WO2025005035A1 - ポリオール組成物、ウレタンフォーム組成物、ポリウレタンフォームおよび成形体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a polyol composition, a polyurethane foam composition, a polyurethane foam, and a molded article.
- Polyurethane foam is obtained by reacting and foaming polyisocyanate and polyol in the presence of a catalyst and a blowing agent. Polyurethane foam is widely used in various industrial fields.
- furniture and bedding include, for example, beds, mattresses, pillows, sofas and cushions.
- polyurethane foam examples include soft polyurethane foam.
- soft polyurethane foams preferred are polyurethane foams with excellent low resilience (low resilience polyurethane foams). That is, low resilience polyurethane foams have excellent body pressure dispersion properties, and can effectively equalize body pressure distribution. For this reason, low resilience polyurethane foams are suitable for use as cushioning materials in furniture and bedding.
- the low-resilience polyurethane foam described in Patent Document 1 has been proposed.
- This low-resilience polyurethane foam is obtained by reacting a polyurethane foam composition.
- the polyurethane foam composition contains polyol (a), polyisocyanate (b), catalyst (c) and blowing agent (d).
- polyol (a) 40 parts by mass of polyol (a) (2) (polyoxyalkylene polyol, average functionality 3, hydroxyl value 34 mg KOH/g, oxypropylene content 100% by mass) and 60 parts by mass of polyol (a) (9) (polyoxyalkylene polyol, average functionality 3, hydroxyl value 210 mg KOH/g, oxyethylene content 30% by mass) are used in combination.
- polyol (a) 40 parts by mass of polyol (a) (2) (polyoxyalkylene polyol, average functionality 3, hydroxyl value 34 mg KOH/g, oxypropylene content 100% by mass) and 60 parts by mass of polyol (a) (9) (polyoxyalkylene polyol, average functionality 3, hydroxyl value 210 mg KOH/g, oxyethylene content 30% by mass) are used in combination.
- toluene diisocyanate is used as the polyisocyanate (b) (see, for example, Patent Document 1 (Example 4) below
- a flexible polyurethane foam described in Patent Document 2 has also been proposed.
- This flexible polyurethane foam is made of a reaction product of a foamed polyurethane composition.
- the foamed polyurethane composition contains at least a polyol component, an isocyanate component, and a foaming agent.
- polyether polyol component 60 parts by mass of polyether polyol (1) (average functionality 3, hydroxyl value 167 mg KOH/g, ethylene oxide content 50% by mass), 20 parts by mass of polyether polyol (2) (average functionality 3, hydroxyl value 50 mg KOH/g, ethylene oxide content 75% by mass), and 20 parts by mass of polyether polyol (3) (average functionality 3, hydroxyl value 56 mg KOH/g, ethylene oxide content 0% by mass) are used in combination.
- diphenylmethane diisocyanate (MDI) is used as the isocyanate component (see, for example, Patent Document 2 (Example 9) below).
- the flexible polyurethane foam described in Patent Document 2 may not have low resilience.
- the flexible polyurethane foam described in Patent Document 2 has the disadvantage that its hardness drops significantly in the relatively low temperature range (for example, below 10°C).
- the present invention relates to a polyol composition capable of producing a polyurethane foam that has excellent low resilience and is capable of suppressing changes in hardness at relatively low temperatures, and to a polyurethane foam composition, polyurethane foam, and molded article obtained from the polyol composition.
- the present invention [1] comprises a first polyol, a second polyol, and a third polyol, the first polyol having an average functionality of 1.5 or more and 4.5 or less, the first polyol having a hydroxyl value of 20 mgKOH/g or more and 50 mgKOH/g or less, the content ratio of oxyethylene units at the molecular terminals of the first polyol relative to the total amount of oxyalkylene units of the first polyol being 10 mass% or more and 60 mass% or less, the second polyol having an average functionality of 1.5 or more and 4.5 or less, the second polyol having a hydroxyl value of 20 mgKOH/g or more and 70 mgKOH/g or less, the content ratio of oxyethylene units at the molecular terminals of the first polyol being 10 mass% or more and 60 mass% or less relative to the total amount of oxyalkylene units of the second polyol,
- the polyol composition includes a polyol composition in which the content of the
- the present invention [2] includes a first polyol, a second polyol, and a third polyol, the first polyol having an average functionality of 1.5 or more and 4.5 or less, a hydroxyl value of the first polyol being 20 mgKOH/g or more and 60 mgKOH/g or less, a content ratio of oxyethylene units of the first polyol to a total amount of oxyalkylene units of the first polyol being 10 mass% or more and 80 mass% or less, the second polyol having an average functionality of 1.5 or more and 4.5 or less, a hydroxyl value of the second polyol being 20 mgKOH/g or more and 70 mgKOH/g or less, a content ratio of oxyethylene units of the second polyol to a total amount of oxyalkylene units of the second polyol being is less than 10 mass%, an average number of functional groups of the third polyol is 1.5 or more and 4.5 or less, a hydroxyl value of the third polyol is 120 mgK
- the present invention [3] includes the polyol composition described in [1] or [2] above, in which the content of oxyethylene units at the molecular terminals of the first polyol is 12% by mass or more and 30% by mass or less relative to the total amount of oxyalkylene units of the first polyol.
- the present invention [4] includes the polyol composition according to any one of [1] to [3] above, in which the first polyol is a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer.
- the present invention [5] includes the polyol composition according to any one of [1] to [4] above, in which the number average molecular weight of the first polyol is 4100 or more.
- the present invention [6] includes the polyol composition according to any one of [1] to [5] above, in which the content of the first polyol is 16% by mass or more and 24% by mass or less, the content of the second polyol is 16% by mass or more and 24% by mass or less, and the content of the third polyol is 55% by mass or more and 65% by mass or less, relative to the total amount of the first polyol, the second polyol, and the third polyol.
- the present invention [7] includes a polyol composition according to any one of [1] to [6] above, which is used in the production of polyurethane foam.
- the present invention [8] is a polyol composition, comprising: an average functionality of the polyol composition is 1.5 or more and 4.5 or less; a hydroxyl value of the polyol composition is 80 mg KOH/g or more and 120 mg KOH/g or less; and a content ratio of oxyethylene units of the polyol composition is 15.0 mass% or more and 17.3 mass% or less relative to the total amount of oxyalkylene units of the polyol composition.
- the present invention is a urethane foam composition containing a polyol component and a polyisocyanate component, and the polyol component includes a urethane foam composition containing the polyol composition described in any one of [1] to [8] above.
- the present invention is a polyurethane foam obtained by reacting the polyurethane foam composition described in [9] above, the polyurethane foam composition contains a polyol component and a polyisocyanate component, the polyol component contains the polyol composition described in [9] above, the polyurethane foam has at least one glass transition point in the temperature range of -70°C to -30°C and in the temperature range of 0°C to 60°C, and when the glass transition point is expressed as a peak value of tan ⁇ measured by dynamic viscoelasticity measurement at a frequency of 10 Hertz, the peak value of tan ⁇ at -70°C to -30°C is 0.10 or less, the peak value of tan ⁇ at 0°C to 60°C is 0.30 or more, and the value of tan ⁇ at -25°C is 0.095 or more.
- the present invention [11] includes the polyurethane foam described in [10] above, which has a peak tan ⁇ value of 0.07 or less at -70°C to -30°C and a tan ⁇ value of 0.10 or more at -25°C.
- the present invention includes a polyurethane foam according to any one of the above [10] or [11], in which the polyisocyanate component contains at least one polyisocyanate compound selected from the group consisting of diphenylmethane diisocyanate and polymethylene polyphenyl polyisocyanate.
- the present invention includes a polyurethane foam according to any one of the above [10] to [12], in which the isocyanate index of the polyurethane foam composition ([isocyanate groups in the polyurethane foam composition/active hydrogen groups in the polyurethane foam composition] x 100) is 50 or more and 200 or less.
- the present invention [14] includes a molded article that includes the polyurethane foam described in any one of [10] to [13] above.
- the present invention [15] includes the molded article described in [14] above, which is a cushion or mattress.
- the polyol composition and urethane foam composition of the present invention make it possible to produce a polyurethane foam that has excellent low resilience and can suppress changes in hardness at relatively low temperatures.
- the polyurethane foam and molded article of the present invention are obtained using the above-mentioned polyol composition, and therefore have excellent low resilience and can suppress changes in hardness at relatively low temperatures.
- FIG. 1 shows temperature profiles of tan ⁇ measured by a dynamic viscoelasticity test for the polyurethane foams of Example 2, Comparative Example 10, and Comparative Example 11.
- FIG. 2 shows temperature profiles of the storage modulus (E′) of the polyurethane foams of Example 2, Comparative Example 10, and Comparative Example 11 measured by a dynamic viscoelasticity test.
- a numerical range expressed using " ⁇ " means a range including the numerical values described before and after " ⁇ " as the lower and upper limits.
- the upper or lower limit described in a certain numerical range may be replaced with the upper or lower limit of another numerical range described in stages.
- the upper or lower limit described in a certain numerical range may be replaced with a value shown in the examples.
- the amount of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition, unless otherwise specified.
- “mass%” and “weight%” are synonymous, and “parts by mass” and “parts by weight” are synonymous.
- the “%” indicating the amount of a component is based on mass unless otherwise specified.
- groups (atomic groups) in this specification when no indication of substituted or unsubstituted is given, it includes both those that have no substituents and those that have a substituent.
- the term “layer” includes cases where the layer is formed over the entire region when the region in which the layer exists is observed, as well as cases where the layer is formed only in a part of the region.
- the term “process” includes not only independent processes, but also processes that cannot be clearly distinguished from other processes as long as the purpose of the process is achieved.
- the polyol composition contains a first polyol, a second polyol, and a third polyol.
- the polyol composition consists of the first polyol, the second polyol, and the third polyol.
- the first polyol is a polyol having an average functionality, a number of hydroxyl groups, and an oxyethylene content, which will be described later.
- the first polyol may be, for example, a high molecular weight polyol.
- the high molecular weight polyol has two or more hydroxyl groups in the molecule and is a relatively high molecular weight organic compound.
- the number average molecular weight of the high molecular weight polyol is, for example, 400 or more, preferably 500 or more.
- the number average molecular weight of the high molecular weight polyol is, for example, 5000 or less.
- the number average molecular weight can be determined as a polyethylene glycol equivalent molecular weight by a known gel permeation chromatography method (hereinafter the same).
- high molecular weight polyols include high molecular weight polyols having polyoxyalkylene units.
- high molecular weight polyols having polyoxyalkylene units include polyoxyalkylene polyols, polyoxyalkylene polyester polyols, and vinyl polymer-containing polyoxyalkylene polyols.
- polyoxyalkylene polyols include addition polymers of alkylene oxides.
- initiators for addition polymerization include low molecular weight polyols and low molecular weight polyamines.
- Low molecular weight polyols are compounds that have two or more hydroxyl groups and a molecular weight of less than 400.
- Examples of low molecular weight polyols include dihydric alcohols, trihydric alcohols, tetrahydric alcohols, pentahydric alcohols, hexahydric alcohols, heptahydric alcohols, and octahydric alcohols.
- dihydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,2-trimethylpentanediol, 3,3-dimethylolheptane, alkane (C7-20) diol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, hydrogenated bisphenol A, 1,4-dihydroxy-2-butene, 2,6-dimethyl-1-octene-3,8-diol, bisphenol A, diethylene glycol, triethylene glycol, and dipropylene
- Examples of trihydric alcohols include glycerin, trimethylolpropane, and triisopropanolamine.
- Examples of tetrahydric alcohols include tetramethylolmethane (pentaerythritol) and diglycerin.
- Examples of pentahydric alcohols include xylitol.
- Examples of hexahydric alcohols include sorbitol, mannitol, allitol, iditol, dulcitol, altritol, inositol, and dipentaerythritol.
- Examples of heptahydric alcohols include perseitol.
- Examples of octahydric alcohols include sucrose. These may be used alone or in combination of two or more.
- Low molecular weight polyamines are compounds with a molecular weight of less than 400 that have two or more amino groups.
- Examples of low molecular weight polyamines include low molecular weight diamines, low molecular weight triamines, and low molecular weight polyamines that have four or more amino groups.
- low molecular weight diamines examples include ethylene diamine, 1,3-propane diamine, 1,3-butane diamine, 1,4-butane diamine, 1,6-hexamethylene diamine, 1,4-cyclohexane diamine, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine (isophorone diamine), 4,4'-dicyclohexylmethane diamine, 2,5-bis(aminomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, 2,6-bis(aminomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, hydrazine, and tolylene diamine.
- low molecular weight triamines examples include diethylene triamine.
- low molecular weight polyamines having four or more amino groups include triethylenetetramine and tetraethylenepentamine. These may be used alone or in combination of two or more types.
- alkylene oxides include alkylene oxides having 2 to 12 carbon atoms. More specific examples of alkylene oxides include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,3-butylene oxide, 1,4-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, styrene oxide, cyclohexene oxide, epichlorohydrin, epibromohydrin, methyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, and phenyl glycidyl ether. These may be used alone or in combination of two or more.
- alkylene oxides include alkylene oxides having 2 to 8 carbon atoms, more preferably alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms, and even more preferably alkylene oxides having 2 to 3 carbon atoms. More specifically, the alkylene oxide preferably includes ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, and styrene oxide, more preferably includes ethylene oxide, propylene oxide, and 1,2-butylene oxide, and even more preferably includes ethylene oxide and propylene oxide. It is particularly preferable to use ethylene oxide and propylene oxide in combination.
- the method for addition-polymerizing an alkylene oxide to an initiator is not particularly limited, and any known method may be used.
- the alkylene oxide addition polymer is a polyol having an oxyalkylene unit as a repeating unit.
- the oxyalkylene unit is determined, for example, according to the type of alkylene oxide.
- As the oxyalkylene unit preferably, an oxyethylene unit, an oxypropylene unit, a 1,2-oxybutylene unit, and a phenyloxyethylene unit are mentioned, more preferably, an oxyethylene unit, an oxypropylene unit, and a 1,2-oxybutylene unit are mentioned, and even more preferably, an oxyethylene unit and an oxypropylene unit are mentioned. It is particularly preferable to use an oxyethylene unit and an oxypropylene unit in combination.
- alkylene oxide addition polymers include homopolymers of one type of alkylene oxide and copolymers of two or more types of alkylene oxides, preferably copolymers of two or more types of alkylene oxides.
- copolymers include random copolymers and block copolymers, preferably block copolymers.
- the polyoxyalkylene polyol preferably contains two or more types of alkylene oxide copolymers, more preferably consists of two or more types of alkylene oxide copolymers, and even more preferably consists of two types of alkylene oxide copolymers.
- polyoxyalkylene polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and propylene oxide-ethylene oxide copolymers.
- propylene oxide-ethylene oxide copolymers include propylene oxide-ethylene oxide random copolymers and propylene oxide-ethylene oxide block copolymers. These may be used alone or in combination of two or more.
- a preferred example of polyoxyalkylene polyol is a propylene oxide-ethylene oxide copolymer, and a more preferred example is a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer.
- Propylene oxide-ethylene oxide block copolymers have at least one polyoxyethylene portion (EO portion) and at least one polyoxypropylene portion (PO portion).
- the polyoxyethylene portion (EO portion) is a portion having multiple oxyethylene units as repeating units.
- the polyoxypropylene portion (PO portion) is a portion having multiple oxypropylene units as repeating units.
- propylene oxide-ethylene oxide block copolymers examples include propylene oxide-ethylene oxide block copolymers with terminal oxyethylene groups, and propylene oxide-ethylene oxide block copolymers with terminal oxypropylene groups.
- propylene oxide-ethylene oxide block copolymers with terminal oxyethylene groups include polypropylene polyols (-PO groups-EO groups) having polyoxyethylene portions at the molecular ends, and block copolymers (-PO groups-EO groups-PO groups-EO groups) having multiple polyoxyethylene portions and multiple polyoxypropylene portions alternately, and having oxyethylene portions at the molecular ends.
- propylene oxide-ethylene oxide block copolymers having oxypropylene terminals include polyethylene polyols having polyoxypropylene portions at the molecular terminals (oxypropylene terminal type, -EO portion-PO portion), and also include block copolymers having multiple polyoxyethylene portions and multiple polyoxypropylene portions alternately and having polyoxypropylene portions at the molecular terminals (-PO portion-EO portion-PO portion). These may be used alone or in combination of two or more types.
- a preferred example is a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer having oxyethylene terminals.
- polyoxyalkylene polyester polyols examples include the polyether polyester polyols described in JP-B-48-10078, and more specifically, polyoxyalkylene polyester block copolymers.
- the polyoxyalkylene polyester block copolymer can be obtained, for example, by block copolymerizing a polyester chain with the above-mentioned polyoxyalkylene polyol. More specifically, the polyoxyalkylene polyester block copolymer can be obtained, for example, by reacting the above-mentioned polyoxyalkylene polyol with a known polycarboxylic acid anhydride and alkylene oxide (cyclic ether compound).
- the polyoxyalkylene polyester block copolymer has, for example, a structural unit represented by the general formula (1).
- R1 and R2 are each a divalent hydrocarbon group, and n is a number greater than 1 on average.
- the divalent hydrocarbon residue represented by R1 may be, for example, a residue of a polycarboxylic acid.
- the divalent hydrocarbon residue represented by R2 may be, for example, a residue of a cyclic ether compound.
- n is a number greater than 1 on average, and preferably greater than 1 and equal to or less than 20 on average.
- the vinyl polymer-containing polyoxyalkylene polyol can be obtained, for example, by dispersion polymerizing a vinyl monomer in the above-mentioned polyoxyalkylene polyol.
- vinyl monomers examples include alkyl (meth)acrylates, styrene, (meth)acrylamide, vinyl cyanide, and vinylidene cyanide. These may be used alone or in combination of two or more.
- Preferred examples of vinyl monomers include styrene and vinyl cyanide. More preferably, styrene and vinyl cyanide are used in combination.
- the method for polymerizing the vinyl monomer is not particularly limited.
- the above polyoxyalkylene polyol is mixed with a vinyl monomer and a known radical polymerization initiator.
- the vinyl monomer is then radically polymerized with the polyoxyalkylene polyol.
- the radical polymerization initiator include persulfates, organic peroxides, and azo compounds.
- additives can be added to the above polymerization as necessary. Examples of the additives include dispersion stabilizers and chain transfer agents.
- the above polymerization produces a polymer of a vinyl monomer (hereinafter, vinyl polymer).
- the vinyl polymer is dispersed in the polyoxyalkylene polyol as polymer fine particles. That is, the above polymerization produces a polyoxyalkylene polyol containing a vinyl polymer. Note that in the polymer fine particles, at least a portion of the vinyl monomer may be graft-polymerized to the polyoxyalkylene polyol.
- the vinyl polymer content is, for example, 2% by mass or more, preferably 5% by mass or more, based on the total amount of the vinyl polymer-containing polyoxyalkylene polyol.
- the vinyl polymer content is, for example, 50% by mass or less, preferably 45% by mass or less, based on the total amount of the vinyl polymer-containing polyoxyalkylene polyol.
- the high molecular weight polyol is preferably a polyoxyalkylene polyol, more preferably a propylene oxide-ethylene oxide copolymer, even more preferably a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer, and particularly preferably a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer with an oxyethylene terminal.
- the first polyol is preferably a polyoxyalkylene polyol, more preferably a propylene oxide-ethylene oxide copolymer, even more preferably a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer, and particularly preferably a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer having an oxyethylene terminal.
- the first polyol has a predetermined average functionality, a predetermined hydroxyl number, and a predetermined oxyethylene content.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the first polyol is 1.5 or more, preferably 1.8 or more, more preferably 2.0 or more, and even more preferably 2.5 or more.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the first polyol is 4.5 or less, preferably 4.0 or less, and more preferably 3.5 or less. That is, the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the first polyol is 1.5 or more and 4.5 or less, preferably 1.8 or more and 4.0 or less, more preferably 2.0 or more and 3.5 or less, and even more preferably 2.5 or more and 3.5 or less.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the first polyol is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the first polyol is equal to or more than the above lower limit, excellent compression set can be obtained.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the first polyol is equal to or less than the upper limit, excellent elongation and excellent hardness are achieved, and excellent tensile properties are obtained.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) is calculated from the type of polyol raw material and the preparation recipe (same below).
- the hydroxyl value of the first polyol is 20 mgKOH/g or more, preferably 23 mgKOH/g or more, more preferably 25 mgKOH/g or more, and even more preferably 30 mgKOH/g or more.
- the hydroxyl value of the first polyol is 50 mgKOH/g or less, preferably 45 mgKOH/g or less, and more preferably 40 mgKOH/g or less.
- the hydroxyl value of the first polyol is 20 mgKOH/g or more and 50 mgKOH/g or less, preferably 23 mgKOH/g or more and 45 mgKOH/g or less, more preferably 25 mgKOH/g or more and 45 mgKOH/g or less, and even more preferably 30 mgKOH/g or more and 40 mgKOH/g or less. If the hydroxyl value of the first polyol is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained. The hydroxyl value is measured in accordance with the acetyl value method described in JIS K-1557-1 (2007) (hereinafter the same).
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units of the first polyol (oxyethylene content) is, for example, 10% by mass or more, preferably 11% by mass or more, more preferably 12% by mass or more, and even more preferably 13% by mass or more.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units of the first polyol (oxyethylene content) is, for example, 60% by mass or less, preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 25% by mass or less.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units of the first polyol is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, preferably 11% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 12% by mass or more and 30% by mass or less, and even more preferably 13% by mass or more and 25% by mass or less.
- the content ratio of the oxyethylene unit at the molecular end of the first polyol is 10% by mass or more, preferably 11% by mass or more, more preferably 12% by mass or more, and even more preferably 13% by mass or more, based on the total amount of the oxyalkylene units of the first polyol.
- the content ratio of the oxyethylene unit at the molecular end of the first polyol is 60% by mass or less, preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 25% by mass or less, based on the total amount of the oxyalkylene units of the first polyol. That is, the content ratio of the oxyethylene unit at the molecular end of the first polyol (oxyethylene content) is 10% by mass or more and 60% by mass or less, preferably 11% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 12% by mass or more and 30% by mass or less, and even more preferably 13% by mass or more and 25% by mass or less.
- a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness change at a relatively low temperature range can be obtained.
- the oxyethylene content is calculated from the type of raw material of the polyol and the preparation recipe.
- the oxyethylene content can be determined by 1H -NMR measurement (hereinafter the same).
- the number average molecular weight (polyethylene glycol equivalent) of the first polyol is, for example, 400 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, even more preferably 3000 or more, even more preferably more than 4000, even more preferably 4100 or more, and particularly preferably 4500 or more.
- the number average molecular weight (polyethylene glycol equivalent) of the first polyol is, for example, 15000 or less, preferably 10000 or less, more preferably 9000 or less, even more preferably 7000 or less, even more preferably 6000 or less, even more preferably 5800 or less, and particularly preferably 5500 or less.
- the number average molecular weight of the first polyol is, for example, 400 to 15,000, preferably 1,000 to 15,000, more preferably 2,000 to 9,000, even more preferably 3,000 to 7,000, even more preferably more than 4,000 to 6,000, even more preferably 4,100 to 5,800, and particularly preferably 4,500 to 5,500.
- the number average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC) analysis (hereinafter the same).
- the content ratio of the first polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol and the third polyol is 12% by mass or more, preferably 14% by mass or more, more preferably 16% by mass or more, and even more preferably 18% by mass or more. Also, the content ratio of the first polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol and the third polyol is 28% by mass or less, preferably 26% by mass or less, more preferably 24% by mass or less, and even more preferably 22% by mass or less.
- the content ratio of the first polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol and the third polyol is 12% by mass or more and 28% by mass or less, preferably 14% by mass or more and 26% by mass or less, more preferably 16% by mass or more and 24% by mass or less, and even more preferably 18% by mass or more and 22% by mass or less. If the content ratio of the first polyol is within the above range, the fluctuation width of tan ⁇ can be made relatively small in the temperature range (described later) where the negative peak (valley) of tan ⁇ of the polyurethane foam (described later) occurs.
- the peak value of tan ⁇ of the polyurethane foam (described later) at -70 to -30 ° C. can be adjusted to 0.1 or less, and the tan ⁇ value at -25 ° C. can be adjusted to 0.095 or more. Therefore, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness change in a relatively low temperature range can be obtained.
- a polyurethane foam having excellent compression set can be obtained.
- the second polyol is a polyol having an average functionality, a number of hydroxyl groups, and an oxyethylene content, which will be described later.
- Examples of the second polyol include the high molecular weight polyols described above. More specifically, examples of the second polyol include the polyoxyalkylene polyols described above, the polyoxyalkylene polyester polyols described above, and the vinyl polymer-containing polyoxyalkylene polyols described above.
- the high molecular weight polyol is preferably a polyoxyalkylene polyol, more preferably a polyoxypropylene polyol and a propylene oxide-ethylene oxide copolymer, and even more preferably a polyoxypropylene polyol (oxyethylene content 0% by mass), as described below.
- the second polyol is preferably a polyoxyalkylene polyol, more preferably a polyoxypropylene polyol and/or a propylene oxide-ethylene oxide copolymer, and even more preferably a polyoxypropylene polyol (oxyethylene content 0% by mass), as described below.
- the second polyol has a predetermined average functionality, a predetermined hydroxyl number, and a predetermined oxyethylene content.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the second polyol is 1.5 or more, preferably 1.8 or more, more preferably 2.0 or more, and even more preferably 2.5 or more.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the second polyol is 4.5 or less, preferably 4.0 or less, and more preferably 3.5 or less. That is, the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the second polyol is 1.5 or more and 4.5 or less, preferably 1.8 or more and 4.0 or less, more preferably 2.0 or more and 3.5 or less, and even more preferably 2.5 or more and 3.5 or less.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the second polyol is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the second polyol is equal to or more than the above lower limit, excellent compression set can be obtained.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the second polyol is equal to or less than the upper limit, excellent elongation and excellent hardness are achieved, resulting in excellent tensile properties.
