JP2652731B2 - 鋼板構造材充填用硬質ウレタンフォーム形成材料 - Google Patents
鋼板構造材充填用硬質ウレタンフォーム形成材料Info
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、鋼板構造材充填用硬質ウレタン
フォーム形成材料に係り、特に、自動車のボディ骨格や
サブフレーム等の中空構造の鋼板構造材の充填用に適し
た、水発泡性のフォーム形成材料に関する。
フォーム形成材料に係り、特に、自動車のボディ骨格や
サブフレーム等の中空構造の鋼板構造材の充填用に適し
た、水発泡性のフォーム形成材料に関する。
【０００２】
【背景技術】自動車のボディピラー、ロッカー、クロス
メンバー、サイドメンバー等の各種骨格部材や、フロン
トサスペンションメンバー、センターメンバー、リヤサ
スペンションメンバー等の各種サブフレームは、鋼板構
造材として中空構造を有しているが、その内部に発泡ゴ
ムや硬質ウレタンフォームを充填することによって、有
効な遮音効果や制振効果が得られることが、従来から知
られている。そして、それらの鋼板構造材に、硬質ウレ
タンフォームを充填する場合には、通常、現場施工式の
発泡機を用いて、ポリオール成分、ポリイソシアネート
成分、発泡剤、触媒等を混合せしめ、注入操作及び発泡
操作を行なっているが、反応性を高めるために、発泡剤
の一部にはフロンが使用されている。
メンバー、サイドメンバー等の各種骨格部材や、フロン
トサスペンションメンバー、センターメンバー、リヤサ
スペンションメンバー等の各種サブフレームは、鋼板構
造材として中空構造を有しているが、その内部に発泡ゴ
ムや硬質ウレタンフォームを充填することによって、有
効な遮音効果や制振効果が得られることが、従来から知
られている。そして、それらの鋼板構造材に、硬質ウレ
タンフォームを充填する場合には、通常、現場施工式の
発泡機を用いて、ポリオール成分、ポリイソシアネート
成分、発泡剤、触媒等を混合せしめ、注入操作及び発泡
操作を行なっているが、反応性を高めるために、発泡剤
の一部にはフロンが使用されている。
【０００３】然るに、近年の環境問題から、フロンの不
使用が前提となってきており、そのために、発泡剤とし
て水を用いてウレタンフォームを形成することが検討さ
れてきている。しかしながら、水発泡は、一般に、
（ａ）発泡開始時間が遅いために注入時に液漏れが発生
し易く、これを改善しようとすると、反応が開始してか
らのゲル化が急激に起こるために、（ｂ）複雑な鋼板構
造材への充填性が低下して、ボイドが発生すると共に、
内部の発泡圧が高くなるため、肉厚の薄い構造材では鋼
板が変形してしまう。また、（ｃ）成形後のフォーム収
縮が大きいために内部歪も大きく、更には、（ｄ）セル
のサイズが比較的大きく、しかも大きさが揃わずに不均
一である等の問題を有している。従って、水発泡ウレタ
ンフォームを、隙間が多く且つ複雑な構造を有する自動
車のサブフレーム等の鋼板構造材に対して、漏れずに、
しかも鋼板を変形させることなく充填することは難し
く、安定した遮音効果や制振、振動絶縁効果を発現する
ことが困難であるという問題を内在していた。
使用が前提となってきており、そのために、発泡剤とし
て水を用いてウレタンフォームを形成することが検討さ
れてきている。しかしながら、水発泡は、一般に、
（ａ）発泡開始時間が遅いために注入時に液漏れが発生
し易く、これを改善しようとすると、反応が開始してか
らのゲル化が急激に起こるために、（ｂ）複雑な鋼板構
造材への充填性が低下して、ボイドが発生すると共に、
内部の発泡圧が高くなるため、肉厚の薄い構造材では鋼
板が変形してしまう。また、（ｃ）成形後のフォーム収
縮が大きいために内部歪も大きく、更には、（ｄ）セル
のサイズが比較的大きく、しかも大きさが揃わずに不均
一である等の問題を有している。従って、水発泡ウレタ
ンフォームを、隙間が多く且つ複雑な構造を有する自動
車のサブフレーム等の鋼板構造材に対して、漏れずに、
しかも鋼板を変形させることなく充填することは難し
く、安定した遮音効果や制振、振動絶縁効果を発現する
ことが困難であるという問題を内在していた。
【０００４】
【解決課題】このような事情を背景として、本発明は為
されたものであって、その解決課題とするところは、水
発泡性の硬質ウレタンフォームの配合を最適化すること
によって、フロン発泡性のウレタンフォーム並みに高反
応で、且つ発泡時の流動性が良好であり、比較的内部発
泡圧が低く、しかもセルが細かく均一であるといった、
優れた特性を兼ね備えた鋼板構造材充填用硬質ウレタン
フォーム形成材料を提供することにあり、以て鋼板構造
材の隙間からの液漏れや、鋼板の変形や、ボイドの発生
等を防止しつつ、複雑な形状の鋼板構造材にも良好に充
填し得るようにすることにある。
されたものであって、その解決課題とするところは、水
発泡性の硬質ウレタンフォームの配合を最適化すること
によって、フロン発泡性のウレタンフォーム並みに高反
応で、且つ発泡時の流動性が良好であり、比較的内部発
泡圧が低く、しかもセルが細かく均一であるといった、
優れた特性を兼ね備えた鋼板構造材充填用硬質ウレタン
フォーム形成材料を提供することにあり、以て鋼板構造
材の隙間からの液漏れや、鋼板の変形や、ボイドの発生
等を防止しつつ、複雑な形状の鋼板構造材にも良好に充
