JPS6315943B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はエネルギー吸収用半硬質ポリウレタン
フオームに関するものであり、特に特定の添加成
分を含むエネルギー吸収用半硬質ポリウレタンフ
オームに関するものである。 エネルギー吸収用のポリウレタンフオームは自
動車のバンパー芯材やクラツシユパツド等に用い
られる他、各種衝撃吸収材として使用される。こ
のポリウレタンフオームは、半硬質ポリウレタン
フオームの１種であり、ポリオールとポリイソシ
アナート化合物を主成分として反応させ、発泡硬
化させて得られる。ポリオールとしては、大別し
て２種のものが用いられている。その１つはポリ
マーポリオールと呼ばれるポリオールであり、ポ
リエーテルポリオールやポリエステルポリオール
中でアクリロニトリルやスチレンをグラフト重合
して得られるポリオールである。他のポリオール
は通常ポリウレタンフオームの原料として用いら
れているポリエーテルポリオールやポリエステル
ポリオールに属するポリオールである。後者のポ
リオールを使用したエネルギー吸収性ポリウレタ
ンフオームとしては、たとえば特公昭52−43239
号公報、特公昭53−4040号公報、特公昭53−
14119号公報等に記載されている。ポリマーポリ
オールを使用したエネルギー吸収性ポリウレタン
フオームに比較して後者のポリオールを用いたフ
オームは、ポリオールの粘度が低い等の理由によ
つてポリオールの取り扱いが容易であることやポ
リオールの価格が低いことなどの理由によつて、
将来性が高いと予想される。 本発明者は、実質的にポリマーポリオールを使
用することなくエネルギー吸収用半硬質ポリウレ
タンフオームを製造することを検討した。このポ
リウレタンフオームは連続気泡を有する半硬質フ
オームであるが従来気泡の連続化が困難であり、
ともすれば部分的に独立気泡が生じる恐れがあつ
た。特にエネルギー吸収用のポリウレタンフオー
ムは高反応性の原料が使用されるため、生成する
気泡が破れる前にポリウレタンがゲル化して気泡
壁が形成され、破泡が困難となり易い。独立気泡
を含む半硬質ポリウレタンフオームはモールドか
ら取り出された後に収縮を起し変形し易い欠点が
ある。 本発明者は、エネルギー吸収用半硬質ポリウレ
タンフオームにおいて独立気泡の生成を防ぐため
に種々の添加剤の添加を検討した。その結果、ス
テアリン酸カルシウムあるいはフアインシリカの
添加が有効であることを見い出した。本発明はこ
れを要旨とするものであり、即ち、ポリオールを
主成分とするポリオール成分とポリイソシアネー
ト化合物を主成分とするイソシアネート成分の少
くとも２成分を反応させて得られるエネルギー吸
収用半硬質ポリウレタンフオームにおいて、エネ
ルギー吸収用半硬質ポリウレタンフオーム中に該
ポリウレタンフオームを基準として0.01〜10.0重
量％のステアリン酸カルシウムあるいはフアイン
シリカを存在させたことを特徴とするエネルギー
吸収用半硬質ポリウレタンフオームである。 ステアリン酸カルシウムは（C₁₇H₃₅COO）₂Ca
で表わされる化合物であり、市販品は通常パルミ
チン酸カルシウムを混有している。本発明ではス
テアリン酸カルシウムは勿論、この市販品も使用
しうる。フアインシリカは約10〜1000Åの粒子径
を有する無水ケイ酸、含水ケイ酸、あるいは含水
ケイ酸塩であり、特に無水ケイ酸あるいは含水ケ
イ酸が好ましい。 本発明のエネルギー吸収用のポリウレタンフオ
ームは、ポリオールとポリイソシアネート化合物
をそれぞれ主成分とする少くとも２成分の反応性
混合物を成形型中で発泡硬化して得られる半硬質
のフオームである。ポリオールとしては前記のよ
うに実質的にポリマーポリオールを含まないポリ