- the hydroxyl value of the second polyol is 20 mgKOH/g or more, preferably 23 mgKOH/g or more, more preferably 25 mgKOH/g or more, and even more preferably 30 mgKOH/g or more.
- the hydroxyl value of the second polyol is 70 mgKOH/g or less, preferably 60 mgKOH/g or less, and more preferably 50 mgKOH/g or less.
- the hydroxyl value of the second polyol is 20 mgKOH/g or more and 70 mgKOH/g or less, preferably 23 mgKOH/g or more and 60 mgKOH/g or less, more preferably 25 mgKOH/g or more and 50 mgKOH/g or less, and even more preferably 30 mgKOH/g or more and 50 mgKOH/g or less. If the hydroxyl value of the second polyol is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the second polyol is less than 10% by mass, preferably less than 5% by mass, and more preferably less than 2% by mass.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the second polyol (oxyethylene content) is, for example, 0% by mass or more. In other words, the second polyol does not need to contain oxyethylene units.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the second polyol is 0% by mass or more and less than 10% by mass, preferably 0% by mass or more and less than 5% by mass, and more preferably 0% by mass or more and less than 2% by mass.
- the second polyol is particularly preferably a polyoxypropylene polyol.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the polyoxypropylene polyol (oxyethylene content) is 0 mass%.
- the number average molecular weight (polyethylene glycol equivalent) of the second polyol is, for example, 400 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, and even more preferably 3000 or more.
- the number average molecular weight (polyethylene glycol equivalent) of the second polyol is, for example, 15000 or less, preferably 10000 or less, more preferably 9000 or less, and even more preferably 7000 or less.
- the average functionality, hydroxyl value, and number average molecular weight of the second polyol may be comparable to the average functionality, hydroxyl value, and number average molecular weight of the first polyol.
- the difference between the average functionality of the second polyol and the average functionality of the first polyol may be within a range of ⁇ 0.5.
- the difference between the hydroxyl value of the second polyol and the hydroxyl value of the first polyol may be within a range of ⁇ 5 mg KOH/g.
- the difference between the number average molecular weight of the second polyol and the number average molecular weight of the first polyol may be within a range of ⁇ 1000.
- the average functionality, hydroxyl value, and number average molecular weight of the second polyol are comparable to the average functionality, hydroxyl value, and number average molecular weight of the first polyol, the second polyol and the first polyol are distinguished, for example, by the oxyethylene content.
- the difference between the oxyethylene content of the second polyol and the oxyethylene content of the first polyol is, for example, 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, even more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 15% by mass or more.
- the difference between the oxyethylene content of the second polyol and the oxyethylene content of the first polyol is, for example, 60% by mass or less, preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less.
- the difference between the oxyethylene content of the second polyol and the oxyethylene content of the first polyol is, for example, 1% by mass or more and 60% by mass or less, preferably 3% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less, even more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less, and particularly preferably 15% by mass or more and 20% by mass or less.
- the content ratio of the second polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol and the third polyol is 12% by mass or more, preferably 14% by mass or more, more preferably 16% by mass or more, and even more preferably 18% by mass or more. Also, the content ratio of the second polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol and the third polyol is 28% by mass or less, preferably 26% by mass or less, more preferably 24% by mass or less, and even more preferably 22% by mass or less.
- the content ratio of the second polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol and the third polyol is 12% by mass or more and 28% by mass or less, preferably 14% by mass or more and 26% by mass or less, more preferably 16% by mass or more and 24% by mass or less, and even more preferably 18% by mass or more and 22% by mass or less. If the content ratio of the second polyol is within the above range, the fluctuation width of tan ⁇ can be made relatively small in the temperature range (described later) where the negative peak (valley) of tan ⁇ of the polyurethane foam (described later) occurs.
- the peak value of tan ⁇ of the polyurethane foam (described later) at -70 to -30 ° C. can be adjusted to 0.1 or less, and the tan ⁇ value at -25 ° C. can be adjusted to 0.095 or more. Therefore, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness change in a relatively low temperature range can be obtained.
- the content ratio of the second polyol is within the above range, a polyurethane foam having excellent compression set can be obtained.
- the content ratio of the second polyol relative to 100 parts by mass of the first polyol is, for example, 10 parts by mass or more, preferably 30 parts by mass or more, more preferably 50 parts by mass or more, even more preferably 70 parts by mass or more, and particularly preferably 90 parts by mass or more.
- the content ratio of the second polyol relative to 100 parts by mass of the first polyol is, for example, 500 parts by mass or less, preferably 400 parts by mass or less, more preferably 300 parts by mass or less, even more preferably 200 parts by mass or less, and particularly preferably 150 parts by mass or less.
- the content ratio of the second polyol relative to 100 parts by mass of the first polyol is, for example, 10 parts by mass or more and 500 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or more and 400 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or more and 300 parts by mass or less, even more preferably 70 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, and particularly preferably 90 parts by mass or more and 150 parts by mass or less.
- the third polyol is a polyol having an average functionality, a number of hydroxyl groups, and an oxyethylene content, which will be described later.
- Examples of the third polyol include the high molecular weight polyols described above. More specifically, examples of the third polyol include the polyoxyalkylene polyols described above, the polyoxyalkylene polyester polyols described above, and the vinyl polymer-containing polyoxyalkylene polyols described above.
- the high molecular weight polyol is preferably a polyoxyalkylene polyol, more preferably a propylene oxide-ethylene oxide copolymer, even more preferably a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer, and particularly preferably a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer with an oxyethylene terminal.
- the third polyol is preferably a polyoxyalkylene polyol, preferably a propylene oxide-ethylene oxide copolymer, more preferably a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer, and particularly preferably a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer having an oxyethylene terminal.
- the third polyol has a predetermined average functionality, a predetermined hydroxyl number, and a predetermined oxyethylene content.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the third polyol is 1.5 or more, preferably 1.8 or more, more preferably 2.0 or more, and even more preferably 2.5 or more.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the third polyol is 4.5 or less, preferably 4.0 or less, and more preferably 3.5 or less. That is, the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the third polyol is 1.5 or more and 4.5 or less, preferably 1.8 or more and 4.0 or less, more preferably 2.0 or more and 3.5 or less, and even more preferably 2.5 or more and 3.5 or less.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the third polyol is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the third polyol is equal to or more than the above lower limit, excellent compression set can be obtained.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the third polyol is equal to or less than the above upper limit, excellent elongation and excellent hardness are achieved, resulting in excellent tensile properties.
- the hydroxyl value of the third polyol is 120 mgKOH/g or more, preferably 125 mgKOH/g or more, more preferably 130 mgKOH/g or more.
- the hydroxyl value of the third polyol is 300 mgKOH/g or less, preferably 250 mgKOH/g or less, more preferably 200 mgKOH/g or less, and even more preferably 160 mgKOH/g or less.
- the hydroxyl value of the third polyol is 120 mgKOH/g or more and 300 mgKOH/g or less, preferably 125 mgKOH/g or more and 250 mgKOH/g or less, more preferably 130 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, and even more preferably 130 mgKOH/g or more and 160 mgKOH/g or less. If the hydroxyl value of the third polyol is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the third polyol (oxyethylene content) is 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, more preferably 18% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the third polyol (oxyethylene content) is, for example, 40% by mass or less.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the third polyol is 10% by mass or more and 40% by mass or less, preferably 15% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 18% by mass or more and 40% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less.
- the content ratio of the oxyethylene units at the molecular terminal of the third polyol (oxyethylene content) relative to the total amount of oxyalkylene units of the third polyol is, for example, 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more.
- the content ratio of the oxyethylene units at the molecular terminal of the third polyol (oxyethylene content) relative to the total amount of oxyalkylene units of the third polyol is, for example, 40% by mass or less.
- the content ratio of the oxyethylene units at the molecular terminal of the third polyol (oxyethylene content) relative to the total amount of oxyalkylene units of the third polyol is, for example, 1% by mass or more and 40% by mass or less, preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or more and 40% by mass or less. If the content of oxyethylene units at the molecular ends of the third polyol falls within the above range, a polyurethane foam (described below) can be obtained that has excellent low resilience and can suppress changes in hardness in the relatively low temperature range.
- the number average molecular weight (polyethylene glycol equivalent) of the third polyol is, for example, 400 or more, preferably 600 or more, more preferably 800 or more, and even more preferably 1000 or more.
- the number average molecular weight (polyethylene glycol equivalent) of the third polyol is, for example, 5000 or less, preferably 3000 or less, more preferably 2000 or less, and even more preferably 1500 or less.
- the average functionality and oxyethylene content of the third polyol may be comparable to the average functionality and oxyethylene content of the first polyol.
- the difference between the average functionality of the third polyol and the average functionality of the first polyol may be within a range of ⁇ 0.5.
- the difference between the oxyethylene content of the third polyol and the oxyethylene content of the first polyol may be within a range of ⁇ 10% by mass.
- the third polyol and the first polyol are distinguished from each other, for example, by the hydroxyl value and number average molecular weight.
- the difference between the hydroxyl value of the third polyol and the hydroxyl value of the first polyol is, for example, 70 mgKOH/g or more, preferably 90 mgKOH/g or more, more preferably 100 mgKOH/g or more, and even more preferably 110 mgKOH/g or more.
- the difference between the hydroxyl value of the third polyol and the hydroxyl value of the first polyol is, for example, 280 mgKOH/g or less, preferably 200 mgKOH/g or less, more preferably 180 mgKOH/g or less, and even more preferably 150 mgKOH/g or less.
- the difference between the hydroxyl value of the third polyol and the hydroxyl value of the first polyol is, for example, 70 mgKOH/g or more and 280 mgKOH/g or less, preferably 90 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, more preferably 100 mgKOH/g or more and 180 mgKOH/g or less, and even more preferably 110 mgKOH/g or more and 150 mgKOH/g or less.
- the difference between the number average molecular weight of the third polyol and the number average molecular weight of the first polyol is, for example, 500 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, and even more preferably 3000 or more.
- the difference between the number average molecular weight of the third polyol and the number average molecular weight of the first polyol is, for example, 14000 or less, preferably 10000 or less, more preferably 8000 or less, and even more preferably 5000 or less.
- the content ratio of the third polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol and the third polyol is 52% by mass or more, preferably 54% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, even more preferably 56% by mass or more, and particularly preferably 58% by mass or more.
- the content ratio of the third polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol and the third polyol is 68% by mass or less, preferably 65% by mass or less, more preferably 63% by mass or less, and even more preferably 61% by mass or less.
- the content ratio of the third polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol and the third polyol is 52% by mass or more and 68% by mass or less, preferably 54% by mass or more and 65% by mass or less, more preferably 55% by mass or more and 63% by mass or less, even more preferably 56% by mass or more and 63% by mass or less, and especially preferably 58% by mass or more and 61% by mass or less. If the content ratio of the third polyol is within the above range, the fluctuation width of tan ⁇ can be made relatively small in the temperature range (described later) where the negative peak (valley) of tan ⁇ of the polyurethane foam (described later) occurs.
- the peak value of tan ⁇ of the polyurethane foam (described later) at -70 to -30 ° C. can be adjusted to 0.1 or less, and the tan ⁇ value at -25 ° C. can be adjusted to 0.095 or more. Therefore, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness change in a relatively low temperature range can be obtained.
- the content ratio of the third polyol relative to 100 parts by mass of the first polyol is, for example, 50 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass or more, more preferably 200 parts by mass or more, even more preferably 250 parts by mass or more, and particularly preferably 280 parts by mass or more. Also, the content ratio of the third polyol relative to 100 parts by mass of the first polyol is, for example, 1000 parts by mass or less, preferably 800 parts by mass or less, more preferably 600 parts by mass or less, even more preferably 500 parts by mass or less, and particularly preferably 350 parts by mass or less.
- the content ratio of the third polyol relative to 100 parts by mass of the first polyol is, for example, 50 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass or more and 800 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or more and 600 parts by mass or less, even more preferably 250 parts by mass or more and 500 parts by mass or less, and particularly preferably 280 parts by mass or more and 350 parts by mass or less.
- the polyol composition may contain other polyols as necessary.
- the other polyols are polyols other than the first polyol, the second polyol, and the third polyol.
- Examples of the other polyols include low molecular weight polyols and high molecular weight polyols (other than the first polyol, the second polyol, and the third polyol).
- the low molecular weight polyols include the low molecular weight polyols described above, and more specifically, the dihydric alcohols, trihydric alcohols, tetrahydric alcohols, pentahydric alcohols, hexahydric alcohols, heptahydric alcohols, and octahydric alcohols. These may be used alone or in combination of two or more types.
- high molecular weight polyols examples include high molecular weight polyols that do not have a polyoxyalkylene unit.
- high molecular weight polyols that do not have a polyoxyalkylene unit examples include polyester polyols, polycarbonate polyols, polyurethane polyols, epoxy polyols, vegetable oil polyols, polyolefin polyols, and acrylic polyols.
- high molecular weight polyols are produced by known methods. These can be used alone or in combination of two or more types.
- the other polyols can be used alone or in combination of two or more kinds. From the viewpoint of obtaining a polyurethane foam (described later) that has excellent low resilience and can suppress changes in hardness in a relatively low temperature range, the other polyols preferably do not contain a high molecular weight polyol having a polyoxyalkylene unit (excluding the first polyol, the second polyol, and the third polyol).
- the other polyol may be, for example, premixed with the first polyol, premixed with the second polyol, or premixed with the third polyol.
- the other polyol may also be blended when the first polyol, the second polyol, and the third polyol are mixed.
- the other polyol may be added separately to the mixture of the first polyol, the second polyol, and the third polyol.
- the content ratio of the other polyols is appropriately set within a range that does not impair the excellent effects of the present invention.
- the content ratio of the other polyols relative to the total amount of the polyol composition is, for example, 30 mass% or less, preferably 20 mass% or less, more preferably 10 mass% or less, and particularly preferably 0 mass%.
- the polyol composition preferably does not contain other polyols.
- the production method of the polyol composition is not particularly limited. For example, first, the first polyol, the second polyol, and the third polyol are prepared in the above ratio. If necessary, other polyols are prepared. Then, the first polyol, the second polyol, the third polyol, and other polyols prepared if necessary are mixed by a known method. This gives a polyol composition.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the polyol composition is, for example, 1.5 or more, preferably 1.8 or more, more preferably 2.0 or more, even more preferably 2.3 or more, and particularly preferably 2.8 or more.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the polyol composition is, for example, 4.5 or less, preferably 4.2 or less, more preferably 4.0 or less, even more preferably 3.7 or less, and particularly preferably 3.3 or less.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the polyol composition is, for example, 1.5 or more and 4.5 or less, preferably 1.8 or more and 4.2 or less, more preferably 2.0 or more and 4.0 or less, even more preferably 2.3 or more and 3.7 or less, and particularly preferably 2.8 or more and 3.3 or less. If the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the polyol composition is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained.
- the average functionality of the polyol composition is the weighted average of the average functionality of each polyol contained in the polyol composition on a mol basis. The weighted average of the average functionality on a mol basis is calculated by a known method based on the substance amount ratio (mol%) of each polyol.
- the hydroxyl value of the polyol composition is, for example, 80 mgKOH/g or more, preferably 85 mgKOH/g or more, more preferably 90 mgKOH/g or more, even more preferably 95 mgKOH/g or more, and particularly preferably 98 mgKOH/g or more.
- the hydroxyl value of the polyol composition is, for example, 120 mgKOH/g or less, preferably 115 mgKOH/g or less, more preferably 110 mgKOH/g or less, even more preferably 105 mgKOH/g or less, and particularly preferably 102 mgKOH/g or less.
- the hydroxyl value of the polyol composition is, for example, 80 mgKOH/g or more and 120 mgKOH/g or less, preferably 85 mgKOH/g or more and 115 mgKOH/g or less, more preferably 90 mgKOH/g or more and 110 mgKOH/g or less, even more preferably 95 mgKOH/g or more and 105 mgKOH/g or less, and particularly preferably 98 mgKOH/g or more and 102 mgKOH/g or less. If the hydroxyl value of the polyol composition is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained.
- the hydroxyl value of the polyol composition is the weighted average value of the hydroxyl values of each polyol contained in the polyol composition on a mass basis.
- the weighted average value of the hydroxyl value on a mass basis is calculated by a known method based on the mass ratio (mass%) of each polyol.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the polyol composition is, for example, 15.0 mass% or more, preferably 15.1 mass% or more, and more preferably 15.2 mass% or more.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the polyol composition (oxyethylene content) is, for example, 17.3 mass% or less, preferably 17.2 mass% or less, and more preferably 17.1 mass% or less.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the polyol composition is, for example, 15.0 mass% or more and 17.3 mass% or less, preferably 15.1 mass% or more and 17.2 mass% or less, and more preferably 15.2 mass% or more and 17.1 mass% or less.
- the oxyethylene content of the polyol composition is the weighted average value of the oxyethylene content of each polyol contained in the polyol composition based on mass.
- the weighted average mass-based oxyethylene content is calculated by a known method based on the mass ratio (mass%) of each polyol.
- the polyol composition contains a second polyol and a third polyol in a predetermined ratio.
- the second polyol and the third polyol each have the average functionality, hydroxyl value, and oxyethylene content described above.
- the polyurethane foam (described below) obtained using the above polyol composition preferably has at least two glass transition points in a specified temperature range.
- the glass transition point is indicated as the peak value (positive peak) of tan ⁇ measured by dynamic viscoelasticity measurement in a compression mode at a vibration frequency of 10 Hz, as described below.
- the polyurethane foam (described below) obtained using the above polyol composition preferably has at least two peak values of tan ⁇ in a specified temperature range.
- Such polyurethane foams (described below) have excellent low resilience and hardness due to the second and third polyols.
- the value of tan ⁇ may decrease and a negative peak (valley) of tan ⁇ may occur between at least two tan ⁇ peaks (positive peaks).
- the polyol composition contains a first polyol in a predetermined ratio in addition to the second polyol and the third polyol.
- the first polyol has the average functionality, hydroxyl value, and oxyethylene content described above.
- the first polyol can suppress the phase change of the polyurethane foam in response to temperature changes, and therefore can suppress the decrease in the value of tan ⁇ between the above-mentioned tan ⁇ peaks (positive peaks).
- the first polyol can suppress the variation of tan ⁇ in the relatively low temperature region (between the peaks (positive peaks) of tan ⁇ ). Therefore, the polyurethane foam (described below) obtained using the above polyol composition can suppress the variation of hardness in the relatively low temperature region.
- the above polyol composition makes it possible to produce a polyurethane foam (described below) that has excellent low resilience and can suppress changes in hardness at relatively low temperatures.
- the polyurethane foam (described below) has excellent health bubble properties. That is, during the production of the polyurethane foam (described below), the gas generated inside the foam breaks the cell membrane and is discharged from the polyurethane foam (described below). Therefore, the polyurethane foam (described below) has excellent breathability even without being subjected to the interconnection process.
- the above polyol composition is preferably used for producing polyurethane foam, and more preferably for producing low-resilience polyurethane foam.
- the above polyol composition is preferably a polyol composition for polyurethane foam, and more preferably a polyol composition for low-resilience polyurethane foam.
- the polyol composition contains a first polyol, a second polyol, and a third polyol.
- the polyol composition consists of the first polyol, the second polyol, and the third polyol.
- the first polyol may be, for example, the high molecular weight polyol described above as the first embodiment.
- the first polyol is a polyol having an average functionality, a hydroxyl number, and an oxyethylene content, which will be described later.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the first polyol is 1.5 or more, preferably 1.8 or more, more preferably 2.0 or more, and even more preferably 2.5 or more.
- the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the first polyol is 4.5 or less, preferably 4.0 or less, and even more preferably 3.5 or less. That is, the average functionality (average number of hydroxyl groups) of the first polyol is 1.5 or more and 4.5 or less, preferably 1.8 or more and 4.0 or less, more preferably 2.0 or more and 3.5 or less, and even more preferably 2.5 or more and 3.5 or less.
- the hydroxyl value of the first polyol is 20 mgKOH/g or more, preferably 23 mgKOH/g or more, more preferably 25 mgKOH/g or more, and even more preferably 30 mgKOH/g or more.
- the hydroxyl value of the first polyol is 60 mgKOH/g or less, preferably 58 mgKOH/g or less, and more preferably 55 mgKOH/g or less.
- the hydroxyl value of the first polyol is 20 mgKOH/g or more and 60 mgKOH/g or less, preferably 23 mgKOH/g or more and 58 mgKOH/g or less, more preferably 25 mgKOH/g or more and 55 mgKOH/g or less, and even more preferably 30 mgKOH/g or more and 55 mgKOH/g or less.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units of the first polyol (oxyethylene content) is, for example, 10% by mass or more, preferably 11% by mass or more, more preferably 12% by mass or more, and even more preferably 13% by mass or more.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units of the first polyol (oxyethylene content) is, for example, 80% by mass or less, preferably 78% by mass or less, and more preferably 75% by mass or less.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units of the first polyol is preferably 10% by mass or more and 80% by mass or less, preferably 11% by mass or more and 78% by mass or less, more preferably 12% by mass or more and 75% by mass or less, and even more preferably 13% by mass or more and 75% by mass or less.
- the number average molecular weight (polyethylene glycol equivalent) of the first polyol is, for example, 400 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, even more preferably 3000 or more, even more preferably more than 4000, even more preferably 4100 or more, and particularly preferably 4500 or more.
- the number average molecular weight (polyethylene glycol equivalent) of the first polyol is, for example, 15000 or less, preferably 10000 or less, more preferably 9000 or less, even more preferably 7000 or less, even more preferably 6000 or less, even more preferably 5800 or less, and particularly preferably 5500 or less.
- the number average molecular weight of the first polyol is, for example, 400 or more and 15,000 or less, preferably 1,000 or more and 15,000 or less, more preferably 2,000 or more and 9,000 or less, even more preferably 3,000 or more and 7,000 or less, even more preferably more than 4,000 and 6,000 or less, even more preferably 4,100 or more and 5,800 or less, and particularly preferably 4,500 or more and 5,500 or less.
- the content of the first polyol is the same as that in the first embodiment described above. More specifically, the content of the first polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol, and the third polyol is 12% by mass or more, preferably 14% by mass or more, more preferably 16% by mass or more, and even more preferably 18% by mass or more. In addition, the content of the first polyol relative to the total amount of the first polyol, the second polyol, and the third polyol is 28% by mass or less, preferably 26% by mass or less, more preferably 24% by mass or less, and even more preferably 22% by mass or less.
- the second polyol is, for example, the same as the second polyol described above as the first embodiment. That is, the second polyol has the average functionality described above, the number of hydroxyl groups described above, and the oxyethylene content described above. In addition, the second polyol has, for example, the number average molecular weight described above. In the second embodiment, the content ratio of the second polyol is the same as the content ratio of the second polyol in the first embodiment described above.
- the third polyol is, for example, the same as the third polyol described above as the first embodiment. That is, the third polyol has the average functionality described above, the number of hydroxyl groups described above, and the oxyethylene content described above. In addition, the third polyol has, for example, the number average molecular weight described above. In the second embodiment, the content ratio of the third polyol is the same as the content ratio of the third polyol in the first embodiment described above.
- the polyol composition may contain other polyols as necessary.
- the types and content ratios of the other polyols are the same as those of the other polyols in the first embodiment.
- the hydroxyl value and the oxyethylene content of the first polyol, the hydroxyl value and the oxyethylene content of the second polyol, and the hydroxyl value and the oxyethylene content of the third polyol satisfy a predetermined relationship.
- the parameter shown in the following formula (2) is equal to or less than a predetermined value.
- the parameter shown in the following formula (2) is referred to as "distance X (mgKOH/g + mass%)".
- distance X mgKOH/g + mass%
- the hydroxyl value of the first polyol is OHv1 (mg KOH/g)
- the ratio of oxyethylene units at the molecular terminals of the first polyol to the total amount of oxyalkylene units of the first polyol is R EO1 (mass%)
- the hydroxyl value of the second polyol is OHv2 (mg KOH/g)
- the ratio of oxyethylene units of the second polyol to the total amount of oxyalkylene units of the second polyol is R EO2 (mass%)
- the hydroxyl value of the third polyol is OHv3 (mg KOH/g)
- the ratio of oxyethylene units of the third polyol to the total amount of oxyalkylene units of the third polyol is R EO3 (mass%).
- OHv1 represents the hydroxyl value of the first polyol
- OHv2 represents the hydroxyl value of the second polyol
- OHv3 represents the hydroxyl value of the third polyol
- R EO1 represents the oxyethylene content of the first polyol
- R EO2 represents the oxyethylene content of the second polyol
- R EO3 represents the oxyethylene content of the third polyol.
- the distance X shown in the above formula (2) is an index showing the closeness of the degree of hydrophilicity and hydrophobicity of the first polyol, the degree of hydrophilicity and hydrophobicity of the second polyol, and the degree of hydrophilicity and hydrophobicity of the third polyol.
- the distance X between the midpoint between the first polyol and the third polyol and the second polyol is calculated by the above formula (2).
- the specific value of the distance X is a predetermined value or less. More specifically, the distance X is 80 or less, preferably 75 or less, more preferably 70 or less, and even more preferably 65 or less.
- the lower limit of the distance X is not particularly limited.
- the distance X may be 5 or more, for example, 10 or more, or for example, 15 or more. That is, the distance X is, for example, 5 or more and 80 or less, preferably 10 or more and 80 or less, more preferably 15 or more and 80 or less, even more preferably 10 or more and 75 or less, even more preferably 15 or more and 70 or less, and particularly preferably 15 or more and 65 or less.
- the distance X is calculated from the hydroxyl value and oxyethylene content of the first polyol, the hydroxyl value and oxyethylene content of the second polyol, and the hydroxyl value and oxyethylene content of the third polyol using the above formula (2).
- the hydroxyl group is the weighted average value based on the mass of the hydroxyl group
- the oxyethylene content is the weighted average value based on the mass of the oxyethylene content
- OHv1 represents the weighted average mass-based hydroxyl value of each first polyol
- R EO1 represents the weighted average mass-based oxyethylene content of each first polyol
- OHv2 represents the weighted average mass-based hydroxyl value of each second polyol
- R EO2 represents the weighted average mass-based oxyethylene content of each second polyol.
