TWI382996B - Soft polyurethane foam, its manufacturing method and automotive seat cushion - Google Patents
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Description
本發明係有關,軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,其製造方法與汽車用座墊者。
近年來,講求搭乘感覺之提升及車內噪音之降低化,成為提高汽車之商品力的一環,就搭乘感覺之提升而言,改善汽車用座墊之回彈性率及振動特性甚為有效。就車內噪音之降低化而言,一般上將發動機聲音、負載聲音、風之頂衝聲音等噪音,藉由隔板絕緣體等防音零件予以減輕的方法。
(1)就搭乘感覺而言,專利文獻1中有,製造具有特定之回彈性、振動特性優越的軟質發泡體之方法的提案。
(2)就車內噪音降低化而言,專利文獻2中有,製造具有特定之通氣性及硬度、改善防音特性的軟質發泡體及其方法之提案。
(3)又,專利文獻3中有,輕量、且防音性優越之軟質發泡體的製造方法之提案。
但是,以車內噪音之降低化為目的,而安裝上述(2)、(3)之提案的由軟質發泡體所成之防音零件時,產生(i)導致車輛質量之增加,與降低燃料費之環境對策相抵觸、(ii)零件件數增加之故,成本上升,(iii)設計之自由度減少等問題。
專利文獻1:國際公開第2001/79323號說明書專利文獻2:特公平7-59389號公報專利文獻3:特開平5-209036號公報
為解決此等問題,使既存之內裝零件,例如座墊緩衝器具有吸音效果,不增加零件件數、質量,可降低車內噪音。但是,以往設計座墊緩衝器用的軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之際,以提升搭乘感覺之振動特性為主要考量,不考慮車內噪音之降低的吸音特性。經改善振動特性、提升搭乘感覺之座墊緩衝器,可賦予高吸音特性時,在環境上、成本上之雙方均極為適合。
因此,本發明之目的係提供,具有良好的振動特性,且同時,在500Hz~4kHz之寬廣頻率帶具有優異的吸音特性之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體、其製造方法及汽車用座墊。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,其製造方法,係將聚醇化合物與聚異氰酸酯化合物,在整泡劑、發泡劑、及胺基甲酸乙酯化觸媒之存在下反應而得軟質聚胺基甲酸乙酯的製造方法;其特徵為該聚醇化合物係採用含有:使用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧化烷類對引發劑進行開環加成聚合而得之具有氧伸烷基、不飽和度未達0.04meq/g之聚環氧烷類聚醇(A)、與使用鹼金屬化合物觸媒,將環氧乙烷及碳數3以上之環氧烷類對引發劑進行無規開環加成聚合而得之環氧烷類聚醇(B)、及聚合物分散聚醇(C)之聚醇化合物。
該聚醇(A),以使用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧丙烷對引發劑進行開環加成聚合、接著將環氧乙烷進行開環加成聚合而得;係具有氧伸乙基末端構造,全氧伸乙基之量為聚醇(A)(100質量)中之10~30質量%,官能基數為2~6,羥基價為15~56mgKOH/g之聚醇(A1);或使用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧丙烷對引發劑進行開環加成聚合、接著將環氧乙烷與環氧丙烷進行無規開環加成聚合、接著將環氧乙烷進行開環加成聚合而得;係具有氧伸乙基末端構造、全氧伸乙基之量為聚醇(A)(100質量)中之10~30質量%,無規部份的氧伸乙基之量為聚醇(A)(100質量)中之10質量%以下,官能基數為2~6、羥基價為15~56mgKOH/g之聚醇(A2),較適合。
又,該聚醇(B),以將環氧乙烷與環氧丙烷對引發劑進行無規開環加成聚合而得,環氧乙烷與環氧丙烷之質量比(環氧乙烷/環氧丙烷)為50/50~95/5、官能基數為2~6、羥基價為22~120mgKOH/g較適合。
又,該聚合物微粒子(C'),以在聚醇(C")中將單體進行聚合而得之分散於聚合物分散聚醇(C)中的微粒子,較適合。
進而,聚醇(A)之含量以聚醇(A)、(B)、(C)的合計100質量%中之5~80質量%;聚醇(B)之含量以聚醇(A)、(B)、(C)的合計100質量%中之0.5~15質量%;聚醇(C)之含量以聚醇(A)、(B)、(C)的合計100質量%中之20~80質量%,較適合。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,其特徵為以本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體的製造方法所得。
