JPS6330541A

JPS6330541A - シート状成形体の製造方法

Info

Publication number: JPS6330541A
Application number: JP61174568A
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: 1988-02-09
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH0781026B2

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２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２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
。

（問題点を解決するための手段）本発明は９分子内にビニル基を有するポリオールと、こ
のビニル基と反応性を有するモノマーとを発泡ウレタン
原液中に含有させることにより。

モノマー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、ポリ
オールのビニル基と反応性のモノマーとが重合反応を起
こすため、軽量で２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、同−分子鎖内に
１個以上のビニル基を有するポリオール。

該ビニル基と反応性を有するモノマー９およびポリイソ
シアネートを含有す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。

同−分子鎖内に１個以上のビニル基を有するポリオール
には１例えば１次式で示される化合物がある。

ｎ（ＨＯ）　−Ｒ−０−Ｃ−ＨＣ＝ＣＨＣＲ（ＯＨ）ｎ
。

ＩＣＨｚ”ＣＨＣ−Ｒ（ＯＨ）ｎＨ２０ＨＣｔ＋Ｚ ■ ＨＯＨｚＣ−ＣＨｚ　−Ｃ−（ｃＨｚ）Ｔ−ｃＨ＝　Ｃ
１ｌ□ＨＩ ■ Ｈ２０Ｈここで、Ｒはアルキレン基、そしてｎは整数である。

上記ビニル基と反応性を有するモノマーには。

例えば、スチレン、メチルアクリレートアクリロニトリ
ル、ジビニルベンゼンおよびジアリルフタレートがある
。

ポリイソシアネートとしては２例えば、トリレンジイソ
シアネート（ＴＤＩ）、　メチレンジイソシアネート（
ＭＤＩ）が挙げられる。

この発泡ウレタン原液には、上記ポリオール。

反応性モノマーおよびポリイソシアネートのほかに９通
常２発泡剤、触媒２重合開始剤が含有される。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。

重合開始剤には９例えば、アゾビスイソブチロニトリル
などのアゾ系化合物やベンゾイルパーオキサイド、　ｔ
ｅｒｔ−ブチルパーオキサイドなどのパーオキサイドが
ある。

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１，０〜１．１５倍
量とされるのが好ましい。イソシアネート基の量がこの
範囲であれば９反応性モノマーの可塑化効果だけでなく
ポリイソシアネートの可塑化効果も得られ、それにより
シート状素材の圧縮成形が容易となる。しかし、イソシ
アネート基が１．１５倍量を上まわると、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１次いで発泡
硬化成形されてシート状素材が得られる。

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１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、軟質ウレータン発泡シートの比重は、　　０．０
０８〜０．５．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２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１０〜３０ｍ１そして軟質ウ
レタン発泡シートの厚さは５〜２０１ｍ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“Ｃの温度でなされる。成形温度がこの範囲であれば
、ポリオールのビニル基と反応性を有するモノマーが系
内に存在するため、このモノマー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。モノマーは低分
子量体であるため１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。

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２
発泡硬化成形によってモノマーが反応しポリマー化する
ため、圧縮成形工程における未反応のモノマーによる可
塑化効果が得られない。そのために成形が困難となり、
成形体にクラン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１例えば、ファプリツタなどの布状面材
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１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°Ｃ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　／　ｃｉ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１反応性モノマーの可塑化
効果が顕著となる。しかも、加熱によりラジカル開始剤
の作用に伴ってポリオールのビニル基が反応性モノマー
と反応し、ポリウレタン同士が架橋を起こすため、得ら
れた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、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２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２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。反応性モノマー、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、　Ｉ＋＠次面材１の内
部に含浸していく。含浸ロール２６により、ウレタン原
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２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１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
ベルト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２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１
０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９発泡ウレタン
原液中に、ポリオールのビニル基と反応性を有するモノ
マーが存在するため１発泡硬化成形後もこのモノマーが
シート状素材中に残留する。

この反応性モノマー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、モノマー
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。反応性のモノマーは、加熱によりポリオールのビニ
ル基と反応してポリウレタン同士を架橋させるため、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９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。

