KR20220081114A - 동적 안락감이 향상된 자동차 시트패드, 제조방법 및 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머 - Google Patents

동적 안락감이 향상된 자동차 시트패드, 제조방법 및 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머 Download PDF

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Abstract

본 발명의 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머는 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI) 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 을 포함하는 이소시아네이트 혼합물에 폴리에테르 폴리올을 중합하여 얻은 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머이며, 상기 폴리에테르 폴리올은 프로필렌옥사이드(PO)에서 유래된 단위 20 ~ 50중량%와 에틸렌옥사이드(EO)에서 유래된 단위 50 ~ 80중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동적 안락감이 향상된 자동차 시트패드, 제조방법 및 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머{AUTOMOTIVE SEAT PAD HAVING IMPROVED DYNAMIC COMFORT, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND ISOCYANATE PREPOLYMER FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 동적 안락감이 향상된 자동차 시트패드, 제조방법 및 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 자동차로 장시간 주행 시 운전자의 체압을 지지할 수 있고 체압분포를 고르게 유지할 수 있도록 응력완화 성능이 향상된 연질 폴리우레탄 자동차 시트패드, 제조방법 및 이를 제조하기 위한 이소시아네이트 프리폴리머에 관한 것이다.
자동차 산업의 발달은 자연스럽게 자동차 시트패드 생산 기술의 발달로 이어지게 되면서 과거 스프링과 천, 라텍스 폼 등으로 제조되었던 자동차 시트패드는 생산성이 우수하고 장시간 탄력성 및 지지율을 유지할 수 있는 폴리우레탄으로 대체되기 시작하였다. 현재까지 모든 자동차 시트패드는 폴리우레탄 폼으로 제조되고 있으며, 현재 약 8~10kg 가량이 자동차 시트패드 생산에 사용되고 있다. 이렇게 오랜 기간 자동차의 넓은 부위를 차지하고 있으면서 운전자와 밀착되어 있다 보니 자연스럽게 착좌 시, 주행 시의 안락감 성능 향상에 대한 요구사항 증가로 이어지게 되었다.
종래의 자동차 시트패드는 시트패드 하부의 프레임으로 인한 이물감을 최소화하고 장시간 착좌에도 변형이 가지 않는 수준으로 경도, 탄성, 영구압축변형율 등의 기계적 물성을 관리하는 수준이었으며, 안락감은 시트패드의 밀도, 시트 커버 재질, 프레임의 스프링 등으로 개선하였다. 그러나, 이러한 기술로는 한계가 있었을 뿐만 아니라, 지속적으로 시트패드 자체의 안락감 성능 개선이 요구되어 최근에는 진동전달율, 압축에너지 손실율, 응력완화 등의 안락감 평가 지표를 차종, 사양별로 관리하고 있다.
그 중에서도 응력완화는 장시간에 걸친 장거리 주행 시 안락감을 나타낼 수 있는 중요한 지표로서, 일정 압력으로 폼을 압축시킨 후 2시간 동안 그 변위를 고정한 채 압력변화를 측정하여 폼이 체압을 지지하는 변화율을 측정하는 방법이다. 시트패드의 응력완화를 향상시키는 방법은 여러가지가 있다.
응력완화를 개선하기 위해 시트패드의 밀도나 경도를 상승시키는 방법을시도한 바 있다. 그러나, 이러한 방법은 제조원가 상승의 요인이 되거나, 다른 물성 기준을 만족시키지 못하는 단점이 있다.
다른 방법으로는 시트패드 제조용 조성물 중 하나인 레진프리믹스의 조성을 변경하여 개선하는 방법이 있다. 레진프리믹스는 폴리올, 촉매, 정포제, 발포제 등을 혼합한 조성물이며, 레진프리믹스로 수평균 분자량 7,000 이상의 폴리에테르 폴리올을 사용하고 촉매, 정포제, 발포제를 특수 범위 내로 혼합할 경우 응력완화를 일정 수준으로 개선할 수 있으나, 시트패드의 성형성과 생산성이 저하되거나 요구 경도를 만족시킬 수 없는 문제가 있다.
