(57)【要約】【解決手段】金型内に形成されたキャビティ内にポリウレタン発泡成形体用材料を供給し、上記キャビティ内を減圧しながら上記ポリウレタン発泡成形体用材料を発泡させて成形することにより得られるポリウレタン発泡成形体であって、上記ポリウレタン発泡成形体用材料として、（Ａ）ポリオール、（Ｂ）ポリエチレンオキサイド系架橋剤、（Ｃ）トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）又はジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の少なくとも一方を含むイソシアネート、（Ｄ）触媒、及び（Ｅ）水を配合してなるポリウレタン発泡成形体用材料を用いたことを特徴とするポリウレタン発泡成形体【効果】本発明によれば、低密度であっても、高硬度であり、かつ耐久性に優れたポリウレタン発泡成形体を提供することができる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に形成されたキャビティ内にポリウレタン発泡成形体用材料を供給し、上記キャビティ内を減圧しながら上記ポリウレタン発泡成形体用材料を発泡させて成形することにより得られるポリウレタン発泡成形体であって、上記ポリウレタン発泡成形体用材料として、（Ａ）ポリオール、（Ｂ）ポリエチレンオキサイド系架橋剤、（Ｃ）トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）又はジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の少なくとも一方を含むイソシアネート、（Ｄ）触媒、及び（Ｅ）水を配合してなるポリウレタン発泡成形体用材料を用いたことを特徴とするポリウレタン発泡成形体。
【請求項２】
上記（Ａ）成分のポリオールが、ポリエーテルポリオール、又はポリエーテルポリオールとポリマーポリオールの混合物であることを特徴とする請求項１記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項３】
上記ポリエーテルポリオールが、エーテル骨格がエチレンエーテル及びプロピレンエーテルからなり、かつこれらの比がエチレンエーテル／プロピレンエーテル＝８／９２〜１８／８２（モル比）であるポリ（エチレンエーテル−プロピレンエーテル）ポリオールであることを特徴とする請求項２記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項４】
上記（Ｂ）成分のポリエチレンオキサイド系架橋剤が、平均分子量が２００〜１，０００のポリエチレンエーテルポリオールであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のポリウレタン発泡成形体。
【請求項５】
ポリウレタン発泡成形体用材料のイソシアネート当量が８０〜１２０であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のポリウレタン発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリウレタン発泡成形体、特に、低密度、かつ耐久性に優れたポリウレタン発泡成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用内装材として用いられるポリウレタン発泡成形体は、近年、自動車の軽量化の要請から軽量化が求められている。このような軽量化したポリウレタン発泡体を製造する方法としては、発泡させるポリウレタン発泡成形体用材料中の水の含有量を増量して発泡量を増やすことにより発泡成形体の密度を低減する方法があるが、この方法では、得られるポリウレタン発泡形成体の熱圧縮残留歪みが急激に悪化し、必要とされる耐久性を得ることが困難である。
【０００３】
一方、低密度の発泡成形体を製造する方法としては、金型内に形成されたキャビティ空間内に発泡成形体用材料を供給し、減圧下で上記発泡成形体用材料を発泡させて成形する方法（下記特許文献１参照）がある。この方法は、同一組成のポリウレタン発泡成形体用材料用いてもキャビティ内の減圧度を変えることにより得られる発泡成形体の密度を変えることができ、上述のような軽量化のための密度の低減に適した方法である。
【０００４】
しかしながら、この方法は、発泡により形成される空孔（セル）の容積を大きくして密度を低減する方法であるが、ポリウレタン発泡成形体は、密度が低くなると硬度が低くなってしまう（下記特許文献２参照）。更に、熱圧縮残留歪み等の耐久性も低下する問題もあり、このようなポリウレタン発泡成形体は、特に、過酷な温度環境下で使用される自動車内装材用のポリウレタン発泡成形体としては十分なものとはなっていなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２２６９７３号公報
【特許文献２】
