JPS63135240A - 積層体 - 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、自動車の成形天井材等に好適に使用できる軽
量で、剛性、断熱性、吸音特性、耐湿熱特性に優れた積
層体に関するものである。

「従来の技術」 自動車内装に用いられる成形天井には、車内の静寂化を
図るために優れた吸音特性か要求される。

この成形天井にはその他にも、自動車の軽量化を図る為
に軽量であること、車内の昇温の防止の為に侵れた断熱
性を有すること、天井の変形を防止するために優れた耐
湿熱特性および剛性を有することが要求される。

このような各種特性が要求される成形天井は、従来次の
ようなものによって製造されていた。

■　ガラス繊維で補強された熱硬化性樹１１ｔｙ（ｒ；
’ｎＰ）や、ガラス繊維で補強された熱可塑性樹脂（Ｆ
ＩｌＴＰ）からなるもの。

■　発泡プラスチックの成形品。

■　湿潤されたダンボール紙を塩ビシート等の表面材と
共にプレス成形したもの。

■　溶剤で希釈された熱硬化性樹脂を連続気泡を有する
ウレタンフオームに含浸させて塩ビシート等からなる表
面材と共に熱プレスした成形品（特公昭５ｇ−５２４９
５号広報）。

■　金網等の金属製網状物の両面に発泡ポリエチレンシ
ートを張り合わＵｏ、表面材と共に冷間プレスした成形
品。

「発明が解決しようとする問題点」 上記■のＦＲＰ等からなる成形天井にあっては、重量が
大となり、また断熱性、吸音特性に問題があった。上記
■の発泡プラスチックからなる成形天井は、ある程度軽
量化し得るものの、剛性に劣る不満があった。上記■の
ダンボールからなる成形天井では湿度が高い状態で車内
の温度が上昇すると垂下してしまう問題、および重量が
大である不満がある。また上記■の含浸ウレタンフオー
ム成形品にあっては十分子１ｆｆｉを図れる利点がある
もののｉ＋＋性に劣る不満がある。さらに、上記■の金
属性網状物と発泡ポリエチレンの組み合わせたものでは
重量、耐熱性、剛性の点で問題がある。これらの問題点
を一覧表にまとめると第１表の通りである。

以下余白 第１表 「問題点を解決するための手段」 そこで本発明の積層体にあっては、ポリウレタンフォー
ムからなる芯材とその表裏面に積層されたガラスマット
を、これら芯材およびガラスマットに含浸されたイソシ
アネート基を有する化合物の反応生成物により一体化す
ることで、上記問題点の解決を図った。

「実施例」 以下、本発明の積層体を詳しく説明する。

第１図は本発明の積層体の一実施例を示すらので、図中
符号ｌは芯材、符号２．２はガラスマット層である。

芯材ｌは、ポリウレタンフォームからなるものである。

この芯材ｌに用いられるフオームは、製造時にイソシア
ネート基を有する化合物（以下、イソシアネート化合物
と略称する）を容易に含浸し得るよう、連通セル溝造の
ものが好適に用いられる。この芯材ｌに用いられるポリ
ウレタンフォームは、ポリエーテル系、ポリエステル系
のいずれであっても良いが、重量の低減と製造コストの
低減を図るために、ポリエーテル系で密度が０゜０１０
〜０．０２０９／ｃｍ”程度のらのが好適に用いられる
。

ガラスマットｆｆ２は、ガラス繊維からなるマットによ
り形成された層で、芯材ｌを挟むように芯材Ｉの表面側
および裏面側にそれぞれ設けられている。このガラスマ
ット層２をなすマットは、得られる積層体の重量と剛性
とを勘案して、８０〜１５０ｇ／ｍ’程度のものが好適
に用いられる。また、マントをなすガラス繊維の長さは
、成形性の面から３０〜１００ｍｍ程度であることが望
ましい。

