【実施例】
【0052】
実施例及び比較例について説明する。次の物質を用い、
図3の表に示す配合からなるレジン1〜6を作成した。
・ポリオール1;
末端水酸基にプロピレンオキサイドのみが付加重合されたPO付加ポリエーテルポリオール、数平均分子量3000、平均官能基数3、水酸基価56mg/KOHg、EO比率0%、末端1級水酸基比率68%、品番;プライムポールFF−3000、三洋化成工業株式会社製
・ポリオール2;
末端水酸基にエチレンオキサイドが付加されたポリエーテルポリオール、数平均分子量5000、平均官能基数3、水酸基価33mg/KOHg、EO比率14%、品番;サンニックスFA−703、三洋化成工業株式会社製
・ポリオール3;ポリマーポリオール、数平均分子量5000、平均官能基数3、水酸基価28mg/KOHg、EO比率14%、固形分20%、品番;サンニックスFA−728R、三洋化成工業株式会社製
・ポリオール4;
末端水酸基にエチレンオキサイドが付加されたポリエーテルポリオール、数平均分子量3000、平均官能基数3、水酸基価60mg/KOHg、EO比率12%、品番;サンニックスFA−226、三洋化成工業株式会社製
【0053】
・アミン触媒1;三級アミン(トリエチレンジアミン33%)、品番;DABCO 33LSI、エアープロダクツジャパン株式会社製
・アミン触媒2;三級アミン(ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル)、品番;DABCO BL−19、エアープロダクツジャパン株式会社製
・金属触媒;オクチル酸第一錫、品番:MRH−110、城北化学工業株式会社製
・整泡剤1;HRモールド用シリコーン整泡剤、25℃における動粘度40mm
2/s、品番:B−8738LF2、エボニックジャパン株式会社製
・整泡剤2:ホットモールド用シリコーン整泡剤、25℃における動粘度750mm
2/s、品番:SZ−1142、東レ・ダウコーニング株式会社製
・架橋剤1;グリセリン、日油株式会社製
・架橋剤2;ジエタノールアミン、三井化学株式会社製
・連通化剤;EO付加比率の高いポリエーテルポリオール、数平均分子量4800、平均官能基数3、水酸基価35mg/KOHg、EO比率70%、品番;ボラノールCP−1421、ダウケミカル日本株式会社製
【0054】
レジン1は、ポリオールとして、ポリオール1を100重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。
【0055】
レジン2は、ポリオールとして、ポリオール2を50重量部と、ポリオール3を50重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。
【0056】
レジン3−1は、ポリオールとして、ポリオール2を100重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。
レジン3−2は、ポリオールとして、ポリオール2を70重量部と、ポリオール3を30重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。
【0057】
レジン4−1は、ポリオールとして、ポリオール2を50重量部と、ポリオール3を50重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。
レジン4−2は、ポリオールとして、ポリオール2を30重量部と、ポリオール3を70重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。
【0058】
レジン5は、ポリオールとして、ポリオール4を100重量部使用し、触媒としてアミン触媒と金属触媒を併用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。
【0059】
レジン6は、ポリオールとして、ポリオール3を50重量部と、ポリオール4を50重量部使用し、触媒としてアミン触媒と金属触媒を併用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。
【0060】
レジン1〜6と以下のイソシアネート1、2を
図4〜
図7に示す配合割合で注入装置により混合し、混合原料を金型に注入して実施例と比較例を作成した。
なお、
図4及び
図5は背当て部用の実施例と比較例であり、一方
図6及び
図7は座面部用の実施例と比較例である。
・イソシアネート1;TDI−80(2,4/2,6=80/20)、品番;コスモネート T−80)、三井化学株式会社製
・イソシアネート2;TDI−80/ポリメリックMDI=80/20、品番;TM−20、三井化学株式会社製
【0061】
注入装置は、ウレタンフォームの製造に使用されている高圧4成分注入機を用い、レジンとイソシアネートの組合せ及び配合量を
図4〜
図7の配合に基づいて変更した。
【0062】
背当て部用の金型は、
図2に示した座面部用の金型70と同様の構成の金型(図示せず)を用い、下型の型面には左右のサイド部を形成する部位と、メイン部を形成する部位が設けられている。前記背当て部用の金型におけるメイン部の容積は40%であり、左右のサイド部は各30%(合計で60%)である。
一方、座面部用の金型は、
図2に示した下型71と上型81とよりなる金型70を用いた。前記座面部用の金型70のメイン部の容積は60%であり、左右のサイド部は各20%(合計で40%)である。
前記下型及び前記上型の温度は、
図3〜
