JP5568216B2 - Shock-absorbing flexible polyurethane foam and shock-absorbing material using the same - Google Patents
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Description
本発明は、低硬度の熱硬化性ゴムやエラストマーと同等の衝撃吸収能を有し、かつそれら熱硬化性ゴムやエラストマーに比べて、軽量で、コストが遥かに低く、へたりが小さい衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームに関する。
また、本発明は、前記衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームを用いた衝撃吸収材に関する。
The present invention has an impact absorption capability equivalent to that of low-hardness thermosetting rubbers and elastomers, and is lighter, less costly, and less sag relative to these thermosetting rubbers and elastomers. The present invention relates to a flexible flexible polyurethane foam.
The present invention also relates to an impact absorbing material using the impact absorbing flexible polyurethane foam.
従来、機械的な衝撃や振動を吸収したり減衰したりするための衝撃吸収材用の構成部材として、低硬度の熱硬化性ゴム（シリコーンゴム、ポリノルボルネンゴム、ブチルゴムなど）や熱可塑性エラストマー（ポリブタジエンなど）が使用されている。
しかし、これら低硬度の熱硬化性ゴムやエラストマーは、重い、コストが高い、へたりが大きいなどの問題があり、より軽量かつ低コストで、高性能な衝撃吸収材の提供が望まれていた。
Conventionally, low-hardness thermosetting rubber (silicone rubber, polynorbornene rubber, butyl rubber, etc.) and thermoplastic elastomers (such as silicone rubber, polynorbornene rubber, and butyl rubber) have been used as components for shock absorbers to absorb and attenuate mechanical shocks and vibrations. Polybutadiene etc.) are used.
However, these low-hardness thermosetting rubbers and elastomers have problems such as heavyness, high cost, and large sag, and it has been desired to provide a high-performance shock absorber that is lighter and lower in cost. .
そこで、近年、上記低硬度の熱硬化性ゴムやエラストマーに代わる構成部材として、低反発弾性ポリウレタンフォームを使用した衝撃吸収材が提案されてきている（特許文献１など）。
圧縮したのちに外力を取り除いた際、ゆっくりと元に戻る性質がある低反発弾性ポリウレタンフォームは、軽量でコストが低いため、様々な用途への展開が期待されているが、衝撃吸収性が充分でないため、用途が未だ限定されているのが現状である。
Therefore, in recent years, an impact absorbing material using a low rebound resilience polyurethane foam has been proposed as a constituent member in place of the low-hardness thermosetting rubber or elastomer (Patent Document 1, etc.).
Low impact resilience polyurethane foam, which has the property of slowly returning to its original state when the external force is removed after compression, is expected to be used in various applications due to its light weight and low cost. Therefore, the current situation is that the use is still limited.
例えば、この低反発弾性ポリウレタンフォームを、自動車のボンネットなどを想定したスチール製板との積層体とした際に、頭部損傷係数（以下、「ＨＩＣ」とも言う）を１０００以下にすることは非常に困難であった。
国土交通省では、自動車と歩行者とが衝突する事故において、歩行者の頭部が受ける衝撃を少なくし、交通事故による死者数を減らすため、歩行者頭部保護基準を平成１７年９月より順次適用している。歩行者頭部保護基準は、頭部を模した測定機器を自動車のボンネット上の数箇所に衝突させ、その衝撃を測定し、その結果から合否を判定するものであり、上記「ＨＩＣ」が、試験領域の２／３以上の部分で１０００以下、それ以外の試験領域内の部分では２０００以下であると定めている。
In September 2005, the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism established the pedestrian head protection standard in order to reduce the impact of pedestrian heads and reduce the number of deaths due to traffic accidents in an accident where a car and a pedestrian collide. It is applied sequentially. The pedestrian head protection standard is to make a measuring device imitating the head collide with several places on the hood of an automobile, measure the impact, and determine pass / fail from the result. It is stipulated that the ratio is 1000 or less in the 2/3 or more portion of the test area, and 2000 or less in the other test area.
