JPS6330240A

JPS6330240A - シ−ト状成形体の製造方法

Info

Publication number: JPS6330240A
Application number: JP61174565A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Shimomura; 和夫下村; Masahiko Ishida; 正彦石田; Masahiro Tsukamoto; 塚本　昌博; Yasuo Inukai; 犬養　安男; Akihiko Okagawa; 岡川　章彦
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-07-24
Filing date: 1986-07-24
Publication date: 1988-02-08

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、軽量で１強度、耐熱性、吸音性に優れたシー
ト状成形体の製造方法、特に、加熱および圧縮成形工程
において、簡単に成形がなされかつ賦形性が良好なシー
ト状成形体の製造方法に関する。

（従来の技術）自動車の内装材のひとつである成形天井にはダンボール
や各種樹脂発泡体などが使用されている。

ダンボールは軽量で安価ではあるが、成形手段が圧縮と
いう操作のみであるため、賦形性が悪く微妙な形状を付
与することができない。さらに、吸湿性を有するため形
状維持性が悪いという欠点がある。そのために、樹脂発
泡体が広く利用されている。樹脂発泡体を用いたシート
状成形体の製造方法としては、ポリエチレンフオームな
どの熱可塑性樹脂の発泡体を成形加工する方法がある。

しかし、この方法でも、熱可塑性樹脂の賦形性が、悪い
ため微妙な形状を付与し得ない。熱可塑性樹脂は耐熱性
に劣り、高温にて容易に変形する。しかも、熱可塑性樹
脂の発泡体は独立気泡構造であり。

吸音性に欠ける。

このような問題点を解決するために、ガラス繊維にウレ
タン原液を含浸させ、硬化とともに成形加工する方法が
ある。しかし、この方法では、硬化により可塑性が失わ
れるため、ウレタン原液の含浸とともに成形加工する必
要があり、成形が困難となる。シート状成形体に化粧面
材を積層する場合には、ウレタン原液により化粧面材が
汚されるおそれがある。しかも、成形体の下面にはウレ
タン硬化体の皮膜が形成され、吸音性が低下する。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、その
目的とするところは、軽量で１強度、耐熱性、吸音性に
優れたシート状成形体の製造方法を提供することにある
。本発明の他の目的は、成形が簡単でありかつ賦形性が
良好なシート状成形体の製造方法を提供することにある
。

（問題点を解決するだめの手段）本発明は９発泡ウレタン原液中のポリオールのヒドロキ
シル基に対するポリイソシアネートのイソシアネート基
を過剰とすることにより、未反応のポリイソシアネート
の可塑化効果により、後工程の圧縮成形が容易になされ
得る；しかも、圧縮成形時の加熱により未反応のポリイ
ソシアネートが反応するため、軽量で９強度、耐熱性、
吸音性に優れたシート状成形体を提供し得る；との発明
者の知見にもとづいて完成された。

本発明のシート状成形体の製造方法は、ポリオールのヒ
ドロキシル基に対するポリイソシアネートのイソシアネ
ート基が、当量比で１．３〜３．０倍量である発泡ウレ
タン原液を発泡硬化成形してシート状素材を得る工程、
および該シート状素材を加熱しつつ圧縮成形するかある
いは加熱後に圧縮成形する工程、を包含し、そのことに
より上記目的が達成される。

発泡ウレタン原液には、ポリオール、ポリイソシアネー
ト、発泡剤および触媒が含有される。ポリオールには９
例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、シュ
ークローズやペンタエリスリトールのプロピレンオキサ
イド付加物、ポリプロピレングリコールなどのポリエー
テルポリオール；マレイン酸とエチレングリコールとの
縮合物などのポリエステルポリオール：グリセリンがあ
る。ポリイソシアネートには１例えば、トリレンジイソ
シアネ−１−（ＴＤＴ）　、メチレンジイソシアネ−）
（Ｍ旧）がある。発泡剤には、水、フレオンガスなどが
用いられる。触媒には２例えば、スズ系触媒、アミン系
触媒が挙げられる。

ポリイソシアネートのイソシアネート基は、ポリオール
のヒドロキシル基に対し、当量比で１．３〜３．０倍量
、好ましくは１．４〜２．５倍量とされる。

１．３倍量を下まわると、イソシアネート基の可塑化効
果が得られず、シート状素材の圧縮成形が困難となる。

３．０倍量を上まわると、イソシアネート基が過剰とな
りすぎ、得られたシート状素材の耐熱性が不足する。

発泡ウレタン原液は多孔質面材に含浸され９次いで発泡
硬化成形されてシーＩ・状素材が得られる。

多孔質面材には、繊維質材料からなるシートや軟質ウレ
タン発泡シートが用いられる。繊維質材料からなるシー
トとしては９例えば、ガラス繊維。

ロックウール繊維等の綿状不織布；ポリプロピレン繊維
、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などの合成繊維や木
綿、ジュートなどの天然繊維からなる綿状不織布；これ
らの素材を混合した綿状不織布がある。繊維質材料から
なるシートの比重は。

