JP2013199587A - 自動車内装材用半硬質ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】植物由来のひまし油ポリオールを用い、脱型時間が短く、かつ安価な自動車内装材用半硬質ポリウレタンフォームの製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】ポリオール類には、少なくとも、水酸基価４０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４００〜３２００のひまし油ポリオールと、水酸基価１５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００〜８０００のポリエーテルポリオールと、水酸基価２０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００〜６０００のポリマーポリオールとを併用し、ポリオール類１００質量部に対して、ひまし油ポリオールを１〜４０質量部、ポリエーテルポリオールを２５〜８０質量部、ポリマーポリオールを１０〜３５質量部含み、発泡剤として水を含み、ポリイソシアネートとしてポリメリックＭＤＩを含む。
【選択図】なし
【解決手段】ポリオール類には、少なくとも、水酸基価４０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４００〜３２００のひまし油ポリオールと、水酸基価１５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００〜８０００のポリエーテルポリオールと、水酸基価２０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００〜６０００のポリマーポリオールとを併用し、ポリオール類１００質量部に対して、ひまし油ポリオールを１〜４０質量部、ポリエーテルポリオールを２５〜８０質量部、ポリマーポリオールを１０〜３５質量部含み、発泡剤として水を含み、ポリイソシアネートとしてポリメリックＭＤＩを含む。
【選択図】なし
Description
本発明は、インストルメントパネル等の自動車内装材に適した半硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。
ポリウレタンフォームは、ポリオール類およびイソシアネートを発泡剤および触媒等の存在下反応させて得られるものであり、寝具、自動車内装材などに多用されている。
ポリウレタンフォームには、軟質ポリウレタンフォーム、硬質ポリウレタンフォーム、またその中間に位置する半硬質ポリウレタンフォームがあり、半硬質ポリウレタンフォームは良好な衝撃吸収性を有するため、インストルメントパネル等の自動車内装材に多く用いられている。
近年、地球環境負荷低減の観点から植物由来のポリオールを用いたポリウレタンフォームが開発されている。
特許文献１には、植物由来のポリオールとしてひまし油ポリオールを用いた自動車座席用ポリウレタンフォームが提案されている。
特許文献１には、植物由来のポリオールとしてひまし油ポリオールを用いた自動車座席用ポリウレタンフォームが提案されている。
特許文献２には、耐湿熱老化性の向上のため、末端水酸基が２級または３級、かつ水酸基価が２０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのひまし油ポリオールを用いてポリウレタンフォームを製造する方法が開示されている。
特許文献３には、ポリウレタンフォームからなる制振吸音材を、ポリオールとしてひまし油ポリオールを用いて製造する方法が開示されている。
特許文献４には、植物由来ポリオール、３級アミノ基を含むポリエーテルポリオール、水、触媒、整泡剤およびポリイソシアネートを混合し、反応させて自動車内装材用のポリウレタンフォームを製造する方法が開示されている。
特許文献３には、ポリウレタンフォームからなる制振吸音材を、ポリオールとしてひまし油ポリオールを用いて製造する方法が開示されている。
特許文献４には、植物由来ポリオール、３級アミノ基を含むポリエーテルポリオール、水、触媒、整泡剤およびポリイソシアネートを混合し、反応させて自動車内装材用のポリウレタンフォームを製造する方法が開示されている。
しかしながら、従来の植物由来ポリオール（ひまし油ポリオールを含む）用いるポリウレタンフォームの製造方法では、通常のポリオールを用いる場合よりもモールド成形時の脱型時間が長くなって作業効率が悪くなる問題や高価な高分子量のアミンポリオールが必要になってコストが嵩む問題などがある。なお、モールド成形は、ポリウレタン原料を型（モールド）に充填して発泡させ、その後に発泡体を脱型する成形方法であり、自動車内装材等に用いられるウレタンフォームの製造に多用されている。
