JPH11286566A - 低反発性ウレタンフォーム - Google Patents

低反発性ウレタンフォーム

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JPH11286566A
JPH11286566A JP10246627A JP24662798A JPH11286566A JP H11286566 A JPH11286566 A JP H11286566A JP 10246627 A JP10246627 A JP 10246627A JP 24662798 A JP24662798 A JP 24662798A JP H11286566 A JPH11286566 A JP H11286566A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 室温において優れた低反発性を有し、かつ低
温でも硬度の上昇が少ない低反発性ウレタンフォームを
提供すること。 【解決手段】 ポリオール(a)、ポリイソシアネート
(b)、触媒(c)、および発泡剤(d)を含有するウ
レタンフォーム組成物を反応させて得られる低反発性ウ
レタンフォームであって、−70℃〜−20℃の温度範
囲と0℃〜60℃の温度範囲とに、少なくとも1つのガ
ラス転移点をそれぞれ有し、前記ガラス転移点を、10
ヘルツの振動数にて動的粘弾性測定を行なったときに得
られるtanδのピーク値として表わしたときに、−7
0℃〜−20℃の温度範囲におけるtanδのピーク値
が0.15以上であり、0℃〜60℃の温度範囲におけ
るtanδのピーク値が0.3以上の値を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた低反発性を
有し、衝撃吸収体、吸音体、振動吸収体として、また椅
子のクッション材やマットレスに用いた時に体圧分布が
より均一になり疲労感や床ずれが軽減される、低反発性
ウレタンフォームに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、衝撃吸収体、吸音体、振動吸
収体として、また椅子のクッション材やマットレスとし
て使用される低反発性ウレタンフォームが知られてい
る。この低反発性ウレタンフォームは、ウレタンフォー
ムの組成、すなわち、ポリイソシアネートの種類やポリ
オールの官能基数および水酸基価などを選択して、その
ウレタンフォームが使用される温度、すなわち、室温に
おいてガラス転移が起こるように処方され、このガラス
転移現象によって、低反発性が付与されるようにしてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、室温において
ガラス転移が起こるように処方されたウレタンフォーム
では、室温においては、このガラス転移現象によって優
れた低反発性を示すが、一方、このガラス転移が起こる
前の温度、例えば、0℃以下の低温では、ウレタンフォ
ームはガラス状態となり、室温に比べて著しく硬度が上
昇してしまうという不具合があった。
【0004】本発明は、上記した不具合に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、室温において優れた
低反発性を有し、かつ低温でも硬度の上昇が少ない低反
発性ウレタンフォームを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の低反発性ウレタンフォームは、ポリオール
(a)、ポリイソシアネート(b)、触媒(c)、およ
び発泡剤(d)を含有するウレタンフォーム組成物を反
応させて得られる低反発性ウレタンフォームであって、
−70℃〜−20℃の温度範囲と0℃〜60℃の温度範
囲とに、少なくとも1つのガラス転移点をそれぞれ有
し、前記ガラス転移点を、10ヘルツの振動数にて動的
粘弾性測定を行なったときに得られるtanδのピーク
値として表わしたときに、−70℃〜−20℃の温度範
囲におけるtanδのピーク値が0.15以上であり、
0℃〜60℃の温度範囲におけるtanδのピーク値が
0.3以上であることを特徴としている。
【0006】また、ポリオール(a)は、ポリオキシア
ルキレンポリオール、ビニル重合体含有ポリオキシアル
キレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオキ
シアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオール
からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好
ましい。
【0007】さらに、ポリオール(a)は、平均官能基
数1.5〜4.5で、水酸基価20〜70mgKOH/
gのポリオール(a−1)と、平均官能基数1.5〜
4.5で、水酸基価140〜300mgKOH/gのポ
リオール(a−2)とを含み、前記ポリオール(a)中
に、前記ポリオール(a−1)が32〜80重量%、前
記ポリオール(a−2)が20〜68重量%の範囲で含
有されていることが好ましい。
【0008】この場合、前記ポリオール(a−1)は、
ポリオキシアルキレンポリオールと、ポリオキシアルキ
レンポリエステルブロック共重合体ポリオールとを含
み、前記ポリオキシアルキレンポリオールと、前記ポリ
オキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオ
ールとは、前記ポリオール(a−1)中に、それぞれ3
0〜70重量%の範囲で含有されていることが好まし
く、前記ポリオール(a−2)は、オキシアルキレン単