これら芯材１とガラスマット層２．２は、芯材１及びガ
ラスマット層２．２の全体に分散されたイソシアネート
化合物の反応生成物（以下、イソシアネート樹脂と略称
する）によって一体化されている。このイソシアネート
樹脂としては、イソシアネート化合物と水とを反応せし
めることによって生成されるものが好適である。このよ
うなイソシアネート樹脂は、おもに尿素結合からなるポ
リマーである。このイソシアネート樹脂はガラスマット
層２，２においては、ガラスマットをなすガラス繊維を
結合している。また、芯材ｌにおいてはポリウレタンフ
ォームの隔膜表面を覆っている。

そして芯材１とガラスマット層２とはこのイソシアネー
ト樹脂によって一体に接着されている。

このイソシアネート樹脂を生成するイソシアネート化合
物としては、水と反応して硬い樹脂を生成するものが好
ましく用いられる。そのようなイソシアネート化合物と
しては、脂肪族系、芳香族系あるいはそれらの混合物の
いずれを利用することらできるが、芳香族系のトリレン
ジイソシアネート（ＴＤＩ）、ノフェニルメタンジイソ
シアネート（ＭＤＩ）などが、積層体を製造する際の加
熱プレス時間を短縮できるうえに安価であることから好
適に利用される。また、これらＴＤＩ、ＭＤＩ等と低分
子量の架橋剤とを反応せしめてなるイソシアネート基を
末端に有するプレポリマーや、イソシアネート再生体な
どを利用することもできる。

前記プレポリマーを作る場合に用いる架橋剤としては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等
の多価アルコール、これら多価アルコールにエヂレンオ
キシドやプロピレンオキシドを少量付加重合したもの、
あるいはビスフェノール、へ、フェニレンジアミンなど
芳香族系のジオール、ジアミンなどを挙げることかでき
る。イソシアネート化合物として用いられ−る前記プレ
ポリマーの残存イソシアネート基のｍ（ＮＣＯｆｉ）は
、一般に残存ＮＣ０ｆｆ１が減少するとプレポリマーの
粘度が高くなって積層体全体に分散させ難くなることか
ら、プレポリマーの粘度が２０００ｃｐｓ／２５℃以下
になるように調整することが望ましい。

ただし、溶剤等を用いてプレポリマーの粘度を下げるこ
とができるので、ＮＣ０ｆｆ１が特に制限されろことは
ない。

このような９造の積層体の表面には、美観の向上、吸音
特性の向上の為に必要に応じて第２図に示すように、布
、塩化ビニルシート等からなる表面材３が貼着される。

本発明の積層体をなすイソシアネート樹脂は硬化時に接
着力を発揮ずろので、積層体を製造する際に表面材３を
積層しておけば表皮材３を積層体に直接貼着することが
できる。

必要であれば、ポットメルト接着シート４を積層体と表
面材３との間に介在させて、表面材３をより強固に接着
することもできる。また、積層体の裏面には、製造時の
脱型性を向上するために、かつまた取り扱い易さを改善
するために、不織布５が必要に応じて積層される。不織
布５も前記表面材３と同様にホットメルト接着シート６
を用いて貼着することができる。

「製造方法」 次に、本発明の積層体の製造方法の一例を説明する。

本発明の積層体を製造するには、まず芯材１となるポリ
ウレタンフォーム、およびガラスマット層２．２となる
ガラスマットにイソシアネート化合物を含浸させる。こ
の含浸処理は、ポリウレタンフォームとガラスマットと
を別々に行っても良いが、積石した状態で行うこともで
きる。イソシアネート化合物の含浸は、化合物が収容さ
れた槽にガラスマット等を浸漬して行うことができる。

また、このような含浸方法では含浸後の絞りｍのコント
ロールが難しい場合にはイソシアネート化合物をスプレ
ーすることによって含浸処理することもできる。含浸処
理を容易に行うためには用いるイソシアネート化合物の
粘度が約２０００　ｃｐｓ以下であることが望ましく、
必要に応じて溶剤等を用いて粘度調整される。