- OHv3 represents the weighted average mass-based hydroxyl value of each third polyol
- R EO3 represents the weighted average mass-based oxyethylene content of each first polyol.
- the production method of the polyol composition is not particularly limited.
- the first polyol, the second polyol, and the third polyol are selected so that the distance X represented by the above formula (2) is equal to or greater than the above-mentioned predetermined value.
- the first polyol, the second polyol, and the third polyol are prepared in the above-mentioned ratio.
- other polyols are prepared as necessary.
- the first polyol, the second polyol, the third polyol, and other polyols prepared as necessary are mixed by a known method. This results in a polyol composition.
- the distance X shown in the above formula (2) is equal to or less than the above-mentioned predetermined value. If the distance X is equal to or less than the predetermined value, a polyurethane foam can be produced that has excellent low resilience and can suppress changes in hardness in a relatively low temperature range.
- the distance X shown in the above formula (2) indicates that the first polyol, the second polyol, and the third polyol have relatively large degrees of hydrophilicity and hydrophobicity.
- the degree of phase separation of the first polyol, the second polyol, and the third polyol in the polyol composition is relatively large. Therefore, the speed of phase separation during the production of the polyurethane foam described below is relatively high. As a result, it is presumed that a polyurethane foam having a relatively large cell diameter and relatively high resilience is obtained.
- the distance X shown in the above formula (2) indicates that the first polyol, the second polyol, and the third polyol have relatively similar degrees of hydrophilicity and hydrophobicity.
- the degree of phase separation of the first polyol, the second polyol, and the third polyol in the polyol composition is relatively small. Therefore, the rate of phase separation during the production of the polyurethane foam described below is relatively slow. As a result, it is presumed that a polyurethane foam having a relatively small cell diameter and relatively low resilience is obtained.
- the polyol composition has a predetermined average functionality, a predetermined number of hydroxyl groups, and a predetermined oxyethylene content.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the polyol composition is, for example, 1.5 or more, preferably 1.8 or more, more preferably 2.0 or more, even more preferably 2.3 or more, and particularly preferably 2.8 or more.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the polyol composition is, for example, 4.5 or less, preferably 4.2 or less, more preferably 4.0 or less, even more preferably 3.7 or less, and particularly preferably 3.3 or less.
- the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the polyol composition is, for example, 1.5 or more and 4.5 or less, preferably 1.8 or more and 4.2 or less, more preferably 2.0 or more and 4.0 or less, even more preferably 2.3 or more and 3.7 or less, and particularly preferably 2.8 or more and 3.3 or less. If the average number of functional groups (average number of hydroxyl groups) of the polyol composition is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained.
- the average functionality of the polyol composition is the weighted average of the average functionality of each polyol contained in the polyol composition. The weighted average of the average functionality is calculated by a known method based on the substance amount ratio (mol%) of each polyol.
- the hydroxyl value of the polyol composition is, for example, 80 mgKOH/g or more, preferably 85 mgKOH/g or more, more preferably 90 mgKOH/g or more, even more preferably 95 mgKOH/g or more, and particularly preferably 98 mgKOH/g or more.
- the hydroxyl value of the polyol composition is, for example, 120 mgKOH/g or less, preferably 115 mgKOH/g or less, more preferably 110 mgKOH/g or less, even more preferably 105 mgKOH/g or less, and particularly preferably 102 mgKOH/g or less.
- the hydroxyl value of the polyol composition is, for example, 80 mgKOH/g or more and 120 mgKOH/g or less, preferably 85 mgKOH/g or more and 115 mgKOH/g or less, more preferably 90 mgKOH/g or more and 110 mgKOH/g or less, even more preferably 95 mgKOH/g or more and 105 mgKOH/g or less, and particularly preferably 98 mgKOH/g or more and 102 mgKOH/g or less. If the hydroxyl value of the polyol composition is in the above range, a polyurethane foam (described later) having excellent low resilience and capable of suppressing hardness changes in a relatively low temperature range can be obtained.
- the hydroxyl value of the polyol composition is the weighted average value of the hydroxyl values of each polyol contained in the polyol composition.
- the weighted average value of the hydroxyl value is calculated by a known method based on the mass ratio (mass%) of each polyol.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the polyol composition is, for example, 15.0 mass% or more, preferably 15.1 mass% or more, and more preferably 15.2 mass% or more.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the polyol composition (oxyethylene content) is, for example, 17.3 mass% or less, preferably 17.2 mass% or less, and more preferably 17.1 mass% or less.
- the content ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units in the polyol composition is, for example, 15.0 mass% or more and 17.3 mass% or less, preferably 15.1 mass% or more and 17.2 mass% or less, and more preferably 15.2 mass% or more and 17.1 mass% or less.
- the oxyethylene content of the polyol composition is the weighted average value of the oxyethylene contents of each polyol contained in the polyol composition.
- the weighted average oxyethylene content is calculated by a known method based on the mass ratio (mass%) of each polyol.
- the polyol composition contains, for example, a polyol having the above-mentioned polyoxyalkylene unit, preferably contains the above-mentioned polyoxyalkylene polyol, and more preferably contains only the above-mentioned polyoxyalkylene polyol.
- the polyol composition preferably contains polyols having two or more of the above polyoxyalkylene units, and more preferably contains polyols having three or more of the above polyoxyalkylene units.
- the polyol composition contains the first polyol in the first embodiment, the second polyol in the first embodiment, and the third polyol in the first embodiment in the same proportions as in the first embodiment.
- the polyol composition may contain other polyols as necessary. The types and contents of the other polyols are the same as those of the other polyols in the first embodiment.
- the method for producing the polyol composition is not particularly limited. For example, first, the first polyol, the second polyol, and the third polyol are each prepared in the above ratio. If necessary, other polyols are also prepared. Then, the first polyol, the second polyol, the third polyol, and other polyols prepared if necessary are mixed by a known method. This results in the polyol composition.
- Urethane foam composition (1) Formulation of urethane foam composition
- the urethane foam composition is a raw material composition for producing polyurethane foam (described later).
- the urethane foam composition contains the above-mentioned polyol composition (i.e., at least one of the polyol compositions of the first to third embodiments (hereinafter the same)).
- the urethane foam composition contains, for example, a polyisocyanate component and a polyol component.
- the urethane foam composition preferably consists of a polyisocyanate component and a polyol component.
- the polyisocyanate component contains, for example, a polyisocyanate compound that is widely used industrially.
- the polyisocyanate compound include linear aliphatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, and aromatic aliphatic polyisocyanates.
- linear aliphatic polyisocyanates include pentamethylene diisocyanate (PDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), and derivatives thereof.
- alicyclic polyisocyanates include isophorone diisocyanate (IPDI), norbornene diisocyanate (NBDI), hydrogenated diphenylmethane diisocyanate (H 12 MDI), hydrogenated xylylene diisocyanate (H 6 XDI), and derivatives thereof.
- aromatic polyisocyanates include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), phenylene diisocyanate (PDI), naphthalene diisocyanate (NDI) and derivatives thereof.
- aromatic aliphatic polyisocyanates examples include xylylene diisocyanate (XDI), tetramethyl xylylene diisocyanate (TMXDI) and derivatives thereof.
- derivatives include polymers, isocyanurate modified products, allophanate modified products, polyol modified products, biuret modified products, urea modified products, oxadiazinetrione modified products and carbodiimide modified products.
- derivatives include polymethylene polyphenyl polyisocyanate (crude MDI, polymeric MDI). These can be used alone or in combination of two or more types.
- the polyisocyanate compound preferably, an aromatic polyisocyanate is used, and more preferably, diphenylmethane diisocyanate (MDI) and polymethylene polyphenyl polyisocyanate are used.
- the polyisocyanate component preferably contains an aromatic polyisocyanate, and more preferably, contains at least one polyisocyanate compound selected from the group consisting of diphenylmethane diisocyanate and polymethylene polyphenyl polyisocyanate. If these are used, a polyurethane foam having particularly excellent low resilience and particularly suppressing hardness changes in a relatively low temperature range, and further having excellent compression set and discoloration resistance can be obtained.
- polyurethane foam can be produced by foaming using a mold method described later.
- the polyisocyanate compound particularly preferably, polymethylene polyphenyl polyisocyanate is used.
- the isocyanate group content of the polyisocyanate component is, for example, 15% by mass or more, preferably 30% by mass or more, based on the total amount of the polyisocyanate component.
- the isocyanate group content of the polyisocyanate component is, for example, 60% by mass or less, preferably 50% by mass or less, based on the total amount of the polyisocyanate component.
- the isocyanate group content of the polyisocyanate component is, for example, 15% by mass or more and 60% by mass or less, preferably 30% by mass or more and 50% by mass or less, based on the total amount of the polyisocyanate component.
- the polyol component contains the polyol composition described above.
- the polyol component contains the first polyol, the second polyol, and the third polyol in the ratios described above.
- the polyol component may contain the above-mentioned other components as necessary. That is, the polyol component may be a mixture (premix) in which the first polyol, the second polyol, and the third polyol are mixed with the above-mentioned other components. Preferably, the polyol component is a premix.
- Other components include, for example, blowing agents, catalysts, and additives.
- the foaming agent may be, for example, water.
- the foaming agent may also be a physical foaming agent.
- the physical foaming agent may be, for example, a hydrocarbon, a halogenated hydrocarbon, carbon dioxide gas, or liquefied carbon dioxide gas. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
- the mixing ratio of the blowing agent is appropriately set according to the purpose and application.
- the content ratio of the blowing agent (water) is, for example, 0.1 mass% or more, preferably 0.5 mass% or more, and more preferably 0.7 mass% or more, based on the total amount of the polyol composition.
- the content ratio of the blowing agent (water) is, for example, 5 mass% or less, preferably 3 mass% or less, and more preferably 1 mass% or less, based on the total amount of the polyol composition.
- the content ratio of the blowing agent (water) is, for example, 0.1 mass% or more and 5 mass% or less, preferably 0.5 mass% or more and 3 mass% or less, and more preferably 0.7 mass% or more and 1 mass% or less, based on the total amount of the polyol composition.
- Examples of the catalyst include urethanization catalysts.
- Examples of the urethanization catalyst include amine catalysts and metal catalysts.
- Examples of the amine catalyst include tertiary amine catalysts, quaternary ammonium salts, imidazoles, and the like.
- Examples of the tertiary amine catalyst include triethylamine, triethylenediamine, bis-(2-dimethylaminoethyl)ether, and N-methylmorpholine.
- Examples of the quaternary ammonium salts include tetraethylhydroxylammonium.
- Examples of the imidazoles include imidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole.
- Examples of the metal catalyst include organotin compounds, organolead compounds, organonickel compounds, organocbalt compounds, organocupper compounds, and organobismuth compounds.
- Examples of the organic tin compounds include tin acetate, tin octoate (stannous octoate), tin oleate, tin laurate, dibutyltin diacetate, dimethyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimercaptide, dibutyltin maleate, dibutyltin dineodecanoate, dioctyltin dimercaptide, dioctyltin dilaurate, and dibutyltin dichloride.
- Examples of the organic lead compounds include lead octoate and lead naphthenate.
- Examples of the organic nickel compounds include nickel naphthenate.
- Examples of the organic cobalt compounds include cobalt naphthenate.
- Examples of the organic copper compounds include copper octoate.
- Examples of the organic bismuth compounds include bismuth octoate (bismuth octoate) and bismuth neodecanoate. These compounds are used alone or in combination of two or more.
- a preferred example of the catalyst is an amine catalyst.
- Amine catalysts have excellent handling properties because they can be mixed with the blowing agent (water). Therefore, amine catalysts are preferably used in the preparation of premixes.
- diphenylmethane diisocyanate and/or polymethylene polyphenyl polyisocyanate is used as the polyisocyanate component, and the catalyst contains an amine-based catalyst but does not contain a metal-based catalyst.
- the catalyst contains an amine-based catalyst but does not contain a metal-based catalyst.
- the catalyst content is appropriately set depending on the purpose and application.
- the catalyst content is, for example, 0.1 mass% or more, preferably 0.2 mass% or more, and more preferably 0.3 mass% or more, relative to the total amount of the polyol composition.
- the catalyst content is, for example, 5 mass% or less, preferably 3 mass% or less, and more preferably 1 mass% or less, relative to the total amount of the polyol composition. That is, the catalyst content is, for example, 0.1 mass% or more and 5 mass% or less, preferably 0.2 mass% or more and 3 mass% or less, and more preferably 0.3 mass% or more and 1 mass% or less, relative to the total amount of the polyol composition.
- additives include crosslinking agents, foam stabilizers, plasticizers, fillers, antioxidants, compatibilizers, colorants, stabilizers, and ultraviolet absorbers. These may be used alone or in combination of two or more.
- a preferred additive is a foam stabilizer.
- foam stabilizers include silicone-based foam stabilizers, and more specifically, examples of such foam stabilizers include siloxane-polyether block copolymers.
- the blending ratio of the additives is appropriately set depending on the purpose and application.
- the blending ratio of the foam stabilizer is, for example, 0.01 parts by mass or more and 2.0 parts by mass or less relative to the total amount of the polyol composition.
- premix manufacturing method The method for producing the premix is not particularly limited.
- the premix can be obtained by mixing the polyol composition and other components (preferably, the blowing agent, the catalyst, and the foam stabilizer) by a known method.
- Polyurethane foam (1) Method for producing polyurethane foam
- the polyurethane foam is obtained by reacting the above-mentioned polyurethane foam composition. More specifically, the polyurethane foam is a foamed polyurethane resin obtained by reacting and foaming the polyurethane foam composition.
- the method for producing the polyurethane foam is not particularly limited.
- the above-mentioned polyisocyanate component and the above-mentioned polyol component are prepared as a polyurethane foam composition.
- the polyisocyanate component and the polyol component are mixed and reacted by a known method. That is, the polyisocyanate compound and the polyol composition are reacted and foamed in the presence of a catalyst and a foaming agent.
- Known methods are used as the reaction method and foaming method.
- the slab method, the mold method, and the spray method are included, preferably the slab method and the mold method, and more preferably the mold method.
- the reaction conditions are appropriately set depending on the purpose and application.
- the mixing ratio of the polyisocyanate component and the polyol component is adjusted, for example, based on the isocyanate index of the urethane foam composition.
- the isocyanate index is the stoichiometric ratio of isocyanate groups and active hydrogen groups, and is, for example, expressed by the following formula:
- Isocyanate index [isocyanate groups in urethane foam composition / active hydrogen groups in urethane foam composition] x 100
- the isocyanate index of the urethane foam composition is, for example, 50 or more, preferably 60 or more, and more preferably 70 or more.
- the isocyanate index of the urethane foam composition is, for example, 200 or less, preferably 140 or less, and more preferably 120 or less. That is, the isocyanate index of the urethane foam composition is, for example, 50 or more and 200 or less, preferably 60 or more and 140 or less, and more preferably 70 or more and 120 or less.
- the polyisocyanate component and the polyol component preferably a premix
- the polyisocyanate compound reacts with the polyol composition in the presence of a catalyst to produce a polyurethane resin.
- the polyurethane resin is then foamed by the action of the blowing agent. This results in a polyurethane foam (foamed polyurethane resin).
- the polyurethane foam has a glass transition point in a first predetermined temperature range and a glass transition point in a second predetermined temperature range.
- the first temperature range is -70°C or higher, preferably -65°C or higher, more preferably -60°C or higher, and even more preferably -58°C or higher.
- the first temperature range is -30°C or lower, preferably -35°C or lower, more preferably -40°C or lower, and even more preferably -50°C or lower.
- the first temperature range is -70°C or higher and -30°C or lower, preferably -65°C or higher and -35°C or lower, more preferably -60°C or higher and -40°C or lower, and even more preferably -58°C or higher and -50°C or lower.
- the second temperature range is 0°C or higher, preferably 15°C or higher, more preferably 20°C or higher, and even more preferably 25°C or higher.
- the second temperature range is 60°C or lower, preferably 50°C or lower, more preferably 40°C or lower, and even more preferably 30°C or lower.
- the second temperature range is 0°C or higher and 60°C or lower, preferably 15°C or higher and 50°C or lower, more preferably 20°C or higher and 40°C or lower, and even more preferably 25°C or higher and 30°C or lower.
- the glass transition point is the temperature at which a change from a glassy state to a rubbery state occurs.
- the glass transition point is indicated as the peak value (positive peak) of tan ⁇ measured by dynamic viscoelasticity measurement in compression mode at a frequency of 10 Hz.
- At least one (preferably one) peak value of tan ⁇ of the polyurethane foam is confirmed in the first temperature range (-70°C to -30°C). Also, at least one (preferably one) peak value of tan ⁇ of the polyurethane foam is confirmed in the second temperature range (0°C to 60°C).
- the peak value of tan ⁇ in the first temperature range (-70°C to -30°C) is, for example, 0.01 or more, preferably 0.02 or more, more preferably 0.03 or more, and even more preferably 0.05 or more.
- the peak value of tan ⁇ in the first temperature range (-70°C to -30°C) is 0.10 or less, preferably 0.09 or less, more preferably 0.08 or less, and even more preferably 0.07 or less.
- the peak value of tan ⁇ in the first temperature range is, for example, 0.01 or more and 0.10 or less, preferably 0.02 or more and 0.09 or less, more preferably 0.03 or more and 0.08 or less, and even more preferably 0.05 or more and 0.07 or less.
- the peak temperature of tan ⁇ in the first temperature range is, for example, -70°C or higher, preferably -65°C or higher, more preferably -60°C or higher, and even more preferably -58°C or higher.
- the peak temperature of tan ⁇ in the first temperature range (first glass transition point) is, for example, -30°C or lower, preferably -35°C or lower, more preferably -40°C or lower, and even more preferably -50°C or lower.
- the peak temperature of tan ⁇ in the first temperature range is, for example, -70°C or higher and -30°C or lower, preferably -65°C or higher and -35°C or lower, more preferably -60°C or higher and -40°C or lower, and even more preferably -58°C or higher and -50°C or lower.
- the peak value of tan ⁇ in the second temperature range (0°C to 60°C) is 0.30 or more, preferably 0.35 or more, more preferably 0.45 or more, and even more preferably 0.48 or more.
- the peak value of tan ⁇ in the second temperature range (0°C to 60°C) is, for example, 1.00 or less, preferably 0.90 or less, more preferably 0.80 or less, and even more preferably 0.70 or less. That is, the peak value of tan ⁇ in the second temperature range (0°C to 60°C) is 0.30 or more and 1.00 or less, preferably 0.35 or more and 0.90 or less, more preferably 0.45 or more and 0.80 or less, and even more preferably 0.48 or more and 0.70 or less.
- the peak temperature of tan ⁇ in the second temperature range is, for example, 0°C or higher, preferably 15°C or higher, more preferably 20°C or higher, and even more preferably 25°C or higher.
- the peak temperature of tan ⁇ in the second temperature range (second glass transition point) is, for example, 60°C or lower, preferably 50°C or lower, more preferably 40°C or lower, and even more preferably 30°C or lower.
- the peak temperature of tan ⁇ in the second temperature range is, for example, 0°C or higher and 60°C or lower, preferably 15°C or higher and 50°C or lower, more preferably 20°C or higher and 40°C or lower, and even more preferably 25°C or higher and 30°C or lower.
- the polyurethane foam has a relatively high tan ⁇ value at -25°C.
- the peak value of tan ⁇ of the polyurethane foam is confirmed in the first temperature range and the second temperature range. Then, between the peak (positive peak) of tan ⁇ in the first temperature range and the peak (positive peak) of tan ⁇ in the second temperature range, tan ⁇ decreases and a negative peak (valley) occurs.
- the tan ⁇ value at -25°C when the polyol composition does not contain the first polyol is relatively low compared to the tan ⁇ value at -25°C when the polyol composition contains the first polyol.
- the negative peak (valley) is smaller. Therefore, the tan ⁇ value at -25°C when the polyol composition contains the first polyol is relatively higher than the tan ⁇ value at -25°C when the polyol composition does not contain the first polyol.
- the value of tan ⁇ at -25°C is 0.095 or more, preferably 0.098 or more, more preferably 0.10 or more, and even more preferably 0.11 or more.
- the value of tan ⁇ at -25°C is, for example, 0.90 or less, preferably 0.70 or less, more preferably 0.50 or less, and even more preferably 0.30 or less. That is, the value of tan ⁇ at -25°C is 0.095 or more and 0.90 or less, preferably 0.098 or more and 0.70 or less, more preferably 0.10 or more and 0.50 or less, and even more preferably 0.11 or more and 0.30 or less.
- tan ⁇ of the polyurethane foam satisfies the above conditions, a polyurethane foam that has excellent low resilience and can suppress changes in hardness at relatively low temperatures can be produced.
- the tan ⁇ and glass transition point can be adjusted, for example, by the average number of functional groups, hydroxyl value, and oxyethylene content of the polyol component.
- the tan ⁇ and glass transition point can be easily adjusted to within the above range.
- Tan ⁇ and glass transition point can also be adjusted by the type and amount of polyisocyanate component. Tan ⁇ and glass transition point can also be adjusted by the type and amount of blowing agent. Tan ⁇ and glass transition point can also be adjusted by the type and amount of catalyst.
- the storage modulus (E') of the polyurethane foam is measured, for example, by dynamic viscoelasticity measurement in a compression mode at a frequency of 10 Hz, simultaneously with the measurement of tan ⁇ . Details of the dynamic viscoelasticity measurement will be described later as an example.
- the storage modulus (E') of the polyurethane foam is preferably relatively low. More specifically, for example, in the entire temperature range of 0°C or higher, the storage modulus (E') of the polyurethane foam is, for example, 5 MPa or less, preferably 3 MPa or less. Also, the storage modulus (E') of the polyurethane foam is, for example, 0.001 MPa or more. If the storage modulus (E') of the polyurethane foam is equal to or less than the above upper limit in the entire temperature range of 0°C or higher, excellent low resilience can be obtained at lower temperatures. Therefore, the polyurethane foam can be suitably used in cold regions.
- the hardness of polyurethane foam for example, push-pull hardness is adopted.
- the push-pull hardness is measured, for example, using a push-pull hardness tester (product number RZ-10, manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd.).
- the push-pull hardness indicates the maximum value when the polyurethane foam is pushed to a strain of 40% using a cylindrical contact jig with a diameter of 20 mm.
- the push-pull hardness quantifies the feeling when the polyurethane foam is pressed with a finger.
- the push-pull hardness of the polyurethane foam is, for example, 8.6 or less, preferably 8.5 or less, more preferably 8.4 or less, and even more preferably 8.3 or less.
- the push-pull hardness of the polyurethane foam is, for example, 6.0 or more, and preferably 7.0 or more. That is, at 25°C, the push-pull hardness of the polyurethane foam is, for example, 6.0 or more and 8.6 or less, preferably 6.0 or more and 8.5 or less, more preferably 7.0 or more and 8.4 or less, and even more preferably 7.0 or more and 8.3 or less.
- the push-pull hardness of the polyurethane foam is, for example, 60.0 or less, preferably 50.0 or less, more preferably 45.0 or less, and even more preferably 40.0 or less. Furthermore, at 2°C, the push-pull hardness of the polyurethane foam is, for example, 10.0 or more, and preferably 20.0 or more. That is, at 2°C, the push-pull hardness of the polyurethane foam is, for example, 10.0 or more and 60.0 or less, preferably 10.0 or more and 50.0 or less, more preferably 20.0 or more and 45.0 or less, and even more preferably 20.0 or more and 40.0 or less.
- the ratio of the push-pull hardness at 2°C to the push-pull hardness at 25°C is, for example, 7.0 or less, preferably 6.0 or less, and more preferably 5.0 or less.
- the ratio of the push-pull hardness at 2°C to the push-pull hardness at 25°C is, for example, 1.0 or more.
- the ratio of the push-pull hardness at 2°C to the push-pull hardness at 25°C is, for example, 1.0 or more and 7.0 or less, preferably 1.0 or more and 6.0 or less, and more preferably 1.0 or more and 5.0 or less.
- the impact resilience of the polyurethane foam according to the method described in JIS K-6400 (1997) is, for example, 10% or less, preferably 8% or less, more preferably 6% or less.
- the impact resilience of the polyurethane foam according to the method described in JIS K-6400 (1997) is, for example, 1% or more. That is, the impact resilience of the polyurethane foam according to the method described in JIS K-6400 (1997) is, for example, 1% or more and 10% or less, preferably 1% or more and 8% or less, more preferably 1% or more and 6% or less.
- the ratio of the push-pull hardness at 2°C to the push-pull hardness at 25°C is equal to or greater than a predetermined value, and the rebound resilience is equal to or less than a predetermined value.
- the ratio of the push-pull hardness at 2°C to the push-pull hardness at 25°C is preferably 7.0 or less, and the resilience is 8% or less. More preferably, the ratio of the push-pull hardness at 2°C to the push-pull hardness at 25°C is 6.0 or less, and the resilience is 7% or less. Even more preferably, the ratio of the push-pull hardness at 2°C to the push-pull hardness at 25°C is 5.0 or less, and the resilience is 7% or less.
- the density of the polyurethane foam is, for example, 10 kg/m 3 or more from the viewpoint of deterioration (sag suppression), and, for example, 80 kg/m 3 or less from the viewpoint of light weight.
- compression set The compression set of the polyurethane foam is measured according to the method described in JIS K-6400 (1997). The following "50%-Dry Set”, “75%-Dry Set” and “50%-Wet Set” are used as the measurement conditions for the compression set.
- 50%-DrySet The measurement object (polyurethane foam) is compressed to 50% of its thickness and left to stand at 70°C, 50% relative humidity and for 22 hours.
- 50%-WetSet The measurement object (polyurethane foam) is compressed to 50% of its thickness and left to stand at 50°C, 95% relative humidity and for 22 hours.
- 75%-DrySet The measurement object (polyurethane foam) is compressed to 75% of its thickness and left at 70°C, 50% relative humidity, and for 22 hours.
- the compression set of the polyurethane foam under 50%-DrySet conditions is, for example, 3.0% or less, preferably 2.5% or less, more preferably 2.1% or less, and even more preferably 1.8% or less.
