JPS62205115A - 防音，制振性を有するポリウレタン発泡体の製造方法 - 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〕 本発明は自動車、電車、航空機などの輸送車両や工場、
機械、住宅などの特に振動を伴う騒音を低減させる防音
材として使用する吸音性能と割振性能を兼ね備えた軽量
な防音性ポリウレタン発泡体の製造方法に関する。

（従来の技術〉 従来、軟質ポリウレタン発泡体は連通微細セル構造を有
する念め、優れた多孔質型吸音材料として広く利用され
ている。一般に、自動車や工場の機械類、事務機器など
の騒音は音源から直接に空気伝達されるだけでなく、自
動車のボディーや機器の覆いなどが加振され、そこから
音が放射する現象が発生する。そのため、これらの騒音
防止には吸音材料にて吸音することだけでなく吸音材料
自体でボディーや覆いなどを制振することが必要でるる
。しかしながら、従来吸音材料として用いられているポ
リウレタン発泡体は振動エネルギー吸収能力が小さく、
ダンピング性能が低いため、上記のような機械振動にと
もなり騒音を低減させる材料としては不十分であった。

割振材料としては各種のゴム状物質、熱可塑性樹脂など
に例えば雲母、カーボンブラック、炭酸カルシウム、硫
酸、ｅ＜　ＩＪクムなどＯ充填剤を添加したものがある
が、コストが高くそして重く、また、割振性能は発揮さ
れ念としても、吸音性能を有しているものではなかった
。また、ポリウレタンフォーム（二上記のような充填剤
を添加し、密度を大きくして、遮音性能を向上させる対
策がとられているが、この場合であってもコストの上昇
及び物性の低下を招＆満足できるものではなかった。そ
のため、吸音性能と割振性能を兼ね備え九防音材料とし
て、吸音材料と割振材料を組み合せた複合体、例えばポ
リウレタン発泡体に後処理によってアスファルトヲ含浸
させ九ものやポリウレタン発泡体の原料（ニアスフアル
トラ添加し、一体発泡させたものなどの粘弾性発泡体が
用いられている現状であった。

（発明が解決しようとする問題点ン 上記のよう（二、アスファルト系発泡体は吸音性能と割
振性能を兼ね備えているが、熱圧縮成形等の加工時、ア
スファルト（：よって加工装置が汚染さ五るなど、作業
性の面で非常に能率性に欠け、そして更に、コストが高
いという欠点を有している。

更Ｃ；後処理アスファルト７オームは、含浸むらが生じ
、均一な品質のものが得にくい。また、車両等に用いる
防音材料としては軽量であることが望ましいが、上記ア
スファルトフオームや充填剤を添加した各種ゴム、熱可
塑性樹脂などは密度が大きく、重いという問題点も有し
ている。

本発明は上記問題点を解決するためのもので、加工作業
が良好で、かつ覇量で、吸音性能と割振性能を兼ね備え
た防音性ポリウレタン発泡体を提供することを目的とす
るものである。

（問題点を解決するための手段ｙ 本発明の防音、制振性を有するポリウレタン発泡体は、
ポリオールと有機ポリイソシアネートとを発泡剤、触媒
、整泡剤及び他の添加剤の存在下書＝、ワンショット法
により軟質ポリウレタン発泡体ヲ裂造する際に、粘性を
有する末端不活性基ウレタンプレポリマーをポリオール
１００重量部に対して１０ないし２００重量部を添加す
ることを特徴とする防音、制振性を有するポリウレタン
発泡体の製造方法である。

この場合末端不活性基ウレタンプレポリマーは官能基が
２ないし３のポリオールに対し、化学量論的：二少し過
剰の有機ポリインシアネートを反応させ残存インシアネ
ート基を有するプレポリマーを合成し、これに活性水素
１個の活性水素含有化合物を加え、残存インシアネート
基を不活性化したもので、２５℃での粘度が５０，０Ｏ
Ｏｃｐ以上のものが好ましい。２５℃での粘度が５０，
０ＯＯｃｐ以下であると、反応原液系に混合した末端不
活性基ウレタンプレポリマーから成るポリウレタン発泡
体は従来のポリウレタン発泡体と同様、吸音材料として
の性能は優れたものがあるが、ダンピング性能が低くな
る。

