WO2023182430A1 - 緩衝材、外装材およびロボット部品 - Google Patents

緩衝材、外装材およびロボット部品 Download PDF

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WO2023182430A1
WO2023182430A1 PCT/JP2023/011516 JP2023011516W WO2023182430A1 WO 2023182430 A1 WO2023182430 A1 WO 2023182430A1 JP 2023011516 W JP2023011516 W JP 2023011516W WO 2023182430 A1 WO2023182430 A1 WO 2023182430A1
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WO
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layer
gel
less
skin layer
mpa
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PCT/JP2023/011516
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English (en)
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敬 菅原
隆博 近藤
正和 景岡
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三井化学株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/14Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of indefinite length
    • B29C39/20Making multilayered or multicoloured articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/22Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C39/24Feeding the material into the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/40Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen

Definitions

  • gel is known as a cushioning material. It is also known to arrange a coating layer on the surface of the gel. More specifically, for example, the following polyurethane gels are known. That is, the polyurethane gel includes a gel layer and a coating layer that covers the gel layer.
  • the gel layer is obtained by at least reacting an aliphatic polyisocyanate with an average number of functional groups exceeding 2.0 and a polyol with an average number of functional groups of 3.0 or less.
  • the coating layer is obtained by reacting at least an aliphatic diisocyanate and/or an alicyclic diisocyanate with a bifunctional active hydrogen compound (see, for example, Patent Document 1).
  • cushioning materials are required to have improved texture depending on their use. More specifically, smoothness in sliding is required. Furthermore, a high level of smoothness in sliding may be required.
  • the present invention is a cushioning material, an exterior material, and a robot part that have excellent texture.
  • the present invention [2] includes the buffer material according to the above [1], wherein the average thickness of the skin layer is 10 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the present invention [3] further includes a foam layer, the foam layer is disposed on the other surface of the gel layer with respect to the one surface, and the average thickness of the foam layer is 1000 ⁇ m or more and 50000 ⁇ m or less,
  • the present invention [4] provides the above-mentioned [3], wherein the foam layer has a density of 80 kg/m 3 or more and 200 kg/m 3 or less, and the gel layer has a density of 500 kg/m 3 or more and 1200 kg/m 3 or less. Contains the cushioning material described in ].
  • the present invention [6] includes a robot component including the cushioning material according to any one of [1] to [4] above.
  • the cushioning material, exterior material, and robot component of the present invention include a gel layer having a predetermined storage modulus and a skin layer disposed on one side of the gel layer.
  • the 100% modulus of the skin layer is below a predetermined value, and/or the skin layer has a fine uneven structure on its surface, and the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the skin layer is below a predetermined value. ing. Therefore, the cushioning material, exterior material, and robot parts of the present invention have excellent tactility.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the cushioning material of the present invention.
  • a cushioning material 1 includes a polyurethane gel 2 with a skin.
  • the skinned polyurethane gel 2 includes a gel layer 3 and a skin layer 4 disposed on one side of the gel layer 3.
  • one side is the upper side of the page.
  • the other side with respect to one side is the lower side of the page.
  • the gel layer 3 contains polyurethane gel.
  • Gel layer 3 preferably consists of polyurethane gel.
  • Polyurethane gel has excellent elasticity. Therefore, when the gel layer 3 is a polyurethane gel, the cushioning material 1 has excellent elasticity and has excellent cushioning performance.
  • Polyurethane gel is a polyurethane elastomer with ultra-low hardness. Polyurethane gels are defined by their storage modulus.
  • the storage modulus (E') of the polyurethane gel at 23° C. is 0.01 MPa or more and 10 MPa or less.
  • the storage modulus (E') of the polyurethane gel is preferably within the range of the storage modulus of the gel layer 3 described below.
  • the polyurethane gel contains a reaction product of an isocyanate component for gel and an active hydrogen group-containing component for gel. More specifically, the polyurethane gel is obtained by reacting an isocyanate component for gel with an active hydrogen group-containing component for gel.
  • Examples of the isocyanate component for gel include polyisocyanate monomers and polyisocyanate derivatives.
  • aromatic polyisocyanate monomer examples include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), toluidine diisocyanate (TODI), paraphenylene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate (NDI).
  • diphenylmethane diisocyanate examples include 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. These can be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic aliphatic polyisocyanate monomer examples include xylylene diisocyanate (XDI) and tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI).
  • XDI xylylene diisocyanate
  • TMXDI tetramethylxylylene diisocyanate
  • xylylene diisocyanate examples include 1,3-xylylene diisocyanate and 1,4-xylylene diisocyanate. These can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the aliphatic polyisocyanate monomer include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate (PDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), 1,2-propane diisocyanate, 1,2-butane diisocyanate, 2, Examples include 3-butane diisocyanate, 1,3-butane diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and 2,6-diisocyanate methyl caproate. These can be used alone or in combination of two or more.
  • polyisocyanate derivatives include modified polyisocyanate monomers described above.
  • modified products include uretdione modified products, isocyanurate modified products, allophanate modified products, polyol modified products, biuret modified products, urea modified products, oxadiazinetrione modified products, and carbodiimide modified products.
  • polyisocyanate derivatives include polymethylene polyphenylene polyisocyanate (crude MDI, polymeric MDI). These can be used alone or in combination of two or more.
  • the average number of isocyanate groups in the gel isocyanate component is, for example, 1.8 or more, preferably 2.0 or more. Further, the average number of isocyanate groups in the isocyanate component for gel is, for example, 4.0 or less, preferably 3.5 or less. When the average number of isocyanate groups in the isocyanate component for gel is within the above range, a gel-like polyurethane resin can be efficiently obtained. That is, the production efficiency of polyurethane gel is excellent. Note that the average number of isocyanate groups in the isocyanate component for gel is calculated by a known method based on the prescription.
  • the active hydrogen group-containing component for gel is a component that has two or more active hydrogen groups (hydroxyl group, amino group, etc.) in one molecule.
  • Examples of the active hydrogen group-containing component for gels include polyol components for gels.
  • Examples of the polyol component for gel include macropolyols and low molecular weight polyols.
  • a macropolyol is an organic compound having two or more hydroxyl groups in one molecule and having a relatively high molecular weight.
  • the number average molecular weight of the macropolyol is, for example, 400 or more and, for example, 20,000 or less.
  • the number average molecular weight can be calculated from the hydroxyl equivalent and the average number of hydroxyl groups by a known method. Further, the number average molecular weight can be measured as a polystyrene equivalent molecular weight by gel permeation chromatography (the same applies hereinafter).
  • macropolyols examples include polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polyurethane polyols, epoxy polyols, vegetable oil polyols, polyolefin polyols, acrylic polyols, and vinyl monomer-modified polyols. These macropolyols can be used alone or in combination of two or more. Preferably, the macropolyol includes a polyether polyol.
  • polyether polyols examples include polyoxyalkylene polyols.
  • polyoxyalkylene polyols examples include polyoxyalkylene (C2-3) polyols and polytetramethylene ether polyols.
  • polytetramethylene ether polyol examples include ring-opening polymers (crystalline polytetramethylene ether glycol) obtained by cationic polymerization of tetrahydrofuran. Furthermore, examples of the polytetramethylene ether polyol include amorphous polytetramethylene ether glycol. In the amorphous polytetramethylene ether glycol, tetrahydrofuran and an alkyl-substituted tetrahydrofuran and/or a dihydric alcohol are copolymerized. Note that crystallinity refers to the property of being solid at 25°C. Moreover, amorphousness indicates the property of being liquid at 25°C.
  • the macropolyols can be used alone or in combination of two or more types.
  • the macropolyol is preferably a polyether polyol, more preferably a polytetramethylene ether polyol, more preferably a polytetramethylene ether glycol, and even more preferably an amorphous polytetra Examples include methylene ether glycol.
  • Examples of low molecular weight polyols include dihydric alcohols, trihydric alcohols, and tetrahydric or higher alcohols.
  • Examples of dihydric alcohols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5- Mention may be made of pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and dipropylene glycol.
  • Examples of trihydric alcohols include glycerin and trimethylolpropane.
  • Examples of tetrahydric or higher alcohols include pentaerythritol and diglycerin.
  • low molecular weight polyols include polymers obtained by addition polymerizing alkylene (C2-3) oxide to di- to tetrahydric alcohol so that the number average molecular weight is less than 400. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the active hydrogen group-containing component for gel preferably does not contain a low molecular weight polyol and contains only a macropolyol. That is, the active hydrogen group-containing component for gel consists of macropolyol. Furthermore, a biomass-derived raw material may be blended as the active hydrogen group-containing component for gel.
  • the average hydroxyl value (OH value) of the active hydrogen group-containing components for gel is, for example, 10 mgKOH/g or more, preferably 20 mgKOH/g or more, more preferably 30 mgKOH/g or more, and more preferably, It is 50 mgKOH/g or more.
  • the average hydroxyl value (OH value) of the active hydrogen group-containing components for gel (total amount) is, for example, 150 mgKOH/g or less, preferably 120 mgKOH/g or less, more preferably 100 mgKOH/g or less. Note that the hydroxyl value is measured in accordance with the description of JIS K 1557-1 (2007).
  • the isocyanate component for gel and the active hydrogen group-containing component for gel are subjected to a urethane reaction in a predetermined mold.
  • the urethanization reaction may be a solventless reaction or may be a reaction in the presence of a solvent.
  • the reaction is a solvent-free reaction.
  • the reaction method In the urethanization reaction, a known method is employed. Examples of the reaction method include a one-shot method and a prepolymer method. Preferably, a one-shot method is used.
  • the equivalent ratio of the isocyanate groups in the gel isocyanate component to the active hydrogen groups in the gel isocyanate component is, for example, 0.2 or more, preferably 0.4 or more, For example, it is 0.8 or less, preferably 0.7 or less.
  • the reaction temperature is, for example, room temperature to 120°C.
  • the reaction time is, for example, 5 minutes to 72 hours. In addition, the reaction temperature may be a constant temperature, may be raised in steps, or may be cooled in steps.
  • the gel layer 3 is obtained by the reaction of the isocyanate component for gel and the active hydrogen group-containing component for gel. After the gel layer 3 is cured as necessary, it is removed from the mold.
  • the isocyanate component for gel and the active hydrogen group-containing component for gel can be reacted in the presence of a plasticizer.
  • the plasticizer is not particularly limited, and examples thereof include phthalic acid plasticizers, hydrogenated phthalic acid plasticizers, and adipic acid plasticizers.
  • phthalic acid plasticizers include diundecyl phthalate, dioctyl phthalate, diisononyl phthalate, diisodecyl phthalate, and dibutyl phthalate.
  • hydrogenated phthalic acid plasticizers include hydrogenated diisononyl phthalate.
  • the adipic acid plasticizer include dioctyl adipate. These may be used alone or in combination of two or more.
  • additives can be added as necessary.
  • additives include urethanization catalysts, fillers, storage stabilizers, antiblocking agents, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, antifoaming agents, mold release agents, pigments, dyes, and lubricants. and hydrolysis inhibitors. The blending ratio of the additives is appropriately set.
  • the timing of adding the additive is not particularly limited.
  • additives may be added to the gel isocyanate component.
  • the additive may be added to the active hydrogen group-containing component for gel.
  • the additive may be added to both the isocyanate component for gel and the active hydrogen group-containing component for gel.
  • the additive may be added at the time of mixing the isocyanate component for gel and the active hydrogen group-containing component for gel.
  • the average thickness of the gel layer 3 is set depending on the type of mold, etc. From the viewpoint of obtaining a better tactile sensation, the average thickness of the gel layer 3 is, for example, 300 ⁇ m or more, preferably 500 ⁇ m or more, and more preferably 1000 ⁇ m or more. Moreover, from the viewpoint of obtaining a better tactile sensation, the average thickness of the gel layer 3 is, for example, 20,000 ⁇ m or less, preferably 10,000 ⁇ m or less, and more preferably 5,000 ⁇ m or less.
