JP6993770B2 - Manufacturing method of low-resilience polyurethane slab foam and low-resilience polyurethane slab foam - Google Patents
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Description
本発明は、低反発性ポリウレタンスラブフォームの製造方法と低反発性ポリウレタンスラブフォームに関する。 The present invention relates to a method for producing a low-resilience polyurethane slab foam and a low-resilience polyurethane slab foam .
枕や衝撃吸収体等のクッション体として、低反発性ポリウレタンフォームが用いられている。
従来、低反発性ポリウレタンフォームの製造方法として、ポリオールに、官能基数1.5~4.5で水酸基価20~70mgKOH/gのポリオールと、官能基数1.5~4.5で水酸基価14~300mgKOH/gのポリオールを用いる方法(特許文献1)、あるいはポリオールに、水酸基数が2~3で水酸基価10~90mgKOH/gのポリエーテルポリオールと、水酸基数が2~3で水酸基価15~250mgKOH/gのポリエーテルポリオールを用いる製造方法(特許文献2)がある。
Low-resilience polyurethane foam is used as a cushion body for pillows, shock absorbers, and the like.
Conventionally, as a method for producing a low-resilience polyurethane foam, a polyol having a functional group number of 1.5 to 4.5 and a hydroxyl value of 20 to 70 mgKOH / g and a polyol having a functional group number of 1.5 to 4.5 and a hydroxyl value of 14 to A method using a polyol of 300 mgKOH / g (Patent Document 1), or a polyol polyol having a hydroxyl group number of 2 to 3 and a hydroxyl value of 10 to 90 mgKOH / g, and a polyol having a hydroxyl group number of 2 to 3 and a hydroxyl value of 15 to 250 mgKOH. There is a production method using a / g polyether polyol (Patent Document 2).
しかし、従来の低反発性ポリウレタンフォームは、低温域になると急激に硬度が高くなる問題があった。このような硬さについて温度依存性が高いウレタンフォームは、冬場に使用した場合に低温度域でウレタンフォームが硬くなり、折角の低反発性が損なわれてしまう。 However, the conventional low-resilience polyurethane foam has a problem that the hardness rapidly increases in a low temperature range. Urethane foam, which is highly temperature-dependent in terms of hardness, becomes hard in a low temperature range when used in winter, and the low resilience of the bending angle is impaired.
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、低温域で硬度上昇を抑えることができる低反発性ポリウレタンスラブフォームの製造方法と低反発性ポリウレタンスラブフォームの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method for producing a low-resilience polyurethane slab foam capable of suppressing an increase in hardness in a low temperature range and a low-resilience polyurethane slab foam .
第1の発明は、ポリオールとポリイソシアネートを発泡剤及び触媒の存在下で反応させ、スラブ発泡により発泡させて低反発性ポリウレタンスラブフォームを製造する方法において、、前記ポリオールは、分子量3700~7000、官能基数2~4、水酸基価20~50mgKOH/gのポリエーテルポリオールAと、一官能基数当たりの分子量が800~1200、官能基数2~3、水酸基価40~70mgKOH/gのポリエーテルポリオールBとよりなり、前記ポリオールAと前記ポリオールBの重量比が、ポリオールA:ポリオールB=55:45~90:10であり、前記ポリイソシアネートはMDI系イソシアネートであり、イソシアネートインデックスが60~115であることを特徴とする。 The first invention is a method for producing a low-resilience polyurethane slab foam by reacting a polyol and a polyisocyanate in the presence of a foaming agent and a catalyst and foaming by slab foaming, wherein the polyol has a molecular weight of 3700 to 7000. A polyether polyol A having 2 to 4 functional groups and a hydroxyl value of 20 to 50 mgKOH / g, and a polyether polyol B having a molecular weight of 800 to 1200 per functional group, 2 to 3 functional groups and a hydroxyl value of 40 to 70 mgKOH / g. The weight ratio of the polyol A to the polyol B is polyol A: polyol B = 55: 45 to 90:10, the polyisocyanate is an MDI-based isocyanate, and the isocyanate index is 60 to 115. It is characterized by.
第2の発明は、請求項1において、前記低反発性ポリウレタンスラブフォームは、50%圧縮8万回後の反発弾性が10~22%であることを特徴とする。
The second invention is characterized in that, in
第3の発明は、ポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒を含む低反発性ポリウレタンフォーム用組成物から得られる低反発性ポリウレタンスラブフォームにおいて、前記ポリオールは、分子量3700~7000、官能基数2~4、水酸基価20~50mgKOH/gのポリエーテルポリオールAと、一官能基数当たりの分子量が800~1200、官能基数2~3、水酸基価40~70mgKOH/gのポリエーテルポリオールBとよりなり、前記ポリオールAと前記ポリオールBの重量比が、ポリオールA:ポリオールB=55:45~90:10であり、前記イソシアネートはMDI系イソシアネートであり、イソシアネートインデックスが60~115であり、50%圧縮8万回後の反発弾性が10~22%であることを特徴とする。
第4の発明は、第3の発明において、23℃の硬さに対する-30℃の硬さの比(-30℃の硬さ/23℃の硬さ)が20倍以下であることを特徴とする。
第5の発明は、第3または第4の発明において、前記低反発性ポリウレタンスラブフォームは、車両用シートクッションの表面の一部又は全面に設けられるものであることを特徴とする。
The third invention is a low-repulsion polyurethane slab foam obtained from a composition for low-repulsion polyurethane foam containing a polyol, an isocyanate, a foaming agent, and a catalyst, wherein the polyol has a molecular weight of 3700 to 7000 and a functional group number of 2 to 4. The polyol A comprises a polyether polyol A having a hydroxyl value of 20 to 50 mgKOH / g and a polyether polyol B having a molecular weight of 800 to 1200 per functional group, a functional group number of 2 to 3, and a hydroxyl value of 40 to 70 mgKOH / g. And the weight ratio of the polyol B is polyol A: polyol B = 55: 45 to 90:10, the isocyanate is an MDI-based isocyanate, the isocyanate index is 60 to 115, and after 50% compression 80,000 times. Is characterized by a repulsive elasticity of 10 to 22%.
