JPS62232425A - 熱により変形しうる硬質フオ−ム並びにその製造および使用方法 - Google Patents

熱により変形しうる硬質フオ−ム並びにその製造および使用方法

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JPS62232425A
JPS62232425A JP62077650A JP7765087A JPS62232425A JP S62232425 A JPS62232425 A JP S62232425A JP 62077650 A JP62077650 A JP 62077650A JP 7765087 A JP7765087 A JP 7765087A JP S62232425 A JPS62232425 A JP S62232425A
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、熱成形可能な熱架橋性のPUR硬質フオーム
、並びにその製造および使用方法に関するものである。
〔従来技術〕
自動車用の内装品として使用するのに適したIリインシ
アヌレート硬質フオームは既に公知である。たとえば蒸
溜したジフェニルメタン−弘、≠′−ジイソシアネート
から主として合成される熱成形可能なポリイソシアヌレ
ートフオームは、ドイツ公開公報第、2.& 07,3
10号公報に記載されている。
これらのフオームは、そのほぼgO重量%が比較的高価
なインシアネート成分で構成されるため経済上不利であ
る。
ポリエステルに基づく熱可塑性プリウレタン(PUR)
フオームはヨーロツノク特許第1/117乙号公報に記
載されている。これらのフオームは、過度に柔軟性であ
るため自動車における内装品として使用するには技術上
満足しえない。硬質の自立性成形部品を得る場合、この
種のフオームは反応性樹脂を含浸したガラスマットで補
強せねばならない。加熱下で必要な寸法安定性をフオー
ムに付与しうるには、この付加的手段によるしかない。
〔発明の目的〕
したがって本発明の目的は、750〜720℃の範囲に
て良好な成形性を有し、少なくとも9′j℃の熱の下で
寸法安定性を有しかつ自立性にするのに必要な剛性を有
する、安価な成分から作成されるPURフオームを提供
するKある。
さらに本発明の目的は、この種のフオームの製造および
使用方法を提供するVCする。
〔発明の要点〕
当業者によシ明らかとなるこれらおよびその他の目的は
、有機ポリイソシアネートをポリオール成分と反応させ
て達成される。ポリオール成分は、2g〜/、200の
ヒドロキシル数を有する少なくとも1種の有機ポリヒド
ロキシル成分と、発泡剤と、インシアネート基をマスク
する化合物7〜25重食%(ポリオール成分の全重量に
対し)とを含む。
たとえば発泡剤、フオーム安定剤および触媒のような慣
用の添加物もポリオール成分中に含ませることができる
。この反応は貼合機内で行なうことができる。この反応
生成物は、熱をかけることによ構成形しかつ架橋させる
ことができる。
本発明は、熱によ構成形しうると共に架橋しうるPUR
硬質フオームに関する。これらのフオームは、有機ポリ
イソシアネートとポリオール成分との反応によシ得るこ
とができる。ポリオール成分は2f〜1200のヒドロ
キシル数を有する少なくとも1種の有機ポリヒドロキシ
ル化合物と、発泡(j) 剤と、ポリオール成分の全重量に対し7〜25重量%の
、インシアネート基をマスクする少なくとも1種の化合
物とを含む。
さらに本発明は熱成形可能なPUR硬質フオームの製造
方法にも関し、この方法においては有機ポリイソシアネ
ートをポリオール成分と反応させる。
ポリオール成分は2f〜1200のヒドロキシル数を有
する少なくとも1種の有機ポリヒドロキシル化合物と、
発泡剤と、ポリオール成分の全重量に対し7〜.25重
量%の、イソシアネート基をマスクする少なくとも1種