オールが好ましいが、勿論ポリマーポリオールを
使用してもよい。ただし、ポリマーポリオールは
それ自体破泡性を有しているので本発明の目的か
らあえて使用する必要はない。ポリウレタンフオ
ームは通常上記２成分に加えて触媒と発泡剤が使
用される。また、エネルギー吸収用のポリウレタ
ンフオームでは鎖延長剤あるいは架橋剤として低
分子量ポリオールやアミン類が使用されることが
多い。本発明においても通常これら触媒、発泡
剤、鎖延長剤（架橋剤）は必須の成分である。そ
の他、本発明のポリウレタンフオームには整泡
剤、着色剤、充填剤、安定剤その他の添加剤を添
加してもよい。 本発明のポリウレタンフオームの原料として使
用しうるポリオールとしては、ポリエーテルポリ
オール、ポリエステルポリオール、その他のポリ
オールを使用しうるが、特にポリエーテルポリオ
ールが好ましい。ポリエーテルポリオールとして
は、２〜５価の多価アルコールその他のイニシエ
ーターに炭素数２〜４のアルキレンオキシドの１
種または２種以上を付加して得られるポリオキシ
アルキレンポリオールやテトラヒドロフラン重合
体などが好ましい。これらポリエーテルポリオー
ルとして特に、水酸基数２〜４、水酸基１個当り
の分子量1000〜3000のポリエーテルポリオールが
適当である。また水酸基数の高いポリエーテルポ
リオールと水酸基数の低い（ただし２以上）ポリ
エーテルポリオールの組み合せや分子量の異るポ
リエーテルポリオールの組み合せを用いることが
できる。 鎖延長剤あるいは架橋剤としては多価アルコー
ルやアミン類が使用される。多価アルコールとし
ては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジ
オール、グリセリン、トリメチロールプロパンな
どの２〜４価の多価アルコールが好ましい。その
他、分子量1000以下のポリエーテルポリオール、
ポリエステルポリオールあるいはアミン−アルキ
レンオキシド付加物、またはアルカノールアミン
や芳香族アミンなども使用しうる。 発泡剤としては、水や塩化メチレン、トリクロ
ルフルオロメタン、ジクロルジフルオロメタンそ
の他のハロゲン化炭化水素が好ましい。触媒とし
ては、各種アミン類やアミン類と有機金属化合物
の組み合せが好ましい。ポリイソシアネート化合
物は、トリレンジイソシアネート（TDI）、ジフ
エニルメタンジイソシアネート（MDI）、ポリメ
チレンポリフエニルイソシアナート（PAPI）、
その他の芳香族ポリイソシアネートが好ましく、
特に変性されたMDIなどの変性ポリイソシアネ
ート化合物が好ましい。 これら原料を用いて得られるエネルギー吸収用
ポリウレタンフオーム中のステアリン酸カルシウ
ムあるいはフアインシリカの量は、ポリウレタン
フオームに対して0.01〜10.0重量％、特に0.1〜
5.0重量％が好ましい。ステアリン酸カルシウム
あるいはフアインシリカは好ましくはポリオール
成分に添加して用いられる。 本発明のポリウレタンフオームはポリオール成
分とイソシアネート成分との少くとも２成分を混
合し、発泡硬化して製造される。通常ポリオール
成分はポリイソシアネート化合物を除く全原料の
混合物であり、イソシアネート成分はポリイソシ
アネート化合物のみからなる。しかし、これのみ
に限られるものではなく、ポリイソシアネート化
合物と非反応性の化合物や原料をイソシアネート
成分に加えて用いてもよい。両成分の混合は高圧
発泡機で行うことが好ましい。急速に混合された
両成分は直ちにモールドへ注入され、モールド内
で発泡硬化する。 エネルギー吸収用硬質ポリウレタンフオームに
おいて、シリカや炭酸カルシウムを添加すること
は公知であり、たとえば特公昭52−9238号公報や
特開昭51−37997号公報に記載されている。硬質