The fourth invention is characterized in that, in the third invention , the ratio of the hardness of -30 ° C to the hardness of 23 ° C (hardness of -30 ° C / hardness of 23 ° C) is 20 times or less. do.
A fifth aspect of the invention is characterized in that, in the third or fourth invention , the low-resilience polyurethane slab foam is provided on a part or the entire surface of a vehicle seat cushion.
本発明によれば、ポリオールは分子量3700~7000、官能基数2~4、水酸基価20~50mgKOH/gのポリエーテルポリオールAと、一官能基数当たりの分子量が800~1200、官能基数2~3、水酸基価40~70mgKOH/gのポリエーテルポリオールBとよりなり、ポリオールAとポリオールBの重量比が、ポリオールA:ポリオールB=55:45~90:10であり、ポリイソシアネートはMDI系イソシアネートであり、イソシアネートインデックスを60~115としたことにより、23℃の硬さに対する-30℃の硬さの比(-30℃の硬さ/23℃の硬さ)が20倍以下である低反発性ポリウレタンフォームを得ることができ、低温域で硬度上昇を抑えることができる。 According to the present invention, the polyol has a molecular weight of 3700 to 7000, a functional group number of 2 to 4, a polyether polyol A having a hydroxyl value of 20 to 50 mgKOH / g, and a molecular weight per functional group of 800 to 1200 and a functional group number of 2 to 3. It is composed of a polyether polyol B having a hydroxyl value of 40 to 70 mgKOH / g, and the weight ratio of the polyol A to the polyol B is polyol A: polyol B = 55: 45 to 90:10, and the polyisocyanate is an MDI-based isocyanate. By setting the isocyanate index to 60 to 115, the ratio of the hardness at -30 ° C to the hardness at 23 ° C (-30 ° C hardness / 23 ° C hardness) is 20 times or less, which is a low-repulsion polyurethane. Foam can be obtained and the increase in hardness can be suppressed in a low temperature range.
本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームの製造方法は、ポリオールとポリイソシアネートを発泡剤及び触媒の存在下で反応させ、スラブ発泡により発泡させて低反発性ポリウレタンスラブフォームを得る。 In the method for producing a low-resilience polyurethane slab foam of the present invention, a polyol and a polyisocyanate are reacted in the presence of a foaming agent and a catalyst, and foamed by slab foaming to obtain a low-resilience polyurethane slab foam.
ポリオールは、分子量3700~7000、官能基数2~4、水酸基価20~50mgKOH/gのポリエーテルポリオールAと、一官能基数当たりの分子量が800~1200、官能基数2~3、水酸基価40~70mgKOH/gのポリエーテルポリオールBとで構成される。分子量は、数平均分子量である。 The polyols are a polyether polyol A having a molecular weight of 3700 to 7000, a functional group number of 2 to 4, and a hydroxyl value of 20 to 50 mgKOH / g, and a molecular weight per functional group of 800 to 1200, a functional group number of 2 to 3, and a hydroxyl value of 40 to 70 mgKOH. It is composed of / g of a polyether polyol B. The molecular weight is a number average molecular weight.
前記ポリエーテルポリオールAは、分子量3700~7000、官能基数2~4、水酸基価20~50mgKOH/gとし、メインポリオールとして使用することにより、主ポリマーのガラス転移点を室温よりも低い温度域に設定することができ、低温域で硬度上昇を抑えることができる。また、ポリエーテルポリオールはポリエステルポリオールと比べて耐加水分解性に優れるため、長期間に渡る湿熱老化性にも優れるため好ましい。前記ポリエーテルポリオールAは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコールにエチレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(PO)等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。なお、前記ポリエーテルポリオールAは一種類に限られず、複数種類用いてもよい。 The polyether polyol A has a molecular weight of 3700 to 7000, a functional group number of 2 to 4, a hydroxyl value of 20 to 50 mgKOH / g, and is used as a main polyol to set the glass transition point of the main polymer in a temperature range lower than room temperature. It is possible to suppress the increase in hardness in the low temperature range. Further, since the polyether polyol is superior in hydrolysis resistance as compared with the polyester polyol, it is also preferable because it is also excellent in moist heat aging resistance over a long period of time. The polyether polyol A is, for example, a polyhydric alcohol such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, shoe cloth, and ethylene oxide ( Examples thereof include polyether polyols to which alkylene oxides such as EO) and propylene oxide (PO) are added. The type of the polyether polyol A is not limited to one, and a plurality of types may be used.
前記ポリエーテルポリオールBは、一官能基数当たりの分子量が800~1200、官能基数2~3、水酸基価40~70mgKOH/gとしたことにより、従来用いられていた低分子量のポリオールや架橋剤を用いないで、低反発性を実現することができる。前記ポリエーテルポリオールBは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコールにエチレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(PO)等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。なお、前記ポリエーテルポリオールBは一種類に限られず、ポリエーテルポリオールB1、B2等、一官能基数当たりの分子量が800~1200のポリエーテルポリオールを複数種類用いてもよい。 The polyether polyol B has a molecular weight of 800 to 1200 per functional group, a functional group number of 2 to 3, and a hydroxyl value of 40 to 70 mgKOH / g, so that a conventionally used low molecular weight polyol or cross-linking agent can be used. It is possible to achieve low resilience without. The polyether polyol B is, for example, a polyhydric alcohol such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, shoe cloth, and ethylene oxide ( Examples thereof include polyether polyols to which alkylene oxides such as EO) and propylene oxide (PO) are added. The type of the polyether polyol B is not limited to one, and a plurality of types of polyether polyols having a molecular weight of 800 to 1200 per number of monofunctional groups such as polyether polyols B1 and B2 may be used.
