JP4597775B2 - フレームラミネート用ポリウレタン発泡体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の座席等に用いられるクッションの製造工程において、フレームラミネート法により成形される表皮をパッド材にカバーリングして用いられるフレームラミネート用ポリウレタン発泡体及びその製造方法に関するものである。

従来、密度２５kg／m³以下の軽量な軟質ポリウレタン発泡体を製造する際に、発泡剤を水のみとした場合、発泡及び硬化時における発熱温度が１７０℃以上に達するときがある。その場合、ポリウレタンの酸化劣化（スコーチ）に基づく自己発火の可能性があるとともに、スコーチにより、得られる軟質ポリウレタン発泡体が変色する。そのような事態を回避するために、発泡剤の水に発泡助剤として塩化メチレンや液化炭酸ガスを併用する方法が採られる。

しかし、塩化メチレンは環境等に悪影響を与える物質の一つであって、使用が規制されている。一方、液化炭酸ガスによる発泡は、液化炭酸ガスを高圧で供給する専用の設備が必要であり、発泡を円滑に行うためには製造条件が限定されるうえに、製造コストも上昇する。そこで、発泡時の反応により発生する多量の熱を吸熱することを目的として、ポリエチレンパウダー等のポリオレフィンパウダーを添加する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。
特表２００２−５３２５９６号公報（第２頁） 特開平６−１９９９７３号公報（第２頁及び第３頁）

ところが、前記従来のポリオレフィンパウダーを添加する技術においては、発泡及び硬化時における発熱温度の低下に対して効果は認められるが、ポリオレフィンは水酸基、カルボキシル基等の官能基を有しておらず、極性の低い材料である。そのため、ポリオレフィンパウダーが添加された軟質ポリウレタン発泡体は、ポリウレタン樹脂等の被着材に対する接着性が劣る。従って、例えば自動車の座席等に用いられるクッションにおいて、フレームラミネート法により成形される表皮をパッド材にカバーリングして用いることができないという問題があった。

そこで本発明の目的とするところは、軽量化を維持し、変色を抑制できるとともに、フレームラミネート法により被着材に接着したときの接着強度に優れるフレームラミネート用ポリウレタン発泡体及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明のフレームラミネート用ポリウレタン発泡体は、シート状に成形され、車両用表皮材に対してフレームラミネート法により接合されて用いられるフレームラミネート用ポリウレタン発泡体であって、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、触媒及び無機化合物の水和物の粉体を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させて得られ、前記無機化合物の水和物は硫酸塩又はリン酸塩の水和物であり、前記無機化合物の水和物又はその分解生成物を、ポリオール類の残基１００質量部当たり４〜２５質量部含有するとともに、前記無機化合物の水和物又はその分解生成物は発泡体の表面に存在しており、ＪＩＳ Ｋ７２２２：１９９９に基づく密度が１５〜２５ｋｇ／ｍ^３であり、前記無機化合物の水和物又はその分解生成物を含有することにより、車両用表皮材に対する接着性を向上させたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明のフレームラミネート用ポリウレタン発泡体の製造方法は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、触媒及び無機化合物の水和物の粉体を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させることでフレームラミネート用ポリウレタン発泡体を製造する方法であって、発泡剤として水を用い、その水をポリオール類１００質量部当たり４．５〜７．０質量部配合し、前記無機化合物の水和物は硫酸塩又はリン酸塩の水和物であり、前記無機化合物の水和物の粉体をポリオール類１００質量部当たり４〜２５質量部配合することにより、前記無機化合物の水和物又はその分解生成物を発泡体の表面に存在させ、被着材に対する接着性を向上させることを特徴とするものである。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に記載の発明のフレームラミネート用ポリウレタン発泡体は、無機化合物の水和物又はその分解生成物がポリオール類の残基１００質量部当たり４〜２５質量部含まれている。このため、無機化合物の水和物又はその分解生成物は極性を有し、発泡体の表面に存在して接着性の向上に寄与するものと推測され、フレームラミネート法（火炎接合法）により被着材に接着したときの接着強度に優れている。さらに、ポリウレタン発泡体の製造過程で無機化合物の水和物の分解による水の蒸発潜熱に基づいて発泡体の温度上昇が抑えられ、発熱温度の上昇に伴うスコーチによる変色を抑制することができる。しかも、ポリウレタン発泡体は、ＪＩＳ Ｋ７２２２：１９９９に基づく密度が１５〜２５kg／m³であることから、軽量化を維持することができる。

