JP2001064343A - ポリウレタン充填材を含有する半硬質エネルギー吸収発泡体を製造する方法 - Google Patents
ポリウレタン充填材を含有する半硬質エネルギー吸収発泡体を製造する方法Info
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Abstract
を有する充填材含有発泡体を製造する。 【解決手段】 ポリウレタン充填材を含有する半硬質エ
ネルギー吸収発泡体を製造する方法であって、 A)ポリメチレンポリ(フェニル)イソシアネート成分
を B)ポリオール成分であって、(i)2または3のヒド
ロキシル官能価および約1000〜8000の分子量を
有する第1ポリオール、および2を越える官能価および
1000未満の分子量を有する第2ポリオール、(i
i)ポリエーテル−シロキサンシリコーン気泡連続界面
活性剤を含有する界面活性剤成分、(iii)発泡剤、
(iv)触媒を含んでなるポリオール成分、および C)ポリウレタン充填材と反応させることを含んでなる
方法。
Description
エネルギー吸収発泡体に関する。
が体感する負荷を減少させ、これにより傷害の危険性を
減少させるように特別に設計された発泡体である。充填
材を使用せずに製造した発泡体に相当する性質を有する
リサイクルポリウレタン充填材を使用してエネルギー吸
収発泡体を製造する方法を開発することに自動車工業に
おいて長期間の要望がある。理想的には、そのような方
法は、自動車がスクラップにされた後に埋立地に堆積す
る自動車くず残留物の量を減少させるべきである。
クルは、石油資源の保存につながる新鮮な反応物の必要
性を減少させもする。さらに、そのような方法は、現在
捨てられている実質量のポリウレタンのごみを減少させ
る。毎年、例えば、かなりの量のポリウレタンを使用し
た1000万台を越える自動車が不要とされ、スクラッ
プされている。1980年から1994年の間にスクラ
ップされた自動車において、1台当たり平均で約90k
g(200ポンド)のプラスチックが使用されている。
その中で、ざっと25%がポリウレタンである。
2カ月かかる。グリコリシスを含む1つの方法におい
て、発泡体を粉砕し、エチレンまたはジエチレングリコ
ールのような低分子量グリコール中で加熱することによ
ってポリウレタンをエステル交換し、ウレタン含有ポリ
オールと遊離のグリコールとの混合物を得る。次いで、
混合物を新鮮なポリオールブレンドにおける鎖延長剤と
して使用する。この方法は不都合である。なぜなら、エ
ネルギーのかかる化学的手法を用い、さらに少量の芳香
族ジアミンがグリコリシスの副生物として形成するから
である。
材料を、新鮮なポリオールブレンドにおける懸濁によっ
て充填剤として使用する。この方法において、通常の造
粒器または回転式ナイフカッターを使用して、発泡体の
小片(4〜8インチ立方)を初めに0.5インチ未満の
粒に小さくする。次いで、発泡体を粉砕するために剪断
力、衝撃力または圧縮力を使用する多数の技術の内の1
つ(例えば、フィッツミル、ハンマーミル、空気掃気粉
砕器および2ロールミルを使用するもの)を使用して、
粒を粉へと小さくする。一般に、遠心サイクロン濾過シ
ステムで粉末を集め、次いで、包装し、充填剤としてポ
リオールに導入する準備をする。
に、供給スクリューを介して、測定量のポリウレタン粉
を添加する。高粘度液体を取り扱える高速ミキサーで充
分な撹拌によって均一な混合物を作成する。粒は元の気
泡寸法よりも小さくなければならない(200ミクロ
ン)。なぜなら、残った気泡がポリオールブレンドで膨
潤し、系を処理不能な粘度を与えるからである。そのよ
うな発泡体製造方法における充填材の使用は、望ましく
ないエネルギー吸収性質を与え、そのままでは、この方
法は、ある程度の商業的成功をおさめて使用されていな
い。
くとも1種の非充填ポリエーテルポリオール、ポリエー
テルポリオールを含有する少なくとも1種の非第3級ア
ミンおよび水を含有するイソシアネート反応性混合物を
開示する。この特許は、この混合物を、(i)ポリメチ