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、植物由来であるひまし油ポリオールを用いた自動車内装材用半硬質ポリウレタンフォームを、従来の汎用原料を用いて安価に、かつ短時間で脱型できる製造方法の提供を目的とする。
請求項１の発明は、ポリオール類、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤および整泡剤を含むポリウレタン原料を型に充填して発泡硬化させる自動車内装材用半硬質ポリウレタンフォームの製造方法において、前記ポリオール類には、少なくとも、水酸基価４０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４００〜３２００のひまし油ポリオールと、水酸基価１５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００〜８０００のポリエーテルポリオールと、水酸基価２０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００〜６０００のポリマーポリオールとを併用し、前記ポリオール類１００質量部に対して、前記ひまし油ポリオールを１〜４０質量部、前記ポリエーテルポリオールを２５〜８０質量部、前記ポリマーポリオールを１０〜３５質量部含み、前記発泡剤として水を含み、前記ポリイソシアネートとしてポリメリックＭＤＩを含むことを特徴とする。
請求項２の発明は、前記ひまし油ポリオールは水酸基価１００〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５５０〜１５００であることを特徴とする。
本発明によれば、ポリオール類として、少なくとも、水酸基価４０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４００〜３２００のひまし油ポリオールと、水酸基価１５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００〜８０００のポリエーテルポリオールと、水酸基価２０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００〜６０００のポリマーポリオールとを併用し、ポリオール類１００質量部に対して、前記ひまし油ポリオール１〜４０質量部、前記ポリエーテルポリオール２５〜８０質量部、前記ポリマーポリオール１０〜３５質量部含むことにより、反応のバランスがとれ、ひまし油ポリオールと併用するポリオールに高価なポリオールを使用しなくても、自動車用内装材用に適する半硬質ポリウレタンフォームを短い脱型時間で製造することができる。
本発明における自動車用内装材用半硬質ポリウレタンフォームの製造方法は、ポリオール類、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤および整泡剤を含むポリウレタン原料を混合撹拌して型に充填し、発泡硬化させた後、発泡体を脱型するものであり、インストルメントパネル、アームレスト、ドアトリム等の製造に好適なものである。なお、前記型の内面にに予め表皮や基材等をセットするインサート成形も本発明の製造方法に含まれる。また、本発明における自動車用内装材用に適する半硬質ポリウレタンフォームの定義は、ＪＩＳ Ｋ ６４００−５：２００４に基づく引張強さが３００〜８００ｋＰａ（ダンベル２号）、伸びが３０〜１５０％（ダンベル２号）、引裂強さが１０〜２５Ｎ／ｃｍ（４号形試験片）、日本ゴム協会標準規格(ＳＲＩＳ)０１０１（アスカーＣ型）硬度が２０〜６５を満たすウレタンフォームである。
本発明において使用するポリオール類には、ひまし油ポリオールとポリエーテルポリオールとポリマーポリオールの三種類が併用される。
前記ひまし油ポリオールは、半硬質ポリウレタンフォームを中硬度（２０〜６５）で歪みの少ないものとするため、水酸基価（ＯＨＶ）４０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４００〜３２００、官能基数が２〜６のものが選択される。さらに水酸基価１００〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５５０〜１５００、官能基数２〜４のものがより好ましく、特に水酸基価１５０〜２８０、数平均分子量６００〜１０００が好ましい。前記ひまし油ポリオールの配合量は、前記ポリオール類１００質量部中１〜４０質量部が好ましい。１質量部より少ない場合には、ひまし油ポリオールの使用料が少なく、環境負荷低減効果が低くなり、一方、４０質量部より多い場合には、成形品にボイドやヒケを生じるようになる。
