JPH0781026B2

JPH0781026B2 - シート状成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH0781026B2
Application number: JP61174568A
Authority: JP
Inventors: 和夫下村; 正彦石田; 昌博塚本; 安男犬養; 章彦岡川
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-07-24
Filing date: 1986-07-24
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPS6330541A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は，軽量で，強度，耐熱性，吸音性に優れたシー
ト状成形体の製造方法，特に，加熱および圧縮成形工程
において，簡単に成形がなされかつ賦形性が良好なシー
ト状成形体の製造方法に関する。

（従来の技術）自動車の内装材のひとつである成形天井にはダンボール
や各種樹脂発泡体などが使用されている。ダンボールは
軽量で安価ではあるが，成形手段が圧縮という操作のみ
であるため，賦形性が悪く微妙な形状を付与することが
できない。さらに，吸湿性を有するため形状維持性が悪
いという欠点がある。そのために，樹脂発泡体が広く利
用されている。樹脂発泡体を用いたシート状成形体の製
造方法としては，ポリエチレンフォームなどの熱可塑性
樹脂の発泡体を成形加工する方法がある。しかし，この
方法でも，熱可塑性樹脂の賦形性が悪いため微妙な形状
を付与し得ない。熱可塑性樹脂は耐熱性に劣り，高温に
て容易に変形する。しかも，熱可塑性樹脂の発泡体は独
立気泡構造であり，吸音性に欠ける。

このような問題点を解決するために，ガラス繊維にウレ
タン原液を含浸させ，硬化とともに成形加工する方法が
ある。しかし，この方法では，硬化により可塑性が失わ
れるため，ウレタン原液の含浸とともに成形加工する必
要があり，成形が困難となる。シート状成形体に化粧面
材を積層する場合には，ウレタン原液により化粧面材が
汚されるおそれがある。しかも，成形体の下面にはウレ
タン硬化体の皮膜が形成され，吸音性が低下する。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は上記従来の問題点を解決するものであり，その
目的とするところは，軽量で，強度，耐熱性，吸音性に
優れたシート状成形体の製造方法を提供することにあ
る。本発明の他の目的は，成形が簡単でありかつ賦形性
が良好なシート状成形体の製造方法を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段）本発明は，分子内にビニル基を有するポリオールと，こ
のビニル基と反応性を有するモノマーとを発泡ウレタン
原液中に含有させることにより，モノマーの可塑化効果
により，後工程の圧縮成形が容易になされ得る；しか
も，圧縮成形時の加熱により，ポリオールのビニル基と
反応性のモノマーとが重合反応を起こすため，軽量で，
強度，耐熱性，吸音性に優れたシート状成形体を提供し
得る；との発明者の知見にもとづいて完成された。

本発明のシート状成形体の製造方法は，同一分子鎖内に
１個以上のビニル基を有するポリオール，該ビニル基と
反応性を有するモノマー，およびポリイソシアネートを
含有する発泡ウレタン原液を、繊維質材料又は軟質ウレ
タン発泡シートからなる多孔質面材に含浸させた後、発
泡硬化成形してシート状素材を得る工程，および該シー
ト状素材を加熱しつつ圧縮成形するかあるいは加熱後に
圧縮成形する工程，を包含し，そのことにより上記目的
が達成される。

同一分子鎖内に１個以上のビニル基を有するポリオール
には，例えば，次式で示される化合物がある。

ここで,Rはアルキレン基，そしてｎは整数である。

上記ビニル基と反応性を有するモノマーには，例えば，
スチレン，メチルアクリレート，アクリロニトリル，ジ
ビニルベンゼンおよびジアリルフタレートがある。

ポリイソシアネートとしては，例えば，トリレンジイソ
シアネート（TDI），メチレンジイソシアネート（MDI）
が挙げられる。

この発泡ウレタン原液には，上記ポリオール，反応性モ
ノマーおよびポリイソシアネートのほかに，通常，発泡
剤，触媒，重合開始剤が含有される。発泡剤には，水，
フレオンガスなどが用いられる。触媒には，例えば，ス
ズ系触媒，アミン系触媒が挙げられる。