位中にオキシエチレン単位が20重量%以上、とりわ
け、60重量%以上含有されているポリオキシアルキレ
ンポリオールであることが好ましい。
【0009】また、ポリイソシアネート(b)が、トル
エンジイソシアネートであることが好ましく、また、発
泡剤(d)が水であることが好ましい。
【0010】また、10ヘルツの振動数にて動的粘弾性
測定を行なったときに、tanδのピーク値とともに得
られる貯蔵弾性率(E’)が、0℃以上の温度におい
て、5MPa以下であることが好ましく、−20℃以上
の温度において、5MPa以下であることがさらに好ま
しい。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明においては、ポリオール
(a)、ポリイソシアネート(b)、触媒(c)、およ
び発泡剤(d)を含有するウレタンフォーム組成物を反
応させることによって、低反発性ウレタンフォームを得
る。
【0012】本発明に用いられるポリオール(a)とし
ては、ウレタンフォームの製造に通常使用されるポリオ
ールを用いることができ、このようなポリオールは、得
られたウレタンフォームに、−70℃〜−20℃の温度
範囲と0℃〜60℃の温度範囲とに、少なくとも1つ以
上のガラス転移点をそれぞれ与えることができるよう
に、適宜選択して用いられる。
【0013】このようなポリオール(a)は、ポリオキ
シアルキレンポリオール、ビニル重合体含有ポリオキシ
アルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ
オキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオ
ールからなる群から選ばれる少なくとも1種であること
が好ましい。
【0014】ポリオキシアルキレンポリオールとして
は、例えば、水、アルコール類、アミン類、アンモニア
等の開始剤にアルキレンオキサイドを付加させたものが
挙げられる。開始剤としてのアルコール類としては、例
えば、メタノール、エタノール等の1価アルコール類、
例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール等
の2価アルコール類、例えば、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン等の3価アルコール類、例えば、ペンタエ
リスリトール等の4価アルコール類、例えば、ソルビト
ール等の6価アルコール類、例えば、ショ糖等の8価ア
ルコール類等の1価または多価のアルコール類が挙げら
れる。また、開始剤としてのアミン類としては、例え
ば、ジメチルアミン、ジエチルアミン等の1価アミン
類、例えば、メチルアミン、エチルアミン等の2価アミ
ン類、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等の3価アミン類、例え
ば、エチレンジアミン等の4価アミン類、例えば、ジエ
チレントリアミン等の5価アミン類等の1価または多価
のアミン類が挙げられる。これら開始剤のうち、好まし
くは、1価ないし6価のアルコール類および1価ないし
5価のアミン類が挙げられる。
【0015】アルキレンオキサイドとしては、例えば、
エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2
−、1,3−、1,4−および2,3−ブチレンオキサ
イドおよびこれらの2種以上の併用が挙げられる。これ
らのうち、好ましくは、プロピレンオキサイドおよび/
またはエチレンオキサイドであり、これらを併用する場
合には、ブロックまたはランダムのいずれの付加形式で
あってもよく、好ましくは、ブロックの付加形式が挙げ
られる。
【0016】ビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポ
リオールとしては、上記に例示したポリオキシアルキレ
ンポリオール中で、ラジカル存在下、アクリロニトリ
ル、スチレン等のビニルモノマーを重合し安定分散させ
たものが挙げられる。ポリオキシアルキレンポリオール
中のビニル重合体の含量は、通常15〜45重量%であ
る。
【0017】ポリエステルポリオールとしては、例え
ば、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、1,2−プロピレングリコール、
トリメチレングリコール、1,3又は1,4−ブチレン
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
ンタエリスリトール、ソルビトール等の水酸基を2つ以
上有する化合物の1種又は2種以上と、例えば、アジピ
ン酸、コハク酸、マロン酸、マレイン酸、酒石酸、ピメ
リン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフ
タル酸、トリメリット酸等のカルボキシル基を2つ以上
有する化合物の1種又は2種以上との縮合重合により得
られるもの、あるいは、ε−カプロラクトン等の開環重
合により得られるものなどが挙げられる。
【0018】ポリオキシアルキレンポリエステルブロッ
ク共重合体ポリオールとしては、例えば、特公昭48−
10078号公報に記載されているように、ポリオキシ
アルキレンポリオールにポリエステル鎖をブロックした
構造のもの、すなわち、ポリオキシアルキレンポリオー
ルまたはヒドロキシル基を有するその誘導体の各ヒドロ
キシ基の水素原子と置換する部分が、一般式(1)
【0019】
【化1】 (式中、R1およびR2はそれぞれ2価の炭化水素基で
あり、nは平均1より大きい数を示す。)で表されるも
