JP6484622B2 - 軟質ポリウレタンフォーム、及びシート用パッド - Google Patents

Description

本発明は、自動車部品、室内生活用品などの各種成形品に用いられる軟質ポリウレタンフォーム、及びその軟質ポリウレタンフォームを用いたシート用パッド（シート用クッション材）に関する。
本願は、２０１４年６月１２日に日本に出願された特願２０１４−１２１９１８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

軟質ポリウレタンフォームは、自動車などの乗り物のシート用パッド、室内用の椅子、寝具などのクッション材、家屋のフローリング用緩衝材などの様々な用途に用いられている。用途に応じて種々の機械的特性が求められており、自動車のシート用パッドにおいては快適な座り心地が求められている。

適度な反発力を有し、軽量かつ振動吸収特性に優れたポリウレタンフォームとして、出願人は特許文献１のポリウレタンフォームを提案した。このポリウレタンフォームは、ポリオール成分とイソシアネート成分とを含むポリウレタン発泡原液が発泡成形されたポリウレタンフォームであって、分子量、不飽和度及び分子量／官能基数を特定の範囲に規定したポリエーテルポリオールが主成分として用いられ、更に有機化処理された無機充填材が配合されている。

日本国特開２００８−１２７５１４号公報

近年、乗り物のシート用パッドにおいては、着座時の快適さと安定感が一層強く求められている。例えば、自動車が緩いカーブを走行したり、走行中に車線変更したりした時に発生する横方向へのＧ（遠心方向の加速度）が乗員に加わった場合に、乗員の臀部及び背部のうち少なくとも臀部を充分に支えて、ぐらつき感（横ズレする感触）を低減することが求められている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、快適な座り心地と確かな安定感を備えたシート用パッド、及びそのシート用パッドを実現し得る軟質ポリウレタンフォームの提供を課題とする。

［１］ ポリオール、ポリイソシアネート、架橋剤、発泡剤、及び触媒を含有する発泡原液を発泡成形して得られる軟質ポリウレタンフォームであって、前記ポリオールとして、重量平均分子量Ｍｗが３０００〜１２０００であり且つ官能基数が３〜４であるポリエーテルポリオールを含有し、エチレンオキシド基／プロピレンオキシド基（モル比）が１００以上の前記架橋剤とグリセリンとを、前記架橋剤：グリセリンが２：１〜１：２の質量比で含有し、前記架橋剤の官能基数が４であり、前記ポリイソシアネートとして、ジフェニルメタンジイソシアネートをイソシアネート当量で７０以上含有する軟質ポリウレタンフォーム。

本発明の軟質ポリウレタンフォームを形成する発泡原液は新規な組成を有する。この結果、着座時の適度な反発力及び横方向への加速度が加わった場合のぐらつき感の低減によって、従来とは異なる快適な座り心地と安定感が得られる。

作製した軟質ポリウレタンフォームの厚み方向の剛性分布を示すグラフである。

以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されない。

本発明の軟質ポリウレタンフォームの好適な実施形態は、ポリオール、ポリイソシアネート、架橋剤、発泡剤、及び触媒を含有する発泡原液を発泡成形して得られる軟質ポリウレタンフォームである。上記発泡原液を構成する材料の特徴として、下記（Ａ）〜（Ｄ）が挙げられる。

（Ａ） ポリオール成分として、重量平均分子量Ｍｗが３０００〜１２０００であり、且つ官能基数（ヒドロキシル基の数）が３〜４であるポリエーテルポリオールを含有する。
（Ｂ） 架橋剤成分として発泡原液中に含まれる化合物の全体（架橋剤の総体）におけるエチレンオキシド基／プロピレンオキシド基（モル比）は１００以上である。
（Ｃ） 連通化剤として含まれる化合物の全体におけるエチレンオキシド基／プロピレンオキシド基（モル比）が２以上である。
（Ｄ） ポリイソシアネートとして、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）をイソシアネート当量で７０以上含有する。

＜ポリオール成分＞
前記発泡原液を構成するポリオール成分として、重量平均分子量Ｍｗが３，０００〜１２，０００であり、且つ官能基数（ヒドロキシル基の数）が３〜４であるポリエーテルポリオールを含有する。上記ポリエーテルポリオールとしては、反応性が良好であることから、アルキレンオキシドの開環重合により得られるポリエーテルポリオールが好ましい。アルキレンオキシドとしては、プロピレンオキシド（ＰＯ）、エチレンオキシド（ＥＯ）等が挙げられる。ポリエーテルポリオールの材料として使用されるアルキレンオキシドは１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。

前記発泡原液を構成するポリエーテルポリオールとしては、原料活性の観点から、上記ＰＯ及びＥＯを併用して得られたポリエーテルポリオールが好適である。ＰＯとＥＯとの配合比（モル比）は特に限定されず、例えば、ＥＯ／ＰＯ（モル比）として、８／９２〜２５／７５が好ましく、１３／８７〜２０／８０がより好ましい。ＥＯ／ＰＯ（モル比）が上記範囲であると、反応性が良好なポリエーテルポリオールを容易に生成することができる。

