JPS63268624A - 多孔質樹脂材の製造方法及び多孔質複合基材の製造方法 - 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］ 本発明は多孔質樹脂材の製造方法及び多孔質複合基材の
製造方法に係り、特に自動車等の内装に用いられる傅物
の多孔質樹脂材の製造方法及び多孔質複合基材の製造方
法に関する。

［従来の技術］ 従来、多孔質樹脂製品を得るための製造方法における発
泡工程は、常圧或いは密閉型内で加圧状態で行われてい
た。このプレス又は型内発泡においては自から発泡倍率
に一定の限界かあった。より高発泡倍率の７．製品を得
るために、例えば水、フレオン、分解性ガス、溶存ガス
等の発泡剤の増量を行なっても発泡倍率には一定の限界
があった。

これは常圧下での泡沫と雰囲気との圧力バランス及び泡
沫の安定性などにより高発泡倍率を確保することか一般
に非常に困難なためである。

他方このような多孔質樹脂製品を製造する際には泡化反
応とポリマー化反応か同時に進行し、発泡系樹脂の粘度
は刻々と増加している。このため系の流れ特性及び流れ
に対する泡沫の安定性は、逐次減少傾向にある。このよ
うな製造方法が混合、注入９発泡及び硬化までの時間を
数１−秒程度に高反応化されている場合、常圧或いは加
圧下では発泡と同時に系の粘度り針速度も極めて速いか
ら、複雑形状の金型内での流れ性確保か充分できない状
況にあった。

これを解決するために、出願人は既に、特願昭ｓ　ｓ　
−１４４５ｅ　ｓ）で「多孔質樹脂製品の製造方法」の
発明を出願し、発泡に際しての発生ガス′　　は、反応
に伴って発生する反応性ガスや低沸点溶剤が反応熱によ
って気化して得る気化性ガスである発泡について提案し
た。この提案は、ガス発生のガス化反応と反応性樹脂の
ポリマー化反応が同時に進行している状況での減圧下の
発泡であった。即ち、ガス発生のガス化反応か充分に進
んていない初期段階（即ち反応性樹脂のポリマー化反応
も同様に初期段階にある）に減圧下で、その発泡泡沫の
膨張発泡を促進させ、型内に充満させていたので、系が
低粘度の１段階（即ち流れ特性及び流れに対する泡沫の
安定性が優れた段階）で、複雑形状の型への充填ができ
ることとなる。このため欠肉、偏肉、ピンホール、粗大
気泡等の欠陥を防止するのに充分な効果があった。しか
しながら発泡〜硬化過程の型内発泡圧、特に独立気泡率
の高い硬質系にあっては、圧力を低減出来ないという問
題があった。従って発泡型及び同型締具は従来通り強固
なものとしなければならなかった。

また、上記のように高反応性原料の発泡反応には、絶え
ず泡化反応とポリマー化反応か同時に進行しているため
、発泡系樹脂は反応とともにその系の粘度も刻々と増加
し、これが補強材として使用する各種の副資材との均質
な一体化には大きな障害となっていた。これは反応性原
料泡沫の系の流れ特性及び流れに対する泡沫の安定性か
経時的にも逐次減少することからしても充分に理解出来
る・バ柄である。

このため原料が混合、注入、発泡及び硬化する迄の時間
を数ト秒〜数分という高反応性に調整された製造方法で
は、常圧或ＧＸは加圧下の許通の発泡方法を用いると、
混合及び発泡と同時に系の粘度は加速度的に急１昇する
こととなる。このため、薄肉厚をした複雑形状で、しか
もマット状の副資材が配置された型内にあっては、その
流れ性が充分確保出来ず、粗大空隙や欠肉或は偏肉笠の
欠陥が発生してしまい、薄肉厚で複雑形状の均一な多孔
質複合ノ＾材を得ることは非常に困難であった。

また高圧発泡機を用いた噴射混合による反応性発泡樹脂
製品の製造方法では、その発泡時のセル構造の調整と形
成において、反応性液体原料の・部へ少場のガスを充填
することが行なわれ、セル形成への造核部分を造ること
がなされている。これによれば、発泡はフレオン等の低
沸点溶剤のガス化によるものであり、この技術はあくま
でもセル形成のための発泡に際しての造核部分を造るこ
とだけであった。