のが含まれる。一般式(1)中、R1で示される2価の
炭化水素残基としては、例えば、飽和脂肪族または芳香
族ポリカルボン酸残基、R2で示される2価の炭化水素
残基としては、例えば、環状エーテル基をもつ化合物が
開裂した残基があげられ、nは、好ましくは1〜20の
数である。このポリオキシアルキレンポリエステルブロ
ック共重合体ポリオールは、ポリオキシアルキレンポリ
オールに、ポリカルボン酸無水物とアルキレンオキシド
を反応させることにより得られる。
【0020】また、本発明に用いられるポリオール
(a)は、平均官能基数1.5〜4.5で、水酸基価2
0〜70mgKOH/g、好ましくは、水酸基価30〜
60mgKOH/gのポリオール(a−1)と、平均官
能基数1.5〜4.5で、水酸基価140〜300mg
KOH/g、好ましくは、水酸基価200〜270mg
KOH/gのポリオール(a−2)とを含有しているこ
とが好ましい。平均官能基数が1.5より小さいと、得
られたウレタンフォームの乾熱永久歪みのような物性が
著しく低下し、また、平均官能基数が4.5より大きい
と、得られたウレタンフォームの伸びが低下する一方で
硬度が高くなるため、引っ張り強度のような物性が低下
する場合がある。また、水酸基価がそれぞれ異なる20
〜70mgKOH/gのポリオール(a−1)と、14
0〜300mgKOH/gのポリオール(a−2)とを
含有させることにより、得られるウレタンフォームに、
−70℃〜−20℃の温度範囲と、0℃〜60℃の温度
範囲とのそれぞれに、ガラス転移点を容易に与えること
ができる。
【0021】さらに、ポリオール(a)中には、ポリオ
ール(a−1)が32〜80重量%、ポリオール(a−
2)が20〜68重量%の範囲で含有されていることが
好ましい。ポリオール(a−1)が32重量%より少な
いと、すなわち、ポリオール(a−2)が68重量%を
超える場合は、得られたウレタンフォームの−70℃〜
−20℃の温度範囲におけるtanδのピーク値が0.
15未満となり、室温での硬度が高くなる場合があり、
一方、ポリオール(a−1)が80重量%を超える場
合、すなわち、ポリオール(a−2)が20重量%より
少ないと、0℃〜60℃の温度範囲におけるtanδの
ピーク値が0.3未満となり、室温での反発弾性が高く
なる場合がある。さらに、ポリオール(a)中にポリオ
ール(a−1)が34〜75重量%、ポリオール(a−
2)が25〜66重量%の範囲で含有されていることが
好ましい。
【0022】また、ポリオール(a−1)は、ポリオキ
シアルキレンポリオールと、ポリオキシアルキレンポリ
エステルブロック共重合体ポリオールとを含有している
ことが好ましい。ポリオキシアルキレンポリオールとポ
リオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリ
オールとを含有することで、得られたウレタンフォーム
の反発弾性を低くすることができる。この場合、ポリオ
キシアルキレンポリオールとポリオキシアルキレンポリ
エステルブロック共重合体ポリオールとは、ポリオール
(a−1)中に、それぞれ30〜70重量%の範囲で含
有されていることが好ましい。この範囲において、反発
弾性を低くする効果が最も発現される。
【0023】また、ポリオール(a−2)は、オキシア
ルキレン単位中にオキシエチレン単位が含有されている
ポリオキシアルキレンポリオールであることが好まし
い。ポリオール(a−2)が、ポリオキシアルキレンポ
リオールであって、オキシアルキレン単位中にオキシエ
チレン単位が含有されていると、得られたウレタンフォ
ームに、−70℃〜−20℃の温度範囲と0℃〜60℃
の温度範囲とのそれぞれに、ガラス転移点をより容易に
与えることができる。この場合、オキシアルキレン単位
中にオキシエチレン単位が20重量%以上、さらには、
60重量%以上含有されていることが好ましい。オキシ
アルキレン単位中のオキシエチレン単位を増加させるこ
とにより、反発弾性をより低くすることができる。
【0024】本発明に用いられるポリイソシアネート
(b)としては、ウレタンフォームの製造に通常使用さ
れる公知のポリイソシアネートを用いることができる。
このようなポリイソシアネートとしては、例えば、2,
4−又は2,6−トリレンジイソシアネート(TD
I)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、
フェニレンジイソシアネート(PDI)、ナフタレンジ
イソシアネート(NDI)等の芳香族ポリイソシアネー
ト、例えば、1,3−又は1,4−キシリレンジイソシ
アネート(XDI)等の芳香脂肪族ポリイソシアネー
ト、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HD
I)等の脂肪族ポリイソシアネート、例えば、3−イソ
シアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキ
シルイソシアネート(IPDI)、4,4’−メチレン
ビス(シクロヘキシルイソシアネート)(H 12MD
I)、1,3−又は1,4−ビス(イソシアネートメチ
ル)シクロヘキサン(H6 XDI)等の脂環族ポリイソ
シアネート、及びこれらポリイソシアネートのカルボジ
イミド変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性
体、二量体、三量体、または、ポリメチレンポリフェニ
ルポリイソシアネート(クルードMDI、ポリメリック
MDI)等が挙げられ、これらは単独又は2種以上併用
してもよい。これらのうち、好ましくは、芳香族ポリイ
ソシアネート、さらに好ましくは、TDIが挙げられ