  • the density of the gel layer 3 is, for example, 100 kg/m 3 or more, preferably 500 kg/m 3 or more, and more preferably 800 kg/m 3 or more, from the viewpoint of obtaining a better tactile sensation.
  • the density of the gel layer 3 is, for example, 3000 kg/m 3 or less, preferably 2000 kg/m 3 or less, more preferably 1200 kg/m 3 or less, still more preferably 1000 kg / m3 or less.
  • the skin layer 4 is placed in contact with the gel layer 3 on one side of the gel layer 3. In other words, the skin layer 4 is laminated on the gel layer 3 on the surface side of the gel layer 3 (upper side in the drawing).
  • the skin layer 4 has a predetermined modulus, which will be described later, and/or a predetermined surface roughness, which will be described later.
  • the skin layer 4 examples include a polyurethane resin layer. More specifically, the skin layer 4 may be a cured film of polyurethane resin. A cured film of polyurethane resin is formed, for example, by curing a solution and/or dispersion (coating liquid) containing a polyurethane resin. For example, when the skin layer 4 has a predetermined modulus described below, the polyurethane resin is designed such that the 100% modulus of the skin layer 4 falls within the range described below.
  • examples of the coating liquid containing a polyurethane resin include a one-component curable polyurethane composition and a two-component curable polyurethane composition.
  • the coating liquid is a two-component curable polyurethane composition.
  • Examples of the isocyanate component (curing agent) for the skin include the above-mentioned polyisocyanate monomers, the above-mentioned polyisocyanate derivatives, and isocyanate group-terminated prepolymers. These can be used alone or in combination of two or more.
  • Preferable examples of the isocyanate component for the epidermis include isocyanate group-terminated prepolymers.
  • the isocyanate group-terminated prepolymer is, for example, a reaction product of the first raw material polyisocyanate and the first raw material polyol.
  • first raw material polyisocyanate include the above-described polyisocyanate monomers and/or the above-described polyisocyanate derivatives. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the first raw material polyisocyanate preferably includes a polyisocyanate derivative, more preferably a derivative of an aliphatic polyisocyanate monomer, and even more preferably an isocyanurate modified product of an aliphatic polyisocyanate monomer. More preferred are isocyanurate derivatives of hexamethylene diisocyanate.
  • Examples of the first raw material polyol include the macro polyols described above and the low molecular weight polyols described above. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the macropolyol in the first raw material polyol is a polyester polyol.
  • polyester polyols include condensed polyester polyols and ring-opened polyester polyols.
  • condensed polyester polyols include adipate polyester polyols and phthalic acid polyester polyols.
  • ring-opened polyester polyols include lactone-based polyester polyols, and more specifically, polycaproctone polyols. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the polyester polyol preferably a ring-opened polyester polyol is used, and more preferably a caprolactone polyol is used.
  • the low molecular weight polyol in the first raw material polyol preferably the above dihydric alcohols are mentioned, more preferably 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol, More preferred is 1,6-hexanediol.
  • the ratio of macropolyol and low molecular weight polyol is not particularly limited, and is appropriately set depending on the purpose and use.
  • the isocyanate group-terminated prepolymer is obtained by subjecting the first raw material polyisocyanate and the first raw material macropolyol to a urethanization reaction (first urethanization reaction) at a predetermined equivalent ratio.
  • reaction temperature is, for example, 20°C or higher, preferably 50°C or higher. Further, the reaction temperature is, for example, 150°C or lower, preferably 120°C or lower. Further, the reaction time is 0.5 hours or more, preferably 1 hour or more. Further, the reaction time is, for example, 18 hours or less, preferably 10 hours or less.
  • an isocyanate group-terminated prepolymer is obtained as a reaction product liquid in the first urethanization reaction.
  • a known organic solvent in the first urethanization reaction, can be blended in an appropriate ratio if necessary.
  • a known first urethanization catalyst may be blended in an appropriate ratio, if necessary.
  • the organic solvent and/or the urethanization catalyst can be removed by a known method.
  • a known organic solvent can be blended in an appropriate ratio to adjust the solid content concentration as appropriate.
  • the isocyanate group content of the skin isocyanate component is, for example, 5.0% by mass or more, more preferably 10.0% by mass or more, and more preferably 15.0% by mass or more. Further, the isocyanate group content of the isocyanate component for the skin is, for example, 30.0% by mass or less, preferably 25.0% by mass or less.
  • the active hydrogen group-containing component for the skin examples include the above-mentioned macropolyols. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the macropolyol is a polyurethane polyol.
  • a polyurethane polyol is, for example, a reaction product of a second raw material polyisocyanate and a second raw material polyol.
  • the second raw material polyisocyanate include the above-described polyisocyanate monomers and/or the above-described polyisocyanate derivatives. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the second raw material polyisocyanate preferably includes polyisocyanate monomers, more preferably includes alicyclic polyisocyanate monomers, and even more preferably includes isophorone diisocyanate.
  • Examples of the second raw material polyol include the macro polyols described above and the low molecular weight polyols described above. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the macropolyol in the second raw material polyol includes the above-mentioned polyester polyol and polycarbonate polyol, and more preferably, polycarbonate polyol.
  • polyester polyols examples include the above-mentioned condensed polyester polyols and the above-mentioned ring-opened polyester polyols.
  • polycarbonate polyols examples include ring-opening polymers of ethylene carbonate using the above-mentioned low molecular weight polyols as initiators.
  • the ring-opening polymer is, for example, a crystalline polycarbonate polyol.
  • examples of polycarbonate polyols include copolymers of the above-mentioned ring-opening polymers and dihydric alcohols having 4 to 6 carbon atoms.
  • the copolymer is, for example, an amorphous polycarbonate polyol. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the polycarbonate polyol is an amorphous polycarbonate polyol.
  • the low molecular weight polyol in the second raw material polyol preferably includes the above dihydric alcohols and trihydric alcohols, more preferably ethylene glycol, 1,4-butanediol and trimethylolpropane.
  • the ratio of macropolyol to low molecular weight polyol is not particularly limited, and is appropriately set depending on the purpose and use.
  • the polyurethane polyol is obtained by subjecting the second raw material polyisocyanate and the second raw material macropolyol to a urethanization reaction (second urethanization reaction) at a predetermined equivalent ratio.
  • the equivalent ratio (OH/NCO) of the hydroxyl groups in the second raw material macropolyol to the isocyanate groups in the second raw material polyisocyanate is, for example, 1.1 or more, preferably 1.4 or more, More preferably, it is 1.5 or more. Further, the equivalent ratio (OH/NCO) of the hydroxyl groups in the second raw material macropolyol to the isocyanate groups in the second raw material polyisocyanate is, for example, 15.0 or less, preferably 10.0 or less, more preferably, It is 5.0 or less.
  • reaction temperature is, for example, 20°C or higher, preferably 50°C or higher. Further, the reaction temperature is, for example, 150°C or lower, preferably 120°C or lower. Further, the reaction time is 0.5 hours or more, preferably 1 hour or more. Further, the reaction time is, for example, 18 hours or less, preferably 10 hours or less.
  • a known organic solvent in the second urethanization reaction, can be blended in an appropriate ratio if necessary.
  • a known urethanization catalyst may be blended in an appropriate ratio, if necessary.
  • the organic solvent and/or the urethanization catalyst can be removed by a known method.
  • a known organic solvent can be blended in an appropriate ratio to adjust the solid content concentration as appropriate.
  • the average number of hydroxyl groups in the active hydrogen group-containing component for the epidermis (base ingredient) is, for example, 1.8 or more, preferably 2.0 or more. Further, the average number of hydroxyl groups of the active hydrogen group-containing component for the epidermis (base ingredient) is, for example, 4.0 or less, preferably 3.0 or less.
  • the isocyanate component for the skin (curing agent) and the active hydrogen group-containing component for the skin (base ingredient) have a 100% modulus of the skin layer 4 (polyurethane resin layer) within the range described below. They are appropriately selected and blended in a predetermined ratio.
  • the coating liquid containing the polyurethane resin is not limited to the above.
  • a coating liquid containing a polyurethane resin can be obtained as a commercial product.
  • the coating liquid containing the polyurethane resin can also be obtained as a polyurethane composition containing, for example, a known isocyanate component for the epidermis and a known active hydrogen group-containing component for the epidermis.
  • the coating liquid can contain additives if necessary.
  • the additive include known additives used in coating liquids containing polyurethane resins. More specifically, the additives include antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antifoaming agents, flame retardants, and colorants. Note that the content ratio of the additive is appropriately set depending on the purpose and use.
  • the additive may be blended in advance with the isocyanate component for the epidermis and/or the active hydrogen group-containing component for the epidermis. Moreover, the additive may be blended at the time of blending the isocyanate component for the epidermis and the active hydrogen group-containing component for the epidermis. Furthermore, the additive may be blended into the mixture of the isocyanate component for the epidermis and the active hydrogen group-containing component for the epidermis.
  • the method for forming the skin layer 4 on the surface of the gel layer 3 is not particularly limited, and any known method may be employed. For example, first, a coating liquid containing a polyurethane resin is applied and cured on one side of the inner surface of the mold for forming the gel layer 3 (the surface side of the gel layer 3). As a result, a skin layer 4 is formed on the inner surface of the mold. Next, the gel layer 3 is formed using a mold having the skin layer 4 on its inner surface. Thereafter, the gel layer 3 and the skin layer 4 are removed from the mold. Thereby, a gel layer 3 having a skin layer 4 on the surface is obtained. In this case, the gel layer 3 is attached to the skin layer 4 by tacking the gel layer 3.
  • the fine unevenness structure consists of a plurality of fine unevenness.
  • the fine uneven structure is not particularly limited, and may be formed by a known method.
  • the method for forming the fine uneven structure is not limited to the above.
  • the gel layer 3 is formed using a mold that does not include the skin layer 4.
  • a coating liquid containing a polyurethane resin is applied to the surface of the gel layer 3.
  • the film having the inverted uneven structure is pressed onto the coating film of the polyurethane resin solution and/or dispersion.
  • the coating film of the coating liquid is cured.
  • the skin layer 4 is formed, and the inverted uneven structure of the film is transferred to the skin layer 4.
  • a fine uneven structure is formed in the skin layer 4.
  • the skin layer 4 does not have a fine uneven structure on the surface
  • the skin layer 4 is formed using a mold that does not have an inverted uneven structure, for example.
  • the skin layer 4 has a predetermined modulus (A) and/or a predetermined surface roughness (B).
  • the 100% modulus of the epidermal layer 4 is 5.0 MPa or less, preferably 4.5 MPa or less, more preferably 4.0 MPa or less, and even more preferably is 3.5 MPa or less, particularly preferably 3.4 MPa or less.
  • the 100% modulus of the epidermal layer 4 is, for example, 0.1 MPa or more, preferably 0.5 MPa or more, more preferably 1.0 MPa or more, still more preferably 1.5 MPa or more, particularly preferably 2.0 MPa or more. It is 0 MPa or more.
  • the 100% modulus is the stress value when the elongation rate is 100%.
  • the 100% modulus is measured in accordance with the examples described below. If the 100% modulus of the skin layer 4 is below the above upper limit, a particularly excellent tactile sensation can be obtained.
  • the skin layer 4 does not need to have a fine uneven structure on the surface.
  • the skin layer 4 has a fine uneven structure on its surface.
  • the surface roughness of the skin layer 4 is not particularly limited, and is appropriately set depending on the purpose and use.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the skin layer 4 is, for example, 10 ⁇ m or less, preferably 8.0 ⁇ m or less, more preferably 6.0 ⁇ m or less, still more preferably 5.0 ⁇ m or less, particularly preferably, It is 4.0 ⁇ m or less.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the skin layer 4 is, for example, greater than 0 ⁇ m, preferably 0.10 ⁇ m or more, preferably 0.5 ⁇ m or more, more preferably 1.0 ⁇ m or more, and still more preferably , 1.5 ⁇ m or more. Note that the arithmetic mean roughness Ra is measured in accordance with Examples described later. Furthermore, the measurement conditions described below are employed.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the skin layer 4 is 10 ⁇ m or less, preferably 8.0 ⁇ m or less, more preferably 6.0 ⁇ m or less. .0 ⁇ m or less, more preferably 5.0 ⁇ m or less, particularly preferably 4.0 ⁇ m or less. Further, the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the skin layer 4 exceeds 0 ⁇ m, preferably 0.10 ⁇ m or more, preferably 0.5 ⁇ m or more, more preferably 1.0 ⁇ m or more, and even more preferably 1 .5 ⁇ m or more. Note that the arithmetic mean roughness Ra is measured in accordance with Examples described later. In addition, the following measurement conditions are adopted.
