JPH0912667A

JPH0912667A - 軟質ポリウレタンモールドフォーム

Info

Publication number: JPH0912667A
Application number: JP18824195A
Authority: JP
Inventors: Shigeharu Sato; 茂春佐藤; Isao Kamoshita; 功加茂下; Atsuo Toyama; 淳夫遠山
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】乗用車等のシートクッション材として特に好
適であり、従来より後部座席用のクッション材として多
用されているリボンデッドフォームの性能を上回る安価
且つ実用性の高い軟質ポリウレタンモールドフォームを
提供する。【構成】重量平均分子量４５００のポリエーテルポリ
オール１００重量部（以下、部という。）、アミン触媒
０．６部、、シリコーン整泡剤０．５部、発泡剤として
の水４．７部及び無機充填剤である炭酸カルシウム６０
部を混合し、ハンドミキサーで攪拌した後、イソシアネ
ートインデックスが７０となる量のポリイソシアネート
を添加して混合し、発泡性組成物を調製した。この組成
物を発泡型に投入して発泡、硬化させ、軟質ポリウレタ
ンモールドフォームを得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリマーポリオール及
び架橋剤等は配合せず、高分子量のポリエーテルポリオ
ールと炭酸カルシウム等の無機充填剤を使用することに
より得られ、実用的に十分な物性を備え、特に硬度と反
発弾性のバランスがとれた軟質ポリウレタンモールドフ
ォームに関する。本発明のモールドフォームは、緩衝性
を有するウレタンパッドとして使用され、また、無機充
填剤の配合により難燃性にも優れるため、特にシートク
ッション、アームレスト等の車両用内装部品を構成する
部材として好適である。

【０００２】

【従来の技術】車両の内装部品には緩衝性を要するもの
が多く、特にシートには優れた乗り心地と耐久性が必要
とされる。しかし、乗用車等では前部座席の使用頻度
が、後部座席に比べて非常に高く、同じ性能のシートと
した場合、高い性能のシートとすれば後部座席としては
品質が過剰となり、性能を落とせば前部座席としては使
用できないものとなってしまうという不都合がある。

【０００３】そのため、ウレタン系のシートクッション
を使用する場合、従来より前席用としてはモールドフォ
ームが使用され、後席用としてはリボンデッドフォーム
が使用されている。このシートクッションを形成するた
めのモールドフォームは、適度な硬さと優れた反発弾性
等を要するため、通常の軟質ポリウレタンモールドフォ
ームの原材料配合に、更にポリマーポリオール、架橋
剤、難燃剤等、高価な成分を配合することが多く、相当
にコストの高い製品となる。

【０００４】一方、リボンデッドフォームは、軟質スラ
ブフォームの加工屑を粉砕してチップとし、これにバイ
ンダーを添加して型に充填し、加熱、乾燥することによ
り成形される。従って、コスト的にはモールドフォーム
より相当に低く、使用頻度の低い後席用フォームとして
メリットは大きい。しかし、粉砕チップを使用している
ため物性上劣るうえ、製品間の品質のばらつきも大きい
という問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するものであり、高価なポリマーポリオール、架
橋剤、難燃剤などに代えて、分子量の大きいポリエーテ
ルポリオールと炭酸カルシウム等の無機充填剤とを配合
することにより、上記モールドフォームとリボンデッド
フォームとの間の幅広い性能を有する軟質ポリウレタン
モールドフォームを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１発明の軟質ポリウレ
タンモールドフォームは、ポリイソシアネート、ポリオ
ール及び無機充填剤を含む発泡性組成物を発泡硬化させ
て得られる軟質ポリウレタンモールドフォームにおい
て、イソシアネートインデックスは５０〜９０であり、
上記ポリオールを１００重量部とした場合に、その８０
〜１００重量部が重量平均分子量３０００〜８０００の
ポリエーテルポリオールであり、上記無機充填剤は２０
〜１２０重量部であることを特徴とする。

【０００７】上記「ポリイソシアネート」としては、従
来より軟質ポリウレタンモールドフォームの製造に使用
されているトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、フェニレン
ジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなどの
ポリイソシアネートを適宜に使用することができる。例
えばＴＤＩ／ポリメリックＭＤＩ＝１００／０〜５０／
５０（重量比）程度の混合物を使用することができ、Ｔ
ＤＩ／ポリメリックＭＤＩ＝８０／２０のものが特に好
ましい。