また、無機化合物の水和物は、硫酸塩又はリン酸塩の水和物であることから、ポリウレタン発泡体の製造時に硫酸塩又はリン酸塩の水和物の分解が十分に進行し、発熱温度の上昇に伴うスコーチによる変色を効果的に抑制することができる。

また、シート状に成形され、車両用表皮材に対してフレームラミネート法により接合されて用いられるものであることから、シート状のポリウレタン発泡体がフレームラミネート法で車両用表皮材に良好に接着される。

請求項２に記載の発明のフレームラミネート用ポリウレタン発泡体の製造方法は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、触媒及び無機化合物の水和物を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させることでフレームラミネート用ポリウレタン発泡体を製造する方法である。その場合、無機化合物の水和物がポリオール類１００質量部当たり４〜２５質量部配合されるとともに、発泡剤として水を用い、その水がポリオール類１００質量部当たり４．５〜７．０質量部配合される。このため、請求項１に係る発明の効果を有するフレームラミネート用ポリウレタン発泡体を容易に製造することができる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態のフレームラミネート用ポリウレタン発泡体（以下、単にポリウレタン発泡体ともいう）は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、触媒及び無機化合物の水和物を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させて得られるものである。係るフレームラミネート用ポリウレタン発泡体は、無機化合物の水和物又はその分解生成物をポリオール類の残基１００質量部当たり４〜２５質量部含有し、ＪＩＳ Ｋ７２２２：１９９９に基づく密度が１５〜２５kg／m³のものである。

このポリウレタン発泡体は例えばシート状に成形されて使用され、その少なくとも片面には被着材がフレームラミネート法により積層接着されて積層体が形成される。前記ポリウレタン発泡体に対する被着材の接合は、局部加熱と接合の容易性の点からフレームラミネート法が採用される。フレームラミネート法は、ポリウレタン発泡体の表面にフレーム（火炎）を当ててポリウレタン発泡体の表層を溶融し、そこに布地等の被着材を圧着して接合する方法である。そして、得られた積層体が例えば自動車の座席、具体的にはシートクッション、シートバック、ヘッドレスト等を構成するパッド材に対し組み付けられて使用される。

まず、ポリウレタン発泡体の原料について説明する。
前記ポリオール類としては、ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールが用いられる。ポリエーテルポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、それらの変性体、グリセリンにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加した化合物等が挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のポリオールと反応させることによって得られる縮合系ポリエステルポリオールのほか、ラクトン系ポリエステルポリオール及びポリカーボネート系ポリオールが挙げられる。さらに、ポリエーテルポリエステルポリオールを用いることもできる。このポリオール類は、原料成分の種類、分子量、縮合度等を調整することによって、水酸基価を変えることができる。ポリオール類の水酸基価は、通常５０〜７０（ｍｇＫＯＨ／ｇ）である。

上記のポリオール類と反応させるポリイソシアネート類としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４,４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１,５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等が用いられる。ポリイソシアネート類のイソシアネート指数（イソシアネートインデックス）は１００以下又は１００を越えてもよいが、得られるポリウレタン発泡体の硬度や強度を向上させるために１００〜１３０であることが好ましい。イソシアネート指数が１００未満ではポリウレタン発泡体の硬度や強度が不足し、１３０を越えると架橋が過度に進行して良好な発泡体を得ることが難しくなって好ましくない。ここで、イソシアネート指数は、ポリオール類の水酸基による活性水素基及び発泡剤としての水の活性水素基に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したものである。

発泡剤はポリウレタンを発泡させてポリウレタン発泡体とするためのもので、例えば水のほか塩化メチレン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、フロン系化合物（トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等）、炭酸ガス等が用いられる。発泡剤としては、泡化反応の反応性及び取扱いの容易性から水が好ましい。水の配合量は、得られる発泡体の密度を１５〜２５kg／m³にするため、ポリオール類１００質量部当たり４．５〜７．０質量部であることが好ましい。水の配合量が４．５質量部未満の場合には、発泡が十分ではなく、得られる発泡体の密度が２５kg／m³を越えて重くなる傾向を示す。一方、７．０質量部を越える場合には、発泡が過剰になり、発熱温度が上昇してスコーチによる発泡体の変色が見られるようになって好ましくない。