  • Arithmetic mean roughness Ra measurement conditions spherical ⁇ 1.6mm contact, specified load 0.4gf, measurement length 40mm, cutoff wavelength 0.8mm, measurement speed 0.15mm/sec
  • the modulus of the skin layer 4 is not particularly limited, and is appropriately set depending on the purpose and use.
  • the 100% modulus of the skin layer 4 is, for example, 15.0 MPa or less, preferably 10.0 MPa or less, and more preferably 7.0 MPa or less.
  • the 100% modulus of the epidermal layer 4 is, for example, 0.1 MPa or more, preferably 0.5 MPa or more, more preferably 1.0 MPa or more, still more preferably 1.5 MPa or more, particularly preferably 2.0 MPa or more. It is 0 MPa or more.
  • the 100% modulus is the stress value when the elongation rate is 100%. In particular, even if the 100% modulus of the skin layer 4 is a relatively high value (for example, exceeding 5.0 MPa), if the modulus of the surface of the skin layer 4 is within the above range, an excellent tactile sensation can be obtained.
  • the polyurethane foam can be obtained as a commercial product, for example.
  • the ratio (E'coat/ E'foam ) of the storage elastic modulus ( E'coat ) at 23°C of the skin layer 4 to the storage elastic modulus ( E'foam ) at 23°C of the foam layer 5 is , for example, 0. .1 or more, preferably 1.0 or more, more preferably 10 or more, still more preferably 50 or more.
  • the ratio ( E'gel / E'foam ) of the storage elastic modulus ( E'gel ) at 23°C of the gel layer 3 to the storage elastic modulus ( E'foam ) at 23°C of the foam layer 5 is 0.1.
  • the above value is preferably 0.2 or more, more preferably 0.4 or more, and still more preferably 0.8 or more.
  • the ratio ( E'gel / E'foam ) of the storage elastic modulus ( E'gel ) at 23°C of the gel layer 3 to the storage elastic modulus ( E'foam ) at 23°C of the foam layer 5 is less than 10, Preferably it is 5 or less, more preferably 3 or less, still more preferably 2 or less.
  • a polyurethane polyol (B1) was obtained as a polyol component for the skin.
  • a polyurethane polyol (B2) was obtained as a polyol component for the skin.
  • the above coating liquid was applied to one side of the inner surface of the mold and dried. Thereby, a skin layer made of polyurethane resin was obtained. Note that the film thickness was adjusted by the number of times it was coated. In addition, the fine uneven structure of the mold was transferred to the skin layer. That is, a fine uneven structure was formed in the epidermal layer. The average thickness of the epidermal layer was 100 ⁇ m. Further, the arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was measured using the method and conditions described below. The arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was 3.6 ⁇ m.
  • Foamed layer Terra Venus WS (trade name, manufactured by Yukigaya Chemical Industry, average thickness 10 mm (10000 ⁇ m)) was prepared as a polyurethane foam. This was used as a foam layer.
  • cushioning material The polyurethane gel with skin and the foam layer were bonded together by tacking the gel layer. As a result, a cushioning material including a foam layer, a gel layer, and a skin layer was obtained.
  • Example 2 Polyurethane polyol (B2) was used instead of polyurethane polyol (B1). A cushioning material was obtained in the same manner as in Example 1 except for this.
  • the average thickness of the epidermal layer was 100 ⁇ m.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was measured using the method and conditions described below.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was 5.91 ⁇ m.
  • Comparative example 1 As the coating liquid, commercially available Fortimo XSP-659 (bis(isocyanatomethyl)cyclohexane solution, solid content concentration 16%, manufactured by Mitsui Chemicals) was used. A cushioning material was obtained in the same manner as in Example 1 except for this. The average thickness of the epidermal layer was 100 ⁇ m. Further, the arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was measured using the method and conditions described below. The arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was 5.3 ⁇ m.
  • the temperature dependence of the dynamic viscoelasticity of the gel layer was measured using a dynamic viscoelasticity device (manufactured by IT Kansei Control Co., Ltd., model: DVA-200) in tensile mode, frequency 10 Hz, heating rate 5 ° C.
  • the storage elastic modulus at 23°C was taken as the storage elastic modulus (E' gel ) of the gel layer.
  • the temperature dependence of the dynamic viscoelasticity of a sample cut out to a size of 20 mm x 20 mm x 10 mm from the core of the foam layer was measured using a dynamic viscoelasticity device (manufactured by IT Keizai Control Co., Ltd., model: DVA-220). Measurement was performed under the conditions of compression mode, frequency of 10 Hz, and temperature increase rate of 5° C./min, and the storage elastic modulus at 23° C. was taken as the storage elastic modulus of the gel layer (E′ gel ).
  • the stress value (tensile strength) of the skin sample at an elongation rate of 100% was measured in accordance with the tensile test method described in JIS K 7312 (1996). This tensile strength was taken as the 100% modulus of the skin layer.
  • a product name RTG-1310 manufactured by A&D Co., Ltd.
  • a No. 3 dumbbell was used as a test piece. Further, the tensile speed was set to 100 mm/min.
  • Arithmetic mean roughness Ra of the surface The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the skin layer of the cushioning material was determined by the following method. Further, the arithmetic mean roughness Ra of the inner surface of the mold was determined by the following method.
  • the arithmetic mean roughness Ra was measured using a surface roughness measuring machine (Surface roughness profile measuring machine Surfcom 1400D, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). Note that the measurement conditions were set as follows.
  • Arithmetic mean roughness Ra of the skin layer measurement conditions spherical ⁇ 1.6mm contact, specified load 0.4gf, measurement length 40mm, cutoff wavelength 0.8mm, measurement speed 0.15mm/sec
  • No unevenness felt. Fingers are slippery. ⁇ : Slight unevenness is felt. Fingers are slippery. ⁇ : Unevenness is felt. Your fingers won't slip easily.
  • Example 3 Uneven processing of mold A mold with inner dimensions of 120 mm x 120 mm x 2 mm was prepared. In addition, one side of the inner surface of the mold was given a satin finish. That is, a fine uneven structure was formed on one side of the inner surface of the mold.
  • the arithmetic mean roughness Ra of one side of the inner surface of the mold was measured in accordance with JIS B 0601 (2001) and according to the method and conditions described below. The arithmetic mean roughness Ra of one side of the inner surface of the mold was 3.5 ⁇ m.
  • Skin layer Fortimo XSP-659 bis(isocyanatomethyl)cyclohexane solution, solid content concentration 16%, manufactured by Mitsui Chemicals
  • the above coating liquid was applied to one side of the inner surface of the mold and dried. Thereby, a skin layer made of polyurethane resin was obtained.
  • the fine uneven structure of the mold was transferred to the skin layer. That is, a fine uneven structure was formed in the epidermal layer.
  • the average thickness of the epidermal layer was 100 ⁇ m.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was measured using the method and conditions described below. The arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was 1.5 ⁇ m.
  • Foamed layer Terra Venus WS (trade name, manufactured by Yukigaya Chemical Industry, average thickness 10 mm (10000 ⁇ m)) was prepared as a polyurethane foam. This was used as a foam layer.
  • cushioning material The polyurethane gel with skin and the foam layer were bonded together by tacking the gel layer. As a result, a cushioning material including a foam layer, a gel layer, and a skin layer was obtained.
  • Example 4 In the uneven processing of the mold, the arithmetic mean roughness Ra of the inner surface of the mold was adjusted to 7.0 ⁇ m. A cushioning material was obtained in the same manner as in Example 3 except for this. Further, the arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was measured using the method and conditions described below. The arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was 3.6 ⁇ m.
  • Example 5 In the mold roughening process, the arithmetic mean roughness Ra of the inner surface of the mold was adjusted to 10.0 ⁇ m. A cushioning material was obtained in the same manner as in Example 3 except for this. Further, the arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was measured using the method and conditions described below. The arithmetic mean roughness Ra of the skin layer was 5.3 ⁇ m.
  • Comparative example 2 The inner surface of the mold was not textured. A cushioning material was obtained in the same manner as in Example 3 except for this.
  • the temperature dependence of the dynamic viscoelasticity of the gel layer was measured using a dynamic viscoelasticity device (manufactured by IT Kansei Control Co., Ltd., model: DVA-200) in tensile mode, frequency 10 Hz, heating rate 5 ° C.
  • the storage elastic modulus at 23°C was taken as the storage elastic modulus (E' gel ) of the gel layer.
  • the storage modulus ( E'coat ) of the epidermis layer was determined in the same manner as the gel layer.
  • Arithmetic mean roughness Ra of the skin layer measurement conditions spherical ⁇ 1.6mm contact, specified load 0.4gf, measurement length 40mm, cutoff wavelength 0.8mm, measurement speed 0.15mm/sec
  • Arithmetic mean roughness Ra measurement conditions for the inner surface of the mold spherical ⁇ 1.6mm contact, specified load 0.4gf, measurement length 40mm, cutoff wavelength 8mm, measurement speed 0.15mm/sec
  • Friction Test The dynamic friction coefficient of the surface of the skin layer of the cushioning material was measured using a tactile meter (Trypogear Type 33, manufactured by Shinto Kagakusha Co., Ltd.) equipped with a handy probe. Note that the measurement conditions were set as follows.