前記ひまし油ポリオールは、半硬質ポリウレタンフォームを中硬度（２０〜６５）で歪みの少ないものとするため、水酸基価（ＯＨＶ）４０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４００〜３２００、官能基数が２〜６のものが選択される。さらに水酸基価１００〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５５０〜１５００、官能基数２〜４のものがより好ましく、特に水酸基価１５０〜２８０、数平均分子量６００〜１０００が好ましい。前記ひまし油ポリオールの配合量は、前記ポリオール類１００質量部中１〜４０質量部が好ましい。１質量部より少ない場合には、ひまし油ポリオールの使用料が少なく、環境負荷低減効果が低くなり、一方、４０質量部より多い場合には、成形品にボイドやヒケを生じるようになる。
前記ポリエーテルポリオールは、多価アルコールなどを開始剤として、アルキレンオキサイドを付加重合したものであり、本発明ではひまし油ポリオールを除くものである。前記多価アルコールは、２官能のものとして、プロピレングリコール、エチレングリコール等、３官能のものとして、グリセリン、トリメチロールプロパン等、４官能のものとしては、ペンタエリスリトール等、６官能のものとしてソルビトール、８官能のものとしてスクロース等を挙げることができる。また、前記ポリエーテルポリオールは、水酸基価（ＯＨＶ）１５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００〜８０００、官能基数２〜４のものが好ましく、より好ましくは水酸基価２５〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００〜８０００、官能基数２〜３のものがより好ましい。さらに、前記ポリエーテルポリオールは、エチレンオキサイド（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）の比率が、５：９５〜３０：７０のものが好ましく、特に１０：９０〜１５：８５のものがより好ましい。前記ポリエーテルポリオールの配合量は、前記ポリオール類１００質量部中２５〜８０質量部が好ましく、より好ましくは３０〜８０質量部である。２５質量部より少ない場合にはひまし油ポリオールもしくはポリマーポリオールが過剰となり、成形品のヒケやボイドを生じるようになり、一方、８０質量部より多い場合にはひまし油ポリオールの使用量が低減してしまうか、ポリマーポリオールの添加量が不足して引張強度や引裂強度、硬度が低下する。
前記ポリマーポリオールは、ポリエーテルポリオールに、スチレンまたはアクリロニトリル、あるいはスチレンとアクリロニトリルを重合したものが好ましい。スチレンとアクリロニトリルの比率は０／１００〜５０／５０が好ましい。前記ポリマーポリオールは水酸基価（ＯＨＶ）２０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００〜６０００、官能基数２〜４のものが好ましく、特に水酸基価２０〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４０００〜６０００、官能基数２〜３のものがより好ましい。前記ポリマーポリオールの配合量は、前記ポリオール類１００質量部中１０〜３５質量部が好ましく、より好ましくは１５〜３０質量部である。１０質量部より少ない場合には引張強度や引裂強度、硬度が低下してしまい、一方、３５質量部より多い場合には成形品のヒケやボイドを生じるようになる。
前記ポリイソシアネートは、ポリメリックＭＤＩ（ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート）を含む。ポリメリックＭＤＩは、ウレタンフォームの製造方法において汎用されているイソシアネートである。本発明では、汎用のポリメリックＭＤＩを使用することによっても半硬質ポリウレタンフォームを安価に生産することができる。なお、本発明における前記ポリイソシアネートは、ポリメリックＭＤＩのみに限定されるものではなく、ポリメリックＭＤＩを含むものであればよく、ＭＤＩ、ＴＤ１等を併用してもよいが、ポリメリックＭＤＩのみとするのが特に好ましい。
前記ポリイソシアネートの配合量は、イソシアネートインデックス（ＩＮＤＥＸ）が９５〜１２０となる量が好ましい。イソシアネートインデックスが９５未満の場合には引張強度や引裂強度、硬度が低下し、一方１２０を超えると脆さが発現して、引裂強さが低下する。なお、イソシアネートインデックスは、ポリウレタン原料中の活性水素基（例えば、ポリオールの水酸基、発泡剤として用いられる水などの活性水素基）の合計に対するポリイソシアネートのイソシアネート基の当量比を百分率で示す値であり、ポリウレタフォームの分野で使用されている指標である。
発泡剤は、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができる。たとえば、水、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、炭酸ガス等が用いられ、特に水が好適である。発泡剤の配合量は適宜の量とされるが、水の場合には、通常、ポリオール類１００質量部に対して１〜３質量部程度とされる。
