KR20150024464A - Functional polyurethane foam - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리우레탄 폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 시트 등에 적용 가능하며, 운전 중에 발생하는 진동의 상당 부분을 흡수하여 진동 전달률이 최소화되는 기능성 폴리우레탄 폼에 관한 것이다.
The present invention relates to a polyurethane foam, and more particularly, to a functional polyurethane foam which can be applied to an automobile seat or the like, and absorbs a substantial portion of vibration generated during operation to minimize vibration transmission rate.
자동차 산업의 발달과 함께 자동차 내부에서 체류하는 시간이 증가하면서 최근 자동차 내부 승차감에 대한 중요성이 크게 대두되고 있으며, 이에 따른 소비자들의 자동차 내부 쾌적성에 대한 요구 수준 또한 매우 높아지고 있다. With the development of the automobile industry, the time for staying in the automobile has increased, and the importance of the ride quality of the automobile has been recently increasing. Accordingly, the demand for the comfort of the automobile is also increasing.
일반적으로 폴리우레탄 폼은 레진 프리믹스와 이소시아네이트의 반응으로 생성되는데, 상기 레진 프리믹스는 폴리올, 가교제, 촉매, 발포제 및 기타 첨가제 등이 혼합되어 있는 원액이며, 상기 이소시아네이트는 상기 레진 프리믹스와 반응하여 우레탄 결합을 형성하는 폴리우레탄 반응의 주원료이다.Generally, a polyurethane foam is produced by a reaction between a resin premix and an isocyanate. The resin premix is a stock solution containing a polyol, a crosslinking agent, a catalyst, a foaming agent, and other additives. The isocyanate reacts with the resin premix to form a urethane bond It is the main raw material of polyurethane reaction to form.
이러한 폴리우레탄 폼은 다양한 조성으로 널리 알려져 있으며, 예를 들면 대한민국 등록특허공보 제 10-0883514 호에서 내구성 및 내가수분해성이 우수한 폴리우레탄 폼 조성물이 개시되어 있으나, 종래 사용 중인 폴리우레탄 폼은 진동 흡수능이 크게 우수하지는 않기 때문에 이를 자동차용 시트에 적용하는 경우 단시간 운전 시에는 영향을 끼치지 않지만 장시간 운전자가 승차할 경우 차량의 진동이 지속적으로 전달되어 불편함이 야기되는 문제점이 있었다.
Such a polyurethane foam is widely known for various compositions. For example, Korean Patent Publication No. 10-0883514 discloses a polyurethane foam composition having excellent durability and hydrolysis resistance. However, polyurethane foam, which is conventionally used, Is applied to an automobile seat, it does not affect during a short-time operation. However, when a driver rides for a long time, the vibration of the vehicle is continuously transmitted to cause inconvenience.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI)의 사용 없이 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI) 및 분자량이 대략 3000 ~ 7000인 폴리올들을 적용함으로써 진동 흡수능을 향상시킨 기능성 폴리우레탄 폼을 제공하고자 함에 있다.
It is an object of the present invention to solve the above problems by applying modified methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and polyols having a molecular weight of about 3000 to 7000 without using toluene diisocyanate (TDI) And an object of the present invention is to provide a functional polyurethane foam having improved vibration absorbing ability.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기능성 폴리우레탄 폼은 레진 프리믹스와 이소시아네이트 성분의 반응 생성물을 함유하는 폴리우레탄 폼으로서, 상기 레진 프리믹스는 폴리올 성분 및 발포제를 포함하고, 상기 이소시아네이트 성분은 전체 이소시아네이트 성분 중량 대비 모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MMDI) 4 ~ 70 중량%; 카르보디이미드 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(CMDI) 5 ~ 70 중량%; 및 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI) 10 ~ 80 중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the functional polyurethane foam of the present invention is a polyurethane foam containing a reaction product of a resin premix and an isocyanate component, wherein the resin premix comprises a polyol component and a foaming agent, and the isocyanate component is a total isocyanate 4 to 70% by weight of monomeric methylenediphenyl diisocyanate (MMDI) relative to the component weight; 5 to 70% by weight of carbodiimide methylene diphenyl diisocyanate (CMDI); And 10 to 80% by weight of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI); And a control unit.
이 때, 상기 폴리올 성분은 OH-V가 10 ~ 60 mgKOH/g인 것이 바람직하며, OH-V가 20 ~ 40 mgKOH/g, 20 ~ 50 mgKOH/g, 20 ~ 60 mgKOH/g 및 10 ~ 30 mgKOH/g으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 폴리올 성분인 것이 더 바람직하고, 상기 폴리올 성분은 전체 폴리올 성분 중량 대비 OH-V가 20 ~ 40 mgKOH/g인 폴리올 40 ~ 75 중량%; 20 ~ 50 mgKOH/g인 폴리올 10 ~ 40 중량%; 10 ~ 30 mgKOH/g인 폴리올 3 ~ 40 중량%일 수 있다.The polyol component preferably has OH-V of 10 to 60 mgKOH / g, OH-V of 20 to 40 mgKOH / g, 20 to 50 mgKOH / g, 20 to 60 mgKOH / mg KOH / g, and the polyol component preferably comprises 40 to 75% by weight of a polyol having an OH-V of 20 to 40 mg KOH / g, based on the total weight of the polyol component; 10 to 40% by weight of a polyol having 20 to 50 mg KOH / g; And 3 to 40% by weight of a polyol having 10 to 30 mg KOH / g.
