JP2956034B2

JP2956034B2 - 軟質ポリウレタン弾性フォーム

Info

Publication number: JP2956034B2
Application number: JP1332596A
Authority: JP
Inventors: 二郎境誠; 和彦大久保
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JPH03200829A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は自動車用や家具用のシートクッションとして
有用な、低密度で反発弾性の改良された、発泡助剤とし
てのフロンを全く使用しないか、大幅にフロン使用量を
削減できる軟質ポリウレタン弾性フォームに関するもの
である。

（従来の技術）軟質ポリウレタン弾性フォームは、特にその高い弾性
を利用し、家具や自動車、電車などのシートクッション
材として広く利用されている。従来のシートクッション
材としては工業的には、軟質ポリウレタンスラブフォー
ムとして連続的に大量生産されたブロックフォームを必
要な大きさに裁断したり、或は所謂ホットキュアー方式
やコールドキュアー方式によるモールド（金型）成形し
て生産されてきた。これらは、いずれもポリイソシアネ
ートとしては、主としてトルエンジイソシアネート（以
下TDIと略す）が用いられてきた。また、ホットキュア
ーフォームに比べて反発弾性、生産性を改善したシステ
ムとして、使用するポリオールの分子量を高め、第一級
水酸基含量を高めたシートクッション用高弾性フォーム
の開発が進められてきており、イソシアネートとしては
TDI単独又はTDIとポリメリックMDI（アニリンとホルム
アルデヒドとを縮合反応させ、ついでホスゲン化するこ
とにより得られた粗製物MDIより、蒸留精製過程を経て
4,4′−MDIの一部を取り出した残留物ポリイソシアネー
トを指し、4,4′−MDI 60〜40重量部、３官能以上のポ
リメチレンポリフェニルポリイソシアネート40〜60重量
部から成る。）の混合物（TDI含量約80部）が使用され
ている（以下TDI系イソシアネートと略す）。

近年、省エネルギー、生産速度のさらなる向上等の改
良要求とともに、工業的にジフェニルメタンジイソシア
ネート類（以下MDI系イソシアネートと略す）が大量に
生産されるにつれ、従来よりも安価に供給されるように
なり、ポリイソシアネートとしてMDI系のものを使用す
るシートクッション材が注目されるようになってきた。
しかし、純粋なジフェニルメタンジイソシアネート（以
下MDIと略す）は融点が約40℃であり、室温で固体であ
るため軟質ポリウレタン弾性フォーム用原料として使用
するとき取り扱いが不便であり、古くから低温安定性改
良研究が行われてきた。例えばMDI異性体を使用する
（特公昭58−458）方法、プレポリ変性を行う（特公昭6
0−15649）方法等の提案が既に成されている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、MDI系イソシアネートを用いた方法による軟
質ポリウレタン弾性フォームの製造方法では省エネルギ
ー、生産速度の向上には有効であるが、反面、TDI系イ
ソシアネートによるコールド・キュアー軟質ポリウレタ
ン弾性フォームに比べフォームの反発弾性が低下しMDI
系イソシアネートを用いたシートクッションの乗り心地
性が低下するという耐え難い欠点がある。さらに発泡剤
に水のみを使用した場合、フォーム密度が十分に低下し
ないため製品のコストが上がり、フォーム密度を従来の
TDIによるコールド・キュアー軟質ポリウレタン弾性フ
ォーム同等とし、コストの維持を計るためには環境破壊
の可能性が問題となっているフロン発泡剤の使用が必要
不可欠であるという重大な欠点を持っている。省エネル
ギー性、生産性の向上を保持したままで、高い反発弾性
値を保持して乗り心地性を損なわず、フロン発泡剤の使
用量を削減し得る、又はフロンを全く使用しない技術が
求められている。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記の従来法の問題点を解決すべく種
々検討した結果、ポリイソシアナネート成分としてMDI
とTDIの混合物及び／又はその誘導体と官能基数３以上
のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートを下記
に示す割合で混合使用することによって、MDI系イソシ
アネートの低温安定性を高め、MDI系軟質ポリウレタン
弾性フォームの特徴である省エネルギー、生産速度の向
上等を損なわずに反発弾性を改良し、フロン発泡剤を使
用せずに低密度化が達成出来ることを見い出し、この知
見に基ずき本発明を完成した。