の化合物とを含む。当業者に知られた他の慣用の添加物
もポリオール成分中に含ませることができる。
さらに本発明は、たとえば150〜190℃にて熱成形
することによシ自動車の内装品を製造するため、好まし
くは内部屋根ライニングを製造するためにこれらPUR
硬質フオームを使用することにも関する。
本発明の熱成形可能な熱架橋性FUR硬質フオームは、
好ましくはポリイソシアネート成分とポリ(乙) オール成分との貼合機における反応により、フオームノ
!ネル(比較的薄く、直ちに使用できる)の形態で製造
される。これらの成分は、一般にポリイソシアネート成
分におけるイソシアネートとポリオール成分中に存在す
る全インシアネート反応性基との当量比が/:/〜ユ0
:/に和尚する割合で使用される。
ポリイソシアネート成分は任意公知の有機ポリイソシア
ネートまたはその混合物で構成しうるが、室温にて液体
である慣用の芳香族ポリイソシアネート、たとえば粗製
TDIおよび粗製MDIおよびその混合物を包含する市
販のTDIおよびMDIを使用するのが好適である。2
夕℃にて約20〜700mPa5、特に約200〜50
0mPa5の粘度を有するジフェニルメタン系列のポリ
イソシアネートが特に好適である。
ポリオール成分は1種もしくはそれ以上の有機ポリヒド
ロキシル化合物と、発泡に必要とされる公知の添加物と
、木兄Elljに必要とされるインシアネートマスク剤
との混合物である。
ポリヒドロキシル化合物として使用しうる化合物は、ポ
リウレタン化学の当業者に知られたポリエステルおよび
ポリエーテルポリオール並びにその混合物、さらに2に
〜1200のOH数を有する連鎖延長剤を包含する。
112〜4L00のOH数を有する二官能性ポリエステ
ル、並びに2〜弘の官能価と2に−700のOH数とを
有する酸化プロピレン/酸化エチレンポリエーテルポリ
オールが好適である。
発泡に必要とされる添加物は公知の発泡剤、フオーム安
定剤および触媒を包含する。最も一般的に使用される発
泡剤は、インシアネート基と水との反応から得られる二
酸化炭素である。たとえばトリクロルフルオロメタンの
ような物理的発泡剤も、さらに少量使用して成る種の、
気泡構造を生せしめることができる。ポリジメチルシロ
キサン末端基を有する公知のポリエーテルをフオーム安
定剤として使用することができる。使用しうる触媒は、
比較的無臭でアシかつ生成物の構造中に組込みうるもの
、たとえばN、N−ジメチルエタノールアミンおよびN
−メチル−ジェタノールアミン、或いはたとえば酢酸カ
リウムもしくはオクタン酸錫(II)のような比較的不
揮発性の触媒を包含する。
インシアネートのマスク成分は、インシアネート基をマ
スクするためのポリウレタン化学の当業者に知られた任
意の化合物とすることができる〔クンストストラフ−ハ
ンドブー)、第■巻、ポリウレタン、第12頁、フィー
ウェークおよびホツホトレン、カールーハンサー・フエ
アラーク出版、ミュンヘン、/り6乙参照〕。これらの
化合物は、これを含有するインシアネート付加物を約7
.20℃以上の温度まで加熱すると分離してインシアネ
ート基を放出する。この種のマスク剤はケトオキシム(
たとえばブタノンオキシム)、CH−酸性化合物(たと
えばエチルアセト酢酸もしくはジエチルマロン酸)、酸
アミド(たとえばε−カプロラクタム)およびフェノー
ル類(たとえばノニルフェノール)を包含する。これら
のマスク性化合物は、全ポリオール成分に対し7〜25
重量%、好ましくはタ〜/オ重量%の量で使用される。
(り) ε−カプロラクタムおよびノニルフェノール並びにその
混合物が好適に使用される。
本発明の一具体例において、インシアネートマスク性化
合物は、ポリイソシアネート成分に対し、この成分がポ
リオール成分と反応する前に全体的にまたは部分的に反
応させることができる。
PUR硬質フオームパネルを形成するための上記ポリイ