０．００５〜０．１．好ましくは０．００５〜０．０８
とされる。

他方、軟質ウレタン発泡シートの比重は、　０．００８
〜０．５．好ましくは０．００８〜０．１　とされる。

シートの比重はシート状成形体の強度を損なわない範囲
内でできる限り低比重とするのが好ましい。低比重にす
れば、シート状成形体の軽量化が達成され得る。しかも
１発泡ウレタン原液の含浸が均一になされる。ウレタン
原液が含浸されたシートは薄層となるものの、シートが
低比重であれば、ウレタンの発泡によりシートの厚みが
回復する。従って圧縮成形が容易となる。繊維質材料か
らなるシートの厚さは１０〜３０℃ｍ、　そして軟質ウ
レタン発泡シートの厚さは５〜２０１１とされるのが好
ましい。

発泡ウレタン原液は、多孔質面材に対し、含浸後の重量
がこの多孔質面材の２〜１０倍量、好ましくは３〜９倍
量となるように含浸される。２倍量を下まわると１発泡
ウレタン原液が多孔質面材に均一に含浸され得ない。多
孔質面材の発泡が充分になされず、得られたシート状成
形体の強度が低下する。１０倍量を上まわると、成形体
の密度が高くなるため、軽量化が達成されず、吸音性も
低下する。

発泡硬化成形は、３０〜１００℃、好ましくは４０〜９
０℃の温度でなされる。成形温度がこの範囲であれば、
過剰のイソシアネート基が未反応のポリイソシアネート
の状態で系内に存在するため、ポリイソシアネートの可
塑化効果により、後工程の圧縮成形が容易になされ得る
。ポリイソシアネートが低分子量体であるため３発泡体
にすべり性を付与し、そのために圧縮成形工程における
成形性が向上する。３０℃を下まわると２発泡硬化反応
が不充分となり、圧縮成形工程において二次発泡が生じ
る。二次発泡により成形が困難となり、成形には長時間
の加熱を要する。１００℃を上まわると。

発泡硬化成形によってポリイソシアネートが完全に反応
するため、圧縮成形工程における未反応のポリイソシア
ネートによる可塑化効果が得られない。そのために成形
が困難となり、成形体にクラックなどの発生するおそれ
がある。

発泡硬化成形により得られたシート状素材は。

ロール状またはシート状とされ、保管される。

得られたシート状素材の片面には化粧面材が積層される
。化粧面材には５例えば、ファブリックなどの布状面材
がある。これは、自動車用の内装材として通常用いられ
る。シート状素材と化粧面材との間には、補強のため、
ガラス不織布などの多孔質面材を介在させてもよい。こ
の多孔質面材には、接着剤が塗布されてもよい。化粧面
材として、塩化ビニルシートのような耐熱性に欠ける素
材を用いる場合、後工程の加熱後にシート状素材に積層
されてもよい。

このように化粧面材が積層されたシート状素材は２次い
で圧縮成形工程に供される。圧縮成形工程では、シート
状素材は、加熱しつつ圧縮成形されるかあるいは加熱後
に圧縮成形される。

シート状素材の加熱は、赤外線あるいは熱風により、１
２０〜２００℃、好ましくは１３０〜１９０℃の温度で
なされる。加熱時間は３０秒〜１０分とされる。

加熱されたシート状素材は、所望形状の金型に入れて圧
縮成形される。圧縮時間は１０秒〜５分。

そして圧縮力は、０．３〜３０　ｋｇ　／　ＣＴＦｌと
される。しかし、加熱と圧縮成形とは同時になされるの
が好ましい。こうすることにより、未反応のポリイソシ
アネートの可塑化効果が顕著となる。しかも、加熱によ
りイソシアネート基が水と反応して尿素結合を生成した
り、インシアネート基どうしで六員環のシアヌレート結
合を生成するため、得られたシート状成形体の強度、耐
熱性が向上する。イソシアネート基と水との反応を促進
するため、加熱は水蒸気加熱が効果的である。