原材料として用いるｍｌ記ポリウレタンフォームは、軟
質あるいは半硬質の変形容易なものが用いられる。

次ぎに、このようにイソシアネート化合物が含浸された
ガラスマットとポリウレタンフォームには、水触媒がス
プレーされる。水触媒のスプレーは、ガラスマットとポ
リウレタンフォームとを積層した状態で行っても、それ
ぞれに行っても良い。

ここで用いる水触媒は、水と、この水に溶解された硬化
反応を促進する触媒とからなるものである。

触媒には、アミン系触媒が好適に用いられる。具体的に
は、トリレンジイソシアネート、Ｎ−メチルモルホリン
、トリメデルアルキルジアミン、Ｄ１３　Ｕ　（１，８
−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデカン−７）等
の３級アミン、およびこれらの誘導体を挙げることがで
きる。また、生成するイソシアネート樹脂を硬質化する
ためにイソシアネートの三ｍ化触媒、例えば酢酸カリウ
ムなどを必要に応じて用いる。

上記のようにイソシアネート化合物の含浸処理および水
触媒のスプレーか施されたポリウレタンフォームおよび
ガラスマットは、次にプレス金型にセットされて熱プレ
スされ、所定形状の積層体に成形される。この熱プレス
は、イソシアネート化合物が水触媒によって反応硬化す
る府に開始される。プレス温度、プレス圧力、プレス時
間等は、所望する積層体の仕様に応じて設定されるが、
生産性を考慮した場合、プレス温度を１００〜１５０′
Ｃ程度に、またプレス時間を０．５〜３分程度に設定す
ることが望ましい。

このようにプレスが行なわれる間に、含浸されたイソシ
アネート化合物が重合され、その結果、ガラスマットが
イソシアネート樹脂によって固化されて硬い板状のガラ
スマット層２となり、ポリウレタンフォームが半硬質化
され芯材Ｉとなる。

そしてまたこれらガラスマット層２．２と芯材１とか一
体に接骨される。

なお、上記の如く本発明の積層体に表面材３や不織布５
を貼着する場合には、前記プレス工程において同時に行
うことができる。

「作用」 本発明の積層体にあっては、ポリウレタンフォームとガ
ラスマットが含浸されたイソシアネート化合物の反応生
成物によって強固に自着一体化されでいる。またガラス
マット層２が、イソシアネート樹脂がガラス繊に（Ｌで
補強された薄いＦｎＰとなっている。そして、本発明の
積層体はこのＦＲＰ製のガラスマット層２によってポリ
ウレタンフォームからなる芯材Ｉが挟まれたサンドイッ
チ構造となっている。

従って、本発明の積層体は、軽量かつ高剛性でしかも耐
湿熱特性の良い構造体となる。しかも、ポリウレタンフ
ォームの断熱性と吸音特性を保っているので、断熱性、
吸音特性も良好なものとなる。

「実験例」 以下、実験例に沿って本発明の積層体を詳しく説明する
。

まず本発明の積層体を次のように製造した。密度０．０
１３ｇ／ｃ＋ｎ″で厚さＸ幅×長さ＝　ｌｏｘ　１５０
０ｘ　ｔ８００ｍｍの軟質ウレタンフオーム（３５１ｇ
）をＩＩＩＭＤＩ（三井日曹ウレタン社製ＭＤ　ｌ−Ｃ
ｌ？）に浸漬した。その後、このウレタンフオームを、
絞りロールで重ｎが１２７０ｇになるように絞り、所定
ｍのＭＤＩがウレタンフオームに含浸された状態にした
。次に、幅×長さ＝　１５００Ｘ　１８００ｎｕ＋＋の
ガラスマット（１００ｇ／ｍ”）　２枚をｆＥＩ　Ｍ　
Ｄ　Ｉに浸漬し、重量が２０８ｇ／ｍ’になるように調
整した。次いで、これらＭＤＩが含浸されたウレタンフ
オームとガラスマットをサンドイッチ状に積属した。こ
のものに、トリコツトン製の表皮材（２００ｇ／ｍ”、
＋５００ｘ　１８００＋ｎｍ）を重ね合わせて、熱プレ
ス成形して、自動車用成形天井を作成した。