ソシアネートとポリオール成分とのこの反応は貼合機で
行なうのが好適である。さらに、ポリイソシアネートと
ポリオール成分とを貼合機へ/:/〜2:/、特に好ま
しくは乙/:/〜乙j:/の当量比にて供給するのが好
適である。
これら二成分の投入および混合は公知の二成分発泡装置
を用いて行なうことができ、この装置は反応性混合物を
後に支持体材料とする材料(たとえばガラスマット)の
全幅にわたシ振動アプリケータ装置によって緊密に分配
する。流出して薄膜を形成する反応性混合物を次いで他
の支持体材料(たとえば他のガラスマットまたは装飾フ
ィルム)によって覆った後、これを貼合機の反応帯域に
導入する。約り0℃の温度に維持された貼合機は約/ 
2 m/minの速度で運転する。発泡および硬化工程
は、約10mの長さにわたって存在する反応帯域内で行
なわれる。貼合機の端部で得られる無端フォームノやネ
ルを縁部にてトリミングし、かつ所定寸法に切断する。
いわゆる半製品を構成するサンドインチ構造を有する貯
蔵可能な熱成形しうるPUR硬質フオームが得られる。
フォームノやネルを熱によシ変形させて好ましくはたと
えば自動車用の内部屋根ライニングを成形する場合、こ
れらは一般に150〜190℃、好ましくは/gO〜1
90℃まで加熱される。たとえばこれらパネルは、適当
な寸法の加熱装置内の支持枠にフオームが軟化するまで
/ざ0〜190℃にてλ〜を分間加熱することができる
。次いで、枠内に懸垂された熱フオームパネルを開放し
た冷金型中へ突入させ、ここでこれらをプレスしくたと
えば7分間)、所要の成形部品を形成する。
本発明のPUR硬質フオームの利点は、熱成形の工程に
際し後反応を受けることである。この後反応は、フオー
ムを実質的に熱可塑性の材料からデュロプラスチック(
duroplastie)材料に変換する。
この変化は、貯蔵安定性フオームツクネルに対するガラ
ス転移温度とこれらツクネルから製造された成形部品の
ガラス転移温度とを比較すれば明らかとなる。熱成形し
た・母ネルのガラス転移温度(これはたとえばDIN3
3≠lljにしたがう捩シ振動試験によって測定するこ
とができる)は30〜jQ℃以上であり、約200℃の
PUR材料における分解温度の領域を限界とする。
〔発明の効果〕
複雑な構造を有する成形部品を本発明のフオームにより
極めて正確に再現することができ、これはその比較的低
い軟化温度による。さらに、これらの成形部品は、後反
応の際に受ける変化によシ9j℃もしくはそれ以上の試
験温度にて良好な熱安定性を有する。
本発明のフオームは、容易に市販入手することができか
つ安価である粗製■工から特に好適に製造される。
〔実施例〕
以下、実施例によυ本発明をさらに説明するが、これら
のみに限定されず、特記しない限シ部数およびチは全て
重量による。
実施例/ ポリエーテル、 レンポリエーテル、 ン/酸化エチレンポリエーテル、 &1重量部の、OH数500に相当するε−カグロラク
タム、 JJ重量部の、OH数2jOを有するノニルフェノール
、 lAO重量部の、計算OH数6230を有する水。
700に等しいOH数の混合物(水を含む)である上記
ポリオール成分700.0重量部を/ f 7.0重量
部のポリフェニル−ポリメチレンポリイソシアネート(
粗製1i[)I)(すなわち約≠j重量%の「三核含有
量」と37重量%のNCO含有量と2j℃にて約400
mPaaの粘度とを有する)と反応させた。
このポリオール成分は//、0重量%のインシアネート
マスク剤とε−カグロラクタムとノニルフェノールとを
含有した。
熱成形可能Q″PUR硬質フオームパネルの製造および
性質 上記100重量部のポリオール組成物Aおよび117重
量部の粗製MDIポリイソシアネートを、二成分発泡装
置内で混合し、かつベルトコンベアの移動方向に対し構
方向で均一に、このベルトにて輸送されている下相の被