レンポリ(フェニルイソシアネート)、シリコーン連続
気泡界面活性剤、触媒、および少なくとも1種の第3級
アミン触媒と反応させることによって製造されている水
発泡エネルギー吸収発泡体をも開示する。この特許は、
ポリウレタン充填材を含有するポリウレタン発泡体を製
造することを開示していない。
/97)で発表されたNodelmanらの"A Viable Technology f
or the Recycling of Polyurethane Energy-Absorbing
(EA)Foams"は、ポリウレタン充填材を用いて製造された
半硬質ポリウレタン発泡体の圧縮強さが、ゲル化の前に
気泡構造を安定化させるために使用する界面活性剤によ
って影響を受けることを開示している。この文献は、ポ
リウレタン発泡体に中実充填材を添加することが、特定
の界面活性剤を使用する場合に、動的衝撃試験中に衝撃
強さを減少させることを示している。この文献は、充填
材なく製造した発泡体に相当する性質を有するポリウレ
タン充填材を含有して製造されたエネルギー吸収発泡体
を開示している。しかし、この文献は、使用されている
界面活性剤を記載していない。エネルギー吸収発泡体を
製造するために使用され得る数百万の種々の界面活性剤
が存在するという事実からすれば、この文献は、本発明
を可能とするものではない。
sts Developed for Energy-Absorbing Polyurethane Fo
am", Polyurethanes Expo, 1996において、著者は、良
好な気泡安定性を有する高い連続気泡含量を有する発泡
体を形成すると言われる界面活性剤を説明している。こ
の文献は、硬質の脆いイソシアネート発泡体を含む系を
説明しており、半硬質発泡体を説明していない。この文
献は、充填材を使用して発泡体を製造する系を説明して
いない。
リサイクル発泡体を製造する方法を開発することが要望
されている。
分を使用することなく製造された発泡体に相当するエネ
ルギー吸収性質を有する発泡体を製造するための、ポリ
ウレタン充填材、ならびに室温で約2500cp未満の
粘度を有し、高粘度で高分子量の非加水分解性のポリエ
ーテル−シロキサンシリコーン連続気泡界面活性剤を含
有する非常に特定の界面活性剤成分を用いてエネルギー
吸収発泡体を製造する方法に関する。本発明の方法は、
ポリウレタン発泡体を製造するために使用される材料の
量を減少させ、ポリウレタンくずの量を減少させる。こ
れらおよび他の特徴、概要および利点は、特許請求の範
囲および以下の説明を参照することによって、よりよく
理解することができる。
むポリイソシアネート成分を B)ポリオール成分であって、(i)ポリオール成分の
重量に対して約30〜80重量部の量の、2または3の
ヒドロキシル官能価および約1000〜約8000の分
子量を有する少なくとも1種のポリオールを含んでなる
第1ポリオール、および(ii)ポリオール成分の重量
に対して約20〜70重量部の量の、2を越える官能価
および1000未満の分子量を有する少なくとも1種の
ポリオールを含んでなる第2ポリオール、(ii)ポリ
オール成分の重量に基づいて少なくとも約0.3重量%
の量の、約2500cp未満の粘度を有し、高粘度で高
分子量のポリエーテル−シロキサンシリコーン連続気泡
界面活性剤を含有する界面活性剤成分、(iii)ポリ
オール成分の合計重量に基づいて、少なくとも1重量%
の量の発泡剤である水、(iv)ポリオール成分の重量
に基づいて、少なくとも0.05重量%の量の触媒成
分、を含んでなるポリオール成分、 C)ポリオール成分100重量部に基づいて少なくとも
10重量部の量のポリウレタン充填材と反応させること
を含む。
ネート反応性成分、特定の界面活性剤成分および顕著に
はポリウレタン充填材の特定の組み合わせを使用するこ
とによって、充填材を使用せずに製造した発泡体に相当
する圧縮強さおよび/または動的衝撃性質を示すエネル
ギー吸収発泡体を製造できるという驚くべき発見に基づ
いている。このことは驚くべきことである。なぜなら、
