JPH03110110A

JPH03110110A - 発泡品の成形方法

Info

Publication number: JPH03110110A
Application number: JP1248383A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Nozawa; 明敏野沢; Kiyomi Nishida; 清美西田
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 1991-05-10
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0649299B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は発泡品の成形方法に関し、詳しくは塩化ビニル
樹脂製表皮を型内に配置して成形する表皮一体ウレタン
発泡品の成形方法に関する。本発明は自動車のアームレ
スト、インストメンドパネル、ドアトリムなどの製造に
利用できる。

［従来の技術］自動車用内装品としてのインストルメントパネルなどは
近年大型化され、その形状も複雑となっている。また、
更に軽量化を図るために薄肉とされる傾向にある。しか
しながら大型で複雑かつ薄肉形状の成形体をウレタン発
泡成形で形成する場合、金型の成形キャビティのシール
の精度を高度に維持することが困難であり、成形キャビ
テイ外へのウレタンフオームの漏れ出しが生じる場合が
ある。

また、複雑で薄肉形状のウレタン発泡品を成形する場合
の成形材料としては、発泡成形時の液流れ性の良いもの
が望ましい。しかし液流れ性が向上すると、反面成形キ
ャビテイ外へのウレタンフオームの漏れ出しが一層増大
するようになる。このようにキャビテイ外へウレタンフ
オームが漏れ出すような場合は、型内における発泡圧力
が高まらないため、成形体のセルが荒れたり、表面にボ
イドが発生したりするという不具合があり、発泡品の外
観不良の原因となっている。

ところで自動車内装品などを発泡成形で形成する場合、
塩化ビニル樹脂製表皮を予め型内に配置して成形する表
皮一体ウレタン発泡成形方法が一般に利用されている。

しかしながら、表皮一体ウレタン発泡成形方法では、セ
ル荒れやボイドが通常のウレタン発泡成形に比べて一層
発生しやすいことがわかっている。

［発明が解決しようとする課題］このような不具合を防止するために、従来より製造方法
面および成形材料の配合処方面の両方から対策が講じら
れている。

（１）製造方法面製造方法面での対策として、成形金型のシール精度を向
上させる方法がある。しかしこの場合は金型の製作コス
トが増大するとともに、その精度にも限界がある。また
、ウレタンフオームの漏れ止め用に、テープおるいはス
ポンジなどを金型若しくはインサートや表皮などの一体
成形部材に貼る方法がある。このようにテープやスポン
ジなどのシール材を貼ることにより漏れ出しが防止され
、セル荒れ、ボイドを防止することができる。しかしな
がらこのような方法では工数が多大となるために作業性
が低下し、コストの上昇を招くという不具合がある。

（２）成形材料配合処方面成形材料の配合面からウレタンフオームの漏れ出しを防
止する対策として、樹脂化反応と発泡反応のバランスを
最適化するように反応を調整する方法がある。すなわち
、触媒を多用したり高活性のポリオールを多用したりし
て樹脂化反応を優先させれば、ウレタンフオームの漏れ
が少なくなってセル荒れおよびボイドを防止できる。し
かしながら液流れ性が悪化し、発泡圧力が内部に籠り易
く、脱型時のウレタンフオームの服れや割れが生じ易く
なるという不具合がある。

別の対策として整泡剤や高活性なポリオールを多く用い
ることにより、セルの形状を整えてセル荒れを生じにく
くする方法がある。しかしながらこのような方法ではセ
ルが独立気泡になり易く、発泡圧が内部に籠り上記と同
様に脱型時の脹れや割れ、更には脱型後の収縮を引き起
し易くなるという不具合がある。

