JP4199770B2

JP4199770B2 - 軟質ポリウレタンフォーム

Info

Publication number: JP4199770B2
Application number: JP2005505020A
Authority: JP
Inventors: 聡橋本; 邦男遊部
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2024-02-16
Also published as: US20060148922A1; EP1602675B1; JPWO2004072142A1; EP1602675A1; WO2004072142A1; US20050049324A1; EP1602675A4

Description

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

軟質ポリウレタンフォーム（以下、ポリウレタンフォーム、ウレタンフォーム、フォームと略記することがある）は自動車用シートクッション、バック等のパッド材として広く使用されている。従来、自動車用シートの構造は、金属ばねとポリウレタンフォームの組み合わせという構造が多く採用されていた。しかし、最近はコストダウンのため、金属ばねを使用せずウレタンフォームと金属パネルからなるフルフォームタイプと呼ばれるシート構造が多くなってきた。フルフォームタイプのパッド材として使用されるウレタンフォームは厚さも厚く、乗り心地向上のためにはポリウレタンフォーム自体の性能が重要視される。
近年、自動車用シートに用いられるポリウレタレフォームパッド材は特に軽量化、コストダウンを目的として低密度化が要求される。ウレタンフォームの硬度測定方法として、ＪＩＳＫ６４００（１９９９年、プラスチック、材料・製品編）が広く知られており、この方法にてフォーム厚さに対して２５％圧縮した時のウレタンフォームの硬さ（２５％硬さ）をウレタンフォーム硬度の指標として使われることが多い。この２５％硬さ一定という条件下にて発泡剤である水の量を増やしてウレタンフォームの低密度化を図ると、一定体積当りの樹脂の量が減り硬くて脆い尿素結合が多く生成されるため、耐久性が悪い（ヘタリのある）ウレタンフォームとなる。具体的には、湿熱圧縮残留歪み（フォーム厚さの５０％まで圧縮し、所定の温度及び湿度の高温槽中に所定時間保存した時における、試験前後の厚さの変化率を測定したときの歪み）、及び、繰り返し圧縮２５％硬さの低下率（フォーム厚さの５０％まで圧縮し、連続して８万回圧縮した時における、試験前後の２５％硬さの低下率）の数値が大きくなる。
また、ポリウレタンフォームを低密度化すると様々な乗り心地が悪化する。シートの静的な乗り心地の代用数値として、フォームのテストピースサンプルを、加圧板として鉄研盤を用いて圧縮する荷重たわみ曲線のデータが使用されることが多い。後掲の表２に示されたデータからもわかるように、ポリウレタンフォームを２５％硬さ一定という条件下にて低密度化すると、４９０〜８８２Ｎ加圧側たわみ差（加圧板として鉄研盤を使用して８８２Ｎまで圧縮し、加圧を取り除く静荷重試験において、４９０Ｎ加圧時の加圧側たわみ量と８８２Ｎ加圧時のたわみ量との差）が小さくなる傾向がある。つまり、パッド材として使用されるフォームを低密度化すると、ストローク感が無く底付きを感じやすいシートとなる。
更に、低密度化時には振動伝達性も高くなる。人間の内臓が共振する周波数は４〜８Ｈｚであり、この周波数領域の振動が伝達すると疲労や車酔いにつながることが報告されている。一般的には６Ｈｚ伝達率が振動伝達性の一つの指標として使われることが多い。通常、自動車用シートの場合３〜５Ｈｚ間に共振振動数が存在し、振動工学的には６Ｈｚ時の振動伝達性を下げるためには共振振動数を下げる必要がある。しかしながら、フォーム密度を下げることによって共振振動数が大きくなり、６Ｈｚ伝達率が上がるために振動特性の悪いフォームとなる。このことは後掲の表２に示されたデータにも現れている。
図１に説明図として示したように、ポリウレタンフォームの原料配合を変え反発率をアップさせることにより、共振振動数は小さくなり、６Ｈｚ伝達率をさげることは可能である。しかし、その場合、共振点での振動伝達性（共振倍率）が大きく共振点付近の振動伝達性は大きくならざるを得ず（例えば、「乗り心地性の評価方法（ＡｎＡｐｐｒｏａｅｈｔｏＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＲｉｄｉｎｇａｎｄＳｅａｔｉｎｇＣｏｍｆｏｒｔ）」、ポリウレタンＥＸＰＯ‘９８（ＰＯＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥＳＥＸＰＯ’９８，）ｐ．４９９、表１０、参照。）、車体の振動により身体の安定感がなくなるという問題点があった。
ところで、一般的に軟質ポリウレタンフォームは大気中の湿度が高くなると水素結合が分断され、フォームの硬さが低下するという問題がある。つまり、ウレタンフォームのクッション材はその環境における湿度によって硬さが変化するためにフィーリングも大きく変わるという問題点があった。
一方、一般的に自動車において室内空間を確保するためにシートパッドを薄くしたいという要求があり、かかる要求に対応すべく、ポリウレタンパッド厚さと静荷重・振動特性の関係についての報告がある（例えば、特開平１１−３２２８７５号公報参照。）。