重合開始剤には，例えば，アゾビスイソブチロニトリル
などのアゾ系化合物やベンゾイルパーオキサイド,tert
−ブチルパーオキサイドなどのパーオキサイドがある。

ポリイソシアネートのイソシアネート基は，ポリオール
のヒドロキシル基に対し，当量比で1.0〜1.15倍量とさ
れるのが好ましい。イソシアネート基の量がこの範囲で
あれば，反応性モノマーの可塑化効果だけでなくポリイ
ソシアネートの可塑化効果も得られ，それによりシート
状素材の圧縮成形が容易となる。しかし，イソシアネー
ト基が1.15倍量を上まわると，得られたシート状素材の
耐熱性が不足する。

発泡ウレタン原液は多孔質面材に含浸され，次いで発泡
硬化成形されてシート状素材が得られる。多孔質面材に
は，繊維質材料からなるシートや軟質ウレタン発泡シー
トが用いられる。繊維質材料からなるシートとしては，
例えば，ガラス繊維，ロックウール繊維等の綿状不織
布；ポリプロピレン繊維，ポリエステル繊維，ナイロン
繊維などの合成繊維や木綿，ジュートなどの天然繊維か
らなる綿状不織布；これらの素材を混合した綿状不織布
がある。繊維質材料からなるシートの比重は,0.005〜0.
1,好ましくは0.005〜0.08とされる。他方，軟質ウレタ
ン発泡シートの比重は,0.008〜0.5,好ましくは0.008〜
0.1とされる。シートの比重はシート状成形体の強度を
損なわない範囲内でできる限り低比重とするのが好まし
い。低比重にすれば，シート状成形体の軽量化が達成さ
れ得る。しかも，発泡ウレタン原液の含浸が均一になさ
れる。ウレタン原液が含浸されたシートは薄層となるも
のの，シートが低比重であれば，ウレタンの発泡により
シートの厚みが回復する。従って圧縮成形が容易とな
る。繊維質材料からなるシートの厚さは10〜30mmそして
軟質ウレタン発泡シートの厚さは５〜20mmとされる。

発泡ウレタン原液は、多孔質面材に対し、含浸後の重量
がこの多孔質面材の２〜10倍量とされ、好ましくは３〜
９倍量となるように含浸される。２倍量を下まわると，
発泡ウレタン原液が多孔質面材に均一に含浸され得な
い。多孔質面材の発泡が充分になされず，得られたシー
ト状成形体の強度が低下する。10倍量を上まわると，成
形体の密度が高くなるため，軽量化が達成されず，吸音
性も低下する。

発泡硬化成形は,30〜100℃，好ましくは40〜90℃の温度
でなされる。成形温度がこの範囲であれば，ポリオール
のビニル基と反応性を有するモノマーが系内に存在する
ため，このモノマーの可塑化効果により，後工程の圧縮
成形が容易になされ得る。モノマーは低分子量体である
ため，発泡体にすべり性を付与し，そのために圧縮成形
工程における成形性が向上する。30℃を下まわると，発
泡硬化反応が不充分となり，圧縮成形工程において二次
発泡が生じる。二次発泡により成形が困難となり，成形
には長時間の加熱を要する。100℃を上まわると，発泡
硬化成形によってモノマーが反応しポリマー化するた
め，圧縮成形工程における未反応のモノマーによる可塑
化効果が得られない。そのために成形が困難となり，成
形体にクラックなどの発生するおそれがある。

発泡硬化成形により得られたシート状素材は，ロール状
またはシート状とされ，保管される。

得られたシート状素材の片面には化粧面材が積層され
る。化粧面材には，例えば，ファブリックなどの布状面
材がある。これは，自動車用の内装材として通常用いら
れる。シート状素材と化粧面材との間には，補強のた
め，ガラス不織布などの多孔質面材を介在させてもよ
い。この多孔質面材には，接着剤が塗布されてもよい。
化粧面材として，塩化ビニルシートのような耐熱性に欠
ける素材を用いる場合，後工程の加熱後にシート状素材
に積層されてもよい。

このように化粧面材が積層されたシート状素材は，次い
で圧縮成形工程に供される。圧縮成形工程では，シート
状素材は，加熱しつつ圧縮成形されるかあるいは加熱後
に圧縮成形される。