前記発泡原液を構成するポリエーテルポリオールの一分子中に含まれるヒドロキシル基（官能基）の数は３〜４個であることが好ましく、３．５〜４個であることがさらに好ましい。これらの好適な範囲であると、発泡原液の粘度が適度となり、優れた物性を有する軟質ポリウレタンフォームが得られる。なお、任意成分として、前記（Ａ）のポリエーテルポリオールに加えて、官能基が２個のポリエーテルポリオールを併用しても構わない。

前記発泡原液を構成するポリエーテルポリオールの重量平均分子量Ｍｗとしては、３，０００〜１２，０００が好ましく、３，０００〜８，０００がより好ましく、５，０００〜８，０００がさらに好ましい。ポリエーテルポリオールの重量平均分子量が１２，０００以下であると、前記発泡原液の粘度が大きくなりすぎず、撹拌効率が良好になる。一方、ポリエーテルポリオールの重量平均分子量が３，０００以上であると、良好な反発弾性を有する軟質ポリウレタンフォームが得られる。ここで、重量平均分子量Ｍｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ法）によってポリスチレン換算値として算出した値である。

前記発泡原液を構成するポリエーテルポリオールの不飽和度は、０．０３ミリ当量／ｇ以下であることが好ましい。上記不飽和度が０．０３ミリ当量／ｇ以下であると、耐久性等の物性が良好な軟質ポリウレタンフォームが得られる。ここで、「不飽和度」とは、ＪＩＳ Ｋ １５５７−１９７０に準拠し、試料中の不飽和結合に酢酸第二水銀を作用させて遊離する酢酸を水酸化カリウムで滴定する方法にて測定した、総不飽和度（ミリ当量／ｇ）を意味する。

前記ポリオール成分として前記発泡原液に含有されるポリエーテルポリオールは１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。

前記ポリオール成分として前記発泡原液に含有されるポリエーテルポリオールが１種類である場合、重量平均分子量が７０００以上であり、且つ、官能基が４個（４官能）であるポリエーテルポリオールが含有されることが好ましい。前記ポリエーテルポリオールであると、発泡成形によって得られた軟質ポリウレタンフォームをシート用パッドとして使用した場合の前述のぐらつき感を大幅に低減することができる。

前記発泡原液が発泡成形されてなる軟質ポリウレタンフォームに所望の物性を容易に付与する観点から、前記発泡原液に含まれるポリオール成分の総質量に対する、前記（Ａ）のポリエーテルポリオールに該当する１種類又は２種類以上のポリエーテルポリオールの合計の含有量は、６０質量％以上が好ましく、７０〜１００質量％がより好ましく、８０〜１００質量％がさらに好ましく、８５〜１００質量％が最も好ましい。

前記発泡原液を構成するポリオール成分として、前記ポリエーテルポリオールに加えて、ポリマーポリオールを併用しても良い。前記ポリマーポリオールとしては、ポリウレタン発泡成形体用として汎用されるポリマーポリオールが適用可能である。例えば、ポリアルキレンオキシドからなる重量平均分子量Ｍｗが３，０００〜８，０００、より好ましくは４，０００〜７，０００のポリエーテルポリオールに、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン共重合体等のポリマー成分をグラフト共重合させたポリマーポリオールが挙げられる。前記ポリアルキレンオキシドの原料となるアルキレンオキシドとしては、官能基（重合性基）としてプロピレンオキシド（ＰＯ）を含むアルキレンオキシドが好ましく、プロピレンオキシドのみを含むアルキレンオキシド、又はプロピレンオキシド及びエチレンオキシド（ＥＯ）を共に含むアルキレンオキシドがより好ましい。また、上記ポリマーポリオールの総質量に対する上記ポリマー成分の含有量は、２５〜５０質量％であることが好ましい。

前記発泡原液を構成するポリオール成分として、ポリエーテルポリオールとポリマーポリオールとを混合する場合の混合比としては、ポリエーテルポリオール／ポリマーポリオール（質量比）として、７０／３０〜９９／１が好ましく、８０／２０〜９９／１がより好ましく、８５／１５〜９９／１がさらに好ましい。上記範囲であると、所望の物性を有する軟質ポリウレタンフォームが得られ易い。

＜ポリイソシアネート成分＞
前記発泡原液を構成するポリイソシアネート成分として、ジフェニルメタンジイソシアネートをイソシアネート当量で７０以上含有する。

ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）は、ポリウレタンフォームの分野で一般的に使用されるポリイソシアネート成分である。具体的なＭＤＩとしては、一般にモノメリックＭＤＩと称される４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（4,4-MDI）、２，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（2,4-MDI）、２，２−ジフェニルメタンジイソシアネート（2,2-MDI）、ポリメリックＭＤＩ、粗（クルード）ＭＤＩ等が挙げられる。前記発泡原液において、１種類のＭＤＩが単独で含有されてもよいし、２種類以上のＭＤＩが含有されてもよい。

前記発泡原液に含まれるポリイソシアネートの総量を表す「イソシアネート当量」は、前記発泡原液中の活性水素量（モル）を１００とした時の、イソシアネート基のモル比を意味する。