る。
【0025】さらに、本発明に用いられる触媒(c)と
しては、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知
の触媒を用いることができる。このような触媒として
は、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミ
ン、N−メチルモルホリン等の3級アミン類、例えば、
テトラエチルヒドロキシルアンモニウム等の4級アンモ
ニウム塩、例えば、イミダゾール、2−エチル−4−メ
チルイミダゾール等のイミダゾール類等のアミン系触
媒、例えば、酢酸スズ、オクチル酸スズ、ジブチルスズ
ジラウレート、ジブチルスズクロライド等の有機スズ系
化合物、例えば、オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛等の有機
鉛化合物、例えば、ナフテン酸ニッケル等の有機ニッケ
ル化合物等の有機金属系触媒等が挙げられる。これら触
媒のうち、アミン系触媒と有機金属系触媒とを併用する
ことが好ましく、とりわけ、3級アミン類と有機スズ化
合物とを併用することが好ましい。
【0026】本発明に用いられる発泡剤(d)として
は、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知の発
泡剤を用いることができる。このような発泡剤として
は、例えば、水および/またはハロゲン置換脂肪族炭化
水素系発泡剤、例えば、トリクロロフルオロメタン、ジ
クロロジフルオロメタン、トリクロロエタン、トリクロ
ロエチレン、テトラクロロエチレン、塩化メチレン、ト
リクロロトリフルオロエタン、ジブロモテトラフルオロ
エタン、四塩化炭素等が挙げられる。これらの発泡剤
は、2種以上併用してもよいが、本発明においては、水
を単独で使用することが好ましい。
【0027】本発明のウレタンフォーム組成物には、上
記した成分以外に、必要により整泡剤、難燃剤その他の
助剤を含有させてもよい。整泡剤としては、例えば、シ
ロキサンーオキシアルキレンブロック共重合体等の、ウ
レタンフォームの製造に通常使用される公知の整泡剤を
用いることができる。その例として、信越化学工業
(株)製のF−242T等が挙げられる。難燃剤として
は、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知の難
燃剤を用いることができ、例えば、縮合リン酸エステル
(その例としては、大八化学工業株式会社製のCR−5
04)、トリスクロロイソプロピルフォスフェート(そ
の例としては、アクゾ・カシマ株式会社製のファイロー
ル PCF)等が挙げられる。その他の助剤としては、
例えば、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知
の着色剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等が挙げ
られる、このようなポリオール(a)、ポリイソシアネ
ート(b)、触媒(c)および発泡剤(d)等が含有さ
れる本発明のウレタンフォーム組成物において、各成分
が配合される割合は、このウレタンフォーム組成物の発
泡によって本発明の低反発性ウレタンフォームが得られ
るような割合であれば特に制限はないが、例えば、ポリ
オール(a)100重量部に対して、触媒(c)が0.
01〜5重量部、好ましくは0.2〜3重量部、水が
0.5〜4.5重量部、好ましくは0.8〜3.5重量
部、整泡剤(e)が配合される場合には、0.1〜4重
量部、好ましくは0.4〜2.0重量部、難燃剤が配合
される場合には20重量部以下、好ましくは15重量部
以下である。また、ポリイソシアネート(b)が配合さ
れる割合は、イソシアネートインデックスが、例えば、
75〜125、好ましくは、85〜115となる量であ
る。
【0028】低反発性ウレタンフォームを得るには、上
記した割合において、ウレタンフォーム組成物を、例え
ば、スラブ方式、モールド方式、スプレー方式等の公知
の発泡方式によって発泡させればよい。
【0029】このようにして得られる本発明の低反発性
ウレタンフォームは、−70℃〜−20℃、好ましく
は、−50℃〜−25℃の温度範囲と、0℃〜60℃、
好ましくは、30℃〜55℃の温度範囲とに、少なくと
も1つ以上のガラス転移点をそれぞれ有している。ここ
で、ガラス転移点とは、ウレタンフォームが、ガラス転
移、つまり、ガラス状態からゴム状態に状態変化が起こ
るときの温度を指し、本発明においては、10ヘルツの
振動数にて動的粘弾性測定を行なったときに得られるt
anδのピーク値をガラス転移点として表わすことが好
ましい。
【0030】そして、本発明の低反発性ウレタンフォー
ムにおいては、tanδのピーク値をガラス転移点とし
たときに、−70℃〜−20℃の温度範囲における少な
くとも1つのtanδのピーク値が0.15以上、好ま
しくは、0.18以上であり、0℃〜60℃の温度範囲
における少なくとも1つのtanδのピーク値が0.3
以上、好ましくは0.48以上の値を有している。ガラ
ス転移点が、−70℃〜−20℃の温度範囲と0℃〜6
0℃の温度範囲とにそれぞれあり、かつそのガラス転移
点のtanδのピーク値が、−70℃〜−20℃におい
て0.15以上であり、0℃〜60℃において0.3以
上でないときには、低温での硬度が上昇したり、また、
室温において優れた低反発性を発現できない。
【0031】なお、本発明の低反発性ウレタンフォーム
では、上記した2つの温度範囲においてそれぞれ所定の
tanδのピークを有していればよく、同じ温度範囲に