プレス条件は、１２０℃×３分であった。

製造された成形天井は、軽量で剛性あるものであった。

また、この成形天井は良好な外観を有するらのであった
。この成形天井の中央部からサンプルを切り出して、成
形天井に必要な物性である重量、曲げ強さ、湿熱寸法安
定性、吸音特性、断熱性を調べた。比較のために、従来
量も広く用いられているダンボール材に表皮材が貼着さ
れてなる成形天井からもサンプルを切り出し、同様の試
験に供した。

曲げ強さは、第３図に示すように、幅５０ｍｍのサンプ
ル１０の中央に荷重Ｆを加え、その最高加重を読み取っ
て求めた。支点間距離は１００ｍｍ、曲げ速度は５０ｍ
ｍ／分であった。結果を第２表に示す。

湿熱寸法安定性は、長さ２００ｍｍのサンプルを７０’
Ｃｘ９５＄ＲＩｌの雰囲気下に２４時間暴露し次いで室
温に３０分放置したのち寸法を測定し、この寸法を試験
前の寸法とと比較しその変化率を求めることによって比
較した。結果を第２表に示す。

吸音特性は、垂直入射吸音率を測定して比較した。結果
を第４図に示す。

断熱性は、幅×長さ×深さ＝ＩＸＩＸＩｍの断熱容器の
！側面に設けられた５００Ｘ　５００の開口をサンプル
によって閉止した後、この容器を７０℃に保たれた恒温
槽に収容し、１時間後に容器内の温度を測定して比較し
た。結果を第２表に示す。

以下余白 第２表 上記の結果から、本発明の積層体は、Ｂｆｆｉ性、曲げ
強さ、耐湿熱安定性、断熱性、吸音特性のいずれの点に
於いても、従来の積層体より優れており、自動車の成形
天井に適したらのであることが確認できた。

また上記実施例において、イソシアネート化合物（上記
実施例ではＭＤＩ）が含浸されたウレタンフオームおよ
びガラスマットは該化合物が硬化する前には優れた柔軟
性を有しており、かなり深絞りすることができた。この
ことから、本発明の積層体は、深い形状にも成形できる
ことが判明した。

なお、以上の説明のおいては本発明の積層体の用途とし
て自動車用成形天井を挙げたが、これに限らず、本発明
の積層体は自動車ドアのインナーパネル、船舶や飛行機
の天井材、およびカプセルルームの天井等のユニット建
材など各種の分野に利用できる。

「発明の効果」 以上説明したように本発明の積層体は、ボリウレクンフ
ォームからなる芯材とその表裏面に積層されたガラスマ
ットが、これら芯材およびガラスマットに含浸されたイ
ソシアネート括を有する化合物の反応生成物によって一
体化されてなるものなので、軽量であるにもかかわらず
良好な剛性を有し、しかも吸音性、耐湿熱安定性および
断熱性にも優れている。従って、本発明の積層体は、自
動車用成形天井に理想的なものとなる。

しかもまた、本発明の積層体は、イソシアネート化合物
が硬化する萌の柔軟性を有する段階で成形して細造でき
るので、本発明の積層体にはかなり深い形状を付与する
ことも可能である。

従って、本発明の積層体は、形状の制約が少なく、設計
の自由度の大きなものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の積層体の一実施例を示す断面図、第２
図は本発明の積層体の第二の実施例を示す断面図、第３
図は曲げ強さの試験方法を示す概略図、第４図は垂直入
射吸音率の測定結果を示すグラフである。 ■・・・・・・芯材、２・・・・・・ガラスマット層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリウレタンフォームからなる芯材とその表裏面に積層
   されたガラスマットが、これら芯材およびガラスマット
   に含浸されたイソシアネート基を有する化合物の反応生
   成物によって一体化されてなることを特徴とする積層体
   。