JPH02145323A

JPH02145323A - 衝撃吸収材

Info

Publication number: JPH02145323A
Application number: JP63298411A
Authority: JP
Inventors: Kazuyasu Higashiyama; 東山　和康; Hiroaki Furukawa; 博章古川
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1990-06-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は各種スポーツ用品、ヘルメット、工業用衝撃吸
収部品等に使用するのに好適な衝撃吸収材に関するもの
である。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来衝
撃吸収材としては一般にスポンジが用いられている。し
かし、これは素材を厚くしないとその性能が発揮できず
、製品の形状や′ｍＱの制限のため用途が著しく制約さ
れる。

また、衝撃吸収性を著しく向上させたフオームも最近開
発されているが、復元が遅いためくっ底のように１秒以
内の時間間隔で繰り返し荷ｍを加えるような用途では底
づき現象をおこし、極端に性能が低下する。

また、油展ゴムやウレタン系衝撃吸収材は厚み依存性が
大きく、厚みが薄くなると実際に衝撃を加えた物体に伝
わる力が大きくなり、防振性能は優れていても衝撃吸収
性能はさほど優れているとは言い難い。また、厚みをも
たせると、スポンジに比べて著しく重いため、用途が著
しく制約される。

本発明は軽量で、従来のスポンジに比べて優れた衝撃吸
収性を有した材料を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記のような現状に鑑み１本発明者らは鋭意検討を重ね
た結果２本発明を完成するに至った。即ち２本発明はコ
ア部とその表面に設けられるスキン層とが一体であるよ
うに発泡成型された衝撃吸収材において、コア部は中心
に向かうに従って高り泡かつセルサイズも大きくなり、
スキン層は無発泡状態であることを特徴とする衝撃吸収
材に関する。以下その詳細について説明する。

第１図は、本発明の衝撃吸収材の断面を示す模式図であ
る。無発泡状態のスキン層１にはさまれる形でコア層２
が存在し、コア層は、発泡セル３により構成されその中
心に向かうに従って高発泡かつセルサイズが大きくなる
。

この衝撃吸収材の素材は高分子材料であれば特に限定し
ないが、たとえばポリ塩化ビニル発泡体やポリウレタン
発泡体等の発泡体が使用できる。

特に限定しない理由としては１本発明の性能を左右する
のはその発泡状態であって素材によるところは非常に少
ないからである。

また、その製造方法も前記と同じ理由から特に限定しな
いが９発泡方法としては一般的にアゾ系発泡剤に代表さ
れる有機系発泡剤を熱分解させて行う方法をあげること
ができる。この時金属石ケンに代表される各種安定剤を
添加し１発泡に適した加工温度で加熱発泡成型される。

その時の成型方法としてスキン層と発泡層のサンドイッ
チ構造をつくるためにはストラクチニラルフォームの製
造方法が知られている。しかしこの方法は特殊であり、
複雑な成型体を作るのに通常用いられる。

本発明の発泡体は、その性能を発揮させるために複雑な
形状を必要としない。そこで、たとえば実施例にも挙げ
たようなポリ塩化ビニル発泡体の製造に用いられるコー
ティング法でも本発明の発泡体の成型は可能である。こ
の場合、非常に容易かつ安価に本発明の発泡体を得るこ
とができる。

また本発明の発泡度は、これを密度で表すと。

たとえばポリ塩化ビニルを用いた場合１発泡体の総厚に
対して３等分した中心層の密度は０．１〜０．５ｇ／ｃ
ｗｔ’、両外層の密度は０．２〜０．８ｇ／ｃｌ！＋３
になる。他の素材で作成した場合も中心層と外層の密度
は同様の割合になる。

また、セルサイズはコア部の最外層は限りなく無発泡に
近い状態になると考えられるので限定できないが１層厚
の中心部は直径５ＩＩｍ程度までが好ましい。成型体の
厚さにもよるが、セルサイズが５１１■を越えると発泡
体に衝撃が加わった時の変形が大きくなり、実用に制約
を生じる場合がある。