- the compression set of the polyurethane foam under 50%-DrySet conditions is, for example, 1.0% or more.
- the compression set of the polyurethane foam under 75%-DrySet conditions is, for example, 8.0% or less, preferably 6.5% or less, more preferably 5.0% or less, and even more preferably 4.7% or less.
- the compression set of the polyurethane foam under 75%-DrySet conditions is, for example, 1.0% or more.
- the polyurethane foam described above is obtained by using the polyol composition described above, and therefore has excellent low resilience and is capable of suppressing changes in hardness in a relatively low temperature range.
- the polyurethane foam has excellent health bubble properties. That is, during the production of the polyurethane foam, gas generated inside the foam breaks the cell membrane and is discharged from the polyurethane foam. Therefore, the polyurethane foam has excellent breathability even without being subjected to a communication process.
- the polyurethane foam has excellent low resilience and excellent hardness not only in the normal temperature range but also in a relatively low temperature range. That is, the polyurethane foam is preferably a low resilience polyurethane foam.
- the polyurethane foam is therefore widely used for molded articles that require low resilience.
- molded articles it is suitable for use, for example, as a pressure dispersion material, shape-retaining material, sound-absorbing material, shock-absorbing material, vibration-absorbing material, optical material, and cushioning material.
- cushioning materials for example, cushioning materials for furniture and bedding (furniture and bedding) can be mentioned.
- furniture and bedding for example, cushions, mattresses, pillows, sofas, cushions, and chairs can be mentioned.
- the polyurethane foams described above are also suitable for use in various other industrial fields.
- industrial fields include the fields of household goods, automobiles, electronic materials, medicine, clothing, and sanitary materials.
- applications include cleaning sponges, filters, pads, sports equipment, supporters, hydroponic mats, food cushions, seat covers, headrests, nursing care cushion materials, leisure sheets, wig shape retention agents, covers, flooring materials, cosmetic puffs, rolls, electronic components, polishing pads, sanitary products, diapers, and robot exterior materials.
- the polyurethane foam is preferably used as a cushion or mattress. That is, the molded article is preferably a cushion or mattress. Cushions and mattresses containing the polyurethane foam have excellent low resilience and hardness, and are therefore preferably used in various industrial fields, particularly furniture and bedding.
- Cream time The time during which the raw material composition of a polyurethane foam remains liquid (creamy). The time from mixing the raw material composition of a polyurethane foam to the start of the resinification reaction (curing reaction) and foaming was measured.
- rise time This is the rise time of the raw material composition for polyurethane foam.
- the rise time was measured from the time when the raw material composition for polyurethane foam was mixed and poured into a mold until the foaming progressed to the maximum and the height of the foam reached its maximum.
- Compression set of polyurethane foam Compression set was measured according to the method described in JIS K-6400 (1997). More specifically, the core of the polyurethane foam was cut into a size of 50 mm x 50 mm x 25 mm (thickness) to obtain a sample. The sample was compressed until the thickness of the sample reached the following ratio, and sandwiched between parallel flat plates.
- the sample was left in a compressed state under the following storage conditions (compression test). The sample was then removed and left at room temperature for 30 minutes. The thickness of the sample was then measured. The thickness before and after the compression test were compared to calculate the distortion rate (%).
- the sample was compressed to 50% of its thickness and left at 70°C, 50% relative humidity, and 22 hours. This sample was used as the 50%-DrySet sample.
- the sample was also compressed to 50% of its thickness and left at 50°C, 95% relative humidity, and 22 hours. This sample was used as the 50%-WetSet sample.
- the sample was compressed to 75% of its thickness and left at 70°C, 50% relative humidity, and 22 hours. This sample was used as the 75%-DrySet sample.
- Push-pull hardness of the polyurethane foam was measured using a push-pull hardness tester (model number RZ-10, manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd.). More specifically, a cylindrical contact jig with a diameter of 20 mm was used to push the polyurethane foam to a strain of 40%, and the maximum measured value was read.
- OHv1 represents the hydroxyl value of the first polyol
- OHv2 represents the hydroxyl value of the second polyol
- OHv3 represents the hydroxyl value of the third polyol
- R EO1 represents the oxyethylene content of the first polyol
- R EO2 represents the oxyethylene content of the second polyol
- R EO3 represents the oxyethylene content of the third polyol.
- Polyol composition (a) (1) First Polyol A Polyoxyalkylene polyol (propylene oxide-ethylene oxide block copolymer, oxyethylene-terminated type), ratio of terminal oxyethylene units to total amount of oxyalkylene units (oxyethylene content) 15% by mass, average number of functional groups 3, number average molecular weight 5000, hydroxyl value 34 mgKOH/g
- Second Polyol B Polyoxyalkylene polyol, ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units (oxyethylene content) 0 mass%, ratio of oxypropylene units 100 mass%, average number of functional groups 2.9, hydroxyl value 32 mgKOH/g
- First polyol F Polyoxyalkylene polyol (oxyethylene-oxypropylene copolymer), ratio of oxyethylene units to the total amount of oxyalkylene units (oxyethylene content) 20% by mass, ratio of oxypropylene units 80% by mass, average number of functional groups 2, hydroxyl value 28 mgKOH/g
- Foam stabilizer 1 Product name: VORASURF SRX-294 (manufactured by Dow Toray Industries, Inc.), Si-C type silicone polyether copolymer
- Foam stabilizer 2 Product name: TEGOSTAB BF-2470 (manufactured by EVONIK), organosilicone surfactant
- water (foaming agent) was blended into the polyol component (premix) as an additive.
- the blending ratio of water (foaming agent) was 2.5 parts by mass per 100 parts by mass of the polyol composition.
- the blending ratio of water (foaming agent) was 2.3 parts by mass per 100 parts by mass of the polyol composition.
- a catalyst was blended as an additive into the polyol component (premix).
- the catalyst used was product name DABCO 33-LV (33 mass% diethylene glycol solution of triethylenediamine, manufactured by EVONIK).
- the blending ratio of product name DABCO 33-LV was 0.5 mass parts (solid content) per 100 mass parts of the polyol composition.
- the catalyst used was product name DABCO 33-LV (33 mass% diethylene glycol solution of triethylenediamine, manufactured by EVONIK) and product name DABCO T-9 (tin octoate, manufactured by Air Products and Chemicals).
- the blending ratio of product name DABCO 33-LV was 0.3 mass parts (solid content) per 100 mass parts of the polyol composition.
- the blending ratio of the product name DABCO T-9 was 0.1 parts by mass (solids content) per 100 parts by mass of the polyol composition.
- the polyol component (premix) and the polyisocyanate component were mixed according to the isocyanate index shown in Table 1.
- the isocyanate index was calculated using the following formula.
- Isocyanate index [isocyanate groups in urethane foam composition / active hydrogen groups in urethane foam composition] x 100
- the polyol composition, urethane foam composition, polyurethane foam and molded article of the present invention can be suitably used in the fields of daily necessities, automobiles, electronic materials, medical materials, clothing, and sanitary materials.
Landscapes
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Abstract
ポリオール組成物は、12~28質量%の第1ポリオール、12~28質量%の第2ポリオール、および、52~68質量%第3ポリオールを含む。第1ポリオールの平均官能基数は1.5~4.5、OH価は20~50mgKOH/g、オキシエチレン含有率は10~60質量%である。第2ポリオールの平均官能基数は1.5~4.5、OH価は20~70mgKOH/g、オキシエチレン含有率は10質量%未満である。第3ポリオールの平均官能基数は1.5~4.5、OH価は120~300mgKOH/g、オキシエチレン含有率は10質量%以上である。
Description
本発明は、ポリオール組成物、ウレタンフォーム組成物、ポリウレタンフォームおよび成形体に関する。
ポリウレタンフォームは、ポリイソシアネートとポリオールとを、触媒および発泡剤の存在下において、反応および発泡させることにより得られる。ポリウレタンフォームは、各種産業分野において、広範に使用されている。
例えば、ポリウレタンフォームは、家具類および寝具類(以下、家具寝具類)において、緩衝材として使用されている。家具寝具類としては、例えば、ベッド、マットレス、枕、ソファーおよび座布団が挙げられる。
ポリウレタンフォームとして、より具体的には、軟質ポリウレタンフォームが挙げられる。軟質ポリウレタンフォームの中で、好ましくは、低反発性に優れるポリウレタンフォーム(低反発性ポリウレタンフォーム)が挙げられる。すなわち、低反発性ポリウレタンフォームは、優れた体圧分散性を有しているため、体圧分布を良好に均等化できる。そのため、低反発性ポリウレタンフォームは、家具寝具類における緩衝材として、好適に使用される。
ポリウレタンフォームとして、例えば、特許文献1に記載される低反発性ウレタンフォームが、提案されている。この低反発性ウレタンフォームは、ウレタンフォーム組成物を反応させて得られる。ウレタンフォーム組成物は、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)、触媒(c)および発泡剤(d)を含有する。ポリオール(a)として、40質量部のポリオール(a)(2)(ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数3、水酸基価34mgKOH/g、オキシプロピレン含量100質量%)と、60質量部のポリオール(a)(9)(ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数3、水酸基価210mgKOH/g、オキシエチレン含量30質量%)とが併用される。また、ポリイソシアネート(b)として、トルエンジイソシアネートが使用される(例えば、下記特許文献1(実施例4)参照。)。
また、ポリウレタンフォームとして、特許文献2に記載される軟質ポリウレタンフォームも、提案されている。この軟質ポリウレタンフォームは、発泡ポリウレタン組成物の反応物からなる。発泡ポリウレタン組成物は、ポリオール成分とイソシアネート成分と発泡剤を少なくとも含む。ポリオール成分として、60質量部のポリエーテルポリオール(1)(平均官能基数3、水酸基価167mgKOH/g、エチレンオキサイド含有量50質量%)と、20質量部のポリエーテルポリオール(2)(平均官能基数3、水酸基価50mgKOH/g、エチレンオキサイド含有量75質量%)と、20質量部のポリエーテルポリオール(3)(平均官能基数3、水酸基価56mgKOH/g、エチレンオキサイド含有量0質量%)とが併用される。また、イソシアネート成分として、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)が使用される(例えば、下記特許文献2(実施例9)参照。)。
一方、ポリウレタンフォームの用途によっては、低反発性の向上を要求される場合がある。より具体的には、特許文献1の低反発性ウレタンフォームの反発弾性さらなる低下を要求される場合がある。
また、特許文献2に記載の軟質ポリウレタンフォームは、低反発性を有していない場合がある。また、特許文献2に記載の軟質ポリウレタンフォームの硬度は、比較的低温領域(例えば、10℃未満)において、大きく低下するという不具合がある。
そのため、各種産業分野では、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォームが、要求されている。
本発明は、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォームを製造できるポリオール組成物、そのポリオール組成物から得られるウレタンフォーム組成物、ポリウレタンフォームおよび成形体である。
本発明[1]は、第1ポリオール、第2ポリオール、および、第3ポリオールを含有し、前記第1ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、前記第1ポリオールの水酸基価が、20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であり、前記第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第1ポリオールの分子末端部のオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%以上60質量%以下であり、前記第2ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、前記第2ポリオールの水酸基価が、20mgKOH/g以上70mgKOH/g以下であり、前記第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第2ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%未満であり、前記第3ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、前記第3ポリオールの水酸基価が、120mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であり、前記第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第3ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%以上であり、前記第1ポリオール、前記第2ポリオールおよび前記第3ポリオールの総量に対して、前記第1ポリオールの含有割合が、12質量%以上28質量%以下であり、前記第2ポリオールの含有割合が、12質量%以上28質量%以下であり、前記第3ポリオールの含有割合が、52質量%以上68質量%以下である、ポリオール組成物を、含んでいる。
本発明[2]は、第1ポリオール、第2ポリオール、および、第3ポリオールを含有し、前記第1ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、前記第1ポリオールの水酸基価が、20mgKOH/g以上60mgKOH/g以下であり、前記第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第1ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%以上80質量%以下であり、前記第2ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、前記第2ポリオールの水酸基価が、20mgKOH/g以上70mgKOH/g以下であり、前記第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第2ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%未満であり、前記第3ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、前記第3ポリオールの水酸基価が、120mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であり、前記第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第3ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%以上であり、前記第1ポリオール、前記第2ポリオールおよび前記第3ポリオールの総量に対して、前記第1ポリオールの含有割合が、12質量%以上28質量%以下であり、前記第2ポリオールの含有割合が、12質量%以上28質量%以下であり、前記第3ポリオールの含有割合が、52質量%以上68質量%以下であり、前記第1ポリオールの水酸基価をOHv1(mgKOH/g)、前記第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対する前記第1ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合をREO1(質量%)、前記第2ポリオールの水酸基価をOHv2(mgKOH/g)、前記第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対する前記第2ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合をREO2(質量%)、前記第3ポリオールの水酸基価をOHv3(mgKOH/g)、前記第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対する前記第3ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合をREO3(質量%)としたとき、下記式(2)で示される距離X(mgKOH/g+質量%)が、80以下である、ポリオール組成物を、含んでいる。
距離X=({OHv2-[(OHv1+OHv3)/2]}2+{REO2-[(REO1+REO3)/2]}2)1/2・・・(2)
本発明[3]は、前記第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第1ポリオールの分子末端部のオキシエチレン単位の含有割合が、12質量%以上30質量%以下である、上記[1]または[2]に記載のポリオール組成物を、含んでいる。
本発明[4]は、前記第1ポリオールが、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体である、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載のポリオール組成物を、含んでいる。
本発明[5]は、前記第1ポリオールの数平均分子量が4100以上である、上記[1]~[4]のいずれか一項に記載のポリオール組成物を、含んでいる。
本発明[6]は、前記第1ポリオール、前記第2ポリオールおよび前記第3ポリオールの総量に対して、前記第1ポリオールの含有割合が、16質量%以上24質量%以下であり、前記第2ポリオールの含有割合が、16質量%以上24質量%以下であり、前記第3ポリオールの含有割合が、55質量%以上65質量%以下である、上記[1]~[5]のいずれか一項に記載のポリオール組成物を、含んでいる。
本発明[7]は、ポリウレタンフォームの製造に使用される、上記[1]~[6]のいずれか一項に記載のポリオール組成物を、含んでいる。
本発明[8]は、ポリオール組成物であって、前記ポリオール組成物の平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、前記ポリオール組成物の水酸基価が、80mgKOH/g以上120mgKOH/g以下であり、前記ポリオール組成物のオキシアルキレン単位の総量に対して、前記ポリオール組成物のオキシエチレン単位の含有割合が、15.0質量%以上17.3質量%以下である、ポリオール組成物を、含んでいる。
本発明[9]は、ポリオール成分と、ポリイソシアネート成分とを含有するウレタンフォーム組成物であり、前記ポリオール成分は、上記[1]~[8]のいずれか一項に記載のポリオール組成物を含有する、ウレタンフォーム組成物を、含んでいる。
本発明[10]は、上記[9]に記載のウレタンフォーム組成物を反応させて得られるポリウレタンフォームであり、前記ウレタンフォーム組成物は、ポリオール成分と、ポリイソシアネート成分とを含有し、前記ポリオール成分は、上記[9]に記載のポリオール組成物を含有し、前記ポリウレタンフォームは、-70℃~-30℃の温度範囲と、0℃~60℃の温度範囲と、に少なくとも1つのガラス転移点をそれぞれ有し、前記ガラス転移点を、振動数10ヘルツの動的粘弾性測定により測定されるtanδのピーク値として表わしたときに、-70℃~-30℃におけるtanδのピーク値が、0.10以下であり、0℃~60℃におけるtanδのピーク値が、0.30以上であり、-25℃におけるtanδの値が、0.095以上である、ポリウレタンフォームを、含んでいる。
本発明[11]は、-70℃~-30℃におけるtanδのピークの値が0.07以下であり、-25℃におけるtanδの値が0.10以上である、上記[10]に記載のポリウレタンフォームを、含んでいる。
本発明[12]は、前記ポリイソシアネート成分が、ジフェニルメタンジイソシアネート、および、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種のポリイソシアネート化合物を含有する、上記[10]または[11]のいずれか一項に記載のポリウレタンフォームを、含んでいる。
本発明[13]は、前記ウレタンフォーム組成物のイソシアネートインデックス([ウレタンフォーム組成物中のイソシアネート基/ウレタンフォーム組成物中の活性水素基]×100)が、50以上200以下である、上記[10]~[12]のいずれか一項に記載のポリウレタンフォームを、含んでいる。
本発明[14]は、上記[10]~[13]のいずれか一項に記載のポリウレタンフォームを含む、成形体を、含んでいる。
本発明[15]は、クッションまたはマットレスである、上記[14]に記載の成形体を、含んでいる。
本発明のポリオール組成物およびウレタンフォーム組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォームを製造できる。
本発明のポリウレタンフォームおよび成形体は、上記のポリオール組成物を使用して得られるため、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できる。
以下において、本発明の好ましい実施形態の一例を開示し、詳細に説明する。以下の説明および実施例は、実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。本発明において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。本発明において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。本発明に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。また、本発明に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。本発明において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。本発明において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。本発明において含有成分量を示す「%」は、特に断らない限り質量基準である。本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。本発明において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。本発明において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
1.ポリオール組成物
1)第1の実施形態
以下において、本発明の第1の実施形態について詳述する。
1)第1の実施形態
以下において、本発明の第1の実施形態について詳述する。
第1の実施形態において、ポリオール組成物は、第1ポリオール、第2ポリオール、および、第3ポリオールを含有する。好ましくは、ポリオール組成物は、第1ポリオール、第2ポリオール、および、第3ポリオールからなる。
(1)第1ポリオール
第1ポリオールは、後述する平均官能基数を有し、後述する水酸基数を有し、および、後述するオキシエチレン含有率を有するポリオールである。
第1ポリオールは、後述する平均官能基数を有し、後述する水酸基数を有し、および、後述するオキシエチレン含有率を有するポリオールである。
[第1ポリオールの構造]
第1ポリオールとしては、例えば、高分子量ポリオールが挙げられる。高分子量ポリオールは、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。高分子量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以上である。また、高分子量ポリオールの数平均分子量は、例えば、5000以下である。なお、数平均分子量は、公知のゲルパーミエーションクロマトグラフ法によって、ポリエチレングリコール換算分子量として求めることができる(以下同様)。
第1ポリオールとしては、例えば、高分子量ポリオールが挙げられる。高分子量ポリオールは、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。高分子量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以上である。また、高分子量ポリオールの数平均分子量は、例えば、5000以下である。なお、数平均分子量は、公知のゲルパーミエーションクロマトグラフ法によって、ポリエチレングリコール換算分子量として求めることができる(以下同様)。
高分子量ポリオールとして、より具体的には、ポリオキシアルキレン単位を有する高分子量ポリオールが挙げられる。ポリオキシアルキレン単位を有する高分子量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、ポリオキシアルキレンポリエステルポリオール、および、ビニル重合体含有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、アルキレンオキサイドの付加重合物が挙げられる。付加重合における開始剤として、例えば、低分子量ポリオールおよび低分子量ポリアミンが挙げられる。
