JP2841011B2

JP2841011B2 - 熱成形用材料および熱成形方法

Info

Publication number: JP2841011B2
Application number: JP5168467A
Authority: JP
Inventors: 富男河添; 更三郎永田
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JPH072968A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱成形用材料および熱
成形方法に関する。更に詳しくは、自動車等のドアトリ
ム、アームレスト、ヘッドレスト、シートクッション、
インストルメントパネル、コンソールボックス、サンバ
イザー等の内装材、ダッシュサイレンサー、アンダーカ
ーペット等の防音材料、あるいは衣料用パッド類におい
て有用であり、軟質ポリウレタンフォームを裁断してな
る熱成形用材料およびこれを用いて軟質ポリウレタンフ
ォーム熱成形体を得る熱成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の内装材あるいは防音材
料に用いられる軟質ポリウレタンフォームの製法として
は、金型内に軟質ポリウレタンフォーム混合反応液を直
接流し込み発泡させるモールド発泡成形法が知られてい
る。また、衣料用パッド類には汎用の軟質ポリウレタン
スラブストックフォームを適当な厚さに裁断し、これを
加熱成形用プレスで熱成形する方法が広く行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法は次の様な問題点があった。モールド発泡成形法では、得られる成形品がその表面
にモールド発泡特有のスキン層を有しているため、表面
通気性が低下し蒸れ易く快適性あるいは防音性能に劣る
という欠点；複雑あるいは薄肉部を有する形状では成形
不良を起こし易いという欠点；あるいは金型設備、金型
温調設備に要する費用が高い。衣料用パッド類に使用する汎用の軟質ポリウレタンス
ラブストックフォームは、熱成形性が不十分で、高温で
長時間プレスする必要があり、フォームが変色あるいは
熱劣化を起こす。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決すべく鋭意検討した結果、快適性、防音性
能、成形性等に優れ、軟質ポリウレタンフォームを裁断
してなる熱成形用材料およびこれら特性が優れた軟質ポ
リウレタンフォーム熱成形体を得る熱成形方法を見いだ
し、本発明に到達した。

【０００５】すなわち本発明は、平均官能基数が２〜
６、平均水酸基価が２０〜２００であるポリオール（ａ
１）および、脂肪族または芳香族のモノまたはポリカル
ボン酸から選ばれる少なくとも１種の有機酸（ａ２）
を、（ａ１）：（ａ２）＝（９９．９〜９０）：（０．
１〜１０）の重量比で共存させたものと、有機ポリイソ
シアネート（ｂ）とを、触媒（ｃ）、発泡剤（ｄ）およ
び必要により他の添加剤（ｅ）の存在下に、スラブ方式
で反応させて得られた軟質ポリウレタンフォームを裁断
してなり、熱プレス成形に用いられることを特徴とす
る熱成形用材料；並びに、この熱成形用材料を、１００
〜２１０℃の加熱温度で少なくとも０．５Ｋｇ／ｃｍ^２
のプレス圧力の条件で熱プレス成形して、軟質ポリウレ
タンフォーム熱成形体を得ることを特徴とする熱成形方
法である。