上述したように、シートクッション材として使用されるポリウレタンフォームを低密度化した場合は、耐久性の悪化（ヘタリ）、底つき感、振動伝達性の増大は避けられなかった。また、ポリウレタンフォームの硬さが湿度によって変化することに起因するフィーリングの変化も避けられなかった。
本発明は、上記問題点に鑑み、高性能化、低密度化及び薄肉化の要求に対応し得る軟質ポリウレタンフォームを提供すべく開発されたものであり、底つき感が少なく、耐久性及び振動遮断性に優れたポリウレタンフォームを提供することを目的とする。また、本発明は更に、湿度が変化しても硬さ変化の少ないポリウレタンフォームを提供することを目的とする。
本発明者らは上記目的を達成するため、ポリウレタンフォームの静荷重、セル構造・組成に着目し鋭意研究を重ねた結果、セル構造調整剤として特殊な界面活性剤を添加することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ポリオールとイソシアネートを主成分として含有する軟質ポリウレタンフォームにおいて、セル構造調整剤としてパーフルオロアルキル基構造を有するフッ素系界面活性剤であって、該界面活性剤を０．１質量％の濃度で含有するトルエン溶液もしくは６０質量％エタノール水溶液の撹拌５分後における起泡高さが３ｍｍ以上であるフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とする、クッション材用軟質ポリウレタンフォームである。
本発明のポリウレタンフォームは、密度及び２５％硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、温度５０±１℃（４９〜５１℃）、湿度９５±５％（９０〜１００％）における湿熱圧縮残留歪み（以下において、「湿熱圧縮残留歪み（５０℃×９５％）」と言う。）および繰返し圧縮２５％硬さの低下率が、各々５％以上小さいことを特徴とする。
本発明のポリウレタンフォームは、また、密度及び２５％硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、静荷重試験における４９０〜８８２Ｎ加圧側たわみ差が１ｍｍ以上大きいことを特徴とする。
本発明のポリウレタンフォームは、また、密度及び２５％硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、振動試験における共振倍率および６Ｈｚ伝達率が、各々５％以上低いことを特徴とする。
本発明のポリウレタンフォームは、また、密度及び２５％硬さが同一であって、前記フッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、湿度変化による２５％硬さ変化率が、５％以上小さいことを特徴とする。
本発明により提供される軟質ポリウレタンフォームは、上記問題点を有する現状のシートパッドに対して、高性能化、低密度化もしくは薄肉化等の要求に対応することができるものである。

図１は、従来のポリウレタンフォームにおける反発率と振動特性との関係を示す説明図である。
図２は、本発明例のポリウレタンフォームと比較例のポリウレタンフォームの振動特性の測定結果を示す図である。