充填材および他の界面活性剤成分を使用する従来の方法
が、充填材を使用せずに製造された発泡体に比較して、
低い圧縮強さおよび低い動的衝撃強さを有する発泡体を
与えることが知られているからである。実際、従来の考
えは、ポリウレタン充填材が反応性ウレタン発泡体に置
き換わるので、より少量の反応液体混合物が型内に導入
されることを教示している。部品容量を充たすことをい
まだに要求される膨脹発泡体は、低下した物理的性質を
有する低いマトリックス密度を与える。
に合致するポリイソシアネートである。好ましくは、ポ
リイソシアネート成分は、一般に、ポリメチレンポリ
(フェニル)ポリイソシアネートであり、これはポリマ
ーMDIであり、バイエルコーポレイションからModur
MRとして市販されている。アニリン/ホルムアルデヒド
縮合物を製造する既知方法および生成ポリイソシアネー
トが、文献および多くの特許、例えば、米国特許第2,
683,730号、第2,950,263号、第3,0
12,008号、第3,344,162号および第3,
362,979号に記載されており、これらの内容を参
照として本明細書に組み込む。
約40〜約85重量%のメチレンビス(フェニルイソシ
アネート)を含有し、約20〜約35重量%、好ましく
は約30〜約35重量%、最も好ましくは約31〜約3
3重量%のイソシアネート基含量を有する。全系のイソ
シアネートインデックスは、約80〜約130である。
他のポリイソシアネートは、炭化水素ジイソシアネート
(例えば、アルキレンジイソシアネートおよびアリーレ
ンジイソシアネート)ならびに既知のトリイソシアネー
トを包含する。
も2種の異なったポリオール、b)界面活性剤成分、
c)発泡剤、およびd)触媒を、充填材を使用せずに製
造した発泡体と同等であるかまたはそれよりも良好な実
質的に均一な微細気泡構造およびエネルギー吸収性質
(圧縮強さおよび動的衝撃試験性質)を有する発泡体を
製造するのに充分な量で含有する。
たは3のヒドロキシ官能価および約1000〜約800
0の分子量を有するポリエーテル、および(ii)2を
越える官能価および約1000未満の分子量を有するポ
リエーテルが挙げられる。これらのポリエーテルおよび
その製造方法は、当業者に良く知られている。
ン、プロピレンオキシドおよびエチレンオキシド(17
重量%)に基づく非充填ポリエーテルポリオール、OH
価35、バイエルコーポレイションから市販されている
Multranol 9143;グリセリン、プロピレンオ
キシドおよびエチレンオキシド(17重量%)に基づく
充填ポリオール(固形分20重量%(ポリウレア))、
OH価28、バイエルコーポレイションから市販されて
いるMultranol 9151;プロピレングリコー
ル、プロピレンオキシドおよびエチレンオキシド(13
重量%)に基づくポリエーテルポリオール、OH価2
8、バイエルコーポレイションから市販されているMu
ltranol 9182;エチレンジアミンおよびプロピ
レンオキシドに基づくポリエーテルポリオール、OH価
630、バイエルコーポレイションから市販されている
Multranol 4050が挙げられる。
およびその製法は、既知であり、例えば、米国特許第
4,877,879号、第5,786,405号、日本
要約57168917、5716918号に記載されて
おり、これらの組み合わせであり、これら文献の開示内
容を本明細書の一部として組み込む。ポリエーテルの量
は、用途に応じて種々である。2または3のヒドロキシ
官能価および約1000〜約8000の分子量を有する
ポリエーテルを30〜80重量部(ポリオールの合計1
00重量部に対して30〜80重量部)で使用できるこ
とを見いだした。2を越える官能価および1000未満
の分子量を有するポリオールを20〜70重量部(ポリ
オールの合計100重量部に対して20〜70重量部)
で使用できる。
加水分解性のシリコーン連続気泡界面活性剤を含有す
る。一般に、約9000を越える数平均分子量を有し、
2種のポリエーテルからなるシリコーンポリオキシアル