【０００６】本発明において用いられるポリオール（ａ
１）としては、例えば、アルコール類、フェノール類、
アミン類等の活性水素含有化合物のアルキレンオキサイ
ド付加物、ポリエステルポリオールおよびこれらのポリ
オール中でビニルモノマーを重合させて得られる重合体
ポリオールが挙げられる。アルコール類としては、例え
ば１価アルコール類［メタノール、エタノール、ｎ−お
よびｉｓｏ−プロパノール、ブタノール、２−エチルヘ
キサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール
等］；２価アルコール類［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、１，６−ヘ
キサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチル
グリコール等］；および３価以上のアルコール類［グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、ショ糖等］が挙げられる。フェノー
ル類としては、アルキルフェノール類［フェノールおよ
びノニルフェノール等］が挙げられる。アミン類として
は、アンモニア；アルカノールアミン類［モノ−、ジ−
およびトリエタノールアミン、イソプロパノールアミ
ン、アミノエチルエタノールアミン等］；炭素数１〜２
０のアルキルアミン類［ブチルアミン、ラウリルアミン
等］；炭素数２〜６のアルキレンジアミン類［エチレン
ジアミン、ヘキサメチレンジアミン等］；ポリアルキレ
ンポリアミン類［ジエチレントリアミン、トリエチレン
テトラミン等］；芳香族アミン類［アニリン、フェニレ
ンジアミン、ジアミノトルエン、キシリレンジアミン、
メチレンジアニリン、ジフェニルエーテルジアミン
等］；脂環式アミン類［イソホロンジアミン、シクロヘ
キシレンジアミン等］；アミノエチルピペラジンおよび
特公昭５５−２１０４４号公報明細書に記載の複素環式
アミン類が挙げられる。これらの活性水素含有化合物は
２種以上を併用することができる。

【０００７】アルキレンオキサイドとしては、エチレン
オキサイド（以下、ＥＯと略記）、プロピレンオキサイ
ド（以下ＰＯと略記）、１，２−、１，４−および２，
３−ブチレンオキサイド等およびこれらの２種以上の併
用が挙げられる。これらのうち好ましいものは、ＰＯお
よびＥＯとＰＯの併用であり、併用の場合の付加形式
は、ブロックまたはランダムのいずれでもよい。

【０００８】ポリエステルポリオールとしては、例え
ば、低分子ポリオール（前記２価アルコール、３価アル
コールなど）とポリカルボン酸（コハク酸、アジピン
酸、セバシン酸、マレイン酸、ダイマー酸などの脂肪族
ポリカルボン酸；フタル酸、テレフタル酸、トリメリッ
ト酸などの芳香族ポリカルボン酸など）とを反応させて
得られる縮合ポリエステルポリオール、上記記載のアル
コール類および／またはフェノール類とε−カプロラク
トンとの反応により得られるポリカプロラクトンポリオ
ールおよびポリカーボネートポリオール（ポリヘキシレ
ンカーボネートジオールなど）が挙げられる。

【０００９】重合体ポリオールとしては、上記に例示し
たポリオールの少なくとも１種中で、ラジカル開始剤の
存在下、アクリロニトリル、スチレン等のビニルモノマ
ーを重合し安定分散させたものが挙げられる。重合体ポ
リオール中のビニルポリマーの含量は、通常５０％以下
である。

【００１０】以上（ａ１）として例示したものは２種以
上併用することができる。これらのうち好ましいもの
は、アルコール類のアルキレンオキサイド付加物、重合
体ポリオールおよびこれらの併用である。

【００１１】該（ａ１）の平均官能基数は、通常２〜
６、好ましくは２．５〜４であり、平均水酸基価は通常
２０〜２００、好ましくは２０〜１００である。平均官
能基数が２未満および６を超えると発泡安定性、防音
性、熱成形性が劣る。また、水酸基価が２００を超える
と得られるポリウレタンフォームが硬くなり過ぎて目的
とする熱成形性軟質ポリウレタンフォームが得られな
い。

【００１２】本発明において使用される有機酸（ａ２）
としては、脂肪族モノカルボン酸（ギ酸、酢酸、プロピ
オン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カプ
リン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ス
テアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、シ
クロヘキサカルボン酸など）；脂肪族ポリカルボン酸
（シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピ
ン酸、マレイン酸など）；芳香族モノまたはポリカルボ
ン酸（安息香酸、フタル酸など）；脂肪族オキシカルボ
ン酸（クエン酸、ジオキシアジピン酸、トリオキシグル
タル酸など）；芳香族オキシカルボン酸（サリチル酸な
ど）およびこれらの酸のハロゲン、ニトロ、ニトリル、
アシルおよびアルキル置換体（ｏ−、ｍ−またはｐ−ク
ロル安息香酸など）；およびこれらの２種以上の混合物
が挙げられる。

