JPH11286566A - 低反発性ウレタンフォーム - Google Patents
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Abstract
温でも硬度の上昇が少ない低反発性ウレタンフォームを
提供すること。 【解決手段】 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)を含有するウ
レタンフォーム組成物を反応させて得られる低反発性ウ
レタンフォームであって、−70℃〜−20℃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、10
ヘルツの振動数にて動的粘弾性測定を行なったときに得
られるtanδのピーク値として表わしたときに、−7
0℃〜−20℃の温度範囲におけるtanδのピーク値
が0.15以上であり、0℃〜60℃の温度範囲におけ
るtanδのピーク値が0.3以上の値を有する。
Description
有し、衝撃吸収体、吸音体、振動吸収体として、また椅
子のクッション材やマットレスに用いた時に体圧分布が
より均一になり疲労感や床ずれが軽減される、低反発性
ウレタンフォームに関する。
収体として、また椅子のクッション材やマットレスとし
て使用される低反発性ウレタンフォームが知られてい
る。この低反発性ウレタンフォームは、ウレタンフォー
ムの組成、すなわち、ポリイソシアネートの種類やポリ
オールの官能基数および水酸基価などを選択して、その
ウレタンフォームが使用される温度、すなわち、室温に
おいてガラス転移が起こるように処方され、このガラス
転移現象によって、低反発性が付与されるようにしてい
る。
ガラス転移が起こるように処方されたウレタンフォーム
では、室温においては、このガラス転移現象によって優
れた低反発性を示すが、一方、このガラス転移が起こる
前の温度、例えば、0℃以下の低温では、ウレタンフォ
ームはガラス状態となり、室温に比べて著しく硬度が上
昇してしまうという不具合があった。
もので、その目的とするところは、室温において優れた
低反発性を有し、かつ低温でも硬度の上昇が少ない低反
発性ウレタンフォームを提供することにある。
に、本発明の低反発性ウレタンフォームは、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)を含有するウレタンフォーム組成物を反
応させて得られる低反発性ウレタンフォームであって、
−70℃〜−20℃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、10ヘルツの振動数にて動的
粘弾性測定を行なったときに得られるtanδのピーク
値として表わしたときに、−70℃〜−20℃の温度範
囲におけるtanδのピーク値が0.15以上であり、
0℃〜60℃の温度範囲におけるtanδのピーク値が
0.3以上であることを特徴としている。
ルキレンポリオール、ビニル重合体含有ポリオキシアル
キレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオキ
シアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオール
からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好
ましい。
数1.5〜4.5で、水酸基価20〜70mgKOH/
gのポリオール(a−1)と、平均官能基数1.5〜
4.5で、水酸基価140〜300mgKOH/gのポ
リオール(a−2)とを含み、前記ポリオール(a)中
に、前記ポリオール(a−1)が32〜80重量%、前
記ポリオール(a−2)が20〜68重量%の範囲で含
有されていることが好ましい。
ポリオキシアルキレンポリオールと、ポリオキシアルキ
レンポリエステルブロック共重合体ポリオールとを含
み、前記ポリオキシアルキレンポリオールと、前記ポリ
オキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオ
ールとは、前記ポリオール(a−1)中に、それぞれ3
0〜70重量%の範囲で含有されていることが好まし
く、前記ポリオール(a−2)は、オキシアルキレン単
位中にオキシエチレン単位が20重量%以上、とりわ
け、60重量%以上含有されているポリオキシアルキレ
ンポリオールであることが好ましい。
エンジイソシアネートであることが好ましく、また、発
泡剤(d)が水であることが好ましい。
測定を行なったときに、tanδのピーク値とともに得
られる貯蔵弾性率(E’)が、0℃以上の温度におい
て、5MPa以下であることが好ましく、−20℃以上
の温度において、5MPa以下であることがさらに好ま
しい。
(a)、ポリイソシアネート(b)、触媒(c)、およ
び発泡剤(d)を含有するウレタンフォーム組成物を反
応させることによって、低反発性ウレタンフォームを得
る。
ては、ウレタンフォームの製造に通常使用されるポリオ
ールを用いることができ、このようなポリオールは、得
られたウレタンフォームに、−70℃〜−20℃の温度
範囲と0℃〜60℃の温度範囲とに、少なくとも1つ以
上のガラス転移点をそれぞれ与えることができるよう
に、適宜選択して用いられる。
シアルキレンポリオール、ビニル重合体含有ポリオキシ
アルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ
オキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオ
ールからなる群から選ばれる少なくとも1種であること
が好ましい。
は、例えば、水、アルコール類、アミン類、アンモニア
等の開始剤にアルキレンオキサイドを付加させたものが
挙げられる。開始剤としてのアルコール類としては、例
えば、メタノール、エタノール等の1価アルコール類、
例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール等
の2価アルコール類、例えば、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン等の3価アルコール類、例えば、ペンタエ
リスリトール等の4価アルコール類、例えば、ソルビト
ール等の6価アルコール類、例えば、ショ糖等の8価ア
ルコール類等の1価または多価のアルコール類が挙げら
れる。また、開始剤としてのアミン類としては、例え
ば、ジメチルアミン、ジエチルアミン等の1価アミン
類、例えば、メチルアミン、エチルアミン等の2価アミ
ン類、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン等の3価アミン類、例え
ば、エチレンジアミン等の4価アミン類、例えば、ジエ
チレントリアミン等の5価アミン類等の1価または多価
のアミン類が挙げられる。これら開始剤のうち、好まし
くは、1価ないし6価のアルコール類および1価ないし
5価のアミン類が挙げられる。
エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2
−、1,3−、1,4−および2,3−ブチレンオキサ
イドおよびこれらの2種以上の併用が挙げられる。これ
らのうち、好ましくは、プロピレンオキサイドおよび/
またはエチレンオキサイドであり、これらを併用する場
合には、ブロックまたはランダムのいずれの付加形式で
あってもよく、好ましくは、ブロックの付加形式が挙げ
られる。
リオールとしては、上記に例示したポリオキシアルキレ
ンポリオール中で、ラジカル存在下、アクリロニトリ
ル、スチレン等のビニルモノマーを重合し安定分散させ
たものが挙げられる。ポリオキシアルキレンポリオール
中のビニル重合体の含量は、通常15〜45重量%であ
る。
ば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、
トリメチレングリコール、1,3又は1,4−ブチレン
グリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレン
グリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリスリトール、ソルビトール等の水酸基を2つ以
上有する化合物の1種又は2種以上と、例えば、アジピ
ン酸、コハク酸、マロン酸、マレイン酸、酒石酸、ピメ
リン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフ
タル酸、トリメリット酸等のカルボキシル基を2つ以上
有する化合物の1種又は2種以上との縮合重合により得
られるもの、あるいは、ε−カプロラクトン等の開環重
合により得られるものなどが挙げられる。
ク共重合体ポリオールとしては、例えば、特公昭48−
10078号公報に記載されているように、ポリオキシ
アルキレンポリオールにポリエステル鎖をブロックした
構造のもの、すなわち、ポリオキシアルキレンポリオー
ルまたはヒドロキシル基を有するその誘導体の各ヒドロ
キシ基の水素原子と置換する部分が、一般式(1)
あり、nは平均1より大きい数を示す。)で表されるも
のが含まれる。一般式(1)中、R1で示される2価の
炭化水素残基としては、例えば、飽和脂肪族または芳香
族ポリカルボン酸残基、R2で示される2価の炭化水素
残基としては、例えば、環状エーテル基をもつ化合物が
開裂した残基があげられ、nは、好ましくは1〜20の
数である。このポリオキシアルキレンポリエステルブロ
ック共重合体ポリオールは、ポリオキシアルキレンポリ
オールに、ポリカルボン酸無水物とアルキレンオキシド
を反応させることにより得られる。
(a)は、平均官能基数1.5〜4.5で、水酸基価2
0〜70mgKOH/g、好ましくは、水酸基価30〜
60mgKOH/gのポリオール(a−1)と、平均官
能基数1.5〜4.5で、水酸基価140〜300mg
KOH/g、好ましくは、水酸基価200〜270mg
KOH/gのポリオール(a−2)とを含有しているこ
とが好ましい。平均官能基数が1.5より小さいと、得
られたウレタンフォームの乾熱永久歪みのような物性が
著しく低下し、また、平均官能基数が4.5より大きい
と、得られたウレタンフォームの伸びが低下する一方で
硬度が高くなるため、引っ張り強度のような物性が低下
する場合がある。また、水酸基価がそれぞれ異なる20
〜70mgKOH/gのポリオール(a−1)と、14
0〜300mgKOH/gのポリオール(a−2)とを
含有させることにより、得られるウレタンフォームに、
−70℃〜−20℃の温度範囲と、0℃〜60℃の温度
範囲とのそれぞれに、ガラス転移点を容易に与えること
ができる。
ール(a−1)が32〜80重量%、ポリオール(a−
2)が20〜68重量%の範囲で含有されていることが
好ましい。ポリオール(a−1)が32重量%より少な
いと、すなわち、ポリオール(a−2)が68重量%を
超える場合は、得られたウレタンフォームの−70℃〜
−20℃の温度範囲におけるtanδのピーク値が0.