すなわち本発明は、（１）少なくとも２個のヒドロキシル基を有し、そのヒ
ドロキシル基の少なくとも15モル％が第１級ヒドロキシ
ル基である分子量1000から20000のポリオール成分と、
少なくとも２個のイソシアネート基を有するポリイソシ
アネート成分とを、発泡剤、触媒及びその他の適宜の助
剤の存在下で、かつ、酸化アンチモン、ポリハロゲン化
芳香族化合物及びアルミナ三水化物の不存在下に反応さ
せて軟質ポリウレタン弾性フォームを製造するに当た
り、該ポリイソシアネート成分が、（ａ）ジフェニルメタンジイソシアネートとトルエンジ
イソシアネートの混合物及び／またはこれらの誘導体混
合物と、（ｂ）官能基数３以上のポリフェニルポリメチレンポリ
イソシアネートから成るポリイソシアネートであり、該ポリイソシアネート成分（ａ＋ｂ）100重量部に対
して（ｂ）成分が多くとも18重量部であり、かつ該ポリ
イソシアネート成分100重量部に対してトルエンジイソ
シアネート及び／またはその誘導体の総量が10重量部を
超え50重量部以下であり、残部がジフェニルメタンジイ
ソシアネート及び／またはその誘導体である製造方法に
よって得られたフリー発泡でのコア密度が15〜45kg/m³
であり、反発弾性が60〜69％、かつ、引裂き強度が0.50
〜0.60kg/cmであることを特徴とする軟質ポリウレタン
弾性フォーム、（２）ジフェニルメタンジイソシアネートとトルエンジ
イソシアネートの混合物及び／またはこれらの誘導体の
イソシアネート基含量が41.0〜20.0％であることを特徴
とする（１）項記載の軟質ポリウレタン弾性フォーム、（３）イソシアネート基とこれと反応し得る活性水素原
子との比率（NCO/H）が0.50〜1.50である（１）項記載
の軟質ポリウレタン弾性フォーム、を提供するものである。

本発明におけるフリー発泡でのコア密度の測定法につ
いて述べると、このコア密度とは、それぞれ22±２℃に
温調したレジンプレミックスとイソシアネート組成物と
の混合物を、６秒間激しく撹拌混合して反応混合物を
得、これを６リットルの容器に入れて室温で約10分間放
置後、発泡膨張しフォーム化した軟質フォームを取り出
し、翌日軟質フォームの中心部をコアとして100mm×100
mm×50mmの大きさに切り出して測定したときの密度をい
う。

本発明に使用するジフェニルメタンジイソシアネート
とトルエンジイソシアネートとは2,4′−メチレンビス
フェニルイソシアネート（2,4′−MDI）を含む4,4′−
メチレンビスフェニルイソシアネート又は4,4′−メチ
レンビスフェニルイソシアネート（4,4′−MDI）と、2,
6−トルエンジイソシアネート（2,6−TDI）を含む2,4−
トルエンジイソシアネート（2,4−TDI）又は2,4−トル
エンジイソシアネートの混合物であり、これらの誘導体
混合物とはウレタン基、カルボジイミド基、ウレトンイ
ミン基、アロファネート基、ビュウレット基を含む、TD
I又はMDIの変性品を少なくとも一方に含む混合物であ
り、例えばMDI誘導体とTDI誘導体の混合物、MDIとTDI誘
導体の混合物及びMDI誘導体とTDIの混合物があげられ
る。

また、官能基数３以上のポリフェニルポリメチレンポ
リイソシアネートとはアニリンとホルムアルデヒドとを
縮合反応させ、次いでホスゲン化することによって得ら
れる粗製物MDIより、蒸留過程を経て4,4′−MDIの一部
を取り出した残留物ポリイソシアネート中の多核体オリ
ゴマーを指す（式１）。この残留物ポリイソシアネート
（以下ポリメリックMDIと略す）中には官能基数３以上
のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートは40〜
60重量％が含まれているものである。〔例えば三井東圧
化学（株）MDI−CR200（国際イソシアネート協会編、19
82年4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートの取り
扱いのに関する推奨に記載のアルコール法による分析に
よれば、MDI−CR200中の官能基数３以上のポリフェニル
ポリメチレンポリイソシアネートの含量は45重量％であ
る。）〕該ポリイソシアネート成分100重量部に対して官能基
数３以上のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネー
ト成分の割合は18重量部以下である。官能基数３以上の
ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート成分の割
合が18重量部を越える場合には反発弾性向上の効果が得
られないと同時にフォーム引裂強度及び伸び率が低下
し、シートクッションとして必要な性能が得られない。