触媒は、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができ、特に限定されない。使用可能な触媒として、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエート等の錫触媒や、フェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒（有機金属触媒とも称される。）が挙げられる。触媒の配合量は、触媒の種類によって適宜決定されるが、ポリオール類１００質量部に対し０．３〜４．０質量部程度が一般的である。
整泡剤は、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができ、シリコーン系整泡剤、含フッ素化合物系整泡剤及び界面活性剤を挙げることができる。特に、シリコーン系整泡剤は好適なものである。シリコーン系整泡剤としては、シロキサン鎖主体からなるもの、シロキサン鎖とポリエーテル鎖が線状の構造をとるもの、分岐し枝分かれしたもの、ポリエーテル鎖がシロキサン鎖にペンダント状に変性されたもの等が挙げられる。
前記ポリウレタン原料には、その他適宜助剤が配合される。助剤としては、例えば鎖延長剤、着色剤、難燃剤、抗菌剤、安定剤、可塑剤等を挙げることができる。鎖延長剤としては、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、グリセリン等の低分子量の多価アルコール類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の低分子量のアミンポリオール類、又はエチレンジアミン、キシリレンジアミン、メチレンビスオルソクロルアニリン等ポリアミン類等を挙げることができる。
なお、前記ポリウレレタン原料の型への注入は、公知の注入装置（低圧注入装置、高注入装置）を用いて行なわれる。また、前記ポリウレタン原料の型への注入は、型を開いた状態で注入し、その後に型を閉じるオープン注入、あるいは型を閉じた状態で型に形成されている注入口から注入するクローズド注入の何れであってもよい。
以下、実施例及び比較例を具体的に示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
後述の表１〜表５に示す配合からなるポリウレタン原料４８０ｇを高圧成形機（ＰＥＣ社製ＰＵ-３０）を使用して、試作用の３００×１０００×１０ｍｍの矩形の型に充填し、その後に脱型することにより、自動車内装品用の半硬質ポリウレタンフォームをモールド成形した。使用した原料は以下の通りである。
（１）ひまし油ポリオール１：水酸基価３２ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３５１０、平均官能基数２
（２）ひまし油ポリオール２：水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００、平均官能基数２．７
（３）ひまし油ポリオール３：水酸基価１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量９５０、平均官能基数２．７
（４）ひまし油ポリオール４：水酸基価２７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量６２０、平均官能基数３
（５）ひまし油ポリオール５：水酸基価３４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５００、平均官能基数３
（６）ポリエーテルポリオール１：水酸基価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量８０００、平均官能基数４
（７）ポリエーテルポリオール２：水酸基価３３ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５０００、平均官能基数３
（８）ポリエーテルポリオール３：水酸基価２９ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４０００、平均官能基数２
（９）ポリエーテルポリオール４：水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００、平均官能基数２
（１０）ポリエーテルポリオール５：水酸基価１０２ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量１１００、平均官能基数２
（１１）ポリマーポリオール１：水酸基価４３ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００、平均官能基数３、スチレン/アクリロニトリル比５０：５０、ポリマー含有量２６％