前記発泡原液に含まれるＭＤＩに由来するイソシアネート当量は、少なくとも７０以上であり、７０〜１２０が好ましく、８０〜１００がより好ましい。上記イソシアネート当量が７０以上であると、発泡原液の撹拌不良を防ぐことができる。上記イソシアネート当量が１２０以下であると、フォームの崩壊の発生を防ぐことができる。

任意成分として、前記（Ｄ）のＭＤＩに加えて、ＭＤＩ以外の公知のポリイソシアネート成分を少量加えても構わない。例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、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、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等が挙げられる。

前記発泡原液が発泡成形されてなる軟質ポリウレタンフォームに所望の物性を容易に付与する観点から、前記発泡原液に含まれるポリイソシアネート成分の総質量に対する、前記（Ｄ）のジフェニルメタンジイソシアネートの１種類又は２種類以上の合計の含有量は、７０質量％以上が好ましく、８０〜１００質量％がより好ましく、９０〜１００質量％がさらに好ましく、９５〜１００質量％が最も好ましい。

また、前記発泡原液に含まれるポリイソシアネート成分の総質量に対する、前記（Ｄ）のジフェニルメタンジイソシアネートを構成するピュアＭＤＩの含有量は、４０質量％以上が好ましく、５０〜９０質量％がより好ましく、５５〜８５質量％がさらに好ましく、６０〜８０質量％が最も好ましい。

＜架橋剤成分＞
前記発泡原液が発泡成形されてなる軟質ポリウレタンフォームが所望の物性を有するために、前記発泡原液を構成する架橋剤成分として、前記ポリイソシアネート成分に対する反応性が水よりも高い架橋剤が、主成分として含まれることが好ましい。通常、グリセリン、エチレンオキシド基を有する架橋剤（ＥＯ系架橋剤）、水、プロピレンオキシド基を有する架橋剤（ＰＯ系架橋剤）の順で、前記ポリイソシアネート成分に対する反応性が低下する。これに基づいて、前記発泡原液に架橋剤として含有される１種又は２種以上の化合物の全体が有するＥＯ基とＰＯ基のモル比（ＥＯ基のモル数／ＰＯ基のモル数）は１００以上であることが好ましく、１０５以上であることがより好ましく、１１０以上であることがさらに好ましい。このモル比は高い程好ましい。つまり、前記発泡原液において、ＰＯ基を有する架橋剤が実質的には含有されないことが好ましい。

ここで、エチレンオキシド基（ＥＯ基）は、エチレンオキシドを構成する水素原子が１つ除かれた１価の結合手を有する基を意味する。プロピレンオキシド基（ＰＯ基）は、プロピレンオキシドを構成する水素原子が１つ除かれた１価の結合手を有する基を意味する。

具体的な架橋剤成分としては、ポリウレタンフォームの分野で使用される公知の架橋剤が適用できる。架橋剤の分子量は、通常１０００以下であることが好ましい。上記ＥＯ基／ＰＯ基のモル比を大きくする観点から、「ＥＯ（基）／ＰＯ（基）＝１００／０」と表示された市販の架橋剤が好ましい。

前記発泡原液に含まれる架橋剤は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。ＥＯ基／ＰＯ基（モル比）が１００以上の架橋剤とグリセリンを併用する場合、前記架橋剤／グリセリンの質量比は、１０：１〜１：１０が好ましく、５：１〜１：５がより好ましく、２：１〜１：２が更に好ましい。

前記発泡原液に含まれる架橋剤成分の合計の含有量は、前記ポリオール成分１００質量部に対して、０．５〜１０質量部であることが好ましく、１〜５質量部であることがより好ましい。上記範囲の上限値以下であると、独泡性が高くなりすぎたり、成形が困難になったり、フォームの崩壊を防止できる。上記範囲の下限値以上であると、架橋剤の効果が十分に得られる。

連通化剤としては、架橋剤を用い、ＥＯ（基）／ＰＯ（基）＝２以上が好ましい。

＜発泡剤成分＞
前記発泡原液を構成する発泡剤成分としては、水を用いることが好ましい。水はポリイソシアネートと反応して炭酸ガスを発生するため、発泡剤として機能する。
前記発泡原液中の水の含有量としては、ポリオール成分１００質量部に対して、１〜７質量部であることが好ましく、２〜５質量部であることがより好ましい。上記範囲であると、所望の物性を有する軟質ポリウレタンフォームが容易に得られる。また、得られた軟質ポリウレタンフォームの熱圧縮残留歪み特性が劣化することを防止できる。

＜触媒成分＞
前記発泡原液を構成する触媒成分としては、ポリウレタンフォームの分野で使用される公知の触媒が挙げられる。公知の触媒としては、アミン系触媒、スズ触媒が挙げられる。

