JPS6090720A - ウレタン成形品の製造方法 - Google Patents

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、ウレタン成形品の製造方法に関する。

（従来技術） ポリウレタンはインシアネートとポリオールとの反応（
ウレタン反応）により硬化する熱硬化性プラスチックで
あり、種々の用途に用いられる。弾力性を有するポリウ
レタンフォームの成形品は、たとえば、自動車部品に使
用されている。ＲＩＭまたはＲ−ＲＩＭウレタン成形品
の製造方法は、第１図に、図式的に示される。原材料で
あるイソシアネート（ウレタン原液）と発泡剤などの混
合液であるＡ液と、ポリオール（ウレタン原液）とウレ
タン架橋剤と反応促進用の触媒などの混合液であるＢ液
は、それぞれ、原料タンク１．２に収容される。射出シ
リング３．４は、それぞれ、Ａ液とＢ液をミキシングヘ
ッド５に射出する。Ａ？ｌＩとＢ液の一部は、それぞれ
、熱交換器６，７を経て、原料タンクに戻され、熱交換
により、原料の温度調節に役立たせる。ミキシングヘッ
ド５で急速に混合された液は、」二型８と下型９とから
なる金型１０の中のキャビティ１１に注入され、ウレタ
ン反応を生じて硬化し、成形される。金型は、反応促進
のため加熱されている。反応後、成形品は、型からはず
される。

ここで、発泡剤は、気泡を生成させるために加えられる
。また、ウレタン架橋剤は、ウレタン反応の密度を高め
、硬さを増加させるために、そして、触媒は、ウレタン
反応を促進しウレタン反応を完了させるために加えられ
る。なお、必要に応じてガラス繊維が、強化のためにウ
レタン原液に混合される。

ところで、軽量化、騒音低減等の目的でウレタン成形品
を、自動車のフェンダあるいは外板などに適用する場合
、成形品の縁部や補強リブ部分、さらには外力が集中的
に作用する部分等において部分的に剛性が不足する問題
がある。これを改善するために、ウレタン反応の密度を
高めて材料自体（成形品全体）の剛性を」−げると、他
方で弾性が不足し、耐衝撃性が不足するという不具合が
ある。

（発明の目的） 本発明の目的は、耐衝撃性を低下させることなく、部分
的に剛性を向上させるウレタン成形品の製造方法を提供
することである。

（発明の構成） このため、ウレタン成形品の製造方法においで、金型に
よって形成されるキャビティ内の一部にウレタン架橋剤
および反応促進触媒のうも少くとも一種を保持し、その
後、キャビティ内にウレタン原液を注入し、硬化させて
、局部的に剛性を高める。

なお、本発明方法は、上記で説明した２液つレタン成形
品に限定されるものでなく、１液つレタン成形品につい
ても適用することができる。

また、本発明では、ウレタン架橋剤と反応促進触媒との
両方をキャビティ内に部分的に保持することが好ましい
か、例えば、ウレタン原液中に混合するウレタン架橋剤
もしくは反応促進触媒がキャビティ内で偏在する場合、
または人為的に偏在させるようにした場合には、ウレタ
ン架橋剤が偏在する部分に反応促進触媒のみを、また反
応促進触媒が偏在する部分にウレタン架橋剤のみを保持
し、該部分のウレタン反応密度を高め、局部的に剛性を
高めることもできる。

（発明の効果） 本発明により、ウレタン成形品において局部的にウレタ
ン架橋剤の濃度が増した部分にて、架橋反応密度が周囲
より高まり、剛性が向上する。また、局部的に触媒の濃
度が増した部分にて、この部分での反応が優先的に促進
され、剛性か向−にす３− る。