本発明に係る軟質ポリウレタンフォームは、ポリオールとイソシアネートを主成分として含有し、セル構造調整剤として、パーフルオロアルキル基構造を有するフッ素系界面活性剤であって、該界面活性剤を０．１質量％の濃度で含有するトルエン溶液もしくは６０質量％エタノール水溶液の撹拌５分後における起泡高さが３ｍｍ以上であるフッ素系界面活性剤（以下、本発明の界面活性剤とも言う。）を含有することを特徴とする。本発明においてフッ素系界面活性剤の起泡高さは後述の試験方法を用いて測定される。
本発明の界面活性剤を添加してなる軟質ポリウレタンフォームは、同一の密度及び２５％硬さを有し、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、以下の性能に優れることが明らかとなった。なお、本発明において「同一の密度及び２５％硬さ」とは、本発明に係る軟質ポリウレタンフォームが有する密度及び２５％硬さと、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームが有する密度及び２５％硬さ（比較値）との差が、該比較値に対して密度が±２．５％以内、２５％硬さが±４％以内であることを意味する。
本発明のポリウレタンフォームは、同一の密度及び２５％硬さを有し、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、湿熱圧縮残留歪み（５０℃×９５％）および繰返し圧縮２５％硬さの低下率が、各々５％以上小さい。また、本発明のポリウレタンフォームは、同一の密度及び２５％硬さを有し、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、静荷重試験における４９０〜８８２Ｎ加圧側たわみ差が１ｍｍ以上大きい。さらに、本発明のポリウレタンフォームは、同一の密度及び２５％硬さを有し、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない軟質ポリウレタンフォームとの比較において、振動試験における共振振動数、共振倍率および６Ｈｚ伝達率が、各々２％以上低い。各物性値等の測定方法については後述する。
以下、本発明に係るポリウレタンフォームの構成成分について説明する。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、ポリオール（Ａ）、およびイソシアネート化合物（Ｂ）を主成分として含有し、これに触媒（Ｃ）、発泡剤（Ｄ）、セル構造調整剤として本発明に係るフッ素系界面活性剤（Ｅ）、および必要に応じて整泡剤として有機ケイ素系界面活性剤（Ｆ）を、更に必要に応じて架橋剤（Ｇ）、発泡剤（Ｈ）を反応させて得られる。
ポリオール（Ａ）：特に限定されるものではなく、当該分野において通常使用されるあらゆるタイプのものを用いることができる。例えばポリエーテルポリオール、ポリマーポリオールが挙げられ、２種以上のポリオールを混合して用いてもよい。その水酸基価は１５〜６０［ｍｇＫＯＨ／ｇ］の範囲のものが適当であり、ポリオールの総不飽和度は、０．１［ｍｅｑ／ｇ］以下が望ましい。
イソシアネート化合物（Ｂ）：特に限定されるものではなく、例えばイソシアネート基を２以上有する芳香族、脂環族、もしくは脂肪族系のイソシアネート化合物、その変性体またはこれらの混合物を用いることができる。具体的には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）の単体及び化合物が例示される。
触媒（Ｃ）：特に限定されるものではなく、当該分野において公知である各種触媒を使用することができる。例えばトリエチレンジアミン、ビス−（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、トリエチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレンアミン、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７，１，２−ジメチルイミダゾール、１−ブチル−２−メチルイミダゾール、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキサノールアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ−トリオキシエチレン−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン等のアミン、又はこれらの有機酸塩及びスタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート、ナフタン酸亜鉛等の有機金属化合物が挙げられる。