填し得るようにすることにある。
【０００５】
【解決手段】そして、上記の如き課題を解決するため
に、本発明にあっては、自動車における中空構造の鋼板
構造材の充填用としての硬質ウレタンフォーム形成材料
であって、ポリオール成分として、水酸基価：１００〜
１０００、分子量：２００〜１０００のポリエーテル系
ポリオールと共に、ヒマシ油を併用し、且つ前者の１０
０重量部に対して後者を２０重量部を越えない割合で配
合すると共に、該ポリオール成分の１００重量部に対し
て、発泡剤としての水を０．５〜５重量部、所定の整泡
剤を０．１〜５重量部、硬化優先触媒と泡化優先触媒と
が重量で１／１〜８／１の比率からなる混合触媒を３〜
１２重量部の割合で、それぞれ配合せしめ、更に、ＮＣ
Ｏインデックスが８０〜１３０となる範囲で、ポリイソ
シアネート成分を配合せしめてなることを特徴とする鋼
板構造材充填用硬質ウレタンフォーム形成材料を、その
要旨とするものである。また、本発明は、上述せる如き
硬質ウレタンフォーム形成材料を用い、それを、中空構
造の鋼板構造材の中空部内に注入し、発泡・充填せしめ
てなることを特徴とする自動車における骨格部材若しく
はサブフレームをも、その要旨とするものである。
に、本発明にあっては、自動車における中空構造の鋼板
構造材の充填用としての硬質ウレタンフォーム形成材料
であって、ポリオール成分として、水酸基価：１００〜
１０００、分子量：２００〜１０００のポリエーテル系
ポリオールと共に、ヒマシ油を併用し、且つ前者の１０
０重量部に対して後者を２０重量部を越えない割合で配
合すると共に、該ポリオール成分の１００重量部に対し
て、発泡剤としての水を０．５〜５重量部、所定の整泡
剤を０．１〜５重量部、硬化優先触媒と泡化優先触媒と
が重量で１／１〜８／１の比率からなる混合触媒を３〜
１２重量部の割合で、それぞれ配合せしめ、更に、ＮＣ
Ｏインデックスが８０〜１３０となる範囲で、ポリイソ
シアネート成分を配合せしめてなることを特徴とする鋼
板構造材充填用硬質ウレタンフォーム形成材料を、その
要旨とするものである。また、本発明は、上述せる如き
硬質ウレタンフォーム形成材料を用い、それを、中空構
造の鋼板構造材の中空部内に注入し、発泡・充填せしめ
てなることを特徴とする自動車における骨格部材若しく
はサブフレームをも、その要旨とするものである。
【０００６】
【発明の効果】このようなフォーム形成材料は、配合が
最適化されていることによって、発泡剤に水のみを使用
しながら、フロン発泡の場合と同等の高反応性を示し
て、注入時及び発泡時の液漏れが効果的に防止され得、
且つ発泡時の流動性が良好なことから、未充填部分を残
すことを防止したり、結果的に内部発泡圧が低くなるこ
とにより、発泡圧による鋼板の変形も防止され得る。そ
れ故、環境への悪影響を回避しつつ、良好な作業性を達
成することができるのである。そして、形成されるフォ
ームの質も高く、セルが細かく均一なことから、フォー
ムの圧縮弾性率の異方性が少なく（一般に発泡方向が最
も大きく、その垂直方向が最も小さい）、従って、異方
性の少ない優れた骨格充填効果（遮音、制振、振動絶
縁）を得ることができる。また、フォームの独泡率が高
いことから、フォームの吸水が効果的に防止され得、鋼
板の錆が良好に防止される。
最適化されていることによって、発泡剤に水のみを使用
しながら、フロン発泡の場合と同等の高反応性を示し
て、注入時及び発泡時の液漏れが効果的に防止され得、
且つ発泡時の流動性が良好なことから、未充填部分を残
すことを防止したり、結果的に内部発泡圧が低くなるこ
とにより、発泡圧による鋼板の変形も防止され得る。そ
れ故、環境への悪影響を回避しつつ、良好な作業性を達
成することができるのである。そして、形成されるフォ
ームの質も高く、セルが細かく均一なことから、フォー
ムの圧縮弾性率の異方性が少なく（一般に発泡方向が最
も大きく、その垂直方向が最も小さい）、従って、異方
性の少ない優れた骨格充填効果（遮音、制振、振動絶
縁）を得ることができる。また、フォームの独泡率が高
いことから、フォームの吸水が効果的に防止され得、鋼
板の錆が良好に防止される。
【０００７】
【具体的構成】ところで、本発明では、ポリオール成分
として、ポリエーテル系ポリオールと共に、ヒマシ油が
併用される。このヒマシ油を配合する目的は、セルの均
一性を得ると共に、フォームの収縮率を低減させること
にあるが、その配合量は、ポリエーテル系ポリオールの
１００重量部に対して、２０重量部を越えない割合とさ
れることとなる。ヒマシ油の配合量が２０重量部を越え
ると、高反応性が妨げられてしまい、施工時の液漏れが
多くなるからであり、好ましくは、５〜１０重量部であ
る。
として、ポリエーテル系ポリオールと共に、ヒマシ油が
併用される。このヒマシ油を配合する目的は、セルの均
一性を得ると共に、フォームの収縮率を低減させること
にあるが、その配合量は、ポリエーテル系ポリオールの
１００重量部に対して、２０重量部を越えない割合とさ
れることとなる。ヒマシ油の配合量が２０重量部を越え
ると、高反応性が妨げられてしまい、施工時の液漏れが
多くなるからであり、好ましくは、５〜１０重量部であ
る。
【０００８】一方、ポリエーテル系ポリオールは、よく
知られているように、２個以上の活性水素をもつ活性水
