WO2004072142A1

WO2004072142A1 - 軟質ポリウレタンフォーム

Info

Publication number: WO2004072142A1
Application number: PCT/JP2004/001640
Authority: WO
Inventors: Satoru Hashimoto; Kunio Asobe
Original assignee: Nhk Spring Co., Ltd.
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2004-08-26
Also published as: JP4199770B2; EP1602675B1; EP1602675A4; EP1602675A1; US20050049324A1; JPWO2004072142A1; US20060148922A1

Abstract

ポリオールとイソシアネートを主成分として含有する軟質ポリウレタンフォームにおいて、セル構造調整剤としてパーフルオロアルキル基構造を有するフッ素系界面活性剤であって、該界面活性剤を０．１質量％の濃度で含有するトルエン溶液もしくは６０質量％エタノール水溶液の撹拌５分後における起泡高さが３ｍｍ以上であるフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とする、クッション材用軟質ポリウレタンフォーム。

Description

明細書

軟質ポリウレタンフォーム

技術分野

本発明は、軟質ポリウレタンフォームに関するものであり、更に詳細には底付き感が少なく、振動吸収性、耐久性に優れ、車輛用シート、航空機、寝具用等のパッド材に好適な軟質ポリウレタンフォームに関する。

背景技術

軟質ポリウレタンフォーム（以下、ポリウレタンフォーム、ウレタンフォーム、フォームと略記することがある）は自動車用シートクッション、バック等のパッド材として広く使用されている。従来、自動車用シートの構造は、金属ばねとポリウレタンフォームの組み合わせという構造が多く採用されていた。しかし、最近はコストダウンのため、金属ばねを使用せずゥレタンフォームと金属パネノレ力らなるフルフォームタイプと呼ばれるシ一ト構造が多くなってきた。フルフォームタイプのパッド材として使用されるウレタンフォームは厚さも厚く、乗り心地向上のためにはポリウレタンフォーム自体の性能が重要視される。

近年、自動車用シートに用いられるポリウレタレフオームパッド材は特に軽量化、コストダウンを目的として低密度化が要求される。ゥレタンフォームの硬度測定方法として、 JI S K6400 ( 1999年、プラスチック、材料 ·製品編）が広く知られており、この方法にてフォーム厚さに対して 2 5 %圧縮した時のゥレタンフォームの硬さ（ 2 5 %硬さ）をウレタンフォーム硬度の指標として使われることが多い。この 2 5 %硬さ一定という条件下にて発泡剤である水の量を増やしてウレタンフォームの低密度化を図ると、一定体積当りの樹脂の量が減り硬くて脆い尿素結合が多く生成されるため、耐久性が悪い（へタリのある）ウレタンフォームとなる。具体的には、湿熱圧縮残留歪み（フオーム厚さの 5 0 %まで圧縮し、所定の温度及ぴ湿度の高温槽中に所定時間保存した時における、試験前後の厚さの変化率を測定したときの歪み）、及び、繰り返し圧縮 2 5 %硬さの低下率（フォーム厚さの 5 0 %まで圧縮し、連続して 8 万回圧縮した時における、試験前後の 2 5 %硬さの低下率）の数値が大きくなる。

また、ポリゥレタンフォームを低密度化すると様々な乗り心地が悪化する。シートの静的な乗り心地の代用数値として、フオームのテストピースサンプルを、加圧板として鉄研盤を用いて圧縮する荷重たわみ曲線のデータが使用されることが多い。後掲の表 2 に示されたデータ力らもわかるように、ポリウレタンフォームを 2 5 %硬さ一定という条件下にて低密度化すると、 4 9 0 〜 8 8 2 N加圧側たわみ差 (加圧板として鉄研盤を使用して 8 8 2 Nまで圧縮し、加圧を取り除く静荷重試験において、 4 9 0 N加圧時の加圧側たわみ量と 8 8 2 N加圧時のたわみ量との差）が小さくなる傾向がある。つまり、ノッド材として使用されるフォームを低密度化すると、ストローク感が無く底付きを感じやすいシートとなる。