한편, 상기 레진 프리믹스는 경화성 촉매, 발포성 촉매, 가교제, 쇄연장제 및 정포제를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the resin premix may further include a curable catalyst, a foamable catalyst, a crosslinking agent, a chain extender, and a foam stabilizer.
이 때, 상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 이소시아네이트 성분은 40 ~ 70 중량부, 상기 경화성 촉매는 0.1 ~ 3 중량부, 상기 발포성 촉매는 0.1 ~ 2 중량부, 상기 발포제는 1 ~ 5 중량부, 상기 가교제는 0.1 ~ 5 중량부, 상기 쇄연장제는 OH-V가 1500~2500 mgKOH/g인 쇄연장제 1 ~ 10 중량부 및 OH-V가 500 ~ 1500 mgKOH/g인 쇄연장제 0.1 ~ 1 중량부, 상기 정포제는 0.1 ~ 3 중량부인 것이 바람직하다.The blowing agent may be used in an amount of from 0.1 to 2 parts by weight, the blowing agent may be used in an amount of from 1 to 5 parts by weight, and the blowing agent may be used in an amount of from 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component. , 0.1 to 5 parts by weight of the crosslinking agent, 1 to 10 parts by weight of a chain extender having OH-V of 1500 to 2500 mgKOH / g, and 0.1 to 5 parts by weight of a chain extender 0.1 to 500 kg of OH-V To 1 part by weight, and the foaming agent is preferably 0.1 to 3 parts by weight.
이러한 조성을 만족하는 기능성 폴리우레탄 폼을 이용하여 통상의 공지된 방법으로 자동차용 시트를 제조할 수 있다.
By using a functional polyurethane foam satisfying such a composition, an automotive sheet can be produced by a conventionally known method.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기능성 폴리우레탄 폼은 종래 폴리우레탄 폼 대비 진동 흡수능이 우수한 장점이 있다.The functional polyurethane foam according to the present invention having the above-described structure is advantageous in that it has excellent vibration absorption ability compared to polyurethane foam.
또한, 상기 기능성 폴리우레탄 폼을 이용하여 자동차 시트를 제조하는 경우 도로에서 발생되는 진동의 상당 부분을 흡수하여 안락감을 향상시킬 수 있다.In addition, when the automobile seat is manufactured using the functional polyurethane foam, a substantial portion of the vibration generated in the road can be absorbed to improve the comfort.
뿐만 아니라, 기존 폴리우레탄 폼에 사용되던 톨루엔 디이소시아네이트 (Toluene diisocyanate, TDI)를 제외하고 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI)만을 경화제로 사용함에 따라 시트 폼의 응력 감소를 최소화하여, 운전자의 몸을 지탱하는 지지력을 장시간 높여줄 수 있다.
In addition, since only methylene diphenyl diisocyanate (MDI) is used as a curing agent except for toluene diisocyanate (TDI) used in conventional polyurethane foam, stress reduction of the sheet foam is minimized, Can be increased for a long time.
도 1은 TDI로 제조한 시트폼과 본 발명에 의한 MDI로 제조한 시트폼의 시간-응력 그래프이다.1 is a time-stress graph of a sheet foam made with TDI and a sheet foam made with MDI according to the present invention.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
일 관점에서, 본 발명은 진동 흡수능이 크게 향상된 기능성 폴리우레탄 폼에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a functional polyurethane foam having greatly improved vibration absorption capability.
일반적으로 자동차 시트 등에 적용되는 폴리우레탄 폼은 폴리올(polyol), 이소시아네이트(isocyanate), 촉매, 가교제, 정포제 및 발포제를 함유하는 우레탄 폼 조성물을 반응시켜 얻어지는 연질 폼으로서, 폴리올은 하이드록실 관능기(-OH), 이소시아네이트는 이소시아네이트 관능기(-NCO)를 분자 내에 가진다.Generally, a polyurethane foam to be applied to an automobile seat or the like is a flexible foam obtained by reacting a urethane foam composition containing a polyol, an isocyanate, a catalyst, a crosslinking agent, a foam stabilizer and a foaming agent, wherein the polyol has a hydroxyl functional group (- OH), and isocyanate has an isocyanate functional group (-NCO) in the molecule.
