WO2010140304A1 - 車輌用シートクッション用軟質ポリウレタンフォームおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2010140304A1
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flexible polyurethane
polyurethane foam
seat cushion
mold
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PCT/JP2010/003277
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Inventor
石橋圭太
吉井直哉
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日本ポリウレタン工業株式会社
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47C1/00—Chairs adapted for special purposes
    • A47C1/12—Theatre, auditorium, or similar chairs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/70—Upholstery springs ; Upholstery
    • B60N2/7017—Upholstery springs ; Upholstery characterised by the manufacturing process; manufacturing upholstery or upholstery springs not otherwise provided for
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    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
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    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C08G2110/0058—≥50 and <150kg/m3

Definitions

  • the present invention relates to a flexible polyurethane foam used for a vehicle seat cushion. More specifically, the present invention relates to a flexible polyurethane foam used for a vehicle seat cushion that is less likely to cause a bottoming feeling even when the thickness of an automobile seat cushion pad is reduced, and has excellent riding comfort.
  • TDI tolylene diisocyanate
  • MDI diphenylmethane diisocyanate polyisocyanate
  • a TDI-based soft polyurethane foam using a 70:30 mixture (TDI / MDI blend) as an isocyanate source is widely used.
  • TDI flexible polyurethane foams generally have good liquid flow properties when cast into molds, are less prone to molding defects, have high rebound resilience, and good mechanical strength. This is because flexible polyurethane foam suitable for automobile seat cushions can be easily obtained even when combined with other polyol raw materials.
  • the TDI-based flexible polyurethane foam cannot obtain sufficient stress during high deformation. A bottoming out occurs and the ride comfort is inferior.
  • Patent Document 1 a stopper made of an elastic material has been provided to eliminate the feeling of bottoming, and features that prevent the metal from contacting each other when the occupant is seated (Patent Document 1) or an occupant seated on a seat cushion Patents relating to a seat cushion structure have been filed (Patent Document 2), characterized in that an opening having a contour shape is formed along the bottom of the skirt, and an elastic member is stretched on the opening (Patent Document 2). There is no attempt to improve bottoming due to characteristics.
  • a flexible polyurethane foam using MDI as an isocyanate source has extremely excellent dynamic and static durability even when a flexible polyurethane foam having a high vibration absorbing performance and a low rebound resilience is obtained. It can be said that it is suitable for weight reduction by reducing the thickness of the form due to the characteristic that the stress at the time of high deformation increases rapidly.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle seat cushion that is excellent in productivity and work environment, eliminates the feeling of bottoming when an automobile seat cushion pad is thinned, and has excellent riding comfort.
  • the present inventors provide a foam that is excellent in working environment and eliminates the feeling of bottoming when the automobile seat cushion pad is thinned.
  • raw materials such as organic diisocyanates and polyols, foaming agents, foam stabilizers and other auxiliaries, polymerization conditions and polymerization catalysts, and obtaining flexible polyurethane foam with appropriate density and hardness range
  • Various considerations were made over the whole thinking, and experimental trials and multifaceted considerations were repeated.
  • Diphenylmethane diisocyanate polyisocyanate (A) and polyol component (B) are mixed in the presence of a catalyst (C), a foam stabilizer (D) and a foaming agent (E) and injected into a mold.
  • a flexible polyurethane foam for automobile seat cushions wherein the difference between the core density and the total density of the foam is 5 kg / m 3 or less.
  • a flexible polyurethane foam for automobile seat cushion wherein the average number of functional groups of the diphenylmethane diisocyanate polyisocyanate (A) described in (I) is in the range of 2.0 to 2.7.
  • the flexible polyurethane foam of the present invention uses only MDI as an isocyanate source, not only the working environment is improved, but also the curing speed and static / dynamic durability are excellent.
  • the flexible polyurethane foam of the present invention for an automobile seat cushion, it is possible to provide a vehicle seat cushion that is less likely to cause bottoming even when the pad is thinned and has excellent riding comfort. It becomes possible.
  • diphenylmethane diisocyanate polyisocyanate (A) used in the present invention include diphenylmethane diisocyanate (4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, etc.).
  • diphenylmethane diisocyanate (4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, etc.
  • modified products such as MDI), polymethylene polyphenylene polyisocyanate (p-MDI), urethane modified products, urea modified products, allophanate modified products, and burette modified products can also be used.
  • the average number of functional groups of the diphenylmethane diisocyanate polyisocyanate (A) used in the present invention is preferably in the range of 2.0 to 2.7, particularly preferably in the range of 2.1 to 2.4.
  • the average number of functional groups is less than 2.0, problems such as deterioration of compression set occur, and when it exceeds 2.7, problems such as deterioration of mechanical properties occur.