更に、低密度化時には振動伝達性も高くなる。人間の内臓が共振する周波数は 4 〜 8 H z であり、この周波数領域の振動が伝達すると疲労や車酔いにつながることが報告されている。一般的には 6 H z 伝達率が振動伝達性の一つの指標として使われることが多い。通常、自動車用シートの場合 3 〜 5 H z ·間に共振振動数が存在し、振動工学的には 6 H z 時の振動伝達性を下げるためには共振振動数を下げる必要がある。しかしながら、フォーム密度を下げることによって共振振動数が大きくなり、 6 H _Z 伝達率が上がるために振動特性の悪いフォームとなる。このことは後掲の表 2 に示されたデータにも現れている。

図 1 に説明図として示したように、ポリウレタンフォームの原料配合を変え反発率をアップさせることにより、共振振動数は小さくなり、 6 H z 伝達率をさげることは可能である。しかし、その場合、共振点での振動伝達性 (共振倍率）が大きく共振点付近の振動伝達性は大きくならざるを得ず

(例えば、「乗り心地性の評価方法（An App roach to

Evaluation of Riding and Seating Comfort J、ホリウレタン E X P O ' 9 8 ( POLYURE THANE S EXPO'98 , ) p . 499、表 1 0 、参照。）、車体の振動により身体の安定感がなくなるという問題点があった。

ところで、一般的に軟質ボリゥレタンフォームは大気中の湿度が高くなると水素結合が分断され、フォームの硬さが低下するという問題がある。つまり、ウレタンフォームのタツシヨン材はその環境における湿度によって硬さが変化するためにフィーリングも大きく変わるとレ、う問題点があった。

一方、一般的に自動車において室内空間を確保するためにシートパッドを薄くしたいという要求があり、かかる要求に対応すべく、ポリウレタンパッド厚さと静荷重 · 振動特性の関係についての報告がある（例えば、特開平 1 1 一 3 2 2 8 7 5号公報参照。）。

発明の開示

上述したように、シートクッション材として使用されるポリゥレタンフォームを低密度化した場合は、耐久性の悪化（へタリ）、底つき感、振動伝達性の増大は避けられなかった。また、ポリウレタンフォームの硬さが湿度によって変化することに起因するフィーリングの変化も避けられなかった。

本発明は、上記問題点に鑑み、高性能化、低密度化及び薄肉化の要求に対応し得る軟質ポリゥレタンフォームを提供すベく開発されたものであり、底つき感が少なく、耐久性及び振動遮断性に優れたポリゥレタンフオームを提供することを目的とする。また、本発明は更に、湿度が変化しても硬さ変ィ匕の少ないポリウレタンフォームを提供することを目的とする。

本発明者らは上記目的を達成するため、ポリウレタンフォ一ムの静荷重、セル構造 · 組成に着目し鋭意研究を重ねた結果、セル構造調整剤として特殊な界面活性剤を添加することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ポリオールとイソシァネートを主成分として含有する軟質ポリウレタンフォームにおいて、セル構造調整剤としてパーフルォロアルキル基構造を有するフッ素系界面活性剤であって、該界面活性剤を 0 . 1 質量％の濃度で含有するトルエン溶液もしくは 6 0質量％エタノール水溶液の撹拌 5分後における起泡高さが 3 m m以上であるフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とする、クッション材用軟質ポリウレタンフォームである。

本発明のポリウレタンフォームは、密度及び 2 5 %硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、温度 5 0 ± 1 °C ( 4 9 〜 5 1 °C )、湿度 9 5 ± 5 % ( 9 0 〜 1 0 0 % ) における湿熱圧縮残留歪み（以下において、「湿熱圧縮残留歪み（50°C X 95% )」と言う。）および繰返し圧縮 2 5 %硬さの低下率が、各々 5 %以上小さいことを特徴とする。

本発明のボリウレタンフォームは、また、密度及び 2 5 % 硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、静荷重試験における 4 9 0 〜 8 8 2 N加圧側たわみ差が 1 m m以上大きレ、ことを特徴とする。