따라서 자동차 시트패드의 응력완화를 개선하여 승차감을 향상시키기 위해서는 종래의 폴리우레탄 시트패드 제조용 조성물로서는 한계가 있어 이 부분에 대한 보완 기술이 필요하다.
본 발명의 목적은 동적 안락감 및 승차감이 향상된 자동차 시트패드 및 이를 제조하기 위한 이소시아네이트 프리폴리머를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조원가 상승 없이 우수한 성형성과 생산성을 갖는 자동차 시트패드, 그 제조방법 및 이를 제조하기 위한 이소시아네이트 프리폴리머를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 히스테리시스 손실 21% 이하, 응력완화 20% 이하로 유지하면서 폼의 기계적 물성 저하나 변형, 반응속도 지연 없이 셀을 개방하여 시트패드의 수축현상을 개선할 수 있는 자동차 시트패드, 그 제조방법 및 이를 제조하기 위한 이소시아네이트 프리폴리머를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
1. 본 발명의 하나의 관점은 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머에 관한 것이다. 상기 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머는 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI) 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 을 포함하는 이소시아네이트 혼합물에 폴리에테르 폴리올을 중합하여 얻은 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머이며, 상기 폴리에테르 폴리올은 프로필렌옥사이드(PO)에서 유래된 단위 20 ~ 50중량%와 에틸렌옥사이드(EO)에서 유래된 단위 50 ~ 80중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
2. 상기 1에 있어서, 상기 이소시아네이트 혼합물은, 메틸렌디페닐디이소시아네이트 50 ~ 80 중량%; 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트 10 ~ 40 중량%; 및 변성이소시아네이트 0 ~ 10 중량%;을 포함할 수 있다.
3. 상기 1 내지 2 에 있어서, 상기 이소시아네이트 혼합물은 톨루엔디이소시아네이트를 포함하지 않는다.
4. 상기 1 내지 3에 있어서, 상기 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI)는 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트와 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트를 포함하고, 전체 이소시아네이트 프리폴리머 중 상기 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트는 10 내지 30 중량%이고, 상기 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트는 35 내지 50 중량%로 포함할 수 있다.
5. 상기 1 내지 4에 있어서, 상기 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트와 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트의 중량비는 1: 1.5 내지 1: 7 일 수 있다.
6. 상기 1 내지 5에 있어서, 상기 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI)는 NCO 함량이 31 ~ 35 중량%이고, 상기 폴리메틸렌 디페닐디이소시아네이트(P-MDI)는 NCO 함량이 29 ~ 33중량%일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6에 있어서, 상기 변성 이소시아네이트는 우레톤 이민기, 카보디이미드기 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
8. 상기 1 내지 7에 있어서, 상기 폴리에테르 폴리올은 중량평균분자량이 4,000∼7,000 g/mol이고, OH값이 25∼35 mg KOH/g인 폴리에테르폴리올을 1종 이상 포함할 수 있다.
9. 상기 1 내지 8에 있어서, 상기 이소시아네이트 프리폴리머는 이소시아네이트기(NCO-)가 이소시아네이트 프리폴리머 전체에 대하여 25 ~ 35 중량%로 함유될 수 있다.
10. 본 발명의 다른 관점은 자동차 시트패드에 관한 것이다. 상기 자동차 시트패드는 상기 1 내지 9의 이소시아네이트 프리폴리머를 사용하여 발포 성형한 자동차 시트패드인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 관점은 자동차 시트패드의 제조방법에 관한 것이다. 상기 제조방법은 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI) 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 을 포함하는 이소시아네이트 혼합물에 폴리에테르 폴리올을 중합하여 이소시아네이트 프리폴리머를 제조하고, 상기 이소시아네이트 프리폴리머에 레진프리믹스를 혼합하여 발포시키는; 단계를 포함하고,
상기 폴리에테르 폴리올은 프로필렌옥사이드(PO)에서 유래된 단위 20 ~ 50중량%와 에틸렌옥사이드(EO)에서 유래된 단위 50 ~ 80중량%를 포함하는 것이고, 상기 레진프리믹스는 폴리올, 촉매, 및 발포제를 포함 한다.
