JP3214078B2 - 粉末状ポリウレタン樹脂組成物 - Google Patents

粉末状ポリウレタン樹脂組成物

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一生 久場
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリウレタン樹脂組成物
に関し、流動性および耐ブロッキング性に優れた粉末状
ポリウレタン樹脂組成物を提供するものであり、特に自
動車内装用に好適な成形材料を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より自動車内装用の表皮材(インス
トルメントパネル、グローイングボックス、ヘッドレス
ト等)にポリ塩化ビニル系の粉末状樹脂がスラッシュ成
形され使用されてきた。
【0003】しかしながらポリ塩化ビニルは、塩素に起
因する酸性雨等の環境上の問題、フォギング性(高温下
での可塑剤の揮散)、風合いが不十分等の問題があり、
最近これらの用途にポリ塩化ビニルの代替素材として熱
可塑性ポリウレタン樹脂が注目されてきている。
【0004】これまで粉末状熱可塑性ポリウレタンの製
造方法としては、溶液重合等の方法により重合時に分散
剤および溶剤の下に一定の粒子径を持つ粉末状熱可塑性
ポリウレタン樹脂を製造する方法(特開昭63−750
38号公報、特開平2−4860号公報、特開平2−3
8453号公報)等が開示されている。
【0005】しかしこれらの公報に記載された粉末状熱
可塑性ポリウレタン樹脂は、粉末状物を得るための製造
方法を主体に記載されており、実際のパウダースラッシ
ュ成形等の粉末成形に重要となる粉末状ポリウレタン樹
脂の流動性、耐ブロッキング性等については何等開示さ
れていない。
【0006】粉末状熱可塑性ポリウレタン樹脂は、本目
的に使用される粉末状ポリ塩化ビニルに比較して得られ
た表皮材の機械的強度、風合い、シボの転写性等優れた
特性を持っている。
【0007】しかしながら樹脂の粘着性が大きく粉末成
形時に熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末が金型の細部に充
填される際、ブロッキングを起こしたり、流動性が不十
分なために均一で安定した成形皮膜が形成されにくいと
いう問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリウレタ
ン樹脂の粉末成形を行う上で非常に重要な流動性および
耐ブロッキング性を改善した粉末状熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂組成物を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは熱可塑性ポ
リウレタン樹脂の優れた性能を損なうことなく、上記課
題を改善する方法につき鋭意研究した結果、粉末状熱可
塑性ポリウレタン樹脂にシリカのエーロゾルを配合する
ことにより、著しく粉末物の流動性を改善することが出
来、同時に耐ブロッキング性も改善されることを見いだ
し、本発明を完成するに至った。
【0010】即ち、本発明は、有機ジイソシアネート
(I)と平均分子量が500〜4000のジヒドロキシ化
合物(活性水素含有ポリブタジエン誘導体を除く)(II)
と分子量が500より小さいジヒドロキシ化合物(II
I)とから得られる粉末状ポリウレタン樹脂(A)10
0重量部とシリカのエーロゾル(B)0.1〜10重量
とを混合してなることを特徴とする粉末状ポリウレタ
ン樹脂組成物を提供するものである。
【0011】
【構成】本発明で用いられる粉末状ポリウレタン樹脂
(A)は、公知の方法により得ることができる。即ち有
機ジイソシアネート(I)と平均分子量が500〜40
00のジヒドロキシ化合物(II)と分子量が500より
小さいジヒドロキシ化合物(III)とを、分散剤および
溶剤下で重合し、ポリマー溶液から一定の粒子径を持つ
粉末状熱可塑性ポリウレタン樹脂を得る方法がある。ま
た他の方法としては、(I)と予め均一に混合した(I
I)及び(III)とを高速攪拌混合して離型処理したバッ
ト上に流延して必要に応じて200℃以下の温度で反応
させて製造するか、又は、(I)と(II)とを反応させ
て末端イソシアネート基のプレポリマーとした後、これ
に(III)を加えて高速攪拌混合し離型処理したバット
上に流延して必要に応じて200℃以下の温度で反応さ
せて製造し、これらの固体状反応物を脆下点以下の温度
で凍結粉砕し、篩処理して所望の粒子径をもつ粉末状熱
可塑性ポリウレタン樹脂を得る方法等がある。
【0012】ここで有機ジイソシアネートとしては、従
来より公知のものがいずれも使用できるが、例えばヘキ
サメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、キシレンジイソシア