  • the polyol (B) according to the present invention is not particularly limited, but mainly comprises a polyether polyol having an average hydroxyl equivalent of 700 to 2500 and a nominal average functional group number of 2 to 6 that easily develops physical properties as a flexible polyurethane foam. Those that do are preferred.
  • a polyether polyol known ones can be used.
  • ethylene oxide a low molecular weight polyol having a molecular weight of less than 700
  • a low molecular weight polyamine a low molecular weight amino alcohol
  • examples include those obtained by adding alkylene oxides such as propylene oxide and cyclic ethers such as tetrahydrofuran.
  • Such initiators include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-butanediol, Pentanediol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-n-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2-ethyl-1 , 3-hexanediol, 2-n-hexadecane-1,2-ethylene glycol, 2-
  • the average hydroxyl equivalent is less than the lower limit, the flexibility of the obtained polyurethane foam tends to be lowered, and when it exceeds the upper limit, the mechanical strength of the obtained polyurethane foam tends to be lowered.
  • Such polyether polyols are water; polyols such as propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, and sorbitol; amino alcohols such as diethanolamine, triethanolamine, and tripropanolamine; or ethylenediamine, It can also be obtained by subjecting amines such as 1,6-hexanediamine, triethylenetetraamine, aniline, toluylenediamine, and methylenebisaniline to ring-opening addition or random addition of ethylene oxide, propylene oxide, and the like.
  • a polymer polyol produced by polymerizing a vinyl monomer in a polyol by an ordinary method can be further used in combination.
  • examples of such a polymer polyol include those obtained by polymerizing a vinyl monomer in the presence of a radical initiator using the same polyether polyol as described above and stably dispersing it.
  • the vinyl monomer include acrylonitrile, styrene, vinylidene chloride, hydroxyalkyl, methacrylate, and alkyl methacrylate. Among them, acrylonitrile and styrene are preferable.
  • Specific examples of such a polymer polyol include EL-910 and EL-923 manufactured by Asahi Glass Urethane Co., Ltd. and FA-728R manufactured by Sanyo Chemical Industries.
  • various urethanization catalysts known in the art can be used.
  • (C) is preferably a DBU-based catalyst from the viewpoint that the reaction can proceed with a small amount of catalyst.
  • the DBU catalyst include those obtained by blocking DBU with phenol, octylic acid, oleic acid or the like in addition to DBU. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
  • the addition amount of the DBU catalyst is preferably 0.5 to 1.2% by mass with respect to (B). If it is less than the lower limit, the cream time may be slow and the productivity may deteriorate, and if it exceeds the upper limit, the foam may be colored over time.
  • foam stabilizer (D) organosilicon surfactants known in the art can be used.
  • a preferred addition amount of the foam stabilizer (D) is 0.1 to 10% by mass with respect to the polyol component (B).
  • foaming agent (E) carbon dioxide gas generated by the reaction of an isocyanate group and water can be used.
  • a small amount of a low boiling point organic compound such as cyclopentane, normal pentane, isopentane, or HFC-245fa is used. It can be used together or formed by mixing and dissolving air, nitrogen gas, liquefied carbon dioxide, etc. in the stock solution using a gas loading device.
  • the preferred blowing agent of the present invention is water.
  • a preferable addition amount of the foaming agent (E) depends on a set density of a product to be obtained, but is usually 0.5 to 15% by mass with respect to the polyol component (B).
  • a method for producing a flexible polyurethane mold foam according to the present invention comprises injecting the soft polyurethane foam stock solution (A) to (E) described above into a mold and then foam-curing it. Can be used.
  • the mold temperature when the foaming stock solution is poured into the mold is usually 30 to 80 ° C., preferably 45 to 65 ° C. If the mold temperature when the foaming stock solution is poured into the mold is less than 30 ° C, the curing property may be deteriorated. On the other hand, if it is higher than 80 ° C, cracks may occur.
  • the curing time when the foaming stock solution is foam-cured is usually 2 to 10 minutes, preferably 3 to 7 minutes. If the curing time when the foaming stock solution is foam-cured is shorter than 2 minutes, the curability may be lowered, whereas if it is longer than 10 minutes, the energy cost may be increased.
  • the above-mentioned components can be mixed using a high pressure foaming machine, a low pressure foaming machine or the like as in the case of a normal flexible polyurethane mold foam.
  • the polyisocyanate component and the polyol component are preferably mixed immediately before foaming.
  • Other components are generally mixed in advance with a polyisocyanate component or a polyol component as needed, and these mixtures may be used immediately after mixing or may be stored and used in appropriate amounts.
  • the mixing of other components can determine the combination of the mixing, the mixing order, the storage time after mixing, and the like as necessary.