前記ポリオールAと前記ポリオールBの重量比は、ポリオールA:ポリオールB=55~90:45~10であり、より好ましくはポリオールA:ポリオールB=60~80:40~20である。ポリオールAの重量比が55未満の場合(すなわちポリオールBの重量比が45より大の場合)には、低反発性ポリウレタンスラブフォームの密度を調整しても、反発弾性、繰り返し圧縮後の反発弾性が20%を超え、低反発性が損なわれる。一方90を超える場合(すなわちポリオールBの重量比が10未満の場合)にはフォームバランスを崩して、フォームの発泡成形性が困難となる。なお、本発明において、低反発性ポリウレタンスラブフォームの密度調整は、発泡剤によって行うことができる。 The weight ratio of the polyol A to the polyol B is polyol A: polyol B = 55 to 90:45 to 10, and more preferably polyol A: polyol B = 60 to 80:40 to 20. When the weight ratio of polyol A is less than 55 (that is, when the weight ratio of polyol B is larger than 45), even if the density of the low-resilience polyurethane slab foam is adjusted, the rebound resilience and the rebound resilience after repeated compression Exceeds 20%, and low resilience is impaired. On the other hand, when it exceeds 90 (that is, when the weight ratio of the polyol B is less than 10), the foam balance is lost and the foam formability of the foam becomes difficult. In the present invention, the density of the low-resilience polyurethane slab foam can be adjusted by using a foaming agent.
ポリイソシアネートは、MDI系イソシアネートが用いられる。MDI系イソシアネート(ジフェニルメタンジイソシアネート系イソシアネート)として、具体的には、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,2’-MDI)、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’-MDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-MDI)、ジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートの混合物であるポリメリックMDI、これらのウレタン変性体、ウレア変性体、アロファネート変性体、ビウレット変性体、カルボジイミド変性体、イソシアヌレート変性体等、さらにこれらのイソシアネートとポリオール類を反応させて得られるMDIプレポリマー等を挙げることができる。MDI系イソシアネートは、複数種類を併用してもよい。ポリイソシアネートとしてMDI系イソシアネートを用いることにより、ウレタン原料中のポリオール等との反応性を高めることができる。さらに、分子量3700~7000という高分子量のポリエーテルポリオールAを用いることでウレタン配合の原料粘度を高めることができ、これらの原料とMDI系イソシアネートとを反応させることにより、得られるポリウレタンフォームは微細なセルとなる。その結果、得られるポリウレタンフォームを低通気とすることができる。このためセル数は、60~90個/25mmが好ましく、通気性は1cc/cm2/sec以下が好ましい。 As the polyisocyanate, MDI-based isocyanate is used. Specific examples of the MDI-based isocyanate (diphenylmethane diisocyanate-based isocyanate) include 2,2'-diphenylmethane diisocyanate (2,2'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI), 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), Polymeric MDI which is a mixture of diphenylmethane diisocyanate and polymethylenepolyphenylene polyisocyanate, these urethane modified products, urea modified products, allophanate modified products, biuret modified products, and carbodiimide modified products. , MDI prepolymer obtained by reacting these isocyanates with polyols, etc., such as modified isocyanurates. A plurality of types of MDI-based isocyanates may be used in combination. By using MDI-based isocyanate as the polyisocyanate, the reactivity with the polyol or the like in the urethane raw material can be enhanced. Furthermore, the viscosity of the urethane-blended raw material can be increased by using a high molecular weight polyether polyol A having a molecular weight of 3700 to 7000, and the polyurethane foam obtained by reacting these raw materials with an MDI-based isocyanate is fine. It becomes a cell. As a result, the resulting polyurethane foam can have low air permeability. Therefore, the number of cells is preferably 60 to 90 cells / 25 mm, and the air permeability is preferably 1 cc / cm 2 / sec or less.
イソシアネートインデックスは60~115が好ましい。イソシアネートインデックスが60未満になると、良好なフォームができなくなる。一方、イソシアネートインデックスが115を超えると、フォームが硬くなりすぎたり、良好なフォームができなくなったりする。イソシアネートインデックスは、ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基のモル数をポリオールの水酸基や発泡剤としての水などの活性水素基の合計モル数で割った値に100を掛けた値であり、[ポリイソシアネートのNCO当量/活性水素当量×100]で計算される。 The isocyanate index is preferably 60 to 115. If the isocyanate index is less than 60, good foam cannot be obtained. On the other hand, if the isocyanate index exceeds 115, the foam becomes too hard or a good foam cannot be obtained. The isocyanate index is a value obtained by dividing the number of moles of isocyanate groups in polyisocyanate by the total number of moles of active hydrogen groups such as hydroxyl groups of polyols and water as a foaming agent, multiplied by 100, and [NCO equivalent of polyisocyanate]. / Active hydrogen equivalent x 100].