覆層として作用するガラスマットへ施こした。これら成
分を/:/のNC010H当量比に相対する割合で投入
した。発泡装置の出力をg4009/min (! ’
17θ、j9/minのポリイソシアネートとλり30
νminのポリオール)K調節した。何故なら、貼合機
の幅は/、 11tOmであ(/≠) シ、フオームの所望高さは/cInであり、フオームの
所望総密度はjθkll/m3であり、がっ貼合機の移
動速度は/ 2 rn/minとしたからである。放出
した反応性混合物は膠着して均一な薄膜を形成し、これ
を第2の被覆層(すなわち装飾用織物ウェブ)で封鎖し
、これを貼合機中へ上部から移動させた。
フオーム形成は、りO′Cまで加熱されかつ約10mの
長さで存在する後続の反応帯域で生せしめた。
強靭かつ剛性のコンシスチンシーを有スるまで反応させ
た厚さ約/crnの無端フオームパネルが、貼合機の端
部で得られた。このノ4ネルを縁部でトリミングし、か
つ所望部品の長さまで切断した。
このように形成したフオームパネルはサンドイッチ構造
を有し、貯蔵に適した堅固な自立性の半製品材料となっ
た。これは総密度joゆ7m3のフオームコアを有し、
かつ0. ’A 7 mPa (DINJ3 ’A2/
にしたがう圧縮試験によシ測定)の圧縮耐性を有した。
上記したフオーム試料およびその給温(clampin
g)第一誘導体の剪断モジュラスをDINjJ #jに
したがう捩シ振動試、験によp20−220℃の温度範
囲で測定した。最大給温によシ、このフオームは/jf
O℃のガラス転移温度を有した。この温度以上にて、フ
オームは軟化しかつその機械的強度を喪失した。
成形部品の製造および性質 上記したサンドインチパネル(寸法■:/70×/3.
!×10)を、適当な寸法の接触板によF)113℃ま
で≠分間加熱した。軟化したパネルを次いで支持7レー
ムによって自動車屋根ライニング用の冷金型中へ導入し
た。この金型を閉鎖し、次いで再び約7分間後に開放し
た。内部屋根ライニングは、スタンピングプレスでさら
に操作した後に直ちに装着することができた。
自動車屋根ライニング用に使用したフオームのガラス転
移温度(DINJ3 ’l’l−3にしたがって測定)
は220℃であることが判明し、したがって半製品パネ
ルのそれよシも70℃高かった。このように不可逆的変
化を受けたフオームは、熱に対し向上した寸法安定性を
有した。
熱における寸法安定性を、既に装着された自動車屋根ラ
イニングにつき、このライニングを備えた屋根構造を7
10℃の空気状態調節したチャンバ内で72時間エージ
ングすることにより試験した。この試験の終了後、屋根
2イニングは測定したタケ所のいずれにおいてもその出
発位置からj箇以上、上方もしくは下方へ移動させては
ならなかった。
上記の屋根ライニングはこの試験に耐性であった。
比較例 この比較例は、インシアネートマスク剤e含まない以外
はポリオール組成物Aに−iu当するポリオール組成物
から得られたフオームの性質を示す。
この組成物に存在する物質の量は、除去したマスク剤を
補なうよう調整した。比較ポリオール組成物は次の通シ
である: l/Lよ0重量部の、OH数jOoを有するプロぎレン
ゲリコールから出発した酸化プロピ レンゲリコール、 2よ0重量部の、OH数ど7jを有するトリメチロ−ル
プロノJ?ンから出発した酸化プロ ピレンポリエーテル、 23.5重置部の、OH数2Kを有するプロピレングリ
コールから出発した酸化プロビレ ン/酸化エチレンポリエーテル、 7.0重量部の、安定剤O8!0 (バイエルAG社の
ポリジメチルポリシロキサン)、 /、5重量部の、OH数乙20を有するジメチルエタノ
ールアミン、および lAo重量部の、計算OH数l、20の水。
混合物のOH数770(水を含む)を有する上記ポリオ
ール成分700.0重量部を、/と70重量部の実施例