本発明のポリウレタンフォームは、また、密度及び 2 5 % 硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しなレ、軟質ポリウレタンフォームとの比較において、振動試験における共振倍率および 6 H z 伝達率が、各々 5 %以上低いことを特徴とする。

本発明のポリウレタンフォームは、また、密度及び 2 5 % 硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、湿度変化による 2 5 %硬さ変化率が、 5 %以上小さいことを特徴とする。本発明により提供される軟質ポリウレタンフォームは、上記問題点を有する現状のシートパッドに対して、高性能化、低密度化もしくは薄肉化等の要求に対応することができるものである。

図面の簡単な説明

図 1 は、従来のポリウレタンフォームにおける反発率と振動特性との関係を示す説明図である。

図 2 は、本発明例のポリゥレタンフォームと比較例のポリゥレタンフォームの振動特性の測定結果を示す図である。発明を実施するための最良の形態

本発明に係る軟質ポリウレタンフォームは、ポリオ一ルとィソシァネートを主成分として含有し、セル構造調整剤として、パーフルォロアルキル基構造を有するフッ素系界面活性剤であって、該界面活性剤を 0 . 1 質量％の濃度で含有するトルエン溶液もしくは 6 0質量％エタノール水溶液の撹拌 5 分後における起泡高さが 3 m m以上であるフッ素系界面活性剤（以下、本発明の界面活性剤とも言う。）を含有することを特徵とする。本発明においてフッ素系界面活性剤の起泡高さは後述の試験方法を用いて測定される。

本発明の界面活性剤を添加してなる軟質ポリゥレタンフォームは、同一の密度及ぴ 2 5 %硬さを有し、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリゥレタンフォームとの比較において、以下の性能に優れることが明らかとなった。なお、本発明において「同一の密度及び 2 5 %硬さ」とは、本発明に係る軟質ポリゥレタンフォームが有する密度及び 2 5 %硬さと、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームが有する密度及び 2 5 %硬さ（比較値）との差が、該比較値に対して密度が ± 2 . 5 %以内、 2 5 % 硬さが ± 4 %以内であることを意味する。

本発明のポリウレタンフォームは、同一の密度及ぴ 2 5 % 硬さを有し、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、湿熱圧縮残留歪み ( 50°C X 95 %)および繰返し圧縮 2 5 %硬さの低下率が、各々 5 %以上小さい。また、本発明のポリウレタンフォームは、同一の密度及ぴ 2 5 %硬さを有し、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリゥレタンフォームとの比較において、静荷重試験における 4 9 0 〜 8 8 2 N加圧側たわみ差が 1 m m以上大きい。さらに、本発明のポリウレタンフォームは、同一の密度及ぴ 2 5 %硬さを有し、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリゥレタンフォームとの比較において、振動試験における共振振動数、共振倍率おょぴ 6 H z伝達率が、各々 2 %以上低い。各物性値等の測定方法については後述する。

以下、本発明に係るポリウレタンフォームの構成成分について説明する。

本発明の軟質ポリウレタンフォームは、ポリオール（ A )、およびイソシァネート化合物（ B ) を主成分として含有し、これに触媒（ C )、発泡剤（ D )、セル構造調整剤として本発明に係るフッ素系界面活性剤（ E )、および必要に応じて整泡剤として有機ケィ素系界面活性剤（ F ) を、更に必要に応じて架橋剤（ G )、発泡剤（ H ) を反応させて得られる。

ポリオール（ A ) ：特に限定されるものではなく、当該分野において通常使用されるあらゆるタイプのものを用いることができる。例えばポリエーテルポリオール、ポリマーポリオールが挙げられ、 2種以上のポリオールを混合して用いてもよい。その水酸基価は 1 5〜 6 0 [ mgKOH/g] の範囲のものが適当であり、ポリオールの総不飽和度は、 0 · 1