本発明はＬ記従来技術の問題を解決するためになされた
ものであり、減圧下における多孔質樹脂材の製造方法及
び多孔賀複合基村の製造方法の提供にある。

［問題点を解決するための手段及びその作用］本願第１
の発明は、多孔質樹脂材の製造方法において、高反応性
の液体原料を発泡させるに当り、反応初期から中期の比
較的低粘度の段階を減圧ｒで行ない、膨張及び発泡させ
ることを基本的構成とするものである。つまり１本願第
１の製法発明は、高反応性の液体原料の一部或いは全部
に予めガス体を充填し、該ガス体を前記原料に溶存させ
て均一微細気泡分散体として積極的に容積比２〜３０％
補足させた後、型内に注入し、任意の減圧状態の雰囲気
下で膨張及び発泡させることを特徴としている。

このように構成したので、従来のように反応に伴いガス
体が逐次発生し、同時にポリマー化が進行し急速に粘度
が上昇する発泡体の製造方法に比較して、極めて低い型
内発泡圧力となる。しかもガス体が溶存及び均一微細気
泡としてＹ・め高反応性液体原料の一部或は全部に補足
されており、これを型内の減圧状態で膨張発泡せしめる
ため、薄肉厚で複雑形状の多孔質樹脂材を製造すること
がてきる。

また本願第２の発明は、多孔質複合基材の製造方法にお
いて、高反応性の液体原料の一部或いは全部に予めガス
体を充填し、該ガス体を前記原料に溶存させて均一微細
気泡分散体として積極的に容積比２〜３０％補足させた
後、予め補強用副資材が配置された型内に注入し、任意
の減圧状態の雰囲気下で膨ｉ及び発泡させて、補強用副
資材と一体的に成形することを特徴としている。

この構成によって、ガス体が溶存及び均一・微細、気泡
としてｆめ高反応性液体原料の一部或は全部に補足され
ており、これを型内の減圧状態で膨張発泡せしめるため
、型内にｔめ展開配置された補強用の副資材と低粘度の
状態で一体的に型内に充填され、しかる後硬化が進行す
ることとなり、泡沫と副資材のなじみが極めて良く、シ
かも発泡〜硬化過程に置ける圧力の上昇が極めて少なく
、従ってできあがった多孔質複合基材は欠肉部分や偏肉
或はピンホールなどの発生も抑えることが出来る。

また上記各製法発明にあっては１発泡に際して発生する
ガスは、高反応性液体原料の一部或は全部に、事前にガ
ス体を溶存させ均一微細気泡分散体として補足させてお
り、これを減圧下での膨張発泡による泡沫充填であるた
め、補足された混入ガス量と型内の減圧度とのバランス
によって調節できるため型内の発泡圧を低く抑えること
ができる。また、副次的に反応に伴ない発生するガスを
発泡に併用したとしても型内の発泡圧は極めて低く抑え
る事ができる。

また実施例で説明しているように、予め補足させるガス
量は、減圧下で膨張発泡させる減圧条件、補足させる原
料粘度などによりＴ−備テストのうえ決めることができ
る。さらにまた本発明方法により得ようとする薄物で高
密度である多孔質樹脂材の発泡倍率は１．２〜２０倍の
範囲が最も効果的である。

なお、上述の補強（強化）用の副資材は、実施例で示さ
れたように、各種の゛クロス例えばロービングクロス、
ラミマット、チョップストランドマット、コンテニュア
スストランドマット、グラスクロス、材質的にはガラス
繊維、炭素繊維、動物繊維、植物繊維、アルミナ繊維、
その他がある。

さらに１記各製法発明で適用できる多孔質樹脂としては
、ポリウレタン樹脂フオーム、ポリエステル樹脂フオー
ム、或はエポキシ樹脂フオーム、その他がある。また本
発明方法の成形方法としては、ＲＩＭ　（反応射出成形
）、Ｒ−ＲＩＭ（強化反応射出成形）等を適用するのが
好適である。