ネート、シクロヘキサンジイソシアネート、トルイジン
ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネー
ト、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4´−ジ
フェニルメタンジイソシアネート、p−フェニレンジイ
ソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、1,
5−ナフチレンジイソシアネートおよびこれらの混合物
が使用できる。
【0013】分子量が500より小さいジヒドロキシ化
合物としては、エチレングリコール、1,2−プロピレ
ングリコール、1,3−プロピレングリコール、2,3
−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、2,
2´−ジメチル−1,3−プロパンジオール、ジエチレ
ングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、シクロヘキサン−1,4−ジオール、
シクロヘキサン−1,4−ジメタノールなどの単独或い
は混合物が挙げられる。
【0014】また平均分子量が500〜4000のジヒ
ドロキシ化合物としては、ポリエステルジオール、ポリ
エーテルジオール、ポリカーボネートジオール等が挙げ
られる。
【0015】ポリエステルジオールとしては、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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサン
ジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,
5−ペンタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、
或いはその他の低分子ジオール成分の1種叉は2種以上
とグルタル酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル
酸、イソフタル酸等の低分子ジカルボン酸の1種叉は2
種以上との縮合重合物やラクトンの開環重合で得たポリ
ラクトンジオール、例えばポリプロピオラクトンジオー
ル、ポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトン
ジオール等が挙げられる。
【0016】ポリエーテルジオールとしては、ポリプロ
ピレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテ
ルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコー
ル、その他の共重合ポリエーテルグリコール等が挙げら
れる。
【0017】ポリカーボネートジオールとしては、ポリ
ヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリヘキサメチ
レンカーボネートジオールにラクトンを開環付加重合し
て得られるジオール、ポリヘキサメチレンカーボネート
ジオールと他のポリエステルジオール、ポリエーテルジ
オール、ポリエーテル・エステルジオールとの共縮合物
等が挙げられる。
【0018】また本発明で用いるシリカのエーロゾル
は、シリカの構造形態(結晶、無定形)に制限されるも
のではないが、無定形シリカのエーロゾルが好ましい。
本発明では球形の粒子が凝集してつながった二酸化珪素
のエーロゾルを使用することが特に好ましい(例えば、
日本アエロジル株式会社製、商品名 アエロジル、徳山
曹達株式会社製、商品名 レオロシール等)。
【0019】本発明で用いる粉末状熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂の粒子径は、均一な膜厚を有するスラッシュ成形
シートを得るために500μm以下が好ましく、さらに
好ましくは40〜300μmである。
【0020】またシリカのエーロゾルは親水性および疎
水性のいずれも使用できる。またBET法による比表面
積が100〜500m2/gの粒子径を持つものが標準
的であるが当該発明に使用するシリカのエーロゾルはこ
れに限定されるものではない。 ここで粉末状熱可塑性
ポリウレタン樹脂とシリカのエーロゾルを配合するに
は、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等に代表さ
れるような高速攪拌可能な混合攪拌装置が使用できる。
【0021】シリカのエーロゾルの粉末状熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂に対する配合添加量は、0.01〜10重
量部が好ましく、さらに好ましくは0.1〜1重量部で
ある。0.01重量部以下の場合には、流動性の改善が