（実施例） 本発明による実施例において、第１図に示すように、」
二型８と下型９からなる金型１０のキャビティ１１内に
は、成形品の剛性を強化すべき部分に該当する部分に、
スチールウールからなるインサート部材２１が予め配置
される。このインサート部材２１には、ウレタン架橋剤
と触媒と界面活性剤との混合物を予め塗布しである。こ
のウレタン架橋剤の添加量は、剛性を向上すべき部分の
ポリウレタン樹脂ｉ景の０．５〜５重量％であり、触媒
の添加量は、上記のウレタン架橋剤の量の０．５〜１重
量％であり、そして、界面活性剤の量は、上記のスチー
ルウールの量の０．００２〜０．０１重量％であること
が好ましい。この界面活性剤は、インサー１部材２１と
キャビティ１１内に注入されるポリウレタン樹脂との密
着性を向上させるためのもので、剥離の防止のために添
加される。次に、原料タンク１，２に夫々収容され、射
出シリンダ３，４で射出されたＡ液とＢ液とがミキシン
４− グヘッド５内で混合され、金型１０内に注入され、硬化
成形される。第２図は、金型からはずされたウレタン成
形品２２を示す。なお、成形品２２の厚みは３ｍｍであ
る。こ）して製造されｔこ成形品２２には、インサート
部材２１が埋設されていて、この埋設部分の剛性は、予
め塗布された混合物によるポリウレタン樹脂の剛性の向
」二とインサート部材２１自身の剛性と、また、さらに
界面活性剤によるインサート部材２１とポリウレタン樹
脂との密着性の向−にとの相乗効果により、下記のよう
に著しく改善される。

曲げ弾性率（曲げモデュラス）の測定は、５０ｍ＋ｎの
間隔を隔てた三筒の支持部の」二に成形品を置と、この
三筒の支持部の開の中央部に」二から応力を加え、座屈
時の最大応力をめることにより行われる。比較のため、
本発明による成形品＜Ａ）以外に、インサート部材を使
用しない成形品（Ｂ）と、予め塗布液を塗布しないイン
サート部材を単に埋設した成形品（Ｃ）についても測定
された。

第１の実施例において、ＲＴＭ原料（ウレタン原液）の
Ａ液は、ＮＣＯ基含有率が２９重量％であるカルボジイ
ミド変性メチレンジイソシアネート（Ｍｒ）　Ｉ　）で
あり、一方、Ｂ液は分子量が５０００であるポリプロピ
レングリフール（ＰＰＧ）（９０重量部）と、ウレタン
架橋剤であるエチレングリコール（１０重量部）と、触
媒であるジブチルチンジラウレー）（０，２重量部）と
、発泡剤であるフロン−１１（３重量部）との混合物で
ある。スチールウールは、３１５ｇ／ｍ２のものを３０
０Ｘ３００Ｘ０．１３＋１１１１１の大きさで使用する
。塗布液の組成は、ウレタン架橋剤であるエチレングリ
コールが１０Ｃ）重量部と、触媒であるノブチルチンジ
ラウレートが０．５重量部と、界面活性剤であるビニル
トリエトキシシラン０．２５重量部であり、インサート
部材１つ当りの塗布量は２３ｇである。

本実施例による成形品（Ａ）の曲げ弾性率は、１５００
０ｋｇ／ｃｍ２であった。一方、成形品（Ｂ）と成形品
（Ｃ）の曲げ弾性率は、それぞれ、２０００と４０００
ｋｇ／ｃｍ２であった。

第２の実施例において、ＲＩＭ原料のＡ液は、ＮＣ○基
含有量が２２．８重量％のプレポリマ変性ＭＤＴであり
、一方、Ｂ液は、分子量が３０００のＰＰＧ（８０重量
部）と、ウレタン架橋剤である１゜４−ブタンジオール
（２０重量部）と、触媒であるジブチルチンジラウレー
トとトリエチレンジアミン（どちらも０．１重量部）と
、発泡剤であるフロン−１１（２重量部）との混合物で
ある。スチールウールは、４７１　ｇ７ｍ２のものを２
００Ｘ２００Ｘ０，１８ｍｍの大きさで使用する。塗布
液の組成は、ウレタン架橋剤である１、４−ブタンジオ
ールが１０　（１重量部と、触媒であるトリエチレンジ
アミンが１重量部と、界面活性剤であるＮ−β（アミノ
エチル）γ−アミ／プロピルトリメトキシシランが０．
４重量部であり、インサート部材１つ当りの塗布量は１
０ｇである。

