JP4810011B2

JP4810011B2 - Sliding urethane foam

Info

Publication number: JP4810011B2
Application number: JP2001202930A
Authority: JP
Inventors: 茂戸恒
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2021-07-04
Also published as: JP2003012753A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難燃性を有し、フォーム自体に良好な滑り性（滑性）を有するポリウレタンフォームに関し、特に、自動車等の座席シートのクッション性複合表皮材や、天井材などの内装材、あるいは家具のソファー、ベッド等の上張り材など、クッション材と布地やレザーなどの表皮材と張り合わせたクッション性の複合表皮材等に使用し得る難燃性を有し、良好な滑り性（滑性）を有するウレタンフォームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ウレタンフォームと布地やレザーなどのシート状物を貼り合わせることによりクッション性を持たせ、良好な感触性と柔軟性を有する複合表皮材が、自動車の内装材や家具類に広く使用されてきている。例えば、自動車等の車両の座席は、座席の基本となるクッション体を、例えば金属フレーム、スプリング等を内包させモールド成形した後、そのクッション体の表面を、複合表皮材で覆い（被着させ）製造されている。この場合の複合表皮材は、人が腰掛けたり、荷物を置いたりする際のクッション体の変形に追従する必要があるとともに、いずれも良好な感触性と柔軟性が要求されている。
【０００３】
そのような複合表皮材としては、表面材となる表皮布（繊維質シート）、天然あるいは合成レザーシートの裏面に、軟質のポリウレタンフォームを貼着させてクッション性と若干の剛性を持たせ、さらに繊維質の基材（裏布）を貼着させた３層構造とし、ミシン縫製して固定したものであり、これが現在における自動車等の座席用表皮材の主流を占め、広く普及されてきている。
【０００４】
また、現在、人間工学の進歩から、車両用の座席、家具等のソファーなどにおいても、高級な椅子と同様に、座席に腰掛けた際の人体の形状に沿う形状のものになるような要求が高まってきている。このような複雑な形状の座席等の成形体に、上記のような３層構造の複合表皮材を被着使用する場合には、複合表皮材に折れ皺などの発生を回避させるため、極めて困難な被着作業が強いられている。
【０００５】
また、自動車や電車等のシートに用いられる、天上材やシートについては、高い難燃性が要求されている。そこで、種々の難燃剤を添加したウレタンフォームが用いられている。
【０００６】
難燃剤としては、無機系難燃剤と有機系難燃剤に大別される。
無機系難燃剤を使用する場合には、ポリオール成分に添加しておき、イソシアネート成分と反応、発砲させるということが一般的に行われている。しかしながら、無機系難燃剤はポリオール中で、または発泡中に沈降してしまうため、ウレタンフォーム中において難燃剤の濃度勾配ができてしまい、均一な品質を保つことが難しく、多量の無機系難燃剤を添加することはできなかった。
【０００７】
また、有機系難燃剤は、ポリオールとの相溶性が良いものもあり、均一な難燃性を発現することが可能である。しかしながら、有機系難燃剤は、添加量が増えるとともにウレタンフォーム表面の摩擦係数も大きくなり、特にウレタンと金属やウレタン同士を滑らせるような場合（ミシンによる縫製、クッションにカバー材をかぶせる工程等）に、その作業を非常に困難なものとしていた。
【０００８】
これらの問題点を解決するために、ポリウレタンフォームの滑性を改良し、裏面材を使用しないでミシン縫製を行い得ること、あるいはクッション体（モールド品）への被着作業を行い得る提案がなされている。例えば、特開平７−１２６４２１号公報には、ポリウレタンシートであって、その静摩擦係数が０．３〜０．７を有するポリウレタンシートが開示されている。
【０００９】
該公報に開示されているポリウレタンシートは、ポリウレタンフォームからなり、かかるポリウレタンフォームは、ポリイソシアネートと活性水素含有化合物とを反応させてなるものであり、活性水素含有化合物が、ポリマーポリオール１００重量部またはポリマーポリオールを６０重量部以上含むポリオールであって、かつ該ポリマーポリオールの４３重量％以下がビニル化合物で、該ビニル化合物の５０重量％以上がスチレン系樹脂であるものからなる。
【００１０】
上記で提案されているポリウレタンシートは、従来の３層構造の複合表皮材に使用されている軟質ウレタンフォームに比較して、その滑性が著しく改善されたものであり、裏面材（裏布）を使用することなくミシン縫製が行い得る利点を有したものであり、またクッション体への被着もスムースに行い得るものである。しかしながら、このポリウレタンシートは、難燃性の点についてはいまだ十分対応されておらず、車両用の座席用の表皮材に使用し得るポリウレタンフォームとしては、満足し得るものではない。
また、十分な難燃性を得るためには、難燃剤を多量に添加する必要があり、添加した難燃剤によって、ウレタンフォームの滑性が相殺され、通常の非難燃ウレタンフォームと同程度の滑性になってしまった。
【００１１】
すなわち、自動車の内装材としてのポリウレタンのラミネート素材には、安全性の面から、一定の基準に適合する極めて厳しい難燃性が要求されてきている。
このような難燃性の要求は、自動車等の車両の座席、あるいは内装材のみならず、近年においては家具などののソファーあるいはベッド等におけるクッション性のポリウレタン素材自体にも、求められてきているのが現状である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、難燃性を有すると共に、その滑り性（滑性）が良好なポリウレタンフォーム素材を提供することを課題とし、特に、車両の座席等の複合表皮材として使用される発泡ポリウレタンフォームの滑性を改良し、難燃性に優れた、ポリウレタンフォームを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するための請求項１に記載の本発明は、少なくともポリイソシアネート成分およびポリオール成分とを反応させてなるクッション性複合表皮材用のポリウレタンフォームであって、ポリオール成分として、ポリオールにメラミン系樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールを含有し、さらに、通常のポリオールまたは／およびポリオールに熱可塑性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールを含有する混合ポリオールを使用し、難燃剤を配合してなり、
前記混合ポリオール中の２０〜８０重量％がポリオールにメラミン系樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールであり、前記難燃剤をポリオール成分１００重量部に対して３〜３０重量部配合してなることを特徴とする難燃性のクッション性複合表皮材用滑性ウレタンフォームである。