これらの不具合は、表皮一体ウレタン発泡成形方法で形
成された発泡品で特に顕著となる。そして、このように
配合処方面では十分有効な方法が確立されていないため
、従来の表皮一体ウレタン発泡成形方法ではもっばら製
造方法面での対策、特にテープなどのシール材を貼ると
いう方法に頼っているのが現状である。したがって表皮
一体ウレタン発泡成形方法において特に、配合処方面で
の早期の問題解決が望まれている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
配合処方面での改良により、表皮一体ウレタン発泡成形
方法にあけるセル荒れおよびボイドを防止するとともに
、脱型時の脹れ、割れおよび収縮を防止することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、表皮一体ウレタン発泡成形において特に
セル荒れやボイドが生じやすいのは、塩化ビニル樹脂と
発泡成形材料とは全く組成が異なること、さらには表皮
裏面（ウレタンとの界面）のミクロな凹凸および表皮肉
厚が部分的に異なることによるマクロな凹凸のため、発
泡成形時に表皮との界面で発泡成形材料の流動が妨げら
れるためにセル荒れなどが生じると仮定した。この仮定
は、最近塩化ビニル樹脂製表皮の主流になりつつあるパ
ウダースラッシュ成形表皮において、表皮裏面の溶融が
不完全で凹凸の著しいものほどウレタンのセル荒れが生
じやすいという事実からも裏付けられる。

そ゛こで表皮と発泡成形材料との濡れ性を向上させるこ
とを起案し、表皮中に通常含まれる可塑剤を発泡成形材
料中にも添加することにより表皮との親和性を向上させ
ることを想起した。そして鋭意研究した結果、可塑剤が
予想外の優れた効果を示すことを見出して本発明を完成
したものである。

すなわち本発明の発泡品の成形方法は、表皮を成形型の
型面に配置した後ポリオール成分とイソシアネート成分
とを含むウレタン系発泡成形材料を型内に注入し型を閉
じて発泡成形材料を発泡させることにより表皮が一体的
に被覆された発泡品を形成する方法において、表皮は可塑剤を含有する塩化ビニル樹脂より形成され発
泡成形材料にはポリオール成分とイソシアネート成分の
合計量１００重量部に対して５〜５０重量部の可塑剤を
含むことを特徴とする。

表皮としては可塑剤を含有する塩化ビニル樹脂から形成
されたものが用いられる。可塑剤の種類及び配合量は特
に制限されず、従来と同様のものを用いることができる
。通常、フタル酸エステル系、トリメリット酸エステル
、脂肪族二塩基酸エステル、エポキシ化エステルなどの
可塑剤が単独あるいは複数組み合わせて２０〜５０重量
％配合されている。

ポリオール成分としては、従来と同様にポリエーテルポ
リオールが一般に用いられる。また、インシアネート成
分としては、従来と同様に芳香族系のポリイソシアネー
トが一般に用いられる。

本発明の最大の特徴は、発泡成形材料中に可塑剤を含む
ところにある。この可塑剤としては従来公知の種々の可
塑剤を用いることができるが、本発明者らの研究によれ
ば、フタル酸エステル、トリメリット酸エステル、脂肪
族二塩基酸エステル、リン酸エステル、エポキシ化エス
テルから選ばれる可塑剤が特に優れた効果を有すること
が明らかとなった。

このうちフタル酸エステルとしては、ジメチルフタレー
ト、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジエチ
ルフタレート、ジー２−エチルへキシルフタレート、ジ
−ｎ−オクチルフタレート、ジイソデシルフタレート、
ブチルベンジルフタレート、ジイソノニルフタレート、
エチルフタリルエチルグリコレートなどから選択するこ
とができる。なお、炭素数が３以下のフタル酸エステル
では、成形体脱型時に脹れが生ずる場合があるので、炭
素数が４以上のものを用いることが望ましい。

トリメリット酸エステルとしては、トリー２−エチルへ
キシルトリメリテート、トリイソデシルトリメリテート
などを例示することができる。

脂肪族二塩基酸エステルとしては、ジメチルアジペート
、ジー２−エチルへキシルアジペート、ジイソブチルア
ジペート、ジブチルアジペート、ジイソデシルアジペー
ト、ジブチルジグリコールアジペート、ジー２−エチル
へキシルアゼレート、ジブチルセバケート、ジー２−エ
チルへキシルセバケート、メチル・アセチルリシルレー
トなどを例示することができる。