おいてtanδのピークが2つあってもよい。また、−
70℃〜−20℃の温度範囲における少なくとも1つの
tanδのピーク値は、0.15〜0.5の範囲にあ
り、一方、0℃〜60℃の温度範囲における少なくとも
1つのtanδのピーク値が0.3〜1.0の範囲にあ
ることが好ましい。
【0032】また、本発明の低反発性ウレタンフォーム
においては、10ヘルツの振動数にて動的粘弾性測定を
行なったときに、tanδのピーク値とともに得られる
貯蔵弾性率(E’)が、0℃以上の温度において、5M
Pa以下であることが好ましく、−20℃以上の温度に
おいて、5MPa以下であることがさらに好ましい。貯
蔵弾性率(E’)が5MPa以下であると硬度の上昇が
少ないので、0℃以上、さらには−20℃以上の温度に
おいて、この貯蔵弾性率(E’)が5MPa以下であれ
ば、より低い温度における使用領域を確保することがで
きるとともに、寒冷地などにおいても有効に使用するこ
とができる。
【0033】さらに、−20℃での貯蔵弾性率(E’)
が−100℃での貯蔵弾性率(E’)の40%未満、好
ましくは25%未満となることが好ましい。40%以上
では、石のように硬くなる場合がある。
【0034】このような本発明の低反発性ウレタンフォ
ームは、その密度が、通常、0.010g/cm3 〜0.8
g/cm3 であり、25℃における反発弾性率が20%以下
の優れた低反発性を発現し、しかも、低温においてもそ
れほど硬度は上昇しない。したがって、低い温度領域に
おいても、衝撃吸収体、吸音体、振動吸収体として、ま
た椅子のクッション材やマットレスとして有効に使用す
ることができる。
【0035】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の低反発性ウ
レタンフォームは、25℃における反発弾性率が20%
以下の優れた低反発性を発現し、しかも、低温において
もそれほど硬度は上昇しない。したがって、低い温度領
域においても、衝撃吸収体、吸音体、振動吸収体とし
て、また椅子のクッション材やマットレスとして有効に
使用することができる。
【0036】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるもの
ではない。 1)使用原料 以下の原料を用いた。
【0037】ポリオール(a) (1)ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重
合体ポリオール、平均官能基数約3、水酸基価56mg
KOH/g (2)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価34mgKOH/g、オキシアルキレン
部分中のオキシプロピレン含量100重量% (3)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価250mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量30重量%、オキシエ
チレン含量70重量% (4)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価250mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量100重量% (5)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約2、水酸基価105mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシエチレン含量100重量% (6)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価250mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量60重量%、オキシエ
チレン含量40重量% (7)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価100mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量100重量% (8)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価250mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量85重量%、オキシエ
チレン含量15重量% (9)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価210mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量70重量%、オキシエ
チレン含量30重量% (10)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基
数約3、水酸基価160mgKOH/g、オキシアルキ
レン部分中のオキシプロピレン含量85重量%、オキシ
エチレン含量15重量% (11)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基
数約4、水酸基価180mgKOH/g、オキシアルキ
レン部分中のオキシプロピレン含量70重量%、オキシ
エチレン含量30重量% ポリイソシアネート(b) トルエンジイソシアネート(2,4−異性体80重量
%、2,6−異性体20重量%の混合物)(武田薬品工
業株式会社製、タケネートT−80) 触媒(c) (1)ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル/ジ