[ meq/g] 以下が望ましい。

ィソシァネート化合物 ( B ) ：特に限定されるものではなく、例えばィソシァネート基を 2 以上有する芳香族、脂環族、もしくは脂肪族系のィソシァネート化合物、その変性体またはこれらの混合物を用いることができる。具体的には、トリレンジイソシァネート（ T D I )、ジフエニルメタンジイソシァネート (M D 1 )、へキサメチレンジィソシァネート ( H MD I ) の単体及び化合物が例示される。

触媒 ( C ) ：特に限定されるものではなく、当該分野において公知である各種触媒を使用することができる。例えばトリエチレンジァミン、ビス一 ( 2 — ジメチノレアミノエチノレ）エーテル、トリェチルァミン、 N— メチルモルホリン、 N— ェチルモルホリン、トリプロピルァミン、トリブチルァミン、ジメチルベンジルァミン、 Ν,Ν，Ν',Ν'—テトラメチルへキサメチレンジアミン、 Ν,Ν,Ν',Ν',Ν"—ペンタメチルジェチレンァミン、 1， 8 —ジァザービシクロ（ 5 , 4， 0 ) ゥンデセンー 7 , 1， 2 —ジメチノレイミダゾーノレ、 1 —プチルー 2 — メチルイミダゾール、 N， N—ジメチルー N—へキサノールァミン、ジメチルエタノールァミン、 N— トリオキシエチレン — N，N—ジメチルァミン等のァミン、又はこれらの有機酸塩及ぴスタナスォクトエート、ジブチノレチンジラウレート、ナフタン酸亜鉛等の有機金属化合物が挙げられる。

発泡剤（ D ) ：水（ H 2 O ) が挙げられ、水を用いた場合、ィソシァネート基と水 ( H 2 O ) の反応で発生する炭酸ガスが使用される。尚、補助的に低沸点有機化合物の使用や C O ₂ローディング装置で原液中に炭酸ガス等を混入させて発泡させることも可能である。

フッ素系界面活性剤（ E ) ：セル構造調整剤としては、例えば、ダイキン工業製の DS-101、 DS-102, DS-202, DS_301、 08-401、 08-403、。8-451、旭硝子社製の8-111、 8-112、 8-113、 S'121、 S-131、 S-132, S'141、 S_145、 S_393、 KH_40、大日本インキ化学工業製の F-110、 F-116、 F-120、 F-142D、 F-144D、 F-150、 F-160、F-171、 F-172、 F-173、 F-177、 F_178A、 F-178K, F-179、 F-183、 F-184、 F'191、 F_471、 F'477、 F_478、 F-812、等が挙げられる。本発明のフッ素系界面活性剤は、パーフルォロアルキル基構造を有するフッ素系界面活性剤であって、該界面活性剤を 0 . 1 質量％の濃度で含有するトルェン溶液もしくは 6 0質量％エタノール水溶液の撹拌 5 分後における起泡高さが 3 m m以上であるフッ素系界面活性剤であり、かかる観点からは特に大日本ィンキ化学工業製の F-177、 F_478、旭硝子社製の S_393、等を好適に用いることができる。有機ケィ素系界面活性剤（ F ) ：整泡剤として、当該分野において公知である有機ケィ素系界面活性剤も併用可能であり、例えば日本ュニカー社製の L-3601、 L-5309, L_5366、 SZ-1306, SZ-1311、 SZ-1313, SZ'1318, SZ_1323、 SZ-1340, SZ-1341、 SZ-1342, 東レ · ダウコエング · シリコーン社製の PRX-607, SF-2969, SF-2964_S SRX-274C, SF-2961, SF-2962, SF-2965 等が挙げられる。