本実施例による成形品（Ａ）の曲げ弾性率は、２０００
０　ｋｇ／ｃｍ”であった。一方、成形品（Ｂ）と成形
品（Ｃ）の曲げ弾性率は、それぞれ、４０００と７００
　（ｌ　ｋｇ／　０ｍ２であった。

第３の実施例において、ＲＩ　Ｍ原料のＡ液は、７− ＮＣ○基含有量が２９重量％であるカルボッイミド変性
ＭＤＩ（９７重量部）と発泡剤である７、ロン−１１（
３重量部）との混合物であり、一方、Ｂ液は分子量が５
　（ｌ　Ｏ（１であるＰＰＧ（９ｒ）重量部）と、ウレ
タン架橋剤であるエチレングリコール（１０重量部）と
、触媒であるジブチルチンジラウレー）（（１，２重量
部）と、強化用のミルドガラス繊維（２０重量部）との
混合物である。スチールウールは、６３０ｇ／＋ｎ２の
ものを２００　Ｘ　２００　Ｘ　０．２３ｍｍの大とさ
て使用する。塗布液の組成は、ウレタン架橋剤であるエ
チレングリコールが１００重量部と、触媒であるジブチ
ルチンジラウレートが０．８重量部と、界面活性剤であ
るイソプロピルトリ（Ｎ−７ミノエチルーアミノエチル
）チタネートが０．７６重量部であり、インサート部材
１つ当りの塗布量は１０ｇである。

本実施例による成形品（Ａ）の曲げ弾性率は、２３００
０ｋｇ／ｃｍ２であった。一方、成形品（Ｂ）と成形品
（Ｃ）の曲げ弾性率は、それぞれ、５０００と９０００
　ｋｇ／ｅｒａ２であった。

８− 以にの３実施例のデータより明らかなように、本発明に
よる成形品（Ａ）は、単にキャビティ内に原液を注入し
て製造される成形品（Ｂ）に比べても、さらに、ｔＢに
インサート部材を埋設しただけの成形品（Ｃ）に較べて
も、曲げ弾性率は著しく向上した。また、成形品（Ａ）
は、成形品（Ｃ）に較べて、変形・面あれなとの表面へ
の影響が小さく、また、インサート部材の量を増すこと
なく十分な剛性を得ることができる。

なお、剛性を強化すべき部分に用いる材料は、ウレタン
架橋剤としては、低分子ジオール類であるエチレングリ
コール・１，４−ブタンジオール・１．６−ヘキサンノ
オール・ジエチレングリコール・トリメチロールプロパ
ン・Ｎ−フェニルジエタノールアミンのいずれでもよい
。また、触媒としては、ジブチルチンジラウレート・ス
タナスオクトエート・トリエチレンジアミン・メチレン
ジアミン・Ｎ−メチルモル７オリン よい。また、界面活性剤としては、シラン系カップリン
グ剤である、ビニルトリクロルシラン・ビニルトリエト
キシシラン・γ−メタアクリロキシプロピルメトキシシ
ラン・Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン・Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプ
ロピルメチルジメトキシシランと、チタネート系カップ
リング剤であるイソプロピルトリイソステアロイルチタ
ネート・テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファ
イト）チタネート・テトラ（２，２−ジアリルオキシメ
チル−１−ブチル）ビス（ジ−トリデシル）ホスファイ
トチタネート・イソプロビルト１バＮ−アミノエチルー
アミノエチル）チタネートのいずれであってもよい。

また、ウレタン架橋剤および反応促進触媒のキャビティ
内への保持は、各実施例のようにインサート部材に塗布
して保持するようにしなくてもよく、例えば、剛性を高
める部分に相当する金型の四部にウレタン架橋剤および
反応促進触媒を含む液を充填して保持するようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ウレタン成形品の製造方法を示す概略説明図
である。 第２図は、ウレタン成形品の断面図である。 １０・・・金型、　１１・・・キャビティ、２１・・・
インサート部材、２２・・・ウレタン成形品。 特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型によって形成されるキャビティ内の一部にウ
   レタン架橋剤および反応促進触媒のうち少くとも一種を
   保持し、その後、キャビティ内にウレタン原液を注入し
   硬化させ、局部的に剛性を高めたウレタン成形品を得る
   ことを特徴とするウレタン成形品の製造方法。