JPWO2006082630A1 - Polyurethane foam and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
2種類のポリウレタンフォームとなる発泡原料を、反応速度および注入量等を緻密に調整する等の煩雑な手順を実施することなく、異なる物性を有するポリウレタンフォームを一体的に発泡成形させて、傾斜材料的な要素を持たせて物性が連続的に変化したポリウレタンフォームと、その製造方法を提供する。所要の成形型に、発泡・硬化反応の完了時に所要の物性における数値が互いに異なる発泡体となる第1の発泡原料および第2の発泡原料を逐次注入して製造されるポリウレタンフォームであって、前記第1の発泡原料および第2の発泡原料から夫々得られる発泡体が一体的に混在され、該所要の物性における数値が成形型の高さ方向に沿って連続的に変化している。Gradient materials can be obtained by integrally foaming polyurethane foams with different physical properties without carrying out complicated procedures such as finely adjusting the reaction rate and injection amount, etc. A polyurethane foam having physical elements and continuously changing physical properties and a method for producing the same are provided. A polyurethane foam produced by sequentially injecting a first foaming raw material and a second foaming raw material into foams having different numerical values in required physical properties upon completion of the foaming / curing reaction into a required mold, Foams respectively obtained from the first foaming raw material and the second foaming raw material are mixed together, and the numerical values of the required physical properties are continuously changed along the height direction of the mold.
Description
この発明はポリウレタンフォームおよびその製造方法に関し、更に詳細には、所要の物性において異なった値を発現する2つの発泡原料を使用し、異なった値の発現される2つの発泡体が一体的に混在し、かつその値の変化がポリウレタンフォームの高さ方向に沿って連続的に変化した構造となっているポリウレタンフォームおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a polyurethane foam and a method for producing the same. More specifically, two foam raw materials that express different values in required physical properties are used, and two foams that express different values are mixed together. In addition, the present invention relates to a polyurethane foam having a structure in which the change in value continuously changes along the height direction of the polyurethane foam, and a method for producing the same.
多様化した素材ニーズに対して、夫々異なる特性(物性)を発現する複数の素材を複合する、所謂複合材料の開発が行なわれている。殊に、例えば2つの素材がその配合割合を徐々に変動させた状態となっている、所謂傾斜材料が大きな注目を集めている。一般に傾斜材料とは、一つの材料の中で、組成や機能が連続的または段階的に変化している材料のことであり、例えば急激な温度勾配中等の過酷な熱環境による変形や破損を回避し得るように、熱伝導率、熱膨張率または耐熱性等の各物性が異なる2つの素材を用いた傾斜材料が知られている。 In response to diversified material needs, so-called composite materials have been developed in which a plurality of materials that express different properties (physical properties) are combined. In particular, so-called gradient materials, in which, for example, two materials are in a state where their blending ratios are gradually changed, are attracting much attention. In general, a gradient material is a material whose composition or function changes continuously or stepwise in a single material, and avoids deformation and breakage due to a severe thermal environment such as during a sudden temperature gradient. As is possible, a gradient material using two materials having different physical properties such as thermal conductivity, thermal expansion coefficient, and heat resistance is known.
しかし前述の傾斜材料は、基本的にこの混合度合いが容易に調整可能または体積拡散等の手段により材料粒子が移動し得る無機系材料に限ってのことであり、一般的に有機材料においては傾斜材料は殆ど知られていなかった。一例として代表的な有機材料の1つであるポリウレタンフォームを使用した座席用のシート用パッドとして、下記の[特許文献1]に記載の発明「クッション材の製造方法」の如く、成形型内に物性の異なる2種類のポリウレタンフォームとなる2種類の発泡原料を異なる部位から夫々分けて注入し、これらから形成される異なる物性を有するポリウレタンフォームを一体的に発泡成形させて、傾斜材料的な要素を持たせるべく製造されるポリウレタンフォームが知られている。
しかし、2種類の発泡原料が略同時に注入されるため工程に煩雑さはないが、注入後の発泡・硬化反応の進行過程において、一方の発泡体が他方の発泡体を覆うように制御することが必要とされる。そしてこのような制御を達成するためには、双方の発泡原料の反応速度および注入量等を緻密に調整する必要があるが、このような調整はその手順が煩雑で、かつ要因が多いため、好適な実施が困難である点と、連続的に物性が変化する好適な傾斜材料挙動を示すポリウレタンフォームとはならない点とが問題となっていた。
あった。However, since the two types of foaming raw materials are injected almost simultaneously, the process is not complicated, but in the process of foaming / curing reaction after the injection, one foam should be controlled to cover the other foam. Is needed. And in order to achieve such control, it is necessary to precisely adjust the reaction rate and the injection amount of both foaming raw materials, but such adjustment is complicated and has many factors. There are problems in that it is difficult to carry out suitable implementation and that the polyurethane foam does not exhibit a suitable gradient material behavior in which physical properties continuously change.
there were.
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係るポリウレタンフォームは、所要の成形型に、発泡・硬化反応の完了時に所要の物性における数値が互いに異なる発泡体となる第1の発泡原料および第2の発泡原料を逐次注入して製造されるポリウレタンフォームであって、
前記第1の発泡原料および第2の発泡原料から夫々得られる発泡体が一体的に混在され、該所要の物性における数値が成形型の高さ方向に沿って連続的に変化していることを特徴とする。In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the intended object, the polyurethane foam according to the present invention is a first molding in which a required mold has different numerical values in required physical properties upon completion of the foaming / curing reaction. A polyurethane foam produced by sequentially injecting a foaming raw material and a second foaming raw material,
The foams respectively obtained from the first foaming raw material and the second foaming raw material are integrally mixed, and the numerical values in the required physical properties continuously change along the height direction of the mold. Features.
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願の別の発明に係るポリウレタンフォームの製造方法は、所要の成形型に、発泡・硬化反応の完了時に所要の物性における数値が互いに異なる発泡体となる第1の発泡原料および第2の発泡原料を逐次注入してたポリウレタンフォームを製造する方法であって、
先に注入されて発泡・硬化反応が進行中の第1の発泡原料が存在する前記成形型内に、第2の発泡原料を注入することで、2つの発泡原料の反応進行中に発生する比重差によって、第2の発泡原料を第1の発泡原料の下側に位置させ、
前記成形型の内部で2つの発泡原料の反応を更に進行させることで、夫々の発泡原料から得られる発泡体を一体的に混在させると共に、該所要の物性における数値が成形型の高さ方向に沿って連続的に変化させるようにしたことを特徴とする。In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the intended purpose, a method for producing a polyurethane foam according to another invention of the present application is to form a foam with different required physical properties at the time of completion of the foaming / curing reaction. A method for producing a polyurethane foam in which a first foaming raw material and a second foaming raw material to be a body are sequentially injected,
Specific gravity generated during the reaction of the two foaming raw materials by injecting the second foaming raw material into the mold in which the first foaming raw material in which the foaming / curing reaction is in progress is present. Due to the difference, the second foaming raw material is positioned below the first foaming raw material,
By further advancing the reaction of the two foam raw materials inside the mold, the foams obtained from the respective foam raw materials are mixed together, and the numerical values in the required physical properties are in the height direction of the mold. It is characterized by being continuously changed along.
以上説明した如く、本発明に係るポリウレタンフォームおよびその製造方法によれば、第1の発泡原料の発泡・硬化反応が進行する成形型内に、所要の物性において第1の発泡原料から得られる発泡体とは異なる値を発現する発泡体となる第2の発泡原料を注入することで、夫々違う値となる物性の発現された少なくとも2種類の発泡体が一体的に混在し、かつその物性がポリウレタンフォームの高さ方向に沿って連続的に変化して、所謂傾斜材料となっているポリウレタンフォームを製造し得る。またこのような構造を備えるポリウレタンフォームは、双方の発泡原料の反応進行中の比重差を利用することで達成されるため、製造の際に留意する条件は第2の発泡原料の注入タイミングだけであり、煩雑な調整は必要とされない。 As described above, according to the polyurethane foam and the method for producing the same according to the present invention, the foam obtained from the first foam raw material in the required physical properties is formed in the mold in which the foaming / curing reaction of the first foam raw material proceeds. By injecting the second foaming raw material, which is a foam that expresses a value different from that of the body, at least two types of foams that exhibit different physical properties are mixed together, and the physical properties are It is possible to produce a polyurethane foam that changes continuously along the height direction of the polyurethane foam to form a so-called gradient material. In addition, since the polyurethane foam having such a structure is achieved by utilizing the difference in specific gravity during the reaction of both foam raw materials, the condition to be noted in the production is only the injection timing of the second foam raw material. There is no need for complicated adjustments.
次に本発明に係るポリウレタンフォームおよびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお実施例においては、ポリウレタンフォームが好適に利用されるシート用パッドの場合を例に挙げると共に、連続的に変化させる所要の物性として硬度を用いた場合を説明する。実施例に係るポリウレタンフォーム10好適に使用されるシート用パッド12は、図1に示す如く、基本的に乗員が着座した直接接触する部位である前部サポート部34および後部サポート部36と、この両側に位置し、該乗員のサイドサポートにより姿勢を保持するサイドサポート部38,38とから構成されている。そして前部サポート部34および後部サポート部36においては、乗員の乗り心地、ホールド性、乗り降り容易性その他各種要望等の点から、硬度が裏側ほど大きく、また表面側ほど小さく、すなわち高い柔軟性を発現するようになっている。具体的には、硬度の異なる2種類の発泡体が一体的に混在した状態となり、かつその硬度が成形型50の高さ方向、すなわちポリウレタンフォーム10の高さ方向(シート用パッド12の厚さ方向)に沿って連続的に変化する、硬度に明確な境目のない、所謂傾斜材料的な特質を備えた状態となっている。またサイドサポート部38,38は、殊に本発明とは直接的に関連がないので詳細な記載を省略する。
Next, the polyurethane foam and the method for producing the same according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings by way of preferred examples. In the examples, a case of a sheet pad in which polyurethane foam is preferably used will be described as an example, and a case where hardness is used as a required physical property that is continuously changed will be described. As shown in FIG. 1, the
そしてこのような構造を備えるポリウレタンフォーム10(シート用パッド12)の製造工程は、図2に示す如く、発泡原料準備工程S1、第1の発泡原料注入工程S2、第2の発泡原料注入工程S3、反応進行工程S4および最終工程S5から構成される。ここで発泡原料準備工程S1は、製造されるシート用パッド12の外部輪郭形状に合致する内部輪郭形状を備え、その底面部52aがシート用パッド12を成形する、例えば図3に示すような成形型50内に順序をもって注入され、発泡・硬化反応完了時(以下、単に反応完了時と云う)に高い硬度を発現する発泡体となる第1の発泡原料M1と、発泡・硬化反応(以下、単に反応と云う)完了時に低い硬度を発現する発泡体となる第2の発泡原料M2とを、夫々の硬度および比重を考慮してポリオールおよびイソシアネートと、各副原料とを適宜選択し、反応・硬化しない状態として準備する工程である。
And the manufacturing process of the polyurethane foam 10 (sheet pad 12) provided with such a structure is as shown in FIG. 2, foaming raw material preparation process S1, first foaming raw material injection process S2, second foaming raw material injection process S3. The reaction progress step S4 and the final step S5. Here, the foaming raw material preparation step S1 has an inner contour shape that matches the outer contour shape of the
ここで第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2としては、反応完了時における発泡体の比重が相互に異なるものが準備されている。本実施例においては、一方の第1の発泡原料M1は、反応完了時に得られる発泡体が高い硬度を発現するだけでなく、他方の第2の発泡原料M2の反応完了時に得られる発泡体に較べて小さい比重となるように設定されている。なお本実施例では、成形型50への注入で第1の発泡原料M1が上側に位置し、第2の発泡原料M2が下側に位置するように設定されているため、第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2とから得られる夫々の発泡体の比重は、前述の関係としているが、第1の発泡原料M1から得られる発泡体が、第2の発泡原料M2から得られる発泡体より比重が大きくなるように設定することも可能である。また一般的な発泡体の代表であるポリウレタンフォームの場合、その発泡原料は殆ど比重(密度)が1.05g/cm3程度であり、比重の低下は、反応の進行に伴う発泡によってなされている。Here, as the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2, those having different specific gravities of the foams upon completion of the reaction are prepared. In this example, one of the first foaming raw materials M1 is not only a foam obtained at the completion of the reaction, but also exhibits a high hardness, and the foam obtained at the completion of the reaction of the other second foaming raw material M2. The specific gravity is set to be smaller. In the present embodiment, since the first foaming material M1 is positioned on the upper side and the second foaming material M2 is positioned on the lower side in the injection into the
第1の発泡原料注入工程S2は、第1の発泡原料M1を反応可能状態とすると共に、速やかに成形型50内に注入する工程である。そして第2の発泡原料注入工程S3は、先に注入して反応が進行して徐々に比重が軽くなりつつある第1の発泡原料M1に対して、その上から第2の発泡原料M2を注入する工程であり、反応進行工程S4は、成形型50内に注入された第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2が、発泡・硬化反応を進行させてその反応進行中に発生する比重差によって、徐々に一体的に混在した状態になっていき、最終的に成形型50内部が第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2から得られる発泡体で充填させる工程である。なお下型52に対する上型53の固定、すなわち成形型50の閉成は、第2の発泡原料注入工程S3の完了直後になされる。
The first foaming raw material injection step S2 is a step of allowing the first foaming raw material M1 to be in a reactive state and quickly injecting it into the
ここでこの2つの発泡原料M1およびM2の成形型50に対する注入から始まる反応の度合いおよび比重の状態の経時的な変動は、図4の如きグラフで表すことができる。すなわち、基本的に反応の度合いで表される反応性は第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2で差はなく、時間の経過と共に双方とも反応が進行し、この反応に伴う発泡によって2つの発泡原料M1およびM2共に比重が小さくなっている。そして第1の発泡原料M1と、第2の発泡原料M2とにおいては、注入開始の時点がずれているため、先に注入される第1の発泡原料M1の方が先に反応を開始して、第2の発泡原料M2に先んじて反応が進行し、これに伴って比重も小さくなる。また比重については、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2については、その配合に違いがあり、第1の発泡原料M1からは比重が小さい発泡体が得られ、第2の発泡原料M2からは比重が大きい発泡体が得られる。すなわち反応の進行に伴って、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の比重差はaからbへと大きくなり、最終的には第1の発泡原料M1から得られる発泡体の比重と、第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重との差に収束する。この反応途中の比重差によって、第2の発泡原料M2の第1の発泡原料M1下側への配置が可能となっている。なお第1の発泡原料M1から得られる発泡体の比重については30〜70kg/m3、第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重については40〜100kg/m3程度として、その比重差を少なくとも10kg/m3とすることが好ましい。また図4においては、SG1は第1の発泡原料M1から得られる発泡体の比重を、SG2は第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重を、IJ1は第1の発泡原料M1注入開始時点を、IJ2は第2の発泡原料M2注入開始時点を夫々示し、またSGIは発泡原料発泡前の比重を表している。Here, the degree of reaction starting from the injection of the two foaming raw materials M1 and M2 into the
このような挙動を示す第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2を成形型50内に注入すると、第1の発泡原料M1の上から注入された第2の発泡原料M2が、その比重差故に反応途中の第1の発泡原料M1を通り抜けて下側の成形型50の底面部52aに沈降することになる。そして成形型50内で、第2の発泡原料M2は常に第1の発泡原料M1、の下、すなわち底面部52a側に位置することになる。そしてその後、時間の経過と共に第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の双方の反応が進行し、これに伴ってその体積が増大し続けることになる。このとき、第1の発泡原料M1の下方に位置する第2の発泡原料M2は、その体積増大に係る力によって第1の発泡原料M1内に下方から徐々に入り込む(浸透する)ことになる。
When the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 exhibiting such behavior are injected into the
ところでこの時の反応の度合いは、発泡原料の粘度としても捉えることが可能であり、成形型50内に注入された第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2は、時間の経過と共にその粘度が上昇している。そしてこの第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の双方の粘度を勘案した数値は、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の混合に係る容易性を示す指標として利用し得る。なおこの第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の混合に係る容易性を示す指標は、本実施例においては以後、相対粘度Rと呼称する。
By the way, the degree of reaction at this time can also be grasped as the viscosity of the foaming raw material, and the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 injected into the
そしてこの相対粘度Rは、図5に示す如く、反応の進行に伴ってほぼ直線的に増加する。すなわち第2の発泡原料M2の第1の発泡原料M1に対する浸透は、その反応の進行に伴って増加する粘度(粘度相対R)によって経時的に困難となり、徐々に抑制されることになる。その結果、成形型50において、その底面部52aでは第2の発泡原料M2が全体を占めているが、上に向かうに従って、第1の発泡原料M1の存在量が増加する状態、すなわち成形型50(ポリウレタンフォーム10)における各高さ位置において、第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2との存在割合が夫々異なった状態となっている。なお図5においては、IJ1は第1の発泡原料M1注入開始時点を、IJ2は第2の発泡原料M2注入開始時点を夫々示している。The relative viscosity R increases almost linearly as the reaction proceeds as shown in FIG. That is, the penetration of the second foaming raw material M2 into the first foaming raw material M1 becomes difficult over time due to the viscosity (viscosity relative R) that increases with the progress of the reaction, and is gradually suppressed. As a result, in the molding die 50, the second foaming raw material M2 occupies the entire
そしてこのような状態となって成形型50内に存在する第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2は、その反応完了と共に発泡体となる。すなわち成形型50の底面部52aにおいては第2の発泡原料M2が反応した硬度の低い発泡体だけが存在し、上方に行くほど第1の発泡原料M1が反応した硬度の高い発泡体の存在割合が増加して、最終的には発泡原料M1が反応した硬度の高い発泡体だけとなった構造を備えたシート用パッド12を形成する。またこのような構成となるポリウレタンフォーム10(シート用パッド12)の製造においては、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の注入のタイミング、比重の差および硬度の差等の諸条件の適正化が必要となるが、本実施例においては、後に注入される第2の発泡原料M2の注入時点は好適には、第1の発泡原料M1が注入後、反応を開始して発泡が始まって比重差が発現し易くなる、所謂クリームタイム経過後で、樹脂化反応が進み粘度増加が顕著に進む以前、具体的には5秒前後の経過後から、10〜20秒に達するまでの間に設定される。このように第2の発泡原料M2の注入タイミングだけを調整することで、双方の発泡原料M1およびM2の反応進行中の比重差を利用して、本発明に係る硬度差が厚さ方向に連続的に変化したポリウレタンフォーム10を容易に製造し得る。また硬度については、ポリウレタンフォーム10の高さ(シート用パッド12の厚さ)に対して直線的、すなわち比例的に変化させたり、または曲線的に、すなわち等差または等比級数的変化させたりするように設定することも可能である。なお硬度の連続的な変化の度合い、すなわち単位厚さ当たりの硬度の変化量は、双方の発泡原料M1およびM2の反応性(反応速度)、得られる発泡体の比重の設定および注入量等を変化させることでも制御可能である。
And the 1st foaming raw material M1 and the 2nd foaming raw material M2 which are in such a state and exist in the shaping | molding die 50 become a foam with the completion of the reaction. That is, in the
この他、発泡原料の発泡倍率等も考慮すべき要素であるが、基本的に注入された発泡原料が成形型50内における発泡予定部位に充分に拡がる程度の量および倍率であれば問題なく、これらは公知の経験的知見から導出されている。そしてここまでの工程S1〜S4を経ることで成形型50内に成形されたシート用パッド12は、最終工程S5で成形型50から脱型され、その後、公知の後処理および検査等の実施により完成品たるポリウレタンフォーム10(シート用パッド12)とされる。
In addition, although the foaming ratio of the foaming raw material is an element to be considered, there is no problem as long as the injected foaming raw material basically has an amount and a magnification enough to expand to the foaming planned site in the
なお本発明におけるポリウレタンフォームは、シート用パッドに限定されるものではなく、自動車内装材、住宅内装材または各種クッション材等の各種用途に利用可能であり、またその高さ方向に沿って連続的に変化する物性も硬度に限定されるものではなく、この他、反発弾性率またはセルの大きさ、すなわちセル径等や、これら各物性を二重、三重に併有するようにしたものも変化させる物性として採用し得る。例えば変化させる所要の物性として反発弾性率を選択した場合、加えられる力の大きさに拘わらず、常に一定の反発力を発現し得るポリウレタンフォームが製造可能となり、セル径を次第に変化させる場合、特定または一定範囲の周波数に対して好適な吸音特性を示すポリウレタンフォームが製造可能となり、tanδのピーク発現温度が夫々異なるようした場合には、広い温度域でエネルギー吸収特性が好適なスローリカバリー性を発現するポリウレタンフォームが製造可能となる。 The polyurethane foam in the present invention is not limited to a seat pad, and can be used for various applications such as an automobile interior material, a housing interior material, or various cushion materials, and is continuously along the height direction thereof. The physical properties that change to the above are not limited to the hardness, and in addition, the resilience modulus or the cell size, that is, the cell diameter, etc., and those that have these physical properties double or triple are also changed. It can be adopted as a physical property. For example, when the rebound resilience is selected as the required physical property to be changed, it is possible to produce a polyurethane foam that can always express a certain repulsion force regardless of the magnitude of the applied force, and when the cell diameter is gradually changed, specify Alternatively, polyurethane foams with suitable sound absorption characteristics for a certain range of frequencies can be manufactured, and when the peak expression temperature of tan δ is different, the energy absorption characteristics exhibit suitable slow recovery characteristics over a wide temperature range. The polyurethane foam can be manufactured.