本発明は、低硬度の熱硬化性ゴムやエラストマーと同等の衝撃吸収能を有し、かつそれら熱硬化性ゴムやエラストマーに比べて、軽量で、コストが遥かに低く、へたりが小さい衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームと、それを用いた衝撃吸収材とを提供することを課題とする。 The present invention has an impact absorption capability equivalent to that of low-hardness thermosetting rubbers and elastomers, and is lighter, less costly, and less sag relative to these thermosetting rubbers and elastomers. It is an object of the present invention to provide a flexible flexible polyurethane foam and an impact absorbing material using the same.
本発明者は、上記課題を解決するために検討を重ねたところ、特定の密度と反発弾性とを有する軟質ポリウレタンフォームを、特定の圧縮倍率で圧縮成形することによって、熱硬化性ゴムやエラストマーと同等の衝撃吸収能を有する衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームが得られることを見出した。
すなわち、本発明者は、例えば、ア）密度が１００ｋｇ/ｍ3のフォーム、イ）元（圧縮成形前）の密度が２０ｋｇ/ｍ3のフォームを５倍圧縮したフォーム（すなわち、圧縮成形後の密度は１００ｋｇ/ｍ3）、ウ）元の密度が５０ｋｇ/ｍ3のフォームを２倍圧縮したフォーム（すなわち、圧縮成形後の密度は１００ｋｇ/ｍ3）とでは、いずれも密度は１００ｋｇ/ｍ3となるにもかかわらず、密度以外の物性（ヒステリシスロス率など）が大きく異なり、ア）およびイ）においてはほとんど衝撃吸収性能が発現しないことに着目し、圧縮成形前の軟質ポリウレタンフォームの「密度」と「圧縮率」とが非常に重要であるとの知見を得、本発明を完成するに至った。
As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventor made a flexible polyurethane foam having a specific density and impact resilience by compression molding at a specific compression ratio, thereby forming a thermosetting rubber or an elastomer. It has been found that an impact-absorbing flexible polyurethane foam having an equivalent impact-absorbing ability can be obtained.
That is, the present inventor has, for example, a) a foam having a density of 100 kg / m 3 , a) a foam obtained by compressing a foam having an original density (before compression molding) of 20 kg / m 3 five times (that is, after compression molding). The density is 100 kg / m 3 ), and c) a foam that is twice compressed from a foam with an original density of 50 kg / m 3 (that is, the density after compression molding is 100 kg / m 3 ). Despite being 3 , the physical properties other than density (hysteresis loss rate, etc.) are greatly different, and the impact absorption performance is hardly exhibited in a) and b). The knowledge that “density” and “compression ratio” are very important was obtained, and the present invention was completed.
本発明は、このような知見の下でなし得たものであり、以下を要旨とする。
（１）密度が４０〜１２０ｋｇ/ｍ3かつ反発弾性が１５％以下である軟質ポリウレタンフォームを１．５〜５倍に圧縮した圧縮成形体であり、前記圧縮成形体のアスカーゴム硬度計Ｆ型で測定した硬度が２５〜７０であることを特徴とする衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォーム。
（２）前記（１）に記載の軟質ポリウレタンフォームが、分子量の異なる２種類以上のポリオールを反応させたものであり、イソシアネートインデックスが７０〜１０５であることを特徴とする衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォーム。
（３）圧縮成形体のヒステリシスロス率が５０％以上であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォーム。
（４）圧縮成形体の密度が１００〜４８０ｋｇ/ｍ3であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォーム。
The present invention has been achieved under such knowledge, and the gist thereof is as follows.
(1) A compression molded body obtained by compressing a flexible polyurethane foam having a density of 40 to 120 kg / m 3 and a rebound resilience of 15% or less by 1.5 to 5 times. An impact-absorbing flexible polyurethane foam having a measured hardness of 25 to 70.
(2) The impact-absorbing flexible polyurethane foam, wherein the flexible polyurethane foam according to (1) is obtained by reacting two or more kinds of polyols having different molecular weights and has an isocyanate index of 70 to 105 .
(3) The impact-absorbing flexible polyurethane foam as described in (1) or (2) above, wherein the compression molding has a hysteresis loss rate of 50% or more.