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Abstract

緩衝材1が、ゲル層3と表皮層4とを備える。ゲル層3は、ポリウレタンゲルを含む。ゲル層3の23℃における貯蔵弾性率(E'gel)は、0.01MPa以上10MPa以下である。表皮層4は、ゲル層3の一方面に配置されている。表皮層4の100%モジュラスが、5.0MPa以下である、および/または、表皮層4は、表面に微細凹凸構造を有し、下記条件で測定される、表皮層4の表面の算術平均粗さRaが、0μmを超過し10μm以下である。 算術平均粗さRa測定条件;球状φ1.6mmの接触子、仕様荷重0.4gf、測定長さ40mm、カットオフ波長0.8mm、測定速度0.15mm/sec

Description

緩衝材、外装材およびロボット部品
 本発明は、緩衝材、外装材およびロボット部品に関する。
 従来、緩衝材として、ゲルが知られている。また、ゲルの表面に、コート層を配置することが知られている。より具体的には、例えば、以下のポリウレタンゲルが知られている。すなわち、ポリウレタンゲルは、ゲル層と、ゲル層を被覆するコート層とを備える。ゲル層は、平均官能基数が2.0を超過する脂肪族ポリイソシアネートと、平均官能基数が3.0以下のポリオールとを少なくとも反応させることにより得られる。コート層は、脂肪族ジイソシアネートおよび/または脂環族ジイソシアネートと、2官能性活性水素化合物とを少なくとも反応させることにより得られる(例えば、特許文献1参照。)。
国際公開第2017/010422号
 一方、緩衝材としては、用途によっては、肌触りの向上が要求される。より具体的には、摺動に対する滑らかさが要求される。さらには、摺動に対する滑らかさが、高いレベルで要求される場合がある。
 本発明は、優れた肌触りを有する緩衝材、外装材およびロボット部品である。
 本発明[1]は、ゲル層と表皮層とを備える緩衝材であって、前記ゲル層は、ポリウレタンゲルを含み、前記ゲル層の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)は、0.01MPa以上10MPa以下であり、前記表皮層は、前記ゲル層の一方面に配置されており、前記表皮層の100%モジュラスが5.0MPa以下である、および/または、前記表皮層は、表面に微細凹凸構造を有し、下記条件で測定される、前記表皮層の表面の算術平均粗さRaが、0μmを超過し10μm以下である、緩衝材を、含んでいる。
 算術平均粗さRa測定条件;球状φ1.6mmの接触子、仕様荷重0.4gf、測定長さ40mm、カットオフ波長0.8mm、測定速度0.15mm/sec
 本発明[2]は、前記表皮層の平均厚みが、10μm以上1000μm以下である、上記[1]に記載の緩衝材を、含んでいる。
 本発明[3]は、さらに、発泡層を備え、前記発泡層は、前記ゲル層の前記一方面に対する他方面に配置されており、前記発泡層の平均厚みが、1000μm以上50000μm以下であり、前記ゲル層の平均厚みが、500μm以上10000μm以下である、上記[1]または[2]に記載の緩衝材を、含んでいる。
 本発明[4]は、前記発泡層の密度が、80kg/m以上200kg/m以下であり、前記ゲル層の密度が、500kg/m以上1200kg/m以下である、上記[3]に記載の緩衝材を、含んでいる。
 本発明[5]は、上記[1]~[4]のいずれか一項に記載の緩衝材を含む、緩衝材を、含んでいる。
 本発明[6]は、上記[1]~[4]のいずれか一項に記載の緩衝材を含む、ロボット部品を、含んでいる。
 本発明の緩衝材、外装材およびロボット部品は、所定の貯蔵弾性率を有するゲル層と、ゲル層の一方面に配置される表皮層とを備えている。そして、表皮層の100%モジュラスが、所定値を下回っているか、および/または、表皮層が、表面に微細凹凸構造を有し、表皮層の表面の算術平均粗さRaが、所定値を下回っている。そのため、本発明の緩衝材、外装材およびロボット部品は、優れた触感を有する。
図1は、本発明の緩衝材の一実施形態の概略構成図である。
 図1において、緩衝材1は、表皮付ポリウレタンゲル2を備えている。表皮付ポリウレタンゲル2は、ゲル層3と、ゲル層3の一方面に配置される表皮層4とを備えている。なお、図1において、一方は、紙面上側である。また、一方に対する他方は、紙面下側である。
 ゲル層3は、ポリウレタンゲルを含む。ゲル層3は、好ましくは、ポリウレタンゲルからなる。ポリウレタンゲルは、優れた弾力性を備える。そのため、ゲル層3がポリウレタンゲルである場合、緩衝材1は、優れた弾力性を備えており、優れた緩衝性能を有する。
 ポリウレタンゲルは、超低硬度のポリウレタンエラストマーである。ポリウレタンゲルは、貯蔵弾性率により定義される。ポリウレタンゲルの23℃における貯蔵弾性率(E’)は、0.01MPa以上10MPa以下である。ポリウレタンゲルの貯蔵弾性率(E’)は、好ましくは、後述するゲル層3の貯蔵弾性率の範囲である。
 なお、貯蔵弾性率は、動的粘弾性の温度依存性(10Hz)を測定したときの23℃での値である。貯蔵弾性率は、後述する実施例に準拠して測定される(以下同様)。
 ポリウレタンゲルは、ゲル用イソシアネート成分と、ゲル用活性水素基含有成分との反応生成物を含む。より具体的には、ポリウレタンゲルは、ゲル用イソシアネート成分と、ゲル用活性水素基含有成分とを反応させることにより得られる。
 ゲル用イソシアネート成分としては、例えば、ポリイソシアネート単量体およびポリイソシアネート誘導体が挙げられる。
 ポリイソシアネート単量体としては、例えば、芳香族ポリイソシアネート単量体、芳香脂肪族ポリイソシアネート単量体および脂肪族ポリイソシアネート単量体が挙げられる。
 芳香族ポリイソシアネート単量体としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トルイジンジイソシアネート(TODI)、パラフェニレンジイソシアネート、および、ナフタレンジイソシアネート(NDI)が挙げられる。ジフェニルメタンジイソシアネートとしては、2,2’-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、および、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 芳香脂肪族ポリイソシアネート単量体としては、例えば、キシリレンジイソシアネート(XDI)、および、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)が挙げられる。キシリレンジイソシアネートとしては、例えば、1,3-キシリレンジイソシアネートおよび1,4-キシリレンジイソシアネートが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 脂肪族ポリイソシアネート単量体としては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、1,2-プロパンジイソシアネート、1,2-ブタンジイソシアネート、2,3-ブタンジイソシアネート、1,3-ブタンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、および、2,6-ジイソシアネートメチルカプロエートが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 また、脂肪族ポリイソシアネート単量体には、脂環族ポリイソシアネート単量体が含まれる。脂環族ポリイソシアネート単量体としては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ノルボルネンジイソシアネート(NBDI)、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(H12MDI)、および、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(HXDI)が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 ポリイソシアネート誘導体としては、例えば、上記したポリイソシアネート単量体の変性体が挙げられる。変性体としては、例えば、ウレトジオン変性体、イソシアヌレート変成体、アロファネート変性体、ポリオール変性体、ビウレット変性体、ウレア変性体、オキサジアジントリオン変性体およびカルボジイミド変性体が挙げられる。さらに、ポリイソシアネート誘導体として、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(クルードMDI、ポリメリックMDI)も挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 ゲル用イソシアネート成分として、機械特性および触感の観点から、好ましくは、ポリイソシアネート誘導体が挙げられ、より好ましくは、脂肪族ポリイソシアネート単量体の誘導体が挙げられ、さらに好ましくは、脂肪族ポリイソシアネート単量体のイソシアヌレート誘導体が挙げられ、とりわけ好ましくは、ペンタメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体が挙げられる。また、ゲル用イソシアネート成分として、バイオマス由来原料を配合してもよい。
 ゲル用イソシアネート成分の平均イソシアネート基数は、例えば、1.8以上、好ましくは、2.0以上である。また、ゲル用イソシアネート成分の平均イソシアネート基数は、例えば、4.0以下、好ましくは、3.5以下である。ゲル用イソシアネート成分の平均イソシアネート基数が上記範囲であれば、ゲル状のポリウレタン樹脂を効率よく得られる。すなわち、ポリウレタンゲルの生産効率に優れる。なお、ゲル用イソシアネート成分の平均イソシアネート基数は、処方に基づいて、公知の方法で算出される。
 ゲル用活性水素基含有成分は、1分子中に2つ以上の活性水素基(水酸基、アミノ基など)を有する成分である。ゲル用活性水素基含有成分としては、例えば、ゲル用ポリオール成分が挙げられる。ゲル用ポリオール成分としては、例えば、マクロポリオールおよび低分子量ポリオールが挙げられる。
 マクロポリオールは、1分子中に水酸基を2つ以上有し、比較的高分子量の有機化合物である。マクロポリオールの数平均分子量は、例えば、400以上であり、例えば、20000以下である。なお、数平均分子量は、水酸基当量および平均水酸基数から、公知の方法で算出できる。また、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより、ポリスチレン換算分子量として測定できる(以下同様)。
 マクロポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、エポキシポリオール、植物油ポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオールおよびビニルモノマー変性ポリオールが挙げられる。これらマクロポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。マクロポリオールとしては、好ましくは、ポリエーテルポリオールが挙げられる。
 ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリオキシアルキレンポリオールが挙げられる。ポリオキシアルキレンポリオールとしては、例えば、ポリオキシアルキレン(C2-3)ポリオール、および、ポリテトラメチレンエーテルポリオールが挙げられる。
 ポリオキシアルキレン(C2-3)ポリオールとしては、例えば、ポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシトリエチレンポリオール、および、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンポリオール(ランダムまたはブロック共重合体)が挙げられる。
 ポリテトラメチレンエーテルポリオールとしては、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合により得られる開環重合物(結晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコール)が挙げられる。また、ポリテトラメチレンエーテルポリオールとしては、例えば、非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコールも挙げられる。非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコールでは、テトラヒドロフランと、アルキル置換テトラヒドロフランおよび/または2価アルコールとが共重合される。なお、結晶性とは、25℃において固体である性質を示す。また、非晶性とは、25℃において液体である性質を示す。
 マクロポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。マクロポリオールとしては、好ましくは、ポリエーテルポリオールが挙げられ、より好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルポリオールが挙げられ、より好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが挙げられ、さらに好ましくは、非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコールが挙げられる。
