JPH08300376A - ポリウレタンのスキンを有するポリウレア裏打ち製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲湿分変化に不感受性である、裏打ち製品
の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明はポリウレアのスキンを有する、
ポリウレタン発泡裏打ち製品の製造方法に関する。本方
法は、（ａ）金型表面を与えること；（ｂ）金型の内面
にポリウレタンペイントを塗布して、被覆された内面を
与えること；並びに（ｃ）少なくとも１種のポリウレア
層を前記被覆された内面上にスプレーして、一体成形
の、ポリウレタンのスキンを有する発泡裏打ちポリウレ
ア製品を形成することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、ポリウレタンのスキン
を有するポリウレア裏打ち製品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリウレタンのスキンを有するポリウレ
タン裏打ち製品は自動車のダッシュボードとして使用さ
れることについて周知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】不幸なことに、ポリウ
レタン材料は空気中の湿分と反応して、該材料を発泡さ
せ、その密度を減じ、かつポリウレタン層中に種々の大
きさのボイドを生じるＣＯ₂ を発生する。このことが起
こる程度は湿度に依存し、そして夏の高湿度の日のよう
に極端な場合には、そのプロセスを使用できなくする。
この変数の制御は以前には、高価な湿度制御装置類が吹
付室エアメイクアップ装置上に取りつけられなければな
らないということを必要とした。問題は冬の極端に低湿
度の日においても起こり、該材料の密度を高めそしてそ
の厚さを減じて望まれる厚さを達成するための材料使用
量を増す。

【０００４】ポリウレア材料はその固有の迅速な反応速
度によって湿分の変化にほぼ抵抗性である。このことは
ポリマー形成反応がイソシアネートが、水と反応してＣ
Ｏ₂を発生させる反応に優先するという事実による。従
って、周囲湿分変化に不感受性である方法に対する必要
性が存在する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリウレタン
のスキンを有するポリウレア裏打ち製品の効率的な製造
方法に関する。本発明は、金型（ｍｏｌｄ）表面を与え
ること、及び金型の内面にポリウレタンペイントを塗布
して、被覆表面を与えることを特徴とする。次に、少な
くとも１種のポリウレア層を金型の被覆されたポリウレ
タン表面上にスプレーして、一体成形の、ポリウレタン
のスキンを有するポリウレア裏打ち製品を形成する。

【０００６】本方法の第１工程は金型を与えることであ
る。金型は最終生成物の望まれる形に対して雌形状にあ
るべきである。金型の内面はゴム、シリコーン、合成樹
脂または金属から成ることができる。好ましくは、この
金型表面はシリコーン材料のものである。

【０００７】離型または剥離剤は最初に金型の内面に塗
布されて、金型内面からポリウレア裏打ち製品の最終の
取出しを助ける。剥離剤の代表的な例は、セッケン、ロ
ウ及びシリコーンである。このような剥離剤は典型的に
適切な有機または水性溶媒中に懸濁または溶解されてい
る。剥離剤の塗布後、処理した表面を乾燥する。

【０００８】剥離剤の塗布後、使用する場合には金型の
内面を加熱してもよい。例えば、金型表面は約２０〜８
５℃の範囲の温度であることができる。好ましくは、金
型の表面温度は約４０〜７０℃の範囲である。

【０００９】本発明の方法に従って、ポリウレタンペイ
ントが金型の内面に塗布される。ポリウレタンペイント
はポリウレア発泡裏打製品の「スキン」となる。ポリウ
レタンペイントは製品の下層のポリウレア構造体に対す
る紫外線防御を与える。従来の２成分−反応タイプのポ
リウレタンペイントまたは１成分タイプのポリウレタン
ペイントが使用し得る。好ましくは、水性の（ｗａｔｅ
ｒ−ｂｏｒｎｅ）ポリウレタンペイントが使用される。
特に好ましいポリウレタンペイントは商業的名称Ｐｌａ
ｓｔｉｓｈｉｅｌｄ（商標）でＧｌｉｄｄｅｎから商業
的に入手できる。このような水性単一成分のウレタン塗
料がより環境的に都合がよい。