シート状素材の加熱は，赤外線あるいは熱風により,120
〜200℃，好ましくは130〜190℃の温度でなされる。加
熱時間は30秒〜10分とされる。

加熱されたシート状素材は，所望形状の金型に入れて圧
縮成形される。圧縮時間は10秒〜５分，そして圧縮力
は,0.3〜30kg/cm²とされる。しかし，加熱と圧縮成形と
は同時になされるのが好ましい。こうすることにより，
反応性モノマーの可塑化効果が顕著となる。しかも，加
熱によりラジカル開始剤の作用に伴ってポリオールのビ
ニル基が反応性モノマーと反応し，ポリウレタン同士が
架橋を起こすため，得られたシート状成形体の強度，耐
熱性を向上する。

圧縮成形により，シート状素材の厚さは0.8倍以下とさ
れる。0.8倍以下に圧縮成形することにより，発泡硬化
により形成されたシート状素材の独立気泡は破壊，変形
され，より連続気泡となる。吸音性は連続気泡率で評価
されるため，圧縮成形により吸音性が著しく向上する。
しかも，連続気泡の通路は複雑となり，優れた吸音性が
達成される。圧縮成形によれば，発泡硬化成形で形成さ
れたシート状素材表面の膜も破壊されるため，吸音性は
さらに高くなる。

本発明のシート状成形体の製造方法は，例えば第１図お
よび第２図に示すように行われる。

第１図において，多孔質面材１が，発泡ウレタン原液含
浸装置２の移動ベルト21に供給される。ポリオールタン
ク22およびポリイソシアネートタンク23から，それぞれ
ポリオールおよびポリイソシアネートがウレタン混合機
24に供給され，発泡ウレタン原液が得られる。反応性モ
ノマー，発泡剤および触媒はいずれのタンクに入れても
よい。この発泡ウレタン原液は噴射ノズル25から多孔質
面材１の表面に噴射される。噴射により多孔質面材１の
表面に付着した発泡ウレタン原液は，順次面材１の内部
に含浸していく。含浸ロール26により，ウレタン原液の
含浸がさらに促進される。次いで，このウレタン原液が
含浸された多孔質面材１は，発泡硬化化成装置３に供給
される。発泡硬化成形装置３の発泡加熱炉31により，多
孔質面材１中のウレタン原液が発泡する。熱風温度コン
トロール機34により，発泡加熱炉31の温度制御がなされ
る。発泡により多孔質面材１の厚みが増すものの，多孔
質面材１の両側に一定間隔で配置された移動ベルト32,3
3により，この厚さが制限される。移動ベルト32および3
3は，発泡体の応力歪みを防止するため，同方向かつ同
速度で移動する。発泡した多孔質面材１は，カッター４
により一定長さのシート状素材５とされる。シート状素
材５は化粧面材６と積層され，積層体７が形成される。
積層体７は加熱器８の加熱チャンバー80内にセットさ
れ，加熱熱風温度コントロール機81により温度制御され
かつ加熱される。加熱された積層体７は圧縮成形型９内
に入れられ，圧縮成形されて所望のシート状成形体10が
形成される。

（作用）本発明のシート状成形体の製造方法では，発泡ウレタン
原液中に，ポリオールのビニル基と反応性を有するモノ
マーが存在するため，発泡硬化成形後もこのモノマーが
シート状素材中に残留する。この反応性モノマーは低分
子量体であるため，圧縮成形時におけるすべり剤として
作用する。従って，モノマーの可塑化効果により，シー
ト状成形体の賦形性が向上する。反応性のモノマーは，
加熱によりポリオールのビニル基と反応してポリウレタ
ン同士を架橋させるため，シート状成形体の強度，耐熱
性が向上する。圧縮成形により，発泡体の独立気泡が連
続気泡となり，シート状成形体に優れた吸音性が付与さ
れる。

