【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明はウレタン発泡体を使用する製品の新規
な製法に関する。さらに詳しくは、とくに高温曝
露後においても製品の寸法安定性が保持される、
ウレタン発泡体を使用する製品の製法に関する。
ウレタン発泡体は通常、たとえばポリオールと
イソシアネートの２液を混合する際に、水を混和
させて炭酸ガスを発生させ、その膨張圧により発
泡させるか、または気化性液体、たとえばフツ化
炭化水素を混和しこれを反応熱により気化させ、
その膨張圧により発泡させるなどの方法により製
造されている。したがつて、えられるウレタン発
泡体においては発泡化のために使用された気体ま
たは気化性液体が発泡セル中に残留しており、そ
の残留度は独立セルの割合が多いほど多い。また
発泡化のための気体または気化性液体のほかにも
水分その他の気化性液体が発泡セル中に残留して
いる。
かかる気体または気化性液体が残留しているウ
レタン発泡体、とくに独立セルの多いウレタン発
泡体をそのまま用いて、たとえばこれを芯材とし
て繊維強化プラスチツクス（以下、単にFRPと
いう）成形品を製造したばあい、えられたFRP
成形品を高温にさらすと芯材のウレタン発泡体の
セル中から出てきた気体（気化性液体が気化して
生じた気体を含む）が該芯材とFRP層との境界
に集中し、その結果芯材とFRP層との間に空洞
が形成されてFRP成形品の表面にフクレが生じ、
製品の寸法安定性の保持が困難となり、この変形
は低温になつても残留する。
かかるフクレを防止する方法として、ウレタン
発泡体を50℃前後で長時間加温し、予めセル中か
ら気体または気化性液体を逸散させておく方法
や、ウレタン発泡体とFRP層との密着性を向上
させて気体の膨張圧を力学的に抑制する方法など
が試みられている。しかしこれらの試みはコスト
の上昇を招いたり、フクレ防止効果が不足した
り、製品の使用条件が狭い範囲に制限されるなど
の問題がある。
前記においてはウレタン発泡体を使用する製品
のフクレの問題をFRP成形品について説明した
が、その他の樹脂成形品、たとえばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアミド、ABS樹脂な
どの成形品においても同様な問題があり、さらに
乾燥炉などの断熱パネルにおけるウレタン発泡体
を鋼板で密閉する構造においても同様な問題があ
る。
しかるに本発明者らは高温にさらされてもフク
レなどの不具合が発生しない、ウレタン発泡体を
使用する製品の製法について鋭意検討を重ねた結
果、ウレタン発泡体を減圧処理することにより比
較的低温ですみやかにセル中の気体や気化性液体
を除去しうること、およびかかる減圧処理したウ
レタン発泡体を用いて製造した製品は高温にさら
されてもフクレなどの不具合が発生しないという
新たな事実を見出して本発明を完成した。
すなわち本発明は、ウレタン発泡体を実質的に
気体不透過性の材料で完全にまたは部分的に包み
込んだ構成の製品を製造するに際して、ウレタン
発泡体を予め減圧処理することを特徴とするウレ
タン発泡体を使用する製品の製法に関する。
しかして本発明によるときは、ウレタン発泡体
を単に加温する従来法にくらべて比較的低温で短
時間にセル中の気体または気化性液体をより充分
に除去することができ、またウレタン発泡体とそ
れを包む材料との密着性を向上させる従来法にく
らべてウレタン発泡体を包む材料の材質、厚さな
どの選択範囲が広くかつ製品の使用条件が大巾に
緩和され、きわめて有利である。
本発明にいうウレタン発泡体は、ウレタン結合
を有する高分子化合物の発泡体であつて、その発
泡を主に炭酸ガスなどの気体またはフツ化炭化水
素類などの気化性液体に依存するものであり、軟
質、硬質を問わない。
ウレタン発泡体の減圧処理はウレタン発泡体を
減圧下、好ましくは300mmHg以下、より好ましく
は100mmHg以下、なかんづく50mmHg以下の減圧
下に放置しておくことによつて行なわれる。減圧
処理の温度および時間は減圧後、さらにはウレタ
ン発泡体の形状、大きさ、独立セルの割合、発泡
体中に存在する気体または気化性液体の量、発泡
体を包み込む材料の厚さ、材質などに依存するの
で、最終製品のフクレ許容範囲を考慮して実験的
に決定すればよいが、おおむね処理温度は20〜80
℃程度、処理時間は数分〜数時間程度である。こ
の減圧処理によりウレタン発泡体に残留するモノ
マー、水分なども除去されうる。また独立セルの
多いウレタン発泡体ほど減圧処理の効果が大き
い。
本発明にいうウレタン発泡体を使用する製品は
該発泡体を実質的に気体不透過性の材料で完全に
または部分的に包み込んだ構成の製品であるが、
具体的にはウレタン発泡体を芯材とする自動車の
樹脂製パネルや部品、ウレタン発泡体を断熱材と
して鋼板などで包み込んだ乾燥炉などのパネルな
どである。
ウレタン発泡体を包み込む材料としてはポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ABS樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂などがあげられ、こ
れら樹脂は強化繊維と併用してもよい。これら樹
脂を用いる最終製品の成形方法としてはハンドレ
イアツプ法、スプレーアツプ法、レジンインジエ
クシヨン法、射出成形法などが採用される。また
ウレタン発泡体を包み込む材料としては前記樹脂
材料以外に鋼、鉄などの金属板があげられる。
つぎに実施例および比較例をあげて本発明の方
法を説明する。
実施例１〜２および比較例１〜２
硬質ウレタン発泡体を芯材に用いてFRPのレ
ジンインジエクシヨン法により第１〜３図に示す
自動車のバツクドアを作製した。第１図はバツク
ドアの平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線拡大断
面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線拡大断面図であ
る。第１〜３図において、１はウレタン発泡体の
芯材、２はFRP層である。
硬質ウレタン発泡体（炭酸ガス発泡によるも
の、発泡倍率６倍）を真空タンクに入れて第１表
に示される条件で減圧処理した（ただし比較例１
〜２では常圧での加熱処理のみを行なつた）。
レジンインジエクシヨン用FRP製型の下型に
不飽和ポリエステル樹脂（エチレングリコール、
無水マレイン酸およびイソフタル酸からえられた
不飽和ポリエステル100部（重量部、以下同様）、
スチレン30部、メチルエチルケトンパーオキサイ
ド１部、ナフテン酸コバルト0.5部からなるもの）
をスプレー塗布して厚さ0.3mmのゲルコート層を
形成した（えられる最終製品においてこのゲルコ
ート層が外面になる）。ついでこのゲルコート層
のうえにガラス繊維のプリフオームおよび前記の
減圧処理した芯材をセツトしたのち下型と上型を
閉じ、注入孔より不飽和ポリエステル樹脂（エチ
レングリコール、無水マレイン酸および無水フタ
The present invention relates to a new method for manufacturing products using urethane foam. More specifically, the dimensional stability of the product is maintained even after exposure to high temperatures.
This article relates to a method for manufacturing products using urethane foam. Urethane foam is usually made by mixing two liquids, for example polyol and isocyanate, by mixing water to generate carbon dioxide gas and causing foaming by the expansion pressure, or by mixing a vaporizable liquid such as fluorinated hydrocarbon. This is vaporized by the heat of reaction,