【０００８】また、本発明では、比較的多量の無機充填
剤を使用することにより、ポリイソシアネートとポリオ
ールとの反応比を低くすることができ、モールドフォー
ムの硬さ、反発弾性及び発泡、硬化時の安定性等を考慮
しつつ、イソシアネート基／水酸基のモル比である上記
「イソシアネートインデックス」を「５０〜９０」の範
囲とする。このインデックスは特に６５〜７５程度が好
ましく、ソフトな感触のフォームを得ることができる。

【０００９】上記「ポリオール」はその「８０〜１００
重量部」が「ポリエーテルポリオール」である。このポ
リエーテルポリオールは、官能基を有する出発物質にプ
ロピレンオキサイド、エチレンオキサイド、ブチレンオ
キサイド等が付加したものである。これらのアルキレン
オキサイドは単独使用または併用することができるが、
プロピレンオキサイドを使用することが一般的であり、
原料の価格及びフォームに緩衝性を付与するうえで好ま
しい。

【００１０】また、上記出発物質としては、エチレング
リコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメ
チロールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリ
スリトール、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジ
フェニルメタンジアミン、２，２，６，６−テトラキス
（ヒドロキシルメチル）シクロヘキサノール、ソルビト
ール、マンニトール、シュークロース等が挙げられる。
これらは単独で使用してもよいし、２種以上を混合して
使用してもよい。

【００１１】本発明では、上記ポリオールの全量がポリ
エーテルポリオールであってもよく、このポリエーテル
ポリオールが８０重量部未満では、反発弾性の低下が大
きく、実用的なモールドフォームが得られない。また、
その「重量平均分子量」は「３０００〜８０００」であ
り、特に第２発明のように「４５００〜６５００」の範
囲が好ましい。この重量平均分子量が３０００未満では
反発弾性が大きく低下する。一方、重量平均分子量が８
０００を越えるポリエーテルポリオールは一般的ではな
く、且つそれ以上の物性の向上も少ない。尚、分子量が
４５００〜６５００の範囲であれば、硬度及び反発弾性
のバランスのとれた適用範囲の広いフォームが得られ
る。

【００１２】更に、上記「無機充填剤」としては、各種
の樹脂組成物に配合して使用されるカーボンブラック、
シリカ、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等を、特に制
限されず使用することができる。これらの中では、フォ
ームの独泡構造の生成が抑えられるとともに、難燃化に
も効果を有する炭酸カルシウムの使用が好ましく、連通
化が促進されることによって、より反発弾性の高いフォ
ームが得られる。

【００１３】この無機充填剤の配合量が、ポリオール１
００重量部に対して２０重量部未満では、硬度の低下が
大きく、１２０重量部を越える場合は、発泡性組成物の
粘度が高くなって、正常な発泡、硬化が妨げられること
もある。この配合量は、第３発明のように４０〜８０重
量部であることが好ましく、この範囲であれば、第４発
明のように、ＪＡＳＯ−Ｂ−４０８^-84（社団法人自
動車技術会「自動車用シートのパッド材の性能試験方
法」）によって測定した２５％硬度が１０〜１８ｋｇ／
φ２００ｍｍ、反発弾性率が５０〜６０％の、各種の車
両用内装部品等の素材として好適なフォームが得られ
る。

【００１４】また、本発明で使用される発泡剤は特に限
定はされず、従来より緩衝性を有する軟質ポリウレタン
モールドフォームの製造に使用されている低沸点中性液
を使用することができる。実用的には水が使用されるこ
とが多く、この他メチレンクロライド、エチレンクロラ
イドなどの塩化アルキレン、イソペンタンなどを使用す
ることもできる。

【００１５】更に、上記の発泡性組成物の成分として、
ポリイソシアネート、ポリオール等の他に触媒、整泡剤
及び必要に応じてその他の助剤を使用することができ
る。そのような助剤としては、発泡性組成物の粘度を低
下させ、攪拌混合を容易にするための各種の液状難燃
剤、希釈剤或いは酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤な
どが挙げられる。それらの使用量は得られるモールドフ
ォームの性能を著しく損ねない限り特に限定はされな
い。