（１２）ポリマーポリオール２：水酸基価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５０００、平均官能基数２．７、スチレン/アクリロニトリル比０：１００、ポリマー含有量２０％
（１３）ポリマーポリオール３：水酸基価２１ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量６０００、平均官能基数３、スチレン/アクリロニトリル比５０：５０、ポリマー含有量４０％
（１４）鎖延長剤１：水酸基価７９５ｍｇＫＯＨ／ｇである３級アミンポリオール、数平均分子量３５０、平均官能基数５
（１５）触媒１：水酸基価９８９ｍｇＫＯＨ／ｇであるＴＥＤＡ３３％含有のジプロピレングリコール溶液、品番：ダブコ３３ＬＶ、三共エアプロダクト社製
（１６）触媒２：水酸基価２５１ｍｇＫＯＨ／ｇであるビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、品番：カオーライザーＮｏ．１２Ｐ、花王社製
（１７）発泡剤：水
また、ポリイソシアネートは全て汎用のポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）を使用した。
後述の表１〜表５に示す配合からなるポリウレタン原料４８０ｇを高圧成形機（ＰＥＣ社製ＰＵ-３０）を使用して、試作用の３００×１０００×１０ｍｍの矩形の型に充填し、その後に脱型することにより、自動車内装品用の半硬質ポリウレタンフォームをモールド成形した。使用した原料は以下の通りである。
（１）ひまし油ポリオール１：水酸基価３２ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３５１０、平均官能基数２
（２）ひまし油ポリオール２：水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００、平均官能基数２．７
（３）ひまし油ポリオール３：水酸基価１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量９５０、平均官能基数２．７
（４）ひまし油ポリオール４：水酸基価２７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量６２０、平均官能基数３
（５）ひまし油ポリオール５：水酸基価３４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５００、平均官能基数３
（６）ポリエーテルポリオール１：水酸基価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量８０００、平均官能基数４
（７）ポリエーテルポリオール２：水酸基価３３ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５０００、平均官能基数３
（８）ポリエーテルポリオール３：水酸基価２９ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４０００、平均官能基数２
（９）ポリエーテルポリオール４：水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００、平均官能基数２
（１０）ポリエーテルポリオール５：水酸基価１０２ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量１１００、平均官能基数２
（１１）ポリマーポリオール１：水酸基価４３ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００、平均官能基数３、スチレン/アクリロニトリル比５０：５０、ポリマー含有量２６％
（１２）ポリマーポリオール２：水酸基価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５０００、平均官能基数２．７、スチレン/アクリロニトリル比０：１００、ポリマー含有量２０％
（１３）ポリマーポリオール３：水酸基価２１ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量６０００、平均官能基数３、スチレン/アクリロニトリル比５０：５０、ポリマー含有量４０％
（１４）鎖延長剤１：水酸基価７９５ｍｇＫＯＨ／ｇである３級アミンポリオール、数平均分子量３５０、平均官能基数５
（１５）触媒１：水酸基価９８９ｍｇＫＯＨ／ｇであるＴＥＤＡ３３％含有のジプロピレングリコール溶液、品番：ダブコ３３ＬＶ、三共エアプロダクト社製
（１６）触媒２：水酸基価２５１ｍｇＫＯＨ／ｇであるビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、品番：カオーライザーＮｏ．１２Ｐ、花王社製
（１７）発泡剤：水
また、ポリイソシアネートは全て汎用のポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）を使用した。