It is manufactured by a method such as foaming using the expansion pressure. Therefore, in the resulting urethane foam, the gas or vaporizable liquid used for foaming remains in the foam cells, and the degree of this remains increases as the proportion of closed cells increases. In addition to the gas or vaporizable liquid for foaming, moisture and other vaporizable liquids remain in the foam cells. A urethane foam in which such gas or vaporizable liquid remains, especially a urethane foam with many closed cells, is used as it is to produce a fiber-reinforced plastic (hereinafter simply referred to as FRP) molded product, for example, using this as a core material. In case, the obtained FRP
When a molded product is exposed to high temperatures, gas (including gas generated by vaporization of a vaporizable liquid) coming out of the cells of the urethane foam core material concentrates at the boundary between the core material and the FRP layer. As a result, a cavity is formed between the core material and the FRP layer, causing blisters on the surface of the FRP molded product.
It becomes difficult to maintain the dimensional stability of the product, and this deformation remains even at low temperatures. Methods to prevent such blistering include heating the urethane foam at around 50°C for a long time to dissipate gas or vaporizable liquid from the cells in advance, and improving the adhesion between the urethane foam and the FRP layer. Attempts have been made to dynamically suppress the expansion pressure of the gas by improving the However, these attempts have problems such as increased cost, lack of blistering prevention effect, and limited use conditions of the product. In the above, the problem of blistering in products using urethane foam was explained for FRP molded products, but similar problems also occur in molded products of other resins, such as polyethylene, polypropylene, polyamide, ABS resin, etc. Furthermore, a similar problem exists in a structure in which a urethane foam in a heat insulating panel such as a drying oven is sealed with a steel plate. However, the inventors of the present invention have conducted extensive research into methods for manufacturing products using urethane foam that do not cause problems such as blistering even when exposed to high temperatures. We discovered new facts that gas and vaporizable liquid in cells can be quickly removed, and that products manufactured using such vacuum-treated urethane foam do not suffer from problems such as blistering even when exposed to high temperatures. The present invention was completed. That is, the present invention provides a urethane foam product characterized in that the urethane foam is subjected to a vacuum treatment in advance when producing a product in which the urethane foam is completely or partially wrapped in a substantially gas-impermeable material. Concerning the manufacturing method of products that use the body. According to the present invention, the gas or vaporizable liquid in the cells can be more thoroughly removed in a short time at a relatively low temperature compared to the conventional method of simply heating the urethane foam. Compared to the conventional method, which improves the adhesion between the urethane foam and the material it is wrapped in, it is extremely advantageous because it allows a wider selection of materials, thickness, etc. . The urethane foam referred to in the present invention is a foam of a polymer compound having urethane bonds, and its foaming is mainly dependent on gas such as carbon dioxide or vaporizable liquid such as fluorinated hydrocarbons. , whether soft or hard. The vacuum treatment of the urethane foam is carried out by leaving the urethane foam under reduced pressure, preferably 300 mmHg or less, more preferably 100 mmHg or less, particularly 50 mmHg or less. The temperature and time of the decompression treatment will depend on the shape, size, closed cell ratio of the urethane foam, the amount of gas or vaporizable liquid present in the foam, the thickness and quality of the material surrounding the foam. The processing temperature can be determined experimentally, taking into account the blistering tolerance range of the final product, but the processing temperature is generally between 20 and 80℃.
