオール２を１０．０重量部、ポリオール３を１７．０重量部、ポリオール４を２０．０重量部配合し、鎖延長剤３．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液１を２．０重量部、架橋剤を０重量部、金属触媒を４．０重量部、整泡剤を８．０重量部とし、イソシアネートインデックスを１０３としてイソシアネートを配合した例である。実施例１－１は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率０．７１重量％である。

実施例１－１のポリウレタンフォームは、見掛け密度２９０ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で３０２秒、評価「◎」、圧縮永久歪は１４．０％、評価「〇」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２７ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１０３％、評価「◎」であり、総合評価「〇」であった。実施例１－１のポリウレタンフォームは、コアシェルゴム粒子を０．７１重量％含有するため、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例１－２
実施例１－２は、実施例１－１において、ポリオール１を４８．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液１を３．０重量部とし、他の成分を実施例１－１と同様にした例である。実施例１－２は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率１．０６重量％である。

実施例１－２のポリウレタンフォームは、見掛け密度２８６ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２９８秒、評価「◎」、圧縮永久歪は９．４％、評価「〇」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２８ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１０５％、評価「◎」であり、総合評価「〇」であった。実施例１－２のポリウレタンフォームは、実施例１－１よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例１－１よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例１－３
実施例１－３は、実施例１－１において、ポリオール１を４７．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液１を４．０重量部とし、他の成分を実施例１－１及び１－２と同様にした例である。実施例１－３は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率１．４２重量％である。

実施例１－３のポリウレタンフォームは、見掛け密度２９２ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で３０６秒、評価「◎」、圧縮永久歪は８．８％、評価「〇」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２９ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１１１％、評価「◎」であり、総合評価「〇」であった。実施例１－３のポリウレタンフォームは、実施例１－１及び１－２よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例１－１及び１－２よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例１－４
実施例１－４は、実施例１－１において、ポリオール１を４５．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液１を６．０重量部とし、他の成分を実施例１－１～１－３と同様にした例である。実施例１－４は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率２．１２重量％である。

実施例１－４のポリウレタンフォームは、見掛け密度２８５ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２８８秒、評価「◎」、圧縮永久歪は６．９％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０３１ＭＰａ、評価「〇」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１１７％、評価「〇」であり、総合評価「〇」であった。実施例１－４のポリウレタンフォームは、実施例１－１～１－３よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例１－１～１－３よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例１－５
実施例１－５は、実施例１－１において、ポリオール１を４３．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液１を８．０重量部とし、他の成分を実施例１－１～１－４と同様にした例である。実施例１－５は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率２．８３重量％である。

実施例１－５のポリウレタンフォームは、見掛け密度２８２ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２９９秒、評価「◎」、圧縮永久歪は５．３％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０３２ＭＰａ、評価「〇」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１２２％、評価「〇」であり、総合評価「〇」であった。実施例１－５のポリウレタンフォームは、実施例１－１～１－４よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例１－１～１－４よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例１－６
実施例１－６は、実施例１－１において、ポリオール１を４１．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液１を１０．０重量部とし、他の成分を実施例１－１～１－５と同様にした例である。実施例１－６は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率３．５４重量％である。

実施例１－６のポリウレタンフォームは、見掛け密度２７７ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２７１秒、評価「◎」、圧縮永久歪は５．２％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０３４ＭＰａ、評価「〇」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１３０％、評価「〇」であり、総合評価「〇」であった。実施例１－６のポリウレタンフォームは、実施例１－１～１－５よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例１－１～１－５よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

＜コアシェルゴム粒子分散液２を使用した実施例＞
・実施例２－１
実施例２－１は、ポリオール成分として、ポリオール１を４９．０重量部、ポリオール２を１０．０重量部、ポリオール３を１７．０重量部、ポリオール４を２０．０重量部配合し、鎖延長剤３．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液２を２．０重量部、架橋剤を０重量部、金属触媒を４．０重量部、整泡剤を８．０重量部とし、イソシアネートインデックスを１０３としてイソシアネートを配合した例である。実施例２－１は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率０．７１重量％である。