【００１６】

【作用】本発明のモールドフォームは、乗用車等のシー
トクッション、特に後部座席用のクッション材として好
適である。しかも本発明のモールドフォームは、ポリエ
ーテルポリオールの分子量と無機充填剤の配合量を適宜
選択することにより、硬さと反発弾性を幅広く設定する
ことができる。そのため、乗用車等のグレードに合わ
せ、品質とコストとのバランスを考慮して最適な前席及
び後席用の配合とすることができ、車種によっては前後
席用ともに同じクッション材とすることもできる。尚、
本発明のモールドフォームは、上記のシートクッション
材等の車両用の他、家具、事務用品等のクッション材な
ど、身体が触れた場合に、柔軟でソフトな感触を要する
部品、部位のすべてに適用することができる。

【００１７】また、本発明では、ポリマーポオール、架
橋剤等を使用せず、低いインデックスでの発泡、硬化が
可能であるためソフトな感触のフォームが得られ、更
に、無機充填剤の配合によって連泡化が促進されるた
め、クラッシング処理を簡略化することができ、場合に
よってはクラッシング処理を省略することもできる。ま
た、反発弾性がポリエーテルポリオールの分子量に大き
く依存するため、その調整がし易く、硬度もポリマーポ
リオール等を使用したモールドフォームの場合と同様
に、設定値通りの製品を容易に得ることができる。

【００１８】更に、本発明のモールドフォームでは、そ
の表面にリボンデッドフォームのような凹凸を生ずるこ
ともなく、硬度も均一であり、引張強度、伸び等のフォ
ームの一般物性も良好である。また、リボンデッドフォ
ームに近い性能を有するフォームを容易に調製すること
ができ、従来のようにモールドフォームとリボンデッド
フォームとを使い分ける必要もない。尚、本発明のモー
ルドフォームでは、型温、キュア時間等、通常の軟質ポ
リウレタンモールドフォームと同様でよく、低圧注入機
を使用することもでき、既存の設備をそのまま使用する
ことができるというメリットもある。

【００１９】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。 (1) 使用原料ポリイソシアネート三井東圧化学株式会社製の商品名「ＴＭ−２０」を使用
した。これはＴＤＩとポリメリックＭＤＩとを重量比で
８０／２０に混合したものである。

【００２０】ポリエーテルポリオール重量平均分子量３０５０〜６０００のポリプロピレング
リコール系ポリエーテルポリオールを使用した。 a)分子量３０５０のポリオール：三井東圧化学株式会社
製、商品名「ＭＮ−３０５０」、水酸基価；５５ b)分子量４５００のポリオール：武田薬品工業株式会社
製、商品名「ＭＦ−７８」、水酸基価；３６

【００２１】c)分子量４８００のポリオール：三洋化成
工業株式会社製、商品名「Ｎｏ．３８」、水酸基価；３
５ d)分子量５５００のポリオール：住友バイエルウレタン
株式会社製、商品名「ＳＢＵ−Ｐ−０２５７−Ａ」、水
酸基価；３１ e)分子量６０００のポリオール：住友バイエルウレタン
株式会社製、商品名「ＳＢＵ−Ｐ−０２５７」、水酸基
価；２８

【００２２】ポリマーポリオール：三井東圧化学株式
会社製、商品名「ＰＯＰ−３１２８」無機充填剤：炭酸カルシウムアミン触媒：中京油脂株式会社製、商品名「ＬＶ−３
３」架橋剤：旭電化株式会社製、商品名「ＥＤＰ−４５
０」シリコーン整泡剤：日本ユニカー株式会社製、商品名
「Ｌ−５３０９」難燃剤：大八化学株式会社製、商品名「ＣＲ−５０
４」発泡剤：水（イオン交換水）

【００２３】(2) 実験例１〜８の発泡性組成物の組成実験例１〜８の発泡性組成物の組成を表１に示す。表１
中の発泡性組成物の各成分の割合はイソシアネートイン
デックス以外全て重量部で表されており、ポリオール以
外の各成分は、ポリオール１００重量部に対する重量部
で表されている。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１に示した成分のうちポリイソシアネー
ト以外の各成分を混合し、ハンドミキサーで攪拌した
後、表１のイソシアネートインデックスに従ってポリイ
ソシアネートを添加して混合し、混合物を発泡型に投入
して発泡、硬化させた。得られたモールドフォームを室
温で１日静置後物性測定に供した。尚、炭酸カルシウム
を１５０重量部配合した実験例８では、発泡不良のため
後記の物性測定に供するフォームが得られなかった。