15未満となり、室温での硬度が高くなる場合があり、
一方、ポリオール(a−1)が80重量%を超える場
合、すなわち、ポリオール(a−2)が20重量%より
少ないと、0℃〜60℃の温度範囲におけるtanδの
ピーク値が0.3未満となり、室温での反発弾性が高く
なる場合がある。さらに、ポリオール(a)中にポリオ
ール(a−1)が34〜75重量%、ポリオール(a−
2)が25〜66重量%の範囲で含有されていることが
好ましい。
シアルキレンポリオールと、ポリオキシアルキレンポリ
エステルブロック共重合体ポリオールとを含有している
ことが好ましい。ポリオキシアルキレンポリオールとポ
リオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリ
オールとを含有することで、得られたウレタンフォーム
の反発弾性を低くすることができる。この場合、ポリオ
キシアルキレンポリオールとポリオキシアルキレンポリ
エステルブロック共重合体ポリオールとは、ポリオール
(a−1)中に、それぞれ30〜70重量%の範囲で含
有されていることが好ましい。この範囲において、反発
弾性を低くする効果が最も発現される。
ルキレン単位中にオキシエチレン単位が含有されている
ポリオキシアルキレンポリオールであることが好まし
い。ポリオール(a−2)が、ポリオキシアルキレンポ
リオールであって、オキシアルキレン単位中にオキシエ
チレン単位が含有されていると、得られたウレタンフォ
ームに、−70℃〜−20℃の温度範囲と0℃〜60℃
の温度範囲とのそれぞれに、ガラス転移点をより容易に
与えることができる。この場合、オキシアルキレン単位
中にオキシエチレン単位が20重量%以上、さらには、
60重量%以上含有されていることが好ましい。オキシ
アルキレン単位中のオキシエチレン単位を増加させるこ
とにより、反発弾性をより低くすることができる。
(b)としては、ウレタンフォームの製造に通常使用さ
れる公知のポリイソシアネートを用いることができる。
このようなポリイソシアネートとしては、例えば、2,
4−又は2,6−トリレンジイソシアネート(TD
I)、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)等の芳香族ポリイソシアネー
ト、例えば、1,3−又は1,4−キシリレンジイソシ
アネート(XDI)等の芳香脂肪族ポリイソシアネー
ト、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HD
I)等の脂肪族ポリイソシアネート、例えば、3−イソ
シアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキ
シルイソシアネート(IPDI)、4,4’−メチレン
ビス(シクロヘキシルイソシアネート)(H 12MD
I)、1,3−又は1,4−ビス(イソシアネートメチ
ル)シクロヘキサン(H6 XDI)等の脂環族ポリイソ
シアネート、及びこれらポリイソシアネートのカルボジ
イミド変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性
体、二量体、三量体、または、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)等が挙げられ、これらは単独又は2種以上併用
してもよい。これらのうち、好ましくは、芳香族ポリイ
ソシアネート、さらに好ましくは、TDIが挙げられ
る。
しては、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知
の触媒を用いることができる。このような触媒として
は、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミ
ン、N−メチルモルホリン等の3級アミン類、例えば、
テトラエチルヒドロキシルアンモニウム等の4級アンモ
ニウム塩、例えば、イミダゾール、2−エチル−4−メ
チルイミダゾール等のイミダゾール類等のアミン系触
媒、例えば、酢酸スズ、オクチル酸スズ、ジブチルスズ
ジラウレート、ジブチルスズクロライド等の有機スズ系
化合物、例えば、オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛等の有機
鉛化合物、例えば、ナフテン酸ニッケル等の有機ニッケ
ル化合物等の有機金属系触媒等が挙げられる。これら触
媒のうち、アミン系触媒と有機金属系触媒とを併用する
ことが好ましく、とりわけ、3級アミン類と有機スズ化