通常、公知の触媒は大きく分けて、ポリウレタンの樹脂化を促進する樹脂化触媒と、ポリイソシアネート成分の発泡を促す泡化触媒と、に分類される。
好適な樹脂化触媒は、ポリイソシアネートとポリオールの反応を特に促進する第三級アミン触媒であり、特に限定するものではないが、例えば、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、及び１−メチルイミダゾール、１、２−ジメチルイミダゾール、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、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）が挙げられる。また好適な泡化触媒は、イソシアネ−トと水の反応を特に促進し、炭酸ガスを有効に発生させる第三級アミン触媒であり、一般的にフォームの流動性、寸法安定性改良に使用される。泡化触媒としては特に限定するものではないが、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ″−ペンタメチルジエチレントリアミン、及びＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ''' ，Ｎ''' −ヘキサメチルトリエチレンテトラミン等が挙げられる。

前記発泡原液には、触媒成分として、樹脂化触媒及び泡化触媒のうち、少なくとも樹脂化触媒が含有されることが好ましい。
前記発泡原液に含有される、樹脂化触媒：泡化触媒の質量比は、１００：０〜１００：１００が好ましく、１００：０〜１００：５０がより好ましく、１００：０〜１００：２０がさらに好ましい。

前記樹脂化触媒である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）の含有量は、前記ポリオール成分１００質量部に対して、０．１〜２．０質量部であることが好ましく、０．２〜１．５質量部であることがより好ましく、０．３〜１．２質量部であることがさらに好ましく、０．４〜０．９質量部であることが特に好ましい。上記範囲であると、所望の物性を有する軟質ポリウレタンフォームが容易に得られる。

前記樹脂化触媒である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）と、前記泡化触媒とを併用する場合は、両触媒の合計の含有量が、前記ポリオール成分１００質量部に対して、０．１〜１．５質量部であることが好ましく、０．４〜１．２質量部であることがより好ましく、０．７〜１．０質量部であることがさらに好ましい。上記範囲であると、所望の物性を有する軟質ポリウレタンフォームが容易に得られる。

前記アミン系触媒としては、ポリオール類とポリイソシアネート類との樹脂化（ゲル化）反応を促進し、ウレタン結合生成を促進するために、ゲル化触媒定数に対する泡化触媒定数の比が１０×１０^−１以下である樹脂化触媒を用いることが好ましい。
ここで、ゲル化触媒定数は、ポリオール類とポリイソシアネート類との樹脂化反応の速度を決定する定数であり、その値が大きくなると発泡体の架橋密度が高くなって発泡体の機械的物性が良好になる。具体的には、トリレンジイソシアネートとジエチレングリコールとのゲル化反応の反応定数が用いられる。一方、泡化触媒定数は、ポリイソシアネート類と水との泡化反応の速度を決定する定数であり、その値が大きくなると発泡体のセルの連通性が高められる。具体的には、トリレンジイソシアネートと水との泡化反応の反応定数が用いられる。上記２つの触媒定数の比は、両方の触媒のバランスを表す。
好適なアミン系触媒の例を、前記樹脂化触媒の具体例も含めて以下に例示する。

前記樹脂化触媒の具体例として、前述した触媒も含めて、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、トリエチレンジアミンとポリプロピレングリコールとの混合物、Ｎ,Ｎ,Ｎ′,Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ′,Ｎ′−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ′,Ｎ″,Ｎ″−ペンタメチル−（３−アミノプロピル）エチレンジアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ′,Ｎ″,Ｎ″−ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ′,Ｎ′−テトラメチルグアニジン、１３５−トリス（Ｎ,Ｎ−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン等の第３級アミン、１−メチルイミダゾール、１,２−ジメチルイミダゾール、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、その他Ｎ,Ｎ,Ｎ′,Ｎ′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ−メチル−Ｎ′−（２−ジメチルアミノエチル）ピペラジン、Ｎ,Ｎ′−ジメチルピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン等が挙げられる。

前記発泡原液における前記アミン系触媒の含有量は、前記ポリオール成分１００質量部に対して、０．１〜０．４質量部であることが好ましく、０．２〜０．４質量部であることがより好ましく、０．３〜０．４質量部であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値０．１質量部以上であるとフォームの崩壊を防止できる。上記範囲の上限値０．４質量部以下であると独立気泡となってシュリンクが発生することを防止できる。

前記スズ触媒の具体例としては、スタナスオクトエート、スタナスラウレート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジマレエート、ジブチルスズジアセテート、ジオクチルスズジアセテート、オクチル酸スズ等の公知の有機スズ触媒が挙げられる。

前記発泡原液における前記スズ触媒の含有量は、前記ポリオール成分１００質量部に対して、０．０１〜０．５質量部であることが好ましく、０．０１〜０．４質量部であることがより好ましく、０．０１〜０．２質量部であることが更に好ましい。

＜整泡剤成分＞
前記発泡原液には、整泡剤が含まれてもよい。整泡剤としては、ポリウレタンフォームの分野で使用される公知の整泡剤が適用可能であり、例えば、シリコーン系整泡剤、アニオン系整泡剤、カチオン系整泡剤が挙げられる。これらの整泡剤には、分子鎖末端に水酸基を有する整泡剤が含まれる。