【００１４】
すなわち本発明が提供する滑性ポリウレタンフォームは、ポリイソシアネート成分とポリオール成分からなるポリウレタンフォームにおいて、ポリオール成分として熱硬化性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールを必須として含有し、さらに、通常のポリオールまたは／およびポリオールに熱可塑性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールを含有する混合ポリオールを使用する点に特徴を有する。
【００１５】
特に、ポリオール成分となるポリマーポリオールとして熱硬化性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールを必須成分として混合使用した場合には、滑性が良好なものとなり、座席等の複合表皮材としてミシン縫製する場合に、何ら裏面材を使用しなくても縫製加工が行い得るものであると共に、さらに難燃剤を配合することにより、車両の座席等の表皮材として理想的な、難燃性の滑性ポリウレタンフォームとなることが判明した。
【００１６】
また、請求項１に記載の本発明は、上記で混合使用するポリオール成分の２０〜８０重量％が、ポリオールにメラミン系樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールである滑性ウレタンフォームである。
【００１７】
ポリオール成分として、ポリオールに熱硬化性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールだけを使用すると、圧縮残留歪みが大きくなり、クッション性が劣るものとなる。本発明者らの検討の結果、ポリオール成分として、ポリオールに熱硬化性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールと、その他のポリオール成分として、ポリオールに熱可塑性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオール、あるいは、その他の一般的に使用されるポリオールを混合使用し、その混合ポリオール中の２０〜８０重量％が、ポリオールに熱硬化性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールとすることにより、これらの点が解消できることを見出した。
【００１８】
その中でも、（Ａ）ポリオールに熱硬化性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールを必須成分として含有し、さらに（Ｂ）ポリオールに熱可塑性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオール、または／および（Ｃ）その他の一般的に使用されるポリオールを混合して使用する場合には、（Ａ）と（Ｂ）の特定のポリマーポリオールの合計が、全ポリオール中の６０重量％以上を占めることが好ましいことが判明した。（Ａ）と（Ｂ）の合計が６０重量％より低いと、ウレタンフォームとの摩擦抵抗が大きくなる場合がある。
【００１９】
上記で使用するポリオール成分において、グラフト重合される熱硬化性樹脂としては、メラミン系樹脂、尿素系樹脂が挙げられる。ポリオール中の熱硬化性樹脂分としては、３５〜５０重量％が好ましい。熱硬化性樹脂分が少なすぎると、得られる滑性及び難燃性が低くなる傾向があり、熱硬化性樹脂分が多すぎると、イソシアネートとの反応性が低下して均一なフォームを得ることが難しく、得られるウレタンフォームの柔軟性が低くなる。グラフト重合する熱可塑性樹脂は、中でもメラミン系樹脂をグラフト重合したポリオールは、それ自体難燃性を有するものであることより、ポリウレタンフォームに難燃性を付与するのに必要な難燃剤の量を少なくしうる利点を有する。難燃化ウレタンフォームの場合、この難燃剤がウレタンフォームの滑性を低下ならしめている点を考慮すると、難燃剤の含有量の減少は、必然的に難燃化ウレタンフォームの滑性が向上することとなる。したがって、特にポリウレタンフォームの裏面に裏面材を貼着することなく、縫製時には良好なミシン送りを確保し得るのである。
【００２０】
さらに、ポリオール成分となるポリマーポリオールとしてグラフト重合される熱可塑性樹脂としては、スチレンやアクリロニトリル、メチルメタクリレート、１，３−ブタジエン、塩化ビニル等の単独重合体またはこれらの共重合体が挙げられる。また、これらの熱可塑性樹脂は、１種または複数種を混合して使用できる。特に、アクリロニトリル単独重合体とスチレン単独重合体の混合物が好ましい。
また、ポリマーポリオールにおける熱可塑性樹脂としては、３５〜５０重量％が好ましい。熱可塑性樹脂分が低いと滑性が従来のウレタンフォームに近くなる傾向があり、熱可塑性樹脂分が多いとイソシアネートとの反応性が低下し、均一なウレタンフォームの製造が難しくなる傾向がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の難燃性の滑性ポリウレタンフォームは、基本的には、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分、難燃剤、発泡剤、整泡剤、触媒、その他の助剤、活性水素原子を少なくとも２個有する低分子化合物、例えば脂肪族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、ヒドラジン誘導体等の群から選ばれる１種以上の鎖伸長剤とを反応させて得られるポリウレタンフォームであり、公知の各種ポリウレタンフォームの配合組成を使用することができる。
【００２２】
そのようなイソシアネート成分としては、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、芳香族系、脂環族系、脂肪族系のポリイソシアネート、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートの１種または２種以上が、適宜選択されて使用される。
【００２３】
芳香族系ポリイソシアネートとしては、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−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と２，６−トリレンジイソシアネートの混合物、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネートなどが挙げられる。
【００２４】
脂環族系ポリイソシアネートとしては、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネートなどが挙げられる。また、脂肪族系ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイシシアネート、シクロヘキサンメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