℃, and the processing time is about several minutes to several hours. This reduced pressure treatment can also remove monomers, moisture, etc. remaining in the urethane foam. Moreover, the effect of reduced pressure treatment is greater for urethane foams that have more closed cells. The product using the urethane foam according to the present invention is a product in which the foam is completely or partially wrapped in a substantially gas-impermeable material.
Specifically, these include resin panels and parts for automobiles that use urethane foam as a core material, and panels for drying ovens that use urethane foam as a heat insulator and wrap it in steel plates. Examples of materials for wrapping the urethane foam include polyethylene, polypropylene, polyamide, ABS resin, and unsaturated polyester resin, and these resins may be used in combination with reinforcing fibers. As methods for molding final products using these resins, hand lay-up methods, spray-up methods, resin injection methods, injection molding methods, etc. are employed. In addition to the above-mentioned resin materials, metal plates such as steel and iron may be used as materials for wrapping the urethane foam. Next, the method of the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples. Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2 The back doors of automobiles shown in FIGS. 1 to 3 were manufactured by an FRP resin injection method using a rigid urethane foam as a core material. 1 is a plan view of the backdoor, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line A--A in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along the line B--B in FIG. In FIGS. 1 to 3, 1 is a core material of urethane foam, and 2 is an FRP layer. A hard urethane foam (by carbon dioxide gas foaming, expansion ratio 6 times) was placed in a vacuum tank and subjected to reduced pressure treatment under the conditions shown in Table 1 (However, Comparative Example 1
-2, only heat treatment at normal pressure was performed). The lower mold of the FRP mold for resin injection molding is made of unsaturated polyester resin (ethylene glycol,
100 parts (parts by weight, same hereinafter) of unsaturated polyester obtained from maleic anhydride and isophthalic acid,
30 parts of styrene, 1 part of methyl ethyl ketone peroxide, and 0.5 part of cobalt naphthenate)
was spray applied to form a 0.3 mm thick gel coat layer (this gel coat layer will be the outer surface of the resulting final product). Next, after setting the glass fiber preform and the vacuum-treated core material on top of this gel coat layer, the lower mold and upper mold are closed, and an unsaturated polyester resin (ethylene glycol, maleic anhydride, and anhydrous lid) is injected through the injection hole.
【表】
第１表から明らかなごとく、減圧処理したウレ
タン発泡体を用いた実施例１〜２ではフクレが認
められなかつたが、常圧で加熱処理のみを行なつ
たウレタン発泡体を用いた比較例１〜２では第４
図および第５図（それぞれ第２図および第３図に
対応）に示されるごときフクレが発生し、このフ
クレは低温にしても残留した。そのフクレの程度
〔第４〜５図に示される分離した芯材とFRP層と
の最大距離Ｈ〕は比較例１で約10mm、比較例２で
約１mmであつた。[Table] As is clear from Table 1, no blistering was observed in Examples 1 and 2 using urethane foam treated under reduced pressure, but in Examples 1 and 2 using urethane foam treated under reduced pressure, no blistering was observed. In Comparative Examples 1 and 2, the fourth
Blisters as shown in Fig. 5 and Fig. 5 (corresponding to Figs. 2 and 3, respectively) occurred, and these blisters remained even at low temperatures. The degree of blistering (maximum distance H between the separated core material and the FRP layer shown in FIGS. 4 and 5) was approximately 10 mm in Comparative Example 1 and approximately 1 mm in Comparative Example 2.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図はウレタン発泡体を芯材とするFRP製
バツクドアの平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線
拡大断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線拡大断面
図、第４図および第５図は該バツクドアの加熱後
のフクレの状態を示す断面図であり、それぞれ第
２図および第３図に対応する。
（図面の主要符号）、１：ウレタン発泡体の芯
材、２：FRP層。
Fig. 1 is a plan view of an FRP back door with urethane foam as the core material, Fig. 2 is an enlarged sectional view taken along the line A-A in Fig. 1, and Fig. 3 is an enlarged sectional view taken along the line B-B in Fig. 1. , 4 and 5 are cross-sectional views showing the state of blistering of the back door after heating, and correspond to FIGS. 2 and 3, respectively. (Main symbols in the drawing), 1: Urethane foam core material, 2: FRP layer.