第1の発泡原料M1または第2の発泡原料M2から夫々得られる各発泡体の物性は、ポリウレタンフォームの原料であるポリオール、イソシアネートおよびその他の各種副原料の配合組成を適宜設定することで、意図した数値に設定される。具体的に、所要の物性を硬度とした場合には(ポリマー)ポリオール、架橋剤またはイソシアネート等の種類または配合量を変化させることで、また反発弾性率とした場合にはポリオールの分子量や、イソシアネートの種類または配合量や、整泡剤によって調整される通気性を変化させることで、そしてセル径とした場合には整泡剤の種類または添加量を変化させることで、夫々の物性における値を異なる数値とし得る。 The physical properties of the respective foams obtained from the first foaming raw material M1 or the second foaming raw material M2 are determined by appropriately setting the blending composition of polyol, isocyanate and other various auxiliary raw materials that are raw materials of the polyurethane foam. It is set to the numerical value. Specifically, if the required physical properties are hardness, (polymer) by changing the type or blending amount of polyol, cross-linking agent or isocyanate, etc., and if it is rebound resilience, the molecular weight of polyol, isocyanate By changing the type or blending amount and the air permeability adjusted by the foam stabilizer, and in the case of the cell diameter, by changing the kind or addition amount of the foam stabilizer, the value in each physical property can be changed. It can be a different number.
この他、反応完了後のポリウレタンフォームが発現する物性については、当該ポリウレタンフォーム自体が発現する物性だけでなく、その原料である第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2に対して、指定単位量当たりの混合量を異なる状態とした、すなわちその濃度を変えるようにした各種機能を発現する第三成分を混合するようにしてもよい。このように調整された第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2を用いることで第三成分は、ポリウレタンフォーム10の高さ位置によって夫々異なった数値となる第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2との存在割合に比例して、ポリウレタンフォーム10の高さ方向に沿って連続的に変化(かつ常に一定値に向けて増大または減少)した状態となる。
In addition, the physical properties of the polyurethane foam after completion of the reaction are specified not only for the physical properties of the polyurethane foam itself, but also for the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2, which are the raw materials. You may make it mix the 3rd component which expresses the various functions which made the mixing amount per unit amount differ, ie, change the density | concentration. By using the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 adjusted as described above, the third component has different values depending on the height position of the
双方の発泡原料M1,M2に混合される第三成分としては、制電性物質、導電性物質または超電導物質、磁性物質,抗菌物質、抗菌・防臭物質、消臭物質、形態安定・形状記憶物質、透湿・吸水物質、透湿抑制・防水物質、感温・保温・蓄熟・発熱・吸収物質、発光・蛍光物質或いは撥水・吸油物質等が挙げられ、発現させる機能に応じて適宜選択される。また形状としては、発泡原料M1,M2に混合できるものであれば何れのものでも採用可能である。例えばこの第三成分として、フェライト、カーボンまたは導電性フィラーその他の導電性物質が使用された場合には、静電気防止除去、通電または電磁遮蔽可能な、所謂電磁波シールド性がその高さ方向に沿って連続的に変化するように発現されるポリウレタンフォームや、所要の導電性がその高さ方向に沿って連続的に変化するように発現されるポリウレタンフォームが得られる。またエチレンオキサイドのように水酸基を含有する界面活性剤等の吸水性を発現する吸水物質が使用された場合には、ポリウレタンフォームが有している保水性を更に向上させ、液晶表面やCRP(プリント基板)等のデリケートな作業が必要とされる部材の表面研磨作業や、パチンコ機のパチンコ玉やコイン洗浄等に好適に使用され、かつ機能がその高さ方向に沿って連続的に変化している吸水性を発現するポリウレタンフォームが得られる。 The third component to be mixed in both foaming raw materials M1 and M2 is antistatic material, conductive material or superconducting material, magnetic material, antibacterial material, antibacterial / deodorant material, deodorant material, shape stable / shape memory material Moisture-permeable / water-absorbing substances, moisture-permeable / water-proof substances, temperature-sensitive / heat-retaining / ripening / heat-generating / absorbing substances, luminescent / fluorescent substances, water-repellent / oil-absorbing substances, etc. Is done. Any shape can be used as long as it can be mixed with the foaming raw materials M1 and M2. For example, when ferrite, carbon or conductive fillers or other conductive materials are used as the third component, the so-called electromagnetic wave shielding property capable of preventing static electricity removal, energization or electromagnetic shielding is along the height direction. A polyurethane foam expressed so as to continuously change or a polyurethane foam expressed so that required conductivity continuously changes along its height direction can be obtained. In addition, when a water-absorbing substance such as a surfactant containing a hydroxyl group such as ethylene oxide is used, the water retention property of the polyurethane foam is further improved, and the liquid crystal surface and CRP (printing It is suitably used for surface polishing work of parts that require delicate work such as (substrate), and for pachinko balls and coins washing of pachinko machines, and the function changes continuously along its height direction. A polyurethane foam that exhibits high water absorption is obtained.
(別の実施例)
前述の実施例においては、成形型50に先ず第1の発泡原料M1を注入した後に、その上から第2の発泡原料M2を注入する方法を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば成形型50の底面部52a近傍(図3(b)参照)に直接的に第2の発泡原料M2の注入をなし得る注入手段を設け、ここを介して第2の発泡原料M2を成形型50内に注入するようにしてもよい。なお、この場合も第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の反応に伴う比重差によって、本発明に係るポリウレタンフォームの構造が発現されるため、第2の発泡原料M2の注入時期は、第1の発泡原料M1の比重が小さくなり始めた後、すなわち反応開始後に設定される。(Another example)
In the above-described embodiment, the method in which the first foaming raw material M1 is first injected into the
(変更例)
前述の実施例にように、第1の発泡原料M1から得られる発泡体の比重および第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重を異なるものとせず、同一または近い数値関係としてポリウレタンフォーム10を製造することも可能である。この場合、経過時間と、反応の度合い(粘度)および比重との関係は、図6に示す挙動を示すが、この図から明らかな通り、第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2とにおいて、何れもその比重が経時的には同様に推移する(経過時間BおよびCにおける比重差bおよび比重差c参照)ため、第2の発泡原料M2が第1の発泡原料M1の下側に回り込むだけの比重差が発生している。このとき第2の発泡原料M2の注入時前後(経過時間Aにおける比重差a参照)と、第1の発泡原料M1の反応完了時前後(経過時間Dにおける比重差d参照)については、比重差が小さくなっているが、前者については反応が殆ど進行しておらず2つの発泡原料M1およびM2の流動性が高いため比重差が小さくても問題はなく、後者については殆ど硬化によって樹脂化が完了しているため比重差は関係がない状態となっているため問題はない。この場合、比重に差違を与える配合組成を考慮しなくてもよいため、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の配合設計がより容易となる利点がある。なお図6おいては、SGは第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重を、IJ1は第1の発泡原料M1注入開始時点を、IJ2は第2の発泡原料M2注入開始時点を夫々示し、またSGIは発泡原料発泡前の比重を表している。(Example of change)
As in the above-described embodiment, the specific gravity of the foam obtained from the first foam raw material M1 and the specific gravity of the foam obtained from the second foam raw material M2 are not different, and the
(別の変更例)
更にこれに対して、反応進行中における比重差が問題となる場合には、例えばポリオールの末端基を変更するまたは増減させる、イソシアネートの反応性を変更する或いは触媒として反応性の高いものまたは低いものを採用するといった公知の方法によって、図7に示す如く、第1の発泡原料M1の反応性を向上と、第2の発泡原料M2の反応性を低下との何れか一方または双方をなすことで、発泡に伴う経過時間に対する比重の変動量を制御して、発泡時における第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2との比重差をより大きく確保する方法も採用し得る。この場合、経過時間AおよびBにおける比重差aおよび比重差bは、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の反応性が同一の場合に比較して何れも拡大する。このため相対粘度Rの連続的な硬化変化の度合いの設定や、第2の発泡原料M2注入時のより早い時点での設定が可能となる。なお図7おいては、SGは第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重を、IJ1は第1の発泡原料M1注入開始時点を、IJ2は第2の発泡原料M2注入開始時点を、RUは反応性の向上を、RDは反応性の低下を夫々示し、またSGIは発泡原料発泡前の比重を表している。(Another change example)
On the other hand, when the specific gravity difference during the reaction is a problem, for example, the polyol end group is changed or increased, the isocyanate reactivity is changed, or the catalyst has a high or low reactivity. As shown in FIG. 7, the reactivity of the first foaming raw material M1 is improved and the reactivity of the second foaming raw material M2 is reduced or both by a known method such as adopting A method of controlling the amount of fluctuation of the specific gravity with respect to the elapsed time associated with foaming to ensure a larger specific gravity difference between the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 at the time of foaming can also be adopted. In this case, the specific gravity difference a and the specific gravity difference b in the elapsed times A and B are both increased as compared with the case where the reactivity of the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 is the same. For this reason, the setting of the degree of continuous curing change of the relative viscosity R and the setting at an earlier point in time when the second foaming raw material M2 is injected become possible. In FIG. 7, SG represents the specific gravity of the foam obtained from the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2, IJ 1 represents the start of injection of the first foaming raw material M1, and IJ 2 represents the second of the foaming material M2 injection start point, RU is an improvement in reactivity, RD is a decrease in reactivity each show, also SG I represents the specific gravity of the pre-foamed material foam.