リン酸エステルとしては、トリメチルホスフェート、ト
リエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ
ー２−エチルへキシルホスフェート、トリブトキシエチ
ルホスフェート、トリスφクロロエチルホスフェート、
トリス・ジクロロプロピルホスフェートなどの脂肪族リ
ン酸エステル、あるいはトリフェニルホスフェート、ト
リクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート
、タレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェ
ニルホスフェート、２−エチルヘキシルジフ工二ルホス
フェートなどの芳香族リン酸エステルを用いることがで
きる。特には芳香族リン酸エステルの方が好ましい。

エポキシ化エステルとしては、例えばエポキシ化大豆油
を例示することかできる。

これらの可塑剤は、単独で、あるいは複数種類組合わせ
て用いることができる。その添加量は種類によって多少
の変動はあるが、ポリオール成分とイソシアネート成分
の全配合量１００重量部に対し可塑剤が５〜５０重量部
の範囲とされる。添加量が５重量％より少なくなるとセ
ル荒れ防止効果がほとんど出現せず、脱型時に脹れや割
れが生ずる場合もある。また５０重量部より多くなると
可塑剤が正常な発泡を阻害しセルを破壊する場合がある
。ざらに発泡品の物性面の低下も著しく実用的とはいえ
ない。

なお、上記に例示したもののうち、表皮に含有されてい
る可塑剤と同種のものを用いることも好ましい。また、
芳香族系の可塑剤がセル荒れ防止効果に特に優れている
ことが明らかとなっている。

これは発泡成形材料に用いられるイソシアネート成分は
通常芳香族系でおり、両者の親和性が良好なためと推察
される。

可塑剤は、発泡成形材料のポリオール成分に混合しても
よいし、イソシアネート成分に混合することもできる。

またポリオール成分とインシアネート成分の混合時に同
時に混合してもよい。そして予め表皮が配置されたキャ
ビティ内へ発泡成形材料を注入して型を閉じ、所定温度
に加熱することにより発泡成形材料が発泡して表皮と一
体的に結合するとともにキャビティ内を充填して発泡品
が形成される。

［発明の作用および効果］本発明の発泡品の成形方法では、成形キャビティからウ
レタンフオームが漏れ出した場合においても発泡品のセ
ル荒れヤボイドの発生を防止することができる。これは
可塑剤の含有により発泡成形材料と表皮との親和性及び
濡れ性が向上したために、発泡時に表皮との界面におけ
る発泡成形材料の流動が円滑となることによるものと推
察されるが、明確な理由は明らかでない。また、得られ
るセルは連泡であるため発泡圧力が籠りにくく、脱型時
の脹れや割れおよび脱型後の収縮などの不具合も防止さ
れる。

したがって本発明の成形方法によれば、可塑剤を発泡成
形材料に混合するだけでセル荒れを防止することができ
るので、従来のようにシール材を貼るような繁雑な工程
を解消でき、生産性が向上するとともに生産コストを低
減することができる。

［実施例］以下実施例により具体的に説明する。なお、以下にいう
「部」はすべて重量部を意味する。

（実施例１）〈各種添加剤の添加効果〉上記の各種可塑剤の中から１１種類、その他のウレタン
の発泡および硬化反応に本質的に影響を与えず、しかも
発泡ウレタンの流動性および表皮との濡れ性を向上させ
ると思われる添加剤７種類を選び、可塑剤を添加しない
ブランクとともに１９種類の発泡成形体を成形して評価
し、結果を第１表に示す。なお、発泡成形材料の配合、
成形方法および評価方法を以下に示す。

ポリエーテルポリオール　　・・・・・・８０部（ＯＨ
価＝２８、官能基数＝３）グラフト重合ポリオール　　・・・・・・２０部（ＯＨ
価＝２８）トリエタノールアミン水触媒（第三級アミン〉クルードＭＤＩ（ＮＣＯ％＝３１．５＞添加剤（可塑剤など）　　　・・・・・・２０部上記発
泡成形材料をよく混合し、第１図に示すようにキャビテ
ィＡ、Ｂをもつ金型１のキャビティＡに注入して蓋２を
閉じる。なお、キャビティＡおよびキャビティＢには、
パウダースラッシュ成形により形成され、可塑剤として
炭素数が９〜１１のフタル酸エステルを３５重量％含有
する塩化ビニル樹脂製表皮３が予め配置されている。発
泡成形材料は発泡しながらキャビティＢを通り、Ｃの隙
間（１，５ｍｍ）から漏れ出す。

