JP4532161B2 - Polyurethane foam and headrest for headrest - Google Patents
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本発明は、例えば自動車内の座席の上端部に取付けられ、乗員の頭部への衝撃を和らげるためのヘッドレストの内部に装填されるヘッドレスト用ポリウレタンフォーム及びヘッドレストに関するものである。 The present invention relates to a headrest polyurethane foam and a headrest, for example, which are attached to an upper end portion of a seat in an automobile and are loaded inside a headrest for reducing an impact on an occupant's head.
一般に自動車内の座席の上端部に取付けられるヘッドレストは、袋状の表皮内にヘッドレストステーを挿入した状態でポリウレタンフォームが内包されて構成されている。ここで用いられるヘッドレストステーは、鋼材によって形成された丸棒が所定箇所で折曲げられて例えば逆U字状に形成された後にクロムメッキが施されて構成されている。表皮内に内包されるポリウレタンフォームとしては、活性水素化合物と有機ポリイソシアネートとを反応させ、かつ発泡剤で発泡させた軟質ポリウレタンフォームが知られている(例えば、特許文献1を参照)。活性水素化合物として具体的には、ヒドロキシル当量が900〜1500で、末端にエチレンオキシド単位を5〜30重量%含有するポリエーテルトリオールと、ヒドロキシル当量が1010〜1500で、末端にエチレンオキシド単位を5〜30重量%含有するポリエーテルジオールとが所定比率で配合されたものが用いられている。
ところで、輸出用のヘッドレストステー等の場合には、輸送の都合上折曲げられていない丸棒のままの状態でメッキが施されて輸出され、現地で折曲げて使用される。そのような場合には、ヘッドレストステーの折曲げ部分がメッキ後に折曲げられて使用されることから、その折曲げ部分のメッキに微細なクラックが入り、そのような微細なクラックがヘッドレストステーの腐食を生じさせる原因になる。更には、ヘッドレストステーの折曲げ部分に対するポリウレタンフォームの密着性が低下するという問題があった。 By the way, in the case of an export headrest stay or the like, it is plated and exported in the state of a round bar that is not bent for the convenience of transportation, and is used after being bent locally. In such a case, since the bent part of the headrest stay is used after being plated, fine cracks enter the plating of the bent part, and such fine cracks corrode the headrest stay. It causes to cause. Furthermore, there is a problem that the adhesiveness of the polyurethane foam to the bent portion of the headrest stay is lowered.
前記特許文献1に記載の軟質ポリウレタンフォームは、衝撃を効果的に吸収してヘッドレストとしての機能を充分に発揮させることを目的としている。そのような目的を達成すべく反発弾性率が30%以下、圧縮荷重の温度依存性が0.030kg/cm2となるように、ポリウレタンフォームの原料組成が前記のように設定されている。しかしながら、この原料組成では特に触媒との関連付けがないため、ヘッドレストステーに対するポリウレタンフォームの密着性が充分ではなく、ポリオールとポリイソシアネートとの反応性も不足してポリウレタンフォームに破れやひけが発生するおそれがあった。その場合、ヘッドレストステーとポリウレタンフォームとの間に隙間が生じ、ヘッドレストステーが外気に晒されてその折曲げ部分に腐食が発生する原因に繋がる。このような不具合は、ヘッドレストステーの折曲げ加工後にメッキを施す場合には問題とならないが、ヘッドレストステーのメッキ後に折曲げ加工を施す場合には問題となる可能性があった。 The flexible polyurethane foam described in Patent Document 1 is intended to effectively absorb the impact and to fully exhibit the function as a headrest. In order to achieve such an object, the raw material composition of the polyurethane foam is set as described above so that the resilience modulus is 30% or less and the temperature dependence of the compression load is 0.030 kg / cm 2 . However, since this raw material composition is not particularly associated with the catalyst, the polyurethane foam has insufficient adhesion to the headrest stay, and the reactivity between the polyol and the polyisocyanate is insufficient, and the polyurethane foam may be torn or sink. was there. In that case, a gap is generated between the headrest stay and the polyurethane foam, which leads to the cause of the headrest stay being exposed to the outside air and causing corrosion at the bent portion. Such a problem does not become a problem when plating is performed after the headrest stay is bent, but may be a problem when bending is performed after the headrest stay is plated.
