JPH08238734A - 自動車における自立性部品として適する複合シート体の製造方法 - Google Patents

自動車における自立性部品として適する複合シート体の製造方法

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JPH08238734A
JPH08238734A JP8021680A JP2168096A JPH08238734A JP H08238734 A JPH08238734 A JP H08238734A JP 8021680 A JP8021680 A JP 8021680A JP 2168096 A JP2168096 A JP 2168096A JP H08238734 A JPH08238734 A JP H08238734A
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ウルリツヒ・リマン
Hans Kath
ハンス・カート
Klaus-Werner Huland
クラウス−ヴエルナー・フラント
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の補剛要素を必要とせずに自立性部品と
して複合体を製造する。 【解決手段】 仕上層としての軟質仕上面を、ポリイソ
シアネートとイソシアネート反応性成分とからなり充分
反応してポリウレタンフォームを形成する反応混合物で
裏発泡させることによる複合体の製造方法において、軟
質仕上面が１０ｍｍ未満の厚さを有すると共に、ポリウ
レタンフォームが３００ｇ／Ｌ未満の密度を有すること
を特徴とする複合体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟質の薄い仕上面
をポリウレタン（ＰＵＲ）フォームを形成する反応混合
物で裏発泡させることによる複合シート体の製造に関す
るものである。これら複合体は自動車における自動車装
飾品として使用するのに適する。使用するＰＵＲフォー
ムは、部品に必要な剛性と組合せた極めて低い熱膨脹率
を特徴とする。
【０００２】
【従来の技術】ＰＵＲフォームと仕上面とに基づく複合
体は、たとえば計器パネル、アームレスト、中央コンソ
ールもしくはバンパーのように自動車にて広く使用され
る。充分な寸法安定性を確保するには、たとえば金属お
よび／またはプラスチック補剛要素のような追加補助剤
（強化剤）をたとえば計器パネルに使用し、或いは充分
な厚さの剛性仕上面をたとえばバンパーの外部シェルに
使用することを必要とする。従来これら追加補助剤は−
３０〜１２０℃の温度範囲にわたる部品の寸法安定性を
確保するため必須であると考えられていた。以下、熱膨
脹係数とも称する、現在使用されている慣用の原料（た
とえばポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン（ＡＢＳ）、ＰＵＲ充填フォームなど）の線
膨脹率は、たとえば充填剤もしくはガラスマットのよう
な補助物質を使用しなければ１００×１０-6／Ｋよりも
高くなる。たとえば充填剤、ガラスマット、補剛要素な
どの慣用の強化剤を複合体の製造方法に添加すれば、複
合体に寸法安定性が与えられるだけでなく複合体に対す
る重量増加をもたらす。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の補剛
要素を必要とせずに自立性部品として複合体を製造する
ことを課題とする。本発明によれば驚くことに、軟質の
薄い仕上面を、ポリウレタンフォームを形成すると共に
好ましくは１００×１０-6／Ｋ未満の熱膨脹係数と４０
％圧縮にて１００ ｋＰａを越える破砕硬度とを有する
反応混合物で裏発泡させることにより製造された複合体
は、自動車における自立性部品として適することが判明
した。これら複合体は、たとえば充填剤、ガラスマット
などを包含する追加補助剤のような慣用の強化剤を同時
使用することなく製造される。この種の補助剤の省略
は、複合体の製造に際し所望部品を自動車に取付けるの