合物とを併用することが好ましい。
は、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知の発
泡剤を用いることができる。このような発泡剤として
は、例えば、水および/またはハロゲン置換脂肪族炭化
水素系発泡剤、例えば、トリクロロフルオロメタン、ジ
クロロジフルオロメタン、トリクロロエタン、トリクロ
ロエチレン、テトラクロロエチレン、塩化メチレン、ト
リクロロトリフルオロエタン、ジブロモテトラフルオロ
エタン、四塩化炭素等が挙げられる。これらの発泡剤
は、2種以上併用してもよいが、本発明においては、水
を単独で使用することが好ましい。
記した成分以外に、必要により整泡剤、難燃剤その他の
助剤を含有させてもよい。整泡剤としては、例えば、シ
ロキサンーオキシアルキレンブロック共重合体等の、ウ
レタンフォームの製造に通常使用される公知の整泡剤を
用いることができる。その例として、信越化学工業
(株)製のF−242T等が挙げられる。難燃剤として
は、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知の難
燃剤を用いることができ、例えば、縮合リン酸エステル
(その例としては、大八化学工業株式会社製のCR−5
04)、トリスクロロイソプロピルフォスフェート(そ
の例としては、アクゾ・カシマ株式会社製のファイロー
ル PCF)等が挙げられる。その他の助剤としては、
例えば、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知
の着色剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等が挙げ
られる、このようなポリオール(a)、ポリイソシアネ
ート(b)、触媒(c)および発泡剤(d)等が含有さ
れる本発明のウレタンフォーム組成物において、各成分
が配合される割合は、このウレタンフォーム組成物の発
泡によって本発明の低反発性ウレタンフォームが得られ
るような割合であれば特に制限はないが、例えば、ポリ
オール(a)100重量部に対して、触媒(c)が0.
01〜5重量部、好ましくは0.2〜3重量部、水が
0.5〜4.5重量部、好ましくは0.8〜3.5重量
部、整泡剤(e)が配合される場合には、0.1〜4重
量部、好ましくは0.4〜2.0重量部、難燃剤が配合
される場合には20重量部以下、好ましくは15重量部
以下である。また、ポリイソシアネート(b)が配合さ
れる割合は、イソシアネートインデックスが、例えば、
75〜125、好ましくは、85〜115となる量であ
る。
記した割合において、ウレタンフォーム組成物を、例え
ば、スラブ方式、モールド方式、スプレー方式等の公知
の発泡方式によって発泡させればよい。
ウレタンフォームは、−70℃〜−20℃、好ましく
は、−50℃〜−25℃の温度範囲と、0℃〜60℃、
好ましくは、30℃〜55℃の温度範囲とに、少なくと
も1つ以上のガラス転移点をそれぞれ有している。ここ
で、ガラス転移点とは、ウレタンフォームが、ガラス転
移、つまり、ガラス状態からゴム状態に状態変化が起こ
るときの温度を指し、本発明においては、10ヘルツの
振動数にて動的粘弾性測定を行なったときに得られるt
anδのピーク値をガラス転移点として表わすことが好
ましい。
ムにおいては、tanδのピーク値をガラス転移点とし
たときに、−70℃〜−20℃の温度範囲における少な
くとも1つのtanδのピーク値が0.15以上、好ま
しくは、0.18以上であり、0℃〜60℃の温度範囲
における少なくとも1つのtanδのピーク値が0.3
以上、好ましくは0.48以上の値を有している。ガラ
ス転移点が、−70℃〜−20℃の温度範囲と0℃〜6
0℃の温度範囲とにそれぞれあり、かつそのガラス転移
点のtanδのピーク値が、−70℃〜−20℃におい
て0.15以上であり、0℃〜60℃において0.3以
上でないときには、低温での硬度が上昇したり、また、
室温において優れた低反発性を発現できない。
では、上記した2つの温度範囲においてそれぞれ所定の
tanδのピークを有していればよく、同じ温度範囲に
おいてtanδのピークが2つあってもよい。また、−
70℃〜−20℃の温度範囲における少なくとも1つの
tanδのピーク値は、0.15〜0.5の範囲にあ
り、一方、0℃〜60℃の温度範囲における少なくとも
1つのtanδのピーク値が0.3〜1.0の範囲にあ
ることが好ましい。
においては、10ヘルツの振動数にて動的粘弾性測定を