(実験例)
以下に本発明に係る方法により製造したポリウレタンフォームについて、所要の物性を測定した実験例を示す。なお本発明は、この実験例に限定されるものではない。(Experimental example)
The experimental example which measured the required physical property about the polyurethane foam manufactured by the method which concerns on this invention below is shown. The present invention is not limited to this experimental example.
(実験1:硬度が異なる発泡体となる発泡原料を使用した場合)
表1に記載する配合組成を使用して、硬度が245N/314cm2、密度50kg/m3の発泡体となる第1の発泡原料と、硬度が118N/314cm2、密度60kg/m3の発泡体となる第2の発泡原料を夫々調整(硬度および密度は、夫々表1中に併記)し、先ず第1の発泡原料を所要形状(縦400mm×横400mm×高さ80mm)の成形型内に注入し、樹脂化反応が進み粘度増加が顕著に進む以前である7秒後に第2の発泡原料を注入して、当該形状を備える直方体形状のポリウレタンフォームを製造した。そして製造されたポリウレタンフォームを成形型より脱型し、厚さ方向を20mmの間隔で切断し、切り分けられた各シート状物の全体としての硬度を測定した。なお配合に使用した各原料および硬度の測定方法は下に記す。(Experiment 1: When foaming raw materials that are foams with different hardnesses are used)
Using the composition shown in Table 1, a first foam raw material that becomes a foam with a hardness of 245 N / 314 cm 2 and a density of 50 kg / m 3 , and a foam with a hardness of 118 N / 314 cm 2 and a density of 60 kg / m 3 Each of the second foam raw materials to be a body is adjusted (hardness and density are also shown in Table 1), and the first foam raw material is first placed in a mold having a required shape (length 400 mm × width 400 mm × height 80 mm). The second foaming raw material was injected 7 seconds after the resinification reaction progressed and the viscosity increase remarkably advanced to produce a cuboid-shaped polyurethane foam having the shape. Then, the produced polyurethane foam was removed from the mold, and the thickness direction was cut at intervals of 20 mm, and the hardness of each cut sheet was measured. The raw materials used for the blending and the methods for measuring the hardness are described below.
(使用した原料)
・ポリオールA:ポリエーテルポリオール(商品名 EL−828;旭硝子製)
・ポリオールB:ポリマーポリオール(商品名 FA−728R;三洋化成工業製)
・イソシアネート:汎用のTDI:汎用のMDI=80:20で混合したもの
・架橋剤:商品名 IR−94;三井武田ケミカル製
・触媒A:商品名 LV−33;中京油脂製
・触媒B:商品名 BL−11;エアプロダクツ製
・整泡剤:商品名 L−5309;東レダウコーニングシリコーン製
・発泡剤:水
(測定方法)
・硬度:JASO B 408に準じて測定した。
Polyol A: polyether polyol (trade name EL-828; manufactured by Asahi Glass)
Polyol B: Polymer polyol (trade name FA-728R; manufactured by Sanyo Chemical Industries)
・ Isocyanate: general-purpose TDI: general-purpose MDI mixed at 80:20 ・ Crosslinking agent: trade name IR-94; manufactured by Mitsui Takeda Chemical ・ catalyst A: trade name LV-33; manufactured by Chukyo Yushi ・ Catalyst B: product Name BL-11; Air Products / Foam Stabilizer: Product Name L-5309; Toray Dow Corning Silicone / Foaming Agent: Water
(Measuring method)
Hardness: Measured according to JASO B 408.
(実験1の結果)
製造されたポリウレタンフォームのから切断された各シート状物の硬度(単位:N/314cm2)を測定した。その結果、その数値は、ポリウレタンフォームの上面から下面に向かって、245、192、151、118と、その硬度が徐々に小さくなっていることが確認された。(Result of Experiment 1)
The hardness (unit: N / 314 cm 2 ) of each sheet-like material cut from the produced polyurethane foam was measured. As a result, it was confirmed that the numerical values were 245, 192, 151, 118 and the hardness gradually decreased from the upper surface to the lower surface of the polyurethane foam.
(実験2:反発弾性率が異なる発泡体となる発泡原料を使用した場合)
表2に記載する配合組成を使用して、反発弾性率65%、密度50kg/m3の発泡体となる第1の発泡原料と、反発弾性率45%、密度60kg/m3の発泡体となる第2の発泡原料を夫々調整(反発弾性率および密度は、夫々表2中に併記)し、先ず第1の発泡原料を所要形状(縦400mm×横400mm×高さ80mm)の成形型内に注入し、樹脂化反応が進み粘度増加が顕著に進む以前である7秒後に第2の発泡原料を注入して、当該形状を備える直方体形状のポリウレタンフォームを製造した。そして製造されたポリウレタンフォームを成形型より脱型し、厚さ方向を20mmの間隔で切断し、切り分けられた各シート状物の全体としての反発弾性率を測定した。なお配合に使用した各原料および反発弾性率の測定方法は下に記す。(Experiment 2: When using foaming raw materials that are foams with different rebound resilience)
Using the blend composition shown in Table 2, a first foam raw material that becomes a foam with a rebound resilience of 65% and a density of 50 kg / m 3 , and a foam with a rebound resilience of 45% and a density of 60 kg / m 3 Each of the second foam raw materials is adjusted (rebound resilience and density are also shown in Table 2), and first, the first foam raw material is placed in a required shape (length 400 mm × width 400 mm × height 80 mm). The second foaming raw material was injected 7 seconds after the resinification reaction progressed and the viscosity increase remarkably advanced to produce a cuboid-shaped polyurethane foam having the shape. Then, the produced polyurethane foam was removed from the mold, and the thickness direction was cut at intervals of 20 mm, and the impact resilience as a whole of each cut sheet was measured. In addition, each raw material used for mixing | blending and the measuring method of a resilience elastic modulus are described below.
(使用した原料)
・ポリオールAおよびB:実験1と同じ
・ポリオールC:ポリエーテルポリオール(商品名 IT−34;三井武田ケミカル製)
・イソシアネート:汎用のMDI
・架橋剤:ジエタノールアミン
・触媒AおよびB:実験1と同じ
・整泡剤:商品名 SZ−1313;東レダウコーニングシリコーン製
・発泡剤:水
(測定方法)
・反発弾性率:JASO B 408に準じて測定した。
Polyol A and B: Same as
・ Isocyanate: General-purpose MDI
・ Crosslinking agent: Diethanolamine ・ Catalysts A and B: Same as
(Measuring method)
-Rebound resilience: measured according to JASO B 408.
(実験2の結果)
製造されたポリウレタンフォームから切断された各シート状物の反発弾性率(%)を測定した。その結果、その数値は、ポリウレタンフォームの上面から下面に向かって、65、58、51、45と、その反発弾性率が徐々に小さくなっていることが確認された。(Result of Experiment 2)
The rebound resilience (%) of each sheet-like material cut from the produced polyurethane foam was measured. As a result, it was confirmed that the numerical value was 65, 58, 51, 45 and the rebound resilience gradually decreased from the upper surface to the lower surface of the polyurethane foam.
材料の物性や、特性が材料内部で予め設計された勾配をもって、連続的に変化し得る傾斜的な性質を発現するポリウレタンフォームおよびその製造方法は、ポリウレタンフォームが使用される各物品全てについて広く適用が可能である。 Polyurethane foam and its manufacturing method that expresses a gradient property in which the physical properties and characteristics of the material can be continuously changed with a pre-designed gradient inside the material, and its manufacturing method are widely applied to all articles in which polyurethane foam is used. Is possible.
10 ポリウレタンフォーム
12 シート用パッド
12a 表面
34 前部サポート部
36 後部サポート部
38 サイドサポート部
52a 底面部
50 成形型
M1 第1の発泡原料
M2 第2の発泡原料
DESCRIPTION OF
この発明はポリウレタンフォームおよびその製造方法に関し、更に詳細には、所要の物性において異なった値を発現する2つの発泡原料を使用し、異なった値の発現される2つの発泡体が一体的に混在し、かつその値の変化がポリウレタンフォームの高さ方向に沿って連続的に変化した構造となっているポリウレタンフォームおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a polyurethane foam and a method for producing the same. More specifically, two foam raw materials that express different values in required physical properties are used, and two foams that express different values are mixed together. In addition, the present invention relates to a polyurethane foam having a structure in which the change in value continuously changes along the height direction of the polyurethane foam, and a method for producing the same.