架橋剤（ G ) ：物性向上のために架橋剤を用いることができ、好ましくは水酸基価 2 0 0 〜 1 8 0 0 mgKOH/gの化合物が用いられる。例えばジエタノールァミン、卜リエタノールァミン、モノエタノーノレアミン、モノプロパノーノレアミン、ジプロノノールアミン、トリプロパノールァミン、 N— メチルージェタノ一ノレアミン、 N— フエニノレージプロノノーノレアミン等のァミノアルコール類、トリレンジァミン、ジェチルトリレンジァミン、ジアミノジフエ二ノレメタン、イソホロンジァミン、へキサメチレンジァミン、エチレンジアミン、ジエチレントリジァミン等のポリァミン類、ポリアミンやアミノアルコール等にアルキレンォキサイドを付加させた化合物、グリセリン等の脂肪族多値アルコール類などが用いられる。その他、従来公知の架橋剤を用いてもよく、これらは単独でも 2種以上を併用して用いてもよい。

破泡剤（ H ) ：軟質ポリウレタンフォームの通気性及びクラッシングをコントロールする目的で破泡剤を用いることもできる。破泡剤としては特に限定されるものではなく、公知のセルオープナーを使用することができる。例えば、三井武田ケミカル社製 P-505s、旭硝子社製 EL-985等が挙げられる。本発明において上記構成成分の好ましい配合比を、ポリオール（A) 1 0 0 に対する質量比率として以下に示す。

なお、イソシァネート化合物（ B ) の質量比率は各原料成分の水酸基の当量とポリイソシァネート成分のィソシァネート基との当量比を算出し求める。（ィソシァネートを除く各原料成分の水酸基当量とポリィソシァネート成分のィソシァネ一ト基の当量比率が同じ場合は N C O Index 1 0 0 となる ( A ) ボリオール： 1 0 0

( B ) イソシァネート化合物： N C O Index 9 0 〜： 1 1 0

( C ) ァミン触媒： 0 . 1〜 1 . 0

( D ) 発泡剤 ( H ₂ O ) ： 2 . 0〜 5 · 0

( E ) フッ素系界面活性剤（セル構造調整剤）： 0 . 0 0 0 1 〜 5 . 0

( F ) 有機ケィ素系界面活性剤 (整泡剤）： 0 . 1〜 3 . 0 ( G ) 架橋剤： 0 . ：!〜 5 . 0

( H ) 破泡剤： 0 . 1〜 5 . 0

次いで、本発明に係るポリゥレタンフォームの製造方法について説明する。

(実施例）

以下に実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

[発泡方法]

各構成成分の合計質量が所定の量になるよう、イソシァネート化合物（ B ) 以外の原料成分を所定の配合比率で容積 3 リットルの手付きビーカーに配合した。これをミキサーを使用して 3 0秒間撹拌した後、ィソシァネート化合物を添加した。 5秒間撹拌し、直ちに 6 5 ± 2 °Cに温調された 4 0 0 X 4 0 0 X I 0 O mmの金型に注入し、型を閉じた。 5分間硬ィ匕させた後、ウレタンフォームを取り出し、人の手で十分に圧縮しクラッシングした。

[使用原料]

本実施例において使用した原料は以下の通りである。

• EP-950：三井武田ケミカル社製ポリオール

• POP 31/28：三井武田ケミカル社製ポリマーポリオール

• DABCO 33LV：エアプロダクツ社製ァミン触媒

• NIAX A-1 ：クロンプトン社製ァミン触媒

• KL-210：三井武田ケミカル社製架橋剤

• SF2962：束レ · ダウコ一ニング社製シリコン整泡剤

• L-3601 ：日本ュニカー社製シリコン整泡剤

' TM-20 ：三井武田ケミカル社製ィソシァネート

• EP-505S ：三井武田ケミカル社製破泡剤

• F-177, F'471、 F-477、 F-478 ：大日本インキ社製フッ素系界面活性剤。トルエン： F-177, F-471、 F-478= 9 : 1 、トルエン： F-478= 3 0 ： 1 の質量比で混合し、フッ素系界面活性剤（純分）の質量濃度が 1 0 % トルエン溶液を使用した。

- S-393, KH-40 : セィケミカル（ SEIMI CHEMICAL) 社製フッ素系界面活性剤。トルエン： S-393、 KH-40 = 9 ： 1 の質量比で混合し、フッ素系界面活性剤（純分）の質量濃度が 1 0 %のトルエン溶液を使用した。