상기 폴리올은 분자 내의 관능기 수에 따라 모노올(monol), 디올(diol), 트리올(triol) 등으로 구분되고, 상기 이소시아네이트도 분자당 관능기 수에 따라 모노이소시아네이트(monoisocyanate), 디이소시아네이트(diisocyanate) 등으로 구분될 수 있다.The polyol is classified into monol, diol, and triol according to the number of functional groups in the molecule. The isocyanate may be monoisocyanate, diisocyanate or the like depending on the number of functional groups per molecule. And the like.
통상적으로 우레탄 결합(urethane bond)은 활성 수산기를 가지고 있는 알코올과 이소시아네이트기를 가지고 있는 이소시아네이트가 하기 화학식 1과 같이 결합되어 형성된다.Typically, a urethane bond is formed by combining an alcohol having an active hydroxyl group and an isocyanate having an isocyanate group, as shown in Formula 1 below.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
R-NCO + R'-OH -> [R-NH-COO-R']R-NCO + R'-OH -> [R-NH-COO-R '
이러한 우레탄 결합을 다량으로 갖고 있는 고분자를 폴리우레탄이라고 하는데, 이러한 폴리우레탄 폼은 낮은 밀도, 높은 기계적 물성, 높은 내열성 등의 우수한 특성으로 인해 자동차용 부품 소재로 널리 상요되고 있으며, 낮은 밀도와 우수한 내구성을 지니기에 특히 자동차 시트에 널리 사용되고 있다.Such polyurethane foam is widely used as an automotive component material due to its excellent properties such as low density, high mechanical properties and high heat resistance, and is widely used as a low density and excellent durability And is widely used particularly in automobile seats.
본 발명은 레진 프리믹스와 이소시아네이트 성분의 반응 생성물을 함유하는 폴리우레탄 폼으로서, 상기 레진 프리믹스는 폴리올 성분 및 발포제를 포함하고, 상기 이소시아네이트 성분은 전체 이소시아네이트 성분 중량 대비 모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MMDI) 4 ~ 70 중량%; 카르보디이미드 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(CMDI) 5 ~ 70 중량%; 및 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI) 10 ~ 80 중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 이소시아네이트 성분은 40 ~ 70 중량부로 혼합하여 사용한다.The present invention relates to a polyurethane foam containing a reaction product of a resin premix and an isocyanate component, wherein the resin premix comprises a polyol component and a blowing agent, wherein the isocyanate component is a monomeric methylenediphenyl diisocyanate (MMDI) 4 to 70% by weight; 5 to 70% by weight of carbodiimide methylene diphenyl diisocyanate (CMDI); And 10 to 80% by weight of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI); , And the isocyanate component is used in an amount of 40 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component.
이하에서 하기 표 1을 참고하여 상세하게 살펴본다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Table 1 below.
OH-V=20~40 mgKOH/gGlycerol,
OH-V = 20 to 40 mg KOH / g
OH-V=20~50 mgKOH/gGlycerol,
OH-V = 20 to 50 mg KOH / g
OH-V=20~60 mgKOH/gGlycerol,
OH-V = 20 to 60 mg KOH / g
OH-V=10~30 mgKOH/g,
Solid 30~50%Glycerol,
OH-V = 10 to 30 mg KOH / g,
Solid 30 ~ 50%
OH-V=1500~2500 mgKOH/gDiethanolamine,
OH-V = 1500 to 2500 mg KOH / g
OH-V=500~1500 mgKOH/g1,4-butanediol,
OH-V = 500 to 1500 mg KOH / g
OH-V=1500~2500 mgKOH/gTriethanolamine,
OH-V = 1500 to 2500 mg KOH / g
(Dabco 33LV)
(Air Products, 미국)Curable catalyst
(Dabco 33LV)
(Air Products, USA)
67% 디프로필렌 글라이콜33% triethylenediamine
67% dipropylene glycol
(Dabco BL-11)
(Air Products, 미국)Effervescent catalyst
(Dabco BL-11)
(Air Products, USA)
30% 디프로필렌 글라이콜70% Bis (2-dimethylaminoethl) ethem
30% dipropylene glycol
(Niax L-3002)
(Momentive, 미국)Foaming agent
(Niax L-3002)
(Momentive, USA)
(Polyether modified polysiloxane)Polyether-modified polysiloxane
(Polyether modified polysiloxane)
(1) 폴리올 성분(1) The polyol component
폴리우레탄 폼을 제조하기 위해서는 폴리올 성분이 최소 60 중량% 이상 사용되며, 단일 폴리올만을 사용하지는 않고, 제품의 특성 및 생산 여건에 맞게 다양한 종류의 폴리올을 사용한다. 폴리올은 개시제와 프로필렌 옥사이드(PO)와 에틸렌 옥사이드(EO)의 화학적 결합으로 생성된다.In order to produce a polyurethane foam, a polyol component is used in an amount of at least 60 wt% or more, and a variety of polyols are used in accordance with the characteristics and production conditions of the product without using only a single polyol. The polyol is formed by chemical bonding of an initiator with propylene oxide (PO) and ethylene oxide (EO).