前記発泡原液における整泡剤の含有量は、前記ポリオール成分１００質量部に対して、０．１〜５質量部が好ましく、０．２〜３質量部がより好ましく、０．３〜０．８質量部が更に好ましい。通常、５質量部以下の含有割合で、整泡剤としての効果が充分に得られる。また、０．１質量部以上の含有割合であると、ポリオール成分とポリイソシアネート成分の攪拌性が向上し、所望の物性を有する軟質ポリウレタンフォームが得られ易い。

＜その他の任意成分＞
前記発泡原液には、必要に応じて各種添加剤を配合することができる。例えば、顔料等の着色剤、鎖延長剤、炭酸カルシウム等の充填材、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、カーボンブラック等の導電性物質、抗菌剤などを配合することができる。各種添加剤の配合量は、用途や目的に応じて適宜調整される。

＜発泡原液の調製方法＞
前記発泡原液の調製方法は、特に限定されず、例えば、ポリイソシアネート成分を除いた、残りの各成分からなる混合物（以下、「ポリオール混合物」と略記することがある。）を調製し、その後、ポリイソシアネート成分と混合して、発泡原液を得る調製方法が挙げられる。

前記ポリオール混合物の調製は、発泡剤である水と触媒成分との接触を減らすために、ポリオール成分に対して、まず触媒成分を混合し、次いで、整泡剤成分、架橋剤成分、及び必要に応じて任意成分を混合し、最後に、発泡剤である水を混合することが好ましい。
その後、軟質ポリウレタンフォームを発泡成形する工程において、前記ポリオール混合物とポリイソシアネート成分とを混合し、発泡原液を調製することが好ましい。

調製された前記ポリオール混合物の液温２５℃における粘度は、２，４００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１，８００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。これらの好適な粘度範囲であると、発泡原液の攪拌効率が良好となり、発泡原液の全体で均一に充分な量の発泡が得られ、所望の物性を有する軟質ポリウレタンフォーム（発泡成形体）が得られ易くなる。

前記発泡原液を使用して、軟質ポリウレタンフォームを発泡成形する方法は、特に制限されず、例えば、金型内に形成されたキャビティ内に発泡原液を注入し、発泡成形する公知の方法が適用できる。

上記の公知の方法において、発泡原液を構成する各成分の分離を防止するために、キャビティ内に発泡原液を注入する直前に、上述の各成分を混合して発泡原液を調製することが好ましい。注入する発泡原液の液温は、１０〜５０℃であることが好ましく、２０〜４０℃であることがより好ましく、２５〜３５℃であることが更に好ましい。金型の温度は、４０〜８０℃であることが好ましく、５０〜７０℃であることがより好ましく、６０〜６５℃であることが更に好ましい。発泡原液の液温及び金型の温度が上記の好適な範囲であると、適切な発泡が得られる。発泡に続いて、金型内において硬化させた後、脱型することによって、目的の軟質ポリウレタンフォームが得られる。ここで得られた軟質ポリウレタンフォームについて、公知の除膜処理を更に施してもよい。

＜軟質ポリウレタンフォームの厚み方向における剛性分布について＞
発泡成形の方法によらず、本発明にかかる軟質ポリウレタンフォームは、発泡成形時の下層から上層へ向かう厚み方向（すなわち鉛直線に沿う上向きの方向）に向かって、徐々に剛性（硬度）が高まる傾向にある。つまり、本発明にかかる軟質ポリウレタンフォームの厚み方向の剛性分布が、連続的な増加傾向又は減少傾向を示す。ここで、軟質ポリウレタンフォームの発泡成形時の下層から上層へ向かう方向に見るとその剛性分布は増加傾向を示すが、同じ軟質ポリウレタンフォームを発泡成形時の上層から下層へ向かう方向に見るとその剛性分布は減少傾向を示す。

本発明にかかる軟質ポリウレタンフォームが上記の剛性分布を呈するメカニズムの詳細は不明であるが、前記発泡原液を構成する各成分の組み合わせが要因であると考えられる。特に、架橋剤成分が有する主な重合性基（反応性基）がＥＯ基であり、架橋効果が実質的に発揮される程度のＰＯ基が架橋剤成分に含まれないこと、及び、ポリイソシアネート成分の大部分として、ＭＤＩが含まれ、ＴＤＩが少ない又は含まれないこと、が大きな要因であると考えられる。また、架橋剤成分としてグリセリンが含有されること、触媒成分として樹脂化触媒が含有されていることも、上記の剛性分布が呈されることに少なからず寄与していると考えられる。

また、上記の剛性分布を呈する軟質ポリウレタンフォームを厚み方向に切断したとき、その断面に現れる発泡セル形状の扁平の度合が、発泡成形時の上層から下層へ向けて、徐々に大きくなる傾向が見られる。つまり、発泡成形により得られた軟質ポリウレタンフォームにおいて、発泡成形時の下層に位置する発泡セルは、重力方向に押し潰されて横に長い扁平形状（楕円形状）を呈し、中層に位置する発泡セルにおける扁平の度合は比較的緩和されて円に近づき、上層に位置する発泡セルにおける扁平の度合は更に緩和されて、より一層円に近くなる傾向が見られる。このように、軟質ポリウレタンフォームの厚み方向の断面に現れる発泡セルの形状の変化は、上記の剛性分布の傾向と相関があると考えられる。

