JPH0234778B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は振動・衝撃等を減衰ないし吸収する必
要がある場合、特に人体に振動・衝撃が加わる場
合において、部分的にエネルギー吸収材を有する
成形体に関する。特に本発明は靴の中敷、肩当
て、すね当て、その他のプロテクター、ヘツドギ
ヤー、野球ミツト、グローブ、ヘルメツト裏、チ
エーンソーのハンドル、自動車のシート及びシー
ト及びシートカバー、自転車のサドル等に用いら
れるエネルギー吸収材を有する２色成形体に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕 靴の中敷その他上に記述した用途に用いられる
振動・衝撃の吸収ないし減衰には弾性型（エラス
トマー）ポリウレタンフオーム等の弾性体が広く
用いられている。このような弾性体は大部分弾性
作用を用いた減衰作用ないし衝撃緩和作用を行う
ものである。

弾性的なクツシヨン作用は材料のずれによる発
熱によりエネルギー吸収する部分と、瞬間的な衝
撃ないし振動を時間的或いは面積的に拡大した上
で人体等に印加する部分とがある。しかし、この
ような弾性作用を利用したクツシヨン材はエネル
ギー吸収性が低い。

また、衝撃が繰返して加わる場合、或いは比較
的大きい振動が反復して加わる場合には、このよ
うなクツシヨン材は疲労して永久破壊を生じ、弾
性を失つてしまうので長期の使用に耐えない。

そこで、最近になつて粘弾性型のプラスチツク
材料をエネルギー吸収材に用いることが提案され
るに至つた。この型の吸収材は外力に対して弾性
変形が生じることにより大きい衝撃ないし振動を
減衰させ、同時に塑性変形によりエネルギーを吸
収することができる。しかし、粘弾性型プラスチ
ツクの欠点は、その復元に時間がかかることであ
り、或いは物によつては十分に復元しない。特に
靴の中敷などでは、人の歩行及び走行は吸収材に
１秒以内の時間間隔で繰返し荷重を加えるから、
通常の粘弾性体では役に立たない。特開昭52−
54000及び58−194913号には、0.7秒以内に原形を
回復できるポリウレタン系の粘弾性体が提案され
ている。この素材を中敷とかプロテクター形に成
形して見ると分るが、比重が1.2以上の大きいも
のであるから、従来のフオーム形の吸収材に比べ
ると数倍の重さとなり、却つて着用が不快なもの
となり、また疲労の原因となる。

〔本発明者による試みと失敗〕

今、靴の中敷を例にとつて説明するに、歩行或
いは走行時に足に加わる力を分析して見ると、大
きな衝撃が加わる個所は第１図（右足裏を示す
図）にＡ，A′で示した領域に集中し、Ｂで示し
た領域にはほとんど加わらない。そこで、本発明
者は従来から用いられているポリウレタンフオー
ム製中敷の裏面から領域Ａに相当する部分をくり
抜いた形に成形し、また領域Ａ，A′の形に成形
した粘弾性ポリウレタンを上記のくり抜いた形の
ところに接着剤を用いて張り合せた。ところが、
粘弾性ポリウレタンの接着剤親和性は非常に悪
く、中敷として使用すると短時間のうちに剥離し
て実用にならないことが分つた。

〔発明の目的〕

従つて、本発明の目的は、衝撃吸収性が高く且
つ軽量でエネルギー吸収作用が大きいクツシヨン
材を提供することにある。

本発明の他の目的は、接着強度の高い２色成形
型の上記クツシヨン材を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明のクツシヨン材は、(1)弾性型（エラスト
マー）樹脂特に弾性型ポリウレタンフオームと、
(2)衝撃ないし振動が集中する部分において前記弾
性型ポリウレタンフオームに結合された粘弾性型
樹脂特に粘弾性型ポリウレタンとの同時成形体よ
り成るクツシヨン材である。かかる複合成形体
は、２色成形の技術や、上記(1)及び(2)を相前後し
て成形するなどの方法によつて成形しうる。

