(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオール成分とポリイソシアネート成分及び発泡剤、触媒からなる発泡ポリウレタン材料を、反応射出成形することによって得られるポリウレタン成形品において、
前記発泡剤がカルバミン酸塩（アミン炭酸塩）系発泡剤であり、かつ触媒がトリエチレンジアミン／ジブチル錫ジラウレート併用系であって、
前記カルバミン酸塩系発泡剤、前記トリエチレンジアミン、及び前記ジブチル錫ジラウレートの配合量が、前記ポリオール成分１００重量部に対して、前記カルバミン酸塩系発泡剤：１〜６重量部、前記トリエチレンジアミン：０．３〜１重量部、前記ジブチル錫ジラウレート：０．００１〜０．００７重量部であることを特徴とする発泡ウレタン反応射出成形品。
【請求項２】
前記カルバミン酸塩系発泡剤の前記ポリオール成分１００重量部に対する配合量が２〜４重量部であることを特徴とする請求項１記載の発泡ウレタン反応射出成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡ウレタン反応射出成形品に関する。特に、ステアリングホイールの如く、耐摩耗性が要求される製品に好適な発明である。
【０００２】
ここでは、自動車等の車両用のステアリングホイールを主として例に採り説明するが、本発明は、他のＲＩＭフォーム成形品、例えば、ホーンパッド、アームレスト等の自動車内装品にも適用可能である。
【０００３】
【背景技術】
一般に、上記ステアリングホイールのリング部１０は、リング部芯金１２を軟質のインテグラルスキン付きのウレタンフォーム（通常、半硬質）１４で被覆し、さらに、主として耐光性、耐摩耗性等の見地から通常、表皮塗膜１６を形成している（図１参照）。
【０００４】
該ウレタンフォームは、通常、ＲＩＭ（反応射出成形）により成形していた。型締め圧が小さく（通常の熱可塑性樹脂を射出成形する場合の約１／１０以下）、且つ、金型の加熱・冷却エネルギーも小さくて済むためである。そして、当該仕上げ塗膜は、通常、生産性等の見地からインモールドコートにより形成することが多い。
【０００５】
すなわち、ステアリングホイールのリング部の成形は下記の如く行なっていた。
【０００６】
(1) 合わせ金型（図例では上型・下型）１８、２０の製品キャビテイ面１８ａ、２０ａ対に、インモールド塗膜（表皮塗膜）１６をスプレー塗装等により形成する。（図２参照）
(2) リング部芯金１２を開状態の金型にセットした後、型閉じを行ない、ＲＩＭウレタン材料を射出注入する。
【０００７】
(3) ＲＩＭウレタン材料を反応硬化させた後、離型する。そして離型した成形品はバリを除去して製品とする。
【０００８】
上記ＲＩＭウレタン材料は、ポリオール成分及びポリイソシアネート成分とともに触媒さらには発泡剤その他副資材を含む。通常これらの副資材はポリオール成分に予め添加混合されることが多い。
【０００９】
上記触媒としては、通常、耐光性の見地から第三級アミン系を主体とし、有機錫系を補助的に使用していた。
【００１０】
また、発泡剤としては従来、フロン、すなわち、ハイドロフルオロクロロカーボン（ＨＣＦＣ）を用いていたが、オゾン層破壊のおそれがあるためフロンの使用は制限されつつあり将来的には使用不可となる。このため、水を発泡剤として使用することが考えられるが、水の場合、ＲＩＭウレタン材料の反応硬化中に水とイソシアネートが反応し炭酸ガスが発生する。ウレタン硬化後の型開放の際に、その残存ガスによりウレタンフォームの膨れが生じ易く、良好な外観を得ることができない。
【００１１】
このため、脂肪族アミノアルコール及び二酸化炭素から得られるカルバミン酸塩（アミン炭酸塩）系の反応型発泡剤が提案され上市されている（特開平７−１８８３６７号公報等参照）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
昨今のステアリングホイールの軽量化の要請から、従来のリング部におけるフォーム密度０．７g/cm3 前後からフォーム密度０．５g/cm3 前後の高発泡タイプのものが要求されるようになってきた。
【００１３】
そして、高発泡タイプのものを、反応速度を全体的に促進させて成形サイクル時間を長くしないで成形するためには、第三級アミン系触媒とともに補助的に使用する有機錫系触媒の量を増大させる必要がある。
【００１４】
しかし、上記カルバミン酸塩系の発泡剤を用いたＲＩＭ材料において、有機錫系触媒の量を相対的に増大させると耐摩耗性（インモールドコートがない状態で）が極端に低下することが分かった。
【００１５】
本発明は、上記にかんがみて、カルバミン酸塩系の発泡剤を用いた高発泡フォームにおける表面耐摩耗性が格段に向上する発泡ウレタン反応射出成形品を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意開発に努力をする過程で、前記有機錫の配合量を極端に少なくして、相対的に第三級アミンの配合量を増大させればよいことを見出し、下記構成の発泡ウレタン反応射出成形品に想到した。
【００１７】