プロピレングリコール(70%溶液)(東ソー株式会社
製、トヨキャットET) (2)ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル/ジ
プロピレングリコール(70%溶液)(ウイットコ コ
ーポレーション製、NIAX A−1) (3)オクチル酸スズ(吉富製薬株式会社製、スタノク
ト) (4)オクチル酸スズ(エアプロダクツ アンド ケミ
カルズ社製、ダブコT−9) 発泡剤(d) 水(イオン交換水) 整泡剤(e) シロキサンーオキシアルキレンブロック共重合体系整泡
剤(信越化学工業株式会社製、F−242T) 難燃剤(f) (1)縮合リン酸エステル(大八化学工業株式会社製、
CR−504) (2)トリスクロロイソプロピルフォスフェート(アク
ゾ・カシマ株式会社製、ファイロール PCF) 2)実施例および比較例のウレタンフォームの製造 実施例1〜7および比較例1〜14のウレタンフォーム
組成物の組成および割合を表1および表2に示す。な
お、表1および表2中のウレタンフォーム組成物中の各
成分の割合は、イソシアネートインデックス以外はすべ
て重量部で表される。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】 表1および表2に示した成分のうち触媒(c)(3)ま
たは、触媒(c)(4)とポリイソシアネート(b)以
外の各成分をハンドミキサーで攪拌した後、触媒(c)
(2)または、触媒(c)(4)を添加し、5秒間攪拌
後、ただちに表1および表2のイソシアネートインデッ
クスに従ってポリイソシアネート(b)を添加混合し、
混合物を発泡箱に投入して発泡して硬化させた。得られ
たウレタンフォームを室温で1日静置後物性測定に供し
た。 3)各物性の測定方法 実施例および比較例で得られたウレタンフォームについ
て、以下の方法により物性試験を行なった。結果を表1
および表2に示す。 (a)密度、反発弾性および硬度(25%ILD)は、
JIS K 6301に従って測定した。 (b)乾熱永久歪み(70℃、22時間、50%の厚み
に圧縮後の残留歪み)はJIS K6382に従って測
定した。 (c)引張強度および伸びは,JIS K 6402に
従って測定した。 (d)引裂強度は、JIS K 6767に従って測定
した。 (e)動的粘弾性試験は、長さ2.0cm、断面が2.
0×1.0cmの直方体サンプル片を用い、株式会社岩
本製作所製VES−F−III VISCO-ELASTICSPECTRO
METERにて、昇温速度3℃/分、振動数10ヘルツ、振
幅±0.01mmにて測定した。得られたデータより、t
anδのピーク値および貯蔵弾性率(E’)の値などを
求めた。
【0040】また、実施例6、7および比較例10〜1
4については、−50〜20℃までの10℃ごとの各温
度において、その硬さを触指によって評価した。その結
果を表3に示す。なお、表3中、「S」は石のように硬
い、「H」は普通、「F」は軟らかい、である。
【0041】
【表3】 4)測定結果 実施例1〜7および比較例1〜14の粘弾性測定結果
を、図1〜21にそれぞれ示す。これらの図において、
例えば、実施例1の粘弾性測定結果である図1におい
て、そのtanδ曲線は、−32℃と36℃とに、それ
ぞれ0.30と0.52の2つピーク値を有しており、
また、そのtanδ曲線とともに得られる貯蔵弾性率
(E’)曲線は、そのガラス転移領域において、ガラス
状態であった−50℃付近から−30℃付近まで急激に
落ち、−30℃付近から0℃付近まで一旦その落ちる勾
配が緩やかになり、再び0℃付近から40℃付近まで急
激に落ちてゴム状領域に至るような曲線となった。
【0042】一方、比較例1の粘弾性測定結果である図
8において、そのtanδ曲線は、32℃に0.90の
ピーク値を有しており、そのtanδ曲線とともに得ら
れる貯蔵弾性率(E’)曲線は、そのガラス転移領域に
おいて、ガラス状態であった−10℃付近から40℃付
近まで一気に落ちてゴム状領域に至るような曲線となっ
た。
【0043】比較例1は、一般的な低反発性ウレタンフ
ォームである。表2から明らかなように、室温における
反発弾性は低く、優れた低反発性を示しているが、0℃
以下の低温では、図8から明らかなように、ウレタンフ
ォームはガラス状態となり硬度が著しく増大してしまう
ことがわかる。このことは、表2に示される−20℃に
おけるE’の値からも明らかである。なお、比較例2お
よび3は、比較例1のイソシアネートインデックスを変
化させたものであるが、これらも、tanδのピーク値
は0℃を超える温度において1つしかなく、また、−2
0℃におけるE’の値からも明らかなように、0℃以下
の低温では硬度が著しく増大してしまうことがわかる。
【0044】これに対し、実施例1は、表1から明らか
なように、室温における反発弾性は低く、優れた低反発
性を示すとともに、図1から明らかなように、0℃付近
から−30℃付近まで、それ程大きな硬度の上昇はな
く、完全にガラス状態になるのは−50℃付近であっ
た。このことは、表1に示される−20℃におけるE’
の値からも明らかである。
【0045】また、実施例2は、実施例1における水の
部数を変えたものであるが、表1から明らかなように、
室温における反発弾性は低く、また、−20℃における
E’の値からも明らかなように、0℃以下の低温におい
ても、それ程大きな硬度の上昇がないことがわかる。
【0046】また、実施例3は、実施例1に対して、ポ
リオキシエチレン含量を70重量%から40重量%に変
えたものであるが、表1において、室温における反発弾