【００１０】ポリウレタンペイント層は、スプレーまた
は他の塗布手段のような全ての慣用の手段によって金型
の内面に塗布し得る。ポリウレタン塗膜の厚さは一般に
０．０１ｍｍ〜０．１０ｍｍ厚の範囲である。好ましく
はポリウレタン塗膜の厚さは一般に０．０２ｍｍ〜０．
０４ｍｍの範囲である。ペイントおよび製品のタイプに
依存して、ポリウレタンの１種以上の塗膜が金型の内面
に塗布し得る。

【００１１】ポリウレタンペイントを金型の内面に塗布
した後に、ペイントを乾燥できる。ペイントを乾燥する
程度は状況によって変えられる。ペイントは空気乾燥ま
たは加熱によって乾燥できる。しかし、一般に、ペイン
トは部分的に乾燥され、そしてペイントが完全に乾燥す
る前にポリウレアが塗布される。

【００１２】ポリウレタンペイントと同様に、金型の表
面温度はポリウレアの塗布前に加熱し得る。例えば、金
型の表面温度は約３０〜６０℃の範囲の温度へ加熱し得
る。好ましくは表面温度は３５〜４５℃の範囲である。

【００１３】本技術分野の当業者に知られているよう
に、ポリウレアはイソシアネート（化合物Ａ）と第１ま
たは第２アミン末端ポリオール（化合物Ｂ）との反応に
よって形成されるポリマーである。ポリイソシアネート
材料は有機基に結合した１以上のイソシアネート基を有
する全ての化合物またはその混合物（既知のものを含
む）であることができる。ポリイソシアネートはモノマ
ポリイソシアネート、または好ましくはポリウレア
ポリイソシアネート半−プレポリマーのような、モノマ
ーポリイソシアネートとポリオキシアルキレンポリアミ
ンとの反応生成物であり得る。この用語「半−プレポリ
マー」はモノマーとオリゴマー（本質的にダイマー）と
の混合物であって、１タイプのモノマー（この場合には
ポリイソシアネート）の他のモノマー（すなわちポリア
ミン）に対する理論的な過剰量を使用して製造されるも
のをいう。ポリイソシアネートは式１

【化１】 によって示される化合物を含む。式１において、Ｒは６
〜２５個の炭素原子及び価数Ｚを有する有機の非置換ま
たはハロ置換芳香族基である。Ｚは直鎖または分岐鎖、
非環式、環式またはヘテロ環式；飽和、不飽和であるこ
とができ、または非置換またはハロ置換芳香族炭化水素
を含む。好ましくはＲは約６〜約１２の炭素原子を含
む。ｚによって定義されるイソシアネート基の数は少な
くとも２、好ましくは２〜約４、そして最も好ましくは
２である。典型的なポリイソシアネートはｐ−フェニレ
ンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシ
アネート、２，４−／２，６−トルエンジイソシアネー
ト（ＴＤＩ）、ジアニシジンジイソシアネート、ビトリ
レンジイソシアネート、ナフタレン−１，４−ジイソシ
アネート、ビス（４−イソシアナトフェニル）メタン、
ビス（３−メチル−３−イソシアナトフェニル）メタ
ン、ビス（３−メチル−４−イソシアナトフェニル）メ
タン、４，４’−ジフェニルプロパンジイソシアネート
及びメチレンで橋かけされたポリフェニルポリイソシア
ネート混合物（例えばメチレンビス（４−フェニルイソ
シアネート）（ＭＤＩ）のようなメチレンジフェニルジ
イソシアネート異性体を含むもの）；アルカリール及び
アルアルキルジイソシアネート（例えばテチラメチルキ
シレンジイソシアネートのようなテトラアルキルキシレ
ンジイソシアネート）；３量化またはビウレティック
（ｂｉｕｒｅｔｉｃ）ポリイソシアネートを含む。