実開昭５８−６０４１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、低密度であっても、高硬度であり、かつ耐久性に優れたポリウレタン発泡成形体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発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、金型内に形成されたキャビティ内に（Ａ）ポリオール、（Ｂ）ポリエチレンオキサイド系架橋剤、（Ｃ）トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）又はジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の少なくとも一方を含むイソシアネート、（Ｄ）触媒、及び（Ｅ）水を配合してなるポリウレタン発泡成形体用材料を供給し、上記キャビティ内を減圧しながら上記ポリウレタン発泡成形体用材料を発泡させて成形することにより得たポリウレタン発泡成形体が、低密度であっても、高硬度であり、かつ乾熱圧縮残留歪み、湿熱圧縮残留歪み等の熱圧縮残留歪みが小さい耐久性に優れたポリウレタン発泡成形体であることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、金型内に形成されたキャビティ内にポリウレタン発泡成形体用材料を供給し、上記キャビティ内を減圧しながら上記ポリウレタン発泡成形体用材料を発泡させて成形することにより得られるポリウレタン発泡成形体であって、上記ポリウレタン発泡成形体用材料として、（Ａ）ポリオール、（Ｂ）ポリエチレンオキサイド系架橋剤、（Ｃ）トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）又はジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の少なくとも一方を含むイソシアネート、（Ｄ）触媒、及び（Ｅ）水を配合してなるポリウレタン発泡成形体用材料を用いたことを特徴とするポリウレタン発泡成形体を提供する。
【０００９】
以下、本発明につき更に詳述する。
本発明のポリウレタン発泡成形体は、金型内に形成されたキャビティ内にポリウレタン発泡成形体用材料を供給し、上記キャビティ内を減圧しながら上記ポリウレタン発泡成形体用材料を発泡させて成形することにより得られるポリウレタン発泡成形体であり、このポリウレタン発泡成形体用材料として、（Ａ）ポリオール、（Ｂ）ポリエチレンオキサイド系架橋剤、（Ｃ）トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）又はジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の少なくとも一方を含むイソシアネート、（Ｄ）触媒、及び（Ｅ）水を配合してなるポリウレタン発泡成形体用材料を用いたものである。
【００１０】
本発明においてポリウレタン発泡成形体用材料中の（Ａ）成分のポリオールは、ポリウレタン発泡成形体用として汎用のポリオールを用いることが可能であり、ポリエーテルポリオール、ポリマーポリオールなどを挙げることができるが、特に、ポリエーテルポリオール単独、又はポリエーテルポリオールとポリマーポリオールを混合して用いることが好ましい。この場合、ポリエーテルポリオール、ポリマーポリオールは、（Ａ）成分のポリオール中、ポリエーテルポリオールが３０〜１００重量％、ポリマーポリオールが０〜７０重量％となる量で用いることが好ましい。
【００１１】
このようなポリエーテルポリオールとしては、ポリウレタン発泡成形体用として汎用のポリエーテルポリオールを用いることが可能であり、例えば、アルキレンオキサイドで構成されるエーテル骨格がプロピレンオキサイド（ＰＯ）のみ、又はエチレンオキサイド（ＥＯ）及びプロピレンオキサイドからなるポリエーテルポリオールが挙げられるが、特に、アルキレンオキサイド部分がプロピレンオキサイド及びエチレンオキサイドからなるものが好ましく、これらの比が、ＥＯ／ＰＯ＝８／９２〜１８／８２（モル比）のものが特に好ましい。
【００１２】
また、上記ポリエーテルポリオールは、官能基としてアミノ基等の水酸基以外の官能基を有していてもよい。また、官能基数が２〜４のもの、中でも官能基数が４のものが好ましい。このようなものとしては、例えば、開始剤としてペンタエリスリトールを用いて得られたポリエーテルポリオールが挙げられる。なお、ポリエーテルポリオールの平均分子量は６，０００〜１０，０００であることが好ましい。
【００１３】
一方、ポリマーポリオールとしては、ポリウレタン発泡成形体用として汎用のポリマーポリオールを用いることが可能であり、例えば、ポリアルキレンオキサイドからなる好ましくは平均分子量が３，０００〜８，０００のポリエーテルポリオールにポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン共重合体等をグラフト共重合させたポリマーポリオールが好ましい。上記ポリアルキレンオキサイドを構成するアルキレンオキサイドとしては、プロピレンオキサイドを含んでいることが好ましく、プロピレンオキサイド単独のもの又はプロピレンオキサイド及びエチレンオキサイドを共に含むものであることが特に好ましい。また、ポリマーポリオール中のポリマー成分の濃度が２５〜５０％であるものが好ましい。
【００１４】