大施尉土（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。

次式で示されるペンタエリスリトールベースのポリオー
ル　　　　　　　　　　　　１００重量部Ｃ）１２０ＨＣＨ。

ＨＯＨｚＣＣＨｚ　　ＣＨＣＨｚ）−ｒ−ＣＩ＝Ｃ）Ｉ
ｚＣＨ２閣Ｃｌ（！ＯＨスチレン（反応性モノマー）２５重量部ポリイソシアネ
ート（Ｃ−間■、スミジュール４４Ｖ−２０゜住人バイ
エル社製）１０５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ｔｅｒｔ−ブチ
ルパーオキサイド（重合開始剤）　　　　　　　　　１重量部５Ｒ−１９
０（整泡剤、東しシリニーン社製）１重量部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１０ｆｌ。

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２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１０１１１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１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１．５０）を積層
した。積層体の周囲をピンチし、加熱器の加熱李ヤンバ
ー内にセントして、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３．０ｍ、最大肉厚部が８　、　Ｏ
ｘ＊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、８１厚および３璽重厚の箇所に
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８１１１幅３０ｆｌ、長さ１５０ｍ麓の試料片を切り
取り１曲げ強度の評価を行なった。まず、上記試料片を
１００鶴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５０■藁／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、（Ａ）項で得られた成形体から厚さ８−ｍ。

幅５０（ｌｎ、長さ５００鶴の試料片を切り取り、残響
室法により１０００）１ｚ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、○印はｌ　Ｑ　ｋｇ　／　ｃｎ１以上
を、△は９．９〜６　ｋｇ／　ｃｏｔを、そして×は５
．９ｋｇ／ｃＩ］ｌ以下を示す。

去斑炭又軟質ウレタン発泡シートの厚さを３５ｍとし、厚さ９１
１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。ただし、厚さ８１の部分は３３
％の圧縮成形により得られた。

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。

尖拒■ユスチレンを５０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。

災施拠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を調製した。

尖詣班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。

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。

大旌斑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。

１庭班１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１０％の混綿シート（比重０．
０８）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。

止較±上軟質ウレタン発泡シートの厚さを９．Ｏｕとし。

厚さ９．０鶴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。

北較炭１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。

止校±１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。

止較拠↓ シート状素材を加熱せずに圧縮成形したこと以外は、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。これらの結果を表１
および表２に示す。

止較斑圭スチレン（反応性モノマー）を加えなかったこと以外は
、実施例１と同様にして成形体を調製した。

上較拠ｉポリオールとして次式で示されるビニル基を有しないポ
リオール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。

Ｈ２０Ｈ ■ ｌｈ畷ＨＯ−＋ＣＨｚ　　＋□：１ニーＣ−＋−Ｃ）Ｉ　ｚ　
＋□ｒ−ＯＨｌｚｎｚｏｕ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。成形工程は簡単であり、賦形性が
良好である。ビニル基を有しないポリオールを用いたり
１発泡ウレタン原液に反応性モノマーを含有させなけれ
ば、圧縮成形による形状成形が不可能である。成形前に
加熱しない場合も、成形できない。発泡ウレタン原液の
含浸量が少ないと含浸が不均一となり、含浸量が多いと
、得られたシート状成形体の吸音率が低下する。

（発明の効果）本発明によれば、このように、軽量で１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反応性モノマーの可塑化効果に
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、ズ　の　′なｉ゛日第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、同一分子鎖内に１個以上のビニル基を有するポリオ
ール、該ビニル基と反応性を有するモノマー、およびポ
リイソシアネートを含有す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、前記ポリオールが、次式で示される化合物のうちの
少なくとも一種であ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。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、Ｒはアルキレン基、そしてｎは整数である。３、前記モノマーが、スチレン、メチルアクリレート、
アクリロニトリル、ジビニルベンゼンおよびジアリルフ
タレートのうちの少なくとも一種である特許請求の範囲
第１項に記載のシート状成形体の製造方法。４、前記ポリオール１００重量部に対し、前記モノマー
が１０〜５０重量部の範囲で含有された特許請求の範囲
第１項に記載のシート状成形体の製造方法。５、前記ポリイソシアネートのイソシアネート基が、前
記ポリオールのヒドロキシル基に対し、当量比で１．０
〜１．１５倍量の割合で含有された特許請求の範囲第１
項に記載のシート状成形体の製造方法。６、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。７、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。８、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７項に記載のシート状成形体の製造方法。９、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倍量となるべく
含浸させた特許請求の範囲第７項または第８項に記載の
シート状成形体の製造方法。１０、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。１１、前記発泡硬化成形が、３０〜１００℃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。１２、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。