トルエンジイソシアネート及び／またはその誘導体と
は、TDIまたはウレタン基、カルボジイミド基、ウレト
ンイミン基、アロファネート基、ビュウレット基を含
む、TDIの変性品を含むTDIである。

該ポリイソシアネート成分100重量部に対してトルエ
ンジイソシアネート及び／またはその誘導体の割合は10
重量部を超え50重量部以下である。トルエンジイソシア
ネート及び／またはその誘導体の割合が低すぎる場合に
は、反発弾性は向上しない。また、該ポリイソシアネー
トの低温貯蔵安定性が著しく低下する。さらにフォーム
の密度が十分に低下しない。トルエンジイソシアネート
及び／またはその誘導体の割合が50重量部を越えた場合
には、ポリオール成分とイソシアネート成分を混合反応
させたときの硬化速度が遅く生産性が低下する。

ジフェニルメタンジイソシアネートとトルエンジイソ
シアネート混合物及び／またはこれらの誘導体のイソシ
アネート基含量は41.0〜20％が好ましい。イソシアネー
ト基含量が少なすぎると、反発弾性の向上及びフォーム
低密度化の効果が得られないことがある。

本発明に使用するポリオールは水、多価ヒドロキシ化
合物［例えばエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,
3−及び1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオー
ル、1,2−ヘキシレングリコール、1.10−デカンジオー
ル、1,2−シクロヘキサンジオール、２−ブテン−1,4−
ジオール、３−シクロヘキサン−1,1−ジメタノール、
４−メチル−３−シクロヘキサン−1,1−ジメタノー
ル、３−メチレン−1,5−ペンタンジオール、（２−ヒ
ドロキシエトキシ）−１−プロパノール−４−（２−ヒ
ドロキシエトキシ）−１−ブタノール、５−（２−ヒド
ロキシプロポキシ）−１−ペンタノル、１−（２−ヒド
ロキシプロポキシ）−２−オクタノール、３−アリロキ
シ−1,5−ペンタンジオール、３−（ｏ−プロペニルフ
ェノキシ）−1,2−プロパンジオール、2,2′−ジイソプ
ロピリデンビス（ｐ−フェニレンオキシ）ジエタノー
ル、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,1,1−
トリメチロールエタン、1,1,1−トリメチロールプロパ
ン、３−（２−ヒドロキシエトキシ）−1,2−プロパン
ジオール、３−（２−ヒドロキシプロピル）−1,2−プ
ロパンジオール、2,4−ジメチル−２−（２−ヒドロキ
シエトキシ）−メチルペンタンジオール−1,5,1,1,1−
トリス〔（２−ヒドロキシ）メチル〕・エタン、1,1,1
−トリス〔（２−ヒドロキシプロポキシ）−メチル〕プ
ロパン、ペンタエリスリット、ソルビット、ショ糖、乳
糖、α−メチルグルコシド、α−ヒドロキシアルキルグ
ルコシド、ノボラック樹脂、りん酸、ポリりん酸（例え
ばトリポリりん酸およびテトラポリりん酸）］、ポリア
ミン類（例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、メチレンオルソクロルア
ニリン、4,4′−ジフェニルメタンジアミン、2,4−トリ
レンジアミン、2,6−トリレンジアミン）又はアルカノ
ールアミン類（例えばトリエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン）にエチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、スチレン
オキシド等の１種又は２種以上を付加せしめて得られる
ポリエーテルポリオール類、又はポリテトラメチレンエ
ーテルグリコールである。又、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリ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、トリメチレ
ングリコール、1,3−及び1,4−ブタンジオール、テトラ
メチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサ
メチレングリコール、デカメチレングリコール、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリット、
ソルビット等の少なくとも２個のヒドロキシル基を有す
る化合物の１種又は２種以上と、マロン酸、マレイン
酸、コハク酸、アジピン酸、酒石酸、ピメリン酸、セバ
シン酸、シュウ酸、フタール酸、テレフタール酸、トリ
メリット酸、ヘミメリット酸等の少なくとも２個のカル
ボキシル基を有する化合物の１種又は２種以上とから得
たポリエステルポリオール、又はポリカプロラクトン等
の環状エステルの開環重合体類も用いられる。さらに特
公昭39−24737号、特公昭41−3473号、特公昭43−22108
号、特公昭44−8230号、特公昭47−47597号、特公昭47
−47999号、特開昭48−34991号、特開昭51−50398号、
特開昭51−70286号、特開昭52−11249号、特開昭53−40
92号、特開昭53−13700号、特開昭54−64264号、特開昭
53−78297号、特開昭54−133599号、特開昭55−5988号
等に記載のポリエーテルポリオール及び／又はポリエス
テルポリオール中でエチレン性不飽和化合物をグラフト
重合させて得られる、いわゆるポリマーポリオール組成
物が用いられる。かかる組成物を調製するのに適当なエ
チレン性不飽和化合物にはアクリロニトリル、スチレン
等がある。さらに、1,2−ポリブタジエンポリオール、
1,4−ポリブタジエンポリオールも用いられる。