[物性試験]

以上の方法にて作成したウレタンフォームテストピースサンプルの各物性、静荷重、振動試験を実施した。各物性の測定方法は JIS K6400に準拠して実施し、サンプルサイズ等異なる点に関しては以下に記載した。

• オーバーオール密度：スキン付きのテストピースサンプル ( 4 0 0 X 4 0 0 X 1 0 0 mm) の縦、横、厚さ、質量を測定し、密度を求めた。

• 2 5 %硬さ：サンプルサイズ 4 0 0 X 4 0 0 X 1 0 0 m m、加圧速度 5 0 m m ,· 分。

• 湿熱圧縮残留歪み ( 5 0 °C X 9 5 % ) ：製品厚さ 4 0 ± 1 m mの試験片の厚さを測定し、これを t 。とした。試験片をその厚さの 5 0 %まで圧縮して固定し、温度 5 ◦ ± 1 °C、湿度 9 5 ± 5 %の高温槽中に 2 2 時間入れた。試験片を取り出し、 3 0分放置後試験片の厚さを測定し、 t とした。湿熱圧縮残留歪み ( 5 0 °C X 9 5 % ) = { ( t 0 - t ！ ) Z t o } X 1 0 0 として求めた。

• 繰返し圧縮 2 5 %硬さ変化率：サンプルサイズ 1 0 0 X 1 0 0 X 5 O mm (上面のみスキン付き）を使用し、試験前 2 5 %硬さ（ H。）を測定した。試験片の厚さの 5 0 %に連続 80， 000回繰返し圧縮した後、試験片を取りだし 2 4 時間放置させた。その後同様に試験後の 2 5 %硬さ（H i ) を測定した。 2 5 %硬さ変化率 = { ( H。ー H ₁ ) / H。 } X I 0 0 として求めた。 • 湿度硬さ低下率：サンプルサイズ 1 0 0 X I 0 0 X 5 0 m m (上面のみスキン付き）を使用し、温度 2 3 °C湿度 3 0 % の環境に 2 4時間放置した。その環境から取りだし、直ちに 2 5 %硬さ（ H ₃。）を測定した。その後、温度 2 3 °C湿度 5 0 %の環境下に 2 4 時間放置し、同様に 2 5 %硬さ（ H ₅。）を測定した。その後、温度 2 3 °C湿度 7 0%の環境下に 2 4 時間放置し、同様に 2 5 %硬さ（ H ₇。）を測定した。湿度硬さ変化率 = { ( H 3 0 - H ₇ 0 ) Z H ₅。 / 4 0 } X 1 0 0 で湿度 1 %変化時の硬さ変化率を算出した。

[静荷重試験]

4 0 0 X 4 0 0 X I 0 O mraのテストピースサンプルをカロ圧板として鉄研盤を使用し、加庄速度 1 5 O m m/分で 8 8 2 Nまで圧縮し、直ちに荷重を取り除いた。 1 分間放置後同様の条件で試験を実施し、 4 9 0 〜 8 8 2 N加圧側たわみ差を測定した。

[振動試験]

4 0 0 X 4 0 0 X 1 0 0 m mのテストピースサンプルを使用し、 JASO B-407 に準拠して実施した。 5 0 k g の鉄研盤を負荷し、振幅 ± 2 . 5 m mで振動させ、得られた振動伝達率から共振振動数、共振倍率、 6 H z伝達率を測定した。

[起泡性試験 ]

柏洋硝子株式会社製ガラス瓶 M— 140 (内容積 1 4 0 c c ) にフッ素系界面活性剤の純分が 0 . 1 質量濃度になるように混合したトルエン溶液もしくは 6 0質量％エタノール水溶液を 5 0 g入れた。 2 0 ± 2 °Cに温調した後、高分子計器株式会社製 DYNAMIC FLEXING TESTERASKER DF-10 を使用し、振幅 ± 4 O m m、 3 H z の条件で上下方向に 1 分間振つた。撹拌から 5分後、ガラス瓶の側壁に付着した泡の高さをスケールで測定し、これを起泡高さ（mm) とした。