キレンオキシドコポリマーを含有する。界面活性剤は、
米国特許第5,145,879号および第5,489,
617号(これら文献の開示内容を本明細書の一部とし
て組み込む。)に教示されている界面活性剤の構造を有
することが好ましい。界面活性剤は非常に粘稠であるの
で、希釈して、界面活性剤成分が2500cp未満の粘
度を有するようにする。希釈しない場合、高粘度コポリ
マーが、発泡工程において許容される初めの数秒で発泡
体マトリックスにコポリマーを分散する困難性に原因し
て、望ましくない結果を与える。
泡の核形成において重要であるので、粘稠な界面活性剤
を分散および溶解できないことは、希釈無しの再現性の
ない性能につながる。界面活性剤成分は、米国特許第
5,489,617号に記載されているような既知の方
法によって製造できる。有用な連続気泡シリコーン界面
活性剤の例としては、WITCOから市販されているL
3801として市販されているもの(以前においてUA
X6137およびUAX6191と知られていたもの)
が挙げられる。界面活性剤の量は、ポリオールの重量に
基づいて、少なくとも約0.3%、より好ましくは約
0.5〜2%である。
の発泡剤であってよい。一般に、水を発泡剤として使用
する。水を唯一の発泡剤として使用する場合に、ポリオ
ール成分100重量%に対して、少なくとも1重量%、
好ましくは約1〜10重量%の量で水を使用する。特定
用途の好適な量は、実験操作によって容易に決められ
る。当然、水を他の発泡剤と組み合わせて使用してもよ
い。
ロキシル基(ウレタン基)または水(発泡剤)との間の
反応を触媒する少なくとも1種の第3級アミン触媒を含
有してもよい。ウレタン触媒は、一般に知られており、
第3級アミン、例えば、トリエチルアミン、トリブチル
アミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリ
ン、N−ココモルホリン、N,N,N’,N”−テトラ
メチルエチレンジアミン、1,4−ジアザビシクロ−
(2,2,2)−オクタン、N−メチル−N’−ジメチ
ルアミノエチルピペラジン、N,N−ジメチルベンジル
アミン、ビス(N,N−ジエチルアミノエチル)アジペ
ート、N,N−ジエチルベンジルアミン、ペンタメチル
ジエチレントリアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシ
ルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3
−ブタンジアミン、N,N−ジメチル−β−フェニルエ
チルアミン、1,2−ジメチルイミダゾール、2−メチ
ルイミダゾールなどがある。
から市販されているNiax A−1、Huntman
から市販されているThancat DDも使用でき
る。第2級アミン、例えば、ジメチルアミンおよびアル
デヒド、好ましくはホルムアルデヒドまたはケトン、例
えばアセトン、メチルエチルケトンまたはシクロヘキサ
ノンおよびフェノール、例えばフェノールノニルフェノ
ールまたはビスフェノールから得られたマンニッヒ塩基
を触媒として使用してもよい。例えばドイツ特許第1,
229,290号および米国特許第3,620,984
号に記載されているような炭素−ケイ素結合を有するシ
ラアミンも触媒として使用できる。例としては、2,
2,4−トリメチル−2−シラモルホリンおよび1,3
−ジエチルアミノ−エチルテトラメチル−ジシロキサン
が挙げられる。遅延作用触媒、例えば、NAIX A−
300、NAIX A−400、NAIX A−10
7、DABCO 8154、DABCO DC−1およ
びDABCO DC−2をも使用してもよい。
け、有機金属触媒が挙げられる。好適な有機金属触媒の
例としては、スズ、鉛、鉄、ビスマス、水銀などの有機
金属化合物が挙げられる。好ましい有機スズ触媒として
は、スズアセテート、スズオクトエート、スズエチルヘ
キサノエート、スズオレエート、スズラウレート、ジメ
チルスズジラウレート、ジブチルスズオキシド、ジブチ
ルスズジクロライド、ジメチルスズジクロライド、ジブ