に役立つ組立部材の組込みを妨げない。これら組立部材
は部品の寸法安定性に対し殆ど影響を与えない。本発明
の方法により製造される複合体は、従来技術により製造
される同様な複合体よりも実質的に軽量である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、仕上層
を構成する軟質仕上面を、充分反応してポリウレタンフ
ォームを形成する反応混合物により金型内で裏発泡させ
ることによる複合体の製造方法である。この反応混合物
はポリイソシアネートとイソシアネート反応性成分とか
らなり、これらは充分形成されたポリウレタンフォーム
が３００ｇ／Ｌ未満、好ましくは２０〜１５０ｇ／Ｌの
密度を有すると共に必要に応じイソシアヌレート基を有
するよう選択される。本発明の方法による軟質仕上面は
１０ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満の厚さを有するも
のである。たとえばＲＲＩＭ法および／またはＳＲＩＭ
法に使用されるような慣用の強化剤（補剛要素）は本発
明の方法では必要とせず、好ましくは不要である。
【０００５】本発明の方法によれば、次のことが好まし
い： （１） フォームは必要に応じイソシアヌレート基を有
すると共に２０〜９０ｇ／Ｌの密度を有する。 （２） フォームは必要に応じイソシアヌレート基を有
すると共に１００×１０-6／Ｋ未満の熱膨脹係数を示
す。 （３） フォームは必要に応じイソシアヌレート基を有
すると共に４０％圧縮にて１００ ｋＰａより大の破砕
硬度を示す。 （４） フォームは必要に応じイソシアヌレート基を有
すると共にジフェニルメタンジイソシアネート型のポリ
イソシアネートから調製される。 （５） 軟質仕上面はプラスチックシート、プラスチッ
クシェル、繊維シート、皮革スキンおよび薄板金よりな
る群から選択される。 （６） 本発明の方法により製造される複合シート体は
自動車のバンパーとして、計器パネルとして、およびド
ア領域におけるエネルギー吸収性保護部材として使用す
るのに適している。 本発明の他の課題は上記方法により得られる複合体であ
る。
【０００６】必要に応じイソシアヌレート基をも有する
フォームの製造はそれ自体公知であって、たとえばドイ
ツ特許発明明細書第１，１１２，２８５号、英国特許発
明明細書第１，１０４，３９４号、ドイツ特許出願公開
明細書第１，５９５，８４４号および第１，７６９，０
２３号、並びにクンストストッフ・ハンドブーフ［プラ
スチック・ハンドブック］、第ＶＩＩ巻、ポリウレタ
ン、フィーウエーク・アンド・ホッホトレン出版、カー
ル・ハンサー・フェアラーク社、ミュンヘン（１９６
６）、さらにＧ．エルテル、カール・ハンサー・フェア
ラーク社、ミュンヘン、ウイーン（１９８３）により出
版された前記刊行物の改訂版に記載されている。
【０００７】次の材料が、本発明の方法により必要とさ
れるポリウレタンフォームを形成させるための反応混合
物に適している。適するポリイソシアネートはたとえば
ジフェニルメタンジイソシアネートとポリフェニルポリ
メチレンポリイソシアネートとの混合物（粗製ＭＤ
Ｉ）、並びに好ましくはたとえば１０重量％より多い、
特に好ましくは２５〜６５重量％のポリフェニルポリメ
チレンポリイソシアネートを含有するような混合物を包
含する。他のポリイソシアネートはさらにポリイソシア
ネート混合物の全重量に対し５０重量％までの量で混合
物中に存在させることができる。同様に適する他のポリ
イソシアネートは、たとえば脂肪族、脂環式、芳香脂肪
族、芳香族および複素環式のポリイソシアネートを包含
し、たとえばＷ．シーフケン、ジャスタス・リービッヒ
ス・アナーレン・デル・ヘミー、第５６２巻、第７５〜
１３６頁に記載され、たとえば式 Ｑ（ＮＣＯ）n （式中、ｎは２〜４、好ましくは２および３を示し、Ｑ
は２〜１８個の炭素原子、好ましくは６個の炭素原子を
有する脂肪族炭化水素基、４〜１５個の炭素原子、好ま
しくは５〜１０個の炭素原子を有する脂環式炭化水素