０部５部０部３部・・・・・・・・・２゜・・・・・・・・・２゜・・・・・・・・・１゜・・・・・・５２゜発泡成形終了後、特にセル荒れが発生しやすいキャビテ
ィＢの底面でセル荒れおよびボイドを評価し、成形体の
脹れおよび収縮はキャビティＡで評価した。なお、金型
の温度は３５℃、キュアー時間５分、モールド成形密度
０．１６Ｑ／ｃｍ３である。

第１表に示すように可塑剤以外の添加剤では、脹れおよ
び収縮については優れた結果を示すものもあるが、セル
荒れおよびボイドについてはブランクと同等かそれ以下
の性能しか示していない。

一方、可塑剤を添加することによりセル荒れおよびボイ
ドが確実に防止され、かつ脹れおよび収縮についてもブ
ランクと同等以上の優れた性能を示していることがわか
る。更に芳香族系の可塑剤が特に優れた結果を示してい
ることもわかる。

（実施例２）く可塑剤添加量の影響〉実施例１の発泡成形材料の配合において、可塑剤の添加
量を第２表に示すように変化させたこと以外は実施例１
と同様にして成形を行い、同様に評価を行った。なお、
用いた可塑剤は炭素数９〜１１のフタル酸エステルであ
る。

第２表に示すように、可塑剤の添加量が２．８重口部で
はセル荒れ防止効果が出現していない。

そして約５重量部以上で効果が現れ始め、約１０重量部
以上添加すれば特に効果が顕著である。−方、５０重量
部を超えると逆に可塑剤が正常な発泡を阻害し、セルを
破壊しはじめるためセル荒れおよびボイドが発生してい
る。

（実施例３）本実施例では、可塑剤を使用した場合と、可塑剤を用い
ず発泡成形材料の配合を調整することにより対策を講じ
た場合とを比較した。

第３表に示すように可塑剤としてジブチルフタレートを
選び、実施例１と同様のポリエーテルポリオール７０部
、グラフト重合ポリオール３０部、トリエタノールアミ
ン１．０部、水２．５部、第三級アミン１．０部、クル
ードＭＤＩ４９．５部に対して可塑剤を２３部添加し、
実施例１と同様に成形し評価を行った。比較例１は可塑
剤を用いないブランクである。比較例２はシリコン整泡
剤を１．０部間合している。また比較例３は触媒の種類
を高活性のものに変更して１．０部間合している。更に
比較例４はポリエーテルポリオールの３０部をＯＨ価＝
５４、官能基数＝３の高活性のポリエーテルポリオール
に変更している。

第３表より可塑剤を添加した実施例３では、セル荒れ、
ボイドは生じず脹れおよび収縮も生じていない。ブラン
クの比較例１では脹れ、収縮は生じていないが、セル荒
れおよびボイドが発生している。一方比較例２から比較
例４においては、セル荒れおよびボイドは改善されてい
るが脹れや収縮が発生している。

上記した実施例から明らかなように、可塑剤を用いるこ
とにより、ウレタンフオームが漏れ出すような条件であ
っても、発泡品のセル荒れおよびボイドを防止すること
ができる。ざらにセルは連泡であるため、発泡品の脹れ
、割れおよび収縮が生じない。

したがってシール材などを貼るような工程が解消され、
工数が著しく低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で用いた成形金型の断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表皮を成形型の型面に配置した後ポリオール成分
とイソシアネート成分とを含むウレタン系発泡成形材料
を型内に注入し型を閉じて該発泡成形材料を発泡させる
ことにより該表皮が一体的に被覆された発泡品を形成す
る方法において、該表皮は可塑剤を含有する塩化ビニル
樹脂より形成され該発泡成形材料には該ポリオール成分
と該イソシアネート成分の合計量１００重量部に対して
５〜５０重量部の可塑剤を含むことを特徴とする発泡品
の成形方法。