チルスズジアセテート、ジエチルスズジアセテート、ジ
メチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、
ジエチルスズジラウレート、ジメチルスズジラウレー
ト、ジブチルスズマレエート、ジメチルスズマレエー
ト、ジオクチルスズジアセテート、ジオクチルスズジラ
ウレート、ジ(2−エチルヘキシル)スズオキシドなど
が挙げられる。
ば、ジブチルスズジメルカプタイド、ジブチルスズジイ
ソオクチルメルカプトアセテート、ジメチルスズジメル
カプタイド、ジブチルスズジラウリルメルカプタイド、
ジメチルスズジラウリルメルカプタイド、ジメチルスズ
ジイソオクチルメルカプトアセテート、ジ(n−ブチ
ル)スズビス(イソオクチルメルカプトアセテート)お
よびジ(イソオクチル)スズビス(イソオクチルメルカ
プトアセテート)は、全てWITCOから市販されてい
るが、特に好ましい。遅延作用触媒、例えば、米国特許
第4,611,044号に記載されているような鉄ペン
タンジオンまたはビスマスカルボキシレートの使用も可
能である。ポリイソシアネート成分およびイソシアネー
ト反応性成分を、一般に約1:1の当量比で使用する。
あまり好ましくないが、ポリオール成分は、三量化触
媒、例えば米国特許第4,169,921号に記載され
ている触媒を含有してもよい。
ール成分に懸濁され、本発明の目的を達成するのに充分
な量で存在する。ポリウレタン充填材粒子は、元の発泡
体の気泡構造が存在しないように充分に小さく発泡体を
粒子に粉砕するいずれかの方法によってポリウレタン発
泡体を粉砕することによって製造できる。例えば、発泡
体は、得られる粒子が100のメッシュサイズを有する
メッシュ網を通過するように充分に微細になるまで、発
泡体を多数回でハンマーミルに通して供給することがで
きる。粒子の寸法は、一般に、200ミクロン未満であ
る。好ましくは、粒子の寸法は、150ミクロン未満で
あり、100ミクロン未満さえであってよい。発泡体を
製造するのに使用するポリウレタン充填材粒子の量は、
ポリオール成分100重量部に基づいて、少なくとも約
10重量部、より好ましくは約20〜約30重量部であ
る。
成分は、米国特許第2,764,565号に記載されて
いるような機械的器具をしばしば使用する既知の方法に
よって一体に反応することができる。本発明に従って使
用してよい加工装置に関する詳細は、Kunststoff-Handb
uch, Volume VII, Vieweg and Hoechtlen, Carl-Hanser
-Verlag(Munich)発行, 1966, 121および205頁におい
て見られる。
に、型内で行われる。本発明のこの形式によれば、発泡
性反応混合物を、アルミニウムのような金属またはエポ
キシ樹脂のようなプラスチック材料からできていてよい
型に導入する。反応混合物が型の中で発泡し、成形品が
得られる。型中での発泡が、その表面に非気泡状構造
(スキン)を有する製品を得るために行われる。望まし
い結果が、反応が完了した後に型を発泡体で充たすのに
丁度充分な発泡性反応混合物を導入することによって、
得られる。
するため、好適量のポリイソシアネートが発泡体製造装
置のAサイドに配置される。ポリオール成分がBサイド
に配置される。発泡ブロックを製造するために、反応射
出成形(RIM)機、例えば、ヘンネッケMQ−8ミッ
クスヘッドを有するヘンネッケRIM−DO−MATを
使用する。加熱アルミニウム型中で開放注入法で部品が
製造される。
を、ポリオールおよびポリイソシアネートサイドにかけ
て、ミックスヘッドにおける吐出量を適当な速度に保
つ。未充填のポリオールブレンドをRIM機において適
当な温度、例えば30℃に加熱し、10%の充填材量
(Bサイドにおいて18.7%)で温度を45℃に上昇
させる。イソシアネート温度は、未充填系において30
℃であり、一方、充填系において35℃である。充填系
および未充填系の両方において、型の温度は55℃であ
り、ブロックは5分間で脱型される。自由上昇密度2.