素原子含有化合物（開始剤）とアルキレンオキサイドを
反応させて得られるが、本発明では、特に水酸基価が１
００〜１０００、分子量が２００〜１０００のものを選
択して、フォームの均一性を図るのである。また、通
常、かかるポリエーテル系ポリオールの官能基数は２〜
８が好ましく、より好ましくは３〜６のものが使用され
ることとなる。
知られているように、２個以上の活性水素をもつ活性水
素原子含有化合物（開始剤）とアルキレンオキサイドを
反応させて得られるが、本発明では、特に水酸基価が１
００〜１０００、分子量が２００〜１０００のものを選
択して、フォームの均一性を図るのである。また、通
常、かかるポリエーテル系ポリオールの官能基数は２〜
８が好ましく、より好ましくは３〜６のものが使用され
ることとなる。
【０００９】そして、そのようなポリエーテル系ポリオ
ールを与える開始剤としては、例えば、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、ジエチレングリコール、グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、シ
ョ糖等の多価アルコール類や、ハイドロキノン、ピロガ
ロール、ビスフェノールＡ等の多価フェノール類を挙げ
ることができる。更には、各種のアミン類を使用するこ
とができ、例えば、脂肪族アミン類としては、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、イソプロパノールアミン等のアルカノールアミ
ン；Ｃ1 〜Ｃ20のアルキルアミン；エチレンジアミン、
プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等のＣ2
〜Ｃ6 のアルキレンジアミン；ジエチレントリアミン、
トリエチレンテトラミン等のポリアルキレンポリアミン
が使用され得る。また、芳香族アミン類としては、アニ
リン、フェニレンジアミン、ジアミノトルエン、キシレ
ンジアミン、メチレンジアニリン、ジフェニルエーテル
ジアミン等が挙げられ、更に脂環族アミン類としては、
イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミン等を挙
げることができる。なお、これらの開始剤は、２種類以
上を組み合わせて使用することができ、２価以上の多価
アルコール類と多価フェノール類の組合せは好適であ
る。
ールを与える開始剤としては、例えば、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、ジエチレングリコール、グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、シ
ョ糖等の多価アルコール類や、ハイドロキノン、ピロガ
ロール、ビスフェノールＡ等の多価フェノール類を挙げ
ることができる。更には、各種のアミン類を使用するこ
とができ、例えば、脂肪族アミン類としては、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、イソプロパノールアミン等のアルカノールアミ
ン；Ｃ1 〜Ｃ20のアルキルアミン；エチレンジアミン、
プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等のＣ2
〜Ｃ6 のアルキレンジアミン；ジエチレントリアミン、
トリエチレンテトラミン等のポリアルキレンポリアミン
が使用され得る。また、芳香族アミン類としては、アニ
リン、フェニレンジアミン、ジアミノトルエン、キシレ
ンジアミン、メチレンジアニリン、ジフェニルエーテル
ジアミン等が挙げられ、更に脂環族アミン類としては、
イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミン等を挙
げることができる。なお、これらの開始剤は、２種類以
上を組み合わせて使用することができ、２価以上の多価
アルコール類と多価フェノール類の組合せは好適であ
る。
【００１０】また、かかる開始剤に付加するアルキレン
オキサイドとしては、プロピレンオキサイド、エチレン
オキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン
等を挙げることができ、それらの中の２種以上を併用し
ても良く、併用する場合には、ランダム付加でもブロッ
ク付加でも良い。特に、プロピレンオキサイド、エチレ
ンオキサイド、又はそれらの併用が好ましい。
オキサイドとしては、プロピレンオキサイド、エチレン
オキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン
等を挙げることができ、それらの中の２種以上を併用し
ても良く、併用する場合には、ランダム付加でもブロッ
ク付加でも良い。特に、プロピレンオキサイド、エチレ
ンオキサイド、又はそれらの併用が好ましい。
【００１１】なお、アミン類を開始剤としたポリエーテ
ル系ポリオールを使用すると、セルが大きく且つ不均一
になり易く、また発泡圧が高くなって液漏れが生じ易く
なることから、そのようなポリエーテル系ポリオールを
使用する場合には、その配合量は、ポリエーテル系ポリ
オールの全体を１００重量部とした場合に、その中の０
〜５０重量部、好ましくは０〜２０重量部とすることが