 ゲル用活性水素基含有成分において、マクロポリオールの数平均分子量は、例えば、400以上、好ましくは、500以上、より好ましくは、1000以上である。また、マクロポリオールの数平均分子量は、例えば、15000以下、好ましくは、13000以下、より好ましくは、12000以下、さらに好ましくは、10000以下、さらに好ましくは、5000以下、とりわけ好ましくは、3000以下である。
 低分子量ポリオールは、1分子中に水酸基を2つ以上有し、比較的低分子量の有機化合物である。低分子量ポリオールの分子量は、例えば、40以上400未満、好ましくは、300以下である。
 低分子量ポリオールとしては、例えば、2価アルコール、3価アルコール、および、4価以上のアルコールが挙げられる。2価アルコールとしては、例えば、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、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよびジプロピレングリコールが挙げられる。3価アルコールとしては、例えば、グリセリンおよびトリメチロールプロパンが挙げられる。4価以上のアルコールとしては、例えば、ペンタエリスリトールおよびジグリセリンが挙げられる。また、低分子量ポリオールとしては、数平均分子量が400未満になるように、2~4価アルコールに対してアルキレン(C2~3)オキサイドを付加重合した重合物も挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 低分子量ポリオールとして、好ましくは、2価アルコールおよび3価アルコールが挙げられ、より好ましくは、2価アルコールが挙げられる。
 ゲル用活性水素基含有成分は、好ましくは、低分子量ポリオールを含まず、マクロポリオールのみを含有する。すなわち、ゲル用活性水素基含有成分は、マクロポリオールからなる。また、ゲル用活性水素基含有成分として、バイオマス由来原料を配合してもよい。
 ゲル用活性水素基含有成分(総量)の平均水酸基数は、例えば、2.0以上である。また、ゲル用活性水素基含有成分(総量)の平均水酸基数は、例えば、3.0以下、好ましくは、2.5以下である。ゲル用活性水素基含有成分の平均水酸基数として、とりわけ好ましくは、2.0である。
 また、ゲル用活性水素基含有成分(総量)の平均水酸基価(OH価)は、例えば、10mgKOH/g以上、好ましくは、20mgKOH/g以上、より好ましくは、30mgKOH/g以上、より好ましくは、50mgKOH/g以上である。また、ゲル用活性水素基含有成分(総量)の平均水酸基価(OH価)は、例えば、150mgKOH/g以下、好ましくは、120mgKOH/g以下、より好ましくは、100mgKOH/g以下である。なお、水酸基価は、JIS K 1557-1(2007年)の記載に準拠して測定される。
 そして、ゲル層3を得るには、ゲル用イソシアネート成分とゲル用活性水素基含有成分とを、所定の金型内でウレタン化反応させる。ウレタン化反応は、無溶剤反応であってもよく、また、溶剤存在下における反応であってもよい。好ましくは、無溶剤反応である。
 ウレタン化反応では、公知の方法が採用される。反応方法としては、例えば、ワンショット法およびプレポリマー法が挙げられる。好ましくは、ワンショット法が挙げられる。
 ウレタン化反応において、ゲル用イソシアネート成分中の活性水素基に対するゲル用イソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(NCO/活性水素基)が、例えば、0.2以上、好ましくは、0.4以上、例えば、0.8以下、好ましくは、0.7以下である。また、反応温度は、例えば、室温~120℃である。また、反応時間は、例えば、5分~72時間である。なお、反応温度は、一定温度であってもよく、段階的に昇温されていてもよく、また、段階的に冷却されていてもよい。
 そして、ゲル用イソシアネート成分およびゲル用活性水素基含有成分の反応により、ゲル層3が得られる。ゲル層3は、必要に応じて養生された後、金型から脱型される。
 また、ゲル層3を得るために、ゲル用イソシアネート成分およびゲル用活性水素基含有成分を、可塑剤の存在下で、反応させることもできる。
 可塑剤としては、特に制限されないが、例えば、フタル酸系可塑剤、水添フタル酸系可塑剤およびアジピン酸系可塑剤が挙げられる。フタル酸系可塑剤としては、例えば、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシルおよびフタル酸ジブチルが挙げられる。水添フタル酸系可塑剤としては、例えば、水素添加フタル酸ジイソノニルが挙げられる。アジピン酸系可塑剤としては、例えば、アジピン酸ジオクチルが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。
 可塑剤の割合は、ゲル用活性水素基含有成分100質量部に対して、例えば、10質量部以上、好ましくは、50質量部以上、より好ましくは、100質量部以上である。また、可塑剤の割合は、ゲル用活性水素基含有成分100質量部に対して、例えば、1000質量部以下、好ましくは、500質量部以下、より好ましくは、200質量部以下である。
 また、上記反応においては、必要に応じて、公知の添加剤を添加できる。添加剤としては、例えば、ウレタン化触媒、フィラー、貯蔵安定剤、ブロッキング防止剤、耐熱安定剤、耐光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、消泡剤、離型剤、顔料、染料、滑剤および加水分解防止剤が挙げられる。添加剤の配合割合は、適宜設定される。
 添加剤の添加のタイミングは、特に制限されない。例えば、添加剤は、ゲル用イソシアネート成分に添加されていてもよい。また、添加剤は、ゲル用活性水素基含有成分に添加されていてもよい。また、添加剤は、ゲル用イソシアネート成分およびゲル用活性水素基含有成分の両方に添加されていてもよい。さらに、添加剤は、ゲル用イソシアネート成分およびゲル用活性水素基含有成分の混合時に添加されてもよい。
 ゲル層3の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)は、0.01MPa以上、好ましくは、0.03MPa以上、より好ましくは、0.05MPa以上、さらに好ましくは、0.07MPa以上、とりわけ好ましくは、0.1MPa以上である。また、ゲル層3の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)は、10MPa以下、好ましくは、5MPa以下、より好ましくは、1MPa以下、さらに好ましくは、0.5MPa以下、とりわけ好ましくは、0.3MPa以下である。ゲル層3の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)が上記範囲であれば、触感に優れる緩衝材が得られる。
 ゲル層3の平均厚みは、金型の種類などに応じて設定される。より優れた触感を得る観点から、ゲル層3の平均厚みは、例えば、300μm以上、好ましくは、500μm以上、より好ましくは、1000μm以上である。また、より優れた触感を得る観点から、ゲル層3の平均厚みは、例えば、20000μm以下、好ましくは、10000μm以下、より好ましくは、5000μm以下である。
 ゲル層3の密度は、より優れた触感を得る観点から、例えば、100kg/m以上、好ましくは、500kg/m以上、より好ましくは、800kg/m以上である。また、ゲル層3の密度は、より優れた触感を得る観点から、例えば、3000kg/m以下、好ましくは、2000kg/m以下、より好ましくは、1200kg/m以下、さらに好ましくは、1000kg/m以下である。
 表皮層4は、ゲル層3の一方面において、ゲル層3に接触配置されている。換言すると、表皮層4は、ゲル層3の表面側(紙面上側)において、ゲル層3に積層されている。表皮層4は、後述する所定のモジュラスを有する、および/または、後述する所定の表面粗さを有する。
 表皮層4としては、例えば、ポリウレタン樹脂層が挙げられる。表皮層4として、より具体的には、ポリウレタン樹脂の硬化膜が挙げられる。ポリウレタン樹脂の硬化膜は、例えば、ポリウレタン樹脂を含む溶液および/または分散液(コート液)の硬化により形成される。例えば、表皮層4が、後述する所定のモジュラスを有する場合、ポリウレタン樹脂は、例えば、表皮層4の100%モジュラスが後述の範囲となるように、設計される。
 より具体的には、ポリウレタン樹脂を含むコート液としては、例えば、1液硬化型ポリウレタン組成物、および、2液硬化型ポリウレタン組成物が挙げられる。コート液として、好ましくは、2液硬化型ポリウレタン組成物が挙げられる。
 2液硬化型ポリウレタン組成物は、例えば、表皮用イソシアネート成分(硬化剤)と、表皮用活性水素基含有成分(主剤)とを備える樹脂キットである。主剤および硬化剤は、使用時に混合され、これらの混合物が硬化する。これにより、ポリウレタン樹脂層が形成される。
 表皮用イソシアネート成分(硬化剤)としては、例えば、上記したポリイソシアネート単量体、上記したポリイソシアネート誘導体、および、イソシアネート基末端プレポリマーが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。表皮用イソシアネート成分として、好ましくは、イソシアネート基末端プレポリマーが挙げられる。
 イソシアネート基末端プレポリマーは、例えば、第1原料ポリイソシアネートと、第1原料ポリオールとの反応生成物である。第1原料ポリイソシアネートとしては、例えば、上記したポリイソシアネート単量体、および/または、上記したポリイソシアネート誘導体が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 第1原料ポリイソシアネートとして、好ましくは、ポリイソシアネート誘導体が挙げられ、より好ましくは、脂肪族ポリイソシアネート単量体の誘導体が挙げられ、さらに好ましくは、脂肪族ポリイソシアネート単量体のイソシアヌレート変性体が挙げられ、さらに好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体が挙げられる。
 第1原料ポリオールとしては、例えば、上記したマクロポリオール、および、上記した低分子量ポリオールが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 第1原料ポリオールにおけるマクロポリオールとして、好ましくは、ポリエステルポリオールが挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、例えば、縮合ポリエステルポリオールおよび開環ポリエステルポリオールが挙げられる。縮合ポリエステルポリオールとしては、例えば、アジペート系ポリエステルポリオール、および、フタル酸系ポリエステルポリオールが挙げられる。開環ポリエステルポリオールとしては、例えば、ラクトンベースポリエステルポリオールが挙げられ、より具体的には、ポリカプロクトンポリオールが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。ポリエステルポリオールとして、好ましくは、開環ポリエステルポリオールが挙げられ、より好ましくは、カプロラクトンポリオールが挙げられる。
 第1原料ポリオールにおける低分子量ポリオールとして、好ましくは、上記した2価アルコールが挙げられ、より好ましくは、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオールおよび1,6-ヘキサンジオールが挙げられ、さらに好ましくは、1,6-ヘキサンジオールが挙げられる。
 第1原料ポリオールにおいて、マクロポリオールと低分子量ポリオールとの割合は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
 表皮用イソシアネート成分において、イソシアネート基末端プレポリマーは、第1原料ポリイソシアネートと、第1原料マクロポリオールとを、所定の当量比でウレタン化反応(第1ウレタン化反応)させることにより、得られる。
 より具体的には、第1原料マクロポリオール中の水酸基に対する、第1原料ポリイソシアネート中のイソシアネート基の当量比(NCO/OH)が、例えば、1.1以上、好ましくは、1.4以上、さらに好ましくは、1.5以上である。また、第1原料マクロポリオール中の水酸基に対する、第1原料ポリイソシアネート中のイソシアネート基の当量比(NCO/OH)が、例えば、15.0以下、好ましくは、5.0以下、さらに好ましくは、3.0以下である。
 また、反応温度が、例えば、20℃以上、好ましくは、50℃以上である。また、反応温度が、例えば、150℃以下、好ましくは、120℃以下である。また、反応時間が、0.5時間以上、好ましくは、1時間以上である。また、反応時間が、例えば、18時間以下、好ましくは、10時間以下である。
 これにより、第1ウレタン化反応における反応生成液として、イソシアネート基末端プレポリマーが得られる。
 また、上記の第1ウレタン化反応では、必要により、公知の有機溶剤を、適宜の割合で配合できる。また、上記の第1ウレタン化反応では、必要により、公知の第1ウレタン化触媒を、適宜の割合で配合できる。さらに、必要により、上記の第1ウレタン化反応後、必要により、有機溶剤および/またはウレタン化触媒を、公知の方法で除去することもできる。加えて、必要により、上記の第1ウレタン化反応後、公知の有機溶剤を、適宜の割合で配合し、固形分濃度を、適宜調整することもできる。
 表皮用イソシアネート成分(硬化剤)のイソシアネート基含有率は、例えば、5.0質量%以上、より好ましくは、10.0質量%以上、より好ましくは、15.0質量%以上である。また、表皮用イソシアネート成分のイソシアネート基含有率は、例えば、30.0質量%以下、好ましくは、25.0質量%以下である。