なお、本発明にかかる軟質ポリウレタンフォームの「軟質」は、それを手で押したり、その上に座ったりしたときに、前記軟質ポリウレタンフォームが変形して凹む程度の硬さ（剛性）であることを意味する。

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

［実施例１〜３０、比較例１〜６］
表１〜表５に示す配合で、ポリイソシアネート以外の成分を含む混合液と、ポリイソシアネートとを混合して、発泡原液を調製した。この発泡原液を金型に注入して、発泡成形することにより、厚み７０ｍｍのシート用パッドを製造した。得られたシート用パッドについて、下記の測定方法により硬度を測定し、以下の評価を行った。

＜各深さ位置における硬度の測定＞
以下、発泡成形時の上下の向きを反転させて、発泡成形時の下面を表面と見て、発泡成形時の上面を裏面と見る。この理由は、軟質ポリウレタンフォームをシート用パッドとして使用する場合、シート用パッドの座面に対応する前記表面側が柔らかく、座面と反対側の前記裏面側が硬い構成であると、安定した座り心地が得られ易いからである。

厚み７０ｍｍのシート用パッドの表面から、たて２０ｍｍ×よこ２０ｍｍ×厚み１５ｍｍの評価サンプルをそれぞれ４サンプルを切り出して、硬度を測定した。

上記測定の結果を表１〜５に示す。表中、測定値の単位は（単位：Ｎ／ｍｍ^２）である。また、表中、「表層からの深さ１０．５％」の欄が第一評価サンプルに対応し、「表層からの深さ３１．６％」の欄が第二評価サンプルに対応し、「表層からの深さ５２．６％」の欄が第三評価サンプルに対応し、「表層からの深さ７３．７％」の欄が第四評価サンプルに対応する。

＜２５％硬度＞
上記で測定した硬度とは別に、各成形体についてＪＩＳ Ｋ ６４００−２に準拠して、２５％硬度を測定した。各測定値（単位：Ｎ／ｍｍ^２）を表１〜５に示す。

＜硬度比＞
上記で測定した、表面からの深さ位置が異なる４箇所の硬度の測定値の平均を算出して、その平均値に対する各箇所の硬度比を算出した。この硬度比は、発泡成形体の厚み方向の平均的な硬度に対する各箇所（各深さ位置）の硬度の比を意味する。これらの結果を表１〜５に示す。また、実施例１〜９及び比較例１〜６に関し、横軸に各深さ位置をとり、縦軸に硬度比をとったグラフを図１に示す。

＜ぐらつき感の低減に関する評価基準＞
深さ１０．５％（第一評価サンプル）の硬度比が深さ３１．６％（第二評価サンプル）の硬度比よりも大きい場合、シート用パッドとして求められる安定感が足りず、横方向のＧが加わった場合のぐらつき感が大きい「×」と判断した。
深さ１０．５％の硬度比が深さ３１．６％の硬度比よりも小さく、且つ、深さ１０．５％の硬度比が０．８５以上１未満である場合、シート用パッドとして求められる安定感が少し感じられ、横方向のＧが加わった場合のぐらつき感が少し低減されている「△」と判断した。
深さ１０．５％の硬度比が深さ３１．６％の硬度比よりも小さく、且つ、深さ１０．５％の硬度比が０．７５以上０．８５未満である場合、シート用パッドとして求められる安定感があり、横方向のＧが加わった場合のぐらつき感が低減されている「○」と判断した。
深さ１０．５％の硬度比が深さ３１．６％の硬度比よりも小さく、且つ、深さ１０．５％の硬度比が０．７０以上０．７５未満である場合、シート用パッドとして求められる安定感が良好であり、横方向のＧが加わった場合のぐらつき感の低減が良好である「◎」と判断した。
深さ１０．５％の硬度比が深さ３１．６％の硬度比よりも小さく、且つ、深さ１０．５％の硬度比が０．７０未満である場合、シート用パッドとして求められる安定感が優れ、横方向のＧが加わった場合のぐらつき感の低減が優れている「◎◎」と判断した。これらの評価結果を表６及び表７に示す。

図１のグラフに示されているように、実施例１〜９の軟質ポリウレタンフォームは、表面から裏面へ向けた厚み方向の硬度が連続的に増加している。つまり、厚み方向の剛性分布が連続的な増加傾向を示している。この結果、シート用パッド用途において求められるぐらつき感が充分に低減されている。また、表面付近の硬度比が比較的小さいため、着座時の反発力が適度であり、座面からの圧迫感が少ないため、従来とは異なる快適な座り心地が得られる。

実施例１０〜３０（不図示）の軟質ポリウレタンフォームも同様に、表面から裏面へ向けた厚み方向の硬度が連続的に増加している。この結果、シート用パッド用途において求められるぐらつき感が充分に低減されている。また、表面付近の硬度比が比較的小さいため、着座時の反発力が適度であり、座面からの圧迫感が少ないため、従来とは異なる快適な座り心地が得られる。