本發明之汽車用座墊,其特徵為具備由本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體所成的座墊緩衝器。
依本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體的製造方法,可獲得具有良好的振動特性,同時,在500Hz~4kHz之寬廣頻率帶具有優異的吸音特性之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,具有良好的振動特性,同時具有在500Hz~4kHz之寬廣頻率帶的優異吸音特性。
本發明之汽車用座墊,具有良好的振動特性及吸音特性,不增加零件件數、車輛質量,可降低車內噪音。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,係將聚醇化合物與聚異氰酯化合物,在整泡劑、發泡劑、及胺基甲酸乙酯化觸媒之存在下反應而得。
就各原料說明如下。
聚環氧烷類聚醇(A)[以下稱為聚醇(A)],係使用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧化烷類進行開環加成聚合而得之具有氧伸烷基、不飽和度未達0.04meq/g的聚醇。
藉由聚醇(A)之不飽和度未達0.04meq/g,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之通氣性減小,振動特性及低頻率側之吸音特性良好。
聚醇(A),在分子之至少一部份,具有使用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧化烷類進行開環加成聚合而得之氧伸烷基。藉由具有該氧伸烷基,可使不飽和度未達0.04meq/g、減少通氣性;能使振動特性及低頻率側之吸音特性良好。
複合金屬氰化物錯合物觸媒有,例如特公昭46-27250號公報上記載者。複合金屬氰化物錯合物觸媒,具有高聚合活性之故,以使用鋅六氰鈷酸鹽為主成份之錯合物較適合,以
其醚及/或醇錯合物更佳。
該醚有,乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇單叔丁醚(METB)、乙二醇單叔戊醚(METP)、二乙二醇單叔丁醚(DETB)、三丙二醇單甲醚(TPME)等。此等之中,從製造時處理錯合物容易而言,以METB最適合。
該醇,有甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、叔丁醇等。此等之中,從獲得高活性觸媒而言,以叔丁醇最適合。
聚醇(A),為使不飽和度未達0.04meq/g,以採用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧丙烷對引發劑進行開環加成聚合、接著將環氧乙烷進行開環加成聚合而得之具有氧伸乙基末端構造的聚醇(A1),或
採用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧丙烷對引發劑進行開環加成聚合,接著採用複合金屬氰化物錯合物觸媒將環氧乙烷與環氧丙烷進行無規開環加成聚合、接著將環氧乙烷進行開環加成聚合而得之具有氧伸乙基末端構造的聚醇(A2),較為適合。
在分子末端將環氧乙烷進行開環加成聚合之情況的聚合觸媒,有氫氧化鉀、甲氧基鉀等鉀化合物;銫金屬、氫氧化銫、碳酸銫、甲氧基銫等銫化合物等鹼金屬化合物觸媒;磷氮系化合物觸媒等。
聚醇(A1)、(A2)中,全環氧伸乙基之量為聚醇(A)(100質量%)中的10~30質量%,較佳為10~25質量%。藉由全環氧伸乙基之量為10質量%以上,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之初期強度增高。藉由全氧伸乙基之量為30質量%以下,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之獨立之氣泡減少,軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體難以收縮。
聚醇(A2)中,無規部份的氧伸乙基之量為聚醇(A)(100質量%)中之10質量%以下,較佳為9質量%以下。藉由無規部份的氧伸乙基之量為10質量%以下,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之獨立氣泡減少,軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體難以收縮。無規部份的氧伸乙基之量的下限,較佳為1質量%。