【００１４】ポリイソシアネート半−プレポリマーを製
造するために、またはポリイソシアネートと反応する成
分として使用されるような、ポリオキシアルキレンポリ
アミンは（既知のものを含む）はそれらの混合物を含む
全てのポリオキシアルキレンポリアンであることができ
る。ポリアルキレンポリアミンは、第１及び／または第
２アミン末端ポリエーテルポリオールであることがで
き、これらは約１００より大きい重量平均分子量（好ま
しくは約２００〜約５０００）、２〜６の官能価（好ま
しくは２〜３）、及び約７５０〜約４０００のアミン当
量を有する。ポリオキシアルキレンポリアミンは式２：

【化２】 （式中、Ｑは開始剤として使用した活性水素含有化合物
の多価残基である）で示される化合物を含む。Ｑの価数
はｙによって与えられ、ここでｙは少なくとも２、好ま
しくは２〜８、そして最も好ましくは２〜３である。各
々のＲは独立して水素またはメチル若しくはエチルのよ
うな低級アルキルである。このＲ基は好ましくは水素及
び／またはメチルであり、そしてこれらの混合物を含
む。アミン基あたりのオキシアルキレン繰返し単位の平
均数（ｘによって与えられる）は少なくとも１、好まし
くは約１〜約１００、そして最も好ましくは約１．５〜
約７である。

【００１５】典型的な開始剤は、特に、１種以上の次の
ものである：エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、１，２−または１，４−ブタンジオールのようなジ
オール及びトリメチロールプロパン及びグリセリンのよ
うなトリオールを含むポリヒドロキシ化合物。好ましい
開始剤はエチレングリコール、プロピレングリコール、
トリメチロールプロパン及びグリセリンである。

【００１６】典型的なオキシアルキレン繰返し単位は、
オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン
等、及びそれらの混合物を含む。２種以上のオキシアル
キレンが使用されるときは、それらはランダムまたはブ
ロックのようなどのような形態でも存在し得る。好まし
いポリオキシアルキレンポリアミンは、ポリプロピレン
オキシドジアミンであるＤ−２０００及びＤ−４０００
及びポリプロピレンオキシドトリアミンであるＴ−５０
００のような、Ｔｅｘａｃｏ ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ
ＩｎｃのＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）ポリオキシア
ルキレンアミンを含む。

【００１７】モノマーポリイソシアネートのポリオキシ
アルキレンポリアミン混合物に対する相対量はポリオキ
シアルキレンポリアミンに対して少なくとも理論的に過
剰のモノマーポリイソシアネートである。一般に、１よ
り大、好ましくは約１．５〜約２５、そして最も好まし
くはアミン１モルについて約１０〜約２５の当量モルの
イソシアネートが使用される。

【００１８】溶媒または触媒のような追加の成分は必要
でないか、または反応を実施するために好ましいが、全
ての他の適切な物質が望まれれば存在し得る。

【００１９】モノマーポリイソシアネート及びポリアル
キレンポリアミンとの反応は、イソシアネートとアミン
との反応を実行するための既知の条件を含む全ての適切
な条件下に実施し得る。典型的に、反応は周囲温度及び
圧力下に実施される。反応は迅速に進むので、成分は好
ましくは十分に、例えば高速ミキサーを使用して混合さ
れる。

【００２０】ポリウレアの（Ｂ）成分はアミン末端ポリ
オキシアルキレンポリオール及び所望によってジアミン
鎖エキステンダーを含む。アミン末端ポリオキシアルキ
レンポリオールは好ましくはジオール及び／またはトリ
オールから選択され、最も好ましくはジオール及び／ま
たはトリオールの混合物を含む。化合物（Ｂ）中に使用
される特別のポリオール、すなわちジオール及び／また
はトリオールは化合物（Ａ）の半−プレポリマーとの関
連において上述したものと同じである。