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、ヘッドレストステーがメッキ後に折曲げられた場合において、その折曲げ部分に対するポリウレタンフォームの密着性を向上させることができると共に、ヘッドレストステーの折曲げ部分に腐食が生ずることを抑制することができるヘッドレスト用ポリウレタンフォーム及びヘッドレストを提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. The purpose is to improve the adhesion of polyurethane foam to the bent part when the headrest stay is bent after plating, and to suppress the corrosion of the bent part of the headrest stay. It is an object of the present invention to provide a polyurethane foam for a headrest and a headrest.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明のヘッドレスト用ポリウレタンフォームは、袋状の表皮内にヘッドレストステーを挿入した状態で内包されてヘッドレストを形成するためのポリウレタンフォームであって、前記ヘッドレストステーが金属材料の表面にメッキを施した後に折曲げ形成され、その折曲げ部分がヘッドレスト内に位置すると共に、該折曲げ部分における腐食の発生を防止すべくポリウレタンフォームの製造原料がポリエーテルポリオール、ポリイソシアネート及びそれらの反応を促進させるための触媒及び発泡剤を少なくとも含有し、前記ポリエーテルポリオールが多価アルコールにプロピレンオキシドとエチレンオキシドとを付加重合させた重合体であって、ポリエチレンオキシド単位を20モル%以上含むものであり、触媒がポリイソシアネートと反応性の触媒及び非反応性の触媒を含み、非反応性の触媒が揮発性を有する化合物であることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the polyurethane foam for a headrest according to the first aspect of the present invention is a polyurethane foam for forming a headrest by being encapsulated in a state in which a headrest stay is inserted into a bag-like skin. The headrest stay is bent after the surface of the metal material is plated, and the bent portion is located in the headrest, and a polyurethane foam manufacturing raw material is used to prevent the occurrence of corrosion in the bent portion. At least a polyether polyol, a polyisocyanate, a catalyst for accelerating their reaction, and a blowing agent, wherein the polyether polyol is a polymer obtained by addition polymerization of propylene oxide and ethylene oxide to a polyhydric alcohol, Contains 20 mol% or more of ethylene oxide units Are those, the catalyst comprises a reaction of the catalyst and non-reactive catalyst and polyisocyanate, it is characterized in that the non-reactive catalyst is a compound having a volatility.
請求項2に記載の発明のヘッドレスト用ポリウレタンフォームは、袋状の表皮内にヘッドレストステーを挿入した状態で内包されてヘッドレストを形成するためのポリウレタンフォームであって、前記ヘッドレストステーが金属材料の表面にメッキを施した後に折曲げ形成され、その折曲げ部分がヘッドレスト内に位置すると共に、該折曲げ部分における腐食の発生を防止すべくポリウレタンフォームの製造原料がポリエーテルポリオール、ポリイソシアネート及びそれらの反応を促進させるための触媒及び発泡剤を少なくとも含有し、前記ポリエーテルポリオールが多価アルコールにプロピレンオキシドとエチレンオキシドとを付加重合させた重合体であって、ポリエチレンオキシド単位を10〜20モル%含むものであり、触媒がポリイソシアネートと反応性の触媒及び非反応性の触媒を含み、かつ非反応性の触媒が揮発性の低い化合物と揮発性の高い化合物とよりなることを特徴とするものである。 A polyurethane foam for a headrest according to a second aspect of the present invention is a polyurethane foam for forming a headrest by being included in a state where the headrest stay is inserted into a bag-shaped skin, wherein the headrest stay is a surface of a metal material. In order to prevent the occurrence of corrosion in the bent portion, the polyurethane foam production raw material is polyether polyol, polyisocyanate, and their components. It contains at least a catalyst for promoting the reaction and a foaming agent, and the polyether polyol is a polymer obtained by addition polymerization of propylene oxide and ethylene oxide to a polyhydric alcohol, and contains 10 to 20 mol% of polyethylene oxide units. And the catalyst is poly It includes a cyanate-reactive catalyst and non-reactive catalyst, and in which non-reactive catalyst is characterized more becomes possible with a highly volatile compound having low volatile compounds.
請求項3に記載の発明のヘッドレストは、袋状の表皮内にヘッドレストステーを挿入した状態で、請求項1又は請求項2に記載のヘッドレスト用ポリウレタンフォームが内包されていることを特徴とするものである。 A headrest according to a third aspect of the present invention is characterized in that the headrest polyurethane foam according to the first or second aspect is contained in a state in which the headrest stay is inserted into a bag-shaped skin. It is.
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項1に記載の発明のヘッドレスト用ポリウレタンフォームは、ポリエーテルポリオールが多価アルコールにプロピレンオキシドとエチレンオキシドとを付加重合させた重合体で構成され、ポリエチレンオキシド単位が20モル%以上含まれている。このため、ポリウレタンフォームには、ポリエチレンオキシド単位が10〜20モル%の通常のポリウレタンフォームに比べて水酸基が多く含まれ、ヘッドレストステーに対する結合力が高まると共に、ポリイソシアネートとの反応性が高くなると考えられる。従って、ヘッドレストステーがメッキ後に折曲げられた場合において、ヘッドレストステーの折曲げ部分に対するポリウレタンフォームの密着性を向上させることができる。
According to the present invention, the following effects can be exhibited.
The polyurethane foam for a headrest according to claim 1 is composed of a polymer obtained by addition polymerization of propylene oxide and ethylene oxide to a polyhydric alcohol in a polyether polyol, and contains 20 mol% or more of polyethylene oxide units. . For this reason, the polyurethane foam contains more hydroxyl groups than ordinary polyurethane foam having 10 to 20 mol% of polyethylene oxide units, which increases the binding force to the headrest stay and increases the reactivity with the polyisocyanate. It is done. Therefore, when the headrest stay is bent after plating, the adhesion of the polyurethane foam to the bent portion of the headrest stay can be improved.