(4) The impact-absorbing flexible polyurethane foam according to any one of (1) to (3) above, wherein the density of the compression-molded product is 100 to 480 kg / m 3 .
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームと、金属および／または合成樹脂との積層体であることを特徴とする衝撃吸収材。 ( 5 ) An impact-absorbing material comprising a laminate of the impact-absorbing flexible polyurethane foam according to any one of (1) to ( 4 ) and a metal and / or a synthetic resin.
本発明によれば、低硬度の熱硬化性ゴムやエラストマーと同等の衝撃吸収能を有し、かつそれら熱硬化性ゴムやエラストマーに比べて、軽量で、コストが遥かに低く、へたりが小さい衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームおよびそれを用いた衝撃吸収材を得ることが出来る。
例えば、本発明の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームを、スチール製板との積層体とした衝撃吸収材では、歩行者頭部保護基準である頭部損傷係数「ＨＩＣ」を１０００以下とすることが可能である。
According to the present invention, it has an impact absorption capability equivalent to that of a low-hardness thermosetting rubber or elastomer, and is lighter in weight, far less expensive, and less sag than those thermosetting rubbers and elastomers. A shock-absorbing flexible polyurethane foam and a shock-absorbing material using the same can be obtained.
For example, in the shock absorbing material in which the shock-absorbing flexible polyurethane foam of the present invention is laminated with a steel plate, the head injury coefficient “HIC” that is a pedestrian head protection standard can be set to 1000 or less. It is.
本発明の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームは、密度が４０〜１２０ｋｇ/ｍ3かつ反発弾性が１５％以下である（一般には、「低反発弾性ポリウレタンフォーム」と称される）軟質ポリウレタンフォームの、１．５〜５倍の圧縮成形体である。
圧縮成形前の軟質ポリウレタンフォームの密度が小さすぎると、圧縮倍率を上げても、フォームを押し込んだ時の戻りが早く、結果として衝撃を分散することが出来ないため、充分な衝撃吸収性が得られない。一方、圧縮成形前の軟質ポリウレタンフォームの密度が大きすぎるものは、外気条件により密度のばらつきが大きくなり成形不良になりやすいため、好ましくは、５０〜１１０ｋｇ/ｍ3である。
このような密度の軟質ポリウレタンフォームを製造するためには、発泡剤として使用する水の量をポリオール１００重量部に対して０．７〜２．３重量部の範囲内で適宜調整するとよい。
The impact-absorbing flexible polyurethane foam of the present invention has a density of 40 to 120 kg / m 3 and a rebound resilience of 15% or less (generally referred to as “low rebound resilience polyurethane foam”). .5-5 times compression molding.
If the density of the flexible polyurethane foam before compression molding is too small, even if the compression ratio is increased, the foam will return quickly when the foam is pushed in. As a result, it will not be possible to disperse the impact, resulting in sufficient shock absorption. I can't. On the other hand, when the density of the flexible polyurethane foam before compression molding is too large, the density variation becomes large depending on the outside air condition and the molding tends to be defective, and therefore, it is preferably 50 to 110 kg / m 3 .
In order to produce a flexible polyurethane foam having such a density, the amount of water used as a foaming agent may be appropriately adjusted within a range of 0.7 to 2.3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyol.
圧縮成形前の軟質ポリウレタンフォームの反発弾性（ＪＩＳ Ｋ６４００−３）が１５％を超えるものでは、やはり圧縮倍率を上げても、フォームを押し込んだ時の戻りが早く、結果として衝撃を分散することが出来ないため、充分な衝撃吸収性が得られない。この反発弾性の値は、実質的には、５％以下が好適である。 When the impact resilience (JIS K6400-3) of the flexible polyurethane foam before compression molding exceeds 15%, even if the compression ratio is increased, the foam will return quickly when it is pushed in, and as a result, the impact may be dispersed. Since it is not possible, sufficient shock absorption cannot be obtained. The value of the resilience is preferably substantially 5% or less.