글리세롤 또는 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리에탄올아민, 1,2,6-헥세인트리올, 인산, 트리이소프로판올아민의 개시제를 사용하게 되면 하이드록실기(-OH)가 세 개 존재하는 트리올이 생성된다. 이 때, PO/EO의 캐핑(capping) 정도에 따라 OH-V가 결정되는데, 이는 화학 결합된 폴리올의 분자량과 관련이 있으며, 본 발명의 폴리올 성분은 OH-V가 10 ~ 60 mgKOH/g인 것이 바람직하다.The use of initiators such as glycerol, glycerin, trimethylol propane, triethanolamine, 1,2,6-hexyllithiol, phosphoric acid, and triisopropanolamine produces triols with three hydroxyl groups (-OH). In this case, the OH-V is determined depending on the degree of capping of PO / EO, which is related to the molecular weight of the chemically bonded polyol. The polyol component of the present invention has OH-V of 10 to 60 mgKOH / g .
바람직하게, 본 발명에 의한 폴리올 성분은 OH-V가 20 ~ 40 mgKOH/g, 20 ~ 50 mgKOH/g, 20 ~ 60 mgKOH/g 및 10 ~ 30 mgKOH/g으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 폴리올 성분을 포함하는 것이 더 바람직하다.Preferably, the polyol component according to the present invention comprises at least one polyol component selected from the group consisting of 20 to 40 mg KOH / g, 20 to 50 mg KOH / g, 20 to 60 mg KOH / g and 10 to 30 mg KOH / g, .
조성 측면에서, OH-V가 20 ~ 40 mgKOH/g인 폴리올(제1폴리올)은 전체 폴리올 성분 중량 대비 40 ~ 75 중량% 포함되는 것이 바람직한데, 40 중량% 미만인 경우 반발 탄성율이 현저히 감소되며, 75 중량% 초과인 경우 경도 저하가 발생된다.From the viewpoint of the composition, it is preferable that the polyol (first polyol) having OH-V of 20 to 40 mgKOH / g is contained in an amount of 40 to 75% by weight based on the total weight of the polyol component. When it exceeds 75% by weight, the hardness is lowered.
또한, OH-V가 20 ~ 50 mgKOH/g인 폴리올(제2폴리올)은 전체 폴리올 성분 중량 대비 10 ~ 40 중량% 포함되는 것이 바람직한데, 10 중량% 미만인 경우 진동 전달률이 높아지고, 40 중량% 초과인 경우 영구 압축 줄음율이 저하된다.The polyol (second polyol) having an OH-V of 20 to 50 mgKOH / g is preferably contained in an amount of 10 to 40% by weight based on the total weight of the polyol component. When the polyol is less than 10% by weight, The permanent compressive strain rate is lowered.
또한, OH-V가 20 ~ 60 mgKOH/g인 폴리올(제3폴리올)은 전체 폴리올 성분 중량 대비 5 ~ 30 중량% 포함되는 것이 바람직한데, 5 중량% 미만인 경우 진동 전달률이 상승하고, 30 중량% 초과인 경우 탄성과 영구 압축 줄음율이 저하된다.It is preferable that the polyol (third polyol) having an OH-V of 20 to 60 mgKOH / g is contained in an amount of 5 to 30% by weight based on the total polyol component weight. When the polyol is less than 5% The elasticity and the permanent compressive strain rate are lowered.
또한, OH-V가 10 ~ 30 mgKOH/g인 폴리올(제4폴리올)은 3 ~ 40 중량% 포한되는 것이 바람직한데, 3 중량% 미만인 경우 경도가 지나치게 낮고, 40 중량% 초과인 경우 경도가 높아 안락성이 떨어진다.
It is preferable that the polyol (fourth polyol) having OH-V of 10 to 30 mgKOH / g is contained in an amount of 3 to 40% by weight. When the content is less than 3% by weight, the hardness is excessively low. The comfort is poor.
(2) 이소시아네이트 성분(2) Isocyanate Component
일반적으로 폴리우레탄 폼 제조에 사용되는 이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI) 또는 이들의 조합을 포함하는데, 본 발명에 의한 이소시아네이트 성분은 톨루엔 디이소시아네이트의 사용 없이 전체 이소시아네이트 성분 중량 대비 모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MMDI) 4 ~ 70 중량%; 카르보디이미드 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(CMDI) 5 ~ 70 중량%; 및 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI) 10 ~ 80 중량%; 를 포함하는 것이 바람직하다.In general, the isocyanates used in the preparation of polyurethane foams include methylene diphenyl diisocyanate (MDI), toluene diisocyanate (TDI), or a combination thereof, wherein the isocyanate component according to the present invention is a toluene di From 4 to 70% by weight of monomeric methylenediphenyl diisocyanate (MMDI) relative to the total isocyanate component weight without the use of isocyanate; 5 to 70% by weight of carbodiimide methylene diphenyl diisocyanate (CMDI); And 10 to 80% by weight of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI); .