発泡剤は、水、あるいはペンタンなどの炭化水素を、単独または組み合わせて使用することができる。水の場合は、ポリオールとポリイソシアネートの反応時に炭酸ガスを発生し、その炭酸ガスによって発泡がなされる。発泡剤の量は適宜とされるが、水の場合、ポリオール100重量部に対して1~7重量部が好ましい。さらに、2~5重量部とすることで、低反発性ポリウレタンスラブフォームの密度を調整することができる。 As the foaming agent, water or a hydrocarbon such as pentane can be used alone or in combination. In the case of water, carbon dioxide gas is generated during the reaction between the polyol and polyisocyanate, and the carbon dioxide gas causes foaming. The amount of the foaming agent is appropriate, but in the case of water, 1 to 7 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of the polyol. Further, the density of the low-resilience polyurethane slab foam can be adjusted by setting the amount to 2 to 5 parts by weight.
触媒は、ポリウレタンフォーム用の公知のものを使用することができる。例えば、トリエチルアミンやテトラメチルグアニジン等のアミン系触媒や、スタナスオクトエート等のスズ系触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒(有機金属触媒とも称される。)を挙げることができる。触媒の量は、ポリオール100重量部に対して0.1~3重量部である。 As the catalyst, known catalysts for polyurethane foam can be used. For example, amine-based catalysts such as triethylamine and tetramethylguanidine, tin-based catalysts such as stanus octoate, and metal catalysts such as phenylmercury propionate or lead octenoate (also referred to as organic metal catalysts) can be mentioned. Can be done. The amount of the catalyst is 0.1 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.
また、その他の助剤が適宜含まれる。例えば、整泡剤、難燃剤、着色剤等を挙げることができる。
整泡剤は、ウレタンフォーム用として公知のものを使用することができる。例えば、シリコン系整泡剤、含フッ素化合物系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。整泡剤の量は、ポリオール100重量部に対して0.5~5重量部である。
難燃剤は、ポリ塩化ビニル、クロロプレンゴム、塩素化ポリエチレンなどのハロゲン化ポリマー、リン酸エステルやハロゲン化リン酸エステル化合物、あるいはメラミン樹脂やウレア樹脂などの有機系難燃剤、酸化アンチモンや水酸化アルミニウムなどの無機系難燃剤等を挙げることができる。難燃剤の量は、ポリオール100重量部に対して1~25重量部である。
着色剤は、カーボンブラック等を挙げることができる。着色剤の量は、着色剤の種類に応じて決定される。
In addition, other auxiliaries are appropriately included. For example, a foam stabilizer, a flame retardant, a colorant and the like can be mentioned.
As the foam stabilizer, those known for urethane foam can be used. For example, a silicon-based defoaming agent, a fluorine-containing compound-based defoaming agent, and a known surfactant can be mentioned. The amount of the foam stabilizer is 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.
Flame retardants include halogenated polymers such as polyvinyl chloride, chloroprene rubber and chlorinated polyethylene, phosphoric acid esters and halogenated phosphoric acid ester compounds, organic flame retardants such as melamine resin and urea resin, antimony oxide and aluminum hydroxide. Inorganic flame retardants such as, etc. can be mentioned. The amount of the flame retardant is 1 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.
Examples of the colorant include carbon black and the like. The amount of colorant is determined according to the type of colorant.
なお、本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォーム用組成物は、前記低反発性ポリウレタンフォームの製造方法で説明したポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、触媒を含み、適宜の助剤が含まれる。 The composition for low-resilience polyurethane slab foam of the present invention contains the polyol, polyisocyanate, foaming agent, and catalyst described in the method for producing low-resilience polyurethane foam, and contains an appropriate auxiliary agent.
また、低反発性ポリウレタンスラブフォームの製造方法におけるスラブ発泡は、混合したポリウレタンフォーム用組成物(ポリウレタンフォーム原料)をベルトコンベア上に吐出し、大気圧下、常温で発泡させる方法であり、一方、モールド発泡は、混合したポリウレタンフォーム用組成物(ポリウレタンフォーム原料)をモールド(成形型)に充填してモールド内で発泡させる方法である。 Further, slab foaming in the method for producing low-resilience polyurethane slab foam is a method in which a mixed composition for polyurethane foam (polyurethane foam raw material) is discharged onto a belt conveyor and foamed at room temperature under atmospheric pressure. Mold foaming is a method in which a mixed composition for polyurethane foam (polyurethane foam raw material) is filled in a mold (molding mold) and foamed in the mold.
本発明の製造方法及び組成物から得られる本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームは、適宜の密度とされるが、好ましい密度(JIS K 7222)は、20~80kg/m3である。密度が20kg/m3未満の場合にはクッション性が低下し、80kg/m3を超える場合には車両用としては軽量化の観点で不適当となる。なお、本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームは、発泡剤の配合量を調整することにより、密度を調整することができる。例えば発泡剤としての水を、好ましくはポリオール100重量部に対して1~7重量部、より好ましくは2~5重量部とすることで、密度を20~80kg/m3にすることができる。 The low-resilience polyurethane slab foam of the present invention obtained from the production method and composition of the present invention has an appropriate density, but a preferable density (JIS K 7222) is 20 to 80 kg / m 3 . If the density is less than 20 kg / m 3 , the cushioning property is lowered, and if the density is more than 80 kg / m 3 , it is unsuitable for vehicles in terms of weight reduction. The density of the low-resilience polyurethane slab foam of the present invention can be adjusted by adjusting the blending amount of the foaming agent. For example, by using water as a foaming agent in an amount of 1 to 7 parts by weight, more preferably 2 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol, the density can be adjusted to 20 to 80 kg / m 3 .