性は低く、また、−20℃におけるE’の値からも明ら
かなように、0℃以下の低温においても、それ程大きな
硬度の上昇がないことがわかる。なお、実施例3は、実
施例1に比べると、反発弾性率および−20℃における
E’の値が少し高くなっている。
【0047】さらに、実施例4および実施例5は、実施
例1に対して、ポリオール(a)の種類をポリオキシア
ルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールとポ
リオキシアルキレンポリオールとを併用したものから、
ポリオキシアルキレンポリオールのみとしたもの(ポリ
オキシエチレン含量も70重量%から30重量%に変更
されている)であるが、表1において、室温における反
発弾性は低く、また、−20℃におけるE’の値からも
明らかなように、0℃以下の低温においても、それ程大
きな硬度の上昇がないことがわかる。なお、実施例4お
よび5は、実施例1に比べると、反発弾性率および−2
0℃におけるE’の値が少し高くなっている。
【0048】また、比較例4および比較例6は、実施例
1に対して、ポリオール(a)のエチレンオキサイド含
量を70重量%から、それぞれ0重量%および15重量
%に変えたものであるが、表2に示されるように、ta
nδのピーク値は0℃を超える温度において1つしかな
く、また、室温での硬度が高いことがわかる。
【0049】また、比較例5は、実施例3に対して、ポ
リオキシアルキレンポリオールの水酸基価を変えたもの
(実施例3のポリオール(a)(1)および(2)の水
酸基価34および56に変えて比較例5では、水酸基価
100のポリオール(a)(7)を使用)であるが、表
2に示されるように、室温における反発弾性は高く、ま
た、−20℃におけるE’の値からも明らかなように、
0℃以下の低温では、硬度が上昇してしまうことがわか
る。
【0050】さらに、比較例7〜9は、図14〜図16
からも明らかなように、−70℃〜−20℃の温度範囲
と0℃〜60℃の温度範囲とにそれぞれtanδのピー
ク値を有していた。しかし、−45℃のtanδのピー
ク値が0.08である比較例7は、室温での硬度が高い
ことがわかる。また、56℃のtanδのピーク値が
0.09である比較例8は、反発弾性が高く低反発性ウ
レタンフォームとして使用できないことがわかる。
【0051】また、−50℃のtanδのピーク値が
0.12である比較例9は、室温での硬度が高いことが
わかる。なお、これに対し、−49℃のtanδのピー
ク値が0.16である実施例5では硬度の上昇はそれ程
でもないことがわかる。
【0052】さらに、実施例6、7および比較例10〜
14の各貯蔵弾性率(E’)曲線を重ねて図22にプロ
ットするとともに、表3の触指による硬さ評価を、その
プロットした図22に重ね合わせると、5MPaを境と
して、石のように硬い「S」と普通「H」とが区別され
るようになった。そのため、例えば、貯蔵弾性率
(E’)が−40℃以上の温度において5MPa以下で
ある実施例6では、−20℃では軟らかく、硬度の上昇
が見られないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の粘弾性測定結果である。
【図2】実施例2の粘弾性測定結果である。
【図3】実施例3の粘弾性測定結果である。
【図4】実施例4の粘弾性測定結果である。
【図5】実施例5の粘弾性測定結果である。
【図6】実施例6の粘弾性測定結果である。
【図7】実施例7の粘弾性測定結果である。
【図8】比較例1の粘弾性測定結果である。
【図9】比較例2の粘弾性測定結果である。
【図10】比較例3の粘弾性測定結果である。
【図11】比較例4の粘弾性測定結果である。
【図12】比較例5の粘弾性測定結果である。
【図13】比較例6の粘弾性測定結果である。
【図14】比較例7の粘弾性測定結果である。
【図15】比較例8の粘弾性測定結果である。
【図16】比較例9の粘弾性測定結果である。
【図17】比較例10の粘弾性測定結果である。
【図18】比較例11の粘弾性測定結果である。
【図19】比較例12の粘弾性測定結果である。
【図20】比較例13の粘弾性測定結果である。
【図21】比較例14の粘弾性測定結果である。
【図22】実施例6、7および比較例10〜14の各貯
蔵弾性率(E’)曲線を重ねてプロットした図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年1月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】
【表2】 表1および表2に示した成分のうち触媒(c)(3)ま
たは、触媒(c)(4)とポリイソシアネート(b)以
外の各成分をハンドミキサーで攪拌した後、触媒(c)
(3)または、触媒(c)(4)を添加し、5秒間攪拌
後、ただちに表1および表2のイソシアネートインデッ
クスに従ってポリイソシアネート(b)を添加混合し、
混合物を発泡箱に投入して発泡して硬化させた。得られ
たウレタンフォームを室温で1日静置後物性測定に供し
た。3)各物性の測定方法 実施例および比較例で得られたウレタンフォームについ
て、以下の方法により 物性試験を行なった。結果を表1および表2に示す。 (a)密度、反発弾性および硬度(25%ILD)は、
JIS K 6301に従って測定した。 (b)乾熱永久歪み(70℃、22時間、50%の厚み
に圧縮後の残留歪み)はJIS K6382に従って測
定した。 (c)引張強度および伸びは、JIS K 6402に
従って測定した。 (d)引裂強度は、JIS K 6767に従って測定
した。 (e)動的粘弾性試験は、長さ2.0cm、断面が2.