上に述べた各種のポリオールは分子量は、通常1000な
いし20000、好ましくは1000ないし8000、特に好ましく
は2000ないし6000である。また、これらポリオールのヒ
ドロキシル価の好ましい範囲は20〜150mgKOH/g、特に好
ましくは24〜56mgKOH/gの範囲のものである。

これらポリオールは単独または混合して用いられる。

本発明においては、場合により少なくとも２個のイソ
シアネートと反応し得る反応性活性水素原子を含有する
架橋剤及び／または鎖延長剤を用いる。これら架橋剤及
び／または鎖延長剤としては、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレ
ングリコール、1,3−及び1,4−ブタンジオールなどの単
量体ポリオール、トリエタノールアミン、ジエタノール
アミンなどのアルカノールアミン類、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンな
どの脂肪族ポリアミン、メチレンオルソクロルアニリ
ン、4,4′−ジフェニルメタンジアミン、アニリン、2,4
−トリレンジアミン、2,6−トリレンジアミンなどの芳
香族ポリアミン、及びこれらの活性水素化合物にエチレ
ンオキサイド、プロピレンオキサイドなどを付加して得
られるヒドロキシル価200mgKOH/g以上の化合物である。

その他ハイドロキノン、レゾルシン、アニリンなどに
エチレンオキサイド及び／またはプロピレンオキサイド
を付加して得たヒドロキシル価200mgKOH/g以上の化合物
も使用できる。

本発明で使用し得る触媒としては、ポリウレタンフォ
ームに通常用いられるものを用いることができ、特に制
限はないが、例えばアミン系ウレタン化触媒（トリエチ
ルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロパノール
アミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、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、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、Ｎ−メチルジエタノールアミン、N,N−ジメ
チルエタノールアミン、ジエチレントリアミン、N,N,
N′,N′−テトラメチルエチレンジアミン、N,N′,N′−
テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N′,N′−テト
ラメチルブタンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチル
−1,3−ブタンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルヘ
キサメチレンジアミン、ビス〔２−（N,N−ジメチルア
ミノ）エチル〕エーテル、N,N−ジメチルベンジルアミ
ン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、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、トリエチレンジアミンのギ酸塩及び他
の塩、第一及び第二アミンのアミノ基のオキシルアルキ
レン付加物、N,N−ジアルキルピペラジン類のようなア
ザ環化合物、種々のN,N′,N″−トリアルキルアミノア
ルキルヘキサヒドロキトリアジン類、特公昭52−43517
号のβ−アミノカルボニル触媒、特公昭53−14279号の
β−アミノニトリル触媒等）、有機金属系ウレタン化触
媒（酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸
錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレー
ト、ジブチル錫ジクロライド、オクタン酸鉛、ナフテン
酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト等）等
がある。これらの触媒は単独又は混合して用い、その使
用量は活性水素をもつ化合物100重量部に対して0.0001
〜10.0部である。

本発明における発泡剤としては、水が用いられるが、
補助発泡剤としてトリクロロモノフルオロメタン、メチ
レンクロライド、ジクロロジフルオロメタン、ペンタン
等の通常のウレタン用発泡剤を単独又は混合して使用で
きる。特に本発明によれば、従来の、MDIを主たるポリ
イソシアネートとして用いる場合よりも、より密度の低
いすなわち発泡度の高い発泡体フォームが得られるた
め、補助発泡剤の削減が可能となる。

