JPH04120140A - パネル用フォーム素材、パネル用フォーム圧縮素材及びパネル板の製造方法 - 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］ 本発明は住宅・建材分野、自動車内装材分野等に使用さ
れる軽量・高剛性パネル、断熱パネル、制振・防音パネ
ル、複雑形状パネル等の各種機能性パネルを簡便に製造
するための新規芯材として使用されるパネル用フオーム
素材、パネル用フオーム圧縮素材及びそれを用いた新規
パネル板の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 硬質ウレタンフオーム、スチレンフオーム等の軽量フオ
ームやアスファルト等の含まれた半硬質フオーム等の損
失弾性率の大きなフオーム素材を芯材として使用し、こ
れに剛性を付与したり、表面化粧する目的で芯材両面に
接着剤を介してガラス繊維マット、不織布等の補強性シ
ート材や鉄板等の剛板、塩化ビニルクロス等の表皮材を
積層・貼付してサンドイッチ構造の各種パネルを製造す
ることは従来より公知であり、特に目新しい技術ではな
いが、これらの方法では次のような問題点がある。

■軽量・高剛性のパネルを製造する際、使用する芯材フ
オームはパネルの厚みに適合する厚みをもった軽量発泡
体スライス板である場合が多いが、嵩高いため運搬輸送
時及び材料保管時に占有する体積が大きく、コスト的に
高くなるばかりでなく非能率的である。

■鉄板等の剛板サンドイッチ構造の複雑形状パネルを製
造する際、従来は半硬質フオーム両側より剛板でプレス
圧縮してサンドイッチ構造としていたため、犬掻りな圧
縮装置が必要である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記のような従来のパネル用芯材フオームの欠
点を解決したパネル用フオーム素材、パネル用フオーム
圧縮素材及びパネル板の製造方法を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明者らはこれら工程上の問題点を解決するた
め鋭意研究した結果、通常の温度条件では硬質、または
半硬質のフオームであるが、高温条件で軟化し、容易に
圧縮、変形しつるだけでなく、この圧縮変形されたフオ
ームが再度加熱することにより元の寸法形状に完全に戻
り、かつ加熱下で水と反応させれば硬化して永久変形を
示すフオーム素材を見いだし本発明を成すに至った。

本発明のパネル用硬質又は半硬質フオーム素材は、ベー
スポリオールに対し３．０〜５０重量％の２官能鎖延長
剤を含むポリオール成分とイソシアネート成分とを水及
び／又は有機発泡剤の存在下で上記イソシアネート成分
が反応当量より過剰に存在する状態で反応させてなるも
ので、ポリウレタン・ポリウレア樹脂フオーム又はポリ
ウレタン樹脂フオームである このパネル用フオーム素材を１３０℃〜２２０℃に加熱
して軟化させ、直ちに冷間プレスで均一厚みのシートに
圧縮変形させたフオーム圧縮素材は常温で貯蔵安定性良
好なシートであり、容易にロール形状に巻き取れるほど
の可撓性を有している。しかしこのシートは加熱により
元の厚みのフオームに戻るだけでな（非常に柔らかいフ
オームになっているため、これを深絞り模様のある複雑
形状のモールドに入れ、冷間プレスすると容易に賦型す
ることができる。

更にこの時水をスプレー等でフオームに供給させ冷間プ
レスさせて賦型させたものは再度の加熱では型戻りの起
きないいわゆる永久変形を示しており、適当な表皮材、
補強材との組み合わせにより自動車の成形天井材等に好
適なシート成形体を与える。又、別の工法として、２枚
の鉄板等の剛板の間に、このフオーム圧縮素材をはさみ
、全体を加熱することによりフオーム圧縮素材は元の厚
みに戻り、剛板−フオーム−剛板のサンドイッチ構造体
を容易に得ることもできる。この時フオーム素材がそれ
自身損失弾性率の大きなものであれば、得られるサンド
イッチ構造体は制振、防音パネルとして、例えば自動車
の床材等に応用できるものとなる。