圧縮成形により、シート状素材の厚さは０．８倍以下と
される。０．８倍以下に圧縮成形することにより９発泡
硬化により形成されたシート状素材の独立気泡は破壊、
変形され、より連続気泡となる。

吸音性は連続気泡率で評価されるため、圧縮成形により
吸音性が著しく向上する。しかも、連続気泡の通路は複
雑となり、優れた吸音性が達成される。圧縮成形によれ
ば１発泡硬化成形で形成されたシート状素材表面の膜も
破壊されるため、吸音性はさらに高くなる。

本発明のシート状成形体の製造方法は１例えば第１図お
よび第２図に示すように行われる。

第１図において、多孔質面材１が１発泡ウレタン原液含
浸装置２の移動ベルト２１に供給される。

ポリオールタンク２２およびポリイソシアネートタンク
２３から、それぞれポリオールおよびポリイソシアネー
トがウレタン混合機２４に供給され１発泡ウレタン原液
が得られる。発泡剤および触媒はいずれのタンクに入れ
てもよい。この発泡ウレタン原液は噴射ノズル２５から
多孔質面材１の表面に噴射される。噴射により多孔質面
材１の表面に付着した発泡ウレタン原液は、順次面材１
の内部に含浸していく。含浸ロール２６により、うレタ
ン原液の含浸がさらに促進される。次いで、このウレタ
ン原液が含浸された多孔質面材１は１発泡硬化成形装置
３に供給される。発泡硬化成形装置３の発泡加熱炉３１
により、多孔質面材１中のウレタン原液が発泡する。熱
風温度コントロール機３４により。

発泡加熱炉３１の温度制御がなされる。発泡により多孔
質面材１の厚みが増すものの、多孔質面材１の両側に一
定間隔で配置された移動ヘル）３２．３３により、この
厚さが制限される。移動ベルト３２および３３は３発泡
体の応力歪みを防止するため、同方向かつ同速度で移動
する。発泡した多孔質面材１は、カッター４により一定
長さのシート状素材５とされる。シート状素材５は化粧
面材６と積層され、積層体７が形成される。積層体７は
加熱器８の加熱チャンバー８０内にセットされ、加熱熱
風温度コントロール機８１により温度制御されつつ加熱
される。加熱された積層体７は圧縮成形型９内に入れら
れ、圧縮成形されて所望のシート状成形体１０が形成さ
れる。

（作用）本発明のシート状成形体の製造方法では１発泡ウレタン
原液中のイソシアネート基が過剰であるため２発泡硬化
成形後も未反応のポリイソシアネートがシート状素材中
に残留する。このポリイソシアネートは低分子量体であ
るため、圧縮成形時におけるすべり剤として作用する。

従って、ポリイソシアネートの可塑化効果により、シー
ト状成形体の賦形性が向上する。未反応のポリイソシア
ネートは、加熱によりイソシアネート基と水とが反応し
て尿素結合を生成したり、イソシアネート基どうしで六
員環のシアヌレート結合を生成するため、シート状成形
体の強度、耐熱性が向上する。

圧縮成形により１発泡体の独立気泡が連続気泡となり、
シート状成形体に優れた吸音性が付与される。

（実施例）以下に本発明を実施例について述べる。

災施炎よ（Ａ）成形体の調製：発泡ウレタン原液として下記の処方を調製した。

エーテル型ポリオール（住人バイエルウレタン社製、Ｏ
ＩＩ値４５０）　　１００重量部ポリイソシアネート（
スミジュール４４Ｖ−２０゜住人バイエルウレタン社製
）３００重量部水（発泡剤）５重量部ジブチルチンジラウレート（触媒）０．２重量部５Ｉ１
１９０（整泡剤、東しシリコーン社製）２重量部ポリオ
ールのヒドロキシル基に対するポリイソシアネートのイ
ソシアネート基の比率は、当量比で２．０倍量であった
。この発泡ウレタン原液を発泡ウレタン含浸装置により
、軟質ウレタン発泡シートにロール含浸した。軟質ウレ
タン発泡シートとしては、厚さｌＱｍ＋ｓ、幅１．１ｍ
、比重０．０１で長さ２０ｍのシートを用いた。発泡ウ
レタン原液を含浸したシートの重量は、軟質ウレタン発
泡シートに対し、４倍であった。この含浸シートを１発
泡硬化成形装置の発泡加熱炉にて、７５℃で発泡硬化さ
せ、移動ベルトにより厚さ約１０鰭のシート状素材とし
た。このシート状素材を室温にて７日間保管後３幅１．
１ｍ、長さ１．４ｍに切断した。これにポリエステル繊
維製のファブリック（厚さ１　、５　ｔｍ　）を積層し
た。積層体の周囲をピンチし、加熱器の加熱チャンバー
内にセットして、１５０℃の熱風にて６０秒間加熱し軟
化させた。次いで、これを８５℃に加熱されたアルミ合
金製金型内に供給し、４５秒間圧縮成形した。この金型
は、最小肉厚部が３．０１．最大肉厚部が８．０ｆｌに
設計されており、得られた成形体はほぼこの金型の形状
に対応していた。