しかも、触媒にはポリイソシアネートと反応性の触媒及びポリイソシアネートと非反応性で揮発性の触媒が用いられている。このため、ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとの反応性が高められると考えられる。従って、ポリウレタンフォームの破れやひけが抑制され、ヘッドレストステーが外気に晒されず、また水分の侵入を防止でき、ヘッドレストステー表面における酸化が防止される。その結果、ヘッドレストステーがメッキ後に折曲げられた場合において、その折曲げ部分に腐食が生ずることを抑制することができる。更に、ポリエーテルポリエーテルとポリイソシアネートとの反応後における触媒は、ポリウレタンフォームに組み込まれるか、或は揮発して残存しない。従って、ヘッドレストステーの折曲げ部分に触媒に基づく腐食が生ずることを抑制することができる。 Moreover, a catalyst reactive with polyisocyanate and a non-reactive and volatile catalyst with polyisocyanate are used as the catalyst. For this reason, it is thought that the reactivity of polyether polyol and polyisocyanate is improved. Accordingly, tearing or sinking of the polyurethane foam is suppressed, the headrest stay is not exposed to the outside air, moisture can be prevented from entering, and oxidation on the headrest stay surface is prevented. As a result, when the headrest stay is bent after plating, it is possible to suppress corrosion at the bent portion. Furthermore, the catalyst after the reaction between the polyether polyether and the polyisocyanate is either incorporated into the polyurethane foam or volatilizes and does not remain. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of corrosion based on the catalyst at the bent portion of the headrest stay.
上記のように、ポリウレタンフォームがヘッドレストステーに密着されるため、それらの間に隙間の形成が抑えられて外気との接触が遮断されると同時に、ポリウレタンフォームに破れやひけが生じないため、ヘッドレストステーへの外気の導入が回避されると考えられる。その結果、ヘッドレストステーがメッキ後に折曲げられた場合において、その折曲げ部分に腐食が生ずることを抑制することができる。 As mentioned above, since polyurethane foam is closely attached to the headrest stay, the formation of a gap between them is suppressed and contact with the outside air is blocked, and at the same time, polyurethane foam is not torn or sinked. It is thought that the introduction of outside air to the stay will be avoided. As a result, when the headrest stay is bent after plating, it is possible to suppress corrosion at the bent portion.
請求項2に記載の発明のヘッドレスト用ポリウレタンフォームは、ポリエーテルポリオール中のポリエチレンオキシド単位の含有量が10〜20モル%であるが、非反応性の触媒として揮発性の高い化合物が含まれている。このため、ポリウレタンフォーム中に触媒を残存させることなく、ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとの反応性を向上させることができる。従って、請求項1に係る発明と同様の効果を発揮させることができる。 The polyurethane foam for a headrest according to claim 2 has a polyethylene oxide unit content of 10 to 20 mol% in the polyether polyol, but contains a highly volatile compound as a non-reactive catalyst. Yes. For this reason, the reactivity of polyether polyol and polyisocyanate can be improved, without leaving a catalyst in a polyurethane foam. Therefore, the same effect as that of the invention according to claim 1 can be exhibited.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は請求項2に係るポリウレタンフォームの発明の作用及び効果をヘッドレストにおいて発揮させることができる。
According to the invention described in
以下、本発明を具体化した実施形態について、図面を参酌して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態のヘッドレスト11を構成する表皮12は、全体として袋状をなすように形成され、その底面中央にはスリット状の開口部13が設けられると共に、その開口部13の両端位置にはステー孔14が形成されている。表皮12の内部には、金属材料例えば鋼鉄製のヘッドレストステー15の基端部が挿入され、その両脚部が前記ステー孔14から外方へ突出している。表皮12の内部にはヘッドレストステー15が挿入された状態でポリウレタンフォーム16が内包されている。ヘッドレストステー15は、表皮12内の内奥部で直角に折曲げられた一対の第1折曲げ部15aと、ステー孔14側で鈍角に折曲げられた一対の第2折曲げ部15bとを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
このヘッドレストステー15は、鋼鉄製の丸棒材表面にクロムメッキを施した後、ヘッドレスト11の製造時に一対の第1折曲げ部15aと一対の第2折曲げ部15bとにおいて折曲げ形成されたものである。従って、これらの第1折曲げ部15aと第2折曲げ部15bとにおいて、クロムメッキの皮膜にマイクロクラックが入りやすく、それらの部分から腐食(錆)が発生しやすい。
The
そして、このヘッドレストステー15の挿入状態で、表皮12の内部に開口部13から注入されたポリウレタンフォーム16の製造原料(液状)が反応され、発泡膨張されてヘッドレスト11全体が枕状に成形されている。ここで、ヘッドレスト11は、乗員の頭部に接触する前面部分が水平方向の断面において左右両端部が前方に膨らむように全体として凹曲面状に形成されている。
In the inserted state of the headrest stay 15, the raw material (liquid) of the polyurethane foam 16 injected from the
前記表皮12は、例えば本革や合成皮革等よりなる外側のレザー表皮12aと、その内側全体に接合配置されたポリウレタンフォームよりなる弾性スラブ12bと、ポリウレタン等よりなる樹脂フィルム12cとがフィルムラミネート法により積層されて構成されている。
The
そして、このヘッドレスト11を製造する際には、次のような方法が採られる。すなわち、表皮12を作製するための積層体を三次元形状に曲げて縫製することにより袋状に形成した後、それを開口部13から表裏を反転させて、袋状の表皮12を作製する。続いて、この表皮12の内部にヘッドレストステー15を挿入し、その状態で、表皮12を上下逆にして図示しない成形型内にセットする。ヘッドレストステー15は鋼鉄製の丸棒材表面にクロムメッキを施した後に、逆U字状に折曲げかつ上部両側が斜め後方へ傾斜するように折曲げたものである。
And when manufacturing this
そして、表皮12の内部に開口部13からポリウレタンフォーム16の液状をなす製造原料を注入してポリオール、ポリイソシアネート等を反応させると同時に、発泡膨張させる。これにより、表皮12及びヘッドレストステー15をポリウレタンフォーム16の成形層と一体化させ、ヘッドレスト11を製造する。
And the manufacturing raw material which makes the liquid form of the polyurethane foam 16 from the opening
前記ポリウレタンフォームの製造原料はポリオール、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤、整泡剤等よりなっている。そして、ポリウレタンフォームはポリオールとポリイソシアネートとを、触媒、発泡剤等の存在下に反応させると共に、発泡させることによって得られる。ポリオールとしては、ポリイソシアネートとの反応性に優れているという点と、ポリエステルポリオールのように加水分解をしないという点から、ポリエーテルポリオールが用いられる。 The raw material for producing the polyurethane foam is composed of polyol, polyisocyanate, catalyst, foaming agent, foam stabilizer and the like. And a polyurethane foam is obtained by making a polyol and polyisocyanate react with presence of a catalyst, a foaming agent, etc., and making it foam. As the polyol, polyether polyol is used because it is excellent in reactivity with polyisocyanate and does not hydrolyze like polyester polyol.