0×1.0cmの直方体サンプル片を用い、株式会社岩
本製作所製VES−F−III VISCO-ELASTICSPECTRO
METERにて、昇温速度3℃/分、振動数10ヘルツ、振
幅±0.01mmにて測定した。得られたデータより、t
anδのピーク値および貯蔵弾性率(E’)の値などを
求めた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 75:04

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオール(a)、ポリイソシアネート
    (b)、触媒(c)、および発泡剤(d)を含有するウ
    レタンフォーム組成物を反応させて得られる低反発性ウ
    レタンフォームであって、 −70℃〜−20℃の温度範囲と0℃〜60℃の温度範
    囲とに、少なくとも1つのガラス転移点をそれぞれ有
    し、 前記ガラス転移点を、10ヘルツの振動数にて動的粘弾
    性測定を行なったときに得られるtanδのピーク値と
    して表わしたときに、−70℃〜−20℃の温度範囲に
    おけるtanδのピーク値が0.15以上であり、0℃
    〜60℃の温度範囲におけるtanδのピーク値が0.
    3以上であることを特徴とする、低反発性ウレタンフォ
    ーム。
  2. 【請求項2】 ポリオール(a)が、ポリオキシアルキ
    レンポリオール、ビニル重合体含有ポリオキシアルキレ
    ンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオキシア
    ルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールから
    なる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に
    記載の低反発性ウレタンフォーム。
  3. 【請求項3】 ポリオール(a)は、平均官能基数1.
    5〜4.5で、水酸基価20〜70mgKOH/gのポ
    リオール(a−1)と、平均官能基数1.5〜4.5
    で、水酸基価140〜300mgKOH/gのポリオー
    ル(a−2)とを含み、前記ポリオール(a)中に、前
    記ポリオール(a−1)が32〜80重量%、前記ポリ
    オール(a−2)が20〜68重量%の範囲で含有され
    ている、請求項1または2に記載の低反発性ウレタンフ
    ォーム。
  4. 【請求項4】 前記ポリオール(a−1)は、ポリオキ
    シアルキレンポリオールと、ポリオキシアルキレンポリ
    エステルブロック共重合体ポリオールとを含み、前記ポ
    リオキシアルキレンポリオールと、前記ポリオキシアル
    キレンポリエステルブロック共重合体ポリオールとは、
    前記ポリオール(a−1)中に、それぞれ30〜70重
    量%の範囲で含有されている、請求項1ないし3のいず
    れかに記載の低反発性ウレタンフォーム。
  5. 【請求項5】 前記ポリオール(a−2)は、オキシア
    ルキレン単位中にオキシエチレン単位が20重量%以上
    含有されているポリオキシアルキレンポリオールであ
    る、請求項3または4に記載の低反発性ウレタンフォー
    ム。
  6. 【請求項6】 前記ポリオール(a−2)は、オキシア
    ルキレン単位中にオキシエチレン単位が60重量%以上
    含有されているポリオキシアルキレンポリオールであ
    る、請求項3ないし5のいずれかに記載の低反発性ウレ
    タンフォーム。
  7. 【請求項7】 ポリイソシアネート(b)が、トルエン
    ジイソシアネートである、請求項1ないし6のいずれか
    に記載の低反発性ウレタンフォーム。
  8. 【請求項8】 発泡剤(d)が水である、請求項1ない
    し7のいずれかに記載の低反発性ウレタンフォーム。
  9. 【請求項9】 10ヘルツの振動数にて動的粘弾性測定
    を行なったときに、tanδのピーク値とともに得られ
    る貯蔵弾性率(E’)が、0℃以上の温度において、5
    MPa以下である、請求項1ないし8のいずれかに記載
    の低反発性ウレタンフォーム。
  10. 【請求項10】 10ヘルツの振動数にて動的粘弾性測
    定を行なったときに、tanδのピーク値とともに得ら
    れる貯蔵弾性率(E’)が、−20℃以上の温度におい
    て、5MPa以下である、請求項1ないし9のいずれか
    に記載の低反発性ウレタンフォーム。
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