図7の表に示す通りである。前記下型及び前記上型の型面には、予め離型剤を塗布する。離型剤は、ホットキュア用の成形条件には、R−599(中京油脂株式会社製、不揮発分:39wt%、融点:80℃、水系タイプ)を用い、コールドキュア用の成型条件には、K−878(中京油脂株式会社製、不揮発分:4.0wt%、融点:96℃、溶剤系タイプ)を用いた。
【0063】
金型へのウレタンフォーム原料の注入は、まず
図3〜
図7の表に示した配合割合からなるサイド部用ウレタンフォーム原料を、下型のサイド部を形成する部位に注入し、次に
図3〜
図7の表に示した配合割合からなるメイン部用ウレタンフォーム原料を下型のメイン部を形成する部位に注入する。注入量は、
図3〜
図7の表に示す。その後、下型に上型を被せて閉型し、金型内でサイド部用ウレタンフォーム原料とメイン部用ウレタンフォーム原料を発泡、樹脂化(硬化)させた後、金型を開け、左右のサイド部とメイン部が一体に成形された各実施例及び各比較例の車両用シートクッションを脱型した。
【0064】
各実施例及び各比較例に対して、A液のポットライフ(使用可能時間)、車両用シートクッションのコア密度、硬さ、反発弾性、生産性、エネルギー効率を測定あるいは判断した。結果は、
図4〜
図7の表に示す。
【0065】
A液のポットライフ(使用可能時間)の判断は、各実施例及び各比較例において、A液の配合直後とA液の配合24時間以上経過後にフリー発泡を行い、反応性(クリームタイム、ライズタイムなど)や発泡後の物性値(コア密度や反発など)を確認、比較し、24時間以上経過後に使用可能な場合に「〇」、使用不可の場合に「×」とした。
【0066】
コア密度は、メイン部とサイド部に対して、テストピース用金型(400mm角×70mm高さ)に原料を注入し、400mm角×70mm高さのテストピースを作成し、スキン層を含まない100mm角×30mm高さに切り出し、JIS K7222:2005に基づいて測定した。
【0067】
硬さは、サイド部とメイン部に対して、テストピース用金型(400mm角×70mm高さ)に原料を注入し、400mm角×70mm高さのテストピースを作成(外面部は全てスキン層付)し、JIS K6400−2:6.7 D法に基づいて測定した。
反発弾性は、サイド部とメイン部に対して、コア密度と同様に、400mm角×70mm高さのテストピースを作成し、そのテストピースからスキン層を含まない100mm角×30mm高さに切り出し、JIS K6400−3:2011に基づいて測定した。
【0068】
成形時間は、ストップウォッチにより測定した。
生産性の判断は、成形時間(原料の注入から製品の脱型まで、1つの製品を製造するために要した時間)により行い、成形時間が15分以下の場合に「〇」、成形時間が15分以上の場合に「×」とした。
【0069】
エネルギー効率の判断は、原料注入時とキュア時の金型の温度差の比較により行い、金型の温度差が20℃以下の場合に「〇」、金型温度の温度差が20℃以上の場合に「×」とした。
【0070】
軽量性の判断は、メイン部のコア密度と容積を乗じたものとサイド部のコア密度と容積を乗じたものを足し合わせ、平均コア密度を算出することにより行った。背当て部は、各実施例と比較例4Aとの平均コア密度の比を取り([実施例の平均コア密度/比較例4Aの平均コア密度×100)]、比較例4Aの平均コア密度に対して、40%以上軽量化している場合に「◎」、20%以上軽量化している場合に「〇」、5%以下の場合に「×」とした。同様に、座面部は、各実施例と比較例1Bの平均コア密度との比を取り[実施例の平均コア密度/比較例1Bの平均コア密度×100]、比較例1Bの平均コア密度に対して、40%以上軽量化している場合に「◎」、20%以上軽量化している場合に「〇」、5%以下の場合に「×」とした。
【0071】
図4及び
図5の表に示す背当て部用の実施例1A〜7A及び比較例1A〜8Aについて説明する。
実施例1Aは、メイン部の成形にレジン3−2を100重量部使用し、サイド部の成形にレジン1を100重量部使用し、イソシアネートとしてイソシアネート1を使用した例である。すなわち、メイン部は、ポリオールとして、ポリオール2を70重量部と、ポリオール3を30重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。また、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール1を100重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例1Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「○」であり、軽量性は「◎」であった。
【0072】
実施例2Aは、実施例1Aにおけるサイド部のレジンを、レジン1の75重量部とレジン2の25重量部に変更した例である。すなわち、メイン部は実施例1Aと同一にする一方、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール1を75重量部使用し、残りの25重量部を、ポリオール2とポリオール3とで構成した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例2Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「○」であり、軽量性は「◎」であった。
【0073】