（Ｂ）成形体の性能評価：（Ａ）項で得られた成形体を９０℃の熱風オーブン中で
６　ｈｒｓ保持した後、８ｍ厚および３ｆｉ厚の箇所に
ついて、変位量（たれ）を測定した。それにより耐熱性
の評価とした。別に、（Ａ）項で得られた成形体から厚
さ８ｍ、幅３０１．長さ１５０ｍ＋ａの試料片を切り取
り２曲げ強度の評価を行なった。まず、上記試料片を１
００ｍの間隔をもって配設された一対の支持体上に載置
する。次いで、この試料片中央部に５０１／分のスピー
ドで力を加えてゆく。

そして、試料片が屈曲するときの重量を測定した。

さらに、（八）項で得られた成形体から厚さ３ｍ。

幅５００ｍ、長さ５００鶴の試料片を切り取り、残響室
法により１０００Ｈｚにおける吸音率を測定した。これ
らの結果を表１および表２に示す。表２において曲げ強
度の項では、Ｏ印は１０に＋ｒ／ｒ−Ｊ以上を、△は９
．９〜６　ｋｇ　／　ａｎｔを、そして×は５．９ｋｇ
／ｃ＋Ｉｔ以下を示す。

尖隻炎）ポリイソシアネートを２２１重量部としたこと以外は、
実施例１と同様にして成形体を調製した。

ポリオールのヒドロキシル基に対するポリイソシアネー
トのイソシアネート基の比率は、当量比で１．３倍量で
あった。

得られた成形体の耐熱性２曲げ強度および吸音率を実施
例１と同様の方法により測定した。これらの結果を表１
および表２に示す。

尖旌炭主ポリイソシアネートを４０１重量部としたこと以外は、
実施例１と同様にして成形体を調製した。

ポリオールのヒドロキシル基に対するポリイソシアネー
トのイソシアネート基の比率は、当量比で２．９倍量で
あった。

得られた成形体の耐熱性９曲げ強度および吸音率を実施
例１と同様の方法により測定した。これらの結果を表１
および表２に示す。　　　−失旌勇土軟質ウレタン発泡シートの比重を０．１としたこと以外
は、実施例１と同様にして成形体査調製した。

得られた成形体の耐熱性９曲げ強度および吸音率を実施
例１と同様の方法により測定した。これらの結果を表１
および表２に示す。

ス蓋■工発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を。

軟質ウレタン発泡シートの２倍としたこと以外は。

実施例１と同様にして成形体を調製した。

実流■工発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を。

軟質ウレタン発泡シートの９倍としたこと以外は。

実施例１と同様にして成形体を調製した。

スｍ軟質ウレタン発泡シートに代えて、ガラス繊維９０％と
ポリイソプロピレン繊維１６％の混綿シート（比重０．
００８）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして成
形体を調製した。

得られた成形体の耐熱性１曲げ強度および吸音率を実施
例１と同様の方法により測定した。これらの結果を表１
および表２に示す。

失施■工発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を。

混綿シートの９倍としたこと以外は、実施例７と同様に
して成形体を゛調製した。

得られた成形体の耐“熱性１曲げ強度および吸音率を実
施例１と同様の方法により測定した。これ・らの結果を
表１および表２に示す。゛几較１　　　− ポリイソシアネートを１９９重量部としたにと以外は、
実施例１と同様にして成形体を調製した。