 表皮用活性水素基含有成分(主剤)としては、例えば、上記したマクロポリオールが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。マクロポリオールとして、好ましくは、ポリウレタンポリオールが挙げられる。
 ポリウレタンポリオールは、例えば、第2原料ポリイソシアネートと、第2原料ポリオールとの反応生成物である。第2原料ポリイソシアネートとしては、例えば、上記したポリイソシアネート単量体、および/または、上記したポリイソシアネート誘導体が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 第2原料ポリイソシアネートとして、好ましくは、ポリイソシアネート単量体が挙げられ、より好ましくは、脂環族ポリイソシアネート単量体が挙げられ、さらに好ましくは、イソホロンジイソシアネートが挙げられる。
 第2原料ポリオールとしては、例えば、上記したマクロポリオール、および、上記した低分子量ポリオールが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
 第2原料ポリオールにおけるマクロポリオールとして、好ましくは、上記のポリエステルポリオール、および、ポリカーボネートポリオールが挙げられ、より好ましくは、ポリカーボネートポリオールが挙げられる。
 ポリエステルポリオールとしては、例えば、上記した縮合ポリエステルポリオールおよび上記した開環ポリエステルポリオールが挙げられる。
 ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、上記低分子量ポリオールを開始剤としたエチレンカーボネートの開環重合物が挙げられる。開環重合物は、例えば、結晶性ポリカーボネートポリオールである。また、ポリカーボネートポリオールとしては、上記の開環重合物と、炭素数4~6の2価アルコールとの共重合体も挙げられる。共重合体は、例えば、非晶性ポリカーボネートポリオールである。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。ポリカーボネートポリオールとして、好ましくは、非晶性ポリカーボネートポリオールが挙げられる。
 第2原料ポリオールにおける低分子量ポリオールとして、好ましくは、上記した2価アルコールおよび3価アルコールが挙げられ、より好ましくは、エチレングリコール、1,4-ブタンジオールおよびトリメチロールプロパンが挙げられる。
 第2原料ポリオールにおいて、マクロポリオールと低分子量ポリオールとの割合は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
 表皮用ポリオール成分において、ポリウレタンポリオールは、第2原料ポリイソシアネートと、第2原料マクロポリオールとを、所定の当量比でウレタン化反応(第2ウレタン化反応)させることにより、得られる。
 より具体的には、第2原料ポリイソシアネート中のイソシアネート基に対する、第2原料マクロポリオール中の水酸基の当量比(OH/NCO)が、例えば、1.1以上、好ましくは、1.4以上、さらに好ましくは、1.5以上である。また、第2原料ポリイソシアネート中のイソシアネート基に対する、第2原料マクロポリオール中の水酸基の当量比(OH/NCO)が、例えば、15.0以下、好ましくは、10.0以下、さらに好ましくは、5.0以下である。
 また、反応温度が、例えば、20℃以上、好ましくは、50℃以上である。また、反応温度が、例えば、150℃以下、好ましくは、120℃以下である。また、反応時間が、0.5時間以上、好ましくは、1時間以上である。また、反応時間が、例えば、18時間以下、好ましくは、10時間以下である。
 これにより、第2ウレタン化反応における反応生成液として、ポリウレタンポリオールが得られる。
 また、上記の第2ウレタン化反応では、必要により、公知の有機溶剤を、適宜の割合で配合できる。また、上記の第2ウレタン化反応では、必要により、公知のウレタン化触媒を、適宜の割合で配合できる。さらに、必要により、上記の第2ウレタン化反応後、必要により、有機溶剤および/またはウレタン化触媒を、公知の方法で除去することもできる。加えて、必要により、上記の第2ウレタン化反応後、公知の有機溶剤を、適宜の割合で配合し、固形分濃度を、適宜調整することもできる。
 表皮用活性水素基含有成分(主剤)の水酸基価は、例えば、10mgKOH/g以上、好ましくは、50mgKOH/g以上である。また、表皮用活性水素基含有成分(主剤)の水酸基価は、例えば、7000mgKOH/g以下、好ましくは、2000mgKOH/g以下である。
 また、表皮用活性水素基含有成分(主剤)の平均水酸基数は、例えば、1.8以上、好ましくは、2.0以上である。また、表皮用活性水素基含有成分(主剤)の平均水酸基数は、例えば、4.0以下、好ましくは、3.0以下である。
 2液硬化型ポリウレタン組成物において、表皮用イソシアネート成分(硬化剤)と、表皮用活性水素基含有成分(主剤)とは、表皮層4(ポリウレタン樹脂層)の100%モジュラスが後述の範囲となるように、適宜選択され、所定の割合で配合される。
 これにより、表皮層4(ポリウレタン樹脂層)を形成するためのコート液(ポリウレタン樹脂を含むコート液)が、得られる。
 また、表皮層4が、後述のモジュラスを有さず、後述の表面粗さを有する場合、ポリウレタン樹脂を含むコート液は、上記に制限されない。例えば、ポリウレタン樹脂を含むコート液は、例えば、市販品として得ることができる。また、ポリウレタン樹脂を含むコート液は、例えば、公知の表皮用イソシアネート成分と、公知の表皮用活性水素基含有成分とを含むポリウレタン組成物として得ることもできる。
 コート液は、必要により、添加剤を含有できる。添加剤としては、例えば、ポリウレタン樹脂を含むコート液に使用される公知の添加剤が挙げられる。添加剤として、より具体的には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、消泡剤、難燃剤および着色剤が挙げられる。なお、添加剤の含有割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。添加剤は、表皮用イソシアネート成分および/または表皮用活性水素基含有成分に予め配合されていてもよい。また、添加剤は、表皮用イソシアネート成分と、表皮用活性水素基含有成分との配合時に、配合されてもよい。さらに、添加剤は、表皮用イソシアネート成分と、表皮用活性水素基含有成分との混合物に、配合されてもよい。
 ゲル層3の表面に表皮層4を形成する方法は、特に制限されず、公知の方法が採用される。例えば、まず、ゲル層3を形成するための金型の内面の一方側(ゲル層3の表面側)に、ポリウレタン樹脂を含むコート液を、塗布および硬化させる。これにより、金型の内面に表皮層4を形成する。次いで、表皮層4を内面に備える金型を用いて、ゲル層3を形成する。その後、ゲル層3および表皮層4を脱型する。これにより、表面に表皮層4を備えるゲル層3が得られる。この場合、ゲル層3は、表皮層4に対して、ゲル層3のタックにより貼り合わされる。
 表皮層4が、表面に微細凹凸構造を有している場合、微細凹凸構造は、複数の微細な凹凸からなる。微細凹凸構造は、特に制限されず、公知の方法で形成される。
 例えば、上記した方法では、予め、金型の内面に、表皮層4の微細凹凸構造とは逆パターンの微細凹凸構造(反転凹凸構造)を、形成しておく。そして、反転凹凸構造を有する金型に、ポリウレタン樹脂を含むコート液を、塗布および硬化させる。これにより、表皮層4を形成する。また、これとともに、金型の反転凹凸構造が、表皮層4に転写される。
 その結果、表皮層4に、微細凹凸構造が形成される。
 なお、微細凹凸構造を形成する方法は、上記に限定されない。例えば、まず、表皮層4を備えていない金型を用いて、ゲル層3を形成する。そして、ゲル層3の表面に、ポリウレタン樹脂を含むコート液を塗布する。そして、反転凹凸構造を有するフィルムを、ポリウレタン樹脂の溶液および/または分散液の塗膜に押圧する。この状態で、コート液の塗膜を硬化させる。これにより、表皮層4が形成され、また、表皮層4に、フィルムの反転凹凸構造が転写される。その結果、表皮層4に、微細凹凸構造が形成される。
 
 なお、表皮層4が、表面に微細凹凸構造を有していない場合、例えば、反転凹凸構造を有していない金型を使用して、表皮層4を形成する。
 そして、表皮層4は、所定のモジュラス(A)を有する、および/または、所定の表面粗さ(B)を有する。
 例えば、表皮層4が、所定のモジュラス(A)を有する場合、表皮層4の100%モジュラスは、5.0MPa以下、好ましくは、4.5MPa以下、より好ましくは、4.0MPa以下、さらに好ましくは、3.5MPa以下、とりわけ好ましくは、3.4MPa以下である。また、表皮層4の100%モジュラスは、例えば、0.1MPa以上、好ましくは、0.5MPa以上、より好ましくは、1.0MPa以上、さらに好ましくは、1.5MPa以上、とりわけ好ましくは、2.0MPa以上である。なお、100%モジュラスは、伸び率100%時の応力値である。100%モジュラスは、後述する実施例に準拠して測定される。表皮層4の100%モジュラスが上記上限を下回っていれば、とりわけ優れた触感が得られる。
 なお、表皮層4が、上記の所定のモジュラス(A)を有する場合、表皮層4は、表面に微細凹凸構造を有していなくともよい。好ましくは、表皮層4は、表面に微細凹凸構造を有する。このような場合、表皮層4の表面粗さは、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、表皮層4の表面の算術平均粗さRaは、例えば、10μm以下、好ましくは、8.0μm以下、より好ましくは、6.0μm以下、さらに好ましくは、5.0μm以下、とりわけ好ましくは、4.0μm以下である。また、表皮層4の表面の算術平均粗さRaは、例えば、0μmを超過し、好ましくは、0.10μm以上、好ましくは、0.5μm以上、より好ましくは、1.0μm以上、さらに好ましくは、1.5μm以上である。なお、算術平均粗さRaは、後述する実施例に準拠して、測定される。また、後述の測定条件が、採用される。
 一方、例えば、表皮層4が、所定の表面粗さ(B)を有する場合、表皮層4の表面の算術平均粗さRaは、10μm以下、好ましくは、8.0μm以下、より好ましくは、6.0μm以下、さらに好ましくは、5.0μm以下、とりわけ好ましくは、4.0μm以下である。また、表皮層4の表面の算術平均粗さRaは、0μmを超過し、好ましくは、0.10μm以上、好ましくは、0.5μm以上、より好ましくは、1.0μm以上、さらに好ましくは、1.5μm以上である。なお、算術平均粗さRaは、後述する実施例に準拠して、測定される。また、以下の測定条件が、採用される。
 算術平均粗さRa測定条件;球状φ1.6mmの接触子、仕様荷重0.4gf、測定長さ40mm、カットオフ波長0.8mm、測定速度0.15mm/sec
 なお、表皮層4が、上記の所定の表面粗さ(B)を有する場合、表皮層4のモジュラスは、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、表皮層4の100%モジュラスは、例えば、15.0MPa以下、好ましくは、10.0MPa以下、より好ましくは、7.0MPa以下である。また、表皮層4の100%モジュラスは、例えば、0.1MPa以上、好ましくは、0.5MPa以上、より好ましくは、1.0MPa以上、さらに好ましくは、1.5MPa以上、とりわけ好ましくは、2.0MPa以上である。なお、100%モジュラスは、伸び率100%時の応力値である。とりわけ、表皮層4の100%モジュラスが比較的高い値(例えば、5.0MPaを超過)であっても、表皮層4の表面のモジュラスが上記の範囲であれば、優れた触感が得られる。
 表皮層4の23℃における貯蔵弾性率(E’coat)は、例えば、1MPa以上、好ましくは、3MPa以上、より好ましくは、5MPa以上、さらに好ましくは、10MPa以上である。また、表皮層4の23℃における貯蔵弾性率(E’coat)は、例えば、100MPa以下、好ましくは、70MPa以下、より好ましくは、50MPa以下、さらに好ましくは、30MPa以下、とりわけ好ましくは、20MPa以下である。
 また、ゲル層3の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)に対する、表皮層4の23℃における貯蔵弾性率(E’coat)の比率(E’coat/E’gel)は、例えば、0.1以上、好ましくは、1以上、より好ましくは、10以上、さらに好ましくは、50以上である。また、ゲル層3の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)に対する、表皮層4の23℃における貯蔵弾性率(E’coat)の比率(E’coat/E’gel)は、例えば、2000以下、好ましくは、1000以下、より好ましくは、500以下、さらに好ましくは、300以下である。
 ゲル層3の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)に対する、表皮層4の23℃における貯蔵弾性率(E’coat)の比率(E’coat/E’gel)が上記範囲であれば、より触感に優れる緩衝材1を得ることができる。
 表皮層4の平均厚みは、より優れた触感を得る観点から、例えば、1μm以上、好ましくは、10μm以上、より好ましくは、20μm以上、さらに好ましくは、50μm以上、とりわけ好ましくは、70μm以上である。また、表皮層4の平均厚みは、より優れた触感を得る観点から、例えば、2000μm以下、好ましくは、1000μm以下、より好ましくは、700μm以下、さらに好ましくは、300μm以下、とりわけ好ましくは、150μm以下である。