本発明で使用するポリオール成分は、ポリウレタン製造
に一般的に使用されているベースポリオールにその３．
０〜５０重量％の２官能鎖延長剤を含むものである。

本発明で用いられるベースポリオールとしては例えばエ
チレングリコール、プロピレングリコール、１．４−ブ
タンジオール、ジエチレングリコール等の２価のアルコ
ール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の３価の
アルコール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シ
ョ糖等の４価以上のアルコール、又はこれ等の多価アル
コールにプロピレンオキサイド、エチレンオキサイド等
のアルキレンオキサイドを付加重合したものや、脂肪族
又は芳香族ポリアミンやアルカノールアミン類にアルキ
レンオキサイドを付加重合したポリエーテル系ポリオー
ル類や、ポリエーテルポリオールにビニル基を有するモ
ノマーをグラフト重合させたいわゆるポリマーポリオー
ル、あるいは多塩基酸と多価アルコールを縮重合させて
得られるポリエステルポリオール類等、−船釣ウレタン
フオームに用いられるポリオール成分の一種、又は二種
以上の組合せが用いられる。

更に本発明の中心的役割を果すこのフオームの特徴を明
確に発揮させるため、上記多価アルコールや脂肪族又は
芳香族ポリアミン、アルカノールアミン類にエチレンオ
キサイド量を多く付加重合させたポリオールを添加して
フオームに破泡効果をもたらせることが好ましい。

本発明においては、上記ベースポリオールに、ビスフェ
ノールＡ等の２官能フエノール系鎮延長剤、ジフェニル
メタンジアミン等の２官能芳香族アミン系鎖延長剤、及
びそれらの誘導体である２官能鎖延長剤の一つ又は二つ
以上のものを添加することが重要である。

これら２官能鎖延長剤はポリオール成分の一つとして投
入されるが１本発明の効果をより明確に発揮させるには
、ベースポリオールに対し３．０〜５０重量％、好まし
くは５，０〜３０重量％が必要である。２官能鎖延長剤
の量が３．０重量％より少ないと、フオームは加熱によ
る厚み復元の少ないものになるし、逆に５０重量％より
多（なると独立気泡の多いフオームとなり、発泡後のブ
ロック収縮現象が激しくなり、寸法精度の良好なフオー
ム素材が得られな（なる。

又フオーム自体に大きな損失弾性率を与えるため、アス
ファルト等の添加も可能であり、本発明の範囲を超える
ものではない。

またイソシアネート成分としては一般的な脂肪族又は芳
香族イソシアネート或はそれらの混合体が用いられ、必
要に応じては、これ等イソシアネート類とポリオールを
部分的に反応させた末端−ＮＧＯ基を有するプレポリマ
ーを用いることもできる。

ポリオール成分とイソシアネート成分との混合比は、使
用するポリオール成分と化学当量的に反応するイソシア
ネート成分量（反応当量）よりも過剰のイソシアネート
成分を用いて出来たフオーム中に未反応のイソシアネー
ト成分が多量に残るようにする。

発泡剤として水を用いる場合は、使用するポリオール成
分及び水と化学当量的に反応するイソシアネート成分量
（反応当量）よりも多量のイソシアネート成分を用いて
出来たフオーム中に未反応のイソシアネート成分が多量
に残るようにする。

用いるイソシアネート成分の量は、反応当量の１．２倍
〜５倍、好ましくは１．５〜２．５倍とするのが良い。

また水やメチレンクロライド等の有機発泡剤は得られる
ポリウレタン樹脂又はポリウレタン・ポリウレア樹脂を
フオーム状にするのに添加されるものであり、メチレン
クロライド以外、モノクロロトリフロロメタン等の公知
の低沸点有機発泡剤は全て利用でき、種類は限定されな
い。更にその量については最終製品の使用目的に応じて
任意に設定すれば良く、特に限定するものではない。

又、発泡に当って、触媒、界面活性剤等も必要に応じて
用いることもできる。使用する添加剤の種類、量ともに
一般的なウレタンフオームに用いるものと同じでよく、
特に限定されない。

このようにして処方された原料クリームは通常の多成分
発泡機を用いて連続的に発泡させても、バッチ式で発泡
させても良いが、ブロック状に発泡させて、フオーム硬
化後、所定の厚みにスライスしたものが本発明の場合都
合が良い。

こうして得られる硬質又は半硬質フオーム素材定厚板は
１３０℃以上に加熱すると軟化し、１６０℃以上になる
と恰も軟質フオームのような状態になる。更にこの軟質
フオーム状態にあるフオーム素材に水をスプレーして８
０℃以上の深゛絞りモールド内で加圧すると、型追随性
が良好な深絞り形状成形品が得られるだけでなく、フオ
ーム素材にスプレーした水分がフオーム素材内に残存す
る未反応イソシアネートの−ＮＧＯ基と反応を起こし、
フオームは熱硬化型に変化し、賦型された成形品は再加
熱しても型戻りすることなく、良好な永久変形を示す。