  • a low pressure foaming machine since more than two kinds of components can be mixed, it can be divided and mixed into a polyol system, a foaming agent system, a polyisocyanate system, and the like.
  • the mixing method may be either dynamic mixing in which mixing is performed in the machine head mixing chamber of the foaming machine or static mixing in which mixing is performed in the liquid feeding pipe, or both may be used in combination. In many cases, mixing performed immediately before foaming or mixing of a gaseous component and a liquid component such as a physical foaming agent is performed by static mixing, and mixing of storable components is performed by dynamic mixing.
  • a high-pressure foaming machine that does not require solvent cleaning of the head is used.
  • the liquid mixture obtained by such mixing is discharged into a mold (mold), foamed and cured, and then demolded.
  • a release agent to the mold in advance.
  • the release agent to be used may be a release agent usually used in the field of molding processing, and is not particularly limited.
  • a solvent-based release agent having a high drying rate is preferably used. .
  • the product after demolding can be used as it is, it is also possible to stabilize the appearance and dimensions of the product by compressing or depressurizing the cell by a conventionally known method.
  • polyol (B), foaming agent (C), catalyst (D), foam stabilizer (E), necessary other than polyisocyanate (A) are necessary.
  • a crosslinking agent and an additive are mixed in advance to form a polyol premix, and this and two liquids of polyisocyanate (A) are mixed and foamed.
  • a low-pressure injector equipped with a known mechanical stirring device or a high-pressure injector using a high-pressure collision mixing system can be used.
  • the isocyanate index (isocyanate group / active hydrogen group ⁇ 100) is in the range of 50 to 150, preferably 70 to 130.
  • the mixed liquid is poured into a predetermined mold and foamed and cured to produce a flexible polyurethane foam.
  • the mold is adjusted in the range of 30 to 80 ° C. in order to achieve uniform curing and sufficient foaming ratio.
  • a shorter demolding time is preferable from the viewpoint of production efficiency.
  • demolding can be performed in 2 to 10 minutes after injection.
  • the product after demolding can be used as it is, but the cell can be destroyed under compression or reduced pressure by a conventionally known method to stabilize the appearance and dimensions of the product.
  • the difference between the core density and the total density of the foam is 5 kg / m 3 or less, preferably 3 kg / m 3 or less.
  • Exceeds 5 kg / m 3 it is impossible to solve the problem of the present invention, the pad becomes poor vehicle seat cushion of a an even have bottoming feeling ride comfort when thinned to.
  • the volume ratio of the foam obtained by free foaming and the molding (mold) is 0.85. It is preferable to set to ⁇ 1.00. If it is less than the lower limit, a flexible polyurethane foam having a difference between the core density and the total density of 5 kg / m 3 or less cannot be obtained.
  • Polyol premix adjustment Charge a polyol component (B), a catalyst (C), a foam stabilizer (D), and a foaming agent (E) in a 100 L capacity mixer equipped with a stirrer, respectively, and uniformly add them. Mixed.
  • the liquid temperature of the mixture of all raw materials other than the polyisocyanate compound (polyol premix) is adjusted to 25 ° C. ⁇ 1 ° C., and the polyisocyanate compound is adjusted to the liquid temperature 25 ⁇ 1 ° C. did.
  • a predetermined amount of a polyisocyanate compound is added to a polyol premix, mixed for 7 seconds with a mixer (7000 rpm), injected into a mold to foam a polyurethane foam, and then taken out of the mold.
  • the resulting flexible polyurethane The physical properties of the foam were measured.
  • isocyanate index (NCO Index) in Tables 1 and 2 is the ratio of NCO groups to the number of active hydrogen atoms present in the blend.
  • Mold temperature 55-60 ° C Mold shape: 100 ⁇ 300 ⁇ 300mm Mold material: Aluminum cure Conditions: 55-60 ° C x 6 minutes
  • Polyol b-3 polyoxyethylene polyoxypropylene polyol having an average functional group number of 4.0 and a hydroxyl value of 28 (mgKOH / g), NE-709 manufactured by Nippon Polyurethane Industrial Chemical Co., Ltd.
  • Catalyst c-1 33% dipropylene glycol solution of triethylenediamine, TEDA-L33 manufactured by Tosoh Corporation
  • Catalyst c-2 70% dipropylene glycol solution of bis (2-dimethylaminoethyl) ether, TOYOCAT-ET manufactured by Tosoh Corporation
  • Catalyst c-3 DBA manufactured by San Apro Co., Ltd.
  • Foam stabilizer d-1 Silicone foam stabilizer, SZ-1325 manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.