【００１３】以上（ａ２）として例示したもののうち特
に好ましいものは、脂肪族モノカルボン酸である。

【００１４】本発明におけるポリオール（ａ１）と有機
酸（ａ２）の使用比率は重量比で、（ａ１）：（ａ２）
が（９９．９〜９０）：（０．１〜１０）である。（ａ
２）の比率が０．１未満では、得られるフォームの熱成
形性が劣り、１０を超えると発泡反応性が低下し、フォ
ームの圧縮永久歪が増大する。

【００１５】本発明において用いられる有機ポリイソシ
アネート（ｂ）としては、ポリウレタンに通常使用され
るものが用いられる。該（ｂ）の具体例としては、炭素
数（ＮＣＯ基中の炭素数を除く）６〜２０の芳香族ポリ
イソシアネート［２，４−および／または２，６−トリ
レンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製ＴＤＩ、２，４
−および／または４，４’−ジフェニルメタンジイソシ
アネート（ＭＤＩ）、粗製ＭＤＩ、ポリアリールポリイ
ソシアネート（ＰＡＰＩ）等］；炭素数２〜１８の脂肪
族イソシアネート［ヘキサメチレンジイソシアネート
リジンジイソシアネート等］；炭素数４〜１５の脂環式
ポリイソシアネート［イソフォロンジイソシアネート、
ジシクロヘキシルジイソシアネート等］；炭素数８〜１
５の芳香脂肪族ポリイソシアネート［キシリレンジイソ
シアネート等］；これらのポリイソシアネートの変性物
［ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、
ウレア基、ビュウレット基、ウレトジオン基、ウレトン
イミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有
変性物等］；特開昭６１−７６５１７号公報明細書に記
載の上記以外のポリイソシアネート；およびこれらの２
種以上の併用が挙げられる。これらのうち好ましいもの
は、ＴＤＩ、ＴＤＩと粗製ＭＤＩの混合物および２，４
−および／または４，４’−ＭＤＩである。

【００１６】本発明において、触媒（ｃ）としては、ウ
レタン発泡用触媒として通常用いられるものであればよ
く、例えば、カルボン酸の金属塩［酢酸ナトリウム、オ
クチル酸鉛、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸コバルト
等］；アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のアルコ
キシドもしくはフェノキシド［ナトリウムメトキシド、
ナトリウムフェノキシド等］；３級アミン類［トリエチ
ルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリ
ン、ジメチルアミノメチルフェノール、ピリジン等］；
４級アンモニウム塩［テトラエチルヒドロキシアンモニ
ウム等］；イミダゾール類［イミダゾール、２−エチル
−４−メチルイミダゾール等］；およびスズまたはアン
チモン含有有機金属化合物［テトラフェニルスズ、トリ
ブチルアンチモンオキサイド、スタナスオクトエート
等］を挙げることができる。これらのうち好ましいもの
は、３級アミン類およひスズまたはアンチモン含有有機
金属化合物である。

【００１７】本発明において、発泡剤（ｄ）としては水
およひ／またはその他の発泡剤（トリクロロモノフルオ
ロメタン、メチレンクロライドなど）が挙げられる。

【００１８】本発明において、必要により用いられる他
の添加剤（ｅ）としては界面活性剤（例えば、日本ユニ
カー製のＳＺ−１３０６、Ｌ−５２０、Ｌ−５４０、ト
ーレシリコン製のＳＨ−１９０、ＳＲＸ−２７４Ｃ
等）、顔料、フィラー、アスファルト、難燃剤、溶剤、
揺変剤などが挙げられる。