ポリウレタンフオームは独立気泡を有するフオー
ムであるので、本発明の連続気泡を有するフオー
ムとは異る。シリカは、この独立気泡のセル径を
大きくするために少量使用されているが、破泡の
目的はない。また、炭酸カルシウムは比較的多量
に加えられるが、成形時の破泡を目的としていな
い。炭酸カルシウムは、フオームに衝撃が加わつ
たときのセル膜の破壊を目的としており、仮に成
形時に破泡の効果が生じたとしても良好な硬質フ
オームは得られないと思われる。本発明は半硬質
フオームであるので成形時にセル膜が破壊される
必要がある。 以下に本発明を実施例によつて具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。 実施例 １ OH価28.1のポリエーテルポリオール36.2部
（重量部、以下同様）、OH価1245の１，４−ブタ
ンジオール9.0部、OH価1130のトリエタノールア
ミン1.1部、水0.8部、トリクロルフルオルメタン
3.7部、DABCO33LV0.07部、すずラウレート系
触媒0.03部、ステアリン酸カルシウム1.3部を均
一に混合した液に液状のジフエニルメタンジイソ
シアネート（日本ポリウレタン社製ミリオネート
MTL NCO28.5％）47.8部を衝突混合させ金型内
で発泡させる。３分後に金型よりの脱型が可能と
なりふくれ、シユリンク等変形のない良好なフオ
ームが得られた。得られたフオームの物性は密度
0.118ｇ／cm³、エネルギー吸収率64％、圧縮強度
4.2Kg／cm²、30分後の歪回復率97％であつた。 実施例 ２〜４ 実施例１と同様な方法で第１表に示す処方で発
泡させた。結果は実施例１と同様変形のない良好
なフオームが得られた。 比較例 １ 実施例１からステアリン酸カルシウム1.3部の
みを除いた液を均一に混合したものと液状のジフ
エニルメタンジイソシアネート47.8部を衝突混合
させ金型内で発泡させた。３分後に脱型した所異
常にふくれた変形したフオームとなつた。 比較例 ２、３ 第１表に示す処方で実施例１と同様に衝突混合
させてフオームを得たが異常にふくれた変形した
フオームとなつた。

【表】

【表】 実施例 ５ OH価28のポリエーテルポリオール41.6部、
OH価1245の１，４−ブタンジオール4.2部、OH
価1130のトリエタノールアミン0.4部、発泡剤
水1.46部、アミン系触媒（DABCO33LV）0.4部、
有機スズ系触媒（DBTDL）0.01部、アエロジル
＃200（日アエロジル社製）0.6部を均一に混合し
た液と芳香族ポリイソシアネート（商品名イソネ
ート181化成アツプジヨン社製NCO23％）51.4部
を衝合混合させることによりフオームを得た。得
られたフオームはふくれ等の変形のない連通性の
良好なものであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリオールを主成分とするポリオール成分と
   ポリイソシアネート化合物を主成分とするイソシ
   アネート成分との少くとも２成分を反応させて得
   られるエネルギー吸収用半硬質ポリウレタンフオ
   ームにおいて、エネルギー吸収用半硬質ポリウレ
   タンフオーム中に該ポリウレタンフオームを基準
   として0.01〜10.0重量％のステアリン酸カルシウ
   ムあるいはフアインシリカを存在させたことを特
   徴とするエネルギー吸収用半硬質ポリウレタンフ
   オーム。 ２ ポリオールが実質的にポリマーポリオールを
   含まないポリオールであることを特徴とする特許
   請求の範囲１のポリウレタンフオーム。 ３ ポリオールがポリエーテルポリオールである
   ことを特徴とする特許請求の範囲１のポリウレタ
   ンフオーム。