本発明における整泡剤としては、ポリウレタンフォー
ムに通常用いられる有機珪素界面活性剤があり、例えば
日本ユニカー社製のＬ−5309、Ｌ−3600等、トーレシリ
コン社製のSRX−274C、SF−2966、PRX−601、SF−2962
等、ゴールドシュミット社製のＢ−4113、Ｂ−4900等で
ある。これら整泡剤の使用量は、活性水素化合物と有機
ポリイソシアネート化合物との総量100重量部に対して
0.1〜５部である。

本発明は以上のほか必要により各種安定剤、充填剤、
着色剤、難燃剤等を使用することができる。

本発明を実施するには、ポリオール、架橋剤、整泡
剤、発泡剤、その他の助剤を所定量混合してレジン成分
とする。

一方ジフェニルメタンジイソシアネート及び／または
その誘導体とポリフェニルポリメチレンポリイソシアネ
ート混合物とトルエンジイソシアネート及び／またはそ
の誘導体との所定量を混合しポリイソシアネート成分と
する。

これら各成分をポリウレタンフォームの製造で通常行
われる方法で撹拌混合し、反応させる。

各成分はイソシアネートインデックス通常0.5〜1.50
で反応させるが、好ましくは0.7〜1.20である。イソシ
アネートインデックスとは、当業者においてしばしば用
いられる、ポリオール、架橋剤等のイソシアネート基
（NCO基）と反応し得る活性水素基（Ｈ）の量に必要な
イソシアネート基の量（化学量論量）に対する指数であ
る。例えば、活性水素基の量に相当するイソシアネート
量が使用された場合のイソシアネートインデックスは、
1.00である。イソシアネートインデックスは、下記の計
算式によって計算される。

本発明において、イソシアネートインデックスが0.5
以下である場合には、発泡成形後のフォームは独立気泡
のセルの多いものが得られ、フォーム内部温度の低下と
共にフォームは収縮してしまうことがある。またイソシ
アネートインデックスが1.50以上である場合には、フォ
ーム中の未反応のイソシアネートのために反応硬化が遅
くなり、生産性が劣る結果となることがある。

レジン成分とイソシアネート成分とを、両者の混合比
がイソシアネートインデックスで0.50〜1.50となるよう
に混合しつつ予め30〜60℃に加熱調整した金型へ注入す
る。直ちに蓋を閉じ、常温で３〜４分放置した後、成形
したポリウレタン弾性フォームを型から取り出す。

（発明の効果）本発明のポリウレタン弾性フォームは従来のMDI系軟
質ポリウレタン弾性フォーム製造における高生産性を維
持しつつ、反発弾性の改良されたものである。また、同
一水量の水（発泡剤）で従来のMDI系軟質ポリウレタン
弾性フォームと比較してフリーコア密度で45kg/m³以下
（15〜45kg/m³）のより低密度のフォーム体が得られる
ため発泡助剤としてのフロン使用量を削減ないしは零に
して得た軟質ポリウレタン弾性フォームである。また本
発明に原料として用いられるイソシアネート組成物は低
温でも液状の低温貯蔵安定性が良好なものである。

（実施例）以下に実施例、比較例を上げて本発明を具体的に説明
する。

トルエンジイソシアネートはTDIと記し、ジフェニル
メタンジイソシアネートはMDIと記すこととする。

また％は特にことわりの無いかぎり重量％を示すもの
とする。

実施例１、２及び比較例Ａ〜Ｅ表−（１）に示す各種イソシアネートの混合物を100c
cの密封できるガラス容器にいれ、窒素雰囲気下に密栓
し５℃の低温槽に５日間放置して、目視により内容物の
低温貯蔵安定性を評価した。

表−（１）の実施例、及び比較例に見る通り、2,4′
−MDI、ウレトンイミン変性MDI、ウレタン変性MDIの有
無又は使用量に係わらず、TDIを10％を超えて使用した
イソシアネート組成物では５℃で５日間液状を保ってい
たが、TDIの使用量が10％未満のイソシアネート組成物
では、固化または結晶の析出が見られた。

実施例７〜12、比較例Ｆ〜Ｊ表−（２）に記載したレジンプレミックス処方のPPG
A、H₂O、Ｂ−4113、Ｌ−1020、Ａ−１、DEOAを表−
（２）に記載した量、容器に取り、十分に撹拌混合し
た。この混合物にＦ−11Aを表−（２）に記載した量だ
け混合し、レジンプレミックスとした。

また、別の容器にTDI−80/20、4,4′−MDI、2,4′−M
DI、ポリメリックMDI、ウレトンイミン変性MDIの表−
（２）に記載した量を取り、混合しイソシアネート組成
物とした。