行なったときに、tanδのピーク値とともに得られる
貯蔵弾性率(E’)が、0℃以上の温度において、5M
Pa以下であることが好ましく、−20℃以上の温度に
おいて、5MPa以下であることがさらに好ましい。貯
蔵弾性率(E’)が5MPa以下であると硬度の上昇が
少ないので、0℃以上、さらには−20℃以上の温度に
おいて、この貯蔵弾性率(E’)が5MPa以下であれ
ば、より低い温度における使用領域を確保することがで
きるとともに、寒冷地などにおいても有効に使用するこ
とができる。
が−100℃での貯蔵弾性率(E’)の40%未満、好
ましくは25%未満となることが好ましい。40%以上
では、石のように硬くなる場合がある。
ームは、その密度が、通常、0.010g/cm3 〜0.8
g/cm3 であり、25℃における反発弾性率が20%以下
の優れた低反発性を発現し、しかも、低温においてもそ
れほど硬度は上昇しない。したがって、低い温度領域に
おいても、衝撃吸収体、吸音体、振動吸収体として、ま
た椅子のクッション材やマットレスとして有効に使用す
ることができる。
レタンフォームは、25℃における反発弾性率が20%
以下の優れた低反発性を発現し、しかも、低温において
もそれほど硬度は上昇しない。したがって、低い温度領
域においても、衝撃吸収体、吸音体、振動吸収体とし
て、また椅子のクッション材やマットレスとして有効に
使用することができる。
体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるもの
ではない。 1)使用原料 以下の原料を用いた。
合体ポリオール、平均官能基数約3、水酸基価56mg
KOH/g (2)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価34mgKOH/g、オキシアルキレン
部分中のオキシプロピレン含量100重量% (3)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価250mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量30重量%、オキシエ
チレン含量70重量% (4)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価250mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量100重量% (5)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約2、水酸基価105mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシエチレン含量100重量% (6)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価250mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量60重量%、オキシエ
チレン含量40重量% (7)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価100mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量100重量% (8)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価250mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量85重量%、オキシエ
チレン含量15重量% (9)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数
約3、水酸基価210mgKOH/g、オキシアルキレ
ン部分中のオキシプロピレン含量70重量%、オキシエ
チレン含量30重量% (10)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基
数約3、水酸基価160mgKOH/g、オキシアルキ
レン部分中のオキシプロピレン含量85重量%、オキシ
エチレン含量15重量% (11)ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基
数約4、水酸基価180mgKOH/g、オキシアルキ
レン部分中のオキシプロピレン含量70重量%、オキシ
エチレン含量30重量% ポリイソシアネート(b) トルエンジイソシアネート(2,4−異性体80重量