（実施例）以下に本発明を実施例について述べる。

実施例１（Ａ）成形体の調製：発泡ウレタン原液として下記の処方を調製した。

次式で示されるペンタエリスリトールベースのポリオー
ル 100重量部スチレン（反応性モノマー） 25重量部ポリイソシアネート（Ｃ−MDI,スミジュール 44V−20,
住友バイエル社製） 105重量部水（発泡剤）５重量部ジブチルチンジラウレート（触媒） 0.2重量部 tert−ブチルパーオキサイド（重合開始剤）１重量部 SH−190（整泡剤，東レシリコーン社製）１重量部この発泡ウレタン原液を発泡ウレタン含浸装置により，
軟質ウレタン発泡シートにロール含浸した。軟質ウレタ
ン発泡シートとしては，厚さ10mm,幅1.1m,比重0.01で長
さ20mのシートを用いた。発泡ウレタン原液を含浸した
シートの重量は，軟質ウレタン発泡シートに対し,4倍で
あった。この含浸シートを，発泡硬化成形装置の発泡加
熱炉にて,75℃で発泡硬化させ，移動ベルトにより厚さ
約10mmのシート状素材とした。このシート状素材を室温
にて７日間保管後，幅1.1m,長さ1.4mに切断した。これ
にポリエステル繊維製のファブリック（厚さ1.5mm）を
積層した。積層体の周囲をピンチし，加熱器の加熱チャ
ンバー内にセットして,150℃の熱風にて60秒間加熱し軟
化させた。次いで，これを85℃に加熱されたアルミ合金
製金型内に供給し,45秒間圧縮成形した。この金型は，
最小肉厚部が3.0mm,最大肉厚部が8.0mmに設計されてお
り，得られた成形体はほぼこの金型の形状に対応してい
た。

（Ｂ）成形体の性能評価：（Ａ）項で得られた成形体を90℃の熱風オーブン中で6h
rs保持した後,8mm厚および3mm厚の箇所について，変位
量（たれ）を測定した。それにより耐熱性の評価とし
た。別に，（Ａ）項で得られた成形体から厚さ8mm,幅30
mm,長さ150mmの試料片を切り取り，曲げ強度の評価を行
なった。まず，上記試料片を100mmの間隔をもって配設
された一対の支持体上に載置する。次いで，この試料片
中央部に50mm/分のスピードで力を加えてゆく。そし
て，試料片が屈曲するときの重量を測定した。さらに，
（Ａ）項で得られた成形体から厚さ8mm,幅500mm,長さ50
0mmの試料片を切り取り，残響室法により1000Hzにおけ
る吸音率を測定した。これらの結果を表１および表２に
示す。表２において曲げ強度の項では，○印は10kg/cm²
以上を，△は9.9〜6kg/cm²を，そして×は5.9kg/cm²以
下を示す。

実施例２スチレンを50重量部としたこと以外は，実施例１と同様
にして成形体を調製した。

得られた成形体の耐熱性，曲げ強度および吸音率を実施
例１と同様の方法により測定した。これらの結果を表１
および表２に示す。

実施例３軟質ウレタン発泡シートの比重を0.1としたこと以外
は，実施例１と同様にして成形体を調製した。

実施例４発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を，軟質ウ
レタン発泡シートの２倍としたこと以外は，実施例１と
同様にして成形体を調製した。

実施例５発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を，軟質ウ
レタン発泡シートの９倍としたこと以外は，実施例１と
同様にして成形体を調製した。

実施例６軟質ウレタン発泡シートに代えて，ガラス繊維90％とポ
リイソプロピレン繊維10％の混綿シート（比重0.08）を
用いたこと以外は，実施例１と同様にして成形体を調製
した。

比較例１軟質ウレタン発泡シートの厚さを4.0mmとし、厚さ4.0mm
のシート状素材を得たこと以外は，実施例１と同様にし
て成形体を調製した。

比較例２発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を，軟質ウ
レタン発泡シートの1.5倍としたこと以外は，実施例１
と同様にして成形体を調製した。

比較例３発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を，軟質ウ
レタン発泡シートの12倍としたこと以外は，実施例１と
同様にして成形体を調製した。

比較例４シート状素材を加熱せずに圧縮成形したこと以外は，実
施例１と同様にして成形体を調製した。

比較例５スチレン（反応性モノマー）を加えなかったこと以外
は，実施例１と同様にして成形体を調製した。

比較例６ポリオールとして次式で示されるビニル基を有しないポ
リオールを用いたこと以外は，実施例１と同様にして成
形体を調製した。

実施例および比較例から明らかなように，本発明によれ
ば，軽量にして，強度，耐熱性，吸音性に優れたシート
状成形体が得られる。成形工程は簡単であり，賦形性が
良好である。ビニル基を有しないポリオールを用いた
り，発泡ウレタン原液に反応性モノマーを含有させなけ
れば，圧縮成形による形状成形が不可能である。成形前
に加熱しない場合も，成形できない。発泡ウレタン原液
の含浸量が少ないと含浸が不均一となり，含浸量が多い
と，得られたシート状成形体の吸音率が低下する。