このような密度と反発弾性とを有する圧縮成形前の軟質ポリウレタンフォームは、ポリオール、ポリイソシアネート、整泡剤、発泡剤、触媒等からなる軟質ポリウレタンフォーム原料を混合し反応させて得られる、公知の軟質ポリウレタンフォームの配合組成を用いることができる。本発明では、そのなかでも、分子量の異なる２種類以上のポリオールを反応させたものであり、イソシアネートインデックスが７０〜１０５である配合組成が好ましい。
分子量の異なる２種類以上のポリオールを反応させたものの好ましい具体例としては、全ポリオール成分１００重量部中に少なくとも分子量３００〜１０００の低分子量ポリオール２０〜７０重量部と、分子量１５００〜８０００の高分子量ポリオール８０〜３０重量部とを含むもの等があげられる。
このとき、ポリオールの水酸基価（ＯＨｖ）の平均値が１００〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇとなるように２種類以上のポリオールを使用するとよい。低温時にフォームが硬くなる所謂温度依存性を低減するためには、水酸基価の異なる２種類以上のポリオールを使用する方が好ましいからである。
A flexible polyurethane foam before compression molding having such density and impact resilience is obtained by mixing and reacting a flexible polyurethane foam raw material comprising a polyol, a polyisocyanate, a foam stabilizer, a foaming agent, a catalyst, and the like. A blended composition of flexible polyurethane foam can be used. In the present invention, among them, a blended composition in which two or more polyols having different molecular weights are reacted and an isocyanate index is 70 to 105 is preferable.
Preferable specific examples of those obtained by reacting two or more kinds of polyols having different molecular weights include 20 to 70 parts by weight of a low molecular weight polyol having a molecular weight of at least 300 to 1,000 and a high molecular weight having a molecular weight of 1500 to 8000 in 100 parts by weight of all polyol components. The thing containing 80-30 weight part of polyols is mention | raise | lifted.
At this time, it is good to use 2 or more types of polyol so that the average value of the hydroxyl value (OHv) of a polyol may become 100-200 mgKOH / g. This is because in order to reduce the so-called temperature dependency that the foam becomes hard at low temperatures, it is preferable to use two or more polyols having different hydroxyl values.
配合されるポリオールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリストリール、ソルビトール、ショ糖、エチレンジアミン、ジエチルトリアミン、エチレングリコール、プロピレングリコールのようなポリヒドロキシ化合物に、プロピレンオキシド、エチレンオキシド等をアルカリ触媒を用いて開環重合して得られるポリエーテルポリオール等が挙げられる。他には、これらのポリオールに、アクリロニトリル、スチレン等の熱可塑性樹脂やメラミン、尿素等の熱硬化性樹脂をグラフト重合したグラフトポリオールや、ポリオールの分子骨格に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を組み入れた変性ポリオール等も使用できるが、これらに限定されるものではない。 Polyols to be blended include polyhydroxy compounds such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sucrose, ethylenediamine, diethyltriamine, ethylene glycol, propylene glycol, propylene oxide, ethylene oxide, etc. with an alkali catalyst. And polyether polyols obtained by ring-opening polymerization. In addition to these polyols, graft polyols obtained by graft polymerization of thermoplastic resins such as acrylonitrile and styrene, and thermosetting resins such as melamine and urea, and thermoplastic resins and thermosetting resins are incorporated into the molecular skeleton of the polyol. Modified polyols can also be used, but are not limited thereto.
前述のイソシアネートインデックスは、低すぎると、引張強さの低下や圧縮残留ひずみの悪化が懸念され、高すぎれば、フォーム形成時に収縮が起こり正常なフォームが得られにくくなるため、７０〜１０５の範囲内が好ましく、より好ましくは８０〜９５である。なお、イソシアネートインデックスとは、ポリイソシアネートが配合される割合であり、水およびポリオール中の全活性水素基濃度に対するポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基濃度の当量比（ＮＣＯ／活性水素比）をさす。 If the above-mentioned isocyanate index is too low, there is a concern about a decrease in tensile strength and a deterioration in compressive residual strain. If the isocyanate index is too high, shrinkage occurs during foam formation, making it difficult to obtain a normal foam. The inside is preferred, more preferably 80-95. The isocyanate index is a ratio in which polyisocyanate is blended, and refers to an equivalent ratio (NCO / active hydrogen ratio) of the isocyanate group concentration in the polyisocyanate compound to the total active hydrogen group concentration in water and polyol.