%、2,6−異性体20重量%の混合物)(武田薬品工
業株式会社製、タケネートT−80) 触媒(c) (1)ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル/ジ
プロピレングリコール(70%溶液)(東ソー株式会社
製、トヨキャットET) (2)ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル/ジ
プロピレングリコール(70%溶液)(ウイットコ コ
ーポレーション製、NIAX A−1) (3)オクチル酸スズ(吉富製薬株式会社製、スタノク
ト) (4)オクチル酸スズ(エアプロダクツ アンド ケミ
カルズ社製、ダブコT−9) 発泡剤(d) 水(イオン交換水) 整泡剤(e) シロキサンーオキシアルキレンブロック共重合体系整泡
剤(信越化学工業株式会社製、F−242T) 難燃剤(f) (1)縮合リン酸エステル(大八化学工業株式会社製、
CR−504) (2)トリスクロロイソプロピルフォスフェート(アク
ゾ・カシマ株式会社製、ファイロール PCF) 2)実施例および比較例のウレタンフォームの製造 実施例1〜7および比較例1〜14のウレタンフォーム
組成物の組成および割合を表1および表2に示す。な
お、表1および表2中のウレタンフォーム組成物中の各
成分の割合は、イソシアネートインデックス以外はすべ
て重量部で表される。
たは、触媒(c)(4)とポリイソシアネート(b)以
外の各成分をハンドミキサーで攪拌した後、触媒(c)
(2)または、触媒(c)(4)を添加し、5秒間攪拌
後、ただちに表1および表2のイソシアネートインデッ
クスに従ってポリイソシアネート(b)を添加混合し、
混合物を発泡箱に投入して発泡して硬化させた。得られ
たウレタンフォームを室温で1日静置後物性測定に供し
た。 3)各物性の測定方法 実施例および比較例で得られたウレタンフォームについ
て、以下の方法により物性試験を行なった。結果を表1
および表2に示す。 (a)密度、反発弾性および硬度(25%ILD)は、
JIS K 6301に従って測定した。 (b)乾熱永久歪み(70℃、22時間、50%の厚み
に圧縮後の残留歪み)はJIS K6382に従って測
定した。 (c)引張強度および伸びは,JIS K 6402に
従って測定した。 (d)引裂強度は、JIS K 6767に従って測定
した。 (e)動的粘弾性試験は、長さ2.0cm、断面が2.
0×1.0cmの直方体サンプル片を用い、株式会社岩
本製作所製VES−F−III VISCO-ELASTICSPECTRO
METERにて、昇温速度3℃/分、振動数10ヘルツ、振
幅±0.01mmにて測定した。得られたデータより、t
anδのピーク値および貯蔵弾性率(E’)の値などを
求めた。
4については、−50〜20℃までの10℃ごとの各温
度において、その硬さを触指によって評価した。その結
果を表3に示す。なお、表3中、「S」は石のように硬
い、「H」は普通、「F」は軟らかい、である。
を、図1〜21にそれぞれ示す。これらの図において、
例えば、実施例1の粘弾性測定結果である図1におい
て、そのtanδ曲線は、−32℃と36℃とに、それ
ぞれ0.30と0.52の2つピーク値を有しており、
また、そのtanδ曲線とともに得られる貯蔵弾性率
(E’)曲線は、そのガラス転移領域において、ガラス
状態であった−50℃付近から−30℃付近まで急激に
落ち、−30℃付近から0℃付近まで一旦その落ちる勾
配が緩やかになり、再び0℃付近から40℃付近まで急
激に落ちてゴム状領域に至るような曲線となった。
8において、そのtanδ曲線は、32℃に0.90の
ピーク値を有しており、そのtanδ曲線とともに得ら
れる貯蔵弾性率(E’)曲線は、そのガラス転移領域に
おいて、ガラス状態であった−10℃付近から40℃付
近まで一気に落ちてゴム状領域に至るような曲線となっ
た。
ォームである。表2から明らかなように、室温における
反発弾性は低く、優れた低反発性を示しているが、0℃
以下の低温では、図8から明らかなように、ウレタンフ
ォームはガラス状態となり硬度が著しく増大してしまう
ことがわかる。このことは、表2に示される−20℃に
おけるE’の値からも明らかである。なお、比較例2お
よび3は、比較例1のイソシアネートインデックスを変
化させたものであるが、これらも、tanδのピーク値
は0℃を超える温度において1つしかなく、また、−2
0℃におけるE’の値からも明らかなように、0℃以下