触媒はポリオール類とポリイソシアネート類とのウレタン化反応を促進するためのものであり、具体的にはＮ,Ｎ´,Ｎ´−トリメチルアミノエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等の第３級アミン、オクチル酸スズ（スズオクトエート）等の有機金属化合物、酢酸塩、アルカリ金属アルコラート等が用いられる。

次に、ポリウレタン発泡体の原料に配合される無機化合物の水和物について説明する。
無機化合物の水和物は、ポリウレタン発泡体製造時における加熱によって分解（結晶水が解離）し、その分解により水を生成する材料である。無機化合物の水和物に含まれる水和水は、固体結晶として常温で安定に存在するものであり、結晶水である。無機化合物の水和物の分解で生成した水の蒸発による蒸発潜熱で発泡体の温度上昇が抑えられ、スコーチが抑制される。そのような無機化合物の水和物としては、硫酸カルシウム・２水和物（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ、二水石膏、比重２．３２、分解温度１２８〜１６３℃）、硫酸マグネシウムの１水和物から７水和物（ＭｇＳＯ_４・Ｈ_２ＯからＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ、比重２．５７〜１．６８、分解温度１００〜１５０℃）、リン酸マグネシウムの８水和物〔Ｍｇ_３（ＰＯ_４）_２・８Ｈ_２Ｏ、比重２．４１、分解温度１２０℃〕、硫酸鉄の１水和物から５水和物（ＦｅＳＯ_４・Ｈ_２ＯからＦｅＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ、比重２．９７、分解温度１００〜１３０℃）、硫酸銅の５水和物（ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ、比重２．２９、分解温度４５〜１１０℃）、硫酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ_２ＳＯ_４・１０Ｈ_２Ｏ、比重１．４６、分解温度１００℃）等又はそれらの混合物が用いられる。

上記無機化合物の水和物のうち、硫酸塩又はリン酸塩の水和物、具体的には硫酸カルシウムの水和物、硫酸マグネシウムの水和物又はリン酸マグネシウムの水和物が好ましい。これらの無機化合物の水和物は、ポリウレタン発泡体原料の反応及び発泡時の温度上昇に沿って１００℃以上で次第に分解して水を生成するからである。

無機化合物の水和物の比重は１．５〜３．０であることが好ましい。この比重が１．５未満では、無機化合物の水和物（粉体）を体積として大量にポリウレタン発泡体原料、例えばポリオールに添加しなければ所定の質量を添加できず、粉体とポリオールとの混合撹拌を十分に行うことができない。しかも、得られるポリウレタン発泡体中に占める無機化合物の水和物又はその分解生成物の体積が大きくなって、ポリウレタン発泡体としての物性が低下する。一方、その比重が３．０を越えると、ポリウレタン発泡体の原料特にポリオール中において長期保管すると沈降しやすく反応混合液中への分散性が悪くなって、発熱温度を低下させるという無機化合物の水和物の機能が低下する。無機化合物の水和物の分解温度は、１００〜１５０℃であることが好ましい。分解温度が１００℃未満の場合には、ポリウレタン発泡体原料による反応及び発泡の初期の段階で、すなわち発熱温度の低い段階で分解による水が生成するため、発泡及び反応の進行に悪影響を与えたり、生成した水が発泡剤として機能したりするおそれがある。一方、分解温度が１５０℃を越える場合には、スコーチが起きやすくなって発泡体に変色が発生するおそれがある。

ポリウレタン発泡体中には、無機化合物の水和物又はその分解生成物が残存する。分解生成物としては、無機化合物の水和物の分解の程度により残存する水和水の量が異なる。代表的には、硫酸カルシウムの２水和物の場合には分解生成物は硫酸カルシウムの０．５水和物（半水石膏）、硫酸マグネシウムの７水和物の場合には分解生成物は硫酸マグネシウムの１水和物、リン酸マグネシウムの８水和物の場合には分解生成物はリン酸マグネシウムの２水和物である。

無機化合物の水和物の配合量は、ポリウレタン発泡体原料中のポリオール類１００質量部当たり４〜２５質量部である。この配合量が４質量部未満の場合には、分解して生成する水の量が少なく、反応、発泡及び硬化に基づく発熱温度の上昇を抑制することができなくなり、発泡体にスコーチによる変色が発生する。一方、配合量が２５質量部を越える場合には、過剰な無機化合物の水和物又はその分解生成物が発泡体表面に存在し、フレームラミネート後の接着強度が低下するとともに、過剰な水が発泡剤として機能し、泡化反応が進んで発熱温度が上昇する。無機化合物の水和物は粉体として用いられるが、予め篩にかけ一定の粒度範囲にあるものを使用することが好ましい。