 また、ゲル層3の平均厚みに対する表皮層4の平均厚みの比(表皮層4の平均厚み/ゲル層3の平均厚み)は、例えば、0.0001以上、好ましくは、0.001以上である。また、ゲル層3の平均厚みに対する表皮層4の平均厚みの比(表皮層4の平均厚み/ゲル層3の平均厚み)は、例えば、1以下、好ましくは、0.1以下である。平均厚みの比が上記範囲であれば、より触感に優れる緩衝材1を得ることができる。
 緩衝材1は、さらに、発泡層5を備えることができる。発泡層5は、例えば、ゲル層3の一方面に対する他方面において、ゲル層3に接触配置されている。換言すると、発泡層5は、ゲル層3に対して、表皮層4の反対側に積層されている。すなわち、発泡層5は、ゲル層3の裏面側(紙面下側)において、ゲル層3に積層されている。
 発泡層5としては、例えば、公知の発泡体が挙げられ、好ましくは、ポリウレタン発泡体が挙げられる。発泡層5は、より好ましくは、ポリウレタン発泡体からなる。ポリウレタン発泡体により、優れた弾力性が得られる。
 より具体的には、ポリウレタン発泡体としては、ポリウレタンフォームおよび発泡エラストマーが挙げられる。ポリウレタン発泡体として、好ましくは、ポリウレタンフォームが挙げられる。ポリウレタンフォームとしては、軟質フォームおよび硬質フォームが挙げられる。
 なお、軟質フォームおよび硬質フォームは、硬度により区別される。軟質フォームのアスカーF硬度は、例えば、1以上、好ましくは、10以上である。また、軟質フォームのアスカーF硬度は、例えば、90以下、好ましくは、70以下である。また、硬質フォームのアスカーF硬度は、例えば、90を超過する。ポリウレタンフォームとして、好ましくは、軟質フォームが挙げられる。
 ポリウレタン発泡体は、例えば、市販品として得ることができる。
 発泡層5の23℃における貯蔵弾性率(E’foam)は、例えば、0.01MPa以上、好ましくは、0.03MPa以上、より好ましくは、0.05MPa以上、さらに好ましくは、0.10MPa以上である。また、発泡層5の23℃における貯蔵弾性率(E’foam)は、例えば、5.0MPa以下、好ましくは、1.0MPa以下、より好ましくは、0.8MPa以下、さらに好ましくは、0.5MPa以下、とりわけ好ましくは、0.3MPa以下である。
 また、発泡層5の23℃における貯蔵弾性率(E’foam)に対する、表皮層4の23℃における貯蔵弾性率(E’coat)の比率(E’coat/E’foam)は、例えば、0.1以上、好ましくは、1.0以上、より好ましくは、10以上、さらに好ましくは、50以上である。また、発泡層5の23℃における貯蔵弾性率(E’foam)に対する、表皮層4の23℃における貯蔵弾性率(E’coat)の比率(E’coat/E’foam)は、例えば、2000以下、好ましくは、1000以下、より好ましくは、500以下、さらに好ましくは、300以下、とりわけ好ましくは、200以下である。
 また、発泡層5の23℃における貯蔵弾性率(E’foam)に対する、ゲル層3の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)の比率(E’gel/E’foam)は、0.1以上、好ましくは、0.2以上、より好ましくは、0.4以上、さらに好ましくは、0.8以上である。また、発泡層5の23℃における貯蔵弾性率(E’foam)に対する、ゲル層3の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)の比率(E’gel/E’foam)は、10未満、好ましくは、5以下、より好ましくは、3以下、さらに好ましくは、2以下である。
 発泡層5の平均厚みは、成形型の種類などに応じて設定される。発泡層5の平均厚みは、より優れた触感を得る観点から、例えば、500μm以上、好ましくは、1000μm以上、より好ましくは、5000μm以上である。また、発泡層5の平均厚みは、より優れた触感を得る観点から、例えば、50000μm以下、好ましくは、20000μm以下、より好ましくは、15000μm以下である。
 また、ゲル層3の平均厚みに対する発泡層5の平均厚みの比(発泡層5の平均厚み/ゲル層3の平均厚み)は、例えば、0.1以上、好ましくは、1以上である。また、ゲル層3の平均厚みに対する発泡層5の平均厚みの比(発泡層5の平均厚み/ゲル層3の平均厚み)は、例えば、40以下、好ましくは、10以下である。
 また、発泡層5の密度は、より優れた触感を得る観点から、例えば、10kg/m以上、好ましくは、50kg/m以上、より好ましくは、80kg/m以上である。また、発泡層5の密度は、より優れた触感を得る観点から、例えば、500kg/m以下、好ましくは、200kg/m以下、より好ましくは、150kg/m以下である。
 発泡層5は、例えば、ゲル層3に対して、公知の方法で貼り合わされる。例えば、ゲル層3は、発泡層5に対して、ゲル層3のタックにより貼り合わされる。また、例えば、ゲル層3は、発泡層5に対して、公知の接着剤を介して貼り合わされる。好ましくは、ゲル層3は、発泡層5に対して、ゲル層3のタックにより貼り合わされる。
 そして、上記の緩衝材は、所定の貯蔵弾性率を有するゲル層と、ゲル層の一方面に配置される表皮層とを備えている。そして、表皮層の100%モジュラスが、所定値を下回っているか、および/または、表皮層が、表面に微細凹凸構造を有し、表皮層の表面の算術平均粗さRaが、所定値を下回っている。そのため、本発明の緩衝材、外装材およびロボット部品は、優れた触感を有する。
 そのため、緩衝材1は、例えば、各種産業分野において、好適に用いられる。産業分野としては、例えば、外装材分野が挙げられる。外装材は、各種生体および/または製品の外側に装着される部材である。外装材分野として、より具体的には、家具分野、自動運動装置分野(ロボット分野)およびスポーツ分野が挙げられる。家具分野における緩衝材1の用途としては、例えば、家具のコーナーガード、クッション付きカーペット、および、衝突防止用クッションが挙げられる。ロボット分野における緩衝材1の用途としては、例えば、工場用ロボットの緩衝材、建物管理用ロボットの緩衝材、対人案内用ロボットの緩衝材、コミュニケーションロボットの緩衝材、および、介護ロボットの緩衝材が挙げられる。スポーツ分野における緩衝材1の用途としては、例えば、球技用プロテクターおよび格闘技用プロテクターが挙げられる。緩衝材1は、優れた触感を有するため、とりわけ好ましくは、自動運動装置分野(ロボット分野)において用いられる。すなわち、緩衝材は、とりわけ好ましくは、ロボット用緩衝材である。
 すなわち、上記の緩衝材は、好ましくは、外装材に含まれ、より好ましくは、ロボット部品に含まれる。ロボット部品は、例えば、ロボットの機械パーツ(例えば、ロボットアーム)と、機械パーツを被覆する上記の緩衝材とを備えている。このようなロボット部品は、所定の貯蔵弾性率を有するゲル層と、ゲル層の一方面に配置される表皮層とを備えている。そして、表皮層の100%モジュラスが、所定値を下回っている。そのため、上記の外装材およびロボット部品は、優れた触感を有する。
 その結果、上記のロボット部品は、とりわけ、人と恊働するロボット(恊働ロボット)の部品として、好適に用いられる。
 なお、図1では、発泡層5の表面にのみゲル層3が形成されている。また、図1では、ゲル層3の表面にのみ表皮層4が形成されている。しかし、例えば、ゲル層3は、発泡層5の表面、裏面および側面に形成されていてもよい。また、例えば、表皮層4は、ゲル層3表面および側面に形成されていてもよい。また、ゲル層3および表皮層4は、発泡層5の表面および裏面に形成され、発泡層5の側面に形成されていなくともよい。
 次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「%」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
[第1実施形態(モジュラス)]
 合成例1 表皮用イソシアネート成分(イソシアネート基末端プレポリマー(A1))
 温度計、攪拌装置、窒素導入管および冷却管が装着された反応器に、窒素雰囲気下で、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI、三井化学社製、商品名:タケネート700)500質量部と、2,6-ジ(tert-ブチル)-4-メチルフェノール(別名:ジブチルヒドロキシトルエン、BHT、ヒンダードフェノール系酸化防止剤)0.25質量部と、テトラフェニル・ジプロピレングリコール・ジホスファイト(有機亜リン酸エステル、助触媒)0.25質量とを投入し、これらを混合した。得られた混合液に、1,3-ブタンジオール10.7質量部を添加し、さらに、窒素を1時間導入した。次いで、混合液を、80℃に昇温し3時間反応させた。次いで、混合液を、60℃に降温した。その後、混合液に、トリメチル-N-2-ヒドロキシプロピルアンモニウム・2-エチルヘキサノエート(イソシアヌレート化触媒)0.2質量部を添加し、1.5時間反応させた。さらに、混合液に、o-トルエンスルホンアミド0.05質量部を添加した。次いで、混合液を、薄膜蒸留装置(温度150℃、真空度93.3Pa)にて蒸留し、残存HDIモノマー量を1.0%以下に調整した。
 これにより、第1原料ポリイソシアネートとして、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体を得た。イソシアヌレート誘導体のイソシアネート基含有率は20.7質量%であり、平均イソシアネート数は3.4であった。
 また、温度計、攪拌装置、窒素導入管および冷却管が装着された反応器に、窒素雰囲気下で、カプロラクトンジオール(ダイセル社製、商品名:プラクセル210)1000質量部と、1,6-ヘキサンジオール33質量部とを投入し、これらを混合した。これにより、第1原料ポリオールを得た。
 また、反応器内で、第1原料ポリオールを80℃に維持した。次いで、反応器内に、第1原料ポリイソシアネート914質量部を、少量ずつ添加した。また、反応器内の温度を85℃以下に維持した。そして、添加後、反応器内の温度を80±5℃に維持し、第1原料ポリイソシアネートと第1原料ポリオールとを、5時間反応させた。なお、第1原料マクロポリオール中の水酸基に対する、第1原料ポリイソシアネート中のイソシアネート基の当量比(NCO/OH)は、1.76であった。
 これにより、表皮用イソシアネート成分として、イソシアネート基末端プレポリマー(A1)を得た。
 合成例2 表皮用ポリオール成分(ポリウレタンポリオール(B1))
 温度計、攪拌装置、窒素導入管および冷却管が装着された反応器に、窒素雰囲気下で、1,6-ヘキサメチレンカーボネートジオール(第2原料ポリオール、1,6-ヘキサンジオールを開始剤としたポリカーボネートポリオール、旭化成社製、商品名デュラノールT6001)266質量部を投入し、反応器内を80℃に維持した。
 次いで、反応器内に、イソホロンジイソシアネート(第2原料ポリイソシアネート)13.8質量部を、少量ずつ添加した。なお、反応器内の温度を85℃以下に維持した。添加後、反応器内の温度を80±5℃に維持し、第2原料ポリイソシアネートと第2原料ポリオールとを、5時間反応させた。なお、第2原料ポリイソシアネート中のイソシアネート基に対する、第2原料マクロポリオール中の水酸基の当量比(OH/NCO)は、4.3であった。
 次いで、反応生成液を、50℃に降温した。その後、反応生成液に、メチルイソブチルケトン594質量部、メチルエチルケトン81質量部、および、トルエン45質量部を添加した。
 これにより、表皮用ポリオール成分として、ポリウレタンポリオール(B1)を得た。
 合成例3 表皮用ポリオール成分(ポリウレタンポリオール(B2))
 温度計、攪拌装置、窒素導入管および冷却管が装着された反応器に、窒素雰囲気下で、カプロラクトンジオール(第2原料ポリオール、ダイセル社製品、商品名プラクセル210)246質量部と、エチレングリコール0.6質量部と、1,4-ブタンジオール9質量部と、トリメチロールプロパン3.7質量部とを混合し、反応器内を80℃に維持した。
 次いで、反応器内に、イソホロンジイソシアネート(第2原料ポリイソシアネート)20.4質量部を、少量ずつ添加した。なお、反応器内の温度を85℃以下に維持した。添加後、反応器内の温度を80±5℃に維持し、第2原料ポリイソシアネートと第2原料ポリオールとを、5時間反応させた。なお、第2原料ポリイソシアネート中のイソシアネート基に対する、第2原料マクロポリオール中の水酸基の当量比(OH/NCOは、4.2であった。
 次いで、反応生成液を、50℃に降温した。その後、反応生成液に、メチルイソブチルケトン205質量部、メチルエチルケトン185質量部、および、トルエン330質量部を添加した。
 これにより、表皮用ポリオール成分として、ポリウレタンポリオール(B2)を得た。
  実施例1
(1)金型の凹凸加工
 内寸120mm×120mm×2mmの金型を準備した。また、金型の内面の一方側を、梨地加工した。すなわち、金型の内面の一方側に、微細凹凸構造を形成した。金型の内面の一方側の算術平均粗さRaを、JIS B 0601(2001)に準拠し、また、後述の方法および条件で、測定した。金型の内面の一方側の算術平均粗さRaは、10μmであった。
(2)表皮層
 表皮用ポリオール成分(主剤)としてのポリウレタンポリオール(B1)100質量部と、表皮用イソシアネート成分(硬化剤)としてのイソシアネート基末端プレポリマー(A1)5質量部と、混合溶剤(メチルエチルケトン50質量部、酢酸エチルエステル50質量部)150質量部とを混合し、コート液を得た。