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Abstract

【課題】　本発明は生産性，作業環境性に優れ，自動車シートクッションパッドを薄肉化した場合における底付き感を解消し、乗り心地性に優れた車輌用シートクッションを提供することを目的とした。 【解決手段】　ジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネート（Ａ）とポリオール成分（Ｂ）とを、触媒（Ｃ）、整泡剤（Ｄ）及び発泡剤（Ｅ）の存在下で混合し，金型内に注入することにより自動車用シートクッション用軟質ポリウレタンフォームであって，発泡体のコア密度と全密度の差が５kg/m3以下であることを特徴とする，自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォームを用いる。

Description

車輌用シートクッション用軟質ポリウレタンフォームおよびその製造方法
　本発明は、車輌用シートクッションに用いられる軟質ポリウレタンフォームに関するものである。更に詳しくは，自動車シートクッションパッドを薄肉化した場合であっても底付き感を生じにくく，乗り心地性に優れた車輌用シートクッションに用いられる軟質ポリウレタンフォームに関するものである。
　従来，自動車用シ－トクッション材としてトリレンジイソシアネ－ト（以下、ＴＤＩと略す。）またはＴＤＩとジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネート（以下、ＭＤＩと略す。）（Ａ）の重量比８０:２０～７０:３０の混合物（ＴＤＩ/ＭＤＩブレ
ンド）をイソシアネ－ト源とするＴＤＩ系軟質ポリウレタンフォ－ムが広く使用されている。これはこれらＴＤＩ系軟質ポリウレタンフォームが，一般に金型に注型した際の液流れ性が良好で，成形不良が生じ難いことや，反発弾性率が高く，機械的強度が良好であるため一般的なポリオ－ル原料類と組み合わせても，容易に自動車シ－トクッションに適した軟質ポリウレタンフォームが得られることなどによる。しかしながら，車体重量低減や車室内の空間確保などのため、軟質ポリウレタンフォ－ムの厚み低減を行った場合，ＴＤＩ系低反発弾性率の軟質ポリウレタンフォームでは高変形時に十分な応力が得られないことから底付きが発生し，乗り心地性に劣る。
　これまで，底付き感を解消するために弾性材料から成るストッパを設け、乗員が着座した際の金属同士の接触を妨げることを特徴としたもの（特許文献１）や，シートクッションに着座した乗員の尻部に沿った輪郭形状の開口を形成し、該開口に弾性部材を張設したことを特徴とする（特許文献２）といったシートクッション構造に関する特許が出願されているが，軟質ポリウレタンフォームの特性により底付き改善を試みたものはない。
　一方，ＭＤＩをイソシアネ－ト源として使用した軟質ポリウレタンフォームは，高い振動吸収性能を有する低反発弾性率の軟質ポリウレタンフォームとした場合にも極めて優れた動的，静的耐久性を有し，かつ高変形時の応力が急激に高まる特徴からフォ－ム厚み低減による軽量化に適しているといえる。
特開平７－１７７９４８号公報 特開２００１－２４５７４４
　本発明は生産性，作業環境性に優れ，自動車シートクッションパッドを薄肉化した場合における底付き感を解消し、乗り心地性に優れた車輌用シートクッションを提供することを目的とした。
　　本発明者らは、上記の課題を解決することを目的として、作業環境性に優れ，自動車シートクッションパッドを薄肉化した場合における底付き感を解消したフォームを提供するため、軟質ポリウレタンフォームの主要原料である有機ジイソシアネートやポリオールについて、また、発泡剤や整泡剤やその他の助剤について、あるいは重合条件や重合触媒について、さらには適正な密度と硬度範囲を持つ軟質ポリウレタンフォームを得ることな
どについて、全体的な思考を巡らし種々の検討を行い、実験的な試行と多面的な考察を重ねた。
　それらの過程において、実験的な検討と試行の積み重ねの成果として、上記の課題の解決のためには、モールド成形においてスキン部とコア部の密度を近づけることが，高変形時の応力を急激に高める要因であることを見出し，コア密度と全密度の差が５ｋｇ／ｍ３以下となるような発泡体を成形することで本発明の課題の解決に有効であることを知見した。
　すなわち本発明は、以下の（１）～（６）に示されるものである。
（Ｉ）　ジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネート（Ａ）とポリオール
成分（Ｂ）とを、触媒（Ｃ）、整泡剤（Ｄ）及び発泡剤（Ｅ）の存在下で混合し，金型内に注入することにより自動車用シートクッション用軟質ポリウレタンフォームであって，発泡体のコア密度と全密度の差が５kg/m3以下であることを特徴とする，自動車シートク
ッション用軟質ポリウレタンフォーム。
（ＩＩ）　前記（Ｉ）に記載のジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネート（Ａ）の平均官能基数が２．０～２．７の範囲にあることを特徴とする、自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォーム。