22℃２±℃に温調したレジンプレミックス432.8gを取
り、22＋２℃に温調したイソシアネート組成物を表−
（２）に記載した量加えて、６秒間激しく撹拌混合後、
６のポリプロピレン製のビーカーに、この反応混合液
をあけて、室温で約10分間放置後、発泡膨張し、フォー
ム化した軟質フォームを取り出し、翌日100mm×100mm×
50mmの大きさに軟質フォームの中心部を切りだし、コア
密度を測定した。

表−（２）に記載したごとく、得られた軟質フォーム
のコア密度は、発泡剤としての水、Ｆ−11Aの量が一定
であるにもかかわらず、TDIを10％を超え50％以下使用
したイソシアネート組成物を使用したものでは、31〜36
kg/m³と低く（実施例７〜12）、TDI使用量10％未満のも
ののコア密度は39〜46kg/m³と高く（比較例Ｆ〜Ｊ）な
った。

4,4′−MDI、ポリメリックMDI、ウレトンイミン変性
体の使用の有無又は使用量によって、軟質フォームのコ
ア密度は大きな影響を受けない。2,4′−MDIを使用した
場合、フォームは多少低密度化する（比較例Ｇ、Ｈ）が
TDIを10％を超え50％以下使用した場合ほどの低密度化
は見られない。

実施例13〜18、比較例Ｋ表−（３）に記載したレジンプレミックス処方のPPG
A、POP A、H₂O、Ｂ−4113、Ｌ−1020、Ａ−１、DEOA、T
EOAを表−（３）に記載した量、容器に取り、十分に撹
拌混合しレジンプレミックスとした。

また、別の容器にTDI−80/20、4,4′−MDI、2,4′−M
DI、ポリメリックMDI、ウレタン変性MDI、ウレタン変性
TDIの表−（３）に記載した量を取り、混合しイソシア
ネート組成物とした。

22±２℃に温調したレジンプレミックス426.4gを取
り、22±２℃に温調したイソシアネート組成物を表−
（３）に記載した量加えて、６秒間激しく撹拌混合後、
６のポリプロピレン製のビーカーに、この反応混合液
をあけて、室温で約10分間放置後、発泡膨張し、フォー
ム化した軟質フォームを取り出し、翌日100mm×100mm×
50mmの大きさに軟質フォームの中心部を切りだし、コア
密度を測定した。

表−（３）に記載したごとく、得られた軟質フォーム
のコア密度は、発泡剤としての水の量が一定であるにも
かかわらず、TDI又はウレタン変性TDI（TDI誘導体）を1
4〜45％使用したイソシアネート組成物を使用したもの
では、38〜45kg/m³と低く（実施例13〜18）、TDI使用量
10％未満のもののコア密度は60kg/m³と高く（比較例
Ｋ）なった。4,4′−MDI、2,4′−MDI、ポリメリックMD
I、ウレタン変性MDI、ウレタン変性TDIの使用の有無ま
たは使用量によって軟質フォームのコア密度は大きな影
響を受けない。

実施例19〜22、比較例Ｌ〜Ｐレジンプレミックスおよびイソシアネート組成物を表
−（４）に記載の種類と量を用いて、実施例７〜12、比
較例Ｆ〜Ｊに示した操作により、調整し、実施例７〜1
2、比較例Ｆ〜Ｊに示した方法により、レジンプレミッ
クス432.8部と表−（４）に記載した量（部）のイソシ
アネート組成物を撹拌混合する（レジンプレミックスと
イソシアネートの総量で800g）。

この反応混合液を、予め50℃に温調した350mm×350mm
×100mmのアルミ製テストモールドに注入し、レジンプ
レミックスとイソシアネート組成物の撹拌開始から４分
後にモールド内に発泡膨張した軟質ウレタンフォームを
取り出し、キュアー性の評価を触感により行った。この
フォームの重量を測定し、モールドの容積でフォーム重
量で割った値をフォームのオーバーオール密度とした。
得られた軟質フォームは翌日切断しフォーム中央から10
0mm×100mm×30mmのサンプルを切りだし、反発弾性（JI
S K−6401に準拠）、及び振動特性の評価を行った。

振動特性の評価はIMV LAB co.LTD社製、振動試験装置
VS−50−06を用いて荷重1287g、掃引周波数範囲３〜63H
z、掃引時間30sec.、変位0.1mm（全振幅）にて行った。