の低温では硬度が著しく増大してしまうことがわかる。
なように、室温における反発弾性は低く、優れた低反発
性を示すとともに、図1から明らかなように、0℃付近
から−30℃付近まで、それ程大きな硬度の上昇はな
く、完全にガラス状態になるのは−50℃付近であっ
た。このことは、表1に示される−20℃におけるE’
の値からも明らかである。
部数を変えたものであるが、表1から明らかなように、
室温における反発弾性は低く、また、−20℃における
E’の値からも明らかなように、0℃以下の低温におい
ても、それ程大きな硬度の上昇がないことがわかる。
リオキシエチレン含量を70重量%から40重量%に変
えたものであるが、表1において、室温における反発弾
性は低く、また、−20℃におけるE’の値からも明ら
かなように、0℃以下の低温においても、それ程大きな
硬度の上昇がないことがわかる。なお、実施例3は、実
施例1に比べると、反発弾性率および−20℃における
E’の値が少し高くなっている。
例1に対して、ポリオール(a)の種類をポリオキシア
ルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールとポ
リオキシアルキレンポリオールとを併用したものから、
ポリオキシアルキレンポリオールのみとしたもの(ポリ
オキシエチレン含量も70重量%から30重量%に変更
されている)であるが、表1において、室温における反
発弾性は低く、また、−20℃におけるE’の値からも
明らかなように、0℃以下の低温においても、それ程大
きな硬度の上昇がないことがわかる。なお、実施例4お
よび5は、実施例1に比べると、反発弾性率および−2
0℃におけるE’の値が少し高くなっている。
1に対して、ポリオール(a)のエチレンオキサイド含
量を70重量%から、それぞれ0重量%および15重量
%に変えたものであるが、表2に示されるように、ta
nδのピーク値は0℃を超える温度において1つしかな
く、また、室温での硬度が高いことがわかる。
リオキシアルキレンポリオールの水酸基価を変えたもの
(実施例3のポリオール(a)(1)および(2)の水
酸基価34および56に変えて比較例5では、水酸基価
100のポリオール(a)(7)を使用)であるが、表
2に示されるように、室温における反発弾性は高く、ま
た、−20℃におけるE’の値からも明らかなように、
0℃以下の低温では、硬度が上昇してしまうことがわか
る。
からも明らかなように、−70℃〜−20℃の温度範囲
と0℃〜60℃の温度範囲とにそれぞれtanδのピー
ク値を有していた。しかし、−45℃のtanδのピー
ク値が0.08である比較例7は、室温での硬度が高い
ことがわかる。また、56℃のtanδのピーク値が
0.09である比較例8は、反発弾性が高く低反発性ウ
レタンフォームとして使用できないことがわかる。
0.12である比較例9は、室温での硬度が高いことが
わかる。なお、これに対し、−49℃のtanδのピー
ク値が0.16である実施例5では硬度の上昇はそれ程
でもないことがわかる。
14の各貯蔵弾性率(E’)曲線を重ねて図22にプロ
ットするとともに、表3の触指による硬さ評価を、その
プロットした図22に重ね合わせると、5MPaを境と
して、石のように硬い「S」と普通「H」とが区別され
るようになった。そのため、例えば、貯蔵弾性率
(E’)が−40℃以上の温度において5MPa以下で
ある実施例6では、−20℃では軟らかく、硬度の上昇
が見られないことがわかる。
蔵弾性率(E’)曲線を重ねてプロットした図である。
たは、触媒(c)(4)とポリイソシアネート(b)以
外の各成分をハンドミキサーで攪拌した後、触媒(c)
(3)または、触媒(c)(4)を添加し、5秒間攪拌
後、ただちに表1および表2のイソシアネートインデッ
クスに従ってポリイソシアネート(b)を添加混合し、
混合物を発泡箱に投入して発泡して硬化させた。得られ
たウレタンフォームを室温で1日静置後物性測定に供し
た。3)各物性の測定方法 実施例および比較例で得られたウレタンフォームについ
て、以下の方法により 物性試験を行なった。結果を表1および表2に示す。 (a)密度、反発弾性および硬度(25%ILD)は、
JIS K 6301に従って測定した。 (b)乾熱永久歪み(70℃、22時間、50%の厚み
に圧縮後の残留歪み)はJIS K6382に従って測
定した。 (c)引張強度および伸びは、JIS K 6402に
従って測定した。 (d)引裂強度は、JIS K 6767に従って測定
した。 (e)動的粘弾性試験は、長さ2.0cm、断面が2.