（ＩＩＩ）　前記（Ｉ）又は（ＩＩ）に記載の方法で成形された軟質ポリウレタンフォームのＣＩ値が２．８～３．３の範囲であることを特徴とする自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォーム。
（ＩＶ）　前記（Ｉ）～（ＩＩＩ）のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームを使用した自動車シートクッション。
（Ｖ）　フリー発泡したフォームとモールド（金型）成形して得られたフォームの体積比を０．８５～１．００にすることにより、発泡体のコア密度と全密度の差が５ｋｇ／ｍ３以下となることを特徴とする前記（Ｉ）～（ＩＩＩ）に記載の自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
　本発明の軟質ポリウレタンフォームはイソシアネート源としてMDIのみを使用している
ため、作業環境が改善されるばかりではなく、キュア速度や静的/動的耐久性に優れてい
る。また、本発明の軟質ポリウレタンフォームを自動車シートクッションに使用することにより、パッドを薄肉化した場合であっても底付き感を生じにくく，乗り心地性に優れた車輌用シートクッションを提供することが可能となる。
本発明に用いられるジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネート（Ａ）は、具体的には例えば、４，４´－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４´－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２´－ジフェニルメタンジイソシアネート、などのジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ｐ－ＭＤＩ）、これらのウレタン変性体、ウレア変性体、アロファネート変性体、ビュウレット変性体などの各種変性体も使用しうる。なお、特に、上記したＭＤＩ、ＭＤＩとｐ－ＭＤＩの混合物を用いると、より良質の軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
本発明に用いられるジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネート（Ａ）の平均官能基数は、２．０～２．７の範囲にあることが好ましく、２．１～２．４の範囲にあることが特に好ましい。平均官能基数が２．０未満だと、圧縮永久歪みが悪化する等の問題が生じ、２．７を超えると機械物性が悪化する等の問題が生じる。
　本発明にかかるポリオール（Ｂ）としては、特に限定されないが、軟質ポリウレタンフォームとしての物性を発現しやすい、平均ヒドロキシル当量が７００～２５００及び公称平均官能基数が２～６のポリエーテルポリオールを主体とするものが好ましい。
　このようなポリエーテルポリオールとしては、公知のものが使用でき、例えば、（数平均）分子量７００未満の低分子量ポリオール類、低分子量ポリアミン類、低分子量アミノアルコール類等を開始剤として、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドや、テトラヒドロフラン等の環状エーテルを付加させて得られるものが挙げられる。このような開始剤としては、エチレングリコール、１，２－プロパンジオール、１，３－プロパンジオール、１，２－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、２－メチル－１，５－ペンタンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，８－オクタンジオール、１，９－ノナンジオール、２，２－ジエチル－１，３－プロパンジオール、２－ｎ－ブチル－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオール、２－エチル－１，３－ヘキサンジオール、２－ｎ－ヘキサデカン－１，２－エチレングリコール、２－ｎ－エイコサン－１，２－エチレングリコール、２－ｎ－オクタコサン－１，２－エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物、水素添加ビスフェノールＡ、３－ヒドロキシ－２，２－ジメチルプロピル－３－ヒドロキシ－２，２－ジメチルプロピオネート、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の低分子量ポリオール類；アニリン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トルエンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、キシリレンジアミン等の低分子量アミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン等の低分子量アミノアルコール類等が挙げられる。
　また、かかる平均ヒドロキシル当量が前記下限未満では得られるポリウレタンフォームの柔軟性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると得られるポリウレタンフォームの機械的強度が低下する傾向にある。