また、ポリウレタン発泡体中には無機化合物の水和物又はその分解生成物が含まれるが、その含有量は上記のポリウレタン発泡体原料中の配合量に対応して、同様の理由によりポリオール類の残基１００質量部当たり４〜２５質量部である。ポリウレタン発泡体は、ポリオール類とポリイソシアネート類とがウレタン化反応して基本骨格が形成され、ポリオール類の残基とポリイソシアネート類の残基とがウレタン結合を介して構成されている。そして、ポリウレタン発泡体中には無機化合物の水和物又はその分解生成物が含まれることにより、それらの極性に基づくものと考えられるが、被着材との接着性が高められる。

ポリウレタン発泡体の原料には、その他必要に応じて、整泡剤、架橋剤、充填剤、安定剤、着色剤、難燃剤、可塑剤等が配合される。整泡剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、ポリエーテルシロキサン、フェノール系化合物等が用いられる。

そして、ポリウレタン発泡体の原料を反応させて発泡及び硬化させることによりポリウレタン発泡体を製造するが、その際の反応は複雑であり、基本的には次のような反応が主体となっている。すなわち、ポリオール類とポリイソシアネート類との付加重合反応（ウレタン化反応）、ポリイソシアネート類と発泡剤としての水との泡化（発泡）反応及びこれらの反応生成物とポリイソシアネート類との架橋（硬化）反応である。

ポリウレタン発泡体を製造する場合、ワンショット法或はプレポリマー法のいずれも採用される。ワンショット法はポリオール類とポリイソシアネート類とを直接反応させる方法であり、プレポリマー法はポリオール類とポリイソシアネート類とを事前に反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、それにポリオール類を反応させる方法である。

得られるポリウレタン発泡体としては、軟質品、硬質品、半硬質品に分けられるポリウレタン発泡体の中で軟質ポリウレタン発泡体が好ましい。係る軟質ポリウレタン発泡体は、連続気泡構造を有し、復元性のあるものをいう。具体的にはＪＩＳ Ｋ６４００−２：２００４に基づく硬さが７０〜１５０Ｎで、ＪＩＳ Ｋ６４００−４：２００４に基づく圧縮残留歪が２〜６％であることが好ましい。硬さが７０Ｎ未満又は圧縮残留歪が２％未満の場合にはポリウレタン発泡体が軟らかくなり過ぎて強度が不足し、硬さが１５０Ｎを越え又は圧縮残留歪が６％を越える場合にはポリウレタン発泡体が硬くなり過ぎてクッション性が損なわれる。

また、軟質ポリウレタン発泡体としては、軟質スラブ成形品が好ましい。軟質スラブ成形品は、常温大気圧下でポリウレタン発泡体の原料をベルトコンベア上に吐出し、反応、発泡及び硬化させることにより、連続的に生産される。このようにして得られた軟質スラブ成形品を薄くスライス加工することによりシート状にしたポリウレタン発泡体が製造される。さらに、このシート状をなすポリウレタン発泡体の表面に火炎を当てて表面部分を溶融させ、そこに被着材（表皮材）を接合させるフレームラミネート法により積層体が得られる。表皮材としては、布地、不織布、レザー等が用いられる。

さて、本実施形態の作用を説明すると、ポリウレタン発泡体は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、触媒及び無機化合物の水和物を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させて製造される。この場合、無機化合物の水和物がポリオール類１００質量部当たり４〜２５質量部配合されることから、ポリウレタン発泡体の原料による反応及び発泡時に水和物が分解（結晶水が解離）して水を生成し、生成された水が蒸発して蒸発潜熱を奪う。そのため、発熱温度の上昇が１７０℃以下に抑えられ、スコーチの発生が抑制される。また、発泡剤としての水の配合量がポリオール類１００質量部当たり４．５〜７．０質量部に設定されているため、泡化反応が十分に進行し、発泡体の軽量化に必要な発泡倍率が得られる。

さらに、発泡体中には無機化合物の水和物又はその分解生成物が残存し、それらの水和物又は分解生成物は極性を有し、接着性の向上に寄与するとともに、比重が従来のポリエチレンに比べて大きく、言い換えればその体積が小さくなりポリウレタン発泡体の物性に及ぼす影響が小さい。このため、発泡体がシート状に成形され、フレームラミネート法により被着材に接着されたとき、接着性の向上を図ることができるものと推測される。