【００２５】
一方、上記のイソシアネート成分と反応する混合ポリオール成分のなかで、本明細書において「通常のポリオール」とは、ポリウレタンフォームの製造のために使用される、一般的なポリオールを意味する。そのようなポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、ショ糖等の多価アルコールを開始剤としたアルキレンオキシド付加物；ビスフェノールＡのような多価フェノール類のアルキレンオキシド付加物；リン酸、ポリリン酸（例えば、トリポリリン酸およびテトラポリリン酸）などの多価ヒドロキシ化合物、フェノール−アニリン−ホルムアレデヒド縮合生成物、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、メチレンビスオルソクロロアニリン、４，４’−および２，４’−ジフェニルメタンジアミン、２，４−トリレンジアミン、２，６−トリレンジアミンなどのポリアミン類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミン類にエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、スチレンオキシドなどの１種または２種以上を付加させて得られるポリエーテルポリオール類；またはポリテトラメチレンエーテルグリコール等を例示することができる。
【００２６】
また、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−および１，４−ブタンジオール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリット、ソルビットなどの少なくとも２個以上のヒドロキシル基を有する化合物の１種または２種以上とマロン酸、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸、酒石酸、セバシン酸、シュウ酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸などの少なくとも２個以上のカルボキシル基を有する化合物の１種または２種以上から得られたポリエステルポリオール、またはポリカプロラクトンなどの環状エステルの開環重合体類等も使用することができる。
【００２７】
上記した混合ポリオール成分とイソシアネートとの反応によりポリウレタンフォームの製造に使用する触媒としては、例えば、アミン系触媒や有機金属系触媒等のウレタンフォームの発泡において公知のものを使用することができ、特に限定されない。そのような触媒としては、例えば、アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロパノールアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリンなどが挙げられる。
【００２８】
また、有機金属系触媒としては、オクチル酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジラウレート等を挙げることができる。
【００２９】
ポリウレタンフォームを製造する場合の発泡剤としては、水、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、メチレンクロライド、トリクロロフルオロエタン、トリクロロエタンなどの１種または２種以上の混合物が挙げられる。
【００３０】
また、整泡剤としては、従来から知られているオルガノシリコーン系界面活性剤が使用される。そのようなオルガノシリコーン系界面活性剤としては、例えば、日本ユニカー社製のＬ−５２０、Ｌ−５３２、Ｌ−５４０、Ｌ−５４４、Ｌ−３５５０、Ｌ−５７４０Ｓ、Ｌ−５７４０Ｍ、Ｌ−６２０２等；トーレシリコーン社製のＳＨ−１９０、ＳＨ−１９２、ＳＨ−１９３、ＳＨ−１９４、ＳＲＸ−２９４、ＳＲＸ−２９８等；信越シリコン社製のＦ−１１４、Ｆ−１２１、Ｆ−１２２、Ｆ−２３０、Ｆ−２５８、Ｆ−２６０Ｂ、Ｆ−３１７、Ｆ−３４１、Ｆ−６０１、Ｆ−６０６等を挙げることができる。
【００３１】
さらに難燃性を付与するために使用される難燃剤としては、有機系難燃剤あるいは無機系難燃剤のいずれも使用が可能である。そのような難燃剤としては、トリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリス（クロロエチル）ホスフェート、芳香族縮合リン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム・アミド、赤燐などのリン系難燃剤、塩素化パラフィン、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウムなどの無機系難燃剤、デカブロモジフェニルオキサイド、ＴＢＡエポキシオリゴマー・ポリマーなどの臭素系難燃剤など、いずれの難燃剤も使用可能である。
【００３２】
これらの難燃剤は、単独であるいは２種以上混合して使用することができる。特に、無機系難燃剤は粉末状のものであり、ポリウレタンフォーム中へ配合された場合には、フォーム内での難燃剤の分布が均一でなく、またフォームからの脱落が見られ、好ましいものではないが、加熱成形時の熱で溶融する難燃剤と組み合わせて添加することで、溶融した難燃剤が均一に溶融しないタイプの難燃剤を固定し、難燃剤の脱落を防止させることが可能である。
【００３３】
また、有機系難燃剤であるリン系難燃剤の中でも、ポリリン酸アンモニウム・アミドなどリン含有量が多いものが、少量の添加で難燃効果が得られるため望ましいが、ポリリン酸アンモニウム・アミドだけを添加しても物理的に難燃剤が付着しているだけであり、フォーム表面から難燃剤が脱落する傾向があることより、加熱成形時の熱で溶融する難燃剤と組み合わせて添加することで、溶融した難燃剤が溶融しないタイプの難燃剤を固定し、難燃剤の脱落を防止させることが可能である。難燃剤の添加量としては、ポリオール成分１００重量部に対して３〜３０重量部が望ましい。難燃剤の添加量が少ないと、高い難燃性が得られず、多すぎると滑性が悪くなる傾向がある。
【００３４】
その点からみれば、本発明においては有機系難燃剤が好ましく使用される。特に液状タイプ有機系難燃剤は、ポリオール成分との相溶性が比較的良好であり、取り扱いに優れる。
【００３５】
本発明においては、これらの他に、必要に応じて着色剤、充填剤、可塑剤等を添加するともできる。
【００３６】
また、本発明のウレタンフォームとしては、密度が１８〜３５ｋｇ／ｍ^３とすると、金属との滑り性が非常に良好であり好ましい。さらに、ウレタンフォームの密度を２０〜３０ｋｇ／ｍ^３とすると、金属との滑り性だけでなく、通常のウレタンフォームとの滑り性も非常に良好となる。密度が小さすぎると、圧縮残留歪みが大きくなり、ウレタンフォームがへたりやすくなる。密度が大きすぎると、滑り性が悪くなる傾向がある。