　このようなポリエーテルポリオールは、水；プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等のポリオール類；ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン等のアミノアルコール類；或いはエチレンジアミン、１，６－ヘキサンジアミン、トリエチレンテトラアミン、アニリン、トルイレンジアミン、メチレンビスアニリン等のアミン類にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等をブロック又はランダムに開環付加させて得ることもできる。
　また、硬さ調整を目的として、ポリオール中でビニル系モノマーを通常の方法で重合せしめて製造したポリマーポリオールを更に併用することができる。このようなポリマーポリオールとしては、前記と同様のポリエーテルポリオールを用い、ラジカル開始剤の存在下でビニル系モノマーを重合させ、安定分散させたものが挙げられる。また、ビニル系モノマーとしては、例えばアクリロニトリル、スチレン、塩化ビニリデン、ヒドロキシアルキル、メタアクリレート、アルキルメタアクリレートが挙げられ、中でもアクリロニトリル、スチレンが好ましい。このようなポリマーポリオールの具体例としては、旭硝子ウレタン社製のＥＬ－９１０、ＥＬ－９２３、三洋化成工業社製のＦＡ－７２８Ｒ等が挙げられる。
　触媒（Ｃ）としては当該分野において公知である各種ウレタン化触媒が使用できる。例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、Ｎ－メチルモルホリン、Ｎ－エチルモルホリン、ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′－テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′, Ｎ″－ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス－（２－ジメチルアミノエチル）エーテル、トリエチレンジアミン、１，８－ジアザ－ビシクロ（５，４，０）ウンデセン－７（以下ＤＢＵと略す）、１，２－ジメチルイミダゾール、１－ブチル－２－メチルイミダゾール等の三級アミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ－トリオキシエチレン－Ｎ，Ｎ－ジメチルアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチル－Ｎ－ヘキサノールアミン等の反応性アミン、又は、これらの有機酸塩、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート、ナフテン酸亜鉛等の有機金属化合物等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を混合して使用することができる。触媒（Ｃ）の好ましい添加量は、ポリオール成分（Ｂ）に対して、０．０１～１０質量％である。
（Ｃ）は、少量の触媒で反応を進行させることができるといった観点から、ＤＢＵ系触媒を用いることが好ましい。ＤＢＵ系触媒としては、ＤＢＵの他に、ＤＢＵをフェノール、オクチル酸、オレイン酸等でブロックしたものもが挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を混合して使用することができる。ＤＢＵ系触媒の添加量としては、（Ｂ）に対して、０．５～１．２質量％が好ましい。下限未満だとクリームタイムが遅く生産性が悪化する場合があり、上限を超えると経時によりフォームに着色がみられる場合がある。
　整泡剤（Ｄ）としては当該分野において公知である有機珪素系界面活性剤が使用可能であり、例えば、日本ユニカー製のＬ－５２０、Ｌ－５４０、Ｌ－５３０９、Ｌ－５３６６、ＳＺ－１３０６、東レ・ダウコーニング製のＳＨ－１９２、ＳＨ－１９０、ＳＲＸ－２８０Ａ、ＳＲＸ－２７４Ｃ、ＳＦ－２９６２、ＳＦ－２９６４、エアープロダクツ製のＤＣ－５１６９、ＤＣ－１９３、信越化学工業製のＦ－１２２、Ｆ－２２０、Ｆ－３４１等が挙げられる。整泡剤（Ｄ）の好ましい添加量は、ポリオール成分（Ｂ）に対して、０．１～１０質量％である。
　発泡剤（Ｅ）としては、イソシアネート基と水との反応で発生する炭酸ガスを用いることができるが、付加的に少量のシクロペンタンやノルマルペンタン、イソペンタン、ＨＦＣ－２４５ｆａ等の低沸点有機化合物を併用することや、ガスローディング装置を用いて原液中に空気、窒素ガス、液化二酸化炭素等を混入溶解させて成形することもできる。本発明の好ましい発泡剤は水である。発泡剤（Ｅ）の好ましい添加量は得られる製品の設定密度によるが、通常、ポリオール成分（Ｂ）に対して、０．５～１５質量％である。
　上記（Ａ）～（Ｅ）の他に、添加剤として、難燃剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、各種充填剤、内部離型剤、その他の加工助剤を使用することができる。なお、これらの助剤の中でイソシアネートと反応しうる活性水素基を有さないものについては、ポリイソシアネートにあらかじめ混合して使用することもできる。
本発明の軟質ポリウレタンモールドフォームの製造方法は、上記（Ａ）～（Ｅ）の軟質ポリウレタン発泡原液を金型内に注入し、その後発泡硬化させることを特徴とする軟質ポリウレタンモールドフォームの製造方法が使用できる。
