JPH01500181A - 硬度の異なる帯域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】 硬度の異なる帯域を有するポリウレ、タン発泡体の製造方法 本発明は、軟質発泡体内に封入された１つもしくは複数の硬質発泡体帯域を有す るポリウレタン発泡体の製造に関する。

硬度の異なる帯域もしくは層を有するポリウレタン発泡体は近年の椅子類製造業 で使用する重要性が増しつつあるに至っている。特に、この種の発泡体から作成 される椅子類は自動車産業で使用されており、そこでは燃料効率の理由のため座 席の容積乃至重量を運転者の快適性もしくは支持性を損なうことなく低減させる ことが重要になりつつある。

支持線材の使用により、または別々に発泡加工された硬度の異なる部品から座席 を組立てることによりポリウレタン発泡体からなる座席の特性を改良することは 公知であるが、製造工程を単純化する観点から近年２つの代替技術が開発された 。

これらの代替技術の１つはＵ３４１９０６９７号に記載されている。この特許は 、異なる硬度を有する発泡体の層からなる一体型ポリウレタン発泡体を開示する 。したがつて、軟質発泡体からなる比較的快適性の高い軟質発泡体の上部層とそ の下の硬質発泡体からなる支持用下部層とからなる座席クッションが開示されて いる。この特許は、硬質発泡体の処方物を金型に添加し、硬質発泡体処方物の成 形を進行させ、軟質発泡体処方物が硬質発泡体処方物を通過して層状構造を生成 する条件下で軟質発泡体処方物を成形進行中の硬質発泡体処方物に添加すること によりこの種のポリウレタン発泡体を作成する方法も開示している。好ましくは 、軟質発泡体処方物を添加する前に成形進行潜在力の約１０〜８０％の間で硬質 発泡体処方物を成形進行させておく。

もう１つの代替技術は本出願人のヨーロッパ特許６８８２０号に記載されている 。この特許は、軟質発泡体内の硬質発泡体封入層からなる一体型ポリウレタン発 泡体を作成する方法を開示し、これは自動車シートの側部ロールおよびランバ支 持部を製造するのに特に適する。この種の発泡体を製造する方法は、まず軟質発 泡体処方物を金型に添加し、軟質発泡体処方物の成形を進行させ、続いて硬質発 泡体処方物が軟質発泡体処方物内を通過せず代わりにこれにより封入される条件 下で硬質発泡体処方物を添加することからなる。硬質発泡体を好ましくは（１） 軟質発泡体処方物がもとの容積の２５０％〜１４００％の範囲の量に膨張した時 にまたは（２）軟質発泡体処方物を導入後ｔ＋３〜ｔ＋１５（秒ｔは軟質発泡体 処方物のクリーム時間である）の間に添加する。

後者の特許の方法に関して、軟質物による硬質発泡体処方物の主通封入成形は、 硬質発泡体処方物を添加する瞬間の２つの処方物の間の密度差が可能な限り小さ い場合に起ることが知られている。しかしながら、密度差を最小化するに当って は問題が対立している。これは、硬質発泡体を添加する際は軟質発泡体は成形進 行中であると共に密度が増加しつつあるのに対し、硬質発泡体は金型に導入する に際し成形進行前であり比較的濃い状態にあることに起因する。したがって、こ の問題を克服するためには、硬質発泡体処方物を軟質発泡体処方物の注入後比較 的速やかに導入すると共に比較的低い反応性の軟質発泡体処方物を使用して軟質 発泡体の急激な成形進行を回避することが必要であった。

改良方法が発見されているが、これはＥＰ６８８２０号の方法につき、従来用い られたものと較べると比較的高い反応性のものを包含するより広範囲の軟質発泡 体処方物を用いて操作することを許容する。さらに、与えられた１組の操作条件 につき、封入化発泡体を覆う封入の最小の厚さにより特定される封入化程度が改 良され、これにより製品品質が改良される。この方法は、混合ヘッドを離間後た だちに硬質発泡体処方物の起泡を生起する起泡剤を導入することからなり、これ によりその密度が急速に減少する。金型内に一度存在すると硬質発泡体処方物の 更なる成形進行を生起する例えば水のような標準的発泡剤に加えて起泡剤を添加 する。

よって、本発明によれば、軟質ポリウレタン発泡体内に封入された硬質ポリウレ タン発泡体からなる可撓性成形ポリウレタン発泡体物品の製造方法であって、そ の方法が金型内に軟質発泡体処方物を導入し、軟質発泡体処方物７を成形進行さ せてその容積を１００％〜２３００％の間に膨張させ、その後硬質発泡体処方物 を軟質発泡体処方物上に導入することからなり、硬質発泡体処方物が多官能価イ ソシアナートと多官能価アルコ−ノーと発泡剤と軟質発泡体処方物上に導入され る際に硬質発泡体処方物の密度が軟質発泡体処方物の密度の７５〜１４５％の間 となる程度に硬質発泡体処方物が起泡されるよう生起するのに充分な起泡剤とか らなることを特徴とする製造方法が提供される。

