遅反発スポンジ

低反発スポンジの典型的な特徴は、外力が加えられたときと外力が取り除かれたときに、変形プロセスと回復軌道が一般的なスポンジのようにほぼ瞬時的で同期した反応ではないことです。特に、縮小する場合は、応力中心点の外縁から開始し、外側から徐々に回復し、最終的には応力中心点から回復します。この低反発スポンジの特性を利用して、クッション製品やクッション材、工芸品が数多く開発されています。

低反発スポンジのこの特性により、不規則な形状の物体からかかる圧力を均一に分散できるため、ゼロ圧力スポンジと呼ばれています。同時に、弱い反発力により、スポンジに押し付けられた外部の物体を維持して幾何学的形状を形成することができ、これは形状記憶スポンジの別名でもあります。

低反発スポンジの形成メカニズム

ご存知の通り、スポンジはポリエーテルポリオールとイソシアネートを主原料として、必要な添加剤を加えて作られています。

通常の状況下では、比較的大きな分子量のポリエーテルポリオール（分子量 3000 以上 3000 以上）とポリマーポリオール（分子量 60000 以上 6000 以上）を使用し、イソシアネート反応を行うことにより、業界では通常のスポンジとして知られる高反発スポンジが製造されます。

ゆっくりと回復するスポンジの製造では、高分子量ポリエーテルポリオール/ポリマーポリオールは常に低分子量ポリエーテルポリオール (分子量 700 や 550 など) と組み合わせて使用​​されます。

通常、分子量3000以上のポリエーテルと分子量550または700のポリエーテルを混合し、イソシアネートと反応させて遅回復性スポンジを調製します。ポリエーテルとイソシアネートの反応後、異なる分子量の鎖セグメントが形成されます。高分子量ポリエーテルとイソシアネートが反応して生成する物質をソフトセグメント、低分子量ポリエーテルとイソシアネートが反応して生成する物質をハードセグメントと呼びます。これらのセグメントは化学結合と物理結合によって結合されており、両方が絡み合い、積み重なって、立体効果によりわずかな相分離を引き起こします。

周知のとおり、高分子量ポリエーテルは水酸基価が低く、イソシアネートと反応した際の架橋密度が低いため、ソフトセグメントの分子内および分子間の活性空間が大きく、変形や回復が容易、すなわちソフトセグメント活性が高い。しかし、低分子量ポリエーテルは、水酸基価が高く、イソシアネート反応による架橋密度が高く、分子内および分子間の活性空間が小さく、変形・回復しにくい、すなわちハードセグメント活性が低い。

ソフトセグメントとハードセグメントの上記の特性は、ポリマー内のわずかな相分離と組み合わされて、低速反発スポンジが外力を加えたり外したりするプロセス中にソフトセグメントとハードセグメントの非同期的な変形と回復を示します。その理由は、軟部の変形・回復速度が速く、硬部の変形・回復速度が遅いためです。こうしてゆっくりと反発するスポンジが形成されます。