基、６〜１５個の炭素原子、好ましくは６〜１３個の炭
素原子を有する芳香族炭化水素基または８〜１５個の炭
素原子、好ましくは８〜１３個の炭素原子を有する芳香
脂肪族炭化水素基を示す）に対応するものである。
【０００８】上記式において、特に好ましくはＱは芳香
族炭化水素基を示す。上記式に対応する化合物はたとえ
ばドイツ特許出願公開明細書第２，８３２，２５３号の
第１０〜１１頁に記載されたようなポリイソシアネート
を包含する。工業上容易に入手しうるポリイソシアネー
ト、たとえば２，４−および２，６−トリレンジイソシ
アネート、並びにこれら異性体の任意の混合物（「ＴＤ
Ｉ」）が通常特に好適である。この方法のフォーム形成
性反応混合物中に使用すべき適するイソシアネート反応
性成分は、イソシアネート基に対し反応性である少なく
とも２個の水素原子を有すると共に一般に４００〜１
０，０００の分子量を有する化合物を包含する。これら
は一般にポリオール成分と呼ばれる。ここで使用するこ
の用語はたとえばアミノ基、チオ基および／またはカル
ボキシル基を有する化合物を包含することを意味する。
好ましくはこれはヒドロキシル基を有する化合物、特に
２〜８個のヒドロキシル基を有する化合物、好ましくは
１，０００〜６，０００、より好ましくは２，０００〜
６，０００の分子量を有する化合物を意味する。これは
たとえば少なくとも２個、一般に２〜８個、好ましくは
２〜６個のヒドロキシル基を有するポリエーテルおよび
ポリエステル、並びにたとえば均質および気泡質ポリウ
レタンの製造につきそれ自体公知であり、たとえばドイ
ツ特許出願公開明細書第２，８３２，２５３号の第１１
〜１８頁に記載されたようなポリカーボネートおよびポ
リエステルアミドを包含する。
【０００９】ポリウレタンフォームを形成させるべく反
応混合物中に使用する好適ポリオールは末端位置にヒド
ロキシ基を有するポリオキシアルキレンポリエーテルで
ある。これらは、たとえば酸化エチレン、酸化プロピレ
ンもしくは酸化ブチレンのような酸化アルキレンを出発
分子（開始剤）に塩基触媒付加するような慣用方法によ
り製造される。適する開始剤の例はエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、
ブチレングリコール、ハイドロキノン、ビスフェノー
ル、アニリンおよび他の芳香族モノアミン、脂肪族モノ
アミンおよびグリセリンのモノエステル；たとえばグリ
セリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ
ン、Ｎ−アルキルフェニレンジアミン、モノ−、ジ−お
よびトリ−アルカノールアミンのような三官能性開始
剤；たとえばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、
２，４′−、２，２′−および４，４′−メチレンジア
ニリン、トリレンジアミンおよびペンタエリスリトール
のような四官能性開始剤；並びにたとえばソルビトール
およびシュークロースのようなヘキサ−およびオクタ−
官能性開始剤を包含する。出発分子に対する酸化アルキ
レンの付加は同時的に行うことができ、或いは異なる酸
化アルキレンを使用する場合は順次に行ってブロック、
ヘテリックもしくはブロック−ヘテリックポリエーテル
を調製することができる。「ポリウレタン・ハンドブッ
ク」および「ポリウレタン：ケミストリー・アンド・テ
クノロジー」は上記の例を含む。
【００１０】本発明にて好適なポリエーテルはプロピレ
ングリコール、グリセリンおよびトリメチロールプロパ
ンで開始されるポリエーテルであって、酸化プロピレン
でのプロポキシル化により調製されると共に末端位置に
０〜５０％の酸化エチレンブロックを有する。これらポ
リエーテルと他のイソシアネート反応性成分との混合物
も使用することができる。同様に、ポリウレタン化学か
ら公知であるポリエテルポリオールもしくはポリカーボ
ネートポリオールもポリオール成分に使用することがで
きる。イソシアネート反応性である適する出発成分は必