（発明の効果）本発明によれば，このように，軽量で，強度，耐熱性，
吸音性に優れたシート状成形体が得られる。成形工程は
簡単でありかつ反応性モノマーの可塑化効果により賦形
性に優れている。従って，微妙な形状の成形も容易にな
され得る。得られた成形体は，特に，自動車天井材に好
適である。本発明によるシート状成形体を自動車天井材
に用いると，従来，自動車天井材に必要とされた補強
材，クッション材，吸音材などが不要となる。そのた
め，製造工程が簡略化される。シート状成形体の製造方
法が簡単であるため，安価に自動車天井材が供給され
る。天井自体も軽量化されるため，燃費が低減する。

本発明の製造方法により得られる成形体は，自動車天井
材に限らず，家屋な船舶用の天井材あるいは断熱用建材
など多くの分野に利用されうる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は，本発明のシート状成形体の製造
方法の一実施例を示す工程図である。１……多孔質面材,2……発泡ウレタン原液含浸装置,3…
…発泡硬化成形装置,5……シート状素材,6……化粧面
材,7……積層体,8……加熱器,9……圧縮成形型,10……
シート状成形体。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ２９Ｋ 105:04 675:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｃ０８Ｌ 75:04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一分子鎖内に１個以上のビニル基を有す
るポリオール、該ビニル基と反応性を有するモノマー、
およびポリイソシアネートを含有する発泡ウレタン原液
を、厚さ10〜30mmの繊維質材料からなる多孔質面材に、
含浸後の多孔質面材の重量が、含浸前の２〜10倍となる
ように含浸させた後、発泡硬化成形してシート状素材を
得る工程、および該シート状素材を加熱しつつ圧縮成形
するかあるいは加熱後に圧縮成形する工程を、包含する
シート状成形体の製造方法。
【請求項２】同一分子鎖内に１個以上のビニル基を有す
るポリオール、該ビニル基と反応性を有するモノマー、
およびポリイソシアネートを含有する発泡ウレタン原液
を、厚さ５〜20mmの軟質ウレタン発泡シートからなる多
孔質面材に、含浸後の多孔質面材の重量が、含浸前の２
〜10倍となるように含浸させた後、発泡硬化成形してシ
ート状素材を得る工程、および該シート状素材を加熱し
つつ圧縮成形するかあるいは加熱後に圧縮成形する工程
を、包含するシート状成形体の製造方法。
【請求項３】前記ポリオールが、次式で示される化合物
のうちの少なくとも一種である特許請求の範囲第１又は
２項に記載のシート状成形体の製造方法。ここで、Ｒはアルキレン基、そしてｎは整数である。
【請求項４】前記モノマーが、スチレン、メチルアクリ
レート、アクリロニトリル、ジビニルベンゼンおよびジ
アリルフタレートのうちの少なくとも一種である特許請
求の範囲第１又は２項に記載のシート状成形体の製造方
法。
【請求項５】前記ポリオール100重量部に対し、前記モ
ノマーが10〜50重量部の範囲で含有された特許請求の範
囲第１又は２項に記載のシート状成形体の製造方法。
【請求項６】前記ポリイソシアネートのイソシアネート
基が、前記ポリオールのヒドロキシル基に対し、当量比
で1.0〜1.15倍量の割合で含有された特許請求の範囲第
１又は２項に記載のシート状成形体の製造方法。
【請求項７】前記圧縮成形により、前記シート状素材の
厚さが0.8倍以下とされる特許請求の範囲第１又は２項
に記載のシート状成形体の製造方法。
【請求項８】前記シート状素材の片面に化粧面材が積層
された後、加熱および圧縮成形される特許請求の範囲第
１又は２項に記載のシート状成形体の製造方法。
【請求項９】前記発泡硬化成形が、30〜100℃の温度で
なされる特許請求の範囲第１又は２項に記載のシート状
成形体の製造方法。
【請求項１０】前記シート状素材の加熱が、120〜200℃
の温度でなされる特許請求の範囲第１又は２項に記載の
シート状成形体の製造方法。