発泡剤（Ｄ）：水（Ｈ_２Ｏ）が挙げられ、水を用いた場合、イソシアネート基と水（Ｈ_２Ｏ）の反応で発生する炭酸ガスが使用される。尚、補助的に低沸点有機化合物の使用やＣＯ_２ローディング装置で原液中に炭酸ガス等を混入させて発泡させることも可能である。
フッ素系界面活性剤（Ｅ）：セル構造調整剤としては、例えば、ダイキン工業製のＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２、ＤＳ−２０２、ＤＳ−３０１、ＤＳ−４０１、ＤＳ−４０３、ＤＳ−４５１、旭硝子社製のＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３、Ｓ−１２１、Ｓ−１３１、Ｓ−１３２、Ｓ−１４１、Ｓ−１４５、Ｓ−３９３、ＫＨ−４０、大日本インキ化学工業製のＦ−１１０、Ｆ−１１６、Ｆ−１２０、Ｆ−１４２Ｄ、Ｆ−１４４Ｄ、Ｆ−１５０、Ｆ−１６０、Ｆ−１７１、Ｆ−１７２、Ｆ−１７３、Ｆ−１７７、Ｆ−１７８Ａ、Ｆ−１７８Ｋ、Ｆ−１７９、Ｆ−１８３、Ｆ−１８４、Ｆ−１９１、Ｆ−４７１、Ｆ−４７７、Ｆ−４７８、Ｆ−８１２、等が挙げられる。本発明のフッ素系界面活性剤は、パーフルオロアルキル基構造を有するフッ素系界面活性剤であって、該界面活性剤を０．１質量％の濃度で含有するトルエン溶液もしくは６０質量％エタノール水溶液の撹拌５分後における起泡高さが３ｍｍ以上であるフッ素系界面活性剤であり、かかる観点からは特に大日本インキ化学工業製のＦ−１７７、Ｆ−４７８、旭硝子社製のＳ−３９３、等を好適に用いることができる。
有機ケイ素系界面活性剤（Ｆ）：整泡剤として、当該分野において公知である有機ケイ素系界面活性剤も併用可能であり、例えば日本ユニカー社製のＬ−３６０１、Ｌ−５３０９、Ｌ−５３６６、ＳＺ−１３０６、ＳＺ−１３１１、ＳＺ−１３１３、ＳＺ−１３１８、ＳＺ−１３２３、ＳＺ−１３４０、ＳＺ−１３４１、ＳＺ−１３４２、東レ・ダウコニング・シリコーン社製のＰＲＸ−６０７、ＳＦ−２９６９、ＳＦ−２９６４、ＳＲＸ−２７４Ｃ、ＳＦ−２９６１、ＳＦ−２９６２、ＳＦ−２９６５等が挙げられる。
架橋剤（Ｇ）：物性向上のために架橋剤を用いることができ、好ましくは水酸基価２００〜１８００ｍｇＫＯＨ／ｇの化合物が用いられる。例えばジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、Ｎ−メチル−ジエタノールアミン、Ｎ−フェニル−ジプロパノールアミン等のアミノアルコール類、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、イソホロンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリジアミン等のポリアミン類、ポリアミンやアミノアルコール等にアルキレンオキサイドを付加させた化合物、グリセリン等の脂肪族多値アルコール類などが用いられる。その他、従来公知の架橋剤を用いてもよく、これらは単独でも２種以上を併用して用いてもよい。
破泡剤（Ｈ）：軟質ポリウレタンフォームの通気性及びクラッシングをコントロールする目的で破泡剤を用いることもできる。破泡剤としては特に限定されるものではなく、公知のセルオープナーを使用することができる。例えば、三井武田ケミカル社製Ｐ−５０５ｓ、旭硝子社製ＥＬ−９８５等が挙げられる。
本発明において上記構成成分の好ましい配合比を、ポリオール（Ａ）１００に対する質量比率として以下に示す。
なお、イソシアネート化合物（Ｂ）の質量比率は各原料成分の水酸基の当量とポリイソシアネート成分のイソシアネート基との当量比を算出し求める。（イソシアネートを除く各原料成分の水酸基当量とポリイソシアネート成分のイソシアネート基の当量比率が同じ場合はＮＣＯＩｎｄｅｘ１００となる。
（Ａ）ポリオール：１００
（Ｂ）イソシアネート化合物：ＮＣＯＩｎｄｅｘ９０〜１１０
（Ｃ）アミン触媒：０．１〜１．０
（Ｄ）発泡剤（Ｈ_２Ｏ）：２．０〜５．０
（Ｅ）フッ素系界面活性剤（セル構造調整剤）：０．０００１〜５．０
（Ｆ）有機ケイ素系界面活性剤（整泡剤）：０．１〜３．０
（Ｇ）架橋剤：０．１〜５．０
（Ｈ）破泡剤：０．１〜５．０
次いで、本発明に係るポリウレタンフォームの製造方法について説明する。