本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームは、密度(JIS K 7222)が20~80kg/m3の場合、反発弾性(JIS K 6400-3:2011)が10~20%、硬さ(JIS K 6400-2:2004 D法)が0.4~2.6kPaである。さらに、本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームは、密度(JIS K 7222)が20~80kg/m3の場合、8万回繰り返し圧縮後の反発弾性が10~22%であり、繰り返し圧縮による反発弾性の低下が少なく、繰り返し圧縮使用でのクッション、例えば、車両用クッションシート、家庭用クッション等に好適である。8万回繰り返し圧縮後の反発弾性は、繰り返し圧縮残留歪(JIS K 6400-4:2011)の試験条件(圧縮サイクル60回/min、50%圧縮で8万回)後に、反発弾性を測定する。 The low-resilience polyurethane slab foam of the present invention has a rebound resilience (JIS K 6400-3: 2011) of 10 to 20% and a hardness (JIS K 6400) when the density (JIS K 7222) is 20 to 80 kg / m 3 . -2: 2004 D method) is 0.4 to 2.6 kPa. Further, the low-resilience polyurethane slab foam of the present invention has a rebound resilience of 10 to 22% after repeated compression of 80,000 times when the density (JIS K 7222) is 20 to 80 kg / m 3 , and repulsion due to repeated compression. It has little decrease in elasticity and is suitable for cushions that are used repeatedly by compression, for example, cushion sheets for vehicles, cushions for household use, and the like. The rebound resilience after repeated compression of 80,000 times is measured after the test conditions (compression cycle 60 times / min, 80,000 times with 50% compression) of repeated compression residual strain (JIS K 6400-4: 2011). ..
また、本発明の低反発性ポリウレタンフォームは、23℃の硬さに対する-30℃の硬さの比(-30℃の硬さ/23℃の硬さ)、すなわち低温時硬さ上昇比が20倍以下であり、低温域で硬度上昇を抑えることができる。なお、23℃の硬さ測定は、測定用サンプルを23℃、相対湿度50%に24時間以上置いて状態調整した後、同じ環境にてJIS K 6400-2:2004 D法に基づいて行い、一方、-30℃の硬さ測定は、測定用サンプルを-30℃に30分以上おいて状態調整した後、としてJIS K 6400-2:2004 D法に基づいて行う。 Further, the low-resilience polyurethane foam of the present invention has a ratio of hardness of -30 ° C to hardness of 23 ° C (hardness of -30 ° C / hardness of 23 ° C), that is, a hardness increase ratio at low temperature of 20. It is less than double, and the increase in hardness can be suppressed in the low temperature range. The hardness at 23 ° C. was measured by placing the measurement sample at 23 ° C. and 50% relative humidity for 24 hours or more, and then adjusting the condition, and then performing it in the same environment based on the JIS K 6400-2: 2004 D method. On the other hand, the hardness measurement at −30 ° C. is performed based on the JIS K 6400-2: 2004 D method after adjusting the state of the measurement sample at −30 ° C. for 30 minutes or more.
本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームは、密度(JIS K 7222)が20~80kg/m3の場合、セル数が60~90個/25mmであり、通気性(JIS L 1096)が1cc/cm2/sec以下であり、低反発性ポリウレタンスラブフォーム自体のセルが細かく(セル数が多く)通気性が低いことにより低反発性を実現することができ、そのウレタンフォームの表面に通気性の表皮材を覆い被せるような構造のクッション用に好適である。さらに、本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームは、密度(JIS K 7222)が20~80kg/m3の場合、8万回繰り返し圧縮後の通気性(JIS L 1096)が1cc/cm2/sec以下であり、繰り返し圧縮による通気性増大がない。また、繰り返し圧縮後の反発弾性も低反発性を維持しており、実用的である。また、そのウレタンフォームの表面に通気性の表皮材を覆い被せるような構造のクッション用に好適である。8万回繰り返し圧縮後の通気性は、繰り返し圧縮残留歪(JIS K 6400-4:2011)の試験条件(圧縮サイクル60回/min、50%圧縮で8万回)後に、通気性を測定する。
また、本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームは、密度(JIS K 7222)が20~80kg/m3の場合、圧縮残留歪(JIS K 6400、A法)が10%以下であり、圧縮による歪増大が少なく、車両の座席のように圧縮される用途に対して特に好適である。
The low-resilience polyurethane slab foam of the present invention has a cell count of 60 to 90 cells / 25 mm and a breathability (JIS L 1096) of 1 cc / cm when the density (JIS K 7222) is 20 to 80 kg / m 3 . Low resilience is 2 / sec or less, and the cells of the low-resilience polyurethane slab foam itself are fine (the number of cells is large) and the air permeability is low, so that low resilience can be realized, and the surface of the urethane foam is breathable. It is suitable for cushions having a structure that covers the skin material. Further, the low-resilience polyurethane slab foam of the present invention has a breathability (JIS L 1096) of 1 cc / cm 2 / sec after repeated compression 80,000 times when the density (JIS K 7222) is 20 to 80 kg / m 3 . It is as follows, and there is no increase in air permeability due to repeated compression. In addition, the rebound resilience after repeated compression also maintains low repulsion, which is practical. Further, it is suitable for a cushion having a structure in which the surface of the urethane foam is covered with a breathable skin material. The air permeability after repeated compression of 80,000 times is measured after the test conditions (compression cycle 60 times / min, 80,000 times with 50% compression) of repeated compression residual strain (JIS K 6400-4: 2011). ..
Further, the low-resilience polyurethane slab foam of the present invention has a compression residual strain (JIS K 6400, method A) of 10% or less when the density (JIS K 7222) is 20 to 80 kg / m 3 , and the strain due to compression. It has less growth and is particularly suitable for compressed applications such as vehicle seats.
