●乗り心地性に優れた低臭気 All − MDI シートクッション
ウレタン研究所

機能性フォーム第１グループ

泉山本
宮山
小柳直考
純也
昌大
哲平

臭気・低 VOC 化による車室内環境の向上が強く求め1．はじめにられている。当社ではこれら課題に対し、低密度で高自動車用シートに用いられる軟質ポリウレタン

い乗り心地性、かつ低臭気・低 VOC を満足可能な All

フォームは、大きく分けてイソシアネートに MDI の− MDI システム開発を行っており、本稿ではこれらみを使用した All − MDI システムと、TDI を併用したの特長を兼ね備えた開発品である「NEF − 791 ／ CEF −T ／ M システムに分類される。All − MDI システムは T505」システムについて紹介する。

／ M システムと比較して高い耐久性を保ちながら振動

本技術は、車体軽量化による燃費改善に加え、低臭吸収性の付与が容易であり、表面触感が柔らかく体圧

気・低 VOC 化による車室内環境改善、All − MDI 特有

分散性にも優れていることから乗り心地性が重要視さの高生産性によるエネルギーコスト削減など社会に貢れるクッション（座席）用途で採用されている。また、献できるものである。

反応性、増粘性が高いため脱型時間短縮、バリ発生量減などの生産面でのエネルギーコスト削減も期待出来る。一方、同システムは成型性や乗り心地性を維持したまま低密度化することが困難という課題を有す

2．液性、フォーム物性「NEF − 791 ／ CEF − 505」システム（以下、本開発品）［1 − 3］の液性を表１に、基本物性を表２に示す。ポリオール

近年、環境問題や安全性に対する意識が高まる中で、プレミックス（NEF − 791）、イソシアネート（CEF −次世代の自動車には乗り心地性に加え軽量化による燃505）の液性は、従来自動車シート用のフォームシス費改善、シートの薄肉化による車室内空間の拡張、低テムに使用されているものと同程度である。設計コアる。

表１ 「NEF－791 ／ CEF－505」システムの液性（代表値）
開発品名
分類
OHv［mgKOH ／ g］ NCO 含量［％］ 25℃粘度［mPa・s］
260－
2200
NEF－791
ポリオール－
31.7
30
CEF－505 イソシアネート

表２ 「NEF－791 ／ CEF－505」システムの基本物性（代表値）
単位
NEF－791 ／ CEF－505
項目
100［－］
90
NCO INDEX
80
49
48［kg ／ m3］
48
全密度
46
46
コア密度
46
［kg ／ m3］
360
265
25％ILD［N ／ 314cm2］ 195
3633
31
ヒステリシスロス率
［％］
5758
反発弾性率
59［％］
180
155
破断時強度
125［kPa］
91
100
115
破断時伸び［％］7.96.5
引裂強度
6.2［N ／ cm］
5.76.0
圧縮永久歪5.9［％］
湿熱圧縮永久歪11.5 13.0 14.0［％］

99

TOSOH Research & Technology Review Vol.66（2022）

密度は 45kg ／ m3 とし、従来のシートクッションよりた際の体圧分散性を、人体の臀部と大腿部を模したモも大幅な低密度化を図りながらシートクッション用途デル金型と圧力センサーを用い評価した結果を図２にに必要とされる性能を備えている。

示す。着座動作初期から着座後にかけての体圧を評価するため、モデル金型にかける荷重は 7kg（着座動作初期）と 70kg（着座後）の 2 パターン実施した。

3．乗り心地性

本開発品は、汎用品と比較して着座動作初期は臀部への局所的な負荷が発生しないため硬さを感じ難く表［1］硬度傾斜構造
本開発品は、独自の原料配合技術によりフォームの厚み方向に硬度分布を持たせた「硬度傾斜構造」が特

面触感が良好で、着座後も大腿部とシートの接触面積が大きく体圧分散性に優れる結果となった。
このように表面層が柔軟なフォームは、着座時に徴である。
一般的なモールドフォームシステム（汎用品）と本3開発品からなる、コア密度 45kg ／ m 、100mm 厚みのシートとの接触箇所の圧迫感や血流阻害が抑制され乗り心地性の向上が期待出来る。

テストピースフォームを、20mm 厚みに 5 層に分割し、シート表面を柔軟にする従来手法として、別途成型各層の 25％圧縮時硬度（CLD）を測定した結果をした低硬度フォームのシート表面への積層が挙げられ

図１に示す。シート作製時に着座面となる表面層からるが、作業工程の増加による生産性の低下やコストの中間層①～③、シート底面となる裏面層の硬度を比較増加が課題となる。また、単純な低硬度フォームをすると、汎用品は表面層、裏面層が高硬度、中間層が使用したシートでは、人体がシートへ沈み込み過ぎて低硬度となるのに対し、本開発品は表面層が非常に低シートフレームやスプリングの硬さを感じる底付き感硬度で表面層から裏面層に向かって段階的に硬度が増による乗り心地性の悪化が課題となる。本開発品は単加する硬度傾斜フォームを成型可能である。