実施例3Aは、実施例2Aにおけるサイド部のレジンを、レジン1の50重量部とレジン2の50重量部に変更した例である。すなわち、メイン部は実施例2Aと同一にする一方、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール1を50重量部使用し、残りの50重量部を、ポリオール2とポリオール3とで構成した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例3Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「○」であり、軽量性は「◎」であった。
【0074】
実施例4Aは、実施例2Aにおけるサイド部のレジンを、レジン1の25重量部とレジン2の75重量部に変更した例である。すなわち、メイン部は実施例2Aと同一にする一方、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール1を25重量部使用し、残りの75重量部を、ポリオール2とポリオール3とで構成した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例4Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「○」であり、軽量性は「◎」であった。
【0075】
実施例5Aは、実施例3Aにおけるメイン部のイソシアネートをイソシアネート2に変更した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例5Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「○」であり、軽量性は「◎」であった。
【0076】
実施例6Aは、実施例3Aにおけるメイン部のポリオールをレジン3−2からレジン3−1に変更した例である。すなわち、メイン部のポリオールとして、ポリオール2を100重量部使用した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例6Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「○」であり、軽量性は「◎」であった。
【0077】
実施例7Aは、実施例6Aにおけるメイン部のイソシアネートを、イソシアネート2に変更した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例7Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「○」であり、軽量性は「◎」であった。
【0078】
比較例1Aは、メイン部の成形にレジン3−1を100重量部使用し、サイド部の成形にレジン4−1を100重量部使用し、イソシアネートとしてイソシアネート1を使用した例である。すなわち、メイン部は、ポリオールとして、ポリオール2を100重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。また、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール2を50重量部と、ポリオール3を50重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として整泡剤1を使用した例である。上型及び下型温度は注入時及びキュア時共に65℃である。
比較例1Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「〇」であったが、軽量性は「×」であった。
【0079】
比較例2Aは、比較例1Aにおけるサイド部のレジンを、レジン4−2の100重量部に変更した例である。すなわち、メイン部は比較例1Aと同一にする一方、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール2を30重量部とポリオール3を70重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを併用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。上型及び下型温度は注入時及びキュア時共に65℃である。
比較例2Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「〇」であったが、軽量性は「×」であった。
【0080】
比較例3Aは、実施例1Aにおけるサイド部のレジンを、レジン4−1に変更した例である。すなわち、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール2を50重量部とポリオール3を50重量部使用した例である。上型及び下型温度は注入時及びキュア時共に65℃である。
比較例3Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「〇」であったが、軽量性は「×」であった。
【0081】
比較例4Aは、実施例1Aにおけるサイド部のレジンを、レジン4−2に変更した例である。すなわち、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール2を30重量部とポリオール3を70重量部使用した例である。上型及び下型温度は注入時及びキュア時共に65℃である。