引發劑,以分子中之活性氫數為2~6的化合物為佳。有例如,水、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二丙三醇、中間丁四醇、甲基葡糖苷、葡萄糖、山梨糖醇等多元醇類;雙酚A等酚類;酚樹脂、酚醛樹脂等縮合系化合物等。此等之中以活性氫數為2~4之多元醇類為佳。此等引發劑可單獨使用1種,亦可2種以上併用。又,活性氫數為7以上之蔗糖等化合物亦可併用。又,亦可使用在上述化合物、或乙烯二胺、二乙烯三胺、哌嗪、二胺基二苯基甲烷、單乙醇胺等胺類中,將環氧丙烷進行開環加成聚合之化合物,作為引發劑。
聚醇(A)之官能基數(引發劑之活性氫數),以2~6為佳,2~5更佳。藉由官能基數在2以上,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體具有適度的硬度、壓縮殘留應變良好。藉由官能基數在6以下,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之硬度不致過硬,延伸等機械物性良好。
聚醇(A)之羥基價,以15~56mgKOH/g為佳,15~40 mgKOH/g更佳,以15~30 mgKOH/g最適合。藉由羥基價在15 mgKOH/g以上,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之彈性良好。藉由羥基價在56 mgKOH/g以下,所得聚胺基甲酸乙酯發泡體之柔軟性良好,可提升振動特性及吸音特性。
聚環氧烷類聚醇(B)[以下稱為聚醇(B)],係使用鹼金屬化合物觸媒,將環氧乙烷與碳數3以上之環氧烷類對引發劑進行無規開環加成聚合而得的聚醇。
碳數3以上之環氧烷類,以容易與環氧乙烷混合之環氧丙烷為佳。
環氧乙烷與環氧丙烷之質量比(環氧乙烷/環氧丙烷),以50/50~95/5為佳,以70/30~90/10更佳。藉由環氧乙烷之比率在50質量%以上,獨立氣泡率不致過高,可得良好的連通發泡體,能獲得優越之振動特性及吸音特性。藉由環氧乙烷之比率在95質量%以下,與其他聚醇之相溶性良好,聚醇全不分離,可獲得良品。
聚合觸媒有,例如氫氧化鉀、甲氧基鉀等鉀化合物;銫金屬、氫氧化銫、碳酸銫、甲氧基銫等銫化合物等鹼金屬化合物觸媒等,以氫氧化鉀為佳。
引發劑,以分子中之活性氫數為2~6的化合物為佳,2~5的化合物為更佳。有例如水、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二丙三醇、中間丁四醇、甲基葡糖苷、葡萄糖、山梨糖醇等多元醇類等。此等可單獨使用,或2種以上併用。還有,聚醇(B)之引發劑,在多元醇類中將環氧丙烷進行選擇性開環加成聚合,不使用聚醇。
聚醇(B)之官能基數(引發劑之活性氫數),以2~6為佳,2~5更佳。藉由官能基數在2以上,氣泡減小,振動特性及吸音特性良好。藉由官能基數在6以下,獨立氣泡率降低,可獲得良好的軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體。
聚醇(B)之羥基價,以22~120 mgKOH/g為佳,以30~80 mgKOH/g更佳。藉由羥基價在22 mgKOH/g以上,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之彈性良好。藉由羥基價在120 mgKOH/g以下,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之柔軟性良好,可提升振動特性及吸音特性。
本發明中使用,在聚環氧烷類聚醇基質中,穩定分散聚合物微粒子(C')之聚合物分散聚醇(C)[以下稱為聚醇(C)]。聚醇(C),有以眾所周知的方法製造者。
聚合物微粒子(C')有,由丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯等乙烯基單體之勻聚物、共聚物等加成
聚合系之聚合物所成的微粒子;由聚酯、聚尿素、聚胺基甲酸乙酯、三聚氰胺樹脂等縮聚合系聚合物所成的微粒子等。
聚合物微粒子(C')之製造方法,有眾所周知的方法等,以在聚醇中將單體進行聚合之聚合物微粒子的製造方法為佳。
分散於聚醇中之聚合物微粒子(C'),可為在聚醇(A)中將單體聚合而得之聚合物微粒子(C');可為在聚醇(B)中將單體聚合而得之聚合物微粒子(C');可為在聚醇(A)、聚醇(B)以外之聚醇中將單體聚合而得的聚合物微粒子(C')。本發明中之聚合物微粒子(C'),以使用在聚醇(A)、聚醇(B)以外之聚醇中,進行聚合所得的聚合物微粒子(C')為佳。