/に使用したと同じポリイソシアネートと反応させた。
これら成分の割合は/、/のNC010H比に相当した
フオームの試験パケットを上記組成物によって作成し、
かつ厚さ/2瓢の円盤に切断した。このフオームは約j
Okg7m ’の総密度を有した。このフオームのガラ
ス転移温度はDINJ”3桿jにしたがう捩シ振動試験
によって測定し、かつ190℃であると判明した。
(/、!i″) /2−のプレートを接触プレート加熱装置にて190℃
まで≠分間加熱し、次いで冷時成形した。
この部品のガラス転移温度は200℃であると判明し、
かつこの部品は亀裂を有した。
上記フオームは、実施例/に記載したフオームとは2つ
の特徴において相違した。第6に、比較フオームは新た
に作成したフオームおよび熱ガラスしたフオームの両者
につき190℃および200℃のほぼ同一のガラス転移
温度を有した。
第2に、新たに作成したフオームの190℃と言う極め
て高いガラス転移温度は充分な軟化を可能とせず、その
結果成形した際にフオーム中に亀裂が生じた。
実施例2 ポリオール組成物B: 4LIAO重量部の、OH数jOOを有するプロピレン
グリコールから出発した酸化プロピ レンポリエーテル、 l/lo、6重置部の、OH数3jを有するトリメチロ
ールプロパンから出発した酸化プロピ レン/酸化エチレンポリエーテル、 0.5重量部の、安定剤O8jθ(バイエルAG社のポ
リジメチルポリシロキサン)、 //、0重量部の、OHa!;00に相当するε−カグ
ロラクタム、 3、り重量部の、計算OH数乙230の水。
100.0重量部の混合OH数330を有するポリオー
ル組成物Bを/70.0重量部のポリフェニル−ポリメ
チレンポリイソシアネート(粗製MDI)(イソシアネ
ート含有量37重量%、2l℃における粘度約111.
00mPa5 )と反応させた。
このポリオール成分は//、0重1に%のイソシアネー
トマスク剤、すなわちε−カグロラクタムを含有した。
熱成形可能なPUR硬質フオーム・ぐネルの製造および
性質 上記した700重量部のポリオール組成物Bと170重
量部のポリイソシアネートとを、実施例/に記載したよ
うな貼合機における二成分発泡装置によシ、サンドイッ
チ構造を有するPUR硬質硬質フオームノルネル工した
。成分を使用した割合は、7.3のNC010H比に相
当した。
得られた自立性の半製品パネルは総密度3;Okg/m
’のフオームコアを有し、かつ0.39 mPa(DI
NjJ 4’2/にしたがう圧縮試験によシ測定)の圧
縮耐性を有した。
このフオームのガラス転移温度は730℃であった(D
INjJμjKしたがう捩シ振動試験によシ測定)。
成形部品の製造および性質 上記サンドインチ構造を有する半製品ノ4ネルを110
℃まで≠分間加熱し、次いで実施例/と同様に/分間冷
プレスした。
この熱プレスしたフオームのガラス転移温度は770℃
まで上昇した( DIN !;3 l/Lll−3;に
よシ測定)。
装着後に自動車屋根ライニングにつき試験した加熱下で
の寸法安定性の条件(実施例/参照)は、りj′cKて
達成された。
実施例3 ポリオール組成物C: aO,O重量部の、OH@!00を有するゾロビレング
リコールから出発した酸化プロピ レンポリエーテル、 1l−O,O重量部の、OH数3jを有するトリメチロ
ールプロパンから出発した酸化プロピ レン/酸化エチレンポリエーテル、 −ル、および、 3.3重量部の、水。
ioo、o重量部の混合物OH数≠30を有するポリオ
ール組成物Cを、/70.0重量部のインシアネート含
有量3/重量%と2l℃にて約4’ 00 mPamの
粘度とを有するポリフェニル−ポリメチレンポリイソシ
アネート(粗製MDI)と反応させた。
このポリオール成分は76.0重量%のイソシアネート
マスク剤、すなわちノニルフェノールを含有した。
び性質 700重量部のポリオール組成物Cと170重置部のポ