実施例２－１のポリウレタンフォームは、見掛け密度３０１ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２９８秒、評価「◎」、圧縮永久歪は１２．２％、評価「〇」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２６ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率９８％、評価「◎」であり、総合評価「〇」であった。実施例２－１のポリウレタンフォームは、コアシェルゴム粒子含有率が０．７１重量％のため、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例２－２
実施例２－２は、実施例２－１において、ポリオール１を４８．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液２を３．０重量部とし、他の成分を実施例２－１と同様にした例である。実施例２－２は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率１．０６重量％である。

実施例２－２のポリウレタンフォームは、見掛け密度２９３ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で３０５秒、評価「◎」、圧縮永久歪は８．５％、評価「〇」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２７ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１０２％、評価「◎」であり、総合評価「〇」であった。実施例２－２のポリウレタンフォームは、実施例２－１よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例２－１よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例２－３
実施例２－３は、実施例２－１において、ポリオール１を４７．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液２を４．０重量部とし、他の成分を実施例２－１及び２－２と同様にした例である。実施例２－３は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率１．４２重量％である。

実施例２－３のポリウレタンフォームは、見掛け密度２９６ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２９０秒、評価「◎」、圧縮永久歪は７．２％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２７ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１０２％、評価「◎」であり、総合評価「◎」であった。実施例２－３のポリウレタンフォームは、実施例２－１及び２－２よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例２－１及び２－２よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例２－４
実施例２－４は、実施例２－１において、ポリオール１を４５．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液２を６．０重量部とし、他の成分を実施例２－１～２－３と同様にした例である。実施例２－４は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率２．１２重量％である。

実施例２－４のポリウレタンフォームは、見掛け密度２９０ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で３１１秒、評価「◎」、圧縮永久歪は６．９％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２８ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１０６％、評価「◎」であり、総合評価「◎」であった。実施例２－４のポリウレタンフォームは、実施例２－１～２－３よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例２－１～２－３よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例２－５
実施例２－５は、実施例２－１において、ポリオール２を４３．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液２を８．０重量部とし、他の成分を実施例２－１～２－４と同様にした例である。実施例２－５は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率２．８３重量％である。

実施例２－５のポリウレタンフォームは、見掛け密度２８８ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２７２秒、評価「◎」、圧縮永久歪は４．６％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２９ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１１０％、評価「◎」であり、総合評価「◎」であった。実施例２－５のポリウレタンフォームは、実施例２－１～２－４よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例２－１～２－４よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

・実施例２－６
実施例１－６は、実施例２－１において、ポリオール１を４１．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液２を１０．０重量部とし、他の成分を実施例２－１～２－５と同様にした例である。実施例２－６は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率３．５４重量％である。

実施例２－６のポリウレタンフォームは、見掛け密度２９２ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２５５秒、評価「◎」、圧縮永久歪は４．４％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０３０ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１１４％、評価「◎」であり、総合評価「◎」であった。実施例２－６のポリウレタンフォームは、実施例２－１～２－５よりもコアシェルゴム粒子含有率が高いため、実施例２－１～２－５よりも圧縮永久歪が小さくなり、２５％ＣＬＤ硬度が僅かに高くなったが、低硬度、低通気性かつ低圧縮永久歪であった。

＜コアシェルゴム粒子分散液を含まない比較例＞
・比較例１
比較例１は、ポリオール成分として、ポリオール１を５１．０重量部、ポリオール２を１０．０重量部、ポリオール３を１７．０重量部、ポリオール４を２０．０重量部配合し、鎖延長剤３．０重量部、コアシェルゴム粒子分散液を０重量部、架橋剤を０重量部、金属触媒を４．０重量部、整泡剤を８．０重量部とし、イソシアネートインデックスを１０３としてイソシアネートを配合した例である。比較例１は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率０．００重量％である。

比較例１のポリウレタンフォームは、見掛け密度２９５ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で３２０秒、評価「◎」、圧縮永久歪は３１．０％、評価「×」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２６ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率１００％、評価「◎」であり、総合評価「×」であった。比較例１のポリウレタンフォームは、コアシェルゴム粒子含有率が０．００重量％のため、各実施例と比べると圧縮永久歪が大きいものであり、シール材として使用した場合、使用中にシール部に隙間を生じてシール不良になるおそれがある。