配合されるポリイソシアネートとしては、２個以上のイソシアネート基を同一分子中に含有する芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、あるいはそれらの変性物、具体的にはトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート等が挙げられる。 Polyisocyanates to be blended include aromatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates containing two or more isocyanate groups in the same molecule, or modified products thereof, specifically tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate. And xylene diisocyanate.
配合される整泡剤としては、オルガノポリシロキサン‐ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシアルキレン側鎖を有するポリアルニケルシロキサン等の有機珪素系整泡剤等が挙げられる。 Examples of the foam stabilizer to be blended include organosilicon foam stabilizers such as an organopolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer and polyalkenyl siloxane having a polyoxyalkylene side chain.
配合される発泡剤、触媒についても通常の軟質ポリウレタンフォームの原料に用いられるものがそのまま使用でき、発泡剤としては水、ジクロロメタン等が挙げられ、触媒としては、トリエチレンジアミン、ビス−（ジメチルアミノエチル）エーテル等のアミン触媒、スタナスオクトエート等の錫系触媒が挙げられる。 As the foaming agent and catalyst to be blended, those used as raw materials for ordinary flexible polyurethane foams can be used as they are. Examples of the foaming agent include water and dichloromethane. Examples of the catalyst include triethylenediamine, bis- (dimethylaminoethyl). ) Amine catalysts such as ether, and tin-based catalysts such as stannous octoate.
圧縮成形前の軟質ポリウレタンフォームには、上記のポリオール、ポリイソシアネート、整泡剤、発泡剤、触媒以外に、必要に応じて消臭剤や抗菌剤、着色剤、難燃剤等、その他各種の添加剤を配合してもよい。 In addition to the above polyols, polyisocyanates, foam stabilizers, foaming agents, and catalysts, various other additives such as deodorants, antibacterial agents, colorants, and flame retardants are added to the flexible polyurethane foam before compression molding. An agent may be blended.
このような圧縮成形前の軟質ポリウレタンフォームの製造方法としては、密度が４０〜１２０ｋｇ/ｍ3かつ反発弾性が１５％以下の範囲内のものが得られれば、従来公知の軟質ポリウレタンフォームの製造方法をそのまま適用することができ、プレポリマー法、ワンショット法、部分プレポリマー法等いずれの方法でも良い。 As a method for producing such a flexible polyurethane foam before compression molding, if a material having a density of 40 to 120 kg / m 3 and a rebound resilience of 15% or less is obtained, a conventionally known method for producing a flexible polyurethane foam Can be applied as it is, and any method such as a prepolymer method, a one-shot method, or a partial prepolymer method may be used.
本発明の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームは、以上のような密度が４０〜１２０ｋｇ/ｍ3かつ反発弾性が１５％以下である軟質ポリウレタンフォームを、１．５〜５倍の圧縮倍率にて圧縮成形したものであることが重要である。
圧縮倍率が１．５未満であると、充分な衝撃吸収性が得られないうえ、精度良く成形することが難しい。一方、圧縮倍率が５倍を超えると、硬くなりすぎるばかりか、重量が重くなり、取り扱い上不便が生じるだけでなく、軽量化の要求に応えられない。
前述のように、本発明の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームとしては、圧縮成形前の軟質ポリウレタンフォームの「密度」と「圧縮率」とが非常に重要であることから、特に、密度が５０〜１１０ｋｇ/ｍ3である軟質ポリウレタンフォームを、２〜３倍の圧縮倍率にて圧縮成形したものが好ましい。
The impact-absorbing flexible polyurethane foam of the present invention is a compression molding of a flexible polyurethane foam having a density of 40 to 120 kg / m 3 and a rebound resilience of 15% or less at a compression ratio of 1.5 to 5 times. It is important that
If the compression ratio is less than 1.5, sufficient impact absorbability cannot be obtained, and it is difficult to mold with high accuracy. On the other hand, when the compression ratio exceeds 5 times, not only is it too hard, but the weight becomes heavy, not only inconvenience occurs in handling, but also the demand for weight reduction cannot be met.