また、上記ポリマーポリオールは、官能基としてアミノ基等の水酸基以外の官能基を有していてもよい。また、官能基数が２〜４のもの、中でも官能基数が３のものが好ましい。このようなものとしては、例えば、開始剤としてグリセリンを用いて得られたポリマーポリオールが挙げられる。なお、ポリマーポリオールの平均分子量は３，０００〜７，０００であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明のポリウレタン発泡成形体用材料には、（Ｂ）成分としてポリエチレンオキサイド系架橋剤を配合する。このポリエチレンオキサイド系架橋剤をポリウレタン発泡成形体用材料に配合することにより、後述する減圧工法で発泡させて得られる発泡成形体を低密度であっても、高い硬度と耐久性を有するものとすることができる。
【００１６】
このようなポリエチレンオキサイド系架橋剤としては、特に、エーテル骨格がエチレンオキサイドからなるポリエチレンエーテルポリオールが好ましい。また、上記ポリエチレンエーテルポリオールは、官能基としてアミノ基等の水酸基以外の官能基を有していてもよい。また、官能基数が３〜６のもの、中でも官能基数が４のものが好ましい。このようなものとしては、例えば、開始剤としてペンタエリスリトールを用いて得られたポリエチレンエーテルポリオールが挙げられる。なお、ポリエチレンエーテルポリオールの平均分子量は２００〜１，０００であることが好ましい。
【００１７】
ポリウレタン発泡成形体用材料中の（Ｂ）成分のポリエチレンオキサイド系架橋剤の配合量の上限は、特に限定されるものではないが、（Ａ）成分のポリエーテル１００重量部に対して１０重量部以下、特に５重量部以下であることが好ましい。配合量を上記範囲とすることにより、ポリエチレンオキサイド系架橋剤を必要以上に添加することなく、効率よくポリエチレンオキサイド系架橋剤の添加効果が得られるため好ましい。また、このポリエチレンオキサイド系架橋剤の配合量の下限は１重量部以上であることが好ましい。
【００１８】
一方、本発明のポリウレタン発泡成形体用材料には、イソシアネート成分として、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）又はジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の少なくとも一方を含むイソシアネート（（Ｃ）成分）を配合する。ＴＤＩ、ＭＤＩの配合比率は、ポリウレタン発泡成形体の用途に応じて適宜選定することができる。
【００１９】
ＴＤＩとしては、２，４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩとの比が８０／２０〜６５／３５の混合物、特に、２，４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩとの比が８０／２０のものを用いることが好ましい。一方、ＭＤＩも特に限定されず、その分子量分布の広狭を問わず用いることができ、例えば、純（ピュア）ＭＤＩ（４，４’−ＭＤＩ）、ポリメリックＭＤＩ、粗（クルード）ＭＤＩなどを好適に用いることができる。このようなＴＤＩ、ＭＤＩとしては、市販品を使用し得、ＴＤＩとしては、例えば、ＴＤＩ−８０（住友バイエルウレタン（株）製）等、ＭＤＩとしては４４Ｖ２０（住友バイエルウレタン（株）製  クルードＭＤＩ）等を用いることができる。
【００２０】
なお、ポリウレタン発泡成形体用材料中の（Ｃ）成分のイソシアネートの配合量は、ポリウレタン発泡成形体用材料中のイソシアネート当量が８０〜１２０、特に９５〜１１５となる量で用いることが好ましい。
【００２１】
この場合、より具体的には、イソシアネートの種類やイソシアネート中の各成分の割合、又はポリウレタン発泡成形体用材料中の（Ａ）成分のポリオール及び（Ｂ）成分のポリエチレンオキサイド系架橋剤の種類や量によっても異なるが、上記（Ａ）成分のポリオール及び（Ｂ）成分のポリエチレンオキサイド系架橋剤の総量に対して（Ｃ）成分のイソシアネートの量を１／５〜４／５倍（重量）、特に１／４〜３／４倍（重量）程度の量で配合すればよい。
【００２２】
本発明のポリウレタン発泡成形体用材料中には、（Ｄ）成分として触媒を配合する。この触媒としては、ポリウレタン発泡成形体用として汎用のものを用いることができ、例えば、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン等のアミン触媒を用いることができる。なお、ポリウレタン発泡成形体用材料中の（Ｄ）成分の触媒の配合量は、（Ａ）成分のポリエーテル１００重量部に対して０．３〜２重量部であることが好ましい。
【００２３】
また、本発明においてポリウレタン発泡成形体用材料中には、（Ｅ）成分として水を配合する。この水は発泡剤として作用し、その量は、（Ａ）成分のポリエーテル１００重量部に対して１〜７重量部、特に２〜５重量部であることが好ましい。水の配合量を上記範囲とすることで、熱圧縮残留歪みが特に小さいポリウレタン発泡成形体を得ることができるため好ましい。
【００２４】