聚合物微粒子(C')之含量,以聚醇(A)、(B)、聚合物微粒子(C')之合計100質量%中的0.3~80質量%為佳,以5~55質量%更佳。藉由聚醇(C')之含量在0.3質量%以上,獨立氣泡率降低,可獲得良好的軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體。藉由聚醇(C')之含量在80質量%以下,氣泡減小,振動特性及吸音特性良好。又,製造軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之際,可將聚醇之系統液調成適當的黏度。
製造聚醇(C)之際,作為基質之聚環氧烷類聚醇沒有特別的限制,以使用鹼金屬化合物觸媒(較佳為氫氧化鉀觸媒或氫氧化銫觸媒),將環氧丙烷對引發劑進行開環
聚合、接著將環氧乙烷進行開環聚合而得之具有氧伸乙基末端構造的聚醇(C")為佳。
聚醇(C")之官能基數(引發劑之活性氫數),以2~6為佳,2~5更佳。藉由官能基數在2以上,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體具有適度的硬度、壓縮殘留應變良好。藉由官能基數在6以下,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之硬度不致過硬,延伸等機械物性良好。
聚醇(C")之羥基價,以15~120mgKOH/g為佳,以25~85mgKOH/g更佳。藉由羥基價在15mgKOH/g以上,發泡行動之穩定性良好。藉由羥基價在120mgKOH/g以下,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之柔軟性良好,可提升振動特性及吸音特性。
藉由聚合物微粒子(C')之存在,聚醇(C)全體之羥基價,通常比基質之聚醇的羥基價低。聚合物微粒子(C')之含量,以聚醇(C)(100質量%)中之50質量%以下為佳,1質量%以上為佳,以10~40質量%更適合。
本發明之聚醇化合物,含有聚醇(A)、與聚醇(B)、及聚醇(C)。
聚醇(A)之含量,以聚醇(A)、(B)、(C)之合計100質量%中的5~80質量%為佳,10~60質量%更佳。藉由聚醇(A)之含量在80質量%以下,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之獨立氣泡極少,軟質聚胺基甲酸乙
酯發泡體難以收縮。藉由聚醇(A)之含量在5質量%以上,可獲得良好的振動特性及吸音特性。
聚醇(B)之含量,以聚醇(A)、(B)、(C)之合計100質量%中的0.5~15質量%為佳,1~13質量%更佳。藉由聚醇(B)之含量在0.5質量%以上,獨立氣泡率降低,可獲得良好的軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體。藉由聚醇(B)之含量在15質量%以下,氣泡減小,振動特性及吸音特性良好。
聚醇(C)之含量,以聚醇(A)、(B)、(C)之合計100質量%中的20~80質量%為佳,30~75質量%更佳。藉由聚醇(C)之含量在20質量%以上,獨立氣泡率降低,可獲得良好的軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體。藉由聚醇(C)之含量在80質量%以下,氣泡減小,振動特性及吸音特性良好。
聚醇化合物,除聚醇(A)、(B)、(C)以外,可含有其他之聚醇。
其他之聚醇有,將環氧化烷類對引發劑進行開環加成聚合之聚環氧烷類聚醇等。
引發劑,有與該聚醇(A)同樣的引發劑;即,以分子中之活性氫數為2~6的化合物為佳。
聚合觸媒,有例如氫氧化鉀、甲氧基鉀等鉀化合物;銫金屬、氫氧化銫、碳酸銫、甲氧基銫等銫化合物等鹼金屬化合物觸媒;磷氮系化合物觸媒等。此等之中,以鹼金屬化合物觸媒為佳,氫氧化鉀及甲氧基鉀在經濟上具有優
勢,更為適合。
其他之聚醇的羥基價,以15~120mgKOH/g為佳,以20~90 mgKOH/g更佳。
其他之聚醇,可單獨1種使用或2種以上併用。
其他之聚醇的含量,以聚醇化合物(100質量%)中之0~50質量%為佳,以10~50質量%更適合。
本發明中,可使用交聯劑。
交聯劑,以具有2個以上之羥基、1級胺基、2級胺基等活性氫的化合物為佳。
交聯劑之數平均分子量,以未達2,000為佳,以1,500以下更佳,以1,000以下最適合。
交聯劑之使用量,相對於聚醇化合物100質量份,以0~10質量份為佳,以1~8質量份更佳。
交聯劑有,例如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、季戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二丙三醇、葡萄糖、山梨糖醇、蔗糖等脂肪族醇類;單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、雙酚A、乙烯二胺、3,5-二乙基-2,4-(或2,6)二胺基甲苯(DETDA)、2-氯-對-苯二胺(CPA)、3,5-雙(甲硫基)-2,4-(或2,6)二胺基甲苯、1-三氟甲基-3,5-二胺基苯、1-三氟甲基-4-氯-3,5-二胺基苯、2,4-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺、雙(3,5-二甲基-4-胺基苯基)甲烷、4,4'-