As described above, as the impact-absorbing flexible polyurethane foam of the present invention, since the “density” and “compression ratio” of the flexible polyurethane foam before compression molding are very important, the density is particularly 50 to 110 kg. A product obtained by compression-molding a flexible polyurethane foam of / m 3 at a compression ratio of 2 to 3 times is preferable.
所定の圧縮倍率に圧縮成形する方法としては、真空成形法や熱プレス法などの公知の方法で製造することが出来る。
なかでも、熱プレス法により、熱盤の温度１６０〜２２０℃で３０秒〜５分間所望の圧縮倍率に成形する方法が好ましい。
As a method of compression molding to a predetermined compression ratio, it can be produced by a known method such as a vacuum molding method or a hot press method.
Especially, the method of shape | molding to a desired compression ratio for 30 second-5 minutes at the temperature of 160-220 degreeC of a hotplate with a hot press method is preferable.
圧縮成形体の表面形状については、平滑な形状でなくてもよく、雲柄、梨地、その他各種のシボ模様や凹凸模様などを入れることもできる。また、得られた圧縮成形体に貫通孔や窪みを設けてもよい。 The surface shape of the compression-molded body does not have to be a smooth shape, and a cloud pattern, a satin texture, and other various texture patterns and uneven patterns can be included. Moreover, you may provide a through-hole and a hollow in the obtained compression molding.
本発明の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームのヒステリシスロス率（ＪＩＳ Ｋ６４００−２：２００４）は、５０％以上が好ましく、より好ましくは６０％以上である。ヒステリシスロス率が大きいほど、衝撃吸収能が高いことを意味する。
ヒステリシスロス率が５０％を下回ると、フォームに荷重を加えた時の戻りが早く、結果として衝撃を分散することが出来ないため、充分な衝撃吸収性が得られない傾向にある。
The hysteresis loss rate (JIS K6400-2: 2004) of the impact-absorbing flexible polyurethane foam of the present invention is preferably 50% or more, more preferably 60% or more. The larger the hysteresis loss rate, the higher the shock absorption capability.
If the hysteresis loss rate is less than 50%, the foam returns quickly when a load is applied to the foam, and as a result, the impact cannot be dispersed, so that sufficient shock absorption tends not to be obtained.
本発明の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームの密度（すなわち、前記特定の圧縮倍率にて圧縮成形したものの密度）は、１００〜４８０ｋｇ/ｍ3が好ましく、より好ましくは１３０〜４００ｋｇ/ｍ3である。
上記密度が１００ｋｇ/ｍ3未満だと、衝撃により底付きを生じやすく、充分な衝撃吸収性が得られない傾向にあり、４８０ｋｇ/ｍ3より大きいと、硬くなりすぎるうえ、重量が重くなり、取り扱い上不便が生じるだけでなく、軽量化の要求に応えられないおそれがある。
The density of the impact-absorbing flexible polyurethane foam of the present invention (that is, the density of the product molded by compression at the specific compression ratio) is preferably 100 to 480 kg / m 3 , more preferably 130 to 400 kg / m 3 .
If the density is less than 100 kg / m 3 , bottoming is likely to occur due to impact, and sufficient shock absorption tends not to be obtained. If it is greater than 480 kg / m 3 , it becomes too hard and the weight becomes heavy, In addition to inconvenience in handling, it may not be possible to meet the demand for weight reduction.
本発明の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームのアスカーＦ硬度計（２０秒後、２３℃）で測定した硬度は、２５〜７０とし、好ましくは３０〜５０である。
上記硬度が、２５未満だとやわらかすぎ、また７０を超える場合は硬すぎてしまい、所望の衝撃吸収性が得られない傾向にある。
Shock absorption flexible polyurethane foam Asker F hardness tester of the present invention (20 seconds, 23 ° C.) hardness measured is a 25-70, is good Mashiku 30 to 50.