ウレタンフォームの表面のセル数としては、３５〜４５個／２５ｍｍとすると、ウレタンフォームの滑り性が向上して好ましい。セル数が少なすぎると、ウレタンフォームの圧縮残留歪みが大きくなり、ウレタンフォームがへたりやすくなる。セル数が多すぎると、ウレタンフォームの滑り性が悪くなる傾向がある。
【００３７】
以上のようにして得られる本発明のポリウレタンフォームは、滑り性（滑性）が良好で、また難燃性を有するものであり、縫製時のミシン送り性も滑らかであり、特に、車両の座席等の内装材、あるいはソファー、ベッド等の家具類複合表皮材として使用するのに適している。
【００３８】
このような複合表皮材とする場合には、ポリウレタンフォームをブロック状で製造し、これを適宜のシート厚にスライスするか、あるいは最初から適宜のシート厚に製造したものの片面に、繊維質シート、あるいは天然または合成レザーシートを用い、シート材を製造することができる。この場合の繊維質シート等は特に限定されず、車両等の座席の表皮材として使用されている通常の繊維質シート、あるいは、天然または合成レザーシートを用いることができる。
【００３９】
なお、本発明のポリウレタンフォームと繊維質シート、あるいは、天然または合成レザーシートとの積層方法も特に限定されるものではなく、接着剤を使用する方法、フレームラミネートによる方法、ホットメルト接着剤を介してヒートプレスする方法などのいずれも採用することができる。
【００４０】
【実施例】
以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
実施例１〜４：比較例１〜３
下記の表に示す成分および配合量により、ポリオール成分、ポリマーポリオール成分、ポリイソシアネート成分、難燃剤、発泡剤、触媒、整泡剤の存在下に反応させ、密度３０ｋｇ／ｍ^３、セル数４０個／２５ｍｍのポリウレタンフォームブロックを製造した。
このブロックを、厚み１０ｍｍにスライスさせ、密度および硬さをＪＩＳＫ−６４０１に示す方法で測定した。また、ＪＩＳＫ６４００−１９９７（Ａ法）に準拠する難燃性試験を行い、その難燃性を評価した。
さらに、このスライスさせたポリウレタンフォームについて、静摩擦係数を、ＪＩＳＰ８１４７に準拠して測定した。
これらの結果を、表中にあわせて示した。
【００４２】
【表１】
(重量部)

【００４３】
表中の＊１〜＊８は、以下のとおりの意味を有する。
＊１：一般に使用されるポリオール（平均分子量３０００のポリオレフィンオキサイド付加物）
＊２：熱硬化性樹脂分４０重量％；メラミンをグラフト重合したポリマーポリオール
＊３：熱可塑性樹脂分４０重量％；ポリスチレンとポリアクリロニトリルをグラフト重合したポリマーポリオール
＊４：三井化学社製；商品名「コスモネートＴ−８０」（２，４−ＴＤＩ／２，６−ＴＤＩ＝８０／２０（重量部）の混合物
＊５：ハロゲン化リン酸エステル系難燃剤；商品名「ＣＲ−５０４Ｌ」（大八化学工業社製）
＊６：シリコン系整泡剤「ＳＦ−２９０４」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）
＊７：難燃性試験の評価
◎：難燃性がきわめて良好
○：難燃性が良好
×：難燃性はほとんどない
＊８：アルミメッキの鉄板との静摩擦係数
【００４４】
機能性試験１：縫製時のミシンの送り性試験
実施例１〜４で得られたシートに繊維質シートとして織布を積層させ、ポリウレタンフォームシート面がミシン本体に接触するようにして、工業用ミシンで直線縫いを行って縫製し、積層シート材がスムースに送れるか否か、また縫い目が直線で正確であるかを目視で観察した。
その結果、本発明のポリウレタンフォームは、ミシンの送り性がきわめて良好で、縫い目も直線で正確であった。
【００４５】
機能性試験２：モールド被着作業性試験
モールド成形した椅子用のポリウレタンクッション材に、上記機能試験１で縫製して得た表皮材を被着させ、被着作業の困難性を評価した。
その結果、上記で得た積層シートは、極めてスムースにクッション材に被着され、破れや、亀裂が発生することはなかった。なお、モールド品（硬めのモールド品、ならびに軟らかめのモールド品）との静摩擦係数を測定したところ、上記機能試験１で縫製して得た表皮材におけるポリウレタンフォーム側の摩擦係数は、１．３〜１．４程度であった。これに対し、従来の難燃剤を含有するポリウレタンフォームの摩擦係数は、２．２以上の値を示し、モールド品との抵抗が大きなものであった。
【００４６】
【発明の効果】
以上記載のように、本発明の滑性ポリウレタンフォームは、ポリイソシアネート成分とポリオール成分からなるポリウレタンフォームにおいて、ポリオール成分として熱硬化性性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールを必須成分とし、さらに、通常のポリオール成分または／および熱可塑性性樹脂をグラフト重合させたポリマーポリオールとの混合物を使用し、さらに難燃剤を配合させたことにより、フォーム自体の滑性が極めて良好なものとなる。したがって、本発明のポリウレタンフォームを使用し、車両等の座席の複合表皮材として、表面となる表皮布（繊維質シート）、天然あるいは合成レザーシートをミシン縫製する場合に、何ら裏面材（裏布）を使用しなくても縫製加工が行い得るものであると共に、その一方で、その難燃性も向上している。
【００４７】
したがって、車両の座席等の複合表皮材として使用し得る、理想的な難燃性の滑性ポリウレタンフォームが提供され、コストを大幅に低減する利点を有しているとともに、裏面材（裏布）に起因する折れ皺が発生することなく、被着後の外観は極めて良好なものである。また、例えばクッション体への被着もスムースに行い得る利点を有し、作業性が向上する。
【００４８】
また、本発明の難燃性の滑性ポリウレタンフォームは、優れた滑性、ならびに難燃性を有することより、複合表皮材として使用しうるばかりでなく、広く難燃性が要求されているポリウレタンモールド成形品の基材フォームとして利用し得る利点を有している。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyurethane foam having flame retardancy and good slipperiness (slidability) on the foam itself, and in particular, a cushioning composite skin material for a seat sheet of an automobile or the like, an interior material such as a ceiling material, It also has flame retardancy that can be used for cushioning composite skin materials such as furniture and leather sofas, bed coverings, and other skin materials such as fabrics and leathers. ).