［実施例］ 本発明をより良く理解するために、実施例を用いて説明
する。なお当然のことであるが、以ドに説明する実施例
は本発明方法を限定するものではなく単なる説明例であ
る。

以下の実施例で用いられる製造袋ＨＳの一例としては、
第５図で示すように原料供給装置Ｓｌ。

Ｓ２と、成形型装置Ｓ３とから成り、原料供給装置はＡ
液を供給する装置ｓＩとＢ液を供給する装置Ｓ２とから
構成されている。

本例の装５１ｓｔは、Ａ液を貯蔵する貯蔵槽２と、該貯
蔵槽２とパイプを介して接続されたガスローディングユ
ニット３と、該ガスローディングユニット３とパイプを
介して連結された切替えバルブ４と、該バルブ４から高
圧にするためにメータリングポンプ５を介してノズル６
へと連結され、ノズル６から減圧バルブ７を経由して貯
蔵槽２と連結されている。また、前記切替えバルブ４に
は、減圧バルブ７を介して貯蔵槽２へ接続される経路も
形成されている。

装２１Ｓ２は、Ｂ液を貯蔵する貯蔵槽１２と、該貯蔵槽
１２とパイプを介して接続された切替えバルブ１４と、
該切替えバルブ１４と連結されたメータリングポンプ１
５を介してノズル６へと連結され、ノズル６から減圧バ
ルブ１７を経由して静蔵槽１２へ連結されている。また
期待えバルブ１４には、減圧バルブ１７を介して貯蔵槽
１２へ接続される経路も形成されている。そしてノズル
６の先端部は成形型装置Ｓ３と連結されている。

成形型装置Ｓ３は、トドの成形金型２０と、クランプ装
置３０と、減圧装置４０とから成る。

成形金型２０のｆ型部分２１は所定の形状をしたキャビ
ティ２２が形成されており、ヒ型２３は減圧室２４を有
する二重構造となっている。−重構造からなるＬ型２３
のキャビティ２２を形成する面２４ａには孔２５か形成
されて減圧室２４と連通している。減圧室２４はパイプ
２６．バルブ（図示略）を介して減圧装置４０に連結さ
れる。

クランプ装ｒ１３０は、一端部なド型２１の外側部に軸
３１によって回動可能に取付けられ、他端部は締結部材
３２を備えた保合部３３から形成されている。

なお、装置ｓｔとしては、第５図で示すように、ガスロ
ーディングユニット３を貯蔵槽２の次に連結された系と
せず、ガスローディングを別の系で行なって、貯蔵槽２
へ導入しても良く、装置Ｓ２を含めて、メータリングポ
ンプ５、その他の配置等についても、各種の改変を行な
うことができるものである。

実施例１ 本例では上記装置ｓを用いて行なった。

先ず高反応性硬質ウレタンフオーム用の液体原料を混合
、発泡させるに当り、ｔめ表１の配合処方のＡ液に窯素
ガスを容積比で、上記ガスローディングユニット３で２
０％ガスローディングし、これをＢ液と混合、Ｗ１拌し
、　Ｎｌ肉厚で凹凸形状を有し５０℃に調温された金型
（第５図）内に注入する。金型内には補強用長繊維ガラ
スマットがＴ・め全面にわたり展開配置されている。ま
た金５！２０には、注入開始に先たち、或は注入か完ｒ
した時点で減圧装置４０の図示しない真空ポンプ及びア
キュムレーターコックを作動して、金型２０内を約１０
秒間で４００ｍｍＨｇまで減圧した。

この状態に於て、Ｔ・めガスローディングされた窯素ガ
スが溶存されて均一微細気泡分散体となった高反応性混
合液は膨張発泡し、金型内に急速に充填された。しかる
後３分間硬化を行わせてから、減圧状態を常圧に戻し、
金型より薄肉厚で凹凸形状な、しかも補強用長繊維ガラ
スマットと一体に成形された高密度硬質ウレタンフオー
ム基材を離型した。