구체적으로, 상기 모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 및 카르보디이미드 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트는 각각 4 ~ 70 중량% 및 5 ~ 70 중량% 인 것이 바람직한데, 권장 사용량 미만인 경우 닫힌 셀의 과다 발생으로 생산성이 저하되며 권장 사용량 초과인 경우 열린 셀의 과다 발생으로 폼이 생성되지 않아 불량율이 상승한다.Specifically, the monomeric methylene diphenyl diisocyanate and the carbodiimide methylene diphenyl diisocyanate are preferably 4 to 70% by weight and 5 to 70% by weight, respectively. If the amount is less than the recommended amount, If the recommended amount is exceeded, the foam is not generated due to excessive cell opening and the defect rate is increased.
상기 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI)는 10 ~ 80 중량% 인 것이 바람직한데, 10 중량% 미만인 경우 인장, 인열 강도가 급격히 저하되며, 80 중량% 초과인 경우 경도가 급격히 상승한다.The polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI) is preferably 10 to 80% by weight, and if it is less than 10% by weight, the tensile and tear strengths drop sharply, and when it exceeds 80% by weight, the hardness increases sharply.
즉, 일반적으로 시트 폼에 적용되는 TDI를 제외하여, 운전자의 몸을 지탱하는 힘을 최대한 높이는데, 이는 MDI가 TDI에 비해 상대적으로 고분자 구조를 갖추어 폼의 지지력을 높임으로써 장거리 운전에 따른 폼의 처짐 현상을 막아주는 것이다.In other words, except for the TDI which is generally applied to the seat foam, the maximum supporting force of the driver's body is maximized because the MDI has a polymer structure relatively to TDI to increase the supporting force of the foam, It prevents the sagging phenomenon.
한편, 본 발명에 의한 레진 프리믹스는 경화성 촉매, 발포성 촉매, 가교제, 쇄연장제 및 정포제를 더 포함하는 것이 바람직하다.
Meanwhile, the resin premix according to the present invention preferably further comprises a curable catalyst, a foamable catalyst, a crosslinking agent, a chain extender, and a foam stabilizer.
(3) 쇄연장제 및 가교제(3) a chain extender and a crosslinking agent
쇄연장제(Chain extender) 및 가교제(Cross-linker)는 분자간 결합을 강화하기 위해 사용되는 반응성 단분자로서, 사슬 연장제는 주사슬을 연장시키는 역할을 하며 2가의 알콜이나 아민류가 주로 사용되고, 가교제는 사슬을 망사 구조나 가지 구조를 만드는 역할을 하며 3가 이상의 알콜이나 아민류가 주로 사용된다.Chain extenders and cross-linkers are reactive monomers that are used to enhance intermolecular bonding. Chain extenders serve to extend the main chain. Divalent alcohols or amines are mainly used. Cross-linkers Is used to make the network structure of the mesh or branch structure, and alcohol or amines of trivalent or more are mainly used.
상기 쇄연장제 및 가교제는 분자 간의 가교 결합력을 증가시키기 때문에 인장, 인열 등의 일반적인 물성 향상에 중요한 역할을 함과 동시에 내가수분해성을 증진시켜서 고온 다습의 조건 하에서 제품의 특성을 유지할 수 있다.Since the chain extender and the cross-linking agent increase the cross-linking force between molecules, they play an important role in improving general properties such as tensile and tear, and at the same time, improve the hydrolysis resistance and maintain the properties of the product under high temperature and high humidity conditions.
하지만, 최종 제품의 요구 특성만을 만족시키면, 닫힌 셀(closed cell), 흐름성 등의 문제로 인해 생산성이 다소 저하된다.However, if only the required characteristics of the final product are satisfied, the productivity is somewhat lowered due to problems such as closed cells and flowability.
이에 상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, OH-V가 1500 ~ 2500 mgKOH/g인 쇄연장제(제1쇄연장제)는 1 ~ 10 중량부 및 OH-V가 500 ~ 1500 mgKOH/g인 쇄연장제(제2쇄연장제)는 0.1 ~ 1 중량부 포함되는 것이 바람직하다.1 to 10 parts by weight of a chain extender (first chain extender) having an OH-V of 1,500 to 2,500 mgKOH / g, and a chain having an OH-V of 500 to 1,500 mgKOH / g based on 100 parts by weight of the polyol component The amount of the extender (second chain extender) is preferably 0.1 to 1 part by weight.