使用できる末端不活性基ウレタンプレポリマーは室温で
流動性のあるものからないものまでを含　−み、ワンシ
ョット法（二より、この様なウレタンプレポリマーを反
応原液の中に均一（＝分散させるため（二、単一成分と
して吐出することは、不可能であり、どうしてもポリオ
ール或は有機ポリイソシアネートの中に均一分散させる
必要が生じる。例えば末端不活性基ウレタンプレポリマ
ーをポリオール中（二均−に分散するには該プレポリマ
ーを加温し、流動性を与えたところで、ポリオールの中
ζ二投入し、均一（二なるまで混合する。場合によって
はポリオールも加温する必要がある。

この様Ｃ：該プレポリマーの粘度は製造工程上、重要な
因子となり粘度が大き過ぎると作業が困難となる場合が
ある。又、防音、制振性能（二ついても粘性が重要な因
子でめり、粘性特性の小さい高分子量の末端不活性基、
ポリマー含有のポリウレタン発泡体はダンピング性能が
低く目的とする防音性能が得らｆｌ、ない。

したがって使用できる該ウレタンプレポリマーは低分子
量のものは室温で粘度５０，０ＯＯｃｐのものから高分
子量のものは加温時書＝流動性のめる範囲のものを含む
。

末端不活性基ウレタンプレポリマーの添加量はダンピン
グ性能に大きく影響し、ポリオール１００重量部：：対
して１０重量部未満ではダンピング性能が低く、従来の
ポリウレタン発泡体と同様、吸音材料としては優れたも
のであるが防音材料としての用途には他の制振材料との
組合せ、複合材料として、使用せざる全得ない。

該ウレタンプレポリマーの添加量は多い程、ポリウレタ
ン発泡体のダンピング性能は向上し、防音、割振材料と
して好ましいことではあるが、ポリオール１００重量部
Ｃ二対して２００重量部を越えて添加しようとしても、
ワンショット法にてポリウレタン発泡体を製造する際、
該ウレタンプレポリマーを分散したポリエーテル系の粘
度が上昇し吐出が困難となる。又、該ウレタンプレポリ
マーは反応性物質でないことから反応原液系の反応性低
下を来之し、発泡安定性を著しく損うことになる。品質
においてもミキシングチャンバーでの反応原液との混合
不十分の念め、品質の均一性を欠くと共Ｃ二発泡安定性
の低下を招くことにもなる。

末端不活性基ウレタンプレポリマーの合成に使用できる
ポリオールとしては２個以上の活性水素含有化合物に、
例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレ
ンオキシド、など単独付加又は２種以上をランダム若し
くはブロック付加さ亡プヒ構造を有する分子量が５００
ないし８０００の化合物を挙げることができる。

上記の２個以上の活性水素含有化合物の例としては水、
エチレングリコール、プロピレングリコール、７’ｆレ
ンクリコール、ヘキンレンクリコー／ｌ／　、　り１７
セ＋）：／、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トールなどを挙げることができる。場合によってはジプ
ロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリンなど
の低分子多価フルフール類、或は活性水素を２個ないし
４個を有する低分子量化合物などの架橋剤を少量添加す
ることもできる。尚、少量の水を添加してもよい。上記
ポリオールと有機ポリイソシアネートとの反応で合成し
たインシアネート基を有するウレタンプレポリマーのイ
ンシアネート基金不活性化するために、活性水素１個金
含有する化合物としては、メタノール、エタノール、フ
タノール、ヘキサ／−ルｌトｏ−（ｄｌｉ脂肪族アルコ
ール類又はフェノール、ベンジルアルコールなどの一価
芳香族アルコール類、酢酸、乳酸などの一価脂肪族カル
ボン酸類或け２級アミン化合物、３級アルカノールアミ
ン化合物、−価の脂肪族及び芳香族チオアルコール類を
挙げることができる。