低分子量ポリオールは、水酸基を2つ以上有する分子量400未満の化合物である。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、4価アルコール、5価アルコール、6価アルコール、7価アルコール、および、8価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、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,2-ブチレングリコール、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、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,2-トリメチルペンタンジオール、3,3-ジメチロールヘプタン、アルカン(C7~20)ジオール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、1,4-ジヒドロキシ-2-ブテン、2,6-ジメチル-1-オクテン-3,8-ジオール、ビスフェノールA、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、トリメチロールプロパン、および、トリイソプロパノールアミンが挙げられる。4価アルコールとしては、例えば、テトラメチロールメタン(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。5価アルコールとしては、例えば、キシリトールが挙げられる。6価アルコールとしては、例えば、ソルビトール、マンニトール、アリトール、イジトール、ダルシトール、アルトリトール、イノシトール、および、ジペンタエリスリトールが挙げられる。7価アルコールとしては、例えば、ペルセイトールが挙げられる。8価アルコールとしては、例えば、ショ糖が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。
低分子量ポリアミンは、アミノ基を2つ以上有する分子量400未満の化合物である。低分子量ポリアミンとしては、例えば、低分子量ジアミン、低分子量トリアミン、および、アミノ基を4個以上有する低分子量ポリアミンが挙げられる。低分子量ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、1,3-ブタンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン、3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミン(イソホロンジアミン)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン、2,5-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,6-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ヒドラジン、および、トリレンジアミンが挙げられる。低分子量トリアミンとしては、例えば、ジエチレントリアミンが挙げられる。アミノ基を4個以上有する低分子量ポリアミンとしては、例えば、トリエチレンテトラミン、および、テトラエチレンペンタミンが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。
アルキレンオキサイドとしては、例えば、炭素数2~12のアルキレンオキサイドが挙げられる。アルキレンオキサイドとして、より具体的には、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2-ブチレンオキサイド、1,3-ブチレンオキサイド、1,4-ブチレンオキサイド、2,3-ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、メチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、および、フェニルグリシジルエーテルが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。アルキレンオキサイドとして、好ましくは、炭素数2~8のアルキレンオキサイドが挙げられ、より好ましくは、炭素数2~4のアルキレンオキサイドが挙げられ、さらに好ましくは、炭素数2~3のアルキレンオキサイドが挙げられる。より具体的には、アルキレンオキサイドとして、好ましくは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2-ブチレンオキサイド、および、スチレンオキサイドが挙げられ、より好ましくは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、および、1,2-ブチレンオキサイドが挙げられ、さらに好ましくは、エチレンオキサイド、および、プロピレンオキサイドが挙げられる。とりわけ好ましくは、エチレンオキサイド、および、プロピレンオキサイドが併用される。
なお、開始剤(低分子量ポリオールおよび/または低分子量ポリアミン)にアルキレンオキサイドを付加重合させる方法は、特に制限されず、公知の方法が採用される。
アルキレンオキサイドの付加重合物は、繰り返し単位として、オキシアルキレン単位を有するポリオールである。オキシアルキレン単位は、例えば、上記のアルキレンオキサイドの種類に応じて決定される。オキシアルキレン単位として、好ましくは、オキシエチレン単位、オキシプロピレン単位、1,2-オキシブチレン単位、および、フェニルオキシエチレン単位が挙げられ、より好ましくは、オキシエチレン単位、オキシプロピレン単位、および、1,2-オキシブチレン単位が挙げられ、さらに好ましくは、オキシエチレン単位、および、オキシプロピレン単位が挙げられる。とりわけ好ましくは、オキシエチレン単位、および、オキシプロピレン単位が併用される。
アルキレンオキサイドの付加重合物としては、例えば、1種のアルキレンオキサイドの単独重合物、および、2種以上のアルキレンオキサイド共重合物が挙げられ、好ましくは、2種以上のアルキレンオキサイド共重合物が挙げられる。共重合物としては、例えば、ランダム共重合物およびブロック共重合物が挙げられ、好ましくは、ブロック共重合物が挙げられる。
ポリオキシアルキレンポリオールは、好ましくは、2種以上のアルキレンオキサイド共重合物を含有し、より好ましくは、2種以上のアルキレンオキサイド共重合物からなり、さらに好ましくは、2種のアルキレンオキサイド共重合物からなる。
ポリオキシアルキレンポリオールとして、より具体的には、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、および、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドの共重合体が挙げられる。プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドの共重合体としては、例えば、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのランダム共重合体、および、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。ポリオキシアルキレンポリオールとして、好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドの共重合体が挙げられ、より好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体が挙げられる。
プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体は、少なくとも1つのポリオキシエチレン部(EO部)と、少なくとも1つのポリオキシプロピレン部(PO部)とを備えている。ポリオキシエチレン部(EO部)は、複数のオキシエチレン単位を繰り返し単位として有する部である。また、ポリオキシプロピレン部(PO部)は、複数のオキシプロピレン単位を繰り返し単位として有する部である。
プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体としては、例えば、末端オキシエチレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体、および、末端オキシプロピレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体が挙げられる。末端オキシエチレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体としては、例えば、分子末端にポリオキシエチレン部を有するポリプロピレンポリオール(-PO部-EO部)が挙げられ、また、複数のポリオキシエチレン部と複数のポリオキシプロピレン部とを交互に有し、分子末端にオキシエチレン部を有するブロック共重合体(-PO部-EO部-PO部-EO部)も挙げられる。末端オキシプロピレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体としては、例えば、分子末端にポリオキシプロピレン部を有するポリエチレンポリオール(末端オキシプロピレン型、-EO部-PO部)が挙げられ、また、複数のポリオキシエチレン部と複数のポリオキシプロピレン部とを交互に有し、分子末端にポリオキシプロピレン部を有するブロック共重合体(-PO部-EO部-PO部)も挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体として、好ましくは、末端オキシエチレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体が挙げられる。
ポリオキシアルキレンポリエステルポリオールとしては、例えば、特公昭48-10078号公報に記載されるポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられ、より具体的には、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体が挙げられる。
ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体は、例えば、上記のポリオキシアルキレンポリオールに対し、ポリエステル鎖をブロック共重合させることによって、得られる。より具体的には、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体は、例えば、上記のポリオキシアルキレンポリオールに対し、公知のポリカルボン酸無水物およびアルキレンオキシド(環状エーテル化合物)を反応させることにより得られる。ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体は、例えば、一般式(1)で示される構造単位を有する。
(式中、R1およびR2はそれぞれ2価の炭化水素基であり、nは平均1より大きい数を示す。)
一般式(1)において、R1で示される2価の炭化水素残基としては、例えば、ポリカルボン酸の残基が挙げられる。一般式(1)において、R2で示される2価の炭化水素残基としては、例えば、環状エーテル化合物の残基が挙げられる。一般式(1)において、nは、平均1より大きい数を示し、好ましくは、平均1を超過し20以下を示す。
ビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールは、例えば、上記のポリオキシアルキレンポリオール中で、ビニルモノマーを分散重合させることにより得ることができる。
ビニルモノマーとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、スチレン、(メタ)アクリルアミド、シアン化ビニル、および、シアン化ビニリデンが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。ビニルモノマーとして、好ましくは、スチレンおよびシアン化ビニルが挙げられる。より好ましくは、スチレンおよびシアン化ビニルは、併用される。
ビニルモノマーの重合方法は、特に制限されない。例えば、上記のポリオキシアルキレンポリオールに、ビニルモノマーおよび公知のラジカル重合開始剤を配合する。そして、ポリオキシアルキレンポリオールで、ビニルモノマーをラジカル重合させる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸塩、有機過酸化物、および、アゾ系化合物が挙げられる。また、上記の重合では、必要により、添加剤を添加できる。添加剤としては、例えば、分散安定化剤および連鎖移動剤が挙げられる。
上記の重合により、ビニルモノマーの重合体(以下、ビニル重合体)が得られる。ビニル重合体は、ポリマー微粒子として、ポリオキシアルキレンポリオールに分散される。すなわち、上記の重合により、ビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールが得られる。なお、ポリマー微粒子において、ビニルモノマーの少なくとも一部は、ポリオキシアルキレンポリオールにグラフト重合していてもよい。
ビニル重合体の含有割合は、ビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールの総量に対して、例えば、2質量%以上、好ましくは、5質量%以上である。また、ビニル重合体の含有割合は、ビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールの総量に対して、例えば、50質量%以下、好ましくは、45質量%以下である。
低反発性および硬度変化の抑制の観点から、高分子量ポリオールとして、好ましくは、ポリオキシアルキレンポリオールが挙げられ、より好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドの共重合体が挙げられ、さらに好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体が挙げられ、とりわけ好ましくは、末端オキシエチレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体が挙げられる。
すなわち、第1ポリオールは、好ましくは、ポリオキシアルキレンポリオールであり、より好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドの共重合体であり、さらに好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体であり、とりわけ好ましくは、末端オキシエチレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体である。
[第1ポリオールの物性値]
第1ポリオールは、所定の平均官能基数を有し、所定の水酸基価を有し、および、所定のオキシエチレン含有率を有する。
第1ポリオールは、所定の平均官能基数を有し、所定の水酸基価を有し、および、所定のオキシエチレン含有率を有する。
第1ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、1.5以上、好ましくは、1.8以上、より好ましくは、2.0以上、さらに好ましくは、2.5以上である。また、第1ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、4.5以下、好ましくは,4.0以下、より好ましくは、3.5以下である。すなわち、第1ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、1.5以上4.5以下、好ましくは、1.8以上4.0以下、より好ましくは、2.0以上3.5以下、さらに好ましくは、2.5以上3.5以下である。第1ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。とりわけ、第1ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)が上記下限以上であれば、優れた圧縮永久歪みが得られる。また、第1ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)が上記上限以下であれば、優れた伸びおよび優れた硬度が両立され、優れた引張特性が得られる。なお、平均官能基数(平均水酸基数)は、ポリオールの原料の種類および仕込み処方から算出される(以下同様。)。
第1ポリオールの水酸基価は、20mgKOH/g以上、好ましくは、23mgKOH/g以上、より好ましくは、25mgKOH/g以上、さらに好ましくは、30mgKOH/g以上である。また、第1ポリオールの水酸基価は、50mgKOH/g以下、好ましくは、45mgKOH/g以下、より好ましくは、40mgKOH/g以下である。すなわち、第1ポリオールの水酸基価は、20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下、好ましくは、23mgKOH/g以上45mgKOH/g以下、より好ましくは、25mgKOH/g以上45mgKOH/g以下、さらに好ましくは、30mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である。第1ポリオールの水酸基価が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。なお、水酸基価は、JISK-1557-1(2007年)のアセチル価法の記載に準拠して測定される(以下同様。)。
第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、10質量%以上、好ましくは、11質量%以上、より好ましくは、12質量%以上、さらに好ましくは、13質量%以上である。また、第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下、より好ましくは、30質量%以下、さらに好ましくは、25質量%以下である。すなわち、第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、好ましくは、10質量%以上60質量%以下、好ましくは、11質量%以上50質量%以下、より好ましくは、12質量%以上30質量%以下、さらに好ましくは、13質量%以上25質量%以下である。
とりわけ、第1ポリオールが、末端オキシエチレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体である場合、第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、第1ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、10質量%以上、好ましくは、11質量%以上、より好ましくは、12質量%以上、さらに好ましくは、13質量%以上である。また、第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、第1ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下、より好ましくは、30質量%以下、さらに好ましくは、25質量%以下である。すなわち、第1ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、10質量%以上60質量%以下、好ましくは、11質量%以上50質量%以下、より好ましくは、12質量%以上30質量%以下、さらに好ましくは、13質量%以上25質量%以下である。第1ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。なお、オキシエチレン含有率は、ポリオールの原料の種類および仕込み処方から算出される。また、オキシエチレン含有率は、1H-NMR測定により求めることができる(以下同様。)。
第1ポリオールの数平均分子量(ポリエチレングリコール換算)は、例えば、400以上、好ましくは、1000以上、より好ましくは、2000以上、さらに好ましくは、3000以上、さらに好ましくは、4000を超過し、さらに好ましくは、4100以上、とりわけ好ましくは、4500以上である。また、第1ポリオールの数平均分子量(ポリエチレングリコール換算)は、例えば、15000以下、好ましくは、10000以下、より好ましくは、9000以下、さらに好ましくは、7000以下、さらに好ましくは、6000以下、さらに好ましくは、5800以下、とりわけ好ましくは、5500以下である。したがって、第1ポリオールの数平均分子量は、例えば、400以上15000以下、好ましくは、1000以上15000以下、より好ましくは、2000以上9000以下、さらに好ましくは、3000以上7000以下、さらに好ましくは4000を超過し6000以下、さらに好ましくは、4100以上5800以下、とりわけ好ましくは、4500以上5500以下である。なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析により、測定される(以下同様)。
[第1ポリオールの含有割合]
第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第1ポリオールの含有割合は、12質量%以上、好ましくは、14質量%以上、より好ましくは、16質量%以上、さらに好ましくは、18質量%以上である。また、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第1ポリオールの含有割合は、28質量%以下、好ましくは、26質量%以下、より好ましくは、24質量%以下、さらに好ましくは、22質量%以下である。すなわち、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第1ポリオールの含有割合は、12質量%以上28質量%以下、好ましくは、14質量%以上26質量%以下、より好ましくは、16質量%以上24質量%以下、さらに好ましくは、18質量%以上22質量%以下である。第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)tanδの負のピーク(谷)が生じる温度領域(後述)において、tanδの変動幅を比較的小さくできる。より具体的には、第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)の-70~-30℃におけるtanδのピーク値を0.1以下に調整でき、また、-25℃におけるtanδ値を0.095以上に調整できる。そのため、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。とりわけ、第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、優れた圧縮永久歪みを有するポリウレタンフォームが得られる。
第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第1ポリオールの含有割合は、12質量%以上、好ましくは、14質量%以上、より好ましくは、16質量%以上、さらに好ましくは、18質量%以上である。また、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第1ポリオールの含有割合は、28質量%以下、好ましくは、26質量%以下、より好ましくは、24質量%以下、さらに好ましくは、22質量%以下である。すなわち、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第1ポリオールの含有割合は、12質量%以上28質量%以下、好ましくは、14質量%以上26質量%以下、より好ましくは、16質量%以上24質量%以下、さらに好ましくは、18質量%以上22質量%以下である。第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)tanδの負のピーク(谷)が生じる温度領域(後述)において、tanδの変動幅を比較的小さくできる。より具体的には、第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)の-70~-30℃におけるtanδのピーク値を0.1以下に調整でき、また、-25℃におけるtanδ値を0.095以上に調整できる。そのため、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。とりわけ、第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、優れた圧縮永久歪みを有するポリウレタンフォームが得られる。
(2)第2ポリオール
第2ポリオールは、後述する平均官能基数を有し、後述する水酸基数を有し、および、後述するオキシエチレン含有率を有するポリオールである。
第2ポリオールは、後述する平均官能基数を有し、後述する水酸基数を有し、および、後述するオキシエチレン含有率を有するポリオールである。
[第2ポリオールの構造]
第2ポリオールとしては、例えば、上記した高分子量ポリオールが挙げられる。第2ポリオールとして、より具体的には、例えば、上記したポリオキシアルキレンポリオール、上記したポリオキシアルキレンポリエステルポリオール、および、上記したビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールが挙げられる。
第2ポリオールとしては、例えば、上記した高分子量ポリオールが挙げられる。第2ポリオールとして、より具体的には、例えば、上記したポリオキシアルキレンポリオール、上記したポリオキシアルキレンポリエステルポリオール、および、上記したビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールが挙げられる。
低反発性および硬度変化の抑制の観点から、高分子量ポリオールとして、好ましくは、ポリオキシアルキレンポリオールが挙げられ、より好ましくは、ポリオキシプロピレンポリオール、および、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドの共重合体が挙げられ、さらに好ましくは、後述するように、ポリオキシプロピレンポリオール(オキシエチレン含有率0質量%)が挙げられる。
すなわち、第2ポリオールは、好ましくは、ポリオキシアルキレンポリオールであり、より好ましくは、ポリオキシプロピレンポリオール、および/または、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドの共重合体であり、さらに好ましくは、後述するように、ポリオキシプロピレンポリオール(オキシエチレン含有率0質量%)である。
[第2ポリオールの物性値]
第2ポリオールは、所定の平均官能基数を有し、所定の水酸基価を有し、および、所定のオキシエチレン含有率を有する。
第2ポリオールは、所定の平均官能基数を有し、所定の水酸基価を有し、および、所定のオキシエチレン含有率を有する。
第2ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、1.5以上、好ましくは、1.8以上、より好ましくは、2.0以上、さらに好ましくは、2.5以上である。また、第2ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、4.5以下、好ましくは,4.0以下、より好ましくは、3.5以下である。すなわち、第2ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、1.5以上4.5以下、好ましくは、1.8以上4.0以下、より好ましくは、2.0以上3.5以下、さらに好ましくは、2.5以上3.5以下である。第2ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。とりわけ、第2ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)が上記下限以上であれば、優れた圧縮永久歪みが得られる。また、第2ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)が上記上限以下であれば、優れた伸びおよび優れた硬度が両立され、優れた引張特性が得られる。
第2ポリオールの水酸基価は、20mgKOH/g以上、好ましくは、23mgKOH/g以上、より好ましくは、25mgKOH/g以上、さらに好ましくは、30mgKOH/g以上である。また、第2ポリオールの水酸基価は、70mgKOH/g以下、好ましくは、60mgKOH/g以下、より好ましくは、50mgKOH/g以下である。すなわち、第2ポリオールの水酸基価は、20mgKOH/g以上70mgKOH/g以下、好ましくは、23mgKOH/g以上60mgKOH/g以下、より好ましくは、25mgKOH/g以上50mgKOH/g以下、さらに好ましくは、30mgKOH/g以上50mgKOH/g以下である。第2ポリオールの水酸基価が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。
第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、10質量%未満、好ましくは、5質量%未満、より好ましくは、2質量%未満である。なお、第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、0質量%以上である。すなわち、第2ポリオールは、オキシエチレン単位を含有していなくともよい。すなわち、第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、0質量%以上10質量%未満、好ましくは、0質量%以上5質量%未満、より好ましくは、0質量%以上2質量%未満である。
第2ポリオールは、とりわけ好ましくは、ポリオキシプロピレンポリオールである。なお、ポリオキシプロピレンポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、0質量%である。
第2ポリオールの数平均分子量(ポリエチレングリコール換算)は、例えば、400以上、好ましくは、1000以上、より好ましくは、2000以上、さらに好ましくは、3000以上である。また、第2ポリオールの数平均分子量(ポリエチレングリコール換算)は、例えば、15000以下、好ましくは、10000以下、より好ましくは、9000以下、さらに好ましくは、7000以下である。
第2ポリオールの平均官能基数、水酸基価および数平均分子量と、第1ポリオールの平均官能基数、水酸基価および数平均分子量とは、同程度であってもよい。
例えば、第2ポリオールの平均官能基数と、第1ポリオールの平均官能基数との差が、±0.5の範囲内であってもよい。また、例えば、第2ポリオールの水酸基価と、第1ポリオールの水酸基価との差が、±5mgKOH/gの範囲内であってもよい。また、例えば、第2ポリオールの数平均分子量と、第1ポリオールの数平均分子量との差が、±1000の範囲内であってもよい。
第2ポリオールの平均官能基数、水酸基価および数平均分子量と、第1ポリオールの平均官能基数、水酸基価および数平均分子量とが、同程度である場合、第2ポリオールと第1ポリオールとは、例えば、オキシエチレン含有率によって、区別される。
第2ポリオールのオキシエチレン含有率と、第1ポリオールのオキシエチレン含有率との差は、例えば、1質量%以上、好ましくは、3質量%以上、より好ましくは、5質量%以上、さらに好ましくは、10質量%以上、とりわけ好ましくは、15質量%以上である。また、第2ポリオールのオキシエチレン含有率と、第1ポリオールのオキシエチレン含有率との差は、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下、より好ましくは、40質量%以下、さらに好ましくは、30質量%以下、とりわけ好ましくは、20質量%以下である。すなわち、第2ポリオールのオキシエチレン含有率と、第1ポリオールのオキシエチレン含有率との差は、例えば、1質量%以上60質量%以下、好ましくは、3質量%以上50質量%以下、より好ましくは、5質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは、10質量%以上30質量%以下、とりわけ好ましくは、15質量%以上20質量%以下である。
[第2ポリオールの含有割合]
第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第2ポリオールの含有割合は、12質量%以上、好ましくは、14質量%以上、より好ましくは、16質量%以上、さらに好ましくは、18質量%以上である。また、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第2ポリオールの含有割合は、28質量%以下、好ましくは、26質量%以下、より好ましくは、24質量%以下、さらに好ましくは、22質量%以下である。すなわち、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第2ポリオールの含有割合は、12質量%以上28質量%以下、好ましくは、14質量%以上26質量%以下、より好ましくは、16質量%以上24質量%以下、さらに好ましくは、18質量%以上22質量%以下である。第2ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)tanδの負のピーク(谷)が生じる温度領域(後述)において、tanδの変動幅を比較的小さくできる。より具体的には、第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)の-70~-30℃におけるtanδのピーク値を0.1以下に調整でき、また、-25℃におけるtanδ値を0.095以上に調整できる。そのため、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。とりわけ、第2ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、優れた圧縮永久歪みを有するポリウレタンフォームが得られる。
第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第2ポリオールの含有割合は、12質量%以上、好ましくは、14質量%以上、より好ましくは、16質量%以上、さらに好ましくは、18質量%以上である。また、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第2ポリオールの含有割合は、28質量%以下、好ましくは、26質量%以下、より好ましくは、24質量%以下、さらに好ましくは、22質量%以下である。すなわち、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第2ポリオールの含有割合は、12質量%以上28質量%以下、好ましくは、14質量%以上26質量%以下、より好ましくは、16質量%以上24質量%以下、さらに好ましくは、18質量%以上22質量%以下である。第2ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)tanδの負のピーク(谷)が生じる温度領域(後述)において、tanδの変動幅を比較的小さくできる。より具体的には、第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)の-70~-30℃におけるtanδのピーク値を0.1以下に調整でき、また、-25℃におけるtanδ値を0.095以上に調整できる。そのため、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。とりわけ、第2ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、優れた圧縮永久歪みを有するポリウレタンフォームが得られる。
また、第1ポリオール100質量部に対して、第2ポリオールの含有割合は、例えば、10質量部以上、好ましくは、30質量部以上、より好ましくは、50質量部以上、さらに好ましくは、70質量部以上、とりわけ好ましくは、90質量部以上である。また、第1ポリオール100質量部に対して、第2ポリオールの含有割合は、例えば、500質量部以下、好ましくは、400質量部以下、より好ましくは、300質量部以下、さらに好ましくは、200質量部以下、とりわけ好ましくは、150質量部以下である。すなわち、第1ポリオール100質量部に対して、第2ポリオールの含有割合は、例えば、10質量部以上500質量部以下、好ましくは、30質量部以上400質量部以下、より好ましくは、50質量部以上300質量部以下、さらに好ましくは、70質量部以上200質量部以下、とりわけ好ましくは、90質量部以上150質量部以下である。
(2)第3ポリオール
第3ポリオールは、後述する平均官能基数を有し、後述する水酸基数を有し、および、後述するオキシエチレン含有率を有するポリオールである。
第3ポリオールは、後述する平均官能基数を有し、後述する水酸基数を有し、および、後述するオキシエチレン含有率を有するポリオールである。
[第3ポリオールの構造]