ポリエーテルポリオールとしては、多価アルコールにプロピレンオキシドとエチレンオキシドとを付加重合させた重合体よりなるポリエーテルポリオール、その変性体等が用いられる。変性体としては、前記ポリエーテルポリオールにアクリロニトリル又はスチレンを付加させたもの、或はアクリロニトリルとスチレンの双方を付加させたもの等が挙げられる。ここで、多価アルコールは1分子中に水酸基を複数個有する化合物である。多価アルコールとしては、グリセリン、ジプロピレングリコール等が挙げられる。 As the polyether polyol, a polyether polyol composed of a polymer obtained by addition polymerization of propylene oxide and ethylene oxide to a polyhydric alcohol, a modified product thereof, and the like are used. Examples of the modified product include those obtained by adding acrylonitrile or styrene to the polyether polyol, or those obtained by adding both acrylonitrile and styrene. Here, the polyhydric alcohol is a compound having a plurality of hydroxyl groups in one molecule. Examples of the polyhydric alcohol include glycerin and dipropylene glycol.
ポリエーテルポリオールとして具体的には、グリセリンにプロピレンオキシドを付加重合させ、更にエチレンオキシドを付加重合させたトリオール、ジプロピレングリコールにプロピレンオキシドを付加重合させ、更にエチレンオキシドを付加重合させたジオール等が挙げられる。これらのポリエーテルポリオールは、末端に第1級の水酸基を有していることから、ポリイソシアネートとの反応性が高い。ポリエーテルポリオールの平均分子量は2000〜6000であることが好ましい。この平均分子量が2000未満の場合には得られるポリウレタンのフォーム成形の安定性が著しく低下し、6000を越える場合にはポリウレタンフォームの反発が著しく大きくなり、クッション性すなわちエネルギー吸収率が低下する。 Specific examples of polyether polyols include triols obtained by addition polymerization of propylene oxide to glycerin and addition polymerization of ethylene oxide, and diols obtained by addition polymerization of propylene oxide to dipropylene glycol and addition polymerization of ethylene oxide. . Since these polyether polyols have a primary hydroxyl group at the terminal, the reactivity with the polyisocyanate is high. The average molecular weight of the polyether polyol is preferably 2000 to 6000. When the average molecular weight is less than 2000, the foam molding stability of the obtained polyurethane is remarkably lowered, and when it exceeds 6000, the resilience of the polyurethane foam is remarkably increased and the cushioning property, that is, the energy absorption rate is lowered.
ポリエーテルポリオール中のポリエチレンオキシド単位は20モル%以上である。この場合、ポリエーテルポリオールには、ポリエチレンオキシド単位が10〜20モル%の通常のポリウレタンフォームに比べて水酸基が多く含まれ、ヘッドレストステー15に対する結合力が高まると共に、ポリイソシアネートとの反応性が高くなる。従って、ヘッドレストステー15がメッキ後に折曲げられたものにおいて、ヘッドレストステー15の折曲げ部分、すなわち第1折曲げ部15a及び第2折曲げ部15bに対するポリウレタンフォーム16の密着性を向上させることができると共に、それらの折曲げ部分に腐食が生ずることを抑制することができる。このポリオールは、原料成分の種類、分子量、縮合度等を調整することによって、水酸基の官能基数や水酸基価を変えることができる。
The polyethylene oxide unit in the polyether polyol is 20 mol% or more. In this case, the polyether polyol contains more hydroxyl groups than a normal polyurethane foam having 10 to 20 mol% of polyethylene oxide units, increasing the binding force to the
次に、ポリエーテルポリオールと反応させるポリイソシアネートはイソシアネート基を複数有する化合物であって、具体的にはトリレンジイソシアネート(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、これらの変性物等が用いられる。 Next, the polyisocyanate to be reacted with the polyether polyol is a compound having a plurality of isocyanate groups, specifically, tolylene diisocyanate (TDI), 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,5-naphthalene diisocyanate ( NDI), triphenylmethane triisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), and modified products thereof.
