JPH11106522A - 軽量高剛性ポリウレタン/ポリウレア成型品の製造方法 - Google Patents

軽量高剛性ポリウレタン/ポリウレア成型品の製造方法

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JPH11106522A
JPH11106522A JP9266985A JP26698597A JPH11106522A JP H11106522 A JPH11106522 A JP H11106522A JP 9266985 A JP9266985 A JP 9266985A JP 26698597 A JP26698597 A JP 26698597A JP H11106522 A JPH11106522 A JP H11106522A
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JP
Japan
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mat
natural fiber
polyisocyanate
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JP9266985A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Itaba
博志 板場
Jiyunichi Sentou
潤一 先東
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Sumika Covestro Urethane Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bayer Urethane Co Ltd
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  • Synthetic Leather, Interior Materials Or Flexible Sheet Materials (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非常に軽量にもかかわらず、高い剛性および
非常に優れた寸法安定性を示す、天然繊維で補強された
軽量高剛性成型品の成形方法を提供する。 【解決手段】 (I)天然繊維製マットの表面にポリイ
ソシアネートを塗布する工程、(II)マットの表面
に、水およびウレタン触媒の混合物を塗布する工程、お
よび(III)型で、塗布された天然繊維マットを熱成
形する工程からなる、低い単位面積重量でかつ高剛性な
ポリウレタン/ポリウレア成型品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、寸法安定性に優れ
た軽量の高剛性ポリウレタン/ポリウレア成型品、特に
自動車用天井材、ドアートリム材等の自動車用内装基材
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、繊維補強されたポリウレタン成型
品の成形法としては、型に設置されたガラスマットに対
してイソシアネートと処方されたポリオール成分を混合
して流し込む方法、あるいはポリオール成分に前もって
ミルドガラスを混ぜ込んでおき、それをイソシアネート
と混合し注入する方法などが行われてきたが、いずれも
イソシアネートと処方されたポリオール成分を混合する
ため比較的高価なポリウレタン成形機が必要であった。
【0003】いわゆるポリウレタン成形機を必要としな
い補強されたポリウレタン/ウレア材料の製造技術とし
ては、軟質ウレタンフォームや硬質ウレタンフォームに
イソシアネートを含浸し、その上へ水とウレタン触媒を
加え、両面をガラスマットで補強した成型品の技術(特
公昭63−7577号公報)があった。しかしながら、
この方法では、ウレタン/ウレア樹脂は、いわゆる熱硬
化型接着剤として使用されており、ウレタンフォームな
どの多孔質材料にイソシアネートを含浸する工程、その
上へ水とウレタン触媒を加える工程、その上で両面をガ
ラスマットなどの繊維材で補強する工程を経て、その後
熱プレスで成形される複雑な製造方法になっており製造
コストも高くなっている。
【0004】またこの技術では形状を得るための剛性、
あるいは成型品の寸法安定性は両面をサンドウィッチ構
造で挟み込んだ表面の補強材たとえばガラスマットで得
られているにすぎず、高剛性の成型品を得る技術とは言
えない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、補強
材としてのガラス繊維を使うことなく、リサイクル容易
でありかつ寸法安定性に優れた軽量の成型品を得る方法
を提供することである。
【0006】
【問題を解決するための手段】種々検討を行った結果、
我々は、天然繊維のマットを単独で使用し、イソシアネ
ートをスプレーで塗布した後、水とウレタン触媒を混合
したものを塗布し、その後、加熱した型でその天然繊維
製マットを熱成形すると、特別にウレタン成形機による
混合工程を設けていないにもかかわらず、イソシアネー
トと水とウレタン触媒は、繊維の間に均一に含浸し、加
熱した型内で発泡硬化し、型内を均一に充填し、繊維で
補強されたウレタン/ウレア発泡体の成型品が一成形工
程で、得られることを発見した。
【0007】得られた成型品は良好な寸法安定性および
強度を備えており、いわゆるサンドウィッチ構造を持た
せるための表面補強は必要がない。また型から脱型が容
易なように、必要面に装飾用表皮を熱可塑性フィルムを