第3ポリオールとしては、例えば、上記した高分子量ポリオールが挙げられる。第3ポリオールとして、より具体的には、例えば、上記したポリオキシアルキレンポリオール、上記したポリオキシアルキレンポリエステルポリオール、および、上記したビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールが挙げられる。
第3ポリオールとしては、例えば、上記した高分子量ポリオールが挙げられる。第3ポリオールとして、より具体的には、例えば、上記したポリオキシアルキレンポリオール、上記したポリオキシアルキレンポリエステルポリオール、および、上記したビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールが挙げられる。
低反発性および硬度変化の抑制の観点から、高分子量ポリオールとして、好ましくは、ポリオキシアルキレンポリオールが挙げられ、より好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドの共重合体が挙げられ、さらに好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体が挙げられ、とりわけ好ましくは、末端オキシエチレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体が挙げられる。
すなわち、第3ポリオールは、好ましくは、ポリオキシアルキレンポリオールであり、好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドの共重合体であり、さらに好ましくは、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体であり、とりわけ好ましくは、末端オキシエチレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体である。
[第3ポリオールの物性値]
第3ポリオールは、所定の平均官能基数を有し、所定の水酸基価を有し、および、所定のオキシエチレン含有率を有する。
第3ポリオールは、所定の平均官能基数を有し、所定の水酸基価を有し、および、所定のオキシエチレン含有率を有する。
第3ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、1.5以上、好ましくは、1.8以上、より好ましくは、2.0以上、さらに好ましくは、2.5以上である。また、第3ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、4.5以下、好ましくは,4.0以下、より好ましくは、3.5以下である。すなわち、第3ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、1.5以上4.5以下、好ましくは、1.8以上4.0以下、より好ましくは、2.0以上3.5以下、さらに好ましくは、2.5以上3.5以下である。第3ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。とりわけ、第3ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)が上記下限以上であれば、優れた圧縮永久歪みが得られる。また、第3ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)が上記上限以下であれば、優れた伸びおよび優れた硬度が両立され、優れた引張特性が得られる。
第3ポリオールの水酸基価は、120mgKOH/g以上、好ましくは、125mgKOH/g以上、より好ましくは、130mgKOH/g以上である。また、第3ポリオールの水酸基価は、300mgKOH/g以下、好ましくは、250mgKOH/g以下、より好ましくは、200mgKOH/g以下、さらに好ましくは、160mgKOH/g以下である。すなわち、第3ポリオールの水酸基価は、120mgKOH/g以上300mgKOH/g以下、好ましくは、125mgKOH/g以上250mgKOH/g以下、より好ましくは、130mgKOH/g以上200mgKOH/g以下、さらに好ましくは、130mgKOH/g以上160mgKOH/g以下である。第3ポリオールの水酸基価が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。
第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、10質量%以上、好ましくは、15質量%以上、より好ましくは、18質量%以上、さらに好ましくは、20質量%以上である。また、第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、40質量%以下である。すなわち、第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、10質量%以上40質量%以下、好ましくは、15質量%以上40質量%以下、より好ましくは、18質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは、20質量%以上40質量%以下である。
とりわけ、第3ポリオールが、末端オキシエチレン型のプロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体である場合、第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、第3ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、1質量%以上、好ましくは、5質量%以上、より好ましくは、10質量%以上、さらに好ましくは、15質量%以上である。また、第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、第3ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、40質量%以下である。すなわち、第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、第3ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、1質量%以上40質量%以下、好ましくは、5質量%以上40質量%以下、より好ましくは、10質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは、15質量%以上40質量%以下である。第3ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。
第3ポリオールの数平均分子量(ポリエチレングリコール換算)は、例えば、400以上、好ましくは、600以上、より好ましくは、800以上、さらに好ましくは、1000以上である。また、第3ポリオールの数平均分子量(ポリエチレングリコール換算)は、例えば、5000以下、好ましくは、3000以下、より好ましくは、2000以下、さらに好ましくは、1500以下である。
第3ポリオールの平均官能基数およびオキシエチレン含有率と、第1ポリオールの平均官能基数およびオキシエチレン含有率とは、同程度であってもよい。
例えば、第3ポリオールの平均官能基数と、第1ポリオールの平均官能基数との差が、±0.5の範囲内であってもよい。また、例えば、第3ポリオールのオキシエチレン含有率と、第1ポリオールのオキシエチレン含有率との差が、±10質量%の範囲内であってもよい。
第3ポリオールの平均官能基数およびオキシエチレン含有率と、第1ポリオールの平均官能基数およびオキシエチレン含有率とが、同程度である場合、第3ポリオールと第1ポリオールとは、例えば、水酸基価および数平均分子量によって、区別される。
第3ポリオールの水酸基価と、第1ポリオールの水酸基価との差は、例えば、70mgKOH/g以上、好ましくは、90mgKOH/g以上、より好ましくは、100mgKOH/g以上、さらに好ましくは、110mgKOH/g以上である。また、第3ポリオールの水酸基価と、第1ポリオールの水酸基価との差は、例えば、280mgKOH/g以下、好ましくは、200mgKOH/g以下、より好ましくは、180mgKOH/g以下、さらに好ましくは、150mgKOH/g以下である。すなわち、第3ポリオールの水酸基価と、第1ポリオールの水酸基価との差は、例えば、70mgKOH/g以上280mgKOH/g以下、好ましくは、90mgKOH/g以上200mgKOH/g以下、より好ましくは、100mgKOH/g以上180mgKOH/g以下、さらに好ましくは、110mgKOH/g以上150mgKOH/g以下である。
第3ポリオールの数平均分子量と、第1ポリオールの数平均分子量との差は、例えば、500以上、好ましくは、1000以上、より好ましくは、2000以上、さらに好ましくは、3000以上である。また、第3ポリオールの数平均分子量と、第1ポリオールの数平均分子量との差は、例えば、14000以下、好ましくは、10000以下、より好ましくは、8000以下、さらに好ましくは、5000以下である。
[第3ポリオールの含有割合]
第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第3ポリオールの含有割合は、52質量%以上、好ましくは、54質量%以上、より好ましくは、55質量%以上、さらに好ましくは、56質量%以上、とりわけ好ましくは、58質量%以上である。また、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第3ポリオールの含有割合は、68質量%以下、好ましくは、65質量%以下、より好ましくは、63質量%以下、さらに好ましくは、61質量%以下である。すなわち、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第3ポリオールの含有割合は、52質量%以上68質量%以下、好ましくは、54質量%以上65質量%以下、より好ましくは、55質量%以上63質量%以下、さらに好ましくは、56質量%以上63質量%以下、とりわけ好ましくは、58質量%以上61質量%以下である。第3ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)tanδの負のピーク(谷)が生じる温度領域(後述)において、tanδの変動幅を比較的小さくできる。より具体的には、第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)の-70~-30℃におけるtanδのピーク値を0.1以下に調整でき、また、-25℃におけるtanδ値を0.095以上に調整できる。そのため、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。
第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第3ポリオールの含有割合は、52質量%以上、好ましくは、54質量%以上、より好ましくは、55質量%以上、さらに好ましくは、56質量%以上、とりわけ好ましくは、58質量%以上である。また、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第3ポリオールの含有割合は、68質量%以下、好ましくは、65質量%以下、より好ましくは、63質量%以下、さらに好ましくは、61質量%以下である。すなわち、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第3ポリオールの含有割合は、52質量%以上68質量%以下、好ましくは、54質量%以上65質量%以下、より好ましくは、55質量%以上63質量%以下、さらに好ましくは、56質量%以上63質量%以下、とりわけ好ましくは、58質量%以上61質量%以下である。第3ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)tanδの負のピーク(谷)が生じる温度領域(後述)において、tanδの変動幅を比較的小さくできる。より具体的には、第1ポリオールの含有割合が上記範囲であれば、ポリウレタンフォーム(後述)の-70~-30℃におけるtanδのピーク値を0.1以下に調整でき、また、-25℃におけるtanδ値を0.095以上に調整できる。そのため、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。
また、第1ポリオール100質量部に対して、第3ポリオールの含有割合は、例えば、50質量部以上、好ましくは、100質量部以上、より好ましくは、200質量部以上、さらに好ましくは、250質量部以上、とりわけ好ましくは、280質量部以上である。また、第1ポリオール100質量部に対して、第3ポリオールの含有割合は、例えば、1000質量部以下、好ましくは、800質量部以下、より好ましくは、600質量部以下、さらに好ましくは、500質量部以下、とりわけ好ましくは、350質量部以下である。すなわち、第1ポリオール100質量部に対して、第3ポリオールの含有割合は、例えば、50質量部以上1000質量部以下、好ましくは、100質量部以上800質量部以下、より好ましくは、200質量部以上600質量部以下、さらに好ましくは、250質量部以上500質量部以下、とりわけ好ましくは、280質量部以上350質量部以下である。
(4)その他のポリオール
ポリオール組成物は、必要により、その他のポリオールを含むことができる。その他のポリオールは、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールを除くポリオールである。その他のポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオール、および、高分子量ポリオール(第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールを除く)が挙げられる。
ポリオール組成物は、必要により、その他のポリオールを含むことができる。その他のポリオールは、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールを除くポリオールである。その他のポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオール、および、高分子量ポリオール(第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールを除く)が挙げられる。
低分子量ポリオールとしては、上記の低分子量ポリオールが挙げられ、より具体的には、上記2価アルコール、上記3価アルコール、上記4価アルコール、上記5価アルコール、上記6価アルコール、上記7価アルコール、および、上記8価アルコールが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。
高分子量ポリオール(第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールを除く)としては、例えば、ポリオキシアルキレン単位を有しない高分子量ポリオールが挙げられる。ポリオキシアルキレン単位を有しない高分子量ポリオールとしては、例えば、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、および、アクリルポリオールが挙げられる。高分子量ポリオールは、特に制限されず、公知の方法で製造される。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。
その他のポリオールは、単独使用または2種類以上併用できる。なお、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を得る観点から、その他のポリオールは、好ましくは、ポリオキシアルキレン単位を有する高分子量ポリオール(第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールを除く)を含有しない。
その他のポリオールは、例えば、第1ポリオールに予め混合されていてもよく、第2ポリオールに予め混合されていてもよく、第3ポリオールに予め混合されていてもよい。また、その他のポリオールは、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの混合時に配合されていてもよい。さらに、その他のポリオールは、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの混合物に対して、別途添加されていてもよい。
その他のポリオールの含有割合は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、適宜設定される。例えば、ポリオール組成物の総量に対して、その他のポリオールの含有割合は、例えば、30質量%以下、好ましくは、20質量%以下、より好ましくは、10質量%以下、とりわけ好ましくは、0質量%である。すなわち、ポリオール組成物は、好ましくは、その他のポリオールを含有しない。
(5)ポリオール組成物の製造
ポリオール組成物の製造方法は、特に制限されない。例えば、まず、上記の割合で、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールとを、それぞれ準備する。また、必要により、その他のポリオールを、準備する。そして、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールと、必要により準備されるその他のポリオールとを、公知の方法で混合する。これにより、ポリオール組成物が得られる。
ポリオール組成物の製造方法は、特に制限されない。例えば、まず、上記の割合で、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールとを、それぞれ準備する。また、必要により、その他のポリオールを、準備する。そして、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールと、必要により準備されるその他のポリオールとを、公知の方法で混合する。これにより、ポリオール組成物が得られる。
ポリオール組成物の平均官能基数(平均水酸基数)は、例えば、1.5以上、好ましくは、1.8以上、より好ましくは、2.0以上、さらに好ましくは、2.3以上、とりわけ好ましくは、2.8以上である。また、ポリオール組成物の平均官能基数(平均水酸基数)は、例えば、4.5以下、好ましくは,4.2以下、より好ましくは、4.0以下、さらに好ましくは、3.7以下、とりわけ好ましくは、3.3以下である。すなわち、ポリオール組成物の平均官能基数(平均水酸基数)は、例えば、1.5以上4.5以下、好ましくは、1.8以上4.2以下、より好ましくは、2.0以上4.0以下、さらに好ましくは、2.3以上3.7以下、とりわけ好ましくは、2.8以上3.3以下である。ポリオール組成物の平均官能基数(平均水酸基数)が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。なお、ポリオール組成物の平均官能基数は、ポリオール組成物に含まれる各ポリオールの平均官能基数の、mol基準の加重平均値である。平均官能基数のmol基準の加重平均値は、各ポリオールの物質量比(mol%)に基づいて、公知の方法で算出される。
ポリオール組成物の水酸基価は、例えば、80mgKOH/g以上、好ましくは、85mgKOH/g以上、より好ましくは、90mgKOH/g以上、さらに好ましくは、95mgKOH/g以上、とりわけ好ましくは、98mgKOH/g以上である。また、ポリオール組成物の水酸基価は、例えば、120mgKOH/g以下、好ましくは、115mgKOH/g以下、より好ましくは、110mgKOH/g以下、さらに好ましくは、105mgKOH/g以下、とりわけ好ましくは、102mgKOH/g以下である。すなわち、ポリオール組成物の水酸基価は、例えば、80mgKOH/g以上120mgKOH/g以下、好ましくは、85mgKOH/g以上115mgKOH/g以下、より好ましくは、90mgKOH/g以上110mgKOH/g以下、さらに好ましくは、95mgKOH/g以上105mgKOH/g以下、とりわけ好ましくは、98mgKOH/g以上102mgKOH/g以下である。ポリオール組成物の水酸基価が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。なお、ポリオール組成物の水酸基価は、ポリオール組成物に含まれる各ポリオールの水酸基価の、質量基準の加重平均値である。水酸基価の質量基準の加重平均値は、各ポリオールの質量比(質量%)に基づいて、公知の方法で算出される。
ポリオール組成物のオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、15.0質量%以上、好ましくは、15.1量%以上、より好ましくは、15.2質量%以上である。また、ポリオール組成物のオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、17.3質量%以下、好ましくは、17.2質量%以下、より好ましくは,17.1質量%以下である。すなわち、ポリオール組成物のオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、15.0質量%以上17.3質量%以下、好ましくは、15.1量%以上17.2質量%以下、より好ましくは、15.2質量%以上17.1質量%以下である。なお、ポリオール組成物のオキシエチレン含有率は、ポリオール組成物に含まれる各ポリオールのオキシエチレン含有率の、質量基準の加重平均値である。オキシエチレン含有率の質量基準の加重平均値は、各ポリオールの質量比(質量%)に基づいて、公知の方法で算出される。
(6)作用効果
上記のポリオール組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を製造できる。
上記のポリオール組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を製造できる。
より具体的には、上記のポリオール組成物は、所定の割合で、第2ポリオールおよび第3ポリオールを含有する。第2ポリオールおよび第3ポリオールは、それぞれ、上記の平均官能基数と、上記の水酸基価と、上記のオキシエチレン含有率とを有する。
そのため、上記のポリオール組成物を使用して得られるポリウレタンフォーム(後述)は、好ましくは、所定の温度領域において、少なくとも2つのガラス転移点を有している。ガラス転移点は、後述するように、振動数10ヘルツの圧縮モードにおける動的粘弾性測定により測定されるtanδのピーク値(正のピーク)として示される。換言すると、上記のポリオール組成物を使用して得られるポリウレタンフォーム(後述)は、好ましくは、所定の温度領域において、tanδのピーク値を、少なくとも2つ有している。
このようなポリウレタンフォーム(後述)は、第2ポリオールおよび第3ポリオールに由来して、優れた低反発性および優れた硬度を有する。
一方、単に、第2ポリオールおよび第3ポリオールが併用され、第1ポリオールが使用されない場合、少なくとも2つのtanδのピーク(正のピーク)の間において、tanδの値が低下し、tanδの負のピーク(谷)が生じる場合がある。
すなわち、比較的低温領域(tanδのピーク(正のピーク)の間)において、tanδの変動が比較的大きくなる場合がある。このような場合、ポリウレタンフォームの硬度の変動も、tanδの変動に応じて、比較的大きくなる。
つまり、第2ポリオールおよび第3ポリオールが併用され、第1ポリオールが使用されない場合、比較的低温領域(tanδのピーク(正のピーク)の間)における硬度変化を抑制できない場合があり、ポリウレタンフォームの高硬度化を惹起する場合がある。
これに対して、上記のポリオール組成物は、第2ポリオールおよび第3ポリオールに加えて、所定の割合で、第1ポリオールを含有する。第1ポリオールは、上記の平均官能基数と、上記の水酸基価と、上記のオキシエチレン含有率とを有する。
第1ポリオールは、温度変化に応じたポリウレタンフォームの相変化を抑制できるため、上記のtanδのピーク(正のピーク)の間における、tanδの値の低下を抑制できる。
つまり、第1ポリオールは、比較的低温領域(tanδのピーク(正のピーク)の間)におけるtanδの変動を、抑制できる。そのため、上記のポリオール組成物を使用して得られるポリウレタンフォーム(後述)は、比較的低温領域において、硬度の変動を抑制できる。
すなわち、上記のポリオール組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を製造できる。
さらに、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールが、上記の割合で併用されていれば、ポリウレタンフォーム(後述)は、優れたヘルスバブル性を有する。すなわち、ポリウレタンフォーム(後述)の製造において、フォーム内部に発生した気体が、セル膜を破り、ポリウレタンフォーム(後述)から排出される。そのため、ポリウレタンフォーム(後述)は、連通化工程に供されなくても、優れた通気性を有する。
そのため、上記のポリオール組成物は、好ましくは、ポリウレタンフォームの製造に使用され、より好ましくは、低反発性ポリウレタンフォームの製造に使用される。
換言すると、上記のポリオール組成物は、好ましくは、ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物であり、より好ましくは、低反発性ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物である。
2)第2の実施形態
以下において、本発明の第2の実施形態について詳述する。なお、以下に詳述しない要素に関しては、上記の第1の実施形態と同じである。
以下において、本発明の第2の実施形態について詳述する。なお、以下に詳述しない要素に関しては、上記の第1の実施形態と同じである。
第2の実施形態において、ポリオール組成物は、第1ポリオール、第2ポリオール、および、第3ポリオールを含有する。好ましくは、ポリオール組成物は、第1ポリオール、第2ポリオール、および、第3ポリオールからなる。
(1)第1ポリオール
第2の実施形態において、第1ポリオールとしては、例えば、第1の実施形態として上記した高分子量ポリオールが挙げられる。第1ポリオールは、後述する平均官能基数を有し、後述する水酸基数を有し、および、後述するオキシエチレン含有率を有するポリオールである。
第2の実施形態において、第1ポリオールとしては、例えば、第1の実施形態として上記した高分子量ポリオールが挙げられる。第1ポリオールは、後述する平均官能基数を有し、後述する水酸基数を有し、および、後述するオキシエチレン含有率を有するポリオールである。
第1ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、1.5以上、好ましくは、1.8以上、より好ましくは、2.0以上、さらに好ましくは、2.5以上である。また、第1ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、4.5以下、好ましくは,4.0以下、より好ましくは、3.5以下である。すなわち、第1ポリオールの平均官能基数(平均水酸基数)は、1.5以上4.5以下、好ましくは、1.8以上4.0以下、より好ましくは、2.0以上3.5以下、さらに好ましくは、2.5以上3.5以下である。
第1ポリオールの水酸基価は、20mgKOH/g以上、好ましくは、23mgKOH/g以上、より好ましくは、25mgKOH/g以上、さらに好ましくは、30mgKOH/g以上である。また、第1ポリオールの水酸基価は、60mgKOH/g以下、好ましくは、58mgKOH/g以下、より好ましくは、55mgKOH/g以下である。すなわち、第1ポリオールの水酸基価は、20mgKOH/g以上60mgKOH/g以下、好ましくは、23mgKOH/g以上58mgKOH/g以下、より好ましくは、25mgKOH/g以上55mgKOH/g以下、さらに好ましくは、30mgKOH/g以上55mgKOH/g以下である。
第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、10質量%以上、好ましくは、11質量%以上、より好ましくは、12質量%以上、さらに好ましくは、13質量%以上である。また、第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、80質量%以下、好ましくは、78質量%以下、より好ましくは、75質量%以下である。すなわち、第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、好ましくは、10質量%以上80質量%以下、好ましくは、11質量%以上78質量%以下、より好ましくは、12質量%以上75質量%以下、さらに好ましくは、13質量%以上75質量%以下である。
第1ポリオールの数平均分子量(ポリエチレングリコール換算)は、例えば、400以上、好ましくは、1000以上、より好ましくは、2000以上、さらに好ましくは、3000以上、さらに好ましくは、4000を超過し、さらに好ましくは、4100以上、とりわけ好ましくは、4500以上である。また、第1ポリオールの数平均分子量(ポリエチレングリコール換算)は、例えば、15000以下、好ましくは、10000以下、より好ましくは、9000以下、さらに好ましくは、7000以下、さらに好ましくは、6000以下、さらに好ましくは、5800以下、とりわけ好ましくは、5500以下である。したがって、第1ポリオールの数平均分子量は、例えば、400以上15000以下、好ましくは、1000以上15000以下、より好ましくは、2000以上9000以下、さらに好ましくは、3000以上7000以下、さらに好ましくは4000を超過し6000以下、さらに好ましくは、4100以上5800以下、とりわけ好ましくは、4500以上5500以下である。
第2の実施形態において、第1ポリオールの含有割合は、上記した第1の実施形態における第1ポリオールの含有割合と同じである。より具体的には、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第1ポリオールの含有割合は、12質量%以上、好ましくは、14質量%以上、より好ましくは、16質量%以上、さらに好ましくは、18質量%以上である。また、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの総量に対して、第1ポリオールの含有割合は、28質量%以下、好ましくは、26質量%以下、より好ましくは、24質量%以下、さらに好ましくは、22質量%以下である。
(2)第2ポリオール
第2の実施形態において、第2ポリオールとしては、例えば、第1の実施形態として上記した第2ポリオールと同じである。すなわち、第2ポリオールは、上記した平均官能基数を有し、上記した水酸基数を有し、および、上記したオキシエチレン含有率を有する。また、第2ポリオールは、例えば、上記した数平均分子量を有する。第2の実施形態において、第2ポリオールの含有割合は、上記した第1の実施形態における第2ポリオールの含有割合と同じである。
第2の実施形態において、第2ポリオールとしては、例えば、第1の実施形態として上記した第2ポリオールと同じである。すなわち、第2ポリオールは、上記した平均官能基数を有し、上記した水酸基数を有し、および、上記したオキシエチレン含有率を有する。また、第2ポリオールは、例えば、上記した数平均分子量を有する。第2の実施形態において、第2ポリオールの含有割合は、上記した第1の実施形態における第2ポリオールの含有割合と同じである。
(3)第3ポリオール
第2の実施形態において、第3ポリオールとしては、例えば、第1の実施形態として上記した第3ポリオールと同じである。すなわち、第3ポリオールは、上記した平均官能基数を有し、上記した水酸基数を有し、および、上記したオキシエチレン含有率を有する。また、第3ポリオールは、例えば、上記した数平均分子量を有する。第2の実施形態において、第3ポリオールの含有割合は、上記した第1の実施形態における第3ポリオールの含有割合と同じである。
第2の実施形態において、第3ポリオールとしては、例えば、第1の実施形態として上記した第3ポリオールと同じである。すなわち、第3ポリオールは、上記した平均官能基数を有し、上記した水酸基数を有し、および、上記したオキシエチレン含有率を有する。また、第3ポリオールは、例えば、上記した数平均分子量を有する。第2の実施形態において、第3ポリオールの含有割合は、上記した第1の実施形態における第3ポリオールの含有割合と同じである。
(4)その他のポリオール
ポリオール組成物は、必要により、その他のポリオールを含むことができる。その他のポリオールの種類および含有割合は、上記の第1の実施形態におけるその他のポリオールの種類および含有割合と同様である。
ポリオール組成物は、必要により、その他のポリオールを含むことができる。その他のポリオールの種類および含有割合は、上記の第1の実施形態におけるその他のポリオールの種類および含有割合と同様である。
(5)距離X
第2の実施形態において、第1ポリオールの水酸基価およびオキシエチレン含有率と、第2ポリオールの水酸基価およびオキシエチレン含有率と、第3ポリオールの水酸基価およびオキシエチレン含有率とが、所定の関係を満たす。
第2の実施形態において、第1ポリオールの水酸基価およびオキシエチレン含有率と、第2ポリオールの水酸基価およびオキシエチレン含有率と、第3ポリオールの水酸基価およびオキシエチレン含有率とが、所定の関係を満たす。
より具体的には、第2の実施形態では、下記式(2)で示されるパラメータが、所定値以下である。なお、以下において、下記式(2)で示されるパラメータを「距離X(mgKOH/g+質量%)」と称する。距離Xの単位「mgKOH/g+質量%」を、以下において、省略する。
距離X=({OHv2-[(OHv1+OHv3)/2]}2+{REO2-[(REO1+REO3)/2]}2)1/2・・・(2)
なお、上記式(2)において、第1ポリオールの水酸基価をOHv1(mgKOH/g)、第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対する第1ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合をREO1(質量%)、第2ポリオールの水酸基価をOHv2(mgKOH/g)、第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対する第2ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合をREO2(質量%)、第3ポリオールの水酸基価をOHv3(mgKOH/g)、第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対する第3ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合をREO3(質量%)とする。
すなわち、上記式(2)において、OHv1は、第1ポリオールの水酸基価を示し、OHv2は、第2ポリオールの水酸基価を示し、OHv3は、第3ポリオールの水酸基価を示す。また、上記式(2)において、REO1は、第1ポリオールのオキシエチレン含有率を示し、REO2は、第2ポリオールのオキシエチレン含有率を示し、REO3は、第3ポリオールのオキシエチレン含有率を示す。
上記式(2)で示される距離Xは、第1ポリオールの親水性および疎水性の度合いと、第2ポリオールの親水性および疎水性の度合いと、第3ポリオールの親水性および疎水性の度合いとの近さを示す指標である。
より具体的には、x軸をポリオキシエチレン含有率とし、y軸を水酸基価としたx-y平面において、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールのそれぞれをプロットした場合、第1ポリオールと第3ポリオールとの中間点と、第2ポリオールとの間の距離Xが、上記式(2)により算出される。
そして、上記の距離Xの具体的な値は、所定値以下である。より具体的には、距離Xは、80以下、好ましくは、75以下、より好ましくは、70以下、さらに好ましくは、65以下である。また、距離Xの下限は、特に制限されない。例えば、距離Xは、例えば、5以上であってもよく、例えば、10以上であってもよく、例えば、15以上であってもよい。なわち、距離Xは、例えば、5以上80以下、好ましくは、10以上80以下、より好ましくは、15以上80以下、さらに好ましくは、10以上75以下、さらに好ましくは、15以上70以下、とりわけ好ましくは、15以上65以下である。
距離Xは、上記式(2)により、第1ポリオールの水酸基価およびオキシエチレン含有率と、第2ポリオールの水酸基価およびオキシエチレン含有率と、第3ポリオールの水酸基価およびオキシエチレン含有率とから、算出される。