得られた製品は密度０．５ｇ／ｃｍ″でしかもウレタン
樹脂か型の隅ずみ迄とガラスマット層へも充分に充填さ
れ一体的に成形された、粗大気泡の混入や欠肉部分或は
偏肉部分のない良好なものであった。これは膨張発泡し
金型に充填される迄の時間なガスローディング量と減圧
度によって短時間にコントロールする為発泡泡沫の流れ
特性がよく、しかも安定性にすぐれ、副資材とのなじみ
の良い低粘度時に急速に充填される為であると考えられ
る。

また金型が発泡液泡沫で充填されるに要する時間と得ら
れた製品密度は、減圧度及びガスローディング量によっ
て第１図乃至第３図の通りに変化した。なお第１図は異
なる減圧における金型内の泡沫充填度合と経過時間との
関係を示すグラフ図であり、第２図はＡ液に対するガス
ローディング量（容積比）と密度どの関係を示すグラフ
図である。

参考までに反応性ガス及び低沸点溶剤の気化ガスによる
通常の発泡方式による硬化時間（注入〜脱型時間と密度
）を同一レベルに調整した高反応性ウレタンフオームで
の発泡液泡沫の金型への充填時間を、第１図に破線■で
示した。

表１ Ａ液 Ｓ　Ｒ−１０６１００，０部　三洋化成［業■製芳香族
系ポリオール Ｌ　−１０２０３，０部　三井東圧化学■製アミン触媒 Ｓ　Ｈ−１９：Ｉ　　　　　Ｏ，５部　束レシリコーン
輛製シリコーン整泡剤 Ｕ−１０００，２部　ロ束化成玉業■製スズ触媒 Ｂ液 ＭＲ−１００Ｉｎｄｅｘ　１．１０　０本ポリウレタン
［業■製ポリメ リックイソシア ネート 実施例２ 本例では、Ｌ記実施例１に加えて反応性ガス及び低沸点
溶剤の気化によるガス発生を併用して、発泡した場合の
実施例を示す。

表２ Ａ液 ＨＡ　−：１０５　９Ｇ、０部　Ｅ洋化成［業■製芳香
族系ポリオール クリセリン　１０．０部　重版１級試薬（局方）１（、
ＯＯ，２部　蒸留水 ＤＭＥＡ　　　　１．０部　アミン触媒Ｌ　−５４２０
０，５ｆｆｉ　　日本ユニカー−製シリコーン整泡剤 Ｔ　ＣＰ　　　　１０．０部　大人化学ｒ業■製すン酸
エステル系難燃剤 Ｆ−１１３，０部　旭硝Ｔ・■製フレオン発泡剤 Ｕ−１０００，２日東化成り業■製スズ触媒　　　′ Ｂ液 ＰＡＰＩ−１３５Ｉｎｄｅｘ　１．１０　　ＭＤ化成■
ポリメリックイソ シアネート 表２の高反応性硬質ウレタンンフォーム用の液体原料を
混合、発泡させるに当り、Ｔ・めＡ液に窯素ガスを容積
比で１３％ガスローティングし、これにＢ液を混合、攪
拌し、実施例１で使用した薄肉凹凸形状を有し、５０℃
に調温された金型内に注入した。金型内には補強用の長
繊維ガラスマットを全面にわたり展開配置しである。金
型内は密閉箱内におかれているか、吸引用口が設けられ
ており、注入開始に先だち或い注入が完了した時点で、
真空ポンプ及びアキュムレータコックを作動して金型内
を約５秒間で４００ｍｍＨｇまで減圧する。この状態で
ｔめガスローディングされた窯素ガスを溶存させて均一
微細気泡分散体となった高反応性混合液は急速に膨張発
泡し金型内に充填された。４０秒後この金型内に充填さ
れ□た泡沫が収縮しない程度に減圧度を常圧方向へ減じ
た。