본 발명은 히스테리시스 손실 21% 이하, 응력완화 20% 이하로 유지하여 동적 안락감 및 승차감이 향상되고, 제조원가 상승 없이 우수한 성형성과 생산성을 가지며, 폼의 기계적 물성 저하나 변형, 반응속도 지연 없이 셀을 개방하여 시트패드의 수축현상을 개선할 수 있는 자동차 시트패드, 그 제조방법 및 이를 제조하기 위한 이소시아네이트 프리폴리머를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 비교예 1과 실시예 1의 응력완화를 비교한 그래프이다.
도 2는 비교예 1과 실시예 1의 히스테리시스 손실을 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머
본 발명의 하나의 관점은 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머에 관한 것이다.
상기 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머는 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI) 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 을 포함하는 이소시아네이트 혼합물에 폴리에테르 폴리올을 중합한 것이다.
구체예에서 상기 이소시아네이트 혼합물은, 메틸렌디페닐디이소시아네이트 50 ~ 80 중량%; 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트 10 ~ 40 중량%; 및 변성이소시아네이트 0 ~ 10 중량%;을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 이소시아네이트 혼합물은 톨루엔디이소시아네이트를 전혀 포함하지 않는다. 이와 같이 톨루엔디이소시아네이트를 첨가하지 않으므로, 응력완화와 히스테리시스 손실이 개선될 수 있다.
상기 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI)는 모노머형으로, NCO 함량이 31 ~ 35 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 적절한 우레탄 발포율과 밀도를 얻을 수 있으며, 시트패드의 내구성이 우수하다.
구체예에서는 상기 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI)는 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트와 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트를 포함하고, 전체 이소시아네이트 프리폴리머 중 상기 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트는 10 내지 30 중량%이고, 상기 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트는 35 내지 50 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서 응력완화와 히스테리시스 손실이 더욱 개선될 수 있다.
상기 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트와 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트의 중량비는 1: 1.5 내지 1: 7, 바람직하게는 1: 1.6 내지 1: 4, 더욱 바람직하게는 1: 1.6 내지 1.3 일 수 있다. 상기 범위에서 응력완화와 히스테리시스 손실이 더욱 개선될 수 있을 뿐만 아니라, 시트패드의 발포 시에 폼의 함몰, 수축 등으로 인한 성형 불량 현상을 방지할 수 있다.
상기 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI)는 폴리머 형이며, 중량평균분자량이 370∼390 g/mol 범위이고, NCO 함량이 29∼33중량%일 수 있다. 상기 범위에서 기계적 물성이 우수하고, 본 발명에서 목적으로 하는 밀도 및 경도 범위를 얻을 수 있다.
상기 변성 이소시아네이트는 우레톤 이민기, 카보디이미드기 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 메틸렌 디페닐디이소시아네이트의 변성제품이다. 상기 변성 이소시아네이트는 이소시아네이트 혼합물 중 0 ~ 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 6 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 폼의 기계적 물성 저하나 변형, 반응속도 지연을 개선할 수 있다.
상기 폴리에테르 폴리올은 에틸렌옥사이드(Ethylene Oxide, EO)와 프로필렌옥사이드(Propylene Oxide, PO)를 중합개시제하에 부가중합시켜 얻어진 폴리에테르폴리올이다.
상기 중합개시제로는 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol), 글리세린(Glycerine), 트리에탄올아민(Triethanol Amine), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 톨루엔디아민(Toluene diamine), 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 4,4'-디아미노디페닐메탄(4,4'-Diaminodiphenylmethane), 솔비톨(Sorbitol) 및 설탕(Sucrose)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있다.
