JPS5936925B2 - ２液性ウレタン塗装表皮付ウレタンフオ−ムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、耐溶剤性にすぐれた、外観の良好な、厚さ
の厚い強靭な実用性の高い塗膜を形成させ且つその硬化
時間を大きく短縮し、合わせて、ウレタンフォームの成
形サイクルを短縮しうる、製造工程上並びに品質上すぐ
れたウレタンフォームの製造方法に関するものである。

従来の表皮付ウレタンフォームについては、下記のよう
な方法が知られている。

すなわち、１真空成形塩化ビニル表皮やスラッシュ表皮
に、ポリウレタンを一体発泡する方法、又は、２インテ
グラルスキンウレタンフォーム（セルフスキンウレタン
フォームとも言う）成形法、あるいは、３モールドコー
ト法等がある。第１の方法は、表皮を別工程にて成形す
るため、操作が煩雑であり、また、軟質ポリ塩化ビニル
表皮中の可塑剤が揮発して硬化する等、製品の品質上に
問題を有するものである。

第２のインテグラルスキンウレタンフォームの方法は、
一工程で、同一原料により密度の高い表皮層と、発泡し
た内部層とが出来るので、工程の簡略化の面では、きわ
めてすぐれているが使用目的に耐えるような強度を有す
る表面層を有するために番Ｌ全体の密度をかなり高くし
、また、ウレタン原液も高価な特殊原料を使用しなけれ
ばならないため、内部の発泡層にとつては、過剰品質と
なり、経済的にも不利である。

また、表皮の物性としては、耐候性に問題を有し、黒色
以外の色物の製品には適用出来ないのが最大の欠点であ
る。

第３のモールドコート法は、工程的には、インテグラル
スキンウレタンフォームに次いで、簡単な方法であり、
塗装皮膜を有するため、内部ウレタンフォーム層の比重
もインテグラルスキンウレタンフォームより低くするこ
とが可能であり、また、無黄変性タイプのウレタン塗料
を使えば、黒色以外の色も自由にうることが出来るため
、非常に合理的な方法であるが、次のような欠点を有す
るため、実用化が阻害されている。

４ 高重合度リニアーポリウレタン溶液の塗装において
、塗装適正粘度まで下げるために、塗料中の樹脂分（固
形分）を著しく低くしなければならない（１０〜２０％
程度→。

従つて、１回の塗装により得られる塗膜厚みがきわめて
薄いため、引掻き摩耗等の物理的強度において、他の方
法に見劣りする。５きわめて薄い塗膜であるため、内部
に注入成形するウレタンフオームの微小な表面荒れ、工
アポゲット、ピンホール等の欠陥が、直ちに表面外観不
良につながり、安定した生産工程が得られない。

（ｉ） １液型リニアーポリウレタン塗料を使う場合、
耐溶剤性に難点があり、中でも、アルコール類に関して
は、化粧品等日用品に多く使用されている点において、
実用上問題である。

４上記塗料は溶剤タイプなので塗装時の衛生面からも問
題である。

４ また、ウレタンフオーム配合液の注入前に、塗料塗
膜を完全に乾燥させる（溶剤分が残つたままウレタンフ
オーム配合液を注入すると表面が荒れる）必要があり、
乾燥に時間が掛かる。

以上記述のとおり、従来の方法には、それぞれ欠点を有
するものである。なお、モールドコート法に、２液性硬
化型ウレタン塗料を適用した場合、欠点としては、１硬
化時間がきわめて長い、［Ｆ］硬化促進のため、触媒を
添加すると、ポツトライフの問題が生じ、連続作業性が
困難となる。

３２液を分離した塗装装置で、低容量で精度の高いもの
が市販されていない。

長所としては、４耐溶剤性に関しては良好で全く問題と
ならない。（１０（：溶剤タイプなので衛生面で問題が
少ない。θ無溶剤タイプなので、塗膜厚みが厚くなる。
Ｏ無溶剤タイブなので、塗装後、直ちにウレタンフオー
ム配合液を注入成形可能、従つて、塗装〜注型サイクル
が短くなる。以上記述のとおり、従来の方法にはそれぞ
れ欠点を有するものである。