If the hardness is less than 25, it is too soft, and if it exceeds 70, it is too hard and the desired impact absorbability tends not to be obtained.
本発明の衝撃吸収材は、上記したような衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームと、金属および／または合成樹脂との積層体とすることで、衝撃吸収材として使用することもできる。
金属としては、例えば、チタン、アルミ、鉄やこれらの合金などが挙げられ、合成樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂をはじめとして、アクリル樹脂、ポリプロピレンなどの硬質プラスチックが挙げられる。
積層体とする際の、フォームや金属（合成樹脂）の厚みは、得られる積層体の目的により適宜選択ことができるが、フォームにおいては１．５〜３０ｍｍ程度、金属や合成樹脂においては０．１〜５ｍｍ程度が一般的である。
The impact-absorbing material of the present invention can also be used as an impact-absorbing material by forming a laminate of the above-described impact-absorbing flexible polyurethane foam and metal and / or synthetic resin.
Examples of the metal include titanium, aluminum, iron, and alloys thereof, and examples of the synthetic resin include thermosetting resins such as phenol resins and epoxy resins, and hard plastics such as acrylic resins and polypropylene. Is mentioned.
The thickness of the foam or metal (synthetic resin) when making a laminate can be appropriately selected depending on the purpose of the resulting laminate, but is about 1.5 to 30 mm for foams, and is about 0.1 to 30 for metals and synthetic resins. About 1-5 mm is common.
実施例１〜９、比較例１〜５
表１に示す密度（Ｋｇ／ｍ3）と反発弾性（％）とを有する軟質ポリウレタンフォームの両方向から熱プレス法（１８０℃、３分間）により、それぞれ表１に示す圧縮倍率にて一定の厚みに成形し、衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームを得た。
用いた軟質ポリウレタンフォームの組成（配合割合）については、表２に示すとおりであり、表中の数値は重量部を示す。
なお、比較例２の軟質ポリウレタンフォームは成形不良で収縮したため、圧縮成形ができなかった。
Examples 1-9, Comparative Examples 1-5
Constant thickness at each compression ratio shown in Table 1 by hot pressing method (180 ° C., 3 minutes) from both directions of flexible polyurethane foam having density (Kg / m 3 ) and impact resilience (%) shown in Table 1 To obtain a shock-absorbing flexible polyurethane foam.
About the composition (mixing ratio) of the used flexible polyurethane foam, it is as showing in Table 2, and the numerical value in a table | surface shows a weight part.
In addition, since the flexible polyurethane foam of Comparative Example 2 contracted due to poor molding, compression molding could not be performed.
（使用原料）
・ポリオールＡ（ポリエーテル系ポリオール：分子量３０００）―三井化学ポリウレタン社製 商品名"７９−５６”
・ポリオールＢ（ポリエーテル系ポリオール：分子量７００）―旭ガラスウレタン社製 商品名"ＥＸＣＥＮＯＬ−７３０”
・整泡剤―モメンティブ・パフォーマンス・マテリアル社製 商品名"Ｌ−６２６”
・触媒―トリエチレジアミンの６７％ＤＰＧ溶液
・ポリイソシアネート―三井化学ポリウレタン社製 商品名"コスモネートＴ−６５”
(Raw material)
・ Polyol A (polyether-based polyol: molecular weight 3000) —Mitsui Chemical Polyurethane Co., Ltd. trade name “79-56”
・ Polyol B (polyether polyol: molecular weight 700) —Asahi Glass Urethane Co., Ltd. trade name “EXCENOL-730”
・ Foam stabilizer-Momentive Performance Materials, Inc. Product name "L-626"
-Catalyst-67% DPG solution of triethylenediamine-Polyisocyanate-Product name "Cosmonate T-65" manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes
得られた各衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームについて、Ａ）ヒステリシスロス率（％）、Ｂ）密度（ｋｇ／ｍ3）、Ｃ）硬度、Ｄ）衝撃吸収性を評価し、その結果を併せて表１に示す。 About each obtained impact-absorbing flexible polyurethane foam, A) hysteresis loss rate (%), B) density (kg / m < 3 >), C) hardness, D) impact absorptivity were evaluated, and the result was also shown together. It is shown in 1.