以下に実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［発泡方法］
各構成成分の合計質量が所定の量になるよう、イソシアネート化合物（Ｂ）以外の原料成分を所定の配合比率で容積３リットルの手付きビーカーに配合した。これをミキサーを使用して３０秒間撹拌した後、イソシアネート化合物を添加した。５秒間撹拌し、直ちに６５±２℃に温調された４００×４００×１００ｍｍの金型に注入し、型を閉じた。５分間硬化させた後、ウレタンフォームを取り出し、人の手で十分に圧縮しクラッシングした。
［使用原料］
本実施例において使用した原料は以下の通りである。
・ＥＰ−９５０：三井武田ケミカル社製ポリオール
・ＰＯＰ３１／２８：三井武田ケミカル社製ポリマーポリオール
・ＤＡＢＣＯ３３ＬＶ：エアプロダクツ社製アミン触媒
・ＮＩＡＸＡ−１：クロンプトン社製アミン触媒
・ＫＬ−２１０：三井武田ケミカル社製架橋剤
・ＳＦ２９６２：束レ・ダウコーニング社製シリコン整泡剤
・Ｌ−３６０１：日本ユニカー社製シリコン整泡剤
・ＴＭ−２０：三井武田ケミカル社製イソシアネート
・ＥＰ−５０５ｓ：三井武田ケミカル社製破泡剤
・Ｆ−１７７、Ｆ−４７１、Ｆ−４７７、Ｆ−４７８：大日本インキ社製フッ素系界面活性剤。トルエン：Ｆ−１７７、Ｆ−４７１、Ｆ−４７８＝９：１、トルエン：Ｆ−４７８＝３０：１の質量比で混合し、フッ素系界面活性剤（純分）の質量濃度が１０％トルエン溶液を使用した。
・Ｓ−３９３、ＫＨ−４０：セイケミカル（ＳＥＩＭＩＣＨＥＭＩＣＡＬ）社製フッ素系界面活性剤。トルエン：Ｓ−３９３、ＫＨ−４０＝９：１の質量比で混合し、フッ素系界面活性剤（純分）の質量濃度が１０％のトルエン溶液を使用した。
［物性試験］
以上の方法にて作成したウレタンフォームテストピースサンプルの各物性、静荷重、振動試験を実施した。各物性の測定方法はＪＩＳＫ６４００に準拠して実施し、サンプルサイズ等異なる点に関しては以下に記載した。
・オーバーオール密度：スキン付きのテストピースサンプル（４００×４００×１００ｍｍ）の縦、横、厚さ、質量を測定し、密度を求めた。
・２５％硬さ：サンプルサイズ４００×４００×１００ｍｍ、加圧速度５０ｍｍ／分。
・湿熱圧縮残留歪み（５０℃×９５％）：製品厚さ４０±１ｍｍの試験片の厚さを測定し、これをｔ_０とした。試験片をその厚さの５０％まで圧縮して固定し、温度５０±１℃、湿度９５±５％の高温槽中に２２時間入れた。試験片を取り出し、３０分放置後試験片の厚さを測定し、ｔ_１とした。湿熱圧縮残留歪み（５０℃×９５％）＝｛（ｔ_０−ｔ_１）／ｔ_０｝×１００として求めた。
・繰返し圧縮２５％硬さ変化率：サンプルサイズ１００×１００×５０ｍｍ（上面のみスキン付き）を使用し、試験前２５％硬さ（Ｈ_０）を測定した。試験片の厚さの５０％に連続８０，０００回繰返し圧縮した後、試験片を取りだし２４時間放置させた。その後同様に試験後の２５％硬さ（Ｈ_１）を測定した。２５％硬さ変化率＝｛（Ｈ_０−Ｈ_１）／Ｈ_０｝×１００として求めた。
・湿度硬さ低下率：サンプルサイズ１００×１００×５０ｍｍ（上面のみスキン付き）を使用し、温度２３℃湿度３０％の環境に２４時間放置した。その環境から取りだし、直ちに２５％硬さ（Ｈ_３０）を測定した。その後、温度２３℃湿度５０％の環境下に２４時間放置し、同様に２５％硬さ（Ｈ_５０）を測定した。その後、温度２３℃湿度７０％の環境下に２４時間放置し、同様に２５％硬さ（Ｈ_７０）を測定した。湿度硬さ変化率＝｛（Ｈ_３０−Ｈ_７０）／Ｈ_５０／４０｝×１００で湿度１％変化時の硬さ変化率を算出した。
［静荷重試験］
４００×４００×１００ｍｍのテストピースサンプルを加圧板として鉄研盤を使用し、加庄速度１５０ｍｍ／分で８８２Ｎまで圧縮し、直ちに荷重を取り除いた。１分間放置後同様の条件で試験を実施し、４９０〜８８２Ｎ加圧側たわみ差を測定した。
［振動試験］
４００×４００×１００ｍｍのテストピースサンプルを使用し、ＪＡＳＯＢ−４０７に準拠して実施した。５０ｋｇの鉄研盤を負荷し、振幅±２．５ｍｍで振動させ、得られた振動伝達率から共振振動数、共振倍率、６Ｈｚ伝達率を測定した。
［起泡性試験］
柏洋硝子株式会社製ガラス瓶Ｍ−１４０（内容積１４０ｃｃ）にフッ素系界面活性剤の純分が０．１質量濃度になるように混合したトルエン溶液もしくは６０質量％エタノール水溶液を５０ｇ入れた。２０±２℃に温調した後、高分子計器株式会社製ＤＹＮＡＭＩＣＦＬＥＸＩＮＧＴＥＳＴＥＲＡＳＫＥＲＤＦ−１０を使用し、振幅±４０ｍｍ、３Ｈｚの条件で上下方向に１分間振った。撹拌から５分後、ガラス瓶の側壁に付着した泡の高さをスケールで測定し、これを起泡高さ（ｍｍ）とした。
表１及び表２に軟質ポリウレタンフォームに関し同一硬さで密度を変化させた場合の配合率と物性値等の測定結果を示す。