介して設置することによって、装飾表面を備えた成型品
を一体成形することも可能であり、非常に少ない労力で
軽量の成型品が得られる。
【0008】本発明は、(I)天然繊維製マットの表面
にポリイソシアネートを塗布する工程、(II)マット
の表面に、水およびウレタン触媒の混合物を塗布する工
程、および(III)型で、塗布された天然繊維マット
を熱成形する工程からなる、低い単位面積重量でかつ高
剛性なポリウレタン/ポリウレア成型品の製造方法を提
供する。
【0009】さらに、本発明は、(I)天然繊維製マッ
トの表面にポリイソシアネートを塗布する工程、(I
I)マットの表面に、水およびウレタン触媒の混合物を
塗布する工程、および(III’)必要面に装飾用表皮
を熱可塑性フィルムを介して設置し、塗布された天然繊
維マットをその型で熱成形する工程からなる装飾表面を
備えたポリウレタン/ポリウレア成型品を一体成形する
方法も提供する。
【0010】まず、天然繊維製マットの表面へのポリイ
ソシアネートの塗布する工程(I)を行う。天然繊維製
マットは、200g/m2〜1500g/m2、好ましく
は300g/m2〜700g/m2、例えば400g/m
2の単位面積重量を有してよい。天然繊維としては、植
物繊維が好ましく、例えば麻、亜麻、黄麻、サイザル麻
が挙げられる。天然繊維の太さは、20〜1000μ
m、天然繊維の長さは、5〜100cmであってよい。
天然繊維製マットは、例えば、ニードルパンチング法に
よって製造できる。
【0011】天然繊維に塗布するポリイソシアネートの
量は、天然繊維製マットの重量に対して、50〜100
重量%、好ましくは70〜90重量%である。ポリイソ
シアネートとしては、芳香族系ポリイソシアネート(例
えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジ
イソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシ
アネート(ポリメリックMDI))、脂肪族系ポリイソ
シアネート(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネート)が例示される。変性ポリイソシアネートを使
用してもよい。
【0012】工程(I)の後に、水とウレタン触媒の混
合物を塗布する工程(II)を行う。 工程(I)で塗
布された表面に、水とウレタン触媒、および必要に応じ
てポリオールと界面活性剤を混合したものを、均一に塗
布する。ウレタン触媒としては、モノアミン、ジアミン
およびトリアミンのようなアミン(例えば、ビス(ジメ
チルアミノエチル)エーテル、N,N,N',N',N"−ペ
ンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレンジアミ
ン、ジメチルエタノールアミン)が例示される。
【0013】ポリオールとしては、二価アルコールまた
は三価アルコール(例えば、エチレングリコールまたは
グリセリン)が使用出来る。また、それらのアルコール
に、プロピオンオキサイド、エチレンオキサイドを付加
したポリエーテルポリオールも使用出来る。界面活性剤
としては、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性
剤、陽イオン性界面活性剤または両イオン性界面活性剤
を使用できる。高級アルコールおよびアルキルフェノー
ルにエチレンオキサイドを付加された非イオン性界面活
性剤(例えば、有機シリコーン系界面活性剤(例示すれ
ば、ポリオキシアルキレンシリコーンコポリマー))も
使用できる。
【0014】水の量(またはポリオールを使用する場合
には、水およびポリオールの合計量)は、ポリイソシア
ネートとの反応量論上過剰になる様にする。水の量は、
ポリイソシアネートのイソシアネート基1当量に対し
て、1当量以上、好ましくは3〜4当量、例えば2〜3
当量であってよい。ウレタン触媒の量は、ポリイソシア
ネート100重量部に対して、0.5〜4重量部、例え
ば1〜3重量部であってよい。ポリオールの量は、ポリ
イソシアネート100重量部に対して、10重量部以
下、例えば2〜5重量部であってよい。界面活性剤は、
ポリイソシアネート100重量部に対して、1重量部以
下、例えば0.1〜0.5重量部であってよい。
【0015】イソシアネートの塗布および水と触媒混合
液の塗布には、通常の一液用スプレー装置あるいはロー
ルコーターが有効に使える。高圧で二液を混合後スプレ
ーする高価なウレタン樹脂用スプレー装置を使う優位性
はほとんど見られない。
【0016】工程(II)の後に、天然繊維製マットを
加熱した型で熱成形する工程(III)または(II
I’)を行う。型の加熱温度は、100℃〜160℃、
例えば100℃〜150℃であってよい。熱成形によっ
て、天然繊維製マットの厚さは、1mm〜20mm、例えば
2mm〜4mmにすることができる。本発明の方法によっ
て、400g/m2〜2000g/m2、例えば500g
/m2〜1500g/m2の単位面積重量の軽量かつ高剛
性であり、天然繊維で補強されたポリウレタン/ポリウ
レア成型品を得ることができる。
【0017】工程(III’)のように、熱成形する際
に、必要面に装飾用表皮を熱可塑性フィルムを介して設
置することによって、装飾表面を備えた成型品を一体成
形することができる。この際、マット表面をプラスチッ
クフィルムで被覆してよい。プラスチックフィルムとし
ては、ポリエチレンフィルム、ポリエステル不織布など
を使用できる。プラスチックフィルム被覆の厚さは、例
えば0.01〜0.1mmであってよい。熱可塑性フイ