ポリオール成分とポリイソシアネート成分及び発泡剤、触媒からなる発泡ポリウレタン材料を、反応射出成形することによって得られるポリウレタン成形品において、前記発泡剤がカルバミン酸塩（アミン炭酸塩）系発泡剤であり、かつ触媒がトリエチレンジアミン／ジブチル錫ジラウレート併用系であって、
前記カルバミン酸塩系発泡剤、前記トリエチレンジアミンおよび前記ジブチル錫ジラウレートの配合量が、前記ポリオール成分１００重量部に対して、前記カルバミン酸塩系発泡剤：１〜６重量部、前記トリエチレンジアミン：０．３〜１部、前記ジブチル錫ジラウレート：０．００１〜０．００７重量部であることを特徴とする。
【００１８】
【手段の詳細な説明】
次に、上記手段の各構成について詳細な説明を行なう。従来例と同一部分については、同一図符号を付して、それらの説明を省略する。以下の説明で配合単位を示す「部」は、特に断らない限り「重量部」を意味する。
【００１９】
本発明の反応射出成形品は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とカルバミン酸塩（アミン炭酸塩）系発泡剤を含むとともに、触媒が第三級アミン系触媒を主体として有機錫を補助的に使用する第三級アミン／有機錫併用系である発泡ウレタン材料から反応射出成形（ＲＩＭ）したものを前提とする。
【００２０】
ここで、ポリオール成分は、ポリエステル系でもよいが、耐加水分解性に優れ、且つ、ポリエステル系に比して相対的に低粘度であるポリエーテル系を好適に使用できる。該ポリオール成分は、１，０００〜１０，０００の分子量を有する高分子ポリオールである。
【００２１】
上記ポリオール成分とするポリエーテルポリオールとしては、プロピレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ビスフエノールＡ等の低分子ポリオールやエチレンジアミン等の低分子アミンにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等の環状エーテルを反応させて得る二官能・三官能・四官能性のもの、さらには、これらにビニルモノマー等をグラフト重合させたポリマーポリオールを使用できる。
【００２２】
また、ポリイソシアネート成分としては、芳香族系、特に、ジフェニルメタン類が反応性に優れているため好適に使用できる。
【００２３】
上記芳香族系イソシアネートとしては、４，４´−（又は２，４´−、２，２´−）ジフエニルメタンジイソシアネート（以下「ＭＤＩ」と略す）、クルードＭＤＩ、液状ＭＤＩ、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、及びフエニレンジイソシアネート等、さらには取扱上の見地から、これらの成分の一部を高分子化させたダイマー、トリマー、カルボジイミド等で変性あるいは他のアルコールで変性したプレポリマーなどを使用できる。これらのうちで、ジフェニルメタン類（ＭＤＩ系）のものが望ましい。そして、該ポリイソシアネート成分のイソシアネート含量１８〜３３．６％のものが好適に使用できる。
【００２４】
(3) 上記カルバミン酸塩系の発泡剤としては、カルバミン酸塩のみ又はカルバミン酸を主体とするものとする。カルバミン酸塩を主体する場合における、他の発泡剤としては、水、その他の反応型発泡剤が使用できる。
【００２５】
ここで、カルバミン酸塩とは、下記一般式で表示される群から選択されるものを意味する。（特開平７−１８８３６７号公報参照）
【００２６】
【化１】
0004326644.tif 000002
【００２７】
（式中Ｒ1 は水素又はＣ1 〜Ｃ3 アルキル基若しくは
式
【００２８】
【化２】
0004326644.tif 000003
【００２９】
の基を表し、Ｒ2 およびＲ3 は同一又は異なり、水素またはＣ1 〜Ｃ3 アルキル基を表し、ｎは２〜６の整数である。）
そして、このＲＩＭウレタン材料には、通常のウレタン材料に配合されている、顔料、鎖延長剤、触媒、その他副資材を配合することができる。
【００３０】
上記鎖延長剤としては、６２〜９９９の分子量を有する少なくとも一つ低分子ポリオールを使用する。ここで、鎖延長剤（低分子ポリオール・アミン）の配合量は、高分子ポリオール１００部に対して通常２〜３０部とする。該鎖延長剤としては、エチレングリコール、ジ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、１，３−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ジエチルトリレンジアミン等を挙げることができる。
【００３１】
上記触媒としては、第三級アミン系触媒を主体として有機錫を補助的に使用する第三級アミン／有機錫併用系であるものを使用する。
【００３２】
第三級アミン系としては、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）等を、有機錫系としてはジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）、ジオクチルチンマーカプチド等を、それぞれ好適に使用できる。これらの内で、ＴＥＤＡ／ＤＢＴＤＬの組み合わせが最も好ましい。