因つて、この発明は、上記の従来技術を勘案し、モール
ドコート法のすぐれた特長、合理性に着目し、この発明
は、モールドコート法の欠点として列挙した４５ｅ３５
の欠点を、２液性硬化型ウレタン塗料を使用することに
より改善し、しかも、２液性硬化型ウレタン塗料の有す
る欠点４［Ｆ］Ｄをも完全に解消することにより、すぐ
れた特性を有する塗装表皮付ウレタンフオームを安定的
に生産する方法を開発したものである。すなわち、従来
一般的に実施されている１液型リニアーポリウレタン塗
料を使うモールドコート法においては、高重合度ポリウ
レタンエラストマを塗装可能な粘度まで希釈するため塗
料中の固形分がきわめて低く、従つて、塗装皮膜が厚く
出来ないと言う大きな欠点を有しており、それがモール
ドコート法の実用性を妨げている要因である。

因つて、発明者らは２液性硬化型ウレタン塗料に着目し
、その欠点の解消を目差したものである。発明者らは、
２液性硬化型ウレタン塗料に着目した背景の第１の理由
は、無溶剤タイプの２液性ウレタン塗料を使えば、塗膜
厚みを厚くすることが可能であり、表面物性に関する信
頼性が著しく向上するためである。第２の理由は、黒色
以外の色物製品の製造にあたり、無黄変性１液型リニア
ーポリウレタン塗料においては、耐溶剤性、特に、日常
一般家庭においても、化粧品等にて使う頻度の高いアル
コール類に対し弱いという欠点が、無黄変性２液性硬化
型ウレタン塗料においては全く問題がない点である。

第３の理由は、１液型リニアーポリウレタン塗料を使用
する場合、塗膜をよく乾燥させてからウレタンフオーム
配合液を注入発泡させないと、塗膜中に残された溶剤の
影響により、ウレタンフオームの適正な発泡が阻害さべ
表面上の欠陥を生ずるため、塗装〜注型サイクルが長く
なる事と、また、工程中に、塗装設備を組み込む場合に
、乾燥地帯を設けなければならない。

しかるに、無溶剤系の２液性硬化型ウレタン塗料を使え
ば、塗装置後にウレタン原液を注入しても、何ら外観土
の欠陥を生じない点である。

上記の３点に着眼し、２液性硬化型ウレタン塗料の検討
を進める上で最大のあ（％となる点は、硬化時間がきわ
めて長いことである。通常の２液性硬化型ウレタン塗料
においては、乾燥に１０〜１５分、さらに、塗膜硬化に
１１０℃で３０分程度加熱の硬化条件が必要とされ、硬
化時間は、硬化促進用触媒、たとえば、３級アミン類、
金属塩類、ナフテン酸塩類等の混合により短縮が可能で
あるが、その場合、ポツトライフが著しく短かくなり、
作業上支障となる。この点を解決するため、金型内面に
硬化触媒を、単独もしくは離型剤中に混合し、スプレー
あるいはその他の方法で、あらかじめ２液性硬化型ウレ
タン塗料を塗装後、直ちにウレタンフオーム配合液を注
入成型させることにより、塗膜と離型剤の界面における
反応を急速に進行させる方法を追求し、２液性硬化型ウ
レタン塗料の多くの長所を有する表皮付ウレタンフオー
ムを能率よく、安定的に生産する方法を完成するに至つ
たものである。従つて、塗布された２液性硬化型ウレタ
ン塗料の塗膜は、金型内面の硬化促進触媒により、また
、ウレタンフオーム側は、ウレタンフオームの発泡熱お
よびウレタンフオーム内に分散されているウレタンフオ
ーム用硬化触媒により、塗膜の内外よよ硬化成膜化の促
進が達成され、通常のウレタンフオーム硬化時間（１０
〜２０分）内で充分脱型可能な程度の塗膜強度を有する
状態となる。