7〜3.0pcfを有する発泡体が4.5pcfで成形
される。当然、異なった方法を用いてもよい。
既知のいわゆる「外部離型剤」、例えば、シリコーンワ
ックスおよびオイルをしばしば用いる。要すれば、いわ
ゆる内部離型剤を外部離型剤と組み合わせて、例えば、
ドイツ特許出願公開第2,121,670号および第
2,307,589号に記載されているものの助けをか
りて方法を行ってもよい。顕著には、本発明に従って製
造されたリサイクル発泡体の性質は、充填材を用いずに
製造した発泡体の性質と同等である。
縮強さおよび動的衝撃性質を求めることによって評価で
きる。発泡体の圧縮強さは、いずれかの既知の方法によ
って、例えば、インストロン引張装置を用いる既知のA
STM試験に従って、求めることができる。動的衝撃性
質は、発泡体試料に物体を打ち付けた場合に、発泡体試
料がさらされる最大衝撃力および発泡体試料が経験する
最大歪み、例えば、そりの衝撃先端が発泡体試料に貫入
する長さを包含する。一般に、歪みが大きいほど、発泡
体が弱い(軟質である)。
ぶつかる場合に、そりの残留エネルギーが最大歪みで現
れる。一般に、軟質の発泡体は、高い衝撃力を示す。そ
のような発泡体は、良好なエネルギー吸収性質を有する
発泡体と同程度に衝撃そりの運動量を吸収しないからで
ある。破壊強さは、良く知られた方法によって動的衝撃
性質から求めることができる。動的衝撃性質は、いずれ
かの好適な手段によって求めることができる。発泡体の
動的衝撃性質を求めるため、例えば、特別に設計された
動的衝撃そりを、米国特許第5,847,014号に説
明されている方法、およびD. F. Sounik, D. W. McCull
ough, J. L. Clemons, J. L. Liddleの「Dynamic Impac
t Testing of Polyurethane Energy-Absorbing (EA) Fo
ams」,SAE technical Paper No. 940879(1994)に記載さ
れている方法にしたがって使用できる。
的に説明する。本発明は以下の例によって限定されるも
のではない。例において、特記しない限り、部および%
は重量部および重量%を意味する。
シドおよびエチレンオキシド(17重量%)に基づく充
填材無含有のポリエーテルポリオール(バイエルコーポ
レイション市販のMultranol 9143); B)28のOH価を有し、グリセリン、プロピレンオキ
シドおよびエチレンオキシド(17重量%)に基づく充
填材含有(固形分(ポリウレア)20重量%)のポリオ
ール(バイエルコーポレイション市販のMultranol 915
1);
コール、プロピレンオキシドおよびエチレンオキシド
(13重量%)に基づくポリエーテルポリオール(バイ
エルコーポレイション市販のMultranol 9182); D)エチレンジアミンおよびプロピレンオキシドに基づ
くポリエーテルポリオール(630のOH価)(バイエ
ルコーポレイション市販のMultranol 4050); E)水; F)70%のビス(ジメチルアミノエチル)(WITCO市
販のNiax A-1); G)低分子量および低粘度のシリコーン界面活性剤(Go
ldschmidt市販のB-4690)(この界面活性剤は比較の界
面活性剤として使用した。);
-3801); I)Nodelmanらの「A Viable Technology for the Recy
cling of PolyurethaneEnergy-Absorbing (EA) Foams」
に説明されている手順に従って製造した再生粉砕材料
(ポリウレタン充填材); J)ポリメチレンポリ(フェニルイソシアネート)(ポ
リメリックMDI)(バイエルコーポレイション市販の
Mondur MR); K)2−メチルペンタンジアミン(Dupont市販のDytek
A)
ート反応性成分のそれぞれの成分を一体にすることによ
って配合物を製造した。表1は、使用した異なった配合
を示す。例1の配合を、比較目的で使用した。0%、1