不発明でポリウレタン発泡体を製造する際に使用できる
ポリオールは特に限定するものではないが、平均官能基
数が２ないし３個の単独或は２種以上で平均分子量がｘ
５ｏｏ；６いし６０００の混合ポリオールが使用できる
。この種のポリオールは２ないし３個の活性水素含有化
合物に例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシドな
どを単独付加又は２種以上金うンダム若しくはブロック
付加させた構造を有するポリエーテルポリオールである
。上記の２ないし３個の活性水素含有化合物としては水
、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレ
ングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリ、ン、
トリメチロールプロパンナト？挙げることができる。

上記ポリオールと反応させて、ポリフレタン発泡体ｆｃ
’Ｊｌ造する際（二使用できる有機ポリイソシアネート
は特に限定されず、ポリウレタン発泡体の製造の九めに
一般に使用されている有機ポリイソシアネートでおって
、例えばトリレンジインシアネートの２．４−異性体若
しくは２．６−異性体又はそれらの混合物、ジフェニル
メタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジインシアネ
ー・ト又はナフタレンジイソシアネート単独或はこｎら
の混合物などが使用できる。発泡制御の点からトリレン
ジインシアネートの２６４−異性体と３．６−異性体の
ｓｏ　：　２０混合物が好ましい。

発泡剤は水又はメチレンクロリド、フロン−１］。

ｉどの低沸点ハロゲン化炭火水素全単独又は併用できる
。アミン触媒、重合触媒、整泡剤、顔料、難燃剤なと他
の添加剤は特に限定されず、ポリウレタン発泡体の製造
のため（：、一般的に使用されているものが使用できる
。場合によっては逍音全更に考慮しなけｎばならない時
は、ポリウレタン発泡体の密度増加を図るため（二、炭
酸カルシウム、硫酸バリウム、雲母などの充填剤全添加
することもできる。

（実施例〉 以下実施例並びＣ；比較例にて本発明の詳細な説明する
。表（二示す原料配合によりワンショット法にて発泡さ
せて、ポリウレタン発泡体を製造し、得られたポリウレ
タン発泡体について密度、硬さ、反撥弾性を測定し、そ
れらの結果を表中に併記する。なお、硬さ及び反撥弾性
率の測定は；ＪＸＢＫ−６４０１に基づいて行なった。

また、得られたポリウレタン発泡体の防音性能について
も測定した。

測定は、２０２７１７ｍの厚さの試験用発泡体の上に２
５４／ｍ’のポリ塩化ビニールシートを重ねて積層体と
し、それを厚さ０９ｍ１ｍの鋼板の上に載置し、２５℃
に保たれ九室円で該鋼板を加振し振動音を発生させ、音
圧レベルを測定することによシ防音性能の評価を行なっ
た。発泡棒金載置せず（；α８ｆｆｌ／ｆｆｌの鋼板の
みで行なった音圧レベルを基準として結果を図に示した
。

実施例−１ 平均分子量１０００のポリ（オキシプロビレノンジオー
ル５００Ｆトリレンジイソシアネートの２．４−異性体
と２．６−異性体の８０：２０混合物（以下ＴＤエニー
０という）　１５０５ｍ％酸化防止剤として３．５−ジ
ーｔ−ブチル番−ヒドロキシトルエンα５り及び反応促
進触媒としてＮ、Ｗ−ジメチルベンジルアミン０３Ｐを
ガラス製の反応フラスコ（二仕込み、窒素ガスを流し反
応フラスコ内の空気と置換、倫素ガスを流しながらシリ
コン浴槽にて間接的（＝反応フラスコを暖め、反応原液
の温度を徐々に昇温、発熱反応を考慮しながら反応原液
の温度ヲ９０〜１００℃に制御し３時間反応させた。