以上の実施形態によって発揮される効果について、以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態のフレームラミネート用ポリウレタン発泡体は、無機化合物の水和物又はその分解生成物がポリオール類の残基１００質量部当たり４〜２５質量部含まれている。このため、無機化合物の水和物又はその分解生成物は極性を示し、発泡体の表面に存在して接着性の向上に寄与するものと推測され、フレームラミネート法により被着材に接着したときの接着強度に優れている。さらに、ポリウレタン発泡体の製造時に無機化合物の水和物の分解による水の蒸発潜熱に基づいて発泡体の温度上昇が抑えられ、発熱温度の上昇に伴うスコーチによる変色を抑制することができる。しかも、ポリウレタン発泡体は、ＪＩＳ Ｋ７２２２：１９９９に基づく密度が１５〜２５kg／m³であることから、軽量化を維持することができる。

・ 無機化合物の水和物として硫酸塩又はリン酸塩の水和物を用いることにより、ポリウレタン発泡体の製造時に硫酸塩又はリン酸塩の水和物の分解が十分に進行し、発熱温度の上昇に伴うスコーチによる変色を効果的に抑制することができる。

・ さらに、ポリウレタン発泡体がシート状に成形され、車両用表皮材に対してフレームラミネート法により接合されて用いられることにより、シート状のポリウレタン発泡体がフレームラミネート法で車両用表皮材に良好に接着される。

・ フレームラミネート用ポリウレタン発泡体は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、触媒及び無機化合物の水和物を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させることで製造される。その場合、無機化合物の水和物がポリオール類１００質量部当たり４〜２５質量部配合されるとともに、発泡剤として水を用い、その水がポリオール類１００質量部当たり４．５〜７．０質量部配合される。このため、上記の効果を有するフレームラミネート用ポリウレタン発泡体を容易に製造することができる。

・ 従って、本実施形態のフレームラミネート用ポリウレタン発泡体は、例えば自動車の座席、ドアの内張り材、天井材等の自動車内装材のほか、家具類、寝具類等を形成する表皮材として用いられる。

以下に、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜６）
表１に示すポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、整泡剤及び触媒よりなるポリウレタン発泡体の原料に、無機化合物の水和物の粉体を混合して混合物を調製した。この混合物を用いて常温、大気圧下で発泡させた後、加熱炉を通過させて加熱反応（硬化）させることにより軟質ポリウレタンスラブ発泡体を得た。得られた軟質ポリウレタンスラブ発泡体を切り出すことによってシート状の軟質ポリウレタン発泡体を製造した。この製造過程における最高発熱温度（℃）及びスコーチによる変色（ΔYI）を、以下に示す測定方法にて測定した。さらに、得られた軟質ポリウレタン発泡体について、密度（kg／m³）、硬さ（Ｎ）、圧縮残留歪（％）、初期剥離強度（Ｎ／25mm）、最終剥離強度（Ｎ／25mm）及び燃焼試験を、以下に示す測定方法に従って測定した。それらの結果を表１に示した。また、表１における略号は以下の意味を表す。
（測定方法）
最高発熱温度（℃）： 発泡用容器の中央部に熱電対を差し込み、発泡及び反応時において上昇した最も高い温度を示した。

変色（ΔYI）： 発泡、硬化時における温度の高い発泡体の部位（中央部）と温度の低い部位（側面部）について、色差計〔スガ試験機（株）製、ＳＭカラーコンピューター ＳＭ−４〕により黄変度（白色度）を測定し、それらの色差（ΔYI）で示した。

密度（kg／m³）：ＪＩＳ Ｋ７２２２：１９９９に準じて測定した。
硬さ（Ｎ）：ＪＩＳ Ｋ６４００−２：２００４に準じて測定した。
圧縮残留歪（％）：ＪＩＳ Ｋ６４００−４：２００４に準じて測定した。