ポリイソシアネートのイソシアネートインデックスは100以下又は100を越えてもよいが、通常70〜140程度の範囲である。ここで、イソシアネートインデックスは、ポリオールの水酸基及び発泡剤としての水に対するポリイソシアネートのイソシアネート基の比を百分率で表したものである。 The isocyanate index of the polyisocyanate may be 100 or less or more than 100, but is usually in the range of about 70 to 140. Here, the isocyanate index represents the ratio of the isocyanate group of the polyisocyanate to the hydroxyl group of the polyol and water as a blowing agent in percentage.
触媒はポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとのウレタン化反応を促進するためのものである。係る触媒としては、ジメチルエタノールアミン(DMEA)、トリエチレンジアミン(TEDA)、1−(ジメチルアミノエチル)−4−メチルピペラジン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N−ジメチルアミノ−エチルモルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等のアミン系化合物が挙げられる。 The catalyst is for accelerating the urethanization reaction between polyether polyol and polyisocyanate. Such catalysts include dimethylethanolamine (DMEA), triethylenediamine (TEDA), 1- (dimethylaminoethyl) -4-methylpiperazine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N-dimethylamino-ethylmorpholine. And amine compounds such as N-methylmorpholine and N-ethylmorpholine.
ジメチルエタノールアミン(沸点134℃)等は、ポリイソシアネートと反応する触媒で、ポリウレタンフォーム16中に組み入れられるものである。従って、そのような触媒は、ヘッドレストステー15の腐食に影響を与えることなく、その水酸基によって金属に対する接着性を向上させ得ると考えられる。
Dimethylethanolamine (boiling point 134 ° C.) is a catalyst that reacts with polyisocyanate and is incorporated into the polyurethane foam 16. Therefore, it is considered that such a catalyst can improve adhesion to a metal by its hydroxyl group without affecting the corrosion of the
トリエチレンジアミン(沸点174℃、蒸気圧2mmHg/20℃)、1−(ジメチルアミノエチル)−4−メチルピペラジン(蒸気圧0.1mmHg/20℃)、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル等は、ポリイソシアネートと反応しない触媒で、ポリウレタンフォーム16中に組み入れられないものである。従って、ヘッドレストステー15の腐食に影響を与える可能性があるが、揮発性を有することから、触媒としての機能を果たした後には揮発して残存しないものである。
Triethylenediamine (boiling point 174 ° C., vapor pressure 2 mmHg / 20 ° C.), 1- (dimethylaminoethyl) -4-methylpiperazine (vapor pressure 0.1 mmHg / 20 ° C.), bis (2-dimethylaminoethyl) ether, etc. A catalyst that does not react with the polyisocyanate and is not incorporated into the polyurethane foam 16. Therefore, there is a possibility of affecting the corrosion of the
N,N−ジメチルアミノ−エチルモルホリン(蒸気圧3mmHg/20℃)、N−エチルモルホリン(蒸気圧6mmHg/20℃)、N−メチルモルホリン(蒸気圧17mmHg/20℃)等のモルホリン類は、ポリイソシアネートと反応しない触媒で、ポリウレタンフォーム16中に組み入れられないものである。従って、ヘッドレストステー15の腐食に影響を与える可能性があるが、揮発性が高いことから、触媒としての機能を果たした後には揮発して全く残存しないものである。
Morpholines such as N, N-dimethylamino-ethylmorpholine (
本実施形態においては、ポリエーテルポリオールが多価アルコールにプロピレンオキシドとエチレンオキシドとを付加重合させた重合体である。そして、ポリエチレンオキシド単位を20モル%以上含むものである場合には、触媒はポリイソシアネートと反応性の触媒及び非反応性の触媒を含み、非反応性の触媒が揮発性を有する化合物で構成される。また、ポリエーテルポリオールがエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体であって、ポリエチレンオキシド単位を10〜20モル%含むものである場合には、触媒はポリイソシアネートと反応性の触媒及び非反応性の触媒を含み、かつ非反応性の触媒が揮発性の低い化合物と揮発性の高い化合物とより構成される。 In the present embodiment, the polyether polyol is a polymer obtained by addition polymerization of propylene oxide and ethylene oxide to a polyhydric alcohol. And when it contains 20 mol% or more of a polyethylene oxide unit, a catalyst contains a polyisocyanate and a reactive catalyst and a non-reactive catalyst, and a non-reactive catalyst is comprised with the compound which has volatility. When the polyether polyol is a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide and contains 10 to 20 mol% of polyethylene oxide units, the catalyst is a catalyst reactive with polyisocyanate and a non-reactive catalyst. The contained and non-reactive catalyst is composed of a low volatility compound and a high volatility compound.
ここで、揮発性を有するというのは、沸点約180℃以下が目安である。また、揮発性の高い触媒と揮発性の低い触媒という場合には、揮発性の高い触媒が蒸気圧3mmHg/20℃以上、揮発性の低い触媒が蒸気圧3mmHg/20℃未満であることを意味する。 Here, the standard for volatility is a boiling point of about 180 ° C. or lower. In addition, in the case of a highly volatile catalyst and a low volatile catalyst, it means that a highly volatile catalyst has a vapor pressure of 3 mmHg / 20 ° C or higher, and a low volatile catalyst has a vapor pressure of less than 3 mmHg / 20 ° C. To do.