[0002]
[Prior art]
In recent years, composite skin materials with good touch and flexibility have been widely used in automobile interior materials and furniture by attaching urethane foam and sheet-like materials such as fabric and leather to provide cushioning properties. ing. For example, in a seat of a vehicle such as an automobile, a cushion body that is the basis of the seat is molded by enclosing a metal frame, a spring, etc., and then the surface of the cushion body is covered (attached) with a composite skin material. It is manufactured. The composite skin material in this case needs to follow the deformation of the cushion body when a person sits down or places a load, and both are required to have good touch and flexibility.
[0003]
As such a composite skin material, a soft polyurethane foam is attached to the back surface of a surface fabric (fibrous sheet), a natural or synthetic leather sheet as a surface material to give cushioning and some rigidity, It has a three-layer structure with a fibrous base material (backing cloth) attached, and is sewn and fixed in a sewing machine. This occupies the mainstream of seat materials for seats of automobiles and the like, and has become widespread. .
[0004]
In addition, as a result of advances in ergonomics, there is a demand for seats for vehicles, sofas for furniture, etc., to have a shape that conforms to the shape of the human body when seated on a seat, like a high-end chair. It is increasing. When the composite skin material having the three-layer structure as described above is attached to a molded body such as a seat having such a complicated shape, it is extremely difficult to avoid occurrence of creases and the like in the composite skin material. Is being forced to attach.
[0005]
Moreover, high flame retardance is requested | required about the ceiling material and sheet | seat used for sheets, such as a motor vehicle and a train. Therefore, urethane foams to which various flame retardants are added are used.
[0006]
The flame retardant is roughly classified into an inorganic flame retardant and an organic flame retardant.
When an inorganic flame retardant is used, it is generally performed to add it to the polyol component, react with the isocyanate component, and fire. However, since the inorganic flame retardant settles in the polyol or during foaming, a concentration gradient of the flame retardant is generated in the urethane foam, and it is difficult to maintain a uniform quality, and a large amount of inorganic flame retardant Could not be added.
[0007]
In addition, some organic flame retardants have good compatibility with polyols, and can exhibit uniform flame retardancy. However, organic flame retardants increase the friction coefficient on the surface of the urethane foam as the amount of addition increases, especially when sliding urethane and metal or between urethanes (sewing with a sewing machine, covering the cushion with a cover material, etc.) In addition, the work was very difficult.
[0008]
In order to solve these problems, a proposal has been made to improve the lubricity of polyurethane foam and to sew a sewing machine without using a back material, or to perform a work of attaching to a cushion body (mold product). ing. For example, JP-A-7-126421 discloses a polyurethane sheet having a static friction coefficient of 0.3 to 0.7.
[0009]
The polyurethane sheet disclosed in the publication comprises a polyurethane foam, which is obtained by reacting a polyisocyanate and an active hydrogen-containing compound, and the active hydrogen-containing compound is 100 parts by weight of a polymer polyol or A polyol containing 60 parts by weight or more of a polymer polyol, wherein 43% by weight or less of the polymer polyol is a vinyl compound and 50% by weight or more of the vinyl compound is a styrene resin.
[0010]
The polyurethane sheet proposed above has a significantly improved slipperiness compared to the flexible urethane foam used in conventional composite skin materials with a three-layer structure. The sewing machine has the advantage that sewing can be performed without using the pad, and can be smoothly applied to the cushion body. However, this polyurethane sheet has not yet been sufficiently addressed in terms of flame retardancy, and is not satisfactory as a polyurethane foam that can be used as a skin material for a vehicle seat.
In addition, in order to obtain sufficient flame retardancy, it is necessary to add a large amount of flame retardant, and the added flame retardant offsets the lubricity of the urethane foam, which is equivalent to that of ordinary non-flame retardant urethane foam. It has become sex.
[0011]
That is, a polyurethane laminate material as an automobile interior material has been required to have extremely strict flame retardancy that meets certain standards from the viewpoint of safety.