【００１９】本発明において、（ａ）１００重量部に対
する（ｂ）〜（ｄ）の使用量は、次の通りである。
（ｂ）の量は、ＮＣＯ指数が通常６０〜１４０、好まし
くは８０〜１２０となる部数である。（ｃ）の量は、通
常０．０１〜３部、好ましくは０．０５〜２部である。
（ｄ）の量は、一般のウレタンフォームの発泡に使用さ
れる量（例えば水が１〜５部、その他の発泡剤が０〜２
５部）である。

【００２０】該軟質ポリウレタンフォームの物性（熱成
形前の原物性）としては、フォーム密度は通常１０〜５
００ｋｇ／ｍ^３である。２５％圧縮硬度は通常２〜６０
ｋｇ／３１４ｃｍ^２、好ましくは３〜４０ｋｇ／３１４
ｃｍ^２である。フォームの反発弾性は通常２０〜８０
％、好ましくは３０〜７０％である。フォームの圧縮永
久歪は通常３０％以下、好ましく１５％以下である。フ
ォームの原物性が上記範囲外の場合は発泡性、熱成形性
に劣るか、または正常な熱成形性軟質ポリウレタンフォ
ームとならない。

【００２１】該軟質ポリウレタンフォームを得る際の発
泡方法は、スラブ方式であればよく特に限定されない
が、例えば、（ｂ）以外の成分を混合したものと（ｂ）
とを混合・攪拌して、スラブ方式で発泡させることによ
り熱成形用軟質ポリウレタンフォームが得られる。この
際、（ｂ）以外の成分を更に分割して用い、（ｂ）と混
合しても良い。また、（ａ２）は先に（ｂ）と混合した
後、残りの成分を混合・攪拌して発泡させても良い。

【００２２】該軟質ポリウレタンフォームは特別な製造
装置を必要とせず、従来のスラブ方式で製造できる。得
られる該軟質ポリウレタンフォームを裁断することによ
り、スキン層を有しないフォームである本発明の熱成形
用材料が得られる。

【００２３】本発明の熱成形用材料からの軟質ポリウレ
タンフォーム熱成形体の製造は、従来の装置により加熱
及び加圧することにより行われる。加熱は通常の方法以
外にマイクロ波によってもよい。熱成形はプレス直前に
フォームを所定温度に加熱しておき常温または冷却した
プレス機でプレスしてもよいが、プレス面が加熱可能な
熱プレス機を使用し加熱しながらプレスする方法が好ま
しい。加熱温度は通常１００〜２１０℃、好ましく１５
０〜２００℃である。加熱温度が１００℃未満では熱成
形性が悪く、２１０℃を超えると、フォームが熱により
変色、劣化を起こす。加圧は通常０．５Ｋｇ／ｃｍ^２以
上で行う。加圧が０．５Ｋｇ／ｃｍ^２未満では熱成形性
が悪い。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれにより限定されるものではない。以下
において、部は重量部、％は重量％を示す。

【００２５】実施例１〜６および比較例１〜２表１および表２に示した発泡処方にて、上部を開放した
紙箱内で自由発泡させた後、得られたポリウレタンフォ
ームを裁断し、その物性を測定した。熱成形性はフォー
ムを５０ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍｍに裁断し、プレス
面１７０℃のプレス機で５０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で４０
秒プレス後取り出し、その形状保持性を評価した。これ
らの評価結果を表１および表２に示す。なお、発泡条
件、使用原料の記号の説明およびフォーム物性測定法は
下記のとおりである。

【００２６】（発泡条件）紙箱形状：４００ｍｍ×４００ｍｍ×２００ｍｍミキシング方法：３０００ｒｐｍのミキサーで攪拌原料温度：２５±２℃ 原料使用量：（ａ１）を３００ｇ使用キュアー条件：室温、１日間