望ましい。
ル系ポリオールを使用すると、セルが大きく且つ不均一
になり易く、また発泡圧が高くなって液漏れが生じ易く
なることから、そのようなポリエーテル系ポリオールを
使用する場合には、その配合量は、ポリエーテル系ポリ
オールの全体を１００重量部とした場合に、その中の０
〜５０重量部、好ましくは０〜２０重量部とすることが
望ましい。
【００１２】そして、かかるポリエーテル系ポリオール
と前記ヒマシ油を組み合わせてなるポリオール成分に対
して、通常、好ましいフォームが得られるように、ＮＣ
Ｏインデックスが８０〜１３０となる範囲で、所定のポ
リイソシアネート成分が配合されるのである。より好ま
しくは、ＮＣＯインデックスは９０〜１２０の範囲とさ
れる。このポリイソシアネート成分の種類は特に限定さ
れるものではなく、例えば、２，４−ＴＤＩ、２，６−
ＴＤＩ、粗製ＴＤＩ、２，４′−ＭＤＩ、２，６′−Ｍ
ＤＩ、粗製ＭＤＩ、ＰＡＰＩ等の芳香族ポリイソシアネ
ートや、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポ
リイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂
環式ポリイソシアネートが使用され得る。更には、これ
ら各種ポリイソシアネートのウレタン、カルボジイミ
ド、アロファネート、ウレア、ビュレット、二量体、三
量体、イソシアヌレート、変性体、及び各種ポリイソシ
アネートと活性水素化合物とのプレポリマー等の各種の
ものが使用され得る。中でも、芳香族ポリイソシアネー
ト及びその変性体、並びにそれらと活性水素化合物との
プレポリマーが好ましく選択される。
と前記ヒマシ油を組み合わせてなるポリオール成分に対
して、通常、好ましいフォームが得られるように、ＮＣ
Ｏインデックスが８０〜１３０となる範囲で、所定のポ
リイソシアネート成分が配合されるのである。より好ま
しくは、ＮＣＯインデックスは９０〜１２０の範囲とさ
れる。このポリイソシアネート成分の種類は特に限定さ
れるものではなく、例えば、２，４−ＴＤＩ、２，６−
ＴＤＩ、粗製ＴＤＩ、２，４′−ＭＤＩ、２，６′−Ｍ
ＤＩ、粗製ＭＤＩ、ＰＡＰＩ等の芳香族ポリイソシアネ
ートや、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポ
リイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂
環式ポリイソシアネートが使用され得る。更には、これ
ら各種ポリイソシアネートのウレタン、カルボジイミ
ド、アロファネート、ウレア、ビュレット、二量体、三
量体、イソシアヌレート、変性体、及び各種ポリイソシ
アネートと活性水素化合物とのプレポリマー等の各種の
ものが使用され得る。中でも、芳香族ポリイソシアネー
ト及びその変性体、並びにそれらと活性水素化合物との
プレポリマーが好ましく選択される。
【００１３】また、整泡剤は、形成されるフォームの独
泡率を８０％程度以上に高めるために、本発明では必須
成分とされるものであり、ポリオール成分の１００重量
部に対して、０．１〜５重量部の割合で配合される。
０．１重量部未満では、整泡性が不足し、５重量部を越
えると効果が飽和するばかりでなく、フォームの収縮量
が大きくなるからである。好ましくは０．５〜３重量部
の割合で配合される。本発明では、硬質ウレタンフォー
ム用の市販の各種整泡剤を使用して差し支えなく、例え
ば、日本ユニカー株式会社から提供されている、ＳＺ−
１６４５、Ｌ−５３４０、Ｌ−５４２０や、トーレダウ
コーニングシリコーン株式会社製のＳＦ−２９３３、Ｓ
Ｈ−１９３、ＳＨ−２９５、ＳＨ−１９２等のシリコー
ン系の整泡剤を好適に使用することができる。
泡率を８０％程度以上に高めるために、本発明では必須
成分とされるものであり、ポリオール成分の１００重量
部に対して、０．１〜５重量部の割合で配合される。
０．１重量部未満では、整泡性が不足し、５重量部を越
えると効果が飽和するばかりでなく、フォームの収縮量
が大きくなるからである。好ましくは０．５〜３重量部
の割合で配合される。本発明では、硬質ウレタンフォー
ム用の市販の各種整泡剤を使用して差し支えなく、例え
ば、日本ユニカー株式会社から提供されている、ＳＺ−
１６４５、Ｌ−５３４０、Ｌ−５４２０や、トーレダウ
コーニングシリコーン株式会社製のＳＦ−２９３３、Ｓ
Ｈ−１９３、ＳＨ−２９５、ＳＨ−１９２等のシリコー
ン系の整泡剤を好適に使用することができる。
【００１４】さらに、触媒には、硬化優先触媒と泡化優
先触媒（強触媒）とを混合した混合触媒を使用する。硬
化優先触媒としては、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ
３３％品）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルヘキサ
メチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル
プロピレンジアミン等が挙げられ、中でもＴＥＤＡ３３
％品が好適である。また、泡化優先触媒としては、Ｎ，
Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ″−ペンタメチルジエチレントリア
ミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル等を
挙げることができるが、中でも前者が好ましい。
先触媒（強触媒）とを混合した混合触媒を使用する。硬
化優先触媒としては、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ
３３％品）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルヘキサ
メチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル
プロピレンジアミン等が挙げられ、中でもＴＥＤＡ３３
％品が好適である。また、泡化優先触媒としては、Ｎ，
Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ″−ペンタメチルジエチレントリア
ミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル等を
挙げることができるが、中でも前者が好ましい。
【００１５】そして、これら硬化優先触媒と泡化優先触
媒とを重量比で１／１〜８／１の比率で混合してなる混
合触媒を、前記ポリオール成分の１００重量部に対し
て、３〜１２重量部の割合で配合せしめるのである。こ
の混合触媒の配合量が３重量部未満では、硬化反応が遅
くなり、液漏れが生じるのであり、また１２重量部を越
えると、硬化反応が速過ぎて、発泡が不十分なうちに硬
化し、ウレタンが割れたり、甚だしい場合には反応熱に
より自己発火を起こすからである。また、両触媒の比率
が１／１を割ると（硬化優先触媒の使用量が少な過ぎる
と）、硬化し難くなって液漏れが著しくなるのであり、
一方８／１を越えると（硬化優先触媒の使用量が多過ぎ
ると）、ウレタンの割れや自己発火が生じるのである。
媒とを重量比で１／１〜８／１の比率で混合してなる混
合触媒を、前記ポリオール成分の１００重量部に対し
て、３〜１２重量部の割合で配合せしめるのである。こ
の混合触媒の配合量が３重量部未満では、硬化反応が遅
くなり、液漏れが生じるのであり、また１２重量部を越
えると、硬化反応が速過ぎて、発泡が不十分なうちに硬
化し、ウレタンが割れたり、甚だしい場合には反応熱に
より自己発火を起こすからである。また、両触媒の比率
が１／１を割ると（硬化優先触媒の使用量が少な過ぎる
と）、硬化し難くなって液漏れが著しくなるのであり、
一方８／１を越えると（硬化優先触媒の使用量が多過ぎ
ると）、ウレタンの割れや自己発火が生じるのである。
【００１６】なお、前記ポリオール成分中のポリエーテ
ル系ポリオールとして、開始剤に多価アルコールや多価
フェノールを用いたもののみを用いて、アミン類を開始
剤とするポリエーテル系ポリオールを用いない場合に
は、かかる混合触媒の配合量を、ポリオール成分の１０
０重量部に対して、５〜１０重量部とするのが望まし
く、より望ましくは７〜９重量部とする。
ル系ポリオールとして、開始剤に多価アルコールや多価
フェノールを用いたもののみを用いて、アミン類を開始
剤とするポリエーテル系ポリオールを用いない場合に
は、かかる混合触媒の配合量を、ポリオール成分の１０
０重量部に対して、５〜１０重量部とするのが望まし
く、より望ましくは７〜９重量部とする。
【００１７】そして、本発明では、発泡剤として、水の
みを配合するのであり、その配合量は、通常、ポリオー
ル成分の１００重量部に対して、０．５〜５重量部、好
ましくは０．８〜３重量部とされる。即ち、本発明のフ
ォーム形成材料は、水発泡性のものとして調製されるの
であるが、上述の如く、ポリオール成分、ポリイソシア
ネート成分、整泡剤、混合触媒のそれぞれが最適量で配
合せしめられていることによって、高反応性を有すると
共に、発泡圧が低く、しかも独泡率が高くてセルが均一
な高品質のフォームを形成し得るものである。そして、
本発明のフォーム形成材料は、発泡剤にフロンを使用し
ないことから、環境への悪影響がないといった優れた利
点を有しているのである。
みを配合するのであり、その配合量は、通常、ポリオー
ル成分の１００重量部に対して、０．５〜５重量部、好
ましくは０．８〜３重量部とされる。即ち、本発明のフ
ォーム形成材料は、水発泡性のものとして調製されるの
であるが、上述の如く、ポリオール成分、ポリイソシア
ネート成分、整泡剤、混合触媒のそれぞれが最適量で配
合せしめられていることによって、高反応性を有すると
共に、発泡圧が低く、しかも独泡率が高くてセルが均一
な高品質のフォームを形成し得るものである。そして、
本発明のフォーム形成材料は、発泡剤にフロンを使用し
ないことから、環境への悪影響がないといった優れた利
点を有しているのである。
【００１８】なお、形成されるフォームは、密度が０．
０３０〜０．２５ｇ／cm3 程度、独泡率が８０％程度以
上、圧縮弾性率（発泡方向）が１０ kgf／cm2 程度以上
であることが望ましく、従って、そのようなフォームが
得られるように、フォーム形成材料の配合を調整するこ
とが望ましい。形成されるフォームの独泡率を８０％程
度以上とすることによって、フォームの吸水を防止し
て、鋼板の錆の発生を効果的に防止することができるか
らであり、また圧縮弾性率を１０ kgf／cm2 程度以上と