Such demand for flame retardancy has been demanded not only for seats and interior materials of vehicles such as automobiles, but also for cushioning polyurethane materials themselves for sofas or beds for furniture and the like in recent years. is the current situation.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyurethane foam material having flame retardancy and good slipperiness (slidability), and in particular, foamed polyurethane used as a composite skin material for a vehicle seat or the like. It is an object of the present invention to provide a polyurethane foam having improved foam lubricity and excellent flame retardancy.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention according to claim 1 is a polyurethane foam for a cushioning composite skin material obtained by reacting at least a polyisocyanate component and a polyol component, and the polyol component contains melamine as a polyol component. A polymer polyol obtained by graft-polymerizing a base resin, and a normal polyol or / and a mixed polyol containing a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a thermoplastic resin to a polyol, and a flame retardant,
20 to 80% by weight of the mixed polyol is a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a melamine resin to a polyol, and 3 to 30 parts by weight of the flame retardant is blended with respect to 100 parts by weight of the polyol component. It is a slippery urethane foam for a flame retardant cushioning composite skin material.
[0014]
That is, the lubricious polyurethane foam provided by the present invention contains, in the polyurethane foam comprising a polyisocyanate component and a polyol component, a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermosetting resin as a polyol component as an essential component. This is characterized in that a mixed polyol containing a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermoplastic resin to / and a polyol is used.
[0015]
In particular, when a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermosetting resin is used as an essential component as a polymer polyol serving as a polyol component, the lubricity is good and sewing is performed as a composite skin material such as a seat. In addition, it is possible to perform sewing without using any back material, and by adding a flame retardant, it is also ideal as a skin material for vehicle seats, etc. Turned out to be.
[0016]
Moreover, the present invention according to claim 1 is a lubricious urethane foam in which 20 to 80 % by weight of the polyol component mixed and used is a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a melamine resin to a polyol.
[0017]
If only a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a thermosetting resin to a polyol is used as the polyol component, the compressive residual strain increases and the cushioning property is deteriorated. As a result of the study by the present inventors, as a polyol component, a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermosetting resin to a polyol, and as another polyol component, a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermoplastic resin to a polyol, or other These commonly used polyols are mixed and used, and 20 to 80% by weight of the mixed polyol is a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a thermosetting resin to the polyol. I found it.
[0018]
Among them, (A) a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermosetting resin to a polyol as an essential component, and (B) a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermoplastic resin to a polyol, and / or (C) other It is found that it is preferable that the total of the specific polymer polyols (A) and (B) occupy 60% by weight or more of the total polyol when the polyols generally used are mixed. did. If the total of (A) and (B) is lower than 60% by weight, the frictional resistance with the urethane foam may increase.
[0019]
In the polyol component used above, examples of the thermosetting resin to be graft-polymerized include melamine resin and urea resin. The thermosetting resin content in the polyol is preferably 35 to 50% by weight. If the amount of the thermosetting resin is too small, the resulting slipperiness and flame retardancy tend to be low, and if the amount of the thermosetting resin is too large, the reactivity with the isocyanate is lowered to obtain a uniform foam. Is difficult, and the flexibility of the resulting urethane foam is low. Among the thermoplastic resins to be graft polymerized, the polyols obtained by graft polymerization of melamine resins, in particular, have flame retardancy, so the amount of flame retardant necessary to impart flame retardancy to polyurethane foam is reduced. It has the advantage that it can be reduced. In the case of flame retardant urethane foam, considering the fact that this flame retardant reduces the lubricity of urethane foam, the decrease in flame retardant content inevitably improves the lubricity of flame retardant urethane foam. It will be. Therefore, it is possible to ensure good sewing machine feed during sewing without particularly attaching a back material to the back surface of the polyurethane foam.
[0020]
Further, examples of the thermoplastic resin graft-polymerized as a polymer polyol serving as a polyol component include homopolymers such as styrene, acrylonitrile, methyl methacrylate, 1,3-butadiene, vinyl chloride, and copolymers thereof. Moreover, these thermoplastic resins can be used 1 type or in mixture of multiple types. In particular, a mixture of an acrylonitrile homopolymer and a styrene homopolymer is preferred.
The thermoplastic resin in the polymer polyol is preferably 35 to 50% by weight. When the thermoplastic resin content is low, the lubricity tends to be close to that of a conventional urethane foam, and when the thermoplastic resin content is high, the reactivity with isocyanate tends to be low, and the production of a uniform urethane foam tends to be difficult.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The flame-retardant lubricating polyurethane foam of the present invention basically comprises at least two polyisocyanate components, a polyol component, a flame retardant, a foaming agent, a foam stabilizer, a catalyst, other auxiliary agents, and active hydrogen atoms. A polyurethane foam obtained by reacting a low molecular weight compound having, for example, one or more chain extenders selected from the group of aliphatic diol, alicyclic diol, aliphatic diamine, alicyclic diamine, hydrazine derivative, etc. Any known composition of various polyurethane foams can be used.
[0022]
As such an isocyanate component, known ones can be used, and are not particularly limited. However, aromatic, alicyclic, and aliphatic polyisocyanates, and modified polyisocyanates obtained by modifying them are used. One or more of these are appropriately selected and used.
[0023]
Aromatic polyisocyanates include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, triphenyl Examples include methane triisocyanate, xylylene diisocyanate, and polymethylene polyphenyl diisocyanate.
[0024]
Examples of the alicyclic polyisocyanate include cyclohexylmethane diisocyanate and cyclohexane diisocyanate. Examples of the aliphatic polyisocyanate include hexamethylene diisocyanate and cyclohexanemethane diisocyanate.