比較例4Aは、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「〇」であったが、軽量性は「×」であった。
【0082】
比較例5Aは、メイン部の成形にレジン5を100重量部使用し、サイド部の成形にレジン6を100重量部使用し、イソシアネートとしてイソシアネート1を使用した例である。すなわち、メイン部は、ポリオールとして、ポリオール4を100重量部使用し、触媒としてアミン触媒と金属触媒を使用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。また、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール3を50重量部とポリオール4を50重量部使用し、触媒としてアミン触媒と金属触媒を使用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。上型及び下型温度は注入時に40℃、キュア時に120℃である。
比較例5Aは、軽量性は「◎」であったが、A液のポットライフ、生産性、エネルギー効率は「×」であった。
【0083】
比較例6Aは、メイン部の成形にレジン3−2を100重量部使用し、サイド部の成形にレジン6を100重量部使用し、イソシアネートとして、イソシアネート1を使用した例である。すなわち、メイン部は、ポリオールとして、ポリオール2を70重量部とポリオール3を30重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。また、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール3を50重量部とポリオール4を50重量部使用し、触媒としてアミン触媒と金属触媒を使用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。上型及び下型温度は注入時及びキュア時共に65℃である。
比較例6Aは、フォームを成形できず、A液のポットライフを除いて判断できなかった。なお、A液のポットライフは、メイン部用は「〇」であったが、サイド部用は「×」であった。
【0084】
比較例7Aは、比較例6Aにおける上型及び下型温度を注入時に40℃、キュア時に120℃にした例である。
比較例7Aは、フォームを成形できず、A液のポットライフを除いて判断できなかった。なお、A液のポットライフは、メイン部用は「〇」であったが、サイド部用は「×」であった。
【0085】
比較例8Aは、メイン部の成形にレジン3−2を100重量部使用し、サイド部の成形にレジン1を20重量部とレジン2を80重量部使用し、イソシアネートとしてイソシアネート1を使用した例である。すなわち、メイン部は、ポリオールとして、ポリオール2を70重量部とポリオール3を30重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。また、サイド部は、ポリオールとしてポリオール1を20重量部使用し、残りの80重量部を、ポリオール2とポリオール3とで構成した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
比較例8Aは、フォームを成形できず、A液のポットライフを除いて判断できなかった。なお、A液のポットライフは、メイン部用及びサイド部用の何れも「〇」であった。
【0086】
図6及び
図7の表に示す座面部用の実施例1B〜7B及び比較例1B〜6Bについて説明する。
実施例1Bは、メイン部の成形にレジン4−1を100重量部使用する一方、サイド部の成形にはレジン1を100重量部使用し、イソシアネートとしてイソシアネート1を使用した例である。すなわち、メイン部は、ポリオールとして、ポリオール2を50重量部と、ポリオール3を50重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。また、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール1を100重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例1Bは、A液のポットライフ、成形性、エネルギー効率、軽量性の何れも「〇」であった。
【0087】
実施例2Bは、実施例1Bにおけるサイド部のレジンを、レジン1の75重量部とレジン2の25重量部に変更した例である。すなわち、メイン部は実施例1Bと同一にする一方、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール1を75重量部使用し、残りの25重量部を、ポリオール2とポリオール3とで構成した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例2Bは、A液のポットライフ、成形性、エネルギー効率、軽量性の何れも「〇」であった。
【0088】
実施例3Bは、実施例2Bにおけるサイド部のレジンを、レジン1の50重量部とレジン2の50重量部に変更した例である。すなわち、メイン部は実施例2Bと同一にする一方、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール1を50重量部使用し、残りの50重量部を、ポリオール2とポリオール3とで構成した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例3Bは、A液のポットライフ、成形性、エネルギー効率、軽量性の何れも「〇」であった。