本発明によると、粘弾性型ポリウレタンが上記
のように衝撃が大きい個所に用いられ、その他の
部分は通常のポリウレタンフオームから形成され
るから、平均密度が低くなり、軽量でしかもエネ
ルギー吸収効果の大きいクツシヨン材が提供でき
る。

また、本発明によると、両ポリウレタン部分の
結合性が高く、寿命の長い中敷が提供できる。

〔発明の構成〕 弾性型ポリウレタンフオームと粘弾性型ポリウ
レタンとは硬化時に部分的に化合結合することに
より強力に接着する。好ましくは両者の一方はイ
ソシアネート基過剰型他方は活性水素基過剰型
（OH、COOH等）とすると相互反応に都合が良
いが、いずれもOH過剰であつても例えばポリイ
ソシアネート架橋剤を用いることにより間接的に
相互結合することができる。しかし、粘弾性型ポ
リウレタンを予め成形し、それを型内に置いてさ
らに弾性型ポリウレタンフオームを注型発泡させ
るには、上述した過剰な基を有する原料液を用い
る。

原形回復が早く、衝撃エネルギー吸収性が大き
い粘弾性型ポリウレタンは特開昭58−194913号や
特開昭60−67524号に記載されている粘弾性ポリ
ウレタンである。例えば特開昭58−194913号に従
つて平均分子量約1500以上6000以下のポリオキシ
アルキレングリコール（ポリオキシエチレングリ
コール、ポリオキシプロピレングリコール等）及
び少量の平均分子量500以下のポリオールのブレ
ンドと芳香族ジイソシアネートとを反応させて架
橋し、その際に弾性型ポリウレタンフオームとの
関連でOH基またはNCO基のいずれかを過剰に用
いる。好ましくはNCO／OHが１より小さいもの
を用いる、他の粘弾性型ポリウレタンの例は、特
開昭60−67524号に示されているように平均分子
量400〜6000の２または３官能性ポリエーテルポ
リオールまたはポリエステルポリオール、これら
にエチレン性不飽和化合物を部分的にグラフト重
合させたポリオールと、ポリイソシアネートとを
有機金属媒体を使つて重合したものである。

一方、弾性型ポリウレタンフオームは従来公知
の材料及び方法で製造しうる。この場合にOH基
またはNCO基の一方を過剰にして粘弾性型ポリ
ウレタンと結合させる。

別法として、粘弾性ポリウレタンの重合反応を
中途まで進めて賦形を達成した後、通常の発泡性
ポリエレタンをその周りに注型発泡させる。この
場合にポリイソシアネートが両種のポリウレタン
に作用して両者を強く接着させる。この場合には
NCO基やOH基に関する上記の考慮は不要であ
る。

なお、以下の実施例で用いた粘弾性型ポリウレ
タンは、ポリオールとして平均分子量約2000のポ
リオキシ（１，２−プロピレングリコール）と、
平均分子量約292のＮ，Ｎ，N′，N′−テトラキス
（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンと
を混合して平均分子量約800に調整したものであ
り、充填剤として炭酸カルシウム、可塑剤
（DOP）、泡抑制剤等を含む。また架橋剤として
はジイソシアネート（MDI）を用い、そして
NCO基／OH基が大体0.2〜0.8当量となるように
して用いた。この粘弾性型ポリウレタンはOH過
剰型であるから、弾性型ポリウレタンフオームを
形成・発泡・硬化する際に用いるポリイソシアネ
ートは粘弾性型ポリウレタンとの界面において直
接反応して、両種のポリウレタンを強く結合させ
る。

