JP2005186454A - シール材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用時の体積収縮を抑制する。
【解決手段】目的形状より大きな容積のキャビティをもつ発泡成形型を用いて発泡成形体を形成し、脱型後、成形時の温度より高温で加熱処理して体積を収縮させ目的形状とする。
既に収縮した状態となっているので、使用時に高温部材から熱が伝わってもそれ以上に収縮するのが抑制される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車エンジンなどの高温部材に当接した状態で配設され、遮音、吸音あるいは遮熱の目的で用いられるシール材に関する。

車両のエンジンルーム内には、エンジンなどの騒音源からの放射音を遮音し、放射熱を遮熱するために、板金製あるいは硬質樹脂製のエンジンカバー、サイドカバー、オイルパンカバー、アンダーカバーなどが配置されている。しかし、これらのカバー類においても吸音による防音は困難であり、硬質であるためにカバー自体が振動して騒音源となる場合もある。そこで従来より、所定形状に成形されたモールドポリウレタンフォームをこれらのカバー類に固着し、これによって騒音を吸音して防音するとともに、制振によってカバー類自体が騒音源となるのを抑制することが行われている。また、騒音源とその近傍に配置される各種部品との間隙に多孔質のシール材を充填し、その間隙に発生する定在波を抑制するとともに遮熱することも行われている。

このシール材はガラス繊維、不織布なども用いられるが、近年ではモールドポリウレタンフォームから形成されるのが主流である。しかしモールドポリウレタンフォームから形成されたシール材は、高温で長期間使用されたりすると体積が収縮し、当接すべき相手部材との間に隙間が生じることがあった。このように相手部材との間に隙間が生じると、その隙間から音や熱が漏れたり定在波が発生したりするために、本来のシール効果が得られなくなってしまう。

そこで例えば特開2002−297150号公報には、高分子発泡体からなる基体と、基体の表面に接合されたフィルム層とからなり、フィルム層が相手部材に当接するように配設される吸音材であって、フィルム層があいて部材に対して常温以上で接着する接着能を有するものが記載されている。この吸音材によれば、基体がフィルム層に接合され、フィルム層が相手部材に接着するため、基体がフィルム層を介して相手部材に接合された状態となる。したがって基体が変形しようとしても、フィルム層によって変形が抑制されるため基体の収縮が抑制され、隙間の発生を抑制することができる。

しかしながら上記公報に記載の技術では、収縮力が大きいと、長期間の使用においてフィルム層の接着力が不十分となる場合がある。またフィルム層を基体と接合するための工数が必要となり、コスト面でも不具合があった。
特開2002−297150号

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、フィルム層を積層することなく、使用時の体積収縮を抑制することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明のシール材の製造方法の特徴は、高温部材に当接して配設されるシール材の製造方法であって、目的形状より大きな容積のキャビティをもつ発泡成形型に発泡ウレタン樹脂を注入しキャビティ形状の発泡成形体を形成する成形工程と、発泡成形体を発泡成形型から脱型後、成形工程における温度より高温で加熱処理し体積を収縮させて目的形状とする熱処理工程と、からなることにある。

熱処理工程は、発泡成形体を圧縮した状態で行うことが好ましく、発泡成形体をシール方向に圧縮した状態で行うことがさらに望ましい。

本発明のシール材の製造方法によれば、熱処理工程によって発泡成形体が収縮する。したがってシール材は既に収縮した状態となっているので、使用時に高温部材から熱が伝わってもそれ以上に収縮するのが抑制される。これにより相手部材との間に隙間が生じるのが抑制され、本来のシール性を長期間維持することができる。また大きな収縮によって生じる接着はがれのような不具合がなく、工数も小さいので安価となる。

そして発泡成形体を圧縮した状態で熱処理工程を行えば、熱処理工程に要する時間が短縮されるので、コストがさらに安価となる。また発泡成形体をシール方向に圧縮した状態で熱処理工程を行えば、使用時におけるシール方向の収縮を選択的に抑制できるので、効率がよく熱処理工程に要する時間をさらに短縮することができる。