[0025]
On the other hand, among the mixed polyol components that react with the above-mentioned isocyanate component, the “ordinary polyol” in the present specification means a general polyol used for the production of polyurethane foam. Examples of such polyols include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, and sucrose. Alkylene oxide adducts; alkylene oxide adducts of polyhydric phenols such as bisphenol A; polyhydric hydroxy compounds such as phosphoric acid, polyphosphoric acid (eg, tripolyphosphoric acid and tetrapolyphosphoric acid), phenol-aniline-formale Dehydration condensation products, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, methylenebisorthochloroaniline, 4,4'- and 2,4'-diphenylmethanedia 1, 2,4-tolylenediamine, polyamines such as 2,6-tolylenediamine, alkanolamines such as triethanolamine and diethanolamine, and one or more of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, styrene oxide, etc. Examples include polyether polyols obtained by adding two or more kinds; or polytetramethylene ether glycol.
[0026]
Further, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, tetramethylene glycol, neopentyl glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, One or more compounds having at least two hydroxyl groups such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbit, and malonic acid, maleic acid, succinic acid, adipic acid, tartaric acid, sebacic acid, oxalic acid Polyester polyol obtained from one or more of compounds having at least two or more carboxyl groups such as phthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, or polycaprolacto Ring-opening polymer such cyclic esters such like may also be used.
[0027]
As a catalyst used for the production of polyurethane foam by the reaction of the above-described mixed polyol component and isocyanate, for example, known ones can be used in foaming of urethane foam such as amine-based catalyst and organometallic catalyst, especially It is not limited. Examples of such a catalyst include, for example, triethylenediamine, triethylamine, tripropylamine, triisopropanolamine, tributylamine, trioctylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, and the like.
[0028]
In addition, examples of the organometallic catalyst include tin octylate, tin laurate, and dibutyltin dilaurate.
[0029]
Examples of the foaming agent for producing the polyurethane foam include one or a mixture of two or more of water, trichloromonofluoromethane, dichlorodifluoromethane, methylene chloride, trichlorofluoroethane, trichloroethane and the like.
[0030]
As the foam stabilizer, conventionally known organosilicone surfactants are used. Examples of such organosilicone surfactants include L-520, L-532, L-540, L-544, L-3550, L-5740S, L-5740M, and L-6202 manufactured by Nihon Unicar. Etc .; SH-190, SH-192, SH-193, SH-194, SRX-294, SRX-298, etc. manufactured by Torre Silicone; F-114, F-121, F-122, F manufactured by Shin-Etsu Silicon -230, F-258, F-260B, F-317, F-341, F-601, F-606 and the like.
[0031]
Furthermore, as a flame retardant used for imparting flame retardancy, either an organic flame retardant or an inorganic flame retardant can be used. Examples of such flame retardants include triphenyl phosphate, trimethyl phosphate, tris (chloroethyl) phosphate, aromatic condensed phosphate ester, ammonium polyphosphate / amide, red phosphorus and other phosphorus flame retardants, chlorinated paraffin, aluminum hydroxide Any flame retardants such as inorganic flame retardants such as antimony trioxide and magnesium hydroxide and brominated flame retardants such as decabromodiphenyl oxide and TBA epoxy oligomer / polymer can be used.
[0032]
These flame retardants can be used alone or in admixture of two or more. In particular, the inorganic flame retardant is in the form of powder, and when blended in polyurethane foam, the distribution of the flame retardant in the foam is not uniform, and the foam is removed from the foam. However, by adding it in combination with a flame retardant that melts with heat during thermoforming, it is possible to fix a flame retardant that does not melt evenly and prevent the flame retardant from dropping off. .
[0033]
Of the organic flame retardants, phosphorus-based flame retardants such as ammonium polyphosphate and amide, which have a high phosphorus content, are desirable because they provide a flame-retardant effect with a small amount of addition, but only ammonium polyphosphate and amide are used. Even if added, the flame retardant is only physically attached, and since the flame retardant tends to drop off from the foam surface, by adding it in combination with a flame retardant that melts with heat at the time of thermoforming, It is possible to fix a flame retardant of a type in which the molten flame retardant does not melt and prevent the flame retardant from falling off. The addition amount of the flame retardant is desirably 3 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol component . When the amount of the flame retardant added is small, high flame retardancy cannot be obtained, and when it is too large, the lubricity tends to be poor.
[0034]
From this point of view, an organic flame retardant is preferably used in the present invention. In particular, the liquid type organic flame retardant has relatively good compatibility with the polyol component and is excellent in handling.
[0035]
In the present invention, in addition to these, a colorant, a filler, a plasticizer, and the like may be added as necessary.
[0036]
Moreover, as a urethane foam of this invention, when a density is 18-35 kg / m < ³ >, slipperiness with a metal is very favorable and it is preferable. Furthermore, when the density of the urethane foam is 20 to 30 kg / m ³ , not only the sliding property with the metal but also the sliding property with the normal urethane foam becomes very good. If the density is too small, the compressive residual strain increases and the urethane foam tends to sag. If the density is too large, the slipperiness tends to be poor.
The number of cells on the surface of the urethane foam is preferably 35 to 45 cells / 25 mm because the sliding property of the urethane foam is improved. If the number of cells is too small, the compressive residual strain of the urethane foam increases, and the urethane foam tends to sag. When there are too many cells, there exists a tendency for the slipperiness of urethane foam to worsen.
[0037]
The polyurethane foam of the present invention obtained as described above has good slipperiness (slidability) and flame retardancy, and also has a smooth machine feedability during sewing. It is suitable for use as interior materials such as furniture, or composite skin materials for furniture such as sofas and beds.
