JP2001163991A - ポリウレタン成形体およびその製造方法 - Google Patents

ポリウレタン成形体およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】荷重方向における成形部分の良好な弾性および
緩衝特性と快適な座り心地とを併せ持つポリウレタン成
形体を提供する。 【解決手段】ポリウレタン成形体は少なくとも２種の異
なるポリウレタン材料、すなわち少なくとも１種のポリ
ウレタンゲルと少なくとも１種のポリウレタンフォーム
から構成される。フォームおよびゲルは層状で両方の材
料が一緒に弾性ないしは緩衝要素として横方向における
荷重に対して機能するように重なり合って配置される。
好ましくは、これらの成形体はシートクッションとして
使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にシートクッシ
ョンのようなポリウレタン成形体、およびその製造方法
に関する。成形体を製造する方法には、注型方法におけ
る数多くの代替方法が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】ポリウレタンは、各々の適用範囲で発見
された様々な形態で使用されている。ポリウレタンフォ
ームの使用は、例えば詰め物がされた家具の部分、シー
ト、特に自動車のシート、およびシートクッションにつ
いて知られている。この材料は、シート領域で使用され
る場合は、成形部分としてまたはブロックからカットさ
れて使用される。
【０００３】例えば自動車の領域では、目下のところ全
自動車の８０％以上にポリウレタンフォーム製シートク
ッションが装備されている。だがこれらのシートクッシ
ョンの快適特性はときおりマイナスの評価を受けてい
る。
【０００４】全く同様にポリウレタンゲルもシートクッ
ションとして使用するために知られている。
【０００５】欧州特許第５７，８３８号は、低い特性係
数、即ちいわゆる低い架橋結合を特徴とする、床ずれを
回避するためのゲルを特許請求している。これらのゲル
は短鎖部分がないと言われている長鎖ポリオールを用い
てポリイソシアネートを分解することによって製造され
る。これらのポリウレタン原料から作られた形状安定性
ゲルは、マットレス、マットレスの芯、自動車のシート
および詰め物がされた家具として使用することができ
る。
【０００６】欧州特許第５１１，５７０号は、ポリオー
ルと長鎖および短鎖ポリエーテルの混合物から製造され
る低い特性係数を持つポリイソシアネートとから作られ
た改良ゲルをカバーしている。考えられる適用として、
特に靴の中のパッド、自動車のサドルや椅子の座面、怪
我を回避および防止するための上敷き、マスクおよび馬
の鞍の下のクッション詰めが挙げられている。
【０００７】純粋ゲルから作られたシートクッションの
高重量並びに高熱容量は短所である。高熱容量は、クッ
ション全体を加温するために体温が奪われると知覚され
るために、腰を下ろしたときの冷たい感覚を生じさせる
可能性がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、上記の短所を最新技術において克服し、特に荷重方
向における成形部分の良好な弾性および緩衝特性を気持
ちのよい座り心地と組み合わせることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、成形体の少なくとも２つの異なる空間的
領域に配置される少なくとも２種の異なるポリウレタン
材料、すなわち少なくとも１種のポリウレタンゲルと少
なくとも１種のポリウレタンフォームとから構成される
ポリウレタン成形体を予定しているが、このときこれら
の材料はウレタンの製造中に内在的（潜在的）接着特性
によって結合させられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】成形体は１つの注型方法におい
て、例えばフォーム製造においても使用されるような通
例の形状で製造することができる。本発明に従った成形
体に統合された複合材料は最適な方法で個々の材料の弾
性ないしは緩衝特性を結合しているので、座り心地に関
して極めて大きな進歩が生じる。様々な、例えば種々の
材料の多層状の配置が考えられる。例えば１つの材料が
座面の領域にのみ配置されるような領域毎に相違する配
置も、各々望ましい特性に従って有益に選択かつ使用す
ることができる。
【００１１】好ましくは、成形体は特にポリウレタンゲ
ルが通過することのできない外側被覆層を含む。
【００１２】被覆層は、箔、特にポリウレタン箔、ポリ
塩化ビニル箔もしくは革、または例えば超極細繊維材料
のような織物材料から構成することができる。基本的に
は、様々な伸縮性物質が箔材料の考慮の対象となる。
【００１３】本発明の好ましい実施態様では、ポリウレ
タンフォームおよびポリウレタンゲルは少なくとも２つ
の層で重なり合って配置されるので、フォームとゲルは
重なり合って層形成して横方向における荷重に対する弾
性ないしは緩衝要素として機能する。
【００１４】個別の実施例では、ゲル層が少なくとも部
分的にフォームによって包囲される、またはフォームブ