상기 폴리에테르 폴리올은 프로필렌옥사이드(PO)에서 유래된 단위 20 ~ 50중량%와 에틸렌옥사이드(EO)에서 유래된 단위 50 ~ 80중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 범위 내에서 시트패드의 수축문제나 함몰 문제가 발생하지 않으며, 응력완화와 히스테리시스 손실 성능이 개선될 수 있다. 바람직하게는 폴리에테르 폴리올은 프로필렌옥사이드(PO)에서 유래된 단위 25 ~ 40중량%와 에틸렌옥사이드(EO)에서 유래된 단위 60 ~ 75중량%를 포함할 수 있다. 구체예에서는 상기 폴리에테르 폴리올은 프로필렌옥사이드(PO)에서 유래된 단위와 에틸렌옥사이드(EO)에서 유래된 단위의 중랑비는 1: 2 내지 1: 2.5 일 수 있다.
상기 폴리에테르 폴리올은 중량평균분자량이 4,000∼7,000 g/mol이고, OH값이 25∼35 mg KOH/g 일 수 있으며, 상기 범위 내의 폴리에테르 폴리올을 1종 이상 적용할 수 있다. 상기 범위에서 수축불량이나 함몰문제를 개선할 수 있다.
상기 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머는 이소시아네이트기(NCO-)가 이소시아네이트 프리폴리머 전체에 대하여 25 ~ 35 중량%로 함유될 수 있다. 상기 범위에서 적절한 밀도 및 경도를 확보할 수 있다.
자동차 시트패드 및 그 제조방법
본 발명의 다른 관점은 자동차 시트패드 및 그 제조방법에 관한 것이다. 상기 자동차 시트패드는 상기 이소시아네이트 프리폴리머를 사용하여 발포 성형하여 얻을 수 있다.
구체예에서는 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI) 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 을 포함하는 이소시아네이트 혼합물에 폴리에테르 폴리올을 중합하여 이소시아네이트 프리폴리머를 제조하고, 그리고 상기 이소시아네이트 프리폴리머에 레진프리믹스를 혼합하여 발포시키는; 단계를 포함한다.
상기 레진프리믹스는 폴리올, 촉매, 및 발포제를 포함한다. 구체예에서는 정포제, 안정제, 충진제, 착색제, 난연제 및 항균제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 펜타에리트리톨 등이 사용될 수 있다.
상기 촉매는 폴리우레탄 발포체의 제조에 통상적으로 사용되는 것을 이용하는 것이 가능하고, 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들어 아민 촉매로 트리에틸렌디아민, 비스디에틸아미노에틸에테르, 트리프로필아민, 트리이소프로판올아민, 트리부틸아민, 트리에틸아민, N-메틸모폴린, 디에틸렌트리아민비스 (2-(N,N-디에틸아미노)에틸)에테르 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있다.
상기 발포제는 물을 사용하는 것이 바람직하나, 일반적인 물리적 발포제인 프레온류(CFC, HCFC, HFC), 펜탄류(시클로펜탄) 화합물을 사용하는 것을 배제하지는 않는다. 다만, 상기 프레온류는 오존층을 파괴하는 성질이 있어 전 세계적으로 사용이 규제되고 있고, 상기 펜탄류는 공기 중 소량만 존재해도 폭발하는 특성이 있어 폭발 방지를 위한 막대한 설비 투자가 필요하므로 바람직하지는 않다.
상기 정포제는 원료간 유화작용 및 표면장력을 낮추어 상호 반응성을 도와주는 역할을 하는 것으로, 폴리우레탄 발포체의 제조에 통상적으로 사용되는 것을 이용하는 것이 가능하고, 특별히 한정하지는 않으나, 유기규소 계면활성제를 사용할 수 있다.