【００２６】(3) 各物性の測定方法各実験例で得られたモールドフォームについて、２５％
硬度、引張強さ、伸び、反発弾性率及びコア密度を、Ｊ
ＡＳＯ−Ｂ−４０８^-84に従って測定した。各物性の測
定結果を表１に併記する。

【００２７】表１の結果によれば、本発明の範囲内であ
る実験例５〜７では、炭酸カルシウムの配合量によって
硬度及び反発弾性が変化するものの、実験例３のリボン
デッドフォーム及び炭酸カルシウムの配合量が１０重量
部と少ない実験例４のフォームに比べて、特に反発弾性
が非常に優れていることが分かる。また、硬度も炭酸カ
ルシウムの配合量が６０重量部以上ではリボンデッドフ
ォームと同等、或いはかなり上回っており、実験例１〜
２のポリマーポリオール及び架橋剤を使用したフォーム
と比較すれば性能的にやや劣るものの、実用的には十分
な性能を有していることが分かる。

【００２８】次に、ポリエーテルポリオールの分子量に
よる反発弾性の変化を検討するため、重量平均分子量３
０５０（実験例９）、４８００（実験例１０）及び６０
００（実験例１１）のポリエーテルポリオールを使用し
てモールドフォームを製造した。インデックスを９０と
し、炭酸カルシウムの配合量を各例ともに６０重量部と
した以外は、実験例１と同様にして発泡性組成物を調製
し、同様にして発泡、硬化させて得られたモールドフォ
ームを使用し、同様にしてその２５％硬度及び反発弾性
率を測定した。各例の組成及び評価結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】表２の結果によれば、ポリエーテルポリオ
ールの分子量の変化により、硬度にはそれほど大きな差
はないものの、反発弾性率は分子量の増加とともに大き
く上昇していることが分かる。本発明では、高い硬度を
維持するためには無機充填剤を４０重量部以上、特に６
０重量部程度使用することが好ましいが、この場合に低
下傾向にある反発弾性を、このようにポリエーテルポリ
オールの分子量を大きくすることで容易に高めることが
でき、幅広い実用性能を備えた軟質ポリウレタンモール
ドフォームを得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】第１発明によれば、高分子量のポリエー
テルポリオールと比較的多量の無機充填剤を使用するこ
とにより、乗用車等のシートクッション材などとして十
分に実用に供し得る軟質ポリウレタンモールドフォーム
を得ることができる。また、第２発明に特定した分子量
のポリエーテルポリオールを使用し、また、無機充填剤
を第３発明に特定した配合量とすることにより、第４発
明のように、より優れた実用性能を備えたモールドフォ
ームを得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠山淳夫愛知県安城市今池町３丁目１番36号株式会社イノアックコーポレーション安城事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイソシアネート、ポリオール及び無
機充填剤を含む発泡性組成物を発泡硬化させて得られる
軟質ポリウレタンモールドフォームにおいて、イソシアネートインデックスは５０〜９０であり、上記
ポリオールを１００重量部とした場合に、その８０〜１
００重量部が重量平均分子量３０００〜８０００のポリ
エーテルポリオールであり、上記無機充填剤は２０〜１
２０重量部であることを特徴とする軟質ポリウレタンモ
ールドフォーム。
【請求項２】上記ポリエーテルポリオールの重量平均
分子量は、４５００〜６５００である請求項１記載の軟
質ポリウレタンモールドフォーム。
【請求項３】上記ポリオールを１００重量部とした場
合に、上記無機充填剤は４０〜８０重量部である請求項
１又は２記載の軟質ポリウレタンモールドフォーム。
【請求項４】ＪＡＳＯ−Ｂ−４０８^-84によって測定
した２５％硬度が１０〜１８ｋｇ／φ２００ｍｍであ
り、反発弾性率が５０〜６０％である請求項１乃至３の
いずれか１項に記載の軟質ポリウレタンモールドフォー
ム。