要に応じ、イソシアネート基に対し反応しうる少なくと
も２個の活性水素原子を有すると共に３２〜３９９の分
子量を有する化合物を包含する。これはさらに、ヒドロ
キシル基および／またはアミノ基および／またはチオ基
および／またはカルボキシル基を有する化合物をも意味
する。ヒドロキシル基および／またはアミノ基を有する
化合物が好適である。これらの低分子量化合物は反応に
て連鎖延長剤として或いは架橋剤として作用する。これ
ら化合物は一般にイソシアネート基に対し反応性の２〜
８個、好ましくは２〜４個の水素原子を有する。これら
の例はＤＥ−ＯＳ ２，８３２，２５３号の第１９〜２
０頁に記載されている。
【００１１】本発明による反応混合物中に使用するのに
適する発泡剤は、たとえば単独で或いはたとえばｎ−ペ
ンタン、ｉ−ペンタン、シクロペンタン、１，１，１，
２−テトラフルオロエタンもしくはヘキサフルオロブタ
ンのような高揮発性有機化合物と一緒に使用しうる水を
包含する。水が好適な発泡剤である。本発明によれば、
補助剤および添加剤も必要に応じ使用することができ
る。これらはたとえば他の高揮発性有機物質および／ま
たは追加発泡剤としての水を包含する。水は一般に高分
子量のイソシアネート反応性成分（ポリオール）の全重
量に対し０．１〜１０重量％の量で使用される。ポリウ
レタンフォームを形成させるべく使用される反応混合物
はさらにたとえばポリウレタン化学からそれ自体公知の
種類の触媒、表面活性添加剤、たとえば乳化剤およびフ
ォーム安定剤；難燃剤、たとえば燐含有かつハロゲンフ
リーの難燃剤、たとえば燐酸トリエチル、燐酸ジフェニ
ルクレシル、赤色燐；およびたとえば反応にて酸として
作用する塩酸もしくは有機酸ハロゲン化物などの物質を
包含する阻止剤などの添加剤を含有することもできる。
【００１２】他の適宜の添加剤はたとえばそれ自体公知
の種類の気泡調節剤、たとえばパラフィンもしくは脂肪
族アルコールまたはジメチルポリシロキサン；顔料およ
び／または染料を包含する。さらに老化防止性および耐
候性の安定剤、可塑化剤、並びに制黴剤および制細菌
剤、さらに充填剤、たとえば硫酸バリウム、珪藻土、煤
もしくは調製チョーク、を補助物質および添加剤として
含むこともできる。後者の必要に応じ添加される補助物
質および添加剤はたとえばドイツ特許出願公開明細書第
２，７３２，２９２号の第２１〜２４頁に記載されてい
る。表面活性添加剤およびフォーム安定剤、並びに気泡
調節剤、阻止剤、安定剤、難燃剤、可塑化剤、染料、並
びに制黴剤および制細菌剤など必要に応じ本発明により
使用される他の例、並びにその使用方法および作用の詳
細はたとえばクンストストッフ・ハンドブーフ［プラス
チック・ハンドブック］、第ＶＩＩ巻、フィーウエーク
・アンド・ホッホトレン出版、カール・ハンサー・フェ
アラーク社、ミュンヘン（１９６６）、第１０３〜１１
３頁に記載されている。
【００１３】本発明によれば硬質フォームが製造され
る。ポリウレタンフォームを形成するよう反応する反応
混合物の各成分はたとえば単一工程法、プレポリマー法
または半プレポリマー法で反応させることができ、これ
らはそれ自体公知であって、しばしばたとえば米国特許
発明明細書第２，７６４，５６５号（参考のためその開
示をここに引用する）に記載されたような機械的装置を
使用する。本発明の方法にも適すると考えられる処理装
置に関する詳細はクンストストッフ・ハンドブーフ、
［プラスチック・ハンドブック］、第ＶＩＩ巻、フィー
ウエーク・アンド・ホッホトレン出版、カール・ハンサ
ー・フェアラーク社、ミュンヘン（１９６６）、たとえ
ば第１２１〜２０５頁に記載されている。本発明によれ
ば、９０〜３００のイソシアネート指数、しばしば１５
０を越えるイソシアネート指数（たとえば２００〜３０
０）が一般に、適する操作イソシアネート指数であると
考えられる。ここで用いる「イソシアネート指数」とい
う用語（ＮＣＯ指数とも一般に称する）は、イソシアネ
ートの当量数をイソシアネート反応性水素含有物質の全
当量数で割算し、これに１００を掛けた数として規定さ