リイソシアネート成分(上記)とを、実施例/に記載し
た二成分発泡装置および貼合機を用いてサンドインチ構
造を有するPURIt質フオームパネルに加工した。こ
れら成分は/、 、3−のNCO/bH比に相当する割
合で使用した。
得られた自立性を有する貯蔵安定性の半製品パネルは総
密度3; !r kg/m3とO9弘OmPa (DI
N、!;3 ’A2 /にしたがう圧縮試験によシ測定
)とを有するフオームコアを有した。
このフオームのガラス転移温度は/1l−0℃であった
( DIN331Atjにしたがう捩シ振動試験によシ
測定)。
成形部品の製造および性質 上記半製品パネルを/♂θ℃まで≠分間加熱し、次いで
実施例2に記載したように/分間冷プレスした。
この熱プレスしたフオームのガラス転移温度は770℃
まで上昇した(すなわち30℃だけ上昇)。
上記したように、ガラス転移温度は、捩シ振動試験(D
IN !;34L4t!r )での20〜.2λ0℃の
温度範囲における剪断モジュラス曲線の最大給温として
測定した。
装着後における自動車屋根ライニングにつき試験した加
熱下での寸法安定性の条件(実施例/参照)はりt’c
で達成された。
以上、本発明を説明の目的で詳細に説明したが、これら
は説明の目的のみであって、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か当業者に
は了解されよう。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)有機ポリイソシアネートと (b)ポリオール成分と の反応生成物であり、前記ポリオール成分は(b1)2
    8〜1200のヒドロキシル数を有する少なくとも1種
    の有機ポリヒドロキシル 化合物と、 (b2)発泡剤、フオーム安定剤および触媒と、(b3
    )前記ポリオール成分(b)の全重量に対し1〜25重
    量%の、イソシアネート基をマ スクする少なくとも1種の化合物と を含有することを特徴とする熱成形可能な硬質フオーム
  2. (2)成分(b1)が112〜400のOH数を有する
    二官能性ポリエステルである特許請求の範囲第1項記載
    のフオーム。
  3. (3)成分(b2)が28〜900のOH数を有する二
    官能性の酸化プロピレンポリエーテルポリオールである
    特許請求の範囲第1項記載のフオーム。
  4. (4)成分(b3)がε一カプロラクタムおよび/また
    はノニルフエノールである特許請求の範囲第1項記載の
    フオーム。
  5. (5)硬質パネルの形態である特許請求の範囲第1項記
    載のフオーム。
  6. (6)熱成形可能な硬質フオームを製造するに際し、 (a)有機ポリイソシアネートを (b)ポリオール成分と 反応させ、前記ポリオール成分は (b1)28〜1200のヒドロキシル数を有する少な
    くとも1種の有機ポリヒドロキシル 化合物と、 (b2)発泡剤、フオーム安定剤および触媒と、(b3
    )前記ポリオール成分(b)の全重量に対し1〜25重
    量%の、イソシアネート基をマ スクする少なくとも1種の化合物と を含有することを特徴とする熱成形可能な硬質フオーム
    の製造方法。
  7. (7)反応を貼合機内で行なつて硬質フオームパネルを
    生成させる特許請求の範囲第6項記載の方法。
  8. (8)特許請求の範囲第1項記載のフオームを150〜
    190℃の温度にて成形することを特徴とする自動車の
    内装部品の製造方法。
  9. (9)自動車の内装部品が内装品である特許請求の範囲
    第8項記載の方法。
  10. (10)内装部品が屋根ライニングである特許請求の範
    囲第8項記載の方法。
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