発泡剤はポリウレタンを発泡させてポリウレタンフォーム16とするためのものである。この発泡剤としては、水のほかペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、炭酸ガス等が用いられる。その他ポリウレタンフォーム16の製造原料としては、シリコーン、界面活性剤等の整泡剤、ポリアルキレンオキシドポリオール等のセルオープナー、縮合リン酸エステル等の難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、着色剤等を添加することができる。 The foaming agent is for foaming polyurethane to form polyurethane foam 16. As the foaming agent, pentane, cyclopentane, hexane, cyclohexane, dichloromethane, carbon dioxide, etc. are used in addition to water. Other raw materials for producing polyurethane foam 16 include foam stabilizers such as silicone and surfactant, cell openers such as polyalkylene oxide polyols, flame retardants such as condensed phosphate esters, antioxidants, plasticizers, UV absorbers, Coloring agents and the like can be added.
前記ポリオールとポリイソシアネートとのウレタン化反応を行なう場合には、ワンショット法又はプレポリマー法が採用される。ワンショット法は、ポリオールとポリイソシアネートとを直接反応させる方法である。プレポリマー法は、ポリオールとポリイソシアネートとの各一部を事前に反応させて末端にイソシアネート基又は水酸基を有するプレポリマーを得、それにポリオール又はポリイソシアネートを反応させる方法である。ワンショット法はプレポリマー法に比べて製造工程が一工程で済み、製造条件の制約も少ないことから好ましい方法であり、製造コストを低減させることができる。 When the urethanization reaction between the polyol and the polyisocyanate is performed, a one-shot method or a prepolymer method is employed. The one-shot method is a method in which a polyol and polyisocyanate are directly reacted. The prepolymer method is a method in which a part of a polyol and a polyisocyanate is reacted in advance to obtain a prepolymer having an isocyanate group or a hydroxyl group at a terminal, and the polyol or polyisocyanate is reacted therewith. The one-shot method is a preferable method because the manufacturing process is one step compared to the prepolymer method, and there are few restrictions on the manufacturing conditions, and the manufacturing cost can be reduced.
さて、ヘッドレスト用のポリウレタンフォーム16を製造する場合には、まず表皮12を作製するための積層体を縫製して袋状に形成した後、それを開口部13から反転させて、袋状の表皮12を作製する。次いで、表皮12の内部にヘッドレストステー15を挿入した状態で成形型内にセットする。
When manufacturing polyurethane foam 16 for a headrest, first, a laminated body for producing the
そして、表皮12の内部に開口部13からポリウレタンフォーム16の製造原料を注入してポリオール、ポリイソシアネート等を反応させると同時に、発泡膨張させる。これにより、表皮12及びヘッドレストステー15をポリウレタンフォーム16の成形層と一体化させ、ヘッドレスト11を製造する。
And the raw material of the polyurethane foam 16 is inject | poured into the inside of the
この場合、ポリエーテルポリオール中にはポリエチレンオキシド単位が20モル%以上含まれているため、言い換えれば水酸基が多く含まれているため、ヘッドレストステー15に対するポリウレタンフォーム16の結合力が高められるものと考えられる。更には、ポリエーテルポリオールの水酸基によってポリイソシアネートとの反応性が高められ、ポリウレタンフォーム16の破れやひけが抑制される。しかも、触媒として非反応性の触媒が揮発性を有する化合物であることから、触媒がその機能を果たした後には揮発する。
In this case, since the polyether polyol contains 20 mol% or more of polyethylene oxide units, in other words, contains many hydroxyl groups, it is considered that the bonding force of the polyurethane foam 16 to the
また、ポリエーテルポリオール中のポリエチレンオキシド単位の含有量が10〜20モル%である場合には、非反応性の触媒として揮発性の高い化合物が含まれている。このため、ポリウレタンフォーム16中に触媒を残存させることなく、ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとの反応性を向上させることができる。 Further, when the content of the polyethylene oxide unit in the polyether polyol is 10 to 20 mol%, a highly volatile compound is contained as a non-reactive catalyst. For this reason, the reactivity of polyether polyol and polyisocyanate can be improved without leaving a catalyst in the polyurethane foam 16.
以上の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 実施形態におけるヘッドレスト用のポリウレタンフォーム16は、ポリエーテルポリオールが多価アルコールにプロピレンオキシドとエチレンオキシドとを付加重合させた重合体で構成され、ポリエチレンオキシド単位が20モル%以上含まれている。このため、ポリウレタンフォーム16には、ポリエチレンオキシド単位が10〜20モル%の通常のポリウレタンフォーム16に比べて水酸基が多く含まれ、ヘッドレストステー15に対する結合力が高められると推定される。よって、ヘッドレストステー15の折曲げ部分、すなわち第1折曲げ部15a及び第2折曲げ部15bに対するポリウレタンフォーム16の密着性を向上させることができる。
The effects exhibited by the above embodiment will be described below.