することによって、骨格充填効果（遮音、制振、振動絶
縁）を有利に図ることができるからである。
０３０〜０．２５ｇ／cm3 程度、独泡率が８０％程度以
上、圧縮弾性率（発泡方向）が１０ kgf／cm2 程度以上
であることが望ましく、従って、そのようなフォームが
得られるように、フォーム形成材料の配合を調整するこ
とが望ましい。形成されるフォームの独泡率を８０％程
度以上とすることによって、フォームの吸水を防止し
て、鋼板の錆の発生を効果的に防止することができるか
らであり、また圧縮弾性率を１０ kgf／cm2 程度以上と
することによって、骨格充填効果（遮音、制振、振動絶
縁）を有利に図ることができるからである。
【００１９】また、上記の必須成分以外にも、必要に応
じて、架橋剤、可塑剤、充填剤、難燃剤、加水分解防止
剤等を適宜に加えても、何等差し支えない。例えば、架
橋剤は、主にフォームの剛性を高めるために使用され、
具体的には、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、ジエチレングリコール、
グリセリン、トリメチロールプロパン等の多価アルコー
ル類や、アルカノールアミン、モノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン
類を使用することができ、これらは２種類以上を適宜に
組み合わせて使用することもできる。そして、かかる架
橋剤は、通常、ポリオール成分の１００重量部に対し
て、０〜１５重量部の割合で配合することとなる。但
し、アミン類を使用する場合には、反応時の硬化と泡化
のバランスが崩れ易くなり、独泡率の低下やセルの荒れ
を招いたり、更には反応熱による自己発火や、発泡圧に
よる樹脂割れ等を生じ易くなるため、その配合量は、５
重量部以下とすることが望ましい。
じて、架橋剤、可塑剤、充填剤、難燃剤、加水分解防止
剤等を適宜に加えても、何等差し支えない。例えば、架
橋剤は、主にフォームの剛性を高めるために使用され、
具体的には、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、ジエチレングリコール、
グリセリン、トリメチロールプロパン等の多価アルコー
ル類や、アルカノールアミン、モノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン
類を使用することができ、これらは２種類以上を適宜に
組み合わせて使用することもできる。そして、かかる架
橋剤は、通常、ポリオール成分の１００重量部に対し
て、０〜１５重量部の割合で配合することとなる。但
し、アミン類を使用する場合には、反応時の硬化と泡化
のバランスが崩れ易くなり、独泡率の低下やセルの荒れ
を招いたり、更には反応熱による自己発火や、発泡圧に
よる樹脂割れ等を生じ易くなるため、その配合量は、５
重量部以下とすることが望ましい。
【００２０】さらに、可塑剤としては、ＤＯＰ、ＤＢＰ
等を使用することができるが、その配合量が多過ぎる
と、反応性が著しく低下することから、通常、ポリオー
ル成分の１００重量部に対して、０〜５０重量部の割合
で配合される。好ましくは２０重量部以下である。ま
た、充填剤としては、例えば、カーボンブラックや炭酸
カルシウム、グラスバブルス等を、ポリオール成分の１
００重量部に対して、０〜２０重量部、好ましくは０〜
１０重量部程度の割合で配合することができる。
等を使用することができるが、その配合量が多過ぎる
と、反応性が著しく低下することから、通常、ポリオー
ル成分の１００重量部に対して、０〜５０重量部の割合
で配合される。好ましくは２０重量部以下である。ま
た、充填剤としては、例えば、カーボンブラックや炭酸
カルシウム、グラスバブルス等を、ポリオール成分の１
００重量部に対して、０〜２０重量部、好ましくは０〜
１０重量部程度の割合で配合することができる。
【００２１】かくして調製される硬質ウレタンフォーム
形成材料にあっては、常法に従って、混合操作及び成形
操作を実施することができ、高圧反応射出成形機や、エ
アーを強制的に混入することによって注入時の液漏れを
少なくするようにしたメカニカルフロス発泡機等を用い
て、所定の骨格部材に注入され、成形されることとな
る。その際、かかるフォーム形成材料は、高反応性を有
することから、施工時の液漏れが良好に防止され得るの
であり、且つ発泡時の流動性が良いことから、複雑な形
状の骨格部材でもボイドが発生せず、またセルが細かく
均一なフォームが形成されることから、優れた骨格充填
効果を得ることができる。更には、独泡率が高いことに
よって、鋼板の錆が良好に防止され得るのである。
形成材料にあっては、常法に従って、混合操作及び成形
操作を実施することができ、高圧反応射出成形機や、エ
アーを強制的に混入することによって注入時の液漏れを
少なくするようにしたメカニカルフロス発泡機等を用い
て、所定の骨格部材に注入され、成形されることとな
る。その際、かかるフォーム形成材料は、高反応性を有
することから、施工時の液漏れが良好に防止され得るの
であり、且つ発泡時の流動性が良いことから、複雑な形
状の骨格部材でもボイドが発生せず、またセルが細かく
均一なフォームが形成されることから、優れた骨格充填
効果を得ることができる。更には、独泡率が高いことに