認められず、反対に10重量部以上になるとシリカのエ
ーロゾル容積比率が大きくなり粉末状熱可塑性ポリウレ
タン樹脂への分散性が悪くなり、両者の粉末混合物の流
動性および耐ブロッキング性の低下につながる。さらに
スラッシュ成形時に粉末混合物の溶融接着性が低下して
金型への密着性が悪くなる傾向にある。
【0022】本発明において、粉末状熱可塑性ポリウレ
タン樹脂の流動性および耐ブロッキング性に優れた効果
を得るためには、シリカのエーロゾルの配合添加量が上
記に記した一定の範囲にすることが重要である。
【0023】
【実施例】次に本発明を実施例によって説明するが、こ
れはあくまで一態様でしかなく、本発明は実施例によっ
てのみ限定されるものではない。
【0024】また文中「部」、「%」は全て重量基準を
示す。 (粉末状熱可塑性ポリウレタン樹脂の調製例) [実施例1〜4、比較例1]1,4−ブタンジオール、
アジピン酸からなる分子量834のポリエステルジオー
ル601.6部、1,4−ブタンジオール64.9部を
混合した後、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート359.0部を加えて高速攪拌混合してバットに流
延し、180℃で16時間反応させた。得られた反応物
のブロックを凍結粉砕して粒子径50〜250μmの粉
末状熱可塑性ポリウレタン樹脂を得た。この粉末状熱可
塑性ポリウレタン樹脂の流動開始点は、150℃であっ
た。
【0025】次に粉末状熱可塑性ポリウレタン樹脂と所
定部数のシリカのエーロゾル(徳山曹達株式会社製;商
品名 レオロシールQS−20−L)とを高速攪拌混合
器(ヘンシェルミキサー)で30秒間攪拌混合して均一
な粉末混合物を得た。
【0026】こうして得られた粉末状熱可塑性ポリウレ
タン樹脂組成物を各試験評価に供した。表1に各粉末状
熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物の流動性、耐ブロッキ
ング性、スラッシュ成形性等について示した。
【0027】
【表1】 表1における粉末状熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物の
試験評価方法を以下に記した。
【0028】1)粉末物の流下時間の測定方法 上部口径40mm、下部口径12mm(および18m
m)、高さ91mmのガラス製漏斗A(およびB)に粉
末状熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物50mlを投入し
粉末物の全量が流下する時間をストップウォッチで測定
した。
【0029】2)粉末物の耐ブロッキング性 上記1)の測定においてガラス製漏斗壁面に付着してい
る粉末物の状態の良否を○、△、×で表示した。
【0030】3)スラッシュ成形性および密着性 試作電鋳金型(200mm×300mm×10mm)を
230〜240℃の型温になるように加熱し、これに粉
末状熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物を投入し余分の粉
末を金型から除去する。膜厚が約0.5mmになるよう
粉末物のレベリングを行い、加圧エアーで強制冷却して
成形シートを得る。得られたシートの表面性、均一膜厚
性を評価した。
【0031】また密着性については、均一な膜厚を得る
ために粉末状熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物の溶融物
と金型との密着性を評価し、成形性と同様に○、△、×
で表示した。
【0032】4)流動開始点 高化式フローテスター(島津製作所製:CFT−500
A型)を用いて荷重30kg、ダイス1mmφ×1mm
lの条件下で昇温法にて測定した。
【0033】
【発明の効果】本発明のポリウレタン樹脂組成物は流動
性、耐ブロッキング性に優れ、スラッシュ成形等の粉末
成形に優れ、成形材料特に自動車内装用に好適である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機ジイソシアネート(I)と平均分子量
    が500〜4000のジヒドロキシ化合物(活性水素含
    有ポリブタジエン誘導体を除く)(II)と分子量が500
    より小さいジヒドロキシ化合物(III)とから得られる
    粉末状ポリウレタン樹脂(A)100重量部とシリカの
    エーロゾル(B)0.1〜10重量部とを混合してなる
    ことを特徴とする粉末状ポリウレタン樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 粉末状ポリウレタン樹脂(A)の粒子径
    が、500μm以下であることを特徴とする請求項1記
    載の粉末状ポリウレタン樹脂組成物。
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