多様化した素材ニーズに対して、夫々異なる特性(物性)を発現する複数の素材を複合する、所謂複合材料の開発が行なわれている。殊に、例えば2つの素材がその配合割合を徐々に変動させた状態となっている、所謂傾斜材料が大きな注目を集めている。一般に傾斜材料とは、一つの材料の中で、組成や機能が連続的または段階的に変化している材料のことであり、例えば急激な温度勾配中等の過酷な熱環境による変形や破損を回避し得るように、熱伝導率、熱膨張率または耐熱性等の各物性が異なる2つの素材を用いた傾斜材料が知られている。 In response to diversified material needs, so-called composite materials have been developed in which a plurality of materials that express different properties (physical properties) are combined. In particular, so-called gradient materials, in which, for example, two materials are in a state where their blending ratios are gradually changed, are attracting much attention. In general, a gradient material is a material whose composition or function changes continuously or stepwise in a single material, and avoids deformation and breakage due to a severe thermal environment such as during a sudden temperature gradient. As is possible, a gradient material using two materials having different physical properties such as thermal conductivity, thermal expansion coefficient, and heat resistance is known.
しかし前述の傾斜材料は、基本的にこの混合度合いが容易に調整可能または体積拡散等の手段により材料粒子が移動し得る無機系材料に限ってのことであり、一般的に有機材料においては傾斜材料は殆ど知られていなかった。一例として代表的な有機材料の1つであるポリウレタンフォームを使用した座席用のシート用パッドとして、下記の[特許文献1]に記載の発明「クッション材の製造方法」の如く、成形型内に物性の異なる2種類のポリウレタンフォームとなる2種類の発泡原料を異なる部位から夫々分けて注入し、これらから形成される異なる物性を有するポリウレタンフォームを一体的に発泡成形させて、傾斜材料的な要素を持たせるべく製造されるポリウレタンフォームが知られている。
しかし、2種類の発泡原料が略同時に注入されるため工程に煩雑さはないが、注入後の発泡・硬化反応の進行過程において、一方の発泡体が他方の発泡体を覆うように制御することが必要とされる。そしてこのような制御を達成するためには、双方の発泡原料の反応速度および注入量等を緻密に調整する必要があるが、このような調整はその手順が煩雑で、かつ要因が多いため、好適な実施が困難である点と、連続的に物性が変化する好適な傾斜材料挙動を示すポリウレタンフォームとはならない点とが問題となっていた。
あった。
However, since the two types of foaming raw materials are injected almost simultaneously, the process is not complicated, but in the process of foaming / curing reaction after the injection, one foam should be controlled to cover the other foam. Is needed. And in order to achieve such control, it is necessary to precisely adjust the reaction rate and the injection amount of both foaming raw materials, but such adjustment is complicated and has many factors. There are problems in that it is difficult to carry out suitable implementation and that the polyurethane foam does not exhibit a suitable gradient material behavior in which physical properties continuously change.
there were.
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係るポリウレタンフォームは、所要の成形型に、発泡・硬化反応の完了時に所要の物性における数値が互いに異なる発泡体となる第1の発泡原料および第2の発泡原料を逐次注入して製造されるポリウレタンフォームであって、
所要の第三成分をその濃度が異なるように混合した前記第1の発泡原料および第2の発泡原料から夫々得られる発泡体が一体的に混在されることで、
前記所要の物性における数値が成形型の高さ方向に沿って連続的に変化すると共に、前記第三成分が成形型の高さ方向に沿って連続的に変化した構造となっていることを特徴とする。
In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the intended object, the polyurethane foam according to the present invention is a first molding in which a required mold has different numerical values in required physical properties upon completion of the foaming / curing reaction. A polyurethane foam produced by sequentially injecting a foaming raw material and a second foaming raw material,
In Rukoto each resulting foam is mixed integrally from the required said third component whose concentration was mixed differently in the first foaming material and the second foaming material,
Characterized in that numerical values in the desired physical properties with continuously changes along the height direction of the mold, the third component is in the structure changes continuously along the height direction of the mold And
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願の別の発明に係るポリウレタンフォームの製造方法は、所要の成形型に、発泡・硬化反応の完了時に所要の物性における数値が互いに異なる発泡体となる第1の発泡原料および第2の発泡原料を逐次注入してたポリウレタンフォームを製造する方法であって、
前記第1の発泡原料および第2の発泡原料に、夫々濃度が異なるように設定された第三成分を予め混合し、
先に注入されて発泡・硬化反応が進行中の第1の発泡原料が存在する前記成形型内に、第2の発泡原料を注入することで、2つの発泡原料の反応進行中に発生する比重差によって、第2の発泡原料を第1の発泡原料の下側に位置させ、
前記成形型の内部で2つの発泡原料の反応を更に進行させることで、夫々の発泡原料から得られる発泡体を一体的に混在させると共に、該所要の物性における数値が成形型の高さ方向に沿って連続的に変化させるようにしたことを特徴とする。
In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the intended purpose, a method for producing a polyurethane foam according to another invention of the present application is to form a foam with different required physical properties at the time of completion of the foaming / curing reaction. A method for producing a polyurethane foam in which a first foaming raw material and a second foaming raw material to be a body are sequentially injected,
In the first foaming raw material and the second foaming raw material, a third component set to have a different concentration is mixed in advance,
Specific gravity generated during the reaction of the two foaming raw materials by injecting the second foaming raw material into the mold in which the first foaming raw material in which the foaming / curing reaction is in progress is present. Due to the difference, the second foaming raw material is positioned below the first foaming raw material,
By further advancing the reaction of the two foam raw materials inside the mold, the foams obtained from the respective foam raw materials are mixed together, and the numerical values in the required physical properties are in the height direction of the mold. It is characterized by being continuously changed along.
本発明に係るポリウレタンフォームおよびその製造方法によれば、第1の発泡原料の発泡・硬化反応が進行する成形型内に、所要の物性において第1の発泡原料から得られる発泡体とは異なる値を発現する発泡体となる第2の発泡原料を注入することで、夫々違う値となる物性の発現された少なくとも2種類の発泡体が一体的に混在し、かつその物性がポリウレタンフォームの高さ方向に沿って連続的に変化して、所謂傾斜材料となっているポリウレタンフォームを製造し得る。またこのような構造を備えるポリウレタンフォームは、双方の発泡原料の反応進行中の比重差を利用することで達成されるため、製造の際に留意する条件は第2の発泡原料の注入タイミングだけであり、煩雑な調整は必要とされない。 According to the polyurethane foam and the method for producing the same according to the present invention, a value different from the foam obtained from the first foam raw material in the required physical properties in the mold in which the foaming / curing reaction of the first foam raw material proceeds. By injecting the second foaming raw material, which is a foam that expresses the foam, at least two types of foams having different physical properties are mixed together, and the physical properties are the height of the polyurethane foam. It is possible to produce polyurethane foams that change continuously along the direction and become so-called gradient materials. In addition, since the polyurethane foam having such a structure is achieved by utilizing the difference in specific gravity during the reaction of both foam raw materials, the condition to be noted in the production is only the injection timing of the second foam raw material. There is no need for complicated adjustments.
次に本発明に係るポリウレタンフォームおよびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお実施例においては、ポリウレタンフォームが好適に利用されるシート用パッドの場合を例に挙げると共に、連続的に変化させる所要の物性として硬度を用いた場合を説明する。実施例に係るポリウレタンフォーム10好適に使用されるシート用パッド12は、図1に示す如く、基本的に乗員が着座した直接接触する部位である前部サポート部34および後部サポート部36と、この両側に位置し、該乗員のサイドサポートにより姿勢を保持するサイドサポート部38,38とから構成されている。そして前部サポート部34および後部サポート部36においては、乗員の乗り心地、ホールド性、乗り降り容易性その他各種要望等の点から、硬度が裏側ほど大きく、また表面側ほど小さく、すなわち高い柔軟性を発現するようになっている。具体的には、硬度の異なる2種類の発泡体が一体的に混在した状態となり、かつその硬度が成形型50の高さ方向、すなわちポリウレタンフォーム10の高さ方向(シート用パッド12の厚さ方向)に沿って連続的に変化する、硬度に明確な境目のない、所謂傾斜材料的な特質を備えた状態となっている。またサイドサポート部38,38は、殊に本発明とは直接的に関連がないので詳細な記載を省略する。
Next, the polyurethane foam and the method for producing the same according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings by way of preferred examples. In the examples, a case of a sheet pad in which polyurethane foam is preferably used will be described as an example, and a case where hardness is used as a required physical property that is continuously changed will be described. As shown in FIG. 1, the
そしてこのような構造を備えるポリウレタンフォーム10(シート用パッド12)の製造工程は、図2に示す如く、発泡原料準備工程S1、第1の発泡原料注入工程S2、第2の発泡原料注入工程S3、反応進行工程S4および最終工程S5から構成される。ここで発泡原料準備工程S1は、製造されるシート用パッド12の外部輪郭形状に合致する内部輪郭形状を備え、その底面部52aがシート用パッド12を成形する、例えば図3に示すような成形型50内に順序をもって注入され、発泡・硬化反応完了時(以下、単に反応完了時と云う)に高い硬度を発現する発泡体となる第1の発泡原料M1と、発泡・硬化反応(以下、単に反応と云う)完了時に低い硬度を発現する発泡体となる第2の発泡原料M2とを、夫々の硬度および比重を考慮してポリオールおよびイソシアネートと、各副原料とを適宜選択し、反応・硬化しない状態として準備する工程である。
And the manufacturing process of the polyurethane foam 10 (sheet pad 12) provided with such a structure is as shown in FIG. 2, foaming raw material preparation process S1, first foaming raw material injection process S2, second foaming raw material injection process S3. The reaction progress step S4 and the final step S5. Here, the foaming raw material preparation step S1 has an inner contour shape that matches the outer contour shape of the