前記した方法は、現存する発泡体混合／投与装置に通用しうる利点を有する。起 泡剤を使用する際は、処方物成分の加圧流を機械的に混合する低圧ポリウレタン 発泡体計量分配機と組合せると有効である。この種の計量分配機は混合室を有し 、これは部分的に除加圧されていて突出前の発泡体処方物を保持する。したがっ て、処方物中の起泡剤の量と混合室内の滞留時間とを調節することにより第２の 発泡体処方物の密度を正確に調節することができる。混合ヘッド内の個別の流れ としてまたは樹脂流の１つに起泡剤を導入し得る。

この方法は、高圧ポリウレタン発泡体計量分配機と組合せても用いることができ 、この中では処方物成分の混合が反応体流相互の高圧衝突により影響を受ける。

しかしながら、この種の機械では混合が始まる前に起泡剤を多官能価アルコール もしくは多官能価イソシアナートに溶解もしくは突出するのが好ましい、計量分 配機の混合ヘッドへ起泡剤を直接突出すると一般に起泡が僅かしかない結果とな るためである。

起泡剤については、これは適切には、例えば空気、二酸化炭素、窒素並びに類似 物のような不活性ガス、または、例えばＣＣｊ！、Ｆ％Ｃ（１２Ｆ、並びにＨＣ ＦＣＩｌ、のようなりロロフルオロメタンのような周囲温度で揮発性の高い人工 的発泡剤、ブタン、ヘキサン並びに類似物のいずれかとする。

好適な起泡剤は二酸化炭素である。

前記したように、改良された封入化を実現するためには、第２の比較的硬質の発 泡体の処方物を成形進行中の第１の比較的軟質の発泡体の処方物の上に導入する に際し、これら２つの発泡体処方物の濃度を確実に近似させることが重要である 。適切には、第２の比較的硬質の発泡体の処方物を導入するに際し、これが、成 形進行中の第１の比較的軟質の発泡体の処方物の密度の７５％〜１４５％の間、 好ましくは８５％〜１２５％の範囲内、最も好ましくは９５％〜１２０％である 密度を有するとすべきである。

軟質および硬質発泡体処方物の標準的成分については、これらは当業者にとって は慣用されているものである。処方物の種類の完全な詳細はＥＰ６８８２０号に 、ここにも参照により取入れた関連する主題につき詳細に開示されている。概説 すると、多官能価イソシアナートは好ましくは商業的規模で広く用いられている ものである。実用に際し、これは、トルエンジイソシアナー）（ＴＤＩ）、ジ（ イソシアナトフェニル）メタン（ＭＤＩ）の異性体および高級同族体並びにこの 種の化合物とポリエーテルポリオール、ポリマポリオールまたはポリアミンとの プレポリマを意図する。

同様に、多官能価アルコール（当業者にはポリオールとして公知）は、好ましく は、単純ジオールもしくはトリオールをエチレンオキシド、プロピレンオキシド またはブチレンオキシドの１つもしくは複数を用いてアルコキシル化することに より調製されるポリエーテルポリオールである。

発泡体を作成するためには、軟質および硬質発泡体処方物の双方が発泡剤を混和 することが必要である。これは、起泡剤がある程度の量の発泡を起すにも拘わら ず充分に成形進行した発泡体を与えるには不充分であるため、硬質発泡体処方物 の場合に特に必要である。典型的な発泡剤は、起泡剤として使用するものより僅 かに揮発性が低い水または人工的へロカーボンである。好適な発泡剤は水である 。

前記した成分に加えて、触媒、界面活性剤、発泡体安定化剤、軟度調節用添加物 、連鎖延長剤、難燃剤並びに類似物をＥＰ６８８２０号に詳細に説明したように 添加して発泡体処方物の物理的特性を改良するのが通常望ましい。

成形工程は、適切には、発泡体処方物を導入した後に閉鎖し得る蓋を有する開口 彫金型内で行う、一旦金型を閉じると発泡体処方物は充分な成形進行を許容され 、その後硬化する。

硬化した後に成形物品の取出しを行う。

本発明の方法を以下の実施例を参照して説明する。

実施例１ この実験および次の比較試験については、ポリウレタン自動車シートを作成する のに用いる種類の金型を用いた。金型は、最終的な成形物品が中心シート部分と ２つの支持用側部ロールとからなる設計のものである。

ポリウレタン高圧計量分配機により金型を充填した。計量分配機は３つの流入流 （ポリオール２、イソシアナート１）と高圧混合ヘッドとを有する。計量分配機 をロボットアームの末端に接続した。

混合へラドに至る３つの流れは次の通りである：流れ１　−軟質発泡体処方物を 作成するためのポリオール１００重量部　１６重量％のスチレン／アクリロニト リル共重合体含量を有するポリマポリオール（ＢＰ−Ｕｌ　３１５） ３．２重量部　水 ０．０５重量部　ＵＣＣＡ−１アミン触媒０．５重量部　空気産物　３３ＬＶ　 アミン触媒０．８重量部　ＢＰ　５Ｈ−２０７シリコーン界面活性剤流れ２　− 硬質発泡体処方物を作成するためのポリオール１００重量部　３０重量％のスチ レン／アクリロニトリル共重合体含量を有するポリマポリオール（ＢＰ−ＲＰ１ ３１８） ２．８重量部　水 ０．５重量部　ジェタノールアミン ０．７重量部　空気産物　３３ＬＶ　アミン触媒１、ＯＭ量部　ＢＰ　５Ｈ−２ ０９シリコーン界面活性剤流れ３　−乙！シアナート流 、：、（７）ｉｆｔＬｌ；ｔ８０％ＴＤ　Ｉ　（８０／２０）と２０％粗製ＭＤ Ｉとの配合物からなる。イソシアナートは、それぞれの処方物中でそれぞれの処 方物が指数１００を有するような量で使用する。

前記したものに加えて、二酸化炭素を再循環流を介して流れ２に導入する。導入 する二酸化炭素の量は流れ２より誘導される発泡体処方物が混合ヘッドを離間す るに際し２５０ｇ／リットルの密度を有するようなものとする。

方法の詳細 金型温度−５０〜５５℃ 成形品の取出し時間＝８分 １、流れ１と流れ３とを混合して軟質発泡体処方物を作成した。軟質発泡体処方 物を金型と対向して計量分配機を移動するロボットアームを用い開いた金型のシ ートおよび側部ロール領域に注入した。軟質発泡体処方物の注入時間は３．７秒 だった。

２、流れ２と流れ３とを混合して硬質発泡体処方物を作成した。流れ２中に二酸 化炭素が存在するため金型に注入する際はこの処方物は起泡状態にある。工程１ の完了後それぞれ３秒および６秒間左および右側部ロールに順次（ＥＰ６８８２ ０号に記載したように）除去的に硬質発泡体処方物を注入した。それぞれの場合 の注入時間は１秒だった。

工程１の途中、硬質発泡体処方物の密度は成形進行中の軟質発泡体処方物の１０ ０〜１２０％の間だった。

３、金型を閉じて内容物が硬化するよう図る。前記した方法で作成した成形品は 軟質発泡体で封入された硬質発泡体からなる側部ロールを有していた。硬質発泡 体を覆う軟質発泡体の厚さは最小で１１だった。

比較試験 二酸化炭素を流れ２に導入し従って硬質発泡体の密度を全く制御せず、それ以外 は同様にして実施例１をくり返した。

前記した方法で作成した成形品は軟質発泡体で封入された硬質発泡体からなる側 部ロールを有していた。しかしながら、この場合は、硬質発泡体を覆う軟質発泡 体の厚さは最小で０．３１だった。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＦ、Ｌ　３ＥＡＲＣＨＲＥ ＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．軟質ポリウレタン発泡体内に封入された硬質ポリウレタン発泡体からなる可 撓性成形ポリウレタン発泡体物品の製造方法であって、その方法が金型内に軟質 発泡体処方物を導入し、軟質発泡体処方物を成形進行させてその容積を１００％ 〜２３００％の間に膨張させ、その後硬質発泡体処方物を軟質発泡体処方物上に 導入することからなり、硬質発泡体処方物が多官能価イソシアナートと多官能価 アルコールと発泡剤と軟質発泡体処方物上に導入される際に硬質発泡体処方物の 密度が軟質発泡体処方物の密度の７５〜１４５％の間となる程度に硬質発泡体処 方物が起泡されるよう生起するのに充分な起泡剤とからなることを特徴とする製 造方法。
2. ２．硬質発泡体処方物の密度を軟質発泡体処方物の密度の８５％〜１２５％の間 とすることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．硬質発泡体処方物の密度を第２の発泡体処方物の密度の９５％〜１２０％の 間とすることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. ４．起泡剤を二酸化炭素とすることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. ５．発泡剤を水とすることを特徴とする構求項４記載の方法。
6. ６．方法が、（ａ）金型を閉じて発泡体が充分成形進行するよう図ると共に（ｂ ）発泡体が硬化するよう図る後続工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記 載の方法。