次に、本発明の実施例を説明する。

実施例 １ 第２図及び第３図は本発明の複合ポリウレタン
型の靴中敷１を示す。中敷は粘弾性ポリウレタン
部分２，２′と弾性ポリウレタンフオーム部分３
とから成る。粘弾性部分２は第１図に示した足の
部分Ａに対応するもので、大きい衝撃エネルギー
を受ける部分で、かかと部２′及び指と土踏まず
の間の部分（中足部）２より成る。粘弾性部分
２，２′は先きに述べた粘弾性ポリウレタンプレ
ポリマーであつて、硬化処理後にもOH過剰で、
表面にOH基を露出している。次に、発泡剤を混
合した通常の弾性ポリウレタンプレポリマーであ
つて、ポリイソシアネートを過剰に含むものを、
予成形されている粘弾性部分２の上に注型して発
泡硬化した弾性型ポリウレタンフオーム３とす
る。両部分２と３の間には化学的な結合が生じ第
２〜３図に示すように靴側には粘弾性型ポリウレ
タン、２，２′が結合され、足側には全面的にま
た靴側には粘弾性ポリウレタン２の間を埋めるよ
うに弾性型ポリウレタンフオーム３が配置された
構造の中敷１が得られる。なお両部分２，３は原
料プレポリマーの性質が非常に異なるから、順次
注型しておき、同時に熱硬化しても良い。

実施例 ２ 第４図はスキーブーツの概略図であり、１０，
１１は変形しない剛性の高いプラスチツク材料で
作られたブーツ外殻であり、後部外殻１１は着脱
自在である。ブーツ内部の少なくとも前部には足
の甲部及びすねの一部を保護するクツシヨン挿入
体１２が挿入されている。クツシヨン挿入体１２
は捻挫を防止する役目をする。この挿入体１２は
通常の弾性型ポリウレタンフオーム部分１３及び
特に衝撃が大きく加わる甲部内面に形成される粘
弾性ポリウレタン部分１４より成る。この挿入体
１２の製造法は前例と同様である。

その他の例 本発明は、種々の他の応用を有する。例えばヘ
ルメツト内面全体に弾性型ポリウレタンフオーム
シートを、該フオームの前部内面に粘弾性型ポリ
ウレタンシートを施すことができる。

野球グローブやミツトにおいては、球受部に粘
弾性型ポリウレタンを化学結合した弾性ポリウレ
タンフオームシートを用いることができる。

肩当て、手袋その他のプロテクターにおいて
は、衝撃が加わる部分に粘弾性型ポリウレタンシ
ートを結合した弾性型ポリウレタンフオームを用
いることができる。

その他、人体の所望の部位において衝撃が加わ
る部分には粘弾性型ポリウレタンを化学結合した
弾性型ポリウレタンを用いることができる。

本発明はまた、人体の保護用に限られず、例え
ば自動車の座席シートの背もたれや背面にクツシ
ヨンシートを設け、その表面または裏面に粘弾性
ポリウレタンシートを部分的に結合して座席の人
を衝撃から保護する、或いはチエーンソーのハン
ドルに同様な二層型ポリウレタンを巻きつけるな
ど、種々の用途に用いることができる。

〔作用効果〕

粘弾性型ポリウレタンを化学結合した弾性型ポ
リウレタンフオームにより構成したクツシヨン材
は、軽量でしかも繰返し衝撃に対する極めて有効
な吸収体となる。また、製造方法を工夫すること
により、２種のポリウレタンが強力に接着結合
し、耐久性の良いクツシヨン材が提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は足裏の衝撃集中部分とそうでない部分
を示す図、第２図は本発明の実施例の靴中敷の底
面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図、第４図は
他の実施例スキーブーツの断面図、及び第５図は
従来例のスキーブーツの断面図である。 １：中敷、２：粘弾性型ポリウレタン、３：弾
性型ポリウレタンフオーム、１０，１１：スキー
ブーツ、１３：弾性型ポリウレタンフオーム、１
４：粘弾性型ポリウレタン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エネルギー吸収が必要な部分に粘弾性型ポリ
   ウレタン樹脂を、その他の部分に発泡弾性型ポリ
   ウレタン樹脂を配し、一体成形により両種樹脂部
   分が化学結合されているエネルギー吸収材を一部
   に有する一体成形クツシヨン材。 ２ 粘弾性型樹脂はポリウレタンであり分子量約
   1500〜6000のポリオキシアルキレングリコール
   と、少量の分子量500以下のポリオールと、ポリ
   イソシアネートとの重合物である前記第１項記載
   のクツシヨン材。 ３ 粘弾性型ポリウレタンはNCO／OH比が1.0
   以下である前記第２項記載のクツシヨン材。 ４ NCO／OH比が0.81以下である前記第３項記
   載のクツシヨン材。