ロックが少なくとも部分的にゲルによって包囲され得
る。
【００１５】本発明を発展させると、成形体はシートク
ッションとして作り上げられるが、このとき好ましくは
少なくとも、これは特に、後発泡において箔が使用され
る場合に当てはまる。この場合には、通例はクッション
に後から上張りされる。
【００１６】本発明のこの実施形態において外側に織物
が使用される場合は、ゲル側では気密に密封されなけれ
ばならない。このため織物被覆材料が単純な目の粗い織
物の場合には、まだ液状のゲル材料が織物内に侵入する
ことを防止しなければならないために、カバー層として
直接に使用することはできない。織物カバー材料を後か
ら置くためには、例えば熱可塑性ポリウレタンまたは独
立気泡状のカットされたポリウレタンフォームから作ら
れた箔を使用することができる。
【００１７】ポリウレタンフォームを製造するために
は、通例のポリオールとポリイソシアネートが一緒に反
応させられる。加工技術および典型的原料は、例えば
Ｇ．Ｏｅｒｔｅｌが編集した「Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎ
ｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ（ポリウレタン・ハンドブッ
ク）」に記載されている。
【００１８】ゲルを製造するためには、例えば欧州特許
第５７，８３８号および第５１１，５７０号に記載され
ているような原料を使用することができる。
【００１９】本発明に従ったポリウレタン成形体の製造
方法は、１つの注型方法において成形体がポリウレタン
ゲル状素地（材料）と発泡可能なポリウレタン反応混合
物から製造されることを特徴とするが、このとき両方の
材料は発泡および硬化において一緒に結合される。
【００２０】特に有利には、２つの異なるポリウレタン
から構成されたサンドイッチ構造ではこの材料の接着特
性が最適に利用されるということが、製造された成形体
によい影響を及ぼす。
【００２１】これらの材料が好ましくは成形用器具に入
れられた被覆層上に注入されるか、または被覆層が完成
した複合材料に載せられる。
【００２２】望ましい場合は、製造された成形体は引続
きさらにその他の材料を用いて上張りされる。
【００２３】ある実施形態では、本方法は被覆層で内張
りされた金型に新たに製造されたゲル状素地（材料）と
してのポリオールとポリイソシアネートの混合物が入れ
られ、引続いてフォーム製造のためにポリウレタン原料
混合物がゲル層の上に塗布され、さらに金型内の素地を
発泡および硬化させるための条件が維持されるように遂
行することができる。
【００２４】本方法のまた別の実施形態に従うと、前形
成されたゲル層を好ましくはカバー層で覆われた金型内
に注入することができるが、その後ポリウレタン原料混
合物がフォーム製造のために塗布され、さらに引続いて
成形体の発泡および硬化させるための条件が通例の方
法、即ち一定の温度プロフィールにおける一定の滞留時
間、で遵守される。
【００２５】前形成されたゲル層は、例えば金型の底部
に塗布されても、金型の蓋に固定されてもよい。
【００２６】さらに別の実施形態では、前形成されたフ
ォームブロックを金型に挿入することができるが、その
後で金型にゲル状材料が充填され、ゲル状材料からポリ
ウレタンゲルを製造するための反応条件が維持される。
【００２７】好ましくは、ポリウレタンゲルはイソシア
ネート官能性と少なくとも５．２、好ましくは少なくと
も６．５、さらに好ましくは少なくとも７．５のポリオ
ール成分の官能性を有する原料から製造される。
【００２８】好ましい実施形態では、ゲルを製造するた
めのポリオール成分は、 ａ）１１２未満のヒドロキシル価を持つ１種もしくは複
数のポリオール、および ｂ）１１２〜６００の範囲内のヒドロキシル価を持つ１
種もしくは複数のポリオールからなる混合物から構成さ
れるが、このとき成分ａ）対成分ｂ）の重量比は９０：
１０〜１０：９０であり、反応混合物のイソシアネート
特性係数は１５〜５９．８１であり、イソシアネート官
能性とポリオール成分の官能性の積は少なくとも６．１
５になる。
【００２９】また別の特定実施例では、ゲルを製造する
ための原料は： ａ）１種もしくは複数のポリイソシアネートおよび ｂ）下記から構成されるポリオール成分：１１２未満の
ヒドロキシル価を持つ１種もしくは複数のポリオール
（ｂ１）および１１２〜６００の範囲内のヒドロキシル
価を持つ１種もしくは複数のポリオール（ｂ２）、およ
び ｃ）場合によってはイソシアネート基とヒドロキシル基
との間の反応のための触媒および ｄ）場合によってはポリウレタン化学自体から既知の充
填剤および／または添加物から構成され、このとき成分
（ｂ１）対成分（ｂ２）の重量比は９０：１０〜１０：
９０であり、反応混合物のイソシアネート特性係数は１
５〜５９．８１であり、ポリオール成分のイソシアネー
ト官能性の積は少なくとも６．１５になる。
【００３０】好ましくは、ゲルを製造するためのポリオ
ール成分は１０００〜１２０００の分子量と２０〜１１
２のＯＨ数を持つ１種または複数のポリオールから構成
されるが、このときポリウレタンを形成する成分の官能