[0038]
In the case of such a composite skin material, a polyurethane foam is manufactured in a block shape, and this is sliced into an appropriate sheet thickness, or a fiber sheet on one side of an appropriate sheet thickness manufactured from the beginning, Alternatively, a sheet material can be produced using a natural or synthetic leather sheet. The fiber sheet or the like in this case is not particularly limited, and a normal fiber sheet used as a skin material for a seat of a vehicle or the like, or a natural or synthetic leather sheet can be used.
[0039]
The method of laminating the polyurethane foam of the present invention and the fibrous sheet, or the natural or synthetic leather sheet is not particularly limited, and a method using an adhesive, a method using frame lamination, a hot melt adhesive, and the like. Any method such as heat pressing can be employed.
[0040]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.
[0041]
Examples 1-4: Comparative Examples 1-3
By reacting in the presence of polyol component, polymer polyol component, polyisocyanate component, flame retardant, foaming agent, catalyst, foam stabilizer according to the components and blending amounts shown in the table below, density is 30 kg / m ³ , number of cells is 40 A / 25 mm polyurethane foam block was produced.
This block was sliced to a thickness of 10 mm, and the density and hardness were measured by the method shown in JIS K-6401. Moreover, the flame retardance test based on JISK6400-1997 (A method) was done, and the flame retardance was evaluated.
Further, the coefficient of static friction of the sliced polyurethane foam was measured in accordance with JIS P8147.
These results are also shown in the table.
[0042]
[Table 1]
(Weight part)

[0043]
* 1 to * 8 in the table have the following meanings.
* 1: Polyol commonly used (polyolefin oxide adduct having an average molecular weight of 3000)
* 2: 40% by weight of thermosetting resin; polymer polyol grafted with melamine * 3: 40% by weight of thermoplastic resin; polymer polyol grafted with polystyrene and polyacrylonitrile * 4: manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. “Cosmonate T-80” (mixture of 2,4-TDI / 2,6-TDI = 80/20 (parts by weight) * 5: halogenated phosphate ester flame retardant; trade name “CR-504L” (large (Manufactured by Eight Chemical Industries)
* 6: Silicon-based foam stabilizer "SF-2904" (Toray Dow Corning Silicone)
* 7: Evaluation of flame retardancy test ◎: Extremely good flame retardance ○: Good flame retardancy ×: Little flame retardancy * 8: Coefficient of static friction with an aluminum-plated iron plate [0044]
Functionality test 1: Sewing machine feedability test at the time of sewing The sheet obtained in Examples 1 to 4 is laminated with a woven fabric as a fibrous sheet, and the polyurethane foam sheet surface is in contact with the sewing machine main body so as to be industrial. A straight stitch was sewn with a sewing machine, and it was visually observed whether the laminated sheet material could be sent smoothly and whether the seam was straight and accurate.
As a result, the polyurethane foam of the present invention was very good in the feedability of the sewing machine, and the seam was straight and accurate.
[0045]
Functional test 2: Mold adhesion workability test The skin material obtained by sewing in the functional test 1 was adhered to a molded polyurethane cushion material for a chair, and the difficulty of the adhesion work was evaluated.
As a result, the laminated sheet obtained above was applied to the cushion material very smoothly, and no tearing or cracking occurred. In addition, when the static friction coefficient with a mold product (hard mold product and soft mold product) was measured, the friction coefficient on the polyurethane foam side in the skin material obtained by sewing in the functional test 1 was 1.3. It was about ~ 1.4. On the other hand, the friction coefficient of the polyurethane foam containing the conventional flame retardant showed a value of 2.2 or more, and the resistance to the molded product was large.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the lubricious polyurethane foam of the present invention is a polyurethane foam composed of a polyisocyanate component and a polyol component, and a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermosetting resin as a polyol component is an essential component. By using a mixture of the polyol component or / and a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermoplastic resin and further incorporating a flame retardant, the lubricity of the foam itself becomes very good. Therefore, when the polyurethane foam of the present invention is used and the surface skin cloth (fibrous sheet), natural or synthetic leather seat is sewn as a composite skin material for a seat of a vehicle or the like, any back material (backing cloth) ) Can be sewn without using it, and on the other hand, its flame retardancy is also improved.
[0047]
Therefore, an ideal flame retardant slipping polyurethane foam that can be used as a composite skin material for a vehicle seat or the like is provided, and has the advantage of greatly reducing the cost, and the back material (lining fabric). The appearance after deposition is very good without causing creases caused by the above. In addition, for example, the cushion body can be smoothly attached, and workability is improved.
[0048]
In addition, the flame retardant lubricious polyurethane foam of the present invention has excellent lubricity and flame retardancy, so that it can be used not only as a composite skin material but also widely required for flame retardancy. It has an advantage that it can be used as a base foam for molded products.

Claims

A polyurethane foam for a cushioning composite skin material obtained by reacting at least a polyisocyanate component and a polyol component, comprising a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a melamine resin to a polyol as a polyol component, Using a polyol or / and a mixed polyol containing a polymer polyol obtained by graft polymerization of a thermoplastic resin to a polyol, and blending a flame retardant,
20 to 80% by weight of the mixed polyol is a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a melamine resin to a polyol, and 3 to 30 parts by weight of the flame retardant is blended with respect to 100 parts by weight of the polyol component. A flame retardant cushioning composite skin foam urethane foam.

The mixed polyol contains 60% by weight or more in total of a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a melamine resin to a polyol and a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a thermoplastic resin to the polyol. 1. A lubricious urethane foam for flame retardant cushioning composite skin material according to 1.