二胺基二苯基甲烷、乙烯二胺、間-二甲苯二胺、1,4-二胺基己烷、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、異佛爾酮二胺等化合物;在此等化合物中將較少量之環氧化烷類進行開環加成聚合而得的化合物等。交聯劑,可單獨1種使用或2種以上併用。
聚異氰酸酯化合物有,甲苯烯二異氰酸酯(TDI)、聚亞甲基聚苯基聚異氰酸酯(粗製MDI)、此等之混合物等。聚異氰酸酯化合物,通常使用甲苯烯二異氰酸酯/聚亞甲基聚苯基聚異氰酸酯=80/20(質量比)之混合物。
聚異氰酸酯化合物之使用量,以異氰酸酯指數80~120為佳,以85~115更佳。異氰酸酯指數係,相對於聚醇、交聯劑、水等全部之活性氫數的合計,以異氰酸酯基之數的100倍表示之數值。
發泡劑,有水、惰性氣體等。發泡劑可1種單獨使用或2種以上併用。
發泡劑之使用量,在僅使用水之情況,相對於聚醇化合物100質量份以10質量份以下為佳,以0.1~8質量份更適合。其他之發泡劑的使用量,可因應發泡倍率等之要求,適當調整。
整泡劑,有聚矽氧系整泡劑、含氟化合物系整泡劑等。此等之中,為形成良好的氣泡,以整泡力強之聚矽氧系整泡劑為佳。
聚矽氧系整泡劑,以軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體用聚矽氧系整泡劑為佳,以低溫硬化用聚矽氧系整泡劑更適合。
聚矽氧系整泡劑有,例如東麗陶可寧公司製之SRX274C、SF2961、SF2962、SF2964、SF2965、SF2969;GE東芝西利控公司製之L5305、L5307、L5309等。此等可1種單獨使用或2種以上併用。
整泡劑之使用量,相對於聚醇化合物100質量份,以0.1質量份以上、未達2質量份為佳,以0.2~1.5質量份更佳。藉由整泡劑之使用量在0.1質量份以上,泡體徑縮小、難以引起泡體乾凅。藉由整泡劑之使用量未達2質量份,所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之獨泡性降低,通氣性良好;其結果,提升高頻率區域之吸音性能。
胺基甲酸乙酯化觸媒,可使用以往眾所周知的觸媒。有例如,三乙烯二胺、雙[(2-二甲基胺基)乙基]醚之二丙二醇溶液、嗎啉類等脂肪族胺類;辛酸錫、二丁基錫二(十二)酸酯等有機錫化合物等。胺基甲酸乙酯化觸媒,可單獨1種使用、或2種以上組合使用。
胺基甲酸乙酯化觸媒之使用量,相對於聚醇化合物100質量份,以1.0質量份以下為佳,以0.05~1.0質量份更為適合。
本發明中,在上述胺基甲酸乙酯化觸媒、發泡劑、整泡劑、交聯劑以外,可採用所期望之添加物。添加劑有,碳酸鈣、硫酸鋇等填充劑;乳化劑;抗氧化劑、紫外線吸收劑等防老化劑;阻燃劑、可塑劑、著色劑、抗霉劑、破泡劑、分散劑、防變色劑等。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,係將上述之聚醇化合物與聚異氰酸酯化合物,在發泡劑、整泡劑及胺基甲酸乙酯化觸媒之存在下反應,製造而得。
軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之成形方法,以採用低壓發泡機或高壓發泡機,將反應性混合物直接注入金屬模具予以反應之射出成形法為佳。本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,可藉由低溫硬化法、加熱硬化法之任一方法製造。此等之中以低溫硬化法為佳。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體的製造條件,為可製造軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之條件時,沒有特別的限制。例如將除聚異氰酸酯化合物以外之全原料的混合物(以下稱為聚醇系統)、與聚異氰酸酯化合物,分別調整於15~40℃。接著在聚醇系統中,加入所定量之聚異氰酸酯化合物,以高速混合機等攪拌混合2~15秒後,直接置入加熱至30~80℃之容器中予以密閉,藉由4~20分鐘硬化,即得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之厚度,使用於座墊緩衝器之情況,以30mm以上為佳。藉由厚度在30mm以上,很難有觸底感。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體的核心密度,以30~80kg/m3