【００３３】
上記反応型発泡剤の配合量は、密度０．３５〜０．６０g/cm3 となるよう、ポリオール成分１００部に対して、通常１〜６部、望ましくは２〜４部とする。
【００３４】
(2) 上記構成において、本発明の発泡ウレタン反応射出成形品は、有機錫系触媒の配合量を前記ポリオール成分１００部に対して０．００１〜０．０１部、望ましくは０．００１〜０．００７部とする。
【００３５】
有機錫系触媒の配合量が過少では、全体的に反応速度の促進が困難となり、成形サイクルが長くなる傾向にあり、有機錫系触媒の配合量が過多では、本発明の効果（フォーム表面の耐摩耗性の向上）を奏し難くなる。
【００３６】
このとき、他方の主体触媒である有機アミン系触媒の配合量は、第三級アミン系の配合量を前記ポリオール成分１００重量部に対して０．３〜１部、望ましくは０．５〜０．７部とする。このときの、各触媒の比率は、第三級アミン系／有機錫系（重量比）＝１００／０．１〜１００／３、望ましくは１００／０．２〜１００／２．５、さらに望ましくは１００／０．３〜１００／１．５となる。
【００３７】
上記インモールドコート法の表皮塗膜を形成する塗料は、ＲＩＭの成形品本体と密着性（接着性）が良好で、且つ、ＲＩＭ成形品の表面要求特性を満足させるものなら特に限定されない。
【００３８】
【発明の作用・効果】
本発明の発泡ウレタン反応射出成形品は、上記の如く、カルバミン酸塩（アミン炭酸塩）系発泡剤を含むとともに、触媒が第三級アミン系触媒を主体として有機錫を補助的に使用する第三級アミン／有機錫併用系である発泡ウレタン材料から反応射出成形した発泡ウレタン反応射出成形品において、前記有機錫系触媒の配合量を前記ポリオール成分１００重量部に対して０．００１〜０．０１重量部である構成とすることにより、下記のような作用・効果を奏する。
【００３９】
カルバミン酸塩系の発泡剤を用いた高発泡フォームにおける表面耐摩耗性が格段に向上する。その理由は、初期硬化（初期反応）に有利な第三級アミン系の触媒が相対的に増大して、ウレタンフォーム表面の硬化が十分に進んで耐摩耗性の増大に寄与するものと推定される。
【００４０】
特に、ステアリングホイールのリング部のように耐摩耗性が要求される成形品においては、表皮塗膜（インモールド塗膜）が薄くても十分な耐摩耗性が得られる。
【００４１】
【試験例】
以下、本発明の効果を確認するために行なった実施例・比較例について説明する。下記の如くステアリングホイールを成形した。なお、通常は、インモールドコートを形成するが、本試験例では、ウレタンフォームの耐摩耗性を評価するため、インモールドコートレスで成形した。
【００４２】
(1) 金型を型閉じして、表１に示す各処方のＲＩＭウレタン材料を用いて、ステアリングホイール（ＳＷ）のリング部１０Ａを成形した。
【００４３】
・金型      ：４芯形状のＳ／Ｗ型
・射出速度  ：２００ｇ／ｓ
・射出圧力  ：１５ＭＰａ（ポリオール、イソシアネート共）
・注入時間  ：２秒
・金型温度  ：６０℃
・材料温度  ：３０℃（ポリオール、イソシアネート共）
・キュア時間：９０秒
(2) 離型後のＳＷ成形品について、図３に示すように幅４cmの綿帆布（JIS-L-3102 #10並）２２の先端に１００ｇの錘２４を接続してリング部１０Ａに係合させて、ストローク：１０cm、サイクルスピード：６０cpm の条件で、耐摩耗試験を行なった。なお、密度（JIS K 7112）測定したので、表１に付記してある。
【００４４】
それらの結果を示す表１から、触媒が第三級アミン／有機錫併用系であるウレタンフォームＲＩＭ品において、本発明の要件を満たす触媒配合の各実施例は、本発明の要件を満たさない比較例に比して、格段に耐摩耗性が向上していることが分かる。
【００４５】
判定基準は、下記の通りとした。
【００４６】
５級：全く異常が認められないもの。
【００４７】
４級：わずかに異常が認められるか、ほとんど目立たぬもの。
【００４８】
３級：異常はわずかであるが、明らかに認められるもの。
【００４９】
２級：異常がやや著しいもの。
【００５０】
１級：異常がかなり著しいもの。
【００５１】
【表１】
0004326644.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する成形品であるステアリングホイールのリング部断面図
【図２】ステアリングホイールの成形用金型のリング部における型開き時の概略断面図
【図３】摩耗試験説明用のモデル図
【符号の説明】
１０、１０Ａ  ステアリングホイールのリング部
１２  リング部芯金
１４  ウレタンフォーム
１６  表皮塗膜（インモールドコート）
１８  上型（ステアリングホイール成形型の）
２０  下型（ステアリングホイール成形型の）
【図１】
0004326644.tif 000005
【図２】
0004326644.tif 000006
【図３】
0004326644.tif 000007