ここで第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2としては、反応完了時における発泡体の比重が相互に異なるものが準備されている。本実施例においては、一方の第1の発泡原料M1は、反応完了時に得られる発泡体が高い硬度を発現するだけでなく、他方の第2の発泡原料M2の反応完了時に得られる発泡体に較べて小さい比重となるように設定されている。なお本実施例では、成形型50への注入で第1の発泡原料M1が上側に位置し、第2の発泡原料M2が下側に位置するように設定されているため、第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2とから得られる夫々の発泡体の比重は、前述の関係としているが、第1の発泡原料M1から得られる発泡体が、第2の発泡原料M2から得られる発泡体より比重が大きくなるように設定することも可能である。また一般的な発泡体の代表であるポリウレタンフォームの場合、その発泡原料は殆ど比重(密度)が1.05g/cm3程度であり、比重の低下は、反応の進行に伴う発泡によってなされている。
Here, as the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2, those having different specific gravities of the foams upon completion of the reaction are prepared. In this example, one of the first foaming raw materials M1 is not only a foam obtained at the completion of the reaction, but also exhibits a high hardness, and the foam obtained at the completion of the reaction of the other second foaming raw material M2. The specific gravity is set to be smaller. In the present embodiment, since the first foaming material M1 is positioned on the upper side and the second foaming material M2 is positioned on the lower side in the injection into the
第1の発泡原料注入工程S2は、第1の発泡原料M1を反応可能状態とすると共に、速やかに成形型50内に注入する工程である。そして第2の発泡原料注入工程S3は、先に注入して反応が進行して徐々に比重が軽くなりつつある第1の発泡原料M1に対して、その上から第2の発泡原料M2を注入する工程であり、反応進行工程S4は、成形型50内に注入された第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2が、発泡・硬化反応を進行させてその反応進行中に発生する比重差によって、徐々に一体的に混在した状態になっていき、最終的に成形型50内部が第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2から得られる発泡体で充填させる工程である。なお下型52に対する上型53の固定、すなわち成形型50の閉成は、第2の発泡原料注入工程S3の完了直後になされる。
The first foaming raw material injection step S2 is a step of allowing the first foaming raw material M1 to be in a reactive state and quickly injecting it into the
ここでこの2つの発泡原料M1およびM2の成形型50に対する注入から始まる反応の度合いおよび比重の状態の経時的な変動は、図4の如きグラフで表すことができる。すなわち、基本的に反応の度合いで表される反応性は第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2で差はなく、時間の経過と共に双方とも反応が進行し、この反応に伴う発泡によって2つの発泡原料M1およびM2共に比重が小さくなっている。そして第1の発泡原料M1と、第2の発泡原料M2とにおいては、注入開始の時点がずれているため、先に注入される第1の発泡原料M1の方が先に反応を開始して、第2の発泡原料M2に先んじて反応が進行し、これに伴って比重も小さくなる。また比重については、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2については、その配合に違いがあり、第1の発泡原料M1からは比重が小さい発泡体が得られ、第2の発泡原料M2からは比重が大きい発泡体が得られる。すなわち反応の進行に伴って、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の比重差はaからbへと大きくなり、最終的には第1の発泡原料M1から得られる発泡体の比重と、第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重との差に収束する。この反応途中の比重差によって、第2の発泡原料M2の第1の発泡原料M1下側への配置が可能となっている。なお第1の発泡原料M1から得られる発泡体の比重については30〜70kg/m3、第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重については40〜100kg/m3程度として、その比重差を少なくとも10kg/m3とすることが好ましい。また図4においては、SG1は第1の発泡原料M1から得られる発泡体の比重を、SG2は第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重を、IJ1は第1の発泡原料M1注入開始時点を、IJ2は第2の発泡原料M2注入開始時点を夫々示し、またSGIは発泡原料発泡前の比重を表している。
Here, the degree of reaction starting from the injection of the two foaming raw materials M1 and M2 into the
このような挙動を示す第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2を成形型50内に注入すると、第1の発泡原料M1の上から注入された第2の発泡原料M2が、その比重差故に反応途中の第1の発泡原料M1を通り抜けて下側の成形型50の底面部52aに沈降することになる。そして成形型50内で、第2の発泡原料M2は常に第1の発泡原料M1、の下、すなわち底面部52a側に位置することになる。そしてその後、時間の経過と共に第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の双方の反応が進行し、これに伴ってその体積が増大し続けることになる。このとき、第1の発泡原料M1の下方に位置する第2の発泡原料M2は、その体積増大に係る力によって第1の発泡原料M1内に下方から徐々に入り込む(浸透する)ことになる。
When the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 exhibiting such behavior are injected into the
ところでこの時の反応の度合いは、発泡原料の粘度としても捉えることが可能であり、成形型50内に注入された第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2は、時間の経過と共にその粘度が上昇している。そしてこの第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の双方の粘度を勘案した数値は、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の混合に係る容易性を示す指標として利用し得る。なおこの第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の混合に係る容易性を示す指標は、本実施例においては以後、相対粘度Rと呼称する。
By the way, the degree of reaction at this time can also be grasped as the viscosity of the foaming raw material, and the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 injected into the
そしてこの相対粘度Rは、図5に示す如く、反応の進行に伴ってほぼ直線的に増加する。すなわち第2の発泡原料M2の第1の発泡原料M1に対する浸透は、その反応の進行に伴って増加する粘度(粘度相対R)によって経時的に困難となり、徐々に抑制されることになる。その結果、成形型50において、その底面部52aでは第2の発泡原料M2が全体を占めているが、上に向かうに従って、第1の発泡原料M1の存在量が増加する状態、すなわち成形型50(ポリウレタンフォーム10)における各高さ位置において、第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2との存在割合が夫々異なった状態となっている。なお図5においては、IJ1は第1の発泡原料M1注入開始時点を、IJ2は第2の発泡原料M2注入開始時点を夫々示している。
The relative viscosity R increases almost linearly as the reaction proceeds as shown in FIG. That is, the penetration of the second foaming raw material M2 into the first foaming raw material M1 becomes difficult over time due to the viscosity (viscosity relative R) that increases with the progress of the reaction, and is gradually suppressed. As a result, in the molding die 50, the second foaming raw material M2 occupies the entire
そしてこのような状態となって成形型50内に存在する第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2は、その反応完了と共に発泡体となる。すなわち成形型50の底面部52aにおいては第2の発泡原料M2が反応した硬度の低い発泡体だけが存在し、上方に行くほど第1の発泡原料M1が反応した硬度の高い発泡体の存在割合が増加して、最終的には発泡原料M1が反応した硬度の高い発泡体だけとなった構造を備えたシート用パッド12を形成する。またこのような構成となるポリウレタンフォーム10(シート用パッド12)の製造においては、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の注入のタイミング、比重の差および硬度の差等の諸条件の適正化が必要となるが、本実施例においては、後に注入される第2の発泡原料M2の注入時点は好適には、第1の発泡原料M1が注入後、反応を開始して発泡が始まって比重差が発現し易くなる、所謂クリームタイム経過後で、樹脂化反応が進み粘度増加が顕著に進む以前、具体的には5秒前後の経過後から、10〜20秒に達するまでの間に設定される。このように第2の発泡原料M2の注入タイミングだけを調整することで、双方の発泡原料M1およびM2の反応進行中の比重差を利用して、本発明に係る硬度差が厚さ方向に連続的に変化したポリウレタンフォーム10を容易に製造し得る。また硬度については、ポリウレタンフォーム10の高さ(シート用パッド12の厚さ)に対して直線的、すなわち比例的に変化させたり、または曲線的に、すなわち等差または等比級数的変化させたりするように設定することも可能である。なお硬度の連続的な変化の度合い、すなわち単位厚さ当たりの硬度の変化量は、双方の発泡原料M1およびM2の反応性(反応速度)、得られる発泡体の比重の設定および注入量等を変化させることでも制御可能である。
And the 1st foaming raw material M1 and the 2nd foaming raw material M2 which are in such a state and exist in the shaping | molding die 50 become a foam with the completion of the reaction. That is, in the
この他、発泡原料の発泡倍率等も考慮すべき要素であるが、基本的に注入された発泡原料が成形型50内における発泡予定部位に充分に拡がる程度の量および倍率であれば問題なく、これらは公知の経験的知見から導出されている。そしてここまでの工程S1〜S4を経ることで成形型50内に成形されたシート用パッド12は、最終工程S5で成形型50から脱型され、その後、公知の後処理および検査等の実施により完成品たるポリウレタンフォーム10(シート用パッド12)とされる。
In addition, although the foaming ratio of the foaming raw material is an element to be considered, there is no problem as long as the injected foaming raw material basically has an amount and a magnification enough to expand to the foaming planned site in the
なお本発明におけるポリウレタンフォームは、シート用パッドに限定されるものではなく、自動車内装材、住宅内装材または各種クッション材等の各種用途に利用可能であり、またその高さ方向に沿って連続的に変化する物性も硬度に限定されるものではなく、この他、反発弾性率またはセルの大きさ、すなわちセル径等や、これら各物性を二重、三重に併有するようにしたものも変化させる物性として採用し得る。例えば変化させる所要の物性として反発弾性率を選択した場合、加えられる力の大きさに拘わらず、常に一定の反発力を発現し得るポリウレタンフォームが製造可能となり、セル径を次第に変化させる場合、特定または一定範囲の周波数に対して好適な吸音特性を示すポリウレタンフォームが製造可能となり、tanδのピーク発現温度が夫々異なるようした場合には、広い温度域でエネルギー吸収特性が好適なスローリカバリー性を発現するポリウレタンフォームが製造可能となる。 The polyurethane foam in the present invention is not limited to a seat pad, and can be used for various applications such as an automobile interior material, a housing interior material, or various cushion materials, and is continuously along the height direction thereof. The physical properties that change to the above are not limited to the hardness, and in addition, the resilience modulus or the cell size, that is, the cell diameter, etc., and those that have these physical properties double or triple are also changed. It can be adopted as a physical property. For example, when the rebound resilience is selected as the required physical property to be changed, it is possible to produce a polyurethane foam that can always express a certain repulsion force regardless of the magnitude of the applied force, and when the cell diameter is gradually changed, specify Alternatively, polyurethane foams with suitable sound absorption characteristics for a certain range of frequencies can be manufactured, and when the peak expression temperature of tan δ is different, the energy absorption characteristics exhibit suitable slow recovery characteristics over a wide temperature range. The polyurethane foam can be manufactured.