脱型された製品については、室温放置か、もし必要があ
れば、後硬化用オープン内で１００し〜１２０℃で２０
分程度の加熱硬化を行なうことにより、製品として実用
に耐え得る完全な塗膜強度が得られる。また、硬化用触
媒の金型への塗布方法について＆丸離型剤処理とは別の
単独塗布でもよいが、離型剤中に混合して塗布すれば、
工程的には、塗料の塗装工程以外、ウレタンフオームの
通常の発泡工程と何ら変わることがない。

また、塗装工程についても、塗布後直ちにウレタンフオ
ーム配合液の注入が可能であるため、製造工程を特別長
くする必要がなく経済的である。

なお、使用する２液性硬化型ウレタン塗料は、トリメチ
ロールプロパンＴＤＩ付加物（商品名デスモジユールＬ
）、トリフエニルメタントリイソシアネート（商品名デ
スモジユールＲ）、トリス（４−フエニルイソシアネー
ト）チオフオスフエート（商品名デスモジユールＲＦ）
、ヘキサメチレンジイソシアネート三量体（商品名デス
モジユールＮ）、トリメチロールプロバンＬＤＩ付加物
（商品名ＬＤ−１００）等のポリイソシアネートと含水
酸基ポリエステル又はポリエーテルなどのポリオールの
組み合わせで使用され、充填剤、反応促進剤、流れ改良
剤、皮張り防止剤、つや消し剤、ゲル化防止剤、顔料等
を適当に混合させたものである。また、硬化促進用触媒
としては、ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルモル
ホリン、メチルジエタノールアミン、トリエチルアミン
、トリエチ″ − 一レンジアミン、Ｎ，Ｎ
，Ｎ，Ｎ−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ
，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′一テトラメチルプロピレンジアミン等
のアミン化合物、ジブチルチンジラウレート、オクチル
酸第１すず、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸鉛等の金
属化合物が使用出来る。

また、注入するウレタンフオーム材料は、比重が０．１
〜０．５ｔ，／Ｃｍｌ呈度の、いわゆるコールドキユア
性半硬質フオームが使用出来るが、モールドコート法で
、自動車内装用セフテイパツト用等に対しては０．２〜
０．４ｙ，／Ｃｄ程度の比重のフオームを使用するのが
望ましい。

また、２液性ウレタン塗膜の表面塗膜性能をより信頼性
の高いものにするには、フオームの強度および伸びを出
来るだけ艮いものを使用するのが良い。

目安として、引裂き強度３Ｋｆ５／ｍ以上、伸び８０％
以上のウレタンフオームが望ましい。さらに望ましくは
、ウレタンフ万−ムの気泡構造としては、フオームの内
部層から外部層（表皮側）に移行するに従い、密度が段
階的に高くなる、いわゆる、インテグラルスキンウレタ
ンフオーム的なものが好ましい。次に、実施の一例に基
づいてこの発明の態様を説明する。

実施例 １ １ワツクス系離型剤（中京油脂社製＃９１６）９５重量
部に対し、ジブチルチンジラウレート５部を混合した混
合物を、加温金型（金型表面温度６０℃）の内面に均一
に塗布。

２次に、無黄変系２液性硬化型ウレタン塗料（関西ペイ
ント製、レタンＮＵ）のポリオール溶液（固形分５４％
）１００重量部、イソシアネート硬化剤溶液（固形分６
０％）２５重量部、シンナ一（トリオール、酢酸エチル
、ｎ−ブタノール混合物）２０重量部の混合溶液をエア
スプレーガンにて、上記離型剤塗布金型内面に塗布し、
塗膜を形成する。

３塗布後、直ちに、下記配合組成の半硬質ウレタンフオ
ーム配合液を注入し、金型を閉鎖する。

４閉鎖後室温にて約１０分間放置後、金型を開き、製品
を取り出す。

５脱型された製品を８０℃×３０分間加熱し、最終製品
とする。

なお、ジブチルチンジラウレートの触媒量は、２液性硬
化型ウレタン塗料のポリオールと硬化剤の両者の合計固
形分１００重量部に対し１．４５重量部程度の割合を基
準として塗布する。