一のフォームに硬度傾斜構造を付与可能であり、従来の課題を解決し乗り心地性向上が可能であると考えられる。

［2］体圧分散性
硬度傾斜構造を持つフォームの乗り心地性効果を確認する目的で汎用品、本開発品の各フォームに着座し80

5 層分割
表面（着座面）裏面（底面）

25％CLD［N］

テストピースフォーム（25％ILD＝270N ／ 314cm2）
表面層
中間層①
中間層②
中間層③
裏面層

各層で硬度（25％CLD）
測定を実施

図１

モデル金型

底面は高硬度

604020

着座面は低硬度
表面 中間① 中間② 中間③ 裏面
汎用品
開発品

フォーム内の硬度分布測定法と汎用品、開発品測定結果

荷重7kg

汎用品

開発品

表面触感：悪表面触感：良大腿部圧迫：中大腿部圧迫：少

試験内容
70kg

圧力センサー

図２100

モデル金型を用いた体圧分散性評価結果

東ソー研究・技術報告第 66 巻（2022）てもアミン触媒由来の成分は検出されていない。

4．臭気、VOC

VDA270（Variant C3：80℃× 120 分）による臭気評［1］フォームからの揮発成分、臭気評価
自動車の車室内で検出される VOC、臭気の主要発［4］

生源はウレタンフォームである。ウレタンフォー

価を図６に示す。臭気強度についても汎用品と比較して本開発品は不快臭を感じないレベルまで低下している（表 3）。

ど様々な原料の組み合わせからなり、臭気や VOC の原因となる揮発成分は、各原料由来のものから反応中に生成するものまで多岐に渡る。
当社では、各原料及びフォームから揮発する成分について各成分の臭気質も含めた分析を行い、フォームとしての性能を低下することなく臭気、VOC を低減

アミン揮発量［μg／ g］

ムは、ポリオール、触媒、整泡剤、イソシアネートな500
400

320300
200
100

N.D.

0

汎用品
開発品
（非反応型触媒） （反応型触媒）した。
対策の一例として、当社製品の反応型触媒 RZETA− 50W の使用が挙げられる。RZETA − 50W は、触媒自図５ フォームからの揮発成分量（触媒由来）

身が持つ反応性基（OH 基）が NCO 基と反応、樹脂に固定化され揮発しなくなるのに加え、溶媒が水であVOC 化に高い効果を示す（図３）
。

反応部位

6
臭気強度［－］

るため溶媒由来の揮発成分を含有せず、低臭気化、低OH

図３3.5

42.5321

反応型触媒
RZETA－50W（50％in 水）

非反応型触媒TEDA－L33（33％in DPG）

5

汎用品

図６

開発品

フォームの臭気強度

触媒の構造と溶媒の違い
表３

ドイツ自動車工業会制定の VDA278 法（昇温脱離法）によりウレタンフォームからの揮発成分量を測定した結果を図４に示す。本開発品は汎用品と比較してVOC 条件（90℃× 30 分）、FOG 条件（120℃× 60 分）
共に揮発成分量が大幅に低減されている。更にこれら

臭気の判定基準状態臭気強度
知覚できない（無臭）1
知覚はできるが不快ではない
2
はっきり知覚できるが不快ではない
3
不快である
4
とても不快である
5
我慢できない6

VOC、FOG 条件で検出された成分からアミン触媒由来のものを抽出、比較した結果を図５に示す。汎用品
では揮発成分のおよそ半分をアミン触媒由来の成分が占めるが、本開発品は高温である FOG 条件まで含め5．おわりに揮発成分量［μg／ g］

本稿で紹介した「NEF − 791 ／ CEF − 505」システムは、
500

従来困難であった低密度化を可能にした All − MDI シ

470

ステムであり高い乗り心地性と、低 VOC ／低臭気を備400えたシートクッションを提供できる。本開発品に導入

300
200
1000

している技術はフォーム密度に関わらず適用出来るた
110

VOC値 FOG値
汎用品

6049

VOC値 FOG値
開発品

図４ フォームからの揮発成分量（VOC ／ FOG 条件）

め、現行シートクッションの乗り心地性向上、VOC ／臭気を低減することも可能である。また、当社ではシートバックをターゲットに T ／ M システムを代替可能な
密度 40kg ／ m3 以下の All − MDI システムを開発しており、今後も顧客の成形条件や要求特性に合わせ、積極101

TOSOH Research & Technology Review Vol.66（2022）的なグレード開発を継続していく。

6．参考文献［1］Yoshii N., Sugawara M., Nagaoka T., Saiki K.,
Polyurethanes Conference（2003）［2］Egawa S., Ishibashi K., Yoshii N., PolyurethanesConference（2008）［3］Fregni S., Fanget A., Polyurethanes TechnicalConference（2010）［4］Chika Inagaki, Atsunori Adachi, Kaoru Inoue, 自動車技術会論文集 51, 1, January（2020）

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