【0089】
実施例4Bは、実施例2Bにおけるサイド部のレジンを、レジン1の25重量部とレジン2の75重量部に変更した例である。すなわち、メイン部は実施例2Bと同一にする一方、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール1を25重量部使用し、残りの75重量部を、ポリオール2とリオール3とで構成した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例4Bは、A液のポットライフ、成形性、エネルギー効率、軽量性の何れも「〇」であった。
【0090】
実施例5Bは、実施例3Bにおけるメイン部のイソシアネートをイソシアネート2に変更した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例5Bは、A液のポットライフ、成形性、エネルギー効率、軽量性の何れも「〇」であった。
【0091】
実施例6Bは、実施例3Bにおけるメイン部のレジンをレジン4−1からレジン4−2に変更した例である。すなわち、メイン部のポリオールとして、ポリオール2を30重量部と、ポリオール3を70重量部使用した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例6Bは、A液のポットライフ、成形性、エネルギー効率、軽量性の何れも「〇」であった。
【0092】
実施例7Bは、実施例6Bにおけるメイン部のイソシアネートを、イソシアネート2に変更した例である。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
実施例7Bは、A液のポットライフ、成形性、エネルギー効率、軽量性の何れも「〇」であった。
【0093】
比較例1Bは、実施例1Bにおけるサイド部のレジンを、レジン4−2に変更した例である。すなわち、メイン部は実施例1Aと同一にする一方、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール2を30重量部と、ポリオール3を70重量部使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。上型及び下型温度は注入時及びキュア時共に65℃である。
比較例1Bは、A液のポットライフ、成形性、エネルギー効率の項目については「〇」であったが、軽量性については「×」であった。
【0094】
比較例2Bは、実施例1Bにおけるサイド部のレジンを、レジン6の100重量部に変更した例である。すなわち、メイン部は実施例1Bと同一にする一方、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール3を50重量部と、ポリオール4を50重量部使用し、触媒としてアミン触媒と金属触媒を併用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。上型及び下型温度は注入時及びキュア時共に65℃である。
比較例2Bは、フォームを成形できず、A液のポットライフを除いて判断できなかった。なお、A液のポットライフは、メイン部用は「〇」であったが、サイド部用は「×」であった。
【0095】
比較例3Bは、比較例2Bにおける上型及び下型温度を、注入時に40℃、キュア時に120℃にした例である。
比較例3Bはフォームを成形できず、A液のポットライフを除いて判断できなかった。なお、A液のポットライフは、メイン部用は「〇」であったがサイド部用は「×」であった。
【0096】
比較例4Bは、メイン部の成形にレジン4−2を100重量部使用する一方、サイド部の成形にはレジン6を100重量部使用し、イソシアネートとしてイソシアネート1を使用した例である。すなわち、メイン部は、ポリオールとして、ポリオール2を30重量部と、ポリオール3を70重量部使用し、触媒としてアミン触媒のみを使用し、整泡剤として、整泡剤1を使用した例である。また、サイド部は、ポリオールとして、ポリオール3を50重量部と、ポリオール4を50重量部使用し、触媒としてアミン触媒と金属触媒を併用し、整泡剤として、整泡剤2を使用した例である。上型及び下型温度は注入時及びキュア時共に65℃である。
比較例4Bはフォームを成形できず、A液のポットライフを除いて判断できなかった。なお、A液のポットライフは、メイン部用は「〇」であったがサイド部用は「×」であった。
【0097】
比較例5Bは、比較例4Bにおける上型及び下型温度を、注入時に40℃、キュア時に120℃にした例である。
比較例5Bは、フォームを成形できず、A液のポットライフを除いて判断できなかった。なお、A液のポットライフは、メイン部用は「〇」であったが、サイド部用は「×」であった。
【0098】
比較例6Bは、メイン部を実施例1Bと同一にする一方、サイド部のレジンを、レジン1を20重量部とレジン2を80重量部に変更した例である。すなわち、サイド部のポリオールを、ポリオール1を20重量部と、残りをポリオール2と、ポリオール3とで構成した。上型温度は注入時及びキュア時共に70℃、下型温度は注入時及びキュア時共に60℃である。
比較例6Bは、フォームを成形できず、A液のポットライフを除いて判断できなかった。A液のポットライフは、メイン部用及びサイド部用のいずれも「〇」であった。
【0099】
前記のように、本発明によれば、金型の温度をコールドキュア法並みの低い温度にして車両用シートクッションを成形することができ、かつ車両用シートクッションの軽量化が可能である。