表 1 及び表 2 に軟質ポリウレタンフォームに関し同一硬さで密度を変化させた場合の配合率と物性値等の測定結果を示す。表 1

表 2

表 2 の比較例 1〜 3 の結果より、 2 5 %硬さ一定でオーバ一オール密度を下げていくと湿熱圧縮残留歪み（ 50 °C X 95 % ) 及び繰返し圧縮 2 5 %硬さ低下率が大きくなり、いわゆる耐久性が悪いウレタンフォームになると言える。また、静荷重試験では低密度化すると 4 9 0〜 8 8 2加圧側たわみ差が小さくなっている。この点からシート用クッシヨンパッド材として使用した場合、低密度化するとストローク感が無く底付きしゃすいシートになると考えられる。振動特性面では密度を下げると共振振動数が大きくなり、 6 H z 伝達率は大きくなっている。そのため、上述したとおり、自動車用シートクッションパッド材として使用した場合、乗り物酔いや疲労につながる。

表 3 に各フッ素系界面活性剤の 0 . 1 質量％ (純分）の濃

表 3

フッ素系界面活性剤 F-177 F - 471 F - 477 F-478 S - 393 KH-40

有効成分 (%) 100 100 100 30 100 100

トルエン溶液気泡性（mm) 5 0 0 14 6 0

60% エタノール水溶液気泡性（mm) 10 0 2 18 10 2

† ¾ ¾ ^ ^¾ ¾ N 表 ³ に示した結果より、フッ素系界面活性剤の種類により、起泡性に相違があることがわかる。これらのうち、 F-177 F-478および S-393が本発明に係るフッ素系界面活性剤である。

表 4および表 5 にこれらフッ素系界面活性剤を用いたポリウレタンフォームの配合率並びに物性値等の測定結果を示す _c

表 4

配合名配合 4 配合 5 配合 6 配合 7 配合 8 配合 9 配合 1 0 配合 1 1

EP-950 40 55 55 55 55 55 55 55

P0P-3I/28 60 45 45 45 45 45 45 45

H₂0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0

DABCO 33LV 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42

IAXA-I 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09

KL-210 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

L - 3601 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 CD

F - 177 トルエン溶液 0.3

F-471 トルエン溶液 0.3

F-477 トルエン溶液 0.3

F-478 トルエン溶液 0.3

S - 393 トルエン溶液 0.1

KH-40 トルエン溶液 0.3

TM-20 (NGO Index) (105) (105) (105) (105) (105) (105) (105) (105)

表 5

本発明本発明本発明

比較例 4 比較例 5 比較例 6 比較例 7 比較例 8

例 1 例 2 例 3

配合名配合 4 配合 5 配合 6 配合 7 配合 8 配合 9 配合 10 配合 11 オーバーオール密度（kg/m³) 42.2 41.8 41.9 41.2 41.5 41.8 41.7 41.6

25%硬さ（N) 264 233 262 234 235 255 261 233

50%湿熱圧縮歪み（》/₀) b

21.7 18.3 18.2 17.5 18.1 17.6 17.7 18.2 ο 繰り返し圧縮 25 %硬さ低下率（%) 11.1 10.4 8.8 10.2 9.9 8.9 8.7 9.1 湿度硬さ変化率（« 0.28 0.27 0.24 0.26 0.26 0.24 0.23 0.26

490〜882N加圧側たわみ差（mm) 22.0 21.6 25.2 22.3 22.8 24.5 25.0 22.7 共振振動数 (Hz) 3.78 3.85 3.68 3.92 3.81 3.60 3.61 3.77 共振倍率 5.30 5.06 4.72 5.09 5.10 4.38 4.58 5.23