상기 자동차 시트패드는 하기 수식을 만족하는 것을 특징으로 한다:
[식 1]
64 < D(kg/m3) < 75
(상기 식 1에서 D는 ASTM D3574-05 TEST A에 의해 측정된 밀도임)
[식 2]
24 <H(kgf/314cm2) < 30
(상기 식 2에서 H 는 ASTM D3574-05 TEST B에 의해 측정된 경도임)
[식 3]
SR(%) ≤ 20
(상기 식 3에서 SR 는 MS200-34 TEST 4.7 응력완화 시험에 의해 측정된 응력완화임)
[식 4]
HL (%) ≤ 21
(상기 식 4에서 HL 는 ASTM D3574-05 TEST X6에 의해 측정된 히스테리시스 손실임)
구체예에서 본 발명의 시트패드는 ASTM D3574-05 TEST A에 의해 측정된 밀도가 65 내지 70 kg/m3이고, ASTM D3574-05 TEST B에 의해 측정된 경도가 25 내지 29 kgf/314cm2 이고, MS200-34 TEST 4.7 응력완화 시험에 의해 측정된 응력완화가 10 내지 19.5 % 이고, ASTM D3574-05 TEST X6에 의해 측정된 히스테리시스 손실이 15 내지 19 % 일 수 있다. 상기 범위에서 폼의 기계적 물성 저하나 수축현상 문제 없이 자동차 시트패드의 안락감 기능을 향상시켜 운전자 및 승객의 승차감을 극대화할 수 있고, 장시간 주행 시 승차감을 크게 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 방법은 시트패드의 생산성을 크게 증가시킬 수 있다. 종래의 시트패드는 금형에서 약 5분 후 탈형하면 폼 내부의 닫힌 셀에 의해 시트패드의 수축 현상이 발생하는 문제점이 있다. 이를 개선하기 위해 크러싱 공정 등 기계적인 방법을 이용하여 강제적으로 셀을 개방시키거나 레진프리믹스에 셀 오프너를 추가하여 셀을 개방시키는 방법이 제안되었으나, 폼의 기계적 물성이 저하되거나 폼의 변형이 발생하기 쉽고, 반응 속도가 지연되어 생산성을 크게 저하시키는 문제가 있다. 그러나 본 발명으로 제조된 시트패드는 폼의 기계적 물성 저하나 변형, 반응속도 지연 없이 셀을 개방하여 시트패드의 수축현상을 개선할 수 있기 때문에 시트패드의 생산량을 크게 증대시킬 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
실시예 1 및 비교예 1~9
하기 표 1 및 표 2의 성분 및 함량비에 따라 이소시아네이트 프리폴리머를 제조하였다. 제조된 이소시아네이트 프리폴리머에 레진프리믹스를 혼합하고, 교반 및 반응시켜 60℃로 승온된 알루미늄 사각몰드(400Ⅹ400Ⅹ100mm3)에 주입하였다. 4분 경과 후 폼을 탈형하여 24시간 경과 후 폼의 밀도, 경도, 응력완화, 히스테리시스 손실을 측정하였다.
비교예 1~2는 톨루엔디이소시아네이트가 20중량부 함유된 것이고, 비교예 3은 폴리올이 첨가되지 않은 이소시아네이트 혼합물을 적용한 것이다. 비교예 4~9는 폴리에테르폴리올이 본 발명의 범위를 벗어난 것을 적용한 것이다.
[물성 평가방법]
(1) 밀도 : ASTM D3574-05 TEST A에 의해 측정함
(2) 경도 : ASTM D3574-05 TEST B에 의해 측정함
(3) 응력완화 : MS200-34 TEST 4.7 응력완화 시험에 의해 측정함, 측정값이 낮을수록 동적인 안락감이 향상된다.
(4) 히스테리시스 손실 : ASTM D3574-05 TEST X6에 의해 측정함, 측정값이 낮을수록 정적인 안락감이 향상된다.