【００２１】化合物（Ｂ）のジアミン鎖エキステンダー
はジエチレントルエンジアミン（ＤＥＴＤＡ）、シス−
１，４−ジアミノシクロヘキサン；イソホロン（ｉｓｏ
ｐｈｏｒｏｎｅ）ジアミン；ｍ−キシリレンジアミン；
４，４’−メチレンジシクロヘキシルアミン；メンタン
ジアミン；１，４−ジアミノメチルシクロヘキサン及び
これらの置換誘導体を含むことができる。ＢＡＳＦ Ｃ
ｏｒｐから入手できるＬａｒｏｍｉｎ（登録商標）Ｃ−
２６０は置換４，４’−メチレンジシクロヘキシルアミ
ン誘導体の代表である。最も好ましい態様において、成
分（Ｂ）のジアミン鎖エキステンダーはジエチレントル
エンジアミン（ＤＥＴＤＡ）である。

【００２２】例えば泡安定剤（シリコーン油または乳化
剤としても既知）のような他の慣用の配合成分も必要で
あれは化合物（Ａ）及び（Ｂ）中に使用できる。泡安定
剤は有機シランまたはシロキサンであることができる。
例えば、式：

【化３】 （式中、Ｒは１〜４個の炭素原子を含むアルキル基、ｎ
は４〜８の整数、ｍは２０〜４０の整数、そしてオキシ
アルキレン基はプロピレンオキサイドとエチレンオキサ
ンドとから誘導される）を有する化合物が使用し得る。
例えば米国特許第３，１９４，７７３号を参照された
い。

【００２３】もし望まれるなら、我々の発明の実施にお
いて有用な強化材料は本技術分野の当業者に既知であ
る。例えば、細断若しくは粉砕したガラス繊維及び／ま
たは他の鉱物繊維が有用である。

【００２４】ポリウレアを後硬化は所望による。後硬化
は熱たるみ（ｈｅａｔ ｓａｇ）のようないくつかのエ
ラストマー性を改善する。後硬化の使用は最終製品の望
まれる性質に依存する。一般に、ポリウレアは１分〜２
０分の時間硬化される。

【００２５】次にポリウレアの（Ａ）成分及び（Ｂ）成
分が高圧の下で組合せまたは混合されるが、最も好まし
くは、これらは例えばＧＵＳＭＥＲ（登録商標）Ｈ−Ｖ
比例制御装置を備えたＧＵＳＭＥＲモデルＧＸ−７スプ
レーガンである、高圧スプレー装置内で直接、衝突（ｉ
ｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔ）混合される。特に、化合物
（Ａ）及び（Ｂ）の第１及び第２の加圧流れは比率制御
装置の２つの別々のチャンバーから配送され、そして互
いに高速で衝撃を与えられるかまたは衝突させられて２
成分の緊密な混合、そしてエラストマー系の形成が行わ
れ、これは次に望まれる基体の上にスプレーガンによっ
て塗布される。