上記実施例によつて得られた成形物のウレタンフオーム
の物性並びに塗膜表面物性は次の第１表および第２表に
示すようなものであつた。

なお、成形物の成形状態は、金型内面に打刻されたシボ
模様を忠実に再現し、表面荒れ等の外観上の欠点は見ら
れなかつた。実施例 ２ １トリエチレンジアミンの５％ジオキサン溶液を、表面
温度５０℃に調整した家具用アームレスト成形用シリコ
ンモールド内面に、エアスプレーにて均一に塗布する。

２次に、市販の無黄変系２液性硬化型ウレタン塗料（関
西ペイント社製、レタンＮＵ）のポリオール溶液（固形
分５４％）１００重量部、イソシアネート硬化剤溶液（
固形分６０％）２５重量部、シンナ一（トリオール、酢
酸エチル、ｎ−ブタノール混合物）２０重量部の混合溶
液をエアスプレーガンにて、上記の硬化促進用触媒溶液
塗布シリコンモールド内面に塗１布し、塗膜を形成する
。

３塗布後、直ちに、下記配合組成の半硬質ウレタンフオ
ーム配合液を注入し、モールドを閉鎖する。

４室温にて約１０分放置後、モールドより製品を取り出
す。

５脱型した製品を８０℃×３０分間加熱し、最終製品と
する。

なお、トリエチレンジアミンの触媒量は、２液性硬化型
ウレタン塗料のポリオールと硬化剤の両者の合計固形分
１００重量部に対し、４．３５重量部程度の割合を基準
として塗布する。

ウレタンフオーム配合液 水 ・・・・・・・・・・・・・・・・・一・・・・・
・・・ ２ 重量部トリエチルアミン ・・・・・・・
・・・・・・・・ ・・・ ０．５粗ジフエニルメタン
ジイソシア・・・ ５２．７ネート（注） ※ ・・・
三井東圧社製、ポリプロピレンににアクリロニトリル
とスチレンのグラフト共重合ポリオール、０Ｈ価２８、
※※ ・・・ 第一工業製薬社製、プロピレンオキサイ
ドとエチレンオキサイドのブロツク重合ポリオール、０
Ｈ価３５０※※※ ・・・ 旭電化社製、テトラヒドロ
キシ化合物（架橋剤）、０Ｈ価７６００この・実施例２
によつて得られた成形物の成形状態も、実施例１と同様
、肌荒れ、ピンホール等外観上の不具合は見られず、品
質的にも充分な耐久性を有するものであつた。

以上のとおり、この発明の２液性ウレタン塗装表皮付ウ
レタンフオームは、塗膜に２液性硬化型ウレタン塗料を
使用するため、ほとんど希釈剤の必要量がなく、塗布操
作をより容易にするため希釈するとしても極くわずかな
量で充分であり、衛生面からも問題はなく、また、塗膜
は強靭な厚みの厚い外観の良好な、耐溶剤性の塗膜が形
成され且つ型内面の硬化促進触媒により単時間で硬化さ
れ、ポリウレタンフオームの成形サイクルを短縮する事
が出来、良好な物性を有する耐久性のすぐれた成形品を
得る事が出来るものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ウレタンフォーム成形品製造用金型内面に塗装皮膜
   を形成させ、しかる後、ウレタンフォーム配合液を注入
   成形する表皮付ウレタンフォームの成形方法において、
   あらかじめ、金型内面に、塗装皮膜の硬化促進用触媒を
   単独もしくは離型剤中に混合し、スプレーあるいはその
   他の方法で均一に塗布し、しかる後、２液性硬化型ウレ
   タン塗料を塗布、次いで、直ちにウレタンフォーム配合
   液を注入成形することを特徴とする２液性ウレタン塗装
   表皮付ウレタンフォームの製造方法。