 上記のコート液を、金型の内面の一方側に、塗布および乾燥させた。これにより、ポリウレタン樹脂からなる表皮層を得た。なお、膜厚は、塗り重ねる回数で調整をした。また、金型の微細凹凸構造を、表皮層に転写した。すなわち、表皮層に微細凹凸構造を形成した。表皮層の平均厚みは、100μmであった。また、表皮層の算術平均粗さRaを、後述の方法および条件で測定した。表皮層の算術平均粗さRaは、3.6μmであった。
(3)ゲル層
 下記成分をスリーワンモーターで撹拌し、レジンプレミックスを得た。
  PTXG-1800(ポリテトラメチレンエーテルポリオール、テトラヒドロフランとネオペンチルグリコールとの共重合体、非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量1800、平均水酸基価60mgKOH/g、平均官能基数2、旭化成製)100質量部
  ヘキサモルDINCH(可塑剤、水素添加フタル酸ジイソノニル、BASFジャパン製)127.15質量部
  ジラウリン酸ジブチルすず(ウレタン化触媒、ジラウリン酸ジブチルすず(IV)、東京化成工業社)0.024質量部
  BYK-088(消泡剤、シリコーン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン製)0.24質量部
 次いで、下記成分をスリーワンモーターで撹拌し、真空脱泡させることにより、混合物を得た。
  上記レジンプレミックス 100質量部
  スタビオD-370N(ペンタメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体、三井化学製)4.66質量部
  当量比(NCO/活性水素基):0.583
 上記の混合物28.8gを、表皮層が形成された金型に、泡が入らないように注意しながら流し込み、80℃のオーブンで1時間硬化させた。その後、成形物を脱型することにより、表皮付ポリウレタンゲルを得た。ゲル層の平均厚みは、2000μm)であった。
(4)発泡層
 ポリウレタン発泡体として、テラヴィーナスWS(商品名、雪ヶ谷化学工業製、平均厚み10mm(10000μm))を準備した。これを発泡層とした。
(5)緩衝材
 表皮付ポリウレタンゲルと、発泡層とを、ゲル層のタックによって貼り合わせた。これにより、発泡層、ゲル層および表皮層を備える緩衝材を得た。
  実施例2
 ポリウレタンポリオール(B1)に代えて、ポリウレタンポリオール(B2)を用いた。これ以外は、実施例1と同じ方法で、緩衝材を得た。表皮層の平均厚みは、100μmであった。また、表皮層の算術平均粗さRaを、後述の方法および条件で測定した。表皮層の算術平均粗さRaは、5.91μmであった。
  比較例1
 コート液として、市販のフォルティモXSP-659(ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン系溶液、固形分濃度16%、三井化学製)を使用した。これ以外は、実施例1と同じ方法で、緩衝材を得た。表皮層の平均厚みは、100μmであった。また、表皮層の算術平均粗さRaを、後述の方法および条件で測定した。表皮層の算術平均粗さRaは、5.3μmであった。
 <物性>
 (1)貯蔵弾性率
 緩衝材のゲル層の貯蔵弾性率(E’gel)および発泡層の貯蔵弾性率(E’foam)を、以下の方法で求めた。
 すなわち、ゲル層の動的粘弾性の温度依存性を、動的粘弾性装置(アイティー計測制御社製、モデル:DVA-200)を用いて、引張モード、周波数10Hz、昇温速度5℃/minの条件にて測定し、その23℃における貯蔵弾性率をゲル層の貯蔵弾性率(E’gel)とした。
 また、発泡層のコアから20mm×20mm×10mmに切り出したサンプルの動的粘弾性の温度依存性を、動的粘弾性装置(アイティー計測制御社製、モデル:DVA-220)を用いて、圧縮モード、周波数10Hz、昇温速度5℃/minの条件にて測定し、その23℃における貯蔵弾性率をゲル層の貯蔵弾性率(E’gel)とした。
 また、表皮層の貯蔵弾性率(E’coat)を、ゲル層と同様にして求めた。
 (2)100%モジュラス
 ポリウレタン樹脂を含むコート液を乾燥させることにより、平均厚み0.04mmの表皮サンプルを得た。なお、表皮サンプルには、微細凹凸構造を形成しなかった。
 次いで、表皮サンプルの伸び率100%時の応力値(引張強さ)を、JIS K 7312(1996年)に記載の引張試験法に準拠して測定した。この引張強さを、表皮層の100%モジュラスとした。なお、引張試験機として、製品名RTG-1310(エー・アンド・デイ社製)を使用した。また、試験片として、3号ダンベルを使用した。また、引張速度を、100mm/minとした。
 (3)表面の算術平均粗さRa
 緩衝材の表皮層の表面の算術平均粗さRaを、以下の方法で求めた。また、金型の内面の算術平均粗さRaを、以下の方法で求めた。
 すなわち、算術平均粗さRaを、表面粗さ測定機(表面粗さ形状測定機サーフコム1400D、東京精密社製)によって、測定した。なお、測定条件を、以下の通りに設定した。
 表皮層の算術平均粗さRa測定条件;球状φ1.6mmの接触子、仕様荷重0.4gf、測定長さ40mm、カットオフ波長0.8mm、測定速度0.15mm/sec
 金型の内面の算術平均粗さRa測定条件;球状φ1.6mmの接触子、仕様荷重0.4gf、測定長さ40mm、カットオフ波長8mm、測定速度0.15mm/sec
 <評価>
 (1)摩擦試験
 緩衝材の表皮層の表面の動摩擦係数を、ハンディプローブを備えた触感計(トライポギアType33、新東科学社製)によって、測定した。なお、測定条件を、以下の通りに設定した。
 ハンディプローブの先端サイズφ12mm、測定荷重20gf、摺動速度設定なし
 (2)触感試験
 緩衝材の表皮層の表面に対して、人差し指を、摺動させた。そして、以下の基準で、摺動に対する滑らかさを評価した。
○:凹凸を感じない。指が滑りやすい。
△:少し凹凸を感じる。指が滑りやすい。
×:凹凸を感じる。指が滑りにくい。
[第2実施形態(表面粗さ)]
  実施例3
(1)金型の凹凸加工
 内寸120mm×120mm×2mmの金型を準備した。また、金型の内面の一方側を、梨地加工した。すなわち、金型の内面の一方側に、微細凹凸構造を形成した。金型の内面の一方側の算術平均粗さRaを、JIS B 0601(2001)に準拠し、また、後述の方法および条件で、測定した。金型の内面の一方側の算術平均粗さRaは、3.5μmであった。
(2)表皮層
 ポリウレタン樹脂を含むコート液として、フォルティモXSP-659(ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン系溶液、固形分濃度16%、三井化学製)を準備した。
 上記のコート液を、金型の内面の一方側に、塗布および乾燥させた。これにより、ポリウレタン樹脂からなる表皮層を得た。また、金型の微細凹凸構造を、表皮層に転写した。
 すなわち、表皮層に微細凹凸構造を形成した。表皮層の平均厚みは、100μmであった。また、表皮層の算術平均粗さRaを、後述の方法および条件で測定した。表皮層の算術平均粗さRaは、1.5μmであった。
(3)ゲル層
 下記成分をスリーワンモーターで撹拌し、レジンプレミックスを得た。
  PTXG-1800(ポリテトラメチレンエーテルポリオール、テトラヒドロフランとネオペンチルグリコールとの共重合体、非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量1800、平均水酸基価60mgKOH/g、平均官能基数2、旭化成製)100質量部
  ヘキサモルDINCH(可塑剤、水素添加フタル酸ジイソノニル、BASFジャパン製)127.15質量部
  ジラウリン酸ジブチルすず(ウレタン化触媒、ジラウリン酸ジブチルすず(IV)、東京化成工業社)0.024質量部
  BYK-088(消泡剤、シリコーン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン製)0.24質量部
 次いで、下記成分をスリーワンモーターで撹拌し、真空脱泡させることにより、混合物を得た。
  上記レジンプレミックス 100質量部
  スタビオD-370N(ペンタメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体、三井化学製)4.66質量部
  当量比(NCO/活性水素基):0.583
 上記の混合物28.8gを、表皮層が形成された金型に、泡が入らないように注意しながら流し込み、80℃のオーブンで1時間硬化させた。その後、成形物を脱型することにより、表皮付ポリウレタンゲルを得た。ゲル層の平均厚みは、2000μm)であった。
(4)発泡層
 ポリウレタン発泡体として、テラヴィーナスWS(商品名、雪ヶ谷化学工業製、平均厚み10mm(10000μm))を準備した。これを発泡層とした。
(5)緩衝材
 表皮付ポリウレタンゲルと、発泡層とを、ゲル層のタックによって貼り合わせた。これにより、発泡層、ゲル層および表皮層を備える緩衝材を得た。
  実施例4
 金型の凹凸加工において、金型の内面の算術平均粗さRaを、7.0μmに調整した。これ以外は、実施例3と同じ方法で、緩衝材を得た。また、表皮層の算術平均粗さRaを、後述の方法および条件で測定した。表皮層の算術平均粗さRaは、3.6μmであった。
  実施例5
 金型の凹凸加工において、金型の内面の算術平均粗さRaを、10.0μmに調整した。これ以外は、実施例3と同じ方法で、緩衝材を得た。また、表皮層の算術平均粗さRaを、後述の方法および条件で測定した。表皮層の算術平均粗さRaは、5.3μmであった。
  比較例2
 金型の内面を凹凸加工しなかった。これ以外は、実施例3と同じ方法で、緩衝材を得た。
 <物性>
 (1)貯蔵弾性率
 緩衝材のゲル層の貯蔵弾性率(E’gel)および発泡層の貯蔵弾性率(E’foam)を、以下の方法で求めた。
 すなわち、ゲル層の動的粘弾性の温度依存性を、動的粘弾性装置(アイティー計測制御社製、モデル:DVA-200)を用いて、引張モード、周波数10Hz、昇温速度5℃/minの条件にて測定し、その23℃における貯蔵弾性率をゲル層の貯蔵弾性率(E’gel)とした。
 また、発泡層のコアから20mm×20mm×10mmに切り出したサンプルの動的粘弾性の温度依存性を、動的粘弾性装置(アイティー計測制御社製、モデル:DVA-220)を用いて、圧縮モード、周波数10Hz、昇温速度5℃/minの条件にて測定し、その23℃における貯蔵弾性率をゲル層の貯蔵弾性率(E’gel)とした。
 また、表皮層の貯蔵弾性率(E’coat)を、ゲル層と同様にして求めた。
 (2)表面の算術平均粗さRa
 緩衝材の表皮層の表面の算術平均粗さRaを、以下の方法で求めた。また、金型の内面の算術平均粗さRaを、以下の方法で求めた。
 すなわち、算術平均粗さRaを、表面粗さ測定機(表面粗さ形状測定機サーフコム1400D、東京精密社製)によって、測定した。なお、測定条件を、以下の通りに設定した。
 表皮層の算術平均粗さRa測定条件;球状φ1.6mmの接触子、仕様荷重0.4gf、測定長さ40mm、カットオフ波長0.8mm、測定速度0.15mm/sec
 金型の内面の算術平均粗さRa測定条件;球状φ1.6mmの接触子、仕様荷重0.4gf、測定長さ40mm、カットオフ波長8mm、測定速度0.15mm/sec
 <評価>
 (1)摩擦試験
 緩衝材の表皮層の表面の動摩擦係数を、ハンディプローブを備えた触感計(トライポギアType33、新東科学社製)によって、測定した。なお、測定条件を、以下の通りに設定した。
 ハンディプローブの先端サイズφ12mm、測定荷重20gf、摺動速度設定なし
 (2)触感試験
 緩衝材の表皮層の表面に対して、人差し指を、摺動させた。そして、以下の基準で、摺動に対する滑らかさを評価した。
○:凹凸を感じない。指が滑りやすい。
△:凹凸を感じる。指が滑りにくい。
×:凹凸を感じる。指がほとんど滑らない。
1   緩衝材
2   表皮付ポリウレタンゲル
3   ゲル層
4   表皮層
5   発泡層
 

Claims (6)

  1.  ゲル層と表皮層とを備える緩衝材であって、
     前記ゲル層は、ポリウレタンゲルを含み、
      前記ゲル層の23℃における貯蔵弾性率(E’gel)は、0.01MPa以上10MPa以下であり、
     前記表皮層は、前記ゲル層の一方面に配置されており、
      前記表皮層の100%モジュラスが5.0MPa以下である
     、および/または、
      前記表皮層は、表面に微細凹凸構造を有し、
      下記条件で測定される、前記表皮層の表面の算術平均粗さRaが、0μmを超過し10μm以下である、緩衝材。
     算術平均粗さRa測定条件;球状φ1.6mmの接触子、仕様荷重0.4gf、測定長さ40mm、カットオフ波長0.8mm、測定速度0.15mm/sec
  2.  前記表皮層の平均厚みが、10μm以上1000μm以下である、請求項1に記載の緩衝材。
  3.  さらに、発泡層を備え、
     前記発泡層は、前記ゲル層の前記一方面に対する他方面に配置されており、
     前記発泡層の平均厚みが、1000μm以上50000μm以下であり、
     前記ゲル層の平均厚みが、500μm以上10000μm以下である、請求項1に記載の緩衝材。
  4.  前記発泡層の密度が、80kg/m以上200kg/m以下であり、
     前記ゲル層の密度が、500kg/m以上1200kg/m以下である、請求項3に記載の緩衝材。
  5.  請求項1に記載の緩衝材を含む、外装材。
  6.  請求項1に記載の緩衝材を含む、ロボット部品。
                                        
     
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