・比較例２
比較例２は、比較例１において、ポリオール１を４８．０重量部、架橋剤を３．０重量部とし、他の成分を比較例１と同様にした例である。比較例２は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率０．００重量％である。

比較例２のポリウレタンフォームは、見掛け密度２３５ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２８５秒、評価「◎」、圧縮永久歪は５．３％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０５８ＭＰａ、評価「×」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率２１９％、評価「×」であり、総合評価「×」であった。比較例２のポリウレタンフォームは、比較例１に比べて架橋剤を３．０重量部含むことにより、圧縮永久歪が小さくさなったが、２５％ＣＬＤ硬度が高くなったため、シール材として使用した場合に圧縮不良によってシール部に隙間を生じ、シール不良になるおそれがある。

・比較例３
比較例３は、比較例１において、ポリオール１を４６．０重量部、架橋剤を５．０重量部とし、他の成分を比較例１及び２と同様にした例である。比較例３は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率０．００重量％である。

比較例３のポリウレタンフォームは、見掛け密度２３３ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で１８００秒以上、圧縮率３０％で２６６秒、評価「◎」、圧縮永久歪は５．３％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．００９６ＭＰａ、評価「×」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率３６２％、評価「×」であり、総合評価「×」であった。比較例３のポリウレタンフォームは、比較例１に比べて架橋剤を５．０重量部含むことにより、圧縮永久歪が小さくさなったが、２５％ＣＬＤ硬度が高くなったため、シール材として使用した場合に圧縮不良によってシール部に隙間を生じ、シール不良になるおそれがある。
・比較例４
比較例４は、比較例１において、ポリオール１を５２．０重量部、ポリオール２を１０．０重量部、ポリオール３を３０．０重量部、ポリオール４を８．０重量部、整泡剤を６．０重量部とし、他の成分を比較例１と同様にした例である。比較例４は、イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物の合計量は１１３．０重量部、コアシェルゴム粒子含有率０．００重量％である。

比較例４のポリウレタンフォームは、見掛け密度３２３ｋｇ／ｍ^３、通気性は圧縮率５０％で２３６秒、圧縮率３０％で７秒、評価「×」、圧縮永久歪は６．２％、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度は０．０２０ＭＰａ、評価「◎」、２５％ＣＬＤ硬度上昇率７５．８％、評価「◎」であり、総合評価「×」であった。比較例４のポリウレタンフォームは、比較例１に比べてポリオール１の量を増やしてポリオール４の量を減らしたことにより、高通気性になり、シール材として不向きである。

このように、本発明のポリウレタンフォームは、低硬度、低通気かつ低圧縮永久歪であり、シール材として好適である。

第１の態様は、ポリオール成分、整泡剤、触媒、イソシアネート成分を含むポリウレタン反応組成物と、造泡用気体とからメカニカルフロス法により得られるポリウレタンフォームであって、前記ポリウレタン反応組成物には、コアシェルゴム粒子が含まれ、ＪＩＳＫ６４００－２Ｄ法に準拠した２５％ＣＬＤ硬度が０．０５ＭＰａ以下であり、ＪＩＳＫ６４００－４に準拠した圧縮永久歪が１０％以下であることを特徴とする。

第２の態様は、第１の態様において、前記コアシェルゴム粒子の量は、前記イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物に０．５～５．０重量％であることを特徴とする。

第３の態様は、第１の態様または第２の態様において、シール材に用いられることを特徴とする。

Claims

ポリオール成分、整泡剤、触媒、イソシアネート成分を含むポリウレタン反応組成物と、造泡用気体とからメカニカルフロス法により得られるポリウレタンフォームであって、
前記ポリウレタン反応組成物にはコアシェルゴム粒子が含まれ、
ＪＩＳＫ６４００－２Ｄ法に準拠した２５％ＣＬＤ硬度が０．０５ＭＰａ以下であり、
ＪＩＳＫ６４００－４に準拠した圧縮永久歪が１０％以下であることを特徴とするポリウレタンフォーム。
前記コアシェルゴム粒子の量は、前記イソシアネート成分を除くポリウレタン反応組成物に０．５～５．０重量％であることを特徴とする請求項１に記載のポリウレタンフォーム。
シール材に用いられることを特徴とする請求項１または２に記載のポリウレタンフォーム。