為佳,以40~70 kg/m3
更佳。藉由核心密度在80 kg/m3
以下,軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之質量不增大,適合於近年來之汽車的輕量化。藉由核心密度在30kg/m3
以上,可提升振動特性及吸音效果。核心密度之測定,係依JIS K6400(1997年版)之方法進行。測定核心密度時,採用自軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之中央部去除表皮部(端部),切取縱橫100mm、高50mm之大小者。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體的回彈性率,以未達70%為佳,以65%以下更佳,以60%以下最適合。藉由回彈性率未達70%,可提升軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之能量衰減性,音響特性良好。
回彈性率之測定,係依JIS K6400(1997年版)之方法進行。測定回彈性率時,採用切取與核心密度同樣之試料。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之共振倍率,以3.5以下為佳,3.0以下更佳。藉由共振倍率在3.5以下,本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體的振動特性良好。共振倍率之測定,係依JASO B408-89之方法進行。振動特性測定條件,係採用鐵研板(荷重:50kg)作為加壓板,加振全振寬為5mm,測定頻率數為1~13Hz。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體的吸音特性,係以在500Hz 0.20以上,在1kHz 0.50以上、在2kHz 0.80以上、在4kHz 0.60以上為佳。吸音測定,係依JIS A-1405之方法進行。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,使用於緩衝墊、背墊、座墊等。尤其適合使用為汽車、鐵路等車輛用座墊之座墊緩衝器、背墊。進而,最適合於汽車用座墊緩衝器。
以實施例具體說明本發明如下。本發明並非限定於此等。
下述使用原料之欄中,聚醇之不飽和度、聚醇之羥基價、及聚醇之黏度,係以JIS K1557(1970年版)為基準進行測定。
(聚醇A1):以在丙三醇中將環氧丙烷進行開環加成聚合之分子量1,000的聚醇作為引發劑,在該引發劑中,採用DMC(鋅六氰鈷酸酯METB錯合物觸媒)作為聚合觸媒,將環氧丙烷進行開環加成聚合。進而,採用氫氧化鉀水溶液作為聚合觸媒,進行脫水烷氧基金屬化,在末端將環氧乙烷進行開環加成聚合,即得具有氧伸乙基末端構造之聚醇A1。全氧伸乙基之量為聚醇A1(100質量%)中之16質量%。又,羥基價為24mgKOH/g、官能基數為3、黏度為1600mPa.s、不飽和度0.020meq/g。
(聚醇A2):以在丙三醇中將環氧丙烷進行開環加成聚合之分子量1,000的聚醇作為引發劑,在該引發劑中,採用DMC(鋅六氰鈷酸酯METB錯合物觸媒,將環氧丙烷進行至聚醇A2(100質量%)之21質量%為止的開環加成聚合。接著將環氧丙烷與環氧乙烷以質量比90/10之比例進行無規開環加成聚合。進而使用氫氧化鉀之水溶液作為聚合觸媒,進行脫水烷氧基金屬化,在末端將環氧乙烷進行開環加成聚合。即得具有氧伸乙基末端構造之聚醇A2。全氧伸乙基之量為聚醇A2(100質量%)中之21質量%。無規部份的氧伸乙基之量為聚醇A2(100質量%)中之5質量%。末端氧伸乙基嵌段鏈的氧伸乙基之量,為聚醇A2(100質量%)中之15質量%。又,羥基價為24 mgKOH/g、官能基數為3、黏度為1650mPa.s、不飽和度
為0.016meq/g。
(聚醇B1):以丙三醇為引發劑,在該引發劑中,採用氫氧化鉀為聚合觸媒,將環氧乙烷與環氧丙烷以質量比80/20之比例進行無規開環加成聚合,即得聚醇B1。羥基價為48 mgKOH/g、官能基數為3、黏度為900mPa.s。
(聚醇B2):以二丙二醇為引發劑,在該引發劑中,採用氫氧化鉀為聚合觸媒,將環氧乙烷與環氧丙烷以質量比80/20之比例進行無規開環加成聚合,即得聚醇B2。羥基價為55mgKOH/g,官能基數為2,黏度為450mPa‧s。
(聚醇C1):在後述之聚醇D3中,將丙烯腈聚合,即得固形份濃度20質量%之聚合物分散聚醇(聚醇C1)。羥基價為19mgKOH/g,官能基數為3,黏度為5,000mPa.s。
(聚醇C2):以丙三醇與季戊四醇之質量比50:50的混合物為引發劑,在該引發劑中,採用氫氧化鉀為聚合觸媒,將環氧丙烷進行開環加成聚合,即得羥基價為28 mgKOH/g之聚醇。在該聚醇中,將丙烯腈與苯乙烯之質量比45/55的混合物進行聚合,即得固形份濃度22質量%之聚合物分散聚醇(聚醇C2)。羥基價為22 mgKOH/g、黏度為3,700mPa.s。