【００２６】（Ａ）成分の（Ｂ）に対する容積比は一般
に約３０：７０％〜約７０：３０である。好ましくは成
分（Ａ）及び成分（Ｂ）は１：１の容積比で使用され
る。

【００２７】有利には、（Ａ）及び（Ｂ）成分は触媒の
助けなしに反応してポリウレアを形成する。

【００２８】ポリウレアの厚さは約０．５ｍｍ〜２．５
ｍｍの範囲である。１より多い層が塗布され得る。

【００２９】一旦ポリウレアが塗布されると、ポリウレ
タンのスキンを有するポリウレア裏打製品は金型の内面
から取り除かれる。

【００３０】以下の実施例は本発明の種々の面をさらに
例示するために与えられる。

【００３１】

【実施例１】シリコーン（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌか
らのＳｉｌａｓｔｉｃ（商標））から成るグレインド
（ｇｒａｉｎｅｄ）フレキシブル ３０．５ｃｍ×３
０．５ｃｍ金型表面の一面に、２層のオレイン酸ナトリ
ウム剥離剤を塗布した。剥離剤の空気乾燥の後、金型を
５４℃に加熱した。その後、ポリウレタンペイントの２
種の塗膜を内面上にスプレーした。ポリウレタンペイン
トは０．０２５ｍｍ（０．８ミル）の厚さに塗布した。
ポリウレタンペイントは名称７５７−Ｒ３１２でＧｌｉ
ｄｄｅｎから商業的に入手できる。ペイントの粘度はＺ
ａｈｎ ４番カップ中２３秒であった。このペイントを
ＨＶＬＰ ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ（商標）スプレーガンで
１５−ポンド流体配送圧力、３０ｐｓｉ噴霧圧及び３
０．５ｃｍ／秒の速度を使用してシリコーン表面にスプ
レーした。ペイントをオーブン内で２．５分間５４℃に
おいて硬化した。金型温度を次に３８℃に下げ、そして
ポリウレア層を、ＧＵＳＭＥＲ Ｍａｒｋｓｏｎ（商
標）比例制御装置を備えたＧＸ−７−４００ ＧＵＳＭ
ＥＲ（商標）スプレーガンを使用して塗布した。ポリウ
レアを２０００ｐｓｉ及び７１℃において混合した。ジ
イソシアネートはＲｕｂｉｎａｔｅ（商標）Ｘ９０１５
であり、そしてアミン末端化合物はＪｅｆｆａｍｉｎｅ
Ｄ−２０００とＥｔｈａｃｕｒｅ １００の７０．８
／２９．２重量ブレンドであった。ジイソシアネート、
アミン−末端化合物はＴｅｘａｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏｍｐａｎｙ がらのものである。イソシアネート
のアミン末端化合物に対する容積比は１：１であった。
ポリウレアを塗布表面上にスプレーした後、ポリウレア
を成形品の取出し前に５分間硬化した。

【００３２】ポリマーの裏打ちは２４１５ｐｓｉの引張
強さ、２８０％の伸び、４４０の引裂強さ、４８のショ
アＤ硬度及び１６４５ｐｓｉの１００％モジュラスを有
した。

【００３３】ポリウレア発泡裏打ち成形品は現存する自
動車規格に従って試験した。成形品を１２０℃に２１日
間老化させた後、成形品はオリジナルの伸びの５７％を
保持した。１２０℃で２８日間の後、成形品はオリジナ
ルの伸びの５４％を保持していた。

【００３４】自動車赤色を試験に使用したが、赤が老化
における安定性について最も困難な色だからである。色
安定性はこれらと同じ老化条件の後に測定し、そしてデ
ルタＥは１２０℃２１日後で０．９９、２８日後で１．
５であった。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ２９Ｌ 9:00 31:30 (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジョセフ・リー・マローン アメリカ合衆国オハイオ州43130，ランカ スター，リソポリス・ロード 4998 (72)発明者 モンテ・ヒューストン・ヨーク アメリカ合衆国オハイオ州44313，アクロ ン，ガーネット・ロード 469

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）金型表面を与えること； （ｂ）金型の内面にポリウレタンペイントを塗布して、
   ポリウレタンで被覆された表面を与えること；並びに （ｃ）少なくとも１種のポリウレア層を金型の被覆され
   たポリウレタン表面上にスプレーして、一体成形の、ポ
   リウレタンのスキンを有するポリウレア裏打ち製品を形
   成すること を特徴とする、ポリウレタンのスキンを有するポリウレ
   ア裏打ち製品の製造方法。
2. 【請求項２】 ポリウレタンペイントを塗布した後、該
   ポリウレタンペイント上にポリウレアがスプレーされる
   前に、該ペイントを乾燥させることを特徴とする、請求
   項１に記載の方法。