実施例１〜３０の軟質ポリウレタンフォームが上記の剛性分布を示す要因として、軟質ポリウレタンフォームの発泡原液に、主要なポリイソシアネート成分としてＭＤＩが含まれていること、架橋剤としてのグリセリンが多く含まれていること、ＰＯ系架橋剤が実質的に含まれておらず、主要な架橋剤成分としてＥＯ系架橋剤が含まれていること、主要な触媒成分として樹脂化触媒が含まれていること、の何れか１つ以上が考えられる。

一方、比較例１〜２の軟質ポリウレタンフォームは、図１のグラフから明らかなように、深さ１０．５％の硬度比よりも、深さ３１．６％の硬度比が低下している。このような剛性分布であると、横方向のＧが加わった場合に、着座面に近い表層よりも深い中層において軟質ポリウレタンフォームが横ズレする感触が生じて、ぐらつき感が生じ易い。

比較例１〜２の軟質ポリウレタンフォームが上記の剛性分布を示す原因として、軟質ポリウレタンフォームの発泡原液に、架橋剤としてのグリセリンが含まれていないこと、架橋剤としてＰＯ系架橋剤が多く含まれていること、触媒として泡化触媒が多く含まれていること、整泡剤が多く含まれていること、の何れか１つ以上が考えられる。

比較例３〜６、及び、比較例７〜９（不図示）の軟質ポリウレタンフォームは、比較例１〜２よりもぐらつき感が改善されている。図１に示された厚み方向の剛性分布は連続的な増加傾向を示しているが、深さ１０．５％の硬度比が実施例と比べて高いため、着座時の安定感（フォールド感）及び横方向のＧが加わった場合の安定感が相対的に少なく、ぐらつき感の低減が相対的に少ない。

比較例３の軟質ポリウレタンフォームが上記の剛性分布を示す原因として、軟質ポリウレタンフォームの発泡原液に、架橋剤が含まれていないこと、触媒として泡化触媒が多く含まれていること、整泡剤が多く含まれていること、の何れか１つ以上が考えられる。

比較例４〜６の軟質ポリウレタンフォームが上記の剛性分布を示す原因として、軟質ポリウレタンフォームの発泡原液に、架橋剤としてＰＯ系架橋剤が多く含まれていること、触媒として泡化触媒が多く含まれていること、整泡剤が多く含まれていること、の何れか１つ以上が考えられる。

比較例７（不図示）の軟質ポリウレタンフォームが上記の剛性分布を示す原因として、軟質ポリウレタンフォームの発泡原液に、ポリマーポリオールが含まれていること、架橋剤としてのグリセリンが含まれていないこと、触媒として泡化触媒が多く含まれていること、の何れか１つ以上が考えられる。

比較例８（不図示）の軟質ポリウレタンフォームが上記の剛性分布を示す原因として、軟質ポリウレタンフォームの発泡原液に、ポリマーポリオールが含まれていること、架橋剤としてのグリセリンが含まれていないこと、触媒としてトリエチレンジアミンが含まれていること、の何れか１つ以上が考えられる。

比較例９（不図示）の軟質ポリウレタンフォームが上記の剛性分布を示す原因として、軟質ポリウレタンフォームの発泡原液に、ポリマーポリオールが含まれていること、架橋剤が含まれていないこと、整泡剤が含まれていないこと、触媒としてN,N-ジメチルデシルアミンが多く含まれていること、の何れか１つ以上が考えられる。

上記表１〜５に記載した各材料の詳細は、以下の通りである。
「ポリエーテルポリオールＡ１−１」は、ＥＯ／ＰＯモル比１３／８７、重量平均分子量７０００、３官能のポリエーテルポリオールである。
「ポリエーテルポリオールＡ１−２」は、ＥＯ／ＰＯモル比１５／８５、重量平均分子量６０００、３官能のポリエーテルポリオールである。
「ポリエーテルポリオールＡ１−３」は、ＥＯ／ＰＯモル比１５／８５、重量平均分子量５０００、３官能のポリエーテルポリオールである。
「ポリエーテルポリオールＡ１−４」は、ＥＯ／ＰＯモル比１６／８４、重量平均分子量７０００、４官能のポリエーテルポリオールである。
「ポリマーポリオールＡ２−１」は、固形分３３％、水酸基価２３ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量５４００、３．２官能のポリマーポリオール（三洋化成工業株式会社製、商品名：KC855）である。

「架橋剤Ｃ−１」は、ＥＯ／ＰＯモル比０／１００の市販の架橋剤（商品名：SC 490）である。
「架橋剤Ｃ−２」は、ＥＯ／ＰＯモル比１００／０、分子量４００、官能基数４の市販のポリエーテルポリオール（商品名：ポリエーテルポリオールＥ）である。
「架橋剤Ｃ−３」は、グリセリンである。
「架橋剤Ｄ−１」は、分子量３４００、ｆ＝３、ＥＯ％＝７０％、ＥＯ／ＰＯモル比ランダムの市販の架橋剤（商品名：FA103）である。
「架橋剤Ｄ−２」は、分子量３４００、ｆ＝６、ＥＯ％＝８２％、ＥＯ／ＰＯモル比ランダムの市販の架橋剤（商品名：M9185）である。
「架橋剤Ｄ−３」は、分子量７０００、ｆ＝３、ＥＯ％＝７０％、ＥＯ／ＰＯモル比ランダムの市販の架橋剤（商品名：FA153）である。