高温部材とは、成形工程において発泡成形体に作用する温度より高温となる部材をいい、エンジン本体、エンジンからの熱などによって高温となるエンジン回りの各種部材などが挙げられる。シール材の全面が高温部材に当接してもよいし、シール材の少なくとも一表面が高温部材に当接して配置されてもよい。

本発明の製造方法では、先ず成形工程において、目的形状より大きな容積のキャビティをもつ発泡成形型が用いられる。目的形状とは、高温部材に当接して配設される時のシール材の形状をいう。キャビティの形状は、この目的形状より大きな容積とされる。ウレタンの発泡成形においては成形時の収縮が１％程度あり、得られた発泡成形体は使用時の熱で２％程度収縮するので、３％程度の収縮を見込んだキャビティの大きさとすることが好ましい。

発泡ウレタン樹脂は、従来のシール材に用いられているものを用いることができる。ポリオールとしては、多価ヒドロキシ化合物やポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリマーポリオール類、ポリエーテルエステルポリオール類、ポリエーテルポリアミン類、ポリエステルポリアミン類、アルキレンポリオール類、ウレア分散ポリオール類、メラミン変性ポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、アクリルポリオール類、ポリブタジエンポリオール類、フェノール変性ポリオール類など公知のポリオールの一種又は複数種を用いることができる。ポリイソシアネートとしてはＴＤＩ、ＭＤＩ、水添ＭＤＩ、ＨＭＤＩ、ＩＰＤＩなど、公知のものを用いることができる。またその配合比（ NCO／OH：インデックス）は、従来と同様に 1.0前後とされる。

また発泡ウレタン樹脂には、モールドポリウレタンフォームに要求される性能に応じて、整泡剤、難燃剤、充填材、帯電防止剤、着色剤、安定剤などを、必要に応じて本発明の目的を逸脱しない範囲で添加することができる。

成形工程における発泡倍率は、５〜25倍とするのが好ましい。発泡倍率がこの範囲より小さいと吸音特性及び遮熱特性が低すぎて実用的でなく、発泡倍率がこの範囲より大きくなると使用時の収縮を抑制することが困難となる場合がある。このような発泡倍率で成形された発泡成形体は、見掛け密度が0.04〜 2.0ｇ／cm³ 程度となり、吸音特性に優れている。

熱処理工程では、発泡成形体を発泡成形型から脱型後、成形工程における温度より高温で加熱処理し体積を収縮させて目的形状とする。発泡成形体を発泡成形型から脱型後に熱処理するのは、発泡成形型内で熱処理すると発泡成形体と型面との相互作用によって収縮しにくく、加熱も行いにくいからである。脱型後に熱処理すれば、例えば熱風循環炉などを用いることで発泡成形体の内部まで速やかに加熱することができ、効率よく収縮させることができる。なお加熱手段は特に制限されないが、発泡成形体に形成されている連泡を利用して内部まで速やかに加熱するのが望ましいので、加熱気体を用いて加熱するのが望ましい。

熱処理工程における加熱温度は、 200℃未満とすることが望ましい。加熱温度が 200℃以上になると熱劣化が大きく発泡成形体の品質が低下してしまう。また熱処理時間は、発泡成形体の原料、発泡倍率、大きさ、加熱温度などに応じて異なる。したがって目的形状となるまで収縮させるには、加熱温度及び加熱時間を試行錯誤的に決定する必要がある。本発明における検討材料から得られた発泡成形体の場合では、 135℃で 600時間程度の熱処理で収縮率が 1.2％程度となった。

熱処理工程は、発泡成形体を圧縮した状態で行うことが好ましい。圧縮しながら加熱することで収縮が促進され熱処理時間を短縮することができる。例えば10％圧縮した状態で 120℃程度に加熱すると、圧縮しない場合に比べて熱処理時間を約90％短縮することができる。

また圧縮しながら熱処理する場合には、発泡成形体をシール方向に圧縮した状態で行うことがさらに望ましい。このようにすれば使用時におけるシール方向の収縮を選択的に抑制でき、シール方向以外の収縮が生じても問題が生じないので、熱処理工数を低減することができ効率がよい。