表２の比較例１〜３の結果より、２５％硬さ一定でオーバーオール密度を下げていくと湿熱圧縮残留歪み（５０℃×９５％）及び繰返し圧縮２５％硬さ低下率が大きくなり、いわゆる耐久性が悪いウレタンフォームになると言える。また、静荷重試験では低密度化すると４９０〜８８２加圧側たわみ差が小さくなっている。この点からシート用クッションパッド材として使用した場合、低密度化するとストローク感が無く底付きしやすいシートになると考えられる。振動特性面では密度を下げると共振振動数が大きくなり、６Ｈｚ伝達率は大きくなっている。そのため、上述したとおり、自動車用シートクッションパッド材として使用した場合、乗り物酔いや疲労につながる。
表３に各フッ素系界面活性剤の０．１質量％（純分）の濃度における起泡性を示す。

表３に示した結果より、フッ素系界面活性剤の種類により、起泡性に相違があることがわかる。これらのうち、Ｆ−１７７，Ｆ−４７８およびＳ−３９３が本発明に係るフッ素系界面活性剤である。
表４および表５にこれらフッ素系界面活性剤を用いたポリウレタンフォームの配合率並びに物性値等の測定結果を示す。

比較例４に対し、本発明例１、２及び３は同一２５％硬さになるようにポリオールとポリマーポリオールの比率を５５：４５に変化させた。その比率でフッ素系界面活性剤が入っていない配合が比較例５であり、本発明例１、２及び３はフッ素系界面活性剤を添加することにより２５％硬さが上昇していることがわかる。比較例６−８の物性結果を見ると、比較例５と２５％硬さがほぼ同一であることより、フッ素系界面活性剤の種類により２５％硬さが変化することがわかる。
本発明例１、２及び３は比較例４と比べ湿熱圧縮残留歪み（５０℃×９５％）、繰返し圧縮２５％硬さ低下率、湿度硬さ変化は小さくなっている。また、底つき感の一つの指標となる４９０〜８８２Ｎ加圧側たわみ差も大きい。図２に比較例４と本発明例２の振動特性を示したが、振動特性に関しても共振振動数、共振倍率、６Ｈｚ伝達率共に小さいことより、共振振動数より大きい周波数領域にて振動伝達性が低いと言える。比較例６−８は同一密度・２５％硬さの比較例５と比べて大きな差は見られない。
上記結果より、本発明のフッ素系界面活性剤を添加することにより、ウレタンフォームの特性を大きく改善させることができることがわかった。そのため、各種乗り物のクッションパッド材として本発明のポリウレタンフォームを使用した場合には、以下のような効果が期待できる。
１．湿熱圧縮残留歪み（５０℃×９５％）、繰返し圧縮２５％硬さ低下率等の数値が小さくなり、耐久性に優れる。
２．静荷重試験における４９０〜８８２Ｎ加圧側たわみ差が大きく、その結果底つき感が少ない。
３．振動試験における共振振動数、共振倍率、６Ｈｚ伝達率のすべてにおいて小さく、共振振動数付近以上の振動伝達性が小さく、疲労やクルマ酔いしにくい。
４．湿度変化時の２５％硬さ変化が少ないため、乗り心地フィーリングが環境に左右されない。

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

Claims

ポリオールとイソシアネートを主成分として含有し、さらにセル構造調整剤としてパーフルオロアルキル基構造を有するフッ素系界面活性剤であって、該界面活性剤を０．１質量％の濃度で含有するトルエン溶液もしくは６０質量％エタノール水溶液の少なくとも一方の溶液の撹拌５分後における起泡高さが３ｍｍ以上であるフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とする、クッション材用軟質ポリウレタンフォーム。