JP6270420B2 - インテグラルスキンフォームの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ポリウレタン発泡体の密度が0.2〜0.8g/cm3であり緻密な表皮および微小なセルを持つ成形品であるインテグラルスキンフォーム成形品を反応射出成形法によって、短時間で効率よく製造する組成物(ポリウレタン組成物)および方法に関する。
本発明は、ポリイソシアネート、ポリオール、発泡剤が含まれる原料を、発泡、硬化させて得られるインテグラルスキンフォームにおいて、ポリオール100重量部中、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(共)重合体を骨格とし、かつ、ヒドロキシル基を有するアクリルポリオールを10〜58重量部含有するインテグラルスキンフォームに関する。
前記ポリオール混合物(B)はその100重量部中に、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(共)重合体を骨格とし、かつ、ヒドロキシル基を有する水酸基価40mgKOH/g以下のアクリルポリオールを、10〜58重量部含むことを特徴とする組成物を提供する。
なお、前記のポリイソシアネートを各種の変性を行ったポリイソシアネート類も用いることができる。各種の変性とは、カルボジイミド変性、ウレトイミン変性、ウレタン変性、イソシアヌレート変性、アロファネート変性などである。
芳香族系ポリイソシアネートの使用量は、ポリイソシアネート100重量部に対して、
50〜100重量部、特に70〜90重量部であってよい。
また、ポリエステル系ポリオールとしては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールを使用することもできる。
平均分子量8000以上の場合、得られる耐候性や耐摩耗性が高い。
水酸基価が40mgKOH/gを超えると、得られる耐候性や耐摩耗性が十分ではない。
粘度が20000mPa・s/25℃超であると、一般的な成形機では、配合された原料液粘度が高すぎて製造できない場合が多いので、粘度は20000mPa・s/25℃以下が好ましい。
ポリエーテル系ポリオールおよびポリエステル系ポリオールの一方または両方の量は、ポリオール100重量部中、42〜90重量部、好ましくは45〜85重量部、より好ましくは50〜80重量部であってよい。
えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、N−エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレ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有機金属触媒を挙げることができる。触媒の量は、ポリオール100重量部に対して、
5.0重量部以下、例えば0.01〜3.0重量部であってよい。
ポリオール100重量部に対して、5重量部以下、例えば0.01〜2.0重量部であってよい。
添加剤としては、顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、減粘剤、老化防止剤、難燃剤、可塑剤、抗カビ剤、分散剤、変色防止剤等を挙げることができる。
補強材としては、ガラス質、無機質、鉱物質などのファイバー、例えばミルドグラスファイバー、ワラストナイトファイバー、マイカ等を挙げることができる。
添加剤の量は、ポリオール100重量部に対して、10重量部以下、例えば0.01〜3.0重量部であってよい。補強材の量は、ポリオール100重量部に対して、50重量部以下、例えば3〜20重量部であってよい。
本発明のインテグラルスキンフォームの成形方法は、一般的に知られている上型をあけておいて下型にポリウレタン樹脂液を注入してから上型を閉じるオープン型注入や、予め上下型を閉じておいてポリウレタン樹脂液を型内に注入するクローズド型注入などの反応射出成形(RIM)が用いられる。
RIMによるポリウレタン樹脂の製造(成形)にはHennecke社製の高圧ポリウレタン発泡機や、ポリウレタンエンジニアリング社製のR−RIM用高圧ポリウレタン成形機などの反応射出成形機が用いられる。
表1に示す各成分を同表中の配合割合にしたがって配合し、前記RIMによる製造方法によって実施例及び比較例のインテグラルスキンフォームを製造した。
ポリエーテルポリオール1(ポリオール1): 水酸基価(OHV)28mgKOH/g、官能数2、分子量4000、粘度約800mPa・s/25℃のポリエーテルポリオール
アクリルポリオール1:ポリ 2−エチルヘキシルアクリレートポリオール、Mw11000、OHV=20、粘度14000mPa・s/25℃、(アルフォンUH−2000、東亞合成株式会社社製)
アクリルポリオール2:ポリ 2−エチルヘキシルアクリレートポリオール、Mw10000、OHV=25、粘度13000mPa・s/25℃(アクトフロー1−A、綜研化学株式会社社製)
アクリルポリオール3:ポリ 2−エチルヘキシルアクリレートポリオール、Mw2500、OHV=120、粘度12000mPa・s/25℃(アルフォンUH−2041、東亞合成株式会社社製)
アクリルポリオール4:ポリ 2−エチルヘキシルアクリレートポリオール、Mw3500、OHV=58、粘度3000mPa・s/25℃(アクトフローUT−1001、綜研化学株式会社社製)