0%および12%の再生粉砕材料は、以下に説明する最
終発泡体ブロックに基づく再生粉砕材料のことである。
機、ヘンネッケMQ−8ミックスヘッドを有するヘンネ
ッケRIM−DO−MATを使用した。25.4cmx 25.4cm
x 6.4cm(10インチx10インチx2.5インチ)の
加熱アルミニウム型中で開放注入法で部品を製造した。
射出圧力は、ポリオールサイドおよびイソシアネートサ
イドにおいて175x105Pa(175バール)であった。ミッ
クスヘッドにおける吐出量は、10%充填系において1
20g/秒に、非充填のコントロールにおいて160g
/秒に保った。非充填のポリオールブレンドをRIM機
において30℃に加熱し、10%の充填材量(Bサイド
において18.7%)で温度を45℃に上昇させた。イ
ソシアネート温度は、未充填系において30℃であり、
一方、充填系において35℃であった。充填系および未
充填系の両方において、型の温度は55℃であり、ブロ
ックを5分間で脱型した。
さ)(CLD50%フルブロック(psi))を、45
40kg(10000ポンド)の圧縮セルを有するイン
ストロン4200シリーズを用いて、フルブロック測定
のために変更したASTM D 1621−94に従っ
て試験した。一般に、数値が高いほど、発泡体は高い圧
縮強さを有する。例1は比較例である。表1は配合を示
す。表2は、発泡体の圧縮強さ性質を示す。
に設計された動的衝撃そりを、D. F. Sounik, D. W. Mc
Cullough, J. L. Clemons, J. L. Liddleの「Dynamic I
mpact Testing of Polyurethane Energy-Absorbing (E
A) Foams」, SAE technical Paper No. 940879(1994)に
記載されている方法にしたがって使用した。動的衝撃そ
りは、ヘンネッケマシナリーグループによって設計され
ており、35mphまでの速度で発泡体試料に衝撃を加
えるように設計された水平高速動的衝撃そりであった。
例において、可動そり(打撃部)は円筒状であり、その
重さは19.5kgであった。表3は、発泡体の動的衝
撃性質を示す。
部)
泡体の圧縮強さ(それぞれ3.10x105Paおよび2.91x105P
a)は、充填材を用いずに製造した発泡体の圧縮強さ
(2.76x105Pa)よりも高かった。動的衝撃性質の結果
は、10%の再生粉砕材料の発泡体が未充填のコントロ
ールと同程度の破壊強さを有していることを示す。12
%の再生粉砕材料の発泡体は、再生粉砕材料を用いずに
製造された発泡体よりもわずかにのみ弱かった。これら
結果は、発泡体に固形充填材を添加すると典型的に観測
されるものではない。
以外は実施例2〜3と同様の手順を繰り返した。また、
以下の配合を用いた。表4は、配合を示す。表5は、発
泡体の圧縮強さ性質を示す。表6は、発泡体の動的衝撃
性質を示す。
%の充填材をも含有する。0%、5%、8%および10
%の再生粉砕材料とは、最終の発泡体ブロックに基づく
再生粉砕材料のことである。
部)
用いずに製造した発泡体の圧縮強さよりも低かった。動
的衝撃性質の結果は、充填材の%量が増加すると、歪み
が増加する(より軟質の発泡体を暗示している)ことを
示している。これら結果は、固形の充填材を発泡体に添
加することによって典型的に観測されることである。
る。 (A) 高粘度で高分子量のシリコーン連続気泡界面活
性剤が、少なくとも9000の数平均分子量を有する請
求項1に記載の方法。 (B) 第1ポリオール成分が、ポリオール成分の重量
に基づいて0.5〜約2%の非充填ポリエーテルを含ん
でなる請求項1に記載の方法。
に基づいて約5〜約10%の量で使用する請求項1に記
載の方法。 (D) 圧縮強さが40psiを越える請求項1に記載
の方法。 (E) ポリイソシアネート成分がポリメチレンポリ
(フェニル)イソシアネートを含んでなる請求項1に記
載の方法。
ールが、グリセリン、プロピレンオキシドおよびエチレ