よって、鋼板の錆が良好に防止され得るのである。
【００２２】
【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。
【００２３】先ず、下記表１に示される配合組成に従っ
て、実施例として２種類、比較例として４種類の硬質ウ
レタンフォーム形成材料を調製した。そして、得られた
各フォーム形成材料を、自動車用サスペンションメンバ
ーの鋼板構造材内部に注入して、発泡させた。使用した
発泡機は、本体が、東邦機械株式会社製の高圧式ＮＲ−
２３０、ミキシングヘッドが、キャノン株式会社製のＬ
型ＦＰＬ−１４であり、液温（フォーム形成材料の温
度）を２４〜２５℃、吐出圧力を１５０kgf/cm2 に設定
して施工した。
て、実施例として２種類、比較例として４種類の硬質ウ
レタンフォーム形成材料を調製した。そして、得られた
各フォーム形成材料を、自動車用サスペンションメンバ
ーの鋼板構造材内部に注入して、発泡させた。使用した
発泡機は、本体が、東邦機械株式会社製の高圧式ＮＲ−
２３０、ミキシングヘッドが、キャノン株式会社製のＬ
型ＦＰＬ−１４であり、液温（フォーム形成材料の温
度）を２４〜２５℃、吐出圧力を１５０kgf/cm2 に設定
して施工した。
【００２４】そして、かくして得られた各ウレタンフォ
ームについて、材料特性を調べ、その結果を下記表２に
示した。なお、比較例４については、内部破断が生じた
ために、測定不能であった。また、ハンマリングテスト
は、各フォーム形成材料をテスト用の鋼板中空構造材に
注入して発泡させたものについて実施し、曲げ方向及び
捩じり方向のそれぞれについて、共振点（ｆn ）及び損
失係数（η）を測定し、括弧外には測定値を、括弧内に
は未充填品の測定値に対する比率を示した。
ームについて、材料特性を調べ、その結果を下記表２に
示した。なお、比較例４については、内部破断が生じた
ために、測定不能であった。また、ハンマリングテスト
は、各フォーム形成材料をテスト用の鋼板中空構造材に
注入して発泡させたものについて実施し、曲げ方向及び
捩じり方向のそれぞれについて、共振点（ｆn ）及び損
失係数（η）を測定し、括弧外には測定値を、括弧内に
は未充填品の測定値に対する比率を示した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】かかる表２の結果より明らかなように、実
施例１及び２の形成材料は、比較例１〜３の形成材料に
比較して、極めて反応性が高い。しかも、独泡率が高
く、比重や圧縮弾性率にも良好な結果が得られているこ
とから、反応時の硬化と泡化のバランスが良く、均一な
フォームが形成されていることが推察される。
施例１及び２の形成材料は、比較例１〜３の形成材料に
比較して、極めて反応性が高い。しかも、独泡率が高
く、比重や圧縮弾性率にも良好な結果が得られているこ
とから、反応時の硬化と泡化のバランスが良く、均一な
フォームが形成されていることが推察される。
【００２８】また、実施例１、２及び比較例１〜３の各
フォーム形成材料を、自動車用サスペンションメンバー
の鋼板構造材内部に注入する際に、型温やサスペンショ
ンメンバーの傾斜角を調整して、注入時及び発泡時の液
漏れ状態を評価し、その結果を下記表３に示した。
フォーム形成材料を、自動車用サスペンションメンバー
の鋼板構造材内部に注入する際に、型温やサスペンショ
ンメンバーの傾斜角を調整して、注入時及び発泡時の液
漏れ状態を評価し、その結果を下記表３に示した。
【００２９】
【表３】
【００３０】かかる表３の結果より明らかなように、比
較例１〜３の形成材料では、注入時若しくは発泡時にお
いて大量に液漏れが生じているのに対して、実施例１及
び２の形成材料では、注入時、発泡時共に、液漏れが良
好に防止されている。
較例１〜３の形成材料では、注入時若しくは発泡時にお
いて大量に液漏れが生じているのに対して、実施例１及
び２の形成材料では、注入時、発泡時共に、液漏れが良
好に防止されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 //(Ｃ０８Ｇ 18/48 101:00） Ｃ０８Ｌ 75:04
Claims (2)
- 【請求項１】 自動車における中空構造の鋼板構造材の
充填用としての硬質ウレタンフォーム形成材料であっ
て、ポリオール成分として、水酸基価：１００〜１００
０、分子量：２００〜１０００のポリエーテル系ポリオ
ールと共に、ヒマシ油を併用し、且つ前者の１００重量
部に対して後者を２０重量部を越えない割合で配合する
と共に、該ポリオール成分の１００重量部に対して、発
泡剤としての水を０．５〜５重量部、所定の整泡剤を
０．１〜５重量部、硬化優先触媒と泡化優先触媒とが重
量で１／１〜８／１の比率からなる混合触媒を３〜１２
重量部の割合で、それぞれ配合せしめ、更に、ＮＣＯイ
ンデックスが８０〜１３０となる範囲で、ポリイソシア
ネート成分を配合せしめてなることを特徴とする鋼板構
造材充填用硬質ウレタンフォーム形成材料。 - 【請求項２】 請求項１記載の硬質ウレタンフォーム形
成材料を、中空構造の鋼板構造材の中空部内に注入し、
発泡・充填せしめてなることを特徴とする自動車におけ