상기 제1쇄연장제가 1 중량부 미만인 경우 인장 및 인열이 저하되고 10 중량부 미만인 경우 닫힌 셀(closed cell) 발생이 과다하여 생산성이 급격히 저하되며, 상기 제2쇄연장제가 0.1 중량부 미만인 경우 첨가되는 효과가 미미하며, 1 중량부 초과인 경우 흐름성이 저하된다.If the amount of the first chain extender is less than 1 part by weight, the tensile and tearing decreases. If the amount of the first chain extender is less than 10 parts by weight, the occurrence of closed cells is excessively decreased, And the flowability is lowered when the amount is more than 1 part by weight.
또한, 상기 가교제는 0.1 ~ 5 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 0.1 중량부 미만인 경우 첨가되는 효과가 미미하며, 5 중량부 초과인 경우 흐름성이 저하되어 불량율이 상승한다.
The amount of the cross-linking agent is preferably 0.1 to 5 parts by weight, and if it is less than 0.1 parts by weight, the effect to be added is insignificant. When the amount is more than 5 parts by weight, the flowability decreases and the percentage of defects increases.
(4) 경화성 촉매 및 발포성 촉매(4) Curable catalysts and foamable catalysts
경화성 촉매 및 발포성 촉매는 이소시아네이트와 폴리올 반응의 활성화 에너지를 낮추는 역할을 한다. 이러한 두 촉매의 사용 정도에 따라 폴리우레탄 폼의 안정적인 제품 생산이 가능해진다.The curable catalyst and the foamable catalyst serve to lower the activation energy of the isocyanate and polyol reaction. Depending on the degree of use of these two catalysts, it is possible to produce stable products of polyurethane foam.
대표적으로 상기 경화성 촉매는 트리에틸렌 디아민, 디메틸 피페리딘 등이 사용가능하며, 상기 발포성 촉매는 트리에틸아민, N,N'-디메틸 사이클로헥실 아민 등이 사용가능한데, 특별히 제한되는 것은 아니다. 대부분의 생산 조건에서는 탈형하는 시간이 존재하는데, 이러한 제한된 시간 범위 내에서 제품의 생산을 종결하기 위해서는 상기 경화성 촉매는 최대 3 중량부, 상기 발포성 촉매는 최대 2 중량부 내에서 사용하는 것이 바람직하다.Typically, the curable catalyst may be triethylenediamine, dimethylpiperidine, etc. The expandable catalyst may be triethylamine, N, N'-dimethylcyclohexylamine or the like, but is not particularly limited. In most production conditions, there is a time for demolding. In order to terminate the production of the product within this limited time range, it is preferable to use the curable catalyst in a maximum of 3 parts by weight and the foamable catalyst in a maximum of 2 parts by weight.
조성 측면에서, 상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 경화성 촉매는 0.1 ~ 3 중량부인 것이 바람직하고, 상기 발포성 촉매는 0.1 ~ 2 중량부인 것이 바람직한데, 권장 사용량 미만인 경우 모두 경화성이 저하되어 생산성이 떨어지며, 권장 사용량 초과인 경우 흐름성이 저하되어 기공 불량이 발생할 수 있다.
From the viewpoint of the composition, it is preferable that the curable catalyst is 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component and 0.1 to 2 parts by weight of the foamable catalyst. When the amount is less than the recommended amount, If the recommended amount is exceeded, the flowability may be lowered and porosity may be caused.
(5) 발포제(5) Foaming agent
발포제는 크게 물리적 발포제와 화학적 발포제로 구분되는데, 본 발명의 경우 화학적 발표제를 사용하는 것이 바람직하다. 발포제의 사용량에 따라 반응 속도, 경화성 및 자유발포밀도(free rise density)를 결정하게 되기 때문에 최대 5 중량부 내에서 생산 조건에 따라 사용량을 결정한다. 특히 자동차 시트에 적용되는 화학적 발포제는 물을 사용하는 것이 바람직하다.The foaming agent is classified into a physical foaming agent and a chemical foaming agent. In the case of the present invention, it is preferable to use a chemical agent. Since the reaction rate, the curing property and the free rise density are determined according to the amount of the blowing agent used, the usage amount is determined according to the production conditions within a maximum of 5 parts by weight. Particularly, it is preferable to use water as a chemical foaming agent applied to an automobile seat.
조성 측면에서, 상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 발포제는 1 ~ 5 중량부인 것이 바람직한데, 1 중량부 미만인 경우 발포 비율이 낮아져 유구되는 시트의 밀도를 맞추기 어렵고, 5 중량부 초과인 경우 과다 발포로 인하여 물성이 저하된다.
From the viewpoint of the composition, it is preferable that the foaming agent is 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component. When the amount is less than 1 part by weight, the foaming ratio is lowered and it is difficult to match the density of the sheet to be etched. The physical properties are lowered due to foaming.