性の積は少なくとも５．２となり、イソシアネート特性
係数は１５〜６０である。
【００３１】ゲルを製造するためのイソシアネートとし
て好ましくは式Ｑ（ＮＣＯ）ｎ（式中ｎは２〜４であ
り、Ｑは８〜１８個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素
残基、４〜１５個の炭素原子を有する環状脂肪族炭化水
素残基、８〜１５個の炭素原子を有する芳香族炭化水素
残基を意味する）で示されるイソシアネートを使用でき
るが、イソシアネートは、そのままでも、または例えば
ウレタン化、アロファン化もしくはビュレット化のよう
な通例のイソシアネート改質形態でも使用することがで
きる。
【００３２】これから下記では、本発明について考えら
れる実施形態をより明確に記載した実施例に基づいて詳
細に説明する。
【００３３】本発明のある実施形態では、気密な箔が予
定されている箔または織物がシート金型内に深絞りされ
る。金型の裏面は後になってクッションの座面を表す。
その後、新たに製造されたポリオールとポリイソシアネ
ートの混合物が液状でこの金型内に挿入される。これら
のゲル原料は充填後には座面を完全または部分的に被覆
する。その後この混合物がポリウレタンゲルへ完全もし
くは部分的に反応し、次のステップではフォームを製造
するためのポリウレタン原料の液状もしくは前発泡混合
物が金型へ入れられる。この混合物を発泡させ、金型の
蓋が閉じられ、通例は１〜１０分間の硬化時間の後に完
全なシートクッションが金型から取り出される。
【００３４】本発明のまた別の実施形態では、ポリウレ
タンゲルが個別に製造され、形状安定性ゲルとして１つ
の塊または複数の断片で金型内に置かれる。ゲルは箔も
しくは被覆された織物の上に配置される。金型内で発泡
した後、ゲルは座面の定められた場所でポリウレタンフ
ォームによって固定される。そこでゲルは適切に快適さ
を向上させることができる。この実施形態では、ゲルク
ッションを金型の蓋の上に配置することもできる。それ
によって発泡後にはゲルクッションは下にある。このと
き有益にもフォームにおける座ったときのへこみ感にポ
リウレタンゲルの圧力分散特性を結び付けることができ
る。
【００３５】本発明の第３の実施形態では、断片状のポ
リウレタンフォームが反応中のゲルによってゲルと相互
に結合させられる。これは例えば、ゲルが深絞りされた
箔上または気密な織物上に注入され、その後完全には反
応し終わっていないゲルの上にフォームが置かれること
によって行われる。反応が終わると、ゲルとフォームの
完全な結合が発生する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｌ 31:58 Ｂ２９Ｌ 31:58 Ｃ０８Ｌ 75:04 Ｃ０８Ｌ 75:04 (72)発明者 マッシモ・ロシオ モナコ共和国 エムシー−98011、アブニ ュ・ドゥ・シトロニエール、２

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリウレタン成形体であって、該成形体
    の少なくとも２つの異なる空間的領域に配置される少な
    くとも２種の異なるポリウレタン材料、すなわち少なく
    とも１種のポリウレタンゲルと少なくとも１種のポリウ
    レタンフォームとから構成され、これらの材料がウレタ
    ンの製造中に内在的接着特性によって結合されることを
    特徴とするポリウレタン成形体。
  2. 【請求項２】 成形体が、特にポリウレタンゲルが通過
    することのできない外側被覆層を含むことを特徴とする
    請求項１に記載の成形体。
  3. 【請求項３】 ポリウレタンフォームおよびポリウレタ
    ンゲルが、少なくとも２つの層として重なり合って配置
    されることを特徴とする請求項１または２に記載の成形
    体。
  4. 【請求項４】 ゲル層が、少なくとも部分的にフォーム
    によって包囲され、またはフォームブロックが少なくと
    も部分的にゲルによって包囲されることを特徴とする請
    求項１ないし３のいずれか１項に記載の成形体。
  5. 【請求項５】 被覆層が、箔、特にポリウレタン箔、ポ
    リ塩化ビニル箔もしくは革、または例えば超極細繊維材
    料のような織物材料から構成されることを特徴とする請
    求項２ないし４のいずれか１項に記載の成形体。
  6. 【請求項６】 成形体が、シートクッションであること
    を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の成形
    体。
  7. 【請求項７】 少なくとも座面側のシートクッション上
    に追加して織物カバー層が存在することを特徴とする請
    求項６に記載の成形体。
  8. 【請求項８】 ポリウレタン成形体を、１つの注型方法
    において、ポリウレタンゲル状材料と発泡可能なポリウ
    レタン反応混合物から製造する方法であって、ポリウレ
    タンゲル状材料と発泡可能なポリウレタン反応混合物と
    を発泡および硬化において一緒に結合させることを特徴
    とするポリウレタン成形体、特に請求項１〜７のいずれ