図1は本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームFを、表面の一部に設けた車両用シートクッション100の例である。
車両用シートクッション100は、座部用シートクッション10と背当て部用シートクッション50とよりなる。なお、車両用シートクッションは、座部用シートクッション10あるいは背当て部用シートクッション50の何れか一方のみを示すこともある。
座部用シートクッション10及び背当て部用シートクッション50は、図2及び図3の断面図に示すように、側部13、13、53、53が盛り上がった形状からなり、本体部21、61と、側部13、13、53、53に積層接合された本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームFとよりなる。
さらに、これらの車両用シートクッションには、織物、トリコット、ニット、ジャージー、パーフォレーション合皮等の通気性を有する表皮材(図は省略する)を被着して使用する。
FIG. 1 is an example of a
The
As shown in the cross-sectional views of FIGS. 2 and 3, the
Further, these vehicle seat cushions are used by wearing a breathable skin material (not shown) such as woven fabric, tricot, knit, jersey, and perforation synthetic leather.
前記本体部21、61は、前記低反発性ポリウレタンスラブフォームFよりも高反発の弾性発泡体からなり、図示の例では軟質ウレタンフォームのモールド発泡体からなる。前記本体部21、61の反発弾性(JIS K 6400-3:2011)は40~70%、硬さ(JIS K 6400-2:2004 D法)は0.4~2.6kPaが好ましい。
The
前記低反発性ポリウレタンフォームFは、密度(JIS K 7222)が20~80kg/m3、反発弾性(JIS K 6400-3:2011)が10~20%、硬さ(JIS K 6400-2:2004 D法)が0.4~2.6kPa、23℃の硬さに対する-30℃の硬さの比(-30℃の硬さ/23℃の硬さ)が20倍以下である。前記低反発性ポリウレタンフォームFは、スラブフォームで形成されており、厚み5~30mmに加工されて接着剤などで本体部21,61の側部表面に接着されている。
The low-resilience polyurethane foam F has a density (JIS K 7222) of 20 to 80 kg / m 3 , a resilience (JIS K 6400-3: 2011) of 10 to 20%, and a hardness (JIS K 6400-2: 2004). Method D) is 0.4 to 2.6 kPa, and the ratio of hardness at −30 ° C. (hardness at −30 ° C./hardness at 23 ° C.) to hardness at 23 ° C. is 20 times or less. The low-resilience polyurethane foam F is made of slab foam, processed to a thickness of 5 to 30 mm, and adhered to the side surfaces of the
前記車両用シートクッション100は、前記座部用シートクッション10と前記背当て部用シートクッション50において、常時乗員の体重が加わる中央部11、51によって乗員を支持し、車両のコーナリング走行の際などにおいて乗員の姿勢が傾斜した際には、乗員が車両用シートクッションの側部13、13、53、53と接触し、該側部によって乗員の姿勢をサポートする。
In the
前記座部用シートクッション10と前記背当て部用シートクッション50の側部13、13、53、53は、中央部11、51よりも反発弾性が低い本発明の低反発ウレタンフォームFで構成されているため、車両のコーナリング走行の際などに乗員の傾斜による高速荷重が側部の低反発性ポリウレタンフォームFに加わった場合には、乗員に対する側部の反発力を低減すると共に高いエネルギー吸収性を発揮し、乗員の疲れを軽減できると共に良好な着座感及び着座姿勢の良好なサポート性を得ることができる。さらに、体格の大きい乗員が通常時に側部の低反発性ポリウレタンフォームFと接触して側部の低反発性ポリウレタンフォームFを押圧しても、低反発性のため、側部による乗員に対する圧迫感を軽減することができる。また、体格の小さい乗員が側部の低反発性ポリウレタンフォームFに接触して側部を軽く押した場合でも、押圧程度に応じて側部の低反発性ポリウレタンフォームFが変形して車両用シートクッションが乗員にフィットし、良好な着座感を与える。さらに、冬期の寒さが厳しい地域においても、側部の低反発性ポリウレタンフォームFは、23℃の硬さに対する-30℃の硬さの比(-30℃の硬さ/23℃の硬さ)が20倍以下であるため、硬さ増大による低反発性の悪化を抑え、乗員のサポート性を維持することができる。このように、車両用シートクッションは、特に、冬期の車両に乗り込む前の気温の低い状態(クッションの温度が低い状態)と車両に乗ってから室内の温調や接する体温とにより、クッション体の温度が変化しやすいため、本発明の用途に適している。
The
図4に示す車両用シートクッション200は、表面全体に本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームを設けた例であり、図示の例は座部用である。前記車両用シートクッション200は、本体部71と、該本体部71の表面全面に積層接合された本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームFとで構成されている。前記本体部71は軟質ウレタンフォームのモールド発泡体からなり、前記低反発性ポリウレタンスラブフォームFよりも高い反発弾性を有する。前記車両用シートクッション200は、衝撃吸収性については表面の低反発性ポリウレタンスラブフォームFがその機能を担い、クッション性については高反発性の本体部71が担う。
The
以下の原料を表1の配合で混合し、反応・発泡させて各実施例及び各比較例の低反発性ポリウレタンフォームを作製した。発泡方法は、スラブ法により、オープン発泡により行った。
・ポリオールA:ポリエーテルポリオール、分子量5000、官能基数3、水酸基価34mgKOH/g、品番;CP1421、ダウ・ケミカル日本株式会社製
・ポリオールB1:ポリエーテルポリオール、分子量2000(一官能基数当たりの分子量1000)、官能基数2、水酸基価56.1mgKOH/g、品番;D2000、三井化学ポリウレタン社製
・ポリオールB2:ポリエーテルポリオール、分子量3000(一官能基数当たりの分子量1000)、官能基数3、水酸基価56.1mgKOH/g、品番;GP3050NS、三洋化成工業株式会社製
・ポリオールC:ポリエーテルポリオール、分子量700、官能基数3、水酸基価240mgKOH/g、品番;V2070、ダウ・ケミカル日本株式会社製
・発泡剤:水
・触媒A:トリエチレンジアミン、品番;33LV、エアープロダクトジャパン株式会社製
・触媒B:アミン触媒、品番;NIAX A-1、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製
・整泡剤:シリコーン整泡剤、品番;SZ-1136、東レ・ダウコーニング株式会社
・難燃剤:リン酸エステル系、品番;CR504L、大八化学工業社製
・MDI:ポリメリックMDI、品番;「S-6564」、NCO%;29.9%、ハンツマン社製
・TDI:TDI-80(2,4-TDI80質量%と2,6-TDI20質量%の異性体比)、NCO%;48.2%、品番;コロネートT-80、東ソー株式会社製
The following raw materials were mixed according to the formulations shown in Table 1 and reacted / foamed to prepare low-resilience polyurethane foams of each Example and each Comparative Example. The foaming method was an open foaming method by a slab method.