(6) 정포제 (6) Repelling agent
일반적으로 정포제는 실리콘 계통 예를 들면, 폴리에테르 변성 폴리실록산 등의 정포제를 사용하는 것이 바람직하며, MDI와 폴리올의 반응을 도와주는 유화 작용, 표면 장력을 낮추어 주어 미세한 기포를 만들어 주며, 또한 이러한 미세한 기포를 안정시키는 역할을 한다. Generally, it is preferable to use a silicone agent, for example, a foam stabilizer such as a polyether-modified polysiloxane, and emulsify the surface of the MDI to assist the reaction between the MDI and the polyol, to lower the surface tension, It serves to stabilize fine bubbles.
조성 측면에서, 상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 정포제는 0.1 ~ 3 중량부인 것이 바람직한데, 0.1 중량부 미만인 경우 우레탄 폼이 형성되지 않고, 3 중량부 초과인 경우 닫힌 셀의 과다 발생으로 생산성이 저하된다.
From the viewpoint of the composition, the foaming agent is preferably 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component. When the amount is less than 0.1 part by weight, urethane foam is not formed. When the amount is more than 3 parts by weight, The productivity is lowered.
위와 같은 조성을 가진 기능성 폴리우레탄 폼은 당업계에서 통상의 공지된 공정을 이용하여 자동차용 시트 등에 적용할 수 있으며, 진동 전달률이 최소화되고 안락감이 향상된 자동차용 시트를 제조할 수 있다.
The functional polyurethane foam having the above composition can be applied to an automobile seat or the like using a conventionally known process in the art, and it is possible to manufacture an automobile seat with minimized vibration transmission rate and improved comfort.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.
상기 표 2에서 제1폴리올 내지 제4폴리올의 중량%는 전체 폴리올 성분 중량을 기준으로 한 것이고, MMDI, CMDI, PMDI 및 TDI 유도체의 중량%는 전체 이소시아네이트 성분 중량을 기준으로 한 것이며, 상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 이소시아네이트 성분은 60 중량부로 혼합하였다.
In Table 2, the weight percentages of the first polyol to the fourth polyol are based on the total weight of the polyol component, and the weight percentages of the MMDI, CMDI, PMDI, and TDI derivatives are based on the total isocyanate component weight, The isocyanate component was mixed in an amount of 60 parts by weight based on 100 parts by weight.
(kgf/m3)Hardness
(kgf / m 3 )
(%)Hysteresis loss
(%)
(kgf/cm2)The tensile strength
(kgf / cm 2 )
(kgf/cm2)Phosphorus strength
(kgf / cm 2 )
(%)Stress relaxation
(%)
상기 표 3은 상기 표 2의 조성으로 제조된 폴리우레탄 폼의 기계적 물성을 측정한 표이다. Table 3 is a table for measuring mechanical properties of the polyurethane foam prepared with the composition shown in Table 2 above.
진동 전달율(Transmissivity)은 운행 중 시트에 전해지는 모든 진동을 운전자가 받는 진동으로 나눈 값이며, 이 수치가 낮을수록 시트에서 진동을 많이 흡수하여 동적인 안락성이 향상된다. 진동전달율의 경우 자동차 운행시 도로에서 발생하는 진동을 인위적으로 진동 발생기를 통하여 진동을 발생시켜 우레탄 폼에 전달시킴으로써 우레탄 폼의 진동 흡수를 측정하였다.Transmissivity is the value of all vibrations transmitted to the seat during operation divided by the vibrations received by the driver. The lower this value is, the more vibration is absorbed by the seat and the dynamic comfort is improved. In the case of vibration transmission rate, the vibration absorption of the urethane foam was measured by transmitting vibration to the urethane foam by artificially generating vibration through the vibration generator during the operation of the vehicle.
응력완화는 순간적으로 준 변형을 일정하게 유지할 때 물체 내부의 응력이 시간의 경과에 따라 감소하는 현상을 의미하며, 응력 완화 결과값이 적을수록 오랜 시간 운전을 하여도 운전자의 몸을 지탱하는 시트 폼의 지지력을 유지할 수 있다. The stress relaxation means that the stress inside the object decreases with time when the quasi-deformation is kept constant for a moment. When the result of stress relaxation is smaller, the seat foam Can be maintained.
상기 표를 통해 알 수 있듯이, 종래 TDI 유도체를 사용하는 것보다 MDI만을 사용할 경우 진동전달율이 낮으며, 특히 본 발명에 의한 조성을 만족하는 경우 진동전달률이 3.2~3.9 로 가장 낮은 값을 보였으며, 이력 손실 역시 대체적으로 낮은 값을 나타내었다.As can be seen from the above table, when the MDI alone is used, the vibration transmission rate is lower than that of the conventional TDI derivative. In particular, when the composition according to the present invention is satisfied, the vibration transmission rate is the lowest value of 3.2 to 3.9, The losses were also generally low.