以下の表において、ボイドは発泡過程において発生する大きな気泡であり、脱型後のフォームを前記成形後のフォーム表面３００×１０００ｍｍの片面において目視によって判断し、ボイドが多数ある場合を×、１０〜２０個ある場合を△、数個ある場合を○、無い場合を◎とした。ヒケは発泡後の収縮によってフォーム表面に発生する凹みで、脱型後のフォーム表面を目視で判断し、外周の３０％以上に発生している場合を×、発生はしているが３０％以下の場合を△、発生していない場合を○とした。一方、キュア時間は、基本的に１分間、硬化が不十分で脱型しにくい場合は８分間とし、ストップウォッチによって測定した。さらに、脱型後のポリウレタンフォームについてＪＩＳ Ｋ ６４００−５：２００４に基づいて引張強さと伸びについてダンベル２号で測定し、引裂強さを４号試験片で測定した。また、硬度（Ａｓｋｅｒ Ｃ）について日本ゴム協会標準規格(ＳＲＩＳ)０１０１（アスカーＣ型）に準じて測定した。
表１における参考例１〜４は、ポリオール類にひまし油ポリオールを含まない例である。また、表１及び表２の比較例１〜５は、ひまし油ポリオールの量が本発明から外れる例である。
一方、表２の実施例１〜３は、ひまし油ポリオール３とポリエーテルポリオール２、ポリエーテルポリオール３及びポリマーポリオール２の量を本発明の範囲で変化させた例である。具体的に説明すると、実施例１は、ひまし油ポリオール３を４０質量部、ポリエーテルポリオール３を２５質量部、ポリマーポリオール２を３５質量部にした例、実施例２は、実施例１におけるポリエーテルポリオール２を０から２０質量部にすると共に、ポリエーテルポリオール３を２５質量部から２０質量部に減らし、ポリマーポリオール２を３５質量部から２０質量部に減らした例である。実施例３は、実施例１におけるひまし油ポリオール３を４０質量部から２５質量部に減らし、ポリエーテルポリオール２を０から３０質量部にし、ポリマーポリオール２を３５質量部から２０質量部に減らした例である。
一方、表２の実施例１〜３は、ひまし油ポリオール３とポリエーテルポリオール２、ポリエーテルポリオール３及びポリマーポリオール２の量を本発明の範囲で変化させた例である。具体的に説明すると、実施例１は、ひまし油ポリオール３を４０質量部、ポリエーテルポリオール３を２５質量部、ポリマーポリオール２を３５質量部にした例、実施例２は、実施例１におけるポリエーテルポリオール２を０から２０質量部にすると共に、ポリエーテルポリオール３を２５質量部から２０質量部に減らし、ポリマーポリオール２を３５質量部から２０質量部に減らした例である。実施例３は、実施例１におけるひまし油ポリオール３を４０質量部から２５質量部に減らし、ポリエーテルポリオール２を０から３０質量部にし、ポリマーポリオール２を３５質量部から２０質量部に減らした例である。
表３の比較例６は水酸基価及び数平均分子量が本発明の範囲から外れるひまし油ポリオール１を使用した例、比較例７はひまし油ポリオールの量が本発明の範囲よりも多い例である。一方、表３の実施例４〜７は、ひまし油ポリオールの種類及び量を異ならせた例である。具体的に説明すると、実施例４は、実施例２のひまし油ポリオール３の代わりにひまし油ポリオール２を用いてキュア時間を８分とした例である。実施例５は、実施例２のひまし油ポリオール２を４０質量部から２５質量部に減らし、ポリエーテルポリオール２を２０質量部から３０質量部に増やし、ポリエーテルポリオール３を２０質量部から２５質量部に増やした例である。実施例６は実施例２のひまし油ポリオール３の代わりにひまし油ポリオール４を用いた例である。実施例７は実施例２のひまし油ポリオール３の代わりにひまし油ポリオール５を用いた例である。
表４の実施例８〜１２は、実施例２のポリエーテルポリオールの量とポリマーポリオールの種類及び量を変化させた例である。具体的には、実施例８は、実施例２のポリエーテルポリオール２とポリエーテルポリオール３を共に２０質量部から１５質量部に減らし、ポリマーポリオール２の代わりにポリマーポリオール１を３０質量部用いた例である。実施例９は、実施例２のポリエーテルポリオール２を２０質量部から１０質量部に減らし、ポリエーテルポリオール３を２０質量部から１５質量部に減らし、ポリマーポリオール２を２０質量部から３５質量部に増やした例である。実施例１０は、実施例２のポリエーテルポリオール２とポリエーテルポリオール３を共に２０質量部から１５質量部に減らし、ポリマーポリオール２を２０質量部から３０質量部に増やした例である。実施例１１は、実施例２のポリエーテルポリオール２とポリエーテルポリオール３を共に２０質量部から２５質量部に増やし、ポリマーポリオール２を２０質量部から１０質量部に減らした例である。実施例１２は、実施例２のポリエーテルポリオール２とポリエーテルポリオール３を共に２０質量部から１５質量部に減らし、ポリマーポリオール２の代わりにポリマーポリオール３を３０質量部用いた例である。