れる。反応混合物を形成する各成分の発泡は密閉金型内
で行われる。
【００１４】本発明の方法にて薄い軟質仕上面として使
用するのに適する材料は厚さ１０ｍｍ未満、好ましくは
厚さ２ｍｍ未満の慣用の市販シートもしくは成形スキン
を包含する。これらシートはたとえばＰＶＣ／ＡＢＳ；
ＡＳＡなどを包含する。これらシートは成形体の仕上面
を形成すると共に、たとえば熱成形法により金型内で深
絞りすることもできる。柔軟な軟質仕上面を製造するた
めの代案方法、たとえば成形スキンを製造するためのＰ
ＶＣ粉末を用いる粉末−スラッシュ成形も同様に適する
と考えられる。同様に、たとえば繊維積層シートのよう
な他の種類の仕上面材料も使用することができる。複合
シート体のポリウレタンフォームは３００ｇ／Ｌ未満、
好ましくは２０〜１５０ｇ／Ｌ、特に好ましくは２０〜
９０ｇ／Ｌの成形フォーム密度と、４０％圧縮にて１０
０ ｋＰａより大、好ましくは４０％圧縮にて２００〜
９００ ｋＰａの破砕硬度と、さらに１００×１０-6／
Ｋ未満、好ましくは２５×１０-6／Ｋ未満の熱膨脹係数
とを特徴とする。低い熱膨脹係数は、イソシアネート反
応性化合物としてのポリエーテルポリオールを発泡剤と
しての水と共に使用してポリオール側を形成させると共
に１０重量％より大、好ましくは２５〜６５重量％のポ
リマー成分を有するポリマージフェニルメタンジイソシ
アネートをイソシアネート側として使用することにより
可能となる。
【００１５】以下、限定はしないが実施例により本発明
をさらに説明し、ここで部数および％は全て重量によ
り、さらに温度は全て特記しない限り℃とする。以上の
説明で示した本発明は、その思想および範囲においてこ
れら実施例により決して限定されない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下の材料を実施例に使用した。 ＰＭＤＩ：３１重量％のイソシアネート含有量と２００
ｍＰａｓの粘度とを有する５０重量％のポリマーＭＤＩ
を含有したポリマージフェニルメタンジイソシアネート
（ＭＤＩ）、 Ａ：２８のＯＨ価を有し、トリメチロールプロパンのプ
ロポキシル化に続くエトキシル化により調製された三官
能性ポリエーテル、 Ｂ：２８のＯＨ価を有し、トリメチロールプロパンのプ
ロポキシル化に続くエトキシル化により調製され、これ
に２０重量％のスチレンアクリロニトリル含有量をグラ
フト化により加えた三官能性ポリエーテル、 Ｃ：２８のＯＨ価を有し、プロピレングリコールのプロ
ポキシル化に続くエトキシル化により調製された二官能
性ポリエーテル、 Ｄ：トリエタノールアミンのプロポキシル化により調製
され、５００のＯＨ価を有するもの、 Ｅ：ソルビトールのプロポキシル化により調製され、１
００のＯＨ価を有するもの、 Ｆ：エチレンジアミンのプロポキシル化により調製さ
れ、６３０のＯＨ価を有するもの、 Ｇ：アミノクロトン酸エステル、 Ｈ：プロピレングリコールのプロポキシル化生成物であ
って、１８０のＯＨ価を有するもの、 Ｋ：Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、 Ｍ：シュークロースとプロピレングリコールと水との出
発混合物のプロポキシル化生成物であって、約５．３の
官能価と４７０のＯＨ価とを有するもの、 Ｎ：トリメチロールプロパンのプロポキシル化生成物で
あって、３８０のＯＨ価を有するもの、 Ｐ：ジエチレングリコールにおける酢酸カリウムの２５
重量％溶液、 Ｒ：ジメチルアミノエトキシエタノール、 Ｂ４６９０：ゴールドシュミット社から市販入手しうる
安定剤。
【００１７】下記するポリオールの化学的処方物を、ポ
リウレタン加工にて従来知られていた慣用のマニュアル
および機械的混合法を用いて処理した。反応性データお
よび自由上昇密度を、５０ｍＬビーカーで手動発泡によ
り製造したフォームにつき測定した。自由容積密度、上
昇時間および開始時間も、ＰＵＲフォーム分野にて慣用
である手動混合フォーム試料につき測定した。熱膨脹係
数は機械発泡させた成形体（２０×２０×４ｃｍ）につ