6Hz伝達率 0.98 1.01 0.83 0.98 0.95 0.87 0.86 0.98

比較例 4 に対し、本発明例 1 、 2 及び 3 は同一 2 5 %硬さになるようにポリオールとポリマーポリオールの比率を 5 5 ： 4 5 に変化させた。その比率でフッ素系界面活性剤が入つていない配合が比較例 5 であり、本発明例 1 、 2及び 3 はフッ素系界面活性剤を添加することにより 2 5 %硬さが上昇していることがわかる。比較例 6 — 8 の物性結果を見ると、比較例 5 と 2 5 %硬さがほぼ同一であることより、フッ素系界面活性剤の種類により 2 5 %硬さが変化することがわかる本発明例 1 、 2 及び 3 は比較例 4 と比べ湿熱圧縮残留歪み ( 50 °C X 95 % )、繰返し圧縮 2 5 %硬さ低下率、湿度硬さ変化は小さくなつている。また、底つき感の一つの指標となる 4 9 0 〜 8 8 2 N加圧側たわみ差も大きい。図 2 に比較例 4 と本発明例 2 の振動特性を示したが、振動特性に関しても共振振動数、共振倍率、 6 H z 伝達率共に小さいことより、共振振動数より大きい周波数領域にて振動伝達性が低いと言える比較例 6 — 8 は同一密度 · 2 5 %硬さの比較例 5 と比べて大きな差は見られない。

上記結果より、本発明のフッ素系界面活性剤を添加することにより、ゥレタンフォームの特性を大きく改善させることができることがわかった。そのため、各種乗り物のクッションパッド材として本発明のポリウレタンフォームを使用した場合には、以下のような効果が期待できる。

1 . 湿熱圧縮残留歪み（ 50 °C X 95 %)、繰返し圧縮 2 5 %硬さ低下率等の数値が小さくなり、耐久性に優れる。

2 . 静荷重試験における 4 9 0 〜 8 8 2 N加圧側たわみ差が大きく、その結果底つき感が少ない。

3 . 振動試験における共振振動数、共振倍率、 6 H z伝達率のすべてにおいて小さく、共振振動数付近以上の振動伝達性が小さく、疲労やクルマ酔いしにくい。

4 . 湿度変化時の 2 5 %硬さ変化が少ないため、乗り心地フィーリングが環境に左右されない。

産業上の利用可能性

本発明により、高性能化、低密度化もしくは薄肉化等の要求に対応することができる新規なクッション材用軟質ポリゥレタンフォームの提供が可能となった。

Claims

請求の範囲

1 . ポリオールとイソシァネートを主成分として含有する軟質ポリウレタンフォームにおいて、セル構造調整剤としてパーフルォロアルキル基構造を有するフッ素系界面活性剤であって、該界面活性剤を 0 . 1 質量％の濃度で含有するトルェン溶液もしくは 6 0質量％エタノール水溶液の撹拌 5分後における起泡高さが 3 m m以上であるフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とする、クッション材用軟質ポリウレタンフォーム。

2 . 密度及び 2 5 %硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、温度 4 9 〜 5 1 °C、湿度 9 0 〜： 1 0 0 %における湿熱圧縮残留歪み、および繰返し圧縮 2 5 %硬さの低下率が、各々 5 %以上小さいことを特徴とする、請求項 1 に記載のクッション材用軟質ポリウレタンフォーム。

3 . 密度及び 2 5 %硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、静荷重試験における 4 9 0 〜 8 8 2 N加圧側たわみ差が l m m以上大きいことを特徴とする、請求項 1 又は 2 に記載のクッション材用軟質ポリゥレタンフォーム。

4 . 密度及び 2 5 %硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリゥレタンフォームとの比較において、振動試験における共振倍率および 6 H _z 伝達率が、各々 5 %以上低いことを特徴とする、請求項 1 乃至 3 のいずれカ、 1 項に記載のクッション材用軟質ポリゥレタンフォーム ,

5 . 密度及ぴ 2 5 %硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、湿度変化による 2 5 %硬さ変化率が、 5 %以上小さいことを特徴とする、請求項 1 乃至 4 のいずれか 1 項に記载のクッション材用軟質ポリウレタンフォーム。