表５の実施例は、ひまし油ポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリマーポリオールを本発明の範囲で変化させた例である。具体的には、実施例１３と実施例１４は、ひまし油ポリオール３、ポリエーテルポリオール１及びポリマーポリオール２の量を変化させた例である。実施例１０、実施例２及び実施例１５は、ひまし油ポリオール３、ポリエーテルポリオール２、ポリエーテルポリオール３及びポリマーポリオール２の量を変化させた例である。実施例１６と実施例１７は、ひまし油ポリオール３、ポリエーテルポリオール４及びポリマーポリオール２の量を変化させた例である。
一方、表５の比較例８は、水酸基価及び数平均分子量が本発明の範囲から外れるポリエーテルポリオール５を使用した例である。
一方、表５の比較例８は、水酸基価及び数平均分子量が本発明の範囲から外れるポリエーテルポリオール５を使用した例である。
参考例１〜４の半硬質ポリウレタンフォームは、キュア時間が短く、ボイドもヒケも無く、自動車内装材用として好適なものであるが、ひまし油ポリオールを用いていないため、地球環境負荷低減の観点で劣るものである。
実施例１〜１７の半硬質ポリウレタンフォームは、何れもキュア時間が短く、ボイドもヒケも少なく、自動車内装材用として好適なものであり、しかもひまし油ポリオールを使用するため、地球環境負荷低減の観点でも優れるものである。なお、実施例４についてはキュア時間を１分としたときにはフォームが型に付着して脱型が困難であったためにキュア時間を８分とした。
実施例１〜１７の半硬質ポリウレタンフォームは、何れもキュア時間が短く、ボイドもヒケも少なく、自動車内装材用として好適なものであり、しかもひまし油ポリオールを使用するため、地球環境負荷低減の観点でも優れるものである。なお、実施例４についてはキュア時間を１分としたときにはフォームが型に付着して脱型が困難であったためにキュア時間を８分とした。
一方、ポリオール類をひまし油ポリオール１００％とした比較例１と比較例２は、何れも反応不良でフォームにならなかった。また、ひまし油ポリオールの量が本発明の範囲から外れる比較例３と比較例４及び比較例５は、何れもボイドが多くかつヒケも大きく、製品として使用できるものではなかった。さらに、ひまし油ポリオールの量が本発明の範囲よりも多い比較例３及び比較例４は、キュア時間が８分と長く、脱型に時間が掛かかるものであり生産性に劣っている。
また、水酸基価及び数平均分子量が本発明の範囲から外れるひまし油ポリオール１を使用した比較例６は、反応不良でフォームにならなかった。ひまし油ポリオール３の量が本発明の範囲よりも多い比較例７は、ボイドが多く、かつヒケも大きいため、製品として使用できるものではなかった。また、水酸基価及び数平均分子量が本発明の範囲から外れるポリエーテルポリオール５を使用した比較例８は、ボイドが多く、かつヒケも大きいため、製品として使用できるものではなかった。
このように、本発明の自動車内装材用半硬質ポリウレタンフォームの製造方法は、植物由来であるひまし油ポリオールと従来の汎用原料を用いて安価に、かつ短時間で半硬質ポリウレタンフォームを脱型することができ、生産性に優れる効果がある。
Claims (2)
- ポリオール類、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤および整泡剤を含むポリウレタン原料を型に充填して発泡硬化させる自動車内装材用半硬質ポリウレタンフォームの製造方法において、
前記ポリオール類には、少なくとも、水酸基価４０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量４００〜３２００のひまし油ポリオールと、水酸基価１５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００〜８０００のポリエーテルポリオールと、水酸基価２０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量３０００〜６０００のポリマーポリオールとを併用し、
前記ポリオール類１００質量部に対して、前記ひまし油ポリオールを１〜４０質量部、前記ポリエーテルポリオールを２５〜８０質量部、前記ポリマーポリオールを１０〜３５質量部含み、
前記発泡剤として水を含み、
前記ポリイソシアネートとしてポリメリックＭＤＩを含むことを特徴とする自動車内装材用半硬質ポリウレタンフォームの製造方法。 - 前記ひまし油ポリオールは水酸基価１００〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量５５０〜１５００であることを特徴とする請求項１に記載の自動車内装材用半硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
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