初期剥離強度（Ｎ／25mm）及び最終剥離強度（Ｎ／25mm）：各ポリウレタン発泡体より発泡体片（長さ２００ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚み１０ｍｍ）を切り出し、幅１００ｍｍのＬＰガスバーナーの火炎上を８ｍ／minで通過させ、表面を溶融させる。次いで、その表面にナイロン製の不織布を重ね合せ（目付量３０ｇ／ｍ^２）、ロールにて圧着した（フレームラミネート法）。圧着後、初期剥離用と最終剥離用の試験サンプル（長さ１５０ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚み１０ｍｍ）に切断した。初期剥離強度は不織布を圧着して２分後の剥離強度をＪＩＳ Ｌ１０６６に準じて測定した。最終剥離強度は不織布を圧着して２４時間後の剥離強度をＪＩＳ Ｌ１０６６に準じて測定した。表１中の＊印は、剥離試験において材料破壊であることを示す。

燃焼試験： 米国自動車安全基準であるＦＭＶＳＳ３０２に準じて測定した。
（略号）
Ｌ５０： フレームラミネート用ポリエーテルエステルポリオール、水酸基価５８（mgＫＯＨ／ｇ）、三井武田ケミカル（株）製
Ｎ２２００： ポリエステルポリオール、水酸基価６０（mgＫＯＨ／ｇ）、日本ポリウレタン工業（株）製
ＤＭＥＡ： ジメチルエタノールアミン、触媒
Ｆ６５０： シリコーン整泡剤、信越化学工業（株）製
ＭＲＨ１１０： オクチル酸第１スズ、城北化学工業（株）製
Ｔ−８０： トリレンジイソシアネート（2,4-トリレンジイソシアネート８０質量％と2,6-トリレンジイソシアネート２０質量％の混合物）、日本ポリウレタン工業（株）製
ＣＲ５０４： 難燃剤、大八化学（株）製
粉体１： ポリエチレン、比重０．９７、融解潜熱１９８Ｊ／ｇ
なお、水の蒸発潜熱は２２５９Ｊ／ｇであり、ポリエチレンの融解潜熱の１０倍以上である。

粉体２： 硫酸カルシウム・２水和物（ニ水石膏）、比重２．３２
粉体３： リン酸マグネシウム・８水和物、比重２．４１
粉体４： 硫酸マグネシウム・７水和物、比重１．６８

表１に示したように、実施例１〜６においては、軟質ポリウレタンスラブ発泡体の製造時における最高発熱温度は１３１〜１４９℃で低く抑えることができ、従ってスコーチによる変色も１．９以下に抑制することができた。また、表皮材である不織布との接着性については、初期剥離強度が２．７〜３．１Ｎ／25mmで、最終剥離強度が３．７〜４．２Ｎ／25mmで全て材料破壊であり、優れた接着性を発揮できることが確認された。さらに、各軟質ポリウレタン発泡体の密度は、１８．３〜２２．３kg／m³で、十分な軽量化を図ることができた。加えて、軟質ポリウレタンスラブ発泡体は硬さ及び圧縮残留歪も適当で、良好なクッション性を有していた。

前記実施例１、実施例２及び実施例６で用いた粉体２の硫酸カルシウムの２水和物（ニ水石膏）について、発泡体中に分解生成物として硫酸カルシウムの０．５水和物（半水石膏）が確認された。また、実施例３及び実施例４で用いた粉体３のリン酸マグネシウムの８水和物について、発泡体中に分解生成物としてリン酸マグネシウムの２水和物が確認された。さらに、実施例５で用いた粉体４の硫酸マグネシウムの７水和物について、発泡体中に分解生成物として硫酸マグネシウムの１水和物が確認された。なお、実施例３及び実施例４では、無機化合物の水和物としてリン酸マグネシウム８水和物を用いたことから、発泡体は難燃性を発揮することができる。
（比較例１〜３）
比較例１は無機化合物の水和物の粉体を含まない従来品としての例、比較例２はポリエチレンの粉体を含む例及び比較例３は粉体としてニ水石膏の粉体を含むが、その量が過剰である例を示す。そして、実施例１〜６と同様にしてポリウレタン発泡体を製造し、得られたポリウレタン発泡体について、最高発熱温度、変色、密度、硬さ、圧縮残留歪、初期剥離強度及び最終剥離強度を測定し、さらに燃焼試験を行った。それらの結果を表２に示した。