また、変形を抑制しようとすると厚さを増さねばならず
、用途が限定されてしまう。

また０本発明の衝撃吸収材の針入度は３０〜８０のもの
が好ましく、４０〜７０のものがより好ましい。なお、
ここで示される針入度はＪＩＳＫ２２０７　（５０ｇ荷
重）により測定したものである。衝撃吸収材の針入度が
３０未満の場合、衝撃を加えた物体に伝わる反発力が大
きくなるため。

衝撃を加えた側へ力を伝えたくないような用途にはむか
ず高性能な衝撃吸収材としての性能は悪化し、また発泡
体の針入度が８０を越えると発泡体は非常に柔らかくな
るため衝撃に対して底づきし易く、吸収性能は低下する
傾向にある。

さらに、コア層が均一発泡状態の場合や１本発明とは逆
に中心に向かうに従って低発泡かつセルサイズが小さく
なる場合、衝撃吸収性能は低下する。コア層が均一発泡
状態の発泡体は最も一般的であり、衝撃吸収性能はその
使用頻度から一応のレベルを有していることがわかる。

特にスキン層を有していると衝撃変形をかなり抑制する
効果も付与される。しかし、この性能では一般的な用途
にのみ対応できるものであり、さらに性能を上げるため
には厚さを増さないと困難である。

また、中心に向かうに従って低発泡状態である場合は、
高発泡部が外側にあるため衝撃が加わると大きく変形し
やすくなる。このため衝撃が加わった瞬間は低発泡でセ
ルサイズが小さく、厚みが薄い発泡体と同じ状態になる
ため性能が低下すると考えられる。

本発明のように中心に向かうに従って高発泡でセルサイ
ズが大きくなる場合、衝撃が加わった時まず中心部の高
発泡部が変形しようとする。しかしそこに至るまでに低
発泡部を経由し、かつスキン層が存在するために衝撃変
形を抑制し、高い衝撃吸収性能を発現できると考えられ
る。しかしながら、このような推測は何ら本発明を限定
するものではない。

本発明の発泡体は２層以上強固に接合積層した状態で使
用することもできる。

また、中心に向かうに従って高発泡でセルサイズが大き
くなり、スキン層を有していればどのような形状をとっ
ても何ら問題ではない。

さらに１本発明の発泡体にマイカ、タルク、バルーン等
の通常使用される無機系添加剤や難燃剤等を加えても何
ら問題ではない。

さらに１本発明を実施例を用いて詳細に説明するが１本
発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例］実施例１〜４　下記に示した配合によるペーストポリ塩
化ビニルゾルを＃１１層上３．５Ｉｌ１１１厚にコート
し、これを２００℃で５分間加熱発泡させ目的の発泡体
（層厚１０ｍ５＊）を得た。これはスキン層が無発泡で
３層の発泡状態は中心に向かうほど高発泡でセルサイズ
も大きくなっていることが光学顕微鏡観察により確認で
きた。中心部のセルサイズは最大直径が１　＋ｕ＋程度
であった。なお、この発泡体の針入度は４５であった。

また、この発泡体の総厚に対して３等分した中心層の密
度は０．２１ｇ／ａｉ、両外層の密度は０．３２ｇ／ｃ
ｄであった。さらに同様の手法で、加熱温度・時間を変
え種々の針入度（３８，５０，６８，）の発泡体を得た
。