上記発泡原液を金型内に注入する際の金型温度としては、通常３０～８０℃、好ましくは４５～６５℃である。上記発泡原液を金型内に注入する際の金型温度が３０℃未満であると、キュアー性が低下する場合があり、一方、８０℃より高いと、クラックが発生する場
合がある。
上記発泡原液を発泡硬化させる際の硬化時間としては、通常２～１０分、好ましくは３～７分である。上記発泡原液を発泡硬化させる際の硬化時間が２分より短いと、キュアー性が低下する場合があり、一方、１０分より長いと、エネルギーコストがかさむ場合がある。
本発明の軟質ポリウレタンモールドフォームを製造するに際しては、通常の軟質ポリウレタンモールドフォームの場合と同様、高圧発泡機や低圧発泡機等を用いて、上記各成分を混合することができる。
ポリイソシアネート成分とポリオール成分とは発泡直前で混合することが好ましい。その他の成分は必要に応じてポリイソシアネート成分またはポリオール成分と予め混合することが一般的であり、それら混合物は混合後直ちに使用しても、貯留し必要量を適宜使用してもよい。その他の成分の混合は必要に応じて適宜その混合の組み合わせ、混合順序、混合後の貯留時間等を決定することができる。低圧発泡機を用いる場合には、２種を超える成分の混合が可能であるため、ポリオール系、発泡剤系、ポリイソシアネート系等に分割して混合することもできる。
また、混合方法は発泡機のマシンヘッド混合室内で混合を行うダイナミックミキシング、送液配管内で混合を行うスタティックミキシングの何れでも良く、また両者を併用してもよい。発泡直前で実施される混合や物理発泡剤等のガス状成分と液状成分の混合はスタティックミキシングで、貯留可能成分同士の混合はダイナミックミキシングで実施される場合が多い。本発明に使用される発泡機は、ヘッドの溶剤洗浄の必要のない高圧発泡機が使用される。
このような混合により得られた混合液を金型（モールド）内に吐出し、発泡硬化させ、その後脱型が行われる。
上記脱型を円滑に行うため、金型には予め離型剤を塗布しておくことも好適である。使用する離型剤としては、成形加工分野で通常用いられる離型剤を用いればよく、特に限定されるものではないが、本発明においては乾燥速度の速い溶剤系離型剤が好適に用いられる。
脱型後の製品はそのままでも使用できるが、従来公知の方法で圧縮又は、減圧下でセルを破壊し、製品の外観、寸法を安定化させることもできる。
　軟質ポリウレタンスラブフォームの製造方法を詳細に説明すると、製造手順としては、ポリイソシアネート（Ａ）以外の、ポリオール（Ｂ）、発泡剤（Ｃ）、触媒（Ｄ）、整泡剤（Ｅ）、必要に応じて架橋剤、添加剤をあらかじめ混合してポリオールプレミックスとして、これとポリイソシアネート（Ａ）の２液を混合発泡させるという方法である。この２液の混合には、公知のメカニカル攪拌装置を備えた低圧注入機や、高圧衝突混合方式を利用した高圧注入機を使用することができる。このときのイソシアネートインデックス（イソシアネート基／活性水素基×１００）は５０～１５０、好ましくは７０～１３０の範囲である。混合液はその後、所定の金型に注入され、発泡・硬化して軟質ポリウレタンフォームが製造される。その際に硬化を均一に、かつ十分な発泡倍率を得るために、金型は３０～８０℃の範囲で調節されていることが望ましい。脱型時間は短い方が生産効率の面から好ましく、本発明では注入後２～１０分間で脱型できる。脱型後の製品はそのままでも使用できるが、従来公知の方法で圧縮又は減圧下でセルを破壊し、製品の外観、寸法を安定化させることもできる。
　本願発明の軟質ポリウレタンフォームは、発泡体のコア密度と全密度の差が５ｋｇ／ｍ３以下であり、好ましくは３ｋｇ／ｍ３以下である。５ｋｇ／ｍ３を超えると、本発明の
課題を解決することができず、パッドを薄肉化した場合であっても底付き感があり乗り心地性の悪い車輌用シートクッションとなる。
本発明のコア密度と全密度の差が５ｋｇ/ｍ３以下の軟質ポリウレタンフォームを得るた
めには、フリー発泡したフォームとモールド（金型）成形して得られたフォームの体積比を０．８５～１．００に設定することが好ましい。下限未満だとのコア密度と全密度の差が５ｋｇ／ｍ３以下の軟質ポリウレタンフォームを得ることができない。
　本発明について、実施例及び比較例により、更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。実施例及び比較例において、「部」は全て「質量部」を意味し、「％」は全て「質量％」を意味する。　
　（ポリオールプレミックスの調整）
　攪拌機を備えた容量１００Ｌの混合機に、ポリオール成分（Ｂ）、触媒（Ｃ）、整泡剤（Ｄ）、発泡剤（Ｅ）をそれぞれ、表１～２に記載した量を仕込み、均一に混合した。
実施例１～６，比較例1～２
（フリー発泡）
表１，２に示した原料のうち、ポリイソシアネート化合物以外の全原料の混合物（ポリオールプレミックス）の液温を２５℃±１℃に調整し、ポリイソシアネート化合物を液温２５±１℃に調整した。ポリオールプレミックスにポリイソシアネート化合物を所定量加えて、ミキサー（毎分７０００回転）で７秒間混合し、室温状態で上部が開放になっている縦２５０ｍｍ、横２５０ｍｍ、高さ２５０ｍｍで内部にビニールシートを敷きつめたアクリルボックスに注入し、得られた軟質ポリウレタンフォームの物性を測定した。
（モールド成形）