なお本発明で得られたシール材は、そのまま用いてもよいし所定形状に加工して用いることもできる。

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
先ず図１に示す発泡成形型１を用意した。この発泡成形型１のキャビティ10は、目的とするシール材の形状より拡大された形状を有し、目的とするシール材の体積より 1.2％大きな容積を有している。

このキャビティ10に所定量の発泡ポリウレタン樹脂を注入して型締めして発泡成形を行った。発泡ポリウレタン樹脂は、ポリエーテルポリオール（住友バイエルウレタン（株）製、平均分子量＝6000、官能基数＝３、水酸基価＝28mg KOH／ｇ）の 100重量部に対して、架橋剤としてのジエチレングリコール２重量部、発泡剤としての水 2.5重量部、アミン触媒 1.1重量部からなるポリオール側液と、ＭＤＩ（ＮＣＯ％＝29％）からなるポリイソシアネート側液とを、ＮＣＯ／ＯＨ＝１となるように混合したものを用いた。

発泡成形完了後に型開きして発泡成形体２を脱型し、この発泡成形体を熱風循環炉内に配置して 135℃で 600時間加熱する熱処理を行った。熱処理前後における体積収縮率は 1.2％であり、目的とする形状のシール材３が得られた。

このシール材３は、図２に示すように自動車のエンジン本体４とエンジン回りに配置される各種部材５との間の隙間に充填され、エンジン本体４と当接した状態で用いられる。シール材３は既に収縮した状態であるので、使用時に熱が加わっても収縮するのが抑制され隙間が生じるのが抑制される。その結果、音及び熱の漏れ、あるいは定在波の発生を長期間抑制することができる。

（実施例２）
実施例１と同様にして得られた発泡成形体（長辺50mm×短辺50mm×厚さ50mmの立方体形状）を、厚さ方向に10％圧縮して厚さを45mmとし、その状態で熱風循環炉内に配置して、表１に示す各種温度で各種時間加熱する熱処理を行った。また圧縮しないものも同様の熱処理を行った。

圧縮したものは熱処理後に圧縮を解放し、圧縮しないものは熱処理後にそのまま、発泡成形体の厚さ（ｔmm）を測定して、次式により収縮率（ｐ％）を算出した。結果を表１、表２及び図３に示す。

ｐ＝ 100×（45−ｔ）／45

表１、表２及び図３より、圧縮することで収縮が促進されていることが明らかである。また加熱温度が高いほど収縮が促進され、 100℃では1000時間必要なところを 120℃では24時間でよいことがわかる。さらに 120℃でみる限り、圧縮しながら24時間加熱すれば収縮量はほぼ飽和している。したがって厚さ10mmの目的形状とするならば、成形後の発泡成形体の厚さが11.3mmとなるように成形し、それを 120℃で24時間加熱することで厚さ10mmの目的形状とすることができる。

本発明の一実施例における各工程を示す説明図である。 本発明の製造方法で得られたシール材の用途を示し、自動車エンジン回りの各部材の配置を示す説明図である。 熱処理時間と収縮率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１：発泡成形型 ２：発泡成形体 ３：シール材
４：エンジン本体 ５：各種部材

Claims (3)

1. 高温部材に当接して配設されるシール材の製造方法であって、
   目的形状より大きな容積のキャビティをもつ発泡成形型に発泡ウレタン樹脂を注入し該キャビティ形状の発泡成形体を形成する成形工程と、
   該発泡成形体を該発泡成形型から脱型後、該成形工程における温度より高温で加熱処理し体積を収縮させて該目的形状とする熱処理工程と、からなることを特徴とするシール材の製造方法。
2. 前記熱処理工程は、前記発泡成形体を圧縮した状態で行う請求項１に記載のシール材の製造方法。
3. 前記熱処理工程は、前記発泡成形体をシール方向に圧縮した状態で行う請求項２に記載のシール材の製造方法。

Images