きＤＩＮ ５３７５２の方法により測定し、曇り値はＤ
ＩＮ ７５２０１の方法により、また４０％圧縮におけ
る破砕硬度はＤＩＮ ５３５７７の方法により測定し
た。実験プラックを調製する工具を使用した。この工具
を４０±３℃の温度まで加熱した。各試料を５分間の離
型時間で手混合により成形した。表１の処方物１は、計
器パネルを製造すべく従来技術にしたがって用いたポリ
ウレタン充填フォームを示す。充分な寸法安定性は、フ
ォームが付着する強化支持体によってのみ達成しうる。
本発明に使用するのに適する成形体は、所望の仕上面上
に発泡させることにより処方物２〜４から製造すること
ができる。低い熱膨脹係数は、寸法安定な各部品が自動
車における自立性部品として使用するため製造しうるこ
とを意味する。処方物２は自動車バンパーとしての用途
に適する複合体を製造するための好適な処方物であり、
さらに処方物３および４は計器パネルとして、およびド
ア領域におけるエネルギー吸収性保護部材としての用途
に適する複合体を製造するための好適な処方物である。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】以上、例示の目的で本発明を詳細に説明し
たが、この詳細は単に例示の目的に過ぎず、本発明の思
想および範囲を逸脱することなく多くの改変をなしうる
ことが当業者には了解されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス−ヴエルナー・フラント ドイツ連邦共和国デイー42929 ヴエルメ ルスキルヒエン、ヤーンシユトラーセ ７

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 仕上層としての軟質仕上面を、ポリイソ
    シアネートとイソシアネート反応性成分とからなり充分
    反応してポリウレタンフォームを形成する反応混合物で
    裏発泡させることによる複合体の製造方法において、軟
    質仕上面が１０ｍｍ未満の厚さを有すると共に、ポリウ
    レタンフォームが３００ｇ／Ｌ未満の密度を有すること
    を特徴とする複合体の製造方法。
  2. 【請求項２】 軟質仕上面が２ｍｍ未満の厚さを有する
    と共に、ポリウレタンフォームが２０〜１５０ｇ／Ｌの
    密度を有し、さらにイソシアヌレート基をも有する請求
    項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 ポリウレタンが２０〜９０ｇ／Ｌの密度
    を有する請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 ポリウレタンフォームが１００×１０-6
    ／Ｋ未満の熱膨脹係数を有する請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ポリウレタンフォームが４０％圧縮にて
    １００ ｋＰａより大の破砕硬度を有する請求項１に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 ポリウレタンフォームを、ジフェニルメ
    タンジイソシアネート型のポリイソシアネートを含む反
    応混合物から調製する請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 軟質仕上面をプラスチックシート、プラ
    スチックシェル、繊維シート、皮革スキンおよび薄板金
    よりなる群から選択する請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の方法により製造される
    複合体。
JP8021680A 1995-01-17 1996-01-16 自動車における自立性部品として適する複合シート体の製造方法 Pending JPH08238734A (ja)

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