また水をスプレーしない条件でフオーム素材を１３０℃
以上に加熱し、そのまま元の厚さのイ〜％の厚みまで冷
間プレスして定厚圧縮して得たシート状のフオーム圧縮
素材は再加熱により容易に元の厚みまで復帰する。

このフオーム圧縮素材は常温で貯蔵安定性良好なシート
であり、容易にロール形状に巻き取れるほどの可撓性を
有している。

本発明の効果をより効果的に発揮させるための加熱温度
条件は次のような範囲が推奨される。

一定の厚さに成形又はスライスされた硬質又は半硬質板
は１３０℃以上で軟化し、１６０℃以上になるとあたか
も軟質フオームのような状態になるが、２２０℃以上に
なるとフオーム熱劣化を起こし、変色と同時に脆くなっ
てしまう。

従って定厚圧縮を容易に行わせるための加熱温度は１３
０℃以上２２０℃以下であり、好ましくは１６０℃以上
２００℃以下が推奨される。

また加熱時間は、成形又はスライスされた板の厚みや加
熱温度により異なるが、長すぎる加熱時間は、たとえ加
熱温度が低（てもフオーム劣化の恐れがあるので避ける
べきである。

更にこの定厚フオーム素材はその両面にホットメルトタ
イプの接着剤等を介して不織布や表皮材と接着させた積
層体として使用することも当然者えられ、その場合も予
めこれら積層体構成条件で定厚圧縮された積層シートは
再加熱により元のフオーム素材の厚みに相当する厚さま
で容易に復帰するが、その時の再加熱条件はフオームの
耐熱温度だけでなく、不織布や表皮材の耐熱温度も考慮
した加熱温度、加熱時間を採用すべきことは言うまでも
ない。

以下実施例により本発明の詳細な説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ 第１表の配合で原材料を混合して厚さｘ幅×長さ＝　３
００　Ｘ　３００　Ｘ　３００　ｍ　ｍのブロックを作
成した。第１表の配合における水及びポリオール成分の
量に対するイソシアネート成分の量は化学当量で２倍で
あった。

反応・硬化後、このブロックをスライスして厚さＸ幅×
長さ＝１０Ｘ２５０Ｘ２５０ｍｍの板材状のフオーム素
材を切り出した。この板材は比重＝　０　。

０４０の連続気泡性の硬質フオームであつた。

第 表 この板材状のフオーム素材を１８０℃雰囲気のオーブン
中へ１分間投入すると非常に軟らかいフオームに変化し
たので、そのまま６０℃のプレスで３ｍｍ厚まで圧縮し
、１分後にプレス圧を解放し、フオームを取り出すと３
ｍｍ厚のシート状圧縮フオーム素材が得られた。

このシート状の圧縮フオーム素材をそのまま１８０℃に
再加熱すると３０秒後に元のスライス板の厚み（１０ｍ
ｍ）に復帰した。更にこの厚み復帰した加熱フオームに
水をスプレーし、直ちに６５℃に温度維持されている深
絞りモールドにセットし３０秒秒間間プレスすると非常
に良好な型追随性を示して、深絞り成形品が得られた。

この成形品は、その後１３０℃雰囲気のオーブンに３０
分間投入しても型くずれなく、良好な高温寸法安定性を
示していた。

実施例２ 実施例１で得た硬質フオームスライス板材の両面にホッ
トメルトフィルム接着剤を介して高張力不織布（ユニチ
カスパンボンド７１０００ＷＳＯ；ポリエステル系、目
付１ｏ０ｇ／ｒｒｆ、　　タテ方向引張歪カニ２０ｋｇ
／３ｃｍ）を積層して１５０℃熱プレスで２０秒間加圧
して圧着させ、総厚味３ｍｍの不織布−圧縮フオーム素
材−不織布一体積層品を得た。

この積層品を１８０℃に再加熱すると３０秒後に元のス
ライス板材の厚味（１０ｍｍ）の両面不織布積層体にな
り、更に熱いうちに水をスプレーして直ちに６５℃に温
度維持されている深絞りモールドにセットし、３０秒秒
間間プレスすると非常に良好な型追随性を示して剛性の
高い深絞り成形品が得られた。この成形品は、その後１
３０℃雰囲気のオーブンに３０分間投入しても型崩れな
く、良好な高温寸法安定性を示した。

犬施例３ 実施例１と同様の配合で更にアスファルト成分を１００
部追添した原材料を混合して発泡させ、厚さＸ幅×長さ
＝３００Ｘ３００Ｘ２５０ｍｍのブロックを作成した。

反応、硬化後このブロックをスライスして厚さｘ幅×長
さ＝１０Ｘ２５０Ｘ２５０ｍｍの板材状のフオーム素材
を切り出したが、この板材は比重０．０５０の連続気泡
性の半硬質フオームで損失弾性率も大きいものであった
。

このフオームの加熱時、冷間ブレス時の挙動は実施例１
，２と殆ど同じであり、特にフオーム両面に１．０ｍｍ
厚の鉄板を接着させた積層構造体は、−点加振法で制振
効果を測定すると損失係数η＝０．６５という良好な制
振複合構造板になっており、車両用床材として好適なも
のであった。

比較例１ 第１表の組成で鎖延長剤２．０重量部とした原材料（水
及びポリオール成分の量に対するインシしネート成分の
量は化学当量の２．５倍）を混合して実施例１と同様に
して発泡させたブロックを作り、板材を切り出した。こ
のフオーム板材を１８０℃雰囲気のオーブン中へ１分間
投入すると非常に軟らかいフオームに変化し、更に６０
”Ｃのプレスで３ｍｍ厚迄圧縮し１分後にプレス解放し
フオームを取り出すと３　ｍ　ｍ厚の圧縮フオームが得
られた。しかし、このフオームをそのまま１８０℃に再
加熱しても元のスライス板の厚味に復帰しないだけでな
く、再び軟らかいフオーム状態になることもなかった。

比較例２ 第１表の組成でで鎖延長剤５５重量部とした原材料（水
及びポリオール成分の量に対するイソシアネート成分の
量は化学当量の１．４５倍）を混合して実施例１と同様
にしてブロックを発泡させたところ、独立気泡のブロッ
クとなり、冷却後大きく収縮して良好な板材を取得する
ことは出来なかった。

［発明の効果］ 本発明のフオーム素材は、通常の温度条件では硬質又は
半硬質のフオームであるが、高温条件で軟化し、容易に
圧縮、変形しうるだけでな（、この圧縮変形されたフオ
ームが再度加熱することにより元の寸法形状に完全に戻
り、かつ加熱下で水と反応させれば硬化して永久変形を
示す。

従って軽量・高剛性パネルの芯材として好適であるばか
りでなく、フオーム圧縮素材は嵩が小さくなり、運搬輸
送時及び材料保管時の占有体積が小さくなるので経済的
且つ能率的である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ベースポリオールに対し３．０〜５０重量％の２官
   能鎖延長剤を含むポリオール成分とイソシアネート成分
   とを水及び／又は有機発泡剤の存在下で上記イソシアネ
   ート成分が反応当量より過剰に存在する状態で反応させ
   てなるパネル用硬質又は半硬質フォーム素材。 ２）ベースポリオールに対し３．０〜５０重量％の２官
   能鎖延長剤を含むポリオール成分とイソシアネート成分
   とを水及び／又は有機発泡剤の存在下で上記イソシアネ
   ート成分が反応当量より過剰に存在する状態で反応させ
   たフォームを１３０℃〜２２０℃に加熱し圧縮してなる
   パネル用硬質又は半硬質フォーム圧縮素材。 ３）表面に補強性シート材又は表皮材を接着してある請
   求項第２項記載のパネル用硬質又は半硬質フォーム圧縮
   素材。 ４）ベースポリオールに対し３．０〜５０重量％の２官
   能鎖延長剤を含むポリオール成分とイソシアネート成分
   とを水及び／又は有機発泡剤の存在下で上記イソシアネ
   ート成分が反応当量より過剰に存在する状態で反応させ
   たフォームを１３０℃〜２２０℃に加熱し圧縮してなる
   圧縮素材を１３０℃〜２２０℃に再加熱して厚みを復帰
   させた後水を供給して加熱硬化させることを特徴とする
   パネル板の製造方法。 ５）圧縮素材が表面に補強性シート材又は表皮材を接着
   したものである請求項第４項記載のパネル板の製造方法
   。 ６）ベースポリオールに対し３．０〜５０重量％の２官
   能鎖延長剤を含むポリオール成分とイソシアネート成分
   とを水及び／又は有機発泡剤の存在下で上記イソシアネ
   ート成分が反応当量より過剰に存在する状態で反応させ
   たフォームを１３０℃〜２２０℃に加熱し圧縮してなる
   フォーム圧縮素材を２枚の剛板の間にはさみ、１３０℃
   〜２２０℃に再加熱して上記フォーム圧縮素材の厚みを
   復帰させた後水を供給して加熱硬化させることを特徴と
   するサンドイッチ構造パネル板の製造方法。