表２に示す結果から、比較例１では最高発熱温度が１５８℃まで上昇し、変色（ΔYI）が７．２に達した。比較例２では粉体としてポリエチレンを使用したことから、初期剥離強度が０．９Ｎ／25mm及び最終剥離強度が２．１Ｎ／25mmという低い結果であった。これは、ポリエチレンが火炎で溶融しても接着性を発現できないためと考えられる。また、ポリエチレンの粉体の配合量が５部という少量であるため、最高発熱温度が１５５℃まで上昇し、変色（ΔYI）が５．２で基準とされる５．０を越えた。加えて、燃焼試験では不合格であった。これは、ポリエチレンが可燃物であり、燃焼温度が高くなって発泡体の燃焼を促進するためと推測される。比較例３においては、ニ水石膏の粉体の配合量が過剰であるため、その過剰分が発泡体の表面に存在し、実施例１及び実施例２に比べ、フレームラミネート後の初期剥離強度が１．３Ｎ／25mm及び最終剥離強度が２．７Ｎ／25mmに低下した。

なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 無機化合物の水和物は、複数種類の水和物、例えば硫酸カルシウムの水和物とリン酸マグネシウムの水和物とを組合せて配合することができる。その場合には、より広い温度範囲で無機化合物の水和物の機能を発揮させることができ、反応、発泡及び硬化時における発熱温度を効果的に低下させることができる。

・ ポリウレタン発泡体は、移動する上下２枚の離型フィルム間に、無機化合物の水和物の粉体を含むポリウレタン発泡体の原料を供給し、常温で発泡させた後に加熱して反応させ、離型シートを剥離することによって製造することもできる。

さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記無機化合物の水和物の比重は１．５〜３．０であることを特徴とするフレームラミネート用ポリウレタン発泡体。このように構成した場合には、剥離強度等のポリウレタン発泡体の物性に影響を及ぼすことを抑制することができる。

・ 前記無機化合物の水和物は、硫酸カルシウムの水和物、硫酸マグネシウムの水和物又はリン酸マグネシウムの水和物であることを特徴とするフレームラミネート用ポリウレタン発泡体。このように構成した場合、発熱温度の上昇に伴うスコーチによる変色を効果的に抑制できるとともに、フレームラミネート法により被着材に接着したときの接着強度にも優れている。

・ 前記無機化合物の水和物は、硫酸塩又はリン酸塩の水和物であることを特徴とするフレームラミネート用ポリウレタン発泡体の製造方法。この製造方法によれば、ポリウレタン発泡体の製造時に硫酸塩又はリン酸塩の水和物の分解が十分に進行し、発熱温度の上昇によるスコーチを効果的に抑制することができる。

・ 前記ポリオール類及び発泡剤の活性水素基に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を表すイソシアネート指数は、１００〜１３０であることを特徴とするフレームラミネート用ポリウレタン発泡体の製造方法。係る製造方法によれば、ポリウレタン発泡体の硬さ、強度等の物性を向上させることができる。

・ 前記ポリオール類は、ポリエステル系ポリオール類であることを特徴とするフレームラミネート用ポリウレタン発泡体の製造方法。この製造方法によれば、溶融接着性を高めることができ、フレームラミネートを容易に行うことができる。

Claims (2)

1. シート状に成形され、車両用表皮材に対してフレームラミネート法により接合されて用いられるフレームラミネート用ポリウレタン発泡体であって、
   ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、触媒及び無機化合物の水和物の粉体を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させて得られ、
   前記無機化合物の水和物は硫酸塩又はリン酸塩の水和物であり、
   前記無機化合物の水和物又はその分解生成物を、ポリオール類の残基１００質量部当たり４〜２５質量部含有するとともに、前記無機化合物の水和物又はその分解生成物は発泡体の表面に存在しており、
   ＪＩＳ Ｋ７２２２：１９９９に基づく密度が１５〜２５ｋｇ／ｍ^３であり、
   前記無機化合物の水和物又はその分解生成物を含有することにより、車両用表皮材に対する接着性を向上させたことを特徴とするフレームラミネート用ポリウレタン発泡体。
2. ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、触媒及び無機化合物の水和物の粉体を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させることでフレームラミネート用ポリウレタン発泡体を製造する方法であって、
   発泡剤として水を用い、その水をポリオール類１００質量部当たり４．５〜７．０質量部配合し、
   前記無機化合物の水和物は硫酸塩又はリン酸塩の水和物であり、前記無機化合物の水和物の粉体をポリオール類１００質量部当たり４〜２５質量部配合することにより、前記無機化合物の水和物又はその分解生成物を発泡体の表面に存在させ、被着材に対する接着性を向上させることを特徴とするフレームラミネート用ポリウレタン発泡体の製造方法。