The polyurethane foam 16 for headrest in the embodiment is composed of a polymer in which polyether polyol is obtained by addition polymerization of propylene oxide and ethylene oxide to polyhydric alcohol, and includes 20 mol% or more of polyethylene oxide units. For this reason, it is estimated that the polyurethane foam 16 contains more hydroxyl groups than the normal polyurethane foam 16 having a polyethylene oxide unit of 10 to 20 mol%, and the binding force to the
また、ポリエーテルポリオールの水酸基によってポリイソシアネートとの反応性が高められると推定される。このため、ポリウレタンフォーム16の破れやひけが抑制され、ヘッドレストステー15が外気に晒されることが回避され、水分の侵入を防止でき、ヘッドレストステー15表面における酸化が避けられる。従って、ヘッドレストステー15がメッキ後に折曲げられた場合において、その折曲げ部分に腐食が生ずることを抑制することができる。
Moreover, it is estimated that the reactivity with polyisocyanate is improved with the hydroxyl group of polyether polyol. For this reason, tearing and sink marks of the polyurethane foam 16 are suppressed, the
更に、触媒として非反応性の触媒が揮発性を有する化合物であることから、触媒がその機能を果たした後に揮発し、ポリウレタンフォーム16中に残存することが回避される。このため、残存する触媒によってヘッドレストステー15に腐食が発生するという事態を防止することができる。
Furthermore, since the non-reactive catalyst is a volatile compound as a catalyst, it is avoided that the catalyst volatilizes after it performs its function and remains in the polyurethane foam 16. For this reason, it is possible to prevent the remaining catalyst from corroding the
・ また、ポリエーテルポリオール中のポリエチレンオキシド単位の含有量が10〜20モル%である場合には、非反応性の触媒として揮発性の高い化合物が含まれている。このため、ポリウレタンフォーム16中に触媒を残存させることなく、ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとの反応性を向上させることができる。従って、この場合にもポリエーテルポリオール中にポリエチレンオキシド単位が20モル%以上含まれている上記の場合と同様の効果を発揮させることができる。 -Moreover, when content of the polyethylene oxide unit in polyether polyol is 10-20 mol%, the highly volatile compound is contained as a non-reactive catalyst. For this reason, the reactivity of polyether polyol and polyisocyanate can be improved without leaving a catalyst in the polyurethane foam 16. Therefore, also in this case, the same effect as in the above case where the polyethylene polyol unit is contained in the polyether polyol by 20 mol% or more can be exhibited.
・ 以上のようなポリウレタンフォーム16が表皮に内包されて得られたヘッドレストは、ヘッドレストステー15の折曲げ部分に腐食が発生することなく、ヘッドレストとしての性能を長期にわたって維持することができる。
The headrest obtained by encapsulating the polyurethane foam 16 as described above in the skin can maintain the performance as a headrest for a long period of time without causing corrosion at the bent portion of the
以下に、実施例及び比較例を挙げ、前記実施形態を更に具体的に説明する。
(実施例1)
ヘッドレスト用のポリウレタンフォーム16の製造原料として、ポリエーテルポリオール50質量部、変性ポリエーテルポリオール50質量部、ポリイソシアネートとしてMDIと変性MDI(MDIのメチレン基が複数直鎖状に結合したもの)の混合物70質量部、反応性の触媒としてジメチルエタノールアミン(2−ジメチルアミノエタノール、DMEA)2.5質量部、非反応性の触媒としてトリエチレンジアミン(TEDA)1.0質量部、発泡剤として水3.5質量部及び整泡剤としてシリコーンオイル1質量部を混合した。ポリエーテルポリオールは、グリセリンにプロピレンオキシドを付加重合し、更にエチレンオキシドを付加重合して得られ、平均分子量が3000の重合体で、ポリエチレンオキシド単位が20モル%のものである。変性ポリエーテルポリオールは、上記ポリエーテルポリオールにアクリロニトリル(AN)とスチレン(St)の1:1(モル比)混合物を20質量%付加したものである。
Hereinafter, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
Example 1
As a raw material for producing polyurethane foam 16 for headrest, 50 parts by mass of polyether polyol, 50 parts by mass of modified polyether polyol, and a mixture of MDI and modified MDI as polyisocyanate (methylene groups of MDI combined in a straight chain) 70 parts by mass, 2.5 parts by mass of dimethylethanolamine (2-dimethylaminoethanol, DMEA) as a reactive catalyst, 1.0 part by mass of triethylenediamine (TEDA) as a non-reactive catalyst, and water as a blowing agent 5 parts by mass and 1 part by mass of silicone oil were mixed as a foam stabilizer. The polyether polyol is obtained by addition polymerization of propylene oxide to glycerin and addition polymerization of ethylene oxide. The polyether polyol is a polymer having an average molecular weight of 3000 and having 20 mol% of polyethylene oxide units. The modified polyether polyol is obtained by adding 20% by mass of a 1: 1 (molar ratio) mixture of acrylonitrile (AN) and styrene (St) to the polyether polyol.