0×1.0cmの直方体サンプル片を用い、株式会社岩
本製作所製VES−F−III VISCO-ELASTICSPECTRO
METERにて、昇温速度3℃/分、振動数10ヘルツ、振
幅±0.01mmにて測定した。得られたデータより、t
anδのピーク値および貯蔵弾性率(E’)の値などを
求めた。
Claims (10)
- 【請求項1】 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)を含有するウ
レタンフォーム組成物を反応させて得られる低反発性ウ
レタンフォームであって、 −70℃〜−20℃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、10ヘルツの振動数にて動的粘弾
性測定を行なったときに得られるtanδのピーク値と
して表わしたときに、−70℃〜−20℃の温度範囲に
おけるtanδのピーク値が0.15以上であり、0℃
〜60℃の温度範囲におけるtanδのピーク値が0.
3以上であることを特徴とする、低反発性ウレタンフォ
ーム。 - 【請求項2】 ポリオール(a)が、ポリオキシアルキ
レンポリオール、ビニル重合体含有ポリオキシアルキレ
ンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオキシア
ルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールから
なる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に
記載の低反発性ウレタンフォーム。 - 【請求項3】 ポリオール(a)は、平均官能基数1.
5〜4.5で、水酸基価20〜70mgKOH/gのポ
リオール(a−1)と、平均官能基数1.5〜4.5
で、水酸基価140〜300mgKOH/gのポリオー
ル(a−2)とを含み、前記ポリオール(a)中に、前
記ポリオール(a−1)が32〜80重量%、前記ポリ
オール(a−2)が20〜68重量%の範囲で含有され
ている、請求項1または2に記載の低反発性ウレタンフ
ォーム。 - 【請求項4】 前記ポリオール(a−1)は、ポリオキ
シアルキレンポリオールと、ポリオキシアルキレンポリ
エステルブロック共重合体ポリオールとを含み、前記ポ
リオキシアルキレンポリオールと、前記ポリオキシアル
キレンポリエステルブロック共重合体ポリオールとは、
前記ポリオール(a−1)中に、それぞれ30〜70重
量%の範囲で含有されている、請求項1ないし3のいず
れかに記載の低反発性ウレタンフォーム。 - 【請求項5】 前記ポリオール(a−2)は、オキシア
ルキレン単位中にオキシエチレン単位が20重量%以上
含有されているポリオキシアルキレンポリオールであ
る、請求項3または4に記載の低反発性ウレタンフォー
ム。 - 【請求項6】 前記ポリオール(a−2)は、オキシア
ルキレン単位中にオキシエチレン単位が60重量%以上
含有されているポリオキシアルキレンポリオールであ
る、請求項3ないし5のいずれかに記載の低反発性ウレ
タンフォーム。 - 【請求項7】 ポリイソシアネート(b)が、トルエン
ジイソシアネートである、請求項1ないし6のいずれか
に記載の低反発性ウレタンフォーム。 - 【請求項8】 発泡剤(d)が水である、請求項1ない
し7のいずれかに記載の低反発性ウレタンフォーム。 - 【請求項9】 10ヘルツの振動数にて動的粘弾性測定
を行なったときに、tanδのピーク値とともに得られ
る貯蔵弾性率(E’)が、0℃以上の温度において、5
MPa以下である、請求項1ないし8のいずれかに記載
の低反発性ウレタンフォーム。 - 【請求項10】 10ヘルツの振動数にて動的粘弾性測
定を行なったときに、tanδのピーク値とともに得ら
れる貯蔵弾性率(E’)が、−20℃以上の温度におい
て、5MPa以下である、請求項1ないし9のいずれか
に記載の低反発性ウレタンフォーム。
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