アクリルポリオール5:ポリ 2−エチルヘキシルアクリレートポリオール、Mw3000、OHV=42、粘度1500mPa・s/25℃(アクトフローUMB−1003、綜研化学株式会社社製)
触媒1:DABCO33LV (エアープロダクツ社製)
触媒2:Kaolizer No3(花王社製)
整泡剤:Tegostab B8870(エボニック社製)
耐候剤:TM9193(日本ピグメント社製)
発泡剤:水
顔料:NRC-8031PA(黒色)(日本ピグメント社製)
成形条件は表3に示した。
クリームタイム:イソシアネートとポリオール混合物の混合後から液が上昇を始めるまでの時間(秒)
ライズタイム :イソシアネートとポリオール混合物の混合後からフォームの立ち上がりが終了するまでの時間(秒)
耐摩耗性を除く物性は、5.0mm厚のシート状型、モールド1(シボ形状付き)で成形された成形品から、サンプルを切り出して測定した。
耐摩耗性は、モールド2(ハンドル形状のスチール製型)で成形された成形品から測定した。
なお耐候性促進試験機としては、スガ試験機社製、紫外線フェードメーター U48を用いた。
パネル設定温度は83℃とした。
それぞれ以下の方法により評価を行った。
密度(JIS K 7222:1999準拠)、
硬さ(JIS K 6400−2:2004 D法準拠)、
伸び(JIS K 6400−5:2004準拠)、
引張強度(JIS K 6400−5:2004準拠)、
引裂強度(JIS K 6400−5:2004準拠)
紫外線フェードメーター1000hr後の物性値において、初期値からの変化率がどれも70%以上なら判定○、ひとつでも70%を下まわる場合は×と判定した。
目視により、シボの有無、表面光沢性、ピンホールの有無を、それぞれ5段階(良5 4 3 2 1悪)で評価した。前記3項目の評価がすべて3以上を判定○、評価2以下が一つでも含まれれば×と判定した。
試験片の変色の度合いは、グレタグマクベス社製の色差計Color-Eye7000Aを用い、初期E値と耐候性試験後のE値との色差ΔEを測定した。
色差ΔEが5以下の場合を○、5以上の場合を×と判定した。
耐磨耗性試験は、モールド2によるインテグラルスキンフォーム成形品に対して、図1に示すように幅45mmの綿帆布(JIS-L-3102 #6)1の先端に、1.3kgの錘3を接続し、ストローク10cm、サイクルスピード50rpmの条件で綿帆布を往復させる。1往復で回数1回とカウントし、5000回後のインテグラルスキンフォーム成形品の表面の外観を目視で確認し、損傷があるかないかを判定した。
○:損傷がないもの。
×:僅かに損傷があるもの。
塗料:EpicoatonUH30(大日本塗料株式会社社製)
塗布方法:エアスプレーガン
乾燥膜厚:15〜20μm
金型:モールド2(ハンドル形状のスチール製型)
金型温度:60℃
表1に示す配合で、ポリオール成分とポリイソシアネート成分を調合し、表3に示すマシン成形条件とモールド条件により、インテグラルスキンフォームを製造した。これらを前記した方法で評価を行い、その結果を表4と表5に示した。
実施例1と同様に、それぞれ表1に示す配合で原料を調合し評価を行った。その結果を表4と表5に示した。
比較例2では配合ポリオール側の粘度が高すぎてマシン成形することが出来なかった。
これらの結果より、本発明から製造されるインテグラルスキンフォームは、優れた成形性、物性、耐摩耗性と耐変色性を示し、従来インモールドコートしていた製品と同等かそれ以上の性能を持つことが分かる。
2 モールド2によるインテグラルスキンフォーム成形品
3 錘
Claims (5)
- ポリイソシアネート(A)と、ポリオール、発泡剤を含んでなるポリオール混合物(B)との2液反応型原料系からなり、反応射出成形法によって、密度が0.2〜0.8g/cm3のインテグラルスキンフォームを製造するための組成物であって、
前記ポリオール混合物(B)は、その100重量部中に、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(共)重合体を骨格とし、かつ、分子量8000以上、水酸基価30mgKOH/g以下であるアクリルポリオールを、10〜58重量部含むことを特徴とする組成物。 - 前記ポリイソシアネート(A)が芳香族系ポリイソシアネートを含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記の水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(共)重合体を骨格とし、かつ、分子内にヒドロキシル基を有するアクリルポリオールが、樹脂分100%の状態で粘度が20000mPa・s/25℃以下である、請求項1または2に記載の組成物。
- ポリイソシアネート(A)と、ポリオールおよび発泡剤を含んでなるポリオール混合物(B)との、2液反応型原料系からなり、反応射出成形法によって、密度が0.2〜0.8g/cm3のインテグラルスキンフォームを製造するための方法であって、
前記ポリオール混合物(B)は、その100重量部中に、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(共)重合体を骨格とし、かつ、分子量8000以上、水酸基価30mgKOH/g以下であるアクリルポリオールを、10〜58重量部含むことを特徴とする製造方法。 - 請求項4に記載の方法によって製造されたインテグラルスキンフォーム。
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