この発泡成形において、Ａ液中に配合された発泡剤がＢ
液との混合後、その反応に伴ない反応性ガスが発生し、
反応熱によって低沸点溶剤の気化が促進され、発生した
ガスが反応中の樹脂に補足される。したがって１反応中
の樹脂中にはＴ・めガスローディングによりガス体を溶
存させて均一・微細気泡分散体として補足させたガスと
、前記反応により発生するガスとが混在し、樹脂は膨張
発泡することとなる。このためこれを減圧ｒで膨張発泡
させて泡沫が安定した状態で型内の減圧度を逐次減する
事が出来た。

以下に泡沫が型内に充填状態で保持されるに許容される
減圧度の減少の一例を第４図のグラフ図で示す。もちろ
ん反応に伴ない発生するガス量と減圧度の減少速度のバ
ランスは泡沫が硬化し、充分にセルが保持出来るセルの
膜強度が発現する迄維持されればよい。

注入後３分間硬化を行わせてから減圧装置４０の真空ポ
ンプ及びアキュムレーター調整コック（図示せず）を完
全に遮断して常圧に戻し、金型よりＢ肉圧で凹凸形状な
し、かも補強用長繊維ガラスマットと−・体に成形され
た高密度硬質ウレタンフオーム基材を離型した。

得られた製品は密度０．４５ｇ／ｃｍゝで、実施例１と
同様、ウレタン樹脂が型の隅々迄とガラスマット層へも
充分に充填され一体的に成形された、粗大気泡の混入や
欠肉部分或は偏肉部分のない、良好なものであった。

参考迄に反応性ガス及び低沸点溶剤の気化による通常の
発泡機による硬質時間（注入〜脱型時間と密度）を同一
レベルに調整した高反応性ウレタンフオームの型内発泡
圧力をＸ印線（本発明による場合な・印線）で第４図に
示した。

［発明の効果］ 本発明はに述のような構成からなり１発泡工程が減圧下
でなされるから発泡開始の初期段階即ち流れ特性上極め
て有利な低粘度段階で、薄肉厚な複雑形状のキャビティ
内を泡沫で容易に充填する！１覧が出来、かつ前述の各
種不良発生な防Ｗすることが出来る。

さらに従来の高反応性の液体原料を用いた多孔質発泡体
の製造方法に比較して極めて低い型内発泡圧力ですむた
め１強固な型は不要であり、またＬ型とド型の型締めは
圧力も低くてすみ、大幅に簡略化された型構造て充分で
ある。

また型内に充填されるに際しても泡沫の最も安定性が保
持されている樹脂のポリマー化の初期段階に補強用とし
て展開配置されている副資材との一体化を行う・ｈが出
来る。

さらに副資材への泡沫の充填が低粘度時に行われるため
、副資材の泡沫流動の伴なう移動や圧縮などの発生が殆
どなく、所望の位置に展開配置されたままの形状で製品
化することが出来る。しかも反応性ガス発生剤や低沸点
溶剤を積極的に高反応性液体原料に配合しなくともよい
。もちろん副次的に反応性ガス発生剤や低沸点溶剤を配
合して、これらによる発生ガスを併用しても上述の効果
はｍ著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は金型内の泡沫充填度合を示すグラフ図、第２図
はＡ液に対するガスローディング１４と密度との関係を
示すグラフ図、第３図及び第４図は第２実施例における
金型内の泡沫充填度合を示すグラフ図、第５図は製造装
置の概略構成図である。 特許出願人二東京シート株式会社 代理人弁理士：秋　　　山　　　敦 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高反応性の液体原料の一部或いは全部に予めガス体
   を充填し、該ガス体を前記原料に溶存させて均一微細気
   泡分散体として積極的に容積比２〜３０％補足させた後
   、型内に注入 し、任意の減圧状態の雰囲気下で膨張及び発泡させるこ
   とを特徴とする多孔質樹脂材の製造方法。 ２、高反応性の液体原料の一部或いは全部に予めガス体
   を充填し、該ガス体を前記原料に溶存させて均一微細気
   泡分散体として積極的に容積比２〜３０％補足させた後
   、予め補強用副資材が配置された型内に注入し、任意の
   減圧状態の雰囲気下で膨張及び発泡させて、補強用副資
   材と一体的に成形することを特徴とする多孔質複合基材
   の製造方法。