「触媒Ｅ−１」は、アミン系の樹脂化触媒（エアープロダクツ社製、商品名：Dabco MP602）である。
「触媒Ｅ−２」は、市販の樹脂化触媒であり、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）である。
「触媒Ｅ−３」は、市販の泡化触媒であり、ビス［２−（ジメチルアミノ）エチル］エーテル（エアープロダクツ社製、商品名：Dabco NE300）である。
「触媒Ｅ−４」は、市販の泡化触媒（花王社製、商品名：ファーミン DM1098）であり、Ｎ，Ｎ−ジメチルデシルアミンである。
「触媒Ｅ−５」は、市販のジエタノールアミンである。
「触媒Ｅ−６」は、ＴＯＹＯＣＡＴ ＥＴ３３Ｂ（東ソー社製）である。
「触媒Ｅ−７」は、市販のトリエチレンジアミン（３３％）（商品名：33LV）である。

「整泡剤Ｆ−１」は、エボニック社製の低活性型のシリコーン系整泡剤（商品名：Ｂ８７４６）である。
「整泡剤Ｆ−２」は、エボニック社製の低活性型のシリコーン系整泡剤（商品名：Ｂ８７３４）である。
「整泡剤Ｆ−３」は、エボニック社製の高活性型のシリコーン系整泡剤（商品名：Ｂ８７４２）である。
「発泡剤Ｇ−１」は、水である。
「ポリイソシアネート（Ｂ−１）」は、DOW社製の「ＮＥ１３５」と称されるＭＤＩ系のイソシアネートである。ＴＤＩ系のイソシアネートは実質的に含まれない。
「ポリイソシアネート（Ｂ−２）」は、万華化学社製の「ＷＡＮＮＡＴＥ８８００１」と称されるイソシアネートである。
「ポリイソシアネート（Ｂ−３）」は、SBU社製の「Ｊ２４３」と称されるイソシアネートである。
「ポリイソシアネート（Ｂ−４）」は、DOW社製の「ＮＥ１３５」と称されるＭＤＩ系のイソシアネートが７５に対し、SBU社製の「４４Ｖ２０」と称されるイソシアネートが２５の割合で混合されている。
「ポリイソシアネート（Ｂ−５）」は、DOW社製の「ＮＥ１３５」と称されるＭＤＩ系のイソシアネートが５０に対し、SBU社製の「４４Ｖ２０」と称されるイソシアネートが５０の割合で混合されている。「ポリイソシアネート（Ｂ−６）」は、DOW社製の「ＮＥ１３５」と称されるＭＤＩ系のイソシアネートが９０に対し、ＴＤＩ（Ｔ−８０）が１０の割合で混合されている。

以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項（クレーム）の範囲によってのみ限定される。

本発明によれば、本発明に係る軟質ポリウレタンフォームは、乗り物のシート用パッドとして広く利用可能である。また、快適な座り心地と確かな安定感を備えたシート用パッド、及びそのシート用パッドを実現し得る軟質ポリウレタンフォームを提供することができる。

Claims (7)

1. ポリオール、ポリイソシアネート、架橋剤、発泡剤、及び触媒を含有する発泡原液を発泡成形して得られる軟質ポリウレタンフォームであって、
   前記ポリオールとして、重量平均分子量Ｍｗが３０００〜１２０００であり且つ官能基数が３〜４であるポリエーテルポリオールを含有し、
   エチレンオキシド基／プロピレンオキシド基（モル比）が１００以上の前記架橋剤とグリセリンとを、前記架橋剤：グリセリンが２：１〜１：２の質量比で含有し、
   前記架橋剤の官能基数が４であり、
   前記ポリイソシアネートとして、ジフェニルメタンジイソシアネートをイソシアネート当量で７０以上含有する軟質ポリウレタンフォーム。
2. 前記触媒として、樹脂化触媒及び泡化触媒のうち少なくとも樹脂化触媒を含有し、
   前記樹脂化触媒：前記泡化触媒の質量比が１００：０〜１００：１００である請求項１に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
3. 前記発泡原液に含まれるポリエーテルポリオールが１種であり、前記ポリエーテルポリオールが有する官能基数が３．５以上である請求項１又は２に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
4. 前記ポリオールとして、ポリマーポリオールを含有する請求項１〜３の何れか一項に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
5. 前記軟質ポリウレタンフォームの厚み方向の剛性分布が、連続的な増加傾向又は減少傾向を示す請求項１〜４の何れか一項に記載の軟質ポリウレタンフォーム。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の軟質ポリウレタンフォームが使用されたシート用パッド。
7. 連通化剤をさらに含み、前記連通化剤として含まれる化合物の全体におけるエチレンオキシド基／プロピレンオキシド基（モル比）が２以上である、請求項１〜６の何れか一項に記載の軟質ポリウレタンフォーム。

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