一方、下型と上型とよりなるモールド成形用金型を40〜65℃に加熱すると共に、下型には鋼材表面にクロムメッキが施されたヘッドレストステー15を配置した。その後、前記製造原料を下型の成形凹部に注入した。次いで、上型を下型に型締めし、温度を上昇させてモールド成形を行い、ヘッドレストステー15がポリウレタンフォーム16中に埋め込まれたヘッドレスト11を製造した。得られたヘッドレスト11について、ヘッドレストステー15とポリウレタンフォーム16との接着性、ポリウレタンフォーム16の破れ、及びポリウレタンフォーム16のひけを観察し、下記に示す基準で評価を行った。それらの結果を表1に示した。
(ヘッドレストステー15とポリウレタンフォーム16との接着性)
○:接着性が良好であった。△:接着性が不充分であった。×:接着性が不良であった。
(ポリウレタンフォーム16の破れ)
○:破れがなく、良好であった。△:一部に破れが見られた。×:破れが多く不良であった。
(ポリウレタンフォーム16のひけ)
○:ひけがなく、良好であった。△:一部にひけが見られた。×:ひけが多く不良であった。
(実施例2)
実施例1において、ポリエーテルポリオールとしてポリエチレンオキシドの含有量が15質量%のものを用い、非反応性の触媒としてトリエチレンジアミンより揮発性の高いN,N−ジメチルアミノ−エチルモルホリンを0.5質量%を更に添加した。その他は、実施例1と同様にしてヘッドレストを製造した。
On the other hand, a mold mold composed of a lower mold and an upper mold was heated to 40 to 65 ° C., and a
(Adhesiveness between headrest stay 15 and polyurethane foam 16)
○: Adhesiveness was good. Δ: Adhesiveness was insufficient. X: Adhesiveness was poor.
(Polyurethane foam 16 is torn)
○: No tearing and good. Δ: Some tears were observed. X: Many tears were bad.
(Polish of polyurethane foam 16)
○: No sink marks and good. Δ: Sink was seen in part. X: Many sink marks were bad.
(Example 2)
In Example 1, a polyether polyol having a polyethylene oxide content of 15% by mass was used, and N, N-dimethylamino-ethylmorpholine having a higher volatility than triethylenediamine was used as a non-reactive catalyst in an amount of 0.5% by mass. % Was further added. The rest was manufactured in the same manner as in Example 1.
このヘッドレスト11について、実施例1と同様にヘッドレストステー15とポリウレタンフォーム16との接着性、ポリウレタンフォーム16の破れ、及びポリウレタンフォーム16のひけを観察して評価し、それらの結果を表1に示した。
(比較例1)
実施例2において、触媒であるモルホリンを添加しなかった以外は実施例1と同様にしてヘッドレストを製造した。
The
(Comparative Example 1)
In Example 2, a headrest was produced in the same manner as in Example 1 except that morpholine as a catalyst was not added.
このヘッドレストについて、実施例1と同様にヘッドレストステー15とポリウレタンフォーム16との接着性、ポリウレタンフォーム16の破れ、及びポリウレタンフォーム16のひけを観察して評価し、それらの結果を表1に示した。
This headrest was evaluated by observing and evaluating the adhesion between the
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ ポリエーテルポリオールとしてポリエチレンオキシド単位を20モル%以上含む場合、触媒として揮発性の高いモルホリン類を用いることができる。
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
When the polyethylene polyol unit is contained in an amount of 20 mol% or more as the polyether polyol, highly volatile morpholines can be used as the catalyst.
・ ポリエーテルポリオールとしてポリエチレンオキシド単位を20モル%以上含む場合、触媒として揮発性の高い触媒と揮発性の低い触媒とを組合せて用いることも可能である。 When the polyethylene polyol unit is contained in an amount of 20 mol% or more as the polyether polyol, it is also possible to use a combination of a highly volatile catalyst and a low volatile catalyst.
・ ヘッドレストステー15を形成する金属材料として錆が発生するおそれのある鉄合金等を使用したり、メッキの材料としてニッケル、亜鉛等を使用したりすることも可能である。 It is also possible to use an iron alloy or the like that may cause rust as the metal material forming the headrest stay 15 or to use nickel or zinc as a plating material.
更に、前記実施形態又は別例より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記非反応性の触媒で揮発性の低い化合物は、蒸気圧3mmHg/20℃未満のアミン系化合物であり、非反応性の触媒で揮発性の高い化合物は、蒸気圧3mmHg/20℃以上のアミン系化合物である請求項2に記載のヘッドレスト用ポリウレタンフォーム。このように構成した場合には、ポリウレタンフォームの形成後における触媒の残存を回避してヘッドレストステーの腐食を抑制することができる。
Furthermore, the technical idea which can be grasped from the embodiment or another example will be described below.
The non-reactive catalyst and low volatility compound is an amine compound having a vapor pressure of less than 3 mmHg / 20 ° C., and the non-reactive catalyst and highly volatile compound has a vapor pressure of 3 mmHg / 20 ° C. or higher. The polyurethane foam for headrest according to claim 2, which is an amine compound. In such a configuration, it is possible to avoid the remaining of the catalyst after the formation of the polyurethane foam and to suppress the corrosion of the headrest stay.
・ 前記非反応性の触媒で揮発性の高い化合物はモルホリン類である請求項2に記載のヘッドレスト用ポリウレタンフォーム。このように構成した場合には、ポリウレタンフォームの形成後における触媒の残存を確実に回避してヘッドレストステーの腐食を抑制することができる。 The polyurethane foam for headrest according to claim 2, wherein the non-reactive catalyst and the highly volatile compound are morpholines. When configured in this way, it is possible to reliably avoid the catalyst remaining after the formation of the polyurethane foam and suppress corrosion of the headrest stay.
11…ヘッドレスト、12…表皮、15…ヘッドレストステー、15a…折曲げ部分としての第1折曲げ部、15b…折曲げ部分としての第2折曲げ部、16…ポリウレタンフォーム。
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