得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマ
ーにジ−ｎ−ブチルアミン−トルエン溶液を加え、過剰
のアミンを塩酸−イソグロビルアルコール溶液で滴定し
たところ、このプレポリマーのインシアネート含量は４
重量パーセントであった。

上記３時間の反応終了後、反応原液の温度ｆｔ４０℃ま
で冷却し、メタノール２０りを仕込み３０分間反応させ
た。反応フラスコより生成物を取り出し、この生成物（
以下プレポリマー■という）１−赤外線吸収分析＋ｉて
測定したところ２２４０〜２２フ５５Ｉ（＝イソシアネ
ート基の伸縮振動に帰因するスペクトルの吸収が認めら
れず、インシアネート基が完全にメチルウレタン基によ
って不活性化していることを確認し友。このプレポリマ
ー■の粘度は２５℃で６００，０ＯＯａｐであった。

平均分子量３０００のポリ（オキシプロピレンントリオ
ール７０重量部と平均分子量１０ｏＯのポリ（オキシプ
ロピレノンジオール３０重量部との混合ポリオール１０
０重量部に対して上記プレポリマー１　？　５０　Ｍ置
部、その他見泡剤、触媒、整泡剤、及びＴＤエーエｎｄ
ｅｘ　（反応原液中の有機ポリイノシアネートの実際量
に対して該反応原液中の活性水素化合物と反応し得る同
当量の有機ポリイソシアネートの理論量の比率１１００
倍した値ン９５セ相当するＴＤＩ−８０１−表に示す割
合に加えた後、ワンショット法によシボリフレタン発泡
体管製造した。

実施例−２ プレポリマーＨ’１ｘｏｏ重量部添加し、以外はすべて
実施例−１と同様（二行なった。

比較例−１ 従来のポリウレタンフォームに充填剤として硫酸バリウ
ムを１５０重量部添加し、以外はすべて実施例−１と同
様に行なった。

表 注）（１）平均分子量３０００のポリ（オキシグロピレ
ン］トリオール（２）平均分子量１０００のポリ（オキ
シプロビレンンジオール（３）ダブ：ｆｆ　３３Ｉ、マ （発明の効果２ 以上の結果から明らかなよりに、本発明（二よって得ら
れるポリウレタン発泡体は、上記したよう１：粘性を有
する末端不活性基ウレタンプレポリ−が均一（二添加さ
れているため、吸音性能（二加えて、制撮性能を備えた
優れた防音材料とすることかで　４゜きる。しかもアス
ファルトを使用しないため、成形加工時に加工装置がア
スファルトζ；よシ汚染さｎることかなく、作業能率の
低下を来たすことがない。

また末端不活性基ウレタングレボリマーは発泡体の骨格
となるポリウレタンとは組成が同じく、相溶性が極めて
良いことから他素材と複合化し九時でも移行などの心配
は全くなく、長期に渡シ品質の変化がない。更に本発明
のポリウレタン発泡体は充填剤を使用しない九め、軽く
、車両等への用途としてはエネルギーの節約シ＝もなり
好ましいものである。

更二ま几、本発明のポリウレタン発性体は特別な製造装
置を必要とすることもなく、従来のポリウレタン発泡体
製造装置によるワンショット法により１２造できるので
量産も可能であり、安い製造コストで生産でき、またス
クラップの還元使用も可能であり、資源の有効利用が図
れる等多くの利点を併有する。

【図面の簡単な説明】

図は実施例−１、実施例−２、及び比較例−１の音圧レ
ベル全示すグラフでるる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリオールと有機ポリイソシアネートとを発泡剤、触媒
   、整泡剤及び他の添加剤の存在下でワンショット法によ
   り、軟質ポリウレタン発泡体を製造する際に粘性を有す
   る末端不活性基のウレタンプレポリマーをポリオール１
   ００重量部に対して１０ないし２００重量部を添加する
   ことを特徴とする防音、制振性を有するポリウレタン発
   泡体の製造方法。