振動特性及び反発弾性により乗りごこち性を評価する
ことができると一般に考えられているが、反発弾性はシ
ート・クッションのバネ感の尺度として、また、振動特
性の6Hz伝達率は、6Hzの振動数が人間の内蔵と強震する
振動性であり、乗り物酔いの原因になる有害な振動の伝
達の程度の尺度となる（6Hz伝達率＝検出振幅／加振振
幅）。

一般に反発弾性が高いほど、共振振動数（検出振幅最
大時の振動数）が低いほど6Hz伝達率が低下する。

今回測定では加重を1287gとしたが実際の人体を想定
した場合50kgの加重をかける測定が一般的であるため、
50kg加重での6Hzの振動数を式（１）により1287g加重で
の振動数に換算した37.4Hzでの伝達率を6Hz伝達率の尺
度として用いた。

f1(Hz)＝f2(Hz)×50kg/1287g＝６×6.23＝37.4(Hz)・・
・式（１） f1:加重1287gでの加重50kg、6Hzに対応する振動数 f2:6Hz 表−（４）に示したように、イソシアネート組成物中
でTDIを10％を超え50％以下を使用したイソシアネート
組成物を使用して合成された軟質フォームは４分でキュ
アー性はほぼ良好か又は良好である。反発弾性は60〜69
％を示しており、バネ感に優れている。さらに、37.4Hz
伝達率は１を大きく下回り、加えられた振動を効率良く
吸収し軟質フォームに座った人体に振動を極めて伝えに
くくなっており、乗りごこち性に優れている（実施例19
〜22）。一方、比較例Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏに示したようにイ
ソシアネート組成物中のTDI量が10％未満のイソシアネ
ート組成物を使用して得られた軟質フォームでは2,4′
−MDIを多く使用した場合（比較例Ｏ）を除いてキュア
ー性は良好であるが、反発弾性は51〜54％と低く、37.4
Hz伝達率も１を越えているため、バネ感に乏しく、人体
に有害な振動を、むしろ、増幅して伝えており、乗りご
こち性に劣ることがわかる。

また、比較例Ｐに示したようにイソシアネート組成物
中でTDIを50％より多く使用した場合、反発弾性は67％
と良好な値を示すが、キュアー性が大きく悪化し、脱型
が困難となり、より長時間のキュアーが必要となり、生
産性を減じる。

実施例25〜30及び比較例Ｑレジンプレミックスおよびイソシアネート組成物を表
−（５）に記載の種類と量を用いて、実施例13〜18、比
較例Ｋに示した操作により調整し、実施例13〜18、比較
例Ｋに示した方法により、レジンプレミックス426.4部
と表−（４）に記載した量（部）のイソシアネート組成
物を撹拌混合する（レジンプレミックスとイソシアネー
トの総量で880g）。

この反応混合液を、予め50℃に温調した350mm×350mm
×100mmのアルミ製テストモールドに注入し、レジンプ
レミックスとイソシアネート組成物の撹拌開始から４分
後にモールド内に発泡膨張した軟質ウレタンフォームを
取り出した。このフォームの重量を測定し、モールドの
容積でフォーム重量で割った値をフォームのオーバーオ
ール密度とした。得られた軟質フォームは翌日切断しフ
ォーム中央から100mm×100mm×30mmのサンプルを切りだ
し、反発弾性（JIS K−6401に準拠）の評価を行った。

実施例25〜30、比較例Ｑに示したようにイソシアネー
ト組成物中のTDI又はウレタン変性TDI（TDI誘導体）を1
4〜45％使用した場合には、反発弾性は60％〜67％とい
う高い値を示し、乗りごこち性に優れた軟質フォームを
与えるが、TDIの使用量が10％未満の場合には、反発弾
性55％という低い値しか得られない。

実施例31〜33、比較例Ｒ、Ｓ表−（６）に記載したレジンプレミックス処方のポリ
オールＡ、POP A、H₂O、Ｂ−4113、Ｌ−1020、Ａ−１、
DEOA、TEOAを表−（６）に記載した量、容器に取り、十
分に撹拌混合しレジンプレミックスとした。