なお、ポリオール組成物が、複数種類の第1ポリオール、複数種類の第2ポリオール、および/または、複数種類の第3ポリオールを含有する場合、上記式(2)において、水酸基として、水酸基の質量基準の加重平均値が用いられ、また、オキシエチレン含有率として、オキシエチレン含有率の質量基準の加重平均値が用いられる。
より具体的には、複数種類の第1ポリオールが併用される場合、上記式(2)において、OHv1は、各第1ポリオールの水酸基価の質量基準の加重平均値を示し、REO1は、各第1ポリオールのオキシエチレン含有率の質量基準の加重平均値を示す。また、複数種類の第2ポリオールが併用される場合、上記式(2)において、OHv2は、各第2ポリオールの水酸基価の質量基準の加重平均値を示し、REO2は、各第2ポリオールのオキシエチレン含有率の質量基準の加重平均値を示す。また、複数種類の第3ポリオールが併用される場合、上記式(2)において、OHv3は、各第3ポリオールの水酸基価の質量基準の加重平均値を示し、REO3は、各第1ポリオールのオキシエチレン含有率の質量基準の加重平均値を示す。
(5)ポリオール組成物の製造
ポリオール組成物の製造方法は、特に制限されない。例えば、上記式(2)で示される距離Xが上記所定値以上となるように、第1ポリオールと第2ポリオールと第3ポリオールとを選択する。そして、上記の割合で、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールとを、それぞれ準備する。また、必要により、その他のポリオールを、準備する。そして、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールと、必要により準備されるその他のポリオールとを、公知の方法で混合する。これにより、ポリオール組成物が得られる。
ポリオール組成物の製造方法は、特に制限されない。例えば、上記式(2)で示される距離Xが上記所定値以上となるように、第1ポリオールと第2ポリオールと第3ポリオールとを選択する。そして、上記の割合で、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールとを、それぞれ準備する。また、必要により、その他のポリオールを、準備する。そして、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールと、必要により準備されるその他のポリオールとを、公知の方法で混合する。これにより、ポリオール組成物が得られる。
(6)作用効果
上記のポリオール組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を製造できる。
上記のポリオール組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を製造できる。
より具体的には、上記のポリオール組成物において、上記式(2)で示される距離Xは、上記の所定値以下である。距離Xが所定値以下であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォームを製造できる。
すなわち、上記式(2)で示される距離Xが比較的大きい場合、上記の距離Xは、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールにおいて、親水性の度合いおよび疎水性の度合いが比較的遠いことを示す。このような場合、ポリオール組成物中において、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの相分離の度合いは、比較的大きい。そのため、後述するポリウレタンフォームの製造時における相分離の速度が比較的大きい。その結果、比較的大きいセル径を有し、比較的高い反発性を有するポリウレタンフォームが得られるものと推察される。
これに対して、上記式(2)で示される距離Xが比較的小さい場合、上記の距離Xは、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールにおいて、親水性の度合いおよび疎水性の度合いが比較的近いことを示す。このような場合、ポリオール組成物中において、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールの相分離の度合いは、比較的小さい。そのため、後述するポリウレタンフォームの製造時における相分離の速度が比較的小さい。その結果、比較的小さいセル径を有し、比較的低い反発性を有するポリウレタンフォームが得られるものと推察される。
3)第3の実施形態
以下において、本発明の第3の実施形態について詳述する。なお、以下に詳述しない要素に関しては、上記の第1の実施形態と同じである。
以下において、本発明の第3の実施形態について詳述する。なお、以下に詳述しない要素に関しては、上記の第1の実施形態と同じである。
(1)ポリオール組成物の物性値
第3の実施形態において、ポリオール組成物は、所定の平均官能基数を有し、所定の水酸基数を有し、かつ、所定のオキシエチレン含有率を有する。
第3の実施形態において、ポリオール組成物は、所定の平均官能基数を有し、所定の水酸基数を有し、かつ、所定のオキシエチレン含有率を有する。
より具体的には、ポリオール組成物の平均官能基数(平均水酸基数)は、例えば、1.5以上、好ましくは、1.8以上、より好ましくは、2.0以上、さらに好ましくは、2.3以上、とりわけ好ましくは、2.8以上である。また、ポリオール組成物の平均官能基数(平均水酸基数)は、例えば、4.5以下、好ましくは,4.2以下、より好ましくは、4.0以下、さらに好ましくは、3.7以下、とりわけ好ましくは、3.3以下である。すなわち、ポリオール組成物の平均官能基数(平均水酸基数)は、例えば、1.5以上4.5以下、好ましくは、1.8以上4.2以下、より好ましくは、2.0以上4.0以下、さらに好ましくは、2.3以上3.7以下、とりわけ好ましくは、2.8以上3.3以下である。ポリオール組成物の平均官能基数(平均水酸基数)が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。なお、ポリオール組成物の平均官能基数は、ポリオール組成物に含まれる各ポリオールの平均官能基数の加重平均値である。平均官能基数の加重平均値は、各ポリオールの物質量比(mol%)に基づいて、公知の方法で算出される。
ポリオール組成物の水酸基価は、例えば、80mgKOH/g以上、好ましくは、85mgKOH/g以上、より好ましくは、90mgKOH/g以上、さらに好ましくは、95mgKOH/g以上、とりわけ好ましくは、98mgKOH/g以上である。また、ポリオール組成物の水酸基価は、例えば、120mgKOH/g以下、好ましくは、115mgKOH/g以下、より好ましくは、110mgKOH/g以下、さらに好ましくは、105mgKOH/g以下、とりわけ好ましくは、102mgKOH/g以下である。すなわち、ポリオール組成物の水酸基価は、例えば、80mgKOH/g以上120mgKOH/g以下、好ましくは、85mgKOH/g以上115mgKOH/g以下、より好ましくは、90mgKOH/g以上110mgKOH/g以下、さらに好ましくは、95mgKOH/g以上105mgKOH/g以下、とりわけ好ましくは、98mgKOH/g以上102mgKOH/g以下である。ポリオール組成物の水酸基価が上記範囲であれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)が得られる。なお、ポリオール組成物の水酸基価は、ポリオール組成物に含まれる各ポリオールの水酸基価の加重平均値である。水酸基価の加重平均値は、各ポリオールの質量比(質量%)に基づいて、公知の方法で算出される。
ポリオール組成物のオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、15.0質量%以上、好ましくは、15.1量%以上、より好ましくは、15.2質量%以上である。また、ポリオール組成物のオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、17.3質量%以下、好ましくは、17.2質量%以下、より好ましくは,17.1質量%以下である。すなわち、ポリオール組成物のオキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の含有割合(オキシエチレン含有率)は、例えば、15.0質量%以上17.3質量%以下、好ましくは、15.1量%以上17.2質量%以下、より好ましくは、15.2質量%以上17.1質量%以下である。なお、ポリオール組成物のオキシエチレン含有率は、ポリオール組成物に含まれる各ポリオールのオキシエチレン含有率の加重平均値である。オキシエチレン含有率の加重平均値は、各ポリオールの質量比(質量%)に基づいて、公知の方法で算出される。
(2)ポリオール組成物の製造方法
ポリオール組成物は、例えば、上記ポリオキシアルキレン単位を有するポリオールを含有し、好ましくは、上記ポリオキシアルキレンポリオールを含有し、より好ましくは、上記ポリオキシアルキレンポリオールのみを含有する。
ポリオール組成物は、例えば、上記ポリオキシアルキレン単位を有するポリオールを含有し、好ましくは、上記ポリオキシアルキレンポリオールを含有し、より好ましくは、上記ポリオキシアルキレンポリオールのみを含有する。
また、ポリオール組成物は、好ましくは、2種類以上の上記ポリオキシアルキレン単位を有するポリオールを含有し、より好ましくは、3種類以上の上記ポリオキシアルキレン単位を有するポリオールを含有する。
とりわけ好ましくは、ポリオール組成物は、上記の第1の実施形態における第1ポリオールと、上記の第1の実施形態における第2ポリオールと、上記の第1の実施形態における第3ポリオールとを、上記の第1の実施形態と同様の割合で含有する。また、ポリオール組成物は、必要により、その他のポリオールを含むことができる。その他のポリオールの種類および含有割合は、上記の第1の実施形態におけるその他のポリオールの種類および含有割合と同様である。
ポリオール組成物の製造方法は、特に制限されない。例えば、まず、上記の割合で、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールとを、それぞれ準備する。また、必要により、その他のポリオールを、準備する。そして、上記第1ポリオールと、上記第2ポリオールと、上記第3ポリオールと、必要により準備されるその他のポリオールとを、公知の方法で混合する。これにより、ポリオール組成物が得られる。
(3)作用効果
上記のポリオール組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を製造できる。
上記のポリオール組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を製造できる。
2.ウレタンフォーム組成物
(1)ウレタンフォーム組成物の処方
ウレタンフォーム組成物は、ポリウレタンフォーム(後述)を製造するための原料組成物である。ウレタンフォーム組成物は、上記のポリオール組成物(すなわち、第1~第3の実施形態のポリオール組成物の少なくともいずれか(以下同様))を含有する。
(1)ウレタンフォーム組成物の処方
ウレタンフォーム組成物は、ポリウレタンフォーム(後述)を製造するための原料組成物である。ウレタンフォーム組成物は、上記のポリオール組成物(すなわち、第1~第3の実施形態のポリオール組成物の少なくともいずれか(以下同様))を含有する。
より具体的には、ウレタンフォーム組成物は、例えば、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分とを含有する。ウレタンフォーム組成物は、好ましくは、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分とからなる。
[ポリイソシアネート成分]
ポリイソシアネート成分は、例えば、工業的に汎用されるポリイソシアネート化合物を含有する。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、鎖状脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートおよび芳香脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。鎖状脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、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)およびこれらの誘導体が挙げられる。脂環族ポリイソシアネートとしては、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)、水添ジフェニルメタンジイソシアネート(H12MDI)、水添キシリレンジイソシアネート(H6XDI)およびこれらの誘導体が挙げられる。芳香族ポリイソシアネートとしては、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)、フェニレンジイソシアネート(PDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)およびこれらの誘導体が挙げられる。芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)およびこれらの誘導体が挙げられる。誘導体としては、例えば、多量体、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。また、誘導体として、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(クルードMDI、ポリメリックMDI)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成分は、例えば、工業的に汎用されるポリイソシアネート化合物を含有する。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、鎖状脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートおよび芳香脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。鎖状脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、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)およびこれらの誘導体が挙げられる。脂環族ポリイソシアネートとしては、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)、水添ジフェニルメタンジイソシアネート(H12MDI)、水添キシリレンジイソシアネート(H6XDI)およびこれらの誘導体が挙げられる。芳香族ポリイソシアネートとしては、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)、フェニレンジイソシアネート(PDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)およびこれらの誘導体が挙げられる。芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)およびこれらの誘導体が挙げられる。誘導体としては、例えば、多量体、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。また、誘導体として、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(クルードMDI、ポリメリックMDI)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化合物として、好ましくは、芳香族ポリイソシアネートが挙げられ、より好ましくは、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、および、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが挙げられる。換言すると、ポリイソシアネート成分は、好ましくは、芳香族ポリイソシアネートを含有し、より好ましくは、ジフェニルメタンジイソシアネート、および、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種のポリイソシアネート化合物を含有する。これらが使用されていれば、とりわけ優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化をとりわけ抑制でき、さらに、優れた圧縮永久歪みおよび耐変色性を有するポリウレタンフォームが得られる。また、これらが使用されていれば、優れた成形性が得られ、後述するモールド方式の発泡により、ポリウレタンフォームを製造できる。ポリイソシアネート化合物として、とりわけ好ましくは、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが挙げられる。
ポリイソシアネート成分のイソシアネート基含有率は、ポリイソシアネート成分の総量に対して、例えば、15質量%以上、好ましくは、30質量%以上である。また、ポリイソシアネート成分のイソシアネート基含有率は、ポリイソシアネート成分の総量に対して、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下である。すなわち、ポリイソシアネート成分のイソシアネート基含有率は、ポリイソシアネート成分の総量に対して、例えば、15質量%以上60質量%以下、好ましくは、30質量%以上50質量%以下である。
[ポリオール成分]
ポリオール成分は、上記のポリオール組成物を含有する。例えば、ポリオール成分は、上記第1ポリオール、上記第2ポリオール、および、上記第3ポリオールを、上記の割合で含有する。
ポリオール成分は、上記のポリオール組成物を含有する。例えば、ポリオール成分は、上記第1ポリオール、上記第2ポリオール、および、上記第3ポリオールを、上記の割合で含有する。
ポリオール成分は、必要により、上記その他の成分を含むことができる。すなわち、ポリオール成分は、第1ポリオール、第2ポリオールおよび第3ポリオールと、上記その他の成分とが混合された混合物(プレミックス)であってもよい。好ましくは、ポリオール成分は、プレミックスである。
その他の成分としては、例えば、発泡剤、触媒、および、添加剤が挙げられる。
[発泡剤]
発泡剤としては、例えば、水が挙げられる。また、発泡剤として、物理発泡剤も挙げられる。物理発泡剤としては、例えば、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、炭酸ガス、および、液化炭酸ガスが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。
発泡剤としては、例えば、水が挙げられる。また、発泡剤として、物理発泡剤も挙げられる。物理発泡剤としては、例えば、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、炭酸ガス、および、液化炭酸ガスが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。
発泡剤の配合割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、発泡剤が水である場合、発泡剤(水)の含有割合は、ポリオール組成物の総量に対して、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、0.5質量%以上、より好ましくは、0.7質量%以上である。また、発泡剤(水)の含有割合は、ポリオール組成物の総量に対して、例えば、5質量%以下、好ましくは、3質量%以下、より好ましくは、1質量%以下である。すなわち、発泡剤(水)の含有割合は、ポリオール組成物の総量に対して、例えば、0.1質量%以上5質量%以下、好ましくは、0.5質量%以上3質量%以下、より好ましくは、0.7質量%以上1質量%以下である。
[触媒]
触媒としては、例えば、ウレタン化触媒が挙げられる。ウレタン化触媒としては、例えば、アミン系触媒および金属系触媒が挙げられる。アミン系触媒としては、例えば、3級アミン系触媒、4級アンモニウム塩、イミダゾール類などが挙げられる。3級アミン系触媒としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、および、N-メチルモルホリンが挙げられる。4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラエチルヒドロキシルアンモニウムが挙げられる。イミダゾール類としては、例えば、イミダゾール、および、2-エチル-4-メチルイミダゾールが挙げられる。金属系触媒としては、例えば、有機錫化合物、有機鉛化合物、有機ニッケル化合物、有機コバルト化合物、有機銅化合物、および、有機ビスマス化合物が挙げられる。有機錫化合物としては、例えば、酢酸錫、オクチル酸錫(オクチル酸第一スズ)、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジメルカプチド、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジネオデカノエート、ジオクチル錫ジメルカプチド、ジオクチル錫ジラウリレート、および、ジブチル錫ジクロリドが挙げられる。有機鉛化合物としては、例えば、オクタン酸鉛、および、ナフテン酸鉛が挙げられる。有機ニッケル化合物としては、例えば、ナフテン酸ニッケルが挙げられる。有機コバルト化合物としては、例えば、ナフテン酸コバルトが挙げられる。有機銅化合物としては、例えば、オクテン酸銅が挙げられる。有機ビスマス化合物としては、例えば、オクタン酸ビスマス(オクチル酸ビスマス)、および、ネオデカン酸ビスマスが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。
触媒としては、例えば、ウレタン化触媒が挙げられる。ウレタン化触媒としては、例えば、アミン系触媒および金属系触媒が挙げられる。アミン系触媒としては、例えば、3級アミン系触媒、4級アンモニウム塩、イミダゾール類などが挙げられる。3級アミン系触媒としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、および、N-メチルモルホリンが挙げられる。4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラエチルヒドロキシルアンモニウムが挙げられる。イミダゾール類としては、例えば、イミダゾール、および、2-エチル-4-メチルイミダゾールが挙げられる。金属系触媒としては、例えば、有機錫化合物、有機鉛化合物、有機ニッケル化合物、有機コバルト化合物、有機銅化合物、および、有機ビスマス化合物が挙げられる。有機錫化合物としては、例えば、酢酸錫、オクチル酸錫(オクチル酸第一スズ)、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジメルカプチド、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジネオデカノエート、ジオクチル錫ジメルカプチド、ジオクチル錫ジラウリレート、および、ジブチル錫ジクロリドが挙げられる。有機鉛化合物としては、例えば、オクタン酸鉛、および、ナフテン酸鉛が挙げられる。有機ニッケル化合物としては、例えば、ナフテン酸ニッケルが挙げられる。有機コバルト化合物としては、例えば、ナフテン酸コバルトが挙げられる。有機銅化合物としては、例えば、オクテン酸銅が挙げられる。有機ビスマス化合物としては、例えば、オクタン酸ビスマス(オクチル酸ビスマス)、および、ネオデカン酸ビスマスが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。
触媒として、好ましくは、アミン系触媒が挙げられる。アミン系触媒は、発泡剤(水)と混合できるため、優れた取扱性を有する。そのため、アミン系触媒は、プレミックスの調製において、好適に使用される。
また、とりわけ好ましくは、ポリイソシアネート成分として、ジフェニルメタンジイソシアネート、および/または、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが使用され、触媒が、アミン系触媒を含み、金属系触媒を含まない。このような場合、金属フリーのポリウレタンフォームが得られ、かつ、優れた取扱性と、優れた成形性とを両立できる。
触媒の配合割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、触媒の含有割合は、ポリオール組成物の総量に対して、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、0.2質量%以上、より好ましくは、0.3質量%以上である。また、触媒の含有割合は、ポリオール組成物の総量に対して、例えば、5質量%以下、好ましくは、3質量%以下、より好ましくは、1質量%以下である。すなわち、触媒の含有割合は、ポリオール組成物の総量に対して、例えば、0.1質量%以上5質量%以下、好ましくは、0.2質量%以上3質量%以下、より好ましくは、0.3質量%以上1質量%以下である。
[添加剤]
添加剤としては、例えば、架橋剤、整泡剤、可塑剤、充填剤、酸化防止剤、相溶化剤、着色剤、安定剤、および、紫外線吸収剤が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。添加剤として、好ましくは、整泡剤が挙げられる。整泡剤としては、例えば、シリコーン系整泡剤が挙げられ、より具体的には、例えば、シロキサン-ポリエーテルブロック共重合体が挙げられる。
添加剤としては、例えば、架橋剤、整泡剤、可塑剤、充填剤、酸化防止剤、相溶化剤、着色剤、安定剤、および、紫外線吸収剤が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用される。添加剤として、好ましくは、整泡剤が挙げられる。整泡剤としては、例えば、シリコーン系整泡剤が挙げられ、より具体的には、例えば、シロキサン-ポリエーテルブロック共重合体が挙げられる。
添加剤の配合割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。例えば、整泡剤の配合割合は、ポリオール組成物の総量に対して、例えば、0.01質量部以上2.0質量部以下である。
[プレミックスの製造方法]
プレミックスの製造方法は、特に制限されない。例えば、ポリオール組成物と、その他の成分(好ましくは、発泡剤、触媒および整泡剤)とを、公知の方法で混合することにより、プレミックスが得られる。
プレミックスの製造方法は、特に制限されない。例えば、ポリオール組成物と、その他の成分(好ましくは、発泡剤、触媒および整泡剤)とを、公知の方法で混合することにより、プレミックスが得られる。
(2)作用効果
上記のウレタンフォーム組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を製造できる。
上記のウレタンフォーム組成物によれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォーム(後述)を製造できる。
3.ポリウレタンフォーム
(1)ポリウレタンフォームの製造方法
ポリウレタンフォームは、上記のウレタンフォーム組成物を反応させることにより得られる。より具体的には、ポリウレタンフォームは、ウレタンフォーム組成物を反応および発泡させて得られる発泡ポリウレタン樹脂である。
(1)ポリウレタンフォームの製造方法
ポリウレタンフォームは、上記のウレタンフォーム組成物を反応させることにより得られる。より具体的には、ポリウレタンフォームは、ウレタンフォーム組成物を反応および発泡させて得られる発泡ポリウレタン樹脂である。
ポリウレタンフォームを製造する方法は、特に制限されない。例えば、まず、ウレタンフォーム組成物として、上記のポリイソシアネート成分と、上記のポリオール成分(好ましくは、プレミックス)とを準備する。
次いで、上記のポリイソシアネート成分と、上記のポリオール成分(好ましくは、プレミックス)とを、公知の方法で混合し、反応させる。すなわち、上記のポリイソシアネート化合物と、上記のポリオール組成物とを、触媒および発泡剤の存在下で反応および発泡させる。反応方法および発泡方法としては、公知の方法が採用される。例えば、スラブ方式、モールド方式、および、スプレー方式が挙げられ、好ましくは、スラブ方式、および、モールド方式が挙げられ、より好ましくは、モールド方式が挙げられる。なお、反応条件は、その目的および用途に応じて、適宜設定される。
ポリイソシアネート成分とポリオール成分との配合割合は、例えば、ウレタンフォーム組成物のイソシアネートインデックスに基づいて調整される。イソシアネートインデックスは、イソシアネート基および活性水素基の化学量論比であり、例えば、下記式で示される。
イソシアネートインデックス=[ウレタンフォーム組成物中のイソシアネート基/ウレタンフォーム組成物中の活性水素基]×100
ウレタンフォーム組成物のイソシアネートインデックスは、例えば、50以上、好ましくは、60以上、より好ましくは、70以上である。ウレタンフォーム組成物のイソシアネートインデックスは、例えば、200以下、好ましくは、140以下、より好ましくは、120以下である。すなわち、ウレタンフォーム組成物のイソシアネートインデックスは、例えば、50以上200以下、好ましくは、60以上140以下、より好ましくは、70以上120以下である。
そして、上記のポリイソシアネート成分と上記のポリオール成分(好ましくは、プレミックス)とが混合されると、触媒の存在下、上記のポリイソシアネート化合物と、上記のポリオール組成物とが反応し、ポリウレタン樹脂が得られる。また、発泡剤の作用により、ポリウレタン樹脂が発泡した状態になる。これにより、ポリウレタンフォーム(発泡ポリウレタン樹脂)が得られる。
(2)ポリウレタンフォームの物性
[tanδおよびガラス転移点]
上記のポリウレタンフォームは、所定の第1温度範囲と、所定の第2温度範囲とに、それぞれ、ガラス転移点を有している。
[tanδおよびガラス転移点]
上記のポリウレタンフォームは、所定の第1温度範囲と、所定の第2温度範囲とに、それぞれ、ガラス転移点を有している。
第1温度範囲は、-70℃以上、好ましくは、-65℃以上、より好ましくは、-60℃以上、さらに好ましくは、-58℃以上である。また、第1温度範囲は、-30℃以下、好ましくは、-35℃以下、より好ましくは、-40℃以下、さらに好ましくは、-50℃以下である。すなわち、第1温度範囲は、-70℃以上-30℃以下、好ましくは、-65℃以上-35℃以下、より好ましくは、-60℃以上-40℃以下、さらに好ましくは、-58℃以上-50℃以下である。
第2温度範囲は、0℃以上、好ましくは、15℃以上、より好ましくは、20℃以上、さらに好ましくは、25℃以上である。また、第2温度範囲は、60℃以下、好ましくは、50℃以下、より好ましくは、40℃以下、さらに好ましくは、30℃以下である。すなわち、第2温度範囲は、0℃以上60℃以下、好ましくは、15℃以上50℃以下、より好ましくは、20℃以上40℃以下、さらに好ましくは、25℃以上30℃以下である。
ガラス転移点は、ガラス状態からゴム状態への状態変化を生じるときの温度である。ガラス転移点は、振動数10ヘルツの圧縮モードにおける動的粘弾性測定により測定されるtanδのピーク値(正のピーク)として示される。
つまり、ポリウレタンフォームのtanδのピーク値は、第1温度範囲(-70℃~-30℃)において、少なくとも1つ(好ましくは、1つ)確認される。また、ポリウレタンフォームのtanδのピーク値は、第2温度範囲(0℃~60℃)において、少なくとも1つ(好ましくは、1つ)確認される。
第1温度範囲(-70℃~-30℃)におけるtanδのピーク値は、例えば、0.01以上、好ましくは、0.02以上、より好ましくは、0.03以上、さらに好ましくは、0.05以上である。また、第1温度範囲(-70℃~-30℃)におけるtanδのピーク値は、0.10以下、好ましくは、0.09以下、より好ましくは、0.08以下、さらに好ましくは、0.07以下である。すなわち、第1温度範囲(-70℃~-30℃)におけるtanδのピーク値は、例えば、0.01以上0.10以下、好ましくは、0.02以上0.09以下、より好ましくは、0.03以上0.08以下、さらに好ましくは、0.05以上0.07以下である。
第1温度範囲におけるtanδのピーク温度(第1のガラス転移点)は、例えば、-70℃以上、好ましくは、-65℃以上、より好ましくは、-60℃以上、さらに好ましくは、-58℃以上である。また、第1温度範囲におけるtanδのピーク温度(第1のガラス転移点)は、例えば、-30℃以下、好ましくは、-35℃以下、より好ましくは、-40℃以下、さらに好ましくは、-50℃以下である。すなわち、第1温度範囲におけるtanδのピーク温度(第1のガラス転移点)は、例えば、-70℃以上-30℃以下、好ましくは、-65℃以上-35℃以下、より好ましくは、-60℃以上-40℃以下、さらに好ましくは、-58℃以上-50℃以下である。
第2温度範囲(0℃~60℃)におけるtanδのピーク値は、0.30以上、好ましくは、0.35以上、より好ましくは、0.45以上、さらに好ましくは、0.48以上である。また、第2温度範囲(0℃~60℃)におけるtanδのピーク値は、例えば、1.00以下、好ましくは、0.90以下、より好ましくは、0.80以下、さらに好ましくは、0.70以下である。すなわち、第2温度範囲(0℃~60℃)におけるtanδのピーク値は、0.30以上1.00以下、好ましくは、0.35以上0.90以下、より好ましくは、0.45以上0.80以下、さらに好ましくは、0.48以上0.70以下である。
第2温度範囲におけるtanδのピーク温度(第2のガラス転移点)は、例えば、0℃以上、好ましくは、15℃以上、より好ましくは、20℃以上、さらに好ましくは、25℃以上である。また、第2温度範囲におけるtanδのピーク温度(第2のガラス転移点)は、例えば、60℃以下、好ましくは、50℃以下、より好ましくは、40℃以下、さらに好ましくは、30℃以下である。すなわち、第2温度範囲におけるtanδのピーク温度(第2のガラス転移点)は、例えば、0℃以上60℃以下、好ましくは、15℃以上50℃以下、より好ましくは、20℃以上40℃以下、さらに好ましくは、25℃以上30℃以下である。
そして、上記のポリウレタンフォームは、-25℃において、比較的高いtanδ値を有している。
すなわち、ポリオール組成物が、第2ポリオールおよび第3ポリオールを含有する場合、ポリウレタンフォームのtanδのピーク値は、第1温度範囲および第2温度範囲において確認される。そして、第1温度範囲のtanδのピーク(正のピーク)と、第2温度範囲のtanδのピーク(正のピーク)との間において、tanδが低下し、負のピーク(谷)が生じる。
このとき、ポリオール組成物が第1ポリオールを含有していない場合、負のピーク(谷)が大きくなる。そのため、ポリオール組成物が第1ポリオールを含有していない場合の-25℃のtanδ値は、ポリオール組成物が第1ポリオールを含有している場合の-25℃のtanδ値に対し、比較的低くなる。
これに対して、ポリオール組成物が、第1ポリオールを含有している場合、負のピーク(谷)が小さくなる。そのため、ポリオール組成物が第1ポリオールを含有している場合の-25℃のtanδ値は、ポリオール組成物が第1ポリオールを含有していない場合の-25℃のtanδ値に対し、比較的高くなる。
より具体的には、-25℃におけるtanδの値は、0.095以上、好ましくは、0.098以上、より好ましくは、0.10以上、さらに好ましくは、0.11以上である。また、-25℃におけるtanδの値は、例えば、0.90以下、好ましくは、0.70以下、より好ましくは、0.50以下、さらに好ましくは、0.30以下である。すなわち、-25℃におけるtanδの値は、0.095以上0.90以下、好ましくは、0.098以上0.70以下、より好ましくは、0.10以上0.50以下、さらに好ましくは、0.11以上0.30以下である。
ポリウレタンフォームのtanδが、上記の条件を備えていれば、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できるポリウレタンフォームが製造される。
tanδおよびガラス転移点は、例えば、ポリオール成分の平均官能基数、水酸基価およびオキシエチレン含有率によって、調整できる。例えば、第1ポリオールと、第2ポリオールと、第3ポリオールとを、上記の割合で使用することにより、tanδおよびガラス転移点を、容易に上記範囲に調整できる。
また、tanδおよびガラス転移点は、ポリイソシアネート成分の種類および配合量によって、調整することもできる。また、tanδおよびガラス転移点は、発泡剤の種類および配合量によって、調整することもできる。また、tanδおよびガラス転移点は、触媒の種類および配合量によって、調整することもできる。