도 1은 TDI로 제조한 시트폼과 본 발명에 의한 MDI로 제조한 시트폼의 시간-응력 그래프를 나타낸 것인데, 도시된 바와 같이 TDI로 제조한 시트폼(100)에 비해 MDI로 제조한 시트폼(200)이 상대적으로 오랜 시간 주행을 해도 응력 감소가 적어 운전자의 몸을 지탱하는 지지력이 높은 것을 확인할 수 있었는데, 이는 MDI가 TDI보다 상대적으로 고분자 형태의 구조를 보이기 때문이다.1 is a time-stress graph of a sheet foam made of TDI and a sheet foam made of MDI according to the present invention. As shown in FIG. 1, a sheet foam made of MDI It is possible to confirm that the supporting force for supporting the driver's body is high because the stress is not reduced even when the
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
Although the present invention has been described in connection with the specific embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. Various modifications and variations are possible.
100 : TDI로 제조한 시트폼
200 : MDI로 제조한 시트폼100: sheet foam made with TDI
200: Sheet foam made from MDI
Claims (13)
상기 레진 프리믹스는 폴리올 성분 및 발포제를 포함하고,
상기 이소시아네이트 성분은 전체 이소시아네이트 성분 중량 대비 모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MMDI) 4 ~ 70 중량%;
카르보디이미드 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(CMDI) 5 ~ 70 중량%; 및
폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI) 10 ~ 80 중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
A polyurethane foam containing a reaction product of a resin premix and an isocyanate component,
Wherein the resin premix comprises a polyol component and a blowing agent,
The isocyanate component comprises 4 to 70% by weight of monomeric methylene diphenyl diisocyanate (MMDI) relative to the total isocyanate component weight;
5 to 70% by weight of carbodiimide methylene diphenyl diisocyanate (CMDI); And
10 to 80% by weight of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI); Functional polyurethane foam.
상기 폴리올 성분은 OH-V가 10 ~ 60 mgKOH/g인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
The method according to claim 1,
Wherein the polyol component has OH-V of 10 to 60 mgKOH / g.
상기 폴리올 성분은 OH-V가 20 ~ 40 mgKOH/g, 20 ~ 50 mgKOH/g, 20 ~ 60 mgKOH/g 및 10 ~ 30 mgKOH/g으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 폴리올 성분인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
3. The method of claim 2,
Wherein the polyol component is at least one polyol component selected from the group consisting of 20 to 40 mg KOH / g, 20 to 50 mg KOH / g, 20 to 60 mg KOH / g and 10 to 30 mg KOH / g, Polyurethane foam.
상기 폴리올 성분은 전체 폴리올 성분 중량 대비 OH-V가 20 ~ 40 mgKOH/g인 폴리올 40 ~ 75 중량%; 20 ~ 50 mgKOH/g인 폴리올 10 ~ 40 중량%; 10 ~ 30 mgKOH/g인 폴리올 3 ~ 40 중량%인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
The method of claim 3,
The polyol component comprises 40 to 75% by weight of a polyol having an OH-V of 20 to 40 mgKOH / g based on the total weight of the polyol component; 10 to 40% by weight of a polyol having 20 to 50 mg KOH / g; And 3 to 40% by weight of a polyol having 10 to 30 mg KOH / g.
상기 레진 프리믹스는 경화성 촉매, 발포성 촉매, 가교제, 쇄연장제 및 정포제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
The method according to claim 1,
Wherein the resin premix further comprises a curable catalyst, a foamable catalyst, a crosslinking agent, a chain extender, and a foam stabilizer.
상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 이소시아네이트 성분은 40 ~ 70 중량부인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
6. The method of claim 5,
Wherein the isocyanate component is 40 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component.
상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 경화성 촉매는 0.1 ~ 3 중량부인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
6. The method of claim 5,
Wherein the curable catalyst is 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component.
상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 발포성 촉매는 0.1 ~ 2 중량부인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
6. The method of claim 5,
Wherein the foaming catalyst is 0.1 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component.
상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 발포제는 1 ~ 5 중량부인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
The method according to claim 1,
Wherein the foaming agent is 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component.
상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 가교제는 0.1 ~ 5 중량부인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
6. The method of claim 5,
Wherein the crosslinking agent is 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component.
상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 쇄연장제는 OH-V가 1500~2500 mgKOH/g인 쇄연장제 1 ~ 10 중량부 및 OH-V가 500 ~ 1500 mgKOH/g인 쇄연장제 0.1 ~ 1 중량부인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
6. The method of claim 5,
Wherein the chain extender is 1 to 10 parts by weight of a chain extender having an OH-V of 1500 to 2500 mgKOH / g and 0.1 to 10 parts by weight of a chain extender having an OH-V of 500 to 1500 mgKOH / g based on 100 parts by weight of the polyol component. 1 < / RTI > parts by weight of a polyurethane foam.
상기 폴리올 성분 100 중량부에 대하여, 상기 정포제는 0.1 ~ 3 중량부인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리우레탄 폼.
6. The method of claim 5,
Wherein the foaming agent is 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component.
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