    か１項に記載のポリウレタン成形体の製造方法。
  9. 【請求項９】 材料が被覆層、特に箔上に注ぎ入れられ
    ること、またはこの被覆層が複合材料の上に載せられる
    ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 被覆層で内張りされた金型に新たに製
    造されたゲル状材料としてのポリオールとポリイソシア
    ネートの混合物を入れ、引続いてフォーム製造のために
    ポリウレタン原料混合物をゲル層の上に塗布し、さらに
    金型内の材料を発泡および硬化させるための条件に維持
    することを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前形成されたゲル層を好ましくはカバ
    ー層で覆われた金型内に注入し、その後ポリウレタン原
    料混合物をフォーム製造のために塗布し、さらに引続い
    て成形体の発泡および硬化のための条件を維持すること
    を特徴とする請求項８または９に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前形成されたゲル層を金型の底部に塗
    布するか、または金型の蓋に固定することを特徴とする
    請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前形成されたフォームブロックを金型
    に挿入し、その後金型にゲル状材料を充填し、さらにゲ
    ル状材料からポリウレタンゲルを製造するための反応条
    件を維持することを特徴とする請求項８または９に記載
    の方法。
  14. 【請求項１４】 ゲル状材料が、イソシアネート官能性
    と少なくとも５．２、好ましくは少なくとも６．５、さ
    らに好ましくは少なくとも７．５のポリオール成分の官
    能性を有する原料から製造されることを特徴とする請求
    項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 ゲルを製造するためのポリオール成分
    が、 ａ）１１２未満のヒドロキシル価を持つ１種もしくは複
    数のポリオール、および ｂ）１１２〜６００の範囲内のヒドロキシル価を持つ１
    種もしくは複数のポリオールからなる混合物から構成さ
    れ、成分ａ）対成分ｂ）の重量比が９０：１０〜１０：
    ９０であり、反応混合物のイソシアネート特性係数が１
    ５〜５９．８１であり、イソシアネート官能性とポリオ
    ール成分の官能性との積は少なくとも６．１５になるこ
    とを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記
    載の方法。
  16. 【請求項１６】 ゲルを製造するための原料が： ａ）１種もしくは複数のポリイソシアネートおよび ｂ）下記から構成されるポリオール成分：１１２未満の
    ヒドロキシル価を持つ１種もしくは複数のポリオール
    （ｂ１）および１１２〜６００の範囲内のヒドロキシル
    価を持つ１種もしくは複数のポリオール（ｂ２）、およ
    び ｃ）場合によってはイソシアネート基とヒドロキシル基
    との反応のための触媒、および ｄ）場合によってはポリウレタン化学自体から既知の充
    填剤および／または添加物から構成され、成分（ｂ１）
    対成分（ｂ２）の重量比が９０：１０〜１０：９０であ
    り、反応混合物のイソシアネート特性係数が１５〜５
    ９．８１であり、ポリオール成分のイソシアネート官能
    性の積が少なくとも６．１５になることを特徴とする請
    求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 ゲルを製造するためのポリオール成分
    が、１０００〜１２０００の分子量と２０〜１１２のＯ
    Ｈ数を持つ１種または複数のポリオールから構成され、
    このときポリウレタンを形成する成分の官能性の積が少
    なくとも５．２となり、イソシアネート特性係数が１５
    〜６０であることを特徴とする請求項１ないし１６のい
    ずれか１項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 ゲルを製造するためのイソシアネート
    として、式 Ｑ（ＮＣＯ）ｎ （式中ｎは２〜４であり、Ｑは８〜１８個の炭素原子を
    有する脂肪族炭化水素基、４〜１５個の炭素原子を有す
    る環状脂肪族炭化水素基、６〜１５個の炭素原子を有す
    る芳香族炭化水素基または８〜１５個の炭素原子を有す
    る脂肪族炭化水素基を示す）で示されるイソシアネート
    を、そのまま、または例えばウレタン化、アロファン化
    もしくはビュレット化のような通例のイソシアネート変
    性形態で使用することを特徴とする請求項１ないし１７
    のいずれか１項に記載の方法。
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