조성성분
구 분 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
이소시아네이트
프리폴리머
(중량%)		 2,4-MDI #1) 5 5 5 8 8
4,4-MDI #2) 50 50 60 54 54
P-MDI #3) 25 25 35 30 30
TDI #4) 20 20 - - -
폴리올A #5) - - - 8 8
NCO(%) 35.9 35.9 32.8 30.0 30.0
이소시아네이트 프리폴리머(중량부) 47 47 45 48 48
레진프리믹스
(중량부)		 레진프리믹스A #6) 100 - - - -
레진프리믹스B #7) - 100 - - -
레진프리믹스C #8) - - 100 100 -
레진프리믹스D #9) - - - - 100
물 성
밀도(kg/m3) 55.1 55.2 65.2 65.1 65.0
경도(kgf/314cm2) 25.1 24.3 25.3 26.4 25.2
응력완화(%) 28.6 27.5 25.5 24.6 24.9
히스테리시스 손실(%) 28.2 29.0 27.9 25.4 24.0
#1) 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트 (2,4-Methylene Diphenyl diisocyanate), NCO% : 33.5중량%
#2) 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트 (2,4-Methylene Diphenyl diisocyanate), NCO% : 33.5중량%
#3) 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(Polymethylene Diphenyl diisocyanate), NCO% : 31.0중량%
#4) 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate), NCO% : 48.3중량%
#5) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드 80중량%와 에틸렌옥사이드 20중량%를 중합시켜서 얻어진 폴리에테르폴리올(중량평균분자량 6,000), OHV 28mg KOH/g)
#6) MCNS㈜ ST-367, 자동차 시트패드 제조용 레진프리믹스
#7) 금호석유화학㈜ PPG-4802, 자동차 시트패드 제조용 레진프리믹스
#8) MCNS㈜ ST-378, 자동차 시트패드 제조용 레진프리믹스
#9) MCNS㈜ ST-243, 자동차 시트패드 제조용 레진프리믹스
상기 표 1로부터 확인되는 바와 같이, 이소시아네이트 프리폴리머 내 톨루엔디이소시아네이트를 첨가하지 않음으로서 응력완화와 히스테리시스 손실이 동시에 향상되는 것을 알 수 있었다. 또한 이소시아네이트 프리폴리머와 폴리에테르폴리올을 첨가, 중합한 이소시아네이트 화합물의 응력완화와 히스테리시스 손실이 추가로 향상되는 것을 알 수 있었다.
조성성분
구 분 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9 실시예1
이소시아네이트
프리폴리머
(중량%)		 2,4-MDI #1) 8 25 25 25 25 25
4,4-MDI #2) 54 45 40 40 40 40
P-MDI #3) 30 22 22 22 22 22
Mod-MDI #4) - - 5 5 5 5
폴리올A #5) 8 8 8 - - -
폴리올B #6) - - - 8 - -
폴리올C #7) - - - - 8 -
폴리올D #8) - - - - - 8
NCO(%) 30.0 30.2 29.9 29.9 29.9 29.9
이소시아네이트 프리폴리머 (중량부) 48 47.7 48.2 48.2 48.2 48.2
레진프리믹스(중량부) 레진프리믹스D #9) 100 100 100 100 100 100
물 성
밀도(kg/m3) 65.0 65.1 65.2 64.7 64.8 65.3
경도(kgf/314cm2) 25.2 25.1 24.6 25.1 25.0 25.2
응력완화(%) 24.9 22.2 22.3 23.1 21.8 19.1
히스테리시스 손실(%) 24.0 23.8 23.0 24.5 19.4 18.5
#1) 2,4-메틸렌디페닐이소시아네이트 (2,4-Methylene Diphenyl diisocyanate), NCO% : 33.5중량%
#2) 4,4-메틸렌디페닐이소시아네이트 (2,4-Methylene Diphenyl diisocyanate), NCO% : 33.5중량%
#3) 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(Polymethylene Diphenyl diisocyanate), NCO% : 31.0중량%
#4) 카보디이미드기 변성 이소시아네이트, NCO% : 28.0중량%
#5) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드 80중량%와 에틸렌옥사이드 20중량%를 중합시켜서 얻어진 폴리에테르폴리올(중량평균분자량 6,000), OHV 28mg KOH/g)
#6) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드 85중량%와 에틸렌옥사이드 15중량%를 중합시켜서 얻어진 폴리에테르폴리올(중량평균분자량 5,000), OHV 34mg KOH/g)
#7) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드 60중량%와 에틸렌옥사이드 40중량%를 중합시켜서 얻어진 폴리에테르폴리올(중량평균분자량 5,000), OHV 34mg KOH/g)
#8) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드 30중량%와 에틸렌옥사이드 70중량%를 중합시켜서 얻어진 폴리에테르폴리올(중량평균분자량 5,000), OHV 34mg KOH/g)
#9) MCNS㈜ ST-243, 자동차 시트패드 제조용 레진프리믹스
상기 표 2의 결과, 이소시아네이트 프리폴리머 혼합비율과 폴리에테르폴리올 내 프로필렌옥사이드의 에틸렌옥사이드 비율이 특수 범위 내로 중합되는 경우 응력완화와 히스테리시스 손실이 향상되는 것을 알 수 있었다.