[粘弾性]
ポリウレタンフォームの貯蔵弾性率(E’)は、例えば、上記のtanδの測定と同時に、振動数10ヘルツの圧縮モードにおける動的粘弾性測定により測定される。なお、動的粘弾性測定の詳細は、実施例として後述する。
ポリウレタンフォームの貯蔵弾性率(E’)は、例えば、上記のtanδの測定と同時に、振動数10ヘルツの圧縮モードにおける動的粘弾性測定により測定される。なお、動的粘弾性測定の詳細は、実施例として後述する。
ポリウレタンフォームの低反発製の観点から、ポリウレタンフォームの貯蔵弾性率(E’)は、好ましくは、比較的低い。より具体的には、例えば、0℃以上の全温度範囲において、ポリウレタンフォームの貯蔵弾性率(E’)は、例えば、5MPa以下、好ましくは、3MPa以下である。また、ポリウレタンフォームの貯蔵弾性率(E’)は、例えば、0.001MPa以上である。0℃以上の全温度範囲において、ポリウレタンフォームの貯蔵弾性率(E’)が、上記上限以下であれば、より低い温度において優れた低反発性が得られる。そのため、ポリウレタンフォームを、寒冷地において好適に使用できる。
[硬度]
ポリウレタンフォームの硬度として、例えば、プッシュプル硬度(PushPullGaugehardness)が採用される。プッシュプル硬度は、例えば、プッシュプル硬度計(品番RZ-10、アイコーエンジニアリング製)を使用して測定される。プッシュプル硬度は、直径20mmの円柱形の接触治具を使用して、ポリウレタンフォームを歪40%まで押し込んだ際の最大値を示す。プッシュプル硬度によって、ポリウレタンフォームを指で押圧した時の感触が、数値化される。
ポリウレタンフォームの硬度として、例えば、プッシュプル硬度(PushPullGaugehardness)が採用される。プッシュプル硬度は、例えば、プッシュプル硬度計(品番RZ-10、アイコーエンジニアリング製)を使用して測定される。プッシュプル硬度は、直径20mmの円柱形の接触治具を使用して、ポリウレタンフォームを歪40%まで押し込んだ際の最大値を示す。プッシュプル硬度によって、ポリウレタンフォームを指で押圧した時の感触が、数値化される。
例えば、25℃において、ポリウレタンフォームのプッシュプル硬度は、例えば、8.6以下、好ましくは、8.5以下、より好ましくは、8.4以下、さらに好ましくは、8.3以下である。また、25℃において、ポリウレタンフォームのプッシュプル硬度は、例えば、6.0以上、好ましくは、7.0以上である。すなわち、25℃において、ポリウレタンフォームのプッシュプル硬度は、例えば、6.0以上8.6以下、好ましくは、6.0以上8.5以下、より好ましくは、7.0以上8.4以下、さらに好ましくは、7.0以上8.3以下である。
また、2℃において、ポリウレタンフォームのプッシュプル硬度は、例えば、60.0以下、好ましくは、50.0以下、より好ましくは、45.0以下、さらに好ましくは、40.0以下である。また、2℃において、ポリウレタンフォームのプッシュプル硬度は、例えば、10.0以上、好ましくは、20.0以上である。すなわち、2℃において、ポリウレタンフォームのプッシュプル硬度は、例えば、10.0以上60.0以下、好ましくは、10.0以上50.0以下、より好ましくは、20.0以上45.0以下、さらに好ましくは、20.0以上40.0以下である。
そして、25℃におけるプッシュプル硬度に対する2℃におけるプッシュプル硬度の比率(2℃におけるプッシュプル硬度/25℃におけるプッシュプル硬度)は、例えば、7.0以下、好ましくは、6.0以下、より好ましくは、5.0以下である。なお、25℃におけるプッシュプル硬度に対する2℃におけるプッシュプル硬度の比率(2℃におけるプッシュプル硬度/25℃におけるプッシュプル硬度)は、例えば、1.0以上である。すなわち、25℃におけるプッシュプル硬度に対する2℃におけるプッシュプル硬度の比率(2℃におけるプッシュプル硬度/25℃におけるプッシュプル硬度)は、例えば、1.0以上7.0以下、好ましくは、1.0以上6.0以下、より好ましくは、1.0以上5.0以下である。
[反発弾性]
JIS K-6400(1997)に記載の方法に準拠したポリウレタンフォームの反発弾性は、例えば、10%以下、好ましくは、8%以下、より好ましくは、6%以下である。また、JIS K-6400(1997)に記載の方法に準拠したポリウレタンフォームの反発弾性は、例えば、1%以上である。すなわち、JIS K-6400(1997)に記載の方法に準拠したポリウレタンフォームの反発弾性は、例えば、1%以上10%以下、好ましくは、1%以上8%以下、より好ましくは、1%以上6%以下である。
JIS K-6400(1997)に記載の方法に準拠したポリウレタンフォームの反発弾性は、例えば、10%以下、好ましくは、8%以下、より好ましくは、6%以下である。また、JIS K-6400(1997)に記載の方法に準拠したポリウレタンフォームの反発弾性は、例えば、1%以上である。すなわち、JIS K-6400(1997)に記載の方法に準拠したポリウレタンフォームの反発弾性は、例えば、1%以上10%以下、好ましくは、1%以上8%以下、より好ましくは、1%以上6%以下である。
とりわけ、低反発性を有するポリウレタンフォーム(低反発性ポリウレタンフォーム)を得る観点から、好ましくは、25℃におけるプッシュプル硬度に対する2℃におけるプッシュプル硬度の比率(2℃におけるプッシュプル硬度/25℃におけるプッシュプル硬度)が所定値以上であり、かつ、反発弾性が所定値以下である。
より具体的には、上記のポリウレタンフォームにおいて、好ましくは、25℃におけるプッシュプル硬度に対する2℃におけるプッシュプル硬度の比率が7.0以下であり、かつ、反発弾性が8%以下である。より好ましくは、25℃におけるプッシュプル硬度に対する2℃におけるプッシュプル硬度の比率が6.0以下であり、かつ、反発弾性が7%以下である。さらに好ましくは、25℃におけるプッシュプル硬度に対する2℃におけるプッシュプル硬度の比率が5.0以下であり、かつ、反発弾性が7%以下である。
[密度]
ポリウレタンフォームの密度は、劣化(へたり抑制)の観点から、例えば、10kg/m3以上である。また、ポリウレタンフォームの密度は、軽量性の観点から、例えば、80kg/m3以下である。
ポリウレタンフォームの密度は、劣化(へたり抑制)の観点から、例えば、10kg/m3以上である。また、ポリウレタンフォームの密度は、軽量性の観点から、例えば、80kg/m3以下である。
[圧縮永久歪み]
ポリウレタンフォームの圧縮永久歪みは、JIS K-6400(1997)記載の方法に準拠して、測定される。なお、圧縮永久歪みの測定条件として、下記の「50%-DrySet」「75%-DrySet」および「50%-WetSet」が採用される。
ポリウレタンフォームの圧縮永久歪みは、JIS K-6400(1997)記載の方法に準拠して、測定される。なお、圧縮永久歪みの測定条件として、下記の「50%-DrySet」「75%-DrySet」および「50%-WetSet」が採用される。
50%-DrySet;測定対象(ポリウレタンフォーム)を50%の厚みまで圧縮し、放置条件を、70℃、相対湿度50%および22時間とする。
50%-WetSet;測定対象(ポリウレタンフォーム)を50%の厚みまで圧縮し、放置条件を、50℃、相対湿度95%および22時間とする。
75%-DrySet;測定対象(ポリウレタンフォーム)を75%の厚みまで圧縮し、放置条件を、70℃、相対湿度50%および22時間とする。
そして、50%-DrySet条件におけるポリウレタンフォームの圧縮永久歪みは、例えば、3.0%以下、好ましくは、2.5%以下、より好ましくは、2.1%以下、さらに好ましくは、1.8%以下である。なお、50%-DrySet条件におけるポリウレタンフォームの圧縮永久歪みは、例えば、1.0%以上である。
また、75%-DrySet条件におけるポリウレタンフォームの圧縮永久歪みは、例えば、8.0%以下、好ましくは、6.5%以下、より好ましくは、5.0%以下、さらに好ましくは、4.7%以下である。なお、75%-DrySet条件におけるポリウレタンフォームの圧縮永久歪みは、例えば、1.0%以上である。
また、50%-WetSet条件におけるポリウレタンフォームの圧縮永久歪みは、例えば、3.0%以下、好ましくは、2.5%以下、より好ましくは、2.0%以下である。なお、50%-WetSet条件におけるポリウレタンフォームの圧縮永久歪みは、例えば、1.0%以上である。
(3)作用効果
上記のポリウレタンフォームは、上記のポリオール組成物を使用して得られるため、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できる。
上記のポリウレタンフォームは、上記のポリオール組成物を使用して得られるため、優れた低反発性を有し、かつ、比較的低温領域における硬度変化を抑制できる。
さらに、上記ポリウレタンフォームは、優れたヘルスバブル性を有する。すなわち、ポリウレタンフォームの製造において、フォーム内部に発生した気体が、セル膜を破り、ポリウレタンフォームから排出される。そのため、ポリウレタンフォームは、連通化工程に供されなくても、優れた通気性を有する。
(4)ポリウレタンフォームの用途
上記のポリウレタンフォームは、常温領域だけでなく、比較的低い温度領域においても、優れた低反発性、および、優れた硬度を有している。つまり、上記のポリウレタンフォームは、好ましくは、低反発性ポリウレタンフォームである。
上記のポリウレタンフォームは、常温領域だけでなく、比較的低い温度領域においても、優れた低反発性、および、優れた硬度を有している。つまり、上記のポリウレタンフォームは、好ましくは、低反発性ポリウレタンフォームである。
そのため、上記のポリウレタンフォームは、低反発性が求められる成形体に広く使用される。成形体としては、例えば、耐圧分散材、保型性材料、吸音材、衝撃吸収材、振動吸収材、光学材料、および、緩衝材として、好適に使用される。緩衝材としては、例えば、家具および寝具用(家具寝具類)の緩衝材が挙げられる。家具および寝具としては、例えば、クッション、マットレス、枕、ソファー、座布団、および、椅子が挙げられる。
また、上記のポリウレタンフォームは、これらの他、各種産業分野において、好適に使用される。そのような産業分野としては、例えば、生活用品分野、自動車分野、電子材料分野、医療分野、衣料分野、および、衛生素材分野が挙げられる。また、用途としては、例えば、洗浄用スポンジ、フィルター、パット、スポーツ用品、サポーター、水耕栽培用マット、食品用クッション、座席シート、ヘッドレスト、介護用クッション材料、レジャーシート、カツラ用保型剤、カバー、床材、化粧パフ、ロール、電子部材、研磨パッド、生理用品、オムツ、および、ロボット外装材が挙げられる。
とりわけ、上記のポリウレタンフォームは、クッションおよびマットレスとして、好適に使用される。すなわち、成形体として、好ましくは、クッションおよびマットレスが挙げられる。上記のポリウレタンフォームを含むクッションおよびマットレスは、優れた低反発性、および、優れた硬度を有しているため、各種産業分野、とりわけ、家具寝具類において、好適に使用される。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、および、処理手順は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更することができる。
[1]測定方法および評価方法
以下の方法によって、各種物性を測定および評価した。
以下の方法によって、各種物性を測定および評価した。
[1.1]クリームタイム
ポリウレタンフォームの原料組成物が、液状(クリーム状)を保つ時間である。ポリウレタンフォームの原料組成物を混合してから、樹脂化反応(硬化反応)および発泡が始まるまでの時間を、測定した。
ポリウレタンフォームの原料組成物が、液状(クリーム状)を保つ時間である。ポリウレタンフォームの原料組成物を混合してから、樹脂化反応(硬化反応)および発泡が始まるまでの時間を、測定した。
[1.2]ライズタイム
ポリウレタンフォームの原料組成物の立ち上がり時間である。ポリウレタンフォームの原料組成物を混合し、型に注入してから、発泡が最も進行し、発泡物の高さが最も高くなるまでの時間を、測定した。
ポリウレタンフォームの原料組成物の立ち上がり時間である。ポリウレタンフォームの原料組成物を混合し、型に注入してから、発泡が最も進行し、発泡物の高さが最も高くなるまでの時間を、測定した。
[1.3]ヘルスバブル
ポリウレタンフォームの製造過程において、発泡用の箱型容器(直方体型、底面および上面25cm×25cm)内のポリウレタンフォーム表面の発泡状態を、目視により確認し、以下の基準で評価した。
×: 箱型容器の上面視において、全く気泡が確認できなかった。
〇: 箱型容器の上面視において、1~4個の気泡が確認できた。
◎: 箱型容器の上面視において、フォーム表面全体から5個以上の気泡が確認できた。
ポリウレタンフォームの製造過程において、発泡用の箱型容器(直方体型、底面および上面25cm×25cm)内のポリウレタンフォーム表面の発泡状態を、目視により確認し、以下の基準で評価した。
×: 箱型容器の上面視において、全く気泡が確認できなかった。
〇: 箱型容器の上面視において、1~4個の気泡が確認できた。
◎: 箱型容器の上面視において、フォーム表面全体から5個以上の気泡が確認できた。
[1.4]ポリウレタンフォームの収縮
ポリウレタンフォームの収縮状態を、目視により確認し、以下の基準で評価した。
×: 収縮によりフォーム全面に皺が確認でき、原型をとどめていなかった。
〇: 収縮によりフォーム側面にのみ皺が確認できた。
◎: 収縮が確認できなかった。
ポリウレタンフォームの収縮状態を、目視により確認し、以下の基準で評価した。
×: 収縮によりフォーム全面に皺が確認でき、原型をとどめていなかった。
〇: 収縮によりフォーム側面にのみ皺が確認できた。
◎: 収縮が確認できなかった。
[1.5]ポリウレタンフォームの密度
JISK-7222(2005年)に従って、ポリウレタンフォームの密度を測定した。
JISK-7222(2005年)に従って、ポリウレタンフォームの密度を測定した。
[1.6]ポリウレタンフォームの反発弾性
JISK-6400(1997)に記載の方法に準拠して、ポリウレタンフォームの反発弾性を測定した。
JISK-6400(1997)に記載の方法に準拠して、ポリウレタンフォームの反発弾性を測定した。
[1.7]回復時間
ポリウレタンフォームを、100×100×50(厚み)mmに裁断し、サンプルを得た。サンプルの表面から5mm厚みまで、指で20秒間押し込んだ。そして、サンプルから指を離した後、サンプルの形状が元に戻るまでの時間を、計測した。
ポリウレタンフォームを、100×100×50(厚み)mmに裁断し、サンプルを得た。サンプルの表面から5mm厚みまで、指で20秒間押し込んだ。そして、サンプルから指を離した後、サンプルの形状が元に戻るまでの時間を、計測した。
[1.8]ポリウレタンフォームの圧縮永久歪み
JISK-6400(1997)記載の方法に準拠して、圧縮永久歪みを測定した。より具体的には、ポリウレタンフォームのコア部を、50mm×50mm×25(厚み)mmに裁断し、サンプルを得た。サンプルの厚みが下記の割合に至るまで、サンプルを圧縮して、平行平面板に挟んだ。
JISK-6400(1997)記載の方法に準拠して、圧縮永久歪みを測定した。より具体的には、ポリウレタンフォームのコア部を、50mm×50mm×25(厚み)mmに裁断し、サンプルを得た。サンプルの厚みが下記の割合に至るまで、サンプルを圧縮して、平行平面板に挟んだ。
サンプルを、圧縮状態で下記の放置条件下に放置した(圧縮試験)。次いで、サンプルを取り出して、常温で30分間放置した。その後、サンプルの厚みを測定した。そして、圧縮試験前の厚みと、圧縮試験後の厚みとを比較して、歪み率(%)を算出した。
なお、サンプルを50%の厚みまで圧縮し、放置条件を、70℃、相対湿度50%および22時間とした。このサンプルを、50%-DrySetのサンプルとして使用した。
また、サンプルを50%の厚みまで圧縮し、放置条件を、50℃、相対湿度95%および22時間とした。このサンプルを、50%-WetSetのサンプルとして使用した。
また、サンプルを75%の厚みまで圧縮し、放置条件を、70℃、相対湿度50%および22時間とした。このサンプルを、75%-DrySetのサンプルとして使用した。
[1.9]動的粘弾性試験
ポリウレタンフォームを、長さ2.0cm×断面2.0cm×1.0cmに裁断し、直方体サンプルを得た。VES-F-IIIVISCO-ELASTICSPECTROMETER(岩本製作所製)を使用して、直方体サンプルの動的粘弾性を測定した。なお、測定条件は、以下の通りであった。得られたデータより、ガラス転移温度、tanδ値、tanδのピーク値、および、貯蔵弾性率(E’)の値を求めた。
ポリウレタンフォームを、長さ2.0cm×断面2.0cm×1.0cmに裁断し、直方体サンプルを得た。VES-F-IIIVISCO-ELASTICSPECTROMETER(岩本製作所製)を使用して、直方体サンプルの動的粘弾性を測定した。なお、測定条件は、以下の通りであった。得られたデータより、ガラス転移温度、tanδ値、tanδのピーク値、および、貯蔵弾性率(E’)の値を求めた。
測定温度:-150~250℃
昇温速度:5℃/分
振動数:10ヘルツ
圧縮歪:0.08%
圧縮モード
昇温速度:5℃/分
振動数:10ヘルツ
圧縮歪:0.08%
圧縮モード
[1.10]プッシュプル硬度
プッシュプル硬度計(品番RZ-10、アイコーエンジニアリング製)を使用して、ポリウレタンフォームのプッシュプル硬度を測定した。より具体的には、直径20mmの円柱形状を有する接触治具を使用して、ポリウレタンフォームを歪40%まで押し込み、測定される最大値を読み取った。
プッシュプル硬度計(品番RZ-10、アイコーエンジニアリング製)を使用して、ポリウレタンフォームのプッシュプル硬度を測定した。より具体的には、直径20mmの円柱形状を有する接触治具を使用して、ポリウレタンフォームを歪40%まで押し込み、測定される最大値を読み取った。
[1.11]距離X
下記式(2)に基づいて、ポリオール組成物の距離Xを算出した。
下記式(2)に基づいて、ポリオール組成物の距離Xを算出した。
距離X=({OHv2-[(OHv1+OHv3)/2]}2+{REO2-[(REO1+REO3)/2]}2)1/2・・・(2)
上記式(2)において、OHv1は、第1ポリオールの水酸基価を示し、OHv2は、第2ポリオールの水酸基価を示し、OHv3は、第3ポリオールの水酸基価を示す。また、上記式(2)において、REO1は、第1ポリオールのオキシエチレン含有率を示し、REO2は、第2ポリオールのオキシエチレン含有率を示し、REO3は、第3ポリオールのオキシエチレン含有率を示す。
[2]使用原料
ポリウレタンフォームの製造において、以下の原料を使用した。
ポリウレタンフォームの製造において、以下の原料を使用した。
[2.1]ポリオール組成物(a)
(1)第1ポリオールA
ポリオキシアルキレンポリオール(プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体、末端オキシエチレン型)、オキシアルキレン単位の総量に対する末端オキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)15質量%、平均官能基数3、数平均分子量5000、水酸基価34mgKOH/g
(1)第1ポリオールA
ポリオキシアルキレンポリオール(プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体、末端オキシエチレン型)、オキシアルキレン単位の総量に対する末端オキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)15質量%、平均官能基数3、数平均分子量5000、水酸基価34mgKOH/g
(2)第2ポリオールB
ポリオキシアルキレンポリオール、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)0質量%、オキシプロピレン単位の割合100質量%、平均官能基数2.9、水酸基価32mgKOH/g
ポリオキシアルキレンポリオール、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)0質量%、オキシプロピレン単位の割合100質量%、平均官能基数2.9、水酸基価32mgKOH/g
(3)第3ポリオールC
ポリオキシアルキレンポリオール、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)21.8質量%、オキシプロピレン単位の割合78.2質量%、平均官能基数3、水酸基価145mgKOH/g
ポリオキシアルキレンポリオール、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)21.8質量%、オキシプロピレン単位の割合78.2質量%、平均官能基数3、水酸基価145mgKOH/g
(4)その他のポリオール(第2の実施形態における第1ポリオール)D
ポリオキシアルキレンポリオール(プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのランダム共重合体)、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)70質量%、平均官能基数3、数平均分子量3360、水酸基価52mgKOH/g
ポリオキシアルキレンポリオール(プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのランダム共重合体)、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)70質量%、平均官能基数3、数平均分子量3360、水酸基価52mgKOH/g
(5)第2ポリオールE
フタル酸変性ポリエーテルエステルポリオールと無変性ポリエーテルエステルポリオールとの混合物(フタル酸変性ポリエーテルエステル:無変性ポリエーテルエステルポリオール=75:25(質量比))、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)0質量%、平均官能基数3、水酸基価56mgKOH/g
フタル酸変性ポリエーテルエステルポリオールと無変性ポリエーテルエステルポリオールとの混合物(フタル酸変性ポリエーテルエステル:無変性ポリエーテルエステルポリオール=75:25(質量比))、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)0質量%、平均官能基数3、水酸基価56mgKOH/g
(6)第1ポリオールF
ポリオキシアルキレンポリオール(オキシエチレン・オキシプロピレン共重合体)、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)20質量%、オキシプロピレン単位の割合80質量%、平均官能基数2、水酸基価28mgKOH/g
ポリオキシアルキレンポリオール(オキシエチレン・オキシプロピレン共重合体)、オキシアルキレン単位の総量に対するオキシエチレン単位の割合(オキシエチレン含有率)20質量%、オキシプロピレン単位の割合80質量%、平均官能基数2、水酸基価28mgKOH/g
(7)その他のポリオールG
ジプロプレングリコール(DPG)、東京化成工業製
ジプロプレングリコール(DPG)、東京化成工業製
[2.2]ポリイソシアネート
(1)TDI
トルエンジイソシアネート、2,4-異性体と2,6-異性体との混合物(2,4-異性体:2,6-異性体=80:20(質量比))、商品名タケネート T-80(三井化学社製)
(1)TDI
トルエンジイソシアネート、2,4-異性体と2,6-異性体との混合物(2,4-異性体:2,6-異性体=80:20(質量比))、商品名タケネート T-80(三井化学社製)
(2)p-MDI
ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ASTMD1638により測定されたNCO含量32.8~33.4質量%、商品名コスモネート SI-100(錦湖三井化学社製)
ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ASTMD1638により測定されたNCO含量32.8~33.4質量%、商品名コスモネート SI-100(錦湖三井化学社製)
[2.3]添加剤
(1)整泡剤1
商品名VORASURF SRX-294(ダウ・東レ社製)、Si-C型シリコーンポリエーテル共重合体
(1)整泡剤1
商品名VORASURF SRX-294(ダウ・東レ社製)、Si-C型シリコーンポリエーテル共重合体
(2)整泡剤2
商品名TEGOSTAB BF-2470(EVONIK社製)、オルガノシリコーン系界面活性剤
商品名TEGOSTAB BF-2470(EVONIK社製)、オルガノシリコーン系界面活性剤
[3]実施例および比較例
実施例1~3および比較例1~11
表1に示す処方に従って、ポリオール組成物を調製し、また、ポリオール組成物と添加剤とを混合し、ポリオール成分(プレミックス)を得た。
実施例1~3および比較例1~11
表1に示す処方に従って、ポリオール組成物を調製し、また、ポリオール組成物と添加剤とを混合し、ポリオール成分(プレミックス)を得た。
また、ポリオール成分(プレミックス)には、添加剤として、水(発泡剤)を配合した。実施例1~3、比較例1~8および比較例10では、水(発泡剤)の配合割合は、ポリオール組成物100質量部に対して、2.5質量部であった。また、比較例9および比較例11では、水(発泡剤)の配合割合は、ポリオール組成物100質量部に対して、2.3質量部であった。
また、ポリオール成分(プレミックス)には、添加剤として、触媒を配合した。実施例1~3、比較例1~8および比較例10では、触媒として、商品名DABCO 33-LV(EVONIK社製、トリエチレンジアミンの33質量%ジエチレングリコール溶液)を使用した。商品名DABCO 33-LVの配合割合は、ポリオール組成物100質量部に対して、0.5質量部(固形分)であった。また、比較例9および比較例11では、触媒として、商品名DABCO 33-LV(EVONIK社製、トリエチレンジアミンの33質量%ジエチレングリコール溶液)と、商品名DABCO T-9(エアプロダクツ アンド ケミカルズ社製、オクチル酸錫)とを使用した。商品名DABCO 33-LVの配合割合は、ポリオール組成物100質量部に対して、0.3質量部(固形分)であった。また、商品名DABCO T-9の配合割合は、ポリオール組成物100質量部に対して、0.1質量部(固形分)であった。
次いで、表1に示す処方に従って、ポリイソシアネート成分を準備した。これにより、ウレタンフォーム組成物を得た。
その後、表1に示すイソシアネートインデックスに従って、ポリオール成分(プレミックス)と、ポリイソシアネート成分とを、配合した。なお、イソシアネートインデックスは、下記式により算出された。
イソシアネートインデックス=[ウレタンフォーム組成物中のイソシアネート基/ウレタンフォーム組成物中の活性水素基]×100
次いで、ポリオール成分(プレミックス)と、ポリイソシアネート成分との混合物を、発泡用の箱型容器(直方体型、底面および上面25cm×25cm)に投入し、発泡および硬化させた。これにより、ポリウレタンフォームを得た。次いで、ポリウレタンフォームを室温で1日静置した。その後、ポリウレタンフォームの物性を、上記方法で測定した。その結果を、表1に示す。
また、実施例2、比較例10および比較例11のポリウレタンフォームの動的粘弾性試験により測定されるtanδの温度プロファイルを、図1に示す。また、実施例2、比較例10および比較例11のポリウレタンフォームの動的粘弾性試験により測定される貯蔵弾性率(E’)の温度プロファイルを、図2に示す。
なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記特許請求の範囲に含まれるものである。
本発明のポリオール組成物、ウレタンフォーム組成物、ポリウレタンフォームおよび成形体は、生活用品分野、自動車分野、電子材料分野、医療分野、衣料分野、および、衛生素材分野において、好適に用いられる。
Claims (15)
- 第1ポリオール、第2ポリオール、および、第3ポリオールを含有し、
前記第1ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、
前記第1ポリオールの水酸基価が、20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であり、
前記第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第1ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%以上60質量%以下であり、
前記第2ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、
前記第2ポリオールの水酸基価が、20mgKOH/g以上70mgKOH/g以下であり、
前記第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第2ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%未満であり、
前記第3ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、
前記第3ポリオールの水酸基価が、120mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であり、
前記第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第3ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%以上であり、
前記第1ポリオール、前記第2ポリオールおよび前記第3ポリオールの総量に対して、
前記第1ポリオールの含有割合が、12質量%以上28質量%以下であり、
前記第2ポリオールの含有割合が、12質量%以上28質量%以下であり、
前記第3ポリオールの含有割合が、52質量%以上68質量%以下である、
ポリオール組成物。 - 第1ポリオール、第2ポリオール、および、第3ポリオールを含有し、
前記第1ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、
前記第1ポリオールの水酸基価が、20mgKOH/g以上60mgKOH/g以下であり、
前記第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第1ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%以上80質量%以下であり、
前記第2ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、
前記第2ポリオールの水酸基価が、20mgKOH/g以上70mgKOH/g以下であり、
前記第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第2ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%未満であり、
前記第3ポリオールの平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、
前記第3ポリオールの水酸基価が、120mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であり、
前記第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、前記第3ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合が、10質量%以上であり、
前記第1ポリオール、前記第2ポリオールおよび前記第3ポリオールの総量に対して、
前記第1ポリオールの含有割合が、12質量%以上28質量%以下であり、
前記第2ポリオールの含有割合が、12質量%以上28質量%以下であり、
前記第3ポリオールの含有割合が、52質量%以上68質量%以下であり、
前記第1ポリオールの水酸基価をOHv1(mgKOH/g)、前記第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対する前記第1ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合をREO1(質量%)、前記第2ポリオールの水酸基価をOHv2(mgKOH/g)、前記第2ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対する前記第2ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合をREO2(質量%)、前記第3ポリオールの水酸基価をOHv3(mgKOH/g)、前記第3ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対する前記第3ポリオールのオキシエチレン単位の含有割合をREO3(質量%)としたとき、下記式(1)で示される距離X(mgKOH/g+質量%)が、80以下である、
ポリオール組成物。
距離X=({OHv2-[(OHv1+OHv3)/2]}2+{REO2-[(REO1+REO3)/2]}2)1/2・・・(2) - 前記第1ポリオールのオキシアルキレン単位の総量に対して、第1ポリオールの分子末端のオキシエチレン単位の含有割合が、12質量%以上30質量%以下である、
請求項1または請求項2に記載のポリオール組成物。 - 前記第1ポリオールが、プロピレンオキサイド-エチレンオキサイドのブロック共重合体である、
請求項1または請求項2に記載のポリオール組成物。 - 前記第1ポリオールの数平均分子量が4100以上である、
請求項1または請求項2に記載のポリオール組成物。 - 前記第1ポリオール、前記第2ポリオールおよび前記第3ポリオールの総量に対して、
前記第1ポリオールの含有割合が、16質量%以上24質量%以下であり、
前記第2ポリオールの含有割合が、16質量%以上24質量%以下であり、
前記第3ポリオールの含有割合が、55質量%以上65質量%以下である、
請求項1または請求項2に記載のポリオール組成物。 - ポリウレタンフォームの製造に使用される、
請求項1または請求項2に記載のポリオール組成物。 - ポリオール組成物であって、
前記ポリオール組成物の平均官能基数が、1.5以上4.5以下であり、
前記ポリオール組成物の水酸基価が、80mgKOH/g以上120mgKOH/g以下であり、
前記ポリオール組成物のオキシアルキレン単位の総量に対して、
前記ポリオール組成物のオキシエチレン単位の含有割合が、15.0質量%以上17.3質量%以下である、
ポリオール組成物。 - ポリオール成分と、ポリイソシアネート成分とを含有するウレタンフォーム組成物であり、
前記ポリオール成分は、請求項1に記載のポリオール組成物を含有する、
ウレタンフォーム組成物。 - 請求項9に記載のウレタンフォーム組成物を反応させて得られるポリウレタンフォームであり、
前記ウレタンフォーム組成物は、ポリオール成分と、ポリイソシアネート成分とを含有し、
前記ポリオール成分は、請求項9に記載のポリオール組成物を含有し、
前記ポリウレタンフォームは、-70℃~-30℃の温度範囲と、0℃~60℃の温度範囲と、に少なくとも1つのガラス転移点をそれぞれ有し、
前記ガラス転移点を、振動数10ヘルツの動的粘弾性測定により測定されるtanδのピーク値として表わしたときに、
-70℃~-30℃におけるtanδのピーク値が、0.10以下であり、
0℃~60℃におけるtanδのピーク値が、0.30以上であり、
-25℃におけるtanδの値が、0.095以上である、
ポリウレタンフォーム。 - -70℃~-30℃におけるtanδのピークの値が0.07以下であり、
-25℃におけるtanδの値が0.10以上である、
請求項10に記載のポリウレタンフォーム。 - 前記ポリイソシアネート成分が、ジフェニルメタンジイソシアネート、および、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種のポリイソシアネート化合物を含有する、
請求項10または請求項11に記載のポリウレタンフォーム。 - 前記ウレタンフォーム組成物のイソシアネートインデックス([ウレタンフォーム組成物中のイソシアネート基/ウレタンフォーム組成物中の活性水素基]×100)が、50以上200以下である、
請求項10または請求項11に記載のポリウレタンフォーム。 - 請求項10または請求項11に記載のポリウレタンフォームを含む、成形体。
- クッションまたはマットレスである、請求項14に記載の成形体。
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