配合比ベーストポリ塩化ビニル”１　　１００重量部ＤＯＰ”
　　　　　　　　　　　　６０ｆｆ！量部発泡剤１３　
　　　　　　　　２．５重量部熱安定剤８４　　　　　
　　　２．５重量部シリカゲル　　　　　　　　　　　
１重量部＊１：東ソー（株）製リューロンペースト＊２
：化工（株）製、ビニサイザー８０＊３：永和化成（株
）製、ＡＣ−Ｒ＊４：アデカアーガス化学（株）製、ＦＬ実施例５　下
記に示した配合によるエチレン−酢酸ビニル共重合体（
以下ＥＶＡと略する）コンパウンドを、ミキシングロー
ルを用いて８０℃の温度でよく混練しシート状（１，５
ｍ■厚）にしたものを１５０Ｘ１５０Ｘ２ｍ■の金型に
入れ、温度１６０℃２面圧１５０ｋｇ／備２の条件で加
熱発泡させた。この発泡体の総厚は１２ｍ−で、スキン
層は無発泡で１層の発泡状態は中心に向かうほど高発泡
でセルサイズも大きくなっていることが光学顕微鏡観察
により確認できた。なお、この発泡体の針入度は３０で
あった。また、この発泡体の総厚に対して３等分した中
心層の密度は０．１５ｇ　／Ｃｊ、両外層の密度は０．
２１ｇ／ｃｄであった。

配合比ＥＶＡ’１　　　　　　　　　　１００重量部発泡剤３
２　　　　　　　　　　　４重量部架橋剤Ｉ′３　　　
　　　　　　　　１ｆｆｉ量部＊１：東ソー（株）製、
ウルトラセン＊２：永和化成（株）製、ＡＣ−Ｒ＊３：日本油脂（株）製、バークミルＤ比較例１　実施
例１と同じ配合のゾルを１８０℃で７分間加熱発泡させ
、密度０．３５　ｇ　／　ｃｓ　’の均一発泡させた発
泡体を得た（−針入度３５）。

比較例２　実施例１と同じ配合のゾルを２３０℃で６分
間加熱発泡させ、密度０．２５ｇ／（至）３の均一発泡
させた発泡体を得た（針入度６０）。

比較例３〜４　実施例１で得られた発泡体のスキン層（
未発泡部）を片面、もしくは両面削り落とし、スキン層
がない発泡体（厚さ９．６鰭、９．３ｍ＋ｓ）を得た。

比較例５　比較例２で得られた発泡体を３層に等分に切
り分け、中心層には比較例１で得られた発泡体の中心層
を入れ、それぞれを接合させ、中心部が低発泡で外層部
が高発泡な発泡体を得た。

比較例６〜７　市販のゴムスポンジ（ＮＲ系Ｎ−１４９
，密度０．Ｉｇ／ｃｍ″、厚さ１０ｍｍ）及び軟質ウレ
タンフオーム（ＥＭＴ、密度０．０６ｇ／ｃｍ’、厚さ
１０龍、共に弁上ＭＴＰ　（株）製）をスキン層を有さ
ず低密度の発泡体として得た。

発泡体の衝撃吸収性能測定　厚さ３０鰭の鉄板上に厚さ
３　＋ｎのゴム板を敷き、その上に前記実施例１〜５．
及び比較例１〜７で得られた発泡体を置いた。同位置で
鉄板の裏側には振動ピックアップ（Ｂｒｕｅｌ＆Ｋｊ　
　ｒ社製）を取り付け、力変換子（Ｂｒｕｅｌ＆Ｋｊ　
　ｒ社製）を取り付けた鋼球を発泡体上３００　ｍ！ｌ
の高さから落下させた。

その時振動ピックアップと力変換子で測定した衝撃加速
度を第１表に示した。

〔発明の効果］以上の説明から明らかなように９本発明によれば軽量で
、従来のスポンジに比べて優れた衝撃吸収性を有した材
料が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の衝撃吸収材の断面を示す模式図であ
る。１・・・スキン層２・・・コア層３・・・発泡セル

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コア部とその表面に設けられるスキン層とが一体
であるように成形された衝撃吸収材において、コア部は
中心に向かうに従って高発泡かつセルサイズも大きくな
り、スキン層は無発泡状態であることを特徴とする衝撃
吸収材。