第1の発泡原料M1または第2の発泡原料M2から夫々得られる各発泡体の物性は、ポリウレタンフォームの原料であるポリオール、イソシアネートおよびその他の各種副原料の配合組成を適宜設定することで、意図した数値に設定される。具体的に、所要の物性を硬度とした場合には(ポリマー)ポリオール、架橋剤またはイソシアネート等の種類または配合量を変化させることで、また反発弾性率とした場合にはポリオールの分子量や、イソシアネートの種類または配合量や、整泡剤によって調整される通気性を変化させることで、そしてセル径とした場合には整泡剤の種類または添加量を変化させることで、夫々の物性における値を異なる数値とし得る。 The physical properties of the respective foams obtained from the first foaming raw material M1 or the second foaming raw material M2 are determined by appropriately setting the blending composition of polyol, isocyanate and other various auxiliary raw materials that are raw materials of the polyurethane foam. It is set to the numerical value. Specifically, if the required physical properties are hardness, (polymer) by changing the type or blending amount of polyol, cross-linking agent or isocyanate, etc., and if it is rebound resilience, the molecular weight of polyol, isocyanate By changing the type or blending amount and the air permeability adjusted by the foam stabilizer, and in the case of the cell diameter, by changing the kind or addition amount of the foam stabilizer, the value in each physical property can be changed. It can be a different number.
この他、反応完了後のポリウレタンフォームが発現する物性については、当該ポリウレタンフォーム自体が発現する物性だけでなく、その原料である第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2に対して、指定単位量当たりの混合量を異なる状態とした、すなわちその濃度を変えるようにした各種機能を発現する第三成分を混合するようにしてもよい。このように調整された第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2を用いることで第三成分は、ポリウレタンフォーム10の高さ位置によって夫々異なった数値となる第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2との存在割合に比例して、ポリウレタンフォーム10の高さ方向に沿って連続的に変化(かつ常に一定値に向けて増大または減少)した状態となる。
In addition, the physical properties of the polyurethane foam after completion of the reaction are specified not only for the physical properties of the polyurethane foam itself, but also for the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2, which are the raw materials. You may make it mix the 3rd component which expresses the various functions which made the mixing amount per unit amount differ, ie, change the density | concentration. By using the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 adjusted as described above, the third component has different values depending on the height position of the
双方の発泡原料M1,M2に混合される第三成分としては、制電性物質、導電性物質または超電導物質、磁性物質,抗菌物質、抗菌・防臭物質、消臭物質、形態安定・形状記憶物質、透湿・吸水物質、透湿抑制・防水物質、感温・保温・蓄熟・発熱・吸収物質、発光・蛍光物質或いは撥水・吸油物質等が挙げられ、発現させる機能に応じて適宜選択される。また形状としては、発泡原料M1,M2に混合できるものであれば何れのものでも採用可能である。例えばこの第三成分として、フェライト、カーボンまたは導電性フィラーその他の導電性物質が使用された場合には、静電気防止除去、通電または電磁遮蔽可能な、所謂電磁波シールド性がその高さ方向に沿って連続的に変化するように発現されるポリウレタンフォームや、所要の導電性がその高さ方向に沿って連続的に変化するように発現されるポリウレタンフォームが得られる。またエチレンオキサイドのように水酸基を含有する界面活性剤等の吸水性を発現する吸水物質が使用された場合には、ポリウレタンフォームが有している保水性を更に向上させ、液晶表面やCRP(プリント基板)等のデリケートな作業が必要とされる部材の表面研磨作業や、パチンコ機のパチンコ玉やコイン洗浄等に好適に使用され、かつ機能がその高さ方向に沿って連続的に変化している吸水性を発現するポリウレタンフォームが得られる。 The third component to be mixed in both foaming raw materials M1 and M2 is antistatic material, conductive material or superconducting material, magnetic material, antibacterial material, antibacterial / deodorant material, deodorant material, shape stable / shape memory material Moisture-permeable / water-absorbing substances, moisture-permeable / water-proof substances, temperature-sensitive / heat-retaining / ripening / heat-generating / absorbing substances, luminescent / fluorescent substances, water-repellent / oil-absorbing substances, etc. Is done. Any shape can be used as long as it can be mixed with the foaming raw materials M1 and M2. For example, when ferrite, carbon or conductive fillers or other conductive materials are used as the third component, the so-called electromagnetic wave shielding property capable of preventing static electricity removal, energization or electromagnetic shielding is along the height direction. A polyurethane foam expressed so as to continuously change or a polyurethane foam expressed so that required conductivity continuously changes along its height direction can be obtained. In addition, when a water-absorbing substance such as a surfactant containing a hydroxyl group such as ethylene oxide is used, the water retention property of the polyurethane foam is further improved, and the liquid crystal surface and CRP (printing It is suitably used for surface polishing work of parts that require delicate work such as (substrate), and for pachinko balls and coins washing of pachinko machines, and the function changes continuously along its height direction. A polyurethane foam that exhibits high water absorption is obtained.
(別の実施例)
前述の実施例においては、成形型50に先ず第1の発泡原料M1を注入した後に、その上から第2の発泡原料M2を注入する方法を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば成形型50の底面部52a近傍(図3(b)参照)に直接的に第2の発泡原料M2の注入をなし得る注入手段を設け、ここを介して第2の発泡原料M2を成形型50内に注入するようにしてもよい。なお、この場合も第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の反応に伴う比重差によって、本発明に係るポリウレタンフォームの構造が発現されるため、第2の発泡原料M2の注入時期は、第1の発泡原料M1の比重が小さくなり始めた後、すなわち反応開始後に設定される。
(Another example)
In the above-described embodiment, the method in which the first foaming raw material M1 is first injected into the
(変更例)
前述の実施例にように、第1の発泡原料M1から得られる発泡体の比重および第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重を異なるものとせず、同一または近い数値関係としてポリウレタンフォーム10を製造することも可能である。この場合、経過時間と、反応の度合い(粘度)および比重との関係は、図6に示す挙動を示すが、この図から明らかな通り、第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2とにおいて、何れもその比重が経時的には同様に推移する(経過時間BおよびCにおける比重差bおよび比重差c参照)ため、第2の発泡原料M2が第1の発泡原料M1の下側に回り込むだけの比重差が発生している。このとき第2の発泡原料M2の注入時前後(経過時間Aにおける比重差a参照)と、第1の発泡原料M1の反応完了時前後(経過時間Dにおける比重差d参照)については、比重差が小さくなっているが、前者については反応が殆ど進行しておらず2つの発泡原料M1およびM2の流動性が高いため比重差が小さくても問題はなく、後者については殆ど硬化によって樹脂化が完了しているため比重差は関係がない状態となっているため問題はない。この場合、比重に差違を与える配合組成を考慮しなくてもよいため、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の配合設計がより容易となる利点がある。なお図6おいては、SGは第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重を、IJ1は第1の発泡原料M1注入開始時点を、IJ2は第2の発泡原料M2注入開始時点を夫々示し、またSGIは発泡原料発泡前の比重を表している。
(Example of change)
As in the above-described embodiment, the specific gravity of the foam obtained from the first foam raw material M1 and the specific gravity of the foam obtained from the second foam raw material M2 are not different, and the
(別の変更例)
更にこれに対して、反応進行中における比重差が問題となる場合には、例えばポリオールの末端基を変更するまたは増減させる、イソシアネートの反応性を変更する或いは触媒として反応性の高いものまたは低いものを採用するといった公知の方法によって、図7に示す如く、第1の発泡原料M1の反応性を向上と、第2の発泡原料M2の反応性を低下との何れか一方または双方をなすことで、発泡に伴う経過時間に対する比重の変動量を制御して、発泡時における第1の発泡原料M1と第2の発泡原料M2との比重差をより大きく確保する方法も採用し得る。この場合、経過時間AおよびBにおける比重差aおよび比重差bは、第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2の反応性が同一の場合に比較して何れも拡大する。このため相対粘度Rの連続的な硬化変化の度合いの設定や、第2の発泡原料M2注入時のより早い時点での設定が可能となる。なお図7おいては、SGは第1の発泡原料M1および第2の発泡原料M2から得られる発泡体の比重を、IJ1は第1の発泡原料M1注入開始時点を、IJ2は第2の発泡原料M2注入開始時点を、RUは反応性の向上を、RDは反応性の低下を夫々示し、またSGIは発泡原料発泡前の比重を表している。
(Another change example)
On the other hand, when the specific gravity difference during the reaction is a problem, for example, the polyol end group is changed or increased, the isocyanate reactivity is changed, or the catalyst has a high or low reactivity. As shown in FIG. 7, the reactivity of the first foaming raw material M1 is improved and the reactivity of the second foaming raw material M2 is reduced or both by a known method such as adopting A method of controlling the amount of fluctuation of the specific gravity with respect to the elapsed time associated with foaming to ensure a larger specific gravity difference between the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 at the time of foaming can also be adopted. In this case, the specific gravity difference a and the specific gravity difference b in the elapsed times A and B are both increased as compared with the case where the reactivity of the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2 is the same. For this reason, the setting of the degree of continuous curing change of the relative viscosity R and the setting at an earlier point in time when the second foaming raw material M2 is injected become possible. In FIG. 7, SG represents the specific gravity of the foam obtained from the first foaming raw material M1 and the second foaming raw material M2, IJ 1 represents the start of injection of the first foaming raw material M1, and IJ 2 represents the second of the foaming material M2 injection start point, RU is an improvement in reactivity, RD is a decrease in reactivity each show, also SG I represents the specific gravity of the pre-foamed material foam.
(実験例)
以下に本発明に係る方法により製造したポリウレタンフォームについて、所要の物性を測定した実験例を示す。なお本発明は、この実験例に限定されるものではない。
(Experimental example)
The experimental example which measured the required physical property about the polyurethane foam manufactured by the method which concerns on this invention below is shown. The present invention is not limited to this experimental example.