Ａ）ヒステリシスロス率（％）については、ＪＩＳ Ｋ６４００−２：２００４に規定される要領に沿って測定した。 A) The hysteresis loss rate (%) was measured according to the procedure defined in JIS K6400-2: 2004.
Ｂ）密度（ｋｇ／ｍ3）については、数値が概ね８００未満であれば、従来品である熱硬化性ゴムやエラストマーと比較して「軽量化」が達成されたといえる。 B) With respect to the density (kg / m 3 ), if the numerical value is less than about 800, it can be said that “lightening” has been achieved as compared with conventional thermosetting rubbers and elastomers.
Ｃ）硬度については、アスカーＦ硬度計（２０秒後、２３℃）で測定した。 C) Hardness was measured with an Asker F hardness meter (after 20 seconds, 23 ° C.).
Ｄ）衝撃吸収性については、得られた各衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームに、円柱体（直径６４ｍｍ、重さ５．４ｋｇ）を速度１．０ｍ／ｓで落下させ、該フォームに円柱体が触れた瞬間からの最大加速度（Ｇ）をGeneral Research 社製 商品名“Drop Weight Impact Machine GRC 8200”にて測定した。
最大加速度が０．８Ｇを下回るものを「○」、０．８〜１．０Ｇ以内のものを「△」、１．０Ｇを超えるものを「×」とした。この最大加速度の値が小さいものほど、本願発明が所望とする衝撃吸収性能を有するものといえる。
D) As for shock absorption, a cylinder (diameter 64 mm, weight 5.4 kg) was dropped at a speed of 1.0 m / s on each obtained shock-absorbing flexible polyurethane foam, and the cylinder touched the foam. The maximum acceleration (G) from the moment was measured with a product name “Drop Weight Impact Machine GRC 8200” manufactured by General Research.
The case where the maximum acceleration was less than 0.8 G was designated as “◯”, the case where the maximum acceleration was within 0.8 to 1.0 G was designated as “Δ”, and the case where the maximum acceleration exceeded 1.0 G was designated as “X”. It can be said that the smaller the value of the maximum acceleration is, the shock absorbing performance desired by the present invention is.
参考例
実施例１〜５，８，９、および比較例３，４で得られた衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームと、スチール製板（厚さ１ｍｍ）とをそれぞれ積層体とし、頭部インパクタと呼ばれる直径１６５ｍｍ、質量４．５ｋｇの人の頭部を模した球体を衝突させ、頭部インパクタに内蔵される加速度センサーから落下時の重力加速度と衝突時の減速加速度を計測し、下式により頭部損失係数（ＨＩＣ）を求めた。
本発明の衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォームおよびそれを用いた衝撃吸収材は、コストや軽量化に課題がある熱硬化性ゴムやエラストマーの代用として、広範な分野に好適に使用され得る。
例えば、家電や事務機器（ＰＣ、コピー機等）などの制振（防音）材、自動車部品（ボンネットやバンパー等）などの緩衝材、等に好適に使用され得る。
The impact-absorbing flexible polyurethane foam of the present invention and the impact-absorbing material using the same can be suitably used in a wide range of fields as a substitute for thermosetting rubber and elastomer that have problems in cost and weight reduction.
For example, it can be suitably used for vibration damping (soundproofing) materials such as home appliances and office equipment (PCs, copy machines, etc.), and cushioning materials such as automobile parts (bonnets, bumpers, etc.).
Claims (5)
前記圧縮成形体のアスカーゴム硬度計Ｆ型で測定した硬度が２５〜７０であることを特徴とする衝撃吸収性軟質ポリウレタンフォーム。 A compression molded body obtained by compressing a flexible polyurethane foam having a density of 40 to 120 kg / m 3 and a rebound resilience of 15% or less to 1.5 to 5 times,
The impact-absorbing flexible polyurethane foam, wherein the compression-molded product has a hardness measured by an Asker rubber hardness meter F type of 25 to 70.
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