更に、本発明においてポリウレタン発泡成形体用材料中には、整泡剤を配合することができる。整泡剤としては、ポリウレタン発泡成形体用として汎用のものを用いることができ、例えば、各種シロキサン−ポリエーテルブロック共重合体等のシリコーン系整泡剤を用いることができる。このような整泡剤としては、市販品を使用し得、例えば、Ｌ  ５３０９（日本ユニカー（株）製）、ＳＲＸ  ２７４Ｃ（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製）等を用いることができる。なお、ポリウレタン発泡成形体用材料中の整泡剤の配合量は、（Ａ）成分のポリエーテル１００重量部に対して０．３〜２重量部であることが好ましい。
【００２５】
本発明においてポリウレタン発泡成形体は、金型内に形成されたキャビティ内に上述した成分を配合したポリウレタン発泡成形体用材料を供給し、上記キャビティ内を減圧しながら上記ポリウレタン発泡成形体用材料を発泡させて成形するいわゆる減圧工法により得ることができる。
【００２６】
このような方法としては、ポリウレタン発泡成形体用材料を金型のキャビティ内に充填し、これを発泡、成形する際にキャビティ内を減圧する方法（減圧工法）であれば、特に制限されず、公知の方法が適用でき、例えば、下型と、この下型の開放部を覆うことにより下型との間に密閉キャビティ空間を形成する上型とを具備し、これら上下型が互いに脱着可能に配設された金型本体の上記キャビティ空間内にポリウレタン発泡成形体用材料を供給してこれを発泡、成形する方法によりポリウレタン発泡成形体を成形することができる。この場合、上記キャビティ空間内の圧力を制御する圧力調整装置を配設して、上記キャビティ空間内にポリウレタン発泡成形体用材料を大気圧下に供給し、金型を閉じた後でポリウレタン発泡成形体用材料が充満する前に、上記圧力調整装置を作動させることによりキャビティ空間内を減圧にすると共に、上記ポリウレタン発泡成形体用材料がゲル化した後、脱型前に上記圧力調整装置を作動させることによりキャビティ空間内を大気圧に戻すことによりポリウレタン発泡成形体を成形する方法が中でも好ましい。
【００２７】
また、本発明において、発泡、成形時の温度は、常温程度の上記ポリウレタン発泡成形体用材料を用い、成形時の温度（金型の温度）を５０〜７０℃として発泡、成形することが可能である。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２９】
［実施例１，２、比較例２，４，５］
表１に示すポリオール成分及びイソシアネート成分を各々予め攪拌混合し、次いで上記両成分を混合してポリウレタン発泡成形体用材料（液温２５℃）を調製し、これをキャビティ空間内を減圧することができる金型（型温６０℃）のキャビティ空間内に注入し、ポリウレタン発泡成形体用材料がキャビティ空間内に充満する前にキャビティ空間内を減圧すると共に、ポリウレタン発泡成型体用材料のゲル化が開始する前に充填を完了し、ポリウレタン発泡成型体用材料がゲル化した後にキャビティ空間内を大気圧に戻す方法にてポリウレタン発泡成型体用材料を発泡させて、ポリウレタン発泡成形体を得た。得られたポリウレタン発泡成形体の密度、硬さ、乾熱圧縮残留歪み及び湿熱圧縮残留歪みについて、ＪＩＳ  Ｋ  ６４００に準拠して測定した。結果を表１に併記する。なお、乾熱圧縮残留歪み及び湿熱圧縮残留歪み測定における乾熱条件は７０℃，５０％、湿熱条件は５０℃，９５％である（以下の例において同じ）。
【００３０】
［比較例１，３］
表１に示すポリオール成分及びイソシアネート成分を各々予め攪拌混合し、次いで上記両成分を混合してポリウレタン発泡成形体用材料（液温２５℃）を調製し、これを金型（型温６０℃）内のキャビティ空間内に注入し、キャビティ空間内を減圧しない方法で発泡させて、ポリウレタン発泡成形体を得た。得られたポリウレタン発泡成形体の密度、硬さ、乾熱圧縮残留歪み及び湿熱圧縮残留歪みについて、ＪＩＳ  Ｋ  ６４００に準拠して測定した。結果を表１に併記する。
【００３１】
【表１】
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※減圧工法  ○：減圧工法を用いた
×：減圧工法を用いなかった（減圧せずに成形した）
【００３２】
ポリエーテルポリオール：平均分子量  ８，０００、官能基（ＯＨ基）数  ４、ＥＯ  １５％、ＰＯ  ８５％
ポリマーポリオール：ベースポリオール平均分子量  ５，０００、ベースポリオール官能基数  ３、ＥＯ  １３％、ＰＯ  ８７％
架橋剤Ａ：平均分子量  ４００、官能基数  ４、ＥＯ  １００％
架橋剤Ｂ：平均分子量  ８００、官能基数  ６、ＥＯ  ２０％、ＰＯ  ８０％
触媒Ａ：トリエチレンジアミン（花王（株）製）
触媒Ｂ：ジエタノールアミン（（株）日本触媒製）
整泡剤Ａ：Ｌ５３０９（日本ユニカー（株）製）
整泡剤Ｂ：ＳＲＸ２７４Ｃ（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製）
ＴＤＩ：ＴＤＩ−８０（住友バイエルウレタン（株）製）
ＭＤＩ：４４Ｖ２０（住友バイエルウレタン（株）製  クルードＭＤＩ）
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、低密度であっても、高硬度であり、かつ耐久性に優れたポリウレタン発泡成形体を提供することができる。