ルムは、例えば、オレフィン系、ポリアミド系などから
できていてよい。熱可塑性フイルムの厚さは、例えば1
0〜40μmであってよい。装飾用表皮は、ポリオレフ
ィン、ポリエステル、ポリアミド系の織布または不織
布、ビニールレザーなどであってよい。
【0018】本発明の方法によって得られた天然繊維で
補強された軽量高剛性成型品は、自動車用天井材、ドア
ートリム材などの自動車用内装基材に使用できる。
【0019】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明
する。以下の例において成型品の評価は、次のように行
った。 1)曲げ弾性率 JISK6301に準じて曲げ弾性率を測定した。成形
品より長さ150mm、巾50mmのサンプルを切り出
し、支点間距離100mm、テストスピード50mm/
minで測定した。 2)寸法変化率 成形品より200mm角サンプルを切り出し、寸法を測
定した。その後85℃で24時間の雰囲気に放置し、取
り出した直後の寸法を測定した。元の寸法に対する変化
率を求めた。
【0020】実施例1 単位面積重量350g/m2の麻マット(縦30cmx横3
0cmx厚さ5mm)にポリメリックMDI(住友バイ
エルウレタン(株)製、SBU イソシアネート041
8)を130g/m2の量でスプレーで塗布した。次いで、
トリエチレンジアミン7重量%を溶解した水を26g/m2
の量でスプレーで塗布し、125℃の金型で60秒加圧
し、厚さ3mmの成型品を作製した。この成型品は、密度
(見掛密度)0.19g/cm3で、単位面積重量500g
/mと非常に軽量にもかかわらず、曲げ弾性率は44
00kg/cm、常温から85℃の寸法変化率は−
0.2%で、非常に優れた寸法安定性を示し、天井材と
しての性能を充分有していた。
【0021】実施例2 単位面積重量760g/m2の麻マット(縦30cmx横3
0cmx厚さ10mm)にポリメリックMDI(住友バ
イエルウレタン(株)製、SBU イソシアネート 041
8)を620g/m2の量でスプレーで塗布した。次いで、
トリエチレンジアミン7重量%を溶解した水を125g/
m2の量でスプレーで塗布し、125℃の金型で60秒加
圧し、厚さ3mmの成型品を作製した。この成型品は、密
度0.45g/cm3で、単位面積重量1400g/m2と非常
に軽量にもかかわらず、曲げ弾性率は16000kg/c
m2、常温から85℃の寸法変化率は−0.3%で、非常
に優れた寸法安定性を示し、ドアートリム材としての性
能は充分有していた。
【0022】比較例1 単位面積重量500g/m2の麻マットに、ウレタン触媒1
重量%、シリコーン系界面活性剤1重量%、水2重量%
および水酸基価420mgKOH/gのポリエーテルポリオー
ル96重量%からなる混合物100重量部およびポリメ
リックMDI(住友バイエルウレタン(株)製、SBU
イソシアネート 0418)160重量部を内部混合型
ウレタン用スプレー機で混合して、混合物を400g/m2
の量で塗布し、125℃の金型で60秒加圧し、厚さ3
mmの成型品を作製した。この成型品は、ウレタン樹脂が
充分に含浸せず、型内を樹脂が完全に充填しなかったた
め、目的の剛性が得られず、成型品はやわらかく、形状
保持が不十分であった。
【0023】
【発明の効果】本発明の方法によって得られた成型品
は、非常に軽量にもかかわらず、高い剛性および非常に
優れた寸法安定性を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // B29K 75:00 105:06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (I)天然繊維製マットの表面にポリイ
    ソシアネートを塗布する工程、(II)マットの表面
    に、水およびウレタン触媒の混合物を塗布する工程、お
    よび(III)型で、塗布された天然繊維マットを熱成
    形する工程からなる、低い単位面積重量でかつ高剛性な
    ポリウレタン/ポリウレア成型品の製造方法。
  2. 【請求項2】 (I)天然繊維製マットの表面にポリイ
    ソシアネートを塗布する工程、(II)マットの表面
    に、水およびウレタン触媒の混合物を塗布する工程、お
    よび(III’)必要面に装飾用表皮を熱可塑性フィル
    ムを介して設置し、塗布された天然繊維マットをその型
    で熱成形する工程からなる、装飾表面を備えたポリウレ
    タン/ポリウレア成型品を一体成形する方法。
JP9266985A 1997-09-30 1997-09-30 軽量高剛性ポリウレタン/ポリウレア成型品の製造方法 Pending JPH11106522A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009084370A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Mitsubishi Motors Corp ウレタン樹脂成形体
JP2014125560A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Sumika Bayer Urethane Kk 植物繊維で補強された発泡ポリウレタン成形品およびその製造方法
JP2015107646A (ja) * 2013-12-05 2015-06-11 韓一理化株式会社 天然繊維高分子複合体及び自動車内装材用の環境にやさしい軽量基材

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