(聚醇C3):以丙三醇為引發劑,在該引發劑中,採用氫氧化鉀為聚合觸媒,將環氧丙烷進行開環加成聚合,進而在末端將環氧乙烷進行開環加成聚合,即得具有氧伸乙基末端構造之聚醇。全氧伸乙基之量為聚醇(100質量%)中之15質量%。又,官能基數為3、羥基價為34 mgKOH/g。在該聚醇中,將丙烯腈與苯乙烯之質量比77.5/22.5的混合物進行聚合,即得固形份濃度35質量%之聚合物分散聚醇(聚醇C3)。羥基價為24 mgKOH/g,黏度為5,000mPa.s。
<其他之聚醇>(聚醇D1):以季戊四醇為引發劑,在該引發劑中,採用氫氧化鉀為聚合觸媒,將環氧丙烷進行開環加成聚合,進而在末端將環氧乙烷進行開環加成聚合,即得具有氧伸乙基末端構造之聚醇D1。全氧伸乙基之量為聚醇D1(100質量%)中之13質量%。又,羥基價為28 mgKOH/g,官能基數為4、黏度為1,200 mPa.s、不飽和度為0.06meq/g。
(聚醇D2):以丙三醇為引發劑,在該引發劑中,採用氫氧化鉀為聚合觸媒,將環氧丙烷進行開環加成聚合,進而在末端將環氧乙烷進行開環加成聚合,即得具有氧伸乙基末端構造之聚醇D2。全氧伸乙基之量為聚醇D2(100質量%)中之15質量%。又,羥基價為33 mgKOH/g,官能基數為3,黏度為900mPa.s,不飽和度為0.07meq/g。
(聚醇D3):以丙三醇為引發劑,在該引發劑中,採用氫氧化銫為聚合觸媒,將環氧丙烷進行開環加戊聚合,進而在末端將環氧乙烷進行開環加成聚合,即得具有氧伸乙基末端構造之聚醇D3。全氧伸乙基之量為聚醇D3(100質量%)中之16質量%。又,羥基價為24mgKOH/g、官能基數為3、黏度為1,300mPa.s,不飽和度為0.04meq/g。
<交聯劑>交聯劑E:二乙醇胺。
交聯劑F:丙三醇。
交聯劑G:以季戊四醇與二丙二醇為引發劑,在該引發劑中,採用氫氧化鉀為聚合觸媒,將環氧乙烷進行開環加成聚合而得之聚醇的混合物,羥基價為475mgKOH/g、黏度為1,200mPa.s之聚環氧乙烷聚醇。
交聯劑H:以山梨糖醇為引發劑,在該引發劑中,採用氫氧化鉀為聚合觸媒,將環氧丙烷進行開環加成聚合,進而在末端將環氧乙烷進行開環加成聚合而得,且全氧伸乙基之量為聚醇(100質量%)中之28質量%、羥基價為450 mgKOH/g,黏度為7,900mPa.s之聚環氧乙烷聚環氧丙烷聚醇。
口洛內多1021[TDI-80/粗製MDI=80/20(質量比)、NCO含量(%)=44.8、日本聚胺基甲酸乙酯工業公司製]。於此:「TDI-80」係指2,4-TDI/2,6-TDI=80/20(質量比)的混合物之意。
樹脂化觸媒:三乙烯二胺之二丙二醇溶液(東曹公司製,商品名:TEDA-L33)。
發泡觸媒:雙-[(2-二甲基胺基)乙基]醚之二丙二醇溶液(東曹公司製,商品名:多油氣亞多ET)。
泛用低溫硬化用聚矽氧整泡劑:東麗陶口寧公司製,商品名:SF2962。
使用水為發泡劑。
表1為原料之配合比例。還有,表1所示原料配合量之數值為質量份。例1為比較例,例2~5為實施例。
將除聚異氰酸酯化合物以外之原料混合,調整成聚醇
系統。該聚醇系統填充於2成份系高壓發泡機(佳農公司製,頭:FLP-18-L型)之一方的槽中,調整液溫為25±2℃。在另一方之槽中填充聚異氰酸酯化合物,調整液溫為25±2℃。接著將兩槽中之原料吐出,注入高壓混合之金屬模具內,進行發泡、硬化,經6分鐘後,進行脫模,即得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體。
原料之吐出條件係,吐出壓力為15MPa、吐出量為300g/秒。金屬模具採用內尺寸400mm×400mm×100mm者。金屬模具溫度,上下模具溫度約為60±2℃。
就所得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,評估密度、發泡體物體[硬度(25%ILD)(Indentation Load Deflection)荷重撓性值、回彈性率]、通氣性、振動特性、吸音特性。結果如表1所示。
密度、硬度(25%ILD)、回彈性率、通氣性:係以JIS K 6400(1997年度版)為基準進行測定。
振動特性:係以JASO B408-89為基準,進行共振振動數、共振倍率、6Hz傳達率之測定。測定條件係,採用鐵研板(荷重:50kg)為加壓板,加振全振寬為5mm、測定頻率為1~13Hz。
吸音特性:依JIS A1405之基準,測定垂直射入吸音特性。吸音測定裝置係採用垂直射入吸音測定管(Bruel & Kjaer公司製,型號4206)。吸音測定試料,在0.5kHz、1kHz之情況,採用100mm圓形、厚度25mm者;在2kHz、4kHz之情況,採用29mm圓形、厚度為25mm者。