(実験1:硬度が異なる発泡体となる発泡原料を使用した場合)
表1に記載する配合組成を使用して、硬度が245N/314cm2、密度50kg/m3の発泡体となる第1の発泡原料と、硬度が118N/314cm2、密度60kg/m3の発泡体となる第2の発泡原料を夫々調整(硬度および密度は、夫々表1中に併記)し、先ず第1の発泡原料を所要形状(縦400mm×横400mm×高さ80mm)の成形型内に注入し、樹脂化反応が進み粘度増加が顕著に進む以前である7秒後に第2の発泡原料を注入して、当該形状を備える直方体形状のポリウレタンフォームを製造した。そして製造されたポリウレタンフォームを成形型より脱型し、厚さ方向を20mmの間隔で切断し、切り分けられた各シート状物の全体としての硬度を測定した。なお配合に使用した各原料および硬度の測定方法は下に記す。
(Experiment 1: When foaming raw materials that are foams with different hardnesses are used)
Using the composition shown in Table 1, a first foam raw material that becomes a foam with a hardness of 245 N / 314 cm 2 and a density of 50 kg / m 3 , and a foam with a hardness of 118 N / 314 cm 2 and a density of 60 kg / m 3 Each of the second foam raw materials to be a body is adjusted (hardness and density are also shown in Table 1), and the first foam raw material is first placed in a mold having a required shape (length 400 mm × width 400 mm × height 80 mm). The second foaming raw material was injected 7 seconds after the resinification reaction progressed and the viscosity increase remarkably advanced to produce a cuboid-shaped polyurethane foam having the shape. Then, the produced polyurethane foam was removed from the mold, and the thickness direction was cut at intervals of 20 mm, and the hardness of each cut sheet was measured. The raw materials used for the blending and the methods for measuring the hardness are described below.
(使用した原料)
・ポリオールA:ポリエーテルポリオール(商品名 EL−828;旭硝子製)
・ポリオールB:ポリマーポリオール(商品名 FA−728R;三洋化成工業製)
・イソシアネート:汎用のTDI:汎用のMDI=80:20で混合したもの
・架橋剤:商品名 IR−94;三井武田ケミカル製
・触媒A:商品名 LV−33;中京油脂製
・触媒B:商品名 BL−11;エアプロダクツ製
・整泡剤:商品名 L−5309;東レダウコーニングシリコーン製
・発泡剤:水
(測定方法)
・硬度:JASO B 408に準じて測定した。
Polyol A: polyether polyol (trade name EL-828; manufactured by Asahi Glass)
Polyol B: Polymer polyol (trade name FA-728R; manufactured by Sanyo Chemical Industries)
・ Isocyanate: general-purpose TDI: general-purpose MDI mixed at 80:20 ・ Crosslinking agent: trade name IR-94; manufactured by Mitsui Takeda Chemical ・ catalyst A: trade name LV-33; manufactured by Chukyo Yushi ・ Catalyst B: product Name BL-11; Air Products / Foam Stabilizer: Product Name L-5309; Toray Dow Corning Silicone / Foaming Agent: Water
(Measuring method)
Hardness: Measured according to JASO B 408.
(実験1の結果)
製造されたポリウレタンフォームのから切断された各シート状物の硬度(単位:N/314cm2)を測定した。その結果、その数値は、ポリウレタンフォームの上面から下面に向かって、245、192、151、118と、その硬度が徐々に小さくなっていることが確認された。
(Result of Experiment 1)
The hardness (unit: N / 314 cm 2 ) of each sheet-like material cut from the produced polyurethane foam was measured. As a result, it was confirmed that the numerical values were 245, 192, 151, 118 and the hardness gradually decreased from the upper surface to the lower surface of the polyurethane foam.
(実験2:反発弾性率が異なる発泡体となる発泡原料を使用した場合)
表2に記載する配合組成を使用して、反発弾性率65%、密度50kg/m3の発泡体となる第1の発泡原料と、反発弾性率45%、密度60kg/m3の発泡体となる第2の発泡原料を夫々調整(反発弾性率および密度は、夫々表2中に併記)し、先ず第1の発泡原料を所要形状(縦400mm×横400mm×高さ80mm)の成形型内に注入し、樹脂化反応が進み粘度増加が顕著に進む以前である7秒後に第2の発泡原料を注入して、当該形状を備える直方体形状のポリウレタンフォームを製造した。そして製造されたポリウレタンフォームを成形型より脱型し、厚さ方向を20mmの間隔で切断し、切り分けられた各シート状物の全体としての反発弾性率を測定した。なお配合に使用した各原料および反発弾性率の測定方法は下に記す。
(Experiment 2: When using foaming raw materials that are foams with different rebound resilience)
Using the blend composition shown in Table 2, a first foam raw material that becomes a foam with a rebound resilience of 65% and a density of 50 kg / m 3 , and a foam with a rebound resilience of 45% and a density of 60 kg / m 3 Each of the second foam raw materials is adjusted (rebound resilience and density are also shown in Table 2), and first, the first foam raw material is placed in a required shape (length 400 mm × width 400 mm × height 80 mm). The second foaming raw material was injected 7 seconds after the resinification reaction progressed and the viscosity increase remarkably advanced to produce a cuboid-shaped polyurethane foam having the shape. Then, the produced polyurethane foam was removed from the mold, and the thickness direction was cut at intervals of 20 mm, and the impact resilience as a whole of each cut sheet was measured. In addition, each raw material used for mixing | blending and the measuring method of a resilience elastic modulus are described below.
(使用した原料)
・ポリオールAおよびB:実験1と同じ
・ポリオールC:ポリエーテルポリオール(商品名 IT−34;三井武田ケミカル製)
・イソシアネート:汎用のMDI
・架橋剤:ジエタノールアミン
・触媒AおよびB:実験1と同じ
・整泡剤:商品名 SZ−1313;東レダウコーニングシリコーン製
・発泡剤:水
(測定方法)
・反発弾性率:JASO B 408に準じて測定した。
Polyol A and B: Same as
・ Isocyanate: General-purpose MDI
・ Crosslinking agent: Diethanolamine ・ Catalysts A and B: Same as
(Measuring method)
-Rebound resilience: measured according to JASO B 408.
(実験2の結果)
製造されたポリウレタンフォームから切断された各シート状物の反発弾性率(%)を測定した。その結果、その数値は、ポリウレタンフォームの上面から下面に向かって、65、58、51、45と、その反発弾性率が徐々に小さくなっていることが確認された。
(Result of Experiment 2)
The rebound resilience (%) of each sheet-like material cut from the produced polyurethane foam was measured. As a result, it was confirmed that the numerical value was 65, 58, 51, 45 and the rebound resilience gradually decreased from the upper surface to the lower surface of the polyurethane foam.
材料の物性や、特性が材料内部で予め設計された勾配をもって、連続的に変化し得る傾斜的な性質を発現するポリウレタンフォームおよびその製造方法は、ポリウレタンフォームが使用される各物品全てについて広く適用が可能である。 Polyurethane foam and its manufacturing method that expresses a gradient property in which the physical properties and characteristics of the material can be continuously changed with a pre-designed gradient inside the material, and its manufacturing method are widely applied to all articles in which polyurethane foam is used. Is possible.
10 ポリウレタンフォーム
12 シート用パッド
12a 表面
34 前部サポート部
36 後部サポート部
38 サイドサポート部
52a 底面部
50 成形型
M1 第1の発泡原料
M2 第2の発泡原料
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1の発泡原料(M1)および第2の発泡原料(M2)から夫々得られる発泡体が一体的に混在され、該所要の物性における数値が成形型(50)の高さ方向に沿って連続的に変化している
ことを特徴とするポリウレタンフォーム。The first foam raw material (M1) and the second foam raw material (M2), which are foams having different numerical values in the required physical properties when the foaming / curing reaction is completed, are sequentially injected into the required mold (50). A polyurethane foam to be produced,
The foams obtained from the first foaming raw material (M1) and the second foaming raw material (M2) are mixed together, and the numerical values of the required physical properties are along the height direction of the mold (50). A polyurethane foam characterized by continuously changing.
先に注入されて発泡・硬化反応が進行中の第1の発泡原料(M1)が存在する前記成形型(50)内に、第2の発泡原料(M2)を注入することで、2つの発泡原料(M1,M2)の反応進行中に発生する比重差によって、第2の発泡原料(M2)を第1の発泡原料(M1)の下側に位置させ、
前記成形型(50)の内部で2つの発泡原料(M1,M2)の反応を更に進行させることで、夫々の発泡原料(M1,M2)から得られる発泡体を一体的に混在させると共に、該所要の物性における数値が成形型(50)の高さ方向に沿って連続的に変化させるようにした
ことを特徴とするポリウレタンフォームの製造方法。The first foam raw material (M1) and the second foam raw material (M2), which are foams having different numerical values in the required physical properties when the foaming / curing reaction is completed, are sequentially injected into the required mold (50). A method for producing a polyurethane foam comprising:
By injecting the second foaming raw material (M2) into the mold (50) in which the first foaming raw material (M1) in which the foaming / curing reaction is in progress is present, the two foams are injected. Due to the specific gravity difference that occurs during the reaction of the raw materials (M1, M2), the second foaming raw material (M2) is positioned below the first foaming raw material (M1),
By further advancing the reaction of the two foam raw materials (M1, M2) inside the mold (50), the foams obtained from the respective foam raw materials (M1, M2) are mixed together, A method for producing a polyurethane foam, characterized in that the numerical values of the required physical properties are continuously changed along the height direction of the mold (50).
It consists of a front support part (34) and a rear support part (36) in which an occupant sits and comes into direct contact, and side support parts (38, 38) that are located on both sides and maintain posture by the occupant side support. A molding die (50) having an inner contour shape that matches the outer contour shape of the seat pad (12) and having a bottom surface (52a) forming the surface (12a) of the seat pad (12), is used, From the foam obtained from the first foaming raw material (M1) as the second foaming raw material (M1), the first foaming raw material (M1) is used as a raw material that becomes a foam exhibiting high hardness. A raw material that becomes a foam that expresses low hardness is used, the hardness is continuous along the thickness direction of the sheet pad (12), and the hardness of the surface (12a) side of the sheet pad (12) The method for producing a polyurethane foam according to claim 5, wherein the ratio is low.
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