表１、２、に示す原料のうち、ポリイソシアネート化合物以外の全原料の混合物（ポリオールプレミックス）の液温を２５℃±１℃に調整し、ポリイソシアネート化合物を液温２５±１℃に調整した。ポリオールプレミックスにポリイソシアネート化合物を所定量加えて、ミキサー（毎分７０００回転）で７秒間混合し金型内に注入しポリウレタンフォームを発泡させた後、金型より取り出して、得られた軟質ポリウレタンフォームの物性を測定した。なお、表１、２におけるイソシアネートインデックス（ＮＣＯ　Ｉｎｄｅｘ）は、配合物中に存在する活性水素原子数に対するＮＣＯ基の比率である。
[発泡条件]
金型温度：５５～６０℃
金型形状：１００×３００×３００ｍｍ
金型材質：アルミニウム
キュアー条件：５５～６０℃×６分
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[使用原料]
＜ポリオール成分＞
ポリオールｂ－１：平均官能基数＝３．０、水酸基価＝２６（ｍｇＫＯＨ／ｇ）のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、日本ポリウレタン工業株式会製ＮＥ－７０７
ポリオールｂ－２：平均官能基数＝３．０、水酸基価＝２４（ｍｇＫＯＨ／ｇ）のポリマーポリオール、日本ポリウレタン工業株式会社製ＮＥ－７０８
ポリオールｂ－３：平均官能基数＝４．０、水酸基価＝２８（ｍｇＫＯＨ／ｇ）のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、日本ポリウレタン工業化学株式会社製ＮＥ－７０９
＜ポリイソシアネート成分＞
ポリイソシアネートａ－１：２，４’-ＭＤI１１％と４，４’-ＭＤI８９％のＭＤI混合
物に、ＰＯ／ＥＯ＝８０／２０（質量比）、平均官能基数＝４．０、数平均分子量≒８０００のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールを反応させて得たＭＤI系ポ
リイソシアネート
ポリイソシアネートａ－２：トルエンジイソシアネート系ポリイソシアネート
＜触媒＞
触媒ｃ－１：トリエチレンジアミンの３３％ジプロピレングリコール溶液、東ソー株式会社製ＴＥＤＡ－Ｌ３３
触媒ｃ－２：ビス（２－ジメチルアミノエチル）エーテルの７０％ジプロピレングリコー
ル溶液、東ソー株式会社製ＴＯＹＯＣＡＴ－ＥＴ
触媒ｃ－３：サンアプロ株式会社製ＤＢＵ
＜整泡剤＞
整泡剤ｄ－１：シリコーン系整泡剤、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製ＳＺ－１３２５
[成形性]
表中、成形性「○」の評価は以下に示すような現象が生じることなくフォームが成形できることを意味する。
陥没：生成したフォームが最高の高さに達した後に大きく沈んでいき，崩壊する現象。
シュリンク：生成したフォームが発泡直後またはキュア後に収縮する現象。
復元せず：フォームを圧縮してもしばらくの間元の状態に戻らない状態。
脆い：フォームに圧縮や引っ張りといった力を加えると容易に形状が崩れてしまう状態。[ポリウレタンフォームの物性の測定方法]
密度、２５％ＩＬＤについては、ＪＩＳ　Ｋ６４０１に基づいて行った。
[ＣＩ値]
以下の式からＣＩ値を求めた。
　ＣＩ値＝Ｓ６５／Ｓ２５

　　Ｓ２５：２５％圧縮した時の荷重（Ｎ／３１４ｃｍ２）
　　Ｓ６５：６５％圧縮した時の荷重（Ｎ／３１４ｃｍ２）
　全密度とコア密度の差が５ｋｇ／ｍ３を超えると、実施例と比べてＣＩ値が低下する結果となった（比較例１）。また、イソシアネート源にＴＤＩを使用した場合（ＴＤＩ／ＭＤＩブレンド）、フォームの硬度（２５％ＩＬＤ）が大幅に低下する結果となった（比較例２）。

Claims (5)

  1. 　ジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネート（Ａ）とポリオール成分（Ｂ）とを、触媒（Ｃ）、整泡剤（Ｄ）及び発泡剤（Ｅ）の存在下で混合し，金型内に注入することにより自動車用シートクッション用軟質ポリウレタンフォームであって，発泡体のコア密度と全密度の差が５ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする，自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォーム。
  2. 請求項１に記載のジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネート（Ａ）の平均官能基数が２．０～２．７の範囲にあることを特徴とする、自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォーム。
  3. 請求項１に記載の方法で成形された軟質ポリウレタンフォームのＣＩ値が２．８～３．３の範囲であることを特徴とする自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォーム。
  4. 　請求項１から３のいずれかに記載の軟質ポリウレタンフォームを使用した自動車シートクッション。
  5. 　フリー発泡したフォームとモールド（金型）成形して得られたフォームの体積比を０．８５～１．００にすることにより、発泡体のコア密度と全密度の差が５ｋｇ／ｍ３以下となることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
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