また、別の容器にTDI−80/20 120部、4,4′−MDI 1
60部、ポリメリックMDI 120部の量を取り、混合しイソ
シアネート組成物とした。

22℃±２℃に温調したレジンプレミックス426.4gを取
り、22±２℃に温調したイソシアネート組成物を表−
（３）に記載した量で加えて、６秒間激しく撹拌混合
後、６のポリプロピレン製のビーカーに、この反応混
合液をあけて、室温で４分間放置後、発泡膨張し、フォ
ーム化した軟質フォームを取り出し、触感によりキュア
ー性を評価した。翌日100mm×100mm×50mmの大きさに軟
質フォームの中心部を切りだし、コア密度を測定した。

実施例31〜33に示したようにINDEX0.5〜1.50の範囲で
は十分に低密度化されたフォーム状態の良好な軟質フォ
ームが、キュアー性良く得られるが、比較例Ｒのように
INDEX0.50未満で得られた軟質フォームではフォームが
収縮し、フォームのコア密度も大きくなる。また、比較
例Ｓのように、INDEX1.50より大きい場合には発泡途中
でフォームは崩壊（コラプス）し、軟質フォームは得ら
れない。

実施例35〜38、比較例Ｔレジンプレミックスおよびイソシアネート組成物を表
−（７）に記載の種類と量を用いて、実施例７〜12、比
較例Ｆ〜Ｊに示した操作により、調整し、実施例７〜1
2、比較例Ｆ〜Ｊに示した方法により、レジンプレミッ
クス432.8部と表−（７）に記載した量（部）のイソシ
アネート組成物を撹拌混合する（レジンプレミックスと
イソシアネートの総量で800g）。

この反応混合液を、予め50℃に温調した350mm×350mm
×100mmのアルミ製テストモールドに注入し、レジンプ
レミックスとイソシアネート組成物の撹拌開始から４分
後にモールド内に発泡膨張した軟質ウレタンフォームを
取り出し、キュアー性の評価を触感により行った。この
フォームの重量を測定し、モールドの容積でフォーム重
量で割った値をフォームのオーバーオール密度とした。
得られた軟質フォームは翌日切断し、JIS K−6401に準
拠して引裂強度、伸び、引張強度の測定を行った。

実施例35〜38、比較例Ｔに示したように、ポリメリッ
クMDIを40％より多く使用したイソシアネート組成物を
使用して得られた軟質フォームは引裂強度、伸び、引張
強度共に大きく低下し、自動車メーカーがクッション材
に要求する機械強度に達しない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−172011（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−138095（ＪＰ，Ａ) 特開平３−68620（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08G 18/72 C08J 9/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２個のヒドロキシル基を有し、
そのヒドロキシル基の少なくとも15モル％が第１級ヒド
ロキシル基である分子量1000から20000のポリオール成
分と、少なくとも２個のイソシアネート基を有するポリ
イソシアネート成分とを、発泡剤、触媒及びその他の適
宜の助剤の存在下で、かつ、酸化アンチモン、ポリハロ
ゲン化芳香族化合物及びアルミナ三水化物の不存在下に
反応させて軟質ポリウレタン弾性フォームを製造するに
当たり、該ポリイソシアネート成分が、（ａ）ジフェニルメタンジイソシアネートとトルエンジ
イソシアネートの混合物及び／またはこれらの誘導体混
合物と、（ｂ）官能基数３以上のポリフェニルポリメチレンポリ
イソシアネートから成るポリイソシアネートであり、該ポリイソシアネート成分（ａ＋ｂ）100重量部に対し
て（ｂ）成分が多くとも18重量部であり、かつ該ポリイ
ソシアネート成分100重量部に対してトルエンジイソシ
アネート及び／またはその誘導体の総量が10重量部を超
え50重量部以下であり、残部がジフェニルメタンジイソ
シアネート及び／またはその誘導体である製造方法によ
って得られたフリー発泡でのコア密度が15〜45kg/m³で
あり、反発弾性が60〜69％、かつ、引裂き強度が0.50〜
0.60kg/cmであることを特徴とする軟質ポリウレタン弾
性フォーム。
【請求項２】ジフェニルメタンジイソシアネートとトル
エンジイソシアネートの混合物及び／またはこれらの誘
導体のイソシアネート基含量が41.0〜20.0％であること
を特徴とする請求項（１）記載の軟質ポリウレタン弾性
フォーム。
【請求項３】イソシアネート基とこれと反応し得る活性
水素原子との比率（NCO/H）が0.50〜1.50である請求項
（１）記載の軟質ポリウレタン弾性フォーム。