도 1은 비교예 1과 실시예 1의 응력완화를 비교한 그래프이고, 도 2는 비교예 1과 실시예 1의 히스테리시스 손실을 비교한 그래프이다. 도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명에 따른 실시예로 제조된 시트패드는 종래의 시트패드(비교예 1)에 비해 동적, 정적 안락감이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 동적 안락감을 향상시킨 자동차 시트패드 제조용 폴리우레탄 폼은 자동차 시트의 안락감을 크게 향상시킬 수 있으며, 특히 자동차 시트패드의 소재로서 유용하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (11)

  1. 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI) 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 을 포함하는 이소시아네이트 혼합물에 폴리에테르 폴리올을 중합하여 얻은 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머이며,
    상기 폴리에테르 폴리올은 프로필렌옥사이드(PO)에서 유래된 단위 20 ~ 50중량%와 에틸렌옥사이드(EO)에서 유래된 단위 50 ~ 80중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머.

  2. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트 혼합물은,
    메틸렌디페닐디이소시아네이트 50 ~ 80 중량%;
    폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트 10 ~ 40 중량%; 및
    변성이소시아네이트 0 ~ 10 중량%;
    을 포함하는 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트 혼합물은 톨루엔디이소시아네이트를 포함하지 않는 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머.
  4. 제1항에 있어서, 상기 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI)는 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트와 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트를 포함하고,
    전체 이소시아네이트 프리폴리머 중 상기 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트는 10 내지 30 중량%이고, 상기 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트는 35 내지 50 중량%로 포함되는 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머.
  5. 제4항에 있어서, 상기 2,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트와 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트의 중량비는 1: 1.5 내지 1: 7 인 것을 특징으로 하는, 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머.
  6. 제1항에 있어서, 상기 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI)는 NCO 함량이 31 ~ 35 중량%이고, 상기 폴리메틸렌 디페닐디이소시아네이트(P-MDI)는 NCO 함량이 29 ~ 33중량%인 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머.
  7. 제1항에 있어서, 상기 변성 이소시아네이트는 우레톤 이민기, 카보디이미드기 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르 폴리올은 중량평균분자량이 4,000∼7,000 g/mol이고, OH값이 25∼35 mg KOH/g인 폴리에테르폴리올을 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이소시아네이트 프리폴리머는 이소시아네이트기(NCO-)가 이소시아네이트 프리폴리머 전체에 대하여 25 ~ 35 중량%로 함유된 것을 특징으로 하는 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머.
  10. 제1항 내지 제9항중 어느 한 항의 이소시아네이트 프리폴리머를 사용하여 발포 성형한 자동차 시트패드.
  11. 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI) 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 을 포함하는 이소시아네이트 혼합물에 폴리에테르 폴리올을 중합하여 이소시아네이트 프리폴리머를 제조하고,
    상기 이소시아네이트 프리폴리머에 레진프리믹스를 혼합하여 발포시키는;
    단계를 포함하는 자동차 시트패드의 제조방법이고,
    상기 폴리에테르 폴리올은 프로필렌옥사이드(PO)에서 유래된 단위 20 ~ 50중량%와 에틸렌옥사이드(EO)에서 유래된 단위 50 ~ 80중량%를 포함하는 것이고,
    상기 레진프리믹스는 폴리올, 촉매, 및 발포제를 포함하는 자동차 시트패드의 제조방법.




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