ポリオールのヒドロキシル基に対するポリイソシアネー
トのイソシアネート基の比率は、当量比で１．１倍量あ
った。

ル較桝Ｉポリイソシアネートを４６９重量部としたこと以外は、
実施例１と同様にして成形体を調製した。

ポリオールのヒドロキシル基に対するポリイソシアネー
トのイソシアネート基の比率は、当量比で３．５倍量あ
った。

北較炎盈発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を。

軟質ウレタン発泡シートの１．５倍としたこと以外は、
実施例１と同様にして成形体を調製した。

得られた成形体の耐熱性９曲げ強度および吸音率を実施
例１と同様の方法により測定した。これらの結果を下表
に示す。

此Ｊｕ引支発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を。

軟質ウレタン発泡シートの１２倍としたこと以外は。

実施例１と同様にして成形体を調製した。

几較開ｉ軟質ウレタン発泡シートの比重を０．３としたこと以外
は、実施例１と同様にして成形体を調製した。

ル較桝旦混綿シートの比重を０．２としたこと以外は２実施例７
と同様にして成形体を調製した。

此Ｊｕ引り発泡ウレタン原液を含浸させたシートの重量を。

混綿シートの１．５倍としたこと以外は、実施例７と同
様にして成形体を調製した。

ル較炎工軟質ウレタン発泡シートの厚さを９ｎとし、厚さ９龍の
シート状素材を得たこと以外は、実施例１と同様にして
成形体を調製した。

実施例および比較例から明らかなように２本発明によれ
ば、軽量にして９強度、耐熱性、吸音性に優れたシート
状成形体が得られる。成型工程は簡単であり、賦形性が
良好である。ヒドロキシル基に対するイソシアネート基
の当量比が１．１の発泡ウレタン原液を用いて得られた
シート状成形体は、圧縮成形による賦形性が不良である
。この当量比が３．５の発泡ウレタン原液を用いれば、
耐熱性に欠けたシート状成形体となる。発泡ウレタン原
液の含浸量が少なかったり、多孔質面材の比重が高いと
、ウレタン原液の含浸が不均一となる。

発泡ウレタン原液の含浸量が多いと、得られたシート状
成形体の耐熱性、吸音率が低下する。

（以下余白）（発明の効果）本発明によれば、このように、軽量で３強度。

耐熱性、吸音性に優れたシート状成形体が得られる。成
形工程は簡単でありかつイソシアネート基の可塑化効果
により賦形性に優れている。従って。

微妙な形状の成形も容易になされ得る。得られた成形体
は、特に、自動車天井材に好適である。本発明によるシ
ート状成形体を自動車天井材に用いると、従来、自動車
天井材に必要とされた補強材。

クッション材、吸音材などが不要となる。そのため、製
造工程が簡略化される。シート状成形体の製造方法が簡
単であるため、安価に自動車天井材が供給される。天井
自体も軽量化されるため、燃費が低減する。

本発明の製造方法により得られる成形体は、自動車天井
材に限らず、家屋や船舶用の天井材あるいは断熱用建材
など多くの分野に利用されうる。

４、　゛　　の　　゛な普゛Ｉ第１図および第２図は２本発明のシート状成形体の製造
方法の一実施例を示す工程図である。

１・・・多孔質面材、２・・・発泡ウレタン原液含浸装
置、３・・・発泡硬化成形装置、５・・・シート状素材
。

６・・・化粧面材、７・・・積層体、８・・・加熱器、
９・・・圧縮成形型、１０・・・シート状成形体。

以上

Claims

【特許請求の範囲】１、ポリオールのヒドロキシル基に対するポリイソシア
ネートのイソシアネート基が、当量比で１．３〜３．０
倍量である発泡ウレタン原液を発泡硬化成形してシート
状素材を得る工程、および該シート状素材を加熱しつつ
圧縮成形するかあるいは加熱後に圧縮成形する工程。を包含するシート状成形体の製造方法。２、前記圧縮成形により、前記シート状素材の厚さが０
．８倍以下とされる特許請求の範囲第１項に記載のシー
ト状成形体の製造方法。３、前記発泡硬化成形が、前記発泡ウレタン原液を多孔
質面材に含浸させた後なされる特許請求の範囲第１項に
記載のシート状成形体の製造方法。４、前記多孔質面材が、繊維質材料からなるシートおよ
び／または軟質ウレタン発泡シートである特許請求の範
囲第３項に記載のシート状成形体の製造方法。５、前記発泡ウレタン原液を、前記多孔質面材に対し、
含浸後の重量が該多孔質面材の２〜１０借景となるべく
含浸させた特許請求の範囲第３項に記載のシート状成形
体の製造方法。６、前記シート状素材の片面に化粧面材が積層された後
、加熱および圧縮成形される特許請求の範囲第１項に記
載のシート状成形体の製造方法。７、前記発泡硬化成形が、５０〜１００℃の温度でなさ
れる特許請求の範囲第１項に記載のシート状成形体の製
造方法。８、前記シート状素材の加熱が、１２０〜２００℃の温
度でなされる特許請求の範囲第１項に記載のシート状成
形体の製造方法。