Polyol A: polyether polyol, molecular weight 5000, number of
得られた各実施例及び各比較例に対して、密度(JIS K 7222)、反発弾性(JIS K 6400-3:2011)、50%圧縮8万回後の反発弾性、セル数(JIS K 6400-1)、通気性(JIS L 1096)、50%圧縮8万回後の通気性、硬さ(JIS K 6400-2:2004 D法)、低温時硬さ上昇比(23℃の硬さに対する-30℃の硬さの比)、圧縮残留歪(JIS K 6400、A法)について測定した。
50%圧縮8万回後の反発弾性、50%圧縮8万回後の通気性及び低温時硬さ上昇は、前記の手順で測定した。
For each obtained Example and each Comparative Example, density (JIS K 7222), rebound resilience (JIS K 6400-3: 2011), repulsive elasticity after 50% compression 80,000 times, number of cells (JIS K 6400). -1), Breathability (JIS L 1096), Breathability after 50% compression 80,000 times, Hardness (JIS K 6400-2: 2004 D method), Hardness increase ratio at low temperature (for hardness at 23 ° C) The hardness ratio at −30 ° C.) and the compression residual strain (JIS K 6400, method A) were measured.
The impact resilience after 80,000 times of 50% compression, the air permeability after 80,000 times of 50% compression, and the increase in hardness at low temperature were measured by the above procedure.
実施例1-3は、イソシアネートインデックスを70-110で変化させた例である。実施例4は実施例1のポリオールB1に代えてポリオールB2を使用した例、実施例5は実施例1において難燃剤を配合した例、実施例6は実施例1におけるポリオールAとポリオールB1の配合比を変えた例である。実施例7と実施例8は、実施例1における発泡剤の量を変化させた例である。
実施例1-8では、密度が30~35kg/m
3 、セル数が62~70個/25mmと細かく、通気性が1cc/cm2/sec未満と低通気であり、反発弾性13~18%、硬さ0.6~2.2kPa、低温時硬さ上昇比が8~18倍であり、低反発性でかつ低温時の硬度上昇が少ないものであった。
Example 1-3 is an example in which the isocyanate index is changed by 70-110 . Example 4 is an example in which polyol B2 is used instead of polyol B1 in Example 1, Example 5 is an example in which a flame retardant is blended in Example 1, and Example 6 is a blending of polyol A and polyol B1 in Example 1. This is an example of changing the ratio. Examples 7 and 8 are examples in which the amount of the foaming agent in Example 1 is changed.
In Examples 1-8, the density is as fine as 30 to 35 kg / m 3 , the number of cells is as fine as 62 to 70 cells / 25 mm, the air permeability is as low as 1 cc / cm 2 / sec, and the impact resilience is 13 to 18%. The hardness was 0.6 to 2.2 kPa, the hardness increase ratio at low temperature was 8 to 18 times, the resilience was low, and the hardness increase at low temperature was small.
比較例1は実施例8のイソシアネートインデックスを120にした例、比較例2は実施例1のポリオールをポリオールA単独にした例、比較例3は実施例8のポリオールをポリオールAの50重量部とポリオールB1の50重量部で構成し、イソシアネートインデックスを90にした例、比較例4は実施例8のポリイソシアネートをTDIに変更し、イソシアネートインデックスを90にした例、比較例5はポリオールをポリオールB2とポリオールCで構成し、ポリイソシアネートをTDIとした例である。
比較例1及び比較例2は発泡バランスが崩れ、フォームを形成することができなかった。また比較例3及び比較例4はセル数が50~58個/25mm、通気性が1未満~3cc/cm2/sec、反発弾性が実施例よりも高い21~25%であり、低反発性のものではなかった。比較例5はセル数が50個/25mm、通気性が50cc/cm2/secであるものの、反発弾性が9%であり、低反発性を有するものであったが、低温時硬さ上昇比が40倍であり、低温時の硬度上昇が大きいものであった。
Comparative Example 1 is an example in which the isocyanate index of Example 8 is 120, Comparative Example 2 is an example in which the polyol of Example 1 is used alone as polyol A, and Comparative Example 3 is an example in which the polyol of Example 8 is 50 parts by weight of polyol A. An example in which the polyol B1 is composed of 50 parts by weight and the isocyanate index is 90 , Comparative Example 4 is an example in which the polyisocyanate of Example 8 is changed to TDI and the isocyanate index is 90, and Comparative Example 5 is a polyol B2. This is an example in which polyisocyanate is used as TDI, which is composed of Polyol C and Polyol C.
In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the foaming balance was lost and the foam could not be formed. Further, in Comparative Example 3 and Comparative Example 4, the number of cells was 50 to 58 cells / 25 mm, the air permeability was less than 1 to 3 cc / cm 2 / sec, and the impact resilience was 21 to 25% higher than that of the examples, resulting in low resilience. It wasn't. In Comparative Example 5, although the number of cells was 50/25 mm and the air permeability was 50 cc / cm 2 / sec, the rebound resilience was 9% and the repulsion was low, but the hardness increase ratio at low temperature was high. Was 40 times higher, and the increase in hardness at low temperatures was large.