ンオキシドに基づく非充填ポリエーテルポリオール、充
填ポリオール、プロピレングリコール、プロピレンオキ
シドおよびエチレンオキシドに基づくポリエーテルポリ
オール、エチレンジアミンおよびプロピレンオキシドに
基づくポリエーテルポリオール、アミン開始ポリエーテ
ルポリオールおよびこれらの混合物からなる群から選択
された成分を含んでなる請求項1に記載の方法。
しおよび充填材を含有するポリウレタン発泡体を含有す
るエネルギー吸収発泡体であって、 A)ポリイソシアネート成分、 B)ポリオール成分であって、(i)ポリオール成分1
00重量部に対して約30〜80重量部の量の、2また
は3のヒドロキシル官能価および約1000〜8000
の分子量を有する少なくとも1種のポリオールを含んで
なる第1ポリオール、およびポリオール成分100重量
部に対して約20〜70重量部の量の、2を越える官能
価および1000未満の分子量を有する少なくとも1種
のポリオールを含んでなる第2ポリオール、(ii)ポ
リオール成分の重量に基づいて少なくとも約0.3重量
%の量の、約2500cp未満の粘度を有し、高粘度で
高分子量のポリエーテル−シロキサンシリコーン連続気
泡界面活性剤を含有する界面活性剤成分、(iii)ポ
リオール成分の合計重量に基づいて、少なくとも1重量
%の量の発泡剤、(iv)ポリオール成分の重量に基づ
いて、少なくとも0.05重量%の量の触媒成分、を含
んでなるポリオール成分、 C)ポリオール成分100重量部に基づいて少なくとも
10重量部の量のポリウレタン充填材の反応生成物を含
んでなる発泡体。
ル成分の重量に基づいて0.5〜約2%の非充填ポリエ
ーテルを含んでなる前記H項に記載の発泡体。 (I) 充填材を、ポリオール成分の重量に基づいて約
20〜約30%の量で使用する前記H項に記載の発泡
体。
ールが、グリセリン、プロピレンオキシドおよびエチレ
ンオキシドに基づく非充填ポリエーテルポリオール、充
填ポリオール、プロピレングリコール、プロピレンオキ
シドおよびエチレンオキシドに基づくポリエーテルポリ
オール、エチレンジアミンおよびプロピレンオキシドに
基づくポリエーテルポリオール、アミン開始ポリエーテ
ルポリオールおよびこれらの混合物からなる群から選択
された成分を含んでなる前記H項に記載の発泡体。
したが、このような詳細は、単なる説明の目的であり、
当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することな
く、変形できる。
Claims (2)
- 【請求項1】 ポリウレタン充填材を含有するエネルギ
ー吸収発泡体を製造する方法であって、 A)ポリメチレンポリ(フェニル)イソシアネート成分
を B)ポリオール成分であって、 (i)ポリオール成分の重量に基づいて約30〜80重
量部の量の、2または3のヒドロキシル官能価および約
1000〜8000の分子量を有する少なくとも1種の
ポリオールを含んでなる第1ポリオール、およびポリオ
ール成分の重量に基づいて約20〜70重量部の量の、
2を越える官能価および1000未満の分子量を有する
少なくとも1種のポリオールを含んでなる第2ポリオー
ル、 (ii)ポリオール成分の重量に基づいて少なくとも約
0.3重量%の量の、約2500cp未満の粘度を有
し、高粘度で高分子量のポリエーテル−シロキサンシリ
コーン連続気泡界面活性剤を含有する界面活性剤成分、 (iii)ポリオール成分の合計重量に基づいて、少な
くとも1重量%の量の発泡剤、 (iv)ポリオール成分の重量に基づいて、少なくとも
0.05重量%の量の触媒成分、を含んでなるポリオー
ル成分、および C)ポリオール成分の重量に基づいて少なくとも10重
量部の量のポリウレタン充填材と反応させることを含ん
でなる方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法によって製造され
たエネルギー吸収発泡体。
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