る骨格部材若しくはサブフレーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183039A JP2652731B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 鋼板構造材充填用硬質ウレタンフォーム形成材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183039A JP2652731B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 鋼板構造材充填用硬質ウレタンフォーム形成材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH051128A JPH051128A (ja) | 1993-01-08 |
| JP2652731B2 true JP2652731B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=16128673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3183039A Expired - Fee Related JP2652731B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 鋼板構造材充填用硬質ウレタンフォーム形成材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652731B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08323753A (ja) * | 1995-05-29 | 1996-12-10 | Ricoh Co Ltd | 光学部品成形金型および光学部品成形方法 |
| JP4953111B2 (ja) * | 2001-03-14 | 2012-06-13 | 日本発條株式会社 | 合成まくらぎ |
| JP3867099B2 (ja) * | 2003-06-06 | 2007-01-10 | 兵衛 畠山 | ポリウレタン及びその製造方法 |
| JP5172861B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2013-03-27 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | アミン開始ポリオール及びアミン開始ポリオールから作製される硬質ポリウレタンフォーム |
| JP5393089B2 (ja) | 2008-09-24 | 2014-01-22 | 三井化学株式会社 | 車両シート用モールド発泡ウレタンパッド、車両シート及びそれらの製造方法 |
| WO2013015245A1 (ja) | 2011-07-25 | 2013-01-31 | 株式会社イノアックコーポレーション | ポリウレタンフォーム |
| JP5964098B2 (ja) * | 2012-03-26 | 2016-08-03 | Ｂａｓｆ Ｉｎｏａｃポリウレタン株式会社 | 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 |
| CA3021897A1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | Basf Se | Process for producing sandwich components |
| CN110117352B (zh) * | 2019-05-31 | 2020-08-28 | 吉林大学 | 一种棕榈油基聚氨酯多孔材料及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0621147B2 (ja) * | 1985-09-27 | 1994-03-23 | 三井東圧化学株式会社 | 硬質ポリウレタンフオ−ムの製造法 |
| JPS62141017A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-24 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 硬質ポリウレタンフオ−ムの品質改良方法 |
| JPS62146907A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-30 | Kao Corp | ポリウレタンの製造方法 |
| JPH02170835A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-02 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 硬質ウレタンフォームの製造法 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP3183039A patent/JP2652731B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH051128A (ja) | 1993-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |