JPH04216834A

JPH04216834A - ポリウレタンフォーム成形品の製造方法

Info

Publication number: JPH04216834A
Application number: JP2411202A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yaguchi; 仁史矢口; Masayuki Akaho; 昌之赤穂; Hiroya Fukuda; 福田　紘哉
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1992-08-06
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JP2990616B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡剤を使用せずに機
械的撹拌により泡立てて得られた泡体をモールドを用い
て成形するポリウレタンフォーム成形体の製造方法に関
し、更に詳述すると細長い筒状体や紐状体をボイド等の
不良を生じずに成形でき、このため事務機器における各
種スポンジローラー、足ゴム等のクッション材、各種成
形シ−ル材等の成形に好適なポリウレタンフォーム成形
品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオール、ポリイソシアネート及び触
媒、更には他の添加剤を含む混合物を機械的撹拌により
泡立てた後、カーペット裏にコーティングしたり、成形
して安全パッド等に利用することは公知である（特公昭
５３−８７３５号公報）。

【０００３】このように機械的撹拌によって泡立てたポ
リウレタンフォームは、フロン等の発泡剤を使用してい
ないため、電子部品等への汚染の心配がなく、また微細
セルが得られるという利点を有するので、事務機器のロ
ーラーあるいは成形シ−ル材等への応用が期待される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の機械的撹拌によるポリウレタンフォームの成形
はドクターナイフにより泡をシーティングしたり、モー
ルドを用いる場合もひじ掛け、安全パッド等の比較的単
純形状の成形品に適用されており、複雑な形状の成形品
、特にローラー、成形シ−ル材等の細長い筒状体あるい
は紐状体に成形することは困難であった。

【０００５】即ち、機械的撹拌によって得られた泡体は
クリーム状であることから流れ性がなく、細い溝状のモ
ールドに流し込もうとする場合、モールド内のすみずみ
まで充填することが困難で、モールド内の空気との置換
もうまくいかず、このため未充填や成形品にボイド等の
不良が発生し、良好な成形品を得ることができなかった
。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
機械的撹拌により泡立てて得られた泡体をモールドを用
いて細長い筒状体や紐状体等に成形する際、ボイド等の
不良を生じさせることなく成形できるポリウレタンフォ
ーム成形品の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため種々検討を重ねた結果、モールド
内の空気と泡体の置換をスムーズにするためエア抜き口
を有するモールドを使用し、このモールド内に泡体を圧
入することにより、モールド内の空気と泡体との置換が
スムーズに行われ、この泡体を硬化させることにより、
ボイド等のない微細セルを有する細長い筒状体や紐状体
を成形し得ることを見出した。

【０００８】従って、本発明は２個以上の活性水素を含
有する化合物、２個以上のイソシアネート基を有する化
合物及び触媒を含む混合物を機械的撹拌によって泡立て
て泡体を形成し、この泡体をエア抜き口を有するモール
ド内に圧入し、モールド内の泡体を硬化させて成形する
ことを特徴とするポリウレタンフォーム成形品の製造方
法を提供する。

【０００９】なお、ポリウレタンフォーム成形品の製造
方法には、閉じられたモールド内に発泡剤を含む反応発
泡性原液を注入して原液の発泡膨張によりモールド内を
満たし、成形品を得る方法は従来から広く採用されてい
るが、この方法では微細セルは得られないものであり、
本発明はかかる方法とは機械的撹拌によって泡立てた泡
体をモールド内に圧入して微細セルのポリウレタンフォ
ーム成形品を得るという点で根本的に異なるものである
。

【００１０】以下、本発明につき更に詳しく説明すると
、本発明のポリウレタンフォーム成形体の製造方法は、
２個以上の活性水素を含有する化合物、２個以上のイソ
シアネート基を有する化合物及び触媒を含む混合物を機
械撹拌により泡立て、得られた泡体を成形するものであ
る。

【００１１】ここで、２個以上の活性水素を含有する化
合物（ポリヒドロキシル化合物）としては、一般の軟質
ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用
いられるポリオール、即ち末端にヒドロキシル基を有す
るポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及
び両者の共重合物であるポリエーテルポリエステルポリ
オールが挙げられるほか、ポリオール中でエチレン性不
飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオー
ル等の一般的なポリオール類が使用できる。

【００１２】また、２個以上のイソシアネート基を有す
る化合物（ポリイソシアネート化合物）としては、同様
に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラス
トマー製造に使用されるポリイソシアネートが使用でき
る。即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製
ＴＤＩ、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト
（ＭＤＩ）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリ
イソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシア
ネート、炭素数８〜１５の芳香族ポリイソシアネート及
びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば
部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマ
ー等が用いられる。これらは通常の使用量とすることが
できる。

【００１３】また、本発明で使用される触媒としては、
一般的なポリウレタンフォーム製造に用いられるアミン
系触媒や有機金属触媒を使用できるが、機械的撹拌によ
り泡立てた後モールド内に圧入するまでの作業時間内に
不都合な増粘等が生じないようにするため１，８−ジア
ザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７の芳香族スル
ホン酸塩等の遅延性触媒等を用いること、とりわけ１，
８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７（Ｄ
ＢＵ）の芳香族スルホン酸塩と有機金属触媒とを併用す
ることが推奨される。このように両触媒の併用によって
ポットライフの安定化と加熱硬化の迅速性とを両立させ
ることができる。この場合、ＤＢＵの芳香族スルホン酸
塩を単独使用した場合には加熱硬化性が悪く、良好な物
性を有するポリウレタンフォーム成形体を得ることがで
きない場合があり、一方、有機金属触媒を単独使用した
場合にはポットライフが短くなる場合がある。

【００１４】ここで、ＤＢＵと塩を生成する芳香族スル
ホン酸の例としては、ベンゼンスルホン酸、トルエンス
ルホン酸、キシレンスルホン酸等のベンゼン核を有する
スルホン酸類、ナフタリンスルホン酸、プロピルナフタ
リンスルホン酸等のナフタリン骨格を有するスルホン酸
等が挙げられ、更にトルエンスルホン酸メチルのように
芳香族スルホン酸エステルの形で使用することもできる
。

【００１５】一方、有機金属触媒としては、特に有機錫
化合物が好適に用いられる。好ましい有機錫化合物とし
ては、カルボン酸の錫（ＩＩ）塩、例えば酢酸錫（ＩＩ
）、錫（ＩＩ）オクトエート、錫（ＩＩ）エチルヘキソ
エート、ラウリン酸錫（ＩＩ）等が挙げられ、更に錫（
ＩＶ）化合物、例えば酸化ジブチル錫、二塩化ジブチル
錫、ジ酢酸ジブチル錫、ジラウリン酸ジブチル錫、マレ
イン酸ジブチル錫、ジ酢酸ジオクチル錫等が挙げられる
。

【００１６】上記ＤＢＵの芳香族スルホン酸塩、有機金
属触媒の使用量は適宜選定されるが、２個以上の活性水
素を含有する化合物１００部（重量部、以上同じ）に対
し、ＤＢＵの芳香族スルホン酸塩は０．０１〜５部、特
に０．１〜１部とすることが好ましく、有機金属触媒は
０．０００１〜１部、特に０．００１〜０．２部するこ
とが好ましい。また、ＤＢＵの芳香族スルホン酸塩と有
機金属触媒との併用割合は１：１００〜５００００：１
、特に１：２〜１０００：１とすることが好ましい。

【００１７】更に本発明では、必要により、通常のポリ
ウレタンフォームで用いられるようなシリコーン系整泡
剤、難燃剤、有機フィラー、無機フィラー、顔料、可塑
剤、それにフレオン、メチレンクロライド等の補助発泡
剤等を配合することができる。

【００１８】本発明は、上記のような２個以上の活性水
素を含有する化合物、２個以上のイソシアネート基を有
する化合物、触媒その他の添加剤を含む混合物を機械撹
拌により泡立て、得られた泡体を形成するものであるが
、この泡体の形成は公知の方法に従って混合物に不活性
ガスを均一に分散させることによって行うことができる
。なお、ここで使用する不活性ガスとしては空気，ＣＯ
２ガス，Ｎ２ガス等が挙げられる。

【００１９】本発明においては、このようにして得られ
た泡体をエア抜き口を有するモールド内に圧入し、モー
ルド内の泡体を硬化させて形成するものである。この場
合、本発明法は、細長い筒状体や紐状体の成形に好適に
採用し得、特に長さ１００〜３００ｍｍ程度、外径５〜
３０ｍｍのものをボイド等の不良を防止して成形し得る
。

【００２０】ここで、モールド内に泡体を圧入する圧力
は大気圧以上、好ましくは２〜５ａｔｍとするもので、
大気圧未満の圧力では細長い筒状体あるいは紐状体を成
形した場合、ボイド等の不良が生じてしまう。また、圧
入する方法としては、特に制限されないが、ポンプによ
る圧送やかきまぜ機の吐出圧力を利用してホース等でモ
ールド内に圧入することができる。

【００２１】また、モールドはエア抜き口を有するもの
を使用するもので、このエア抜き口によりモールド内で
泡体がエアとスムーズに置換して成形品のボイド等の不
良発生を防止することができる。このエア抜き口の位置
、大きさ、数、形状等は特に制限されないが、図１〜図
６に示すように一般にキャビティの泡体導入口と反対側
、即ち泡体が最後に充填する位置に設けることが好まし
く、またキャビティ面のエア抜き口の穴の形状は円形、
四角形等適宜な形状を採用し得るが、一個の穴の面積は
一般に０．５〜２ｍｍ２の範囲とすることが好ましい。

【００２２】また、加熱硬化も通常の条件を採用するこ
とができ、例えば５０〜１２０℃の温度で５〜２０分加
熱する条件が採用し得る。

【００２３】このようにして得られるポリウレタンフォ
ーム成形体は、泡体形成時に泡量を選定することにより
、種々密度のフォームが得られるが、特に本発明法は０
．２〜０．８ｇ／ｃｍ３　　の密度のポリウレタンフォ
ームを得る場合に好適に採用され、事務機器における各
種スポンジローラー、足ゴム等のクッション材、各種成
形シ−ル材等の良好な成形品を製造することができる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例を示し本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない
。なお、以下の例において部はいずれも重量部である。

【００２５】［実施例１］２個以上の活性水素を含有する化合物としてグリセリン
にプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加し
て分子量５０００としたポリエーテルポリオール（旭ガ
ラス社製、エクセノール８２８）１００部、１，４−ブ
タンジオール（東洋曹達社製）７．５部、２個以上のイ
ソシアネート基を有する化合物としてウレタン変性ＭＤ
Ｉ（住友バイエルウレタン社製、スミジュールＰＦ）５
０部、シリコン系界面活性剤（日本ユニカー社製、ＳＺ
１６１８）１．５部、触媒として１，８−ジアザービシ
クロ［５．４．０］ウンデセン−７のトルエンスルホン
酸塩０．５部とジブチル錫ジラウレート０．００１５部
をＭＯＮＤＯＭＩＸ社製泡立て注入機で泡立て、この泡
体を図１に示した金型を用いて円柱形のローラーを成形
した。

【００２６】図１において、１は上型１ａと下型１ｂと
に２分割されたモールドで、その中央部に上下両型１ａ
，１ｂが合わした際に円柱状中空部（キャビティ）を形
成する半円柱状キャビティ２ａ，２ｂが形成されている
。このキャビティ２ａ，２ｂの軸方向両側方の隔離部３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ表面の中央部にはそれぞれキャビ
ティ２ａ，２ｂと通じる芯金嵌着溝５ａ，５ａ，５ｂ，
５ｂが設けられ、これら溝５ｂ，５ｂに芯金６が嵌着さ
れている。また、一方の隔離部３ａ，３ｂには上記キャ
ビティ２ａ，２ｂと通じるコ字状溝７ａ，７ｂが形成さ
れ、且つこのコ字状溝７ａ，７ｂは外部と通じる泡体圧
入溝８ａ，８ｂと連通していると共に、他方の隔離部４
ａ，４ｂにはその両側にそれぞれ上記キャビティ２ａ，
２ｂ及び外部と通じるエア抜き溝９ａ，９ｂが形成され
、上下両型が合わした際、上記圧入溝８ａ，８ｂが泡体
導入口を形成し、この泡体導入口が上記コ字状溝７ａ，
７ｂによって形成されるコ字状流路を介してキャビティ
内と連通し、かつ上記エア抜き溝９ａ，９ｂによって形
成されるエア抜き口からキャビティ内の空気が外部に逃
散ようになっている。

【００２７】図２はモールド１の泡体導入口にホース１
０の端部を装着して閉じた状態を示すもので、この状態
で泡立て注入機で泡立てた泡体をホース１０から泡体導
入口、コ字状路を介してキャビティ内に圧力４ｋｇ／ｃ
ｍ２で圧入した。次いで１００℃，１０分間キュアして
脱型し、脱型物をバリ取り後、所定の寸法に研磨加工し
、図３に示すローラー１１（芯金直径６ｍｍ、本体直径
１６ｍｍ×２００ｍｍ）を作製した。このローラーはボ
イド等のない均一な微細セルを有し、ウレタンフォーム
の密度は０．４ｇ／ｃｍ３であった。

【００２８】［実施例２］図４乃至図６に示すモールドを用いてローラーを成形し
た。ここで図中１２はモールド本体を示すもので、この
モールド本体１２には円柱状中空部１３が貫通穿設され
、この中空部１３がローラーの筒状部のキャビティを形
成するようになっている。なお、中空部１３の内面はフ
ッ素樹脂でコーティングされている。

【００２９】図５は上記モールド本体１２に嵌入する円
柱状圧入用治具１４とエア抜き用治具１５をそれぞれ開
いた状態を示すもので、圧入用治具１４の分割面には図
１で示したようなコ字状溝７ａ，７ｂ、圧入溝８ａ，８
ｂが形成され、圧入用治具１４を合わしてモールド本体
１２の中空部１３に嵌入した際、上記圧入溝８ａ，８ｂ
が泡体導入口を形成し、この泡体導入口が上記コ字状溝
７ａ，７ｂによって形成されるコ字状路を介してキャビ
ティ（中空部１３）と連通する。また、エア抜き用治具
１５の分割面にはやはり図１で示したようなエア抜き溝
９ａ，９ｂが形成され、このエア抜き用治具１５を合わ
してモールド本体１２の中空部１３に嵌入した際、上記
エア抜き溝９ａ，９ｂによって形成されるエア抜き口か
らキャビティ内の空気が外部に逃散するようになってい
る。

【００３０】図６は圧入用治具１４とエア抜き用治具１
５それぞれの芯金嵌着溝５ｂ，５ｂに芯金６を架け渡し
てこれらの治具を閉じた状態を示すもので、この状態で
モールド本体１２の中空部１３にこれらの治具を嵌入し
てモールドを形成するものである。

【００３１】上述したモールドを用い、実施例１と同じ
泡体を同様に圧入してキュアした後、製品を押し出して
脱型した。脱型したローラーは表面が薄い被膜で覆われ
、ローラーの円筒部の円周上にバリのない製品であり、
研磨の必要のないローラーが成形できた。このローラー
も実施例１と同様にボイド等の問題は生じなかった。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリウレ
タンフォーム成形品の製造方法によれば、機械的撹拌に
より泡立てて得られた泡体を用いて微細セルの細長い筒
状体や紐状体等のポリウレタンフォーム成形体をボイド
等の不良を生じさせないで成形できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で使用したモールドを示す斜視図であ
る。

【図２】図１に示したモールドを閉じた状態を示す斜視
図である。

【図３】実施例１で得られたローラーを示す斜視図であ
る。

【図４】実施例２で使用したモールドの本体を示す斜視
図である。

【図５】実施例２で使用したモールドの治具を示す斜視
図である。

【図６】図５の治具にローラー芯金をセットして閉じた
状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　モールド２　　キャビティ６　　芯金７　　コ字状溝８　　圧入溝９　　エア抜き溝１０　　ホース１１　　ローラー１２　　モールド本体１３　　中空部１４　　圧入用治具１５　　エア抜き用治具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　２個以上の活性水素を含有する化合物
、２個以上のイソシアネート基を有する化合物及び触媒
を含む混合物を機械的撹拌によって泡立てて泡体を形成
し、この泡体をエア抜き口を有するモールド内に圧入し
、モールド内の泡体を硬化させて成形することを特徴と
するポリウレタンフォーム成形品の製造方法。