【００２７】（使用原料の記号の説明）・活性水素含有化合物（ａ１）ａ１−１：グリセリンのＰＯ付加物、分子量３，０００ａ１−２：グリセリンのＰＯ−ＥＯ付加物、分子量６，
０００ａ１−３：ａ１−２のポリマーポリオール、ポリマー成
分スチレン／アクリロニトリル＝５／５、ポリマー含量
２０％ａ１−４：ジエタノールアミン・有機酸（ａ２）ａ２−１：酢酸ａ２−２：ステアリン酸ａ２−３：オレイン酸・イソシアネート（ｂ）ｂ−１：ＴＤＩ−８０（２，４−トルエンジイソシア
ネート／２，６−トルエンジイソシアネート＝８０／２
０混合物）ｂ−２：ＴＤＩ−８０／粗製ＭＤＩ＝８０／２０・触媒（ｃ）３３ＬＶ：ＤＡＢＣＯ３３ＬＶすなわちトリエチレン
ジアミン３３％ジプロピレングリコール溶液ＤＭＥＡ：ジメチルアミノエタノールＴ−９：スタナスオクテート・発泡剤（ｄ）水：水・添加剤（ｅ）Ｌ５２０：日本ユニカー（株）製シリコーン糸整泡剤Ｌ
−５２０２７４Ｃ：トーレシリコーン（株）製シリコーン糸整泡
剤ＳＲＸ−２７４Ｃ

【００２８】（フォーム物性の測定法）フォーム物性の測定は、ＪＩＳＫ６４０１に基づいて
行った。単位は下記の通りである。フリー発泡密度：ｋｇ／ｍ^３２５％圧縮硬度：ｋｇ／３１４ｃｍ^２圧縮永久歪：％反発弾性率：％

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明の熱成形用材料は熱成形性に優れ
ている。又、本発明の熱成形用材料はスラブフォームを
裁断してなるものであるため、本発明の方法により加熱
プレスにより得られる軟質ポリウレタンフォーム熱成形
体は、モールド成形品と異なりスキン層を有しないた
め、快適性、防音性に優れており、自動車、航空機、電
車、住宅などの内装材、防音材および衣料用パッドの材
料として極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 75/04 Ｃ０８Ｌ 75/04 //(Ｃ０８Ｇ 18/48 101:00） (56)参考文献特開平１−203420（ＪＰ，Ａ) 特開平４−248823（ＪＰ，Ａ) 特開平２−199136（ＪＰ，Ａ) 特開平２−212511（ＪＰ，Ａ) 特公昭44−11398（ＪＰ，Ｂ１) 岩田敬治編「ポリウレタン樹脂ハンドブック」昭和62年９月25日、日刊工業新聞社発行、第171−174頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08G 18/00 - 18/87 B29C 51/00 C08L 75/00 - 75/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平均官能基数が２〜６、平均水酸基価
が２０〜２００であるポリオール（ａ１）および、脂肪
族または芳香族のモノまたはポリカルボン酸から選ばれ
る少なくとも１種の有機酸（ａ２）を、（ａ１）：（ａ
２）＝（９９．９〜９０）：（０．１〜１０）の重量比
で共存させたものと、有機ポリイソシアネート（ｂ）と
を、触媒（ｃ）、発泡剤（ｄ）および必要により他の添
加剤（ｅ）の存在下に、スラブ方式で反応させて得られ
た軟質ポリウレタンフォームを裁断してなり、熱プレス成形に用いられることを特徴とする熱成形用
材料。
【請求項２】ポリオール（ａ１）が、活性水素含有化
合物のアルキレンオキサイド付加物、またはこれと重合
体ポリオールとの併用であって、（ａ１）中の重合体ポ
リオールの含量が０〜２０重量％である、請求項１記載
の熱成形用材料。
【請求項３】請求項１または２記載の熱成形用材料
を、１００〜２１０℃の加熱温度で少なくとも０．５Ｋ
ｇ／ｃｍ^２のプレス圧力の条件で熱プレス成形して、軟
質ポリウレタンフォーム熱成形体を得ることを特徴とす
る熱成形方法。」