由表1可知,例2~5,與振動特性之同時,提升廣範圍之吸音特性。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,就振動特性而言,共振倍率特別低。又,吸音特性,在通常之低頻率區域(1kHz以下)有依存於質量的傾向。本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,即使同等密度,吸音特性較高(例1與例2之比較)。又,在高頻率區域(超過1 kHz),雖通氣性高較為有利,不論振動特性高與通氣性低,吸音特性有良好的傾向(例1與例2~5之比較)。由上述可知,高振動吸收發泡體,對音能量之衰減亦具有效果。
本發明之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,具有良好的振動吸收特性、與在低頻率數區域至高頻率數區域之廣濶區域的良好吸音特性之故,適合使用為汽車等車輛用座墊之座墊緩衝器、背墊。
還有,於此引用2005年8月5日提出申請之日本專利申請2005-227632號的說明書、專利申請範圍、及摘要之全部內容,作為本發明之說明書的揭示。
Claims (7)
- 一種軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之製造方法,其係將聚醇化合物與聚異氰酸酯化合物,在整泡劑、發泡劑、及胺基甲酸乙酯化觸媒之存在下反應而得軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之製造方法;其特徵為該聚醇化合物係採用含有:使用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧烷類對引發劑進行開環加成聚合而得之具有氧伸烷基、不飽和度未達0.04meq/g之聚環氧烷類聚醇(A)、與使用鹼金屬化合物觸媒,將環氧乙烷及環氧丙烷對引發劑進行無規開環加成聚合而得之聚環氧烷類聚醇(B)、及聚合物分散聚醇(C)之聚醇化合物,該聚醇(B)其環氧乙烷與環氧丙烷之質量比(環氧乙烷/環氧丙烷)為50/50~95/5;且該聚醇(B)之含量,以聚醇(A)、(B)、(C)之合計100質量%計為0.5~13質量%。
- 如申請專利範圍第1項之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之製造方法,其中該聚醇(A),係使用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧丙烷對引發劑進行開環加成聚合、接著將環氧乙烷進行開環加成聚合而得之具有氧伸乙 基末端構造,全氧伸乙基之量為聚醇(A)(100質量%)中之10~30質量%,官能基數為2~6,羥基價為15~56mgKOH/g之聚醇(A1);或使用複合金屬氰化物錯合物觸媒,將環氧丙烷對引發劑進行開環加成聚合、接著將環氧乙烷與環氧丙烷進行無規開環加成聚合、接著將環氧乙烷進行開環加成聚合而得之具有氧伸乙基末端構造、全氧伸乙基之量為聚醇(A)(100質量%)中之10~30質量%,無規部份的氧伸乙基之量為聚醇(A)(100質量%)中之10質量%以下,官能基數為2~6、羥基價為15~56mgKOH/g之聚醇(A2)。
- 如申請專利範圍第1或2項之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之製造方法,其中該聚醇(B)之官能基數為2~6、羥基價為22~120mgKOH/g。
- 如申請專利範圍第1或2項之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之製造方法,其中該聚合物分散聚醇(C),係在聚環氧烷類聚醇基質中,分散有聚合物微粒子(C')之分散體。
- 如申請專利範圍第1或2項之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之製造方法,其中聚醇(A)之含量為聚醇(A)、聚醇(B)及聚醇(C)之合計100質量%中之5~80質量%;且聚合物分散聚醇(C)之含量為聚醇(A)、(B)及(C)之合計100質量%中之20~80質量%。
- 一種軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體,其特徵為以如 申請專利範圍第1~5項中任一項之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體之製造方法所得。
- 一種汽車用座墊,其特徵為具備由申請專利範圍第6項之軟質聚胺基甲酸乙酯發泡體所成之座墊緩衝器。
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