このように、本発明の製造方法及び組成物で得られる低反発性ポリウレタンスラブフォームは、セルが細かく低温時の硬度上昇が少ない低反発性を有するものであり、車両用シートクッションの表面に設けられる部材として好適である。なお、本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォームの用途は、車両用シートクッションの表面用に限られるものではなく、使用温度が低温域となる衝撃吸収部材としても好適である。 As described above, the low-resilience polyurethane slab foam obtained by the production method and composition of the present invention has low resilience with fine cells and a small increase in hardness at low temperatures, and is provided on the surface of a vehicle seat cushion. It is suitable as a member to be used. The application of the low-resilience polyurethane slab foam of the present invention is not limited to the surface of a vehicle seat cushion, and is also suitable as a shock absorbing member whose operating temperature is in a low temperature range.
100、200 車両用シートクッション
21、61、71 本体部
13、53 側部
F 本発明の低反発性ポリウレタンスラブフォーム
100, 200
Claims (3)
前記ポリオールは、分子量3700~7000、官能基数2~4、水酸基価20~50mgKOH/gのポリエーテルポリオールAと、一官能基数当たりの分子量が800~1200、官能基数2~3、水酸基価40~70mgKOH/gのポリエーテルポリオールBとよりなり、
前記ポリオールAと前記ポリオールBの重量比が、ポリオールA:ポリオールB=55:45~90:10であり、
前記イソシアネートはMDI系イソシアネートであり、
イソシアネートインデックスが60~115であり、
前記低反発性ポリウレタンスラブフォームは、密度(JIS K 7222)が20~80kg/m3、50%圧縮8万回後の反発弾性が10~22%であり、
前記50%圧縮8万回後の反発弾性の値は、繰り返し圧縮残留歪(JIS K 6400-4:2011)の試験条件(圧縮サイクル60回/min、50%圧縮で8万回)で繰り返し圧縮した後に反発弾性を測定した値であることを特徴とする車両用シートクッションの表面の一部または全部に設けられる低反発性ポリウレタンスラブフォームの製造方法。 In a method for producing a low-resilience polyurethane slab foam by reacting a polyol and an isocyanate in the presence of a foaming agent and a catalyst and foaming by slab foaming.
The polyols are a polyether polyol A having a molecular weight of 3700 to 7000, a number of functional groups of 2 to 4, and a hydroxyl value of 20 to 50 mgKOH / g, and a molecular weight of 800 to 1200 per functional group, a number of functional groups of 2 to 3, and a hydroxyl value of 40 to 40. Consisting of 70 mgKOH / g of polyether polyol B,
The weight ratio of the polyol A to the polyol B is polyol A: polyol B = 55:45 to 90:10.
The isocyanate is an MDI-based isocyanate and is
Isocyanate index is 60-115,
The low-resilience polyurethane slab foam has a density (JIS K 7222) of 20 to 80 kg / m 3 , and a rebound resilience of 10 to 22% after 80,000 times of 50% compression.
The value of the rebound resilience after 80,000 times of 50% compression is repeatedly compressed under the test conditions of repeated compression residual strain (JIS K 6400-4: 2011) (compression cycle 60 times / min, 50% compression 80,000 times). A method for producing a low-resilience polyurethane slab foam provided on a part or all of the surface of a vehicle seat cushion, which is a value obtained by measuring the impact resilience after the compression.
前記ポリオールは、分子量3700~7000、官能基数2~4、水酸基価20~50mgKOH/gのポリエーテルポリオールAと、一官能基数当たりの分子量が800~1200、官能基数2~3、水酸基価40~70mgKOH/gのポリエーテルポリオールBとよりなり、 The polyols are a polyether polyol A having a molecular weight of 3700 to 7000, a number of functional groups of 2 to 4, and a hydroxyl value of 20 to 50 mgKOH / g, and a molecular weight of 800 to 1200 per functional group, a number of functional groups of 2 to 3, and a hydroxyl value of 40 to 40. Consisting of 70 mgKOH / g of polyether polyol B,
前記ポリオールAと前記ポリオールBの重量比が、ポリオールA:ポリオールB=55:45~90:10であり、 The weight ratio of the polyol A to the polyol B is polyol A: polyol B = 55:45 to 90:10.
前記イソシアネートはMDI系イソシアネートであり、 The isocyanate is an MDI-based isocyanate and is
イソシアネートインデックスが60~115であり、 Isocyanate index is 60-115,
密度(JIS K 7222)が20~80kg/m Density (JIS K 7222) is 20-80kg / m 33 、50%圧縮8万回後の反発弾性が10~22%であり、, The rebound resilience after 80,000 times of 50% compression is 10 to 22%.
前記50%圧縮8万回後の反発弾性の値は、繰り返し圧縮残留歪(JIS K 6400-4:2011)の試験条件(圧縮サイクル60回/min、50%圧縮で8万回)で繰り返し圧縮した後に反発弾性を測定した値であることを特徴とする車両用シートクッションの表面の一部または全部に設けられる低反発性ポリウレタンスラブフォーム。 The value of the rebound resilience after 80,000 times of 50% compression is repeatedly compressed under the test conditions of repeated compression residual strain (JIS K 6400-4: 2011) (compression cycle 60 times / min, 50% compression 80,000 times). A low-resilience polyurethane slab foam provided on a part or all of the surface of a vehicle seat cushion, which is a value obtained by measuring the impact resilience after the compression.
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